JP2019536045A

JP2019536045A - 静止状態判定方法および装置

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Publication number: JP2019536045A
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Inventors: 全 ▲張▼; 小▲驥▼ 牛; 立鼎付
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Abstract

静止状態を判定する精度が低いという従来技術の問題を解決するために、静止状態判定方法および装置が開示されている。慣性航法システムは、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定された第1の走行データを取得し、第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定し、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合し、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定し、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算し、加算によって得られた値は、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定され、第2の確率が静止確率しきい値以上である場合、慣性航法システムは、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定する。

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2016年11月29日に中国特許庁に出願された、「STATIC STATE DETERMINING METHOD AND APPARATUS」と題する、中国特許出願第201611088239．4号の優先権を主張する。

本出願は、慣性航法技術の分野に関し、詳細には、静止状態判定方法および装置に関する。

微小電気機械システム（Micro−Electromechanical System、MEMS）技術の成熟および発展に伴い、慣性航法技術は急速に用途が拡大しており、現在、車両のナビゲーションおよび歩行者のナビゲーションに広く適用されている。慣性航法システム（Inertial Navigation System、INS）は推測航法システムであり、慣性測定装置（Inertial Measurement Unit、IMU）および慣性航法機械化アルゴリズムを含む。しかしながら、INS内のセンサ誤差に起因して、INS誤差は時間が経過するにつれて大きくなる。時間が経過するにつれてINS誤差が大きくなるという問題を解決するために、INS誤差を減少させるために現在使用されている解決策としてゼロ速度更新（Zero Velocity Update、ZUPT）手段が使用される。

ゼロ速度更新、またはZUPT検出と呼ばれる手段は、IMUによって測定されたデータに基づいて、キャリアが静止状態にある時間期間を特定することである。従来技術におけるゼロ速度更新検出方法はしきい値方法である。INSが移動状態にあるとき、およびINSが静止状態にあるとき、IMUによって測定された収集データに対して適切なしきい値が事前設定される。INSを使用するプロセスでは、IMUによって測定されたデータ、またはデータに対して実行された投影変換を介して取得された新しいデータが、しきい値と比較される。IMUによって測定されたデータまたは新しいデータがしきい値以下であるとき、INSが静止状態にある時間期間が特定される。

結論として、従来技術の検出方法によれば、INSの静止状態を判定する精度は低い。INSの静止状態を決定する精度をいかに向上させるかが、現在解決されるべき問題である。

本発明の実施形態は、対象の車両、デバイス、または装置の静止状態を判定する精度を向上させるために、静止状態判定方法および装置を提供する。

第1の態様によれば、本発明の一実施形態は、
慣性航法システムにより、第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するステップであって、第1の走行データが、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nが1以上の正の整数であり、好ましくは、第1の指定された継続時間が1秒であり、Nが6である、ステップと、慣性航法システムにより、第1の指定された継続時間内の各軸の走行データに対応する第1の標準偏差を決定するステップ、すなわち、N個の第1の標準偏差を決定するステップと、慣性航法システムにより、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合するステップと、慣性航法システムにより、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するステップであって、第1の情報が、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む、ステップと
を含む、静止状態判定方法を提供する。具体的には、N個の第1の標準偏差は、それぞれN個の軸からであり、データベースに含まれる第2の標準偏差も、N個の軸からである。第1の情報は、第2の標準偏差が静的である第1の確率、具体的には、第2の標準偏差に対応する軸が静止している第1の確率を含む。第2の標準偏差に対応する重みは、第2の標準偏差に対応する軸の重みである。慣性航法システムは、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算し、加算によって得られた値は、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定され、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムは、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定し、または第2の確率が静止確率しきい値未満であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが、第1の指定された継続時間内に移動状態にあると判定する。

