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1. (WO2019049541) POSITIONING SYSTEM
Document

明 細 書

発明の名称 測位システム

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049  

産業上の利用可能性

0050  

符号の説明

0051  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : 測位システム

技術分野

[0001]
 本発明は、基準局と移動機体に設置された移動局との夫々にて測位衛星から受信した測位信号を用いて、移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求め、当該求められた移動局測位情報を用いて、予め定められた目標走行経路に沿った移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段を備えた測位システムに関する。

背景技術

[0002]
 従来の測位システムとして、作業車両の現在位置を測位するものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この測位システムでは、作業地内を走行する作業車両(移動機体の一例)に測位衛星からの測位信号を受信する測位用アンテナが設置されて当該作業車両が移動局となる。更に、作業地の近傍の位置に測位衛星からの測位信号を受信する測位用アンテナを有する基準局が設置される。そして、これら基準局と作業車両との夫々にて受信した測位信号を用いて、作業車両の現在位置が測位される。
[0003]
 このような測位システムにおいて、基準局側では、基準局の設置位置を示す基準局設置位置情報が予め登録されており、測位衛星から受信した測位信号と予め登録された基準局設置位置情報とに基づいて、測位信号に対する補正情報がリアルタイムで生成されて、作業車両へ送信される。一方、作業車両側では、測位衛星から受信した測位信号と基準局から受信した補正情報とに基づく測位が行われ、作業車両の正確な現在位置を示す移動局測位情報が求められる。そして、このような測位システムは、例えば、作業車両側の測位により得られた移動局測位情報を用いて、予め定められた目標走行経路に沿った作業車両の自動走行を実行する自動走行制御手段を備えた自動走行システムとして構成される場合がある。
 また、作業車両の自動走行に先立って行われる目標走行経路の設定は、当該経路やそれを含むエリアの代表位置に作業車両を位置させて、その作業車両側で得られる移動局測位情報を参照しながら行われる。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 国際公開第2015/119265号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 上述のような従来の測位システムでは、自動走行時の測位で利用されている基準局を構成する装置自体又はその設置位置が、目標走行経路の設定時の測位で利用されたものとは異なる場合には、作業車両の走行経路が目標走行経路から大きく外れてしまう可能性があることから、自動走行を禁止するように構成されている。
 しかしながら、自動走行時の測位に利用可能な基準局を構成する装置自体又はその設置位置が特定のものに制限されていると、例えば広大なエリアで自動走行を行う場合において良好な無線通信を確立するなどの目的で、補正情報の受信対象とする基準局を他のものに変更したり、基準局を移動させるなどの対応が行えないという問題があった。
[0006]
 この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、基準局と移動機体に設置された移動局との夫々にて測位衛星から受信した測位信号を用いて、移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求め、当該求められた移動局測位情報を用いて、予め定められた目標走行経路に沿った移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段を備えた測位システムにおいて、自動走行時の測位で利用されている基準局を構成する装置自体又はその設置位置が、目標走行経路の設定時の測位で利用されたものとは異なる場合であっても、目標走行経路に沿って正確な自動走行を可能とする技術を提供する点にある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の第1特徴構成は、基準局の設置位置を示す基準局設置位置情報を登録する基準局登録手段と、
 前記基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記基準局登録手段で登録された基準局設置位置情報とに基づいて、前記測位信号に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、
 移動機体に設置された移動局にて測位衛星から受信した測位信号と前記補正情報生成手段で生成された補正情報とに基づく測位を行って、前記移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求める移動局測位手段と、
 前記移動機体の目標走行経路を設定する目標走行経路設定手段と、
 前記移動局測位手段での測位により得られた移動局測位情報を用いて、前記目標走行経路設定手段で設定された目標走行経路に沿った前記移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段とを備えた測位システムであって、
 複数の前記基準局が互いに異なる設置位置に配置され、当該複数の基準局の夫々の補正情報生成手段で生成された複数の補正情報から、前記移動局測位手段で利用する補正情報を選択可能な補正情報選択手段を備え、
 複数の前記基準局の夫々に、測位衛星から受信した測位信号と電子基準点から取得した電子基準点補正情報とに基づく測位を行って、前記基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める基準局測位手段を備えると共に、
 複数の前記基準局の夫々の前記基準局登録手段が、前記基準局測位手段での測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録する点にある。
[0008]
 本構成によれば、複数の基準局が設置されている場合において、前記補正情報選択手段を備えることで、前記移動局測位手段により、任意の基準局側の補正情報生成手段から補正情報を取得して移動局測位情報を求めることができる。
 また、互いに異なる設置位置に配置された複数の基準局の夫々において、前記基準局測位手段を備えることで、国土地理院が運用する電子基準点から取得した電子基準点補正情報を用いた所謂ネットワーク型測位を行って、移動機体の走行エリアの近傍等の位置に設置される基準局の基準局測位情報を、国土地理院が運用する電子地図を基準とする絶対緯度・経度に対して誤差が少ない状態で高精度に求めることができ、それを基準局の基準局設置位置情報として登録することができる。
