JP2843905B2 - 車両用慣性航法装置 - Google Patents
車両用慣性航法装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され、その
車両の現在の標高を検出する車両用慣性航法装置に係
り、特に加減速時及び傾斜地登降時において車両のサス
ペンション機構に起因して生ずるピッチ角誤差を補正し
て検出確度を向上させた車両用慣性航法装置に関するも
のである。
車両の現在の標高を検出する車両用慣性航法装置に係
り、特に加減速時及び傾斜地登降時において車両のサス
ペンション機構に起因して生ずるピッチ角誤差を補正し
て検出確度を向上させた車両用慣性航法装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、標高を検出する車両用慣性航法装
置としてはオドメータを併用するものが一般的であり、
従来のこの種の装置を図５を参照して説明する。図５の
装置は、車体を車輪上に支えるサスペンション機構を有
する車両に搭載されている。
置としてはオドメータを併用するものが一般的であり、
従来のこの種の装置を図５を参照して説明する。図５の
装置は、車体を車輪上に支えるサスペンション機構を有
する車両に搭載されている。
【０００３】車輪に取り付けられたオドメータ１より車
輪の回転速度ｎ（rpm）が慣性航法装置（以下ＩＮＳと
言う）演算部１０の走行速度計算部３に入力され、走行
速度計算部３では入力された回転速度ｎ及び車輪の周長
Ｌt（km）より車両の走行速度Ｖ Ｖ＝ｎ×Ｌt×６０＝ｎ×ξ （km/Hr) (1) が求められ、鉛直速度計算部４に入力される。上記式の ξ＝Ｌt×６０ (2) はオドメータのスケールファクタと呼ばれる。
輪の回転速度ｎ（rpm）が慣性航法装置（以下ＩＮＳと
言う）演算部１０の走行速度計算部３に入力され、走行
速度計算部３では入力された回転速度ｎ及び車輪の周長
Ｌt（km）より車両の走行速度Ｖ Ｖ＝ｎ×Ｌt×６０＝ｎ×ξ （km/Hr) (1) が求められ、鉛直速度計算部４に入力される。上記式の ξ＝Ｌt×６０ (2) はオドメータのスケールファクタと呼ばれる。
【０００４】ジャイロ２で車両のピッチ軸回りの回転角
速度ωθが検出され、ＩＮＳ演算部１０のピッチ角計算
部５に入力される。ピッチ角計算部５では入力されたピ
ッチ軸回りの回転角速度ωθを積分して、ピッチ角θ θ＝∫ωθｄｔ＋θ0 （ラジアン） (3) を計算して鉛直速度計算部４に入力する。上式のθ0は
ピッチ角の初期値、つまり出発点におけるピッチ角であ
る。
速度ωθが検出され、ＩＮＳ演算部１０のピッチ角計算
部５に入力される。ピッチ角計算部５では入力されたピ
ッチ軸回りの回転角速度ωθを積分して、ピッチ角θ θ＝∫ωθｄｔ＋θ0 （ラジアン） (3) を計算して鉛直速度計算部４に入力する。上式のθ0は
ピッチ角の初期値、つまり出発点におけるピッチ角であ
る。
【０００５】鉛直速度計算部４では、ピッチ角計算部５
より入力される車両のピッチ角θ（ラジアン）を用い
て、図５に示すように走行速度Ｖより鉛直速度Ｖvを算
出する。即ち、 Ｖv＝Ｖsinθ (4)
より入力される車両のピッチ角θ（ラジアン）を用い
て、図５に示すように走行速度Ｖより鉛直速度Ｖvを算
出する。即ち、 Ｖv＝Ｖsinθ (4)
【０００６】算出された鉛直速度Ｖvは鉛直速度計算部
４より標高計算部７に入力され、車両の出発点に対する
標高Ｌvが次式により計算され、外部に出力される。 Ｌv＝∫Ｖvｄｔ (5)
４より標高計算部７に入力され、車両の出発点に対する
標高Ｌvが次式により計算され、外部に出力される。 Ｌv＝∫Ｖvｄｔ (5)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＮＳが取
り付けられている車体は、サスペンション機構によって
車輪上に支えられている。車両が平地に静止している状
