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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem zum
Messen, wenn ein Fahrzeug sich entlang eines Weges mit Gefälle
bzw. Neigungen bewegt, seiner Bewegungsmenge, die in Zusammenhang
steht mit seiner Körperlage, wie zum Beispiel einem Neigungswinkel,
Winkelgeschwindigkeit, Geschwindigkeit oder Beschleunigung, und
insbesondere eine Technik zum akkuraten Messen der Körperlage
durch Korrigieren eines Effekts der verbleibenden Achsen in der
Ausgabe des Sensors, selbst wenn das Gehäuse des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Fahrzeugkörper auf solch eine Art und Weise gesetzt
ist, dass die Sensordetektionsachsen schief sind.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Herkömmlich
wird in einem Fahrzeugnavigationssystem, um die Detektionsgenauigkeit
der momentanen Position und des Richtungswinkels des Fahrzeugs zu
verbessern, eine Vorrichtung geschaffen zum akkurateren Erhalten
auf einer horizontalen Ebene der Varianz des Richtungswinkels der
Fahrzeugbewegung und des Abstands bzw. der Distanz der Fahrzeugbewegung
(Geschwindigkeit).
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Beispielsweise
schätzt, wie bei einem Fahrzeugpositions-Detektiergerät,
das in Patentdokument 1 offenbart ist, zum Eliminieren eines Problems, dass
eine durch einen Winkelgeschwindigkeitssensor detektierte Giergeschwindigkeit
einen Fehler aufweist, wenn eine Seitwärtsneigung des Körpers
oder ein Seitwärtsweggefälle vorliegt während
einem Drehen eines Fahrzeugs, das Fahrzeugpositions-Detektiergerät
einen Giergeschwindigkeitsfehler unter Verwendung eines Rollwinkels,
und führt durch Korrigieren des Richtungswinkelfehlers,
enthalten in dem Giergeschwindigkeitsfehler, eine Kartenübereinstimmung
aus durch Inbetrachtziehen einer Positionsberechnung oder einem
Richtungswinkelfehler des Fahrzeugs. In diesem Fall wird der Rollwinkel
(roll angle) gemäß einer vorgeschriebenen Gleichung
unter Verwendung des Winkelgeschwindigkeitssensors und eines Abstandssensors
berechnet.
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Zusätzlich
korrigiert, bei einem in Patentdokument 2 offenbarten Rotationsebeneerhaltungs-Winkelgeschwindigkeitssensor,
um ein Problem zu eliminieren, dass eine Giergeschwindigkeit eines
Winkelgeschwindigkeitssensors sich verringert, wenn es eine Körperneigung
(Nickwinkel) oder ein Weggefälle bzw. Wegneigung in der
Richtung der Fahrzeugbewegung des Körpers gibt, während
das Fahrzeug sich auf einem Gefälle bewegt, der Rotationsebeneerhaltungs-Winkelgeschwindigkeitssensor die
Giergeschwindigkeit unter Verwendung eines Weggefällewinkels.
In diesem Fall wird der Weggefällewinkel unter Verwendung
des Winkelgeschwindigkeitssensors und eines Abstandsensors berechnet.
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Bei
einem Bordnavigationssystem, das in Patentdokument 3 offenbart ist,
um ein Problem eines Hervorrufens eines Fehlers zu eliminieren,
weil der Abstand der Fahrzeugbewegung (Geschwindigkeit), berechnet
aus dem Pulssignal während auf einem Gefälle gefahren
wird, welches der Abstandssensor ausgibt gemäß der
Anzahl der Umdrehungen der Räder des Fahrzeugs, länger
wird als der Abstand (Geschwindigkeit) projiziert auf einer horizontalen
Ebene, korrigiert das Bordnavigationssystem den Abstand der Fahrzeugbewegung
(Geschwindigkeit) auf der horizontalen Ebene unter Verwendung des
Weggefällewinkels. Ferner korrigiert es auf die gleiche
Art und Weise wie die in Patentdokument 2 offenbarte Technik die
Giergeschwindigkeit unter Verwendung des Weggefällewinkels.
In diesem Fall wird der Weggefällewinkel berechnet aus
den axialen Beschleunigungen, die durch einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor
und die Beschleunigung des Fahrzeugs, gemessen durch einen Abstandssensor, detektiert
werden.
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Bei
einem in Patentdokument 4 offenbarten Winkelgeschwindigkeits-Korrekturgerät
zum Eliminieren eines Problems, dass, wenn das Fahrzeug sich auf
einem Gefälle während einer Drehung bewegt, die
Seitwärtsbeschleunigungskomponente des Körpers überlagert
wird auf der Beschleunigung in Richtung der Fahrzeugbewegung des
Körpers, die detektiert wird durch einen Beschleunigungssensor, berechnet
das Winkelgeschwindigkeits-Korrekturgerät den Nickwinkel
durch Subtrahieren der Seitwärtsbeschleunigungskomponente
des Körpers von der Beschleunigung, die detektiert wird
durch den Beschleunigungssensor, und korrigiert die Giergeschwindigkeit
auf Grundlage des Nickwinkels (pitch angle). In diesem Fall wird
die Seitwärtsbeschleunigungskomponente des Körpers
berechnet unter Verwendung der Geschwindigkeit und der Giergeschwindigkeit
bzw. Gierrate.
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Bei
einem in Patentdokument 5 offenbarten Weggeometrie-Messgerät
zum Eliminieren des Problems, dass die Seitwärtsbeschleunigungskomponente
des Körpers auf der Beschleunigung in Richtung der Fahrzeugbewegung
des Körpers überlagert wird, was durch einen Beschleunigungssensor
auf die gleiche Art und Weise wie in der in Patentdokument 4 offenbarten
Technik detektiert wird, berechnet das Weggeometrie-Messgerät
den Weggefällewinkel und Wegabhangwinkel (Road Bank Angle)
(Winkel der Seitwärtsneigung des Wegs) durch Entfernen
der Seitwärtsbeschleunigungskomponente des Körpers von
der Beschleunigung, die detektiert wird durch den Beschleunigungssensor.
Zusätzlich detektiert es den Winkel (Nickwinkel oder Rollwinkel)
des Körpers in der Fahrt- oder Seitwärtsrichtung
des Körpers wegen des Effekts der Beschleunigung oder Abbremsung
in der Richtung der Fahrzeugbewegung des Körpers oder der
Seitwärtsbeschleunigung des Körpers mit einem
Fahrzeughöhensensor, und extrahiert den wahren Weggefällewinkel
und Körperabhangwinkel. In diesem Fall wird eine Zentrifugalkraft
berechnet unter Verwendung der Geschwindigkeit, die gemessen wird
durch den Abstandssensor, der Giergeschwindigkeit, die detektiert
wird durch einen Winkelgeschwindigkeitssensor, und des Abstands
zwischen der Rotationsachse des Körpers und der festen
Position des Beschleunigungssensors.
- Patentdokument 1: Offengelegtes japanisches Patent mit der
Nummer 05-018765/1993 .
- Patentdokument 2: Offengelegtes japanisches Patent mit der Nummer 06-324066/1994 .
- Patentdokument 3: Offengelegtes japanisches Patent mit der Nummer 09-42979/1997 .
- Patentdokument 4: Offengelegtes japanisches Patent mit der Nummer 2005-140627 .
- Patentdokument 5: Japanisches
Patent mit der Nummer 3576789 .
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1 zeigt
ein Koordinatensystem (Körpersystem: B-Koordinatensystem),
das fest mit dem Körper verbunden ist gemäß einem
rechtshändigen orthogonalen 3-Achsen-System, bestehend
aus der Richtung der Fahrzeugbewegung (XB-Achse)
und der Seitwärtsrichtung (YB-Achse)
des Körpers und der vertikalen Richtung (ZB-Achse)
zu einer XB-YB-Ebene.
Der Winkelgeschwindigkeitssensor und der Geschwindigkeitssensor,
angebracht an dem Gehäuse des Fahrzeugnavigationssystems
auf solch eine Art und Weise, dass die Sensordetektionsachse mit
einer von der XB-Achse, YB-Achse
und ZB-Achse übereinstimmt, detektiert
die Winkelgeschwindigkeit (Rollgeschwindigkeit ωB-roll, Nickgeschwindigkeit bzw. Drehgeschwindigkeit ωB-nick und Giergeschwindigkeit ωB-gier) um die Sensordetektionsachsen und
die Beschleunigung (ABX, ABY und
ABZ) in den Sensordetektions-Achsenrichtungen.
Hinsichtlich der Winkelgeschwindigkeit um die Sensordetektionsachsen
wird von der Rotation im Uhrzeigersinn angenommen, dass sie eine
positive Richtung ist und ihre Einheit ist ”rad/s”.
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2 zeigt
ein Koordinatensystem (Computersystem; C-Koordinatensystem) mit
Bezug auf eine horizontale Ebene. Beispielsweise neigt sich, wenn das
Fahrzeug sich entlang eines Gefälles bewegt, sein Körper
mit Bezug auf die horizontale Ebene, und die Sensordetektionsachse
kippt um einen Winkel, der Lagenwinkel des Körpers genannt
wird (insbesondere ein Körpernickwinkel θC-nick und ein Körperrollwinkel θC-roll), so dass der Sensor durch die übrigen
Achsen beeinflusst wird. Insbesondere ist es notwendig bei dem Beschleunigungssensor,
dass die Signalverarbeitung nicht nur den Effekt der Gravitation in
Betracht zieht, aber auch den Effekt eines Fahrbetriebs (Betätigen
des Gaspedals, der Bremse und Rads) und einer Zentrifugalkraft.
