JP6178776B2 - Speed measuring device - Google Patents

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本発明は、車両に搭載されてその車両の速度を計測する速度計測装置に関する。   The present invention relates to a speed measurement device that is mounted on a vehicle and measures the speed of the vehicle.

車両に搭載されたIMU(Inertial Measurement Unit)
とGPS(Global Positioning System)受信機の双方とを使って、その車両の速度を高精度に計測する速度計測装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
IMU (Internal Measurement Unit) mounted on the vehicle
And a GPS (Global Positioning System) receiver are used to measure the speed of the vehicle with high accuracy (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

ここで、IMUからは、例えば100Hz等のクロックに同期して、ほぼリアルタイムで更新されたデータが出力される。ただし、IMUでは直接的には加速度が計測され、その加速度を積分することにより速度が計測される。このためIMUで計測される速度は、IMUで直接に計測される加速度のオフセット誤差が順次累積されることになる。したがって、この速度データを補正しないままにしておくと真の値から徐々に離れて行き、次第に大きな誤差を含むデータとなってしまうおそれがある。   Here, from the IMU, data updated in substantially real time is output in synchronization with a clock of, for example, 100 Hz. However, in the IMU, acceleration is directly measured, and the velocity is measured by integrating the acceleration. For this reason, the acceleration measured by the IMU is accumulated sequentially with the offset error of the acceleration measured directly by the IMU. Therefore, if the speed data is left uncorrected, there is a risk that the data gradually moves away from the true value and gradually includes data having a large error.

一方、GPS受信機での速度計測法の1つとして、GPS衛星から送られてくる電波の搬送波のドプラシフト量に基づいて速度(以下、「ドプラ速度」と称することがある)を計測する計測法が知られている。この計測法を採用すると高精度な速度計測を行なうことができる。しかしながら、例えば、木々やビル群等によって規定数(4個)未満のGPS衛星からしか電波を受信することができない状況下にある場合には正確な速度計測を行なうことができないなど、高精度な速度計測を行なうことのできる条件には制約がある。   On the other hand, as one of the speed measurement methods in the GPS receiver, a measurement method for measuring the speed (hereinafter sometimes referred to as “Doppler speed”) based on the Doppler shift amount of the carrier wave of the radio wave transmitted from the GPS satellite. It has been known. If this measurement method is adopted, highly accurate speed measurement can be performed. However, for example, when the radio wave can be received only from less than the prescribed number (4) of GPS satellites due to trees, buildings, etc., accurate speed measurement cannot be performed. There are restrictions on the conditions under which speed measurement can be performed.

特許文献1,2には、IMU由来の速度データをGPS受信機由来のドプラ速度データに基づいて補正して出力速度データを生成する構成が開示されている。具体的には、それらの特許文献1,2には、GPS受信機由来の速度データと出力速度データとの差分データを生成し、その差分データに基づいて、IMU由来の速度データを補正するための補正データを算出し、その補正データを用いてIMU由来の速度データを補正して出力速度データを生成する速度計測装置が提案されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose a configuration in which output speed data is generated by correcting speed data derived from an IMU based on Doppler speed data derived from a GPS receiver. Specifically, in Patent Documents 1 and 2, in order to generate difference data between speed data derived from a GPS receiver and output speed data, and to correct speed data derived from IMU based on the difference data. A speed measuring device has been proposed that calculates output data and generates output speed data by correcting IMU-derived speed data using the correction data.

ここで、特許文献1には、GPS由来のドプラ速度データの信頼度を評価して係数を算出し、その係数に応じて、信頼度が高いときにIMU由来の速度データを強く補正し、信頼度が低いときには補正量を低減させることが提案されている。   Here, Patent Document 1 evaluates the reliability of GPS-derived Doppler velocity data, calculates a coefficient, and according to the coefficient, strongly corrects the IMU-derived velocity data when the reliability is high. It has been proposed to reduce the correction amount when the degree is low.

また、特許文献2には、GPS受信機由来の速度データが、例えば20Hz等のクロックに同期した、IMUと比べゆっくりとした周期でしか速度データが得られないGPS受信機を採用し、そのGPS受信機由来の速度データに補間処理を施した構成が開示されている。   Patent Document 2 adopts a GPS receiver in which speed data derived from a GPS receiver is synchronized with a clock of, for example, 20 Hz, and speed data can be obtained only at a slower cycle than the IMU. A configuration in which interpolation processing is performed on speed data derived from a receiver is disclosed.

特開2012−42318号公報JP 2012-42318 A 特開2013−170904号公報JP 2013-170904 A

ここで、上掲の特許文献1,2に開示されている速度計測装置の場合、GPS受信機由来の速度データの信頼性が高い場合には高精度な出力速度データが生成される。しかしながら、上記のような、規定数未満のGPS衛星からの電波しか受信できない場合などのように、GPS受信機由来の速度データの信頼性が低い場合には、オフセット誤差が順次累積されるという、IMU由来の速度データの短所がそのままあらわれた出力速度データが得られることになる。   Here, in the case of the speed measurement device disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, when the reliability of the speed data derived from the GPS receiver is high, highly accurate output speed data is generated. However, when the reliability of the speed data from the GPS receiver is low, such as when only radio waves from a GPS satellite less than the specified number can be received, offset errors are accumulated sequentially. Output speed data in which the disadvantages of IMU-derived speed data appear as they are can be obtained.

本発明は、上記事情に鑑み、GPS受信機から信頼度の低い速度データしか得られないタイミングにおいても、高精度に補正された速度データを生成することのできる速度計測装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a speed measuring device capable of generating speed data corrected with high accuracy even at a timing when only speed data with low reliability can be obtained from a GPS receiver. And

上記目的を達成する本発明の速度計測装置は、
GPS受信機由来のGPS速度に基づいて補正されたIMU由来の車速を表わす1次IMU速度に基づいて、車速を表わすCAN速度のゲインを補正するゲイン補正部と、
1次IMU速度とCAN速度との間の相関演算により、1次IMU速度に対するCAN速度の、1次IMU速度とCAN速度との間の誤差が最小となる遅れ時間を推定する遅れ推定部と、
MU由来の速度を補正することにより2次IMU速度を生成する速度補正部であって、
2次IMU速度を、上記遅れ推定部で推定されたCAN速度の遅れ時間だけ遅延させることでCAN速度と時間的に同期した遅延2次IMU速度を生成する同期化処理部、
上記ゲイン補正部で補正されたCAN速度と同期化処理部で生成された遅延2次IMU速度との間の差分を生成する差分器、
前記差分器で生成された差分を入力し、運動方程式に基づいて、IMU由来の現時点の速度を補正するカルマンゲインを生成するカルマンゲイン算出部、および
カルマンゲイン算出部で算出されたカルマンゲインを使って、IMU由来の現時点の速度を補正することで上記2次IMU速度を生成する補正速度生成部を有する速度補正部とを備えたことを特徴とする。
The speed measuring device of the present invention that achieves the above-described object provides:
A gain correction unit for correcting the gain of the CAN speed representing the vehicle speed based on the primary IMU speed representing the vehicle speed derived from the IMU corrected based on the GPS speed derived from the GPS receiver;
A delay estimator for estimating a delay time at which an error between the primary IMU speed and the CAN speed is minimized with respect to the primary IMU speed by a correlation calculation between the primary IMU speed and the CAN speed ;
A speed correction unit that generates a secondary IMU speed by correcting a speed derived from I MU ,
A synchronization processing unit that generates a delayed secondary IMU speed that is temporally synchronized with the CAN speed by delaying the secondary IMU speed by a delay time of the CAN speed estimated by the delay estimation unit;
A differentiator for generating a difference between the CAN speed corrected by the gain correction unit and the delayed secondary IMU speed generated by the synchronization processing unit;
A Kalman gain calculating unit that inputs a difference generated by the differentiator and generates a Kalman gain that corrects a current velocity derived from the IMU based on an equation of motion; and
And a speed correction unit having a correction speed generation unit that generates the secondary IMU speed by correcting the current speed derived from the IMU using the Kalman gain calculated by the Kalman gain calculation unit. To do.

本発明の速度計測装置は、車両内に構築されたネットワークであるCAN(Control Area Network)に流れる、車輪の回転等に基づいて計測されるCAN速度のゲインを補正するとともに、そのCAN速度の遅れ時間を推定し、ゲインが補正されたCAN速度に基づき、かつそのCAN速度が推定された遅れ時間だけ遅れていることを考慮してIMU由来の速度を補正することにより2次IMU速度を生成するものである。   The speed measuring device of the present invention corrects the gain of the CAN speed measured based on the rotation of the wheel and the like flowing in a CAN (Control Area Network) which is a network built in the vehicle, and delays the CAN speed. Generate a secondary IMU speed by estimating the time and correcting the IMU-derived speed based on the CAN speed with the gain corrected and considering that the CAN speed is delayed by the estimated delay time Is.

このため、GPS由来の速度データで補正された1次IMU速度の信頼度が低いタイミングであっても、高精度の2次IMU速度が得られる。したがって、常に高精度の速度データが生成されることになる。   For this reason, even when the reliability of the primary IMU speed corrected with the GPS-derived speed data is low, a highly accurate secondary IMU speed can be obtained. Therefore, highly accurate speed data is always generated.

