特許 6419242 移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6419242

(24)【登録日】2018年10月19日

(45)【発行日】2018年11月7日

(54)【発明の名称】移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 22/00 20060101AFI20181029BHJP

   G01C 21/28 20060101ALI20181029BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20181029BHJP

   G01C 7/04 20060101ALI20181029BHJP

【ＦＩ】

   G01C22/00 E

   G01C21/28

   G01B21/00 A

   G01C7/04

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-62862(P2017-62862)

(22)【出願日】2017年3月28日

(65)【公開番号】特開2018-165658(P2018-165658A)

(43)【公開日】2018年10月25日

【審査請求日】2017年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】517109199

【氏名又は名称】蓮井 康二

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 隆裕

(74)【代理人】

【識別番号】100090011

【弁理士】

【氏名又は名称】茂泉 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100194939

【弁理士】

【氏名又は名称】別所 公博

(74)【代理人】

【識別番号】100206782

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰洋

(72)【発明者】

【氏名】蓮井 康二

【審査官】 上野 博史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０８２８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１３２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−００４０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１９６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４３３８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ２１／００−２１／３６

２３／００−２５／００

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

Ｇ０１Ｃ ２２／００−２２／０２

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｇ０１Ｃ １／００−１／１４

５／００−１５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体の３次元位置を検出する位置検出部、
前記位置検出部で検出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成部、及び
前記軌跡作成部で作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を求める距離測定部
を備え、
前記軌跡作成部は、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出部、
前記運動ベクトル検出部で検出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を予測する位置予測部、及び
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定部
を有しており、
さらに前記軌跡作成部は、
検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成し、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用い、
前記位置予測部は、予測位置を移動軌跡の一部とした場合、その予測位置を異常検出時刻の検出位置とし、不採用検出位置が検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する移動距離測定装置。

【請求項2】

移動体の３次元位置を検出する位置検出部、
前記位置検出部で検出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成部、及び
前記軌跡作成部で作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を求める距離測定部
を備え、
前記軌跡作成部は、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出部、
前記運動ベクトル検出部で検出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を予測する位置予測部、及び
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定部
を有しており、
さらに前記軌跡作成部は、
検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成し、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用い、
前記比較判定部は、設定時間あたりの前記移動体の運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかを判定し、
前記軌跡作成部は、運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合には、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する移動距離測定装置。

【請求項3】

前記軌跡作成部は、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出された時刻に対応する検出位置も不採用検出位置とする請求項２記載の移動距離測定装置。

【請求項4】

前記位置検出部は、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいて前記移動体の３次元位置を検出し、
前記軌跡作成部は、
ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間では、予測位置を繋いだ軌跡を仮軌跡として確定し、
前記仮軌跡を確定した後、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合に、前記位置検出部で検出された検出位置に基づいて、前記仮軌跡を補正し、補正された前記仮軌跡を、前記ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間の前記移動体の移動軌跡とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の移動距離測定装置。

【請求項5】

前記運動センサは、前記移動体の加速度の大きさ及び方向に応じた信号を発生する加速度センサを含む請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の移動距離測定装置。

【請求項6】

移動体の３次元位置を検出する位置検出ステップ、
前記位置検出ステップで検出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成ステップ、及び
前記軌跡作成ステップで作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を求める距離測定ステップ
を含む移動距離測定方法であって、
前記軌跡作成ステップは、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出ステップ、
前記運動ベクトル検出ステップで検出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を予測する位置予測ステップ、及び
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定ステップ
を含み、
さらに前記軌跡作成ステップでは、
検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成し、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用い、
前記位置予測ステップでは、予測位置を移動軌跡の一部とした場合、その予測位置を異常検出時刻の検出位置とし、不採用検出位置が検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する移動距離測定方法。

