[go: up one dir, main page]

JP7285981B1 - Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method - Google Patents

Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method Download PDF

Info

Publication number
JP7285981B1
JP7285981B1 JP2022031534A JP2022031534A JP7285981B1 JP 7285981 B1 JP7285981 B1 JP 7285981B1 JP 2022031534 A JP2022031534 A JP 2022031534A JP 2022031534 A JP2022031534 A JP 2022031534A JP 7285981 B1 JP7285981 B1 JP 7285981B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
satellite
positioning
beacon
quality evaluation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022031534A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023127692A (en
Inventor
成晃 竹原
直樹 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2022031534A priority Critical patent/JP7285981B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7285981B1 publication Critical patent/JP7285981B1/en
Publication of JP2023127692A publication Critical patent/JP2023127692A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

【課題】高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定装置を得る。【解決手段】本開示の位置推定装置400は、測位衛星11から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信部120と、路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信部130と、衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位部140と、ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位部130と、ビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報に基づき自己位置を推定する自己位置推定部170と、を備える。【選択図】図1A position estimation device capable of estimating its own position with high accuracy and robustness is obtained. A position estimation device (400) of the present disclosure includes a satellite signal reception unit (120) that receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite (11), and a beacon that receives a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside by a tag node. A signal communication unit 130, a satellite signal positioning unit 140 that acquires satellite positioning position information based on a satellite signal, a beacon signal positioning unit 130 that acquires beacon positioning position information based on a beacon signal, and a beacon positioning position information and a satellite positioning position. and a self-position estimation unit 170 that estimates the self-position based on the information. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本願は、位置推定装置、自動運転システムおよび位置推定方法に関する。 The present application relates to a position estimation device, an automatic driving system, and a position estimation method.

移動体の自動運転を実現するためには、移動体の自己位置を常時正確に把握する必要がある。移動体の自己位置の推定方法として、移動体が屋外を走行する場合は、衛星信号を用いる方法などが挙げられる。また、屋内などの衛星信号を受信しにくい環境では、路側などに配置した複数のビーコン信号送信機からの信号を用いる方法などが挙げられる。 In order to realize automatic operation of a mobile object, it is necessary to always accurately grasp the self-position of the mobile object. As a method for estimating the self-position of a mobile object, there is a method using satellite signals when the mobile object runs outdoors. In addition, in an environment where it is difficult to receive satellite signals, such as indoors, there is a method of using signals from a plurality of beacon signal transmitters arranged on the roadside.

上記のように移動体が走行する各地点において、移動体の位置情報を取得可能な通信方式が異なるため、常時正確な測位を実現するためには、各地点で必要に応じて、測位に使用する通信方式を切り替える技術が求められる。 As mentioned above, the communication method that can acquire the position information of the mobile object differs depending on the location where the mobile object runs. There is a demand for a technology for switching between communication methods.

特許文献1に記載の位置検知システムでは、移動体の自己位置の測位において、屋外では衛星信号を用いた測位を行う一方、屋内ではビーコン信号を用いた測位を行うことで、屋内外で移動体の自己位置を確実に検知可能としている。 In the position detection system described in Patent Document 1, in measuring the self-position of a mobile object, positioning is performed using satellite signals outdoors, while positioning is performed using beacon signals indoors. can reliably detect its own position.

特開2019-132627号公報JP 2019-132627 A

特許文献1に記載の位置検知システムによれば、衛星およびビーコンの両方の測位システムで自己位置が測位可能である場合には、ビーコン測位システムを使用することを予め決めているため、衛星測位が正常であり、かつビーコン測位が正常な場合には、精度あるいは安定性の良悪に関わらず強制的にビーコン測位が選択されるため、衛星測位の情報が活用されないという課題があった。また、衛星測位で測位できない場合であって、かつビーコン測位で測位できない場合は、測位ができない状態が継続されるという課題もあった。 According to the position detection system described in Patent Document 1, when the self-position can be determined by both satellite and beacon positioning systems, it is predetermined to use the beacon positioning system. When the system is normal and beacon positioning is normal, beacon positioning is forcibly selected regardless of whether the accuracy or stability is good or bad, so there is a problem that satellite positioning information is not utilized. In addition, when positioning cannot be performed by satellite positioning and when positioning cannot be performed by beacon positioning, there is also a problem that the state in which positioning cannot be performed continues.

本開示は上記の課題を解決するためになされたものであり、移動体の自己位置を高精度に推定する位置推定装置、自動運転システムおよび位置推定方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a position estimation device, an automatic driving system, and a position estimation method for estimating the self-position of a mobile object with high accuracy.

本願に開示される位置推定装置は、
測位衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信部と、
路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信部と、
前記衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位部と、
前記ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位部と、
前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報に基づき、自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記ビーコン信号および前記衛星信号の通信状態ごとに信号品質評価値を生成する信号品質評価部と、を備え、
前記自己位置推定部は、前記ビーコン信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記ビーコン測位位置情報、および前記衛星信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記衛星測位位置情報に基づき、前記自己位置を推定し、前記信号品質評価部が生成する前記信号品質評価値に基づき、前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報のそれぞれに対する重み係数を生成することを特徴とする。
The position estimation device disclosed in the present application includes:
a satellite signal receiving unit that receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite;
a beacon signal communication unit for receiving, by a tag node, a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside;
a satellite signal positioning unit that acquires satellite positioning position information based on the satellite signal;
a beacon signal positioning unit that acquires beacon positioning position information based on the beacon signal;
a self-position estimation unit that estimates a self-position based on the beacon positioning position information and the satellite positioning position information;
a signal quality evaluation unit that generates a signal quality evaluation value for each communication state of the beacon signal and the satellite signal;
The self-location estimating unit uses the beacon positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the beacon signal and the satellite positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the satellite signal. Based on the signal quality evaluation value generated by the signal quality evaluation unit, the self-position is estimated, and a weighting factor is generated for each of the beacon positioning position information and the satellite positioning position information.

本願に開示される自動運転システムは、
自車両に搭載された上述の位置推定装置と、
前記自車両に搭載され、前記位置推定装置から出力される前記自車両の自車位置を用いて、前記自車両が前記自車位置から目標地点に至るまでの走行経路を生成する走行経路生成装置と、
前記自車両に搭載され、前記生成された走行経路上での前記自車両の自動運転制御を実行するための目標軌跡および目標走行速度を設定する車両制御装置と、を備える。
The automatic driving system disclosed in the present application is
the above-described position estimation device mounted on the own vehicle;
A travel route generating device mounted on the own vehicle for generating a travel route from the own vehicle position to a target point by using the own vehicle position of the own vehicle output from the position estimation device. and,
A vehicle control device that is mounted on the own vehicle and sets a target trajectory and a target travel speed for executing automatic driving control of the own vehicle on the generated travel route.

本願に開示される位置推定方法は、
測位衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信ステップと、
前記衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位ステップと、
前記ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位ステップと、
前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報に基づき、自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記ビーコン信号および前記衛星信号それぞれの通信状態から信号品質評価値を生成する信号品質評価ステップと、を含み、
前記自己位置推定ステップでは、前記ビーコン信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記ビーコン測位位置情報、および前記衛星信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記衛星測位位置情報に基づき、前記自己位置を推定し、前記信号品質評価ステップが生成する前記信号品質評価値に基づき、前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報のそれぞれに対する重み係数を生成することを特徴とする。

The position estimation method disclosed in the present application comprises:
a satellite signal reception step of receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite;
a beacon signal communication step of receiving, by a tag node, a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside;
a satellite signal positioning step of obtaining satellite positioning position information based on the satellite signals;
a beacon signal positioning step of obtaining beacon positioning position information based on the beacon signal;
a self-position estimation step of estimating self-position based on the beacon positioning position information and the satellite positioning position information;
a signal quality evaluation step of generating a signal quality evaluation value from communication conditions of each of the beacon signal and the satellite signal;
In the self-position estimation step, the beacon positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the beacon signal, and the satellite positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the satellite signal. Based on this, the self-position is estimated, and a weighting factor is generated for each of the beacon positioning position information and the satellite positioning position information based on the signal quality evaluation value generated by the signal quality evaluation step.

本願に開示される位置推定装置によれば、衛星信号およびビーコン信号の組み合わせに基づき自己位置を推定するので、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定装置が得られるという効果を奏する。 According to the position estimation device disclosed in the present application, the self-position is estimated based on the combination of the satellite signal and the beacon signal, so it is possible to obtain a position estimation device capable of estimating the self-position with high accuracy and robustness. Effective.

本願に開示される位置推定方法によれば、衛星信号およびビーコン信号の組み合わせに基づき自己位置を推定するので、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定方法が得られるという効果を奏する。 According to the position estimation method disclosed in the present application, the self-position is estimated based on the combination of the satellite signal and the beacon signal. Effective.

本願に開示される自動運転システムによれば、上述の位置推定装置および位置推定方法によって自車位置情報を高精度に推定するので、精度の高い自車位置情報に基づき、安定性に優れた自動運転制御を実現できるという効果を奏する。 According to the automatic driving system disclosed in the present application, the vehicle position information is estimated with high accuracy by the position estimation device and the position estimation method described above. It is effective in realizing operation control.