ここで、本発明の速度計測装置において、上記ゲイン補正部が、所定の判定基準に基づいて判定された、GPS速度に基づく補正がなされた1次IMU速度が入力されているタイミングであること、および、定速走行中であることを条件として、CAN速度のゲインを補正することを特徴とする。   Here, in the speed measurement device of the present invention, the gain correction unit is a timing at which a primary IMU speed corrected based on a GPS speed determined based on a predetermined determination criterion is input. And it is characterized in that the gain of the CAN speed is corrected on condition that the vehicle is traveling at a constant speed.

GPS速度に基づいて補正がなされていて、かつ定速走行中であれば、1次IMU速度に基づいてCAN速度のゲインを高精度に補正することができる。このようにして、GPS速度に基づいて補正がなされている1次IMU速度を使ってCAN速度のゲインを補正しておき、ゲインが補正されたCAN速度を使ってIMU由来の速度を補正することにより、GPS速度の信頼度が低いタイミングにおいても高精度の2次IMU速度が生成される。   If the correction is made based on the GPS speed and the vehicle is traveling at a constant speed, the gain of the CAN speed can be corrected with high accuracy based on the primary IMU speed. In this way, the gain of the CAN speed is corrected using the primary IMU speed corrected based on the GPS speed, and the speed derived from the IMU is corrected using the CAN speed with the gain corrected. Thus, a highly accurate secondary IMU speed is generated even at a timing when the reliability of the GPS speed is low.

また、本発明の速度計測装置において、上記遅れ推定部が、所定の判定基準に基づいて判定された、GPS速度に基づく正確な補正がなされた1次IMU速度が入力されているタイミングであること、および、車速が変化しているタイミングであることを条件として、CAN速度の遅れ時間を推定するものであることが好ましい。   Further, in the speed measurement device of the present invention, the delay estimation unit is a timing at which a primary IMU speed, which is determined based on a predetermined determination criterion and is accurately corrected based on a GPS speed, is input. It is preferable that the CAN speed delay time is estimated on the condition that the vehicle speed is changing.

1次IMU速度がGPS速度に基づいて補正がなされていて、かつ、車速が変化しているタイミングであれば、1次IMU速度に基づいてCAN速度の遅れ時間を高精度に推定することができる。このようにして推定された遅れ時間を使って2次IMU速度をCAN速度に同期させることにより、GPS速度の信頼度が低いタイミングにおいても高精度の2次IMU速度が生成される。   If the primary IMU speed is corrected based on the GPS speed and the vehicle speed is changing, the CAN speed delay time can be estimated with high accuracy based on the primary IMU speed. . By synchronizing the secondary IMU speed with the CAN speed using the delay time estimated in this way, a highly accurate secondary IMU speed is generated even at a timing when the reliability of the GPS speed is low.

さらに、本発明の速度計測装置において、上記速度補正部が、
上記2次IMU速度を、遅れ推定部より推定されたCAN速度の遅れ時間に応じた遅延量だけ遅延させることにより、CAN速度と同期させる同期化処理部と、
ゲイン補正部でゲイン補正されたCAN速度と、同期化処理部で遅延された2次IMU速度との差分値を算出する差分値算出部と、
差分値算出部で算出された差分値を入力してカルマンゲインを算出することにより、2次IMU速度算出のための補正値を生成するカルマンゲイン算出部と、
IMU由来の速度をカルマンゲイン算出部で生成された補正値に基づいて補正することにより、2次IMU速度を生成する補正速度生成部とを備えたものであることが好ましい。
Furthermore, in the speed measurement device of the present invention, the speed correction unit is
A synchronization processing unit that synchronizes with the CAN speed by delaying the secondary IMU speed by a delay amount corresponding to a delay time of the CAN speed estimated by the delay estimation unit;
A difference value calculation unit that calculates a difference value between the CAN speed gain-corrected by the gain correction unit and the secondary IMU speed delayed by the synchronization processing unit;
A Kalman gain calculation unit that generates a correction value for calculating the secondary IMU speed by inputting the difference value calculated by the difference value calculation unit and calculating the Kalman gain;
It is preferable to include a correction speed generation unit that generates a secondary IMU speed by correcting the IMU-derived speed based on the correction value generated by the Kalman gain calculation unit.

この構成を備えることにより、IMU由来の速度から高精度に補正された2次IMU速度が生成される。   By providing this configuration, the secondary IMU speed corrected with high accuracy from the speed derived from the IMU is generated.

さらに、本発明の速度計測装置は、IMU由来の速度をGPS速度に基づいて補正することにより1次IMU速度を生成する1次IMU速度生成部をさらに備えたものであってもよい。   Furthermore, the speed measurement device of the present invention may further include a primary IMU speed generation unit that generates a primary IMU speed by correcting a speed derived from the IMU based on the GPS speed.

本発明の速度計測装置は、1次IMU速度を別装置から受け取るものであってもよいが、上記のように、1次IMU速度を生成する1次IMU速度生成部が組み込まれたものであってもよい。   The speed measurement device of the present invention may receive a primary IMU speed from another device, but as described above, a primary IMU speed generation unit that generates a primary IMU speed is incorporated. May be.

また、本発明の速度計測装置において、上記速度補正部は、1次IMU速度とは独立に生成したIMU由来の速度を補正することにより2次IMU速度を生成するものであってもよく、あるいは、上記速度補正部は、1次IMU速度を補正することにより2次IMU速度を生成するものであってもよい。   In the speed measurement device of the present invention, the speed correction unit may generate a secondary IMU speed by correcting a speed derived from the IMU generated independently of the primary IMU speed, or The speed correction unit may generate a secondary IMU speed by correcting the primary IMU speed.

以上の本発明によれば、GPS受信機から信頼度の低い速度データしか得られないタイミングにおいても、高精度に補正された速度データを生成することができる。   According to the present invention described above, speed data corrected with high accuracy can be generated even at a timing when only speed data with low reliability can be obtained from a GPS receiver.

本発明の第1実施形態としての速度計測装置を表わしたブロック図である。It is a block diagram showing the speed measuring device as a 1st embodiment of the present invention. 図1に1つのブロックで示すゲイン補正部の内部構成を表わしたブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of a gain correction unit illustrated by one block in FIG. 1. 図1に1つのブロックで示す遅れ推定部の内部構成を表わしたブロック図である。It is a block diagram showing the internal structure of the delay estimation part shown by one block in FIG. 遅延部および誤差演算部における処理内容を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the processing content in a delay part and an error calculating part. 図1に1つのブロックで示す速度補正部の内部構成を表わしたブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a speed correction unit shown by one block in FIG. 1. 図1に示す速度計測装置から出力された最終IMU速度を、衛星捕捉オン、オフと対応づけて示した図である。It is the figure which showed the last IMU speed output from the speed measuring device shown in FIG. 1 corresponding to satellite acquisition on and off. 本発明の第2実施形態としての速度計測装置を表わしたブロック図である。It is a block diagram showing the speed measuring device as 2nd Embodiment of this invention. 1次IMU速度生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a primary IMU speed generation apparatus.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本発明の第1実施形態としての速度計測装置を表わしたブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a speed measuring apparatus as a first embodiment of the present invention.

この速度計測装置100Aは、ゲイン補正部10と、遅れ推定部20と、速度補正部30と、切替スイッチ40とを備えている。   The speed measurement device 100A includes a gain correction unit 10, a delay estimation unit 20, a speed correction unit 30, and a changeover switch 40.

ゲイン補正部10には、CAN速度と1次IMU速度とが入力され、CAN速度が1次IMU速度と同じ速度となるようにCAN速度のゲイン補正が行なわれる。   The gain correction unit 10 receives the CAN speed and the primary IMU speed, and performs the CAN speed gain correction so that the CAN speed becomes the same as the primary IMU speed.

ここで、CAN速度は、車両の車輪の回転等に基づいて計測され、車両内に構築されたCAN(Control Area Network)に流れる速度信号により得られる速度である。このCAN速度は、車両の正確な速度にほぼ比例しているが、不正確な速度であり、かつ、応答遅れがある。   Here, the CAN speed is a speed obtained from a speed signal that is measured based on the rotation of the wheels of the vehicle and flows to a CAN (Control Area Network) built in the vehicle. This CAN speed is approximately proportional to the exact speed of the vehicle, but is an inaccurate speed and has a response delay.

一方、1次IMU速度は、車両に搭載されたIMU(Inertial Measurement Unit)由来の速度であって、同じ車両に搭載されたGPS(Global Positioning System)受信機由来の速度によって補正された速度である。IMUは、慣性計測装置と呼ばれ、3軸のジャイロセンサと3軸の加速度センサが組み込まれていて、3次元の角速度と3方向の加速度が求められる。IMUからは、それらの角速度と加速度がリアルタイムで、かつ例えば10ms等の周期で計測されて出力される。このIMUから出力される角速度および加速度は、そのIMUが搭載されている車両の進行方向を基準としたときの角速度および加速度である。   On the other hand, the primary IMU speed is a speed derived from an IMU (Internal Measurement Unit) mounted on the vehicle, and is corrected by a speed derived from a GPS (Global Positioning System) receiver mounted on the same vehicle. . The IMU is called an inertial measurement device, and incorporates a three-axis gyro sensor and a three-axis acceleration sensor, and requires a three-dimensional angular velocity and acceleration in three directions. From the IMU, these angular velocities and accelerations are measured and output in real time and with a period of, for example, 10 ms. The angular velocity and acceleration output from the IMU are the angular velocity and acceleration with reference to the traveling direction of the vehicle on which the IMU is mounted.