【請求項7】

移動体の３次元位置を検出する位置検出ステップ、
前記位置検出ステップで検出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成ステップ、及び
前記軌跡作成ステップで作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を求める距離測定ステップ
を含む移動距離測定方法であって、
前記軌跡作成ステップは、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出ステップ、
前記運動ベクトル検出ステップで検出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を予測する位置予測ステップ、及び
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定ステップ
を含み、
さらに前記軌跡作成ステップでは、
検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成し、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用い、
前記比較判定ステップでは、設定時間あたりの前記移動体の運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかを判定し、
前記軌跡作成ステップでは、運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合には、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する移動距離測定方法。

【請求項8】

前記位置検出ステップでは、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいて前記移動体の３次元位置を検出し、
前記軌跡作成ステップでは、
ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間では、予測位置を繋いだ軌跡を仮軌跡として確定し、
前記仮軌跡を確定した後、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合に、検出位置に基づいて、前記仮軌跡を補正し、補正された前記仮軌跡を、前記ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間の前記移動体の移動軌跡とする請求項６又は請求項７に記載の移動距離測定方法。

【請求項9】

移動体の３次元位置を算出する位置検出処理、
前記位置検出処理で算出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成処理、及び
前記軌跡作成処理で作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を算出する距離測定処理
をコンピュータに実行させるための移動距離測定プログラムであって、
前記軌跡作成処理では、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを算出する運動ベクトル検出処理、
前記運動ベクトル検出処理で算出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を算出する位置予測処理、
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定処理、
検出位置の算出、予測位置の算出、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成する処理、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる処理、及び
予測位置を移動軌跡の一部とした場合、その予測位置を異常検出時刻の検出位置とし、不採用検出位置が検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する処理
を前記コンピュータに実行させるための移動距離測定プログラム。

【請求項10】

移動体の３次元位置を算出する位置検出処理、
前記位置検出処理で算出された３次元位置である検出位置に基づいて、前記移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成処理、及び
前記軌跡作成処理で作成された前記移動体の移動軌跡に基づいて、前記移動体の移動距離を算出する距離測定処理
をコンピュータに実行させるための移動距離測定プログラムであって、
前記軌跡作成処理では、
前記移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、前記移動体の運動ベクトルを算出する運動ベクトル検出処理、
前記運動ベクトル検出処理で算出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を算出する位置予測処理、
検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定処理、
検出位置の算出、予測位置の算出、及び位置ずれの判定を前記設定時間毎に繰り返し実施しながら前記移動体の移動軌跡を作成する処理、
対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる処理、
設定時間あたりの前記移動体の運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかを判定する処理、及び
運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合には、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する処理
を前記コンピュータに実行させるための移動距離測定プログラム。

【請求項11】

前記位置検出処理では、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいて前記移動体の３次元位置を算出する処理を前記コンピュータに実行させ、
前記軌跡作成処理では、
ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間では、予測位置を繋いだ軌跡を仮軌跡として確定する処理、及び
前記仮軌跡を確定した後、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合に、検出位置に基づいて、前記仮軌跡を補正し、補正された前記仮軌跡を、前記ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間の前記移動体の移動軌跡とする処理
を前記コンピュータに実行させるための請求項９又は請求項１０に記載の移動距離測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、移動体、例えば車両の移動距離を測定する移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、タクシーメータに採用されている移動距離測定装置では、道路面に接地しているタイヤの回転数と、タイヤの外周の長さとを乗算することにより、始点から終点までの走行距離を算出している。

【0003】

しかしながら、このような移動距離測定装置では、タイヤの回転数に基づいて走行距離を算出しているので、走行によりタイヤが摩耗してタイヤ径が小さくなったり、走行時にタイヤがスリップして空転したりすることにより、実際よりも長い走行距離が算出される恐れがある。

【0004】

そこで、移動距離測定装置で算出された走行距離と実際の走行距離との差を縮小するために、物理的な接地による走行距離の算出ではなく、センサ及びＧＰＳ等の計測機器によって特定される２点間の距離を算出し、算出された距離を積算していくことで走行距離を算出することが提案されている。

