JP6191508B2 - Position measurement system - Google Patents
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Description
本発明は、音波を用いて位置を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring a position using sound waves.
従来、車両の位置を測定する技術としては、GPS(Global Positioning System)等の人工衛星からの測位信号に基づいて位置を測定する技術が用いられることが一般的である。 Conventionally, as a technique for measuring the position of a vehicle, a technique for measuring a position based on a positioning signal from an artificial satellite such as GPS (Global Positioning System) is generally used.
ところで、位置を測定する技術としては、音波を用いた技術も知られている。特許文献1には、時刻同期がとれている複数の水中固定局から音波信号を発し、これを水中航走体に搭載された受信装置で受信し、音波信号が水中固定局から送信されてから受信装置で受信されるまでの送受信時間から算出される各水中固定局と受信装置との各距離に基づいて、受信装置(水中航走体)の位置を特定する技術(装置)が開示されている。つまり、特許文献1に記載の技術では、各水中固定局を中心とし、算出された距離を半径とした複数の仮想上の球面の交点が、受信装置(水中航走体)の位置として特定される。 By the way, as a technique for measuring the position, a technique using sound waves is also known. In Patent Document 1, a sound wave signal is emitted from a plurality of underwater fixed stations that are synchronized in time and received by a receiving device mounted on the underwater vehicle, and the sound wave signal is transmitted from the underwater fixed station. A technique (apparatus) for specifying the position of a receiving device (underwater vehicle) based on each distance between each underwater fixed station and the receiving device calculated from the transmission / reception time until reception by the receiving device is disclosed. Yes. That is, in the technique described in Patent Document 1, the intersection of a plurality of virtual spherical surfaces with the calculated distance as the radius centered on each underwater fixed station is specified as the position of the receiving device (underwater vehicle). The
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、音波信号を送信する送信装置を複数備える必要があるため、構成が複雑になるという問題があった。なお、特許文献1に記載の構成では、位置を測定される被測定系(水中航走体)が受信装置を備え、位置を測定する測定系(水中固定局)が送信装置を備えているが、これとは逆に、被測定系が送信装置を備え、測定系が受信装置を備える構成で、被測定系の位置を特定することも可能である。このようにすれば、音波信号を送信する送信装置については一つにすることができるものの、音波信号を受信する受信装置を複数備える必要があるため、やはり構成が複雑になってしまう。 However, the technique described in Patent Document 1 has a problem in that the configuration is complicated because it is necessary to provide a plurality of transmission devices that transmit sound wave signals. In the configuration described in Patent Document 1, a system under measurement (underwater vehicle) for measuring a position includes a receiving device, and a measurement system (an underwater fixed station) for measuring a position includes a transmitting device. On the other hand, the position of the system to be measured can be specified by a configuration in which the system to be measured includes a transmission device and the measurement system includes a reception device. In this way, although there can be only one transmitter for transmitting the sound wave signal, it is necessary to provide a plurality of receivers for receiving the sound wave signal, which again complicates the configuration.
発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、音波を用いた位置測定を簡単な構成で行うための技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a technique for performing position measurement using sound waves with a simple configuration.
本発明の一側面は、移動体の走行路に設置され所定の位置測定用音波を送信する送信装置と、移動体に搭載され位置測定用音波を受信する受信装置と、を備える位置測定システムであって、受信装置が走行位置検出手段を備える。走行位置検出手段は、位置測定用音波の受信周波数が、移動体の走行に伴うドップラ効果により変化して所定の位置検出用周波数に等しくなったことを、走行路に沿った方向における所定の位置に当該受信装置が位置することとして検出する。 One aspect of the present invention is a position measurement system including a transmission device that is installed on a traveling path of a moving body and transmits a predetermined position measurement sound wave, and a reception device that is mounted on the moving body and receives a position measurement sound wave. The receiving device includes a traveling position detection unit. The travel position detecting means determines that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying travel of the moving body and becomes equal to the predetermined position detection frequency in a predetermined position in the direction along the travel path. It is detected that the receiving device is located at
このような構成によれば、走行路に沿った方向における移動体の位置を受信周波数に基づいて特定することが可能となる。すなわち、走行路に沿った方向における移動体の位置の変化に伴い、送信装置と移動体との距離が変化すると、位置測定用音波の受信周波数がドップラ効果により変化するため、走行路に沿った方向における移動体の位置を受信周波数から特定することが可能となる。走行路の絶対位置は固定であるため、走行路に沿った方向における移動体の位置から、移動体の絶対位置を推定することができる。したがって、本発明では、送信装置及び受信装置を一つずつ用いた簡易な構成で、音波を用いて移動体の位置測定を行うことができる。 According to such a configuration, the position of the moving body in the direction along the traveling path can be specified based on the reception frequency. That is, when the distance between the transmitting device and the moving body changes with the change in the position of the moving body in the direction along the traveling path, the reception frequency of the position measurement sound wave changes due to the Doppler effect. The position of the moving body in the direction can be specified from the reception frequency. Since the absolute position of the traveling path is fixed, the absolute position of the moving body can be estimated from the position of the moving body in the direction along the traveling path. Therefore, in the present invention, the position of the moving body can be measured using sound waves with a simple configuration using one transmission device and one reception device.
また、本発明の別の側面は、移動体に搭載され、移動体の走行路に設置される送信装置から送信される所定の位置測定用音波を受信する受信装置であって、走行位置検出手段を備える。走行位置検出手段は、位置測定用音波の受信周波数が、移動体の走行に伴うドップラ効果により変化して所定の位置検出用周波数に等しくなったことを、走行路に沿った方向における所定の位置に当該受信装置が位置することとして検出する。このような受信装置によれば、前述した位置測定システムを構築することができ、その結果、前述した効果を得ることができる。 Another aspect of the present invention is a receiving device that receives a predetermined position measurement sound wave that is mounted on a moving body and that is transmitted from a transmitting device that is installed on a traveling path of the moving body, and is a traveling position detection unit. Is provided. The travel position detecting means determines that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying travel of the moving body and becomes equal to the predetermined position detection frequency in a predetermined position in the direction along the travel path. It is detected that the receiving device is located at According to such a receiving apparatus, the above-described position measurement system can be constructed, and as a result, the above-described effects can be obtained.
