JP2015230218A - 移動距離推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加速度積算値と速度初期値V0とに基づいて、移動体の推定速度Vt eを逐次推定する推定速度決定部128と、推定速度Vt eと時間とに基づいて移動体の推定移動距離Lt eを逐次算出する移動距離算出部141と、前回、初期設定値決定部126が速度初期値V0を決定してから、今回、速度初期値V0を決定するまでに逐次推定した推定速度Vt eである補正前過去推定速度Vt(i) eを、今回の速度初期値V0と連続するように補正した補正過去速度Vt(i) coを決定する過去速度補正部142と、補正過去速度Vt(i) coを決定した場合に、補正過去速度Vt(i) coと時間とに基づいて、前回、速度初期値V0を決定してから、今回、速度初期値V0を決定するまでの推定移動距離を再計算する移動距離補正部143とを備える。
【選択図】図3
Description
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示す現在位置推定装置1は、本発明の移動距離推定装置としての機能を備える。この現在位置推定装置1は、GPS信号受信部10、加速度センサ20、ヨーレートセンサ30、および、制御部100を備えており、図示しない車両に搭載される。
Xv t(0)=Xv t(−1)+Lt(0) e×cosθt(0) e (15)
Yv t(0)=Yv t(−1)+Lt(0) e×sinθt(0) e (16)
Xv t(i)=Xv t(i−1)+Lt(i) e×cosθt(i) e (17)
Yv t(i)=Yv t(i−1)+Lt(i) e×sinθt(i) e (18)
次に、制御部100の処理の流れの一例を図5〜図8のフロチャートを用いて説明する。図5に示すフロチャートは、センサ値を取得する周期で繰り返し実行する。なお、特に明記している場合を除き、各パラメータは、最新の時刻、すなわち、時刻t=0における値を意味する。
本実施形態では、ドップラー速度を算出した場合(S22)には、そのドップラー速度を速度初期値V0としており(S24)、車両の速度が0km/hである場合(S14)には、その速度を速度初期値V0としている(S16)。また、タイトカップリング型推定式である(12)式を解くことができる場合、(12)式から求まる初期時刻における速度を速度初期値V0としている(S28)。これらの方法で決定する速度初期値V0は精度がよい。
前述の実施形態では、拘束条件3により、時間変化が線形であるという条件でクロックドリフトを拘束していたが、この拘束条件3をなしにしてもよい。拘束条件3をなしにする場合、(12)式におけるCbv0+Atを、未知パラメータであるCbvtに置き換えることになる。
また、拘束条件3は残し、拘束条件1における方位角の時間変化による拘束をなしにしてもよい。この場合には、拘束条件1が、速度ベクトルの大きさを車両の速度で拘束したのみの条件となり、(12)式におけるθt gyroが未知パラメータになる。
前述の実施形態では、衛星測位システムとしてGPSを利用していたが、その他の衛星測位システムを利用してもよい。また、GPSが備える衛星と、とその他の衛星測位システムが備える衛星を両方用いてもよい。
前述の実施形態では、移動体は車であったが、車以外の移動体にも、本発明は適用できる。
126:初期設定値決定部、 128:推定速度決定部、 130:推定方位決定部、 140:位置更新部、 141:移動距離算出部、 142:過去速度補正部、 143:移動距離補正部、 144:位置決定部
Claims (8)
- 移動体とともに移動する加速度センサ(20)の検出値の進行方向成分である進行方向加速度を逐次決定する進行方向加速度決定部(102)と、
前記進行方向加速度決定部が決定した進行方向加速度を積算した加速度積算値を逐次算出する積算処理部(104)と、
衛星測位システムが備える衛星からのドップラーシフト量に基づいて算出する前記移動体の速度、または、前記移動体の停止時の速度を、前記移動体の速度初期値として決定する初期設定値決定部(126)と、
前記積算処理部が算出した加速度積算値と、前記初期設定値決定部が決定した速度初期値とに基づいて、前記移動体の推定速度を逐次推定する推定速度決定部(128)と、
前記推定速度決定部が決定した前記推定速度と時間とに基づいて前記移動体の推定移動距離を逐次算出する移動距離算出部(141)と、
前記初期設定値決定部が前記速度初期値を決定した場合、前回、前記初期設定値決定部が前記速度初期値を決定してから、今回、初期設定値決定部が前記速度初期値を決定するまでに前記推定速度決定部が逐次推定した推定速度である補正前過去推定速度を、今回、初期設定値決定部が決定した前記速度初期値と連続するように補正した補正過去速度を決定する過去速度補正部(142)と、
前記過去速度補正部が前記補正過去速度を決定した場合に、前記補正過去速度と時間とに基づいて、前回、前記初期設定値決定部が前記速度初期値を決定してから、今回、初期設定値決定部が前記速度初期値を決定するまでの前記推定移動距離を再計算する移動距離補正部(143)と、を備えることを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項1において、
前記移動体の移動方位を逐次推定する推定方位決定部(130)と、
前記移動距離算出部が算出した前記推定移動距離と、前記推定方位決定部が決定した移動方位とに基づいて、前回の位置決定時に対する前記移動体の相対位置を逐次決定する位置決定部(144)とを備え、
