JP4831441B2 - Correction coefficient calculation device and calculation program for direction sensor - Google Patents

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JP4831441B2 JP2010079622A JP2010079622A JP4831441B2 JP 4831441 B2 JP4831441 B2 JP 4831441B2 JP 2010079622 A JP2010079622 A JP 2010079622A JP 2010079622 A JP2010079622 A JP 2010079622A JP 4831441 B2 JP4831441 B2 JP 4831441B2
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Description

本発明は、GPS衛星からの信号を用いて方位センサからの出力情報を補正するための補正係数を演算する補正係数演算装置及び演算プログラム、並びに自位置認識装置及び認識プログラムに関する。   The present invention relates to a correction coefficient calculation device and calculation program for calculating a correction coefficient for correcting output information from a direction sensor using a signal from a GPS satellite, and a self-position recognition device and a recognition program.

ジャイロスコープ等の方位センサの出力情報を補正する技術に関して、例えば下記の特許文献1には、以下のような車両用現在位置検出装置に関する技術が開示されている。この車両用現在位置検出装置は、車両の回転角速度に応じた信号を出力するジャイロと、車両の移動距離に応じたパルス信号を出力する距離センサと、GPS(Global PositioningSystem)衛星からの送信電波を受信し、車両の位置、方位(進行方向)、速度等を検出
するGPS受信機と、ジャイロ、距離センサ、GPS受信機からの出力に基づいて車両の現在位置や進行方向等、推測航法を行うためのデータを検出する現在位置検出部と、を備えている。
Regarding a technique for correcting output information of an orientation sensor such as a gyroscope, for example, the following Patent Document 1 discloses a technique related to a vehicle current position detection device as described below. This vehicle current position detecting device includes a gyro that outputs a signal corresponding to the rotational angular velocity of the vehicle, a distance sensor that outputs a pulse signal corresponding to the moving distance of the vehicle, and a transmission radio wave from a GPS (Global Positioning System) satellite. A GPS receiver that receives and detects the position, heading (traveling direction), speed, etc. of the vehicle, and performs dead reckoning navigation based on the output from the gyro, distance sensor, GPS receiver, etc. A current position detecting unit for detecting data for the purpose.

そして、前記現在位置検出部は、距離センサからのパルス信号に基づいて車両の移動距離を算出する移動距離演算部と、ジャイロからの検出信号に基づいて方位変化量を算出する方位変化量演算部と、算出された方位変化量と移動距離とに基づいて、相対軌跡及び車速を算出する相対軌跡演算部と、同じく方位変化量と移動距離とに基づいて、絶対方位及び絶対位置を算出する絶対位置演算部と、相対軌跡演算部及び絶対位置演算部での算出値とGPS受信機での検出値との差を観測値とし、車速、方位、位置の算出に使用する各種算出パラメータや算出結果の誤差を状態量として、その状態量の推定値を求めるカルマンフィルタからなる誤差推定部と、誤差推定部により算出された状態量(即ち誤差)の推定値に従って、各演算部での算出パラメータや算出値を補正する補正部とを備えている。ここで、前記状態量の一つとして、ジャイロ出力から角速度への変換ゲインの誤差(ゲイン誤差)を推定する。そして、この誤差推定部により求められるゲイン誤差の推定値により、ジャイロ出力及び変換ゲインを用いて算出された方位変化量を補正する。   The current position detecting unit includes a moving distance calculating unit that calculates a moving distance of the vehicle based on a pulse signal from a distance sensor, and an azimuth changing amount calculating unit that calculates an azimuth changing amount based on a detection signal from the gyro. And a relative trajectory calculation unit that calculates a relative trajectory and a vehicle speed based on the calculated azimuth change amount and moving distance, and an absolute azimuth and absolute position that are also calculated based on the azimuth change amount and moving distance. Various calculation parameters and calculation results used to calculate the vehicle speed, heading, and position, using the difference between the calculated value in the position calculation unit, relative trajectory calculation unit and absolute position calculation unit and the detected value in the GPS receiver as an observation value An error estimator composed of a Kalman filter that obtains an estimated value of the state quantity and an estimated value of the state quantity (that is, error) calculated by the error estimator, And a correcting unit for correcting the parameters and calculated values. Here, as one of the state quantities, a conversion gain error (gain error) from gyro output to angular velocity is estimated. Then, the azimuth change amount calculated using the gyro output and the conversion gain is corrected based on the gain error estimated value obtained by the error estimation unit.

また、下記の特許文献1の第二実施例では、上記の構成に加えて、更に加速度センサ等からの出力に基づいて車両姿勢の傾斜角度を演算する姿勢傾斜角度演算部も備えている。そして、上記のようにカルマンフィルタの演算結果に基づいて算出されるゲイン補正量と、姿勢傾斜角度演算部により求められる車両姿勢の前後方向の傾斜角度及び横方向の傾斜角度から決定される姿勢変動補正量とを用いて、ゲイン補正量を調整する構成が記載されている。   In addition to the above-described configuration, the second embodiment of Patent Document 1 described below further includes a posture inclination angle calculation unit that calculates the inclination angle of the vehicle posture based on an output from an acceleration sensor or the like. Then, the posture variation correction determined from the gain correction amount calculated based on the calculation result of the Kalman filter as described above and the front and rear inclination angles and the lateral inclination angles of the vehicle attitude obtained by the attitude inclination angle calculation unit. A configuration for adjusting the gain correction amount using the amount is described.

この車両用現在位置検出装置は、ジャイロの経年変化や設置角度、更には車両姿勢の変化等により、ジャイロの換算ゲインがゲイン誤差を含むような場合であっても、装置構成を複雑化することなく、ジャイロの出力から方位変化量を安定して精度よく求めることを可能とすることを目的としている。   This vehicle current position detection device complicates the device configuration even when the gyro conversion gain includes a gain error due to changes in the gyro, the installation angle, and the vehicle attitude. The purpose is to make it possible to stably and accurately determine the amount of azimuth change from the output of the gyro.

特開2000−55678号公報(第4−5頁、第9−10頁、第8−9図)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-55678 (pages 4-5, 9-10, and 8-9)

上記の特許文献1に記載された技術では、車両の方位変更の有無等に関係なく、GPS受信機からの情報が得られる毎に誤差を算出する処理を繰り返しており、ジャイロの変換ゲインの誤差を随時修正することができるという利点がある。しかし、カルマンフィルタにより、相対軌跡演算部及び絶対位置演算部での算出値とGPS受信機での検出値との差を観測値とし、前記状態量の一つとして、ジャイロのゲイン誤差を推定する処理を常に行うためには、演算処理装置による演算負荷が大きく、高性能の演算処理装置が必要になるという問題がある。   In the technique described in Patent Document 1, the process of calculating the error is repeated every time information is obtained from the GPS receiver, regardless of whether or not the direction of the vehicle is changed. There is an advantage that can be corrected at any time. However, with the Kalman filter, the difference between the calculated value in the relative trajectory calculating unit and the absolute position calculating unit and the detected value in the GPS receiver is used as an observed value, and the gyro gain error is estimated as one of the state quantities. Therefore, there is a problem that a high processing load is required due to a heavy calculation load on the calculation processing device.

一方、ジャイロからの出力とGPS受信機での検出値との差異が顕著になるのは、比較的大きな角度での方位変更を行った場合である。したがって、このような方位変更の前後における、ジャイロからの情報に基づいて演算される方位変化量とGPS受信機からの情報に基づいて演算される方位変化量とを比較して誤差を演算し、ジャイロの出力情報を補正する方法とすれば、演算処理装置による演算負荷を低減することができる。ところで、この方法においても、ジャイロの設置角度や車両姿勢の傾斜角度に応じた補正を行うことが望ましい。しかしながら、方位変更の前後におけるジャイロ及びGPS受信機からの情報に基づいてジャイロの出力情報を補正する場合において、ジャイロの設置角度や車両姿勢の動的な傾斜角度の変化に応じて、適切にジャイロの出力情報の誤差を補正するための技術は確立されていなかった。   On the other hand, the difference between the output from the gyro and the detected value at the GPS receiver becomes significant when the orientation is changed at a relatively large angle. Therefore, before and after such azimuth change, the azimuth change calculated based on the information from the gyro and the azimuth change calculated based on the information from the GPS receiver are compared to calculate the error, If the method for correcting the output information of the gyro is used, it is possible to reduce the calculation load of the calculation processing device. By the way, also in this method, it is desirable to perform correction according to the installation angle of the gyro and the inclination angle of the vehicle posture. However, when correcting the gyro output information based on the information from the gyro and GPS receiver before and after the azimuth change, the gyro is appropriately adjusted according to the change in the gyro installation angle and the dynamic inclination angle of the vehicle attitude. No technology has been established for correcting the output information error.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、方位変更の前後におけるGPS情報と方位センサ情報とに基づいて、方位センサ情報を補正するための補正係数を演算する場合において、方位センサの静的な設置角度及びその設置角度の動的な変化を考慮した動的補正係数を適切に演算することが可能な方位センサの補正係数演算装置及びそのプログラム、並びにそれを用いた自位置認識装置及びそのプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to calculate a correction coefficient for correcting azimuth sensor information based on GPS information and azimuth sensor information before and after the azimuth change. , An orientation sensor correction coefficient calculation device capable of appropriately calculating a dynamic correction coefficient in consideration of a static installation angle of the orientation sensor and a dynamic change of the installation angle, a program thereof, and a program for using the same An object of the present invention is to provide a self-recognition apparatus and its program.

上記目的を達成するための本発明に係る方位センサの補正係数演算装置の特徴構成は、GPS衛星からの信号に基づいて位置情報及び進行方位情報を含むGPS情報を取得するGPS情報取得手段と、方位センサからの方位センサ情報を取得する方位センサ情報取得手段と、前記GPS情報に基づいて進行方位の変化量を演算するGPS方位変化量演算手段と、前記方位センサ情報に基づいて進行方位の変化量を演算するセンサ方位変化量演算手段と、前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との差異に基づいて、前記方位センサ情報の基本補正係数を演算する基本補正係数演算手段と、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度に応じて前記基本補正係数を補正した静的補正係数を演算する静的補正係数演算手段と、前記方位センサの検出軸方向の動的変化を検出する動的変化検出手段と、前記方位センサの検出軸方向の動的変化に応じて、前記静的補正係数を動的に補正して動的補正係数を演算する動的補正係数演算手段と、前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との方位変化比率を演算する方位変化比率演算手段と、前記方位変化比率演算手段の演算結果としての前記方位変化比率の情報を記憶する記憶手段と、自位置近傍の近傍領域を設定する近傍領域設定手段と、前記近傍領域に対して進行方向後方に、前記近傍領域からの距離が異なる複数の後方領域を設定する後方領域設定手段と、を備え、前記方位変化比率演算手段は、複数の前記後方領域について、前記近傍領域との間での前記方位変化比率をそれぞれ演算し、それぞれの前記方位変化比率の情報を前記記憶手段に記憶させ、前記基本補正係数演算手段は、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率の全部又は一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する点にある。 In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the correction coefficient calculation device of the azimuth sensor according to the present invention includes GPS information acquisition means for acquiring GPS information including position information and traveling azimuth information based on a signal from a GPS satellite; and orientation sensor information acquisition means for acquiring azimuth sensor information from the azimuth sensor, and a GPS orientation change amount calculation means for calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the GPS information, it proceeds whereabouts position based on the azimuth sensor information a sensor orientation change amount calculation means for calculating a change amount of the the previous SL GPS orientation change amount based on the difference between the sensor orientation change amount, and the basic correction coefficient calculating means for calculating a basic correction coefficient of the azimuth sensor information A static correction coefficient calculating means for calculating a static correction coefficient obtained by correcting the basic correction coefficient in accordance with a static installation angle of a detection axis of the direction sensor; and the direction sensor Dynamic change detection means for detecting a dynamic change in the detection axis direction, and a dynamic correction coefficient is calculated by dynamically correcting the static correction coefficient in accordance with the dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor. Dynamic correction coefficient calculating means, azimuth change ratio calculating means for calculating an azimuth change ratio between the GPS azimuth change amount and the sensor azimuth change amount, and the azimuth change ratio as a calculation result of the azimuth change ratio calculation means Storage means for storing the information, neighborhood area setting means for setting a neighborhood area near the own position, and a plurality of rear areas having different distances from the neighborhood area behind the neighborhood area in the traveling direction comprising a rear region setting means, wherein the orientation change ratio calculation means, for a plurality of said rear region, said heading change ratio calculated respectively, information for each of the azimuth rate of change between the neighboring region Is stored in the storage means, the basic correction coefficient calculating means is the basic correction factor based in whole or in part of the average value of a plurality of direction change ratio stored in the storage means to the point you operation.

この特徴構成によれば、GPS方位変化量とセンサ方位変化量との差異に基づいて基本補正係数を演算し、この基本補正係数に基づいて静的補正係数及び動的補正係数を演算するので、無駄な演算処理を回避して装置の演算負荷を低く抑えることが可能となる。また、方位センサの検出軸の静的な設置角度に応じて基本補正係数を補正して静的補正係数を演算し、更に、地面の勾配や設置位置の揺動等による方位センサの検出軸方向の動的変化に応じて、静的補正係数を動的に補正して動的補正係数を演算するので、方位センサの静的な設置角度の傾斜やその設置角度の動的な変化を考慮した補正係数を適切に演算することができ、方位センサの補正係数の正確性を高めることが可能となる。また、上記のように構成すれば、記憶手段に記憶された複数の方位変化比率を用いることになり、方位変化比率の演算結果の中の特異な情報による影響を低減し、平均的な方位変化比率に基づいて方位センサの補正係数を演算することができるので、基本補正係数の正確性を高め、更にはそれに基づいて演算される静的補正係数及び動的補正係数の正確性を高めることが可能となる。 According to this characteristic structure, calculates a basic correction factor based on the difference between G PS orientation change amount and the sensor orientation change amount, since the calculation of the static correction coefficient and dynamic correction factor based on the basic correction factor Thus, it is possible to avoid unnecessary calculation processing and to reduce the calculation load of the apparatus. In addition, the basic correction coefficient is corrected according to the static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor to calculate the static correction coefficient, and further, the direction of the detection axis of the azimuth sensor due to the ground gradient, the swing of the installation position, etc. Because the dynamic correction coefficient is calculated by dynamically correcting the static correction coefficient according to the dynamic change of the direction sensor, the static installation angle of the azimuth sensor and the dynamic change of the installation angle are taken into account. The correction coefficient can be calculated appropriately, and the accuracy of the correction coefficient of the azimuth sensor can be improved. Moreover, if comprised as mentioned above, it will use the several azimuth | direction change ratio memorize | stored in the memory | storage means, the influence by the specific information in the calculation result of azimuth | direction change ratio will be reduced, and an average azimuth | direction change Since the correction coefficient of the azimuth sensor can be calculated based on the ratio, the accuracy of the basic correction coefficient can be improved, and further, the accuracy of the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient calculated based on the basic correction coefficient can be increased. It becomes possible.

