トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【発明の名称】 キロポストデータ取得方法及び装置
【発明者】 【氏名】鈴木 松雄

【氏名】小林 隆

【要約】 【課題】本発明の目的は、キロポストの位置情報(緯度及び経度)を簡単に求めることができる方法を提供することにある。

【構成】車両にて高速道路を走行中に、GPS信号から得た緯度及び経度より1秒毎の移動距離を計算し、その積算値Siを計算する。GPS信号の受信毎に、0.1秒毎の移動距離ΔLを計算し、その積算値Lsを計算する。1秒毎の移動距離の積算値Siと0.1秒毎の移動距離の積算値Lsの合計値SUMiを計算し、それがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、その合計値SUMiに対応する緯度及び経度を計算する。計算した緯度及び経度を測定対象のキロポストの位置情報として保存する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両にて高速道路を走行中に1秒毎にGPS信号を受信することと、該GPS信号から得た緯度及び経度より1秒毎の移動距離を計算することと、該1秒毎の移動距離の積算値Siを計算することと、GPS信号の受信毎に0.1秒毎の移動距離ΔLを計算することと、該0.1秒毎の移動距離ΔLの積算値Lsを計算することと、上記1秒毎の移動距離の積算値Siと上記0.1秒毎の移動距離の積算値Lsの合計値SUMiを計算することと、上記合計値SUMiが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、上記合計値SUMiに対応する緯度及び経度を計算することと、該計算した緯度及び経度を上記測定対象のキロポストの位置情報として保存することと、を含むキロポストデータの取得方法。
【請求項2】
請求項1記載のキロポストデータの取得方法において、上記0.1秒毎の移動距離ΔLは、GPS信号の受信毎に直前の1秒間の移動距離を10で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
【請求項3】
請求項1記載のキロポストデータの取得方法において、上記0.1秒毎の移動距離ΔLは、GPS信号の受信毎に直後の1秒間の移動距離を10で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
【請求項4】
請求項1記載のキロポストデータの取得方法において、通過直後のキロポストをキロポスト表示器に表示することと、を含むことを特徴とするキロポストデータの取得方法。
【請求項5】
請求項4記載のキロポストデータの取得方法において、上記キロポスト表示器に表示されたキロポストは入力装置からの入力により修正可能であることを特徴とするキロポストデータの取得方法。
【請求項6】
請求項4記載のキロポストデータの取得方法において、上記2つの積算値の合計値SUMiが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、上記キロポスト表示器に表示するキロポストを更新することを特徴とするキロポストデータの取得方法。
【請求項7】
請求項1から5のいずれか1項に記載のキロポストデータの取得方法をコンピュータに実行させるためにコンピュータによって読み取り可能なプログラム。
【請求項8】
1秒毎にGPS受信信号を受信するGPS信号受信処理部と、1秒毎の移動距離及びその積算値Si、0.1秒単位の移動距離ΔL及びその積算値Ls、上記2つの積算値Si、Lsの合計値SUMi、測定対象のキロポストの緯度及び経度を演算する演算部と、2つの積算値Si、Lsの合計値SUMiがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたか否かを判定する判定部と、測定対象のキロポストとその緯度及び経度を格納するキロポストデータベースと、通過直後のキロポストを表示するキロポスト表示器と、を有するキロポストデータ取得装置。
【請求項9】
