CN101779100A - 车辆距离检测设备 - Google Patents

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森下庆一
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Abstract

一种加速度信号(da)，该加速度信号(da)是从加速度传感器(11)输出的加速度信号的数字形式，该加速度信号(da)被积分部(16)积分，以获得速度信号(b)。另外，通过积分部(16)对速度信号(b)积分以获得表示行进距离的距离信号(c)。在计算部(13)中，执行FFT计算以获得具有最大的振动强度的振动频率。如果具有最大振动强度的振动频率是储存在空转频率储存部(14)中的空转频率，那么从确定部(15)输出速度复位信号(R)。在输出速度复位信号(R)时，积分部(16)强制使待积分的速度信号(b)的值为零，从而防止速度信号(c)的累积误差的增加。

Description

车辆距离检测设备
技术领域
本发明涉及一种车辆距离检测设备，该车辆距离检测设备被设计以能够在使用加速度传感器检测行进距离时降低行进距离的累积误差。
背景技术
基于无线电的收费系统可以用作收费公路中的电子收费系统。使用基于无线电的收费系统，在收费公路的收费亭安装的基站和安装在车辆(汽车)上的机载或车载的机器之间进行通信，以执行车辆和收费的识别和认证。专用短程通信(DSRC)通常用作在基站和车载机器之间的通信。
这样的基于无线电的收费系统的使用使得车辆以不停车且无现金的方式通过收费亭。
另外，GPS收费系统通过使用全球定位系统(GPS)检测车辆的位置、行进路线、行进距离以及行进时间，和基于检测数据收费，上述的GPS收费系统正在研究中，作为下一代的基于无线电的收费系统。
使用GPS收费系统，通过安装在车载的机器上的GPS接收器来接收从GPS卫星传输的无线电波。GPS接收器基于接收到的无线电波检测车辆的行进位置。在车辆进入收费区域(例如特定的城市区域)时，收费开始，以及在车辆离开收费区域时，收费结束。在车辆行进到收费区域中时，检测车辆位置、行进路线、行进距离以及行进时间。
车载机器在车辆进入收费区域时开始记录行进路线，基于车辆从收费区域出去时的行进路线确定行进距离、基于行进距离收费，以及传输收费信息给收费中心。
这样的GPS收费系统可以废除在传统的基于无线电的收费系统下是必需的收费亭(闸门设施)。
在GPS收费系统下，在车辆不能接收从GPS卫星传输来的无线电波和不能执行GPS定位，例如在车辆行进到隧道中时，使用自支持的传感器来检测行进距离，和用通过自支持的传感器检测到的行进距离来校正通过GPS接收器检测到的位置信息。
在一些车辆中，车辆速度传感器通过检测车轮(或例如用于将旋转力传输给车轮的驱动轴)的转速来确定车辆速度，该车辆速度传感器在此处用作自支持传感器。通过积分从这种类型的车辆速度传感器输出的车辆速度信号，获得行进距离，用由此获得的行进距离来校正位置信息。
车辆速度传感器必定设置在车辆(汽车)中，来自于车辆速度传感器的信号被发送至车辆速度计，在该车辆速度计中显示车辆的速度。
另外，具有这种类型的车辆，其中车辆速度传感器经由信号管线与设置在方向盘的下侧上的位置处的插座和例如设置在前排乘客的座位(即地板表面)下方的位置处的插座相连接，使得可以以这种方式从暴露到外面的插座取回车辆速度信号。
然而，这样的插座的安装位置根据车辆的类型是不同的。因此，将车载的机器和插座连接到一起的工作已经成为依照车辆的类型的单独的工作，并且是复杂的工作。
一些车辆类型缺少上面提及的插座。对于这些车辆类型，车辆速度信号在外部是不可取出的。结果，未从车辆速度信号成功地建立行进距离。
对于两个车轮的车辆，未假定在外部取回车辆速度脉冲，且没有插座用于在外部取回车辆速度脉冲。
为了防止与车辆速度传感器相关联的复杂的工作等，通常的做法是提供具有加速度传感器的车载机器，和基于加速度传感器的检测从加速度信号计算行进的距离和速度，而不是使用来自于车辆速度传感器的信号。
图10显示出使用加速度传感器1计算车辆速度和行进距离的传统技术。如图10所示，从安装在车载机器上的加速度传感器1输出的加速度信号a被第一积分器2积分，以获得表示车辆速度的速度信号b。通过第二积分器3对这一速度信号b进行积分，以获得表示行进距离的距离信号c。也就是，加速度信号a被积分两次以获得距离信号c。
