JP2005164590A - Navigation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両等の移動体の現在位置や進行方位等を指示表示して当該移動体の運行を支援するナビゲーション装置の技術分野に関するもので、詳しくは加速度を検出する加速度センサの他、車両等の車軸一回転当たりの車速パルス数に基づいて車両等の走行距離を検出する距離センサ、あるいはGPS(Global Positioning System)受信機、もしくは角速度センサを備え、車両等の移動体の走行距離及び速度を検出するナビゲーション装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a navigation device that supports the operation of a moving body by indicating and displaying the current position or traveling direction of a moving body such as a vehicle, and more specifically, in addition to an acceleration sensor that detects acceleration. A distance sensor that detects the travel distance of the vehicle based on the number of vehicle speed pulses per rotation of the axle of the vehicle, a GPS (Global Positioning System) receiver, or an angular velocity sensor, and the travel distance of the moving body such as the vehicle Further, the present invention relates to a technical field of a navigation device for detecting speed.
現在、例えば、自動車、航空機、船舶等の各種の移動体のための測位装置として、移動体が現在存在している地点を含む地図上の当該地点に当該移動体の位置を示す位置マークを重畳して表示し、これに基づいて目的地までの経路誘導を行う、いわゆるナビゲーション装置が知られている。これらのナビゲーション装置のうち、例えば、車両等に搭載される車載用ナビゲーション装置には、大別して自立型ナビゲーション装置とGPS(Global Positioning System )型ナビゲーション装置がある。 Currently, for example, as a positioning device for various moving objects such as automobiles, airplanes, ships, etc., a position mark indicating the position of the moving object is superimposed on the point on the map including the point where the moving object currently exists There is known a so-called navigation device that displays information and guides a route to a destination based on the displayed information. Among these navigation devices, for example, in-vehicle navigation devices mounted on vehicles and the like are roughly classified into a self-supporting navigation device and a GPS (Global Positioning System) type navigation device.
前者は、移動体に備えられた速度センサ等により移動体の移動距離等を求め、それを基準地点に加算して現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。 The former calculates the moving distance of the moving body by a speed sensor etc. provided in the moving body, adds it to the reference point to calculate the current position, and based on the calculated current position, the position mark is displayed on the display screen. And the corresponding map is displayed.
また、後者は、宇宙空間に打ち上げられている複数個のGPS衛星からの測位電波を受信し、受信結果に基づいて3次元測量法又は2次元測量法により移動体の現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。 The latter receives positioning radio waves from a plurality of GPS satellites launched in outer space, calculates the current position of the moving object by the three-dimensional survey method or the two-dimensional survey method based on the reception result, and calculates Based on the current position, the position mark and the corresponding map are displayed on the display screen.
これらのうち後者のGPS測位を用いる装置においては、予め自車の位置を地図上にセットする必要がなく、また自車位置の測位誤差が極めて少なく高い信頼性が得られる利点がある。 Among these, the latter apparatus using GPS positioning has the advantage that it is not necessary to set the position of the own vehicle on the map in advance, and the positioning error of the own vehicle position is extremely small and high reliability can be obtained.
しかしながら、GPS測位は、ビル、トンネル内、森林等の物陰では測位できないという欠点があり、また、自立型測位も、積分誤差、累積誤差、温度変化の影響、あるいは車両内外の状況等により影響を受け易い等、検出されるデータは常に精度の良いものとは限らず、それぞれの測位は必ずしも万全とはなっていない。 However, GPS positioning has the disadvantage that it cannot be measured in the shadows of buildings, tunnels, forests, etc. In addition, self-supporting positioning is also affected by integration errors, cumulative errors, the effects of temperature changes, or conditions inside and outside the vehicle. The detected data is not always accurate because it is easy to receive, and each positioning is not always perfect.
従って、最近ではGPS型測位と自立型測位とが併用されてそれぞれの欠点を補うように構成されたハイブリッド型の車載用ナビゲーション装置が一般化しつつある。 Therefore, recently, a hybrid type on-vehicle navigation device configured to use both GPS-type positioning and self-supporting positioning to compensate for respective drawbacks is becoming common.
このハイブリッド型の車載用ナビゲーション装置は精度の高い走行位置表示を行うことができる装置であるが、自立型測位として車速センサやバックセンサ等の予め車両に設置されているセンサを用いた測位を採用する場合には、ナビゲーション装置と当該センサとを電気的に接続する必要があり、接続作業が煩雑になるという問題があった。 This hybrid-type in-vehicle navigation device is a device that can display the driving position with high accuracy, but as a self-supporting positioning, positioning using a sensor installed in the vehicle in advance such as a vehicle speed sensor or a back sensor is adopted. In this case, it is necessary to electrically connect the navigation device and the sensor, and there is a problem that the connection work becomes complicated.
そこで、車両に設置されたセンサとの電気的接続の不要なハイブリッド型の車載用ナビゲーション装置として、加速度センサを用いたものが提案された。この装置は、例えば半導体チップからなる加速度センサをナビゲーション装置に具備し、ナビゲーション装置を車両に設置することにより、当該加速度センサからの出力値を獲得し、当該出力値に基づいて加速度を算出した後に当該加速度を積分して速度変化量を算出し、前回算出した当該速度に累積する。更に当該速度を積分して移動距離変化量を算出し前回算出した当該移動距離に累積している。 Thus, a hybrid type in-vehicle navigation device that does not require electrical connection with a sensor installed in a vehicle has been proposed that uses an acceleration sensor. This device includes an acceleration sensor made of, for example, a semiconductor chip in a navigation device. After the navigation device is installed in a vehicle, an output value from the acceleration sensor is acquired and acceleration is calculated based on the output value. The speed change amount is calculated by integrating the acceleration and accumulated in the speed calculated last time. Furthermore, the moving distance change amount is calculated by integrating the speed and accumulated in the moving distance calculated last time.
以上のような装置において、当該加速度センサは、一般に加速度が本来「0」であるべき時においても、実際には所定の出力値(以下、「オフセット値」とする)を示すように調整されている。そして、当該車両の加速/減速時には前記所定の出力値を基準として、当該加速度センサの出力値が当該車両の加速度の方向により増加あるいは減少する。その増加あるいは減少量は当該車両の加速度の大きさに比例するように調整されている。 In the apparatus as described above, the acceleration sensor is generally adjusted to show a predetermined output value (hereinafter referred to as “offset value”) even when the acceleration should be “0”. Yes. Then, during acceleration / deceleration of the vehicle, the output value of the acceleration sensor increases or decreases depending on the direction of acceleration of the vehicle with the predetermined output value as a reference. The increase or decrease is adjusted to be proportional to the magnitude of acceleration of the vehicle.
従って、加速度を求める際には、加速度センサの出力値から上記オフセット値を差し引く処理を行っていた。 Therefore, when obtaining the acceleration, a process of subtracting the offset value from the output value of the acceleration sensor is performed.
また、上記加速度センサの出力値を、ナビゲーション装置で実際に取り扱われる量に変換するために、上記加速度センサの出力値からオフセット値を引いた値に、所定のゲインを乗じて当該実加速度が得られるようにしていた。 In addition, in order to convert the output value of the acceleration sensor into an amount actually handled by the navigation device, a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the acceleration sensor is multiplied by a predetermined gain to obtain the actual acceleration. I was trying to be.
しかしながら、上記加速度センサの出力値は、上記装置起動時、あるいは長時間(長距離)無停止走行時、もしくは温度変化時等において変動するため、本来得られるべき値にドリフトが生じ、しかもそのドリフトの大きさが一定ではないので、車両停止時における加速度センサの出力値から上記所定のオフセット値を差し引いても、その値が「0」にならない。 However, since the output value of the acceleration sensor fluctuates when the device is started, during long-time (long distance) non-stop running, or when the temperature changes, a drift occurs in the value that should be originally obtained, and the drift Therefore, even if the predetermined offset value is subtracted from the output value of the acceleration sensor when the vehicle is stopped, the value does not become “0”.
その結果、車両が停止していても少しずつ自車位置が動いてしまい、距離誤差が発生するという問題があった。 As a result, there is a problem that even if the vehicle is stopped, the own vehicle position is moved little by little, resulting in a distance error.
また、同様に上記ゲインについても、上記装置起動時、あるいは上記装置取付角度や車両の傾斜角の変動の相違、もしくは温度変化時等における加速度センサの出力値のドリフトに対応できず、算出される速度及び距離に誤差を生じるという問題があった。 Similarly, the gain is calculated because it cannot cope with the drift of the output value of the acceleration sensor at the time of starting the device, the difference in variation of the device mounting angle and the vehicle inclination angle, or the temperature change. There was a problem that errors occurred in speed and distance.
また、同様に、上記変化量算出手段により上記実加速度に基づいて算出した速度データについても、上記実加速度を時間で積分する際に生じる積分誤差や前回算出した当該速度データに、今回積分して得られた当該速度データ変化量を累積する際に生じる累積誤差等の問題があった。 Similarly, the speed data calculated based on the actual acceleration by the change amount calculating means is integrated with the integration error generated when the actual acceleration is integrated over time or the speed data calculated last time. There is a problem such as a cumulative error that occurs when accumulating the obtained speed data change amount.
また、同様に上記移動体の移動距離についても、上記実加速度を時間で2回積分する際に生じる積分誤差や、前回算出した当該移動距離に、今回2回積分して得られた当該移動距離変化量を累積する際に生じる累積誤差等の問題があった。 Similarly, regarding the moving distance of the moving body, the moving distance obtained by integrating the actual acceleration twice with the integration error generated when the actual acceleration is integrated twice in time or the previously calculated moving distance. There was a problem such as a cumulative error that occurred when accumulating the amount of change.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、当該速度データと当該移動距離の算出時に積分及び累積誤差が生じた場合、または複数の要因により加速度センサの出力値にドリフトが生じた場合でも、速度及び距離を高い精度で算出することのできるナビゲーション装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and when the speed data and the movement distance are calculated, integration and accumulation errors occur, or the output value of the acceleration sensor has drifted due to a plurality of factors. Even in this case, it is an object to provide a navigation device capable of calculating the speed and distance with high accuracy.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、移動体の前後方向の加速度を検出し加速度データを出力する加速度センサと、上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、上記加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の速度に対応する第1の速度データを出力する速度算出手段と、上記実加速度または上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量のうち少なくともいずれか一方の変化量を算出し変化量データを出力する変化量算出手段と、上記変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、上記実加速度及び上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の変位状態を検出する状態検出手段と、を備え、上記変化量算出手段は、上記実加速度に基づいて上記移動体の速度に対応する第2の速度データを算出し、上記実加速度算出手段は、上記演算としてゲインを乗ずる演算を行うと共に、上記移動体の変位状態が等速度移動状態である際の上記第1の速度データ及び上記第2の速度データに基づいて上記ゲインの値の更新を行うように構成される。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
上記の課題を解決するために、請求項5に記載の発明は、移動体の前後方向の加速度を検出し加速度データを出力する加速度センサと、上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、上記加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の加速度を算出する変位検出加速度算出手段と、上記実加速度または上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量のうち少なくともいずれか一方の変化量を算出し変化量データを出力する変化量算出手段と、上記変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、上記実加速度及び上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の変位状態を検出する状態検出手段と、を備え、上記実加速度算出手段は、上記演算としてゲイン補正係数を乗ずる演算を行うと共に、上記移動体の変位状態が等加速度移動状態である際の上記実加速度及び上記変位検出加速度算出手段の算出加速度に基づいて上記ゲイン補正係数の値の更新を行うように構成される。
In order to solve the above problems, the invention according to
上記の課題を解決するために、請求項10に記載の発明は、移動体の前後方向の加速度を検出し加速度データを出力する加速度センサと、上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、上記加速度センサから出力される加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、上記実加速度または変位検出手段からのデータに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量の少なくともいずれか一方を算出し所定の変化量データを出力する変化量算出手段と、上記変化量算出手段により出力された変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、を備え、上記実加速度算出手段は、減速時と加速時とで異なるパラメータを用いて上記演算を行うように構成される。
In order to solve the above-described problem, an invention according to
次に、本発明に好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態においては、本発明を自動車等における車載用ナビゲーション装置に適用した場合について説明する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the case where the present invention is applied to an in-vehicle navigation device in an automobile or the like will be described.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態を図1乃至図6に基づいて説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態の車載用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 the overall configuration of the in-vehicle navigation device of the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置Sは、車両の発進または停止及び前進または後退及び加速または減速時における加速度を検出し加速度データを出力する加速度センサ1と、例えば車両の方向変化の角速度を検出し、単位時間当たりの角速度データ及び相対方位データを出力する変位検出手段の一つとしての角速度センサ2と、例えば車軸の回転に伴い発生する車速パルスを検出し、そのパルス数を単位時間毎にカウントする。そして、車軸一回転当たりの車速パルス数に基づいて単位時間当たりの移動距離を検出し、走行距離データを出力する変位検出手段の一つとしての速度検出手段に相当する走行距離センサ3と、GPS衛星からの電波を受信して車両が存在する緯度、経度、高度、速度等のGPS測位データを出力すると共に、車両の進行方向の絶対方位データを出力する変位検出手段の一つとしてのGPS測位手段に相当するGPS受信機4を備えている。
As shown in FIG. 1, an in-vehicle navigation apparatus S according to the present embodiment includes an
また、バスライン10を介して上記加速度センサ1、角速度センサ2、走行距離センサ3、及びGPS受信機4から出力される、加速度データ、角速度データ及び相対方位データ、走行距離データ、GPS測位データ及び絶対方位データに基づいて、ナビゲーション装置全体の制御を行うシステムコントローラ5と、ユーザーが各種データを入力するためのリモコン装置等の入力装置11と、地図情報を記憶したDVD−ROM(Digital Video(またはVersatile)Disk-Read Only Memory)ディスクDK1あるいはCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory )ディスクDK2を、それぞれシステムコントローラ5の制御下で再生するDVD−ROMドライブ12aあるいはCD−ROMドライブ12bと、システムコントローラ5の制御下で各種表示データを表示する表示ユニット13と、システムコントローラ5の制御下で各種音声データを再生し、出力する音響再生ユニット18と、VICS(Vehicle Information and Communication System)に基づいて渋滞情報を受信するVICS受信部22を備えている。
Further, acceleration data, angular velocity data and relative orientation data, traveling distance data, GPS positioning data, and the like output from the
システムコントローラ5は、上記各種センサ等とのインターフェース動作を行うインターフェース部6と、システムコントローラ5全体を制御するCPU7と、システムコントローラ5を制御する制御プログラム等が格納されたROM(Read Only Memory)8と、入力装置11を介してユーザーにより予め設定された経路データ等の読み出し可能な各種データを格納するRAM9を備えており、入力装置11、DVD−ROMドライブ12aあるいはCD−ROMドライブ12b、表示ユニット13及び音響再生ユニット18及びVICS受信部22とは、バスライン10を介して接続されている。また、上記各種センサ等とはインターフェース6及びバスライン10を介して接続されている。
The
更に、表示ユニット13は、バスライン10を介してCPU7から送られる制御データに基づいて表示ユニット13全体の制御を行うグラフィックスコントローラ14と、VRAM(Video RAM )等のメモリからなる即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ15と、グラフィックスコントローラ14から出力される画像データに基づいて、液晶表示装置やCRT(Cathode Ray Tube)等のディスプレイ17を表示制御する表示制御部16を備えて構成されている。
Further, the
また、音響再生ユニット18は、DVD−ROMドライブ12aあるいはCD−ROMドライブ12b又はRAM9からバスライン10を介して送られる音声ディジタル信号のD/A変換を行うD/Aコンバータ19と、D/Aコンバータ19から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器20と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して出力するスピーカ21を備えて構成されている。
The sound reproduction unit 18 includes a D / A converter 19 that performs D / A conversion of an audio digital signal sent from the DVD-ROM drive 12a, the CD-
上記構成のナビゲーション装置が起動されると、システムコントローラ5は、まずDVD−ROMディスクDK1あるいはCD−ROMディスクDK2から地図表示情報等をアクセスするための情報と、自車位置マーク等の表示情報等を読み出してRAM9に記憶する。次に、加速度センサ1の出力値を読み取り、読み取った出力値に基づいて後述するように車両の加速度を算出し、算出した加速度から車両の速度及び走行距離を求める。更に、角速度センサ2の出力値を読み取り、読み取った出力値に基づいて相対方位データを算出し上記絶対方位データに累積する。そして、上記走行距離データ及び車両の進行方向の累積絶対方位データに基づいて、自車の現在位置の演算を行い、自車の現在位置の緯度、経度、高度を求める。自車位置に対応する地図データをDVD−ROMディスクDK1あるいはCD−ROMディスクDK2から読み出してグラフィックスコントローラ14に送り、現在地の地図をディスプレイ17に表示する。また、随時GPS受信機4から送出されるGPS測位データの中の自車位置情報である緯度・経度・高度のデータと車両の進行方向の絶対方位データに基づいて算出される速度データ等を用いて上記加速度センサ1及び角速度センサ2の出力値から算出される各種データ等の補正を行う。そして、その情報により自車位置マークの表示位置と方向及び必要に応じて表示する地図の更新処理を行う。
When the navigation device having the above-described configuration is activated, the
このように、本実施形態のナビゲーション装置は、加速度センサ1の出力値を利用して車両の速度及び走行距離を求めており、加速度センサ1の信頼性を高めるために、他のセンサ等からの情報を用いて加速度センサ1の出力値を補正する処理を行っている。
As described above, the navigation device according to the present embodiment obtains the speed and travel distance of the vehicle using the output value of the
以下、この補正処理について説明するが、まず、本実施形態における加速度センサ1の出力値に基づいて具体的な車両の加速度及び速度並びに走行距離の算出方法について説明する。なお、以下に説明する処理は、実加速度検出手段、変化量検出手段、及び移動距離算出手段に相当し、システムコントローラ5において行われる。
Hereinafter, this correction process will be described. First, a specific method for calculating the acceleration and speed of the vehicle and the travel distance will be described based on the output value of the
また、本実施形態においては、加速度センサ1により車両の前後方向(進行方向)の加速度を検出するように、かつ、加速時の加速度センサ1の出力値からオフセット値を差し引いた値が正となるように上記加速度センサ1を車両に設置したものとして説明する。
In this embodiment, the
図2は本実施形態における加速度センサ1からの出力値を処理する手段を示すブロック図である。図2に示すように、入力する加速度Accに対応して加速度センサ本体1aから検出回路1bを通って検出される加速度の電圧を、ローパスフィルタ1cでノイズを除去した後に、12ビットのA/Dコンバータ1dでサンプリング周期T期間にm回のA/D変換を行う。そして、下記(1)式を使用して平均化処理手段1eによりサンプリング周期T期間の平均化処理を行って、サンプリング1T期間毎にサンプリング周期T期間の加速度センサ1の出力値のA/D変換データの平均値a'nを算出する。
FIG. 2 is a block diagram showing means for processing an output value from the
次に、加速度センサ1の出力値には予めオフセット値が設定されているため、この平均値a'nからオフセット値を差し引き、更に所定のゲイン及びゲイン補正係数を乗じることにより、車両の加速度を算出する。例えば、サンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度An[m/s2]は、
An = Cy・Gkn-1・Gn-1・(a'n−aoe) ・・・(2)
Cy :加速度センサの出力極性
(=±1; +1:加速時の加速度センサ1の出力値から オフセット値を差し引いた値が正とな るように設置した場合
−1:加速時の加速度センサ1の出力値から オフセット値を差し引いた値が負とな るように設置した場合
Gkn-1:加減速独立ゲイン補正係数
(加速時と減速時で異なる値を用いる)
Gn-1 :加速度センサゲイン[m/s2/LSB]
(常に一定ではなく、使用状況により変化する)
a'n :加速度センサ出力[LSB]
aoe :オフセット量[LSB]
(温度変化時や装置起動時等により変化する)
により求められる。
Then, because it is pre-offset value is set to the output value of the
A n = C y · G k n -1 · G n -1 · (a ' n -a oe ) (2)
Cy: Output polarity of acceleration sensor
(= ± 1; +1: When installed so that the value obtained by subtracting the offset value from the output value of
-1: When installed so that the value obtained by subtracting the offset value from the output value of
Gk n-1 : Acceleration / deceleration independent gain correction coefficient
(Use different values for acceleration and deceleration)
G n-1 : acceleration sensor gain [m / s 2 / LSB]
(It is not always constant and changes according to the usage situation)
a ′ n : Acceleration sensor output [LSB]
a oe : Offset amount [LSB]
(Varies depending on temperature change and device start-up)
Is required.
