JP2009198185A - Vehicle position attitude estimating device - Google Patents

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JP2009198185A JP2008036892A JP2008036892A JP2009198185A JP 2009198185 A JP2009198185 A JP 2009198185A JP 2008036892 A JP2008036892 A JP 2008036892A JP 2008036892 A JP2008036892 A JP 2008036892A JP 2009198185 A JP2009198185 A JP 2009198185A
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Masafumi Uchihara
誠文 内原
Yasuhiro Tajima
靖裕 田島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle position attitude estimating device for improving final calculation accuracy. <P>SOLUTION: This vehicle position attitude estimating device 1 includes a vehicle behavior detecting means 2c for detecting the acceleration of a vehicle, a wheel speed detecting means 2d for detecting the wheel speed of the wheel of the vehicle, a GPS speed detecting means 2e for detecting the GPS speed, a determining means 2f for determining whether slip or lock of the wheel occurs, and a calculating means 2g for calculating the vehicle speed based on the acceleration and wheel speed when the determining means 2f determines that slip or lock of the wheel does not occur. When the determining means 2f determines that slip or lock of the wheel occurs, the calculating means 2g calculates the vehicle speed based on the acceleration and the GPS speed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適な車両位置姿勢推測装置に関する。   The present invention relates to a vehicle position / posture estimation apparatus suitable for application to vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.

近年の車両には、運転者が入力した目的地を含む探索条件と、GPS(Global Positioning System:全地球方位システム)により検出した又はINS(Inertial Navigation System)により計算した車両の位置とに基づいて走行予定経路を探索して運転者に案内して、利便性を高めるために運転補助を行うシステムとして、カーナビゲーションシステムが搭載される場合がある。   In recent vehicles, based on the search conditions including the destination input by the driver and the position of the vehicle detected by GPS (Global Positioning System) or calculated by INS (Inertial Navigation System) A car navigation system may be mounted as a system that searches for a planned travel route, guides the driver, and assists driving to improve convenience.

このようなINSにおいては、加速度センサにより検出した加速度に基づいて、車速及び車両の移動距離が計算され、ヨーレートセンサにより検出されたヨーレートにより車両の向きが計算された後、移動距離及び車両の向きにより車両の位置及び姿勢が計算されている。   In such an INS, the vehicle speed and the moving distance of the vehicle are calculated based on the acceleration detected by the acceleration sensor, the direction of the vehicle is calculated based on the yaw rate detected by the yaw rate sensor, and then the moving distance and the vehicle direction are calculated. Thus, the position and posture of the vehicle are calculated.

このような計算においては主に積分計算が行われており、各センサの検出値にはドリフトやオフセット等の誤差が含まれているため、INSとしての最終的な車両の位置及び姿勢の計算精度を高めるために、特許文献1に記載されているようなカルマンフィルタによりこの誤差を推測して検出値を正値に近づけることも行われているが誤差を完全に無くすことはできないため、加速度に基づいて計算された中間段階における車速については、車輪速センサにより検出した車輪速により補正することが行われている。
特開平8−68654号公報
In such calculation, integration calculation is mainly performed, and the detection value of each sensor includes errors such as drift and offset. Therefore, the accuracy of calculation of the final vehicle position and posture as INS In order to increase the error, the error is estimated by a Kalman filter as described in Patent Document 1 and the detected value is brought close to a positive value, but the error cannot be completely eliminated. The vehicle speed at the intermediate stage calculated as described above is corrected by the wheel speed detected by the wheel speed sensor.
JP-A-8-68654

ところが、このようなINSにおいては、中間段階の車速の補正に車輪速を用いているため、車両の車輪のいずれかにおいて、スリップ又はロックが発生した場合においては、補正の基準となる車輪速が、車両の実際の車速を正しく表す値ではなくなるため、INSとしての最終的な車両の位置及び姿勢の計算精度を高めることができないという問題が依然としてあった。   However, in such an INS, since the wheel speed is used for correcting the vehicle speed at the intermediate stage, when slipping or locking occurs in any of the wheels of the vehicle, the wheel speed serving as a reference for correction is However, since it is no longer a value that accurately represents the actual vehicle speed, there still remains a problem that the calculation accuracy of the final vehicle position and orientation as INS cannot be increased.

本発明は、上記問題に鑑み、最終的な計算精度を高めることができる車両位置姿勢推測装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vehicle position / orientation estimation apparatus capable of improving final calculation accuracy.

上記の問題を解決するため、本発明に係る車両位置姿勢推測装置は、
車両の加速度を検出する車両挙動検出手段と、前記車両の車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、GPS速度を検出するGPS速度検出手段と、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、前記加速度と前記車輪速に基づいて、車速を計算する計算手段を備えるとともに、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、前記計算手段が、前記加速度と前記GPS速度に基づいて車速を計算することを特徴とする。
In order to solve the above problem, a vehicle position / orientation estimation apparatus according to the present invention includes:
Vehicle behavior detection means for detecting vehicle acceleration, wheel speed detection means for detecting wheel speed of the vehicle wheel, GPS speed detection means for detecting GPS speed, and whether slipping or locking of the wheel has occurred Determination means for determining whether or not, and when the determination means determines that slip or lock of the wheel has not occurred, the calculation means for calculating the vehicle speed based on the acceleration and the wheel speed, When the determination means determines that the wheel slips or locks, the calculation means calculates a vehicle speed based on the acceleration and the GPS speed.

なおここで、前記加速度とは、前記車両位置姿勢推測装置は、車両前後方向の加速度又は車幅方向の加速度である。また、前記GPS速度とは、前記GPSを構成するアンテナが受信した複数の衛星からの電波の波長の伸長に基づいて、GPSドップラと言われる手法により検出される車速である。   Here, the acceleration refers to an acceleration in the vehicle front-rear direction or an acceleration in the vehicle width direction in the vehicle position and orientation estimation device. The GPS speed is a vehicle speed detected by a technique called GPS Doppler based on the expansion of the wavelength of radio waves from a plurality of satellites received by the antenna constituting the GPS.

ここで、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記計算手段が、前記加速度の時間積分に基づいて車速を計算するとともに、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、前記車輪速を用いて前記車速を補正し、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、前記GPS速度を用いて前記車速を補正することが好ましい。
Here, in the vehicle position and orientation estimation device,
The calculation means calculates the vehicle speed based on the time integration of the acceleration, and corrects the vehicle speed using the wheel speed when the determination means determines that the wheel has not slipped or locked. And when the said determination means determines with the slip or the lock | rock of the said wheel having generate | occur | produced, it is preferable to correct | amend the said vehicle speed using the said GPS speed.

