(57)【要約】      （修正有）【課題】常に正確な走行軌跡が計測できるシステム等を提供する。【解決手段】複数のＧＰＳ衛星１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、ＳＢＡＳ衛星１０２と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置１０４と、ＬＤＶユニット１０５ａ，１０５ｂと、測位演算部１０９とを有する移動体の走行軌跡計測システム１００であって、前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置１０６をさらに備え、前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行うことを特徴とする。【選択図】図１
2017049162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、ＬＤＶユニットと、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムであって、
前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置をさらに備え、
前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行う
ことを特徴とする走行軌跡計測システム。
【請求項２】
前記測位演算部は、前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断した場合には、当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存し、
前記保存されたデータに対し、前記集約装置からのデータに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させる
ことを特徴とする請求項１に記載の走行軌跡計測システム。
【請求項３】
前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000013
によって算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の走行軌跡計測システム。
但し、
2017049162.tif 000014
である。
【請求項４】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、２軸で構成されたＬＤＶユニットと、前記ＬＤＶユニットからの信号データを集約するための集約装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムで実行されるコンピュータプログラムあって、前記走行軌跡計測システムで実行されたとき、
前記測位演算部に、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行わせるステップと、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断された場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行わせるステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断された場合には、
前記測位演算部に、
当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存させるステップと、
前記保存されたデータに対し、前記集約装置からのデータに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させるステップと
を実行させることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【請求項６】
前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000015
によって算出されることを特徴とする請求項４または５に記載のプログラム。
但し、
2017049162.tif 000016
である。
【請求項７】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、ＬＤＶユニットと、慣性計測装置ないし慣性装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムであって、
前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置をさらに備え、
前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータのうち、少なくとも方位情報に対する修正ないし変化量の計算処理を行う
ことを特徴とする走行軌跡計測システム。
【請求項８】
前記測位演算部は、前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断した場合には、当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存し、
前記保存されたデータに対し、前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータと前記集約装置からのデータとに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させる
ことを特徴とする請求項７に記載の走行軌跡計測システム。
【請求項９】
前記修正ないし変化量の計算処理には、３次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000017
によって算出されることを特徴とする請求項７または８に記載の走行軌跡計測システム。
但し、
2017049162.tif 000018
である。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、２軸で構成されたＬＤＶユニットからの信号データを集約するための集約装置と、慣性計測装置ないし慣性装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムで実行されるコンピュータプログラムであって、前記走行軌跡計測システムで実行されたとき、
前記測位演算部に、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行わせるステップと、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断された場合には、当該データを測位基準として前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータのうち、少なくとも方位情報に対する修正ないし変化量の計算処理を行わせるステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断された場合には、
前記測位演算部に、
当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存させるステップと、
前記保存されたデータに対し、前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータと前記集約装置からのデータとに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させるステップと
