JP2010008095A - Own vehicle position correcting system and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は低摩擦係数の路面を走行する場合における自車位置補正システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a vehicle position correction system and a program for traveling on a road surface having a low friction coefficient.
従来、車両用ナビゲーション装置において、GPS(Groval Positioning System)センサ、車輪の回転速度を検出する車速センサと加速度センサからなる距離センサ、ジャイロ等の方位センサを用いて相対移動距離、相対移動方向を出発点から累積することで、車両の現在位置を算出する技術が知られている。しかし、雪道、凍結路、未舗装道路等の低摩擦係数の路面上を走行する場合、車輪のスリップや空転が発生して位置検出誤差が発生する。そこで、車輪の回転数をカウントし、カウント値に距離補正係数を乗ずることで移動距離を算出して車両の現在位置を求める場合に、車輪の回転数から求めた今回の単位時間当たりの移動距離(速度)と、前回の単位時間当たりの移動距離(速度)とから移動距離の差(加速度)を算出し、加速度が許容限界値内にある場合は車輪がスリップ若しくは空転することなく走行し、加速度が許容限界値から外れたときは車輪がスリップ若しくは空転したと判断し、前回の単位時間当たりの移動距離に許容限界値を加算した値を今回の移動距離とみなして移動距離を算出するものが提案されている(特許文献1)。
しかし、特許文献1の方法は、加速度が許容限界値から外れたときにタイヤがスリップ若しくは空転したと判断して許容限界値を用いて速度を算出しているため、例えば、四輪車などの場合に、どの車輪がスリップしたかによっても車両の挙動は一律でない不安定となるため、単に許容限界値を用いて速度を算出しても自車位置の検出精度の向上には限界がある。 However, the method of Patent Document 1 determines that the tire has slipped or slipped when the acceleration deviates from the allowable limit value, and calculates the speed using the allowable limit value. In this case, since the behavior of the vehicle becomes unstable depending on which wheel slips, even if the speed is calculated simply using the allowable limit value, there is a limit to improving the detection accuracy of the own vehicle position.
本発明は上記課題を解決しようとするものであり、低摩擦係数の路面上を走行し、車両が不安定な挙動をしても精度よく位置補正ができるようにすることを目的とする。
本発明は、自車の移動距離を検出する距離センサと、自車の向きを検出する方位センサと、GPS信号を受信して自車の位置を検出するGPSセンサと、自車位置精度に影響を及ぼす状況の検知機構と、距離センサ、方位センサ、GPSセンサの検出出力により算出された自車位置の補正を行う位置補正手段と、前記検知機構の検知結果に基づいて位置補正手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知機構により自車位置精度に影響を及ぼす状況を検知したとき、該状況を検知しないときよりも一定区間距離センサと方位センサの検出出力の重み付けを小さくして自車位置補正を行うように位置補正手段を制御することを特徴とする。
また、本発明は、自車位置精度に影響を及ぼす状況を検知するステップ、自車位置精度に影響を及ぼす状況を検知したとき、該状況を検知しないときよりも一定区間距離センサと方位センサの検出出力の重み付けを小さくして自車位置補正を行うステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to perform position correction with high accuracy even when the vehicle travels on a road surface with a low coefficient of friction and the vehicle behaves unstablely.
The present invention affects a distance sensor that detects the travel distance of the host vehicle, a direction sensor that detects the direction of the host vehicle, a GPS sensor that receives a GPS signal and detects the position of the host vehicle, and the position accuracy of the host vehicle. A position detecting means for correcting the position of the vehicle calculated by the detection output of the distance sensor, the direction sensor, and the GPS sensor, and the position correcting means based on the detection result of the detecting mechanism. Control means, and the control means weights the detection outputs of the constant section distance sensor and the azimuth sensor when a situation that affects the vehicle position accuracy is detected by the detection mechanism than when the situation is not detected. The position correction means is controlled so as to make the vehicle position correction smaller.
In addition, the present invention provides a step of detecting a situation that affects the vehicle position accuracy, and when detecting a situation that affects the vehicle position accuracy, the distance between the fixed section distance sensor and the azimuth sensor is greater than when the situation is not detected. It is characterized by causing the computer to execute the step of correcting the vehicle position by reducing the weight of the detection output.
本発明は、低摩擦係数の道路等を走行し、車両が不安定な挙動をしても精度よく位置補正をすることができる。 The present invention can accurately perform position correction even when the vehicle travels on a road with a low coefficient of friction or the like and the vehicle behaves unstablely.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施形態の自車位置補正システムの例を示すブロック図である。
システム全体を制御するコンピュータからなる制御装置1は、平常な状態では距離センサ2、方位センサ3、GPSセンサ4の検出出力に基づいて自車の位置を計算し、後述する車両の挙動や降雪などの情報を取得したとき、一定区間、平常な状態よりも距離センサ2、方位センサ3の検出出力の重み付けを小さくして自車の位置を計算し、前回求めた位置を補正する位置補正手段1a、位置補正手段1aによる位置補正処理を制御する制御手段1bを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the vehicle position correction system of the present embodiment.