また、上記目的を達成するための本発明に係る方位センサの補正係数演算プログラムの特徴構成は、GPS衛星からの信号に基づいて位置情報及び進行方位情報を含むGPS情報を取得するGPS情報取得ステップからのGPS情報に基づいて進行方位の変化量を演算するGPS方位変化量演算ステップと、方位センサからの方位センサ情報に基づいて進行方位の変化量を演算するセンサ方位変化量演算ステップと、前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との差異に基づいて、前記方位センサ情報の基本補正係数を演算する基本補正係数演算ステップと、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度に応じて前記基本補正係数を補正した静的補正係数を演算する静的補正係数演算ステップと、前記方位センサの検出軸方向の動的変化を検出する動的変化検出ステップと、前記方位センサの検出軸方向の動的変化に応じて、前記静的補正係数を動的に補正して動的補正係数を演算する動的補正係数演算ステップと、前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との比率を演算する方位変化比率演算ステップと、前記方位変化比率演算ステップの演算結果としての方位変化比率の情報を所定の記憶手段に記憶する記憶ステップと、自位置近傍の近傍領域を設定する近傍領域設定ステップと、前記近傍領域に対して進行方向後方に、前記近傍領域からの距離が異なる複数の後方領域を設定する後方領域設定ステップと、をコンピュータに実行させ、前記方位変化比率演算ステップでは、複数の前記後方領域について、前記近傍領域との間での前記方位変化比率をそれぞれ演算し、それぞれの前記方位変化比率の情報を前記記憶手段に記憶させ、前記基本補正係数演算ステップでは、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率の全部又は一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する点にある。 Further, the characteristic configuration of the correction coefficient calculation program of the direction sensor according to the present invention for achieving the above object is a GPS information acquisition step of acquiring GPS information including position information and traveling direction information based on a signal from a GPS satellite. a GPS orientation change amount calculation step of calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the GPS information from a sensor orientation change amount calculation step of calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the azimuth sensor information from the direction sensor the before and Symbol GPS orientation change amount based on the difference between the sensor orientation change amount, and the basic correction coefficient calculation step of calculating the basic correction coefficient of the azimuth sensor information, static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor A static correction coefficient calculation step for calculating a static correction coefficient obtained by correcting the basic correction coefficient in accordance with a dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor. A dynamic change detection step to be issued; and a dynamic correction coefficient calculation step for dynamically correcting the static correction coefficient and calculating a dynamic correction coefficient in accordance with a dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor; A azimuth change ratio calculation step for calculating a ratio between the GPS azimuth change amount and the sensor azimuth change amount, and a memory for storing information on the azimuth change ratio as a calculation result of the azimuth change ratio calculation step in a predetermined storage unit A neighborhood region setting step for setting a neighborhood region in the vicinity of the own position, a rear region setting step for setting a plurality of rear regions having different distances from the neighborhood region behind the neighborhood region in the traveling direction, the cause the computer to execute, in the direction change ratio calculating step for a plurality of said back region, and calculates the azimuth rate of change between the neighboring regions, respectively, Information on each of the azimuth change ratios is stored in the storage means, and in the basic correction coefficient calculation step, the plurality of azimuth change ratios stored in the storage means are based on an average value of all or part of the azimuth change ratios. It lies in you calculating the basic correction factor.

ここで、前記基本補正係数演算手段は、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率のうち、最新の一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する構成とすると好適である。 Here, it is preferable that the basic correction coefficient calculating unit is configured to calculate the basic correction coefficient based on the latest partial average value among a plurality of azimuth change ratios stored in the storage unit.

また、上記方位センサの補正係数演算プログラムは、前記基本補正係数演算ステップでは、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率のうち、最新の一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する構成とすると好適である。  In the basic correction coefficient calculating step, the basic correction coefficient calculating program calculates the basic correction coefficient based on the latest average value of a plurality of azimuth change ratios stored in the storage means. It is preferable to have a configuration for calculating.

また、前記方位センサ情報に基づいて、前記近傍領域と前記後方領域との間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する複数回方位変更判定手段を更に備え、前記複数回方位変更判定手段により複数回の方位変更があったと判定された場合には、前記基本補正係数演算手段は、複数回の方位変更があったと判定された前記近傍領域と前記後方領域との間の前記方位変化比率の情報を、前記基本補正係数の演算対象から除外する構成とすると好適である。  The apparatus further comprises a plurality of azimuth change determination means for determining whether or not there have been a plurality of azimuth changes in different directions between the neighboring area and the rear area based on the azimuth sensor information. When it is determined by the azimuth change determination means that the azimuth change has been made a plurality of times, the basic correction coefficient calculation means is configured to determine whether the azimuth change has been made a plurality of azimuth changes. It is preferable that the information on the azimuth change ratio is excluded from the calculation target of the basic correction coefficient.

また、上記方位センサの補正係数演算プログラムは、前記方位センサ情報に基づいて、前記近傍領域と前記後方領域との間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する複数回方位変更判定ステップを更に実行し、前記複数回方位変更判定ステップで複数回の方位変更があったと判定された場合には、前記基本補正係数演算ステップでは、複数回の方位変更があったと判定された前記近傍領域と前記後方領域との間の前記方位変化比率の情報を、前記基本補正係数の演算対象から除外する構成とすると好適である。  The correction coefficient calculation program for the azimuth sensor determines a plurality of azimuths based on the azimuth sensor information to determine whether or not there have been a plurality of azimuth changes in different directions between the neighboring area and the rear area. A change determination step is further executed, and when it is determined that there have been multiple azimuth changes in the multiple azimuth change determination step, it is determined in the basic correction coefficient calculation step that there have been multiple azimuth changes. It is preferable that information on the azimuth change ratio between the neighborhood area and the rear area is excluded from the calculation target of the basic correction coefficient.

また、前記静的補正係数演算手段は、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度が、鉛直方向に対してα°である場合に、前記静的補正係数を、
(前記静的補正係数)=(前記基本補正係数)×cosα
として演算し、前記動的補正係数演算手段は、鉛直方向に対して前記設置角度α°傾斜した方向を基準として、前記方位センサの検出軸方向の動的変化角度がβ°である場合に、前記動的補正係数を、
(前記動的補正係数)=(前記静的補正係数)/cosα×cos(α+β)
として演算する構成とすると好適である。
Further , the static correction coefficient calculation means, when the static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor is α ° with respect to the vertical direction, the static correction coefficient,
(The static correction coefficient) = (the basic correction coefficient) × cos α
The dynamic correction coefficient calculation means is based on the direction inclined by the installation angle α ° with respect to the vertical direction, and when the dynamic change angle in the detection axis direction of the azimuth sensor is β °, The dynamic correction factor,
(Dynamic correction coefficient) = (static correction coefficient) / cos α × cos (α + β)
It is preferable to calculate as follows.

このように構成すれば、方位センサの静的な設置角度の傾斜やその設置角度の動的な変化を考慮した静的補正係数及び動的補正係数を適切に演算することができる。   If comprised in this way, the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient which considered the inclination of the static installation angle of an azimuth | direction sensor and the dynamic change of the installation angle can be calculated appropriately.

また、上記方位センサの補正係数演算プログラムは、前記静的補正係数演算ステップにおいて、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度が、鉛直方向に対してα°である場合に、前記静的補正係数を、
(前記静的補正係数)=(前記基本補正係数)×cosα
として演算し、
前記動的補正係数演算ステップにおいて、鉛直方向に対して前記設置角度α°傾斜した方向を基準として、前記方位センサの検出軸方向の動的変化角度がβ°である場合に、前記動的補正係数を、
(前記動的補正係数)=(前記静的補正係数)/cosα×cos(α+β)
として演算する構成とすると好適である。
The azimuth sensor correction coefficient calculation program may include the static correction coefficient calculation step when the static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor is α ° with respect to the vertical direction. Correction factor
(The static correction coefficient) = (the basic correction coefficient) × cos α
Operate as
In the dynamic correction coefficient calculating step, when the dynamic change angle in the detection axis direction of the azimuth sensor is β ° with reference to the direction inclined by the installation angle α ° with respect to the vertical direction, the dynamic correction is performed. Coefficient
(Dynamic correction coefficient) = (static correction coefficient) / cos α × cos (α + β)
It is preferable to calculate as follows.

また、前記方位センサの検出軸方向の動的変化に関する条件を含む所定の動的補正実行条件を満たすか否かを判定し、前記動的補正実行条件を満たさない場合には、前記動的補正係数演算手段による動的補正係数の演算を省略する構成とすると好適である。   Further, it is determined whether or not a predetermined dynamic correction execution condition including a condition relating to a dynamic change in the detection axis direction of the direction sensor is satisfied, and when the dynamic correction execution condition is not satisfied, the dynamic correction is performed. It is preferable to omit the calculation of the dynamic correction coefficient by the coefficient calculation means.

このように構成すれば、方位センサの検出軸方向の動的変化がない場合等のように、動的補正係数による方位センサ情報の補正が不要である場合に、動的補正係数の演算を省略することができるので、無駄な演算処理を回避してより一層装置の演算負荷を低く抑えることが可能となる。   With this configuration, the calculation of the dynamic correction coefficient is omitted when correction of the direction sensor information by the dynamic correction coefficient is unnecessary, such as when there is no dynamic change in the detection axis direction of the direction sensor. Therefore, it is possible to avoid unnecessary calculation processing and further reduce the calculation load of the apparatus.

また、上記方位センサの補正係数演算プログラムは、前記方位センサの検出軸方向の動的変化に関する条件を含む所定の動的補正実行条件を満たすか否かを判定し、前記動的補正実行条件を満たさない場合には、前記動的補正係数演算ステップを省略する構成とすると好適である。   Further, the correction coefficient calculation program of the azimuth sensor determines whether or not a predetermined dynamic correction execution condition including a condition relating to a dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor is satisfied, and the dynamic correction execution condition is set as the dynamic correction execution condition. If not, it is preferable to omit the dynamic correction coefficient calculation step.

本発明に係る自位置認識装置の特徴構成は、上記のように構成された方位センサの補正係数演算装置を備えた自位置認識装置であって、前記静的補正係数及び前記動的補正係数の少なくとも一方を用いて前記方位センサ情報を補正する方位センサ情報補正手段と、移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報を取得する距離センサ情報取得手段と、補正後の前記方位センサ情報と前記距離センサ情報とに基づいて自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算手段と、を備える点にある。   A characteristic configuration of the self position recognizing apparatus according to the present invention is a self position recognizing apparatus provided with the correction coefficient calculating device of the azimuth sensor configured as described above, wherein the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient Direction sensor information correction means for correcting the direction sensor information using at least one, distance sensor information acquisition means for acquiring distance sensor information from a distance sensor for detecting a moving distance, corrected direction sensor information, and the Self-position calculating means for calculating the movement locus of the self-position based on the distance sensor information and recognizing the self-position.

この特徴構成によれば、静的補正係数及び動的補正係数の少なくとも一方による補正後の方位センサ情報と距離センサ情報とに基づいて自位置の認識を行うことができる。したがって、自律航法による自位置認識を行う場合において、精度の高い自位置認識が可能となる。   According to this characteristic configuration, it is possible to recognize the own position based on the azimuth sensor information and the distance sensor information after correction by at least one of the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient. Therefore, when performing self-position recognition by autonomous navigation, high-precision self-position recognition is possible.

また、本発明に係る自位置認識プログラムの特徴構成は、上記のように構成された方位センサの補正係数演算プログラムを備えた自位置認識プログラムであって、前記静的補正係数及び前記動的補正係数の少なくとも一方を用いて前記方位センサ情報を補正する方位センサ情報補正ステップと、移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報を取得する距離センサ情報取得ステップと、補正後の前記方位センサ情報と移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報とに基づいて自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算ステップと、をコンピュータに実行させる点にある。   Further, a characteristic configuration of the self-position recognition program according to the present invention is a self-position recognition program including a correction coefficient calculation program for the azimuth sensor configured as described above, wherein the static correction coefficient and the dynamic correction are provided. A direction sensor information correction step for correcting the direction sensor information using at least one of coefficients, a distance sensor information acquisition step for acquiring distance sensor information from a distance sensor for detecting a moving distance, and the corrected direction sensor information And a local position calculating step for calculating the movement locus of the own position based on the distance sensor information from the distance sensor for detecting the movement distance and recognizing the own position.

本発明の実施形態に係る自車位置認識装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the own vehicle position recognition apparatus which concerns on embodiment of this invention. 方位変更の前後におけるGPS情報とジャイロ情報との関係の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of the relationship between GPS information and gyro information before and after the azimuth change 複数回方位変更があったときのジャイロ情報の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of gyro information when there are multiple heading changes ジャイロセンサの出力と設置角度との関係を示す図The figure which shows the relationship between the output of the gyro sensor and the installation angle ジャイロセンサの出力と設置角度及び動的変化角度との関係を示す図The figure which shows the relationship between the output of a gyro sensor, an installation angle, and a dynamic change angle 本発明の実施形態に係る補正係数の演算処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the calculation process of the correction coefficient which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る補正係数の演算処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the calculation process of the correction coefficient which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る自車位置の認識処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the recognition process of the own vehicle position which concerns on embodiment of this invention 本発明のその他の実施形態に係る基本補正係数を演算するためのヒストグラムHistogram for calculating a basic correction coefficient according to another embodiment of the present invention

以下に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態においては、本発明に係る方位センサの補正係数演算装置1を備える車両の自車位置認識装置2を例として説明する。図1は、本実施形態に係る自車位置認識装置2の概略構成を示すブロック図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a description will be given by taking as an example a vehicle position recognition device 2 for a vehicle provided with a correction coefficient calculation device 1 for a direction sensor according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle position recognition device 2 according to the present embodiment.

本実施形態に係る自車位置認識装置2は、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)衛星からの信号をGPS受信機3により受信して取得したGPS情報に基づいて方位センサとしてのジャイロセンサ4から取得したジャイロ情報を補正し、当該補正後のジャイロ情報と、距離センサ5から取得したパルス数情報とに基づいて、自車位置の移動軌跡を演算し、現在の自車位置の認識を行う。
以下、図1に基づいて、自車位置認識装置2の各部の構成について詳細に説明する。なお、自車位置認識装置2の各機能部及び手段は、CPU等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア(プログラム)或いはその両方により実装されて構成されている。
The own vehicle position recognition device 2 according to the present embodiment is acquired from a gyro sensor 4 as an orientation sensor based on GPS information acquired by receiving a signal from a GPS (Global Positioning System) satellite by a GPS receiver 3. Based on the corrected gyro information and the pulse number information acquired from the distance sensor 5, the movement locus of the own vehicle position is calculated, and the current own vehicle position is recognized.
Hereinafter, based on FIG. 1, the structure of each part of the own vehicle position recognition apparatus 2 is demonstrated in detail. In addition, each function part and means of the own vehicle position recognition device 2 is a hardware or software (function or unit) for performing various processes on input data, with an arithmetic processing unit such as a CPU as a core member. Program) or both.

GPS受信機3は、GPS衛星からの信号を受信する。このGPS衛星からの信号は、1秒おきに受信され、GPS情報取得部6に送られる。GPS情報取得部6は、受信されたGPS衛星からの信号を解析し、自車の位置(緯度及び経度)情報、信号受信時の最新のトリップ数情報(以下「GPSトリップ数情報」という)、進行方位情報、移動速度情報、測位衛星数情報、誤差半径情報、高さ方向速度情報等の情報を取得し、これらの情報を含むGPS情報を生成する。このGPS情報は、GPS衛星からの信号を受信する毎、すなわち1秒おきに周期的に生成され、GPS情報記憶部7に記憶される。ここでは、GPS情報取得部6が本発明における「GPS情報取得手段」を構成する。   The GPS receiver 3 receives a signal from a GPS satellite. Signals from this GPS satellite are received every second and sent to the GPS information acquisition unit 6. The GPS information acquisition unit 6 analyzes the received signal from the GPS satellite, information on the position (latitude and longitude) of the vehicle, the latest trip number information (hereinafter referred to as “GPS trip number information”) at the time of signal reception, Information such as traveling direction information, moving speed information, positioning satellite number information, error radius information, and height direction speed information is acquired, and GPS information including these pieces of information is generated. This GPS information is generated periodically every time a signal from a GPS satellite is received, that is, every second, and stored in the GPS information storage unit 7. Here, the GPS information acquisition unit 6 constitutes “GPS information acquisition means” in the present invention.

本実施形態に係る自車位置認識装置2では、後述する距離センサ5により検出される自車位置の移動距離に基づいて決定される自車位置認識装置2内における移動距離の最小単位、すなわち単位距離を1トリップとしている。本例では、距離センサ5出力信号の3パルスを1トリップと規定し、1トリップを約1.2〔m〕と規定している。そして、上記GPSトリップ数情報は、当該GPS情報の生成元であるGPS衛星からの信号の受信時の最新のトリップ数を示す情報である。   In the vehicle position recognition device 2 according to the present embodiment, the minimum unit of the movement distance in the vehicle position recognition device 2 determined based on the movement distance of the vehicle position detected by the distance sensor 5 described later, that is, the unit. The distance is 1 trip. In this example, three pulses of the distance sensor 5 output signal are defined as one trip, and one trip is defined as about 1.2 [m]. The GPS trip number information is information indicating the latest number of trips at the time of receiving a signal from a GPS satellite that is a generation source of the GPS information.

