JP2014157113A - 車両方位検出方法および車両方位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドリフト状態が発生していても車両方位を正確に検出する。
【解決手段】ＧＰＳ受信機２、ジャイロ３、加速度センサ４と、車速センサ５により所定時間間隔で車両走行情報を測定する。制御装置１により、この車両走行情報から車両方位を検出する。制御装置１は、車速センサ５の検知速度が基準速度未満ではジャイロ３により前記車両方位を検出する（Ｓ１でＮＯ、Ｓ５〜Ｓ７）。制御装置１は、Ｓ１でＹＥＳのとき、ドリフト判定（Ｓ２）を行い、ＮＯのときにはＧＰＳ受信機２の受信信号に基いて車両方位を検出（Ｓ４）し、ＹＥＳのときにはジャイロ３のヨーレートにより車両方位を検出する（Ｓ５〜Ｓ７）。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両方位検出方法および車両方位検出装置に関する。

車両が走行するときの向いている方位すなわち車両方位（ヘディング方位）を検出する方法としては、ＧＰＳ信号から算出された方位情報を用いて算出する方法あるいはジャイロを用いて算出する方法などがある。この場合、ＧＰＳ信号から算出する方法では、車両速度が遅くなると時間毎の移動距離が少なくなり車両方位の算出精度が劣化する。そこで、ある基準速度以上ではＧＰＳ信号による車両方位の検出を用い、基準速度未満ではジャイロから算出される車両方位の検出を用いる方法が考えられている。

しかしながら、上記の方法を採用する場合には、次のような不具合がある。すなわち、例えばサーキット等で限界走行をする場合には、タイヤが路面にグリップされていないドリフトなどの状況が発生することがある。この場合、上記の方法では、車両速度が基準速度以上であってもＧＰＳ信号により算出する車両方位と実際の車両方位が異なる場合が生じ、正確な車両方位を算出することができないことがあった。

特開平３−２２６６２２号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、走行中に取得した車両情報を走行後に利用して車両方位を算出する場合に、車両の走行中にタイヤが路面にグリップされていない状況が発生していても、そのときの車両方位を正確に検出することができる車両方位検出方法および車両方位検出装置を提供することにある。

請求項１に記載の車両方位検出方法によれば、車両の走行時に所定時間間隔で、車両走行情報が取得される。車両走行情報は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星の信号が受信され、ヨーレートセンサによりヨーレートが検出され、横方向加速度センサにより横方向加速度が検出され、車速センサにより車両の速度が検出されたものである。このようにして車両の走行時に測定したデータに基づいて、次のようにして車両方位が検出できる。

車速センサの検知速度が基準速度未満ではヨーレートセンサにより車両方位を検出し、車速センサの検知速度が基準速度以上では、ドリフト判定を行ってドリフト状態が判定されない場合にはＧＰＳ受信機の受信信号に基いて車両方位を検出し、ドリフト状態が判定された場合にはヨーレートセンサにより車両方位を検出する。

これにより、車速が基準速度以上のときでもドリフト状態が判定されている場合にはヨーレートセンサにより車両方位を検出することで、ＧＰＳ受信機の受信信号に基づいて検出した車両方位がずれている場合でも、誤差を少なくして実際の状態により近い車両方位を検出することができる。

一実施形態を示す車両データから車両方位を算出する処理の流れを示す図 走行中の車両の状態を示す車両情報を取得するための構成図 車両の軌跡と方位との関係を示す説明図 車両のＧＰＳ方位とＤＲ絶対方位との時間的推移を示す図 図４の場合のドリフト期間の前後でのＧＰＳ方位とＤＲ絶対方位とのずれを示す図 ＧＰＳ方位とＤＲ絶対方位との誤差を説明する図 ドリフト期間の前で発生するズレと相対方位で発生する誤差の説明図 検出値とフィルタ出力との時間推移を示す図

以下、本発明の一実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、この実施形態では、車両Ａの走行時に検出した車両走行情報に基いて、演算処理を行うことで車両方位を検出するもので、車両走行情報の取得および演算処理について以下に説明するものである。

