JP5069159B2

JP5069159B2 - 車載車両管理装置

Info

Publication number: JP5069159B2
Application number: JP2008075034A
Authority: JP
Inventors: 細貝健夫; 吉田太一
Original assignee: 株式会社データトロン; 東日本高速道路株式会社
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009230462A

Description

本発明は、車輌に搭載されて、高速道路等の路線に設定されたキロポストおよびグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を用いてより正確に車両のステータス管理を行う車載車両管理装置の技術分野に関するものである。

高速道路等の種々の道路においては、作業車によって道路の保守作業や除雪作業等の、道路に対する各種の保守管理作業が従来から行われている。そして、このような作業車による道路保守管理作業に関する作業日報等が作業者（オペレータ）によって作成され、以後の道路の管理に利用されている。

ところで、道路保守管理作業を的確に行われるためには、例えば作業車の運行状況や作業車の道路作業状況等の作業車のステータスを管理する必要がある。
そこで、従来、ＧＰＳ衛星からの作業車のＧＰＳ測位信号、車速センサからの車速、およびジャイロセンサからの作業車の旋回角度信号に基づき、電子制御装置による演算処理で作業車の実車位置（現在位置）を特定するとともに、高速道路に設置されているキロポストに目標地点集合を設定しかつこの標地点集合に含まれる複数の目標地点を定めて、作業車が目標地点集合から所定の半径の範囲内に入ったとき、複数の目標地点のうち、特定された作業車の実車位置から最もコストの安い目標地点に作業車を運行する車輌の運行処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の車輌の運行処理装置によれば、作業車が高速道路上に設定された目標地点に接近したことを精度よく検出することができる。
特開平１０−２４１０９８号公報。

ところで、特許文献１に記載の車輌の運行処理装置では、作業車の実車位置を、常時ＧＰＳで測位している。しかしながら、現在のＧＰＳによる測位では、一般的に±１５ｍの誤差を生じる。そして、この誤差は、作業車が道路の路線に沿って長距離走行した場合には累積されて大きな誤差となってしまう。このため、作業車の実車位置とＧＰＳ測位位置とが大きく異なり、作業車の実車位置をより正確に測定することができないという問題がある。

また、設定された複数の目標地点のうち、特定の目標地点を選択しなければならないので、電子制御装置による演算のための処理時間が多くかかり、作業車の運行を迅速に行うことは難しい。

更に、ＧＰＳで作業車の実車位置を常時測位した場合、ＧＰＳ測位データが緯度および経度で表されるため、電子制御装置による演算のためのデータが大きくなり、更に一層多くの演算処理時間を要してしまう。しかも、作業車から道路保守管理基地局に車輌のステータス情報を送信する際、データが大きいため通信効率が悪く、道路保守管理基地局では、リアルタイムでより正確に作業車のステータス情報を知ることが難しい。
更に、作業車の実車位置を特定するためにジャイロを用いているので、部品点数が多く装置が複雑となるばかりでなく、コストが高くなるという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車輌の実車位置
をより正確にかつより迅速に測位して、車輌のステータス管理を効率よく行うことができる簡単な構造でより安価な車載車両管理装置を提供することである。

前項の課題を解決するために、請求項１に係る発明の車載車両管理装置は、ＧＰＳ衛星からの車輌のＧＰＳ測位位置のＧＰＳ測位位置信号を受信するＧＰＳ受信機と、前記車輌のステータス情報を表示する表示装置と、前記車輌に搭載される装置を操作するためにオペレータによって操作される入力装置と、路線に設定されている所定数のキロポストの番号およびこのキロポストの位置の各情報が格納されているキロポストデータベースと、前記車輌の車速の信号が入力される車速信号入力ポートと、前記車輌に搭載される装置の状況信号が入力される作業信号入力ポートと、前記車輌のステータス情報を送信する通信手段と、前記ＧＰＳ受信機、前記表示装置、前記入力装置、前記キロポストデータベース、前記車速信号入力ポート、前記作業信号入力ポート、および前記通信手段にそれぞれ接続された電子制御装置とを備え、前記キロポストデータベースに、前記所定数のキロポストの各キロポスト毎に、当該キロポストの位置が含まれるようにそれぞれ設定されたキロポスト領域が格納されており、前記電子制御装置が、前記ＧＰＳ受信機からのＧＰＳ測位位置信号が前記キロポストに最初に位置することが特定されたとき、前記ＧＰＳ測位位置を基準としてそれ以後の前記車輌の実車位置を、前記車速と前記車輌の走行時間とに基づいて特定して、前記ステータス情報を作成し、前記キロポスト領域が、分岐する路線においてそれぞれの路線に対して設定されているキロポスト毎にそれぞれ設定されたキロポスト領域であるとともに、これらのキロポスト領域が前記キロポストデータベースに格納されており、更に、前記電子制御装置が、前記車輌のＧＰＳ測位位置が分岐した路線の両方のキロポスト領域に位置しているときは、前記ＧＰＳ測位位置に最も近い方の路線のキロポスト領域に基づいて前記車速と前記走行時間とに基づく実車位置を演算するとともに、他方の路線のキロポスト領域に基づいても前記車速と前記走行時間とに基づく実車位置を並行して演算し、前記車輌の実車位置が前記分岐した両方の路線のうち、前記ＧＰＳ測位位置が初めて特定可能となったキロポスト領域で前記車輌の実車位置を特定することを特徴としている。

また、請求項２に係る発明の車載車両管理装置は、前記キロポスト領域が、当該キロポスト領域に対応するキロポストより車輌走行方向手前側の長さを長く設定され、また当該キロポスト領域に対応するキロポストより車輌走行方向反対側の長さを短く設定されていることを特徴としている。