【0005】

具体的には、角速度センサの出力値に基づいて算出される方位変化量と、速度センサの出力値に基づいて算出される移動距離とから、車両の相対軌跡を推定するとともに、当該車両の相対軌跡とＧＰＳ受信装置からの出力値とに基づいて、車両の走行軌跡を推定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

ここで、走行軌跡が推定されれば、走行軌跡上の位置が特定された２点間の距離を算出し、算出された距離を始点から終点まで繰り返して積算することにより、車両の走行距離を算出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２−２７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、角速度センサ及び速度センサが設けられた車両が、凸凹状の路面を走行する場合又は突起物等の障害物を乗り越え、上下左右にバンピング、即ち振動したときに、その影響を含む走行軌跡が推定される。また、車両がローリングして左右に揺れた場合にも、その影響を含む走行軌跡が推定される。

【0009】

そのため、特許文献１に記載された方法で推定された車両の走行軌跡に基づいて、車両の走行距離を算出した場合には、同じ距離を走行したとしても、路面の状態及び車の揺れ等により、測定すべき走行距離と測定された走行距離との間に差異が発生するという問題がある。

【0010】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、移動体の移動距離をより正確に測定することができる移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明に係る移動距離測定装置は、移動体の３次元位置を検出する位置検出部、位置検出部で検出された３次元位置である検出位置に基づいて、移動体の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成部、及び軌跡作成部で作成された移動体の移動軌跡に基づいて、移動体の移動距離を求める距離測定部を備え、軌跡作成部は、移動体の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、移動体の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出部、運動ベクトル検出部で検出された運動ベクトルと、検出位置とに基づいて、設定時間後の移動体の３次元位置である予測位置を予測する位置予測部、及び検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定部を有しており、さらに軌跡作成部は、検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を設定時間毎に繰り返し実施しながら移動体の移動軌跡を作成し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる。

【発明の効果】

【0012】

この発明の移動距離測定装置は、予測位置を予測し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いないので、移動体の移動距離をより正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明の実施の形態１による移動距離測定装置を示すブロック図である。

【図2】図１の軌跡作成部による軌跡作成の方法を示す説明図である。

【図3】図１の制御部の動作を示すフローチャートである。

【図4】図３の移動軌跡作成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図5】図３の仮軌跡作成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動距離測定装置を示すブロック図であり、この例では、移動体としての車両の移動距離を測定する装置を示している。図１において、移動距離測定装置１００は、計測機器１０、制御部２０及びディスプレイ３０を備えている。

【0015】

計測機器１０は、ＧＰＳ受信機１１、高度計１２、及び加速度センサ１３を有している。ＧＰＳ受信機１１は、図示しないＧＰＳ衛星からの電波を受信し、車両の平面上の位置を特定するための位置信号を出力する。高度計１２は、車両の高度に応じた高度信号を出力する。これらのＧＰＳ受信機１１からの位置信号と、高度計１２からの高度信号とに基づいて、車両の３次元上の位置を確定することができる。

【0016】

加速度センサ１３は、車両の運動に応じた信号を発生する運動センサであり、車両の加速度の大きさ及び方向に応じた信号を発生する。加速度センサ１３としては、例えばジャイロスコープが用いられる。ジャイロスコープは、車両の回転角速度に応じた角速度信号を出力する角速度センサである。また、運動センサとして、車両の移動速度、即ち走行速度に応じた速度信号を出力する速度センサを用いることもできる。加速度センサ１３を含む運動センサからの信号に基づいて、任意の時刻における車両の運動ベクトルを求めることができる。

【0017】

制御部２０は、機能ブロックとして、位置検出部２１、軌跡作成部２２、及び距離測定部２３を有している。位置検出部２１は、ＧＰＳ受信機１１及び高度計１２からの信号に基づいて、車両の３次元位置を検出する。

