説明

車両走行検証システム、車両走行検証方法及びプログラム

【課題】 GPS衛星観測データの捏造自体を検出できる車両走行検証システム、車両走行検証方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】 GPS衛星抽出部12、入力部10が車両から取得したGPS衛星観測データから走行軌跡を算出するのに使用したGPS衛星の番号を抽出する。次に、GPS衛星演算部14は、入力部10が取得した車両の走行軌跡のデータに基づき、対象車両の走行軌跡を求めるために直接波を使用できたGPS衛星の番号を求める。比較部16は、GPS衛星抽出部12が抽出したGPS衛星の番号とGPS衛星演算部14が求めたGPS衛星の番号とを比較し、両者が完全に一致した場合は対象車両の走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データが捏造されていると判断し、データ不正警告信号を出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、GPS信号を使用して走行軌跡を求めることができる車両の走行データを検証するための車両走行検証システム、車両走行検証方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、廃棄物運搬車両の走行経路を監視し、不法投棄等を発見または防止するためのシステムが提案されている。
【0003】
例えば、下記特許文献1、特許文献2には、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)衛星から送信される観測データ(GPS衛星番号、仰角、方位角等;以後GPS衛星観測データと呼ぶ)を元に算出した座標情報を使用して廃棄物運搬車両の走行経路を監視するシステムが開示されている。
【特許文献1】特開平11−334806号公報
【特許文献2】特開2003−44576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、上記従来の技術においては、廃棄物運搬車両の走行経路の監視に使用するGPS衛星からのGPS衛星観測データが捏造されてしまうと、車両の走行経路の正当性を正しく判定できなくなるという問題があった。
【0005】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、GPS衛星観測データの捏造自体を検出できる車両走行検証システム、車両走行検証方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証システムであって、車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得するデータ取得手段と、前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出するGPS衛星抽出手段と、前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用することができたかを逆演算するGPS衛星演算手段と、前記GPS衛星抽出手段が抽出したGPS衛星の番号と、前記GPS衛星演算手段が逆算したGPS衛星の番号とを比較する比較手段と、を備えることを特徴とする。
【0007】
ここで、上記比較手段は、前記GPS衛星抽出手段が抽出したGPS衛星の番号と、前記GPS衛星演算手段が逆算したGPS衛星の番号とが全て一致するときに、データ不正警告信号を出力することを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証システムであって、車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得するデータ取得手段と、前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出する仰角データ抽出手段と、前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定する仰角データ判定手段と、を備えることを特徴とする。
【0009】
ここで、上記仰角データ判定手段は、前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれていない場合に、データ不正警告信号を出力することを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証方法であって、車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得するステップと、前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出するステップと、前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用する必要があったかを逆演算するステップと、前記抽出したGPS衛星の番号と、前記逆算したGPS衛星の番号とを比較するステップと、を備えることを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証方法であって、車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得するステップと、前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出するステップと、前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定するステップと、を備えることを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証プログラムであって、車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得し、前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出し、前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用する必要があったかを逆演算し、前記抽出したGPS衛星の番号と、前記逆算したGPS衛星の番号とを比較する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証プログラムであって、車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得し、前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出し、前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。
