平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

G董＞Sを用いたインターネット利用技術の研究
植村和明・後藤和弘＊・濱名直美＊＊
機械電子部・大分県・産業技術総合研究所研究交流センター＊・日田産業工芸試験所＊＊

AStudyonUtilizatiomortheInterme重訂simgGPS−Vnit
KazuakiUEMURA・KazuhiroGOTO＊・NaomiHAMANA＊＊
Mechanics＆ElectronicsDivision・＊Oita−AISTJointResearchCenter・＊HitaIndustrialArtResearchDivision
要旨

インターネットを基盤とする社会を目指して県内で通信網の整備が進められている中で，その実用的な用途が明確に見えてこないという現状がある．インターネットを社会基盤と考えるならば，ガスや水道などのように 公共性をもつ情報 がネットワーク上に流れることが必要である。一九 GPSは二精度の向上によりその利用価値が高まってくることが予想されるが，現在の主な用途はカーナビなどの個人利用や，無線等を組み合わせた業務車両の運行管理などが多い．そこで，本報告ではGPSを用いたインターネットのアプリケーションの提案を目標とし，そのプロトタイプとしてネットワーク経由でバスなどの車両位置情報を取得できるシステ
ムを試作した・市販のGPSモジュールについて精度を確認し，システムに位置情報の補正機能を持たせた．
システムの評価を目的とした動作試験を通じて，その有用性を確認できたので報告する，
1．はじめに情報の広範囲な発信と利用を目標にしたアプリケーショ

現在のGPS（GlobalPositioningSystem）は，2000年5月

ンを検討する．さらに，一般の方々にも身近に感じてもにSA（Selective availabま1恒′，故意による誤差の発生）が解らうためのデモシステムを開発する．

除されたことで精度が飛躍的に向上し，10m程度の実測誤差で位置情報を取得できるようになった．また，GPS

2．GPSの精度検証モジュールの小型化や低コスト化と相まって，その普及アプリケーションのプロトタイプとしてデモシステムが大きく見込まれる．2005年の世界市場における GPSを構築するにあたり，市販のGPSについて，その精度機器の販売台数は570万台にものぼると予想され，GPSを検証した．

を利用したアプリケーションの提案は大いに期待されてある基準点にGPSアンテナを固定し，1分毎に位置いる。しかし，現在のGPSはカーナビに代表されるよ情報の出力データを取得し，そのばらつきを調べた．

うに，衛星からの情報を得て自らの位置を知るためのシGPSモジュールの出力データからばらつきを求めた結果ステムとしては一般的であるが，観光地や街を歩きながの一例をFig．1に示す．データ数はおよそ200である．

ら個人の位置情報をもとにサービスを受けるような用途は少ない．
要 】 H

一方9 業務車両の運行管理などにおいて車両の現在位

【；u ∈
H‖◆

置の情報を他の地点へ伝えるためには無線を利用する方Hて∴法があるが，広域に及ぶ場合には大出力の無線機や免許∈U㈱耀咄聖 ﹈が必要になるという大きな制約があり，個人からの位置∈ ‖情報の発信方法としては使えない．さらに電波の到達する限られた範囲でしか情報を伝えることができない．近年，携帯電話や携帯端末からインターネットへ簡単にア巨

ダ こ

クセスできるようになるとともに，ケーブルインターネ

ットやADSL のような常時接続サービスが普及してきn H n

たことから．広範囲に情報を伝えるためにはインターネ

ー用00 −800 −600 −400 −200 0

ットは十分に有効な手段であると考えられる。

200 400 6（】0 800 1000

N緯度洪糞cm

そこで本報告では，インターネットを基盤とした位置

Fig．1GPS測定データのばらつき

・一1一一平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

モシステムを開発した。システムの表示画面の一例を

図はGPSアンテナをセンター2階のベランダへ置いた場合の結果で，このときに電波を受信できた衛星の数Fig．2に示す．地図上に両会場の位置，そしてバスの現は3〜5であった．この場所では建物が遮蔽となってい在位置を表示するとともに，現在の運行状況（移動中，たが，駐車場などのように周囲に遮蔽物がほとんど無いまたは到着）を画面上部に表示するようにした．このシ場所では7〜8つの衛星から電波を受信可能であった．

