JP2004144740A

JP2004144740A - Sensor unit

Info

Publication number: JP2004144740A
Application number: JP2003341741A
Authority: JP
Inventors: Tomiyuki Mitsunaga; 富幸光永; Takashi Matsuoka; 隆司松岡; Hisayuki Ichiba; 久幸市場; Hiroharu Magoori; 弘治馬郡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP3871273B2

Abstract

【課題】　ナビゲーションシステムの小型化に、若しくはナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供すること
【解決手段】　センサユニット１において、アンテナ部１１は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、合成回路１３に出力する。また、センサユニット１において、センサ部１２は、１軸回りの角速度を検出し、さらに、２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向に対する加速度を検出する。センサ部１２はさらに、検出した角速度及び加速度を使って、角速度及び加速度を示すデータを少なくとも含むデータユニットを作成する。その後、センサ部１２は、生成したデータユニットでデジタル変調する。合成回路１３は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２の出力デジタル変調信号とを合成し、同軸ケーブル３に出力する。
【選択図】　図１
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor unit which contributes to downsizing of a navigation system or simplification of installation or wiring of a navigation system. In a sensor unit 1, an antenna unit 11 is sent from a positioning system. The high-frequency signal is received and output to the synthesizing circuit 13. In the sensor unit 1, the sensor unit 12 detects the angular velocity around one axis, and further detects the acceleration in the directions of two axes (that is, the X axis and the Y axis). The sensor unit 12 further creates a data unit including at least data indicating the angular velocity and the acceleration using the detected angular velocity and the acceleration. Thereafter, the sensor unit 12 performs digital modulation with the generated data unit. The combining circuit 13 combines the high-frequency signal output from the antenna unit 11 and the digital modulation signal output from the sensor unit 12, and outputs the combined signal to the coaxial cable 3.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

　本発明は、センサユニットに関し、より特定的には、移動体の自律航法に必要なセンサを含むセンサユニットに関する。 The present invention relates to a sensor unit, and more specifically, to a sensor unit including a sensor required for autonomous navigation of a moving body.

　ナビゲーションシステムは、例えば車両のような移動体に搭載され、移動体の現在位置を検出する位置検出装置を備える。具体的には、位置検出装置は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）のような測位システムからの高周波信号を受信可能な場所を移動体が移動している最中には、測位システムから送出される高周波信号を、アンテナユニットを介して受信し、受信高周波信号を使って移動体の現在位置を導出する。それに対して、例えばトンネル内の道路のように、高周波信号を受信不可能な場所を移動体が移動している最中には、位置検出装置は、加速度センサ及びジャイロセンサに代表される自律航法センサの出力信号を使って、移動体の現在位置を導出する。 The navigation system is mounted on a moving object such as a vehicle, for example, and includes a position detecting device that detects a current position of the moving object. Specifically, the position detection device is transmitted from the positioning system while the moving body is moving in a place where a high frequency signal from a positioning system such as GPS (Global Positioning System) can be received. A high-frequency signal is received via the antenna unit, and the current position of the moving object is derived using the received high-frequency signal. On the other hand, while the moving object is moving in a place where a high frequency signal cannot be received, such as a road in a tunnel, the position detection device performs autonomous navigation represented by an acceleration sensor and a gyro sensor. The current position of the moving object is derived using the output signal of the sensor.

　ここで、図５は、従来のナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。また、図６Ａは、図５に示すナビゲーションシステムの外観を示す斜視図である。さらに、図６Ｂは、同図Ａに示すセンサユニット８０の内部構成を示す斜視図である。図５、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、ナビゲーションシステムは、アンテナユニット７０と、センサユニット８０と、位置検出装置９０とを備える。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional navigation system. FIG. 6A is a perspective view showing an appearance of the navigation system shown in FIG. FIG. 6B is a perspective view showing the internal configuration of the sensor unit 80 shown in FIG. 5, 6A, and 6B, the navigation system includes an antenna unit 70, a sensor unit 80, and a position detection device 90.

　アンテナユニット７０は、横の長さがＬ１で、縦の長さがＬ２で、厚みがｔ１である略直方体の外形を有しており（図６Ａ参照）、第１の信号ケーブル７１により位置検出装置９０と接続される。ここで、例えば、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ３０ｍｍ程度であり、さらに、ｔ１は１０ｍｍ程度である。また、アンテナユニット７０は、アンテナエレメント７２と、ローノイズアンプ（以下、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と称する）７３とを収容する。なお、アンテナユニット７０については、様々な構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 The antenna unit 70 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape having a horizontal length of L1, a vertical length of L2, and a thickness of t1 (see FIG. 6A). It is connected to the device 90. Here, for example, L1 and L2 are each about 30 mm, and t1 is about 10 mm. Further, the antenna unit 70 houses an antenna element 72 and a low noise amplifier (hereinafter, referred to as LNA (Low Noise Amplifier)) 73. Various structures have been proposed for the antenna unit 70 (for example, see Patent Document 1).

　アンテナエレメント７２は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、ＬＮＡ７３に出力する。ＬＮＡ７３は、入力高周波信号を増幅して、第１の信号ケーブル７１に送出する。このような出力高周波信号は、第１の信号ケーブル７１を伝送され、位置検出装置９０に入力される。 The antenna element 72 receives the high-frequency signal sent from the positioning system and outputs it to the LNA 73. The LNA 73 amplifies the input high-frequency signal and sends out the amplified signal to the first signal cable 71. Such an output high-frequency signal is transmitted through the first signal cable 71 and is input to the position detection device 90.

　センサユニット８０は、横の長さがＬ３で、縦の長さがＬ４で、厚みがｔ２である略直方体の外形を有しており（図６Ａを参照）、第２の信号ケーブル８１により位置検出装置９０と接続される。ここで、例えば、Ｌ３は６０ｍｍ程度であり、Ｌ４は６０ｍｍ程度であり、さらに、ｔ２は３５ｍｍ程度である。また、センサユニット８０は、自律航法センサとして、ジャイロセンサ８２及び加速度センサ８３を少なくとも収容する（図５及び図６Ｂを参照）。ジャイロセンサ８２は、１軸（つまりＺ軸）回りの角速度を検出して、第２の信号ケーブル８１を通じて、角速度信号を位置検出装置９０に送信する。また、加速度センサ８３は、２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向の加速度を検出して、第２の信号ケーブル８１を通じて、加速度信号を位置検出装置９０に出力する。 The sensor unit 80 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape having a horizontal length of L3, a vertical length of L4, and a thickness of t2 (see FIG. 6A), and is positioned by the second signal cable 81. Connected to the detection device 90. Here, for example, L3 is about 60 mm, L4 is about 60 mm, and t2 is about 35 mm. Further, the sensor unit 80 houses at least a gyro sensor 82 and an acceleration sensor 83 as autonomous navigation sensors (see FIGS. 5 and 6B). The gyro sensor 82 detects an angular velocity around one axis (that is, the Z axis), and transmits an angular velocity signal to the position detection device 90 via the second signal cable 81. Further, the acceleration sensor 83 detects acceleration in two axes (that is, X axis and Y axis), and outputs an acceleration signal to the position detection device 90 via the second signal cable 81.