ジャイロセンサ4は、自車方位の変化を検出する方位センサである。このジャイロセンサ4としては、振動ジャイロ、光ファイバジャイロ等の各種のジャイロスコープが使用可能であるが、本例では、振動ジャイロを用いることとする。そして、このジャイロセンサ4は、所定の検出軸X(図4参照)回りの回転角速度に比例した電圧等の出力を発生する。ジャイロセンサ4からの出力は、ジャイロ情報取得部8に送られる。ジャイロ情報取得部8は、ジャイロセンサ4からの電圧等のアナログ信号の出力をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換を行い、複数段階(例えば256段階)のデジタル信号でなるジャイロ出力値を生成する。そして、生成されたジャイロ出力値及び単位出力値当りの分解能に基づいて方位変化量を表すジャイロ情報を生成する。このジャイロ情報は、ここでは、自車位置の移動に伴って1トリップ毎にジャイロ情報取得部8において生成され、ジャイロ情報記憶部9に記憶される。そして、このジャイロ情報を積算することで自車の進行方位を求めることができる。ここでは、ジャイロセンサ4が本発明における「方位センサ」に相当し、ジャイロ情報が本発明における「方位センサ情報」に相当し、ジャイロ情報取得部8が本発明における「方位センサ情報取得手段」を構成する。   The gyro sensor 4 is a direction sensor that detects a change in the direction of the vehicle. As the gyro sensor 4, various types of gyroscopes such as a vibration gyroscope and an optical fiber gyroscope can be used. In this example, a vibration gyroscope is used. The gyro sensor 4 generates an output such as a voltage proportional to the rotational angular velocity around the predetermined detection axis X (see FIG. 4). The output from the gyro sensor 4 is sent to the gyro information acquisition unit 8. The gyro information acquisition unit 8 performs analog / digital conversion for converting an output of an analog signal such as a voltage from the gyro sensor 4 into a digital signal, and generates a gyro output value composed of digital signals of a plurality of stages (for example, 256 stages). . Then, based on the generated gyro output value and the resolution per unit output value, gyro information representing the azimuth change amount is generated. Here, the gyro information is generated in the gyro information acquisition unit 8 for each trip with the movement of the vehicle position, and is stored in the gyro information storage unit 9. And the advancing direction of the own vehicle can be calculated | required by integrating | accumulating this gyro information. Here, the gyro sensor 4 corresponds to the “direction sensor” in the present invention, the gyro information corresponds to the “direction sensor information” in the present invention, and the gyro information acquisition unit 8 performs the “direction sensor information acquisition unit” in the present invention. Constitute.

距離センサ5は、自車位置の移動距離を検出するセンサである。本例では、距離センサ5として車速パルスセンサを用いることとする。そして、この距離センサ5は、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する。距離センサ5からの出力は、パルス数情報取得部10に送られる。パルス数情報取得部10は、距離センサ5から出力されたパルス信号のパルス数を積算してパルス数情報を生成する。このパルス数情報は、ここでは、自車位置の移動に伴って1トリップ(本例では3パルス)毎にパルス数情報取得部10において生成され、パルス数情報記憶部11に記憶される。このパルス数情報記憶部11に記憶された任意の2点間のパルス数情報の差分に1パルス当りの標準距離(本例では0.4〔m〕)を乗じることで、移動距離を演算することができる。そして、このパルス数情報から演算される移動距離の情報と上記ジャイロ情報から演算される進行方位の情報とを組み合わせることにより、自律航法による自位置認識が可能となる。ここでは、パルス数情報が本発明における「距離センサ情報」に相当し、パルス数情報取得部10が本発明における「距離センサ情報取得手段」を構成する。   The distance sensor 5 is a sensor that detects the moving distance of the vehicle position. In this example, a vehicle speed pulse sensor is used as the distance sensor 5. The distance sensor 5 outputs a pulse signal every time a drive shaft or wheel of the vehicle rotates by a certain amount. The output from the distance sensor 5 is sent to the pulse number information acquisition unit 10. The pulse number information acquisition unit 10 integrates the number of pulses of the pulse signal output from the distance sensor 5 to generate pulse number information. Here, the pulse number information is generated by the pulse number information acquisition unit 10 for each trip (three pulses in this example) with the movement of the vehicle position, and is stored in the pulse number information storage unit 11. The movement distance is calculated by multiplying the difference in pulse number information between any two points stored in the pulse number information storage unit 11 by the standard distance per pulse (0.4 [m] in this example). be able to. By combining the travel distance information calculated from the pulse number information and the traveling direction information calculated from the gyro information, it is possible to recognize the position of the vehicle by autonomous navigation. Here, the pulse number information corresponds to “distance sensor information” in the present invention, and the pulse number information acquisition unit 10 constitutes “distance sensor information acquisition means” in the present invention.

勾配センサ41は、自車の前後方向の傾斜角度、すなわち勾配角度を検出するためのセンサである。本例では、勾配センサ41として加速度センサ等を用いることとする。勾配情報取得部42は、勾配センサ41からの出力に基づいて、自車の前後方向の傾斜角度を表す勾配角度情報を取得する。本例では、ジャイロセンサ4は、図4に示すように、鉛直方向Vに対してα〔°〕傾いた状態で自車両に設置されており、その検出軸Xはジャイロセンサ4の底面に直交する方向に固定されている。したがって、この勾配角度情報に示される自車の前後方向の傾斜角度(図5におけるβ)の変化により、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化を検出することができる。よって、ここでは、勾配センサ41及び勾配情報取得部42が、本発明における「動的変化検出手段」を構成する。   The gradient sensor 41 is a sensor for detecting a tilt angle in the front-rear direction of the host vehicle, that is, a gradient angle. In this example, an acceleration sensor or the like is used as the gradient sensor 41. The gradient information acquisition unit 42 acquires gradient angle information representing the inclination angle in the front-rear direction of the host vehicle based on the output from the gradient sensor 41. In this example, as shown in FIG. 4, the gyro sensor 4 is installed in the host vehicle in a state inclined α [°] with respect to the vertical direction V, and its detection axis X is orthogonal to the bottom surface of the gyro sensor 4. It is fixed in the direction to do. Therefore, a dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4 can be detected based on a change in the inclination angle (β in FIG. 5) of the vehicle in the front-rear direction indicated by the gradient angle information. Therefore, here, the gradient sensor 41 and the gradient information acquisition unit 42 constitute “dynamic change detection means” in the present invention.

領域設定部12は、近傍領域設定手段13及び後方領域設定手段14を有している。近傍領域設定手段13は、自車位置近傍に所定の近傍領域arAを設定する手段である。また、後方領域設定手段14は、近傍領域arAに対して進行方向後方に所定距離離間した後方領域arB、arC・・・を設定する手段である。近傍領域arA及び後方領域arB、arC・・・については、図2を用いて説明する。
図2は、方位変更(右折)の前後におけるGPS情報とジャイロ情報との関係の一例を示す模式図である。この図においては、GPS軌跡LgがGPS情報に基づく自車位置の移動軌跡を表し、センサ軌跡Lsがパルス数情報及びジャイロ情報に基づいて演算された自車位置の移動軌跡を表している。GPS軌跡Lg上には、演算に使用されるGPS情報A1〜A3、B1〜B3等が丸印で表され、それらの各GPS情報に示される進行方位が矢印で表されている。また、センサ軌跡Ls上には、演算に使用される所定点の位置が丸印で表されている。ここで、センサ軌跡Ls上の各点は、トリップ数を基準として規定されており、このトリップ数によりGPSトリップ数情報を有する各GPS情報と関連付けられている。
The region setting unit 12 includes a neighborhood region setting unit 13 and a rear region setting unit 14. The neighborhood area setting means 13 is a means for setting a predetermined neighborhood area arA in the vicinity of the vehicle position. Further, the rear area setting means 14 is a means for setting the rear areas arB, arC,... Separated by a predetermined distance rearward in the traveling direction with respect to the neighboring area arA. The neighboring area arA and the rear areas arB, arC... Will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between GPS information and gyro information before and after a change in direction (right turn). In this figure, the GPS locus Lg represents the movement locus of the own vehicle position based on the GPS information, and the sensor locus Ls represents the movement locus of the own vehicle position calculated based on the pulse number information and the gyro information. On the GPS locus Lg, GPS information A1 to A3, B1 to B3, and the like used for calculation are represented by circles, and the traveling direction indicated by each GPS information is represented by an arrow. On the sensor locus Ls, the position of a predetermined point used for calculation is represented by a circle. Here, each point on the sensor locus Ls is defined based on the number of trips, and is associated with each GPS information having GPS trip number information based on the number of trips.

図2に示すように、本例では、近傍領域arAは、現在のトリップ数の点である現在点Pg0から3個前までのGPS情報A1〜A3を選択した上で、現在点Pg0を前端とし、GPS情報A3のGPSトリップ数情報に示されるトリップ数に対して10トリップ進行方向後方に遡った点Pg1を後端とする領域に設定している。なお、ここでは、GPS情報の名称は、進行方向前方側から順にA1、A2、A3としている。また、GPS情報A1、A2、A3にそれぞれ対応するセンサ軌跡Ls上の点はPa1、Pa2、Pa3としている。
また、本例では、後方領域arBは、現在点Pg0から100トリップ進行方向後方に遡った点を基準点としてそこから3個前までのGPS情報B1〜B3を選択した上で、GPS情報B1のGPSトリップ数情報に示されるトリップ数に対して10トリップ進行方向前方に進んだ点Pg2を前端とし、GPS情報B3のGPSトリップ数情報に示されるトリップ数に対して10トリップ進行方向後方に遡った点Pg3を後端とする領域に設定している。なお、ここでは、GPS情報の名称は、進行方向前方側から順にB1、B2、B3としている。また、GPS情報B1、B2、B3にそれぞれ対応するセンサ軌跡Ls上の点はPb1、Pb2、Pb3としている。
また、後方領域設定手段14は、近傍領域arAからの距離が異なる複数の領域を後方領域arB、arC・・・として順に設定する処理を行う。そのため、後方領域arC以降についても、現在点Pg0から進行方向後方に、例えば、150トリップ、200トリップ、250トリップ、300トリップ、350トリップ、400トリップ遡った点を順に基準点として、同様に後方領域arC、arD・・・arHまで設定する。なお、以下の説明においては、後方領域arBが設定されている場合を基本として説明するが、他の後方領域arC、arD・・・arHが設定されている場合であっても同様の処理が行われる。
As shown in FIG. 2, in this example, the neighborhood area arA selects the GPS information A1 to A3 from the current point Pg0, which is the current number of trips, to the previous three points, and then sets the current point Pg0 as the front end. A point Pg1 retroactive to the rear of the 10-trip traveling direction with respect to the number of trips indicated in the GPS trip number information of the GPS information A3 is set as a rear end region. Here, the names of the GPS information are A1, A2, and A3 in order from the front side in the traveling direction. The points on the sensor locus Ls corresponding to the GPS information A1, A2, and A3 are Pa1, Pa2, and Pa3, respectively.
Further, in this example, the rear area arB selects the GPS information B1 to B3 from the current point Pg0 to the previous three points as a reference point, and points to the GPS trip B1 of the GPS information B1. The point Pg2 that has advanced forward in the 10-trip traveling direction with respect to the number of trips indicated in the GPS trip number information is used as the front end, and the number of trips indicated in the GPS trip number information in the GPS information B3 is traced backward in the 10-trip traveling direction. It is set in a region having the point Pg3 as the rear end. Here, the names of the GPS information are B1, B2, and B3 in order from the front side in the traveling direction. The points on the sensor locus Ls corresponding to the GPS information B1, B2, and B3 are Pb1, Pb2, and Pb3, respectively.
Further, the rear area setting means 14 performs processing for sequentially setting a plurality of areas having different distances from the neighboring area arA as the rear areas arB, arC. Therefore, also in the rear area arC and later, for example, 150 points, 200 trips, 250 trips, 300 trips, 350 trips, and 400 trips in the rearward direction from the current point Pg0 are used as reference points in order, and the rear area Set up to arC, arD ... arH. In the following description, the case where the rear area arB is set will be basically described. However, the same processing is performed even when other rear areas arC, arD... ArH are set. Is called.

図1に示すように、GPS条件判定部15は、GPS直進判定手段16、速度判定手段17、受信状態判定手段18、及びGPS方位変更判定手段19を有している。
GPS直進判定手段16は、GPS情報に基づいて、近傍領域arA内で自車位置が直進したか否かを判定する手段である。本例では、GPS直進判定手段16は、GPS情報A1、A2、A3に含まれる進行方位情報に基づいて、GPS情報A1とA2、A2とA3、A1とA3のそれぞれの間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定している。ここでは、このGPS直進判定手段16が本発明における「第一直進判定手段」を構成する。
As shown in FIG. 1, the GPS condition determination unit 15 includes a GPS straight travel determination unit 16, a speed determination unit 17, a reception state determination unit 18, and a GPS direction change determination unit 19.
The GPS straight travel determination means 16 is a means for determining whether or not the vehicle position has traveled straight within the vicinity area arA based on GPS information. In this example, the GPS straight traveling determination means 16 is based on the traveling azimuth information included in the GPS information A1, A2, A3, and the azimuth change amount between each of the GPS information A1 and A2, A2 and A3, and A1 and A3. It is determined whether or not the absolute value of is less than 3 [°]. Here, the GPS straight travel determination means 16 constitutes the “first straight travel determination means” in the present invention.

速度判定手段17は、GPS情報に基づいて、自車が所定速度以上で走行中か否かを判定する手段である。本例では、GPS情報A1、A2、A3に含まれる移動速度情報に基づいて、GPS情報A1、A2、A3の全てで速度が5〔m/s〕以上であるか否かを判定している。
受信状態判定手段18は、GPS情報を取得した際のGPS衛星からの信号の受信状態の良否を判定する手段である。本例では、GPS情報A1、A2、A3に含まれる測位衛星数情報に基づいて、GPS情報A1、A2、A3の全てで測位衛星数が4個であるか否かを判定している。
GPS方位変更判定手段19は、後述するGPS方位変化量演算手段22により演算されるGPS方位変化量ang−GPS(図2参照)に基づいて、近傍領域arAと後方領域arBとの間で方位変更があったか否かを判定する手段である。本例では、GPS方位変化量ang−GPSの絶対値が60°以上120°以下(60°≦|ang−GPS|≦120°)であるか否かを判定している。
The speed determination means 17 is a means for determining whether or not the host vehicle is traveling at a predetermined speed or higher based on the GPS information. In this example, based on the movement speed information included in the GPS information A1, A2, and A3, it is determined whether or not the speed of all the GPS information A1, A2, and A3 is 5 [m / s] or more. .
The reception state determination unit 18 is a unit that determines whether the reception state of the signal from the GPS satellite when the GPS information is acquired is good or bad. In this example, based on the positioning satellite number information included in the GPS information A1, A2, and A3, it is determined whether or not the number of positioning satellites is four in all of the GPS information A1, A2, and A3.
The GPS azimuth change determination means 19 changes the azimuth between the vicinity area arA and the rear area arB based on the GPS azimuth change ang-GPS (see FIG. 2) calculated by the GPS azimuth change calculation means 22 described later. It is means for determining whether or not there has been. In this example, it is determined whether or not the absolute value of the GPS azimuth change amount ang-GPS is 60 ° to 120 ° (60 ° ≦ | ang−GPS | ≦ 120 °).

