特開 2023-172771 測位システム、制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172771

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】測位システム、制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/28 20100101AFI20231129BHJP

【ＦＩ】

G01S19/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084816

(22)【出願日】2022-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野田 雅明

【テーマコード（参考）】

5J062

【Ｆターム（参考）】

5J062BB01

5J062CC07

5J062DD22

5J062FF01

5J062FF02

5J062FF04

5J062FF06

(57)【要約】

【課題】測位演算の精度低下を抑制する。
【解決手段】測位システム１は、撮像部４と、画像生成部９３と、選択部９４と、測位演算部９８と、を備える。撮像部４は、観測点から天空の第１画像を撮像する。画像生成部９３は、第１画像に、複数の測位衛星２の位置を対応付けた第２画像を生成する。選択部９４は、第２画像に基づいて、複数の測位衛星２のなかから、観測点から見て遮蔽物によって遮蔽されていない可視衛星を選択する。測位演算部９８は、可視衛星から送信される信号に基づいて観測点の位置を測位する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

観測点から天空の第１画像を撮像する撮像部と、
前記第１画像に、複数の測位衛星の位置を対応付けた第２画像を生成する画像生成部と、
前記第２画像に基づいて、前記複数の測位衛星のなかから、前記観測点から見て遮蔽物によって遮蔽されていない可視衛星を選択する選択部と、
前記可視衛星から送信される信号に基づいて前記観測点の位置を測位する測位演算部と、を備える
測位システム。

【請求項2】

前記観測点を中心とする方位を検出する方位検出部と、
前記撮像部の撮像方向の、鉛直方向に対する傾きを検出する傾き検出部と、を更に備え、
前記画像生成部は、
前記方位検出部の検出結果に基づいて、前記第１画像の方位を補正し、
前記傾き検出部の検出結果に基づいて、前記第１画像における天頂位置が前記鉛直方向と一致するように補正する
請求項１に記載の測位システム。

【請求項3】

前記画像生成部は、前記複数の測位衛星の各々を判定対象の測位衛星とし、前記判定対象の測位衛星から送信される信号のＣ／Ｎ比が所定値以下であるか否かを判定し、前記第２画像において、前記Ｃ／Ｎ比が前記所定値以下である前記判定対象の測位衛星を含む領域を、前記遮蔽物に対応する遮蔽領域として設定する
請求項１に記載の測位システム。

【請求項4】

前記画像生成部は、前記観測点に対する前記遮蔽物の相対位置の情報に基づいて、前記第２画像において前記遮蔽物に対応する遮蔽領域を設定する
請求項１に記載の測位システム。

【請求項5】

前記撮像部が前記第１画像を撮像した第１時点から、前記選択部が前記可視衛星の選択を開始する前の第２時点までの間における前記観測点の移動量を検出する移動量検出部と、
前記第２時点において、前記移動量検出部による前記移動量の検出結果に基づいて、前記第２画像における前記遮蔽領域の位置を、前記第１時点における位置から補正する補正部と、を更に備える
請求項３又は４に記載の測位システム。

【請求項6】

前記観測点の周囲を照明する投光器を更に備える
請求項１に記載の測位システム。

【請求項7】

観測点から天空の第１画像を撮像する撮像ステップと、
前記第１画像に、複数の測位衛星の位置を対応付けた第２画像を生成する画像生成ステップと、
前記第２画像に基づいて、前記複数の測位衛星のなかから、前記観測点から見て遮蔽物によって遮蔽されていない可視衛星を選択する選択ステップと、
前記可視衛星から送信される信号に基づいて前記観測点の位置を測位する測位演算ステップと、を含む
制御方法。

【請求項8】

コンピュータシステムに、請求項７に記載の制御方法を実行させる
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測位システム、制御方法及びプログラムに関し、より詳細には、測位衛星からの信号を受信することによって現在位置の測位を行う測位システム、制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の測位環境情報採集装置は、測位地点及び測位時刻における天空の障害物位置の情報を採集する。測位環境情報採集装置は、ＧＰＳユニットと、天空撮影ユニットと、撮影時刻データ作成ユニットと、記録ユニットと、を備える。ＧＰＳユニットは、ＧＰＳ信号等の衛星測位信号を受信し位置演算を行って測位位置データを算出する。天空撮影ユニットは、天空を撮影して天空画像データを作成する。撮影時刻データ作成ユニットは、天空を撮影した時刻である撮影時刻データを作成する。記録ユニットは、測位位置データ、天空画像データ及び撮影時刻データを記録する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３１５４３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたような測位環境情報採集装置において、ＧＰＳユニットと測位衛星との間に遮蔽物が存在し、測位衛星信号を直接受信できない場合がある。このような場合に、ＧＰＳユニットが、周囲の建物などで反射された測位衛星信号を受信して測位を行うと、測位演算の精度が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は上記事由に鑑みてなされ、測位演算の精度低下を抑制することができる測位システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る測位システムは、撮像部と、画像生成部と、選択部と、測位演算部と、を備える。前記撮像部は、観測点から天空の第１画像を撮像する。前記画像生成部は、前記第１画像に、複数の測位衛星の位置を対応付けた第２画像を生成する。前記選択部は、前記第２画像に基づいて、前記複数の測位衛星のなかから、前記観測点から見て遮蔽物によって遮蔽されていない可視衛星を選択する。前記測位演算部は、前記可視衛星から送信される信号に基づいて前記観測点の位置を測位する。

