JPH10267650A - 道路線形自動測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いかなる環境下であっても、自車両の位置及
び走行している道路の曲率を自動的に得ることができる
道路線形自動測量装置を得る。 【解決手段】 複合慣性測量部３がＧＰＳ衛星及びＧＰ
Ｓ基準局１０からの電波を受信できる道路では、ＧＰＳ
信号及びＧＰＳ補正信号に基づく移動車両７の位置デー
タに基づいて加速度の誤差、角速度の誤差、姿勢角の誤
差、慣性位置の誤差、慣性速度の誤差を逐次推定し、ま
た、ＧＰＳ衛星及びＧＰＳ基準局１０からの電波を受信
できない道路では車速計５からの速度に基づいて各誤差
を推定する。そして、データ処理部が複合慣性測量部３
からの位置、方位角、姿勢角に基づいて道路の曲率半
径、縦横勾配を求めて表示又は蓄積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路又は線路の勾
配（縦、横）及び道路又は線路の曲率半径等（総称して
道路状況という）を、いかなる環境下においても移動車
両を走行させながらリアルタイムで正確に得る道路線形
自動測量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、既存の道路の位置、傾斜、曲率
を計測するには、水平、鉛直角等を測る経緯儀又は距離
を測る光波測距儀等の測量器械を用いたトラバース測
量、水準測量が実施されている。

【０００３】一方、近年においては、ＧＰＳ基準局と、
移動局とがＧＰＳ電波を同時に受信し、移動局がＧＰＳ
基準局からの電波を受けて緯度、経度等の誤差を相殺す
ることにより測位精度を向上させるディファレンシャル
ＧＰＳ技術が普及している。

【０００４】このようなディファレンシャルＧＰＳ技術
を用いて、移動する車両の３次元位置を計測し、道路の
縦断勾配を計算する方法等が研究されている。

【０００５】この方法は、正確に位置が分かっている基
準点のＧＰＳ基準局において、最低４個のＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を観測受信して位置（緯度、経度、高
さ）及び時刻等を計測し、この計測結果を移動局が受信
する。

【０００６】また、移動局がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号
を受信して得た位置と、ＧＰＳ基準局からの計測結果と
を比較することによって、ＧＰＳ衛星からの電波に含ま
れるＳＡ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ａｖａｉｌａｂｉｌｉ
ｔｙ）、衛星系、伝搬系等による誤差成分を除去して正
確な位置を求める。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トラバース測量や水準測量等は、測定場所に器械を持ち
運び、角度と距離を次々に計測する必要があるため、多
大な労力と時間がかかるという問題点があった。

【０００８】また、交通量の多い道路に多くの器械をも
って行って計測を行わなければならないので、事故や渋
滞を引き起こす可能性を高めるという問題点があった。

【０００９】さらに、ディファレンシャルＧＰＳ測量
は、位置、勾配、曲率の計測精度が低く、ばらつきも大
きいという問題点があった。

【００１０】さらに、都市部のビル街やトンネル内では
ＧＰＳ電波を受信できないため計測不能になる場合もあ
るという問題点があった。

【００１１】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、いかなる環境下であっても、自車両の
位置及び走行している道路の曲率を自動的に得ることが
できる道路線形自動測量装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１は、移動車両上
において、少なくとも出発点からの移動車両の現在の慣
性位置、方位角を逐次求めて送出する慣性測量部を有す
る道道路形自動測量装置において、慣性測量部からの慣
性位置及び方位角を逐次入力し、この慣性位置と方位角
とが所定数記憶される毎に、これらの慣性位置及び方位
角に基づいて移動車両が走行している道路の曲率半径を
逐次求めて知らせる曲率半径計算手段を備えたデータ処
理部とを有することを要旨とする。

【００１３】請求項１においては、慣性測量部とデータ
処理部とを電気的に接続して移動車両に搭載して道路を
走行させると、走行中の慣性位置及び方位角が求められ
てデータ処理部に送出される。そして、データ処理部
は、今回の慣性位置及び方位角と前回の慣性位置及び方
位角度とから道路の曲率半径を逐次求めて知らせる。

