(57)【要約】【課題】隊形をなして走行している移動体群のお互いの相対位置関係を簡便に高精度計測できる移動体隊形計測装置を提供する。【解決手段】移動体が走行コース上に置かれた第１の通過帯を横切ったタイミングから第２の向きの異なった通過帯を横切ったタイミングまでの間に移動した３次元移動距離を算出して、第１通過帯をその移動距離相当量を平行移動して第２通過帯との交点を、移動体の３次元初期位置として算出し、その後、移動体が移動した３次元移動距離を初期位置に加算する事で移動体の現在位置を算出する位置計測装置を各移動体に備え、各移動体の現在位置データを車車間通信手段で共有し、各移動体はそれぞれ自移動体を原点とし、他移動体の相対位置を表現する。 【選択図】図１
2009059166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各移動体間の相対位置を計測する移動体隊形計測装置において、
移動体の３次元移動距離を算出する移動距離計測手段と、前記移動体が走行コース上に置かれた通過帯を横切ったタイミングを検出する通過検出手段と、前記走行コース上の少なくとも２箇所に前記通過帯を第１通過帯、第２通過帯としてお互いの向きが異なる様に設置し、前記移動体が第１通過帯を横切ったタイミングから第２通過帯を横切ったタイミングまでの間に移動した３次元移動距離を前記移動距離計測手段で算出して、第１または第２のいずれか一方の通過帯をその移動距離相当量だけ平行移動し、平行移動した通過帯と他方の通過帯との交点を、前記移動体の初期位置データとして算出する初期位置算出手段と、前記他方の通過帯を横切ってから現時点までに前記移動体が移動した３次元移動距離を前記移動距離計測手段で算出して前記初期位置データに加算する事で前記移動体の現在位置データを算出する現在位置算出手段と、前記移動体の前記現在位置データを各移動体間で共有するための車車間通信手段と、各移動体ではそれぞれ自移動体を原点として他移動体の相対位置を算出する相対位置算出手段とを有することを特徴とする移動体隊形計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体が隊形をなして走行している状況において、お互いの相対位置関係を計測する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動体が隊形をなして走行している状況において、お互いの相対位置関係を計測する装置としては、船舶ではPPI表示のレーダ装置が用いられている。陸上の移動体では、衛星測位システムを使ったRTK−GPSが使われているのが現状である。GPSを使った場合、その測位頻度が1秒から５０ミリ秒間隔と少ないのでGPS測位装置と慣性航法装置を組み合わせたシステムが主に利用される。
【０００３】
GPS測位装置と慣性航法装置を組み合わせたシステムとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特許公表２００３−５３６０７７車車間通信システムの一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献２がある。
【特許文献２】特開２００１−２８３３８１号公報移動体隊形計測を利用したシステムとしては、例えば、特許文献３がある。
【特許文献３】特開２００１−３４１５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、RTK−GPSで高精度な位置を求める為にはいわゆるオンザフライと呼ばれる整数バイアスを決定するための初期化のための時間が必要であり、移動体の走行試験などの際には初期化がまだ完了していないなどの不具合が生じることがある。またRTK−GPSは測量機器並の高価格であり、さらに無線データリンクが必要であるなどと簡便に利用できるものでは無い。
【０００５】
ところで、移動体の制動距離計測や旋回半径計測などの用途においては、既にRTK−GPSに代わって安価な１周波単独GPSを使った搬送波位相変化量による移動距離計測が行なわれている。これらの用途の場合には計測対象移動体自身の相対移動距離が計測出来れば良く、原点については対象移動体の任意の位置を原点にする事で不具合は生じない。しかし複数の移動体の隊形を計測する場合には、各移動体の位置の計測値は同じ位置を原点とする必要がある。この方法として、移動体それぞれを定められた原点位置まで移動し初期化を行なう方法が考えられるが、それら移動体をセンチメートルの精度で原点位置に誘導する事は現実的では無い。