JP5950425B1 - MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD - Google Patents
MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP5950425B1 JP5950425B1 JP2015051313A JP2015051313A JP5950425B1 JP 5950425 B1 JP5950425 B1 JP 5950425B1 JP 2015051313 A JP2015051313 A JP 2015051313A JP 2015051313 A JP2015051313 A JP 2015051313A JP 5950425 B1 JP5950425 B1 JP 5950425B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- positioning data
- gps positioning
- inertial navigation
- gps
- 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
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
【課題】IMUからの出力データとGPS受信機及びインドアGPS受信機からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置をシームレス且つ高精度で算出可能な移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供する。
【解決手段】移動体測位装置は、慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部3の補正値を推定し補正するカルマンフィルタ補正処理部4と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部5と、補正後の位置データを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部6とを備え、カルマンフィルタ補正処理部4で求めた補正値を慣性航法演算処理部3にフィードバックしバイアス誤差を補正する。
【選択図】図1A mobile body positioning device and a mobile body positioning device capable of seamlessly and accurately calculating the speed, distance, and position of a mobile body based on output data from an IMU and output data from a GPS receiver and an indoor GPS receiver. Provide a method.
A mobile body positioning device receives inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data, and estimates and corrects a correction value of an inertial navigation calculation processing unit 3 based on the difference therebetween. 4, a distance calculation unit 5 that calculates the distance by integrating the corrected velocity data, and a position synthesis unit 6 that calculates the position of the moving body by synthesizing the corrected position data. The correction value obtained by the correction processing unit 4 is fed back to the inertial navigation calculation processing unit 3 to correct the bias error.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、例えば自動車等の移動体の速度、距離、並びに位置等を測位するための移動体測位装置、及び移動体測位方法に関する。 The present invention relates to a mobile body positioning apparatus and a mobile body positioning method for positioning the speed, distance, position, and the like of a mobile body such as an automobile.
従来、自動車の性能評価試験においては、ブレーキをかけた後の速度変化、並びに制動距離等を高精度で測定すること等が求められているが、測定時において移動体である自動車の位置等を測位するためにGPS(Global Positioning System)受信機による出力データを用いることが多い。 Conventionally, in performance evaluation tests for automobiles, it has been required to measure the speed change after braking and the braking distance with high accuracy. In many cases, output data from a GPS (Global Positioning System) receiver is used for positioning.
例えば、特許文献1では、加速度センサのオフセット誤差を状態量とし、観測値算出手段で算出される観測値を用い、オフセット誤差をカルマンフィルタにより推定し、このオフセット誤差を用いて車両姿勢を推定する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, the offset error of the acceleration sensor is used as a state quantity, the offset value is estimated by a Kalman filter using the observation value calculated by the observation value calculation means, and the vehicle posture is estimated using the offset error. Is disclosed.
しかしながら、上記従来技術では、オフセット誤差の推定にGPS受信機からのGPSデータに基づいて算出することから、GPS衛星からのGPS搬送波の受信状態が悪い環境下では、十分な精度での測定を行うことができなかった。 However, in the above prior art, the offset error is estimated based on the GPS data from the GPS receiver. Therefore, measurement is performed with sufficient accuracy in an environment where the reception state of the GPS carrier from the GPS satellite is poor. I couldn't.
特に、自動車等の性能評価試験が実施される道路が屋内から屋外、更にまた屋内へと変化するような環境下にある場合、GPS受信機による受信状態が不安定となり、シームレスに高精度な計測を行うことができなかった。 In particular, when the road where the performance evaluation test of an automobile or the like is performed is in an environment where the road changes from indoor to outdoor and then indoors, the reception state by the GPS receiver becomes unstable, and seamless high-precision measurement is possible. Could not do.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、慣性センサの出力データとGPS受信部の出力データとインドアGPS受信部の出力データとに基づいて、移動体の速度、距離、位置の少なくともいずれかを、シームレス且つ高精度で算出する移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and based on the output data of the inertial sensor, the output data of the GPS receiving unit, and the output data of the indoor GPS receiving unit, the speed, distance, and position of the moving body are determined. It is an object of the present invention to provide a mobile positioning device and a mobile positioning method that calculate at least one of them seamlessly and with high accuracy.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る移動体測位装置は、慣性センサデータを出力する慣性センサと、GPS測位データを出力するGPS受信部と、インドアGPS測位データを出力するインドアGPS受信部と、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部と、上記慣性航法測位データと上記GPS測位データと上記インドアGPS測位データを受けて、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部と、上記補正後の速度データを積分処理することで移動体の移動距離を算出する距離算出部と、上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受け、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出する位置合成部と、を備え、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正し、上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データはxyz座標系における位置であり、前記位置合成部で算出する位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記xyz座標系における移動体の位置である。 In order to solve the above problems, a mobile positioning device according to an aspect of the present invention includes an inertial sensor that outputs inertial sensor data, a GPS receiver that outputs GPS positioning data, and an indoor GPS that outputs indoor GPS positioning data. A receiving unit, an inertial navigation calculation processing unit that receives the inertial sensor data, outputs inertial navigation positioning data, receives the inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data. A correction value of the inertial navigation calculation processing unit based on the difference, and a Kalman filter correction processing unit that corrects the inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the velocity data and the position data related to the indoor GPS positioning data; A distance calculating unit that calculates the moving distance of the moving object by integrating the corrected velocity data; A position synthesizing unit that receives the position data related to the GPS positioning data after correction and the position data related to the indoor GPS positioning data after correction, and calculates the position of the moving object by weighting and adding them. The correction value obtained by the Kalman filter correction processing unit is fed back to the inertial navigation calculation processing unit to correct the error, and the position data related to the GPS positioning data after the correction relates to latitude, longitude, and altitude. The position data related to the indoor GPS positioning data after the correction is a position in the xyz coordinate system, and the position calculated by the position synthesizing unit is the position of the moving object in the xyz coordinate system whose origin is the position when the power is turned on. Position .
