JP2010271086A5

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Publication number: JP2010271086A5
Application number: JP2009121375A
Authority: JP
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2029-05-19

Description

しかしながら、上述の特許文献１，２に示した取付角度算出装置では、加速度センサの出力値のみで取付角度を検出するものではなく、ジャイロセンサや角速度センサからの角速度や、上述の移動体から得られる車速パルス等を利用している。また、加速度センサから出力される加速度は、バイアス成分やノイズ成分等の不要成分が含まれているが、これらについては考慮していない。したがって、バイアス成分やノイズ成分による誤差を含む加速度を用いて取付角度を算出するため、取付角度を精度良く算出することができない。このため、加速度センサからの加速度が精度良く補正されず、移動体の走行速度や走行方位を正確に得ることができなくなってしまう。

また、この発明の移動状態検出装置の加速度補正部は、横方向加速度成分が所定閾値未満の場合に、方位方向取付角度、ピッチ方向取付角度の少なくとも一方を推定する。

また、この発明の移動状態検出装置の加速度補正部は、横方向加速度成分が所定閾値未満の場合に方位方向取付角度およびピッチ方向取付角度を推定する。

また、この発明のナビゲーション装置は、上述の移動状態検出装置を備え、該移動状態検出装置が算出した移動体の移動に関する情報に基づいて自身の位置算出やナビゲーション処理を実行する。

加速度センサ２０は、自身の座標系（センサ座標系）において、移動体の前後方向であるｘ軸方向に対応する加速度成分ａ_ｘ ^ｓと、移動体の横方向であるｙ軸方向に対応する加速度成分ａ_ｙ ^ｓと、移動体の上下方向であるｚ軸方向に対応する加速度成分ａ_ｚ ^ｓとからなる、センサ座標系加速度［ａ _ｘ ^ｓ，ａ _ｙ ^ｓ，ａ _ｚ ^ｓ］を検出する。

これにより、ロール方向取付角度Δφは、上述の式（７）で算出したピッチ方向取付角度Δθも用いて、次式から算出される。

Ｃ_ｓ ^ｂは、加速度センサ座標系を移動体座標系に変換する回転行列であり、推定算出した取付角度［Δψ，Δθ，Δφ］を用いて、次式で表すことができる。

ジャイロセンサ１０１は、少なくとも方位方向の回転を検出可能な構成からなり、方位方向の角速度を検出し、方位検出部５０へ与える。

このように高精度に算出された移動体の各種移動情報は、移動状態検出装置１が実装されるナビゲーション装置におけるナビゲーション処理等に利用される。このナビゲーション装置は、ルートナビゲーション処理を実行するナビゲーション処理部と、表示部と、当該表示部でも兼用可能な操作部とを少なくとも備え、例えば、操作部からの操作入力にしたがってナビゲーション処理部で、移動体の現在位置と目的位置から最適なルートを算出し、表示部上に当該ルートを表示する。そして、上述のように、移動体の移動情報を高精度に得ることができるので、ナビゲーション装置は、正確なナビゲーション処理を実現することができる。

１，１’，１００−移動状態検出装置、１０−加速度補正部、１１−周波数解析部、１２−取付角度推定部、１３−補正演算部、２０−加速度センサ、３０−速度・走行角算出部、４０−停止検出部、５０−方位算出部、６０−位置算出部、１０１−ジャイロセンサ、１０２−ＧＰＳ受信機

Claims

移動体に設置された加速度センサと、該加速度センサから得られる加速度を周波数帯域毎に分解し、所定周波数帯域成分からなる重力周波数成分および運動加速度周波数成分に基づいて前記加速度センサの取付角度を推定して、該取付角度に基づいて前記加速度を補正する加速度補正部と、を備えた移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、該加速度センサから得られる加速度を、周波数帯域毎にバイアス周波数成分、前記重力周波数成分、前記運動加速度周波数成分、および雑音周波数成分に分解し、前記重力周波数成分および前記運動加速度周波数成分に基づいて前記加速度センサの取付角度を推定して、該取付角度に基づいて前記加速度を補正する、請求項１に記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、前記加速度をウェーブレット変換により周波数分解する、請求項１または請求項２に記載の移動状態検出装置。
前記加速度センサは、それぞれに直交する前後方向加速度成分、横方向加速度成分、および上下方向加速度成分で加速度成分を検出し、前記加速度補正部は、前記前後方向加速度成分と前記横方向加速度成分とによる方位方向取付角度の推定、前記前後方向加速度成分と前記上下方向加速度成分とによるピッチ方向取付角度の推定、前記前後方向加速度成分、前記横方向加速度成分、および前記上下方向加速度成分と前記ピッチ方向取付角度とによるロール方向取付角度の推定の少なくとも１つを実行する、請求項１または請求項３に記載の移動状態検出装置。
前記加速度センサは、それぞれに直交する前後方向加速度成分、横方向加速度成分、および上下方向加速度成分で加速度成分を検出し、前記加速度補正部は、前記前後方向加速度成分と前記横方向加速度成分とにより方位方向取付角度を推定し、前記前後方向加速度成分と前記上下方向加速度成分とによりピッチ方向取付角度を推定し、前記前後方向加速度成分、前記横方向加速度成分、および前記上下方向加速度成分と前記ピッチ方向取付角度とによりロール方向取付角度を推定する、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、前記横方向加速度成分が所定閾値未満の場合に、前記方位方向取付角度、前記ピッチ方向取付角度の少なくとも一方を推定する請求項４に記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、前記横方向加速度成分が所定閾値未満の場合に、前記方位方向取付角度および前記ピッチ方向取付角度を推定する請求項５に記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、前記横方向加速度成分が前記所定閾値以上の場合に、前記ロール方向取付角度を推定する、請求項４〜請求項７に記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部は、推定した前記取付角度を順次記憶するとともに、前記取付角度を時間平均処理により算出し、今回の推定した取付角度が直前に推定した取付角度に対して所定角度以上変化した場合、前記時間平均処理における過去の取付角度の重みを低くする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の移動状態検出装置。
前記加速度補正部で補正された加速度に基づいて、前記移動体の速度、上下方向傾き角である走行ピッチ角の少なくとも一方を算出する速度・走行角算出部を備えた、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の移動状態検出装置。
前記速度・走行角算出部は、前記走行ピッチ角が算出される場合に、前記重力周波数成分の重力加速度による除算値を算出し、該除算値により、算出した走行ピッチ角を補正する、請求項１０に記載の移動状態検出装置。
前記雑音周波数成分が算出される場合に、前記運動加速度周波数成分および前記雑音周波数成分の和が所定閾値未満であることを検出して前記移動体の停止を検出する停止検出部を備えた、請求項２〜請求項１１のいずれかに記載の移動状態検出装置。
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の移動状態検出装置を備え、該移動状態検出装置が算出した前記移動体の移動に関する情報に基づいて自身の位置算出やナビゲーション処理を実行するナビゲーション装置。