Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6862738B2 - Positioning device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6862738B2 - Positioning device - Google Patents

Positioning device Download PDF

Info

Publication number
JP6862738B2
JP6862738B2 JP2016186853A JP2016186853A JP6862738B2 JP 6862738 B2 JP6862738 B2 JP 6862738B2 JP 2016186853 A JP2016186853 A JP 2016186853A JP 2016186853 A JP2016186853 A JP 2016186853A JP 6862738 B2 JP6862738 B2 JP 6862738B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
vehicle
error circle
unit
gps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016186853A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018054311A (en
Inventor
隆太 津田
隆太 津田
柴田 豊
豊 柴田
正一 高橋
正一 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2016186853A priority Critical patent/JP6862738B2/en
Publication of JP2018054311A publication Critical patent/JP2018054311A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6862738B2 publication Critical patent/JP6862738B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

本発明は、測位装置に関する。 The present invention relates to a positioning device.

GPS(Global Positioning System)は、複数のGPS衛星からの測距信号を利用して受信点の位置を算出するものであり、このシステムは、車輌等の移動体用のナビゲーション装置に広く利用されている。GPSにおいては、一般に、4つ以上のGPS衛星を測位に利用すれば、受信機の緯度、経度および高さを算出することができる。 GPS (Global Positioning System) calculates the position of a receiving point using distance measurement signals from multiple GPS satellites, and this system is widely used in navigation devices for moving objects such as vehicles. There is. In GPS, in general, the latitude, longitude and height of a receiver can be calculated by using four or more GPS satellites for positioning.

測距信号に基づく測位位置は、実際の位置に対して誤差を含んでいる。測位位置に誤差を生じさせる要因としては、例えば、衛星軌道のずれや衛星クロックのずれ等のGPS衛星側における要因、電離層遅延等の伝搬経路における要因、受信機雑音やマルチパス等の受信機側における要因等が挙げられる。 The positioning position based on the ranging signal includes an error with respect to the actual position. Factors that cause errors in the positioning position include, for example, factors on the GPS satellite side such as satellite orbit deviation and satellite clock deviation, factors on the propagation path such as ionospheric delay, and receiver side such as receiver noise and multipath. Factors and the like.

GPSによる測位位置が、実際の位置に対してどの程度の誤差を含む可能性があるかの目安の距離を円で表したものを誤差円と称される。換言すると、誤差円の半径が小さい状態は、測位精度が高い状態であり、誤差円の半径が大きい状態は、測位精度が低い状態を表す。かかる誤差円は、例えば、車載用ナビゲーション装置において、測位位置を道路位置へマッチングさせるマップマッチング技術に用いられる。 An error circle is a circle that represents the approximate distance that the GPS positioning position may include with respect to the actual position. In other words, a state in which the radius of the error circle is small represents a state in which the positioning accuracy is high, and a state in which the radius of the error circle is large represents a state in which the positioning accuracy is low. Such an error circle is used, for example, in a map matching technique for matching a positioning position with a road position in an in-vehicle navigation device.

かかる誤差円半径を縮小するため、種々の提案がなされており、例えば、特許文献1には、GPS衛星から送信される精度情報(User Range Accuracy: URA)と、GPS衛星の配置により算出される精度低下率(Position Dilutionof Precision: PDOP)や(Horizontal DOP: HDOP)とにより誤差円半径を算出することが開示されている。 Various proposals have been made to reduce the error circle radius. For example, in Patent Document 1, it is calculated based on the accuracy information (User Range Accuracy: URA) transmitted from GPS satellites and the arrangement of GPS satellites. It is disclosed that the error circle radius is calculated based on the Position Dilution of Precision (PDOP) and (Horizontal DOP: HDOP).

特開平6−148307号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-148307

ところで、GPSアンテナは、車外に配設する場合、破損防止の処置や測位装置へのケーブル引き回し等が必要となることから、一般に、車輌のキャビン内のフロントガラスの付近に配設される。 By the way, when the GPS antenna is arranged outside the vehicle, it is generally arranged near the windshield in the cabin of the vehicle because it is necessary to take measures to prevent damage and route the cable to the positioning device.

しかし、車輌のキャビン内にGPSアンテナを配設すると、車輌のキャビンの形状によっては、所定方向から到来する測距信号がキャビンの天板に遮蔽されるおそれがある。 However, if the GPS antenna is arranged in the cabin of the vehicle, the ranging signal arriving from a predetermined direction may be shielded by the top plate of the cabin depending on the shape of the cabin of the vehicle.

図1A、図1Bは、当該問題を模式的に示す図である。図1Aは、乗用車におけるGPSアンテナ(図中のL2)の配設位置を示しており、図1Bは、トラック等の大型車輌におけるGPSアンテナ(図中のL1)の配設位置を示している。 1A and 1B are diagrams schematically showing the problem. FIG. 1A shows the arrangement position of the GPS antenna (L2 in the figure) in a passenger car, and FIG. 1B shows the arrangement position of the GPS antenna (L1 in the figure) in a large vehicle such as a truck.

