JP2000356647A - Method and device for detecting offset error of acceleration sensor, present position detection device for vehicle, and navigation device - Google Patents
Method and device for detecting offset error of acceleration sensor, present position detection device for vehicle, and navigation deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自立航法演
算による現在位置を検出するために用いるセンサのオフ
セット誤差を検出する技術に関し、さらに検出したオフ
セット誤差に基づいて補正したセンサ出力値に基づいて
現在位置を検出したり、ナビゲーションを行う技術に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for detecting an offset error of a sensor used for detecting a current position by, for example, a self-contained navigation calculation, and further based on a sensor output value corrected based on the detected offset error. The present invention relates to a technology for detecting a current position and performing navigation.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車の走行に伴って移動していく現在
位置をディスプレイ上に道路地図と共に表示したり、現
在地から目的地までの適切な経路を設定し、経路案内を
行うナビゲーション装置が知られており、より円滑なド
ライブに寄与している。2. Description of the Related Art There is known a navigation device which displays a current position of a vehicle as it travels along with a road map on a display, sets an appropriate route from a current position to a destination, and provides route guidance. And contributes to a smoother drive.
【0003】このような車両の現在地位置の表示や経路
案内に際しては、車両の現在位置を検出することが基本
である。そして、その車両用の現在位置検出において
は、例えばジャイロスコープからの出力値に基づいて算
出される方位変化量及び車速センサからの出力値に基づ
いて算出される移動距離を用いて推測航法演算を行うも
のが基本技術として知られている。In displaying such a current position of a vehicle and providing route guidance, it is fundamental to detect the current position of the vehicle. In the current position detection for the vehicle, for example, dead reckoning navigation calculation is performed using the azimuth change amount calculated based on the output value from the gyroscope and the moving distance calculated based on the output value from the vehicle speed sensor. What you do is known as basic technology.
【0004】車速センサは、車速パルスのような速度信
号を取り出しており、車両にナビゲーション装置を後付
けする場合には、配線工事が必要となってユーザへの負
担がかかる。また、車両の種類によっては設計上の問題
からは配線できない場合も考えられる、さらには、EC
U(電子制御装置)に対して配線工事をすることとなる
ため、ECUが誤動作する危険も拭いきれない。A vehicle speed sensor extracts a speed signal such as a vehicle speed pulse. When a navigation device is retrofitted to a vehicle, wiring work is required and a burden is imposed on a user. Also, depending on the type of vehicle, wiring may not be possible due to design problems.
Since wiring work is performed for U (electronic control device), the risk of malfunction of the ECU cannot be eliminated.
【0005】そのため、ECUへの配線を必要とせずに
移動距離を算出する手段として、車両進行方向における
加速度を検出する加速度センサやジャイロセンサを用い
ることが考えられる。但し、加速度センサやジャイロセ
ンサは零点が経時変化や温度変化などの外的要因によっ
て変動するので、センサ出力には誤差が含まれる。特に
加速度センサは、車両が坂道走行するような場合など、
地球の重力加速度の進行方向成分を検出してしまうの
で、精度良く加速度を検出できない状況が生じ易い。そ
して、このように加速度センサやジャイロセンサの出力
値に誤差が含まれるような場合には、その出力値を用い
て演算される車両の移動距離や移動方位にも誤差が含ま
れる。この誤差は累積演算されていくため、車両の移動
時間の長さに伴って誤差も累積され、無視できないほど
大きな誤差になるという問題点を有していた。[0005] Therefore, as a means for calculating the moving distance without requiring wiring to the ECU, it is conceivable to use an acceleration sensor or a gyro sensor for detecting acceleration in the vehicle traveling direction. However, since the zero point of an acceleration sensor or a gyro sensor fluctuates due to an external factor such as a temporal change or a temperature change, the sensor output includes an error. In particular, the acceleration sensor is used when the vehicle is running uphill.
Since the traveling direction component of the gravitational acceleration of the earth is detected, a situation in which the acceleration cannot be accurately detected is likely to occur. When the output value of the acceleration sensor or the gyro sensor includes an error as described above, the error is also included in the moving distance and the moving direction of the vehicle calculated using the output value. Since this error is cumulatively calculated, the error also accumulates with the length of the traveling time of the vehicle, and has a problem that the error cannot be ignored.
【0006】これらの問題を解決する目的でなされた特
開平9−96535号に記載の発明は、車両の加速度が
ゼロのときに加速度センサの出力値からピッチ角を算出
し、このピッチ角を進行方向加速度の補正に用いるよう
にしている。また、特開平8−327378号に記載の
発明では、停車時に車両の前後方向に加わる重力成分か
ら路面の前後方向傾斜角を算出し、車両走行時に車両の
ピッチ角方向速度を検出する角速度センサの検出信号を
積分することにより、路面の傾斜角度の変化を算出し、
加速度センサの検出信号への重力加速度成分の影響を除
去することが開示されている。The invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-96535 for solving these problems calculates a pitch angle from an output value of an acceleration sensor when the vehicle acceleration is zero, and advances the pitch angle. It is used to correct directional acceleration. Further, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-327378, an angular velocity sensor that calculates a pitch angle direction velocity of a vehicle when the vehicle is traveling by calculating a front-back direction inclination angle of a road surface from a gravity component applied in a vehicle front-rear direction when the vehicle is stopped. By integrating the detection signal, the change in the inclination angle of the road surface is calculated,
It is disclosed that the influence of the gravitational acceleration component on the detection signal of the acceleration sensor is removed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
先行技術に開示された方法では、路面の傾斜角の影響は
除去できるかもしれないが、加速度センサ固有のオフセ
ット誤差(零点出力値)を取り除くことはできない。However, in the methods disclosed in the prior art, the influence of the inclination angle of the road surface may be eliminated, but the offset error (zero point output value) inherent in the acceleration sensor is not eliminated. Can not.
【0008】そこで、本発明は、加速度センサなどのよ
うに自立航法演算による現在位置を検出するために用
い、ECUへの配線を必要としないセンサの固有のオフ
セット誤差を適切に検出する方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。また、その検出したオフセット誤差に
基づいて補正したセンサ出力値に基づいて現在位置を検
出する装置やナビゲーション装置を提供することを目的
とする。Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for appropriately detecting an inherent offset error of a sensor, such as an acceleration sensor, which is used for detecting a current position by self-contained navigation calculation and does not require wiring to an ECU. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a device and a navigation device for detecting a current position based on a sensor output value corrected based on the detected offset error.
【0009】[0009]
(1)請求項1,2について 請求項1記載の発明は、車両用現在位置検出装置に用い
られる加速度センサのオフセット誤差を検出する方法で
ある。加速度センサの出力値Sの一般式は、下記の式1
aにて表される。 S=α+gsinθ+εS ……式1a 但し、α:路面に平行な車両の進行方向加速度 g:重力加速度 θ:路面の傾斜角 εS:加速度センサのオフセット誤差 この加速度センサは、車両用現在位置検出装置に用いら
れるものであり、例えば加速度センサの出力値(加速
度)を積分して速度を求めたり、さらに積分して移動距
離を求めたりする。この場合、上記式1a中のα以外の
項は、真の速度や移動距離を求める際には誤差となる。
θは路面状況に応じて変化するため、別途路面の傾斜角
を算出する必要があるが、εSはセンサ固有の値であり
路面状況によっては不変である。(1) Regarding Claims 1 and 2 The invention according to claim 1 is a method for detecting an offset error of an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle. The general formula of the output value S of the acceleration sensor is the following formula 1
a. S = α + g sin θ + εS Equation 1a where α: acceleration in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface g: gravitational acceleration θ: inclination angle of the road surface εS: offset error of the acceleration sensor This acceleration sensor is used for a vehicle current position detecting device. For example, the speed is obtained by integrating the output value (acceleration) of the acceleration sensor, and the moving distance is obtained by further integrating the output value (acceleration). In this case, the terms other than α in the above equation 1a become errors when the true speed and the moving distance are obtained.
Since θ changes according to the road surface condition, it is necessary to separately calculate the inclination angle of the road surface. However, εS is a value unique to the sensor and does not change depending on the road surface condition.
【0010】そこで、次の手順でオフセット誤差を検出
する。 車両を停止させた状態で加速度センサの出力値S1 を
取得する。停車時は、路面に平行な車両の進行方向加速
度αが0であるため、この場合のオフセット誤差をεS
1 とすると、上記式1aは下記の式1bのように表され
る。 S1=gsinθ+εS1 ……式1b 次に、車両を同位置において180deg反転させて
停止させた状態で加速度センサの出力値S2 を取得す
る。上記の場合と路面の傾斜が同じ(θが等しい)で
あるため、この場合のオフセット誤差をεS2 とする
と、下記式1cのように表される。 S2=−gsinθ+εS2 ……式1c そして、取得した2つのセンサ出力値S1,S2の平均
値を算出し、その平均値をオフセット誤差として検出す
る。ここで、このようにセンサ出力値S1,S2の平均値
がオフセット誤差となり得る点について説明する。Therefore, an offset error is detected in the following procedure. It acquires output values S 1 of the acceleration sensor in a state where the vehicle is stopped. When the vehicle is stopped, the acceleration α in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface is 0, and the offset error in this case is εS
When 1 is set, the above equation 1a is represented as the following equation 1b. S 1 = g sin θ + εS 1 Expression 1b Next, the output value S 2 of the acceleration sensor is acquired in a state where the vehicle is stopped at the same position after being inverted by 180 degrees. Since the inclination of the road surface is the same (θ is equal) as in the above case, if the offset error in this case is εS 2 , it is expressed as the following equation 1c. S 2 = −g sin θ + εS 2 Expression 1c Then, the average value of the two acquired sensor output values S 1 and S 2 is calculated, and the average value is detected as an offset error. Here, the point that the average value of the sensor output values S 1 and S 2 can be an offset error will be described.
【0011】上記式1b,1cを加算すると、下記式1
eのように変形できる。 S1+S2=εS1+εS2 ……式1d オフセット誤差εS1,εS2は、上述したようにセンサ
固有の値であり路面状況によっては不変である。したが
って、εS1=εS2=εSとしてよい。When the above equations 1b and 1c are added, the following equation 1 is obtained.
It can be deformed like e. S 1 + S 2 = εS 1 + εS 2 Equation 1d The offset errors εS 1 and εS 2 are values unique to the sensor as described above, and are constant depending on the road surface condition. Therefore, εS 1 = εS 2 = εS may be set.
【0012】そのため、上記式1dは、下記式1eのよ
うに変形される。 S1+S2=2εS ……式1e したがって、オフセット誤差εSは、下記式1fのよう
表される。 εS=(S1+S2)/2 ……式1f 式1fのように求められる加速度センサのオフセット誤
差εSは、基本的には不変であるので、車両に取り付け
た後、一度実施するだけでよい。なお、「基本的には不
変」としたのは、例えば経時変化で多少の変化を生じる
場合もあるからである。その点を考慮するのであれば、
適当な期間が経過した時点で再度実施すればよい。Therefore, the above equation 1d is transformed into the following equation 1e. S 1 + S 2 = 2εS Equation 1e Therefore, the offset error εS is expressed as the following equation 1f. εS = (S 1 + S 2 ) / 2 Equation 1f Since the offset error εS of the acceleration sensor obtained as in Equation 1f is basically invariable, it only needs to be carried out once after mounting on the vehicle. . It should be noted that “basically unchanged” is because, for example, a slight change may occur due to a change over time. If you take that into account,
The operation may be performed again after an appropriate period has elapsed.
【0013】請求項2に示す発明は、請求項1に示した
オフセット誤差検出方法を実施するための装置としての
一例である。当該装置は、利用者からのセンサ出力値取
得指令を入力するための指令入力手段を備えている。こ
れは、車両の運転席の近くに操作スイッチとして設けて
おくことが考えられる。また、ナビゲーション用あるい
はテレビ映像表示用として液晶表示装置などがある場合
には、いわゆるタッチパネルを設けておき、画面上を指
などでタッチすることで入力できるようにしてもよい。A second aspect of the present invention is an example of an apparatus for implementing the offset error detecting method according to the first aspect. The device includes command input means for inputting a sensor output value acquisition command from a user. This may be provided as an operation switch near the driver's seat of the vehicle. When a liquid crystal display device or the like is used for navigation or television image display, a so-called touch panel may be provided so that input can be performed by touching the screen with a finger or the like.
【0014】そして、第1の取得手段は、車両を停止さ
せた状態で指令入力手段を介してなされた取得指令に基
づき、加速度センサの出力値S1 を取得する。また、第
2の取得手段は、第1の取得手段によって出力値S1 が
取得された後、車両を同位置において180deg反転
させて停止させた状態で指令入力手段を介してなされた
取得指令に基づき、加速度センサの出力値S2 を取得す
る。つまり、利用者は第1の取得手段によって出力値S
1 が取得された後、車両を同位置において180deg
反転させて停止させる。その後、取得指令を入力するの
である。[0014] Then, the first obtaining means, based on the obtained command has been made via the command input means in a state where the vehicle is stopped, to obtain the output values S 1 of the acceleration sensor. Further, the second acquisition unit may be configured to respond to the acquisition command issued through the command input unit in a state where the vehicle is turned 180 degrees at the same position and stopped after the output value S 1 is acquired by the first acquisition unit. based acquires an output value S 2 of the acceleration sensor. That is, the user obtains the output value S by the first acquisition unit.
After 1 is obtained, the vehicle is set at 180deg at the same position.
Invert and stop. After that, an acquisition command is input.
