CN114041069A - 影像控制装置、影像控制方法以及程序 - Google Patents
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Abstract
影像控制装置(10)具备:第1获得部(11),获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置;第2获得部(12),获得基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置;方位偏差估计部(13),根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差;方位算出部(14),根据被估计的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位;以及输出部(15),将车辆的估计方位,输出给显示基于车辆的方位的信息的影像显示装置(60)。
Description
技术领域
本公开涉及影像控制装置、影像控制方法以及程序。
背景技术
在专利文献1以及2中公开了如下技术,使用地图数据和GPS(Global PositioningSystem:全球定位系统)等检测车辆自身的位置,通过平视显示器(Head-Up Display,下面也记为HUD)将到目的地为止的路径信息映出在人的视野中的技术。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1:日本特开平7-257228号公报
专利文献2:日本特开2018-045103号公报
由HUD等影像显示装置显示的到目的地为止的路径信息,有时包含例如用于将车辆引导到目的地的、基于车辆的方位(车辆自身的朝向)的信息。基于车辆的方位的信息,例如是以车辆自身为起点向行进方向延伸的箭头记号(参考后述的图9)等。为了生成基于车辆的方位的信息,需要估计车辆的方位,然而在估计出的车辆的方位与实际的方位有偏差时,有可能使看基于车辆的方位的信息的车辆乘坐者感觉异样。例如以车辆自身为起点向行进方向延伸的箭头记号,有时因为车辆自身的方位被估计为有偏差,从而箭头记号会被显示为越出道路。
发明内容
于是,本公开提供一种能够提高估计车辆的方位的精度的影像控制装置等。
本公开的一个方案涉及的影像控制装置,具备:第1获得部,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置;第2获得部,获得基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置;方位偏差估计部,根据通过卫星定位系统而被定位测量的所述车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,估计所述车辆的方位的偏差;方位算出部,根据被估计的所述车辆的方位的偏差,算出所述车辆的估计方位;以及输出部,将所述车辆的估计方位,输出给影像显示装置,该影像显示装置是显示基于所述车辆的方位的信息的装置。
此外,本公开的一个方案涉及的影像控制方法,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,获得基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,根据通过卫星定位系统而被定位测量的所述车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,估计所述车辆的方位的偏差,根据被估计的所述车辆的方位的偏差,算出所述车辆的估计方位,将所述车辆的估计方位,输出给影像显示装置,该影像显示装置是显示基于所述车辆的方位的信息的装置。
此外,本公开的一个方案涉及的程序是,用于使计算机执行上述的影像控制方法的程序。
通过本公开的影像控制装置等,能够提高估计车辆的方位的精度。
附图说明
图1是表示实施方式的影像控制装置以及其周边的装置的结构的一例的方框图。
图2是用于说明使用了陀螺仪传感器的车辆的方位的算出方法的图。
图3是用于说明陀螺仪传感器的零点的更新的图。
图4是表示实施方式的影像控制装置的动作的一例的流程图。
图5是表示实施方式的车辆的方位的偏差的估计方法的一例的图。
图6是表示实施方式的车辆的方位的偏差的估计方法的另一例的图。
图7是用于说明实施方式的描绘延迟的消除方法的图。
图8是表示实施方式的适用了影像控制装置时的方位的偏差的推移的图。
图9是表示影像显示装置的显示的一例的图。
具体实施方式
(实施方式)
下面针对实施方式涉及的影像控制装置等,参考附图进行说明。
图1是表示实施方式的影像控制装置10以及其周边的装置的结构的一例的方框图。在图1中,除了影像控制装置10之外,还示出了信息处理装置20、ECU30、陀螺仪传感器40、加速度传感器50以及影像显示装置60。这些装置,例如搭载于车辆(例如汽车)。
信息处理装置20是能够获得通过GPS(Global Positioning System)等卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置以及车辆的方位、以及到车辆的目的地的路径(例如到目的地的最短的路径或者避开交通堵塞的路径等)的信息等的装置,例如是汽车导航系统。
ECU30是例如对车速信号等进行处理的ECU,是能够将当前的车辆的速度输出给CAN(Controller Area Network)总线的装置。
陀螺仪传感器40是对车辆的偏航角速度信息进行检测,并输出检测结果的传感器。通过累计所述检测结果,从而能够算出车辆的方位。
加速度传感器50是检测车辆的加速度,并输出检测结果的传感器。根据所述检测结果,能够判断车辆是否停止。
影像显示装置60是显示基于车辆的方位的信息的装置,例如为HUD、电子镜或者汽车导航系统等。在本实施方式中,将影像显示装置60设为HUD。基于车辆的方位的信息,例如是以车辆为起点,向行进方向延伸的箭头记号等(参考后述的图9)。影像显示装置60,根据从信息处理装置20获得的到车辆的目的地为止的路径的信息、和从影像控制装置10获得的车辆的估计方位,显示基于车辆的方位的信息。另外,基于车辆的方位的信息,可以是车辆的方位本身。换言之,在影像显示装置60,可以显示车辆的方位。