さらに、本発明の他の態様に係る移動体測位方法は、慣性センサデータを出力するステップと、GPS測位データを出力するステップと、インドアGPS測位データを出力するステップと、上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップと、上記慣性航法測位データと上記GPS測位データと上記インドアGPS測位データを受け、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップと、上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップと、上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受け、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出するステップと、上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップと、を有し、上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データはxyz座標系における位置であり、上記算出する移動体の位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記xyz座標系における移動体の位置である。
Furthermore, a mobile body positioning method according to another aspect of the present invention includes a step of outputting inertial sensor data, a step of outputting GPS positioning data, a step of outputting indoor GPS positioning data, and the inertial sensor data. Performing inertial navigation calculation processing and outputting inertial navigation positioning data, receiving the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data, and correcting the inertial navigation calculation processing unit based on the difference Estimating the value, correcting the velocity data and position data included in the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data, and calculating the distance by integrating the corrected velocity data And position data related to the GPS positioning data after the correction and the indoor after the correction The position data related to the PS positioning data is received, the position of the moving body is calculated by weighting and adding them, and the correction value obtained by the Kalman filter correction processing unit is fed back to the inertial navigation calculation processing unit, and the error is returned. possess and correcting the position data relating to the GPS positioning data after the correction are those relating latitude, longitude, altitude, position data relating to the indoor GPS positioning data after the correction is xyz coordinate system The position of the moving body to be calculated is the position of the moving body in the xyz coordinate system with the position when the power is turned on as the origin.
本発明によれば、慣性センサの出力データとGPS受信部の出力データとインドアGPS受信部の出力データとに基づいて、移動体の速度、距離、位置の少なくともいずれかを、シームレス且つ高精度で算出可能な移動体測位装置、及び移動体測位方法を提供することができる。 According to the present invention, based on the output data of the inertial sensor, the output data of the GPS receiving unit, and the output data of the indoor GPS receiving unit, at least one of the speed, distance, and position of the moving body can be seamlessly and accurately detected. A movable body positioning device and a movable body positioning method that can be calculated can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係る移動体測位装置は、慣性センサの出力データに対して慣性航法演算処理を行って慣性航法測位データを算出し、GPS受信部によりGPS測位データを算出し、インドアGPS測位データによりインドアGPS測位データを算出する。そして、慣性航法測位データと、GPS測位データと、インドアGPS測位データとをカルマンフィルタ処理することで、位置誤差、速度誤差、姿勢誤差、並びに慣性センサのバイアス誤差を得て、これら誤差に基づいて上記測位データに含まれる位置データや速度データを補正する。バイアス誤差については、慣性航法演算処理側にフィードバックされる。そして、カルマンフィルタ処理による補正後の位置データ、速度データを出力し、距離を算出し、更にはGPS測位データとインドアGPS測位データを合成して適正位置を算出する。これにより、移動体の測位を行うものである。 A mobile body positioning apparatus according to an embodiment of the present invention performs inertial navigation calculation processing on output data of an inertial sensor to calculate inertial navigation positioning data, calculates GPS positioning data by a GPS receiver, and performs indoor GPS. Indoor GPS positioning data is calculated from the positioning data. Then, by performing Kalman filtering on the inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data, the position error, the speed error, the attitude error, and the bias error of the inertial sensor are obtained. The position data and speed data included in the positioning data are corrected. The bias error is fed back to the inertial navigation calculation processing side. Then, position data and velocity data corrected by the Kalman filter processing are output, the distance is calculated, and further, the GPS positioning data and the indoor GPS positioning data are combined to calculate an appropriate position. Thereby, positioning of a moving body is performed.
図1には本発明の一実施形態に係る移動体測位装置の構成を示し説明する。
この図1に示されるように、移動体測位装置1は、演算制御部2と、慣性センサとしてのIMU(Inertial Measurement Unit)8と、GPS受信部9と、インドアGPS受信部11と、記憶部13と、出力部14と、表示部7とを備えている。IMU8は、加速度センサ8aとジャイロセンサ8bを少なくとも備えている。GPS受信部9は受信アンテナ10を備え、インドアGPS受信部11は受信アンテナ12を備えている。
FIG. 1 shows a configuration of a mobile body positioning apparatus according to an embodiment of the present invention and will be described.
As shown in FIG. 1, the mobile body positioning device 1 includes an arithmetic control unit 2, an IMU (Inertial Measurement Unit) 8 as an inertial sensor, a GPS receiving unit 9, an indoor GPS receiving unit 11, and a storage unit. 13, an output unit 14, and a display unit 7. The IMU 8 includes at least an acceleration sensor 8a and a gyro sensor 8b. The GPS receiving unit 9 includes a receiving antenna 10, and the indoor GPS receiving unit 11 includes a receiving antenna 12.
演算制御部2は、記憶部13に予め記憶されている制御プログラムを読み出し実行することで、慣性航法演算処理部3、カルマンフィルタ補正処理部4、距離算出部5、そして位置合成部6として機能する。尚、記憶部13は、上記制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)や、当該プログラム実行領域となるRAM(Random Access Memory)などを概念上含む。 The calculation control unit 2 functions as an inertial navigation calculation processing unit 3, a Kalman filter correction processing unit 4, a distance calculation unit 5, and a position synthesis unit 6 by reading and executing a control program stored in advance in the storage unit 13. . The storage unit 13 conceptually includes a ROM (Read Only Memory) that stores the control program, a RAM (Random Access Memory) that is the program execution area, and the like.
IMU8において、加速度センサ8aは、移動体の室内や屋根などに載置され、xyzの3軸の移動体の加速度を測定し、加速度データを出力する。この加速度センサ8aとしては、水晶の振動型センサやMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)センサを用いることができる。IMU8において、ジャイロセンサ8bは、移動体の室内や屋根などに載置され、水晶の振動型センサやMEMSセンサを用いて、xyzの3軸まわりの回転角速度を検出し、角速度データを出力する。例えば、xyz軸まわりの回転角速度を求めるべく複数のセンサが設けられる。その場合、各軸まわりの回転角速度の角速度データの出力を得る。これら加速度データ、角速度データを慣性センサデータと総称する。 In the IMU 8, the acceleration sensor 8a is placed on the interior of the moving body, the roof, or the like, measures the acceleration of the xyz triaxial moving body, and outputs acceleration data. As the acceleration sensor 8a, a quartz vibration type sensor or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sensor can be used. In the IMU 8, a gyro sensor 8b is placed in a room or a roof of a moving body, detects a rotational angular velocity around three axes of xyz using a quartz vibration sensor or a MEMS sensor, and outputs angular velocity data. For example, a plurality of sensors are provided to obtain the rotational angular velocity about the xyz axis. In that case, an output of angular velocity data of the rotational angular velocity around each axis is obtained. These acceleration data and angular velocity data are collectively referred to as inertial sensor data.
GPS受信部9は、受信アンテナ10を介してGPS衛星からの信号(即ち、GPS搬送波)を受信して、移動体の位置(緯度、経度、高度)、速度、方位を表すGPS測位データを出力する。このGPS測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。 The GPS receiving unit 9 receives a signal from a GPS satellite (that is, a GPS carrier wave) via the receiving antenna 10 and outputs GPS positioning data representing the position (latitude, longitude, altitude), speed, and direction of the moving object. To do. This GPS positioning data also includes status data indicating the reception state, reception time, and the like.