【0015】そして、平均値算出手段が、第1及び第2
の取得手段によって取得した2つのセンサ出力値S1,
S2の平均値を算出し、その算出された平均値をオフセ
ット誤差とする。このようにすれば、自立航法演算によ
る現在位置を検出するために、ECUへの配線を必要と
しない加速度センサを用いても、そのセンサ固有のオフ
セット誤差を適切に検出できるため、そのオフセット誤
差に基づいて補正すれば、誤差が累積演算されて無視で
きないほど大きな誤差になる、という問題を解消でき
る。[0015] The average value calculating means comprises a first and a second.
, The two sensor output values S 1 ,
It calculates an average value of S 2, an average value thereof was calculated to offset errors. With this configuration, even if an acceleration sensor that does not require wiring to the ECU is used to detect the current position by the self-contained navigation calculation, the offset error unique to the sensor can be appropriately detected. If the correction is performed based on the error, the problem that the error is accumulated and the error becomes so large that it cannot be ignored can be solved.
【0016】(2)請求項3,4について 請求項3記載の発明は、車両用現在位置検出装置に用い
られる加速度センサのオフセット誤差を検出する方法で
はあるが、第1及び第2の2つの検出軸が車両の鉛直軸
に対して任意角度傾けられた2軸の加速度センサのオフ
セット誤差検出方法に関する。(2) Claims 3 and 4 The invention according to claim 3 is a method for detecting an offset error of an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle. The present invention relates to a method of detecting an offset error of a two-axis acceleration sensor whose detection axis is inclined at an arbitrary angle with respect to a vertical axis of a vehicle.
【0017】ここで、第1及び第2の2つの検出軸が車
両の鉛直軸に対して互いに反対方向に45degだけ傾
けられた2軸の加速度センサを考える。つまり、第1の
検出軸が車両の鉛直軸から45deg傾いているとする
と、第2の検出軸は車両鉛直軸から−45deg傾いて
いることとなる。以下の説明では、第1の検出軸の方向
を正として考える。Here, consider a two-axis acceleration sensor in which the first and second detection axes are inclined by 45 deg in directions opposite to each other with respect to the vertical axis of the vehicle. That is, assuming that the first detection axis is inclined 45 degrees from the vertical axis of the vehicle, the second detection axis is inclined -45 degrees from the vertical axis of the vehicle. In the following description, it is assumed that the direction of the first detection axis is positive.
【0018】この場合の第1の検出軸による加速度セン
サの出力値S1 及び第2の検出軸による加速度センサの
出力値S2 の一般式は、下記の式2aにて表される。 S1=αcos(π/4)+gcos{(π/4)−θ}+εS1 S2=−αcos(π/4)+gcos{(π/4)+θ}+εS2 ……式2a 但し、α:路面に平行な車両の進行方向加速度 g:重力加速度 θ:路面の傾斜角 εS1:第1の検出軸による加速度センサのオフセット
誤差 εS2:第2の検出軸による加速度センサのオフセット
誤差 そこで、次の手順でそれぞれのオフセット誤差εS1,
εS2を検出する。In this case, a general expression of the output value S 1 of the acceleration sensor based on the first detection axis and the output value S 2 of the acceleration sensor based on the second detection axis is expressed by the following expression 2a. S 1 = αcos (π / 4 ) + gcos {(π / 4) -θ} + εS 1 S 2 = -αcos (π / 4) + gcos {(π / 4) + θ} + εS 2 ...... Formula 2a where, alpha: Acceleration in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface g: gravitational acceleration θ: inclination angle of the road surface εS 1 : offset error of the acceleration sensor due to the first detection axis εS 2 : offset error of the acceleration sensor due to the second detection axis , The offset error εS 1 ,
εS 2 is detected.
【0019】車両を停止させた状態で、第1の検出軸
による加速度センサの出力値S1 及び第2の検出軸によ
る加速度センサの出力値S2 を取得する。停車時は、路
面に平行な車両の進行方向加速度αが0であるため、こ
の場合の上記式2aは下記の式2bのように表される。 S1=gcos{(π/4)−θ}+εS1 S2=gcos{(π/4)+θ}+εS2 ……式2b そして、この式2bを変形すると、下記の式2cのよう
になる。 (S1−εS1)2+(S2−εS2)2 =g2[cos{(π/4)−θ}2+cos{(π/4)+θ}2] =g2[{cos(π/4)cosθ+sin(π/4)sinθ}2 +{cos(π/4)cosθ−sin(π/4)sinθ}2] =g2[2{cos(π/4)cosθ}2+2{sin(π/4)sinθ}2] =g2(cos2θ+sin2θ) =g2 ……式2c この(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2 という式
は、S1,S2平面上における中心座標(εS1,εS2)
及び半径gの円の方程式である。With the vehicle stopped, an output value S 1 of the acceleration sensor based on the first detection axis and an output value S 2 of the acceleration sensor based on the second detection axis are obtained. When the vehicle is stopped, the acceleration α in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface is 0, and thus the above equation 2a in this case is expressed as the following equation 2b. S 1 = g cos {(π / 4) −θ} + εS 1 S 2 = g cos {(π / 4) + θ} + εS 2 Equation 2b Then, when this equation 2b is modified, the following equation 2c is obtained. . (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 [cos {(π / 4) −θ} 2 + cos {(π / 4) + θ} 2 ] = g 2 [{cos ( π / 4) cosθ + sin (π / 4) sinθ} 2 + {cos (π / 4) cosθ−sin (π / 4) sinθ} 2 ] = g 2 [2 {cos (π / 4) cosθ} 2 +2 { sin (π / 4) sin θ} 2 ] = g 2 (cos 2 θ + sin 2 θ) = g 2 Equation 2c (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 Is the center coordinate (εS 1 , εS 2 ) on the S 1 , S 2 plane.
And a circle of radius g.
【0020】このことより、第1の検出軸による加速
度センサの出力値S1 及び第2の検出軸による加速度セ
ンサの出力値S2 は、上記方程式で表される円上に位置
することとなる。したがって、出力値の組(S1,S2)
を少なくとも異なる3組分取得し、各組に対応して
S1,S2平面上における中心座標(S1,S2)及び半径
gの円を想定すれば、それら複数の円の交点座標が上述
した円の方程式における中心座標(εS1,εS2)とな
る。これによって、第1,第2の検出軸のオフセット誤
差εS1,εS2を検出できる。Accordingly, the output value S 1 of the acceleration sensor based on the first detection axis and the output value S 2 of the acceleration sensor based on the second detection axis are located on the circle represented by the above equation. . Therefore, a set of output values (S 1 , S 2 )
Are obtained for at least three different sets, and assuming a center coordinate (S 1 , S 2 ) and a circle having a radius g on the S 1 and S 2 planes corresponding to each set, the intersection coordinates of the circles are The center coordinates (εS 1 , εS 2 ) in the above-described equation of the circle. Thus, the offset errors εS 1 and εS 2 of the first and second detection axes can be detected.
【0021】なお、「異なる3組」とは、出力値S1,
S2自体が異なることを意味する。つまり、これらが異
ならないと、少なくとも3つの異なる円が想定できず、
それらの交点が一義的に定まらないからである。以上の
説明においては、第1及び第2の2つの検出軸が車両の
鉛直軸に対してそれぞれ45deg,−45degだけ
傾けられた2軸の加速度センサを想定したが、それ以外
の傾きを持つ2軸の加速度センサであっても、45de
g,−45deg成分を考えれば同様に適用できる。つ
まり、任意の角度であっても、その取付角度が判れば、
第1の検出軸の場合であれば45deg成分、第2の検
出軸の場合であれば−45deg成分を算出することは
容易にできるので、その算出した出力値成分(45de
g成分,−45deg成分)を用いて同様の処理を実行
すればよい。The "three different sets" are the output values S 1 ,
Means that the S 2 itself is different. That is, if they are not different, at least three different circles cannot be assumed,
This is because their intersection is not uniquely determined. In the above description, a two-axis acceleration sensor in which the first and second detection axes are inclined by 45 deg and -45 deg with respect to the vertical axis of the vehicle, respectively, is assumed. Even if it is an axis acceleration sensor, 45de
If g and -45 deg components are considered, the same can be applied. In other words, even if the angle is arbitrary, if the mounting angle is known,
Since it is easy to calculate the 45 deg component in the case of the first detection axis and the −45 deg component in the case of the second detection axis, the calculated output value component (45 deg)
The same process may be performed using the g component and the −45 deg component).
【0022】但し、2軸の場合には、上記想定したよう
に、第1及び第2の2つの検出軸を車両の鉛直軸に対し
てそれぞれ45deg,−45degだけ傾けて取り付
けることが一般的であると考えられるので、実際には、
成分算出をせずに、出力値をそのまま用いることができ
る場合が多く、処理負荷の増大は招かない。However, in the case of two axes, it is common to mount the first and second detection axes at an angle of 45 deg and -45 deg with respect to the vertical axis of the vehicle, respectively, as assumed above. So, in fact,
In many cases, the output value can be used as it is without calculating the component, and the processing load does not increase.
【0023】請求項4に示す発明は、請求項3に示した
オフセット誤差検出方法を実施するための装置としての
一例である。当該装置は、加速度センサの出力値の変化
に基づいて車両の停止状態を判定し、停止状態の場合
に、第1の検出軸による加速度センサの出力値の45d
eg成分S1 及び第2の検出軸による加速度センサの出
力値の−45deg成分S2 を取得する。そして、出力
値成分の組(S1,S2)を少なくとも異なる3組分取得
し、各組に対応してS1,S2平面上における中心座標
(S1,S2)及び半径gの円を描画する。なお、この描
画は、人間が視認できるように描画する必要はなく、例
えばメモリ上において描画すれば充分である。そして、
それら複数の円の交点座標(εS1,εS2)を算出す
る。上述したように、少なくとも3つの異なる円を描画
すれば、それらの交点が一義的に定まるため、その交点
座標(εS1,εS2)を第1,第2の検出軸のオフセッ
ト誤差εS1,εS2とすることができる。The invention described in claim 4 is an example of a device for implementing the offset error detection method described in claim 3. The device determines a stop state of the vehicle based on a change in the output value of the acceleration sensor. When the vehicle is in the stop state, the output value of the acceleration sensor by the first detection axis is 45d.
acquires -45deg component S 2 of the output value of the acceleration sensor according to eg component S 1 and the second detection axis. Then, at least three different sets of output value components (S 1 , S 2 ) are acquired, and the center coordinates (S 1 , S 2 ) and the radius g on the S 1 , S 2 plane corresponding to each set are obtained. Draw a circle. Note that it is not necessary to draw this drawing so that a human can visually recognize it, and it is sufficient to draw the drawing on a memory, for example. And
The intersection coordinates (εS 1 , εS 2 ) of these circles are calculated. As described above, if at least three different circles are drawn, their intersections are unambiguously determined. Therefore, their intersection coordinates (εS 1 , εS 2 ) are set to the offset errors εS 1 , εS 2 .
【0024】(3)請求項5,6について 上述した請求項3,4においては、出力値成分の組(S
1,S2)を少なくとも異なる3組分取得し、各組に対応
してS1,S2平面上における中心座標(S1 ,S2 )及
び半径gの円を想定し、それら複数の円の交点座標が
(εS1,εS2)となることに基づいて第1,第2の検
出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出する手法であ
った。しかし、実際には、出力値成分の組(S1,S2)
は極端に異なる値を取ることはなく、また計測誤差など
も存在するため、複数の円がある1点で交わらない場合
も考えられる。したがって、このような計測誤差などを
加味した場合でも第1,第2の検出軸のオフセット誤差
εS1,εS2を検出するための手法として請求項5に示
すものが考えられる。すなわち、出力値成分の組
(S 1,S2)を少なくとも異なる3組分取得するまでは
上述した請求項5と同じであるが、その後、それら少な
くとも3組の出力値成分のS1,S2平面上における近似
直線を接線とする円であって、少なくとも3組の出力値
成分に重心を接点とする半径gの円を想定し、その円の
中心座標が(εS1,εS2)を求めることにより、第
1,第2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出
するのである。(3) Claims 5 and 6 In claims 3 and 4 described above, a set of output value components (S
1, STwo) For at least three different sets, corresponding to each set
And S1, STwoCenter coordinates on the plane (S1 , STwo )
Assuming a circle with radius g
(ΕS1, ΕSTwo), The first and second inspections
Outer axis offset error εS1, ΕSTwoIs a technique for detecting
Was. However, in practice, the set of output value components (S1, STwo)
Does not take extremely different values, and measurement errors
Exist, so that multiple circles do not intersect at one point
Is also conceivable. Therefore, such a measurement error
Offset error of the first and second detection axes even when added
εS1, ΕSTwoClaim 5 shows a method for detecting
Things are conceivable. That is, a set of output value components
(S 1, STwo) For at least three different sets
Same as claim 5 described above, but thereafter,
At least three sets of output value components S1, STwoApproximation on a plane
A circle tangent to a straight line, with at least three sets of output values
Assuming a circle of radius g with the center of gravity as the point of contact,
The center coordinate is (εS1, ΕSTwo) By seeking
1, offset error εS of the second detection axis1, ΕSTwoDetect
You do it.
【0025】近似直線は、例えば最小2乗法などで近似
した直線を用い、接点としては重心を用いる。具体的な
求め方の一例を示す。 少なくとも3組の出力値成分から最小2乗法で近似し
た直線を軸1とする。 少なくとも3組の出力値成分の重心を通り、軸1に直
交する直線を軸2とする。For example, a straight line approximated by the least square method or the like is used as the approximate straight line, and the center of gravity is used as the contact point. An example of a specific obtaining method will be described. A straight line approximated by the least squares method from at least three sets of output value components is defined as axis 1. A straight line passing through the center of gravity of at least three sets of output value components and orthogonal to the axis 1 is defined as an axis 2.