態では、図７（Ａ）に示すように、車体８は地面９に対
して平行に支持されており、従ってＩＮＳも地面に平行
となっている。しかし、図７（Ｂ）に示す車両の加減速
時や、図７（Ｃ）に示す傾斜面の登降時には、サスペン
ション機構の働きによって車体８が傾き、車体従ってＩ
ＮＳは地面９に対して小さな傾斜角、つまりピッチ角δ
θをもつ。このためＩＮＳ演算部１０のピッチ角計算部
５より算出されるピッチ角θ（水平面１１と地面９との
なす角）には地面９のピッチ角θ′に、地面９に対する
車体８のピッチ角δθが加わったものとなる。即ち、 θ＝θ′＋δθ (6) このため鉛直速度計算部４において(4)式により算出す
る鉛直速度Ｖvは、 Ｖv＝Ｖsinθ＝Ｖsin（θ′＋δθ） ＝Ｖ（sinθ′cosδθ＋cosθ′sinδθ） と表される。ここでδθは小さな値であるのでcosδθ
≒１，sinδθ≒δθと近似すれば。鉛直速度Ｖvは、 Ｖv≒Ｖsinθ′＋Ｖδθcosθ′ (7) と表され、真の鉛直速度Ｖsinθ′に、Ｖδθcosθ′の
誤差が加わったものとなる。このため標高計算部７にお
いて(5)式により算出する標高Ｌvは、 Ｌv＝∫Ｖvｄｔ＝∫（Ｖsinθ′＋Ｖδθcosθ′）ｄｔ ＝∫Ｖsinθ′ｄｔ＋∫Ｖδθcosθ′ｄｔ (8) となり、上記第１項の真の標高の他、第２項の誤差分が
含まれることとなる。
り付けられている車体は、サスペンション機構によって
車輪上に支えられている。車両が平地に静止している状
態では、図７（Ａ）に示すように、車体８は地面９に対
して平行に支持されており、従ってＩＮＳも地面に平行
となっている。しかし、図７（Ｂ）に示す車両の加減速
時や、図７（Ｃ）に示す傾斜面の登降時には、サスペン
ション機構の働きによって車体８が傾き、車体従ってＩ
ＮＳは地面９に対して小さな傾斜角、つまりピッチ角δ
θをもつ。このためＩＮＳ演算部１０のピッチ角計算部
５より算出されるピッチ角θ（水平面１１と地面９との
なす角）には地面９のピッチ角θ′に、地面９に対する
車体８のピッチ角δθが加わったものとなる。即ち、 θ＝θ′＋δθ (6) このため鉛直速度計算部４において(4)式により算出す
る鉛直速度Ｖvは、 Ｖv＝Ｖsinθ＝Ｖsin（θ′＋δθ） ＝Ｖ（sinθ′cosδθ＋cosθ′sinδθ） と表される。ここでδθは小さな値であるのでcosδθ
≒１，sinδθ≒δθと近似すれば。鉛直速度Ｖvは、 Ｖv≒Ｖsinθ′＋Ｖδθcosθ′ (7) と表され、真の鉛直速度Ｖsinθ′に、Ｖδθcosθ′の
誤差が加わったものとなる。このため標高計算部７にお
いて(5)式により算出する標高Ｌvは、 Ｌv＝∫Ｖvｄｔ＝∫（Ｖsinθ′＋Ｖδθcosθ′）ｄｔ ＝∫Ｖsinθ′ｄｔ＋∫Ｖδθcosθ′ｄｔ (8) となり、上記第１項の真の標高の他、第２項の誤差分が
含まれることとなる。
【０００８】本発明の目的は、車両の加減速時や、傾斜
面の登降時において、サスペンション機構に起因する車
体の傾きによる標高誤差を無くし、高精度の車両用慣性
航法装置を提供することにある。
面の登降時において、サスペンション機構に起因する車
体の傾きによる標高誤差を無くし、高精度の車両用慣性
航法装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る車両用慣性航法装置は、オドメータ
と、ジャイロと 加速度計と、慣性航法装置演算部とに
より構成されていて車体を車輪上に支えるサスペンショ
ン機構を有する車両に搭載され、前記慣性航法装置演算
部は、走行速度計算部と、ピッチ角補正値計算部と、ピ
ッチ角計算部と、ピッチ角補正部と、鉛直速度計算部
と、標高計算部とを具備しており、前記オドメータは、
前記車輪の回転速度ｎを検出して前記走行速度計算部に
入力するものであり、前記走行速度計算部は、入力され
た前記車輪の回転速度ｎにスケールファクタを乗算して
