JP2001280984A - Method and device for correcting gain error of acceleration sensor, device for detecting present position for vehicle, and navigation device - Google Patents

Method and device for correcting gain error of acceleration sensor, device for detecting present position for vehicle, and navigation device

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JP2001280984A
JP2001280984A JP2000098070A JP2000098070A JP2001280984A JP 2001280984 A JP2001280984 A JP 2001280984A JP 2000098070 A JP2000098070 A JP 2000098070A JP 2000098070 A JP2000098070 A JP 2000098070A JP 2001280984 A JP2001280984 A JP 2001280984A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of appropriately correcting a gain error irrespective of correction of an offset error of an acceleration sensor (a G sensor). SOLUTION: A gain correction factor K is determined by the following expression; K=[T2(Vn-Vn-1)-T1(Vn-1-Vn-2)].(αn-αn-1).T1.T2. Because the gain correction factor K is determined from a ratio of a differential of acceleration determined from an output of the G sensor T2(Vn-Vn-1)-T1(Vn-1-Vn-2) and a differential of acceleration determined from a GPS velocity, (αn-αn-1).T1.T2, the differential of the acceleration is taken and the offset error is negated even when the offset error is included in an output from the acceleration sensor. Thereby, the gain correction factor K is determined without considering the offset error, and there is no need to wait for execution of offset correction so that correction timing is not delayed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用現在位置検
出装置に用いられる加速度センサのゲイン誤差を補正す
る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for correcting a gain error of an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle.

【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を用い、その加速度セン
サからの出力(つまり加速度)を2重積分して距離を求
める手法が考えられる。但し、加速度センサの感度面が
常に進行方向に対して垂直に取り付けられるとは限らな
いため、加速度センサが垂直な面に対し角度θを持って
取り付けられた場合には、cosθの倍数だけ検出する
加速度が小さくなってしまう。これをゲイン誤差と呼
ぶ。つまり、取り付けられた角度の違いによりゲイン誤
差が生じると、加速度センサの出力に基づいて求めた距
離に誤差が生じてしまう。
Therefore, as means for calculating the moving distance without the need for wiring to the ECU, an acceleration sensor for detecting acceleration in the traveling direction of the vehicle is used, and the output (ie, acceleration) from the acceleration sensor is double integrated. There is a method of calculating the distance by using a distance. However, since the sensitivity surface of the acceleration sensor is not always mounted perpendicular to the traveling direction, when the acceleration sensor is mounted at an angle θ with respect to the vertical surface, detection is performed by a multiple of cos θ. The acceleration will be small. This is called a gain error. That is, if a gain error occurs due to a difference in the attached angle, an error occurs in the distance obtained based on the output of the acceleration sensor.

【0006】このように加速度センサからの出力にずれ
が生じた場合であっても、速度及び距離を高い精度で算
出できるようにするため、車両が停止状態または等速走
行状態の場合に得た加速度センサの出力の平均によって
オフセットを補正し、加速度センサの出力から求めた速
度データとGPS測位によって求めた速度データとの比
によりゲイン誤差を補正する技術が、特開平10−30
7032号に開示されている。
[0006] Even when the output from the acceleration sensor is deviated as described above, in order to be able to calculate the speed and the distance with high accuracy, the speed and the distance are obtained when the vehicle is stopped or running at a constant speed. Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-30 discloses a technology in which an offset is corrected by an average of the output of an acceleration sensor, and a gain error is corrected by a ratio between speed data obtained from the output of the acceleration sensor and speed data obtained by GPS positioning.
No. 7032.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
行技術に開示された方法の場合には、加速度センサの出
力から求めた(具体的には出力である加速度を積分し
た)速度データを用いるため、オフセットを補正した後
でないとゲイン誤差の補正ができなかった。すなわち、
前提としてオフセット誤差を求める構成が必要となって
くると共に、オフセット補正がなされないとゲイン補正
ができないため、補正できるタイミングが遅くなってし
まう。
However, in the case of the method disclosed in the prior art, since the speed data obtained from the output of the acceleration sensor (specifically, by integrating the output acceleration) is used, Only after the offset was corrected could the gain error be corrected. That is,
As a premise, a configuration for obtaining an offset error is required, and gain correction cannot be performed unless offset correction is performed, so that the correction timing is delayed.

【0008】そこで、本発明は、加速度センサのオフセ
ット誤差の補正に関係なく、ゲイン誤差の補正を適切に
行える技術を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of appropriately correcting a gain error regardless of correction of an offset error of an acceleration sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のゲイン誤
差補正方法は、車両用現在位置検出装置に用いられる加
速度センサのゲイン誤差を補正するにあたり、加速度セ
ンサの出力に基づいて算出した加速度の差分に対する、
GPS速度を用いて算出した加速度の差分の比をゲイン
補正係数とし、そのゲイン補正係数を用いて加速度セン
サの出力を補正する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a gain error correction method for correcting a gain error of an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle, based on an output of the acceleration sensor based on an output of the acceleration sensor. For the difference,
The ratio of the difference between the accelerations calculated using the GPS speed is used as a gain correction coefficient, and the output of the acceleration sensor is corrected using the gain correction coefficient.

【0010】上述した従来公報記載の手法は、加速度セ
ンサの出力から求めた速度データとGPS測位によって
求めた速度データとの比によってゲイン誤差を補正する
ため、オフセットを補正した後でないとゲイン誤差の補
正ができず、補正できるタイミングが遅くなってしまっ
ていた。それに対して本発明方法では、加速度の差分
(加速度変化量)の比によってゲイン補正係数を求める
ようにした。たとえ加速度にオフセット誤差が含まれて
いても、その加速度の差分を取るため、オフセット誤差
はうち消されてしまう。したがって、オフセット誤差の
有無を考慮することなく、補正係数を得られる。そのた
め、オフセット誤差を求める構成は不要であり、当然な
がら、オフセット補正の実行を待たなくてもよく、補正
タイミングが遅くならない。
In the method described in the above-mentioned conventional publication, the gain error is corrected by the ratio between the speed data obtained from the output of the acceleration sensor and the speed data obtained by the GPS positioning. Correction could not be performed, and the timing at which correction could be performed was delayed. On the other hand, in the method of the present invention, the gain correction coefficient is obtained from the ratio of the difference between the accelerations (the amount of change in the acceleration). Even if the acceleration includes an offset error, the offset error is canceled because the difference between the accelerations is calculated. Therefore, a correction coefficient can be obtained without considering the presence or absence of an offset error. Therefore, a configuration for obtaining the offset error is unnecessary, and needless to say, the execution of the offset correction need not be waited, and the correction timing is not delayed.

【0011】請求項2に示す発明は、請求項1に示した
ゲイン誤差補正方法を実現するための装置としての一例
であり、このゲイン誤差補正装置においても、上述の効
果を発揮できる。ところで、補正係数算出手段がゲイン
補正係数を算出する際の具体的な手法については、例え
ば請求項3,4に示すものが考えられる。
The invention described in claim 2 is an example of a device for realizing the gain error correction method described in claim 1, and the above-described effect can be exhibited in this gain error correction device. By the way, as a specific method when the correction coefficient calculation means calculates the gain correction coefficient, for example, the method described in claims 3 and 4 can be considered.

【0012】まず請求項3の場合には、補正係数算出手
段が以下の式によってゲイン補正係数Kを算出する。 K=[T2(Vn−Vn-1)−T1(Vn-1−Vn-2)}/(αn
αn-1)・T1・T2 この場合には、GPS速度Vn の差分(Vn−Vn-1),
(Vn-1−Vn-2)に対して対応する時間間隔T1,T2を用
いているので、GPS衛星からの衛星電波の受信間隔が
一定でない場合も補正することができる。
First, in the case of claim 3, the correction coefficient calculating means calculates the gain correction coefficient K by the following equation. K = [T 2 (V n −V n−1 ) −T 1 (V n−1 −V n−2 )} / (α n
α n−1 ) · T 1 · T 2 In this case, the difference (V n −V n−1 ) of the GPS speed V n ,
Since the time intervals T 1 and T 2 corresponding to (V n−1 −V n−2 ) are used, it is possible to correct even when the reception intervals of the satellite radio waves from the GPS satellites are not constant.

