(57)【要約】【課題】移動体の接地位置を高精度に検知する。【解決手段】走行位置検知装置１０は、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１により受信したＧＰＳデータに基づいて装置本体の位置を示す「ＧＰＳ位置データ」を一定時間毎に算出するＧＰＳ位置測位処理部１２と、装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサ１５と、“前回のＧＰＳ位置データ”が算出されてから“新たなＧＰＳ位置データ”が算出されるまでの間、前回の位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す「自律位置データ」を一定時間毎に算出する自律位置測位処理部１７と、位置データに対して路面の傾きを補正して、移動体５の接地位置データを算出する接地位置算出部１８とを備える。【選択図】      図１
2008058096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、該移動体の走行位置を検知するための走行位置検知装置であって、
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星データを受信するＧＰＳ電波受信アンテナと、
前記ＧＰＳ電波受信アンテナにより受信したＧＰＳ衛星データに基づいて装置本体の位置を示すＧＰＳ位置データを一定時間毎に算出するＧＰＳ位置測位手段と、
前記ＧＰＳ位置測位手段により前回のＧＰＳ位置データが算出されてから新たなＧＰＳ位置データが算出されるまでの間、前回のＧＰＳ位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す自律位置データを一定時間毎に算出する自律位置測位手段と、
装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサと、
前記前回のＧＰＳ位置データおよび前記自律位置データに対して前記傾斜データにより路面の傾きを補正して、前記移動体の接地位置データを算出する接地位置算出手段と、
前記接地位置データを記憶するための記憶手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行位置検知装置において、
前記自律位置測位手段は、
装置本体の加速度データを検出する３次元加速度センサと、
装置本体の方位角データを検出するための磁気センサと、
前記３次元加速度センサの計測軸を前記傾斜データに基づいて修正し、修正加速度データを算出する加速度修正手段と、
前記修正加速度データおよび前記方位角データと前記前回のＧＰＳ位置データとに基づいて、自律位置データを算出する手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の走行位置検知装置において、
前記接地位置データを、近隣の無線基地局に無線通信を用いて送信する手段
をさらに備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記ＧＰＳ電波受信アンテナは、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状のアンテナを複数組み合わせたものである
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記ＧＰＳ電波受信アンテナの形状は、ドーム状である
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記ＧＰＳ電波受信アンテナの形状は、アーチ状である
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記ＧＰＳ位置測位手段がＧＰＳ位置データを算出する算出周期と、前記自律位置測位手段が自律位置データを算出する算出周期とを変更するための設定変更手段
をさらに備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項８】
請求項７に記載の走行位置検知装置において、
前記設定変更手段は、外部からの無線通信により算出周期の設定を変更する
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記傾斜センサは、
予め設定された角度毎に路面に対して光を照射する複数の照射手段と、
前記路面からの反射光を検出することにより、前記移動体と前記路面との傾斜データを求める手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
前記移動体の進行方向に直交して設けられ、前記ＧＰＳ電波受信アンテナが上端に設けられた支持体と、