ここで、サンプリング周期T期間における車両の走行状態を等加速度直線運動と仮定すると、サンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度変化量ΔVn[km/h]は、
ΔVn = (3600/1000)・An・T ・・・(3)
n:サンプリング数(1,2,3,4,5・・・)
T:サンプリング周期
により求められる。従ってサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度Vn[km/h]は、
Vn = ΔVn + Vn-1 ・・・(4)
Vn-1:前回の車両の速度[km/h]
となる。また、サンプリング周期T期間における車両の走行状態を等加速度直線運動と仮定すると、サンプリング時刻nTにおける今回の車両の走行距離の変化量Δdn[m]は、
Δdn=1/2・An・T2+(1000/3600)・Vn-1・T ・・・(5)
となる。従って、サンプリング時刻nTにおける今回の車両の単位時間当たりの累積走行距離Dn[m]は、
Here, assuming that the running state of the vehicle in the sampling period T is equal acceleration linear motion, the current vehicle speed change amount ΔV n [km / h] at the sampling time nT is:
ΔVn = (3600/1000) · An · T (3)
n: Number of sampling (1,2,3,4,5 ...)
T: It is obtained from the sampling period. Therefore, the speed Vn [km / h] of the current vehicle at the sampling time nT is
V n = ΔV n + V n-1 (4)
V n-1 : previous vehicle speed [km / h]
It becomes. Further, assuming that the running state of the vehicle in the sampling period T is equal acceleration linear motion, the amount of change Δd n [m] of the running distance of the vehicle at the sampling time nT is
Δd n = 1/2 · A n · T 2 + (1000/3600) · V n-1 · T (5)
It becomes. Therefore, the cumulative travel distance D n [m] per unit time of the current vehicle at the sampling time nT is
以上のような演算を主にCPU7にて行うことにより、加速度センサ1の出力値に基づいて車両の速度及び走行距離を求めることができ、これらを正確に求めるためには、上記(2)式の加速度の算出を正確に行う必要がある。
By performing the above calculation mainly by the
しかしながら、上記(2)式で示した加速度センサ1の出力値のオフセット値aoeは温度変化時あるいは装置起動時もしくは長時間(長距離)無停止走行時等において変動するため、上記(2)式で示したオフセット値aoeを固定値とすると、上記(2)式で示される今回の車両の加速度Anに誤差を生じ、この誤差が上記(4)式の今回の車両の速度Vn及び上記(6)式の今回の車両の単位時間当たりの累積走行距離Dnにも影響を与え、誤差を生じさせる結果となってしまう。
However, since the offset value a oe of the output value of the
この問題を解決するためには、車両が停止する度に、その時の加速度センサ1の出力値の平均値a'stopを求め、上記オフセット値aoeをこの停止時の出力値の平均値a'stopで置き換えれば良い。
In order to solve this problem, every time the vehicle stops, the average value a ′ stop of the output value of the
しかし、上記のような加速度センサ1の出力値のオフセット値aoeの変動が発生すると、車両が停止していても上記(2)式による差分部(a'n−aoe)は「0」にはならず、加速度センサ1の出力値a'nから車両が停止した状態を判定する正確な停止判定方法がなかった。
However, when the change in the offset value a oe of the output value of the
また、車両の停止判定を行って、上記オフセット値aoeの更新を行う場合でも、次の車両の発進までの間に上記温度変化等の影響により加速度センサ1の出力値のオフセット値aoeが変動すると、上記(2)式による差分部(a'n−aoe)に基づいて上記(4)式及び(6)式により車両の速度及び単位時間当たりの累積走行距離が計算されることになり、車両の発進後において、この単位時間当たりの累積走行距離が積算されるために誤差を取り除くことができなかった。
Even when the vehicle stop determination is performed and the offset value a oe is updated, the offset value a oe of the output value of the
そこで、本発明は、上記のような加速度センサ1の出力値a'nが変動する状況下においても、正確な車両の停止判定と発進判定を行って、車両の停止が確定した場合には、次に車両の発進が確定されるまでの間、加速度センサ1の出力値a'nから求めた車両の速度及び単位時間当たりの累積走行距離をゼロクリアし続けるようにしたものである。
Therefore, the present invention performs accurate vehicle stop determination and start determination even under a situation where the output value a ′ n of the
以下、本発明の実施形態について説明するが、まず本実施形態では、車両の正確な停止判定と発進判定を行う具体例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, in the present embodiment, a specific example in which accurate stop determination and start determination of a vehicle will be described.
本実施形態では、一定期間の加速度センサ1の出力値あるいは角速度センサ2の出力値が安定している時、またはGPS測位時にGPS速度データが0[km/h]であることを検出した場合に車両が停止していると判定している。一方、車両の停止が確定した後に一定期間の加速度センサ1の出力値あるいは角速度センサ2の出力値の変化量が大きくなった時、またはGPS測位時にGPS速度データが0[km/h]ではないことを検出した場合に車両が発進したと判定するようにした。
In the present embodiment, when the output value of the
具体的には、まず車両の停止判定処理においては、加速度センサ1の出力値の揺り戻しが検知された時、あるいは加速度センサ1の出力値の標準偏差が所定値σ以下になった時、もしくは角速度センサ2の出力値の標準偏差が所定値s以下になった時、またはGPS測位時にGPS速度データが0[km/h]になった時に、車両が停止したと判定するようにした。
Specifically, in the vehicle stop determination process, first, when the return of the output value of the
ここで、「揺り戻し」とは、車両の停止直後に車両の進行方向から逆方向に急激に変化する加速度が車両に加わり、その後、加速度が車両の前後方向に減衰振動しながらゼロに収束していく現象を言い、余程緩やかな停止動作を行わない限り、車種や加速度センサの取り付け場所によらずに発生するため、この揺り戻しを検知することにより正確な車両の停止判定を行うことができるものである。 Here, “shakeback” means that an acceleration that suddenly changes in the reverse direction from the traveling direction of the vehicle is applied to the vehicle immediately after the vehicle stops, and then the acceleration converges to zero while being damped in the longitudinal direction of the vehicle. This phenomenon occurs regardless of the type of vehicle or the location where the acceleration sensor is installed, so that it is possible to make an accurate vehicle stop determination by detecting this swingback. It can be done.
図4に揺り戻し発生の際における車両の加速度及び速度の変化例を示す。図4は横軸が時間[秒]を表し、右側縦軸が速度[km/h]及び左側縦軸が加速度[×10-2m/s2]を表す。また、実線で描かれた折線グラフは車両の加速度の測定値を表し、負の加速度が出力されている時は、減速を行っている(ブレーキを含んでいる状態)時に相当する。更に、点線で描かれた折線グラフは車両の走行速度の測定値(車速パルス数から換算した値)を表す。 FIG. 4 shows a change example of the acceleration and speed of the vehicle when the swingback occurs. In FIG. 4, the horizontal axis represents time [seconds], the right vertical axis represents velocity [km / h], and the left vertical axis represents acceleration [× 10 −2 m / s 2 ]. A line graph drawn with a solid line represents a measured value of the acceleration of the vehicle, and when negative acceleration is output, it corresponds to when the vehicle is decelerating (a state including a brake). Furthermore, a line graph drawn with a dotted line represents a measured value (a value converted from the number of vehicle speed pulses) of the traveling speed of the vehicle.
また、実験条件については、例えば速度約40[km/h]で定速走行後、ドライバーが日常的に行うのと同程度の強さで減速し、停車させることにした。 As for the experimental conditions, for example, after driving at a constant speed of about 40 [km / h], the vehicle was decelerated and stopped at the same strength as a driver routinely performs.
この揺り戻しが発生するのは次のようなメカニズムによる。 This swing back is caused by the following mechanism.
車両が停止するために減速している時、車両には元の速度で走り続けようとする慣性力が働くので、車両の車輪に対する位置は停止時よりも前(進行方向)側になっている。この慣性力は、車両の速度変化が小さくなるにつれて弱まり、車両を再び車輪に近づけようとするサスペンションの復元力が相対的に強くなってくる。そして、車輪が完全に停止した直後、サスペンションの復元力が車両の慣性力を上回り、車両は一旦停止した後、後ろ向きに急激に動き始める。これが揺り戻しの始まりである(図4のt1以降)。この後は、サスペンションの復元力により、車両は前後方向に減衰振動し、やがて停止する。 When the vehicle is decelerating to stop, the inertial force that keeps running at the original speed is applied to the vehicle, so the position of the vehicle with respect to the wheels is on the front (traveling direction) side from the stop. . This inertial force becomes weaker as the speed change of the vehicle becomes smaller, and the restoring force of the suspension that tries to bring the vehicle closer to the wheel again becomes relatively stronger. Then, immediately after the wheels are completely stopped, the restoring force of the suspension exceeds the inertial force of the vehicle, and after the vehicle has stopped temporarily, the vehicle starts to move rapidly backward. This is the beginning of the swing back (after t1 in FIG. 4). Thereafter, the vehicle is damped and vibrated in the front-rear direction due to the restoring force of the suspension, and then stops.
そこで、本実施形態では、まず車両が減速したことを検知するために、過去の所定時間の加速度センサ1の出力値の平均値が負であるか否かを判定する。
Therefore, in this embodiment, first, in order to detect that the vehicle has decelerated, it is determined whether or not the average value of the output values of the
次に、車両の減速が検知されたら、上記のように車両が「後ろ向きに急激に動き始める」ことを検知するために、加速度センサ1の出力値が上記進行方向とは逆向きに変化し、所定時間内の車両の加速度の変化量が所定値を超えたか否かを判定する。そして、これらの判定の条件の全てが真である場合に揺り戻しが発生したと判定するようにした。
Next, when deceleration of the vehicle is detected, the output value of the
以下、上記揺り戻し検知を含む本実施形態の車両の停止判定処理を図3及び図5のフローチャートに基づいて説明する。この車両の停止判定処理は、上述した車両の加速度等の算出処理と並行して、ナビゲーション装置が起動されている間は常に実行されている。また、図3には示していないが、加速度センサ1、角速度センサ2、GPS受信機4の出力値を所定周期T期間毎に行うサンプリング処理も、上記車両の加速度等の算出処理及び車両の停止判定処理と並行して実行されている。
Hereinafter, the vehicle stop determination process of the present embodiment including the above-described swingback detection will be described based on the flowcharts of FIGS. 3 and 5. This vehicle stop determination process is always executed while the navigation device is activated, in parallel with the above-described calculation process of vehicle acceleration and the like. Although not shown in FIG. 3, sampling processing for performing output values of the
まず、処理が開始されると、車両の停止確定のフラグが立っているか否かが判定される(ステップS1)。そして、車両の停止が確定したと判定されていない間は、車両の停止確定のフラグが立っていないので(ステップS1;No)、次に、カウンタ1の値が常に所定値uになっているか否か、即ちu個のサンプリングデータが常に存在しているか否かの判定処理に移行する(ステップS2)。そして、カウンタ1の値が所定値uに達していない間は、そのまま車両の停止判定処理を終了する(ステップS2;No)。
First, when the process is started, it is determined whether or not a vehicle stop confirmation flag is set (step S1). Since it is not determined that the stop of the vehicle is confirmed, the flag for confirming the stop of the vehicle is not raised (step S1; No). Next, is the value of the
一方、カウンタ1の値が所定値uに達している時には(ステップS2;Yes)、まず上述したように、加速度センサ1の出力値の揺り戻しが検知されたか否かを判定する(ステップS3)。
On the other hand, when the value of the
この揺り戻し検知の詳細な処理は図5に示されており、まず、車両の平均加速度が負であるか否かにより車両の減速が行われているか否かを判定する(ステップS20)。この車両の平均加速度とは、上述のようなu個のサンプリングデータの平均値である。そして、車両の減速が行われていなかった場合には(ステップS20;No)、揺り戻し検知処理を終了して図3のステップS4の処理に移行する。 Detailed processing of this swingback detection is shown in FIG. 5. First, it is determined whether or not the vehicle is decelerated based on whether or not the average acceleration of the vehicle is negative (step S20). The average acceleration of the vehicle is an average value of u pieces of sampling data as described above. If the vehicle has not been decelerated (step S20; No), the swingback detection process is terminated, and the process proceeds to step S4 in FIG.
また、車両の減速が行われていた場合には(ステップS20;Yes)、車両の最新加速度が正であるか否かを判定する(ステップS21)。そして、車両の最新加速度が正でない場合には(ステップS21;No)、揺り戻しが始まっていないとして揺り戻し検知処理を終了して図3のステップS4の処理に移行する。 If the vehicle has been decelerated (step S20; Yes), it is determined whether or not the latest acceleration of the vehicle is positive (step S21). If the latest acceleration of the vehicle is not positive (step S21; No), the swingback detection process is terminated because the swingback has not started and the process proceeds to the process of step S4 in FIG.
一方、車両の最新加速度が正である場合には(ステップS21;Yes)、車両の最新加速度から前々回の車両の加速度を差し引いた値が所定値以上、例えば1.0[m/s2]以上であるか否かにより、車両の急激な加速度の変化があったか否かを判定する(ステップS22)。そして、上記値が1.0[m/s2]に満たない場合には(ステップS22;No)、揺り戻しが始まっていないとして揺り戻し検知処理を終了して図3のステップS4の処理に移行する。 On the other hand, when the latest acceleration of the vehicle is positive (step S21; Yes), a value obtained by subtracting the previous vehicle acceleration from the latest acceleration of the vehicle is a predetermined value or more, for example, 1.0 [m / s 2 ] or more. It is then determined whether or not there has been a sudden change in the acceleration of the vehicle (step S22). If the above value is less than 1.0 [m / s 2 ] (step S22; No), the swingback detection process is terminated as the swingback has not started and the process of step S4 in FIG. 3 is performed. Transition.
しかし、上記値が1.0[m/s2]以上である場合には(ステップS22;Yes)、揺り戻しが開始されたと判定して、後述する図3のステップS8以下の車両の停止確定処理に移行する(図3、ステップS3;Yes)。 However, when the above value is 1.0 [m / s 2 ] or more (step S22; Yes), it is determined that the swingback has started, and the stop of the vehicle after step S8 in FIG. The process proceeds to the process (FIG. 3, Step S3; Yes).
このように揺り戻しを検知することにより、車種や加速度センサ1の取り付け場所によらず、車両の停止判定を行うことができる。但し、厳密に揺り戻しか否かを判定するためには、減衰振動の有無を確認する必要があるが、実験の結果、上記ステップS20〜S22の条件判定だけでも実用上十分な検知を行うことが可能であることが分かった。
By detecting the swing back in this way, it is possible to determine whether or not the vehicle is stopped regardless of the vehicle type or the location where the
次に、図3のステップS3において、揺り戻しが開始されていないと判定された場合には(ステップS3;No)、図3のステップS2で確認されているu個の加速度センサ1の出力値のサンプリングデータを用いて標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値σ以下であるか否かを判定する。そして、標準偏差が所定値σ以下である場合には(ステップS4;Yes)、サンプリング期間における加速度センサ1の出力値が安定しているため車両が停止状態であると判定して後述するステップS8以下の車両の停止確定処理を行う。
Next, when it is determined in step S3 in FIG. 3 that the swingback has not started (step S3; No), the output values of the
一方、標準偏差が所定値σを超える場合には(ステップS4;No)、u個の角速度センサ2の出力値のサンプリングデータを用いて角速度センサ2の標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値s以下であるか否かを判定する。そして、標準偏差が所定値s以下である場合には(ステップS5;Yes)、サンプリング期間における角速度センサ2の出力値が安定しているため車両が停止状態にあると判定して後述するステップS8以下の車両の停止確定処理を行う。
On the other hand, when the standard deviation exceeds the predetermined value σ (step S4; No), the standard deviation of the
また、標準偏差が所定値sを超える場合には(ステップS5;No)、GPSが測位状態であるか否かを判定する(ステップS6)。そして、測位状態ではない場合には(ステップS6;No)、車両の停止判定処理を終了するが、測位状態の場合には(ステップS6;Yes)、GPS速度データがゼロであるか否かを判定する(ステップS7)。そして、GPS速度データがゼロではない場合には(ステップS7;No)、車両の停止判定処理を終了するが、ゼロの場合には(ステップS7;Yes)、車両が停止したと判定して、車両の停止確定のマスク処理を行う(ステップS8)。このマスク処理の結果、車両の停止確定のフラグが立つことになり、このフラグが立っている間は車両の停止判定処理(ステップS2〜S7)は行われない(ステップS1;Yes)。 If the standard deviation exceeds the predetermined value s (step S5; No), it is determined whether or not the GPS is in a positioning state (step S6). If it is not in the positioning state (step S6; No), the vehicle stop determination process is terminated. If it is in the positioning state (step S6; Yes), it is determined whether or not the GPS speed data is zero. Determination is made (step S7). If the GPS speed data is not zero (step S7; No), the vehicle stop determination process is terminated, but if it is zero (step S7; Yes), it is determined that the vehicle has stopped, A mask process for determining the stop of the vehicle is performed (step S8). As a result of this masking process, a vehicle stop decision flag is set, and the vehicle stop determination process (steps S2 to S7) is not performed while this flag is set (step S1; Yes).
最後に、後述する車両の発進確定のマスクを解除し(ステップS9)、後述する車両の発進判定処理が行われるように設定する。 Finally, the vehicle start confirmation mask described later is released (step S9), and the vehicle start determination process described later is set to be performed.
本実施形態では、以上のような処理において、例えばサンプリング周期T期間を0.1秒間、σを0.30、sを0.15として車両の停止判定を行った。 In the present embodiment, in the processing as described above, for example, the vehicle stop determination is performed by setting the sampling period T period to 0.1 second, σ to 0.30, and s to 0.15.
