(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星より受信した電波に基づいて、軌道上を走行する移動体の自己位置を検出するＧＰＳ受信部と、
前記移動体の走行可能な軌道の形状をリンクとノードで示す軌道地図情報を記憶した軌道地図保持部と、
前記軌道地図保持部に保持されている軌道地図情報の、当該移動体が存在しているリンクの集合である経路を指定する経路指定部と、
前記軌道上における目標物の位置の指定を行う目標指定部と、
前記ＧＰＳ受信部より送られてくる当該移動体の自己位置を、前記経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、前記軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合し、前記自己位置から最も近いリンク上の最も近い位置または最も近いノードに補正し、得られた自己補正位置から前記目標指定部で指定された目標物の位置までの軌道距離をリンクに沿って計算する制御部とを備えた軌道上移動体位置管理システム。
【請求項２】
表示部を備え、
前記目標指定部は、前記移動体の自己位置を前記軌道上に乗るように補正した自己補正位置から目標物までの軌道に沿った軌道距離を指定し、
前記制御部は、得られた前記自己補正位置から前記目標指定部で指定された軌道距離に位置する目標物の位置を、前記経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、前記軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合し、リンク上に指定し、
前記表示部は、前記リンク上に指定された目標物の位置を視覚的に表示することを特徴とする請求項１記載の軌道上移動体位置管理システム。
【請求項３】
移動体の自己補正位置を表す情報を送信する無線送信部と、
他の移動体がその無線送信部から送信した、当該他の移動体の自己補正位置を表す情報を受信して目標指定部に渡す無線受信部とを設け、
目標指定部が、前記無線受信部から受け取った前記他の移動体の自己補正位置を表す情報を、目標物の位置として指定するものであることを特徴とする請求項１記載の軌道上移動体位置管理システム。
【請求項４】
経路指定部が、当該移動体の走行スケジュールならびに現在時刻から、現在走行中の経路を推測するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の軌道上移動体位置管理システム。
【請求項５】
移動体の自己補正位置、移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離または当該目標物の位置のうち少なくとも一つを、視覚的に表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項３および請求項４のうちいずれか１項記載の軌道上移動体位置管理システム。
【請求項６】
軌道距離と移動体の性能とに基づいて、前記移動体の速度を制御する移動体制御部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項３および請求項４のうちいずれか１項記載の軌道上移動体位置管理システム。
【請求項７】
軌道距離と、あらかじめ設定した所定の距離とを比較し、前記軌道距離が前記所定の距離を下回った場合に、所定の警戒音を発生する音響発生部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項３および請求項４のうちいずれか１項記載の軌道上移動体位置管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軌道上を走行する移動体と目標物との相対位置を、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて管理する軌道上移動体位置管理システム、特に鉄道車両の制御に好適な軌道上移動体位置管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体が軌道上を走行するシステム、特に鉄道をはじめとする、新交通、モノレール、高速道路上の自動車などの交通機関では、先行する列車や車両などの他の移動体や、障害物、停止目標などの目標物に対する相対距離を知ることが重要である。目標物との相対距離を知ることができれば、当該移動体の加減速性能をもとに、停止目標に正しく止まる、あるいは先行する移動体もしくは障害物に衝突せずに止まることが可能となる。これによって列車や車両の安全な運行が保たれる。このように、軌道上移動体システムにおいては、移動体から目標物までの軌道上の相対距離は非常に重要なデータであり、その精度がシステムの性能に大きく影響する。
【０００３】
しかしながら、従来はこの目標物との相対距離情報を知ることは非常に困難であり、多くの場合、人間の判断に委ねられていた。従って、そのような場合、人間の誤った判断の発生を完全に排除することはできなかった。
【０００４】
また、この相対距離を知るために、これまで各種の位置検知方式が開発されている。例えば、移動体の車輪の回転数および車輪径から、計測開始地点を基準とした相対距離を求めることができる。この方式では、走行した結果による移動距離しか知ることができないため、移動体から目標物のある目標地点までの距離を知るためには、計測開始地点から目標地点までの距離情報が必要となる。また、車輪の空転や滑走による誤差が避けられず、走行距離が長くなるに従ってそれらの誤差が累積されてしまう。
【０００５】
一方、移動体の存在を地上設備によって検知する方式がある。例えば、鉄道車両の車軸により軌道に流した信号が短絡されることを利用した軌道回路や、移動体が発生する信号を地上設備で受信する、または地上設備が発生する信号が移動体の通過により変調されることで、特定地点を移動体が通過したことを検知するトランスポンダやループコイルを用いたシステムがある。これらの方式では、特定地点の通過は精度よく検知することができるが、その設備を設けた移動体の軌道全体にわたって設けるのは実質的に不可能であり、特定地点間のどの位置に移動体がいるかを知ることはできない。そのため、移動体の位置を離散的にしか検知することができず、精度のよい制御を行うことが難しい。
