JP2003267220A - Moving object self-position detection method and moving object self-position detection system - Google Patents
Moving object self-position detection method and moving object self-position detection systemInfo
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- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地球を周回する複数のGPS衛星から電波に
よって送信されるGPS情報等に基づいて鉄道車両等の
位置を検出する方法及びシステムを提供する。
【解決手段】 DGPSを移動体走行システムに適用
し、鉄道車両2の第1回走行を行い、地上マーカ12の
検出後、情報処理部22は、その時点の座標を既知マー
カ位置座標として情報記憶部23に記憶させ、第2回以
降の走行時には、地上マーカ12の検出後、情報処理部
22は、その時点の座標である現在マーカ位置座標に最
も近い既知マーカ位置座標を情報記憶部23中から検索
して検索既知マーカ位置座標とし、検索既知マーカ位置
座標と現在マーカ位置座標との相対距離が許容値以下の
場合には、地上マーカの位置座標として検索既知マーカ
位置座標を出力する。
(57) [Problem] To provide a method and a system for detecting the position of a railway vehicle or the like based on GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites orbiting the earth. SOLUTION: A DGPS is applied to a mobile traveling system, a first traveling of a railway vehicle 2 is performed, and after a ground marker 12 is detected, an information processing section 22 stores information at that time as known marker position coordinates. After the ground marker 12 is detected during the second and subsequent runs, the information processing unit 22 stores the known marker position coordinates closest to the current marker position coordinates at that time in the information storage unit 23. , And when the relative distance between the searched known marker position coordinate and the current marker position coordinate is equal to or smaller than the allowable value, the searched known marker position coordinate is output as the position coordinate of the ground marker.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、地球を周回する複
数のGPS衛星から電波によって送信されるGPS情報
等に基づいて移動体の位置を検出する方法及びシステム
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and system for detecting the position of a moving body based on GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites orbiting the earth.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、鉄道において、鉄道車両の走行し
ている位置を検出する方法として、地上に設置した地上
マーカを基準とし、地上マーカからの積算距離によって
自車位置を算出する方法が知られている。この方法で
は、位置座標等があらかじめ計測され既知の位置に地上
マーカが設置される。地上マーカとしては、鉄道車両に
対して電波を送信するATS地上子などが用いられる。
また、地上マーカからの積算距離は、鉄道車両に取り付
けられた速度発電機等によって算出される。速度発電機
は、鉄道車両の車軸や電動機軸等の回転数に応じてパル
スを発生させる装置であり、このパルスによって車軸等
の回転速度が計測される。鉄道車両に搭載された位置検
出装置は、上記のようにして得られた車軸等の回転速度
から、鉄道車両の移動距離が積算され、地上マーカの位
置座標から、鉄道車両の現在の位置が特定される。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting the traveling position of a railway vehicle in a railway, there is known a method of calculating a vehicle position based on a ground marker installed on the ground and an integrated distance from the ground marker. Has been. In this method, position coordinates and the like are measured in advance and a ground marker is set at a known position. As the ground marker, an ATS ground element or the like that transmits a radio wave to a railway vehicle is used.
In addition, the integrated distance from the ground marker is calculated by a speed generator or the like attached to the railway vehicle. The speed generator is a device that generates a pulse according to the number of rotations of an axle or an electric motor axle of a railway vehicle, and the rotation speed of the axle or the like is measured by this pulse. The position detection device mounted on the railway vehicle integrates the traveling distance of the railway vehicle from the rotation speeds of the axles obtained as described above, and identifies the current position of the railway vehicle from the position coordinates of the ground marker. To be done.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の自車位置検出方法においては、車輪の空転、滑
走などにより、積算距離に誤差が混入する場合がある。
また、保守作業や工事等により、地上マーカが当初の位
置から他の位置へ移設される場合があり、この場合に
は、移設後の位置座標を計測し、移設後のデータを上記
の位置検出システムに再設定しておかないと、得られた
自車位置は正確なものではなくなってしまう、という問
題があった。However, in the above-mentioned conventional vehicle position detecting method, an error may be included in the accumulated distance due to wheel idling or sliding.
In addition, ground markers may be moved from their original position to other positions due to maintenance work or construction.In this case, the position coordinates after the relocation are measured and the data after the relocation is detected as the above-mentioned position detection. There was a problem that the obtained vehicle position would not be accurate unless it was reset in the system.
【0004】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、地
球を周回する複数のGPS衛星から電波によって送信さ
れるGPS情報等に基づいて鉄道車両等の位置を検出す
る方法及びシステムを提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is based on GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites orbiting the earth. It is to provide a method and system for detecting the position of a railway vehicle or the like.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る移動体自己位置検出方法は、走行路の
近傍に設置される複数の地上マーカと、前記走行路を走
行する移動体に搭載される移動体搭載装置と、位置が計
測されている基準位置局と、地球を周回する複数のGP
S衛星を用い、前記移動体の位置を前記移動体搭載装置
により検出する方法であって、前記移動体搭載装置に、
前記地上マーカを検出する地上マーカ検出手段と、前記
GPS衛星から電波によって送信されるGPS情報と、
前記基準位置局から電波によって送信される位置補正情
報を受信し、前記GPS情報及び前記位置補正情報に基
づいて位置座標を算出するGPS受信手段と、情報記憶
手段と、情報処理手段を設け、前記移動体の第1回走行
を行い、前記地上マーカ検出手段が前記地上マーカを検
出した場合には、前記情報処理手段は、その時点での前
記位置座標を既知マーカ位置座標として前記情報記憶手
段に記憶させ、前記移動体の第2回以降の走行において
は、前記地上マーカ検出手段が前記地上マーカを検出し
た場合には、前記情報処理手段は、その時点での前記位
置座標を現在マーカ位置座標とし、前記現在マーカ位置
座標に最も近い前記既知マーカ位置座標を前記情報記憶
手段の中から検索し、検索された既知マーカ位置座標で
ある検索既知マーカ位置座標の位置と前記現在マーカ位
置座標の位置の間の相対距離が誤差許容値以下であった
場合には、前記地上マーカ検出手段により検出された地
上マーカの位置座標として前記検索既知マーカ位置座標
を出力することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a method for detecting a self-position of a moving body according to the present invention is directed to a plurality of ground markers installed in the vicinity of a traveling road and a moving body traveling on the traveling road. On-board mobile device, reference position station whose position is measured, and multiple GPs that orbit the earth
A method for detecting the position of the moving body by the moving body mounting apparatus using an S satellite, comprising:
Ground marker detecting means for detecting the ground marker, GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellites,
GPS reception means for receiving position correction information transmitted by radio waves from the reference position station and calculating position coordinates based on the GPS information and the position correction information, an information storage means, and an information processing means are provided. When the first traveling of the mobile body is performed and the ground marker detecting means detects the ground marker, the information processing means stores the position coordinates at that time as known marker position coordinates in the information storage means. When the ground marker detection means detects the ground marker during the second and subsequent travels of the moving body, the information processing means stores the position coordinates at that time as the current marker position coordinates. The known marker position coordinate closest to the current marker position coordinate is searched from the information storage means, and the searched known marker position coordinate is the searched known marker position coordinate. When the relative distance between the position of the position coordinate and the position of the current marker position coordinate is less than or equal to the error allowable value, the search known marker position coordinate is set as the position coordinate of the ground marker detected by the ground marker detecting means. Is output.
【0006】上記の移動体自己位置検出方法において、
好ましくは、前記情報処理手段は、前記移動体の第1回
走行の際の前記GPS情報又は前記位置補正情報の内容
に基づいて、前記地上マーカ検出手段により検出された
地上マーカについての受信時点での前記GPS情報及び
前記位置補正情報の信頼性の程度である受信信頼度を表
す受信信頼度係数を演算し、前記受信信頼度係数の値に
基づき前記受信信頼度が信頼度基準値以上であると判別
した地上マーカについては当該地上マーカに関する位置
座標を前記既知マーカ位置座標として、当該受信信頼度
係数とともに前記情報記憶手段に記憶させ、前記受信信
頼度係数の値に基づき前記受信信頼度が前記信頼度基準
値よりも低いと判別した地上マーカについては前記情報
記憶手段に情報を記憶させないように制御する。In the above moving body self-position detecting method,
Preferably, the information processing means is based on the contents of the GPS information or the position correction information at the time of the first traveling of the moving body, at the time of reception of the ground marker detected by the ground marker detecting means. Of the GPS information and the position correction information, a reception reliability coefficient representing a reception reliability, which is a degree of reliability, is calculated, and the reception reliability is equal to or higher than a reliability reference value based on the value of the reception reliability coefficient. For the ground marker determined to be, the position coordinates relating to the ground marker are stored in the information storage means together with the reception reliability coefficient as the known marker position coordinates, and the reception reliability is based on the value of the reception reliability coefficient. For the ground marker that is determined to be lower than the reliability reference value, control is performed so that information is not stored in the information storage means.
【0007】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記受信信頼度係数は、前記GPS
情報の受信に用いた前記GPS衛星の個数nの関数であ
り、前記nが4以上の値であれば前記nが大きいほど前
記受信信頼度が高いことを表現する第1項と、地球上の
観測点における水平方向での位置精度の低下率であるH
DOPの関数であり、前記HDOPが小さいほど前記受
信信頼度が高いことを表現する第2項と、前記位置補正
情報を受信した最近の時刻と、前記受信信頼度係数の演
算時刻との時間差であるディファレンシャル補正データ
更新時間tの関数であり、前記tが小さいほど前記受信
信頼度が高いことを表現する第3項のうちの少なくとも
1つを有して構成される関数である。Further, in the above-mentioned method for detecting the self-position of a mobile unit, preferably, the reception reliability coefficient is the GPS.
It is a function of the number n of the GPS satellites used for receiving information, and if n is a value of 4 or more, the larger the n is, the higher the reception reliability is. H, which is the rate of decrease in position accuracy in the horizontal direction at the observation point
It is a function of DOP, and is the time difference between the second term expressing that the smaller the HDOP is, the higher the reception reliability is, the latest time when the position correction information is received, and the calculation time of the reception reliability coefficient. It is a function of a certain differential correction data update time t, and is a function configured to have at least one of the third terms expressing that the reception reliability is higher as the t is smaller.
【0008】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記受信信頼度係数は、前記第1項
と前記第2項の和に、前記第3項を乗算することにより
得られる関数である。In the above moving body self-position detecting method, preferably, the reception reliability coefficient is a function obtained by multiplying the sum of the first term and the second term by the third term. Is.
【0009】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記情報処理手段は、前記移動体の
第2回以降の走行の際の前記GPS情報又は前記位置補
正情報の内容に基づいて、前記地上マーカ検出手段によ
り検出された地上マーカについての前記受信信頼度係数
を演算し、今回走行時の現在マーカ位置座標の位置での
受信信頼度である現在マーカ信頼度が前記信頼度基準値
以上であると判別される場合には、前記現在マーカ位置
座標の位置との間の相対距離が誤差許容値以下となる検
索既知マーカ位置座標の位置での受信信頼度である検索
既知マーカ信頼度と前記現在マーカ信頼度を比較し、前
記検索既知マーカ信頼度が前記現在マーカ信頼度以上で
あると判別した場合には、前記地上マーカ検出手段によ
り検出された地上マーカの位置座標として前記検索既知
マーカ位置座標を出力する。Further, in the above moving body self-position detecting method, preferably, the information processing means is based on the contents of the GPS information or the position correction information when the moving body travels after the second time. Calculating the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference value. When it is determined that it is the above, the search known marker reliability which is the reception reliability at the position of the search known marker position coordinates in which the relative distance between the position of the current marker position coordinates is equal to or less than the error tolerance value. And the current marker reliability are compared with each other, and when it is determined that the searched known marker reliability is equal to or higher than the current marker reliability, the ground detected by the ground marker detecting means is detected. Outputting the search known marker coordinates as the position coordinates of the over mosquitoes.
【0010】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記情報処理手段は、前記検索既知
マーカ信頼度と前記現在マーカ信頼度との比較の結果、
前記現在マーカ信頼度が前記検索既知マーカ信頼度より
も高いと判別した場合には、前記地上マーカ検出手段に
より検出された地上マーカの位置座標として当該現在マ
ーカ位置座標を出力するとともに、当該現在マーカ位置
座標を新たな既知マーカ位置座標として、その受信信頼
度係数とともに前記情報記憶手段に記憶させる。Further, in the above moving body self-position detecting method, preferably, the information processing means is a result of comparison between the retrieved known marker reliability and the current marker reliability,
When it is determined that the current marker reliability is higher than the searched known marker reliability, the current marker position coordinates are output as the position coordinates of the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the current marker is also output. The position coordinates are stored as new known marker position coordinates in the information storage means together with the reception reliability coefficient thereof.
【0011】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記情報処理手段は、前記移動体の
第2回以降の走行の際の前記GPS情報又は前記位置補
正情報の内容に基づいて、前記地上マーカ検出手段によ
り検出された地上マーカについての前記受信信頼度係数
を演算し、今回走行時の現在マーカ位置座標の位置での
受信信頼度である現在マーカ信頼度が前記信頼度基準値
以上であると判別される場合には、当該現在マーカ位置
座標の位置に最も近い前記既知マーカ位置座標を前記情
報記憶手段の中から検索し、検索された既知マーカ位置
座標である検索既知マーカ位置座標の位置と前記現在マ
ーカ位置座標の位置の間の相対距離が誤差許容値より大
きい場合には、前記地上マーカ検出手段により検出され
た地上マーカの位置座標として当該現在マーカ位置座標
を出力するとともに、当該現在マーカ位置座標を新たな
既知マーカ位置座標として、当該受信信頼度係数ととも
に前記情報記憶手段に記憶させる。In the mobile body self-position detecting method, preferably, the information processing means is based on the contents of the GPS information or the position correction information when the mobile body travels after the second time. Calculating the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference value. If it is determined that the above is the above, the known marker position coordinate closest to the position of the current marker position coordinate is searched from the information storage means, and the searched known marker position which is the searched known marker position coordinate. When the relative distance between the coordinate position and the current marker position coordinate position is larger than the error tolerance, the position of the ground marker detected by the ground marker detecting means is detected. Outputs the current marker position coordinates as coordinates, the current marker position coordinates as a new known marker coordinates, is stored together with the received reliability index in the information storage means.