図２は、車両走行情報を取得するための構成を示している。車両Ａには、推測航法（ＤＲ：Dead Reckoning）による走行軌跡および車両方位を計算するための制御装置１が備えられている。制御装置１は、ＣＰＵを中心としてメモリや入出力インターフェースなどが設けられる構成である。この制御装置１には、ＧＰＳ受信機２、ジャイロ３、加速度センサ４、車速センサ５などが接続され、各種のデータが入力される。

ＧＰＳ受信機２は、ＧＰＳアンテナ２ａにより複数個のＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置情報や速度情報を検出するためのＧＰＳ信号を得る。ジャイロ３は、車両Ａの垂直方向での旋回の情報を角速度のヨーレート値ｙｒ＿ｇｙとして取得する。加速度センサ４は、車両Ａの横方向加速度ＧＹを検出する。車速センサ５は、車両Ａの走行速度ｖのデータを取得する。

上記した各種データは、例えば１００ｍｓ(ミリ秒)間隔でサンプリングされ、これを車両走行情報として不揮発性メモリなどにデータログをする。この場合、データをサンプリングする時間間隔は、１００ｍｓ間隔以外に、これよりも短くても良いし、長くても良い。時間間隔を短くすれば車両方位の検出を精度良く行うことができ、時間間隔を長くすれば演算処理を短時間で行うことができる。

このようにして取得された車両走行情報に基づいて制御装置１により車両Ａの車両方位（ヘディング方位）を検出する。なお、図２の構成では、車両方位を制御装置１により検出する構成としている。この実施形態では前述のようにして車両走行情報を取得した後に、その車両走行情報に基づいて車両方位を検出するものであり、車両走行情報の検出タイミング毎に車両方位を検出する処理を行うのではない。したがって、前述の不揮発性メモリなどに一旦車両走行情報を蓄積して記憶させたものを、制御装置１ではなく、別途にマイコンやパソコンなどの演算手段を用いて検出処理をすることもできる。

この場合、走行情報を取得した後に車両方位の演算をするケースでは、車両Ａが通常の走行をしている時には、車両Ａが道路の路面にグリップされていて、直進走行では、図３（ａ）に示すように、車両Ａの走行軌跡と車両方位とが一致している。つまり、車両Ａが路面にグリップされている状態では、車両方位はＧＰＳ信号から検出する車両方位と実際の車両方位とが一致している。しかし、車両Ａを極限走行させるなどしてドリフト状態となっているときには、図３（ｂ）に示すように、車両ＡのＧＰＳ方位と実際の車両方位とが一致しなくなる。また、このようなずれによる誤差をそのままにすると、図３（ｃ）に示すように、直進状態では違和感を生ずることとなる。

このような点から、推測航法出力だけで車両方位を算出しようとすると、推測航法の方位精度は一般的に角度にして数度／秒程度有るため、上記したようにその誤差によって違和感が大きくなってしまう。そこで、車速が大きいときにはＧＰＳ信号により算出する車両方位を用いることで、誤差を１[°／ｓ]（[度／秒]）以下に抑えることができる。これによって誤差が大きくなる欠点を補うようにして車両方位を検出することができる。さらに、ドリフト状態が発生した場合でも、その期間中には推測航法による車両方位を採用することで誤差が発生するのを抑制する。

また、図４に示すように、車両が進行する場合の測定で、推測航法（ＤＲ）による絶対方位とＧＰＳ信号による方位とがズレを生じている場合には、次のような不自然な軌跡を生ずることがある。すなわち、図４で示す例えばカーブなどでドリフトが発生している期間（例えば時刻２４０〜３４０の期間）で、車両方位の検出をＧＰＳ方位とＤＲ方位とを切り換えるとする。この場合、カーブでドリフト状態となる前の図５（ａ）と、カーブ後でドリフト状態から脱する図５（ｂ）とでは、それぞれＧＰＳ方位とＤＲ絶対方位とが誤差を生じている。このため、車両方位の検出方法を切り換えると、図６（ａ）に示すドリフト状態の期間の終了時に、図６（ｂ）に示すような誤差分εが発生して不自然な軌跡を算出してしまうことになる。