【0007】

本開示の一態様に係る制御方法は、撮像ステップと、画像生成ステップと、選択ステップと、測位演算ステップと、を含む。前記撮像ステップでは、観測点から天空の第１画像を撮像する。前記画像生成ステップでは、前記第１画像に、複数の測位衛星の位置を対応付けた第２画像を生成する。前記選択ステップでは、前記第２画像に基づいて、前記複数の測位衛星のなかから、前記観測点から見て遮蔽物によって遮蔽されていない可視衛星を選択する。前記測位演算ステップでは、前記可視衛星から送信される信号に基づいて前記観測点の位置を測位する。

【0008】

本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、前記制御方法を実行させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、測位演算の精度低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る測位システムにおける測位衛星からの信号の受信状態を説明するための説明図である。

【図2】図２は、同上の測位システムの構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、同上の測位システムが撮像する第１画像の模式図である。

【図4】図４は、同上の測位システムによる第１画像のエッジ検出処理を説明するための模式図である。

【図5】図５は、同上の測位システムが生成する第２画像の模式図である。

【図6】図６は、同上の測位システムによる第２画像における遮蔽領域の設定処理を説明するための模式図である。

【図7】図７は、同上の測位システムにおける第２画像の生成動作を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、同上の測位システムが生成する第２画像における遮蔽領域の補正処理を説明するための模式図である。

【図9】図９は、同上の測位システムにおける測位動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の実施形態に係る測位システム１について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0012】

（１）概要
まず、本実施形態の測位システム１の概要について、図１～図３、図５～図７を参照して説明する。

【0013】

測位システム１は、複数の測位衛星２を有する全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して、現在位置の測位を行うためのシステムである。測位システム１は、図１に示すように、屋外の作業場Ｇ１において作業を自動で実施する移動体３に搭載され、複数の測位衛星２から送信される信号に基づいて移動体３の作業場Ｇ１における現在位置を測位する。なお、測位システム１が利用可能なＧＮＳＳとしては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ（Bei Dou Navigation Satellite System）、ＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System）、ＮａｖＩＣ（Navigation Indian Constellation）等が挙げられる。

【0014】

移動体３は、例えば、測位システム１によって測位された自己の位置情報、及び、例えば外部の制御装置から与えられた目標位置の情報に基づいて、目標位置まで自律走行する。ここで、測位システム１が搭載される移動体３は、例えば屋外のコンテナヤードにおいてコンテナの運搬作業を行う無人フォークリフト、建築現場において土木作業を実施する重機等の、比較的低速で移動する移動体である。

【0015】

測位システム１は、図２に示すように、撮像部４と、画像生成部９３と、選択部９４と、測位演算部９８と、を備える。

【0016】

撮像部４は例えばカメラ４１を有し、観測点Ｐ１（図１参照）から天空の第１画像Ｂ１（図３参照）を撮像する。なお本開示でいう「観測点Ｐ１」は、移動体３においてカメラ４１が設置される位置である。また、本開示でいう「天空」とは、観測点Ｐ１から地平線を見た場合の、地平線より上側の領域を指す。

【0017】

画像生成部９３は、第１画像Ｂ１に、複数の測位衛星２の位置を対応付けた第２画像Ｂ２（図５、図６、及び図８参照）を生成する。

【0018】

選択部９４は、第２画像Ｂ２に基づいて、複数の測位衛星２のなかから、観測点Ｐ１から見て遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１（図１参照）を選択する。

【0019】

測位演算部９８は、可視衛星２１から送信される信号（第１信号Ｓｉｇ１）に基づいて観測点Ｐ１の位置を測位する。

【0020】

本実施形態に係る測位システム１によれば、以下のような利点がある。

【0021】

図１に示すように、移動体３が作業を実施する作業場Ｇ１、又は作業場Ｇ１の周囲に、例えば高層ビル、橋梁、山岳のような、遮蔽物１３が存在する場合、複数の測位衛星２のうち一部の測位衛星２が、遮蔽物１３によって遮蔽される場合がある。この場合、移動体３に搭載される測位システム１は遮蔽物１３によって遮蔽される測位衛星２（不可視衛星２２）から直接信号を受信することができず、不可視衛星２２から送信され、別の遮蔽物１３によって反射された信号（第２信号Ｓｉｇ２）のみ受信する。このため、測位システム１は、不可視衛星２２と移動体３との距離を正確に測定することができず、測位演算の精度が低下する可能性があった。本実施形態の測位システム１によれば、複数の測位衛星２のなかから、遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１のみを測位演算に利用するため、不可視衛星２２から送信され、遮蔽物１３によって反射された信号の影響による測位演算の精度低下を抑制することができる。