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.構成]
図1に示す位置測定システム1は、走行路(本実施形態では道路)を走行している車両(本実施形態では自動車)の位置を音波を用いて測定するシステムであり、スピーカ23から位置測定用音波を送信する音源装置2と、自車両3に搭載され、マイク12で位置測定用音波を受信して自車両3の位置を測定する受信装置10と、を備える。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. Constitution]
A position measurement system 1 shown in FIG. 1 is a system that measures the position of a vehicle (automobile in this embodiment) traveling on a road (in this embodiment, a road) using sound waves. A
音源装置2は、図2に示すように、自車両3が走行する走行路上に設置される。本実施形態では一例として、音源装置2は、トンネルを出た直後の走行路上に設置されている。図1に戻り、音源装置2は、GPS受信機21、音源制御部22、及びスピーカ23を備える。
As shown in FIG. 2, the
GPS受信機21は、GPS用の人工衛星からの送信信号を受信して高精度の時刻情報(絶対時刻)を取得し、この時刻情報を音源制御部22へ出力する。
音源制御部22は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、プログラムに従って、GPS受信機21で取得した時刻信号に基づき、あらかじめ決められた切り替えパターンに従って音波を生成する処理を実行する。本実施形態では一例として、所定の切り替え期間(0.02sec)毎に異なる周波数(10kHz及び12kHz)の音波を交互に切り替えるように設定された切り替えパターンに従って音波が生成される(図6(a)参照)。生成された音波は、位置測定用音波としてスピーカ23へ出力される。
The
The sound
スピーカ23は、音源制御部22から出力された位置測定用音波を増幅して音源装置2の外部へ送信する。本実施形態では一例として、音源装置2は、スピーカ23のスピーカ面が走行路と平行となるように設置されており、スピーカ23の指向性は、走行路に沿った方向に対して垂直な直線であって音源装置2のスピーカ23を通る直線(測定直線という)Lを中心とした所定角度範囲内(±35度)に定められている(図2参照)。
The
スピーカ23の指向性、及び位置測定用音波の切り替え期間は、次に示すようにして設定される。
(1)スピーカ23の指向性
走行車線(複数車線がある場合、スピーカ23に最も近い車線)を走行中の自車両3(車幅2mと仮定)の左側面に、位置測定用音波を受信するマイク12があると仮定し、マイク12は走行路端から0.75mの位置にあると仮定する(走行路幅を3.5m、自車両3の幅を2mと仮定し、自車両3が走行路中央を走行すると仮定している)。スピーカ23は、路側帯を挟んで走行路端から1mの位置にあると仮定する。すなわち、自車両3に搭載されたマイク12が測定直線L上に位置するときのスピーカ23とマイク12との距離aは、1.75mであると仮定する。
The directivity of the
(1) Directivity of the
次に、自車両3の走行速度を、計算上、車両の設計上の最高速度より高い時速200kmと仮定する。本実施形態では、自車両3(マイク12)が、可聴領域すなわちスピーカ23の指向範囲に入ってから、測定直線L上に位置するまでの時間に、少なくとも1回の周波数切替タイミング(位置測定用音波の周波数が切り替わるタイミング)が含まれるように、スピーカ23の指向性が設定される。時速200kmで走行する自車両3は0.02secで1.12m進むため、図2における距離bを、1.12mとする。
Next, it is assumed that the traveling speed of the
そして、図2における指向角度δの算出値に基づいて、スピーカ23の指向性を、測定直線Lを中心とした±35度の範囲に設定する。これにより、時速200km以下で走行路を走行した場合、測定直線Lに到達するまでに、位置測定用音波の切り替えタイミングを少なくとも1回は含んだ位置測定用音波が自車両3(マイク12)にて受信される。なお、本実施形態で設定したスピーカ23の指向性は、あくまで一例であり、所定の各種条件に応じて任意に設定されてよい。
Then, based on the calculated value of the directivity angle δ in FIG. 2, the directivity of the
(2)位置測定用音波の切り替え期間
位置測定用音波の切り替え期間は、本実施形態では一例として、切り替え期間に音波が進む距離が、走行車線(複数車線がある場合、スピーカ23に最も遠い車線)を走行する自車両3のマイク12の位置が測定直線L上に位置したときのスピーカ23からマイク12までの距離以上となるように設定されている。すなわち、例えば図2に示すような走行路においては、切り替え期間に音波が進む距離(音速を秒速340mとしたときに、0.02secで6.8mとする)が、走行路端からスピーカ23までの距離(1m)、左側車線の車線幅(3.5m)、及び、車線の区画線と右側車線を走行する自車両3のマイク12との距離((1)と同様に0.75mと仮定する)の合計値以上となるように、切り替え期間が設定されている。なお、本実施形態で設定した切り替え期間は、あくまで一例であり、所定の各種条件に応じて任意に設定されてよい。
(2) Position Measurement Sound Wave Switching Period As an example in the present embodiment, the position measurement sound wave switching period is the travel lane (the lane farthest from the
ところで、音源装置2(スピーカ23)から送信される位置測定用音波の周波数は、ドップラ効果によって、音源装置2(スピーカ23)から送信される位置測定用音波の周波数とは異なる周波数で、自車両3にて受信されうる。 By the way, the frequency of the sound wave for position measurement transmitted from the sound source device 2 (speaker 23) is different from the frequency of the sound wave for position measurement transmitted from the sound source device 2 (speaker 23) due to the Doppler effect. 3 can be received.