本発明のこの実施形態では、慣性航法システムは、IMUを使用することにより、第1の指定された継続時間内にN個の軸の走行データを測定し、N個の軸の走行データに対応する第1の標準偏差を計算し、計算されたN個の第1の標準偏差についてデータベースに照会して、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定し、データベース内で、それぞれN個の第2の標準偏差に対応する第1の確率、およびN個の第2の標準偏差が位置する軸に対応する重みを特定し、N個の決定された第1の確率およびN個の軸に対応する重みに基づいて、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止している第2の確率を決定し、第2の確率を静止確率しきい値と比較し、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止していると判定する。上記の方法によれば、静止状態を判定する精度が向上する。

可能な設計では、第2の標準偏差と第2の標準偏差が位置する軸の重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：慣性航法システムにより、第2の指定された継続時間内にIMUによって測定された任意の軸のサンプルデータを決定するステップ、慣性航法システムにより、第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静止データまたは動的データとして決定し、静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップであって、第2の指定された継続時間内の第1の指定された継続時間の値がスライディングウィンドウの形で決定される、ステップ、第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定し、第1の指定されたしきい値範囲を複数のグループに分割するステップであって、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、固定された間隔の値が1つのグループにグループ化される、ステップ、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的サンプル標準偏差の数を決定し、第1の指定されたしきい値範囲を複数のグループに分割するステップであって、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、固定された間隔の値が1つのグループにグループ化される、ステップ、静的標準偏差のヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的サンプル標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップを介して形成される。上記の計算方式においてN個の軸の重みが決定される。

可能な設計では、第2の標準偏差と第1の確率との間の対応関係は、以下のプロセス：静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置するステップであって、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積が決定されると、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の各々が座標系の横軸との2つの交点を有し、2つの交点の中で、交点aは座標系の原点からの距離が短く、交点bは座標系の原点からの距離が長く、静的標準偏差曲線と動的標準偏差曲線の交点は交点cである、ステップを介して形成され、第2の標準偏差が交点a以下の値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値であり、第2のデータが交点b以上の値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は0であり、第2のデータが点aより大きく、点bより小さい値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値と動的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値の和に対する静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値の比である。

第2の態様によれば、本発明の一実施形態は、
第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するように構成された取得モジュールであって、第1の走行データが、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nが1以上の正の整数である、取得モジュールと、第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定するように構成された決定モジュールと、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合するように構成された照合モジュールと、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するように構成された検索モジュールであって、第1の情報が、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む、検索モジュールと、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算するように構成された処理モジュールであって、加算によって得られた値が、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定される、処理モジュールと、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するように構成された判定モジュールと
を含む、静止状態判定装置を提供する。

可能な設計では、第2の標準偏差と重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：第2の指定された継続時間内にIMUによって測定された任意の軸の静的データおよび動的データを決定するステップ、第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応する静止データおよび第1の指定された継続時間に対応する動的サンプルデータを決定し、第1の指定された継続時間に対応する静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、第1の指定された継続時間に対応する動的サンプルデータに基づいて動的サンプル標準偏差を決定するステップ、第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定するステップ、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的標準偏差の数を決定するステップ、静的標準偏差のヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップを介して形成される。

可能な設計では、Nは6である。

第3の態様によれば、本発明の一実施形態は、プロセッサおよびプロセッサに接続されたメモリを含む静止状態判定装置を提供し、
メモリは、プロセッサによって実行されるプログラムコードを記憶するように構成され、
プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムコードを実行して、以下のプロセス：
第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するステップであって、第1の走行データが、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nが1以上の正の整数である、ステップと、第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定するステップと、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合するステップと、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するステップであって、第1の情報が、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む、ステップと、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算するステップであって、加算によって得られた値が、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定される、ステップと、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するステップと
を実行するように構成される。