【0013】また、請求項4の場合には、補正係数算出
手段が以下の式によってゲイン補正係数Kを算出する。 K=(Vn+Vn-2−2・Vn-1)/(αn−αn-1)・T この場合には、GPS電波の受信間隔Tが一定であるこ
とを前提としているため、実際には、受信間隔が一定で
あることを判定した上で使用することが好ましい。
Further, in the case of claim 4, the correction coefficient calculating means calculates the gain correction coefficient K by the following equation. K = If (V n + V n-2 -2 · V n-1) / (α n -α n-1) · T This is because the reception interval T of the GPS electric wave is assumed to be constant Actually, it is preferable to use after determining that the reception interval is constant.

【0014】なお、これら請求項3,4に示した式によ
るゲイン補正係数Kの算出に関して検討すると、請求項
4の式の方が精度が高いが、受信間隔が一定でないと使
用できないので、ゲイン補正係数K自体が存在しない状
態が長く続いてしまう可能性がある。一方、請求項3の
式の方は、精度が低い場合も許容してしまうが、受信間
隔が一定でなくても使用できるので、ゲイン補正係数が
早期に設定できるという利点がある。
Considering the calculation of the gain correction coefficient K by the formulas shown in claims 3 and 4, the formula in claim 4 has higher accuracy, but cannot be used unless the reception interval is constant. There is a possibility that the state where the correction coefficient K itself does not exist continues for a long time. On the other hand, the expression of claim 3 allows the case where the accuracy is low, but has an advantage that the gain correction coefficient can be set early because it can be used even if the reception interval is not constant.

【0015】したがって、それぞれを固定的に用いるの
ではなく、両者の長所を生かした請求項5のような手法
も採用できる。すなわち、GPS衛星からの受信を開始
してから所定回数は請求項3に示す式を用い、それ以降
は請求項4に示す式を用いるのである。この意図は、次
の通りである。最初の所定回数は請求項3の式を使うこ
とで、たとえ精度が低いものであってもとりあえずゲイ
ン補正係数を設定することができる。これによってゲイ
ン補正係数自体が存在しない状態が生じるのを防止す
る。但し、その後は、精度の高いものに更新していった
方がよいので、所定回数以降については請求項4の式を
用いて精度の高いゲイン補正係数のみを演算する。これ
により、全体としてより適切なゲイン誤差の補正ができ
ると考えられる。
Therefore, instead of using each of them in a fixed manner, a method as claimed in claim 5, which makes use of the advantages of both, can also be adopted. That is, the formula shown in claim 3 is used for a predetermined number of times after the reception from the GPS satellite is started, and thereafter, the formula shown in claim 4 is used. The intention is as follows. By using the expression of claim 3, the gain correction coefficient can be set for the first predetermined number of times even if the precision is low. This prevents a situation in which the gain correction coefficient itself does not exist. However, after that, it is better to update to a high-precision one, so that after a predetermined number of times, only the high-precision gain correction coefficient is calculated using the expression of claim 4. Thus, it is considered that the gain error can be more appropriately corrected as a whole.

【0016】一方、ゲイン補正係数を算出する際には、
理論的には算出できても、請求項6に示す条件を満たす
場合に限り算出するようにしてもよい。この条件として
は、GPS速度が一定値以上、GPS速度の変化量
であるGPS加速度が一定値以上、GPS加速度の変
化量が一定値以上、という3条件の少なくとも一つを満
たすことである。については、GPS測位によって求
めたGPS速度は、その速度自体が遅くなると相対的に
精度が悪くなるため、一定値以上のGPS速度のみを用
いるようにして精度向上を図る意図である。について
は、GPS速度の変化量が少ないと相対的に誤差が大き
くなるため、一定値以上の速度変化量の場合のみ用いる
ようにして誤差による影響を少なくする意図である。ま
た、については、加速度変化量が少ないとやはり相対
的に誤差が大きくなるため、この場合も一定値以上の加
速度変化量の場合のみ用いるようにして誤差による影響
を少なくする意図である。
On the other hand, when calculating the gain correction coefficient,
Even if it can be calculated theoretically, it may be calculated only when the condition shown in claim 6 is satisfied. The condition is that at least one of three conditions is satisfied: the GPS speed is equal to or more than a certain value, the GPS acceleration as a change amount of the GPS speed is equal to or more than a certain value, and the change amount of the GPS acceleration is equal to or more than a certain value. With regard to, since the accuracy of the GPS speed obtained by GPS positioning becomes relatively lower as the speed itself becomes slower, it is intended to improve the accuracy by using only the GPS speed of a certain value or more. With regard to, since the error becomes relatively large when the change amount of the GPS speed is small, the effect of the error is intended to be reduced by using only the speed change amount equal to or more than a certain value. Also, as to the error, if the amount of change in acceleration is small, the error will be relatively large. Therefore, in this case, the effect of the error is intended to be reduced by using only the amount of change in acceleration equal to or more than a certain value.

【0017】なお、これらについては、〜の条件の
一つを採用してもそれなりの効果があるが、複数の条件
を併用すればより効果が増す。請求項6に示した条件
は、GPS測位によって得たGPS速度を用いることが
原因で生じる精度の悪さや誤差の影響を勘案したもので
あったが、加速度センサ自体の取付誤差に起因する影響
を勘案して、請求項7に示す条件を満たす場合に限り算
出するようにしてもよい。つまり、角速度センサにて検
出した角速度が一定値以下の場合に限ってゲイン補正係
数の算出を行うのである。
Note that, although these methods have some effects even when one of the conditions (1) to (4) is employed, the effects are further enhanced when a plurality of conditions are used in combination. The condition set forth in claim 6 takes into account the effects of poor accuracy and errors caused by using the GPS speed obtained by GPS positioning, but considers the effects caused by mounting errors of the acceleration sensor itself. In consideration of this, the calculation may be performed only when the condition shown in claim 7 is satisfied. That is, the gain correction coefficient is calculated only when the angular velocity detected by the angular velocity sensor is equal to or less than a certain value.

【0018】この条件を採用する意図は次の通りであ
る。本来ならば、加速度センサの取付角度が車両のヨー
方向に誤差θがあると、真の加速度に対してcosθ倍
に小さくなるはずだが、車両が旋回状態にあると横方向
加速度成分が生じてしまい、その成分を加えた値を加速
度センサが出力してしまうので、正確な補正係数が演算
できなくなる。したがって、車両が直進している状況に
おいて補正した方がよく、理想的には横方向加速度が0
の場合、つまり完全な直進状態の場合にのみ演算するの
が好ましい。しかし、実際には横方向加速度が完全に0
という状況は生じにくい。そこで、通常の運転で直進走
行をしているような場合に生じる微小の横方向加速度は
許容できるような閾値を考慮して、角速度が一定値以下
の場合に限ってゲイン補正係数の算出を行うようにする
のである。
The intention to adopt this condition is as follows. Normally, if the mounting angle of the acceleration sensor has an error θ in the yaw direction of the vehicle, it should be smaller than the true acceleration by a factor of cos θ, but when the vehicle is turning, a lateral acceleration component occurs. Since the acceleration sensor outputs a value obtained by adding the component, an accurate correction coefficient cannot be calculated. Therefore, it is better to correct in a situation where the vehicle is traveling straight, and ideally, the lateral acceleration is zero.
, That is, it is preferable to calculate only when the vehicle is in a straight traveling state. However, in practice, the lateral acceleration is completely zero.
Is unlikely to occur. Therefore, taking into account a threshold value that allows a small lateral acceleration generated when the vehicle is traveling straight in normal driving, the gain correction coefficient is calculated only when the angular velocity is equal to or less than a certain value. To do so.

