JP2013535669A

JP2013535669A - 車両ナビゲーションシステムの動的パラメータを較正するための装置および方法

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Publication number: JP2013535669A
Application number: JP2013520894A
Authority: JP
Inventors: ヴィクター・クリク; ジョセフ・ツォンポ
Original assignee: クアルコム，インコーポレイテッド
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: KR101477436B1; WO2012012775A1; US20120022780A1; JP5604591B2; CN103026176B; US8843290B2; EP2596322A1; KR20130041248A; CN103026176A; EP2596322B1

Abstract

車両ナビゲーションシステムの動的パラメータを較正するための装置および方法が提示される。1つの方法は、車両の基準位置データが利用可能であるかどうかを決定するステップと、車両の合成加速度を測定するステップとを含み得る。この方法は、車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するステップと、独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するステップと、距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるステップとをさらに含み得る。提示された第2の方法は、車両ナビゲーションシステム内で慣性航法センサを較正するステップを含む。第2の方法は、基準位置データおよび慣性航法システム(INS)データを決定するステップと、IMUを車両に整合させるステップと、IMUを地球固定座標系に整合させるステップとを含み得る。第2の方法は、水平面に対する車両アラインメントを計算するステップと、車両に関連付けられた距離センサのための較正パラメータを決定するステップとをさらに含み得る。

Description

本開示の態様は、一般に車両ナビゲーションシステムに関し、より詳細には、デッドレコニング(DR)位置決めに関連付けられた動的パラメータを較正する向上した車両ナビゲーションシステムおよび方法に関する。

現代の車両ナビゲーションシステムは、ドライバを支援するために、リアルタイムの位置決めおよび方向情報を生成し、表示することができる。そのようなシステムは、重要な位置情報を緊急サービスプロバイダに提供することもできる。多くの現代の車両ナビゲーションシステムは、精度および頑強さを向上させるために、測位システムの組合せを使用することができる。たとえば、そのようなシステムは、全地球測位定システム(GPS)のすきまを埋めるために、センサベースのデッドレコニング(DR)を使用することができる。デッドレコニングナビゲーションシステムは、センサの2つの一般的なカテゴリに基づき得る。第1のカテゴリは、たとえば加速度計およびジャイロスコープなど、慣性運動センサ(IMU)を含むことができる。このカテゴリのセンサは、車両ナビゲーションシステムにおいて有用なだけでなく、安定性制御システムなど、他の車両サブシステムにおいて使用することもできる。センサの第2のカテゴリは、車輪速度センサ(WSS)(ホイールティックセンサとしても知られる)および車両走行距離計を含み得る。これらのセンサは、車輪のスリップおよびすべりを検出するためのアンチロックブレーキシステムに含まれ得る。センサの両方のカテゴリは、センサ自体、もしくはセンサデータを含む車両データバスに対するワイヤードおよび/またはワイヤレスの接続を介して車両ナビゲーションシステムによってアクセスすることができるデータを生成することができる。

軽減するのが困難であり得るDR測位システムに関連付けられた誤差は、車両操縦および/または非水平面上を走る車両によって生じる動誤差である。これらの場合、車両のサスペンションおよびタイヤの弾性の複合効果のため、車体が路面に対して回転する可能性があり、慣性センサのミスアラインメントが生じ、したがってそれらのデータの誤った解釈が生じる。一般的にはDRシステムにおける車輪速度センサおよび車両走行距離計の信号の取入れでは各タイヤ半径が正確にわかっている必要があるので、タイヤの弾性それ自体によって、さらに別のDR誤差が生じる可能性がある。タイヤ半径の未知の変化は、計算された移動距離および回転角度の誤差を招き得る。安全性に関連する別の車両の適用例では、WSSデータをパンク検出のために利用することもできる。GPSを使用して較正され得るタイヤ半径が急激に縮小すると、それはパンクの徴候であり得る。DR位置決めと同様に、信頼性が高い結果のために、タイヤ半径が正確にわかっていなければならない。

路面の方位(すなわち、道路の外形)および車両操縦に応じて、車両サスペンションは、横揺れする、縦揺れする、または両方に揺れる可能性がある。この動きは、一般的に、タイヤサイズの変化による車体の回転を伴い得るので、全体的な車体の方位変化は、サスペンションのシフトおよびタイヤの変形による両方の回転の合計である。上記のように、タイヤ半径の変化自体は、ホイールティックベースのDRおよびパンクの検出にとって重要であり得る。これらの効果の具体例を図1〜図4に示しており、以下でより詳細に説明する。

図1は、平坦な路面上の移動時の左折に関連付けられた車両ダイナミクスの一例100を示す。車両105の後部が示されており、この操作の間に生じる車両の横揺れおよびタイヤの変形を示す。左折の間、重心110の周りの「慣性」遠心力のトルク(車両質量×求心加速度。図1に

として示す)によって、車両は、右(同乗者)側に横揺れする。この力によって、右のタイヤ130は、左のタイヤ125と比較して圧縮し、右側のサスペンション120は、左側のサスペンション115と比較して圧縮する。

図2は、車両105がバンク型(banked)の路面上を移動することに関連付けられたダイナミクスの一例200を示す。同じく、車両105の後部が示されており、車両がバンク型の道路上をまっすぐに移動するとき、右側に傾くことを示す。重力加速度によって生じたトルク

によって車両は傾き、それによって右のタイヤ130は、左のタイヤ125と比較して圧縮し、右側のサスペンション120は、左側のサスペンション115と比較して圧縮する。したがって、両方の例100および200において、右ホイール130の半径は縮小し、左ホイール125の半径は増加し、サスペンションは時計回りにスキューする。

図3は、車両105が平坦な路面上で前方に加速することに関連付けられたダイナミクスの一例300を示す。車両105の同乗者側が示されており、この操作の間に生じる車両の縦揺れおよびタイヤの変形を示す。具体的には、前方への加速によって、車両105は、先端部が上がり、「慣性」力のトルクを補償するために、後部タイヤ330における負荷を増加させる(車両質量×前方加速度。図3に

として示す)。慣性力

によって、リアサスペンション315は縮小し、フロントサスペンション310は拡張し、したがって、歪んだサスペンションが正の縦揺れ回転を作り出す。また、この力によって、両方の後輪330の半径が縮小し、両方の前輪305の半径が拡張し、したがって、車両の縦揺れ回転がもたらされる。

図4は、車両105が傾斜した路面に沿って坂を上ることに関連付けられたダイナミクスの一例400を示す。傾斜によって、車両は、その重心110の周りを回転し、したがって、図3で上記で説明したものに類似した車両の縦揺れおよびタイヤの変形がもたらされる。ここで、重力加速度によって生じた力

によって、リアサスペンション315が縮小し、フロントサスペンション310が拡張し、したがって、同じく正の縦揺れ回転を作り出す。この力によっても、両方の後輪330の半径が縮小し、両方の前輪305の半径が拡張し、したがって、同じく車両の縦揺れ回転がもたらされる。

上記で説明した例からわかるように、異なるタイプの車両操縦は、様々な動誤差をもたらし得、このことは、WSSとIMUの両方のセンサの精度に影響を及ぼす可能性がある。これらの誤差がDR位置決めの精度に悪影響を及ぼす可能性があるので、車両ナビゲーションシステムの精度を向上させるために、そのようなセンサによって提供されたデータを較正することが望ましい。

例示的な実施形態は、車両ナビゲーションシステムの動的パラメータを較正するためのシステムおよび方法を対象とする。

一実施形態では、車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための方法が提示される。この方法は、車両の基準位置データが利用可能であることを決定するステップと、車両の合成加速度を測定するステップとを含み得る。この方法は、車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するステップと、独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するステップと、距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるステップとをさらに含み得る。別の実施形態では、この方法は、車輪速度センサを使用して、距離および回転角度のデータを決定するステップと、合成の前方および横の加速度を測定するステップと、較正データが利用可能であることを決定するステップと、測定された合成加速度に基づいて、距離および回転角度の補正を決定するステップと、距離および回転角度の補正を距離および回転角度のデータに適用するステップとをさらに含み得る。

別の実施形態では、車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための装置が提示される。この装置は、加速度計と、基準位置判断システムと、少なくとも2つの車輪速度センサと、加速度計、少なくとも2つの車輪速度センサ、および基準位置判断システムに結合されたプロセッサと、プロセッサに結合されたメモリとを含み得る。メモリは、プロセッサに、車両の測定された合成加速度を加速度計から受信させ、合成加速度が実質的に一定であるときを決定させ、車輪速度センサに基づいて、距離および回転角度のデータを計算させ、独立した位置判断システムによって提供されたデータに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算させ、合成加速度を加速度計から受信させ、距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けさせる命令を記憶する。