本発明の実施形態では、慣性航法システムは、IMUを使用することにより、第1の指定された継続時間内にN個の軸の走行データを測定し、N個の軸の走行データに対応する第1の標準偏差を計算し、計算されたN個の第1の標準偏差についてデータベースに照会して、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定し、データベース内で、それぞれN個の第2の標準偏差に対応する第1の確率、およびN個の第2の標準偏差が位置する軸に対応する重みを特定し、N個の決定された第1の確率およびN個の軸に対応する重みに基づいて、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止している第2の確率を決定し、第2の確率を静止確率しきい値と比較し、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止していると判定する。上記の方法によれば、静止状態を判定する精度が向上する。

本発明の一実施形態による、静的標準偏差曲線および静的標準偏差曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、図1の静的標準偏差曲線および静的標準偏差曲線を決定する概略フローチャートである。本発明の一実施形態による、IMUの元データを示す図である。本発明の一実施形態による、軸に沿った静的標準偏差曲線および静的標準偏差曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、軸に沿った静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の重複部分の標準偏差の可能性の曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、静止状態判定方法の概略フローチャートである。本発明の一実施形態による、静止状態判定装置の概略構造図である。本発明の一実施形態による、静止状態判定装置のハードウェアの概略構造図である。

以下で、本明細書の添付図面を参照して詳細に本発明の実施形態をさらに記載する。本明細書に記載される実施形態は、本発明を説明するために使用されるにすぎず、本発明を限定するものではないことを理解されたい。

慣性航法システムINSは推測航法システムであり、慣性測定装置IMUおよび慣性航法機械化アルゴリズムを含む。しかしながら、INS内のセンサ誤差に起因して、INS誤差は時間が経過するにつれて大きくなる。時間が経過するにつれてINS誤差が大きくなるという問題を解決し、INS誤差を減少させるために、本発明の一実施形態は、静止状態判定方法を提供して、静止状態を判定する精度を向上させる。

本発明のこの実施形態では、一例として任意の軸を使用することにより、図1に示された静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線が調整によって取得される。具体的なプロセスが図2に示されている。

ステップS21：サンプルデータを読み込む。

ステップS22：サンプルデータのサンプリングレートに基づいて、指定された時間であるウィンドウ長を設定し、指定された時間内のサンプルデータを静的データまたは動的データとして決定する。

ステップS23：静的データに基づいて静的標準偏差を計算し、動的データに基づいて動的標準偏差を計算して、それぞれ、静的標準偏差シーケンスおよび動的標準偏差シーケンスを取得する。

ステップS24：動的標準偏差および静的標準偏差のグループ間隔を設定し、静的標準偏差の分布ヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムを決定する。

たとえば、動的標準偏差および静的標準偏差の値が0から100の範囲にあり、グループ間隔が刻みとして5を使用して設定され、次いで、分割を介して複数のグループ0〜4、5〜9、10〜14、．．．、96〜100が取得されると仮定する。本発明のこの実施形態では、グループ間隔の分割は必要に応じて決定されてもよい。このことは本発明では限定されない。

ステップS25：静的標準偏差のヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して別々に曲線調整を実行し、曲線と標準偏差（standard deviation、STD）軸で囲まれた面積を正規化して、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線、すなわち、横軸が標準偏差値であり、縦軸が度数値である標準偏差−度数分布曲線を決定する。

具体的には、正規化は以下の方法を使用して実行されてもよい。曲線とSTD軸で囲まれた面積Sが最初に計算され、曲線で囲まれた面積は台形積分法を使用して解かれ、次いで、STDが正規化された後に取得される度数は
である。

ステップS26：静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置して、理想的な場合図1を取得する。

図1では、ベルヌーイ分布原理に従って、任意の標準偏差が静的である確率を計算することができる。静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の各々は座標系の横軸との2つの交点を有し、2つの交点の中で、交点std＿aは座標系の原点からの距離が短く、交点std＿bは座標系の原点からの距離が長く、静的標準偏差曲線と動的標準偏差曲線の交点は交点std＿cであり、標準偏差が交点std＿a以下の値であるとき、標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の標準偏差の対応する確率値であり、すなわち、標準偏差が静的である確率は100％であり、標準偏差が交点std＿b以上の値であるとき、標準偏差が静的である確率は0であり、標準偏差std0が点std＿aより大きく、点std＿bより小さい値であるとき、標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の標準偏差の対応する確率値fs（std0）と動的標準偏差曲線上の標準偏差std0の対応する確率値fs（std0）の和に対する静的標準偏差曲線上の標準偏差std0の対応する確率値fs（std0）の比である、すなわち、std0が静的である確率は、
である。

