JP2008111797A - 停車判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車速センサまたは車速パルス信号を利用することができない状況であっても、簡易な構成で精度よく停車判定を行う「停車判定方法」を提供する。
【解決手段】 本発明に係る停車判定方法は、ジャイロセンサからの出力信号および加速度センサからの出力信号を入力し、一定間隔で出力信号をサンプリングし、サンプリングされた出力信号のそれぞれの標準偏差を算出し、それぞれの標準偏差をしきい値と比較し、標準偏差がともにしきい値以下であるとき、停車していると判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、停車判定方法に関し、特に、車速センサ（車速パルス）が利用できないときの停車判定方法に関する。

ナビゲーション装置は、自車位置を検出し、自車位置周辺の地図データをディスプレイに描画するとともに、地図上に自車位置マークを重ねて表示し、自車位置が変化すると、それに併せて地図をスクロールさせ道路地図を案内する機能を有している。また、目的地までの最適経路を探索し、探索された経路をディスプレイに表示し、同時に、探索経路による目的地までの到着時刻等を併せて表示している。

ナビゲーション装置における自車位置算出方法には、ＧＰＳ衛星を利用したＧＰＳ測位と、車両に搭載された車速センサや方位センサによる自律航法がある。自律航法は、比較的簡単な構成で自車位置を算出することができるが、相対的な位置検出であるため、走行とともに誤差が累積し、自車位置精度が悪化する。そこで、ＧＰＳ測位と自律航法のそれぞれの短所を補うべく、ＧＰＳ測位と自律航法の双方を利用して自車位置算出が行われている。

特許文献１は、慣性航法センサとして加速度センサと２つのジャイロセンサを用いた構成で車両の位置および速度を求めるナビゲーション装置を開示している。ここでは、車両の停車を判定するために、各センサの出力値の最大値と最小値の差を求め、これらの差がすべてしきい値よりも小さいとき、停車していると判定している。

特許文献２は、ジャイロセンサの出力中のノイズ量を測定し、ノイズレベルが所定の値以下であるとき、車両の停止を検知する方法を開示している。

特開平９−２９２２４８号 特開２０００−６５８４９号

ナビゲーション装置を車両に搭載するにとき、車速センサ等のパルス信号を車両から取得する。しかしながら、近年、車両から取得できず、車内ＬＡＮを介してのみ取得することのできる車両が増えている。車内ＬＡＮは、各自動車メーカによって仕様が異なり仕様が開示されていないため、ときとして車速パルス信号を利用することができない場合がある。また、車両そのものに車速パルス信号を取得できる機構がない場合にも、車速パルス信号を利用することができない。

車両が停車しているか否かの判定に車速パルス信号を利用している場合、上記のように車速パルス信号を利用することができないと、走行停車判定をすることができない。車速パルス信号に代えて、ＧＰＳによる測位結果を利用して停車判定を行うことも可能であるが、マルチパス等のＧＰＳ測位環境が悪化した場合、走行停車の判定を精度よく行うことができない。その結果、ナビゲーション装置における自車位置表示等の精度が低下してしまう。

本発明は、上記の従来の課題を解決し、車速センサまたは車速パルス信号を利用することができない場合であっても、簡易な構成で精度よく停車判定を行うことができる停車判定方法、停車判定装置およびこれを用いたナビゲーション装置を提供することを目的とする。

本発明に係る停車判定装置は、自車の方位を検出する方位センサと、自車の加速度を検出する加速度センサと、方位センサからの出力信号および加速度センサからの出力信号を受け取り、一定期間内における方位センサの出力信号の標準偏差と加速度センサの出力信号の標準偏差を算出する算出手段と、算出された各標準偏差がそれぞれのしきい値以下であるとき、停車していると判定する判定手段とを有する。

停車判定装置の停車判定は、単一の方位センサと単一の加速度センサを用いて行われる。好ましくは、算出手段は、方位センサから出力されるアナログ信号および加速度センサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する変換部と、変換されたそれぞれのディジタル信号を一時記憶するバッファと、一定期間のディジタル信号をバッファから読み出し、方位センサと加速度センサの出力信号の標準偏差を計算する計算部とを有する。

本発明に係る停車判定方法は、車両の方位を検出する方位センサからの出力信号および車両の加速度を検出する加速度センサからの出力信号を一定間隔でサンプリングするステップと、サンプリングされたそれぞれの出力信号の標準偏差を算出するステップと、各標準偏差をしきい値と比較し、各標準偏差がともにしきい値以下であるとき、停車していると判定するステップとを有する。