【0026】円の中心座標(εS1,εS2)の初期値
を(0,0)とする。 初期値から軸1方向に円の中心を2分法で移動し、円
と少なくとも3組の出力値成分との距離の和が最小にな
る中心を探す。 上記で求めた中心から軸2方向に円の中心を2分法
で移動し、円と少なくとも3組の出力値成分との距離の
和が最小になる中心を探す。The initial value of the center coordinates (εS 1 , εS 2 ) of the circle is (0,0). From the initial value, the center of the circle is moved in the direction of axis 1 by the bisection method, and the center that minimizes the sum of the distances between the circle and at least three sets of output value components is searched. The center of the circle is moved in the direction of the axis 2 by the bisection method from the center obtained above, and a center that minimizes the sum of the distances between the circle and at least three sets of output value components is searched.
【0027】この円の中心座標(εS1,εS2)を第
1,第2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2とす
る。 請求項6に示す発明は、請求項5に示したオフセット誤
差検出方法を実施するための装置としての一例である。
当該装置は、加速度センサの出力値の変化に基づいて車
両の停止状態を判定し、停止状態の場合に、第1の検出
軸による加速度センサの出力値の45deg成分S1 及
び第2の検出軸による加速度センサの出力値の−45d
eg成分S2 を取得する。そして、出力値成分の組(S
1,S2)を少なくとも異なる3組分取得し、それら少な
くとも3組の出力値成分のS1 ,S2 平面上における近
似直線を接線とする円であって、少なくとも3組の出力
値成分の重心を接点とする半径gの円を想定し、その円
の中心座標(εS1,εS2)を算出する。この中心座標
(εS1,εS2)が第1,第2の検出軸のオフセット誤
差εS1,εS2となる。The center coordinates (εS 1 , εS 2 ) of the circle are set as offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes. The invention described in claim 6 is an example of an apparatus for performing the offset error detection method described in claim 5.
The device determines a stop state of the vehicle based on a change in an output value of the acceleration sensor. When the vehicle is in a stop state, the apparatus detects a 45 deg component S 1 of the output value of the acceleration sensor by the first detection axis and a second detection axis. -45d of the output value of the acceleration sensor due to
to get eg component S 2. Then, a set of output value components (S
1 , S 2 ) for at least three different sets, and a circle having a tangent to an approximate straight line on the S 1 , S 2 plane of at least three sets of output value components, and at least three sets of output value components Assuming a circle having a radius g having the center of gravity as a contact point, the center coordinates (εS 1 , εS 2 ) of the circle are calculated. The center coordinates (εS 1 , εS 2 ) become offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes.
【0028】(4)請求項7について 請求項7に記載の発明は、請求項2,4,6いずれか記
載のオフセット誤差検出装置を備えた車両用現在位置検
出装置である。本発明の車両用現在位置検出装置は、車
両の方位変化量に応じた信号を出力する方位センサと、
車両に加わる加速度に応じた信号を出力する加速度セン
サとを備えており、相対位置算出手段が、方位センサの
出力値に基づいて算出される方位変化量及び加速度セン
サの出力値に基づいて算出される移動距離を用いて自立
航法演算を行い、車両の相対的な現在位置を算出するこ
とを前提としている。(4) Regarding Claim 7 The invention according to claim 7 is a vehicle current position detection device provided with the offset error detection device according to any one of claims 2, 4, and 6. The current position detection device for a vehicle of the present invention, a direction sensor that outputs a signal according to the amount of change in direction of the vehicle,
An acceleration sensor that outputs a signal corresponding to the acceleration applied to the vehicle, wherein the relative position calculation means calculates the azimuth change amount calculated based on the output value of the azimuth sensor and the output value of the acceleration sensor. It is assumed that the self-contained navigation calculation is performed using the moving distance to calculate the relative current position of the vehicle.
【0029】さらに、上述した請求項2又は4記載のオ
フセット誤差検出装置と、そのオフセット誤差検出装置
によって検出した加速度センサのオフセット誤差に基づ
いて加速度センサの出力値を補正する補正手段とを備え
ている。そして、相対位置算出手段は、補正手段にて補
正された加速度センサの出力値に基づき算出した移動距
離を用いて自立航法演算を行うのである。The offset error detecting device according to claim 2 or 4, and a correcting means for correcting the output value of the acceleration sensor based on the offset error of the acceleration sensor detected by the offset error detecting device. I have. Then, the relative position calculating means performs the self-contained navigation calculation using the moving distance calculated based on the output value of the acceleration sensor corrected by the correcting means.
【0030】このようにすれば、自立航法演算による現
在位置を検出するために、ECUへの配線を必要としな
い加速度センサを用いても、そのセンサ固有のオフセッ
ト誤差を適切に検出して補正できるため、誤差が累積演
算されて無視できないほど大きな誤差になり正確な現在
位置検出ができなくなる、という問題を解消できる。With this configuration, even if an acceleration sensor that does not require wiring to the ECU is used to detect the current position by the self-contained navigation calculation, the offset error inherent in the sensor can be properly detected and corrected. Therefore, it is possible to solve the problem that the error is accumulated and the error becomes so large that it cannot be ignored and accurate current position detection becomes impossible.
【0031】(5)請求項8について ところで、自立航法演算による現在位置を検出するため
の移動距離を求めるためには、車両の進行方向への加速
度を求めて2回積分するという手法を採用できるのであ
るが、これまでの説明からも判るように、加速度センサ
の出力値には、上述の加速度センサのオフセット誤差以
外にも、路面の傾斜角によって生じる誤差分(gsinθ
)が存在する。したがって、この傾斜角の影響を排除
して真の進行方向加速度(α)を得るためにも、路面の
傾斜角を検出するセンサが必要である。このセンサとし
てピッチレートセンサが挙げられるため、請求項6に示
すような車両用現在位置検出装置を採用することができ
る。(5) Claim 8 By the way, in order to obtain the moving distance for detecting the current position by the self-contained navigation calculation, a method of obtaining the acceleration in the traveling direction of the vehicle and integrating it twice can be adopted. However, as can be seen from the above description, in addition to the above-described offset error of the acceleration sensor, the output value of the acceleration sensor includes an error (g sin θ) caused by the inclination angle of the road surface.
) Exists. Therefore, in order to eliminate the influence of the inclination angle and obtain the true traveling direction acceleration (α), a sensor for detecting the inclination angle of the road surface is required. Since this sensor includes a pitch rate sensor, a vehicle current position detecting device as described in claim 6 can be employed.
【0032】すなわち、請求項7記載の構成に加えて、
さらに、車両のピッチ方向の角速度に応じた信号を出力
するピッチレートセンサと、車両の停止状態を判定する
停止判定手段と、停止判定手段にて車両が停止状態であ
ると判定された場合に、ピッチレートセンサの出力値を
取得する停止時出力値取得手段と、停止時出力値取得手
段にて取得した出力値をピッチレートセンサのオフセッ
ト誤差とし、そのオフセット誤差に基づいてピッチレー
トセンサの出力値を補正する補正手段と、補正手段にて
補正されたピッチレートセンサの出力値及び加速度セン
サの出力値に基づいて路面傾斜角を算出し、加速度セン
サの出力値から路面傾斜角による影響を除去する除去手
段とを備えるのである。That is, in addition to the structure described in claim 7,
Further, a pitch rate sensor that outputs a signal corresponding to the angular velocity in the pitch direction of the vehicle, a stop determination unit that determines a stop state of the vehicle, and when the stop determination unit determines that the vehicle is in a stop state, An output value at the time of stop for obtaining an output value of the pitch rate sensor, and an output value obtained by the output value at the time of stop is set as an offset error of the pitch rate sensor, and the output value of the pitch rate sensor is determined based on the offset error. A road surface inclination angle is calculated based on the output value of the pitch rate sensor and the output value of the acceleration sensor corrected by the correction unit, and the influence of the road surface inclination angle is removed from the output value of the acceleration sensor. It has a removing means.
【0033】なお、ピッチ角はピッチレートセンサの出
力を積分することによって求めるが、このピッチ角は絶
対角度ではなく相対的に変化した角度しか判らない。一
方、加速度センサの出力値から求めた路面傾斜角は車両
が停止している状態での値である。したがって、車両停
止時の路面傾斜角度θを基準として、ピッチレートセン
サの出力値から求めたピッチ角度を足し込むことによ
り、走行中の車両において、任意のタイミングで路面傾
斜角を検出することができるのである。Although the pitch angle is obtained by integrating the output of the pitch rate sensor, this pitch angle is not an absolute angle but only a relatively changed angle. On the other hand, the road surface inclination angle obtained from the output value of the acceleration sensor is a value when the vehicle is stopped. Therefore, by adding the pitch angle obtained from the output value of the pitch rate sensor based on the road surface inclination angle θ when the vehicle is stopped, the road surface inclination angle can be detected at an arbitrary timing in the running vehicle. It is.
【0034】このように、ピッチレートセンサは加速度
センサの出力値における傾斜角の影響を排除して真の進
行方向加速度(α)を得るために用いることができるの
が、この場合にもセンサ固有のオフセット誤差があるた
め、そのオフセット誤差が累積演算されると無視できな
いほど大きな誤差になる、という問題が発生する。した
がって、上述した加速度センサの場合と同様に、そのオ
フセット誤差を検出し、ピッチレートセンサの出力値を
補正することが必要である。As described above, the pitch rate sensor can be used to obtain the true traveling direction acceleration (α) by eliminating the influence of the inclination angle on the output value of the acceleration sensor. Therefore, there is a problem that when the offset error is accumulated, the error becomes so large that it cannot be ignored. Therefore, as in the case of the above-described acceleration sensor, it is necessary to detect the offset error and correct the output value of the pitch rate sensor.
【0035】そこで、角速度センサを車両ピッチ方向検
出用に取り付けて構成したピッチレートセンサの出力値
を車両停止状態で取得し、その取得した出力値をオフセ
ット誤差として検出する。角速度センサの出力値Jの一
般式は、下記の式3aにて表される。 J=ω+εJ ……式3a 但し、ω:角速度 εJ:加速度センサのオフセット誤差 そして、停車中はω=0となるので、停車中の出力値J
=ωJがオフセット誤差となる。Therefore, the output value of the pitch rate sensor constructed by mounting the angular velocity sensor for detecting the vehicle pitch direction is acquired in a stopped state of the vehicle, and the acquired output value is detected as an offset error. The general formula of the output value J of the angular velocity sensor is expressed by the following formula 3a. J = ω + εJ Expression 3a where ω: angular velocity εJ: offset error of the acceleration sensor And, while the vehicle is stopped, ω = 0, so the output value J during the stop
= ΩJ is the offset error.
【0036】したがって、除去手段が、補正手段にて補
正されたピッチレートセンサの出力値及び加速度センサ
の出力値に基づいて路面傾斜角を算出し、加速度センサ
の出力値から路面傾斜角による影響を除去すれば、加速
度センサのオフセット誤差による補正がなされた出力値
S=α+gsinθ 中における路面の傾斜角θによる影響
も除去でき、真に車両の進行方向の加速度を得ることが
できる。そのため、現在位置の正確な検出の実現に寄与
できる。Therefore, the removing means calculates the road surface inclination angle based on the output value of the pitch rate sensor and the output value of the acceleration sensor corrected by the correction means, and determines the influence of the road surface inclination angle from the output value of the acceleration sensor. If it is removed, the influence of the inclination angle θ of the road surface during the output value S = α + g sin θ corrected by the offset error of the acceleration sensor can be removed, and a true acceleration in the traveling direction of the vehicle can be obtained. Therefore, it can contribute to the realization of accurate detection of the current position.
【0037】(6)請求項9について なお、現在位置の正確な検出という観点からは、次の構
成を採用しても良い。すなわち、請求項9に示すよう
に、請求項7又は8記載の車両用現在位置検出装置にお
いて、さらに、電波航法用の電波を受信し、車両の絶対
的な現在位置及び進行方向を出力する電波受信機と、相
対位置算出手段によって算出した相対的な現在位置を、
電波受信機からの出力値に基づいて補正する現在位置補
正手段とを備えるのである。(6) Claim 9 From the viewpoint of accurate detection of the current position, the following configuration may be adopted. That is, according to a ninth aspect of the present invention, in the vehicle current position detecting device according to the seventh or eighth aspect, a radio wave for receiving a radio wave for radio navigation and outputting an absolute current position and a traveling direction of the vehicle. The relative current position calculated by the receiver and the relative position calculating means is
The current position correcting means for correcting based on the output value from the radio wave receiver is provided.
【0038】この場合の電波航法用の電波として代表的
なのがGPS衛星からの電波であるが、このGPS衛星
からの電波による絶対位置情報は、100m程度の誤差
の発生を想定しておく必要がある。そのため、位置検出
の精度向上のためには、自立航法演算によって算出した
相対的な現在位置自体の精度を上げておく必要があるた
め、上述した加速度センサやピッチレートセンサのオフ
セット誤差による影響を排除しておくことが、車両の現
在位置検出にとって非常に有益である。In this case, a typical radio wave for radio navigation is a radio wave from a GPS satellite, but the absolute position information based on the radio wave from the GPS satellite needs to assume an error of about 100 m. is there. Therefore, in order to improve the accuracy of position detection, it is necessary to increase the accuracy of the relative current position itself calculated by the self-contained navigation calculation, so that the influence of the offset error of the acceleration sensor and the pitch rate sensor described above is eliminated. This is very useful for detecting the current position of the vehicle.