ステムの主な機能は以下の2点である．

計測は数日に渡って行なったが，精度の大きな変化は見①webブラウザを使用し，会場や自宅などどこからられなかった．図に示した結果では誤差の標準偏差はでもリアルタイムにバスの現在位置と運行状況を132cmで，3ロでも500cmをきることから，10m程度の確認できる．

②バスが会場に近づくと，画面内の表示と音声で到着実測誤差であることが確認できた．このように，市販の安価なGPSで10m程度の精度で位置情報を取得できるを知らせる．

ことが分かった．この誤差精度で問題が無いアプリケー

3．1．システム構成

ションであれば市販のGPSだけで安価なシステムを構

デモシステムは，バスへ取りつける移動局，サーバ，築できる可能性がある．計測に使用したGPSモジュー表示用クライアントで構成した。Fig．3はこのシステム／レの仕様をTablelに示す．

構成を表している．

移動局は，定期的にGPSモジュールから位置情報の出力データ を NMEA（NationalMarine Electronics

TbblelGPSモジュー／レ仕様
項 目
メーカ・型番
受信周波数

仕 様Association）規格のGGAセンテンスで取得し，携帯電話（株）アイオーデータ機器
PCGPS

1575．42MHz（Ll帯C／Aコード）受信チャネル数 8チャンネ／レ／パラレル
データフォーマット NM王A−01g3対応

カード部：56＊116＊14mm

迂信モシューP￣T■￣￣＝「アンテナ部：46＊46＊i2．5mm

一夕【￣− ＞【1しr′l上′J更1己 一E寸法附≡訟泰琴線割引≡≡附3，WebによるGPSデータ共有システム
桐攣

GPSから取得した位置情報を，インターネットを利しア軽重wins（灯k得

用することで広く共有するためのアプリケーションについて検討した．
受信モシュー∫【￣ ￣T ￣−￣■￣■T ￣ ￣ ￣1トである「センターフェア」を秋に開催している．最近

トナ 葦こり変才皐卜pノ王P通信！
lて∵子∴二Ii補正 】l【では地域の文化祭と連携しており，文化祭会場の公民館とセンター間をシャトルバスで結んでいる．そこで，両位置堵較
7■ イノ立運表示用

会場への来場者や自宅などから，バスの運行状況や到着′Java訂nptを広く知ることができるようにすることを目的としたデ

位置表示用HTMLイノー∴
ブーイL

表示カニイアントFig．2デモシステムの表示画面

車示♪；イヤントFig．3システム構成

ー2−l

当センターでは，一般の方々に施設を公開するイベン平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

にてTCP／IPフロトコルでサーバへデータを送信する．

トファイルで受信した位置情報の処理を行なう．

サ】バは，移動局から受信したGGAセンテンスの位3．3．位置補正

置情報をもとに，地図上の適切な位置へと補正し，そのシステムで使用したGPSの精度は10m程度である

結果をテキストファイルに保存する．そして，クライアが，シャトルバスは経路が固定されているので，ばらつントから位置データの要求があると，WWWサーバをきのあるGPSの出力データを簡単な補正処理を行うだ

通じてこのテキストファイ′レの内容をクライアントへ送けで，要求機能を満足すると考えられる．そこで，地図信する．

上でバスが走行する経路上について，あらかじめ位置情クライアントはGPSの位置情報をWWWサーバから報が明らかな点列を設定する．そして，GPSから取得

アスキー形式で取得し，Webブラウザの画面表示のⅩYした位置情報をこれらの点列の位置情報と比較し，最も座標に変換する．これによってWebページ内に配置し近い点の座標をバスの現在位置とする．この補正処理のたバスのイメージのレイアウト位置が設定され，その画イメージをFig．5に示す．

