車両位置演算装置
【課題】 一般に電子基準点から移動体までの距離が長くなるに従い測位性能が低下する。移動体が電子基準点をまたぐような広い範囲を計測対象として計測する場合であっても、測位結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示する位置計測装置を提供する。
【解決手段】 予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備える。車両位置演算装置は、移動体の単独測位位置から複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離との中から、最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に設定し、この指定基準局が有する補正情報とＧＰＳ衛星からの観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出する。
【解決手段】 予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備える。車両位置演算装置は、移動体の単独測位位置から複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離との中から、最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に設定し、この指定基準局が有する補正情報とＧＰＳ衛星からの観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星が送信する測位情報と電子基準点が送信する補正情報とを受信して位置を測位する位置計測装置に関するものである。特に、車両などの移動体が広い範囲を移動する場合にも、適正な電子基準点を選択しながら高精度な測位結果を出力する位置計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションシステムなどに代表されるＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を組み合わせた製品の普及が著しい。また、一方で、ＧＩＳとＧＰＳによる位置情報をＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の安全運転へ応用することが期待されており、道路上・道路脇の地物の位置情報は有効な情報であると考えられている。
また一方で、道路周辺の地物の情報を記録した道路管理台帳の高精度化、高度化が望まれている。しかしながら、１／５００のスケールでキロポスト、標識、ガードレール、白線などの道路上・道路脇の地物の位置を記録する道路管理台帳の作成には、高い精度を持つ測量を行う必要があるため、ＧＰＳと距離・角度を計測するトータルステーションとを用いた静止測量が行われている。また、国道には往復３０ｋｍの区間に計測対象となる地物が約２０００も存在していることもある。そのため、全国の道路管理台帳の高度化・高精度化には莫大な費用と時間とを要する。
そこで、情報収集時間および費用の縮減を目的としてＭＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が注目され研究開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。上記のようなＭＭＳでは、基本性能として、走行する移動体の自己位置の測位を高精度に行うことが必要である。このため、人工衛星が送信する測位情報のほかに電子基準点が送信する補正情報も用いて自己位置を計測することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８/０９９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子基準点が送信する補正情報を用いて自己位置を計測する移動体の測位では、一般に電子基準点から移動体までの距離が長くなるに従い測位性能（ＦＩＸ率、測位精度）が低下し、更にある距離以上になると計測が不可能になるという問題があった。
このためこれから計測を開始する計画段階では、まず電子基準点を設定し、設定した電子基準点から一定距離以上離れない範囲で計測を行う、というような計画を立てる必要があった。電子基準点から一定距離以上離れるような場合、例えば高速道路の計測のように広い範囲を長い距離計測するような場合では、電子基準点ごとに計測エリアを設定し、計測対象を電子基準点ごとの複数の計測エリアに分割して各計測エリアで計測を行い、後の工程で、計測エリアごとに計測した計測結果を継ぎ合わせる、というような処理が必要であった。
【０００５】
このように計測結果を継ぎ合わせる場合であっても継ぎ合わせの箇所で計測結果が必ずしも一致するわけではなく、継ぎ合わせの箇所の表示に段差ができてしまうという問題があった。特に、移動体が継ぎ合わせの箇所を複数回行き来するような場合では、段差表示が多くなるという課題があった。
また、電子基準点ごとに計測エリアを設定し、計測エリア内の電子基準点からの補正情報を用いて計測を行う場合であっても、隣接する計測エリア内の電子基準点からの補正情報を用いたほうが計測の精度が高い場合もある、という課題があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するためになされたもので、移動体が広い範囲を計測対象として計測する場合であっても、計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示する車両位置演算装置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】
【０００７】
この発明の車両位置演算装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載した移動体が、複数の基準局で各々有する測位に関する補正情報のカバーエリアを走行中にＧＰＳ衛星から観測した観測データと、前記複数の基準局の各々が有する前記補正情報とを用いて前記移動体が走行した走行位置を算出する車両位置演算装置であって、前記車両位置演算装置は、予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備え、前記車両位置演算装置は、前記観測データを用いて単独測位された前記移動体の単独測位位置から前記複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、前記移動体の単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離と、の中から最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に新たに設定するとともに当該基準局が有する補正情報と前記観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】特許文献１に記載されている道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る車両位置姿勢（３軸）演算部１１０の処理フローを説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る計測台車１０２の走行軌跡の一例である。
【図４】実施の形態１に係る補正位置データリスト（Ａ）１０３の一例である。
【図５】実施の形態１に係る基準局距離データリスト（Ｂ）１０４の一例である。
【図６】実施の形態１に係る道路地物計測装置（計算機）１００が行う複数基準点処理の処理フローである。
【図７】従来の移動体の測位技術を説明する図である。
【図８】従来の移動車両Ｄ が誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図７は、特開２００６−２７５８８２号公報に記載された従来の技術を説明する図である。図７に示すように基準局Ｕ１、基準局Ｕ２（例えば電子基準点）は、それぞれ誤差平面１０、誤差平面２０を有している。移動車両Ｄは、誤差平面１０がカバーするエリアに存在する場合には、位置測位において誤差平面１０に基づく誤差情報を取得し、取得した誤差情報を用いて測位を行っていた。また、移動により移動車両 Ｄが誤差平面２０のエリアに存在する場合、移動車両 Ｄは、位置測位において、誤差平面２０に基づく誤差情報を取得し、取得した誤差情報を用いて測位を行っていた。
図８は、移動車両Ｄ が誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する様子を示す図である。移動車両Ｄが誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する場合、使用する誤差情報に段差４０が生じる。このため、この段差４０に基づき、補正情報を用いた測位結果には、段差が生じていた。