In a normal state, the control device 1 including a computer that controls the entire system calculates the position of the vehicle based on the detection outputs of the
状況検知機構5は、距離センサ、方位センサ、GPSセンサによる自車位置の検出精度に対して、以下のような悪影響を及ぼす状況が発生したか否かを検知する機構である。
(イ)車輪速度センサ、舵角センサ、横加速度センサ等から旋回時における横滑りを検知して内側や外側の前輪或いは後輪にブレーキをかけて横滑りを防止する機構、車輪の回転をモニタし、他の車輪が回転しているのに特定の車輪だけ回転していないことを検出するとブレーキがロックしたものと判断して油圧を下げてブレーキを解除するアンチロックブレーキシステム等の車両安定装置の作動
(ロ)車両速度と各タイヤの回転速度から把握される主に発進・加速度時のタイヤの空転、即ちホイールスピンを検知し、空転を起こしている駆動輪に伝達される駆動力を調節して空転状態を解消するトラクションコントロール等が作動
(ハ)通常は二輪駆動で走行し、駆動輪が空転すると残りの二輪にも駆動力を伝達するスタンバイ4WD方式における4輪駆動への移行
(ニ)温度センサや配信される交通情報を取得する通信装置により、路面が凍結するおそれがある自車位置周辺の外気温度の状況や降雪の天候情報等を取得
制御装置1は、車輪が路面をグリップしてスリップせずに走行していることを前提に、車速センサや加速度センサからなる距離センサ2、ジャイロ等からなる方位センサ3、GPSセンサ4により、所定タイミング毎に現在位置を算出して前回算出した位置の補正を行っている。しかし、状況検知機構5により上記(イ)〜(ニ)のような状況が検知された場合には、車輪のスリップ等が発生して距離センサ2からは正確な検知出力を得ることができない。そこで、状況検知機構5により(イ)〜(ニ)を検知したときは、位置補正手段1aは、(イ)〜(ニ)を検知しないときよりも一定区間、距離センサ2、方位センサ3の検知出力の重み付けを小さくし、GPSセンサ4の検知出力の重み付けを大きくして現在位置を算出する。GPSセンサは複数の人工衛星からの電波を受信して三角測量の原理で現在位置を演算して出力するため、車輪のスリップとは関係なく、上記(イ)〜(ニ)の状況にかかわらず自車位置を求めることができるからである。なお、一定区間、距離センサ2、方位センサ3の検知出力は使わず、GPSセンサ4の検知出力のみにより現在位置を算出するようにしてもよい。
The situation detection mechanism 5 is a mechanism that detects whether or not a situation that adversely affects the detection accuracy of the vehicle position by the distance sensor, the azimuth sensor, and the GPS sensor has occurred.
(A) A mechanism that detects a side slip when turning from a wheel speed sensor, a rudder angle sensor, a lateral acceleration sensor, etc., and brakes the inner or outer front wheel or rear wheel to prevent the side slip, and monitors the wheel rotation. The operation of a vehicle stabilizer such as an anti-lock brake system that releases the brake by lowering the hydraulic pressure by judging that the brake is locked when it detects that the other wheels are rotating but not a specific wheel. (B) The tire idling, that is, the wheel spin at the time of starting and acceleration, which is grasped from the vehicle speed and the rotational speed of each tire, is detected, that is, wheel spin is detected, and the driving force transmitted to the driving wheel causing the idling is adjusted. The traction control etc. which cancels the idling state is activated. (C) Normally, it runs on two-wheel drive, and when the driving wheel idles, the standby 4WD system transmits the driving force to the remaining two wheels. Transition to four-wheel drive (d) Acquires temperature conditions and snowy weather information around the vehicle position where the road surface may freeze by using a temperature sensor and a communication device that obtains traffic information to be distributed Control On the premise that the wheel is traveling without slipping by gripping the road surface, the device 1 is controlled at a predetermined timing by a
このような制御により、状況の変化にかかわらず高精度に現在位置を求めることができる制御装置1は、記憶装置6に記憶されている地図データ、道路データ、施設データ等の各種データを読み出して表示装置7に表示して案内する機能も有しており、上記したように算出した現在位置情報を利用し、マップマッチングを行って車両現在位置を地図上に表示するとともに、周辺施設などを表示して案内する。このとき、どのセンサの出力の重み付けを小さく、或いは大きくして位置補正しているかを表示装置に案内して運転手に知らせるようにしてもよい。
With such control, the control device 1 that can obtain the current position with high accuracy regardless of changes in the situation reads various data such as map data, road data, and facility data stored in the
次に、図2、図3により低摩擦路面上を走行する場合の状況検知機構による検知と位置補正について説明する。
図2において、車両10が道路20を走行中、位置P1で上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知したとすると、位置P1から一定区間Lの間、距離センサ、方位センサの検出出力の重み付けを小さくし、GPSセンサの検出出力の重み付けを大きくして位置補正する。位置P1から一定区間Lの間新たに上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知しなければ、P1から一定区間L隔たった位置P2において現在位置の補正方法を元に戻して距離センサ、方位センサ、GPSセンサの検出出力により位置補正を行う。さらに走行して位置P3において新たに上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知した場合には、位置P3から一定区間Lの間、距離センサ、方位センサの検出出力の重み付けを小さくし、GPSセンサの検出出力の重み付けを大きくして位置補正する。
Next, detection and position correction by the situation detection mechanism when traveling on a low friction road surface will be described with reference to FIGS.