面をもとにバスの現在位置を確認できる．
●

今回のシステムでは移動局とサーバ間の接続に，セン一般のプロバイダを利用する場合であってもサーバにTCP／IPで接続できる環境であれば問題ない．
5．2．実装実装に当たっては，ハードウェアは市販品を用いるこ．▲−⑥GPS●●

ターのアクセスサーバと公衆回線網を利用しているが，ととし，特殊な専用機などの開発は行なわない．つまFig．5GPSデータの補正り，移動局とサーバのアプリケーションプログラムを開発することによってデモシステムを構築した．

3．4．データ伝送

移動局はFig．4に示すようにノートパソコン，GPSモ

移動局はCOMポートにアクセスして，あらかじめ設ジュール，携帯電話，モデムで構成した．今回はGPS
モジ ュー′レとハソコンを接続するインタフェースが定した周期でGPSモジュールからGGAセンテンスで出PCMCIAスロットであったことや既存の機器を使用す力される60bytes程度のアスキー形式の位置情報を取得る都合からノートパソコンを使用したが，GPSモジュする．位置情報を取得すると，サーバとのあいだでールからはCOMボートを介したシリアル通信によってTCP／‡P コネクションを確立して，この位置情報をアス位置情報を取得できるので，高機能を必要としない。しキー形式のまま送信した後，コネクションを切断する．

たがって，WindowsCE などの小型端末であっても十分

一方サーバ側のアプリケーションプログラムは特定のポに動作すると考えられる．

ート番号で移動局側からの接続要求を待つ．そして，コネクションを確立した後，移動局から位置情報を受信す

移動局，およびサーバのソフトウェアは，それぞれVisualC＋＋，VisualBasicを使用し，いずれもWindows上る．回線異常などによる通信の切断への対策として，移の実行ファイルとして開発した．またクライアントで動局からのパケットを設定時間のあいだ受信できない場は，WWWサーバからダウンロードしたJavaスクリプ

合には，いったんソケットをクローズし，再度ソケットをオープンする．今回はパケットの伝送量を少なくする
ため，移動局からサーバへ一方向でデータを送信し，サーバから移動局への受信応答などの双方向性を持たせていない．移動局のアプリケーションプログラムからは回線の状態を知ることができないので，GPSモジュ｝ルからの位置情報をCOMボートから取得するたびに，サーバとのコネクションの確立・切断を行う，
3．5．システムの動作確認

乗用車に移動局を取りつけてセンターと公民館の問を実際に走行し，システムの動作確認を行なった．GPS
GPSアンテナ

携帯電話

モジュー

′レの位置情報の出力周期は5秒に設定した・2点間の経路の往復に要する時間はi5分程度で，途中にFig．4移動局のハードウェア構成

ー3一平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

トンネルを含んでいる．この経路を2往復したが，その4．2．デイケアサ脚ビス等の送迎車への適用

Fig．7に示すようにデイケアサービス等における送迎あいだ一一度も通信が切断されることは無かった．このとき，クライアントにおける Webブラウザ上のバスの表車へシステムを適用する事例について考える．デイケア

示位置は，目視上，実際の乗用車の走行位置とほぼ一致

サービス等での送迎車は，対象者の自宅まで送迎を行うしていたことから，実用上の問題が無い有効なシステムが，その正確な到着時刻は分からない．そこで，GPSであることが確認できた．

を送迎車に取りつけ，送迎車の位置をリアルタイムに取得し，現在位置の表示や到着時刻の予測に役立てる．この場合には，送迎中に具合が悪くなるなどの緊急時につ4．アプリケーションの提案

デモシステムのような用途はGPS を車両に取りつけいても考慮が必要だと考えられ9 その対応として医療機るという点ではカーナビの延長にすぎない．そこで，

関等との連携が挙げられる．緊急時には，位置情報をもGPS による現在の位置情報をとインターネットを組みとに付近の緊急病院を検索することや過去の病歴をもと合わせた他のシステムを検討した．また，個人の位置情に応急処置を行う機能などが役立つと考えられる。