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3 zeigt
ein Diagramm zum Erklären von Beziehungen zwischen einem
Sensoranbringwinkel δθgier in
der Gierrichtung und einem Sensoranbringwinkel δθnick in der Nickrichtung und dem Lagenwinkel
mit Bezug auf die horizontale Ebene. Falls der Sensoranbringwinkel
in der Gierrichtung oder Nickrichtung nicht Null ist, ist die Sensordetektionsachse fest
gekippt. Daher wird der Sensor immer durch die verbleibenden Achsen
beeinflusst. Indessen bezeichnet der Index ”B” einen
Parameter des B-Koordinatensystems und ähnlich bezeichnet
der Index ”C” einen Parameter des C-Koordinatensystems.
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Unter
Betrachtung der vorhergehenden Erklärung wird die Detektionsgenauigkeit
der Position und Richtungswinkel des Fahrzeugs bestimmt durch die
Sensorsignal-Verarbeitungsfähigkeit für die folgenden
(1)–(3).
- (1) Ein Detektionsverfahren
der Neigung der Sensordetektionsachse mit Bezug auf die horizontale
Ebene (insbesondere, wenn der Beschleunigungssensor verwendet wird).
- (2) Der Effekt der Neigung der Sensordetektionsachse mit Bezug
auf die horizontale Ebene auf die Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung
um die Sensordetektionsachse.
- (3) Korrektur des Driftfehlers, erzeugt in dem Sensor.
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Andererseits
unter Betrachtung der vorhergehenden (1) und (2) führen
die in Patentdokument 1 bis Patentdokument 3 offenbarten Techniken
nur eine Korrektur des Abstands und Winkelgeschwindigkeit aus sowie
eine Positionsberechnung durch Begrenzen auf einen einseitigen Effekt
der Sensorausgabe, die durch eine Neigung der Sensordetektionsachse hervorgebracht
wird, hervorgerufen durch das Weggefälle, ohne Betrachtung
des Effekts der Körperseitwärtsbeschleunigung.
Beispielsweise erhöht sich, wenn das Fahrzeug eine Drehung
durchführt, während es entlang eines Gefälles
fährt oder eine Hochgeschwindigkeits-Horizontaldrehung
durchführt, da das Ausgabesignal des Beschleunigungssensors, geändert
durch den Effekt der Seitwärtsbeschleunigung, detektiert
wird als Effekt des Weggefällewinkels, der Messfehler des
Lagewinkels (Nickwinkel insbesondere) des Fahrzeugs. Demgemäß ist
es sehr wahrscheinlich, dass eine falsche Korrektur der Giergeschwindigkeit,
die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor detektiert wird, oder
des Abstands der Fahrzeugbewegung (Geschwindigkeit), der detektiert wird
durch den Abstandssensor, auftritt, was zu einer Verringerung in
der Detektionsgenauigkeit der Position und des Richtungswinkels
des Fahrzeugs führt.
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Andererseits
hinsichtlich dem Vorhergehenden (2) detektieren die Techniken, die
in Patentdokument 4 und Patentdokument 5 offenbart sind, den Winkel
der Neigung und korrigieren die Winkelgeschwindigkeit durch Inbetrachtziehen
der Körperseitwärtsbeschleunigung, und betrachten
daher einen fassettenreicheren Effekt der Sensorausgabe als die in
Patentdokument 1 bis Patentdokument 3 offenbarten Techniken. Jedoch
ist, da es nicht scheint, dass das Vorhergehende (1) in Betracht
gezogen wird, wenn das Gehäuse des Fahrzeugnavigationssystems
in den Körper auf solch eine Art und Weise gesetzt wird,
dass es um eine der Achsen des B-Koordinatensystems rotiert, die
Sensordetektionsachse immer in einem Zustand eines Geneigtseins,
selbst wenn das Fahrzeug auf einer horizontalen Ebene fährt.
Beispielsweise betrachten, wenn das Gehäuse des Fahrzeugnavigationssystems
auf solch eine Art und Weise gesetzt ist, dass es in Gierrichtung
rotiert wird, obwohl der XB-Achsenbeschleunigungssensor die
Kombinationsbeschleunigung der XB-Achsenbeschleunigung
und der YB-Achsenbeschleunigung ausgibt,
die in Patentdokument 4 und Patentdokument 5 offenbarten Techniken
nicht diese Tatsache. Demgemäß detektieren sie
Variationen in der XB-Achsenbeschleunigung
aufgrund der YB-Achsenbeschleunigung inkorrekt
als einen Weggefällewinkel während einer Drehung,
und führen eine falsche Korrektur der Giergeschwindigkeit
aus, die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor detektiert wird.
Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass eine Verringerung in der
Detektionsgenauigkeit der Position und dem Richtungswinkel des Fahrzeugs
vorgebracht wird.
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Zusätzlich
erhöht sich, bei Betrachtung einer der Techniken der Patentdokumente
1 bis 5, da eine Driftkorrektur, insbesondere des Beschleunigungssensors,
nicht richtig mit Bezug auf das Vorhergehende (3) ausgeführt
wird, der Detektionsfehler des Lagewinkels des Fahrzeugs (der Nickwinkel
und Rollwinkel insbesondere), wenn die Drift eintritt. Deshalb ist
es sehr wahrscheinlich, dass dies zu einer Verringerung in der Detektionsgenauigkeit
der Position und dem Richtungswinkel des Fahrzeugs führt.
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Die
vorliegende Erfindung wird implementiert zum Lösen der
vorhergehenden Probleme. Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Fahrzeugnavigationssystem bereitzustellen, das in der
Lage ist, die Position und den Richtungswinkel des Fahrzeugs mit
hoher Genauigkeit zu Messen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Zum
Erreichen der Aufgabe enthält ein Fahrzeugnavigationssystem
gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Distanzsensor
zum Ausgeben eines Pulssignals entsprechend einer Distanz einer
Fahrzeugbewegung durch ein Fahrzeug; einen Winkelgeschwindigkeitssensor
zum Ausgeben eines Signals entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit
mit einer Sensordetektionsachse in einer vertikalen Richtung eines
Gehäuses; einen Beschleunigungssensor zum Ausgeben eines
Signals entsprechend einer Beschleunigung mit einer Sensordetektionsachse
in einer Rückwärts- und Vorwärtsrichtung
des Gehäuses auf einer horizontalen Ebene; eine Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit zum Messen einer Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit und Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung von dem Pulssignal, geliefert
von dem Distanzsensor; eine Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit zum
Messen einer Winkelgeschwindigkeit von dem Signal, das ausgegeben wird
von dem Winkelgeschwindigkeitssensor; eine Körperrollwinkel-Schätzeinheit
zum Schätzen eines Körperrollwinkels von der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit, die gemessen wird durch die
Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmesseinheit,
und von der Winkelgeschwindigkeit, die gemessen wird durch die Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit;
eine Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit zum Schätzen,
wenn das Gehäuse in dem Körper mit einer Rotation
in einer Gierrichtung gesetzt ist, des Ausgabesignals des Beschleunigungssensors
bei jedem vorgeschriebenen Winkel in der Gierrichtung; und eine
Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit zum Bestimmen, als
Gierrichtungsanbringwinkel in dem Körper, eines Winkels
zu einer Zeit, wenn bei geschätzten Werten, die evaluiert
werden durch die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit,
ein geschätzter Wert erhalten wird, der am ehesten mit
einem Wert übereinstimmt, der übrigbleibt nach einem
Subtrahieren von der Signalausgabe von dem Beschleunigungssensor
einer Offset-Komponente des Signals.