更に、請求項３に係る発明の車載車両管理装置は、前記電子制御装置が、前記車輌のステータス情報を前記表示装置に表示するとともに、前記通信手段によって外部に送信することを特徴としている。

このように構成された本発明の車載車両管理装置によれば、ＧＰＳ測位位置があるキロポスト領域内に最初に位置したときのみ、このＧＰＳ測位位置に基づいて車輌の実車位置を特定し、その後のそのキロポスト領域内での車輌の実車位置を、この特定した実車位置を基準として車速と時間とに基づいて特定している。したがって、キロポスト領域が変わると、ＧＰＳ測位位置に基づく前述の基準が書き換えられる（リセット）されるので、ＧＰＳ測位の誤差の累積をより効果的に抑制することができる。これにより、従来の常時ＧＰＳ測位位置に基づいて車輌の実車位置を特定した場合に比べて、車輌のより正確な実車位置を特定することが可能となる。

特に、車輌が長距離（例えば、５ｋｍ以上）走行した場合には、各キロポスト毎のＧＰＳ測位位置の誤差が一般的に１５ｍであって走行した長距離に比しきわめて小さい。したがって、特定された車輌の実車位置は、ＧＰＳ測位位置の誤差による影響が少なくなり、より正確に特定することができる。
更に、車輌のＧＰＳ測位位置が分岐した路線の両方のキロポスト領域に位置しているときは、ＧＰＳ測位位置に最も近い方の路線のキロポスト領域に基づいて車速と走行時間とに基づく実車位置を演算するとともに、他方の路線のキロポスト領域に基づいても車速と走行時間とに基づく実車位置を並行して演算し、車輌の実車位置が前記分岐した両方の路線のうち、ＧＰＳ測位位置が初めて特定可能となったキロポスト領域で車輌の実車位置を特定することで、分岐した路線においても、車輌の実車位置をより確実にかつより迅速に特定することができるようになる。

しかも、キロポスト領域を、対応するキロポストより車輌の車輌進行方向手前側を長く設定し、かつ対応するキロポストより車輌の車輌進行方向反対側を短く設定することで、車輌のＧＰＳ測位位置に基づいて当該キロポストのデータをより早めに採取することができる。これにより、キロポスト領域内での車輌の実車位置をより早く特定することができる。
こうして、本発明の車載車両管理装置によれば、車輌の実車位置をより正確にかつより迅速に測位して、作業車のステータス管理を効率よく行うことができるようになる。

また、あるキロポスト領域内で車輌の実車位置がＧＰＳ測位位置で特定されると、これ以後車輌の実車位置を車速と時間とによって特定しているので、例えばトンネル等のＧＰＳ測位が不能な場所でも、車速と時間とによって車輌の実車位置を特定することができる。その場合、ＧＰＳ測位が不能な場所で車輌が長時間走行しても、車速と時間とによって車輌の実車位置を確実に特定することができる。

更に、車輌のオペレータによる入力装置の操作によって、あるいは車輌に搭載されている装置の作業センサによって、車輌のステータス情報（車輌の作業状況の情報、車輌の運行状況の情報）をリアルタイムで表示装置に表示することができるとともに、このステータスを情報通信手段によって外部に送信することができる。

更に、前述の特許文献１に記載の車輌の運行処理装置のようなジャイロ等の実車位置を特定するための他の専用の装置を必要としないので、部品点数を削減して構成を簡単でき、しかも安価に形成することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる車輌管理システムを模式的に示す図である。
図１に示すように、この例における車輌管理システム１は、統括基地局２と、ＬＡＮ等の第１の通信手段３と、所定数（図示例ではＮ局）のサテライト基地局４と、デジタル無線等の第２の通信手段５と、所定数の作業車６とを備えている。

統括基地局２は、作業車６の全車両のステータスを統括して管理する。また、各サテライト基地局４は、それぞれ異なる一定の道路管轄地域に設置され、統括基地局２に対して第１の通信手段３で道路の作業車６のステータス情報を送受信する。更に、各作業車６は、それぞれ各サテライト基地局４毎に所定数配置され、対応する道路管轄地域内の道路の保守作業等の道路管理作業を行うとともに、それぞれ対応するサテライト基地局４に対してデジタル無線等の通信手段５で作業車６のステータス情報を送受信する。その場合、ステータス情報は、道路保守作業や除雪作業等の道路に対する作業における作業車６のステータスに関する情報、および作業車６の運行におけるステータスに関する情報等である。

各作業車６には、それぞれ車載車両管理装置７が搭載されている。各車載車両管理装置７は、それぞれデジタル無線機８と車載端末機１０とを備えている。デジタル無線機８は、対応するサテライト基地局４に対して作業車６のステータス管理情報のデジタル信号を無線機用アンテナ９で送受信する。

図２に示すように、車載端末機１０は、電子制御装置１１と、ＧＰＳアンテナ１２を有するＧＰＳ受信機１３と、記憶・表示装置１４と、入力装置１５と、キロポストデータベース１６と、車速パルス信号入力ポート１７と、ライトＳＷ信号入力ポート１８と、各種
作業センサ信号および車速以外の車輌状況センサ信号入力ポート１９とを備えている。

ＧＰＳ受信機１３は、図示しないＧＰＳ衛星からの作業車６の測位情報（作業車６の位置の緯度および経度）であるＧＰＳ測位信号をＧＰＳアンテナ１２で受信して電子制御装置１１に入力する。また、記憶・表示装置１４は電子制御装置１１からの制御信号に基づいて作業車６のステータス情報をリアルタイムに記憶しかつ表示する。なお、記憶・表示装置１４は、個別に互いに独立して設けることもできる。

