JP4688534B2 - Acceleration calibration method and navigation device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の加速度を計測し、計測した加速度を自動車の位置を推定するために用いるナビゲーション装置で、計測する加速度を較正する方法、及びナビゲーション装置に関する。 The present invention relates to a navigation apparatus that measures acceleration of a vehicle and uses the measured acceleration to estimate the position of the vehicle.
従来、自動車の位置(自車位置)を推定し、推定した自車位置から目的地点までの適切な経路を自動車の運転者に対して案内する自動車のナビゲーション装置が利用されている。通常のナビゲーション装置は、GPS(Global Positioning System )による位置計測の方法を用いて自車位置を推定している。また自車位置を推定する精度を向上させるために、振動ジャイロ及び加速度センサを備え、車速パルスの検出、振動ジャイロによる自動車の旋回の角速度の検出、及び加速度センサによる加速度の検出を行い、自動車の進行方向の方位、自動車の速度、及び自動車の移動距離等を求める自立航法によって、GPSによる位置計測を補完するナビゲーション装置が開発されている。このようなナビゲーション装置は、例えば2軸の加速度センサを備え、高さ方向の加速度を計測することによって、高さ方向の速度又は移動距離等の高さ方向の情報を取得することもできる。加速度センサを用いたナビゲーション装置は、例えば特許文献1に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an automobile navigation device that estimates the position of the automobile (own vehicle position) and guides an appropriate route from the estimated own vehicle position to a destination point to the driver of the automobile is used. A normal navigation apparatus estimates the position of the host vehicle using a position measurement method using GPS (Global Positioning System). In addition, in order to improve the accuracy of estimating the vehicle position, it is equipped with a vibration gyroscope and an acceleration sensor, detects the vehicle speed pulse, detects the angular velocity of the turning of the vehicle by the vibration gyroscope, and detects the acceleration by the acceleration sensor. A navigation device has been developed that complements GPS position measurement by self-contained navigation that determines the direction of travel, the speed of a car, and the distance traveled by a car. Such a navigation apparatus includes, for example, a biaxial acceleration sensor, and can also acquire information in the height direction such as a speed in the height direction or a moving distance by measuring the acceleration in the height direction. A navigation device using an acceleration sensor is disclosed in
ところで、加速度センサは自動車が静止状態であっても重力に起因する加速度を検出しており、また自動車の傾斜角度が異なると自動車に対して固定された軸方向に検出される加速度の大きさが異なる。従って、自動車の移動に伴う加速度を計測するためには、自動車が水平に静止している状態での加速度センサの出力値を基準値として取得しておき、加速度センサの出力値と基準値とに基づいて加速度を求める必要がある。通常は、駐車場等に停車してあった自動車がエンジンを始動する時に、停車している場所は水平であると仮定してその時の加速度センサの出力値を基準値として採用している。また基準値の精度を向上させるために、複数の場所で加速度センサの出力値を取得し、取得した出力値の平均値を基準値として採用する等の方法が用いられている。
しかしながら、駐車場には水はけをよくする等の理由によりわずかに勾配がつけてあることが多く、駐車場でのエンジン始動時に取得した加速度センサの出力値を基準値として採用した場合は、加速度に基づいて推定した自車位置に駐車場の勾配に起因する誤差が含まれる可能性がある。また、複数の場所で取得した加速度センサの出力値の平均値を基準値として採用する方法においても、自動車の停車場所は自宅の駐車場等の同一場所が多く含まれるので、停車場所の勾配による基準値への影響を除外することは困難である。以上の要因により、加速度センサを用いた場合の測位精度を向上させることができないという問題がある。 However, the parking lot often has a slight slope for reasons such as better drainage.If the output value of the acceleration sensor acquired when starting the engine in the parking lot is used as the reference value, the acceleration There is a possibility that an error caused by the gradient of the parking lot is included in the vehicle position estimated based on the vehicle position. In addition, in the method of adopting the average value of the output values of the acceleration sensors acquired at a plurality of places as a reference value, since the stopping place of the car includes many same places such as a parking lot at home, it depends on the gradient of the stopping place. It is difficult to exclude the influence on the reference value. Due to the above factors, there is a problem that the positioning accuracy when using the acceleration sensor cannot be improved.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、加速度センサの出力値の基準値と必要時に得られる加速度センサの出力値とに基づいて加速度を求め、求めた加速度を自車位置の推定のために用いるナビゲーション装置で、自動車が水平に静止している状態での加速度センサの出力値である基準値を精度良く得ることによって加速度を較正する方法、及びナビゲーション装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to obtain acceleration based on the reference value of the output value of the acceleration sensor and the output value of the acceleration sensor obtained when necessary, A method of calibrating acceleration by accurately obtaining a reference value, which is an output value of an acceleration sensor in a state where a vehicle is stationary horizontally, in a navigation device that uses the obtained acceleration for estimating the position of the vehicle, and It is to provide a navigation device.