【0039】(7)請求項10,11について ところで、上述した車両用現在位置検出装置によって検
出した車両用現在位置を用いて種々の処理を行うことが
考えられる。例えば、請求項10に示すように、請求項
7〜9いずれか記載の車両用現在位置検出装置と、道路
地図データを含む地図データが記憶された地図データ記
憶手段と、車両用現在位置検出装置にて検出された車両
の現在位置周辺の道路地図データを地図データ記憶手段
から読み出して道路地図として表示すると共に、その道
路地図上に車両の現在位置を識別可能に表示する地図表
示手段とを備えるナビゲーション装置として実現するこ
ともできる。(7) Claims 10 and 11 By the way, it is conceivable to perform various processes using the vehicle current position detected by the vehicle current position detecting device described above. For example, as set forth in claim 10, a vehicle current position detecting device according to any one of claims 7 to 9, a map data storage unit storing map data including road map data, and a vehicle current position detecting device Map display means for reading out road map data around the current position of the vehicle detected from the map data storage means and displaying it as a road map, and displaying the current position of the vehicle on the road map in an identifiable manner. It can also be realized as a navigation device.
【0040】また、その他にも、請求項11に示すよう
に、請求項10記載のナビゲーション装置において、さ
らに、地図表示手段に表示した道路地図上に、予め設定
された目的地までの経路及び車両用現在位置検出装置に
よって検出された車両の現在位置を識別可能に表示し、
目的地までの経路と車両の現在位置との関係を考慮し
て、所定の経路案内を行う経路案内手段を備えるナビゲ
ーション装置として実現することもできる。According to another aspect of the present invention, there is provided the navigation apparatus according to the tenth aspect, further comprising a route and a vehicle to a preset destination on the road map displayed on the map display means. Display the current position of the vehicle detected by the current position detection device for identification,
In consideration of the relationship between the route to the destination and the current position of the vehicle, the present invention can be realized as a navigation device including route guidance means for performing predetermined route guidance.
【0041】(8)その他 なお、上述した加速度センサのオフセット誤差を検出す
る方法、ピッチレートセンサのオフセット誤差を検出す
る方法、現在位置検出装置における相対位置検出手段な
どをコンピュータシステムにて実現する機能は、例え
ば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとし
て備えることができる。このようなプログラムの場合、
例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、CD−
ROM、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能
な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステ
ムにロードして起動することにより用いることができ
る。この他、ROMやバックアップRAMをコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録
しておき、このROMあるいはバックアップRAMをコ
ンピュータシステムに組み込んで用いても良い。(8) Others A function for realizing the above-described method of detecting the offset error of the acceleration sensor, the method of detecting the offset error of the pitch rate sensor, and the relative position detecting means of the current position detecting device in a computer system. Can be provided, for example, as a program started on the computer system side. For such a program,
For example, floppy disk, magneto-optical disk, CD-
It can be used by recording it on a computer-readable recording medium such as a ROM or a hard disk, loading it into a computer system as needed, and starting up. Alternatively, the program may be recorded in a ROM or a backup RAM as a computer-readable recording medium, and the ROM or the backup RAM may be incorporated in a computer system and used.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施例
について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の
形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発
明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得るこ
とは言うまでもない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It is needless to say that the embodiments of the present invention are not limited to the following examples, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
【0043】[第1実施例]図1は実施例のナビゲーシ
ョン装置1の全体構成を示すブロック図である。本実施
例のナビゲーション装置1は車両に搭載されたいわゆる
カーナビゲーションシステムとして構成されており、車
両の現在位置を検出するための位置検出器12と、各種
道路交通情報を収集するため、無線電話回線を介して情
報配信センタ4との間でデータ通信を行う通信装置18
と、外部情報入出力装置19と、当該装置へ各種指令を
入力するための操作スイッチ群20と、その操作スイッ
チ群20と同様の各種指令を入力可能な図示しないリモ
ートコントロール端末(以下、リモコンと称す)からの
信号を入力するリモコンセンサ21と、地図データ入力
器22と、外部メモリ24と、計器板(インパネ)に表
示画面が埋め込まれ、スピードメータやタコメータ等の
表示の他、地図表示画面やTV画面等の各種表示を行う
ための表示装置26と、位置検出器12、操作スイッチ
群20、データ入力器22及び図示しないリモコンから
の入力に応じて各種処理を実行し、通信装置18、外部
情報入出力装置19、外部メモリ24、表示装置26を
制御するナビ制御回路30とを備えている。ここで、位
置検出器12は、GPS(Global Positioning Syste
m) 用の人工衛星からの送信電波をGPSアンテナを介
して受信し、車両の位置,方位,速度等を検出するGP
S受信機12aと、車両に加わる回転運動の角速度に応
じた検出信号を出力するものであって、「方位センサ」
に相当するジャイロスコープ12bと、車両の前後方向
における加速度を検出するための加速度センサ12c
と、車両のピッチ動作方向に傾斜した角度(以下「ピッ
チ角」と称す。)を検出するためのピッチレートセンサ
12dとを備えている。[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a navigation device 1 according to the first embodiment. The navigation device 1 according to the present embodiment is configured as a so-called car navigation system mounted on a vehicle, a position detector 12 for detecting a current position of the vehicle, and a wireless telephone line for collecting various road traffic information. Communication device 18 for performing data communication with the information distribution center 4 via the
, An external information input / output device 19, an operation switch group 20 for inputting various commands to the device, and a remote control terminal (not shown) ), A display screen is embedded in an instrument panel (instrument panel), and a map display screen is displayed in addition to a display such as a speedometer and a tachometer. A display device 26 for performing various displays such as a TV and a TV screen, and various processes are executed in response to inputs from a position detector 12, an operation switch group 20, a data input device 22, and a remote controller (not shown). An external information input / output device 19, an external memory 24, and a navigation control circuit 30 for controlling the display device 26 are provided. Here, the position detector 12 is a GPS (Global Positioning System).
m) which receives the transmitted radio wave from the artificial satellite via the GPS antenna and detects the position, direction, speed, etc. of the vehicle
And outputs a detection signal corresponding to the angular velocity of the rotational motion applied to the vehicle, comprising an S receiver 12a and an "azimuth sensor".
12b, and an acceleration sensor 12c for detecting acceleration in the front-rear direction of the vehicle
And a pitch rate sensor 12d for detecting an angle (hereinafter, referred to as a "pitch angle") inclined in a pitch operation direction of the vehicle.
【0044】この内、加速度センサ12cは、いわゆる
1軸の加速度センサであり、図3に示すように、その感
度方向が、車両の進行方向(前進方向)にプラスとなる
ように設定されている。また、本実施例のピッチレート
センサ12dは、角速度センサをピッ角方向検出用に取
り付けたものである。Among them, the acceleration sensor 12c is a so-called one-axis acceleration sensor, and as shown in FIG. 3, its sensitivity direction is set to be positive in the traveling direction (forward direction) of the vehicle. . Further, the pitch rate sensor 12d of the present embodiment has an angular velocity sensor attached for detecting the pitch angle direction.
【0045】通信装置18は、公衆電話網との接続が可
能な携帯電話又は自動車電話からなる無線電話装置18
aと、ナビ制御回路30からの指令に従って、無線電話
装置18aを介して決められた手順で外部情報源である
情報配信センタとの接続を行うと共に、ナビ制御回路3
0からのデータを無線電話装置18aを介して送信可能
な形態に符号化し、また無線電話装置18aを介して入
力されるデータを制御回路30にて処理可能な形態に復
号化するモデム18bとを備えている。The communication device 18 is a wireless telephone device 18 such as a portable telephone or a car telephone which can be connected to a public telephone network.
a, and in accordance with a command from the navigation control circuit 30, a connection is established with the information distribution center, which is an external information source, in a predetermined procedure via the wireless telephone device 18a.
And a modem 18b that encodes data from 0 into a form that can be transmitted via the wireless telephone device 18a and decodes data input via the wireless telephone device 18a into a form that can be processed by the control circuit 30. Have.
【0046】一方、外部情報入出力装置19は、図示し
ないラジオアンテナを介してFM放送信号を受信した
り、道路近傍に配置されたVICS(Vehicle Informat
ion and Communication System:道路交通情報システ
ム)サービス用の固定局から、電波ビーコン信号及び光
ビーコン信号を受信する。この受信した情報はナビ制御
回路30へ送られて処理される。また、外部へ情報を発
信できるようにもされている。On the other hand, the external information input / output device 19 receives an FM broadcast signal via a radio antenna (not shown), or receives a VICS (Vehicle Information) disposed near a road.
ion and Communication System) Receives a radio beacon signal and an optical beacon signal from a fixed station for service. The received information is sent to the navigation control circuit 30 for processing. In addition, information can be transmitted to the outside.
【0047】次に、操作スイッチ群20としては、表示
装置26と一体に構成され表示画面上に設定されるタッ
チスイッチもしくは表示装置26の周囲に設けられたメ
カニカルなキースイッチ等が用いられる。また、地図デ
ータ入力器22は、位置検出の精度向上のためのいわゆ
るマップマッチング用データ、地図データ及び目印デー
タを含む各種データを入力するための装置である。記憶
媒体としては、そのデータ量からCD−ROMやDVD
を用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の
他の媒体を用いても良い。Next, as the operation switch group 20, a touch switch integrally formed with the display device 26 and set on a display screen or a mechanical key switch provided around the display device 26 is used. The map data input device 22 is a device for inputting various data including so-called map matching data, map data, and landmark data for improving the accuracy of position detection. As a storage medium, a CD-ROM or a DVD
In general, other media such as a memory card may be used.
【0048】表示装置26は、カラー表示装置であり、
その表示画面には、位置検出器12から入力された車両
現在位置マークと、地図データ入力器22より入力され
た地図データと、更に地図上に表示する誘導経路などと
を重ねて表示することができる。なお、表示装置26と
しては、例えばCRTや液晶ディスプレイあるいはプラ
ズマディスプレイ等を用いることが考えられる。The display device 26 is a color display device.
On the display screen, the vehicle current position mark input from the position detector 12, the map data input from the map data input device 22, and a guidance route to be displayed on a map can be displayed in a superimposed manner. it can. As the display device 26, for example, a CRT, a liquid crystal display, a plasma display, or the like may be used.
【0049】ナビ制御回路30は通常のコンピュータと
して構成されており、内部には、周知のCPU、RO
M、RAM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラ
インが備えられている。そして、GPS受信機12a、
ジャイロスコープ12b、加速度センサ12c、ピッチ
レートセンサ12dからの出力に基づいて車両の現在位
置や進行方向等、推測航法を行うためのデータを算出す
る。The navigation control circuit 30 is configured as a normal computer, and has a well-known CPU and RO inside.
M, RAM, I / O and bus lines for connecting these components are provided. And the GPS receiver 12a,
Based on the output from the gyroscope 12b, the acceleration sensor 12c, and the pitch rate sensor 12d, data for performing dead reckoning such as the current position and the traveling direction of the vehicle is calculated.
【0050】また、本ナビゲーション装置1は、図示し
ないリモートコントロール端末(以下、リモコンと称す
る。)を介してリモコンセンサ21から、あるいは操作
スイッチ群20により目的地の位置を入力すると、現在
位置からその目的地までの最適な経路を自動的に選択し
て誘導経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能も
備えている。このような自動的に最適な経路を設定する
手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。な
お、このような目的地までの経路の案内ではなく、単に
車両の現在位置を地図上に重ねて表示する処理も常時行
っている。つまり、不案内な地域においては、自車両が
現在走行している位置が判るだけでも一種のナビゲート
機能を発揮することとなるからである。When the navigation device 1 inputs the position of the destination from a remote control sensor 21 through a remote control terminal (hereinafter, referred to as a remote control) (not shown) or an operation switch group 20, the navigation device 1 changes the current position to the current position. It also has a so-called route guidance function that automatically selects an optimal route to the destination and forms and displays a guidance route. As a technique for automatically setting the optimum route, a technique such as the Dijkstra method is known. It should be noted that, instead of such a route guidance to the destination, a process of simply displaying the current position of the vehicle on a map is always performed. In other words, in an unfamiliar area, a kind of navigating function will be exhibited even if only the current position of the vehicle is known.
【0051】したがって、図2に示す現在位置検出部5
0及びナビゲーション実行部70は、ナビ制御回路30
の処理として実現されるものである。この内、現在位置
検出部50は、加速度センサ12cからの検出信号に基
づいて加速度センサ12cのオフセット誤差(εS)を
計測するためのオフセット誤差計測部51及びそのオフ
セット誤差計測部51にて計測されたオフセット誤差
(εS)を記憶しておくためのオフセット誤差記憶部5
2と、ピッチレートセンサ12dからの検出信号に基づ
いてピッチレートセンサ12dのオフセット誤差(ε
J)を計測するためのオフセット誤差計測部61及びそ
のオフセット誤差計測部61にて計測されたオフセット
誤差(εJ)を記憶しておくためのオフセット誤差記憶
部62とを備えている。また、それ以外にも、停止判定
部53と、傾斜角演算部54と、車速演算部55と、移
動距離演算部56と、相対位置演算部57と、位置演算
部58と、ジャイロスコープ12bからの検出信号に基
づいて方位変化量を算出する方位変化量演算部65と、
GPS受信機12aから得たGPS測位データに基づい
て絶対位置を算出する絶対位置演算部67とを備えてい
る。Therefore, the current position detector 5 shown in FIG.