前記支持体を貫通するように前記移動体の進行方向に沿って設けられた回転軸と、
前記支持体の下端に設けられた前記ＧＰＳ電波受信アンテナより重い重量物と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の走行位置検知装置において、
前記重量物は、前記移動体のバッテリーである
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の走行位置検知装置において、
前記傾斜センサは、ロータリーエンコーダーを用いて傾斜データを検出する
ことを特徴とする走行位置検知装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の走行位置検知装置において、
予め設定された基準傾斜データと基準加速度データと異常時間データとを記憶する手段と、
前記傾斜センサにより検出された傾斜データと、前記基準傾斜データとを比較する手段と、
前記傾斜データが前記基準傾斜データより大きい場合、前記加速度センサにより検出された加速度データと前記基準加速度データとを比較する手段と、
前記加速度データが前記基準加速度データを超えている時間を示す計測時間データを求める手段と、
前記計測時間データが前記異常時間データより長い場合、前記移動体に異常が生じたと判定してエラー信号を送信する手段と
を備えたことを特徴とする走行位置検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車やオートバイ・人間などの移動体の走行位置を監視するための移動体監視システムが構築されている。
【０００３】
具体的には、ＧＰＳ衛星の電波を受信する走行位置検知装置が移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星から受信した電波に基づいて、装置本体の「位置データ」が求められる。この位置データが、通信手段を介して無線基地局に送信されることにより移動体監視システムが構築される。
【０００４】
ところで、ＧＰＳ衛星の電波を利用したＧＰＳ測位は、移動体の位置測定を高精度に行なうことができるという利点を有しているものの、１秒間に数回しか測位が行なえないという問題がある。そのため、移動体が高速度で移動するにつれて、測位した位置の間隔が離れることになる。結果として、移動体の軌跡を高精度に捉えることが難しくなる。
【０００５】
また、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない場所では移動体の位置測定が行なえないという問題もある。
【０００６】
これらの問題に対し、ＧＰＳ測位により求めた位置の間の移動体の軌跡を自律測位により求め、位置データを補間する方法がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２６７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した方法では、加速度計と角速度計とにより自律測位を行なっている。そのため、傾斜のある場所を移動体が走行する場合や移動体が傾いて走行する場合には、加速度センサの計測軸が傾いてしまい、正確な移動量を算出することができない。
【０００８】
また、移動体がオートバイ等である場合、道路を曲がる際に車体が傾くため、車体は道路からはみ出していても、車輪は接地している場合がある。そのため、オートバイが路面を走行しているか否かを確認するためには、走行位置検知装置の位置データよりもオートバイの車輪の接地位置データを計測できた方が好ましい場合がある。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために、移動体に搭載され、該移動体の走行位置を検知するための走行位置検知装置であって、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星データを受信するＧＰＳ電波受信アンテナと、ＧＰＳ電波受信アンテナにより受信したＧＰＳ衛星データに基づいて装置本体の位置を示すＧＰＳ位置データを一定時間毎に算出するＧＰＳ位置測位手段と、ＧＰＳ位置測位手段により前回のＧＰＳ位置データが算出されてから新たなＧＰＳ位置データが算出されるまでの間、前回のＧＰＳ位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す自律位置データを一定時間毎に算出する自律位置測位手段と、装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサと、前回のＧＰＳ位置データおよび自律位置データに対して傾斜データにより路面の傾きを補正して、移動体の接地位置データを算出する接地位置算出手段と、接地位置データを記憶するための記憶手段とを備えた走行位置検知装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動体の接地位置を高精度に検知するための走行位置検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