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、高精度な位置計測を簡便に実現し移動体が走行している状況において各移動体の計測位置の原点を同じくし、お互いの相対位置関係を計測できる移動体隊形計測装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、移動体の３次元移動距離を算出する移動距離計測手段と、前記移動体が走行コース上に置かれた通過帯を横切ったタイミングを検出する通過検出手段と、前記走行コース上の少なくとも２箇所に前記通過帯を第１通過帯、第２通過帯としてお互いの向きが異なる様に設置し、前記移動体が第１通過帯を横切ったタイミングから第２通過帯を横切ったタイミングまでの間に移動した３次元移動距離を前記移動距離計測手段で算出して、第１または第２のいずれか一方の通過帯をその移動距離相当量だけ平行移動し、平行移動した通過帯と他方の通過帯との交点を、前記移動体の初期位置データとして算出する初期位置算出手段と、前記他方の通過帯を横切ってから現時点までに前記移動体が移動した３次元移動距離を前記移動距離計測手段で算出して前記初期位置データに加算する事で前記移動体の現在位置データを算出する現在位置算出手段と、前記移動体の前記現在位置データを各移動体間で共有するための車車間通信手段と、各移動体ではそれぞれ自移動体を原点として他移動体の相対位置を算出する相対位置算出手段とを有することを特徴とする移動体隊形計測装置にかかるものである。
【０００８】
上記装置によれば、以下のような作用が得られる。
【０００９】
走行中の移動体の３次元移動距離は移動距離計測手段によって、たとえば０．０１秒毎に計測される。この移動距離計測値を初期位置決定時から初期位置に積算していけば、移動体の現在位置が０．０１秒毎に算出される。時速１０Ｋｍで走行する移動体では０．０１秒毎に約３ｃｍ移動するが、車両など一般の移動体の大きさに比べ十分な精度で現在位置を得る事ができる。この精度で第１の通過帯を横切ったタイミングから第２の向きの異なった通過帯を横切ったタイミングまでの間に移動体が移動した３次元移動距離を算出して、第１通過帯をその移動距離相当量だけ平行移動して第２通過帯との交点を初期位置として求めれば、それぞれの移動体に対して原点を同じくした、共通の座標系における移動体位置を与える事ができる。この共通の座標系におけるそれぞれの移動体位置を共有すれば各移動体は他移動体との相対位置関係を算出する事が可能となる。
【００１０】
なお、第１通過帯を平行移動する代わりに第２通過帯を平行移動しても同じ作用が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の移動体隊形計測装置によれば、複数の移動体の運動状態を共通の座標系の上で把握するシステムを安価で簡便に実現する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一構成例を示すブロック図で、
移動体の３次元移動距離を算出する移動距離計測手段１と、前記移動体が走行コース上に置かれた通過帯を横切ったタイミングを検出する通過検出手段２と、前記走行コース上の少なくとも２箇所に前記通過帯を第１通過帯、第２通過帯としてお互いの向きが異なる様に設置し、前記移動体が第１通過帯を横切ったタイミングから第２通過帯を横切ったタイミングまでの間に移動した３次元移動距離を移動距離計測手段１で算出して、第１または第２のいずれか一方の通過帯をその移動距離相当量だけ平行移動し、平行移動した通過帯と他方の通過帯との交点を、前記移動体の初期位置データとして算出する初期位置算出手段３と、前記他方の通過帯を横切ってから現時点までに前記移動体が移動した３次元移動距離を移動距離計測手段２で算出して前記初期位置データに加算する事で前記移動体の現在位置データを算出する現在位置算出手段４と、前記移動体の前記現在位置データを各移動体間で共有するための車車間通信手段５と、各移動体ではそれぞれ自移動体を原点として他移動体の相対位置を算出する相対位置算出手段６とで構成されている。
【００１４】
移動距離計測手段１はたとえば、公知のＧＰＳ測位装置と慣性航法装置によって構成される。もし、移動体の加速度が大きくなければ、ＧＰＳ測位装置だけであっても良い。
通過検出手段２はたとえば、公知の反射型光電センサと走行コース上に置かれた光電センサ用反射板を用いた通過帯によって構成される。
初期位置算出手段３および、現在位置算出手段４はたとえば、データ処理用コンピュータで実行される処理プログラムで実現される。
車車間通信手段５はたとえば、公知の無線ＬＡＮで実現される。
他移動体の相対位置算出手段６はたとえば、データ処理用コンピュータで実行される処理プログラムで実現され、他移動体位置データと自移動体位置データおよび自移動体の進行方向又は前方方向データから算出される。
【００１５】
なお、ＧＰＳ測位装置の衛星信号受信アンテナと反射型光電センサのセンサ部については、それらの位置関係が既知となる状態で取り付けられており、移動体が走行コース上に設置された第１通過帯を横切ったタイミングから第２通過帯を横切ったタイミングまでの移動距離が移動体の移動方向に拘わらず正確に計測出来る様にしてある。