走行速度Ｖを計算し、前記鉛直速度計算部に入力するも
のであり、前記ジャイロは、前記車両のピッチ軸回りの
回転角速度ωθを検出して前記ピッチ角計算部に入力す
るものであり、前記ピッチ角計算部は、入力された前記
車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを積分してピッチ
角θを計算し、前記ピッチ角補正部に入力するものであ
り、前記加速度計は、車両に加わる走行方向の加速度ａ
を検出して前記ピッチ角補正値計算部に入力するもので
あり、前記ピッチ角補正値計算部は、入力された前記加
速度ａに所定の係数を乗算して前記サスペンション機構
に起因する前記車体の地面に対する傾斜角δθを計算し
て前記ピッチ角補正部に入力するものであり、前記ピッ
チ角補正部は、入力された前記ピッチ角θより前記車体
の傾斜角δθを減算して、その差値θ′を前記鉛直速度
計算部に入力するものであり、前記鉛直速度計算部は、
入力された前記走行速度Ｖ及び差値θ′より鉛直速度Ｖ
v＝Ｖsinθ′を計算して前記標高計算部に入力するもの
であり、前記標高計算部は、入力された前記鉛直速度Ｖ
vより車両の出発点に対する標高Ｌvを計算して出力する
ものであることを特徴としている。
に、本発明に係る車両用慣性航法装置は、オドメータ
と、ジャイロと 加速度計と、慣性航法装置演算部とに
より構成されていて車体を車輪上に支えるサスペンショ
ン機構を有する車両に搭載され、前記慣性航法装置演算
部は、走行速度計算部と、ピッチ角補正値計算部と、ピ
ッチ角計算部と、ピッチ角補正部と、鉛直速度計算部
と、標高計算部とを具備しており、前記オドメータは、
前記車輪の回転速度ｎを検出して前記走行速度計算部に
入力するものであり、前記走行速度計算部は、入力され
た前記車輪の回転速度ｎにスケールファクタを乗算して
走行速度Ｖを計算し、前記鉛直速度計算部に入力するも
のであり、前記ジャイロは、前記車両のピッチ軸回りの
回転角速度ωθを検出して前記ピッチ角計算部に入力す
るものであり、前記ピッチ角計算部は、入力された前記
車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを積分してピッチ
角θを計算し、前記ピッチ角補正部に入力するものであ
り、前記加速度計は、車両に加わる走行方向の加速度ａ
を検出して前記ピッチ角補正値計算部に入力するもので
あり、前記ピッチ角補正値計算部は、入力された前記加
速度ａに所定の係数を乗算して前記サスペンション機構
に起因する前記車体の地面に対する傾斜角δθを計算し
て前記ピッチ角補正部に入力するものであり、前記ピッ
チ角補正部は、入力された前記ピッチ角θより前記車体
の傾斜角δθを減算して、その差値θ′を前記鉛直速度
計算部に入力するものであり、前記鉛直速度計算部は、
入力された前記走行速度Ｖ及び差値θ′より鉛直速度Ｖ
v＝Ｖsinθ′を計算して前記標高計算部に入力するもの
であり、前記標高計算部は、入力された前記鉛直速度Ｖ
vより車両の出発点に対する標高Ｌvを計算して出力する
ものであることを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明の車両用ＩＮＳにおいて、オドメータ
は、車輪の回転速度ｎを検出して走行速度計算部に入力
する。前記走行速度計算部は、入力された車輪の回転速
度ｎにスケールファクタを乗算して走行速度Ｖを計算
し、前記鉛直速度計算部に入力する。前記ジャイロは、
車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを検出して前記ピ
ッチ角計算部に入力する。前記ピッチ角計算部は、入力
された車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを積分して
ピッチ角θを計算し、前記ピッチ角補正部に入力する。
前記加速度計は、車両に加わる走行方向の加速度ａを検