＜第1の実施形態＞
（１−１．構成）
図１は本発明の第１の実施形態に係る走行位置検知装置１０の構成を示す模式図である。なお本実施形態においては、移動体５としてオートバイを例にとって説明する。また複数のＧＰＳ衛星７Ａ〜７Ｄが地球に向けてＧＰＳ衛星データを発信しているので、走行位置検知装置１０はＧＰＳ（Global Positioning System；全地球的測位システム）を利用可能となっている。なお衛星の個数は単なる例示であり４個に限られるものではない。
【００１４】
走行位置検知装置１０は、移動体５に搭載され、その移動体５の走行位置を検知するためのものである。ここでは、走行位置検知装置１０は、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１とＧＰＳ位置測位処理部１２・３次元加速度センサ１３・磁気センサ１４・傾斜センサ１５・加速度修正部１６・自律位置測位処理部１７・接地位置算出部１８・データベース１９とを備えている。
【００１５】
ＧＰＳ電波受信アンテナ１１は、ＧＰＳ衛星７Ａ〜７Ｄが発信するＧＰＳ衛星データを受信するためのアンテナである。なお「ＧＰＳ衛星データ」には時間・速度・高さ・方位角・緯度経度などを示す情報が含まれる。受信したＧＰＳ衛星データは、ＧＰＳ位置測位処理部１２に送出される。
【００１６】
ＧＰＳ位置測位処理部１２は、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１が受信したＧＰＳ衛星データに基づいて、走行位置検知装置１０の位置を示す「ＧＰＳ位置データ」を一定時間毎に算出するものである。具体的には、ＧＰＳ衛星データに含まれる緯度経度のデータを、Ｘ軸とＹ軸とからなる２次元座標の位置データに変換することによりＧＰＳ位置データを算出する。またＧＰＳ位置測位処理部１２は、求めたＧＰＳ位置データを自律位置測位処理部１７および接地位置算出部１８に送出する。
【００１７】
３次元加速度センサ１３は、装置本体の３次元的な加速度を示す「加速度データ」を検出するものである。また検出した加速度データを加速度修正部１６に送出する。
【００１８】
磁気センサ１４は、装置本体の進行方向を示す「方位角データ」を検出するためのものである。また検出した方位角データを自律位置測位処理部１７に送出する。
【００１９】
傾斜センサ１５は、装置本体の路面Ｒに対する傾きを示す「傾斜データ」を検出するためのものである。例えば、ロータリーエンコーダーを用いることができる。また、ロータリーエンコーダーに限らず、回転角度を計測できるセンサであれば他のセンサを用いてもよい。また傾斜センサ１５は、検出した傾斜データを加速度修正部１６と接地位置算出部１８とに送出する。
【００２０】
加速度修正部１６は、傾斜センサ１５により検出された傾斜データに基づいて３次元加速度データを修正し、「修正加速度データ」を算出するものである。
【００２１】
例えば、図２に示すように、バンクなど傾斜を持った道路を移動体５が走行する場合、３次元加速度センサ１３の計測軸は、その移動体５の傾きにあわせて傾くことになる。ところが、計測しているのは、装置本体に設置した３次元加速度センサ１３を基準にしたＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向への加速度である。それゆえ、この値を用いて位置計測を行なうと、ＧＰＳ測位で使用される緯度経度の表示方式における位置とズレが生じることになる（図３参照）。そこで、加速度修正部１６により、このズレを修正した修正加速度データを算出する。詳しくは、加速度修正部１６により、傾斜センサ１５から得られた移動体５の傾斜データに基づいて、加速度センサ１３により検出された加速度データをＧＰＳ測位の表示形式の座標に変換する。これは、図４に示すように、３次元加速度センサ１３の計測軸を仮想的に修正することを意味する。すなわち、傾斜センサ１５が角度θの傾きを検知した場合、角度θだけ修正した計測軸が設定されることなる。
【００２２】
このような修正加速度データを求めることにより、傾斜を持った道路を走行する場合や、カーブを傾いて走行する場合でも測位誤差を抑えることができる。また、アップダウンのある道路を走行する場合はＸ軸方向の修正をすることにより、測位誤差を抑えることができる。またＺ方向の修正も同様に可能である。なお、ここでは一例として傾斜センサ１５の傾斜データを用いて加速度データを修正しているが、その他のセンサから得られた移動体５の傾斜データを用いて加速度データの修正を行ってもよい。