インドアGPS受信部11は、インドアGPS用送信機(無線送信機)から出力される搬送波をGPS受信機と同じ計算原理に基づき処理する所謂屋内GPS受信部である。例えば、屋内試験場等では、GPS衛星からの受信確度が低くなることから複数のインドアGPS用送信機を予め所定間隔で設置し、3つ以上の送信機との相対的な位置関係から移動体の位置情報を取得するものである。インドアGPS受信部11は、xyz座標系における位置データをインドアGPS測位データとして出力する。このインドアGPS測位データにも、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータが含まれている。 The indoor GPS receiver 11 is a so-called indoor GPS receiver that processes the carrier wave output from the indoor GPS transmitter (wireless transmitter) based on the same calculation principle as the GPS receiver. For example, in indoor test stations, the accuracy of reception from GPS satellites is low, so a plurality of indoor GPS transmitters are installed in advance at predetermined intervals, and the relative position of three or more transmitters is used to determine the position of the moving object. The position information is acquired. The indoor GPS receiver 11 outputs position data in the xyz coordinate system as indoor GPS positioning data. This indoor GPS positioning data also includes status data indicating a reception state, a reception time, and the like.
演算制御部2では、慣性航法演算処理部3が、IMU8の加速度センサ8aからの加速度データ、ジャイロセンサ8bからの角速度データを受け、これら慣性センサデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する。尚、慣性航法演算処理部3は、水平前後加速度も算出し、記憶部13に記憶すると共に、演算制御部2により記憶部13から適宜読み出して出力部14より出力する。 In the calculation control unit 2, the inertial navigation calculation processing unit 3 receives acceleration data from the acceleration sensor 8a of the IMU 8 and angular velocity data from the gyro sensor 8b, performs inertial navigation calculation processing on these inertial sensor data, and performs inertial navigation. Outputs positioning data. The inertial navigation calculation processing unit 3 also calculates horizontal longitudinal acceleration, stores it in the storage unit 13, reads it out of the storage unit 13 as appropriate by the calculation control unit 2, and outputs it from the output unit 14.
カルマンフィルタ補正処理部4は、慣性航法演算処理部3から出力された慣性航法測位データとGPS受信機9から出力されたGPS測位データと、インドアGPS受信部11から出力されたインドアGPS測位データとを受け、それらの差分を求め、それぞれの信頼性により確率的に最も正しい値となるように、状態量である補正値を推定する。この補正値は、位置誤差、速度誤差に関する補正値に加えて、姿勢誤差、加速度センサ8aやジャイロセンサ8bのバイアス誤差等に係る補正値を含んでよい。 The Kalman filter correction processing unit 4 uses the inertial navigation positioning data output from the inertial navigation calculation processing unit 3, the GPS positioning data output from the GPS receiver 9, and the indoor GPS positioning data output from the indoor GPS receiving unit 11. Then, a difference between them is obtained, and a correction value, which is a state quantity, is estimated so as to be the most probabilistic value by each reliability. This correction value may include a correction value related to a posture error, a bias error of the acceleration sensor 8a or the gyro sensor 8b, and the like in addition to a correction value related to a position error and a speed error.
こうして、カルマンフィルタ補正処理部4は、バイアス誤差に係る補正値等を慣性航法演算処理部3にフィードバックする。ゆえに、これ以降、慣性航法演算処理部3では補正値に基づいてバイアス誤差が適正に調整される。その一方で、カルマンフィルタ補正処理部4は、補正後の速度データを記憶部13に記憶すると共に、距離算出部5に出力する。さらに、カルマンフィルタ補正処理部4は、補正後の位置データを位置合成部6に出力する。 In this way, the Kalman filter correction processing unit 4 feeds back a correction value related to the bias error to the inertial navigation calculation processing unit 3. Therefore, thereafter, the inertial navigation calculation processing unit 3 appropriately adjusts the bias error based on the correction value. On the other hand, the Kalman filter correction processing unit 4 stores the corrected speed data in the storage unit 13 and outputs it to the distance calculation unit 5. Further, the Kalman filter correction processing unit 4 outputs the corrected position data to the position synthesis unit 6.
即ち、このように、カルマンフィルタ補正処理部4は、GPS受信部9からのGPS測位データ、インドアGPS受信部11からのインドアGPS測位データ、そして慣性航法演算処理部3からの慣性航法測位データを受け、位置差や速度差等から、慣性航法演算処理部3にどの程度の大きさの誤差があるのかを推定し、補正先である慣性航法演算処理部3にフィードバックする。この補正値のフィードバックを受けて、慣性航法演算処理部3の出力は補正を受け、以降、バイアス等の誤差が補正される。 That is, in this way, the Kalman filter correction processing unit 4 receives the GPS positioning data from the GPS receiving unit 9, the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit 11, and the inertial navigation positioning data from the inertial navigation calculation processing unit 3. From the position difference, speed difference, etc., the magnitude of the error in the inertial navigation calculation processing unit 3 is estimated and fed back to the inertial navigation calculation processing unit 3 that is the correction destination. In response to the feedback of the correction value, the output of the inertial navigation calculation processing unit 3 is corrected, and thereafter errors such as bias are corrected.
なお、カルマンフィルタ補正処理部4による処理に際しては、慣性航法演算処理部3からの慣性航法測位データに含まれる時刻情報と、GPS受信部9からのGPS測位データ及びインドアGPS受信部11からのインドアGPS測位データの中のステータスデータに含まれる受信時刻の情報との対応関係に基づき、同期がとられてよい。 In the process by the Kalman filter correction processing unit 4, the time information included in the inertial navigation positioning data from the inertial navigation calculation processing unit 3, the GPS positioning data from the GPS receiving unit 9, and the indoor GPS from the indoor GPS receiving unit 11 are used. Synchronization may be performed based on the correspondence with the reception time information included in the status data in the positioning data.
このような補正の過程において、カルマンフィルタ補正処理部4は、GPS受信部9からのGPS測位データ、及びインドアGPS受信部11からのインドアGPS測位データに含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを位置誤差、速度誤差等の補正に際して優先的に用いる。例えば、屋内のようにGPS測位データの受信状態が悪い状況下では、インドアGPS測位データを優先して用い、建屋に囲まれた環境ではGPS測位データの受信状態が不十分な場合もあるので、インドアGPS測位データを兼用して補正処理を行う。これによれば、シームレスな計測に対応可能となると共に補正の精度が高まることとなる。 In the process of such correction, the Kalman filter correction processing unit 4 refers to the GPS positioning data from the GPS receiving unit 9 and the status data included in the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit 11 in the reception state. Good positioning data is preferentially used for correction of position error, speed error, etc. For example, indoor GPS positioning data is used preferentially in situations where the reception status of GPS positioning data is poor, such as indoors, and the GPS positioning data reception status may be insufficient in an environment surrounded by a building. Correction processing is also performed using indoor GPS positioning data. According to this, seamless measurement can be handled and correction accuracy can be improved.