入力装置１５は作業車６のオペレータによって操作されて、所定の情報を電子制御装置１１に入力する。更に、キロポストデータベース１６は、高速道路等のキロポストが設置されている各種道路における各道路毎のキロポストの情報を格納している。
更に、車速パルス信号入力ポート１７は、図示しない車速センサからの作業車６の車速信号がリアルタイムに入力されるとともに、この車速信号を電子制御装置１１に入力する。更に、ライトＳＷ信号入力ポート１７は、図示しないライトＳＷがオペレータによって操作されることで発せられた、記憶・表示装置１４の表示の明るさを昼用と夜用とで変更するライトスイッチ（ＳＷ）信号が入力されるとともに、このライトＳＷ信号を電子制御装置１１に入力する。更に、各種作業センサ信号および車速以外の車輌状況センサ信号入力ポート１９は、作業車６に搭載されている図示しない各種道路管理作業機械の作動を検知する各種作業センサから発せられる各種作業センサ信号やエンジンのステータス（例えば、エンジン駆動あるいは停止等）情報等の車速情報以外の作業車のステータス情報に関する車輌状況センサ信号が入力されるとともに、この車輌状況センサ信号を電子制御装置１１に入力する。

例えば、図３に示すようにジャンクション（環状道路）２０と、この環状道路２０からそれぞれ放射状に分岐された高速道路等の所定数の路線Ｒ₁,Ｒ₂,Ｒ₃,Ｒ₄,Ｒ₅と、路線Ｒ₃から二股状に分岐された高速道路等の路線Ｒ₆とからなる道路を考える。そして、各路線
Ｒ₁ないしＲ₆は、いずれもそれらの路線の長さに応じた数のキロポストＫＰ₁ないしＫＰ_nが設置されている。その場合、各路線Ｒ₁ないしＲ₅は、環状道路２０との分岐点がキロポストの始点とされ、また、路線Ｒ₆は、路線Ｒ₃から分岐した近傍位置がキロポストの始点とされる。各路線の始点に、それぞれキロポストＫＰ₁が設定される。そして、各分岐点
から遠ざかる方向に向かって、順次、キロポストＫＰ₂,Ｋｐ₃,ＫＰ₄,ＫＰ₅,………が設定される。更に、隣接するキロポスト間の距離は、路線の延設方向に沿って１００ｍに設定されている。更に、路線Ｒ₂では、終点のキロポストＫＰ_nが設けられている。

なお、図３には、他の各路線では、いずれも路線が途中で図示省略されていることから終点のキロポストは示されていないが、路線Ｒ₂の場合と同様に終点のキロポストが設け
られている。また、図３には、路線Ｒ₂に対して、キロポストが設置されていない道路（
一般道路）がキロポストＫＰ_aとＫＰ_bとの間、および終点のキロポストＫＰ_nで、それぞ
れキロポストが設置されていない道路（一般道路）が接続されることが示されている。

キロポストデータベース１６に格納されているキロポストデータとしては、例えば表１に示すようなキロポストデータがある。

表１に示す例では、キロポストデータとして例えば図３に示す路線Ｒ₂についてのキロ
ポストデータである。この場合のデータの内容として、路線番号Ｒ₂、路線の種類（一般
高速道路）、上り、下り方向に関する走行可（本発明における上りおよび下りの定義は後述する）、各キロポストに関するキロポスト番号ＫＰ₁（始点）,ＫＰ₂,ＫＰ₃,………,Ｋ
Ｐ_n（終点）、それらの緯度値および経度値、当該路線の始点あるいは終点とそれぞれ接
続されるリンク先の路線番号、そのリンク先の路線の各キロポストに関するキロポスト番号、緯度値および経度値である。

そして、表１に示す例のキロポストデータと同様のキロポストデータが各路線毎にまとめられてキロポストデータベース１６に格納されている。この場合のデータの他の内容として、路線番号Ｒ₁,………,Ｒ₆、路線の種類（例えば、ジャンクション等）、上下方向に関する走行不可等がある。なお、路線番号およびキロポスト番号は、実際にはそれぞれアルファベットではなく、１０進数で４桁の数字で格納されている。また、図３に示す例ではジャンクション（環状道路）２０には、キロポストが設定されていないが、ジャンクション（環状道路）２０にも、キロポストを設定することができる。以下の説明では、図３に示す例にしたがって、この例の車輌管理システム１を説明する。

更に、この例の車輌管理システム１では、キロポストデータとして、当該キロポストの緯度値および経度値を含むようにキロポスト領域が各キロポスト毎にそれぞれ設定されて、キロポストデータ１６に格納されている。例えば図４に示すように、キロポストＫＰ_a
に対しては矩形状のキロポスト領域Ａが設定される。このキロポスト領域Ａの矩形形状は、それらの長辺がキロポストＫＰ_a（その緯度値と経度値とで決まる点）と次のキロポス
トＫＰ_b（その緯度値と経度値とで決まる点）とを結ぶ直線αに平行あるいはほぼ平行に
延びかつこの直線αがキロポスト領域Ａの幅Ｌ_w（直線αと直交する方向；図４において
上下方向）の中心あるいはほぼ中心に位置するように設定されている。キロポスト領域Ａの幅Ｌ_wは、作業車６の走行する路線の片側の幅より所定長さ大きく設定されている。