好ましくは算出するステップは、方位センサから出力されるアナログ信号および加速度センサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するステップと、変換されたそれぞれのディジタル信号を一時記憶するステップと、記憶されたディジタル信号から一定期間のディジタル信号を読み出し、方位センサと加速度センサの出力信号の標準偏差を計算するステップとを含む。

本発明によれば、車速センサまたは車速パルス信号を利用できない状況であっても、方位センサと加速度センサとを用いた簡単なハードウエア構成により停車判定を行うことができる。また、標準偏差を用いて停車判定するため、仮に方位センサおよび加速度センサの出力が急激に変動してもそれを緩和することができ、精度良く停車判定を行うことができる。さらに、本発明は、ＧＰＳの測位環境の影響を受けることなく停車判定を行うことができるという利点がある。

本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る停車判定装置の構成を示すブロック図である。本実施例に係る停車判定装置１０は、車両に搭載され車両の方位を検出するジャイロ（方位）センサ１２と、車両に搭載され車両の加速度を検出する加速度センサ１４と、ジャイロセンサ１２および加速度センサ１４からの出力信号を受け取りそれぞれの出力信号の標準偏差を算出する標準偏差算出部１６と、算出された標準偏差に基づき停車か否かを判定する停車判定部１８とを備えて構成される。なお、ジャイロセンサ１２および加速度センサ１４は、ナビゲーション装置等に内蔵される形態であってもよい。

本実施例の停車判定装置１０の１つの特徴は、１つのジャイロセンサ１２と１つの加速度センサ１４を用い、より簡単なハードウエア構成で停車判定を行うことである。もう１つの特徴は、ジャイロセンサ１２と加速度センサ１４のそれぞれの出力信号から標準偏差を求め、この標準偏差に基づき停車判定を行うことである。

図２は、標準偏差算出部の内部構成を示すブロック図である。標準偏差算出部１６は、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部２０、バッファ２２、平均値計算部２４および標準偏差計算部２６を含んでいる。Ａ／Ｄ変換部２０は、ジャイロセンサ１２および加速度センサ１４から出力されたアナログ信号ｖ１、ｖ２を受け取り、これをディジタル信号に変換する。バッファ２２は、変換されたディジタル信号を一時記憶する。

平均値計算部２４は、ジャイロセンサ１２および加速度センサ１４の一定期間内の出力信号の平均値を計算する。平均値は、以下の数式によって計算される。ここで、ｎは、ジャイロセンサおよび加速度センサの出力信号について一定期間内にサンプリングした数である。

標準偏差計算部２６は、上記式により計算された平均値に基づきジャイロセンサ１２および加速度センサ１４の出力信号についての標準偏差を、以下の数式に従い計算する。標準偏差計算部２６は、上記計算の結果である方位センサの標準偏差ｈ１と加速度センサの標準偏差ｈ２を停車判定部１８へ提供する。

図３は、停車判定部の内部構成を示すブロック図である。停車判定部１８は、ジャイロセンサの標準偏差ｈ１を受け取り、これを第１のしきい値と比較する第１の比較部３０と、加速度センサの標準偏差ｈ２を受け取り、これを第２のしきい値と比較する第２の比較部３２と、第１および第２の比較部３０、３２の比較結果に基づき停車か否かを判定する判定部３４とを含んでいる。第１の比較部３０は、標準偏差ｈ１が第１のしきい値以下のとき、論理「１」、しきい値を超えるとき、論理「０」を出力し、同様に、第２の比較部３２は、標準偏差ｈ２が第２のしきい値以下のとき、論理「１」、しきい値を超えるとき、論理「０」を出力する。

判定部３４は、第１および第２の比較部３０、３２の出力を入力するアンド回路３６を含み、標準偏差ｈ１、ｈ２がともに第１および第２のしきい値以下であるとき、停車であることを示す論理「１」の信号を出力する。標準偏差ｈ１、ｈ２のいずれか一方が第１または第２のしきい値を超えるとき、走行であることを示す論理「０」の信号を出力する。

次に、本実施例の停車判定装置の好ましい動作例について図４のフローチャートを参照して説明する。自車の走行開始に伴い（ステップＳ１０１）、ジャイロセンサ１２および加速度センサ１４から出力された出力信号ｖ１、ｖ２が標準偏差算出部１６に入力される（ステップＳ１０２）。