前記位置決定部は、前記移動距離補正部が前記推定移動距離を再計算した場合には、再計算した前記推定移動距離と、前記推定方位決定部が決定した移動方位とに基づいて、前回、前記初期設定値決定部が前記速度初期値を決定してから、今回、初期設定値決定部が前記速度初期値を決定するまでの前記移動体の前記相対位置を再計算することを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項1または2において、
前記過去速度補正部は、
前記補正前過去推定速度を、その補正前過去推定速度の誤差が線形に増加するとして、
今回、前記初期設定値決定部が決定した速度初期値と最新の前記補正前過去推定速度との差分に、前回、前記初期設定値決定部が前記速度初期値を決定してから、それぞれの前記補正前過去推定速度を推定するまでの期間に応じた係数を乗じた補正量で、それぞれの前記補正前過去推定速度を補正して、前記補正過去速度を決定することを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記積算処理部は、前記加速度積算値を逐次算出するとともに、移動体のヨーレートを検出するヨーレートセンサ(30)が検出したヨーレートを積算することで、基準時点における進行方向に対する相対方位角を逐次算出し、
衛星測位システムが備える衛星から衛星信号を取得する衛星信号取得部(106)と、
前記衛星からの電波のドップラーシフト量に基づいて、前記移動体の速度の前記衛星の方向への成分である衛星方向速度を算出する衛星方向速度算出部(116)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体から前記衛星への視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出部(113)とを備え、
前記初期設定値決定部は、
前記衛星測位システムが備える衛星からの電波のドップラーシフト量に基づいて算出する前記移動体の速度を、前記速度初期値として決定するようになっており、
前記衛星方向速度と、前記視線ベクトルと、前記移動体の速度ベクトルとの関係を示す式に対して、前記速度ベクトルの大きさを前記移動体の速度で拘束し、かつ、前記速度ベクトルの向きの時間変化を前記移動体の進行方向の方位角の時間変化で拘束して得られる式であって、前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位の関係を示す速度推定式と、
前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した視線ベクトル、前記積算処理部が算出した相対方位角から、前記速度初期値を決定することを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
衛星測位システムが備える衛星から衛星信号を取得する衛星信号取得部(106)と、
前記衛星からの電波のドップラーシフト量に基づいて、前記移動体の速度の前記衛星の方向への成分である衛星方向速度を算出する衛星方向速度算出部(116)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体から前記衛星への視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出部(113)とを備え、
前記初期設定値決定部は、
前記衛星測位システムが備える衛星からの電波のドップラーシフト量に基づいて算出する前記移動体の速度を、前記速度初期値として決定するようになっており、
前記衛星方向速度と、前記視線ベクトルと、前記移動体の速度ベクトルと、クロックドリフトとの関係を示す式に対して、前記速度ベクトルの大きさを前記移動体の速度で拘束し、前記クロックドリフトは時間変化が線形であるという拘束条件で拘束して得られる式であって、前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位、クロックドリフトの関係を示す速度推定式と、
前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した視線ベクトルから、前記移動体の速度初期値を決定することを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項4において、
前記速度推定式は、前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位に加えて、クロックドリフトを含む式であることを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項6において、
前記速度推定式は、前記クロックドリフトの時間変化が線形であるという条件でも拘束されていることを特徴とする移動距離推定装置。 - 請求項4〜7のいずれか1項において、
前記速度推定式は、前記移動体の速度の項として、前記速度初期値の項と、前記加速度積算値の項とを含んでおり、
前記初期設定値決定部は、前記速度推定式を用いて前記速度初期値を決定する場合、前記速度推定式、前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した前記視線ベクトルに加えて、前記積算処理部が算出した加速度積算値に基づいて、前記速度初期値を決定することを特徴とする移動距離推定装置。
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