【0019】なお、補正手段が補正に用いるゲイン補正
係数に関しては、例えば請求項8に示すように、算出し
た最新の所定個数のゲイン補正係数の平均値を用いるこ
とも考えられる。このようにすれば、安定したゲイン補
正が行える。一方、請求項9に記載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。さらに、上述した請
求項2〜8のいずれか記載のゲイン誤差補正装置を備え
ており、相対位置算出手段が、ゲイン誤差補正装置にて
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。
As the gain correction coefficient used for correction by the correction means, for example, it is possible to use an average value of the latest calculated predetermined number of gain correction coefficients. In this way, stable gain correction can be performed. On the other hand, a vehicle current position detecting device according to a ninth aspect includes an azimuth sensor that outputs a signal corresponding to an amount of change in the azimuth of the vehicle, and an acceleration sensor that outputs a signal corresponding to acceleration applied to the vehicle. , The relative position calculating means,
It is assumed that the self-contained navigation calculation is performed using the direction change amount calculated based on the output value of the direction sensor and the moving distance calculated based on the output value of the acceleration sensor to calculate the relative current position of the vehicle. And The gain error correction device according to any one of claims 2 to 8 described above, wherein the relative position calculation means calculates the movement distance calculated based on the output value of the acceleration sensor corrected by the gain error correction device. It is used to perform self-contained navigation calculation.

【0020】なお、本発明の車両用現在位置検出装置の
場合には、ゲイン誤差補正装置がGPS受信機を備えて
いるため、請求項10に示すように、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、GPS受信機に
て受信した絶対位置情報に基づいて補正するようにする
ことも当然できる。但し、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
体の精度を上げてく必要があるため、上述した加速度セ
ンサのゲイン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ことには違
いない。
In the vehicle current position detecting device according to the present invention, since the gain error correcting device has a GPS receiver, the relative position calculated by the relative position calculating means is provided. Naturally, the correct current position can be corrected based on the absolute position information received by the GPS receiver. However, it is necessary to assume that an error of about 100 m occurs in the absolute position information by the radio wave from the GPS satellite. Therefore, in order to improve the accuracy of the position detection, it is necessary to increase the accuracy of the relative current position itself calculated by the self-contained navigation calculation, and thus it is necessary to eliminate the influence of the gain error of the acceleration sensor described above. Must be very useful for detecting the current position of the vehicle.

【0021】また、このように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、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(請求項11)。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(請求項12)。
It is conceivable that various processes are performed using the current vehicle position detected by the current vehicle position detecting device. For example, a current position detecting device for a vehicle, map data storage means storing map data including road map data, and road map data around a current position of the vehicle detected by the current position detecting device for a vehicle are converted into map data. The present invention can also be realized as a navigation device including a map display unit that reads out from the storage unit and displays the current position of the vehicle on the road map while displaying the road map as a road map (claim 11). Further, on the road map displayed on the map display means, a route to a preset destination and a current position of the vehicle detected by the current position detection device for a vehicle are identifiably displayed, and a route to the destination is displayed. The present invention can also be realized as a navigation device including route guidance means for performing a predetermined route guidance in consideration of the relationship with the current position of the vehicle (claim 12).

【0022】そしてまた、上述した加速度センサのゲイ
ン誤差を補正する方法、現在位置検出装置における相対
位置検出手段や現在位置補正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
(登録商標)ディスク、光磁気ディスク、CD−RO
M、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。
Further, the above-described method of correcting the gain error of the acceleration sensor and the function of realizing the relative position detecting means and the current position correcting means of the current position detecting device in the computer system are activated on the computer system side, for example. It can be provided as a program to do. In the case of such a program, for example, a floppy (registered trademark) disk, a magneto-optical disk, a CD-RO
It can be used by recording it on a computer-readable recording medium such as a hard disk 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.

【0023】[0023]

【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.

【0024】[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。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a navigation apparatus 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), a display such as a speedometer and a tachometer, and a map display screen. 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.

【0025】ここで、位置検出器12は、GPS(Glob
al Positioning System) 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GPS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、「角速度センサ」及び「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とを備えてい
る。
Here, the position detector 12 is a GPS (Glob)
al Positioning System) receives the transmitted radio wave from the satellite via the GPS antenna,
A GPS receiver 12a for detecting a speed or the like, a gyroscope 12b for outputting a detection signal corresponding to an angular velocity of a rotational motion applied to the vehicle, and corresponding to an "angular velocity sensor" and an "azimuth sensor"; An acceleration sensor 12c for detecting acceleration in the front-rear direction.

【0026】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、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。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18aと、ナ
ビ制御回路30からの指令に従って、無線電話装置18
a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30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 acceleration sensor 12c is a so-called one-axis acceleration sensor, and its sensitivity direction is set to be positive in the traveling direction (forward direction) of the vehicle. The communication device 18 includes a wireless telephone device 18a such as a mobile phone or a car telephone that can be connected to a public telephone network, and a wireless telephone device 18 according to a command from the navigation control circuit 30.
a, a connection with an information distribution center, which is an external information source, is made in accordance with a predetermined procedure, and data from the navigation control circuit 30 is encoded into a form that can be transmitted via the wireless telephone device 18a. And a modem 18b for decoding data input via the device 18a into a form that can be processed by the control circuit 30.

【0027】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.

【0028】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.

【0029】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.

【0030】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 outputs from the gyroscope 12b and the acceleration sensor 12c, data for performing dead reckoning such as the current position and traveling direction of the vehicle is calculated.

【0031】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 via a remote control terminal (hereinafter, referred to as a remote controller) (not shown) or the 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.

【0032】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からの検出信号及び
GPS受信機12aから得たGPS速度に基づいて、加
速度センサ12cのゲイン誤差を補正するためのゲイン
補正係数を演算するゲイン補正係数演算部41、及びそ
の演算されたゲイン補正係数を記憶しておくためのゲイ
ン補正係数記憶部42を備えている。また、それ以外に
も、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52と、停止判
定部53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12
a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 them, the current position detection unit 50 calculates a gain correction coefficient for correcting a gain error of the acceleration sensor 12c based on the detection signal from the acceleration sensor 12c and the GPS speed obtained from the GPS receiver 12a. A coefficient calculation unit 41 and a gain correction coefficient storage unit 42 for storing the calculated gain correction coefficient are provided. In addition, the offset error measuring unit 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 measured by the offset error measuring unit 51 (ΕS), an offset error storage unit 52, a stop determination unit 53, a vehicle speed calculation unit 55, and a movement distance calculation unit 56.
A relative position calculator 57, a position calculator 58, an azimuth change calculator 65 for calculating an azimuth change based on a detection signal from the gyroscope 12b, and a GPS receiver 12
a) an absolute position calculating section 67 for calculating an absolute position based on the GPS positioning data obtained from a.

【0033】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、その判定結果をゲイン補正係数演算部4
1とオフセット誤差計測部51と車速演算部55とに出
力する。そして、オフセット誤差計測部51は、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)を計測する。このオフ
セット誤差(εS)はオフセット誤差記憶部52に記憶
され、次のように用いられる。つまり、加速度センサ1
2cからの出力値は、路面に平行な車両の進行方向加速
度α及び加速度センサ12cのオフセット誤差εSを用
いてS=α+εSと表されるため、加速度センサ12c
からの出力値Sからオフセット誤差εSを減算すること
で、S−εS=αとなる。
The stop judging section 53 judges whether or not the vehicle is stopped based on the detection signal from the acceleration sensor 12c.
1 to the offset error measuring unit 51 and the vehicle speed calculating unit 55. Then, the offset error measurement unit 51 also measures the offset error (εS) of the acceleration sensor 12c with reference to the stop determination result from the stop determination unit 53. This offset error (εS) is stored in the offset error storage unit 52 and is used as follows. That is, the acceleration sensor 1
The output value from the acceleration sensor 12c is represented by S = α + εS using the acceleration α in the traveling direction of the vehicle parallel to the road surface and the offset error εS of the acceleration sensor 12c.
By subtracting the offset error εS from the output value S from, S−εS = α.

【0034】一方、ゲイン補正係数演算部41で演算さ
れ、ゲイン補正係数記憶部42に記憶されたゲイン補正
係数Kは、次のように用いられる。つまり、上述の進行
方向加速度α(=S−εS)にこのゲイン補正係数Kを
乗算してα×Kとする。そして、この補正された値が、
上述の停止判定部53及び車速演算部55に出力される
こととなる。なお、ゲイン誤差の補正の詳細は後述す
る。
On the other hand, the gain correction coefficient K calculated by the gain correction coefficient calculation section 41 and stored in the gain correction coefficient storage section 42 is used as follows. That is, the above-described traveling direction acceleration α (= S−εS) is multiplied by the gain correction coefficient K to obtain α × K. And this corrected value is
The result is output to the stop determination unit 53 and the vehicle speed calculation unit 55 described above. The details of the correction of the gain error will be described later.