【0012】また、上記の移動体自己位置検出方法にお
いて、好ましくは、前記情報処理手段は、前記移動体の
第2回以降の走行の際の前記GPS情報又は前記位置補
正情報の内容に基づいて、前記地上マーカ検出手段によ
り検出された地上マーカについての前記受信信頼度係数
を演算し、今回走行時の現在マーカ位置座標の位置での
受信信頼度である現在マーカ信頼度が前記信頼度基準値
未満であると判別される場合には、前記地上マーカ検出
手段により検出された地上マーカの位置座標の出力を行
わないように制御する。Further, in the above-mentioned mobile body self-position detecting method, preferably, the information processing means is based on the contents of the GPS information or the position correction information when the mobile body travels after the second time. Calculating the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference value. When it is determined that it is less than the above, the control is performed so that the position coordinates of the ground marker detected by the ground marker detecting means are not output.
【0013】また、本発明に係る移動体自己位置検出シ
ステムは、走行路の近傍に設置されるとともに、その位
置があらかじめ測定されて既知な複数の地上マーカと、
前記走行路を走行する移動体に搭載される移動体搭載装
置と、位置が計測されている基準位置局と、地球を周回
する複数のGPS衛星を有し、前記移動体の位置を前記
移動体搭載装置が検出するシステムであって、前記移動
体搭載装置は、前記地上マーカを検出する地上マーカ検
出手段と、前記GPS衛星から電波によって送信される
GPS情報と、前記基準位置局から電波によって送信さ
れる位置補正情報を受信し、前記GPS情報及び前記位
置補正情報に基づいて位置座標を算出するGPS受信手
段と、前記地上マーカの位置座標を既知マーカ位置座標
として記憶する情報記憶手段と、前記地上マーカ検出手
段が前記地上マーカを検出した場合には、その時点での
前記位置座標を現在マーカ位置座標とし、前記現在マー
カ位置座標に最も近い前記既知マーカ位置座標を前記情
報記憶手段の中から検索し、検索された既知マーカ位置
座標である検索既知マーカ位置座標の位置と前記現在マ
ーカ位置座標の位置の間の相対距離が誤差許容値以下で
あった場合には、前記地上マーカ検出手段により検出さ
れた地上マーカの位置座標として前記検索既知マーカ位
置座標を出力する情報処理手段を備えることを特徴とす
る。Further, the moving body self-position detecting system according to the present invention is installed in the vicinity of a traveling road, and a plurality of ground markers whose positions are previously measured and known,
A mobile body mounting device mounted on a mobile body traveling on the traveling path, a reference position station whose position is measured, and a plurality of GPS satellites orbiting the earth, and the position of the mobile body A system detected by an on-board device, wherein the mobile device-on-board device detects ground markers, ground marker detection means, GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellites, and radio waves transmitted from the reference position station. GPS receiving means for receiving the position correction information, and calculating position coordinates based on the GPS information and the position correction information, information storing means for storing the position coordinates of the ground marker as known marker position coordinates, When the ground marker detecting means detects the ground marker, the position coordinates at that time are set as the current marker position coordinates, and the current marker position coordinates are most The known marker position coordinates are searched from the information storage means, and the relative distance between the position of the searched known marker position coordinates which is the searched known marker position coordinates and the position of the current marker position coordinates is an allowable error value. In the case of the following, it is characterized by comprising information processing means for outputting the search known marker position coordinates as the position coordinates of the ground marker detected by the ground marker detecting means.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は、本発明の一実施形態である列車自
車位置検出システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a train vehicle position detection system which is an embodiment of the present invention.
【0016】図1に示すように、この列車自車位置検出
システム100は、地上マーカ12と、車両搭載装置2
0と、基準位置局3と、GPS衛星G1,G2,G3,
…,Gnを備えて構成されている。As shown in FIG. 1, this train vehicle position detection system 100 includes a ground marker 12 and a vehicle-mounted device 2.
0, reference position station 3, GPS satellites G1, G2, G3
, Gn.
【0017】地上マーカ12は、鉄道線路11の近傍に
設置されている。また、地上マーカ12は、鉄道線路の
長手方向の複数の位置にそれぞれ配置されている。地上
マーカ12としては、鉄道車両に対して電波を送信する
ATS(AutomaticTrain Stop:自
動列車停止装置)の地上子や、ATC(Automat
ic Train Control:自動列車制御装
置)の地上子などが用いられる。ここに、鉄道線路11
は、特許請求の範囲における走行路に相当している。The ground marker 12 is installed near the railroad track 11. Further, the ground markers 12 are arranged at a plurality of positions in the longitudinal direction of the railroad track, respectively. As the ground marker 12, a ground child of an ATS (Automatic Train Stop) that transmits radio waves to a railway vehicle or an ATC (Automatic Train Stop).
An ic train control (automatic train control device) ground element or the like is used. Railroad track 11
Corresponds to the traveling path in the claims.
【0018】また、車両搭載装置20は、鉄道線路12
を走行する鉄道車両2に搭載されている。ここに、鉄道
車両2は、特許請求の範囲における移動体に相当し、車
両搭載装置20は、特許請求の範囲における移動体搭載
装置に相当している。Further, the vehicle-mounted device 20 includes the railroad track 12
It is mounted on a railway vehicle 2 that travels. Here, the railway vehicle 2 corresponds to a moving body mounting device in the claims, and the vehicle mounting device 20 corresponds to a moving body mounting device in the claims.
【0019】また、基準位置局3の位置は、あらかじめ
計測されて既知である。基準位置局3は、送信アンテナ
31を有しており、基準位置局3の位置や時間等に関す
る位置補正情報を電波によって送信している。The position of the reference position station 3 is measured in advance and known. The reference position station 3 has a transmission antenna 31, and transmits position correction information regarding the position, time, etc. of the reference position station 3 by radio waves.
【0020】また、複数のGPS衛星G1〜Gnは、地
球を周回する人工衛星であり、その測位用コード、送信
元のGPS衛星の軌道情報(送信元のGPS衛星の三次
元位置座標と時間等に関する情報を含む)などのGPS
情報を電波によって送信している。The plurality of GPS satellites G1 to Gn are artificial satellites that orbit the earth, and their positioning codes, orbit information of the sender GPS satellite (three-dimensional position coordinates and time of the sender GPS satellite, etc.). GPS (including information about
Information is transmitted by radio waves.
【0021】したがって、地上マーカ12と、車両搭載
装置20と複数のGPS衛星G1〜Gnと基準基地局3
により、DGPS(Differential Glo
bal Positioning System:差動
地球測位システム)が構成されている。Therefore, the ground marker 12, the vehicle-mounted device 20, the plurality of GPS satellites G1 to Gn, and the reference base station 3
Enables DGPS (Differential Glo
bal Positioning System).
【0022】上記した車両搭載装置20は、地上マーカ
検出部21と、情報処理部22と、情報記憶部23と、
第1アンテナ24と、第2アンテナ25と、GPS処理
部26と、ディファレンシャル受信部27を有してい
る。ここに、地上マーカ検出部21は、特許請求の範囲
における地上マーカ検出手段に相当し、情報処理部22
は、特許請求の範囲における情報処理手段に相当し、情
報記憶手段23は、特許請求の範囲における情報記憶手
段に相当している。また、第1アンテナ24とGPS処
理部26と第2アンテナ25とディファレンシャル受信
部27は、特許請求の範囲におけるGPS受信手段に相
当している。The above-described vehicle-mounted device 20 includes a ground marker detection unit 21, an information processing unit 22, an information storage unit 23,
It has a first antenna 24, a second antenna 25, a GPS processing unit 26, and a differential receiving unit 27. Here, the ground marker detecting unit 21 corresponds to the ground marker detecting means in the claims, and the information processing unit 22.
Corresponds to the information processing means in the claims, and the information storage means 23 corresponds to the information storage means in the claims. The first antenna 24, the GPS processing unit 26, the second antenna 25, and the differential receiving unit 27 correspond to GPS receiving means in the claims.
【0023】上記の地上マーカ検出部21は、地上マー
カ12から送信されるパルス信号等を検出し、情報処理
部22に出力する部分である。また、第1アンテナ24
は、GPS衛星G1等から送信される電波を検出し、G
PS処理部26に出力する。また、第2アンテナ25
は、基準位置局3から送信される電波を検出し、ディフ
ァレンシャル受信部27に出力する。ディファレンシャ
ル受信部27は、第2アンテナ25が検出した電波をG
PS処理部26に出力する。GPS処理部26は、これ
らの入力からGPS情報と位置補正情報を抽出し、情報
処理部22に出力する。The ground marker detecting section 21 is a section for detecting a pulse signal or the like transmitted from the ground marker 12 and outputting it to the information processing section 22. In addition, the first antenna 24
Detects radio waves transmitted from GPS satellites G1 etc.
It is output to the PS processing unit 26. In addition, the second antenna 25
Detects the radio wave transmitted from the reference position station 3 and outputs it to the differential receiving unit 27. The differential receiving unit 27 transmits the radio wave detected by the second antenna 25 to G
It is output to the PS processing unit 26. The GPS processing unit 26 extracts GPS information and position correction information from these inputs and outputs them to the information processing unit 22.
【0024】情報処理部22は、GPS処理部26から
送られてくるGPS情報と位置補正情報を処理・解析す
る部分である。この情報処理部22は、図示はしていな
いが、CPU(Central Processing
Unit:中央演算処理装置)、RAM、インタフェ
ース、データ・指令入力部、画像表示部等を有してい
る。The information processing section 22 is a section for processing and analyzing the GPS information and the position correction information sent from the GPS processing section 26. Although not shown, the information processing unit 22 has a CPU (Central Processing).
Unit: central processing unit), RAM, interface, data / command input unit, image display unit, etc.
【0025】CPUは、図示はしていないが、CPU内
部での電流(信号)の授受を行うための信号線である内
部バスを有しており、この内部バスに、演算部と、レジ
スタと、クロック生成部と、命令処理部等を有してい
る。CPU内の演算部は、一般に、レジスタに記憶され
ている各種データに対して、四則演算(加算、減算、乗
算、及び除算)を行い、又は論理演算(論理積、論理
和、否定、排他的論理和など)を行い、又はデータ比
較、若しくはデータシフトなどの処理を実行する部分で
ある。処理の結果は、レジスタに格納されるのが一般的
である。Although not shown, the CPU has an internal bus which is a signal line for exchanging currents (signals) inside the CPU. The internal bus has an arithmetic unit and a register. , A clock generation unit, an instruction processing unit, and the like. The arithmetic unit in the CPU generally performs four arithmetic operations (addition, subtraction, multiplication, and division) on various data stored in registers, or logical operations (logical product, logical sum, negation, exclusive). Is a part for performing processing such as data OR, data comparison, or data shift. The processing result is generally stored in a register.
【0026】レジスタは、一般に、1語のデータを記憶
する部分である。通常、CPU内には、複数のレジスタ
が設けられている。クロック生成部は、CPUの各部分
の時間の同期をとるための刻時信号(クロック信号)を
生成する部分である。CPUは、このクロック信号に基
づいて動作する。命令処理部は、演算部等が実行すべき
命令の取り出し、その解読、及びその実行などを制御し
処理する部分である。The register is a part that generally stores one word of data. Usually, a plurality of registers are provided in the CPU. The clock generation unit is a unit that generates a clock signal (clock signal) for synchronizing the time of each unit of the CPU. The CPU operates based on this clock signal. The instruction processing unit is a unit that controls and processes fetching, decoding, and execution of an instruction to be executed by the arithmetic unit and the like.
【0027】情報記憶部23は、図示はしていないが、
ハードディスク装置(HDD)、ROM(Read O
nly Memory:読出し専用メモリ)等を有して
おり、CPUを制御するための制御プログラムや、CP
Uが用いる各種データ等を格納している部分である。ハ
ードディスク装置は、図示はしていないが、その内部
に、円盤状の磁気ディスクを有しており、この磁気ディ
スクをディスク駆動機構により回転駆動し、磁気ヘッド
をヘッド駆動機構によって磁気ディスクの任意位置に移
動させ、磁気ディスク表面の磁性膜を磁気ヘッドからの
書込電流によって磁化することによりデータを記録し、
磁化された磁性膜の上を磁気ヘッドが移動する際に磁気
ヘッドのコイル等に流れる電流を検出することにより記
録データを読み出す装置である。また、ROMは、一般
に、半導体チップ等により構成される。The information storage unit 23 is not shown in the figure,
Hard disk drive (HDD), ROM (Read O
nly Memory: a read-only memory) and the like, and a control program for controlling the CPU and a CP
This is a part that stores various data used by U. Although not shown, the hard disk device has a disk-shaped magnetic disk inside, and this magnetic disk is rotationally driven by a disk drive mechanism, and a magnetic head is driven by a head drive mechanism at an arbitrary position of the magnetic disk. To record data by magnetizing the magnetic film on the surface of the magnetic disk with a write current from the magnetic head,
This is a device for reading recorded data by detecting a current flowing through a coil of the magnetic head when the magnetic head moves on the magnetized magnetic film. The ROM is generally composed of a semiconductor chip or the like.