これによれば、前記判定手段により前記車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定される場合においては、一般的に検出周期が短く検出の容易な項目である前記車輪速を用いて、前記計算手段が前記車速の補正を行い、前記判定手段により前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定される場合には、前記車輪速よりも正確である前記GPS速度を用いて、前記計算手段が前記車速の補正を行うことができる。   According to this, when it is determined by the determination means that the wheel has not slipped or locked, the wheel speed, which is an item that is generally short in detection period and easy to detect, is used. When the calculation means corrects the vehicle speed and the determination means determines that the wheel slips or locks, the calculation is performed using the GPS speed that is more accurate than the wheel speed. Means can correct the vehicle speed.

さらに、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記車両挙動検出手段が、前記車両の角速度を検出するとともに、前記補正された前記車速と前記角速度を用いて、車両の位置及び姿勢を推測する推測手段を備えることが好ましい。
Furthermore, in the vehicle position and orientation estimation device,
It is preferable that the vehicle behavior detection unit includes an estimation unit that detects an angular velocity of the vehicle and estimates a position and an attitude of the vehicle using the corrected vehicle speed and the angular velocity.

これによれば、補正された後のより正確な前記車速を用いて、前記推測手段が前記車両の位置及び姿勢を推測することができるので、前記推測手段による前記車両の位置及び姿勢の推測にあたっての精度を高めることができる。   According to this, since the estimation means can estimate the position and orientation of the vehicle using the more accurate vehicle speed after correction, the estimation means can estimate the position and orientation of the vehicle. Can improve the accuracy.

さらに、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記判定手段が、前記GPS速度と前記車輪速の比較に基づいて、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することが好ましい。
Furthermore, in the vehicle position and orientation estimation device,
It is preferable that the determination unit determines whether or not the wheel slips or locks based on a comparison between the GPS speed and the wheel speed.

これによれば、各車輪の前記車輪速の平均値を車速とみなして、平均値と前記車輪の前記車輪速との比較に基づいて、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することに比べて、前記スリップ又はロック等の車両の挙動に影響を受けないいわゆる絶対情報である前記GPS速度を車速とみなして、前記GPS速度と前記車輪との比較に基づいて、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することから、前記判定をより容易且つ確実に行うことができる。   According to this, the average value of the wheel speed of each wheel is regarded as a vehicle speed, and whether or not the wheel slips or locks is generated based on the comparison between the average value and the wheel speed of the wheel. Compared to the determination, the GPS speed, which is so-called absolute information that is not affected by the behavior of the vehicle such as slip or lock, is regarded as a vehicle speed, and the wheel is determined based on the comparison between the GPS speed and the wheel. Since it is determined whether or not slip or lock has occurred, the determination can be performed more easily and reliably.

さらに、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記車輪を駆動輪とすることが好ましい。
Furthermore, in the vehicle position and orientation estimation device,
The wheel is preferably a driving wheel.

これによれば、前記車両の各車輪のうちよりスリップ又はロックしやすい駆動輪の車輪速と、前記GPS速度との比較に基づいて、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することにより以下の作用効果を得ることができる。   According to this, it is determined whether or not the wheel slips or locks based on the comparison between the GPS speed and the wheel speed of the driving wheel that is more easily slipped or locked among the wheels of the vehicle. By doing so, the following effects can be obtained.

すなわち、前記スリップ又はロックが発生した時点から、前記駆動輪の車輪速の前記GPS速度に対しての偏差が、前記判定に用いられる判定閾値よりも大きくなる時期が、前記駆動輪以外の車輪速の前記GPS速度に対しての偏差が前記判定閾値よりも、大きくなる時期よりも早いことに起因して、前記判定をより早期に行うことができる。   That is, the time when the deviation of the wheel speed of the drive wheel from the GPS speed from the time when the slip or lock occurs is larger than the determination threshold used for the determination is the wheel speed other than the drive wheel. The determination can be performed earlier because the deviation from the GPS speed is earlier than the time when the deviation becomes larger than the determination threshold.

また、前記スリップ又はロックの発生の程度が小さい又は発生時間が短い場合においては、前記駆動輪以外の車輪速の前記GPS速度に対する偏差が前記判定閾値よりも大きくならない場合も存在するので、前記駆動輪の車輪速を前記判定に用いることにより、前記判定の感度を高めることができるとともに、前記判定をより容易且つ確実に行うことができる。   In addition, when the degree of occurrence of the slip or lock is small or the generation time is short, there may be a case where the deviation of the wheel speed other than the driving wheel from the GPS speed does not become larger than the determination threshold value. By using the wheel speed of the wheel for the determination, the sensitivity of the determination can be increased, and the determination can be performed more easily and reliably.

さらに、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記判定手段が、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する場合に、前記GPS速度検出手段の前記GPS速度の検出周期間において、前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度を補完する補完手段を備えることが好ましい。
Furthermore, in the vehicle position and orientation estimation device,
When the determination means determines whether or not the wheel slips or locks, the calculation means uses the correction of the vehicle speed during the GPS speed detection period of the GPS speed detection means. It is preferable to provide supplement means for complementing the GPS speed.

これによれば、前記GPS速度検出手段の前記GPS速度の検出周期間、すなわち所定のサンプリング周期における前記GPS速度検出手段による検出タイミングの間において、前記GPS速度の検出値がリアルタイムでは前記計算手段により取得できない状況においても、前記補完手段が、前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度を補完するので、これにより、前記計算手段が前記車速の補正を適宜行うことができる。   According to this, during the detection period of the GPS speed of the GPS speed detection means, that is, between the detection timings of the GPS speed detection means in a predetermined sampling period, the detection value of the GPS speed is calculated in real time by the calculation means. Even in a situation where it cannot be acquired, the complementing unit supplements the GPS speed used by the calculating unit for correcting the vehicle speed, so that the calculating unit can appropriately correct the vehicle speed.