【０００６】
これに対して、例えば特開平８−８６８５３号公報に示されているように、移動体にＧＰＳを利用して移動体間の相対位置を検知するシステムも知られている。このような軌道上移動体位置管理システムは、複数のＧＰＳ衛星からの信号に基づいて移動体の位置を決定するものである。従って、このＧＰＳによる位置検知方式では誤差が累積されることはなく、また移動体の位置を連続的に任意の位置にて検知することができる。しかしながら、このＧＰＳで位置測定をした場合には、一般に最大半径１００ｍ程度の誤差を含む可能性があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の軌道上移動体位置管理システムは以上のように構成されているので、移動体の車輪の回転数と車輪径から相対位置を求める方式を用いた場合、計測開始地点から目標地点までの距離情報が必要となるとともに、走行距離に応じて誤差が累積され、トランスポンダやループコイルを用いたシステムでは、移動体の位置を連続的に検知できず、ＧＰＳを用いた場合には、最大半径１００ｍ程度の誤差を含む可能性があるばかりか、移動体と目標物の間の直線距離を知ることはできるが、実際に移動体の制御に有効なのは軌道に沿った道のりを示す軌道距離であるため、曲率の大きなカーブ区間などでは軌道距離と直線距離との差が大きくなってしまい、精度のよい軌道距離を知ることができないなどの課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＧＰＳによって検出された移動体の位置から、目標地点までの相対距離を精度よく算出することができる軌道上移動体位置管理システムを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、ＧＰＳ受信部により軌道上を走行する移動体の自己位置を検出し、軌道地図保持部によりリンクとノードで示す軌道地図情報を保持し、経路指定部で当該移動体が存在しているリンクの集合である経路を指定し、目標指定部で軌道上における目標物の位置の指定を行い、制御部において、ＧＰＳ受信部より送られてくる当該移動体の自己位置を、経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合し、自己位置から最も近いリンク上の最も近い位置または最も近いノードに補正し、得られた自己補正位置から目標指定部で指定された目標物の位置までの軌道距離をリンクに沿って計算することにより軌道上の移動体から目標物までの軌道距離を検出することができるようにしたものである。
【００１０】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、目標指定部で、移動体の自己位置を軌道上に乗るように補正した自己補正位置から目標物までの軌道に沿った軌道距離を指定し、制御部で、得られた前記自己補正位置から目標指定部で指定された軌道距離に位置する目標物の位置を、経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合してリンク上に指定し、表示部で、前記リンク上に指定された目標物の位置を視覚的に表示することにより軌道上の移動体から目標物までの軌道距離を検出することができるようにしたものである。
【００１１】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、自己補正位置を表す情報を送信する無線送信部と、他の移動体の無線送信部から送信された、その移動体の自己補正位置を表す情報を受信して目標指定部に渡す無線受信部とを備えて、自身の自己補正位置から他の移動体までの軌道距離を検出するようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、当該移動体の走行スケジュールと現在時刻から、経路指定部で現在走行中の経路を推測するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、表示部を備えて、移動体の自己補正位置、目標物までの軌道距離または目標物の位置のうちの少なくとも一つを視覚的に表示するようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、移動体制御部を備えて、検出した目標物までの軌道距離と移動体の性能に基づいて、移動体の速度を制御するようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る軌道上移動体位置管理システムは、音響発生部を備えて、検出した目標物までの軌道距離と、あらかじめ設定した所定距離との比較結果に基づいて、所定の警戒音を発生するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図であり、軌道上を移動する移動体に搭載されたシステムの構成を示している。なお、この軌道上移動体位置管理システムは、近年、その精度向上が著しいＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＰＳ）方式によって移動体の位置を検出し、その移動体の補正位置を軌道上の位置に補正して、軌道上の移動体の位置管理を行うようにしたものである。
【００１８】