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Gemäß dem
Fahrzeugnavigationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung, kann es, da es den Gierrichtungs-Anbringwinkel des Gehäuses
in dem Körper bestimmen kann, die Körperlage korrigieren
unter Verwendung des Gierrichtungs-Anbringwinkels in dem Körper,
wodurch es ermöglicht wird, die Position und den Richtungswinkel
des Fahrzeugs mit höherer Genauigkeit zu messen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Diagramm zum Erklären einer Winkelgeschwindigkeit,
die erhalten wird um orthogonale drei Achsen eines rechthändigen
System eines Fahrzeugkörpers;
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2 zeigt
ein Diagramm zum Erklären der Winkelgeschwindigkeit und
des Lagewinkels um jede Achse in Bezug auf eine horizontale Ebene;
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3 zeigt
ein Diagramm zum Erklären von Beziehungen zwischen dem
angebrachten Winkel bzw. Anbringwinkel in der Gierrichtung und der
Nickrichtung und dem Lagewinkel mit Bezug auf die horizontale Ebene;
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4 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung eines Fahrzeugnavigationssystems einer
Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, wobei auf ein Teil fokussiert wird, das sich auf die Körperlagenmessung
bezieht;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das sich auf die Körperlagen-Messverarbeitung
bezieht;
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6 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung eines Fahrzeugnavigationssystems einer
Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, das sich auf ein Teil zur Körperlagenmessung fokussiert,
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7 zeigt
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das sich auf die Körperlagen-Messverarbeitung
fokussiert;
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8 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung eines Fahrzeugnavigationssystems einer
Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, das sich auf ein Teil fokussiert, der sich auf eine Körperlagenmessung
bezieht;
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9 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigens eines Telops auf
einem Bildschirm zeigt hinsichtlich dem automatischen Detektionsergebnis
und automatischem Korrekturzustand des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper in der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigens eines Telops auf
einem Bildschirm zeigt hinsichtlich dem automatischen Detektionsergebnis
und der Wirkung des Anbringwinkels in dem Körper auf die
Positionsgenauigkeit in der Ausführungsform 3 gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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11 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigen eines Telops auf einem
Bildschirm zeigt hinsichtlich eines automatischen Detektionsergebnisses
und automatisches Korrekturzustands des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper und ein Beispiel von Soft-Tasten zum Auswählen
eines Handhabungsverfahrens des Anbringwinkels in der Ausführungsform
3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Der
beste Modus zum Ausführen der Erfindung wird nun beschrieben
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen zum detaillierteren Erklären
der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1
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4 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung eines Fahrzeugnavigationssystems einer
Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, wobei auf ein Teil fokussiert wird, der sich auf eine Körperlagenmessung
bezieht. Das Fahrzeugnavigationssystem umfasst einen Winkelgeschwindigkeitssensor 1,
einen Distanzsensor 2, einen Beschleunigungssensor 3 und
eine Signalverarbeitungseinheit 4, die in einem Fahrzeugnavigationsgehäuse
platziert sind.
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Der
Winkelgeschwindigkeitssensor 1 ist zusammengesetzt aus
einem Kreisel-Kompass, beispielsweise, und detektiert eine Giergeschwindigkeit, welches
die Winkelgeschwindigkeit mit der Sensordetektionsachse in der vertikalen
Richtung des Gehäuses ist, bei jeder vorgeschriebenen Periode.
Ein Signal entsprechend der Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit),
ausgegeben von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1, wird
an die Signalverarbeitungseinheit 4 geliefert. Der Distanzsensor 2 gibt ein
Pulssignal entsprechend der Distanz der Fahrzeugbewegung durch das
Fahrzeug aus. Das von dem Distanzsensor 2 ausgegebene Signal
wird an die Signalverarbeitungseinheit 4 geliefert. Der
Beschleunigungssensor 3 detektiert die Beschleunigung mit
der Sensordetektionsachse in der longitudinalen Richtung auf einer
horizontalen Ebene des Gehäuses. Das Signal entsprechend
der Beschleunigung, ausgegeben von dem Beschleunigungssensor 3,
wird an die Signalverarbeitungseinheit 4 geliefert.
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Die
Signalverarbeitungseinheit 4 ist beispielsweise zusammengesetzt
aus einem Computer und führt eine Verarbeitung aus zum
Erfüllen von Funktionen, die notwendig sind für
die Fahrzeugnavigation (wie zum Beispiel Positionsdetektion, Routensuche
und Routenkarte) gemäß einem im Voraus in einem
Speicher (nicht gezeigt) gespeicherten Steuerprogramm. Die Signalverarbeitungseinheit 4 enthält
eine Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41, eine Körpergeschwindigkeitsbeschleunigungs-Messeinheit 42,
eine Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43, eine
Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44,
eine Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45,
eine Gierrichtungsanbringwinkel-Detektiereinheit 46, eine
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47, eine
Körperlagen-Korrektureinheit 48 und eine Beschleunigungssensor-Offset-Korrektureinheit 49,
die im Steuerprogramm zusammengesetzt sind.
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Die
Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 misst die Winkelgeschwindigkeit
auf Grundlage des Signals, das geliefert wird von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1.
Die Winkelgeschwindigkeit, die gemessen wird durch die Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41,
wird an die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 und
Körperlagen-Korrektureinheit 48 geliefert.
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Die
Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmesseinheit 42 misst
eine Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit
und Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung auf
Grundlage des Pulssignals, das von dem Distanzsensor 2 geliefert
wird. Die Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit,
gemessen durch die Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmesseinheit 42,
wird geliefert an die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
und die Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung
wird geliefert an die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45,
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 und
Körperlagen-Korrektureinheit 48.
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Die
Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 schätzt
den Körperrollwinkel von der Körperrichtung der
Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit, geliefert von der Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit 42, und von der Winkelgeschwindigkeit
(Giergeschwindigkeit), geliefert von der Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41.
Der durch die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 geschätzte
Körperrollwinkel wird geliefert an die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44,
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 und Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47.
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Die
Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 schätzt,
von der von der Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 gelieferten Winkelgeschwindigkeit
und dem von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 gelieferten
Körperrollwinkel, eine Beschleunigungssignalkomponente
aufgrund einer Nickwinkelkomponente, die produziert wird durch die
Neigung der Sensordetektionsachse, wenn der Körper rollt
(seitwärts kippt) wegen des Effekts der Beschleunigung
in Seitwärtsrichtung des Körpers. Die durch die
Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 geschätzte
Beschleunigungssignalkomponente wird an die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 geliefert
als die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente.
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Die
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 schätzt
das Ausgabesignal des Beschleunigungssensors 3 von der
Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung, geliefert
von der Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmesseinheit 42,
und von dem Körpernickwinkel, erzeugt durch den Effekt
des Körperrollwinkels, geliefert von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
und durch den Effekt des Körperrollens, der geliefert wird von
der Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 bei
jedem vorgeschriebenen Winkel, wenn das Gehäuse in dem
Körper auf solch eine Art und Weise gesetzt ist, dass es
in der Gierrichtung rotiert. Der geschätzte Wert des Ausgabesignals
des Beschleunigungssensors 3, geschätzt durch
die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45,
wird an die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 geliefert
bzw. geführt.
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Die
Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 spezifiziert
als den Gierrichtungs-Anbringwinkel des Gehäuses in dem
Körper den Rotationswinkel in der Gierrichtung (yaw direction),
bei dem der gemessene Wert, der übrigbleibt nach einem Subtrahieren
von dem von dem Beschleunigungssensor 3 gelieferten Signal
der Offset-Komponente von diesem Signal, am ehesten übereinstimmt
mit dem geschätzten Wert, der ausgegeben wird von der Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45. Der
Gierrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper, spezifiziert
durch die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46,
wird an die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 geliefert.
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Die
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 kombiniert,
gemäß dem Gierrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper,
der geliefert wird von der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46,
die Beschleunigungssensor-Signalkomponente der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung, die geliefert wird von der
Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmesseinheit 42,
mit der Beschleunigungssensor-Signalkomponente des Körperrollwinkels,
der geliefert wird von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43;
und berechnet den Körpernickwinkel von dem Signal, das übrigbleibt
nach einem Subtrahieren der Kombinationskomponente von dem Ausgabesignal
des Beschleunigungssensors 3. Der Körpernickwinkel,
der berechnet wird durch die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47,
wird an die Körperlagen-Korrektureinheit 48 geliefert.
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Die
Körperlagen-Korrektureinheit 48, die den von der
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 gelieferten
Körpernickwinkel und den von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 gelieferten
Körperrollwinkel verwendet, wandelt die Winkelgeschwindigkeit
(Giergeschwindigkeit oder Gierrate) um die Sensordetektionsachse
und die Beschleunigung, Geschwindigkeit und Distanz in der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegung um in die Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit
oder Gierrate) um die vertikale Achse und die Beschleunigung, Geschwindigkeit
und Distanz in der Richtung der Fahrzeugbewegung auf der horizontalen
Ebene.
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Die
Beschleunigungssensor-Offset-Korrektureinheit 49 korrigiert
den Offset des Beschleunigungssensors 3 unter Verwendung
des temporären Offsets, welches der Wert (temporärer
Offset) ist, der übrigbleibt nach einem Subtrahieren des
Ausgabesignal-Schätzwerts der Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 von
dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors 3, wenn der
temporäre Offset innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs
größer als eine vorgeschriebene Distanz oder ein
vorgeschriebener Winkel bleibt.
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Indessen
arbeiten die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 und
die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46, wenn
der Anbringwinkel bzw. angebrachte Winkel in dem Körper
in der Gierrichtung noch nicht detektiert wurde; und die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47,
Körperlagen-Korrektureinheit 48 und Beschleunigungssensor-Offset-Korrektureinheit 49 arbeiten,
wenn der Anbringwinkel in dem Körper in der Gierrichtung
detektiert wurde.
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Als
Nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben mit Bezug auf das in 5 gezeigte
Flussdiagramm, das sich auf die Körperlagen-Messverarbeitung
fokussiert. Die Körperlagen-Messverarbeitung wird bei jeder vorgeschriebenen
Periode gestartet.
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In
der Körperlagen-Messverarbeitung wird zuerst eine Überprüfung
durchgeführt, ob es notwendig ist, das Steuerprogramm zu
initialisieren, das in der Signalverarbeitungseinheit 4 installiert
ist, oder nicht (Schritt ST501). Die Initialisierung wird notwendig,
wenn elektrische Leistung zugeführt wird an das Fahrzeugnavigationssystem
durch Starten des Motors des Fahrzeugs. Wenn eine Entscheidung bei Schritt
ST501 durchgeführt wird, dass die Initialisierung notwendig
ist, wird eine Initialisierungsverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST502). Speziell werden die individuellen Steuerprogramme,
die in der Signalverarbeitungseinheit 4 installiert sind,
initialisiert. Wenn eine Entscheidung bei dem vorhergehenden Schritt ST501
durchgeführt wird, dass die Initialisierung nicht notwendig
ist, wird die Verarbeitung bei Schritt ST502 weggelassen.