さらに、前記車両位置姿勢推測装置において、
前記補完手段が、前記検出周期間において前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度を、前記検出周期間の前の検出タイミングにおいて前記GPS速度検出手段が検出した前記GPS速度とすることが好ましい。
Furthermore, in the vehicle position and orientation estimation device,
The complement means may use the GPS speed used by the calculation means for correcting the vehicle speed during the detection period as the GPS speed detected by the GPS speed detection means at a previous detection timing during the detection period. preferable.

これによれば、前記判定手段が、前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合においては、前記車輪に対して路面から作用する力が前記スリップ又はロックが発生していない場合に比べて十分に小さく、前記車両の車速は変化していないとみなせることを利用して、前記補完手段による、前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度の補完をより簡易な手段にて行うことができる。   According to this, in the case where the determination means determines that the wheel slip or lock has occurred, the force acting on the wheel from the road surface does not generate the slip or lock. By using the fact that the vehicle speed of the vehicle can be regarded as not changing, it is possible to complement the GPS speed used by the calculating means for correcting the vehicle speed with simpler means. It can be carried out.

本発明によれば、最終的な計算精度を高めることができる車両位置姿勢推測装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle position and orientation estimation apparatus which can improve final calculation accuracy can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係わる車両位置姿勢推測装置の一実施形態を示す模式図である。車両位置姿勢推測装置1は、カーナビゲーションECU2(Car Navigation Electronic Control Unit)には、GPSアンテナ3(Global Positioning System:全地球測位システム)と、加速度センサ4と、ヨーレートセンサ5と、ステアリングセンサ6と、受信機7と、データベース8と、ディスプレイ9と、タッチパネル10とを備えて構成される。さらに、カーナビゲーションECU2には、ABS11(Anti-lock Brake System)がCAN(Controller Area Network)等の通信規格により接続される。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a vehicle position / orientation estimation apparatus according to the present invention. The vehicle position / orientation estimation apparatus 1 includes a car navigation electronic control unit (ECU 2), a GPS antenna 3 (Global Positioning System), an acceleration sensor 4, a yaw rate sensor 5, and a steering sensor 6. , Receiver 7, database 8, display 9, and touch panel 10. Further, an ABS 11 (Anti-lock Brake System) is connected to the car navigation ECU 2 according to a communication standard such as CAN (Controller Area Network).

ここで、カーナビゲーションECU2は、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う探索手段2a、表示手段2b、車両挙動検出手段2c、車輪速検出手段2d、GPS速度検出手段2e、判定手段2f、計算手段2g、補完手段2h、推測手段2iとして機能するものである。   Here, the car navigation ECU 2 is composed of, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a data bus that connects them, and an input / output interface, and a search means 2a that performs each control described below in accordance with a program stored in the ROM. , Display means 2b, vehicle behavior detection means 2c, wheel speed detection means 2d, GPS speed detection means 2e, determination means 2f, calculation means 2g, complementing means 2h, and estimation means 2i.

また、GPSアンテナ3は、地球上空に打ち上げられた複数の衛星からの電波を受信するものであって、加速度センサ4は車両の前後方向の加速度を検出するものであり、ヨーレートセンサ5は車両のヨーレートすなわち車両の鉛直軸周りの角速度を検出するものであり、さらに、ステアリングセンサ6は操舵装置の操舵角を検出するものであり、受信機7は光あるいは電波ビーコンに準拠したものであり、VICS(Vehicle Information & Communication System:道路交通情報システム)からの道路情報を受信する。加えて、データベース8はCD−ROMやDVD−ROM等の記憶媒体により構成され、表示用の地図情報と、探索用の地図情報を格納し記憶している。   The GPS antenna 3 receives radio waves from a plurality of satellites launched above the earth, the acceleration sensor 4 detects acceleration in the longitudinal direction of the vehicle, and the yaw rate sensor 5 The yaw rate, that is, the angular velocity around the vertical axis of the vehicle is detected. Further, the steering sensor 6 detects the steering angle of the steering device, and the receiver 7 is based on light or a radio wave beacon. Receive road information from (Vehicle Information & Communication System). In addition, the database 8 is composed of a storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM, and stores and stores display map information and search map information.

さらに、ディスプレイ9は、運転者により入力された目的地等の探索条件をもとにカーナビゲーションECU2の探索手段2aが探索用の地図情報に基づいて探索した走行予定経路を、カーナビゲーションECU2の表示手段2bの指令に基づき表示用の地図情報とともに表示するものである。なお。ディスプレイ9は、マルチインフォメーションディスプレイにより構成されるものであって、タッチパネル10すなわち運転者が目的地を含む探索条件及びその他の入力情報を入力する手段としても機能する。   Further, the display 9 displays the planned travel route searched by the search means 2a of the car navigation ECU 2 based on the search map information on the basis of the search conditions such as the destination input by the driver. Based on the command of the means 2b, it is displayed together with the map information for display. Note that. The display 9 is composed of a multi-information display, and also functions as a touch panel 10, that is, a means for a driver to input search conditions including a destination and other input information.

加えて、ABS11は、各車輪に対応して設けられた車輪速センサから各車輪速を検出し、それらの各車輪速の平均から車速を求め、車速に対して各車輪速のいずれかがロック用判定閾値よりも離隔して低下した場合に、該当する車輪を制動するブレーキの油圧を低下させて、制動時において車輪のロックを防止する装置であり、その制御に用いるための車輪速を図示しないCANに対して出力しており、カーナビゲーションECU2はその車輪速をABS11からCAN等の通信規格による送信により取得している。   In addition, the ABS 11 detects each wheel speed from a wheel speed sensor provided corresponding to each wheel, obtains the vehicle speed from the average of each wheel speed, and locks any of the wheel speeds with respect to the vehicle speed. This is a device that reduces the hydraulic pressure of a brake that brakes the corresponding wheel when it falls below the determination threshold for use, and prevents the wheel from being locked during braking, and shows the wheel speed for use in the control. The car navigation ECU 2 acquires the wheel speed from the ABS 11 by transmission according to a communication standard such as CAN.