図において、１はＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信用アンテナであり、２はこのＧＰＳ受信用アンテナ１で受信された電波に基づいて移動体の位置を検出するＧＰＳ受信部である。３はＧＰＳ衛星からの電波に基づく位置の補正データ（ＧＰＳ補正情報）を受信するＧＰＳ補正情報受信用アンテナであり、４はこのＧＰＳ補正情報受信用アンテナ３で受信されたＧＰＳ補正情報をＧＰＳ受信部２に入力するＧＰＳ補正情報入力部である。５は移動体の走行可能な軌道の形状を記憶した軌道地図保持部であり、６はその軌道地図保持部５に保存されている軌道地図の、当該移動体の存在する経路を指定する経路指定部であり、７は軌道上の移動体からの軌道距離を計算する目標物の位置を指定する目標指定部である。８はＧＰＳ受信部２より送られてくる当該移動体の自己位置を、経路指定部６からの情報に基づいて軌道地図保持部５の持つ軌道地図情報と照合して補正し、目標指定部７において指定された目標物の位置までの軌道距離を計算する制御部である。
【００１９】
次に、ＤＧＰＳによる位置検知動作について説明する。
図１において、ＧＰＳ受信部２はＧＰＳ受信用アンテナ１にて受信されたＧＰＳ衛星からの電波を受け取る一方、ＧＰＳ補正情報入力部４を経由してＧＰＳ補正情報受信用アンテナ３によって受信されたＧＰＳ補正情報も受け取る。これらの情報からＤＧＰＳ方式による処理を行うことで、定期的に受信時刻、移動体の自己位置（緯度、経度、高度）などの情報を検出し、それを制御部８に出力する。なお、そのＧＰＳ補正情報としては、正確な位置を測定した独自のＧＰＳ補正情報送信手段を準備して、そのＧＰＳ補正情報送信手段でのＧＰＳによる測位結果と正確な位置との比較を行い、その誤差成分をＧＰＳ補正情報として送信したものを用いても、海上保安庁が中波ビーコンにて、また衛星測位情報センターがＦＭ多重放送にて運営して送信している情報を利用してもよい。このＧＰＳ補正信号を用いて移動体の自己位置を補正することにより、最大半径１００ｍ程度あった誤差が１０ｍ以下に低減される。
【００２０】
なお、軌道地図保持部５は移動体が走行しうるすべての軌道の形状を、リンクの集合で近似するために、少なくとも、軌道上のノードの位置情報（緯度、経度、高度）ならびに、移動体が走行可能なノードの接続関係を示す経路情報、およびノード間の距離情報を含むデータベースとして表現した、軌道地図を保持している。
【００２１】
また、経路指定部６は、例えばキーボードなどの入力装置からなり、軌道地図保持部５に軌道地図として保持されているデータのうち、現在移動体が存在している経路を指定し、それを制御部８に入力する働きをする。目標指定部７も同様に、例えばキーボードなどの入力装置からなり、地上設備や他の移動体など、当該移動体からの軌道距離を知りたい目標物の位置を設定し、それを制御部８に入力する働きをする。
【００２２】
さらに、制御部８は、ＧＰＳ受信部２、軌道地図保持部５、経路指定部６、および目標指定部７から送られてくる情報に基づいて、ＤＧＰＳ方式で検出された当該移動体の自己位置を軌道上に補正した自己補正位置の計算を行う。次に、その計算の結果より、目標指定部７から入力された目標物の位置に基づいて目標物までの軌道距離を計算する。
【００２３】
次に動作について説明する。
ここで、図２はこの実施の形態１における軌道上移動体位置管理システムの全体動作の流れを示すフローチャートであり、図３は位置補正処理の流れを示すフローチャート、図５は軌道距離計算処理の流れを示すフローチャートである。なお、全体の制御は制御部８によって実行される。
【００２４】
制御部８はまず、図２のステップＳＴ１において、ＧＰＳ受信部２から入力されている自己位置に基づいて、当該自己位置を軌道上の位置である自己補正位置に補正する。続いてステップＳＴ２において軌道距離の計算が必要か否かを判定し、必要ならばステップＳＴ３にて軌道距離を計算する。なお、軌道距離の計算が不要であれば、このステップＳＴ３はスキップされる。さらに、ステップＳＴ４において目標物の位置の計算が必要か否かを判定し、必要ならばステップＳＴ５にて目標物の位置を計算する。不要であれば同様に、このステップＳＴ５をスキップする。そしてステップＳＴ６において、それらの計算結果を出力したのち、再びステップＳＴ１に戻り、ＧＰＳ受信部２からの入力に基づく計算を繰り返す。なお、この実施の形態１は、目標指定部７から目標物の位置を指定して目標物までの軌道距離を計算するものであるため、ステップＳＴ５はスキップされる。
【００２５】
次に、図２に示されたステップＳＴ１およびＳＴ３の動作を詳細に説明する。ステップＳＴ１では自己位置を軌道上の位置に補正する。この位置補正の処理は、図３にその詳細を示すように、まず、ステップＳＴ１１においてＧＰＳ受信部２から自己位置の情報を読み込む。次にステップＳＴ１２において、経路指定部６で指定された経路を読み込む。次にステップＳＴ１３に進み、その経路が含むリンク集合のうち、当該移動体の自己位置からの垂線が最も短く、かつ垂線の足がリンク上にあるリンクを、軌道地図保持部５に保持された軌道地図から探索し、そのようなリンクがあれば、それを補正リンクとする。続いてステップＳＴ１４にて補正リンクの有無を判定し、補正リンクがあればステップＳＴ１５において、自己位置から補正リンクヘの垂線の足の座標を自己補正位置とする。補正リンクがない場合には、ステップＳＴ１６において経路が含むリンク集合から最も近いノード（補正ノード）を探索し、その位置を自己補正位置とする。
【００２６】
以下に、上記位置補正の具体的な処理例を図４を用いて説明する。
ここでは、ノードＲａ，Ｒｂ，Ｒｃで構成されている軌道上の経路を走行することが既知である移動体において、ある時刻での正しい位置がＰａであったときに、ＧＰＳによる位置情報がＰｂと得られたとき、この移動体の軌道上の自己補正位置Ｐｃを求める場合について例示している。
【００２７】
この場合、経路指定部６によってノードＲａ，Ｒｂ，Ｒｃで構成される経路上に移動体が存在することが指定され、検索するリンク集合はリンクＲａ−Ｒｂ，Ｒｂ−Ｒｃのどちらかとなる。ＧＰＳによる位置情報が図４（ａ）に示すＰｂの位置であれば、このＧＰＳ位置ＰｂからリンクＲａ−ＲｂおよびリンクＲｂ−Ｒｃの両方に対してそれぞれ垂線を引くと、リンクＲｂ−Ｒｃへの垂線の方がリンクＲａ−Ｒｂへの垂線よりも短くなる。しかしながら、リンクＲｂ−Ｒｃへの垂線の足はリンクＲｂ−Ｒｃ上にないため、当該リンクＲａ−Ｒｂを補正リンクとして、この補正リンクＲａ−Ｒｂへの垂線の足が自己補正位置Ｐｃとなる。