図3(a)に示すように、走行路に沿った方向に対して垂直な直線であって音源(スピーカ23)を通る測定直線Lに向かって車速uで自車両3が走行している場合、自車両3にて受信される位置測定用音波の周波数fは、周知のように(1)式によって表される。
As shown in FIG. 3A, when the
f0はスピーカ23から送信される位置測定用音波の周波数であり、Vは音速である。なお、音速V(m/sec)は、気温t(℃)に従って(2)式により表されるものとする。
f 0 is the frequency of the sound wave for position measurement transmitted from the
つまり、自車両3にて受信される音波の周波数fは、図3(b)に示すように、角度θ、すなわち、そのときの走行路上の自車両3の位置に応じて変化する。ここで、角度θがπ/2radのとき、すなわち、測定直線L上に自車両3(マイク12)が位置するときは、スピーカ23から送信された位置測定用音波f0と同一の周波数の音波が自車両3(マイク12)にて受信される。一方、角度θが0からπ/2radへ変化しているとき、すなわち自車両3が測定直線Lへ近づいて行く場合は、そのときの走行路上の自車両3の位置に応じて、自車両3にて受信される位置測定用音波の周波数fは、f0(V+ucosθ)/Vを最大値としてf0まで次第に低くなるように変化する。
That is, as shown in FIG. 3B, the frequency f of the sound wave received by the
本実施形態では、位置測定用音波の周波数は10kHzと12kHzとに設定されており、自車両3が測定直線Lへ近づいて行く場合に、それぞれの周波数がドップラ効果によりとりうる周波数範囲は(1)式により把握される。例えば、自車両3が測定直線Lへ近づいて行く場合に、周波数が10kHzの位置測定用音波がドップラ効果によりとりうる範囲は約11.6kHz〜10kHzであり、周波数が12kHzの位置測定用音波がドップラ効果によりとりうる範囲は約13.9kHz〜12kHzであり、ともに、自車両3が測定直線Lへ近づくにつれて次第に低くなるように変換する。つまり、ドップラ効果によりとりうる周波数(ドップラ周波数というものとする)は変化するが、12kHzの位置測定用音波が、10kHzの位置測定用音波と比べて、常に高いドップラ周波数で推移する傾向に変わりは無い。
In this embodiment, the frequency of the position measurement sound wave is set to 10 kHz and 12 kHz, and when the
また例えば、自車両3が測定直線Lから遠ざかる場合は、ドップラ周波数は自車両3が測定直線Lから遠ざかるにつれて次第に低くなるように変化する。この場合、周波数が10kHzの位置測定用音波がドップラ効果によりとりうる範囲は約10kHz〜8.4kHzであり、周波数が12kHzの位置測定用音波がドップラ効果によりとりうる範囲は約12kHz〜10.1kHzである。12kHzの位置測定用音波が、10kHzの位置測定用音波と比べて、常に高いドップラ周波数で推移する傾向は、同様である。
Further, for example, when the
ここで、複数種類の送信周波数(ここでは、10kHz及び12kHz)のうちいずれかに切り替えられる位置測定用音波を用いた場合、測定直線L上において受信周波数がドップラ効果によって一方の送信周波数(例えば10kHz)に等しくなったとする。このような場合、この測定直線L上において他方の送信周波数(12kHz)がドップラ効果によって一方の送信周波数(10kHz)に変化するわけでは無い。 Here, when a position measurement sound wave that can be switched to any one of a plurality of types of transmission frequencies (here, 10 kHz and 12 kHz) is used, the reception frequency on the measurement line L is one of the transmission frequencies (for example, 10 kHz) due to the Doppler effect. ). In such a case, on the measurement line L, the other transmission frequency (12 kHz) does not change to one transmission frequency (10 kHz) due to the Doppler effect.
すなわち、自車両3が測定直線L上に位置するときに一方の送信周波数(10kHz)に等しい音波を受信した場合は、音源装置2から一方の送信周波数(10kHz)の位置測定用音波が送信されているときであるといえる。同様に、自車両3が測定直線L上に位置するときに他方の送信周波数(12kHz)に等しい音波を受信した場合は、音源装置2から他方の周波数(12kHz)の位置測定用音波が送信されているときであるといえる。なお、本実施形態で設定した位置測定用音波の周波数(10kHz、12kHz)は、あくまで一例であり、所定の各種条件に応じて任意に設定されてよい。
That is, when a sound wave equal to one transmission frequency (10 kHz) is received when the
図1に戻り、受信装置10は、GPS受信機11、マイク12、地図データベース(地図DB)13、スピーカ位置データベース(スピーカ位置DB)14、音波測定データベース15(測定用音波DB)15、温度センサ16、位置検出部17、表示部18、及び測定制御部19を備える。
Returning to FIG. 1, the receiving
GPS受信機11は、音源装置2のGPS受信機21と同様に、GPS用の人工衛星からの送信信号を受信し、高精度の時刻情報を取得するとともに、自車両(当該受信装置10が搭載された車両)3の絶対位置(緯度、経度及び高度)を測定する。時刻情報及び自車両3の絶対位置は測定制御部19へ出力される。本実施形態では一例として、GPS受信機11は自車両3のフロントガラス内面(ルーフ側)に設置されており、このGPS受信機11の絶対位置(より正確には、GPS受信機11のGPS受信アンテナの絶対位置)が自車両3の絶対位置として検出される。
The
マイク12は、本実施形態では一例として、自車両3のボンネットの前方中央付近に設置されており、受信した音波を測定制御部19へ出力する。
地図データベース(地図DB)13、スピーカ位置データベース(スピーカ位置DB)14、及び音波測定データベース(音波測定DB)15は、フラッシュROM等の書き換え可能な記憶装置である。
The
The map database (map DB) 13, the speaker position database (speaker position DB) 14, and the sound wave measurement database (sound wave measurement DB) 15 are rewritable storage devices such as a flash ROM.