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Nachfolgend
wird eine Winkelgeschwindigkeits-Messverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST503). Insbesondere misst die Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 die
Winkelgeschwindigkeit ωB-gier um
die Sensordetektionsachse auf Grundlage des Signals entsprechend
der Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit), geliefert von dem
Winkelgeschwindigkeitssensor 1 bei jeder vorgeschriebenen
Periode und liefert es an die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 und
Körperlagen-Korrektureinheit 48.
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Nachfolgend
wird eine Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmessverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST504). Insbesondere misst die Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit 42 eine Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit VBX und
Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung ABX auf Grundlage des Pulssignals, das geliefert
wird von dem Distanzsensor 2 während einer vorgeschriebenen
Periode. Die Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit
VBX, die gemessen wird durch die Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit 42, wird an die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 geliefert,
und die Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung
ABX wird an die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45,
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 und
Körperlagen-Korrektureinheit 48 geliefert.
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Nachfolgend
wird eine Körperrollwinkel-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST505). Insbesondere berechnet die
Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 unter
Verwendung der Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit
VBX, geliefert von der Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit 42, und der Winkelgeschwindigkeit
(Giergeschwindigkeit) ωB-gier,
geliefert von der Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41,
den Umdrehradius R[m], Körperseitwärtsbeschleunigung
ABY [m/s2] und Körperrollwinkel θC-roll [rad] des Fahrzeugs nacheinander durch
nacheinander Ausführen der folgenden Gleichungen (1)–(3).
Der Körperrollwinkel θC-roll,
der berechnet wird durch die Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
wird an die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44,
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 und Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 geliefert. R = VBX/|ωB-gier| (1) ABY = ωB-gier 2R(ωB-gier ≧ 0) = ωB-gier 2R(ωB-gier < 0) (2) θC-roll = sin–1(ABY/G) (3)
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Nachfolgend
wird die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST506). Insbesondere berechnet die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzeinheit 44 unter
Verwendung der Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit oder Gierrate) ωB-gier, die geliefert wird von der Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41,
und den Körperrollwinkel θC-roll, der
geliefert wird von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
gemäß der folgenden Gleichung (4) den Körpernickwinkel ΔθC-roll->nick [rad],
der hervorgerufen wird durch den Körperrolleffekt, und
liefert ihn an die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47. ΔθC-roll->nick = –2ωB-giersin(θC-roll) (4)
-
Nachfolgend
wird eine Überprüfung durchgeführt, ob
der Anbringwinkel in dem Körper in der Gierrichtung nicht
schon detektiert ist (Schritt ST507). Wenn eine Entscheidung durchgeführt
wird bei Schritt ST507, dass der Anbringwinkel in dem Körper
in der Gierrichtung noch nicht detektiert ist, wird dann eine Beschleunigungssensorausgabe-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST508). Insbesondere berechnet die
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 eine
Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente ΔSC-drive [mV], erhalten von der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung ABX,
eine Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente ΔSC-roll->nick [mV], erhalten
von dem Körpernickwinkel ΔθC-roll->nick, hervorgerufen
durch den Körperrolleffekt, und das Ausgabesignal ΔSC-roll [mV] des Beschleunigungssensors 3 bie
einer Zeit, wenn der Beschleunigungssensor 3 um 90 Grad
rotiert wird, und den Körperrollwinkel detektiert als den
Körpernickwinkel unter nacheinanderfolgender Verwendung
der folgenden Gleichung (5) bis Gleichung (7). Nach diesen berechnet
die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 bei jedem
vorgeschriebenen Winkel den geschätzten Wert ΔSprs-est [mV] des Ausgabesignals des Beschleunigungssensors 3 in
dem Fall, wo das Gehäuse in dem Körper mit einer
Rotation in der Gierrichtung gesetzt wird unter Verwendung der folgenden Gleichung
(8) und liefert ihn an die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46.
Die vorhergehenden ΔθC-roll->nick und ΔSC-roll->nick sind
der Körpernickwinkel [deg], hervorgerufen durch den Körperrolleffekt,
und die Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente [mV], welches
die gleichen Komponenten sind, obwohl ihre Einheiten sich unterscheiden. ΔSC-drive = (ABX/G)SFprs (5) ΔSC-roll->nick = –Gsin(ΔθC-roll->nick)SFprs (6) ΔSC-roll = GSin(θC-roll)SFprs (7) ΔSprs-est = (ΔSC-drive + ΔSnick->roll)cos(δθC-gier) + ΔSC-rollsin(δθC-gier) (8)wobei
SFprs ein Skalierungsfaktor [mV/G] des Beschleunigungssensors 3 ist.
-
Nachfolgend
wird eine Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektierverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST509). Insbesondere vergleicht die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 den
gemessenen Wert ΔSprs-mes [mV],
der übrigbleibt nach einem Subtrahieren von dem von dem
Beschleunigungssensor 3 gelieferten Signal seiner Offset-Komponente,
wobei der geschätzte Wert ΔSprs-est [mV],
berechnet wird durch die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 unter
Verwendung der Gleichung (8) bei jedem vorgeschriebenen Winkel,
und zeichnet verglichene Ergebnisse über einen vorgeschriebenen
Abschnitt bei jedem vorgeschriebenen Winkel auf. Wenn die verglichenen
Ergebnisse über dem vorgeschriebenen Abschnitt alle gesammelt wurden,
spezifiziert die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 den
Gierrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper δθC-gier [rad], der verwendet wird, wenn der
geschätzte Wert ΔSprs-est,
der am ehesten mit dem gemessenen Wert ΔSprs-mes übereinstimmt,
berechnet wird, und liefert ihn an die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 zusammen
mit dem geschätzten Wert ΔSprs-est.
Dann wird, nach einem Speichern, dass der Anbringwinkel in dem Körper
detektiert wurde, die Körperlagen-Messverarbeitung beendet.
Zusätzlich wird, falls nicht die verglichenen Ergebnisse über
den vorgeschriebenen Abschnitt alle gesammelt wurden, für
den nächsten Vergleich gespeichert, dass der Anbringwinkel
in dem Körper nicht schon detektiert ist, und die Körperlagenmessverarbeitung
wird beendet.
-
Falls
eine Entscheidung durchgeführt wird bei dem vorhergehenden
Schritt ST507, dass der Anbringwinkel in dem Körper in
der Gierrichtung detektiert wurde, wird dann die Körpernickwinkel-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST510). Insbesondere berechnet die
Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 unter
Verwendung des geschätzten Werts ΔSprs-est des
Ausgabesignals des Beschleunigungssensors 3, der berechnet
wird unter Verwendung der vorhergehenden Gleichung (8), und geliefert
wird von der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46, und
des gemessenen Werts ΔSprs-mes,
den Körpernickwinkel θC-nick [rad]
durch die folgende Gleichung (9) und liefert ihn an die Körperlagen-Korrektureinheit 48. θC-nick = sin–1{(ΔSprs-mes – ΔSprs-est)/SFprs} (9)
-
Nachfolgend
wird eine Körperlagen-Korrekturverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST511). Insbesondere wandelt die Körperlagen-Korrektureinheit 48 unter
Verwendung des Körperrollwinkels θC-roll,
geliefert von der Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43,
und des Körpernickwinkels θC-nick,
geliefert von der Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47,
die Winkelgeschwindigkeit (Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit) ωB-gier um die Sensordetektionsachse um, die
geliefert wird von der Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 in
die Winkelgeschwindigkeit ωC-gier [rad]
um die vertikale Achse durch die Gleichung (10), wandelt die Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit VBX um
in die Geschwindigkeit VCX auf der horizontalen
Ebene durch die Gleichung (11) und gibt diese dann aus. In der folgenden
Gleichung (10) ist Δt die vorgeschriebene Periode [5].
Wenn die Distanz oder Beschleunigung in der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegung umgewandelt wird in die Distanz oder Beschleunigung
auf der horizontalen Ebene, wird eine Gleichung ähnlich
zu Gleichung (11) verwendet. ωC-gier = {(θC-nick/Δt)sinθC-roll + ωB-giercosθC-roll}/cosθC-nick (10) VCX = VBXcosθC-nick (11)
-
Nachfolgend
wird eine Beschleunigungssensor-Offset-Korrekturverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST512). Wenn der Wert (temporärer Offset), der übrigbleibt
nach einem Subtrahieren von dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors 3 des
Ausgabesignal-Schätzwerts, der berechnet wird durch die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 unter
Verwendung der Gleichung (8), innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs
größer als die vorgeschriebene Distanz oder vorgeschriebene
Winkel bleibt, zieht die Beschleunigungssensor-Offset-Korrektureinheit 49 in
Betracht, dass der Effekt des Körpernickwinkels auf ein
Gefälle klein ist, und beendet die Körperlagen-Messverarbeitung
nach einem Korrigieren des Offsets des Beschleunigungssensors unter
Verwendung des temporären Offsets. Wenn der temporäre Offset
nicht innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs bleibt oder innerhalb
des vorgeschriebenen Bereichs geringer als die vorgeschriebene Distanz oder
vorgeschriebenen Winkel bleibt, führt die Beschleunigungssensor-Offset-Korrektureinheit 49 eine Entscheidung
durch, dass sie die Offset des Beschleunigungssensors nicht korrigieren
kann, und beendet die Körperlagen-Messverarbeitung.
