JP2018119932A - 移動体の位置計測方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)車両の磁気センサがサーキットの周回コースに埋め込まれている磁気バーを通過した時間を計測するものであり、周回コースにおいて磁気バーが埋め込まれていない範囲では、車両の通過を検出できない。従って、車両が周回コースのいかなる位置を移動しているかを、当該周回コースの全域において正確に計測することができない。
(a)GPS受信機による静止体のGPS測位誤差は通常衛星で10乃至20m(準天頂衛星であれば2.5m)である。そこで、GPS受信機による移動体の測位周期を例えば100msecとするとき、GPS受信機が備えられている移動端末を設けた移動体の走行速度が200km/hであれば、前回のGPS受信機による移動体の測位タイミングから次回のGPS受信機による移動体の測位タイミングに至る直前までの測位周期100msecの間における移動体の測位され得ない移動距離は、5.6m(測位時間的には200×1000m/3600×1000msec=5.6m/100msec)になる。従って、前回のGPS受信機による移動体の測位タイミングから次回のGPS受信機による移動体の測位タイミングに至る直前までの当該GPS受信機による移動体の測位位置の誤差は、通常衛星で最大25.6m(測位時間的には25.6m/(5.6m/100msec)=460msec=0.46secの誤差)になり、準天頂衛星でも8.1m(8.1m/(5.6m/100msec)=144msec=0.144sec)になる。この誤差は、例えば移動体が走行するサーキットの周回コース幅10乃至20mに対してあまりにも過大であり、測位結果を無意味なものにする。
(b)測位センサが、3軸加速度計、3軸ジャイロ及び3軸コンパスを有して構成された9軸センサからなるものとされた。これにより、GPS受信機によるGPS測位タイミング経過後の各算出タイミングtiにおける移動体の位置を、前回のGPS測位タイミングで計測した当初位置(GPS-0)から、移動方位Miに向けて移動距離Liだけ移動し、その姿勢を移動角度θi(ローリング、ピッチング、ヨーイングの各走行姿勢)としてなる位置として算出することにより、当該移動体の位置を当該移動体の移動姿勢(ローリング、ピッチング、ヨーイング)及び移動方位とともに正確に計測できる。
(c)複数の外部端末のそれぞれが、サーバから送信された、複数の移動端末がそれぞれ設けられている複数の移動体の各測位位置を当該外部端末の表示部に併せ表示する。これにより、複数の外部端末の表示部のそれぞれにて、複数の移動体の位置を正確に対比観察できる。
(d)1台の外部端末が、サーバから送信された、複数の移動端末がそれぞれ設けられている複数の移動体の各測位位置を当該外部端末の表示部に併せ表示する。これにより、1台の外部端末の表示部にて、複数の移動体の位置を正確に対比観察できる。
(e)測位センサによる検出周期が、移動体の速度の高速化に応じて短時間となるように設定替えされる。これにより、測位センサによる移動体の測位位置の誤差が、移動体の高速化とともに拡大する傾向を抑制し、移動体の位置をより正確に計測できる。
(f)移動端末は、GPS受信機が計測中のGPS測位位置が計測エリアに入ったことを条件に、測位センサを用いる計測動作を開始する。従って、移動体が計測エリアに到着したと同時に、移動体の位置を自動的かつ正確に計測開始できる。
(g)移動端末は、GPS受信機が計測したGPS測位位置が計測エリアに入ったことを条件に、低消費電力モードを解除して、測位センサを用いる計測動作を開始する。即ち、車両のイグニッションスイッチのオン/オフに関係なく、バッテリーの電力による低消費電力モードで、GPS受信機を常に計測動作させることができる。そして、車両がサーキット等の計測エリアに到着したことを、動作中のGPS受信機の計測結果によって認識したと同時に、移動体の位置を自動的かつ正確に計測開始できる。
移動端末100は、GPS受信機121があるGPS測位タイミングで受信した衛星からの信号によって当該移動端末100が設けられている車両1のGPS測位位置を計測する。
GPS受信機121による前回のGPS測位タイミング以後、当該GPS受信機121による次回のGPS測位タイミングに至るまでの間において、一定の周期(fk)、例えば20msecを介するように定めた任意の算出タイミングti毎に移動端末100の測位センサ151が検出した、当該移動端末100が設けられている車両1の変化に基づいて、前回のGPS測位タイミング経過後の当該車両1の位置Piを算出する。
ax:x軸の加速度
ay:y軸の加速度
az:z軸の加速度
L:距離
V0:加速する前の速度
a:加速度
t:時間
V:加速後の速度
V0:加速する前の速度
a:加速度
t:時間
θy(t)=ωy(t)+ωy0 …(5)
θz(t)=zω(t)+ωz0 …(6)
M=arctan{((Gz-Gz0)sinθx−(Gy-Gy0)cosθx)/
((Gx-Gx0)cosθy+(Gy-Gy0)sinθxsinθy+(Gz-Gz0)sinθycosθx))}
…(7)