第1発明に係る加速度の較正方法は、検出した加速度に応じた出力値を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力値の基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記加速度センサの出力値及び前記基準値を用いてナビゲーション対象の自動車の加速度を算出する加速度算出手段と、地図データを用いて前記自動車の位置を推定する位置推定手段とを備える自動車のナビゲーション装置で、前記加速度算出手段が算出する加速度を較正する方法において、ナビゲーション対象の自動車が停止したことを検出する検出ステップと、前記自動車が停止したことを検出した場合に、前記位置推定手段が推定する位置が交差点であるか否かを判定する判定ステップと、前記検出ステップで自動車が停止したと判断し、かつ、前記位置が交差点であると判定した場合に前記加速度センサの出力値を取得する取得ステップと、取得した前記出力値を前記判定ステップにより交差点であると判定した交差点に対応付けて記憶する記憶ステップと、該記憶ステップにより記憶し蓄積された複数の交差点に対応する出力値を平均することによって、新たな基準値を計算する計算ステップと、前記基準値記憶手段が記憶する基準値を計算した新たな基準値へ更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。 The acceleration calibration method according to the first invention includes an acceleration sensor that outputs an output value corresponding to the detected acceleration, a reference value storage means that stores a reference value of the output value of the acceleration sensor, and an output value of the acceleration sensor. And an acceleration calculation means for calculating the acceleration of the navigation target automobile using the reference value, and a position estimation means for estimating the position of the automobile using map data, wherein the acceleration calculation means In the method of calibrating the acceleration to be calculated, a detection step for detecting that the navigation target vehicle has stopped, and whether or not the position estimated by the position estimation means is an intersection when detecting that the vehicle has stopped a determining step of determining whether, determines that vehicle has stopped in the detection step, and, if the location is at the intersection An acquisition step of acquiring the output value of the acceleration sensor when was boss, a storage step of storing the acquired output values in correspondence with the intersection is determined that the intersection by the determination step, and stored by the storing step A calculation step for calculating a new reference value by averaging output values corresponding to a plurality of accumulated intersections, and an updating step for updating the reference value stored in the reference value storage means to the calculated new reference value. It is characterized by providing .
第2発明に係るナビゲーション装置は、検出した加速度に応じた出力値を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力値の基準値を記憶する基準値記憶手段と、前記加速度センサの出力値及び前記基準値を用いてナビゲーション対象の自動車の加速度を算出する手段と、地図データを用いて前記自動車の位置を推定する位置推定手段とを備える自動車のナビゲーション装置において、ナビゲーション対象の自動車が停止したことを判定する停車判定手段と、該停車判定手段が前記自動車の停止を判定した場合に、前記位置推定手段が推定する位置が交差点であるか否かを判定する交差点判定手段と、前記位置が交差点であると前記交差点判定手段が判定した場合に前記加速度センサの出力値を取得する出力値取得手段と、該出力値取得手段が取得した前記出力値を前記交差点判定手段により交差点であると判定した交差点に対応付けて記憶する出力値記憶手段と、該出力値記憶手段が記憶し蓄積された複数の交差点に対応する出力値を平均することによって、新たな基準値を計算する基準値計算手段と、前記基準値記憶手段が記憶する基準値を前記基準値計算手段が計算した新たな基準値へ更新する手段とを備えることを特徴とする。 A navigation device according to a second aspect of the present invention includes an acceleration sensor that outputs an output value corresponding to the detected acceleration, reference value storage means that stores a reference value of the output value of the acceleration sensor, an output value of the acceleration sensor, and the In a vehicle navigation apparatus comprising means for calculating acceleration of a navigation target vehicle using a reference value and position estimation means for estimating the position of the vehicle using map data, the navigation target vehicle is stopped. A stop determination means for determining, an intersection determination means for determining whether or not the position estimated by the position estimation means is an intersection when the stop determination means determines the stop of the automobile, and the position is an intersection. Output value acquisition means for acquiring the output value of the acceleration sensor when the intersection determination means determines, and the output value acquisition means Output values corresponding to a plurality of intersections and the output value storing means, the output value storage means is stored accumulated for storing in association with the intersection is determined that the intersection by the intersection determining means but the acquired the output value A reference value calculation means for calculating a new reference value, and a means for updating the reference value stored in the reference value storage means to a new reference value calculated by the reference value calculation means. It is characterized by.
第1及び第2発明においては、加速度センサを備えたナビゲーション装置は、自動車の加速度を求めるためには、自動車が水平に静止している状態での加速度センサの出力値である基準値が必要であり、略水平に作られていることが多い交差点に自動車が停止した場合に、加速度センサの出力値を取得して記憶し、記憶した複数の加速度センサの出力値を平均することによって基準値を計算する。 In the first and second aspects of the invention, a navigation device equipped with an acceleration sensor requires a reference value that is an output value of the acceleration sensor when the automobile is stationary horizontally in order to obtain the acceleration of the automobile. Yes, when the car stops at an intersection that is often made almost horizontally, the output value of the acceleration sensor is acquired and stored, and the reference value is obtained by averaging the output values of the plurality of stored acceleration sensors. calculate.