別の実施形態では、車両ナビゲーションシステム内で慣性航法センサを較正するための方法が提示される。この方法は、基準位置データおよび慣性航法システム(INS)データを決定するステップと、IMUを車両に整合させるステップとを含み得る。この方法は、IMUを地球固定座標系に整合させるステップと、水平面に対する前記車両アラインメントを計算するステップと、車両に関連付けられた距離センサのための較正パラメータを決定するステップとをさらに含み得る。

別の実施形態では、車両内にあるナビゲーションシステム内で慣性センサを較正するための装置が提示される。この装置は、加速度計と、少なくとも2つの距離センサと、慣性測定ユニット(IMU)を含む車両慣性航法システム(INS)と、加速度計、少なくとも2つの距離センサ、およびINSに結合されたプロセッサとを含み得る。プロセッサに結合されたメモリも含まれ、メモリは、プロセッサに、基準位置データおよびINSデータを決定させ、IMUを車両に整合させる命令を記憶する。命令は、さらにプロセッサに、IMUを地球固定座標系に整合させ、水平面に対する前記車両アラインメントを計算させ、少なくとも2つの距離センサのための較正パラメータを決定させ、距離センサを使用してデータを測定させ、較正パラメータを測定された距離データに適用させ得る。

添付の図面は、実施形態の説明を助けるために提示され、実施形態の限定ではなく実施形態の説明のためのみに提供される。

平坦な路面上での左折に関連付けられた車両ダイナミクスの一例を示す図である。バンク型の路面に沿った移動に関連付けられた車両ダイナミクスの一例を示す図である。前方の加速度に関連付けられた車両ダイナミクスの一例を示す図である。傾斜した路面に沿った移動に関連付けられた車両ダイナミクスの一例を示す図である。車輪速度センサ(WSS)較正および補償システムの一実施形態を示すブロック図である。図6に示されるWSS較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。図6に示されるWSS較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。モバイルデバイス内に実装される車輪速度センサ(WSS)較正および補償システムの一実施形態を示すブロック図である。図7に示されるWSS較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。図7に示されるWSS較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。例示的なWSS較正プロセスを示すフローチャートである。例示的なWSS補償プロセスを示すフローチャートである。慣性測定ユニット(IMU)較正および補償システムの一実施形態を示すブロック図である。図11に示されるIMU較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。図11に示されるIMU較正および補償システムにおいて使用される選択された構成要素の車両の配置を例示する図である。例示的なIMU較正/補正プロセスを示すフローチャートである。

実施形態の態様は、以下の説明およびそのような実施形態を対象とする関連する図面において、開示される。本発明の範囲から逸脱することなく代替的な実施形態を考案することができる。さらに、関連する詳細を不明瞭にしないように、実施形態において用いられ適用されるよく知られている要素は、詳細に説明されず、または省略される。

「例示的な」という言葉は、「一例、実例または例となる」ことを意味するように本明細書で使用される。「例示的」として本明細書で説明する任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されない。同様に、「実施形態」という用語は、すべての実施形態が、論じられた特徴、利点または動作モードを含むことを必要としない。

本明細書で使用する合成加速度という用語は、「慣性」力(上記で例示される)および重力成分のベクトル和に対応する測定された量とすることができる。両方の力が較正されたパラメータに一般的な影響を及ぼし得るので、本明細書で提示する実施形態は、有利には、IMUまたはWSS較正を実行するためのこれらの成分を切り離す必要がないことを理解されたい。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態について説明するためのものにすぎず、様々な実施形態を限定するものではない。本明細書で使用する単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段に明確に示すのでなければ、複数形をも含むものとする。さらに、本明細書で使用する「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、および/または「含んでいる(including)」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことを理解されたい。

さらに、多くの実施形態が、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行すべき一連のアクションに関して説明される。本明細書で説明する様々なアクションは、特定の回路(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC))によって、1つもしくは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、または両方の組合せによって実行できることを認識されよう。さらに、本明細書で説明するこれらの一連のアクションは、実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した、任意の形式のコンピュータ可読記憶媒体内で全体として具現化されるものと見なすことができる。したがって、様々な態様は、すべてが請求する主題の範囲内に入ることが企図されているいくつかの異なる形式で具現化され得る。さらに、本明細書で説明する実施形態の各々について、そのような実施形態の対応する形態が、たとえば、記載のアクションを実行する「ように構成された論理」として本明細書で説明されることがある。

開示の実施形態は、全体的な車体の回転によって生じるIMU誤差およびタイヤ半径の変化によって生じるWSS誤差を含む動的なDR誤差を較正し、補償することを対象とする。他の実施形態では、WSS較正は、パンクの検出のために使用され得る。

誤差の較正および補償は、車体に対して固定位置にある加速度計を使用して行われ得る。加速度計は、図1-図4の説明に記載されているように、両方のタイプの力、すなわち、車両加速度による「慣性」力と道路および車両の傾斜による重力の両方の合計を測定する。これは、車体の回転およびタイヤの変形を引き起こすトルクが、定義上、力×その関連のレバーアームに等しいからである。車両ダイナミクスの状況では、力成分、横方向または前方の軸における重力の突出、および慣性成分は、車両の重心に適用され、したがって、レバーアームは、ドライブ中、一定のままである。したがって、車体の回転およびタイヤの変形は、合計(重力+慣性)の力に依存する。実際、多くの場合、依存は、直接的であり得、本体の回転およびタイヤの変形は、本開示の実施形態のためである必要はないが、力に正比例し得る。しかしながら、動的(慣性および重力)力成分は、全体的な力に比例した加速度計の励振を引き起こすので、加速度計を使用して可観測であり得る。そのため、加速度計は、次にナビゲーションシステムの誤差を引き起こす車体の回転およびタイヤの変形の原因を測定する。したがって、誤差の較正が、加速度計信号を使用して実行され得る。

動的な力によって生じるナビゲーション誤差を補正することは、車体フレームの加速度計信号成分、すなわち前方(長手方向)および横方向の成分の知識を必要とし得る。以下でより詳細に論じるように、車両フレームに対する前方の加速度計測定は、距離の補正のために使用され得、横方向の加速度計測定は、方向(回転角度)の補正のために使用され得る。加速度計は、一般的には、車両に、任意の方位で取り付けることができるので、センサの方位は、横方向および前方の加速度成分を加速度計の成分軸から計算できるように、前もってわかっているか、または較正されていなければならない。そのような方位較正技術は、当技術分野で知られており、他のセンサまたは衛星測位システム(SPS)、たとえばGPSなどの利用可能性に依存し得る。したがって、加速度計の方位較正の詳細は、本明細書で提示する必要はない。

車輪速度センサの較正および補償
図5は、WSS較正および補正のためのシステム500の一実施形態を示すブロック図である。システム500は、プロセッサ505および関連メモリ510、加速度計530、基準位置判断システム535、車輪速度センサ540、ならびにオプションの車両慣性航法システム545(点線は、それがこの実施形態においてオプションであることを示す)を含み得る。

図5のブロック図に示される様々なサブシステムおよび機能は、これらの様々なサブシステムおよび機能が動作可能に結合されていることを表すような方法で接続されるものとして示されている。これらの相互接続は、異なる物理層を使用して実施することができる専用および/または共有の接続であり得る。たとえば、車輪速度センサ540によって提供されるデータを、センサ自体、もしくはセンサデータを含む車両データバスに対するワイヤードおよび/またはワイヤレスの接続を介してプロセッサに提供することができる。

他の接続、機構、特徴、機能などが設けられてもよく、必要に応じて、WSS較正および補正システムを備える構成要素およびサブシステムを動作可能に結合し、構成するようになされてもよいことを、当業者は理解されよう。さらに、図5の例に示されるサブシステムまたは機能のうちの1つまたは複数は、さらに再分割されてもよく、図5に示される特徴または機能のうちの2つ以上が結合されてもよいことも理解されたい。

さらに図5を参照すると、プロセッサ505は、メモリ510を使用して、プログラム実行命令およびデータを記憶することができる。メモリ510は、プロセッサ505自体に統合することができ、システムバスを使用して相互接続される個別のパッケージまたは2つの組合せに存在し得る。プロセッサ505による実行のためにメモリ510によって記憶されるプログラム命令は、位置判断モジュール515、合成加速度較正モジュール520、および距離/ヘッディング補正モジュール525を含むことができる。合成加速度較正モジュール520は、加速度計530、車輪速度センサ540、および基準位置判断システム535によって提供される入力を使用して、車輪速度センサ540によって提供される次のデータを補正するために使用され得る較正情報を生成する。この機能を説明する詳細は、本開示の以後の部分で提供される。オプションで、車両INS545は、較正プロセスの精度および/または効率を向上させるために使用され得る追加の位置および/または加速度データを提供することができる。距離/ヘッディング補正モジュール525は、車輪速度センサ540によって生成されるデータに、較正情報を適用することができる。これは、デッドレコニング位置決めのためにデータを使用する前に、車輪速度センサデータを動誤差(たとえば、タイヤ半径の変化)について補償することができ、したがって、DR位置決め精度が向上する。