-
Wie
oben beschrieben kann, gemäß dem Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung, selbst wenn sein Gehäuse in dem Fahrzeugkörper
mit der Drehung bzw. Rotation in der Gierrichtung gesetzt ist, es
das Ausgabesignal des Beschleunigungssensors in der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegung mit der existierenden Sensorkonfigurierung
(eine Kombination des Distanzsensors, Winkelgeschwindigkeitssensors und
Beschleunigungssensors) schätzen. Demgemäß kann
es automatisch den Gierrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper
bestimmen durch Suchen nach dem geschätzten Wert bzw. Schätzwert,
der am ehesten übereinstimmt mit dem gemessenen Wert hinsichtlich
dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors. Deshalb kann, selbst
wenn das Fahrzeugnavigationssystem in dem Fahrzeugkörper
mit Rotation in der Gierrichtung eingesetzt bzw. gesetzt ist, die
vorliegende Ausführungsform 1 das herkömmliche
Problem eines Falschmessens der Körperlage, wie zum Beispiel
die Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung unter Verwendung der
Sensorsignale, die beeinflusst sind durch die übrigbleibenden
Achsen, eliminieren.
-
Zusätzlich
ist es möglich, aus dem Grund, dass das Gehäuse
in dem Körper mit einer Rotation in der Gierrichtung eingesetzt
ist, selbst wenn die Körperseitwärtsrichtungs-Beschleunigungskomponente überlagert
wird auf dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors in der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegung, oder selbst wenn die Beschleunigungskomponente
in der Körperrichtung der Fahrzeugbewegung sich abschwächt,
den Nickwinkel präzise von dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensor
zu detektieren, und die Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit)
um die vertikale Achse korrekt zu detektieren, sowie die Beschleunigung,
Geschwindigkeit und Distanz in der Richtung der Fahrzeugbewegung
auf der horizontalen Ebene. Da die vorliegende Ausführungsform
1 den Effekt der Neigung der Sensordetektionsachse auf die Körperlage
gemäß dem Ergebnis der automatischen Detektion
des Gierrichtungs-Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper korrigieren kann, kann sie insbesondere das
herkömmliche Problem eines Falschmessens der Körperlage,
wie zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung, wenn
das Fahrzeugnavigationssystem in dem Körper mit einer Drehung
bzw. Rotation in der Gierrichtung gesetzt ist, eliminieren durch
Verwenden des Sensorsignals, das beeinflusst wird durch die übriggebliebenen
Achsen.
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Ferner
berechnet die vorliegende Ausführungsform 1, selbst wenn
der Fahrzeugkörper geneigt ist in der Seitwärtsrichtung
wegen der Zentrifugalkraft, den Körpernickwinkel durch
Schätzen der Beschleunigungssignalkomponente aufgrund des Körperrollens.
Demgemäß kann, wenn das Fahrzeug sich entlang
eines Gefälles mit einer Drehung bewegt, oder eine Hochgeschwindigkeitsdrehung
auf einer horizontalen Ebene ausführt, die vorliegende Ausführungsform
1 eine falsche Detektion des Körpernickwinkels und die
Detektionsgenauigkeitsverringerung der Position und Richtungswinkel
des Fahrzeugs verhindern. Da sie die Körperlage präziser
messen kann durch Ausführen der Korrekturberechnung der
Inertialkraft, die an den Beschleunigungssensor auf Grundlage des
Prinzips angelegt wird, kann sie insbesondere nicht nur den Effekt
des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems in dem Körper
korrigieren, aber auch das herkömmliche Problem eliminieren,
dass die Verringerung der Detektionsgenauigkeit der Position und
Richtungswinkel des Fahrzeugs hervorbringt, wenn das Fahrzeug entlang
eines Gefälles mit einer Drehung sich bewegt oder eine
Hochgeschwindigkeitsdrehung auf einer horizontalen Ebene durchführt.
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Nach
einem Beenden der Detektion des angebrachten Winkels bzw. Anbringwinkels
des Gehäuses in dem Körper korrigiert, wenn der
Wert (temporärer Offset), der übrigbleibt nach
einem Subtrahieren von dem Beschleunigungssensor-Ausgabesignal des
Ausgabesignal-Schätzwerts innerhalb des vorgeschriebenen
Bereichs größer als die vorgeschriebene Distanz
oder vorgeschriebene Winkel bleibt, die vorliegende Ausführungsform
1 den Offset des Beschleunigungssensors unter Verwendung des temporären
Offsets. Demgemäß kann sie immer den Drift detektieren
und korrigieren, der hervorgerufen wird in dem Beschleunigungssensor,
und den Lagenwinkel des Körpers und die Distanz der Fahrzeugbewegung
und Beschleunigung auf der horizontalen Ebene akkurat messen. Die
vorliegende Ausführungsform 1 extrahiert und korrigiert
insbesondere den Driftfehler präziser bzw. genauer durch
Bestimmen der Neigung der Sensordetektionsachse mit Bezug auf die
horizontale Ebene und durch Entfernen der Inertialkraftkomponente,
die auf dem Signal des Winkelgeschwindigkeitssensors oder Beschleunigungssensors überlagert
wird, selbst wenn das Fahrzeug sich bewegt, wodurch die Messgenauigkeit
der Körperlage verbessert wird. Als Ergebnis kann sie das
herkömmliche Problem eliminieren, dass die Verringerung
in der Messgenauigkeit der Körperlage auftritt, falls sie
nicht den Driftfehler ausreichend korrigieren kann, der hervorgerufen
wird in dem Winkelgeschwindigkeitssensor oder Beschleunigungssensor,
die das Fahrzeugnavigationssystem verwendet.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 2
-
Das
Fahrzeugnavigationssystem der vorhergehenden Ausführungsform
1 ist auf solch eine Art und Weise konfiguriert, dass es die Detektion
des Anbringwinkels in dem Körper und die Korrektur der Körperlage
ausführt, wenn das Gehäuse in dem Körper
mit einer Rotation in der Gierrichtung eingestellt bzw. eingesetzt
ist. Im Gegensatz dazu ist das Fahrzeugnavigationssystem der Ausführungsform
2 auf solch eine Art und Weise konfiguriert, dass die Detektion
des Anbringwinkels in dem Körper und die Korrektur der
Körperlage ausgeführt wird, wenn das Gehäuse
in dem Körper mit einer Verkippung bzw. Neigung in der
Nickrichtung eingesetzt ist. Im Folgenden wird die Beschreibung
der gleichen Teile wie der der Ausführungsform 1 weggelassen
oder vereinfacht, wobei auf die Beschreibung der unterschiedlichen Teile
fokussiert wird.
-
6 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, wobei auf Teile fokussiert wird, die sich auf die
Körperlagenmessung beziehen. Das Fahrzeugnavigationssystem
ist konfiguriert durch Ersetzen der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 durch
eine Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 des
Fahrzeugnavigationssystems der Ausführungsform 2.
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Die
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 und
die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 arbeiten,
wenn der Anbringwinkel in dem Körper in der Nickrichtung
nicht schon detektiert ist. Die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47,
Körperlagen-Korrektureinheit 48 und Beschleunigungssensor-Offset- Korrektureinheit 49 arbeiten,
wenn der Anbringwinkel in dem Körper in der Nickrichtung
detektiert wurde.
-
Als
Nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit der vorhergehenden Konfigurierung beschrieben mit
Bezug auf das in 7 gezeigte Flussdiagramm, das
sich auf die Körperlagen-Messverarbeitung fokussiert. Die
Körperlagen-Messverarbeitung wird bei jeder vorgeschriebenen
Periode gestartet.
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In
der Körperlagen-Messverarbeitung wird zuerst eine Prüfung
durchgeführt, ob es notwendig ist, das Steuerprogramm zu
initialisieren, das in der Signalverarbeitungseinheit 4 installiert
ist, oder nicht (Schritt ST701). Wenn eine Entscheidung durchgeführt
wird bei Schritt ST701, dass die Initialisierung notwendig ist,
wird eine Initialisierungsverarbeitung ausgeführt (Schritt
ST702). Wenn eine Entscheidung durchgeführt wird bei dem
vorhergehenden Schritt ST701, dass die Initialisierung nicht notwendig
ist, wird die Verarbeitung bei Schritt ST702 ausgelassen bzw. übersprungen.
Die Verarbeitung bei Schritt ST701 und Schritt ST702 ist die gleiche
wie die Verarbeitung bei Schritt ST501 und Schritt ST502 des in 5 gezeigten
Flussdiagramms.
-
Nachfolgend
wird die Winkelgeschwindigkeits-Messverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST703). Insbesondere misst die Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 die
Winkelgeschwindigkeit ωB-gier um
die Sensordetektionsachse auf Grundlage des Signals entsprechend
der Winkelgeschwindigkeit (Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit), die
geliefert wird von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 1 bei
jeder vorgeschrieben Periode und berechnet den Körperrichtungswinkel θB-gier durch Ausführen eines Zeitintegrals
der Winkelgeschwindigkeit ωB-gier.