特に移動車両Ｄが誤差平面１０のエリアと誤差平面２０のエリアを行き来するような場合には、測位結果には頻繁に段差が生じてしまい、測位結果の信頼性に課題が生じていた。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、特許文献１に記載されている道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図である。
道路地物計測システム１０１はオドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、３台のＧＰＳ２２０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、カメラ２３０（撮像部）、レーザレーダ２４０（光走査部、レーザスキャナ、ＬＲＦ［Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ］）および道路地物計測装置１００（計算機）を備える。
【００１２】
オドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０、３台のＧＰＳ２２０、カメラ２３０、レーザレーダ２４０（それぞれ、計測センサの一例である）は計測台車１０２（以下、車両とする）の天板１０３（基台）に搭載される。
オドメトリ装置２００はオドメトリ手法を実行し車両の走行距離を示す距離データを算出する。
３台のジャイロ２１０は車両の３軸方向の傾き（ピッチ角、ロール角、ヨー角）を示す角速度データを算出する。
３台のＧＰＳ２２０は車両の走行位置（座標）を示す測位データを算出する。
オドメトリ装置２００とジャイロ２１０とＧＰＳ２２０とはＧＰＳ／デッドレコニング複合演算により車両の位置、姿勢を測定する。
カメラ２３０は撮影を行い時系列の画像データを出力する。
レーザレーダ２４０は、車体の前方または後方に設置され、横方向に光軸を振りながらレーザをななめ下方向に照射して、路面までの距離を各方位について示す方位・距離データ（以下、ＬＲＦデータとする）を算出する。
【００１３】
道路地物計測装置１００は距離データ、角速度データ、測位データ、画像データ、方位・距離データに基づいてユーザの指定した地物の位置を算出する。
道路地物計測装置１００は車両位置姿勢（３軸）演算部１１０、カメラ位置姿勢演算部１３０、カメラＬＯＳ演算部１４０、路面形状モデル生成部１５０、レーザレーダ位置姿勢演算部１６０、路面モデル対応点探索部１７０、地物識別装置３００、観測データ入力部１９１、観測データ記憶部１９９を備える。なお、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は車両位置演算装置に対応する。
【００１４】
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は距離データ、角速度データ、測位データに基づいて車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）を算出する。
道路地物計測装置１００は、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０が演算した車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）に基づき地物位置の計算を行い、最終的に、路面モデル対応点探索部１７０（地物位置算出部の一例）はユーザが指定した地物の位置を算出する。なお、道路地物計測装置１００が実行する処理の詳細については、特許文献１に記載されている。
【００１５】
次に、実施の形態１に係る車両位置姿勢（３軸）演算部１１０の処理フローについて説明する。図２は車両位置姿勢（３軸）演算部１１０が、計測台車から受け取った観測データに基づいて車両位置姿勢データを取得するまでのフローを説明する図である。以下、図２に沿って、説明する。
【００１６】
オドメトリ装置２００、ジャイロ２１０、ＧＰＳ２２０等を備えた計測台車１０２は、計測の対象とするエリアを走行する（計測走行）（ステップ：ＳＴ０１）。このとき計測台車１０２は、計測対象となるエリアを走行中にオドメトリ装置２００、ジャイロ２１０、ＧＰＳ２２０等の計測センサ取得した観測データ８０を、記憶装置（図示せず）に順次、時系列に記憶していく。これにより計測走行が完了した時点において、記憶装置には、計測台車１０２が走行中に取得した計測対象エリアの観測データ８０全て記憶されていることになる。なお、本実施の形態では、計測台車１０２は図３に示すように複数の基準局Ｕがカバーするエリアをまたいで走行するものであり、複数の基準局Ｕが各々カバーするエリアを計測しようとしているものとする。図３に記載された誤差平面の概念は、特開２００６−２７５８８２号公報や特開２００１−２２８２３４号公報等に記載されたものと同様のものである。
【００１７】
道路地物計測装置（計算機）１００の車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、先に記憶装置に記憶された観測データ８０と基準点の補正情報等を用いて、時間毎の計測台車１０２の車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）を演算する。
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、観測データ８０と、基準局Ｕｉが保有する補正情報とにより、補正された計測台車１０２の位置情報を計算する（ＳＴ０２）。
計測台車１０２は観測データ８０を所定の周期で取得しており、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は基準局Ｕｉが保有する補正情報により補正された計測台車１０２の位置情報を時系列で計算し、取得する。
そして、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、予め設定していた基準局Ｕの全ての基準局Ｕｉ（i＝１、２、・・・、ｎ）に関して、基準局Ｕｉごとに、当該基準局Ｕｉが保有する補正情報とにより補正された計測台車１０２の位置情報を計算する。
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、基準局Ｕごとに、各基準局が保有する補正情報により補正した計測台車１０２の位置情報を時系列にまとめた補正位置データリスト（Ａ）１０３を作成する。
図４は、補正位置データリスト（Ａ）１０３の一例である。図４で示したリスト中、横軸は基準局であり、基準局Ｕ１〜Ｕｎが予め設定されている。基準局Ｕ１〜Ｕｎは、計測台車１０２が走行するエリアの情報から予め抽出されている。あるいは、基準局を抽出しておく作業を省く場合は、演算処理の負担は増加するが、国土に設置されている全ての基準局を予め設定しておくことも可能である。補正位置データリスト（Ａ）１０３の縦軸は時間（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｅｎｄ）であり観測データ８０を取得した時刻（イベント情報）が記録される。列方向には、同時刻（Ｔｉ）における各基準局Ｕｊの補正情報で補正された位置情報（補正位置）の演算結果が並べられる。各列は、補正位置データセットＡｉ（ｉ＝１〜ｅｎｄ）として抽出可能である。例えば、補正位置データセットＡ２を抽出した場合は、時刻Ｔ２における、各基準局Ｕ１〜Ｕｎの補正情報により補正された計測台車１０２の位置情報を抽出できる。
【００１８】
また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正情報を計算に加えず観測データ８０のみに基づき計測台車１０２の位置情報を計算する（単独測位）（ＳＴ０２）。ここでは各基準局が保有する補正情報は計算に入れない。この観測データのみによる位置の計算結果を以下、単独測位結果を呼ぶ。
道路地物計測装置（計算機）１００は、単独測位結果と基準局Ｕが設置されている設置場所の位置情報とから、各時刻（Ｔｉ）における計測台車１０２と各基準局Ｕｉとの距離（基準局距離）を計算し、それらの結果を表にした基準局距離データリスト（Ｂ）１０４を作成する。
図５は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４の一例である。横軸は基準局Ｕｊ、縦軸は時間（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｅｎｄ）であり、同時刻（Ｔｉ）における単独測位結果と各基準局Ｕｊの位置との距離（基準局距離）Ｌｉｊが列方向に並べられる。各列は、基準局距離データセットＢｉ（ｉ＝１〜ｅｎｄ）として抽出可能である。例えば、基準局距離データセットＢ２を抽出した場合は、時刻Ｔ２における、計測台車１０２の位置（単独測位結果）と各基準局Ｕ１〜Ｕｎとの距離Ｌ２ｊ（ｊ＝１〜ｎ）を抽出できる。
【００１９】
次に、道路地物計測装置（計算機）１００は複数基準点処理を実行する（ＳＴ０３）。複数基準点処理の内容については次に説明する。道路地物計測装置（計算機）１００は、この複数基準点処理により得られた結果を車両の位置と姿勢を表わす車両位置姿勢データとして取得する。
【００２０】