【0028】上記した制御プログラムは、OS(Ope
rating System)等のCPUの基本ソフト
ウェアのほか、画像処理や分析演算等をCPUに実行さ
せるための命令等の処理手順が、所定のプログラム用言
語で記述された文字や記号の集合である。The control program described above is an OS (Ope)
In addition to basic CPU software such as a rating system), a processing procedure such as an instruction for causing the CPU to execute image processing and analytical calculation is a set of characters and symbols described in a predetermined programming language.
【0029】また、情報処理部22は、図示はしていな
いが、RAM(Random Access Memo
ry:随時書込み読出しメモリ)等を有している。RA
Mは、CPUにより演算された途中のデータ等を一時記
憶する部分である。RAMは、一般に、半導体チップ等
により構成される。Although not shown, the information processing unit 22 is a RAM (Random Access Memory).
ry: write / read memory as needed) and the like. RA
M is a portion for temporarily storing data and the like in the process of being calculated by the CPU. The RAM is generally composed of a semiconductor chip or the like.
【0030】また、情報処理部22は、図示はしていな
いが、インタフェース(I/O)を有している。インタ
フェースは、信号線又はその集合であるバスと、各種コ
ネクタ、各種ポート、ハードディスク装置の読取り・書
込み制御機構などを有しており、CPUからの信号や各
装置からの信号を授受するための部分である。Although not shown, the information processing section 22 has an interface (I / O). The interface has a signal line or a bus, which is a set of the lines, various connectors, various ports, a read / write control mechanism for the hard disk device, etc., and is a part for exchanging signals from the CPU and signals from each device. Is.
【0031】また、情報処理部22は、図示はしていな
いが、データ・入力部を有している。データ・指令入力
部は、キーボード、トラックボール又はタッチパッド若
しくはスティックポインタ等を含むポインティングデバ
イス、タッチパネル装置等を有しており、CPUへの命
令信号や、CPUが処理するデータ等を外部から入力す
るための部分である。Although not shown, the information processing section 22 has a data / input section. The data / command input unit has a keyboard, a trackball, a pointing device including a touch pad, a stick pointer, or the like, a touch panel device, etc., and inputs a command signal to the CPU, data processed by the CPU, or the like from the outside. It is a part for.
【0032】また、情報処理部22は、図示はしていな
いが、画像表示部を有している。画像表示部は、CRT
(Cathode Ray Tube:陰極線管表示装
置)モニタ、液晶表示パネル、プラズマディスプレイ装
置等を有しており、CPUの演算結果や処理したデータ
を、画像や文字等として画面に表示する部分である。The information processing unit 22 has an image display unit (not shown). The image display is a CRT
(Cathode Ray Tube: Cathode Ray Tube Display Device) It has a monitor, a liquid crystal display panel, a plasma display device, and the like, and is a part for displaying the calculation result of the CPU and the processed data on the screen as images and characters.
【0033】また、情報処理部22は、図示はしていな
いが、出力部を有している。出力部は、プリンタ、外部
出力端子、モデムなどの通信装置、LAN(Local
Area Network)ポート等を有しており、
CPUの演算結果や処理したデータを、紙等に印字した
り、あるいは電気信号として外部へ出力又は送信する部
分である。なお、外部出力端子に、フレキシブル・ディ
スク(FD)装置、光磁気ディスク装置、PCカード装
置等の外部記録装置を接続すれば、録音した打撃音デー
タや、CPUが処理した結果データ等をディスク等の記
録媒体に記録して外部に取り出すことができる。The information processing unit 22 has an output unit (not shown). The output unit includes a printer, an external output terminal, a communication device such as a modem, and a LAN (Local).
Area Network) port, etc.
It is a part that prints the calculation result of the CPU or the processed data on paper or the like, or outputs or transmits it as an electric signal to the outside. If an external recording device such as a flexible disk (FD) device, a magneto-optical disk device, or a PC card device is connected to the external output terminal, the recorded impact sound data, the result data processed by the CPU, and the like are recorded on the disk or the like. It can be recorded on the recording medium of and taken out.
【0034】また、本実施形態の列車自車位置検出シス
テム100におけるGPS処理部26も、図示はしてい
ないが、上記したものと同様の構成及び作用を有するC
PU、RAM、ROM、インタフェース、データ・指令
入力部等を有している。Although not shown, the GPS processing unit 26 in the train own vehicle position detection system 100 of the present embodiment also has a configuration and operation similar to those described above.
It has a PU, a RAM, a ROM, an interface, a data / command input unit, and the like.
【0035】次に、上記した列車自車位置検出システム
100の行う作用について、図2ないし図4を参照しつ
つ、さらに詳細に説明する。Next, the operation performed by the train vehicle position detection system 100 described above will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.
【0036】列車自車位置検出システム100の行う作
用の説明に先立ち、DGPSの構成及び作用について説
明を行う。Prior to the description of the operation performed by the train vehicle position detection system 100, the configuration and operation of the DGPS will be described.
【0037】GPS衛星G1等は、地球の上空約200
00kmで地球を取り巻く軌道上を周回する人工衛星で
ある。軌道は、6個の異なる軌道があり、それぞれの軌
道は、地球の赤道面を横切る経度が60度ずつずらされ
ている。GPS衛星の総数は24個であり、各軌道には
GPS衛星がそれぞれ4個ずつ配置されている。このよ
うな構成により、地球上のどの地点においても、4個以
上のGPS衛星が視界に入るようになっている。The GPS satellites G1 and the like are about 200 above the earth.
It is an artificial satellite that orbits the earth at 00 km. The orbit has six different orbits, and the orbits of the orbits are shifted by 60 degrees in longitude across the equatorial plane of the earth. The total number of GPS satellites is 24, and four GPS satellites are arranged in each orbit. With such a configuration, four or more GPS satellites can be seen at any point on the earth.
【0038】それぞれのGPS衛星G1等からは、測位
用の電波信号が発信されている。この電波信号は、ディ
ジタル信号であり、このディジタル信号の中には、所定
周期(例えば1ミリ秒)ごとに繰り返される測位用コー
ド、発信されたGPS衛星の軌道情報などが含まれてい
る。この測位用コードは、GPS処理部26の内部でも
生成されている。このため、GPS衛星G1等が搭載し
ている時計の時刻と、受信する側(例えばGPS処理部
26)の時計の時刻が誤差なく一致していれば、測位用
コードの時間のずれ(以下、「時間差」という。)を検
出することにより、受信したGPS衛星と、受信した装
置の位置の間の距離(以下、「疑似距離」という。)を
算出することができる。Radio signals for positioning are transmitted from the respective GPS satellites G1 and the like. This radio wave signal is a digital signal, and the digital signal includes a positioning code repeated every predetermined period (for example, 1 millisecond), orbit information of the transmitted GPS satellite, and the like. This positioning code is also generated inside the GPS processing unit 26. Therefore, if the time of the clock mounted on the GPS satellite G1 or the like and the time of the clock of the receiving side (for example, the GPS processing unit 26) match without error, the time difference of the positioning code (hereinafter, By detecting the “time difference”), the distance between the received GPS satellite and the position of the received device (hereinafter, referred to as “pseudo distance”) can be calculated.
【0039】すなわち、GPS衛星からの電波受信位置
から、あるGPS衛星までの疑似距離は、上記の時間差
に電波の速度(光速度)を乗算することにより得ること
ができる。各時刻におけるGPS衛星の三次元位置座標
は、上記したディジタル信号中の軌道情報から算出する
ことができる。ある時刻におけるあるGPS衛星の三次
元位置座標を(α,β,γ)とし、GPS電波受信位置
の三次元位置座標を(x,y,z)とし、その時刻にお
ける疑似距離をRとすれば、下式(1)が成立する。
(x−α)2+(y−β)2+(z−γ)2=R2………(1)That is, the pseudo distance from the radio wave reception position from the GPS satellite to a certain GPS satellite can be obtained by multiplying the time difference by the radio wave velocity (light velocity). The three-dimensional position coordinates of the GPS satellite at each time can be calculated from the above orbit information in the digital signal. If the three-dimensional position coordinate of a GPS satellite at a certain time is (α, β, γ), the three-dimensional position coordinate of the GPS radio wave reception position is (x, y, z), and the pseudo distance at that time is R. , The following equation (1) is established. (X-α) 2 + (y-β) 2 + (z-γ) 2 = R 2 ......... (1)
【0040】GPS電波受信位置の三次元位置座標
(x,y,z)の変数の個数は3個であるから、同時に
異なる3個のGPS衛星からの電波を受信して疑似距離
を算出し、上式(1)と同様の関係式を3個求め、これ
らを解くことにより、x,y,zの値を得ることができ
ることになる。しかし、GPS衛星の時計と、受信装置
の時計との間には時間の誤差があるため、算出された疑
似距離Rには、誤差ΔRが含まれる。このため、上記の
方法では、x,y,zの値を一義的に決定することはで
きない。Since the number of variables of the three-dimensional position coordinates (x, y, z) of the GPS radio wave reception position is three, radio waves from three different GPS satellites are simultaneously received to calculate the pseudo distance, By obtaining three relational expressions similar to the above equation (1) and solving them, the values of x, y, z can be obtained. However, since there is a time error between the GPS satellite clock and the receiving device clock, the calculated pseudorange R includes an error ΔR. Therefore, the above method cannot uniquely determine the values of x, y, and z.
【0041】これを解決するためには、同時に異なる少
なくとも4個のGPS衛星からの電波を受信して疑似距
離を算出し、上式(1)と同様の関係式を少なくとも4
個求めれば、ΔRを考慮しつつ、x,y,zの値を一義
的に決定することができる。本実施形態の列車自車位置
検出システム100におけるGPS処理部26は、受信
したGPS衛星の個数nを情報処理部22に出力するよ
うに構成されている。In order to solve this, radio waves from at least four different GPS satellites are simultaneously received to calculate a pseudorange, and at least four relational expressions similar to the above equation (1) are calculated.
If the number is obtained, the values of x, y, and z can be uniquely determined while considering ΔR. The GPS processing unit 26 in the train own vehicle position detection system 100 of the present embodiment is configured to output the number n of the received GPS satellites to the information processing unit 22.
【0042】4個以上のGPS衛星を捕捉して、その電
波信号を得ても、GPS衛星どうしの相対的な配置状態
によっては、測位精度はかえって低下する。これは、幾
何学的な性質によるものである。このため、このような
場合の精度を、幾何学的精度低下率(Geometri
c Dilution of Precision:以
下、「GDOP」という。)という。Even if four or more GPS satellites are captured and their radio signals are obtained, the positioning accuracy is rather lowered depending on the relative arrangement of the GPS satellites. This is due to its geometrical nature. For this reason, the accuracy in such a case is determined by the geometric accuracy reduction rate (Geometry).
c Direction of Precision: Hereinafter referred to as "GDOP". ).
【0043】GDOPの値が小さいほど精度は高くな
る。例えば、GPS電波信号の受信位置と、各GPS衛
星を結ぶ線どうしが作る相対角度が大きいほど、GDO
Pの値は小さくなる。したがって、4つのGPS衛星を
結んで作成される四面体の体積が大きいほどGDOP値
は小さくなる。このため、GPS処理部26において
は、5個以上のGPS衛星を捕捉した場合には、GDO
P値が最小となるような4個のGPS衛星の組み合わせ
を選択し、これを測位計算に採用するようにしている。The smaller the value of GDOP, the higher the accuracy. For example, the greater the relative angle between the GPS radio signal reception position and the lines connecting the GPS satellites, the greater the GDO.
The value of P becomes smaller. Therefore, the larger the volume of the tetrahedron created by connecting the four GPS satellites, the smaller the GDOP value. Therefore, in the GPS processing unit 26, when five or more GPS satellites are captured, the GDO
A combination of four GPS satellites that minimizes the P value is selected, and this is adopted for positioning calculation.
【0044】また、上記のGDOPは、下式(2)で表
される。
GDOP2=PDOP2+TDOP2………(2)The above GDOP is expressed by the following equation (2). GDOP 2 = PDOP 2 + TDOP 2 ………… (2)
【0045】上式(2)において、PDOPは、地球上
の観測点における位置精度の低下率(Position
Dilution of Precision:以
下、「位置精度低下率」という。)を示しており、TD
OPは、時刻の精度低下率(Time Dilutio
n of Precision:以下、「時刻精度低下
率」という。)を示している。In the above equation (2), PDOP is the deterioration rate (Position) of the position accuracy at the observation point on the earth.
Dilution of Precision: Hereinafter referred to as "position accuracy reduction rate". ) Is shown, and TD
OP is the time accuracy reduction rate (Time Dilutio).
no of Precision: Hereinafter referred to as "time accuracy deterioration rate". ) Is shown.
【0046】また、PDOPは、下式(3)で表され
る。
PDOP2=HDOP2+VDOP2………(3)PDOP is represented by the following equation (3). PDOP 2 = HDOP 2 + VDOP 2 ……… (3)
【0047】上式(3)において、HDOPは、地球上
の観測点における水平方向での位置精度の低下率(Ho
rizontal Dilution of Prec
ision:以下、「水平方向位置精度低下率」とい
う。)を示しており、VDOPは、地球上の観測点にお
ける垂直方向での位置精度の低下率(Vertical
Dilution of Precision:以下、
「垂直方向位置精度低下率」という。)を示している。In the above equation (3), HDOP is the rate of decrease in the position accuracy in the horizontal direction at the observation points on the earth (Ho.
rizontal dilution of prec
Ision: Hereinafter referred to as "horizontal position accuracy reduction rate". ), VDOP is the rate of decrease in vertical position accuracy (Vertical) at an observation point on the earth.
