JP2012141220A - Installation angle detection device, method, program, and storage medium - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an installation angle detection device, method, program, and storage medium with improved reliability of detecting an installation angle of a detection device such as a pitch gyro.SOLUTION: The present invention comprises: a yaw angle change amount acquisition unit 110 which acquires a yaw angle change amount θz of a vehicle in a prescribed detection range; a pitch angle change amount calculation unit 120 which calculates a pitch angle change amount θy in the prescribed detection range; and an installation angle detection unit 130 which detects an installation angle φx of a pitch gyro 21 on a roll axis with respect to the vehicle based on a ratio between the yaw angle change amount θz detected by the yaw angle change amount acquisition unit 110 and the pitch angle change amount θy calculated by the pitch angle change amount calculation unit 120. Thus, the invention can improve reliability of detecting the installation angle φx of a detecting device such as the pitch gyro 21.

Description

本発明は、ジャイロセンサ等の検出装置の取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体に関する。   The present invention relates to a mounting angle detection device, a method, a program, and a recording medium for a detection device such as a gyro sensor.

例えば、車両等に搭載されるナビゲーション装置には、GPS(Global Positioning System)衛星から受信する位置情報と、ジャイロセンサや加速度センサによる検出情報に基づいて走行距離および移動方位情報を取得し、現在位置と進行方向を推測し、案内表示を行っているものがある。ところが、上述のジャイロセンサや加速度センサは、車両に対して検出軸が傾いて取り付けられていると、出力値が所望の値よりも減少し、正確な値が得られない。   For example, a navigation device mounted on a vehicle or the like acquires travel distance and moving direction information based on position information received from a GPS (Global Positioning System) satellite and detection information by a gyro sensor or an acceleration sensor, and the current position Some of them are displaying guidance by guessing the direction of travel. However, when the above-described gyro sensor or acceleration sensor is mounted with the detection axis tilted with respect to the vehicle, the output value decreases from a desired value, and an accurate value cannot be obtained.

このため、車載装置等に取り付けられる検出装置の取り付け角度を検出することが必要である。このような車載装置の取り付け角度が異常であることを通知する車載装置が提案されている(特許文献1参照)。   For this reason, it is necessary to detect the attachment angle of the detection device attached to the vehicle-mounted device or the like. There has been proposed an in-vehicle device that notifies that the mounting angle of such an in-vehicle device is abnormal (see Patent Document 1).

この従来の車載装置は、ジャイロセンサおよびGPS受信装置を備え、車両に搭載される車載装置であって、GPS受信装置の出力から求めた参照角速度と前記ジャイロセンサにより検出された角速度との比をとることで前記ジャイロセンサの感度を求め、求められた感度が許容範囲を超える場合に、前記車載装置の取り付け角度が異常であることを通知するようになっている。また、この車載装置は、進行方向の加速度成分がゼロの時における加速度センサの出力Asを積算し、平均化させた値Aaveを算出し、この平均化させた値Aaveを重力加速度gで除算することでピッチ方向の取り付け角度に相当するsin(θpitch)を求めている。   This conventional vehicle-mounted device includes a gyro sensor and a GPS receiver, and is a vehicle-mounted device mounted on a vehicle. A ratio between a reference angular velocity obtained from an output of the GPS receiver and an angular velocity detected by the gyro sensor is calculated. Thus, the sensitivity of the gyro sensor is obtained, and when the obtained sensitivity exceeds an allowable range, it is notified that the mounting angle of the in-vehicle device is abnormal. The in-vehicle device also integrates the acceleration sensor output As when the acceleration component in the traveling direction is zero, calculates an average value Aave, and divides the averaged value Aave by the gravitational acceleration g. Thus, sin (θ pitch) corresponding to the mounting angle in the pitch direction is obtained.

特許第4191499号Japanese Patent No. 4191499

しかしながら、上述した従来の車載装置においては、センサがロール軸回りに傾いて取り付けられている場合、ヨー角の角度変化、すなわち、車両の左右旋回の影響を受けてしまう。特に、ヨー角の角度変化は0〜360度まで起こり得るため、角度変化が大きいとその影響は大きくなる。また、ピッチ角は大きく変化しても±5度程度と、ヨー角に比べて極めて角度変化が少ないため、ピッチ角を求めるためにヨー角の影響を受ける加速度の値を用いることは、誤差範囲が大きくなってしまうといった問題があった。   However, in the above-described conventional in-vehicle device, when the sensor is attached to be inclined around the roll axis, it is affected by the change in the yaw angle, that is, the left / right turning of the vehicle. In particular, the angle change of the yaw angle can occur from 0 to 360 degrees. Therefore, the effect becomes large when the angle change is large. Also, even if the pitch angle changes greatly, it is about ± 5 degrees, which is very small compared to the yaw angle. Therefore, using the acceleration value affected by the yaw angle to determine the pitch angle is an error range. There was a problem that became large.

さらに、GPSからデータを受信して利用する場合においても、ヨー角に対応する方位位置情報のデータの利用は、広範囲での多少の誤差となるものの、ピッチ角に対応する高度情報のデータは、利用するデータの値の範囲が狭く、誤差の率が高くなる。このため、ピッチ角の情報から直接ピッチ軸回りの取り付け角度を検出しようとすると、信頼性が低くなってしまうといった問題があった。   Furthermore, even when data is received from the GPS and used, the use of the azimuth position information data corresponding to the yaw angle results in a slight error in a wide range, but the altitude information data corresponding to the pitch angle is The range of data values to be used is narrow, and the error rate is high. For this reason, there is a problem that reliability is lowered when it is attempted to detect the mounting angle around the pitch axis directly from the pitch angle information.

本発明は、このような従来の問題を一例とした課題を解決するためになされたもので、ジャイロセンサ等の検出装置の取り付け角度の検出の信頼性を高めた取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem of the conventional problem as an example, and an attachment angle detection device, method, and program for improving the reliability of detection of the attachment angle of a detection device such as a gyro sensor. Another object is to provide a recording medium.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出装置において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得手段と、前記検出装置に検出された検出値に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出手段と、前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出手段により算出されたY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出手段と、を備えたことを特徴とする。
なお、上記Z軸方向の変動とは、移動体が走行するXY平面と略平行な走行面の傾斜や凹凸によって発生する移動体の変位のことをいう。
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is an attachment angle detection device that detects an attachment angle of a detection device attached to a moving body that moves in an XY plane with a change in the Z-axis direction in an XYZ coordinate system. , A Z-axis rotation angle change amount acquisition means for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the movable body in a detection range from a predetermined detection start position to a predetermined detection end position, and detected by the detection device Y-axis rotation angle change amount calculation means for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range based on the detected value, and a Z-axis acquired by the Z-axis rotation angle change amount acquisition means Based on the ratio between the rotation angle change amount and the Y-axis rotation angle change amount calculated by the Y-axis rotation angle change amount calculation means, the attachment angle of the detection device around the X-axis with respect to the moving body is detected. take And only the angle detection means, characterized by comprising a.
The variation in the Z-axis direction refers to displacement of the moving body caused by the inclination or unevenness of the traveling surface substantially parallel to the XY plane on which the moving body travels.