たとえば、図3に示されたように、領域Aの標準偏差が静的である確率は100％であり、領域Bおよび領域Cの標準偏差が静的である確率は、上記の式を使用して計算され、領域Dの標準偏差が静的である確率は0である。

静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線と横軸で囲まれた面積の逆数が軸の重みKである。決定された重みK、任意の標準偏差が静的である確率、および標準偏差がデータベースとして決定され、その後、新しいデータのステータスが決定される必要があるときにデータベースが使用される。

本発明のこの実施形態では、重みKを計算するために図1が使用される。静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の重複部分の関数式が、f（x）、a＜x＜bであり、囲まれた面積がAであると仮定すると、
である。

最後に、正規化が実行された後、重みKの式は、
のように決定される。

本発明のこの実施形態では、データベース（すなわち、標準偏差−確率分布参照テーブル）の形成は、車両慣性センサによって収集された6個の軸のデータを使用して記載される。サンプルデータは、異なる適用シナリオにおける複数のスポーツカー実験からのものである。スポーツカー実験のプロセスの間、渋滞や意図的な理由で停車現象が頻繁に発生し、元の出力データが収集される。元のデータは、X軸、Y軸、およびZ軸の3つの方向でジャイロスコープによって収集された角速度、ならびにX軸、Y軸、およびZ軸の3つの方向で加速度計によって収集された加速度を含む。収集されたデータは、図4に示された軸の静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を取得するために、ステップS21〜S26に従って処理される。図5に示された各軸の静的標準偏差曲線および静的標準偏差の重複部分の標準偏差が静的である確率の曲線が決定される。加えて、下記の表1に示されたように、軸の重複部分の面積の逆数および正規化後に取得された値が決定される。

上記のデータはデータベースに記録され、任意の標準偏差が静的である確率が決定される必要があるとき、データベース内のデータが以下の計算に使用される：各標準偏差が静的である確率は、N個の軸の各々の任意の標準偏差が静的である確率および軸の重みに対して加重平均を実行することによって取得される、すなわち
である。

nは軸の数を表し、iはi番目の軸を表す。

本発明の一実施形態は、静止状態判定方法をさらに提供する。図6に示されたように、方法は以下のプロセスを含む。

S61：慣性航法システムが、第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得し、第1の走行データは、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nは1以上の正の整数である。

S62：慣性航法システムが、第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定する。

S63：慣性航法システムが、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合する。

S64：慣性航法システムが、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定し、第1の情報は、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む。

S65：慣性航法システムが、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算し、加算によって得られた値は、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定される。

S66：第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定する。

同じ発明概念に基づいて、本発明の一実施形態は、静止状態判定装置70を提供する。図7に示されたように、装置は、
第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するように構成された取得モジュール71であって、第1の走行データが、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nが1以上の正の整数である、取得モジュール71と、
第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定するように構成された決定モジュール72と、
N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合するように構成された照合モジュール73と、
事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するように構成された検索モジュール74であって、第1の情報が、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む、検索モジュール74と、
N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算するように構成された処理モジュール75であって、加算によって得られた値が、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定される、処理モジュール75と、
第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するように構成された判定モジュール76と
を含む。

場合によっては、第2の標準偏差と重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：
第2の指定された継続時間内にIMUによって測定されたサンプルデータを決定するステップ、
第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静的データまたは動的データとして決定し、静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップ、
第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定するステップ、
第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的サンプル標準偏差の数を決定するステップ、
静的標準偏差のヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、
静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに
任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップ
を介して形成される。