地図データベース13は、自車両の走行可能な道路(走行路)が示された地図を表す地図データを記憶している。
スピーカ位置データベース14は、音源装置2(スピーカ23)の絶対位置と、その音源装置2(スピーカ23)に対して走行路が位置する絶対方位とを記憶している。ここでいう絶対方位は、例えば東西に延びる走行路上に音源装置2(スピーカ23)が設置されている場合であれば、音源装置2(スピーカ23)に対して走行路の位置する方位が南または北のいずれであるのかを示す情報である。
The
The
音波測定データベース15は、音源装置2(スピーカ23)から送信される位置測定用音波の送信周波数と、切り替えパターンと、切り替えタイミングの絶対時刻とが把握できるようなデータを記憶している。例えば、このデータは、音源装置2(スピーカ23)から、ある基準時刻を基点に、どのようなパターンで、位置測定用音波が送信されるか、を示すデータであればよい。これにより、このデータを用いて、音源装置2(スピーカ23)から送信された位置測定用音波において、切り替えタイミングの絶対時刻を把握することができる。なお、音波測定データベース15は、これらの他に、後述するように、送信遅延時間、受信遅延時間、及び自車両3におけるマイク12の位置に対してGPS受信機11の位置がどちら側にどの程度ずれているのかを示す情報を記憶している。
The sound
温度センサ16は、外気温を検出し、検出結果を測定制御部19へ出力する。
位置検出部17は、ジャイロスコープ71、車速センサ72、及びGセンサ73を備える。
The
The
ジャイロスコープ71は、自車両3に加えられる回転運動の大きさを検出し、検出結果を測定制御部19へ出力する。
車速センサ72は、自車両3の車軸に取り付けられたパルス発生器から出力される単位時間当たりのパルス数に基づいて当該車軸の回転速度を検出し、検出した回転速度に基づいて自車両3の速度を算出し、算出結果を測定制御部19へ出力する。
The
The
Gセンサ73は、自車両3の前後方向の加速度を検出し、検出結果を測定制御部19へ出力する。
表示部18は、表示画面に、例えば、地図データベース13から入力された地図データに基づく地図画像と、当該地図画像上に重畳して表示される自車位置を示すマークと、を表示する。
The
The
測定制御部19は、CPU91、ROM92、RAM93を中心とする周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。測定制御部19(具体的にはCPU91)は、ROM92に記憶されたプログラムに基づいて各種処理を実行する。
The measurement control unit 19 is configured with a known microcomputer centering on the
測定制御部19は、例えば、自車位置付近の地図を表す地図データを地図データベース13から読み込んで表示部18に表示する処理や、当該地図に自車位置を示すマークを表示する処理等を実行する。また、測定制御部19は、位置検出部17からの各検出信号に基づいて、周知の自律航法によって自車位置を算出する処理を実行する。
The measurement control unit 19 executes, for example, processing for reading map data representing a map near the vehicle position from the
位置検出部17が備える各自律センサ(ジャイロスコープ71、車速センサ72、及びGセンサ73)の検出信号(出力値)には誤差が含まれるため、自律航法では、走行距離の増加に伴ってこれらの誤差が積算される。この結果、周知のように、自律航法に基づく算出自車位置と、実際の(真の)自車位置とのずれ(検出誤差)が大きくなる。
Since the detection signal (output value) of each autonomous sensor (
そこで、測定制御部19は、所定の周期で、GPS用の人工衛星からの測位信号に基づいて算出自車位置を補正する処理を実行している。また、自車両3が音源装置2を通過する際には、次に説明する位置推定処理を実行し、算出自車位置の補正を行っている。
Therefore, the measurement control unit 19 executes a process of correcting the calculated host vehicle position based on a positioning signal from a GPS artificial satellite at a predetermined cycle. When the
[2.処理]
次に、測定制御部19が実行する位置推定処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。なお、図4に示す処理は、ACCスイッチがオンされている間、繰り返し実行される。
[2. processing]
Next, the position estimation process executed by the measurement control unit 19 will be described using the flowchart of FIG. Note that the process shown in FIG. 4 is repeatedly executed while the ACC switch is on.
はじめに、S(ステップ)100では、GPS受信機11から時刻情報を取得する。本実施形態では、音源装置2もGPS受信機21を用いて時刻情報を取得しており、本ステップにてGPS受信機11を用いて時刻情報を取得することにより、音源装置2と受信装置10との時刻同期(誤差が10-6sec以下)が行われる。
First, in S (step) 100, time information is acquired from the
続くS105では、地図データベース13及びスピーカ位置データベース14を用いて、自車両3が自車位置(自律航法に基づく算出自車位置)から道なりに進むと仮定した場合の走行予定経路上であって、算出自車位置から最も近くに位置するスピーカ23を特定し、このスピーカ23までの距離が所定距離未満であるか否かを判定する。ここで所定距離以上であると判定された場合はS100へ移行し、所定距離未満であると判定された場合はS110へ移行する。
In subsequent S105, the
S110では、音源装置2(スピーカ23)からの位置測定用音波をマイク12で受信したか否かを判定する。ここで、位置測定用音波を受信していなければS100へ移行し、位置測定用音波を受信していたらS115へ移行する。
In S110, it is determined whether or not the position measurement sound wave from the sound source device 2 (speaker 23) is received by the
S115では、マイク12で受信した位置測定用音波の受信周波数が、所定の位置検出用周波数に一致したか否かを判断する。ここで所定の位置検出周波数に一致した場合にS125へ移行し、一致しなかった場合にS120へ移行する。
In S115, it is determined whether or not the reception frequency of the position measurement sound wave received by the
S120では、音源装置2(スピーカ23)を通り過ぎたか否かを判断する。本実施形態では一例として、受信周波数が所定の位置検出周波数より低い場合に、音源装置2(スピーカ23)を通り過ぎたと判断する。なお、音源装置2(スピーカ23)を通り過ぎたか否かは、音源装置2(スピーカ23)までの距離に基づいて判断する等、種々の方法により判断されてよい。 In S120, it is determined whether the sound source device 2 (speaker 23) has passed. In the present embodiment, as an example, when the reception frequency is lower than a predetermined position detection frequency, it is determined that the sound source device 2 (speaker 23) has passed. Note that whether or not the sound source device 2 (speaker 23) has passed may be determined by various methods such as determination based on the distance to the sound source device 2 (speaker 23).
ここで音源装置2(スピーカ23)を通り過ぎたと判断された場合はS100へ移行し、通り過ぎていないと判断された場合はS115へ移行する。すなわち、音源装置2(スピーカ23)までの距離が所定距離未満(S105;YES)となり、且つ、音源装置2(スピーカ23)より位置検出用音波を受信(S110;YES)してからは、音源装置2(スピーカ23)を通り過ぎていないと判断(S120;NO)されている間、受信周波数が所定の位置検出用周波数に一致したか否かの判断(S115)を繰り返し実行する。 If it is determined that the sound source device 2 (speaker 23) has passed, the process proceeds to S100. If it is determined that the sound source apparatus 2 (speaker 23) has not been passed, the process proceeds to S115. That is, after the distance to the sound source device 2 (speaker 23) is less than the predetermined distance (S105; YES) and the position detection sound wave is received from the sound source device 2 (speaker 23) (S110; YES), the sound source While it is determined that the device 2 (speaker 23) has not been passed (S120; NO), the determination (S115) of whether or not the reception frequency matches the predetermined position detection frequency is repeatedly executed.