この実施形態においては、図１に示す手順に従って車両方位を演算して求めることで、上記した不一致の状態や違和感を生じないものとすることができる。図１に示すプログラムに従って、制御装置１は、まず各タイミングで取得された車両走行情報について、車速がαｋｍ／ｈ以上であるかどうかを判定する（Ｓ１）。これは、ＧＰＳ受信情報による車両方位の判定が正確に行える条件が、走行速度がある程度以上である場合となることに起因するもので、例えばαｋｍ／ｈ（αは例えば１８、２０など適宜の速度を設定できるが、例えば１５〜２５の範囲のいずれかの値に設定することができる）がその境界となるものである。

したがって、制御装置１は、走行速度がαｋｍ／ｈ以上である場合にこのステップＳ１でＹＥＳと判断する。この場合には、制御装置１は、続いてドリフト判定処理を実施する（Ｓ２）。ドリフト判定処理については後述する。制御装置１は、ドリフト判定処理（Ｓ２）を行なってドリフト状態であることが判定されない場合（Ｓ３）にはＮＯと判断してＧＰＳ信号から車両方位を算出する（Ｓ４）。

制御装置１は、ＧＰＳ信号から車両方位を検出する場合には、前回の位置からの相対的な移動を算出し、これに基づいて車両Ａの方位を算出する。この場合、ドリフト状態が発生していないので、車両Ａはほぼ走行軌跡に沿った方位を向いていると推定できるからである。

次に、車速はαｋｍ／ｈ以上であるが、ドリフト判定処理でドリフト状態が判定されている場合について述べる。この場合には、制御装置１は、ステップＳ３でＹＥＳと判断してジャイロ３により検出されるヨーレート値に基いて車両方位を算出する（Ｓ５）。ここでは、ドリフト状態が発生していることから、車両Ａの方位はＧＰＳ信号により求める車両方位とずれているため、そのズレに対応する角度を算出している。この処理では、制御装置１は、さらに後述する方位誤差を補正処理し（Ｓ６）、補正後の車両方位を算出する（Ｓ７）。

方位誤差の補正処理（Ｓ６）では、制御装置１は、ＧＰＳ受信機２のＧＰＳ信号による車両方位とジャイロ３による車両方位の算出との切り替え時点で、両者に差が発生している場合に、これをスムーズに接続するための補正処理を行うものである。

実際の車両におけるドリフト状態はカーブに進入した時点で発生することが予想される。しかし、ドリフト判定の処理では、ジャイロ３のヨーレート値と横方向加速度との差から得られる加速度の差の値が設定された閾値以上となった時点で判定される。したがって、図７に示すように、ドリフト状態の判定をした時点ではＧＰＳ信号による車両方位とジャイロ３のヨーレート値による車両方位の間にズレが生じている場合が想定される。また、このような現象は、ドリフト状態の終了が判定された時点でも発生する。

このような誤差が発生している場合に、ＧＰＳ信号による方位の算出とヨーレート値による方位の算出とをドリフト状態の判定のタイミングで切り替えると、その時発生している誤差分のため急激に変化することになり、違和感を生ずることとなる。そこで、ドリフト状態に移行した時点ではＧＰＳ信号による車両方位に一致させ、その後ドリフト状態の期間中ではヨーレートデータから得られる相対的な車両方位の変化分を加算することでスムーズにつなぐようにする。

そして、ドリフト状態の終了判定時点でＧＰＳ信号による車両方位に切り替える際に発生している誤差分については、ドリフト状態の期間内の車両方位のデータに遡って均等に分配することでドリフト状態の終了判定時点では誤差が解消されるように補正をする処理をしている。

また、制御装置１は、ステップＳ１でＮＯと判断した場合、すなわち車速がαｋｍ／ｈ以上でない場合には、上記のドリフト状態の場合と同様に、ジャイロ３により検出されるヨーレート値に基いて車両方位を算出する（Ｓ５〜Ｓ７）。この場合には、ドリフト状態の発生は判定していないが、車速が小さいことからドリフト状態の発生は殆ど無いものと考えられ、実質的な方位誤差の補正処理は発生しない。

以上のようにして一連の処理を実行すると、制御装置１は、再びステップＳ１に戻り、上記した処理を繰り返し実行する。これにより、すべての車両走行情報に対応した車両方位の算出を行うことができる。