出して前記ピッチ角補正値計算部に入力する。前記ピッ
チ角補正値計算部は、入力された前記加速度ａに所定の
係数を乗算してサスペンション機構に起因する車体の地
面に対する傾斜角δθを計算して前記ピッチ角補正部に
入力する。前記ピッチ角補正部は、入力された前記ピッ
チ角θより前記車体の傾斜角δθを減算して、その差値
θ′を前記鉛直速度計算部に入力する。前記鉛直速度計
算部は、入力された前記走行速度Ｖ及び差値θ′より鉛
直速度Ｖv＝Ｖsinθ′を計算して前記標高計算部に入力
する。前記標高計算部は、入力された前記鉛直速度Ｖv
より車両の出発点に対する標高Ｌvを計算して外部へ出
力する。
は、車輪の回転速度ｎを検出して走行速度計算部に入力
する。前記走行速度計算部は、入力された車輪の回転速
度ｎにスケールファクタを乗算して走行速度Ｖを計算
し、前記鉛直速度計算部に入力する。前記ジャイロは、
車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを検出して前記ピ
ッチ角計算部に入力する。前記ピッチ角計算部は、入力
された車両のピッチ軸回りの回転角速度ωθを積分して
ピッチ角θを計算し、前記ピッチ角補正部に入力する。
前記加速度計は、車両に加わる走行方向の加速度ａを検
出して前記ピッチ角補正値計算部に入力する。前記ピッ
チ角補正値計算部は、入力された前記加速度ａに所定の
係数を乗算してサスペンション機構に起因する車体の地
面に対する傾斜角δθを計算して前記ピッチ角補正部に
入力する。前記ピッチ角補正部は、入力された前記ピッ
チ角θより前記車体の傾斜角δθを減算して、その差値
θ′を前記鉛直速度計算部に入力する。前記鉛直速度計
算部は、入力された前記走行速度Ｖ及び差値θ′より鉛
直速度Ｖv＝Ｖsinθ′を計算して前記標高計算部に入力
する。前記標高計算部は、入力された前記鉛直速度Ｖv
より車両の出発点に対する標高Ｌvを計算して外部へ出
力する。
【００１１】本発明によれば、車両の加減速時や、傾斜
面の登降時において、サスペンション機構に起因する車
体の傾斜角δθを補正して真のピッチ角θ′を用いて鉛
直速度ＶVを計算でき、従って車両の出発点に対する標
高Ｌvを正確に計算することができる。
面の登降時において、サスペンション機構に起因する車
体の傾斜角δθを補正して真のピッチ角θ′を用いて鉛
直速度ＶVを計算でき、従って車両の出発点に対する標
高Ｌvを正確に計算することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る車両用慣性航法装置の実
施例を図１に示す。但し、図５と対応する部分に同じ符
号を付し、重複説明を省略する。本発明に係る実施例で
は図５の従来の装置に加速度計２１、ピッチ角補正値計
算部２２及びピッチ角補正部２３が追加される。
施例を図１に示す。但し、図５と対応する部分に同じ符
号を付し、重複説明を省略する。本発明に係る実施例で
は図５の従来の装置に加速度計２１、ピッチ角補正値計
算部２２及びピッチ角補正部２３が追加される。
【００１３】加速度計２１により車両の車体８に加わる
走行方向の加速度ａが検出され、ＩＮＳ演算部１０内の
ピッチ角補正部２２に入力される。図２に示すように加
速度ａには、車両が傾斜面（水平面１１に対してピッチ
角θをなす）を登降時において車両に加わる重力加速度
Ｇの、車体（従ってＩＮＳ）のピッチ角θ方向の成分Ｇ
1が含まれる。ピッチ角補正値計算部２２では、後述す
るように、加減速時或いは傾斜面登降時におけるサスペ
ンション機構に起因する車体８の地面９に対する傾斜
角、つまりピッチ角補正値δθが計算され、ＩＮＳ演算
部１０内のピッチ角補正部２３に入力される。ピッチ角
補正部２３では、ピッチ角計算部５より入力されるピッ
チ角θよりピッチ角補正値δθが減算されて、真のピッ
チ角θ′ θ′＝θ−δθ (9) が求められ、鉛直速度計算部４に入力される。