【００２３】
自律位置測位処理部１７は、ＧＰＳ位置測位処理部１２から受け取ったＧＰＳ位置データと、磁気センサ１４から受け取った方位角データと、加速度修正部１６から受け取った修正加速度データとに基づいて「自律位置データ」を算出するものであり、算出した自律位置データを接地位置算出部１８に送出する。
【００２４】
具体的には、ＧＰＳ位置測位処理部１２により“前回のＧＰＳ位置データ”が算出されてから“新たなＧＰＳ位置データ”が算出されるまでの間、前回の位置データからの移動距離を修正加速度データにより求めて、方位角データの示す方向に沿って前回の位置データ（ＧＰＳ位置データまたは後述する自律位置データ）にその移動距離を加えることにより装置本体の新たな位置を示す「自律位置データ」を一定時間毎に算出する。これにより、ＧＰＳ位置データ（図５（Ａ）のマル印）の軌跡に、自律位置データ（図５（Ｂ）のバツ印）の軌跡を補足することができ、高精度に移動体５の位置を求めることができる。
【００２５】
接地位置算出部１８は、ＧＰＳ位置データおよび自律位置データに対して傾斜データにより路面Ｒの傾きを補正して、移動体５の接地位置を示す「接地位置データ」を算出するものである。また算出した接地位置データをデータベース１９に送出する。
【００２６】
接地位置データを算出するのは、オートバイ等の移動体５が傾斜のある場所を走行する場合やオートバイが車体を傾けてカーブを曲がる場合に、ＧＰＳで計測したＧＰＳ位置データと実際の走行位置との間に誤差が生じるからである。補足すると、ＧＰＳ測位では、装置本体の鉛直下向きの位置の緯度経度のデータを計測する。しかし、移動体５が傾斜のある場所を走行する場合やカーブを走行する場合には、図６に示すように、ＧＰＳ測位による計測位置（移動体５における装置本体の設置位置）と移動体５（オートバイのタイヤ）が実際に接地している位置とにズレが生じる（図６において距離Ｔのズレが生じる）。そこで、傾斜センサ１５からの傾斜データと移動体５における装置本体の設置位置を示すデータとから移動体５（オートバイのタイヤ）の接地位置を求め、その接地位置を移動体５の位置とみなすことにより、傾斜のある場所等であっても移動体５の位置を正確に検知できるようにしている。
【００２７】
データベース１９は、接地位置算出部１８から送出された「接地位置データ」を算出時刻と関連付けて記憶するものである。
【００２８】
（１−２．動作）
次に本実施形態に係る走行位置検知装置１０の動作を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
始めに、走行位置検知装置１０の電源が入れられると（本体電源ＯＮ）、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１がＧＰＳ衛星データの受信を開始する（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００３０】
ＧＰＳ電波受信アンテナ１１がＧＰＳ衛星データを受信すると、３次元加速度センサ１３・磁気センサ１４・傾斜センサ１５のそれぞれがデータ計測を開始する（ステップＳ２−Ｙｅｓ，Ｓ３）。
【００３１】
ここで、位置データの算出は、予め設定された算出周期毎に算出される。それゆえ、位置データを算出している時間を算出周期で割ると算出回数ｉとなり、算出回数ｉから位置データに対応する時刻を求めることができる。なお初期の算出回数ｉは便宜上１と設定しておく（ステップＳ４）。
【００３２】
次に、ステップＳ５において、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１が“最新のＧＰＳ衛星データ”を受信した場合、装置本体の位置を示す位置データとしてＧＰＳ位置データが算出される（ステップＳ５−Ｙｅｓ）。具体的には、ＧＰＳ位置測位処理部１２によりＧＰＳ衛星データのうち緯度経度データが抽出される（ステップＳ６）。そして、緯度経度データは、Ｘ軸とＹ軸とからなる２次元座標の座標データに変換される（ステップＳ７）。これによりＧＰＳ位置データが求められる。
【００３３】
一方、ステップＳ５において、最新のＧＰＳ衛生データを受信しなかった場合、装置本体の位置データとして自律位置データが算出される（ステップＳ５−Ｎｏ）。具体的には、まず、３次元加速度センサ１３により加速度データが検出される（ステップＳ８）。検出された加速度データは、加速度修正部１６により修正加速度データに修正される。そして、修正加速度データに基づいて移動体５の移動距離が算出される（ステップＳ９）。また、磁気センサ１４により方位角データが検出されて、移動体５の移動方向が求められる（ステップＳ１０）。次に、前回の位置データを基点として、移動体５の移動方向に向かって移動距離だけ離した位置を自律位置データとして求める（ステップＳ１１）。