距離算出部5は、カルマンフィルタ補正処理部4から出力された補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する。位置合成部6は、カルマンフィルタ補正処理部4より出力された補正後のGPS受信部9による測位データ(緯度、経度、高度)とインドアGPS受信部11による測位データ(位置)を受け、それらを合成することで移動体の位置を高精度で算出することになる。 The distance calculation unit 5 calculates the distance by integrating the corrected velocity data output from the Kalman filter correction processing unit 4. The position synthesis unit 6 receives the corrected positioning data (latitude, longitude, altitude) output from the Kalman filter correction processing unit 4 and the positioning data (position) from the indoor GPS reception unit 11 and combines them. By doing so, the position of the moving body is calculated with high accuracy.
これら速度データ、距離データ、及び位置データは、記憶部13に記憶されると共に、演算制御部2により記憶部13から適宜読み出されて出力部14より出力される。あるいは、表示部7に測位結果として表示されてもよい。この表示部7の表示によれば、例えば移動体がブレーキを掛けた位置から実際に停止するまでの位置、及びその制動距離、並びにブレーキをかけてから停止するまでの速度変化や加速度変化をレビューすることができるので、移動体の評価実験には好適である。 The speed data, the distance data, and the position data are stored in the storage unit 13 and are appropriately read out from the storage unit 13 by the arithmetic control unit 2 and output from the output unit 14. Alternatively, it may be displayed on the display unit 7 as a positioning result. According to the display on the display unit 7, for example, the position from when the moving body is braked to the actual stop, the braking distance, and the speed change and acceleration change from when the brake is applied to when the brake is stopped are reviewed. Therefore, it is suitable for the mobile body evaluation experiment.
以下、図2のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に係る移動体測位装置による処理手順を説明する。これは、本実施形態に係る移動体測位方法にも相当する。 Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 2, a processing procedure performed by the mobile body positioning apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. This also corresponds to the mobile body positioning method according to the present embodiment.
処理を開始すると、慣性センサとしてのIMU8により慣性センサデータを取得し(S1)、慣性航法演算処理部3により、当該慣性センサデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する(S2)。 When the process is started, inertial sensor data is acquired by the IMU 8 serving as an inertial sensor (S1), the inertial navigation calculation processing unit 3 performs inertial navigation calculation processing on the inertial sensor data, and outputs inertial navigation positioning data. (S2).
続いて、GPS受信部9により、受信アンテナ10を介してGPS測位データを検出したか否かを判断し(S3)、GPS測位データを検出した場合(S3をYES)、当該GPS測位データの同期処理を行う(S4)。検出しない場合(S3をNO)、ステップS4をスキップしてステップS5に移行する。そして、インドアGPS受信部11により、受信アンテナ12を介してインドアGPS測位データを検出したか否かを判断し(S5)、インドアGPS測位データを検出した場合(S5をYES)、当該インドアGPS測位データの同期処理を行う(S6)。検出しない場合(S5をNO)、ステップS6をスキップしてステップS7に移行する。 Subsequently, the GPS receiving unit 9 determines whether or not GPS positioning data is detected via the receiving antenna 10 (S3). When GPS positioning data is detected (YES in S3), the GPS positioning data is synchronized. Processing is performed (S4). If not detected (NO in S3), step S4 is skipped and the process proceeds to step S5. Then, the indoor GPS receiving unit 11 determines whether or not the indoor GPS positioning data is detected via the receiving antenna 12 (S5). When the indoor GPS positioning data is detected (YES in S5), the indoor GPS positioning data is detected. Data synchronization processing is performed (S6). If not detected (NO in S5), the process skips step S6 and proceeds to step S7.
この同期処理(S4,S6)は、慣性航法測位データと、GPS測位データ、インドアGPS測位データの対応付けを行うために、必要となっている。それぞれの測位データに含まれる時刻情報に基づいて行うこととしてよい。 This synchronization processing (S4, S6) is necessary in order to associate inertial navigation positioning data with GPS positioning data and indoor GPS positioning data. It may be performed based on time information included in each positioning data.
続いて、カルマンフィルタ補正処理部4は、慣性航法演算処理部3からの慣性航法測位データ、GPS受信部9からのGPS測位データ、インドアGPS受信部11からのインドアGPS測位データを受け、位置差や速度差等から、慣性航法演算処理部3にどの程度の大きさの誤差があるのかを推定し、補正処理を行う(S7)。 Subsequently, the Kalman filter correction processing unit 4 receives the inertial navigation positioning data from the inertial navigation calculation processing unit 3, the GPS positioning data from the GPS receiving unit 9, and the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit 11. From the speed difference or the like, the magnitude of the error in the inertial navigation calculation processing unit 3 is estimated, and correction processing is performed (S7).
そして、カルマンフィルタ補正処理部4は、この補正値を補正先である慣性航法演算処理部3にフィードバックする(S8)。この補正値のフィードバックを受けて、慣性航法演算処理部3の出力は補正を受け、以降、バイアス等の誤差が補正される。なお、このステップS8では、補正後の速度データが記憶部13に記憶されると共に、各部5,6に送られることになる。 Then, the Kalman filter correction processing unit 4 feeds back the correction value to the inertial navigation calculation processing unit 3 that is the correction destination (S8). In response to the feedback of the correction value, the output of the inertial navigation calculation processing unit 3 is corrected, and thereafter errors such as bias are corrected. In step S8, the corrected speed data is stored in the storage unit 13 and sent to the units 5 and 6.
このステップS7の補正に際しては、カルマンフィルタ補正処理部4は、GPS受信部9からのGPS測位データ、及びインドアGPS受信部11からのインドアGPS測位データに含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを位置誤差、速度誤差の補正に際して用いることとし、補正の精度を高めている。 At the time of the correction in step S7, the Kalman filter correction processing unit 4 refers to the GPS positioning data from the GPS receiving unit 9 and the status data included in the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit 11, and the reception state Good positioning data is used for correcting the position error and the speed error, thereby improving the accuracy of the correction.