さらに、カーナビゲーションECU2の探索手段2aは、GPSアンテナ3の受信した複数の衛星からの電波をもとに、例えば三角測量の原理で車両の位置つまりは経度と緯度を測定する。加えて、カーナビゲーションECU2の車両挙動検出手段2cは加速度センサ4から車両の前後方向加速度を検出し、ヨーレートセンサ5から車両のヨーレートすなわち車両の鉛直軸周りの角速度を検出する。また、カーナビゲーションECU2の車輪速検出手段2dは、車両の各車輪の車輪速をABS11からCANを介して取得し、GPS速度検出手段2eは、GPSアンテナ3の受信した複数の衛星からの電波の波長の伸長に基づいて、GPSドップラと言われる手法により車両のGPS速度を検出している。   Further, the search means 2a of the car navigation ECU 2 measures the position of the vehicle, that is, the longitude and latitude based on the principle of triangulation, for example, based on the radio waves from the plurality of satellites received by the GPS antenna 3. In addition, the vehicle behavior detection means 2c of the car navigation ECU 2 detects the longitudinal acceleration of the vehicle from the acceleration sensor 4, and detects the yaw rate of the vehicle, that is, the angular velocity around the vertical axis of the vehicle, from the yaw rate sensor 5. Further, the wheel speed detection means 2d of the car navigation ECU 2 acquires the wheel speed of each wheel of the vehicle from the ABS 11 via CAN, and the GPS speed detection means 2e receives the radio waves from the plurality of satellites received by the GPS antenna 3. Based on the extension of the wavelength, the GPS speed of the vehicle is detected by a technique called GPS Doppler.

また、カーナビゲーションECU2の判定手段2fは、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定するものであって、GPS速度検出手段2eの検出したGPS速度と、ABS11から車輪速検出手段2dが取得した車輪速のうち駆動輪の車輪速との比較に基づいて、GPS速度と駆動輪の車輪速との偏差の絶対値が、スリップ及びロック用判定閾値より大きい場合には、車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する。   The determination means 2f of the car navigation ECU 2 determines whether or not a wheel slip or lock has occurred. The GPS speed detected by the GPS speed detection means 2e and the wheel speed detection means 2d from the ABS 11 are determined. If the absolute value of the deviation between the GPS speed and the wheel speed of the driving wheel is larger than the judgment threshold for slip and lock based on a comparison with the wheel speed of the driving wheel among the obtained wheel speeds, the wheel slip Alternatively, it is determined that a lock has occurred.

さらに、カーナビゲーションECU2の計算手段2gは、車両挙動検出手段2cが加速度センサ4により検出した車両前後方向の加速度に基づいて積分計算を行い、車速を計算する。このような積分計算においては、加速度センサ4の検出値にはドリフトやオフセット等の誤差が含まれているため、推測手段2iが、車速を積分計算して車両の移動距離を計算して、さらに、車両挙動検出手段2cがヨーレートセンサ5により検出したヨーレートを積分計算して、車両の向きを計算した後、最終的な車両の位置及び姿勢を計算するにあたっての精度を高めるために、加速度に基づいて計算された中間段階における車速については、後述するように計算手段2gが、車輪速検出手段2dにより検出した車輪速又はGPS速度検出手段2eにより検出したGPS車速により適宜補正する。   Further, the calculation means 2g of the car navigation ECU 2 performs an integral calculation based on the acceleration in the vehicle longitudinal direction detected by the vehicle behavior detection means 2c by the acceleration sensor 4, and calculates the vehicle speed. In such integral calculation, since the detection value of the acceleration sensor 4 includes errors such as drift and offset, the estimation means 2i calculates the vehicle travel distance by integrating the vehicle speed, The vehicle behavior detecting means 2c integrates and calculates the yaw rate detected by the yaw rate sensor 5 to calculate the direction of the vehicle. As described later, the calculation means 2g appropriately corrects the vehicle speed in the intermediate stage calculated by the wheel speed detected by the wheel speed detection means 2d or the GPS vehicle speed detected by the GPS speed detection means 2e.

より具体的には、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合には、推測手段2iは、ヨーレート及び加速度と、車輪速とに基づいて、車両の位置及び姿勢を推測するとともに、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、推測手段2iは、ヨーレート及び加速度と、GPS速度に基づいて車両の位置及び姿勢を推測する。   More specifically, when the determination unit 2f determines that no wheel slip or lock has occurred, the estimation unit 2i determines the position and orientation of the vehicle based on the yaw rate and acceleration, and the wheel speed. In addition, when the determination unit 2f determines that a wheel slip or lock has occurred, the estimation unit 2i estimates the position and orientation of the vehicle based on the yaw rate and acceleration, and the GPS speed.

つまり、計算手段2gは、加速度の時間積分に基づいて車速を計算するとともに、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、車輪速を用いて車速を補正し、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、GPS速度を用いて車速を補正する。   That is, the calculation means 2g calculates the vehicle speed based on the time integral of acceleration, and corrects the vehicle speed using the wheel speed when the determination means 2f determines that the wheel slip or lock has not occurred, When the determination unit 2f determines that a wheel slip or lock has occurred, the vehicle speed is corrected using the GPS speed.

さらに、カーナビゲーションECU2の補完手段2hは、判定手段2fが、車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、GPS速度検出手段2eのGPS速度の検出周期間において、計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を補完する。より具体的には、補完手段2hは、検出周期間において計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を、検出周期間の前の検出タイミングにおいてGPS速度検出手段2eが検出したGPS速度とする。   Further, the complementing means 2h of the car navigation ECU 2 determines that the calculating means 2g determines that the calculating means 2g is between the GPS speed detection periods of the GPS speed detecting means 2e when the determining means 2f determines that a wheel slip or lock has occurred. Complements the GPS speed used to correct the vehicle speed. More specifically, the complementing unit 2h uses the GPS speed used by the calculating unit 2g for correcting the vehicle speed during the detection period as the GPS speed detected by the GPS speed detecting unit 2e at the previous detection timing during the detection period.

このように、カーナビゲーションECU2の推測手段2iは、GPSアンテナ3が衛星から電波を受信できない場合においては、車輪速と、加速度センサ4により検出した車両前後方向の加速度と、ヨーレートセンサ5により検出したヨーレートに、適宜、ステアリングセンサ6により検出した操舵装置の操舵角を加味して、車両の移動距離と方向を計算して車両の位置及び姿勢を推測するINSを構成する。   Thus, when the GPS antenna 3 cannot receive radio waves from the satellite, the estimation means 2i of the car navigation ECU 2 detects the wheel speed, the acceleration in the vehicle front-rear direction detected by the acceleration sensor 4, and the yaw rate sensor 5. An INS that estimates the position and orientation of the vehicle by calculating the moving distance and direction of the vehicle by appropriately adding the steering angle of the steering device detected by the steering sensor 6 to the yaw rate is configured.

