JP2024070945A - Location Estimation Device - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、位置推定装置に関するものである。 This application relates to a position estimation device.
従来の位置測位装置の例として、位置測位手段にGNSS(Global Navigation Satellite System)衛星からの電波を利用したもの(以下、衛星測位装置と呼ぶ)、複数の無線LAN(Local Area Network)基地局あるいは携帯電話基地局からの電波の伝達時間あるいは電界強度を利用したもの、赤外線センサ、または音波センサなどの移動体の挙動を検出する種々の挙動検出センサを用いたものなど、様々な位置測位装置が開発されている。 Various types of positioning devices have been developed, including those that use radio waves from Global Navigation Satellite System (GNSS) satellites as a positioning means (hereafter referred to as satellite positioning devices), those that use the transmission time or electric field strength of radio waves from multiple wireless LAN (Local Area Network) base stations or mobile phone base stations, and those that use various behavior detection sensors such as infrared sensors or sonic sensors to detect the behavior of moving objects.
上記衛星測位装置を移動体の位置特定に利用し、特定した位置情報をもとに移動体を目的地へ導く方式は、衛星航法方式と呼ばれている。
一方、移動体の挙動を検出する種々の挙動検出センサを当該移動体に搭載し、当該挙動検出センサの検出値により、ある基準の地点からの移動体の移動軌跡を推定し、移動体を目的地へ導く方式は、自律航法方式と呼ばれている。
A system in which the above-mentioned satellite positioning device is used to identify the position of a mobile object and guides the mobile object to a destination based on the identified position information is called a satellite navigation system.
On the other hand, a method in which various behavior detection sensors that detect the behavior of a moving body are installed on the moving body, the movement trajectory of the moving body from a certain reference point is estimated based on the detection values of the behavior detection sensors, and the moving body is guided to a destination is called an autonomous navigation method.
上述の衛星航法方式と自律航法方式とでは、測位の周期、または精度、測位結果が絶対位置であるか相対位置であるかといった特徴が異なるため、通常は、上述の衛星航法方式と自律航法方式とは、組み合わされて使用される。この組み合わされて使用される場合の航法を一般的に複合航法と称している。 The above-mentioned satellite navigation system and autonomous navigation system have different characteristics, such as the positioning period or accuracy, and whether the positioning result is an absolute position or a relative position, so the above-mentioned satellite navigation system and autonomous navigation system are usually used in combination. This combined use of navigation systems is generally called hybrid navigation.
特許文献1では、衛星航法方式における信頼度を算出することで、複合航法における安定性を高める装置が提案されている。この提案においては、衛星から受信した電波から信頼度を求め衛星測位方式による誤差を算出する。その後、衛星測位方式による誤差と自律測位方式による誤差を比較し、比較の結果、衛星測位方式による誤差が自律測位方式による誤差よりも小さい場合に、衛星測位部が取得した位置を自律測位部で用いる基準点とする。このように、衛星測位誤差と自律測位誤差を比較して、衛星測位部が取得した位置を基準点とするか否かを決定するので、位置推定の誤差を小さくできる。
特許文献2では、複数の絶対位置検知装置の精度を評価して、最も高精度の絶対位置検知装置の検知出力を位置検出結果として出力することのできる位置検知技術が提案されている。
衛星航法方式に代表される絶対位置測位方式は、都市部、または遮蔽物が多い環境では、精度劣化を引き起こす恐れがある。その理由は、高層ビルなどの障害物が多い都市部では、遮蔽物により受信機から直接観測可能なGNSS衛星数が減少すること、また、GNSS衛星からの直接信号の影響だけでなく、周囲の建物による反射信号、または回析信号が受信機で受信(いわゆるマルチパス)されるためである。
特に、後者の信号のマルチパスは、位置推定精度の劣化に直結する。このマルチパスによる誤差は正規分布に従わないため、誤差をモデルで推定することは困難である。したがって、マルチパスによる誤差の量を検出するか、マルチパスノイズ(電波が障害物に反射することによって生ずる干渉)を除去することが求められる。
Absolute positioning methods, such as satellite navigation methods, may experience accuracy degradation in urban areas or environments with many obstructions. This is because in urban areas with many obstacles such as high-rise buildings, the number of GNSS satellites that can be directly observed by a receiver is reduced due to obstructions, and the receiver receives not only the influence of direct signals from GNSS satellites, but also reflected or diffracted signals from surrounding buildings (so-called multipath).