次に距離算出部5は、カルマンフィルタ補正処理部4から出力された補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する(S9)。 Next, the distance calculation unit 5 calculates the distance by integrating the corrected velocity data output from the Kalman filter correction processing unit 4 (S9).
そして、位置合成部6は、カルマンフィルタ補正処理部4より出力された補正後のGPS受信部9による測位データ(緯度、経度、高度)とインドアGPS受信部11による測位データ(位置)を受け、それらを合成することで移動体の位置(xyz位置)を高精度で算出する(S10)。以上で、移動体の測位に係る一連の処理を終了する。 The position synthesizing unit 6 receives the corrected positioning data (latitude, longitude, altitude) output from the Kalman filter correction processing unit 4 and the positioning data (position) from the indoor GPS receiving unit 11 and outputs them. Are combined to calculate the position (xyz position) of the moving body with high accuracy (S10). With the above, a series of processes related to positioning of the moving body is completed.
ここで、上記ステップS10で算出される移動体の位置は、緯度、経度、及び高度ではなく、xyz座標系における移動体の位置である。すなわち、この場合のxyz座標系の原点(0,0,0)は、移動体測位装置の電源を入れ起動した場所の座標であり、その原点からの相対位置をxyz位置として算出する。そのため、GPS受信部9、及びインドアGPS受信部11による測位ができない領域を跨いで移動体が移動しても、IMU8の出力のみを用いて位置の算出を続けることが可能となる。 Here, the position of the moving object calculated in step S10 is not the latitude, longitude, and altitude, but the position of the moving object in the xyz coordinate system. That is, the origin (0, 0, 0) of the xyz coordinate system in this case is the coordinate of the place where the mobile positioning device is turned on and activated, and the relative position from the origin is calculated as the xyz position. Therefore, even if the moving body moves across an area where positioning by the GPS receiver 9 and the indoor GPS receiver 11 cannot be performed, it is possible to continue calculating the position using only the output of the IMU 8.
次に、図3の概念図を参照して、カルマンフィルタ補正処理部4における補正処理に際して、GPS測位データとインドアGPS測位データのいずれを優先するのか、基本的な考え方を詳述する。 Next, with reference to the conceptual diagram of FIG. 3, the basic concept of whether to give priority to the GPS positioning data or the indoor GPS positioning data in the correction process in the Kalman filter correction processing unit 4 will be described in detail.
図3には、大きく3種類の環境下における受信状態を示している。先ず、領域Aは屋外の環境を示しており、当該領域AではGPS受信部9によるGPS衛星からのGPS搬送波の受信状態が良好であるので、カルマンフィルタ補正処理部4は、GPS測位データに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。 FIG. 3 shows reception states in three main environments. First, the area A shows an outdoor environment, and in the area A, the GPS receiving unit 9 receives a GPS carrier wave from a GPS satellite in a good state. Therefore, the Kalman filter correction processing unit 4 is based on the GPS positioning data. Performs Kalman filter correction processing.
一方、領域B1は、道路の過程に配設された橋、或は屋内の環境を示しており、当該領域B1では、GPS受信部9によるGPS衛星からのGPS搬送波の受信状態が悪い。そこで、カルマンフィルタ補正処理部4は、インドアGPS受信部11と予め設置されたインドアGPS用送信機100a〜100fとの通信により得たインドアGPS測位データに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。その場合、インドアGPS受信部11は、例えば移動体の移動の過程で最至近となる3つのインドアGPS送信機との間でリアルタイムに通信を行い、インドアGPS測位データを得る。 On the other hand, a region B1 indicates a bridge or an indoor environment disposed in the process of the road. In the region B1, the reception state of the GPS carrier from the GPS satellite by the GPS receiver 9 is poor. Therefore, the Kalman filter correction processing unit 4 performs Kalman filter correction processing based on indoor GPS positioning data obtained by communication between the indoor GPS receiving unit 11 and the indoor GPS transmitters 100a to 100f installed in advance. In that case, the indoor GPS receiver 11 communicates in real time with, for example, three indoor GPS transmitters that are closest to each other in the course of movement of the moving body, and obtains indoor GPS positioning data.
領域B2は、テストコース上に設けられた建屋に囲まれた道路を示しており、当該領域B2では、GPS受信部9がGPS衛星からのGPS搬送波を受信することはできるものの、受信状態が良好ではない。そこで、インドアGPS受信部11によるインドアGPS測位データも加味する。即ち、カルマンフィルタ補正処理部4は、GPS受信部8により得たGPS測位データと、インドアGPS受信部11により予め設置されたインドアGPS送信機101a〜101fとの通信により得たインドアGPS測位データとに基づいてカルマンフィルタ補正処理を行う。この場合も、インドアGPS受信部11は、例えば移動体の移動の過程で最至近となる3つのインドアGPS送信機との間でリアルタイムに通信を行い、インドアGPS測位データを得る。 Area B2 shows a road surrounded by buildings provided on the test course. In the area B2, the GPS receiver 9 can receive a GPS carrier wave from a GPS satellite, but the reception state is good. is not. Therefore, the indoor GPS positioning data by the indoor GPS receiving unit 11 is also taken into account. That is, the Kalman filter correction processing unit 4 converts the GPS positioning data obtained by the GPS receiving unit 8 and the indoor GPS positioning data obtained by communication with the indoor GPS transmitters 101a to 101f previously installed by the indoor GPS receiving unit 11. Based on this, Kalman filter correction processing is performed. Also in this case, the indoor GPS receiving unit 11 communicates in real time with, for example, three indoor GPS transmitters that are closest to each other in the course of movement of the moving body, and obtains indoor GPS positioning data.
領域C1,C2は、屋内から屋外への切り替わりの領域、或は屋外から建屋に囲まれた道路への切り替わりに領域に相当するが、この切り替わりの領域では、GPS受信部8によるGPS測位データも、インドアGPS受信部11によるインドアGPS測位データも得ることができるので、双方を用いて、カルマンフィルタ補正処理の精度を高めることとしてよい。その場合、GPS測位データと、インドアGPS測位データとに、所定の重み付けを行って演算処理に用いることとしてもよい。 Regions C1 and C2 correspond to regions that switch from indoor to outdoor, or regions that switch from outdoor to roads surrounded by buildings. In this switching region, GPS positioning data from the GPS receiver 8 is also stored. Since the indoor GPS positioning data by the indoor GPS receiving unit 11 can also be obtained, the accuracy of the Kalman filter correction process may be improved using both. In this case, the GPS positioning data and the indoor GPS positioning data may be used for calculation processing by performing predetermined weighting.
