[実証2020-4] コア中四国カンパニー、みちびきを活用した石灰石の採掘支援
内閣府及び準天頂衛星システムサービス株式会社は毎年、みちびきの利用が期待される新たなサービスや技術の実用化に向けた実証事業を国内外で実施する企業等を募集し、優秀な提案に実証事業の支援を行っています。
今回は、2020年度みちびきを利用した実証事業として、株式会社コア 中四国カンパニー、及び日本キャタピラー合同会社、秋芳鉱業株式会社、地方独立行政法人山口県産業技術センターの4者が実施した石灰石の採掘支援システムの実証実験を紹介します。石灰石採掘工程の品質・操業・路面管理においてみちびきのセンチメータ級測位補強サービス(CLAS)及びサブメータ級測位補強システム(SLAS)を活用したシステムであり、日本無線株式会社や住友大阪セメント株式会社の協力を得て、住友セメント秋芳鉱山(山口県美祢市)で行いました。
その概要をコア中四国カンパニーの板屋真一郎氏(営業統括部 営業企画主査)と、山口県産業技術センターの藤本正克氏(企業支援部 電子応用グループ グループリーダー)、秋芳鉱業 生産部 採鉱課の大谷祐介課長、岩下直樹氏に聞きました。
石灰石の採掘に関する課題を高精度測位で解決
石灰石は、国内で自給できる数少ない天然資源として全国約200カ所以上の鉱山で採掘されています。その多くは露天採掘である階段採掘(ベンチカット)法を採用しており、地表から高さ約5~15mの階段(ベンチ)状に掘り下げていきます。
作業では、階段の高さに合わせて掘った直径約10~20cmの発破孔(穴)に爆薬を装填して発破(爆破)を行います(通常は1回に10~20孔を発破)。発破で起砕された石灰石はホイールローダー(車輪で走行するトラクターショベル)や油圧ショベルによってダンプトラックに積み込まれ、立坑(鉛直方向に掘削した坑道)まで運搬されて投入されます。
石灰石は、セメントの主原料となるほか、コンクリート用骨材、鉄鋼、化学、製紙などさまざまな分野の副原料として利用されており、高品質な市場ニーズに対応するため、原石採掘工程から品質管理が行われています。原石の積み込み運搬作業においてもオペレーターが作業ごとに記録していますが、原石の峻別記録の精度を向上させるため高精度位置情報を用いた、記録作業の自動省力化が求められています。
また、今回、実証実験を行った住友セメント秋芳鉱山では、発破孔の穿孔(せんこう、穴あけ作業)で発生した繰り粉(石灰石の粉末)のサンプル収集位置を測位して、その成分を分析して品位マップを作成しています。このサンプル収集は数mの間隔で穿孔する発破孔で行われるため、サンプル位置の測位にはセンチメータ級の高い精度が求められます。現在は、RTK測量機(Realtime Kinematic、固定点の補正データを移動局に送信してリアルタイムで位置を測定する方法)にて測位を実施していますが、機器が高額であるという課題があります。
さらに、鉱山では岩盤の表面を原石運搬経路としており、通行を繰り返す中で大きな凹凸などの起伏が生じ、燃料消費量や作業効率、安全に悪影響が発生します。そのため、オペレーターの目視情報をもとに運搬経路の走路修復を要する箇所を判断して修復しますが、その箇所の特定にも効率化が必要です。
実証では重機にみちびき対応受信機/アンテナを搭載
実証実験では、みちびきのSLAS、CLAS、MADCAを使用した高精度測位と重機(ホイールローダー、ダンプトラック)からの情報、発破孔の成分分析結果などを組み合わせて、課題解決について検証しました。実証したのは、歩行による穿孔位置の計測と、積み込み位置/運搬・投入位置の計測で、受信機はCLAS対応のセプテントリオ「AsteRx-U」3台、MADOCA対応のコア「Chronosphere-L6」1台、SLAS対応のコア「QZNEO」3台の計7台(RTK用基準局には「AsteRx-U」を使用)、車両はホイールローダー1台、ダンプトラック3台を使用しました。穿孔位置測位調査では、Androidタブレットを使って各受信機からの位置情報を収集しました。
穿孔位置測位調査は、現在RTK測位にて実施している穿孔位置測位が、みちびきによる測位で代替可能であることを示し、RTK測位に必要な受信機が高額であるという課題を解決するための調査です。石灰石のサンプル試料収集時の穿孔位置測位計測を歩行で実施し、精度を検証しました。鉱山内の5つのエリアで測位し、各エリアにつき10ポイント(5ポイント×2ライン)ずつ、6m間隔(歩測8歩)で位置情報を取得しました。
実験の結果、CLASではRTKの結果と比べて4~12cm程度の誤差となり、実運用として使用可能であることが確認できました。また、MADOCAはCLASと同様の測位精度が得られたものの、収束に30分ほどかかるため、自動車で移動しながら計測を行うため実運用は難しいという結論になりました。一方、SLASについてはRTKの結果から1m以内に収まった日と、誤差が大きくなる日があり、測定日により結果が変わってしまいました。
「鉱山内では残壁から5mほど離れれば、問題なく高精度で測位可能だと確認できました。精度の面では、穿孔位置の測位にはCLASを使うほうがいいと思われます」(コア・板屋氏)
CLASのほか、SLASの精度でも操業管理を実施可能
積み込み位置/運搬・投入位置の計測は、操業記録時のオペレーター負荷低減、記録精度向上を目的とした、システム開発実現可否判断のための実証です。鉱山内で各アンテナと受信機をホイールローダー1台、ダンプトラック3台に分散して搭載し、積込・運搬・投入作業の位置情報を収集すると共に、運搬量・時間・燃料などの重機情報を収集して関連付けを行いました。実験の結果、鉱山内ではFIX率が100%と良好で、積込・運搬・投入に関する重機位置の計測は、CLASはもちろん、SLASの精度でも操業管理を実施可能と確認できました。
積込位置は、高精度測位によって得られた車両の軌跡をもとに推測して計測できました。今回はホイールローダーに受信機とアンテナを2台ずつ取り付けてバケットの方向などを検知しましたが、実用化の際はコスト面や取り付け位置の制約から受信機とアンテナをそれぞれ1台にするため、今後は運転席の位置情報からバケット位置を推定する技術を開発する必要があります。
また、路面管理に関して、今回の実証ではダンプトラックの移動軌跡から路面の悪い場所を避けている形跡は見受けられず、修復が必要な路面を位置情報から特定するには至りませんでした。今後は、ダンプトラックのサスペンション圧情報から路面の起伏状態を捉え、それを位置情報に組み合せる方式について検証を進めたいと考えています。
採掘業界用の測量キットや操業管理システムを発売予定
コア 中四国カンパニーは現在、みちびきの高精度測位を活用した採掘業界用の測量キットを開発しています。CLAS対応受信機、アンテナ、バッテリー、三脚、専用アプリケーションなどがセットになった可搬型のキットで、RTK測量機の半額以下の金額を目指しています(今年秋頃に発売予定)。発売後は、現在RTKで行っている作業を、みちびきのCLASを使った測量キットのシステムに置き換えていく予定です。
また、重機位置情報を活用した石灰石採掘工程の操業管理には、作業効率化のため、積み込み位置の自動判別や運搬結果の自動集計を行う必要があり、システム化が必須です。それには重機メーカーとの協業が重要で、コアは日本キャタピラーと連携して開発を進める方針です。重機のテレマティクスデータと、みちびきの高精度測位を活用した石灰石採掘操業管理システムは、来年春頃のリリースを目指しています。