その場合、矩形状のキロポスト領域Ａの４角は、それぞれ緯度値および経度値で設定されている。また、このキロポスト領域Ａは、車輌進行方向（前進方向）に関してキロポストＫＰ_aより後方側（手前側）の長さＬ_bがキロポストＫＰ_aより前方側（手前側と反対側
）の長さＬ_fより長くなるように所定の割合（例えば、Ｌ_b：Ｌ_f＝２：１）に設定されて
いる。これにより、ＧＰＳで測位された作業車６の実車測位位置に基づいて当該キロポストＫＰ_aのデータがより早めに採取されるようにしている。

更に、キロポストＫＰ_aのキロポスト領域Ａの前端Ａ₁と次のキロポストＫＰ_bのキロポ
スト領域Ｂの後端Ｂ₂とが若干量重複した重複領域ＡＢが設定されている。また、キロポ
ストＫＰ_bのキロポスト領域Ｂの前端Ｂ₁と次のキロポストＫＰ_cのキロポスト領域Ｃの後
端Ｃ₂とが若干量重複した重複領域ＢＣが設定されている。以下、同様にして、すべての
キロポスト領域の端部に重複領域が設定されている。

更に、路線が湾曲している場合にも、その湾曲部におけるキロポスト領域は前述の領域と同様の矩形形状に形成される。その場合、矩形形状のキロポスト領域は、湾曲部におけるキロポストと次に前方に隣接するキロポストとを結ぶ直線αが湾曲部におけるキロポスト領域の前端の幅方向中心に位置するとともに、湾曲部におけるキロポストとこれより後方に隣接するキロポストとを結ぶ直線αが湾曲部におけるキロポスト領域の後端の幅方向中心に位置するようにして設定されている。路線の湾曲部においてこのようにキロポスト領域が設定されても、路線の曲率半径に比べてキロポスト間の距離１００ｍがきわめて小さいので、この設定による誤差は小さく無視できる程度のものである。

なお、互いに隣接するキロポスト領域ＡおよびＢの各端部を重複させる必要はなく、これらのキロポスト領域ＡおよびＢの各端部を接触するように設定することもできる。これは、キロポスト領域ＢおよびＣの各端部等の他のキロポスト領域の各端部においても同様である。また、キロポスト領域はかならずしも矩形形状にする必要はなく、円形、楕円形。長円形等の他の形状にすることもできる。しかし、電子制御装置１１の演算処理の迅速化かつ簡略化のためには、前述の例のようにキロポスト領域の形状は矩形形状にすることが好ましい。

次に、この例の車輌管理システム１の車載車輌管理装置７では、電子制御装置１１により作業車６の実車位置を次のようにして特定している。
まず、ＧＰＳからの作業車６の測位位置信号がＧＰＳ１２を介してＧＰＳ受信機１３で受信され、更にこの測位位置信号はＧＰＳ受信機１３から電子制御装置１１に入力される。また、実車位置の特定にあたり、作業車６の実車位置の特定のための電子制御装置１１による演算処理を迅速にするため、ＧＰＳによる最大測位誤差（現時点でのＧＰＳによる一般的な誤差は１５ｍである）より小さい範囲で演算が簡略化されている。すなわち、作業車６のＧＰＳ測位位置が図５（ａ）に示す実車測位位置１（経度Ｌｏ₁,緯度Ｌａ₁）で
あるとする。この場合は、実車測位位置１が経度（Ｌｏ）と緯度（Ｌａ）との間の４５°直線βより経度（Ｌｏ）側に位置している。すなわち、実車測位位置１がキロポストＫＰａ（経度Ｌｏａ,緯度Ｌａａ）に対して、経度の差の絶対値が緯度の差の絶対値より大き
い。つまり、（｜Ｌｏ₁−Ｌｏａ｜＞｜Ｌａ₁−Ｌａａ｜）である。したがって、実車位置の特定のための演算が経度の差の絶対値（｜Ｌｏ₁−Ｌｏａ｜）を用いて行われる。

また、作業車６のＧＰＳ測位位置が図５（ａ）に示す実車測位位置２（経度Ｌｏ₂,緯度Ｌａ₂）であるとする。この場合は、実車測位位置２が直線βより緯度（Ｌａ）側に位置
している。すなわち、実車測位位置１がキロポストＫＰａ（経度Ｌｏａ,緯度Ｌａａ）に
対して、緯度の差の絶対値が経度の差の絶対値より大きい。つまり、（｜Ｌａ₂−Ｌａａ
｜＞｜Ｌｏ₂−Ｌｏａ｜）である。したがって、実車位置の特定のための演算が緯度の差
の絶対値（｜Ｌａ₂−Ｌａａ｜）を用いて行われる。
更に、作業車６のＧＰＳ測位位置が図５（ａ）に示す直線β上にあるとする。この場合は、実車位置の演算が、経度の差の絶対値（｜Ｌｏ₁−Ｌｏａ｜）または緯度の差の絶対
値（｜Ｌａ₂−Ｌａａ｜）を用いて行われる。

いま、図４に示すように走行している作業車６のＧＰＳ実車測位位置が初めてキロポスト領域Ａ内に位置し、図５（ｂ）に示すようにこのＧＰＳ実車測位位置での経度ＬｏがＬｏｘであり、緯度ＬａがＬａｘであるとする。いま、ＧＰＳ実車測位位置がキロポストＫＰａを通る４５°直線βに関して、これらの経度側に位置しているとする。すなわち、この場合は、経度の差の絶対値（｜Ｌｏｘ−Ｌｏａ｜）が用いられる。