【0022】

（２）詳細
以下に、本実施形態に係る測位システム１について、図１～図９を参照して、詳しく説明する。

【0023】

（２．１）構成
まず、測位システム１の構成について説明する。

【0024】

測位システム１は、図２に示すように、撮像部４と、検出部５と、第１通信部６と、第２通信部７と、第３通信部８と、処理部９と、投光器１０と、記憶部１１と、を備える。

【0025】

撮像部４は、観測点Ｐ１の周囲を全周（３６０°）撮像可能なカメラ４１を含み、カメラ４１は、例えば魚眼レンズ付きの可視光カメラである。なお、カメラ４１は、赤外線カメラであってもよいし、可視光カメラと赤外線カメラの両方の機能を備えていてもよい。

【0026】

撮像部４は、観測点Ｐ１から天空の第１画像Ｂ１（図３参照）を撮像する。

【0027】

検出部５は、方位検出部５１と、傾き検出部５２と、加速度検出部５３と、角速度検出部５４と、を備える。

【0028】

方位検出部５１は、観測点Ｐ１を中心とする方位を検出する。方位検出部５１が検出した方位の情報（方位情報）は、処理部９（画像生成部９３）による画像合成処理に利用される。

【0029】

傾き検出部５２は、カメラ４１の撮像方向の、鉛直方向に対する傾きを検出する。ここで言う「カメラ４１の撮像方向」とは、カメラ４１のレンズの光軸方向を示す。

【0030】

第１画像Ｂ１は、カメラ４１の撮像方向（第１画像Ｂ１における天頂方向）が、鉛直方向（重力方向）と一致するように撮像されることが好ましいが、例えば測位システム１が搭載される移動体３が、作業場Ｇ１の路面状況等の影響により傾いている場合に、撮像方向と鉛直方向がずれる可能性がある。このような場合に、傾き検出部５２は、撮像方向の鉛直方向に対する傾きを検出する。傾き検出部５２が検出した傾きの情報（傾き情報）は、処理部９（画像生成部９３）による画像合成処理時の傾き補正処理に利用される。

【0031】

方位検出部５１及び傾き検出部５２は、例えば、地球の磁力を検出する地磁気センサによって実現される。なお、方位検出部５１及び傾き検出部５２が、互いに異なるセンサによって実現されてもよい。

【0032】

加速度検出部５３は、観測点Ｐ１が移動している場合に、観測点Ｐ１の加速度を検出する。カメラ４１が設置される観測点Ｐ１は例えば移動体３の屋根部分であり、移動体３が移動すると観測点Ｐ１も移動する。つまり、加速度検出部５３は、移動体３の加速度を検出する。加速度検出部５３によって検出された移動体３の加速度は、移動体３の移動距離の算出に用いられる。

【0033】

角速度検出部５４は、観測点Ｐ１が移動している場合に、観測点Ｐ１の角速度を検出する。換言すると、角速度検出部５４は、移動体３の角速度を検出する。角速度検出部５４によって検出された移動体３の角速度は、移動体３の移動方向の算出に用いられる。

【0034】

第１通信部６は、複数の測位衛星２から送信される信号を、所定の間隔で受信するための信号受信アンテナ６１を含む。第１通信部６は、信号受信アンテナ６１が受信した信号を処理部９に送信する。信号受信アンテナ６１が複数の測位衛星２から受信する信号は、特定の周波数を有しており、複数の情報を示すコード情報が含まれる。コード情報には、例えば、信号の送信元の測位衛星２を特定する識別情報、信号の発信時刻の情報（時刻情報）、信号の送信元の測位衛星２の軌道情報、信号の遅延を補正するための補正情報等が含まれる。

【0035】

第２通信部７は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、外部装置と通信を行う通信インターフェースである。第２通信部７が通信する外部装置は、例えば、位置が既知である基準点に設置された基準局１２（図１参照）である。

【0036】

第３通信部８は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、移動体３の移動を制御する移動制御部（図示せず）と通信する。移動制御部は、第３通信部８を介して測位システム１から受信した移動体３の位置の情報に基づいて、移動体３の移動を制御する。第３通信部８と移動制御部との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。

【0037】

処理部９は、例えば、メモリ及びプロセッサを含むコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムのメモリに記憶されたプログラムを、プロセッサが実行することにより、処理部９の機能が実現される。プログラムはメモリに予め記憶されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。

【0038】

処理部９は、衛星位置算出部９１と、エッジ検出部９２と、画像生成部９３と、選択部９４と、移動量検出部９５と、第１補正部９６と、第２補正部９７と、測位演算部９８と、出力部９９と、を有する。なお、衛星位置算出部９１、エッジ検出部９２、画像生成部９３、選択部９４、移動量検出部９５、第１補正部９６、第２補正部９７、測位演算部９８及び出力部９９は、処理部９によって実現される機能を示しているに過ぎず、必ずしも実体のある構成を示しているわけではない。