走行方向の加速度ａが検出され、ＩＮＳ演算部１０内の
ピッチ角補正部２２に入力される。図２に示すように加
速度ａには、車両が傾斜面（水平面１１に対してピッチ
角θをなす）を登降時において車両に加わる重力加速度
Ｇの、車体（従ってＩＮＳ）のピッチ角θ方向の成分Ｇ
1が含まれる。ピッチ角補正値計算部２２では、後述す
るように、加減速時或いは傾斜面登降時におけるサスペ
ンション機構に起因する車体８の地面９に対する傾斜
角、つまりピッチ角補正値δθが計算され、ＩＮＳ演算
部１０内のピッチ角補正部２３に入力される。ピッチ角
補正部２３では、ピッチ角計算部５より入力されるピッ
チ角θよりピッチ角補正値δθが減算されて、真のピッ
チ角θ′ θ′＝θ−δθ (9) が求められ、鉛直速度計算部４に入力される。
【００１４】鉛直速度計算部４及び標高計算部７では、
従来例で述べたものと同様にして、鉛直速度Ｖv及び出
発点に対する標高Ｌvがそれぞれ計算される。
従来例で述べたものと同様にして、鉛直速度Ｖv及び出
発点に対する標高Ｌvがそれぞれ計算される。
【００１５】ここで、ピッチ角補正計算部２２における
ピッチ角補正値δθの計算について述べる。
ピッチ角補正値δθの計算について述べる。
【００１６】図３に示すように車体８を車輪２４上に支
えるサスペンション機構２６はスプリング２６ａとダン
パ２６ｂとで表すことができる。スプリング２６ａのバ
ネ定数をｋ、ダンパ２６ｂのダンパ係数をｄ、車体８の
質量をＭとする。車体８に力Ｆが走行方向に加えられ、
車体８がｘだけ変位したとすれば、力Ｆと変位ｘとの間
には、 Ｆ＝Ｍｘ″＋ｄｘ′＋ｋｘ (10) の関係が成立する。図４に示すように車輪２４と車体８
との間隔をＲとするとき、車体８は力Ｆを受けて、車輪
２４を中心として半径Ｒの円弧に沿って距離ｘだけ変位
し、その結果、車体８は地面９に対して角度δθだけ傾
斜したとすれば、地面９に対する傾斜角δθは車体８が
車輪２４を中心として力Ｆを受けて回転した角度に等し
い。従って、 ｘ＝Ｒδθ (11) と置ける。(10)式は(11)式を用いると Ｆ＝ＲＭδθ″＋Ｒｄδθ′＋Ｒｋδθ (12) と表される。ここで δθ′＝Ｓδθ (13) と置くと、力Ｆは Ｆ＝（Ｓ2ＲＭ＋ＳＲｄ＋Ｒｋ）δθ (14) と表せる。従って、傾斜角、つまり補正角δθは δθ＝Ｆ／（ＲＭＳ2＋ＲｄＳ＋Ｒｋ） (15) となる。分母の第１項、第２項は第３項に比べて一般に
小さな値であるのでこれらを省略すれば δθ≒Ｆ／Ｒｋ (16) となる、一方、力Ｆは車両に加わる走行方向の加速度ａ
と車両の質量Ｍとの積、即ち、 Ｆ＝ａＭ (17) であるから、この関係を(16)式に代入すれば δθ≒（Ｍ／Ｒｋ）×ａ (18) と表せる。
えるサスペンション機構２６はスプリング２６ａとダン
パ２６ｂとで表すことができる。スプリング２６ａのバ
ネ定数をｋ、ダンパ２６ｂのダンパ係数をｄ、車体８の
質量をＭとする。車体８に力Ｆが走行方向に加えられ、
車体８がｘだけ変位したとすれば、力Ｆと変位ｘとの間
には、 Ｆ＝Ｍｘ″＋ｄｘ′＋ｋｘ (10) の関係が成立する。図４に示すように車輪２４と車体８
との間隔をＲとするとき、車体８は力Ｆを受けて、車輪
２４を中心として半径Ｒの円弧に沿って距離ｘだけ変位
し、その結果、車体８は地面９に対して角度δθだけ傾
斜したとすれば、地面９に対する傾斜角δθは車体８が
車輪２４を中心として力Ｆを受けて回転した角度に等し
い。従って、 ｘ＝Ｒδθ (11) と置ける。(10)式は(11)式を用いると Ｆ＝ＲＭδθ″＋Ｒｄδθ′＋Ｒｋδθ (12) と表される。ここで δθ′＝Ｓδθ (13) と置くと、力Ｆは Ｆ＝（Ｓ2ＲＭ＋ＳＲｄ＋Ｒｋ）δθ (14) と表せる。従って、傾斜角、つまり補正角δθは δθ＝Ｆ／（ＲＭＳ2＋ＲｄＳ＋Ｒｋ） (15) となる。分母の第１項、第２項は第３項に比べて一般に
小さな値であるのでこれらを省略すれば δθ≒Ｆ／Ｒｋ (16) となる、一方、力Ｆは車両に加わる走行方向の加速度ａ