また、請求項12に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出方法において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、を備えたことを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an attachment angle detection method for detecting an attachment angle of a detection device attached to a moving body that moves on an XY plane accompanied by a change in the Z-axis direction in an XYZ coordinate system. A Z-axis rotation angle change amount acquisition step for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the moving body in a detection range from a start position to a predetermined detection end position, and a detection result detected by the detection device A Y-axis rotation angle change amount calculating step for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range, and a Z-axis rotation angle change amount acquired in the Z-axis rotation angle change amount acquiring step, Based on the ratio of the Y-axis rotation angle change amount calculated in the Y-axis rotation angle change amount calculation step to the Y-axis rotation angle change amount, an attachment angle detection for detecting the attachment angle of the detection device around the X axis with respect to the moving body. A method, characterized by comprising a.

さらに、請求項13に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出プログラムにおいて、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   Further, the invention described in claim 13 is a mounting angle detection program for detecting a mounting angle of a detection device mounted on a moving body that moves on an XY plane accompanied by a change in the Z-axis direction in an XYZ coordinate system. A Z-axis rotation angle change amount acquisition step for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the moving body in a detection range from a start position to a predetermined detection end position, and a detection result detected by the detection device A Y-axis rotation angle change amount calculating step for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range, and a Z-axis rotation angle change amount acquired in the Z-axis rotation angle change amount acquiring step, Mounting for detecting an attachment angle of the detection device around the X axis with respect to the movable body based on a ratio to the Y axis rotation angle change amount calculated in the Y axis rotation angle change amount calculating step. Characterized in that to execute the angle detecting step, to the computer.

さらに、請求項14に記載の記録媒体は、請求項13に記載の取り付け角度検出プログラムを記録したことを特徴とする。   Furthermore, a recording medium according to a fourteenth aspect is characterized in that the mounting angle detection program according to the thirteenth aspect is recorded.

本実施の形態における取り付け角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the attachment angle detection apparatus in this Embodiment. 本実施の形態における座標系の定義、および、検出装置の取り付け角度を示す図である。It is a figure which shows the definition of the coordinate system in this Embodiment, and the attachment angle of a detection apparatus. 本実施の形態における動作原理を説明する図である。It is a figure explaining the operation principle in this Embodiment. 本実施の形態における取り付け角度検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the attachment angle detection process in this Embodiment. 本実施の形態におけるピッチ角変化量の補正処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correction process of the pitch angle variation | change_quantity in this Embodiment. 本実施の形態における取り付け角度検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the attachment angle detection process in this Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態における取り付け角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、本実施の形態における座標系の定義、および、検出装置の取り付け角度を示す図である。なお、本実施の形態は、移動体として車両10を、移動体に取り付けられた検出装置としてピッチジャイロ21を例にとり、車両10に対するピッチジャイロ21のX軸(ロール軸)回りの取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出装置100について説明する。
また、車両10は、X軸方向を進行方向とし、傾斜や凹凸により多少Z軸方向に変動するものの、XY平面上での旋回および移動を基本とするものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mounting angle detection device in the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating the definition of the coordinate system and the attachment angle of the detection device in the present embodiment. In the present embodiment, the vehicle 10 is used as a moving body, and the pitch gyro 21 is used as an example of a detection device attached to the moving body, and the mounting angle φx around the X axis (roll axis) of the pitch gyro 21 with respect to the vehicle 10 is set. The mounting angle detection device 100 to be detected will be described.
The vehicle 10 is basically based on turning and movement on the XY plane, although the X-axis direction is the traveling direction and changes slightly in the Z-axis direction due to inclination and unevenness.

図1に示すように、取り付け角度検出装置100は、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、上記所定の検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、車両10の傾斜角ψxを算出するロール軸傾斜角算出部140と、ピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角速度ωyにより算出されたピッチ角変化量θyを取り付け角度φxに基づいて補正する補正部150と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the attachment angle detection device 100 calculates a yaw angle change amount acquisition unit 110 that acquires a yaw angle change amount θz in a predetermined detection range, and a pitch angle change amount θy in the predetermined detection range. Pitch angle change amount calculation unit 120, attachment angle detection unit 130 that detects attachment angle φx, roll axis inclination angle calculation unit 140 that calculates inclination angle ψx of vehicle 10, and pitch angular velocity ωy detected by pitch gyro 21 Or the correction | amendment part 150 which correct | amends the pitch angle variation | change_quantity (theta) y calculated by pitch angular velocity (omega) y based on the attachment angle (phi) x is provided.

ここで、ヨー角変化量θzとは、車両10のZ軸(ヨー軸)回りのZ軸回転角の変化量θzのことをいう。また、ピッチ角変化量θyとは、Y軸(ピッチ軸)回りのY軸回転角の変化量θyのことをいう。さらに、取り付け角度φxとは、ピッチジャイロ21の車両10に対するX軸回りの取り付け角度φxのことをいう。   Here, the yaw angle change amount θz means a change amount θz of the Z-axis rotation angle around the Z-axis (yaw axis) of the vehicle 10. The pitch angle change amount θy means the change amount θy of the Y-axis rotation angle around the Y axis (pitch axis). Furthermore, the attachment angle φx means the attachment angle φx around the X axis of the pitch gyro 21 with respect to the vehicle 10.

また、車両10の傾斜角ψxとは、車両10が接地しているXY平面と水平面との傾斜角ψxのことをいう。また、ピッチ角速度ωyとは、ピッチ角の単位時間当たりの変化量、すなわち、Y軸回りのY軸回転角速度ωyのことをいう。
さらに、以下では、Z軸回転角速度ωzのことをヨー角速度ωzという。
Further, the inclination angle ψx of the vehicle 10 means an inclination angle ψx between the XY plane and the horizontal plane on which the vehicle 10 is grounded. The pitch angular velocity ωy refers to the amount of change in pitch angle per unit time, that is, the Y-axis rotational angular velocity ωy about the Y-axis.
Further, hereinafter, the Z-axis rotation angular velocity ωz is referred to as a yaw angular velocity ωz.