また、GPS受信機での速度計測法の1つとして、GPS衛星から送られてくる電波の搬送波のドプラシフト量に基づいて速度(以下、「ドプラ速度」と称することがある)を計測する計測法が知られている。この計測法を採用すると、高精度な速度計測を行なうことができる。しかしながら、前述の通り、例えば、木々やビル等によって規定数(4個)未満の数のGPS衛星からしか電波を受信することができない状態にあると正確な速度計測が不能となるなど、高精度な速度計測を行なうことのできる条件には制約がある。このGPS受信機からは、車両の進行方向基準ではなく、地軸基準(北方向、東方向、下方向)の各速度が算出される。また、このGPS受信機で得られる速度は、一例として、100ms等、IMUよりも更新速度が遅く、かつ一例として、140〜150ms程度の時間遅れとジッタ(時間遅れの変動)を伴っている。   Further, as one of the speed measurement methods in the GPS receiver, a measurement method for measuring the speed (hereinafter sometimes referred to as “Doppler speed”) based on the Doppler shift amount of the carrier wave of the radio wave transmitted from the GPS satellite. It has been known. If this measurement method is employed, highly accurate speed measurement can be performed. However, as described above, for example, when the radio wave can be received only from a predetermined number (4) of GPS satellites due to trees, buildings, etc., accurate speed measurement becomes impossible. There are restrictions on the conditions under which accurate speed measurement can be performed. From this GPS receiver, each speed of the ground axis reference (north direction, east direction, downward direction) is calculated instead of the vehicle traveling direction reference. In addition, the speed obtained with this GPS receiver is, for example, 100 ms or less, and the update speed is slower than that of the IMU, and as an example, is accompanied by a time delay of about 140 to 150 ms and jitter (time delay fluctuation).

ここで説明している1次IMU速度は、IMU由来の加速度等に基づいて算出された、リアルタイム性が確保され、かつGPS受信機由来の速度に基づいて補正された車両の進行方向の速度をいう。IMU由来の加速度等に基づいて算出される速度をGPS受信機由来の速度に基づいて如何にして補正するかという点については、特定の補正演算に限るものではないが、ここでは後で、その一例について説明する。また、IMU加速度も、上述のIMUから出力された車両の進行方向の加速度である。   The primary IMU speed described here is the speed in the traveling direction of the vehicle, which is calculated based on the IMU-derived acceleration, etc., and which is real-time secured and corrected based on the speed derived from the GPS receiver. Say. The method of correcting the speed calculated based on the acceleration derived from the IMU based on the speed derived from the GPS receiver is not limited to a specific correction calculation. An example will be described. The IMU acceleration is also the acceleration in the traveling direction of the vehicle output from the above-mentioned IMU.

図1に示す速度計測装置には、さらに、「勾配」、「衛星捕捉オン/オフ」、および「リバース」の各情報が入力される。   In addition, information on “gradient”, “satellite acquisition on / off”, and “reverse” is further input to the velocity measuring device shown in FIG.

「勾配」は、現在走行中の道路の勾配を表わす情報である。   “Gradient” is information representing the gradient of the currently traveling road.

この「勾配」の情報は、IMU由来の情報であってもよく、GPS受信機由来の情報であってもよく、あるいはそれら双方の情報を統合させた情報であってもよい。ただし、通常、CANからは「勾配」の情報を得ることはできない。   This “gradient” information may be information derived from an IMU, information derived from a GPS receiver, or information obtained by integrating both pieces of information. However, normally, information on “gradient” cannot be obtained from CAN.

「衛星捕捉オン/オフ」は、GPS受信機において正確な速度計測に必要な数以上の数のGPS衛星からの電波を受信できる状況にある(オン)か否か(オフ)かをあらわす情報である。本実施形態では、この「衛星捕捉オン/オフ」の情報を、IMU由来の速度がGPS受信機由来の速度に基づいて正しく補正されているか否かの情報として採用している。ただし、GPS受信機由来の速度の信頼性を評価する指標は、「衛星捕捉オン/オフ」の情報のみではない。例えばGPS受信機において速度分散に基づいて算出される、ドプラ速度の精度の指標を表わすドプラ精度指標値を採用し、IMU由来の速度がGPS由来の速度に基づいて正しく補正されているか否かを、そのドプラ精度指標値に基づいて判定してもよい。あるいは、正しく補正されているか否かを、前掲の特許文献1において提案されている良否係数に基づいて判定してもよい。   “Satellite capture on / off” is information indicating whether or not the GPS receiver can receive radio waves from a number of GPS satellites more than necessary for accurate speed measurement (on) or not (off). is there. In the present embodiment, this “satellite acquisition on / off” information is used as information on whether or not the IMU-derived speed is correctly corrected based on the GPS receiver-derived speed. However, the index for evaluating the reliability of the speed derived from the GPS receiver is not only the information of “satellite acquisition on / off”. For example, a Doppler accuracy index value representing an index of Doppler velocity accuracy calculated based on velocity dispersion in a GPS receiver is adopted, and whether or not the IMU-derived velocity is correctly corrected based on the GPS-derived velocity. The determination may be made based on the Doppler accuracy index value. Or you may determine whether it correct | amends correctly based on the quality factor proposed in the above-mentioned patent document 1. FIG.

図2は、図1に1つのブロックで示すゲイン補正部の内部構成を表わしたブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the gain correction unit shown by one block in FIG.

このゲイン補正部10では、CAN速度を1次IMU速度に一致させるべく、CAN速度のゲインが補正される。   The gain correction unit 10 corrects the gain of the CAN speed so that the CAN speed matches the primary IMU speed.

このゲイン補正部10は、判定部11を備えている。この判定部11では、後述する補正係数算出部13においてCAN速度のゲイン補正するための正確な補正係数αを算出することが可能なタイミングであるか否かが判定される。   The gain correction unit 10 includes a determination unit 11. In the determination unit 11, it is determined whether or not it is a timing at which an accurate correction coefficient α for gain correction of the CAN speed can be calculated in a correction coefficient calculation unit 13 described later.

この判定部11では、以下の判定条件に基づく判定が行なわれ、正確な補正係数αの算出が可能なタイミングのときにイネーブル信号ENが出力される。   The determination unit 11 makes a determination based on the following determination condition, and outputs an enable signal EN at a timing at which an accurate correction coefficient α can be calculated.

・車両が前進していること
車両がバックしているタイミングを除外するための判定基準である。前進しているか否かは、CANに流れる「リバース」の情報から知ることができる。
-The vehicle is moving forward This is a criterion for excluding the timing when the vehicle is backing. Whether or not the vehicle is moving forward can be determined from “reverse” information flowing in the CAN.

・CAN速度および1次IMU速度の双方が10km/h以上の速度を示していること
車両がCAN速度を補正することができる速度で走行しているタイミングを狙うための判定基準である。判定部11には、CAN速度および1次IMU速度が入力され、この判定基準はそれらに基づいて行なわれる。
-Both the CAN speed and the primary IMU speed indicate speeds of 10 km / h or higher. This is a criterion for aiming at the timing when the vehicle is traveling at a speed capable of correcting the CAN speed. The determination unit 11 receives the CAN speed and the primary IMU speed, and this determination criterion is performed based on them.

・路面の勾配が±5%以内であること
水平な道路を走行しているタイミングを狙うための判定基準である。これは、IMUあるいはGPS受信機から得られる「勾配=ten(上下方向の速度/水平方向の速度)」の情報に基づいて判定される。
-Road slope is within ± 5% This is a criterion for aiming at the timing when driving on a horizontal road. This is determined based on “gradient = ten (vertical speed / horizontal speed)” information obtained from the IMU or GPS receiver.

・GPS受信機で計測される速度の信頼性が高いこと
GPS受信機由来の速度によって正確に補正された1次IMU速度が得られているタイミングを狙うための判定基準である。本実施形態では、「衛星捕捉オン/オフ」の情報に基づいて判定される。
-The reliability of the speed measured by the GPS receiver is high. This is a criterion for aiming at the timing at which the primary IMU speed accurately corrected by the speed derived from the GPS receiver is obtained. In the present embodiment, the determination is made based on the information of “satellite acquisition on / off”.

・速度変動が±5%以内であること
CAN速度は応答遅れが大きいため、応答遅れが問題とならない定速走行時を狙うための判定基準である。判定部11には、1次IMU速度が微分器12を経由することで算出される加速度が入力され、その加速度に基づいて判定される。
-Speed fluctuation is within ± 5% Since CAN speed has a large response delay, it is a criterion for aiming at constant speed driving where response delay does not become a problem. The determination unit 11 receives an acceleration calculated when the first-order IMU speed passes through the differentiator 12, and is determined based on the acceleration.