第3発明に係るナビゲーション装置は、前記自動車の速度に係るデータを受け付ける速度データ受付手段を更に備え、前記停車判定手段は、前記速度データ受付手段が受け付けたデータに基づいて、前記自動車が停止したことを判定するように構成してあることを特徴とする。 The navigation device according to a third aspect of the present invention further includes speed data receiving means for receiving data relating to the speed of the automobile, and the stop determination means is configured to stop the automobile based on data received by the speed data receiving means. It is characterized by being comprised so that this may be determined.
第3発明においては、ナビゲーション装置は、車速パルス等の自動車が測定する速度に係るデータを受け付け、受け付けたデータを用いて自動車が停止したことを判定する。 In the third invention, the navigation device receives data relating to the speed measured by the vehicle such as a vehicle speed pulse, and determines that the vehicle has stopped using the received data.
第4発明に係るナビゲーション装置は、前記出力値取得手段は、前記位置推定手段が推定する位置が交差点であると前記交差点判定手段が判定した場合に、前記加速度センサの出力値を取得すべきか否かをランダムに決定する手段と、該手段による決定結果に従った処理を実行する手段とを有することを特徴とする。 In the navigation device according to a fourth aspect of the present invention, the output value acquisition means should acquire the output value of the acceleration sensor when the intersection determination means determines that the position estimated by the position estimation means is an intersection. It is characterized by having means for randomly determining whether or not, and means for executing processing according to the determination result by the means.
第4発明においては、ナビゲーション装置は、交差点で停車した場合に加速度センサの出力値を取得するか否かをランダムに決定する。 In the fourth invention, the navigation device randomly determines whether or not to obtain the output value of the acceleration sensor when the vehicle stops at the intersection.
第5発明に係るナビゲーション装置は、前記自動車の進行方位を計測する方位計測手段を更に備え、前記出力値取得手段は、前記加速度センサの出力値に加えて、自動車が停車している交差点を特定する交差点特定情報、及び前記方位計測手段が計測した進行方位を取得する手段を有し、前記出力値記憶手段は、前記出力値取得手段が取得した前記加速度センサの出力値、前記交差点特定情報、及び前記進行方位を互いに関連付けて記憶する手段と、新たに記憶すべき交差点特定情報と同一の交差点を特定する交差点特定情報を既に記憶しているか否かを判定する手段と、該手段が、新たに記憶すべき交差点特定情報と同一の交差点を特定する交差点特定情報を既に記憶していると判定した場合は、既に記憶している交差点特定情報に関連付けて記憶している進行方位と新たに記憶すべき交差点特定情報に関連付ける進行方位とが互いに対向する方位であるか否かを判定する手段と、該手段が互いに対向する方位であると判定した場合に、既に記憶している交差点特定情報及び新たに記憶すべき交差点特定情報に関連付けて所定の重み係数を記憶する手段とを有し、前記基準値計算手段は、前記出力値記憶手段が記憶した前記出力値に関連付けられた重み係数で重み付けした前記出力値の重み付け平均を行う手段を有することを特徴とする。 The navigation device according to a fifth aspect of the present invention further includes a direction measuring unit that measures a traveling direction of the vehicle, and the output value acquisition unit specifies an intersection where the vehicle is stopped in addition to the output value of the acceleration sensor. Intersection specifying information, and means for acquiring the traveling direction measured by the direction measuring means, the output value storage means, the output value of the acceleration sensor acquired by the output value acquisition means, the intersection specifying information, And means for storing the traveling directions in association with each other, means for determining whether or not intersection specifying information for specifying the same intersection as the intersection specifying information to be newly stored has already been stored, If it is determined that the intersection specifying information for identifying the same intersection as the intersection specifying information to be stored is already stored, it is associated with the already stored intersection specifying information. Means for determining whether or not the traveling azimuth stored in advance and the traveling azimuth associated with the intersection-specific information to be newly stored are opposite to each other, and that the means are determined to be opposite to each other And a means for storing a predetermined weighting factor in association with the already-stored intersection specifying information and the intersection specifying information to be newly stored, and the reference value calculating means is stored by the output value storing means. It has a means to perform the weighted average of the said output value weighted with the weighting coefficient linked | related with the said output value.
第5発明においては、停車状態で加速度センサの出力値を取得した交差点を特定する交差点特定情報とその際の自動車の進行方位とを記憶し、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である状態で取得した二つの出力値については重み係数を設定しておき、基準値を計算する際に重み係数で重み付けした出力値の重み付け平均を行う。 In the fifth invention, the intersection specifying information for specifying the intersection where the output value of the acceleration sensor is acquired in the stopped state and the traveling direction of the vehicle at that time are stored, and the traveling direction of the vehicle is opposite to each other at the same intersection A weighting factor is set for the two output values acquired in the state, and a weighted average of the output values weighted by the weighting factor is performed when calculating the reference value.
