JP7562133B2 - 測位システムおよび測位誤差取得方法 - Google Patents
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Description
衛星から送信された測位信号に基づいて測位を行う測位装置の測位誤差を取得する測位システムであって、座標が既知である定点を車両が通過したことを検知する検知手段と、前記車両に搭載された前記測位装置による測位結果を、前記測位信号に含まれる時刻情報と関連付けて記憶する測位手段と、前記検知がなされた時刻に対応する前記測位結果と、前記定点の座標と、に基づいて、前記測位装置の測位誤差を取得する誤差取得手段と、を含むことを特徴とする。
記距離センサを用いて、前記車両の走行路内にある所定の構造物を検知することで、前記車両が前記定点を通過したことを検知することを特徴としてもよい。
構造物に対応する定点の座標を記憶することで、車両が通過した定点を特定することができる。
踏切には、車両や歩行者が通過するための踏み板が設置されている。当該踏み板は、レールの段差を埋める位置に設置されているため、鉛直方向に向いた距離センサによって検知することができる。
二本のレールの外側に距離センサを設置することで、分岐器や自動列車停止装置(ATS)の地上子といった、軌道内に設置された他の構造物に起因する誤検知を抑制することができる。
されているハードウェア構成、モジュール構成、機能構成等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
衛星による測位は、例えば、GPS(Global Positioning System)、準天頂衛星(Quasi-Zenith Satellite System)、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、Galileo、BDS(BeiDou Navigation Satellite System)など、異なる国によって運営されている衛星を利用して行うことができる。
さらに、衛星単独による測位結果に、補助的な情報を加えることで、測位精度を向上させるシステムがある。このようなシステムに、例えば、準天頂衛星システムが提供する測位補強サービス、ディファレンシャルGPS、携帯電話回線やインターネットを利用したネットワーク型RTK(リアルタイムキネマティック)などがある。
測位装置100は、これらの手法のうちのいずれかを用いて測位を行う。
測位装置100は、信号取得部101、制御部102、および入出力部103を有して構成される。
各構成部等が制御されることによって、後述するような、所定の目的に合致した各機能を実現することができる。ただし、一部または全部の機能はASICやFPGAのようなハードウェア回路によって実現されてもよい。
測位装置100が、GNSS衛星による単独測位を行うものである場合、測位部1021は、複数の衛星から受信した測位信号の伝播時間を用いて位置情報を算出する。
また、準天頂衛星を利用した測位補強サービスとして、サブメータ級測位補強サービス(SLAS)およびセンチメータ級測位補強サービス(CLAS)がある。
SLASは、基準局から準天頂衛星経由で送信された補強信号である。このSLASに含まれる誤差情報を用いて、単独測位によって得られた測位結果を補正することができる。すなわち、SLASを利用した測位手法はディファレンシャル測位の一つである。なお、SLASが利用できない場合、測位部1021は、単独測位による位置情報を出力する。
なお、ネットワーク型RTKでは、サーバ装置が、測位装置の位置情報を確定させる形態と、サーバ装置が、位置情報を補正するためのデータ(補正データ)を生成し、測位装置が当該補正データに基づいて位置情報を補正する形態が存在するが、いずれの形態を採用してもよい。
評価装置200は、測位装置100から測位結果を取得し、その測位誤差を評価するコンピュータである。
制御部201は、データ収集部2011と、センシング部2012と、誤差取得部2013の3つの機能モジュールを有して構成される。各機能モジュールは、記憶されたプログラムをCPUによって実行することで実現してもよい。
本実施形態では、距離センサ300は、検出した距離に応じた電圧を出力するセンサであるものとする。
なお、本実施形態では乗降ステップに距離センサ300を装着するが、所定の構造物を検知することができれば、距離センサ300を装着する場所は特定の場所に限定されない。
前述したように、距離センサ300は、踏切の踏み板10を検知することができる。換言すると、定点501に車両1が差し掛かったことを検知することができる。よって、距離センサ300の出力を監視することで、車両が定点501を通過したタイミングを特定することができる。