Dilution of Precision: Below,
This is called the "vertical position accuracy reduction rate." ) Is shown.
【0048】本実施形態の列車自車位置検出システム1
00におけるGPS処理部26は、所定の比例定数を用
いて算出したHDOP値を情報処理部22に出力するよ
うに構成されている。Train Vehicle Position Detection System 1 of this Embodiment
The GPS processing unit 26 in 00 is configured to output the HDOP value calculated using a predetermined proportional constant to the information processing unit 22.
【0049】上記の説明は、GPS(Global P
ositioning System:地球測位システ
ム)の一般的な構成と作用に関するものである。通常の
GPS衛星からの電波信号の中には、電離層や対流層の
影響による電波の遅延、GPS受信装置側の時計の誤
差、GPS衛星内の時計の誤差が含まれる。このため、
これらの影響により、測位結果にも誤差が含まれるよう
になる。このような誤差を低減し、測位結果の精度を高
めることを目的としたものがDGPSである。The above explanation is based on the GPS (Global P
(positioning System: Global Positioning System). A radio signal from a normal GPS satellite includes a delay of a radio wave due to the influence of an ionosphere and a convection layer, an error of a clock on the GPS receiving device side, and an error of a clock on the GPS satellite. For this reason,
Due to these influences, the positioning result also includes an error. The purpose of DGPS is to reduce such errors and increase the accuracy of positioning results.
【0050】DGPSでは、GPS衛星と受信装置に加
え、正確な位置データ(緯度、経度、地球楕円体上の高
さ)が測量等によって計測されている基準位置におい
て、上記のGPSによる測位(単独測位)を行う。これ
により、基準位置の既知の位置データ(基準位置デー
タ)と、その時点のGPSによる位置データ(GPS位
置データ)の両方が得られる。基準位置データとGPS
位置データの差は、他の位置における補正量として用い
ることが可能である。In the DGPS, in addition to the GPS satellite and the receiver, at the reference position where accurate position data (latitude, longitude, height on the earth ellipsoid) is measured by surveying or the like, positioning by the above GPS (single Positioning). As a result, both known position data of the reference position (reference position data) and position data by the GPS at that time (GPS position data) are obtained. Reference position data and GPS
The difference in position data can be used as a correction amount at another position.
【0051】このため、この基準位置データとGPS位
置データの差のデータを、リアルタイムで演算し、位置
補正情報として電波により発信すれば、この位置補正情
報を受信した他の箇所においては、GPSの単独測位に
より算出された位置座標から位置補正情報に示す補正量
の分だけ差し引く補正を行うことにより、さらに高精度
の値を得ることができる。このようなシステムがDGP
Sである。本実施形態の列車自車位置検出システム10
0においては、基準位置局3の位置が既知であり、基準
位置局3がリアルタイムで位置補正情報を送信してい
る。Therefore, if the data of the difference between the reference position data and the GPS position data is calculated in real time and transmitted as radio wave as the position correction information, the GPS of the position correction information is received at other locations. By performing correction by subtracting the correction amount indicated in the position correction information from the position coordinates calculated by the independent positioning, a more highly accurate value can be obtained. Such a system is DGP
It is S. Train own vehicle position detection system 10 of the present embodiment
In 0, the position of the reference position station 3 is known, and the reference position station 3 transmits the position correction information in real time.
【0052】なお、DGPSにおいては、基準位置局か
らの位置補正情報を、同時刻のGPS測位位置の補正に
用いることが理想的であるが、実際には、基準位置局か
らの位置補正情報を、ある時間が経過した時点のGPS
測位位置の補正に用いることになる。しかし、GPS衛
星は時々刻々と移動しているため、時間が経過するにし
たがって、位置補正情報にも誤差が入ってくる。基準位
置局からの位置補正情報の送信時刻を基準としたとき
の、他の箇所の補正を行う時刻を「遅延時間」とし、τ
で表した場合、位置補正情報の誤差は、τ2に比例する
ことが知られている。本実施形態の列車自車位置検出シ
ステム100におけるGPS処理部26は、位置補正情
報を受信した最近の時刻と、補正を行うデータの時刻と
の時間差を、ディファレンシャル補正データ更新時間t
として、情報処理部22に出力するように構成されてい
る。In the DGPS, it is ideal to use the position correction information from the reference position station to correct the GPS positioning position at the same time, but in reality, the position correction information from the reference position station is used. , GPS at a certain time
It will be used to correct the positioning position. However, since the GPS satellites are moving every moment, an error will appear in the position correction information as time passes. The time at which other locations are corrected when the transmission time of the position correction information from the reference position station is used as the reference is the "delay time", and τ
It is known that the error of the position correction information is proportional to τ 2 when expressed by. The GPS processing unit 26 in the train vehicle position detection system 100 according to the present embodiment determines the time difference between the latest time when the position correction information is received and the time of the data to be corrected as the differential correction data update time t.
Is configured to be output to the information processing unit 22.
【0053】次に、上記のようなDGPSを備えた本実
施形態の列車自車位置検出システム100の作用につい
て、さらに詳細に説明を行う。Next, the operation of the train vehicle position detection system 100 of the present embodiment equipped with the DGPS as described above will be described in more detail.
【0054】まず、図2(A)に示すように、鉄道車両
2によって、鉄道線路11の第1回走行が行われる。図
2において、鉄道線路11は、図の左右方向に設置され
ており、鉄道車両2は、図の左から右へ向かって走行す
るように図示されている。この第1回走行では、地上マ
ーカ検出部21(図1参照)が地上マーカm1(図2
(B)参照)の近傍位置に達すると、地上マーカm1か
ら送信されたパルス信号が地上マーカ検出部21により
検出される(図2(C)参照)。First, as shown in FIG. 2 (A), the railway vehicle 2 travels the railroad track 11 for the first time. In FIG. 2, the railroad track 11 is installed in the left-right direction of the drawing, and the railcar 2 is illustrated as traveling from the left to the right of the drawing. In this first run, the ground marker detector 21 (see FIG. 1) causes the ground marker m1 (see FIG. 2).
(B)), the pulse signal transmitted from the ground marker m1 is detected by the ground marker detector 21 (see FIG. 2C).
【0055】この地上マーカからのパルス信号検出を受
けると、情報処理部22内のCPU(図示せず)は、そ
の時点でGPS処理部26から入力されてきたGPS情
報と位置補正情報から、受信信頼度係数を算出する。受
信信頼度係数は、GPS情報と位置補正情報の信頼性の
程度である受信信頼度を表す値である。Upon receiving the pulse signal detection from the ground marker, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 receives from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time. Calculate the reliability coefficient. The reception reliability coefficient is a value representing the reception reliability, which is the degree of reliability of the GPS information and the position correction information.
【0056】受信信頼度係数をcと表すと、受信信頼度
係数cは、下式(4)で表される。
c={f(n)+g(HDOP)}×h(t)………(4)
この場合、cの値が大きいほど受信の信頼性が高いこと
を示している。When the reception reliability coefficient is represented by c, the reception reliability coefficient c is expressed by the following equation (4). c = {f (n) + g (HDOP)} × h (t) ... (4) In this case, the larger the value of c, the higher the reliability of reception.
【0057】上式(4)において、第1項であるf
(n)は、GPS情報の受信に用いたGPS衛星の個数
nの関数を示している。f(n)の値は、nの値が零か
ら3までの間は、零となっている。また、nの値が4以
上の場合には、f(n)の値は、nに等しい。すなわ
ち、nの値が4の場合には、f(n)の値は4となり、
nの値が5の場合には、f(n)の値は5となる。以下
は同様である。In the above equation (4), the first term f
(N) shows a function of the number n of GPS satellites used for receiving GPS information. The value of f (n) is zero when the value of n is from 0 to 3. When the value of n is 4 or more, the value of f (n) is equal to n. That is, when the value of n is 4, the value of f (n) is 4.
When the value of n is 5, the value of f (n) is 5. The following is the same.
【0058】上記したように、DGPSにおいて受信位
置での位置座標を求めるためには、一般のGPSの単独
測位の場合と同様に、GPS衛星の個数nは、少なくと
も4個は必要である。したがって、nが3以下の場合に
は、測位の信頼性の程度は最も低いので、零と設定し
た。また、nが4以上となれば、GDOP(又はHDO
P)が最良となるようにGPS衛星の組み合わせ(4
個)を選定することができ、nの値が大きくなるほど、
精度のよい組み合わせを選定できると考えられるため、
測位の信頼性の程度は増加する。この性質を表すため、
nが4以上の場合には、f(n)=nとした。As described above, in order to obtain the position coordinates at the receiving position in DGPS, the number n of GPS satellites must be at least 4 as in the case of general GPS single positioning. Therefore, when n is 3 or less, the degree of positioning reliability is the lowest, and thus it is set to zero. Also, if n is 4 or more, GDOP (or HDO
The combination of GPS satellites (4) is the best (4)
Can be selected, and the larger the value of n,
Since it is possible to select an accurate combination,
The degree of reliability of positioning increases. To express this property,
When n is 4 or more, f (n) = n.
【0059】なお、f(n)の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、nが3以下の場合には、零以
外の一定値kとするようにしてもよい。また、この場合
で、nが4以上の場合には、f(n)=n2+kとして
もよい。あるいは、nが3以下の場合には、零以外の一
定値kとし、nが4以上の場合には、f(n)=na+
kとしてもよい。この場合、aは、1以上の整数であ
る。あるいは、nが3以下の場合には、零以外の一定値
kとし、nが4以上の場合には、f(n)=f1(n)
+kとしてもよい。この場合、f1(n)は、nが増加
するにつれて増加する関数である。要は、関数f(n)
は、nが3以下の場合には、一定値kであり、nが4以
上の場合には、kから増加するような関数であれば、ど
のような関数であってもよいのである。The function of f (n) may be other than the above. For example, when n is 3 or less, a constant value k other than zero may be set. Further, in this case, when n is 4 or more, f (n) = n 2 + k may be set. Alternatively, when n is 3 or less, and a constant value k other than zero, when n of 4 or more, f (n) = n a +
It may be k. In this case, a is an integer of 1 or more. Alternatively, when n is 3 or less, a constant value k other than zero is set, and when n is 4 or more, f (n) = f1 (n)
It may be + k. In this case, f1 (n) is a function that increases as n increases. In short, the function f (n)
Is a constant value k when n is 3 or less, and may be any function that increases from k when n is 4 or more.
【0060】また、上式(4)において、第2項である
g(HDOP)は、水平方向位置精度低下率HDOPの
関数を示している。簡単にするためにHDOPをpと表
すと、g(p)は、pが小さくなるにつれて、その値が
大きくなるような関数となる。例えば、g(p)は、p
に反比例する関数、g(p)=1/pとしてもよい。あ
るいは、g(p)は、p2に反比例する関数、g(p)
=1/p2としてもよい。一般に、g(p)は、pbに反
比例する関数、g(p)=1/pbとしてもよい。この
場合、bは、1以上の整数である。In the above equation (4), the second term g (HDOP) represents a function of the horizontal position accuracy reduction rate HDOP. When HDOP is represented by p for simplification, g (p) is a function whose value increases as p decreases. For example, g (p) is p
The function may be inversely proportional to, g (p) = 1 / p. Alternatively, g (p) is a function inversely proportional to p 2 , g (p)
= 1 / p 2 may be used. In general, g (p) may be a function inversely proportional to p b , g (p) = 1 / p b . In this case, b is an integer of 1 or more.
【0061】上記したように、DGPSにおいて、受信
位置での水平方向の位置精度を増加させるためには、水
平方向位置精度低下率HDOPの値が小さいほど有利で
ある。このため、g(p)は、HDOPが小さいほど大
きな値となる関数となるように設定した。As described above, in the DGPS, in order to increase the horizontal position accuracy at the reception position, the smaller the horizontal position accuracy reduction rate HDOP is, the more advantageous it is. Therefore, g (p) is set to be a function that takes a larger value as HDOP becomes smaller.
【0062】なお、g(p)の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、一般に、g(p)は、pbに
反比例するとともに、bが零のときに切片を持つ関数、
g(p)=1/(p+e)bとしてもよい。この場合、
bは1以上の整数であり、eは正の実数である。要は、
関数g(HDOP)は、HDOPが小さいほど大きな値
となるような関数であれば、どのような関数であっても
よいのである。The function of g (p) may be other than the above. For example, in general, g (p) is a function that is inversely proportional to p b and that has an intercept when b is zero,
It may be g (p) = 1 / (p + e) b . in this case,
b is an integer of 1 or more, and e is a positive real number. In short,
The function g (HDOP) may be any function as long as it has a larger value as HDOP becomes smaller.
【0063】また、上式(4)において、第3項である
h(t)は、ディファレンシャル補正データ更新時間t
の関数を示している。h(t)は、t2が大きくなるに
つれて、その値が小さくなり、tが零のときに切片を持
つような関数となる。例えば、h(t)は、h(t)=
1/(t2+q)rとしてもよい。この場合、qは正の実
数であり、rは1以上の整数である。In the above equation (4), the third term h (t) is the differential correction data update time t.
Shows the function of. The value of h (t) decreases as t 2 increases, and becomes a function having an intercept when t is zero. For example, h (t) is h (t) =
It may be 1 / (t 2 + q) r . In this case, q is a positive real number and r is an integer of 1 or more.