を実行させることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記修正ないし変化量の計算処理には、３次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000019
によって算出されることを特徴とする請求項１０または１１に記載のプログラム。
但し、
2017049162.tif 000020
である。
【請求項１３】
請求項１に記載の移動体の走行軌跡計測システムにおける移動体であって、
前記移動体は、前記走行軌跡計測システムにおける、少なくとも前記全地球航法衛星システムと、前記補正情報を受信するための前記通信装置と、前記ＬＤＶユニットと、前記測位演算部とを備えたことを特徴とする移動体。
【請求項１４】
請求項７に記載の移動体の走行軌跡計測システムにおける移動体であって、
前記移動体は、前記走行軌跡計測システムにおける、少なくとも前記全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、前記補正情報を受信するための通信装置と、前記ＬＤＶユニットと、前記慣性計測装置ないし慣性装置と、前記測位演算部とを備えたことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて車両等の移動体の位置等を測位する技術に関し、より詳細には、ＧＰＳと他の計測機器との複合システムによって、移動体の位置、速度、方向、軌跡等を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＮＳＳ測位においては、絶対位置及び絶対方位の取得が可能であるので、移動体の走行軌跡計測用として広くＧＰＳが採用されてきた。一方で、トンネル区間（内）やビルが乱立する街中では、衛星信号が届かないことやマルチパスなどの影響により正確な測位ができないため、移動体の正確な走行軌跡を把握できなくなるという課題があった。従来、そのようなＧＮＳＳの課題を解決する為に、ＩＭＵ（慣性計測装置）による推定測位を組み合わせることで、測位率や精度の改善が試みられてきた。
【０００３】
例えば、ＧＰＳ衛星の不可視時に車両の位置を高い精度で標定できるようにするための装置等が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
すなわち、特許文献１によれば、ＧＰＳ衛星から発信される搬送波を観測するＧＰＳ受信機と加速度ベクトルを検出する慣性装置と車速値を検出する車速検出装置とが設置された車両の座標値を標定する位置標定装置において、前記慣性装置により検出された加速度ベクトルに基づいて車両の座標値と車両の速度ベクトルとを算出する慣性航法部と、ＧＰＳ衛星の可視時に前記ＧＰＳ受信機により取得された観測値に基づいて所定の情報を観測情報として生成する観測情報生成部と、前記観測情報生成部により生成された観測情報を用いて前記慣性航法部の算出誤差の補正量をＧＰＳ可視時補正量として算出するカルマンフィルタと、前記慣性航法部により算出された車両の座標値と車両の速度ベクトルとを前記カルマンフィルタにより算出されたＧＰＳ可視時補正量により補正する航法補正部と、前記車速検出装置により検出された車速値に基づいて車両の速度スカラーを算出する速度スカラー算出部と、ＧＰＳ衛星の可視時に前記速度スカラー算出部により算出された速度スカラーと前記航法補正部により補正された速度ベクトルの左右方向成分とに基づいて車両の横滑り角を算出する横滑り角算出部と、前記横滑り角算出部により算出された横滑り角と前記慣性装置により検出された加速度ベクトルの左右方向成分とを対応づけて蓄積する横滑り角蓄積部と、前記横滑り角蓄積部に蓄積された横滑り角に基づいて車両の加速度ベクトルの左右方向成分と横滑り角との関係値をコーナリングパワーとして算出するコーナリングパワー算出部と、ＧＰＳ衛星が不可視であるＧＰＳ不可視時点に前記速度スカラー算出部により算出された速度スカラーと前記慣性装置により前記ＧＰＳ不可視時点に検出された加速度ベクトルの左右方向成分と前記コーナリングパワー算出部により算出されたコーナリングパワーとに基づいて車両の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出部と、前記慣性航法部により前記ＧＰＳ不可視時点に算出された速度ベクトルと前記速度ベクトル算出部により算出された速度ベクトルとの差を速度ベクトル残差として算出する速度ベクトル残差算出部とを備え、前記カルマンフィルタは、前記速度ベクトル残差算出部により算出された速度ベクトル残差を用いて前記慣性航法部の算出誤差の補正量をＧＰＳ不可視時補正量として算出し、前記航法補正部は、ＧＰＳ衛星の可視時に前記慣性航法部により算出された車両の座標値を前記ＧＰＳ可視時補正量により補正することにより車両の座標値を標定し、ＧＰＳ衛星の不可視時に前記慣性航法部により算出された車両の座標値を前記ＧＰＳ不可視時補正量により補正することにより車両の座標値を標定することを特徴とする位置標定装置が開示されている。
【０００５】
また、移動体の自己位置を推定するＧＰＳ／ＩＮＳ複合航法システムを用いた自己位置推定装置において、ＧＰＳが使用できない環境下で、画像情報を用いずに移動体の自己位置の推定を可能とする自己位置推定装置も提案されている（特許文献２）。
【０００６】
すなわち、特許文献２によれば、設定した通過ポイント位置座標を通過する移動体の運動情報を計測する慣性計測装置と、前記慣性計測装置から前記移動体の運動情報を受けて、デッドレコニングにより前記移動体の第一の推定位置及び第一の推定速度を算出するＤＲ計算部と、前記移動体が通過する通過ポイント位置座標と該通過ポイント位置座標を通過する通過時刻と、速度とを設定する通過ポイント座標設定部と、前記移動体の運動情報を単位時間毎に保持し、前記第一の推定位置と前記通過ポイント位置座標とが一致した時点における時刻と、前記通過ポイント座標設定部で設定された通過時刻との差分値に基づいて、前記運動情報を用いてデッドレコニングにより前記移動体の第二の推定位置と第二の推定速度とを算出する参照情報計算部と、前記第一の推定位置と第二の推定位置との差分値と、前記第一の推定速度と第二の推定速度との差分値とを観測値として受けて、前記移動体の現在位置の誤差推定値を算出するカルマンフィルタとを備えることを特徴とする自己位置推定装置が開示されている。
【０００７】
一方で、ＩＭＵ以外の推測測位方法として、レーザドップラセンサ（ＬＤＶ）を使用することも考えらえる。例えば、移動体に２個のＬＤＶ取り付けること（以下、２軸ＬＤＶとも呼ぶ）により、相対的走行軌跡を把握することができるものと考えられる。
【０００８】
例えば、車体と車体が走行する路面との相対速度を検出する速度センサが２個取り付けられた移動体が提案されえている（特許文献３）。
【０００９】
特許文献３によれば、車体の左右に取り付けられた２つのレーザドップラセンサの検出結果に基づいて制御装置が各駆動輪のそれぞれとフロアとの滑り量Ｓを算出し、この滑り量Ｓを各アクチュエータへの速度指令に加算補正するので、エンコーダの検出結果のみでは検出できない、駆動輪とフロアとの滑りによる誤差を低減することができ、移動体をより走行経路Ｒに対して正確に精度良く走行させることができる移動体システムについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１２２９２１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０２１３７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６２４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、補完機器として、ＩＭＵを用いる場合、長時間ＧＮＳＳ測位ができない状況においては、ＩＭＵ単体での長時間推測測位によって誤差が累積してしまい、この累積誤差の軽減が解決すべき課題となっていた。