以上のように、本発明によれば、加速度センサ1の出力値だけでなく、他のセンサ等の出力値に基づいて車両の停止を判定するので、確実に車両の停止を判定することができる。
As described above, according to the present invention, since the stop of the vehicle is determined based on not only the output value of the
そして、以上のようにして車両の停止が確定したと判定した場合には、前回の車両の速度(上記(4)式におけるVn-1)及び現在の車両の速度(上記(4)式におけるVn)をゼロに設定し続ける(ステップS10,S11)。更に、現在までの単位時間当たりの累積走行距離(上記(6)式におけるDn)をゼロにし続ける(ステップS12)。 When it is determined that the stop of the vehicle has been determined as described above, the previous vehicle speed (V n-1 in the above equation (4)) and the current vehicle speed (in the above equation (4)). V n ) is continuously set to zero (steps S10 and S11). Further, the cumulative travel distance per unit time up to the present (D n in the above equation (6)) is kept zero (step S12).
従って、次に車両が発進するまでの間に加速度センサ1の出力値が温度変化等の影響を受けて変動し、加速度センサ1の出力値からオフセット値を差し引いた値がゼロにならない場合でも、車両の停止確定後のサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度(上記(4)式におけるVn)及び単位時間当たりの累積走行距離(上記(6)式におけるDn)の値をゼロに設定し続けているため、自車位置表示は停止した状態となる。
Therefore, even when the output value of the
また、車両の停止判定以前の積分誤差や累積誤差等がキャンセルされるため、誤差が蓄積されず、車両の速度及び走行距離等の精度が向上する。 In addition, since the integration error and the accumulated error before the vehicle stop determination are canceled, the error is not accumulated, and the accuracy of the vehicle speed, the travel distance, and the like is improved.
次に、本実施形態の車両の発進判定処理について図6のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、一定期間の加速度センサ1の出力値あるいは角速度センサ2の出力値の変化量が大きくなる時、またはGPS測位時にGPS速度データが0[km/h]ではないことを検出した場合に車両が発進したと判定するようにした。
Next, the vehicle start determination process of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, when the change amount of the output value of the
具体的には、まず車両の発進判定処理においては、加速度センサ1の出力値の標準偏差が所定値η以上となった時、もしくは角速度センサ2の出力値の標準偏差が所定値τ以上となった時、またはGPS測位時にGPS速度データが0[km/h]ではなくなった時に、車両が発進したと判定するようにした。
Specifically, in the vehicle start determination process, first, when the standard deviation of the output value of the
以下、図6のフローチャートに基づいて本実施形態の車両の発進判定処理を説明する。この車両の発進判定処理は、上述した車両の加速度等の算出処理及び車両の停止判定処理と並行して、ナビゲーション装置が起動されている間は常に実行されている。また、図6には示していないが、加速度センサ1、角速度センサ2、GPS受信機4の出力値を所定周期T期間毎に行うサンプリング処理も、この車両の発進判定処理と並行して実行されている。
Hereinafter, the vehicle start determination process of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. This vehicle start determination process is always executed while the navigation device is activated, in parallel with the above-described calculation process of the vehicle acceleration and the like and the vehicle stop determination process. Although not shown in FIG. 6, a sampling process for performing output values of the
まず、処理が開始されると、車両の発進確定のフラグが立っているか否かが判定される(ステップS30)。そして、車両の発進が確定したと判定されていない間は、車両の発進確定のフラグが立っていないので(ステップS30;No)、次にカウンタ1の値が常に所定値εになっているか否か、即ちε個のサンプリングデータが常に存在しているか否かの判定処理に移行する(ステップS31)。そして、カウンタ1の値が所定値εに達していない間は、そのまま車両の発進判定処理を終了する(ステップS31;No)。一方、カウンタ1の値が所定値εに達している時には(ステップS31;Yes)、まず上述したように、ε個の加速度センサ1の出力値のサンプリングデータを用いて標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値η以上であるか否かを判定する。そして、標準偏差が所定値η以上である場合には(ステップS32;Yes)、サンプリング期間における加速度センサ1の出力値の変化量が大きくなったため車両が発進状態であると判定して後述するステップS36以下の車両の発進確定処理を行う。
First, when the process is started, it is determined whether or not a vehicle start confirmation flag is set (step S30). While it is not determined that the vehicle has been started, the vehicle start determination flag is not raised (step S30; No). Next, the value of the
一方、標準偏差が所定値ηに達していない場合には(ステップS32;No)、ε個の角速度センサ2の出力値のサンプリングデータを用いて角速度センサ2の標準偏差を算出し、この標準偏差が所定値τ以上であるか否かを判定する。そして、標準偏差が所定値τ以上である場合には(ステップS33;Yes)、サンプリング期間における角速度センサ2の出力値の変化量が大きくなったため車両が発進状態にあるとして後述するステップS36以下の車両の発進確定処理を行う。
On the other hand, when the standard deviation does not reach the predetermined value η (step S32; No), the standard deviation of the
また、標準偏差が所定値τに達しない場合には(ステップS33;No)、GPSが測位状態であるか否かを判定する(ステップS34)。そして、測位状態ではない場合には(ステップS34;No)、車両の発進判定処理を終了するが、測位状態の場合には(ステップS34;Yes)、GPS速度データがゼロでないか否かを判定する(ステップS35)。そして、GPS速度データがゼロの場合には(ステップS35;No)、車両の発進判定処理を終了するが、ゼロでない場合には(ステップS35;Yes)、車両が発進したと判定して、車両の発進確定のマスク処理を行う(ステップS36)。このマスク処理の結果、車両の発進確定のフラグが立つことになり、このフラグが立っている間は車両の発進判定処理(ステップS31〜S35)は行われない(ステップS30;Yes)。 If the standard deviation does not reach the predetermined value τ (step S33; No), it is determined whether the GPS is in a positioning state (step S34). If it is not in the positioning state (step S34; No), the vehicle start determination process is terminated. If it is in the positioning state (step S34; Yes), it is determined whether the GPS speed data is not zero. (Step S35). If the GPS speed data is zero (step S35; No), the vehicle start determination process is terminated. If the GPS speed data is not zero (step S35; Yes), it is determined that the vehicle has started, and the vehicle The start determination masking process is performed (step S36). As a result of this masking process, a vehicle start confirmation flag is set, and the vehicle start determination process (steps S31 to S35) is not performed while this flag is set (step S30; Yes).
最後に、前述した車両の停止確定のマスクを解除し(ステップS37)、前述した車両の停止判定処理が行われるように設定する。 Finally, the above-described mask for confirming the stop of the vehicle is released (step S37), and the above-described stop determination process for the vehicle is set.
本実施形態では、以上のような処理において、例えばサンプリング周期T期間を0.1秒間、ηを4.00、τを2.00として車両の発進判定を行った。 In the present embodiment, in the processing as described above, for example, the vehicle start determination is performed by setting the sampling period T period to 0.1 second, η 4.00, and τ 2.00.
以上のように、本発明によれば、加速度センサ1の出力値だけでなく、他のセンサ等の出力値に基づいて車両の発進を判定するので、確実に車両の発進を判定することができる。
As described above, according to the present invention, since the start of the vehicle is determined based on not only the output value of the
以上説明したように、本発明によれば、正確に車両の停止と発進を判定することができ、車両の停止が確定したと判定した場合には、前回の車両の速度(上記(4)式におけるVn-1)と現在の車両の速度(上記(4)式におけるVn)及び現在までの単位時間当たりの累積走行距離(上記(6)式におけるDn)をゼロに設定し続けるので、次に車両が発進するまでの間に加速度センサ1の出力値からオフセット値を差し引いた値がゼロにならない場合でも、確実に車両の速度と累積走行距離をゼロにし続けて自車位置表示を停止させた状態にすることができる。また、車両の発進後において算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度(上記(4)式におけるVn)及び単位時間当たりの累積走行距離(上記(6)式におけるDn)は、初速度となる前回の車両の速度(上記(4)式におけるVn-1)及び前回までの単位時間当たりの累積走行距離(上記(6)式におけるDn-1)が共にゼロであるため、誤差を減少させることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately determine stop and start of the vehicle, and when it is determined that the stop of the vehicle is confirmed, the speed of the previous vehicle (the above formula (4)) V n-1 ) and the current vehicle speed (V n in the above equation (4)) and the cumulative travel distance per unit time (D n in the above equation (6)) are set to zero. Even if the value obtained by subtracting the offset value from the output value of the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図7及び図8に基づいて説明する。なお、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成及び加速度センサの構成は図1及び図2に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the schematic configuration of the navigation device and the configuration of the acceleration sensor of the present embodiment are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the same reference numerals are given to the common portions with the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
上記第1の実施形態においては、車両の停止確定中は現在の車両の速度Vnと前回の車両の速度Vn-1と現在までの車両の単位時間当たりの累積走行距離Dnをゼロにし続けていたため、車両の発進後に算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度Vn及び単位時間当たりの累積走行距離Dnは、車両の停止時において加速度センサ1の出力値のオフセット値aoeが変動する場合でも、車両の停止時における積分誤差や累積誤差等の影響を受けることなく正確に算出されることになる。
In the first embodiment, while the stop of the vehicle is confirmed, the current vehicle speed V n , the previous vehicle speed V n−1, and the cumulative travel distance D n per unit time of the vehicle up to the present are set to zero. Therefore, the current vehicle speed V n and the cumulative travel distance D n per unit time at the sampling time nT calculated after the start of the vehicle are the offset value a oe of the output value of the
しかし、加速度センサ1の出力値の上記停止時のオフセット値aoeの変動は、ナビゲーション装置の起動時や車両停止中における温度変化時、あるいは車両停止直後の加速度センサ1の出力値の安定時間のばらつき等によっても発生するため、上記(2)式に示した停止時のオフセット値aoeを固定値とした場合には、上記(2)式により算出される車両の加速度Anは加速度センサ1の出力値のオフセット値aoeの変動に追従せずに誤差を有することになる。
However, the fluctuation of the offset value a oe at the time of stopping of the output value of the
その結果、上記(3)式で求められる車両の速度変化量ΔVn及び上記(5)式で求められる車両の走行距離の変化量Δdnにも誤差が生じることになり、その結果、上記(4)式で求められる車両の速度Vn及び上記(6)式で求められる車両の単位時間当たりの累積走行距離Dnにも誤差が生じることになる。 As a result, the above (3) speed variation of the vehicle obtained by the equation [Delta] V n and (5) an error in the variation [Delta] d n of the traveling distance of the vehicle obtained by the expression occurs, as a result, the ( An error also occurs in the vehicle speed V n obtained by the equation (4) and the cumulative travel distance D n per unit time obtained by the equation (6).
ここで、上記(2)式において上記停止時のオフセット値aoeを加速度センサ1の出力値a'nから差し引くのは、加速度センサ1の出力値a'nが車両の停止時においてもゼロにならず所定値、即ち上記停止時のオフセット値aoeを示すように、加速度センサ1が設計されているためである。
Here, in the equation (2), the offset value a oe at the time of stopping is subtracted from the output value a ′ n of the
そこで、本実施形態では、上記停止時のオフセット値aoeを固定値とせずに、上記第1の実施形態で説明したような正確な車両の停止判定処理により停止が確定した場合に、車両の停止確定時の加速度センサ1の出力値a'nの平均値を求め、その平均値により上記停止時のオフセット値aoeを更新することにした。更に、加速度センサ1の出力値a'nがより一層安定した状態にある時に上記平均値を求めるため、車両の停止直後と発進直前の所定期間を平均値算出期間から除くことにした。
Therefore, in this embodiment, when the stop value is determined by the accurate vehicle stop determination process as described in the first embodiment without setting the offset value a oe at the time of stop as a fixed value, The average value of the output values a ′ n of the
これにより、車両の停止時において加速度センサ1の出力値a'nが装置起動時や温度変化時等により変動した場合でも、その変動に追従した上記停止時のオフセット値aoeを設定することができ、車両の発進後において算出される車両の加速度Anの誤差を減少させることができ、その結果、車両の速度変化量ΔVn及び走行距離の変化量Δdnの誤差を減少させ、その結果車両の速度Vn及び単位時間当たりの累積走行距離Dnの誤差を減少させることができる。
Thus, even when the output value a ′ n of the
以下、図7及び図8を用いて本実施形態における具体的な車両停止時におけるオフセット値aoeの更新方法について説明する。なお、以下に示す処理は主にCPU7にて行われることになる。
Hereinafter, a specific method for updating the offset value a oe when the vehicle is stopped will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The processing shown below is mainly performed by the
図7は停止時におけるオフセット値の更新処理を示すフローチャートであり、当該処理は、第1の実施形態で説明した車両の加速度等の算出処理及び車両の停止判定処理並びに車両の発進判定処理と別に並行して実行されるものである。また、加速度センサ1の出力値のサンプリング期間は、第1の実施形態で説明したサンプリング周期と同様にT期間となっており、当該更新処理はT期間毎に実行されることになる。
FIG. 7 is a flowchart showing offset value update processing at the time of stop, which is separate from the calculation processing of the vehicle acceleration, the vehicle stop determination processing, and the vehicle start determination processing described in the first embodiment. They are executed in parallel. Further, the sampling period of the output value of the
この更新処理では、まず、第1の実施形態で説明した車両の停止確定を示すフラグが立っているか否かを判定する(ステップS40)。つまり、第1の実施形態で説明した車両の正確な停止判定により、車両の停止が確定した場合にのみこの更新処理が行われるようになっている。この判定の結果、車両の停止確定フラグが立っていない時は(ステップS40;No)、後述する車両の停止安定期間を計測するためのカウンタ2をゼロクリアし(ステップS41)、更に後述する停止時のオフセット候補値の算出期間及び車両の発進兆候期間を計測するためのカウンタ3及びカウンタ4をゼロクリアして(ステップS42,S43)、更新処理を終了する。
In this update process, first, it is determined whether or not the flag indicating the stop of the vehicle described in the first embodiment is set (step S40). That is, the update process is performed only when the vehicle stop is confirmed by the accurate stop determination of the vehicle described in the first embodiment. As a result of the determination, when the vehicle stop confirmation flag is not raised (step S40; No), the
一方、車両の停止確定フラグが立っており、車両の停止が確定している場合には(ステップS40;Yes)、車両の停止安定期間が終了したか否かをカウンタ2の値が所定値αに達したか否かで判定する(ステップS44)。カウンタ2は上述したように車両の停止が確定していない時には常にゼロクリアされるが、車両の停止が確定するとゼロクリアされないため、サンプリング周期T期間毎にインクリメントされる。従って、カウンタ2の値が所定値αに達するのは、車両の停止確定直後からαT期間経過後の時である。つまり、この期間が車両の停止安定期間であり、この期間は加速度センサ1の出力値の平均値の算出は行わない。これは、車両の停止確定直後は車両が若干動いていたり、揺れていたりする場合があるため、加速度センサ1の出力値が安定していない可能性があるためである。
On the other hand, if the vehicle stop confirmation flag is set and the vehicle stop is confirmed (step S40; Yes), the value of the
そこで、この車両の停止安定期間が終了していない場合には(ステップS44;No)、カウンタ2の値をインクリメントして、更新処理を終了する。なお、この時カウンタ3及びカウンタ4のゼロクリア処理も行うことになる(ステップS42,S43)。
Therefore, when the stop stable period of the vehicle has not ended (step S44; No), the value of the
一方、車両の停止安定期間が終了した場合には(ステップS44;Yes)、加速度センサ1の出力値が安定したか否かを、当該出力値の標準偏差が所定値2σ以下であるかで判定する(ステップS45)。そして、車両の停止安定期間終了後に加速度センサ1の出力値の標準偏差が所定値2σを超える場合には、安定した値でないため、オフセット値を更新することができない。従って、後述する停止時のオフセット候補値の算出期間及び車両の発進兆候期間を計測するためのカウンタ3及びカウンタ4をゼロクリアして(ステップS42,S43)、更新処理を終了する。
On the other hand, when the stop stable period of the vehicle has ended (step S44; Yes), it is determined whether or not the output value of the
しかし、車両の停止安定期間が終了し(ステップS44;Yes)、加速度センサ1の出力値の標準偏差が所定値2σ以下となって安定した場合には(ステップS45;Yes)、停止時のオフセット候補値の算出を行うため、加速度センサ1の出力値のサンプリング処理を行う。サンプリングは本実施形態ではβ個に設定しており、カウンタ3の値が所定値βになるまで(ステップS46;Yes)サンプリングを続ける(ステップS46;No)。カウンタ3は上述したように加速度センサ1の出力値の標準偏差が所定値2σを超える時には常にゼロクリアされるが、所定値2σ以下になるとゼロクリアされないため、サンプリング周期T期間毎にインクリメントされる。従って、カウンタ3の値が所定値βに達するのは、車両の停止確定直後から(α+β)T期間経過後の時である。
However, when the stable stop period of the vehicle ends (step S44; Yes) and the standard deviation of the output value of the
そして、カウンタ3の値が所定値βになり、即ち上記標準偏差が所定値2σ以下となってからβT期間経過した時に(ステップS46;Yes)、停止時のオフセット値の第m候補値を算出する(ステップS47)。このmは1から始まる整数であり、最初は第1候補値が算出される。
When the value of the
この候補値の算出は、下記(7)式に基づいてCPU7により行われる。
The calculation of the candidate value is performed by the
次に、停止時のオフセット候補値の算出と記憶が終了した後は、車両の発進兆候期間が終了したか否かをカウンタ4の値が所定値γに達したか否かで判定する(ステップS48)。カウンタ4は、上記停止時のオフセット候補値算出のためのサンプリング期間が終了していない間はゼロクリアされており、サンプリング期間終了後の停止時のオフセット第m候補値算出後であって車両の発進兆候期間の終了判定後にインクリメントされるので、停止時のオフセット第1候補値算出時にはカウンタ4の値は0、停止時のオフセット第2候補値算出時にはカウンタ4の値は1となる。
Next, after the calculation and storage of the offset candidate value at the time of stopping are completed, it is determined whether the value of the
この更新処理はサンプリング周期T期間毎に実行されるから、カウンタ4の値が所定値γに達するのは、上記停止時のオフセット候補値算出のためのサンプリング期間終了直後からγT期間経過後の時であり、この期間を車両の発進兆候期間としている。この車両の発進兆候期間は車両の発進確定直前において車両が動き始め、加速度センサ1の出力値が不安定になる可能性があるため、加速度センサ1の出力値の平均値を算出しないようにしているものである。
Since this updating process is executed every sampling period T, the value of the
以上のように、上記停止時のオフセット第1候補値が算出された直後においては、カウンタ4の値は0であり、所定値γに達していないため(ステップS48;No)、カウンタ4の値をインクリメントし(ステップS50)、今回の更新処理を終了する。
As described above, immediately after the offset first candidate value at the time of stop is calculated, the value of the
そして、次の周期1T期間後にこの更新処理が実行されると、車両は停止状態にあるため(ステップS40;Yes)、車両の停止安定期間の終了判定処理が行われるが(ステップS44)、上述したように既に車両の停止安定期間は終了しているため(ステップS44;Yes)、加速度センサ1の出力値が安定しているか否かが判定され(ステップS45)、安定している場合には(ステップS45;Yes)、サンプリング期間の終了判定処理に移行する(ステップS46)。しかし、この場合でも上述したように既にカウンタ3の値は所定値βに達しているので(ステップS46;Yes)、現在の加速度センサ1の出力値のサンプリングを行い、停止時のオフセット第2候補値算出を行う(ステップS47)。なお、この時には、停止時のオフセット第1候補値の算出のために既にβ個のサンプリングが行われており、今回のサンプリングでβ+1個のサンプリングが行われたことになるが、停止時のオフセット候補値の算出はあくまでもβ個のサンプリングデータに基づいて行われるように設定されており、今回のサンプリングデータから(β−1)個前のデータまでに基づいて上記(7)式により停止時のオフセット第2候補値が算出される(ステップS47)。
When this update process is executed after the next period 1T, since the vehicle is in a stopped state (step S40; Yes), an end determination process for the stop period of the vehicle is performed (step S44). As described above, since the vehicle stop stabilization period has already ended (step S44; Yes), it is determined whether or not the output value of the
この算出された停止時のオフセット第2候補値は、図8に示すバッファ8aの最上位アドレス部に記憶され、その前に前回記憶された停止時のオフセット第1候補値は最上位アドレス部よりも候補値1個分下位のアドレス部にシフトされる。従って、バッファ8a上では停止時のオフセット第2候補値の上に第1候補値が積み上げられることになる。 The calculated second offset candidate value at the time of stop is stored in the highest address part of the buffer 8a shown in FIG. 8, and the first offset candidate value at the time of stop stored before that is from the highest address part. Is also shifted to the lower address part by one candidate value. Therefore, the first candidate value is stacked on the buffer 8a on the offset second candidate value at the time of stop.