請求項8記載のキロポストデータ取得装置において、上記演算部において、上記0.1秒毎の移動距離ΔLは、GPS信号の受信毎に直前の1秒間の移動距離を10で除算することにより求めることを特徴とするキロポストデータ取得装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は高速道路に設けられたキロポストの位置情報を取得するためのキロポストデータ取得方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高速道路の中央分離帯及び路側帯には、100メートル間隔でキロポストが設置されている。キロポストは、起点からの距離を100メートル単位で表示するが、その位置情報(緯度及び経度)を示すものではない。
【0003】
特開2000−113383号公報には、予め幾つかのキロポストのデータとGPSデータの関係を求めておき、現在位置をGPS信号を用いて検出し、現在位置に対応するキロポストを表示するキロポスト表示装置が記載されている。特開2001−264087号公報には、GPS信号より現在位置を検出し、現在位置におけるキロポスト、標識等の情報を表示する位置管理情報表示装置が記載されている。
【0004】
これらの技術では、キロポストとその位置情報(緯度及び経度)の関係を示すテーブル又はデータベースを予め得る必要がある。
【0005】
【特許文献1】特開2000−113383号公報
【特許文献2】特開2001−264087号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
キロポストとその位置情報(緯度及び経度)の関係を示すテーブルを得るためには、キロポスト毎にその位置情報(緯度及び経度)をGPS等により測定すればよい。しかしながら、このような方法では全てのキロポストの位置情報を得るのに時間がかかる。
【0007】
本発明の目的は、キロポストの位置情報(緯度及び経度)を簡単に求めることができる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によると、車両にて高速道路を走行中に、先ず、GPS信号から得た緯度及び経度より1秒毎の移動距離を計算し、その積算値Siを計算する。またその時の0.1秒毎の移動距離ΔLを計算し、その積算値Lsを計算する。1秒毎の移動距離の積算値Siと0.1秒毎の移動距離の積算値Lsの合計値SUMiを計算し、それがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、その合計値SUMiに対応する緯度及び経度を計算する。計算した緯度及び経度を測定対象のキロポストの位置情報として保存する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によると、キロポストの位置情報(緯度及び経度)を簡単に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
先ず、本発明によるキロポストの位置情報を取得する方法の概要を説明する。本発明によると、GPS受信機を搭載した自動車を、高速道路を走行させながらデータを取得する。高速道路の任意のキロポストよりデータの取得を開始する。GPS受信機からの信号より、1秒毎に現在位置(緯度及び経度)を入手し、それより1秒毎の移動距離を計算する。1秒毎の移動距離の計算値を積算することによって、データ取得開始点から現在位置までの移動距離の積算値Siを得ることができる。一方、キロポストは0.1km毎に設けられているから、データ取得開始点から各キロポストまでの距離は既知である。従って、移動距離の積算値Siが、データ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、測定対象のキロポストを通過したと判定することができる。従って、そのときの位置情報(緯度及び経度)を記録し、この位置情報を測定対象のキロポストの位置とする。
【0011】
このようは方法では、1秒間の移動距離に基づいて位置情報を得るため、低速度で走行しているときは充分な精度で位置情報を得ることができる。しかしながら、高速度で走行しているときは、位置情報の精度は低くなる。そこで、GPS信号の受信毎に、その時の0.1秒間の移動距離を算出し、0.1秒単位の移動距離を積算する。こうして1秒毎の移動距離の積算値と0.1秒単位の移動距離の積算値の合計がデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、測定対象のキロポストを通過したと判定することができる。そのときの位置情報(緯度及び経度)を計算より求める。