【００１２】
また、レーザドップラ速度計（ＬＤＶ）による推測測位においても、ＧＮＳＳのような絶対座標での位置や絶対方位は取得できず、また、ＬＤＶのみにより長距離計測を行うと、やはりＩＭＵのみを用いた場合と同様に、距離誤差が累積して正確な走行軌跡が把握できなくなるという課題があった。
【００１３】
ここで、ＧＮＳＳ、ＩＭＵ、２軸ＬＤＶによる、移動体の走行状況（環境）に応じた測位性能についてまとめと、下表のとおりである。
【００１４】
【表１】
2017049162.tif 000003
ＧＮＳＳは、トンネル区間（内）での走行や都市部での走行に対しては、衛星信号が届かないか、あるいはマルチパス等の影響により、全く不向きである一方で、ＩＭＵ（ＩＮＳ）や２軸ＬＤＶは、かかる走行環境に関わらず一定の精度を確保できることが分かる。
【００１５】
また、下表に、ＧＮＳＳ、ＩＭＵ、２軸ＬＤＶによる測位性能について、各測位パラメータごとに対する発揮性能の良否を示す。
【００１６】
【表２】
2017049162.tif 000004
【００１７】
上表等を踏まえ、ＧＮＳＳ、ＩＭＵ、２軸ＬＤＶに対し、発明者は、次のとおり考察した。
【００１８】
（ＧＮＳＳについての考察）
ＧＮＳＳによる測位は、ビルなどの遮蔽等の外界要因により、衛星信号の遮断、減少、マルチパスなどが発生し、精度劣化、測位不能になる場合がある一方で、広域におけるワールド座標系（World Coordinate System）としての絶対座標を求めるためには、ＧＮＳＳは必須と言える。
上記の誤差要因や不安定性を克服することが、恒常的な高精度位置取得のための課題である。
【００１９】
（ＩＭＵについての考察）
ＧＮＳＳを補完する機器としてＩＭＵを考えた場合、ＩＭＵの特性として、姿勢・方位の誤差は、時間とともに積算され増大する傾向がある。特に姿勢・方向を算出する部分を担う３軸ジャイロ部については、ＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems）、ＦＯＧ（Fiber Optic Gyro）、ＲＬＧ（Ring Laser Gyro）などの技術ないし方式があるが、ＭＥＭＳなどで構成される安価なジャイロでは、積算誤差が大きくなる為、３軸の姿勢精度を一定レベルに保持できる時間は短いという課題がある。また、移動方向（距離方向）は、３軸の加速時計をもって算出可能であるが、移動体の振動や傾きなど移動方向とは別の要因によって、特に低速や停止状態では精度が維持しにくいという課題もある。
一方、完全自立でこれらの計測を行うため、外界要因で誤差が増大することはなく、計測エポック間の誤差は有意に小さい。
【００２０】
（ＬＤＶについての考察）
ＧＮＳＳを補完する他の機器としてＬＤＶを考えた場合、ＬＤＶは、「コヒーレント光干渉のコリオリ現象」により、正確に対象面の移動距離を求めることが可能であり、その干渉光の振幅変化を時間軸計測することで、正確な速度が測定できる。例えば、差動型ＬＤＶであれば、車両などの移動体に取付けレーザ光を路面に照射し、ここから得られる散乱光のビート周波数から移動体の対地速度・移動距離を正確に計測することができる。そして、このＬＤＶを２台進行方向に平行に設置することで、移動体の正確な移動距離及び速度に加えて進行方位変化を計測することが出来るものと思われる。
【００２１】
しかしながら、ＬＤＶであっても、ジャイロ同様の累積誤差が生ずる。また、かかる動作原理からは、相対距離や移動方向変化量が把握できるのみであり、絶対方向や位置座標を直接得ることは出来ない。
【００２２】
また、算出する距離は、地面（表層）での距離であり、道路の勾配や傾きは加味されておらず、ＧＮＳＳ位置との整合をとるためには、同じ楕円体面での座標や距離に置き換えるなどの処置が必要である。
【００２３】
以上に述べた技術背景や発明者による考察を踏まえると、ＧＮＳＳ／ＩＭＵ／２軸ＬＤＶの改善された組み合わせ制御や改善された最適化制御が望まれる。
【００２４】
そこで、本発明は、ＧＮＳＳ測位が十分な精度を維持できない状況であって、高精度測位が行えないトンネル区間（内）等における長時間走行時においても、常に正確な走行軌跡が計測できるシステム等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】
【００２５】
本発明にかかる走行軌跡計測システムは、複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、ＬＤＶユニットと、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムであって、前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置をさらに備え、前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、前記測位演算部は、前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断した場合には、当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存し、前記保存されたデータに対し、前記集約装置からのデータに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させることを特徴とする。
【００２７】
また、前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000005
によって算出されることを特徴とする。
但し、
2017049162.tif 000006
である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる走行軌跡計測システム等によれば、ＧＮＳＳ測位が十分な精度を維持できない状況であって、高精度測位が行えないトンネル区間（内）等における長時間走行時においても、常に正確な走行軌跡が計測できるシステム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システム等のシステム構成概念を説明する説明図である。
【図２】本発明の他の実施形態にかかる走行軌跡計測システム等のシステム構成概念を説明する説明図である。
【図３】図１に示した走行軌跡計測システム等の処理動作概念を説明する説明図である。
【図４】図２に示した走行軌跡計測システム等の処理動作概念を説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システム等におけるＬＤＶによって検出される信号の演算処理概念の詳細を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システム等におけるＬＤＶによって検出される信号の演算処理概念の詳細を説明する説明図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システム等におけるＬＤＶによって検出される信号の演算処理概念の詳細を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（本発明の基本概念）
本発明の理解のために、まず、本発明の基本概念について説明する。
【００３１】