影像控制装置10是,算出车辆的估计方位,将估计方位输出给影像显示装置60的装置。按照由影像控制装置10算出的估计方位,影像显示装置60的显示内容(基于车辆的方位的信息)发生变化,所以影像控制装置10,也可以说是对影像显示装置60的显示内容进行控制的装置。影像控制装置10具备:第1获得部11、第2获得部12、方位偏差估计部13、方位算出部14以及输出部15。影像控制装置10是包括处理器、存储器以及通信电路等的计算机。存储器是ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等,能够存储由处理器执行的程序。此外,在存储器中存储有由影像控制装置10所获得的信息。例如处理器按照程序来动作,从而实现第1获得部11、第2获得部12、方位偏差估计部13、方位算出部14以及输出部15的功能。
第1获得部11,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置。具体而言,第1获得部11,从信息处理装置20获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置。第1获得部11,获得第1位置和第2位置,该第1位置是通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,该第2位置是在车辆从第1位置进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的位置。第1获得部11,通过依次获得由卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,从而能够估计从第1位置到第2位置的车辆的行驶轨迹。
第2获得部12,获得基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置。例如,第2获得部12,基于航位推算法来估计在第2位置被定位测量时(具体而言是第2位置被定位测量的定时)的车辆的估计位置,从而获得车辆的估计位置,该航位推算法是使用了第1位置、在第1位置的车辆的方位、车辆所具备的陀螺仪传感器40的检测结果、以及车辆的速度信息的方法。航位推算法,不像卫星定位系统一样直接对位置进行定位测量,而是使用在某个地点的移动体的方位、从该地点的陀螺仪传感器的检测结果以及移动体的速度信息等,对移动体的位置相对地进行定位测量的技术。第2获得部12,能够基于航位推算法,来估计从第1位置到估计位置的车辆的行驶轨迹。
在第1获得部11获得的第1位置与第2获得部获得的第1位置为相同的位置时,第2获得部12,可以从信息处理装置20获得第1位置,也可以从第1获得部11获得第1位置。此外,第2获得部12,例如在车辆启动时(开始行驶时),从信息处理装置20获得第1位置上的车辆的方位。换言之,在车辆开始行驶时,第2获得部12获得的第1位置上的车辆的方位,成为通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位。此外,第2获得部12,例如在车辆的行驶开始之后,从方位算出部14获得第1位置上的车辆的方位。此外,第2获得部12,从陀螺仪传感器40获得陀螺仪传感器40的检测结果,从ECU30经由CAN总线等获得车辆的速度信息。此外,第2获得部12,例如从第1获得部11得到第2位置被定位测量的定时的通知。
这里利用图2来说明通过陀螺仪传感器40的检测结果,算出车辆的方位的方法。
图2是用于说明使用了陀螺仪传感器40的车辆的方位的算出方法的图。
例如,设为时刻T=0的车辆的方位(初始方位)是已知的。将从时刻T=0到时刻T=1之间的陀螺仪传感器40的检测结果(换言之偏航角速度)的累计值与初始方位相加,从而能够算出时刻T=1的车辆的方位。将从时刻T=1到时刻T=2之间的陀螺仪传感器40的检测结果的累计值,和时刻T1的车辆的方位进行相加,从而能够算出时刻T=2的车辆的方位。这样在某个瞬间的车辆的方位为已知时,使用该瞬间的车辆的方位、和陀螺仪传感器40的检测结果的累计值,能够正确地算出车辆的方位。但是,在初始方位包括偏差的情况下,使用初始方位算出的之后的车辆的方位,也会准确地偏离该初始方位的偏差。
此外,即使在车辆停止的状态下,陀螺仪传感器40的零点(在车辆停止的状态时的陀螺仪传感器40的输出),有时由于陀螺仪漂移并不成为零。在这个情况下,陀螺仪传感器40的累计值也有偏差。于是,这时陀螺仪传感器40的零点被更新。关于此利用图3来说明。
图3是用于说明陀螺仪传感器40的零点的更新的图。
如图3所示,在车辆继续行驶时,从某个时刻开始,陀螺仪传感器40的零点由于陀螺仪漂移,而从零变动。陀螺仪传感器40的零点的变动,会使陀螺仪传感器40的检测结果的累计值发生变化,所以由于陀螺仪传感器40的零点的变动(换言之由于陀螺仪漂移),从而使用陀螺仪传感器40算出的车辆的方位产生偏差。于是,例如第2获得部12,进行零点的更新。具体而言,第2获得部12,在车辆停止时(例如,过去3秒钟的车速为0、并且车辆的加速度的变化量为规定的阈值以下时),将过去3秒钟的陀螺仪传感器40的检测结果的平均值设为零,从而进行零点的更新。从而,能够使车辆的方位不偏离更多。第2获得部12,从加速度传感器50获得车辆的加速度。例如,第2获得部12,在车辆停止时,在过去3秒钟的陀螺仪传感器40的检测结果的平均值为零时(换言之零点没有变动),不进行零点的更新。换句话说,第2获得部12在确认到了零点的变动时,进行零点的更新。
这里回到图1的说明,方位偏差估计部13,根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差。关于方位偏差估计部13的动作的详细,在后面说明。
方位算出部14,根据由方位偏差估计部13估计的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位。关于方位算出部14的动作的详细,在后面说明。
输出部15,将车辆的估计方位,输出给影像显示装置60。