位置判断モジュール515は、すべての運転状況において、最も正確な位置決めソリューションを提供するために、様々な位置決めサブシステムから入力を受信することができる。一実施形態において、位置判断モジュール515は、基準位置判断システム535からの入力および補償された車輪速度センサデータを混合することができる。以下でより詳細に説明するように、基準位置判断システム535は、衛星位置システム(SPS)ベースでもよい。SPS測位信号が利用できない(たとえば高密度の都市環境における障害により)とき、DR位置決めは、SPSカバレージのすきまを埋めるために使用され得る。位置判断モジュール515による使用より前の距離/ヘッディング補正モジュール525によるWSSデータの補償は、DR位置決めが使用されているときに精度を向上させることができる。さらに、いくつかの実施形態では、DR位置決めは、WSSデータを車両INS545によって提供される情報とオプションで結合することができる。

さらに図5を参照すると、加速度計530は、少なくとも2つの軸の加速度を測定することができる任意のタイプの従来の加速度計とすることができる。加速度計は、専用のユニット、または他の機能のために車両において使用され得る既存のユニットでもよい。たとえば、加速度計は、通常、安定性制御システムにおいて見つけることができ、これらは、加速度精度を向上させるために、主要な加速度計として、または、既存の主要な加速度計530との組合せで使用することができる。さらに、車載INS(たとえば、オプションの車両INS545)に存在する加速度計が主要なまたは補助の加速度計として使用されてもよい。

上述のように、加速度計530によって測定された加速度は、慣性成分と重力成分の両方を有する加速度を合成することができる。図6Aに示すように、加速度計530は、車両105のサスペンド部分に取り付けることができ、図6Bに示すように前方加速度

と横加速度

の両方を独立して測定することができるように配向されるものとする。しかし、WSS較正では、加速度計530がしっかりと接続されている限り、車体(図6Aに示すようにサスペンドされる)または車両フレームまたは車輪軸(サスペンドされていない)に加速度計が接続される場合、それは重要でない。たとえば、サスペンションの弾性のため、図1および図2に示される車体は、車両フレームのロール角度よりも大きい角度まで右に横揺れする。したがって、車体に配置される加速度計530は、車両フレームに配置される加速度計530と比較して、より強いロール信号を生成することができる。しかしながら、加速度計出力と車輪半径の変化との間の比率は、いずれの構成でも正確に較正され、補正され得、(加速度とタイヤ半径の変化との間の比率のように)較正されたパラメータ値のみが加速度計の配置に応じて異なる。

WSS較正および補正システム500は、たとえば同乗者がDRの中央で後部座席で左から右に移動するなど、デッドレコニングの間に、車両の質量の再配分の(あまり頻繁ではない)場合にナビゲーション精度を向上させることもできる。この動きの結果、車両が右に横揺れし、加速度計は、この動きを感知することができ、WSSシステム500は、右のタイヤのサイズの低減によるWSS補正とともに、センサのミスアラインメント補正を計算する。しかし、この場合、WSS較正システムは、ややいかがわしい可能性がある古い較正パラメータを使用し、これらは(車両ダイナミクスに影響を及ぼす)異なる質量分布について前に測定されているので、結果は、重力/慣性力を有するものほど正確ではない可能性がある。

基準位置判断システム535は、合成加速度較正モジュール520において距離および回転角度の誤差を計算するための「基準」位置として使用することができる正確な位置情報をプロセッサ505に提供することができる。基準位置判断システム535は、衛星測位システム(SPS)および/またはマップマッチングシステムでもよい。このシステムは、SPSを利用するとき、従来の技術を使用して、SPS衛星102によって送信される複数の信号から位置を抽出する受信機を利用することができる。図6Aに示すように、SPSユニット535は、車両に配置されていてもよく、外部に取付けられたアンテナ615および/または内部アンテナ(図示せず)を使用して信号を受信することができる。

本明細書で説明するWSS較正および補正システム500は、様々な衛星測位システムとともに使用されてもよく、これは、一般的に、エンティティが地上または上空での自身の位置を送信機から受信された信号に少なくとも一部基づいて特定することを可能にするように配置された送信機のシステムを含む。そのような送信機は通常、設定された数のチップの繰り返し擬似ランダム雑音(PN)コードによりマークされた信号を送信し、地上の制御局、ユーザ機器、および/または宇宙船に配置され得る。ある特定の例では、そのような送信機は、地球を周回する宇宙船(SV)に配置され得る。たとえば、全地球測位システム(GPS)、Galileo、GlonassまたはCompassのような様々な全地球的航法衛星システム(GNSS)において、SVは、様々なGNSSの他のSVにより送信されるPNコードと区別できるPNコードによりマークされる信号を(たとえば、GPSのように各衛星で異なるPNコードを用いて、またはGlonassのように異なる周波数で同一のコードを用いて)、送信することができる。特定の態様によれば、本明細書で提示される技術は、SPSのための地球規模のシステム(たとえばGNSS)には限定されない。たとえば、本明細書で提供される技術は、たとえば、日本の準天頂衛星システム(QZSS)、インドのインド地域ナビゲーション衛星システム(IRNSS)、中国の北斗などのような様々な地域的システム、ならびに/または、1つまたは複数の地球規模のおよび/もしくは地域的なナビゲーション衛星システムと関連し得る、または場合によってはこれらとともに使用できるようにされ得る、様々な補強システム(たとえば、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS))に対して適用されてもよく、または場合によってはそれらの地域的システムおよび補強システムにおいて使用できるようにされてもよい。限定ではなく例として、SBASは、たとえば、広域補強システム(WAAS)、European Geostationary Navigation Overlay Service(EGNOS)、運輸多目的衛星用衛星航法補強システム(MSAS)、GPS Aided Geo Augmented Navigation or GPS and Geo Augmented Navigation system(GAGAN)などのような、インテグリティ情報、差分修正などを提供する、補強システムを含み得る。したがって、本明細書で用いられるSPSは、1つまたは複数の地球規模のならびに/または地域的な航法衛星システムおよび/もしくは補強システムの任意の組合せを含んでもよく、SPS信号は、SPS信号、SPS信号のような信号、および/またはそのような1つまたは複数のSPSと関連する他の信号を含み得る。

さらに、基準位置判断システム535は、擬似衛星または衛星と擬似衛星との組合せを利用する、位置判断システムとともに用いられ得る。擬似衛星は、GPSの時間と同期され得るL帯(または他の周波数)の搬送波信号において変調されるPNコードまたは他の測距コード(GPSまたはCDMAセルラー信号と類似の)をブロードキャストする地上ベースの送信機である。そのような送信機の各々は、遠隔の受信機による識別を可能にするために、固有のPNコードを割り当てられ得る。擬似衛星は、軌道衛星からのGPS信号が利用できない可能性がある状況、たとえば、トンネル、鉱山、建物、アーバンキャニオン、または他の閉鎖された領域の中で有用である。擬似衛星の別の実装形態は、無線ビーコンとして知られている。本明細書で使用する「衛星」という用語は、擬似衛星、擬似衛星の等価物、および場合によっては他のものを含むものである。本明細書で用いられる「SPS信号」という用語は、擬似衛星または擬似衛星の等価物からの、SPSのような信号を含むものである。

上述のように、基準位置判断システム535は、マップマッチングシステムを使用することもできる。ここでは、道路網および/または車両位置を計算するために地図データベースに記憶され得る標準的な基準フレームの座標である。距離およびヘッディング情報は、マップマッチングを実行するために提供され得、マップマッチングは、道路網および記憶されたデータに基づいて現在の位置を計算することができる。基準位置判断システムは、SPSおよび/またはマップマッチング技法、さらに、任意の他の形態の位置判断を利用することができ、これらは、基準位置決めソリューションの精度を向上させるために結合され得る。標準マップマッチングが使用されてもよく、これは、SPSおよび/またはDR位置推定値をマップ上の車道に割り当てるステップを含む。