【００１４】このため、トラバース測量のように、測定
場所に器械を持ち運ばなくとも、移動車両を走行させる
だけで、曲がっている道路の曲率半径を自動的に得るこ
とが可能となる。特に、カーナビゲーション用道路デー
タベースや交通事故分析用データベースを効率的に作成
することに効果を発揮する。

【００１５】請求項２は、慣性測量部は、直交３軸の複
数の加速度計からの加速度を積分して出発点からの慣性
速度及び慣性位置を求めると共に、直交３軸の複数のジ
ャイロからの角速度を積分して方位角と姿勢角とを求め
るストラップダウン型ＩＮＳを生成していることを要旨
とする。

【００１６】請求項２においては、慣性測量部をストラ
ップダウン型ＩＮＳにしているため、３軸のジャイロの
角速度から移動車両の姿勢角及び方位角が検出されると
共に、加速度が東西、南北、鉛直方向の成分に分けられ
て積分されて慣性速度、慣性位置が求められる。すなわ
ち、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できないトンネル、都
市部を走行していても移動車両の姿勢角、方位角、慣性
位置、慣性速度が得られてデータ処理部に送出される。

【００１７】このため、トンネル、高層建築物が多い都
市部等を走行していても道路の曲率半径を自動的に得ら
れる。

【００１８】請求項３は、データ処理部は、移動車両の
各車輪付近の筐体に取り付けられた複数のレーザ距離計
に電気的に接続され、複数のレーザ距離計からの道路と
移動車両との間の距離に基づいて移動車両の前後左右の
傾斜角度を求める車両傾斜計算手段と、車両傾斜計算手
段からの傾斜角度と慣性測量部からの方位角及び姿勢角
を入力し、傾斜角度と姿勢角とから道路の縦断勾配を求
めると共に、横断勾配を求めて知らせる勾配計算手段と
を備えたことを要旨とする。

【００１９】請求項３においては、データ処理部は各車
輪付近の筐体に取り付けられているレーザ距離計からの
道路と車体の間の各距離から移動車両の前後左右の傾斜
を求め、この傾斜と慣性測量部からのピッチから道路の
縦断勾配を求め、かつロール角から道路の横断勾配を求
めて知らせる。また、慣性位置と方位角とから道路の曲
率半径を求めて知らせる。

【００２０】このため、トンネル、高層建築物が多い都
市部等を走行していても道路の曲率半径、道路の縦横の
勾配を自動的に知ることが可能となる。

【００２１】請求項４は、慣性測量部は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号とＧＰＳ基準局からのＧＰＳ補正情報を
同時に受信して移動車両の位置を求めるのＧＰＳ移動局
と、移動車両の車速を検出する車速計とに電気的に接続
され、慣性位置及び慣性速度並びにＧＰＳ移動局からの
位置又は車速計からの速度を逐次入力して加速度の誤
差、角速度の誤差、姿勢角の誤差、慣性位置の誤差、慣
性速度の誤差を逐次推定し、この推定した各誤差に基づ
いて加速度、角速度、姿勢角、慣性位置、慣性速度を逐
次補正するハイブリット慣性測量航法を生成しているこ
とを要旨とする。

【００２２】請求項４においては、ストラップダウンＩ
ＮＳの欠点を解決している。ストラップダウンＩＮＳ
は、時間の経過に伴って加速度、角速度の誤差が増大す
る傾向にあるが、ハイブリット慣性測量航法にしたこと
により、ＧＰＳ衛星及びＧＰＳ基準局からの電波を受信
できる道路では、ＧＰＳ信号及びＧＰＳ補正信号に基づ
く移動車両の位置データに基づいて加速度の誤差、角速
度の誤差、姿勢角の誤差、慣性位置の誤差、慣性速度の
誤差を逐次推定し、この推定した各誤差に基づいて加速
度、角速度、姿勢角、慣性位置、慣性速度を逐次補正す
る。

【００２３】また、ＧＰＳ衛星及びＧＰＳ基準局からの
電波を受信できない道路（トンネル、高層ビルが多い都
市部等を走行している場合は、車速計からの速度に基づ
いて加速度の誤差、角速度の誤差、姿勢角の誤差、慣性
位置の誤差、慣性速度の誤差を逐次推定し、この推定し
た各誤差に基づいて加速度、角速度、姿勢角、慣性位
置、慣性速度を逐次補正する。