と車両の質量Ｍとの積、即ち、 Ｆ＝ａＭ (17) であるから、この関係を(16)式に代入すれば δθ≒（Ｍ／Ｒｋ）×ａ (18) と表せる。
【００１７】上式の係数Ｍ／Ｒｋは次のようにして求め
られる。
られる。
【００１８】平地の一定地点間を等加速度ａ1で試験走
行する。このとき図１のピッチ角補正値計算２２の出力
δθ＝０とする。従ってピッチ角補正部２３からピッチ
角θがそのまま鉛直速度計算部４に入力される。走行速
度計算部３の出力Ｖ1及び鉛直速度計算部４の出力Ｖv1
を測定し、その値を(7)式に代入する。なお平地である
から、真のピッチ角θ′＝０とする。(7)式はＶv1≒Ｖ1
δθとなり、従ってこのときのピッチ角の補正値δθは δθ≒Ｖv1／Ｖ1 (19) と求められる。この値をａ＝ａ1と共に(18)式に代入す
れば、 Ｍ／Ｒｋ≒δθ／ａ≒Ｖv1／Ｖ1ａ1 (20) このようにして求めた係数Ｍ／Ｒｋの値はピッチ角補正
値計算部２２のメモリに格納され、以後(18)式に基づ
き、入力される加速度ａに係数Ｍ／Ｒｋを乗算してピッ
チ角補正値δθが計算され、ピッチ角補正部２３に入力
される。そのδθを用いてピッチ角補正部２３におい
て、ピッチ角計算部５で算出したピッチ角θに対し補正
計算（θ−δθ）が行われ、誤差分を含まない真のピッ
チ角（地面のピッチ角）θ′が鉛直速度計算部４に入力
される。鉛直速度計算部４では、ピッチ角補正部２３よ
り入力される真のピッチ角θ′を用いて、走行速度Ｖよ
り鉛直速度Ｖvを算出する。即ち、 Ｖv＝Ｖsinθ′ (21)
行する。このとき図１のピッチ角補正値計算２２の出力
δθ＝０とする。従ってピッチ角補正部２３からピッチ
角θがそのまま鉛直速度計算部４に入力される。走行速
度計算部３の出力Ｖ1及び鉛直速度計算部４の出力Ｖv1
を測定し、その値を(7)式に代入する。なお平地である
から、真のピッチ角θ′＝０とする。(7)式はＶv1≒Ｖ1
δθとなり、従ってこのときのピッチ角の補正値δθは δθ≒Ｖv1／Ｖ1 (19) と求められる。この値をａ＝ａ1と共に(18)式に代入す
れば、 Ｍ／Ｒｋ≒δθ／ａ≒Ｖv1／Ｖ1ａ1 (20) このようにして求めた係数Ｍ／Ｒｋの値はピッチ角補正
値計算部２２のメモリに格納され、以後(18)式に基づ
き、入力される加速度ａに係数Ｍ／Ｒｋを乗算してピッ
チ角補正値δθが計算され、ピッチ角補正部２３に入力
される。そのδθを用いてピッチ角補正部２３におい
て、ピッチ角計算部５で算出したピッチ角θに対し補正
計算（θ−δθ）が行われ、誤差分を含まない真のピッ
チ角（地面のピッチ角）θ′が鉛直速度計算部４に入力
される。鉛直速度計算部４では、ピッチ角補正部２３よ
り入力される真のピッチ角θ′を用いて、走行速度Ｖよ
り鉛直速度Ｖvを算出する。即ち、 Ｖv＝Ｖsinθ′ (21)
【００１９】算出された鉛直速度Ｖvは鉛直速度計算部
４より標高計算部７に入力され、車両の出発点に対する
標高Ｌvが(5)式により計算され、外部に出力される。
４より標高計算部７に入力され、車両の出発点に対する
標高Ｌvが(5)式により計算され、外部に出力される。
【００２０】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、車両の加減速時或
いは傾斜地登降時に走行方向に加えられる加速度ａ（重
力加速度成分を含む）によって、車体がサスペンション
機構の働きにより、地面に対して傾斜角δθをもつが、
本発明の車両用慣性航法装置によれば、加速度計により
検出された加速度ａよりこの傾斜角δθがピッチ角補正
値計算部で計算され、そのδθを用いてピッチ角補正部
において、ピッチ角計算部で算出したピッチ角θに対し
補正計算が行われ、誤差分を含まない真のピッチ角（地
面のピッチ角）θ′が鉛直速度計算部に入力される。従
って、前記サスペンション機構の働きによる車体の傾き
