JP5273599B2 - Road gradient measuring device and road gradient measuring method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a road gradient with high accuracy, while making a vehicle travel. <P>SOLUTION: A pitch angle in course of travel of the vehicle is detected by using a gyroscope sensor. Moreover, the inclination angle of the vehicle is detected, by detecting the distances between the body of the vehicle and a road surface, at a plurality of spots which are different at positions in the longitudinal direction of the vehicle. Based on the deviation of the inclination angle of the vehicle from the pitch angle, the gradient of the road in course of travel is detected. The pitch angle is determined by only the inclination angle of the vehicle and the road gradient, and the pitch angle can be detected with high accuracy by using the gyroscope sensor. Accordingly, the road gradient can be calculated with high accuracy from the deviation of the inclination angle of the vehicle from the pitch angle, by detecting the distances from the road surface in front of and at the back of the vehicle and finding its inclination angle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車両を走行させながら、道路の勾配を計測する技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring a road gradient while driving a vehicle.

環境意識の高まりを背景として、車両に搭載された内燃機関の排ガス中に含まれる有害物質を減少させ、あるいは内燃機関の燃料消費量を減少させるための努力が続けられてきた。その結果、定められた評価条件(シャーシダイナモ設備を用いたモード試験など)では、有害物質の排出量や燃料消費量が着実に減少してきており、今日では更に一歩進んで、車両の実際の走行条件での評価にも大きな関心が寄せられるようになってきた。   Against the backdrop of increasing environmental awareness, efforts have been made to reduce harmful substances contained in the exhaust gas of internal combustion engines mounted on vehicles or to reduce fuel consumption of internal combustion engines. As a result, under defined evaluation conditions (such as mode tests using chassis dynamo equipment), emissions of hazardous substances and fuel consumption have been steadily decreasing. There has also been a great deal of interest in evaluation on conditions.

ここで、車両の実際の走行条件での評価には、「道路勾配」という新たな要因が存在している。たとえ走行速度や加速度が同じであっても、上り勾配の道と、平坦な道と、下り勾配の道とでは、車両に搭載された内燃機関の動作条件は全く異なっている。それに伴って、排ガス中に含まれる有害物質の排出量や燃料消費量の評価結果も大きく異なったものとなる。従って、実際に車両で道路を走行して評価を行う際には、試験条件として、車両の走行速度だけでなく、道路勾配についても精度良く計測しておく必要がある。   Here, there is a new factor of “road gradient” in the evaluation under the actual driving condition of the vehicle. Even if the traveling speed and acceleration are the same, the operating conditions of the internal combustion engine mounted on the vehicle are completely different on an uphill road, a flat road, and a downhill road. Along with this, the evaluation results of the discharge amount of harmful substances contained in the exhaust gas and the fuel consumption amount are greatly different. Therefore, when the evaluation is performed by actually traveling on the road with the vehicle, it is necessary to accurately measure not only the traveling speed of the vehicle but also the road gradient as a test condition.

このような理由から、道路勾配を計測するための種々の方法が提案されてきた。例えば、車両に加速度センサを搭載しておき、加速度センサによって得られた加速度と、車輪の回転速度(走行速度に対応)などから算出した加速度との偏差が、道路の勾配に対応しているものとして、勾配を算出する技術が提案されている(特許文献1、特許文献2など)。また、加速度センサの出力に何らかの外乱が作用した場合でも、できるだけ正確な道路勾配を計測可能とすることを目的として種々の改良が試みられている(特許文献3、特許文献4など)。更には、いわゆるGPS(地球全測位システム)からの信号に基づいて車両の絶対的な位置情報(緯度、経度、標高)を時々刻々と取得し、標高の変化から道路勾配を算出しようとする技術や(特許文献5)、大気圧を精度良く計測して車両の標高を算出することにより、標高の変化から道路勾配を算出しようとする技術も提案されている(特許文献6)。   For these reasons, various methods for measuring the road gradient have been proposed. For example, an acceleration sensor is mounted on a vehicle, and the deviation between the acceleration obtained by the acceleration sensor and the acceleration calculated from the rotational speed of the wheel (corresponding to the traveling speed) corresponds to the road gradient. As a technique for calculating the gradient, Patent Document 1, Patent Document 2, and the like have been proposed. Further, various improvements have been attempted for the purpose of making it possible to measure the road gradient as accurately as possible even when some disturbance is applied to the output of the acceleration sensor (Patent Document 3, Patent Document 4, etc.). Furthermore, a technology for obtaining the absolute position information (latitude, longitude, altitude) of the vehicle from time to time based on a signal from a so-called GPS (Global Positioning System) and calculating the road gradient from the change in altitude. Or (patent document 5), the technique of calculating a road gradient from the change of an altitude by measuring atmospheric pressure with high accuracy and calculating the altitude of the vehicle is proposed (patent document 6).

特開平6−201380号公報JP-A-6-201380 特開平8−327378号公報JP-A-8-327378 特開平7−083659号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-083659 特開2001−296122号公報JP 2001-296122 A 特開2001−331832号公報JP 2001-331832 A 特開2004−110590号公報JP 2004-110590 A

しかし、これら提案されている何れの技術によっても、十分に実用可能な精度では、道路勾配を計測することができないという問題があった。例えば、加速度センサを用いた方法では、車両を走らせながら道路勾配を計測して、得られた道路勾配から標高を算出してみると、出発地点と同じ地点に戻った場合でも出発地点と終着地点とで標高が食い違ってしまうのが現状である。従って、加速度センサを用いた方法は、少なくとも排ガス中の有害物質や燃料消費量の評価に適用するためには、計測精度が不十分である。また、GPSを用いた方法や大気圧を用いた方法も、次の理由から、十分な精度で道路勾配を計測することは困難である。先ずGPSを用いた方法は、原理上の制約から、標高に関しては十分な精度で計測することが困難である。更に、大気圧を用いた方法についても、十分な精度で標高を算出可能なほどに、高い精度で大気圧を計測可能な装置は存在しない。このように、十分な精度では標高を計測することができないので、GPSあるいは大気圧を用いた方法では道路勾配を十分な精度で計測することは困難である。   However, any of these proposed techniques has a problem that the road gradient cannot be measured with sufficiently practical accuracy. For example, in the method using an acceleration sensor, when the road gradient is measured while the vehicle is running and the altitude is calculated from the obtained road gradient, even if the vehicle returns to the same point as the departure point, the departure point and the end point The current situation is that the altitudes are different. Therefore, the method using the acceleration sensor has insufficient measurement accuracy to be applied to at least evaluation of harmful substances in the exhaust gas and fuel consumption. In addition, it is difficult to measure the road gradient with sufficient accuracy in the method using GPS and the method using atmospheric pressure for the following reason. First, the method using GPS is difficult to measure with sufficient accuracy in terms of altitude due to the limitation in principle. Furthermore, with respect to a method using atmospheric pressure, there is no device capable of measuring atmospheric pressure with high accuracy to the extent that altitude can be calculated with sufficient accuracy. Thus, since the altitude cannot be measured with sufficient accuracy, it is difficult to measure the road gradient with sufficient accuracy by a method using GPS or atmospheric pressure.

この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、車両を走行させながら、排ガス中の有害物質や燃料消費量などの評価にも十分に適用可能な程度に高い精度で、道路勾配を計測する技術の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is sufficiently applicable to the evaluation of harmful substances and fuel consumption in exhaust gas while the vehicle is running. The purpose is to provide technology for measuring road gradient with high accuracy.

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の道路勾配計測装置は次の構成を採用した。すなわち、
車両に搭載されて走行中の道路の道路勾配を計測する道路勾配計測装置であって、
前記車両の後部から前部に向かって該車両に対して設定された前後軸の先端側が、重力の方向に沿って上下方向に回転する角度であるピッチ角を、ジャイロセンサを用いて検出するピッチ角検出手段と、
前記車両の前後方向に位置を異ならせて設けられた複数箇所で、該車両の車体と路面との距離を検出することにより、該路面に対する該車両の傾きを示す車両傾き角を検出する車両傾き角検出手段と、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の暫定的な初期値を設定する第1初期値設定手段と、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での前記ピッチ角を該ピッチ角の初期値として設定し該道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での前記車両傾き角を該車両傾き角の初期値として設定する第2初期値設定手段と、
前記第2初期値設定手段で設定された初期値からの前記ピッチ角の変化量前記第2初期値設定手段で設定された初期値からの前記車両傾き角の変化量との偏差に基づいて、前記道路勾配の変化量を算出し、該変化量と前記暫定的な初期値とを用いて暫定的な道路勾配を算出する道路勾配算出手段と、
前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記暫定的な道路勾配と前記走行速度とに基づいて、前記車両の位置での標高を算出する標高算出手段と、
予め標高が分かっている基準位置で前記標高算出手段によって算出された標高が、該既知の標高に近付くように、前記道路勾配の暫定的な初期値を修正して前記暫定的な道路勾配を再計算することによって、前記暫定的な道路勾配を修正する道路勾配修正手段と
を備えることを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the road gradient measuring apparatus of the present invention employs the following configuration. That is,
A road gradient measuring device that measures the road gradient of a road mounted on a vehicle and running,
Pitch that uses a gyro sensor to detect a pitch angle, which is the angle at which the front and rear shaft tip side set with respect to the vehicle from the rear to the front rotates in the vertical direction along the direction of gravity. Angle detection means;
Vehicle inclination for detecting a vehicle inclination angle indicating the inclination of the vehicle with respect to the road surface by detecting the distance between the vehicle body and the road surface at a plurality of locations provided at different positions in the longitudinal direction of the vehicle. Angle detection means;
A first initial value setting means for setting a temporary initial value of the road gradient when measuring the road gradient;
When measuring the road gradient , the pitch angle at the time when the provisional initial value of the road gradient was set was set as the initial value of the pitch angle , and the provisional initial value of the road gradient was set Second initial value setting means for setting the vehicle inclination angle at the time as an initial value of the vehicle inclination angle;
Based on a deviation between the variation of the pitch angle and the change amount of the vehicle tilt angle from the initial value set in the second initial value setting means from the initial value set in the second initial value setting means Road gradient calculating means for calculating a change amount of the road gradient and calculating a temporary road gradient using the change amount and the temporary initial value;
Travel speed detecting means for detecting the travel speed of the vehicle;
An altitude calculating means for calculating an altitude at the position of the vehicle based on the provisional road gradient and the traveling speed;
The tentative initial value of the road gradient is corrected so that the altitude calculated by the altitude calculating means at the reference position where the altitude is known in advance approaches the known altitude, and the temporary road gradient is restored. A gist is provided with a road gradient correction means for correcting the provisional road gradient by calculation.