(1)位置計測装置10が適用される、複数の車両(1A、1B……)と、複数の移動端末100(100A、100B……)及びその移動識別子IM(IM1A、IM1B……)と、複数の外部端末200(200A、200B……)及びその外部識別子IO(IO1A、IO1B……)と、位置計測装置10が適用される特定のサーキット等の計測エリア等が、サーバ300に設定される。
(a)GPS受信機121による静止体のGPS測位誤差は通常衛星で10乃至20m(準天頂衛星であれば2.5m)である。そこで、GPS受信機121による車両1の測位周期を例えば100msecとするとき、GPS受信機121が備えられている移動端末100を設けた車両1の走行速度が200km/hであれば、前回のGPS受信機121による車両1の測位タイミングから次回のGPS受信機121による車両1の測位タイミングに至る直前までの測位周期100msecの間における車両1の測位され得ない移動距離は、5.6m(測位時間的には200×1000m/3600×1000msec=5.6m/100msec)になる。従って、前回のGPS受信機121による車両1の測位タイミングから次回のGPS受信機121による車両1の測位タイミングに至る直前までの当該GPS受信機121による車両1の測位位置の誤差は、通常衛星で最大25.6m(測位時間的には25.6m/(5.6m/100msec)=460msec=0.46secの誤差)になり、準天頂衛星でも8.1m(8.1m/(5.6m/100msec)=144msec=0.144sec)になる。この誤差は、例えば車両1が走行するサーキットの周回コース幅10乃至20mに対してあまりにも過大であり、測位結果を無意味なものにする。
10 位置計測装置
20 QZSS(衛星)
100、100A、100B 移動端末
110 位置計測部
121 GPS受信機
151 測位センサ
152 9軸センサ
152A 3軸加速度計
152B 3軸ジャイロ
152C 3軸コンパス
190 バッテリー
200、200A、200B 外部端末
201 操作部
202 表示部
210 外部端末
211 操作部
212 表示部
300 サーバ
Claims (9)
- 移動体の位置を計測する移動体の位置計測方法であって、
移動体に設けた移動端末に、GPS受信機を備えるとともに、当該移動体の位置の変化を検出する測位センサを備え、
移動体に設けた移動端末のGPS受信機があるGPS測位タイミングで受信した衛星からの信号によって当該移動体のGPS測位位置GPS-0、GPS-1を計測し、
移動体に設けた移動端末のGPS受信機による前回のGPS測位タイミング以後、当該GPS受信機による次回のGPS測位タイミングに至るまでの間において、一定の周期を介するように定めた任意の算出タイミングti毎に移動端末の測位センサが検出した当該移動体の位置の変化に基づいて、前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の位置の変化Piを算出し、
前回のGPS測位タイミング以後の移動体の測位位置を、前回のGPS測位タイミングについては位置GPS-0とし、前回のGPS測位タイミング経過後の各算出タイミングtiについては、当初位置(GPS-0)に位置の変化Piを加えることによって算出する移動体の位置計測方法。 - 前記測位センサが、3軸加速度計、3軸ジャイロ及び3軸コンパスを有して構成される9軸センサからなるものとし、
移動体に設けた移動端末のGPS受信機による前回のGPS測位タイミング以後、当該GPS受信機による次回のGPS測位タイミングに至るまでの間において、一定の周期を介するように定めた任意の算出タイミングti毎に移動端末の3軸加速度計が検出した加速度に基づいて、前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の移動距離Liを算出するとともに、当該算出タイミングti毎に当該移動端末の3軸ジャイロと3軸コンパスがそれぞれ検出した角速度と磁力のそれぞれに基づいて前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の移動角度θiと移動方位Miを算出し、
前回のGPS測位タイミング以後の移動体の測位位置を、前回のGPS測位タイミングについては位置GPS-0とし、前回のGPS測位タイミング経過後の各算出タイミングtiについては、当初位置(GPS-0)から、移動方位Miに向けて移動距離Liだけ移動し、その姿勢を移動角度θiとしてなる位置として算出する請求項1に記載の移動体の位置計測方法。 - 移動体の位置を計測する移動体の位置計測装置であって、
移動体に設けた移動端末と、移動体から離れた外部端末と、移動端末に専用の移動識別子を付与するとともに、外部端末に専用の外部識別子を付与し、それらの移動端末及び外部端末と通信可能とされるサーバとを有し、
移動端末は、
GPS受信機を備えるとともに、移動体の位置の変化を検出する測位センサを備え、
GPS受信機があるGPS測位タイミングで受信した衛星からの信号によって当該移動端末が設けられている移動体のGPS測位位置GPS-0、GPS-1を計測し、
GPS受信機による前回のGPS測位タイミング以後、当該GPS受信機による次回のGPS測位タイミングに至るまでの間において、一定の周期を介するように定めた任意の算出タイミングti毎に移動端末の測位センサが検出した当該移動体の位置の変化に基づいて、前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の位置Piの変化を算出し、