【0012】
こうして得られた位置情報を測定対象のキロポストの位置とする。こうしてキロポストの正確な位置情報を得ることができる。キロポストデータの取得中は、現在のキロポストをキロポスト表示器に表示する。
【0013】
以下に、図1を参照して詳細に説明する。本例では、キロポスト1.0KPをデータの取得開始位置とする。上述のように、GPS受信機からの信号より、1秒毎に現在位置(緯度及び経度)を入手することができる。データの取得開始時点t0=0秒における緯度及び経度を(x0,y0)とし、時点t1=1秒における緯度及び経度を(x1,y1)とする。時点t0=0秒から時点t1=1秒までの緯度の差分δx1及び経度の差分δy1を求める。
δx1=x1−x0
δy1=y1−y0 式1
【0014】
次に、緯度及び経度の差分δx1、δy1を距離に変換する。緯度の差分δx1に対応する東西方向の距離をδX1、経度の差分δy1に対応する南北方向の距離をδY1、とする。時点t0=0秒から時点t1=1秒までの移動距離をL1とすると、L1は次の式によって求められる。
L1=√{(δX1)+(δY1)} 式2
【0015】
こうして1秒毎の移動距離Liの計算値が求められる。次に、この移動距離Liの積算値Siを求める。例えば、時点t0=0秒から時点t3=3秒までの移動距離の積算値S3は次の式によって求められる。
S3=L1+L2+L3 式3
【0016】
移動距離の積算値の初期値S0はキロポスト1.0KPにおける値でありS0=1.0kmとする。尚、S0=1.0kmは計算値ではなく実測値であってよい。これ以外の移動距離の積算値は計算値である。次に、こうして計算によって得られた移動距離の積算値Siが次のキロポスト1.1KPまでの距離を超えたか否かを判定する。キロポストは0.1km毎に設けられている。したがって、移動距離の積算値が1.1kmを超えたか否かを判定する。図1の例では、最初の1秒間の移動距離L1はL1=0.03kmであり、次の1秒間の移動距離L2はL2=0.03kmであり、更に次の1秒間の移動距離L3はL3=0.03kmであり、更にその次の1秒間の移動距離L4はL4=0.03kmである。時点t3=3秒までの移動距離の積算値S3は、S3=1.09kmとなり、1.1kmより小さいが、時点t4=4秒までの移動距離の積算値S4は、S4=1.12kmとなり、1.1kmより大きい。従って、時点t3=3秒から時点t4=4秒までの間に、キロポスト1.1KPを通過したと判定する。即ち、時点t3=3秒における緯度及び経度又は時点t4=4秒における緯度及び経度は、キロポスト1.1KPの緯度及び経度の近似値である。
【0017】
GPS信号の受信毎に、0.1秒間の移動距離の推定値ΔLを求める。GPS受信信号より得られるのは、1秒毎の現在位置(緯度及び経度)である。従って、GPS受信信号より、1秒間の移動距離は得られるが、0.1秒間の移動距離は得られない。そこで、この値ΔLを、その直前の1秒間の移動距離を10で除算することにより求める。図1の例では、時点t2=2秒から時点t3=3秒までの1秒間の移動距離L3を10で割ることによりΔLが求められる。
ΔL=L3/10=0.03/10=0.003 式4
【0018】
図2を参照して説明する。次に、ΔLを順に積算する。ΔLの積算値をLsとすると、Lsは次の式によって表わされる。
Ls=ΔL×n 式5
【0019】
nは積算数である。時点ts3=3秒における移動距離の積算値S3に、積算値Lsを加算し、その合計値をSum3とする。合計積算値Sum3は次の式によって表わされる。
Sum3=S3+Ls=S3+ΔL×n 式6
【0020】
0.1秒毎に積算数nを増加させ、Sum3が最初に1.1kmを超えたときのSum3の値をキロポスト1.1KPの位置として割り当てる。図2の例では、n=4のとき、Sum3が最初に1.1kmを超える。
Sum3=S3+Ls=S3+ΔL×4
=1.09+0.003×4=1.102 式7
【0021】
本例では、キロポスト1.1KPの位置として、時点ts3における位置から距離Ls=0.012kmだけ移動した位置が割り当てられる。図2にて、キロポスト1.1KPとして割り当てられた位置を1.1KPsと表示する。キロポスト1.1KPの実際の位置と割り当てられた位置1.1KPsの間の差、即ち、誤差はΔLより大きくなることはない。したがって、ΔLの値を小さくすることによって、誤差を小さくすることができる。