このように、屋内、屋外、更には屋内から屋外への切り替わりの領域のいずれにおいても、GPS測位データ、及びインドアGPS測位データを使い分けて慣性航法測位データに対して好適なカルマンフィルタ補正処理を行い、補正量を推定し、適正な補正をかけることができるので、移動体の測位を高精度且つシームレスに行うことが可能となる。 As described above, in any of the indoor, outdoor, and even indoor-to-outdoor switching areas, GPS positioning data and indoor GPS positioning data are properly used to perform Kalman filter correction processing suitable for inertial navigation positioning data, Since the correction amount can be estimated and appropriate correction can be performed, positioning of the moving body can be performed with high accuracy and seamlessly.
最後には、図4には本実施形態に係る移動体測位装置により計測した算定値と、光学式速度センサで計測した実測値との関係を示す。同図において、横軸は時間、縦軸は速度を示しており、移動体の速度を急激に高めていき、所定のタイミング(時間)でブレーキをかけて、速度を減速し、移動体が停止するまでの速度変化を示している。図4からも明らかなように、本実施形態により計測した算定値は、光学式速度センサで計測した実測値と略一致しており、その精度は良好であることがわかる。 Finally, FIG. 4 shows the relationship between the calculated value measured by the mobile body positioning apparatus according to the present embodiment and the actually measured value measured by the optical speed sensor. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates speed. The speed of the moving body is rapidly increased, the brake is applied at a predetermined timing (time), the speed is reduced, and the moving body stops. It shows the speed change until. As is clear from FIG. 4, the calculated value measured according to the present embodiment is substantially the same as the actually measured value measured by the optical speed sensor, and it can be seen that the accuracy is good.
以上説明した本発明の実施形態によれば以下の効果が奏される。 According to the embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.
1.慣性センサデータを出力する慣性センサとしてのIMU(8)と、GPS測位データを出力するGPS受信部(9)と、インドアGPS測位データを出力するインドアGPS受信部(11)と、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部(3)と、慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部(4)と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部(6)と、補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部(7)とを備え、カルマンフィルタ補正処理部(4)で求めた補正値を慣性航法演算処理部(3)にフィードバックしバイアス誤差等の誤差を補正する移動体測位装置が提供されることになる。 1. IMU (8) as an inertial sensor that outputs inertial sensor data, a GPS receiving unit (9) that outputs GPS positioning data, an indoor GPS receiving unit (11) that outputs indoor GPS positioning data, and inertial sensor data The inertial navigation calculation processing unit (3) that receives the inertial navigation calculation process and outputs the inertial navigation positioning data, receives the inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data, and receives the inertial navigation based on the difference therebetween. The correction value of the arithmetic processing unit is estimated, and the Kalman filter correction processing unit (4) for correcting the velocity data and the position data related to the inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data, and the corrected velocity data are integrated. A distance calculation unit (6) that calculates a distance by processing, the position data related to the GPS positioning data after correction, and A position synthesizing unit (7) that receives the corrected position data related to the indoor GPS positioning data and synthesizes them to calculate the position of the moving body, and the correction obtained by the Kalman filter correction processing unit (4) A moving body positioning apparatus that feeds back a value to the inertial navigation calculation processing unit (3) and corrects an error such as a bias error is provided.
従って、IMUからの出力データとGPS受信部及びインドアGPS受信部からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置を高精度で算出することが可能となる。特にインドアGPS測位データも用いているので、従来は測定不能であった屋内においても移動体の測位が可能となる。 Therefore, the speed, distance, and position of the moving object can be calculated with high accuracy based on the output data from the IMU and the output data from the GPS receiver and the indoor GPS receiver. In particular, since indoor GPS positioning data is also used, it is possible to position a mobile object even indoors where measurement was impossible in the past.
ここで、カルマンフィルタ補正処理部(4)は、GPS受信部(9)からのGPS測位データ及びインドアGPS受信部(11)からのインドアGPS測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いることとしてもよい。 Here, the Kalman filter correction processing unit (4) refers to the status data included in the GPS positioning data from the GPS receiving unit (9) and the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit (11). Good positioning data may be used for the correction.
従って、この場合には、GPS受信部(9)による受信状態が悪い屋内などの環境下ではインドアGPS受信部(11)によるインドアGPS測位データを優先してカルマンフィルタ補正処理において用いることができるので、その結果として誤差の検出精度が高まり、ひいては補正精度が高まることになる。また、屋外から屋内、更に再び屋外と連続する環境下においてもシームレスな測位が可能となる。 Therefore, in this case, the indoor GPS positioning data by the indoor GPS receiver (11) can be used in the Kalman filter correction process in an environment such as indoors where the reception state by the GPS receiver (9) is poor. As a result, the error detection accuracy is increased, and as a result, the correction accuracy is increased. In addition, seamless positioning is possible even in an environment where it continues from the outside to the inside and then to the outside again.
2.慣性センサデータを出力するステップ(S1)と、GPS測位データを出力するステップ(S3)と、インドアGPS測位データを出力するステップ(S5)と、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップ(S2)と、慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データを受け、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップ(S7)と、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップ(S9)と、補正後の上記GPS測位データに係る位置データと補正後のインドアGPS測位データに係る位置データとを受けて、それらを合成することで移動体の位置を算出するステップ(S10)と、カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップ(S8)と、を有する移動体測位方法が提供される。 2. Outputting inertial sensor data (S1); outputting GPS positioning data (S3); outputting indoor GPS positioning data (S5); receiving inertial sensor data and performing inertial navigation calculation processing; Step (S2) for outputting inertial navigation positioning data, receiving inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data, estimating a correction value of the inertial navigation calculation processing unit based on the difference, and executing the inertial navigation positioning The step of correcting the speed data and the position data included in the data, the GPS positioning data and the indoor GPS positioning data (S7), the step of calculating the distance by integrating the corrected speed data (S9), and the corrected Position data related to the GPS positioning data and position data related to the corrected indoor GPS positioning data. Therefore, a step of calculating the position of the moving body by combining them (S10), a step of feeding back the correction value obtained by the Kalman filter correction processing unit to the inertial navigation calculation processing unit and correcting the error (S8), A mobile positioning method is provided.
従って、IMUからの出力データとGPS受信部及びインドアGPS受信部からの出力データに基づいて移動体の速度、距離、位置を高精度で算出することが可能となる。特にインドアGPS測位データも用いているので、従来は測定不能であった屋内においても移動体の測位が可能となる。 Therefore, the speed, distance, and position of the moving object can be calculated with high accuracy based on the output data from the IMU and the output data from the GPS receiver and the indoor GPS receiver. In particular, since indoor GPS positioning data is also used, it is possible to position a mobile object even indoors where measurement was impossible in the past.