図1Aと図1Bを比較すると理解できるように、図1Aのような、フロントガラスが傾斜したキャビンの形状の場合、GPSアンテナは、キャビンの天板に遮蔽されることなく、各方位からの測距信号を受信することができる。しかしながら、図1Bのような、フロントガラスが直立したキャビンの形状の場合、車輌後方側から到来する測距信号がキャビンの天板に遮蔽されるため、GPSアンテナは、当該方向からの測距信号を受信できない状態となる。 As can be understood by comparing FIGS. 1A and 1B, in the case of a cabin shape with an inclined windshield as shown in FIG. 1A, the GPS antenna is measured from each direction without being shielded by the top plate of the cabin. The distance signal can be received. However, in the case of a cabin with an upright windshield as shown in FIG. 1B, the distance measurement signal coming from the rear side of the vehicle is shielded by the top plate of the cabin, so that the GPS antenna can use the distance measurement signal from that direction. Will not be received.

このように、一方からの測距信号がキャビンの天板に遮蔽されて受信できない状態となると、例えば、測位結果に偏りが生じて、誤差円が拡大してしまうおそれがある。 In this way, if the distance measurement signal from one side is shielded by the top plate of the cabin and cannot be received, for example, the positioning result may be biased and the error circle may be expanded.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、車輌後方側から到来する測距信号がキャビンの天板に遮蔽されて受信できない場合にも、精度の高い誤差円を設定することを可能とする測位装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is necessary to set a highly accurate error circle even when the distance measurement signal arriving from the rear side of the vehicle is blocked by the top plate of the cabin and cannot be received. An object of the present invention is to provide a positioning device capable of providing a positioning device.

前述した課題を解決する主たる本発明は、車輌のキャビン内に配設されたGPSアンテナを介して、複数のGPS衛星から送信される測距信号を受信する測位装置であって、前記測距信号に基づいて、前記車輌の位置を示す測位点を算出する測位部と、前記測位部に算出された複数の前記測位点に基づいて誤差円の中心点を設定するとともに、前記測距信号の受信方向側に偏位する位置に算出された前記測位点を基準として前記誤差円の半径を設定する誤差円設定部と、を備える測位装置である。 The main invention for solving the above-mentioned problems is a positioning device that receives distance measurement signals transmitted from a plurality of GPS satellites via GPS antennas arranged in the cabin of a vehicle, and the distance measurement signals. The positioning unit that calculates the positioning point indicating the position of the vehicle and the center point of the error circle based on the plurality of the positioning points calculated by the positioning unit are set based on the above, and the distance measurement signal is received. It is a positioning device including an error circle setting unit for setting the radius of the error circle with reference to the positioning point calculated at a position deviated to the direction side.

本発明に係る測位装置によれば、車輌後方側から到来する測距信号がキャビンの天板に遮蔽されて受信できない場合にも、精度の高い誤差円を設定することが可能である。 According to the positioning device according to the present invention, it is possible to set a highly accurate error circle even when the distance measuring signal arriving from the rear side of the vehicle is shielded by the top plate of the cabin and cannot be received.

乗用車におけるGPSアンテナの配設位置の一例を示す図The figure which shows an example of the arrangement position of the GPS antenna in a passenger car 大型車輌におけるGPSアンテナの配設位置の一例を示す図The figure which shows an example of the arrangement position of the GPS antenna in a large vehicle 第1の実施形態に係るGPS受信機の構成の一例を示す図The figure which shows an example of the structure of the GPS receiver which concerns on 1st Embodiment 第1の実施形態に係る測位装置の動作を示すフローチャートA flowchart showing the operation of the positioning device according to the first embodiment. 比較例に係る誤差円の算出方法について説明する図The figure explaining the calculation method of the error circle which concerns on a comparative example. 第1の実施形態に係る誤差円の算出方法について説明する図The figure explaining the calculation method of the error circle which concerns on 1st Embodiment 第2の実施形態に係るGPSアンテナの配設状態の一例を示す図The figure which shows an example of the arrangement state of the GPS antenna which concerns on 2nd Embodiment

(第1の実施形態)
以下、図2を参照して、本実施形態に係るGPS受信機1の構成の一例について説明する。本実施形態に係るGPS受信機1は、例えば、図1Bを参照して上記したように、大型車輌に搭載され、GPSアンテナ10が車輌のキャビン内のフロントガラスの位置に配設された状態となっているものとする。
(First Embodiment)
Hereinafter, an example of the configuration of the GPS receiver 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The GPS receiver 1 according to the present embodiment is mounted on a large vehicle, for example, as described above with reference to FIG. 1B, and the GPS antenna 10 is arranged at the position of the windshield in the cabin of the vehicle. It is assumed that it has become.

図2は、本実施形態に係るGPS受信機1の構成の一例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the GPS receiver 1 according to the present embodiment.

本実施形態に係るGPS受信機1は、GPSアンテナ10、受信部20、測位装置30を備えている。 The GPS receiver 1 according to the present embodiment includes a GPS antenna 10, a receiving unit 20, and a positioning device 30.