接下来说明影像控制装置10的动作。
图4是表示实施方式的影像控制装置10的动作的一例的流程图。
第1获得部11,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置(步骤S11)。具体而言,第1获得部11获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的第1位置、以及在车辆从第1位置进行了移动时的通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的第2位置。
第2获得部12,获得基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置(步骤S12)。车辆的估计位置是,基于航位推算法来估计的、在第2位置被定位测量时的车辆的位置,该航位推算法是使用了第1位置、在第1位置的车辆的方位、车辆所具备的陀螺仪传感器40的检测结果、以及车辆的速度信息的方法。
方位偏差估计部13,根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差(步骤S13)。具体而言,方位偏差估计部13,根据车辆的第1位置、车辆的第2位置以及车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差,车辆的第1位置是,通过卫星定位系统而被定位测量的位置,车辆的第2位置是,在车辆从第1位置进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的位置,车辆的估计位置是,基于航位推算法来估计的、在第2位置被定位测量时的车辆的估计位置,该航位推算法是使用了第1位置、在第1位置的所述车辆的方位、车辆所具备的陀螺仪传感器的检测结果、以及车辆的速度信息的方法。关于车辆的方位的偏差的估计方法,利用图5来详细说明。
图5是表示实施方式的车辆的方位的偏差的估计方法的一例的图。在图5中模式性地表示水平面上的车辆的行驶轨迹,假设车辆从左下侧(原点侧)移动到右上侧(X轴以及Y轴正侧)。在图5中的实线表示实际的行驶轨迹,虽然影像控制装置10等不能识别该行驶轨迹,但是为了与卫星定位系统的行驶轨迹以及航位推算法的行驶轨迹进行比较而图示。图5中的虚线表示通过卫星定位系统来定位测量的行驶轨迹。图5中的点划线表示基于航位推算法来估计的行驶轨迹。
图5中的位置A1表示通过卫星定位系统而被定位测量的第1位置,位置A2表示在车辆从位置A1进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的第2位置。影像控制装置10,通过依次获得卫星定位系统进行定位测量的车辆的位置,从而能够识别基于卫星定位系统的行驶轨迹。不过,通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,包含误差,有时与实际的行驶位置偏离10米左右。
图5中的位置B1表示,在位置A2被定位测量时的,基于航位推算法而被估计的估计位置。影像控制装置10获得在位置A1的车辆的方位(初始方位),并且依次获得来自位置A1的陀螺仪传感器40的检测结果、以及来自位置A1的车辆的速度信息,从而能够识别基于航位推算法的行驶轨迹。当航位推算法以高精度来进行的情况下,能够将从某个地点的车辆的方位的变化以及车辆的速度的变化,正确地反映到走行轨迹上,所以看图5可以知道,基于航位推算法的行驶轨迹与实际的行驶轨迹的形状相似。然而,当在航位推算法中使用的车辆的初始方位,与实际的车辆的方位有偏差的情况下,由航位推算法估计的行驶轨迹的位置与实际的行驶轨迹的位置会偏离该偏差的量。位置A1是开始进行车辆的方位的偏差的估计的处理的位置,例如是车辆行驶的开始位置(车辆的启动位置)或者陀螺仪传感器40的零点的更新位置。在位置A1是车辆的行驶的开始位置的情况下,初始方位是,例如通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位。因为通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位的精度低,所以初始方位与实际的车辆的方位偏离的可能性高。此外,在位置A1是陀螺仪传感器40的零点的更新位置的情况下,初始方位是例如基于陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位。陀螺仪传感器40的零点的更新,是在陀螺仪传感器40的零点发生了变动时进行,所以陀螺仪传感器40的零点的更新时,根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位(换言之初始方位),与实际的车辆的方位偏离的可能性高。
假设在车辆的行驶的开始位置或者陀螺仪传感器40的零点的更新位置上,进行陀螺仪传感器40的零点的更新,陀螺仪传感器40的零点没有变动。此外,假设在这些位置上车辆停止,从这些位置车辆开始移动后,暂时不出现由于陀螺仪漂移的陀螺仪传感器40的零点的变动。这样,在车辆从通过卫星定位系统而被定位测量的位置A1移动到位置A2的期间,将车辆的方位的偏差设为,除了在位置A1产生的偏差以外不发生变动。
在高精度地进行航位推算法,并且用于估计车辆的方位的偏差的移动中,车辆的方位的偏差不变动的前提下,能够将连接位置A1与位置A2的直线、和连接位置A1与位置B1的直线所构成的角度,视为车辆的方位的偏差。换言之,方位偏差估计部13,能够估计通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位的偏差、或者由于陀螺仪漂移的车辆的方位的偏差等。
回到图4的说明,方位算出部14,根据方位偏差估计部13估计的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位(步骤S14)。例如,方位算出部14,使用被估计的车辆的方位的偏差,针对在位置A2以后的移动中基于陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位进行修正(例如将车辆的方位的偏差进行相加或者减去),从而算出车辆的估计方位。从而,能够提高车辆的方位的估计的精度。