第1及び第2発明にあっては、交差点は略水平に作られていることが多いので、交差点で停止した状態で取得した加速度センサの出力値を蓄積して平均することにより、ナビゲーション装置は、自動車が水平に静止している状態での加速度センサの出力値である基準値を得ることができる。 In the first and second inventions, since the intersection is often made substantially horizontal, the navigation device can be obtained by accumulating and averaging the output values of the acceleration sensors acquired in a state of stopping at the intersection. The reference value, which is the output value of the acceleration sensor when the automobile is stationary horizontally, can be obtained.
第3発明にあっては、ナビゲーション装置は、自動車の速度に係るデータに基づいて自動車の停止を判定しているので、確実に自動車の停止を判定することができる。 In the third aspect of the invention, the navigation device determines the stop of the vehicle based on the data relating to the speed of the vehicle, and therefore can reliably determine the stop of the vehicle.
第4発明にあっては、ナビゲーション装置は、交差点で自動車が停車した場合に加速度センサの出力値を取得するか否かをランダムに決定することにより、特定の交差点で取得された加速度センサの出力値が大量に蓄積されることを抑制し、特定の場所で得られた値が多く含まれるデータを平均することで生じる基準値の偏りを軽減することができる。 In the fourth aspect of the invention, the navigation device randomly determines whether or not to obtain the output value of the acceleration sensor when the vehicle stops at the intersection, so that the output of the acceleration sensor obtained at the specific intersection is determined. It is possible to suppress the accumulation of a large amount of values, and to reduce the bias of the reference value caused by averaging data including a large number of values obtained at a specific place.
第5発明にあっては、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である場合は、自動車の勾配が互いに逆となり、この状態で得られた二つの出力値の平均は、水平状態で得られるべき加速度センサの出力値に近い値となっているはずであるので、ナビゲーション装置は、加速度センサの出力値を平均することにより基準値を計算する際に、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である状態で取得した二つの出力値に1より大きい重みを付けて重み付き平均を行うことにより、基準値を精度良く計算することができる。自動車の加速度を測定するために必要な加速度センサの出力値の基準値を精度良く計算することができるので、ナビゲーション装置は、精度良く自動車の加速度を測定することが可能となり、測定した自動車の加速度を用いて自車位置を推定する際の測位精度を向上させることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。 In the fifth invention, when the traveling direction of the vehicle is the opposite direction at the same intersection, the gradient of the vehicle is opposite to each other, and the average of the two output values obtained in this state is the horizontal state Since the navigation device should calculate the reference value by averaging the output values of the acceleration sensor, the vehicle travels at the same intersection. A reference value can be calculated with high accuracy by performing weighted averaging by assigning a weight greater than 1 to two output values acquired in a state where the directions are opposite to each other. Since the reference value of the output value of the acceleration sensor necessary for measuring the acceleration of the automobile can be calculated with high accuracy, the navigation device can accurately measure the acceleration of the automobile, and the measured acceleration of the automobile can be measured. The present invention has an excellent effect, for example, that it is possible to improve the positioning accuracy when estimating the position of the vehicle using the vehicle.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図1は、本発明のナビゲーション装置の内部構成を示すブロック図である。本発明のナビゲーション装置1は、自動車に設置されており、自車位置を推定しながら目的地点までの適切な経路を案内するための装置である。ナビゲーション装置1は、演算を行うためのCPU、演算に伴う一時的な情報を記憶するRAM、CPUにナビゲーション装置1に必要な処理を行わせる処理プログラムを記憶するROM等からなる処理部11を備えている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the navigation apparatus of the present invention. The