次に、上記した図１のステップＳ２におけるドリフト判定処理について説明する。ここでは、ドリフト走行のような極限走行をする場合は、車両方位がＧＰＳ信号から算出した方位に対して、ジャイロ３から出力されるヨーレート値の信号に基づいて算出した方位が正しいということに着目している。そして、通常のグリップ走行に対してドリフト走行では横方向加速度、ジャイロ３によるヨーレート値、および車速の関係が崩れることに着目している。

すなわち、横方向加速度ｇｙ[ｍ／ｓ^２]、ヨーレート値ｙｒ_ｇｙ[°／ｓ]、車速ｖ[ｍ／ｓ]の関係を示す算出式に各時点でのデータを代入してその関係式を満たさない状態をもってドリフト状態を判定するものである。具体的には、ドリフト判定式を設定し、算出値が基準値以上である場合は車両方位をＧＰＳ方位からジャイロ３により算出する方位へ変更することで上記問題を解決する。

ドリフト判定式は、次式で示す関係を基準としている。すなわち、ドリフトが発生していないグリップ状態では、ジャイロ３により検出されるヨーレート値ｙｒ＿ｇｙは横方向加速度ｇｙを車速ｖで除した値に等しくなるから、次式（１）の関係が成立している。

ｙｒ＿ｇｙ＝ｇｙ／ｖ （１）
ｙｒ＿ｇｙ：ヨーレート値（［°／ｓ］、［ｄｐｓ］）
ｖ：車速［ｍ／ｓ］
ｇｙ：横方向加速度センサ値［ｍ／ｓ^２］
一方、ドリフト状態では式（１）の関係が崩れるので、両者の差を算出してドリフト判定値以上となるときにドリフト状態を判定することができる。この場合、ヨーレート値ｙｒ＿ｇｙをラジアン値ｙｒに変換してから両者の差の値ωを式（２）で求める。加速度の差の値ωを、式（３）に示すような重力加速度Ｇ（＝９．８［ｍ／ｓ^２］）を基準とした値ω＿ｇｙに変換する。

ｙｒ＝（ｙｒ＿ｇｙ）×２π／３６０［ｒａｄ／ｓ］
ω＝ｇｙ−（ｙｒ×ｖ） （２）
ω＿ｇｙ＝ω／９．８ （３）

この場合、算出したω＿ｇｙの値は、検出出力を直接変換したものなので、ばらつきが大きい。そこで、ω＿ｇｙの値をバタワースフィルタなどのローパスフィルタを介して高周波成分をカットするように変換した値Ｔ（式（４））によって判定を行う。

Ｔ＝（ｂ_０＋ｂ_１ｚ^−１＋ｂ_２ｚ^−２＋ｂ_３ｚ^−３＋ｂ_４ｚ^−４）／
（１＋ａ_１ｚ^−１＋ａ_２ｚ^−２＋ａ_３ｚ^−３＋ａ_４ｚ^−４） （４）
上記のようにして得られた値Ｔをドリフト判定基準値（例えば０．２）と比較してこれを超える差が発生している場合にドリフト状態を判定する。図８は時間の経過と共に検出される検出値ω＿ｇｙとフィルタ出力Ｔの変化の様子を示している。検出値ω＿ｇｙが時間と共に細かく変動しているのに対して、フィルタ出力Ｔはその高い周波数成分を除去した少ない変動で得ることができ、これによって正および負のドリフト判定値以上となる状態を判定する。

そして、上記のようにしてドリフト状態を判定すると、車両方位をＧＰＳ方位からジャイロ３のヨーレート値ｙｒ＿ｇｙにより算出する方位へ変更する。この場合、ドリフト判定をする際のドリフト判定値の近傍で判定の切り替わりが不安定にならないようにするため、いわゆるヒステリシスを持たせる処理として、後述するように、ドリフト状態の検出開始時点と検出終了時点とでドリフト判定値を異ならせるようにすると良い。

さらに、実際の車両運動ではヨーレート値ｙｒ＿ｇｙと横方向加速度ｇｙと車速ｖからなる上記関係式でドリフト状態を判定する時点よりも早い段階で１０[°／ｓ]以下の誤差が算出されてしまうことがある。そこで、ヨーレート値ｙｒ＿ｇｙそのものがある閾値レベルに達した場合も、ドリフト判定をすることによりその誤差を低減する。