そして、この停止時のオフセット第2候補値の算出後のカウンタ4の値は、前回の車両の発進兆候期間の終了判定後のインクリメントにより1になっており、まだ所定値γに達していないため(ステップS48;No)、カウンタ4の値をインクリメントして更新処理を終了する。以下同様に、次々に停止時のオフセット候補値の算出が行われる。
Then, the value of the
また、停止時のオフセット第(γ+1)候補値の算出が行われた時には(ステップS47)、バッファ8aには、最下位アドレスから最上位アドレスに向かって、停止時のオフセット第1候補値から第γ候補値までの所定値γ個の停止時のオフセット候補値が既に記憶されおり、停止時のオフセット第(γ+1)候補値を最上位アドレス部に記憶させると、{(γ+1)−γ}番目、即ち停止時のオフセット第1候補値がバッファ8aから溢れることになる。 When calculation of the offset (γ + 1) candidate value at the time of stop is performed (step S47), the buffer 8a stores the first offset candidate value at the time of stop from the lowest address to the highest address. Predetermined values γ offset candidate values up to the γ candidate value are already stored, and when the (γ + 1) candidate offset value at the time of stop is stored in the most significant address part, {(γ + 1) −γ} th That is, the offset first candidate value at the time of stopping overflows from the buffer 8a.
更に、この時のカウンタ4の値は、前回のインクリメントにより所定値γになっているため、車両の発進兆候期間が終了したと判定して(ステップS48;Yes)、上述のように溢れた停止時のオフセット第1候補値を停止時のオフセット値として更新し(ステップS49)、今回の更新処理を終了する。
Furthermore, since the value of the
以下、同様に、停止時のオフセット第(γ+2)候補値の算出が行われた時には(ステップS47)、既に車両の発進兆候期間は終了しているので(ステップS48;Yes)、停止時のオフセット第2候補値を停止時のオフセット値として更新され、更に、停止時のオフセット第m候補値が算出された時には、停止時のオフセット第(m−γ)候補値が停止時のオフセット値として更新される。 Hereinafter, similarly, when calculation of the (γ + 2) th offset candidate value at the time of stop is performed (step S47), the vehicle start sign period has already ended (step S48; Yes), so the offset at the time of stop The second candidate value is updated as an offset value at the time of stop, and further, when the m-th offset candidate value at the time of stop is calculated, the offset (m−γ) candidate value at the time of stop is updated as the offset value at the time of stop. Is done.
そして、以上のように停止時のオフセット値が次々に更新されている状態で、第1の実施形態で説明した処理により車両の発進が確定すると、車両の停止確定フラグは立っていないため(ステップS40;No)、カウンタ2及びカウンタ3並びにカウンタ4はゼロクリアされ(ステップS41,42,43)、ここまでの段階で更新された停止時の最新オフセット値に基づいて車両の発進後の加速度等の算出が行われることになる。
If the start of the vehicle is confirmed by the process described in the first embodiment in the state where the offset values at the time of stop are successively updated as described above, the vehicle stop confirmation flag is not set (step S40; No), the
本実施形態では、例えば具体的に、サンプリング周期T期間を第1の実施形態と同様に0.1秒とし、αを5、βを16、γを5として停止時のオフセット値aoeの更新を行った。 In the present embodiment, for example, specifically, the sampling period T period is set to 0.1 second as in the first embodiment, α is set to 5, β is set to 16, and γ is set to 5, and the offset value a oe at the time of stop is updated. Went.
以上のように、本発明によれば、停止時のオフセット候補値算出期間内のサンプリングデータに基づいて得られた平均値により、次々に停止時のオフセット値が更新されることになり、上記装置起動時や温度変化時あるいは加速度センサ1の出力値の安定時間のばらつき等により加速度センサ1の出力値が変動する場合でも、その変動に追従した適切な停止時のオフセット値aoeを設定することができる。
As described above, according to the present invention, the offset value at the time of stop is updated one after another by the average value obtained based on the sampling data within the offset candidate value calculation period at the time of stop. Even when the output value of the
その結果、車両の発進後において、適正な停止時のオフセット値により、誤差の少ない車両の加速度を算出することができ、当該車両の加速度から算出される車両の速度及び走行距離の誤差を減少させることができる。 As a result, after starting the vehicle, it is possible to calculate the acceleration of the vehicle with less error by using an appropriate offset value at the time of stopping, and to reduce the error of the vehicle speed and travel distance calculated from the acceleration of the vehicle. be able to.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図9に基づいて説明する。なお、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成及び加速度センサ1の構成は図1及び図2に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The schematic configuration of the navigation device and the configuration of the
上記第2の実施形態においては、車両の停止確定時における加速度センサ1の出力値の平均値に基づいて停止時のオフセット値の更新を行うことにより、上記装置起動時や温度変化時あるいは加速度センサ1の出力値の安定時間のばらつき等による加速度センサ1の出力値の変動に追従した適切な車両の加速度等の算出を可能とした。
In the second embodiment, the offset value at the time of stopping is updated based on the average value of the output values of the
しかしながら、高速道路等での長距離無停止走行のような長時間にわたって無停止走行状態が続く場合には、第2の実施形態のように車両の停止確定時の加速度センサ1の出力値の平均値に基づいて停止時のオフセット値の更新を行うことができない。
However, when the non-stop running state continues for a long time such as long-distance non-stop running on an expressway or the like, the average output value of the
その結果、長時間(長距離)無停止走行中に、温度変化等により加速度センサ1の出力値が変動した場合には、この変動に追従した適切な車両走行時のオフセット値の更新を行うことができず、算出される車両の加速度及び速度並びに走行距離に誤差を生じることになる。特に、高速道路等では、車両の走行距離を正確に求めないと、”出口”や”分岐”等の経路案内等をタイミング良く行えない。
As a result, when the output value of the
そこで、本実施形態では、長時間(長距離)無停止走行状態であって、車両の角速度と速度の変化量が少ない状態であることを検知した場合には、この期間の加速度センサ1の出力値の平均値を求め、車両走行時のオフセット値がこの平均値に近づくように更新することにした。これは、長時間(長距離)無停止走行中であっても、車両の角速度と速度の変化量が少なければ、車両が等速度走行状態に近いと考えられるからである。
Therefore, in this embodiment, when it is detected that the vehicle is in a non-stop traveling state for a long time (long distance) and the amount of change in the angular velocity and the speed of the vehicle is small, the output of the
以下、図9を用いて本実施形態における具体的な車両走行時におけるオフセット値の更新処理について説明する。なお、以下に示す処理は主にCPU7にて行われることになる。
Hereinafter, offset value update processing during specific vehicle travel in the present embodiment will be described with reference to FIG. 9. The processing shown below is mainly performed by the
図9は走行時におけるオフセット値の更新処理を示すフローチャートであり、当該処理は、第1の実施形態で説明した車両の加速度等の算出処理及び車両の停止判定処理並びに車両の発進判定処理と別に並行して実行されるものである。また、加速度センサ1の出力値のサンプリング期間は、第1の実施形態で説明したサンプリング周期と同様にT期間となっており、当該更新処理はT期間毎に実行されることになる。
FIG. 9 is a flowchart showing offset value update processing during traveling. This processing is separate from the vehicle acceleration calculation processing, vehicle stop determination processing, and vehicle start determination processing described in the first embodiment. They are executed in parallel. Further, the sampling period of the output value of the
この更新処理では、まず、第1の実施形態で説明した車両の発進確定を示すフラグが立っているか否かを判定する(ステップS51)。つまり、第1の実施形態で説明した正確な車両の発進判定により、車両の発進が確定した場合にのみこの更新処理が行われるようになっている。この判定の結果、車両の発進確定フラグが立っていない時は(ステップS51;No)、後述する車両の走行時のオフセット値更新判定期間を計測するためのカウンタ5をゼロクリアし(ステップS52)、更新処理を終了する。
In this update process, first, it is determined whether or not the flag indicating the start of the vehicle described in the first embodiment is set (step S51). That is, the update process is performed only when the vehicle start is determined by the accurate vehicle start determination described in the first embodiment. As a result of this determination, when the vehicle start confirmation flag is not raised (step S51; No), the
一方、車両の発進確定フラグが立っており、車両の発進が確定している場合には(ステップS51;Yes)、上記第1の実施形態で説明した(4)式により、加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度Vnが30[km/h]以上であるか否かを判定する(ステップS53)。これは、車両の速度が低すぎる場合には、車両の速度及び加速度が不安定になる傾向にあるため、車両走行時のオフセット値の更新に適した状態であるとは言えないためである。また、これはバック走行をしている場合を除外するためのものでもある。つまり、通常30km/hでバック走行をすることはないため、30km/h以上であれば車両が前進していると推測されるからである。従って、当該車両の速度Vnが30[km/h]未満である場合には(ステップS53;No)、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS52)この更新処理を終了する。
On the other hand, when the vehicle start confirmation flag is set and the vehicle start is confirmed (step S51; Yes), the output of the
しかし、当該車両の速度Vnが30[km/h]以上の場合には(ステップS53;YES)、GPSが測位状態であるか否かを判定する(ステップS54)。そして、GPSが測位状態にあり(ステップS54;Yes)、正確な車両の速度が計測可能な場合には、GPS測位によるGPS速度データが30[km/h]以上であるか否かを判定する(ステップS55)。この理由は加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度Vnが30[km/h]以上であるか否かを判定する理由と同様である。
However, if the speed V n of the vehicle is 30 [km / h] or more (step S53; YES), it is determined whether the GPS is in a positioning state (step S54). Then, if the GPS is in a positioning state (step S54; Yes) and the accurate vehicle speed can be measured, it is determined whether or not the GPS speed data obtained by GPS positioning is 30 [km / h] or more. (Step S55). The reason is the same as the reason for determining whether or not the current vehicle speed V n at the sampling time nT calculated based on the output value of the
従って、当該GPS速度データが30[km/h]未満である場合には(ステップS55;No)、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS52)この更新処理を終了する。
Therefore, when the GPS speed data is less than 30 [km / h] (step S55; No), the
しかし、当該GPS速度データが30[km/h]以上の場合には(ステップS55;YES)、加速度センサ1の出力値に基づいて算出したサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS56)。これは、加速度センサ1の出力値により算出された速度の変化量(加速度An)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。その結果、車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]を超える場合には(ステップS56;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS52)この更新処理を終了する。
However, when the GPS speed data is 30 [km / h] or higher (step S55; YES), the absolute value of the current vehicle acceleration An at the sampling time nT calculated based on the output value of the
一方、車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS56;Yes)、次に車両の角加速度の絶対値が0.3[deg/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS57)。これは、角速度センサ2の出力値により算出された角速度の変化量(角加速度)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。その結果、車両の角加速度の絶対値が0.3[deg/s2]を超える場合には(ステップS57;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS52)この更新処理を終了する。
On the other hand, if the absolute value of the vehicle acceleration An is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S56; Yes), then the absolute value of the vehicle angular acceleration is 0.3 [deg / s. 2 ] It is determined whether or not the following is true (step S57). This is to determine whether or not it can be said that the amount of change (angular acceleration) of the angular velocity calculated from the output value of the
しかし、車両の角加速度の絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS57;Yes)、次に、GPS測位によるGPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS58)。これも、GPS速度データの変化量(GPS加速度データ)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。その結果、当該GPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]を超える場合には(ステップS58;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS52)この更新処理を終了する。
However, if the absolute value of the angular acceleration of the vehicle is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S57; Yes), then the absolute value of the GPS acceleration data obtained by GPS positioning is 0.3 [m. / S 2 ] or less (step S58). This is also for determining whether or not it can be said that the amount of change in the GPS speed data (GPS acceleration data) is small and the vehicle is in a constant speed traveling state. As a result, when the absolute value of the GPS acceleration data exceeds 0.3 [m / s 2 ] (step S58; No), it cannot be said that the vehicle is in a constant speed running state, and therefore the
一方、当該GPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS58;Yes)、以上のような各条件を満たした車両の等速度走行状態が所定期間継続したか否かをカウンタ5の値により判定する(ステップS59)。そして、カウンタ5の値が所定値λに達して車両の等速度走行状態が継続していると判定した場合には(ステップS59;Yes)、下記(8)式により当該車両の等速度走行状態における加速度センサ1の出力値の平均値に近づくように車両走行時のオフセット値を更新する(ステップS60)。しかし、カウンタ5の値が所定値λに達していない場合には(ステップS59;No)、カウンタ5の値をインクリメントして、この更新処理を終了する。
On the other hand, when the absolute value of the GPS acceleration data is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S58; Yes), the constant speed running state of the vehicle satisfying the above conditions is a predetermined period. It is determined from the value of the
そして、以上のような各条件を満たす車両の等速度走行状態にある限りは、上記(8)式により過去λT期間分の加速度センサ1のサンプリングデータの平均値が求められ、車両走行時のオフセット値aoenが次々に上記平均値に近づきながら更新されていく。また、更新速度は可変更新定数δに比例する。
As long as the vehicle satisfies the above conditions and is in a constant speed running state, the average value of the sampling data of the
また、GPS測位状態ではない場合でも(ステップS54;No)、加速度センサ1の出力値に基づいて算出した速度の変化量である加速度Anの絶対値が0.2[m/s2]以下であり(ステップS61;Yes)かつ角速度センサ2の出力値に基づいて算出した角速度の変化量である角加速度の絶対値が0.2[deg/s2]以下である場合には(ステップS62;Yes)、車両が等速度走行状態にあると判定して上述のような車両走行時のオフセット値の更新を行う。
Even when not the GPS positioning state (step S54; No), the absolute value of the acceleration A n is a variation of speed calculated based on the output value of the
しかし、車両の加速度Anの絶対値が0.2[m/s2]を超える場合(ステップS61;No)、あるいは車両の角加速度の絶対値が0.2[deg/s2]を超える場合には(ステップS62;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ5をゼロクリアして(ステップS63)この更新処理を終了する。
However, when the absolute value of the vehicle acceleration An exceeds 0.2 [m / s 2 ] (step S61; No), or the absolute value of the vehicle angular acceleration exceeds 0.2 [deg / s 2 ]. (Step S62; No), since it cannot be said that the vehicle is in the constant speed running state, the
以上のように、本発明によれば、車両が等速度走行状態にあると判定された期間内の加速度センサ1のサンプリングデータに基づいて得られた平均値により、次々に車両走行時のオフセット値が上記平均値に近づきながら更新されることになり、長時間(長距離)無停止走行時に温度変化等により加速度センサ1の出力値が変動する場合でも、その変動に追従した適切な車両走行時のオフセット値aoeを設定することができる。
As described above, according to the present invention, the average value obtained based on the sampling data of the
その結果、車両走行時において、適正な車両走行時のオフセット値により、誤差の少ない車両の加速度を算出することができ、当該車両の加速度から算出される車両の速度及び走行距離の誤差を減少させることができる。 As a result, when the vehicle travels, the vehicle acceleration with less error can be calculated by the appropriate offset value during vehicle travel, and the vehicle speed and travel distance error calculated from the vehicle acceleration are reduced. be able to.
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を図10乃至図15に基づいて説明する。なお、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成及び加速度センサ1の構成は図1及び図2に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The schematic configuration of the navigation device and the configuration of the
上記第2の実施形態または第3の実施形態においては、車両停止時あるいは走行時における加速度センサ1の出力値の平均値に基づいてオフセット値の更新を行うことにより、上記装置起動時や長時間(長距離)無停止走行時や温度変化時等による加速度センサ1の出力値の変動に追従した適切な車両の加速度等の算出を可能とした。
In the second embodiment or the third embodiment, the offset value is updated based on the average value of the output values of the
しかしながら、上記第1の実施形態で説明した(2)式に示すように、車両の加速度AnはゲインGn-1を乗じることにより算出され、従来はこのゲインGn-1を固定値としていたため、ナビゲーション装置の水平及び車両前後方向に対する取り付け角度に対してゲインが変動する場合でも適切に調整ができず、また、装置起動時や温度ドリフト時によるゲイン変動あるいは加減速時の車両本体の傾斜角の変動の相違等によるゲイン変動などに対応できなかった。 However, as shown in described in the first embodiment (2), the acceleration A n of the vehicle is calculated by multiplying the gain G n-1, the conventional as a fixed value of the gain G n-1 Therefore, even if the gain fluctuates with respect to the mounting angle of the navigation device with respect to the horizontal and the vehicle front-rear direction, it cannot be adjusted properly. It was not possible to deal with gain fluctuations due to differences in inclination angle fluctuations.
従って、上記(2)式により算出される車両の加速度に誤差を生じ、その結果、上記(4)式により算出される車両の速度及び上記(6)式により算出される車両の走行距離に誤差を生じた。 Therefore, an error occurs in the vehicle acceleration calculated by the above equation (2), and as a result, an error occurs in the vehicle speed calculated by the above equation (4) and the vehicle travel distance calculated by the above equation (6). Produced.