本発明の基本概念は、各計測機器、各センサの弱点を相互に補完するハイブリッド手法であるが、より詳細には、例えばＩＭＵについては、ＩＭＵの取り付け位置を原点とした、ＸＹＺローカル空間座標系における移動体の姿勢／移動方向／移動距離を計測することが基本動作となる。そして、２軸ＬＤＶにおいては、２つのＬＤＶセンサ取り付け位置で表現されるＸＹローカル平面座標系における移動体の移動方向、移動距離が計測される。
【００３２】
なお、実装上の指摘として、ＭＥＭＳなどの安価なＩＭＵでは、移動方向および移動距離は時間経過とともに蓄積誤差（ドリフト）が増加し、安定した計測が難しく、また、２軸ＬＤＶで計測される移動方向／移動距離は、時間経過による蓄積誤差が少ないものの、２軸ＬＤＶの取り付け位置で表現されるローカル平面座標系のため、 ローカル空間座標系およびワールド座標系での表現が困難である。
【００３３】
そこで、本発明においては、「ＩＭＵの姿勢」及び「２軸ＬＤＶの移動方向／移動距離」については、時間経過による蓄積誤差が少ないことに着目し、２軸ＬＤＶで計測された移動方向／移動距離を、ＩＭＵの姿勢情報を用いてＸＹＺローカル空間座標系に変換する。この点が、本発明の特徴の１つとなっている(図４を参照して後述する)。 
【００３４】
そして、上記ＸＹＺローカル空間座標系に変換された座標は、さらにＧＰＳからの信号データに基づき、ワールド座標系に変換される。
これにより、時間経過による蓄積誤差の少ないワールド座標系における、移動体の姿勢／移動方向／移動距離を計測することが可能となる(図３〜図４を参照して後述する)。
【００３５】
一方で、高精度なＧＮＳＳ測位ができている間は、ＧＮＳＳ測位データと上記のＬＤＶ測位データとの比較を行い、距離誤差率を計測／算出し、その計測／算出値に基づき距離補正が実施される。この点も、本発明の特徴の１つとなっている。
【００３６】
以下、本発明にかかる走行軌跡計測システム等ついて、図面を参照しながら詳述する。
【実施例１】
【００３７】
図１に、本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システムのシステム構成概念を示す。図１において、システム１００は、全体として、ＧＰＳ衛星１０１ａ〜１０１ｃ、ＧＰＳ衛星の補正情報や信頼性情報を送信するためのＳＢＡＳ（Satellite Based Augmentation System）衛星１０２、ＧＰＳ衛星１０１ａ〜１０１ｃ及びＳＢＡＳ衛星１０２からの送信信号を受信する全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）１０３、地上からの各種補正信号を受信する通信装置１０４、２つのＬＤＶ１０５ａ〜１０５ｂ（これらを総称して「ＬＤＶユニット」）、ＬＤＶ１０５ａ〜１０５ｂからの信号データを集約演算する集約装置１０６、そして、ＧＮＳＳ１０３及び集約装置１０６からの信号データを演算して測位情報を算出する測位演算部１０９を含む。
【００３８】
ここで、ＧＮＳＳ１０３、通信装置１０４、ＬＤＶ１０５ａ〜１０５ｂ、集約装置１０６、測位演算部１０９は、典型的には車両等の移動体（図１において不図示）に装備される。また、集約装置１０６や測位演算部１０９には、ＣＰＵやメモリを含む演算ボードやコンピュータを採用することができる。
【００３９】
図１において、各種信号（ないしその信号に含まれる情報やデータ）のおよその流れを説明すると、まず、ＧＰＳ衛星１０１ａ〜１０１ｃからは測位信号が送信される。ＳＢＡＳ衛星１０２からは、一例として、ＷＡＡＳ／ＭＳＡＳ補正情報やＰＰＰ補正情報等が送信される。
【００４０】
ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）補正情報は、米国におけるＩＮＭＡＲＳＡＴを利用した広域補強システムにおける補正信号であり、ＭＳＡＳ補正情報は、日本における運輸多目的衛星ＭＴＳＡＴ（Multi-functional Transport Satellite）を利用した運輸多目的衛星用衛星航法補強システムにおける補正情報である。いずれも、専用の静止衛星からの補正信号ないし補正データということができる。
【００４１】
ＰＰＰ補正情報は、ＳＢＡＳ衛星から受信した補正情報（例えば、ＷＡＡＳ補正情報など）からＰＰＰ（高精度単独測位）アルゴリズムによって導出された高精度の補正情報である。
【００４２】
通信装置１０４が受信する地上からの補正信号（補正情報）には、ＰＰＰ補正情報のほか、ＲＴＫ（Real-time Kinematic）補正情報やＶＲＳ補正情報がある。
【００４３】
ＲＴＫ補正情報は、既知点からの補正観測情報を携帯電話や無線を利用して移動局（移動体）に送信し、移動局（移動体）の位置をリアルタイムで測定するための補正情報である。
ＶＲＳ補正情報は、仮想基準点により基線解析を行ってＲＴＫ測位を行う方式に基づく補正情報である。
【００４４】
また、ＧＮＳＳ１０３からは、衛星からの信号受信状況や受信環境条件が整ったときには、常に高精度の絶対的な位置情報が取得可能である。具体的には、一例として世界測地系としてＷＧＳ８４に準じた位置情報や、対地速度、時間（時刻）、進行方位、測位状態、衛星数、ＤＯＰなどの精度指標情報である。
【００４５】
一方、集約装置１０６からは、速度、移動距離、方位変化量、推定位置といった移動体を基点とした相対的な計測データが取得可能である。
【００４６】
そして、測位演算部１０９は、ＧＮＳＳ１０３及び集約装置１０６からの信号データからの信号データを演算して測位情報を算出する。算出された結果得られるデータは、ＷＧＳ８４に準じた位置情報や、対地速度、時間（時刻）、進行方位である。
【００４７】
（実施例１における制御／演算の概要）
図１に示したシステムにおける制御／演算の概要を説明すると、測位演算部１０９では、常に（正確には、短い時間間隔で繰り返し）、
（１）ＧＮＳＳ１０３からの情報（データ）と集約装置１０６からの情報（データ）との比較処理を行うか、あるいは、
（２）ＧＮＳＳ１０３からの情報（データ）の信頼性にかかわる項目データをチェックしており、
上記（１）又は（２）のいずれかの処理判断により、ＧＮＳＳ１０３からのデータの信頼性が高いと判断できる場合には、このデータを測位基準として集約装置１０６からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行う。
【００４８】
このような制御を行うことにより、トンネル区間（内）やビル街など、ＧＮＳＳ測位信号が遮断ないし減少した場合、あるいは、マルチパスの影響等により測位が困難であるか、精度が著しく劣化する場合であっても高精度の測位を維持することができる。
【００４９】
この点は、従来のＧＰＳ及びＩＭＵの複合システムに比べても顕著な効果を奏する。例えば、本発明においては、もともと移動距離算出性能の高いＬＤＶを２つ組み合わせ、適宜制御しながらより高精度の方位変化を算出できるので、長時間にわたりＧＮＳＳ測位信号を受信することができなくても、高精度の測位を維持することができる（２つのＬＤＶの動作の詳細については、図５〜図７を参照して後述する）。
【００５０】
（実施例１における制御／演算のさらなる改善点）
集約装置１０６からのデータは、移動体が走行する道路の斜面や車両の傾きなどは考慮できない。つまり、純粋に対地の速度／移動距離としてのデータである。自動運転時などの位置情報は地図データ上での位置座標となる。
【実施例２】
【００５１】
図２に、本発明の他の実施形態にかかる走行軌跡計測システムのシステム構成概念を示す。図２において、システム２００におけるＧＰＳ衛星２０１ａ〜２０１ｃ、ＳＢＡＳ衛星２０２、ＧＮＳＳ２０３、通信装置２０４、ＬＤＶ２０５ａ〜２０５ｂ、集約装置２０６は、図１におけるＧＰＳ衛星１０１ａ〜１０１ｃ、ＳＢＡＳ衛星１０２、ＧＮＳＳ１０３、通信装置１０４、ＬＤＶ１０５ａ〜１０５ｂ、集約装置１０６にそれぞれ対応するので説明を割愛する。