ヨー角変化量取得部110は、ヨー角速度ωzを検出するヨージャイロ111と、位置情報Pを取得するGPS受信装置112と、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを算出するヨー角変化量算出部113と、を備えたZ軸回転角変化量取得手段である。   The yaw angle change amount acquisition unit 110 includes a yaw gyro 111 that detects the yaw angular velocity ωz, a GPS receiver 112 that acquires position information P, and a yaw angle change amount calculation unit that calculates the yaw angle change amount θz in a predetermined detection range. 113, a Z-axis rotation angle change amount acquisition means.

ここで、所定の検出範囲とは、ヨー角速度ωzが所定の角速度しきい値ωth、例えば、3[°/s]となった位置を検出開始位置とし、所定の角速度しきい値ωth未満となった位置を検出終了位置とする。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨー角速度ωzが所定の角速度しきい値ωth以上である場合を検出範囲として、取り付け角度φxを検出することにより、不安定な値を除去し、検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。
Here, the predetermined detection range is a position where the yaw angular velocity ωz becomes a predetermined angular velocity threshold value ωth, for example, 3 [° / s], as a detection start position, and is less than the predetermined angular velocity threshold value ωth. The detected position is set as the detection end position.
As described above, the attachment angle detection device 100 according to the present embodiment detects an attachment value φx by detecting the attachment angle φx in a case where the yaw angular velocity ωz is equal to or greater than the predetermined angular velocity threshold ωth, thereby obtaining an unstable value. The detection error can be reduced and the reliability of detection of the mounting angle φx can be increased.

なお、検出開始位置を決定する角速度しきい値ωthと、検出終了位置を決定する角速度しきい値ωthと、を異なる値としても良い。
また、GPS受信装置112が取得する位置情報Pとは、車両10の東経、北緯、標高等を随時、車両10の位置ごとに取得することができるものである。
Note that the angular velocity threshold value ωth for determining the detection start position and the angular velocity threshold value ωth for determining the detection end position may be different values.
The position information P acquired by the GPS receiver 112 is information that can acquire the east longitude, north latitude, altitude, etc. of the vehicle 10 for each position of the vehicle 10 at any time.

ヨージャイロ111は、車両10のヨー角速度ωzを検出するZ軸回転角速度検出手段である。GPS受信装置112は、車両10の東経、北緯等の位置情報Pを取得する位置情報取得手段である。ヨー角変化量算出部113は、ヨージャイロ11が取得したヨー角速度ωzまたはGPS受信装置112が取得した位置情報Pの推移から所定の検出範囲における車両10のヨー角変化量θzを算出するZ軸回転角変化量算出手段である。   The yaw gyro 111 is a Z-axis rotation angular velocity detection unit that detects the yaw angular velocity ωz of the vehicle 10. The GPS receiver 112 is position information acquisition means for acquiring position information P such as east longitude and north latitude of the vehicle 10. The yaw angle change amount calculation unit 113 calculates the yaw angle change amount θz of the vehicle 10 in a predetermined detection range from the transition of the yaw angular velocity ωz acquired by the yaw gyroscope 11 or the position information P acquired by the GPS receiver 112. It is an angle change amount calculation means.

このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨージャイロ111に検出されたヨー角速度ωz、または、GPS受信装置112に取得された位置情報Pに基づいて、車両10のヨー角変化量θzを取得することができ、取り付け角度φxを検出するので、簡単な構成部品で検出の信頼性を高めることができる。   As described above, the mounting angle detection device 100 according to the present embodiment is based on the yaw angular velocity ωz detected by the yaw gyro 111 or the position information P acquired by the GPS receiver 112, and the yaw angle change amount of the vehicle 10. Since θz can be acquired and the mounting angle φx is detected, the detection reliability can be enhanced with simple components.

ピッチ角変化量算出部120は、ピッチジャイロ21から車両10のピッチ角速度ωyを取得し、取得したピッチ角速度ωyの推移から所定の検出範囲における車両10のピッチ角変化量θyを算出するY軸回転角変化量算出手段である。   The pitch angle variation calculation unit 120 acquires the pitch angular velocity ωy of the vehicle 10 from the pitch gyro 21 and calculates the pitch angle variation θy of the vehicle 10 in a predetermined detection range from the transition of the acquired pitch angular velocity ωy. It is an angle change amount calculation means.

取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたピッチ角変化量θyと、の比に基づいて、取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出手段である。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロの車両10に対するロール軸回りの取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。
The attachment angle detection unit 130 is attached based on a ratio between the yaw angle change amount θz acquired by the yaw angle change amount acquisition unit 110 and the pitch angle change amount θy calculated by the pitch angle change amount calculation unit 120. It is an attachment angle detection means for detecting the angle φx.
Thereby, the mounting angle detection apparatus 100 in this Embodiment can improve the reliability of detection of the mounting angle (phi) x around the roll axis with respect to the vehicle 10 of a pitch gyro.

また、取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzが、所定の回転角変化量しきい値θzth、例えば、60[°]以上である場合に、取り付け角度φxを検出するようになっている。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzが所定の回転角変化量しきい値θzth以上である場合に、取り付け角度φxを検出することにより、変位が大きいときのみの検出によって検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。
In addition, the attachment angle detection unit 130, when the yaw angle change amount θz acquired by the yaw angle change amount acquisition unit 110 is a predetermined rotation angle change amount threshold θzth, for example, 60 [°] or more, The mounting angle φx is detected.
As described above, the attachment angle detection device 100 according to the present embodiment has a large displacement by detecting the attachment angle φx when the yaw angle change amount θz is equal to or larger than the predetermined rotation angle change amount threshold value θzth. The detection error can be reduced by detecting only the time, and the reliability of the detection of the mounting angle φx can be increased.

さらに、取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとを、複数の検出範囲においてそれぞれ取得し、各検出範囲の取り付け角度の検出値φxn(n=1,2,3・・・)を算出し、取り付け角度の検出値φxnを平均化することにより、取り付け角度φxを検出するようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。
Further, the attachment angle detection unit 130 acquires the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy in each of a plurality of detection ranges, and detects an attachment angle detection value φxn (n = 1, 2, 3) in each detection range. ..)) And the detected attachment angle φxn is averaged to detect the attachment angle φx.
Thereby, the attachment angle detection apparatus 100 in this Embodiment can make a detection error small, and can improve the reliability of detection of the attachment angle (phi) x.

さらに、取り付け角度検出部130は、ロール軸傾斜角算出部140に算出された傾斜角ψxに基づいて、ヨー角変化量θzおよびピッチ角変化量θyを補正して、取り付け角度φxを検出することもできるようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出の信頼性を高めることができる。
Furthermore, the attachment angle detector 130 detects the attachment angle φx by correcting the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy based on the inclination angle ψx calculated by the roll axis inclination angle calculation unit 140. You can also.
Thereby, the attachment angle detection apparatus 100 in this Embodiment can improve the reliability of a detection.

