(57)【要約】【課題】本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることを目的とする。【解決手段】衛星測位装置Ｓは、長い時間Ｔ１の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する高精度測位部１と、短い時間Ｔ２の間隔で、時間Ｔ２毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の移動量を算出する高速測位部２と、高精度測位における自己の位置及び高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の位置を算出する測位補正部３と、高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度ωＴ以上の変化をしたとき、高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量を異常と判定する移動量異常判定部４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１時間の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する位置速度算出部と、
前記第１時間より短い第２時間の間隔で、前記第２時間毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、前記第２時間毎の自己の移動量を算出する移動量算出部と、
前記位置速度算出部が算出した自己の位置及び前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量に基づいて、前記第２時間毎の自己の位置を算出する測位補正部と、
前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定する移動量異常判定部と、
を備えることを特徴とする衛星測位装置。
【請求項２】
前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位装置。
【請求項３】
前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度に置き換えて、前記第２時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の衛星測位装置。
【請求項４】
前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記移動量算出部が直近に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位装置。
【請求項５】
前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記移動量算出部が直近に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度に置き換えて、前記第２時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする請求項４に記載の衛星測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置が、特許文献１等で知られている。最初に、衛星測位装置は、高精度測位において、長い時間Ｔ１の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する。次に、衛星測位装置は、高速測位において、短い時間Ｔ２の間隔で、時間Ｔ２毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の移動量を算出する。最後に、衛星測位装置は、高精度測位における自己の位置及び高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の位置を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０３３２１１号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１７３７号公報
【特許文献３】特開２００７−０７１８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、自己の移動量を算出する方法は、特許文献１〜３等で知られている。ここで、衛星信号がノイズや遮蔽や反射に影響され、自己の移動量の精度が劣化して、自己の位置の精度が劣化することがある。しかし、特許文献２では、衛星信号に対する悪影響が考慮されていない。また、特許文献１では、衛星信号に対する悪影響が考慮されており、高速測位における自己の速度が異常であるか否かは、高精度測位における自己の速度との比較で判定される。また、特許文献３では、衛星信号に対する悪影響が考慮されており、時間エポック毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果のうち、異常である結果が判定されて排除される。しかし、特許文献１、３では、高速測位における自己の速度が、高精度測位における自己の速度と比較して、どの程度相違すれば異常であるかは、具体的には記載も示唆もされていない。
【０００５】
ところで、自動車等は、進行方向には大きく加減速するが、横方向には直進の際はもちろん転回の際であってもあまり加減速しない。よって、高速測位における自動車等の進行方向の速度は、高精度測位における自動車等の進行方向の速度と比較して、大きく変化しなければ正常である、と判定することが望ましい。つまり、自動車等の進行方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きくすることが望ましい。そして、高速測位における自動車等の横方向の速度は、高精度測位における自動車等の横方向の速度と比較して、大きく変化したときは異常である、と判定することが望ましい。つまり、自動車等の横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を小さくすることが望ましい。
【０００６】
しかし、従来技術では、地球座標系の各次元方向について、位置や速度や移動量を同等に算出している。つまり、従来技術では、地球座標系の各次元方向について、自動車等の速度変化に対して、異常判定閾値を同等に設定している。よって、従来技術では、自動車等の進行方向の速度変化に対して、本来は正常であるが誤って異常であると判定することが生じうる。そして、従来技術では、自動車等の横方向の速度変化に対して、本来は異常であるが誤って正常であると判定することが生じうる。このように、従来技術では、高速測位における自己の速度が異常であるか否かを、高精度測位における自己の速度との比較で判定する際に、判定の誤りが生じうるため、測位の誤りも生じうる。
【０００７】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、高速測位における移動量から導かれる移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、高速測位における移動量を異常と判定することとした。
【０００９】
具体的には、本発明は、第１時間の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する位置速度算出部と、前記第１時間より短い第２時間の間隔で、前記第２時間毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、前記第２時間毎の自己の移動量を算出する移動量算出部と、前記位置速度算出部が算出した自己の位置及び前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量に基づいて、前記第２時間毎の自己の位置を算出する測位補正部と、前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定する移動量異常判定部と、を備えることを特徴とする衛星測位装置である。
【００１０】
この構成によれば、自動車等の移動方向の変化度合に対して、異常判定閾値を設定しているため、自動車等の進行方向／横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きく／小さく設定することができる。よって、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１２】
