リアルタイムGNSSシミュレーション

測位衛星技術株式会社測位衛星技術株式会社

特定の衛星や、場所、時間を指定して、GNSS衛星信号を生成することができるGNSSシミュレータは、カーナビ向けのソリューションとして多くのカーナビメーカーに利用され、近年では、同様の機能が搭載されているドライブレコーダの開発にも利用されてきています。GNSSシミュレータなら、Galileo衛星のように、実衛星では試験が不可能な特定の地域の衛星や、まだ運用が始まっていない将来の衛星の受信テストが行えます。また、走行ルートをシナリオデータとして読み込ませることで、特定のルートを走行した時に受信機が受け取る信号を生成し、あたかもそのルートを走行しているかのような信号を受信させて、カーナビの動作テストを行うことも可能です。

加えて自社開発製品として、GNSSシミュレータと連携させて、カーナビ向けだけでなく、ADAS向けにも適用が可能な、自社開発の移動体姿勢シミュレーションシステムを提供しています。移動体に、3軸ジャイロやカメラが接続された記録用のコントローラと、必要に応じて、 RFレコーダ/プレイヤを搭載し、走行中の挙動や信号を記録して、後に、記録されたデータに基づいて挙動を再現する回転台に、評価対象のカーナビや、ECUを乗せて動作テストができるシステムです。走行ルートに合わせて、GNSSシミュレータや、RFレコーダ/プレイヤで衛星信号を出力し、挙動に合わせて、正しい画面が表示できるかどうかを、記録した前方カメラの画像と、カーナビ画面のカメラの画像により、比較テストが行えます。また、走行ルートの衛星信号や挙動に合わせて、ECUが、HILSなどのシミュレーションシステムへ、正しい制御出力ができるかどうかもテストすることが可能です。移動体姿勢シミュレーションシステムの詳しい内容は、こちらからご覧いただけます。弊社では、お客様のご要望に基づいて、さまざまなカスタマイズを行っています。

さて、近年のADAS(先進運転支援システム)の技術の進展により、自動車の開発段階からプロトタイプ試験までのプロセスに、従来よりも複雑な機能試験が求められてきています。そこで、ステアリング、ペダル、ギアシフトなどの車両の操作により、エンジンや、モーター、トランスミション、回生モータ、シャフト、ディフェレンシャルなどの駆動系がどのように動作し、風力や風速、風向き、温度や湿度、天気などの外部環境条件を含めて、車体の重量配分、タイヤの特性と路面、車体の空気摩擦などの諸条件の中で、実車を使用せずに試験を行うHILSが多用されるようになってきています。HILSとは、Hardware-In-the-Loop-Simulationの各頭文字をとった略称で、バーチャル環境で開発が行えるシステムを指します。ECU(電子制御装置)の開発において、CAN-BUS出入力を備えた車載型のボックスに、ECUのプロトタイプ機能を実装し、データをロギングできる簡易的なものから、高精度な3Dマッピングデータで構成された路面や道路環境と天候条件の中で、テストドライバーがバーチャル環境で運転操作を行い、実車をまったく使用せずにすべての試験を行える大規模なシステムまで、さまざまな種類のHILSが、開発プロセスの中で利用されています。

従来、ECUには、GNSS受信機やその他の自己位置推定センサからの位置情報の入力はされていませんでした。位置情報には、絶対位置が測定可能であるGNSS受信機や、これをIMUが補完するGNSS+IMUハイブリッドセンサによるものに加えて、相対位置が測定可能である、3Dレーザーマッピングデータと、RiDARの測距(形状)データの照合による、ローカリゼーション(自己位置推定)データがありますが、いずれもNMEAデータとしてECUやHILSに取り込むことが可能です。自動運転車のレベル4のプロトタイプ車では、GNSS+IMUハイブリッドセンサからの位置情報に基づいて、ローカリゼーションが付加的に処理されていますが、今後の実用化に向けて開発を進めていくためには、やはりGNSS信号を、HILSのバーチャル環境における走行環境や運転操作でリアルタイムで生成し、GNSS+IMUハイブリッドセンサなどに位置測定をさせて、HILS側にフィードバックさせる機能がに求められてきます。ところが、従来のGNSSシミュレータは、あらかじめ作成しておいたシナリオファイルを基に、かなりのタイムラグを置いて、GNSS信号を生成することしかできませんでした。