さらに図5を参照すると、WSS較正および補正システム500は、車輪速度および/または(たとえばホイールティックセンサにおける)車輪回転数を表す信号をプロセッサ505に提供することができる車輪速度センサ540を含むことができる。図6Aに示すように、プロセッサ505が、DR位置決めにおいて使用するために、移動した距離と回転角度の両方を計算できるように、後輪速度センサ640は、各後部タイヤに関する独立したデータを提供するために使用することができる。さらに、実際の車輪センサ640の代わりに、またはそれに加えて、前輪速度センサ650を使用することもできる。各車輪速度センサは、車輪速度(たとえば、磁気抵抗/磁力線センサ)を直接測定することができ、および/または回転カウンタ値(たとえば、ホール効果センサ)を提供することができる任意のタイプの既知のセンサとすることができる。以下で詳細に示されるように、車輪速度センサから導出される情報の精度は、車輪半径における未知の変化によって悪影響を受ける可能性がある。具体的には、誤差は、タイヤ半径の変化(デルタタイヤ半径)、したがって移動した距離に比例し得る。これらの誤差は、以下で提示される以下の技法を使用して補償され得る。

様々な実施形態では、センサ640から収集された左右の非方向転換の(後部)車輪からのデータがナビゲーションのために使用され得る。説明を簡単にするために、以下の式は、この構成を念頭に置いて導出される。しかしながら、他の実施形態は、後輪センサ640に加えて、またはその代わりに、フロントセンサ650を利用することもできる。すべての4つの車輪からのデータがWSS較正および補正システム500にとって利用可能であるケースに、これらの式を容易に拡張できることを理解されたい。

車輪が回転するとき、WSS540は、車輪回転当たり固定数のティック(パルス)を出力することができる(センサタイプに応じて)。車輪移動距離は、以下のように計算することができ、
D=Cnt*2*Pi*R/N (1)
式中、CntはWSSティックの数であり、Rは車輪半径(タイヤサイズ)であり、Nは車輪回転当たりのティックの数である。

左と右の両方の車輪速度センサデータは、利用可能であるとき、以下の式を使用して表すことができる車両距離および車両ヘッディング変化を計算するために使用することができる。

左右のホイールティックセンサからの平均距離は、車両の移動距離の推定を提供する。
VehicleDist=(D_left+D_right)/2 (2)
式中、D_leftおよびD_rightは、式(1)によってそれぞれ計算された左右の車輪によって移動した距離である。1秒当たりの車両距離は、車両速度を提供する。

左右の車輪間のデルタ距離は、次のように、ヘッディングΔθにおける車両変化の推定を提供する。
Δθ=(D_left-D_right)/T (3)
式中、Tは、2つの車輪の間の距離(たとえばホイールトラック)である。1秒当たりのヘッディングの変化は、車両回転率を提供する。

式(1)において計算された車輪距離誤差の主要なソースは、不正確なWSS出力および車輪半径の不確定性を含み得る。不正確な車輪センサ出力数Cnt(たとえば、ティックの数)は、車輪のスリップおよびすべり、センサノイズ、および量子化誤差、ならびに/またはある速度レベル未満の車輪回転を検出しないいくつかのタイプのWSSによるセンサデッドバンドによって生じる可能性がある。車輪半径Rの不確定性は、一般的には、時間にともなう車輪半径(タイヤサイズ)の変化によって生じる。車輪半径の変化は、温度、高度、空気圧の変化、および/またはトレッド摩耗により生じ得る。(パンクの場合を除く)たいていの場合、SPS位置決めデータが利用可能であるとき、これらの変化は比較的ゆっくりであり、較正することができる。上述のように、タイヤサイズのより速い変化は、車両の加速中、方向転換中、または水平ではない道路上の走行中、動的な左/右、または前/後の車輪の負荷の再配分のために生じ得る。

本明細書で提示する実施形態は、車両操縦および道路形状の変化によって生じる上述した車輪半径の不確定性によるWSSベースの車両距離およびデルタヘッディング動誤差に焦点を当て得る。速度およびヘッディング精度に対する車輪半径の影響に関する式を、次のように導出することができる。

式(1)に従って、左右の車輪距離D_leftおよびD_rightは、次のように計算することができる。
D_left=CntL*2*Pi*RL_Asm/N (5)
D_right=CntR*2*Pi*RR_Asm/N
式中、RL_AsmおよびRR_Asmは、次のように表すことができる車輪半径の仮定値である。
RL_Asm=RL_True+RL_Err (6)
RR_Asm=RR_True+RR_Err (7)

半径は縮小したが、まだ再較正されていない場合、新しいRL_TrueおよびRR_Trueは現在は小さいにもかかわらず、RL_AsmおよびRR_Asmが古いより大きい半径値に等しいままであるので、RL_ErrおよびRR_Errは正となる。

上記で提示した式(2)、(3)、(6)、および(7)に従って、推定された車両距離は、次のように計算される。
Dist_Est=(CntL*2*Pi*(RL_True+RL_Err)/N+CntR*2*Pi*(RR_True+RR_Err)/N)/2
(8)

デルタヘッディングは、次のように表すことができる。
Δθ_Est=(CntL*2*Pi*(RL_True+RL_Err)/N-CntR*2*Pi**(RR_True+RR_Err)/N)/T (9)

式(8)および(9)が示すように、車輪半径誤差による車両距離およびデルタヘッディング誤差は、次のように表すことができる。
Dist_Err=(CntL*2*Pi*RL_Err/N+CntR*2*Pi*RR_Err/N)/2 (10)
Δθ_Err=(CntL*2*Pi*RL_Err/N-CntR*2*Pi*RR_Err/N)/T (11)

車両が水平の道路上でまっすぐに移動していたとき、車輪半径が(たとえば、SPSデータなど、たとえば基準位置データから)正確に較正されたと仮定する。SPS信号がその後失われ、WSSをもはや再較正できない場合、任意の(システムに知られていない)半径変化によって、距離およびデルタヘッディング誤差がもたらされる。

以下、異なる車両操縦または道路外形の変化のために、車輪半径がどのように動的に変化し得るか、および、DR位置決めの間、計算された車両距離およびデルタヘッディングデータに、これがどのように影響を及ぼし得るかを分析する。上記のように、簡潔のために、この説明は、後輪のWSSの式に焦点を当て、したがって、説明は、後輪半径の変化に焦点を絞る。しかしながら、前輪のWSSデータが利用可能である場合、これらの車輪の半径は同様に影響を受け得る。

上り坂/下り坂の動きまたは加速/減速
図3および図4に示すように、車両105が上り坂を上る、または前方に加速するとき、両方の後部タイヤは、車輪負荷の増加のために縮小し得る。簡単のために、まっすぐな水平の道路では、左右のタイヤ半径が最初は等しかったこと、および現在は同じ量だけ縮小し、この量をΔRと示すと仮定し得る。
RL_Err=RR_Err=ΔR

距離の誤差(10)は、次のように表すことができる。
Dist_Err=Pi/N*(CntL+CntR)*ΔR (12)

上記で説明したように、この場合、ΔRは正であるので、距離を高く見積り過ぎる。

この場合、デルタヘッディング誤差を表すことができる。
Δθ_Err=2*Pi/N/T*(CntL−CntR)*ΔR (13)

左と右の両方の車輪についての仮定した等しい最初の半径ならびにΔRのため、CntLは、まっすぐ移動する車両ではCntRに等しいので、丘を上る/下る、または加速/減速することによって生じるデルタヘッディング誤差はゼロに近い。

方向転換またはバンク型(冠状)道路
(図1および図2に示されるように)車両が水平な道路において左折する、右にバンクした道路においてまっすぐ走るとき、右の車輪における負荷は、増加し得る。右側のタイヤ半径は縮小し(RR_Err>0)、左側のタイヤ半径は増加(RL_Err<0)し得る。RL_Err=-RR_Errと仮定し、
RR_Err=-RL_Err=ΔR
と表すと、式(10)は、回転角度に比例する距離の誤差が小さいことを示す。同時に、式(11)から、デルタヘッディング誤差は、移動した距離に比例し、したがって、有意であり得ることがわかる。
Δθ_Err=2*Pi/N/T*(CntL+CntR)*ΔR (15)

計算されたD_rightが大きすぎ、D_leftが小さすぎる可能性があるので、この場合、計算されたデルタヘッディングを高く見積り過ぎる可能性がある。これは、(より小さい)右の車輪が同じ距離においてより多くの回転を行い、そのWSSがより大きいティック数を出力するが、この数に(1)での(古い)大きすぎるRRを掛けるからである。同様に、(より大きい)左の車輪が同じ距離においてより少ない回転を行い、そのWSSがより小さいティック数を出力するが、この数に(1)での(古い)小さすぎるRLを掛けるからである。