そして、キロポストＫＰａからの実車位置までの距離Ｘ（ｍ）が比例配分で演算されて求められる。すなわち、キロポストＫＰａに車輌前方で隣接するキロポストＫＰｂの経度ＬｏがＬｏｂであるとすると、
Ｘ：１００＝｜Ｌｏｘ−Ｌｏａ｜：｜Ｌｏｂ−Ｌｏａ｜
したがって、
Ｘ＝１００×｜Ｌｏｘ−Ｌｏａ｜／｜Ｌｏｂ−Ｌｏａ｜（ｍ）
の式により、キロポストＫＰａからの実車位置までの距離Ｘ（ｍ）が求められる。この場合には、実車位置がキロポスト領域Ａ内の最初のＧＰＳ測位位置に基づくものであるから作業車６の実車位置は、キロポストＫＰａより車輌進行方向手前側でキロポストＫＰａから距離Ｘ（ｍ）であると特定される。また、ＧＰＳ実車測位位置が直線βに関して緯度側に位置している場合は、緯度度の値（｜Ｌａｘ−Ｌａａ｜）が用いられて、同様に比例配分で演算される。このとき、キロポストＫＰｂの緯度ＬａはＬａｂである。

また、この例の車輌管理システム１では、作業車６の実車位置がキロポスト領域Ａ内で最初にＧＰＳ測位位置に基づいて特定されると、キロポスト領域Ａ内での作業車６の実車位置の特定は、ＧＰＳ測位位置によらず、車速センサから検出された車速と時間ｔ（秒単位）とに基づいて行われる。すなわち、キロポストＫＰａから作業車６までの特定した距離Ｘ（ｍ）から、作業車６が車両速度ｖ（ｋｍ／ｈ）で走行してｔ（ｓｅｃ）経過したときのキロポストＫＰａからの作業車６（実車位置）までの距離（ｍ）が、［Ｘー｛ｖ（ｋｍ／ｈ）×ｔ（ｓｅｃ）／３.６｝］（ｍ）の式により１ｍ単位（四捨五入）で演算され
る。換言すると、始点であるキロポストＫＰ₁から終点であるキロポストＫＰｎに向かう
方向を下り車線としかつその逆方向を上り車線とし、更に、キロポストＫＰ₁からキロポ
ストＫＰａまでの距離をＸａ（ｍ）とすると、キロポストＫＰ₁から作業車６の位置まで
の距離Ｘ₀（ｍ）は、
Ｘ₀ ＝Ｘａー［Ｘー｛ｖ（ｋｍ／ｈ）×ｔ（ｓｅｃ）／３.６｝］
＝ＸａーＸ＋｛ｖ（ｋｍ／ｈ）×ｔ（ｓｅｃ）／３.６｝（ｍ）
となる。また、車速と時間とによる作業車６の位置の演算が行われている間にも、ＧＰＳ測位は所定時間（例えば、０.０００１分）毎に継続して行われている。

ＧＰＳ測位位置が次に隣接するキロポスト領域Ｂ内に最初に位置すると、前述と同様にそのＧＰＳ測位位置に基づいて作業車６の位置が特定される。そして、前述と同様にキロポスト領域Ｂ内での作業車６の実車位置の特定が、ＧＰＳ測位位置によらず、車速センサから検出された車速と時間ｔ（秒単位）とに基づいて行われる。

このようにして、あるキロポスト領域内の作業車６の位置は最初ＧＰＳ測位位置に基づいて特定され、その後のこのキロポスト領域内の作業車６の位置は車速と時間とに基づいて演算されて特定されるようになる。

したがって、従来のようにＧＰＳ測位位置のみに基づいて、路線上の作業車６の実車位置を特定した場合には、ＧＰＳ測位の誤差が作業車６の走行距離に応じて累積して大きくなり、不正確になるが、この例の車輌管理システム１においては、ＧＰＳ測位位置があるキロポスト領域内に最初に位置したときのみ、このＧＰＳ測位位置に基づいて作業車６の実車位置が特定され、その後のそのキロポスト領域内での作業車６の実車位置が車速と時間とに基づいて特定される。したがって、ＧＰＳ測位の誤差の累積が抑制され、作業車６の実車位置がより正確に特定されるようになる。

また、ＧＰＳ測位位置が位置するキロポスト領域が変わると、新しいキロポスト領域内に最初に位置したＧＰＳ測位位置が実車位置の演算の基準点となる。つまり、実車位置の演算の基準点がキロポスト毎に書き換えられる。したがって、実車位置の演算による誤差の累積が抑制され、更に一層作業車６のより正確な実車位置を特定することができる。特に作業車６が長距離（例えば、５ｋｍ以上）走行した場合には、ＧＰＳ測位位置の誤差が一般的に１５ｍであって走行した長距離に比しきわめて小さい。したがって、特定された作業車の実車位置は、ＧＰＳ測位位置の誤差による影響が少なくなり、より正確になる。

更に、キロポスト領域が領域ＡからＢに変わることで、作業車６が下り線を走行していることが判別される。逆に、逆に、キロポスト領域が領域ＢからＡに変わることで、作業車６が上り線を走行していることが判別される。

ところで、記憶・表示装置１４に作業車６の特定した実車位置が表示記憶されるが、電子制御装置１１による実車位置の演算に多少の時間がかかる。このため、特定した実車位置がそのまま記憶・表示装置１４に表示された場合、作業車６が走行中であることから、この表示された実車位置と、表示された時点での作業車６の実車位置とが異なってしまう。そこで、この例の車輌管理システムの車載端末機１０では、作業車６が下り車線を走行中である場合には、特定した実車位置に走行中である車速と演算時間とで決まる距離を加算し、また作業車６が上り車線を走行中である場合には、特定した実車位置から走行中である車速と演算時間とで決まる距離を減算するようにしている。これにより、作業車６の実車位置が記憶・表示装置１４により正確にかつよりリアルタイムに表示記憶されるとともに、サテライト基地局４および統括基地局２に送信されるようになる。