【0064】上記したように、DGPSにおいて、受信
位置での位置精度を増加させるためには、ディファレン
シャル補正データ更新時間tの値が小さいほど有利であ
る。また、t2の値に比例して誤差は増大する。このた
め、h(t)は、t2が小さいほど大きな値となる関数
となるように設定した。As described above, in DGPS, the smaller the value of the differential correction data update time t, the more advantageous it is to increase the position accuracy at the reception position. Also, the error increases in proportion to the value of t 2 . Therefore, h (t) is set to be a function that takes a larger value as t 2 is smaller.
【0065】なお、h(t)の関数は、上記以外のもの
であってもよい。要は、関数h(t)は、t2が小さい
ほど大きな値となるような関数であれば、どのような関
数であってもよいのである。The function of h (t) may be other than the above. In short, the function h (t) may be any function as long as t 2 has a smaller value.
【0066】なお、受信信頼度係数cは、上式(4)の
関数には限定されない。一般には、上式(4)の第1項
f(n)、第2項g(HDOP)、第3項h(t)のう
ちの少なくとも1つを有して構成される関数であれば、
どのような関数であってもよい。例えば、第1項f
(n)と第2項g(HDOP)と第3項h(t)の総和
であってもよい。あるいは、第1項f(n)と第2項g
(HDOP)と第3項h(t)を乗算したものであって
もよい。あるいは、第1項f(n)と第3項h(t)の
和に第2項g(HDOP)を乗算することにより得られ
る関数であってもよい。あるいは、第2項g(HDO
P)と第3項h(t)の和に第1項f(n)を乗算する
ことにより得られる関数であってもよい。あるいは、い
ずれか2つの項を乗算したものに残りの1項を加算する
ことによって得られる関数であってもよい。The reception reliability coefficient c is not limited to the function of the above equation (4). Generally, if the function is configured to have at least one of the first term f (n), the second term g (HDOP), and the third term h (t) of the above equation (4),
It can be any function. For example, the first term f
It may be the sum of (n), the second term g (HDOP), and the third term h (t). Alternatively, the first term f (n) and the second term g
It may be a product of (HDOP) and the third term h (t). Alternatively, it may be a function obtained by multiplying the sum of the first term f (n) and the third term h (t) by the second term g (HDOP). Alternatively, the second term g (HDO
It may be a function obtained by multiplying the sum of P) and the third term h (t) by the first term f (n). Alternatively, it may be a function obtained by multiplying any two terms and adding the remaining one term.
【0067】情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、図2(D)に示すように、パルス信号が検出された
地上マーカm1の時点での受信信頼度係数c11を演算
した後、情報記憶部23に記憶されている信頼度基準値
と、演算された受信信頼度係数c11を比較する。この
結果、演算された受信信頼度係数c11が、信頼度基準
値以上であれば、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、この受信信頼度係数c11を演算した元のデー
タであるGPS情報と位置補正情報の信頼性は高いと判
断し、この場合のGPS情報と位置補正情報から、受信
時点における地上マーカm1の緯度の値a11、経度の
値b11、受信信頼度係数c11の値を、情報記憶部2
3の基準データテーブルに記憶させる。CPU in information processing unit 22 (not shown)
2D, after calculating the reception reliability coefficient c11 at the time of the ground marker m1 in which the pulse signal is detected, the reliability reference value stored in the information storage unit 23 and The calculated reception reliability coefficient c11 is compared. As a result, if the calculated reception reliability coefficient c11 is greater than or equal to the reliability reference value, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 is the original data from which the reception reliability coefficient c11 is calculated. It is determined that the GPS information and the position correction information have high reliability, and from the GPS information and the position correction information in this case, the latitude value a11, the longitude value b11, and the reception reliability coefficient c11 of the ground marker m1 at the time of reception. Information storage unit 2
3 is stored in the reference data table.
【0068】図3は、情報記憶部23の基準データテー
ブルの構成を示したものである。図3に示すように、緯
度a11、経度b11、受信信頼度係数c11を持つマ
ーカは、既知マーカM1(図2(E)参照)として、情
報記憶部23の基準データテーブルに記憶される。この
場合、緯度a11と経度b11は、既知マーカM1の既
知マーカ位置座標となる。また、この場合の受信信頼度
係数c11は、既知マーカ信頼度となる。FIG. 3 shows the structure of the reference data table of the information storage unit 23. As shown in FIG. 3, the marker having the latitude a11, the longitude b11, and the reception reliability coefficient c11 is stored in the reference data table of the information storage unit 23 as the known marker M1 (see FIG. 2E). In this case, the latitude a11 and the longitude b11 are the known marker position coordinates of the known marker M1. The reception reliability coefficient c11 in this case is the known marker reliability.
【0069】次に、鉄道車両2は、図1における右方向
へ移動し、地上マーカ検出部21(図1参照)が地上マ
ーカm2(図2(B)参照)の近傍位置に達する。この
場合、地上マーカm2から送信されたパルス信号が地上
マーカ検出部21により検出される(図2(C)参照)
と、情報処理部22内のCPU(図示せず)は、その時
点でGPS処理部26から入力されてきたGPS情報と
位置補正情報から、受信信頼度係数c12を算出する。Next, the railway vehicle 2 moves to the right in FIG. 1, and the ground marker detecting section 21 (see FIG. 1) reaches a position near the ground marker m2 (see FIG. 2B). In this case, the pulse signal transmitted from the ground marker m2 is detected by the ground marker detection unit 21 (see FIG. 2 (C)).
Then, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 calculates the reception reliability coefficient c12 from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time.
【0070】情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、図2(D)に示すように、パルス信号が検出された
地上マーカm2の時点での受信信頼度係数c12を演算
した後、情報記憶部23に記憶されている信頼度基準値
と、演算された受信信頼度係数c12を比較する。この
結果、演算された受信信頼度係数c12が、信頼度基準
値未満の場合には、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、この受信信頼度係数c12を演算した元のデー
タであるGPS情報と位置補正情報の信頼性は低いと判
断し、この地上マーカm2のデータは情報記憶部23の
基準データテーブルに記憶させない。CPU in information processing unit 22 (not shown)
2D, as shown in FIG. 2D, after calculating the reception reliability coefficient c12 at the time of the ground marker m2 where the pulse signal is detected, the reliability reference value stored in the information storage unit 23, The calculated reception reliability coefficient c12 is compared. As a result, when the calculated reception reliability coefficient c12 is less than the reliability reference value, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 uses the original data obtained by calculating the reception reliability coefficient c12. It is determined that the reliability of certain GPS information and position correction information is low, and the data of this ground marker m2 is not stored in the reference data table of the information storage unit 23.
【0071】次に、鉄道車両2は、図2(A)のさらに
右方向へ移動し、地上マーカ検出部21(図1参照)が
地上マーカm3(図2(B)参照)の近傍位置に達す
る。この場合、地上マーカm3から送信されたパルス信
号が地上マーカ検出部21により検出される(図2
(C)参照)と、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、その時点でGPS処理部26から入力されてき
たGPS情報と位置補正情報から、受信信頼度係数c1
3を算出する。Next, the railway vehicle 2 moves further to the right in FIG. 2 (A), and the ground marker detecting unit 21 (see FIG. 1) is located near the ground marker m3 (see FIG. 2B). Reach In this case, the pulse signal transmitted from the ground marker m3 is detected by the ground marker detector 21 (FIG. 2).
(See (C)) and the CPU (not shown) in the information processing unit 22 uses the reception reliability coefficient c1 from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time.
Calculate 3.
【0072】情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、図2(D)に示すように、パルス信号が検出された
地上マーカm3の時点での受信信頼度係数c13を演算
した後、情報記憶部23に記憶されている信頼度基準値
と、演算された受信信頼度係数c13を比較する。この
結果、演算された受信信頼度係数c13が、信頼度基準
値以上であれば、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、この受信信頼度係数c13を演算した元のデー
タであるGPS情報と位置補正情報の信頼性は高いと判
断し、この場合のGPS情報と位置補正情報から、受信
時点における地上マーカm3の緯度の値a13、経度の
値b13、受信信頼度係数c13の値を、情報記憶部2
3の基準データテーブルに記憶させる。CPU in information processing unit 22 (not shown)
2D, after calculating the reception reliability coefficient c13 at the time of the ground marker m3 where the pulse signal is detected, the reliability reference value stored in the information storage unit 23, The calculated reception reliability coefficient c13 is compared. As a result, if the calculated reception reliability coefficient c13 is greater than or equal to the reliability reference value, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 is the original data from which the reception reliability coefficient c13 is calculated. It is determined that the reliability of the GPS information and the position correction information is high, and from the GPS information and the position correction information in this case, the latitude value a13, the longitude value b13, and the reception reliability coefficient c13 of the ground marker m3 at the time of reception. Information storage unit 2
3 is stored in the reference data table.
【0073】したがって、図3の基準データテーブルに
示すように、緯度a13、経度b13、受信信頼度係数
c13を持つマーカは、既知マーカM2(図2(E)参
照)として、情報記憶部23の基準データテーブルに記
憶される。この場合、緯度a13と経度b13は、特許
請求の範囲における既知マーカM2の既知マーカ位置座
標に相当している。Therefore, as shown in the reference data table of FIG. 3, the marker having the latitude a13, the longitude b13, and the reception reliability coefficient c13 is a known marker M2 (see FIG. 2E) in the information storage unit 23. It is stored in the reference data table. In this case, the latitude a13 and the longitude b13 correspond to the known marker position coordinates of the known marker M2 in the claims.
【0074】上記のようにして、鉄道車両2の第1回走
行を行うことにより、図3の基準データテーブルに示す
ように、受信信頼度係数cの値が所定の信頼度基準値以
上となる地上マーカが既知マーカMとして記憶され、そ
の位置データである既知マーカ位置座標(緯度a、経度
b)と、受信信頼度係数cの値が基準データテーブルに
記憶される。この第1回走行は、本実施形態の列車自車
位置検出システム100によって列車の自車位置を検出
するための準備作業となる。この第1回走行によって、
基準データテーブルが作成され、情報記憶部23に記憶
された後は、本システムによる自車位置検出が可能とな
る。By performing the first run of the railway vehicle 2 as described above, the value of the reception reliability coefficient c becomes equal to or higher than the predetermined reliability reference value as shown in the reference data table of FIG. The ground marker is stored as the known marker M, and the known marker position coordinates (latitude a, longitude b) that is the position data thereof and the value of the reception reliability coefficient c are stored in the reference data table. This first run is a preparatory work for detecting the own vehicle position of the train by the train own vehicle position detection system 100 of the present embodiment. By this first run,
After the reference data table is created and stored in the information storage unit 23, the vehicle position can be detected by this system.
【0075】図4は、本実施形態の列車自車位置検出シ
ステム100における鉄道車両2の第2回以降の走行の
場合の作用を説明する図である。図4(A)に示すよう
に、鉄道車両2の第2回以降の走行においては、鉄道車
両2は、図4(A)の右方向へ移動し、地上マーカ検出
部21(図1参照)が既知の地上マーカ、例えばM1
(図4(B)参照)の近傍位置P1(図4(C)参照)
に達する。この場合、パルス信号が地上マーカ検出部2
1により検出される(図4(C)参照)と、情報処理部
22内のCPU(図示せず)は、その時点でGPS処理
部26から入力されてきたGPS情報と位置補正情報か
ら、受信信頼度係数c21を算出する。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the train vehicle position detection system 100 of this embodiment in the case where the railway vehicle 2 is traveling for the second time and thereafter. As shown in FIG. 4 (A), during the second and subsequent runnings of the railway vehicle 2, the railway vehicle 2 moves to the right in FIG. 4 (A), and the ground marker detection unit 21 (see FIG. 1). Known ground marker, eg M1
(See FIG. 4B) near position P1 (see FIG. 4C)
Reach In this case, the pulse signal is the ground marker detection unit 2
1 (see FIG. 4C), the CPU (not shown) in the information processing unit 22 receives from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time. The reliability coefficient c21 is calculated.
【0076】情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、図4(D)に示すように、パルス信号が検出された
位置P1(図4(C)参照)の時点での受信信頼度係数
c21を演算した後、情報記憶部23に記憶されている
信頼度基準値と、演算された受信信頼度係数c21を比
較する。この結果、演算された受信信頼度係数c21
が、信頼度基準値以上であれば、情報処理部22内のC
PU(図示せず)は、この受信信頼度係数c21を演算
した元のデータである今回走行の受信時のGPS情報と
位置補正情報の信頼性は高いと判断し、この場合のGP
S情報と位置補正情報から、今回受信時点におけるパル
ス信号検出位置P1(図4(C)参照)の緯度の値a2
1と、経度の値b21の値を算出する。この場合、緯度
a21と経度b21は、特許請求の範囲における現在マ
ーカ位置座標に相当している。CPU in information processing unit 22 (not shown)
4D, the reception reliability coefficient c21 at the time of the position P1 (see FIG. 4C) where the pulse signal is detected is calculated and then stored in the information storage unit 23. The reliability reference value that is present is compared with the calculated reception reliability coefficient c21. As a result, the calculated reception reliability coefficient c21
Is greater than or equal to the reliability reference value, C in the information processing unit 22
The PU (not shown) determines that the reliability of the GPS information and the position correction information at the time of reception of the current travel, which is the original data obtained by calculating the reception reliability coefficient c21, is high, and the GP in this case
Based on the S information and the position correction information, the latitude value a2 of the pulse signal detection position P1 (see FIG. 4C) at the time of the current reception
1 and the value of the longitude value b21 are calculated. In this case, the latitude a21 and the longitude b21 correspond to the current marker position coordinates in the claims.