专利文件1：JP-A-9-196691
发明内容
本发明要解决的问题
对于使用加速度传感器1来计算车辆速度和行进距离的传统技术，如图10所示，例如加速度信号a所涉及的小噪声的误差引起行进速度信号b的误差，结果加速度信号c的累积误差随着时间增加。
将参考图11(a)至11(c)对此进行说明。在图11(a)至图11(c)中，短的虚线表示测量值或计算值，以及实线表示真实值。
如果由于一些原因振动(加速度)作用到加速度传感器1上，或如果在车辆处于停顿状态或静止时，实际上未发生的振动(加速度)因为热噪声等被错误地检测到，那么如图11(a)所示加速度传感器1测量振动并且输出加速度信号a。此时，由于运行或行进，真值(即加速度)为零。
也就是，虽然因为车辆是静止的，由于行进加速度(真值)为零，但是加速度信号a作为噪声被输出。
如果如此处所示输出作为噪声的加速度信号，速度信号(计算值)b增加，尽管车辆是静止的，如图11(b)所示。
另外，随着速度信号(计算值)b增加，随着时间的流过距离信号(计算值)c累积增加，尽管车辆是停止的。
或者说，从加速度传感器1输出的加速度信号a被积分两次以获得距离信号c的传统技术造成了这样的问题，如果加速度信号a中涉及噪声，那么距离信号c(计算值)的累积误差随着时间增加。
鉴于上文所述的传统技术，完成了本发明。本发明的一个目的是提供一种车辆距离检测设备，用于通过使用加速度传感器来检测行进距离，所述车辆距离检测设备适合于防止距离信号因为噪声而随时间增加，尽管车辆是停止的，从而降低了行进距离的累积误差。
解决问题的手段
一种用于解决上述问题的本发明的一个方面是安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
停止确定装置，该停止确定装置用于基于所述加速度信号确定所述车辆是否是静止的；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述停止确定装置没有确定所述车辆是静止的时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述停止确定装置已经确定所述车辆是静止的时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的另一方面是一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定包含在所述加速度信号中的各个频率成分的量是多少；
空转频率储存部，该空转频率储存部储存空转频率，该空转频率根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定；
确定部，如果所述计算部中计算所得的所述各个频率成分中具有最大振动强度的频率成分是储存在所述空转频率储存部中的所述空转频率，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的另一方面是一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定所述加速度信号的强度；
阈值储存部，该阈值储存部储存阈值，该阈值具有根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定的值；
比较部，如果由所述计算部获得的所述加速度信号的强度小于储存在所述阈值储存部中的所述阈值，那么该比较部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述比较部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述比较部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的另一方面是一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于基于测速信号获得发动机转速；
确定部，如果所述发动机转速已经变成预先设定的空转速度，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的另一方面是一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