図9および図10のフローチャートを表す開示の以後の部分では、上記の分析は、例示的なWSS較正および補償プロセスを表す参照として使用される。

図7は、モバイルデバイス700内に実装される車輪速度センサ(WSS)較正および補償システム700の一実施形態を示すブロック図である。多くの現代のモバイルデバイスは、追加の特徴および機能をそれらのユーザに提供するために、GPSおよび加速度計を利用し得る。この機能は、有利には、高性能の工場で取り付けられたナビゲーションシステムを欠き得るあまり高価ではない車両において、WSS較正および補償を実行するために使用され得る。この実施形態では、モバイルデバイスは、SPSを使用して、従来の方法で、ナビゲーション情報を提供することができる。SPS信号が利用できなくなった場合、またはその精度が劣化した場合、携帯電話は、DR位置決めを使用して、SPSのギャップを埋めることができる。DR位置決めを向上させるために、モバイルデバイスは、WSS較正および補償を実施することができる。

この実施形態では、モバイルデバイス700は、プロセッサ705および関連メモリ710、SPS735、ならびに加速度計730を含み得る。これらの構成要素の機能はそれぞれ、前に説明したプロセッサ605および関連メモリ610、基準位置判断システム535、ならびに加速度計530と類似していてもよく、したがって、それらの説明をここで繰り返す必要はない。

モバイルデバイスプロセッサ705は、標準車両インターフェース745を介して車両コントローラ750にインターフェース接続することができる。このインターフェース745によって、モバイルデバイス700は、車輪速度センサ755によって生成された様々な車両700のデータフロー、およびオプションで、車両加速度計760(加速度計が利用可能である場合)にアクセスでき得る。大部分の現代の車両では標準機器としてアンチロックブレーキが標準装備になっているので、車輪速度センサ755は存在し、使用可能である可能性がある。

図8Aに示すように、モバイルデバイス700は、そのディスプレイがドライバに可視であるように、車両702の内部に配置され得る。モバイルデバイスは、車両インターフェース745への接続を提供するクレイドル(図示せず)を使用して固定された方位で車両に接続され得る。モバイルデバイスは、WSS755および/またはWSS765によって生成されるデータにアクセスできる。図8Bに示すように、前方加速度

および横加速度

を感知できるように、既知の技法を使用して、携帯電話の方位が較正され得る。代わりに、安定性システムが存在する場合、オプションの車両加速度計760が、加速度計730の代わりに加速度を測定するために使用される、または加速度の測定を向上させるためにそれらの組合せで使用され得る。

本明細書で使用するように、モバイルデバイス700は、1つまたは複数のワイヤレス通信デバイスまたはネットワークから送信されたワイヤレス信号を獲得し、それらのデバイスまたはネットワークにワイヤレス信号を送信するように構成可能などの可搬型または可動ワイヤレスデバイスまたはマシンでもよい。したがって、限定ではなく例として、モバイルデバイス700は、無線デバイス、セルラー電話デバイス、コンピューティングデバイス、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、または他の同様の可動ワイヤレス通信機能搭載デバイス、アプライアンス、もしくはマシンを含み得る。「移動局」という用語はまた、短距離ワイヤレス接続、赤外線接続、ワイヤライン接続、または他の接続などによって、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)と通信するデバイスを、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理がそのデバイスでまたはPNDで行われるかどうかにかかわらず含むものであり得る。また、「移動局」は、インターネット、WiFi、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能である、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含むすべてのデバイスを、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置に関係する処理がそのデバイスにおいて行われるか、サーバにおいて行われるか、またはネットワークに関連する別のデバイスにおいて行われるかにかかわらずに含むものである。上記のデバイスの任意の動作可能な組合せも「移動局」と見なされる。

本明細書で使用する「ワイヤレスデバイス」という用語は、ネットワークを介して情報を転送し、位置判断および/またはナビゲーション機能性を有し得るどのタイプのワイヤレス通信デバイスも指し得る。ワイヤレスデバイスは、どのセルラーモバイル端末、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス、ラップトップ、携帯情報端末、またはネットワークおよび/またはSPS信号を受信し、処理することが可能な他のどの適切なモバイルデバイスでもよい。

「ネットワーク」および「システム」という用語は、交換可能に用いられ得る。WWANは、符号分割多重接続(CDMA)ネットワーク、時分割多重接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多重接続(FDMA)ネットワーク、直交周波数分割多重接続(OFDMA)ネットワーク、単一キャリア周波数分割多重接続(SC-FDMA)ネットワーク、WiMax(IEEE802.16)などであってよい。CDMAネットワークは、cdma2000、広帯域CDMA(W-CDMA)などの1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)を実装することができる。cdma2000は、IS-95、IS-2000、およびIS-856基準を含む。TDMAネットワークは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))、Digital Advanced Mobile Phone System(D-AMPS)または何らかの他のRATを実装することができる。GSM(登録商標)およびW-CDMAは「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)と名付けられた団体による文書に記載されている。cdma2000は「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)と名付けられた団体による文書に記載されている。3GPPおよび3GPP2の文書は公開されている。WLANは、IEEE 802.11xネットワークでもよく、WPANはブルートゥースネットワーク、IEEE 802.15x、または何らかの他のタイプのネットワークでもよい。本技法はまた、WWAN、WLAN、および/またはWPANの任意の組合せのために使用され得る。

式(12)〜(15)の検査から、車両操縦または道路の外形変化によるWSSから導出された距離の誤差(式2)および回転角度の誤差(式3)は、i)「慣性」または重力トルクによって生じたタイヤ半径の変化ΔR、およびii)移動距離に比例する。上記で説明したように、加速度計をタイヤ変形ΔRの(間接的な)測定として使用することができる。一方、移動距離は、式(2)を使用して(補正されていない)ホイールティックセンサにより良い精度で推定することができる。DR位置決めを向上させるために、WSS補正アルゴリズムは、次の2つの段階、1)ナビゲーション誤差較正段階、および2)ナビゲーション誤差補償段階を含み得る。以下で提供するように、図9の説明は、WSS較正のための一実施形態について記載し、図10の説明は、WSS補償のための一実施形態について記載する。

較正段階の間、距離の誤差(式2)および回転角度の誤差(式3)は、測定された基準位置データに基づいて決定され得る。これらの誤差に関連付けられた合成の前方および横の加速度が測定され得る。距離の誤差および/または回転角度の誤差と移動距離との間の比率が、ルックアップテーブルに、前方および横の加速度の成分とともに保存され得る。誤差/距離比率単位は、ホイールティック距離誤差については、メートル当たりのメートルでもよく、回転角度の誤差については、メートル当たりの度とすることができる。テーブル内の加速度計信号からの誤差の依存性がゆっくり変化する(すなわち滑らかな)とき、それらは、単葉関数によって近似され得る。テーブルの使用を単純化し、実行時間を向上させ、丸め誤差を低減するために、そのような関数近似を実行することができる。

より詳細には、図9は、例示的なWSS較正プロセス900を示すフローチャートである。このプロセスの部分は、たとえば、合成加速度較正モジュール520に関連付けられた命令を含む、メモリ510に記憶された命令を実行するプロセッサ505において実行され得る。方法900は、基準位置データ(たとえば、SPSおよび/またはマップマッチング)が利用可能かどうかを最初に決定することができる(905)。たとえば、建築物の障害のために、SPS信号は、利用可能ではない場合がある。そのような位置情報が利用可能ではない場合、較正プロセスは継続することができず、基準位置情報が利用可能になるまでループバックする。加速度計530は、合成前方加速度および合成横加速度を測定することができる(910)。一実施形態では、ほぼ一定の加速度の間隔を選択することができるので、決定は、この制約をテストするためにオプションで実行することができる(915、オプションとして破線で示される)。測定された加速度が一定ではない場合、プロセスは、別の組の測定を行うために(905)にループバックすることができる。加速度が一定である場合、方法は、次いで、WSSセンサ540から取得したデータを使用して、距離および回転角度を計算することができる(920)。これらの値は、標準WSSの式(2)および式(3)を使用して計算され得る。

別の実施形態では、一定の加速度に関する制約を課す必要はない。上述のように、距離および回転角度の誤差は、一般的に、加速度計における加速度励起をもたらす慣性および重力の合計に依存する。加速度計の非線形性がなければ、加速および力に対する関係は、加速度計の感度に基づいて、線形と考えることができる。言い換えれば、Accel=Sensitivity*Forceである。しかしながら、加速度計の挙動は、線形と非線形の両方の記述に一般化され得る。

線形の仮定
ここで、距離の誤差および/または回転角度の誤差は、入力された力に正比例し得る。これは、数学的に、次のように表され得る。
Dist_Err=Constant*Force=C/Sensitivity*Accel

この例では、一定の加速度についての制約は、較正には必要ではない。加速度計から提供された信号は、それが一定ではないときでも、平均され、次いで、(GPSまたはWSSから)距離を測定し、(GPSから)誤差を測定し、Dist_Err、回転角度の誤差、および測定された加速度を相関させ得る。