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Nachfolgend
wird die Körpergeschwindigkeits- und Beschleunigungsmessverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST704). Insbesondere misst die Körpergeschwindigkeits-
und Beschleunigungsmesseinheit 42 die Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsdistanz der Fahrzeugbewegung LBX,
Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit VBX und Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung
ABX auf Grundlage des Pulssignals, das geliefert
wird von dem Distanzsensor 2 während einer vorgeschriebenen
Periode.
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Nachfolgend
wird die Körperrollwinkel-Schätzverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST705). Die Verarbeitung bei Schritt 705 ist die gleiche
wie die Verarbeitung bei Schritt ST505 des in 5 gezeigten
Flussdiagramms. Nachfolgend wird die Körperrollbeschleunigungs-Signalkomponente-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST706). Die Verarbeitung bei Schritt
ST706 ist die gleiche wie die Verarbeitung bei Schritt ST506 des
in 5 gezeigten Flussdiagramms.
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Nachfolgend
wird eine Überprüfung durchgeführt, ob
der Anbringwinkel in dem Körper in der Nickrichtung nicht
schon detektiert ist (Schritt ST707). Wenn eine Entscheidung durchgeführt
wird bei Schritt ST707, dass der Anbringwinkel in dem Körper
in der Nickrichtung nicht schon detektiert ist, wird dann die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST708). Insbesondere berechnet, unter
Verwendung der vorhergehenden Gleichung (5) und Gleichung (6) die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 die
Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente ΔSC-drive [mV], die erhalten wird von der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung ABX,
und die Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente ΔSC-roll->nick [mV],
die erhalten wird von dem Körpernickwinkel ΔθC-roll->nick,
hervorgerufen durch den Körperrolleffekt. Nach diesem berechnet die
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 den
geschätzten Wert bzw. Schätzwert ΔSprs-est [mV] des Ausgabesignals des Beschleunigungssensors 3,
wenn das Gehäuse in dem Körper mit einer Rotation
in der Nickrichtung bei jedem vorgeschriebenen Winkel gesetzt ist
unter Verwendung der folgenden Gleichung (12), und liefert ihn an
die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50. Der
vorhergehende ΔθC-roll->nick und ΔSC-roll->nick sind
der Körpernickwinkel [deg], hervorgerufen durch den Körperrolleffekt,
und die Beschleunigungssensorausgabe-Signalkomponente [mV], welches
die gleichen Komponenten sind, obwohl ihre Einheiten sich unterscheiden. ΔSprs-est = ΔSC-drive + ΔSnick->roll (12)
-
Nachfolgend
wird eine Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektierverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST709). Wenn der Unterschied zwischen dem gemessenen Wert ΔSprs-mes [mV], der übrigbleibt nach einem
Subtrahieren der Offset-Komponente von dem Signal, das geliefert
wird von dem Beschleunigungssensor 3 und dem geschätzten
Wert ΔSprs-est [mV], berechnet
durch die Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 unter
Verwendung von Gleichung (12) innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichfelds,
hält insbesondere die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 die
nächsten Daten (wie zum Beispiel das Ausgabesignal des
Beschleunigungssensors 3, den geschätzten Wert ΔSprs-est, berechnet durch Gleichung (12),
den Körperrichtungswinkel θB-gier,
die Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsdistanz der Fahrzeugbewegung
LBX und Zeit) in ihrem Verlauf als einzelne
Aufzeichnung.
-
Wenn
die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 in
der Vielzahl der Aufzeichnungen des Verlaufs bestätigen
kann, dass das Fahrzeug sich mehr als eine vorgeschriebene Distanz
oder vorgeschriebenen Winkel bewegt, und wenn der Unterschied (temporärer
Offset) zwischen den geschätzten Werten ΔSprs-est, berechnet von dem Ausgabesignal
des Beschleunigungssensors 3 in der Vielzahl der Aufzeichnungen
unter Verwendung von Gleichung (12) innerhalb eines vorgeschriebenen
Werts ist, führt dann die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 eine
Entscheidung durch, dass das Fahrzeug sich auf der horizontalen
Ebene bewegt, und dass der Nickrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper
detektiert werden kann, berechnet den Nickrichtungs-Anbringwinkel δθC-nick des Gehäuses in dem Körper
von dem Durchschnitt des Unterschieds zwischen dem Offset-Referenzwert ΔSprs-of-typ und dem temporären Offset ΔSprs-of-kari in der Vielzahl der Aufzeichnungen
gemäß der folgenden Gleichung (13) und beendet
die Körperlagen-Messverarbeitung nach einem Liefern desselben
an die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47. δθC-nick =
asin–1{(ΔSprs-of-kari – ΔSprs-of-typ)/SFprs} (13)
-
Andererseits
sei der Fall betrachtet, wo der Unterschied zwischen dem gemessenen
Wert ΔSprs-mes und dem geschätzten
Wert bzw. Schätzwert ΔSprs-est nicht
innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs fällt. In diesem
Fall wird, falls es nicht in der Vielzahl der Aufzeichnungen des
Verlaufs bestätigt werden kann, dass das Fahrzeug sich
mehr bewegt als die vorgeschriebene Distanz oder vorgeschriebenen
Winkel, und falls es entschieden wird von dem Ausgabesignal des
Beschleunigungssensors 3 in der Vielzahl der Aufzeichnungen,
dass der Unterschied zwischen den geschätzten Werten ΔSprs-est (temporärer Offset) den
vorgeschriebenen Wert überschreitet, da eine Entscheidung nicht
durchgeführt werden kann, dass das Fahrzeug sich auf der
horizontalen Ebene bewegt hat, die Körperlagen-Messverarbeitung
beendet.
-
Falls
es entschieden wird bei dem vorhergehenden Schritt ST707, dass der
angebrachte Winkel bzw. Anbringwinkel in dem Körper in
der Nickrichtung detektiert wurde, dann wird die Körpernickwinkel-Schätzverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST710). Die Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47,
die den geschätzten Wert ΔSprs-est des
Ausgabesignals des Beschleunigungssensors 3 verwendet,
der berechnet wird unter Verwendung der vorhergehenden Gleichung
(8) und geliefert wird von der Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50,
und des gemessenen Werts ΔSprs-mes,
berechnet insbesondere den Körpernickwinkel θC-nick [rad] durch die folgende Gleichung
(14) und liefert ihn an die Körperlagen-Korrektureinheit 48. θC-nick = sin–1{(ΔSprs-mes – ΔSprs-est)/SFprs – δθC-nick (14)
-
Nachfolgend
wird die Körperlagen-Korrekturverarbeitung ausgeführt
(Schritt ST711). Die Verarbeitung des Schritts ST711 ist die gleiche
wie die Verarbeitung bei Schritt ST511 des in 5 gezeigten Flussdiagramms.
Nachfolgend wird die Beschleunigungssensor-Offset-Korrekturverarbeitung
ausgeführt (Schritt ST712). Die Verarbeitung bei Schritt ST712
ist die gleiche wie die Verarbeitung bei Schritt ST512 des in 5 gezeigten
Flussdiagramms. Daher wird die Körperlagen-Messverarbeitung
beendet.
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Wie
oben beschrieben kann, gemäß dem Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung, selbst wenn sein Gehäuse in dem Fahrzeugkörper
mit der Verkippung in der Nickrichtung eingesetzt ist, es das Ausgabesignal
des Beschleunigungssensors in der Körperrichtung der Fahrzeugbewegung
mit der existierenden Sensorkonfigurierung (die Kombination des
Distanzsensors, Winkelgeschwindigkeitssensors und Beschleunigungssensors)
extrahieren. Demgemäß kann es automatisch den
Nickrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper bestimmen von
dem Unterschied zwischen dem Offset-Referenzwert und dem Ausgabesignal
des Beschleunigungssensors. Deshalb kann, wenn das Fahrzeugnavigationssystem
in dem Fahrzeugkörper mit der Verkippung in der Nickrichtung
eingesetzt wird, die vorliegende Ausführungsform 2 das
herkömmliche Problem eines Falschmessens der Körperlage,
wie zum Beispiel der Winkelgeschwindigkeit oder Beschleunigung unter
Verwendung der Sensorsignale, beeinflusst durch die übrigbleibenden
Achsen, eliminieren.
-
Zusätzlich
kombiniert, selbst wenn eine feste Fehlerkomponente dem Ausgabesignal
des Beschleunigungssensors überlagert wird, weil das Gehäuse
in den Körper mit einer Verkippung in der Nickrichtung
eingesetzt ist, die vorliegende Ausführungsform 2 die Beschleunigungssensor-Signalkomponente
der Körperrichtung der Fahrzeugbewegungsbeschleunigung
und die Beschleunigungssensor-Signalkomponente des Körperrollwinkels,
und berechnet den Körpernickwinkel von der Komponente,
die übrigbleibt nach einem Subtrahieren der kombinierten
Beschleunigung von dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors,
wodurch es ermöglicht wird, die Winkelgeschwindigkeit (Giergeschwindigkeit)
um die vertikale Achse korrekt zu detektieren, und die Beschleunigung,
Geschwindigkeit und Distanz in die Richtung der Fahrzeugbewegung
auf der horizontalen Ebene korrekt zu detektieren. Da die vorliegende Ausführungsform
2 den Effekt der Verkippung der Sensordetektionsachse an der Körperlage
gemäß dem Ergebnis der automatischen Detektion des
Nickrichtungs-Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems in dem
Körper automatisch korrigieren kann, kann insbesondere
das herkömmliche Problem eliminiert werden eines Falschmessens
der Körperlage, wie zum Beispiel der Winkelgeschwindigkeit
und Beschleunigung, wenn das Fahrzeugnavigationssystem in dem Körper
mit einer Verkippung in der Nickrichtung eingesetzt ist durch Verwenden
des Sensorsignals, das beeinflusst wird durch die übriggebliebenen Achsen.