ロール軸傾斜角算出部140は、車両10の傾斜角ψxを算出するX軸傾斜角算出手段である。例えば、ロール軸傾斜角算出部140は、ロールジャイロから車両10のロール角速度を取得し、取得したロール角速度の値に基づいて、車両10の傾斜角ψxを算出するようになっている。   The roll axis inclination angle calculation unit 140 is an X axis inclination angle calculation unit that calculates the inclination angle ψx of the vehicle 10. For example, the roll axis inclination angle calculation unit 140 acquires the roll angular velocity of the vehicle 10 from the roll gyro, and calculates the inclination angle ψx of the vehicle 10 based on the acquired value of the roll angular velocity.

補正部150は、取り付け角度φxに基づいてピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを補正する補正手段である。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出した取り付け角度φxに基づいてピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを補正するので、信頼性の高いピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを出力することができる。
The correction unit 150 is a correction unit that corrects the pitch angular velocity ωy or the pitch angle change amount θy detected by the pitch gyro 21 based on the attachment angle φx.
As described above, the mounting angle detection device 100 according to the present embodiment corrects the pitch angular velocity ωy or the pitch angle change amount θy detected by the pitch gyro 21 based on the detected mounting angle φx, and therefore a highly reliable pitch. The angular velocity ωy or the pitch angle change amount θy can be output.

なお、上記構成において、取り付け角度φxを検出する検出装置として、ピッチジャイロ21の代わりにロールジャイロの取り付け角度φxを検出することもできる。このロールジャイロの取り付け角度φxを検出する場合には、X軸をピッチ軸、Y軸をロール軸として、上記と同様な構成で、ピッチ軸回りの取り付け角度φxを検出することができる。   In the above configuration, the roll gyro mounting angle φx can be detected instead of the pitch gyro 21 as a detection device for detecting the mounting angle φx. When detecting the mounting angle φx of the roll gyro, the mounting angle φx around the pitch axis can be detected with the same configuration as described above with the X axis as the pitch axis and the Y axis as the roll axis.

すなわち、ピッチ角変化量算出部120は、Y軸をロール軸としたロール角変化量算出部として機能し、ロールジャイロから車両10のロール角速度ωyを取得し、取得したロール角速度ωyの推移から所定の検出範囲における車両10のロール角変化量θyを算出する。   That is, the pitch angle change amount calculation unit 120 functions as a roll angle change amount calculation unit using the Y axis as a roll axis, acquires the roll angular velocity ωy of the vehicle 10 from the roll gyro, and determines a predetermined value from the acquired transition of the roll angular velocity ωy. The roll angle change amount θy of the vehicle 10 in the detection range is calculated.

取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたロール角変化量θyと、の比に基づいて、取り付け角度φxを検出するものである。   The attachment angle detection unit 130 attaches based on the ratio between the yaw angle change amount θz acquired by the yaw angle change amount acquisition unit 110 and the roll angle change amount θy calculated by the pitch angle change amount calculation unit 120. The angle φx is detected.

ロール軸傾斜角算出部140は、車両10の傾斜角ψxを算出するものであるが、上記実施の形態と異なり、ピッチ軸傾斜角算出部として機能し、例えば、ピッチジャイロから車両10のピッチ角速度を取得し、取得したピッチ角速度の値に基づいて、車両10の傾斜角ψxを算出するようになっている。   The roll axis inclination angle calculation unit 140 calculates the inclination angle ψx of the vehicle 10, but unlike the above embodiment, the roll axis inclination angle calculation unit 140 functions as a pitch axis inclination angle calculation unit, for example, a pitch angular velocity of the vehicle 10 from a pitch gyro. And the inclination angle ψx of the vehicle 10 is calculated based on the acquired pitch angular velocity value.

補正部150は、取り付け角度φxに基づいてロールジャイロに検出されたロール角速度ωyあるいはロール角変化量θyを補正するようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ロールジャイロの車両10に対するピッチ軸回りの取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。
The correction unit 150 corrects the roll angular velocity ωy or the roll angle change amount θy detected by the roll gyro based on the attachment angle φx.
Thereby, the mounting angle detection apparatus 100 in this Embodiment can improve the reliability of detection of the mounting angle (phi) x around the pitch axis with respect to the vehicle 10 of a roll gyro.

次に、本実施の形態における取り付け角度φxを検出するための動作原理について、説明する。
図2、図3は、本実施の形態の取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxを検出する原理を説明する図である。
Next, an operation principle for detecting the mounting angle φx in the present embodiment will be described.
2 and 3 are diagrams for explaining the principle of detecting the mounting angle φx in the mounting angle detection device 100 of the present embodiment.

ピッチジャイロ21は、車両10に対して水平に取り付けられていると、車両10がヨー軸の周りに旋回しても、ピッチ角θyは、変化するものではない。
一方、図2(b)に示すように、ピッチジャイロ21が車両10に対してロール軸回りに傾いて取り付けられている場合には、車両10がヨー軸の周りに旋回すると、ピッチ角θyが変化する。また、このヨー軸の周りの旋回に伴って変化するピッチ角θyは、車両10がヨー軸の周りに旋回した大きさに応じた値となる。
When the pitch gyro 21 is mounted horizontally with respect to the vehicle 10, the pitch angle θy does not change even when the vehicle 10 turns around the yaw axis.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the pitch gyro 21 is attached to the vehicle 10 so as to be inclined around the roll axis, when the vehicle 10 turns around the yaw axis, the pitch angle θy is Change. Further, the pitch angle θy that changes with the turning around the yaw axis is a value corresponding to the magnitude of the turning of the vehicle 10 around the yaw axis.

そこで、本実施の形態の取り付け角度検出装置100は、車両10のヨー角変化量θzにともなって変化するピッチ角変化量θyを検出し、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、ピッチジャイロ21のロール軸回りの取り付け角度φxを検出する。   Therefore, the mounting angle detection device 100 of the present embodiment detects the pitch angle change amount θy that changes with the yaw angle change amount θz of the vehicle 10, and the ratio between the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy. Based on the above, the mounting angle φx around the roll axis of the pitch gyro 21 is detected.

具体的には、以下の式(1)により、
φx=sin−1{(θy/θz)*(180/π)}・・・(1)
取り付け角度φxを算出する。
また、ヨー角変化量θzおよびピッチ角変化量θyは、以下の方法による。すなわち、図3に示すように、ヨー角速度ωzが角速度しきい値ωth以上である範囲を検出範囲として、検出範囲内のヨー角速度ωzを積分することにより、ヨー角変化量θzを算出する。そして、同一の検出範囲内のピッチ角速度ωyを積分することにより、ピッチ角変化量θyを算出する。
Specifically, according to the following formula (1):
φx = sin −1 {(θy / θz) * (180 / π)} (1)
An attachment angle φx is calculated.
The yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy are determined by the following method. That is, as shown in FIG. 3, the yaw angle change amount θz is calculated by integrating the yaw angular velocity ωz within the detection range with the range where the yaw angular velocity ωz is equal to or greater than the angular velocity threshold ωth as the detection range. Then, the pitch angle change amount θy is calculated by integrating the pitch angular velocity ωy within the same detection range.