ここで、複数基準点処理（ＳＴ０３）について説明する。図６は、道路地物計測装置（計算機）１００が行う複数基準点処理の処理フローであり、以下、図６に従い複数基準点処理のフローを説明する。
複数基準点処理を開始するにあたり、まず、ヒステリシス値Ｈをセットする（ＳＴ１０１）。このヒステリシス値Ｈとは、補正情報として使用する基準局Ｕを選択する際、直ぐに選択した基準局Ｕが変わったり、また元に戻ったりすることがないように、設定する値である。ヒステリシス値Ｈは計測毎に設定できるが、例えば５Ｋｍなどの値を設定する。ヒステリシス値Ｈは記憶部（図示せず）に記憶される。
【００２１】
道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４から一番早い測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の基準局距離データセットＢ１を抽出する（ＳＴ１０２）。
また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データリスト（Ａ）１０３から、同じ測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の補正位置データセットＡ１を抽出する（ＳＴ１０３）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、時刻（Ｔ=Ｔ１）の基準局距離データセット（Ｂ１）の中から、計測台車１０２の位置（単独測位結果）から至近距離にある基準局（Ｕｉ）を抽出する。（ＳＴ１０４）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ステップＳＴ１０４により至近距離として抽出された基準局Ｕｉを指定基準局Ｕｓｅｔに設定する（ＳＴ１０５）。
そして、道路地物計測装置（計算機）１００は、測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の補正位置データセットＡ１の中から、至近距離にあった当該基準局Ｕｉの補正情報により補正した補正位置を抽出する（ＳＴ１０６）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ＳＴ１０６により抽出した補正位置を、時刻Ｔ=Ｔ１における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する。
【００２２】
このようにして最初の時刻Ｔ＝Ｔ１における計測台車１０２の位置と指定基準局Ｕｓｅｔを定めた後、道路地物計測装置（計算機）１００は次の時刻（Ｔ＝Ｔ２）における計測台車１０２の位置を演算する（ＳＴ１０８）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４から測位時刻（Ｔ=Ｔ２）の基準局距離データセット（Ｂ２）を抽出する（ＳＴ１０９）。また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データリスト（Ａ）１０３から、同じ測位時刻（Ｔ=Ｔ２）の補正位置データセットＡ２を抽出する（ＳＴ１０９）。
次に、道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データセットＢ２において、先に指定した指定基準局（Ｕset）以外の基準局の基準局距離にヒステリシス値Ｈを加えた基準局距離データセットＢ２’を生成する（ＳＴ１１０）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ヒステリシス値Ｈを加えた基準局距離データセットＢ２’の中から、基準局距離Ｌｉｊが最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出する（ＳＴ１１１）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ＳＴ１１１で抽出した基準局（Ｕｊ）を指定基準局に上書きする（ＳＴ１１２）。ステップＳ１０５で設定した最初の指定基準局と同じであればそのままとしておいてもよい。
道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データセットＡ２から、ステップＳ１１１で抽出した最も値の小さい基準局（Ｕj）における補正位置を抽出し（ＳＴ１１３）、抽出した補正位置を時刻Ｔ=Ｔ２における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する（ＳＴ１１４）。
【００２３】
時刻Ｔ＝Ｔ３以降の処理についても、時刻Ｔ＝Ｔ２のときと同様の処理を行う。すなわち基準局距離データセット（Ｂ３）において、指定基準局Ｕｓｅｔ以外の基準局の基準局距離Ｌｉｊにヒステリシス値Ｈを加算した基準局距離データセットＢ３’を生成する。生成した基準局距離データセットＢ３’において、基準局距離Ｌｉｊが最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出する。そして、抽出した基準局（Ｕｊ）に対応する補正位置を補正位置データセットＡ３から抽出し、この補正位置を時刻Ｔ=Ｔ３における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する。指定基準局Ｕｓｅｔには基準局距離データセットＢ３’において基準局距離Ｌｉｊが最も小さかった（至近距離にある）基準局（Ｕj）を割り当てる。
このように、ヒステリシス値Ｈを加算した基準局距離データセットＢ３’の中から最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出することで、計測車両１０２が、隣接する基準局がカバーするエリアの継ぎ合わせの箇所を複数回行き来するような場合であっても、補正処理に使用する指定基準局Ｕｓｅｔを頻繁に変えることが無くなり、計測結果に段差を生じることを抑えることができるようになる。
【００２４】
時刻の最後Ｔ＝Ｔｅｎｄのデータセットまで処理が完了した時点で、道路地物計測装置（計算機）１００は、演算処理を終了する（ＳＴ１１５）
【００２５】
以上のように、実施の形態１の位置計測装置では、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、計測台車１０２が計測走行して取得した観測データ８０と、各基準局が保有する補正情報と、各基準局が設置されている位置情報とから、観測データ８０を取得した時刻毎に、各基準局が各々保有する補正情報で単独測位結果を補正をした補正位置をリスト化した補正位置データリスト（Ａ）と、同じく観測データ８０を取得した時刻毎に、各基準局と各時刻における単独測位結果の位置との距離（基準局距離）をリスト化した基準局距離データリスト（Ｂ）を生成するようにした。そして、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は基準局の中に指定基準局Ｕｓｅｔを設け、計測台車の位置は、指定基準局Ｕｓｅｔが保有する補正情報により補正した位置情報を採用するようにした。指定基準局Ｕｓｅｔの設定にあたっては、最初（Ｔ＝Ｔ１）は補正位置データリスト（Ａ）の中から至近距離にある基準局を指定基準局Ｕｓｅｔと設定し、次の時刻（Ｔ＝Ｔ２）以降は、基準局距離データリスト（Ｂ）において、指定基準局Ｕｓｅｔ以外の基準局の基準局距離にヒステリシス値Ｈを加算し、加算した基準局距離データリスト（Ａ）の中から、至近距離にある基準局を抽出し、抽出した基準局を新たな指定基準局Ｕｓｅｔにするとともに、当該抽出した基準局に対応する補正位置を補正位置データリスト（Ｂ）から抽出し、当該抽出した位置をその時刻における計測台車１０２の位置として定めるようにした。
これにより、従来から表示されていた計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、至近距離にある基準局の補正情報で補正した位置を計測台車１０２の位置として定めていた。しかしながら標高差や局所的な電離層の影響によっては、至近距離にある基準局で誤差が大きく、遠方の基準局の方が高い位置精度を得られる場合がある。
そこで、実施の形態２では、実施の形態１において至近距離の基準局の補正情報を用いて定めた計測台車１０２の位置と、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３で演算された補正位置とを比較し、計測台車１０２の位置が、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３で演算された位置の平均値から所定の値以上の差があったときは、至近距離の基準局の補正情報を用いて定めた計測台車１０２の位置を棄却するような処理を行う。
これにより、明らかに誤った計測結果を棄却することができ、より信頼性の高い計測結果を表示することができる。
なお、上記では演算された位置の平均を求めて比較をしているが、その他、誤差の大きい位置を予め除外した後に平均を算出するなど、種々の方法により誤差の大きい結果を除外するようにしてもよい。
【００２７】
実施の形態３.