 そして、複数の基準局の夫々の前記補正情報生成手段は、その絶対緯度・経度に対して高精度に求められた基準局設置位置情報に基づいて補正情報を生成して前記移動局測位手段に送信するので、当該移動局測位手段では、その補正情報に基づいて測位を行うことで、移動局の現在位置の絶対緯度・経度に対して誤差が少ない移動局測位情報を求めることができる。
 従って、自動走行時の移動局測位手段での測位で利用されている基準局を構成する装置自体又はその設置位置が、前記目標走行経路設定手段による目標走行経路の設定時の移動局測位手段での測位で利用されたものとは異なる場合であっても、当該移動局測位手段で求められる移動局測位情報は、常に移動局の現在位置の絶対緯度・経度を高精度に示すものとなり、結果、前記自動走行制御による移動機体の自動走行を正確に実行することができる。
[0009]
 本発明の第2特徴構成は、基準局の設置位置を示す基準局設置位置情報を登録する基準局登録手段と、
 前記基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記基準局登録手段で登録された基準局設置位置情報とに基づいて、前記測位信号に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、
 移動機体に設置された移動局にて測位衛星から受信した測位信号と前記補正情報生成手段で生成された補正情報とに基づく測位を行って、前記移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求める移動局測位手段と、
 前記移動機体の目標走行経路を設定する目標走行経路設定手段と、
 前記移動局測位手段での測位により得られた移動局測位情報を用いて、前記目標走行経路設定手段で設定された目標走行経路に沿った前記移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段とを備えた測位システムであって、
 複数の前記基準局として主基準局と副基準局とが互いに異なる設置位置に配置され、前記主基準局及び前記副基準局の夫々の補正情報生成手段で生成された複数の補正情報から、前記移動局測位手段で利用する補正情報を選択可能な補正情報選択手段を備え、
 前記副基準局側の基準局登録手段が、前記主基準局側の設置位置情報と前記主基準局と前記副基準局との相対位置関係とから求めた前記副基準局の設置位置を前記基準局設置位置情報として登録する点にある。
[0010]
 本構成によれば、複数の基準局として主基準局と副基準局とが設置されている場合において、前記補正情報選択手段を備えることで、前記移動局測位手段により、主基準局及び副基準局のうちの任意の基準局側の補正情報生成手段から補正情報を取得して移動局測位情報を求めることができる。
 また、主基準局側の設置位置情報と主基準局と副基準局との相対位置関係とから副基準局の設置位置を高精度に求めることができ、それを副基準局の基準局設置位置情報として登録することができる。
 そして、前記補正情報生成手段は、その主基準局の設置位置を基準に高精度に求められた基準局設置位置情報に基づいて補正情報を生成して前記移動局測位手段に送信するので、当該移動局測位手段では、その補正情報に基づいて測位を行うことで、主基準局の設置位置を基準とする緯度・経度に対して誤差が少ない移動局測位情報を求めることができる。
 従って、自動走行時の移動局測位手段での測位で利用されている基準局を構成する装置自体又はその設置位置が、前記目標走行経路設定手段による目標走行経路の設定時の移動局測位手段での測位で利用されたものとは異なる場合であっても、当該移動局測位手段で求められる移動局測位情報は、常に同一の主基準局の設置位置を基準した移動局の設置位置の緯度・経度を高精度に示すものとなり、結果、前記自動走行制御による移動機体の自動走行を正確に実行することができる。
[0011]
 本発明の第3特徴構成は、上記第2特徴構成に加えて、前記副基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記主基準局側から取得した補正情報とに基づく測位を行って、前記副基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める副基準局測位手段を備えると共に、
 前記副基準局側の基準局登録手段が、前記副基準局測位手段での測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録する点にある。
[0012]
 本構成によれば、前記副基準局測位手段を備えることで、予め設置位置情報が登録された主基準局側から取得した補正情報を用いた所謂相対測位を行って、主基準局と共に走行機体の走行エリアの近傍等の設置位置に設置される副基準局の基準局測位情報を、主基準局の設置位置を基準に高精度に求めることができ、それを副基準局の基準局設置位置情報として登録することができる。
[0013]
 本発明の第4特徴構成は、上記第2、又は第3特徴構成に加えて、前記主基準局にて測位衛星から受信した測位信号に基づく単独測位を行って、前記主基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める主基準局測位手段を備えると共に、
 前記主基準局側の基準局登録手段が、前記主基準局測位手段での単独測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録する点にある。
[0014]
 本構成によれば、前記主基準局測位手段を備えることで、主基準局にて受信した測位信号を用いた単独測位を行って、主基準局の基準局測位情報を自動的に求めることができる。これにより、新規に主基準局を設置したり、主基準局の設置位置を変更した場合においても、主基準局の設置位置の確認作業やそれに基づく基準局設置位置情報の手動入力作業を省略しながら、主基準局の基準局設置位置情報を確実に登録することができる。
 また、主基準局側の基準局登録手段が、前記主基準局測位手段により単独測位を複数回実行して、当該複数回の単独測位により得られた複数の主基準局の基準局測位情報の平均を、主基準局の基準局設置位置情報として登録することができる。これにより、個々では誤差が比較的大きい単独測位により得られる主基準局の基準局測位情報を、複数回の単独測位により複数求めて平均化することで誤差を比較的小さくすることができ、その平均を主基準局の基準局設置位置情報として自動的に登録することができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 測位システムの概略構成図
[図2] 自動走行時の状態を説明する図
[図3] 第1実施形態での測位システムにおける基準局及び移動局の構成を示すブロック図
[図4] 第2実施形態での測位システムの各基準局の構成を示すブロック図