実施の形態1に係る位置推定装置の構成を表す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing the configuration of a position estimation device according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る位置推定装置を搭載した車両において、車両を上面方向から見た場合の車両と測位衛星およびアンカーの位置関係を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the vehicle, positioning satellites, and anchors when the vehicle is viewed from above in the vehicle equipped with the position estimation device according to Embodiment 1; 実施の形態1に係る位置推定装置を搭載した車両において、車両を水平方向から見た場合の車両と測位衛星およびアンカーの位置関係を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the vehicle, positioning satellites, and anchors when the vehicle is viewed from the horizontal direction in the vehicle equipped with the position estimation device according to Embodiment 1; 実施の形態1に係る位置推定方法を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart diagram showing a position estimation method according to Embodiment 1; 実施の形態1に係る位置推定方法を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart diagram showing a position estimation method according to Embodiment 1; 実施の形態2に係る位置推定方法を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flow chart diagram showing a position estimation method according to Embodiment 2; 実施の形態2に係る位置推定方法を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flow chart diagram showing a position estimation method according to Embodiment 2; 実施の形態3に係る位置推定方法を示すフローチャート図である。FIG. 11 is a flow chart diagram showing a position estimation method according to Embodiment 3; 実施の形態4に係る自動運転システムの構成を示す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram showing the configuration of an automatic driving system according to Embodiment 4; 実施の形態4に係る自動運転システムを搭載した車両の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a vehicle equipped with an automatic driving system according to Embodiment 4; 実施の形態1から3に係る位置推定装置および実施の形態4に係る自動運転システムを実現するハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions which implement|achieve the position estimation apparatus which concerns on Embodiment 1-3, and the automatic driving system which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態1から3に係る位置推定装置および実施の形態4に係る自動運転システムを実現するハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions which implement|achieve the position estimation apparatus which concerns on Embodiment 1-3, and the automatic driving system which concerns on Embodiment 4. FIG.

実施の形態1.
<実施の形態1に係る位置推定装置の構成>
図1は実施の形態1に係る位置推定装置の構成を表す機能ブロック図である。実施の形態1に係る位置推定装置400は、ビーコン信号通信部110と、衛星信号受信部120と、ビーコン信号測位部130と、衛星信号測位部140と、時間管理部150と、信号品質評価部160と、自己位置推定部170と、を備える。
Embodiment 1.
<Configuration of position estimation device according to Embodiment 1>
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a position estimation device according to Embodiment 1. FIG. Position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1 includes beacon signal communication section 110, satellite signal reception section 120, beacon signal positioning section 130, satellite signal positioning section 140, time management section 150, and signal quality evaluation section. 160 and a self-position estimation unit 170 .

ビーコン信号通信部110はタグノード13を有し、路側に設置された1つ以上のアンカー12のアンカーノード12aから送信されるビーコン信号をこのタグノード13によって受信する。ビーコン信号には、アンカー12の位置情報が含まれる。アンカー12の位置情報には、アンカー12の位置、距離、角度および信号品質が少なくとも含まれる。ビーコン信号通信部110は、受信したビーコン信号をビーコン信号測位部130に出力する。タグノード13は、複数のアンカー12のアンカーノード12aと通信することも可能である。 The beacon signal communication unit 110 has a tag node 13, and the tag node 13 receives a beacon signal transmitted from the anchor node 12a of one or more anchors 12 installed on the roadside. The beacon signal contains position information of the anchor 12 . The position information of the anchor 12 includes at least the position, distance, angle and signal quality of the anchor 12 . Beacon signal communication section 110 outputs the received beacon signal to beacon signal positioning section 130 . A tag node 13 can also communicate with anchor nodes 12 a of multiple anchors 12 .

ビーコン信号通信部110は、時間管理部150からビーコン信号測位部130を介して測位タイミングを受信する。なお、ビーコン信号通信部110は、時間管理部150からの測位タイミングの指示を直接受信してもよい。また、ビーコン信号通信部110は、タグノード13に設置された複数のアンテナによる測角機能を有し、ビーコン信号の方向に関する情報を取得しても良い。 The beacon signal communication unit 110 receives positioning timing from the time management unit 150 via the beacon signal positioning unit 130 . Note that the beacon signal communication unit 110 may directly receive the positioning timing instruction from the time management unit 150 . Also, the beacon signal communication unit 110 may have an angle measurement function using a plurality of antennas installed in the tag node 13 and acquire information regarding the direction of the beacon signal.

衛星信号受信部120は、1つ以上の測位衛星11から送信される衛星信号を受信する。衛星信号には、測位衛星11の位置、距離および信号品質が少なくとも含まれる。衛星信号受信部120は、受信した衛星信号を衛星信号測位部140に出力する。なお、測位衛星11またはセルラー網からの補強信号を適用する場合は、補強信号も衛星信号の一部に含まれる。 The satellite signal receiver 120 receives satellite signals transmitted from one or more positioning satellites 11 . The satellite signal includes at least the position, distance and signal quality of the positioning satellite 11 . Satellite signal reception section 120 outputs the received satellite signal to satellite signal positioning section 140 . It should be noted that, when the reinforcement signal from the positioning satellite 11 or the cellular network is applied, the reinforcement signal is also included in part of the satellite signal.

衛星通信方式の一例として、CDMA(Code Division Multiple Access)が挙げられる。また、ビーコン通信方式の一例として、IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wide Band)が挙げられる。しかしながら、本開示の目的を満たすことが可能であれば、通信方式は上述のものに限定されない。 An example of the satellite communication system is CDMA (Code Division Multiple Access). An example of a beacon communication method is IR-UWB (Impulse-Radio Ultra Wide Band). However, the communication schemes are not limited to those described above, as long as the objectives of the present disclosure can be met.

ビーコン信号測位部130は、受信したビーコン信号から、1つ以上のアンカーノード12aの位置およびアンカーノード12aからタグノード13までの距離、並びにビーコン信号の方向などからなるアンカー12の位置情報(以下、ビーコン測位位置情報と呼ぶ)を取得する。 The beacon signal positioning unit 130 obtains position information of the anchor 12 from the received beacon signal, including the position of one or more anchor nodes 12a, the distance from the anchor node 12a to the tag node 13, and the direction of the beacon signal (hereinafter referred to as beacon (referred to as positioning location information).

衛星信号測位部140は、受信した衛星信号から、測位衛星11の位置情報(以下、衛星測位位置情報と呼ぶ)を取得する。 The satellite signal positioning unit 140 acquires position information of the positioning satellites 11 (hereinafter referred to as satellite positioning position information) from the received satellite signals.

時間管理部150は、測位衛星11から送信される衛星信号の受信タイミングを管理する。時間管理部150はビーコン信号通信部110またはビーコン信号測位部130に測位タイミングの指示を送信して、ビーコン信号測位部130の測位タイミングを衛星信号の受信タイミングと同期させることにより、ビーコン信号測位部130および衛星信号測位部140の間の測位タイミングを同期させる。 The time management unit 150 manages reception timing of satellite signals transmitted from the positioning satellites 11 . The time management unit 150 transmits a positioning timing instruction to the beacon signal communication unit 110 or the beacon signal positioning unit 130, and synchronizes the positioning timing of the beacon signal positioning unit 130 with the satellite signal reception timing. 130 and the satellite signal positioning unit 140 are synchronized.

信号品質評価部160は、ビーコン信号および衛星信号の通信状態から信号品質評価値Vを生成する。信号品質評価部160は、衛星信号の通信状態を定量的に評価するために、例えば、衛星信号の精度低下率(Dilution Of Precision:DOP)および衛星信号強度のいずれか1つまたは両方の組み合わせに基づき信号品質評価値Vを生成する。 The signal quality evaluation unit 160 generates a signal quality evaluation value V from the communication state of beacon signals and satellite signals. In order to quantitatively evaluate the communication state of the satellite signal, the signal quality evaluation unit 160 evaluates, for example, a combination of either one or both of the satellite signal Dilution Of Precision (DOP) and the satellite signal strength. Based on this, a signal quality evaluation value V is generated.

信号品質評価部160は、ビーコン信号の通信状態を定量的に評価するために、例えば、ビーコン信号通信部110によるビーコン信号強度、およびアンカーノード12aとタグノード13の間で共有されたパターン信号の相関値のいずれか一つまたは両方の組み合わせに基づき、信号品質評価値Vを生成する。 In order to quantitatively evaluate the communication state of the beacon signal, the signal quality evaluation unit 160 performs, for example, the correlation between the beacon signal strength of the beacon signal communication unit 110 and the pattern signal shared between the anchor node 12a and the tag node 13. A signal quality estimate V is generated based on either one of the values or a combination of both.

信号品質評価部160は、衛星信号およびビーコン信号の信号品質に基づき、例えば、信号品質評価値Vを基準として、自己位置の推定に用いる衛星信号(つまり、衛星測位位置情報)およびビーコン信号(つまり、ビーコン測位位置情報)を選別する。各信号の選別方法の一例として、信号品質評価値Vについて評価閾値Vthを予め設定し、信号品質評価値Vが評価閾値Vth以上の信号のみを自己位置の推定に用いるという方法が挙げられる。 Based on the signal quality of the satellite signal and the beacon signal, for example, based on the signal quality evaluation value V, the signal quality evaluation unit 160 calculates the satellite signal (that is, satellite positioning position information) and the beacon signal (that is, , beacon positioning location information). As an example of the method of selecting each signal, there is a method of presetting an evaluation threshold value V th for the signal quality evaluation value V, and using only signals with a signal quality evaluation value V equal to or higher than the evaluation threshold value V th for estimating the self-location. .

また、信号品質評価値Vが評価閾値Vth以上である衛星信号が3つ以上得られる場合は衛星信号のみを用いて自己位置を推定し、あるいは、信号品質評価値Vが評価閾値Vth以上であるビーコン信号が3つ以上得られる場合はビーコン信号のみを用いて自己位置を推定し、衛星信号の信号品質評価値Vおよびビーコン信号の信号品質評価値Vがいずれも評価閾値Vth未満の場合は、自己位置推定部170はビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報の両方を用いて自己位置を推定するという選別方法を適用しても良い。ただし、この場合は、評価閾値Vthよりもさらに低い閾値を設定して、各信号の選別の基準とする必要がある。 Further, when three or more satellite signals having signal quality evaluation values V equal to or higher than the evaluation threshold value Vth are obtained, the self-position is estimated using only the satellite signals, or the signal quality evaluation value V is equal to or higher than the evaluation threshold value Vth. When three or more beacon signals are obtained, the self-position is estimated using only the beacon signals, and both the signal quality evaluation value V of the satellite signal and the signal quality evaluation value V of the beacon signal are less than the evaluation threshold value Vth . In this case, self-position estimation section 170 may apply a selection method of estimating self-position using both beacon positioning position information and satellite positioning position information. However, in this case, it is necessary to set a threshold value that is lower than the evaluation threshold value Vth and use it as a criterion for selecting each signal.