GPSアンテナ10は、複数のGPS衛星それぞれから送信される測距信号を受信し、受信部20に送出する。GPSアンテナ10は、任意の方式のものを利用することが可能であり、例えば、パッチアンテナが用いられる。 The GPS antenna 10 receives the ranging signals transmitted from each of the plurality of GPS satellites and sends them to the receiving unit 20. As the GPS antenna 10, any type of GPS antenna 10 can be used, and for example, a patch antenna is used.

尚、各GPS衛星から送信される測距信号は、所定周波数からなる搬送波(例えば、GPSのL1波であれば1575.42MHz等)を、GPS衛星毎に設定されたPNコードによりスペクトル拡散するとともに、航法メッセージにより位相変調した電波である。 The ranging signal transmitted from each GPS satellite spreads the spectrum of a carrier wave consisting of a predetermined frequency (for example, 1575.42 MHz in the case of GPS L1 wave) by a PN code set for each GPS satellite. , It is a radio wave phase-modulated by a navigation message.

測距信号には、当該GPS衛星のPNコード、当該GPS衛星の軌道情報、当該GPS衛星の位置、測距信号を送信した時刻情報、衛星時計の補正データ、電離層補正データ等が含まれる。 The ranging signal includes the PN code of the GPS satellite, the orbit information of the GPS satellite, the position of the GPS satellite, the time information at which the ranging signal was transmitted, the correction data of the satellite clock, the ionospheric correction data, and the like.

受信部20は、RF部、AD変換部及び復調部を含んで構成される。RF部は、GPSアンテナ10から出力される測距信号と局部発振器で生成する信号とを混合して、当該測距信号の周波数を中間周波数に変換する。AD変換部は、RF部から取得した測距信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。復調部は、AD変換部から取得した測距信号をPNコードに基づいて自己相関処理を行うとともに、データ復調する。受信部20は、このようにして復調した測距信号を測位装置30へ出力する。 The receiving unit 20 includes an RF unit, an AD conversion unit, and a demodulation unit. The RF unit mixes the ranging signal output from the GPS antenna 10 and the signal generated by the local oscillator, and converts the frequency of the ranging signal into an intermediate frequency. The AD conversion unit converts the ranging signal acquired from the RF unit from an analog signal to a digital signal. The demodulation unit performs autocorrelation processing on the ranging signal acquired from the AD conversion unit based on the PN code, and demodulates the data. The receiving unit 20 outputs the distance measuring signal demodulated in this way to the positioning device 30.

測位装置30は、測距信号に基づいて、車輌の位置を測位するとともに、当該測位結果の誤差円を算出する。測位装置30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、出力ポート等を含んで構成されている。 The positioning device 30 positions the vehicle based on the ranging signal and calculates an error circle of the positioning result. The positioning device 30 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, an output port, and the like.

測位装置30は、測位部31、誤差円設定部32、マップマッチング部33を備えている。 The positioning device 30 includes a positioning unit 31, an error circle setting unit 32, and a map matching unit 33.

尚、測位部31、誤差円設定部32、マップマッチング部33は、例えば、CPUがROM、RAM等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。 The positioning unit 31, the error circle setting unit 32, and the map matching unit 33 are realized, for example, by the CPU referring to a control program or various data stored in a ROM, RAM, or the like. However, it goes without saying that the function is not limited to processing by software, but can also be realized by a dedicated hardware circuit.

測位部31は、複数のGPS衛星それぞれから送信される測距信号に基づいて、車輌の位置を測位する。尚、以下では、測位部31が算出した測位位置を「測位点」と称し、後述するマップマッチング部33が決定する「車輌の位置」と区別して説明する。 The positioning unit 31 positions the vehicle based on the ranging signals transmitted from each of the plurality of GPS satellites. In the following, the positioning position calculated by the positioning unit 31 will be referred to as a “positioning point”, and will be described separately from the “vehicle position” determined by the map matching unit 33, which will be described later.

誤差円設定部32は、所定時間内(例えば、数秒の間)に算出された複数の測位点に基づいて、誤差円を設定する。当該複数の測位点は、車輌がある地点に存在するときの、誤差を含む測位点の分布を表す。但し、誤差円設定部32は、誤差円を設定する際、車輌後方側から到来する測距信号が車輌の天板に遮蔽されることを考慮して、GPSアンテナ10が測距信号を受信する方向を基準とした半径の誤差円を設定する(図4Bを参照して後述)。 The error circle setting unit 32 sets the error circle based on a plurality of positioning points calculated within a predetermined time (for example, for several seconds). The plurality of positioning points represent the distribution of positioning points including an error when the vehicle exists at a certain point. However, when setting the error circle, the error circle setting unit 32 receives the distance measurement signal from the GPS antenna 10 in consideration of the distance measurement signal coming from the rear side of the vehicle being shielded by the top plate of the vehicle. An error circle with a radius relative to the direction is set (described later with reference to FIG. 4B).