すなわち、上述したGPSアンテナ3を用いたカーナビゲーションECU2の探索手段2aによる車両の位置する位置の測定においては、衛星からの電波を利用する特性上、高層ビルの谷間に車両が位置する場合やトンネル内を車両が走行している場合、あるいは、高架橋の下を車両が走行している場合などでは衛星からの電波をGPSアンテナ3が受信できないため、車両の位置が測定できないが、後者のINSによる推測により、これを補足している。   That is, in the measurement of the position of the vehicle by the search means 2a of the car navigation ECU 2 using the GPS antenna 3 described above, the vehicle is located in a valley of a high-rise building or tunnel because of the characteristics of using radio waves from the satellite. When the vehicle is traveling inside or when the vehicle is traveling under the viaduct, the GPS antenna 3 cannot receive the radio wave from the satellite, so the position of the vehicle cannot be measured. This is supplemented by speculation.

カーナビゲーションECU2の探索手段2aは、このようにして測定した位置と、タッチパネル10すなわちディスプレイ9により運転者が入力した目的地とを結ぶ走行予定経路を、データベース8内の探索用の地図情報を用いてダイクストラ法等の手法により探索する。   The search means 2 a of the car navigation ECU 2 uses the map information for search in the database 8 for the planned travel route connecting the position measured in this way and the destination input by the driver through the touch panel 10, that is, the display 9. Search using the Dijkstra method.

そして、カーナビゲーションECU2の表示手段2bは、データベース8内の表示用の地図情報と、上述した方法により測定した車両の位置する位置と、タッチパネル10すなわちディスプレイ9により入力された目的地と、探索手段2aにより探索された位置から目的地に到る走行予定経路とを併せてディスプレイ9に表示する。   The display means 2b of the car navigation ECU 2 includes map information for display in the database 8, the position of the vehicle measured by the above-described method, the destination input by the touch panel 10, that is, the display 9, and search means. The planned travel route from the position searched in 2a to the destination is also displayed on the display 9.

以下に以上述べた車両位置姿勢推測装置1の本発明に係わる部分の制御内容を、フローチャートと図を用いて説明する。図2は、本発明に係わる車両位置姿勢推測装置1の制御内容を示すフローチャートである。   The control content of the part concerning the present invention of the vehicle position / orientation estimation apparatus 1 described above will be described with reference to flowcharts and diagrams. FIG. 2 is a flowchart showing the control contents of the vehicle position / orientation estimation apparatus 1 according to the present invention.

図2のS1に示すように、カーナビゲーションECU2の車両挙動検出手段2cは加速度センサ4から車両の前後方向加速度を検出し、カーナビゲーションECU2の車輪速検出手段2dは、車両の各車輪の車輪速をABS11からCANを介して取得する。つづいて、S2において、GPS速度検出手段2eは、GPSアンテナ3の受信した複数の衛星からの電波の波長の伸長に基づいて、GPSドップラと言われる手法により車両のGPS速度を検出する。   As shown in S1 of FIG. 2, the vehicle behavior detection means 2c of the car navigation ECU 2 detects the longitudinal acceleration of the vehicle from the acceleration sensor 4, and the wheel speed detection means 2d of the car navigation ECU 2 detects the wheel speed of each wheel of the vehicle. Is obtained from the ABS 11 via the CAN. Subsequently, in S2, the GPS speed detecting means 2e detects the GPS speed of the vehicle by a method called GPS Doppler based on the expansion of the wavelength of the radio waves from the plurality of satellites received by the GPS antenna 3.

S3において、カーナビゲーションECU2の判定手段2fは、S2においてGPS速度検出手段2eの検出したGPS速度と、S1において車輪速検出手段2dがABS11から取得した車輪速のうち駆動輪の車輪速との偏差を計算して、S4において、判定手段2fは、GPS速度と駆動輪の車輪速との偏差の絶対値が、スリップ及びロック用判定閾値より大きいかどうかを判定し、肯定である場合にはS5にすすみ、否定である場合にはS8にすすむ。   In S3, the determination means 2f of the car navigation ECU 2 determines the deviation between the GPS speed detected by the GPS speed detection means 2e in S2 and the wheel speed of the drive wheel among the wheel speeds acquired by the wheel speed detection means 2d from the ABS 11 in S1. In S4, the determination means 2f determines whether or not the absolute value of the deviation between the GPS speed and the wheel speed of the drive wheel is larger than the slip and lock determination threshold value. If NO, proceed to S8.

S5においては、GPS速度と車輪速との偏差の絶対値が、スリップ及びロック用判定閾値より大きい場合であるので、判定手段2fはスリップ又はロックが発生していると判定し、S6において、カーナビゲーションECU2の補完手段2hは、GPS速度検出手段2eのGPS速度の検出周期間において、計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を補完、すなわち、検出周期間において計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を、検出周期間の前の検出タイミングにおいてGPS速度検出手段2eが検出したGPS速度とする。   In S5, since the absolute value of the deviation between the GPS speed and the wheel speed is larger than the determination threshold for slip and lock, the determination means 2f determines that slip or lock has occurred. The supplementing means 2h of the navigation ECU 2 complements the GPS speed used by the calculating means 2g for correcting the vehicle speed during the GPS speed detecting period of the GPS speed detecting means 2e, that is, the calculating means 2g corrects the vehicle speed during the detecting period. The GPS speed to be used is the GPS speed detected by the GPS speed detecting means 2e at the previous detection timing during the detection cycle.

さらにS7において、カーナビゲーションECU2の計算手段2gは、車両挙動検出手段2cが加速度センサ4により検出した車両前後方向の加速度に基づいて積分計算を行い、車速を計算した上で、加速度に基づいて計算された中間段階における車速について、GPS速度検出手段2eにより検出したGPS車速により補正する。さらにS11において、カーナビゲーションECU2の推測手段2iは、計算手段2gの計算した車速とGPS速度にもとづいて、車両の移動距離を計算する。   Further, in S7, the calculation means 2g of the car navigation ECU 2 performs integral calculation based on the vehicle longitudinal direction acceleration detected by the vehicle behavior detection means 2c by the acceleration sensor 4, calculates the vehicle speed, and then calculates based on the acceleration. The vehicle speed at the intermediate stage is corrected by the GPS vehicle speed detected by the GPS speed detection means 2e. Furthermore, in S11, the estimation means 2i of the car navigation ECU 2 calculates the moving distance of the vehicle based on the vehicle speed and GPS speed calculated by the calculation means 2g.