【００３４】
続いて、ＧＰＳ位置データあるいは自律位置データに対して傾斜データによる路面Ｒの傾きを補正して、移動体５の接地位置データが接地位置算出部１８により算出される（ステップＳ１２）。
【００３５】
次に、算出された接地位置データが、現在の位置データとしてデータベース１９に記憶される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００３６】
そして、装置本体の電源が切られるまで（本体電源ＯＦＦ）、上述したようなステップＳ５〜ステップＳ１４までの処理が繰り返される（ステップＳ１５−Ｎｏ）。この際、算出回数ｉは1ずつインクリメントされることになる（ステップＳ１６）。
【００３７】
（１−３．効果）
以上説明したように、本実施形態に係る走行位置検知装置１０は、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１により受信したＧＰＳデータに基づいて装置本体の位置を示す「ＧＰＳ位置データ」を一定時間毎に算出するＧＰＳ位置測位処理部１２と、装置本体の路面に対する傾斜データを検出するための傾斜センサ１５と、“前回のＧＰＳ位置データ”が算出されてから“新たなＧＰＳ位置データ”が算出されるまでの間、前回の位置データからの移動距離を求めて装置本体の位置を示す「自律位置データ」を一定時間毎に算出する自律位置測位処理部１７と、位置データに対して路面の傾きを補正して、移動体５の接地位置データを算出する接地位置算出部１８とを備えた構成により、路面の傾斜によらず高精度に移動体５の接地位置を検知することができる。
【００３８】
すなわち、走行位置検知装置１０は、メインの測位をＧＰＳ測位で行ない、ＧＰＳ衛星が捕捉できない環境下で測位する場合やＧＰＳ測位を補間する場合に、加速度データ・方位角データ・傾斜データに基づき、移動距離・移動方向・傾斜角を求め、これらの情報をもとにして自律測位を行なう。
【００３９】
なお、３次元加速度センサ１３・磁気センサ１４・傾斜センサ１５において、計測データが得られなかったり、不適切なデータが計測されたりすると、自律位置データには誤差が含まれる場合がある。このような場合でも、走行位置検知装置１０においては、ＧＰＳ位置データが算出される度に自律測位データの基点が書き換えられるので、自律測位で誤差が発生したとしてもＧＰＳ測位が行なわれる度に、その誤差がクリアされることになる。また、道路上または路側に位置データを発する位置データ通知装置を設置し、その位置データ通知装置から受信した位置データに基づいて自律位置データの誤差をクリアすることもできる。
【００４０】
なお、オートバイは直線では車体が路面に対して垂直な姿勢で走行するが、カーブを曲がる際には車体を大きく傾けて曲がる。そのため、３次元加速度センサ１３を用いて加速度データを計測すると、計測軸が傾いたままで計測することとなり、緯度経度データを求める際に誤差が生じる。また、傾斜のある場所を走行する場合にも同じく誤差が生じる。これに対し、本実施形態に係る走行位置検知装置１０は、加速度修正部１６を備えているので、走行するエリア・車種に関わらず正確な位置測位を行なうことができる。
【００４１】
（変形例）
なお、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１として、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状の複数のアンテナを組み合わせたものを用いてもよい。
【００４２】
例えば、一般的なＧＰＳ電波受信アンテナ１１は図８（Ａ）に示すように平面形状である。それゆえ、傾斜のある場所を移動体５が走行する場合や車体を傾けてコーナーを通過する場合には、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１も同じように傾斜角の方向に傾くことになる。そうすると、図８（Ｂ）に示すように仰角が高くなってしまい、それまで捕捉していたＧＰＳ衛星（図８において７Ｃ）のＧＰＳ衛星データをロストする事態が起こりうる。これにより、測位精度が低下もしくは不能になる。
【００４３】