GPS情報演算部20は、GPS方位演算手段21及びGPS方位変化量演算手段22を有している。
GPS方位演算手段21は、GPS情報に基づいて、近傍領域arA内の進行方位、及び後方領域arB内の進行方位を演算する手段である。本例では、GPS方位演算手段21は、図2に示すように、GPS情報A1、A2、A3に含まれる進行方位情報に基づいて、GPS情報A1、A2、A3に含まれる進行方位の平均値を演算し、それを近傍領域arA内のGPS方位ang−Aとする。また、GPS方位演算手段21は、GPS情報B1、B2、B3に含まれる進行方位情報に基づいて、GPS情報B1、B2、B3に含まれる進行方位の平均値を演算し、それを後方領域arB内のGPS方位ang−Bとする。
GPS方位変化量演算手段22は、GPS方位演算手段21により演算された近傍領域arA内のGPS方位ang−Aと後方領域arB内のGPS方位ang−Bとの差を、GPS方位変化量ang−GPSとして演算する。なお、ここでは、右方向に方位変化したときはGPS方位変化量ang−GPSの値が正となり、左方向に方位変化したときはGPS方位変化量ang−GPSの値が負となるように設定している。なお、左右と正負の関係を逆にすることも当然に可能である。
The GPS information calculation unit 20 includes a GPS direction calculation means 21 and a GPS direction change amount calculation means 22.
The GPS azimuth calculating means 21 is a means for calculating a traveling azimuth in the vicinity area arA and a traveling azimuth in the rear area arB based on GPS information. In this example, as shown in FIG. 2, the GPS azimuth calculating means 21 is based on the traveling azimuth information included in the GPS information A1, A2, A3, and the average value of the traveling azimuth included in the GPS information A1, A2, A3. Is set as the GPS azimuth ang-A in the vicinity area arA. Further, the GPS azimuth calculating means 21 calculates the average value of the traveling azimuth included in the GPS information B1, B2, B3 based on the traveling azimuth information included in the GPS information B1, B2, B3, and calculates the average value of the rear area arB GPS direction ang-B in the inside.
The GPS azimuth change calculation means 22 calculates the difference between the GPS azimuth ang-A in the vicinity area arA and the GPS azimuth ang-B in the rear area arB calculated by the GPS azimuth calculation means 21, and the GPS azimuth change ang− Calculate as GPS. Here, the value of the GPS azimuth change ang-GPS is positive when the azimuth is changed to the right, and the value of the GPS azimuth change ang-GPS is negative when the azimuth is changed to the left. is doing. Of course, it is also possible to reverse the left-right and positive-negative relationship.

センサ条件判定部23は、センサ直進判定手段24、センサ方位変更判定手段25、及び複数回方位変更判定手段26を有している。
センサ直進判定手段24は、ジャイロ情報に基づいて、近傍領域arA及び後方領域arBの双方の領域内で自車位置が直進したか否かを判定する手段である。本例では、図2に示すように、センサ直進判定手段24は、近傍領域arAの両端の点である現在点Pg0と点Pg1との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であり、且つ後方領域arBの両端の点である点Pg2と点Pg3との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定している。ここでは、このセンサ直進判定手段24が本発明における「第二直進判定手段」を構成する。
センサ方位変更判定手段25は、後述するセンサ方位変化量演算手段29により演算されるセンサ方位変化量ang−SEN(図2参照)に基づいて、近傍領域arAと後方領域arBとの間で方位変更があったか否かを判定する手段である。本例では、センサ方位変化量ang−SENの絶対値が30°以上(30°≦|ang−SEN|)であるか否かを判定している。
The sensor condition determination unit 23 includes a straight sensor determination unit 24, a sensor orientation change determination unit 25, and a plurality of orientation change determination units 26.
The straight sensor determination unit 24 is a unit that determines whether or not the vehicle position has traveled straight in both the vicinity area arA and the rear area arB based on the gyro information. In this example, as shown in FIG. 2, the sensor straight-advancing determining means 24 has an absolute value of the azimuth change amount between the current point Pg0 and the point Pg1, which is a point at both ends of the vicinity area arA, of 3 [°] or less. And the absolute value of the azimuth change amount between the points Pg2 and Pg3, which are both ends of the rear region arB, is determined to be 3 [°] or less. Here, the sensor straight travel determination means 24 constitutes the “second straight travel determination means” in the present invention.
The sensor azimuth change determination means 25 changes the azimuth between the vicinity area arA and the rear area arB based on a sensor azimuth change amount ang-SEN (see FIG. 2) calculated by a sensor azimuth change amount calculation means 29 described later. It is means for determining whether or not there has been. In this example, it is determined whether or not the absolute value of the sensor orientation change amount ang-SEN is 30 ° or more (30 ° ≦ | ang−SEN |).

複数回方位変更判定手段26は、ジャイロ情報に基づいて、近傍領域arAと後方領域arBとの間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する手段である。本例では、複数回方位変更判定手段26は、近傍領域arAと後方領域arBとの間におけるジャイロ情報に基づいて、直進状態を基準として、右方向及び左方向の双方に方位変化したときに複数回の方位変更があったものと判定する。そして、この複数回方位変更判定手段26により複数回の方位変更があったと判定された場合には、当該近傍領域arAと後方領域arBとの間に関する基本補正係数の演算を省略する。これにより、例えば図3に示すように、近傍領域arAの後端点Pg1と後方領域arBの前端点Pg2との間で全体としては右に方位変更している場合であっても、その中で右、左、右と細かく方位変更している場合には、当該近傍領域arAと後方領域arBとの間の情報は、基本補正係数の演算対象の情報から除外される。   The multiple azimuth change determination means 26 is a means for determining whether or not there have been multiple azimuth changes in different directions between the vicinity area arA and the rear area arB based on the gyro information. In this example, the plurality of azimuth change determination means 26 are used when the azimuth changes in both the right direction and the left direction based on the straight traveling state based on the gyro information between the neighboring area arA and the rear area arB. It is determined that the direction has been changed. When it is determined by the multiple azimuth change determination means 26 that there have been multiple azimuth changes, the calculation of the basic correction coefficient for the area between the neighboring area arA and the rear area arB is omitted. Thus, for example, as shown in FIG. 3, even if the azimuth is changed to the right as a whole between the rear end point Pg1 of the neighboring area arA and the front end point Pg2 of the rear area arB, When the direction is finely changed from left to right, the information between the neighboring area arA and the rear area arB is excluded from the information to be calculated for the basic correction coefficient.

センサ情報演算部27は、センサ方位演算手段28及びセンサ方位変化量演算手段29を有している。
センサ方位演算手段28は、ジャイロ情報に基づいて、近傍領域arA内の進行方位、及び後方領域arB内の進行方位を演算する手段である。本例では、センサ方位演算手段28は、図2に示すように、GPS情報A1、A2、A3に含まれるGPSトリップ数情報に示されるトリップ数(センサ軌跡Ls上の点Pa1、Pa2、Pa3に対応)の平均値に最も近いトリップ数の点Pmaを、近傍領域arAを代表する代表点として決定する。そして、この点Pmaにおけるジャイロ情報に基づく進行方位を近傍領域arAのセンサ方位ang−Pmaとする。ここで、点Pmaにおける進行方位は、前回取得した自車の進行方位を起点としてジャイロ情報に示される方位変化量を逐次積算して演算することができる。また、センサ方位演算手段28は、GPS情報B1、B2、B3に含まれるGPSトリップ数情報に示されるトリップ数(センサ軌跡Ls上の点Pb1、Pb2、Pb3に対応)の平均値に最も近いトリップ数の点Pmbを、後方領域arBを代表する代表点として決定する。そして、この点Pmbにおけるジャイロ情報に基づく進行方位を後方領域arBのセンサ方位ang−Pmbとする。ここで、点Pmbにおける進行方位は、前回取得した自車の進行方位を起点としてジャイロ情報に示される方位変化量を逐次積算して演算することができる。
センサ方位変化量演算手段29は、センサ方位演算手段28により演算された近傍領域arAのセンサ方位ang−Pmaと後方領域arBのセンサ方位ang−Pmbとの差を、センサ方位変化量ang−SENとして演算する。なお、ここでは、右方向に方位変化したときはセンサ方位変化量ang−SENの値が正となり、左方向に方位変化したときはセンサ方位変化量ang−SENの値が負となるように設定している。なお、左右と正負の関係を逆にすることも当然に可能である。
The sensor information calculation unit 27 includes a sensor direction calculation unit 28 and a sensor direction change amount calculation unit 29.
The sensor azimuth calculation means 28 is a means for calculating the traveling azimuth in the vicinity area arA and the traveling azimuth in the rear area arB based on the gyro information. In this example, as shown in FIG. 2, the sensor direction calculation means 28 is connected to the number of trips (points Pa1, Pa2, Pa3 on the sensor locus Ls) indicated by the GPS trip number information included in the GPS information A1, A2, A3. The point Pma having the number of trips closest to the average value of the correspondence) is determined as a representative point representing the neighboring area arA. And let the advancing direction based on the gyro information in this point Pma be sensor direction ang-Pma of the vicinity area arA. Here, the traveling azimuth at the point Pma can be calculated by successively integrating the azimuth change amounts indicated in the gyro information starting from the traveling azimuth of the host vehicle acquired last time. In addition, the sensor azimuth calculating means 28 is the trip closest to the average value of the trip numbers (corresponding to the points Pb1, Pb2, Pb3 on the sensor locus Ls) indicated by the GPS trip number information included in the GPS information B1, B2, B3. A number of points Pmb are determined as representative points representing the rear region arB. Then, the traveling direction based on the gyro information at the point Pmb is defined as the sensor direction ang-Pmb of the rear region arB. Here, the traveling azimuth at the point Pmb can be calculated by successively integrating the azimuth change amounts indicated in the gyro information starting from the traveling azimuth of the host vehicle acquired last time.
The sensor azimuth change amount calculation means 29 calculates a difference between the sensor azimuth ang-Pma in the vicinity area arA calculated by the sensor azimuth calculation means 28 and the sensor azimuth ang-Pmb in the rear area arB as a sensor azimuth change amount ang-SEN. Calculate. Here, the value of the sensor azimuth change amount ang-SEN is positive when the azimuth is changed to the right, and the value of the sensor azimuth change ang-SEN is negative when the azimuth is changed to the left. is doing. Of course, it is also possible to reverse the left-right and positive-negative relationship.

方位変化比率演算部30は、GPS方位変化量演算手段22により演算されたGPS方位変化量ang−GPSと、センサ方位変化量演算手段29により演算されたセンサ方位変化量ang−SENとの比率である方位変化比率を演算する手段である。具体的には、下記の式(1)により演算している。
(方位変化比率)=ang−SEN/|ang−GPS|・・・(1)
ここでは、分子をセンサ方位変化量ang−SENとし、分母をGPS方位変化量ang−GPSの絶対値としている。これは、右方向に方位変化したときは方位変化比率の値が正となり、左方向に方位変化したときは方位変化比率の値が負となるようにするためである。すなわち、GPS方位変化量ang−GPS及びセンサ方位変化量ang−SENの値は、いずれも右方向に方位変化したときは正となり、左方向に方位変化したときは負となるように設定されている。したがって、GPS方位変化量ang−GPS及びセンサ方位変化量ang−SENのいずれか一方を絶対値とすれば、方位変化比率の値を左右で正負が異なるようにできる。よって、センサ方位変化量ang−SENを絶対値とすることも可能である。ここでは、この方位変化比率演算部30が本発明における「方位変化比率演算手段」を構成する。
The azimuth change ratio calculation unit 30 is a ratio between the GPS azimuth change amount ang-GPS calculated by the GPS azimuth change amount calculation means 22 and the sensor azimuth change amount ang-SEN calculated by the sensor azimuth change amount calculation means 29. It is a means for calculating a certain direction change ratio. Specifically, the calculation is performed by the following equation (1).
(Direction change ratio) = ang-SEN / | ang-GPS | (1)
Here, the numerator is the sensor orientation change amount ang-SEN, and the denominator is the absolute value of the GPS orientation change amount ang-GPS. This is so that the value of the azimuth change ratio becomes positive when the azimuth changes in the right direction, and the value of the azimuth change ratio becomes negative when the azimuth changes in the left direction. That is, the values of the GPS azimuth change amount ang-GPS and the sensor azimuth change amount ang-SEN are both set to be positive when the azimuth changes to the right and negative when the azimuth changes to the left. Yes. Therefore, if either one of the GPS azimuth change amount ang-GPS and the sensor azimuth change amount ang-SEN is an absolute value, the value of the azimuth change ratio can be made to be different between right and left. Therefore, the sensor orientation change amount ang-SEN can be an absolute value. Here, this azimuth change ratio calculation unit 30 constitutes “azimuth change ratio calculation means” in the present invention.

また、本例では、方位変化比率演算部30は、上記式(1)により演算した方位変化比率の絶対値が許容範囲、具体的には0.5以上1.1以下(0.5≦|方位変化比率|≦1.1)であるか否かを判定する。そして、方位変化比率演算部30は、許容範囲外の値であるときには、許容範囲内の値に修正する処理を行う。具体的には、方位変化比率の絶対値が0.5未満である場合には、方位変化比率の絶対値を0.5に修正し、方位変化比率の絶対値が1.1より大きい場合には、方位変化比率の絶対値を1.1に修正する。なお、一般的に、センサ方位変化量ang−SENがGPS方位変化量ang−GPSよりも絶対値で小さい値となることが多いため、本例における許容範囲は、1以下の範囲が広く設定されている。   Further, in this example, the azimuth change ratio calculation unit 30 has an absolute value of the azimuth change ratio calculated by the above formula (1) within an allowable range, specifically 0.5 to 1.1 (0.5 ≦ | It is determined whether or not the azimuth change ratio | ≦ 1.1). Then, the azimuth change ratio calculation unit 30 performs a process of correcting the value within the allowable range when the value is outside the allowable range. Specifically, when the absolute value of the azimuth change ratio is less than 0.5, the absolute value of the azimuth change ratio is corrected to 0.5, and the absolute value of the azimuth change ratio is greater than 1.1. Corrects the absolute value of the azimuth change ratio to 1.1. In general, since the sensor azimuth change amount ang-SEN is often smaller in absolute value than the GPS azimuth change amount ang-GPS, the allowable range in this example is set to a wide range of 1 or less. ing.

比率記憶部31は、方位変化比率演算部30による演算結果としての方位変化比率の情報を記憶する手段である。この比率演算部31は、メモリやバッファで構成され、複数の方位変化比率の情報を記憶可能となっている。ここでは、この比率記憶部31が本発明における「記憶手段」を構成する。   The ratio storage unit 31 is a unit that stores information on the azimuth change ratio as a calculation result by the azimuth change ratio calculation unit 30. The ratio calculation unit 31 includes a memory and a buffer, and can store information on a plurality of azimuth change ratios. Here, the ratio storage unit 31 constitutes “storage means” in the present invention.

基本補正係数演算部32は、GPS方位変化量ang−GPSとセンサ方位変化量ang−SENとの差異に基づいて、ジャイロ情報を補正するための基本補正係数Dbを演算する手段である。具体的には、基本補正係数演算部32は、比率記憶部31に記憶された複数の方位変化比率の全部又は一部の平均値に基づいて基本補正係数Dbを演算する。本例では、比率記憶部31に記憶された最新の8個の方位変化比率の平均値を演算し、その値を基本補正係数Dbとする演算処理を行う。この基本補正係数Dbの演算は、自車位置の移動中はその移動に従って繰り返し行なわれる。ここでは、この基本補正係数演算部32が本発明における「基本補正係数演算手段」を構成する。   The basic correction coefficient calculator 32 is a means for calculating a basic correction coefficient Db for correcting gyro information based on the difference between the GPS azimuth change amount ang-GPS and the sensor azimuth change amount ang-SEN. Specifically, the basic correction coefficient calculation unit 32 calculates the basic correction coefficient Db based on an average value of all or some of the plurality of azimuth change ratios stored in the ratio storage unit 31. In this example, an average value of the latest eight azimuth change ratios stored in the ratio storage unit 31 is calculated, and calculation processing is performed using the value as the basic correction coefficient Db. The calculation of the basic correction coefficient Db is repeatedly performed according to the movement of the own vehicle position. Here, the basic correction coefficient calculator 32 constitutes “basic correction coefficient calculator” in the present invention.

また、本例では、基本補正係数演算部32は、方位変更の向きが右向きか左向きかに応じて、それぞれの向きに方位変更したときのGPS方位変化量ang−GPSとセンサ方位変化量ang−SENとの差異に基づいて、右用基本補正係数Dbr及び左用基本補正係数Dblをそれぞれ演算する。すなわち、上記のとおり、方位変化比率の値は、右方向に方位変化したときは正、左方向に方位変化したときは負となるようにされている。したがって、正の値を有する方位変化比率のみを用いて右用基本補正係数Dbrを演算し、負の値を有する方位変化比率のみを用いて左用基本補正係数Dblを演算する。なお、本実施形態の説明において基本補正係数Dbというときは、右用基本補正係数Dbr及び左用基本補正係数Dblを総称するものとする。   Further, in this example, the basic correction coefficient calculation unit 32 determines the GPS azimuth change amount ang−GPS and the sensor azimuth change amount ang− when the azimuth is changed to the right direction or the left direction depending on whether the direction is changed to the right direction or the left direction. Based on the difference from SEN, the right basic correction coefficient Dbr and the left basic correction coefficient Dbl are respectively calculated. That is, as described above, the value of the azimuth change ratio is set to be positive when the azimuth is changed in the right direction, and negative when the azimuth is changed in the left direction. Accordingly, the right basic correction coefficient Dbr is calculated using only the azimuth change ratio having a positive value, and the left basic correction coefficient Dbl is calculated using only the azimuth change ratio having a negative value. In the description of the present embodiment, the basic correction coefficient Db is a general term for the right basic correction coefficient Dbr and the left basic correction coefficient Dbl.