前回のGPS測位タイミング以後の移動体の測位位置を、前回のGPS測位タイミングについてはGPS-0とし、前回のGPS測位タイミング経過後の各算出タイミングtiについては、当初位置(GPS-0)に位置の変化Piを加えることによって算出する計測動作を行なうものであり、
外部端末は、
移動端末への通信により、当該外部端末に専用の外部識別子と当該移動端末に専用の移動識別子との関連付けを確立し、
サーバは、
移動端末が算出した当該移動端末が設けられている移動体の測位位置を、当該移動端末に専用の移動識別子が関連付けられた状態で当該移動端末から受信するとともに、外部端末からの要求に応じて当該外部端末の外部識別子と関連付けをなすものとされている移動識別子の移動端末から受信済の当該移動端末が設けられている移動体の測位位置を当該外部識別子の外部端末に送信し、
外部端末は、サーバから送信された、当該外部端末の外部識別子と関連付けをなすものとされている移動識別子の移動端末が設けられている移動体の測位位置を当該外部端末の表示部に表示する移動体の位置計測装置。 - 前記測位センサが、3軸加速度計、3軸ジャイロ及び3軸コンパスを有して構成される9軸センサからなるものとし、
移動体に設けた移動端末のGPS受信機による前回のGPS測位タイミング以後、当該GPS受信機による次回のGPS測位タイミングに至るまでの間において、一定の周期を介するように定めた任意の算出タイミングti毎に移動端末の3軸加速度計が検出した加速度に基づいて、前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の移動距離Liを算出するとともに、当該算出タイミングti毎に当該移動端末の3軸ジャイロと3軸コンパスがそれぞれ検出した角速度と磁力のそれぞれに基づいて前回のGPS測位タイミング経過後の当該移動体の移動角度θiと移動方位Miを算出し、
前回のGPS測位タイミング以後の移動体の測位位置を、前回のGPS測位タイミングについては位置GPS-0とし、前回のGPS測位タイミング経過後の各算出タイミングtiについては、当初位置(GPS-0)から移動方位Miに向けて移動距離Liだけ移動し、その姿勢を移動角度θiとしてなる位置として算出する請求項3に記載の移動体の位置計測装置。 - 複数の移動体に設けた複数の移動端末と、複数の外部端末を有し、
サーバは、各移動端末が算出した当該各移動端末が設けられている各移動体の測位位置を、当該各移動端末に専用の移動識別子を関連付けられた状態で当該各移動端末から受信するとともに、上記複数の各外部端末からの要求に応じて当該各外部端末に専用の外部識別子と1対1の関連付けをなすものとされている移動識別子の移動端末から受信済の当該移動端末が設けられている移動体の測位位置を当該外部端末に送信するとともに、当該外部端末以外の他の各外部端末に専用の外部識別子とそれぞれ1対1の関連付けをなすものとされている移動識別子の他の各移動端末から受信済の当該他の各移動端末が設けられている移動体の各測位位置を当該外部端末に併せ送信し、
各外部端末は、サーバから送信された、上記複数の移動端末がそれぞれ設けられている複数の移動体の上記の各測位位置を当該各外部端末の表示部に併せ表示する請求項3又は4に記載の移動体の位置計測装置。 - 複数の移動体に設けた複数の移動端末と、1台の外部端末を有し、
サーバは、各移動端末が算出した当該各移動端末が設けられている各移動体の測位位置を、当該各移動端末に専用の移動識別子を関連付けられた状態で当該各移動端末から受信するとともに、上記1台の外部端末からの要求に応じて当該外部端末に専用の外部識別子と関連付けをなすものとされている移動識別子の各移動端末から受信済の当該各移動端末が設けられている移動体の各測位位置を当該外部端末に送信し、
外部端末は、サーバから送信された、上記の複数の移動端末がそれぞれ設けられている複数の移動体の上記の各測位位置を当該外部端末の表示部に併せ表示する請求項3又は4に記載の移動体の位置計測装置。 - 前記測位センサが一定の周期を介する算出タイミング毎に移動体の位置の変化を検出するにあたって、測位センサの上記の検出周期は、当該検出時の移動体の速度の高速化に応じて短時間となるように設定替えされる請求項3乃至6のいずれかに記載の移動体の位置計測装置。
- 前記移動端末は、
移動体の位置を計測すべき計測エリアを予め設定されており、
GPS受信機が計測中のGPS測位位置が計測エリアに入ったことを条件に、測位センサを用いた計測動作を開始する請求項3乃至7のいずれかに記載の移動体の位置計測装置。 - 前記移動端末は、
バッテリーを内蔵するとともに、
GPS受信機が計測中のGPS測位位置が計測エリアに入ったことを条件に、低消費電力モードを解除して、測位センサを用いた計測動作を開始する請求項8に記載の移動体の位置計測装置。
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- 2017-01-27 JP JP2017013694A patent/JP2018119932A/ja active Pending
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