In particular, the latter type of signal multipath directly leads to a deterioration in the accuracy of position estimation. Since the error due to this multipath does not follow a normal distribution, it is difficult to estimate the error using a model. Therefore, it is necessary to detect the amount of error due to multipath or to remove multipath noise (interference caused by radio waves reflecting off obstacles).
上記のような、検知した絶対位置の精度を検証し、検証した精度に応じて測位結果を活用する技術が存在する。衛星測位方式では、この絶対位置の測位精度を評価する指標を、一般的にGNSSの信頼度と称して使用している。
このGNSSの信頼度は、例えば相対測位装置の測位位置との比較、航法信号のS/N、擬似距離残差、航法衛星の仰角を利用することで算出できる。しかしながら衛星測位誤差の原因の1つであるマルチパスは、遮蔽環境により多種多様なバイアスを含むためマルチパスノイズの推定は困難である。そのため上記の判定方法を用いても、マルチパスが原因で信頼度を誤判定してしまう場合がある。このように、測位精度が良くない場合にもかかわらず、高い信頼度があるとして算出された測位解は、ミスFix解と呼ばれている。
There is a technology that verifies the accuracy of the detected absolute position as described above and utilizes the positioning result according to the verified accuracy. In the satellite positioning system, an index for evaluating the positioning accuracy of the absolute position is generally referred to as the reliability of the GNSS.
The reliability of this GNSS can be calculated, for example, by comparing with the positioning position of a relative positioning device, using the S/N of the navigation signal, the pseudorange residual, and the elevation angle of the navigation satellite. However, multipath, which is one of the causes of satellite positioning errors, contains a wide variety of biases depending on the obstruction environment, making it difficult to estimate multipath noise. Therefore, even if the above-mentioned determination method is used, the reliability may be erroneously determined due to multipath. In this way, a positioning solution that is calculated to have a high reliability even when the positioning accuracy is not good is called a misfix solution.
特許文献1の方法では、誤って高い信頼度があるとして算出した場合、ミスFixとなり測位精度の低い測位解を用いて複合測位する恐れがある。
In the method of
特許文献2の方法では、どちらか一方の測位方式しか用いないため、一方の測位方式の安定性に依存すること、また、安定性の高い測位結果を選択することはできるが、絶対位置測位方式を用いた装置すべてが不安定状態になった場合、解決手段がないことが課題として挙げられる。
The method of
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、複数の測位結果を用いることで、より安定性を高めた位置測位装置を実現することを目的とする。また、複数の測位結果に対してそれぞれの絶対位置測位結果の測位精度を評価することで、安定でない測位装置に対して安定した測位への復帰を早め、絶対位置測位方式を用いたすべての位置測位装置が不安定状態になるリスクを低減することを可能にすることを目的とする。 This application discloses technology for solving the above problems, and aims to realize a positioning device with improved stability by using multiple positioning results. In addition, by evaluating the positioning accuracy of each absolute positioning result for multiple positioning results, it aims to speed up the return of an unstable positioning device to stable positioning, thereby reducing the risk of all positioning devices using absolute positioning methods becoming unstable.
本願に開示される位置推定装置は、
絶対位置測位情報を利用して自車の絶対位置を検出し、この検出した情報を絶対位置検出情報として出力する絶対位置検出部と、
前記自車の速度、および進行方向を含む車両の挙動状態を計測し、車両挙動信号として出力する車両挙動計測部と、
前記車両挙動信号から求めた自車の位置と予め定められた基準位置との違いを算出し、相対位置算出情報として出力する相対位置演算部と、
前記絶対位置検出情報により、または前記絶対位置検出情報と前記相対位置算出情報とから、前記絶対位置の測位精度を求め、既定の規格測位精度と比較して前記測位精度を判定し、測位精度判定情報として出力する測位精度判定部と、
前記測位精度判定情報から選択され、かつ前記規格測位精度より優れた測位精度を検出した前記絶対位置検出情報と、前記相対位置算出情報とを複合させて、前記自車の複合測位位置を演算し、演算結果を複合測位演算情報として出力する複合測位演算部と、を備えたものである。
The position estimation device disclosed in the present application is
an absolute position detection unit that detects an absolute position of the vehicle by using the absolute position measurement information and outputs the detected information as absolute position detection information;
a vehicle behavior measurement unit that measures a behavior state of the vehicle including a speed and a traveling direction of the vehicle and outputs the measured state as a vehicle behavior signal;
a relative position calculation unit that calculates a difference between a position of the vehicle obtained from the vehicle behavior signal and a predetermined reference position and outputs the difference as relative position calculation information;
a positioning accuracy determination unit that obtains a positioning accuracy of the absolute position from the absolute position detection information or from the absolute position detection information and the relative position calculation information, determines the positioning accuracy by comparing it with a predetermined standard positioning accuracy, and outputs the determined positioning accuracy as positioning accuracy determination information;
and a composite positioning calculation unit that combines the absolute position detection information, which is selected from the positioning accuracy determination information and detects a positioning accuracy superior to the standard positioning accuracy, with the relative position calculation information to calculate a composite positioning position of the vehicle, and outputs the calculation result as composite positioning calculation information.