そこで、現在、注目されているのが、リアルタイムGNSSシミュレータです。リアルタイムGNSSシュミレータを利用することで、従来では、不可能だった、シームレスなHILSとの連携機能が実現しました。テストドライバーがバーチャル環境で運転操作を行い、HILSにより、さまざまな条件下で、最終的に車両が道路上を通過する経路が推定されます。そしてその経路、つまりはその時々の位置情報に基づいてリアルタイムにGNSSシュミレータが信号を生成し、そこから、次に自己位置推定システムが実際の車両位置を、HILSにフィードバックすることが可能となったのです。

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スペクトラコム - GNSSシミュレータ
GSG-5 Image
GSG-5
特長:4チャンネルのベースモデルから最大16チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのベーシック機
メーカー名:スペクトラコム(米)
GSG-6 Image
GSG-6
特長:32チャンネルのベースモデルから最大64チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのアドバンス機
メーカー名:スペクトラコム(米)
スペクトラコム - GNSSシミュレータ
GSG-5
GSG-5 Image

1周波、8チャンネルで低価格を実現したベーシックモデルのGSG-5は、工場の出荷検査や、GPS L1信号のみを使った簡易的なシステムの開発、ショールームの設置などに最適です。さらに、オプションを組み合わせることで、GLONASS、Galileo、BeiDou、GZSS対応ができるだけでなく、上位機種のGSG-6が持っている、64チャンネル出力まで拡張が可能です。シナリオ作成機能を使った、シミュレーションの日時、場所の設定、衛星軌道の設定や、静止試験、移動試験、トラジェクトリーのGoogle Map表示や、Google Mapからのシナリオのインポートにも対応しています。

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GSG-5 英語カタログ
GSG-5

特長:4チャンネルのベースモデルから最大16チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのベーシック機
メーカー名:スペクトラコム(米)
GSG-6
GSG-6 Image

マルチ周波、32チャンネルで低価格を実現したアドバンスドモデルのGSG-6シリーズは、オプションを組み合わせることで、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS対応ができるだけでなく、64チャンネル出力まで拡張が可能です。シナリオ作成機能を使った、シミュレーションの日時、場所の設定、衛星軌道の設定や、静止試験、移動試験、トラジェクトリーのGoogle Map表示や、Google Mapからのシナリオのインポートにも対応しています。

オプションのHILS連携機能によりドライビングシミュレーターや、HILSがシステム上で生成した運転操作や姿勢データによるトラジェクトリ―情報に基づいてリアルタイムにGNSS信号を生成することが可能です。また、StudioViewソフトウエアとの組み合わせで、オプションで、A-GPSやRTK測位のGNSS対応デバイスの試験も可能です。さらに、オプションで、欧州で発売される新車に搭載が義務付けられているeCall機能の試験にも対応が可能です。

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GSG-6 英語カタログ
GSG-6 英語カタログ

特長:32チャンネルのベースモデルから最大64チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのアドバンス機
メーカー名:スペクトラコム(米)
スペクトラコム - GNSSシミュレータ
GSG-5 Image
GSG-5
1周波、8チャンネルで低価格を実現したベーシックモデルのGSG-5は、工場の出荷検査や、GPS L1信号のみを使った簡易的なシステムの開発、ショールームの設置などに最適です。さらに、オプションを組み合わせることで、GL... もっと読む
特長:4チャンネルのベースモデルから最大16チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのベーシック機
メーカー名:スペクトラコム(米)
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GSG-6
マルチ周波、32チャンネルで低価格を実現したアドバンスドモデルのGSG-6シリーズは、オプションを組み合わせることで、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS対応ができるだけでなく、64チャンネル出力まで拡張が可能です。シナリオ... もっと読む
特長:32チャンネルのベースモデルから最大64チャネルに拡張が可能なGNSSシミュレータのアドバンス機
メーカー名:スペクトラコム(米)