このような事態に対し、図９に示すように、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１として、路面に対して異なる傾斜角を有する平面形状のアンテナを複数個組み合わせれば、移動体５が傾いても、いずれかのアンテナが天頂方向を向くことになる。それゆえ捕捉しているＧＰＳ衛星（図９（Ｂ）において７Ｃ）をロストすることがなくなる。なお、仰角の低いＧＰＳ衛星からの電波を用いると測位精度が低下してしまうことが考えられるため、傾斜センサ１４からの傾斜データに基づき使用するアンテナを選択する。なお、図９に示すアンテナの個数・配置は一例であり、位置計測を行なう対象や周囲環境などに合わせて、アンテナの個数・配置を組み合わせても良いことは言うまでもない。
【００４４】
また図１０に示すように、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１の形状をアーチ状にしてもよい。これにより、ＧＰＳ衛星からの電波を受信しやすくなり同様の効果を得ることができる。すなわち、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１が傾いた場合でも天頂方向のＧＰＳ衛星をロストしないようにすることができる（図１０（Ｂ）参照）。なお、アンテナの形状はドーム状（半球状）であっても良い。さらに、アンテナの形状は、アンテナが傾いた際にＧＰＳ衛星をロストしないものであれば、ドーム状やアーチ状以外の形状であっても良い。
【００４５】
また、傾斜センサ１５として、光を用いて移動体５と路面との傾斜データを検出する光学式計測装置２０を用いてもよい。具体的には、図１１に示すような可視領域あるいは赤外領域のレーザーを照射する複数の照射部２１Ａ〜２１Ｋを備えた光学式計測装置２０を移動体５に設置し、路面からの反射光を検出するまでの反射時間が最も短い照射部（図１１（Ｂ）において２１Ｉ）を検知する。ここで、照射部２１Ａ〜２１Ｋは予め設定された角度毎に路面に対して光を照射するので、反射時間が最も短い照射部に対応する角度を求めることにより、移動体５の傾斜データを算出する。また、イメージセンサなどを用いて全ての照射部２１Ａ〜２１Ｋの移動距離を演算する。これにより、傾きと移動距離とを計測することができる。なお、細かく計測を行なう場合は照射部２１の数を増やし、右か左かといった大まかな計測する場合は照射部２１の数を減らすなどして調整を行なう。また、赤外線や可視光線以外の電磁波であっても、反射時間が計測でき、かつ周囲との干渉が起きないものであれば傾斜センサとして用いることができる。
【００４６】
また、移動体５が車やオートバイ等の車両である場合、図１２に概念を示すように、走行位置検知装置１０の筐体３０の中に、移動体５の進行方向に直交して設けられた支持体３１と、支持体３１を貫通するように移動体５の進行方向に沿って設けられた回転軸３２とを備え、支持体３１の上端３１ＵにＧＰＳ電波受信アンテナ１１を設け、支持体３１の下端３１ＬにＧＰＳ電波受信アンテナ１１より重い重量物３３を設けた構造とすることにより、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１等を常に天頂方向に向けることができる。すなわち、移動体５が傾いてもバッテリーなどの重量物３３が重力を受けて下方で安定するため、図１３に概念を示すように、移動体５が傾いてもＧＰＳ電波受信アンテナ１１は常に天頂方向を向くようになる。
【００４７】
例えばオートバイの走行位置をＧＰＳ測位する場合には、車体が左右に傾くと捕捉しているＧＰＳ衛星の配置が変わってしまい、測位精度が低下することがある。これに対し、図１２に示す構成であれば、防振用バネ３４を用いて回転軸を筐体３０に固定することにより、車体が傾いた場合にも重量物３３が重力方向を保ち続け、ＧＰＳ電波受信アンテナ１１を天頂方向に向くようにすることができる。この結果、ＧＰＳ測位の精度の低下を回避することができる。
【００４８】
また、ここでは例としてＧＰＳ電波受信アンテナ１１を天頂方向に向ける構成を説明しているが、加速度センサ１３や無線用アンテナなど天頂方向に向けることにより性能が安定するものを支持体３１の上端３１Ｕに設置しても良いことは言うまでもない。
【００４９】
なお、ロータリーエンコーダー３５により支持体３１の回転角を求めれば、移動体５の傾斜データを求めることができる。
【００５０】
なお、オートバイなどが急なカーブを走行する場合には大きな遠心力が重量物３３に働く。そこで、その影響を抑えるために回転軸３２に回転制限を行なうストッパーを取り付けて調整することが好ましい。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
図１４は本発明の第２の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓの構成を示す模式図である。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。また、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００５２】