自己位置推定部170は、ビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報の両方、並びにビーコン信号および衛星信号のそれぞれの信号品質評価値Vに基づき、自己位置を推定する。自己位置推定部170は、推定された自己位置の情報を、位置推定装置400の外部に出力する。なお、ビーコン信号および衛星信号の信号品質評価に関しては、ビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報に予め含まれている信号品質の情報を利用しても良い。 The self-position estimation unit 170 estimates the self-position based on both the beacon positioning position information and the satellite positioning position information, and the signal quality evaluation value V of each of the beacon signal and the satellite signal. Self-position estimation section 170 outputs information on the estimated self-position to the outside of position estimation device 400 . Regarding the signal quality evaluation of beacon signals and satellite signals, signal quality information included in advance in beacon positioning position information and satellite positioning position information may be used.

自己位置推定部170が信号品質評価値Vを基準として自己位置を推定する方法として、例えば、信号品質評価値Vに基づき、ビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報に対する重み係数を生成する方法が挙げられる。重み係数は、信号品質評価値Vが高いほど相対的に大きく設定される。重み係数の詳細については、後述する。
以上が、実施の形態1に係る位置推定装置400の構成の説明である。
As a method for the self-location estimation unit 170 to estimate the self-location based on the signal quality evaluation value V, for example, a method of generating a weighting factor for the beacon positioning position information and the satellite positioning position information based on the signal quality evaluation value V can be mentioned. be done. The weighting factor is set relatively large as the signal quality evaluation value V increases. Details of the weighting factor will be described later.
The above is the description of the configuration of the position estimation device 400 according to the first embodiment.

実施の形態1に係る位置推定装置400が動作する状況について説明する。図2は、車両10を上面方向から見た場合の、位置推定装置400を搭載した車両10と、測位衛星11およびアンカーノード12aが設置されたアンカー12の位置関係を説明する模式図である。また、図3は、車両10を水平方向から見た場合の、位置推定装置400を搭載した車両10と、測位衛星11およびアンカーノード12aが設置されたアンカー12の位置関係を説明する模式図である。なお、車両10は移動体の一例にすぎず、実施の形態1に係る位置推定装置400は車両10以外の移動体に適用しても良い。また、車両10は、自動運転車両10aであっても良く、自動運転車両10aに実施の形態1に係る位置推定装置400を搭載することにより、より一層の円滑な自動運転が実現できる。実施の形態1に係る位置推定装置400を含む自動運転システムについては、実施の形態4において詳述する。 A situation in which position estimation device 400 according to Embodiment 1 operates will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the positional relationship between the vehicle 10 equipped with the position estimation device 400 and the anchor 12 on which the positioning satellite 11 and the anchor node 12a are installed when the vehicle 10 is viewed from above. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the vehicle 10 equipped with the position estimation device 400 and the anchor 12 on which the positioning satellite 11 and the anchor node 12a are installed when the vehicle 10 is viewed from the horizontal direction. be. The vehicle 10 is merely an example of a moving body, and the position estimation device 400 according to Embodiment 1 may be applied to a moving body other than the vehicle 10. Further, the vehicle 10 may be an automatically driven vehicle 10a, and by installing the position estimation device 400 according to Embodiment 1 in the automatically driven vehicle 10a, even smoother automatic driving can be realized. An automatic driving system including the position estimation device 400 according to Embodiment 1 will be described in detail in Embodiment 4.

図2に示すように、車両10の上面には、ビーコン信号通信部110の一部であるタグノード13および衛星信号受信部120の一部である衛星信号受信用アンテナ14が設置される。車両10の上空には、2機の測位衛星11が地上に向けて衛星信号を送信している。地上には、道路(図示せず)の路側に2台のアンカー12が設置され、アンカーノード12aから道路上を走行する車両10に向けて、ビーコン信号を送信する。 As shown in FIG. 2, on the upper surface of the vehicle 10, a tag node 13 that is part of the beacon signal communication unit 110 and a satellite signal reception antenna 14 that is part of the satellite signal reception unit 120 are installed. Above the vehicle 10, two positioning satellites 11 transmit satellite signals toward the ground. On the ground, two anchors 12 are installed on the side of a road (not shown), and beacon signals are transmitted from anchor nodes 12a to vehicles 10 traveling on the road.

実施の形態1に係る位置推定装置400では、衛星信号測位部140は、衛星信号受信部120が受信した衛星信号に基づき、測位衛星11の位置情報(x,y,z)、測位衛星11から衛星信号受信部120までの距離r、光速cを用いて、車両10の位置情報(x,y,z)、並びに、衛星信号受信部120の時計誤差tを未知数とする以下の式(1)に示す方程式を導出する。 In position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1, satellite signal positioning section 140 obtains position information (x i , y i , z i ) of positioning satellite 11, positioning Using the distance r i from the satellite 11 to the satellite signal receiving unit 120 and the speed of light c, the position information (x, y, z) of the vehicle 10 and the clock error t of the satellite signal receiving unit 120 are unknown. Derive the equation shown in Equation (1).

Figure 0007285981000002
Figure 0007285981000002

各測位衛星11の衛星信号ごとに、式(1)を立てる。測位衛星11のみによる自己位置の測位の場合は、3機以上の測位衛星11から衛星信号を受信する必要がある。しかしながら、実施の形態1に係る位置推定装置400では、衛星信号とビーコン信号の両方を組み合わせて自己位置を推定するので、たとえ1機の測位衛星11からの衛星信号しか受信できない場合でも、2つ以上のビーコン信号を組み合わせて利用することにより、自己位置の推定が可能となる。さらに、1つのアンカー12によって距離情報および角度情報が同時に得られる場合は、1機の測位衛星11からの衛星信号および1つのアンカー12からのビーコン信号によっても、自己位置の推定が可能となる。 Equation (1) is established for each satellite signal of each positioning satellite 11 . In the case of self-positioning using only the positioning satellites 11, it is necessary to receive satellite signals from three or more positioning satellites 11. FIG. However, position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1 estimates its own position by combining both satellite signals and beacon signals. By using the above beacon signals in combination, it is possible to estimate the self-position. Furthermore, when distance information and angle information are simultaneously obtained from one anchor 12, the satellite signal from one positioning satellite 11 and the beacon signal from one anchor 12 can also be used to estimate the self-position.

ビーコン通信では、3つ以上のアンカー12のアンカーノード12aから送信されるビーコン信号から取得される位置情報(ビーコン測位位置情報)を用いて、3点測量の原理を用いて、自己位置を推定する。しかしながら、実施の形態1に係る位置推定装置400では、衛星信号およびビーコン信号の両方を組み合わせて自己位置を推定することが可能であるため、たとえ1つのアンカー12のアンカーノード12aから送信されるビーコン信号しか受信できない場合でも、2機以上の測位衛星11から送信される衛星信号を組み合わせて利用することにより、自己位置の推定が可能となる。さらに、上述したように、1つのアンカー12によって距離情報および角度情報が同時に得られる場合は、1機の測位衛星11からの衛星信号および1つのアンカー12からのビーコン信号の組み合わせによっても、自己位置の推定が可能となる。 In beacon communication, position information (beacon positioning position information) obtained from beacon signals transmitted from anchor nodes 12a of three or more anchors 12 is used to estimate the self position using the principle of triangulation. . However, position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1 can estimate its own position by combining both satellite signals and beacon signals. Even if only signals can be received, it is possible to estimate the self-position by combining satellite signals transmitted from two or more positioning satellites 11 . Furthermore, as described above, when distance information and angle information are obtained simultaneously by one anchor 12, the combination of the satellite signal from one positioning satellite 11 and the beacon signal from one anchor 12 can also be used to determine the self-position. can be estimated.

実施の形態1に係る位置推定装置400では、異なる位置の測位衛星11から送信される衛星信号と、異なる位置のアンカー12のアンカーノード12aから送信されるビーコン信号の合計が3つ以上であれば、自己位置の推定が可能となる。ただし、上述したように、衛星信号およびビーコン信号がそれぞれ1つずつでも自己位置の推定が可能となる場合もある。すなわち、実施の形態1に係る位置推定装置400は、原則として、測位衛星11の位置および車両10と測位衛星11の間の距離、並びに路側に配置されたアンカー12の位置およびアンカー12と車両10に設置されたタグノード13の間の距離の両方を用いて自己位置を推定する。 In position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1, if the total number of satellite signals transmitted from positioning satellites 11 at different positions and beacon signals transmitted from anchor nodes 12a of anchors 12 at different positions is three or more, , the self-location can be estimated. However, as described above, even one satellite signal and one beacon signal may be sufficient to estimate the self-position. That is, in principle, position estimation apparatus 400 according to Embodiment 1 is based on the position of positioning satellite 11, the distance between vehicle 10 and positioning satellite 11, the position of anchor 12 placed on the roadside, and the position of anchor 12 and vehicle 10. The self-location is estimated using both the distances between the tag nodes 13 installed in .

<実施の形態1に係る位置推定方法>
図4および図5は、実施の形態1に係る位置推定装置400を用いた位置推定方法を示すフローチャートである。実施の形態1に係る位置推定方法は、図4のフローチャートに示す一連の自己位置推定ループの処理、すなわち、ステップS101のループL1の開始からステップS108のループL1の終了の間の各処理を、予め定められた周期(例えば1秒)で繰り返し実行する。
<Position Estimation Method According to Embodiment 1>
4 and 5 are flowcharts showing a position estimation method using position estimation device 400 according to Embodiment 1. FIG. The position estimation method according to Embodiment 1 performs a series of self-position estimation loop processes shown in the flowchart of FIG. It is repeatedly executed at a predetermined cycle (for example, 1 second).