場合によっては、第2の標準偏差と第1の確率との間の対応関係は、以下のプロセス：
静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置するステップであって、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積が決定されると、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の各々が座標系の横軸との2つの交点を有し、2つの交点の中で、交点aは座標系の原点からの距離が短く、交点bは座標系の原点からの距離が長く、静的標準偏差曲線と動的標準偏差曲線の交点は交点cである、ステップを介して形成され、
第2の標準偏差が交点a以下の値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値であり、
第2のデータが交点b以上の値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は0であり、
第2のデータが点aより大きく、点bより小さい値であるとき、第2の標準偏差が静的である確率は、静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値と動的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値の和に対する静的標準偏差曲線上の第2の標準偏差の対応する確率値の比である。

場合によっては、Nは6である。

本発明の一実施形態は、静止状態判定装置800を提供する。図8に示されたように、静止状態判定装置800は、プロセッサ810と、プロセッサに接続されたメモリ820と、バス830に接続され、静止状態を表示するように構成されたディスプレイ840とを含み、メモリ820およびプロセッサ810はバス830を使用して互いに接続される。

メモリ820は、プロセッサによって実行されるプログラムコードを記憶するように構成される。

プロセッサ810は、メモリに記憶されたプログラムコードを実行して、上記の実施形態における任意のステップカウント方法を実行する、たとえば、以下のプロセス：
第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するステップであって、第1の走行データが、第1の指定された継続時間内にIMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを含み、Nが1以上の正の整数である、ステップと、第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定するステップと、N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、N個の第1の標準偏差を事前に記憶されたデータベースと照合するステップと、事前に記憶されたデータベース内で、N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するステップであって、第1の情報が、第2の標準偏差が静的である第1の確率、および第2の標準偏差に対応する重みを含む、ステップと、N個の第1の情報の各々の中の第1の確率を対応する重みと乗算し、乗算によって得られたN個の値を加算するステップであって、加算によって得られた値が、N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率として決定される、ステップと、第2の確率が静止確率しきい値以上であるとき、慣性航法システムが配置されたデバイスが第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するステップと
を実行するように構成される。

本発明の実施形態は、方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として提供されてもよいことを当業者なら理解されよう。したがって、本発明は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの組合せを有する実施形態の形態を使用することができる。その上、本発明は、コンピュータ使用可能プログラムコードを含む、（限定はしないが、ディスクメモリ、CD−ROM、光メモリなどを含む）1つまたは複数のコンピュータ使用可能記憶媒体に実装されたコンピュータプログラム製品の形態を使用することができる。

本発明は、本発明の実施形態による、方法、デバイス（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して記載されている。コンピュータプログラム命令は、フローチャートおよび／またはブロック図の各プロセスおよび／または各ブロック、ならびにフローチャートおよび／またはブロック図のプロセスおよび／またはブロックの組合せを実装するために使用されてもよいことを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を生成するために、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組込み型プロセッサ、または任意の他のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサに提供されてもよく、その結果、コンピュータまたは任意の他のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサによって実行される命令は、フローチャートの1つもしくは複数のプロセス内、および／またはブロック図の1つもしくは複数のブロック内の特定の機能を実装するための装置を生成する。

これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方式で動作するようにコンピュータまたは任意の他のプログラマブルデータ処理デバイスに命令することができるコンピュータ可読メモリに記憶されてもよく、その結果、コンピュータ可読メモリに記憶された命令は、命令装置を含む人工物を生成する。命令装置は、フローチャートの1つもしくは複数のプロセス内、および／またはブロック図の1つもしくは複数のブロック内の特定の機能を実装する。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは別のプログラマブルデータ処理デバイスにロードされてもよく、その結果、一連の動作およびステップは、コンピュータまたは別のプログラマブルデバイス上で実施され、それにより、コンピュータ実装処理が生成される。したがって、コンピュータまたは別のプログラマブルデバイス上で実行される命令は、フローチャートの1つもしくは複数のプロセス内、および／またはブロック図の1つもしくは複数のブロック内の特定の機能を実装するためのステップを提供する。