処理部11には、GPS衛星からの電波を受信するGPS受信部12と、ハードディスク又は不揮発性の半導体メモリ等からなり、地図データを記憶している地図記憶部16が接続されている。処理部11は、GPS受信部12が受信したGPS衛星からの電波が示す自車位置に係る情報を、地図記憶部16が記憶する地図データが示す地図上の特定の位置に対応させることにより、自車位置を推定する処理を行う構成となっている。このようにして、処理部11は本発明に係る位置推定手段として機能する。なお、地図データは地図記憶部16に記憶されているのではなく、CD−ROM又はDVD−ROM等の光ディスクに記録された形態、又はナビゲーション装置1の外部から随時受信される形態であってもよい。
Connected to the processing unit 11 are a
また処理部11には、自動車が旋回する角速度を測定する振動ジャイロ部18が接続されている。振動ジャイロ部18は、自動車に対して固定された一又は複数の軸回りに自動車が旋回する角速度を測定し、測定した角速度を処理部11へ入力する構成となっている。処理部11は、振動ジャイロ部18から入力された角速度に基づいて、自動車の進行方位を計測する処理を行う構成となっている。このようにして、処理部11及び振動ジャイロ部18は、本発明に係る方位計測手段として機能する。また処理部11には、自動車の加速度を測定する加速度測定部2が接続されている。加速度測定部2は、自動車の移動に伴う加速度を測定し、測定した加速度を処理部11へ入力する構成となっている。
The processing unit 11 is connected to a
また処理部11には、自動車に備えられたナビゲーション装置1外の車速パルス検出部3に接続可能なインタフェース(速度データ受付手段)が接続されている。車速パルス検出部3は、自動車の速度に係るデータである車速パルスを検出し、検出した車速パルスをインタフェース17に対して出力する構成となっている。インタフェース17は、車速パルス検出部3が出力した車速パルスを受け付け、受け付けた車速パルスを処理部11へ入力する構成となっている。処理部11は、インタフェース17から入力された車速パルスに基づいて自動車の速度を計測し、計測した速度が十分に小さい場合に自動車が停止したことを判定する処理を行うことができる構成となっている。このようにして、処理部11は本発明に係る停車判定手段として機能する。
The processing unit 11 is connected to an interface (speed data receiving means) that can be connected to the vehicle speed
処理部11は、インタフェース17から入力された車速パルス、振動ジャイロ部18から入力された自動車の旋回の角速度、及び加速度測定部2から入力された自動車の加速度を用い、自動車の進行方向の方位、自動車の速度、及び自動車の移動距離等を求める自立航法により自車位置を推定する処理を行う構成となっている。トンネルの中又はビルの谷間等のGPS衛星からの電波をGPS受信部12が受信することが困難な場所を自動車が通過する場合でも自立航法による自車位置の推定が可能であるので、GPSによる自車位置の推定と自立航法による自車位置の推定とを組み合わせることによって、精度良く自車位置を推定することができる。更に処理部11は、地図データに基づいて、自車位置から目的地点までの適切な経路を探索する処理を行う構成となっている。
The processing unit 11 uses the vehicle speed pulse input from the
また処理部11には、液晶ディスプレイ又はEL(Electroluminescence )ディスプレイ等の表示部13と、スピーカを用いた音声出力部14と、タッチパネル、操作ボタン、音声入力手段、又はリモコン受信部等の入力部15とが接続されている。表示部13は、処理部11の制御に従って、地図データが示す地図、地図上での自車位置、及び目的地点までの経路等の情報を表示する構成となっている。音声出力部14は、処理部11の制御に従って、自車位置及び目的地点までの経路に応じた案内用の音声を出力する構成となっている。入力部15は、地図の表示切り替えの指示、又は目的地点の指定等の使用者からの指示を受け付け、受け付けた使用者からの指示を処理部11へ入力する構成となっている。
The processing unit 11 includes a
加速度測定部2は、加速度を検出する2軸の加速度センサ21と、演算を行う演算部22と、データを記憶する記憶部23とを有している。加速度センサ21は、2軸方向に発生する加速度を検出し、検出した加速度に応じた出力値を出力する構成となっている。また記憶部23は、自動車が交差点で停止している時に加速度センサ21が出力した出力値を記憶し、更に自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を記憶する構成となっている。このようにして、記憶部23は本発明に係る出力値記憶手段及び基準値記憶手段として機能する。また演算部22は、加速度センサ21の出力値及び記憶部23が記憶する基準値に基づいて自動車の移動に伴う加速度を算出し、算出した加速度を処理部11へ出力する処理を行う構成となっている。更に演算部22は、記憶部23が記憶している加速度センサ21の出力値から基準値を計算する処理を行う構成となっている。このようにして、演算部22は本発明に係る加速度算出手段及び基準値計算手段として機能する。
The
図2は、記憶部23の記憶内容を示す概念図である。2軸の加速度センサ21が加速度を検出する軸の夫々を第1軸及び第2軸とする。記憶部23は、第1軸及び第2軸の夫々について、自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を記憶している。また過去に自動車が停止した交差点を特定する交差点特定情報と、その交差点に自動車が停車した時の自動車の進行方位と、その交差点に停車した時に第1軸及び第2軸の夫々の方向で検出した加速度センサ21の出力値とを互いに関連付けて記憶している。交差点特定情報は、地図上での交差点の座標、又は地図データに含まれる交差点に順に付された交差点番号等、地図上で交差点を特定することができる情報である。自動車の進行方位は、例えば、自動車が交差点へ進入する際に用いた道路と交差点から退出する際に用いた道路とを指定することによって特定されている。なお、自動車の進行方向の地表に対する方位を記憶する形態であってもよい。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the contents stored in the
更に記憶部23は、交差点特定情報、進行方位及び加速度センサ21の出力値に関連付けて重み係数を記憶している。重み係数は、通常のデータについては1であるが、交差点特定情報が同一であり、しかも進行方位が互いに対向するデータのペアについては、夫々に1よりも大きい値が関連付けられている。演算部22は、自動車が停止した交差点で加速度センサ21の出力値が取得される都度、記憶部23にデータを蓄積させ、100個又は1000個等の所定量のデータが蓄積された場合は、新たなデータが取得されたときに、最も古いデータを記憶部23から消去し、新たなデータを記憶部23に記憶させる処理を行う。