非線形の仮定
ここで、距離の誤差および/または回転角度の誤差は、入力された力に正比例しない可能性がある。この場合、誤差と力との間の関係は、非線形の単調関数であり得る。この例では、距離および回転角度の誤差に関するルックアップテーブルは、下にある非線形関数に十分に近似するように決定され得る。この関数は、アルゴリズム実行速度を向上させるために、非線形の近似および/または断片的な線形近似技法を使用して、その後近似されてもよく、または近似されなくてもよい。

一般に、較正手法は、任意の仮定を行う必要はないので、アルゴリズムを、特定の車両について、距離および/または回転角度の誤差が力(したがって入力された加速度)に実際に比例しているかどうかを決定するように構成することができる。この決定に基づいて、適切な制約を適用することができ、このことは、(アルゴリズムがループバックし、一定の加速度を待つ必要がないので)較正をより速く、および/またはより正確にすることができる。代わりに、アルゴリズムを、特定の挙動を仮定する、またはいかなるそのような仮定もしないように、車両タイプに応じて事前構成することができる。

さらに図9を参照すると、距離および回転角度の誤差は、次に、基準位置判断システム535によって提供されるデータに基づいて計算することができる(925)。具体的には、たとえば、距離および回転角度は、同じ時間間隔に対応するSPSデータを使用して、直接計算することができる。時間間隔にわたって誤差を決定するために、SPS計算データがWSS距離および回転角度の測定値から減算され得る。誤差と移動距離との間の比率を計算し、次いでメモリ510のルックアップテーブルに記憶され得る。ルックアップテーブルに、各加速度計成分によってインデックスを付けることができる(930)。テーブルエントリが加速度の現在の値についての誤差/距離比をすでに含んでいる場合、より良い精度のために、新しい誤差/距離比が前のものと平均され得る。周期的に、テーブルの中身は、関数によって近似され得る(935)。一実施形態では、関数は、加速度のホイールティックセンサ誤差の線形関数でもよい。ひとたび較正段階900が完了すると、結果はDR位置決め精度を向上させるためにWSSデータを補償するために使用され得る。

図10は、WSS補償を実行するためのプロセス1000の一実施形態のフローチャートを示す。プロセスは、合成の前方および横の加速度を測定することによって開始することができる(1010)。測定された前方加速度が距離の補正のために使用され得、測定された横加速度が回転角度の補正のために使用され得る。プロセッサは、測定された加速度に対応する較正データが利用可能かどうかを決定するためにチェックを実行することができる(1015)。そうである場合、適切な加速度を使用して、誤差と移動距離との間の比率は、ルックアップテーブルから直接に、または近似の式を使用して決定することができる(1020)。補償は、(たとえば、DR位置決めが実行されているとき)当該のセグメントにおいて、比率×移動距離として、WSS補正を計算することによって実行され得、この場合、移動距離は、式(2)から計算され得る。

上述したWSS較正および補正プロセスは、車両の横揺れ(または場合によっては方向転換)によって生じた横方向の重力成分による誤差を補償することによって、従来の方法よりも向上し得る。したがって、従来の手法は、方向転換中にバンク型の道路上、または冠状の部分を有する直線道路上では働かない場合がある。図9および図10について上記で説明したWSS手法は、重力成分と、車両の横揺れをもたらす慣性力との組合せを正確に測定し、較正結果に基づいて、式(15)に従って、距離およびΔRに比例するデルタヘッディング補正を計算することができる。さらに、従来のシステムは、デルタヘッディング誤差にしか対処していない可能性があり、車両距離誤差は対処していない。

さらに、正確なホイールティックセンサ誤差較正は、パンク検出感度を向上させることもできる。従来のシステムでは、GPSからおよびWSSから計算されたデルタヘッディング間の不一致を観察することによって、SPSデータが利用可能であるとき、パンクによるホイールティックセンサ誤差の増加を検出することができる。しかしながら、上記の説明からわかるように、WSSヘッディング誤差のソースは、パンクに関連付けられた影響に制限されるのではなく、タイヤ半径における動的な変化も生じる車両の方向転換および/または道路の外形による慣性および/または重力による影響でもある。GPS/WSSデルタヘッディングの不一致は、複数の成分を有することができ、パンク検出のために、減少したタイヤ圧によるタイヤ半径の減少は、「信号」と考えられ得る。動的な力によるタイヤ半径における動的な変化は、「ノイズ」成分とみなされ得る。従来のシステムでは、これらの信号およびノイズ成分は分離できないので、ヘッディング誤差閾値は、粗く選択しなければならず、したがって、パンク検出は信頼できなくなる。上記で提供した実施形態では、デルタヘッディング誤差の動的な部分は、較正され、補償され、補償の後、ヘッディングの不一致が依然として持続している場合、それはおそらくパンクによって生じる。したがって、本明細書で提示する実施形態では、ヘッディングの誤差閾値は、微細に調整することができ、したがって、パンク検出感度が増加する。

慣性測定ユニット(IMU)の較正および補償
上述のように、バンク型の道路に沿って移動するときに遭遇する重力の方向の変化または横もしくは前方の加速度によって、車体は、横揺れおよび/または縦揺れ軸の周りで傾き得る。この動きによって、慣性航法システムのセンサフレームが、道路に対して方位を変える場合がある。たとえば、IMUは、6つ未満の軸を含むとき、3軸のみの加速度計および/またはヨージャイロから成り、道路に対するセンサ基準フレームの方位は、慣性センサ測定を車両速度および方向に正しく変換することが正しくわかっていなければならない。あまり基本的ではないが、完全な6軸INUの場合でさえ、道路に対する(非較正の)車体のミスアラインメントによって問題が生じる場合がある。すなわち、これによっていわゆる非ホロノミック制約(NHC)が壊れ、このことは、さもなければ、速度誤差(およびそれぞれ位置誤差)を抑えることに非常に役立つ。

結合されたGNSS/IMU位置/速度ソリューションが利用可能であるとき、上記で説明したように、加速度および重力ベクトルの変化を測定する加速度計測定に応じて、車体回転を較正することができる。

6軸のINSでの1つの較正方法は、ジャイロデータから計算される本体回転角度の変化に加速度の測定を相関させることであり得る。ひとたび較正されると、加速度計の測定から計算された車両傾斜角は、NHCが有効である、車両の傾斜が補正された「道路」座標フレームを作ることによって、NHCにおける誤差を補正するために使用することができる。これは、6軸INS位置決め精度を大幅に増加させる。「ジャイロのない」IMUの場合、道路に整合された座標フレームへの加速度計軸の突出は、重力/慣性力による車体回転を考慮に入れるために、システムにおいて、一定の余弦値(従来のシステムで行われていたような)としてではなく、むしろ前方および横の加速度自体に応じて較正される。

車両ナビゲーションシステムは、SPSおよび/またはマップマッチングシステムなどの基準位置判断システム、ならびに加速度計を車両基準フレームに対して固定の方位で含み、道路に対する車体回転角度は、加速度計信号に応じて較正され、次いで加速度信号との組合せで較正されたパラメータは、システム性能(位置、速度、および他のナビゲーションパラメータ精度および信頼度)を向上させるために使用される。

図11は、慣性測定ユニット(IMU)較正および補償システム1100の一実施形態を示すブロック図である。システム1100は、プロセッサ1105および関連メモリ1110、加速度計1130、車両慣性航法システム1145、車輪速度センサ1140、ならびに点線で示されるオプションの基準位置判断システム1135を含み得る。

図11のブロック図に示される様々なサブシステムおよび機能は、これらの様々なサブシステムおよび機能が動作可能に結合されていることを表すような方法で接続されるものとして示されている。これらの相互接続は、異なる物理層を使用して実施することができる専用および/または共有の接続であり得る。

他の接続、機構、特徴、機能などが設けられてもよく、必要に応じて、WSS較正および補正システムを備える構成要素およびサブシステムを動作可能に結合し、構成するようになされてもよいことを、当業者は理解されよう。さらに、図11の例に示されるサブシステムまたは機能のうちの1つまたは複数は、さらに再分割されてもよく、図11に示される特徴または機能のうちの2つ以上が結合されてもよいことも理解されたい。

さらに図11を参照すると、プロセッサ1105は、メモリ1110を使用して、プログラム実行命令およびデータを記憶することができる。メモリ1110は、プロセッサ1105自体に統合することができ、システムバスを使用して相互接続される個別のパッケージまたは2つの組合せに存在し得る。プロセッサ1105による実行のためにメモリ1110によって記憶されるプログラム命令は、位置判断モジュール1115、合成加速度較正モジュール1120、およびIMU補正モジュール1125を含むことができる。合成加速度較正モジュール1120は、加速度計1130、車輪速度センサ1140、およびオプションで基準位置判断システム1135を使用して、車両INS1145内のIMU(図示せず)によって提供されるその後のデータを補正するために使用され得る較正情報を生成する。補正は、IMU補正モジュール1125で適用され得る。この機能を説明する詳細は、本開示の以後の部分で提供される。

