JP2017181109A - Receiver, positioning system, vehicle, and positioning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信機、測位システム、車両及び測位方法に関するものである。 The present invention relates to a receiver, a positioning system, a vehicle, and a positioning method.
A−GPS(Assisted Global Positioning System)は、受信機が、アルマナック及びエフェメリスを含む航法メッセージを衛星から受信しなければ測位計算を始めることができないという課題に対して、受信機に航法メッセージを外部から与えることで測位計算の開始を早めるという技術である。 A-GPS (Assisted Global Positioning System) is a solution to the problem that the receiver cannot start the positioning calculation without receiving the navigation message including the almanac and the ephemeris from the satellite. This is a technique that speeds up the start of positioning calculation.
従来から用いられているA−GPSでは、衛星からの航法メッセージを外部から受信機に入力することで測位開始までの時間を短縮することができるが、センチメートル級測位において測位解が収束するまでの時間を短縮することはできない。 Conventional A-GPS can shorten the time to start positioning by inputting a navigation message from a satellite to the receiver from the outside, but until the positioning solution converges in centimeter class positioning The time cannot be shortened.
本発明は、測位解が収束するまでの時間を短縮することを目的とする。 An object of the present invention is to shorten the time until the positioning solution converges.
本発明の一態様に係る受信機は、
移動体に搭載され、
外部から前記移動体の位置を示す位置データの入力を受ける入力部と、
干渉測位を行い、前記入力部を介して入力された位置データから、前記干渉測位で生じたアンビギュイティを計算する測位計算部とを備える。
A receiver according to one embodiment of the present invention includes:
Mounted on mobile objects,
An input unit for receiving input of position data indicating the position of the moving body from the outside;
A positioning calculation unit that performs interference positioning and calculates ambiguity generated in the interference positioning from position data input through the input unit.
本発明では、移動体に搭載された受信機が、外部から入力された、その移動体の位置を示す位置データから、干渉測位で生じたアンビギュイティ、すなわち、測位解を計算するため、測位解が収束するまでの時間を短縮することができる。 In the present invention, the receiver mounted on the moving body calculates the ambiguity generated in the interference positioning, that is, the positioning solution, from the position data indicating the position of the moving body input from the outside. The time until the solution converges can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一又は相当する部分については、その説明を適宜省略又は簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds in each figure. In the description of the embodiments, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.
実施の形態1.
***構成の説明***
図1を参照して、本実施の形態に係る受信機100の構成を説明する。
Embodiment 1 FIG.
*** Explanation of configuration ***
With reference to FIG. 1, a configuration of
受信機100は、入力部101と、測位計算部102とを備える。
The
後述するように、受信機100は、移動体に搭載されており、入力部101は、外部から当該移動体の位置を示す位置データ201の入力を受ける機能要素である。
As will be described later, the
測位計算部102は、干渉測位を行い、入力部101を介して入力された位置データ201から、干渉測位で生じたアンビギュイティを計算する機能要素である。
The
本実施の形態において、測位計算部102は、GPS衛星110を利用するだけでなく、準天頂衛星120を活用して高精度測位を行う。具体的には、測位計算部102は、GPS衛星110からの観測データ111と、準天頂衛星120からの補強データ121とを用いて、センチメートル級のRTK(Real Time Kinematic)測位を行う。観測データ111は、GPS衛星110から受信したアルマナック及びエフェメリスを含む航法メッセージと、受信波から算出した疑似距離、搬送波位相、ドップラー及びS/N(Signal−to−Noise ratio)であり、測位計算部102に入力される。なお、アルマナック及びエフェメリスを含む航法メッセージは、従来のA−GPSと同じように、外部からインターネット等を介して測位計算部102に入力されてもよい。補強データ121は、準天頂衛星120から測位計算部102に直接入力されてもよいし、地上の補強情報配信センタ130のサーバ装置から測位計算部102に入力されてもよい。測位計算部102は、観測データ111及び補強データ121を用いた高精度測位を行う際に、測位解がセンチメートル級に収束する時間を外部からの位置データ201を用いることで短縮する。
In the present embodiment, the
本実施の形態において、入力部101及び測位計算部102の機能は、ソフトウェアにより実現される。
In the present embodiment, the functions of the
図示していないが、受信機100は、アンテナ、増幅回路、フィルタ、RF(Radio Frequency)回路、ベースバンド回路、プロセッサ、メモリといったハードウェアを備える。
Although not shown, the
メモリには、入力部101及び測位計算部102の機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサに読み込まれ、プロセッサによって実行される。
The memory stores programs that realize the functions of the
入力部101及び測位計算部102の処理の結果を示す情報、データ、信号値、及び、変数値は、メモリ、又は、プロセッサ内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。