【0035】車速演算部55は、加速度センサ12cか
らの出力Sに対してオフセット誤差及びゲイン誤差の補
正を施した値(S−εS)×K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 a value (S−εS) × K obtained by correcting an offset error and a gain error with respect to the output S from the acceleration sensor 12c, and a stop determination result from the stop determination unit 53. The vehicle speed V is calculated with reference to FIG. Then, the moving distance calculation unit 56 includes a vehicle speed calculation unit 55
The moving distance is calculated based on the vehicle speed V calculated in.
Note that the determination result from the stop determination unit 53 is the vehicle speed calculation unit 55
Is also input that the vehicle speed is 0 when stopped.
This is because there is no need to calculate the vehicle speed. That is, no extra calculation is performed.

【0036】相対位置演算部57は、「相対位置算出手
段」に相当し、移動距離演算部56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、「現在位置補正手段」に相当し、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70へ出力する。
The relative position calculating section 57 corresponds to “relative position calculating means”, and is based on the moving distance calculated by the moving distance calculating section 56 and the azimuth change amount calculated by the azimuth change amount calculating section 65. , And calculate the relative position of the vehicle. The position calculating unit 58 corresponds to “current position correcting means”, and calculates the relative position of the vehicle calculated by the relative position calculating unit 57 based on the absolute position of the vehicle calculated by the absolute position calculating unit 67. And outputs it to the navigation execution unit 70 as the final current position of the vehicle.

【0037】続いて、加速度センサ12cのゲイン誤差
を補正するための処理について説明する。図3には、加
速度センサ12cのゲイン誤差を補正するためのゲイン
補正係数を演算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。この処理は、ゲイン補正係数演算部
41にて実行される。
Next, a process for correcting a gain error of the acceleration sensor 12c will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure executed when calculating a gain correction coefficient for correcting a gain error of the acceleration sensor 12c. This process is executed by the gain correction coefficient calculation unit 41.

【0038】図3の最初のステップS110では、走行
中か否かを判断する。この判断は、停止判定部51によ
る判定結果に基づいて行う。そして、走行中の場合には
(S110:YES)、S120へ移行するが、走行中
でない場合には(S110:NO)、本処理をそのまま
終了する。このように停止判定部53からの判定結果に
基づくのは、停止している際には車速が0であるため、
あえてゲイン補正演算を行う必要がないからである。
In the first step S110 in FIG. 3, it is determined whether or not the vehicle is running. This determination is made based on the determination result by the stop determination unit 51. Then, when the vehicle is traveling (S110: YES), the process proceeds to S120, but when the vehicle is not traveling (S110: NO), the present process is terminated as it is. As described above, based on the determination result from the stop determination unit 53, the vehicle speed is 0 when the vehicle is stopped,
This is because it is not necessary to perform a gain correction operation.

【0039】続くS120〜S160では、S170に
おけるゲイン補正係数Kの算出が可能か、あるいは可能
であったとしても実行してよいかどうかを条件判定す
る。この判定内容の実質的意味を理解するためには、S
170でのゲイン補正係数Kの算出内容が判った方がよ
いので、先にS170での処理を説明する。
In the following S120 to S160, it is determined whether the calculation of the gain correction coefficient K in S170 is possible or not. In order to understand the substantial meaning of this determination,
Since it is better to know the calculation content of the gain correction coefficient K in 170, the process in S170 will be described first.

【0040】S170においては、ゲイン補正係数Kを
下記の式1に基づいて算出する。 K=[T2(Vn−Vn-1)−T1(Vn-1−Vn-2)}/(αn−αn-1)・T1・T2 …[式1] 但し、 K:加速度センサのゲイン補正係数 Vn:n番目に測位したGPS速度 αn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間に加速度センサ出力から得た
平均加速度 T1:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの時間間隔 T2:GPS速度をn−2番目に測位した時刻からn−
1番目を測位した時刻までの時間間隔 この式1は、次の式2,3の成立を前提として(式2×
2)−(式3×T1)からKを求めることで得ている。 Vn=K(αn−εα)・T1+Vn-1 …[式2] Vn-1=K(αn-1−εα)・T2+Vn-2 …[式3] なお、この式2,3中のεαは加速度センサ12cのオ
フセット誤差である。
In S170, a gain correction coefficient K is calculated based on the following equation (1). K = [T 2 (V n −V n−1 ) −T 1 (V n−1 −V n−2 )} / (α n −α n−1 ) · T 1 · T 2 ... [Equation 1] Here, K: gain correction coefficient of the acceleration sensor V n : GPS speed measured at the nth position α n : Obtained from the output of the acceleration sensor from the time when the GPS speed was measured at the (n−1) th position to the time when the nth position was measured Average acceleration T 1 : Time interval from the time when the GPS speed is measured at the (n−1) th position to the time when the nth position is measured T 2 : From the time at which the GPS speed is measured at the (n−2) th position to n−
Time interval until the time when the first positioning is performed This equation 1 is based on the assumption that the following equations 2 and 3 are satisfied (equation 2 ×
T 2 ) − (Equation 3 × T 1 ) to obtain K. V n = K (α n −εα) · T 1 + V n-1 (Equation 2) V n-1 = K (α n-1 −εα) · T 2 + V n-2 (Equation 3) In Equations 2 and 3, εα is an offset error of the acceleration sensor 12c.

【0041】ここで、式1の持つ意味について考える。
式1は、下記の式4のように変形できる。 K=[T2(Vn−Vn-1)−T1(Vn-1−Vn-2)}/(αn−αn-1)・T1・T2 =[(Vn−Vn-1)/T1−(Vn-1−Vn-2)/T2}/(αn−αn-1) =(βn−βn-1)/(αn−αn-1) …[式4] 但し、 K:加速度センサのゲイン補正係数 Vn:n番目に測位したGPS速度 αn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間に加速度センサ出力から得た
平均加速度 βn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間にGPS速度から得た平均加
速度 T1:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの時間間隔 T2:GPS速度をn−2番目に測位した時刻からn−
1番目を測位した時刻までの時間間隔 この式4からも判るように、加速度の差分(加速度変化
量)の比をゲイン補正係数Kとしていることとなる。
Here, the meaning of Equation 1 will be considered.
Equation 1 can be transformed into Equation 4 below. K = [T 2 (V n −V n−1 ) −T 1 (V n−1 −V n−2 )} / (α n −α n−1 ) · T 1 · T 2 = [(V n −V n−1 ) / T 1 − (V n−1 −V n−2 ) / T 2 } / (α n −α n−1 ) = (β n −β n−1 ) / (α n − alpha n-1) ... [equation 4] where, K: gain correction coefficient for the acceleration sensor V n: n-th GPS velocity alpha n and positioning: the positioning of the n-th from the time that the positioning of the GPS velocity n-1 th Average acceleration obtained from the output of the acceleration sensor until the time β n : Average acceleration obtained from the GPS speed from the time when the GPS speed is measured at the (n−1) th position to the time when the GPS speed is measured at the nth position T 1 : GPS speed the n-1 th time from positioning the time to the time that the positioning of the n-th interval T 2: n-from the time that the positioning of the GPS speed n-2 th
Time interval until the time when the first positioning is performed As can be seen from Expression 4, the ratio of the acceleration difference (acceleration change amount) is used as the gain correction coefficient K.

【0042】それでは、S120〜S160での条件判
定について説明する。まず、S120では、GPS受信
機12aにおける測位状態を判定する。具体的には、過
去3回分の測位データ(この場合はGPS速度)が得ら
れているかどうかを判定する。これは、上述した式1に
示すゲイン補正係数Kの算出式において、過去3回分の
GPS速度が得られていないと算出できないからであ
る。したがって、過去3回分のGPS速度が得られてい
れば(S120:YES)、S130へ移行するが、得
られていない場合は(S120:NO)、本処理をその
まま終了する。
Now, the condition determination in S120 to S160 will be described. First, in S120, the positioning state of the GPS receiver 12a is determined. Specifically, it is determined whether or not the positioning data (GPS speed in this case) for the past three times has been obtained. This is because the calculation formula of the gain correction coefficient K shown in the above-described formula 1 cannot be calculated unless the past three GPS speeds have been obtained. Accordingly, if the GPS speeds for the past three times have been obtained (S120: YES), the process proceeds to S130, but if not (S120: NO), this process is terminated.