【0077】次に、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、情報記憶部23の基準データテーブル中から、
今回の現在マーカ位置座標(緯度a21,経度b21)
に最も近い既知マーカ位置座標を検索する。検索の方法
としては、現在マーカ位置座標が表す点と、既知マーカ
位置座標が表す点の間の距離を算出し、その値が最小と
なるような既知マーカ位置座標を検索する方法が挙げら
れる。例えば、今回の現在マーカ位置座標が(緯度a2
1,経度b21)で、既知マーカ位置座標が(緯度a1
1,経度b11)の場合には、これらが表す2点間の距
離L(以下、「相対距離」という。)は、下式(5)で
表される。
L={(a21−a11)2+(b21−b11)2}1/2………(5)Next, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 selects from the reference data table of the information storage unit 23,
This time's current marker position coordinates (latitude a21, longitude b21)
The known marker position coordinate closest to is searched. Examples of the search method include a method of calculating the distance between the point represented by the current marker position coordinates and the point represented by the known marker position coordinates, and searching for the known marker position coordinates that minimizes the value. For example, the current marker position coordinate of this time is (latitude a2
1, longitude b21) and the known marker position coordinates are (latitude a1
1, the longitude b11), the distance L between these two points (hereinafter, referred to as "relative distance") is represented by the following equation (5). L = {(a21-a11) 2 + (b21-b11) 2} 1/2 ......... (5)
【0078】あるいは、今回の現在マーカ位置座標(緯
度a21,経度b21)を、ある位置を基準としたxy
座標系に変換して(x21,y21)を算出し、かつ既
知マーカ位置座標(緯度a11,経度b11)を上記の
xy座標系に変換して(x11,y11)を算出し、2
点間の相対距離Lを、下式(6)によって算出してもよ
い。
L={(x21−x11)2+(y21−y11)2}1/2………(6)Alternatively, the current marker position coordinates (latitude a21, longitude b21) of this time are set as xy with respect to a certain position.
The coordinate system is converted to calculate (x21, y21), and the known marker position coordinates (latitude a11, longitude b11) are converted to the above xy coordinate system to calculate (x11, y11), and 2
The relative distance L between the points may be calculated by the following equation (6). L = {(x21-x11) 2 + (y21-y11) 2} 1/2 ......... (6)
【0079】次に、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、上記のようにして算出された相対距離の最小値
L1(図4(E)参照)を求め、そのときの既知マーカ
をM1と特定し、その位置座標を特定する。次に、情報
処理部22内のCPU(図示せず)は、上記の相対距離
の最小値L1と、情報記憶部23に記憶されている誤差
許容値を比較する。誤差許容値の値は、例えば5〜10
メートル程度とする。これは、地上マーカが移設されて
いない場合には、GPSによる測位の精度から、同じ地
点の測位結果は、5〜10メートル程度の範囲内に収ま
ることが知られているからである。Next, the CPU (not shown) in the information processing section 22 obtains the minimum value L1 of the relative distance calculated as described above (see FIG. 4E), and the known marker at that time is obtained. Is identified as M1 and its position coordinates are identified. Next, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 compares the minimum value L1 of the relative distance described above with the allowable error value stored in the information storage unit 23. The allowable error value is, for example, 5 to 10
It is about meters. This is because, when the ground marker is not relocated, it is known from the positioning accuracy by GPS that the positioning result at the same point falls within the range of about 5 to 10 meters.
【0080】上記の比較の結果、相対距離の最小値L1
が誤差許容値以下であった場合には、情報処理部22内
のCPU(図示せず)は、今回走行時にパルス信号が検
出された地点P1(図4(A)参照)は、既知マーカM
1であると判別する。As a result of the above comparison, the minimum value L1 of the relative distance
Is less than or equal to the error tolerance, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 determines that the point P1 (see FIG. 4A) where the pulse signal is detected during the current traveling is the known marker M.
It is determined to be 1.
【0081】次に、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、今回走行時にパルス信号が検出された地点P1
の位置として、現在の基準データテーブル(図3参照)
に記憶されている既知マーカM1の既知マーカ位置座標
(緯度a11,経度b11)を採用するか、あるいは、
今回走行時にパルス信号が検出された地点P1の現在マ
ーカ位置座標(緯度a21,経度b21)を採用するか
について判定を行う。Next, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 operates at the point P1 where the pulse signal is detected during the current traveling.
The current reference data table as the position of (see Figure 3)
The known marker position coordinates (latitude a11, longitude b11) of the known marker M1 stored in
It is determined whether to adopt the current marker position coordinates (latitude a21, longitude b21) of the point P1 where the pulse signal is detected during traveling this time.
【0082】この判定は、現在の基準データテーブル
(図3参照)に記憶されている既知マーカM1の受信信
頼度係数c11(既知マーカ信頼度)と、今回走行時に
パルス信号が検出された地点P1の時点における受信信
頼度係数c21(現在マーカ信頼度)の値の比較によっ
て行われる。This determination is performed by using the reception reliability coefficient c11 (known marker reliability) of the known marker M1 stored in the current reference data table (see FIG. 3) and the point P1 at which the pulse signal is detected during the current traveling. The value of the reception reliability coefficient c21 (current marker reliability) at the time of is compared.
【0083】上記の比較の結果、既知マーカM1の受信
信頼度係数である既知マーカ信頼度c11が、今回走行
時にパルス信号が検出された地点P1を走行していた時
点における受信信頼度係数である現在マーカ信頼度c2
1の値以上の場合、すなわち、c11≧c21の場合に
は、情報処理部22内のCPU(図示せず)は、現在の
基準データテーブル(図3参照)に記憶されているデー
タの方が信頼性が高いと判定する。As a result of the above comparison, the known marker reliability c11, which is the reception reliability coefficient of the known marker M1, is the reception reliability coefficient at the time when the vehicle was traveling at the point P1 where the pulse signal was detected during traveling this time. Current marker reliability c2
When the value is 1 or more, that is, when c11 ≧ c21, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 determines that the data stored in the current reference data table (see FIG. 3) is better. Determined to be highly reliable.
【0084】この結果、情報処理部22内のCPU(図
示せず)は、今回走行時にパルス信号が検出された地点
P1の時点における地上マーカの位置座標は、現在の基
準データテーブル(図3参照)に記憶されている位置座
標(緯度a11,経度b11)である、と決定する。こ
れにより、情報処理部22内のCPU(図示せず)は、
今回走行時にパルス信号が検出された地点P1を走行し
ていた時点における鉄道車両2の位置座標は、(緯度a
11,経度b11)であることを出力する。これらの時
刻と、その時点の位置座標は、情報記憶部23内の所定
の記憶領域にも記憶される。また、この場合には、現在
の基準データテーブル(図3参照)に記憶されている既
知マーカM1のデータ、緯度a11,経度b11,受信
信頼度係数c11は、変更されることなくそのまま記憶
される(図4(F)参照)。As a result, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 finds the position coordinates of the ground marker at the point P1 at which the pulse signal is detected during the current traveling, in the current reference data table (see FIG. 3). ) Is stored in the position coordinates (latitude a11, longitude b11). As a result, the CPU (not shown) in the information processing unit 22
The position coordinates of the railway vehicle 2 at the time of traveling at the point P1 where the pulse signal is detected during traveling this time are (latitude a
11, the longitude b11) is output. These times and the position coordinates at that time are also stored in a predetermined storage area in the information storage unit 23. In this case, the data of the known marker M1, the latitude a11, the longitude b11, and the reception reliability coefficient c11 stored in the current reference data table (see FIG. 3) are stored as they are without being changed. (See FIG. 4 (F)).
【0085】上記した相対距離と誤差許容値との大小関
係、あるいは既知マーカ信頼度と現在マーカ信頼度の大
小関係が異なると、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、上記とは異なる処理を行う。If the magnitude relationship between the relative distance and the error tolerance or the magnitude relationship between the known marker reliability and the current marker reliability is different, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 is different from the above. Do different processing.
【0086】鉄道車両2が、図4(A)における右方向
へ移動すると、地上マーカ検出部21(図1参照)が既
知の地上マーカ、例えばM2(図4(B)参照)の近傍
位置P2(図4(C)参照)に達する。この場合、パル
ス信号が地上マーカ検出部21により検出される(図4
(C)参照)と、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、その時点でGPS処理部26から入力されてき
たGPS情報と位置補正情報から、受信信頼度係数c2
2を算出する。When the railroad vehicle 2 moves to the right in FIG. 4A, the ground marker detecting section 21 (see FIG. 1) causes a position P2 near a known ground marker, for example, M2 (see FIG. 4B). (See FIG. 4C). In this case, the pulse signal is detected by the ground marker detector 21 (FIG. 4).
(See (C)) and the CPU (not shown) in the information processing unit 22 receives the reception reliability coefficient c2 from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time.
Calculate 2.
【0087】情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、図4(D)に示すように、パルス信号が検出された
位置P2(図4(C)参照)の時点での受信信頼度係数
c22を演算した後、情報記憶部23に記憶されている
信頼度基準値と、演算された受信信頼度係数c22を比
較する。この結果、演算された受信信頼度係数c22
が、信頼度基準値以上であれば、情報処理部22内のC
PU(図示せず)は、この受信信頼度係数c22を演算
した元のデータである今回走行の受信時のGPS情報と
位置補正情報の信頼性は高いと判断し、この場合のGP
S情報と位置補正情報から、今回受信時点におけるパル
ス信号検出位置P2(図4(C)参照)の現在マーカ位
置座標(緯度a22,経度b22)の値を算出する。CPU in information processing unit 22 (not shown)
4D, the reception reliability coefficient c22 at the time of the position P2 (see FIG. 4C) where the pulse signal is detected is calculated and then stored in the information storage unit 23. The calculated reliability standard value is compared with the calculated reliability standard value. As a result, the calculated reception reliability coefficient c22
Is greater than or equal to the reliability reference value, C in the information processing unit 22
The PU (not shown) determines that the reliability of the GPS information and the position correction information at the time of reception of the current travel, which is the original data obtained by calculating the reception reliability coefficient c22, is high, and the GP in this case
From the S information and the position correction information, the value of the current marker position coordinates (latitude a22, longitude b22) of the pulse signal detection position P2 (see FIG. 4C) at the time of this reception is calculated.
【0088】次に、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、情報記憶部23の基準データテーブル中から、
今回の現在マーカ位置座標(緯度a22,経度b22)
に最も近い既知マーカ位置座標を、上記と同様の方法で
検索する。Next, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 selects from the reference data table of the information storage unit 23,
This time's current marker position coordinates (latitude a22, longitude b22)
The known marker position coordinate closest to is searched for by the same method as above.
【0089】この場合、情報処理部22内のCPU(図
示せず)は、上記と同様にして、現在マーカ位置と既知
マーカ位置との間の相対距離の最小値L2(図4(E)
参照)を求め、そのときの既知マーカをM2と特定し、
その位置座標を特定する。次に、情報処理部22内のC
PU(図示せず)は、上記の相対距離の最小値L2と、
情報記憶部23に記憶されている誤差許容値を比較す
る。In this case, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 performs the minimum value L2 of the relative distance between the current marker position and the known marker position in the same manner as described above (FIG. 4 (E)).
Reference), and the known marker at that time is specified as M2,
The position coordinates are specified. Next, C in the information processing unit 22
PU (not shown) is the minimum value L2 of the above relative distance,
The allowable error values stored in the information storage unit 23 are compared.
【0090】上記の比較の結果、相対距離の最小値L2
が誤差許容値以下であった場合には、情報処理部22内
のCPU(図示せず)は、今回走行時にパルス信号が検
出された地点P2(図4(A)参照)は、既知マーカM
2であると判別する。As a result of the above comparison, the minimum relative distance L2
Is less than or equal to the error allowable value, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 determines that the point P2 (see FIG. 4A) where the pulse signal is detected during the current traveling is the known marker M.
It is determined to be 2.
【0091】次に、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、今回走行時にパルス信号が検出された地点P2
の位置として、現在の基準データテーブル(図3参照)
に記憶されている既知マーカM2の既知マーカ位置座標
(緯度a13,経度b13)を採用するか、あるいは、
今回走行時にパルス信号が検出された地点P2の現在マ
ーカ位置座標(緯度a22,経度b22)を採用するか
について、上記と同様の方法で判定を行う。Next, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 operates at the point P2 where the pulse signal is detected during traveling this time.
The current reference data table as the position of (see Figure 3)
The known marker position coordinates (latitude a13, longitude b13) of the known marker M2 stored in
Whether to adopt the current marker position coordinates (latitude a22, longitude b22) of the point P2 where the pulse signal is detected during traveling this time is determined by the same method as described above.
【0092】この比較の結果、既知マーカM2の受信信
頼度係数である既知マーカ信頼度c13(図3参照)
が、今回走行時にパルス信号が検出された地点P2を走
行していた時点における受信信頼度係数である現在マー
カ信頼度c22の値未満の場合、すなわち、c13<c
22の場合には、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、現在の基準データテーブル(図3参照)に記憶
されているデータよりも、今回走行時のデータ方が信頼
性が高いと判定する。As a result of this comparison, the known marker reliability c13 which is the reception reliability coefficient of the known marker M2 (see FIG. 3).
Is less than the value of the current marker reliability c22 which is the reception reliability coefficient at the time of traveling at the point P2 where the pulse signal was detected during traveling this time, that is, c13 <c
In the case of No. 22, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 is more reliable than the data currently stored in the reference data table (see FIG. 3) at the time of traveling this time. To determine.