図4に、本取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxの検出処理のフローチャートを示し、説明する。
なお、本取り付け角度検出装置100は、例えば、CPU、ROM、RAMを有し、取り付け角度検出処理が記録された取り付け角度検出プログラムをROMに記憶し、CPUが、RAMをワーク領域として、取り付け角度検出プログラムを実行するようになっている。
FIG. 4 shows a flowchart of the detection process of the attachment angle φx in the attachment angle detection apparatus 100, and will be described.
The attachment angle detection device 100 includes, for example, a CPU, a ROM, and a RAM, stores an attachment angle detection program in which attachment angle detection processing is recorded in the ROM, and the CPU uses the RAM as a work area and attaches the attachment angle. The detection program is executed.

図4に示すように、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度検出処理が開始されると、初期化処理を行う(ステップS11)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nと、取り付け角度平均値φxavと、の値をクリア(=0)する。
次いで、取り付け角度検出装置100は、角度変化量初期化処理を行う(ステップS12)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量θyと、の値をクリア(=0に)する。
As shown in FIG. 4, the attachment angle detection apparatus 100 performs an initialization process when the attachment angle detection process is started (step S11). Specifically, the attachment angle detection device 100 clears (= 0) the values of the calculation count N and the attachment angle average value φxav.
Next, the attachment angle detection device 100 performs angle change amount initialization processing (step S12). Specifically, the attachment angle detection device 100 clears (sets to 0) the values of the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy.

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回のヨー角速度ωzの取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS13)。前回のヨー角速度ωzの取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS14に移行する。   Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the detection unit time has elapsed since the previous acquisition of the yaw angular velocity ωz (step S13). If the detection unit time has not elapsed since the previous acquisition of the yaw angular velocity ωz, the process waits until the detection unit time elapses. If the detection unit time has elapsed, the process proceeds to step S14.

次いで、取り付け角度検出装置100は、ヨージャイロ111によりヨー角速度ωzを取得する(ステップS14)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上であるか否かを判定し、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上である場合には、ステップS16に移行し、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上でない場合には、ステップS21に移行する(ステップS15)。
Next, the attachment angle detection device 100 acquires the yaw angular velocity ωz by the yaw gyro 111 (step S14).
Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the acquired yaw angular velocity ωz is equal to or higher than the yaw angular velocity threshold ωth, and when the acquired yaw angular velocity ωz is equal to or higher than the yaw angular velocity threshold ωth, The process proceeds to step S16, and if the acquired yaw angular velocity ωz is not equal to or higher than the yaw angular velocity threshold ωth, the process proceeds to step S21 (step S15).

取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上である場合には、ヨー角速度ωzに基づいて、ヨー角変化量θzの値を更新する(ステップS16)。具体的には、前回までのヨー角変化量θzに今回取得したヨー角速度ωzに検出単位時間を乗算した値を加算する。
また、取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロ21によりピッチ角速度ωyを取得する(ステップS17)。
If the acquired yaw angular velocity ωz is equal to or greater than the yaw angular velocity threshold ωth, the attachment angle detection device 100 updates the value of the yaw angle change amount θz based on the yaw angular velocity ωz (step S16). Specifically, a value obtained by multiplying the yaw angular velocity ωz acquired this time by the detection unit time is added to the previous yaw angle change amount θz.
Further, the attachment angle detection device 100 acquires the pitch angular velocity ωy by the pitch gyro 21 (step S17).

次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したピッチ角速度ωyに基づいて、ピッチ角変化量θyの値を更新して、ステップS13に移行する(ステップS18)。具体的には、前回までのピッチ角変化量θyに今回取得したピッチ角速度ωyに検出単位時間を乗算した値を加算する。   Next, the attachment angle detection device 100 updates the value of the pitch angle change amount θy based on the acquired pitch angular velocity ωy, and proceeds to step S13 (step S18). Specifically, a value obtained by multiplying the pitch angle velocity ωy acquired this time by the detection unit time is added to the pitch angle change amount θy until the previous time.

一方、取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上でない場合には(ステップS15でNOと判定)、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上であるか否かを判定し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ステップS22に移行し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上でない場合には、ステップS12に移行する(ステップS21)。   On the other hand, when the acquired yaw angular velocity ωz is not equal to or greater than the yaw angular velocity threshold ωth (determined as NO in step S15), the attachment angle detecting device 100 determines that the yaw angle variation θz is equal to or greater than the yaw angle variation threshold θzth. If the yaw angle change amount θz is equal to or greater than the yaw angle change amount threshold value θzth, the process proceeds to step S22, where the yaw angle change amount θz is the yaw angle change amount threshold value θzth. If not, the process proceeds to step S12 (step S21).

取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、取り付け角度φxを検出する(ステップS22)。具体的には、上記式(1)により、sin−1{(θy/θz)*(180/π)}を算出し、取り付け角度φxを算出する。 When the yaw angle change amount θz is equal to or greater than the yaw angle change amount threshold value θzth, the attachment angle detection device 100 determines the attachment angle φx based on the ratio of the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy. Detect (step S22). Specifically, sin −1 {(θy / θz) * (180 / π)} is calculated by the above equation (1), and the attachment angle φx is calculated.

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nに“1”加算する(ステップS23)。次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの平均化処理を行う。(ステップS24)。具体的には、前回までの取り付け角度平均値φxavに、今回算出した取り付け角度φxと前回までの取り付け角度平均値φxavとの差分値を、算出回数Nで除算した値を加算する。上記取り付け角度平均値φxavの算出式を、以下の式(2)に示す。
φxav(n)=φxav(n−1)+(φx−φxav(n−1))/N・・・(2)
Next, the attachment angle detection device 100 adds “1” to the calculation count N (step S23). Next, the attachment angle detection device 100 performs an averaging process of the attachment angle φx. (Step S24). Specifically, a value obtained by dividing the difference value between the currently calculated mounting angle φx and the previous mounting angle average value φxav by the calculation number N is added to the previous mounting angle average value φxav. The following formula (2) shows a calculation formula for the above-mentioned attachment angle average value φxav.
φxav (n) = φxav (n−1) + (φx−φxav (n−1) ) / N (2)

次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの検出処理の終了条件が成立したか否かを判定して、終了条件が成立した場合には、本取り付け角度検出処理を終了し、終了条件が成立していない場合には、ステップS12に移行する(ステップS25)。例えば、算出回数Nが所定の検出処理終了回数に達した場合に、本取り付け角度検出処理を終了する。   Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the end condition of the detection process of the attachment angle φx is satisfied. If the end condition is satisfied, the attachment angle detection apparatus 100 ends the attachment angle detection process, and the end condition is If not, the process proceeds to step S12 (step S25). For example, when the calculation number N reaches a predetermined detection process end number, the main attachment angle detection process is ended.