确定部，如果保持停车制动，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的另一方面是一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定包含在所述加速度信号中的各个频率成分的量是多少，且还用于获得所述加速度信号的强度；
空转频率储存部，该空转频率储存部储存空转频率，该空转频率根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定；
阈值储存部，该阈值储存部储存阈值，该阈值具有根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定的值；
停止确定部，如果所述计算部中计算所得的所述各个频率成分中具有最大振动强度的频率成分是被储存在所述空转频率储存部中的所述空转频率和如果由所述计算部获得的所述加速度信号的强度低于储存在所述阈值储存部中的阈值，那么所述停止确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述停止确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述停止确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
本发明的效果
根据本发明，通过积分加速度信号获得的速度信号被进一步积分，以获得表示行进距离的距离信号。在此时，确定了车辆是否处于停止或静止。在确定车辆处于停止或静止时，速度信号的值迫使变成零。已经变成零的速度信号被积分以获得行进距离。
因此，即使在车辆的停止期间输出作为噪声的加速度信号，那么在这种情形中迫使速度信号变成零值。因此，可以防止随着时间距离信号增加的缺陷，即累积误差的增加。
结果，通过使用从加速度信号输出的加速度信号获得距离信号的车辆距离检测设备能够通过减少累积误差的出现更准确地获得行进距离。
附图说明
图1是显示出根据本发明的实施例1的车辆距离检测设备的方块图。
图2(a)是显示出在车辆停止以使发动机进入空转操作状态时的FFT计算的结果的特性图，在空转操作状态中发动机转速变成空转频率。
图2(b)是在车辆处于行进时显示出FFT计算的结果的特性图。
图3(a)是显示出车辆速度信号的状况的特性图。
图3(b)是显示出距离信号的状况的特性图。
图4是显示出根据本发明的实施例2的车辆距离检测设备的方块图。
图5(a)是显示出在车辆停止以使发动机进入空转操作状态时的加速度da的有效值(rms)的特性图。
图5(b)是显示出在车辆处于行进时的加速度da的有效值(rms)的特性图。
图6是显示出根据本发明的实施例3的车辆距离检测设备的方块图。
图7是显示出根据本发明的实施例4的车辆距离检测设备的方块图。
图8是显示出根据本发明的实施例5的车辆距离检测设备的方块图。
图9是显示出实施例5中的停止确定部的确定技术的确定特性图。
图10是显示出通过使用加速度传感器计算车辆速度和行进距离的传统技术的方块图。
图11a是显示出加速度的特性图。
图11b是显示出车辆速度信号的状况的特性图。
图11c是显示出距离信号的状况的特性图。
标记和符号的描述
10，20，30，40，50车辆距离检测设备
11，21，31，41，51加速度传感器
12，22，32，42，52A/D转换器
13，23，33，53计算部
14，54a空转频率储存部
24，54b阈值储存部
15，35，45确定部
25，35确定部
55停止确定部
16，26，36，46，56积分部
a，da加速度信号
b车辆速度信号
c距离信号
Ne发动机转速
ta测速信号
sb停车制动信号
R速度复位信号
具体实施方式
现在基于下述的实施例详细地描述实施本发明的最佳方式：
实施例1
图1显示出根据本发明的实施例1的车辆距离检测设备10。这种车辆距离检测设备10设置在例如装配有GPS接收器的车载机器中。
车辆距离检测设备10具有加速度传感器11、A/D转换器12、计算部13、空转频率储存部14、确定部15以及积分部16。
在加速度起作用时，加速度传感器11输出加速度信号a，其是与起作用的加速度对应的模拟信号。A/D转换器12将作为模拟信号的加速度信号a转换成是数字信号的加速度信号da。