【0039】

処理部９の各部の機能については、「（２．２）動作説明」において詳細に説明するので、ここでは大まかな構成についてのみ説明する。

【0040】

衛星位置算出部９１は、測位衛星２の軌道情報及び時刻情報等の情報と、観測点Ｐ１の略位置と、から観測点Ｐ１から鉛直方向に天空を見た場合の、複数の測位衛星２の位置を算出する。なお、測位衛星２の軌道情報及び時刻情報等の情報は、観測点Ｐ１の測位開始までに予め記憶部１１に記憶されてもよいし、測位衛星２から送信される信号に含まれるコード情報から取得してもよいし、第２通信部７又は第３通信部８を介して外部から取得してもよい。また、観測点Ｐ１の略位置は、観測点Ｐ１の測位開始までに予め記憶部１１に記憶されてもよいし、複数の測位衛星２から送信される信号に含まれるコード情報から算出されてもよい。

【0041】

エッジ検出部９２は、撮像部４が撮像した第１画像Ｂ１から、例えば輝度が不連続な部分をエッジとして検出し、図４に示すように、第１画像Ｂ１をエッジに囲われた複数の領域（領域Ａ１～Ａ５）に分割する。

【0042】

画像生成部９３は、領域分割された第１画像Ｂ１に、衛星位置算出部９１が算出した複数（例えば１８機）の測位衛星２の位置を対応付けた第２画像Ｂ２を生成する。一例として、画像生成部９３は、領域分割された第１画像Ｂ１に、１８機の測位衛星２の位置を示すマーカＭ１～Ｍ１８を合成した第２画像Ｂ２（図５参照）を生成する。

【0043】

また、画像生成部９３は、複数の測位衛星２の各々を判定対象の測位衛星とし、判定対象の測位衛星から送信される信号のＣ／Ｎ比が所定値以下であるか否かを判定する。ここで、「Ｃ／Ｎ比が所定値以下」とは、受信した測位衛星２の信号を評価することで算出されるＣ／Ｎ比の値が所定値以下である場合の他に、測位衛星２からの信号レベルが弱く、観測点Ｐ１において測位衛星２からの信号を受信できない場合も含まれる。画像生成部９３は、第２画像Ｂ２において、信号のＣ／Ｎ比が所定値以下である判定対象の測位衛星２に対応するマーカを含む領域を、遮蔽物１３に対応する遮蔽領域として設定する。

【0044】

移動量検出部９５は、加速度検出部５３の検出結果、角速度検出部５４の検出結果及び測位衛星２から送信される信号に含まれる時刻情報から観測点Ｐ１（移動体３）の移動量を検出する。

【0045】

第１補正部９６は、移動量検出部９５による観測点Ｐ１の移動量の検出結果に基づいて、第２画像Ｂ２における遮蔽領域の位置を補正する。

【0046】

選択部９４は、第２画像Ｂ２に基づいて、マーカＭ１～Ｍ１８のなかから、遮蔽領域に含まれないマーカを選択する。換言すると、選択部９４は、第２画像Ｂ２に基づいて、第２画像Ｂ２上に合成されたマーカＭ１～Ｍ１８に対応する複数の測位衛星２のなかから、観測点Ｐ１から見て遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１を選択する。

【0047】

測位演算部９８は、可視衛星２１から送信される信号に基づいて観測点Ｐ１の位置を測位する。

【0048】

第２補正部９７は、測位演算部９８による観測点Ｐ１の測位結果と、移動量検出部９５による観測点Ｐ１の移動量の検出結果に基づいて、観測点Ｐ１の位置を補正する。

【0049】

出力部９９は、測位演算部９８によって測位され、第２補正部９７によって補正された観測点Ｐ１の位置情報を、第３通信部８を介して、移動体３の移動制御部に出力する。

【0050】

投光器１０は、観測点Ｐ１の周囲を照明する照明装置である。投光器１０は、カメラ４１の近傍において、例えば、投光器１０からの出射光の光軸方向が、カメラ４１のレンズの光軸方向と平行になるように設置される。投光器１０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源とする。

【0051】

例えば夜間等のように、観測点Ｐ１の周囲が暗い場合においても、投光器１０で観測点Ｐ１の周囲を照明することによって、エッジ検出部９２によるエッジ検出が可能な輝度分布を有する第１画像Ｂ１を撮像することができる。なお、カメラ４１が赤外線カメラである場合、投光器１０は赤外光で観測点Ｐ１の周囲を照明すればよい。

【0052】

記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる。記憶部１１は、検出部５による検知結果、測位衛星２から送信される信号に含まれるコード情報等を記憶する。

【0053】

（２．２）動作説明
測位システム１の動作について図を参照して説明する。なお、以下の説明では、測位システム１の測位対象である観測点Ｐ１（移動体３）は低速で移動しているものとする。

【0054】

（２．２．１）第２画像の生成動作
測位システム１による第２画像Ｂ２の生成動作を図３～図６及びフローチャートである図７を参照して説明する。なお、図７に示すフローチャートは、測位システム１による第２画像Ｂ２の生成動作の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0055】

まず、測位システム１の測位演算部９８は、複数の測位衛星２から送信される信号から、観測点Ｐ１の大まかな概算位置（略位置）を測位する（ステップＳＴ１）。ここで、複数の測位衛星２から送信される信号には、可視衛星２１からの直接送信される信号（第１信号Ｓｉｇ１）に加え、遮蔽物１３によって遮蔽されている不可視衛星２２からの信号が別の遮蔽物１３によって反射された反射信号（第２信号Ｓｉｇ２）が含まれているため、観測点Ｐ１の測位精度は低くなっている。