0 and the navigation execution unit 70
This is realized as the processing of FIG. Among these, the current position detecting section 50 is measured by the offset error measuring section 51 for measuring the offset error (εS) of the acceleration sensor 12c based on the detection signal from the acceleration sensor 12c and the offset error measuring section 51. Offset error storage unit 5 for storing the offset error (εS)
2 and the offset error (ε) of the pitch rate sensor 12d based on the detection signal from the pitch rate sensor 12d.
J) is provided, and an offset error storage unit 62 for storing the offset error (εJ) measured by the offset error measurement unit 61 is provided. In addition, the stop determination unit 53, the inclination angle calculation unit 54, the vehicle speed calculation unit 55, the movement distance calculation unit 56, the relative position calculation unit 57, the position calculation unit 58, and the gyroscope 12b An azimuth change amount calculation unit 65 that calculates an azimuth change amount based on the detection signal of
An absolute position calculator 67 for calculating an absolute position based on GPS positioning data obtained from the GPS receiver 12a.
【0052】この内、停止判定部53は、加速度センサ
12cからの検出信号に基づいて車両が停止しているか
否かを判定し、その判定結果を2つのオフセット誤差計
測部51,61と、傾斜角演算部54と、車速演算部5
5とに出力する。そして、2つのオフセット誤差計測部
51,61は、それぞれ停止判定部53からの停止判定
結果も参照して、加速度センサ12cのオフセット誤差
(εS)、ピッチレートセンサ12dのオフセット誤差
(εJ)を計測する。この処理については後述する。The stop judging section 53 judges whether or not the vehicle is stopped based on the detection signal from the acceleration sensor 12c, and outputs the judgment result to the two offset error measuring sections 51 and 61, Angle calculation unit 54 and vehicle speed calculation unit 5
5 and output. The two offset error measuring units 51 and 61 measure the offset error (εS) of the acceleration sensor 12c and the offset error (εJ) of the pitch rate sensor 12d with reference to the stop determination result from the stop determination unit 53, respectively. I do. This processing will be described later.
【0053】一方、傾斜角演算部54は、加速度センサ
12cからの検出信号及びピッチレートセンサ12dか
らの検出信号に基づくと共に、停止判定部53からの停
止判定結果も参照して、車両が存在している走行路面の
傾斜角(θ)を算出する。つまり、加速度センサ12c
からの出力値は、路面に平行な車両の進行方向加速度
α、重力加速度g、路面の傾斜角θ及び加速度センサ1
2cのオフセット誤差εSを用いてS=α+gsinθ+
εS と表される。オフセット誤差記憶部52にはオフ
セット誤差(εS)が記憶されているため、加速度セン
サ12cからの出力値Sから減算することで、S−εS
=α+gsinθ となる。ここで、車両が停止している場
合にはα=0となるので、傾斜角演算部54への入力値
(S−εS)はgsinθ となる。したがって、路面傾斜
角θの値を得ることができる。なお、この路面傾斜角θ
は車両が停止している状態での値である。したがって、
車両が走行中の場合の路面傾斜角θを求めるには、ピッ
チレートセンサ12dからの出力を用いる。つまり、ピ
ッチ角はピッチレートセンサ12dの出力を積分するこ
とによって求めるが、このピッチ角は絶対角度ではなく
相対的に変化した角度である。したがって、加速度セン
サ12cの出力値から求めた停車時の値に、ピッチレー
トセンサ12dの出力を積分することによって求めたピ
ッチ角度を足し込めば、走行中の車両において、実際の
路面傾斜角を検出することができる。On the other hand, the inclination angle calculation section 54 is based on the detection signal from the acceleration sensor 12c and the detection signal from the pitch rate sensor 12d, and also refers to the stop determination result from the stop determination section 53 to determine whether the vehicle is present. The inclination angle (θ) of the traveling road surface is calculated. That is, the acceleration sensor 12c
Output values from the vehicle are parallel to the road surface in the traveling direction acceleration α, the gravitational acceleration g, the road surface inclination angle θ, and the acceleration sensor 1
S = α + g sin θ + using offset error εS of 2c
It is expressed as εS. Since the offset error (εS) is stored in the offset error storage unit 52, S−εS is subtracted from the output value S from the acceleration sensor 12c.
= Α + g sin θ. Here, when the vehicle is stopped, α = 0, so the input value (S−εS) to the inclination angle calculation unit 54 is gsinθ. Therefore, the value of the road surface inclination angle θ can be obtained. In addition, this road surface inclination angle θ
Is a value when the vehicle is stopped. Therefore,
The output from the pitch rate sensor 12d is used to determine the road surface inclination angle θ when the vehicle is running. That is, the pitch angle is obtained by integrating the output of the pitch rate sensor 12d, but this pitch angle is not an absolute angle but an angle that has relatively changed. Therefore, by adding the pitch angle obtained by integrating the output of the pitch rate sensor 12d to the value at the time of stopping obtained from the output value of the acceleration sensor 12c, the actual road surface inclination angle can be detected in the running vehicle. can do.
【0054】車速演算部55は、加速度センサ12cか
らの出力Sを補正した値(S−εS)及び傾斜角演算部
54にて算出された路面傾斜角(θ)に基づくと共に、
停止判定部53からの停止判定結果も参照して、車速V
を算出する。そして、移動距離演算部56は、車速演算
部55にて算出された車速Vに基づいて移動距離を算出
する。なお、停止判定部53からの判定結果が車速演算
部55にも入力されているのは、停止している際には車
速が0であるため、あえて車速演算を行う必要がないか
らである。つまり、余分な演算を行わないようにしてい
る。The vehicle speed calculation unit 55 is based on the value (S−εS) obtained by correcting the output S from the acceleration sensor 12c and the road surface inclination angle (θ) calculated by the inclination angle operation unit 54.
The vehicle speed V is also referred to by referring to the stop determination result from the stop determination unit 53.
Is calculated. Then, the moving distance calculator 56 calculates the moving distance based on the vehicle speed V calculated by the vehicle speed calculator 55. The determination result from the stop determination unit 53 is also input to the vehicle speed calculation unit 55 because the vehicle speed is 0 when the vehicle is stopped, and it is not necessary to perform the vehicle speed calculation. That is, no extra calculation is performed.
【0055】相対位置演算部57は、移動距離演算部5
6にて算出された移動距離及び方位変化量演算部65に
て算出された方位変化量に基づいて、車両の相対位置を
算出する。そして、位置演算部58は、相対位置演算部
57にて算出された車両の相対位置を、絶対位置演算部
67にて算出された車両の絶対位置に基づいて補正し、
最終的な車両の現在位置としてナビゲーション実行部7
0へ出力する。The relative position calculator 57 is provided with a moving distance calculator 5
The relative position of the vehicle is calculated based on the moving distance calculated in 6 and the azimuth change amount calculated in the azimuth change amount calculation unit 65. Then, the position calculation unit 58 corrects the relative position of the vehicle calculated by the relative position calculation unit 57 based on the absolute position of the vehicle calculated by the absolute position calculation unit 67,
Navigation execution unit 7 as the final vehicle current position
Output to 0.
【0056】続いて、加速度センサ12cのオフセット
誤差(εS)を計測するオフセット誤差計測部51にお
ける計測処理について説明する。上述したように、本実
施例の加速度センサ12cは検査軸が1つであり、図3
に示すように、車両の進行方向と加速度センサ12cの
感度方向が一致することを前提とする。なお、車両の進
行方向と加速度センサ12cの感度方向が一致するとい
うことは、加速度センサ12cの検査軸が車両の鉛直方
向に沿って配置されていることを意味する。Next, a description will be given of a measurement process in the offset error measuring section 51 for measuring an offset error (εS) of the acceleration sensor 12c. As described above, the acceleration sensor 12c of the present embodiment has one inspection axis, and FIG.
It is assumed that the traveling direction of the vehicle matches the sensitivity direction of the acceleration sensor 12c as shown in FIG. The fact that the traveling direction of the vehicle coincides with the sensitivity direction of the acceleration sensor 12c means that the inspection axis of the acceleration sensor 12c is arranged along the vertical direction of the vehicle.
【0057】図4には、加速度センサ12cのオフセッ
ト誤差(εS)を計測する際に実行される処理手順を示
すフローチャートである。このフローチャートに沿って
説明する。まず、最初のステップS110では、ユーザ
からの入力受付を行う。これは、図示しないリモコンを
介してリモコンセンサ21から、あるいは操作スイッチ
群20からの入力を受け付ける。そして、その入力が誤
差計測モードを指示するものであるか否かを判断し(S
120)、誤差計測モードを指示していれば(S12
0:YES)、S130へ移行してユーザからの最初の
計測指示を待つ。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure executed when measuring the offset error (εS) of the acceleration sensor 12c. A description will be given along this flowchart. First, in the first step S110, an input from a user is received. This receives an input from a remote control sensor 21 via a remote controller (not shown) or an operation switch group 20. Then, it is determined whether or not the input indicates the error measurement mode (S
120), if the error measurement mode is instructed (S12)
0: YES), proceeds to S130 and waits for the first measurement instruction from the user.
【0058】ユーザは所定の場所で車両を停止させ、そ
の状態で計測指示を入力する。上記同様、操作スイッチ
群20などから入力すればよい。この最初の計測指示が
あった場合には(S140:YES)、S150へ移行
して、その時点での加速度センサ12cの出力値S1 を
計測し、一時的に記憶しておく。The user stops the vehicle at a predetermined place, and inputs a measurement instruction in that state. As described above, the input may be made from the operation switch group 20 or the like. In the case of the presence of the the first measurement instruction (S140: YES), the routine proceeds to S150, and measures the output values S 1 of the acceleration sensor 12c at that time, temporarily stored.
【0059】その後、S160へ移行してユーザからの
2回目の計測指示を待つ。この2回目の計測指示の前
に、ユーザは車両を同位置において180deg反転さ
せて停止させる。つまり、車両の前後を反転させて停止
させる。その状態で2回目の計測指示を入力する。上記
同様、操作スイッチ群20などから入力すればよい。こ
の2回目の計測指示があった場合には(S170:YE
S)、S180へ移行して、その時点での加速度センサ
12cの出力値S2 を計測し、一時的に記憶しておく。Thereafter, the flow shifts to S160, and waits for a second measurement instruction from the user. Prior to the second measurement instruction, the user stops the vehicle by inverting the vehicle by 180 degrees at the same position. That is, the vehicle is stopped by reversing the front and rear. In this state, a second measurement instruction is input. As described above, the input may be made from the operation switch group 20 or the like. When the second measurement instruction is issued (S170: YE
S), the operation proceeds to S180, and measures the output value S 2 of the acceleration sensor 12c at that time, temporarily stored.
【0060】そして、S190へ移行し、S150及び
S180にて計測・記憶した2つのセンサ出力値S1,
S2の平均値を算出してオフセット誤差(εS)とす
る。このように算出することでオフセット誤差(εS)
となり得る点について説明する。Then, the flow shifts to S190, where the two sensor output values S 1 , S1 measured and stored in S150 and S180 are stored.
An offset error (.epsilon.s) calculates the average value of S 2. By calculating in this way, the offset error (εS)
A description will be given of points that can be obtained.
【0061】この場合の加速度センサ12cの出力値S
の一般式は、上述した式1aのようになる。つまり、S
=α+gsinθ+εSとなる。S150にて計測したセ
ンサ出力値S1 は、停車時の値であるので、路面に平行
な車両の進行方向加速度αが0であり、この場合のオフ
セット誤差をεS1 とすると、上述した式1bのように
表される。つまり、S1=gsinθ+εS1 となる。The output value S of the acceleration sensor 12c in this case is
Is represented by the above-described expression 1a. That is, S
= Α + g sin θ + εS. Since the sensor output value S 1 measured in S 150 is a value at the time of stopping, the acceleration α in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface is 0, and the offset error in this case is εS 1. It is represented as That is, S 1 = g sin θ + εS 1 .
【0062】一方、S180にて計測したセンサ出力値
S2 は、車両を同位置において180deg反転させて
停止させた状態での出力値である。路面の傾斜角(θ)
は同じであるため、この場合のオフセット誤差をεS2
とすると、上述した式1cのように表される。つまり、
S2=−gsinθ+εS2 となる。On the other hand, the sensor output value S 2 measured in S180 is an output value in a state where the vehicle is stopped at the same position after being inverted by 180 degrees. Road slope (θ)
Are the same, the offset error in this case is εS 2
Then, it is expressed as the above-described expression 1c. That is,
S 2 = −g sin θ + εS 2
【0063】そして、これら2つの出力値S1,S2を加
算すると、上述した式1eのようになる。つまり、S1
+S2=εS1+εS2となる。オフセット誤差εS1,ε
S2は、上述したようにセンサ固有の値であり路面状況
によっては不変である。したがって、εS1=εS2=ε
Sとしてよい。Then, when these two output values S 1 and S 2 are added, the above equation 1e is obtained. That is, S 1
+ S 2 = εS 1 + εS 2 Offset error εS 1 , ε
S 2 is unchanged by is road conditions a sensor-specific values as described above. Therefore, εS 1 = εS 2 = ε
S may be used.