计算部13执行加速度信号da的快速傅立叶转换(FFT)计算。通过执行FFT计算，可以确定包含在加速度信号da中的频率成分的量是多少。
图2(a)显示出在车辆停止以使发动机进入空转操作状态中时的FFT计算的结果，其中发动机转速变成为空转频率。图2(b)显示出在车辆行进时的FFT计算的结果。
在空转操作状态中，根据车辆预先确定的空转频率(例如10Hz)的频率成分的振动强度是最大的，如图2(a)所示。在车辆行进时，根据车辆预先确定的行进频率(例如42Hz)的频率成分的振动强度是最大的，如图2(b)所示。
返回至图1，积分部16积分加速度信号da以获得表示车辆速度的车辆速度信号b，和输出车辆速度信号b。积分部16还积分车辆速度信号b，以获得表示行进距离的距离信号c。
因此获得的距离信号c用于校正通过GPS接收器检测到的位置信息。
距离信号c被校正，以便不增加累积误差，尽管之后对其细节进行描述。
空转频率储存部14储存有根据车辆距离检测设备10安装在其上的车辆预先确定的空转频率(例如10Hz)。
确定部15接收储存在空转频率储存部14中的空转频率和在计算部13中进行的FFT计算的结果，以确定由FFT计算所得的各个频率中具有最大信号成分量(振动强度)的频率，即振动强度峰值的频率。
另外，如果具有振动强度峰值的频率是上述的空转频率，那么确定部15将速度复位信号R发送给积分部16。
积分部16如之前说明的基于加速度信号da获得车辆速度信号b和距离信号c。然而，在接收到速度复位信号R时，积分部16强制地使速度信号b的值变为零(重设速度信号b)，无论刚刚在速度复位信号R的进入之前速度信号b具有什么样的值。
因此，在车辆停止和发动机进入到空转操作状态中时，连续地输出速度复位信号R。因此，在空转操作(车辆的停止)期间，在积分部16中获得的速度信号b继续为零。
另外，在速度复位信号R没有进入时，积分部16对车辆速度信号b进行积分，其通过积分归属于加速度传感器11的检测的加速度信号a(da)来获得，从而获得距离信号c。
另外，在速度复位信号R已经进入时，积分部16对车辆速度信号b进行积分，该车辆速度信号b的值已经迫使变成零，从而获得距离信号c。
图3(a)显示出车辆速度信号b的状况，其中短虚线表示计算值，实线表示真值。在速度复位信号R在时间T进入积分部16中时，车辆速度信号b的值变成为零，并且这个零值继续。
图3(b)显示出距离信号c的状况，其中短虚线表示计算值，实线表示真值。在速度复位信号R在时间T进入积分部16中时，速度信号b的值在时间T之后强制地变成为零。因此，距离信号c的值继续为时间T处的值。
也就是，在时间T之后，累积误差的出现(即随着时间距离信号c增加，尽管车辆是停止的)可以被避免。
如上文所述，在具有由FFT计算所建立的各自频率的最大信号成分量(振动强度)(即具有峰值振动强度的频率)是空转频率时，确定车辆是停顿或静止的。基于这样的确定，车辆速度信号b迫使为零。通过这样做，可以防止随着时间的经过累积误差叠加到距离信号c上。
结果，表示行进距离的距离信号c的值变得更加精确。
实施例2
接下来，通过参考图4对根据本发明的实施例2的车辆距离检测设备20进行描述。这种车辆距离检测设备200设置在例如装配有GPS接收器的车载机器中。
车辆距离检测设备20具有加速度传感器21、A/D转换器22、计算部23、阈值储存部24、比较部25以及积分部26。
在加速度起作用时，加速度传感器21输出加速度信号a，其是依照于起作用的加速度的模拟信号。A/D转换器22将作为模拟信号的加速度信号a转换成是数字信号的加速度信号da。在X轴线方向(车辆行进方向)上的加速度、在Y轴线方向(车辆的右和左方向)上的加速度以及在Z轴线方向上的加速度(上下方向)被输出作为加速度信号a(da)。图4显示出共同地和一般地作为加速度信号a、da的这些类型的加速度。
计算部23获得加速度信号da的强度值。具体地，计算部23对在X轴线、Y轴线和Z轴线上的加速度求和，计算出加速度信号da的平均值，和获得加速度信号da的有效值。
图5(a)显示出在车辆停止以使发动机进入空转操作状态中时的加速度da的有效值(rms)。图5(b)显示出在车辆行进时的加速度da的有效值(rms)。
在空转操作状态中，表示振动强度的加速度da的强度值(例如有效值(rms))很低，如图5(a)所示。在车辆行进时，因为发动机振动、路面上的振动等很大，所以表示振动强度的加速度da的强度值(例如有效值(rms))很高，如图5(b)所示。