本願に開示される位置推定装置によれば、複数の測位結果を用いることで、より安定性を高めた位置測位装置を実現することができる。また、複数の測位結果に対してそれぞれの絶対位置測位結果の測位精度を評価することで、安定でない測位装置に対して安定した測位への復帰を早め、絶対位置測位方式を用いたすべての位置測位装置が不安定状態になるリスクを低減した位置測位装置の提供が可能となる。 The position estimation device disclosed in this application can realize a more stable positioning device by using multiple positioning results. In addition, by evaluating the positioning accuracy of each absolute positioning result for multiple positioning results, it is possible to provide a positioning device that can quickly return to stable positioning for an unstable positioning device and reduce the risk of all positioning devices using the absolute positioning method becoming unstable.
本願の位置推定装置の目的、特徴、態様、および利点は、以下に示す詳細な説明と、この説明を補足する図とによって、より明白となる。以下、本願の位置推定装置の実施の形態について、図を用いて詳しく説明する。 Objects, features, aspects, and advantages of the position estimation device of the present application will become more apparent from the detailed description provided below and the figures that supplement this description. Below, an embodiment of the position estimation device of the present application will be described in detail with reference to the figures.
実施の形態1.
<構成の概要>
以下、実施の形態1に係る位置推定装置の構成の概要について、図を用いて説明を行う。
図1は、本実施形態1の位置推定装置を説明するためのブロック図である。この位置推定装置400は、以下で詳しく説明する車両挙動計測部100、相対位置演算部50、絶対位置検出部200、測位装置300を主な構成要素として備える。
また、上記測位装置300は、測位精度判定部301、および複合測位演算部302を構成要素として含む。測位装置300の外部には、車両挙動計測部100の出力である車両挙動信号が入力されて相対位置演算情報を出力する相対位置演算部50、および絶対位置検出情報を出力する絶対位置検出部200が配置され、これら2つの構成要素からの出力が、上記測位装置300の測位精度判定部301、および複合測位演算部302にそれぞれ、並行して入力される。また、測位精度判定部301からの出力である測位精度判定情報は、複合測位演算部302に出力されると同時に、第1のフィードバック回路310によりフィードバックされて上記絶対位置検出部200に入力される。
<Configuration Overview>
Hereinafter, an outline of the configuration of the position estimation device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
1 is a block diagram for explaining a position estimation device according to the
The
ここで、相対位置演算情報には、車両の相対位置の情報、およびセンサ計測情報(以下で詳述する)が含まれ、絶対位置検出情報には、絶対位置(地球上の絶対位置)の情報、および航法信号の生データが含まれ、測位精度判定情報には、精度判定情報、絶対位置精度情報、および絶対位置補正値が含まれている。 Here, the relative position calculation information includes information on the vehicle's relative position and sensor measurement information (described in detail below), the absolute position detection information includes information on the absolute position (absolute position on Earth) and raw data of the navigation signal, and the positioning accuracy determination information includes accuracy determination information, absolute position accuracy information, and absolute position correction values.
図1において、絶対位置検出部200は、既知の位置から発信される電磁波の信号を受信し、受信した信号を利用して直接位置を検知する装置である。ここで、絶対位置検出装置201a1~絶対位置検出装置201an(nは例えば3以上の整数。以下同様)としては、衛星測位を利用したGPS受信装置、無線LAN基地局を利用した無線LAN位置検知装置、携帯電話の基地局を利用した携帯電話による位置検知装置などを挙げることができる。
1, absolute
図1において、相対位置演算部50は、車両挙動計測部100から当該車両の速度および進行方向などの車両の挙動状態の情報が含まれた車両挙動信号が入力され、時間積分により相対位置の変化を検知する装置である。この相対位置演算部50は、具体的には、例えば慣性航法装置で構成することができる。通常、慣性航法装置では、内蔵された加速度センサあるいはジャイロセンサ、車速センサ、舵角センサなどから、当該車両の速度および進行方向などの情報が含まれた車両挙動信号を検知し、予め定められた位置である出発点を基準として、積分処理により相対位置情報を出力することができる。本実施の形態1では、相対位置演算部50として、上記慣性航法装置を適用したものを例として、以下説明する。
In FIG. 1, the relative
ここで、相対位置演算部50は、車両挙動計測部100から出力された車両挙動信号を、上記車両挙動計測部100に内蔵された各センサ(後述する)が計測したセンサ計測情報取得周期で取得する。このセンサ検知情報取得周期は、GNSSセンサが航法信号を出力する周期よりも短く、例えば、数10ミリ秒である。
The relative
実施の形態2.