本発明の第２の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓは、第1の実施形態に係る走行位置検知装置１０に無線通信部４０と設定変更部４１とをさらに備えたものである。
【００５３】
無線通信部４０は、近隣の無線基地局５０とデータ通信を行なうものであり、データベース１９に記憶された接地位置データを送信する機能を有している。なお無線通信は、無線ＬＡＮ・特定小電力・Bluetooth（登録商標）・ZigBee・赤外線通信などの方式により実現する。また、通信するデータ形式は位置データだけではなく、ＧＰＳ測位および自律測位する際に得られる速度データや時間データなどを含めても良い。
【００５４】
設定変更部４１は、ＧＰＳ位置データや自律位置データを算出する算出周期を変更するものである。具体的には、無線基地局５０から各種センサの設定変更コマンドを受信すると、各種センサの計測周期の変更や出力データ形式の変更をする。なお、各車両を識別するためのＩＤを指定することにより設定変更を車両毎に行なうようにすることもできる。
【００５５】
無線基地局５０は、通信部５１と監視処理部５２とを備えており、走行位置検知装置１０からの位置データを受信して移動体５の位置を検知するものである。また、監視処理部５２において、ＧＰＳ位置データあるいは自律位置データの算出周期を変更するコマンドを必要に応じて設定する。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓは、無線通信部４０を備えているので、ＧＰＳ測位や自律測位で取得した位置データを無線通信により近接した無線基地局５０へ伝送することができる。
【００５７】
補足すると、本実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓは、第1の実施形態に係る走行位置検知装置１０において、装置本体の電源がオフになるまで、無線基地局５０に位置データを送信するようにしたものである（図１５のステップＴ１５参照）。
【００５８】
このため、本実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓを用いれば、移動体５をリアルタイムに監視し得る移動体監視システムの構築が可能となる。
【００５９】
＜第３の実施形態＞
図１６は本発明の第３の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｔの構成を示す模式図である。
【００６０】
本実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｔは、第２の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓに、基準データ記憶部６０と傾斜データ比較部６１・加速度データ比較部６２・異常判定部６３とをさらに備えている。
【００６１】
基準データ記憶部６０は、予め設定された「基準傾斜データ」と「基準加速度データ」と「異常時間データ」とを記憶するメモリである。
【００６２】
傾斜データ比較部６１は、傾斜データの異常を検査するためのものであり、傾斜センサ１５により検出された傾斜データと、基準データ記憶部６０に予め記憶された基準傾斜データとを比較する。比較の結果、傾斜データが基準傾斜データより大きい値を示す場合は、加速度データ比較部６２に「傾斜エラー信号」を送出する。
【００６３】
加速度データ比較部６２は、加速度データの異常を検査するためのものであり、傾斜データ比較部６１から傾斜エラー信号を受け取った場合、加速度センサ１３により検出された加速度データと、予め設定された基準加速度データとを比較する。比較の結果、加速度データが基準加速度データより大きい値を示す場合は、異常判定部６３に「加速度エラー信号」を送出する。
【００６４】
異常判定部６３は、移動体５の異常を判定するためのものである。具体的には、加速度データ比較部６２から加速度エラー信号が送出されている時間（すなわち、加速度データが基準加速度データを超えている時間）を計測し、計測される時間が、基準データ記憶部６０に予め記憶された異常時間データよりも長い場合、移動体５に異常が生じたと判定する。また、異常が生じたと判定した場合、無線通信部を介して「エラー信号」を近隣の無線基地局５０に送信する。
【００６５】
特に、移動体５が人間である場合には、急激なロール・ピッチ（傾斜データ）の変化は起こりにくく、大きく値が変化したままになることは少ない。そこで、急激なロール・ピッチの変化が生じた場合にはその人間が転倒した可能性が高いと判定することができる。
【００６６】