この図2に示すゲイン補正部10には、補正係数算出部13が備えられており、判定部11において上記の判定基準の全てを満たしたタイミングで補正係数算出部13に向けてイネーブル信号ENが出力される。この補正係数算出部13では、イネーブル信号ENが入力されている間、補正係数αが繰り返し算出される。一方、この補正係数算出部13では、判定部11からのイネーブル信号ENが途切れたときは、その直前に算出した補正係数αがそのまま維持される。   The gain correction unit 10 shown in FIG. 2 includes a correction coefficient calculation unit 13, and an enable signal EN is sent to the correction coefficient calculation unit 13 at a timing when the determination unit 11 satisfies all of the above determination criteria. Is output. In the correction coefficient calculation unit 13, the correction coefficient α is repeatedly calculated while the enable signal EN is input. On the other hand, in the correction coefficient calculation unit 13, when the enable signal EN from the determination unit 11 is interrupted, the correction coefficient α calculated immediately before is maintained as it is.

この補正係数算出部13には、差分器131が備えられており、この差分器131では、入力されてきた1次IMU速度と、後述する補正部14においてゲイン補正された後のCAN速度との差分値Veが算出される。 The correction coefficient calculation unit 13 includes a differentiator 131. In the differencer 131, a first-order IMU speed that has been input and a CAN speed that has been gain-corrected by the correction unit 14 to be described later. A difference value V e is calculated.

この差分値Veは、累積値算出器132に入力され、差分値Veの累積値 The difference value V e is inputted to the cumulative value calculator 132, the cumulative value of the difference value V e

Figure 0006178776
Figure 0006178776

が算出される。 Is calculated.

ここでdtは、演算の繰り返し周期(本実施形態では10ms)である。   Here, dt is a repetition cycle of the calculation (10 ms in this embodiment).

本実施形態では、CAN速度および1次IMU速度は100Hzのクロックに同期して10ms間隔で入力され、1回ごとの演算が10ms間隔で算出される。   In the present embodiment, the CAN speed and the primary IMU speed are input at 10 ms intervals in synchronization with the 100 Hz clock, and each calculation is calculated at 10 ms intervals.

累積値算出部132で算出された累積値は増幅器(減衰器)133においてあらかじめ定められた倍率(減衰率)だけ増幅(減衰)されることで、補正係数αが算出される。この算出された補正係数αは補正部14の乗算器141に入力される。   The accumulated value calculated by the accumulated value calculation unit 132 is amplified (attenuated) by a predetermined magnification (attenuation rate) in the amplifier (attenuator) 133, whereby the correction coefficient α is calculated. The calculated correction coefficient α is input to the multiplier 141 of the correction unit 14.

乗算器141では、入力されてきたCAN速度に補正係数αが乗算されて加算部142に入力される。加算器142では、入力されてきたCAN速度と、補正係数αが乗算されたCAN速度とが加算されて、ゲイン補正後のCAN速度が生成される。   In the multiplier 141, the input CAN speed is multiplied by the correction coefficient α and input to the adder 142. The adder 142 adds the input CAN speed and the CAN speed multiplied by the correction coefficient α to generate a CAN speed after gain correction.

すなわち、この補正部14では
CAN速度(ゲイン補正)=(1+α)・CAN速度
の演算が行なわれる。
That is, the correction unit 14 calculates CAN speed (gain correction) = (1 + α) · CAN speed.

この図2に示すゲイン補正部10では、このようにしてゲイン補正後のCAN速度が算出される。   In the gain correction unit 10 shown in FIG. 2, the CAN speed after gain correction is calculated in this way.

図3は、図1に1つのブロックで示す遅れ推定部の内部構成を表わしたブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the delay estimation unit shown by one block in FIG.

この遅れ推定部20では、リアルタイム性が確保されている1次IMU速度を基準としたときのCAN速度の遅れ時間の推定が行なわれる。   The delay estimation unit 20 estimates the delay time of the CAN speed with reference to the primary IMU speed that ensures real-time characteristics.

この遅れ推定部20にも、判定部21および1次IMU速度を微分する微分器22が備えられている。   The delay estimation unit 20 is also provided with a determination unit 21 and a differentiator 22 that differentiates the primary IMU speed.

ゲイン補正部10の判定部11は、定速走行していることが、イネーブル信号ENを出力する1つの条件であったが、この遅れ推定部20の判定部21では、それに代わり、加速あるいは減速を行なっている(1例として加速度±3m/s2を越えている)タイミングであることが、1つの条件となる。定速走行時には遅れ時間を推定することができないからである。その他の判定条件は、ゲイン補正部10における判定条件と同一であり、ここでの重複説明は省略する。 The determination unit 11 of the gain correction unit 10 is one condition for outputting the enable signal EN that the vehicle is traveling at a constant speed. However, the determination unit 21 of the delay estimation unit 20 uses acceleration or deceleration instead. One condition is that the timing is such that the acceleration is performed (for example, acceleration exceeds ± 3 m / s 2 ). This is because the delay time cannot be estimated when traveling at a constant speed. The other determination conditions are the same as the determination conditions in the gain correction unit 10, and a duplicate description thereof is omitted here.

この判定部21から出力されたイネーブル信号ENは誤差演算部24に入力される。この誤差演算部24では、ゲイン補正後のCAN速度と、遅延部23で遅延を受けた1次IMU速度とが入力され、イネーブル信号ENの入力を受けて、以下に説明する誤差演算が行なわれる。また、この誤差演算部24では、イネーブル信号ENが中断されたときは、その直前の演算結果が保持され、イネーブル信号ENが再入力されると演算が再開される。   The enable signal EN output from the determination unit 21 is input to the error calculation unit 24. In this error calculation unit 24, the CAN speed after gain correction and the primary IMU speed delayed by the delay unit 23 are input, and the error calculation described below is performed in response to the input of the enable signal EN. . Further, in the error calculation unit 24, when the enable signal EN is interrupted, the previous calculation result is held, and the calculation is resumed when the enable signal EN is input again.

図4は、遅延部23および誤差演算部24における処理内容を示した模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing processing contents in the delay unit 23 and the error calculation unit 24.

図4(A)には、ある時点で遅延部23等に格納されているデータを示している。ここでai(i=0,1,2,・・・)は10msごとに入力されてくる1次IMU速度を表わしている。a0の次(10ms後)にa1が入力され、その後(さらに10ms後)にa2が入力され、・・・のようにaiのiの数値が大きいデータほど後に入力されたデータである。 FIG. 4A shows data stored in the delay unit 23 and the like at a certain time. Here, a i (i = 0, 1, 2,...) Represents the primary IMU speed inputted every 10 ms. a 1 is input next to a 0 (after 10 ms), then a 2 is input (after 10 ms later), and the data with a larger i value of a i is the data input later is there.

遅延部23には、入力されてきたデータの格納領域が30用意されていて、図の左側から入力されたデータa0は、10msごとに右に1つずつシフトし、図4(A)に示す時点では遅延部23の一番右側の格納領域に移動している。 The delay unit 23 has 30 storage areas for the input data, and the data a 0 input from the left side of the figure is shifted one by one to the right every 10 ms, as shown in FIG. At the time shown, the storage area has moved to the rightmost storage area of the delay unit 23.

図4(A)に示す時点では、一番左側の格納領域にはデータa30が格納され、その右隣りの格納領域にはデータa29が格納されている。そして今まさに、データa30が入力されている。また、bi(i=30,31,・・・)はゲイン補正後のCAN速度を表わしており、1次IMU速度と同期して、今まさにデータb30が入力されてきている。 At the time shown in FIG. 4A, the data a 30 is stored in the leftmost storage area, and the data a 29 is stored in the storage area on the right. And right now, the data a 30 are input. In addition, b i (i = 30, 31,...) Represents the CAN speed after gain correction, and data b 30 is just input in synchronization with the primary IMU speed.

図3に示すように、誤差演算部24は、差分器241と、2乗演算器242と、積算器243とから構成されている。   As shown in FIG. 3, the error calculator 24 includes a subtractor 241, a square calculator 242, and an integrator 243.

図4に戻って誤差演算部24における演算処理について説明する。   Returning to FIG. 4, the calculation processing in the error calculation unit 24 will be described.

図3に示す差分器241は、図4に示す30個の差分器241_1,241_2,241_3,・・・,241_30からなる。これら30個の差分器241_1,241_2,241_3,・・・,241_30では、それぞれ、a30−b30,a29−b30,a28−b30,・・・a0−b30が算出される。すなわち、差分器241_1では、今回入力された同時刻の2つのデータa30,b30どうしの差分が算出され、差分器241_2では1周期前(10ms前)に入力された1次IMU速度a29と今回入力されたCAN速度(ゲイン補正)b30との差分が算出され、差分器241_3では、2周期前(20ms前)に入力された1次IMU速度a28と今回入力されたCAN速度(ゲイン補正)b30との差分が算出され、以下同様にして、差分器241_30では30周期前(300ms前)に入力された1次IMU速度a0と今回入力されたCAN速度(ゲイン補正)b30との差分が算出される。 3 includes the 30 differentiators 241_1, 241_2, 241_3,..., 241_30 shown in FIG. These 30 amino differentiator 241_1,241_2,241_3, ..., In 241_30, respectively, a 30 -b 30, a 29 -b 30, a 28 -b 30, ··· a 0 -b 30 is calculated The That is, the difference unit 241_1 calculates the difference between the two data a 30 and b 30 of the same time input this time, and the difference unit 241_2 inputs the primary IMU speed a 29 input one cycle before (10 ms before). And the CAN speed (gain correction) b 30 inputted this time is calculated, and the differencer 241_3 calculates the primary IMU speed a 28 inputted two cycles before (20 ms before) and the CAN speed inputted this time ( The difference from the gain correction) b 30 is calculated. Similarly, in the subtractor 241_30, the primary IMU speed a 0 input 30 cycles before (300 ms before) and the CAN speed (gain correction) b input this time are calculated. The difference from 30 is calculated.