【００２４】このため、どのような環境下においても、
正確な道路の曲率半径及び正確な縦横断勾配をリアルタ
イムで得ることが可能となる。

【００２５】請求項５は、データ処理部は、慣性位置及
び縦横断勾配並びに曲率半径を、それぞれ対応させて記
憶することを要旨とする。

【００２６】請求項５においては、移動車両の慣性位置
及び縦横断勾配並びに曲率半径が対応させられて記憶さ
れている。このため、後日、これらの情報を集めて行く
と、曲がり具合及び勾配に応じた道路の平面線形形状が
得られることになる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の概略
構成図である。図１の道路線形自動測量装置１は、ＧＰ
Ｓ移動局２と、複合慣性測量部３と、データ処理部４
と、車速計５と、レーザ距離計６とから構成されて計測
車両７に搭載され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できな
い環境下の場所であっても計測車両７の正確な位置、姿
勢、道路の曲率を求めるものである。

【００２８】ＧＰＳ移動局２は、ＧＰＳ衛星からのＧＰ
Ｓ信号と、遠隔地点に設けられているＧＰＳ基準局１０
からのＧＰＳ信号（ＧＰＳ補正情報）とを受信し、両方
の信号を照合して正確な自局の位置を求める。

【００２９】すなわち、ＧＰＳ移動局２とＧＰＳ基準局
１０とでディファレンシャルＧＰＳシステムを構成して
いる。

【００３０】前述のＧＰＳ移動局２は、ＧＰＳ基準局１
０からＧＰＳ補正情報を、自動車電話網を介して受信す
る自動車電話機１３と、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を
受信すると共に自動車電話機１３が受信したＧＰＳ補正
情報を入力し、正確な計測車両７の位置を求めるＧＰＳ
受信機１２とを備えている。

【００３１】また、ＧＰＳ基準局１０は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号を解析し、自
局における受信時刻、自局の位置等をＧＰＳ補正情報と
して求めるＧＰＳ受信機１５と、ＧＰＳ受信機１５で得
られたＧＰＳ補正情報を自動車電話網を介して送信する
電話機１６とを備えている。

【００３２】複合慣性測量部３は、ＧＰＳ移動局２が求
めた計測車両７の位置データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、測量車
両７の車速計５から速度信号とを入力し、これらの信号
を用いて、所定の座標系に対する計測車両７の相対位置
（慣性位置ともいう）及び相対速度と、姿勢角と、方位
角とを求めて出力する。この方位角とは地球座標系の北
軸に対する角度を示し、また姿勢角とは水平軸に対する
角度を示す。さらに、姿勢角と方位角とを総称して姿勢
方位角ともいう。

【００３３】データ処理部４は、計測車両７の各車輪付
近に配置された４つのレーザ距離計６により、計測車両
７の車体と路面との距離を逐次計測し、複合慣性測量部
３からの相対位置、姿勢角、方位角等から道路の縦横断
勾配、曲率半径を算出して表示又は記憶する。

【００３４】＜各装置の構成＞図２は複合慣性測量部及
びデータ処理部の概略構成図である。図２に示すように
複合慣性測量部３は、慣性航法部２０とカルマンフィル
タ２１とから構成されている。

【００３５】慣性航法部２０は、加速度計２２と、加速
度データ処理手段２３と、加速度座標変換手段２４と、
航法計測手段２５と、ジャイロ２７と、角速度データ処
理手段２８と、姿勢計算手段２９とを備えている。

【００３６】＜複合慣性測量部の各手段の詳細説明＞カ
ルマンフィルタ２１は、後述する航法計算手段２５から
の慣性位置及び慣性速度と、ＧＰＳ移動局２からの計測
車両７の位置と、車速計５からの速度とを入力する。そ
して、ジャイロ２７の誤差、加速度誤差、姿勢誤差、位
置誤差、速度誤差等を推定する。

【００３７】前述のジャイロ２７の誤差は角速度データ
手段２８に、加速度誤差は加速度データ処理手段２３
に、姿勢誤差は姿勢計算手段２９に、位置誤差及び速度
誤差は航法計算手段２５に、それぞれ出力する。