Further, the
次に、以上の構成でなるナビゲーション装置1において、本発明の加速度の較正方法を説明する。交差点では信号待ち等で自動車が停止することが多く、また交差点は水平に作られていることが多いので、自動車が交差点で停止したときの加速度センサ21の出力値を蓄積して平均することで加速度センサ21の出力値の基準値を求めることによって、基準値に基づいて算出する加速度の較正を行う。図3は、本発明のナビゲーション装置1が加速度センサ21の出力値を記憶し、基準値を更新する処理の手順を示すフローチャートである。
Next, the acceleration calibration method of the present invention in the
ナビゲーション装置1の処理部11は、インタフェース17を介して車速パルス検出部3から入力された車速パルスに基づいて自動車の速度を計測し、計測した速度に基づいて自動車が停止したか否かの判定を行っている(S1)。なお、処理部11は、加速度測定部2から入力される加速度又はGPS受信部12から入力される自車位置に係る情報に基づいて自動車の停止を判定する処理を行ってもよい。処理部11は、自動車の速度が十分に小さくなってはおらず、自動車が停止していないと判定した場合は(S1:NO)、自動車の停止の判定を続行する。処理部11は、自動車の速度が十分に小さくなり、自動車が停止したと判定した場合は(S1:YES)、地図記憶部16が記憶する地図データに基づいて、自動車が停止した位置が交差点であるか否かを判定する(S2)。自動車が停車した位置が交差点ではない場合は(S2:NO)、処理部11は処理を終了する。
The processing unit 11 of the
ステップS2で自動車の停止位置が交差点である場合は(S2:YES)、処理部11は、次に、乱数を用いて、加速度センサ21の出力値を取得すべきか否かをランダムに決定する(S3)。このようにして、処理部11は本発明に係る決定手段として機能する。加速度センサ21の出力値を取得すべきでないと決定した場合は(S3:NO)、処理部11は、加速度センサ21の出力値を取得せずに処理を終了する。加速度センサ21の出力値を取得すべきであると決定した場合は(S3:YES)、処理部11は、自動車が停車した交差点を特定する交差点特定情報と、振動ジャイロ部18から入力された角速度に基づいて計測した自動車の進行方位とを加速度測定部2の演算部22へ入力し、演算部22は、加速度センサ21の出力値を取得し、処理部11から入力された交差点特定情報及び自動車の進行方位を取得する(S4)。
When the stop position of the vehicle is an intersection in step S2 (S2: YES), the processing unit 11 next randomly determines whether or not the output value of the
演算部22は、次に、取得した交差点特定情報と同一の交差点特定情報を記憶部23が記憶しているか否かを判定する(S5)。同一の交差点特定情報を記憶部23が記憶している場合は(S5:YES)、演算部22は、記憶部23が記憶している同一の交差点特定情報に関連付けたれた自動車の進行方位と取得した自動車の進行方位とが互いに対向する方位であるか否かを判定する(S6)。ステップS5で同一の交差点特定情報を記憶部23が記憶していない場合(S5:NO)、又はステップS6で自動車の進行方位が互いに対向する方位ではない場合は(S6:NO)、演算部22は、重み係数を1として、取得した加速度センサ21の出力値、交差点特定情報及び自動車の進行方位を互いに関連付けて記憶部23に既存のデータに追加して記憶させる(S7)。
Next, the
ステップS6で、記憶部23が記憶している同一の交差点特定情報に関連付けられた自動車の進行方位と取得した自動車の進行方位とが互いに対向する方位である場合は(S6:YES)、演算部22は、記憶部23が記憶している同一の交差点特定情報に関連付けられた重み係数を所定の値に変更し(S8)、取得した加速度センサ21の出力値、交差点特定情報、自動車の進行方位及び所定の重み係数を互いに関連付けて記憶部23に既存のデータに追加して記憶させる(S9)。ここで、重み係数は1よりも大きい値とし、図2に示した例では5としている。なお、交差点特定情報が同一で自動車の進行方向が対向しているデータのペアを記憶部23が既に記憶している場合は、新たな同一の交差点に係るデータは、重み係数を1として記憶部23に記憶させる処理を行ってもよい。また同一の交差点に係るデータの数に応じて所定の方法で重み係数の値を計算し、計算した重み係数を関連付ける処理を行ってもよい。
In step S6, when the traveling direction of the vehicle associated with the same intersection specifying information stored in the
ステップS7又はステップS9が終了した後は、演算部22は、第1軸及び第2軸の夫々について、記憶部23が記憶しているi番目の加速度センサ21の出力値を出力値(i)、出力値(i)に関連付けられた重み係数を重み係数(i)、記憶部23が記憶している加速度センサ21の出力値の数をnとして、下記式に基づいて加速度センサ21の出力値の重み付け平均を行うことによって、基準値を計算する(S10)。
After step S7 or step S9 is completed, the
演算部22は、次に、記憶部23が記憶している基準値を、第1軸及び第2軸の夫々について計算した基準値に更新し(S11)、処理を終了する。以後、演算部22は、加速度センサ21の出力値及び更新された基準値に基づいて自動車の加速度を算出し、処理部11は自動車の加速度を用いて自車位置を推定する。
Next, the
以上詳述した如く、本発明のナビゲーション装置1は、自動車が交差点に停止したときに加速度センサ21の出力値を取得し、取得した出力値を記憶し、記憶した複数の出力値を平均することによって、自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を計算する。交差点は水平に作られていることが多いので、交差点で停止した状態で取得した加速度センサ21の出力値を平均することによって、自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を得ることができる。
As described above in detail, the
また本発明においては、自動車の速度に係るデータである車速パルスを車速パルス検出部3で検出し、車速パルスに基づいて自動車の停止を判定しているので、確実に自動車の停止を判定することができる。また本発明においては、交差点で停車した場合に加速度センサ21の出力値を取得するか否かをランダムに決定することにより、特定の交差点で取得された加速度センサ21の出力値が大量に蓄積されることを抑制し、特定の場所で得られた値が多く含まれるデータを平均することで生じる基準値の偏りを軽減することができる。
In the present invention, the vehicle speed