前述のS115で受信周波数が所定の位置検出周波数に一致した場合に移行するS125では、受信周波数が位置検出用周波数に一致したときの絶対時刻(測定用受信時刻)tRf0を取得し、S130へ移行する。位置検出用周波数は、本実施形態では一例として、音源装置2(スピーカ23)から送信される位置測定用音波の送信周波数、すなわち、音波測定データベース15に記憶されている位置測定用音波の送信周波数(10kHzと12kHz)に設定されている。
In S125, which is shifted when the reception frequency matches the predetermined position detection frequency in S115 described above, the absolute time (measurement reception time) t Rf0 when the reception frequency matches the position detection frequency is acquired, and the process proceeds to S130. Transition. In this embodiment, the position detection frequency is, for example, a position measurement sound wave transmission frequency transmitted from the sound source device 2 (speaker 23), that is, a position measurement sound wave transmission frequency stored in the sound
S130では温度センサ16の検出結果を取得する。
続くS135では、S130で取得した温度センサ16の検出結果から外気温を推定し、前述の(2)式に従って、推定された外気温における音速を算出する。
In S130, the detection result of the
In subsequent S135, the outside air temperature is estimated from the detection result of the
次にS140では、音源装置2において、位置測定用音波が音源制御部22にて生成されてからスピーカ23より外部に送信されるまでの時間(送信遅延時間という)と、位置測定用音波がマイク12にて受信されてから測定制御部19に入力されるまでの時間(受信遅延時間という)とを、音波測定データベース15から取得する。
Next, in S140, in the
続くS145では、S125で取得した測定用受信時刻tRf0と、S135で算出した音速と、S140で取得した送信遅延時間及び受信遅延時間とを用いて、後述する距離算出処理を実行する。距離算出処理では、位置測定用音波の受信周波数が、自車両3の走行に伴うドップラ効果により変化して位置検出用周波数に等しくなったことを、走行路に沿った方向における所定の位置に自車両3(マイク12)が位置することとして検出する。本実施形態では一例として、位置測定用音波の受信周波数が位置測定用音波の送信周波数(10kHz、又は12kHz)に等しくなったことを、測定直線L上に自車両3(マイク12)が位置することとして検出する。また、距離算出処理では、音源装置2(スピーカ23)から自車両3(マイク12)までの距離を算出し、音源装置2(スピーカ23)に対する自車両3(マイク12)の相対位置を特定する。
In subsequent S145, a distance calculation process described later is executed using the measurement reception time t Rf0 acquired in S125, the sound speed calculated in S135, and the transmission delay time and reception delay time acquired in S140. In the distance calculation process, the fact that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying the traveling of the
次にS150では、音源装置2(スピーカ23)の絶対位置と、S145の算出結果とを用いて、マイク12の絶対位置を算出する。
続くS155では、S150で算出されたマイク12の絶対位置を用いて、自車両3の位置を算出する。すなわち、GPS衛星等の測位衛星からの測位信号に基づいて自車両3の位置が測定される場合の自車両3の位置はGPS受信機11の絶対位置に等しく、前述のようにGPS受信機11とマイク12とは離れた位置に設けられているため、本ステップでは、S150で算出されたマイク12の絶対位置をGPS受信機11の絶対位置に変換する補正を行う。本実施形態では一例として、自車両3におけるマイク12の位置に対してGPS受信機11の位置がどちら側にどの程度ずれているのかを示す情報が音波測定データベース15に記憶されており、この情報を用いてマイク12の絶対位置をGPS受信機11の絶対位置に変換する補正を行う。そして、このGPS受信機11の絶対位置を自車両3の絶対位置として記憶装置(例えばRAM93)に記憶し、本ステップの処理を終了して、S100へ移行する。以後、同様の処理を繰り返す。
Next, in S150, the absolute position of the
In subsequent S155, the position of the
次に、位置推定処理のS145で実行する距離算出処理について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。
S205では、図6(b)に示すように、位置測定用音波の受信周波数が位置検出用周波数(ここでは、一例として10kHzとする)に等しくなったときに受信装置10が受信した位置測定用音波の切り替えパターンにおいて、測定用受信時刻tRf0の直前の切り替えタイミング時刻tR0に相当する点(受信切り替え点)Aから、測定用受信時刻tRf0に相当する点(受信タイミング点)Rまでの、波の数Pを検出する。位置検出用周波数が10kHzのときは切り替え期間である0.02sec間の波の数は200波であり、位置検出用周波数が12kHzのときは240波である。
Next, the distance calculation process executed in S145 of the position estimation process will be described using the flowchart shown in FIG.
In S205, as shown in FIG. 6B, the position measurement received by the receiving
なお、図6(b)に示すように、前述のドップラ効果により、位置測定用音波の受信周波数が測定用受信時刻tRf0に一致する前は、位置測定用音波の受信周波数fは位置検出用周波数(10kHz)より高い周波数(f>10kHz)となる。また、位置測定用音波の受信周波数が測定用受信時刻tRf0に一致した後は、位置測定用音波の受信周波数fは位置検出用周波数(10kHz)より低い周波数(f<10kHz)となる。 As shown in FIG. 6B, due to the above-mentioned Doppler effect, before the reception frequency of the position measurement sound wave coincides with the measurement reception time t Rf0 , the reception frequency f of the position measurement sound wave is The frequency (f> 10 kHz) is higher than the frequency (10 kHz). Further, after the reception frequency of the position measurement sound wave coincides with the measurement reception time t Rf0 , the reception frequency f of the position measurement sound wave is lower than the position detection frequency (10 kHz) (f <10 kHz).