発明を実施するための形態

[0016]
〔第1実施形態〕
 本発明の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
 本実施形態の測位システムは、図1及び図2に示すように、予め定められた目標走行経路Lに沿って、移動機体としての作業車両1の自動走行を実行可能な自動走行システムとして構成されている。
 尚、図1及び図2では、作業車両1としてトラクタを例示しているが、トラクタの他、田植機、コンバイン、土木・建築作業装置、除雪車等、乗用型作業車両に加え、歩行型作業車両も適用可能である。
[0017]
 この測位システムでは、作業地内を走行する作業車両1の例えばキャビンのルーフ上面に、全地球測位衛星システム(GNSS)を構成する測位衛星3からの測位信号を受信する測位用アンテナ11を設置して、当該作業車両1を移動局としている。
 一方、作業車両1の自動走行を行う圃場等の走行エリアAの近傍には、作業車両1側と同じ測位衛星3からの測位信号を受信する測位用アンテナ41を有する基準局4を設置している。また、走行エリアAの近傍には、複数の基準局4が互いに異なる設置位置に配置されている。尚、複数の基準局4は、当該基準局4を構成する基準局装置を複数準備し、それら装置を互いに異なる設置位置に配置することで構成することもできるが、同じ基準局装置を利用して設置位置を変更する形態で構成することもできる。
 そして、これら基準局4と作業車両1との夫々にて受信した測位信号を用いて、作業車両1の現在位置を測位するものとして構成されている。
[0018]
 図3に示すように、作業車両1には、CPUや記憶装置等で構成された制御部12や記憶部17が設けられており、更には、後述の基準局4の無線通信部47との間で無線通信を実行可能な無線通信部18が設けられている。
 一方、基準局4には、CPUや記憶装置等で構成された制御部42や記憶部46が設けられており、更には、前述の作業車両1の無線通信部18との間で無線通信を実行可能な無線通信部47が設けられている。また、これら無線通信部18,47の夫々は、ユーザが利用する携帯情報端末2との間でも、Wifi等を通じた無線通信が可能に構成されている。
[0019]
 各無線通信に用いられる周波数帯域は、共通の周波数帯域であってもよいし、互いに異なる周波数帯域であってもよい。また、携帯情報端末2は、例えば、タッチパネルを有するタブレット型のパーソナルコンピュータ等から構成され、各種情報をタッチパネルに表示可能であり、タッチパネルを操作することで、各種の情報も入力可能となっている。携帯情報端末2は、ユーザが作業車両1の外部にて携帯して使用することが可能であると共に、作業車両1の運転席の側脇等に装着して使用することもできる。
 そして、このような無線通信部18,47により、作業車両1と基準局4との間でリアルタイムの情報の送受信が可能となる。更には、所定のアプリケーションソフトウェアを実行した携帯情報端末2を用いて、作業車両1及び基準局4を遠隔で操作することが可能となる。
[0020]
 この測位システムは、国土地理院が運用する電子基準点5を利用するものとして構成されている。
 電子基準点5は、全国約1,300ヶ所に設置されたGNSS連続観測点であり、公知のため詳細な説明は割愛するが、基準局4と同様に、測位衛星3からからの測位信号を受信する測位用アンテナを有すると共に、内部には制御装置や無線通信装置等が設けられている。そして、電子基準点5は、測位衛星3から受信した測位信号と電子基準点5の設置位置の絶対緯度・経度等を示す電子基準点設置位置情報とに基づいて、例えば数秒毎に繰り返して、測位衛星3から受信される測位信号に対する補正情報を生成して、通信ネットワークを介して民間に配信するように構成されている。
 そして、基準局4の無線通信部47は、電子基準点5との間で通信ネットワークを介して無線通信を実行し、当該電子基準点5側で生成された補正情報を取得可能に構成されている。
[0021]
 作業車両1に設けられた制御部12は、図3に示すように、所定のコンピュータソフトウェアを実行することで、以下に説明する補正情報選択手段13、移動局測位手段14、方位角特定手段15、及び、自動走行制御手段16として機能する。
[0022]
 補正情報選択手段13は、走行エリアAの近傍に配置された複数の基準局4側で生成された複数の補正情報から、後述する移動局測位手段14で利用する補正情報を選択可能なものとして構成されている。例えば、補正情報選択手段13は、基本的には目標走行経路の設定時の測位に用いた特定の基準局4側から補正情報を取得する。しかし、当該特定の基準局4側との無線通信が確立できない場合やユーザ等により補正情報の取得対象とする基準局4の変更指示があった場合等には、上記特定のもの以外で無線通信が確立された基準局4側から補正情報を取得するように構成されている。これにより、自動走行制御時において補正情報の取得対象とする基準局4の選択の自由度が向上されている。
[0023]