次に、路線が他の路線から二股状に徐々に離間するように分岐した場合における作業車６の実車位置の特定について説明する。例えば、図６に示すように路線Ｒ４が路線Ｒ３から二股状に徐々に離間するように分岐した場合において、作業車６のＧＰＳ測位位置が路線Ｒ３と路線Ｒ４との分岐点γの近傍位置にあるとする。このため、このＧＰＳ測位位置が路線Ｒ３のキロポストＫＰ₄の領域および路線Ｒ４のキロポストＫＰ₁（始点）の領域のいずれにも位置する場合が生じる。このため、作業車６がこれら２つの領域のいずれかに位置することが確認できるまで実車位置を特定することができない。このため、作業車６の実車位置の演算が行われず、実車位置を特定することができず、この間の作業車６の作業管理および車輌の運行状況管理ができなくなる。

そこで、この例の車輌管理システム１では、まず、作業車６のＧＰＳ測位位置が最も近い方の路線３であるとすると、この路線３を第１候補の路線として仮決めして前述の演算処理が行われるとともに、他の路線４を第２候補の路線として路線３に対する演算処理と並行して前述の演算処理が行われるようにしている。

そして、所定時間経過後に、作業車６が実際走行している路線が路線３であり、路線３のキロポストＫＰ₄とマッチングできると、路線３に対する作業車６の作業管理および車
輌の運行状況管理が実行される。また、作業車６が実際走行している路線が路線３でなく
、路線３のキロポストＫＰ₄とマッチングできないと確認されると、他の路線Ｒ４のキロ
ポストＫＰ₁とマッチングさせるようにしている。これにより、このように二股に分離す
るような路線においても、より確実にかつより迅速に作業車６の実車位置を特定することができるようになる。

更に、作業車６の特定された実車位置での作業車６の作業状況の情報、作業車６の運行状況の情報（キロポスト番号、キロポストの緯度経度の各情報も含む）、オペレータの入力装置１５の操作による作業機操作の情報、および作業機の作業センサによる作業情報等の作業車６のステータス情報がその作業車６が所属するサテライト基地局４に、所定時間（例えば、１分）毎にリアルタイムにデジタル無線機８で送信される。更に、サテライト基地局４からこれらの状況の情報がＬＡＮ３で統括基地局２に送信される。これにより、統括基地局２およびサテライト基地局４で、この作業車６の各情報をより正確にかつより迅速に、更にはより精緻に把握することができる。

なお、前述の各状況の情報を作業車６から所定時間（例えば、１分）毎にリアルタイムにデジタル無線機８で直接統括基地局２に送信させることもできる。また、送信は一定時間間隔あるいは任意に行うこともできる。更に、統括基地局２は、受信した作業車６のステータス情報を、この作業車６と異なるサテライト基地局４にも送信することができる。これにより、異なるサテライト基地局４の各作業車６のステータス情報を互いに情報交換することができる。

図７（ａ）および（ｂ）はこの例の車輌管理システムによる作業車の作業管理および作業車の状況管理を示す図である。
図７（ａ）に示す例では、ある路線の始点から１０.０ｋｍにおいて作業車６が一定車
速で移動開始される。このとき、車速センサによって車速が検知されて、その車速パルス信号が入力ポート１７を介して電子制御装置１に入力される。これにより、電子制御装置１は時間を計測開始する。更に、電子制御装置１は記憶・表示装置１４に作業車６のステータス（作業状況、運行状況）情報を記憶するとともに表示する。その場合、オペレータはライトスイッチを操作することでその操作信号が入力ポート１８を介して電子制御装置１１に入力される。すると、電子制御装置１１は記憶・表示装置１４の表示画面の明るさを調節する。そして、この場合には、作業車６が単純な走行による移動だけであるので、図７（ａ）に示すように作業車６が一定の割合で移動することが記憶・表示装置１４に記憶表示される。このとき、作業車６の実車位置の特定は前述のようにして行われる。

作業車６の移動開始から１分が経過し作業車６がいまだ単に移動中であると、電子制御装置１１により前述のように作業車６のステータス情報（この場合には、単なる移動中である情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。

作業車６の移動開始から１.８分が経過し作業車６が除雪作業領域に到達すると、除雪
作業が開始される。これは、作業車６に搭載されている除雪機（不図示）がオペレータによって操作されることで除雪作業が行われる。この除雪機の操作が作業センサによって検知されてその検知信号が入力ポート１９を介して電子制御装置１１に入力される。電子制御装置１１は、この作業車６のステータス情報（この場合には、除雪機の操作情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。

作業車６の移動開始から２分が経過し作業車６が除雪作業中であると、この作業車６のステータス情報（この場合には、除雪作業中の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置
１４に記憶表示される。更に、作業車６の移動開始から３分が経過し作業車６がいまだ除雪作業中であると、同様にして、この作業車６のステータス情報（この場合には、除雪作業中の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。更に、作業車６の移動開始から４分が経過し作業車６がいまだ除雪作業中であると、同様にして、この作業車６のステータス情報（この場合には、除雪作業中の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。

作業車６の移動開始から４.３分が経過し作業車６が除雪作業を終了すると、この作業
車６のステータス情報（この場合には、除雪作業終了の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。

更に、作業車６の移動開始から５分が経過し作業車６が所定の位置に到達して停止すると、この作業車６のステータス情報（この場合には、車両停止の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。以後、作業車６が待機状態となると、この作業車６のステータス情報（この場合には、待機状態の情報）がデジタル無線機８でサテライト基地局４および統括基地局２に送信される。同時に、このステータス情報が記憶・表示装置１４に記憶表示される。