【００１６】
つぎに、初期位置算出手段３が初期位置を算出する手順を図２，図３を用いて説明する。
説明を容易にするため図２においては、第１通過帯を東西方向、第２通過帯を南北方向に設置し、第２通過帯の南端は第１通過帯の西端から東へＰＥメートル、北へＰＮメートルの地点に在るとし、走行コースの原点位置は第２通過帯の南端と定め、走行コースは水平であるとする。
【００１７】
ここで、通過検出手段２が移動体が第１通過帯を通過した事と第２通過帯を通過した事を検出し、そのタイミングを移動距離計測手段１に伝える。移動距離計測手段１では通過検出手段２から伝えられたタイミング間に移動した距離が東へＤＥメートル、北へＤＮメートルで有る事を算出し、結果を初期位置算出手段３に伝える。初期位置算出手段３では第１通過帯と第２通過帯の位置関係と移動距離から、本移動体の初期位置は原点から東へ零メートル、北へ（ＤＮ−ＰＮ）メートルであると算出する。因みに移動体は第１通過帯の西端から（ＰＥ−ＤＥ）メートルの所を通過した事が解る。
【００１８】
図２では、通過帯を走行コースの東西軸と南北軸に平行に設置したが、一般的には２つの通過帯は平行にしない限り任意に設置して良い。測位精度を良くするためには、できるだけ通過帯のそれぞれが直交する様に配置するのが良い。図３では第１通過帯を北東（４５度）方向、第２通過帯を北西（３１５度）方向に設置し、第２通過帯の南端は第１通過帯の西端から東へＰＥメートル、北へＰＮメートルの地点に在るとし、走行コースの原点位置は第２通過帯の南端と定め、２つの通過帯を通過する間の移動距離が東へＤＥメートル、北へＤＮメートルで有ったとする。
【００１９】
この場合、東をＸ軸の正方向、北をＹ軸の正方向とした座標を考えると、第１通過帯は傾きが１で点（ＰＥ，ＰＮ）を通る直線のグラフｙ−ＰＮ＝ｘ−ＰＥ上に在り、第２通過帯は傾きが−１で原点を通る直線のグラフｙ＝−ｘ上に在ることが解る。次に第１通過帯を移動距離、東へＤＥメートル、北へＤＮメートル平行移動するとこのグラフは
ｙ−（ＰＮ＋ＤＮ）＝ｘ−（ＰＥ＋ＤＥ）となり、この場合の初期位置は、このグラフと第２通過帯のグラフｙ＝−ｘとの交点（  （（ＰＥ＋ＤＥ）−（ＰＮ＋ＤＮ））／２、  （（ＰＮ＋ＤＮ）−（ＰＥ＋ＤＥ））／２  ）であると算出する。
【００２０】
図３では第１通過帯と第２通過帯の向きはそれぞれ北東方向、北西方向とお互いが直交するように配置したが、一般的には平行に配置しない限り任意であり、それぞれの配置は測量などの手段で事前に計測する。
【００２１】
つぎに、現在位置算出手段４では第２通過帯を横切ったタイミング以降に移動距離計測手段１が計測した３次元移動距離を初期位置算出手段３が算出した初期位置に加算して現在位置を算出する。
【００２２】
この様にして算出された各移動体の現在位置は車車間通信手段５によってそれぞれの移動体に配信される。各移動体では他移動体の相対位置を相対位置算出手段６によって、自移動体を原点とした他移動体の相対位置を算出する。
【００２３】
図４では他移動体の相対位置を表現する方法の一例として、自移動体の進行方向軸Ｙとそれに直行する軸Ｘで座標系を構成し、他移動体の相対位置を表現している。この場合、たとえば進行方向は３次元移動距離の東方向の変化と北方向の変化の正接をとる事で算出される。他移動体の位置をこの様な座標系で捉える事で、隊形を保つために注目すべき先行車の位置を移動体運転者の視線に合わせた表現とすることができる。なお、ここではＹ軸を移動体の進行方向にとったが、移動体の前方方向にとることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の移動体隊形計測装置は、例えばテストコースにおける車両群の走行中の相対位置関係を計測するためのものであり、本発明によれば、移動体が走行している状況において各移動体の計測位置の原点を同じくし、お互いの相対位置関係を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の構成例を示すブロック図である
【図２】初期位置算出手段が初期位置を算出する単純な例の図である
【図３】初期位置算出手段が初期位置を算出する一例の図である
【図４】移動体の相対位置を表現する一例の図である
【符号の説明】
【００２６】
１−移動距離計測手段
２−通過検出手段
３−初期位置算出手段
４−現在位置算出手段
５−車車間通信手段
６−相対位置算出手段
【図１】
2009059166.tif 000003
【図２】
2009059166.tif 000004
【図３】
2009059166.tif 000005
【図４】
2009059166.tif 000006