また、上記の道路勾配計測装置に対応する本発明の道路勾配計測方法は、
車両に搭載されて走行中の道路の道路勾配を計測する道路勾配計測方法であって、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の暫定的な初期値を設定する第1の工程と、
前記車両の後部から前部に向かって該車両に対して設定された前後軸の先端側が、重力の方向に沿って上下方向に回転する角度であるピッチ角について、前記道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での該ピッチ角の値を、該ピッチ角の初期値として設定する第2の工程と、
前記路面に対する前記車両の傾きを示す車両傾き角について、前記道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での該車両傾き角の値を、該車両傾き角の初期値として設定する第3の工程と、
ジャイロセンサを用いて前記ピッチ角を検出する第4の工程と、
前記車両の前後方向に位置を異ならせて設けられた複数箇所で、該車両の車体と路面との距離を検出することにより、前記車両傾き角を検出する第5の工程と、
前記ピッチ角の前記初期値からの変化量前記車両傾き角の前記初期値からの変化量との偏差に基づいて前記道路勾配の変化量を算出し、該変化量と前記暫定的な初期値とを用いて暫定的な道路勾配を算出する第6の工程と、
前記車両の走行速度を検出する第7の工程と、
前記暫定的な道路勾配と前記走行速度とに基づいて、前記車両の位置での標高を算出する第8の工程と、
予め標高が分かっている基準位置で算出された標高が該既知の標高に近付くように、前記道路勾配の暫定的な初期値を修正して前記暫定的な道路勾配を再計算することによって、前記暫定的な道路勾配を修正する第9の工程と
を備えることを要旨とする。
In addition, the road gradient measuring method of the present invention corresponding to the road gradient measuring device described above,
A road gradient measuring method for measuring a road gradient of a road mounted on a vehicle and running,
A first step of setting a provisional initial value of the road gradient when measuring the road gradient;
For the pitch angle that is the angle at which the front end of the front-rear axis set for the vehicle from the rear to the front of the vehicle rotates in the vertical direction along the direction of gravity, the provisional of the road gradient A second step of setting the value of the pitch angle at the time of setting the initial value as the initial value of the pitch angle ;
As for the vehicle inclination angle indicating the inclination of the vehicle with respect to the road surface , a value of the vehicle inclination angle at the time when the provisional initial value of the road gradient is set is set as an initial value of the vehicle inclination angle . And the process of
A fourth step of detecting the pitch angle using a gyro sensor;
A fifth step of detecting the vehicle inclination angle by detecting the distance between the vehicle body and the road surface at a plurality of locations provided at different positions in the longitudinal direction of the vehicle;
A change amount of the road gradient is calculated based on a deviation between a change amount of the pitch angle from the initial value and a change amount of the vehicle inclination angle from the initial value, and the change amount and the temporary initial value are calculated. A sixth step of calculating a temporary road gradient using the value;
A seventh step of detecting the traveling speed of the vehicle;
An eighth step of calculating an altitude at the position of the vehicle based on the provisional road gradient and the traveling speed;
By recalculating the provisional road gradient by correcting the provisional initial value of the road gradient so that the elevation calculated at the reference position where the elevation is known in advance approaches the known elevation, And a ninth step of correcting the provisional road gradient.

かかる本発明の道路勾配計測装置および道路勾配計測方法においては、道路勾配の計測に際して、道路勾配の暫定的な初期値を設定しておく。更に、道路勾配の暫定的な初期値を設定した時点でのピッチ角および車両傾き角を、それぞれピッチ角の初期値、および車両傾き角の初期値として設定しておく。そして、車両の走行中のピッチ角の初期値からの変化量を、ジャイロセンサを用いて検出する。ここでピッチ角とは、大まかに言えば、車両の前方と後方とが逆方向に上下に回転する方向に、車両がどの程度傾いているかを示す角度である。また、車両の前後方向に位置を異ならせた複数箇所で、車両の車体と路面との距離を検出することによって、車両傾き角の初期値からの変化量を検出する。そして、ピッチ角の変化量と車両傾き角の変化量との偏差に基づいて、道路勾配の変化量を算出し、得られた道路勾配の変化量と、道路勾配の暫定的な初期値とを用いて暫定的な道路勾配を算出する。更に、車両の走行速度を検出する。そして、算出した暫定的な道路勾配と走行速度とに基づいて、車両の位置での標高を算出しながら暫定的な道路勾配を計測する。その結果、予め標高が分かっている基準位置を車両が通過した際に、算出した標高と、予め分かっている標高とを比較して、算出した標高が既知の標高に近付くように、道路勾配の暫定的な初期値を修正して暫定的な道路勾配を再計算することによって、道路勾配を修正するようにしてもよい。 In the road gradient measuring apparatus and the road gradient measuring method of the present invention, a provisional initial value of the road gradient is set when the road gradient is measured. Furthermore, the pitch angle and the vehicle tilt angle at the time of setting the tentative initial value of the road slope, the initial value of each pitch angle, and is set as the initial value of the vehicle inclination angle. And the variation | change_quantity from the initial value of the pitch angle during driving | running | working of a vehicle is detected using a gyro sensor. Here, the pitch angle is an angle indicating how much the vehicle is inclined in a direction in which the front and rear of the vehicle rotate up and down in opposite directions. In addition, the amount of change from the initial value of the vehicle tilt angle is detected by detecting the distance between the vehicle body and the road surface at a plurality of locations whose positions are different in the front-rear direction of the vehicle. Then, based on the deviation between the change amount of the change amount and the vehicle inclination angle of the pitch angle, it calculates the amount of change in road gradient, and the change in weight of the obtained road gradient and the tentative initial value of road gradient Use to calculate provisional road gradient. Furthermore, the traveling speed of the vehicle is detected. Then, based on the calculated temporary road gradient and the traveling speed, the temporary road gradient is measured while calculating the altitude at the position of the vehicle. As a result, when the vehicle passes a reference position where the elevation is known in advance, the calculated elevation is compared with the known elevation so that the calculated elevation approaches the known elevation. The road gradient may be corrected by correcting the temporary initial value and recalculating the temporary road gradient.

ジャイロセンサを用いれば、ピッチ角の変化量を精度良く検出することができる。また詳細には後述するが、このピッチ角に影響を与える要因は、車両傾き角および道路勾配しか存在していない。更に、車両傾き角の変化量は、車両の前後で路面との距離を検出することによって、精度良く検出することができる。従って、ピッチ角の変化量と車両傾き角の変化量との偏差を求めれば、道路勾配の変化量を精度良く検出することが可能となる。加えて、道路勾配の変化量は、ピッチ角の変化量と車両傾き角の変化量との偏差によって決定されるものであるから、ピッチ角の初期値および車両傾き角の初期値については、必ずしも正確な値が分かっている必要はなく、任意の値を初期値とすることができる。そこで、道路勾配の暫定的な初期値を設定しておき、更に、道路勾配の暫定的な初期値を設定した時点でのピッチ角および車両傾き角の値を、それぞれピッチ角の初期値および車両傾き角の初期値に設定して、ピッチ角の初期値からの変化量および車両傾き角の初期値からの変化量を検出する。そして、検出したピッチ角の変化量および車両傾き角の変化量の偏差から道路勾配の変化量を算出すれば、比較的容易に道路勾配の変化量を算出することができる。更に、実際の道路には、正確な標高が分かっている地点が複数存在している。従って、暫定的に算出した道路勾配から標高を算出しておけば、正確な標高が分かっている地点を通過した際に、算出した標高と、予め分かっている標高とを比較することで、暫定的な道路勾配の算出値が正しいか否かを判断することができる。そして、標高が食い違っている場合には、算出した標高が正しい標高に近付くように、道路勾配の暫定的な初期値を修正し、修正した初期値を用いて道路勾配を再計算することによって、正しい計測値の道路勾配を得ることができる。

If a gyro sensor is used, the amount of change in pitch angle can be detected with high accuracy. As will be described in detail later, only the vehicle inclination angle and the road gradient exist as factors that affect the pitch angle. Furthermore, the amount of change in the vehicle tilt angle can be detected with high accuracy by detecting the distance from the road surface before and after the vehicle. Therefore, by obtaining the difference between the change amount of the change amount and the vehicle inclination angle of the pitch angle, it is possible to accurately detect the amount of change in road gradient. In addition, the amount of change in the road gradient, since it is to be determined by the difference between the change amount of the change amount and the vehicle inclination angle of the pitch angle, the initial value of the initial value and the vehicle inclination angle of the pitch angle is not necessarily It is not necessary to know the exact value, and an arbitrary value can be used as the initial value . Therefore, a temporary initial value of the road gradient is set, and the pitch angle and the vehicle inclination angle at the time of setting the temporary initial value of the road gradient are set as the initial value of the pitch angle and the vehicle , respectively. is set to an initial value of the inclination angle, it detects the amount of change from the initial value of the change amount and the vehicle tilt angle from the initial value of the pitch angle. Then, if the road gradient change amount is calculated from the detected deviation of the pitch angle change amount and the vehicle inclination angle change amount , the road gradient change amount can be calculated relatively easily. Furthermore, there are a plurality of points on the actual road whose precise altitude is known. Therefore, if the altitude is calculated from the tentatively calculated road slope, when passing through a point where the exact altitude is known, the calculated altitude is compared with the altitude that is known in advance. It can be determined whether or not the calculated value of the typical road gradient is correct. And if the altitude is different, correct the temporary initial value of the road gradient so that the calculated altitude approaches the correct altitude, and recalculate the road gradient using the corrected initial value, The road gradient with the correct measurement value can be obtained.