具体的には、次のようにして判定する。なお、ここではドリフト判定が判定レベル近傍で不安定にならないようにするため、ドリフト状態の検出開始時点と検出終了時点とで判定条件を異ならせるようにしている。また、ドリフト状態の終了判定については、判定条件を満たす状態が一定時間（例えば１秒）継続する状態を判定し、これによりドリフト状態の終了を判定するようにしている。

ドリフト状態の検出開始時点の判定条件は、前述した式（４）に示すバタワースフィルタを介して高周波成分をカットするように変換した値Ｔの絶対値が０．２以上となる時点を式（５）に示す第１条件とする。また、時刻ｔでジャイロ３により検出される車両方位の相対車両方位ＤＲ_relＤ（ｔ）の値が、前回の時刻ｔ−１の時点での相対車両方位ＤＲ_relＤ（ｔ−１）の値と角度にして１０度以上ずれているかどうかを式（６）に示す第２条件としている。そして、第１条件あるいは第２条件のいずれかが検出された時点でドリフト状態を判定する。

｜Ｔ（ｎ）｜≧０．２ （５）
｜ＤＲ_relＤ（ｔ）−ＤＲ_relＤ（ｔ−１）｜≧１０［ｄｐｓ］ （６）
また、同様にして、ドリフト状態の検出終了時点の判定条件は、前述した式（４）に示すバタワースフィルタを介して高周波成分をカットするように変換した値Ｔの絶対値が０．１以下となる時点を式（７）に示す第１条件とする。また、時刻ｔでヨーレート値ｙｒ＿ｇｙにより検出される車両方位の相対車両方位ＤＲ_ｒｅｌＤ（ｔ）の値が、前回の時刻ｔ−１の時点での相対車両方位ＤＲ_relＤ（ｔ−１）の値と角度にして１０度以内になることを式（８）に示す第２条件としている。前述のように、ドリフト状態の終了判定は、第１条件および第２条件のいずれも満たす状態が１秒継続したことを条件としている。

｜Ｔ（ｎ）｜≦０．１ （７）
｜ＤＲ_relＤ（ｔ）−ＤＲ_relＤ（ｔ−１）｜≦１０［ｄｐｓ］ （８）
上記した式（５）と式（７）では、ドリフト判定基準値が異なり、次式（９）で示す範囲では、ヒステリシス領域として判定結果が不安定になることを防止している。

０．１＜｜Ｔ（ｎ）｜＜０．２ （９）
以上のようにして、式（５）〜（９）の第１条件および第２条件を用いてドリフト判定を行うことで、車両のドリフト状態の開始時点の判定および終了時点の判定を確実にし、且つ車両方位を正確に検出することができる。

上記のようにしてドリフト状態の判定を確実に行うことができるのに対して、実際の車両方位の算出に際しては、ドリフト判定の時点の前後で次のような誤差が発生することがある。すなわち、ジャイロ３のヨーレート値ｙｒ＿ｇｙに基づく車両方位を用いて、ドリフト期間をＧＰＳ信号による方位と置き換える場合、２つの異なった方法で算出された車両方位情報を置き換えることになる。しかし、ドリフト判定時点で両者に誤差分が生じている場合に、急に車両方位が変化することになり、結果として不自然な軌跡となる。

そこで、このような不自然な変化が発生するのを抑制するため、次のようにしてドリフト期間への移行を滑らかに接続する処理を行う。すなわち、例えばジャイロ３が検出するヨーレート値に基いて車両方位の変化分としてＤＲ相対方位を使用することで、ＧＰＳ信号による車両方位を基準として変化分を加算することで切り替える方式を採用する。これにより、ドリフト判定がなされた場合でも車両方位をスムーズに移行させることができ、さらに精度を上げることができる。

この場合、ドリフト判定後のジャイロ３による車両方位を変化分により算出する期間中はスムーズにつながるが、今度はカーブ後のドリフト状態が終了されたときにＧＰＳ信号に基づいた車両方位に切り替える際に、蓄積された誤差が発生する。そこで、ドリフト判定が終了した時点で発生している誤差分をドリフト期間中の車両方位として算出した各データに対して分散させて補正をすることで誤差分をドリフト判定期間中に徐々に解消させることができる。