【0018】

軌跡作成部２２は、位置検出部２１で検出された３次元位置である検出位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡を作成する。距離測定部２３は、軌跡作成部２２で作成された車両の移動軌跡に基づいて、車両の移動距離、即ち走行距離を求める。また、距離測定部２３は、算出した移動距離を表示部であるディスプレイ３０に表示させる。車両がタクシーである場合、制御部２０は、算出した移動距離に対応する料金を算出し、ディスプレイ３０に表示させてもよい。

【0019】

軌跡作成部２２は、機能ブロックとして、運動ベクトル検出部２４、位置予測部２５、及び比較判定部２６を有している。運動ベクトル検出部２４は、加速度センサ１３を含む運動センサからの信号に基づいて、車両の運動ベクトルを検出する。

【0020】

位置予測部２５は、運動ベクトル検出部２４で検出された運動ベクトルと、位置検出部２１で検出された検出位置とに基づいて、設定時間後の車両の３次元位置である予測位置を予測する。このため、運動ベクトル検出部２４で検出する運動ベクトルは、設定時間後の車両の位置を予測するために必要な情報、即ち速度、加速度及び方向等を含んでいる。また、設定時間は、１秒よりも十分短い時間、例えば数ミリ秒に設定される。

【0021】

比較判定部２６は、位置検出部２１で検出された検出位置と、その検出位置が検出された時刻に対応する予測位置である対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する。

【0022】

また、軌跡作成部２２は、検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を設定時間毎に繰り返し実施しながら車両の３次元の移動軌跡を作成する。

【0023】

ここで、制御部２０は、演算処理を実行するＣＰＵと、プログラムを格納したメモリとを有するコンピュータで構成されている。そして、制御部２０を構成する各ブロックは、メモリにソフトウェアとして記憶されている。

【0024】

図２は図１の軌跡作成部２２による軌跡作成の方法を示す説明図である。図２において、Ｐｄ１〜Ｐｄ６は、それぞれ時刻ｔ１〜ｔ６における検出位置を示している。また、Ｐｐ４及びＰｐ５は、時刻ｔ４及び時刻ｔ５における予測位置を示している。

【0025】

さらに、図２の１点鎖線の円は、位置ずれ閾値を示している。位置ずれ閾値は、３次元上では球である。但し、完全な球ではなく、方向性を持たせて変形させてもよい。即ち、位置ずれ閾値は、予測位置から見て全方向に同じ値でなくてもよい。

【0026】

図２の例では、左から右へ向かって上記の設定時間毎に移動軌跡を作成、即ち延長している。まず、時刻ｔ１で予測した時刻ｔ２の予測位置に対する時刻ｔ２における検出位置Ｐｄ２のずれは、位置ずれ閾値よりも小さい。即ち、検出位置Ｐｄ２が位置ずれ閾値の円の中に入っている。このため、検出位置Ｐｄ１と検出位置Ｐｄ２とを結ぶ線分を移動軌跡の一部として確定する。

【0027】

同様に、時刻ｔ２で予測した時刻ｔ３の予測位置に対する時刻ｔ３における検出位置Ｐｄ３のずれは、位置ずれ閾値よりも小さい。このため、検出位置Ｐｄ２と検出位置Ｐｄ３とを結ぶ線分を移動軌跡の一部として確定する。

【0028】

次に、時刻ｔ３で予測した時刻ｔ４の予測位置Ｐｐ４に対する時刻ｔ４における検出位置Ｐｄ４のずれは、位置ずれ閾値以上である。この場合、車両のバンピング又はローリングによるノイズであると判定し、検出位置Ｐｄ４を無視する。そして、予測位置Ｐｐ４を移動軌跡の一部として用い、検出位置Ｐｄ３と予測位置Ｐｐ４とを結ぶ線分を移動軌跡の一部として確定する。

【0029】

また、位置予測部２５は、予測位置Ｐｐ４を検出位置として次の予測位置Ｐｐ５を予測する。このとき、位置予測部２５は、運動ベクトルとして、最後にずれが位置ずれ閾値よりも小さいと判定された検出位置、ここでは検出位置Ｐｄ３での運動ベクトルを用いる。