この構成によれば、直近の高精度測位を重んじたうえで、最新の高速測位を直近の高精度測位と比較して異常と判定したとき、直近の高精度測位の後の高速測位を破棄する。
【００１３】
また、本発明は、前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度に置き換えて、前記第２時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１４】
この構成によれば、上述のように直近の高精度測位の後の高速測位を破棄した後に、直近の高精度測位の後の高速測位での速度を、直近の高精度測位での速度で代用する。
【００１５】
また、本発明は、前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記移動量算出部が直近に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１６】
この構成によれば、直近の高速測位を正常と判定したうえで、最新の高速測位を直近の高速測位と比較して異常と判定したとき、最新の高速測位を破棄する。
【００１７】
また、本発明は、前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が最新に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記移動量算出部が直近に算出した前記第２時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度に置き換えて、前記第２時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１８】
この構成によれば、上述のように最新の高速測位を破棄した後に、最新の高速測位での速度を、直近の高速測位での速度で代用する。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の衛星測位装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の衛星測位装置の処理を示す図である。
【図３】移動量正常判定時の測位補正の処理を示す図である。
【図４】第１の移動量異常判定時の測位補正の処理を示す図である。
【図５】第２の移動量異常判定時の測位補正の処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
本発明の衛星測位装置の構成を図１に示す。本発明の衛星測位装置の処理を図２に示す。衛星測位装置Ｓは、高精度測位及び高速測位を併用し、高精度測位部１、高速測位部２、測位補正部３及び移動量異常判定部４から構成される。
【００２３】
高精度測位部１は、長い時間Ｔ１の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出し、上記の位置速度算出部に対応する。高速測位部２は、短い時間Ｔ２の間隔で、時間Ｔ２毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の移動量を算出し、上記の移動量算出部に対応する。測位補正部３は、高精度測位における自己の位置及び高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量に基づいて、時間Ｔ２毎の自己の位置を算出する。移動量異常判定部４は、高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度ωＴ以上の変化をしたとき、高速測位における時間Ｔ２毎の自己の移動量を異常と判定する。所定角速度ωＴは、自動車等が転回の際に採り得る最大限度角速度ωＭや安全基準角速度ωＳ等、様々に設定可能である。
【００２４】
移動量正常判定時の測位補正の処理を図３に示す。時刻ｔ０では、高精度測位が行われ、自己の位置はＰ０であり、自己の速度はＶ０である。時刻ｔ０から時刻ｔ１では、高速測位が行われ、自己の移動量はＭ１であり、移動量Ｍ１の方向は速度Ｖ０の方向と比較して、時計回りにθ１だけ変化している。時刻ｔ１では、自己の位置はＰ１である。時刻ｔ１から時刻ｔ２では、高速測位が行われ、自己の移動量はＭ２であり、移動量Ｍ２の方向は移動量Ｍ１の方向と比較して、時計回りにθ２だけ変化している。時刻ｔ２では、自己の位置はＰ２である。時刻ｔ２から時刻ｔ３では、高速測位が行われ、自己の移動量はＭ３であり、移動量Ｍ３の方向は移動量Ｍ２の方向と比較して、時計回りにθ３だけ変化している。時刻ｔ３では、自己の位置はＰ３である。時刻ｔ３での自己の位置Ｐ３は、正しい位置である。
【００２５】
第１の移動量異常判定時の測位補正の処理を図４に示す。最新の高速測位における時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３から導かれる自己の移動方向は、直近の高精度測位における時刻ｔ０での自己の速度Ｖ０から導かれる自己の移動方向と比較して、時計回りに（θ１＋θ２＋θ３）／（３Ｔ２）の角速度で変化している。この角速度（θ１＋θ２＋θ３）／（３Ｔ２）は、所定角速度ωＴ以上であり、自動車等の転回速度としては大きい。
【００２６】
そこで、移動量異常判定部４は、直近の高精度測位の後の高速測位における、時刻ｔ０から時刻ｔ１での自己の移動量Ｍ１、時刻ｔ１から時刻ｔ２での自己の移動量Ｍ２、及び、時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３、を異常と判定する。そして、測位補正部３は、移動量異常判定部４が異常と判定した、直近の高精度測位の後の高速測位における、時刻ｔ０から時刻ｔ１での自己の移動量Ｍ１、時刻ｔ１から時刻ｔ２での自己の移動量Ｍ２、及び、時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３、から導かれる自己の速度を、直近の高精度測位における時刻ｔ０での自己の速度Ｖ０に置き換える。よって、測位補正部３は、時刻ｔ３での自己の位置を、位置Ｐ３から位置Ｐ３’（位置Ｐ０から速度Ｖ０の方向へと距離Ｖ０・３Ｔ２だけ離れた位置）へと正しく補正することができる。
【００２７】
第２の移動量異常判定時の測位補正の処理を図５に示す。最新の高速測位における時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３から導かれる自己の移動方向は、直近の高速測位における時刻ｔ１から時刻ｔ２での自己の移動量Ｍ２から導かれる自己の移動方向と比較して、時計回りにθ３／Ｔ２の角速度で変化している。この角速度θ３／Ｔ２は、所定角速度ωＴ以上であり、自動車等の転回速度としては大きい。
【００２８】
そこで、移動量異常判定部４は、最新の高速測位における時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３を異常と判定する。そして、測位補正部３は、移動量異常判定部４が異常と判定した、最新の高速測位における時刻ｔ２から時刻ｔ３での自己の移動量Ｍ３から導かれる自己の速度を、直近の高速測位における時刻ｔ１から時刻ｔ２での自己の移動量Ｍ２から導かれる自己の速度Ｖ２に置き換える。よって、測位補正部３は、時刻ｔ３での自己の位置を、位置Ｐ３から位置Ｐ３’（位置Ｐ２から速度Ｖ２の方向へと距離Ｖ２・Ｔ２だけ離れた位置）へと正しく補正することができる。
【００２９】
以上に説明したように、自動車等の移動方向の変化度合に対して、異常判定閾値を設定しているため、自動車等の進行方向／横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きく／小さく設定することができる。よって、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の衛星測位装置は、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高精度測位及び高速測位を併用する目的で適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｓ：衛星測位装置
１：高精度測位部
２：高速測位部
３：測位補正部
４：移動量異常判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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