　位置検出装置９０は、受信器９１とＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９２とを少なくとも含む。受信器９１は、第１の信号ケーブル７１を伝送されてくる信号を受信し、受信信号を使って移動体の現在位置を導出して、ＣＰＵ９２に出力する。ＣＰＵ９２は、第２の信号ケーブル８１を伝送されてくる角速度信号及び加速度信号を使って、移動体の現在位置を導出する。ＣＰＵ９２はさらに、受信器９１から受け取った現在位置及び／又は自身が導出した現在位置を使って、移動体のナビゲーションに必要な処理を行う。
特開平４−３２６２０２号公報 The position detecting device 90 includes at least a receiver 91 and a CPU (Central Processing Unit) 92. The receiver 91 receives the signal transmitted through the first signal cable 71, derives the current position of the mobile using the received signal, and outputs the current position to the CPU 92. The CPU 92 derives the current position of the moving object using the angular velocity signal and the acceleration signal transmitted through the second signal cable 81. The CPU 92 further uses the current position received from the receiver 91 and / or the current position derived by itself to perform processing necessary for navigation of the moving object.
JP-A-4-326202

　しかしながら、以上のナビゲーションシステムでは、アンテナユニット７０が第１の信号ケーブル７１により、さらにセンサユニット８０が第２の信号ケーブル８１により、位置検出装置９０に接続されるため、ナビゲーションシステム全体の容積が大きくなったり、ナビゲーションシステムの設置又は配線が煩雑になったりするという問題点がある。 However, in the above navigation system, since the antenna unit 70 is connected to the position detecting device 90 by the first signal cable 71 and the sensor unit 80 is connected to the position detecting device 90 by the second signal cable 81, the volume of the entire navigation system is large. And the installation or wiring of the navigation system becomes complicated.

　それ故に、本発明は、ナビゲーションシステムの小型化に、若しくはナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor unit that contributes to downsizing of a navigation system or simplification of installation or wiring of the navigation system.

　上記目的を達成するために、本発明の一局面は、移動体に設置されるセンサユニットであって、外部の測位システムからの高周波信号を受信するアンテナエレメントを少なくとも含むアンテナ部と、移動体の角速度を検出するジャイロセンサ、及び移動体の加速度を検出する加速度センサを少なくとも含むセンサ部と、アンテナ部の出力高周波信号を伝送する第１の信号線、センサ部の出力信号を伝送する第２の信号線、並びに第１の信号線及び第２の信号線の接続点であるノードとを少なくとも含む合成回路と、アンテナ部、センサ部及び合成回路を収容するケーシングとを備える。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a sensor unit installed in a moving object, the antenna unit including at least an antenna element for receiving a high-frequency signal from an external positioning system, A sensor unit including at least a gyro sensor for detecting an angular velocity and an acceleration sensor for detecting an acceleration of a moving body, a first signal line for transmitting an output high-frequency signal of an antenna unit, and a second signal line for transmitting an output signal of the sensor unit A combining circuit including at least a signal line and a node that is a connection point of the first signal line and the second signal line, and a casing that houses the antenna unit, the sensor unit, and the combining circuit are provided.

　ここで、センサユニットは、ノードにおいて、少なくともアンテナ部の出力高周波信号とセンサ部の出力信号とを合成して、合成信号を生成する。 Here, the sensor unit combines at least the output high-frequency signal of the antenna unit and the output signal of the sensor unit at the node to generate a combined signal.

　また、好ましくは、センサ部はさらに、少なくともジャイロセンサにより検出された角速度及び加速度センサにより検出された加速度を、デジタルの角速度データ及び加速度データにそれぞれ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器で変換された角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットを作成するプロセッサと、プロセッサにより作成されたデータユニットで、入力された搬送波をデジタル変調して、デジタル変調信号を生成するデジタル変調器とを含む。ここで、センサユニットは、ノードにおいて、少なくともアンテナ部の出力高周波信号と、デジタル変調器で生成されたデジタル変調信号とを合成して、合成信号を生成する。 Preferably, the sensor unit further includes an A / D converter that converts at least the angular velocity detected by the gyro sensor and the acceleration detected by the acceleration sensor into digital angular velocity data and acceleration data, respectively, and an A / D converter. A processor that creates a data unit including at least the angular velocity data and acceleration data converted by the processor, and a digital modulator that digitally modulates an input carrier with the data unit created by the processor to generate a digitally modulated signal. including. Here, at the node, the sensor unit combines at least the output high-frequency signal of the antenna unit and the digital modulation signal generated by the digital modulator to generate a combined signal.

　また、好ましくは、搬送波の周波数は、高周波信号の占有帯域幅の下限値よりも低い。高周波信号は具体的には、測位システムとしてのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）から送出され、１．５７５ＧＨｚの中心周波数を有し、また、デジタル変調信号は具体的には、５００ｋＨｚの周波数を有する搬送波の振幅をデータユニットでデジタル変調することで生成される。 Preferably, the frequency of the carrier is lower than the lower limit of the occupied bandwidth of the high-frequency signal. The high-frequency signal is specifically transmitted from a GPS (Global Positioning System) as a positioning system, has a center frequency of 1.575 GHz, and the digital modulation signal is specifically a carrier wave having a frequency of 500 kHz. It is generated by digitally modulating the amplitude with a data unit.

　また、好ましくは、センサ部はさらに、移動体周辺の気圧を検出する気圧センサと、自身周辺の温度を検出する温度センサとを含む。ここで、Ａ／Ｄ変換器はさらに、気圧センサにより検出された気圧、及び温度センサにより検出された温度を、デジタルの気圧データ及び温度データにそれぞれ変換する。また、プロセッサは、Ａ／Ｄ変換器で変換された気圧データ及び温度データをさらに含むデータユニットを作成する。 Preferably, the sensor unit further includes a pressure sensor for detecting a pressure around the moving body and a temperature sensor for detecting a temperature around the moving body. Here, the A / D converter further converts the pressure detected by the pressure sensor and the temperature detected by the temperature sensor into digital pressure data and temperature data, respectively. In addition, the processor creates a data unit further including the atmospheric pressure data and the temperature data converted by the A / D converter.

　また、好ましくは、合成回路はさらに、アンテナ部と第１の信号線との間に配置され、高周波信号が占有する周波数帯域幅の下限値以上の周波数を有する信号を通過させる高域通過フィルタと、デジタル変調器と接続されており、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅を有する信号を通過させる帯域通過フィルタと、第２の信号線と帯域通過フィルタとの間に配置され、高周波信号が占有する周波数帯域幅以外の周波数を有する信号を通過させる帯域除去フィルタとを含む。 Preferably, the synthesis circuit further includes a high-pass filter disposed between the antenna unit and the first signal line, the high-pass filter passing a signal having a frequency equal to or higher than a lower limit of a frequency bandwidth occupied by the high-frequency signal. , A band-pass filter connected to the digital modulator and passing a signal having a frequency bandwidth occupied by the digital modulation signal, and a second signal line and the band-pass filter, wherein the high-frequency signal is occupied. And a band elimination filter that passes a signal having a frequency other than the frequency bandwidth to be transmitted.

　また、センサユニットは、センサ部及び合成回路が少なくとも配置されており、かつケーシングに収容される基板と、センサ部及び合成回路の全て又は一部を収容し、ケーシングの底面に対して傾いている上面を有し、さらに基板上に形成される収容ボックスとをさらに備える。ここで、収容ボックスの上面には、アンテナエレメントが少なくとも配置される。 Further, the sensor unit has at least the sensor unit and the combining circuit disposed therein, and accommodates all or part of the sensor unit and the combining circuit housed in the casing, and is inclined with respect to the bottom surface of the casing. A storage box having an upper surface and further formed on the substrate. Here, at least the antenna element is arranged on the upper surface of the storage box.