【００５２】
なお、図２に示したシステムにおける制御／演算の概要を説明すると、測位演算部２０９では、常に（正確には、短い時間間隔で繰り返し）、
（１）ＧＮＳＳ２０３からの情報（データ）と集約装置２０６からの情報（データ）との比較処理を行うか、あるいは、
（２）ＧＮＳＳ２０３からの情報（データ）の信頼性にかかわる項目データをチェックしており、
上記（１）又は（２）のいずれかの処理判断により、ＧＮＳＳ２０３からのデータの信頼性が高いと判断できる場合には、一例として、このデータを測位基準として後述するＩＭＵ（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）ないしＩＮＳ（慣性装置：Inertial Navigation System）２０７への補正処理を行うことができる。
【００５３】
そして、図２におけるシステム２００は、図１におけるシステム１００示した構成に加え、さらに上記のＩＭＵないしＩＮＳ２０７が含まれる点が相違している。
【００５４】
ＩＭＵ／ＩＮＳ２０７からは、３軸姿勢データ、３軸加速度データ、方位（移動体の向きなど）の計測データが取得可能である。
【００５５】
そして、測位演算部２０９は、ＧＮＳＳ２０３及び集約装置２０６からの信号データ、並びに、ＩＭＵ／ＩＮＳ２０７からの信号データを演算して測位情報を算出する。算出された結果得られるデータは、ＷＧＳ８４に準じた位置情報や、対地速度、時間（時刻）、進行方位である。
【００５６】
（実施例２における制御／演算の特徴）
実施例１におけるシステム１００に比べ、実施例２におけるシステム２００では、ＩＭＵ／ＩＮＳデータにおける３軸姿勢データや３軸加速度データ等を考慮することができるので、移動体の３次元位置及び３次元空間における走行軌跡を精度よく特定することができる。
【実施例３】
【００５７】
図３に、図１に示した走行軌跡計測システム等の処理動作概念を説明する。図３における処理動作はフローチャートの一種であり、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０８までの処理動作は、主に測位演算部１０９において実行される処理である（一部、集約装置１０６等で処理されるものが含まれる場合がある）。図３におけるフローでは、それぞれの処理ステップで実施される処理において扱われるデータの由来が分かるように、データの由来となる機器ごとの処理ステップを、図中縦のライン（縦の破線）上に合わせている。
【００５８】
また、図の縦の流れ（上から下）は、時間の流れを表わすが、必ずしも厳密な意味での一律な時間の流れを表わすものではない。例えば、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７が、図中、ステップＳ３０３の下に位置しているからといって、この順序で処理されることを意味するものではない。また、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７は、必ずステップＳ３０１の処理判断で「Ｎｏ」の場合に、破線の矢印に沿って処理が移行されるというように読み取るのではなく、例えば、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７は、ＧＰＳ信号受信時も所定時間ごとに作動させることもできる（その意味で、ステップＳ３０１で「Ｎｏ」の場合に、破線矢印によってステップＳ３０４へ導くようにした）。
【００５９】
同様の前提で、例えば、ステップＳ３０１において常に「Ｙｅｓ」の判断であっても、ステップＳ３０２において取得された絶対位置は、ステップＳ３０５において補正のためのデータとして使用され得る。
【００６０】
なお、上述のとおり、ステップＳ３０２で取得された絶対位置は、ステップＳ３０５において利用可能（つまり距離の補正ために利用可能）であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステップＳ３０２で取得された絶対位置をＳ３０４の方位の補正のために利用することも可能である（図３中、ステップＳ３０２からステップＳ３０４への破線矢印として注記した）。
【００６１】
例えば、図６を参照して後述するように、ＬＤＶ６１１、６１２を車両に取り付ける場合などには、車両（移動体）の進行方向とＬＤＶの設置向きを厳密に合わせる必要があるが、現実には設置誤差が生じるため、ＬＤＶが計測する距離にもその誤差が含まれてしまうことがある。そこで、この設置誤差（オフセット）を上述のＳ３０２からの絶対位置の変化量で補正していくと、更に好適である。
【００６２】
以下、図３に基づいて処理を説明する。
まず、ステップＳ３０１では、測位演算部１０９において、ＧＮＳＳ１０３で受信された測位結果が信頼性の高いものかどうかを判断する（例えば、測位利用衛星数やＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）などから判断する）。ステップＳ３０１において、ＧＮＳＳ１０３の測位結果が信頼性の高いものと判断された場合には、ステップＳ３０２へ進み、測位結果から絶対位置（緯度、経度、高度）を抽出して、ステップＳ３０１へ復帰する。
【００６３】
この場合、信頼性の高いＧＮＳＳ測位が維持できている場合には、測位演算部１０９は高精度の位置情報（緯度、経度、高度）を逐次取得することができる。
また、信頼性の高いＧＮＳＳ測位が維持できている場合であっても、２軸ＬＤＶからの信号処理は随時実施することができ、ローカル座標系での相対位置を取得していくこともできる。そして、ステップＳ３０２で逐次取得できている高精度の絶対位置情報を前記相対位置の補正のために適宜使用することができる（図中、一例として、ステップＳ３０２からステップＳ３０５への流れ）。
【００６４】
一方で、ステップＳ３０１において「Ｎｏ」と判断された場合、ステップＳ３０３へ進み、測位演算部１０９において当該判断の直前の絶対位置（高信頼度のもの）が保存される。この絶対位置は、再び高信頼の絶対位置がＧＮＳＳ測位によって取得できるようになるまで、２軸ＬＤＶ信号に基づいて生成されるローカル座標系での相対位置が都度反映されながら更新されることとなる（後述）。
【００６５】
測位演算部１０９においては、２軸ＬＤＶ１０５ａ、１０５ｂからの信号を随時取得してこの信号に基づき移動体のローカル座標系での相対位置を算出していくことができる。その手順は、ＧＮＳＳからの信号の処理とは別に、ステップＳ３０４における移動体のローカル座標系での２次元相対方位検出ないし算出処理によってスタートし、次に、ステップＳ３０５における移動体の水平面を座標系とした２次元相対距離検出ないし算出処理へと続く。
【００６６】
ステップＳ３０４において２次元での相対方位を取得し、ステップＳ３０５において２次元での相対距離を取得できたので、これらの情報に基づき、ステップＳ３０６において移動体のローカル座標系での相対位置を算出して求めることができる。
【００６７】
次に、ステップＳ３０７へ進み、前ステップ（ステップＳ３０６）で求めた相対位置をステップＳ３０３で保存した絶対位置に反映する。そして、ステップＳ３０８へ進み、移動体の絶対位置を更新する。
【００６８】
その後、ステップＳ３０１へ復帰するが、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０８までの処理は、比較的短時間（一例として、数ｍｓ〜数十ｍｓ程度。もちろん、機器の演算処理能力が許す限り、それよりも短くても良い）で繰り返し実施される。
【実施例４】
【００６９】