次にS210では、位置測定用音波の切り替えパターンにおける測定用受信時刻tRf0に相当する受信タイミング点Rが音源装置2で送信された時刻tTf0(測定用送信時刻)を算出する。すなわち、図6(a)に示すように、音源装置2(スピーカ23)で送信された位置測定用音波の切り替えパターンにおいて、測定用受信時刻tRf0の直前の切り替えタイミング時刻tR0に相当する送信側の切り替えタイミング時刻tT0は、音波測定データベース15に記憶されているデータに基づいて特定することができる。ここで、一例として、前述のように受信周波数fが位置検出用周波数(10kHz)に等しくなったときに、S205で検出された波の数Pが60+1/4波であったとすると、測定用送信時刻tTf0は、(3)式により算出される。
Next, in S210, a time t Tf0 (measurement transmission time) at which the reception timing point R corresponding to the measurement reception time t Rf0 in the position measurement sound wave switching pattern is transmitted by the
S215では、測定用送信時刻tTf0と測定用受信時刻tRf0との差分を遅延時間SDとして算出する。
続くS220では、位置推定処理のS140で取得した送信遅延時間及び受信遅延時間をS215で算出した遅延時間SDから減算して、遅延時間SDを送受信時間差HDに補正する。つまり、S215で算出した遅延時間SDは、厳密にいうと、音源装置2の音源制御部22にて検出された測定用送信時刻tTf0と受信装置10の測定制御部19にて測定用受信時刻tRf0との差分であるため、音波がスピーカ23からマイク12まで到達する時間に、音波が音源制御部22からスピーカ23まで到達する時間(送信遅延時間)と、音波がマイク12から測定制御部19に到達する時間(受信遅延時間)とを含んだ値となっている。そこで、本ステップでは、前述のように、送信遅延時間及び受信遅延時間を減算することによって、遅延時間SDを、音波がスピーカ23からマイク12まで到達する時間(送受信時間差HD)に補正する。
In S215, the difference between the measurement transmission time t Tf0 and the measurement reception time t Rf0 is calculated as the delay time SD.
In subsequent S220, the transmission delay time and the reception delay time acquired in S140 of the position estimation process are subtracted from the delay time SD calculated in S215 to correct the delay time SD to the transmission / reception time difference HD. That is, strictly speaking, the delay time SD calculated in S215 is the measurement transmission time t Tf0 detected by the sound
次にS225では、ステップS220で補正された送受信時間差HDと、位置推定処理のS135で算出した音速とを乗算して、スピーカ23とマイク12との距離dを算出する。
In step S225, the distance d between the
続くS230では、走行路に沿った方向におけるマイク12の位置と、S225により算出されたスピーカ23とマイク12との距離dと、に基づいて、スピーカ23に対するマイク12の相対位置を特定する。つまり、本実施形態では、マイク12の位置が走行路に沿った方向に対して垂直な直線であってスピーカ23を通る測定直線L上であることと、スピーカ23からこのマイク12までの距離dとに基づいて、スピーカ23に対するマイク12の相対位置が特定される。
In subsequent S230, the relative position of the
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[3A]測定制御部19は、位置測定用音波の受信周波数が、自車両3の走行に伴うドップラ効果により変化して所定の位置検出用周波数に等しくなったことを、走行路に沿った方向における所定の位置に受信装置10が位置することとして検出する(S145)。
[3. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
[3A] The measurement control unit 19 indicates that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying the traveling of the
このような構成では、走行路に沿った方向における自車両3の位置を受信周波数に基づいて特定することが可能となる。すなわち、自車両3が走行路に沿って走行している状態において、走行路に沿った方向における自車両3の位置の変化に伴い、音源装置2(スピーカ23)と受信装置10(マイク12)との距離が変化すると、位置測定用音波の受信周波数がドップラ効果により変化する。このため、走行路に沿った方向における自車両3の位置を受信周波数から特定することができる。したがって、音源装置2及び受信装置10を一つずつ用いた簡易な構成で、音波を用いて自車両3の位置測定を行うことができる。
In such a configuration, the position of the
[3B]位置検出用周波数は、位置測定用音波の送信周波数(本実施形態では、一例として、10kHz、及び12kHz)である。また、測定制御部19は、受信周波数が位置測定用音波の送信周波数に等しくなったことを、走行路に沿った方向に対して垂直な直線であって、音源装置2のスピーカ23を通る測定直線L上に、受信装置10(マイク12)が位置することとして検出する(S145)。
[3B] The position detection frequency is the transmission frequency of the position measurement sound wave (in this embodiment, 10 kHz and 12 kHz as an example). Further, the measurement control unit 19 measures that the reception frequency is equal to the transmission frequency of the position-measurement sound wave and is a straight line perpendicular to the direction along the travel path and passes through the
前述のように、位置測定用音波の受信周波数は、走行路に沿った方向における受信装置10の位置に応じて変化し得る。例えば、受信装置10が音源装置2に近づいた後に遠ざかる過程において、受信周波数は、ドップラ効果により変化し、受信装置10と音源装置2との距離が最短となる時点で、すなわち受信装置10が測定直線L上に位置する時点(受信装置10が音源装置2の真正面に位置する時点)で、送信周波数(位置測定用音波の本来の周波数)に等しくなる。つまり、このときの受信周波数は、自車両3の速度に関係無く算出される((1)式参照)。
As described above, the reception frequency of the position measurement sound wave can be changed according to the position of the receiving
したがって、受信周波数が位置測定用音波の送信周波数に等しくなったことを測定直線L上に受信装置10(マイク12)が位置することとして検出する本実施形態では、自車両3の速度を検出すること無しに、自車両3の絶対位置を推定することができる。この結果、位置測定システム1における受信装置10の構成を簡易なものとすることができる。
Therefore, in this embodiment in which it is detected that the reception device 10 (microphone 12) is positioned on the measurement line L that the reception frequency is equal to the transmission frequency of the position measurement sound wave, the speed of the
[3C]位置測定用音波は、時刻情報に基づく所定のパターンで変化するように、音源装置2から送信される。受信装置10は、音源装置2が用いる時刻情報と同じ時刻情報を用いて、位置測定用音波のパターンに基づいて測定用受信時刻を検出し、検出した測定用受信時刻から測定用送信時刻を推定し、これらの差分を用いて音源装置2との距離を算出する(S225)。そして、受信装置10が測定直線L上に位置することと、算出した距離とに基づいて、音源装置2に対する受信装置10の相対位置が特定される(S230)。このような構成では、音源装置2(スピーカ23)の絶対位置をあらかじめ把握しておくことで、特定された相対位置に基づいて、受信装置10(マイク12)の絶対位置、ひいては自車両3の絶対位置を精度良く推定することができる。
[3C] The sound wave for position measurement is transmitted from the
なお、本実施形態では、音源装置2が「送信装置」としての一例に相当し、GPS受信機21が「取得手段」としての一例に相当し、スピーカ23が「送信手段」としての一例に相当し、自車両3が「移動体」としての一例に相当する。また、S145が「走行位置検出手段」としての処理の一例に相当し、S100が「取得処理手段」としての処理の一例に相当し、S225が「距離算出手段」としての処理の一例に相当し、S230が「相対位置特定手段」としての処理の一例に相当する。また、時刻情報が「時刻信号」としての一例に相当する。
In the present embodiment, the
[4.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態をとり得ることは言うまでもない。
[4. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment.