実施の形態２では明らかに誤った計測結果を棄却するようにしたが、このような場合にあっては補正位置データリスト（Ｂ）から２番目に近い基準局を抽出し、当該抽出した基準局が保有する補正データで補正した位置を計測台車１０２の位置として定めるようにしてもよい。
これにより、明らかに誤った計測結果を棄却した場合であっても次善の結果を表示することができ、計測結果（測位結果）が表示されないエリアを縮小することができる。
【００２８】
実施の形態４.
実施の形態１では至近距離にある基準局の補正情報で補正した位置を計測台車１０２の位置として定めていた。しかしながら至近距離にある基準局の補正情報を用いて測位計算を行った場合に、計測台車１０２と至近距離の基準局との間に遮蔽物などがあることでこの至近局では測位解が得られず、一方、距離が至近距離の基準局より若干遠くなる別の基準局では測位解が得られる場合がある。このような場合に、至近距離の基準局では計測台車１０２の位置が測位できなかったと判断して測位解なしの処理を行うことも可能であるが、別の基準局で得られた測位結果を利用したいという場合もある。なお、ここで測位解が得られないとは、いわゆる解がＦｉｘしない（Ｆｉｘ解が得られない）状態をいう。
【００２９】
そこで、実施の形態４では、実施の形態１のように至近距離にある基準局の補正情報を用いて演算したところ測位解が得られなかった場合に、測位解が得られている別の基準局の測位解を計測台車１０２の位置として採用する処理を追加する。
具体的には、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、実施の形態１の処理で至近距離の基準局の補正情報を用いて計測台車１０２の位置が得られなかったと判断すると、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３の中で補正位置が得られているものがあるか否かを調べる。そして、補正位置が得られているものがあると分かった場合に、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４を参照し、補正位置が得られている基準局の中で最も近い距離にある基準局を抽出し、その基準局における補正位置を補正位置データリスト（Ａ）１０３から抽出して計測台車１０２の位置として採用する。
【００３０】
これにより、測位率を全体として向上することができ、次善の結果を表示することができることで計測結果（測位結果）が全く表示されないというエリアを縮小することができる。
【００３１】
なお、補正位置が得られている基準局の中で最も近い距離にある基準局を抽出した場合に、その基準局までの距離と、測位解が得られなかった至近距離にある基準局までの距離との差分を計算し、その差分が予め定めた所定の距離より大きい場合には計測台車１０２の位置の測位結果は無し（解なし）と判断する処理を実行するようにしてもよい。
これにより、計測結果（測位結果）が全く表示されないというエリアを縮小しながら、計測結果の信頼性も向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 誤差平面、２０ 誤差平面、８０ 観測データ、１００ 道路地物計測装置（計算機）、１０２ 計測台車、１０３ 補正位置データリスト（Ａ）、１０４ 基準局距離データリスト（Ｂ）、１１０ 車両位置姿勢（３軸）演算部、１１５ 車両位置姿勢データ、２００ オドメトリ装置、２１０ ジャイロ、２２０ ＧＰＳ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星が送信する測位情報と電子基準点が送信する補正情報とを受信して位置を測位する位置計測装置に関するものである。特に、車両などの移動体が広い範囲を移動する場合にも、適正な電子基準点を選択しながら高精度な測位結果を出力する位置計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションシステムなどに代表されるＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を組み合わせた製品の普及が著しい。また、一方で、ＧＩＳとＧＰＳによる位置情報をＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の安全運転へ応用することが期待されており、道路上・道路脇の地物の位置情報は有効な情報であると考えられている。
また一方で、道路周辺の地物の情報を記録した道路管理台帳の高精度化、高度化が望まれている。しかしながら、１／５００のスケールでキロポスト、標識、ガードレール、白線などの道路上・道路脇の地物の位置を記録する道路管理台帳の作成には、高い精度を持つ測量を行う必要があるため、ＧＰＳと距離・角度を計測するトータルステーションとを用いた静止測量が行われている。また、国道には往復３０ｋｍの区間に計測対象となる地物が約２０００も存在していることもある。そのため、全国の道路管理台帳の高度化・高精度化には莫大な費用と時間とを要する。
そこで、情報収集時間および費用の縮減を目的としてＭＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が注目され研究開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。上記のようなＭＭＳでは、基本性能として、走行する移動体の自己位置の測位を高精度に行うことが必要である。このため、人工衛星が送信する測位情報のほかに電子基準点が送信する補正情報も用いて自己位置を計測することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８/０９９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子基準点が送信する補正情報を用いて自己位置を計測する移動体の測位では、一般に電子基準点から移動体までの距離が長くなるに従い測位性能（ＦＩＸ率、測位精度）が低下し、更にある距離以上になると計測が不可能になるという問題があった。
このためこれから計測を開始する計画段階では、まず電子基準点を設定し、設定した電子基準点から一定距離以上離れない範囲で計測を行う、というような計画を立てる必要があった。電子基準点から一定距離以上離れるような場合、例えば高速道路の計測のように広い範囲を長い距離計測するような場合では、電子基準点ごとに計測エリアを設定し、計測対象を電子基準点ごとの複数の計測エリアに分割して各計測エリアで計測を行い、後の工程で、計測エリアごとに計測した計測結果を継ぎ合わせる、というような処理が必要であった。
【０００５】
このように計測結果を継ぎ合わせる場合であっても継ぎ合わせの箇所で計測結果が必ずしも一致するわけではなく、継ぎ合わせの箇所の表示に段差ができてしまうという問題があった。特に、移動体が継ぎ合わせの箇所を複数回行き来するような場合では、段差表示が多くなるという課題があった。
また、電子基準点ごとに計測エリアを設定し、計測エリア内の電子基準点からの補正情報を用いて計測を行う場合であっても、隣接する計測エリア内の電子基準点からの補正情報を用いたほうが計測の精度が高い場合もある、という課題があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するためになされたもので、移動体が広い範囲を計測対象として計測する場合であっても、計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示する車両位置演算装置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】