上述した構成により、本実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｔは、ある時間内にロール・ピッチが大きく変化し、さらに加速度センサ１３で急な加速が発生した場合に一次検知を行なう。また、一次検知により検知される値が継続しているか否かを二次検知として計測する。二次検知にて、長時間にわたって値が変化したままならば、人間等の移動体５が転倒した可能性が高いと判断し、ＧＰＳ測位にて位置データを算出する。そして、その位置データを、無線通信部２０を用いて近隣の無線基地局５０に伝送する。
【００６７】
すなわち、加速度センサ１３から得た加速度データ、磁気センサ１４で計測した方位角データ、傾斜センサ１５で計測したロール・ピッチ（傾斜データ）を用いて人間の移動および転倒を検知することができる。
【００６８】
なお、ＧＰＳ測位は常に行なわれており、移動体５が建物に入った場合には、その建物の入り口の位置データを無線基地局５０に伝送する。また、建物の中での位置検知を行なう場合は、ＧＰＳ測位ができないため、自律測位による位置検知を行なうことになる。また、走行位置検知装置１０Ｔからの自律位置データを受信する無線通信装置を建物内の各部屋に設置すれば、その無線通信装置の識別番号から人間がどの部屋にいるのかを判定することも可能である。
【００６９】
＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る走行位置検知装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る、傾斜面を走行する移動体５の概念を示す図である。
【図３】同実施形態に係る、傾斜面を走行する移動体５のＧＰＳ位置データの計測誤差を説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る３次元加速度センサ１３の計測軸の修正を説明するための図である。
【図５】同実施形態に係るＧＰＳ位置データと自律位置データとの軌跡を説明するための図である。
【図６】同実施形態に係る走行位置検知装置１０の設置位置と移動体５の接地位置とのズレを説明するための図である。
【図７】同実施形態に係る走行位置検知装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】一般的なＧＰＳ電波受信アンテナ１１を説明するための図である。
【図９】同実施形態に係るＧＰＳ電波受信アンテナ１１として、平面形状の複数のアンテナを組み合わせたものを用いたときの概念を示す図である。
【図１０】同実施形態に係るＧＰＳ電波受信アンテナ１１として、アーチ状のものを用いたときの概念を示す図である。
【図１１】同実施形態に係る傾斜センサ１５として、光学式計測装置２０を用いたときの概念を示す図である。
【図１２】同実施形態に係るＧＰＳ電波受信アンテナ１１が天頂方向を向くことを説明するための図である。
【図１３】同実施形態に係るＧＰＳ電波受信アンテナ１１が天頂方向を向くことを説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓの構成を示す模式図である。
【図１５】同実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｓの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る走行位置検知装置１０Ｔの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
５・・・移動体、７Ａ〜７Ｄ・・・ＧＰＳ衛星、
１０・１０Ｓ・１０Ｔ・・・走行位置検知装置、１１・・・ＧＰＳ電波受信アンテナ、
１２・・・ＧＰＳ位置測位処理部、１３・・・３次元加速度センサ、１４・・・磁気センサ、
１５・・・傾斜センサ、１６・・・加速度修正部、１７・・・自律位置測位処理部、
１８・・・接地位置算出部、１９・・・データベース、
２０・・・光学式計測装置、２１Ａ〜２１Ｋ・・・照射部
３０・・・筐体、３１・・・支持体、３２・・・回転軸、３３・・・重量物、３４・・・防振用バネ、
４０・・・無線通信部、４１・・・設定変更部、
５０・・・無線基地局、５１・・・通信部、５２・・・監視処理部、
６０・・・基準データ記憶部、６１・・・傾斜データ比較部、６２・・・加速度データ比較部、
６３・・・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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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