【００２８】
次に、移動体のＧＰＳによる位置情報が図４（ｂ）におけるＰｂの位置となって、その移動体がノードＲａ，Ｒｂ，Ｒｃで構成される経路上に存在することが指定された場合、検索するリンク集合はリンクＲａ−Ｒｂ，Ｒｂ−Ｒｃのどちらかとなる。この場合には、リンクＲａ−ＲｂおよびリンクＲｂ−Ｒｃに対して垂線を引いても、どちらの足もリンク上にはなく、補正リンクは存在しない。そのため、経路上のノードＲａ，Ｒｂ，ＲｃからＧＰＳ位置Ｐｂまでの直線距離を計算し、当該直線距離の最も短いノードである補正ノードＲｂを探索して、それを自己補正位置Ｐｃとする。
【００２９】
その後、処理が図２に示すステップＳＴ３に移ると、軌道距離の計算が行われる。この軌道距離計算の処理は、図５にその詳細を示すように、まずステップＳＴ２１にて目標物の位置が入力される。次にステップＳＴ２２において、目標物の位置と軌道地図内の位置情報の関係を探索し、ノードの位置と一致していれば、そのノードを目標ノードならびに目標補正位置とする。そうでなければ、図２のステップＳＴ１と同様の手順で補正リンクまたは補正ノードを探索し、それぞれ目標リンクまたは目標ノードとする。なお、目標物の位置から軌道上に補正された位置を上記目標補正位置とする。
【００３０】
次に、ステップＳＴ２３において目標リンクの有無を判定する。その結果、目標リンクがあればステップＳＴ２４に進み、なければステップＳＴ２５に進む。ステップＳＴ２４ではさらに、補正リンクの有無の判定を行う。その結果、補正リンクがあればステップＳＴ２６に進み、なければステップＳＴ２７に進む。またステップＳＴ２５においても同様に、補正リンクの有無の判定を行う。その結果、補正リンクがあればステップＳＴ２８に進み、なければステップＳＴ２９に進む。
【００３１】
ステップＳＴ２６では、目標リンクと補正リンクの両方が存在することになるため、さらにそれら目標リンクと補正リンクとが同一リンクを指すか否かを調べる。その結果、同一であれば処理をステップＳＴ３０に進める。目標リンクと補正リンクが同一であれば、目標補正位置と自己補正位置は同一リンク内に存在することになるため、このステップＳＴ３０では、目標補正位置と自己補正位置との間の直線距離を計算し、それを軌道距離Ｌとして出力する。このステップＳＴ３０が終了すると、この一連の軌道距離計算の処理を終了する。
【００３２】
一方、ステップＳＴ２６における判定の結果、両リンクが同一でなければステップＳＴ３１に進む。この場合、目標補正位置と自己補正位置は同一リンク内に存在しないので、目標リンクを構成するノードのうちの補正リンクに近い側のノード（目標ノード）の位置から目標補正位置までの直線距離Ｌｔ、ならびに補正リンクを構成するノードのうちの目標リンクに近い側のノード（補正ノード）の位置から自己補正位置までの直線距離Ｌｏを求める。このステップＳＴ３１の処理が終了すると、次にステップＳＴ３２に進む。
【００３３】
また、ステップＳＴ２４における判定の結果、ステップＳＴ２７に処理が進んだ場合には、補正リンクは存在せず、目標リンクと補正ノードが存在している。そのため、このステップＳＴ２７では、目標リンクを構成するノードのうちの補正ノードに近いほうのノードである目標ノードの位置から目標補正位置までの直線距離Ｌｔの計算を行う。なお、そのとき、補正ノードと自己補正位置とは一致しているので、それらの間の直線距離Ｌｏは“０”とする。このステップＳＴ２７の処理が終了すると、次にステップＳＴ３２に進む。
【００３４】
さらに、ステップＳＴ２５における判定の結果、ステップＳＴ２８に処理が進んだ場合には、目標リンクは存在せず、目標ノードと補正リンクが存在している。従って、このステップＳＴ２８では、補正リンクを構成するノードのうちの目標ノードに近いほうのノードである補正ノードの位置から自己補正位置までの直線距離Ｌｏを計算する。なお、そのとき、目標ノードと目標補正位置とは一致しているので、それらの間の直線距離Ｌｔは“０”とする。このステップＳＴ２８の処理が終了すると、次にステップＳＴ３２に進む。
【００３５】
また、ステップＳＴ２５の判定により、処理がステップＳＴ２９に進んだ場合には、目標リンクと補正リンクのいずれもが存在せず、目標ノードと補正ノードとが存在している。従って、このステップＳＴ２９では、目標ノードと目標補正位置の間の直線距離Ｌｔ、および補正ノードと自己補正位置の間の直線距離Ｌｏの両方をともに“０”とする。このステップＳＴ２９の処理が終了すると、次にステップＳＴ３２に進む。
【００３６】
次に、ステップＳＴ３２において、目標ノードまたは目標リンクと、補正ノードまたは補正リンクの間に存在するリンク長の合計Ｌｎを軌道地図から求める。次にステップＳＴ３３に進み、このリンク長の合計Ｌｎに、目標ノードと目標補正位置の直線距離Ｌｔ、および補正ノードと自己補正位置の直線距離Ｌｏを加算し、それを自己補正位置から目標補正位置までの軌道距離Ｌとして出力してこの軌道距離Ｌの計算処理を終了する。
【００３７】
以下に、上記軌道距離計算の具体的な処理例を図６を用いて説明する。
ここでは、ノードＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅで構成されている軌道上の経路を走行することが既知である移動体の自己補正位置がＰｃであったときに、目標補正位置Ｐｄ（例えば、信号機のある既知の目標位置）までの軌道距離Ｌを求める場合について例示している。
【００３８】
図６に示した例では、自己補正位置ＰｃがリンクＲａ−Ｒｂ上に位置することから、補正リンクはこのリンクＲａ−Ｒｂとなる。また、目標補正位置ＰｂがリンクＲｄ−Ｒｅ上に位置することから、目標リンクはこのリンクＲｄ−Ｒｅとなる。この補正リンクＲａ−Ｒｂの両端のノードＲａ，Ｒｂのうち目標リンクＲｄ−Ｒｅにより近い側のノードＲｂを選択してこれを補正ノードとし、この補正ノードＲｂから自己補正位置Ｐｃまでの直線距離Ｌｏを求める。また、目標リンクＲｄ−Ｒｅの両端のノードＲｄ，Ｒｅのうち補正リンクＲａ−Ｒｂにより近い側のノードＲｄを選択してこれを目標ノードとし、この目標ノードＲｄから目標補正位置Ｐｄまでの直線距離Ｌｔを求める。さらに、この補正ノードＲｂと目標ノードＲｄとの間に存在しているリンクＲｂ−ＲｃおよびＲｃ−Ｒｄのリンク長Ｌ１ ，Ｌ２ を合計し、それに上記直線距離Ｌｏ，Ｌｔを加えた全体の長さが、求める軌道距離Ｌとなる。