返回至图4，积分部26对加速度信号da求积分，以获得表示车辆速度的车辆速度信号b，和输出车辆速度信号b。积分部26还对车辆速度信号b求积分以获得表示行进距离的距离信号c。
由此获得的距离信号c用于校正由GPS接收器检测到的位置上的信息。
距离信号c被校正，以便使得累积误差不增加，尽管之后将对细节进行描述。
阈值储存部24储存阈值sh。阈值sh的值被设定为在安装了车辆距离检测设备20的车辆的空转状态期间加速度da的强度值和在安装了车辆距离检测设备20的车辆的行进状态期间加速度da的强度值之间的值。
比较部25将储存在阈值储存部24中的阈值sh和在计算部23中计算的加速度信号da的强度值进行比较。
另外，如果加速度信号da的强度值低于阈值sh，那么比较部25发送速度复位信号r给积分部26。
如之前陈述的，积分部26基于加速度信号da获得车辆速度信号b和距离信号c。然而，在接收到速度复位信号R时，积分部26强制地使得速度信号b的值为零(重设速度信号b)，不管刚刚在速度复位信号R进入之前速度信号b具有什么样的值。
因此，在车辆停止和发动机进入空转操作状态中时，持续地输出速度复位信号R。因此，在空转操作(车辆停止)期间，在积分部26中获得的速度信号b的值继续为零。
另外，在速度复位信号R没有进入时，积分部26对车辆速度信号b积分，该车辆速度信号b是对归咎于通过加速度传感器21的检测得到的加速度信号a(da)积分而获得的，从而获得了距离信号c。
此外，在速度复位信号R已经进入时，积分部26对车辆速度信号b积分，车辆速度信号b的值已经迫使变成零，从而获得距离信号c。
如上文所描述的，在加速度信号da的强度值低于阈值sh时，得到车辆是停顿的或静止的确定。基于这种确定，车辆速度信号b迫使为零。通过这样做，可以防止随着时间的经过累积误差叠加到距离信号c上。
结果，表示行进距离的距离信号c的值变得更精确。
实施例3
接下来，参考图6对根据本发明的实施例3的车辆距离检测设备30进行描述。这种车辆距离检测设备30设置在例如装配有GPS接收器的车载机器中。
车辆距离检测设备30具有加速度传感器31、A/D转换器32、计算部33、确定部35以及积分部36。
在加速度起作用时，加速度传感器31输出加速度信号a，其是依照于起作用的加速度的模拟信号。A/D转换器32将作为模拟信号的加速度信号a转换成是数字信号的加速度信号da。
向计算部33供给来自于设置在车辆中的转速计(未显示)的测速信号ta。
计算部33执行测速信号ta的FFT计算或提取测速信号ta的脉冲间隔，以获得发动机转速Ne。
在另外的细节中，计算部33执行FFT计算，以获得具有最高振动强度的频率成分，和计算依照于具有最高振动强度的频率成分的频率的发动机转速Ne。也就是，在具有最高振动强度的频率成分的频率越高，发动机转速Ne越高的假定下执行计算。
另外，在测速信号ta的脉冲间隔越短，发动机转速Ne越高的假定下执行计算。
积分部36对加速度信号da积分，以获得表示车辆速度的车辆速度信号b，和输出车辆速度信号b。积分部36还对车辆速度信号b积分，以获得表示行进距离的距离信号c。
因此获得的距离信号c用于校正在由GPS接收器检测到的位置上的信息。
距离信号c被校正，以便不增加累积误差，尽管之后对其细节进行描述。
确定部35确定由计算部33发送的发动机转速Ne是否已经变成预先设定的空转速度。如果发动机转速Ne是空转速度，那么确定部35将速度复位信号R发送给积分部36。
如之前陈述的，积分部36基于加速度信号da获得车辆速度信号b和距离信号c。然而，在接收到速度复位信号R时，积分部36强制地使速度信号b的值为零(重设速度信号b)，不管刚好在速度复位信号R进入之前速度信号b具有什么样的值。
因此，在车辆停止和发动机进入空转操作状态中时，持续地输出速度复位信号R。因此，在空转操作(车辆停止)期间，在积分部36中获得的速度信号b的值继续为零。
另外，在速度复位信号R没有进入时，积分部36对车辆速度信号b积分，该车辆速度信号b是对归咎于通过加速度传感器31的检测得到的加速度信号a(da)积分而获得的，从而获得了距离信号c。
此外，在速度复位信号R已经进入时，积分部36对车辆速度信号b积分，车辆速度信号b的值已经迫使变成零，从而获得距离信号c。