<構成の概要>
実施の形態2に係る位置推定装置の構成の概要について、実施の形態1の位置推定装置と異なる点を中心に、以下、図を用いて説明を行う。なお、各図において同一、又は相当する部材、部位については、実施の形態1に係る位置推定装置の場合と同一符号を付して説明する。
<Configuration Overview>
The outline of the configuration of the position estimation device according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the position estimation device according to the first embodiment. Note that the same or corresponding members and parts in each drawing will be described with the same reference numerals as those in the position estimation device according to the first embodiment.
<装置の構成>
図2は、本実施の形態2の位置推定装置401の概要を示した図である。図2において、本実施の形態2の位置推定装置401は、当該位置推定装置401の主たる構成要素の1つである測位装置300の自律測位に用いる、ジャイロセンサ101、加速度センサ102、車速センサ103が搭載された車両挙動計測部100、およびこの車両挙動計測部100の出力である車両挙動信号を基に、車両の相対位置演算情報を出力する相対位置演算部50を、上記測位装置300の外部(入力側)に備える。また、測位装置300の複合測位演算部302からの出力が第2のフィードバック回路320により絶対位置検出部200にフィードバックされる。以上の詳細について、以下、順に説明する。
<Apparatus Configuration>
2 is a diagram showing an overview of a
ここで、上述のジャイロセンサ101は、車両のヨー軸、ピッチ軸、ロール軸周りの回転角速度を検出し、検出した回転角速度を示す信号を測位装置に出力する。ジャイロセンサはヨー軸周りの回転角速度すなわちヨーレートを検出するのでヨーレートセンサとして機能する。検出した回転角速度を示す信号を慣性航法装置に出力する。
The above-mentioned
また、加速度センサ102は、車両の前後方向に生じる加速度を検出する。なお、前後方向の加速度に加えて、車両の幅方向、上下方向の加速度を検出するようになっていてもよい。加速度センサ102は、検出した加速度を示す信号を慣性航法装置に出力する。
The
また、車速センサ103は、車両の車輪の回転速度を検出する。車速センサ103は、車輪の回転速度を示す信号を相対位置演算部50に出力する。
The
また、上記測位装置300の外部(入力側)に絶対位置を検知する装置として絶対位置検出部200を備える。この絶対位置検出部200には複数の絶対位置検出装置が備えられており、例えば、絶対位置検出装置201a1、絶対位置検出装置201a2、・・・、絶対位置検出装置201anを備えている。なお、絶対位置検出装置の数については、特に指定はなく任意の数でよい。
Moreover, an absolute
さらに、相対位置演算部50から配信される相対位置演算情報と絶対位置検出部200から配信される絶対位置検出情報とがともに得られる場合には、複合測位演算部302から出力される情報に基づいて、自車の絶対位置との差を求め、この差が一定値より小さい場合は、当該複合測位演算部302からの出力を自車の絶対位置と推定する。一方、この差が一定値より大きい場合には、再演算された絶対位置検出情報(再演算された自車の絶対位置を含む再出力された情報)により、絶対位置検出部200に含まれる複数の絶対位置検出装置の測位精度を再判定する測位精度判定部301を備えている。この場合においては、上記複合測位演算部302は、実施の形態1で説明した機能に加え、相対位置演算部50と絶対位置検出部200、測位精度判定部301から出力される情報に基づいて、再度、複合測位位置を算出する機能(再出力機能)をさらに有する。この際、複合測位演算部302からの出力が、第2のフィードバック回路320により絶対位置検出部200にフィードバックされる。
Furthermore, when both the relative position calculation information delivered from the relative
<実施の形態1、2の測位装置で実行される処理>
次に、実施の形態1、2の位置推定装置が行う処理の内容を、図3~図7に示すフローチャートを用いて、以下、詳しく説明する。
<Processing Executed by the Positioning Devices of the First and Second Embodiments>
Next, the contents of the processes performed by the position estimation devices according to the first and second embodiments will be described in detail below with reference to the flowcharts shown in FIGS.