さらにS8においては、GPS速度と車輪速との偏差の絶対値が、スリップ及びロック用判定閾値より大きくない場合であるので、判定手段2fはスリップ又はロックが発生していないと判定し、S10において、カーナビゲーションECU2の計算手段2gは、車両挙動検出手段2cが加速度センサ4により検出した車両前後方向の加速度に基づいて積分計算を行い、車速を計算した上で、加速度に基づいて計算された中間段階における車速について、駆動輪の車輪速により補正する。さらにS11において、カーナビゲーションECU2の推測手段2iは、計算手段2gの計算した車速と車輪速にもとづいて、車両の移動距離を計算する。   Further, in S8, since the absolute value of the deviation between the GPS speed and the wheel speed is not larger than the slip and lock determination threshold, the determination means 2f determines that slip or lock has not occurred, and in S10 The calculation means 2g of the car navigation ECU 2 performs integration calculation based on the acceleration in the vehicle longitudinal direction detected by the vehicle behavior detection means 2c by the acceleration sensor 4, calculates the vehicle speed, and then calculates the intermediate calculated based on the acceleration. The vehicle speed at the stage is corrected by the wheel speed of the drive wheel. Further, in S11, the estimation means 2i of the car navigation ECU 2 calculates the moving distance of the vehicle based on the vehicle speed and wheel speed calculated by the calculation means 2g.

これらの制御内容により実現される本実施例の車両位置姿勢推測装置1によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、計算手段2gが、加速度の時間積分に基づいて車速を計算するとともに、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、計算手段2gが車輪速を用いて計算した車速を補正し、判定手段2fが車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、計算手段2gが計算した車速を、GPS速度を用いて補正することにより、車輪速が有する利点とGPS速度が有する利点の双方を適宜利用して、中間段階の車速の補正を行うことができる。   According to the vehicle position and orientation estimation apparatus 1 of the present embodiment realized by these control contents, the following operational effects can be obtained. That is, the calculating means 2g calculates the vehicle speed based on the time integral of acceleration, and when the determining means 2f determines that no wheel slip or lock has occurred, the calculating means 2g calculates using the wheel speed. When the determination means 2f determines that the wheel slip or lock has occurred, the wheel speed is obtained by correcting the vehicle speed calculated by the calculation means 2g using the GPS speed. And the advantage of the GPS speed can be appropriately used to correct the vehicle speed at the intermediate stage.

つまり、判定手段2fにより車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合においては、一般的に検出周期の短く検出の容易な車輪速を補正に用いることが有利であり、車輪速が車速を正確に表していると考えられるので、計算手段2gが車輪速を用いて車速の補正を行うことができる。これとともに、判定手段2fにより車輪のスリップ又はロックが発生していると判定される場合には、車輪速よりも車速を正確に表していると考えられるGPS速度を用いて、計算手段2gが車速の補正を行うことができる。   That is, in the case where it is determined by the determination means 2f that no wheel slip or lock has occurred, it is generally advantageous to use a wheel speed with a short detection cycle for easy detection, and the wheel speed is the vehicle speed. Since the calculation means 2g can correct the vehicle speed using the wheel speed. At the same time, when it is determined by the determination means 2f that the wheel slips or locks, the calculation means 2g uses the GPS speed considered to represent the vehicle speed more accurately than the wheel speed. Can be corrected.

これらのことにより、補正された後のより正確な車速を用いて周知の積分計算により、推測手段2iが車両の移動距離を計算して、車両の位置及び姿勢を推測することができるので、推測手段2iによる車両の位置及び姿勢の推測にあたっての精度を高めることができる。   As a result, the estimating means 2i can calculate the moving distance of the vehicle and estimate the position and posture of the vehicle by a well-known integral calculation using a more accurate vehicle speed after correction. The accuracy in estimating the position and posture of the vehicle by means 2i can be increased.

さらに、判定手段2fが、GPS速度と車輪速の比較に基づいて、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することにより、各車輪の車輪速の平均値を車速とみなして、平均値と各車輪の車輪速との比較に基づいて、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する一般的な構成に比べて以下のような作用効果を得ることができる。   Furthermore, the determination means 2f considers the average value of the wheel speed of each wheel as the vehicle speed by determining whether or not the wheel slip or lock has occurred based on the comparison between the GPS speed and the wheel speed, Based on the comparison between the average value and the wheel speed of each wheel, the following operational effects can be obtained as compared with a general configuration for determining whether or not a wheel slip or lock has occurred.

つまり、車輪のスリップ又はロック等の車両の挙動に影響を受けないいわゆる絶対情報であるGPS速度を車速とみなして、GPS速度と各車輪の車輪速との比較に基づいて、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定するので、スリップ又はロックが発生しているか否かの判定をより容易に且つ確実に行うことができる。   That is, the GPS speed, which is so-called absolute information that is not affected by vehicle behavior such as wheel slip or lock, is regarded as the vehicle speed, and the wheel slip or lock is determined based on a comparison between the GPS speed and the wheel speed of each wheel. Therefore, it is possible to more easily and reliably determine whether slip or lock has occurred.

さらに、比較対象とする車輪速を駆動輪の車輪速とすることにより、スリップ又はロックが発生した時点から、駆動輪の車輪速のGPS速度に対しての偏差が、判定に用いられるスリップ又はロック判定閾値よりも大きくなる時期が、駆動輪以外の車輪速のGPS速度に対しての偏差が判定閾値よりも、大きくなる時期よりも早いという性質を利用して、スリップ又はロックが発生しているか否かの判定をより早期に行うことができる。   Further, by setting the wheel speed to be compared as the wheel speed of the driving wheel, the deviation of the wheel speed of the driving wheel from the GPS speed from the time when slipping or locking occurs is used to determine the slip or locking. Whether slip or lock has occurred by utilizing the property that the deviation from the GPS speed of the wheel speed other than the driving wheel is greater than the judgment threshold when the time when the judgment threshold is exceeded The determination of whether or not can be made earlier.