【0043】このS120は、ゲイン補正係数Kを算出
するための前提条件、すなわちこの条件が成立しないと
算出自体ができないというものである。つまり、ゲイン
補正係数の算出が可能な状態かどうかを判定している。
これに対して、続くS130〜S150では、ゲイン補
正係数の算出が可能であったとしても、GPS速度を用
いることが原因で生じる精度の悪さや誤差の影響を排除
するため、ゲイン補正係数の算出を実行してよい許可条
件を判定している。
This step S120 is a precondition for calculating the gain correction coefficient K, that is, the calculation itself cannot be performed unless this condition is satisfied. That is, it is determined whether the gain correction coefficient can be calculated.
On the other hand, in the following S130 to S150, even if the gain correction coefficient can be calculated, the calculation of the gain correction coefficient is performed in order to eliminate the influence of the inaccuracy and the error caused by using the GPS speed. Are permitted to be executed.

【0044】まずS130では、GPS速度が一定値
(例えば3m/s)以上であるか否かを判断し、GPS
速度が一定値以上であれば(S130:YES)、S1
40へ移行し、一定値未満であれば(S130:N
O)、本処理をそのまま終了する。この条件の意味は、
次の通りである。GPS測位によって求めたGPS速度
nは、その速度自体が遅くなると相対的に精度が悪く
なるため、一定値以上のGPS速度Vn のみを用いるよ
うにして精度向上を図る意図である。
First, in S130, it is determined whether or not the GPS speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, 3 m / s).
If the speed is equal to or more than the predetermined value (S130: YES), S1
40, and if less than the predetermined value (S130: N
O), the process is terminated as it is. The meaning of this condition is
It is as follows. GPS velocity V n obtained by the GPS positioning, the speed itself becomes slow because the relatively accuracy is poor, it is intended to improve the accuracy so as to use only the GPS velocity V n of the predetermined value or more.

【0045】S140では、GPS速度Vn の変化量で
あるGPS加速度が一定値(例えば1m/s2 )以上で
あるか否かを判断し、GPS加速度が一定値以上であれ
ば(S140:YES)、S150へ移行し、一定値未
満であれば(S140:NO)、本処理をそのまま終了
する。この条件の意味は次の通りである。GPS速度V
n の変化量が少ないと相対的に誤差が大きくなるため、
一定値以上の速度変化量の場合のみ用いるようにして誤
差による影響を少なくする意図である。
[0045] In S140, GPS speed GPS acceleration is the change amount of V n is determined whether the whether a predetermined value (e.g., 1 m / s 2) above, if the GPS acceleration is a predetermined value or more (S140: YES ), The process proceeds to S150, and if the value is less than the predetermined value (S140: NO), the present process is terminated as it is. The meaning of this condition is as follows. GPS speed V
If the change amount of n is small, the error becomes relatively large, so
It is intended to reduce the influence of the error by using only the speed change amount equal to or more than a certain value.

【0046】S150では、GPS加速度の変化量が一
定値以上(例えば1m/s2 )以上であるか否かを判断
し、GPS加速度の変化量が一定値以上であれば(S1
50:YES)、S160へ移行し、一定値未満であれ
ば(S150:NO)、本処理をそのまま終了する。こ
の条件の意味は次の通りである。加速度変化量は、上記
式4で言えば、分子の(βn−βn-1) に相当するが、こ
の加速度変化量が少ないとやはり相対的に誤差が大きく
なるため、この場合も一定値以上の加速度変化量の場合
のみ用いるようにして誤差による影響を少なくする意図
である。
In S150, it is determined whether or not the amount of change in the GPS acceleration is equal to or more than a certain value (for example, 1 m / s 2 ).
50: YES), the process proceeds to S160, and if it is less than the predetermined value (S150: NO), the present process is terminated as it is. The meaning of this condition is as follows. The amount of change in acceleration corresponds to (β n −β n-1 ) of the numerator in the above equation 4, but if the amount of change in acceleration is small, the error also becomes relatively large. It is intended to reduce the influence of the error by using only the acceleration change amount described above.

【0047】なお、これらS140,S150での「変
化量」とは正負は関係なく、その絶対値で判断する。こ
れらS130〜S150は、GPS速度を用いることが
原因で生じる精度の悪さや誤差の影響を排除するための
条件であったが、これに対して、続くS160では、加
速度センサ12c自体の取付誤差に起因する影響を勘案
した条件である。具体的には、ジャイロスコープ12b
にて検出した角速度が一定値(例えば1rad/s)以
下であるか否かを判断し、角速度が一定値以上であれば
(S160:YES)、S170へ移行し、一定値未満
であれば(S160:NO)、本処理をそのまま終了す
る。
The "change amount" in S140 and S150 is not determined by the sign, but is determined by its absolute value. These steps S130 to S150 are conditions for eliminating the influence of inaccuracy and errors caused by the use of the GPS speed. On the other hand, in the next step S160, the mounting errors of the acceleration sensor 12c itself are reduced. This is a condition that takes into account the resulting effects. Specifically, the gyroscope 12b
It is determined whether or not the angular velocity detected at is equal to or less than a certain value (for example, 1 rad / s). If the angular velocity is equal to or more than the certain value (S160: YES), the process proceeds to S170. S160: NO), this process ends as it is.

【0048】この条件判定の意図は次の通りである。本
来ならば、加速度センサ12cの取付角度が車両のヨー
方向に誤差θがあると、真の加速度に対してcosθ倍
に小さくなるはずである。つまり、真の加速度をαとす
ると、αcosθを出力することとなる。しかし、車両
が旋回状態にあると横方向加速度成分が生じてしまい、
その成分を加えた値を加速度センサ12cが出力してし
まうので、正確なゲイン補正係数Kを演算できなくな
る。したがって、車両が直進している状況において補正
した方がよく、理想的には横方向加速度が0の場合、つ
まり完全な直進状態の場合にのみ演算するのが好まし
い。しかし、実際には横方向加速度が完全に0という状
況は生じにくい。そこで、通常の運転で直進走行をして
いるような場合に生じる微小の横方向加速度は許容でき
るような閾値を考慮し、角速度が一定値以下の場合(S
160:YES)に限って、S170でのゲイン補正係
数Kの算出を行うようにする。
The purpose of this condition determination is as follows. Originally, if the mounting angle of the acceleration sensor 12c has an error θ in the yaw direction of the vehicle, it should be smaller than the true acceleration by cos θ times. That is, if the true acceleration is α, αcos θ is output. However, when the vehicle is in a turning state, a lateral acceleration component occurs,
Since the acceleration sensor 12c outputs a value to which the component is added, it is impossible to calculate an accurate gain correction coefficient K. Therefore, it is better to correct in a situation where the vehicle is traveling straight, and ideally, it is preferable to calculate only when the lateral acceleration is 0, that is, when the vehicle is in a completely straight traveling state. However, in practice, a situation where the lateral acceleration is completely zero is unlikely to occur. Therefore, in consideration of a threshold value that allows a small lateral acceleration that occurs when the vehicle is traveling straight in normal driving, if the angular velocity is equal to or less than a predetermined value (S
160: YES), the gain correction coefficient K in S170 is calculated.