まず、位置推定装置の測位装置300の動作概要について、図3を用いて説明する。測位装置300では、所定の目的を達成するため、必要な場合には、図3のステップS100~ステップS101に示したような位置演算処理が繰り返し行われる。
First, the operation of the
上記の位置演算処理の前に、ステップS100では、絶対位置検出部200の絶対位置検出装置201a1、絶対位置検出装置201a2、・・・、絶対位置検出装置201anは、検出した衛星測位情報を利用して、自車の絶対位置検出処理を実施し、測位情報信号として上述の絶対位置検出情報を求める。また、ステップS103においては、相対位置演算部50が、車両挙動計測部100から得た車両挙動信号をもとに、測位情報信号としての相対位置算出情報を演算して求める。このステップS103は、以下で説明する、ステップS101が「Yes」になった場合に、その後に処理される位置演算処理のフローに投入される処理である。なお、上記ステップS100が実行された後はステップS101に進む。
Prior to the above position calculation process, in step S100, the absolute position detection device 201a1 , absolute position detection device 201a2 , ..., absolute
ステップS101では、測位精度判定部301は、絶対位置検出部200から受信した絶対位置検出情報から絶対位置の精度を演算し出力する。出力された絶対位置検出装置201a1~絶対位置検出装置201anの絶対位置の精度は、既定の規格測位精度と比較され、当該規格測位精度を満足している(当該規格測位精度より優れている)と判定された場合は、ステップS102へ進む。上記絶対位置検出情報は、ステップS102における複合測位演算で利用される。すなわち、ステップS102では、複合測位演算部302は、絶対位置検出部200と相対位置演算部50の出力を基に、複合測位処理を行い、複合測位情報を算出し出力する。ここで、複合測位処理とは、絶対位置検出情報によって得られる絶対位置、受信強度、速度ベクトル、または相対位置算出情報から得られる相対位置、ヨー角、ロール角、ピッチ角、加速度、舵角などから自車の位置を推定する処理である。
一方、絶対位置検出精度が規格測位精度より劣っていると判定された場合はステップS100へ戻る。このステップS100では絶対位置測位精度の再演算のため、絶対位置検出装置による絶対位置検出の再処理を行う。
なお、以上の処理内容の詳細については後述する。
In step S101, the positioning
On the other hand, if it is determined that the absolute position detection accuracy is inferior to the standard positioning accuracy, the process returns to step S100. In step S100, the absolute position detection device performs a reprocessing of the absolute position detection in order to recalculate the absolute position measurement accuracy.
The above processing will be described in detail later.
位置推定装置が実行する処理について、以下、図を用いて、さらに詳しく説明する。
位置推定装置は、図4に示す処理と、図5に示す処理とを並行して実行する。例えば、図4の処理を実行中に、割り込み処理により図5の処理を実行する。まず、図4に示す処理から説明する。
The process executed by the position estimation device will be described in more detail below with reference to the drawings.
The position estimation device executes in parallel the process shown in Fig. 4 and the process shown in Fig. 5. For example, while the process shown in Fig. 4 is being executed, the process shown in Fig. 5 is executed by interrupt processing. First, the process shown in Fig. 4 will be described.