　また、本発明の他の局面は、センサユニットと接続されており、移動体に設置される位置検出装置であって、センサユニットは、外部の測位システムから送信されてくる高周波信号と、移動体の角速度及び加速度をデジタル形式で示す角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットで搬送波が変調されたデジタル変調信号とが合成された合成信号を送出する。位置検出装置は、センサユニットから送出された合成信号の受信に応答して、受信合成信号を高周波信号とデジタル変調信号とに分離する分離回路と、分離回路により分離された高周波信号の受信に応答して、受信高周波信号に所定の処理を行って、移動体の現在位置を算出する受信器と、分離回路により分離されたデジタル変調信号を復調して、データユニット再生するデジタル復調器と、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる角速度データ及び加速度データから移動体の方位角及び移動距離を導出し、導出された方位角及び移動距離を使って移動体の現在位置を算出するプロセッサとを備える。 Another aspect of the present invention is a position detection device connected to a sensor unit and installed on a moving body, wherein the sensor unit includes a high-frequency signal transmitted from an external positioning system, And a digital signal in which a carrier wave is modulated by a data unit including at least angular velocity data and acceleration data indicating the angular velocity and acceleration in digital form. The position detecting device responds to the reception of the combined signal sent from the sensor unit, and separates the received combined signal into a high-frequency signal and a digital modulation signal, and responds to the reception of the high-frequency signal separated by the separation circuit. A receiver that performs predetermined processing on the received high-frequency signal to calculate the current position of the moving object; a digital demodulator that demodulates the digital modulation signal separated by the separation circuit and reproduces the data unit; A processor for deriving an azimuth and a moving distance of the moving object from the angular velocity data and the acceleration data included in the data unit reproduced by the demodulator, and calculating a current position of the moving object using the derived azimuth and the moving distance; Is provided.

　また、好ましくは、データユニットにはさらに、移動体内の気圧及び温度をデジタル形式で示す気圧データ及び温度データをさらに含む。また、プロセッサは、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる気圧データに基づいて、移動体の高度変化を導出し、導出された高度変化をさらに使って、移動体の現在位置を算出し、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる温度データから移動体内の気温を導出する。 Preferably, the data unit further includes air pressure data and temperature data indicating the air pressure and temperature in the moving object in digital form. Further, the processor derives a change in altitude of the moving object based on the atmospheric pressure data included in the data unit reproduced by the digital demodulator, and further calculates the current position of the moving object using the derived altitude change. The temperature inside the moving body is derived from the temperature data included in the data unit reproduced by the digital demodulator.

　また、好ましくは、プロセッサはさらに、導出された気温を使って、導出された方位角、移動距離及び高度変化を補正する。 Also, preferably, the processor further uses the derived air temperature to correct the derived azimuth, travel distance, and altitude change.

　以上の本発明の一局面によれば、センサユニットは、アンテナ部の出力高周波信号と、センサ部から出力デジタル変調信号とを少なくとも合成する合成回路を備えることにより、アンテナ部及びセンサ部を、センサユニットのケーシング内にまとめて収容することが可能となる。これによって、センサユニット自体の外形寸法を小さくすることができ、その結果、ナビゲーションシステム全体の小型化に寄与するセンサユニットを提供することが可能となる。また、センサユニットを小型化することにより、従来よりも狭い場所にセンサユニットを設置することが可能となる。その結果、センサユニットは、ナビゲーションシステムの設置の簡素化に寄与することとなる。 According to one aspect of the present invention described above, the sensor unit includes the combining circuit that combines at least the output high-frequency signal of the antenna unit and the output digital modulation signal from the sensor unit. It is possible to collectively house the unit in the casing. As a result, the outer dimensions of the sensor unit itself can be reduced, and as a result, it is possible to provide a sensor unit that contributes to downsizing of the entire navigation system. Further, by reducing the size of the sensor unit, it is possible to install the sensor unit in a place narrower than in the past. As a result, the sensor unit contributes to simplifying the installation of the navigation system.

　また、センサユニットによれば、デジタル変調信号の搬送波周波数を適切に選んだり、合成回路に適切な複数のフィルタを組み込んだりすることにより、合成信号に含まれる高周波信号及びデジタル変調信号が互いに干渉するがなくなる。その結果、センサユニット及び位置検出装置を１本の伝送路を使って接続することが可能となる。これによって、ナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供することが可能となる。 Further, according to the sensor unit, the high frequency signal and the digital modulation signal included in the composite signal interfere with each other by appropriately selecting the carrier frequency of the digital modulation signal or incorporating a plurality of appropriate filters in the synthesis circuit. Disappears. As a result, it is possible to connect the sensor unit and the position detection device using one transmission line. As a result, it is possible to provide a sensor unit that contributes to installation of the navigation system or simplification of wiring.

　図１は、本発明の一実施形態に係るセンサユニット１及び位置検出装置２のブロック構成を示す模式図である。図１において、センサユニット１は、例えば車両のような移動体において予め定められた場所（例えば、ダッシュボード上）に設置され、例えば同軸ケーブル３により位置検出装置２と接続される。
　以上のようなセンサユニット１は、アンテナ部１１と、センサ部１２と、合成回路１３とを少なくとも備える。また、センサユニット１は好ましくは、レギュレータ１４を備える。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a block configuration of a sensor unit 1 and a position detection device 2 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a sensor unit 1 is installed at a predetermined location (for example, on a dashboard) in a mobile body such as a vehicle, and is connected to a position detection device 2 by a coaxial cable 3, for example.
The sensor unit 1 as described above includes at least an antenna unit 11, a sensor unit 12, and a combining circuit 13. Further, the sensor unit 1 preferably includes a regulator 14.

　アンテナ部１１は、アンテナエレメント１１１と、ローノイズアンプ（以下、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ））１１２とを含む。アンテナエレメント１１１は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、ＬＮＡ１１２に出力する。ここで、測位システムがＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、高周波信号は１．５７５ＧＨｚ帯を占有する。また、ＬＮＡ１１２は、入力高周波信号を増幅して、合成回路１３に出力する。 The antenna unit 11 includes an antenna element 111 and a low noise amplifier (hereinafter, LNA (Low Noise Amplifier)) 112. The antenna element 111 receives a high-frequency signal transmitted from the positioning system and outputs the signal to the LNA 112. Here, when the positioning system is GPS (Global Positioning System), the high-frequency signal occupies the 1.575 GHz band. The LNA 112 amplifies the input high-frequency signal and outputs the amplified signal to the synthesizing circuit 13.

　また、センサ部１２は、ジャイロセンサ１２１、加速度センサ１２２、気圧センサ１２３及び温度センサ１２４と、３個のアンプ１２５−１２７と、Ａ／Ｄ変換器１２８と、メモリ１２９と、ＣＰＵ１２１０と、デジタル変調器１２１１とを備える。
　ジャイロセンサ１２１は、少なくとも１軸（つまりＺ軸）回りの角速度を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、角速度信号と称する）を、Ａ／Ｄ変換器１２８に出力する。 The sensor unit 12 includes a gyro sensor 121, an acceleration sensor 122, a barometric pressure sensor 123, and a temperature sensor 124, three amplifiers 125 to 127, an A / D converter 128, a memory 129, a CPU 1210, And a vessel 1211.
The gyro sensor 121 detects an angular velocity around at least one axis (that is, the Z axis) and outputs an analog signal (hereinafter, referred to as an angular velocity signal) indicating the detection result to the A / D converter 128.