-
Ferner
berechnet die vorliegende Ausführungsform 2, selbst wenn
der Fahrzeugkörper sich in Seitwärtsrichtung neigt
wegen der Zentrifugalkraft, den Körpernickwinkel durch
Schätzen der Beschleunigungssignalkomponente aufgrund des
Körperrollens. Demgemäß kann, wenn das
Fahrzeug sich entlang eines Gefälles mit einer Drehung
bewegt oder eine Hochgeschwindigkeitsdrehung auf einer horizontalen
Ebene ausgeführt wird, die vorliegende Ausführungsform
2 die falsche Detektion des Körpernickwinkels und die Detektionsgenauigkeitsverringerung
der Position und des Richtungswinkels des Fahrzeugs verhindern.
Da sie (Ausführungsform 2) oder es (System) die Körperlage
präziser messen kann durch Ausführen der Korrekturberechnung
der Inertialkraft, die angelegt wird an den Beschleunigungssensor
auf Grundlage des Prinzips, kann sie insbesondere nicht nur den
Effekt des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems in dem
Körper korrigieren, aber auch das herkömmliche
Problem eliminieren, dass die Reduktion bzw. Verringerung der Detektionsgenauigkeit
der Position und Richtungswinkel des Fahrzeugs auftritt, wenn sich
das Fahrzeug entlang eines Gefälles mit einer Drehung bewegt
oder eine Hochgeschwindigkeitsdrehung auf der horizontalen Ebene
durchführt.
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Nach
einem Beenden der Detektion des Anbringwinkels des Gehäuses
in dem Körper korrigiert, wenn der Wert (temporärer
Offset) der übrigbleibt nach einem Subtrahieren von dem
Beschleunigungssensor-Ausgabesignal des Ausgabesignal-Schätzwerts
innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs größer
als die vorgeschriebene Distanz oder vorgeschriebenen Winkel bleibt,
die vorliegende Ausführungsform 2 den Offset des Beschleunigungssensors unter
Verwendung des temporären Offsets. Demgemäß kann
sie immer den Drift detektieren und korrigieren, der hervorgerufen
wird in dem Beschleunigungssensor, und misst den Lagenwinkel des
Körpers und die Distanz der Fahrzeugbewegung und Geschwindigkeit
auf der horizontalen Ebene akkurat. Insbesondere extrahiert und
korrigiert die vorliegende Ausführungsform 2 den Driftfehler
präziser durch Bestimmen der Verkippung der Sensordetektionsachse
mit Bezug auf die horizontale Ebene und durch Entfernen der Inertialkraftkomponente,
die auf dem Signal des Winkelgeschwindigkeitssensors oder Beschleunigungssensors überlagert
ist, selbst wenn das Fahrzeug sich bewegt, wodurch die Messgenauigkeit
der Körperlage verbessert wird. Als Ergebnis kann sie das
herkömmliche Problem eliminieren, dass die Verringerung
in der Messgenauigkeit der Körperlage auftritt, falls sie
nicht den Driftfehler ausreichend korrigieren kann, der auftritt
in dem Winkelgeschwindigkeitssensor oder Beschleunigungssensor,
der von dem Fahrzeugnavigationssystem verwendet wird.
-
AUSFÜHRUNGSFORM 3
-
Das
Fahrzeugnavigationssystem der vorhergehenden Ausführungsform
1 ist auf solch eine Art und Weise konfiguriert, dass es die Detektion
des Anbringwinkels in dem Körper und Korrektur der Körperlage
ausführt, wenn das Gehäuse in dem Körper
mit einer Rotation in der Gierrichtung eingesetzt ist, und das Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 2 ist auf solch eine Art und Weise
konfiguriert, dass die Detektion des Anbringwinkels in dem Körper und
Korrektur der Körperlage ausgeführt wird, wenn das
Gehäuse in dem Körper mit einer Verkippung in der
Nickrichtung eingesetzt ist. Im Gegensatz dazu ist das Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 3 auf solch eine Art und Weise konfiguriert,
dass die Detektion des Anbringwinkels in dem Körper und
Korrektur der Körperlage ausgeführt wird, wenn
das Gehäuse in dem Körper mit einer Rotation in
der Gierrichtung und mit einer Verkippung in der Nickrichtung eingesetzt
ist. In dem Folgenden wird eine Beschreibung der gleichen Teile
wie der der Ausführungsform 1 und Ausführungsform
2 weggelassen, wobei auf die Beschreibung der unterschiedlichen
Teile fokussiert wird.
-
8 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Konfigurierung des Fahrzeugnavigationssystems
der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, wobei auf Teile fokussiert wird, die sich auf die
Körperlagenmessung beziehen. Das Fahrzeugnavigationssystem
ist konfiguriert durch Hinzufügen einer Mitteilungseinheit 5 und
einer Betriebseingabeeinheit 6 zu dem Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 1, und durch Hinzufügen einer
Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50, einer
Anbringwinkeleffekt-Evaluiereinheit 51 und einer Mitteilungssteuereinheit 52 an
die Signalverarbeitungseinheit 4 der Ausführungsform
1.
-
Die
Mitteilungseinheit 5 kann zusammengesetzt sein aus beispielsweise
einem Monitor des Fahrzeugnavigationssystems. Die Mitteilungseinheit 5 zeigt
einen Telop (Televisions Opague Projector zum beispielsweise Überlagern
von Text) und Soft-Tasten an bei der Steuerung der Signalverarbeitungseinheit 4.
Die Betriebseingabeeinheit 6 kann beispielsweise zusammengesetzt
sein aus einem berührungsempfindlichen Feld auf dem Monitor
des Fahrzeugnavigationssystems und das Berühren einer Soft-Taste,
die gebildet ist auf dem Monitorbildschirm, ermöglicht
eine Eingabe. Die Dateneingabe von der Betriebseingabeeinheit 6 wird
an die Signalverarbeitungseinheit 4 geliefert. Die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 ist
die gleiche wie die des Fahrzeugnavigationssystems der Ausführungsform
2.
-
Die
Anbringwinkeleffekt-Evaluiereinheit 150 evaluiert den Effekt
des Anbringwinkels in dem Körper auf Grundlage des Gierrichtungs-Anbringwinkels in
dem Körper δθC-gier von
der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 und
des Nickrichtungs-Anbringwinkels in dem Körper δθC-nick von der Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50,
und liefert das Evaluierungsergebnis an die Mitteilungssteuereinheit 52.
Die Mitteilungssteuereinheit 52 erzeugt den Telop, der
später beschrieben wird, von dem Gierrichtungs-Anbringwinkel
in dem Körper δθC-gier von
der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46, dem
Nickrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper δθC-nick von der Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 und
dem Evaluierungsergebnis von der Anbringwinkeleffekt-Evaluierungseinheit 51,
und liefert ihn an die Mitteilungseinheit 5.
-
Als
Nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit der vorhergehenden Konfigurierung beschrieben, wobei
auf die Körperlagen-Messverarbeitung fokussiert wird.
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Wie
in der Ausführungsform 1 oder Ausführungsform
2 beschrieben, evaluiert, wenn die Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 oder
die Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 den Anbringwinkel
des Gehäuses in dem Körper detektiert, die Anbringwinkeleffekt-Evaluiereinheit 51 in
der Körpernickwinkel-Schätzeinheit 47 den
Unterschied in dem Körpernickwinkel aufgrund des Vorhandenseins
oder Abwesenheit der Korrektur des Anbringwinkels in dem Körper
und den Effekt des Richtungswinkelfehlers (während einem
Rechts- oder Linkssteuern, im Kreisumfangs-Richtungsfahren oder
Fahren auf einem Gefälle), der ausgeübt wird durch
den Körpernick bzw. Körperkippung und liefert das
Evaluierungsergebnis an die Mitteilungssteuereinheit 52.
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Beim
Empfangen des Evaluierungsergebnisses fordert die Mitteilungssteuereinheit 52 die
Mitteilungseinheit 5 auf, einen von den in 9 bis 11 gezeigten
Telops von dem Start zu dem Ende der Detektion des Anbringwinkels
in dem Körper in der Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 oder Nickrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 50 anzuzeigen,
und die Mitteilungseinheit 5 teilt während der
vorgeschriebenen Dauer mit.
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9 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigens von Telops auf dem
Monitorbildschirm zeigt hinsichtlich des automatischen Detektionsergebnisses
und automatischen Korrekturzustands des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper. 10 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigens von Telops auf dem
Monitorbildschirm zeigt hinsichtlich des automatischen Detektionsergebnisses
des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems in dem Körper,
und den Effekt des Anbringwinkels auf die Positionsgenauigkeit. 11 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Anzeigens der Telops auf dem
Monitorbildschirm zeigt hinsichtlich des automatischen Detektionsergebnisses
und automatischen Korrekturzustands des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper zusammen mit den Soft-Tasten zum Auswählen
eines Handhabungsverfahrens des Anbringwinkels.