 移動局測位手段14は、作業車両1に設置された測位用アンテナ11にて測位衛星3から受信した測位信号と、補正情報選択手段13で補正情報の取得対象として選択された基準局4から受信した補正情報とに基づく測位を実行して、移動局である作業車両1の現在位置の緯度・経度等を示す移動局測位情報を求めるものとして構成されている。
 例えば、詳細については後述するが、移動局測位手段14により行われる測位としては、ディファレンシャル測位方式(DGPS測位方式)、リアルタイムキネマティック測位方式(RTK-GPS測位方式)等の各種の測位方法を適用することができる。
 制御部12は、例えば数秒毎に移動局測位手段14による測位を繰り返し実行し、その測位により得られた移動局測位情報を、測位時の時間情報と関連付けて記憶部17に逐次保存する。
[0024]
 方位角特定手段15は、作業車両1の移動に伴って移動局測位手段14での測位により得られた移動局測位情報の変化状態から、作業車両1の方位角を求めるものとして構成されている。
 例えば、方位角特定手段15は、移動局測位手段14により現在の移動局測位情報が得られた時点で、記憶部17に保存された直前の移動局測位情報を参照し、その直前の移動局測位情報から現在の移動局測位情報に向かう速度ベクトルの向きを、作業車両1の方位角として特定することができる。
 尚、上記直前の移動局測位情報としては、記憶部17に保存された直前の移動局測位手段14での測位により得られた移動局測位情報を用いることができるが、例えば作業車両1の走行開始時においては、単独測位又はユーザが入力して得られた移動局測位情報を用いることもできる。
 また、制御部12は、例えば移動局測位手段14による測位が実行される毎に作業車両1の方位角を逐次特定し、それにより得られた作業車両1の方位角を、特定時の時間情報と関連付けて記憶部17に逐次保存する。
[0025]
 自動走行制御手段16は、移動局測位手段14での測位により得られた移動局測位情報を用いて、予め設定された目標走行経路Lに沿った作業車両1の自動走行を実行するものとして構成されている。
 この目標走行経路Lは、携帯情報端末2が所定のアプリケーションソフトウェアを実行することで機能する目標走行経路設定手段2Aにより設定される。即ち、携帯情報端末2において、作業車両1の自動走行に必要な目標走行経路Lなどの情報がユーザにより生成され、その情報が、作業車両1側に送信されて記憶部17に保存される。尚、目標走行経路設定手段2Aによる目標走行経路Lの設定は、例えば、その目標走行経路Lやそれを含む走行エリアAの代表位置に作業車両1を位置させて、その作業車両1側の移動局測位手段14で得られる移動局測位情報を参照しながら行われる。
[0026]
 自動走行制御手段16は、方位角特定手段15で特定された作業車両1の方位角や、3軸のジャイロと3方向の加速度計等を有するIMU(慣性計測装置)で計測される作業車両1の姿勢等を適時参照しながら、作業車両1に装備されたエンジン制御装置、変速装置及び操舵装置等の各種装置を自動制御する。この自動制御により、移動局測位手段14での測位により得られた移動局測位情報が示す作業車両1の現在位置が携帯情報端末2の目標走行経路設定手段2Aで設定された目標走行経路Lに沿ったものなるように、作業車両1の自動走行が実行される。
[0027]
 基準局4に設けられた制御部42は、図3に示すように、所定のコンピュータソフトウェアを実行することで、以下に説明する基準局測位手段43、基準局登録手段44、及び、補正情報生成手段45として機能する。
[0028]
 基準局測位手段43は、基準局4に設置された測位用アンテナ41にて測位衛星3から受信した測位信号と電子基準点5から取得した電子基準点補正情報とに基づく測位を行って、基準局4の現在位置を示す基準局測位情報を求めるものとして構成されている。例えば、このような電子基準点5を用いた測位は、一般的にネットワーク型測位とも呼ばれており、このようなネットワーク型測位としては、ディファレンシャル測位方式(DGPS測位方式)、リアルタイムキネマティック測位方式(RTK-GPS測位方式)等の各種の測位方法を適用することができる。そして、このようなネットワーク型測位により得られた基準局測位情報は、国土地理院が運用する電子地図を基準とする基準局4の絶対緯度・経度に対して誤差が少ないものとなる。
[0029]
 例えば、基準局4側の基準局測位手段43においてディファレンシャル測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる電子基準点5は、予め登録された電子基準点設置位置情報が示す電子基準点5の設置位置に対し、電子基準点5側の単独測位により得られた電子基準点測位情報が示す電子基準点5の設置位置の差分データを、補正情報として生成して、基準局4側に送信する。
 そして、基準局4側において、基準局測位手段43は、ディファレンシャル測位方式で測位を行うにあたり、単独測位を実行して基準局4の現在位置を求め、その単独測位により得られた現在位置を電子基準点5側から受信した差分データにより補正することで、基準局4の比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す移動局測位情報を求める。