　加速度センサ１２２は、少なくとも２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向に対する加速度を検出して、各軸方向の検出結果を示すアナログ信号（以下、加速度信号と称する）をアンプ１２５に出力する。
　気圧センサ１２３は、センサユニット１の設置場所周辺の気圧を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、気圧信号と称する）をアンプ１２６に出力する。
　温度センサ１２４は、自身周辺の温度を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、温度信号と称する）をアンプ１２７に出力する。ここで、温度信号は、ジャイロセンサ１２１、加速度センサ１２２及び気圧センサ１２３の検出結果の変動を補正するために使われるので、温度センサ１２４は、これらセンサ１２１、１２２及び１２３の近傍に設置されることが好ましい。
　アンプ１２５、１２６及び１２７はそれぞれ、入力された加速度信号、気圧信号及び温度信号を増幅する。増幅された加速度信号、気圧信号及び温度信号はいずれも、Ａ／Ｄ変換器１２８に出力される。 The acceleration sensor 122 detects acceleration in at least two directions (that is, X-axis and Y-axis), and outputs an analog signal (hereinafter, referred to as an acceleration signal) indicating a detection result in each axis direction to the amplifier 125.
The pressure sensor 123 detects the pressure around the installation location of the sensor unit 1 and outputs an analog signal (hereinafter, referred to as a pressure signal) indicating the detection result to the amplifier 126.
The temperature sensor 124 detects the temperature around itself and outputs an analog signal (hereinafter, referred to as a temperature signal) indicating the detection result to the amplifier 127. Here, since the temperature signal is used to correct fluctuations in the detection results of the gyro sensor 121, the acceleration sensor 122, and the atmospheric pressure sensor 123, the temperature sensor 124 is installed near these sensors 121, 122, and 123. Is preferred.
The amplifiers 125, 126 and 127 amplify the input acceleration signal, pressure signal and temperature signal, respectively. All of the amplified acceleration signal, pressure signal and temperature signal are output to the A / D converter 128.

　Ａ／Ｄ変換器１２８は、入力された角速度信号、加速度信号、気圧信号及び温度信号をデジタルデータに変換し、その結果得られる角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データをそれぞれＣＰＵ１２１０に出力する。
　メモリ１２９は、例えばＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ１２１０の動作を規定するコンピュータプログラムを少なくとも格納する。 The A / D converter 128 converts the input angular velocity signal, acceleration signal, pressure signal and temperature signal into digital data, and outputs the resulting angular velocity data, acceleration data, pressure data and temperature data to the CPU 1210, respectively. .
The memory 129 is, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and stores at least a computer program that defines the operation of the CPU 1210.

　ＣＰＵ１２１０は、メモリ１２９に格納されたコンピュータプログラムに従って動作し、センサユニット１を構成する各部を制御する。ＣＰＵ１２１０の典型的な処理の一つに、入力された角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データを含み、さらに予め定められたフォーマットを有するデータユニットを作成する処理がある。ここで、データユニットとは、ひとまとまりとして位置検出装置２に送信されるデータの最小構成単位である。作成されたデータユニットは、デジタル変調器１２１１に出力される。 The CPU 1210 operates according to a computer program stored in the memory 129, and controls each unit constituting the sensor unit 1. As one of typical processes of the CPU 1210, there is a process of creating a data unit including input angular velocity data, acceleration data, atmospheric pressure data, and temperature data, and further having a predetermined format. Here, the data unit is a minimum unit of data transmitted to the position detecting device 2 as a unit. The created data unit is output to digital modulator 1211.

　デジタル変調器１２１１は、入力搬送波（図示せず）を入力データユニットでデジタル変調し、それによって生成されるデジタル変調信号を合成回路１３に出力する。ここで、搬送波は少なくとも、デジタル変調信号及び前述の高周波信号の占有帯域幅が互いに干渉合わない周波数を有する。好ましくは、搬送波周波数は、両信号が干渉を起こさず、かつ高周波信号の占有帯域幅の下限値よりも小さい値に選ばれる。以上の観点から、本実施形態では、搬送波周波数は、例えば５００ｋＨｚに選ばれる。このような値が選ばれることにより、例えば、車両内で受信可能なラジオ放送で使われる中波と、高周波信号及びデジタル変調信号との干渉を避けることができる。また、デジタル変調方式の典型例としては、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）及びＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）があるが、その他の周知のデジタル変調方式が採用されても構わない。 The digital modulator 1211 digitally modulates an input carrier (not shown) with an input data unit, and outputs a digitally modulated signal generated thereby to the synthesizing circuit 13. Here, the carrier has at least a frequency at which the occupied bandwidths of the digital modulation signal and the high-frequency signal do not interfere with each other. Preferably, the carrier frequency is selected to be a value that does not cause interference between the two signals and is smaller than the lower limit of the occupied bandwidth of the high-frequency signal. From the above viewpoints, in the present embodiment, the carrier frequency is selected to be, for example, 500 kHz. By selecting such a value, for example, it is possible to avoid interference between a medium wave used in a radio broadcast receivable in a vehicle, a high frequency signal, and a digital modulation signal. Typical examples of the digital modulation scheme include ASK (Amplitude Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying), and PSK (Phase Shift Keying), but other well-known digital modulation schemes may be employed.

　ここで、図２は、図１に示す合成回路１３の詳細な回路構成を示す模式図である。以下、図２を参照して、合成回路１３について説明する。合成回路１３は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２の出力デジタル変調信号とを合成する。そのために、合成回路１３は、アンプ１３１と、高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと略記する）１３２と、帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと略記する）１３３と、帯域除去フィルタ（以下、ＢＥＦと略記する）１３４と、ノード１３５とを含む。合成回路１３はさらに、好ましい構成として、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略記する）１３６を含む。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed circuit configuration of the synthesis circuit 13 shown in FIG. Hereinafter, the synthesis circuit 13 will be described with reference to FIG. The combining circuit 13 combines the high-frequency signal output from the antenna unit 11 and the digital modulation signal output from the sensor unit 12. For this purpose, the synthesizing circuit 13 includes an amplifier 131, a high-pass filter (hereinafter abbreviated as HPF) 132, a band-pass filter (abbreviated as BPF) 133, and a band elimination filter (abbreviated as BEF). ) 134 and a node 135. The synthesis circuit 13 further includes a low-pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) 136 as a preferable configuration.

　アンプ１３１は、ＬＮＡ１１２（図１参照）と信号線により接続されており、ＬＮＡ１１２の出力高周波信号を増幅し出力する。
　ＨＰＦ１３２は、アンプ１３１と信号線により接続されており、高周波信号が占有する周波数帯域幅の下限値以上の周波数を有する信号を通過させる。また、ＨＰＦ１３２は、第１の信号線１３７により同軸ケーブル３と接続される。 The amplifier 131 is connected to the LNA 112 (see FIG. 1) by a signal line, and amplifies and outputs the high-frequency signal output from the LNA 112.
The HPF 132 is connected to the amplifier 131 by a signal line, and passes a signal having a frequency equal to or higher than the lower limit of the frequency bandwidth occupied by the high-frequency signal. The HPF 132 is connected to the coaxial cable 3 via the first signal line 137.