「日本キャタピラーの重機には、路面状況を検知する機能などがすでに搭載されており、それを位置情報と組み合わせることで、路面管理や重機メンテナンス時期の特定などに役立てていこうと考えています」(コア・板屋氏)
最後に、みちびきへの今後の期待について聞きました。
「住友大阪セメントには他に鉱山が7カ所あり、そこにも水平展開できると思います。受信機の低価格化に期待しています」(秋芳鉱業・大谷氏)
「操業管理・品質管理には、採掘実績の管理が重要なポイントとなります。みちびき対応受信機を多くの重機に搭載することで、高い位置精度で採掘実績管理ができるようになることを期待しています」(秋芳鉱業・岩下氏)
「今回のような事例が増えて、県内企業への利用拡大や新産業創出につながればいいと考えています。それにはみちびきの知名度向上や機器の低価格化が必要であり、利用実証の公募事業もぜひ続けていただきたいです」(山口県産業技術センター・藤本氏)
(取材/文:片岡義明・フリーランスライター)
参照サイト
※内閣府及び準天頂衛星システムサービス株式会社は毎年、みちびきの利用が期待される新たなサービスや技術の実用化に向けた実証事業を国内外で実施する企業等を募集し、優秀な提案に実証事業の支援を行っています。詳細はこちらでご確認ください。
※ヘッダ及び本文中の画像・図版提供:株式会社コア 中四国カンパニー、日本キャタピラー合同会社、秋芳鉱業株式会社、地方独立行政法人山口県産業技術センター
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GPS搭載端末「MOVOスティック」で車両運行をリアルタイム管理
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2017年02月07日
互助交通がタクシー利用者向けにGPS連動アプリを提供
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2017年02月06日
除雪車の位置情報管理サービス商用化に向け、岐阜県で実証実験
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2017年02月05日
ボタンを押せば配車可能なタクシー会社へ電話できる「タクシーチャンピオン」
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2017年01月30日
ウェザーニューズ、今年も花粉情報を配信する「花粉Ch.」をオープン
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2017年01月26日
桐生市を舞台にしたスマホ用GPSゲームアプリと観光ガイド
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2017年01月24日
奈良県が街巡りに特化した観光アプリ「ならたん」を提供
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2017年01月23日
現在地周辺の犯罪情報を探せる治安情報サイト「ガッコム安全ナビ」
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2017年01月22日
ARで"ビーコル"のバスケ選手と出会える位置情報アプリ「バスケベ!GO」
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2017年01月17日
JR東海、3次元測量で枕木の厚さを高精度に測る装置を開発
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2017年01月16日
セレボ、GPS搭載の自転車用IoTデバイス「RIDE-1」を発売
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2017年01月15日
雪山での滑走経路をスマホに記録できる「Snoway」
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2017年01月11日
神奈川の3市が共同で多言語対応の観光アプリ「おおやまめぐりガイド」
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2017年01月05日
ドライバー向けデジタルラジオ「Amanekチャンネル」で地域活性プロジェクト
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2016年12月21日
Googleが毎年恒例のアプリ「サンタトラッカー」で位置情報ゲームを提供
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2016年12月20日
位置情報で農業経営を支援するヤンマーの「スマートアシスト リモート」
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2016年12月18日
日産が自動運転技術による無人搬送システムを導入
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2016年11月24日
凸版印刷と日の丸リムジンが古地図で江戸観光するタクシーツアーを開始
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2016年11月22日
ゲレンデで現在地が分かるスキー情報情報アプリ「yukiyama」
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2016年11月14日
地図上に画像や情報を記録し、自分だけの地図を作成する「Map Life」
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2016年11月07日
人気キャラ「ハローキティ」の携帯電話が「位置情報」検索に対応
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2016年10月26日
安価な専用端末とスマホを組み合わせた見守りサービス「otta」
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2016年10月24日
マピオン、地図と位置情報を活用した教育アプリの提供を開始
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2016年10月21日
マピオン、観光パンフの電子配信「e-旅めくり」で自治体の観光戦略支援
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2016年10月20日
Google VRに対応したスマホ用の星空アプリ「プラネタリウムVR」
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2016年10月11日
福井県が今年もGPS発信機装着のコウノトリ2羽を放鳥
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2016年10月17日