Information, data, signal values, and variable values indicating the processing results of the
図2を参照して、本実施の形態に係る測位システム200の構成を説明する。
With reference to FIG. 2, a configuration of
測位システム200は、前述した受信機100を備えるとともに、記憶装置210と、撮影装置220と、処理装置230とを備える。
The
記憶装置210は、複数の地物301の位置が記録された高精度地図211を記憶する装置である。すなわち、記憶装置210は、複数の地物301の位置を記憶する装置である。記憶装置210は、具体的には、フラッシュメモリ、又は、HDD(Hard Disk Drive)である。
The
測位システム200の少なくとも受信機100及び撮影装置220は、前述した移動体である車両300に搭載されており、撮影装置220は、車両300の周辺に存在する地物301の画像221を撮影する装置である。撮影装置220は、具体的には、車載カメラである。
At least the
処理装置230は、記憶装置210に記憶された高精度地図211と、撮影装置220により撮影された画像221とから、車両300の位置データ201を生成し、位置データ201を受信機100の測位計算部102に入力する装置である。処理装置230は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)である。
The
本実施の形態では、受信機100及び撮影装置220だけでなく、記憶装置210及び処理装置230も車両300に搭載されているが、記憶装置210及び処理装置230が車両300の外部に設置されてもよいし、記憶装置210のみが車両300の外部に設置されてもよい。記憶装置210及び処理装置230が車両300の外部に設置される場合、処理装置230は、処理装置230は、図示していない通信装置を介して、受信機100及び撮影装置220と無線通信を行うことで、必要なデータをやり取りする。記憶装置210のみが車両300の外部に設置される場合、処理装置230は、図示していない通信装置を介して、記憶装置210と無線通信を行うことで、必要なデータをやり取りする。
In this embodiment, not only the
***動作の説明***
図1から図4を参照して、本実施の形態に係る測位システム200の動作を説明する。測位システム200の動作は、本実施の形態に係る測位方法に相当する。
*** Explanation of operation ***
The operation of the
本実施の形態において、測位システム200は、高精度GIS(Geographic
Information System)データである高精度地図211と、カメラデータである画像221より、仮想GCP(Ground Control Point)を生成する。そして、測位システム200は、センチメートル級の測位計算に際し、高精度A−GPS情報として、自己位置を受信機100の測位計算部102に与えることでアンビギュイティを瞬時にフィックス(FIX)させることができる。
In the present embodiment, the
A virtual GCP (Ground Control Point) is generated from the high-
従来のA−GPSは、受信機の信号捕捉、すなわち、観測データ111の生成をアシストするものであり、与えられる情報は衛星の軌道を計算するためのアルマナック及びエフェメリスである。本実施の形態では、図1に示したように、受信機100の測位計算部102に対して、高精度な自己位置を示す位置データ201がアシスト情報として与えられることで、60秒程度の時間を要するRTKのアンビギュイティ収束までの時間を短縮することが可能になる。
Conventional A-GPS assists in signal acquisition of a receiver, that is, generation of
近年、自動運転が現実のものとなりつつあり、自動運転のための高精度地図基盤の整備が行われようとしている。本実施の形態では、図2に示したように、処理装置230が、高精度地図211とカメラの画像221とを用いて、車両300の位置を特定し、アシスト情報として受信機100の測位計算部102に対して、位置データ201を与える。具体的には、処理装置230は、撮影装置220により撮影された画像221から、車両300と車両300の周辺に存在する地物301との位置関係を特定する。処理装置230は、特定した位置関係と記憶装置210に記憶された当該地物301の位置とから、車両300の位置を自己位置として計算する。そして、処理装置230は、計算した位置を示す位置データ201をアシスト情報として受信機100の入力部101を介して受信機100の測位計算部102に入力する。
In recent years, automatic driving is becoming a reality, and a high-precision map base for automatic driving is being developed. In the present embodiment, as illustrated in FIG. 2, the
受信機100の測位計算部102によるRTK測位においては、GPS衛星110と受信機100との間の距離Rは以下の式で表される。
前述したように、地物301の位置は、高精度地図211より得られる。車両300の位置は、撮影装置220のステレオ視により地物301の位置から得られる。より具体的には、車両300に設置されている撮影装置220と受信機100のGPSアンテナとの位置関係が、車両300若しくは測位システム200の製造時に確定している、すなわち、事前に分かっているので、GPSアンテナの位置(x,y,z)が分かる。GPS衛星110の位置(X,Y,Z)は、エフェメリスより計算したものを補強データ121の一部のデータを用いて補正することで求められる。そして、GPS衛星110の位置(X,Y,Z)とGPSアンテナの位置(x,y,z)からGPS衛星110とGPSアンテナとの間の距離Rが求められる。上の式において、Φは観測量であることから、未知数はNのみであり、Nを決定できる。
As described above, the position of the
従来より、位置が既知であるGCPを用いてカーナビゲーションのアプリケーション上で位置を補正するという手法がある。この従来の手法では、図4に示すように、まず、GPS衛星110からの観測データ111を用いて測位計算が行われる。その結果、衛星測位による位置情報が得られる。次に、車速データ及びジャイロデータを用いてDR(Dead Reckoning)が行われる。その結果、GPSとINS(Inertial
Navigation System)とを複合した位置情報が得られる。次に、GCP補正によりアプリケーション上で位置情報が補正され、補正後の位置情報に基づいて車両位置が表示される。その結果、一時的に正しい車両位置が表示されるが、測位計算において測位解が収束していなければ、時間とともに表示される車両位置がずれていく。
Conventionally, there is a method of correcting a position on a car navigation application using a GCP whose position is known. In this conventional method, as shown in FIG. 4, first, positioning calculation is performed using
Position information obtained by combining the navigation system) is obtained. Next, the position information is corrected on the application by the GCP correction, and the vehicle position is displayed based on the corrected position information. As a result, the correct vehicle position is temporarily displayed, but if the positioning solution has not converged in the positioning calculation, the displayed vehicle position is shifted with time.