[0030]
 また、基準局4側の基準局測位手段43においてリアルタイムキネマティック測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる電子基準点5は、予め登録された電子基準点設置位置情報と、電子基準点5側の測位用アンテナで受信した測位信号の位相データとを、電子基準点補正情報として生成して、基準局4側に送信する。
 そして、基準局4側において、基準局測位手段43は、リアルタイムキネマティック測位方式で測位を行うにあたり、基準局4側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データと、電子基準点5側の測位用アンテナで受信した測位信号の位相データとをリアルタイムで解析する。この解析により、電子基準点5の設置位置に対する基準局4の現在位置の相対位置関係を求め、その相対位置関係と電子基準点設置位置情報とから、基準局4の比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す基準局測位情報を求める。
[0031]
 基準局登録手段44は、基準局4の設置位置の緯度・経度等を示す基準局設置位置情報を登録するものとして構成されている。具体的には、上述した基準局測位手段43での高精度なネットワーク型測位により得られた基準局測位情報を基準局設置位置情報として登録するものとして構成されている。
 例えば、新規に基準局4を設置したり、基準局4の設置位置を変更した場合において、基準局登録手段44により基準局設置情報の登録が実行される。即ち、電子基準点5を利用したネットワーク型測位により得られた複数の基準局測位情報が基準局設置位置情報として自動的に登録されることになる。
[0032]
 補正情報生成手段45は、基準局4に設置された測位用アンテナ41にて測位衛星3から受信した測位信号と、基準局登録手段44で予め登録された基準局設置位置情報とに基づいて、測位衛星3から受信される測位信号に対する補正情報を生成するものとして構成されている。
 また、制御部42は、例えば数秒毎に繰り返して補正情報生成手段45により補正情報を生成し、その生成した補正情報を、無線通信部18,47を通じてリアルタイムに作業車両1側に送信する。そして、作業車両1側では、基準局4側から受信した補正情報を、移動局測位手段14におけるディファレンシャル測位方式又はリアルタイムキネマティック測位方式での測位に利用する。
[0033]
 例えば、作業車両1側の移動局測位手段14においてディファレンシャル測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる基準局4の補正情報生成手段45は、基準局登録手段44で予め登録された基準局設置位置情報が示す基準局4の設置位置に対し、基準局測位手段43での単独測位により得られた基準局測位情報が示す基準局4の設置位置の差分データを、補正情報として生成して、作業車両1側に送信する。
 そして、作業車両1側において、移動局測位手段14は、ディファレンシャル測位方式で測位を行うにあたり、単独測位を実行して作業車両1の現在位置を求め、その単独測位により得られた現在位置を基準局4側から受信した差分データにより補正することで、作業車両1の比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す移動局測位情報を求める。
[0034]
 また、作業車両1側の移動局測位手段14においてリアルタイムキネマティック測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる基準局4の補正情報生成手段45は、基準局登録手段44で予め登録された基準局設置位置情報と、基準局4側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データとを、補正情報として生成して、作業車両1側に送信する。
 そして、作業車両1側において、移動局測位手段14は、リアルタイムキネマティック測位方式で測位を行うにあたり、作業車両1側の測位用アンテナ11で受信した測位信号の位相データと、基準局4側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データとをリアルタイムで解析する。この解析により、基準局4の設置位置に対する作業車両1の現在位置の相対位置関係を求め、その相対位置関係と基準局設置位置情報とから、作業車両1の比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す移動局測位情報を求める。
[0035]
 即ち、補正情報生成手段45は、基準局測位手段43により絶対緯度・経度に対して高精度に求められた基準局設置位置情報に基づいて補正情報を生成して作業車両1側に送信するものとなる。すると、作業車両1側の移動局測位手段14では、その補正情報に基づいて測位を行うことで、作業車両1の現在位置の絶対緯度・経度を高精度に示す移動局測位情報を求めることができる。