そこで、本実施形態では、第3の実施形態で説明した車両が等速度走行状態と判定される期間において、その期間中の加速度センサ1の出力値に基づいて算出される車両の速度の平均値と、GPS測位によるGPS速度データの平均値との比により、ゲインGn-1の更新を行うことにした。
Therefore, in the present embodiment, in the period in which the vehicle described in the third embodiment is determined to be in the constant speed running state, the average value of the vehicle speed calculated based on the output value of the
次に、車両の発進が確定している間、加速度センサ1の出力値により算出された加速度の変化量が少ない状態(等加速度走行状態)で走行している場合と、ジャイロ(角速度)センサ2の出力値により算出された角速度の変化量である角加速度の変化量が少ない状態(等角加速度走行状態)で走行している場合と、GPS測位時にのみGPS速度データの変化量であるGPS加速度データの変化量が少ない状態(等加速度走行状態)で走行している場合には、その期間(nT期間)の加速度センサ1の出力値により算出された加速度の平均値とGPS速度データの変化量であるGPS加速度データの平均値を比較しながら、GPS加速度データ平均値に近づくようにゲイン補正係数を車両の加速時と減速時それぞれ独立にゲイン変動に追従する(永久)学習をしながら収束させていくことにした。
Next, while the start of the vehicle is fixed, the vehicle is traveling in a state where the amount of change in acceleration calculated from the output value of the
以下、図10乃至図15に基づいて本実施形態のゲイン更新処理及び補正係数更新処理について説明する。なお、以下に示す処理は主にCPU7にて行われることになる。
Hereinafter, gain update processing and correction coefficient update processing according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 15. The processing shown below is mainly performed by the
図10は等速度走行状態及び等加速度走行状態におけるゲイン更新処理及びゲイン補正係数更新処理を示すフローチャートであり、当該処理は、第1の実施形態で説明した車両の加速度等の算出処理及び車両の停止判定処理並びに車両の発進判定処理、更には第2の実施形態で説明した車両停止時のオフセット値の更新処理、第3の実施形態で説明した車両走行時のオフセット値の更新処理と別に並行して実行されるものである。また、加速度センサ1の出力値のサンプリング期間は、第1の実施形態で説明したサンプリング周期と同様にT期間となっており、当該更新処理はT期間毎に実行されることになる。
FIG. 10 is a flowchart showing a gain update process and a gain correction coefficient update process in the constant speed travel state and the constant acceleration travel state. The process includes the calculation process of the vehicle acceleration and the like described in the first embodiment, In parallel with the stop determination process, the vehicle start determination process, the offset value update process when the vehicle is stopped as described in the second embodiment, and the offset value update process when the vehicle is driven as described in the third embodiment. Is executed. Further, the sampling period of the output value of the
まず、このゲイン更新処理では、第1の実施形態で説明した車両の発進確定を示すフラグが立っているか否かを判定する(ステップS70)。つまり、第1の実施形態で説明した正確な車両の発進判定により、車両の発進が確定した場合にのみこの更新処理が行われるようになっている。この判定の結果、車両の発進確定フラグが立っていない時は(ステップS70;No)、後述する車両の等速度走行時加速度センサゲイン更新判定期間及び車両の等加速度走行時の加減速独立のゲイン補正係数更新判定期間を計測するためのカウンタ6及びカウンタ7をゼロクリアし(ステップS71,84)、更新処理を終了する。
First, in this gain update process, it is determined whether or not the flag indicating the start of the vehicle described in the first embodiment is set (step S70). That is, the update process is performed only when the vehicle start is determined by the accurate vehicle start determination described in the first embodiment. As a result of this determination, when the vehicle start confirmation flag is not raised (step S70; No), the acceleration sensor gain update determination period during constant speed traveling of the vehicle, which will be described later, and the acceleration / deceleration independent gain during constant acceleration traveling of the vehicle are described. The
一方、車両の発進確定フラグが立っており、車両の発進が確定している場合には(ステップS70;Yes)、GPSが測位状態であるか否かを判定する(ステップS72)。そして、GPSが測位状態になく(ステップS72;No)、正確なGPS速度データの計測ができない場合にはカウンタ6及びカウンタ7をゼロクリアし(ステップS71,S84)、更新処理を終了する。
On the other hand, when the vehicle start confirmation flag is set and the vehicle start is confirmed (step S70; Yes), it is determined whether the GPS is in a positioning state (step S72). If the GPS is not in the positioning state (step S72; No) and accurate GPS speed data cannot be measured, the
しかし、GPSが測位状態にあり(ステップS72;Yes)、正確なGPS速度データが計測可能な場合には、GPS測位によるGPS速度データが30[km/h]以上であるか否かを判定する(ステップS73)。これは、GPS速度データが低すぎる場合には、車両の速度及び加速度が不安定になる傾向にあるため、ゲインの更新に適した状態であるとは言えないためである。 However, if the GPS is in a positioning state (step S72; Yes) and accurate GPS speed data can be measured, it is determined whether or not the GPS speed data by GPS positioning is 30 [km / h] or more. (Step S73). This is because if the GPS speed data is too low, the vehicle speed and acceleration tend to become unstable, so it cannot be said that the state is suitable for gain update.
従って、当該GPS速度データが30[km/h]未満である場合には(ステップS73;No)、カウンタ6をゼロクリアし(ステップS78)、この更新処理を終了して、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
Therefore, when the GPS speed data is less than 30 [km / h] (step S73; No), the
しかし、当該GPS速度データが30[km/h]以上の場合には(ステップS73;Yes)、上記第1の実施形態で説明した(4)式により、加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の速度Vnが30[km/h]以上であるか否かを判定する(ステップS74)。
However, when the GPS speed data is 30 [km / h] or higher (step S73; Yes), the GPS speed data is calculated based on the output value of the
当該車両の速度Vnが30[km/h]未満である場合には(ステップS74;No)、カウンタ6をゼロクリアし(ステップS78)、この更新処理を終了して、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
When the speed V n of the vehicle is less than 30 [km / h] (step S74; No), the
しかし、当該車両の速度Vnが30[km/h]以上の場合には(ステップS74;Yes)、加速度センサ1の出力値に基づいて算出したサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS75)。これは、加速度センサ1の出力値により算出された車両の速度の変化量(加速度An)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。その結果、車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]を超える場合には(ステップS75;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ6をゼロクリアし(ステップS78)、この更新処理を終了して、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
However, when the speed V n of the vehicle is greater than or equal 30 [km / h] (step S74; Yes), the current of the vehicle at the sampling time nT, which is calculated based on the output value of the
一方、車両の加速度Anの絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS75;Yes)、次に車両の角加速度の絶対値が0.3[deg/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS76)。これは、角速度センサ2の出力値により算出された車両の角速度の変化量(角加速度)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。従って、車両の角加速度の絶対値が0.3[deg/s2]を超える場合には(ステップS76;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ6をゼロクリアし(ステップS78)、この更新処理を終了して、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
On the other hand, if the absolute value of the vehicle acceleration An is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S75; Yes), then the absolute value of the vehicle angular acceleration is 0.3 [deg / s. 2 ] It is determined whether or not the following is true (step S76). This is to determine whether or not the change amount (angular acceleration) of the vehicle's angular velocity calculated based on the output value of the
しかし、車両の角加速度の絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS76;Yes)、次に、GPS測位によるGPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]以下であるか否かを判定する(ステップS77)。これも、GPS速度データの変化量(GPS加速度データ)が少なく、車両が等速度走行状態にあると言えるか否かを判定するためである。その結果、当該GPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]を超える場合には(ステップS77;No)、車両が等速度走行状態にあるとは言えないので、カウンタ6をゼロクリアし(ステップS78)、この更新処理を終了して、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
However, when the absolute value of the angular acceleration of the vehicle is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S76; Yes), the absolute value of the GPS acceleration data obtained by GPS positioning is then 0.3 [m. / S 2 ] or less (step S77). This is also for determining whether or not it can be said that the amount of change in the GPS speed data (GPS acceleration data) is small and the vehicle is in a constant speed traveling state. As a result, when the absolute value of the GPS acceleration data exceeds 0.3 [m / s 2 ] (step S77; No), it cannot be said that the vehicle is in a constant speed running state, so the
一方、当該GPS加速度データの絶対値が0.3[m/s2]以下である場合には(ステップS77;Yes)、以上のような各条件を満たした車両の等速度走行状態が所定期間継続したか否かをカウンタ6の値により判定する(ステップS79)。カウンタ6は上記各条件のいずれか一つでも偽である場合にはゼロクリアされるが(ステップS78)、全ての条件が真である場合には(ステップS79;No)、ゼロクリアされず周期T期間の間隔でインクリメントされる。従って、カウンタ6の値が所定値χに達するのは、上記全ての条件が真となった直後からχT期間経過後であり、このχT期間中において車両の等速度走行状態が継続していると判定した場合には(ステップS79;Yes)、下記(9)式によりゲインの更新を行う(ステップS80)。次に、後述する図10のステップS81以下のゲイン補正係数更新処理に移行する。
On the other hand, when the absolute value of the GPS acceleration data is 0.3 [m / s 2 ] or less (step S77; Yes), the constant speed running state of the vehicle satisfying the above conditions is a predetermined period. It is determined from the value of the
以上のようなゲインの更新処理を行った後、本実施形態では、前述していた図10のステップS81以下の加減速独立のゲイン補正係数の更新処理を行う。 After performing the gain updating process as described above, in the present embodiment, the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient updating process after step S81 in FIG. 10 described above is performed.
まず、加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの変化量を求め、その車両の加速度Anの変化量の絶対値が0.3以下であるか否かについて判定し、車両の等加速度走行状態の判定を行う(ステップS81)。当該車両の加速度Anの変化量の絶対値が0.3を超える場合には(ステップS81;No)、車両が等加速度走行状態ではないとしてカウンタ7をゼロクリアして(ステップS84)、加減速独立のゲイン補正係数の更新処理を終了する。
First, determine the amount of change in acceleration A n of this vehicle at sampling time nT, which is calculated based on the output value of the
一方、上記車両の加速度Anの変化量の絶対値が0.3以下である場合には(ステップS81;Yes)、角速度センサ2の出力値に基づいて算出される車両の角速度の変化量である角加速度の変化量の絶対値が0.3以下であるか否かについて判定し、車両の等加速度走行状態の判定を行う(ステップS82)。当該車両の角加速度の変化量の絶対値が0.3を超える場合には(ステップS82;No)、車両が等加速度走行状態ではないとしてカウンタ7をゼロクリアして(ステップS84)、加減速独立のゲイン補正処理を終了する。
On the other hand, when the absolute value of the change in acceleration A n of the vehicle is 0.3 or less (step S81; Yes), the change amount of the angular velocity of the vehicle is calculated based on the output value of the
一方、上記車両の角加速度の変化量の絶対値が0.3以下である場合には(ステップS82;Yes)、GPS測位によるGPS加速度データの変化量の絶対値が0.3以下であるか否かにより、車両の等加速度走行状態の判定を行う(ステップS83)。当該GPS加速度データの変化量の絶対値が0.3を超える場合には(ステップS83;No)、車両の等加速度走行状態ではないとしてカウンタ7をゼロクリアして(ステップS84)、加減速独立のゲイン補正係数の更新処理を終了する。
On the other hand, when the absolute value of the change amount of the angular acceleration of the vehicle is 0.3 or less (step S82; Yes), whether the absolute value of the change amount of the GPS acceleration data by the GPS positioning is 0.3 or less. Whether or not the vehicle is traveling at a constant acceleration is determined based on whether or not (step S83). When the absolute value of the change amount of the GPS acceleration data exceeds 0.3 (step S83; No), the
一方、上記GPS加速度データの変化量が0.3以下である場合には(ステップs83;Yes)、以上のような車両の等加速度走行状態の判定処理をカウンタ7の値が所定値κになるまで継続する(ステップS85)。カウンタ7は上述した車両の各等加速度走行状態の判定条件のいずれか一つでも偽である場合には、ゼロクリアされるが(ステップS84)、全ての車両の等加速度走行状態の判定条件が真であれば、ゼロクリアされないので、カウンタ7の値が所定値κに達するのは、全ての車両の等加速度走行状態の判定条件が真になった直後から、κT期間経過後である。そして、車両の等加速度走行状態がκT期間継続したと判定した場合には(ステップS85:Yes)、下記(10),(11)式により加減速独立にゲイン補正係数の更新処理を行う(ステップS86)。
On the other hand, when the change amount of the GPS acceleration data is 0.3 or less (step s83; Yes), the value of the
[1] 0<Aaccn<Agpsn の場合
Gkn = Gkn-1+ φ ・・・(11−1)
[2] 0<Agpsn<Aaccn の場合
Gkn = Gkn-1− φ ・・・(11−2)
(減速時)
[1] Agpsn<Aaccn<0 の場合
Gk'n = Gk'n-1+ φ ・・・(11−3)
[2] Aaccn<Agpsn<0 の場合
Gk'n = Gk'n-1− φ ・・・(11−4)
Gkn : 今回の加速時ゲイン補正係数
Gkn-1 : 前回までの加速時ゲイン補正係数
Gk'n : 今回の減速時ゲイン補正係数
Gk'n-1 : 前回までの減速時ゲイン補正係数
φ : 可変更新定数(0≦φ≦1)
そして、以上のような各条件を満たす車両が等加速度走行状態にある限りは、上記(11−1)〜(11−4)式により加減速独立にゲイン補正係数が更新される。
[1] 0 <case of Aacc n <Agpsn Gk n = Gk n-1 + φ ··· (11-1)
[2] 0 <For Agps n <Aacc n Gk n = Gk n-1 - φ ··· (11-2)
(During deceleration)
[1] When Agps n <Aacc n <0 Gk ′ n = Gk ′ n−1 + φ (11-3)
[2] When Aacc n <Agps n <0 Gk ′ n = Gk ′ n−1 −φ (11-4)
Gk n: acceleration gain correction coefficient of this time
Gkn -1 : Gain correction factor during acceleration up to the previous time
Gk ' n : Gain correction factor during deceleration this time
Gk ' n-1 : Gain correction factor during deceleration up to the previous time
φ: Variable update constant (0 ≦ φ ≦ 1)
As long as the vehicle that satisfies the above conditions is in the constant acceleration running state, the gain correction coefficient is updated independently by acceleration and deceleration according to the above equations (11-1) to (11-4).
従って、加速時と減速時における車両の傾斜角の変動の相違等によるゲイン変動を抑えることができ、算出される車両の加速度及び速度並びに走行距離の誤差を少なくすることができる。 Accordingly, it is possible to suppress the gain fluctuation due to the difference in the fluctuation of the inclination angle of the vehicle during acceleration and deceleration, and to reduce errors in the calculated acceleration and speed of the vehicle and the travel distance.
なお、可変更新定数φは、例えば±0.004(±0.4%)、±0.002(±0.2%)、±0.001(±0.1%)等の3種類のものを用いて以下のように随時変更する。この可変更新定数φの変更は、車両の加速度の変化を観察して、ゲインが真値に収束するように行う。以下、本実施形態における加減速独立ゲイン補正係数学習処理について、図11乃至図14のフローチャートに基づいて説明する。なお、この加減速独立ゲイン補正係数学習処理は、上述したゲイン補正係数の更新処理(ステップS86)を行う時に実行されるようになっており、サンプリング期間は、上述したゲイン更新処理及びゲイン補正係数の更新処理と同様にT期間となっている。従って、当該学習処理はT期間毎に実行されることになる。 The variable update constant φ is, for example, three types such as ± 0.004 (± 0.4%), ± 0.002 (± 0.2%), ± 0.001 (± 0.1%), etc. Use the to change as follows. The variable update constant φ is changed so that the gain converges to a true value by observing a change in the acceleration of the vehicle. Hereinafter, the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient learning process according to the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This acceleration / deceleration independent gain correction coefficient learning process is executed when the above-described gain correction coefficient update process (step S86) is performed, and the sampling period includes the above-described gain update process and gain correction coefficient. The T period is the same as the update process. Therefore, the learning process is executed every T period.
まず、上述した車両の等加速度走行条件が成立したか否かを判定し(ステップS90)、成立していない場合には(ステップS90;No)、当該学習処理を終了する。しかし、車両の等加速度走行条件が成立している場合には(ステップS90;Yes)、今回の車両が加速中であり、かつ、今回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの平均値Aaccnが今回のGPS測位によるGPS加速度データの平均値Agpsnよりも小さい場合(以下、アンダーラン状態とする)であるか否かを判定する(ステップS91)。その結果、今回の車両が加速中であってアンダーラン状態であると判定した場合には(ステップS91;Yes)、前回の車両が加速中であり、かつ、前回の車両の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されたサンプリング時刻(n−1)Tにおける前回の車両の加速度An-1の平均値Aaccn-1が前回のGPS測位によるGPS加速度データの平均値Agpsn-1よりも大きい場合(以下、オーバーラン状態とする)であるかを判定する(ステップS92)。
First, it is determined whether or not the above-described vehicle equal acceleration traveling condition is satisfied (step S90), and if not satisfied (step S90; No), the learning process is terminated. However, when the constant acceleration traveling condition of the vehicle is satisfied (step S90; Yes), the current vehicle is being accelerated and the sampling time calculated based on the current output value of the
その結果、前回の車両が加速中であってオーバーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS92;No)、更に前々回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されたサンプリング時刻(n−2)Tにおける前々回の車両の加速度An-2の平均値Aaccn-2が加速中においてオーバーラン状態であったか否かを判定する(ステップS93)。
As a result, if it is determined that the previous vehicle is accelerating and is not in the overrun state (step S92; No), the sampling time (n−) calculated based on the output value of the
その結果、前々回がオーバーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS93;No)、前々回から今回に至るまでアンダーラン状態が継続しており、加減速独立ゲイン補正係数は発散していると判定し(ステップS94)、可変更新定数φを最大の0.4%にセットする(ステップS95)。 As a result, if it is determined that the previous run is not in the overrun state (step S93; No), the underrun state continues from the previous run to the current run, and the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient is divergent. Determination is made (step S94), and the variable update constant φ is set to the maximum 0.4% (step S95).
一方、今回はアンダーラン状態であるが(ステップS91;Yes)、前回はオーバーラン状態であった場合には(ステップS92;Yes)、フラグFA1を1とし(ステップS96)、可変更新定数φを0.2%にセットする(ステップS97)。そして、後述するステップS98に移行する。 On the other hand, if this time is an underrun state (step S91; Yes), but the previous time was an overrun state (step S92; Yes), the flag F A1 is set to 1 (step S96), and the variable update constant φ Is set to 0.2% (step S97). And it transfers to step S98 mentioned later.
また、今回と前回がアンダーラン状態であるが(ステップS91;Yes,ステップS92;No)、前々回はオーバーラン状態であった場合には(ステップS93;Yes)、フラグFA1を0とし(ステップS101)、可変更新定数φを0.1%にセットして(ステップS102)、ステップS98に移行する。 If the current and previous times are underrun (step S91; Yes, step S92; No), but the previous run was overrun (step S93; Yes), the flag F A1 is set to 0 (step S101), the variable update constant φ is set to 0.1% (step S102), and the process proceeds to step S98.
ステップS98では、減速時のゲイン補正係数Gk’nが収束しているかどうか、即ち減速時の当該学習処理において、前々回の学習処理にあたる時がオーバーラン状態またはアンダーラン状態の時にセットされるFB1、FB2のフラグのいずれかが1であるかどうかを判定し、どちらかが1であれば、減速時のゲイン補正係数Gk’nは収束していると判定し(ステップS98;Yes)、加速時、減速時両方共にゲイン補正係数(Gkn及びGk’n)が収束している時のフラグを立てる(ステップS99)。この結果はマップマッチング処理に用いられる。 In step S98, whether gain correction coefficient Gk 'n during deceleration is converged, i.e. in the learning process of deceleration, F B1 that when corresponding to the learning process before last is set when the overrun or underrun condition , to determine whether any of the flags F B2 is 1, if either is 1, the gain correction coefficient Gk 'n during deceleration is determined to have converged (step S98; Yes), during acceleration, a flag when the gain correction coefficient (Gk n and Gk 'n) is converged to deceleration both (step S99). This result is used for map matching processing.