【０００７】
この発明の車両位置演算装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載した移動体が、複数の基準局で各々有する測位に関する補正情報のカバーエリアを走行中にＧＰＳ衛星から観測した観測データと、前記複数の基準局の各々が有する前記補正情報とを用いて前記移動体が走行した走行位置を算出する車両位置演算装置であって、前記車両位置演算装置は、予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備え、前記車両位置演算装置は、前記観測データを用いて単独測位された前記移動体の単独測位位置から前記複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、前記移動体の単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離と、の中から最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に新たに設定するとともに当該基準局が有する補正情報と前記観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】特許文献１に記載されている道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る車両位置姿勢（３軸）演算部１１０の処理フローを説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る計測台車１０２の走行軌跡の一例である。
【図４】実施の形態１に係る補正位置データリスト（Ａ）１０３の一例である。
【図５】実施の形態１に係る基準局距離データリスト（Ｂ）１０４の一例である。
【図６】実施の形態１に係る道路地物計測装置（計算機）１００が行う複数基準点処理の処理フローである。
【図７】従来の移動体の測位技術を説明する図である。
【図８】従来の移動車両Ｄ が誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図７は、特開２００６−２７５８８２号公報に記載された従来の技術を説明する図である。図７に示すように基準局Ｕ１、基準局Ｕ２（例えば電子基準点）は、それぞれ誤差平面１０、誤差平面２０を有している。移動車両Ｄは、誤差平面１０がカバーするエリアに存在する場合には、位置測位において誤差平面１０に基づく誤差情報を取得し、取得した誤差情報を用いて測位を行っていた。また、移動により移動車両 Ｄが誤差平面２０のエリアに存在する場合、移動車両 Ｄは、位置測位において、誤差平面２０に基づく誤差情報を取得し、取得した誤差情報を用いて測位を行っていた。
図８は、移動車両Ｄ が誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する様子を示す図である。移動車両Ｄが誤差平面１０のエリアから誤差平面２０のエリアに移動する場合、使用する誤差情報に段差４０が生じる。このため、この段差４０に基づき、補正情報を用いた測位結果には、段差が生じていた。
特に移動車両Ｄが誤差平面１０のエリアと誤差平面２０のエリアを行き来するような場合には、測位結果には頻繁に段差が生じてしまい、測位結果の信頼性に課題が生じていた。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、特許文献１に記載されている道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図である。
道路地物計測システム１０１はオドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、３台のＧＰＳ２２０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、カメラ２３０（撮像部）、レーザレーダ２４０（光走査部、レーザスキャナ、ＬＲＦ［Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ］）および道路地物計測装置１００（計算機）を備える。
【００１２】
オドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０、３台のＧＰＳ２２０、カメラ２３０、レーザレーダ２４０（それぞれ、計測センサの一例である）は計測台車１０２（以下、車両とする）の天板１０３（基台）に搭載される。
オドメトリ装置２００はオドメトリ手法を実行し車両の走行距離を示す距離データを算出する。
３台のジャイロ２１０は車両の３軸方向の傾き（ピッチ角、ロール角、ヨー角）を示す角速度データを算出する。
３台のＧＰＳ２２０は車両の走行位置（座標）を示す測位データを算出する。
オドメトリ装置２００とジャイロ２１０とＧＰＳ２２０とはＧＰＳ／デッドレコニング複合演算により車両の位置、姿勢を測定する。
カメラ２３０は撮影を行い時系列の画像データを出力する。
レーザレーダ２４０は、車体の前方または後方に設置され、横方向に光軸を振りながらレーザをななめ下方向に照射して、路面までの距離を各方位について示す方位・距離データ（以下、ＬＲＦデータとする）を算出する。
【００１３】
道路地物計測装置１００は距離データ、角速度データ、測位データ、画像データ、方位・距離データに基づいてユーザの指定した地物の位置を算出する。
道路地物計測装置１００は車両位置姿勢（３軸）演算部１１０、カメラ位置姿勢演算部１３０、カメラＬＯＳ演算部１４０、路面形状モデル生成部１５０、レーザレーダ位置姿勢演算部１６０、路面モデル対応点探索部１７０、地物識別装置３００、観測データ入力部１９１、観測データ記憶部１９９を備える。なお、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は車両位置演算装置に対応する。
【００１４】
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は距離データ、角速度データ、測位データに基づいて車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）を算出する。
道路地物計測装置１００は、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０が演算した車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）に基づき地物位置の計算を行い、最終的に、路面モデル対応点探索部１７０（地物位置算出部の一例）はユーザが指定した地物の位置を算出する。なお、道路地物計測装置１００が実行する処理の詳細については、特許文献１に記載されている。
【００１５】
次に、実施の形態１に係る車両位置姿勢（３軸）演算部１１０の処理フローについて説明する。図２は車両位置姿勢（３軸）演算部１１０が、計測台車から受け取った観測データに基づいて車両位置姿勢データを取得するまでのフローを説明する図である。以下、図２に沿って、説明する。