また本発明においては、停車状態で加速度センサ21の出力値を取得した交差点を特定する交差点特定情報とその際の自動車の進行方位とを記憶し、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である状態で取得した二つの出力値については重み係数を設定しておき、基準値を計算する際に重み係数で重み付けした出力値の重み付け平均を行う。同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である場合は、自動車の勾配が互いに逆になるので、この状態で得られた二つの出力値の平均は、水平状態で得られるべき加速度センサ21の出力値に近い値となっているはずである。従って、加速度センサ21の出力値を平均することにより基準値を計算する際に、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である状態で取得した二つの出力値に1より大きい重みを付けて重み付け平均を行うことによって、自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を精度良く計算することができる。
Further, in the present invention, the intersection specifying information for specifying the intersection where the output value of the
以上の如くにして、本発明によって加速度センサ21の出力値の基準値を精度良く計算することができるので、加速度測定部2は基準値及び加速度センサ21の出力値に基づいて精度良く自動車の加速度を測定することが可能となり、ナビゲーション装置1が自動車の加速度を用いて自車位置を推定する際の測位精度を向上させることが可能となる。
As described above, the reference value of the output value of the
なお、本実施の形態においては、加速度センサ21の出力値の取得を行うべきか否かの判定をまず行う処理を用いているが、これに限るものではなく、ナビゲーション装置は、同一の交差点で自動車の進行方位が対向する方位である状態で取得した加速度センサ21の出力値を記憶部23が記憶しているか否かをまず判定し、条件に合う出力値を記憶部23が記憶している場合には、出力値の取得を行うべきか否かの判定を行わずに加速度センサの出力値を取得する処理を行う形態であってもよい。この場合は、同一の交差点で自動車の進行方位が互いに対向する方位である状態で取得した二つの出力値のペアを多く記憶することができるので、自動車が水平に静止している状態での加速度センサ21の出力値である基準値を精度良く計算することができる。
In the present embodiment, the process of first determining whether or not the output value of the
1 ナビゲーション装置
11 処理部
12 GPS受信部
16 地図記憶部
17 インタフェース部
2 加速度測定部
21 加速度センサ
22 演算部
23 記憶部(基準値記憶手段、出力値記憶手段)
3 車速パルス検出部
DESCRIPTION OF
3 Vehicle speed pulse detector
Claims (5)
ナビゲーション対象の自動車が停止したことを検出する検出ステップと、
前記自動車が停止したことを検出した場合に、前記位置推定手段が推定する位置が交差点であるか否かを判定する判定ステップと、
前記検出ステップで自動車が停止したと判断し、かつ、前記位置が交差点であると判定した場合に前記加速度センサの出力値を取得する取得ステップと、
取得した前記出力値を前記判定ステップにより交差点であると判定した交差点に対応付けて記憶する記憶ステップと、
該記憶ステップにより記憶し蓄積された複数の交差点に対応する出力値を平均することによって、新たな基準値を計算する計算ステップと、
前記基準値記憶手段が記憶する基準値を計算した新たな基準値へ更新する更新ステップと
を備えることを特徴とする加速度の較正方法。 An acceleration sensor that outputs an output value corresponding to the detected acceleration, a reference value storage unit that stores a reference value of the output value of the acceleration sensor, and an automobile that is a navigation object using the output value and the reference value of the acceleration sensor In a method of calibrating the acceleration calculated by the acceleration calculating means in an automobile navigation device comprising acceleration calculating means for calculating the acceleration of the vehicle and position estimating means for estimating the position of the automobile using map data,
A detection step for detecting that the navigation target vehicle has stopped;
When it is detected that the vehicle has stopped, the determination step of the position where the position estimating means estimates to determine whether an intersection,
An obtaining step of obtaining an output value of the acceleration sensor when it is determined that the automobile has stopped in the detection step and the position is determined to be an intersection;
A storage step of storing the acquired output value in association with the intersection determined to be an intersection by the determination step ;
A calculation step of calculating a new reference value by averaging output values corresponding to a plurality of intersections stored and accumulated by the storage step ;
Calibration method of the acceleration, characterized in that it comprises an update step of updating to the reference value a new reference value storing means has calculated a reference value stored.