【００３８】加速度データ処理手段２３は、直交３軸に
沿って設けられた３ヶの加速度計２２からの加速度を、
カルマンフィルタ２１からの加速度誤差に基づいて補正
する。

【００３９】加速度座標変換手段２４は、方位角、姿勢
角を入力し、この方位姿勢角に基づいて、加速度データ
処理手段２３からの加速度を積分して東西、南北、上下
方向の軸の座標系に変換して移動距離を求める。

【００４０】航法計算手段２５は、加速度座標変換手段
２４からの移動距離と、カルマンフィルタ２１からの位
置誤差及び速度誤差とを入力し、これらの情報に基づい
て所定の座標系上における計測車両７の相対位置（慣性
位置）及び相対速度（慣性速度）を求める。

【００４１】角速度データ処理手段２８は、直交３軸に
沿って設けられた３ヶのジャイロ２７からの地球座標に
対する計測車両７の角速度と、カルマンフィルタ２１か
らのジャイロの誤差とを入力し、ジャイロ２７からの角
速度をジャイロの誤差に基づいて補正する。

【００４２】姿勢計算手段２９は、角速度データ処理手
段２８からの角速度と、カルマンフィルタ２１からの現
在の姿勢誤差とを入力し、これらの情報に基づいて地球
座標における自車両の正確な姿勢角及び方位角を求めて
データ処理部４に送出する。

【００４３】すなわち、複合慣性測量部３は、加速度計
２２からの加速度を積分して計測車両７の現在位置及び
速度を求めると共に、ジャイロ２７からの角速度を積分
して計測車両７の姿勢角、方位角を求め、かつ慣性誤差
の増大を抑制するために、カルマンフィルタ２１を用い
て各誤差を補正するハイブリット航法を実現している。

【００４４】＜データ処理部の構成＞データ処理部４は
図２に示すように、曲率半径計算手段３０と、表示器３
１と、記録手段３２と、車両傾斜計算手段３３と、勾配
計算手段３４とを備えている。

【００４５】曲率半径計算手段３０は、複合慣性測量部
３からの現在の相対位置を入力する。そして、今回の相
対位置と前回の相対位置とから両方の相対位置を通る軌
跡の曲率半径を求めて表示器３１又は記録手段３２に記
録する。

【００４６】車両傾斜計算手段３３は、各車輪の近傍に
設けられた４ヶのレーザ距離計６からの道路と車体との
距離値をそれぞれ入力し、これらの距離値に基づいて計
測車両の前後左右の傾斜を求める。

【００４７】勾配計算手段３４は、複合慣性測量部３か
らの姿勢角と車両傾斜計算手段３３からの計測車両７の
前後左右の傾斜とを入力し、これらの情報に基づいて道
路の勾配（縦横）を３次元的に求めて表示器３１に表示
又は記録手段３２に記録する。

【００４８】＜動作説明＞上記のように構成された道路
線形自動測量装置の動作を以下に説明する。ＧＰＳ移動
局２、車速計５、複合慣性測量部３、レーザ距離計６、
データ処理部４等からなる道路線形自動測量装置１を搭
載した計測車両７が道路を走行すると、以下に説明する
データを自動的に得る。

【００４９】計測車両７側のオペレータは、ＧＰＳ移動
局２の自動車電話機１３を用いてＧＰＳ基準局１０から
ＧＰＳ補正情報を送信させる。ＧＰＳ基準局１０の電話
機１６は、ＧＰＳ補正情報の転送要求に伴ってＧＰＳ受
信機１５からの基準局位置をＧＰＳ補正情報として移動
電話網を介して逐次送信する。

【００５０】計測車両７に搭載されているＧＰＳ移動局
２のＧＰＳ受信機１２は、自動車電話機１３が受信した
ＧＰＳ補正情報とＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号とから計
測車両７の正確な位置を求めて複合慣性測量部３に送出
する。