【0064】そのため、S1+S2=2εSと変形でき、
両辺を2で割れば、オフセット誤差εSは、上述した式
1fのよう表される。つまり、εS=(S1+S2)/2
となる。これは、センサ出力値S1,S2の平均値であ
る。このようにして加速度センサ12cのオフセット誤
差(εS)を求めることができるが、このオフセット誤
差εSは、基本的には不変であるので、車両に取り付け
た後、一度実施するだけでよい。なお、「基本的には不
変」としたのは、例えば経時変化で多少の変化を生じる
場合もあるからである。その点を考慮するのであれば、
適当な期間が経過した時点で再度実施すればよい。Therefore, it can be transformed into S 1 + S 2 = 2εS,
If both sides are divided by 2, the offset error εS is expressed as in the above-mentioned expression 1f. That is, εS = (S 1 + S 2 ) / 2
Becomes This is an average value of the sensor output values S 1 and S 2 . In this way, the offset error (εS) of the acceleration sensor 12c can be obtained. However, since the offset error εS is basically unchanged, it is only necessary to carry out the offset error once after the vehicle is mounted on the vehicle. It should be noted that “basically unchanged” is because, for example, a slight change may occur due to a change over time. If you take that into account,
The operation may be performed again after an appropriate period has elapsed.
【0065】そして、このように計測されたオフセット
誤差(εS)は、オフセット誤差記憶部52に記憶さ
れ、加速度センサ12cからの出力値(S)から減算さ
れる。つまり、加速度センサ12cの出力値(S)から
オフセット誤差(εS)分を補正するのである。The offset error (εS) thus measured is stored in the offset error storage section 52 and is subtracted from the output value (S) from the acceleration sensor 12c. That is, the offset error (εS) is corrected from the output value (S) of the acceleration sensor 12c.
【0066】次に、ピッチレートセンサ12dのオフセ
ット誤差(εJ)を計測するオフセット誤差計測部61
における計測処理について説明する。本実施例のピッチ
レートセンサ12dは、角速度センサを車両ピッチ方向
検出用に取り付けて構成してある。角速度センサの出力
値Jの一般式は、角速度ω、オフセット誤差εJを用い
てJ=ω+εJと表される。そして、停車中はω=0と
なるので、停車中の出力値J=ωJがオフセット誤差と
なる。Next, an offset error measuring section 61 for measuring an offset error (εJ) of the pitch rate sensor 12d.
Will be described. The pitch rate sensor 12d of the present embodiment is configured by attaching an angular velocity sensor for detecting a vehicle pitch direction. The general formula of the output value J of the angular velocity sensor is expressed as J = ω + εJ using the angular velocity ω and the offset error εJ. Since ω = 0 when the vehicle is stopped, the output value J = ωJ during the stop is an offset error.
【0067】したがって、オフセット誤差計測部61
は、停止判定部53にて停止状態であると判定された場
合にピッチレートセンサ12dからの出力J=ωJを計
測し、オフセット誤差(εJ)記憶部62に記憶させ
る。その後は、ピッチレートセンサ12dの出力値Jか
らオフセット誤差εJを減算して補正した値を傾斜角演
算部54へ出力することとなる。Therefore, the offset error measuring section 61
Measures the output J = ωJ from the pitch rate sensor 12d when the stop determination unit 53 determines that the vehicle is in the stop state, and stores the output J = ωJ in the offset error (εJ) storage unit 62. Thereafter, a value corrected by subtracting the offset error εJ from the output value J of the pitch rate sensor 12d is output to the inclination angle calculation unit 54.
【0068】このように、本実施例のナビゲーション装
置1においては、現在位置検出のために用いる加速度セ
ンサ12cはECUへの配線を必要としないため、車速
パルスのような速度信号を取り出す車速センサと比べ
て、車両に後付けする場合であっても配線工事が不要と
なりユーザへの負担がない。また、車両の種類によって
は設計上の問題からは配線できない場合も考えられ、さ
らには、ECU(電子制御装置)に対して配線工事をす
ることとなるため、ECUが誤動作する危険も拭いきれ
ないので、このようなECUへの配線を必要としない加
速度センサ12cを用いるメリットはある。As described above, in the navigation device 1 of this embodiment, since the acceleration sensor 12c used for detecting the current position does not require wiring to the ECU, the acceleration sensor 12c for extracting a speed signal such as a vehicle speed pulse is used. In contrast, even when retrofitting the vehicle, wiring work is not required, and there is no burden on the user. In addition, depending on the type of vehicle, wiring may not be possible due to design problems, and wiring work may be performed on an ECU (electronic control device). Therefore, the risk of malfunction of the ECU cannot be eliminated. Therefore, there is an advantage of using the acceleration sensor 12c which does not require such wiring to the ECU.
【0069】そして、加速度センサを用いた先行技術に
あっては、路面の傾斜角の影響は除去できるかもしれな
いが、加速度センサ固有のオフセット誤差(零点出力
値)を取り除くことはできなかったが、本実施例の場合
には、加速度センサ12c固有のオフセット誤差を適切
に検出できる。また、ピッチレートセンサ12dについ
ても、センサ固有のオフセット誤差を適切に検出でき
る。In the prior art using the acceleration sensor, the influence of the inclination angle of the road surface may be eliminated, but the offset error (zero point output value) inherent in the acceleration sensor cannot be eliminated. In the case of the present embodiment, the offset error inherent to the acceleration sensor 12c can be appropriately detected. Further, the pitch rate sensor 12d can also appropriately detect the offset error unique to the sensor.
【0070】そのため、そのオフセット誤差に基づいて
補正すれば、誤差が累積演算されて無視できないほど大
きな誤差になる、という問題を適切に解消できる。そし
てさらに、このように補正された出力値を用いれば、そ
の出力値を用いて行われる車速演算、移動距離演算、そ
して相対位置の演算を適切に行うことができる。つま
り、従来のように、誤差が累積演算されて無視できない
ほど大きな誤差になり正確な現在位置検出ができなくな
る、という問題を解消できる。Therefore, if the correction is made based on the offset error, it is possible to appropriately solve the problem that the error is cumulatively calculated and becomes an error that cannot be ignored. Further, by using the output value thus corrected, the vehicle speed calculation, the moving distance calculation, and the relative position calculation performed using the output value can be appropriately performed. That is, it is possible to solve the problem that the error is accumulated and the error is so large that it cannot be ignored, and the current position cannot be accurately detected.
【0071】[第2実施例]上述した第1実施例では、
加速度センサ12cが1つの検出軸しか持たないものを
想定したが、2つの検出軸を持つものであれば、次のよ
うにしてオフセット誤差(εS)を検出することもでき
る。なお、検出手法が異なるだけで、適用した場合の装
置構成としては、図1,2に示した第1実施例の場合と
同様であるので繰り返し説明はしない。[Second Embodiment] In the first embodiment described above,
It is assumed that the acceleration sensor 12c has only one detection axis. However, if the acceleration sensor 12c has two detection axes, the offset error (εS) can be detected as follows. It should be noted that since the configuration of the device when applied is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
【0072】ここでは、図5に示すように、2つの検出
軸が車両の鉛直軸に対して互いに反対方向に45deg
だけ傾けられた2軸の加速度センサを考える。つまり、
第1の検出軸が車両の鉛直軸を基準として45deg傾
いているとすると、第2の検出軸は車両鉛直軸から−4
5deg傾いていることとなる。以下の説明では、第1
の検出軸の方向を正として考える。Here, as shown in FIG. 5, the two detection axes are 45 deg in opposite directions with respect to the vertical axis of the vehicle.
Consider a two-axis acceleration sensor that is only tilted. That is,
Assuming that the first detection axis is inclined by 45 degrees with respect to the vertical axis of the vehicle, the second detection axis is -4 degrees from the vertical axis of the vehicle.
This means that it is inclined by 5 degrees. In the following description, the first
Is assumed to be positive.
【0073】この場合の第1の検出軸による加速度セン
サの出力値S1 及び第2の検出軸による加速度センサの
出力値S2 の一般式は、下式のように表される。 S1=αcos(π/4)+gcos{(π/4)−θ}+εS1 S2=−αcos(π/4)+gcos{(π/4)+θ}+εS2 そこで、まず車両を停止させた状態で、第1の検出軸に
よる加速度センサの出力値S1 及び第2の検出軸による
加速度センサの出力値S2 を取得する。停車時は、路面
に平行な車両の進行方向加速度αが0であるため、下式
のように変形される。 S1=gcos{(π/4)−θ}+εS1 S2=gcos{(π/4)+θ}+εS2 そして、この式を変形すると、下式のようになる。 (S1−εS1)2+(S2−εS2)2 =g2[cos{(π/4)−θ}2+cos{(π/4)+θ}2] =g2[{cos(π/4)cosθ+sin(π/4)sinθ}2 +{cos(π/4)cosθ−sin(π/4)sinθ}2] =g2[2{cos(π/4)cosθ}2+2{sin(π/4)sinθ}2] =g2(cos2θ+sin2θ) =g2 この(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2 という式
は、図6に示すように、S1,S2平面上における中心座
標(εS1,εS2)及び半径gの円の方程式である。こ
のことより、第1の検出軸による加速度センサの出力値
S1 及び第2の検出軸による加速度センサの出力値S2
は、上記方程式で表される円上に位置することとなる。In this case, the general expression of the output value S 1 of the acceleration sensor based on the first detection axis and the output value S 2 of the acceleration sensor based on the second detection axis is expressed by the following equation. S 1 = αcos (π / 4 ) + gcos {(π / 4) -θ} + εS 1 S 2 = -αcos (π / 4) + gcos {(π / 4) + θ} + εS 2 So, first stop the vehicle state, and acquires the output value S 2 of the acceleration sensor by the output value S 1 and the second detection axis of the acceleration sensor according to the first detection axis. When the vehicle is stopped, the acceleration α in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface is 0, so that the vehicle is deformed as in the following expression. S 1 = g cos {(π / 4) −θ} + εS 1 S 2 = g cos {(π / 4) + θ} + εS 2 When this equation is modified, the following equation is obtained. (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 [cos {(π / 4) −θ} 2 + cos {(π / 4) + θ} 2 ] = g 2 [{cos ( π / 4) cosθ + sin (π / 4) sinθ} 2 + {cos (π / 4) cosθ−sin (π / 4) sinθ} 2 ] = g 2 [2 {cos (π / 4) cosθ} 2 +2 { sin (π / 4) sin θ} 2 ] = g 2 (cos 2 θ + sin 2 θ) = g 2 This (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 As shown in FIG. 6, this is an equation of a circle having a center coordinate (εS 1 , εS 2 ) and a radius g on the S 1 , S 2 plane. Thus, the output value S 1 of the acceleration sensor based on the first detection axis and the output value S 2 of the acceleration sensor based on the second detection axis
Will be located on the circle represented by the above equation.
【0074】そのため、図7に示すように3組の出力値
(S11,S21),(S12,S22),(S13,S23)を取
得し、S1,S2平面上において、各出力値(S11,
S21),(S12,S22),(S13,S23)を中心座標
(S1,S2)とする半径gの円を例えばメモリ上で描画
する。なお、図7では各円を破線で示した。また、図7
においては、理解を容易にするために3組の出力値(S
11,S21),(S12,S22),(S13,S23)に差を付
け、3つの円の区別が明瞭になるようにした。実際に
は、これら3組の出力値(S11,S21),(S12,
S22),(S13,S23)はもっと近い値である。Therefore, as shown in FIG. 7, three sets of output values (S 11 , S 21 ), (S 12 , S 22 ), and (S 13 , S 23 ) are obtained and are set on the S 1 , S 2 plane. At each output value (S 11 ,
A circle having a radius g having the center coordinates (S 1 , S 2 ) with (S 21 ), (S 12 , S 22 ), and (S 13 , S 23 ) is drawn on a memory, for example. In FIG. 7, each circle is indicated by a broken line. FIG.
In order to facilitate understanding, three sets of output values (S
11 , S 21 ), (S 12 , S 22 ), and (S 13 , S 23 ) are differentiated so that the three circles can be clearly distinguished. Actually, these three sets of output values (S 11 , S 21 ), (S 12 ,
S 22), (S 13, S 23) it is more close values.
【0075】このようにすれば、それら3つの円の交点
座標が、上述した円の方程式における中心座標(ε
S1,εS2)となる。なお、3組の出力値(S11,
S21),(S 12,S22),(S13,S23)とは、出力値
自体が異なっている(つまり座標自体が異なっている)
ことを意味する。これらが異ならないと、少なくとも3
つの異なる円が想定できず、それらの交点が一義的に定
まらないからである。In this way, the intersection of these three circles
The coordinates are the center coordinates (ε
S1, ΕSTwo). Note that three sets of output values (S11,
Stwenty one), (S 12, Stwenty two), (S13, Stwenty three) Is the output value
Are themselves different (that is, the coordinates themselves are different)
Means that. If these are not different, at least 3
Three different circles cannot be assumed, and their intersection is uniquely defined.
Because it does not fit.
【0076】これによって、第1,第2の検出軸のオフ
セット誤差εS1,εS2を検出できる。そして、第1実
施例の場合には、車両の向きを同じ場所で反転させると
いう行為が不可欠となるが、第2実施例の場合には、停
車時に取得するだけでよいので、ユーザの負担は軽減す
る。Thus, the offset errors εS 1 and εS 2 of the first and second detection axes can be detected. In the case of the first embodiment, the act of reversing the direction of the vehicle at the same place is indispensable, but in the case of the second embodiment, it is only necessary to obtain the information when the vehicle is stopped. To reduce.
【0077】なお、以上の説明においては、第1及び第
2の2つの検出軸が車両の鉛直軸に対してそれぞれ45
deg,−45degだけ傾けられた2軸の加速度セン
サを想定したが、それ以外の傾きを持つ2軸の加速度セ
ンサであっても、45deg,−45deg成分を考え
れば同様に適用できる。つまり、任意の角度であって
も、その取付角度が判れば、第1の検出軸の場合であれ
ば45deg成分、第2の検出軸の場合であれば−45
deg成分を算出することは容易にできるので、その算
出した出力値成分(45deg成分,−45deg成
分)を用いて同様の処理を実行すればよい。In the above description, the first and second detection axes are each 45 degrees with respect to the vertical axis of the vehicle.