In FIG. 2, if the
図3において、車両位置P1で上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知したとすると、車両位置P1から一定区間Lの間、距離センサ、方位センサの検出出力の重み付けを小さくし、GPSセンサの検出出力の重み付けを大きくして位置補正する。位置P1から一定区間Lの間、新たに上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知しなければ、現在位置の補正方法を元に戻すが、図3の場合は一定区間内の位置P4において、新たに上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知したので、位置P4から一定区間Lの間、距離センサ、方位センサの検出出力の重み付けを小さくし、GPSセンサの検出出力の重み付けを大きくして位置補正する。そして、一定区間内の位置P5において、また、上記(イ)〜(ニ)のいずれかの状況を検知したので、位置P5から一定区間Lの間、距離センサ、方位センサの検出出力の重み付けを小さくし、GPSセンサの検出出力の重み付けを大きくして位置補正する。 In FIG. 3, if any one of the above conditions (A) to (D) is detected at the vehicle position P1, the weights of the detection outputs of the distance sensor and the azimuth sensor are reduced during the certain section L from the vehicle position P1. The position is corrected by increasing the weight of the detection output of the GPS sensor. If any one of the above conditions (a) to (d) is not detected for a certain period L from the position P1, the current position correction method is restored. In the case of FIG. Since any one of the above conditions (A) to (D) is newly detected at the position P4, the weights of the detection outputs of the distance sensor and the azimuth sensor are reduced during the certain period L from the position P4, and the GPS sensor The position is corrected by increasing the weight of the detection output. Then, since any one of the above conditions (A) to (D) is detected at the position P5 in the fixed section, the detection output of the distance sensor and the azimuth sensor is weighted from the position P5 to the fixed section L. The position is corrected by reducing the weight and increasing the weight of the detection output of the GPS sensor.
1…制御装置、1a…位置補正手段、1b…制御手段、2…距離センサ、3…方位センサ、4…GPSセンサ、5…状況検知機構、6…記憶装置、7…表示装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus, 1a ... Position correction means, 1b ... Control means, 2 ... Distance sensor, 3 ... Direction sensor, 4 ... GPS sensor, 5 ... Situation detection mechanism, 6 ... Memory | storage device, 7 ... Display apparatus.
Claims (4)
自車の向きを検出する方位センサと、
GPS信号を受信して自車の位置を検出するGPSセンサと、
自車位置精度に影響を及ぼす状況の検知機構と、
距離センサ、方位センサ、GPSセンサの検出出力により算出された自車位置の補正を行う位置補正手段と、
前記検知機構の検知結果に基づいて位置補正手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検知機構により自車位置精度に影響を及ぼす状況を検知したとき、該状況を検知しないときよりも一定区間距離センサと方位センサの検出出力の重み付けを小さくして自車位置補正を行うように位置補正手段を制御することを特徴とする自車位置補正システム。 A distance sensor that detects the travel distance of the vehicle;
A direction sensor that detects the direction of the vehicle,
A GPS sensor that receives a GPS signal and detects the position of the vehicle;
A detection mechanism that affects the vehicle position accuracy,
A position correction means for correcting the vehicle position calculated by the detection output of the distance sensor, the direction sensor, and the GPS sensor;
Control means for controlling the position correction means based on the detection result of the detection mechanism,
When the control unit detects a situation that affects the vehicle position accuracy by the detection mechanism, the weight of the detection output of the constant section distance sensor and the azimuth sensor is made smaller than when the situation is not detected. An own vehicle position correction system characterized by controlling position correction means to perform correction.
自車位置精度に影響を及ぼす状況を検知したとき、該状況を検知しないときよりも一定区間距離センサと方位センサの検出出力の重み付けを小さくして自車位置補正を行うステップ、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 Detecting a situation that affects the vehicle position accuracy;
When detecting a situation that affects the vehicle position accuracy, performing a correction of the vehicle position by reducing the weighting of the detection output of the constant section distance sensor and the azimuth sensor compared to when not detecting the situation;
A program that causes a computer to execute.
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