【００５１】すなわち、ＧＰＳ移動局２とＧＰＳ基準局
１０とでデファレンシャルＧＰＳシステムを構成して正
確な位置を求めている。

【００５２】次に、複合慣性測量部３は、車体に直接取
り付けられた３軸の加速度計２２からの加速度を用い
て、所定の座標系における出発点からの移動距離に基づ
く現在の相対位置と、現在の相対速度とを求めると共
に、ジャイロ（リングレーザジャイロ）からの角速度を
用いて計測車両７の地球座標に対する姿勢角、方位角を
求めて送出する。

【００５３】一方、複合慣性測量部３のカルマンフィル
タ２１は、相対位置である慣性位置及び相対速度である
慣性速度を入力すると共に、ＧＰＳ移動局２からの計測
車両７の位置と車速計５からの車速とを入力してジャイ
ロ２７の誤差、加速度誤差、姿勢誤差、位置誤差、速度
誤差等を推定する。

【００５４】このようにカルマンフィルタ２１を用いて
誤差を推定するのは、姿勢角、方位角、慣性速度及び慣
性位置は、慣性センサであるジャイロ及び加速度計の信
号を積分して得ている。

【００５５】つまり、複合慣性測量部３は、前述の加速
度計２２と、加速度データ処理手段２３と、加速度座標
変換手段２４と、航法計測手段２５と、ジャイロ２７
と、角速度データ処理手段２８と、姿勢計算手段２９と
を用いてストラップダウンＩＮＳを構成して、移動体で
ある計測車両の姿勢を求めると共に、加速度を東西、南
北及び鉛直方向の成分に分け、積分して速度や距離等を
得る。

【００５６】従って、電磁波や天候の影響を全く受け付
けないので、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない高層
ビルが多い都市部、険しい山岳部、橋梁や隣接する多い
場所においても正確な位置と速度とを得ることができ
る。

【００５７】ところが、慣性センサの誤差も同時に積分
されるので、時間の経過に伴って誤差が増加していく。

【００５８】例えば、ジャイロの誤差は、わずかである
が姿勢方位基準を傾かせることになり、この基準座標で
変換された水平加速度には傾きに比例した重力加速度成
分が検出され、加速度誤差及び位置誤差を生じる。

【００５９】また、車速計５からの車速及びＧＰＳ移動
局２からの位置というのは、時間の経過に伴って誤差は
増加しない。この車速計７は車輪の回転数を検出するも
のであり、車輪の円周長さを乗算すると走行距離が分か
る。

【００６０】そこで、車速計５の速度と、ＩＮＳの慣性
速度とから速度誤差を求めると共に、ＧＰＳ移動局２と
ＧＰＳ基準局１０とでデファレンシャルＧＰＳシステム
を構成して得た正確な計測車両７の位置と、慣性位置と
から位置誤差を推定するハイブリット慣性測量航法を生
成する。

【００６１】また、本カルマンフィルタ２１は、ジャイ
ロのジャイロ誤差及び加速度計の誤差を求めて送出して
いる。

【００６２】例えば、前述の車速計の速度とＩＮＳの慣
性速度とによる速度誤差の推定は以下に説明する方程式
に基づいている。

【００６３】

【表１】 また、計測車両７を停止させたときの速度（＝０）と慣
性速度とから速度誤差を求めて、誤差ベクトルＸｋの推
定値を求めている。

【００６４】また、計測車両７を停止させた時の基準点
位置座標とＩＮＳの慣性位置から位置誤差を求めて、誤
差状態ベクトルＸｋを求めている。

【００６５】すなわち、複合慣性測量部３は、ＧＰＳ移
動局２と車速計５とをカルマンフィルタ２１を用いて、
ストラップダウンＩＮＳとを結合することで、電磁波や
天候の影響を受ける場所では、測位機能の補間のために
車速計５からのデータで各誤差を推定して位置と速度を
正確に求める。また、ＧＰＳ衛星及びＧＰＳ基準局から
の電波を受信できる場所では、ＧＰＳ移動局２からの位
置データに基づいて各誤差を推定している。

【００６６】従って、いかなる場所でも正確な自車両の
位置と速度とをリアルタイムで得ることができる。

【００６７】次に、データ処理部の動作を説明する。図
３はデータ処理部の動作を説明するフローチャートであ
る。

【００６８】データ処理部４の曲率半径計算手段３０
は、複合慣性測量部３からの計測車両の現在の相対位置
ｉと現在の方位角ψｉとを読む（Ｓ１）。この方位角ψ
ｉは地球座標系における北軸に対する角度である。

