JP7201219B2 - 測位装置、速度測定装置、及びプログラム - Google Patents
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Description
複数のGNSSアンテナを用いて測位を行う場合、測位対象箇所と、観測値が得られるGNSSアンテナ設置箇所とは一致していない。
図1に示すように、第1の実施の形態に係る測位装置10は、GPS衛星からの電波を受信するための複数のGPSアンテナ12A、12Bと、複数のGPSアンテナ12A、12BによってGPS衛星からの受信信号を取得する複数の受信機14A、14Bと、姿勢角センサ16と、複数の受信機14A、14Bによって受信されたGPS衛星からの受信信号、及び姿勢角センサ16の検出値に基づいて、自車両の位置を推定する測位処理を実行するコンピュータ18と、出力部20とを備えている。
姿勢角センサ16は、一例として、地磁気センサであり、地磁気を検出する。
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第2の実施の形態の測位装置について、第1の実施の形態の測位装置10と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、自車両の速度を算出する速度測定装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第3の実施の形態の速度測定装置について、第1の実施の形態の測位装置10と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第4の実施の形態について説明する。なお、第4の実施の形態の速度測定装置について、第3の実施の形態の速度測定装置310と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
12A、12B GPSアンテナ
14A、14B 受信機
16 姿勢角センサ
18、218、318、418 コンピュータ
20 出力部
30 衛星情報取得部
32 姿勢角算出部
34、234 位置関係算出部
36、236 位置算出部
232、432 信頼度判定部
310、410 速度測定装置
316 ジャイロセンサ
332 角速度算出部
334、434 速度関係算出部
336、436 速度算出部
Claims (8)
- 移動体における複数の衛星アンテナの設置箇所とは異なる測位対象箇所の地球上の位置を計算する測位装置であって、
複数の衛星の各々から送信された前記衛星の各々の位置に関する情報及び前記衛星の各々と前記移動体との距離に関する情報を含む衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部と、
前記検出された前記移動体の姿勢に基づいて、前記複数の衛星アンテナの各々について、地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との位置関係を計算する位置関係計算部と、
前記計算された前記位置関係と、前記取得した前記衛星情報とを用いて、地球上における前記測位対象箇所の位置を計算する位置計算部と、
を含み、
前記位置計算部は、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の位置及び前記複数の衛星アンテナの各々の時刻誤差を未知数として含む方程式であって、前記測位対象箇所の位置及び前記位置関係を用いて前記複数の衛星アンテナの設置箇所の位置を記述した方程式の前記未知数を、前記複数の衛星アンテナの各々の設置箇所で観測された疑似距離に基づいて解くことにより、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の位置を算出し、
前記測位対象箇所の位置は、3次元座標であり、前記衛星アンテナの個数はNであり、少なくとも(3+N)個の衛星について取得した前記衛星情報に基づいて、前記方程式の前記未知数の値が求められる測位装置。 - 前記姿勢検出部によって検出された前記移動体の姿勢の信頼度を判定する信頼度判定部を更に含み、
前記位置計算部は、前記信頼度判定部により前記姿勢の信頼度が低いと判定された場合には、前記移動体における前記複数の衛星アンテナの設置箇所と前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所とが同一であると仮定して、地球上における前記測位対象箇所の位置を計算する請求項1記載の測位装置。 - 前記位置関係計算部は、予め求められた、前記地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との間の距離と、前記衛星アンテナの設置箇所の角度と、前記検出された前記移動体の姿勢とに基づいて、前記位置関係を計算する請求項1又は2記載の測位装置。
- 移動体における複数の衛星アンテナの設置箇所とは異なる測位対象箇所の地球上の速度を計算する速度測定装置であって、
複数の衛星の各々から送信された前記衛星の各々の位置に関する情報及び前記衛星の各々に対する前記移動体の相対速度に関する情報を含む衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部と、
前記移動体の角速度を検出する角速度検出部と、
前記検出された前記移動体の姿勢及び角速度に基づいて、前記複数の衛星アンテナの各々について、地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との速度関係を計算する速度関係計算部と、
前記計算された前記速度関係と、前記取得した前記衛星情報とを用いて、地球上における前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度を計算する速度計算部と、