Ａ／Ｄ変換部２０は、出力信号ｖ１、ｖ２をそれぞれ一定の間隔でサンプリングし（ステップＳ１０３）、サンプリングした出力信号ｖ１、ｖ２をアナログ信号からディジタル信号に変換し、方位データ（Ａ／Ｄ値）と加速度データ（Ａ／Ｄ値）を得る。バッファ２２は、一定の間隔でサンプリングされたｎ秒間分の方位データおよび加速度データ一時記憶する（ステップＳ１０４）。

次に、平均値計算部２４は、バッファ２２に格納されたｎ秒間分の方位データおよび加速度データのそれぞれの平均値を計算する（ステップＳ１０５）。計算された平均値は、標準偏差計算部２４へ提供され、そこで標準偏差が計算される（ステップＳ１０６）

ジャイロセンサおよび加速度センサの標準偏差ｈ１、ｈ２は、それぞれ第１および第２の比較部３０、３２へ供給され、標準偏差ｈ１、ｈ２と第１および第２のしきい値との比較が行われる（ステップ１０７）。比較の結果、判定部３４は、ジャイロセンサおよび加速度センサの標準偏差ｈ１、ｈ２がともに第１、第２のしきい値以下であるとき（ステップＳ１０８）、停車と判定する（ステップＳ１０９）。他方、標準偏差ｈ１、ｈ２のいずれかがしきい値を超えているとき、走行中と判定する（ステップＳ１１０）。このような停車判定が繰り返し続けられ、判定結果は、ナビゲーション装置等へ伝えられる。

このように、本実施例の停車判定装置は、１つのジャイロセンサと１つの加速度センサの一定期間の出力値（Ａ／Ｄ値）の標準偏差が共にしきい値以下の場合には停車と判断し、しきい値を越える場合は走行と判断する。これにより、車速センサまたは車速パルス信号が利用できない状況であっても、停車判定を行うことができる。さらに、停車判定にＧＰＳ測位を利用しないため、ＧＰＳの測位環境の影響を受けることなく停車判定を行うことができる。

図５は、ジャイロセンサと加速度センサの出力値の変動例を示すグラフであり、同図(ａ)は、直進走行中の加速度センサの出力値、同図（ｂ）は、平坦な所で停車中の加速度センサの出力値、同図（ｃ）は右左折時のジャイロセンサの出力値、同図（ｄ）は停車時のジャイロセンサの出力値を示している。グラフの縦軸は、出力電圧[V]、横軸は、時間である。

図５（ａ）、（ｂ）から明らかなように、加速度センサの出力値は、走行中、路面の凹凸などの影響を受けて大きく変動するが、停車するとそれが一定の変動幅内に収まる。また、図５（ｃ）、（ｄ）から明らかなように、ジャイロセンサの出力値は、右左折時に大きく変動するが、停車中は、加速度センサほどではないが、同様に一定の変動内に収まる。つまり、停車中は、加速度センサおよびジャイロセンサともに、出力値の変動幅が一定の範囲に収まっている。加速度センサおよびジャイロセンサともに、停車中はある一定の変動幅に収まるため、これらの標準偏差を算出することで、より確実に、変動幅に入っているかを判断することができる。

図６は、本実施例に係る停車判定装置が搭載された車載用電子システムの構成を示すブロック図である。車載用電子システム１００は、自車の各部に設置され車両の状態を検知するセンサユニット１１０と、センサユニット１１０と内部バス１１２を介して接続された停車判定装置１０と、停車判定装置１０と内部バス１１４を介して接続されたナビゲーション装置１２０、車両のフロントパネル等に組み込まれた計器表示部１３０、各種警報を報知するアラーム部１４０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１５０等が接続されている。

センサユニット１１０は、少なくともジャイロセンサおよび加速度センサを含むが、勿論、これ以外にＧＰＳ測位センサや車速センサを含んでいても良い。センサユニット１１０のジャイロセンサおよび加速度センサから出力された出力信号は、停車判定装置１０に入力され、停車判定装置１０は、上記したように受け取った出力信号に基づき停車か否かを判定する。この判定結果は、内部バス１１４を介しナビゲーション装置１２０やその他の装置に出力される。

ナビゲーション装置１２０は、停車判定装置１０により停車の判定結果を受けたとき、例えば道路地図上に表示された自車位置マークを停止させる。また、自車のギアが後進であるとき、ナビゲーション装置１２０は、車両の後方を撮像した画像をディスプレイに表示し、駐車支援を行うようにしてもよい。さらに、計器表示部１３０は、停車の判定結果を受けてスピードメータの表示をゼロにしてもよい。

