JP2007024832A - 端末装置、端末装置の制御方法、端末装置の制御プログラム、端末装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測位衛星12a等からの信号である衛星信号S1等に基づく測位を行う端末装置20であって、衛星信号S1等を受信する衛星信号受信手段32と、衛星信号S1等に基づいて、端末装置20の位置を示す測位位置情報を生成する測位位置情報生成手段と、回転速度センサ、加速度センサ及び磁気センサで構成される移動履歴計測手段36を制御して、予め規定した規定時間間隔で端末装置20の移動方向及び移動距離で構成される移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を生成する移動ベクトル情報生成手段と、測位位置情報と、移動ベクトル情報に基づいて、端末装置20の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、推定位置情報を出力する推定位置情報出力手段と、を有する。
【選択図】図3
Description
GPS受信機は、例えば、複数のGPS衛星から信号(以後、衛星信号と呼ぶ)を受信し、受信した信号の位相によって、各GPS衛星とGPS受信機との間の距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を求める。そして、各GPS衛星から受信した衛星信号に乗せられている各GPS衛星の衛星軌道情報と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位計算を行うようになっている。
ところが、GPS受信機が測位計算を行ってから、計算結果を出力する間には、タイムラグ(時間差)が存在する。このため、測位計算の結果をそのまま出力すると、現在時刻における位置を正確に示すことができない。また、測位計算は、例えば、1秒(s)間ごとという一定時間間隔で行われるから、測位計算の結果をそのまま出力すると、測位計算の間における位置を正確に示すことができない。
これに対して、従来図6に示すような方法で対処されている。
図6に示すように、従来、例えば、測位位置Pg(n)の算出時に、衛星信号に基づいて速度ベクトルV(単位ベクトル)を算出し、この速度ベクトルVと測位計算の終了からの経過時間dt1等に基づいて、出力位置P(n)等を推定していた。
さらに、上述の従来例は、GPS受信機の移動状態が、一定時間、速度ベクトルVに示される通りであることを仮定しているが、GPS受信機が速度ベクトルVに示される移動状態を維持するとは限らない。特に、一度生成した速度ベクトルVは、経過時間dtが長くなるにつれて、GPS受信機の移動状態を正確に示すものではなくなる可能性が大きいから、出力位置P(n+1)等の精度が劣化する場合があるという問題がある。
また、前記端末装置は、前記推定位置情報生成手段を有するから、前記測位位置情報と、前記移動ベクトル情報に基づいて、前記端末装置の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成することができる。すなわち、前記端末装置が一定の時刻における移動状態を維持していることを仮定するのではなくて、確実な情報である前記移動ベクトル情報に基づいて、前記推定位置情報を生成することができる。
これにより、第1の発明の構成によれば、精度よく現在時刻における位置を推定することができる。
第2の発明の構成によれば、前記規定時間間隔は、前記測位位置情報生成手段が前記測位位置情報を生成する時間間隔よりも短いから、前記測位位置情報生成手段が新たな前記測位位置情報を生成するまでの間において、精度よく現在時刻における位置を推定することができる。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
端末20は、GPS装置32によって、GPS衛星12a,12b,12c及び12dからの信号である信号S1,S2,S3及びS4を受信し、これらの信号S1等に基づく測位を行うことができる。上述のGPS衛星12a等は測位衛星の一例であり、信号S1等は、衛星信号の一例である。そして、GPS装置32は、衛星信号受信手段の一例である。
なお、本実施の形態とは異なり、GPS衛星12a等は4個に限らず例えば、3個でもよいし、5個以上でもよい。
図2は端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図2に示すように、端末20は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス22を有する。
このバス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26等が接続されている。記憶装置26は例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。
また、このバスには、モーションセンサ36が接続されている。モーションセンサ36は、回転速度センサである複数のセラミック・ジャイロ、重力を検出する複数の加速度センサ、及び、方位の絶対値を計測する複数の磁気センサを組み合わせて構成されている。モーションセンサ36は、移動履歴計測手段の一例である。
モーションセンサ36においては、上下、左右、前後の3次元方向のそれぞれにひとつづつセラミック・ジャイロが配置されている。そして、各セラミック・ジャイロに対して、上下方向に磁気センサ、前後左右方向に加速度センサが配置されている。
このモーションセンサ36によって、端末20の移動方向及び移動距離を計測することができるようになっている。
図3は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図3に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図2の通信装置30に対応する通信部102、GPS装置32に対応するGPS部104、表示装置34に対応する表示部106、モーションセンサ36に対応するモーションセンサ部108等を有する。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
制御部100は、例えば、1秒(s)間隔で、測位位置情報154を生成する。
制御部100は、生成した測位位置情報154を第2記憶部150に格納する。
図3に示すように、測位位置情報154は、端末20の3次元座標における位置を示す情報である。
ここで、制御部100が測位位置情報154をそのまま表示装置34に表示すると、測位時と表示時の間の時間差(タイムラグ)によって、表示する時の時刻(以後、現在時刻と呼ぶ)における端末20の位置と測位位置情報154に示される位置が乖離する場合がある。このため、端末20は、測位位置情報154をそのまま表示装置34には表示せず、現在時刻における端末20の真の位置とより近い位置を表示するために、以下の構成を有する。
制御部100は、生成したベクトル情報156a等を第2記憶部150に格納する。
図4(a)に示すように、測位位置情報154が生成された測位時刻をtとすると、ベクトル情報156aが時刻tから0.2秒(s)後に生成され、以後、順次、ベクトル情報156b等が0.2秒(s)間隔で生成される。
例えば、現在時刻が、測位時刻tから0.4秒(s)後だとすれば、ベクトル情報156a及び156bが生成されている。
図4(b)に示すように、制御部100は、測位位置情報154に示される位置Pを基点として、ベクトル情報156a及び156bに示されるベクトルa1及びa2を加算することによって推定位置Qを算出する。
制御部100は、生成した推定位置情報158を、第2記憶部150に格納する。
上述のように、端末20は、GPS衛星12a等からの信号S1等を使用することなく、ベクトル情報156a等を生成することができる。このため、ベクトル情報156a等の精度は、信号S1等の受信状態の影響を受けない。