このように可変更新定数φとして0.1%と0.2%のいずれかが選択されるということは、過去にアンダーラン状態からオーバーラン状態、またはオーバーラン状態からアンダーラン状態の切り換えが必ずあった、ということである。これは、目標とするゲイン値を跨いだことを意味し、収束方向に向かっていることが分かる。 As described above, when either 0.1% or 0.2% is selected as the variable update constant φ, the switching from the underrun state to the overrun state or from the overrun state to the underrun state is always performed. It was that there was. This means that the target gain value has been crossed, and it can be seen that it is moving toward the convergence direction.
一方、FB1、FB2のいずれも1ではない場合には(ステップS98;No)、上記(11−1)式により加速時のゲイン補正係数Gknを更新し(ステップS103)、今回がアンダーラン状態であると判定して(ステップS104)、加速時のゲイン補正係数の学習処理を終了する。 On the other hand, if not one any of F B1, F B2 (step S98; No), the (11-1) below by updating the gain correction coefficient Gk n during acceleration (Step S103), under this time It is determined that the engine is in the run state (step S104), and the gain correction coefficient learning process during acceleration is terminated.
次に、上記ステップS91にて、今回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの平均値Aaccnが加速中においてアンダーラン状態ではないと判定された場合には(ステップS91;No)、今回の車両が加速中においてオーバーラン状態であるか否かを判定する(図12,ステップS105)。その結果、加速中であってオーバーラン状態であると判定した時は(ステップS105;Yes)、前回も加速中においてアンダーラン状態であるか否かを判定する(ステップS106)。
Next, at the step S91, the average value Aacc n of the acceleration A n of this vehicle at sampling time nT, which is calculated on the basis of the present output value of the
そして、前回がアンダーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS106;No)、更に前々回の加速度が加速中においてアンダーラン状態であったか否かを判定する(ステップS107)。 If it is determined that the previous run is not underrun (step S106; No), it is further determined whether or not the previous acceleration was underrun during acceleration (step S107).
その結果、前々回がアンダーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS107;No)、前々回から今回に至るまでオーバーラン状態が継続しており、加減速独立ゲイン補正係数は発散していると判定し(ステップS108)、可変更新定数φを最大の0.4%にセットする(ステップS109)。 As a result, when it is determined that the previous run is not in the underrun state (step S107; No), the overrun state continues from the previous run to this time, and the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient is divergent. A determination is made (step S108), and the variable update constant φ is set to the maximum 0.4% (step S109).
一方、今回はアンダーラン状態であるが(ステップS105;Yes)、前回はアンダーラン状態であった場合には(ステップS106;Yes)、フラグFA2を1とし(ステップS110)、可変更新定数φを0.2%にセットする(ステップS111)。そして、後述するステップS112に移行する。 On the other hand, if this time is an underrun state (step S105; Yes), but if the previous time was an underrun state (step S106; Yes), the flag FA2 is set to 1 (step S110), and the variable update constant φ is set. Set to 0.2% (step S111). And it transfers to step S112 mentioned later.
また、今回と前回がオーバーラン状態であるが(ステップS105;Yes,ステップS106;No)、前々回はオーバーラン状態であった場合には(ステップS107;Yes)、フラグFA2を0とし(ステップS115)、可変更新定数φを0.1%にセットして(ステップS116)、ステップS112に移行する。 If the current and previous times are overrun (step S105; Yes, step S106; No), but the previous run was overrun (step S107; Yes), the flag F A2 is set to 0 (step S115), the variable update constant φ is set to 0.1% (step S116), and the process proceeds to step S112.
ステップS112では、減速時のゲイン補正係数Gk’nが収束しているかどうか、即ち減速時の当該学習処理において、前々回の学習処理にあたる時がオーバーラン状態またはアンダーラン状態の時にセットされるFB1、FBA2のフラグのいずれかが1であるかどうかを判定し、どららかが1であれば、減速時のゲイン補正係数Gk’nは収束していると判定し(ステップS112;Yes)、加速、減速両方共にゲイン補正係数(Gkn及びGk’n)が収束している時のフラグを立てる(ステップS113)。この結果はマップマッチングの処理に用いられる。 In step S112, whether or not the gain correction coefficient Gk ′ n at the time of deceleration has converged, that is, in the learning process at the time of deceleration, F B1 that is set when the previous learning process is an overrun state or an underrun state. , It is determined whether any of the flags of F BA2 is 1, and if any of them is 1, it is determined that the gain correction coefficient Gk ′ n at the time of deceleration has converged (step S112; Yes). , acceleration, flags when gain correction coefficient (Gk n and Gk 'n) is converged to decelerate both (step S113). This result is used for map matching processing.
一方、FB1、FBA2のいずれも1ではない場合には(ステップS112;No)、上記(11−2)式によりゲイン補正係数を更新し(ステップS117)、今回がオーバーラン状態であると判定して(ステップS118)、ゲイン補正係数の学習処理を終了する。 On the other hand, when neither F B1 nor F BA2 is 1 (step S112; No), the gain correction coefficient is updated by the above equation (11-2) (step S117), and this time is an overrun state. Determination is made (step S118), and the gain correction coefficient learning process is terminated.
次に、上記ステップS105にて、加速中においてオーバーラン状態にはないと判定された場合には(ステップS105;No)、減速中においてアンダーラン状態であるか否かを判定する(図13,ステップS119)。その結果、減速中であってアンダーラン状態であると判定した時は(ステップS119;Yes)、前回は減速中においてオーバーラン状態であるか否かを判定する(ステップS120)。 Next, when it is determined in step S105 that the engine is not in an overrun state during acceleration (step S105; No), it is determined whether the vehicle is in an underrun state during deceleration (FIG. 13, Step S119). As a result, when it is determined that the vehicle is decelerating and is in an underrun state (step S119; Yes), it is determined whether or not the previous time was an overrun state during deceleration (step S120).
そして、前回がオーバーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS120;No)、更に前々回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されたサンプリング時刻(n−2)Tにおける前々回の車両の加速度An-2の平均値Aaccn-2が減速中においてオーバーラン状態であったか否かを判定する(ステップS121)。
And when it determines with the last time not being an overrun state (step S120; No), the vehicle of the vehicle of the last time at the sampling time (n-2) T calculated based on the output value of the
その結果、前々回がオーバーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS121;No)、前々回から今回に至るまで減速時におけるアンダーラン状態が継続しており、加減速独立ゲイン補正係数は発散していると判定し(ステップS122)、可変更新定数φを最大の0.4%にセットする(ステップS123)。 As a result, when it is determined that the previous run is not in the overrun state (step S121; No), the underrun state during deceleration continues from the previous run to this time, and the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient diverges. (Step S122), the variable update constant φ is set to the maximum 0.4% (step S123).
一方、今回は減速時のアンダーラン状態であるが(ステップS119;Yes)、前回は減速時のアンダーラン状態であった場合には(ステップS120;Yes)、フラグFB1を1とし(ステップS124)、可変更新定数φを0.2%にセットする(ステップS125)。そして、後述するステップS126に移行する。 On the other hand, although this time is an underrun state during deceleration (step S119; Yes), if the previous time was an underrun state during deceleration (step S120; Yes), the flag FB1 is set to 1 (step S124). Then, the variable update constant φ is set to 0.2% (step S125). And it transfers to step S126 mentioned later.
また、今回と前回が減速時のアンダーラン状態であるが(ステップS119;Yes,ステップS120;No)、前々回は減速時のオーバーラン状態であった場合には(ステップS121;Yes)、フラグFB1を0とし(ステップS129)、可変更新定数φを0.1%にセットして(ステップS130)、ステップS126に移行する。 Further, when the current time and the previous time are underrun states during deceleration (step S119; Yes, step S120; No), but the previous run was an overrun state during deceleration (step S121; Yes), the flag F B1 is set to 0 (step S129), the variable update constant φ is set to 0.1% (step S130), and the process proceeds to step S126.
ステップS126では、加速時のゲイン補正係数Gknが収束しているかどうか、即ち加速時の当該学習処理において、前々回の学習処理にあたる時がオーバーラン状態またはアンダーラン状態の時にセットされるFA1、FA2のフラグのいずれかが1であるかどうかを判定し、どららかが1であれば、加速時のゲイン補正係数Gknは収束していると判定し(ステップS126;Yes)、加速時、減速時両方共にゲイン補正係数(Gkn及びGk’n)が収束している時にフラグを立てる(ステップS127)。この結果はマップマッチング処理に用いられる。 In step S126, whether gain correction coefficient Gk n during acceleration is converged, i.e. in the learning process during acceleration, F A1 that when corresponding to the learning process before last is set when the overrun or underrun condition, any flags F A2 it is determined whether 1, if to client, is 1, the gain correction factor Gk n during acceleration is determined to have converged (step S126; Yes), the acceleration when, a flag when the deceleration both the gain correction coefficient (Gk n and Gk 'n) is converged (step S127). This result is used for map matching processing.
一方、FA1、FA2のいずれも1ではない場合には(ステップS126;No)、上記(11−3)式により減速時のゲイン補正係数Gk’nを更新し(ステップS131)、今回が減速時のアンダーラン状態であると判定して(ステップS132)、ゲイン補正係数の学習処理を終了する。 On the other hand, if neither F A1 nor F A2 is 1 (step S126; No), the gain correction coefficient Gk ′ n at the time of deceleration is updated by the above equation (11-3) (step S131). The underrun state during deceleration is determined (step S132), and the gain correction coefficient learning process is terminated.
次に、上記ステップS119にて、今回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されるサンプリング時刻nTにおける今回の車両の加速度Anの平均値Aaccnが減速中においてアンダーラン状態ではないと判定された場合には(ステップS119;No)、減速中においてオーバーラン状態であるか否かを判定する(図14,ステップS133)。その結果、減速時であってオーバーラン状態であると判定した時は(ステップS133;Yes)、前回も減速中においてアンダーラン状態であるか否かを判定する(ステップS134)。
Next, in step S119, the average value Aacc n of the acceleration A n of this vehicle at sampling time nT, which is calculated on the basis of the present output value of the
そして、前回がアンダーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS134;No)、更に前々回の加速度センサ1の出力値に基づいて算出されたサンプリング時刻(n−2)Tにおける前々回の車両の加速度An-2の平均値Aaccn-2が加速中においてアンダーラン状態であったか否かを判定する(ステップS135)。
And when it determines with the last time not being an underrun state (step S134; No), the vehicle of the vehicle of the last time in the sampling time (n-2) T calculated based on the output value of the
その結果、前々回がアンダーラン状態ではないと判定した場合には(ステップS135;No)、前々回から今回に至るまで減速時のオーバーラン状態が継続しており、加減速独立ゲイン補正係数は発散していると判定し(ステップS136)、可変更新定数φを最大の0.4%にセットする(ステップS137)。 As a result, when it is determined that the previous run is not in an underrun state (step S135; No), the overrun state during deceleration continues from the previous run to the current run, and the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient diverges. (Step S136), the variable update constant φ is set to the maximum 0.4% (step S137).
一方、今回は減速時のオーバーラン状態であるが(ステップS133;Yes)、前回は減速時のアンダーラン状態であった場合には(ステップS134;Yes)、フラグFB2を1とし(ステップS138)、可変更新定数φを0.2%にセットする(ステップS139)。そして、後述するステップS140に移行する。 On the other hand, this time is overrun of deceleration (step S133; Yes), the last time in if it was under-run condition at the time of deceleration (step S134; Yes), the flag F B2 and 1 (step S138 ), The variable update constant φ is set to 0.2% (step S139). And it transfers to step S140 mentioned later.
また、今回と前回が減速時のオーバーラン状態であるが(ステップS133;Yes,ステップS134;No)、前々回は減速時のオーバーラン状態であった場合には(ステップS135;Yes)、フラグFB2を0とし(ステップS143)、可変更新定数φを0.1%にセットして(ステップS144)、ステップS140に進む。 In addition, when the current time and the previous time are the overrun state at the time of deceleration (step S133; Yes, step S134; No), but the last time was the overrun state at the time of deceleration (step S135; Yes), the flag F B2 is set to 0 (step S143), the variable update constant φ is set to 0.1% (step S144), and the process proceeds to step S140.
ステップS140では、加速時のゲイン補正係数Gknが収束しているかどうか、即ち加速時の当該学習処理において、前々回の学習処理にあたる時がオーバーラン状態またはアンダーラン状態の時にセットされるFA1、FA2のフラグのいずれかが1であるかどうかを判定し、どららかが1であれば、加速時のゲイン補正係数Gknは収束していると判定し(ステップS140;Yes)、加速、減速両方共に補正係数(Gkn及びGk’n)が収束している時にフラグを立てる(ステップS141)。この結果はマップマッチング処理に用いられる。 In step S140, whether gain correction coefficient Gk n during acceleration is converged, i.e. in the learning process during acceleration, F A1 that when corresponding to the learning process before last is set when the overrun or underrun condition, any flags F A2 it is determined whether 1, if to client, is 1, the gain correction factor Gk n during acceleration is determined to have converged (step S140; Yes), the acceleration sets a flag when the correction factor to the speed reduction both (Gk n and Gk 'n) is converged (step S141). This result is used for map matching processing.
一方、FA1、FA2のいずれも1ではない場合には(ステップS140;No)、上記(11−4)式により減速時ゲイン補正係数Gk’nを更新し(ステップS145)、今回が減速時のオーバーラン状態であると判定して(ステップS146)、ゲイン補正係数の学習処理を終了する。 On the other hand, if neither F A1 nor F A2 is 1 (step S140; No), the deceleration correction gain correction coefficient Gk ′ n is updated by the above equation (11-4) (step S145), and this time the speed is reduced. It is determined that the current overrun state is present (step S146), and the gain correction coefficient learning process is terminated.
また、上記ステップS133による判定の結果がNoになる場合は、加速度センサ1の出力に基づく加速度の平均値AaccnとGPS測位による加速度の平均値Agpsnとが等しく、ゲイン補正係数は収束していると判定する(ステップS147)。
Also, if the result of the determination by the step S133 is No, the acceleration of the average value by the average value Aacc n and GPS positioning acceleration based on the output of the
以上のような学習処理により、例えば、加速時のゲイン補正係数Gknは図15に示すように段階的に減少し、時刻t2以降は収束した状態となる。なお、理想的な加速時のゲイン補正係数Gknの収束状況は、最終的に収束すべき値を中心として、加減速独立ゲイン補正係数Gknの変化の方向が正負の方向に交互に反転し続けているような状況を言う。そこで、CPU7はこの加速時のゲイン補正係数Gknの変化が単調増加あるいは単調減少するようになった場合(時刻t3〜)には、ゲインの真値が変化してきたと判定する。そして、再び最も大きい可変更新定数φ(大:0.4%)を選択して、新たに加速時のゲイン補正係数Gknを収束させる動作を継続する。
The learning process as described above, for example, the gain correction factor Gk n during acceleration is stepwise decreased as shown in FIG. 15, the time t 2 later in a state of being converged. Incidentally, the convergence status of the gain correction factor Gk n at ideal acceleration, around the final to be converged value, the direction of change in the acceleration and deceleration independent gain correction coefficient Gk n is inverted alternately positive and negative directions Say the situation that continues. Therefore,
加速時の収束について説明したが、減速時のゲイン補正係数Gk’nについても全く同様のことが言える。 The convergence at the time of acceleration has been described, but the same applies to the gain correction coefficient Gk ′ n at the time of deceleration.
このようにして、加減速独立ゲイン補正係数Gkn、Gk’nはそれぞれ収束し、最も精度の高い実際のゲイン変動の状況に合致した加減速独立ゲイン補正係数Gkn、Gk’nが得られる。 In this way, the acceleration and deceleration independent gain correction coefficient Gk n, Gk 'n converge respectively, most accurate actual deceleration matches the status of the gain variation independent gain correction coefficient Gk n, Gk' is n obtained .
以上のように、本発明によれば、等速度状態においてゲインの更新を行うため、ナビゲーション装置の取り付け位置に追従した適切なゲイン調整を行うことができ、また、起動時や温度変化によりゲインが変動しても適切に調整することができる。更には、加減速独立のゲイン補正係数の更新を行うので、加速時及び減速時の車両の傾斜角の変動の相違によるゲイン変動が生じても、当該変動に追従した適切なゲイン補正係数を設定することができる。その結果、本発明によれば、加速度及び速度並びに走行距離の誤差を減少させることができ、加速度センサを用いた高精度な非接触のナビゲーション装置を提供することができる。また、上述のようにナビゲーション装置の取り付け位置に応じてゲイン調節が可能なため、当該ナビゲーション装置を車種に限定されることなく取り付けることができる。 As described above, according to the present invention, since the gain is updated in the constant velocity state, it is possible to perform an appropriate gain adjustment following the navigation device mounting position, and the gain is increased at the time of start-up or due to a temperature change. Even if it fluctuates, it can be adjusted appropriately. In addition, since the acceleration / deceleration independent gain correction coefficient is updated, even if a gain fluctuation occurs due to the difference in the vehicle inclination angle during acceleration and deceleration, an appropriate gain correction coefficient that follows the fluctuation is set. can do. As a result, according to the present invention, errors in acceleration, speed, and travel distance can be reduced, and a highly accurate non-contact navigation device using an acceleration sensor can be provided. Moreover, since gain adjustment is possible according to the attachment position of a navigation apparatus as mentioned above, the said navigation apparatus can be attached without being limited to a vehicle model.
なお、本実施形態では、加速時及び減速時の車両の傾斜角の変動の相違によるゲイン変動に対応するために、ゲイン補正係数を加速時と減速時で独立に設定する例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ゲイン自体Gn-1またはオフセット値aoe自体を加速時用と減速時用にそれぞれ異なる値のものを容易しておき、加速時と減速時で異なるゲインGn-1またはオフセット値aoeを用いるように構成しても良い。 In the present embodiment, an example has been described in which the gain correction coefficient is set independently at the time of acceleration and at the time of deceleration in order to cope with the gain fluctuation due to the difference in the change in the inclination angle of the vehicle at the time of acceleration and deceleration. The present invention is not limited to this, and the gain itself G n-1 or the offset value a oe itself can be easily set to different values for acceleration and deceleration, and is different between acceleration and deceleration. The gain G n-1 or the offset value a oe may be used.
