JP2013130416A - 傾斜角算出装置及び傾斜角算出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】傾斜角算出装置は、衛星から受信した信号をもとに測位された対象物の測位情報と、対象物の速度情報と、対象物の加速度情報とを取得する。また、傾斜角算出装置は、加速度情報を補正するための補正値を逐次算出する。また、傾斜角算出装置は、補正値と、速度情報と、加速度情報とに基づいて、対象物の傾斜角を算出する。また、補正値の算出において、傾斜角算出装置は、加速度情報に基づいて仮の補正値である仮補正値を逐次算出し、測位情報に基づく対象物の高度変化と、速度情報に基づく対象物の速度変化との少なくとも一方に応じて、統計処理のための仮補正値に対する重み係数を導出し、重み係数と、仮補正値と、前回算出した補正値とを用いた統計処理により、補正値を算出する。
【選択図】図1
Description
図1を用いて、実施例1に係る傾斜角算出装置の構成を説明する。図1は、実施例1に係る傾斜角算出装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、傾斜角算出装置100は、取得部110と、補正値算出部120と、傾斜角算出部130とを有する。
(数1) Aoffset(n)=αi・tmpAoffset+(1−αi)Aoffset(n−1)
(数2) am+g・sinθ
また、加速度出力信号の単位を電圧(単位:Volt)から加速度(単位:m/s2)へ変換するための係数を「Ka」、加速度情報を「Aout」、オフセットを「Aoffset」とすると、加速度は、(数3)となる。
(数3) Ka・(Aout−Aoffset)
そして、(数2)及び(数3)により(数4)が得られ、さらに(数4)を変形して(数5)が得られる。
(数4) Ka・(Aout−Aoffset)=am+g・sinθ
(数5) θ=sin−1[Ka/g・(Aout−Aoffset)−am/g]
ここで、(数5)において、傾斜角「θ」は微小である(単位:ラジアン)として、近似することにより(数6)が得られる。
(数6) θ=Ka/g・(Aout−Aoffset)−1/g・am
すなわち、傾斜角算出部130は、速度パルス検出部113からの出力をもとにした移動加速度「am」と、加速度センサ114からの出力値である加速度情報「Aout」と、加算部123cによって出力されたオフセット「Aoffset」とに基づいて、傾斜角「θ」を(数6)により算出する。
次に、図6を用いて、傾斜角算出処理の流れについて説明する。図6は、傾斜角算出処理の流れの例を示すフローチャートである。
上述したように、傾斜角算出装置100は、加速度センサのオフセットを算出する場合に、車両の速度変化又は高度変化から判定された、車両の水平走行状態や等速走行状態に基づいて仮オフセットに対する第1重み係数を決定するので、加速度センサのオフセットに対する補正を高精度に行なうことができる。また、傾斜角算出装置100は、車両の水平走行状態や等速走行状態に段階を持たせるようにすることで、オフセットを補正する頻度を増やすことができるので、オフセットのドリフトへの追随性を向上させることができる。換言すると、傾斜角算出装置100は、加速度センサのオフセットに対する補正を高精度に行なうことができることにより、道路の傾斜等を含んだ車両の姿勢角の算出精度の向上に寄与することができる。
上記実施例1に記載した車両の位置等の推定については、加速度センサ114やGPS衛星等からの誤差のある情報を利用して、常に変化する車両の位置を推定している。実施例1に記載の第1重み係数の制御方法によって導出されたオフセット値を、カルマンフィルタを利用した車両位置推定方法における加速度センサのオフセットの初期値として適用することが可能である。
また、上記実施例1において、フィルタ処理部123は、IIRフィルタを含むように構成されている場合を説明したが、フィルタの種類はIIRフィルタに限られるわけではない。例えば、フィルタ処理部123は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタを含むように構成されていても良い。FIRフィルタを含むように構成される場合に、第1重み係数は、「タップ係数」と呼ばれることがある。これらにより、フィルタ構成の自由度を向上できる。
また、上記文書中や図面中等で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメタ等を含む情報は、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、GPS測位データは、上述した各データに限られるものではない。
110 取得部
111 GPS測位部
112 有効性判定部
113 速度パルス検出部
114 加速度センサ
120 補正値算出部
121 状態推定部
121a 水平走行推定部
121b 等速走行推定部
122 仮補正値算出部
123 フィルタ処理部
123a 重み算出部
123b αi乗算部
123c 加算部
123d 1−αi乗算部
130 傾斜角算出部
Claims (4)
- 衛星から受信した信号をもとに測位された対象物の測位情報と、前記対象物の速度情報と、前記対象物の加速度情報とを取得する取得部と、
前記加速度情報を補正するための補正値を逐次算出する補正値算出部と、
前記補正値と、前記速度情報と、前記加速度情報とに基づいて、前記対象物の傾斜角を算出する傾斜角算出部と
を有し、
前記補正値算出部は、
前記加速度情報に基づいて仮の前記補正値である仮補正値を逐次算出する仮補正値算出部と、
前記測位情報に基づく前記対象物の高度変化と、前記速度情報に基づく前記対象物の速度変化との少なくとも一方に応じて、統計処理のための前記仮補正値に対する重み係数を導出する重み算出部と、
前記重み係数と、前記仮補正値と、前回算出した前記補正値とを用いた統計処理により、前記補正値を算出する統計処理部と
を有することを特徴とする傾斜角算出装置。 - 前記重み算出部は、前記高度変化が小さくなるほど、前記補正値に対する前記仮補正値の影響がより大きくなるような前記重み係数を導出することを特徴とする請求項1に記載の傾斜角算出装置。
- 前記重み算出部は、前記速度変化が小さくなるほど、前記補正値に対する前記仮補正値の影響がより大きくなるような前記重み係数を導出することを特徴とする請求項1又は2に記載の傾斜角算出装置。
- 衛星から受信した信号をもとに測位された対象物の測位情報と、前記対象物の速度情報と、前記対象物の加速度情報とを取得する取得ステップと、
前記加速度情報を補正するための補正値を逐次算出する補正値算出ステップと、
前記補正値と、前記速度情報と、前記加速度情報とに基づいて、前記対象物の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと
を含み、
前記補正値算出ステップは、
前記加速度情報に基づいて仮の前記補正値である仮補正値を逐次算出する仮補正値算出ステップと、
前記測位情報に基づく前記対象物の高度変化と、前記速度情報に基づく前記対象物の速度変化との少なくとも一方に応じて、統計処理のための前記仮補正値に対する重み係数を導出する重み算出ステップと、
前記重み係数と、前記仮補正値と、前回算出した前記補正値とを用いた統計処理により、前記補正値を算出する統計処理ステップと
を含むことを特徴とする傾斜角算出方法。
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