マップマッチング部33は、誤差円設定部32に設定された誤差円と、地図データとに基づいて、最も確からしい位置を車輌の位置として決定する。尚、測位装置30のRAM等の記憶部には、緯度経度等の位置情報と関連付けて道路情報が地図データとして記憶されている。 The map matching unit 33 determines the most probable position as the vehicle position based on the error circle set in the error circle setting unit 32 and the map data. In the storage unit such as the RAM of the positioning device 30, road information is stored as map data in association with position information such as latitude and longitude.

[測位装置の動作]
次に、図3〜図4を参照して、本実施形態に係る測位装置30の動作の一例を示す。
[Operation of positioning device]
Next, with reference to FIGS. 3 to 4, an example of the operation of the positioning device 30 according to the present embodiment will be shown.

図3は、測位装置30の動作を示すフローチャートである。尚、図3に示すフローチャートは、例えば、測位装置30がコンピュータプログラムに従って実行するものである。この動作フローは、例えば、車輌が走行しているときに、測位装置30に繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the positioning device 30. The flowchart shown in FIG. 3 is, for example, executed by the positioning device 30 according to a computer program. This operation flow is repeatedly executed by the positioning device 30, for example, when the vehicle is traveling.

まず、測位装置30の測位部31が、複数のGPS衛星から受信した測距信号に基づいて、測位点を算出する(ステップS1)。 First, the positioning unit 31 of the positioning device 30 calculates a positioning point based on the ranging signals received from a plurality of GPS satellites (step S1).

測位部31は、例えば、各GPS衛星とGPSアンテナ10の擬似距離(GPS衛星が測距信号を送信してからGPSアンテナ10で受信するまでの時間差に光速を乗じて得られる距離を表す)を基準として、三角測量の原理で測位点を算出する。 The positioning unit 31 calculates, for example, a pseudo distance between each GPS satellite and the GPS antenna 10 (representing the distance obtained by multiplying the time difference between the GPS satellite transmitting the distance measurement signal and receiving it by the GPS antenna 10 by the light speed). As a reference, the positioning point is calculated by the principle of triangulation.

測位部31は、例えば、各GPS衛星について、以下の式(1)を求め、その連立方程式に基づいて測位点を算出する。
(t−Δt)−(tsvi−Δtsvi
={(x−xsvi+(y−ysvi+(z−zsvi1/2/C …式(1)
但し、t:測位装置の時刻、tsvi:GPS衛星時刻、Δt:tの誤差、Δtsvi:tsviの誤差、(x,y,z):測位点、(xsvi,ysvi,zsvi):GPS衛星の位置、C:光速
For example, the positioning unit 31 obtains the following equation (1) for each GPS satellite, and calculates the positioning point based on the simultaneous equations.
(T u − Δ t u ) − (t svi − Δ t svi )
= {(X u − x svi ) 2 + (y u − y svi ) 2 + (z u − z svi ) 2 } 1/2 / C… Equation (1)
However, t u: time of the positioning device, t svi: GPS satellite time, Delta] t u: error of t u, Δt svi: error of t svi, (x u, y u, z u): positioning point, (x svi , Y svi , z svi ): GPS satellite position, C: light speed

上式(1)において、擬似距離を示すt−tsvi、GPS衛星時刻tsviの誤差Δtsvi、GPS衛星位置(xsvi,ysvi,zsvi)は、各GPS衛星から送信される測距信号によって既知となる。一方、測位装置30の時刻tの誤差Δtと、測位点(x,y,z)の4個の変数は、未知数となっている。従って、測位部31は、例えば、4個のGPS衛星の連立方程式を解くことによって、一の測位点を算出することができる。 In the above formula (1), t u -t svi showing the pseudorange error Delta] t svi the GPS satellite time t svi, GPS satellite position (x svi, y svi, z svi) is measured is transmitted from each GPS satellite It becomes known by the distance signal. On the other hand, the error Delta] t u times t u of the positioning device 30, four variable positioning point (x u, y u, z u) has a unknowns. Therefore, the positioning unit 31 can calculate one positioning point by, for example, solving simultaneous equations of four GPS satellites.

ここで、各GPS衛星からは、測距信号が連続的に送信されており、加えて、GPSアンテナ10には、10程度のGPS衛星から測距信号が送信されている。従って、測位部31は、短時間に、複数の測位点を算出することができる。 Here, the ranging signals are continuously transmitted from each GPS satellite, and in addition, the ranging signals are transmitted from about 10 GPS satellites to the GPS antenna 10. Therefore, the positioning unit 31 can calculate a plurality of positioning points in a short time.

尚、測位部31は、測位点の分布を収束させる観点から、当該演算の際には、信号強度が閾値以下の測距信号については測位点の算出に用いない構成としたりしてもよい。測位点を算出するための演算方法は、公知の手法が種々あり、当該手法のいずれかを用いればよい。 From the viewpoint of converging the distribution of positioning points, the positioning unit 31 may be configured not to use the ranging signal whose signal strength is equal to or less than the threshold value for calculating the positioning points in the calculation. There are various known methods for calculating the positioning point, and any of the methods may be used.

次に、誤差円設定部32は、上記複数の測位点に基づいて、誤差円を設定する(ステップS2、S3)。 Next, the error circle setting unit 32 sets the error circle based on the plurality of positioning points (steps S2 and S3).