Although a two-axis acceleration sensor inclined by deg and −45 deg is assumed, a two-axis acceleration sensor having other inclinations can be similarly applied in consideration of the 45 deg and −45 deg components. That is, even if the angle is an arbitrary angle, if the mounting angle is known, the 45 deg component is used in the case of the first detection axis, and -45 in the case of the second detection axis.
Since the deg component can be easily calculated, a similar process may be performed using the calculated output value components (45 deg component, -45 deg component).
【0078】[第3実施例]上述の第2実施例において
は、図7に例示したように、3組の出力値(S11,
S21),(S12,S22),(S13,S23)を取得し、各
組に対応してS1,S2平面上における中心座標(S1 ,
S2 )及び半径gの円を想定し、それら複数の円の交点
座標が(εS1,εS2)となることに基づいて、第1,
第2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出する
手法を採用した。しかし、図7に関する説明でも述べた
ように、図7では理解を容易にするために3組の出力値
(S11,S 21),(S12,S22),(S13,S23)に差
を付けて3つの円の区別が明瞭になるようにしたのであ
って、実際には、これら3組の出力値(S11,S21),
(S 12,S22),(S13,S23)はもっと近い値であ
る。また計測誤差なども存在するため、複数の円が1点
で交わらない場合も考えられる。[Third Embodiment] In the above-described second embodiment,
Represents three sets of output values (S11,
Stwenty one), (S12, Stwenty two), (S13, Stwenty threeGet each)
S corresponding to the set1, STwoCenter coordinates on the plane (S1 ,
STwo ) And a circle of radius g, and the intersection of these circles
If the coordinates are (εS1, ΕSTwo), The first,
Offset error εS of second detection axis1, ΕSTwoDetect
The method was adopted. However, as described in the description regarding FIG.
As shown in FIG. 7, three sets of output values are used for easy understanding.
(S11, S twenty one), (S12, Stwenty two), (S13, Stwenty three) Difference
To make the distinction between the three circles clear.
Therefore, actually, these three sets of output values (S11, Stwenty one),
(S 12, Stwenty two), (S13, Stwenty three) Is closer
You. Also, because there are measurement errors, etc., multiple circles
It is possible that they do not intersect.
【0079】したがって、第3実施例では、このような
計測誤差などが生じる場合であっても第1,第2の検出
軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出するために次の
ような手法を採用した。すなわち、出力値成分の組(S
1,S2)を少なくとも異なる3組分取得した後、それら
少なくとも3組の出力値成分のS1,S2平面上における
近似直線を接線とする円であって、少なくとも3組の出
力値成分のを接点とする半径gの円を想定し、その円の
中心座標が(εS1,εS2)を求めることにより、第
1,第2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出
するのである。Therefore, in the third embodiment, the following method is used to detect the offset errors εS 1 and εS 2 of the first and second detection axes even when such a measurement error occurs. It was adopted. That is, a set of output value components (S
1 , S 2 ) for at least three different sets, and a circle having a tangent to an approximate straight line on the S 1 , S 2 plane of the at least three sets of output value components, and at least three sets of output value components Assuming a circle having a radius g having a contact point at, and determining the center coordinates of the circle (εS 1 , εS 2 ), the offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes are detected. It is.
【0080】ここで、具体的な求め方の一例を示す。 少なくとも3組の出力値成分から最小2乗法で近似し
た直線を軸1とする。 少なくとも3組の出力値成分の重心を通り、軸1に直
交する直線を軸2とする。Here, an example of a specific method of obtaining the value will be described. A straight line approximated by the least squares method from at least three sets of output value components is defined as axis 1. A straight line passing through the center of gravity of at least three sets of output value components and orthogonal to the axis 1 is defined as an axis 2.
【0081】円の中心座標(εS1,εS2)の初期値
を(0,0)とする。 初期値から軸1方向に円の中心を2分法で移動し、円
と少なくとも3組の出力値成分との距離の和が最小にな
る中心を探す。 上記で求めた中心から軸2方向に円の中心を2分法
で移動し、円と少なくとも3組の出力値成分との距離の
和が最小になる中心を探す。The initial value of the center coordinates (εS 1 , εS 2 ) of the circle is (0,0). From the initial value, the center of the circle is moved in the direction of axis 1 by the bisection method, and the center that minimizes the sum of the distances between the circle and at least three sets of output value components is searched. The center of the circle is moved in the direction of the axis 2 by the bisection method from the center obtained above, and a center that minimizes the sum of the distances between the circle and at least three sets of output value components is searched.
【0082】この円の中心座標(εS1,εS2)を第
1,第2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2とす
る。 [その他] (1)上述の実施例はナビゲーション装置1として実現
したが、検出した現在位置を用いてナビゲーション以外
の処理を実行する装置に適用することもできる。The center coordinates (εS 1 , εS 2 ) of this circle are set as offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes. [Others] (1) Although the above-described embodiment is implemented as the navigation device 1, the present invention can be applied to a device that executes processing other than navigation using the detected current position.
【0083】(2)また、上述の実施例では、算出され
た方位変化量と移動距離とに基づいて得た相対位置と、
GPS測位情報に基づいて得た絶対位置とに基づいて車
両の現在位置を推測航法演算するようにしたが、さらに
マップマッチング処理によって車両現在位置を補正する
ようにしてもよい。マップマッチングによる補正は、推
測航法に基づいて算出した車両の現在位置に至る走行軌
跡を、地図データに基づく道路情報と比較して位置推定
を行うというものである。(2) Further, in the above-described embodiment, the relative position obtained based on the calculated azimuth change amount and the moving distance,
Although the dead reckoning calculation of the current position of the vehicle is performed based on the absolute position obtained based on the GPS positioning information, the current position of the vehicle may be corrected by a map matching process. The correction by the map matching is to compare the travel locus of the vehicle, which is calculated based on dead reckoning, to the current position with road information based on map data to perform position estimation.
【0084】(3)また、ジャイロスコープ12bは方
位センサの一例であり、例えば地磁気によるものや左右
の操舵輪の回転差などから得られる車両のステアリング
角を累積して方向を求めるもの等を用いてもよい。(3) The gyroscope 12b is an example of a direction sensor. For example, a gyroscope 12b that obtains a direction by accumulating a steering angle of a vehicle obtained from a geomagnetism or a rotation difference between left and right steered wheels and the like is used. You may.
【図1】 本発明の実施例としてのナビゲーション装置
の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a navigation device as an embodiment of the present invention.
【図2】 現在位置検出部の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a current position detection unit.
【図3】 1軸の加速度センサの感度方向などを示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a sensitivity direction and the like of a uniaxial acceleration sensor.
【図4】 加速度センサのオフセット誤差を計測する手
順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for measuring an offset error of the acceleration sensor.
【図5】 2軸の検査軸を持つ第2実施例の加速度セン
サの取付状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a mounting state of an acceleration sensor according to a second embodiment having two inspection axes.
【図6】 第2実施例の加速度センサのオフセット誤差
を計測する手法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method of measuring an offset error of the acceleration sensor according to the second embodiment.
【図7】 第2実施例の加速度センサのオフセット誤差
を計測する手法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method of measuring an offset error of the acceleration sensor according to the second embodiment.
1…ナビゲーション装置 4…情報配信セン
タ 12…位置検出器 12a…GPS受信
機 12b…ジャイロスコープ 12c…加速度セ
ンサ 12d…ピッチレートセンサ 18…通信装置 18a…無線電話装置 1 8b…モデム 19…外部情報入出力装置 20…操作スイッチ
群 21…リモコンセンサ 22…地図データ入
力器 24…外部メモリ 26…表示装置 30…ナビ制御回路 50…現在位置検出
部 51…オフセット誤差計測部 52…オフセット誤
差記憶部 53…停止判定部 54…傾斜角演算部 55…車速演算部 56…移動距離演算
部 57…相対位置演算部 58…位置演算部 61…オフセット誤差計測部 62…オフセット誤
差記憶部 65…方位変化量演算部 67…絶対位置演算
部 70…ナビゲーション実行部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Navigation apparatus 4 ... Information distribution center 12 ... Position detector 12a ... GPS receiver 12b ... Gyroscope 12c ... Acceleration sensor 12d ... Pitch rate sensor 18 ... Communication apparatus 18a ... Wireless telephone apparatus 18b ... Modem 19 ... External information input Output device 20 ... Operation switch group 21 ... Remote control sensor 22 ... Map data input device 24 ... External memory 26 ... Display device 30 ... Navi control circuit 50 ... Current position detection unit 51 ... Offset error measurement unit 52 ... Offset error storage unit 53 ... Stop judging part 54 ... Inclination angle calculating part 55 ... Vehicle speed calculating part 56 ... Movement distance calculating part 57 ... Relative position calculating part 58 ... Position calculating part 61 ... Offset error measuring part 62 ... Offset error storing part 65 ... Azimuth change amount calculating part 67: absolute position calculation unit 70: navigation execution unit
フロントページの続き (72)発明者 松原 慶幸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 高見 雅之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 2F029 AA02 AB01 AB07 AB09 AC01 AC02 AC04 AD03 2F105 AA02 BB08 BB17 Continued on the front page (72) Inventor Yoshiyuki Matsubara 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Masayuki Takami 1-1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture F-term in Denso Corporation (Reference) 2F029 AA02 AB01 AB07 AB09 AC01 AC02 AC04 AD03 2F105 AA02 BB08 BB17
Claims (11)
度センサのオフセット誤差検出方法であって、 前記車両を停止させた状態で前記加速度センサの出力値
S1 を取得し、 その後、前記車両を同位置において180deg反転さ
せて停止させた状態で前記加速度センサの出力値S2 を
取得し、 前記取得した2つのセンサ出力値S1,S2の平均値をオ
フセット誤差として検出することを特徴とする加速度セ
ンサのオフセット誤差検出方法。1. A offset error detecting method of an acceleration sensor used in the current position detecting device for a vehicle, obtains the output values S 1 of the acceleration sensor in a state of stopping the vehicle, then the vehicle and characterized in that the output value S 2 of the acceleration sensor obtained in a stopped state by 180deg inverted to detect the acquired two sensor output values S 1, the average value of S 2 as an offset error in the same position Method for detecting an offset error of an acceleration sensor.
度センサのオフセット誤差検出装置であって、 利用者からのセンサ出力値取得指令を入力するための指
令入力手段と、 前記車両を停止させた状態で前記指令入力手段を介して
なされた取得指令に基づき、前記加速度センサの出力値
S1 を取得する第1の取得手段と、 該第1の取得手段によって出力値S1 が取得された後、
前記車両を同位置において180deg反転させて停止
させた状態で前記指令入力手段を介してなされた取得指
令に基づき、前記加速度センサの出力値S2 を取得する
第2の取得手段と、 前記第1及び第2の取得手段によって取得した2つのセ
ンサ出力値S1,S2の平均値を算出する平均値算出手段
と、 を備え、該平均値算出手段にて算出された平均値をオフ
セット誤差とすることを特徴とする加速度センサのオフ
セット誤差検出装置。2. An offset error detecting device for an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle, comprising: command input means for inputting a sensor output value obtaining command from a user; and stopping the vehicle. based on the command input means obtains a command has been made via the state, the first acquisition means for acquiring output values S 1 of the acceleration sensor, after the output values S 1 is acquired by the first acquisition means ,
Based on the acquisition command it has been made via the command input means in a state of stopping by 180deg inverted in the same position the vehicle, a second acquisition means for acquiring the output value S 2 of the acceleration sensor, the first And average value calculating means for calculating an average value of the two sensor output values S 1 and S 2 obtained by the second obtaining means. The average value calculated by the average value calculating means is defined as an offset error and An offset error detection device for an acceleration sensor.
及び第2の2つの検出軸が車両の鉛直軸に対して任意角
度傾けられた2軸の加速度センサのオフセット誤差検出
方法であって、 前記車両を停止させた状態で、前記第1の検出軸による
前記加速度センサの出力値の車両鉛直軸から45deg
傾いた向きにおける45deg成分S1 及び前記第2の
検出軸による前記加速度センサの出力値の車両鉛直軸か
ら−45deg傾いた向きにおける−45deg成分S
2 を取得し、 前記第1,第2の検出軸による前記加速度センサの出力
値の45deg成分S 1 ,−45deg成分S2 のオフ
セット誤差をそれぞれεS1,εS2、重力加速度をgと
した場合に、(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2
の関係が成立することに基づき、前記出力値成分の組
(S1,S2)を少なくとも異なる3組分取得し、各組に
対応してS1,S2平面上における中心座標(S1,S2)
及び半径gの円を想定し、それら複数の円の交点座標が
(εS1,εS2)となることに基づいて、前記第1,第
2の検出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出するこ
とを特徴とする加速度センサのオフセット誤差検出方
法。3. A method for detecting a current position of a vehicle, comprising the steps of:
And the second two detection axes are at an arbitrary angle with respect to the vertical axis of the vehicle.
Offset error detection of a two-axis tilted acceleration sensor
The method according to claim 1, wherein the first detection axis is used while the vehicle is stopped.
45 deg from the vehicle vertical axis of the output value of the acceleration sensor
45 deg component S in the inclined direction1 And the second
Whether the output value of the acceleration sensor by the detection axis is the vertical axis of the vehicle
-45 deg component S in the -45 deg tilt direction
Two And an output of the acceleration sensor based on the first and second detection axes.