【0030】

図２の例では、時刻ｔ５における検出位置Ｐｄ５も、予測位置Ｐｐ５に対して位置ずれ閾値以上ずれている。このため、予測位置Ｐｐ５を移動軌跡の一部として用い、予測位置Ｐｐ４と予測位置Ｐｐ５とを結ぶ線分を移動軌跡の一部として確定する。

【0031】

そして、予測位置Ｐｐ５と同様に、予測位置Ｐｐ５と検出位置Ｐｄ３での運動ベクトルとに基づいて、時刻ｔ６における予測位置を予測する。図２の例では、時刻ｔ６の予測位置に対する時刻ｔ６における検出位置Ｐｄ６のずれは、位置ずれ閾値よりも小さい。このため、予測位置Ｐｐ５と検出位置Ｐｄ６とを結ぶ線分を移動軌跡の一部として確定する。

【0032】

このように、軌跡作成部２２は、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置（図２ではＰｄ４及びＰｄ５）を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる。

【0033】

即ち、通常の車両の走行において、設定時間で車両の位置が予測位置から位置ずれ閾値以上外れるのは不自然であり、振動又は揺れ等による影響であると判断されるため、位置ずれ閾値以上の検出位置を不採用とする。逆に言うと、そのような不自然な位置ずれを除外するように位置ずれ閾値を設定する。

【0034】

また、比較判定部２６は、設定時間あたりの車両の運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかも判定する。そして、軌跡作成部２２は、運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合には、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出された時刻に対応する検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる。

【0035】

即ち、通常の車両の走行において、設定時間あたりの車両の運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上となるのは不自然であり、振動又は揺れ等による影響であると判断されるため、変化量閾値以上の運動ベクトルが検出された時刻に対応する検出位置を不採用とする。逆に言うと、そのような不自然な運動ベクトルの変化を除外するように変化量閾値を設定する。

【0036】

例えば、図２の検出位置Ｐｄ４が位置ずれ閾値の円内に入っていても、時刻ｔ３における運動ベクトルに対する時刻ｔ４における運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上となる場合がある。このような場合、時刻ｔ４は異常検出時刻であり、検出位置Ｐｄ４は不採用検出位置となる。そして、予測位置Ｐｐ４を時刻ｔ４の移動軌跡として用いる。

【0037】

さらに、位置予測部２５は、予測位置を移動軌跡の一部とした場合、その予測位置を異常検出時刻の検出位置とし、不採用検出位置が検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測する。

【0038】

軌跡作成部２２は、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間では、予測位置を繋いだ軌跡を仮軌跡として確定する。また、軌跡作成部２２は、仮軌跡を確定した後、ＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合に、電波受信復帰後最初に位置検出部２１で検出された検出位置に基づいて、仮軌跡を補正する。補正の方法としては、例えばスパースモデリングが挙げられる。

【0039】

次に、図３は図１の制御部２０の動作を示すフローチャートである。図３の処理は、例えばタクシーであれば、賃走開始時にタクシーメータを操作することで開始され、設定時間毎に繰り返し実行される。

【0040】

図３において、まず、制御部２０は、ＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信することが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１）。これ以降、ＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信することが可能である状態を、ＧＰＳ受信可能と称し、ＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信することが不可能である状態を、ＧＰＳ受信不可能と称することもある。

【0041】

ステップＳ１において、ＧＰＳ受信可能である（即ち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、軌跡作成部２２は、未補正の仮軌跡があるかどうかを判定する（ステップＳ２）。未補正の仮軌跡がなければ（即ち、Ｎｏ）、軌跡作成部２２は、サブルーチンとして実施される移動軌跡作成処理を実行し（ステップＳ３）、後述するステップＳ６に移行する。

【0042】

未補正の仮軌跡がある場合（即ち、Ｙｅｓ）には、ＧＰＳ受信機１１からの位置信号に基づいて、スパースモデリング等により仮軌跡の補正処理（ステップＳ４）を行うとともに、移動軌跡作成処理（ステップＳ３）を実行した後、ステップＳ６に移行する。