また、本発明の道路勾配計測装置においては、地球を周回する複数のGPS衛星からの信号を受信して、道路勾配を検出した時点での車両の緯度および経度を示すGPS情報を取得することとしてもよい。   Further, in the road gradient measuring device of the present invention, signals from a plurality of GPS satellites orbiting the earth are received, and GPS information indicating the latitude and longitude of the vehicle at the time when the road gradient is detected is acquired. Also good.

こうすれば、計測した道路勾配が、どの地点での道路勾配であるかを、正確に且つ容易に特定することが可能となるので好ましい。   This is preferable because it is possible to accurately and easily specify at which point the measured road gradient is the road gradient.

また、GPS情報を取得しながら道路勾配を計測する本発明の道路勾配計測装置においては、次のように道路勾配を修正しながら計測しても良い。先ず、緯度および経度の組毎に標高が設定された地図データを予め記憶しておく。また、車両の走行速度を検出して、暫定的な道路勾配と走行速度とに基づいて、車両の位置での標高を算出する。そして、標高を算出すると、同時に取得したGPS情報に基づいて地図データを参照し、算出した標高が、地図データに設定された標高に近付くように、道路勾配を修正しながら計測する。

In the road gradient measuring device of the present invention that measures the road gradient while acquiring GPS information, the measurement may be performed while correcting the road gradient as follows. First, map data in which an altitude is set for each set of latitude and longitude is stored in advance. Further, the traveling speed of the vehicle is detected, and the altitude at the position of the vehicle is calculated based on the provisional road gradient and the traveling speed. Then, when the altitude is calculated, the map data is referred to based on the GPS information acquired at the same time, and measurement is performed while correcting the road gradient so that the calculated altitude approaches the altitude set in the map data.

こうすれば、地図データを参照しながら道路勾配を修正することができるので、高い精度で道路勾配を計測することが可能となる。   In this way, the road gradient can be corrected while referring to the map data, so that the road gradient can be measured with high accuracy.

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
A.装置構成:
B.道路勾配の計測原理:
C.変形例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. Device configuration:
B. Road slope measurement principle:
C. Variations:

A.装置構成 :
図1は、本実施例の道路勾配計測装置100の構成を示した説明図である。図1(a)には、本実施例の道路勾配計測装置100を車両10に搭載した様子が示されている。図1(a)に示されるように、本実施例の道路勾配計測装置100は、車両10に固定されたジャイロセンサ102と、車両10の前部および後部にそれぞれ設けられたハイトセンサ104と、ジャイロセンサ102およびハイトセンサ104からのデータに対してデータ処理を行うデータ処理部106などから構成されている。
A. Device configuration :
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a road gradient measuring apparatus 100 according to the present embodiment. FIG. 1A shows a state in which the road gradient measuring device 100 of the present embodiment is mounted on the vehicle 10. As shown in FIG. 1A, a road gradient measuring apparatus 100 according to the present embodiment includes a gyro sensor 102 fixed to the vehicle 10, height sensors 104 provided at the front portion and the rear portion of the vehicle 10, The data processing unit 106 is configured to perform data processing on data from the gyro sensor 102 and the height sensor 104.

ジャイロセンサ102は、物体が回転したときに発生するコリオリ力を利用して、物体が回転する速度(すなわち角速度)を検出するセンサである。また、物体(ここでは車両10)が回転する方向は三つの方向が存在するが、本実施例のジャイロセンサ102は、車両10の前方が上下に回転する方向(ピッチ方向)の角速度を検出可能な状態に取り付けられている。尚、本実施例のジャイロセンサ102は、GPSアンテナも内蔵されており、緯度や経度などのGPS情報を取得することも可能となっている。   The gyro sensor 102 is a sensor that detects a speed at which an object rotates (that is, an angular speed) by using a Coriolis force generated when the object rotates. In addition, although there are three directions in which the object (here, the vehicle 10) rotates, the gyro sensor 102 of this embodiment can detect the angular velocity in the direction in which the front of the vehicle 10 rotates up and down (pitch direction). It is attached to the state. Note that the gyro sensor 102 according to the present embodiment also includes a GPS antenna, and can acquire GPS information such as latitude and longitude.

ハイトセンサ104は、前輪の車軸位置付近および後輪の車軸位置付近に取り付けられており、路面に対してレーザー光を照射することにより、それぞれの位置で路面に対する車体の高さを検出することが可能である。また、データ処理部106は、CPUやROM、RAMなどがデータをやり取り可能に接続されたいわゆるコンピュータであり、ジャイロセンサ102やハイトセンサ104からのデータが入力されている。   The height sensor 104 is attached near the axle position of the front wheel and near the axle position of the rear wheel. By irradiating the road surface with laser light, the height sensor 104 can detect the height of the vehicle body with respect to the road surface at each position. Is possible. The data processing unit 106 is a so-called computer in which a CPU, a ROM, a RAM, and the like are connected so as to exchange data, and data from the gyro sensor 102 and the height sensor 104 is input.

図1(b)には、ジャイロセンサ102や、ハイトセンサ104、データ処理部106に搭載された各種の機能に着目して、本実施例の道路勾配計測装置100の構成が示されている。ジャイロセンサ102には、車両10のピッチ角を検出するピッチ角検出部と、GPS情報を取得するGPS情報取得部が設けられており、これらで得られたデータは、データ処理部106に入力される。また、車両の前部および後部にそれぞれ設けられたハイトセンサ104からのデータも、データ処理部106に入力されている。   FIG. 1B shows the configuration of the road gradient measuring apparatus 100 according to the present embodiment, paying attention to various functions mounted on the gyro sensor 102, the height sensor 104, and the data processing unit 106. The gyro sensor 102 is provided with a pitch angle detection unit that detects the pitch angle of the vehicle 10 and a GPS information acquisition unit that acquires GPS information, and data obtained by these is input to the data processing unit 106. The Data from height sensors 104 provided at the front and rear of the vehicle is also input to the data processing unit 106.

データ処理部106は、演算部を中心として、設定部、地図データ記憶部、データ出力部などから構成されている。このうち演算部は、ジャイロセンサ102およびハイトセンサ104からのデータを受け取って、後述する内容の演算を行うことにより、道路勾配を算出する機能を有している。また設定部は、道路勾配の計測を開始する際に、道路勾配の初期値を、演算部に対して外部から設定する機能を有している。こうして初期値が設定されると、演算部は、ジャイロセンサ102およびハイトセンサ104からのデータに基づいて道路勾配を算出する。また、データ出力部は、こうして得られた道路勾配を外部に出力したり、各種の記録媒体に保存したりする機能を有している。   The data processing unit 106 includes a setting unit, a map data storage unit, a data output unit, and the like, with a calculation unit as a center. Among these, the calculation unit has a function of calculating the road gradient by receiving data from the gyro sensor 102 and the height sensor 104 and performing calculation of contents described later. The setting unit has a function of setting an initial value of the road gradient from the outside to the calculation unit when starting the measurement of the road gradient. When the initial value is set in this way, the calculation unit calculates the road gradient based on the data from the gyro sensor 102 and the height sensor 104. In addition, the data output unit has a function of outputting the road gradient thus obtained to the outside or storing it on various recording media.

以上のようにして道路勾配を計測する機能に加えて、本実施例のデータ処理部106には、次のような機能も搭載されている。先ず、演算部は、車両10の制御用のコンピュータから車速のデータを読み込むことで、道路勾配から標高の変化を算出することが可能である。そこで、計測を開始する地点での標高を予め調べておき、この標高を初期値として設定部から演算部に設定することで、標高を計測することも可能である。   In addition to the function of measuring the road gradient as described above, the data processing unit 106 of this embodiment is also equipped with the following functions. First, the calculation unit can calculate a change in altitude from a road gradient by reading vehicle speed data from a computer for controlling the vehicle 10. Therefore, it is possible to measure the altitude by checking the altitude at the point where the measurement is started in advance and setting the altitude as an initial value from the setting unit to the calculation unit.