如上文所描述的，在发动机转速Ne是空转速度时，得到车辆是停顿的或静止的确定。基于这种确定，车辆速度信号b迫使为零。通过这样做，可以防止随着时间的经过累积误差叠加到距离信号c上。
结果，表示行进距离的距离信号c的值变得更精确。
实施例4
接下来，参考图7对根据本发明的实施例4的车辆距离检测设备40进行描述。这种车辆距离检测设备40设置在例如装配有GPS接收器的车载机器中。
车辆距离检测设备40具有加速度传感器41、A/D转换器42、确定部45以及积分部46。
在加速度起作用时，加速度传感器41输出加速度信号a，其是依照于起作用的加速度的模拟信号。A/D转换器42将作为模拟信号的加速度信号a转换成是数字信号的加速度信号da。
积分部46对加速度信号da积分，以获得表示车辆速度的车辆速度信号b，和输出车辆速度信号b。积分部46还对车辆速度信号b积分，以获得表示行进距离的距离信号c。
因此获得的距离信号c用于校正在由GPS接收器检测到的位置上的信息。
距离信号c被校正，以便不增加累积误差，尽管之后对其细节进行描述。
确定部45连接到停车制动检测传感器(未显示)和在制动闸被停车制动闸保持时，从停车制动检测传感器输入停止制动信号sb。
在接收到停车制动信号sb时，确定部45将速度复位信号R发送给积分部36。
在车辆是停顿的或静止的时，通过停车制动闸踩刹车，从而停车制动信号sb被输入。因此，可以确定车辆是静止的。
如之前陈述的，积分部46基于加速度信号da获得车辆速度信号b和距离信号c。然而，在接收到速度复位信号R时，积分部46强制地使速度信号b的值为零(重设速度信号b)，不管刚刚在速度复位信号R进入之前速度信号b具有什么样的值。
因此，在车辆停止和发动机进入空转操作状态中时，持续地输出速度复位信号R。因此，在空转操作(车辆停止)期间，在积分部46中获得的速度信号b的值继续为零。
另外，在速度复位信号R没有进入时，积分部46对车辆速度信号b积分，该车辆速度信号b是对归咎于通过加速度传感器41的检测得到的加速度信号a(da)积分而获得的，从而获得了距离信号c。
此外，在速度复位信号R已经进入时，积分部46对车辆速度信号b积分，车辆速度信号b的值已经迫使变成零，从而获得距离信号c。
如上文所描述的，在保持停车制动时，得到车辆是停顿的或静止的确定。基于这种确定，车辆速度信号b迫使为零。通过这样做，可以防止随着时间的经过累积误差叠加到距离信号c上。
结果，表示行进距离的距离信号c的值变得更精确。
实施例5
接下来，参考图8对根据本发明的实施例5的车辆距离检测设备50进行描述。这种车辆距离检测设备50设置在例如装配有GPS接收器的车载机器中。
在被安装到手动变速车或具有手动变速装置且其中驱动器对齿轮机构变速的车辆上时，车辆距离检测设备50是适合的。
即使在松开离合器或即使齿轮机构处于空档状态中时，手动变速车辆可以自由地运转，但发动机处于空转。如果在此时，车辆简单地因为发动机是空转的被判断处于停顿或静止的，那么虽然发动机不处于静止状态，但是做出了发动机是停止的错误确定。
此外，在手动变速车辆中，在车辆的停止期间通过使得处于空转中的发动机加快转动来提高发动机转速。此时，高发动机转速下的振动量大于空转下的振动量。如果仅是因为这就判定车辆是行进的，那么虽然车辆不是出于行进状态中但是做出了车辆是行进的错误确定。
已经开发出本实施例的车辆距离检测设备50，以防止手动变速车辆中的上述提及的错误确定。
如图8所示，车辆距离检测设备50具有加速度传感器51、A/D转换器52、计算部53、空转频率储存部54a、阈值储存部54b、停止确定部55以及积分部56。
在加速度起作用时，加速度传感器51输出加速度信号a，其是依照于起作用的加速度的模拟信号。A/D转换器52将作为模拟信号的加速度信号a转换成是数字信号的加速度信号da。在X轴线方向(车辆行进方向)上的加速度、在Y轴线方向(车辆的右和左方向)上的加速度以及在Z轴线方向上的加速度(上下方向)被输出作为加速度信号a(da)。图8显示出共同地和一般地作为加速度信号a、da的这些类型的加速度。
计算部53执行两种类型的计算。
作为第一种计算，计算部53执行加速度da的快速傅立叶转换(FFT)计算。通过执行FFT计算，可以确定多大量的频率成分包含在加速度信号da中。这种确定的结果被发送给空转频率储存部54a和停止确定部55。