　ＢＰＦ１３３は、デジタル変調器１２１１（図１参照）と信号線により接続されており、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅に含まれる信号を通過させる。なお、合成回路１３は、ＢＰＦ１３３の代わりに、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅の上限値以下の信号だけを通過させる低域通過フィルタを含んでいても構わない。ただし、この場合、位置検出装置２からセンサユニット１へと直流電圧を、同軸ケーブル３を介して供給すると、直流電圧とデジタル変調信号とが干渉し合う。それゆえ、ＢＰＦ１３３の代わりに低域通過フィルタを用いる場合には、直流電圧は別の経路から供給される必要がある。 The BPF 133 is connected to the digital modulator 1211 (see FIG. 1) by a signal line, and passes a signal included in the frequency bandwidth occupied by the digital modulation signal. Note that the synthesis circuit 13 may include a low-pass filter that allows only a signal that is equal to or less than the upper limit of the frequency bandwidth occupied by the digital modulation signal, instead of the BPF 133. However, in this case, when a DC voltage is supplied from the position detection device 2 to the sensor unit 1 via the coaxial cable 3, the DC voltage and the digital modulation signal interfere with each other. Therefore, when a low-pass filter is used instead of the BPF 133, the DC voltage needs to be supplied from another path.

　ＢＥＦ１３４は少なくとも、ＢＰＦ１３３と信号線により接続されており、高周波信号が占有する周波数帯域幅以外の信号を通過させる。また、ＢＥＦ１３４の出力端には第２の信号線１３８が結線されており、第２の信号線１３８は、第１の信号線１３７と結線される。 The BEF 134 is connected to at least the BPF 133 by a signal line, and allows signals other than the frequency bandwidth occupied by the high-frequency signal to pass. Further, a second signal line 138 is connected to the output terminal of the BEF 134, and the second signal line 138 is connected to the first signal line 137.

　ノード１３５は、第１の信号線１３７及び第２の信号線１３８の接続点である。このようなノード１３５には、ＨＰＦ１３２の出力高周波信号と、ＢＥＦ１３４の出力デジタル変調信号とが入力され、これら両信号は、ノード１３５において合成され、その結果、合成信号が生成される。このような合成信号は、同軸ケーブル３に出力され、さらに同軸ケーブル３を伝送され、位置検出装置２により受信される。
　また、ＬＰＦ１３６は少なくとも、ＢＰＦ１３３及びＢＥＦ１３４を接続する信号線に接続されており、実質的に直流成分だけを通過させる。 The node 135 is a connection point between the first signal line 137 and the second signal line 138. The high-frequency signal output from the HPF 132 and the digital modulation signal output from the BEF 134 are input to such a node 135, and these two signals are combined at the node 135, and as a result, a combined signal is generated. Such a composite signal is output to the coaxial cable 3, further transmitted through the coaxial cable 3, and received by the position detecting device 2.
Further, the LPF 136 is connected to at least a signal line connecting the BPF 133 and the BEF 134, and passes substantially only a DC component.

　さて、ここで、再度図１を参照する。図１において、レギュレータ１４は、位置検出装置２から供給される直流電圧から、予め定められた値を有する駆動電圧を生成して、センサユニット１を構成する各部に配電する。この駆動電圧により、センサユニット１の構成各部は動作する。 Now, FIG. 1 is referred to again. In FIG. 1, a regulator 14 generates a drive voltage having a predetermined value from a DC voltage supplied from the position detection device 2 and distributes the drive voltage to each unit configuring the sensor unit 1. The components of the sensor unit 1 are operated by the drive voltage.

　また、図１において、位置検出装置２は、ナビゲーションシステムに備わっており、移動体（例えば車両）に設置され、少なくとも移動体の現在位置を算出する。そのために、位置検出装置２は、分離回路２１と、受信器２２と、デジタル復調器２３と、ＣＰＵ２４とを備える。また、位置検出装置２は好ましくは電源２５を備える。 In FIG. 1, the position detection device 2 is provided in the navigation system, is installed on a moving body (for example, a vehicle), and calculates at least the current position of the moving body. For this purpose, the position detection device 2 includes a separation circuit 21, a receiver 22, a digital demodulator 23, and a CPU 24. Further, the position detecting device 2 preferably includes a power supply 25.

　分離回路２１には、前述の同軸ケーブル３が接続されており、これによって、センサユニット１から送出された合成信号が入力される。分離回路２１は、合成回路１３とは逆の処理、つまり、入力合成信号を高周波信号とデジタル変調信号とに分離して、分離した高周波信号及びデジタル変調信号を受信器２２及びデジタル復調器２３にそれぞれ出力する。
　受信器２２は、分離回路２１の出力高周波信号に所定の処理を行って、本位置検出装置２が設置される移動体の現在位置を導出し、ＣＰＵ２４に送信する。
　デジタル復調器２３は、分離回路２１の出力デジタル変調信号を復調して、データユニットを再生する。デジタル復調器２３はさらに、再生したデータユニットをＣＰＵ２４に出力する。 The above-described coaxial cable 3 is connected to the separation circuit 21, whereby the combined signal transmitted from the sensor unit 1 is input. The separation circuit 21 performs the reverse process of the synthesis circuit 13, that is, separates the input synthesized signal into a high-frequency signal and a digital modulation signal, and outputs the separated high-frequency signal and the digital modulation signal to the receiver 22 and the digital demodulator 23. Output each.
The receiver 22 performs a predetermined process on the high-frequency signal output from the separation circuit 21 to derive the current position of the moving body on which the position detecting device 2 is installed, and transmits the current position to the CPU 24.
The digital demodulator 23 demodulates the output digital modulation signal of the separation circuit 21 and reproduces a data unit. The digital demodulator 23 further outputs the reproduced data unit to the CPU 24.

　ＣＰＵ２４は、図示しないコンピュータプログラムに従って動作して、位置検出装置２を構成する各部を制御する。ＣＰＵ２４は、入力データユニットから、角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データを取り出す。その後、ＣＰＵ２４は、取り出した角速度データから移動体の方位角を算出し、取り出した加速度データから移動体の走行距離を算出し、今回及び過去に取り出した気圧データから移動体の高度変化を算出し、さらに、取り出した温度データからセンサユニット１の設置場所周辺の気温を算出する。その後、ＣＰＵ２４は、今回算出した移動体の方位角、走行距離及び高度変化から、移動体の現在位置を算出する。また、センサユニット１周辺の気温に起因して、算出された方位角、走行距離及び高度変化には誤差が重畳される場合がある。そのため、ＣＰＵ２４は好ましくは、現在の気温に基づいて、これら移動体の方位角、走行距離及び高度変化を補正する。このように補正された方位角、走行距離及び高度変化を使って、ＣＰＵ２４は、移動体の正確な現在位置を算出することが可能となる。ＣＰＵ２４はさらに、受信器２２から受け取った現在位置及び／又は自身が算出した現在位置を使って、移動体のナビゲーションに必要な処理を行う。 The CPU 24 operates in accordance with a computer program (not shown) to control each component of the position detecting device 2. The CPU 24 extracts angular velocity data, acceleration data, atmospheric pressure data, and temperature data from the input data unit. Thereafter, the CPU 24 calculates the azimuth angle of the moving object from the extracted angular velocity data, calculates the traveling distance of the moving object from the extracted acceleration data, and calculates the altitude change of the moving object from the present and past atmospheric pressure data. Further, the temperature around the installation location of the sensor unit 1 is calculated from the extracted temperature data. Thereafter, the CPU 24 calculates the current position of the moving body from the azimuth angle, the traveling distance, and the altitude change of the moving body calculated this time. Further, an error may be superimposed on the calculated azimuth, travel distance, and altitude change due to the temperature around the sensor unit 1. Therefore, the CPU 24 preferably corrects the azimuth, travel distance, and altitude change of these moving objects based on the current temperature. Using the corrected azimuth angle, travel distance, and altitude change, the CPU 24 can calculate an accurate current position of the moving object. The CPU 24 further performs a process necessary for navigation of the moving object using the current position received from the receiver 22 and / or the current position calculated by itself.