更に、車両の現在位置を示すGPS情報(緯度および経度)を取得することも可能である。そこで、データ処理部106の内部に地図データ記憶部を設けて、各地点での緯度、経度、および標高が設定された地図データを、予め記憶しておく。そして、地図データに登録されている地点を車両が通過したら、地図データに記憶されている標高のデータを用いて、算出した値を修正しながら、道路勾配および標高を計測することも可能である。図1(b)には、データ処理部106の演算部が、地図データ記憶部に記憶された地図データを参照している様子が破線の矢印によって示されている。   Furthermore, it is also possible to acquire GPS information (latitude and longitude) indicating the current position of the vehicle. Therefore, a map data storage unit is provided inside the data processing unit 106, and map data in which the latitude, longitude, and elevation at each point are set is stored in advance. And if a vehicle passes the point registered into map data, it is also possible to measure a road gradient and an altitude while correcting the calculated value using the altitude data stored in the map data. . In FIG. 1B, the broken line arrow indicates that the calculation unit of the data processing unit 106 refers to the map data stored in the map data storage unit.

尚、図1(b)において、GPS情報取得部、地図データ記憶部、および車両制御用コンピュータが破線の矩形で示されているのは、道路勾配を計測するだけであれば、これらは必ずしも必須ではない機能であることを表したものである。   In FIG. 1B, the GPS information acquisition unit, the map data storage unit, and the vehicle control computer are indicated by broken-line rectangles if they only measure the road gradient. It is a function that is not.

以上のような構成を有する本実施例の道路勾配計測装置100は、車両10の走行中に道路勾配を、極めて高い精度で計測することが可能となっている。以下では、この点について詳しく説明する。   The road gradient measuring apparatus 100 of the present embodiment having the above-described configuration can measure the road gradient with extremely high accuracy while the vehicle 10 is traveling. Hereinafter, this point will be described in detail.

B.道路勾配の計測原理 :
図2は、本実施例の道路勾配計測装置100が、道路勾配を計測する原理を示した説明図である。図中に太い破線で示した矢印は、車両10の前後軸である。ここで、前後軸とは、車両10のほぼ中央に、後部から前部に向かって車体を基準に設定された軸である。前後軸は、大まかには車両10の進行方向と一致するが、あくまでも車体を基準に設定されているので、厳密には一致しない。例えば、車両10の前部が少し上がり、後部が少し下がった状態で走行しているような場合を考えれば明らかなように、車両10の進行方向と前後軸とは本質的に異なるものであって、厳密には、両者が一致することはない。
B. Road slope measurement principle:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle by which the road gradient measuring apparatus 100 of this embodiment measures the road gradient. Arrows indicated by thick broken lines in the figure are front and rear axes of the vehicle 10. Here, the front-rear axis is an axis that is set at the approximate center of the vehicle 10 from the rear part to the front part with reference to the vehicle body. The front and rear axes roughly coincide with the traveling direction of the vehicle 10, but are not strictly coincident because they are set based on the vehicle body to the last. For example, as is clear from the case where the vehicle 10 is traveling with the front part slightly raised and the rear part slightly lowered, the traveling direction of the vehicle 10 and the front and rear axes are essentially different. Strictly speaking, they do not match.

この前後軸の先端側が重力の方向に沿って上下に移動するような方向(ピッチ方向)に車両10が回転すると、車両10に搭載されたジャイロセンサ102は、ピッチ方向の回転に伴う角速度を検出し、検出した角速度からピッチ角θpを算出して出力する。ここで、車両10の前後軸は、車両10が傾いても回転するし、路面が傾いても回転する。このことから明らかなように、ジャイロセンサ102によって得られたピッチ角θpは、車両10の路面に対する傾き角(車両傾き角θv)と、道路勾配θrとが合わさったものとなっている。従って、ピッチ角θpから、車両傾き角θvを減算することで、道路勾配θrを求めることが可能である。   When the vehicle 10 rotates in a direction (pitch direction) in which the front end side of the front and rear axes moves up and down along the direction of gravity, the gyro sensor 102 mounted on the vehicle 10 detects an angular velocity associated with the rotation in the pitch direction. Then, the pitch angle θp is calculated from the detected angular velocity and output. Here, the longitudinal axis of the vehicle 10 rotates even when the vehicle 10 tilts, and rotates even when the road surface tilts. As is clear from this, the pitch angle θp obtained by the gyro sensor 102 is a combination of the inclination angle (vehicle inclination angle θv) with respect to the road surface of the vehicle 10 and the road gradient θr. Therefore, the road gradient θr can be obtained by subtracting the vehicle inclination angle θv from the pitch angle θp.

また、図1を用いて前述したように、本実施例では車両10の前部および後部にそれぞれハイトセンサ104が設けられており、それぞれの位置で、路面に対する車体の高さを検出可能である。従って、車両10の進行方向へのハイトセンサ104間の距離Lを予め求めておけば、前後のハイトセンサ104で得られた高さの差(高低差dH)をLで除算した値の逆正弦関数(sin−1)を算出することによって、車両傾き角θvを求めることができる。そして、ジャイロセンサ102によって得られたピッチ角θpから車両傾き角θvを減算することで、道路勾配θrを算出することができる。 Further, as described above with reference to FIG. 1, in this embodiment, the height sensor 104 is provided at each of the front portion and the rear portion of the vehicle 10, and the height of the vehicle body with respect to the road surface can be detected at each position. . Accordingly, if the distance L between the height sensors 104 in the traveling direction of the vehicle 10 is obtained in advance, the inverse sine of the value obtained by dividing the height difference (height difference dH) obtained by the front and rear height sensors 104 by L. By calculating the function (sin −1 ), the vehicle inclination angle θv can be obtained. Then, the road gradient θr can be calculated by subtracting the vehicle inclination angle θv from the pitch angle θp obtained by the gyro sensor 102.

本実施例の道路勾配計測装置100では、このような方法により、車両10を走行させながら、極めて高い精度で道路勾配θrを計測している。ここで、本実施例の方法で計測した道路勾配θrの精度が極めて高い理由を、加速度センサを用いて道路勾配θrを算出する方法と対比することによって説明する。   In the road gradient measuring apparatus 100 of the present embodiment, the road gradient θr is measured with extremely high accuracy while the vehicle 10 is traveling by such a method. Here, the reason why the accuracy of the road gradient θr measured by the method of this embodiment is extremely high will be described by comparing it with a method of calculating the road gradient θr using an acceleration sensor.

図3は、加速度センサを用いて道路勾配θrを算出する原理を示した説明図である。図3(a)は、平坦な道路を一定の加速度で加速している状態を示している。車両に働く加速度は、車両が加速することによる加速度(走行加速度av)、および重力加速度gである。従って、車両に搭載された加速度センサによって検出される加速度(検出加速度am)は、これらの加速度(走行加速度avおよび重力加速度g)が合成したものとなる。仮に、車両が完全に平坦な道路を走行しているのであれば、加速度センサで検出される検出加速度amと、車輪の回転から求めた走行加速度avとの間には、
(am)=(av)+g
の関係が成り立っている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of calculating the road gradient θr using an acceleration sensor. FIG. 3A shows a state where a flat road is accelerated at a constant acceleration. The acceleration acting on the vehicle is acceleration due to acceleration of the vehicle (running acceleration av) and gravitational acceleration g. Therefore, the acceleration (detected acceleration am) detected by the acceleration sensor mounted on the vehicle is a combination of these accelerations (running acceleration av and gravitational acceleration g). If the vehicle is traveling on a completely flat road, between the detected acceleration am detected by the acceleration sensor and the traveling acceleration av obtained from the rotation of the wheel,
(Am) 2 = (av) 2 + g 2
The relationship is established.

一方、図3(b)は、上り勾配の道路を加速している状態を示している。車両の走行加速度avおよび重力加速度gの大きさが図3(a)の場合と全く同じであっても、重力加速度gに対する走行加速度avの角度が変わるため、実際に加速度センサで検出される検出加速度amの大きさは、図3(a)の場合を想定して上式で算出した値とは異なったものとなる。そして、走行加速度avおよび重力加速度gから上式を用いて算出した加速度と、加速度センサで検出された実際の検出加速度amとの偏差は、道路勾配θrが大きくなるほど増加する。換言すれば、走行加速度avおよび重力加速度gから算出した加速度と、加速度センサで検出された検出加速度amとを比較することによって、道路勾配θrを算出することが可能となる。詳細には種々の方法が存在しているが、加速度センサを用いた方法では、大まかには、このような原理を用いて道路勾配θrを計測している。ところが、実際に加速度センサで得られる検出加速度amには、車両の揺れに起因する種々の外乱が混入する。   On the other hand, FIG. 3B shows a state in which an uphill road is being accelerated. Even if the travel acceleration av and the gravitational acceleration g of the vehicle are exactly the same as in FIG. 3A, the angle of the travel acceleration av with respect to the gravitational acceleration g changes, so that the detection is actually detected by the acceleration sensor. The magnitude of the acceleration am is different from the value calculated by the above equation assuming the case of FIG. The deviation between the acceleration calculated from the traveling acceleration av and the gravitational acceleration g using the above equation and the actual detected acceleration am detected by the acceleration sensor increases as the road gradient θr increases. In other words, the road gradient θr can be calculated by comparing the acceleration calculated from the travel acceleration av and the gravitational acceleration g with the detected acceleration am detected by the acceleration sensor. Although there are various methods in detail, the method using the acceleration sensor roughly measures the road gradient θr using such a principle. However, various disturbances resulting from the shaking of the vehicle are mixed in the detected acceleration am actually obtained by the acceleration sensor.