在空转操作状态中，根据车辆预先确定的空转频率(例如10Hz)的频率成分的振动强度是最大的。在车辆行进时，根据车辆预先确定的行进频率(例如42Hz)的频率成分的振动强度是最大的。
在第二种计算中，计算部53获得加速度信号da的强度值。具体地，计算部53对X、Y和Z轴线方向上的加速度求和，计算加速度信号da的平均值以及获得加速度信号da的有效值。加速度信号da的强度值被发送给阈值储存部54b和停止确定部55。
在空转操作状态中，表示振动强度加速度da的强度值(例如有效值(rms))是很低的。在车辆行进时，因为发动机振动、路面振动等极大，所以表示振动强度的加速度da的强度值(例如有效值(rms))是很高的。
积分部56对加速度信号da求积分，以获得表示车辆速度的车辆速度信号b，和输出车辆速度信号b。积分部56还对车辆速度信号b求积分以获得表示行进距离的距离信号c。
由此获得的距离信号c用于校正由GPS接收器检测到的位置上的信息。
距离信号c被校正，以便使得累积误差不增加，尽管之后将对细节进行描述。
空转频率储存部54a储存有根据其中安装了车辆距离检测设备50预先确定的空转频率(例如10Hz)。
阈值储存部54b储存有阈值sh。阈值sh的值被设定为在安装了车辆距离检测设备50的车辆的空转状态期间加速度da的强度值和在安装了车辆距离检测设备50的车辆的行进状态期间加速度da的强度值之间的值。
停止确定部55接纳储存在空转频率储存部54a中的空转频率和在计算部53中进行的FFT计算的结果，以确定具有由FFT计算建立的各自的频率的最大信号成分量(振动强度)的频率，即其振动强度到达峰值的频率。
另外，停止确定部55确定振动强度到达峰值的频率是否是之前提及的空转频率。
停止确定部55还将储存在阈值储存部54b中的阈值sh和在计算部53中计算的加速度信号da的强度值进行比较。
另外，计算部55确定加速度信号da的强度值是否比阈值sh小。
之后，如图9所示停止确定部55做出停止确定。
也就是，停止确定部55做出下述确定：
(i)如果“振动强度到达峰值的频率是空转频率”和如果“加速度信号da的强度值高于阈值sh”，那么做出离合器是分离的或齿轮机构处于空档位置的行进确定。
(ii)如果“振动强度到达峰值的频率是空转频率”和如果“加速度信号da的强度值低于阈值sh”，做出了车辆是停止的或静止的确定。
(iii)如果“振动强度到达峰值的频率高于空转频率”和如果“加速度信号da的强度值高于阈值sh”，做出车辆正处于行进的确定。
(iv)如果“振动强度到达峰值的频率高于空转频率”和如果“加速度信号da的强度值低于阈值sh”，做出车辆处于停止或静止的和发动机在空转中被加速的确定。
停止确定部55将速度复位信号R发送至积分部56，
在它做出车辆处于停止的或静止的如在(ii)中的确定时，因为“振动强度到达峰值的频率是空转频率”和“加速度信号da的强度值低于阈值sh”，和
在它做出车辆处于停止或静止的和发动机在空转中被加速的如在(iv)中的确定时，因为“振动强度到达峰值的频率高于空转频率”和“加速度信号da的强度值低于阈值sh”。
如之前陈述的，积分部56基于加速度信号da获得车辆速度信号b和距离信号c。然而，在接收到速度复位信号R时，积分部56强制地使速度信号b的值为零(重设速度信号b)，不管刚刚在速度复位信号R进入之前速度信号b具有什么样的值。
因此，在基于上文的确定(ii)或(iv)确定了车辆处于停止的或静止的时，持续输出速度复位信号R。因此，在车辆停止期间，在积分部56中获得的速度信号b的值继续为零。
另外，在速度复位信号R没有进入时，积分部56对车辆速度信号b积分，该车辆速度信号b是对归咎于通过加速度传感器51的检测得到的加速度信号a(da)积分而获得的，从而获得了距离信号c。
此外，在速度复位信号R已经进入时，积分部56对车辆速度信号b积分，车辆速度信号b的值已经迫使变成零，从而获得距离信号c。
如上文所述，在基于上文的确定(ii)或(iv)确定了车辆处于停止或静止时，车辆速度信号b迫使为零。通过这样做，变得可以防止随着时间的经过累积误差叠加到距离信号c上。
结果，显示行进距离的距离信号c的值变得更加准确。
另外，做出了确定(ii)或(iv)，从而如果发动机转速是空转频率和由于行进振动很小，确定了车辆处于停止或静止。因此，即使它具有手动变速装置，可以准确地确定车辆的静止状态。

Claims (6)

1.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