[0036]
 例えば、作業車両1の自動走行時の移動局測位手段14での測位で利用される基準局4を構成する基準局装置自体が、目標走行経路Lの設定時の移動局測位手段14での測位で利用されたものとは異なる場合がある。また、基準局4を構成する基準局装置自体は同じものであっても、自動走行時と目標走行経路Lの設定時の夫々で利用する基準局4の設置位置が異なる場合がある。このように作業車両1の移動局測位手段14での測位を行うにあたって補正情報の受信対象とする基準局4を変更する場合であっても、移動局測位手段14で求められる移動局測位情報は、常に移動局の現在位置の絶対緯度・経度を高精度に示すものとなる。結果、自動走行制御手段16により実行される作業車両1の自動走行が、目標走行経路Lに沿った正確なものとなる。
[0037]
〔第2実施形態〕
 本発明の第2実施形態について図面に基づいて説明する。
 本実施形態の測位システムは、前述の第1実施形態の測位システムに対して、基準局4に設けられた基準局測位手段43及び基準局登録手段44に関連する構成のみが相違する。よって、以下の説明において、前述の第1実施形態と同様の構成については、図面にて同じ符号を付すと共に、詳細な説明を割愛する場合がある。
[0038]
 本実施形態では、図1、図2、及び図4に示すように、作業車両1の自動走行を行う圃場等の走行エリアAの近傍には、複数の基準局4として、主基準局4Aと副基準局4Bとが互いに異なる設置位置に配置されている。
[0039]
 主基準局4A側の基準局測位手段43である主基準局測位手段43Aは、主基準局4Aに設置された測位用アンテナ41にて測位衛星3から受信した測位信号に基づく単独測位を行って、主基準局4Aの現在位置の緯度経度等を示す基準局測位情報を求めるものとして構成されている。具体的に、主基準局測位手段43Aによる単独測位では、1つの測位用アンテナ41で受信した複数の測位衛星3から測位信号を解析して、それら夫々の測位信号の伝搬時間から、測位用アンテナ41の夫々の測位衛星3からの距離が求められる。このようにして得られた夫々の測位衛星3からの距離を解析することにより、測位用アンテナ41が設けられた主基準局4Aの現在位置を示す基準局測位情報を求めることができる。尚、この単独測位により得られる主基準局4Aの基準局測位情報は、測位衛星3の位置誤差や、測位衛星3から送信される測位信号の対流圏や電離層通過時の遅れ等により、一般的には数m~十数m程度の誤差を有するものとなる。
[0040]
 そして、主基準局4A側の基準局登録手段44である主基準局登録手段44Aは、主基準局4Aの設置位置の緯度・経度等を示す基準局設置位置情報を登録するものとして構成されている。例えば、新規に主基準局4Aを設置したり、主基準局4Aの設置位置を変更した場合において、主基準局登録手段44Aにより基準局設置情報の登録が実行される。
 更に、主基準局登録手段44Aは、手動入力作業を省略しながら、比較的正確な基準局設置位置情報を確実に登録するために、基準局4側で基準局4の設置位置を求めて自動的に登録する自動登録処理を実行可能に構成されている。
[0041]
 主基準局登録手段44Aで実行可能な自動登録処理は、主基準局測位手段43Aにより単独測位を複数回(例えば1秒間隔で10回)実行して、当該複数回の単独測位により得られた複数の基準局測位情報の平均を、上記基準局設置位置情報として登録するものとして構成されている。即ち、複数回の単独測位により得られた複数の基準局測位情報の平均は、個々の基準局測位情報よりも誤差が比較的小さいものとなり、それが主基準局4Aの基準局設置位置情報として自動的に登録されることになる。
 尚、主基準局測位手段43Aでの測位については、上記単独測位に限るものではなく、例えば、第1実施形態と同様に、電子基準点5を用いたネットワーク型測位としても構わない。また、主基準局測位手段43Aによる測位を行うことなく、ユーザが主基準局4Aの設置位置を地図等で調べて、それを主基準局4Aにおける基準局設置情報として登録しても構わない。
[0042]
 一方、副基準局4B側の基準局測位手段43である副基準局測位手段43Bは、副基準局4Bに設置された測位用アンテナ41にて測位衛星3から受信した測位信号と主基準局4Aから受信した補正情報とに基づく測位を行って、副基準局4Bの現在位置を示す基準局測位情報を求めるものとして構成されている。例えば、副基準局測位手段43Bにより行われる測位としては、ディファレンシャル測位方式(DGPS測位方式)、リアルタイムキネマティック測位方式(RTK-GPS測位方式)等の各種の測位方法を適用することができる。そして、このように主基準局4Aから受信した補正情報を用いた即位により得られた基準局測位情報は、主基準局4Aの設置位置を基準とする緯度・経度に対して誤差が少ないものとなる。
[0043]