図4は、加速度センサの出力に影響を与える車体の揺れをまとめて示した説明図である。図4(a)は、車両の前部と後部とが異なる方向に上下に揺れる動き(ピッチ動)をしている様子を示している。図4(b)は、車両の前部と後部とが同じ方向に上下に揺れる動き(上下動)をしている様子を示し、図4(c)は、車両が前後方向に揺れる動き(前後動)をしている様子を示している。更に、図4(d)には、車両の左部と右部とが異なる方向に上下に揺れる動き(ロール動)をしている様子が示されている。これらの車両の動きは、実際には加速度センサの出力に影響を与える。   FIG. 4 is an explanatory view collectively showing the shaking of the vehicle body that affects the output of the acceleration sensor. FIG. 4A shows a state in which the front portion and the rear portion of the vehicle are swinging up and down (pitch movement) in different directions. FIG. 4 (b) shows a situation where the front and rear parts of the vehicle are swinging up and down in the same direction (up and down movement), and FIG. 4 (c) is a movement of the vehicle swinging back and forth (front and rear). It shows a state of moving). Further, FIG. 4D shows a state in which the left and right portions of the vehicle are moving up and down (rolling) in different directions. These vehicle movements actually affect the output of the acceleration sensor.

特に、車両は、振動学的には、タイヤやサスペンションの上に重い車体が取り付けられた所謂バネ−マス振動系となっているので、車両の走行速度および路面の小さな凹凸によって、図4に示す各種の動きが、互いに重畳した状態で発生し得る。そして、これらの動きが発生すると、車両の走行中に計測した加速度センサの出力から、これらの外乱に起因した成分を取り除くことは極めて困難である。例えば、本実施例の方法と同様に、前後の車軸の付近にハイトセンサを設けてピッチ動の大きさを検出したとしても、ピッチ動の大きさが、加速度センサの出力にどの程度の影響を与えるかを正確に評価することは容易なことではない。また、仮に、ピッチ動に起因する加速度を取り除いたとしても、その他の動きに起因する加速度も取り除かなければならない。そして、これら各種の動きが互いに重畳すると、加速度センサの出力から、これら動きによる成分を取り除くことは極めて困難となる。   In particular, the vehicle has a so-called spring-mass vibration system in which a heavy vehicle body is mounted on a tire or a suspension, so that the vehicle is shown in FIG. Various movements can occur in a state where they overlap each other. When these movements occur, it is extremely difficult to remove components due to these disturbances from the output of the acceleration sensor measured while the vehicle is running. For example, as with the method of this embodiment, even if height sensors are provided near the front and rear axles to detect the magnitude of pitch movement, how much the magnitude of pitch movement affects the output of the acceleration sensor. It is not easy to accurately evaluate whether to give. Further, even if the acceleration due to the pitch motion is removed, the acceleration due to other motions must also be removed. When these various movements are superimposed on each other, it becomes extremely difficult to remove components due to these movements from the output of the acceleration sensor.

これに対して、図2を用いて説明した本実施例の計測方法では、ジャイロセンサ102で車両のピッチ角θpを検出しており、このピッチ角θpは、道路勾配θrおよび車両傾き角θvの2つの要因のみから決定される。例えば、図4(b)〜図4(d)の何れの動きに対しても、ジャイロセンサ102の出力は影響を受けることはない。そして、車両傾き角θvであれば、車両10の前後に設けたハイトセンサ104の出力から精度良く検出することができる。従って、ジャイロセンサ102で得られたピッチ角θpから、ハイトセンサ104を用いて検出した車両傾き角θvを減算することで、極めて精度良く道路勾配θrを計測することが可能となるのである。   In contrast, in the measurement method of the present embodiment described with reference to FIG. 2, the gyro sensor 102 detects the vehicle pitch angle θp, and the pitch angle θp is determined by the road gradient θr and the vehicle inclination angle θv. Determined from only two factors. For example, the output of the gyro sensor 102 is not affected by any of the movements shown in FIGS. 4 (b) to 4 (d). And if it is vehicle inclination angle (theta) v, it can detect with sufficient accuracy from the output of the height sensor 104 provided before and behind the vehicle 10. FIG. Therefore, by subtracting the vehicle inclination angle θv detected using the height sensor 104 from the pitch angle θp obtained by the gyro sensor 102, the road gradient θr can be measured with extremely high accuracy.

図5は、本実施例の道路勾配計測装置100を車両に搭載して、実際に道路を走行しながら道路勾配θrを計測した結果を例示した説明図である。図5(a)は、走行距離に対する走行速度の変化を示しており、図5(b)は、道路勾配の計測結果が示されている。走行速度は、車両の制御用コンピュータから取得することができる。あるいは、車輪に回転速度センサを取り付けて、得られた回転速度に車輪の半径を乗算することによって走行速度を算出しても良い。また、図5(c)には、計測した道路勾配θrと走行速度とに基づいて標高を算出した結果が示されている。すなわち、道路勾配θrの正弦関数(sin)に走行速度を乗算すれば、単位時間あたりの標高の変化量を算出することができる。そこで、計測開始時点での標高を予め求めておき、この標高に、単位時間あたりの標高の変化量を累積していくことで、道路勾配θrから標高を算出することができる。   FIG. 5 is an explanatory view exemplifying the result of measuring the road gradient θr while actually driving on the road by mounting the road gradient measuring apparatus 100 of this embodiment on a vehicle. Fig.5 (a) has shown the change of the driving speed with respect to driving distance, and FIG.5 (b) has shown the measurement result of the road gradient. The traveling speed can be obtained from a vehicle control computer. Alternatively, the traveling speed may be calculated by attaching a rotational speed sensor to the wheel and multiplying the obtained rotational speed by the radius of the wheel. FIG. 5C shows the result of calculating the altitude based on the measured road gradient θr and the traveling speed. That is, if the traveling speed is multiplied by the sine function (sin) of the road gradient θr, the amount of change in altitude per unit time can be calculated. Therefore, the elevation at the time of starting measurement is obtained in advance, and the elevation can be calculated from the road gradient θr by accumulating the amount of elevation change per unit time.

図5では、2回分の計測結果が示されており、1回目の計測結果は実線で、2回目の計測結果は破線で示されている。図5(a)に示されているように、1回目と2回目とでは走行速度がかなり異なっている。これは、1回目の計測時と2回目の計測時とでは、道路の混み方がかなり異なっており、それに伴って車両10の走り方が大幅に異なったためである。   In FIG. 5, the measurement results for the second time are shown. The first measurement result is shown by a solid line, and the second measurement result is shown by a broken line. As shown in FIG. 5A, the traveling speed is considerably different between the first time and the second time. This is because the way of crowding the road is considerably different between the first measurement and the second measurement, and accordingly, the way the vehicle 10 runs is significantly different.

このように車両10の走り方が大幅に異なっているにも拘わらず、図5(b)に示した道路勾配θrの計測結果は、1回目と2回目とで良く似た結果が得られている。ここで、走行した道路は、走行距離1km付近までは片側1車線であったが、1km付近から2.2km付近までは複数車線となり、2.2km付近以降は再び片側1車線となっていた。そして、複数車線となっている1km付近から2.2km付近までは、1回目の計測時と2回目の計測時とで異なる車線を走行した。このため、車線変更を繰り返した1回目よりも、車線変更をほとんど行わなかった2回目の方が、走行距離が短くなり、その結果、走行距離2km以降では、2回目の計測結果が1回目の計測結果に対して少しシフトしたような結果が得られている。   In spite of the vastly different way of running the vehicle 10 as described above, the measurement result of the road gradient θr shown in FIG. 5B is very similar between the first time and the second time. Yes. Here, the road that was traveled was one lane on one side until the mileage near 1 km, but it became a plurality of lanes from around 1 km to around 2.2 km, and again one lane on one side after around 2.2 km. Then, the vehicle traveled in different lanes at the time of the first measurement and at the time of the second measurement from around 1 km to around 2.2 km, which are multiple lanes. For this reason, the mileage is shorter in the second time in which the lane change is hardly performed than in the first time in which the lane change is repeated, and as a result, after the mileage of 2 km, the second measurement result is The result is a little shifted from the measurement result.

また、図5(c)に示した標高の算出結果についても同様に、走行距離2.2km以降では、2回目の算出結果が1回目の算出結果に対して、少しシフトしたような結果となっている。また、走行距離1km〜2.2kmの間で、標高の計算結果が1回目と2回目とで乖離しているのは、走行車線の違いによるものである。   Similarly, the calculation result of the altitude shown in FIG. 5C is such that the second calculation result is slightly shifted from the first calculation result after the travel distance of 2.2 km. ing. In addition, the difference between the first and second altitude calculation results between the travel distances of 1 km and 2.2 km is due to the difference in the travel lane.

