JP2012063313A - 車両用軌跡推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カルマンフィルタは、観測量として、使用対象の複数のGPS衛星毎に、当該GPS衛星の擬似距離およびドップラー周波数について、その量をGPS衛星からの信号に基づいて算出した値とその量を推測航法で算出した値との乖離量を採用するタイトカップリング型である。当該車両用軌跡推定装置は、当該カルマンフィルタにおける上記乖離量についてのカイ自乗値と所定の閾値とを比較し(S451)、当該カイ自乗値が当該所定の閾値以上である場合、使用対象の複数のGPS衛星毎うち精度の低い一部を選び、選んだ当該一部を使用対象から除外する(S452)。
【選択図】図7
Description
であり、このθkは絶対方位を意味しており、真の絶対方位θTにセンサ誤差に基づく誤差が加わったものとなっている。また、Gsは車速係数であり、Dは前回からの方位変化量であり、Lは前回からの移動距離である。
方位変化量=ジャイロ出力角速度×TM (31)
なお、ジャイロ出力角速度は、図4のグラフから明らかなように、ジャイロスコープ22の出力をサンプリングした値から、オフセット値(図4では2.5V) を減じたものに、変換ゲイン(グラフの傾きに相当する) を乗じることにより算出されたものである。
すなわち、図4に示すように、角速度0[deg/sec] に対応するジャイロスコープ22の出力電圧(ゼロ点) の変動に基づく誤差を補正する。次に、オフセット補正された方位変化量に、後述するゲイン補正量を減じることにより、方位変化量のゲイン補正を行う。
すなわち、図5に示すように、グラフの傾き(変換ゲイン) の変動に基づく誤差を補正する。
このように、移動距離を算出すると、方位変化量・移動距離の演算処理を終了する。
次に、この更新した相対方位および式(34)を用いて算出した移動距離に基づき、相対位置座標の更新を行う。具体的には、南北方向をx座標軸とした相対座標rel.x、東西方向をy座標軸とした相対座標rel.yを、式(36)、(37)に従って更新する。ただし、θsは式(35)を用いて算出した相対方位である。
rel.y=rel.y+移動距離×sin(θs) (37)
すなわち、この更新は、移動距離に対する相対方位のX、Y成分をそれまでの相対位置座標に加算することにより行う。この相対位置座標は相対軌跡を求めるために算出するもので、その相対軌跡と道路形状との関係により、いわゆるマップマッチングが行われる。
このように、車速を算出すると、相対軌跡演算処理を終了する。
次に、この更新した絶対方位および式(34)を用いて算出した移動距離に基づき、絶対位置座標の更新を行う。具体的には、南北方向をx座標軸とした絶対座標abs.x、東西方向をy座標軸とした絶対座標abs.yを、式(40)、(41)に従って更新する。ただし、θは式(39)を用いて算出した絶対方位である。
abs.y=abs.y+移動距離×sin(θ) (41)
すなわち、この更新は、移動距離に対する絶対方位のX、Y成分をそれまでの絶対位置座標に加算することにより行う。このようにして更新した車両の絶対方位と絶対位置は後述するGPSとの複合化処理にて利用される。
abs.y(東方向絶対位置)=abs.y−εYk (48)
abs.x(北方向絶対位置)=abs.x−εXk (49)
abs.z(高度方向絶対位置)=abs.z−εZk (50)
垂直方向速度=スイチョウ方向速度−εUk (51)
絶対水平方位=絶対水平方位−εθk (52)
車速係数=車速係数×(1−εOk) (53)
オフセット補正量=オフセット補正量−εGbk (54)
ゲイン補正量=ゲイン補正量×(1−εGsk) (55)
クロックバイアス補正量=クロックバイアス補正量−εCbk (56)
クロックドリフト補正量=クロックドリフト補正量−εCdk (57)
なお、クロックバイアス補正量、クロックゲイン誤差補正量については、次回の図6の処理において、式(20)、(21)を用いて推測擬似距離、推測ドップラー周波数を算出する際に用いる。
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
11 GPSアンテナ部
12 GPS−RF部
13 GPS信号処理部
14 GPS測位演算部
20 自立センサ
21 車速センサ
22 ジャイロスコープ
30 地図データ記憶装置
40 ディスプレイ部
50 制御部
100 GPS衛星
Claims (1)
- 車両に搭載される自立センサ(20)の出力値に基づいて推測航法により前記車両の位置および方位を推定すると共に、推測航法における誤差を状態量としたカルマンフィルタを用いて、各誤差の推定値を求め、求めた推定値に基づいて前記車両の位置および方位を補正する車両用軌跡推定装置であって、
前記カルマンフィルタは、観測量として、使用対象の複数のGPS衛星毎に、当該GPS衛星と車両との相対距離および相対速度のいずれか一方または両方に基づく量について、その量をGPS衛星からの信号に基づいて算出した値とその量を推測航法で算出した値との乖離量を採用するタイトカップリング型カルマンフィルタであり、
当該車両用軌跡推定装置は、前記タイトカップリング型カルマンフィルタにおける前記使用対象の複数のGPS衛星毎の前記乖離量のいずれかが大きくなるほど大きくなる指標と所定の閾値とを比較する比較手段(S451)と、
前記指標が前記所定の閾値以上であると前記比較手段(S451)が判定した場合、前記使用対象の複数のGPS衛星毎の前記乖離量に基づいて、前記使用対象の複数のGPS衛星のうち一部を選び、選んだ前記一部を使用対象から除外する除外手段(S452)と、を備えた車両用軌跡推定装置。
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