本発明のいくつかの好ましい実施形態が記載されたが、当業者は、基本的な本発明の概念を知ると、これらの実施形態に対して変更および修正を行うことができる。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲内に入る好ましい実施形態ならびにすべての変更および修正を包含するように解釈されるものである。

明らかに、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な修正および変形を行うことができる。本発明は、以下の特許請求の範囲およびそれらの等価な技術によって定義される保護範囲内に入るという条件で、これらの修正および変形を包含するものである。

70 静止状態判定装置
71 取得モジュール
72 決定モジュール
73 照合モジュール
74 検索モジュール
75 処理モジュール
76 判定モジュール
800 静止状態判定装置
810 プロセッサ
820 メモリ
830 バス
840 ディスプレイ

可能な設計では、第2の標準偏差と第2の標準偏差が位置する軸の重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：慣性航法システムにより、第2の指定された継続時間内にIMUによって測定された任意の軸のサンプルデータを決定するステップ、慣性航法システムにより、第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静止データまたは動的データとして決定し、静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップであって、第2の指定された継続時間内の第1の指定された継続時間の値がスライディングウィンドウの形で決定される、ステップ、第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定し、第1の指定されたしきい値範囲を複数のグループに分割するステップであって、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、固定された間隔の値が1つのグループにグループ化される、ステップ、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的サンプル標準偏差の数を決定し、第1の指定されたしきい値範囲を複数のグループに分割するステップであって、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、固定された間隔の値が1つのグループにグループ化される、ステップ、静的標準偏差の分布ヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的サンプル標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップを介して形成される。上記の計算方式においてN個の軸の重みが決定される。

可能な設計では、第2の標準偏差と重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：第2の指定された継続時間内にIMUによって測定された任意の軸の静的データおよび動的データを決定するステップ、第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応する静止データおよび第1の指定された継続時間に対応する動的サンプルデータを決定し、第1の指定された継続時間に対応する静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、第1の指定された継続時間に対応する動的サンプルデータに基づいて動的サンプル標準偏差を決定するステップ、第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定するステップ、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的標準偏差の数を決定するステップ、静的標準偏差の分布ヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップを介して形成される。

本発明の一実施形態による、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、図1の静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定する概略フローチャートである。本発明の一実施形態による、IMUの元データを示す図である。本発明の一実施形態による、軸に沿った静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、軸に沿った静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の重複部分の標準偏差の可能性の曲線を示す図である。本発明の一実施形態による、静止状態判定方法の概略フローチャートである。本発明の一実施形態による、静止状態判定装置の概略構造図である。本発明の一実施形態による、静止状態判定装置のハードウェアの概略構造図である。

本発明のこの実施形態では、データベース（すなわち、標準偏差−確率分布参照テーブル）の形成は、車両慣性センサによって収集された6個の軸のデータを使用して記載される。サンプルデータは、異なる適用シナリオにおける複数のスポーツカー実験からのものである。スポーツカー実験のプロセスの間、渋滞や意図的な理由で停車現象が頻繁に発生し、元の出力データが収集される。元のデータは、X軸、Y軸、およびZ軸の3つの方向でジャイロスコープによって収集された角速度、ならびにX軸、Y軸、およびZ軸の3つの方向で加速度計によって収集された加速度を含む。収集されたデータは、図4に示された軸の静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を取得するために、ステップS21〜S26に従って処理される。図5に示された各軸の静的標準偏差曲線および動的標準偏差の重複部分の標準偏差が静的である確率の曲線が決定される。加えて、下記の表1に示されたように、軸の重複部分の面積の逆数および正規化後に取得された値が決定される。