[4A]上記実施形態では、複数種類の位置測定用音波の送信周波数(10kHz、12kHz)は、ドップラ効果によって一方の送信周波数(10kHz)のとり得る周波数範囲と、他方の送信周波数(12kHz)のとり得る範囲とが一部重なっていたが、これに限るものではない。例えば、複数種類の位置測定用音波の送信周波数は、一方の位置測定用音波がドップラ効果によりとり得る周波数範囲と、他方の位置測定用音波がドップラ効果によりとり得る周波数範囲とが、互い重ならないように設定されていてもよい。 [4A] In the above-described embodiment, the transmission frequencies (10 kHz, 12 kHz) of a plurality of types of position measurement sound waves have a frequency range that one transmission frequency (10 kHz) can take due to the Doppler effect and the other transmission frequency (12 kHz). Although it overlapped with the possible range, it is not limited to this. For example, as for the transmission frequencies of a plurality of types of position measurement sound waves, the frequency range that one position measurement sound wave can take due to the Doppler effect and the frequency range that the other position measurement sound wave can take due to the Doppler effect do not overlap each other. It may be set as follows.
[4B]上記実施形態では、位置測定用音波は、時刻情報に基づく所定のタイミングで2種類の周波数の音波を交互に切り替えるように設定されていたが、これに限らず、3種類以上の周波数の音波を交互に切り替えるように設定されていてもよい。また、位置測定用音波は、時刻情報に基づく所定のタイミングで、複数種類の強度のうちのいずれかに切り替えられるような音波であってもよい。 [4B] In the above embodiment, the position measurement sound wave is set so as to alternately switch the sound waves of two types of frequencies at a predetermined timing based on the time information. The sound waves may be set to be switched alternately. Further, the position measurement sound wave may be a sound wave that can be switched to one of a plurality of types of intensities at a predetermined timing based on time information.
[4C]上記実施形態では、音源装置2は、トンネルを出た直後の走行路上に設置されていたが、これに限らず、例えば高架下などに設置されていてもよい。また、音源装置2は、位置測定用音波を常時送信するように構成されていたが、これに限らない。例えば、音源装置2は、音源装置2から所定距離以内に車両が近づいたことをきっかけとして、位置測定用音波を送信するものであってもよい。
[4C] In the above embodiment, the
[4D]上記実施形態では、受信周波数が所定の位置検出用周波数、すなわち位置測定用音波の送信周波数に等しくなったことを、測定直線L上に受信装置10(マイク12)が位置することとして検出したが、これに限らず、位置検出用周波数は、位置測定用音波の送信周波数がドップラ効果によってとり得る範囲の任意の値に設定してよい。ただし、(1)式及び図(b)より明らかであるように、前後の周波数と区別するために、位置検出用周波数は、ドップラ効果による周波数変化の割合が大きい、角度θがπ/2rad付近の値となるような周波数であることがより望ましい。 [4D] In the above embodiment, the fact that the reception device 10 (microphone 12) is positioned on the measurement line L indicates that the reception frequency is equal to a predetermined position detection frequency, that is, the transmission frequency of the position measurement sound wave. Although detected, the present invention is not limited to this, and the position detection frequency may be set to any value within the range that the transmission frequency of the position measurement sound wave can take due to the Doppler effect. However, as is clear from the equation (1) and FIG. (B), the position detection frequency has a large rate of frequency change due to the Doppler effect, and the angle θ is near π / 2 rad, in order to distinguish it from the previous and subsequent frequencies. It is more desirable that the frequency be such that.
[4E]上記実施形態では、測定直線L上に自車両3(受信装置10のマイク12)が位置することが検出された場合に、このときの位置測定用音波の遅延時間SDに基づいてスピーカ23とマイク12との距離dを算出して受信装置10(マイク12)の音源装置2(スピーカ23)に対する相対位置を推定していたが、これに限らず、スピーカ23とマイク12との距離dを所定の固定値に設定してもよい。例えば、図2に示すような走行路を自車両3が走行している場合、自車両3が走行している走行路の中央に受信装置10(マイク12)が位置していると仮定して、スピーカ23とマイク12との距離dを4.5mに設定してもよい。または、自車両3が走行している道路の中央に自車両3が位置していると仮定して、スピーカ23と自車両3との距離を所定の固定値に設定してもよい(すなわち、例えば図2に示すような走行路を走行している場合であれば、スピーカ23と自車両3との距離を4.5mに設定してもよい)。これにより、位置測定用音波の遅延時間SDに基づいて算出する場合と比べると精度は落ちるが、GPS等の人工衛星からの測位信号に基づいて位置を測定する場合と比べると同等かそれ以上の精度で、自車両3の絶対位置を推定することができる。
[4E] In the above embodiment, when it is detected that the host vehicle 3 (the
[4F]上記実施形態では、位置測定システム1は、道路上を走行する自動車の位置を測定するものであったが、これに限らず、例えば、線路上を走行する電車の位置を測定するものであってもよい。 [4F] In the above embodiment, the position measurement system 1 measures the position of a car traveling on a road. However, the position measurement system 1 is not limited to this, and for example, measures the position of a train traveling on a track. It may be.
[4G]上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 [4G] The functions of one constituent element in the above embodiment may be distributed as a plurality of constituent elements, or the functions of a plurality of constituent elements may be integrated into one constituent element. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment as long as a subject can be solved. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present invention.