図3に示す2乗演算器242は、図4に示す30個の2乗演算器242_1,242_2,242_3,・・・,242_30の集合体である。図4(A)に示す時点において、これら30個の2乗演算器242_1,242_2,242_3,・・・,242_30では、それぞれ
(a30−b302,(a29−b302,(a28−b302,・・・(a0−b302
が算出される。
The square calculator 242 illustrated in FIG. 3 is an aggregate of the 30 square calculators 242_1, 242_2, 242_3,..., 242_30 illustrated in FIG. At the time shown in FIG. 4A, these 30 square calculators 242_1, 242_2, 242_3,..., 242_30 respectively have (a 30 −b 30 ) 2 , (a 29 −b 30 ) 2 , (A 28 -b 30 ) 2 , ... (a 0 -b 30 ) 2
Is calculated.

さらに、図3に示す積算器243は、図4に示す30個の積算器243_1,243_2,243_3,・・・,243_30の集合体である。30個の積算器243_1,243_2,243_3,・・・,243_30では、それぞれ、各2乗演算器242_1,242_2,242_3,・・・,242_30から1周期ごとに出力される誤差の各2乗値が積算される。   Further, the integrator 243 shown in FIG. 3 is an aggregate of 30 integrators 243_1, 243_2, 243_3,..., 243_30 shown in FIG. In the 30 integrators 243_1, 243_2, 243_3,..., 243_30, the square values of the errors output from the square calculators 242_1, 242_2, 242_3,. Is accumulated.

図4(B),(C)には、図4(A)に示した時点よりも、それぞれ1周期(10ms)後、2周期(20ms)後の演算結果が示されている。このように、各周期ごと(10msごと)に演算が行なわれ、30個の積算器243_1,243_2,243_3,・・・,243_30では、それぞれ、
・・・+(a30−b302+(a31-b312+(a32-b322+・・・
・・・+(a29−b302+(a30-b312+(a31-b322+・・・
・・・+(a28−b302+(a29-b312+(a30-b322+・・・
・・・・・・
・・・+(a0−b302+(a1-b312+(a2-b322+・・・
が算出される。
FIGS. 4B and 4C show calculation results after one cycle (10 ms) and two cycles (20 ms), respectively, from the time point shown in FIG. 4A. Thus, the calculation is performed for each period (every 10 ms), and the 30 integrators 243_1, 243_2, 243_3,.
... + (a 30 -b 30 ) 2 + (a 31 -b 31 ) 2 + (a 32 -b 32 ) 2 + ...
... + (a 29 -b 30 ) 2 + (a 30 -b 31 ) 2 + (a 31 -b 32 ) 2 + ...
... + (a 28 -b 30 ) 2 + (a 29 -b 31 ) 2 + (a 30 -b 32 ) 2 + ...
・ ・ ・ ・ ・ ・
... + (a 0 -b 30 ) 2 + (a 1 -b 31 ) 2 + (a 2 -b 32 ) 2 + ...
Is calculated.

すなわち、各積算器243_1,243_2,243_3,・・・,243_30では、1次IMU速度aiとCAN速度(ゲイン補正)biに関し、それぞれ、同一時点どうしの2乗誤差の積算値、1周期ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値、2周期ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値、・・・、30周期ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値が算出される。 That is, each integrator 243_1,243_2,243_3, ..., In 243_30, primary IMU speed a i and CAN rate (gain correction) relates b i, respectively, the integrated value of the squared error each other the same time, one period An integrated value of the square error between the time points shifted, an integrated value of the square error between the time points shifted by two cycles,..., An integrated value of the square error between the time points shifted by 30 cycles is calculated.

図3に示す誤差演算部24では、上記の通りの演算が行なわれ、その演算結果は、遅れ時間算出部25に入力される。遅れ時間算出部25では、図4に示す30個の積算器243_1,243_2,243_3,・・・,243_30の出力どうしを比較し、最小値の出力の積算器を選定することで、遅れ時間Iが推定される。具体的には、同一時刻どうしの2乗誤差の積算値を算出している積算器243_1の出力値が最小値のときは、遅れ時間I=0ms、1周期(10ms)ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値を算出している積算器243_2の出力値が最小値のときは、遅れ時間I=10ms、2周期(20ms)ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値を算出している積算器243_2の出力値が最小値のときは、遅れ時間I=20ms、・・・、30周期(300ms)ずれた時点どうしの2乗誤差の積算値を算出している積算器243_30の出力値が最小値のときは遅れ時間I=300msと推定される。   The error calculation unit 24 shown in FIG. 3 performs the calculation as described above, and the calculation result is input to the delay time calculation unit 25. The delay time calculation unit 25 compares the outputs of the 30 integrators 243_1, 243_2, 243_3,..., 243_30 shown in FIG. Is estimated. More specifically, when the output value of the integrator 243_1 that calculates the integrated value of the square error between the same times is the minimum value, the delay time I = 0 ms, and the 2 of the time points shifted by one cycle (10 ms). When the output value of the integrator 243_2 that calculates the integrated value of the multiplication error is the minimum value, the integrated value of the square error between the time points when the delay time I = 10 ms and two periods (20 ms) are shifted is calculated. When the output value of the integrator 243_2 is the minimum value, the output value of the integrator 243_30 that calculates the integrated value of the square error between the delay times I = 20 ms,..., 30 cycles (300 ms). Is the minimum value, it is estimated that the delay time I = 300 ms.

図1,図3に示す遅れ推定部20では、以上の演算により、1次IMU速度に対するCAN速度の遅れ時間Iが推定される。   The delay estimation unit 20 shown in FIGS. 1 and 3 estimates the CAN delay time I with respect to the primary IMU speed by the above calculation.

図5は、図1に1つのブロックで示す速度補正部の内部構成を表わしたブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the speed correction unit shown by one block in FIG.

この速度補正部30には、補正速度生成部31、カルマンゲイン算出部32、差分器33、および同期化処理部34が備えられている。   The speed correction unit 30 includes a correction speed generation unit 31, a Kalman gain calculation unit 32, a subtractor 33, and a synchronization processing unit 34.

補正速度生成部31は、IMU加速度を入力し、運動方程式に従って、IMU加速度からIMU速度を算出する。ここでは、図1に示す入力側の1次IMU速度と区別するために、補正速度生成部31から出力されるIMU速度を2次IMU速度と称する。   The corrected speed generation unit 31 receives the IMU acceleration, and calculates the IMU speed from the IMU acceleration according to the equation of motion. Here, in order to distinguish from the primary IMU speed on the input side shown in FIG. 1, the IMU speed output from the correction speed generation unit 31 is referred to as a secondary IMU speed.

IMU由来の3軸の角速度および方向の加速度のデータを入力し、3次元の運動方程式に基づいて3次元のIMU速度を算出するストラップダウンナビゲータが広く知られている。この図5に示す補正速度生成部31は、そのストラップダウンナビゲータにおける処理を車両の進行方向のみの1次元の処理に簡略化した構成であり、したがって、良く知られた構成のストラップダウンナビゲータから自明であるため、補正速度生成部31における処理の詳細説明は割愛する。   A strap-down navigator is widely known that inputs data on three-axis angular velocities and directional accelerations derived from an IMU and calculates a three-dimensional IMU velocity based on a three-dimensional equation of motion. The correction speed generation unit 31 shown in FIG. 5 has a configuration in which the processing in the strap-down navigator is simplified to one-dimensional processing only in the traveling direction of the vehicle, and is therefore obvious from the strap-down navigator having a well-known configuration. Therefore, the detailed description of the processing in the correction speed generation unit 31 is omitted.

補正速度生成部31で算出された2次IMU速度は、同期化処理部34に入力される。この同期化処理部34では、その入力された2次IMU速度が遅れ推定部20で求められたCAN速度の遅れ時間に応じた遅延量だけ遅延され、CAN速度との同期がとられる。   The secondary IMU speed calculated by the correction speed generation unit 31 is input to the synchronization processing unit 34. In the synchronization processing unit 34, the input secondary IMU speed is delayed by a delay amount corresponding to the delay time of the CAN speed obtained by the delay estimation unit 20, and is synchronized with the CAN speed.

同期化処理部34で遅延された2次IMU速度は、差分器33に入力され、その差分器33に入力されてきたCAN速度(ゲイン補正)との差分値δxが算出される。   The secondary IMU speed delayed by the synchronization processing unit 34 is input to the subtractor 33, and a difference value δx from the CAN speed (gain correction) input to the subtractor 33 is calculated.