静的補正係数演算部43は、ジャイロセンサ4の検出軸Xの静的な設置角度に応じて基本補正係数Dbを補正した静的補正係数Dsを演算する手段である。具体的には、静的補正係数演算部43は、ジャイロセンサ4の検出軸Xの静的な設置角度が、鉛直方向に対してα〔°〕である場合に、静的補正係数Dsを、下記の式(2)により演算する。
(静的補正係数Ds)=(基本補正係数Db)×cosα・・・(2)
ここで、図4は、ジャイロセンサ4の出力Jと設置角度α〔°〕との関係を示す図である。本願では、角度は、鉛直軸Vを基準とし、上り勾配側(図4及び図5における時計回りの方向)を正、下り勾配側(図4及び図5における反時計回りの方向)を負とする。この図4に示すように、ジャイロセンサ4の検出軸Xが水平走行時(勾配角度が0〔°〕のとき)における鉛直軸Vに対してα〔°〕傾斜して設置されている場合、ジャイロセンサ4の出力Jはcosα倍のJcosαとなる。この場合、このジャイロセンサ4の出力Jcosαから生成されるジャイロ情報に示される方位変化量もcosα倍されることになる。したがって、上記の式(2)のように、基本補正係数Dbをcosα倍した値を静的補正係数Dsとすることにより、ジャイロセンサ4の検出軸Xの設置角度αに応じてジャイロ情報を適切に補正することができる。
The static correction coefficient calculation unit 43 is a means for calculating a static correction coefficient Ds obtained by correcting the basic correction coefficient Db according to the static installation angle of the detection axis X of the gyro sensor 4. Specifically, the static correction coefficient calculation unit 43 calculates the static correction coefficient Ds when the static installation angle of the detection axis X of the gyro sensor 4 is α [°] with respect to the vertical direction. Calculation is performed according to the following equation (2).
(Static correction coefficient Ds) = (Basic correction coefficient Db) × cos α (2)
Here, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output J of the gyro sensor 4 and the installation angle α [°]. In the present application, with respect to the vertical axis V, the angle is positive on the upslope side (clockwise direction in FIGS. 4 and 5) and negative on the downslope side (counterclockwise direction in FIGS. 4 and 5). To do. As shown in FIG. 4, when the detection axis X of the gyro sensor 4 is installed with an inclination of α [°] with respect to the vertical axis V during horizontal running (when the gradient angle is 0 [°]), The output J of the gyro sensor 4 becomes Jcos α which is cos α times. In this case, the azimuth change amount indicated in the gyro information generated from the output Jcos α of the gyro sensor 4 is also multiplied by cos α. Accordingly, the gyro information is appropriately set according to the installation angle α of the detection axis X of the gyro sensor 4 by setting the value obtained by multiplying the basic correction coefficient Db by cos α as the static correction coefficient Ds as in the above equation (2). Can be corrected.

本例では、設置角度α〔°〕は、ジャイロセンサ4の車両への取付時に、車両を水平にした状態を基準として測定した数値を入力して予め静的補正係数演算部43において記憶しているものを用いる。ただし、この設置角度α〔°〕は、例えばセンサ等を用いて自動的に検出する構成とすることも可能である。
なお、静的補正係数Dsについても、基本補正係数Dbと同様に、右用静的補正係数Dsrと左用静的補正係数Dslとがそれぞれ演算される。すなわち、右用基本補正係数Dbrを補正して右用静的補正係数Dsrが演算され、左用基本補正係数Dblを補正して左用静的補正係数Dslが演算される。ここでは、静的補正係数演算部43が本発明における「静的補正係数演算手段」を構成する。
In this example, the installation angle α [°] is stored in the static correction coefficient calculation unit 43 in advance by inputting a numerical value measured with the vehicle in a horizontal state when the gyro sensor 4 is attached to the vehicle. Use what you have. However, the installation angle α [°] may be automatically detected using, for example, a sensor.
As for the static correction coefficient Ds, as with the basic correction coefficient Db, the right static correction coefficient Dsr and the left static correction coefficient Dsl are respectively calculated. That is, the right basic correction coefficient Dbr is corrected to calculate the right static correction coefficient Dsr, and the left basic correction coefficient Dbl is corrected to calculate the left static correction coefficient Dsl. Here, the static correction coefficient calculation unit 43 constitutes “static correction coefficient calculation means” in the present invention.

動的補正係数演算部44は、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化に応じて、静的補正係数Dsを動的に補正して動的補正係数Daを演算する手段である。具体的には、動的補正係数演算部44は、鉛直方向に対して上記静的な設置角度α〔°〕傾斜した方向(図5におけるX´の方向)を基準として、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化角度がβ〔°〕である場合に、動的補正係数Daを、下記の式(3)により演算する。
(動的補正係数Da)=(静的補正係数Ds)/cosα×cos(α+β)・・・(3)
ここで、図5は、ジャイロセンサ4の出力Jと設置角度α〔°〕及び動的変化角度β〔°〕との関係を示す図である。この図に示すように、動的変化角度β〔°〕は、水平走行時(勾配角度が0〔°〕のとき)のジャイロセンサ4の検出軸の方向X´、すなわち鉛直方向に対して上記静的な設置角度α〔°〕傾斜した方向を基準とする角度である。したがって、勾配角度すなわち動的変化角度がβ〔°〕である場合、検出軸Xは、水平走行時の検出軸X´に対してβ〔°〕傾斜するので、検出軸Xは、鉛直軸Vに対してα+β〔°〕傾斜することになる。よって、ジャイロセンサ4の出力Jはcos(α+β)倍のJcos(α+β)となる。この場合、このジャイロセンサ4の出力Jcos(α+β)から生成されるジャイロ情報に示される方位変化量もcos(α+β)倍されることになる。一方、上記のとおり、静的補正係数Dsは基本補正係数Dbをcosα倍して演算される。そこで、静的補正係数Dsを(1/cosα)倍して設置角度α〔°〕の影響を除去してからcos(α+β)倍した値を動的補正係数Daとすることにより、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化に応じてジャイロ情報を適切に補正することができる。
The dynamic correction coefficient calculation unit 44 is a means for calculating the dynamic correction coefficient Da by dynamically correcting the static correction coefficient Ds in accordance with the dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4. Specifically, the dynamic correction coefficient calculation unit 44 detects the gyro sensor 4 with reference to the direction (X ′ direction in FIG. 5) inclined with respect to the static installation angle α [°] with respect to the vertical direction. When the dynamic change angle in the axis X direction is β [°], the dynamic correction coefficient Da is calculated by the following equation (3).
(Dynamic correction coefficient Da) = (static correction coefficient Ds) / cos α × cos (α + β) (3)
Here, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the output J of the gyro sensor 4, the installation angle α [°], and the dynamic change angle β [°]. As shown in this figure, the dynamic change angle β [°] is the same as the detection axis direction X ′ of the gyro sensor 4 during horizontal running (when the gradient angle is 0 °), that is, the vertical direction. The static installation angle α [°] is an angle based on the inclined direction. Therefore, when the gradient angle, that is, the dynamic change angle is β [°], the detection axis X is inclined by β [°] with respect to the detection axis X ′ during horizontal travel, and therefore the detection axis X is the vertical axis V Is inclined by α + β [°]. Therefore, the output J of the gyro sensor 4 becomes J cos (α + β) times cos (α + β). In this case, the azimuth change amount indicated in the gyro information generated from the output J cos (α + β) of the gyro sensor 4 is also multiplied by cos (α + β). On the other hand, as described above, the static correction coefficient Ds is calculated by multiplying the basic correction coefficient Db by cos α. Accordingly, the static correction coefficient Ds is multiplied by (1 / cos α) to remove the influence of the installation angle α [°], and then the value obtained by multiplying by cos (α + β) is set as the dynamic correction coefficient Da, thereby obtaining the gyro sensor 4. The gyro information can be appropriately corrected according to the dynamic change in the detection axis X direction.

ここで、動的変化角度β〔°〕としては、勾配センサ41及び勾配情報取得部42により取得された勾配角度情報に示される角度が用いられる。ところで、図5では、動的変化角度β〔°〕が道路の傾斜角度に等しい場合を例として説明したが、実際の動的変化角度には、車両のピッチングによる傾斜等、静的な設置角度α〔°〕以外の自車の前後方向の全ての角度変化が含まれる。
なお、動的補正係数Daについても、基本補正係数Db及び静的補正係数Dsと同様に、右用動的補正係数Darと左用動的補正係数Dalとがそれぞれ演算される。すなわち、右用静的補正係数Dsrを補正して右用動的補正係数Darが演算され、左用静的補正係数Dslを補正して左用動的補正係数Dalが演算される。ここでは、動的補正係数演算部44が本発明における「動的補正係数演算手段」を構成する。
Here, as the dynamic change angle β [°], an angle indicated in the gradient angle information acquired by the gradient sensor 41 and the gradient information acquisition unit 42 is used. Incidentally, in FIG. 5, the case where the dynamic change angle β [°] is equal to the road inclination angle has been described as an example. However, the actual dynamic change angle includes a static installation angle such as an inclination due to pitching of the vehicle. All angle changes in the longitudinal direction of the vehicle other than α [°] are included.
As for the dynamic correction coefficient Da, the right dynamic correction coefficient Dar and the left dynamic correction coefficient Dal are respectively calculated in the same manner as the basic correction coefficient Db and the static correction coefficient Ds. That is, the right static correction coefficient Dsr is corrected to calculate the right dynamic correction coefficient Dar, and the left static correction coefficient Dsl is corrected to calculate the left dynamic correction coefficient Dal. Here, the dynamic correction coefficient calculation unit 44 constitutes “dynamic correction coefficient calculation means” in the present invention.

ジャイロ情報補正部33は、動的補正係数演算部44により演算された最新の動的補正係数Daを用いてジャイロ情報を補正する手段である。本例では、ジャイロ情報補正部33は、動的補正係数Daの逆数をジャイロ情報取得部8で取得されたジャイロ情報に乗じることにより補正後のジャイロ情報を取得する。具体的には、下記の式(4)により演算している。
(補正後のジャイロ情報)=(ジャイロ情報)×(1/Da)・・・(4)
なお、上記のとおり、ジャイロ情報は、ジャイロセンサ4の出力値及び単位出力値当りの分解能に基づいて生成された方位変化量を表す情報である。一方、上記のとおり、動的補正係数Daは、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化に応じて静的補正係数Dsを補正して演算され、この静的補正係数Dsはジャイロセンサ4の検出軸Xの静的な設置角度に応じて基本補正係数Dbを補正して演算されている。そして、基本補正係数Dbは、複数(本例では8個)の方位変化比率(=ang−SEN/|ang−GPS|)の平均値である。したがって、動的補正係数Daの逆数をジャイロ情報に乗算することにより演算される補正後のジャイロ情報は、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化及び静的な設置角度を反映するとともに、GPS情報に基づいて最近のGPS方位変化量ang−GPSとセンサ方位変化量ang−SENとの差異を反映して補正される。よって、補正後のジャイロ情報は、これらが考慮された正確な方位変化量を表すものとなる。ここでは、このジャイロ情報補正部33が本発明における「方位センサ情報補正手段」を構成する。
The gyro information correction unit 33 is a unit that corrects the gyro information using the latest dynamic correction coefficient Da calculated by the dynamic correction coefficient calculation unit 44. In this example, the gyro information correction unit 33 acquires the corrected gyro information by multiplying the gyro information acquired by the gyro information acquisition unit 8 by the reciprocal of the dynamic correction coefficient Da. Specifically, the calculation is performed by the following equation (4).
(Gyro information after correction) = (Gyro information) × (1 / Da) (4)
As described above, the gyro information is information representing the amount of azimuth change generated based on the output value of the gyro sensor 4 and the resolution per unit output value. On the other hand, as described above, the dynamic correction coefficient Da is calculated by correcting the static correction coefficient Ds according to the dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4, and the static correction coefficient Ds is calculated by the gyro sensor 4. The basic correction coefficient Db is corrected according to the static installation angle of the detection axis X. The basic correction coefficient Db is an average value of a plurality (eight in this example) of azimuth change ratios (= ang−SEN / | ang−GPS |). Therefore, the corrected gyro information calculated by multiplying the gyro information by the inverse of the dynamic correction coefficient Da reflects the dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4 and the static installation angle. Based on the GPS information, correction is performed by reflecting the difference between the recent GPS azimuth change amount ang-GPS and the sensor azimuth change amount ang-SEN. Therefore, the corrected gyro information represents an accurate azimuth change amount taking these into consideration. Here, the gyro information correction unit 33 constitutes “direction sensor information correction means” in the present invention.

自位置演算部34は、補正後のジャイロ情報とパルス数情報とに基づいて自車位置の移動軌跡を演算する。すなわち、自位置演算部34は、後述する自位置記憶部35に記憶されている前回演算した自車の位置及び進行方位を起点として、パルス数情報取得部10により取得したパルス数情報とジャイロ情報補正部33による補正後のジャイロ情報とに基づいて、前記起点からの自車位置の移動軌跡を求める。ここで、自車位置の移動軌跡の演算は、前記起点における進行方位と前記補正後のジャイロ情報に示される方位変化量に基づいて演算される自車の進行方向に向かって、前記パルス数情報に予め定めた標準距離を乗じて演算される移動距離だけ前記起点の位置から移動したものとして行う。そして、この移動軌跡に基づいて自車の位置及び進行方位が演算される。自車の位置及び進行方位は、少なくともGPS情報取得部6によるGPS情報の取得時、ここでは1秒おきに周期的に演算される。この自位置演算部34による演算結果は、現在の自車の位置及び進行方位として自位置記憶部35に記憶される。また、この自車の位置及び進行方位の情報は、自車位置認識装置2の出力として、図示しないナビゲーション装置や車両制御装置等へ送られる。ここでは、この自位置演算部34が本発明における「自位置演算手段」を構成する。   The own position calculation unit 34 calculates the movement locus of the own vehicle position based on the corrected gyro information and the pulse number information. That is, the own position calculation unit 34 uses the pulse number information acquisition unit 10 to obtain the pulse number information and the gyro information starting from the position and traveling direction of the own vehicle calculated in the previous time stored in the own position storage unit 35 described later. Based on the gyro information corrected by the correction unit 33, the movement locus of the vehicle position from the starting point is obtained. Here, the calculation of the movement trajectory of the own vehicle position is performed by calculating the pulse number information toward the traveling direction of the own vehicle calculated based on the traveling direction at the starting point and the direction change amount indicated in the corrected gyro information. This is performed by moving from the position of the starting point by a moving distance calculated by multiplying by a predetermined standard distance. Based on this movement trajectory, the position and traveling direction of the host vehicle are calculated. The position and traveling direction of the host vehicle are periodically calculated at least every second here when GPS information is acquired by the GPS information acquisition unit 6. The calculation result by the own position calculation unit 34 is stored in the own position storage unit 35 as the current position and traveling direction of the own vehicle. Further, the information on the position and traveling direction of the own vehicle is sent as an output of the own vehicle position recognizing device 2 to a navigation device, a vehicle control device, etc. (not shown). Here, the own position calculation unit 34 constitutes “own position calculation means” in the present invention.

自位置記憶部35は、前回までに逐次認識された自車の位置及び進行方位の情報を記憶する記憶手段である。この自位置記憶部35に記憶されているこれまでの自車の位置及び進行方位の情報は、自位置演算部34に送られて、現在の自車の位置及び進行方位の演算に使用される。   The own position storage unit 35 is a storage unit that stores information on the position and traveling direction of the own vehicle that has been sequentially recognized until the previous time. The information on the position and traveling direction of the host vehicle so far stored in the host position storage unit 35 is sent to the own position calculating unit 34 and used for calculation of the current position and traveling direction of the host vehicle. .