図４に、図２に示した走行軌跡計測システム等の処理動作概念を説明する。図４における処理動作はフローチャートの一種であり、ステップＳ４０１〜ステップＳ４１５までの処理動作は、主に測位演算部２０９において実行される処理である（一部、集約装置２０６等で処理されるものが含まれる場合がある）。図４におけるフローでは、それぞれの処理ステップで実施される処理において扱われるデータの由来が分かるように、データの由来となる機器ごとの処理ステップを、図中縦のライン（縦の破線）上に合わせている。
【００７０】
また、図の縦の流れ（上から下）は、時間の流れを表わすが、必ずしも厳密な意味での一律な時間の流れを表わすものではないことは、図３についての説明と同様である。
【００７１】
また、例えば、ステップＳ４０１において常に「Ｙｅｓ」の判断であっても、ステップＳ４０２において取得された絶対位置は、ステップＳ４０５において補正のためのデータとして使用され得る。
【００７２】
以下、図４に基づいて処理を説明する。
まず、ステップＳ４０１では、測位演算部２０９において、ＧＮＳＳ２０３で受信された測位結果が信頼性の高いものかどうかを判断する（例えば、測位利用衛星数やＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）などから判断する）。ステップＳ４０１において、ＧＮＳＳ２０３の測位結果が信頼性の高いものと判断された場合には、ステップＳ４０２へ進み、測位結果から絶対位置（緯度、経度、高度）を抽出して、ステップＳ４０１へ復帰する。
【００７３】
この場合、信頼性の高いＧＮＳＳ測位が維持できている場合には、測位演算部２０９は高精度の位置情報（緯度、経度、高度）を逐次取得することができる。
また、信頼性の高いＧＮＳＳ測位が維持できている場合であっても、ＩＭＵや２軸ＬＤＶからの信号処理は随時実施することができ、ローカル座標系での相対位置を取得していくこともできる。そして、ステップＳ４０２で逐次取得できている高精度の絶対位置情報を前記相対位置の補正のために適宜使用することができる（図中、一例として、ステップＳ４０２からステップＳ４０６への流れ）。
【００７４】
一方で、ステップＳ４０１において「Ｎｏ」と判断された場合、ステップＳ４０３へ進み、測位演算部２０９において当該判断の直前の絶対位置（高信頼度のもの）が保存される。この絶対位置は、再び高信頼の絶対位置がＧＮＳＳ測位によって取得できるようになるまで、ＩＭＵから取得される傾き情報や方位情報を考慮して２軸ＬＤＶ信号に基づいて生成されるローカル座標系での相対位置が都度反映されながら更新されることとなる（後述）。
【００７５】
測位演算部２０９においては、２軸ＬＤＶ２０５ａ、２０５ｂからの信号を随時取得してこの信号に基づき移動体のローカル座標系での相対位置を算出していくことができる。
その手順は、ＧＮＳＳからの信号の処理とは別に、ステップＳ４０５における移動体のローカル座標系での２次元相対方位検出ないし算出処理によってスタートし、次に、ステップＳ４０７における移動体のローカル座標系での３次元相対方位検出ないし算出処理へと続く。
【００７６】
さらに、測位演算部２０９においては、ＩＭＵ／ＩＮＳ２０７からの信号を随時取得してこの信号に基づき移動体のローカル座標系での相対位置を算出していくことができる。
【００７７】
その手順は、第１に、ＧＮＳＳや２軸ＬＤＶからの信号の処理とは別に、ステップＳ４０４におけるＩＭＵ／ＩＮＳからの傾き情報（ＩＭＵ／ＩＮＳの角速度センサから抽出できるパラメータである）の抽出、及びかかる傾き情報のうち、ロール（Roll）及びピッチ（Pitch）をステップＳ４０５で算出された移動体のローカル座標系での２次元相対方位への反映に表れる。つまり、測位演算部２０９においては、ステップＳ４０５で算出された移動体のローカル座標系での２次元相対方位に対し、ステップＳ４０４で抽出されたロール（Roll）情報及びピッチ（Pitch）情報を反映することにより、移動体のローカル座標系での３次元相対方位を算出することが可能となる。
【００７８】
また、第２に、ステップＳ４０６におけるＩＭＵ／ＩＮＳからの方位情報の抽出、及びかかる傾き情報のうち、ヘディング（Heading）をステップＳ４０７で算出された移動体のローカル座標系での３次元相対方位への反映に表れる。つまり、測位演算部２０９においては、ステップＳ４０７で算出された移動体のローカル座標系での３次元相対方位に対し、ステップＳ４０６で抽出されたヘディング（Heading）情報を反映することにより、ステップＳ４０８において、移動体のワールド座標系での３次元相対方位を算出することが可能となる。
【００７９】
以上の処理を経て、ステップＳ４０８における移動体のワールド座標系での３次元相対方位を検出ないし算出すると、次に、ステップＳ４１０へ進み、移動体の水平面を座標系とした２次元相対距離を検出ないし算出し、さらにステップＳ４１２へ進み、移動体のローカル座標系での相対位置を決定する。
【００８０】
次に、ステップＳ４１４へ進み、前ステップ（ステップＳ４１２）で求めた相対位置をステップＳ４０３で保存した絶対位置に反映する。そして、ステップＳ４１５へ進み、移動体の絶対位置を更新する。
【００８１】
その後、ステップＳ４０１へ復帰するが、ステップＳ４０１〜ステップＳ４１５までの処理は、比較的短時間（一例として、数ｍｓ〜数十ｍｓ程度。もちろん、機器の演算処理能力が許す限り、それよりも短くても良い）で繰り返し実施される。
【００８２】
（ＧＮＳＳの測位結果の信頼性判定における補足）
上述のステップＳ３０１やステップＳ４０１のように、信頼性判定においては、「測位利用衛星数」、「ＤＯＰ」のデータから判定することができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として、ステップＳ３０２、ステップＳ４０３、ステップＳ４０５などの補正が十分に繰り返され、それらにより求まる補正計測が一定以上収束した場合には、その補正係数とステップＳ３０８とステップＳ４１５での結果を、ステップＳ３０１およびＳ４０１での判定に利用することも可能である。
【００８３】
上記の処理は、マルチパスなどの影響により、「測位利用衛星数」が多く、かつ「ＤＯＰ」が低くても測位結果が好ましくない場合にも好適に作用し、良好な判定結果を得ることが可能となる。
【実施例５】
【００８４】
次に、図５〜図７を参照して、本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システム等におけるＬＤＶやＩＭＵ／ＩＮＳのジャイロセンサによって検出される信号の演算処理について説明する。本発明の一実施形態にかかる走行軌跡計測システムでは、車両等の移動体の両側にＬＤＶがそれぞれ１つずつ設置されて２軸ＬＤＶを構成しており、本発明に特有の作用効果を奏するようになっている。
なお、後述の処理は、典型的には、集約装置１０６、２０６において実施することができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、処理の一部又は全部を測位演算部１０９、２０９において実施するよう構成することもできる。
【００８５】
図５は、例示的に、縦断勾配を有する道路を走行する移動体のＬＤＶによって計測される距離のベクトル分解処理を説明する図である。同図において、移動体がＡからＢへ（あるいは、ＢからＡへ）移動する場合、ＬＤＶで計測される移動距離と水平距離との間には勾配（縦断勾配値）に応じたズレが生じるが、こうしたズレを修正するために、水平移動距離及び垂直移動距離を算出する処理を次のとおり実施する。
【００８６】
つまり、ＬＤＶで計測される移動距離をｌ、水平移動距離をｄ、垂直移動距離をｈ、縦断勾配値をθとしたとき、
【数１】