位置推定装置は、図4に示す処理を周期的に実行する。図4を実行する周期は、絶対位置検出部200の各絶対位置検出装置の絶対位置取得周期である。図4に示す処理において、ステップS200~ステップS202は、各絶対位置検出装置において実行される。
ステップS200では、絶対位置検出部200において衛星情報などを利用して絶対位置検出情報を取得する。ステップS201では、ステップS200で取得した絶対位置検出情報を各絶対位置検出装置に記憶する。ステップS202ではステップS201で記憶した絶対位置検出情報をもとに絶対位置検出装置ごとに絶対位置を検出する。
The position estimation device periodically executes the process shown in Fig. 4. The period for executing Fig. 4 is the absolute position acquisition period of each absolute position detection device of the absolute
In step S200, absolute position detection information is acquired using satellite information or the like in the absolute
次に、図5について説明する。図5に示すフローチャートは、車両挙動計測部100と相対位置演算部50での動作について説明している。この動作は、車両挙動計測部100の各センサのセンサ計測情報取得周期を基に繰り返し実行される。なお、特に明記している場合を除き、各パラメータ、すなわち車両挙動計測部で取得したセンサ値(例えば、ジャイロセンサで取得したヨー角、ロール角、ピッチ角、加速度、舵角など)は、最新の時刻における値を意味する。
Next, FIG. 5 will be described. The flowchart shown in FIG. 5 describes the operation of the vehicle
位置推定装置の相対位置演算部50では、図5に示す処理であるステップS300~ステップS302が周期的に実行される。この実行周期は、相対位置演算部50の相対位置取得周期であり、車両挙動計測部が備える各センサのセンサ計測情報取得周期に対応して決まる周期である。
The relative
まず、ステップS300では、相対位置演算部50が車両挙動計測部100から車両挙動信号を取得する。ステップS301では、ステップS300で取得した車両挙動信号を相対位置演算部50に記憶する。ステップS302ではステップS301で記憶した車両挙動信号をもとに相対位置演算部50が車両の相対位置を演算する。
First, in step S300, the relative
次に、測位装置300で行われる処理について図6を用いて説明する。
ステップS400では、測位情報信号として、絶対位置検出部200の絶対位置検出情報と相対位置演算部から出力される相対位置算出情報を測位精度判定部301で受け取る。ステップS401では、(1)絶対位置検出装置が検出した測位装置300を搭載している車両の絶対位置の移動ベクトルと相対位置演算部が算出した車両の速度および進行方向を表す速度ベクトルとの差異。(2)絶対位置検出装置が検出した絶対位置と相対位置演算部で算出された相対位置との差異。(3)絶対位置検出装置が測位に使用したGNSS衛星の幾何学的配置に基づくDOP(Dilution of Precision)(例えば、非特許文献1参照)、(4) 複数の絶対位置検出装置が検出した絶対位置の(相互の)差異、のいずれかに基づいて、絶対位置検出部が検出した絶対位置の測位精度を判定する。
Next, the process performed by the
In step S400, the positioning
図7に示す処理において、ステップS500~ステップS503は、絶対位置検出部200の測位精度が規格測位精度より劣ると判定された場合の、絶対位置検出装置が実行する再演算を含む処理フローを示したものである。また、ステップS504~ステップS505は、絶対位置検出部200の測位精度が規格測位精度より優ると判定された場合に、上記再演算処理を終了するための処理フローを示したものである。
In the process shown in FIG. 7, steps S500 to S503 show a process flow including recalculation executed by the absolute position detection device when it is determined that the positioning accuracy of the absolute
まず、ステップS500では、測位精度判定部301が、絶対位置検出部200に再演算処理指令を配信する。ステップS501~ステップS502においては、再演算処理指令を受け取った絶対位置検出部200が、該当する絶対位置検出装置に絶対位置検出処理を再度行わせる(再検出処理を行わせる)。
ここで、再演算処理とは、例えば絶対位置を最適化処理により求める処理であり、本実施の形態においては、測位精度判定部301から絶対位置検出部200に第1のフィードバック回路310によりフィードバックされる測位精度判定情報をもとに行われる。測位精度判定情報には、例えば、複数の測位精度が規格測位精度より劣る測位精度判定情報、複数個の相対位置と絶対位置の差、複数の絶対位置の違い、複数個の複合測位結果位置の差、などが有り、それぞれについて分散、または標準偏差を求めることにより判定がなされる。
First, in step S500, the positioning
Here, the recalculation process is, for example, a process of finding the absolute position by an optimization process, and in this embodiment, is performed based on positioning accuracy determination information fed back from the positioning
実施の形態1に係る位置推定装置は、以上説明したように構成され、また動作するので、従来の位置検知装置に比較して、より測位精度の良い絶対位置検出情報を用いることができるので、安定でない測位装置に対して安定した測位への復帰を早め、絶対位置測位方式を用いたすべての位置測位装置(このような位置測位装置から得られる情報を簡略化して単に絶対位置測位情報と呼ぶ)が不安定状態になるリスクを、より低減した位置測位装置の提供が可能となる。 The position estimation device according to the first embodiment is configured and operates as described above, and is therefore capable of using absolute position detection information with higher positioning accuracy than conventional position detection devices. This makes it possible to provide a position measurement device that speeds up the return to stable positioning for an unstable position measurement device and further reduces the risk of all position measurement devices using absolute position measurement methods (the information obtained from such position measurement devices is simplified to be simply called absolute position measurement information) becoming unstable.