を含み、
前記速度計算部は、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度及び前記複数の衛星アンテナの各々の時刻誤差の変化量を未知数として含む方程式であって、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度及び前記速度関係を用いて前記複数の衛星アンテナの設置箇所の速度を記述した方程式の前記未知数を、前記複数の衛星アンテナの各々の設置箇所で観測されたドップラー周波数から得られる前記衛星との相対速度に基づいて解くことにより、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度を算出し、
前記測位対象箇所の速度は、3次元の速度であり、前記衛星アンテナの個数はNであり、少なくとも(3+N)個の衛星について取得した前記衛星情報に基づいて、前記方程式の前記未知数の値が求められる速度測定装置。 - 前記姿勢検出部によって検出された前記移動体の姿勢及び前記角速度検出部によって検出された前記移動体の角速度の信頼度を判定する信頼度判定部を更に含み、
前記速度計算部は、前記信頼度判定部により前記信頼度が低いと判定された場合には、前記移動体における前記複数の衛星アンテナの設置箇所の速度と前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度とが同一であると仮定して、地球上における前記測位対象箇所の速度を計算する請求項4記載の速度測定装置。 - 前記速度関係計算部は、予め求められた、前記地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との間の距離と、前記衛星アンテナの設置箇所の角度と、前記検出された前記移動体の姿勢及び角速度とに基づいて、前記速度関係を計算する請求項4又は5記載の速度測定装置。
- 移動体における複数の衛星アンテナの設置箇所とは異なる測位対象箇所の地球上の位置を計算するためのプログラムであって、
コンピュータを、
複数の衛星の各々から送信された前記衛星の各々の位置に関する情報及び前記衛星の各々と前記移動体との距離に関する情報を含む衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部、
前記検出された前記移動体の姿勢に基づいて、前記複数の衛星アンテナの各々について、地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との位置関係を計算する位置関係計算部、及び
前記計算された前記位置関係と、前記取得した前記衛星情報とを用いて、地球上における前記測位対象箇所の位置を計算する位置計算部
として機能させるためのプログラムであって、
前記位置計算部は、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の位置及び前記複数の衛星アンテナの各々の時刻誤差を未知数として含む方程式であって、前記測位対象箇所の位置及び前記位置関係を用いて前記複数の衛星アンテナの設置箇所の位置を記述した方程式の前記未知数を、前記複数の衛星アンテナの各々の設置箇所で観測された疑似距離に基づいて解くことにより、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の位置を算出し、
前記測位対象箇所の位置は、3次元座標であり、前記衛星アンテナの個数はNであり、少なくとも(3+N)個の衛星について取得した前記衛星情報に基づいて、前記方程式の前記未知数の値が求められるプログラム。 - 移動体における複数の衛星アンテナの設置箇所とは異なる測位対象箇所の地球上の速度を計算するためのプログラムであって、
コンピュータを、
複数の衛星の各々から送信された前記衛星の各々の位置に関する情報及び前記衛星の各々に対する前記移動体の相対速度に関する情報を含む衛星情報を取得する衛星情報取得部、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部、
前記移動体の角速度を検出する角速度検出部、
前記検出された前記移動体の姿勢及び角速度に基づいて、前記複数の衛星アンテナの各々について、地球上における前記衛星アンテナの設置箇所と、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所との速度関係を計算する速度関係計算部、及び
前記計算された前記速度関係と、前記取得した前記衛星情報とを用いて、地球上における前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度を計算する速度計算部
として機能させるためのプログラムであって、
前記速度計算部は、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度及び前記複数の衛星アンテナの各々の時刻誤差の変化量を未知数として含む方程式であって、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度及び前記速度関係を用いて前記複数の衛星アンテナの設置箇所の速度を記述した方程式の前記未知数を、前記複数の衛星アンテナの各々の設置箇所で観測されたドップラー周波数から得られる前記衛星との相対速度に基づいて解くことにより、前記設置箇所とは異なる前記測位対象箇所の速度を算出し、
前記測位対象箇所の速度は、3次元の速度であり、前記衛星アンテナの個数はNであり、少なくとも(3+N)個の衛星について取得した前記衛星情報に基づいて、前記方程式の前記未知数の値が求められるプログラム。
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