【００３９】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＧＰＳで得られた移動体の位置をＤＧＰＳ処理し、さらに緯度、経度の情報に加えて高度情報も用いて軌道上の位置に補正しているので、ＧＰＳによる誤差を含んだ移動体の自己位置の誤差を軽減し、軌道上の指定された目標物までの軌道距離を精度よく算出することが可能となるため、従来の軌道上移動体位置管理システムよりも高精度で移動体の位置を得ることができ、また、自己補正位置から目標物の位置までの軌道に沿った距離を計算しているため、従来の軌道上移動体位置管理システムでは得られなかった精度の高い軌道距離Ｌを得ることができるばかりか、上記軌道上の位置への補正の処理には、移動体は軌道上以外の位置に存在し得ず、またあらかじめ移動する経路が決まっているという特徴を利用しているので、その処理も簡単に行えるなどの効果が得られる。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、目標物の位置そのものを指定し、それに基づいて、当該移動体の自己補正位置からその目標物までの軌道距離を計算するものについて説明したが、逆に、目標物までの軌道距離を指定して、その目標物の位置を求めるようにしてもよく、上記実施の形態１の場合と同等の効果を奏する。
【００４１】
すなわち、目標指定部７において、当該移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離Ｌを指定する。制御部８では、ＧＰＳ受信部２から当該移動体のＤＧＰＳによる自己位置を受け、その自己位置を、経路指定部６からの情報に基づいて軌道地図保持部５に保持された軌道地図情報と照合して補正し、得られた自己補正位置と、上記目標指定部７で指定された軌道距離Ｌを用いて目標物の位置を計算することにより、軌道上の移動体から任意の軌道距離Ｌだけ離れた目標物の位置を検出する。
【００４２】
このように、この実施の形態２においては、目標物までの軌道距離を指定して目標物の位置を求めるものであるため、図２に示すステップＳＴ３はスキップされる。処理がステップＳＴ５に移ると、目標物の位置が計算される。この目標位置計算の処理は自己補正位置から軌道距離Ｌだけ離れた目標物の位置を計算するもので、図７にその処理の流れの詳細を示す。
【００４３】
まずステップＳＴ４１において、求める目標物の位置までの軌道距離Ｌと、上りまたは下りの方向情報が入力される。次にステップＳＴ４２において、図２のステップＳＴ１の位置補正処理で求めた補正リンクの有無を判定し、補正リンクがあればステップＳＴ４３に進み、なければステップＳＴ４４に進む。ステップＳＴ４３では、その補正リンクを構成するノードのうち、ステップＳＴ４１で入力された方向情報に応じた、上りもしくは下り側にあるノードＮａの位置から自己補正位置までの直線距離Ｌｏを計算し、ステップＳＴ４５に移る。また、処理がステップＳＴ４４に進んだ場合には、補正ノードがないので、上記直線距離Ｌｏを“０”とした後、ステップＳＴ４５に移る。
【００４４】
ステップＳＴ４５では、ステップＳＴ４１で入力された軌道距離Ｌと、上記直線距離Ｌｏとの大きさを比較する。その結果、ノードＮａと自己補正位置との間の直線距離Ｌｏが、軌道距離Ｌ以上であればステップＳＴ４６に進み、軌道距離Ｌよりも小さければステップＳＴ４７に進む。処理がステップＳＴ４６に進んだ場合には、直線距離Ｌｏが軌道距離Ｌ以上の場合、目標物の位置は補正リンク上に存在することになる。従って、このステップＳＴ４６では、ノードＮａの位置と自己補正位置との位置関係から、ノードＮａと自己補正位置の直線距離Ｌｏと軌道距離Ｌの比例配分で目標物の位置を計算し、それを出力して一連の目標位置計算の処理を終了する。
【００４５】
一方、ステップＳＴ４７では、軌道距離ＬとノードＮａから自己補正位置までの直線距離Ｌｏとの差を計算し、その値を新たに軌道距離Ｌとする。また、このステップＳＴ４７ではさらに、ステップＳＴ４１で入力された方向情報に基づいて、上りまたは下り側に隣接するリンクを軌道地図から探索してそれを着目リンクとし、その着目リンクのリンク長Ｌｎを求める。
【００４６】
次にステップＳＴ４８において、この着目リンクのリンク長Ｌｎと軌道距離Ｌの長さを比較する。その結果、着目リンクのリンク長Ｌｎが軌道距離Ｌよりも小さければ、ステップＳＴ４９に移り、軌道距離Ｌと着目リンクのリンク長Ｌｎとの差を計算し、その値を新たに軌道距離Ｌとする。また、このステップＳＴ４９ではさらに、ステップＳＴ４１で入力された方向情報に基づいて、上りまたは下り側に隣接するリンクを軌道地図から探索してそれを新たな着目リンクとし、この新たな着目リンクのリンク長Ｌｎを求めた後、処理をステップＳＴ４８に戻す。以下、このステップＳＴ４８で着目リンクのリンク長Ｌｎが軌道距離Ｌ以上になったことが検知されるまで、この処理を繰り返す。
【００４７】
着目リンクのリンク長Ｌｎが軌道距離Ｌ以上になると、処理はステップＳＴ４８からステップＳＴ４６に進む。着目リンクのリンク長Ｌｎが軌道距離Ｌ以上であれば、目標物は着目リンク上に存在することになるため、このステップＳＴ４６では、着目リンクの両端のノードの位置関係から、着目リンクのリンク長Ｌｎと軌道距離Ｌの比例配分で目標物の位置を計算し、それを出力して一連の目標位置計算の処理を終了する。
【００４８】
以下に、上記目標位置計算の具体的な処理例を図８を用いて説明する。
ここでは、ノードＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅで構成されている軌道上の経路を走行することが既知である移動体の自己補正位置がＰｃであったときに、当該自己補正位置Ｐｃから軌道距離Ｌだけ上り方向に離れた地点である目標位置Ｐｄの位置情報を求める場合について例示している。