次に、図6〜8に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る補正係数演算装置1による補正係数Dの演算処理、及び自車位置認識装置2による自車位置の認識処理について説明する。なお、本実施形態の説明において補正係数Dというときは、基本補正係数Db、静的補正係数Ds及び動的補正係数Daを総称するものとする。   Next, calculation processing of the correction coefficient D by the correction coefficient calculation device 1 according to this embodiment and recognition processing of the host vehicle position by the host vehicle position recognition device 2 will be described using the flowcharts shown in FIGS. In the description of the present embodiment, the correction coefficient D is a general term for the basic correction coefficient Db, the static correction coefficient Ds, and the dynamic correction coefficient Da.

まず、図6及び図7を用いて補正係数Dの演算処理について説明する。以下に説明する各演算処理ステップは、補正係数演算プログラムに従って動作する補正係数演算装置1の各機能部及び手段により実行される。この処理では、初めに、近傍領域設定手段13により、図2に示すように、現在の自車位置を基準として近傍領域arAを設定する(ステップ#01)。次に、ステップ#02〜#04において、近傍領域arAにおけるGPS情報が所定の演算開始条件を満たすか否かの判定を行う。この演算開始条件は、近傍領域arAにおいて自車位置が直進走行中であり、GPS衛星からの信号の受信状態が良好であることについての条件である。すなわち、ステップ#02では、GPS直進判定手段16により、GPS情報が近傍領域arA内で直進状態を示しているか否かについて判定する。具体的には、上記のとおり、GPS情報A1とA2、A2とA3、A1とA3のそれぞれの間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定する。ステップ#03では、速度判定手段17により、GPS情報が近傍領域arA内で走行中状態を示しているか否かについて判定する。具体的には、上記のとおり、GPS情報A1、A2、A3の全てで速度が5〔m/s〕以上であるか否かを判定する。ステップ#04では、受信状態判定手段18により、GPS情報を取得した際のGPS衛星からの信号の受信状態の良否を判定する。具体的には、上記のとおり、GPS情報A1、A2、A3の全てで測位衛星数が4個であるか否かを判定する。なお、これらのステップ#02〜#04の順序は特に限定されず、入れ替えることも可能である。そして、これらのステップ#02〜#04のいずれかの条件を満たしていない場合には、その後の補正係数Dの演算処理は実行されない。   First, calculation processing of the correction coefficient D will be described with reference to FIGS. Each calculation processing step described below is executed by each functional unit and means of the correction coefficient calculation device 1 that operates according to the correction coefficient calculation program. In this process, first, as shown in FIG. 2, the vicinity area arA is set by the vicinity area setting means 13 on the basis of the current vehicle position (step # 01). Next, in steps # 02 to # 04, it is determined whether or not the GPS information in the vicinity area arA satisfies a predetermined calculation start condition. This calculation start condition is a condition that the vehicle position is traveling straight in the vicinity area arA and that the signal reception state from the GPS satellite is good. That is, in step # 02, the GPS straight traveling determination means 16 determines whether or not the GPS information indicates a straight traveling state in the vicinity area arA. Specifically, as described above, it is determined whether or not the absolute value of the azimuth change amount between each of the GPS information A1 and A2, A2 and A3, and A1 and A3 is 3 [°] or less. In step # 03, the speed determination means 17 determines whether or not the GPS information indicates a traveling state in the vicinity area arA. Specifically, as described above, it is determined whether all of the GPS information A1, A2, and A3 have a speed of 5 [m / s] or more. In step # 04, the reception state determination means 18 determines whether the reception state of the signal from the GPS satellite when the GPS information is acquired is good or bad. Specifically, as described above, it is determined whether or not the number of positioning satellites is four in all of the GPS information A1, A2, and A3. In addition, the order of these steps # 02 to # 04 is not particularly limited, and can be exchanged. If any of these conditions of Steps # 02 to # 04 is not satisfied, the subsequent calculation process of the correction coefficient D is not executed.

上記ステップ#02〜#04の全ての条件を満たす場合には、次に、図2に示すように、センサ方位演算手段28により近傍領域arAの代表点Pmaを演算するとともに、GPS方位演算手段21により近傍領域arA内のGPS方位ang−Aを演算する(ステップ#05)。次に、後方領域設定手段14により、図2に示すように、後方領域arBを設定する(ステップ#06)。そして、センサ方位演算手段28により後方領域arBの代表点Pmbを演算するとともに、GPS方位演算手段21により後方領域arB内のGPS方位ang−Bを演算する(ステップ#07)。その後、GPS方位変化量演算手段22により、近傍領域arA内のGPS方位ang−Aと後方領域arB内のGPS方位ang−Bとの差を、GPS方位変化量ang−GPSとして演算する(ステップ#08)。   When all the conditions of steps # 02 to # 04 are satisfied, next, as shown in FIG. 2, the sensor azimuth calculation means 28 calculates the representative point Pma of the neighboring area arA, and the GPS azimuth calculation means 21 To calculate the GPS azimuth ang-A in the vicinity area arA (step # 05). Next, the rear area arB is set by the rear area setting means 14 as shown in FIG. 2 (step # 06). Then, the sensor azimuth calculating means 28 calculates the representative point Pmb of the rear area arB, and the GPS azimuth calculating means 21 calculates the GPS azimuth ang-B in the rear area arB (step # 07). Thereafter, the GPS azimuth change calculating means 22 calculates the difference between the GPS azimuth ang-A in the vicinity area arA and the GPS azimuth ang-B in the rear area arB as the GPS azimuth change ang-GPS (step #). 08).

そして、GPS方位変更判定手段19により、ステップ#08で演算されたGPS方位変化量ang−GPSの絶対値が60°以上120°以下(60°≦|ang−GPS|≦120°)であるか否かを判定する(ステップ#09)。これにより、近傍領域arAと後方領域arBとの間で方位変更があったか否かをGPS情報に基づいて判定する。近傍領域arAと後方領域arBとの間で方位変更があった場合には(ステップ#09:YES)、次に、センサ直進判定手段24により、ジャイロ情報が、近傍領域arA及び後方領域arBの双方の領域内で直進状態を示しているか否かについて判定する(ステップ#10)。具体的には、上記のとおり、近傍領域arAの両端の点である現在点Pg0と点Pg1との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であり、且つ後方領域arBの両端の点である点Pg2と点Pg3との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定する。ステップ#09又は#10において条件を満たさない場合には、処理はステップ#17へ進み、次の後方領域arCに関する処理が実行される。   Whether the absolute value of the GPS azimuth change amount ang-GPS calculated in step # 08 is 60 ° or more and 120 ° or less (60 ° ≦ | ang−GPS | ≦ 120 °) by the GPS azimuth change determination means 19. It is determined whether or not (step # 09). Thereby, it is determined based on the GPS information whether or not there has been a change in direction between the vicinity area arA and the rear area arB. If there is an azimuth change between the vicinity area arA and the rear area arB (step # 09: YES), then the sensor straight-ahead determination means 24 indicates that the gyro information includes both the vicinity area arA and the rear area arB. It is determined whether or not a straight traveling state is indicated within the area (step # 10). Specifically, as described above, the absolute value of the azimuth change amount between the current point Pg0 and the point Pg1, which are the points at both ends of the neighboring area arA, is 3 [°] or less, and both ends of the rear area arB. It is determined whether or not the absolute value of the azimuth change amount between the point Pg2 and the point Pg3 is 3 [°] or less. If the condition is not satisfied in step # 09 or # 10, the process proceeds to step # 17, and the process for the next rear area arC is executed.

ジャイロ情報が、近傍領域arA及び後方領域arBの双方の領域内で直進状態を示している場合には(ステップ#10:YES)、センサ方位演算手段28により、近傍領域arAのセンサ方位ang−Pma及び後方領域arBのセンサ方位ang−Pmbを演算する(ステップ#11)。そして、センサ方位変化量演算手段29により、近傍領域arAのセンサ方位ang−Pmaと後方領域arBのセンサ方位ang−Pmbとの差を、センサ方位変化量ang−SENとして演算する(ステップ#12)。   When the gyro information indicates a straight traveling state in both the vicinity area arA and the rear area arB (step # 10: YES), the sensor direction calculation means 28 causes the sensor direction ang-Pma of the vicinity area arA to be detected. And the sensor orientation ang-Pmb of the rear area arB is calculated (step # 11). Then, the difference between the sensor orientation ang-Pma in the vicinity area arA and the sensor orientation ang-Pmb in the rear area arB is calculated as the sensor orientation change amount ang-SEN by the sensor orientation change amount calculation means 29 (step # 12). .

次に、センサ方位変更判定手段25により、ステップ#12で演算されたセンサ方位変化量ang−SENの絶対値が30°以上(30°≦|ang−SEN|)であるか否かを判定する(ステップ#13)。これにより、近傍領域arAと後方領域arBとの間で方位変更があったか否かをジャイロ情報に基づいて確認的に判定する。センサ方位変化量ang−SENの絶対値が30°未満である場合(ステップ#13:NO)には、処理はステップ#17へ進み、次の後方領域arCに関する処理が実行される。   Next, the sensor orientation change determination means 25 determines whether or not the absolute value of the sensor orientation change amount ang-SEN calculated in step # 12 is 30 ° or more (30 ° ≦ | ang−SEN |). (Step # 13). As a result, whether or not there has been a change in direction between the vicinity area arA and the rear area arB is determined based on the gyro information. If the absolute value of the sensor orientation change amount ang-SEN is less than 30 ° (step # 13: NO), the process proceeds to step # 17, and the process for the next rear area arC is executed.

一方、センサ方位変化量ang−SENの絶対値が30°以上である場合(ステップ#13:YES)には、複数回方位変更判定手段26により、ジャイロ情報に基づいて、例えば図3に示すような、近傍領域arAと後方領域arBとの間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する(ステップ#14)。そして、異なる方向への複数回の方位変更があった場合には(ステップ#15:YES)、当該近傍領域arAと後方領域arBとの間に関する補正係数の演算を省略し、処理は終了する。   On the other hand, when the absolute value of the sensor azimuth change amount ang-SEN is 30 ° or more (step # 13: YES), for example, as shown in FIG. It is determined whether or not there have been multiple azimuth changes in different directions between the vicinity area arA and the rear area arB (step # 14). If there are a plurality of azimuth changes in different directions (step # 15: YES), the calculation of the correction coefficient relating to the vicinity area arA and the rear area arB is omitted, and the process ends.

一方、異なる方向への複数回の方位変更がない場合には(ステップ#15:NO)、方位変化比率演算部30により、ステップ#08で演算されたGPS方位変化量ang−GPSとステップ#12で演算されたセンサ方位変化量ang−SENとに基づいて、方位変化比率を演算する(ステップ#16)。具体的には、方位変化比率は、上記の式(1)により、分子をセンサ方位変化量ang−SENとし、分母をGPS方位変化量ang−GPSの絶対値とする比率として演算される。そして、演算された方位変化比率の情報は、比率記憶部31に記憶される(ステップ#17)。以上のような処理とすることにより、例えば交差点における右左折等の方位変更を行った場合等であって、自車の状態が直進状態から一方向に方位変更が行われた後に直進状態に戻った場合に、方位変化比率が演算され比率記憶部31に記憶されることになる。   On the other hand, if there are no azimuth changes in different directions (step # 15: NO), the azimuth change ratio calculation unit 30 calculates the GPS azimuth change ang-GPS calculated in step # 08 and step # 12. The azimuth change ratio is calculated based on the sensor azimuth change amount ang-SEN calculated in (Step # 16). Specifically, the azimuth change ratio is calculated by the above formula (1) as a ratio in which the numerator is the sensor azimuth change amount ang-SEN and the denominator is the absolute value of the GPS azimuth change amount ang-GPS. And the information of the calculated azimuth | direction change ratio is memorize | stored in the ratio memory | storage part 31 (step # 17). By performing the above processing, for example, when changing the direction such as turning left or right at an intersection, the state of the vehicle returns to the straight-ahead state after the direction is changed from the straight-ahead state to one direction. In this case, the azimuth change ratio is calculated and stored in the ratio storage unit 31.

その後、全ての後方領域arB、arC、arD・・・arHについてステップ#07〜#17の処理が終了したか否かについて判断する(ステップ#18)。すなわち、本例では、後方領域として、近傍領域arAからの距離が異なるarBからarHまでの7つの領域を順に設定することとしている。したがって、全ての後方領域arB、arC、arD・・・arHについての処理が終了していない場合には(ステップ#18:NO)、一つの後方領域、例えばarBについて処理が終了した後は、次の後方領域、例えばarCを設定する(ステップ#19)。そして、当該次の後方領域について、同様にステップ#07〜#17の処理を実行する。   Thereafter, it is determined whether or not the processing of steps # 07 to # 17 has been completed for all the rear areas arB, arC, arD... ArH (step # 18). That is, in this example, seven areas from arB to arH having different distances from the neighboring area arA are sequentially set as the rear area. Therefore, when the process for all the rear areas arB, arC, arD... ArH is not completed (step # 18: NO), after the process is completed for one rear area, for example, arB, Is set, for example, arC (step # 19). And the process of step # 07- # 17 is similarly performed about the said following back area | region.

その後、最後の後方領域arHについての処理が終了した場合には(ステップ#18:YES)、次に、比率記憶部31に方位変化比率の情報が8個以上記憶されているか否かについて判断する(ステップ#20)。ここで、比率記憶部31に記憶されている方位変化比率の情報の数が8個未満である場合には(ステップ#20:NO)、基本補正係数Dbを演算するには方位変化比率の情報が少ないため、基本補正係数Dbの値を、予め定めた初期値とする(ステップ#21)。そして、基本補正係数Dbの演算処理を終了する。一方、比率記憶部31に記憶されている方位変化比率の情報の数が8個以上である場合には(ステップ#20:YES)、基本補正係数演算部32により、基本補正係数Dbを演算する(ステップ#22)。具体的には、上記のとおり、比率記憶部31に記憶された最新の8個の方位変化比率の平均値を演算し、その値を基本補正係数Dbとする。またこの際、方位変更の向きが右向きか左向きかに応じて、右用基本補正係数Dbr及び左用基本補正係数Dblをそれぞれ演算する。   Thereafter, when the process for the last rear area arH is completed (step # 18: YES), it is next determined whether or not eight or more pieces of direction change ratio information are stored in the ratio storage unit 31. (Step # 20). Here, when the number of the azimuth change ratio information stored in the ratio storage unit 31 is less than eight (step # 20: NO), the azimuth change ratio information is used to calculate the basic correction coefficient Db. Therefore, the basic correction coefficient Db is set to a predetermined initial value (step # 21). Then, the calculation process of the basic correction coefficient Db is finished. On the other hand, when the number of azimuth change ratio information stored in the ratio storage unit 31 is eight or more (step # 20: YES), the basic correction coefficient calculation unit 32 calculates the basic correction coefficient Db. (Step # 22). Specifically, as described above, the average value of the latest eight azimuth change ratios stored in the ratio storage unit 31 is calculated, and the value is set as the basic correction coefficient Db. At this time, the right basic correction coefficient Dbr and the left basic correction coefficient Dbl are calculated according to whether the direction of the azimuth change is rightward or leftward.

次に、静的補正係数演算部43により、静的補正係数Dsを演算する(ステップ#23)。具体的には、上記のとおり、ジャイロセンサ4の検出軸Xの静的な設置角度が、鉛直方向に対してα〔°〕である場合に、基本補正係数Dbをcosα倍することにより静的補正係数Dsを演算する。そして、静的補正係数Dsの値を新たに演算された値に更新する(ステップ#24)。   Next, the static correction coefficient calculation unit 43 calculates the static correction coefficient Ds (step # 23). Specifically, as described above, when the static installation angle of the detection axis X of the gyro sensor 4 is α [°] with respect to the vertical direction, the static correction is performed by multiplying the basic correction coefficient Db by cos α. A correction coefficient Ds is calculated. Then, the value of the static correction coefficient Ds is updated to a newly calculated value (step # 24).