図5(b)および図5(c)を観察すると、本実施例の道路勾配計測装置100では、極めて高い精度で道路勾配θrを計測可能なことが分かる。例えば、走行距離の違いが現れない走行距離1km付近までは、図5(b)に示した道路勾配θrおよび図5(c)に示した標高の計算結果の何れについても、1回目の計測と2回目の計測とで高い再現性を示している。また、再び片側1車線となる走行距離2.2km付近以降については、それまでの走行距離が1回目と2回目とで違っていることを考慮して、一方のデータを平行移動してやると、図5(b)に示した道路勾配θrおよび図5(c)に示した標高の計算結果の何れについても、ほとんど重なってしまう。これらのことは、走行車線を決めておけば、1回の計測で、極めて高い精度で道路勾配θrおよび標高のデータを取得可能であることを示している。従って、本実施例の道路勾配計測装置100を用いて道路勾配θr(および標高)を計測しておけば、同じ車線を走行する限り(たとえ車両が違っていても)、道路勾配θr(および標高)については、先に計測したデータをそのまま使用することが可能となる。   Observing FIG. 5B and FIG. 5C, it can be seen that the road gradient θr can be measured with extremely high accuracy in the road gradient measuring apparatus 100 of the present embodiment. For example, until the travel distance of about 1 km where the difference in travel distance does not appear, both the road gradient θr shown in FIG. 5B and the altitude calculation result shown in FIG. High reproducibility is shown in the second measurement. In addition, for a distance of 2.2 km or more, which becomes one lane on one side again, taking into account that the distance traveled up to that time is different between the first and second times, if one data is moved in parallel, Both the road gradient θr shown in FIG. 5 (b) and the altitude calculation result shown in FIG. 5 (c) almost overlap. These indicate that the road gradient θr and the altitude data can be acquired with extremely high accuracy by one measurement if the traveling lane is determined. Therefore, if the road gradient θr (and altitude) is measured using the road gradient measuring apparatus 100 of the present embodiment, the road gradient θr (and altitude) is used as long as the vehicle travels in the same lane (even if the vehicles are different). ), It is possible to use the data measured previously.

C.変形例 :
上述したように、本実施例の道路勾配計測装置100は、車両に搭載して1回だけ道路を走行するだけで、道路勾配θrを精度良く計測することができる。また、精度良く計測した道路勾配θrから、精度良く標高を算出することができる。このように、計測した道路勾配θrを標高に変換しておけば、既に得られている標高のデータを用いて計測結果を修正しながら、道路勾配θrを計測することが可能である。以下では、このような変形例について説明する。
C. Modified example:
As described above, the road gradient measuring apparatus 100 according to the present embodiment can measure the road gradient θr with high accuracy only by being mounted on a vehicle and traveling on the road only once. Also, the altitude can be calculated with high accuracy from the road gradient θr measured with high accuracy. In this way, if the measured road gradient θr is converted into elevation, it is possible to measure the road gradient θr while correcting the measurement result using already obtained elevation data. Below, such a modification is demonstrated.

図6は、道路勾配θrの計測経路を地図上で示した説明図である。図中に示した太い実線が道路勾配θrの計測経路を表している。また、図中に示した破線は、計測経路の周囲を走っている道路を表している。図示されているように、計測経路は、複数の道路と交差しているのが通常である。従って、これら周辺の道路の幾つかで既に標高のデータが得られていれば、交差する位置で既に得られている標高のデータと、新たに計測中のデータとを付き合わせることで、計測データを修正しながら道路勾配θrおよび標高を計測することが可能と考えられる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a measurement route of the road gradient θr on a map. The thick solid line shown in the figure represents the measurement route of the road gradient θr. Moreover, the broken line shown in the drawing represents a road running around the measurement route. As shown in the figure, the measurement route usually intersects with a plurality of roads. Therefore, if altitude data has already been obtained for some of these surrounding roads, the altitude data already obtained at the intersecting position is combined with the newly measured data to obtain measurement data. It is considered possible to measure the road gradient θr and altitude while correcting.

図6中に示した太い破線は、既に道路勾配θrを計測して、標高のデータが得られている道路を表している。図1を用いて前述したように、本実施例のジャイロセンサ102はGPS機能を搭載しており、車両が存在する地点の緯度および経度を取得することが可能である。従って、道路勾配θrおよび標高を計測しながら、同時にその地点の緯度および経度も取得することで、図6に示したように、地図上で道路に沿った標高のデータを得ることが可能である。このようにして得られたデータ(緯度および経度の組に対して標高が設定されたデータ)を、予め記憶しておく。尚、緯度および経度の組に対して標高が設定されたデータを、本明細書中では「地図データ」と呼んでいる。図6に示した例では、4つの経路に沿った地図データが、予め記憶されていることになる。   The thick broken line shown in FIG. 6 represents a road from which altitude data is already obtained by measuring the road gradient θr. As described above with reference to FIG. 1, the gyro sensor 102 according to the present embodiment has a GPS function, and can acquire the latitude and longitude of a point where the vehicle exists. Therefore, by measuring the road gradient θr and the altitude, and simultaneously acquiring the latitude and longitude of the point, it is possible to obtain altitude data along the road on the map as shown in FIG. . The data thus obtained (data in which the altitude is set for the set of latitude and longitude) is stored in advance. Note that data in which elevation is set for a set of latitude and longitude is referred to as “map data” in this specification. In the example shown in FIG. 6, map data along four routes is stored in advance.

また、図6中に太い実線で示した計測経路に沿って道路勾配θr(および標高)を計測する際にも、道路勾配θr(および標高)を計測すると同時に、GPS機能を用いてその地点での緯度および経度を取得する。そして、取得した緯度および経度の値が、地図データに記憶されているか否かを判断して、記憶されている場合には、地図データの標高を用いて、計測中の標高の値を修正する。例えば、図6に示した「a」点で、計測経路が、地図データの記憶されている道路と交わるので、地図データに記憶されている標高のデータによって、計測中の標高の値を修正する。また、このような標高差が生じた原因は、計測開始時に初期値として設定した道路勾配θrなどに誤差が含まれていたためと考えられるので、標高差が生じないように初期値を修正して、道路勾配θrや標高などを再計算してもよい。   Further, when measuring the road gradient θr (and elevation) along the measurement path indicated by the thick solid line in FIG. 6, the road gradient θr (and elevation) is measured and at the same time using the GPS function. Get the latitude and longitude of the. Then, it is determined whether or not the acquired latitude and longitude values are stored in the map data, and if stored, the altitude value being measured is corrected using the altitude of the map data. . For example, since the measured route intersects with the road where the map data is stored at the point “a” shown in FIG. 6, the altitude value being measured is corrected by the altitude data stored in the map data. . Also, the cause of such an elevation difference is thought to be because an error was included in the road gradient θr set as the initial value at the start of measurement, so the initial value was corrected so as not to cause an elevation difference. The road gradient θr, altitude, etc. may be recalculated.

図6に示されるように、計測経路上の「b」点、「c」点、「d」点についても地図データが存在するので、「a」点と同様にして、道路勾配θrの計測値や標高の計算結果を修正することができる。また、このとき、既に行った修正の結果を利用して、修正することで、道路勾配θrおよび標高の計測精度を高めることができる。例えば「b」点について説明すると、「a」点で行った修正で初期値に含まれる誤差は除かれている。従って、「b」点での地図データの標高と、計測中の標高との間に生じた標高差は、「a」点での道路勾配θrに含まれる僅かな誤差に起因しているものと考えられる。そこで、「b」点での標高差が生じないように、「a」点での道路勾配θrを修正して、「a」点から「b」点までの道路勾配θrおよび標高を再計算する。「c」点、「d」点についても同様にして、地図データに基づいて修正しながら、道路勾配θrおよび標高を計測することで、極めて高い精度を確保することが可能となる。   As shown in FIG. 6, map data also exists at “b” point, “c” point, and “d” point on the measurement route, so that the measured value of the road gradient θr is similar to the “a” point. And altitude calculation results can be modified. At this time, the measurement accuracy of the road gradient θr and the altitude can be improved by making correction using the result of the correction already made. For example, when the “b” point is described, the error included in the initial value is removed by the correction performed at the “a” point. Therefore, the difference in elevation between the elevation of the map data at the point “b” and the elevation being measured is caused by a slight error included in the road gradient θr at the point “a”. Conceivable. Therefore, the road gradient θr at the point “a” is corrected so as not to cause an elevation difference at the point “b”, and the road gradient θr and the elevation from the point “a” to the point “b” are recalculated. . Similarly, the “c” point and the “d” point can be corrected based on the map data, and the road gradient θr and the altitude can be measured to ensure extremely high accuracy.

尚、GPSの信号は、必ずしも常に受信可能なわけではない。上述した修正方法では、緯度および経度のデータが必要なので、たまたま「a」点、「b」点、「c」点、「d」点で、GPSの信号が受信できなかった場合には、修正することができなくなってしまう。しかし、このような場合でも、カルマンフィルター(離散的な誤差のある計測に対して時々刻々と時間変化する量を推定するフィルター)を用いれば、緯度および経度の情報を推定して修正を行うことができ、その結果、高い精度で道路勾配θrおよび標高を計測することが可能となる。   Note that GPS signals are not always receivable. Since the correction method described above requires latitude and longitude data, if the GPS signal cannot be received at the “a”, “b”, “c”, and “d” points, it is corrected. You will not be able to. However, even in such a case, if the Kalman filter (a filter that estimates the time-varying amount of time for measurements with discrete errors) is used, the latitude and longitude information is estimated and corrected. As a result, the road gradient θr and the altitude can be measured with high accuracy.

また、上述した説明では、地図データは、本実施例の道路勾配計測装置100を用いて標高を計測しながら、同時に緯度および経度を計測することによって得られたデータであるものとして説明した。この場合は、計測経路と交差するような道路で、既に道路勾配θrおよび標高が計測されて、地図データとして保存されていることが必要となる。しかし、このような地図データが常に存在するとは限らない。このような場合は、信頼のできる機関から提供される地形データ(緯度および経度と、その地点での標高が表示されているデータ)を、地図データとして用いながら上述した修正を行うことによっても、道路勾配θrおよび標高を精度良く計測することが可能である。   In the above description, the map data is described as data obtained by simultaneously measuring the latitude and longitude while measuring the altitude using the road gradient measuring apparatus 100 of the present embodiment. In this case, it is necessary that the road gradient θr and the altitude are already measured and stored as map data on a road that intersects the measurement route. However, such map data does not always exist. In such a case, it is also possible to perform the above-mentioned correction while using the terrain data (latitude and longitude and the altitude at that point) provided by a reliable organization as map data, It is possible to accurately measure the road gradient θr and the altitude.