而且,输出部15将车辆的估计方位输出给影像显示装置60(步骤S15)。从而,影像显示装置60,能够根据偏差少的车辆的方位,显示基于车辆的方位的信息。
另外,方位偏差估计部13,估计车辆的方位的偏差,可以在车辆的估计方位被算出之后,也继续以位置A1为起点,来依次估计车辆的方位的偏差。这是因为估计车辆的方位的偏差时,车辆移动的距离越长,估计车辆的方位的偏差的精度越高,关于详细内容在后面的图6中说明。然而车辆不停止而移动的距离越长,则产生由于陀螺仪漂移的车辆的方位的偏差(换言之陀螺仪传感器40的零点的变动),所以在陀螺仪传感器40的零点变动,进行了零点的更新的情况下,代替位置A1将新的第1位置为起点,进行估计车辆的方位的偏差的处理。
如图5所示,通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,包含误差,该误差越大,则连接位置A1与位置A2的直线越偏离,所以估计车辆的方位的偏差的精度变低。另一方面,位置A1与位置A2的距离(为了估计车辆的方位的偏差,车辆移动的距离)越长,所述误差对估计车辆的方位的偏差的影响越小。然而,车辆的方位的偏差,是在航位推算法的精度高、并且用于估计车辆的方位的偏差的移动中,车辆的方位的偏差不变动为前提下而进行的计算,在实际上,车辆移动的距离越长,则航位推算法的精度下降,或者受到陀螺仪漂移的影响。因此,为了维持所述前提,需要尽量使车辆移动的距离变短。
于是,方位偏差估计部13,例如可以在每10m左右的短区间内,进行估计车辆的方位的处理,方位算出部14,根据在各个区间的车辆的方位的估计结果,来算出车辆的估计方位。具体而言,方位偏差估计部13,可以根据在多个连续的区间的每一个中的第1位置、第2位置、估计位置,来对在多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差进行估计。此外,方位算出部14,可以根据多个连续的区间中的2个以上的区间的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位。关于此,利用图6来说明。
图6是表示实施方式的车辆的方位的偏差的估计方法的另一例的图。在图6中与图5一样模式性地表示在水平面上的车辆的行驶轨迹,假设车辆从左下侧(原点侧)移动到右上侧(X轴以及Y轴正侧)。但是在图6中,在多个连续的区间(这里作为一例表示3个区间,即从第1区间到第3区间)的每一个中分别存在第1位置、第2位置以及估计位置。换言之,使用图5中的第1位置(位置A1)、第2位置(位置A2)以及估计位置(位置B1)而进行的估计车辆的方位的偏差的处理,分别在第1区间到第3区间的各个区间中进行。在第1区间中,位置A1表示通过卫星定位系统而被定位测量的第1位置,位置A2表示在车辆从位置A1进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的第2位置,位置B1表示在位置A2被定位测量时的,基于航位推算法而被估计的估计位置。此外,在第2区间中,位置A2表示通过卫星定位系统而被定位测量的第1位置,位置A3表示在车辆从位置A2进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的第2位置,位置B2表示在位置A3被定位测量时的,基于航位推算法而被估计的估计位置。此外,在第3区间中,位置A3表示通过卫星定位系统而被定位测量的第1位置,位置A4表示在车辆从位置A3进行了移动时的,通过卫星定位系统而被定位测量的第2位置,位置B3表示在位置A4被定位测量时的,基于航位推算法而被估计的估计位置。
这里作为一例,示出了在3个区间中针对车辆的方位的偏差进行估计的例子,但是也可以例如将几百米的距离分割为10m左右的短区间,并在各个区间中估计车辆的方位的偏差。在10m左右的短区间中,容易对航位推算法高精度地进行,并且在用于估计车辆的方位的偏差的移动中,车辆的方位的偏差不变动的前提进行确保。但是,因为各个区间比较短,受到通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置的误差的影响很大,在各个区间估计的车辆的方位的偏差容易变大。另外,各个区间的距离,不仅限于10m,也可以是20m或30m左右。
对于此,方位算出部14,通过使用在多个连续的区间的2个以上的区间中的车辆的方位的偏差,从而使受到通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置的误差的影响变小。例如,算出2个以上的区间中的车辆的方位的平均值或者中值等,从而即使在各个区间估计的车辆的方位的偏差很大的情况下,也能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
例如,方位算出部14,可以根据排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,算出车辆的估计方位,被排除的区间是多个连续的区间中,车辆的方位相对于相邻的前区间变动了第1阈值以上的区间,所述车辆的方位均为根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的方位。
例如,在图6的例子中,在相邻的第1区间以及第2区间中,第1区间是相对于第2区间相邻的前区间,在相邻的第2区间以及第3区间中,第2区间是相对于第3区间相邻的前区间。例如在相邻的第1区间以及第2区间中,设为在第1区间(前区间)中根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位是北。并且设为在第2区间(后区间)中根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位是东。在这个情况下,例如在10m左右的距离中车辆的方位有90度左右的变化,在第2区间的周围有可能存在急拐弯或者左右转弯的可能性高,卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的可能性高。于是,可以算出排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,被排除的区间是多个连续的区间中,车辆的方位相对于在相邻的前区间变动了第1阈值以上的区间,车辆的方位均为根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的方位。因为排除了在卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的可能性高的区间中估计的车辆的方位的偏差,从而算出平均值,所以能够进一步提高估计车辆的方位的精度。另外,以上说明了第1阈值例如是90度的例子,但是第1阈值没有特别限定,可以适宜地设定。