報をもとに各種のサービスが受けられるようになれば，携帯・PC観光地や街などを歩きながら，本来見逃すかもしれなかった情報を手に入れられるようになると考えられる．以下では，このような視点から幾つかのアプリケーションを提案する．

4．1．ゴミ収集車への適用
Fig．6にゴミ収集車へ適用する場合のアプリケーション事例を示す．GPSモジュールをゴミ収集車に取りっけ，ゴミ収集車の位置をリアルタイムに取得する．そしてその情報をもとに現在の走行状況の表示やゴミステーションへの到着時刻の予測などに役立てることができる．さらに，ゴミの回収状況（回収済み・未回収）の表示や，最適回収経路の検索，最適配車計画などの機能を持たせれば，空いている収集車を有効活用できる可能性がある．さらには，ゴミの野積み時間の短縮などの美観や環境衛生の面でも効果が期待できる．

Fig．7デイケアサ｝ビス等の送迎車への適用
携帯・PC」う タクシーーの配車サービスヘの適用

無線・携帯凸PIiS

Fig．8にタクシーの配車サービスヘ適用した場合のア携帯・PHS

固定局

ユーザ
（乗車予定者）

÷−ふ・・−・：さ−−ふ■二GPS一式

G‡）S一式

Fig．8タクシーの配草サービスへの適用

Fig．6ゴミ収集車への適用

ー4−平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
フリケーション事例を示す．現在，携帯電話等からタク最新の情報を得られる．

シーの配車を依頼するには付近の建物などの目印を告げる必要がある．そこで，携帯電話などに接続できる小型

5．おわりに端末で位置情報を取得してサーバへ送信できれば、予約

本報告では，市販のGPSモジュールとインタ…ネッ

者の位置情報をもとにして付近に待機している適切な車トを組み合わせることで，比較的安価に位置情報をもと両の配車・タクシーの現在位置の表示。到着時刻予測なにした有益なアプリケーションを構築できることを確認どが可能となる．さらに山中や旅行先など周囲状況に詳した．また，GPSによる位置情報を利用する幾つかのしくない場所からでも配車予約が可能となる．これによアプリケーションについて提案した．

りt どこにいても付近の目印などを説明することなく，インターネットを社会基盤と考えると、現在は通信料禁煙タクシーや介護タクシーなど希望する車両を連択で金や通信速度などの問題があり，絶えず変化する可能性きたり，要求者の位置が正確にわかるタクシーなどの配のある位置情報をもとにしたサービスを提供するた裾こ車等，生活者へ直接見える形でのサービスを展開できるは．このような課題が解決されなければならない．これと考えられる．

らについては今後のネットワーク環境の改善に期待した

4．4．観光ナビシステムへの適用

い．

現在GPS を使ったカーナビシステムのほとんどは，今回作成したデモシステムは、平成13 年度のセンタ

端末側の機器においてCDqROMやDVD−ROMなどの記ーフェアにおいて実際にバスの到着を知らせるシステム

録媒体に保存された詳細データを利用している．そことして使用する予定である．また，引き続きブロトタイ

で．サーバ側に詳細データを持ち、携帯電話などに接続プ・システムを構築し，その評価や実証実験を通じてネできる小型端末で位置情報を取得してサーバヘ送信する

ットワーク利用技術の提案を続けていきたいと考えていことで，現在位置付近のさまぎまな最新の地理情報が得る．

られるようなアフリケーションの事例をFig．9に示す，センターでは，企業とセンターの研究者が共同研究を

このことにより，工事などで道路が変わったり建物の建行なう場としてプロジェクトオフィス制度を設けてい設や取り壊しなごがあっても．ネットワーク経由で常にる．なお，本システムは「インターネットプロジェクトオフィス」に参加している日銭物流コンヒュ一夕システ
ム大分（株）の杉本課長にご協力いただいて開発したものである．

Fig9ハーソナ′レ観光ナビとしての適用￣D￣