【0049】そして、S170にてゲイン補正係数Kが
算出できたら、一時的に記憶しておき、続くS180に
て、最新のn個以上のゲイン補正係数Kが算出・記憶で
きているか否かを判断する。そして、n個未満のゲイン
補正係数Kしか算出・記憶できていない場合には(S1
80:NO)、本処理をそのまま終了する。一方、n個
以上のゲイン補正係数Kが算出・記憶できていれば(S
180:YES)、その最新のn個のゲイン補正係数K
の平均値を最終的なゲイン補正係数Kとする(S19
0)。この最終的なゲイン補正係数Kは、ゲイン補正係
数記憶部42に記憶され、加速度センサ12cの出力に
対する補正に用いられる。
When the gain correction coefficient K has been calculated in S170, it is temporarily stored, and in S180, it is determined whether or not the latest n or more gain correction coefficients K have been calculated and stored. to decide. If only less than n gain correction coefficients K have been calculated and stored (S1
80: NO), this process ends as it is. On the other hand, if n or more gain correction coefficients K have been calculated and stored (S
180: YES), the latest n gain correction coefficients K
Is the final gain correction coefficient K (S19).
0). The final gain correction coefficient K is stored in the gain correction coefficient storage unit 42 and is used for correcting the output of the acceleration sensor 12c.

【0050】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 the present embodiment, since the acceleration sensor 12c used for detecting the current position does not require wiring to the ECU, a vehicle speed sensor for extracting a speed signal such as a vehicle speed pulse is provided. 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.

【0051】そして、加速度センサを用いた先行技術に
あっては、加速度センサの出力から求めた速度データと
GPS測位によって求めた速度データとの比によってゲ
イン誤差を補正するため、オフセットを補正した後でな
いとゲイン誤差の補正ができず、補正できるタイミング
が遅くなってしまっていたが、本実施例の場合には、そ
のような不都合が生じない。つまり、加速度の差分(加
速度変化量)の比によってゲイン補正係数Kを求めるよ
うにしているので、たとえ加速度センサ12cからの出
力値にオフセット誤差εが含まれていても、その加速度
の差分を取るため、オフセット誤差εSはうち消され
る。上述したように、図3のS170のゲイン補正係数
Kの算出のために用いた式1は(式2×T2)−(式3
×T1)から求めた。式2,3には、オフセット誤差ε
Sが含まれている。しかし、加速度の差分を取ること
で、このオフセット誤差εSはうち消される。したがっ
て、オフセット誤差εSの有無を考慮することなくゲイ
ン補正係数Kを得られる。つまり、オフセット補正の実
行を待たなくてもよく、補正タイミングが遅くならない
のである。
In the prior art using the acceleration sensor, the offset is corrected in order to correct the gain error by the ratio between the speed data obtained from the output of the acceleration sensor and the speed data obtained by the GPS positioning. Otherwise, the gain error cannot be corrected, and the timing at which the correction can be performed is delayed. In the case of the present embodiment, such a disadvantage does not occur. That is, since the gain correction coefficient K is obtained from the ratio of the difference of acceleration (the amount of change in acceleration), even if the output value from the acceleration sensor 12c includes the offset error ε, the difference between the accelerations is obtained. Therefore, the offset error εS is eliminated. As described above, Equation 1 used for calculating the gain correction coefficient K in S170 in FIG. 3 is (Equation 2 × T 2 ) − (Equation 3)
× T 1 ). Equations 2 and 3 show the offset error ε
S is included. However, by taking the difference between the accelerations, the offset error εS is eliminated. Therefore, the gain correction coefficient K can be obtained without considering the presence or absence of the offset error εS. That is, there is no need to wait for the execution of the offset correction, and the correction timing is not delayed.

【0052】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。 [第2実施例]第2実施例は、上述した図3のS170
にてゲイン補正係数Kの算出に用いる式を下記の式5に
変えたものである。 K=(Vn+Vn-2−2・Vn-1)/(αn−αn-1)・T …[式5] この式1は、次の式6,7の成立を前提として式6−式
7からKを求めることで得ている。 Vn=K(αn−εα)・T+Vn-1 …[式6] Vn-1=K(αn-1−εα)・T+Vn-2 …[式7] なお、この式6,7中のεαは加速度センサ12cのオ
フセット誤差である。
Further, if the output value thus corrected is used, a vehicle speed calculation performed using the output value,
The calculation of the moving distance and the calculation of the relative position can be appropriately performed. [Second Embodiment] The second embodiment is different from S170 of FIG.
Is obtained by changing the equation used for calculating the gain correction coefficient K to the following equation 5. K = (V n + V n -2 -2 · V n-1) / (α n -α n-1) · T ... [ Equation 5] This Equation 1, given the establishment of the following formula 6,7 Equation 6 is obtained by calculating K from Equation 7. V n = K (α n −εα) · T + V n−1 (Equation 6) V n-1 = K (α n−1 −εα) · T + V n-2 (Equation 7) 7 is an offset error of the acceleration sensor 12c.

【0053】ここで、式5の持つ意味について考える。
式5は、下記の式8のように変形できる。 K=(Vn+Vn-2−2・Vn-1)/(αn−αn-1)・T =[(Vn−Vn-1)/T−(Vn-1−Vn-2)/T}/(αn−αn-1) =(βn−βn-1)/(αn−αn-1) …[式8] 但し、 K:加速度センサのゲイン補正係数 Vn:n番目に測位したGPS速度 αn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間に加速度センサ出力から得た
平均加速度 βn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間にGPS速度から得た平均加
速度 T:GPS速度の測位間隔 この式8からも判るように、本第2実施例の場合も、加
速度の差分(加速度変化量)の比をゲイン補正係数Kと
していることとなる。但し、式5を用いる場合には、測
位間隔Tが一定であることが必要である。したがって、
図3のS120において、過去3回分のGPS速度が得
られているかどうかに加え、測位間隔Tが一定がどうか
も判定する。この判定は具体的には次のようにする。す
なわち、今回(n)・前回(n−1)・前々回(n−
2)にそれぞれ受信したGPS時刻Tn,Tn-1,Tn-2
について、ΔT1=Tn−Tn-1,ΔT2=Tn-1−Tn-2
として、ΔT1=ΔT2かどうかを判定する。
Here, the meaning of Equation 5 will be considered.
Equation 5 can be modified as in Equation 8 below. K = (V n + V n -2 -2 · V n-1) / (α n -α n-1) · T = [(V n -V n-1) / T- (V n-1 -V n−2 ) / T} / (α n −α n−1 ) = (β n −β n−1 ) / (α n −α n−1 ) where K is the gain of the acceleration sensor. correction factor V n: GPS speed and positioning the n-th alpha n: average acceleration obtained from the acceleration sensor output during the period from the time that the positioning of the GPS velocity (n-1) th to the time that the positioning of the n-th beta n: GPS velocity Is the average acceleration obtained from the GPS speed between the time when the position is measured at the (n−1) th position and the time when the position is measured at the nth position. T: Positioning interval of the GPS speed As can be seen from Expression 8, in the case of the second embodiment, In this case, the ratio of the acceleration difference (acceleration change amount) is used as the gain correction coefficient K. However, when using Equation 5, the positioning interval T needs to be constant. Therefore,
In S120 in FIG. 3, it is determined whether the positioning interval T is constant in addition to whether the GPS speeds for the past three times have been obtained. This determination is specifically performed as follows. That is, this time (n), last time (n-1), two times before (n-
2) GPS times Tn, Tn-1, Tn-2 received respectively
ΔT1 = Tn−Tn−1, ΔT2 = Tn−1−Tn−2
It is determined whether ΔT1 = ΔT2.

【0054】なお、本第2実施例で用いた式5の場合に
は、測位間隔Tが一定であるため、ゲイン補正係数Kを
精度良く得ることができると考えられる。 [第3実施例]ゲイン補正係数Kの算出に関し、第1実
施例では式1を用い、第2実施例では式5を用いた。こ
れらの式について検討すると、式5の方が精度が高い
が、測位間隔が一定でないと使用できないので、ゲイン
補正係数K自体が存在しない状態が長く続いてしまう可
能性がある。一方、式1の方は、相対的には精度が低い
場合も許容してしまうが、測位間隔が一定でなくても使
用できるので、ゲイン補正係数Kが早期に設定できると
いう利点がある。
In the case of Expression 5 used in the second embodiment, it is considered that the gain correction coefficient K can be obtained with high accuracy because the positioning interval T is constant. Third Embodiment Regarding the calculation of the gain correction coefficient K, Equation 1 is used in the first embodiment, and Equation 5 is used in the second embodiment. When examining these equations, equation 5 has higher accuracy, but cannot be used unless the positioning interval is constant, so that a state in which the gain correction coefficient K itself does not exist may continue for a long time. On the other hand, Equation 1 allows a case where the accuracy is relatively low, but can be used even if the positioning interval is not constant, and therefore has the advantage that the gain correction coefficient K can be set earlier.