この算出された差分値δxは、カルマンゲイン算出部32に入力され、このカルマンゲイン算出部32では、運動方程式に基づくカルマンフィルタよりカルマンゲインKが算出される。カルマンフィルタおよびカルマンゲインについては広く知られたアルゴリズムであり、ここでの詳細説明は割愛する。   The calculated difference value δx is input to the Kalman gain calculation unit 32, and the Kalman gain calculation unit 32 calculates the Kalman gain K from a Kalman filter based on the equation of motion. The Kalman filter and the Kalman gain are widely known algorithms, and a detailed description thereof is omitted here.

カルマンゲイン算出部32ではカルマンゲインKが算出されて、補正値Kδxが出力される。この補正値Kδxは、補正速度生成部31に入力されて、2次IMU速度を算出する際の補正値として使用される。   The Kalman gain calculation unit 32 calculates the Kalman gain K and outputs a correction value Kδx. The correction value Kδx is input to the correction speed generation unit 31 and is used as a correction value when calculating the secondary IMU speed.

図1に戻って、本実施形態の速度計測装置100Aについての説明を続ける。
この速度計測装置100Aには、切替スイッチ40が備えられている。この切替スイッチ40は、衛星捕捉のオン、オフに応じて、衛星捕捉オンのときはこの速度計測装置100Aに入力されてきた1次IMU速度をそのまま最終IMU速度として出力し、衛星捕捉オフのときは、この速度計測装置100Aで生成された2次IMU速度を最終IMU速度として出力するように切り替えられる。
Returning to FIG. 1, the description of the speed measuring device 100A of the present embodiment will be continued.
The speed measuring device 100A includes a changeover switch 40. The changeover switch 40 outputs the primary IMU speed inputted to the speed measuring device 100A as the final IMU speed as it is when satellite acquisition is on, according to whether satellite acquisition is on or off. Are switched to output the secondary IMU speed generated by the speed measuring apparatus 100A as the final IMU speed.

図6は、図1に示す速度計測装置100Aから出力された最終IMU速度を、衛星捕捉オン、オフと対応づけて示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing the final IMU speed output from the speed measurement apparatus 100A shown in FIG. 1 in association with satellite acquisition on and off.

衛星捕捉オンのときは、切替スイッチ40は1次IMU速度を出力する側に切り替えられていて、その1次IMU速度が最終IMU速度として出力される。すなわち、図6における衛生捕捉オンの区間における最終IMU速度は1次IMU速度である。この1次IMU速度は、IMU由来であってリアルタイム性が確保され、かつ衛星捕捉オンのときにはGPS受信機由来のドプラ速度によって高精度に補正された速度である。   When satellite acquisition is on, the changeover switch 40 is switched to the side that outputs the primary IMU speed, and the primary IMU speed is output as the final IMU speed. That is, the final IMU speed in the section of hygiene acquisition on in FIG. 6 is the primary IMU speed. The primary IMU speed is derived from the IMU, ensures real-time characteristics, and is a speed corrected with high accuracy by the Doppler speed derived from the GPS receiver when satellite acquisition is on.

一方、衛星捕捉オフのときは、切替スイッチ40は、2次IMU速度を出力する側に切り替えられていて、その2次IMU速度が最終IMU速度として出力される。衛星捕捉オフのとき、GPS受信機では正確な速度計測が行なわれないため、1次IMU速度はGPS受信機由来の速度によっては補正されないか、あるいは不正確な補正しかなされていない。図1に示す速度計測装置100Aは、1次IMU速度に基づいてCAN速度のゲインおよび遅れ時間を求めておき、1次IMU速度の精度が低下したタイミングでは、その求めておいたゲインで補正されたCAN速度および遅れ時間を使って正確な2次IMU速度を算出している。   On the other hand, when the satellite acquisition is off, the changeover switch 40 is switched to the side that outputs the secondary IMU speed, and the secondary IMU speed is output as the final IMU speed. When the satellite acquisition is off, the GPS receiver does not perform accurate speed measurement, so the primary IMU speed is not corrected or corrected inaccurately depending on the speed derived from the GPS receiver. The speed measurement apparatus 100A shown in FIG. 1 obtains the gain and delay time of the CAN speed based on the primary IMU speed, and at the timing when the accuracy of the primary IMU speed decreases, it is corrected with the obtained gain. The accurate secondary IMU speed is calculated using the CAN speed and the delay time.

したがって、図6から分かるように、衛星捕捉オン区間における1次IMU速度と衛星捕捉オフ区間における2次IMU速度との間の切り替わりのタイミングにおいても、滑らかに連続した高精度の最終IMU速度が得られる。   Therefore, as can be seen from FIG. 6, a smooth and continuous high-precision final IMU speed is obtained even at the timing of switching between the primary IMU speed in the satellite acquisition on section and the secondary IMU speed in the satellite acquisition off section. It is done.

図7は、本発明の第2実施形態としての速度計測装置を表わしたブロック図である。ここでは、前述の第1実施形態(主に図1参照)との相違点について説明する。   FIG. 7 is a block diagram showing a speed measuring device as a second embodiment of the present invention. Here, differences from the above-described first embodiment (mainly see FIG. 1) will be described.

この図7に示す第2実施形態の速度計測装置100Bも、第1実施形態の速度計測装置100Aと同様、ゲイン補正部10、遅れ推定部20、および速度補正部30’を備えている。ただし、この第2実施形態の速度計測装置100Bでは、第1実施形態の速度計測装置100Aに備えられていた切替スイッチ40(図1参照)は不要である。この第2実施形態の速度計測装置100Bにおけるゲイン補正部10および遅れ推定部20は、第1実施形態の速度計測装置100におけるゲイン補正部10および遅れ推定部20とそれぞれ同一であり、ここでの説明は省略する。ただし、速度補正部30’については、第1実施形態における速度補正部30(図1参照)と比べ、以下の通りの変更点が存在する。すなわち、第1実施形態における速度補正部30(図1参照)には、IMU由来の車両の進行方向の加速度が入力され、その速度補正部30では、その入力された加速度から2次IMU速度が算出される。これに対し、この第2実施形態の速度補正部30’には、加速度に代わり、1次IMU速度が入力される。したがって、この速度補正部30’では、1次IMU速度から2次IMU速度が算出される。このため、この速度算出部30’では速度(1次IMU速度)から速度(2次IMU速度)を算出するための運動方程式が採用されている。この点の変更についても、従来広く知られている技術からして自明であるため、詳細説明は省略する。   Similarly to the speed measurement device 100A of the first embodiment, the speed measurement device 100B of the second embodiment shown in FIG. 7 also includes a gain correction unit 10, a delay estimation unit 20, and a speed correction unit 30 '. However, in the speed measuring device 100B of the second embodiment, the changeover switch 40 (see FIG. 1) provided in the speed measuring device 100A of the first embodiment is not necessary. The gain correction unit 10 and the delay estimation unit 20 in the speed measurement device 100B of the second embodiment are the same as the gain correction unit 10 and the delay estimation unit 20 in the speed measurement device 100 of the first embodiment, respectively. Description is omitted. However, the speed correction unit 30 ′ has the following changes compared to the speed correction unit 30 (see FIG. 1) in the first embodiment. That is, the acceleration in the traveling direction of the vehicle derived from the IMU is input to the speed correction unit 30 (see FIG. 1) in the first embodiment, and the secondary IMU speed is calculated from the input acceleration in the speed correction unit 30. Calculated. On the other hand, the primary IMU speed is input to the speed correction unit 30 ′ of the second embodiment instead of the acceleration. Accordingly, the speed correction unit 30 'calculates the secondary IMU speed from the primary IMU speed. For this reason, the velocity calculation unit 30 ′ employs an equation of motion for calculating the velocity (secondary IMU velocity) from the velocity (primary IMU velocity). Since this change is obvious from the conventionally well-known technique, detailed description thereof is omitted.

速度補正部30’からは2次IMU速度が出力される。この2次IMU速度は、衛星捕捉オンのときは高精度の1次IMU速度に更に補正処理がなされた速度である。これは無用の処理ではあるが、この補正処理が行なわれたことによる問題が生じることはなく、高精度の速度が出力される。また、衛星捕捉オフのときは、1次IMU速度の精度は低下するものの、前述の第1実施形態における速度補正部30と同様、速度補正部30’により正確に補正された2次IMU速度が生成される。   The secondary IMU speed is output from the speed correction unit 30 '. This secondary IMU speed is a speed obtained by further correcting the highly accurate primary IMU speed when satellite acquisition is on. Although this is a useless process, there is no problem caused by this correction process, and a high-accuracy speed is output. In addition, when the satellite acquisition is off, the accuracy of the primary IMU speed is reduced, but the secondary IMU speed accurately corrected by the speed correction unit 30 ′ is the same as the speed correction unit 30 in the first embodiment described above. Generated.

次に、1次IMU速度生成のアルゴリズムについて簡単に説明する。   Next, a primary IMU speed generation algorithm will be briefly described.

図8は、1次IMU速度生成装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the primary IMU speed generation device.

この1次IMU速度生成装置50は、本発明にいう1次IMU速度生成部の一例に相当する。   The primary IMU speed generator 50 corresponds to an example of a primary IMU speed generator according to the present invention.