図７（ｂ）に示す例では、作業車６を一定の速度で移動させる図７（ａ）に示す例と異なり、移動中および除雪作業中のいずれにおいても車輌走行速度を変更している。このように、この例の道路管理システム１の車載車両管理装置７では、除雪作業における作業車６のステータス情報（作業情報、走行状況）をよりきめ細かくかつリアルタイムに表示記憶するとともに、デジタル無線機８で外部の、その作業車４の属するサテライト基地局４および統括基地局２に送信することができる。したがって、作業車６のオペレータ、サテライト基地局４および統括基地局２は、除雪作業における作業車６のステータス情報（作業情報、走行状況）をよりきめ細かく正確にかつリアルタイムに把握することができるようになる。
図７（ｂ）に示す例の他の作用は、図７（ａ）に示す例と同じである。

この例の車輌管理システム１の車載車両管理装置７によれば、ＧＰＳ測位位置があるキロポスト領域内に最初に位置したときのみ、このＧＰＳ測位位置に基づいて作業車６の実車位置を特定し、その後のそのキロポスト領域内での作業車６の実車位置を、この特定した実車位置を基準として車速と時間とに基づいて特定している。したがって、キロポスト領域が変わると、ＧＰＳ測位位置に基づく前述の基準が書き換えられる（リセット）されるので、ＧＰＳ測位の誤差の累積をより効果的に抑制することができる。これにより、従来のＧＰＳ測位位置のみに基づいて作業車６の実車位置を特定した場合に比べて、作業車６のより正確な実車位置を特定することが可能となる。

特に、作業車６が長距離（例えば、５ｋｍ以上）走行した場合には、ＧＰＳ測位位置の誤差が一般的に１５ｍであって走行した長距離に比しきわめて小さい。したがって、特定された作業車６の実車位置は、ＧＰＳ測位位置の誤差による影響が少なくなり、より正確にできる。

しかも、キロポスト領域を、対応するキロポストより作業車６の車輌進行方向手前側を隣接するキロポスト間を結ぶ直線に沿って長く設定し、かつ対応するキロポストより作業車６の車輌進行方向反対側を隣接するキロポスト間を結ぶ直線に沿って短く設定すること
で、作業車６のＧＰＳ測位位置に基づいて当該キロポストのデータをより早めに採取することができる。これにより、キロポスト領域内での作業車６の実車位置をより早く特定することができる。
更に、キロポスト領域の形状を矩形形状にすることで処理するデータが簡単になるので、電子制御装置１１の演算処理の迅速化かつ簡略化を図ることができる。

また、作業車６の実車位置を、この作業車６が位置しているキロポスト領域のキロポストの緯度と作業車６のＧＰＳ測位位置の緯度との差の絶対値と、このキロポストの経度度と作業車６のＧＰＳ測位位置の経度との差の絶対値との大きい方を用いて、隣接するキロポスト間の距離１００ｍを、このキロポストとこれ隣接するキロポストの各緯度あるいは各経度の差の絶対値と、このキロポストと作業車６のＧＰＳ測位位置の各緯度あるいは各経度の差の絶対値との比例配分で演算している。したがって、データサイズを、ＧＰＳ測位位置の各緯度あるいは各経度のみを用いて実車位置を演算する場合に比べてより効果的に小さくすることができる。これにより、演算に要する時間を短縮することができる。

更に、あるキロポスト領域内で作業車６の実車位置がＧＰＳ測位位置で特定されると、これ以後作業車６の実車位置を車速と時間とによって特定しているので、例えばトンネル等のＧＰＳ測位が不能な場所でも、車速と時間とによって作業車６の実車位置を特定することができる。その場合、ＧＰＳ測位が不能な場所で作業車６が長時間走行しても、車速と時間とによって作業車６の実車位置を確実に特定することができる。

更に、電子制御装置１１による実車位置の演算に要する時間による作業車６の実車位置のずれを上り方向と下り方向で補正しているので、作業車６の実車位置をより一層正確に知ることができる。

更に、キロポスト領域が領域ＡからＢに変わることで作業車６が下り線を走行していること、およびキロポスト領域が領域ＢからＡに変わることで、作業車６が上り線を走行していることが容易に判別することができる。

更に、作業車６のオペレータによる入力装置１５の操作によって、あるいは作業車６に搭載されている作業機の作業センサによって、作業車６の作業状況をリアルタイムで記憶・表示装置１４に記憶表示することができるとともに、デジタル無線機８によって、サテライト基地局４および統括基地局２に送信することができる。これにより、記憶・表示装置１４に作業車６のステータス情報（作業情報、運行情報）の作業ダイヤグラム（作業日報等）を、作業車６の実車位置に対応して細かな作業内容について作成することができ、かつ記憶表示することができる。これにより、リアルタイムに電子化されたステータス情報のデータを作成することができる。

更に、この例の車載車両管理装置７によれば、前述の特許文献１に記載の車輌の運行処理装置のようなジャイロ等の実車位置を特定するための他の専用の装置を必要としないので、部品点数を削減して構成を簡単でき、しかも安価に形成することができる。

そして、この例の車輌管理システム１によれば、作業車６のオペレータ、サテライト基地局４、統括基地局２によって、作業車６の実車位置をより正確にかつリアルタイムに知ることができる。しかも、車載車両管理装置７から送信される作業車６のステータス情報（作業情報、運行情報）の作業ダイヤグラム（作業日報）を、サテライト基地局４および
統括基地局２において記憶表示することができる。その場合、作業ダイヤグラムにより、作業車６の実車位置に対応した細かな作業内容について正確に知ることができる。