【００４９】
図８に示した例では、自己補正位置ＰｃがリンクＲａ−Ｒｂ上に位置することから、補正リンクはこのリンクＲａ−Ｒｂとなる。この補正リンクＲａ−Ｒｂの両端のノードＲａ，Ｒｂのうちの上り側のノードＲｂ（上記ノードＮａに対応）を選択し、このノードＲｂから自己補正位置Ｐｃまでの直線距離Ｌｏを求め、それを軌道距離Ｌから減算する。次に、その上り側のリンクＲｂ−Ｒｃ，Ｒｃ−Ｒｄを順次着目リンクとして設定してゆき、その着目リンクのリンク長Ｌｎを残った軌道距離Ｌから次々と減算してゆく。図示の例では、このようにしてリンクＲｄ−Ｒｅが着目リンクとして設定された場合、そのリンク長Ｌ３ が軌道距離Ｌよりも長くなるめ、目標位置Ｐｄは当該リンクＲｄ−Ｒｅの両端のノードＲｄとＲｅの間にあると判定される。
【００５０】
従って、このノードＲｄの位置情報が（Ｉｄ，Ｋｄ，Ｈｄ）、ノードＲｅの位置情報が（Ｉｅ，Ｋｅ，Ｈｅ）であったとすると、目標位置Ｐｄの位置情報（Ｉｐ，Ｋｐ，Ｈｐ）は、次式を用いて比例配分で求めることができる。
ここで、上記Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｐはそれぞれの緯度情報、Ｋｄ，Ｋｅ，Ｋｐは経度情報、Ｈｄ，Ｈｅ，Ｈｐは高度情報である。
【００５１】
Ｉｐ＝Ｉｄ＋（Ｉｅ−Ｉｄ）＊Ｌ／Ｌｄｅ
Ｋｐ＝Ｋｄ＋（Ｋｅ−Ｋｄ）＊Ｌ／Ｌｄｅ
Ｈｐ＝Ｈｄ＋（Ｈｅ−Ｈｄ）＊Ｌ／Ｌｄｅ
なお、上記式中のＬｄｅはリンクＲｄ−Ｒｅのリンク長であり、図示の例ではＬ３ である。
【００５２】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、目標物の位置は目標指定部７において、例えばキーボードなどの入力装置から入力するものとしたが、無線などで他の移動体から伝送されてくる位置情報を利用してもよい。図９はそのようなこの発明の実施の形態３による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図であり、相当部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図において、９は制御部８がＧＰＳ受信部２より送られてくる当該移動体の自己位置を、経路指定部６からの情報に基づいて軌道地図保持部５で記憶している軌道地図情報と照合し、補正した自己補正位置を表す情報を送信する無線送信部であり、１０はその自己補正位置を表す情報を電波によって送信するアンテナである。１１は軌道上を走行する他の移動体のアンテナ１０から電波として送信された、当該他の移動体の自己補正位置を表す情報を受信するアンテナであり、１２はこのアンテナ１１で受信された、他の移動体の自己補正位置を表す情報を受信して目標指定部７にて渡す無線受信部である。
【００５４】
また、目標指定部７は、キーボードなどの入力装置から入力される情報によって、当該移動体からの軌道距離を計算する目標物の指定を行うのではなく、この無線受信部１２から受け取った他の移動体の自己補正位置を表す情報を用いて目標物の指定を行っている点で、図１に同一符号を付した実施の形態１のものとは異なっている。
【００５５】
次に動作について説明する。
軌道上の各移動体は、その無線送信部９がアンテナ１０より自己補正位置を表す情報を送信している。他の移動体までの軌道距離を検出する移動体は、他の移動体の無線送信部９がアンテナ１０より送信したその移動体の自己補正位置を表す情報を、アンテナ１１を介して無線受信部１２で受信し、それを目標指定部７に渡す。目標指定部７では、この無線受信部１２から受け取った当該他の移動体の自己補正位置を表す情報を用いて目標物を指定する。その後、制御部８は実施の形態１の場合と同様に処理を実行して、自己位置をＤＧＰＳ方式を用いて補正した自己補正位置から、目標指定部７で指定された目標物の位置までの軌道距離を計算し、当該自己補正位置から他の移動体までの軌道距離の検出を行う。
【００５６】
このように、この実施の形態３によれば、他の移動体から無線送信された、その移動体の自己補正位置の情報を目標物の位置として指定して、目標物までの軌道距離を計算しているので、軌道上を走行中の他の移動体までの軌道距離の検出も可能となるという効果が得られる。
【００５７】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、走行経路の指定は、経路指定部６において、例えばキーボードなどの入力装置から入力するものとしたが、ＧＰＳ受信部２などから得られる当該移動体の自己位置から現在走行中の経路を推測して、それを当該移動体が存在している走行経路として指定するようにしてもよい。また、あらかじめ計画された当該移動体の走行スケジュールと現在時刻から現在走行中の経路を推測して、それを当該移動体が存在している走行経路として指定するようにしてもよい。
【００５８】
このようにすることによって、経路指定部６から走行経路を指定する際に、キーボードなどの入力装置から走行経路の情報を手動で入力する必要をなくすことができるという効果が得られる。
【００５９】
実施の形態５．
計算された自己補正位置、軌道距離または目標物の位置の情報を、表示部に送って視覚的に表示するようにすることも可能である。図１０はそのようなこの発明の実施の形態５による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図であり、相当部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図において、１３は当該移動体の自己補正位置、当該移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離あるいはその目標物の位置などの情報を、視覚的に表示するための表示部である。
【００６０】
次に動作について説明する。