また、スリップ又はロックの発生の程度が小さい又は発生時間が短い場合においては、駆動輪以外の車輪速のGPS速度に対する偏差がスリップ又はロック判定閾値よりも大きくならない場合も存在し、この場合に駆動輪以外の車輪速により判定を行うと、スリップ又はロックが発生していることを判定できないので、駆動輪の車輪速を判定に用いることにより、判定の感度を高めることができるとともに、判定をより容易且つ確実に行うことができる。   In addition, when the degree of occurrence of slip or lock is small or the occurrence time is short, there is a case where the deviation of the wheel speed other than the drive wheel from the GPS speed does not become larger than the slip or lock determination threshold. If the determination is made based on the wheel speeds other than the wheels, it cannot be determined that slip or lock has occurred. Therefore, by using the wheel speed of the driving wheel for the determination, the sensitivity of the determination can be increased, and the determination can be further improved. It can be done easily and reliably.

さらに、判定手段2fが、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する場合に、GPS速度検出手段2eのGPS速度の検出周期間において、計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を補完する補完手段2hを備えることにより、以下のような作用効果を得ることができる。   Further, when the determination unit 2f determines whether or not a wheel slip or lock has occurred, the GPS speed used by the calculation unit 2g to correct the vehicle speed during the GPS speed detection period of the GPS speed detection unit 2e. By providing the complementing means 2h for complementing, the following operational effects can be obtained.

つまり、GPS速度検出手段2eのGPS速度の検出周期間、すなわち所定のサンプリング周期におけるGPS速度検出手段2eによる前回及び今回の検出タイミングの間においては、GPS速度の検出値がリアルタイムではGPS速度検出手段2eにより検出できず、従って、計算手段2gによりリアルタイムのGPS速度の検出値が取得できない状況が発生する。ところが、本実施例によれば、補完手段2hが、計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を補完するので、計算手段2gが車速の補正を検出周期間においても適宜行うことができる。   In other words, during the GPS speed detection period of the GPS speed detection means 2e, that is, between the previous and current detection timings of the GPS speed detection means 2e in a predetermined sampling period, the detected value of the GPS speed is the GPS speed detection means in real time. 2e cannot be detected, and therefore a situation occurs in which the detection value of the real-time GPS speed cannot be obtained by the calculation means 2g. However, according to the present embodiment, the complementing means 2h supplements the GPS speed used by the calculating means 2g for correcting the vehicle speed, so that the calculating means 2g can appropriately correct the vehicle speed even during the detection period.

さらに、補完手段2hが、検出周期間において計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度を、検出周期間の前のすなわち前回の検出タイミングにおいてGPS速度検出手段2eが検出したGPS速度とすることにより、判定手段2fが、車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合においては、通常走行時において車輪が路面に確実にグリップしている状態に比べて、車輪に対して路面から作用する力が十分小さいとみなせるので、車両の車速は変化していないとみなして、補完手段2hによる、計算手段2gが車速の補正に用いるGPS速度の補完をより簡易な手段にて行うことができる。   Further, the complementing unit 2h sets the GPS speed used by the calculating unit 2g to correct the vehicle speed during the detection period as the GPS speed detected by the GPS speed detecting unit 2e before the detection period, that is, at the previous detection timing. In the case where the determination means 2f determines that the wheel slips or locks, the wheel acts on the wheel from the road surface as compared to a state where the wheel is securely gripped on the road surface during normal traveling. Since it can be assumed that the force is sufficiently small, it is considered that the vehicle speed of the vehicle has not changed, and the GPS speed used by the calculating means 2g for correcting the vehicle speed by the complementing means 2h can be complemented by simpler means.

さらに、従来のマップマッチングにおいては、GPSにより取得した車両の位置の誤差が大きい場合においては、例えば隣接する道路を混同して、車両の位置を補正してしまうおそれもあるが、本実施例のような車両位置姿勢推測装置によれば、車両の位置の精度そのものを高めることができるので、マップマッチングを用いる頻度を低くして、上述したような誤マップマッチングによる不具合を防止することができる。   Furthermore, in the conventional map matching, when the error in the position of the vehicle acquired by GPS is large, for example, there is a possibility that adjacent roads may be confused to correct the position of the vehicle. According to such a vehicle position / orientation estimation apparatus, the accuracy of the vehicle position itself can be improved, so that the frequency of using map matching can be reduced to prevent the above-described problems caused by erroneous map matching.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

例えば、補完手段2hがGPS速度の補完を行うに当たって、本実施例においては、前回の検出タイミングにおいてGPS速度検出手段2eが検出した前回値をそのまま用いているが、車両挙動検出手段2cが加速度センサ4により検出する加速度と、前回の検出タイミングからの経過時間を用いて、前回値を補正した値を用いても良い。   For example, when the complementing means 2h complements the GPS speed, in this embodiment, the previous value detected by the GPS speed detecting means 2e at the previous detection timing is used as it is, but the vehicle behavior detecting means 2c is an acceleration sensor. A value obtained by correcting the previous value by using the acceleration detected by 4 and the elapsed time from the previous detection timing may be used.

さらに、車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定するにあたって、本実施例においては車輪速とGPS速度の偏差の絶対値をスリップ及びロック用の共通の判定閾値と比較しているが、スリップ用の判定閾値と、ロック用の判定閾値を別個の値としてももちろん良い。   Furthermore, in determining whether or not wheel slip or lock has occurred, in this embodiment, the absolute value of the deviation between the wheel speed and the GPS speed is compared with a common determination threshold for slip and lock. Of course, the determination threshold value for slip and the determination threshold value for lock may be different values.

さらに、本実施例においては、本発明に係わる車両位置姿勢推測装置がカーナビゲーションシステムにより実現されているが、VSC(Vehicle Stability Control)により実現されるシステムとしても良い。   Furthermore, in this embodiment, the vehicle position and orientation estimation apparatus according to the present invention is realized by a car navigation system, but may be a system realized by VSC (Vehicle Stability Control).

この場合において、VSCにおいては車両の位置及び姿勢を推測することに加えて又は換えて、実際に検出されたヨーレートと、操舵角と車速により求められたヨーレートとの比較により、実際に検出されたヨーレートが小さい場合においては、車両が旋回外側に横滑りするおそれがあると判定して、エンジンの出力を抑制してブレーキをかけて横滑りを防止する。   In this case, in addition to or in place of estimating the position and posture of the vehicle in the VSC, the actual detection is performed by comparing the actually detected yaw rate with the yaw rate obtained from the steering angle and the vehicle speed. When the yaw rate is small, it is determined that the vehicle may slip to the outside of the turn, and the engine output is suppressed to apply a brake to prevent the skidding.