場合によっては、第2の標準偏差と重みとの間の対応関係は、以下のプロセス：
第2の指定された継続時間内にIMUによって測定されたサンプルデータを決定するステップ、
第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静的データまたは動的データとして決定し、静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップ、
第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化し、静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定するステップ、
第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的サンプル標準偏差をグループ化し、動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的サンプル標準偏差の数を決定するステップ、
静的標準偏差の分布ヒストグラムおよび動的標準偏差の分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、調整によって取得された曲線を正規化するステップ、
静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに
任意の軸に対応する複数の静的標準偏差および複数の動的標準偏差の重みとして交差部分の面積の逆数を決定するステップ
を介して形成される。

本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、当業者は、基本的な本発明の概念を知ると、これらの実施形態に対して変更および修正を行うことができる。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲内に入る好ましい実施形態ならびにすべての変更および修正を包含するように解釈されるものである。

明らかに、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な修正および変形を行うことができる。本発明は、以下の特許請求の範囲およびそれらの等価な技術によって定義される保護範囲内に入るという条件で、これらの修正および変形を包含するものである。

Claims

静止状態判定方法であって、
慣性航法システムにより、第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するステップであって、前記第1の走行データが、前記第1の指定された継続時間内に前記IMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを備え、Nが1以上の正の整数である、ステップと、
前記慣性航法システムにより、前記第1の走行データのN個の第1の標準偏差を決定するステップと、
前記慣性航法システムにより、前記N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、前記N個の第1の標準偏差をデータベースと照合するステップと、
前記慣性航法システムにより、前記データベース内で、前記N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するステップであって、前記第1の情報が、前記第2の標準偏差が静的である第1の確率、および前記第2の標準偏差に対応する重みを備える、ステップと、
前記慣性航法システムにより、前記N個の第1の情報の各々の中の前記第1の確率を前記対応する重みと乗算し、前記乗算によって得られたN個の値を加算するステップであって、前記加算によって得られた値が、前記N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率である、ステップと、
前記第2の確率が静止確率しきい値以上である場合、前記慣性航法システムが配置されたデバイスが前記第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するステップと、
を備える、静止状態判定方法。
前記第2の標準偏差と前記重みとの間の対応関係が、以下のプロセス：
前記慣性航法システムにより、第2の指定された継続時間内に前記IMUによって測定された任意の軸のサンプルデータを決定するステップ、
前記慣性航法システムにより、前記第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静的データまたは動的データとして決定し、前記静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、前記動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップ、
第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化して、前記静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定し、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的標準偏差をグループ化して、前記動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的標準偏差の数を決定するステップ、
前記静的標準偏差の前記ヒストグラムおよび前記動的標準偏差の前記分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、前記調整によって取得された曲線を正規化するステップ、
前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに
任意の軸に対応する前記複数の静的標準偏差および前記複数の動的標準偏差の重みとして前記交差部分の前記面積の逆数を決定するステップ
を介して形成される、請求項1に記載の方法。
前記第2の標準偏差と前記第1の確率との間の対応関係が、以下のプロセス：
前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置するステップであって、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の前記交差部分の前記面積が決定されると、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の各々が前記座標系の横軸との2つの交点を有し、前記2つの交点の中で、交点aが前記座標系の原点からの距離が短く、交点bが前記座標系の前記原点からの距離が長く、前記静的標準偏差曲線と前記動的標準偏差曲線の交点が交点cである、