【００６９】次に、前回の相対位置ｊと前回の方位角ψ
ｊとが記憶されているかどうかを判断する（Ｓ３）。

【００７０】ステップＳ３において、前回の相対位置ｊ
及び前回の方位角ψｊが記憶されていないと判定したと
きは、ステップＳ１で読み込んだ相対位置ｉと方位角ψ
ｊとを前回の相対位置ｉ及び方位角ψｉとして処理をス
テップＳ１に戻す（Ｓ５）。

【００７１】また、ステップＳ３において、前回の相対
位置ｊ及び前回の方位角ψｊとが記憶されていると判定
した場合は、両方の位置間の距離Ｌを求める（Ｓ７）。

【００７２】そして、前述の方位角ψｉ、ψｊ及び距離
Ｌを用いて計測車両７が両位置を走行したときの道路の
曲率半径Ｒを求める（Ｓ９）。この曲率半径Ｒの算出
は、以下に示す式によって求める。

【００７３】

【数１】 この数１は、図４に示すように、湾曲している道路を計
測車両が走行している場合は、一般にこの道路に２点間
の位置ｉ、ｊを描き、２点間の位置ｉ、ｊにおける向き
を示す矢印（方位角ψｉ、ψｊ）を描き、この２つの矢
印から法線を引いたときの交点を求める。そして、この
交点からいずれかの位置までの距離を求めると、道路を
生成する円の曲率Ｒが求まるものである。

【００７４】しかし、前述の数１は単に２点間の位置
ｉ、ｊとから２点間を結ぶ距離Ｌを求め、この距離Ｌと
方位角ψｉ、ψｊとだけで曲率半径Ｒを求めている。従
って、早く曲率半径Ｒが得られると共に、非常に正確な
曲率半径を得ることができる。

【００７５】次に、曲率半径Ｒが求まると、この曲率半
径Ｒを表示器３１に表示又は記録手段３２を用いて蓄積
して（Ｓ１１）、本処理を終了する。

【００７６】すなわち、この蓄積データを後日解析する
ことによって、どのように湾曲している道路かを線で示
すことが可能となる。

【００７７】また、道路というのは、曲がっているだけ
ではなく、坂道や下り坂がある。このため、データ処理
部４の勾配計算手段３４は、車両傾斜手段３３からの車
両の前後左右の傾斜角度と、複合慣性測量部４からの姿
勢角（ピッチ角、ロール角とからなる）を入力して、道
路の縦勾配及び横勾配を求める。

【００７８】例えば、図５の（ａ）に示すように、計測
車両７が登り坂を走行している場合は、複合慣性測量部
３の姿勢計算手段２９からのピッチ角θｐ１と、データ
処理部４の車両傾斜計算手段３３の傾斜角θｐ２とが入
力する毎に、両方の角度を加算し、この加算値θｐを走
行している道路の縦断勾配として求める。

【００７９】すなわち、計測車両７と道路との間の車体
の前後の傾斜角を考慮して道路の縦断勾配を求めている
ので、非常に精度が高い縦断勾配が得られる。

【００８０】また、図５の（ｂ）に示すように、計測車
両７が例えば湾曲している道路を走行している場合は、
複合慣性測量部３の姿勢計算手段２９からのロール角θ
ｑ１と、データ処理部４の車両傾斜計算手段３３の傾斜
角θｑ２とが入力する毎に加算し、この加算値θｑを走
行している道路の横断勾配として求める。

【００８１】すなわち、計測車両７と道路との間の車体
の前後左右の傾斜角を考慮して道路の横断勾配を求めて
いるので、非常に精度が高い横断勾配が得られる。

【００８２】従って、どのような環境下においても、正
確な道路の曲率半径及び正確な縦横勾配をリアルタイム
で得ることができる。

【００８３】なお、上記実施の形態では、道路の曲率、
縦横勾配としたが線路の曲率及び縦横勾配を求めてもよ
い。

【００８４】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、トラバ
ース測量のように、測定場所に器械を持ち持ち運ばなく
とも、移動車両を走行させるだけで、曲がっている道路
の曲率半径を自動的に得ることができるという効果が得
られている。