45 deg component S of value 1 , -45deg component STwo Off
Set error is εS1, ΕSTwoAnd the gravitational acceleration is g
If (S1-ΕS1)Two+ (STwo-ΕSTwo)Two= GTwo
Is established based on the relationship of
(S1, STwo) For at least three different sets, and
Correspondingly S1, STwoCenter coordinates on the plane (S1, STwo)
And a circle of radius g, the intersection coordinates of these circles are
(ΕS1, ΕSTwo), Based on the first, the first
2 offset error εS of the detection axis1, ΕSTwoCan detect
Method of detecting offset error of acceleration sensor characterized by
Law.
及び第2の2つの検出軸が車両の鉛直軸に対して任意角
度傾けられた2軸の加速度センサのオフセット誤差検出
装置であって、 前記加速度センサの出力値の変化に基づいて車両の停止
状態を判定する停止判定手段と、 該停止判定手段にて車両が停止状態であると判定された
場合に、前記第1の検出軸による前記加速度センサの出
力値の車両鉛直軸から45deg傾いた45deg成分
S1 及び前記第2の検出軸による前記加速度センサの出
力値の車両鉛直軸から−45deg傾いた−45deg
成分S2 を取得する取得手段と、 前記第1,第2の検出軸による前記加速度センサの出力
値の45deg成分,−45deg成分のオフセット誤
差をそれぞれεS1,εS2、重力加速度をgとした場合
に、(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2 の関係が
成立することに基づき、 前記取得手段にて前記出力値成分の組(S1,S2)を少
なくとも異なる3組分取得し、各組に対応してS1,S2
平面上における中心座標(S1,S2)及び半径gの円を
描画し、それら複数の円の交点座標(εS1,εS2)を
算出する交点座標算出手段と、 を備え、該交点座標算出手段にて算出された交点座標
(εS1,εS2)を前記第1,第2の検出軸のオフセッ
ト誤差εS1,εS2とすることを特徴とする加速度セン
サのオフセット誤差検出装置。4. A vehicle according to claim 1, wherein said first position detection device is used for a vehicle current position detection device.
And an offset error detection device for a two-axis acceleration sensor in which a second two detection axes are inclined at an arbitrary angle with respect to a vertical axis of the vehicle, wherein the vehicle is stopped based on a change in an output value of the acceleration sensor. And a 45 deg component of the output value of the acceleration sensor by the first detection axis inclined by 45 deg from the vehicle vertical axis when the stop determination means determines that the vehicle is in a stopped state. S 1 and -45deg inclined -45deg the vehicle vertical axis of the output values of the acceleration sensor according to the second detection axis
Acquisition means for acquiring component S 2, the first and 45deg component of the second output value of the acceleration sensor according to the detection axis, respectively .epsilon.s 1 Offset Error -45deg components, .epsilon.s 2, the gravitational acceleration is g In this case, based on the relationship of (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 being established, the set of output value components (S 1 , S 2 ) is obtained by the acquisition unit. For at least three different sets, and S 1 , S 2 corresponding to each set
Intersection coordinate calculating means for drawing a circle having center coordinates (S 1 , S 2 ) and a radius g on a plane and calculating intersection coordinates (εS 1 , εS 2 ) of the plurality of circles. An offset error detecting device for an acceleration sensor, wherein the intersection coordinates (εS 1 , εS 2 ) calculated by the calculating means are set as the offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes.
及び第2の2つの検出軸が車両の鉛直軸に対して任意角
度傾けられた2軸の加速度センサのオフセット誤差検出
方法であって、 前記車両を停止させた状態で、前記第1の検出軸による
前記加速度センサの出力値の車両鉛直軸から45deg
傾いた向きにおける45deg成分S1 及び前記第2の
検出軸による前記加速度センサの出力値の車両鉛直軸か
ら−45deg傾いた向きにおける−45deg成分S
2 を取得し、 前記第1,第2の検出軸による前記加速度センサの出力
値の45deg成分S 1 ,−45deg成分S2 のオフ
セット誤差をそれぞれεS1,εS2、重力加速度をgと
した場合に、(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2
の関係が成立することに基づき、前記出力値成分の組
(S1,S2)を少なくとも異なる3組分取得し、それら
3組の出力値成分のS1,S2平面上における近似直線を
接線とする円であって、3組の出力値成分の重心を接点
とする半径gの円を想定し、その円の中心座標が(εS
1,εS2)となることに基づいて、前記第1,第2の検
出軸のオフセット誤差εS1,εS2を検出することを特
徴とする加速度センサのオフセット誤差検出方法。5. A vehicle according to claim 1, which is used in a vehicle current position detecting device.
And the second two detection axes are at an arbitrary angle with respect to the vertical axis of the vehicle.
Offset error detection of a two-axis tilted acceleration sensor
The method according to claim 1, wherein the first detection axis is used while the vehicle is stopped.
45 deg from the vehicle vertical axis of the output value of the acceleration sensor
45 deg component S in the inclined direction1 And the second
Whether the output value of the acceleration sensor by the detection axis is the vertical axis of the vehicle
-45 deg component S in the -45 deg tilt direction
Two And an output of the acceleration sensor based on the first and second detection axes.
45 deg component S of value 1 , -45deg component STwo Off
Set error is εS1, ΕSTwoAnd the gravitational acceleration is g
If (S1-ΕS1)Two+ (STwo-ΕSTwo)Two= GTwo
Is established based on the relationship of
(S1, STwo) For at least three different sets,
S of three sets of output value components1, STwoApproximate straight line on the plane
A tangent circle, with the center of gravity of three sets of output value components
Assuming a circle having a radius g, the center coordinate of the circle is (εS
1, ΕSTwo), The first and second inspections are performed.
Outer axis offset error εS1, ΕSTwoSpecially to detect
A method for detecting an offset error of an acceleration sensor.
及び第2の2つの検出軸が車両の鉛直軸に対して任意角
度傾けられた2軸の加速度センサのオフセット誤差検出
装置であって、 前記加速度センサの出力値の変化に基づいて車両の停止
状態を判定する停止判定手段と、 該停止判定手段にて車両が停止状態であると判定された
場合に、前記第1の検出軸による前記加速度センサの出
力値の車両鉛直軸から45deg傾いた45deg成分
S1 及び前記第2の検出軸による前記加速度センサの出
力値の車両鉛直軸から−45deg傾いた−45deg
成分S2 を取得する取得手段と、 前記第1,第2の検出軸による前記加速度センサの出力
値の45deg成分,−45deg成分のオフセット誤
差をそれぞれεS1,εS2、重力加速度をgとした場合
に、(S1−εS1)2+(S2−εS2)2=g2 の関係が
成立することに基づき、前記出力値成分の組(S1,
S2)を少なくとも異なる3組分取得し、それら少なく
とも3組の出力値成分のS1,S2平面上における近似直
線を接線とする円であって、少なくとも3組の出力値成
分の重心を接点とする半径gの円を想定し、その円の中
心座標(εS1,εS2)を算出する中心座標算出手段
と、 を備え、該中心座標算出手段にて算出された中心座標
(εS1,εS2)を前記第1,第2の検出軸のオフセッ
ト誤差εS1,εS2とすることを特徴とする加速度セン
サのオフセット誤差検出装置。6. A first position detecting device for use in a vehicle current position detecting device, comprising:
And an offset error detection device for a two-axis acceleration sensor in which a second two detection axes are inclined at an arbitrary angle with respect to a vertical axis of the vehicle, wherein the vehicle is stopped based on a change in an output value of the acceleration sensor. And a 45 deg component of the output value of the acceleration sensor by the first detection axis inclined by 45 deg from the vehicle vertical axis when the stop determination means determines that the vehicle is in a stopped state. S 1 and -45deg inclined -45deg the vehicle vertical axis of the output values of the acceleration sensor according to the second detection axis
Acquisition means for acquiring component S 2, the first and 45deg component of the second output value of the acceleration sensor according to the detection axis, respectively .epsilon.s 1 Offset Error -45deg components, .epsilon.s 2, the gravitational acceleration is g In this case, based on the relationship (S 1 −εS 1 ) 2 + (S 2 −εS 2 ) 2 = g 2 being established, the set of output value components (S 1 ,
S 2 ) are obtained for at least three different sets, and the at least three sets of output value components are circles whose tangents are approximate straight lines on the S 1 and S 2 planes, and the centroids of at least three sets of output value components are assuming a circle of radius g of the contact, the center coordinates (εS 1, εS 2) of the circle and a center coordinate calculating means for calculating, said center coordinates center coordinates calculated by calculation means (.epsilon.s 1 , ΕS 2 ) as offset errors εS 1 , εS 2 of the first and second detection axes.
方位センサと、 車両に加わる加速度に応じた信号を出力する加速度セン
サと、 前記方位センサの出力値に基づいて算出される方位変化
量及び前記加速度センサの出力値に基づいて算出される
移動距離を用いて自立航法演算を行い、車両の相対的な
現在位置を算出する相対位置算出手段と、 を備える車両用現在位置検出装置において、 さらに、 前記請求項2,4,6のいずれか記載のオフセット誤差
検出装置と、当該オフセット誤差検出装置によって検出
した前記加速度センサのオフセット誤差に基づいて前記
加速度センサの出力値を補正する補正手段とを備え、 前記相対位置算出手段は、前記補正手段にて補正された
加速度センサの出力値に基づき算出した移動距離を用い
て前記自立航法演算を行うことを特徴とする車両用現在
位置検出装置。7. An azimuth sensor for outputting a signal corresponding to an amount of azimuth change of the vehicle, an acceleration sensor for outputting a signal corresponding to an acceleration applied to the vehicle, and an azimuth change calculated based on an output value of the azimuth sensor Relative position calculating means for performing self-contained navigation calculation using the amount and the moving distance calculated based on the output value of the acceleration sensor, and calculating a relative current position of the vehicle. An offset error detecting device according to any one of claims 2, 4 and 6, and a correcting means for correcting an output value of the acceleration sensor based on an offset error of the acceleration sensor detected by the offset error detecting device. The relative position calculation means uses the movement distance calculated based on the output value of the acceleration sensor corrected by the correction means, The vehicle current position detecting device characterized by performing the navigation operation.
おいて、 さらに、 車両のピッチ方向の角速度に応じた信号を出力するピッ
チレートセンサと、車両の停止状態を判定する停止判定
手段と、 該停止判定手段にて車両が停止状態であると判定された
場合に、前記ピッチレートセンサの出力値を取得する停
止時出力値取得手段と、 該停止時出力値取得手段にて取得した出力値を前記ピッ
チレートセンサのオフセット誤差とし、そのオフセット
誤差に基づいて前記ピッチレートセンサの出力値を補正
する補正手段と、 該補正手段にて補正されたピッチレートセンサの出力値
及び前記加速度センサの出力値に基づいて路面傾斜角を
算出し、前記加速度センサの出力値から路面傾斜角によ
る影響を除去する除去手段とを備えることを特徴とする
車両用現在位置検出装置。8. A current position detecting device for a vehicle according to claim 7, further comprising: a pitch rate sensor for outputting a signal corresponding to an angular velocity of the vehicle in a pitch direction; A stop output value obtaining means for obtaining an output value of the pitch rate sensor when the stop determining means determines that the vehicle is in a stopped state; and an output value obtained by the stop output value obtaining means. Is an offset error of the pitch rate sensor, and a correcting means for correcting an output value of the pitch rate sensor based on the offset error; and an output value of the pitch rate sensor and an output of the acceleration sensor corrected by the correcting means. Removing means for calculating the road surface inclination angle based on the value, and removing the influence of the road surface inclination angle from the output value of the acceleration sensor. Dual-purpose current position detection device.
装置において、 さらに、 電波航法用の電波を受信し、車両の絶対的な現在位置及
び進行方向を出力する電波受信機と、 前記相対位置算出手段によって算出した相対的な現在位
置を、前記電波受信機からの出力値に基づいて補正する
現在位置補正手段とを備えることを特徴とする車両用現
在位置検出装置。9. The current position detecting device for a vehicle according to claim 7, further comprising: a radio wave receiver that receives a radio wave for radio wave navigation and outputs an absolute current position and a traveling direction of the vehicle. A current position correction device for correcting the relative current position calculated by the relative position calculation device based on an output value from the radio wave receiver.
在位置検出装置と、 道路地図データを含む地図データが記憶された地図デー
タ記憶手段と、 前記車両用現在位置検出装置にて検出された車両の現在
位置周辺の道路地図データを前記地図データ記憶手段か
ら読み出して道路地図として表示すると共に、その道路
地図上に車両の現在位置を識別可能に表示する地図表示
手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。10. A current position detecting device for a vehicle according to claim 7, a map data storage means storing map data including road map data, and a current position detecting device for a vehicle. Map display means for reading out the road map data around the current position of the vehicle from the map data storage means and displaying the read data as a road map, and displaying the current position of the vehicle on the road map in an identifiable manner. A featured navigation device.
において、 さらに、前記地図表示手段に表示した道路地図上に、予
め設定された目的地までの経路及び前記車両用現在位置
検出装置によって検出された車両の現在位置を識別可能
に表示し、前記目的地までの経路と車両の現在位置との
関係を考慮して、所定の経路案内を行う経路案内手段を
備えることを特徴とするナビゲーション装置。11. The navigation device according to claim 10, further comprising: a route to a preset destination and a current position detected by the vehicle on the road map displayed on the map display means. A navigation device comprising: a route guidance unit that displays a current position of a vehicle so as to be identifiable and performs predetermined route guidance in consideration of a relationship between the route to the destination and the current position of the vehicle.
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