ステップを介して形成され、
前記第2の標準偏差が前記交点a以下の値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が、前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の対応する確率値であり、
前記第2のデータが前記交点b以上の値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が0であり、
前記第2のデータが前記点aより大きく、前記点bより小さい値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が、前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の前記対応する確率値と前記動的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の対応する確率値の和に対する前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の前記対応する確率値の比である、
請求項2に記載の方法。
Nが6である、請求項1に記載の方法。
静止状態判定装置であって、
第1の指定された継続時間内に慣性測定装置IMUによって測定された第1の走行データを取得するように構成された取得モジュールであって、前記第1の走行データが、前記第1の指定された継続時間内に前記IMUによって測定されたN個の軸の各々の走行データを備え、Nが1以上の正の整数である、取得モジュールと、
前記第1の走行データのN個の第1の標準偏差を計算するように構成された決定モジュールと、
前記N個の第1の標準偏差と同じN個の第2の標準偏差を特定するために、前記N個の第1の標準偏差をデータベースと照合するように構成された照合モジュールと、
前記データベース内で、前記N個の第2の標準偏差の各々に対応する第1の情報を特定するように構成された検索モジュールであって、前記第1の情報が、前記第2の標準偏差が静的である第1の確率、および前記第2の標準偏差に対応する重みを備える、検索モジュールと、
前記N個の第1の情報の各々の中の前記第1の確率を前記対応する重みと乗算し、前記乗算によって得られたN個の値を加算するように構成された処理モジュールであって、前記加算によって得られた値が、前記N個の第1の標準偏差が静的である第2の確率である、処理モジュールと、
前記第2の確率が静止確率しきい値よりも大きいかどうかを判定し、前記第2の確率が前記静止確率しきい値以上である場合、前記慣性測定装置が配置されたデバイスが前記第1の指定された継続時間内に静止状態にあると判定するように構成された判定モジュールと、
を備える、静止状態判定装置。
前記検索モジュールが、以下のプロセス：
第2の指定された継続時間内に前記IMUによって測定された任意の軸のサンプルデータを決定するステップ、
前記第2の指定された継続時間内の各第1の指定された継続時間に対応するサンプルデータを静的データまたは動的データとして決定し、前記静的データに基づいて静的標準偏差を決定し、前記動的データに基づいて動的標準偏差を決定するステップ、
第1の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された静的標準偏差をグループ化して、前記静的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第1の指定されたしきい値範囲内の静的標準偏差の数を決定し、第2の指定されたしきい値範囲に基づいて複数の決定された動的標準偏差をグループ化して、前記動的標準偏差の分布ヒストグラムを取得するために、各第2の指定されたしきい値範囲内の動的標準偏差の数を決定するステップ、
前記静的標準偏差の前記ヒストグラムおよび前記動的標準偏差の前記分布ヒストグラムに対して曲線調整を別々に実行し、静的標準偏差曲線および動的標準偏差曲線を決定するために、前記調整によって取得された曲線を正規化するステップ、
前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置し、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の交差部分の面積を決定するステップ、ならびに
任意の軸に対応する前記複数の静的標準偏差および前記複数の動的標準偏差の重みとして前記交差部分の前記面積の逆数を決定するステップ
で、前記第2の標準偏差と前記重みとの間の対応関係を形成するようにさらに構成される、請求項5に記載の装置。
前記処理モジュールが、以下のプロセス：
前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線を同じ座標系に配置するステップであって、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の前記交差部分の前記面積が決定されると、前記静的標準偏差曲線および前記動的標準偏差曲線の各々が前記座標系の横軸との2つの交点を有し、前記2つの交点の中で、交点aが前記座標系の原点からの距離が短く、交点bが前記座標系の前記原点からの距離が長く、前記静的標準偏差曲線と前記動的標準偏差曲線の交点が交点cである、ステップで、前記第2の標準偏差と前記第1の確率との間の対応関係を形成するようにさらに構成され、
前記第2の標準偏差が前記交点a以下の値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が、前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の対応する確率値であり、
前記第2のデータが前記交点b以上の値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が0であり、
前記第2のデータが前記点aより大きく、前記点bより小さい値であるとき、前記第2の標準偏差が静的である確率が、前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の前記対応する確率値と前記動的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の対応する確率値の和に対する前記静的標準偏差曲線上の前記第2の標準偏差の前記対応する確率値の比である、
請求項6に記載の装置。
Nが6である、請求項5に記載の装置。