なお、ドリフト判定期間においてＳ字等でカーブが連続し且つその車両方位が一旦逆方向へ変化する場合は、数秒の単位で直線方位を向くことがある。この場合には、車両方位の検出精度が直線時と同様の精度が要求されるため、ＧＰＳ信号による車両方位がある閾値を超えてプラスとマイナスを反転する場合、そこで直線判定を加えて一次的にドリフト状態が解消したとみなしてその時点で発生している誤差分εを上記方法により補正する。

具体的には、次のようにして補正処理を行う。
ＧＰＳ速度ｖ_ｋの時系列データは次のように期間を設定する。
ｖ_a-15〜ｖ_a，ｖ_a+1〜ｖ_a+x，ｖ_t1〜ｖ_td，ｖ_b-y〜ｖ_b-1，ｖ_b〜ｖ_b+15
ｖ_a-15〜ｖ_a ≧１８ｋｍ／ｈ ：固定期間（Ａ）；データ個数 １６
ｖ_a+1〜ｖ_a+x ＜１８ｋｍ／ｈ ：変動期間（Ｘ）：データ個数 ｘ
ｖ_t1〜ｖ_td ：ドリフト検出期間：データ個数 ｄ
ｖ_b-y〜ｖ_b-1 ＜１８ｋｍ／ｈ ：変動期間（Ｙ）：データ個数 ｙ
ｖ_b〜ｖ_b+15 ≧１８ｋｍ／ｈ ：固定期間（Ｂ）：データ個数 １６
（１）上記の場合で、変動期間（Ｘ）、（Ｙ）でのデータ個数ｘ、ｙがｘ＜ｙの関係にある場合には、ドリフト検出期間に時間的に近い側の固定期間（Ａ）のデータ１６個を用いて次のようにしてＤＲ絶対方位（ＤＲ_abs（ｎ））を算出する。

まず、次式（１０）により固定期間（Ａ）でのＧＰＳ信号に基づいた各速度ｖ_kの方位θ_GPSをその北向きの速度成分ｖ_nと東向きの速度成分ｖ_eから算出し、さらにその平均値θ_GPS・aveを算出する。同様に、次式（１１）により固定期間（Ａ）でのＤＲ相対方位ＤＲ_relDirectionの平均値θ_{DR・rel・ave}を算出する。

θ_GPS・ave＝average（[arctan（ｖ_n／ｖ_e）]_a-15〜a） （１０）
ｖ_n：ｖ_kの北向きの速度成分
ｖ_e：ｖ_kの東向きの速度成分
θ_{DR・rel・ave}＝average（ＤＲ_relDirection_a-15〜a） （１１）
式（１０）、（１１）で得られた値により、式（１２）、（１３）を用いて各時点ｎでのＤＲ絶対方位ＤＲ_abs（ｎ）を算出する。

θ_DR・abs（ｎ）＝θ_DR・rel（ｎ）＋（θ_GPS・ave−θ_{DR・rel・ave}） （１２）
ＤＲ_abs（ｎ）＝Ｖ（ｎ）×θ_DR・abs（ｎ） （１３）
※θ_GPS・ave（ｎ）：車速［ｍ／ｓ］
（２）また、ｘ＞ｙの場合には、ドリフト検出期間に時間的に近い側の固定期間（Ｂ）のデータ１６個を用いて上記同様にして式（１２）、（１３）によってＤＲ絶対方位（ＤＲ_ａｂｓ（ｎ））を算出する。なお、この場合には、式（１０）で示したＧＰＳ方位による平均値θ_GPS・aveおよび式（１２）で示したＤＲ相対方位ＤＲ_relDirectionの平均値θ_{DR・rel・ave}は式（１４）、（１５）に示す値と置き換える。

θ_GPS・ave＝average（arctan[（ｖ_n／ｖ_e）_b〜b+15]） （１４）
θ_{DR・rel・ave}＝average（ＤＲ_relDirection _b〜b+15） （１５）
次に、ドリフト検出期間終了時の相対ＤＲ積分方位とＧＰＳ方位との誤差εの補正を次のようにして行う。誤差εの値は次式（１６）で得られる。このようにして得られる誤差εを用いて、補間を行う期間内で、式（１７）に示すように、各ＤＲ絶対方位の値に補正量を加算することで補間期間での補正量を得る。