[続報] 写真で見る福井県コウノトリ放鳥の舞台裏
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2016年10月10日
良心石材、Jリーグ戦スタジアム来場者のスマホに選手のAR映像を提供
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2016年10月05日
バンダイナムコ、位置情報と音声を組み合わせた「ブラメディア」を提供開始
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2016年10月03日
埋もれた観光スポットを発見するデータメディア「spot japan」
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2016年09月27日
SNSで訪日外国人の消費動向を分析する「ロケーショントレンドレポート」
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2016年09月26日
地震発生時に現在地情報を自動通知する防災アプリ「Familoca」
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2016年09月22日
特定スポットでレアな魚を取得できる位置情報アプリ「MyAquarium3D」
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2016年09月16日
「だんじり」の岸和田市、無料観光アプリにハザードマップも搭載
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2016年09月10日
想い出の場所を登録し、動画や写真を届けるアプリ「Spot message」
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2016年09月04日
凸版印刷が店舗射程圏内ユーザーを誘客する「ココチラ」を提供
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2016年09月02日
楽天トラベル、観光パンフ閲覧アプリ「PATW」を発表
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2016年08月31日
横須賀市が位置情報ゲーム活用に向け、ヨコスカGO宣言を発表
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2016年08月27日
現在地の地盤の安全性を確認できる「じぶんの地盤アプリ」
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2016年08月17日
過酷な日本縦断トレイルランレースでGPSトラッキングシステム導入
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2016年08月08日
クラウド型勤怠管理サービス「AKASHI」にGPS打刻機能が追加
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2016年08月06日
マピオンと学研が、写真と地図で夏の自由研究を簡単作成するアプリ
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2016年08月03日
スタンプラリーアプリ「ヤマスタ」が、日本百名山イベントを追加
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2016年08月02日
天草のパラグライダーレースでリアルタイム測位システムを検証
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2016年07月30日
凸版印刷がVRとGPSによる「ストリートミュージアム」で新展開
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2016年07月25日
花火の見え方をスマホで事前確認できる「AR花火スコープ」
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2016年07月20日
位置と時間にフォーカスしたライフログアプリ「.location」
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2016年07月17日
GPS応用の速度計でビジネス展開する「バイオスシステム」 [前編]
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2016年07月18日
GPS応用の速度計でビジネス展開する「バイオスシステム」 [後編]
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2016年07月14日
ジョルダン、全世界で利用できる安否確認システムを10月に提供開始へ
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2016年07月13日
ヤマハが衛星測位で無人自律航行できる小型電動観測艇を発表
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2016年07月05日
高崎市、高齢者向けGPS端末の無料貸出を障害者にも拡大
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2016年06月07日
車両の走行状況で保険料率が変わる「テレマティクス保険」
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2016年05月26日
軽貨物配送のマッチングサイト「ハコブリッジ」
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2016年05月24日
観光コンテンツを活性化。青森発ベンチャー「ナビチャリ」への期待
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2016年05月18日
オフラインでGPSルート検索可能な海外観光アプリ「HowTravel」
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2016年05月11日
クボタ、業界初のGPS田植え機を9月に発売
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2016年04月20日
オープンデータで避難所地図を表示する「ヒナンパス」が、熊本地震に暫定対応
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2016年03月27日
「飯田お練りまつり」に位置情報のクラウドサービス導入
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2016年03月23日
車両情報と位置情報でリアルタイムに社用車を管理する「ProPosition」