ステップS11では、評価装置200が、測位装置100に対してリクエストを送信し、測位装置100が、評価装置200から受信したリクエストに応答して測位を行い、測位を行った時刻、および、測位結果を評価装置200に送信する。また、評価装置200(データ収集部2011)がこれらを受信し、測位データとして記憶させる。図7(A)は、評価装置200に記憶される測位データの例である。図示したように、測位データは、測位を実行した時刻、および、測位結果(緯度および経度)を含む。
図7(B)は、評価装置200に記憶されるイベントデータの例である。イベントデータには、パルスの立ち上がり/立ち下がりを検知した時刻が記録される。なお、時刻は、測位装置100を介して取得した時刻(すなわち、測位信号に含まれる時刻)であることが好ましい。
具体的には、まず、記憶されたイベントデータを参照し、パルスの立ち上がり、または、立ち下がりを検知した時刻を取得する。
例えば、図5の例の場合、車両が左から右方向へ走行している場合、パルスが立ち下がった時刻を取得する。また、車両が右から左方向へ走行している場合、パルスが立ち上がった時刻を取得する。
次に、当該時刻を、定点と関連付ける。例えば、列車が走行を開始した駅から順に踏切をカウントし、時刻を順番に割り当ててもよい。また、記憶された測位データから、定点を通過することが予測される時間幅を算出し、当該時間幅内において、センサ300の出力電圧が変動している場合に、双方を関連付けてもよい。図7(C)は、関連付けの結果を示した例である。
以降、列車が定点を通過した時刻のことを基準時刻と称する。
なお、定点の座標は、記憶部202に事前に記憶された定点データを参照することで取得することができる。図7(D)は、定点データの例である。
本例では、対象の路線が単線であるため、上下の列車が同一の定点を通過する。しかし、対象の路線が複線である場合、上下の列車が異なる線路を通過するため、上下線のそれぞれに定点が存在する。よって、このような場合、列車の進行方向ごとに定点データを用意し、進行方向によって、参照する定点データを変えてもよい。
以上の処理を、全ての定点に対して実行することで、測位誤差の推移を取得することができる。測位誤差の推移は、例えば、横軸に時刻、縦軸に誤差(距離)をとったグラフや散布図によって出力されてもよい。
本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
ンサ300は、電磁波(電波や光)を利用して距離を測定するものとすることが好ましいが、他にも、超音波を利用して距離を測定するものであってもよい。さらに、軌道を撮影して得られた画像などに基づいて、構造物の存在を検知するものであってもよい。
100・・・測位装置
200・・・評価装置
300・・・距離センサ
Claims (4)
- 衛星から送信された測位信号に基づいて測位を行う測位装置の測位誤差を取得する測位システムであって、
鉛直方向に向けて鉄道車両に固定され、踏切の踏み板を検知する距離センサと、
前記距離センサを用いて、踏切の踏み板を検知することで、前記鉄道車両が、踏切に対応する定点を通過したタイミングを検知する検知手段と、
前記鉄道車両に搭載された前記測位装置による測位結果を、前記測位信号に含まれる時刻情報と関連付けて記憶する測位手段と、
前記検知がなされた時刻に対応する前記測位結果と、前記定点の座標と、に基づいて、前記測位装置の測位誤差を取得する誤差取得手段と、
を有し、
前記検知手段は、
前記鉄道車両が第1の方向に走行している場合、前記距離センサが検出した距離が相対的に短くなったタイミングで前記鉄道車両が前記定点を通過したと判定し、
前記鉄道車両が、前記第1の方向とは反対の第2の方向に走行している場合、前記距離センサが検出した距離が相対的に長くなったタイミングで前記鉄道車両が前記定点を通過したと判定する、
測位システム。 - 前記踏切に対応する前記定点の座標を記憶する記憶手段をさらに有する、
請求項1に記載の測位システム。 - 前記距離センサは、レールよりも外側に設置される、
請求項1に記載の測位システム。 - 衛星から送信された測位信号に基づいて測位を行う測位装置の測位誤差を取得する測位誤差取得方法であって、
情報処理装置が、
鉛直方向に向けて鉄道車両に固定され、踏切の踏み板を検知する距離センサからの出力に基づいて、踏切の踏み板を検知することで、前記鉄道車両が、踏切に対応する定点を通過したタイミングを検知する検知ステップと、
前記鉄道車両に搭載された前記測位装置による測位結果を、前記測位信号に含まれる時刻情報と関連付けて記憶する測位ステップと、
前記検知がなされた時刻に対応する前記測位結果と、前記定点の座標と、に基づいて、前記測位装置の測位誤差を取得する誤差取得ステップと、
を実行し、
前記検知ステップでは、
前記鉄道車両が第1の方向に走行している場合、前記距離センサが検出した距離が相対的に短くなったタイミングで前記鉄道車両が前記定点を通過したと判定し、
前記鉄道車両が、前記第1の方向とは反対の第2の方向に走行している場合、前記距離センサが検出した距離が相対的に長くなったタイミングで前記鉄道車両が前記定点を通過したと判定する、
測位誤差取得方法。
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