【0056】

次に、衛星位置算出部９１は、観測点Ｐ１の略位置と、複数の測位衛星２から送信される信号に含まれるコード情報から、観測点Ｐ１から鉛直方向に天空を見た場合の複数の測位衛星２の位置を算出する（ステップＳＴ２）。なお、信号のコード情報に含まれる情報に対応する情報は、第２通信部７を介して外部（携帯キャリアが提供する情報サービス等）から取得してもよい。

【0057】

撮像部４は、第１時点において、観測点Ｐ１から天空の第１画像Ｂ１（図３参照）を撮像する（ステップＳＴ３）。

【0058】

また、加速度検出部５３及び角速度検出部５４は、第１時点における観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度をそれぞれ検出し、検知結果を記憶部１１に記憶させる。このとき、第１時点において受信した測位衛星２のコード情報に含まれている第１時点の時刻情報も、第１時点における観測点Ｐ１の加速度及び観測点Ｐ１の角速度に紐付けて記憶部１１に記録される。

【0059】

撮像部４が第１画像Ｂ１を撮像すると、エッジ検出部９２は、図４に示すように、エッジ検出処理によって第１画像Ｂ１を領域Ａ１～Ａ５に分割する（ステップＳＴ４）。

【0060】

画像生成部９３は、図５に示すように、領域分割された第１画像Ｂ１と、衛星位置算出部９１が算出した複数の測位衛星２の位置情報から、第２画像Ｂ２を生成する（ステップＳＴ５）。画像生成部９３は、第２画像Ｂ２の生成過程において、方位検出部５１の検出結果に基づいて、第１画像Ｂ１の方位を補正する。換言すると、画像生成部９３は、第１画像Ｂ１に方位の情報を付加する。これにより複数の測位衛星２の方位と、第１画像Ｂ１の方位とを一致させた状態で、第２画像Ｂ２を生成することができる。図５に示すように、第１画像Ｂ１から生成された第２画像Ｂ２にも方位の情報が付加されており、第２画像Ｂ２において示されるアルファベット（ＥＷＳＮ）は方位の情報（東西南北）を表している。また、画像生成部９３は、第２画像Ｂ２の生成過程において、傾き検出部５２の検出結果に基づいて、第１画像における天頂位置Ｃ１が鉛直方向と一致するように補正する。具体的には、第１画像Ｂ１における天頂方向である撮像方向が鉛直方向からずれていた場合は、第１画像Ｂ１を、鉛直方向と撮像方向が一致した状態で撮像される画像に変換する。

【0061】

第２画像Ｂ２には、第１画像Ｂ１の領域内に存在する複数の測位衛星２の位置を示すマーカＭ１～Ｍ１８が合成されている。

【0062】

画像生成部９３は、第１画像Ｂ１の領域内に存在する複数の測位衛星２の各々を判定対象の測位衛星２とし、判定対象の測位衛星２の各々から送信される信号のＣ／Ｎ比が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ６）。ここで、「Ｃ／Ｎ比が所定値以下」とは、受信した測位衛星２の信号を評価することで算出されるＣ／Ｎ比の値が所定値以下である場合の他に、測位衛星２からの信号レベルが弱く、観測点Ｐ１において測位衛星２からの信号を受信できない場合も含まれる。画像生成部９３は、図６に示すように、第２画像Ｂ２において、信号のＣ／Ｎ比が所定値以下である測位衛星２に対応する、例えばマーカＭ１５～Ｍ１８を含む領域Ａ２～Ａ５を、遮蔽物１３に対応する遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５として各々設定する（ステップＳＴ７）。

【0063】

（２．２．２）測位動作
測位システム１による観測点Ｐ１の測位動作を図８及びフローチャートである図９を参照して説明する。なお、図９に示すフローチャートは、測位システム１による測位動作の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0064】

測位システム１による観測点Ｐ１の測位は、例えば、位置が既知である基準局１２から送信される補正情報を利用して、観測点Ｐ１の位置を算出する、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）方式によって行われる。なお、測位システム１による測位は、基準局１２として電子基準点（ＶＲＳ）を利用するネットワーク型ＲＴＫ方式等によって行われてもよい。なお、ＲＴＫ方式による測位は周知の技術であるから、ここでは詳細な説明は省略する。

【0065】

遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の設定後に、第１通信部６は、マーカＭ１～Ｍ１８に対応する複数の測位衛星２から信号を受信する（ステップＳＴ１１）。第１通信部６は、マーカＭ１～Ｍ１８に対応する複数の測位衛星２から信号を第２時点において受信完了する。また、第２通信部７は、第２時点までに、基準局１２から補正情報を受信する。