【００１６】
オドメトリ装置２００、ジャイロ２１０、ＧＰＳ２２０等を備えた計測台車１０２は、計測の対象とするエリアを走行する（計測走行）（ステップ：ＳＴ０１）。このとき計測台車１０２は、計測対象となるエリアを走行中にオドメトリ装置２００、ジャイロ２１０、ＧＰＳ２２０等の計測センサ取得した観測データ８０を、記憶装置（図示せず）に順次、時系列に記憶していく。これにより計測走行が完了した時点において、記憶装置には、計測台車１０２が走行中に取得した計測対象エリアの観測データ８０全て記憶されていることになる。なお、本実施の形態では、計測台車１０２は図３に示すように複数の基準局Ｕがカバーするエリアをまたいで走行するものであり、複数の基準局Ｕが各々カバーするエリアを計測しようとしているものとする。図３に記載された誤差平面の概念は、特開２００６−２７５８８２号公報や特開２００１−２２８２３４号公報等に記載されたものと同様のものである。
【００１７】
道路地物計測装置（計算機）１００の車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、先に記憶装置に記憶された観測データ８０と基準点の補正情報等を用いて、時間毎の計測台車１０２の車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）を演算する。
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、観測データ８０と、基準局Ｕｉが保有する補正情報とにより、補正された計測台車１０２の位置情報を計算する（ＳＴ０２）。
計測台車１０２は観測データ８０を所定の周期で取得しており、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は基準局Ｕｉが保有する補正情報により補正された計測台車１０２の位置情報を時系列で計算し、取得する。
そして、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、予め設定していた基準局Ｕの全ての基準局Ｕｉ（i＝１、２、・・・、ｎ）に関して、基準局Ｕｉごとに、当該基準局Ｕｉが保有する補正情報とにより補正された計測台車１０２の位置情報を計算する。
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、基準局Ｕごとに、各基準局が保有する補正情報により補正した計測台車１０２の位置情報を時系列にまとめた補正位置データリスト（Ａ）１０３を作成する。
図４は、補正位置データリスト（Ａ）１０３の一例である。図４で示したリスト中、横軸は基準局であり、基準局Ｕ１〜Ｕｎが予め設定されている。基準局Ｕ１〜Ｕｎは、計測台車１０２が走行するエリアの情報から予め抽出されている。あるいは、基準局を抽出しておく作業を省く場合は、演算処理の負担は増加するが、国土に設置されている全ての基準局を予め設定しておくことも可能である。補正位置データリスト（Ａ）１０３の縦軸は時間（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｅｎｄ）であり観測データ８０を取得した時刻（イベント情報）が記録される。列方向には、同時刻（Ｔｉ）における各基準局Ｕｊの補正情報で補正された位置情報（補正位置）の演算結果が並べられる。各列は、補正位置データセットＡｉ（ｉ＝１〜ｅｎｄ）として抽出可能である。例えば、補正位置データセットＡ２を抽出した場合は、時刻Ｔ２における、各基準局Ｕ１〜Ｕｎの補正情報により補正された計測台車１０２の位置情報を抽出できる。
【００１８】
また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正情報を計算に加えず観測データ８０のみに基づき計測台車１０２の位置情報を計算する（単独測位）（ＳＴ０２）。ここでは各基準局が保有する補正情報は計算に入れない。この観測データのみによる位置の計算結果を以下、単独測位結果を呼ぶ。
道路地物計測装置（計算機）１００は、単独測位結果と基準局Ｕが設置されている設置場所の位置情報とから、各時刻（Ｔｉ）における計測台車１０２と各基準局Ｕｉとの距離（基準局距離）を計算し、それらの結果を表にした基準局距離データリスト（Ｂ）１０４を作成する。
図５は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４の一例である。横軸は基準局Ｕｊ、縦軸は時間（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｅｎｄ）であり、同時刻（Ｔｉ）における単独測位結果と各基準局Ｕｊの位置との距離（基準局距離）Ｌｉｊが列方向に並べられる。各列は、基準局距離データセットＢｉ（ｉ＝１〜ｅｎｄ）として抽出可能である。例えば、基準局距離データセットＢ２を抽出した場合は、時刻Ｔ２における、計測台車１０２の位置（単独測位結果）と各基準局Ｕ１〜Ｕｎとの距離Ｌ２ｊ（ｊ＝１〜ｎ）を抽出できる。
【００１９】
次に、道路地物計測装置（計算機）１００は複数基準点処理を実行する（ＳＴ０３）。複数基準点処理の内容については次に説明する。道路地物計測装置（計算機）１００は、この複数基準点処理により得られた結果を車両の位置と姿勢を表わす車両位置姿勢データとして取得する。
【００２０】
ここで、複数基準点処理（ＳＴ０３）について説明する。図６は、道路地物計測装置（計算機）１００が行う複数基準点処理の処理フローであり、以下、図６に従い複数基準点処理のフローを説明する。
複数基準点処理を開始するにあたり、まず、ヒステリシス値Ｈをセットする（ＳＴ１０１）。このヒステリシス値Ｈとは、補正情報として使用する基準局Ｕを選択する際、直ぐに選択した基準局Ｕが変わったり、また元に戻ったりすることがないように、設定する値である。ヒステリシス値Ｈは計測毎に設定できるが、例えば５Ｋｍなどの値を設定する。ヒステリシス値Ｈは記憶部（図示せず）に記憶される。
【００２１】
道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４から一番早い測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の基準局距離データセットＢ１を抽出する（ＳＴ１０２）。
また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データリスト（Ａ）１０３から、同じ測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の補正位置データセットＡ１を抽出する（ＳＴ１０３）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、時刻（Ｔ=Ｔ１）の基準局距離データセット（Ｂ１）の中から、計測台車１０２の位置（単独測位結果）から至近距離にある基準局（Ｕｉ）を抽出する。（ＳＴ１０４）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ステップＳＴ１０４により至近距離として抽出された基準局Ｕｉを指定基準局Ｕｓｅｔに設定する（ＳＴ１０５）。