図4A、図4Bは、誤差円の算出方法の一例について説明する図である。 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a method for calculating an error circle.

図4Aは、比較例に係る誤差円の算出方法の一例について説明する図であり、図1Aに示すように、測距信号が車輌の天板に遮蔽されないことを想定した算出方法を示している。一方、図4Bは、本実施形態に係る誤差円の算出方法の一例について説明する図であり、図1Bに示すように、測距信号が車輌の天板に遮蔽されることを想定した算出方法を示している。 FIG. 4A is a diagram illustrating an example of an error circle calculation method according to a comparative example, and as shown in FIG. 1A, shows a calculation method assuming that the distance measurement signal is not shielded by the top plate of the vehicle. .. On the other hand, FIG. 4B is a diagram for explaining an example of the error circle calculation method according to the present embodiment, and as shown in FIG. 1B, the calculation method assuming that the distance measurement signal is shielded by the top plate of the vehicle. Is shown.

図4A、図4Bにおいて、横軸は経度方向、縦軸は緯度方向を表し、縦軸と横軸が交わる中心点は、複数の測位点から推定される最も確からしい位置(ここでは、誤差円の中心点)を表す。又、図4A中において、点線R1は誤差円、ドットT1は測位点(斜線領域はドットT1の分布領域)を表す。又、図4B中において、点線R2は誤差円、実線R2aは補正後の誤差円、ドットT2は測位点(斜線領域はドットT2の分布領域)を表す。 In FIGS. 4A and 4B, the horizontal axis represents the longitude direction, the vertical axis represents the latitude direction, and the center point where the vertical axis and the horizontal axis intersect is the most probable position estimated from a plurality of positioning points (here, an error circle). Represents the center point of). Further, in FIG. 4A, the dotted line R1 represents an error circle, and the dot T1 represents a positioning point (the shaded area is the distribution area of the dot T1). Further, in FIG. 4B, the dotted line R2 represents the error circle, the solid line R2a represents the corrected error circle, and the dot T2 represents the positioning point (the shaded area is the distribution area of the dot T2).

仮に、測距信号が車輌の天板に遮蔽されない場合、測位点T1は、図4Aに示すように、各方位で測位誤差がランダムに出現する。換言すると、測位点T1は、略円状に分布する。かかる観点から、誤差円R1の中心及び誤差円R1の半径は、通常、複数の測位点T1それぞれの測位誤差が緯度方向及び経度方向に対して、二次元正規分布すると仮定して算出される。そして、このときの誤差円R1の半径は、例えば、すべての測位点T1が誤差円R1の中に入るように、誤差円R1の中心点から最も離れた測位点T1までの距離として求められる。 If the ranging signal is not shielded by the top plate of the vehicle, positioning errors randomly appear in each direction at the positioning point T1 as shown in FIG. 4A. In other words, the positioning points T1 are distributed in a substantially circular shape. From this point of view, the center of the error circle R1 and the radius of the error circle R1 are usually calculated on the assumption that the positioning errors of the plurality of positioning points T1 are normally distributed in two dimensions with respect to the latitude direction and the longitude direction. Then, the radius of the error circle R1 at this time is obtained as, for example, the distance from the center point of the error circle R1 to the positioning point T1 farthest from the center point of the error circle R1 so that all the positioning points T1 are included in the error circle R1.

一方、測距信号が車輌の天板に遮蔽される場合、GPSアンテナ10は、車輌の後方側から到来する測距信号を受信することができない状態となり、測位点T2を算出するために利用できるGPS衛星が車輌の前方側のみに制限される(図1Bを参照)。そのため、所定方向(図4B中では左下の方向)の測位精度が悪化し、当該方向だけに測位誤差が大きい測位点T2が存在するものとなる。そのため、この際、仮に、上記図4Aと同様の演算方法で誤差円R2を算出すると、当該測位誤差が大きい測位点T2に起因して、誤差円R2の半径が大きくなってしまう。 On the other hand, when the distance measurement signal is shielded by the top plate of the vehicle, the GPS antenna 10 is in a state where it cannot receive the distance measurement signal coming from the rear side of the vehicle, and can be used to calculate the positioning point T2. GPS satellites are restricted to the front side of the vehicle only (see Figure 1B). Therefore, the positioning accuracy in the predetermined direction (the lower left direction in FIG. 4B) deteriorates, and the positioning point T2 having a large positioning error exists only in that direction. Therefore, at this time, if the error circle R2 is calculated by the same calculation method as in FIG. 4A, the radius of the error circle R2 becomes large due to the positioning point T2 in which the positioning error is large.

本発明者らは、上記問題について鋭意検討し、かかる指向特性を考慮して、測距信号が遮蔽されない方向(以下、「受信方向」と称する)側に偏位して算出された測位点を基準として誤差円の半径を設定することによって、誤差円半径を縮小することが可能であることに想到した。 The present inventors diligently studied the above problem, and in consideration of such directional characteristics, set the positioning point calculated by deviating to the direction in which the ranging signal is not shielded (hereinafter referred to as "reception direction"). I came up with the idea that it is possible to reduce the radius of the error circle by setting the radius of the error circle as a reference.