停止确定装置，该停止确定装置用于基于所述加速度信号确定所述车辆是否是静止的；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述停止确定装置没有确定所述车辆是静止的时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述停止确定装置已经确定所述车辆是静止的时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
2.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定包含在所述加速度信号中的各个频率成分的量是多少；
空转频率储存部，该空转频率储存部储存空转频率，该空转频率根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定；
确定部，如果所述计算部中计算所得的所述各个频率成分中具有最大振动强度的频率成分是储存在所述空转频率储存部中的所述空转频率，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
3.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，其包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定所述加速度信号的强度；
阈值储存部，该阈值储存部储存阈值，该阈值具有根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定的值；
比较部，如果由所述计算部获得的所述加速度信号的强度小于储存在所述阈值储存部中的所述阈值，那么该比较部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述比较部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述比较部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
4.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于基于测速信号获得发动机转速；
确定部，如果所述发动机转速已经变成预先设定的空转速度，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
5.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
确定部，如果保持停车制动，那么该确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
6.一种安装在车辆上的车辆距离检测设备，包括：
加速度传感器，该加速度传感器用于输出与加速度对应的加速度信号；
计算部，该计算部用于确定包含在所述加速度信号中的各个频率成分的量是多少，且还用于获得所述加速度信号的强度；
空转频率储存部，该空转频率储存部储存空转频率，该空转频率根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定；
阈值储存部，该阈值储存部储存阈值，该阈值具有根据其上安装了所述车辆距离检测设备的所述车辆预先确定的值；
停止确定部，如果所述计算部中计算所得的所述各个频率成分中具有最大振动强度的频率成分是被储存在所述空转频率储存部中的所述空转频率和如果由所述计算部获得的所述加速度信号的强度低于储存在所述阈值储存部中的阈值，那么所述停止确定部输出速度复位信号；和
积分部，该积分部具有对所述加速度信号积分以获得速度信号、对所述速度信号积分以获得表示行进距离的距离信号、以及随后输出所述距离信号的功能，且在所述速度复位信号没有从所述停止确定部输出时，所述积分部对通过积分所述加速度信号而获得的所述速度信号进行积分以获得所述距离信号，或在所述速度复位信号已经从所述停止确定部输出时，强制使所述速度信号值为零和对其值变为零的速度信号进行积分以获得所述距离信号。
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