位置判断モジュール1115は、すべての運転状況において、最も正確な位置決めソリューションを提供するために、様々な位置決めサブシステムから入力を受信することができる。一実施形態において、位置判断モジュール1115は、基準位置判断システム1135からの入力および補償された車輪速度センサデータを混合することができる。以下でより詳細に説明するように、基準位置判断システム1135は、衛星位置システム(SPS)ベースでもよい。SPS測位信号が利用できない(たとえば高密度の都市環境における障害により)とき、DR位置決めは、SPSカバレージのすきまを埋めるために使用され得る。位置判断モジュール1115による使用より前のIMU補正モジュール1125によるIMUデータの補償は、DR位置決めが使用されているときの精度を向上させることができる。

さらに図11を参照すると、加速度計1130は、少なくとも2つの軸の加速度を測定することができる任意のタイプの従来の加速度計とすることができる。加速度計は、専用のユニット、または他の機能のために車両において使用され得る既存のユニットでもよい。たとえば、加速度計は、通常、安定性制御システムにおいて見つけることができ、これらは、加速度精度を向上させるために、主要な加速度計として、または、既存の主要な加速度計1130との組合せで使用することができる。

上述のように、加速度計1130によって測定された加速度は、慣性成分と重力成分の両方を有する加速度である。図12Aに示すように、加速度計1130は、車両105のサスペンド部分に取り付けることができ、図12Bに示すように前方の加速度

と横方向の加速度

の両方を独立して測定することができるように配向されるものとする。IMU較正では、加速度計はナビゲーションセンサアライメントを測定し、較正するためのものであるため、加速度計1130は、ナビゲーションシステムセンサ(たとえば、IMU1145)が配置される同じ(サスペンドされたまたは非サスペンドされた)車両フレームに配置されなければならない。ナビゲーションシステム自体が加速度計を含むとき、そのような場合、同じ加速度計が本体のアライメントの較正のためにも使用され得るので、加速度計の配置の問題は議論の余地があるということに留意されたい。

さらに図11を参照すると、WSS較正および補正システム1100は、車輪速度および/または(たとえばホイールティックセンサにおける)車輪回転数を表す信号をプロセッサ1105に提供することができる車輪速度センサ1140を含むことができる。図12Aに示すように、プロセッサ1105が、DR位置決めにおいて使用するために、移動した距離と回転角度の両方を計算できるように、後輪速度センサ1140は、各後部タイヤに関する独立したデータを提供するために使用することができる。さらに、実際の車輪センサ1140の代わりに、またはそれに加えて、前輪速度センサ1150を使用することもできる。各車輪速度センサは、車輪速度(たとえば、磁気抵抗/磁力線センサ)を直接測定することができ、および/または回転カウンタ値(たとえば、ホール効果センサ)を提供することができる任意のタイプの既知のセンサとすることができる。以下で詳細に示されるように、車輪速度センサから導出される情報の精度は、車輪半径における未知の変化によって悪影響を受ける可能性がある。具体的には、誤差は、タイヤ半径の変化(デルタタイヤ半径)、したがって移動した距離に比例し得る。これらの誤差は、以下で提示される以下の技法を使用して補償され得る。

図13は、例示的なIMU較正/補正プロセス1300を示すフローチャートである。最初に、GNSSデータが利用可能かどうかが決定される(1305)。そうである場合、位置決めソリューションが、GNSSとINSの両方を使用して生成される(1310)。次いで、車両基準フレームをIMUに整合させることができ、IMUを地球に整合させることができる(1315)。次いで、車両アライメントを、水平面に対して整合させることができる(1320)。WSSデータを使用して(1325)、WSSは、図9に示される上記の方法を使用して較正され得る(1330)。次いで、DR位置決めの間、較正されたWSSデータが使用され得る(1335および1340)。

情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表すことができることを当業者は諒解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。

さらに、本明細書で開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

本明細書で説明する方法は、用途に応じて様々な手段によって実装されてもよい。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ハードウェア実装形態の場合、各処理ユニットは、本明細書で説明する機能を実行するように設計された、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、他の電子ユニット、あるいはそれらの組合せ内で実現されてもよい。

ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装形態の場合、これらの方法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)によって実装されてもよい。本明細書で説明する方法を実施する際に、命令を有形に具現化する任意の機械可読媒体を使用してもよい。たとえば、ソフトウェアコードはメモリに記憶され、プロセッサユニットにより実行されてもよい。メモリは、プロセッサユニット内に実装されてもよく、またはプロセッサユニットの外部に実装されてもよい。本明細書では、「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリのいずれかの種類を指し、メモリのいかなる特定の種類またはメモリの数、またはメモリが記憶される媒体の種類について限定されない。

ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装する場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に1つもしくは複数の命令またはコードとして記憶されてもよい。この例には、データ構造によって符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムによって符号化されたコンピュータ可読媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の使用可能な媒体とすることができる。限定ではなく、一例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で記憶するのに使用することができ、かつコンピュータからアクセスすることのできる任意の他の媒体を備えてよく、本明細書で使用するディスク(diskおよびdisc)には、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フレキシブルディスク、およびブルーレイディスクが含まれ、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク(disc)はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。本明細書で使用する「非一時的」コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読媒体を一時的な伝搬信号として解釈することができるという解釈のみを除外する。非一時的コンピュータ可読媒体は、移行を受け得る要素を有する記憶媒体(たとえば、半導体媒体、磁気媒体など)を除外しない。

命令および/またはデータは、コンピュータ可読媒体上に記憶されるだけでなく、通信装置に含まれる伝送媒体上の信号として提供されてもよい。たとえば、通信装置には、命令およびデータを示す信号を有する送受信機を含めてもよい。命令およびデータは、1つまたは複数のプロセッサに特許請求の範囲において概説する機能を実施させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示する機能を実行するための情報を示す信号をもつ伝送媒体を含む。第1の時間において、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実行するための情報の第1の部分を含んでもよく、一方、第2の時間において、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実行するための情報の第2の部分を含んでもよい。

したがって、一実施形態は、車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための方法を組み込む非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。この方法は、車両の基準位置データが利用可能であることを決定するステップと、車両の合成加速度を測定するステップと、車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するステップと、独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するステップと、距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるステップとを含み得る。

したがって、本発明は図示の例に限定されず、本明細書で説明した機能を実行するためのいかなる手段も、本開示の実施形態中に含まれる。

前述の開示は例示的な実施形態を示すが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更および修正を行えることに留意されたい。本明細書で説明した実施形態による方法クレームの機能、ステップおよび/またはアクションは、特定の順序で実行されなくてもよい。さらに、本発明の要素は、単数形で説明または請求されていることがあるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。

102 SPS衛星
105 車両
110 重心
115 左側のサスペンション
120 右側のサスペンション
125 左のタイヤ
130 右のタイヤ
305 前輪
310 フロントサスペンション
315 リアサスペンション
330 後輪
500 WSS較正および補正システム
505 プロセッサ
510 関連メモリ
520 合成加速度較正モジュール
525 距離/ヘッディング補正モジュール
530 加速度計
535 基準位置判断システム
540 車輪速度センサ
545 車両慣性航法システム
605 プロセッサ
610 関連メモリ
615 アンテナ
640 後輪速度センサ
650 前輪速度センサ
700 モバイルデバイス
700 車両速度センサ(WSS)較正および補償システム
702 車両
705 プロセッサ
710 関連メモリ
730 加速度計
735 SPS
745 標準車両インターフェース
750 車両コントローラ
755 車輪速度センサ
760 車両加速度計
765 WSS
900 較正段階、較正プロセス、方法
1100 慣性測定ユニット(IMU)較正および補償システム
1105 プロセッサ
1110 関連メモリ
1115 位置判断モジュール
1120 合成加速度較正モジュール
1125 IMU補正モジュール
1130 加速度計
1135 基準位置判断システム
1140 車輪速度センサ
1145 車両慣性航法システム