2017049162.tif 000007
で表わされる。
【００８７】
このとき、θは、ジャイロセンサのピッチ（pitch）値に対応付け可能である。
【００８８】
図６は、横断勾配を有する道路（典型的には、遠心力による移動体の横ずれ等を防止するための傾斜を伴ったカーブを挙げることができる）を走行する移動体の回転半径の補正処理（のうちの移動体の車幅（横幅）水平成分の割り出し処理）を説明する図である。同図（Ａ）に示されるように、車両等の移動体６１の両脇にＬＤＶ６１１、６１２を設置した場合には、ＬＤＶ６１１によって計測される左舷移動距離と、ＬＤＶ６１２によって計測される右舷移動距離とが検出されるが、これら左舷移動距離及び右舷移動距離との関係によって、最終的には移動体の方位の変化量を求めることができる。
ここでは、まず、移動体の車幅（横幅）の水平成分を算出する。
【００８９】
つまり、図６（Ｂ）に示されるように、ＬＤＶ６１１で計測される左舷移動距離をＬ１、ＬＤＶ６１２で計測される右舷移動距離をＬ２、移動体の車幅をＷ、移動体の車幅の水平成分をＷ´、横断勾配値をθとしたとき、垂直移動距離をｈ、縦断勾配値をθとしたとき、
【数２】
2017049162.tif 000008
で表わされる。
【００９０】
このとき、θは、ジャイロセンサのロール（Roll）値に対応付け可能である。
【００９１】
図７に、ＩＭＵ／ＩＮＳのジャイロセンサのピッチ（Pitch）値及びロール（Roll）値を用いた移動体の方位の変化量の算出処理例を説明する図である。
【００９２】
図７（Ａ）に示されるように、２次元平面において左舷移動量（距離）と右舷移動量（距離）とから方位の変化量を求めるには、回転半径に着目することが極めて有効である。
【００９３】
図７（Ａ）において、左舷移動量をＬ１、右舷移動量をＬ２とし、移動体の回転半径をＲ、車幅をＷ、回転角をθとしたとき、
【数３】
2017049162.tif 000009
が成り立つ。
【００９４】
ここで、上記２式よりＲを消去すると、下記方程式により回転角を求めることができ、これを方位角と考えることができる。この点は、図７（Ｂ）のように幾何学的に考えると、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【数４】
2017049162.tif 000010
【００９５】
そして、上式で求められるθに対し、図５及び図６を参照して説明した縦断勾配時におけるジャイロセンサのピッチ（Pitch）値を用いたＬＤＶ距離のベクトル分解処理と、横断勾配時におけるジャイロセンサのロール（Roll）値を用いた回転半径補正とに基づいたピッチ（Pitch）値及びロール（Roll）値で補正した方位角θを、次式のとおり求めることができる。
【数５】
2017049162.tif 000011
ただし、
2017049162.tif 000012
である。
【００９６】
このように、本発明の一実施形態におけるシステム等では、移動体に設置された２軸のＬＤＶから取得される左舷移動量及び右舷移動量に基づき、移動体の正確な移動距離を計測することができ、さらにＩＭＵ／ＩＮＳからの情報に基づいて進行方位変化を正確に計測することができるので、ＧＮＳＳ測位が十分な精度を維持できない状況であって、高精度測位が行えないトンネル区間（内）等における長時間走行時や、ＩＭＵによる補完を行ってもなお高精度測位が行えないトンネル区間（内）等における長時間走行時においても、常に正確な走行軌跡が計測できるシステム等を提供することができる。
【００９７】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の実施形態について、様々な局面から具体的に説明したが、特許請求の範囲、明細書、要約書、図面に記載された全ての技術的要素、ならびに、方法ないし処理ステップは、これら要素及び／又はステップの少なくとも一部が相互に排他的となる組み合わせを除く任意の組み合わせによって、本発明にかかるシステムならびにプログラムの構成要素ないし構成段階となりうる。
【００９８】
また、本発明は、上述した実施形態のいずれの個別具体的な詳細記載に制限ないし限定されることはない。さらに、本発明の技術的範囲は、上述の説明のみによってではなく、特許請求の範囲の記載によってその外延が特定されるものであり、特許請求の範囲と均等となる置換ないし変更も本発明の技術的範囲となるものである。
【符号の説明】
【００９９】
１００，２００  走行軌跡計測システム
１０１ａ〜１０１ｃ、２０１ａ〜２０１ｃ  ＧＰＳ衛星
１０２、２０２  ＳＢＡＳ衛星
１０３、２０３  全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）
１０４、２０４  通信装置
１０５ａ〜１０５ｂ、２０５ａ〜２０５ｂ  ＬＤＶ  
１０６、２０６  集約装置
１０９、２０９  測位演算部
２０７  ＩＭＵ（ＩＮＳ）
【図１】
2017049162.tif 000021
【図２】
2017049162.tif 000022
【図３】
2017049162.tif 000023
【図４】
2017049162.tif 000024
【図５】
2017049162.tif 000025
【図６】
2017049162.tif 000026
【図７】
2017049162.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月9日(2015.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、ＬＤＶユニットと、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムであって、
前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置をさらに備え、
前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行う
ことを特徴とする走行軌跡計測システム。
【請求項２】
前記測位演算部は、前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断した場合には、当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存し、
前記保存されたデータに対し、前記集約装置からのデータに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させる
ことを特徴とする請求項１に記載の走行軌跡計測システム。
【請求項３】
前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000028
によって算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の走行軌跡計測システム。
但し、
2017049162.tif 000029
である。
【請求項４】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、２軸で構成されたＬＤＶユニットと、前記ＬＤＶユニットからの信号データを集約するための集約装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムで実行されるコンピュータプログラムあって、前記走行軌跡計測システムで実行されたとき、