また、端末20は、測位位置情報154と、ベクトル情報156a等に基づいて、端末20の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報158を生成することができる。これは、端末20は、図4(b)に示すように、実測して取得した確実な情報であるベクトルa1等に基づいて、推定位置Qを算出することができることを意味する。
すなわち、端末20は、図4(c)に示す従来例のように、GPS受信機の移動状態が、GPS信号に基づいて過去に生成した速度ベクトルV(単位ベクトル)に示される通りであることを仮定して、経過時間dtに基づいて推定位置Qrを推定するのではなくて、測位位置情報154に示される端末20の位置Pを基点として、各ベクトルa1等を加算することによって推定位置情報158を生成する構成となっているから、端末20の移動状態を確実に反映した推定位置情報158を生成することができるのである。
これにより、端末20の構成によれば、精度よく現在時刻における位置を推定することができる。
図5は本実施の形態に係る端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
続いて、端末20は、測位位置情報154(図3参照)を生成する(ステップST2)。このステップST2は、測位位置情報生成ステップの一例である。
3)。このステップST3は、移動ベクトル情報生成ステップの一例である。
続いて、端末20は、推定位置情報158(図3参照)を生成する(ステップST4)。このステップST4は、推定位置情報生成ステップの一例である。
上述のステップST1乃至ステップST5によって、端末20は、精度よく現在時刻における位置を推定し、出力することができる。
コンピュータに上述の動作例の衛星信号受信ステップと、測位位置情報生成ステップと、移動ベクトル情報生成ステップと、推定位置情報生成ステップと、推定位置情報出力ステップ等を実行させるための端末装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような端末装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
Claims (6)
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づく測位を行う端末装置であって、
前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、
前記衛星信号に基づいて、前記端末装置の位置を示す測位位置情報を生成する測位位置情報生成手段と、
回転速度センサ、加速度センサ及び磁気センサで構成される移動履歴計測手段を制御して、予め規定した規定時間間隔で前記端末装置の移動方向及び移動距離で構成される移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を生成する移動ベクトル情報生成手段と、
前記測位位置情報と、前記移動ベクトル情報に基づいて、前記端末装置の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成手段と、
前記推定位置情報を出力する推定位置情報出力手段と、
を有することを特徴とする端末装置。 - 前記規定時間間隔は、前記測位位置情報生成手段が前記測位位置情報を生成する時間間隔よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の端末装置。
- 前記推定位置情報生成手段は、前記測位位置情報に示される前記端末装置の位置を基点として、各前記移動ベクトルを加算することによって前記推定位置情報を生成する構成となっていることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の端末装置。
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づく測位を行う端末装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記端末装置が、前記衛星信号に基づいて、前記端末装置の位置を示す測位位置情報を生成する測位位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、回転速度センサ、加速度センサ及び磁気センサで構成される移動履歴計測手段を制御して、予め規定した規定時間間隔で前記端末装置の移動方向及び移動距離で構成される移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を生成する移動ベクトル情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記測位位置情報と、前記移動ベクトル情報に基づいて、前記端末装置の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記推定位置情報を出力する推定位置情報出力ステップと、
を有することを特徴とする端末装置の制御方法。 - コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づく測位を行う端末装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記端末装置が、前記衛星信号に基づいて、前記端末装置の位置を示す測位位置情報を生成する測位位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、回転速度センサ、加速度センサ及び磁気センサで構成される移動履歴計測手段を制御して、予め規定した規定時間間隔で前記端末装置の移動方向及び移動距離で構成される移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を生成する移動ベクトル情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記測位位置情報と、前記移動ベクトル情報に基づいて、前記端末装置の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記推定位置情報を出力する推定位置情報出力ステップと、
を実行させることを特徴とする端末装置の制御プログラム。 - コンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づく測位を行う端末装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記端末装置が、前記衛星信号に基づいて、前記端末装置の位置を示す測位位置情報を生成する測位位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、回転速度センサ、加速度センサ及び磁気センサで構成される移動履歴計測手段を制御して、予め規定した規定時間間隔で前記端末装置の移動方向及び移動距離で構成される移動ベクトルを示す移動ベクトル情報を生成する移動ベクトル情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記測位位置情報と、前記移動ベクトル情報に基づいて、前記端末装置の現在時刻における推定位置を示す推定位置情報を生成する推定位置情報生成ステップと、
前記端末装置が、前記推定位置情報を出力する推定位置情報出力ステップと、
を実行させることを特徴とする端末装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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