この図8に示す1次IMU速度生成装置50は、IMU1からのデータをGPS受信機2からのデータで補正することにより、上述の1次IMU速度を生成する装置である。   A primary IMU speed generation device 50 shown in FIG. 8 is an apparatus that generates the above-mentioned primary IMU speed by correcting data from the IMU 1 with data from the GPS receiver 2.

IMU1からは、100Hzのクロックに同期して、3次元の角速度と3方向の加速度のデータが出力され、ストラップダウンナビゲータ部51に入力される。このストラップダウンナビゲータ部51では、IMU1から出力された車両の進行方向基準の角速度と加速度に基づいて、地軸基準の速度データが算出される。また、このストラップダウンナビゲータ部51では、その速度データがさらに積算処理されて地軸基準の位置データも生成される。このストラップダウンナビゲータ部51ではさらに、その生成された速度データと位置データが補正データに基づいて補正されて、補正後の速度データと補正後の位置データが出力される。このストラップダウンナビゲータ部51で算出される速度データおよび位置データは、いずれも地軸基準の3次元データである。ストラップダウンナビゲータ部51自体は良く知られた構成であり、ここでのこれ以上の説明は省略する。   From the IMU 1, three-dimensional angular velocity and acceleration data in three directions are output in synchronization with a 100 Hz clock and input to the strapdown navigator unit 51. The strapdown navigator 51 calculates ground axis-based speed data based on the angular velocity and acceleration based on the traveling direction of the vehicle output from the IMU 1. Further, in the strap-down navigator unit 51, the speed data is further integrated and the ground axis reference position data is also generated. The strapdown navigator 51 further corrects the generated speed data and position data based on the correction data, and outputs corrected speed data and corrected position data. Both the speed data and the position data calculated by the strapdown navigator 51 are three-dimensional data based on the ground axis. The strap-down navigator unit 51 itself has a well-known configuration, and further description thereof is omitted here.

この図8において、補正データは、Kδx又は0と表記されている。ストラップダウンナビゲータ部51では、補正データ=Kδxのときは、その補正データに基づいた補正が行なわれ、補正データ=0のときは、補正は行なわれず、IMU由来のデータのみに基づいて算出された速度データおよび位置データが出力される。   In FIG. 8, the correction data is represented as Kδx or 0. The strapdown navigator 51 performs correction based on the correction data when the correction data = Kδx, and does not perform correction when the correction data = 0, and is calculated based only on the data derived from the IMU. Speed data and position data are output.

ここで、補正データ=KδxのときのKはカルマン係数、δxは差分値である。この差分値δxには速度の差分と位置の差分との双方が含まれている。この差分値δxの内容については後述する。   Here, when correction data = Kδx, K is a Kalman coefficient, and δx is a difference value. The difference value δx includes both a speed difference and a position difference. The contents of the difference value δx will be described later.

GPS受信機2からはドプラ速度を表わす速度データと、位置データとが出力される。これらの速度データおよび位置データは、いずれも地軸基準の3次元データである。GPS受信機2から出力される速度データおよび位置データは、通常、IMU1から出力されるデータと比べ、例えば10Hzあるいは20Hzといった遅いクロックに同期して更新されるデータである。しかも更新されるデータは実時間からすると既に例えば100ms〜150ms程度遅延し、しかも数ms程度のジッタ(遅延のゆれ)を伴ったデータである。すなわちGPS受信機2から出力されるデータは、規定数以上のGPS衛星からの電波が正しく受信されるなどの速度計測の条件が整っているタイミングにおいて、高精度な速度計測が行なわれるものの、上記の通りの遅れを伴い、かつ更新速度の遅いデータとなっている。また、速度計測の条件が整わないときは、正確な速度計測は不能となる。   The GPS receiver 2 outputs speed data representing the Doppler speed and position data. These velocity data and position data are all three-dimensional data based on the ground axis. The speed data and the position data output from the GPS receiver 2 are data that are updated in synchronization with a slow clock such as 10 Hz or 20 Hz, for example, compared to the data output from the IMU 1. In addition, the data to be updated is data that has already been delayed by, for example, about 100 ms to 150 ms from the real time and is accompanied by jitter (delay fluctuation) of about several ms. That is, although the data output from the GPS receiver 2 is subjected to highly accurate speed measurement at the timing when speed measurement conditions such as correctly receiving radio waves from a predetermined number of GPS satellites are satisfied, The data is slow and the update speed is slow. In addition, when speed measurement conditions are not satisfied, accurate speed measurement is impossible.

ここでは、速度計測の条件が整っているか否かを、規定数以上のGPS衛星からの電波が正しく受信されているか否かを表わす衛星捕捉オン/オフで代表させている。   Here, whether or not speed measurement conditions are satisfied is represented by satellite capture on / off that indicates whether or not radio waves from a predetermined number or more of GPS satellites are correctly received.

GPS受信機2から出力される速度データおよび位置データは差分器52に入力される。   Speed data and position data output from the GPS receiver 2 are input to the subtractor 52.

一方、ストラップダウンナビゲータ部51から出力された速度データおよび位置データは同期化処理部53に入力される。この同期化処理部53は、入力された速度データおよび位置データを遅延させるものである。上述の通り、GPS受信機2から出力される速度データおよび位置データは時間遅れを伴うデータである。そこで、この同期化処理部53では、GPS受信機2から出力されるデータと同期させるべく、ストラップダウンナビゲータ部51から出力されたデータが遅延処理される。   On the other hand, speed data and position data output from the strapdown navigator unit 51 are input to the synchronization processing unit 53. The synchronization processing unit 53 delays input speed data and position data. As described above, the speed data and position data output from the GPS receiver 2 are data with a time delay. Therefore, in the synchronization processing unit 53, the data output from the strapdown navigator unit 51 is subjected to delay processing in order to synchronize with the data output from the GPS receiver 2.

同期化処理部53で遅延処理を受けたストラップダウンナビゲータ部51の出力データは、GPS受信機2から出力されたデータとともに差分器52に入力される。   The output data of the strapdown navigator unit 51 that has been subjected to the delay processing by the synchronization processing unit 53 is input to the subtractor 52 together with the data output from the GPS receiver 2.

差分器52では、それら双方のデータの差分値δxが算出される。   The difference unit 52 calculates a difference value δx between the two data.

具体的には、GPS受信機2から出力された速度データV1および位置データP1を、それぞれ、
1=(V1n,V1e,V1d
1=(P1n,P1e,P1d
但し、
1nは、速度の北向きの成分
1eは、速度の東向きの成分
1dは、速度の下向きの成分
1nは、位置の北向きの成分
1eは、位置の東向きの成分
1dは、位置の下向きの成分
を表わす。
とし、同期化処理部53で遅延処理を受けた速度データV2および位置データP2を、それぞれ、
2=(V2n,V2e,V2d
2=(P2n,P2e,P2d
但し、
2nは、速度の北向きの成分
2eは、速度の東向きの成分
2dは、速度の下向きの成分
2nは、位置の北向きの成分
2eは、位置の東向きの成分
2dは、位置の下向きの成分
を表わす。
としたとき、差分器52では、差分値δx、すなわち
Specifically, the speed data V 1 and the position data P 1 output from the GPS receiver 2 are respectively
V 1 = (V 1n , V 1e , V 1d )
P 1 = (P 1n , P 1e , P 1d )
However,
V 1n is the north component of the velocity V 1e is the east component of the velocity V 1d is the downward component of the velocity P 1n is the north component of the location P 1e is the east component of the location P 1d represents the downward component of the position.
The speed data V 2 and the position data P 2 subjected to the delay processing in the synchronization processing unit 53 are respectively
V 2 = (V 2n , V 2e , V 2d )
P 2 = (P 2n , P 2e , P 2d )
However,
V 2n is the north component of the velocity V 2e is the east component of the velocity V 2d is the downward component of the velocity P 2n is the north component of the location P 2e is the east component of the location P 2d represents the downward component of the position.
In the subtractor 52, the difference value δx, that is,

Figure 0006178776
Figure 0006178776

が算出される。 Is calculated.

ここで、
δPは位置誤差
δVは速度誤差
であって、
δP=(δPn,δPe,δPd
=(P1n−P2n,P1e−P2e,P1d−P2d
δV=(δVn,δVe,δVd
=(V1n−V2n,V1e−V2e,V1d−V2d
である。
here,
δP is a position error δV is a speed error,
δP = (δP n , δP e , δP d )
= (P 1n -P 2n, P 1e -P 2e, P 1d -P 2d)
δV = (δV n , δV e , δV d )
= (V 1n −V 2n , V 1e −V 2e , V 1d −V 2d )
It is.

差分器52で算出された差分値δxを表わす差分データは、切替スイッチ54に入力される。   Difference data representing the difference value δx calculated by the differentiator 52 is input to the changeover switch 54.