前記測位演算部に、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行わせるステップと、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断された場合には、当該データを測位基準として前記集約装置からのデータの修正ないし変化量の計算処理を行わせるステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断された場合には、
前記測位演算部に、
当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存させるステップと、
前記保存されたデータに対し、前記集約装置からのデータに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させるステップと
を実行させることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【請求項６】
前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000030
によって算出されることを特徴とする請求項４または５に記載のプログラム。
但し、
2017049162.tif 000031
である。
【請求項７】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、ＬＤＶユニットと、慣性計測装置ないし慣性装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムであって、
前記ＬＤＶユニットは２軸で構成されるとともに、前記２軸のＬＤＶからの信号データを集約するための集約装置をさらに備え、
前記測位演算部は、前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行い、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断した場合には、当該データを測位基準として前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータのうち、少なくとも方位情報に対する修正ないし変化量の計算処理を行う
ことを特徴とする走行軌跡計測システム。
【請求項８】
前記測位演算部は、前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断した場合には、当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存し、
前記保存されたデータに対し、前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータと前記集約装置からのデータとに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させる
ことを特徴とする請求項７に記載の走行軌跡計測システム。
【請求項９】
前記修正ないし変化量の計算処理には、３次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000032
によって算出されることを特徴とする請求項７または８に記載の走行軌跡計測システム。
但し、
2017049162.tif 000033
である。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ衛星と、ＳＢＡＳ衛星と、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、補正情報を受信するための通信装置と、２軸で構成されたＬＤＶユニットからの信号データを集約するための集約装置と、慣性計測装置ないし慣性装置と、測位演算部とを有する移動体の走行軌跡計測システムで実行されるコンピュータプログラムであって、前記走行軌跡計測システムで実行されたとき、
前記測位演算部に、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性の判断処理を行わせるステップと、
前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が高いと判断された場合には、当該データを測位基準として前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータのうち、少なくとも方位情報に対する修正ないし変化量の計算処理を行わせるステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
前記判断処理において前記ＧＮＳＳからのデータの信頼性が低いと判断された場合には、
前記測位演算部に、
当該判断の直前の前記ＧＮＳＳからのデータを保存させるステップと、
前記保存されたデータに対し、前記慣性計測装置ないし慣性装置からのデータと前記集約装置からのデータとに基づいて生成されるローカル座標系での相対位置を反映させるステップと
を実行させることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記修正ないし変化量の計算処理には、３次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000034
によって算出されることを特徴とする請求項１０または１１に記載のプログラム。
但し、
2017049162.tif 000035
である。
【請求項１３】
請求項１に記載の移動体の走行軌跡計測システムにおける移動体であって、
前記移動体は、前記走行軌跡計測システムにおける、少なくとも前記全地球航法衛星システムと、前記補正情報を受信するための前記通信装置と、前記ＬＤＶユニットと、前記測位演算部とを備えたことを特徴とする移動体。
【請求項１４】
請求項７に記載の移動体の走行軌跡計測システムにおける移動体であって、
前記移動体は、前記走行軌跡計測システムにおける、少なくとも前記全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）と、前記補正情報を受信するための通信装置と、前記ＬＤＶユニットと、前記慣性計測装置ないし慣性装置と、前記測位演算部とを備えたことを特徴とする移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、前記修正ないし変化量の計算処理には、２次元における前記移動体の方位の変化量の算出が含まれ、ここにおいて、前記方位の変化量をθとしたとき、
2017049162.tif 000036
によって算出されることを特徴とする。
但し、
2017049162.tif 000037
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
ここで、上記２式よりＲを消去すると、下記方程式により回転角を求めることができ、これを方位角と考えることができる。この点は、図７（Ｂ）のように幾何学的に考えると、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【数４】
2017049162.tif 000038
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
そして、上式で求められるθに対し、図５及び図６を参照して説明した縦断勾配時におけるジャイロセンサのピッチ（Pitch）値を用いたＬＤＶ距離のベクトル分解処理と、横断勾配時におけるジャイロセンサのロール（Roll）値を用いた回転半径補正とに基づいたピッチ（Pitch）値及びロール（Roll）値で補正した方位角θを、次式のとおり求めることができる。
【数５】
2017049162.tif 000039
ただし、
2017049162.tif 000040
である。