オフセット値aoeについても、加速時と減速時で異なるものを用いるのは、車両の構造上、加速時と減速時で車両本体の傾斜角が異なると、加速度センサ1に働く重力も異なることになり、この重力の影響は加速度センサ1のオフセット値に現れるためである。従って、加速時と減速時で異なるオフセット値を用い、また、ゲインそのものを減速時と加速度で変えることにより、ゲイン補正係数を加速時と減速時でそれぞれ設定する場合と同様の効果が得られるのである。
Different offset values a oe are used when accelerating and decelerating because, due to the structure of the vehicle, if the inclination angle of the vehicle body differs between acceleration and deceleration, the gravity acting on the
つまり、加速度及び速度並びに走行距離の誤差を減少させることができ、加速度センサを用いた高精度な非接触のナビゲーション装置を提供することができる。また、上述のようにナビゲーション装置の取り付け位置に応じてゲイン調節が可能なため、当該ナビゲーション装置を車種に限定されることなく取り付けることができる。 That is, errors in acceleration, speed, and travel distance can be reduced, and a highly accurate non-contact navigation device using an acceleration sensor can be provided. Moreover, since gain adjustment is possible according to the attachment position of a navigation apparatus as mentioned above, the said navigation apparatus can be attached without being limited to a vehicle model.
なお、加速時と減速時の判断は、速度の増減あるいは加速度センサの出力極性に基づいて行うようにすれば良い。 The determination at the time of acceleration and deceleration may be made based on the increase / decrease of the speed or the output polarity of the acceleration sensor.
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態を図16及び図17に基づいて説明する。なお、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成及び加速度センサ1の構成は図1及び図2に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The schematic configuration of the navigation device and the configuration of the
上述した各実施形態においては、車両の正確な停止判定及び発進判定、または当該判定に基づく積分誤差や累積誤差の発生防止、更にはオフセット値またはゲインあるいはゲイン補正係数の更新を行うことにより、正確な車両の加速度の算出を可能とし、当該加速度に基づいて正確な速度と走行距離の算出を行うことができた。しかし、本実施形態は、これらの処理に加え、加速度センサ1の出力値に基づいて算出された速度を、信頼性の高いGPS速度データあるいは走行距離センサ3による速度データを用いて校正することにより、より一層正確な速度を算出しようとするものである。
In each of the above-described embodiments, accurate stop determination and start determination of the vehicle, prevention of occurrence of integration error and cumulative error based on the determination, and update of the offset value, gain, or gain correction coefficient are performed accurately. It was possible to calculate the acceleration of a simple vehicle, and to calculate an accurate speed and travel distance based on the acceleration. However, in this embodiment, in addition to these processes, the speed calculated based on the output value of the
本実施形態では、次のような計算を行うことにより、GPS受信機4または走行距離センサ3等により検出された車両の速度Vrefを使用して前回の車両の速度Vn-1を任意の間隔で適宜、校正(リセット)し、車両の初速度V0を算出する。
In this embodiment, by performing the following calculation, the vehicle speed V ref detected by the
V0 = Vn-1+ SPn・(Vref−Vn-1) ・・・(12)
上記(12)式において、SPnは速度係数であり、次のように算出する。
V 0 = V n-1 + SP n · (Vref-V n-1) ··· (12)
In the above equation (12), SPn is a speed coefficient and is calculated as follows.
SPn = Vref/30 (Vref≦30km/h)
= 1.0 (Vref>30km/h) ・・・(13)
ここで、速度係数SPnは、車両の速度に比例する変数であり、図16に示すように、Vrefが30.0[km/h]以下の場合では所定の割合で変化し、Vrefが30.0[km/h]に達すると1になり、更に車両停止すると0になるように設定する。
SP n = V ref / 30 (V ref ≦ 30 km / h)
= 1.0 (V ref > 30 km / h) (13)
Here, the speed coefficient SP n is a variable proportional to the speed of the vehicle. As shown in FIG. 16, when V ref is 30.0 [km / h] or less, it changes at a predetermined rate, and V ref Is set to 1 when the vehicle reaches 30.0 [km / h], and is set to 0 when the vehicle further stops.
つまり、速度が30.0[km/h]を超える場合には、信頼性の高いGPS測位等による速度データを用いるが、30.0[km/h]以下の場合には、所定の割合でGPS測位等による速度データを加算し、加速度センサ1の出力値に基づく速度データの校正を行うものである。
That is, when the speed exceeds 30.0 [km / h], speed data obtained by highly reliable GPS positioning or the like is used, but when the speed is 30.0 [km / h] or less, a predetermined rate is used. Speed data obtained by GPS positioning or the like is added, and speed data is calibrated based on the output value of the
以下、図17のフローチャートに基づいて本実施形態の速度リセット処理を説明する。なお、当該処理は、第1の実施形態で説明した加速度等の算出処理及び停止判定処理並びに発進判定処理、更には第2の実施形態で説明した停止中のオフセット値の更新処理、第3の実施形態で説明した走行中のオフセット値の更新処理、及び第4の実施形態で説明したゲイン更新処理並びにゲイン補正係数の更新処理とは別個に並行して実行されるものである。また、サンプリング期間は、各実施形態と同様にT期間となっており、当該更新処理はT期間毎に実行されることになる。 Hereinafter, the speed reset process of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG. Note that the processing includes acceleration calculation processing, stop determination processing, and start determination processing described in the first embodiment, further, offset value update processing during stop described in the second embodiment, The offset value updating process during traveling described in the embodiment, the gain updating process, and the gain correction coefficient updating process described in the fourth embodiment are executed separately and in parallel. Further, the sampling period is the T period as in each embodiment, and the update process is executed every T period.
また、図17に示した例は、GPS測位により得られる速度データに基づいて当該リセット処理を行うものである。 Moreover, the example shown in FIG. 17 performs the said reset process based on the speed data obtained by GPS positioning.
まず、第1の実施形態で説明した上記(2)式により今回の車両の加速度Anを算出する(ステップS150)。次に、車両の発進が確定したか否かを判定し(ステップS151)、車両の発進が確定していない場合には(ステップS151;No)、速度リセット処理を終了する。しかし、発進が確定している場合には(ステップS151;Yes)、第1の実施形態で説明した上記(3)式により今回の車両の速度変化量ΔVnを算出する(ステップS152)。そして、GPSデータを更新し、GPSが測位状態にあるか否かを判定する(ステップS153)。 First, the current vehicle acceleration An is calculated by the above-described equation (2) described in the first embodiment (step S150). Next, it is determined whether or not the vehicle has been started (step S151). If the vehicle has not been started (step S151; No), the speed reset process is terminated. However, when the start has been confirmed (step S151; Yes), the current speed change ΔV n of the vehicle is calculated by the above-described equation (3) described in the first embodiment (step S152). Then, the GPS data is updated, and it is determined whether or not the GPS is in the positioning state (step S153).
その結果、GPS測位状態ではない場合には(ステップS153;No)、速度のリセットが行えないため、第1の実施形態で説明した上記(4)式により今回の車両の速度Vnを算出し(ステップS155)、同様に第1の実施形態で説明した上記(5)式により今回の車両の走行距離変化量Δdnを算出し、更に第1の実施形態で説明した(6)式により、今回の車両の単位時間当たりの累積走行距離Dnを算出する(ステップS157)。 As a result, when it is not in the GPS positioning state (step S153; No), the speed cannot be reset. Therefore, the speed V n of the current vehicle is calculated by the above equation (4) described in the first embodiment. (Step S155), the current travel distance change Δdn of the vehicle is calculated by the above-described equation (5) described in the first embodiment, and this time by the equation (6) described in the first embodiment. The cumulative travel distance D n per unit time of the vehicle is calculated (step S157).
一方、GPS測位状態にある場合には(ステップS153;Yes)、GPS速度データが0[km/h]であるか否かを判定する(ステップS154)。そして、GPS速度データが0[km/h]である場合には(ステップS154;Yes)、上述と同様に速度のリセットは行わずに今回の車両の速度Vn、走行距離変化量Δdn、及び累積走行距離Dnを算出する(ステップS155〜S157)。 On the other hand, when it is in the GPS positioning state (step S153; Yes), it is determined whether or not the GPS speed data is 0 [km / h] (step S154). Then, if GPS velocity data is 0 [km / h] (step S154; Yes), the speed V n of the current vehicle without the reset of the rate in the same manner as described above, the travel distance change amount [Delta] d n, Then, the cumulative travel distance D n is calculated (steps S155 to S157).
しかし、GPS速度データが0[km/h]ではない場合には、GPS速度データを上記Vrefとし、更に上記(12)式に基づいて、速度係数SPnを決定する。つまり、GPS速度データが30[km/h]を超える場合には、速度係数SPnを1.0に設定し、GPS速度データが30[km/h]以下の場合には、Vrefを30で除算することにより求める。そして、上記(13)式により、速度Vn-1のリセットを行う(ステップS158)。 However, when the GPS speed data is not 0 [km / h], the GPS speed data is set to V ref and the speed coefficient SP n is determined based on the above equation (12). That is, when the GPS speed data exceeds 30 [km / h], the speed coefficient SP n is set to 1.0, and when the GPS speed data is 30 [km / h] or less, V ref is set to 30. Find by dividing by. Then, the speed V n-1 is reset by the above equation (13) (step S158).
その後、上述と同様に、リセットした速度Vn-1を用いて、上述した(4)式により今回の車両の速度Vnを算出し(ステップS159)、(5)式により今回の車両の走行距離変化量Δdnを算出し(ステップS160)、更に(6)式により、今回の車両の累積走行距離Dnを算出する(ステップS161)。 Thereafter, in the same manner as described above, using the reset speed V n−1 , the current vehicle speed V n is calculated by the above-described equation (4) (step S159), and the current vehicle travel is calculated by using the equation (5). It calculates the distance change amount [Delta] d n (step S160), further (6), to calculate the cumulative travel distance D n of the current vehicle (step S161).
以上のように、本実施形態によれば、加速度センサ1の出力により算出された車両の速度Vnを信頼性の高い速度データで校正するので、当該速度Vn及び走行距離Dnの積分誤差及び累積誤差を減少させることができ、より一層正確な速度及び走行距離を求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the vehicle speed V n calculated based on the output of the
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態を図18及び図19に基づいて説明する。なお、本実施形態のナビゲーション装置の概略構成及び加速度センサ1の構成は図1及び図2に示した第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The schematic configuration of the navigation device and the configuration of the
本実施形態は、第1の実施形態で説明した停止判定及び発進判定処理と、第2の実施形態で説明した車両の停止時におけるオフセット値の更新処理と、第3の実施形態で説明した車両の走行中におけるオフセット値の更新処理と、第4の実施形態で説明した加減速独立ゲイン補正処理と、第5の実施形態で説明した速度リセット処理とを全て組み合わせ、より正確な車両の速度と走行距離を算出しようとするものである。 In this embodiment, the stop determination and start determination processing described in the first embodiment, the offset value update processing when the vehicle is stopped described in the second embodiment, and the vehicle described in the third embodiment. A combination of the offset value updating process during traveling, the acceleration / deceleration independent gain correction process described in the fourth embodiment, and the speed reset process described in the fifth embodiment, and a more accurate vehicle speed The mileage is to be calculated.
図18は、本実施形態における各センサ等が接続されたシステムコントローラ5を機能面から説明するためのブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram for explaining the
図18に示すように、加速度センサ1の出力値は、A/D変換部30を介して第1停止判定処理部31に入力される。この第1停止判定処理部31は、図3のステップS3に示した揺り戻し検知による車両停止判定処理を行う。次に、この第1停止判定処理部31を通過した加速度センサ1の出力値は第2停止判定処理部32に入力される。この第2停止判定処理部32は、図3のステップS4に示した加速度センサ1の出力値に基づいて標準偏差σを算出し、標準偏差σが所定値以下である場合に停止判定処理を行う。
As shown in FIG. 18, the output value of the
一方、角速度センサ2の出力値は、A/D変換部33を介して第3停止判定処理部34に入力される。この第3停止判定処理部34は、図3のステップS5に示した角速度センサ2の出力値に基づいて標準偏差uを算出し、標準偏差uが所定値以下である場合に停止判定処理を行う。
On the other hand, the output value of the
更に、GPS受信機4の出力は、第4停止判定処理部35に入力される。この第4停止判定処理部35は、図3のステップS6及びS7のGPS速度データに基づく停止判定処理を行う。
Further, the output of the
以上のような各停止判定処理部による判定結果、及び各停止判定処理部を通過した加速度センサ1の出力値は、加速度センサ停止オフセット補正部36に入力される。この加速度センサ停止オフセット補正部36は、第2の実施形態で説明した図7に示す車両の停止時オフセット値の更新を行う。
The determination result by each stop determination processing unit as described above and the output value of the
また、上記各停止判定処理部による判定結果、及び各停止判定処理部を通過した加速度センサ1の出力値は、角速度センサ停止オフセット補正部37に入力される。この角速度センサ停止オフセット補正部36は、角速度センサ2のオフセット値の更新を行う。この処理は、上述の各実施形態においては説明されていないが、加速度センサのオフセット値の更新と同様の処理である。つまり、角速度センサ2の出力値についても、加速度センサ1の場合と同様にオフセットが生じるため当該オフセット値を補正する必要があるため、停止確定時にて、角速度センサ2の出力の所定サンプリング数における平均値を求め、この平均値を角速度センサ出力のオフセット値として更新するのである。
Further, the determination result by each stop determination processing unit and the output value of the
次に、上記加速度センサ停止オフセット補正部36を通過した加速度センサ1の出力は第1発進判定処理部38に入力される。この第1発進判定処理部38は、図6のステップS32に示した加速度センサ1の出力値についての標準偏差の判定処理を行う。
Next, the output of the
一方、上記角速度センサ停止オフセット補正部37を通過した角速度センサ2の出力は、第2発進判定処理部39に入力される。この第2発進判定処理部39は、図6のステップS33に示した角速度センサ出力についての標準偏差の判定処理を行う。
On the other hand, the output of the
更に、第4停止判定処理部35を通過したGPS受信機4の出力は、第3発進判定処理部40に入力される。この第3発進判定処理部40は、図6のステップS34及びS35のGPS速度データに基づく発進判定処理を行う。
Further, the output of the
次に、上記各発進判定処理部の判定結果及び第1発進判定処理部38を通過した加速度センサ1の出力値は、加速度演算部41に入力される。加速度演算部41は、加速度センサ1の出力値に基づいて加速度及び速度を算出し、当該加速度を第1等速度判定部44に出力する。第1等速度判定部44は、図9に示したステップS53の速度判定処理及びステップS56,S61の加速度に基づく等速度判定処理を行う。
Next, the determination result of each of the start determination processing units and the output value of the
一方、上記各発進判定処理部の判定結果、及び第2発進判定処理部39を通過した角速度センサ2の出力値は、角速度演算部42に入力される。角速度演算部42は角速度センサ2の出力値に基づいて角加速度を演算し、第2等速度判定部45に出力する。第2等速度判定部45は、図9に示すステップS57の角加速度に基づく等速度判定処理を行う。
On the other hand, the determination result of each of the start determination processing units and the output value of the
また、上記各発進判定処理部の判定結果、及び第3発進判定処理部40を通過したGPS速度データは、GPS速度データ演算部43に入力される。GPS速度データ演算部43は、GPS速度データに基づいて加速度を算出し、当該加速度及びGPS速度データは、第3等速度判定部46に入力される。第3等速度判定部46は、図9に示したステップS54,S55のGPS速度データに基づく等速度判定処理、及びステップS58に示したGPS加速度に基づく等速度判定処理を行う。
The determination result of each start determination processing unit and the GPS speed data that has passed through the third start
次に、上記各等速度判定部の判定結果、及び第1等速度判定処理部44を通過した加速度センサ1の出力値は、加速度センサ走行オフセット補正部47に入力され、加速度センサ走行オフセット補正部47は、図9のステップS60に示した走行中のオフセット値の更新処理を行う。
Next, the determination result of each of the constant velocity determination units and the output value of the
また、上記各等速度判定部の判定結果、及び第2等速度判定処理部45を通過した角速度センサ2の出力は、角速度センサ走行オフセット補正部48に入力され、角速度センサ出力のオフセット値の更新が行われる。この更新処理については上述した各実施形態において説明されていないが、加速度センサ1の場合と同様に、等速度直進状態において角速度センサ2の出力値の平均を求め、所定の割合でオフセット値を更新する処理である。
In addition, the determination result of each of the constant velocity determination units and the output of the
次に、上記加速度センサ走行オフセット補正部47を通過した加速度センサ1の出力、及び加速度演算部41により算出された加速度センサ1の出力値に基づく速度、更には加速度変化量は、第1等加速度判定部49に入力される。第1等加速度判定部49は、図10に示すステップS74の加速度センサ速度に基づく等速度判定処理、ステップS75の加速度に基づく等加速度判定処理、ステップS81に示す加速度変化量に基づく等加速度判定処理を行う。
Next, the speed based on the output of the
また、上記角速度センサ走行オフセット補正部48を通過した角速度センサ2の出力、及び角速度演算部42により算出された角速度センサ2の出力に基づく角加速度は、第2等加速度判定部50に入力される。第2等加速度判定部50は、図10のステップS76の角加速度に基づく等加速度判定処理、ステップS82の角加速度変化量に基づく等加速度判定処理を行う。
Further, the angular acceleration based on the output of the
更に、上記第3等速度判定部46を通過したGPS速度データ、及びGPS速度演算部43で算出されたGPS加速度、並びにGPS加速度変化量は、第3等加速度判定部51に入力される。第3等加速度判定部51は、図10に示すステップS72,S73のGPS速度データに基づく等速度判定処理、ステップS77のGPS加速度に基づく等速度判定処理、更にはステップS83のGPS加速度変化量に基づく等加速度判定処理を行う。
Further, the GPS speed data that has passed through the third constant
次に、上記等加速度判定部49を通過した加速度センサ1の出力値は、加速度センサゲイン補正部52に入力される。加速度センサゲイン補正部52は、図10のステップS80のゲインの更新処理、及びステップS86の加減速独立ゲイン補正処理を行う。
Next, the output value of the
そして、上述した加速度センサ停止オフセット補正部36と加速度センサ走行オフセット補正部47により更新されたオフセット値と、加速度センサゲイン補正部52により更新されたゲイン及びゲイン補正係数は、加速度演算部53に入力される。加速度演算部53は、上記オフセット値とゲインとゲイン補正係数に基づいて上記(1)式により加速度を算出し、更に上記(3)式により当該加速度を積分して速度を算出する。更にこの速度は、速度積分器54に入力され、速度積分器54は当該速度を積分して走行距離を算出する。
Then, the offset value updated by the acceleration sensor stop offset
一方、第3等加速度判定部51を通過したGPS速度データ、及び加速度演算部41で算出された速度変化量は、加速度センサの速度校正部55に入力される。加速度センサ1の速度校正部55は、図17のステップS158の速度リセット処理の他、ステップS159の当該リセットした速度に基づく速度の算出、ステップS160の走行距離変化量の算出、ステップS161の累積走行距離の算出を行う。
On the other hand, the GPS speed data that has passed through the third equal
本実施形態は、以上のような機能を有するシステムコントローラ5により、以下のような自車位置検出処理を行うものである。以下、図19に基づいて本実施形態における自車位置検出処理について説明する。なお、サンプリング周期はT周期であり、各処理はT周期毎に実行される。
In the present embodiment, the following vehicle position detection processing is performed by the
まず、電源が投入されると本実施形態のナビゲーション装置が起動し、当該処理がスタートする(ステップS200)。そして、ナビゲーション装置と各機器との接続状況の確認と、初期数値設定等が行われ(ステップS201)、加速度センサ1の出力値に基づく加速度、速度の算出が行われる(ステップS202)。次に、GPSによる位置、方位の算出が行われ(ステップS203)、更に、角速度センサ2の出力値から方位を算出する(ステップS204)。そして、これらの算出値に基づいて走行距離が算出され(ステップS205)、自車位置をGPS受信機及び各種センサの出力値に基づいて求める。 First, when the power is turned on, the navigation device of the present embodiment is activated and the process starts (step S200). Then, confirmation of the connection status between the navigation device and each device, initial numerical value setting, and the like are performed (step S201), and acceleration and speed are calculated based on the output value of the acceleration sensor 1 (step S202). Next, the position and azimuth are calculated by GPS (step S203), and the azimuth is calculated from the output value of the angular velocity sensor 2 (step S204). Then, the travel distance is calculated based on these calculated values (step S205), and the vehicle position is obtained based on the output values of the GPS receiver and various sensors.