具体的には、誤差円設定部32は、まず、上記した演算方法と同様の方法で、例えば、複数の測位点それぞれの誤差が緯度経度方向に二次元正規分布すると仮定して、誤差円R2の中心点及び半径(図4B中の点線R2)を算出する(ステップS2)。この際、誤差円設定部32は、測位点T2が当該誤差円R2の中心点から遠方に広がっている方向とは反対の方向(図4B中では右上の方向)を測距信号の受信方向と特定する。 Specifically, the error circle setting unit 32 first uses the same method as the above-mentioned calculation method, assuming that the errors of each of the plurality of positioning points are two-dimensionally normally distributed in the latitude and longitude directions, and the error circle R2. The center point and radius (dotted line R2 in FIG. 4B) are calculated (step S2). At this time, the error circle setting unit 32 sets the direction opposite to the direction in which the positioning point T2 extends far from the center point of the error circle R2 (the upper right direction in FIG. 4B) as the receiving direction of the ranging signal. Identify.

次に、誤差円設定部32は、誤差円R2の中心点に対して受信方向側に偏位する位置に算出された測位点T2を参照し、当該測位点T2と誤差円R2の中心の距離を算出する。そして、誤差円設定部32は、算出した距離を誤差円(図4B中の実線R2a)の半径と決定して、上記で擬似的に算出した誤差円R2の半径を補正する(ステップS3)。このようにすることで、測距信号が車輌の天板に遮蔽されることによって発生する所定方向の測位誤差が大きい測位点T2を考慮することなく、誤差円半径を設定することができる。 Next, the error circle setting unit 32 refers to the positioning point T2 calculated at a position deviated to the reception direction side with respect to the center point of the error circle R2, and the distance between the positioning point T2 and the center of the error circle R2. Is calculated. Then, the error circle setting unit 32 determines the calculated distance as the radius of the error circle (solid line R2a in FIG. 4B), and corrects the radius of the error circle R2 pseudo-calculated above (step S3). By doing so, the radius of the error circle can be set without considering the positioning point T2 in which the positioning error in the predetermined direction is large, which is generated by the distance measurement signal being shielded by the top plate of the vehicle.

但し、この際の演算方法は、種々に変形できる。例えば、誤差円設定部32は、予め、補正前の誤差円と指向特性の関係を設定しておき、受信方向を特定した後は、当該指向特性に基づいて、誤差円を補正してもよい。又、誤差円設定部32は、車輌が走行している方向や測距信号の信号強度に基づいて、受信方向を特定したりしてもよい。又、誤差円設定部32は、測位誤差が大きくなっている側の端部の測位点を演算対称から除外して、再度、誤差円を算出する構成としてもよい。 However, the calculation method at this time can be variously modified. For example, the error circle setting unit 32 may set the relationship between the error circle before correction and the directivity characteristic in advance, and after specifying the receiving direction, correct the error circle based on the directivity characteristic. .. Further, the error circle setting unit 32 may specify the receiving direction based on the direction in which the vehicle is traveling and the signal strength of the distance measuring signal. Further, the error circle setting unit 32 may be configured to calculate the error circle again by excluding the positioning point at the end on the side where the positioning error is large from the calculation symmetry.

次に、マップマッチング部33は、上記ステップS3で求めた誤差円に基づいて、マップマッチング処理を行い、車輌の位置を決定する(ステップS4)。 Next, the map matching unit 33 performs map matching processing based on the error circle obtained in step S3, and determines the position of the vehicle (step S4).

マップマッチング部33は、例えば、RAM等の記憶部に格納された地図データを参照し、上記で求めた誤差円を当該地図データのマップ上に重ねる。そして、マップマッチング部33は、誤差円と道路とが重なる位置で最も確からしい位置(例えば、誤差円の中心に近い位置)を車輌の位置として決定する。 The map matching unit 33 refers to, for example, map data stored in a storage unit such as a RAM, and superimposes the error circle obtained above on the map of the map data. Then, the map matching unit 33 determines the most probable position (for example, the position near the center of the error circle) at the position where the error circle and the road overlap as the position of the vehicle.

以上、本実施形態に係る測位装置30によれば、車輌のキャビンの天板によって測距信号が遮蔽される方向を考慮して、GPSアンテナ10の受信方向を基準とした半径の誤差円を設定することができる。従って、一方からの測距信号がキャビンの天板に遮蔽されて受信できない場合にも、誤差円の拡大を抑制し、精度の高い誤差円を設定することができる。これによって、例えば、マップマッチング処理においてより正確に車輌の位置を決定することができる。 As described above, according to the positioning device 30 according to the present embodiment, an error circle having a radius based on the receiving direction of the GPS antenna 10 is set in consideration of the direction in which the ranging signal is shielded by the top plate of the cabin of the vehicle. can do. Therefore, even when the distance measurement signal from one side is shielded by the top plate of the cabin and cannot be received, the expansion of the error circle can be suppressed and the error circle with high accuracy can be set. Thereby, for example, the position of the vehicle can be determined more accurately in the map matching process.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るGPS受信機1について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the GPS receiver 1 according to the second embodiment will be described.