以上に処理により、本取り付け角度検出装置100により、ピッチジャイロ21の車両10に対する取り付け角度φxを検出することができる。   Through the above processing, the mounting angle detection device 100 can detect the mounting angle φx of the pitch gyro 21 with respect to the vehicle 10.

次に、本取り付け角度検出装置100において検出した取り付け角度φxを用いて、ピッチ角変化量θyの補正処理について、説明する。
図5に、本取り付け角度検出装置100におけるピッチ角変化量θyの補正処理のフローチャートを示し、説明する。
Next, correction processing of the pitch angle change amount θy will be described using the mounting angle φx detected by the mounting angle detection device 100.
FIG. 5 shows a flowchart of the correction process of the pitch angle change amount θy in the mounting angle detection apparatus 100 and will be described.

図5に示すように、取り付け角度検出装置100は、ピッチ角変化量の補正処理が開始されると、取り付け角度φxが検出済みであるか否かを判定する(ステップS31)。取り付け角度φxが検出済みであれば、ステップS32に移行し、取り付け角度φxが検出済みでなければ、本ピッチ角変化量の補正処理を終了する。   As shown in FIG. 5, when the pitch angle change amount correction process is started, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the attachment angle φx has been detected (step S31). If the attachment angle φx has been detected, the process proceeds to step S32. If the attachment angle φx has not been detected, the pitch angle variation correction processing is terminated.

取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxが検出済みである場合には、ピッチ角変化量θyに影響を与えるヨー角変化量θzの影響を算出する(ステップS32)。具体的には、上記影響度は、θz*sin{φx*(π/180)}によって算出される。   If the attachment angle φx has already been detected, the attachment angle detection device 100 calculates the influence of the yaw angle change amount θz that affects the pitch angle change amount θy (step S32). Specifically, the influence degree is calculated by θz * sin {φx * (π / 180)}.

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出されたピッチ角変化量θyから上記影響度を減算して、補正されたピッチ角変化量θyを算出して(ステップS33)、本ピッチ角変化量の補正処理を終了する。   Next, the mounting angle detection apparatus 100 subtracts the influence degree from the calculated pitch angle change amount θy to calculate the corrected pitch angle change amount θy (step S33), and corrects the pitch angle change amount. The process ends.

次に、図6に、GPS受信装置112を利用した場合の本取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxの検出処理のフローチャートを示し、説明する。   Next, FIG. 6 shows a flowchart of an attachment angle φx detection process in the attachment angle detector 100 when the GPS receiver 112 is used, and will be described.

図6に示すように、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度検出処理が開始されると、初期化処理を行う(ステップS41)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nと、取り付け角度平均値φxavと、の値をクリア(=0)する。
次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、前回位置Poとして記憶する(ステップS42)。
As shown in FIG. 6, the attachment angle detection device 100 performs an initialization process when the attachment angle detection process is started (step S41). Specifically, the attachment angle detection device 100 clears (= 0) the values of the calculation count N and the attachment angle average value φxav.
Next, the mounting angle detection device 100 acquires the current position by the GPS reception device 112 and stores it as the previous position Po (step S42).

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS43)。前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS44に移行する。   Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the detection unit time has elapsed since the previous acquisition of the current position (step S43). If the detection unit time has not elapsed since the previous acquisition of the current position, the process waits until the detection unit time elapses. If the detection unit time has elapsed, the process proceeds to step S44.

次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、今回位置Pnとして記憶する(ステップS44)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnと前回位置Poとに基づいて、今回移動方位Anを算出する(ステップS45)。
Next, the attachment angle detection device 100 acquires the current position by the GPS reception device 112 and stores it as the current position Pn (step S44).
Next, the attachment angle detection device 100 calculates the current movement direction An based on the current position Pn and the previous position Po (step S45).

次いで、取り付け角度検出装置100は、角度変化量初期化処理を行う(ステップS51)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量θyと、の値をクリア(=0に)する。   Next, the attachment angle detection device 100 performs angle change amount initialization processing (step S51). Specifically, the attachment angle detection device 100 clears (sets to 0) the values of the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy.

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS52)。前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS53に移行する。   Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the detection unit time has elapsed since the previous acquisition of the current position (step S52). If the detection unit time has not elapsed since the previous acquisition of the current position, the process waits until the detection unit time elapses. If the detection unit time has elapsed, the process proceeds to step S53.

次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnを前回位置Poに代入し(ステップS53)、今回移動方位Anを前回移動方位Aoに代入する(ステップS54)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、今回位置Pnとして記憶する(ステップS55)。
Next, the mounting angle detection device 100 substitutes the current position Pn for the previous position Po (step S53), and substitutes the current movement direction An for the previous movement direction Ao (step S54).
Next, the mounting angle detection device 100 acquires the current position by the GPS reception device 112 and stores it as the current position Pn (step S55).

次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnと前回位置Poとに基づいて、今回移動方位Anを算出する(ステップS56)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、今回移動方位Anと前回移動方位Aoとに基づいて、方位差分値θzdefを算出する(ステップS57)。
Next, the attachment angle detection device 100 calculates the current movement direction An based on the current position Pn and the previous position Po (step S56).
Next, the attachment angle detection device 100 calculates the azimuth difference value θzdef based on the current movement azimuth An and the previous movement azimuth Ao (step S57).

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが所定の方位差分値しきい値θzdefth以上であるか否かを判定し、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上である場合には、ステップS61に移行し、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上でない場合には、ステップS71に移行する(ステップS58)。   Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the calculated azimuth difference value θzdef is equal to or greater than a predetermined azimuth difference value threshold θzdefth, and the calculated azimuth difference value θzdef is equal to or greater than the azimuth difference value threshold θzdefth. If YES, the process proceeds to step S61. If the calculated azimuth difference value θzdef is not equal to or greater than the azimuth difference value threshold θzdefth, the process proceeds to step S71 (step S58).

取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上である場合には、方位差分値θzdefに基づいて、ヨー角変化量θzの値を更新する(ステップS61)。具体的には、前回までのヨー角変化量θzに今回算出した方位差分値θzdefを加算する。
また、取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロ21によりピッチ角速度ωyを取得する(ステップS62)。
If the calculated azimuth difference value θzdef is greater than or equal to the azimuth difference value threshold θzdefth, the attachment angle detection device 100 updates the value of the yaw angle change amount θz based on the azimuth difference value θzdef (step S61). . Specifically, the azimuth difference value θzdef calculated this time is added to the previous yaw angle change amount θz.
Further, the mounting angle detection device 100 acquires the pitch angular velocity ωy by the pitch gyro 21 (step S62).