また、ステップS401で求めた(1)絶対位置検出装置201an(nは整数。以下同様)が算出した測位装置300を搭載している車両の絶対位置の移動ベクトルと絶対位置検出装置201anが算出した車両の速度および方向を表す速度ベクトルとの差異、(2)絶対位置検出装置201anが検出した絶対位置と相対位置演算部50が算出した相対位置との差異、(3)絶対位置検出装置が測位に使用したGNSS衛星の幾何学的配置に基づくDOP(Dilution of Precision)、(4)複数の絶対位置検出装置が検出した絶対位置の(相互の)差異、のいずれか1つに基づいて再演算を行ってもよい。上記いずれかの差異があれば、再演算の際、良い結果の方に近づけるようにできる。
ステップS502では再演算処理をした絶対位置検出装置から絶対位置検出情報を測位精度判定部301が受け取り、ステップS401に示した処理を実施する。そして、複合測位位置と再演算した絶対位置の差が一定値まで小さくなった場合に図7に示すフローが終了する。
Also, recalculation may be performed based on any one of the following, which are obtained in step S401: (1) the difference between the movement vector of the absolute position of the vehicle equipped with the
In step S502, the positioning
具体的には、図7のステップS504、およびステップS505に、上記後半の処理フローが示されている。すなわち、絶対位置測位精度が規格測位精度を満足していた場合には、この規定精度を満足した絶対位置測位から求まる絶対位置と複合測位位置との差を求め、その差が一定値以下であれば、図7に示す再演算処理を終了する。 Specifically, the latter part of the process flow is shown in steps S504 and S505 in FIG. 7. That is, if the absolute position measurement accuracy satisfies the standard position measurement accuracy, the difference between the absolute position obtained from the absolute position measurement that satisfies the specified accuracy and the composite position measurement position is calculated, and if the difference is equal to or less than a certain value, the recalculation process shown in FIG. 7 is terminated.
また、図8に示したステップS600、およびステップS601の処理は、複合測位演算部302で実行される。ステップS600では絶対位置検出部200から配信される絶対位置検出情報と相対位置演算部50から配信される相対位置算出情報を受け取る。ステップS601の複合測位の演算処理では、絶対位置検出情報に含まれる絶対位置と相対位置算出情報に含まれる相対位置を基に、上述した位置推定処理により複合測位位置を算出する。
The processes of steps S600 and S601 shown in FIG. 8 are executed by the composite
実施の形態2に係る位置推定装置は、以上説明したように構成され、また動作するので、実施の形態1の位置推定装置に比較して、より測位精度の良い絶対位置検出情報を用いることができるので、安定でない測位装置に対して安定した測位への復帰を早め、絶対位置測位方式を用いたすべての位置測位装置が不安定状態になるリスクを、より低減した位置測位装置の提供が可能となる。 The position estimation device according to the second embodiment is configured and operates as described above, and therefore can use absolute position detection information with higher positioning accuracy than the position estimation device according to the first embodiment. This makes it possible to provide a position estimation device that can quickly return to stable positioning for an unstable positioning device and further reduce the risk of all position estimation devices using the absolute positioning method becoming unstable.
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are not limited to application to a particular embodiment, but may be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not exemplified are assumed within the scope of the technology disclosed in the present specification, including, for example, modifying, adding, or omitting at least one component, and further, extracting at least one component and combining it with a component of another embodiment.
100 車両挙動計測部、101 ジャイロセンサ、102 加速度センサ、103 車速センサ、50 相対位置演算部、200 絶対位置検出部、201a1~201an 絶対位置検出装置、300 測位装置、301 測位精度判定部、302 複合測位演算部、310 第1のフィードバック回路、320 第2のフィードバック回路、400 位置推定装置
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記自車の速度、および進行方向を含む車両の挙動状態を計測し、車両挙動信号として出力する車両挙動計測部と、
前記車両挙動信号から求めた自車の位置と予め定められた基準位置との違いを算出し、相対位置算出情報として出力する相対位置演算部と、
前記絶対位置検出情報により、または前記絶対位置検出情報と前記相対位置算出情報とから、前記絶対位置の測位精度を求め、既定の規格測位精度と比較して前記測位精度を判定し、測位精度判定情報として出力する測位精度判定部と、
前記測位精度判定情報から選択され、かつ前記規格測位精度より優れた測位精度を検出した前記絶対位置検出情報と、前記相対位置算出情報とを複合させて、前記自車の複合測位位置を演算し、演算結果を複合測位演算情報として出力する複合測位演算部と、を備えた位置推定装置。 an absolute position detection unit that detects an absolute position of the vehicle by using the absolute position measurement information and outputs the detected information as absolute position detection information;
a vehicle behavior measurement unit that measures a behavior state of the vehicle including a speed and a traveling direction of the vehicle and outputs the measured state as a vehicle behavior signal;
a relative position calculation unit that calculates a difference between a position of the vehicle obtained from the vehicle behavior signal and a predetermined reference position and outputs the difference as relative position calculation information;
a positioning accuracy determination unit that obtains a positioning accuracy of the absolute position from the absolute position detection information or from the absolute position detection information and the relative position calculation information, determines the positioning accuracy by comparing it with a predetermined standard positioning accuracy, and outputs the determined positioning accuracy as positioning accuracy determination information;
a composite positioning calculation unit that combines the absolute position detection information selected from the positioning accuracy determination information and detecting a positioning accuracy superior to the standard positioning accuracy with the relative position calculation information to calculate a composite positioning position of the vehicle, and outputs the calculation result as composite positioning calculation information.