此外,例如方位算出部14,可以根据排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,算出车辆的估计方位,被排除的区间是多个连续的区间中,车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间。
例如,在多个连续的区间中的某个区间,被估计的车辆的方位的偏差有时很大(例如20度等)。在这样的区间中,卫星定位系统的动作成为不稳定,通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的第2位置与实际的位置偏离很多的可能性高。于是,算出排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,被排除的区间是在多个连续的区间中车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间。因为排除了在卫星定位系统的动作不稳定的可能性高的区间中估计的车辆的方位的偏差,从而算出平均值,所以能够进一步提高估计车辆的方位的精度。另外,以上说明了第2阈值例如是20度的例子,但是第2阈值没有特别限定,可以适宜地设定。
另外,方位算出部14可以根据排除了以下双方区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,算出车辆的估计方位,该被排除的区间之一是在多个连续的区间中,车辆的方位相对于相邻的前区间变动了第1阈值以上的区间,所述车辆的方位均为根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的方位,被排除的区间之二是车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间。
此外可以是,例如方位算出部14,根据多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的中值,算出车辆的估计方位。
关于卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的区间(例如在上述说明中,在算出平均值时被排除的区间)中的车辆的方位的偏差,相对于其他的区间的车辆的方位的偏差,有时会成为异常的值。在包括这样的异常的值来算出平均值时,平均值受到异常值的影响很大,有可能不能成为正常的值。于是,通过算出中值,从而能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外可以是,例如方位算出部14,根据多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的加权平均值,算出车辆的估计方位。
例如,在卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的区间(例如在所述说明中,在算出平均值时被排除的区间)中的车辆的方位的偏差,针对该车辆的方位的偏差的权重设定得比较小(例如设为0.5等),来算出加权平均值,从而能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
输出部15,将这样算出的车辆的估计方位输出给影像显示装置60,但是在影像显示装置60中,根据车辆的估计方位将基于车辆的方位的信息显示在影像显示装置60时,产生例如大约33.3ms左右的描绘延迟。换言之,在影像控制装置10中,即使高精度地算出了估计方位,也根据大约33.3ms之前的车辆的估计方位,将基于车辆的方位的信息显示在影像显示装置60。于是,输出部15可以将根据车辆的估计方位的过去的变动量而被预测的将来的车辆的估计方位,输出给影像显示装置60。关于此,利用图7来说明。
图7是用于说明实施方式的描绘延迟的消除方法的图。
如图7的上侧所示,将当前的估计方位(图7中的点划线)输出到影像显示装置60时,在大约33.3ms之后,根据当前的估计方位的基于车辆的方位的信息,会显示在影像显示装置60。然而,车辆的方位会时刻发生变化,有时在描绘时刻(换言之当前时刻的大约33.3ms之后),成为与当前不同的方位(图7中的双点划线),会产生由于描绘延迟导致的车辆的方位的偏差。
于是,如图7的下侧所示,输出部15,将车辆的估计方位,不照原样输出到影像显示装置60,而是根据至今为止算出的车辆的估计方位的过去的变动量,预测将来的车辆的估计方位(图7中的实线),输出给影像显示装置60。例如,输出部15,根据从大约16.6ms之前到当前为止的变动量,预测大约33.3ms之后的车辆的估计方位。从而,在描绘中使用的被预测的估计方位,和描绘时刻的估计方位的差变小,所以由于描绘延迟的车辆的方位的偏差变小。即,基于车辆的方位的信息,会正确地显示在影像显示装置60。
接下来利用图8来说明本实施方式的适用了影像控制装置10时的方位的偏差的推移。
图8是表示实施方式的适用了影像控制装置10时的方位的偏差的推移的图。例如,在本实施方式中,估计车辆的方位的偏差,进行车辆的方位的修正,从而能够在整体上降低车辆的方位的误差。