に起因する誤差を含まないより正確な標高データが得ら
れる。
いは傾斜地登降時に走行方向に加えられる加速度ａ（重
力加速度成分を含む）によって、車体がサスペンション
機構の働きにより、地面に対して傾斜角δθをもつが、
本発明の車両用慣性航法装置によれば、加速度計により
検出された加速度ａよりこの傾斜角δθがピッチ角補正
値計算部で計算され、そのδθを用いてピッチ角補正部
において、ピッチ角計算部で算出したピッチ角θに対し
補正計算が行われ、誤差分を含まない真のピッチ角（地
面のピッチ角）θ′が鉛直速度計算部に入力される。従
って、前記サスペンション機構の働きによる車体の傾き
に起因する誤差を含まないより正確な標高データが得ら
れる。
【図１】本発明に係る車両用慣性航法装置の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】車両に加わる重力加速度Ｇとその車体のピッチ
角方向の成分Ｇ1を説明するための説明図である。
角方向の成分Ｇ1を説明するための説明図である。
【図３】サスペンション機構を等価回路で表した車両の
原理的な構成図である。
原理的な構成図である。
【図４】車体が力Ｆを受けて車輪を中心にδθだけ回転
し、その結果車体が地面に対しδθだけ傾斜した状態を
示すための原理的な説明図である。
し、その結果車体が地面に対しδθだけ傾斜した状態を
示すための原理的な説明図である。
【図５】従来の車両用慣性航法装置のブロック図であ
る。
る。
【図６】車両の走行速度Ｖ、水平速度ＶH、鉛直速度Ｖv
とピッチ角θとの対応を示す説明図である。
とピッチ角θとの対応を示す説明図である。
【図７】車両の加減速時或いは坂道登降時に、車体が地
面に対してδθだけ傾斜した状態を示すための説明図で
ある。
面に対してδθだけ傾斜した状態を示すための説明図で
ある。
１ オドメータ ２ ジャイロ ３ 走行速度計算部 ４ 鉛直速度計算部 ５ ピッチ角計算部 ７ 標高計算部 ８ 車体 ９ 地面 １０ ＩＮＳ演算部 １１ 水平面 ２１ 加速時計 ２２ ピッチ角補正値計算部 ２３ ピッチ角補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 21/00 G01C 21/16
Claims (1)
- 【請求項１】 オドメータと、ジャイロと 加速度計
と、慣性航法装置演算部とにより構成されていて車体を
車輪上に支えるサスペンション機構を有する車両に搭載
され、前記慣性航法装置演算部は、走行速度計算部と、
ピッチ角補正値計算部と、ピッチ角計算部と、ピッチ角
補正部と、鉛直速度計算部と、標高計算部とを具備する
車両用慣性航法装置であって、 前記オドメータは、前記車輪の回転速度ｎを検出して前
記走行速度計算部に入力するものであり、 前記走行速度計算部は、入力された前記車輪の回転速度
ｎにスケールファクタを乗算して走行速度Ｖを計算し、
前記鉛直速度計算部に入力するものであり、 前記ジャイロは、前記車両のピッチ軸回りの回転角速度
ωθを検出して前記ピッチ角計算部に入力するものであ
り、 前記ピッチ角計算部は、入力された前記車両のピッチ軸
回りの回転角速度ωθを積分してピッチ角θを計算し、
前記ピッチ角補正部に入力するものであり、 前記加速度計は、車両に加わる走行方向の加速度ａを検
出して前記ピッチ角補正値計算部に入力するものであ
り、 前記ピッチ角補正値計算部は、入力された前記加速度ａ
に所定の係数を乗算して前記サスペンション機構に起因
する前記車体の地面に対する傾斜角δθを計算して前記
ピッチ角補正部に入力するものであり、 前記ピッチ角補正部は、入力された前記ピッチ角θより
前記車体の傾斜角δθを減算して、その差値θ′を前記
鉛直速度計算部に入力するものであり、 前記鉛直速度計算部は、入力された前記走行速度Ｖ及び
差値θ′より鉛直速度Ｖv＝Ｖsinθ′を計算して前記標