本実施形態に係るGPS受信機1は、GPSアンテナ10が車輌のキャビン内において、当該GPSアンテナ10の指向方向が車輌前方側に向かうように配設されている点で、第1の実施形態と相違する。 The GPS receiver 1 according to the first embodiment is different from the first embodiment in that the GPS antenna 10 is arranged in the cabin of the vehicle so that the directivity direction of the GPS antenna 10 faces the front side of the vehicle. It's different.

図5は、本実施形態に係るGPSアンテナ10の配設状態の一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement state of the GPS antenna 10 according to the present embodiment.

GPSアンテナ10は、一般に、指向性(例えば、立体角がπ[sr]程度)を有している。そのため、仮に、当該GPSアンテナ10の指向方向が鉛直方向の上方側に向くように、GPSアンテナ10を配設した場合、キャビンの天板によって測距信号が遮蔽されていると、測位精度が一層悪化してしまう。 The GPS antenna 10 generally has directivity (for example, a solid angle of about π [sr]). Therefore, if the GPS antenna 10 is arranged so that the directivity direction of the GPS antenna 10 faces upward in the vertical direction, the positioning accuracy will be further improved if the distance measurement signal is shielded by the top plate of the cabin. It gets worse.

この点、本実施形態では、当該GPSアンテナ10の指向方向が鉛直方向の上方側からフロント側に一定程度(例えば、30度)傾くように、GPSアンテナ10を配設している。図5では、GPSアンテナ10(図5中ではL1と示す)が車輌前方側の所定角度の範囲において測距信号に対する感度を有することを表している。これによって、車輌前方側から到来する測距信号に対する感度を高め、測位精度の悪化を抑制することができる。 In this regard, in the present embodiment, the GPS antenna 10 is arranged so that the directivity direction of the GPS antenna 10 is tilted from the upper side in the vertical direction to the front side by a certain degree (for example, 30 degrees). FIG. 5 shows that the GPS antenna 10 (indicated as L1 in FIG. 5) has sensitivity to a ranging signal in a predetermined angle range on the front side of the vehicle. As a result, it is possible to increase the sensitivity to the ranging signal coming from the front side of the vehicle and suppress the deterioration of the positioning accuracy.

以上、本実施形態に係るGPS受信機1によれば、より精度の高い誤差円を設定することができる。 As described above, according to the GPS receiver 1 according to the present embodiment, it is possible to set an error circle with higher accuracy.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.

上記実施形態では、測位装置30の一例として、測位部31、誤差円設定部32、マップマッチング部33等の機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、複数のコンピュータによって実現されてもよいのは勿論である。例えば、複数のコンピュータが分散して演算処理を行うことによって測位部31の機能を実現してもよい。 In the above embodiment, as an example of the positioning device 30, the functions of the positioning unit 31, the error circle setting unit 32, the map matching unit 33, and the like are described as being realized by one computer, but they are realized by a plurality of computers. Of course, it is also good. For example, the function of the positioning unit 31 may be realized by performing arithmetic processing in a distributed manner by a plurality of computers.

又、上記実施形態では、測位装置30の一例として、測位部31、誤差円設定部32、マップマッチング部33の処理を一連のフローの中で実行されるものとして示したが、これらの処理の一部が並列で実行されるものとしてもよい。 Further, in the above embodiment, as an example of the positioning device 30, the processing of the positioning unit 31, the error circle setting unit 32, and the map matching unit 33 is shown to be executed in a series of flows. Some may be executed in parallel.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.

本開示に係る測位装置は、トラック等の大型車輌に搭載するGPS受信機に好適に用いることができる。 The positioning device according to the present disclosure can be suitably used for a GPS receiver mounted on a large vehicle such as a truck.

1 GPS受信機
10 GPSアンテナ
20 受信部
30 測位装置
1 GPS receiver 10 GPS antenna 20 receiver 30 positioning device

Claims (3)