【0043】

一方、ステップＳ１において、ＧＰＳ受信不可能である（即ち、Ｎｏ）と判定された場合には、軌跡作成部２２は、サブルーチンとして実施される仮軌跡作成処理を実行し（ステップＳ５）、ステップＳ６に移行する。

【0044】

ステップＳ６では、移動軌跡の作成を終了するか否かを判定する。ここで、移動軌跡の作成を終了するとは、例えばタクシーであれば、目的地に到着してタクシーメータが操作された場合である。

【0045】

ステップＳ６において、移動軌跡の作成を終了する（即ち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、距離測定部２３は、軌跡作成部２２で作成された車両の移動軌跡に基づいて、車両の移動距離を算出し（ステップＳ７）、図３の処理を終了する。

【0046】

ここで、距離測定部２３は、移動軌跡上の位置が特定された２点間の距離を算出し、算出された距離を始点から終点まで繰り返して積算することにより、車両の移動距離を算出する。

【0047】

次に、図４は図３の移動軌跡作成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。図４において、まず、軌跡作成部２２は、ＧＰＳ受信機１１からの信号及び高度計１２からの信号に基づいて、車両の位置を取得、即ち検出位置を検出する（ステップＳ１１）。続いて、軌跡作成部２２は、加速度センサ１３を含む運動センサからの信号に基づいて、車両の運動ベクトルを算出する（ステップＳ１２）。

【0048】

この後、軌跡作成部２２は、前回予測した予測位置に対する今回検出された検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定するとともに（ステップＳ１３）、設定時間あたりの運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。

【0049】

ずれが位置ずれ閾値よりも小さく、かつ運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さい場合には、今回検出された検出位置を移動軌跡の一部として採用することを確定する（ステップＳ１５）。

【0050】

ずれが位置ずれ閾値以上、又は運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合、今回検出された検出位置は不採用とし、以前に予測された予測位置を移動軌跡の一部として採用することを確定する（ステップＳ１６）。

【0051】

この後、確定した位置と運動ベクトルとに基づいて、設定時間後の予測位置を算出して記憶し（ステップＳ１７）、図４の処理を終了する。

【0052】

次に、図５は図３の仮軌跡作成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。図５において、まず、軌跡作成部２２は、前回予測した予測位置を移動軌跡の一部として採用することを確定する（ステップＳ２１）。続いて、軌跡作成部２２は、運動ベクトルを算出する（ステップＳ２２）。

【0053】

この後、軌跡作成部２２は、設定時間あたりの運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。運動ベクトルの変化量が変化量閾値よりも小さい場合には、確定した位置と今回算出した運動ベクトルに基づいて、設定時間後の予測位置を算出し（ステップＳ２４）、図５の処理を終了する。

【0054】

運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合、以前算出した運動ベクトル、例えば変化量が変化量閾値よりも小さかった直近の運動ベクトルと、確定した位置とに基づいて、設定時間後の予測位置を算出し（ステップＳ２５）、図５の処理を終了する。

【0055】

このように、実施の形態１の移動距離測定方法は、車両の３次元位置を検出する位置検出ステップと、位置検出ステップで検出された検出位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成ステップと、軌跡作成ステップで作成された車両の移動軌跡に基づいて、車両の移動距離を求める距離測定ステップを含んでいる。

【0056】

そして、軌跡作成ステップは、車両の運動に応じた信号を発生する運動センサからの信号に基づいて、車両の運動ベクトルを検出する運動ベクトル検出ステップと、運動ベクトルと検出位置とに基づいて、設定時間後の車両の３次元位置である予測位置を予測する位置予測ステップと、検出位置と対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定ステップを含んでいる。