如图8所示,设为例如以与60Hz描绘速率相同的频度,对陀螺仪传感器40的检测结果进行累计来预测车辆的方位。例如,作为车辆启动时的初始方位,使用通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位。通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的方位的精度低,直到进行车辆的方位的偏差的估计,车辆的方位被修正为止,根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的车辆的方位,包括初期方位的误差。
在车辆开始移动之后,根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、以及基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差。而且,根据被估计的车辆的方位的偏差,车辆的方位被修正。从而,能够使车辆的方位的误差成为例如0.8度以下。
之后在车辆继续行驶某种程度时,有时会出现陀螺仪漂移导致的车辆的方位的偏差变大。于是,使车辆暂且停止,对陀螺仪传感器40的零点进行修正,使车辆的方位的偏差不再变大。之后,再次根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、以及基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差,根据被估计的车辆的方位的偏差,来修正车辆的方位。从而,能够使车辆的方位的误差再次成为0.8度以下。之后例如陀螺仪传感器40的零点发生变动,对陀螺仪传感器40的零点进行了修正时,也以使车辆的方位的误差变小的方式,进行车辆的方位的偏差的估计的处理。
如上所述,通过提高车辆的方位的估计的精度,从而在影像显示装置60能够正确地显示基于车辆的方位的信息。
图9是表示影像显示装置60的显示的一例的图。如上所述,影像显示装置60例如是HUD,在图9中,作为影像显示装置60的显示区域,示出了车辆的正面挡风玻璃上的显示区域D。
基于车辆的方位的信息,例如是以车辆自身为起点向行进方向延伸的箭头记号C。为了将车辆自身为起点向行进方向延伸的箭头记号C,显示在显示区域D上,需要估计车辆的方位。在被估计的车辆的方位,与实际的方位偏离时,有时显示为箭头记号C越出道路(例如,车辆朝向人行道或者建筑物等)。本实施方式涉及的影像控制装置10,能够提高估计车辆的方位的精度,所以能够将箭头记号C显示为朝向车辆的行进方向。
如上述说明,本实施方式的影像控制装置10,具备:第1获得部11,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置;第2获得部12,获得基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置;方位偏差估计部13,根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差;方位算出部14,根据被估计的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位;以及输出部15,将车辆的估计方位,输出给影像显示装置60,该影像显示装置是显示基于车辆的方位的信息的装置。
通过卫星定位系统,不仅是车辆的位置,还能够根据车辆的位置的时间变化来定位测量车辆的方位。然而,由卫星定位系统进行的定位测量仅仅以1Hz(大约1秒1次)的频度进行,此外在获得被定位测量的车辆的方位时,还存在通信延迟,所以在车辆的移动中,相对于车辆的方位时刻发生变化,却根据延迟很多的车辆的方位,来将基于车辆的方位的信息显示在影像显示装置。
于是,在本方案中,根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差。通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,虽然在某种程度上产生误差,但是成为接近于车辆的实际位置的位置。另一方面,基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,在航位推算法中使用的车辆的方位有偏差的情况下,该偏差在某种程度上正确地反映在估计位置上。即通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置之间的偏差,与车辆的方位的偏差有相关,所以能够通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置之间的偏差,来估计车辆的方位的偏差。从而,能够提高估计车辆的方位的精度。
此外,方位偏差估计部13,可以根据车辆的第1位置、车辆的第2位置以及车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差,车辆的第1位置是,通过卫星定位系统而被定位测量的位置,车辆的第2位置是,在车辆从第1位置进行了移动时,通过卫星定位系统而被定位测量的位置,车辆的估计位置是基于航位推算法来估计的、在第2位置被定位测量时的车辆的估计位置,航位推算法是使用了第1位置、在第1位置的车辆的方位、车辆所具备的陀螺仪传感器40的检测结果、以及车辆的速度信息的方法。具体而言,方位偏差估计部13,将连接第1位置与第2位置的直线、和连接第1位置与估计位置的直线所构成的角度,作为车辆的方位的偏差来估计。
第1位置以及第2位置,成为接近于车辆的实际位置的位置。估计位置是,基于航位推算法而被估计的位置,该航位推算法是使用了以第1位置上的车辆的方位为基准的陀螺仪传感器的检测结果等的方法。随着车辆从第1位置移动到第2位置,基于航位推算法的车辆的行驶轨迹,与通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的从第1位置到第2位置的行驶轨迹相比,被偏离的量为在第1位置上的车辆的方位的偏差。这样,通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的第2位置、与基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置的偏差,是对应于在第1位置上的车辆的方位的偏差,所以能够根据第2位置与估计位置的偏差,来估计车辆的方位的偏差。具体而言,能够将连接第1位置与第2位置的直线、和连接第1位置与估计位置的直线所构成的角度,视为第1位置上的车辆的方位的偏差,所以通过算出该角度,能够容易估计车辆的方位的偏差。