ステップS102において、衛星信号受信部120は測位衛星11から送信された衛星信号を受信する。衛星信号測位部140は衛星信号に基づき、位置を測位することにより位置情報を取得すると同時に信号品質を取得し、ステップS103の処理に進む。なお、測位衛星11の位置情報および信号品質は、衛星測位位置情報に含まれる。 In step S<b>102 , the satellite signal receiving unit 120 receives satellite signals transmitted from the positioning satellites 11 . The satellite signal positioning unit 140 obtains position information and signal quality at the same time by positioning based on the satellite signal, and proceeds to the process of step S103. The position information and signal quality of the positioning satellites 11 are included in the satellite positioning position information.

ステップS103において、ビーコン信号通信部110は路側に設置されたアンカー12のアンカーノード12aから送信されるビーコン信号を受信する。ビーコン信号測位部130は、ビーコン信号に基づき、位置を測位することにより位置情報を取得すると同時に信号品質を取得し、ステップS104の処理に進む。なお、アンカー12の位置情報および信号品質は、ビーコン測位位置情報に含まれる。 In step S103, the beacon signal communication unit 110 receives a beacon signal transmitted from the anchor node 12a of the anchor 12 installed on the roadside. The beacon signal positioning unit 130 obtains position information and signal quality at the same time by positioning based on the beacon signal, and proceeds to the process of step S104. The location information and signal quality of the anchor 12 are included in the beacon positioning location information.

ステップS104において、信号品質評価部160は衛星信号およびビーコン信号の信号品質に基づき、自己位置の推定に用いる衛星信号およびビーコン信号を選別し、ステップS105の処理に進む。 In step S104, the signal quality evaluation unit 160 selects satellite signals and beacon signals to be used for self-position estimation based on the signal quality of the satellite signals and beacon signals, and proceeds to the process of step S105.

ステップS105において、自己位置推定部170は、選別された衛星信号およびビーコン信号に基づき、自己位置を推定する。 In step S105, the self-position estimation unit 170 estimates the self-position based on the selected satellite signals and beacon signals.

図5は、図4のフローチャートの中で、ステップS104の処理の内容を説明するフローチャートである。 FIG. 5 is a flow chart for explaining the contents of the processing of step S104 in the flow chart of FIG.

ステップS201において、信号品質評価部160は信号品質が良好な測位衛星11の捕捉数が3つ以上あるか否かを判定する。なお、信号品質は、衛星測位位置情報の中に含まれる情報であっても良い。 In step S201, the signal quality evaluation unit 160 determines whether or not there are three or more captured positioning satellites 11 with good signal quality. The signal quality may be information included in the satellite positioning position information.

ステップS201において、信号品質が良好な測位衛星11の捕捉数が3つ以上と判定された場合(YESの場合)は、ステップS206の処理に進み、自己位置の推定には、衛星信号のみを使用する、つまり、衛星信号のみが選別された状態で、ステップS105の処理に進む。 If it is determined in step S201 that the number of captured positioning satellites 11 with good signal quality is three or more (if YES), the process proceeds to step S206, and only satellite signals are used to estimate the self-position. Yes, that is, in a state in which only satellite signals have been selected, the process proceeds to step S105.

ステップS201において、信号品質が良好な衛星信号の捕捉数が3つ未満と判定された場合(NOの場合)は、ステップS202の処理に進む。 If it is determined in step S201 that the number of captured satellite signals with good signal quality is less than three (NO), the process proceeds to step S202.

ステップS202において、信号品質が良好なビーコン信号の捕捉数が3つ以上と判定された場合(YESの場合)は、ステップS207の処理に進み、自己位置の推定には、ビーコン信号のみを使用する、つまり、ビーコン信号のみが選別された状態で、ステップS105の処理に進む。 If it is determined in step S202 that the number of captured beacon signals with good signal quality is 3 or more (if YES), the process proceeds to step S207, and only beacon signals are used to estimate the self-position. , that is, in a state in which only the beacon signal is selected, the process proceeds to step S105.

ステップS202において、信号品質が良好なビーコン信号の捕捉数が3つ未満と判定された場合(NOの場合)は、ステップS203の処理に進む。 If it is determined in step S202 that the number of captured beacon signals with good signal quality is less than three (NO), the process proceeds to step S203.

ステップS203において、信号品質が良好な衛星信号および信号品質が良好なビーコン信号を組み合わせて、ステップS105の処理に進む。 In step S203, the satellite signal with good signal quality and the beacon signal with good signal quality are combined, and the process proceeds to step S105.

上述の説明から分かるように、ステップS105において選別された衛星信号およびビーコン信号とは、ステップS206の処理を経た場合は信号品質の良好な3つ以上の衛星信号のみ、ステップS207の処理を経た場合は信号品質の良好な3つ以上のビーコン信号のみ、ステップS203の処理を経た場合は信号品質が良好な3つ未満の衛星信号と信号品質が良好な3つ未満のビーコン信号の組み合わせとなる。 As can be seen from the above description, the satellite signals and beacon signals selected in step S105 are only three or more satellite signals with good signal quality when the process of step S206 is performed, and when the process of step S207 is performed, is a combination of only three or more beacon signals with good signal quality, and a combination of less than three satellite signals with good signal quality and less than three beacon signals with good signal quality after the process of step S203.

なお、上述の説明では、信号品質の良好な3つ以上の衛星信号の場合は衛星信号のみを用いることとしたが、測位衛星11について必要な補足数を4つ以上、さらに5つ以上の任意の数に設定しても良い。ビーコン信号の場合も、衛星信号と同様である。例えば、衛星信号のみを用いる場合の衛星信号の補足数を4つ以上、ビーコン信号のみを用いる場合のビーコン信号について必要な補足数を4つ以上に設定すると、衛星信号およびビーコン信号を組み合わせる場合は、4つ未満の衛星信号および4つ未満のビーコン信号が必要な補足数となる。衛星信号およびビーコン信号に対する誤差最小化、異常値の除去などを考慮した場合、信号数が多くなるほど高精度かつ安定的に測位できるからである。また、DOPを考慮した場合でも、信号数が多い方がDOPの改善の可能性が高まるからでもある。
以上が、実施の形態1に係る位置推定方法の説明である。
In the above description, only satellite signals are used in the case of three or more satellite signals with good signal quality. can be set to the number of Beacon signals are similar to satellite signals. For example, if the number of complements of satellite signals is set to 4 or more when only satellite signals are used, and the required number of complements of beacon signals is set to 4 or more when only beacon signals are used, when satellite signals and beacon signals are combined, , less than 4 satellite signals and less than 4 beacon signals are the required supplemental numbers. This is because, when minimizing errors in satellite signals and beacon signals and removing outliers, etc., are taken into consideration, the greater the number of signals, the more accurately and stably the positioning can be performed. This is also because even when the DOP is taken into account, the greater the number of signals, the higher the possibility of improving the DOP.
The above is the description of the position estimation method according to the first embodiment.

実施の形態1に係る位置推定方法では、衛星測位に際して自己位置の測位を行うのに必要な信号品質の良好な衛星信号が必要な補足数に達しない、あるいはビーコン測位に際して信号品質の良好なビーコン信号が必要な補足数に達しないといった状況であっても、衛星信号の情報とビーコン信号の情報のどちらか一方を選択するのではなく、両方の情報を組み合わせることにより自己位置を推定する。この結果、上述のような状況であったとしても、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能となる。 In the position estimation method according to Embodiment 1, the number of satellite signals with good signal quality necessary for positioning the self-position in satellite positioning does not reach the required number of supplements, or beacons with good signal quality in beacon positioning Even if the signal does not reach the required number of acquisitions, the self-position is estimated by combining the information of the satellite signal and the information of the beacon signal rather than selecting either one. As a result, even in the situation described above, it is possible to estimate the self-position with high accuracy and robustness.

<実施の形態1の効果>
以上、実施の形態1に係る位置推定装置および位置推定方法によれば、衛星信号のみでは必要な補足数に達しない場合、あるいはビーコン信号のみでは必要な補足数に達しない場合であっても、信号品質の良好な衛星信号およびビーコン信号の組み合わせに基づき自己位置を推定するので、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定装置および位置推定方法が得られるという効果を奏する。
<Effect of Embodiment 1>
As described above, according to the position estimation device and the position estimation method according to Embodiment 1, even if the required number of supplements is not reached with only satellite signals, or even if the number of supplements is not reached with only beacon signals, Since the self-position is estimated based on a combination of satellite signals and beacon signals with good signal quality, there is an effect that a position estimation device and a position estimation method capable of estimating the self-position with high accuracy and robustness are obtained. .

実施の形態2.
図6および図7は、実施の形態2に係る位置推定方法を示すフローチャートである。実施の形態2に係る位置推定方法は、図6のフローチャートに示す一連の自己位置推定ループの処理、すなわち、ステップS101のループL1の開始からステップS108のループL1の終了の間の各処理を、予め定められた周期(例えば1秒)で繰り返し実行する。なお、実施の形態2に係る位置推定方法を実行する位置推定装置は、実施の形態1で説明した位置推定装置400と同一である。
Embodiment 2.
6 and 7 are flowcharts showing a position estimation method according to Embodiment 2. FIG. The position estimation method according to the second embodiment performs a series of self-position estimation loop processes shown in the flowchart of FIG. It is repeatedly executed at a predetermined cycle (for example, 1 second). A position estimation device that executes the position estimation method according to the second embodiment is the same as the position estimation device 400 described in the first embodiment.

実施の形態2に係る位置推定方法が実施の形態1に係る位置推定方法と異なる点は、図6に示すフローチャートにおいて、実施の形態1のステップS104の処理がステップS304の処理に置き換わった点、並びに、図7に示すフローチャートにおいて、実施の形態1のステップS203の処理の後にステップS404およびステップS405の各処理が追加された点である。 The position estimation method according to Embodiment 2 differs from the position estimation method according to Embodiment 1 in that, in the flowchart shown in FIG. In addition, in the flowchart shown in FIG. 7, each process of step S404 and step S405 is added after the process of step S203 of the first embodiment.