その後、角速度センサ2の出力に基づく停止判定処理及び発進判定処理と(ステップS206)、あるいは、角速度センサ2の出力に基づく角速度センサの停止時または走行中のオフセット値の更新処理が行われる(ステップS207)。
Thereafter, a stop determination process and a start determination process based on the output of the angular velocity sensor 2 (step S206), or an update process of the offset value at the time of stopping or running of the angular velocity sensor based on the output of the
更に、加速度センサ1の出力値に基づく停止判定処理及び発進判定処理(ステップS208)、あるいは加速度センサ1の出力に基づく停止時または走行中のオフセット値の更新処理が行われる(ステップS209)。なお、このステップS208の停止判定処理が図3に示した処理に相当するものであり、発進判定処理が図6に示した処理に相当するものである。更に、ステップS209のオフセット値の更新処理は、図7及び図9に示した処理に相当するものである。
Further, stop determination processing and start determination processing based on the output value of the acceleration sensor 1 (step S208), or update processing of the offset value during stoppage or running based on the output of the
次に、GPSデータによる加速度センサ1の速度リセット処理が行われ(ステップS210)、更にGPSデータによる加速度センサゲイン補正が行われる(ステップS211)。このステップS210の速度リセット処理は、図17に示した処理に相当するものであり、ステップS211のゲイン補正処理は、図10に示した処理に相当するものである。
Next, a speed reset process of the
以下、ステップS202からの処理が繰り返して行われる。また、上述した各実施形態で説明した各カウンタもこのループの中でインクリメントされるようになっている。 Thereafter, the processing from step S202 is repeated. Further, the counters described in the above embodiments are also incremented in this loop.
以上のような、本実施形態によれば、正確に車両の停止と発進を判定することができ、停止が確定したと判定した場合には、前回の車両の速度と現在の車両の速度及び現在までの累積走行距離をゼロに設定するので、停止中における累積誤差を減少させることができ、確実に速度と走行距離をゼロにして自車位置表示を停止させた状態にすることができる。また、発進後において算出される速度及び走行距離は、初速度となる前回の車両の速度及び現在までの累積走行距離が共にゼロであるため、その後の誤差を減少させることができる。 According to the present embodiment as described above, it is possible to accurately determine the stop and start of the vehicle, and when it is determined that the stop has been confirmed, the previous vehicle speed, the current vehicle speed, and the current vehicle speed are determined. Since the cumulative travel distance up to zero is set to zero, the cumulative error during stoppage can be reduced, and the speed and travel distance can be reliably set to zero and the vehicle position display can be stopped. Further, the speed and the travel distance calculated after the start are both the initial vehicle speed, which is the initial speed, and the cumulative travel distance up to the present time are zero, so that subsequent errors can be reduced.
また、停止中の温度変化、または起動時、あるいは停止直後の安定時間のばらつき等により加速度センサ1の出力が変動する場合でも、その変動に追従した適切なオフセット値を設定することができ、発進後において、適正なオフセット値により、誤差の少ない加速度を算出し、当該加速度から算出される速度及び走行距離の誤差を減少させることができる。
Further, even when the output of the
また、長時間無停止走行時等に温度変化等により加速度センサ1の出力が変動する場合でも、その変動に追従した適切なオフセット値を設定することができ、走行中において、適正なオフセット値により、誤差の少ない加速度を算出し、当該加速度から算出される速度及び走行距離の誤差を減少させることができる。
Further, even when the output of the
更に、ナビゲーション装置の取り付け位置に追従した適切なゲイン調整を行うことができ、また、起動時や温度変化によりゲインが変動しても適切に調整することができる。そして、加速時及び減速時の車両の傾斜角の変動の相違によるゲイン変動が生じても、当該変動に追従した適切なゲイン補正係数を設定することができ、加速度及び速度並びに走行距離の誤差を減少させ、加速度センサを用いた高精度な非接触のナビゲーション装置を提供することができる。また、上述のようにナビゲーション装置の取り付け位置に応じてゲイン調節が可能なため、当該ナビゲーション装置を車種に限定されることなく取り付けることができる。 Furthermore, it is possible to perform an appropriate gain adjustment that follows the position where the navigation device is attached, and to make an appropriate adjustment even when the gain fluctuates during startup or due to a temperature change. Even if a gain fluctuation occurs due to a difference in fluctuation of the vehicle inclination angle during acceleration and deceleration, an appropriate gain correction coefficient that follows the fluctuation can be set, and errors in acceleration, speed, and travel distance can be set. It is possible to provide a highly accurate non-contact navigation device using an acceleration sensor. Moreover, since gain adjustment is possible according to the attachment position of a navigation apparatus as mentioned above, the said navigation apparatus can be attached without being limited to a vehicle model.
また、以上のように低誤差で算出される速度を、信頼性の高い速度データにより補正することにより、速度及び走行距離の積分誤差及び累積誤差を減少させることができ、より一層正確な速度及び走行距離を求めることができる。 In addition, by correcting the speed calculated with a low error as described above with highly reliable speed data, the integration error and cumulative error of the speed and mileage can be reduced, and a more accurate speed and The mileage can be obtained.
以上のように、本実施形態によれば、自立型測位を行うセンサとして、外部機器等との電気的接続が不要な加速度センサを用いたハイブリッド型の車載用ナビゲーション装置であって、いかなる状況においても、精度の高い走行位置表示を行うことができる装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, a hybrid vehicle-mounted navigation device that uses an acceleration sensor that does not require electrical connection with an external device or the like as a sensor that performs self-supporting positioning, in any situation In addition, it is possible to provide a device capable of displaying a traveling position with high accuracy.
すなわち、加速度センサ1により検出された実加速度及び角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて車両の変位状態を検出し、車両がその移動中における所定状態にある際の加速度センサ1又は角速度センサ2或いはGPS受信機4の少なくともいずれか一方の出力データに基づいて車両の実加速度を算出する演算のパラメータの値の更新を行うようにしたので、上記パラメータが環境変化等により変動する場合でも、当該パラメータに基づいて算出される実加速度、及び車両の位置変化または方向変化に関する変化量データ、並びに車両の移動距離の誤差を減少させることができる。
In other words, the displacement state of the vehicle is detected based on the actual acceleration detected by the
また、加速度データに乗ずるゲイン、またはゲイン補正係数、もしくは加速度データから差し引くオフセット値の少なくともいずれか一つを上述のように更新するので、温度変化または車両の傾斜角の変動の相違等により上記ゲインが変動する場合、あるいは温度変化等により上記オフセット値が変動する場合であっても、これらのゲイン、ゲイン補正係数、またはオフセット値を上述のように適正に更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。 In addition, since at least one of the gain multiplied by the acceleration data, the gain correction coefficient, or the offset value subtracted from the acceleration data is updated as described above, the gain is changed depending on a change in temperature or a change in the inclination angle of the vehicle. Even when the offset value fluctuates or the offset value fluctuates due to a temperature change or the like, the gain, gain correction coefficient, or offset value can be appropriately updated as described above, and the actual acceleration, It is possible to reduce the change amount data and the error of the moving distance.
更に、上記車両が安定状態の上記加速度センサ1または上記角速度センサ2或いはGPS受信機4の少なくともいずれか一方の上記出力データに基づいて上記更新が行われるため、適切な値のパラメータにより上記演算が行われ、誤差の少ない実加速度を得ることができる。その結果、当該誤差の少ない実加速度により算出される上記変化量データ、及び当該変化量データに基づいて算出される移動距離の誤差を減少させることができる。
Furthermore, since the update is performed based on the output data of at least one of the
更にまた、上記実加速度を算出する演算として上記加速度データからオフセット値を差し引く演算を行い、上記実加速度及び上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて上記車両の停止状態を検出し、上記車両が停止状態にある際に、加速度センサ1のオフセット値を更新するようにしたので、オフセット値が温度変化等により変動する場合であっても、安定した値の上記出力データによって上記オフセット値を更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Further, as a calculation for calculating the actual acceleration, a calculation for subtracting an offset value from the acceleration data is performed, and the stop state of the vehicle is detected based on the actual acceleration and output data from the
また、上記実加速度を算出する演算として上記加速度データからオフセット値を差し引く演算を行い、上記実加速度並びに上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて上記車両の等速度移動状態を検出し、上記車両が等速度移動状態にある際に、上記加速度センサのオフセット値を更新するようにしたので、長時間停止しない状態でオフセット値が温度変化等により変動する場合であっても、安定した値の上記出力データによって上記オフセット値を更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Further, as an operation for calculating the actual acceleration, an operation for subtracting an offset value from the acceleration data is performed. Based on the actual acceleration and output data from the
更に、上記加速度データの平均値を算出し、当該平均値により上記加速度センサのオフセット値を更新するようにしたので、オフセット値を安定したデータにより更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。 Furthermore, since the average value of the acceleration data is calculated and the offset value of the acceleration sensor is updated with the average value, the offset value can be updated with stable data, and the actual acceleration and change amount data can be updated. , And the error of the moving distance can be reduced.
更にまた、上記実加速度を算出する演算としてゲインを乗ずる演算を行い、上記実加速度及び上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて上記車両の等速度移動状態を検出し、上記車両が等速度移動状態にある際に、上記システムコントローラ5により上記実加速度に基づいて算出した速度データと上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて算出した速度データとの比に応じて、上記ゲインの値を更新するようにしたので、上記ゲインが変動する場合でも上記ゲインを適正な値に更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Furthermore, a calculation to multiply the gain as a calculation for calculating the actual acceleration is performed, and a constant speed movement state of the vehicle is detected based on the actual acceleration and output data from the
また、上記システムコントローラ5により算出した加速度データに基づく速度データの平均値と上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づく速度データの平均値との比に応じて、上記ゲインの値を更新するようにしたので、上記ゲインが変動する場合でも上記ゲインを適正な値に更新することができ、上記実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Further, the value of the gain is determined according to the ratio of the average value of the velocity data based on the acceleration data calculated by the
更に、上記実加速度を算出する演算としてゲインとゲイン補正係数とを乗ずる演算を行い、上記システムコントローラ5により上記実加速度及び上記角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて算出した加速度変化量から、等加速度移動状態を検出し、上記車両が等加速度移動状態にある際に、減速時と加速時とで独立に上記ゲイン補正係数の値を更新するようにしたので、減速時と加速時で上記車両の傾斜角の変動が相違する場合でも、適正な値に更新されたゲイン補正係数により適正な値の実加速度を算出することができ、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Further, as an operation for calculating the actual acceleration, an operation of multiplying a gain and a gain correction coefficient is performed, and the acceleration calculated by the
更にまた、少なくとも、GPS衛星からの電波に基づいて車両位置を算出するGPS受信機4、車両の方向変化に伴い角速度データを出力する角速度センサ2、あるいは車両の移動速度を検出する走行距離センサ3のいずれか一つにより、上記車両の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを得るので、加速度センサ1により出力される加速度データに比して精度の高いデータに基づいて上述のような更新を行うことができ、実加速度、変化量データ、及び移動距離の誤差を減少させることができる。
Furthermore, at least a
また、実加速度及び角速度センサ2或いはGPS受信機4からの出力データに基づいて車両の変位状態を検出し、減速時と加速時で上記車両の傾斜角の変動に応じて、それぞれ異なるパラメータにより実加速度を算出するので、誤差の少ない実加速度を得ることができる。その結果、誤差の少ない実加速度に基づいて算出される変化量データ、及び当該変化量データに基づいて算出される移動距離の誤差を減少させることができる。
Further, the displacement state of the vehicle is detected based on the actual acceleration and the output data from the
更に、減速時と加速時で上記車両の傾斜角の変動が相違する場合でも、その変動に応じたゲインまたはオフセット値を用いて上記演算を行うので、誤差の少ない実加速度を得ることができ、その結果、誤差の少ない実加速度に基づいて算出される変化量データ、及び当該変化量データに基づいて算出される移動距離の誤差を減少させることができる。 Furthermore, even when the vehicle tilt angle varies between deceleration and acceleration, the above calculation is performed using a gain or offset value corresponding to the variation, so that an actual acceleration with less error can be obtained. As a result, it is possible to reduce the change amount data calculated based on the actual acceleration with little error and the movement distance error calculated based on the change amount data.
1 加速度センサ
2 角速度センサ
3 走行距離センサ
4 GPS受信機
5 システムコントローラ
6 インターフェース
7 CPU
8 ROM
9 RAM
10 バスライン
11 入力装置
12a DVD−ROMドライブ
12b CD−ROMドライブ
13 表示ユニット
14 グラフィックスコントローラ
15 バッファメモリ
16 表示制御部
17 ディスプレイ
18 音響再生ユニット
19 D/Aコンバータ
20 増幅器
21 スピーカ
22 VICS受信部
DK1 DVD−ROMディスク
DK2 CD−ROMディスク
DESCRIPTION OF
8 ROM
9 RAM
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、
上記加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、
上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の速度に対応する第1の速度データを出力する速度算出手段と、
上記実加速度または上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量のうち少なくともいずれか一方の変化量を算出し変化量データを出力する変化量算出手段と、
上記変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
上記実加速度及び上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の変位状態を検出する状態検出手段と、
を備え、
上記変化量算出手段は、上記実加速度に基づいて上記移動体の速度に対応する第2の速度データを算出し、
上記実加速度算出手段は、上記演算としてゲインを乗ずる演算を行うと共に、上記移動体の変位状態が等速度移動状態である際の上記第1の速度データ及び上記第2の速度データに基づいて上記ゲインの値の更新を行うことを特徴とするナビゲーション装置。 An acceleration sensor that detects acceleration in the longitudinal direction of the moving body and outputs acceleration data;
Displacement detecting means for outputting predetermined data corresponding to a change in position or direction of the moving body;
An actual acceleration calculating means for calculating an actual acceleration by performing a predetermined calculation on the acceleration data;
Speed calculating means for outputting first speed data corresponding to the speed of the moving body based on output data of the displacement detecting means;
Based on the actual acceleration or the output data of the displacement detection means, a change amount calculation for calculating a change amount of at least one of the position change amount or the direction change amount per unit time of the moving body and outputting the change amount data. Means,
A moving distance calculating means for calculating a moving distance of the moving body based on the change amount data;
State detecting means for detecting a displacement state of the moving body based on the actual acceleration and output data of the displacement detecting means;
With
The change amount calculating means calculates second speed data corresponding to the speed of the moving body based on the actual acceleration,
The actual acceleration calculation means performs a calculation to multiply the gain as the calculation, and based on the first speed data and the second speed data when the displacement state of the moving body is a constant speed movement state. A navigation apparatus characterized by updating a gain value.
上記実加速度算出手段は、上記演算としてゲイン補正係数を乗ずる演算を行うと共に、上記移動体の変位状態が等加速度移動状態である際の上記実加速度及び上記変位検出加速度算出手段の算出加速度に基づいて上記ゲイン補正係数の値を更新することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のナビゲーション装置。 Displacement detection acceleration calculating means for calculating the acceleration of the moving body based on output data of the displacement detection means;
The actual acceleration calculation means performs an operation of multiplying a gain correction coefficient as the calculation, and based on the actual acceleration when the displacement state of the moving body is an equal acceleration movement state and the calculated acceleration of the displacement detection acceleration calculation means. The navigation apparatus according to claim 1, wherein the value of the gain correction coefficient is updated.
上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、
上記加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、
上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の加速度を算出する変位検出加速度算出手段と、
上記実加速度または上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量のうち少なくともいずれか一方の変化量を算出し変化量データを出力する変化量算出手段と、
上記変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
上記実加速度及び上記変位検出手段の出力データに基づいて上記移動体の変位状態を検出する状態検出手段と、
を備え、
上記実加速度算出手段は、上記演算としてゲイン補正係数を乗ずる演算を行うと共に、上記移動体の変位状態が等加速度移動状態である際の上記実加速度及び上記変位検出加速度算出手段の算出加速度に基づいて上記ゲイン補正係数の値の更新を行うことを特徴とするナビゲーション装置。 An acceleration sensor that detects acceleration in the longitudinal direction of the moving body and outputs acceleration data;
Displacement detecting means for outputting predetermined data corresponding to a change in position or direction of the moving body;
An actual acceleration calculating means for calculating an actual acceleration by performing a predetermined calculation on the acceleration data;
Displacement detection acceleration calculating means for calculating acceleration of the moving body based on output data of the displacement detecting means;
Based on the actual acceleration or the output data of the displacement detection means, a change amount calculation for calculating a change amount of at least one of the position change amount or the direction change amount per unit time of the moving body and outputting the change amount data. Means,
A moving distance calculating means for calculating a moving distance of the moving body based on the change amount data;
State detecting means for detecting a displacement state of the moving body based on the actual acceleration and output data of the displacement detecting means;
With
The actual acceleration calculation means performs an operation of multiplying a gain correction coefficient as the calculation, and based on the actual acceleration when the displacement state of the moving body is an equal acceleration movement state and the calculated acceleration of the displacement detection acceleration calculation means. A navigation apparatus characterized in that the value of the gain correction coefficient is updated.
上記移動体の位置変化または方向変化に対応して所定のデータを出力する変位検出手段と、
上記加速度センサから出力される加速度データに所定の演算を施すことにより実加速度を算出する実加速度算出手段と、
上記実加速度または変位検出手段からのデータに基づいて上記移動体の単位時間当たりの位置変化量または方向変化量の少なくともいずれか一方を算出し所定の変化量データを出力する変化量算出手段と、
上記変化量算出手段により出力された変化量データに基づいて上記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
を備え、
上記実加速度算出手段は、減速時と加速時とで異なるパラメータを用いて上記演算を行うことを特徴とするナビゲーション装置。 An acceleration sensor that detects acceleration in the longitudinal direction of the moving body and outputs acceleration data;
Displacement detecting means for outputting predetermined data corresponding to a change in position or direction of the moving body;
An actual acceleration calculating means for calculating an actual acceleration by performing a predetermined calculation on the acceleration data output from the acceleration sensor;
Change amount calculating means for calculating at least one of a position change amount or a direction change amount per unit time of the moving body based on data from the actual acceleration or displacement detection means and outputting predetermined change amount data;
A moving distance calculating means for calculating the moving distance of the moving body based on the changing amount data output by the changing amount calculating means;
With
The navigation apparatus according to claim 1, wherein the actual acceleration calculation means performs the calculation using different parameters for deceleration and acceleration.
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