そして、道路地物計測装置（計算機）１００は、測位時刻（Ｔ=Ｔ１）の補正位置データセットＡ１の中から、至近距離にあった当該基準局Ｕｉの補正情報により補正した補正位置を抽出する（ＳＴ１０６）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ＳＴ１０６により抽出した補正位置を、時刻Ｔ=Ｔ１における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する。
【００２２】
このようにして最初の時刻Ｔ＝Ｔ１における計測台車１０２の位置と指定基準局Ｕｓｅｔを定めた後、道路地物計測装置（計算機）１００は次の時刻（Ｔ＝Ｔ２）における計測台車１０２の位置を演算する（ＳＴ１０８）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４から測位時刻（Ｔ=Ｔ２）の基準局距離データセット（Ｂ２）を抽出する（ＳＴ１０９）。また、道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データリスト（Ａ）１０３から、同じ測位時刻（Ｔ=Ｔ２）の補正位置データセットＡ２を抽出する（ＳＴ１０９）。
次に、道路地物計測装置（計算機）１００は、基準局距離データセットＢ２において、先に指定した指定基準局（Ｕset）以外の基準局の基準局距離にヒステリシス値Ｈを加えた基準局距離データセットＢ２’を生成する（ＳＴ１１０）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ヒステリシス値Ｈを加えた基準局距離データセットＢ２’の中から、基準局距離Ｌｉｊが最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出する（ＳＴ１１１）。
道路地物計測装置（計算機）１００は、ＳＴ１１１で抽出した基準局（Ｕｊ）を指定基準局に上書きする（ＳＴ１１２）。ステップＳ１０５で設定した最初の指定基準局と同じであればそのままとしておいてもよい。
道路地物計測装置（計算機）１００は、補正位置データセットＡ２から、ステップＳ１１１で抽出した最も値の小さい基準局（Ｕj）における補正位置を抽出し（ＳＴ１１３）、抽出した補正位置を時刻Ｔ=Ｔ２における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する（ＳＴ１１４）。
【００２３】
時刻Ｔ＝Ｔ３以降の処理についても、時刻Ｔ＝Ｔ２のときと同様の処理を行う。すなわち基準局距離データセット（Ｂ３）において、指定基準局Ｕｓｅｔ以外の基準局の基準局距離Ｌｉｊにヒステリシス値Ｈを加算した基準局距離データセットＢ３’を生成する。生成した基準局距離データセットＢ３’において、基準局距離Ｌｉｊが最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出する。そして、抽出した基準局（Ｕｊ）に対応する補正位置を補正位置データセットＡ３から抽出し、この補正位置を時刻Ｔ=Ｔ３における計測台車１０２の位置として定めて、車両位置姿勢データ１１５として格納する。指定基準局Ｕｓｅｔには基準局距離データセットＢ３’において基準局距離Ｌｉｊが最も小さかった（至近距離にある）基準局（Ｕj）を割り当てる。
このように、ヒステリシス値Ｈを加算した基準局距離データセットＢ３’の中から最も値の小さい基準局（Ｕj）を抽出することで、計測車両１０２が、隣接する基準局がカバーするエリアの継ぎ合わせの箇所を複数回行き来するような場合であっても、補正処理に使用する指定基準局Ｕｓｅｔを頻繁に変えることが無くなり、計測結果に段差を生じることを抑えることができるようになる。
【００２４】
時刻の最後Ｔ＝Ｔｅｎｄのデータセットまで処理が完了した時点で、道路地物計測装置（計算機）１００は、演算処理を終了する（ＳＴ１１５）
【００２５】
以上のように、実施の形態１の位置計測装置では、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、計測台車１０２が計測走行して取得した観測データ８０と、各基準局が保有する補正情報と、各基準局が設置されている位置情報とから、観測データ８０を取得した時刻毎に、各基準局が各々保有する補正情報で単独測位結果を補正をした補正位置をリスト化した補正位置データリスト（Ａ）と、同じく観測データ８０を取得した時刻毎に、各基準局と各時刻における単独測位結果の位置との距離（基準局距離）をリスト化した基準局距離データリスト（Ｂ）を生成するようにした。そして、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は基準局の中に指定基準局Ｕｓｅｔを設け、計測台車の位置は、指定基準局Ｕｓｅｔが保有する補正情報により補正した位置情報を採用するようにした。指定基準局Ｕｓｅｔの設定にあたっては、最初（Ｔ＝Ｔ１）は補正位置データリスト（Ａ）の中から至近距離にある基準局を指定基準局Ｕｓｅｔと設定し、次の時刻（Ｔ＝Ｔ２）以降は、基準局距離データリスト（Ｂ）において、指定基準局Ｕｓｅｔ以外の基準局の基準局距離にヒステリシス値Ｈを加算し、加算した基準局距離データリスト（Ａ）の中から、至近距離にある基準局を抽出し、抽出した基準局を新たな指定基準局Ｕｓｅｔにするとともに、当該抽出した基準局に対応する補正位置を補正位置データリスト（Ｂ）から抽出し、当該抽出した位置をその時刻における計測台車１０２の位置として定めるようにした。
これにより、従来から表示されていた計測結果の段差表示を少なくして、より精度の高い計測結果を表示することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、至近距離にある基準局の補正情報で補正した位置を計測台車１０２の位置として定めていた。しかしながら標高差や局所的な電離層の影響によっては、至近距離にある基準局で誤差が大きく、遠方の基準局の方が高い位置精度を得られる場合がある。
そこで、実施の形態２では、実施の形態１において至近距離の基準局の補正情報を用いて定めた計測台車１０２の位置と、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３で演算された補正位置とを比較し、計測台車１０２の位置が、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３で演算された位置の平均値から所定の値以上の差があったときは、至近距離の基準局の補正情報を用いて定めた計測台車１０２の位置を棄却するような処理を行う。
これにより、明らかに誤った計測結果を棄却することができ、より信頼性の高い計測結果を表示することができる。
なお、上記では演算された位置の平均を求めて比較をしているが、その他、誤差の大きい位置を予め除外した後に平均を算出するなど、種々の方法により誤差の大きい結果を除外するようにしてもよい。
【００２７】
実施の形態３.
実施の形態２では明らかに誤った計測結果を棄却するようにしたが、このような場合にあっては補正位置データリスト（Ｂ）から２番目に近い基準局を抽出し、当該抽出した基準局が保有する補正データで補正した位置を計測台車１０２の位置として定めるようにしてもよい。
これにより、明らかに誤った計測結果を棄却した場合であっても次善の結果を表示することができ、計測結果（測位結果）が表示されないエリアを縮小することができる。
【００２８】
実施の形態４.