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Falls
irgendeine der Soft-Tasten gedrückt wird auf dem in 11 gezeigten
Bildschirm, liefert die Betriebseingabeeinheit 6 das bestimmte
Handhabungsverfahren an die Signalverarbeitungseinheit 4. Falls
das bestimmte Handhabungsverfahren ”Sofortige Korrektur” ist,
berechnet die Signalverarbeitungseinheit 4 den Körpernickwinkel
unter Verwendung des detektierten Anbringwinkels in dem Körper
so wie er ist. Falls das bestimmte Handhabungsverfahren ”Löschen” ist,
berechnet die Signalverarbeitungseinheit 4 den Körpernickwinkel
unter Verwendung des Anbringwinkels in dem Körper, der
detektiert wird bis zu der Zeit ohne ein Verwenden des Anbringwinkels
in dem Körper, der gerade jetzt detektiert wird. Falls
das bestimmte Handhabungsverfahren ”Automatische Korrektur” ist,
berechnet die Signalverarbeitungseinheit 4 den Körpernickwinkel
unter Verwendung des detektierten Anbringwinkels in dem Körper
bei einem vorgeschriebenen Verhältnis.
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Wie
oben beschrieben, wird gemäß dem Fahrzeugnavigationssystem
der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden
Erfindung, da es hinsichtlich des Anbringwinkels des Gehäuses,
wenn es an dem Körper fest ist, das Ergebnis und Effekt
mitteilt, die das Fahrzeugnavigationssystem automatisch detektiert,
einem Benutzer ermöglicht, das Vorhandensein oder Abwesenheit
von einem Problem zu erkennen hinsichtlich dem Einsetzen des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper und die Verarbeitung des Fahrzeugnavigationssystems
zu erkennen. Zusätzlich kann, durch manuellem Verändern
des Einsetzzustands des Fahrzeugnavigationssystems in dem Fahrzeugkörper,
ein Vorteil eines in der Lageseins, die Verringerung in der Positionsmessgenauigkeit
zu verbessern, erwartet werden, die sich aus dem Einsetzen des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper ergibt. Da das Ergebnis der automatischen
Detektion des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems in dem
Körper oder der Effekt, den der Anbringwinkel des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper auf die Positionsgenauigkeit des Fahrzeugnavigationssystems
hat, mitgeteilt wird, kann die vorliegende Ausführungsform
3 insbesondere das herkömmliche Problem eines Falschmessens
der Körperlage eliminieren, wie zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit
und Beschleunigung durch Verwendung des Sensorsignals, das beeinflusst
wird durch die übrigen Achsen, wenn das Fahrzeugnavigationssystem
in dem Fahrzeugkörper mit einer Neigung eingesetzt wird.
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Da
die vorliegende Ausführungsform 3 den Weg eines Verwendens
des Gierrichtungs-Anbringwinkels in dem Körper und des
Nickrichtungs-Anbringwinkels in dem Körper gemäß dem
Handhabungsverfahren, das der Benutzer durch Tastenbetrieb oder
Sprache bestimmt, bestimmt, kann der Benutzer die Korrekturgeschwindigkeit
und Genauigkeit des Einstellens bzw. Einsetzens in den Körper
gemäß der Entscheidung des Benutzers anpassen. Deshalb
kann der Benutzer den Anbringwinkel in dem Körper schnell
korrigieren, wenn er oder sie eine Entscheidung durchführt,
dass die Detektionsgenauigkeit desselben hoch ist. Im Gegensatz
dazu kann er oder sie, wenn der Benutzer eine Entscheidung durchführt,
dass die Detektionsgenauigkeit des Anbringwinkels in dem Körper
gering ist, die Korrektur langsam ausführen oder sie löschen.
Da die vorliegende Ausführungsform 3 auf solch eine Art
und Weise konfiguriert ist, dass der Benutzer über das
Ergebnis der automatischen Detektion des Anbringwinkels des Fahrzeugnavigationssystems
in dem Körper benachrichtig wird, oder über die
Optionen des Handhabungsverfahrens, und der Effekt der Neigung der Sensordetektionsachse
auf die Körperlage gemäß dem Handhabungsverfahren,
das der Benutzer in Ansprechen auf die Benachrichtigung bestimmt,
korrigiert wird, kann sie insbesondere das herkömmliche Problem
eines Falschmessens der Körperlage, wie zum Beispiel die
Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung unter Verwendung des Sensorsignals, das
beeinflusst wird durch die verbleibenden Achsen, eliminieren, wenn
das Fahrzeugnavigationssystem eingesetzt wird in den Fahrzeugkörper
mit einer Neigung, und der Lagenwinkel des Körpers mit
Bezug auf eine horizontale Ebene Ungleichnull ist.
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Indessen
ist es auch möglich, in der vorhergehenden Ausführungsform
3, obwohl die Mitteilungseinheit 5 auf solch eine Art und
Weise konfiguriert ist, dass der Monitor des Fahrzeugnavigationssystems
verwendet wird zum Anzeigen des Telops, ein Sprachsynthesegerät
zu verwenden, um Sprache zu produzieren. Die Konfigurierung kann
auch den gleichen Vorteil erreichen wie der Fall eines Anzeigens
des Telops. Obwohl die Betriebseingabeeinheit 6 auf solch
eine Art und Weise konfiguriert ist, dass das berührungsempfindliche
Feld auf dem Monitorbildschirm verwendet wird, und eine Eingabe
durch Verwenden der Soft-Tasten, gebildet auf dem Monitorbildschirm,
durchgeführt wird, ist es auch möglich, ein Spracherkennungsgerät
zum Eingeben von Sprache zu verwenden. Die Konfigurierung kann auch den
gleichen Vorteil erreichen wie der Fall eines Eingebens mit den
Soft-Tasten.
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In
den vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 3 ist, obwohl
sie auf solch eine Art und Weise konfiguriert sind, dass sie den
Körperlagenwinkel unter Verwendung eines einzelnen Winkelgeschwindigkeitssensors
und eines einzelnen Beschleunigungssensors messen, dies nicht wesentlich.
Beispielsweise ermöglicht ein Bereitstellen des Winkelgeschwindigkeitssensors
und Beschleunigungssensors für die übrigbleibenden
Achsen mit keinen solchen Sensoren in den vorhergehenden Ausführungsformen, dass
die vorhergehenden Ausführungsformen den gemessenen Wert
der Beschleunigung oder Winkelgeschwindigkeit der übrigbleibenden
Achsen erfassen anstatt des geschätzten Werts, was eine
akkuratere Messung der Körperlage ermöglicht.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
oben beschrieben ist das Fahrzeugnavigationssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugnavigationssystem, das in der
Lage ist, die Position und Richtungswinkel des Fahrzeugs mit hoher
Genauigkeit zu messen durch Korrigieren der Körperlage
unter Verwendung des Anbringwinkels des Gehäuses in dem
Körper. Demgemäß ist es passend zur Anwendung
für das Fahrzeugnavigationssystem, dessen Anbringwinkel
nicht begrenzt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Ein
Fahrzeugnavigationssystem enthält einen Distanzsensor 2;
einen Winkelgeschwindigkeitssensor 1 zum Detektieren einer
Winkelgeschwindigkeit mit einer Sensordetektionsachse in einer vertikalen
Richtung eines Gehäuses; einen Beschleunigungssensor 3 zum
Detektieren einer Beschleunigung mit einer Sensordetektionsachse
in einer Rückwärts- und Vorwärtsrichtung
des Gehäuses auf einer horizontalen Ebene; eine Körpergeschwindigkeits- und
Beschleunigungsmesseinheit 42 zum Messen einer Geschwindigkeit
und einer Beschleunigung in der Körperrichtung der Fahrzeugbewegung
von dem Signal von dem Distanzsensor; eine Winkelgeschwindigkeits-Messeinheit 41 zum
Messen einer Winkelgeschwindigkeit von dem Signal von dem Winkelgeschwindigkeitssensor;
eine Körperrollwinkel-Schätzeinheit 43 zum
Schätzen eines Körperrollwinkels von der Körperrichtung
der Fahrzeugbewegungsgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit; eine
Beschleunigungssensorausgabe-Schätzeinheit 45 zum
Ausgeben, wenn das Gehäuse in dem Körper gesetzt
wird mit einer Rotation in einer Gierrichtung, von Schätzungswerten
des Ausgabesignals des Beschleunigungssensors mit jedem vorgeschriebenen Winkel;
und eine Gierrichtungs-Anbringwinkel-Detektiereinheit 46 zum
Bestimmen als ein Gierrichtungs-Anbringwinkel in dem Körper
eines Winkels zu einer Zeit, wenn ein geschätzter Wert
erhalten wird, der am ehesten mit einem Wert übereinstimmt,
der übrigbleibt nach einem Subtrahieren von dem Signal von
dem Beschleunigungssensor seiner Offset-Komponente.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 05-018765/1993 [0007]
- - JP 06-324066/1994 [0007]
- - JP 09-42979/1997 [0007]
- - JP 2005-140627 [0007]
- - JP 3576789 [0007]