目標指定部７によって、当該移動体からの軌道距離を計算する目標物が指定される場合には、制御部８はＧＰＳ受信部２にて検出された当該移動体の自己位置を、経路指定部６で指定された情報に基づいて、軌道地図保持部５の保持している軌道地図情報と照合して補正し、得られた自己補正位置から目標指定部７で指定された目標物の位置までの軌道距離を計算する。そして、その自己補正位置や、当該自己補正位置から目標物までの軌道距離などを表示部１３上に視覚的に表示する。運転者はこの表示部１３の表示を参照することにより、自己補正位置と目標物との位置関係を把握する。
【００６１】
また、目標指定部７によって、自己補正位置から目標物までの軌道距離が指定される場合には、制御部８はＧＰＳ受信部２で検出された当該移動体の自己位置を、経路指定部６で指定された情報に基づいて、軌道地図保持部５の保持している軌道地図情報と照合して補正し、得られた自己補正位置から目標指定部７で指定された軌道距離に位置する目標物の位置を計算する。そして、その自己補正位置や、目標物の位置などを表示部１３上に視覚的に表示する。運転者はこの表示部１３の表示を参照することにより、自己補正位置と目標物との位置関係を把握する。
【００６２】
このように、この実施の形態５によれば、表示部１３に、移動体の自己補正位置、移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離または当該目標物の位置のうちの少なくとも一つを視覚的に表示しているので、運転者はそれらの表示を参照することにより自己補正位置と目標物との位置関係を容易に把握することが可能となり、運転者の安全運転を補助できるという効果が得られる。
【００６３】
実施の形態６．
移動体の自己補正位置が、他の移動体や地上施設などの目標物に近づき過ぎている場合には、緊急ブレーキをかけるなど、当該移動体の速度を制御するようにすることも可能である。図１１はそのようなこの発明の実施の形態６による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図であり、相当部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図において、１４は移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離と当該移動体の性能とに基づいて、当該移動体が目標物に近づき過ぎた場合に緊急ブレーキをかけるなどの速度制御を行う移動体制御部である。
【００６４】
次に動作について説明する。
制御部８はＧＰＳ受信部２で検出された当該移動体の自己位置を、経路指定部６で指定された情報に基づいて、軌道地図保持部５の保持する軌道地図情報と照合して補正して自己補正位置を得る。次に、この自己補正位置から目標指定部７で指定された目標物までの軌道距離を計算し、それを移動体制御部１４に転送する。移動体制御部１４では、その目標物の位置までの軌道距離と当該移動体の制動性能等の性能に基づいて、走行中の移動体の速度を制御する。すなわち、自己補正位置が目標物の位置にある程度以上近づくと当該移動体を減速させ、近付き過ぎた場合には緊急ブレーキをかけて当該移動体を停止させる。
【００６５】
このように、この実施の形態６によれば、移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離と、当該移動体の性能とに基づいて、移動体の走行速度を制御しているので、移動体が目標物に近づき過ぎて衝突の危険がある場合などにおいては、移動体に緊急ブレーキをかけて停止させることができるため、移動体のより安全な運行が可能となるという効果が得られる。
【００６６】
実施の形態７．
移動体の自己補正位置が、他の移動体や地上施設などの目標物にある程度以上近づいた場合に、警戒音を発生してそのことを運転者に知らせるようにすることも可能である。図１２はそのようなこの発明の実施の形態７による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図であり、相当部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図において、１５は移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離と、あらかじめ設定されている所定の距離とを比較して、当該軌道距離がその所定の距離を下回った場合に、所定の警戒音を発生する音響発生部である。
【００６７】
次に動作について説明する。
制御部８はＧＰＳ受信部２で検出された当該移動体の自己位置を、経路指定部６で指定された情報に基づいて、軌道地図保持部５の保持する軌道地図情報と照合して補正して自己補正位置を得る。次に、この自己補正位置から目標指定部７で指定された目標物の位置までの軌道距離を計算し、それを音響発生部１５に転送する。音響発生部１５では、その目標物の位置までの軌道距離と、あらかじめ設定されている所定の距離との比較を行い、受け取った軌道距離があらかじめ定められた所定の距離を下回ると、所定の警戒音を発生する。運転者はこの音響発生部１５の発生する警戒音を聞いて、当該移動体の自己補正位置が目標物に接近したことを知る。
【００６８】
このように、この実施の形態７によれば、移動体の自己補正位置があらかじめ設定された所定の距離以上近づいた場合には、音響発生部１５より警戒音を発生させるようにしているので、移動体が目標物に接近し過ぎると自動的に警戒音が発生するため、運転者の安全運転を補助できるという効果が得られる。
【００６９】
この発明によれば、ＧＰＳ受信部により軌道上を走行する移動体の自己位置を検出し、軌道地図保持部によりリンクとノードで示す軌道地図情報を保持し、経路指定部で当該移動体が存在しているリンクの集合である経路を指定し、目標指定部で軌道上における目標物の位置の指定を行ない、制御部において、ＧＰＳ受信部より送られてくる当該移動体の自己位置を、経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合し、自己位置から最も近いリンク上の最も近い位置または最も近いノードに補正し、得られた自己補正位置から目標指定部で指定された目標物の位置までの軌道距離をリンクに沿って計算するように構成したので、ＧＰＳによる誤差を含んだ移動体の自己位置の誤差が軽減されて、軌道上の目標までの起動距離を精度よく算出することが可能となり、高精度で移動体の位置を求めることができる軌道上移動体位置管理システムが得られる効果がある。