前記相対位置算出情報は、前記車両挙動信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の位置推定装置。 the absolute position detection information includes satellite positioning information detected by a plurality of absolute position detection devices,
The position estimation device according to claim 1 , wherein the relative position calculation information includes the vehicle behavior signal.
前記測位精度判定情報により判定された前記測位精度が前記規格測位精度より劣る絶対位置検出情報があった場合には、前記測位精度判定部の出力を前記絶対位置検出部にフィードバックし、該当する絶対位置検出情報を出力した前記絶対位置検出装置に絶対位置を再検出させ、新たな絶対位置検出情報として再出力させるとともに、前記複合測位演算部は、前記再出力させた絶対位置検出情報から求まる前記自車の絶対位置を用いて、前記複合測位演算部に前記複合測位位置を再演算させることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の位置推定装置。 a first feedback circuit that inputs an output of the positioning accuracy determination unit to the absolute position detection unit;
4. The position estimation device according to claim 2, wherein, when there is absolute position detection information in which the positioning accuracy determined by the positioning accuracy determination information is inferior to the standard positioning accuracy, an output of the positioning accuracy determination unit is fed back to the absolute position detection unit, and the absolute position detection device that outputted the corresponding absolute position detection information is made to re-detect the absolute position and re-output it as new absolute position detection information, and the composite positioning calculation unit re-calculates the composite positioning position using the absolute position of the vehicle obtained from the re-output absolute position detection information.
絶対位置検出情報から求められた前記自車の絶対位置と、演算された前記複合測位位置との差が一定値より大きい場合には、前記複合測位演算部の出力を前記絶対位置検出部にフィードバックし、前記絶対位置検出情報を再出力するとともに前記複合測位位置を再演算し、再出力された絶対位置検出情報から求められた前記自車の絶対位置と、再演算された前記複合測位位置との差が一定値以下の場合には、前記複合測位位置を前記自車の位置として推定することを特徴とする請求項4に記載の位置推定装置。 a second feedback circuit that inputs an output of the composite positioning calculation unit to the absolute position detection unit;
5. The position estimation device according to claim 4, wherein, when a difference between an absolute position of the vehicle obtained from absolute position detection information and the calculated composite positioning position is greater than a certain value, an output of the composite positioning calculation unit is fed back to the absolute position detection unit, the absolute position detection information is re-output, and the composite positioning position is re-calculated, and, when a difference between the absolute position of the vehicle obtained from the re-output absolute position detection information and the re-calculated composite positioning position is equal to or smaller than a certain value, the composite positioning position is estimated to be the position of the vehicle.
絶対位置検出情報から求められた前記自車の絶対位置と、演算された前記複合測位位置との差が一定値より大きい場合には、前記複合測位演算部の出力を前記絶対位置検出部にフィードバックし、前記絶対位置検出情報を再出力するとともに前記複合測位位置を再演算し、再出力された絶対位置検出情報から求められた前記自車の絶対位置と、再演算された前記複合測位位置との差が一定値以下の場合には、前記複合測位位置を前記自車の位置として推定することを特徴とする請求項5に記載の位置推定装置。 a second feedback circuit that inputs an output of the composite positioning calculation unit to the absolute position detection unit;
6. The position estimation device according to claim 5, wherein, when a difference between an absolute position of the vehicle obtained from absolute position detection information and the calculated composite positioning position is greater than a certain value, an output of the composite positioning calculation unit is fed back to the absolute position detection unit, the absolute position detection information is re-output, and the composite positioning position is re-calculated, and, when a difference between the absolute position of the vehicle obtained from the re-output absolute position detection information and the re-calculated composite positioning position is equal to or smaller than a certain value, the composite positioning position is estimated to be the position of the vehicle.
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