 例えば、副基準局測位手段43Bにおいてディファレンシャル測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる主基準局4Aの補正情報生成手段45は、主基準局4A側の主基準局登録手段44Aで予め登録された基準局設置位置情報が示す主基準局4Aの設置位置に対し、主基準局4A側の単独測位により得られた基準局測位情報が示す主基準局4Aの設置位置の差分データを、補正情報として生成して、副基準局4B側に送信する。
 そして、副基準局4B側において、副基準局測位手段43Bは、ディファレンシャル測位方式で測位を行うにあたり、単独測位を実行して副基準局4の現在位置を求め、その単独測位により得られた現在位置を主基準局4A側から受信した差分データにより補正することで、主基準局4Aの設置位置を基準にして副基準局4Bの比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す移動局測位情報を求める。
[0044]
 また、副基準局測位手段43Bにおいてリアルタイムキネマティック測位方式で測位を行う場合には、補正情報の取得対象となる主基準局4Aの補正情報生成手段45は、主基準局4A側で予め登録された基準局設置位置情報と、主基準局4A側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データとを、補正情報として生成して、副基準局4B側に送信する。
 そして、副基準局4B側において、副基準局測位手段43Bは、リアルタイムキネマティック測位方式で測位を行うにあたり、副基準局4B側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データと、主基準局4A側の測位用アンテナ41で受信した測位信号の位相データとをリアルタイムで解析する。この解析により、主基準局4Aの設置位置に対する副基準局4Bの現在位置の相対位置関係を求め、その相対位置関係と主基準局4Aの設置位置情報とから、主基準局4Aの設置位置を基準にして副基準局4Bの比較的正確な現在位置の緯度・経度等を示す基準局測位情報を求める。
[0045]
 副基準局4B側の基準局登録手段44である副基準局登録手段44Bは、主基準局4A側の設置位置情報と主基準局4Aと副基準局4Bとの相対位置関係とから求めた副基準局4Bの設置位置、具体的には、主基準局4Aの補正情報を用いた副基準局測位手段43Bでの測位により得られた副基準局4Bの基準局測位情報を、副基準局4Bの基準局設置位置情報として登録するように構成されている。
 即ち、副基準局4B側の補正情報生成手段45は、副基準局測位手段43Bにより主基準局4Aの設置位置を基準に高精度に求められた基準局設置位置情報に基づいて補正情報を生成して作業車両1側に送信するものとなる。よって、作業車両1側の移動局測位手段14では、その補正情報に基づいて測位を行うことで、主基準局4Aを基準にした作業車両1の現在位置の緯度・経度を高精度に示す移動局測位情報を求めることができる。
[0046]
 例えば、作業車両1の自動走行時の移動局測位手段14での測位で利用される基準局4を構成する基準局装置自体が、目標走行経路Lの設定時の移動局測位手段14での測位で利用されたものとは異なる場合がある。このように作業車両1の移動局測位手段14での測位を行うにあたって補正情報の受信対象とする基準局4を変更する場合であっても、作業車両1の移動局測位手段14で求められる移動局測位情報は、常に主基準局4Aを基準に移動局の現在位置の緯度・経度を高精度に示すものとなる。結果、自動走行制御手段16により実行される作業車両1の自動走行が、目標走行経路Lに沿った正確なものとなる。
[0047]
 尚、本実施形態では、副基準局4Bにおいて、副基準局登録手段44Bは、主基準局4Aの補正情報を用いた副基準局測位手段43Bでの測位により得られた基準局測位情報を基準局設置位置情報として登録するように構成したが、例えば、主基準局4Aの設置位置と副基準局4Bとの相対位置関係とを地図上等で計測することで、主基準局4Aを基準とした副基準局4Bの設置位置を求め、それを副基準局4Bの基準局設置位置情報として登録するように構成しても構わない。
[0048]
〔別実施形態〕
 本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[0049]
(1)上記実施形態では、複数の基準局4の夫々の補正情報生成手段45で生成された複数の補正情報から、移動局測位手段14で利用する補正情報を選択可能な補正情報選択手段13を設けたが、補正情報選択手段13を省略し、移動局測位手段14で利用する補正情報を予め設定された特定の基準局4から受信したものとしても構わない。この構成によれば、自動走行時と目標走行設定時の夫々の測位において基準局4の設置位置が異なる場合であっても、移動局測位手段14で求められる移動局測位情報は、電子基準点5や主基準局4Aを基準として常に移動局の現在位置の緯度・経度を高精度に示すものとなることから、自動走行制御による移動機体の自動走行を正確に実行することができる。