誤差ε＝Σ（ＤＲ_absθ（ｔ_k）−ＧＰＳθ（ｔ_k）） ｋ＝１〜ｅ （１６）
補間期間ＤＲ_absθ_comp（ｔ_ｋ）＝ＤＲ_relθ（ｔ_ｋ）＋ε／ｔ_ｅ （１７）
車両方位は
補間期間車両方位情報＝ΣＤＲ_absθ_comp（ｔ_ｋ） ｋ＝１〜ｅ
上記のようにして補間期間内のＤＲ絶対方位の値に補正量を加算することでドリフト期間の前後においてもＧＰＳ信号による車両方位の値と切り換える場合に、スムーズに接続することができ、違和感が発生するのを抑制できる。

上記実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
第１に、車両走行情報に基づいて車両方位を検出する場合に、車速センサ５の検知速度が基準速度α［ｋｍ／ｈ］以上では、ドリフト判定処理を行って、ドリフト状態が判定された場合にはジャイロ３により車両方位を検出するようにした。これにより、車速が基準速度以上のときでもドリフト状態が判定されている場合には、ＧＰＳ信号による車両方位からずれている場合でも、誤差を少なくして実際の状態により近い車両方位を検出することができる。

第２に、ドリフト判定の処理では、加速度センサ４により検出した横方向加速度値と、ジャイロ３により検出したヨーレート値および車速センサ５により検出した車速値から得られる横方向の加速度値との差の値がドリフト判定値以上となることを条件として判定するようにした。これにより、車両Ａがドリフト状態にあることを確実に判定して違和感の無い車両方位の検出を行うことができる。

第３に、ドリフト判定の処理では、ドリフト状態の終了を判定する場合に、ドリフト判定値よりも小さいドリフト終了判定値を設定した。これにより、上記した判定を行うための差の値がドリフト判定値の近傍で変動する場合でも、ドリフト判定の状態が頻繁に変動するのを防止することができる。

第４に、ドリフト判定の処理では、上記したドリフト判定を行う他に、ジャイロ３により検出されるヨーレート値がドリフト判定角速度以上になるときにもドリフト状態として判定するようにした。これにより、横方向加速度の差によるドリフト判定で、ドリフト判定値に達する前に発生しているドリフト状態を検出することができ、車両方位の検出結果に違和感が発生するのを抑制できる。

第５に、ドリフト状態の判定時にＧＰＳによる車両方位からジャイロ３による車両方位に切り換える際に両者に方位差が生じている場合に、補間処理を実施してドリフト状態の期間中に方位差の成分を分散して調整するようにしたので、切り換えに際してスムーズに車両方位をつなぐことができる。

第６に、補間処理では、ＧＰＳによる車両方位からジャイロ３による車両方位に切り換える際に両者に方位差が生じている場合に、補間処理を実施してドリフト状態の期間中の各車両方位の情報に方位差の成分を均等に配分して調整するようにしたので、簡単な処理で切り換えに際してスムーズに車両方位をつなぐことができる。

第７に、ドリフト判定を行う場合に、横方向加速度の差の値を直接判定するのではなく、低域通過フィルタを介した後の信号に基づいて判定するので、より安定したドリフト状態の判定処理を行うことができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

ドリフト状態を判定するドリフト判定レベルは、車両Ａの走行状況や道路のパターンあるいは検出信号の状態などのさまざまな要因に応じて適宜のレベルを設定することができる。同様に、ドリフト終了判定レベルについても適宜のレベルを設定することができる。これにより、ドリフト状態の判定の感度を高めたり、ノイズのレベルに応じて誤判定を回避したりするなどの調整を行うことができる。

横方向加速度の差の信号ω＿ｇｙの値をバタワースフィルタにより高周波信号成分をカットするようにしたが、バタワースフィルタ以外のフィルタでも低域通過フィルタとして機能するものであれば適用できる。

実施形態においては、図１のフローチャートに従ってドリフト判定処理Ｓ２を行なっているが、車速を判定する処理Ｓ１を行う前にドリフト判定処理を行うようにしても良い。この場合には、ステップＳ２、Ｓ３を先に実行し、ステップＳ３でＮＯの場合に、ステップＳ１を実行することで同様の結果を得ることができる。