【0022】
図3を参照して、この位置1.1KPsの位置座標(緯度及び経度)を求める。時点ts3=3秒における緯度及び経度を(x3,y3)とし、時点ts4=4秒における緯度及び経度を(x4,y4)とする。位置1.1KPsの緯度及び経度を(xs,ys)とすると、次のように表わされる。
xs=x3+δxs
ys=y3+δys 式8
【0023】
δxs、δysは、時点ts3=3秒における緯度及び経度(x3,y3)と位置1.1KPsの緯度及び経度(xs,ys)の差分であり、次の式によって求められる。
δx=(x4−x3)(Ls/L4)
δy=(y4−y3)(Ls/L4) 式9
【0024】
Lsは時点t3=3秒における位置から位置1.1KPsまでの移動距離であり、式5により得られる。
【0025】
L4は時点t3=3秒から時点t4=4秒までの移動距離であり、式1及び式2を用いて時点t0=0秒から時点t1=1秒までの移動距離を計算した方法と同様の方法で求められる。
【0026】
こうして本例によると、キロポスト1.1KPの緯度及び経度として位置情報(xs,ys)を割り当てる。以上の操作及び処理を、全てのキロポスト1.2KP、1.3KP、1.4KP…について求めればよい。
【0027】
ここでは高速道路の上り車線にてキロポストデータを取得する方法を説明した。高速道路の下り車線にてキロポストデータを取得する場合も、同様に行われる。但し、データ取得開始点のキロポストを例えば100KPとする。1秒毎の移動距離を計算し、それをデータ取得開始点のキロポスト100KPより減算すればよい。
【0028】
次に、誤差の修正について説明する。先ず、1秒毎の移動距離Liとその積算値Siの誤差について説明する。基本的には、1秒毎の移動距離Liの計算値に含まれる誤差は僅かであり無視できる。しかしながら、その積算値Siは、移動距離Liの僅かな誤差が累積するため、長時間経過すると誤差を含む可能性がある。上述のようにキロポストデータの取得中は、キロポスト表示器には直前に通過したキロポストが表示される。目視によりキロポスト表示器に表示されたキロポストと直前に通過したキロポストが一致していることを確認する。もし、両者が一致していない場合には、キロポスト表示器に表示されたキロポストを修正し、両者を一致させる。こうして、1秒毎の移動距離Liの積算値Siの誤差は修正される。
【0029】
次に、0.1秒毎の移動距離ΔLとその積算値Lsの誤差について説明する。図2の例では、時点t3=3秒までの移動距離の積算値S3は、S3=1.09kmとなり、1.1kmより小さいが、時点t4=4秒までの移動距離の積算値S4は、S4=1.12kmとなり、1.1kmより大きい。従って、時点t3=3秒から時点t4=4秒までの間に、キロポスト1.1KPを通過したと判定した。ここでは、1秒毎の移動距離Liとその積算値Siは誤差を含まないと仮定する。従って、実際に、時点t3=3秒から時点t4=4秒までの間に、キロポスト1.1KPを通過したものとする。
【0030】
0.1秒間の移動距離の推定値ΔLは、時点t2=2秒から時点t3=3秒までの1秒間の移動距離L3を10で割ることにより求めた。この値ΔLが誤差を含むと、時点ts3=3秒における移動距離の積算値S3と0.1秒間の移動距離の推定値ΔLの積算値Lsの合計値Sum3に誤差が含まれる。例えば、推定値ΔLを累積しても合計積算値Sum3は、キロポスト1.1KPを超えない場合が生ずる。このような場合には、この値ΔLを再計算する。上述の例では、時点t2=2秒から時点t3=3秒までの1秒間の移動距離L3を10で割ることによりΔLが求めたが、ここでは、時点t3=3秒から時点t4=4秒までの1秒間の移動距離L4を10で割ることによりΔLを求める。こうして再計算した0.1秒間の移動距離をΔLcとする。この新たなΔLcを用いて、積算を行えばよい。
【0031】
時点ts3=3秒における移動距離の積算値S3に、ΔLcを順に積算する。この積算値をSum3cとすると、積算値Sum3cは次の式によって表わされる。
Sum3c=S3+Ls=S3+ΔLc×n 式10
【0032】
nを増加させ、Sum3cが最初に1.1kmを超えたときのSum3cの値をキロポスト1.1KPの位置として割り当てる。
【0033】
以上説明したように本例では、誤差修正を行うから、正確なキロポスト位置のデータを得ることができる。