【0066】

第１通信部６が第２時点においてマーカＭ１～Ｍ１８に対応する複数の測位衛星２から信号を受信完了すると、画像生成部９３は、第２画像Ｂ２における遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の補正を行う（ステップＳＴ１２）。そして、画像生成部９３による遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の補正後に、選択部９４が可視衛星２１の選択を開始する。換言すると、画像生成部９３は、選択部９４が可視衛星２１の選択を開始する前の第２時点において、第２画像Ｂ２における遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の補正を行う。

【0067】

「（２．２．１）第２画像の生成動作」において説明したように、画像生成部９３は、第１時点において撮像された第１画像Ｂ１に基づいた第２画像Ｂ２において、領域Ａ２～Ａ５を遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５として各々設定する。このとき設定された遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５は、第１画像Ｂ１が撮像された第１時点における遮蔽物１３の位置に対応している。したがって、本実施形態のように観測点Ｐ１が移動している場合には、選択部９４が可視衛星２１の選択を開始する前の第２時点における観測点Ｐ１から見た遮蔽物１３の位置は第１時点から変化しているため、遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の位置補正が必要となる。

【0068】

以下に、遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の補正について詳細を説明する。

【0069】

まず、移動量検出部９５が、第１時点から第２時点までの間における観測点Ｐ１の移動量を検出する。具体的には、移動量検出部９５は、第１時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度、及び、第２時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度から、第１時点から第２時点までの間における観測点Ｐ１の移動量を検出する。上述したように、第１時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度の情報は記憶部１１に記憶されている。また、第２時点における時刻情報は、第２時点において受信した測位衛星２のコード情報に含まれている。第２時点における観測点Ｐ１の加速度及び観測点Ｐ１の角速度は、加速度検出部５３及び角速度検出部５４によって各々検出される。

【0070】

第２時点における時刻情報、第２時点において検出された観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度は、記憶部１１に記録される。ここで、記憶部１１に記憶されている第１時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度は、例えば、第２時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度によって上書きされる。なお、第１時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度、及び、第２時点における時刻情報、観測点Ｐ１の加速度、観測点Ｐ１の角速度の両方が記憶部１１に記録されてもよい。

【0071】

第１補正部９６は、第２時点において、移動量検出部９５による第１時点から第２時点までの間における観測点Ｐ１の移動量の検出結果に基づいて、第２画像Ｂ２における遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５の位置を、第１時点における位置から補正する。ここで、第１時点から第２時点の間に、観測点Ｐ１が西へ移動したと仮定する。この場合、第１補正部９６は、図８に示すように、第１時点における遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５を、第２時点においては遮蔽領域Ａｍ２１～Ａｍ５１に各々変更する。遮蔽領域Ａｍ２１～Ａｍ５１は、第２時点において観測点Ｐ１から天空を見た場合の遮蔽物１３に位置に対応しており、観測点Ｐ１が西へ移動したことにより、遮蔽領域Ａｍ２１～Ａｍ５１は、遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５から東側にシフトしている。これに伴い、非遮蔽領域である領域Ａ１も、形状変化した領域Ａ１１となっている。

【0072】

遮蔽領域Ａｍ２～Ａｍ５を遮蔽領域Ａｍ２１～Ａｍ５１に変更することにより、第１時点において非遮蔽領域である領域Ａ１に位置していたマーカＭ８、Ｍ９が、第２時点においては、遮蔽領域Ａｍ２１、Ａｍ３１に各々位置するようになる。また、第１時点においては遮蔽領域Ａｍ４に含まれていたマーカＭ１３が、第２時点においては非遮蔽領域である領域Ａ１１に位置するようになる。

【0073】

このように、遮蔽領域の補正を行うことによって、観測点Ｐ１が移動している場合でも、実際の遮蔽物１３の位置と遮蔽領域とを正確に対応させることができる。

【0074】

選択部９４は、遮蔽領域の補正後の第２画像Ｂ２に基づいて、マーカＭ１～Ｍ１８のなかから、遮蔽領域Ａｍ２１～Ａｍ５１に含まれないマーカＭ１～Ｍ７、Ｍ１０、Ｍ１３を選択する。ここで、マーカＭ１～Ｍ７、Ｍ１０、Ｍ１３は可視衛星２１に対応している。つまり、選択部９４は、第２画像Ｂ２に基づいて、複数の測位衛星２のなかから、観測点Ｐ１から見て遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１を選択する（ステップＳＴ１３）。

【0075】

選択部９４によって可視衛星２１が選択されると、測位演算部９８は、第２時点において受信完了した複数の測位衛星２からの信号のうち、可視衛星２１からの第１信号Ｓｉｇ１と、基準局１２から送信される補正情報とに基づいて観測点Ｐ１の位置を測位する（ステップＳＴ１４）。

【0076】

ここで、測位演算部９８によって測位された観測点Ｐ１の位置は、第２時点において受信完了した可視衛星２１からの第１信号Ｓｉｇ１に基づいて演算されている。したがって、本実施形態のように観測点Ｐ１が移動している場合には、測位演算部９８による測位が完了した第３時点における観測点Ｐ１の実際の位置は、測位演算部９８によって測位された観測点Ｐ１の位置から変化している。このため、第２補正部９７は、第３時点において、観測点Ｐ１の位置を補正する。

【0077】

詳細には、第２補正部９７は、第３時点において、測位演算部９８によって演算された第２時点における観測点Ｐ１の位置と、移動量検出部９５による観測点Ｐ１の第２時点から第３時点までの移動量の検出結果と、に基づいて、観測点Ｐ１の位置を補正（慣性航法補正）する（ステップＳＴ１５）。なお、移動量検出部９５による第２時点から第３時点までの間における観測点Ｐ１の移動量の検出手順は、上述した遮蔽領域の補正の場合と同じであるため、ここでは説明を省略する。

【0078】

第３時点において、観測点Ｐ１の位置の慣性航法補正が完了すると、出力部９９は、慣性航法補正された観測点Ｐ１の位置情報を、第３通信部８を介して、移動体３の移動制御部に出力する（ステップＳＴ１６）。また慣性航法補正された観測点Ｐ１の位置情報は、次回の第２画像Ｂ２の生成時に、衛星位置算出部９１による複数の測位衛星２の位置算出に利用される。

【0079】

（３）利点
以上説明したように、本実施形態の測位システム１は、遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１から送信される第１信号Ｓｉｇ１のみを測位演算に利用する。このため、本実施形態の測位システム１によれば、不可視衛星２２から送信され、遮蔽物１３によって反射された第２信号Ｓｉｇ２の影響による測位演算の精度低下を抑制することができる。また、本実施形態の測位システム１は、測位動作において、遮蔽領域の補正及び観測点Ｐ１の位置の慣性航法補正を行うことで、観測点Ｐ１が移動している場合でも、測位の精度低下を抑制することができる。

【0080】

（４）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、測位システム１と同様の機能は、制御方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。

【0081】

上記実施形態に係る制御方法は、撮像ステップと、画像生成ステップと、選択ステップと、測位演算ステップと、を含む。撮像ステップでは、観測点Ｐ１から天空の第１画像Ｂ１を撮像する。画像生成ステップでは、第１画像Ｂ１に、複数の測位衛星２の位置を対応付けた第２画像Ｂ２を生成する。選択ステップでは、第２画像Ｂ２に基づいて、複数の測位衛星２のなかから、観測点Ｐ１から見て遮蔽物１３によって遮蔽されていない可視衛星２１を選択する。測位演算ステップでは、可視衛星２１から送信される信号に基づいて観測点Ｐ１の位置を測位する。また、上記実施形態に係る（コンピュータ）プログラムは、コンピュータシステムに、上述の制御方法を実行させるためのプログラムである。

【0082】

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。ただし上記の実施形態の測位システム１と共通する構成要素については同じ参照符号を付して、適宜その説明を省略する。また、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。

【0083】

画像生成部９３は、観測点Ｐ１に対する遮蔽物１３の相対位置の情報に基づいて、第２画像Ｂ２において遮蔽物１３に対応する遮蔽領域を設定してもよい。観測点Ｐ１に対する遮蔽物１３の相対位置の情報は、第２通信部７を介して、例えば国土交通省が公開しているＰＬＡＴＥＡＵ等の３Ｄ都市モデルデータベースから取得される。また、観測点Ｐ１に対する遮蔽物１３の相対位置の情報は、撮像部４による遮蔽物１３と観測点Ｐ１との距離測定によって取得されてもよい。この場合は、撮像部４が、デプスカメラや、ステレオカメラ等の撮像対象との距離を測定可能なカメラを含んでいればよい。

【0084】

本開示における測位システム１は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における測位システム１としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0085】

測位システム１の少なくとも一部の機能、例えば、処理部９の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0086】

（５）まとめ
以上説明したように、第１の態様の測位システム（１）は、撮像部（４）と、画像生成部（９３）と、選択部（９４）と、測位演算部（９８）と、を備える。撮像部（４）は、観測点（Ｐ１）から天空の第１画像（Ｂ１）を撮像する。画像生成部（９３）は、第１画像（Ｂ１）に、複数の測位衛星（２）の位置を対応付けた第２画像（Ｂ２）を生成する。選択部（９４）は、第２画像（Ｂ２）に基づいて、複数の測位衛星（２）のなかから、観測点（Ｐ１）から見て遮蔽物（１３）によって遮蔽されていない可視衛星（２１）を選択する。測位演算部（９８）は、可視衛星（２１）から送信される信号に基づいて観測点（Ｐ１）の位置を測位する。

【0087】

この態様によれば、複数の測位衛星（２）のなかから、遮蔽物（１３）によって遮蔽されていない可視衛星（２１）のみを測位演算に利用するため、遮蔽物（１３）によって遮蔽される不可視衛星（２２）から送信され、別の遮蔽物（１３）によって反射された信号の影響による測位演算の精度低下を抑制することができる。

【0088】

第２の態様の測位システム（１）は、第１の態様において、観測点（Ｐ１）を中心とする方位を検出する方位検出部（５１）と、撮像部（４）の撮像方向の、鉛直方向に対する傾きを検出する傾き検出部（５２）と、を更に備える。画像生成部（９３）は、方位検出部（５１）の検出結果に基づいて、第１画像（Ｂ１）の方位を補正する。画像生成部（９３）は、傾き検出部（５２）の検出結果に基づいて、第１画像（Ｂ１）における天頂位置（Ｃ１）が鉛直方向と一致するように補正する。

【0089】

この態様によれば、複数の測位衛星（２）の方位と第１画像（Ｂ１）の方位とを一致させ、第１画像（Ｂ１）の天頂位置（Ｃ１）と鉛直方向とを一致させることができる。これにより、第１画像（Ｂ１）の領域内の正しい位置に、複数の測位衛星（２）の位置を示すマーカを合成することができる。

【0090】

第３の態様の測位システム（１）では、第１又は第２の態様において、画像生成部（９３）は、複数の測位衛星（２）の各々を判定対象の測位衛星とし、判定対象の測位衛星（２）から送信される信号のＣ／Ｎ比が所定値以下であるか否かを判定する。画像生成部（９３）は、第２画像（Ｂ２）において、Ｃ／Ｎ比が所定値以下である判定対象の測位衛星（２）を含む領域を、遮蔽物（１３）に対応する遮蔽領域として設定する。

【0091】

この態様によれば、遮蔽領域の設定に、測位衛星（２）から送信される信号の情報を利用するため、画像処理等を利用して遮蔽領域を設定する場合と比較して処理時間を短縮することができる。

【0092】

第４の態様の測位システム（１）では、第１～第３の態様のいずれかにおいて、画像生成部（９３）は、観測点（Ｐ１）に対する遮蔽物（１３）の相対位置の情報に基づいて、第２画像（Ｂ２）において遮蔽物（１３）に対応する遮蔽領域を設定する。

【0093】

この態様によれば、遮蔽物（１３）と正確に対応した遮蔽領域を設定することができる。

【0094】

第５の態様の測位システム（１）は、第３又は第４の態様において、移動量検出部（９５）と、補正部（９６）と、を更に備える。移動量検出部（９５）は、撮像部（４）が第１画像（Ｂ１）を撮像した第１時点から、選択部（９４）が可視衛星（２１）の選択を開始する前の第２時点までの間における観測点（Ｐ１）の移動量を検出する。補正部（９６）は、第２時点において、移動量検出部（９５）による移動量の検出結果に基づいて、第２画像（Ｂ２）における遮蔽領域の位置を、第１時点における位置から補正する。

【0095】

この態様によれば、観測点（Ｐ１）が移動する場合でも、第２画像（Ｂ２）における遮蔽領域を正確な位置に設定することができ、測位の精度低下を抑制することができる。

【0096】

第６の態様の測位システム（１）は、第１～第４の態様のいずれかにおいて、観測点（Ｐ１）の周囲を照明する投光器（１０）を更に備える。

【0097】

この態様によれば、例えば夜間等のように、観測点（Ｐ１）の周囲が暗い場合においても、投光器（１０）で観測点（Ｐ１）の周囲を照明することによって、エッジ検出可能な輝度分布を有する第１画像（Ｂ１）を撮像することができる。

【0098】

第７の態様の制御方法は、撮像ステップと、画像生成ステップと、選択ステップと、測位演算ステップと、を含む。撮像ステップでは、観測点（Ｐ１）から天空の第１画像（Ｂ１）を撮像する。画像生成ステップでは、第１画像（Ｂ１）に、複数の測位衛星（２）の位置を対応付けた第２画像（Ｂ２）を生成する。選択ステップでは、第２画像（Ｂ２）に基づいて、複数の測位衛星（２）のなかから、観測点（Ｐ１）から見て遮蔽物（１３）によって遮蔽されていない可視衛星（２１）を選択する。測位演算ステップでは、可視衛星（２１）から送信される信号に基づいて観測点（Ｐ１）の位置を測位する。

【0099】

この態様によれば、複数の測位衛星（２）のなかから、遮蔽物（１３）によって遮蔽されていない可視衛星（２１）のみを測位演算に利用するため、遮蔽物（１３）によって遮蔽される不可視衛星（２２）から送信され、別の遮蔽物（１３）によって反射された信号の影響による測位演算の精度低下を抑制することができる。

【0100】

第８の態様のプログラムは、コンピュータシステムに第７の態様の制御方法を実行させる。

【0101】

この態様によれば、複数の測位衛星（２）のなかから、遮蔽物（１３）によって遮蔽されていない可視衛星（２１）のみを測位演算に利用するため、遮蔽物（１３）によって遮蔽される不可視衛星（２２）から送信され、別の遮蔽物（１３）によって反射された信号の影響による測位演算の精度低下を抑制することができる。

【0102】

なお、第２～第６の態様は測位システム（１）に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。

【符号の説明】

【0103】

１ 測位システム
２ 測位衛星
４ 撮像部
１０ 投光器
１３ 遮蔽物
２１ 可視衛星
２２ 不可視衛星
５１ 方位検出部
５２ 傾き検出部
９３ 画像生成部
９４ 選択部
９５ 移動量検出部
９６ 第１補正部
９８ 測位演算部
Ｂ１ 第１画像
Ｂ２ 第２画像
Ｃ１ 天頂位置
Ｐ１ 観測点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】