ここで、補正するステップでは、GPS測位データ及びインドアGPS測位データにそれぞれ含まれるステータスデータを参照して、受信状態のよい測位データを当該補正に際して用いることとしてもよい。 Here, in the step of correcting, it is possible to refer to the status data included in the GPS positioning data and the indoor GPS positioning data, respectively, and use the positioning data having a good reception state for the correction.
従って、この場合には、GPS測位データの受信状態が悪い屋内などの環境下では、インドアGPS測位データを優先して補正処理において用いることができるので、その結果として誤差の検出精度が高まり、ひいては補正精度が高まる。また、屋外から屋内、更に再び屋外と連続する環境下においてもシームレスな測位が可能となる。 Therefore, in this case, indoor GPS positioning data can be preferentially used in the correction process in an indoor environment where the GPS positioning data reception state is poor, and as a result, the error detection accuracy increases, and as a result Correction accuracy increases. In addition, seamless positioning is possible even in an environment where it continues from the outside to the inside and then to the outside again.
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、移動体測位装置及び移動体測位方法のほか、移動体測位装置の演算制御部を慣性航法演算処理部3、カルマンフィルタ補正処理部4、距離算出部5、そして位置合成部6として機能させるためのコンピュータプログラム、及び当該コンピュータプログラムをコンピュータにより読み取り可能に記憶した記憶媒体としての実施も可能であることは勿論である。 For example, in addition to the moving body positioning device and the moving body positioning method, the calculation control unit of the moving body positioning device functions as the inertial navigation calculation processing unit 3, the Kalman filter correction processing unit 4, the distance calculation unit 5, and the position synthesis unit 6. Of course, the present invention can be implemented as a computer program and a storage medium storing the computer program so as to be readable by a computer.
この場合、コンピュータが、慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部(3)、慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データを受けて、その差分に基づいて慣性航法演算処理部の補正値を推定し当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部(4)、補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部(6)、補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受け、それらを合成することで移動体の位置を算出する位置合成部(7)として機能し、さらにカルマンフィルタ補正処理部(4)で求めた補正値を慣性航法演算処理部(3)にフィードバックしバイアス誤差等の誤差を補正するコンピュータプログラム、及びそれを記憶した記憶媒体が提供される。 In this case, the computer receives the inertial sensor data, performs inertial navigation calculation processing, and outputs inertial navigation positioning data, and receives the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data. A Kalman filter correction processing unit (4) that estimates a correction value of the inertial navigation calculation processing unit based on the difference and corrects the velocity data and position data related to the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning data; A distance calculation unit (6) that calculates a distance by integrating the corrected velocity data, and receives position data related to the corrected GPS positioning data and position data related to the corrected indoor GPS positioning data. It functions as a position synthesizer (7) that calculates the position of the moving object by synthesizing them. Data correction processing unit (4) a computer program for correcting the correction value is fed back to the inertial navigation arithmetic processing unit (3) errors such as bias errors calculated, and the storage medium storing the same are provided.
1 移動体測位装置
2 演算制御部
3 慣性航法演算処理部
4 カルマンフィルタ補正処理部
5 距離算出部
6 位置合成部
7 表示部
8 IMU
8a 加速度センサ
8b ジャイロセンサ
9 GPS受信部
10 受信アンテナ
11 インドアGPS受信部
12 受信アンテナ
13 記憶部
14 出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body positioning apparatus 2 Calculation control part 3 Inertial navigation calculation process part 4 Kalman filter correction process part 5 Distance calculation part 6 Position composition part 7 Display part 8 IMU
8a acceleration sensor 8b gyro sensor 9 GPS receiver 10 receiving antenna 11 indoor GPS receiving unit 12 receiving antenna 13 storage unit 14 output unit
Claims (4)
GPS測位データを出力するGPS受信部と、
インドアGPS測位データを出力するインドアGPS受信部と、
上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する慣性航法演算処理部と、
上記慣性航法測位データと上記GPS測位データと上記インドアGPS測位データを受けて、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに係る速度データ及び位置データを補正するカルマンフィルタ補正処理部と、
上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出する距離算出部と、
上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受け、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出する位置合成部と、を備え、
上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正し、
上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データはxyz座標系における位置であり、前記位置合成部で算出する位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記xyz座標系における移動体の位置である
移動体測位装置。 An inertial sensor that outputs inertial sensor data;
A GPS receiver for outputting GPS positioning data;
An indoor GPS receiver that outputs indoor GPS positioning data;
An inertial navigation calculation processing unit that receives the inertial sensor data, performs inertial navigation calculation processing, and outputs inertial navigation positioning data;
The inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data are received, a correction value of the inertial navigation calculation processing unit is estimated based on the difference, and the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS are estimated. A Kalman filter correction processing unit for correcting speed data and position data related to positioning data;
A distance calculator that calculates the distance by integrating the corrected velocity data;
A position synthesizer that receives the position data related to the corrected GPS positioning data and the position data related to the corrected indoor GPS positioning data and calculates the position of the moving object by weighting and adding them; Prepared,
The correction value obtained by the Kalman filter correction processing unit is fed back to the inertial navigation calculation processing unit to correct the error ,
The position data related to the GPS positioning data after the correction is related to latitude, longitude, and altitude, the position data related to the indoor GPS positioning data after the correction is a position in an xyz coordinate system, and the position synthesizing unit The position calculated in (5) is a moving body positioning device that is the position of the moving body in the xyz coordinate system with the position at the time of power-on as the origin .
請求項1に記載の移動体測位装置。 The Kalman filter correction processor refers to status data included in the GPS positioning data from the GPS receiving unit and the indoor GPS positioning data from the indoor GPS receiving unit, respectively, and corrects positioning data in a good reception state. The mobile body positioning device according to claim 1, used at the time.