　また、電源２５は、直流電圧を生成する。生成された直流電圧は、分離回路２１及び同軸ケーブル３を通じて、センサユニット１が備える合成回路１３に与えられる。
　また、同軸ケーブル３は、芯線と、外部導体（編組）とを有しており、上述のように、センサユニット１及び位置検出装置２を接続する。具体的には、芯線により、センサユニット１及び位置検出装置２が接続され、外部導体は接地される。 The power supply 25 generates a DC voltage. The generated DC voltage is provided to the combining circuit 13 included in the sensor unit 1 through the separation circuit 21 and the coaxial cable 3.
The coaxial cable 3 has a core wire and an outer conductor (braid), and connects the sensor unit 1 and the position detection device 2 as described above. Specifically, the sensor unit 1 and the position detecting device 2 are connected by a core wire, and the external conductor is grounded.

　ここで、図３は、センサユニット１における要部ａ−ｃにおける各信号の波形を示す模式図である。具体的には、図３の上段には、要部ａ、つまりアンテナ部１１の出力端における高周波信号の時間波形が示される。図３の中段には、要部ｂ、つまりデジタル変調器１２１１の出力端におけるデジタル変調信号の時間波形が示される。さらに、図３の下段には、要部ｃ、つまりノード１３５における合成信号の時間波形が示されている。ここで、図３には、測位システムがＧＰＳの場合における高周波信号の時間波形と、デジタル変調方式がＡＳＫの場合におけるデジタル変調信号の時間波形が示されている。以下、図３を参照して、図１及び図２に示すセンサユニット１の動作を説明する。まず、アンテナ部１１から出力される高周波信号（図３の上段参照）は、アンプ１３１、ＨＰＦ１３２及び第１の信号線１３７を通じて、同軸ケーブル３に出力される。また、デジタル変調器１２１１の出力デジタル変調信号（図３の中段参照）は、ＢＰＦ１３３、ＢＥＦ１３４、第２の信号線１３８及び第１の信号線１３７を通じて同軸ケーブル３に出力される。 Here, FIG. 3 is a schematic diagram showing the waveform of each signal in the main parts ac in the sensor unit 1. Specifically, the upper part of FIG. 3 shows a time waveform of a high-frequency signal at the main part a, that is, at the output end of the antenna unit 11. The middle part of FIG. 3 shows a main part b, that is, a time waveform of the digital modulation signal at the output terminal of the digital modulator 1211. Further, the lower part of FIG. 3 shows a time waveform of the composite signal at the main part c, that is, at the node 135. Here, FIG. 3 shows a time waveform of a high-frequency signal when the positioning system is GPS and a time waveform of a digital modulation signal when the digital modulation method is ASK. Hereinafter, the operation of the sensor unit 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. First, a high-frequency signal (see the upper part of FIG. 3) output from the antenna unit 11 is output to the coaxial cable 3 through the amplifier 131, the HPF 132, and the first signal line 137. The digital modulation signal output from the digital modulator 1211 (see the middle part of FIG. 3) is output to the coaxial cable 3 through the BPF 133, the BEF 134, the second signal line 138, and the first signal line 137.

　また、本実施形態では好ましい構成として、同軸ケーブル３を通じて、位置検出装置２の電源２５で生成された直流電圧が第１の信号線１３７に与えられ、この直流電圧（ＤＣＶ）は、第２の信号線１３８，ＢＥＰ１３４、ＬＰＦ１３６を通じてレギュレータ１４に与えられる。
　従って、本実施形態において、ノード１３５には、高周波信号及びデジタル変調信号に加え、直流電圧が重畳された合成信号（図３の下段参照）が現れる。 Further, as a preferable configuration in the present embodiment, a DC voltage generated by the power supply 25 of the position detecting device 2 is supplied to the first signal line 137 through the coaxial cable 3, and the DC voltage (DCV) is applied to the second signal line 137. The signal is supplied to the regulator 14 through the signal line 138, the BEP 134, and the LPF 136.
Accordingly, in the present embodiment, at the node 135, in addition to the high-frequency signal and the digital modulation signal, a composite signal on which a DC voltage is superimposed (see the lower part of FIG. 3) appears.

　ここで、ＨＰＦ１３２は、高周波信号を通過させ、高周波信号よりも低周波数のデジタル変調信号及び直流電圧を通過させない。つまり、ＨＰＦ１３２は、デジタル変調信号及び直流電圧に対しては、入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。また、ＢＥＦ１３４は、高周波信号を通過させないので、高周波信号に対して入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。また、ＬＰＦ１３６は、デジタル変調信号を通過させないので、デジタル変調信号に対して入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。その結果、位置検出装置２からの直流電圧は、ノード１３５及びＢＥＦ１３４を介して、ＬＰＦ１３６に与えられる。ＬＰＦ１３６は、周波数が実質的に０の信号のみを通過させるので、入力された直流電圧（ＤＣＶ）を通過させ、レギュレータ１４に出力する。また、高周波信号及びデジタル変調信号は、第１の信号線１３７から同軸ケーブル３へと出力される。以上から明らかなように、合成回路１３を図２のように構成することで、高周波信号、デジタル変調信号及び直流電圧が互いに干渉し合わないようにすることができる。 Here, the HPF 132 allows the high-frequency signal to pass, but does not allow the digital modulation signal and the DC voltage having a lower frequency than the high-frequency signal to pass. That is, the HPF 132 is a high impedance circuit having a high input impedance with respect to the digital modulation signal and the DC voltage. Further, since the BEF 134 does not allow a high-frequency signal to pass, it becomes a high-impedance circuit having a high input impedance with respect to the high-frequency signal. Further, since the LPF 136 does not pass the digital modulation signal, the LPF 136 becomes a high impedance circuit having a high input impedance with respect to the digital modulation signal. As a result, the DC voltage from the position detecting device 2 is supplied to the LPF 136 via the node 135 and the BEF 134. Since the LPF 136 allows only a signal having a frequency of substantially 0 to pass, the LPF 136 allows the input DC voltage (DCV) to pass and outputs the signal to the regulator 14. The high-frequency signal and the digital modulation signal are output from the first signal line 137 to the coaxial cable 3. As is clear from the above, by configuring the combining circuit 13 as shown in FIG. 2, it is possible to prevent the high-frequency signal, the digital modulation signal and the DC voltage from interfering with each other.