高計算部に入力するものであり、 前記標高計算部は、入力された前記鉛直速度Ｖvより車
両の出発点に対する標高Ｌvを計算して出力するもので
あることを特徴とする車両用慣性航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092696A JP2843905B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 車両用慣性航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092696A JP2843905B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 車両用慣性航法装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243386A JPH09243386A (ja) | 1997-09-19 |
| JP2843905B2 true JP2843905B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=13445612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092696A Expired - Lifetime JP2843905B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 車両用慣性航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843905B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6085149A (en) * | 1999-08-27 | 2000-07-04 | Honeywell Inc. | Integrated inertial/VMS navigation solution |
| US6564148B2 (en) * | 2001-03-06 | 2003-05-13 | Honeywell International | Integrated inertial VMS navigation with inertial odometer correction |
| JP2016130704A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | 株式会社Ihi | 高度変化算出装置と方法 |
| CN107462242B (zh) * | 2016-06-06 | 2020-09-29 | 千寻位置网络有限公司 | 车辆测速方法及其装置 |
| US9791279B1 (en) * | 2016-06-30 | 2017-10-17 | U-Blox Ag | System for and method of determining angular position of a vehicle |
| CN108036756B (zh) * | 2017-12-05 | 2020-02-18 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法 |
| KR102556402B1 (ko) * | 2018-05-16 | 2023-07-18 | 에이치디현대인프라코어 주식회사 | 건설기계에서의 지면 경사각 측정 방법 및 장치 |
-
1996
- 1996-03-04 JP JP7092696A patent/JP2843905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09243386A (ja) | 1997-09-19 |
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