産業上の利用可能性

[0050]
 本発明は、基準局と移動機体に設置された移動局との夫々にて測位衛星から受信した測位信号を用いて、移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求め、当該求められた移動局測位情報を用いて、予め定められた目標走行経路に沿った移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段を備えた測位システムに適用できる。

符号の説明

[0051]
1   作業車両(移動機体、移動局)
2A  目標走行経路設定手段
3   測位衛星
4   基準局
4A  主基準局
4B  副基準局
5   電子基準点
13  補正情報選択手段
14  移動局測位手段
16  自動走行制御手段
43  基準局測位手段
43A 主基準局測位手段
43B 副基準局測位手段
44  基準局登録手段
45  補正情報生成手段
L   目標走行経路

請求の範囲

[請求項1]
 基準局の設置位置を示す基準局設置位置情報を登録する基準局登録手段と、
 前記基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記基準局登録手段で登録された基準局設置位置情報とに基づいて、前記測位信号に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、
 移動機体に設置された移動局にて測位衛星から受信した測位信号と前記補正情報生成手段で生成された補正情報とに基づく測位を行って、前記移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求める移動局測位手段と、
 前記移動機体の目標走行経路を設定する目標走行経路設定手段と、
 前記移動局測位手段での測位により得られた移動局測位情報を用いて、前記目標走行経路設定手段で設定された目標走行経路に沿った前記移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段とを備えた測位システムであって、
 複数の前記基準局が互いに異なる設置位置に配置され、当該複数の基準局の夫々の補正情報生成手段で生成された複数の補正情報から、前記移動局測位手段で利用する補正情報を選択可能な補正情報選択手段を備え、
 複数の前記基準局の夫々に、測位衛星から受信した測位信号と電子基準点から取得した電子基準点補正情報とに基づく測位を行って、前記基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める基準局測位手段を備えると共に、
 複数の前記基準局の夫々の前記基準局登録手段が、前記基準局測位手段での測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録することを特徴とする測位システム。
[請求項2]
 基準局の設置位置を示す基準局設置位置情報を登録する基準局登録手段と、
 前記基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記基準局登録手段で登録された基準局設置位置情報とに基づいて、前記測位信号に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、
 移動機体に設置された移動局にて測位衛星から受信した測位信号と前記補正情報生成手段で生成された補正情報とに基づく測位を行って、前記移動局の現在位置を示す移動局測位情報を求める移動局測位手段と、
 前記移動機体の目標走行経路を設定する目標走行経路設定手段と、
 前記移動局測位手段での測位により得られた移動局測位情報を用いて、前記目標走行経路設定手段で設定された目標走行経路に沿った前記移動機体の自動走行を実行する自動走行制御手段とを備えた測位システムであって、
 複数の前記基準局として主基準局と副基準局とが互いに異なる設置位置に配置され、前記主基準局及び前記副基準局の夫々の補正情報生成手段で生成された複数の補正情報から、前記移動局測位手段で利用する補正情報を選択可能な補正情報選択手段を備え、
 前記副基準局側の基準局登録手段が、前記主基準局側の設置位置情報と前記主基準局と前記副基準局との相対位置関係とから求めた前記副基準局の設置位置を前記基準局設置位置情報として登録することを特徴とする測位システム。
[請求項3]
 前記副基準局にて測位衛星から受信した測位信号と前記主基準局側から取得した補正情報とに基づく測位を行って、前記副基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める副基準局測位手段を備えると共に、
 前記副基準局側の基準局登録手段が、前記副基準局測位手段での測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録することを特徴とする請求項2に記載の測位システム。
[請求項4]
 前記主基準局にて測位衛星から受信した測位信号に基づく単独測位を行って、前記主基準局の現在位置を示す基準局測位情報を求める主基準局測位手段を備えると共に、
 前記主基準局側の基準局登録手段が、前記主基準局測位手段での単独測位により得られた基準局測位情報を前記基準局設置位置情報として登録することを特徴とする請求項2又は3に記載の測位システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]