【0015】
図1には、本発明にかかる車両走行検証システムの構成例のブロック図が示される。図1において、車両走行検証システムは、入力部10、GPS衛星抽出部12、GPS衛星演算部14、比較部16、仰角データ抽出部18、仰角データ判定部20、出力制御部22、ディスプレイ24、プリンタ26及び記憶部28を含んで構成されている。
【0016】
入力部10は、GPS受信機を載置し、走行データの検証対象となる車両から、走行軌跡のデータ及び/または走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データを取得する機能を有する。この入力部10は、適宜なディスクドライブ、通信コネクタ、キーボード等を備え、データ記憶用ディスクその他の記憶媒体またはキーボード等を介して走行軌跡またはGPS衛星観測データを取得できるように構成されている。また、通信コネクタを介してインターネットやLAN(構内通信網)等のネットワークにより走行軌跡またはGPS衛星観測データを取得する構成としてもよい。この入力部10が、本発明のデータ取得手段として機能する。
【0017】
GPS衛星抽出部12は、入力部10が対象車両から取得した走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データから、GPS受信機が対象車両の走行軌跡を算出するのに使用したGPS衛星の番号を抽出する。すなわち、GPS受信機は対象車両の走行軌跡を求めるためのデータとして、各地点で電波の受信が可能なGPS衛星からGPS衛星観測データを受信するが、このGPS衛星観測データにはGPS衛星番号も含まれている。そこで、GPS衛星抽出部12を、GPS衛星観測データに含まれるGPS衛星番号を抽出できるように構成することにより、走行軌跡を求めるために使用したGPS衛星観測データからGPS衛星番号を抽出することができる。
【0018】
GPS衛星演算部14は、入力部10が対象車両から取得した走行軌跡のデータに基づき、対象車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用することができたかを逆演算して、使用することができたGPS衛星の番号を求める。上記走行軌跡のデータには、対象車両が走行した経路の緯度、経度、高度、測位時刻等が含まれている。そこで、上記逆演算としては、例えば高精度3次元デジタル地図とGIS(地理情報システム)ソフトウェアとを使用し、上記対象車両の走行軌跡のデータから走行軌跡上の各地点における測位時刻での上空視界(上空の障害物情報)を取得し、測位時刻における上空の見通し可能領域に位置するGPS衛星をその運行データから求める等の方法がある。このような逆演算により求めたGPS衛星は、GPS受信機が直接波を受信可能な衛星であり、マルチパスにより受信されるGPS衛星は含まれていない。
【0019】
比較部16は、GPS衛星抽出部12が抽出したGPS衛星の番号とGPS衛星演算部14が上記逆演算により求めたGPS衛星の番号とを比較し、これらの全てのGPS衛星番号が一致するときに、車両の走行データに捏造の可能性があることを示すデータ不正警告信号を出力する。この判定方法の詳細については後述する。
【0020】
仰角データ抽出部18は、走行データの検証対象となる車両から受け取ったGPS衛星観測データから、GPS衛星観測データを送信したGPS衛星の仰角データを抽出する。
【0021】
仰角データ判定部20は、仰角データ抽出部18が抽出した仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定し、所定の閾値より小さい仰角が含まれていない場合に、車両の走行データに捏造の可能性があることを示すデータ不正警告信号を出力する。この判定方法の詳細については後述する。
【0022】
出力制御部22は、上記対象車両から取得した走行軌跡のデータ、GPS衛星観測データ、不正警告等をディスプレイ24に表示し、及びプリンタ26からプリントアウトする処理を制御する。
【0023】
記憶部28は、例えばCPUの作業用のRAM、不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ、磁気記憶媒体等で構成されており、対象車両の走行軌跡のデータ、GPS衛星観測データ、仰角の閾値、不正警告等のデータ及びプログラムが記憶される。
【0024】
なお、上述した車両走行検証システムは、CPUを中心として構成されたコンピュータであってよく、この場合、ハードディスクその他の媒体に格納されたプログラムをCPUが実行することで車両走行検証システムの各機能が実現される。
【0025】
図2には、地球の周囲を周回しているGPS衛星が地球上のある地点において上空の視界範囲に位置する時刻のタイムスケジュール表の例が示される。図2において、横軸には時刻が、縦軸には各GPS衛星に付与されたGPS衛星番号が示される。また、図2においてGPS衛星が上空の見通し可能領域に位置するとは、当該地点から見たGPS衛星の仰角が所定角度、例えば3度以上である場合を言い、測位地点における建物、樹木等の上空視界を制限する物の存在は考慮されていない。ただし、この仰角の値は、特に制限されるものではない。図2では、太実線で示された時刻の範囲で、GPS衛星が上述した上空の見通し可能領域に位置していることを意味している。
【0026】
図3には、対象車両に載置されたGPS受信機が、GPS衛星からGPS衛星観測データを受信する様子の説明図が示される。上述したように、地球上のある地点、ある時刻においては、地球の周囲を周回しているGPS衛星30の内の一部が上空の見通し可能領域に位置している。しかし、地表面上には、建物、樹木その他の上空視界を遮る物が存在する。このため、対象車両32のGPS受信機が直接波を受信できるGPS衛星30の数は、上空の見通し可能領域に位置するGPS衛星30の数より少なくなる。
【0027】