[4H]本発明は、前述した位置測定システム1及び受信装置10の他、当該装置10としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、位置測定方法など、種々の形態で実現することができる。
[4H] The present invention is implemented in various forms such as the above-described position measurement system 1 and the receiving
1…位置測定システム 2…音源装置 3…自車両 10…受信装置 11…GPS受信機 19…測定制御部 21…GPS受信機 23…スピーカ 91…CPU 92…ROM 93…RAM 。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記送信装置は、
時刻同期を行うための時刻信号を取得する取得手段(21)と、
前記時刻信号に基づく所定のパターンで周波数が変化する音波であって、前記周波数が複数の異なる周波数のうちのいずれかに変化する音波を、前記位置測定用音波として送信する送信手段(23)と、
を備え、
前記受信装置は、
前記時刻信号を取得する処理を行う取得処理手段(S100)と、
前記位置測定用音波の受信周波数が、前記移動体の走行に伴うドップラ効果により変化して所定の位置検出用周波数に等しくなったことを、前記走行路に沿った方向における所定の位置に当該受信装置が位置することとして検出する走行位置検出手段(S145)と、
前記位置測定用音波の受信周波数が前記位置検出用周波数に等しくなった時刻である測定用受信時刻と、前記位置測定用音波の前記パターンにおける前記測定用受信時刻に相当する点が前記送信装置で送信された時刻である測定用送信時刻との差分を、前記送信装置との距離として算出する距離算出手段(S225)と、
前記走行位置検出手段により検出された前記走行路に沿った方向における前記受信装置の位置と、前記距離算出手段により算出された前記送信装置と前記受信装置との距離と、に基づいて前記送信装置に対する前記受信装置の相対位置を特定する相対位置特定手段(S230)と、を備える
ことを特徴とする位置測定システム。 A position measuring system comprising: a transmitting device (2) that is installed on a traveling path of a moving body and transmits a predetermined position measuring sound wave; and a receiving device (10) that is mounted on the moving body and receives the position measuring sound wave. (1)
The transmitter is
Acquisition means (21) for acquiring a time signal for performing time synchronization;
A transmitting means (23) for transmitting a sound wave whose frequency changes in a predetermined pattern based on the time signal, wherein the frequency changes to any one of a plurality of different frequencies, as the sound wave for position measurement; ,
With
The receiving device is:
Acquisition processing means (S100) for performing processing for acquiring the time signal;
The fact that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying the traveling of the moving body and becomes equal to the predetermined position detection frequency is received at the predetermined position in the direction along the traveling path. Traveling position detecting means (S145) for detecting that the device is located ;
A point corresponding to the measurement reception time that is the time when the reception frequency of the position measurement sound wave becomes equal to the position detection frequency and the measurement reception time in the pattern of the position measurement sound wave is the transmission device. Distance calculation means (S225) for calculating a difference from the transmission time for measurement, which is the transmitted time, as a distance from the transmission device;
The transmitting apparatus based on the position of the receiving apparatus in the direction along the traveling path detected by the traveling position detecting means and the distance between the transmitting apparatus and the receiving apparatus calculated by the distance calculating means. And a relative position specifying means (S230) for specifying the relative position of the receiving device with respect to the position measuring system.
前記位置検出用周波数は、前記位置測定用音波の送信周波数であり、
前記走行位置検出手段は、前記受信周波数が前記位置測定用音波の送信周波数に等しくなったことを、前記走行路に沿った方向に対して垂直な直線であって前記送信装置の音源を通る直線上に前記受信装置が位置することとして検出する
ことを特徴とする位置測定システム。 The position measurement system according to claim 1,
The position detection frequency is a transmission frequency of the position measurement sound wave,
The travel position detection means is a straight line that is perpendicular to the direction along the travel path and that passes through the sound source of the transmission device when the reception frequency is equal to the transmission frequency of the position measurement sound wave. Detecting that the receiving device is located above the position measuring system.
前記送信手段は、前記時刻信号に基づく所定のタイミングで複数種類の周波数のうちのいずれかに切り替えられる音波を、前記位置測定用音波として送信する
ことを特徴とする位置測定システム。 The position measurement system according to claim 2 ,
The transmission means transmits a sound wave that can be switched to one of a plurality of types of frequencies at a predetermined timing based on the time signal as the sound wave for position measurement.
前記送信装置は、
時刻同期を行うための時刻信号を取得する取得手段(21)と、
前記時刻信号に基づく所定のパターンで周波数が変化する音波であって、前記周波数が複数の異なる周波数のうちのいずれかに変化する音波を、前記位置測定用音波として送信する送信手段(23)と、
を備え、
当該受信装置は、
前記時刻信号を取得する処理を行う取得処理手段(S100)と、
前記位置測定用音波の受信周波数が、前記移動体の走行に伴うドップラ効果により変化して所定の位置検出用周波数に等しくなったことを、前記走行路に沿った方向における所定の位置に当該受信装置が位置することとして検出する走行位置検出手段(S145)と、
前記位置測定用音波の受信周波数が前記位置検出用周波数に等しくなった時刻である測定用受信時刻と、前記位置測定用音波の前記パターンにおける前記測定用受信時刻に相当する点が前記送信装置で送信された時刻である測定用送信時刻との差分を、前記送信装置との距離として算出する距離算出手段(S225)と、
前記走行位置検出手段により検出された前記走行路に沿った方向における前記受信装置の位置と、前記距離算出手段により算出された前記送信装置と前記受信装置との距離と、に基づいて前記送信装置に対する前記受信装置の相対位置を特定する相対位置特定手段(S230)と、を備える
ことを特徴とする受信装置。 A receiving device (10) that is mounted on a moving body and receives a predetermined position measurement sound wave transmitted from a transmitting device (20) installed on a traveling path of the moving body,
The transmitter is
Acquisition means (21) for acquiring a time signal for performing time synchronization;
A transmitting means (23) for transmitting a sound wave whose frequency changes in a predetermined pattern based on the time signal, wherein the frequency changes to any one of a plurality of different frequencies, as the sound wave for position measurement; ,
With
The receiving device is
Acquisition processing means (S100) for performing processing for acquiring the time signal;
The fact that the reception frequency of the position measurement sound wave is changed by the Doppler effect accompanying the traveling of the moving body and becomes equal to the predetermined position detection frequency is received at the predetermined position in the direction along the traveling path. Traveling position detecting means (S145) for detecting that the device is located ;
A point corresponding to the measurement reception time that is the time when the reception frequency of the position measurement sound wave becomes equal to the position detection frequency and the measurement reception time in the pattern of the position measurement sound wave is the transmission device. Distance calculation means (S225) for calculating a difference from the transmission time for measurement, which is the transmitted time, as a distance from the transmission device;
The transmitting apparatus based on the position of the receiving apparatus in the direction along the traveling path detected by the traveling position detecting means and the distance between the transmitting apparatus and the receiving apparatus calculated by the distance calculating means. Relative position specifying means (S230) for specifying the relative position of the receiving apparatus with respect to the receiving apparatus.
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