【0055】したがって、第3実施例では、これらゲイ
ン補正係数Kの算出のための2つの式を固定的に用いる
のではなく、両者の長所を生かす手法を提案する。具体
的には、図3のフローチャートのS120とS130の
間に、図4に示すS121,S123,S125,S1
27の4つのステップを挿入する。順番に説明する。
Therefore, in the third embodiment, a method is proposed in which the two formulas for calculating the gain correction coefficient K are not fixedly used but take advantage of both. Specifically, between S120 and S130 in the flowchart of FIG. 3, S121, S123, S125, and S1 shown in FIG.
Insert 27 four steps. It will be described in order.

【0056】S120にて肯定判断された場合に移行す
るS121では、GPS測位が開始してから最初のY回
以内であるかどうかを判定する。そして、Y回以内であ
れば(S121:YES)、無条件に上述した式1を採
用する(S123)。これによって、図3のS170に
てゲイン補正係数Kの算出は、測位間隔が一定でなくて
実行できることとなり、たとえ相対的に精度が低い場合
があったとしても、とりあえずゲイン補正係数Kを設定
でき、ゲイン補正係数自体が存在しない状態が生じるの
を防止できる。
At S121, to which the operation proceeds when the determination at S120 is affirmative, it is determined whether or not within the first Y times from the start of the GPS positioning. If it is within Y times (S121: YES), the above-described equation 1 is unconditionally adopted (S123). As a result, the calculation of the gain correction coefficient K in S170 of FIG. 3 can be performed without the positioning interval being constant, and even if the accuracy is relatively low, the gain correction coefficient K can be set for the time being. In addition, it is possible to prevent a situation where the gain correction coefficient itself does not exist.

【0057】一方、測位が最初のY回を超えた場合には
(S121:NO)、S125へ移行して、測位間隔が
一定がどうかを判断する。これは、上記第2実施例にて
説明したように、最新の3回、つまり今回(n)・前回
(n−1)・前々回(n−2)に受信したGPS時刻T
n,Tn-1,Tn-2について、ΔT1=Tn−Tn-1,ΔT
2=Tn-1−Tn-2として、ΔT1=ΔT2かどうかで判
断する。そして、ΔT1=ΔT2であれば(S125:
YES)、式5を採用する(S127)。これによっ
て、図3のS170にて算出されるゲイン補正係数K
は、より精度が高いものが得られる。
On the other hand, if the positioning has exceeded the first Y times (S121: NO), the flow shifts to S125 to determine whether the positioning interval is constant. As described in the second embodiment, this corresponds to the GPS time T received at the latest three times, ie, this time (n), last time (n-1), and last time (n-2).
ΔT1 = Tn−Tn−1, ΔT for n, Tn−1 and Tn−2
Assuming that 2 = Tn−1−Tn−2, it is determined whether ΔT1 = ΔT2. If ΔT1 = ΔT2 (S125:
YES), Equation 5 is adopted (S127). Thus, the gain correction coefficient K calculated in S170 of FIG.
Is more accurate.

【0058】なお、ΔT1=ΔT2でない場合は(S1
25:NO)、そのまま本処理を終了する。この場合、
式1を用いて算出したゲイン補正係数Kか、あるいはΔ
T1=ΔT2の場合に式5を用いて算出したゲイン補正
係数Kがゲイン補正係数記憶部42(図2参照)に記憶
されているので、補正に関しては特段問題がない。つま
り、ΔT1=ΔT2という条件が成立して精度よいゲイ
ン補正係数Kが新たに算出できた場合に更新していけば
よい。
If ΔT1 = ΔT2 is not satisfied (S1
25: NO), this process ends as it is. in this case,
The gain correction coefficient K calculated using Equation 1 or Δ
When T1 = ΔT2, the gain correction coefficient K calculated using Equation 5 is stored in the gain correction coefficient storage unit 42 (see FIG. 2), so that there is no particular problem regarding the correction. That is, it is only necessary to update the condition when the condition of ΔT1 = ΔT2 is satisfied and the accurate gain correction coefficient K can be newly calculated.

【0059】[その他] (1)上記実施例では図3のフローチャートのS130
〜S160に示すように、ゲイン補正係数の算出許可条
件として4つの条件を全て満たす場合にのみ算出を許可
するようにした。これらの条件は、それぞれ一つのみを
満たす場合に許可してもそれなりの効果があるが、4つ
の内の2つ以上の条件を併用すればより効果が増す。
[Others] (1) In the above embodiment, S130 in the flowchart of FIG.
As shown in S160 to S160, the calculation is permitted only when all the four conditions are satisfied as the calculation permission condition of the gain correction coefficient. These conditions have a certain effect even if they are permitted when only one of them is satisfied, but the effect is more enhanced if two or more of the four conditions are used in combination.

【0060】(2)上記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。 (3)上記実施例では、図2に示すように、現在位置検
出部50が、オフセット誤差計測部51とその記憶部5
2を備えている。ゲイン誤差を補正するためにはオフセ
ット誤差の補正は必要ないが、ここでは現在位置検出へ
の適用を想定しており、距離を求めるためには加速度セ
ンサ出力のオフセット誤差を補正して積分する必要があ
る。したがって、ゲイン誤差の補正装置という単位で考
えれば、オフセット誤差の補正のための構成は必要な
い。また、実施例のように現在位置検出部50という単
位で考えれば、それらの構成(51,52)は必要だ
が、上述した「オフセット誤差の補正を待たなくてはゲ
イン誤差補正ができない」という不都合は本実施例の場
合には生じない、という効果は奏する。
(2) In the above embodiment, the navigation device 1
However, the present invention can be applied to an apparatus that executes processing other than navigation using the detected current position. (3) In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the current position detection unit 50 includes the offset error measurement unit 51 and its storage unit 5.
2 is provided. It is not necessary to correct the offset error in order to correct the gain error, but it is assumed here that it is applied to the current position detection, and in order to obtain the distance, it is necessary to correct and integrate the offset error of the acceleration sensor output. There is. Therefore, if considered in terms of a gain error correction device, a configuration for correcting an offset error is not required. In addition, considering the current position detecting unit 50 as a unit as in the embodiment, these configurations (51, 52) are necessary, but the above-described inconvenience that the gain error cannot be corrected without waiting for the offset error to be corrected. Does not occur in the case of the present embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 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.

【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】 ゲイン補正係数の算出処理手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a gain correction coefficient.

【図4】 第3実施例の場合のゲイン補正係数の算出処
理手順の一部を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a part of a procedure for calculating a gain correction coefficient in a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 18…通信装置 18a…無線電話
装置 18b…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 41…ゲイン補正係数演算部 42…ゲイン補正
係数記憶部 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 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 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 device 4 ... Information distribution center 12 ... Position detector 12a ... GPS receiver 12b ... Gyroscope 12c ... Acceleration sensor 18 ... Communication device 18a ... Wireless telephone device 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 Navigation control circuit 41 Gain correction coefficient calculation unit 42 Gain correction coefficient storage unit 50 Current position detection unit 51 Offset error measurement unit 52: Offset error storage unit 53: Stop determination unit 55: Vehicle speed calculation unit 56: Moving distance calculation unit 57: Relative position calculation unit 58: Position calculation unit 65: Azimuth change amount calculation unit 67: Absolute position calculation unit 70: Execute navigation Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F029 AA02 AB07 AB09 AC02 AC14 AD01 5H180 AA01 FF04 FF05 FF07 FF22 FF27 FF32 KK06 9A001 JJ77 JZ11 KK37  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F029 AA02 AB07 AB09 AC02 AC14 AD01 5H180 AA01 FF04 FF05 FF07 FF22 FF27 FF32 KK06 9A001 JJ77 JZ11 KK37