次に、勾配センサ41及び勾配情報取得部42により取得される勾配角度情報に基づいて、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化を検出する(ステップ#25)。検出軸X方向の動的変化が検出されない場合(ステップ#25:NO)、すなわち水平走行している場合には、最新の静的補正係数Dsを用いてジャイロ情報を補正することとし、補正係数Dの演算処理は終了する。一方、検出軸X方向の動的変化が検出された場合(ステップ#25:YES)には、動的補正係数演算部44により、動的補正係数Daを演算する(ステップ#26)。具体的には、上記のとおり、鉛直方向に対して上記静的な設置角度α〔°〕傾斜した方向(図5におけるX´の方向)を基準として、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化角度がβ〔°〕である場合に、静的補正係数Dsを(1/cosα)倍して設置角度α〔°〕の影響を除去してからcos(α+β)倍することにより動的補正係数Daを演算する。以上で、補正係数Dの演算処理を終了する。   Next, a dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4 is detected based on the gradient angle information acquired by the gradient sensor 41 and the gradient information acquisition unit 42 (step # 25). When a dynamic change in the detection axis X direction is not detected (step # 25: NO), that is, when traveling horizontally, the gyro information is corrected using the latest static correction coefficient Ds, and the correction coefficient The calculation process of D ends. On the other hand, when a dynamic change in the detection axis X direction is detected (step # 25: YES), the dynamic correction coefficient calculation unit 44 calculates the dynamic correction coefficient Da (step # 26). Specifically, as described above, the movement of the gyro sensor 4 in the detection axis X direction with respect to the direction inclined in the static installation angle α [°] relative to the vertical direction (the direction of X ′ in FIG. 5). When the static change angle is β [°], the static correction coefficient Ds is multiplied by (1 / cos α) to remove the influence of the installation angle α [°] and then dynamically multiplied by cos (α + β). A correction coefficient Da is calculated. Above, the calculation process of the correction coefficient D is complete | finished.

次に、図8を用いて自車位置の認識処理について説明する。以下に説明する各演算処理ステップは、自位置認識プログラムに従って動作する自車位置認識装置2の各機能部及び手段により実行される。この処理では、初めに、補正係数Dの演算処理を行う(ステップ#101)。この補正係数Dの演算処理は、図6及び図7を用いて既に説明したとおりである。そして、ジャイロ情報補正部33により、ステップ#101で演算された最新の動的補正係数Da(動的補正係数Daが演算されなかった場合には最新の静的補正係数Ds)を用いて、ジャイロ情報を補正する(ステップ#102)。具体的には、補正後のジャイロ情報は、上記の式(4)により、補正前のジャイロ情報に動的補正係数Da(静的補正係数Ds)の逆数を乗算して演算される。これにより、GPS情報に基づいて補正された方位変化量を表すジャイロ情報(補正後のジャイロ情報)が取得される。   Next, the vehicle position recognition process will be described with reference to FIG. Each calculation processing step described below is executed by each functional unit and means of the vehicle position recognition device 2 that operates according to the own position recognition program. In this process, first, the correction coefficient D is calculated (step # 101). The calculation process of the correction coefficient D is as already described with reference to FIGS. Then, the gyro information correction unit 33 uses the latest dynamic correction coefficient Da calculated in step # 101 (or the latest static correction coefficient Ds when the dynamic correction coefficient Da is not calculated), to use the gyro information. The information is corrected (step # 102). Specifically, the corrected gyro information is calculated by multiplying the gyro information before correction by the reciprocal of the dynamic correction coefficient Da (static correction coefficient Ds) according to the above equation (4). Thereby, the gyro information (corrected gyro information) representing the azimuth change amount corrected based on the GPS information is acquired.

次に、自位置演算部34により、補正後のジャイロ情報とパルス数情報とに基づいて自車位置の移動軌跡を演算する。具体的には、自位置記憶部35に記憶されている前回演算した自車の位置及び進行方位を起点とし、この起点における進行方位と補正後のジャイロ情報に示される方位変化量に基づいて演算される自車の進行方向に向かって、パルス数情報に予め定めた標準距離を乗じて演算される移動距離だけ前記起点の位置から移動したものとして自車位置の移動軌跡を演算する。そして、この移動軌跡に基づいて自車位置認識、すなわち自車の位置及び進行方位が認識される(ステップ#104)。その後、自車の位置が移動中である場合には(ステップ#105:YES)、処理はステップ#101へ戻り、更に補正係数Dの演算処理(ステップ#101)から自車位置の認識(ステップ#104)までの処理を繰り返し行う。そして、自車が停止した場合には(ステップ#105:NO)、自車位置認識処理は終了する。   Next, the own position calculation unit 34 calculates the movement locus of the own vehicle position based on the corrected gyro information and the pulse number information. Specifically, the vehicle position and traveling direction calculated in the previous time stored in the own position storage unit 35 are used as starting points, and the calculation is based on the moving direction at the starting point and the direction change amount indicated in the corrected gyro information. The moving locus of the vehicle position is calculated assuming that the vehicle has moved from the starting position by the moving distance calculated by multiplying the pulse number information by a predetermined standard distance in the traveling direction of the vehicle. Based on this movement locus, the vehicle position is recognized, that is, the position and traveling direction of the vehicle are recognized (step # 104). Thereafter, when the position of the host vehicle is moving (step # 105: YES), the process returns to step # 101, and further, the position of the host vehicle is recognized (step # 101) from the calculation process of the correction coefficient D (step # 101). The processes up to # 104) are repeated. And when the own vehicle stops (step # 105: NO), the own vehicle position recognition process is complete | finished.

〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態においては、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化が検出されない場合(水平走行している場合)に動的補正係数Daの演算を省略し、静的補正係数Dsを用いてジャイロ情報を補正する場合について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこの実施形態に限定されない。すなわち、所定の動的補正実行条件を満たすか否かを判定し、この動的補正実行条件を満たさない場合に、動的補正係数演算部44による動的補正係数Daの演算を省略することも好適な実施形態の一つである。ここで、所定の動的補正実行条件には、ジャイロセンサ4の検出軸X方向の動的変化に関する条件、具体的には、検出軸X方向の動的変化が所定範囲内(例えば±3〔°〕以下)であるという条件を含めると好適である。そして、検出軸X方向の動的変化が所定範囲内である場合には、動的補正係数Daの演算を省略する。これにより、ジャイロ情報の動的な補正が不要である場合に、無駄な演算処理を回避してより一層装置の演算負荷を低く抑えることができる。
また、所定の動的補正実行条件としては、この他にも、例えば、自車位置がマップマッチングされていない状態であるという条件、自車位置が地図情報に基づいて勾配のない平坦な道路を走行中であるという条件等、検出軸X方向の動的変化に応じた補正を行うことが適切でない場合を規定する条件とすると好適である。
なお、動的補正係数演算部44により常に動的補正係数Daを演算し、常に最新の動的補正係数Daを用いてジャイロ情報を補正する構成とすることも好適な実施形態の一つである。
[Other Embodiments]
(1) In the above embodiment, when the dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4 is not detected (when traveling horizontally), the calculation of the dynamic correction coefficient Da is omitted, and the static correction coefficient The case where the gyro information is corrected using Ds has been described. However, the application range of the present invention is not limited to this embodiment. That is, it is determined whether or not a predetermined dynamic correction execution condition is satisfied, and when the dynamic correction execution condition is not satisfied, the calculation of the dynamic correction coefficient Da by the dynamic correction coefficient calculation unit 44 may be omitted. This is one of the preferred embodiments. Here, the predetermined dynamic correction execution condition includes a condition relating to a dynamic change in the detection axis X direction of the gyro sensor 4, specifically, a dynamic change in the detection axis X direction within a predetermined range (for example, ± 3 [ It is preferable to include the following condition: When the dynamic change in the detection axis X direction is within the predetermined range, the calculation of the dynamic correction coefficient Da is omitted. As a result, when dynamic correction of gyro information is unnecessary, useless calculation processing can be avoided and the calculation load of the apparatus can be further reduced.
In addition to the predetermined dynamic correction execution conditions, for example, a condition that the vehicle position is not map-matched, and a flat road without a gradient based on the map information is determined. It is preferable that the conditions specify a case where it is not appropriate to perform correction according to the dynamic change in the detection axis X direction, such as the condition that the vehicle is traveling.
It is also one preferred embodiment that the dynamic correction coefficient calculation unit 44 always calculates the dynamic correction coefficient Da and always corrects the gyro information using the latest dynamic correction coefficient Da. .

(2)上記の実施形態においては、基本補正係数演算部32が、比率記憶部31に記憶された最新の8個の方位変化比率の平均値を演算し、その値を基本補正係数Dbとする場合について説明した。しかし、基本補正係数Dbの演算方法はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、図9に示すようなヒストグラムを用いて基本補正係数Dbを演算することも好適な実施形態の一つである。すなわち、このヒストグラムは、横軸を方位変化比率、縦軸に度数としている。そして、方位変化比率演算部30により演算された各方位変化比率に1度数を与え、ヒストグラムに登録していく。このヒストグラムは比率記憶部31に記憶されている。登録数がある一定数以上(例えば100個以上)になったときにヒストグラムに登録された方位変化比率の平均値を演算する。この際、ヒストグラムの全体平均値から両側に標準偏差σの範囲を設定し、この範囲内の方位変化比率の平均値を演算し、これを基本補正係数Dbとする。これにより、比率記憶部31に記憶された複数の方位変化比率の一部の平均値に基づいて基本補正係数Dbが演算されることになる。 (2) In the above-described embodiment, the basic correction coefficient calculation unit 32 calculates the average value of the latest eight azimuth change ratios stored in the ratio storage unit 31, and sets the value as the basic correction coefficient Db. Explained the case. However, the calculation method of the basic correction coefficient Db is not limited to this. That is, for example, calculating the basic correction coefficient Db using a histogram as shown in FIG. 9 is also one preferred embodiment. That is, in this histogram, the horizontal axis represents the azimuth change ratio, and the vertical axis represents the frequency. Then, a frequency is given to each azimuth change ratio calculated by the azimuth change ratio calculation unit 30 and registered in the histogram. This histogram is stored in the ratio storage unit 31. When the number of registrations exceeds a certain number (for example, 100 or more), the average value of the azimuth change ratios registered in the histogram is calculated. At this time, a range of standard deviation σ is set on both sides from the overall average value of the histogram, and an average value of the azimuth change ratios within this range is calculated, and this is set as a basic correction coefficient Db. As a result, the basic correction coefficient Db is calculated based on an average value of some of the plurality of azimuth change ratios stored in the ratio storage unit 31.

(3)上記の実施形態においては、受信状態判定手段18が、GPS衛星からの信号の受信状態として測位衛星数についてのみ判定する場合について説明した。しかし、これ以外のGPS衛星からの信号の受信状態について判定することも好適な実施形態の一つである。このような受信状態の判定条件としては、例えばGPS情報に含まれる誤差半径情報に示される誤差半径の条件を用いることができる。すなわち、例えば、誤差半径が300〔m〕以下であるときに受信状態が良好であると判定することができる。 (3) In the above embodiment, the case has been described in which the reception state determination unit 18 determines only the number of positioning satellites as the reception state of signals from GPS satellites. However, it is also a preferred embodiment to determine the reception status of signals from other GPS satellites. As such a reception state determination condition, for example, an error radius condition indicated in error radius information included in GPS information can be used. That is, for example, when the error radius is 300 [m] or less, it can be determined that the reception state is good.

(4)また、基本補正係数Dbの正確性を高めるため、GPS直進判定手段16及び速度判定手段17における判定条件を更に厳しくしても好適である。例えば、上記の実施形態においては、GPS直進判定手段16は、GPS情報A1とA2、A2とA3、A1とA3のそれぞれの間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定することとしているが、これを1.5〔°〕以下、或いは0.7〔°〕以下としても好適である。また、上記の実施形態においては、速度判定手段17は、GPS情報A1、A2、A3の全てで速度が5〔m/s〕以上であるか否かを判定することとしているが、これを7.5〔m/s〕以上としても好適である。 (4) Further, in order to improve the accuracy of the basic correction coefficient Db, it is preferable that the determination conditions in the GPS straight traveling determination unit 16 and the speed determination unit 17 are further strict. For example, in the above-described embodiment, the GPS straight traveling determination unit 16 determines whether the absolute value of the azimuth change amount between the GPS information A1 and A2, A2 and A3, and A1 and A3 is 3 ° or less. However, it is also preferable to set this to 1.5 [°] or less, or 0.7 [°] or less. In the above embodiment, the speed determination means 17 determines whether or not the speed is 5 [m / s] or more in all of the GPS information A1, A2, and A3. .5 [m / s] or more is also suitable.

(5)同様に、基本補正係数Dbの正確性を高めるため、センサ直進判定手段24における判定条件を更に厳しくしても好適である。例えば、上記の実施形態においては、センサ直進判定手段24は、近傍領域arAの両端の点である現在点Pg0と点Pg1との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であり、且つ後方領域arBの両端の点である点Pg2と点Pg3との間での方位変化量の絶対値が3〔°〕以下であるか否かを判定しているが、これを共に1〔°〕以下としても好適である。 (5) Similarly, in order to improve the accuracy of the basic correction coefficient Db, it is preferable to make the determination condition in the sensor straight traveling determination means 24 more stringent. For example, in the above embodiment, the sensor straight-ahead determination means 24 has an absolute value of the azimuth change amount between the current point Pg0 and the point Pg1, which are the points at both ends of the vicinity area arA, of 3 [°] or less. In addition, it is determined whether or not the absolute value of the azimuth change amount between the points Pg2 and Pg3, which are both ends of the rear region arB, is 3 [°] or less. It is also suitable as below.

(6)上記の実施形態においては、GPS直進判定手段16、速度判定手段17、及び受信状態判定手段18が、近傍領域arA内のGPS情報A1、A2、A3に関してのみ判定を行う場合について説明した。しかし、GPS直進判定手段16、速度判定手段17、及び受信状態判定手段18が、各後方領域arC、arD・・・arHについても同様の判定を行う構成とすることも好適な実施形態の一つである。この場合、具体的な処理手順としては、図4のステップ#06で例えば後方領域arBを設定した後、ステップ#07の処理の前に、ステップ#02〜#04と同様の判定処理を当該後方領域arBについて行う。そして、これらの判定条件の全てを満たす場合にはステップ#07へ進む。一方、これらの判定条件の何れかを満たさない場合には、処理はステップ#18へ進む。ここでは全ての後方領域arB、arC、arD・・・arHについて処理が終了していないので(ステップ#18:NO)、次の後方領域arCの設定を行う(ステップ#19)。このようにして、全ての後方領域arB、arC、arD・・・arHについて、ステップ#02〜#04と同様の判定処理をおこない、これらの判定条件を満たす後方領域のみを方位変化比率の演算に用いる。 (6) In the above embodiment, the case where the GPS straight-line determination unit 16, the speed determination unit 17, and the reception state determination unit 18 perform the determination only on the GPS information A1, A2, and A3 in the vicinity area arA has been described. . However, it is also one preferred embodiment that the GPS straight-running determination unit 16, the speed determination unit 17, and the reception state determination unit 18 are configured to perform the same determination for each of the rear areas arC, arD. It is. In this case, as a specific processing procedure, for example, after the rear area arB is set in step # 06 of FIG. 4, the same determination process as in steps # 02 to # 04 is performed before the process of step # 07. This is performed for the area arB. If all of these determination conditions are satisfied, the process proceeds to step # 07. On the other hand, if any of these determination conditions is not satisfied, the process proceeds to step # 18. Here, since the processing has not been completed for all the rear areas arB, arC, arD... ArH (step # 18: NO), the next rear area arC is set (step # 19). In this way, the same determination process as in steps # 02 to # 04 is performed for all the rear regions arB, arC, arD... ArH, and only the rear region satisfying these determination conditions is used for the calculation of the azimuth change ratio. Use.

(7)上記実施形態においては、車両の自車位置認識装置2を例として説明したが、本発明は、車両以外の携帯型や船舶等の他の乗り物の自位置認識装置等に適用することも当然に可能である。 (7) In the above embodiment, the vehicle position recognition device 2 of the vehicle has been described as an example. However, the present invention is applied to a self-position recognition device or the like of a vehicle other than a vehicle or a vehicle such as a ship. Is of course possible.

方位センサの静的な設置角度及びその設置角度の動的な変化を考慮した動的補正係数を適切に演算することが可能な方位センサの補正係数演算装置及び演算プログラム、並びに自位置認識装置及び認識プログラムを得ることができた。   Correction sensor calculation device and calculation program for azimuth sensor capable of appropriately calculating a static installation angle of the azimuth sensor and a dynamic correction coefficient in consideration of a dynamic change in the installation angle, a self-position recognition device, and A recognition program was obtained.

1:補正係数演算装置
2:自車位置認識装置
4:ジャイロセンサ(方位センサ)
5:距離センサ
6:GPS情報取得部(GPS情報取得手段)
8:ジャイロ情報取得部(方位センサ情報取得手段)
10:パルス数情報取得部(距離センサ情報取得手段)
14:後方領域設定手段
16:GPS直進判定手段(第一直進判定手段)
19:GPS方位変更判定手段
22:GPS方位変化量演算手段
24:センサ直進判定手段(第二直進判定手段)
26:複数回方位変更判定手段
29:センサ方位変化量演算手段
30:方位変化比率演算部(方位変化比率演算手段)
31:比率記憶部(記憶手段)
32:基本補正係数演算部(基本補正係数演算手段)
33:ジャイロ情報補正部(方位センサ情報補正手段)
34:自位置演算部(自位置演算手段)
41:勾配センサ(動的変化検出手段)
42:勾配情報取得部(動的変化検出手段)
43:静的補正係数演算部(静的補正係数演算手段)
44:動的補正係数演算部(動的補正係数演算手段)
Db:基本補正係数
Ds:静的補正係数
Da:動的補正係数
X:ジャイロセンサの検出軸
ang−GPS:GPS方位変化量
ang−SEN:センサ方位変化量
1: Correction coefficient calculation device 2: Own vehicle position recognition device 4: Gyro sensor (direction sensor)
5: Distance sensor 6: GPS information acquisition unit (GPS information acquisition means)
8: Gyro information acquisition unit (direction sensor information acquisition means)
10: Pulse number information acquisition unit (distance sensor information acquisition means)
14: Rear area setting means 16: GPS straight-ahead determination means (first straight-ahead determination means)
19: GPS azimuth change determination means 22: GPS azimuth change amount calculation means 24: Sensor straight-ahead determination means (second straight-ahead determination means)
26: Multiple-direction azimuth change determination means 29: Sensor azimuth change amount calculation means 30: Direction change ratio calculation section (azimuth change ratio calculation means)
31: Ratio storage unit (storage means)
32: Basic correction coefficient calculation unit (basic correction coefficient calculation means)
33: Gyro information correction unit (direction sensor information correction means)
34: Own position calculation unit (own position calculation means)
41: Gradient sensor (dynamic change detection means)
42: Gradient information acquisition unit (dynamic change detection means)
43: Static correction coefficient calculation unit (static correction coefficient calculation means)
44: Dynamic correction coefficient calculation unit (dynamic correction coefficient calculation means)
Db: Basic correction coefficient Ds: Static correction coefficient Da: Dynamic correction coefficient X: Gyro sensor detection axis ang-GPS: GPS azimuth change ang-SEN: Sensor azimuth change

Claims (10)

GPS衛星からの信号に基づいて位置情報及び進行方位情報を含むGPS情報を取得するGPS情報取得手段と、
方位センサからの方位センサ情報を取得する方位センサ情報取得手段と、
前記GPS情報に基づいて進行方位の変化量を演算するGPS方位変化量演算手段と、
前記方位センサ情報に基づいて進行方位の変化量を演算するセンサ方位変化量演算手段と、
記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との差異に基づいて、前記方位センサ情報の基本補正係数を演算する基本補正係数演算手段と、
前記方位センサの検出軸の静的な設置角度に応じて前記基本補正係数を補正した静的補正係数を演算する静的補正係数演算手段と、
前記方位センサの検出軸方向の動的変化を検出する動的変化検出手段と、
前記方位センサの検出軸方向の動的変化に応じて、前記静的補正係数を動的に補正して動的補正係数を演算する動的補正係数演算手段と、
前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との方位変化比率を演算する方位変化比率演算手段と、
前記方位変化比率演算手段の演算結果としての前記方位変化比率の情報を記憶する記憶手段と、
自位置近傍の近傍領域を設定する近傍領域設定手段と、
前記近傍領域に対して進行方向後方に、前記近傍領域からの距離が異なる複数の後方領域を設定する後方領域設定手段と、を備え
前記方位変化比率演算手段は、複数の前記後方領域について、前記近傍領域との間での前記方位変化比率をそれぞれ演算し、それぞれの前記方位変化比率の情報を前記記憶手段に記憶させ、
前記基本補正係数演算手段は、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率の全部又は一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する方位センサの補正係数演算装置。
GPS information acquisition means for acquiring GPS information including position information and traveling direction information based on a signal from a GPS satellite;
Direction sensor information acquisition means for acquiring direction sensor information from the direction sensor;
A GPS orientation change amount calculation means for calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the GPS information,
A sensor orientation change amount calculation means for calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the azimuth sensor information,
A basic correction coefficient calculation means based on the difference between pre-Symbol GPS orientation change amount of the sensor orientation change amount, calculates a basic correction coefficient of the azimuth sensor information,
A static correction coefficient calculating means for calculating a static correction coefficient obtained by correcting the basic correction coefficient according to a static installation angle of a detection axis of the azimuth sensor;
Dynamic change detection means for detecting a dynamic change in the detection axis direction of the orientation sensor;
Dynamic correction coefficient calculating means for dynamically correcting the static correction coefficient and calculating a dynamic correction coefficient according to a dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor;
An azimuth change ratio calculating means for calculating an azimuth change ratio between the GPS azimuth change and the sensor azimuth change;
Storage means for storing information on the azimuth change ratio as a calculation result of the azimuth change ratio calculation means;
Neighborhood area setting means for setting a neighborhood area in the vicinity of the own position;
A rear region setting means for setting a plurality of rear regions having different distances from the neighboring region behind the neighboring region in the traveling direction ;
The azimuth change ratio calculating means calculates the azimuth change ratio between each of the rear areas and the neighboring area, and stores information on the respective azimuth change ratios in the storage means.
The basic correction coefficient calculating means, the correction coefficient calculation unit for all or azimuth sensor you calculating the basic correction factor based in part on the average value of a plurality of direction change ratio stored in the storage means.
前記基本補正係数演算手段は、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率のうち、最新の一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する請求項1に記載の方位センサの補正係数演算装置。  2. The azimuth sensor correction according to claim 1, wherein the basic correction coefficient calculation unit calculates the basic correction coefficient based on a latest average value of a plurality of azimuth change ratios stored in the storage unit. Coefficient arithmetic unit. 前記方位センサ情報に基づいて、前記近傍領域と前記後方領域との間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する複数回方位変更判定手段を更に備え、  Based on the azimuth sensor information, further comprising a plurality of azimuth change determination means for determining whether or not there have been a plurality of azimuth changes in different directions between the vicinity area and the rear area,
前記複数回方位変更判定手段により複数回の方位変更があったと判定された場合には、前記基本補正係数演算手段は、複数回の方位変更があったと判定された前記近傍領域と前記後方領域との間の前記方位変化比率の情報を、前記基本補正係数の演算対象から除外する請求項1又は2に記載の方位センサの補正係数演算装置。  When it is determined by the plurality of azimuth change determination means that the azimuth change has been made a plurality of times, the basic correction coefficient calculation means includes the neighborhood area and the rear area determined to have a plurality of azimuth changes. The correction coefficient calculation device of the azimuth sensor according to claim 1 or 2, wherein the information of the azimuth change ratio during the period is excluded from the calculation target of the basic correction coefficient.
前記静的補正係数演算手段は、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度が、鉛直方向に対してα°である場合に、前記静的補正係数を、
(前記静的補正係数)=(前記基本補正係数)×cosα
として演算し、
前記動的補正係数演算手段は、鉛直方向に対して前記設置角度α°傾斜した方向を基準として、前記方位センサの検出軸方向の動的変化角度がβ°である場合に、前記動的補正係数を、
(前記動的補正係数)=(前記静的補正係数)/cosα×cos(α+β)
として演算する請求項1から3の何れか一項に記載の方位センサの補正係数演算装置。
The static correction coefficient calculation means, when the static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor is α ° with respect to the vertical direction, the static correction coefficient,
(The static correction coefficient) = (the basic correction coefficient) × cos α
Operate as
The dynamic correction coefficient calculating means is configured to perform the dynamic correction when the dynamic change angle in the detection axis direction of the azimuth sensor is β ° with reference to a direction inclined by the installation angle α ° with respect to a vertical direction. Coefficient
(Dynamic correction coefficient) = (static correction coefficient) / cos α × cos (α + β)
The correction coefficient calculation device for the azimuth sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the correction coefficient calculation device is calculated as follows.
請求項1からの何れか一項に記載の方位センサの補正係数演算装置を備えた自位置認識装置であって、
前記静的補正係数及び前記動的補正係数の少なくとも一方を用いて前記方位センサ情報を補正する方位センサ情報補正手段と、
移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報を取得する距離センサ情報取得手段と、
補正後の前記方位センサ情報と前記距離センサ情報とに基づいて自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算手段と、
を備える自位置認識装置。
A self position recognizing device comprising the azimuth sensor correction coefficient computing device according to any one of claims 1 to 4 ,
Direction sensor information correction means for correcting the direction sensor information using at least one of the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient;
Distance sensor information acquisition means for acquiring distance sensor information from a distance sensor for detecting a moving distance;
Self-position calculation means for calculating the movement locus of the self-position based on the corrected azimuth sensor information and the distance sensor information and recognizing the self-position;
A self-recognition apparatus comprising:
GPS衛星からの信号に基づいて位置情報及び進行方位情報を含むGPS情報を取得するGPS情報取得ステップからのGPS情報に基づいて進行方位の変化量を演算するGPS方位変化量演算ステップと、
方位センサからの方位センサ情報に基づいて進行方位の変化量を演算するセンサ方位変化量演算ステップと、
記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との差異に基づいて、前記方位センサ情報の基本補正係数を演算する基本補正係数演算ステップと、
前記方位センサの検出軸の静的な設置角度に応じて前記基本補正係数を補正した静的補正係数を演算する静的補正係数演算ステップと、
前記方位センサの検出軸方向の動的変化を検出する動的変化検出ステップと、
前記方位センサの検出軸方向の動的変化に応じて、前記静的補正係数を動的に補正して動的補正係数を演算する動的補正係数演算ステップと、
前記GPS方位変化量と前記センサ方位変化量との比率を演算する方位変化比率演算ステップと、
前記方位変化比率演算ステップの演算結果としての方位変化比率の情報を所定の記憶手段に記憶する記憶ステップと、
自位置近傍の近傍領域を設定する近傍領域設定ステップと、
前記近傍領域に対して進行方向後方に、前記近傍領域からの距離が異なる複数の後方領域を設定する後方領域設定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記方位変化比率演算ステップでは、複数の前記後方領域について、前記近傍領域との間での前記方位変化比率をそれぞれ演算し、それぞれの前記方位変化比率の情報を前記記憶手段に記憶させ、
前記基本補正係数演算ステップでは、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率の全部又は一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する方位センサの補正係数演算プログラム。
A GPS orientation change amount calculation step of calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the GPS information from the GPS information acquisition step of acquiring GPS information including the position information and traveling direction information based on signals from GPS satellites,
A sensor orientation change amount calculation step of calculating an amount of change proceeds whereabouts position based on the azimuth sensor information from the azimuth sensor,
Based on the difference between pre-Symbol GPS orientation change amount of the sensor orientation change amount, and the basic correction coefficient calculation step of calculating the basic correction coefficient of the azimuth sensor information,
A static correction coefficient calculation step of calculating a static correction coefficient obtained by correcting the basic correction coefficient according to a static installation angle of a detection axis of the azimuth sensor;
A dynamic change detecting step for detecting a dynamic change in a detection axis direction of the orientation sensor;
A dynamic correction coefficient calculating step of dynamically correcting the static correction coefficient and calculating a dynamic correction coefficient in accordance with a dynamic change in the detection axis direction of the azimuth sensor;
An azimuth change ratio calculating step for calculating a ratio between the GPS azimuth change and the sensor azimuth change;
A storage step of storing information on the azimuth change ratio as a calculation result of the azimuth change ratio calculation step in a predetermined storage unit;
A neighborhood region setting step for setting a neighborhood region in the vicinity of the own position;
A rear region setting step of setting a plurality of rear regions having different distances from the neighboring region behind the neighboring region in the traveling direction ;
In the azimuth change ratio calculation step, for a plurality of the rear areas, the azimuth change ratio between the neighboring areas is calculated, and information on each azimuth change ratio is stored in the storage unit.
Wherein the basic correction coefficient calculation step, the correction coefficient calculation program of the azimuth sensor you calculating the basic correction factor based on the average value of all or some of the plurality of direction change ratio stored in the storage means.
前記基本補正係数演算ステップでは、前記記憶手段に記憶された複数の方位変化比率のうち、最新の一部の平均値に基づいて前記基本補正係数を演算する請求項6に記載の方位センサの補正係数演算プログラム。  The azimuth sensor correction according to claim 6, wherein in the basic correction coefficient calculation step, the basic correction coefficient is calculated based on a latest average value of a plurality of azimuth change ratios stored in the storage unit. Coefficient calculation program. 前記方位センサ情報に基づいて、前記近傍領域と前記後方領域との間で異なる方向への複数回の方位変更があったか否かを判定する複数回方位変更判定ステップを更に実行し、  Based on the azimuth sensor information, further performing a multiple azimuth change determination step for determining whether or not there have been multiple azimuth changes in different directions between the neighborhood area and the rear area,
前記複数回方位変更判定ステップで複数回の方位変更があったと判定された場合には、前記基本補正係数演算ステップでは、複数回の方位変更があったと判定された前記近傍領域と前記後方領域との間の前記方位変化比率の情報を、前記基本補正係数の演算対象から除外する請求項6又は7に記載の方位センサの補正係数演算プログラム。  If it is determined in the multiple azimuth change determination step that there have been multiple azimuth changes, in the basic correction coefficient calculation step, the neighborhood area and the rear area determined to have multiple azimuth changes. The azimuth sensor correction coefficient calculation program according to claim 6 or 7, wherein information on the azimuth change ratio is excluded from calculation targets of the basic correction coefficient.
前記静的補正係数演算ステップにおいて、前記方位センサの検出軸の静的な設置角度が、鉛直方向に対してα°である場合に、前記静的補正係数を、
(前記静的補正係数)=(前記基本補正係数)×cosα
として演算し、
前記動的補正係数演算ステップにおいて、鉛直方向に対して前記設置角度α°傾斜した方向を基準として、前記方位センサの検出軸方向の動的変化角度がβ°である場合に、前記動的補正係数を、
(前記動的補正係数)=(前記静的補正係数)/cosα×cos(α+β)
として演算する請求項6から8の何れか一項に記載の方位センサの補正係数演算プログラム。
In the static correction coefficient calculation step, when the static installation angle of the detection axis of the azimuth sensor is α ° with respect to the vertical direction, the static correction coefficient is
(The static correction coefficient) = (the basic correction coefficient) × cos α
Operate as
In the dynamic correction coefficient calculating step, when the dynamic change angle in the detection axis direction of the azimuth sensor is β ° with reference to the direction inclined by the installation angle α ° with respect to the vertical direction, the dynamic correction is performed. Coefficient
(Dynamic correction coefficient) = (static correction coefficient) / cos α × cos (α + β)
The correction coefficient calculation program for an orientation sensor according to any one of claims 6 to 8, wherein the correction coefficient calculation program is calculated as follows.
請求項6から9の何れか一項に記載の方位センサの補正係数演算プログラムを備えた自位置認識プログラムであって、
前記静的補正係数及び前記動的補正係数の少なくとも一方を用いて前記方位センサ情報を補正する方位センサ情報補正ステップと、
移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報を取得する距離センサ情報取得ステップと、
補正後の前記方位センサ情報と移動距離を検出する距離センサからの距離センサ情報とに基づいて自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算ステップと、
をコンピュータに実行させる自位置認識プログラム。
A self-position recognition program comprising the azimuth sensor correction coefficient calculation program according to any one of claims 6 to 9 ,
A direction sensor information correction step for correcting the direction sensor information using at least one of the static correction coefficient and the dynamic correction coefficient;
A distance sensor information acquisition step for acquiring distance sensor information from a distance sensor for detecting a moving distance;
A self-position calculation step of calculating a movement locus of the own position based on the corrected azimuth sensor information and distance sensor information from a distance sensor for detecting a movement distance, and recognizing the own position;
A self-recognition program that causes a computer to execute.
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