これに対し、本実施の形態では、アプリケーションではなく、受信機100の測位計算部102で直接GCPを用いた補正を行うことにより、継続して高精度な位置の特定が可能になる。すなわち、本実施の形態では、図4に示すように、まず、GPS衛星110からの観測データ111と、GCP補正用の高精度アシスト情報である位置データ201とを用いて測位計算部102により測位計算が行われる。その結果、衛星測位による高精度な位置情報が得られる。次に、車速データ及びジャイロデータを用いてDRが行われる。その結果、GPSとINSとを複合した高精度な位置情報が得られる。次に、その高精度な位置情報に基づいてアプリケーションにより車両位置が表示される。本実施の形態では、測位計算部102により測位解が収束しているため、継続して正しい車両位置が表示される。
On the other hand, in this embodiment, it is possible to continuously specify a position with high accuracy by performing correction using GCP directly in the
***実施の形態の効果の説明***
本実施の形態では、車両300に搭載された受信機100が、外部から入力された、車両300の位置を示す位置データから、干渉測位で生じたアンビギュイティ、すなわち、測位解を計算するため、測位解が収束するまでの時間を短縮することができる。
*** Explanation of the effect of the embodiment ***
In the present embodiment,
本実施の形態によれば、外部から受信機100にアシスト情報を与えることで測位解を瞬時にセンチメートル級に収束させることができるようになり、実運用上、収束時間が課題となるセンチメートル級測位の可用性が向上する。
According to the present embodiment, by providing assist information to the
***他の構成***
本実施の形態では、受信機100の入力部101及び測位計算部102の機能がソフトウェアにより実現されるが、入力部101及び測位計算部102の機能は、ハードウェア、又は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
*** Other configurations ***
In the present embodiment, the functions of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この実施の形態を部分的に実施しても構わない。なお、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement this embodiment partially. In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various change is possible as needed.
100 受信機、101 入力部、102 測位計算部、110 GPS衛星、111 観測データ、120 準天頂衛星、121 補強データ、130 補強情報配信センタ、200 測位システム、201 位置データ、210 記憶装置、211 高精度地図、220 撮影装置、221 画像、230 処理装置、300 車両、301 地物。 100 receiver, 101 input unit, 102 positioning calculation unit, 110 GPS satellite, 111 observation data, 120 quasi-zenith satellite, 121 augmentation data, 130 augmentation information distribution center, 200 positioning system, 201 position data, 210 storage device, 211 high Accuracy map, 220 photographing device, 221 image, 230 processing device, 300 vehicle, 301 feature.
Claims (4)
外部から前記移動体の位置を示す位置データの入力を受ける入力部と、
干渉測位を行い、前記入力部を介して入力された位置データから、前記干渉測位で生じたアンビギュイティを計算する測位計算部と
を備える受信機。 In a receiver mounted on a moving object,
An input unit for receiving input of position data indicating the position of the moving body from the outside;
A receiver comprising: a positioning calculation unit that performs interference positioning and calculates ambiguity generated by the interference positioning from position data input via the input unit.
複数の地物の位置を記憶する記憶装置と、
前記移動体の周辺に存在する地物の画像を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された画像から、前記移動体と前記移動体の周辺に存在する地物との位置関係を特定し、特定した位置関係と前記記憶装置に記憶された当該地物の位置とから、前記移動体の位置を計算し、計算した位置を示す位置データを前記受信機の前記入力部を介して前記受信機の測位計算部に入力する処理装置と
を備える測位システム。 A receiver according to claim 1;
A storage device for storing the positions of a plurality of features;
A photographing device for photographing an image of a feature existing around the moving body;
From the image photographed by the photographing device, the positional relationship between the moving body and features existing around the moving body is identified, and the identified positional relationship and the position of the feature stored in the storage device And a processing device that calculates the position of the mobile body and inputs position data indicating the calculated position to the positioning calculation unit of the receiver via the input unit of the receiver.
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- 2016-03-28 JP JP2016064506A patent/JP2017181109A/en active Pending
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