此外,方位偏差估计部13,可以根据在多个连续的区间的每一个中的第1位置、第2位置、以及估计位置,估计针对多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差,方位算出部14,可以根据多个连续的区间中的2个以上的区间的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位。
例如,通过在多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差当中,算出针对2个以上的区间的车辆的方位的偏差的平均值或者中值,从而能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外,方位算出部14,可以根据排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,算出车辆的估计方位,被排除的区间是多个连续的区间中,车辆的方位相对于相邻的前区间变动了第1阈值以上的区间,所述车辆的方位均为根据陀螺仪传感器40的检测结果而被算出的方位。
在车辆的方位相对于相邻的前区间,变动了第1阈值以上的区间中,存在急拐弯或者左右转弯的可能性高,卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的可能性高。因此,通过对排除这样的区间后的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差算出平均值,从而能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外,方位算出部14,可以根据排除了如下区间的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的平均值,算出车辆的估计方位,被排除的区间是多个连续的区间中,车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间。
在被估计的车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间中,卫星定位系统的动作不稳定,通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的第2位置,与实际的位置偏离很多的可能性高。因此,通过对排除这样的区间后的多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差算出平均值,从而能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外,方位算出部14,可以根据多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的中值,算出车辆的估计方位。
通过上述,能够在多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差当中,能够抑制在卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的区间中的车辆的方位的偏差(即偏离值)的影响,所以能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外,方位算出部14,可以根据多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差的加权平均值,算出车辆的估计方位。
通过上述,能够在多个连续的区间的每一个中的车辆的方位的偏差当中,针对卫星定位系统的定位测量的精度或者航位推算法的精度不充分的区间中的车辆的方位的偏差,设定小的权重,来算出加权平均值,从而能够抑制该区间中的车辆的方位的偏差的影响,所以能够进一步提高估计车辆的方位的精度。
此外,输出部15,可以将根据车辆的估计方位的过去的变动量而被预测的将来的车辆的估计方位,输出给影像显示装置60。
将基于车辆的方位的信息,显示在影像显示装置60时,会产生33.3ms左右的描绘延迟。因此,在车辆的估计方位原样输出到影像显示装置60的情况下,相对于车辆的方位时刻发生变化,在影像显示装置60显示的是根据大约33.3ms之前的车辆的估计方位的、基于车辆的方位的信息。于是,将到现在为止算出的车辆的估计方位的过去的变动量(例如从大约16.6ms之前到当前为止的变动量),预测将来(大约33.3ms之后)的车辆的估计方位,输出给影像显示装置60,从而能够抑制描绘延迟的影响,能够在影像显示装置60正确地显示基于车辆的方位的信息。
(其他实施方式)
如上所述,作为本公开涉及的技术的例示,说明了实施方式。然而,本公开涉及的技术不限定于此,也可以适用于适宜地进行变更、调换、附加、省略等的实施方式。例如,以下的变形例也包括在本公开的一个实施方式。
例如,在上述实施方式中说明了影像控制装置10,与信息处理装置20以及影像显示装置60分体设置的例子,但是不限于此。例如,影像控制装置10,也可以与信息处理装置20一体设置,也可以与影像显示装置60一体设置,也可以是影像控制装置10、信息处理装置20以及影像显示装置60被一体设置。
例如,在上述实施方式中,车辆被说明为是汽车,但是不限于汽车,也可以是二轮车、建设机械或者农业机械等。
另外,本公开不仅作为影像控制装置10来实现,也能够作为包括构成影像控制装置10的各个构成要素所进行的步骤(处理)的影像控制方法来实现。
