JP5609073B2 - 測位装置、測位方法およびプログラム - Google Patents
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Description
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から前記第2基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第1経路長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第1経路長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
上記目的を達成するため、請求項2記載の発明は、
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段は、
前記第1基準地点から前記第2基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第1時間長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第1時間長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
上記目的を達成するため、請求項4記載の発明は、
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点から前記第2基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第1基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点を中心とした前記第2基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段とを備え、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴としている。
図1は、本発明の実施形態である測位装置としてのナビゲーション装置1の全体を示すブロック図である。
X2 = X1 + (Lx / L0)× Vb ・・・ (1)
ここで、X2,X1は補正前と補正後の位置データであり、地点を表わす記号(X2,X1)と同一の記号を用いている。また、L0は軌跡T1に沿った第1基準地点Aから地点Bまでの移動軌跡長、Lxは軌跡T1に沿った第1基準地点Aから補正対象地点X2までの移動軌跡長である。軌跡長L0,Lxは、自律測位の際に移動量を積算しておくことにより求めて、各位置データと対応させて記憶させておくようにすると良い。或いは、移動経路に沿った各位置データが比較的細かな間隔で取得されている場合には、補正演算時に一連の位置データから各位置データの前後の差分量を積算して求めるようにしても良い。
X2 = X1 + (Δtx / Δt0)× Vb ・・・ (2)
ここで、X2、X1は、地点X2,X1を表わす位置データ、Δt0は第1基準地点Aから地点Bまでの移動にかかった時間長、Δtxは第1基準地点Aから地点X2までの移動にかかった時間長である。
X2 = X1 + g1(Lx / L0)× Vb
+ g2(Δtx / Δt0)× Vb ・・・ (3)
ここで、X2、X1、L0、Lx、Δt0、Δtxは、数式(1)、(2)に示した変数、g1とg2は条件(g1+g2=1)とした重み付け係数である。
X2 = X1 + g1(Lx / L0)× Vb
+ g2(Δtx / Δt0)× Vb
+ g3(その他の補正項目)・・・ (4)
ここで、g1〜g3は重み付け係数であり、例えば、第2基準地点Bの補正後の位置データがGPS測位の位置データと同値となるように設定される。
ここで、f1(x)は位置データxに対する第1の補正関数、f2(x)は位置データxに対する第2の補正関数であり、補正関数f1(x)、f2(x)の一方に、上記数式(1)〜(4)の関数を採用し、他方にその他の別の補正関数を採用したものである。
第2実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法のみが第1実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第1実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
X2 = X1 + Vx
|Vx| = |Vb|×( LAX1 / LAB1)
Vxの方向 = Vbの方向 + θx ・・・ (6)
ここで、X1は軌跡T1上の補正対象の位置データ、X2は補正後の位置データ、Vxは補正対象地点の変位ベクトル、LAB1は線分A・B1の長さ、LAX1は線分A・X1の長さ、θxは線分A・B1と線分A・X1とのなす角度である。
第3実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法についてのみ第1および第2の実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第1および第2の実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
L1b = L1a × (LAB/LAB1) ・・・ (7)
L2b = L2a × (LAB/LAB1) ・・・ (8)
L3b = L3a × (LAB/LAB1) ・・・ (9)
θ1 = θ × {L1a/(L1a+L2a+L3a)} ・・・ (10)
θ2 = θ × {L2a/(L1a+L2a+L3a)} ・・・ (11)
θ3 = θ × {L3a/(L1a+L2a+L3a)} ・・・ (12)
10 CPU
11 RAM
12 ROM
13 GPS受信アンテナ
14 GPS受信部
15 3軸地磁気センサ
16 3軸加速度センサ
17 気圧センサ
18 表示部
20 自律航法制御処理部
21 自律測位データ補正処理部
22 移動履歴データ記憶部
A 第1基準地点
B 第2基準地点
Vb ベクトル
T1 補正前の軌跡
T2 補正後の軌跡
Claims (12)
- 移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から前記第2基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第1経路長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第1経路長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする測位装置。 - 移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段とを備え、
前記補正手段は、
前記第1基準地点から前記第2基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第1時間長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第1時間長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする測位装置。 - 前記差異情報には、2つの位置情報により示される2つの地点間の距離および方向の情報が含まれることを特徴とする請求項1又は2に記載の測位装置。
- 移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点から前記第2基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第1基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点を中心とした前記第2基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段とを備え、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴とする測位装置。 - 前記位置算出手段により算出された複数地点の位置情報を含む移動履歴情報を記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記移動履歴情報に含まれる前記複数地点の位置情報に対して補正演算を行うことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の測位装置。 - 前記移動計測手段の計測および前記位置算出手段による位置情報の算出を連続的に行わせる一方、前記測位手段による現在位置の測定を間欠的に行わせる測位処理制御手段を備え、
前記補正手段は、前記測位手段により間欠的に位置情報が測定された2つの地点を前記第1基準地点および前記第2基準地点として、前記位置算出手段により算出された位置情報の補正を行うことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の測位装置。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置の測位方法において、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップとを含み、
前記補正ステップでは、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から前記第2基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第1経路長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第1経路長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴とする測位方法。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置の測位方法において、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップとを含み、
前記補正ステップでは、
前記第1基準地点から前記第2基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第1時間長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第1時間長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴とする測位方法。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置の測位方法において、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップと、
前記位置算出ステップの位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点から前記第2基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第1基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出ステップと、
前記位置算出ステップの位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点を中心とした前記第2基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出ステップとを含み、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記補正ステップは、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出ステップにより算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出ステップにより算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出ステップにより算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴とする測位方法。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置が有するコンピュータに、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能とを実現させ、
前記補正機能は、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から前記第2基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第1経路長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第1経路長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とするプログラム。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置が有するコンピュータに、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能とを実現させ、
前記補正機能は、
前記第1基準地点から前記第2基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第1基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第1時間長と、
前記第2基準地点における前記差異情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第1時間長の割合を係数として、該係数で前記差異情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴とするプログラム。 - 現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置が有するコンピュータに、
第1基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第2基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能と、
前記位置算出機能の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点から前記第2基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第1基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出機能と、
前記位置算出機能の位置情報に基づいて求められる前記第1基準地点を中心とした前記第2基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出機能とを実現させ、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記補正機能は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出機能により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出機能により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出機能により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴とするプログラム。
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