【0093】この結果、情報処理部22内のCPU(図
示せず)は、今回走行時にパルス信号が検出された地点
P2の時点における地上マーカの位置座標は、今回走行
時に受信し演算された位置座標(緯度a22,経度b2
2)である、と決定する。これにより、情報処理部22
内のCPU(図示せず)は、今回走行時にパルス信号が
検出された地点P2を走行していた時点における鉄道車
両2の位置座標は、(緯度a22,経度b22)である
ことを出力する。これらの時刻と、その時点の位置座標
は、情報記憶部23内の所定の記憶領域にも記憶され
る。また、この場合には、現在の基準データテーブル
(図3参照)に記憶されている既知マーカM2のデータ
は、図5に示すように、既知マーカM2´,緯度a2
2,経度b22,受信信頼度係数c22と、変更されて
記憶される(図4(F)参照)。As a result, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 determines that the position coordinates of the ground marker at the point P2 where the pulse signal is detected during the current traveling are the positions received and calculated during the current traveling. Coordinates (latitude a22, longitude b2
2) is determined. As a result, the information processing unit 22
A CPU (not shown) therein outputs that the position coordinates of the railway vehicle 2 at the time of traveling at the point P2 where the pulse signal is detected during traveling this time are (latitude a22, longitude b22). These times and the position coordinates at that time are also stored in a predetermined storage area in the information storage unit 23. Further, in this case, the data of the known marker M2 stored in the current reference data table (see FIG. 3) includes the known marker M2 ′ and the latitude a2 as shown in FIG.
2, longitude b22, and reception reliability coefficient c22 are changed and stored (see FIG. 4 (F)).
【0094】また、上記とはさらに異なる場合もあり、
その場合には、情報処理部22内のCPU(図示せず)
は、上記とは異なる処理を行う。In some cases, it may be different from the above.
In that case, a CPU (not shown) in the information processing unit 22
Performs processing different from the above.
【0095】例えば、上記した地点P2でパルス信号が
地上マーカ検出部21により検出された場合(図4
(C)参照)で、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)が、その時点でGPS処理部26から入力されてき
たGPS情報と位置補正情報から、受信信頼度係数c2
2を算出した場合に、算出された受信信頼度係数c22
が、信頼度基準値未満であったときには、情報処理部2
2内のCPU(図示せず)は、この受信信頼度係数を演
算した元のデータである今回走行の受信時のGPS情報
と位置補正情報の信頼性は低いと判断し、以後の処理は
行わない。したがって、この時点での列車の自車位置は
検出されず、出力もされない。基準データテーブルの記
憶データも変更されない。For example, when the pulse signal is detected by the ground marker detecting section 21 at the above-mentioned point P2 (see FIG. 4).
(See (C)), a CPU (not shown) in the information processing unit 22 receives a reception reliability coefficient c2 from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time.
When 2 is calculated, the calculated reception reliability coefficient c22
Is less than the reliability reference value, the information processing unit 2
The CPU (not shown) in 2 judges that the reliability of the GPS information and the position correction information at the time of the reception of the current traveling, which is the original data for calculating the reception reliability coefficient, is low, and the subsequent processing is performed. Absent. Therefore, the own vehicle position of the train at this time is not detected and is not output. The stored data in the reference data table is not changed either.
【0096】あるいは、図6に示すように、ある地点P
*でパルス信号が地上マーカ検出部21により検出され
(図6(C)参照)、かつ受信信頼度係数c32(図6
(D)参照)が信頼度基準値以上であった場合で、現在
マーカ位置と既知マーカ位置との間の相対距離の最小値
が誤差許容値を越えてしまう場合があり得る。このよう
な場合としては、「既存の地上マーカが何らかの理由に
より移設された」、あるいは「以前の走行時には受信信
頼度係数が信頼度基準値未満であったため、基準データ
テーブルに記憶されていなかった」等の状況が考えられ
る。この場合には、情報処理部22内のCPU(図示せ
ず)は、図7に示すように、別の新規のマーカM*とし
て、その位置座標(緯度a32,経度b32)と受信信
頼度係数c32を情報記憶部23内の基準データテーブ
ル内に記憶する。これにより、情報処理部22内のCP
U(図示せず)は、今回走行時にパルス信号が検出され
た地点P*を走行していた時点における鉄道車両2の位
置座標は、(緯度a32,経度b32)であることを出
力する。これらの時刻と、その時点の位置座標は、情報
記憶部23内の所定の記憶領域にも記憶される。Alternatively, as shown in FIG. 6, a certain point P
In *, the pulse signal is detected by the ground marker detector 21 (see FIG. 6C), and the reception reliability coefficient c32 (see FIG. 6).
(See (D)) is greater than or equal to the reliability reference value, the minimum value of the relative distance between the current marker position and the known marker position may exceed the allowable error value. In such a case, "the existing ground marker was relocated for some reason" or "it was not stored in the reference data table because the reception reliability coefficient was less than the reliability reference value in the previous run. The situation such as "is possible. In this case, as shown in FIG. 7, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 uses the position coordinates (latitude a32, longitude b32) and the reception reliability coefficient as another new marker M *. c32 is stored in the reference data table in the information storage unit 23. As a result, the CP in the information processing unit 22
U (not shown) outputs that the position coordinates of the railway vehicle 2 at the time of traveling at the point P * where the pulse signal was detected during traveling this time are (latitude a32, longitude b32). These times and the position coordinates at that time are also stored in a predetermined storage area in the information storage unit 23.
【0097】本実施形態の列車自車位置検出システム1
00によれば、地上マーカに到達するごとに、DGPS
を用いた測位により位置座標を検出することができ、地
上マーカが移設された場合等においても、精度よく位置
検出を行うことができる、という利点を有している。Train own vehicle position detection system 1 of this embodiment
According to 00, every time the ground marker is reached, DGPS
It has an advantage that the position coordinates can be detected by the positioning using, and the position can be accurately detected even when the ground marker is relocated.
【0098】なお、本発明は、上記した実施形態に限定
されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has a configuration substantially the same as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and those having the same operational effect,
Anything is included in the technical scope of the present invention.
【0099】例えば、上記実施形態においては、地上マ
ーカとして、ATS地上子、ATC地上子を例に挙げて
説明したが、本発明はこれには限定されず、他の構成の
地上マーカ、例えば、このシステム専用のものとして新
設される地上マーカであってもよい。地上マーカは、鉄
道車両に対してパルス信号等の電波を送信する機能を有
していれば、どのような構成のものであってもよい。For example, in the above-mentioned embodiment, the ATS ground element and the ATC ground element are described as examples of ground markers, but the present invention is not limited to this, and ground markers of other configurations, for example, It may be a ground marker newly installed exclusively for this system. The ground marker may have any configuration as long as it has a function of transmitting a radio wave such as a pulse signal to the railway vehicle.
【0100】また、上記実施形態においては、情報処理
手段である情報処理部22のCPU(図示せず)は、地
上マーカからのパルス信号が検出された後、受信信頼度
係数を算出して信頼度基準値と比較する比較過程を実行
する処理手順を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
は限定されず、情報処理手段は、他の内容の処理手順を
行うようにしてもよい。例えば、受信信頼度係数の算出
と信頼度基準値との比較を行わない処理手順としてもよ
い。この場合には、第1回走行時には、地上マーカから
のパルス信号が検出された後、その時点での位置座標を
既知マーカ位置座標として情報記憶手段に記憶させるこ
とになる。また、第2回以降の走行においては、地上マ
ーカからのパルス信号が検出された後、その時点での位
置座標を現在マーカ位置座標とし、現在マーカ位置座標
に最も近い既知マーカ位置座標を情報記憶手段の中から
検索し、検索された既知マーカ位置座標である検索既知
マーカ位置座標の位置と現在マーカ位置座標の位置の間
の相対距離が誤差許容値以下であった場合には、地上マ
ーカ検出手段により検出された地上マーカの位置座標と
して検索既知マーカ位置座標を出力することになる。Further, in the above embodiment, the CPU (not shown) of the information processing unit 22 which is the information processing means calculates the reception reliability coefficient after the pulse signal from the ground marker is detected and calculates the reliability. Although the processing procedure for executing the comparison process of comparing with the degree reference value has been described as an example, the present invention is not limited to this, and the information processing means may perform the processing procedure of other contents. . For example, the processing procedure may be such that the calculation of the reception reliability coefficient and the comparison with the reliability reference value are not performed. In this case, during the first travel, after the pulse signal from the ground marker is detected, the position coordinate at that time is stored in the information storage means as the known marker position coordinate. Further, in the second and subsequent runs, after the pulse signal from the ground marker is detected, the position coordinate at that time is set as the current marker position coordinate, and the known marker position coordinate closest to the current marker position coordinate is stored in the information. If the relative distance between the position of the search known marker position coordinate which is the known marker position coordinate searched and the position of the current marker position coordinate is less than the error tolerance, the ground marker detection is performed. The search known marker position coordinates are output as the position coordinates of the ground marker detected by the means.
【0101】また、上記実施形態においては、移動体と
して、鉄道車両を例に挙げて説明したが、本発明はこれ
には限定されず、他の構成の移動体、例えば、新交通シ
ステム、モノレール等に適用してもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the railcar is taken as an example of the moving body, but the present invention is not limited to this, and a moving body having another structure, for example, a new transportation system or a monorail. Etc. may be applied.
【0102】[0102]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DGPSを移動体走行システムに適用するとともに、情
報処理手段と情報記憶手段を設け、移動体の第1回走行
を行い、地上マーカ検出手段が地上マーカを検出した場
合には、情報処理手段は、その時点での位置座標を既知
マーカ位置座標として情報記憶手段に記憶させ、移動体
の第2回以降の走行においては、地上マーカ検出手段が
地上マーカを検出した場合には、情報処理手段は、その
時点での位置座標を現在マーカ位置座標とし、現在マー
カ位置座標に最も近い既知マーカ位置座標を情報記憶手
段の中から検索し、検索された検索既知マーカ位置座標
の位置と現在マーカ位置座標との相対距離が誤差許容値
以下であった場合には、地上マーカの位置座標として検
索既知マーカ位置座標を出力させるように構成したの
で、地上マーカに到達するごとに、DGPSを用いた測
位により位置座標を検出することができ、地上マーカが
移設された場合等においても、精度よく位置検出を行う
ことができる、といった利点がある。As described above, according to the present invention,
When the DGPS is applied to the moving body traveling system, the information processing means and the information storing means are provided, the first traveling of the moving body is performed, and the ground marker detecting means detects the ground marker, the information processing means: The position coordinates at that time are stored in the information storage unit as known marker position coordinates, and when the ground marker detection unit detects the ground marker during the second and subsequent traveling of the moving body, the information processing unit, The position coordinate at that time is set as the current marker position coordinate, the known marker position coordinate closest to the current marker position coordinate is searched from the information storage means, and the position of the searched search known marker position coordinate and the current marker position coordinate are calculated. If the relative distance of is less than or equal to the error tolerance, the search known marker position coordinates are output as the position coordinates of the ground marker, so the ground marker is reached. Each time, it is possible to detect the position coordinates by the positioning using DGPS, even if such ground marker is moved, can be accurately performed position detection, there is an advantage.
【図1】本発明の一実施形態である列車自車位置検出シ
ステムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a train vehicle position detection system that is an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第1の図である。FIG. 2 is a first diagram illustrating the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
【図3】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第2の図である。FIG. 3 is a second diagram for explaining the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
【図4】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第3の図である。FIG. 4 is a third diagram illustrating the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
【図5】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第4の図である。5 is a fourth diagram for explaining the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
【図6】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第5の図である。FIG. 6 is a fifth diagram illustrating the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
【図7】図1に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第6の図である。FIG. 7 is a sixth diagram for explaining the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.
1 鉄道線路 2 鉄道車両 3 基準位置局 11 レール 12 地上マーカ 20 車両搭載装置 21 地上マーカ検出部 22 情報処理部 23 情報記憶部 24 第1アンテナ 25 第2アンテナ 26 GPS処理部 27 ディファレンシャル受信部 31 送信アンテナ 100 列車自車位置検出システム G1〜Gn GPS衛星 1 railroad track 2 railway vehicles 3 reference position stations 11 rails 12 ground markers 20 Vehicle-mounted device 21 Ground marker detector 22 Information Processing Department 23 Information Storage 24 1st antenna 25 Second antenna 26 GPS processing unit 27 Differential receiver 31 transmitting antenna 100 Train own vehicle position detection system G1-Gn GPS satellite
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 君章 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 岡本 勲 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 中野 敏 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 神山 雅子 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 菅原 能生 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 Fターム(参考) 2F029 AA03 AB07 AC02 AC16 AD01 5H161 AA01 BB03 CC13 DD12 DD23 5H301 AA03 AA09 BB20 CC03 EE02 EE12 FF02 FF08 FF11 5J062 AA01 AA02 AA08 AA13 BB01 CC07 DD15 DD22 DD24 EE04 FF00 FF01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kimi Sasaki 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Isamu Okamoto 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Satoshi Nakano 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Masako Kamiyama 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Nobuo Sugawara 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation Corporate Railway Technical Research Institute F term (reference) 2F029 AA03 AB07 AC02 AC16 AD01 5H161 AA01 BB03 CC13 DD12 DD23 5H301 AA03 AA09 BB20 CC03 EE02 EE12 FF02 FF08 FF11 5J062 AA01 AA02 AA08 AA13 BB01 CC07 DD15 DD22 DD24 EE04 FF00 FF01
Claims (9)
ーカと、前記走行路を走行する移動体に搭載される移動
体搭載装置と、位置が計測されている基準位置局と、地
球を周回する複数のGPS衛星を用い、前記移動体の位
置を前記移動体搭載装置により検出する方法であって、 前記移動体搭載装置に、 前記地上マーカを検出する地上マーカ検出手段と、 前記GPS衛星から電波によって送信されるGPS情報
と、前記基準位置局から電波によって送信される位置補
正情報を受信し、前記GPS情報及び前記位置補正情報
に基づいて位置座標を算出するGPS受信手段と、 情報記憶手段と、 情報処理手段を設け、 前記移動体の第1回走行を行い、前記地上マーカ検出手
段が前記地上マーカを検出した場合には、前記情報処理
手段は、その時点での前記位置座標を既知マーカ位置座
標として前記情報記憶手段に記憶させ、 前記移動体の第2回以降の走行においては、前記地上マ
ーカ検出手段が前記地上マーカを検出した場合には、前
記情報処理手段は、その時点での前記位置座標を現在マ
ーカ位置座標とし、前記現在マーカ位置座標に最も近い
前記既知マーカ位置座標を前記情報記憶手段の中から検
索し、検索された既知マーカ位置座標である検索既知マ
ーカ位置座標の位置と前記現在マーカ位置座標の位置の
間の相対距離が誤差許容値以下であった場合には、前記
地上マーカ検出手段により検出された地上マーカの位置
座標として前記検索既知マーカ位置座標を出力すること
を特徴とする移動体自己位置検出方法。1. A plurality of ground markers installed in the vicinity of a travel path, a mobile object mounting device mounted on a mobile object traveling on the travel path, a reference position station whose position is measured, and an earth. A method of detecting the position of the moving body by the moving body-mounted device using a plurality of orbiting GPS satellites, comprising: a ground marker detecting unit for detecting the ground marker in the moving body-mounted device; GPS information transmitted from the reference position station by radio waves and position correction information transmitted by radio waves from the reference position station, and GPS receiving means for calculating position coordinates based on the GPS information and the position correction information; Means and information processing means are provided, the first traveling of the mobile body is performed, and when the ground marker detecting means detects the ground marker, the information processing means The position coordinates at a point are stored in the information storage means as known marker position coordinates, and when the ground marker detection means detects the ground marker in the second and subsequent traveling of the moving body, The information processing means uses the position coordinates at that time as the current marker position coordinates, searches the information storing means for the known marker position coordinates closest to the current marker position coordinates, and searches the known marker position coordinates. When the relative distance between the position of the search known marker position coordinate and the position of the current marker position coordinate is less than or equal to the error tolerance, A method for detecting a self-position of a moving body, which is characterized in that position coordinates of a known search marker are output.