具体而言,如图4所示,在影像控制方法中,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置(步骤S11),获得基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置(步骤S12),根据通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的车辆的估计位置,估计车辆的方位的偏差(步骤S13),根据被估计的车辆的方位的偏差,算出车辆的估计方位(步骤S14),将车辆的估计方位,输出给影像显示装置60,该影像显示装置是显示基于车辆的方位的信息的装置(步骤S15)。
例如,在影像控制方法中的步骤,可以由计算机(计算机系统)来执行。而且,本公开能够作为用于使计算机执行影像控制方法中包含的步骤的程序来实现。进而,本公开能够作为记录了该程序的CD-ROM等的非暂时的计算机能够读取的记录介质来实现。
例如,本公开由程序(软件)来实现的情况下,利用计算机CPU、存储器以及输入输出电路等硬件资源,来执行程序,从而执行各个步骤。换言之,各步骤通过CPU从存储器或者输入输出电路等获得数据并进行运算、或者将运算结果输出给存储器或者输入输出电路等来执行。
此外,上述实施方式的影像控制装置10包含的各个构成要素,可以作为专用或者通用的电路来实现。
此外,上述实施方式的影像控制装置10包含的各个构成要素,可以由集成电路(IC:Integrated Circuit)即LSI(Large Scale Integration)来实现。
此外,集成电路化不限于LSI,可以由专用电路或者通用处理器来实现。可以使用可编程的FPGA(现场可编程门阵列:Field Programmable Gate Array)、或者可重构LSI内部的电路单元的连接和设定的可重构处理器。
进而,随着半导体技术的进步或者派生出的别的技术,出现能够替代LSI的集成电路化技术时,当然可以使用该技术进行影像控制装置10包含的各个构成要素的集成电路化。
另外,针对实施方式实施本领域技术人员所想出的各种变形而获得的形式、在不超出本申请的宗旨的范围内,将各个实施方式中的构成要素以及功能任意组合而实现的形式,均包括在本公开中。
本公开,例如能够适用于显示基于车辆的方位的信息的装置。
符号说明
10 影像控制装置
11 第1获得部
12 第2获得部
13 方位偏差估计部
14 方位算出部
15 输出部
20 信息处理装置
30 ECU
40 陀螺仪传感器
50 加速度传感器
60 影像显示装置
Claims (11)
1.一种影像控制装置,具备:
第1获得部,获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置;
第2获得部,获得基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置;
方位偏差估计部,根据通过卫星定位系统而被定位测量的所述车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,估计所述车辆的方位的偏差;
方位算出部,根据被估计的所述车辆的方位的偏差,算出所述车辆的估计方位;以及
输出部,将所述车辆的估计方位,输出给影像显示装置,该影像显示装置是显示基于所述车辆的方位的信息的装置。
2.如权利要求1所述的影像控制装置,
所述方位偏差估计部,根据所述车辆的第1位置、所述车辆的第2位置以及所述车辆的估计位置,估计所述车辆的方位的偏差,
所述车辆的第1位置是,通过卫星定位系统而被定位测量的位置,
所述车辆的第2位置是,在所述车辆从所述第1位置进行了移动时的、通过卫星定位系统而被定位测量的位置,
所述车辆的估计位置是基于所述航位推算法来估计的、在所述第2位置被定位测量时的所述车辆的估计位置,所述航位推算法是使用了所述第1位置、在所述第1位置的所述车辆的方位、所述车辆所具备的陀螺仪传感器的检测结果、以及所述车辆的速度信息的方法。
3.如权利要求2所述的影像控制装置,
所述方位偏差估计部,将连接所述第1位置与所述第2位置的直线、和连接所述第1位置与所述估计位置的直线所构成的角度,作为所述车辆的方位的偏差来估计。
4.如权利要求2或3所述的影像控制装置,
所述方位偏差估计部,根据在多个连续的区间的每一个中的所述第1位置、所述第2位置、以及所述估计位置,估计针对所述多个连续的区间的每一个中的所述车辆的方位的偏差,
所述方位算出部,根据所述多个连续的区间中的2个以上的区间的所述车辆的方位的偏差,算出所述车辆的估计方位。
5.如权利要求4所述的影像控制装置,
所述方位算出部,根据排除了如下区间的所述多个连续的区间的每一个中的所述车辆的方位的偏差的平均值,算出所述车辆的估计方位,被排除的区间是所述多个连续的区间中,所述车辆的方位相对于相邻的前区间变动了第1阈值以上的区间,所述车辆的方位均为根据所述陀螺仪传感器的检测结果而被算出的方位。
6.如权利要求4或5所述的影像控制装置,
所述方位算出部,根据排除了如下区间的所述多个连续的区间的每一个中的所述车辆的方位的偏差的平均值,算出所述车辆的估计方位,被排除的区间是所述多个连续的区间中,所述车辆的方位的偏差为第2阈值以上的区间。
7.如权利要求4所述的影像控制装置,
所述方位算出部,根据所述多个连续的区间的每一个中的所述车辆的方位的偏差的中值,算出所述车辆的估计方位。
8.如权利要求4所述的影像控制装置,
所述方位算出部,根据所述多个连续的区间的每一个中的所述车辆的方位的偏差的加权平均值,算出所述车辆的估计方位。
9.如权利要求1至8的任一项所述的影像控制装置,
所述输出部,将根据所述车辆的估计方位的过去的变动量而被预测的将来的所述车辆的估计方位,输出给所述影像显示装置。
10.一种影像控制方法,
获得通过卫星定位系统而被定位测量的车辆的位置,
获得基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,
根据通过卫星定位系统而被定位测量的所述车辆的位置、和基于航位推算法而被估计的所述车辆的估计位置,估计所述车辆的方位的偏差,
根据被估计的所述车辆的方位的偏差,算出所述车辆的估计方位,
将所述车辆的估计方位,输出给影像显示装置,该影像显示装置是显示基于所述车辆的方位的信息的装置。
11.一种程序,该程序用于使计算机执行权利要求10所述的影像控制方法。
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