車輌のキャビン内に配設されたGPSアンテナを介して、複数のGPS衛星から送信される測距信号を受信する測位装置であって、
前記測距信号に基づいて、前記車輌の位置を示す測位点を算出する測位部と、
前記車輌が走行している方向又は前記測距信号の信号強度に基づいて、前記測距信号の受信方向を特定すると共に、所定時間内に前記測位部に算出された複数の前記測位点に基づいて、複数の前記測位点それぞれの測位誤差が緯度方向及び経度方向に対して二次元正規分布すると仮定して、誤差円の中心点を設定する誤差円設定部と、
を備え、
前記誤差円設定部は、前記所定時間内に前記測位部に算出された複数の前記測位点のうち、前記測距信号の前記受信方向側に偏位する位置に算出された前記測位点のみを参照して、前記誤差円の中心点から最も遠方に存在する位置に算出された前記測位点までの距離を前記誤差円の半径として設定し、
前記GPSアンテナは、前記車輌のキャビン内において、当該GPSアンテナの指向方向が車輌前方側に向かうように配設されている、
測位装置。
A positioning device that receives ranging signals transmitted from a plurality of GPS satellites via GPS antennas arranged in the cabin of a vehicle.
A positioning unit that calculates a positioning point indicating the position of the vehicle based on the ranging signal, and a positioning unit.
Based on the direction in which the vehicle is traveling or the signal strength of the ranging signal, the receiving direction of the ranging signal is specified, and based on the plurality of positioning points calculated by the positioning unit within a predetermined time. An error circle setting unit that sets the center point of the error circle , assuming that the positioning errors of each of the plurality of positioning points are normally distributed in two dimensions with respect to the latitude and longitude directions.
With
Among the plurality of positioning points calculated by the positioning unit within the predetermined time, the error circle setting unit selects only the positioning point calculated at a position deviated to the reception direction side of the distance measurement signal. With reference to this, the distance to the positioning point calculated at the position farthest from the center point of the error circle is set as the radius of the error circle.
The GPS antenna is arranged in the cabin of the vehicle so that the directivity direction of the GPS antenna faces the front side of the vehicle.
Positioning device.
道路情報を含む地図データを参照し、
当該地図データと前記誤差円とに基づいて、前記車輌の位置を決定するマップマッチング部、を更に備える、
請求項に記載の測位装置。
Refer to the map data including road information,
A map matching unit for determining the position of the vehicle based on the map data and the error circle is further provided.
The positioning device according to claim 1.
前記車輌のキャビンは、フロントガラスが直立した形状を有する、
請求項1又は2に記載の測位装置。
The cabin of the vehicle has an upright windshield.
The positioning device according to claim 1 or 2.
JP2016186853A 2016-09-26 2016-09-26 Positioning device Active JP6862738B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186853A JP6862738B2 (en) 2016-09-26 2016-09-26 Positioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186853A JP6862738B2 (en) 2016-09-26 2016-09-26 Positioning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018054311A JP2018054311A (en) 2018-04-05
JP6862738B2 true JP6862738B2 (en) 2021-04-21

Family

ID=61835630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016186853A Active JP6862738B2 (en) 2016-09-26 2016-09-26 Positioning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6862738B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7421788B2 (en) * 2019-12-16 2024-01-25 国立大学法人東北大学 Satellite positioning method, satellite positioning device, satellite positioning system and construction machinery

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590989A (en) * 1991-09-30 1993-04-09 Kenwood Corp Gps receiver
JPH06148307A (en) * 1992-11-04 1994-05-27 Pioneer Electron Corp Navigation device
US8200251B2 (en) * 2010-01-15 2012-06-12 Apple Inc. Determining a location of a mobile device using a location database
US9448307B2 (en) * 2010-12-23 2016-09-20 Ariel-University Research And Development Company Ltd. Methods, devices, and uses for calculating a position using a global navigation satellite system
JP2012177681A (en) * 2011-01-31 2012-09-13 Dgs Computer:Kk Mobile object positioning method, mobile object positioning device and mobile object positioning program by gps signal
JP6103980B2 (en) * 2013-02-22 2017-03-29 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 Passage detection system, passage detection method, passage detection device, program, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018054311A (en) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9952328B2 (en) Antenna pattern data mining for automotive GNSS receivers
US8421670B2 (en) Position estimation apparatus and computer readable medium storing position estimation program
US6574557B2 (en) Positioning error range setting apparatus, method, and navigation apparatus
US9418549B2 (en) Apparatus and method for recognizing position of vehicle
EP3408686B1 (en) Hybrid rtk
US20100109949A1 (en) Mobile terminal having a hybrid navigation system and method for determining a location thereof
US20140125521A1 (en) Method for Estimating the Direction of Arrival of Navigation Signals at a Receiver After Reflection by Walls in a Satellite Positioning System
US11046341B2 (en) Satellite positioning apparatus and train control system capable of determining accurate and limited position range of moving object
JP2005300167A (en) Satellite positioning system, and navigation system
US20250067881A1 (en) Calibrating a vehicle-mounted gnss antenna
US20160269867A1 (en) Systems and methods for resolving positional ambiguities using access point information
US20130082873A1 (en) Moving Information Determination Apparatus, a Receiver, and a Method Thereby
JP2006242911A (en) Position detection device
KR20220147865A (en) Method for correcting positioning information
US9664794B2 (en) Apparatus and method for monitoring malfunctioning state of global positioning system (GPS) satellite
JP6862738B2 (en) Positioning device
JP2010145178A (en) Moving body position specification device
WO2020161886A1 (en) Moving body position specification system, and moving body used in position specification system
EP3812193B1 (en) Measurement apparatus
US10877163B2 (en) Method and device for calculating attitude angle
JP4470944B2 (en) Mobile positioning device
JP2007225459A (en) On-board unit
JP4215264B2 (en) Position and orientation estimation device
Shyshkov et al. Differences in measurements with separate use of frequencies L1 and L2 for the application of satellite navigation in near-earth space
JP2008051573A (en) Navigation device, method thereof, and program thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190612

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190828

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20191024

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210302

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210315

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6862738

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150