さらに、VSCにおいては、実際の検出されたヨーレートが操舵角と車速により求められたヨーレートより大きい場合には、車両挙動が不安定となるおそれがあると判定して、旋回外側の前輪にブレーキをかける制御を行う。   Further, in VSC, if the actual detected yaw rate is larger than the yaw rate obtained from the steering angle and the vehicle speed, it is determined that the vehicle behavior may become unstable, and the front wheels outside the turn are braked. Control to apply.

このようなVSCにおいて、本実施例のような車速についての補正を行うことにより、実際に検出されたヨーレートとの比較に用いられる操舵角と車速により求めたヨーレートの精度を高めて、上述した判定の精度を高めることができる。   In such a VSC, by correcting the vehicle speed as in this embodiment, the accuracy of the yaw rate obtained from the steering angle and the vehicle speed used for comparison with the actually detected yaw rate is increased, and the above-described determination is performed. Can improve the accuracy.

本発明は、車両の位置や姿勢を推測する技術に関するものであって、新たな構成要素を追加することなく、比較的軽微なロジックの変更により、最終的な計算精度を高めることができる車両位置姿勢推測装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。   The present invention relates to a technique for estimating the position and orientation of a vehicle, and the vehicle position can be improved in final calculation accuracy by a relatively minor change in logic without adding new components. Since the posture estimation device can be provided, it is useful when applied to various vehicles such as passenger cars, trucks, and buses.

本発明に係る車両位置姿勢推測装置の一実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an embodiment of a vehicle position and orientation estimation device according to the present invention. 本発明に係る車両位置姿勢推測装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of one Embodiment of the vehicle position and orientation estimation apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両位置姿勢推測装置
2 カーナビゲーションECU
2a 探索手段
2b 表示手段
2c 車両挙動検出手段
2d 車輪速検出手段
2e GPS速度検出手段
2f 判定手段
2g 計算手段
2h 補完手段
2i 推測手段
3 GPSアンテナ
4 加速度センサ
5 ヨーレートセンサ
6 ステアリングセンサ
7 受信機
8 データベース
9 ディスプレイ
10 タッチパネル
11 ABS
1 Vehicle position and orientation estimation device 2 Car navigation ECU
2a search means 2b display means 2c vehicle behavior detection means 2d wheel speed detection means 2e GPS speed detection means 2f determination means 2g calculation means 2h complement means 2i estimation means 3 GPS antenna 4 acceleration sensor 5 yaw rate sensor 6 steering sensor 7 receiver 8 database 9 Display 10 Touch panel 11 ABS

Claims (7)

車両の加速度を検出する車両挙動検出手段と、前記車両の車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、GPS速度を検出するGPS速度検出手段と、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、前記加速度と前記車輪速に基づいて、車速を計算する計算手段を備えるとともに、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、前記計算手段が、前記加速度と前記GPS速度に基づいて車速を計算することを特徴とする車両位置姿勢推測装置。   Vehicle behavior detection means for detecting vehicle acceleration, wheel speed detection means for detecting wheel speed of the vehicle wheel, GPS speed detection means for detecting GPS speed, and whether slipping or locking of the wheel has occurred Determination means for determining whether or not, and when the determination means determines that slip or lock of the wheel has not occurred, the calculation means for calculating the vehicle speed based on the acceleration and the wheel speed, The vehicle position / posture estimation device, wherein the calculating means calculates a vehicle speed based on the acceleration and the GPS speed when the determining means determines that the wheel slips or locks. 前記計算手段が、前記加速度の時間積分に基づいて車速を計算するとともに、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していないと判定する場合に、前記車輪速を用いて前記車速を補正し、前記判定手段が前記車輪のスリップ又はロックが発生していると判定する場合に、前記GPS速度を用いて前記車速を補正することを特徴とする請求項1に記載の車両位置姿勢推測装置。   The calculation means calculates the vehicle speed based on the time integration of the acceleration, and corrects the vehicle speed using the wheel speed when the determination means determines that the wheel has not slipped or locked. The vehicle position / orientation estimation apparatus according to claim 1, wherein the vehicle speed is corrected using the GPS speed when the determination unit determines that the wheel slips or locks. . 前記車両挙動検出手段が、前記車両の角速度を検出するとともに、前記補正された前記車速と前記角速度を用いて、車両の位置及び姿勢を推測する推測手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の車両位置姿勢推測装置。   3. The vehicle behavior detection unit includes an estimation unit that detects an angular velocity of the vehicle and estimates a position and an attitude of the vehicle using the corrected vehicle speed and the angular velocity. The vehicle position and orientation estimation device described. 前記判定手段が、前記GPS速度と前記車輪速の比較に基づいて、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定することを特徴とする請求項3に記載の車両位置姿勢推測装置。   The vehicle position / orientation estimation device according to claim 3, wherein the determination unit determines whether or not the wheel slips or locks based on a comparison between the GPS speed and the wheel speed. . 前記車輪を駆動輪とすることを特徴とする請求項4に記載の車両位置姿勢推測装置。   The vehicle position / posture estimation apparatus according to claim 4, wherein the wheels are drive wheels. 前記判定手段が、前記車輪のスリップ又はロックが発生しているか否かを判定する場合に、前記GPS速度検出手段の前記GPS速度の検出周期間において、前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度を補完する補完手段を備えることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の車両位置姿勢推測装置。   When the determination means determines whether or not the wheel slips or locks, the calculation means uses the correction of the vehicle speed during the GPS speed detection period of the GPS speed detection means. The vehicle position / orientation estimation apparatus according to claim 2, further comprising a complementing unit that complements the GPS speed. 前記補完手段が、前記検出周期間において前記計算手段が前記車速の補正に用いる前記GPS速度を、前記検出周期間の前の検出タイミングにおいて前記GPS速度検出手段が検出した前記GPS速度とすることを特徴とする請求項6に記載の車両位置姿勢推測装置。   The complement means sets the GPS speed used by the calculation means to correct the vehicle speed during the detection period as the GPS speed detected by the GPS speed detection means at a previous detection timing during the detection period. The vehicle position and orientation estimation device according to claim 6, wherein
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