すなわち、図3に示された例において、上空の視界範囲に位置するGPS衛星30の内、GPS衛星30−a、c、e、fからはGPS受信機が直接波(実線)を受信できるが、GPS衛星30−b、d、gは、建物の陰になるので直接波を受信できない。なお、図3の破線は、建物等の障害物がなければGPS受信機が受信できた直接波を示している。ただし、GPS衛星30−dについては、電波が建物の壁で反射してマルチパス34となり、間接波として受信できている。このマルチパス34は、GPS受信機による対象車両32の位置測定に対して外乱要因となるものであるが、GPSシステムによる位置測定においては、建物の存在その他の地表面の状態に応じて不可避的に混入する外乱要因(ノイズ)である。
【0028】
以上に述べたように、GPSシステムによる実際の位置測定では、マルチパス34等の外乱要因の混入が不可避的であるので、GPS衛星抽出部12が抽出した、対象車両の走行軌跡を算出するのに使用したGPS衛星に直接波が受信可能なもののみしか含まれていない場合は、対象車両の走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データが捏造されている可能性が高い。そこで、この場合には、出力制御部22がディスプレイ24またはプリンタ26からデータ不正警告を出力する。
【0029】
図4には、本実施形態にかかる車両走行検証システムの動作例のフロー図が示される。図4において、入力部10が、走行データの検証対象となる車両からネットワークその他の適宜な方法により、車両の走行軌跡のデータ及び走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データを取得すると(S1)、GPS衛星抽出部12が、上記GPS衛星観測データからGPS受信機が対象車両の走行軌跡を算出するのに使用したGPS衛星の番号を抽出する(S2)。
【0030】
次に、GPS衛星演算部14が上記車両の走行軌跡のデータに基づき、対象車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用する必要があったかを逆演算して、使用する必要があったGPS衛星の番号を求める(S3)。
【0031】
次に、比較部16は、GPS衛星抽出部12が抽出したGPS衛星の番号とGPS衛星演算部14が上記逆演算により求めたGPS衛星の番号とを比較する(S4)。この結果、両方のGPS衛星番号が全て一致している場合は(S5)、対象車両の走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データが捏造されていると判断し、データ不正警告信号を出力する(S6)。GPS衛星演算部14が求めたGPS衛星には、直接波が受信可能な衛星のみが含まれており、GPSシステムによる位置測定において不可避的に混入する外乱要因は含まれていないからである。
【0032】
出力制御部22は、上記データ不正警告信号を受け取り、ディスプレイ24またはプリンタ26からデータ不正警告を出力する(S7)。
【0033】
また、S5において、両方のGPS衛星番号が全て一致していない場合は、GPS衛星抽出部12が抽出したGPS衛星の番号に直接波が受信できない衛星の番号、すなわち外乱要因が含まれていると判断できるので、比較部16はデータ不正警告信号を出力しない(S8)。
【0034】
以上の動作により、GPS衛星観測データの捏造を的確に検出することができる。更にこの後、マルチパス等の外乱要因を除いて再度GPS衛星観測データを用いて走行軌跡を求めてもよい。
【0035】
図5には、本実施形態にかかる車両走行検証システムの他の動作例のフロー図が示される。本動作例は、検証対象となる車両の走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データが、電子基準点及び/または仮想基準局ネットワークシステムから取得したGPS衛星観測データ及び/または擬似的なGPS衛星観測データに基づいて捏造された場合に、これを検出する動作の例である。ここで、電子基準点は、予め決められた地点に設置され、GPS衛星からの電波を受信してGPS衛星観測データを発信する構成となっている。また、仮想基準局ネットワークシステムは、周辺の電子基準点が発信したGPS衛星観測データを受信し、特定の時刻における特定の地点の擬似的なGPS衛星観測データを作成し、これを発信する構成となっている。
【0036】
上記電子基準点がGPS衛星からGPS衛星観測データを受信する場合、電子基準点の設置地点の周囲環境、例えば建物や樹木の存在等の影響により、及び地球大気中を通過する距離の増加等の影響により、仰角が小さいGPS衛星からのGPS衛星観測データにはノイズが多く含まれている。このため、各電子基準点は、所定の仰角より大きな仰角のGPS衛星からのGPS衛星観測データのみを発信するように構成されている。このため、電子基準点及び/または仮想基準局ネットワークシステムを使用して捏造されたGPS衛星観測データには、仰角が所定の値より大きなGPS衛星しか含まれていない。従って、検証対象となる車両に載置されたGPS受信機が受信するGPS衛星の仰角を決定する仰角の閾値を、受信するGPS衛星の仰角が電子基準点及び/または仮想基準局ネットワークシステムが発信するGPS衛星観測データの仰角より小さくなるように設定しておけば、GPS衛星観測データに含まれる仰角を調べることにより、GPS衛星観測データの捏造を検出できる。
【0037】
図5において、入力部10が走行データの検証対象となる車両から、ネットワークその他の適宜な方法により、車両の走行軌跡のデータ及び走行軌跡を求めるためのGPS衛星観測データを取得すると(S11)、仰角データ抽出部18が上記GPS衛星観測データから仰角データを抽出する(S12)。
【0038】
次に、仰角データ判定部20が、記憶部28から仰角の閾値を読み出し、上記仰角データ抽出部18が抽出した仰角データが表す仰角と比較することにより大きさを判定する(S13)。仰角が所定の閾値より小さな値を含む場合には(S14)、上述した通り、車両に載置されたGPS受信機がGPS衛星から受信したGPS衛星観測データであるので、捏造の可能性は低く、仰角データ判定部20はデータ不正警告信号を出力しない(S15)。
【0039】
一方、S14において、仰角が所定の閾値より小さな値を含まない場合には、上述した通り、電子基準点及び/または仮想基準局ネットワークシステムを使用してGPS衛星観測データが捏造されている可能性が高く、仰角データ判定部20がデータ不正警告信号を出力する(S16)。
【0040】