GPS測位データを出力するステップと、
インドアGPS測位データを出力するステップと、
上記慣性センサデータを受けて慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力するステップと、
上記慣性航法測位データと上記GPS測位データと上記インドアGPS測位データを受け、その差分に基づいて上記慣性航法演算処理部の補正値を推定し、当該慣性航法測位データとGPS測位データとインドアGPS測位データに含まれる速度データ及び位置データを補正するステップと、
上記補正後の速度データを積分処理することで距離を算出するステップと、
上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データと上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データとを受けて、それらを重み付け加算することで移動体の位置を算出するステップと、
上記カルマンフィルタ補正処理部で求めた補正値を上記慣性航法演算処理部にフィードバックし誤差を補正するステップと、を有し、
上記補正後の上記GPS測位データに係る位置データは緯度、経度、高度に係るものであり、上記補正後の上記インドアGPS測位データに係る位置データはxyz座標系における位置であり、上記算出する移動体の位置とは、電源投入時の位置を原点とする上記xyz座標系における移動体の位置である
移動体測位方法。 Outputting inertial sensor data;
Outputting GPS positioning data;
Outputting indoor GPS positioning data;
Receiving inertial sensor data, performing inertial navigation calculation processing, and outputting inertial navigation positioning data;
The inertial navigation positioning data, the GPS positioning data, and the indoor GPS positioning data are received, the correction value of the inertial navigation calculation processing unit is estimated based on the difference, and the inertial navigation positioning data, GPS positioning data, and indoor GPS positioning are estimated. Correcting velocity data and position data included in the data;
Calculating the distance by integrating the corrected velocity data;
Receiving the position data related to the GPS positioning data after the correction and the position data related to the indoor GPS positioning data after the correction, and calculating the position of the moving body by weighting and adding them;
The correction value obtained by the Kalman filter correction processing unit have a, and correcting the error fed back to the inertial navigation arithmetic processing unit,
The position data related to the GPS positioning data after the correction relates to latitude, longitude, and altitude, and the position data related to the indoor GPS positioning data after the correction is a position in the xyz coordinate system, and the calculated movement The position of the body is a moving body positioning method that is the position of the moving body in the xyz coordinate system with the position when the power is turned on as the origin .
請求項3に記載の移動体測位方法。 The mobile positioning method according to claim 3, wherein in the correcting step, positioning data having a good reception state is used for the correction with reference to status data included in the GPS positioning data and indoor GPS positioning data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015051313A JP5950425B1 (en) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015051313A JP5950425B1 (en) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5950425B1 true JP5950425B1 (en) | 2016-07-13 |
| JP2016170124A JP2016170124A (en) | 2016-09-23 |
Family
ID=56375185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015051313A Active JP5950425B1 (en) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5950425B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113631883A (en) * | 2019-04-04 | 2021-11-09 | 三菱电机株式会社 | Vehicle positioning device |
| CN114095852A (en) * | 2020-07-08 | 2022-02-25 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | Method and device for backfilling location information in subway scene |
| JP2024097783A (en) * | 2020-12-28 | 2024-07-19 | 株式会社ブロードリーフ | Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018109815A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-12 | イネーブラー株式会社 | Travel support device, travel support method, and program for allowing computer to function as travel support device |
| KR102328000B1 (en) * | 2017-02-07 | 2021-11-17 | 한국전자통신연구원 | Method and apparatus for indoor positioning |
| JP7689330B2 (en) * | 2021-02-22 | 2025-06-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Positioning terminal, information processing device, and positioning method |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991009375A1 (en) * | 1989-12-11 | 1991-06-27 | Caterpillar Inc. | Integrated vehicle positioning and navigation system, apparatus and method |
| SE526741C2 (en) * | 2003-10-02 | 2005-11-01 | Ericsson Telefon Ab L M | Positioning of mobile stations |
| JP2007093436A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | GPS positioning accuracy early stabilization method |
| JP2009236517A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Clarion Co Ltd | Gps receiver |
| JP2013120131A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Sharp Corp | Positioning device, positioning method, positioning program and computer readable recording medium |
| JP5810898B2 (en) * | 2011-12-26 | 2015-11-11 | 株式会社デンソー | Vehicle attitude estimation device and theft notification device |
| JP5982190B2 (en) * | 2012-06-20 | 2016-08-31 | クラリオン株式会社 | Vehicle position detection device and vehicle position detection method |
| JP2015068768A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日本電気株式会社 | Positioning system, device, method, and program |
-
2015
- 2015-03-13 JP JP2015051313A patent/JP5950425B1/en active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113631883A (en) * | 2019-04-04 | 2021-11-09 | 三菱电机株式会社 | Vehicle positioning device |
| CN113631883B (en) * | 2019-04-04 | 2024-04-30 | 三菱电机株式会社 | Vehicle positioning device |
| CN114095852A (en) * | 2020-07-08 | 2022-02-25 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | Method and device for backfilling location information in subway scene |
| JP2024097783A (en) * | 2020-12-28 | 2024-07-19 | 株式会社ブロードリーフ | Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program |
| JP7708920B2 (en) | 2020-12-28 | 2025-07-15 | 株式会社ブロードリーフ | Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016170124A (en) | 2016-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5950425B1 (en) | MOBILE POSITIONING DEVICE AND MOBILE POSITIONING METHOD | |
| US9405016B2 (en) | System and method for complex navigation using dead reckoning and GPS | |
| CN113783652B (en) | Data synchronization method and device of integrated navigation system | |
| JP5464101B2 (en) | POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD, AND PROGRAM | |
| US7839329B2 (en) | Positioning system and method thereof | |
| EP3077849B1 (en) | Navigation system with rapid gnss and inertial initialization | |
| US10267920B2 (en) | Positioning method | |
| CN103235328B (en) | GNSS (global navigation satellite system) and MEMS (micro-electromechanical systems) integrated navigation method | |
| US20120232792A1 (en) | Positioning apparatus and positioning method | |
| JP5602070B2 (en) | POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD OF POSITIONING DEVICE, AND POSITIONING PROGRAM | |
| US10816358B2 (en) | Method and test system for sensor fusion positioning testing | |
| US9759567B2 (en) | Position calculation method and position calculation device | |
| JP7034379B2 (en) | Vehicle positioning device | |
| JP2007101527A (en) | Acceleration sensor offset detection apparatus, acceleration sensor offset detection method, acceleration sensor offset detection program, and navigation apparatus | |
| JP2009236532A (en) | Method for geolocation, program, and apparatus for geolocation | |
| CN104614750A (en) | Method for determining location of vehicle | |
| KR20190003916A (en) | Inertial sensor unit caliberation method for navigation | |
| JP5119967B2 (en) | POSITIONING METHOD, PROGRAM, AND POSITIONING DEVICE | |
| KR101764222B1 (en) | System and method for high precise positioning | |
| JP5892845B2 (en) | Calibration quality determination apparatus and method | |
| JP2009079928A (en) | Navigation system | |
| KR101296190B1 (en) | Terrain referenced navigation and driving method therof | |
| JPWO2020230228A1 (en) | Locator device and its accuracy evaluation system and positioning method | |
| JP2014089047A (en) | Positioning device, positioning method, and positioning program | |
| KR20180045580A (en) | Apparatus and method for analyzing situation information of mobile body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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: 20160524 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160603 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5950425 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |