衛星信号遮断時の3D自動車推測航法
概要
建物が密集する市街地、屋内駐車場、道路が何層も交差するインターチェンジでは、
微弱な衛星信号を利用するナビゲーション・システムに大きな障害が発生します。
カー・ナビゲーション、道路課金、車両管理、緊急通報といったシステムは、信頼の置ける中断のない
測位性能とナビゲーション能力に依存しているため、衛星信号がブロックされたり途切れた場合でも
X-Y-Zの3軸で車両の位置を計算できる「3次元推測航法」のGNSSがますます重要になっています。
微弱な衛星信号を利用するナビゲーション・システムに大きな障害が発生します。
カー・ナビゲーション、道路課金、車両管理、緊急通報といったシステムは、信頼の置ける中断のない
測位性能とナビゲーション能力に依存しているため、衛星信号がブロックされたり途切れた場合でも
X-Y-Zの3軸で車両の位置を計算できる「3次元推測航法」のGNSSがますます重要になっています。
特徴
3次元の自動車推測航法（以下「3D ADR」）は、衛星信号の遮断中に車両の走行距離、
方角、傾きの変更を計算する高度なアルゴリズムを使用して、従来のGPS/GNSSによる
ナビゲーションを補完します。
u-bloxの3D ADR GNSSは各車輪の速度、ジャイロスコープ、および加速度計の情報と衛星信号の
ナビゲーション・データを総合して計算し、衛星信号が途切れたり完全にブロックされた場合でも、
走行車両の速度や方角、標高の変化に関係なく、車両位置を正確に割り出すことができます。
GNSS衛星は高度20,000kmから30ワットの電球と同じ電力の信号を送信しており、地上に届くときの信号強度は、
受信状態が良い場合でも通常120dBm（1×10〜15ワット）です。これは一般的な家庭用の無線LAN信号の
数百万分の1ほどの微弱な信号です。
この信号は、市街地ではさらに20dBmから30dBmに低下したり、場合によっては完全にブロックされ、
衛星ナビゲーションの精度に大きな影響を及ぼします。
微弱なGNSS信号の障壁例
・トンネルや屋内駐車場
衛星信号が完全にブロックされる最悪のシナリオ
・立体交差の道路
高架道路や橋梁は衛星信号の受信を攪乱させる（ナビゲーションのミスガイドにつながる）
・建物が密集する市街地
衛星信号が途切れたり、反射したりする（マルチパス伝搬）ビルの谷間などでは、GNSS信号が攪乱される
こうした問題を解決するために、u-bloxはGNSS衛星レシーバー・チップ技術に3D ADRの機能を実装しました。
推測航法の技術自体は数世紀前からあり、もともとは船乗りたちが、最後に寄港した港からどの方向へ、
どれだけ航海してきたかを計算して船の現在の位置を特定するのに使用していた技術です。
さらに高度な「センサー方式推測航法」技術に基づくu-bloxの3D ADRは、GNSS信号が微弱または届かない場所を
通過する際に、船の航海と同じ推測技術を使用します。
車載センサー（通常は車輪の速度センサー、ジャイロスコープ、および加速度計）からu-blox GNSSレシーバーに
送られた情報を使って、車輪のホイール・ティックと傾斜角に基づいて、最後に駐車した位置からどれだけ距離と方角、
高度が変化したかが計算されます。
このようにして、GNSS衛星の視認条件に関わらずに、実際の車両位置の近似値を計算することができます。
u-blox 3D ADRの特長
１．ハードウェア・コストの削減
・車両バスから直接取得されるセンサー・データを利用
・ハイエンド構成（ホイール・ティック+ジャイロ+加速度計）から安価なローエンド構成（ホイール・ティックのみ）までサポート
・推測航法を実行するためのホスト処理が必要最小限
・センサー・ヘッド部が不揃いの場合も、ソフトウェア校正によって自動調整
・標準および自動車グレード
２．柔軟な実装
・各種のセンサー構成をサポート
・あらゆる車種へのサポートが容易
・豊富な通信インターフェース（I2C、SPI、UART、USB）
・センサーの経年劣化と温度の影響を補正する、初期および継続的な自動校正
・低速なホイール・ティック動作をサポート
・将来の改善と更新が可能な外付けフラッシュで新しいGNSSシステム（Galileoなど）にも対応
・マップマッチング機能の装備でナビゲーション性能を向上
３．組み込みが容易
・テストが容易
・シンプルなモジュール式で製造時に設定（必要なのは車両パラメータのみ）
・最小限のeBOM
方角、傾きの変更を計算する高度なアルゴリズムを使用して、従来のGPS/GNSSによる
ナビゲーションを補完します。
u-bloxの3D ADR GNSSは各車輪の速度、ジャイロスコープ、および加速度計の情報と衛星信号の
ナビゲーション・データを総合して計算し、衛星信号が途切れたり完全にブロックされた場合でも、
走行車両の速度や方角、標高の変化に関係なく、車両位置を正確に割り出すことができます。
GNSS衛星は高度20,000kmから30ワットの電球と同じ電力の信号を送信しており、地上に届くときの信号強度は、
受信状態が良い場合でも通常120dBm（1×10〜15ワット）です。これは一般的な家庭用の無線LAN信号の
数百万分の1ほどの微弱な信号です。
この信号は、市街地ではさらに20dBmから30dBmに低下したり、場合によっては完全にブロックされ、
衛星ナビゲーションの精度に大きな影響を及ぼします。
微弱なGNSS信号の障壁例
・トンネルや屋内駐車場
衛星信号が完全にブロックされる最悪のシナリオ
・立体交差の道路
高架道路や橋梁は衛星信号の受信を攪乱させる（ナビゲーションのミスガイドにつながる）
・建物が密集する市街地
衛星信号が途切れたり、反射したりする（マルチパス伝搬）ビルの谷間などでは、GNSS信号が攪乱される
こうした問題を解決するために、u-bloxはGNSS衛星レシーバー・チップ技術に3D ADRの機能を実装しました。
推測航法の技術自体は数世紀前からあり、もともとは船乗りたちが、最後に寄港した港からどの方向へ、
どれだけ航海してきたかを計算して船の現在の位置を特定するのに使用していた技術です。
さらに高度な「センサー方式推測航法」技術に基づくu-bloxの3D ADRは、GNSS信号が微弱または届かない場所を
通過する際に、船の航海と同じ推測技術を使用します。
車載センサー（通常は車輪の速度センサー、ジャイロスコープ、および加速度計）からu-blox GNSSレシーバーに
送られた情報を使って、車輪のホイール・ティックと傾斜角に基づいて、最後に駐車した位置からどれだけ距離と方角、
高度が変化したかが計算されます。
このようにして、GNSS衛星の視認条件に関わらずに、実際の車両位置の近似値を計算することができます。
u-blox 3D ADRの特長
１．ハードウェア・コストの削減
・車両バスから直接取得されるセンサー・データを利用
・ハイエンド構成（ホイール・ティック+ジャイロ+加速度計）から安価なローエンド構成（ホイール・ティックのみ）までサポート
・推測航法を実行するためのホスト処理が必要最小限
・センサー・ヘッド部が不揃いの場合も、ソフトウェア校正によって自動調整
・標準および自動車グレード
２．柔軟な実装
・各種のセンサー構成をサポート
・あらゆる車種へのサポートが容易
・豊富な通信インターフェース（I2C、SPI、UART、USB）
・センサーの経年劣化と温度の影響を補正する、初期および継続的な自動校正
・低速なホイール・ティック動作をサポート
・将来の改善と更新が可能な外付けフラッシュで新しいGNSSシステム（Galileoなど）にも対応
・マップマッチング機能の装備でナビゲーション性能を向上
３．組み込みが容易
・テストが容易
・シンプルなモジュール式で製造時に設定（必要なのは車両パラメータのみ）
・最小限のeBOM
用途・実績
◆実績
複数の大手自動車メーカーが採用
複数の大手自動車メーカーが採用
その他価格等自由記入欄
ユーブロックス（SIX：UBXN）はスイスを本拠にし、民生、産業および自動車市場向けに
測位用半導体ソリューションとワイヤレス通信用半導体ソリューションを提供する世界的リーダーです。
弊社のソリューションにより、 人、自動車や機械等がそれぞれの位置を正確に決定し、
さらに音声、テキスト、ビデオでワイヤレス通信を行うことができます。
ユーブロックスはチップ、モジュール、ソフトウェアの各ソリューションを多種用意して独自の地位を占め、
OEMメーカーの皆様が革新的で、個人的、専門家的、あるいはM2Mソリューションを迅速かつ廉価に開発する
お手伝いをしています。
ユーブロックスはスイスのタルウィルに本社を置き、世界の各地特に欧州、アジア、米国に多くのオフィスを構えています。
測位用半導体ソリューションとワイヤレス通信用半導体ソリューションを提供する世界的リーダーです。
弊社のソリューションにより、 人、自動車や機械等がそれぞれの位置を正確に決定し、
さらに音声、テキスト、ビデオでワイヤレス通信を行うことができます。
ユーブロックスはチップ、モジュール、ソフトウェアの各ソリューションを多種用意して独自の地位を占め、
OEMメーカーの皆様が革新的で、個人的、専門家的、あるいはM2Mソリューションを迅速かつ廉価に開発する
お手伝いをしています。
ユーブロックスはスイスのタルウィルに本社を置き、世界の各地特に欧州、アジア、米国に多くのオフィスを構えています。
会社情報
会社名
ユーブロックスジャパン株式会社
会社ホームページ
会社PR
u-bloxはスイスに本社を置く、民間、産業用および自動車用市場向けに測位用半導体とワイヤレス通信用半導体を提供するグローバルリーダーで、日本市場において自動車メーカー、部品メーカーの多くに採用されています。