尚、実際の道路には、高架になって他の道路の上を跨いだり、地下に潜って他の道路の下をくぐったり、更には、複数の道路が、上下に平行して走っている場合も存在する。している。このような場合、緯度および経度が同じ地点に、正しい標高が複数存在している。従って、単に地図データが存在するからといって、計測結果を修正してしまっては、却って計測精度を低下させてしまうことが考えられる。また、地形データを地図データとして用いる場合にも、道路が高架になっている部分や、地下に潜っている部分などでは、地形データの標高を用いて計測結果を修正すると、却って計測精度を低下させてしまうことが考えられる。   In addition, on actual roads, they are elevated and straddle over other roads, diving underground and passing under other roads, and multiple roads running in parallel vertically There are cases. doing. In such a case, there are a plurality of correct elevations at the same latitude and longitude. Therefore, it is conceivable that just because map data exists, if the measurement result is corrected, the measurement accuracy is lowered. In addition, when using topographic data as map data, if the measurement result is corrected using the altitude of the topographic data in a part where the road is elevated or in the basement, the measurement accuracy decreases. It is conceivable to let you.

図7は、高速道路を含む経路に沿って計測した道路勾配θrから、標高を算出した結果を示した説明図である。図中に示した実線が、道路勾配θrから計算した標高である。また、図中に示した破線は、地形データから求めた計測経路上での標高を表している。図中で走行距離1km付近〜17km付近までが高速道路であり、その他の部分は一般道である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the result of calculating the altitude from the road gradient θr measured along the route including the highway. The solid line shown in the figure is the altitude calculated from the road gradient θr. Moreover, the broken line shown in the figure represents the altitude on the measurement route obtained from the topographic data. In the figure, the highway is from about 1 km to about 17 km, and the other part is a general road.

図示されているように、一般道の部分(走行距離1km付近まで、および17km付近以降)では、道路勾配θrから算出した標高の値は、地図データ(ここでは地形データ)から求めた標高と良く一致している。しかし、高速道路に入ってしばらくの間(走行距離にして1km付近〜3km付近まで)は、道路勾配θrから算出した標高が、地図データが示す標高よりも低くなっている。この区間では、高速道路がトンネル内を通過しているものと考えられる。また、トンネルを抜けて以降(走行距離にして3km付近〜17km付近まで)では、道路勾配θrから算出した標高が、地図データが示す標高よりも高くなっている。この区間では、高速道路が高架になっているものと考えられる。これらのような区間では、地図データの標高を用いて計測結果を修正すると、却って計測精度を低下させてしまう。   As shown in the figure, the elevation value calculated from the road gradient θr in the portion of the general road (up to about 1 km travel distance and after 17 km) is the same as the elevation obtained from the map data (terrain data here). Match. However, for a while after entering the expressway (from about 1 km to about 3 km as the travel distance), the altitude calculated from the road gradient θr is lower than the altitude indicated by the map data. In this section, it is considered that the highway passes through the tunnel. Further, after passing through the tunnel (from about 3 km to about 17 km as the travel distance), the altitude calculated from the road gradient θr is higher than the altitude indicated by the map data. It is considered that the expressway is elevated in this section. In such a section, if the measurement result is corrected using the altitude of the map data, the measurement accuracy is reduced.

そこで、地図データの標高を修正に用いることができるか否かを示すフラグを、地図データ中の地点(緯度および経度)毎に予め設定しておき、フラグの設定を確認して、修正に用いることができる地点でのみ、地図データの標高を用いて修正する。例えば、図7に示した例では、高速道路が通っている地点の地図データには、修正に用いることができない旨のフラグを設定しておく。こうすれば、走行距離1km付近までは修正を行いながら道路勾配θrおよび標高を計測し、高速道路の走行中は修正を行うことなく計測することになる。そして、一般道に入った走行距離17km付近で再び地図データに基づいて修正を行う。高速道路を抜けた直後の修正においては、高速道路の走行中に修正せずに計測した区間のデータ(走行距離1km付近〜17km付近のデータ)をまとめて修正すればよい。こうすれば、高架やトンネルなどの部分でも極めて高い精度で道路勾配θrおよび標高を計測することが可能となる。   Therefore, a flag indicating whether or not the altitude of the map data can be used for correction is set in advance for each point (latitude and longitude) in the map data, and the setting of the flag is confirmed and used for correction. Only at points where it can be corrected using the elevation of the map data. For example, in the example shown in FIG. 7, a flag indicating that it cannot be used for correction is set in the map data at a point where the highway passes. In this way, the road gradient θr and the altitude are measured while making corrections up to the vicinity of the travel distance of 1 km, and are measured without correction while traveling on the expressway. Then, the correction is performed again based on the map data near the travel distance of 17 km on the general road. In the correction immediately after exiting the expressway, it is only necessary to correct the data of the section (data near the travel distance of 1 km to 17 km) measured without correction during traveling on the expressway. In this way, it is possible to measure the road gradient θr and the altitude with extremely high accuracy even in parts such as overpasses and tunnels.

また、地図データの地点毎に予めフラグを設定しておくのは面倒なので、次のようにしても良い。すなわち、道路勾配θrから算出した標高と、地図データの標高とを比較して、標高差が所定値以上に大きい場合には、高架あるいはトンネルなどを通過しているものと判断して、修正しないこととしてもよい。また、地図データを用いて修正するか否かの判断を、個々の地点毎に行うのではなく、それより前の地点での標高差も参照しながら判断することとしても良い。例えば、道路勾配θrから算出した標高と、地図データの標高との標高差が所定値以上となる地点が、3点以上連続した場合に、両端を除いた地点では修正を行わないものと判断しても良い。あるいは逆に、標高差が所定値以上となる地点が孤立している場合、換言すれば、その地点の前後の地点では、標高差が所定値以下である場合には、その地点では修正しないものと判断しても良い。   Moreover, since it is troublesome to set a flag for each point of the map data, it may be as follows. That is, the altitude calculated from the road gradient θr is compared with the altitude of the map data, and if the altitude difference is larger than a predetermined value, it is determined that the vehicle passes through an elevated or tunnel and is not corrected. It is good as well. In addition, the determination as to whether or not to correct using map data is not performed for each point, but may be made with reference to an elevation difference at a point before that. For example, if there are three or more consecutive points where the elevation difference between the elevation calculated from the road gradient θr and the elevation of the map data is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that correction is not performed at points excluding both ends. May be. Or, conversely, if a point where the altitude difference is greater than or equal to the predetermined value is isolated, in other words, if the altitude difference is less than or equal to the predetermined value at points before and after that point, it is not corrected at that point You may judge.

更には、車両の走行速度を考慮して地点間の距離を算出し、標高差が所定値以上となる区間が、所定の距離以上連続した場合には、地図データの標高を用いた修正は行わないものと判断しても良い。あるいは逆に、標高差が所定値以上となる区間が、あまりに短い距離であった場合には、その区間では、地図データによる修正は行わないものと判断しても良い。   Furthermore, the distance between the points is calculated in consideration of the traveling speed of the vehicle, and if the section where the altitude difference is equal to or greater than the predetermined value continues for the predetermined distance or more, the correction using the altitude of the map data is performed. You may judge that it is not. Or conversely, if the section where the elevation difference is equal to or greater than the predetermined value is too short, it may be determined that no correction using map data is performed in that section.

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to this, Unless it deviates from the range described in each claim, it is not limited to the description word of each claim, and those skilled in the art Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that they can be easily replaced.

例えば、上述した実施例では、ハイトセンサ104は、車体と路面との距離を直接検出するものとして説明した。しかし、車体と路面との距離が検出できるのであれば、どのような方法を用いることもできる。例えば、車輪を支える車軸と、車体と距離を検出することによって、間接的に車体と路面との距離を検出するようにしても良い。   For example, in the above-described embodiments, the height sensor 104 is described as directly detecting the distance between the vehicle body and the road surface. However, any method can be used as long as the distance between the vehicle body and the road surface can be detected. For example, the distance between the vehicle body and the road surface may be detected indirectly by detecting the distance between the axle that supports the wheel and the vehicle body.

また、上述した実施例では、ハイトセンサ104は、前輪の車軸位置付近、および後輪の車軸位置付近に設けられているものとして説明した。それぞれのハイトセンサ104が正確に車軸位置に設けられている場合は、いわゆるホイールベース長を、車両傾き角θvを算出する際の距離Lとして用いることができるので、距離Lを計測する手間をかけることなく車両傾き角θvを算出することができる。これに対して、前側のハイトセンサ104は前輪の車軸位置よりも前方に設け、後側のハイトセンサ104は後輪の車軸位置よりも後方に設けることとしてもよい。こうすれば、長い距離Lを確保することができるので、車両傾き角θvを、より高い精度で算出することが可能となる。もちろん、他の適切な取付箇所が無い場合は、前輪の車軸および後輪の車軸の内側にハイトセンサ104を取り付けることも可能である。   Further, in the above-described embodiments, the height sensor 104 is described as being provided near the front wheel axle position and the rear wheel axle position. When each height sensor 104 is accurately provided at the axle position, the so-called wheelbase length can be used as the distance L when calculating the vehicle inclination angle θv, so it takes time to measure the distance L. The vehicle inclination angle θv can be calculated without any problem. On the other hand, the front height sensor 104 may be provided in front of the front wheel axle position, and the rear height sensor 104 may be provided behind the rear wheel axle position. In this way, since a long distance L can be secured, the vehicle inclination angle θv can be calculated with higher accuracy. Of course, if there is no other suitable mounting location, the height sensor 104 can be mounted inside the front axle and the rear axle.