実施の形態１では至近距離にある基準局の補正情報で補正した位置を計測台車１０２の位置として定めていた。しかしながら至近距離にある基準局の補正情報を用いて測位計算を行った場合に、計測台車１０２と至近距離の基準局との間に遮蔽物などがあることでこの至近局では測位解が得られず、一方、距離が至近距離の基準局より若干遠くなる別の基準局では測位解が得られる場合がある。このような場合に、至近距離の基準局では計測台車１０２の位置が測位できなかったと判断して測位解なしの処理を行うことも可能であるが、別の基準局で得られた測位結果を利用したいという場合もある。なお、ここで測位解が得られないとは、いわゆる解がＦｉｘしない（Ｆｉｘ解が得られない）状態をいう。
【００２９】
そこで、実施の形態４では、実施の形態１のように至近距離にある基準局の補正情報を用いて演算したところ測位解が得られなかった場合に、測位解が得られている別の基準局の測位解を計測台車１０２の位置として採用する処理を追加する。
具体的には、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は、実施の形態１の処理で至近距離の基準局の補正情報を用いて計測台車１０２の位置が得られなかったと判断すると、同時刻の他の補正位置データリスト（Ａ）１０３の中で補正位置が得られているものがあるか否かを調べる。そして、補正位置が得られているものがあると分かった場合に、基準局距離データリスト（Ｂ）１０４を参照し、補正位置が得られている基準局の中で最も近い距離にある基準局を抽出し、その基準局における補正位置を補正位置データリスト（Ａ）１０３から抽出して計測台車１０２の位置として採用する。
【００３０】
これにより、測位率を全体として向上することができ、次善の結果を表示することができることで計測結果（測位結果）が全く表示されないというエリアを縮小することができる。
【００３１】
なお、補正位置が得られている基準局の中で最も近い距離にある基準局を抽出した場合に、その基準局までの距離と、測位解が得られなかった至近距離にある基準局までの距離との差分を計算し、その差分が予め定めた所定の距離より大きい場合には計測台車１０２の位置の測位結果は無し（解なし）と判断する処理を実行するようにしてもよい。
これにより、計測結果（測位結果）が全く表示されないというエリアを縮小しながら、計測結果の信頼性も向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 誤差平面、２０ 誤差平面、８０ 観測データ、１００ 道路地物計測装置（計算機）、１０２ 計測台車、１０３ 補正位置データリスト（Ａ）、１０４ 基準局距離データリスト（Ｂ）、１１０ 車両位置姿勢（３軸）演算部、１１５ 車両位置姿勢データ、２００ オドメトリ装置、２１０ ジャイロ、２２０ ＧＰＳ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載した移動体が、複数の基準局で各々有する測位に関する補正情報のカバーエリアを走行中にＧＰＳ衛星から観測した観測データと、前記複数の基準局の各々が有する前記補正情報とを用いて前記移動体が走行した走行位置を算出する車両位置演算装置であって、
前記車両位置演算装置は、予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備え、
前記車両位置演算装置は、前記観測データを用いて単独測位された前記移動体の単独測位位置から前記複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、前記移動体の単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離と、の中から最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に新たに設定するとともに当該基準局が有する補正情報と前記観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出することを特徴とする車両位置演算装置。
【請求項２】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した前記移動体の位置に誤差が大きいと判断したときは、算出した前記移動体の走行位置から当該誤差の大きい位置の結果を削除することを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
【請求項３】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した前記移動体の位置と、前記最も近い距離にある基準局以外の各基準局において当該基準局が有する補正情報を用いて測定した移動体の位置の平均をとった平均の位置とが、所定の距離以上離れている場合に前記誤差が大きいと判断することを特徴とする請求項２記載の車両位置演算装置。
【請求項４】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した結果、前記移動体の位置が算出できなかったと判断したときに、前記移動体の位置が算出できた基準局の中で最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した位置を前記移動体の位置と判断することを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
【請求項５】
前記移動体の位置が算出できなかった最も近い距離にある基準局までの距離と、前記移動体の位置が算出できた基準局の中で最も近い距離にある基準局までの距離との差が所定の距離以上である場合に、前記移動体の位置は解なしと判断することを特徴とする請求項４記載の車両位置演算装置。
【請求項１】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載した移動体が、複数の基準局で各々有する測位に関する補正情報のカバーエリアを走行中にＧＰＳ衛星から観測した観測データと、前記複数の基準局の各々が有する前記補正情報とを用いて前記移動体が走行した走行位置を算出する車両位置演算装置であって、
前記車両位置演算装置は、予め定められたヒステリシス値を記憶する記憶部を備え、
前記車両位置演算装置は、前記観測データを用いて単独測位された前記移動体の単独測位位置から前記複数の基準局の中で予め指定された指定基準局までの距離と、前記移動体の単独測位位置から前記指定基準局以外の基準局までの距離に前記ヒステリシス値を加算した距離と、の中から最も近い距離にある基準局を抽出し、当該基準局を指定基準局に新たに設定するとともに当該基準局が有する補正情報と前記観測データとに基づき前記移動体の走行位置を算出することを特徴とする車両位置演算装置。
【請求項２】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した前記移動体の位置に誤差が大きいと判断したときは、算出した前記移動体の走行位置から当該誤差の大きい位置の結果を削除することを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
【請求項３】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した前記移動体の位置と、前記最も近い距離にある基準局以外の各基準局において当該基準局が有する補正情報を用いて測定した移動体の位置の平均をとった平均の位置とが、所定の距離以上離れている場合に前記誤差が大きいと判断することを特徴とする請求項２記載の車両位置演算装置。
【請求項４】
前記最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した結果、前記移動体の位置が算出できなかったと判断したときに、前記移動体の位置が算出できた基準局の中で最も近い距離にある基準局が有する補正情報を用いて測定した位置を前記移動体の位置と判断することを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
【請求項５】
前記移動体の位置が算出できなかった最も近い距離にある基準局までの距離と、前記移動体の位置が算出できた基準局の中で最も近い距離にある基準局までの距離との差が所定の距離以上である場合に、前記移動体の位置は解なしと判断することを特徴とする請求項４記載の車両位置演算装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０３１６１（Ｐ２０１１−２０３１６１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７１８２５（Ｐ２０１０−７１８２５）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]