図６に示す構成では、停車判定装置１０とナビゲーション装置１２０とを内部バス１１４を介して接続する例を示したが、これ以外にも停車判定装置１０をナビゲーション装置１２０内に内蔵させてもよい。

図７は、本実施例に係る停車判定装置が搭載された他の車載用電子システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、車載用電子システム２００は、ナビゲーション装置２１０、ＧＰＳ測位線さ２３０、および車両側コネクタ２４０を含む構成であってもよい。ナビゲーション装置２１０は、内部にジャイロセンサ１２、加速度センサ１４および停車判定部２２０を含む。停車判定部２２０は、ソフトウエア（プログラム）によって走行停車判定を行う。車両側コネクタ２４０は、車速パルス信号や車両のギア情報をナビゲーション装置２１０へ提供する。車両側コネクタ２４０から車速パルス情報を入手できないとき、あるいは仕様が開示されていないとき、上記した本実施例による車速パルスレスによる走行停車判定が行われる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係る停車判定装置は、車両等に搭載されるナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、あるいはナビゲーション機能を包含するコンピュータ等の電子装置において利用することができる。

本発明の実施例に係る停車判定装置の構成を示すブロック図である。 標準偏差算出部の内部構成を示すブロック図である。 停車判定部の内部構成を示すブロック図である。 本実施例に係る停車判定の動作フローを示す図である。 図５(ａ)は、直進走行中の加速度センサの出力値、図５（ｂ）は、平坦な所で停車中の加速度センサの出力値、図５（ｃ）は右左折時のジャイロセンサの出力値、図５（ｄ）は停車時のジャイロセンサの出力値を示すグラフである。 本実施例に係る停車判定装置が搭載される車載用電子システムの構成を示す図である。 本実施例に係る停車判定装置が搭載される他の車載用電子システムの構成を示す図である。

符号の説明

１０：停車判定装置 １２：ジャイロセンサ
１４：加速度センサ １６：標準偏差算出部
１８：停車判定部 ２０：Ａ／Ｄ変換部
２２：バッファ ２４：平均値計算部
２６：標準偏差計算部 ３０：第１の比較部
３２：第２の比較部 ３４：判定部
ｖ１：方位センサの出力信号 ｖ２：加速度センサの出力信号
ｈ１：方位センサの標準偏差 ｈ２：加速度センサの標準偏差

Claims (8)

1. 自車の方位を検出する方位センサと、
   自車の加速度を検出する加速度センサと、
   方位センサからの出力信号および加速度センサからの出力信号を受け取り、一定期間内における方位センサの出力信号の標準偏差と加速度センサの出力信号の標準偏差を算出する算出手段と、
   算出された各標準偏差がそれぞれのしきい値以下であるとき、停車していると判定する判定手段とを有する、
   停車判定装置。
2. 停車の判定は、単一の方位センサと単一の加速度センサを用いて行われる、請求項１に記載の停車判定装置。
3. 前記算出手段は、方位センサから出力されるアナログ信号および加速度センサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する変換部と、変換されたそれぞれのディジタル信号を一時記憶するバッファと、一定期間のディジタル信号をバッファから読み出し、方位センサと加速度センサの出力信号の標準偏差を計算する計算部とを有する、請求項１に記載の停車判定装置。
4. 車両の方位を検出する方位センサからの出力信号および車両の加速度を検出する加速度センサからの出力信号を一定間隔でサンプリングするステップと、
   サンプリングされたそれぞれの出力信号の標準偏差を算出するステップと、
   各標準偏差をしきい値と比較し、各標準偏差がともにしきい値以下であるとき、停車していると判定するステップと、
   を有する停車判定方法。
5. 算出するステップは、方位センサから出力されるアナログ信号および加速度センサから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するステップと、変換されたそれぞれのディジタル信号を一時記憶するステップと、記憶されたディジタル信号から一定期間のディジタル信号を読み出し、方位センサと加速度センサの出力信号の標準偏差を計算するステップとを含む、請求項４に記載の停車判定方法。
6. 判定するステップは、少なくとも一方の標準偏差がしきい値を超えるとき、走行していると判定する、請求項５に記載の停車判定方法。
7. 請求項１ないし３いずれか１つに記載の停車判定装置を含むナビゲーション装置。
8. ナビゲーション装置はさらに、停車判定装置により停車と判定されたとき、道路地図上に表示される自車位置マークを停止させる、請求項７に記載のナビゲーション装置。

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