<実施の形態2に係る位置推定方法>
実施の形態2に係る位置推定方法では、先ず、信号品質評価部160がビーコン信号および衛星信号それぞれの通信状態から信号品質評価値Vを生成する。なお、信号品質は、衛星測位位置情報およびビーコン測位位置情報の中に予め含まれる信号品質に関する情報を用いても良い。次に、自己位置推定部170が、信号品質評価値Vに基づき、ビーコン測位位置情報および衛星測位位置情報のそれぞれに対する重み係数を生成する。
<Position estimation method according to Embodiment 2>
In the position estimation method according to Embodiment 2, first, the signal quality evaluation unit 160 generates the signal quality evaluation value V from the respective communication states of the beacon signal and the satellite signal. For the signal quality, information on signal quality included in advance in the satellite positioning position information and the beacon positioning position information may be used. Next, based on the signal quality evaluation value V, the self-position estimation unit 170 generates a weighting factor for each of the beacon positioning position information and the satellite positioning position information.

<自己位置の推定における重み係数の適用>
自己位置の推定における重み係数の適用について、一例として、ビーコン測位位置情報に含まれるアンカー12の位置情報、および衛星測位位置情報に含まれる測位衛星11の位置情報を用いた場合の重み係数の適用例を、以下に例示する。
<Application of weighting factor in self-location estimation>
Regarding the application of weighting factors in estimating the self-position, as an example, application of weighting factors when using the positional information of the anchor 12 included in the beacon positioning positional information and the positional information of the positioning satellites 11 included in the satellite positioning positional information. Examples are illustrated below.

重み係数を用いた自己位置の推定の一例を、以下に説明する。車両10の自己位置の推定値を三次元座標で、(x,y,z)と表す。また、測位衛星11の位置情報およびアンカー12の位置情報に関して、いずれかに起因する位置情報であるかを区別することなく、単にN個の電波発生源R、R、・・・、Rの位置情報とみなす。 An example of self-position estimation using weighting factors is described below. The estimated value of the self-position of the vehicle 10 is represented by three-dimensional coordinates as (x s , y s , z s ). In addition, regarding the position information of the positioning satellite 11 and the position information of the anchor 12, without distinguishing whether the position information is caused by one of them, the N radio wave sources R 1 , R 2 , . . . N 's location information.

N個の電波発生源R、R、・・・、Rの三次元座標で表されるそれぞれの位置について、電波発生源Rは(X,Y,Z)、電波発生源Rは(X,Y,Z)、・・・、n番目の電波発生源Rは(X,Y,Z)とそれぞれ表す。また、N個の電波発生源R、R、・・・、Rのそれぞれと、車両10に搭載された位置推定装置400のビーコン信号通信部110または衛星信号受信部120のいずれかとの間で測位された車両10と各電波発生源の間の距離について、電波発生源Rは距離d、電波発生源Rは距離d、・・・、n番目の電波発生源Rは距離dとする。全ての電波発生源から送信される信号の信号品質が全て良好な場合は、以下の式(1)で表される二乗誤差の関数F(x,y,z)を最小化することにより、自己位置が推定される。 For each position represented by three - dimensional coordinates of N radio wave sources R 1 , R 2 , . The source R 2 is represented by (X 2 , Y 2 , Z 2 ), . Also, each of the N radio wave sources R 1 , R 2 , . Regarding the distance between the vehicle 10 and each radio wave source positioned between the radio wave source R1, the radio wave source R1 is the distance d1 , the radio wave source R2 is the distance d2 , . is the distance dn . If the signal quality of signals transmitted from all radio wave sources is good, the squared error function F(x s , y s , z s ) represented by the following equation (1) should be minimized. is used to estimate the self-position.

Figure 0007285981000003
Figure 0007285981000003

一方、各電波発生源から送信される信号において、信号品質が良好である信号と信号品質が悪い信号が混在するような状況である場合は、二乗誤差の関数F(x,y,z)に対して、以下に説明する重み係数を適用する。 On the other hand, when the signals transmitted from each radio wave source include signals of good signal quality and signals of poor signal quality, the square error function F(x s , y s , z s ), apply the weighting factors described below.

N個の各電波発生源Rについて、信号品質評価部160がそれぞれ生成する信号品質評価値Vに基づき、アンカー12の位置および測位衛星11の位置のそれぞれに対する重み係数Wを生成する。上述の式(2)に重み係数Wを適用すると、二乗誤差の関数F(x,y,z)に関して、下記の式(3)が得られる。 Based on the signal quality evaluation value Vn generated by the signal quality evaluation unit 160 for each of the N radio wave sources Rn , a weighting factor Wn for the position of the anchor 12 and the position of the positioning satellite 11 is generated. Applying the weighting factor W n to equation (2) above yields equation (3) below for the squared error function F(x s , y s , z s ).

Figure 0007285981000004
Figure 0007285981000004

電波発生源から送信される信号の信号品質が良好な場合、つまり、信号品質評価値Vが高い場合は、重み係数Wを相対的に大きく設定する。一方、信号品質が悪い場合、つまり、信号品質評価値Vが低い場合は、重み係数Wを相対的に小さく設定する。なお、重み係数Wは、通信の安定性などから一定のルールに基づき決定しても良い。また、AI(artificial intelligence)、具体的には、機械学習またはディープラーニングにより重み係数Wを決定しても良い。 When the signal quality of the signal transmitted from the radio wave source is good, that is, when the signal quality evaluation value Vn is high, the weighting factor Wn is set relatively large. On the other hand, when the signal quality is poor, that is, when the signal quality evaluation value Vn is low, the weighting factor Wn is set relatively small. Note that the weighting factor Wn may be determined based on a certain rule from the viewpoint of communication stability. Also, the weighting factor Wn may be determined by AI (artificial intelligence), specifically machine learning or deep learning.

車両10の自己位置を推定するには、最小二乗法を適用して式(3)で表される二乗誤差の関数F(x,y,z)を最小化すればよい。最小二乗法によって算出された座標が、車両10の推定された自己位置となる。 To estimate the self-position of the vehicle 10, the method of least squares is applied to minimize the square error function F(x s , y s , z s ) expressed by Equation (3). The coordinates calculated by the method of least squares are the estimated self-position of the vehicle 10 .

上述したように、信号品質評価値Vは、信号品質評価部160において生成される。衛星信号の場合は、信号品質評価値Vは、例えば、衛星信号のDOPおよび衛星信号強度のいずれか1つまたは両方の組み合わせに基づき生成される。 As described above, signal quality evaluation value V is generated in signal quality evaluation section 160 . For satellite signals, the signal quality evaluation value V is generated, for example, based on a combination of one or both of the DOP of the satellite signal and the satellite signal strength.

ビーコン信号の場合は、信号品質評価値Vは、例えば、例えば、ビーコン信号通信部110によるビーコン信号強度、およびアンカーノード12aとタグノード13の間で共有されたパターン信号の相関値のいずれか1つまたは両方の組み合わせに基づき生成される。 In the case of the beacon signal, the signal quality evaluation value V is, for example, one of the beacon signal strength by the beacon signal communication unit 110 and the correlation value of the pattern signal shared between the anchor node 12a and the tag node 13. or based on a combination of both.

アンカーノード12aとタグノード13の間で共有されたパターン信号の相関値とは、IR-UWB通信方式による測位の場合、プリアンブル(Preamble)と呼ばれるパターン信号をビーコン通信開始前に複数回送信して、ビーコン信号を受信する側で受信したパターン信号が正しい信号かどうかを比較して、パターン信号間で閾値回数以上一致していた場合にビーコン通信を開始する際の、アンカーノード12a側のパターン信号とタグノード13側のパターン信号の間の相関値を意味する。 The correlation value of the pattern signal shared between the anchor node 12a and the tag node 13 is obtained by transmitting a pattern signal called a preamble multiple times before starting beacon communication in the case of positioning by the IR-UWB communication system, The beacon signal receiving side compares whether or not the pattern signals received are correct signals, and when the pattern signals match more than a threshold number of times, the pattern signal on the anchor node 12a side when starting beacon communication. It means the correlation value between the pattern signals on the tag node 13 side.

<実施の形態2に係る位置推定方法>
実施の形態2に係る位置推定方法について、実施の形態1に係る位置推定方法とは異なる処理のみを説明する。
<Position estimation method according to Embodiment 2>
Regarding the position estimation method according to the second embodiment, only processing different from the position estimation method according to the first embodiment will be described.

図6に示すフローチャートのステップS304において、信号品質評価部160は衛星信号およびビーコン信号の信号品質に基づき、自己位置の推定に用いる衛星信号およびビーコン信号を選別し、各信号に基づく車両10と測位衛星11またはアンカー12の間の距離に対してそれぞれ重み係数を設定して、ステップS105の処理に進む。 In step S304 of the flowchart shown in FIG. 6, the signal quality evaluation unit 160 selects satellite signals and beacon signals used for self-position estimation based on the signal quality of the satellite signals and beacon signals, A weighting factor is set for each distance between the satellite 11 and the anchor 12, and the process proceeds to step S105.

図7に示すフローチャートのステップS404において、各測位衛星11から送信される衛星信号および各アンカー12から送信されるビーコン信号の組み合わせから、それぞれ信号品質の良好な各信号を選別する。選別された信号の合計は3つ以上が望ましい。しかしながら、上述したように、1つのアンカー12によって距離情報および角度情報が同時に得られる場合は、1機の測位衛星11からの衛星信号および1つのアンカー12からのビーコン信号の組み合わせによっても、すなわち、選別された信号の合計が2つの場合であっても、自己位置の推定が可能となる。ステップS404では、信号品質の良好な信号の選別方法として、DOPが良くなる信号を選別して、ステップS405の処理に進む。 In step S404 of the flowchart shown in FIG. 7, each signal having good signal quality is selected from the combination of the satellite signal transmitted from each positioning satellite 11 and the beacon signal transmitted from each anchor 12. FIG. A total of three or more selected signals is desirable. However, as described above, when distance information and angle information can be obtained simultaneously by one anchor 12, the combination of the satellite signal from one positioning satellite 11 and the beacon signal from one anchor 12, that is, Self-position estimation is possible even if the sum of the selected signals is two. In step S404, as a method of selecting signals with good signal quality, signals with good DOP are selected, and the process proceeds to step S405.