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2016年02月18日
佐賀で産官学が連携し、ドローン空撮で無農薬・減農薬栽培の害虫探し
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2016年01月23日
「サイレントログ」で生活記録に位置情報を追加する
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2015年12月22日
携帯圏外でもスマートフォンのGPSナビが使える「Geographica」
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2015年11月27日
鳥取市の「1000円タクシー」が位置情報で翻訳精度上げる社会実証
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2015年11月25日
街の利便性向上に位置情報を役立てる富山市の「おでかけっち」
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2015年11月03日
岩手県滝沢市が「モバイル登山届」を導入へ
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2015年10月25日
福井で放鳥された2羽のコウノトリが位置情報を発信中
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2015年10月06日
ラグビーやサッカーに使われるGPSportsの衛星トラッキングシステム
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2015年10月01日
高円寺の阿波踊りで「踊る阿呆」を追跡するシステム
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2015年09月25日
警報に連動して位置情報を自動通知する『ココダヨ』サービス
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2015年09月24日
高崎市が徘徊高齢者をGPSで発見する救援システム運用へ
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2015年09月21日
安全で楽しい登山を! 緻密なプランニングを可能にする「ヤマプラ」
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2015年09月20日
来年配信のポケモン最新作は、位置情報を活用したスマホゲーム
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2015年09月15日
JR東日本がGPSを活用した列車接近警報装置を開発導入
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2015年09月14日
“爆買い”を加速!? 位置情報でピンポイントの広告配信
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2015年09月11日
東芝がGPS機能付き腕時計型生体センサ「Silmee W21」を11月発売
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2015年09月10日
陸上自衛隊が富士通の災害救助活動支援サービスを導入
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2015年09月09日
「最短20分!」という楽天の新・配送サービス
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2015年09月07日
山形の新庄まつりで山車の位置把握にGPSを導入
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2015年09月02日
SNSと位置情報を連動させるO2Oサービス「Social Beacon」が始動
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2015年08月21日
奈良市、認知症高齢者の見守りにGPS端末貸出を開始
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2015年08月14日
GPSで現在地を示して不便を解消。東京都交通局の「バスロケシステム」
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2015年08月13日
コロプラとKDDIが共同で位置情報ビッグデータの分析サービス
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2015年08月12日
GPS機能を活用して、今いる場所にスピーディな宅配サービスを実現
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2015年08月05日
弘前市、公用車にGPS機能を搭載した車両管理システムを導入
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2015年07月23日
全国の花火大会を位置情報ゲームで回るイベント、9月まで開催中
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2015年07月15日
位置情報でアウトドア・ライフを後押し! 登山者向けコミュニティ「YAMAP」
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2015年07月13日
UPRとKDDIが温度・湿度を管理できる位置情報端末「なんつい」を開発
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2015年07月09日
ペットや子どもの迷子を防ぐ! GPS機能搭載の迷子札「BiKN」のシステム
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2015年06月25日
北海道で活用が進む、農業用GPSガイダンスシステム
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2015年06月11日
[実証] 都市部でのQZ1測位モード比較
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2015年05月20日
日本交通が提供する位置情報を活用したタクシー配車アプリ
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2015年04月22日
NTTドコモが、位置情報を活用したモビリティシェア事業で新たな取り組み
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2015年03月23日
神奈川・横須賀市が、位置情報ゲーム「Ingress」で観光振興