　ここで、図４Ａは、図１に示すセンサユニット１の外観を示す斜視図である。また、図４Ｂは、図４Ａに示す上部ケーシング１５を外した状態におけるセンサユニット１の斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、センサユニット１は、図１に示す構成の他に、上部ケーシング１５、下部ケーシング１６、基板１７及び収容ボックス１８を備える。センサユニット１の外形は、図１に示す構成を収容するためのスペースが形成された上部ケーシング１５及び下部ケーシング１６の組み合わせにより規定される。具体的には、図４Ａから明らかなように、センサユニット１の底面は、縦の長さがＬ５で、横の長さがＬ６である略長方形の形状を有する。また、センサユニット１の上面は、略長方形の形状を有しており、好ましくは底面に対して斜めに傾いている。このような傾斜面において、最上端の辺は高さｔ３に形成され、最下端の辺は高さｔ４に形成される。ここで、典型的には、Ｌ５及びＬ６はそれぞれ６０ｍｍ及び４５ｍｍ程度であり、さらに、ｔ３及びｔ４はそれぞれ３０ｍｍ及び２０ｍｍ程度である。なお、上部ケーシング１５及び下部ケーシング１６は例えば、いくつかのねじで止められる。 FIG. 4A is a perspective view showing the appearance of the sensor unit 1 shown in FIG. FIG. 4B is a perspective view of the sensor unit 1 with the upper casing 15 shown in FIG. 4A removed. 4A and 4B, the sensor unit 1 includes an upper casing 15, a lower casing 16, a board 17, and a storage box 18 in addition to the configuration shown in FIG. The outer shape of the sensor unit 1 is defined by a combination of an upper casing 15 and a lower casing 16 in which a space for accommodating the configuration shown in FIG. 1 is formed. Specifically, as apparent from FIG. 4A, the bottom surface of the sensor unit 1 has a substantially rectangular shape having a vertical length of L5 and a horizontal length of L6. The upper surface of the sensor unit 1 has a substantially rectangular shape, and is preferably inclined obliquely with respect to the bottom surface. In such an inclined surface, the uppermost edge is formed at a height t3, and the lowermost edge is formed at a height t4. Here, typically, L5 and L6 are about 60 mm and 45 mm, respectively, and further, t3 and t4 are about 30 mm and 20 mm, respectively. The upper casing 15 and the lower casing 16 are fixed with, for example, some screws.

　また、下部ケーシング１６の収容スペースには、センサ部１２、合成回路１３及びレギュレータ１４が配置された基板１７の主面が、センサユニット１の底面に実質的に平行な状態で収容される。さらに、基板１７において、センサ部１２、合成回路１３及びレギュレータ１４の内、ジャイロセンサ１２１を除く全てを覆うように収容ボックス１８が形成される。ここで、収容ボックス１８の上面（傾斜面）１９は、基板１７の主面に対して斜めに傾いている。ここで、傾斜面１９は、上部ケーシング１５の上面と略平行であることが、センサユニット１の小型化の観点から好ましい。このような収容ボックス１８の上面１９には、アンテナエレメント１１１及びＬＮＡ１１２が配置される。 In addition, in the housing space of the lower casing 16, the main surface of the substrate 17 on which the sensor unit 12, the synthesis circuit 13, and the regulator 14 are arranged is housed in a state substantially parallel to the bottom surface of the sensor unit 1. Further, an accommodation box 18 is formed on the substrate 17 so as to cover all of the sensor unit 12, the synthesis circuit 13, and the regulator 14 except for the gyro sensor 121. Here, the upper surface (inclined surface) 19 of the storage box 18 is obliquely inclined with respect to the main surface of the substrate 17. Here, it is preferable that the inclined surface 19 is substantially parallel to the upper surface of the upper casing 15 from the viewpoint of miniaturization of the sensor unit 1. The antenna element 111 and the LNA 112 are arranged on the upper surface 19 of such a storage box 18.

　このように、アンテナエレメント１１１を傾斜面１９に設置することにより、センサユニット１を例えば車両のダッシュボードに設置した場合に、測位システムに収容される人工衛星の方向にアンテナエレメント１１１を向け易くなる。また、ジャイロセンサ１２１の外形寸法は相対的に大きく、さらに、ジャイロセンサ１２１がアンテナエレメント１１１の近くに配置されるとアンテナエレメント１１１の受信感度が悪くなることから、ジャイロセンサ１２１はアンテナエレメント１１１からできるだけ遠くの位置に配置されることが好ましい。以上のことから、本実施形態では、ジャイロセンサ１２１は、収容ボックス１８外に設置される。ただし、ジャイロセンサ１２１がアンテナエレメント１１１の受信感度に影響を与えない程度の小さな外形寸法を有するのであれば、ジャイロセンサ１２１は、収容ボックス１８に収容されても構わない。 As described above, by installing the antenna element 111 on the inclined surface 19, when the sensor unit 1 is installed on, for example, a dashboard of a vehicle, the antenna element 111 can be easily directed toward the artificial satellite accommodated in the positioning system. . In addition, the outer dimensions of the gyro sensor 121 are relatively large, and furthermore, if the gyro sensor 121 is arranged near the antenna element 111, the receiving sensitivity of the antenna element 111 deteriorates. It is preferred to be located as far away as possible. From the above, in the present embodiment, the gyro sensor 121 is installed outside the storage box 18. However, as long as the gyro sensor 121 has a small external dimension that does not affect the reception sensitivity of the antenna element 111, the gyro sensor 121 may be housed in the housing box 18.

　以上のように、本実施形態によれば、センサユニット１は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２から出力デジタル変調信号とを少なくとも合成する合成回路１３を備えることにより、アンテナ部１１及びセンサ部１２を、センサユニット１の筐体内にまとめて収容することが可能となる。これによって、センサユニット１自体の外形寸法を小さくすることができ、その結果、ナビゲーションシステム全体の小型化に寄与するセンサユニット１を提供することが可能となる。さらに、センサユニット１を小型化することにより、従来よりも狭い場所にセンサユニット１を設置することが可能となる。その結果、センサユニット１は、ナビゲーションシステムの設置の簡素化に寄与することとなる。 As described above, according to the present embodiment, the sensor unit 1 includes the synthesizing circuit 13 that synthesizes at least the high-frequency signal output from the antenna unit 11 and the output digital modulation signal from the sensor unit 12, and The sensor unit 12 and the sensor unit 12 can be collectively housed in the housing of the sensor unit 1. Thus, the outer dimensions of the sensor unit 1 itself can be reduced, and as a result, it is possible to provide the sensor unit 1 that contributes to downsizing of the entire navigation system. Further, by reducing the size of the sensor unit 1, it is possible to install the sensor unit 1 in a place narrower than in the past. As a result, the sensor unit 1 contributes to simplifying the installation of the navigation system.

　また、本センサユニット１によれば、合成回路１３を図２に示すように構成することにより、少なくとも高周波信号及びデジタル変調信号が互いに干渉することなく、同軸ケーブル３の芯線を使って、これら両信号を位置検出装置２に送ることが可能となる。さらに、上述のような構成の合成回路１３により、位置検出装置２からセンサユニット１に直流電圧を供給することが可能となる。これによって、ナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニット１を提供することが可能となる。 Further, according to the present sensor unit 1, by configuring the synthesizing circuit 13 as shown in FIG. 2, at least the high-frequency signal and the digital modulation signal do not interfere with each other and use the core wire of the coaxial cable 3. A signal can be sent to the position detecting device 2. Further, the DC voltage can be supplied from the position detecting device 2 to the sensor unit 1 by the synthesizing circuit 13 having the above configuration. As a result, it is possible to provide the sensor unit 1 that contributes to simplifying the installation or wiring of the navigation system.

　また、本センサユニット１によれば、デジタル変調信号の搬送波周波数を５００ｋＨｚに選ぶことにより、例えばラジオ放送に使われる中波帯の信号と干渉を起こさないようにすることができる。
　なお、以上の実施形態では、センサユニット１及び位置検出装置２は、同軸ケーブル３により接続されるとして説明したが、これに限らず、例えばバスラインのような有線の伝送路、又は無線伝送路により、両者は接続されても構わない。 Further, according to the present sensor unit 1, by selecting the carrier frequency of the digital modulation signal to be 500 kHz, it is possible to prevent interference with, for example, signals in the medium wave band used for radio broadcasting.
In the above embodiment, the sensor unit 1 and the position detecting device 2 are described as being connected by the coaxial cable 3; however, the present invention is not limited to this. For example, a wired transmission line such as a bus line or a wireless transmission line , The two may be connected.