また、ドリフト状態が発生している条件で、ドリフト期間中の補間処理Ｓ６を行う場合には、実施形態における誤差量をドリフト期間中の各車両方位データに均等に配分する場合以外に、種々の変形を採用できる。例えば、全ての測定データに均等に分散させる方式以外に、所定データ毎に加算するように分散させたり、ドリフト期間中のデータの変動量の大きさに応じて重み付けをして分散させたりすることができる。さらには、その他の適宜の方法により誤差分を分配することができる。

図面中、１は制御装置、２はＧＰＳ受信機、３はジャイロ（ヨーレートセンサ）、４は加速度センサ、５は車速センサである。

Claims (8)

1. ＧＰＳ衛星の信号を受信するＧＰＳ受信機と、ヨーレートを検出するヨーレートセンサと、横加速度を検出する横加速度センサと、車両の速度を検出する車速センサとを備えた車両が、走行する際に所定時間間隔で測定したデータに基いて車両方位を検出する車両方位検出方法において、
   前記車速センサの検知速度が基準速度未満では前記ヨーレートセンサにより前記車両方位を検出し、
   前記車速センサの検知速度が前記基準速度以上では、ドリフト判定を行ってドリフト状態が判定されない場合には前記ＧＰＳ受信機の受信信号に基いて前記車両方位を検出し、ドリフト状態が判定された場合には前記ヨーレートセンサにより前記車両方位を検出する
   ことを特徴とする車両方位検出方法。
2. 請求項１に記載の車両方位検出方法において、
   前記ドリフト判定は、前記横方向加速度センサにより検出した横方向加速度値と、前記ヨーレートセンサにより検出したヨーレート値および前記車速センサにより検出した車速値から得られる横方向の加速度値との差の値がドリフト判定値以上となるときにドリフト状態を判定することを特徴とする車両方位検出方法。
3. 請求項２に記載の車両方位検出方法において、
   前記ドリフト判定は、前記ドリフト状態を判定したときには、前記差の値が前記ドリフト判定値よりも小さいドリフト終了判定値以下になるときにドリフト状態の終了を判定することを特徴とする車両方位検出方法。
4. 請求項２または３に記載の車両方位検出方法において、
   前記ドリフト判定は、前記差の値を前記ドリフト判定値と比較することに加えて、前記ヨーレートセンサにより検出されるヨーレート値がドリフト判定角速度以上になるときにもドリフト状態として判定することを特徴とする車両方位検出方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の車両方位検出方法において、
   前記ドリフト状態が終了した時点で、前記ヨーレートセンサによる前記車両方位から前記ＧＰＳ受信機の受信信号に基いた前記車両方位に切り替える場合に両者に方位差が生じているときには、その方位差を前記ドリフト期間中の前記ヨーレートセンサによる前記車両の各方位データに分散して加算する補間処理をすることを特徴とする車両方位検出方法。
6. 請求項５に記載の車両方位検出方法において、
   前記補間処理は、前記方位差の値を前記ドリフト期間中の前記ヨーレートセンサによる前記車両の各方位データに均等に分散して加算することを特徴とする車両方位検出方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の車両方位検出方法において、
   前記ドリフト判定は、前記横加速度センサにより検出した横方向加速度値と、前記ヨーレートセンサにより検出したヨーレート値および前記車速センサにより検出した車速値から得られる加速度値との差の値を低域通過フィルタを介して得られる信号がドリフト判定値以上となるときにドリフト状態を判定することを特徴とする車両方位検出方法。
8. ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星の信号を所定時間毎に受信したＧＰＳ信号と、ヨーレートセンサにより所定時間毎に検出されたヨーレート値と、横方向加速度センサにより所定時間毎に検出された横方向加速度値と、車速センサにより所定時間毎に検出された車速値とに基いて車両方位を検出する車両方位検出装置において、
   所定時間毎の各データについて前記車速センサの車速データが基準速度以上であるか否かを判定する車速判定部と、
   前記車速判定部が基準速度以上を判定したときにドリフト状態を判定するドリフト判定部と、
   前記車速判定部が基準速度以上を判定しない場合および前記ドリフト判定部がドリフト状態を判定した場合に前記ヨーレートセンサにより前記車両方位を検出し、その他の場合に前記ＧＰＳ受信機の受信信号に基いて前記車両方位を検出する車両方位検出部と
   を備えたことを特徴とする車両方位検出装置。

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