Claims

車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための方法であって、
車両の基準位置データが利用可能であることを決定するステップと、
前記車両の合成加速度を測定するステップと、
車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するステップと、
前記独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するステップと、
前記距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるステップと
を含む方法。
前記合成加速度が実質的に一定であることを決定するステップ
をさらに含む請求項1に記載の方法。
関連付ける前記ステップが、
前記距離および回転角度の誤差をルックアップテーブルに記憶するステップと、
前記ルックアップテーブルに前記合成加速度でインデックスを付けるステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
関連付ける前記ステップが、
前記距離の誤差と前記合成加速度との間の関係を第1の数学関数により近似するステップと、
前記回転角度の誤差と前記合成加速度との間の関係を第2の数学関数により近似するステップと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。
前記第1の数学関数および前記第2の数学関数が線形関数である、請求項4に記載の方法。
前記合成加速度が合成前方加速度および合成横加速度を含む、請求項1に記載の方法。
前記距離の誤差を前記合成前方加速度に関連付けるステップと、
前記回転角度の誤差を前記合成横加速度に関連付けるステップと
をさらに含む請求項6に記載の方法。
前記距離センサが車輪速度センサであり、前記基準位置データが衛星位置システムデータである、請求項1に記載の方法。
前記車輪速度センサを使用して、距離および回転角度のデータを決定するステップと、
合成の前方および横の加速度を測定するステップと、
較正データが利用可能であることを決定するステップと、
測定された合成加速度に基づいて、距離および回転角度の補正を決定するステップと、
距離および回転角度の補正を前記距離および回転角度のデータに適用するステップと
を含む、補正を前記距離センサデータに適用するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための装置であって、
加速度計と、
基準位置判断システムと、
少なくとも2つの車輪速度センサと、
前記加速度計、前記車輪速度センサ、および前記基準位置判断システムに結合されたプロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリであり、前記プロセッサに、
前記車両の測定された合成加速度を前記加速度計から受信させ、
前記合成加速度が実質的に一定であるときを決定させ、
前記車輪速度センサに基づいて、距離および回転角度のデータを計算させ、
前記独立した位置判断システムによって提供されたデータに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算させ、
合成加速度を前記加速度計から受信させ、
前記距離および回転角度の誤差を前記合成加速度と関連付けさせる
命令を記憶するメモリと
を含む装置。
前記基準位置判断システムが、衛星位置システム(SPS)および/またはマップマッチングである、請求項10に記載の装置。
前記少なくとも2つの車輪速度センサがティックセンサである、請求項10に記載の装置。
前記加速度計、前記SPS、前記プロセッサ、および前記メモリがモバイルデバイス内に存在する、請求項11に記載の装置。
前記メモリが、さらに前記プロセッサに、
前記距離および回転角度の誤差をルックアップテーブルに記憶させ、
前記ルックアップテーブルに前記合成加速度でインデックスを付けさせる
命令を記憶する、請求項10に記載の装置。
前記メモリが、さらに前記プロセッサに、
前記距離の誤差と前記合成加速度との間の関係を第1の数学関数により近似させ、
前記回転角度の誤差と前記合成加速度との間の関係を第2の数学関数により近似させる
命令を記憶する、請求項14に記載の装置。
前記第1の数学関数および前記第2の数学関数が線形関数である、請求項15に記載の装置。
前記合成加速度が合成前方加速度および合成横加速度を含む、請求項10に記載の装置。
前記メモリが、さらに前記プロセッサに、
前記距離の誤差を前記合成前方加速度に関連付けさせ、
前記回転角度の誤差を前記合成横加速度に関連付けさせる
命令を記憶する、請求項17に記載の装置。
前記メモリが、さらに前記プロセッサに、
前記車輪速度センサから距離データを受信させ、
合成の前方および横の加速度を前記加速度計から受信させ、
較正データが利用可能であることを決定させ、
測定された合成加速度に基づいて、距離および回転角度の補正を決定させ、
距離および回転角度の補正を前記距離センサデータに適用させる
命令を記憶する、請求項10に記載の装置。
車両ナビゲーションシステム内で距離センサを較正するための装置であって、
車両の基準位置データが利用可能であることを決定するための手段と、
前記車両の合成加速度を測定するための手段と、
車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するための手段と、
前記独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するための手段と、
前記距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるための手段と
を含む装置。
関連付けるための前記手段が、
前記距離および回転角度の誤差をルックアップテーブルに記憶するための手段と、
前記ルックアップテーブルに前記合成加速度でインデックスを付けるための手段と
をさらに含む、請求項20に記載の装置。
関連付けるための前記手段が、
前記距離の誤差と前記合成加速度との間の関係を第1の数学関数により近似するための手段と、
前記回転角度の誤差と前記合成加速度との間の関係を第2の数学関数により近似するための手段と
をさらに含む、請求項21に記載の装置。
前記合成加速度が合成前方加速度および合成横加速度を含む、請求項20に記載の装置。
前記距離の誤差を前記合成前方加速度に関連付けるための手段と、
前記回転角度の誤差を前記合成横加速度に関連付けるための手段と
をさらに含む請求項23に記載の装置。
前記車輪速度センサを使用して、距離および回転角度のデータを決定するための手段と、
合成の前方および横の加速度を測定するための手段と、
較正データが利用可能であることを決定するための手段と、
測定された合成加速度に基づいて、距離および回転角度の補正を決定するための手段と、
距離および回転角度の補正を前記距離および回転角度のデータに適用するための手段と
をさらに含む、前記距離センサデータに補正を適用するための手段を含む請求項20に記載の装置。
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに動作を実行させる命令を記録するコンピュータ可読記録媒体であって、
車両の基準位置データが利用可能であることを決定するための命令と、
前記車両の合成加速度を測定するための命令と、
車輪速度センサデータに基づいて、距離および回転角度のデータを生成するための命令と、
前記独立した位置データに基づいて、距離および回転角度の誤差を計算するための命令と、
前記距離および回転角度の誤差を合成加速度と関連付けるための命令と
を含む命令を記録するコンピュータ可読記録媒体。
関連付けるための前記命令が、
前記距離および回転角度の誤差をルックアップテーブルに記憶するための命令と、
前記ルックアップテーブルに前記合成加速度でインデックスを付けるための命令と
をさらに含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
前記車輪速度センサを使用して、距離および回転角度のデータを決定するための命令と、
合成の前方および横の加速度を測定するための命令と、
較正データが利用可能であることを決定するための命令と、
測定された合成加速度に基づいて、距離および回転角度の補正を決定するための命令と、
距離および回転角度の補正を前記距離および回転角度のデータに適用するための命令と
を含む、前記距離センサデータに補正を適用するための命令をさらに含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
車両ナビゲーションシステム内で慣性航法センサを較正するための方法であって、
基準位置データおよび慣性航法システム(INS)データを決定するステップと、
IMUを前記車両に整合させるステップと、
前記IMUを地球固定座標系に整合させるステップと、
水平面に対する前記車両アラインメントを計算するステップと、
前記車両に関連付けられた距離センサのための較正パラメータを決定するステップと
を含む方法。
距離センサを使用してデータを測定するステップと、
較正パラメータを前記測定された距離データに適用するステップと
をさらに含む請求項29に記載の方法。
車両内にあるナビゲーションシステム内で慣性センサを較正するための装置であって、
加速度計と、
少なくとも2つの距離センサと、
慣性測定ユニット(IMU)を含む車両慣性航法システム(INS)と、
前記加速度計、前記少なくとも2つの距離センサ、および前記INSに結合されたプロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリであり、前記プロセッサに、
基準位置データおよびINSデータを決定させ、
前記IMUを前記車両に整合させ、
前記IMUを地球固定座標系に整合させ、
水平面に対する前記車両アラインメントを計算させ、
前記少なくとも2つの距離センサのための較正パラメータを決定させ、
距離センサを使用してデータを測定させ、
較正パラメータを前記測定された距離データに適用させる
命令を記憶する、メモリと
を含む装置。
車両内にあるナビゲーションシステム内で慣性センサを較正するための装置であって、
基準位置データおよび慣性航法システム(INS)データを決定するための手段と、
IMUを前記車両に整合させるための手段と、
前記IMUを地球固定座標系に整合させるための手段と、
水平面に対する前記車両アラインメントを計算するための手段と、
前記車両に関連付けられた距離センサのための較正パラメータを決定するための手段と
を含む装置。
距離センサを使用してデータを測定するための手段と、
較正パラメータを前記測定された距離データに適用するための手段と
をさらに含む請求項32に記載の装置。
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに動作を実行させる命令を記録するコンピュータ可読記録媒体であって、
基準位置データおよび慣性航法システム(INS)データを決定するための命令と、
IMUを前記車両に整合させるための命令と、
前記IMUを地球固定座標系に整合させるための命令と、
水平面に対する前記車両アラインメントを計算するための命令と、
前記車両に関連付けられた距離センサのための較正パラメータを決定するための命令と
を含むコンピュータ可読記録媒体。
距離センサを使用してデータを測定するための命令と、
較正パラメータを前記測定された距離データに適用するための命令と
をさらに含む請求項34に記載のコンピュータ可読記録媒体。