また、車載車両管理装置７からサテライト基地局４および統括基地局２に送信するデータが路線番号の情報、キロポスト番号の情報、およびキロポストからの作業車６の距離の情報である。したがって、作業車６の実車位置を経度と緯度との座標で送信する場合に比べて、送信するデータサイズを小さくすることができる。これにより、前述の演算におけるデータサイズの小型化と相俟って、比較的通信速度の遅いデジタル無線機８でも良好な通信効率でより迅速に送信することができる。

なお、複数の作業車６の各車載車輌管理装置７からサテライト基地局４および統括基地局２にまったく同時に通信が行われる場合には、先に通信が確立した車載車輌管理装置７以外は通信ができなくなってしまう。そこで、各車載車輌管理装置７に固有のＩＤ番号（これらのＩＤ番号は連番にするのが好ましい）をそれぞれ割り当てる。そして、このＩＤ番号とすべての車載車輌管理装置７に共通な絶対時刻であるＧＰＳ時刻とを利用して、ＩＤ番号に基づいて送信するタイミングを異なるようにする。これにより、車載車輌管理装置７からのサテライト基地局４および統括基地局２への通信不能が解消される。

本発明に係る車載車輌管理端末装置および車両管理システムは、ＧＰＳ測位可能でかつキロポストが設定されている路線の道路作業管理や車輌の実車位置特定のための車載車輌管理端末装置および車両管理システムに、好適に利用することができる。

本発明にかかる車輌管理システムの実施の形態の一例を模式的に示す図である。本発明にかかる車載車両管理装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。キロポストが設定されている路線の一例を模式的に示す図である。実車位置特定に用いられるキロポスト領域を説明する図である。実車位置の特定のための簡略化した演算を説明する図である。二股状の分岐路線での実車位置の特定を説明する図である。（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にかかる車載車両管理装置によって作成されるダイヤグラムの各例を示す図である。

符号の説明

１…車輌管理システム、２…統括基地局、３…第１の通信手段、４…サテライト基地局、５…第２の通信手段、６…作業車、７…車載車両管理装置、８…デジタル無線機、１０…車載端末機、１１…電子制御装置、１３…ＧＰＳ受信機、１４…記憶・表示装置、１５…入力装置、１６…キロポストデータベース、１７…車速パルス信号入力ポート、１８…ライトＳＷ信号入力ポート、１９…各種作業センサ信号および車速以外の車輌状況センサ信号入力ポート、２０…ジャンクション（環状道路）、Ｒ₁,Ｒ₂,Ｒ₃,Ｒ₄,Ｒ₅,Ｒ₆…路線、
ＫＰ₁,ＫＰ₂,Ｋｐ₃,ＫＰ₄,ＫＰ₅,………ＫＰ_n,ＫＰ_a,ＫＰ_b…キロポスト

Claims

ＧＰＳ衛星からの車輌のＧＰＳ測位位置のＧＰＳ測位位置信号を受信するＧＰＳ受信機と、前記車輌のステータス情報を表示する表示装置と、前記車輌に搭載される装置を操作するためにオペレータによって操作される入力装置と、路線に設定されている所定数のキロポストの番号およびこのキロポストの位置の各情報が格納されているキロポストデータベースと、前記車輌の車速の信号が入力される車速信号入力ポートと、前記車輌に搭載される装置の状況信号が入力される作業信号入力ポートと、前記車輌のステータス情報を送信する通信手段と、前記ＧＰＳ受信機、前記表示装置、前記入力装置、前記キロポストデータベース、前記車速信号入力ポート、前記作業信号入力ポート、および前記通信手段にそれぞれ接続された電子制御装置とを備え、
前記キロポストデータベースに、前記所定数のキロポストの各キロポスト毎に、当該キロポストの位置が含まれるようにそれぞれ設定されたキロポスト領域が格納されており、
前記電子制御装置は、前記ＧＰＳ受信機からのＧＰＳ測位位置信号が前記キロポストに最初に位置することが特定されたとき、前記ＧＰＳ測位位置を基準としてそれ以後の前記車輌の実車位置を、前記車速と前記車輌の走行時間とに基づいて特定して、前記ステータス情報を作成し、
前記キロポスト領域は、分岐する路線においてそれぞれの路線に対して設定されているキロポスト毎にそれぞれ設定されたキロポスト領域であるとともに、これらのキロポスト領域が前記キロポストデータベースに格納されており、
前記電子制御装置は、前記車輌のＧＰＳ測位位置が分岐した路線の両方のキロポスト領域に位置しているときは、前記ＧＰＳ測位位置に最も近い方の路線のキロポスト領域に基づいて前記車速と前記走行時間とに基づく実車位置を演算するとともに、他方の路線のキロポスト領域に基づいても前記車速と前記走行時間とに基づく実車位置を並行して演算し、前記車輌の実車位置が前記分岐した両方の路線のうち、前記ＧＰＳ測位位置が初めて特定可能となったキロポスト領域で前記車輌の実車位置を特定することを特徴とする車載車両管理装置。
前記キロポスト領域は、当該キロポスト領域に対応するキロポストより車輌走行方向手前側の長さを長く設定され、また当該キロポスト領域に対応するキロポストより車輌走行方向反対側の長さを短く設定されていることを特徴とする請求項１記載の車載車両管理装置。
前記電子制御装置は、前記車輌のステータス情報を前記表示装置に表示するとともに、前記通信手段によって外部に送信することを特徴とする請求項１または２記載の車載車両管理装置。