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両用現在位置検出装置に用いられる加速
度センサのゲイン誤差補正方法であって、 前記加速度センサの出力に基づいて算出した加速度の差
分に対する、GPS衛星から受信した衛星電波に基づい
て得た車両の絶対的な速度であるGPS速度を用いて算
出した加速度の差分の比をゲイン補正係数とし、そのゲ
イン補正係数を用いて加速度センサの出力を補正するこ
とを特徴とする加速度センサのゲイン誤差補正方法。
1. A method for correcting a gain error of an acceleration sensor used in a current position detecting device for a vehicle, the method comprising: calculating a gain error based on a satellite radio wave received from a GPS satellite with respect to a difference between an acceleration calculated based on an output of the acceleration sensor. The ratio of the difference between the accelerations calculated using the obtained GPS speed, which is the absolute speed of the vehicle, is used as a gain correction coefficient, and the output of the acceleration sensor is corrected using the gain correction coefficient. Gain error correction method.
【請求項2】車両用現在位置検出装置に用いられる加速
度センサのゲイン誤差補正装置であって、 GPS衛星からの衛星電波を受信し、車両の絶対的な速
度であるGPS速度を出力するGPS受信機と、 前記加速度センサの出力に基づいて算出した加速度の差
分に対する、前記GPS受信機から出力されたGPS速
度を用いて算出した加速度の差分の比をゲイン補正係数
として算出する補正係数算出手段と、 前記補正係数算出手段によって算出されたゲイン補正係
数を用いて前記加速度センサの出力を補正する補正手段
とを備えることを特徴とする加速度センサのゲイン誤差
補正装置。
2. A gain error correction device for an acceleration sensor used in a current position detection device for a vehicle, wherein the GPS reception device receives a satellite wave from a GPS satellite and outputs a GPS speed that is an absolute speed of the vehicle. Correction coefficient calculating means for calculating, as a gain correction coefficient, a ratio of an acceleration difference calculated using a GPS speed output from the GPS receiver to a difference between accelerations calculated based on the output of the acceleration sensor. A correction means for correcting the output of the acceleration sensor using the gain correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation means.
【請求項3】請求項2記載の加速度センサのゲイン誤差
補正装置において、 前記補正係数算出手段は、前記ゲイン補正係数を、以下
の式によって算出することを特徴とする加速度センサの
ゲイン誤差補正装置。 K=[T2(Vn−Vn-1)−T1(Vn-1−Vn-2)}/(αn
αn-1)・T1・T2 但し、 K:加速度センサのゲイン補正係数 Vn:n番目に測位したGPS速度 αn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間に加速度センサ出力から得た
平均加速度 T1:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの時間間隔 T2:GPS速度をn−2番目に測位した時刻からn−
1番目を測位した時刻までの時間間隔
3. The gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, wherein said correction coefficient calculation means calculates said gain correction coefficient by the following equation. . K = [T 2 (V n −V n−1 ) −T 1 (V n−1 −V n−2 )} / (α n
α n-1) · T 1 · T 2 where, K: gain correction coefficient for the acceleration sensor V n: GPS speed and positioning the n-th alpha n: positioning the n-th from the time that the positioning of the GPS velocity n-1 th the average acceleration T was obtained from the acceleration sensor output until time 1: time interval from the time that the positioning of the GPS velocity (n-1) th to the time that the positioning of the n-th T 2: the GPS velocity (n-2) th to N- from the time of positioning
Time interval until the first positioning time
【請求項4】請求項2記載の加速度センサのゲイン誤差
補正装置において、 前記補正係数算出手段は、前記ゲイン補正係数を、以下
の式によって算出することを特徴とする加速度センサの
ゲイン誤差補正装置。 K=(Vn+Vn-2−2・Vn-1)/(αn−αn-1)・T 但し、 K:加速度センサのゲイン補正係数 Vn:n番目に測位したGPS速度 αn:GPS速度をn−1番目に測位した時刻からn番
目を測位した時刻までの間に加速度センサ出力から得た
平均加速度 T:GPS電波の受信間隔
4. A gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, wherein said correction coefficient calculation means calculates said gain correction coefficient by the following equation. . K = (V n + V n -2 -2 · V n-1) / (α n -α n-1) · T where, K: gain correction coefficient for the acceleration sensor V n: GPS velocity alpha that positioning the n-th n : average acceleration obtained from the output of the acceleration sensor from the time when the GPS speed is measured at the (n-1) th position to the time when the nth position is measured. T: GPS radio wave reception interval
【請求項5】請求項2記載の加速度センサのゲイン誤差
補正装置において、 前記補正係数算出手段は、前記ゲイン補正係数の算出に
際して、GPS衛星からの受信を開始してから所定回数
は請求項3に示す式を用い、それ以降は請求項4に示す
式を用いることを特徴とする加速度センサのゲイン誤差
補正装置。
5. The gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, wherein the correction coefficient calculating means calculates the gain correction coefficient a predetermined number of times after starting reception from a GPS satellite. A gain error correction device for an acceleration sensor, wherein the following formula is used, and thereafter the formula shown in claim 4 is used.
【請求項6】請求項2〜5のいずれか記載の加速度セン
サのゲイン誤差補正装置において、 前記補正係数算出手段は、GPS速度が一定値以上、G
PS速度の変化量であるGPS加速度が一定値以上、G
PS加速度の変化量が一定値以上、という3条件の少な
くとも一つを満たす場合に限って、前記ゲイン補正係数
の算出を行うことを特徴とする加速度センサのゲイン誤
差補正装置。
6. The gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, wherein said correction coefficient calculating means determines that the GPS speed is equal to or higher than a predetermined value.
If the GPS acceleration, which is the amount of change in PS speed, is equal to or greater than a certain
A gain error correction device for an acceleration sensor, wherein the gain correction coefficient is calculated only when at least one of three conditions that a change amount of a PS acceleration is equal to or more than a certain value is satisfied.
【請求項7】請求項2〜6のいずれか記載の加速度セン
サのゲイン誤差補正装置において、 さらに、車両の回転各速度に応じた信号を出力する角速
度センサを備え、 前記補正係数算出手段は、前記角速度センサにて検出し
た角速度が一定値以下の場合に限って、前記ゲイン補正
係数の算出を行うことを特徴とする加速度センサのゲイ
ン誤差補正装置。
7. The gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, further comprising: an angular velocity sensor that outputs a signal corresponding to each rotation speed of the vehicle. A gain error correction device for an acceleration sensor, wherein the gain correction coefficient is calculated only when the angular velocity detected by the angular velocity sensor is equal to or less than a predetermined value.
【請求項8】請求項2〜7のいずれか記載の加速度セン
サのゲイン誤差補正装置において、 前記補正係数算出手段は、算出した最新の所定個数のゲ
イン補正係数の平均値を算出可能であり、 前記補正手段は、そのゲイン補正係数の平均値を用いて
前記加速度センサの出力を補正することを特徴とする加
速度センサのゲイン誤差補正装置。
8. The gain error correction device for an acceleration sensor according to claim 2, wherein said correction coefficient calculation means is capable of calculating an average value of the latest calculated predetermined number of gain correction coefficients. The correction means corrects an output of the acceleration sensor using an average value of the gain correction coefficient, and a gain error correction device for the acceleration sensor.
【請求項9】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、 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2〜8のいずれか記載のゲイン誤差補正装置
を備え、 前記相対位置算出手段は、そのゲイン誤差補正装置にて
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。
9. 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. Further, the apparatus further includes a gain error correction device according to any one of claims 2 to 8, wherein the relative position calculation means calculates a movement distance calculated based on an output value of the acceleration sensor corrected by the gain error correction device. A current position detecting device for a vehicle, wherein the self-contained navigation calculation is performed using the current position detecting device.
【請求項10】請求項9記載の車両用現在位置検出装置
において、 さらに、 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GPS受信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。
10. The current position detecting device for a vehicle according to claim 9, further comprising: correcting a relative current position calculated by said relative position calculating means based on an output value from said GPS receiver. A current position detecting device for a vehicle, comprising: a position correcting unit.
【請求項11】請求項9又は10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、 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。
11. A vehicle current position detecting device according to claim 9 or 10, a map data storage means storing map data including road map data, and a vehicle detected by said vehicle current position detecting device. Map display means for reading 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. Navigation device.
【請求項12】請求項11に記載のナビゲーション装置
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。
12. The navigation device according to claim 11, 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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