また、出力制御部22は、上記データ不正警告信号を受け取り、ディスプレイ24またはプリンタ26からデータ不正警告を出力する(S17)。
【0041】
以上の動作により、GPS衛星観測データの捏造を的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明にかかる車両走行検証システムの構成例のブロック図である。
【図2】地球の周囲を周回しているGPS衛星が地球上のある地点において上空の見通し可能領域に位置する時刻のタイムスケジュール表の例を示す図である。
【図3】対象車両に載置されたGPS受信機が、GPS衛星からGPS信号を受信する様子の説明図である。
【図4】本実施形態にかかる車両走行検証システムの動作例のフロー図である。
【図5】本実施形態にかかる車両走行検証システムの他の動作例のフロー図である。
【符号の説明】
【0043】
10 入力部、12 GPS衛星抽出部、14 GPS衛星演算部、16 比較部、18 仰角データ抽出部、20 仰角データ判定部、22 出力制御部、24 ディスプレイ、26 プリンタ、28 記憶部、30 GPS衛星、32 対象車両、34 マルチパス。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証装置であって、
車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得するデータ取得手段と、
前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出するGPS衛星抽出手段と、
前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用することができたかを逆演算するGPS衛星演算手段と、
前記GPS衛星抽出手段が抽出したGPS衛星の番号と、前記GPS衛星演算手段が逆算したGPS衛星の番号とを比較する比較手段と、
を備えることを特徴とする車両走行検証システム。
【請求項2】
請求項1記載の車両走行検証システムにおいて、前記比較手段は、前記GPS衛星抽出手段が抽出したGPS衛星の番号と、前記GPS衛星演算手段が逆算したGPS衛星の番号とが全て一致するときに、データ不正警告信号を出力することを特徴とする車両走行検証システム。
【請求項3】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証システムであって、
車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得するデータ取得手段と、
前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出する仰角データ抽出手段と、
前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定する仰角データ判定手段と、
を備えることを特徴とする車両走行検証システム。
【請求項4】
請求項3記載の車両走行検証システムにおいて、前記仰角データ判定手段は、前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれていない場合に、データ不正警告信号を出力することを特徴とする車両走行検証システム。
【請求項5】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証方法であって、
車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得するステップと、
前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出するステップと、
前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用する必要があったかを逆演算するステップと、
前記抽出したGPS衛星の番号と、前記逆算したGPS衛星の番号とを比較するステップと、
を備えることを特徴とする車両走行検証方法。
【請求項6】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証方法であって、
車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得するステップと、
前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出するステップと、
前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定するステップと、
を備えることを特徴とする車両走行検証方法。
【請求項7】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証プログラムであって、
車両の走行軌跡及びそれを求めるために使用したデータを取得し、
前記車両の走行軌跡を求めるために使用したデータから、前記GPS受信機が走行軌跡算出に使用したGPS衛星を抽出し、
前記車両の走行軌跡のデータに基づき、前記車両の走行軌跡を求めるためには、いずれのGPS衛星からの直接波を使用する必要があったかを逆演算し、
前記抽出したGPS衛星の番号と、前記逆算したGPS衛星の番号とを比較する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする車両走行検証プログラム。
【請求項8】
GPS受信機を備える車両の走行データを検証する車両走行検証プログラムであって、
車両の走行軌跡を求めるためのデータを車両から取得し、
前記車両から受け取ったデータから、GPS衛星の仰角データを抽出し、
前記仰角データに、所定の閾値より小さい仰角が含まれているか否かを判定する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする車両走行検証プログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−284338(P2006−284338A)
【公開日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−103951(P2005−103951)
【出願日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(000135771)株式会社パスコ (102)
【Fターム(参考)】