ナビゲーション対象の自動車が停止したことを判定する停車判定手段と、
該停車判定手段が前記自動車の停止を判定した場合に、前記位置推定手段が推定する位置が交差点であるか否かを判定する交差点判定手段と、
前記位置が交差点であると前記交差点判定手段が判定した場合に前記加速度センサの出力値を取得する出力値取得手段と、
該出力値取得手段が取得した前記出力値を前記交差点判定手段により交差点であると判定した交差点に対応付けて記憶する出力値記憶手段と、
該出力値記憶手段が記憶し蓄積された複数の交差点に対応する出力値を平均することによって、新たな基準値を計算する基準値計算手段と、
前記基準値記憶手段が記憶する基準値を前記基準値計算手段が計算した新たな基準値へ更新する手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。 An acceleration sensor that outputs an output value corresponding to the detected acceleration, a reference value storage unit that stores a reference value of the output value of the acceleration sensor, and an automobile that is a navigation object using the output value and the reference value of the acceleration sensor In a vehicle navigation apparatus comprising: means for calculating the acceleration of the vehicle; and position estimation means for estimating the position of the vehicle using map data;
Stop determination means for determining that the navigation target vehicle has stopped;
An intersection determination means for determining whether or not the position estimated by the position estimation means is an intersection when the stop determination means determines that the vehicle is stopped;
Output value acquisition means for acquiring an output value of the acceleration sensor when the intersection determination means determines that the position is an intersection;
Output value storage means for storing the output value acquired by the output value acquisition means in association with the intersection determined to be an intersection by the intersection determination means;
Reference value calculation means for calculating a new reference value by averaging output values corresponding to a plurality of intersections stored and accumulated by the output value storage means;
A navigation device comprising: means for updating the reference value stored in the reference value storage means to a new reference value calculated by the reference value calculation means.
前記停車判定手段は、前記速度データ受付手段が受け付けたデータに基づいて、前記自動車が停止したことを判定するように構成してあること
を特徴とする請求項2に記載のナビゲーション装置。 A speed data receiving means for receiving data relating to the speed of the automobile;
The navigation apparatus according to claim 2, wherein the stop determination unit is configured to determine that the vehicle has stopped based on data received by the speed data reception unit.
前記位置推定手段が推定する位置が交差点であると前記交差点判定手段が判定した場合に、前記加速度センサの出力値を取得すべきか否かをランダムに決定する手段と、
該手段による決定結果に従った処理を実行する手段と
を有することを特徴とする請求項2又は3に記載のナビゲーション装置。 The output value acquisition means includes
Means for randomly determining whether the output value of the acceleration sensor should be acquired when the intersection determination means determines that the position estimated by the position estimation means is an intersection;
The navigation device according to claim 2, further comprising: a unit that executes a process according to a determination result by the unit.
前記出力値取得手段は、前記加速度センサの出力値に加えて、自動車が停車している交差点を特定する交差点特定情報、及び前記方位計測手段が計測した進行方位を取得する手段を有し、
前記出力値記憶手段は、
前記出力値取得手段が取得した前記加速度センサの出力値、前記交差点特定情報、及び前記進行方位を互いに関連付けて記憶する手段と、
新たに記憶すべき交差点特定情報と同一の交差点を特定する交差点特定情報を既に記憶しているか否かを判定する手段と、
該手段が、新たに記憶すべき交差点特定情報と同一の交差点を特定する交差点特定情報を既に記憶していると判定した場合は、既に記憶している交差点特定情報に関連付けて記憶している進行方位と新たに記憶すべき交差点特定情報に関連付ける進行方位とが互いに対向する方位であるか否かを判定する手段と、
該手段が互いに対向する方位であると判定した場合に、既に記憶している交差点特定情報及び新たに記憶すべき交差点特定情報に関連付けて所定の重み係数を記憶する手段とを有し、
前記基準値計算手段は、
前記出力値記憶手段が記憶した前記出力値に関連付けられた重み係数で重み付けした前記出力値の重み付け平均を行う手段を有すること
を特徴とする請求項2乃至4のいずれか一つに記載のナビゲーション装置。 Further comprising an azimuth measuring means for measuring the traveling azimuth of the automobile,
The output value acquisition means includes, in addition to the output value of the acceleration sensor, intersection specifying information for specifying the intersection where the automobile is stopped, and means for acquiring the traveling direction measured by the direction measurement means,
The output value storage means includes
Means for storing the output value of the acceleration sensor acquired by the output value acquisition means, the intersection specifying information, and the traveling direction in association with each other;
Means for determining whether or not the intersection specifying information for specifying the same intersection as the intersection specifying information to be newly stored is already stored;
If it is determined that the means has already stored intersection specifying information for specifying the same intersection as the intersection specifying information to be newly stored, the progress stored in association with the already stored intersection specifying information Means for determining whether or not the azimuth and the traveling azimuth associated with the intersection specifying information to be newly stored are opposite to each other;
A means for storing a predetermined weighting coefficient in association with the intersection specifying information that has already been stored and the intersection specifying information to be newly stored when it is determined that the means are facing each other;
The reference value calculation means includes
The navigation according to any one of claims 2 to 4, further comprising means for performing a weighted average of the output values weighted by a weighting factor associated with the output value stored in the output value storage means. apparatus.
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