法において、 前記情報処理手段は、前記移動体の第1回走行の際の前
記GPS情報又は前記位置補正情報の内容に基づいて、
前記地上マーカ検出手段により検出された地上マーカに
ついての受信時点での前記GPS情報及び前記位置補正
情報の信頼性の程度である受信信頼度を表す受信信頼度
係数を演算し、 前記受信信頼度係数の値に基づき前記受信信頼度が信頼
度基準値以上であると判別した地上マーカについては当
該地上マーカに関する位置座標を前記既知マーカ位置座
標として、当該受信信頼度係数とともに前記情報記憶手
段に記憶させ、 前記受信信頼度係数の値に基づき前記受信信頼度が前記
信頼度基準値よりも低いと判別した地上マーカについて
は前記情報記憶手段に情報を記憶させないように制御す
ることを特徴とする移動体自己位置検出方法。2. The moving body self-position detecting method according to claim 1, wherein the information processing means is based on contents of the GPS information or the position correction information at the time of the first traveling of the moving body,
Calculating a reception reliability coefficient representing a reception reliability which is a degree of reliability of the GPS information and the position correction information at the time of reception of the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the reception reliability coefficient For the ground marker determined that the reception reliability is equal to or higher than the reliability reference value based on the value of, the position coordinates of the ground marker are stored in the information storage unit together with the reception reliability coefficient as the known marker position coordinates. The mobile object characterized by controlling the ground marker for which the reception reliability is determined to be lower than the reliability reference value based on the value of the reception reliability coefficient so as not to store information in the information storage means. Self-position detection method.
法において、 前記受信信頼度係数は、 前記GPS情報の受信に用いた前記GPS衛星の個数n
の関数であり、前記nが4以上の値であれば前記nが大
きいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第1項
と、 地球上の観測点における水平方向での位置精度の低下率
であるHDOPの関数であり、前記HDOPが小さいほ
ど前記受信信頼度が高いことを表現する第2項と、 前記位置補正情報を受信した最近の時刻と、前記受信信
頼度係数の演算時刻との時間差であるディファレンシャ
ル補正データ更新時間tの関数であり、前記tが小さい
ほど前記受信信頼度が高いことを表現する第3項のうち
の少なくとも1つを有して構成される関数であることを
特徴とする移動体自己位置検出方法。3. The mobile body self-position detecting method according to claim 2, wherein the reception reliability coefficient is the number n of the GPS satellites used for receiving the GPS information.
The first term expressing that the reception reliability is higher as n is larger when n is a value of 4 or more, and the rate of decrease in horizontal position accuracy at an observation point on the earth. The second term expressing that the reception reliability is higher as the HDOP is smaller, the latest time when the position correction information is received, and the calculation time of the reception reliability coefficient. It is a function of the differential correction data update time t, which is a time difference, and is a function configured to have at least one of the third terms expressing that the smaller the t is, the higher the reception reliability is. A characteristic method for detecting the self-position of a moving body.
法において、 前記受信信頼度係数は、 前記第1項と前記第2項の和に、前記第3項を乗算する
ことにより得られる関数であることを特徴とする移動体
自己位置検出方法。4. The mobile body self-position detecting method according to claim 3, wherein the reception reliability coefficient is obtained by multiplying the sum of the first term and the second term by the third term. A method for detecting the position of a moving body, which is a function.
法において、 前記情報処理手段は、前記移動体の第2回以降の走行の
際の前記GPS情報又は前記位置補正情報の内容に基づ
いて、前記地上マーカ検出手段により検出された地上マ
ーカについての前記受信信頼度係数を演算し、今回走行
時の現在マーカ位置座標の位置での受信信頼度である現
在マーカ信頼度が前記信頼度基準値以上であると判別さ
れる場合には、前記現在マーカ位置座標の位置との間の
相対距離が誤差許容値以下となる検索既知マーカ位置座
標の位置での受信信頼度である検索既知マーカ信頼度と
前記現在マーカ信頼度を比較し、 前記検索既知マーカ信頼度が前記現在マーカ信頼度以上
であると判別した場合には、前記地上マーカ検出手段に
より検出された地上マーカの位置座標として前記検索既
知マーカ位置座標を出力することを特徴とする移動体自
己位置検出方法。5. The moving body self-position detecting method according to claim 2, wherein the information processing unit is based on the contents of the GPS information or the position correction information when the moving body travels after the second time. Then, the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means is calculated, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference. If it is determined that the value is equal to or more than the value, the search known marker reliability that is the reception reliability at the position of the search known marker position coordinate in which the relative distance to the position of the current marker position coordinate is equal to or less than the error allowable value. Of the ground marker detected by the ground marker detecting means when it is determined that the searched known marker reliability is equal to or higher than the current marker reliability. Mobile self-position detecting method and outputs the search known marker coordinates as the position coordinates.
法において、 前記情報処理手段は、前記検索既知マーカ信頼度と前記
現在マーカ信頼度との比較の結果、前記現在マーカ信頼
度が前記検索既知マーカ信頼度よりも高いと判別した場
合には、前記地上マーカ検出手段により検出された地上
マーカの位置座標として当該現在マーカ位置座標を出力
するとともに、当該現在マーカ位置座標を新たな既知マ
ーカ位置座標として、その受信信頼度係数とともに前記
情報記憶手段に記憶させることを特徴とする移動体自己
位置検出方法。6. The moving body self-position detection method according to claim 5, wherein the information processing unit determines that the current marker reliability is the result of the comparison between the searched known marker reliability and the current marker reliability. When it is determined that it is higher than the search known marker reliability, the current marker position coordinate is output as the position coordinate of the ground marker detected by the ground marker detecting means, and the current marker position coordinate is changed to a new known marker. A mobile body self-position detecting method characterized by storing the position coordinates in the information storage means together with the reception reliability coefficient thereof.
法において、 前記情報処理手段は、前記移動体の第2回以降の走行の
際の前記GPS情報又は前記位置補正情報の内容に基づ
いて、前記地上マーカ検出手段により検出された地上マ
ーカについての前記受信信頼度係数を演算し、今回走行
時の現在マーカ位置座標の位置での受信信頼度である現
在マーカ信頼度が前記信頼度基準値以上であると判別さ
れる場合には、当該現在マーカ位置座標の位置に最も近
い前記既知マーカ位置座標を前記情報記憶手段の中から
検索し、検索された既知マーカ位置座標である検索既知
マーカ位置座標の位置と前記現在マーカ位置座標の位置
の間の相対距離が誤差許容値より大きい場合には、前記
地上マーカ検出手段により検出された地上マーカの位置
座標として当該現在マーカ位置座標を出力するととも
に、当該現在マーカ位置座標を新たな既知マーカ位置座
標として、当該受信信頼度係数とともに前記情報記憶手
段に記憶させることを特徴とする移動体自己位置検出方
法。7. The mobile body self-position detecting method according to claim 2, wherein the information processing unit is based on the contents of the GPS information or the position correction information when the mobile body travels after the second time. Then, the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means is calculated, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference. When it is determined that the value is equal to or larger than the value, the known marker position coordinate closest to the position of the current marker position coordinate is searched from the information storage unit, and the searched known marker that is the searched known marker position coordinate. If the relative distance between the position of the position coordinate and the position of the current marker position coordinate is larger than the error allowable value, the position coordinate of the ground marker detected by the ground marker detecting means. And outputting the current marker position coordinates, and storing the current marker position coordinates as new known marker position coordinates in the information storage means together with the reception reliability coefficient. .
法において、 前記情報処理手段は、前記移動体の第2回以降の走行の
際の前記GPS情報又は前記位置補正情報の内容に基づ
いて、前記地上マーカ検出手段により検出された地上マ
ーカについての前記受信信頼度係数を演算し、今回走行
時の現在マーカ位置座標の位置での受信信頼度である現
在マーカ信頼度が前記信頼度基準値未満であると判別さ
れる場合には、前記地上マーカ検出手段により検出され
た地上マーカの位置座標の出力を行わないように制御す
ることを特徴とする移動体自己位置検出方法。8. The moving body self-position detecting method according to claim 2, wherein the information processing unit is based on contents of the GPS information or the position correction information when the moving body travels after the second time. Then, the reception reliability coefficient for the ground marker detected by the ground marker detecting means is calculated, and the current marker reliability, which is the reception reliability at the position of the current marker position coordinate at the time of traveling this time, is the reliability reference. When it is determined that the value is less than the value, the moving body self-position detecting method is controlled so as not to output the position coordinates of the ground marker detected by the ground marker detecting means.
の位置があらかじめ測定されて既知な複数の地上マーカ
と、 前記走行路を走行する移動体に搭載される移動体搭載装
置と、 位置が計測されている基準位置局と、 地球を周回する複数のGPS衛星を有し、前記移動体の
位置を前記移動体搭載装置が検出するシステムであっ
て、 前記移動体搭載装置は、 前記地上マーカを検出する地上マーカ検出手段と、 前記GPS衛星から電波によって送信されるGPS情報
と、前記基準位置局から電波によって送信される位置補
正情報を受信し、前記GPS情報及び前記位置補正情報
に基づいて位置座標を算出するGPS受信手段と、 前記地上マーカの位置座標を既知マーカ位置座標として
記憶する情報記憶手段と、 前記地上マーカ検出手段が前記地上マーカを検出した場
合には、その時点での前記位置座標を現在マーカ位置座
標とし、前記現在マーカ位置座標に最も近い前記既知マ
ーカ位置座標を前記情報記憶手段の中から検索し、検索
された既知マーカ位置座標である検索既知マーカ位置座
標の位置と前記現在マーカ位置座標の位置の間の相対距
離が誤差許容値以下であった場合には、前記地上マーカ
検出手段により検出された地上マーカの位置座標として
前記検索既知マーカ位置座標を出力する情報処理手段を
備えることを特徴とする移動体自己位置検出システム。9. A plurality of ground markers which are installed in the vicinity of a traveling road and whose position is measured in advance and are known, a moving body mounting device mounted on a moving body traveling on the traveling road, and a position A system that has a reference position station being measured and a plurality of GPS satellites that orbit the earth, and in which the mobile body mounting device detects the position of the mobile body, wherein the mobile body mounting device is the ground marker. Ground marker detecting means for detecting the position, GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellite, and position correction information transmitted by radio waves from the reference position station, and based on the GPS information and the position correction information. GPS receiving means for calculating position coordinates, information storage means for storing the position coordinates of the ground marker as known marker position coordinates, and the ground marker detecting means. When the upper marker is detected, the position coordinates at that time are set as the current marker position coordinates, and the known marker position coordinates closest to the current marker position coordinates are searched from the information storage means and searched. When the relative distance between the position of the search known marker position coordinate which is the known marker position coordinate and the position of the current marker position coordinate is less than or equal to the error allowable value, the ground marker detected by the ground marker detecting means is detected. A mobile body self-position detection system comprising an information processing means for outputting the search known marker position coordinates as position coordinates.
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|---|---|---|---|---|
| JP2007284013A (en) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | VEHICLE POSITIONING DEVICE AND VEHICLE POSITIONING METHOD |
| JP2007325146A (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Train broadcast receiving system |
| JP2013130480A (en) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Toyota Central R&D Labs Inc | Position estimation apparatus and program |
| KR101527410B1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-06-09 | 한국철도기술연구원 | Measuring apparatus for absolute position and fixed position of high speed magnetically levitated railway |
| JP2022053163A (en) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | 独立行政法人自動車技術総合機構 | Positioning system and positioning error acquisition method |
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