ステップS405において、選別された各信号に対して、さらに、信号品質に基づき重み係数を設定して、図6に示すステップS105の処理に進む。
以上が、実施の形態2に係る位置推定方法の説明である。
In step S405, a weighting factor is further set for each selected signal based on the signal quality, and the process proceeds to step S105 shown in FIG.
The above is the description of the position estimation method according to the second embodiment.

<実施の形態2の効果>
以上、実施の形態2に係る位置推定方法によれば、各衛星信号および各ビーコン信号による位置情報に関して通信状態に基づく重み係数を適用したので、さらに、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定方法が得られるという効果を奏する。
<Effect of Embodiment 2>
As described above, according to the position estimation method according to Embodiment 2, the weighting factor based on the communication state is applied to the position information by each satellite signal and each beacon signal, so that the self-position can be estimated with high accuracy and robustness. It is effective in obtaining a position estimation method capable of

実施の形態3.
図8は、実施の形態3に係る位置推定方法を示すフローチャートである。実施の形態3に係る位置推定方法は、図8のフローチャートに示す一連の自己位置推定ループの処理、すなわち、ステップS101のループL1の開始からステップS108のループL1の終了の間の各処理を、予め定められた周期(例えば1秒)で繰り返し実行する。なお、実施の形態3に係る位置推定方法を実行する位置推定装置は、実施の形態1で説明した位置推定装置400と同一である。
Embodiment 3.
FIG. 8 is a flowchart showing a position estimation method according to Embodiment 3. FIG. The position estimation method according to Embodiment 3 performs a series of self-position estimation loop processes shown in the flowchart of FIG. It is repeatedly executed at a predetermined cycle (for example, 1 second). A position estimation device that executes the position estimation method according to the third embodiment is the same as the position estimation device 400 described in the first embodiment.

実施の形態3に係る位置推定方法は、実施の形態1に係る位置推定方法を示す図6のフローチャートのステップS105の処理の後に、ステップS106およびステップS107の各処理が追加されている。 In the position estimation method according to the third embodiment, each process of steps S106 and S107 is added after the process of step S105 in the flowchart of FIG. 6 showing the position estimation method according to the first embodiment.

実施の形態3に係る位置推定方法では、時間管理部150が、測位衛星11から送信される衛星信号の受信タイミングを管理する。時間管理部150は、ビーコン信号測位部130における測位タイミングを衛星信号測位部140における衛星信号の受信タイミングに同期させることにより、ビーコン信号測位部130の測位タイミングと衛星信号測位部140の受信タイミングを同期させる。 In the position estimation method according to Embodiment 3, time management section 150 manages the reception timing of satellite signals transmitted from positioning satellites 11 . The time management unit 150 synchronizes the positioning timing of the beacon signal positioning unit 130 with the satellite signal reception timing of the satellite signal positioning unit 140, thereby adjusting the positioning timing of the beacon signal positioning unit 130 and the reception timing of the satellite signal positioning unit 140. Synchronize.

<実施の形態3に係る位置推定方法>
実施の形態3に係る位置推定方法について、実施の形態1に係る位置推定方法とは異なる処理のみを以下に説明する。
<Position estimation method according to the third embodiment>
As for the position estimation method according to the third embodiment, only processing different from the position estimation method according to the first embodiment will be described below.

図8に示すフローチャートのステップS106において、時間管理部150は、測位衛星11から送信される衛星信号の受信タイミングと、アンカー12から送信されるビーコン信号の測位タイミングの間にずれがあるか否かを判定する。 In step S106 of the flowchart shown in FIG. 8, the time management unit 150 determines whether there is a difference between the reception timing of the satellite signal transmitted from the positioning satellite 11 and the positioning timing of the beacon signal transmitted from the anchor 12. judge.

衛星信号の受信タイミングとビーコン信号の測位タイミングとの間にずれがあると判定された場合(YESの場合)は、ステップS107の処理に進む。ステップS107において、ビーコン信号の測位タイミングを変更することにより、衛星信号の受信タイミングとビーコン信号の測位タイミングとの間のずれを解消して、ビーコン信号測位部130の測位タイミングと衛星信号測位部140の受信タイミングを同期させて、ステップS108のループ処理を行う。 If it is determined that there is a deviation between the reception timing of the satellite signal and the positioning timing of the beacon signal (if YES), the process proceeds to step S107. In step S107, by changing the positioning timing of the beacon signal, the deviation between the reception timing of the satellite signal and the positioning timing of the beacon signal is eliminated, and the positioning timing of the beacon signal positioning unit 130 and the positioning timing of the satellite signal positioning unit 140 are adjusted. are synchronized with each other, and the loop processing of step S108 is performed.

衛星信号の受信タイミングとビーコン信号の測位タイミングとの間にずれがないと判定された場合(NOの場合)は、ステップS108のループ処理を行う。
以上が、実施の形態3に係る位置推定方法の説明である。
If it is determined that there is no deviation between the reception timing of the satellite signal and the positioning timing of the beacon signal (in the case of NO), loop processing of step S108 is performed.
The above is the description of the position estimation method according to the third embodiment.

<実施の形態3の効果>
以上、実施の形態3に係る位置推定方法によれば、ビーコン信号測位部の測位タイミングと衛星信号測位部の受信タイミングを同期させるので、さらに、高精度かつロバストに自己位置の推定を行うことが可能な位置推定方法が得られるという効果を奏する。
<Effect of Embodiment 3>
As described above, according to the position estimation method according to Embodiment 3, the positioning timing of the beacon signal positioning unit and the reception timing of the satellite signal positioning unit are synchronized. This has the effect of providing a possible position estimation method.

上述の実施の形態1から3の説明において、距離とは、距離と等価な情報をすべて含むものとする。例えば、電波の伝搬遅延時間または搬送波位相を用いたりする場合は電波の波数などである。また、測位計算は移動体に搭載された位置推定装置400ではなく、路側機側またはインターネット上のサーバーで計算することも可能である。さらに、慣性計測装置などを用いた移動体の運動情報を用いて測位結果を安定させても良い。 In the description of the first to third embodiments above, the distance includes all information equivalent to the distance. For example, when using the propagation delay time of radio waves or the phase of carrier waves, it is the number of waves of radio waves. Positioning calculation can also be performed by the roadside device or a server on the Internet instead of the position estimation device 400 mounted on the mobile object. Furthermore, the positioning result may be stabilized using motion information of the moving body using an inertial measurement device or the like.

測位衛星11による衛星測位位置情報およびアンカー12によるビーコン測位位置情報の両方を組み合せた計算を行うか否かに関しては、常に両者を組み合せた計算を実施しても良いし、あるいは、測位衛星11の衛星信号単独、アンカー12のビーコン信号単独など、組み合せを動的に切り替えても良い。なお、組み合わせを動的に切り替える場合は、信号品質に基づき1つの閾値で敏感に切り替えるのではなく、ヒステリシスをもって切り替えても良い。 Regarding whether or not to perform a calculation combining both the satellite positioning position information from the positioning satellites 11 and the beacon positioning position information from the anchors 12, the calculation may always be performed by combining the two. The combination may be dynamically switched, such as the satellite signal alone or the anchor 12 beacon signal alone. When dynamically switching the combination, the switching may be performed with hysteresis instead of sensitively switching with one threshold value based on the signal quality.

実施の形態4.
図9は、実施の形態4に係る自動運転システム500の構成を示す機能ブロック図である。また、図10は、実施の形態4に係る自動運転システム500を搭載した自動運転車両10aの模式図である。自動運転システム500は、実施の形態1に係る位置推定装置400、走行経路生成装置510および車両制御装置520を備える。
Embodiment 4.
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of an automatic driving system 500 according to Embodiment 4. As shown in FIG. FIG. 10 is a schematic diagram of an automatically driving vehicle 10a equipped with an automatically driving system 500 according to the fourth embodiment. Automatic driving system 500 includes position estimation device 400 , travel route generation device 510 and vehicle control device 520 according to Embodiment 1. FIG.

<実施の形態4に係る自動運転システムの構成>
位置推定装置400は、上述したように、受信する衛星信号およびビーコン信号に基づき推定した自動運転車両10aの自車位置の位置情報を走行経路生成装置510に出力する。
<Configuration of automatic driving system according to Embodiment 4>
As described above, the position estimation device 400 outputs the position information of the own vehicle position of the automatically driven vehicle 10a estimated based on the received satellite signals and beacon signals to the travel route generation device 510 .

走行経路生成装置510は、位置推定装置400から出力された自動運転車両10aの自車位置情報を用いて、自動運転車両10aが自車位置から目標地点に至る走行経路を生成する。なお、走行経路の生成は、公知の方法が適用可能である。 The travel route generation device 510 uses the vehicle position information of the automatically driven vehicle 10a output from the position estimation device 400 to generate a travel route from the vehicle position of the automatically driven vehicle 10a to the target point. Note that a known method can be applied to generate the travel route.

車両制御装置520は、走行経路生成装置510によって生成された走行経路上を自動運転車両10aが走行するために必要な目標制御量である目標軌跡および目標車速を設定し、さらに、目標軌跡および目標車速に追従するために必要な目標操舵量および目標加減速度を演算する。なお、目標操舵量および目標加減速度の演算は、公知の演算方法が適用可能である。
以上が、自動運転システム500の構成の説明である。
The vehicle control device 520 sets a target trajectory and a target vehicle speed, which are target control amounts required for the automatically driven vehicle 10a to travel on the travel route generated by the travel route generation device 510, and further sets the target trajectory and the target vehicle speed. A target steering amount and a target acceleration/deceleration required to follow the vehicle speed are calculated. A known calculation method can be applied to the calculation of the target steering amount and the target acceleration/deceleration.
The above is the description of the configuration of the automatic driving system 500 .

<実施の形態4に係る自動運転システムの動作>
以下、自動運転システム500による自動運転車両10aの車両制御について説明する。
自動運転システム500の車両制御装置520において演算された目標制御量である目標操舵量および目標加減速度は、アクチュエータ530に出力され、自動運転車両10aの自動運転制御が実行される。
<Operation of automatic driving system according to Embodiment 4>
Vehicle control of the automatically driven vehicle 10a by the automatic driving system 500 will be described below.
The target steering amount and the target acceleration/deceleration, which are the target control amounts calculated by the vehicle control device 520 of the automatic driving system 500, are output to the actuator 530, and the automatic driving control of the automatic driving vehicle 10a is executed.

アクチュエータ530は、電動パワーステアリング(Electronic Power Steering:EPS)コントローラ531、パワートレインコントローラ532、ブレーキコントローラ533、EPSユニット535、パワートレインユニット536およびブレーキユニット537を備える。 Actuator 530 includes an electric power steering (EPS) controller 531 , power train controller 532 , brake controller 533 , EPS unit 535 , power train unit 536 and brake unit 537 .

アクチュエータ530は、目標操舵量および目標加減速度に対して自動運転車両10aを追従させるように、EPS、ブレーキおよびアクセルを制御する。 The actuator 530 controls the EPS, the brake, and the accelerator so that the automatically driven vehicle 10a follows the target steering amount and target acceleration/deceleration.

EPSコントローラ531は、自動運転システム500から出力された目標操舵量に基づき、EPSユニット535を制御する。EPSコントローラ531によって、例えば、自動運転車両10aが目標軌跡に沿って走行するための操舵角を制御することができる。 The EPS controller 531 controls the EPS unit 535 based on the target steering amount output from the automatic driving system 500 . The EPS controller 531 can control, for example, the steering angle for the autonomous vehicle 10a to travel along the target locus.

パワートレインコントローラ532は、自動運転システム500から出力された目標加減速度を実現するようにパワートレインユニット536を制御する。また、自動運転制御に代わって運転者が速度制御を行う場合は、アクセルペダル踏み込み量に基づき、パワートレインユニット536が制御される。 The powertrain controller 532 controls the powertrain unit 536 so as to achieve the target acceleration/deceleration output from the automatic driving system 500 . Also, when the driver performs speed control instead of automatic driving control, the power train unit 536 is controlled based on the amount of depression of the accelerator pedal.

ブレーキコントローラ533は、自動運転システム500から出力された目標加減速度を実現するように、ブレーキユニット537を制御する。また、自動運転制御に代わって運転者が速度制御を行う場合は、ブレーキペダル踏み込み量に基づき、ブレーキユニット537を制御する。 The brake controller 533 controls the brake unit 537 so as to achieve the target acceleration/deceleration output from the automatic driving system 500 . Also, when the driver performs speed control instead of automatic driving control, the brake unit 537 is controlled based on the amount of depression of the brake pedal.

<実施の形態4の効果>
以上、実施の形態4に係る自動運転システムによれば、実施の形態1から3に係る位置推定装置および位置推定方法によって自動運転車両の自車位置情報を高精度に算出するので、精度の高い自車位置情報に基づく安定性に優れた自動運転制御を実現できるという効果を奏する。
<Effect of Embodiment 4>
As described above, according to the automatic driving system according to the fourth embodiment, the vehicle position information of the automatically driven vehicle is calculated with high accuracy by the position estimation device and the position estimation method according to the first to third embodiments. It is effective in realizing stable automatic driving control based on the vehicle position information.

以上、実施の形態1から3に係る位置推定装置400および実施の形態4に係る自動運転システム500の各構成要素の機能が、ハードウェアおよびソフトウェアなどのいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしながら、これに限られたものではなく、実施の形態1から3に係る位置推定装置400および実施の形態4に係る自動運転システム500の一部の構成要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の構成要素をソフトウェアなどで実現する構成であっても良い。 The configuration in which the function of each component of the position estimation device 400 according to Embodiments 1 to 3 and the automatic driving system 500 according to Embodiment 4 is realized by either hardware or software has been described above. . However, it is not limited to this, and some components of the position estimation device 400 according to Embodiments 1 to 3 and the automatic driving system 500 according to Embodiment 4 are realized by dedicated hardware, It may be a configuration in which some of the components of are realized by software or the like.

例えば、図11および図12に示すように、一部の構成要素については専用のハードウェアとしての処理回路300でその機能を実現し、他の一部の構成要素についてはプロセッサ301としての処理回路300が、記憶装置302に格納された実施の形態1から3に係る位置推定方法をコンピュータなどで実行させるためのプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。 For example, as shown in FIGS. 11 and 12, some components are implemented by a processing circuit 300 as dedicated hardware, and some other components are implemented by a processing circuit as a processor 301. 300 can realize the function by reading and executing a program for causing a computer or the like to execute the position estimation method according to Embodiments 1 to 3 stored in storage device 302 .

さらに、図12に示すように、実施の形態1から3に係る位置推定装置400および実施の形態4に係る自動運転システム500の各機能部などが用いる設定データは、ソフトウェアの一部、すなわち、実施の形態1から3に係る位置推定方法をコンピュータなどで実行させるためのプログラム305が記憶されている記録媒体304から記憶装置302にインストールされても良い。 Furthermore, as shown in FIG. 12, the setting data used by each functional unit of the position estimation device 400 according to Embodiments 1 to 3 and the automatic driving system 500 according to Embodiment 4 is part of software, that is, A program 305 for causing a computer or the like to execute the position estimation methods according to Embodiments 1 to 3 may be installed in the storage device 302 from the recording medium 304 storing the program 305 .

以上のように、実施の形態1から3に係る位置推定装置400および実施の形態4に係る自動運転システム500は、ハードウェア、ソフトウェアなど、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 As described above, the position estimation device 400 according to Embodiments 1 to 3 and the automatic driving system 500 according to Embodiment 4 implement the functions described above using hardware, software, or a combination thereof. can be done.

本開示は、様々な例示的な実施の形態およ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、およ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。 While this disclosure describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more of the embodiments may vary from particular embodiment to embodiment. The embodiments are applicable singly or in various combinations without being limited to the application.

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。 Accordingly, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.

10 車両、10a 自動運転車両、11 測位衛星、12 アンカー、12a アンカーノード、13 タグノード、14 衛星信号受信用アンテナ、110 ビーコン信号通信部、120 衛星信号受信部、130 ビーコン信号測位部、140 衛星信号測位部、150 時間管理部、160 信号品質評価部、170 自己位置推定部、300 処理回路、301 プロセッサ、302 記憶装置、304 記録媒体、305 プログラム、400 位置推定装置、500 自動運転システム、510 走行経路生成装置、520 車両制御装置、530 アクチュエータ、531 EPSコントローラ、532 パワートレインコントローラ、533 ブレーキコントローラ、535 EPSユニット、536 パワートレインユニット、537 ブレーキユニット 10 vehicle, 10a self-driving vehicle, 11 positioning satellite, 12 anchor, 12a anchor node, 13 tag node, 14 antenna for satellite signal reception, 110 beacon signal communication unit, 120 satellite signal reception unit, 130 beacon signal positioning unit, 140 satellite signal Positioning unit 150 Time management unit 160 Signal quality evaluation unit 170 Self-position estimation unit 300 Processing circuit 301 Processor 302 Storage device 304 Recording medium 305 Program 400 Position estimation device 500 Automatic operation system 510 Travel Path generation device 520 Vehicle control device 530 Actuator 531 EPS controller 532 Power train controller 533 Brake controller 535 EPS unit 536 Power train unit 537 Brake unit

Claims (12)

測位衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信部と、
路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信部と、
前記衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位部と、
前記ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位部と、
前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報に基づき、自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記ビーコン信号および前記衛星信号の通信状態ごとに信号品質評価値を生成する信号品質評価部と、を備え、
前記自己位置推定部は、前記ビーコン信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記ビーコン測位位置情報、および前記衛星信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記衛星測位位置情報に基づき、前記自己位置を推定し、前記信号品質評価部が生成する前記信号品質評価値に基づき、前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報のそれぞれに対する重み係数を生成することを特徴とする位置推定装置。
a satellite signal receiving unit that receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite;
a beacon signal communication unit for receiving, by a tag node, a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside;
a satellite signal positioning unit that acquires satellite positioning position information based on the satellite signal;
a beacon signal positioning unit that acquires beacon positioning position information based on the beacon signal;
a self-position estimation unit that estimates a self-position based on the beacon positioning position information and the satellite positioning position information;
a signal quality evaluation unit that generates a signal quality evaluation value for each communication state of the beacon signal and the satellite signal;
The self-location estimating unit uses the beacon positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the beacon signal and the satellite positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the satellite signal. estimating the self-position based on the signal quality evaluation unit, and generating a weighting factor for each of the beacon positioning position information and the satellite positioning position information based on the signal quality evaluation value generated by the signal quality evaluation unit. estimation device.
測位衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信部と、
路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信部と、
前記衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位部と、
前記ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位部と、
前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報に基づき、自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記ビーコン信号および前記衛星信号の通信状態ごとに信号品質評価値を生成する信号品質評価部と、を備え、
前記自己位置推定部は、前記ビーコン信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記ビーコン測位位置情報、および前記衛星信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記衛星測位位置情報に基づき、前記自己位置を推定し、前記信号品質評価部は、前記ビーコン信号の通信状態を、前記アンカーと前記タグノードの間で共有されたパターン信号の相関値に基づき、または前記ビーコン信号通信部によるビーコン信号強度および前記アンカーと前記タグノードの間で共有されたパターン信号の相関値に基づき前記信号品質評価値を生成することを特徴とする位置推定装置。
a satellite signal receiving unit that receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite;
a beacon signal communication unit for receiving, by a tag node, a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside;
a satellite signal positioning unit that acquires satellite positioning position information based on the satellite signal;
a beacon signal positioning unit that acquires beacon positioning position information based on the beacon signal;
a self-position estimation unit that estimates a self-position based on the beacon positioning position information and the satellite positioning position information ;
a signal quality evaluation unit that generates a signal quality evaluation value for each communication state of the beacon signal and the satellite signal;
The self-location estimating unit uses the beacon positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the beacon signal and the satellite positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the satellite signal. The signal quality evaluation unit estimates the communication state of the beacon signal based on the correlation value of the pattern signal shared between the anchor and the tag node, or by the beacon signal communication unit A position estimating device, wherein said signal quality evaluation value is generated based on a beacon signal strength and a correlation value of a pattern signal shared between said anchor and said tag node.
前記ビーコン信号通信部は、前記タグノードに設置された複数のアンテナによる測角機能を有し、
前記ビーコン信号測位部は、前記アンカーの位置および前記アンカーまでの距離、並びに前記ビーコン信号の方向に基づき、前記ビーコン測位位置情報を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の位置推定装置。
The beacon signal communication unit has an angle measurement function using a plurality of antennas installed in the tag node,
The position estimation according to claim 1 or 2, wherein the beacon signal positioning unit acquires the beacon positioning position information based on the position of the anchor, the distance to the anchor, and the direction of the beacon signal. Device.
前記測位衛星から送信される前記衛星信号の受信タイミングを管理する時間管理部をさらに備え、
前記ビーコン信号測位部における前記ビーコン信号の測位タイミングを前記衛星信号測位部における前記衛星信号の受信タイミングに同期させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の位置推定装置。
further comprising a time management unit that manages reception timing of the satellite signal transmitted from the positioning satellite;
4. The position estimation device according to any one of claims 1 to 3, wherein positioning timing of the beacon signal in the beacon signal positioning section is synchronized with reception timing of the satellite signal in the satellite signal positioning section.
前記重み係数は、前記信号品質評価値が高いほど相対的により大きく設定されることを特徴とする請求項に記載の位置推定装置。 The position estimation device according to claim 1 , wherein the weighting factor is set relatively larger as the signal quality evaluation value is higher. 前記重み係数は、前記衛星信号の精度低下率に基づき設定されることを特徴とする請求項に記載の位置推定装置。 2. The position estimation device according to claim 1 , wherein said weighting factor is set based on an accuracy reduction rate of said satellite signal. 前記ビーコン信号の前記信号品質評価値および前記衛星信号の前記各信号品質評価値がいずれも評価閾値未満の場合は、前記自己位置推定部は前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報の両方を用いて、前記自己位置を推定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の位置推定装置。 When the signal quality evaluation value of the beacon signal and each of the signal quality evaluation values of the satellite signals are both less than an evaluation threshold, the self-location estimating unit uses both the beacon positioning position information and the satellite positioning position information. 7. The position estimation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the self-position is estimated by using the position estimation device. 前記信号品質評価部は精度低下率および衛星信号強度のいずれか1つまたは両方の組み合わせに基づき前記信号品質評価値を生成することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の位置推定装置。 6. The signal quality evaluation unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal quality evaluation unit generates the signal quality evaluation value based on a combination of one or both of accuracy degradation rate and satellite signal strength. Position estimator. 前記信号品質評価部は、前記ビーコン信号の通信状態を、前記ビーコン信号通信部によるビーコン信号強度、および前記アンカーと前記タグノードの間で共有されたパターン信号の相関値のいずれか1つまたは両方の組み合わせに基づき前記信号品質評価値を生成することを特徴とする請求項に記載の位置推定装置。 The signal quality evaluation unit evaluates the communication state of the beacon signal based on one or both of a beacon signal strength by the beacon signal communication unit and a correlation value of pattern signals shared between the anchor and the tag node. 2. The position estimation device according to claim 1 , wherein said signal quality evaluation value is generated based on a combination. 自車両に搭載された請求項1からのいずれか1項に記載の位置推定装置と、
前記自車両に搭載され、前記位置推定装置から出力される前記自車両の自車位置を用いて、前記自車両が前記自車位置から目標地点に至るまでの走行経路を生成する走行経路生成装置と、
前記自車両に搭載され、前記生成された走行経路上での前記自車両の自動運転制御を実行するための目標軌跡および目標走行速度を設定する車両制御装置と、
を備える自動運転システム。
A position estimation device according to any one of claims 1 to 9 , which is mounted on the host vehicle;
A travel route generating device mounted on the own vehicle for generating a travel route from the own vehicle position to a target point by using the own vehicle position of the own vehicle output from the position estimation device. and,
A vehicle control device that is mounted on the own vehicle and sets a target trajectory and a target travel speed for executing automatic driving control of the own vehicle on the generated travel route;
automatic driving system.
測位衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
路側に設置されたアンカーから送信されるビーコン信号をタグノードによって受信するビーコン信号通信ステップと、
前記衛星信号に基づき衛星測位位置情報を取得する衛星信号測位ステップと、
前記ビーコン信号に基づきビーコン測位位置情報を取得するビーコン信号測位ステップと、
前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報に基づき、自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記ビーコン信号および前記衛星信号それぞれの通信状態から信号品質評価値を生成する信号品質評価ステップと、を含み、
前記自己位置推定ステップでは、前記ビーコン信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記ビーコン測位位置情報、および前記衛星信号の前記信号品質評価値を基準として選別された前記衛星測位位置情報に基づき、前記自己位置を推定し、前記信号品質評価ステップが生成する前記信号品質評価値に基づき、前記ビーコン測位位置情報および前記衛星測位位置情報のそれぞれに対する重み係数を生成することを特徴とする位置推定方法。
a satellite signal reception step of receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite;
a beacon signal communication step of receiving, by a tag node, a beacon signal transmitted from an anchor installed on the roadside;
a satellite signal positioning step of obtaining satellite positioning position information based on the satellite signals;
a beacon signal positioning step of obtaining beacon positioning position information based on the beacon signal;
a self-position estimation step of estimating self-position based on the beacon positioning position information and the satellite positioning position information;
a signal quality evaluation step of generating a signal quality evaluation value from communication conditions of each of the beacon signal and the satellite signal;
In the self-position estimation step, the beacon positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the beacon signal, and the satellite positioning position information selected based on the signal quality evaluation value of the satellite signal. estimating the self-position based on the signal quality evaluation step, and generating a weighting factor for each of the beacon positioning position information and the satellite positioning position information based on the signal quality evaluation value generated by the signal quality evaluation step. estimation method.
前記測位衛星から送信される前記衛星信号の受信タイミングを管理する時間管理ステップをさらに含み、
前記ビーコン信号測位ステップにおける前記ビーコン信号の測位タイミングを前記衛星信号測位ステップにおける前記衛星信号の受信タイミングに同期させることを特徴とする請求項11に記載の位置推定方法。
further comprising a time management step of managing reception timing of the satellite signal transmitted from the positioning satellite;
12. The position estimation method according to claim 11 , wherein positioning timing of said beacon signal in said beacon signal positioning step is synchronized with reception timing of said satellite signal in said satellite signal positioning step.
JP2022031534A 2022-03-02 2022-03-02 Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method Active JP7285981B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022031534A JP7285981B1 (en) 2022-03-02 2022-03-02 Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022031534A JP7285981B1 (en) 2022-03-02 2022-03-02 Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7285981B1 true JP7285981B1 (en) 2023-06-02
JP2023127692A JP2023127692A (en) 2023-09-14

Family

ID=86547664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022031534A Active JP7285981B1 (en) 2022-03-02 2022-03-02 Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7285981B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122230A (en) 2006-11-13 2008-05-29 Xanavi Informatics Corp Navigation device, safety support system for vehicle, and vehicle position error estimation system
JP2015148518A (en) 2014-02-06 2015-08-20 株式会社デンソー positioning terminal
WO2020071995A1 (en) 2018-10-02 2020-04-09 Ncs Pte. Ltd. Real time vehicle location system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05142996A (en) * 1991-11-19 1993-06-11 Sumitomo Electric Ind Ltd Navigation device
JPH0755912A (en) * 1993-08-10 1995-03-03 Hitachi Ltd Positioning system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122230A (en) 2006-11-13 2008-05-29 Xanavi Informatics Corp Navigation device, safety support system for vehicle, and vehicle position error estimation system
JP2015148518A (en) 2014-02-06 2015-08-20 株式会社デンソー positioning terminal
WO2020071995A1 (en) 2018-10-02 2020-04-09 Ncs Pte. Ltd. Real time vehicle location system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023127692A (en) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wymeersch et al. 5G mmWave positioning for vehicular networks
US7257412B2 (en) Methods and systems for location estimation
Adegoke et al. Infrastructure Wi-Fi for connected autonomous vehicle positioning: A review of the state-of-the-art
US8983685B2 (en) System and method for moving-base RTK measurements
US7592956B2 (en) Wireless transmitter location determining system and related methods
US5926117A (en) Vehicle control system, vehicle mounting apparatus, base station apparatus and vehicle control method
US9846241B2 (en) Navigation system and method using RTK with data received from a mobile base station
CN111788851B (en) Vehicle and method for controlling vehicle
Elazab et al. Integrated cooperative localization for vehicular networks with partial GPS access in urban canyons
KR101952011B1 (en) Method for estimating position of vehicle using v2v/v2i
JP2007078706A (en) Method and system for determining the position of a tracked object
KR20140075314A (en) System of hand-over and power controlling for wireless communication of high-speed mobile, and method thereof
US20020180634A1 (en) Method for accurately tracking and communicating with a satellite from a mobile platform
CN104614750A (en) Method for determining location of vehicle
WO2009130583A1 (en) Inter-moving body interferometric positioning system, device and method thereof
JPH1120800A (en) Satellite catching and tracking device
KR20040072448A (en) Apparatus and method for calculating satellite acquisition information to measure position of mobile station
US20090168674A1 (en) Determining position of a node based on aged position data
US20230089855A1 (en) Cellular positioning based verification of an estimated vehicle position
JP7285981B1 (en) Position estimation device, automatic driving system, and position estimation method
Muthineni et al. A survey of 5G-based positioning for industry 4.0: State of the art and enhanced techniques
JPH10246778A (en) Target search tracking device
KR20220072734A (en) Hidden vehicle positioning method and device under non-line-of-sight channel environment
Gingras et al. Signal processing requirements and uncertainty modeling issues in cooperative vehicular positioning
US20230152802A1 (en) Position estimation device, position estimation method, and autonomous driving system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230523

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7285981

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151