次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したピッチ角速度ωyに基づいて、ピッチ角変化量θyの値を更新して、ステップS52に移行する(ステップS63)。具体的には、前回までのピッチ角変化量θyに今回取得したピッチ角速度ωyに検出単位時間を乗算した値を加算する。   Next, the attachment angle detection device 100 updates the value of the pitch angle change amount θy based on the acquired pitch angular velocity ωy, and proceeds to step S52 (step S63). Specifically, a value obtained by multiplying the pitch angle velocity ωy acquired this time by the detection unit time is added to the pitch angle change amount θy until the previous time.

一方、取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上でない場合には(ステップS58でNOと判定)、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上であるか否かを判定し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ステップS72に移行し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上でない場合には、ステップS51に移行する(ステップS71)。   On the other hand, when the calculated azimuth difference value θzdef is not greater than or equal to the azimuth difference value threshold θzdefth (determined as NO in step S58), the attachment angle detection device 100 determines that the yaw angle change amount θz is the yaw angle change threshold value. It is determined whether or not it is greater than or equal to θzth. If the yaw angle change amount θz is greater than or equal to the yaw angle change amount threshold value θzth, the process proceeds to step S72, where the yaw angle change amount θz is greater than the yaw angle change amount threshold. If it is not equal to or greater than the value θzth, the process proceeds to step S51 (step S71).

取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、取り付け角度φxを検出する(ステップS72)。具体的には、上記式(1)により、sin−1{(θy/θz)*(180/π)}を算出し、取り付け角度φxを算出する。 When the yaw angle change amount θz is equal to or greater than the yaw angle change amount threshold value θzth, the attachment angle detection device 100 determines the attachment angle φx based on the ratio of the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy. It detects (step S72). Specifically, sin −1 {(θy / θz) * (180 / π)} is calculated by the above equation (1), and the attachment angle φx is calculated.

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nに“1”加算する(ステップS73)。次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの平均化処理を行う。(ステップS74)。具体的には、前回までの取り付け角度平均値φxavに、今回算出した取り付け角度φxと前回までの取り付け角度平均値φxavとの差分値を、算出回数Nで除算した値を加算する。取り付け角度平均値φxavの算出式は、上記した式(2)と同様である。   Next, the attachment angle detection device 100 adds “1” to the calculation count N (step S73). Next, the attachment angle detection device 100 performs an averaging process of the attachment angle φx. (Step S74). Specifically, a value obtained by dividing the difference value between the currently calculated mounting angle φx and the previous mounting angle average value φxav by the calculation number N is added to the previous mounting angle average value φxav. The calculation formula for the attachment angle average value φxav is the same as the formula (2) described above.

次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの検出処理の終了条件が成立したか否かを判定して、終了条件が成立した場合には、本取り付け角度検出処理を終了し、終了条件が成立していない場合には、ステップS51に移行する(ステップS75)。
以上の処理により、本取り付け角度検出装置100により、ピッチジャイロ21の車両10に対する取り付け角度φxを検出することができる。
Next, the attachment angle detection device 100 determines whether or not the end condition of the detection process of the attachment angle φx is satisfied. If the end condition is satisfied, the attachment angle detection apparatus 100 ends the attachment angle detection process, and the end condition is If not, the process proceeds to step S51 (step S75).
With the above processing, the mounting angle detection device 100 can detect the mounting angle φx of the pitch gyro 21 with respect to the vehicle 10.

以上のように、本実施の形態における取り付け角度検出装置、取り付け角度検出方法、取り付け角度検出プログラムおよび記録媒体によれば、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、上記所定の検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、取得されたヨー角変化量θzと算出されたピッチ角変化量θyとの比に基づいて取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、を備えたので、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。   As described above, according to the attachment angle detection device, the attachment angle detection method, the attachment angle detection program, and the recording medium according to the present embodiment, the yaw angle change amount acquisition unit that acquires the yaw angle change amount θz in the predetermined detection range. 110, a pitch angle change amount calculation unit 120 that calculates the pitch angle change amount θy in the predetermined detection range, and a ratio between the acquired yaw angle change amount θz and the calculated pitch angle change amount θy. Since the mounting angle detector 130 for detecting the angle φx is provided, the reliability of detection of the mounting angle φx of the detection device such as the pitch gyro 21 can be improved.

また、本取り付け角度検出方法、取り付け角度検出プログラムおよび取り付け角度検出プログラムを記録した記録媒体においても同様に、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて取り付け角度φxを検出するので、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。   Similarly, in the recording medium on which the present attachment angle detection method, the attachment angle detection program, and the attachment angle detection program are recorded, the attachment angle φx is detected based on the ratio of the yaw angle change amount θz and the pitch angle change amount θy. Therefore, the reliability of detection of the mounting angle φx of the detection device such as the pitch gyro 21 can be enhanced.

10 車両
100 取り付け角度検出装置
110 ヨー角変化量取得部
111 ヨージャイロ
112 GPS受信装置
113 ヨー角変化量算出部
120 ピッチ角変化量算出部
130 取り付け角度検出部
140 ロール軸傾斜角算出部
150 補正手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 100 Attachment angle detection apparatus 110 Yaw angle change amount acquisition part 111 Yaw gyro 112 GPS receiver 113 Yaw angle change amount calculation part 120 Pitch angle change amount calculation part 130 Attachment angle detection part 140 Roll axis inclination angle calculation part 150 Correction | amendment means

Claims (14)

XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出装置において、
所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得手段と、
前記検出装置に検出された検出値に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出手段と、
前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出手段により算出されたY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出手段と、
を備えたことを特徴とする取り付け角度検出装置。
In an attachment angle detection device that detects an attachment angle of a detection device attached to a moving body that moves in an XY plane with a change in the Z-axis direction in the XYZ coordinate system,
Z-axis rotation angle change amount acquisition means for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the movable body in a detection range from a predetermined detection start position to a predetermined detection end position;
Y-axis rotation angle change amount calculating means for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range based on a detection value detected by the detection device;
The detection is based on a ratio between the Z-axis rotation angle change amount acquired by the Z-axis rotation angle change amount acquisition unit and the Y-axis rotation angle change amount calculated by the Y-axis rotation angle change amount calculation unit. An attachment angle detection means for detecting an attachment angle around the X axis with respect to the movable body of the apparatus;
A mounting angle detection device comprising:
前記取り付け角度検出手段は、前記Z軸回転角変化量と前記Y軸回転角変化量とを、複数の前記検出範囲においてそれぞれ取得し、各検出範囲の取り付け角度の検出値を算出し、前記取り付け角度の検出値を平均化することにより、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1に記載の取り付け角度検出装置。   The attachment angle detection means acquires the Z-axis rotation angle change amount and the Y-axis rotation angle change amount in each of the plurality of detection ranges, calculates a detection value of the attachment angle in each detection range, and The attachment angle detection device according to claim 1, wherein the attachment angle is detected by averaging detected values of the angle. 前記移動体のX軸回りの傾斜角を算出するX軸傾斜角算出手段を備え、
前記取り付け角度検出手段は、前記X軸傾斜角算出手段に算出された前記傾斜角に基づいて、前記Z軸回転角変化量および前記Y軸回転角変化量を補正して、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の取り付け角度検出装置。
An X-axis inclination angle calculating means for calculating an inclination angle of the movable body around the X-axis;
The attachment angle detection means detects the attachment angle by correcting the Z-axis rotation angle change amount and the Y-axis rotation angle change amount based on the inclination angle calculated by the X-axis inclination angle calculation means. The attachment angle detecting device according to claim 1 or 2, wherein
前記Z軸回転角変化量取得手段は、Z軸回りの回転角速度が所定の角速度以上となった位置を、前記検出開始位置とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。   The Z-axis rotation angle change amount acquisition means sets the position where the rotation angular velocity around the Z axis is equal to or higher than a predetermined angular velocity as the detection start position. The mounting angle detection device according to item. 前記Z軸回転角変化量取得手段は、前記Z軸回転角速度が所定の角速度未満となった位置を、前記検出終了位置とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。   The Z-axis rotation angle change amount acquisition unit sets the position where the Z-axis rotation angular velocity is less than a predetermined angular velocity as the detection end position. The mounting angle detection device described in 1. 前記取り付け角度検出手段は、前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量が、所定の回転角変化量以上である場合に、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。   The attachment angle detection means detects the attachment angle when the Z-axis rotation angle change amount acquired by the Z-axis rotation angle change amount acquisition means is greater than or equal to a predetermined rotation angle change amount. The mounting angle detection device according to any one of claims 1 to 5. 前記取り付け角度検出手段に検出された前記取り付け角度に基づいて、前記検出装置に検出された検出値を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。   The correction means which correct | amends the detected value detected by the said detection apparatus based on the said attachment angle detected by the said attachment angle detection means is provided, The any one of Claim 1-6 characterized by the above-mentioned. The mounting angle detection device described in 1. 前記Z軸回転角変化量取得手段は、
前記検出範囲におけるZ軸回転角速度を複数検出するZ軸回転角速度検出手段と、
前記Z軸回転角速度検出手段により検出されたZ軸回転角速度に基づいて、前記検出範囲における前記移動体のZ軸回転角変化量を算出するZ軸回転角変化量算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。
The Z-axis rotation angle change amount acquisition means is
Z-axis rotational angular velocity detection means for detecting a plurality of Z-axis rotational angular velocities in the detection range;
Z-axis rotation angle change amount calculating means for calculating the Z-axis rotation angle change amount of the movable body in the detection range based on the Z-axis rotation angular velocity detected by the Z-axis rotation angular velocity detection means;
The mounting angle detection device according to claim 1, further comprising:
前記Z軸回転角変化量取得手段は、
前記検出範囲において前記移動体の位置情報を複数取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得された位置情報の推移から、前記検出範囲における前記移動体のZ軸回転角変化量を算出するZ軸回転角変化量算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。
The Z-axis rotation angle change amount acquisition means is
Position information acquisition means for acquiring a plurality of pieces of position information of the moving body in the detection range;
Z-axis rotation angle change amount calculation means for calculating the Z-axis rotation angle change amount of the moving body in the detection range from the transition of the position information acquired by the position information acquisition means;
The mounting angle detection device according to claim 1, further comprising:
前記検出装置が、前記移動体の進行方向に直交するピッチ軸回りのピッチ角速度を検出するピッチジャイロであって、
前記取り付け角度検出手段は、前記ピッチジャイロの前記移動体に対するロール軸回りの取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。
The detection device is a pitch gyro that detects a pitch angular velocity about a pitch axis orthogonal to a traveling direction of the moving body,
The attachment angle detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein the attachment angle detection unit detects an attachment angle of the pitch gyro around the roll axis with respect to the moving body.
前記検出装置が、前記移動体の進行方向に平行なロール軸回りのロール角速度を検出するロールジャイロであって、
前記取り付け角度検出手段は、前記ロールジャイロの前記移動体に対するピッチ軸回りの取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。
The detection device is a roll gyro which detects a roll angular velocity around a roll axis parallel to the traveling direction of the moving body,
The attachment angle detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein the attachment angle detection unit detects an attachment angle of the roll gyro around the pitch axis with respect to the moving body.
XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出方法において、
所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、
前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、
前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、
を備えたことを特徴とする取り付け角度検出方法。
In an attachment angle detection method for detecting an attachment angle of a detection device attached to a moving body that moves on an XY plane with a change in the Z-axis direction in an XYZ coordinate system,
A Z-axis rotation angle change amount acquisition step for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the movable body in a detection range from a predetermined detection start position to a predetermined detection end position;
A Y-axis rotation angle change amount calculating step for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range based on a detection result detected by the detection device;
Based on the ratio between the Z-axis rotation angle change amount acquired in the Z-axis rotation angle change amount acquisition step and the Y-axis rotation angle change amount calculated in the Y-axis rotation angle change amount calculation step, the detection device An attachment angle detection step of detecting an attachment angle around the X axis with respect to the moving body;
A mounting angle detection method comprising:
XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出プログラムにおいて、
所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、
前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、
前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする取り付け角度検出プログラム。
In an attachment angle detection program for detecting an attachment angle of a detection device attached to a moving body that moves on an XY plane with a change in the Z-axis direction in the XYZ coordinate system,
A Z-axis rotation angle change amount acquisition step for acquiring a Z-axis rotation angle change amount around the Z axis of the movable body in a detection range from a predetermined detection start position to a predetermined detection end position;
A Y-axis rotation angle change amount calculating step for calculating a Y-axis rotation angle change amount around the Y axis in the detection range based on a detection result detected by the detection device;
Based on the ratio between the Z-axis rotation angle change amount acquired in the Z-axis rotation angle change amount acquisition step and the Y-axis rotation angle change amount calculated in the Y-axis rotation angle change amount calculation step, the detection device An attachment angle detection step of detecting an attachment angle around the X axis with respect to the moving body;
A mounting angle detection program for causing a computer to execute the above.
請求項13に記載の取り付け角度検出プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
A recording medium on which the installation angle detection program according to claim 13 is recorded.
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