本実施例の道路勾配計測装置100の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the road gradient measuring apparatus 100 of a present Example. 本実施例の道路勾配計測装置100が道路勾配を計測する原理を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the principle which the road gradient measuring apparatus 100 of a present Example measures a road gradient. 加速度センサを用いて道路勾配θrを算出する原理を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the principle which calculates road gradient (theta) r using an acceleration sensor. 加速度センサの出力に影響を与える車体の揺れの各種態様を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the various aspects of the shaking of the vehicle body which affects the output of an acceleration sensor. 本実施例の道路勾配計測装置100を車両に搭載して、実際に道路を走行しながら道路勾配θrを計測した結果を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the result of having mounted the road gradient measuring apparatus 100 of a present Example in the vehicle, and measuring road gradient (theta) r, actually drive | working a road. 地図上で道路勾配θrの計測経路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measurement path | route of road gradient (theta) r on the map. 高速道路を含む経路に沿って道路勾配θrを計測した後、標高を算出した結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the result of having calculated the altitude after measuring road gradient (theta) r along the path | route containing a highway.

符号の説明Explanation of symbols

10…車両、 100…道路勾配計測装置、 102…ジャイロセンサ、
104…ハイトセンサ、 106…データ処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 100 ... Road gradient measuring device, 102 ... Gyro sensor,
104: Height sensor 106: Data processing unit

Claims (4)

車両に搭載されて走行中の道路の道路勾配を計測する道路勾配計測装置であって、
前記車両の後部から前部に向かって該車両に対して設定された前後軸の先端側が、重力の方向に沿って上下方向に回転する角度であるピッチ角を、ジャイロセンサを用いて検出するピッチ角検出手段と、
前記車両の前後方向に位置を異ならせて設けられた複数箇所で、該車両の車体と路面との距離を検出することにより、該路面に対する該車両の傾きを示す車両傾き角を検出する車両傾き角検出手段と、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の暫定的な初期値を設定する第1初期値設定手段と、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での前記ピッチ角を該ピッチ角の初期値として設定し該道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での前記車両傾き角を該車両傾き角の初期値として設定する第2初期値設定手段と、
前記第2初期値設定手段で設定された初期値からの前記ピッチ角の変化量前記第2初期値設定手段で設定された初期値からの前記車両傾き角の変化量との偏差に基づいて、前記道路勾配の変化量を算出し、該変化量と前記暫定的な初期値とを用いて暫定的な道路勾配を算出する道路勾配算出手段と、
前記車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記暫定的な道路勾配と前記走行速度とに基づいて、前記車両の位置での標高を算出する標高算出手段と、
予め標高が分かっている基準位置で前記標高算出手段によって算出された標高が、該既知の標高に近付くように、前記道路勾配の暫定的な初期値を修正して前記暫定的な道路勾配を再計算することによって、前記暫定的な道路勾配を修正する道路勾配修正手段と
を備える道路勾配計測装置。
A road gradient measuring device that measures the road gradient of a road mounted on a vehicle and running,
Pitch that uses a gyro sensor to detect a pitch angle, which is the angle at which the front and rear shaft tip side set with respect to the vehicle from the rear to the front rotates in the vertical direction along the direction of gravity. Angle detection means;
Vehicle inclination for detecting a vehicle inclination angle indicating the inclination of the vehicle with respect to the road surface by detecting the distance between the vehicle body and the road surface at a plurality of locations provided at different positions in the longitudinal direction of the vehicle. Angle detection means;
A first initial value setting means for setting a temporary initial value of the road gradient when measuring the road gradient;
When measuring the road gradient , the pitch angle at the time when the provisional initial value of the road gradient was set was set as the initial value of the pitch angle , and the provisional initial value of the road gradient was set Second initial value setting means for setting the vehicle inclination angle at the time as an initial value of the vehicle inclination angle;
Based on a deviation between the variation of the pitch angle and the change amount of the vehicle tilt angle from the initial value set in the second initial value setting means from the initial value set in the second initial value setting means Road gradient calculating means for calculating a change amount of the road gradient and calculating a temporary road gradient using the change amount and the temporary initial value;
Travel speed detecting means for detecting the travel speed of the vehicle;
An altitude calculating means for calculating an altitude at the position of the vehicle based on the provisional road gradient and the traveling speed;
The tentative initial value of the road gradient is corrected so that the altitude calculated by the altitude calculating means at the reference position where the altitude is known in advance approaches the known altitude, and the temporary road gradient is restored. A road gradient measuring device comprising: road gradient correcting means for correcting the provisional road gradient by calculating.
請求項1に記載の道路勾配計測装置であって、
地球を周回する複数のGPS衛星からの信号を同時に受信することにより、前記道路勾配を検出した時点での前記車両の緯度および経度を示すGPS情報を取得するGPS情報取得手段を備える道路勾配計測装置。
The road gradient measuring device according to claim 1,
A road gradient measuring device comprising GPS information acquisition means for acquiring GPS information indicating the latitude and longitude of the vehicle at the time of detecting the road gradient by simultaneously receiving signals from a plurality of GPS satellites orbiting the earth. .
請求項に記載の道路勾配計測装置であって、
緯度および経度の組毎に標高が設定された地図データを予め記憶している地図データ記憶手段を備え、
前記道路勾配修正手段は、前記標高が算出されると、同時に取得された前記GPS情報に基づいて前記地図データを参照し、該算出された標高が、該地図データに設定された標高に近付くように、前記道路勾配を修正する手段である道路勾配計測装置。
The road gradient measuring device according to claim 2 ,
Comprising map data storage means for storing in advance map data in which elevation is set for each set of latitude and longitude;
When the altitude is calculated, the road gradient correction means refers to the map data based on the GPS information acquired at the same time, and the calculated altitude approaches the altitude set in the map data. And a road gradient measuring device which is means for correcting the road gradient.
車両に搭載されて走行中の道路の道路勾配を計測する道路勾配計測方法であって、
前記道路勾配の計測に際して、該道路勾配の暫定的な初期値を設定する第1の工程と、
前記車両の後部から前部に向かって該車両に対して設定された前後軸の先端側が、重力の方向に沿って上下方向に回転する角度であるピッチ角について、前記道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での該ピッチ角の値を、該ピッチ角の初期値として設定する第2の工程と、
前記路面に対する前記車両の傾きを示す車両傾き角について、前記道路勾配の前記暫定的な初期値を設定した時点での該車両傾き角の値を、該車両傾き角の初期値として設定する第3の工程と、
ジャイロセンサを用いて前記ピッチ角を検出する第4の工程と、
前記車両の前後方向に位置を異ならせて設けられた複数箇所で、該車両の車体と路面との距離を検出することにより、前記車両傾き角を検出する第5の工程と、
前記ピッチ角の前記初期値からの変化量前記車両傾き角の前記初期値からの変化量との偏差に基づいて前記道路勾配の変化量を算出し、該変化量と前記暫定的な初期値とを用いて暫定的な道路勾配を算出する第6の工程と、
前記車両の走行速度を検出する第7の工程と、
前記暫定的な道路勾配と前記走行速度とに基づいて、前記車両の位置での標高を算出する第8の工程と、
予め標高が分かっている基準位置で算出された標高が該既知の標高に近付くように、前記道路勾配の暫定的な初期値を修正して前記暫定的な道路勾配を再計算することによって、前記暫定的な道路勾配を修正する第9の工程と
を備える道路勾配計測方法。
A road gradient measuring method for measuring a road gradient of a road mounted on a vehicle and running,
A first step of setting a provisional initial value of the road gradient when measuring the road gradient;
For the pitch angle that is the angle at which the front end of the front-rear axis set for the vehicle from the rear to the front of the vehicle rotates in the vertical direction along the direction of gravity, the provisional of the road gradient A second step of setting the value of the pitch angle at the time of setting the initial value as the initial value of the pitch angle ;
As for the vehicle inclination angle indicating the inclination of the vehicle with respect to the road surface , a value of the vehicle inclination angle at the time when the provisional initial value of the road gradient is set is set as an initial value of the vehicle inclination angle . And the process of
A fourth step of detecting the pitch angle using a gyro sensor;
A fifth step of detecting the vehicle inclination angle by detecting the distance between the vehicle body and the road surface at a plurality of locations provided at different positions in the longitudinal direction of the vehicle;
A change amount of the road gradient is calculated based on a deviation between a change amount of the pitch angle from the initial value and a change amount of the vehicle inclination angle from the initial value, and the change amount and the temporary initial value are calculated. A sixth step of calculating a temporary road gradient using the value;
A seventh step of detecting the traveling speed of the vehicle;
An eighth step of calculating an altitude at the position of the vehicle based on the provisional road gradient and the traveling speed;
By recalculating the provisional road gradient by correcting the provisional initial value of the road gradient so that the elevation calculated at the reference position where the elevation is known in advance approaches the known elevation, A road gradient measuring method comprising: a ninth step of correcting a provisional road gradient.
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