【００７０】
この発明によれば、目標指定部で、移動体の自己位置を軌道上に乗るように補正した自己補正位置から目標物までの軌道に沿った軌道距離を指定し、制御部で、得られた前記自己補正位置から目標指定部で指定された軌道距離に位置する目標物の位置を、経路指定部にて指定されたリンク集合に基づいて、軌道地図保持部で記憶している軌道地図情報と照合してリンク上に指定し、表示部で、前記リンク上に指定された目標物の位置を視覚的に表示するように構成したので、ＧＰＳによる誤差を含んだ移動体の自己位置の誤差が軽減されて、当該移動体の自己補正位置から指定された軌道距離だけ離れた目標物の位置を制度よく算出し、自己補正位置と目標物との位置関係を容易に把握することが可能となり、高精度で移動体の位置を求めることができるとともに、運転者の安全運転を補助できる軌道上移動体位置管理システムが得られる効果がある。
【００７１】
この発明によれば、他の移動体の無線送信部が送信した、その移動体の自己補正位置の情報を無線受信部にて受信して目標指定部に渡し、それを目標物の位置として指定して、目標物までの軌道距離を計算するように構成したので、軌道上を走行している他の移動体までの軌道距離も検出可能になるという効果がある。
【００７３】
この発明によれば、当該移動体の走行スケジュールと現在時刻から、経路指定部で現在走行中の経路を推測するように構成したので、経路指定部から走行経路を指定する際に、キーボードなどの入力装置より走行経路の情報を手動で入力する必要をなくすことができるという効果がある。
【００７４】
この発明によれば、移動体の自己補正位置、移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離または当該目標物の位置のうちの少なくとも一つを、表示部に視覚的に表示するように構成したので、それらの表示を参照した運転者は、自己補正位置と目標物との位置関係を容易に把握することが可能となり、運転者の安全運転を補助できる軌道上移動体位置管理システムが得られる効果がある。
【００７５】
この発明によれば、移動体の自己補正位置から目標物までの軌道距離と当該移動体の性能とに基づいて、移動体制御部が移動体の走行速度を制御するように構成したので、移動体が目標物に近づき過ぎた場合などにおいては、移動体に緊急ブレーキをかけて停止させることができるため、移動体のより安全な運行が可能となる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、検出した目標物までの軌道距離が、あらかじめ設定された所定距離を下回った場合には、音響発生部より所定の警戒音を発生するように構成したので、移動体が目標物に接近し過ぎると、自動的に警戒音が発生するため、運転者の安全運転を補助できる軌道上移動体位置管理システムが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１および２による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図である。
【図２】  実施の形態１および２におけるシステムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】  実施の形態１における位置補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】  実施の形態１における位置補正の処理を説明するための説明図である。
【図５】  実施の形態１における軌道距離計算処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】  実施の形態１における軌道距離計算の処理を説明するための説明図ある。
【図７】  この発明の実施の形態２における目標位置計算処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】  実施の形態２における目標位置計算の処理を説明するための説明図である。
【図９】  この発明の実施の形態３による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図である。
【図１０】  この発明の実施の形態５による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図である。
【図１１】  この発明の実施の形態６による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図である。
【図１２】  この発明の実施の形態７による軌道上移動体位置管理システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
２  ＧＰＳ受信部、４  ＧＰＳ補正情報入力部、５  軌道地図保持部、６  経路指定部、７  目標指定部、８  制御部、９  無線送信部、１２  無線受信部、１３  表示部、１４  移動体制御部、１５  音響発生部。
【図１】
0003976911.tif 000002
【図２】
0003976911.tif 000003
【図３】
0003976911.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003976911.tif 000008
【図８】
0003976911.tif 000009
【図９】
0003976911.tif 000010
【図１０】
0003976911.tif 000011
【図１１】
0003976911.tif 000012
【図１２】
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