【0057】

また、軌跡作成ステップでは、検出位置の検出、予測位置の予測、及び位置ずれの判定を設定時間毎に繰り返し実施しながら車両の移動軌跡を作成する。

【0058】

さらに、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる。

【0059】

また、実施の形態１の移動距離測定プログラムは、車両の３次元位置を算出する位置検出処理と、位置検出処理で算出された検出位置に基づいて、車両の３次元の移動軌跡を作成する軌跡作成処理と、軌跡作成処理で作成された車両の移動軌跡に基づいて、車両の移動距離を算出する距離測定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0060】

さらに、実施の形態１の移動距離測定プログラムは、軌跡作成処理において、運動センサからの信号に基づいて、車両の運動ベクトルを算出する運動ベクトル検出処理と、運動ベクトルと検出位置とに基づいて、設定時間後の車両の３次元位置である予測位置を算出する位置予測処理と、検出位置と対応予測位置とを比較し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さいかどうかを判定する比較判定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0061】

さらにまた、実施の形態１の移動距離測定プログラムは、検出位置の算出、予測位置の算出、及び位置ずれの判定を設定時間毎に繰り返し実施しながら車両の移動軌跡を作成する処理と、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、不採用検出位置が検出された時刻である異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いる処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0062】

このような移動距離測定装置、移動距離測定方法、及び移動距離測定プログラムでは、運動ベクトルを用いて予測位置を予測し、対応予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値以上である場合には、位置ずれ閾値以上の検出位置である不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を異常検出時刻の移動軌跡として用いるので、車両の移動距離をより正確に測定することができる。

【0063】

また、運動ベクトルを用いて予測した予測位置を基準として検出位置の採用の可否を逐次判定するので、全ての検出位置により移動軌跡を作成してからフィルタリングする場合よりも、より正確な移動軌跡を作成することができる。これにより、例えばタクシーでは、より正確な料金を算出することができる。

【0064】

さらに、運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上である場合にも、不採用検出位置を移動軌跡の一部として用いず、異常検出時刻よりも前に予測した予測位置を、異常検出時刻の移動軌跡として用いるので、車両の移動距離をより一層正確に測定することができる。

【0065】

さらにまた、予測位置を移動軌跡の一部とした場合、その予測位置を異常検出時刻の検出位置とし、不採用検出位置が検出されるよりも前の運動ベクトルを用いて次の予測位置を予測するので、車両の移動距離をより正確に測定することができる。

【0066】

また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間では、予測位置を繋いだ軌跡を仮軌跡として確定するので、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間でも、より正確な移動軌跡を作成することができる。

【0067】

さらに、仮軌跡を確定した後、ＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合に、位置検出部で検出された検出位置に基づいて仮軌跡を補正するので、より正確な移動軌跡を作成することができる。

【0068】

なお、運動ベクトルの変化量の監視は省略することもできる。
また、ある時刻ｔｎの運動ベクトルの変化量が変化量閾値以上であっても、時刻ｔｎの予測位置に対する検出位置のずれが位置ずれ閾値よりも小さい場合、時刻ｔｎの検出位置をそのまま採用し、時刻ｔｎで次回の予測位置を予測するための運動ベクトルを、時刻ｔｎよりも前の運動ベクトルとする方法もある。

【0069】

さらに、移動体は、車両に限定されるものではなく、飛翔体、船舶、又は潜水艦等であってもよい。
さらにまた、移動体は、人が乗らずに無人で移動するものであってもよい。
また、移動距離測定装置を、移動体に搭載せず、移動体の外部に設置してもよい。この場合、例えば、移動体に搭載した計測機器と、移動体の外部の移動距離測定装置との間を、無線通信で接続することが考えられる。
さらに、実施の形態１では、高度計１２を用いて車両の高さ方向の位置を検出したが、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいて移動体の高度を算出してもよい。また、高度計１２に代えて、レーザ式又はレーダ方式の高度センサを用いてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１３ 加速度センサ（運動センサ）、２１ 位置検出部、２２ 軌跡作成部、２３ 距離測定部、２４ 運動ベクトル検出部、２５ 位置予測部、２６ 比較判定部、１００ 移動距離測定装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】