　本発明に係るセンサユニットは、小型化、若しくは設置又は配線の容易さという技術的効果が要求されるナビゲーションシステム等の用途に適用できる。 The sensor unit according to the present invention can be applied to applications such as a navigation system that requires a technical effect of miniaturization or easy installation or wiring.

本発明の一実施形態に係るセンサユニット１及び位置検出装置２のブロック構成を示す模式図FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a block configuration of a sensor unit 1 and a position detection device 2 according to an embodiment of the present invention. 図１に示す合成回路１３の詳細な回路構成を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed circuit configuration of the synthesis circuit 13 shown in FIG. 図１に示すセンサユニット１における要部ａ−ｃにおける各信号の波形を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing waveforms of respective signals in main parts ac in the sensor unit 1 shown in FIG. 図１に示すセンサユニット１の外観を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the sensor unit 1 shown in FIG. 図４Ａに示す上部ケーシング１５を外した状態におけるセンサユニット１の斜視図FIG. 4A is a perspective view of the sensor unit 1 with the upper casing 15 removed. 一般的なナビゲーションシステムの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a general navigation system 図５に示すナビゲーションシステムの外観を示す斜視図The perspective view which shows the external appearance of the navigation system shown in FIG. 図６Ａに示すセンサユニット８０の内部構成を示す斜視図FIG. 6A is a perspective view showing the internal configuration of the sensor unit 80 shown in FIG. 6A.

Explanation of reference numerals

１　センサユニット
１１　アンテナ部
１１１　アンテナエレメント
１２　センサ部
１２１　ジャイロセンサ
１２２　加速度センサ
１２３　気圧センサ
１２４　温度センサ
１２８　Ａ／Ｄ変換器
１２１０　ＣＰＵ
１２１１　デジタル変調器
１３　合成回路
１３２　高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
１３３　帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
１３４　帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）
１３５　ノード
１３６　低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
１３７　第１の信号線
１３８　第２の信号線
２　位置検出装置
２１　分離回路
２２　受信器
２３　デジタル復調器
２４　ＣＰＵ
２５　電源
３　同軸ケーブル 1 Sensor Unit 11 Antenna Unit 111 Antenna Element 12 Sensor Unit 121 Gyro Sensor 122 Acceleration Sensor 123 Barometric Pressure Sensor 124 Temperature Sensor 128 A / D Converter 1210 CPU
1211 Digital modulator 13 Synthesis circuit 132 High-pass filter (HPF)
133 Band Pass Filter (BPF)
134 Band Rejection Filter (BEF)
135 Node 136 Low pass filter (LPF)
137 first signal line 138 second signal line 2 position detection device 21 separation circuit 22 receiver 23 digital demodulator 24 CPU
25 Power supply 3 Coaxial cable

Claims

A sensor unit installed on a moving body,
An antenna unit including at least an antenna element that receives a high-frequency signal from an external positioning system,
A gyro sensor for detecting the angular velocity of the moving body, and a sensor unit including at least an acceleration sensor for detecting the acceleration of the moving body,
A first signal line transmitting an output high-frequency signal of the antenna unit, a second signal line transmitting an output signal of the sensor unit, and a node serving as a connection point of the first signal line and the second signal line A synthesis circuit including at least:
A sensor unit comprising: the antenna unit, the sensor unit, and a casing that houses the combining circuit.

2. The sensor unit according to claim 1, wherein at the node, at least an output high-frequency signal of the antenna unit and an output signal of the sensor unit are combined to generate a combined signal.

The sensor unit further includes:
An A / D converter that converts at least the angular velocity detected by the gyro sensor and the acceleration detected by the acceleration sensor into digital angular velocity data and acceleration data, respectively;
A processor for creating a data unit including at least the angular velocity data and the acceleration data converted by the A / D converter;
A digital modulator that digitally modulates an input carrier with a data unit created by the processor to generate a digitally modulated signal;
2. The sensor unit according to claim 1, wherein at the node, at least a high-frequency signal output from the antenna unit and a digital modulation signal generated by the digital modulator are combined to generate a combined signal.

4. The sensor unit according to claim 3, wherein a frequency of the carrier is lower than a lower limit value of an occupied bandwidth of the high-frequency signal. 5.

The high-frequency signal is transmitted from a GPS (Global Positioning System) as the positioning system, has a center frequency of 1.575 GHz,
The sensor unit according to claim 4, wherein the digital modulation signal is generated by digitally modulating an amplitude of a carrier having a frequency of 500 kHz with the data unit.

The sensor unit further includes:
A pressure sensor for detecting a pressure around the moving body,
A temperature sensor that detects the temperature around itself,
The A / D converter further converts the pressure detected by the pressure sensor and the temperature detected by the temperature sensor into digital pressure data and temperature data, respectively.
The sensor unit according to claim 3, wherein the processor creates a data unit further including the atmospheric pressure data and the temperature data converted by the A / D converter.

The synthesis circuit further includes:
A high-pass filter disposed between the antenna unit and the first signal line, for passing a signal having a frequency equal to or higher than a lower limit of a frequency bandwidth occupied by the high-frequency signal;
A band-pass filter connected to the digital modulator and passing a signal having a frequency bandwidth occupied by the digital modulation signal;
4. The sensor according to claim 3, further comprising: a band-elimination filter disposed between the second signal line and the band-pass filter, and configured to pass a signal having a frequency other than the frequency bandwidth occupied by the high-frequency signal. 5. unit.

A substrate in which at least the sensor unit and the synthesis circuit are arranged, and a substrate accommodated in the casing;
All or a part of the sensor unit and the synthesis circuit is accommodated, the upper surface is inclined with respect to the bottom surface of the casing, and further includes an accommodation box formed on the substrate,
The sensor unit according to claim 1, wherein at least the antenna element is disposed on an upper surface of the storage box.

A position detection device connected to the sensor unit and installed on the moving body,
The sensor unit is a high-frequency signal transmitted from an external positioning system, a digital modulation signal in which a carrier wave is modulated by a data unit including at least angular velocity data and acceleration data indicating the angular velocity and acceleration of the moving body in a digital format. Sends out the synthesized signal,
The position detection device,
In response to receiving the combined signal sent from the sensor unit, a separation circuit that separates the received combined signal into a high-frequency signal and a digital modulation signal,
In response to receiving the high-frequency signal separated by the separation circuit, performing a predetermined process on the received high-frequency signal, a receiver that calculates the current position of the moving object,
A digital demodulator that demodulates the digital modulation signal separated by the separation circuit and reproduces a data unit;
Deriving the azimuth and the moving distance of the moving object from the angular velocity data and the acceleration data included in the data unit reproduced by the digital demodulator, and using the derived azimuth and moving distance to determine the current position of the moving object. A position detection device comprising: a calculation processor.

The data unit further includes pressure data and temperature data indicating the pressure and temperature in the moving body in digital format,
The processor comprises:
Based on the atmospheric pressure data included in the data unit reproduced by the digital demodulator, to derive a change in altitude of the moving body, further using the derived altitude change, calculate the current position of the moving body,
The position detecting device according to claim 9, wherein an air temperature in the moving object is derived from temperature data included in a data unit reproduced by the digital demodulator.

The position detection device according to claim 10, wherein the processor further corrects the derived azimuth, travel distance, and altitude change using the derived air temperature.