【００８５】請求項２によれば、トンネル、高層建築物
が多い都市部等を走行していても道路の曲率半径を自動
的に得られるという効果が得られている。

【００８６】請求項３によれば、トンネル、高層建築物
が多い都市部等を走行していても道路の曲率半径、道路
の縦横の勾配を自動的に知ることが可能となる。

【００８７】請求項４によれば、どのような環境下にお
いても、正確な道路の曲率半径及び正確な縦横勾配をリ
アルタイムで得ることが可能となる。

【００８８】請求項５によれば、慣性位置、縦横勾配を
記憶したので、曲がり具合及び勾配に応じた道路の線形
情報が得られるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の道路線形自動測量装置の概略構
成図である。

【図２】道路線形自動測量装置の各部の詳細構成図であ
る。

【図３】曲率半径計算手段の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図４】曲率半径の算出を説明する説明図である。

【図５】勾配計算手段の勾配を求め方を説明する説明図
である。

【符号の説明】

２ ＧＰＳ移動局 ３ 複合慣性測量部 ４ データ処理部 ５ 車速計 ６ レーザ距離計 ７ 計測車両 １０ ＧＰＳ基準局 １３ 自動車電話機 ２０ 慣性航法部 ２１ カルマンフィルタ ２２ 加速度計 ２３ 加速度データ処理手段 ２４ 加速度座標変換手段 ２５ 航法計測手段 ２７ ジャイロ ２８ 角速度データ処理手段 ２９ 姿勢計算手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動車両上において、少なくとも出発点
   からの前記移動車両の現在の慣性位置、方位角を逐次求
   めて送出する慣性測量部を有する道路線形自動測量装置
   において、 前記慣性測量部からの慣性位置及び方位角を逐次入力
   し、この慣性位置と方位角とが所定数記憶される毎に、
   これらの慣性位置及び方位角に基づいて前記移動車両が
   走行している道路の曲率半径を逐次求めて知らせる曲率
   半径計算手段を備えたデータ処理部とを有することを特
   徴とする道路線形自動測量装置。
2. 【請求項２】 前記慣性測量部は、直交３軸の複数の加
   速度計からの加速度を積分して前記出発点からの慣性速
   度及び慣性位置を求めると共に、前記直交３軸の複数の
   ジャイロからの角速度を積分して前記方位角と姿勢角と
   を求めるストラップダウン型ＩＮＳを生成していること
   を特徴とする請求項１記載の道路線形自動測量装置。
3. 【請求項３】 前記データ処理部は、 前記移動車両の各車輪付近の筐体に取り付けられた複数
   のレーザ距離計に電気的に接続され、 前記複数のレーザ距離計からの前記道路と前記移動車両
   との間の距離に基づいて前記移動車両の前後左右の傾斜
   角度を求める車両傾斜計算手段と、 前記車両傾斜計算手段からの傾斜角度と前記慣性測量部
   からの前記方位角及び姿勢角を入力し、前記傾斜角度と
   前記姿勢角とから前記道路の縦断及び横断勾配を求めて
   知らせる勾配計算手段とを有することを特徴とする請求
   項１又は２記載の道路線形自動測量装置。
4. 【請求項４】 前記慣性測量部は、 ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号とＧＰＳ基準局からのＧＰ
   Ｓ補正情報を同時に受信して前記移動車両の位置を求め
   るＧＰＳ移動局と、前記移動車両の車速を検出する車速
   計とに電気的に接続され、 前記慣性位置及び慣性速度並びに前記ＧＰＳ移動局から
   の位置又は前記車速計からの速度を逐次入力して前記加
   速度の誤差、角速度の誤差、姿勢角の誤差、慣性位置の
   誤差、慣性速度の誤差を逐次推定し、この推定した各誤
   差に基づいて前記加速度、角速度、姿勢角、慣性位置、
   慣性速度を逐次補正するハイブリット慣性測量航法を生
   成していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の
   道路線形自動測量装置。
5. 【請求項５】 前記データ処理部は、 前記慣性位置及び縦横勾配並びに曲率半径を、それぞれ
   対応させて記憶することを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の道路線形自動測量装置。