【0034】
図4を参照して本発明によるキロポストデータ取得装置の例を説明する。本例のキロポストデータ取得装置10は、GPS信号受信処理部11、演算部12、判定部13、保存処理部14、及び、キロポスト表示更新部15を有する。GPS信号受信処理部11は、1秒毎にGPS受信機1からGPS受信信号を受信し、それをメモリに保存する。演算部12は、1秒毎の移動距離、その積算値Si、0.1秒単位の移動距離ΔL、その積算値Ls、2つの積算値Si、Lsの合計値SUMi、測定対象のキロポストの緯度及び経度等を演算する。判定部13は、GPS信号を受信したか否か、0.1秒が経過したか否か、2つの積算値Si、Lsの合計値SUMiがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたか否か、を判定する。保存処理部14は、測定対象のキロポストとその位置情報(緯度及び経度)をキロポストデータベース3に格納する。キロポスト表示更新部15は、キロポスト表示器に表示されたキロポストを更新する。
【0035】
入力装置2からは、ユーザが指定したデータ取得開始点のキロポスト、キロポストの補正値等を入力する。
【0036】
図5を参照して本発明によるキロポストデータ取得装置における処理を説明する。ステップS101にて、GPS信号受信処理部11は、1秒毎にGPS信号を受信する。ステップS102にて、演算部12は、1秒毎の移動距離を計算し、その積算値Siを計算する。ステップS103にて、演算部12は、0.1秒毎の移動距離ΔLを計算し、その積算値Lsを計算する。ステップS104にて、演算部12は、1秒毎の移動距離の積算値Siと0.1秒毎の移動距離の積算値Lsの合計SUMiを計算する。
【0037】
ステップS105にて、積算値の合計SUMiがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えるまで、0.1秒毎の移動距離の積算値Lsを増加させる。ステップS106にて、積算値の合計SUMiがデータ取得開始点から測定対象のキロポストまでの距離を超えたとき、積算値の合計SUMiに対応する位置の緯度及び経度を計算する。ステップS107にて、測定対象のキロポストとその緯度及び経度をデータベース3に保存する。ステップS108にて、キロポスト表示器4に表示されたキロポストを更新する。こうして各キロポストの緯度及び経度を計測する工程を繰り返すことにより全てのキロポストの緯度及び経度を計測することができる。
【0038】
以上、本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明によるキロポストデータ取得方法において、1秒毎に移動距離を求め、それを積算する方法を説明するための説明図である。
【図2】本発明によるキロポストデータ取得方法において、0.1秒毎に移動距離を求め、それを積算する方法を説明するための説明図である。
【図3】本発明によるキロポストデータ取得方法において、キロポストの位置を求める方法を説明するための説明図である。
【図4】本発明によるキロポストデータ取得装置の例を示す図である。
【図5】本発明によるキロポストデータ取得装置の処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
【0040】
10…キロポストデータ取得装置、11…GPS信号受信処理部、12…演算部、13…判定部、14…保存処理部、15…キロポスト表示器
【出願人】 【識別番号】504130658
【氏名又は名称】パルシステム 株式会社
【出願日】 平成18年6月27日(2006.6.27)
【代理人】 【識別番号】100091096
【弁理士】
【氏名又は名称】平木 祐輔

【識別番号】100105463
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 三男

【識別番号】100102576
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 敏章

【識別番号】100100169
【弁理士】
【氏名又は名称】大塩 剛


【公開番号】 特開2008−8660(P2008−8660A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−176661(P2006−176661)