この切替スイッチ54は、GPS受信機2から出力される衛星捕捉情報が規定数以上の衛星を正しく捉えていることを表わす「衛星捕捉オン」のときは、差分器52で算出された差分値δxを拡張カルマンフィルタ部55に伝え、衛星捕捉情報が規定数未満の衛星しか正しく捉えられていないことを表わす「衛星捕捉オフ」のときは、値‘0’を拡張カルマンフィルタ部55に伝える。すなわち、GPS受信機2で速度が高精度に計測されているときは差分値δxの信頼性が高く、その差分値δxがそのまま拡張カルマンフィルタ部55の入力として反映され、GPS受信機2で計測される速度の信頼性が低いときは差分値δxの信頼性が低いため、値‘0’が拡張カルマンフィルタ部55の入力となることを意味している。   When the satellite capture information output from the GPS receiver 2 is “satellite capture on” indicating that the satellite capture is correctly performed, the changeover switch 54 calculates the difference value δx calculated by the subtractor 52. Is transmitted to the extended Kalman filter unit 55, and when the satellite capture information is “satellite capture off” indicating that only the satellites less than the specified number are correctly captured, the value “0” is transmitted to the extended Kalman filter unit 55. That is, when the speed is measured with the GPS receiver 2 with high accuracy, the difference value δx is highly reliable, and the difference value δx is directly reflected as an input of the extended Kalman filter unit 55 and measured with the GPS receiver 2. When the speed reliability is low, the reliability of the difference value δx is low, which means that the value “0” is input to the extended Kalman filter unit 55.

拡張カルマンフィルタ部30では運動方程式に基づいてカルマン係数Kを算出しIMU1由来のデータを補正するため補正データを生成してストラップダウンナビゲータ部51に向けて出力する。この補正データは、衛星捕捉オンのときは、補正データ=K・δxとなり、衛星捕捉オフのときは、補正データ=0となる。   The extended Kalman filter unit 30 calculates the Kalman coefficient K based on the equation of motion, generates correction data to correct the data derived from the IMU 1, and outputs the correction data to the strapdown navigator unit 51. The correction data is correction data = K · δx when satellite acquisition is on, and correction data = 0 when satellite acquisition is off.

なお、この拡張カルマンフィルタ部30自体は広く知られているため、ここでのこれ以上の詳細な説明は省略する。   Since the extended Kalman filter unit 30 itself is widely known, further detailed explanation is omitted here.

ストラップダウンナビゲータ部51では、衛星捕捉オンの期間では、IMU1由来の速度データおよび位置データが拡張カルマンフィルタ部55から受け取った補正データ=K・δxに基づいて補正される。   In the strap-down navigator 51, the velocity data and the position data derived from the IMU 1 are corrected based on the correction data = K · δx received from the extended Kalman filter unit 55 in the satellite acquisition on period.

ストラップダウンナビゲータ部51から出力される速度データおよび位置データは、IMU由来の100Hzのクロックに同期したリアルタイム性が確保されたデータである。さらに、このストラップダウンナビゲータ部51から出力される速度データおよび位置データは、衛星捕捉オンの期間においては、GPS受信機2由来のデータによってオフセット誤差等がキャンセルされた高精度なデータである。ただし、このストラップダウンナビゲータ部51から出力される速度データおよび位置データは、衛星捕捉オフの期間中は補正が行なわれないため、この衛星捕捉オフの期間中は、オフセット誤差等が順次累積され、時間経過とともに正確な速度や位置から外れたデータとなる。   The speed data and the position data output from the strapdown navigator unit 51 are data in which real-time property is ensured in synchronization with a 100 Hz clock derived from the IMU. Further, the velocity data and the position data output from the strapdown navigator 51 are highly accurate data in which an offset error or the like is canceled by the data derived from the GPS receiver 2 during the satellite capture on period. However, since the velocity data and position data output from the strapdown navigator 51 are not corrected during the satellite acquisition off period, offset errors and the like are sequentially accumulated during the satellite acquisition off period. The data will deviate from the correct speed and position over time.

1次IMU速度生成部56は、ストラップダウンナビゲータ部51から出力された速度データから車両の進行方向の1次元の速度を算出し、1次IMU速度として出力する。この1次IMU速度はストラップダウンナビゲータ部51の出力データに基づいており、したがって衛星捕捉オンのときは高精度な速度を表わしており、衛星捕捉オフのときは次第にずれた速度を表わしている。   The primary IMU speed generation unit 56 calculates a one-dimensional speed in the traveling direction of the vehicle from the speed data output from the strapdown navigator unit 51 and outputs it as the primary IMU speed. The primary IMU speed is based on the output data of the strap-down navigator unit 51. Therefore, the primary IMU speed represents a high-accuracy speed when the satellite acquisition is on, and a gradually shifted speed when the satellite acquisition is off.

この図8に示す1次IMU速度生成装置50から出力された1次IMU速度は、図1に示す速度計測装置100Aあるいは図7に示す速度計測装置100Bに入力される。   The primary IMU speed output from the primary IMU speed generation device 50 shown in FIG. 8 is input to the speed measurement device 100A shown in FIG. 1 or the speed measurement device 100B shown in FIG.

なお、この図8は、IMU1由来のデータとGPS受信機2由来のデータとに基づいて1次IMU速度を生成する構成の一例であり、本発明にいう1次IMU速度生成部は、この図8に示す構成に限られるものではない。   FIG. 8 is an example of a configuration for generating the primary IMU speed based on the data derived from the IMU 1 and the data derived from the GPS receiver 2, and the primary IMU speed generation unit referred to in the present invention is shown in FIG. It is not limited to the configuration shown in FIG.

1 IMU
2 GPS受信機
10 ゲイン補正部
11,21 判定部
12,22 微分器
13 補正係数算出部
14 補正部
20 遅れ推定部
23 遅延部
24 誤差演算部
25 遅れ時間算出部
30 速度補正部
31 補正速度生成部
32 カルマンゲイン算出部
33,52 差分器
34,53 同期化処理部
40,54 切替スイッチ
50 1次IMU速度生成装置
51 ストラップダウンナビゲータ部
55 拡張カルマンフィルタ部
56 1次IMU速度生成部
100A,100B 速度計測装置
131 差分器
132 累積値算出部
133 増幅器(減衰器)
141 乗算器
142 加算器
241,241_1,・・・,241_30 差分器
242,242_1,・・・,242_30 2乗演算器
243,243_1,・・・,243_30 積算器
1 IMU
2 GPS receiver 10 Gain correction unit 11, 21 Determination unit 12, 22 Differentiator 13 Correction coefficient calculation unit 14 Correction unit 20 Delay estimation unit 23 Delay unit 24 Error calculation unit 25 Delay time calculation unit 30 Speed correction unit 31 Correction speed generation 31 Unit 32 Kalman gain calculation unit 33, 52 Difference unit 34, 53 Synchronization processing unit 40, 54 Changeover switch 50 Primary IMU speed generation device 51 Strapdown navigator unit 55 Extended Kalman filter unit 56 Primary IMU speed generation unit 100A, 100B Speed Measuring device 131 Difference unit 132 Cumulative value calculation unit 133 Amplifier (attenuator)
141 multiplier 142 adder 241, 241_1,..., 241_30 differentiator 242, 242_1,..., 242_30 square calculator 243, 243_1,.

Claims (7)

GPS受信機由来のGPS速度に基づいて補正されたIMU由来の車速を表わす1次IMU速度に基づいて、車速を表わすCAN速度のゲインを補正するゲイン補正部と、
前記1次IMU速度と前記CAN速度との間の相関演算により、該1次IMU速度に対する該CAN速度の、該1次IMU速度と該CAN速度との間の誤差が最小となる遅れ時間を推定する遅れ推定部と、
MU由来の速度を補正することにより2次IMU速度を生成する速度補正部であって、
前記2次IMU速度を、前記遅れ推定部で推定された前記CAN速度の遅れ時間だけ遅延させることで前記CAN速度と時間的に同期した遅延2次IMU速度を生成する同期化処理部、
前記ゲイン補正部で補正されたCAN速度と前記同期化処理部で生成された遅延2次IMU速度との間の差分を生成する差分器、
前記差分器で生成された差分を入力し、運動方程式に基づいて、IMU由来の現時点の速度を補正するカルマンゲインを生成するカルマンゲイン算出部、および
前記カルマンゲイン算出部で算出されたカルマンゲインを使って、IMU由来の現時点の速度を補正することで前記2次IMU速度を生成する補正速度生成部を有する速度補正部とを備えたことを特徴とする速度計測装置。
A gain correction unit for correcting the gain of the CAN speed representing the vehicle speed based on the primary IMU speed representing the vehicle speed derived from the IMU corrected based on the GPS speed derived from the GPS receiver;
A correlation operation between the primary IMU speed and the CAN speed is used to estimate a delay time of the CAN speed with respect to the primary IMU speed that minimizes an error between the primary IMU speed and the CAN speed. A delay estimator to
A speed correction unit that generates a secondary IMU speed by correcting a speed derived from I MU ,
A synchronization processing unit that generates a delayed secondary IMU speed that is temporally synchronized with the CAN speed by delaying the secondary IMU speed by a delay time of the CAN speed estimated by the delay estimation unit;
A differentiator for generating a difference between the CAN speed corrected by the gain correction unit and the delayed secondary IMU speed generated by the synchronization processing unit;
A Kalman gain calculating unit that inputs a difference generated by the differentiator and generates a Kalman gain that corrects a current velocity derived from the IMU based on an equation of motion; and
And a speed correction unit including a correction speed generation unit that generates the secondary IMU speed by correcting the current speed derived from the IMU using the Kalman gain calculated by the Kalman gain calculation unit. A speed measuring device.
前記ゲイン補正部が、所定の判定基準に基づいて判定された、前記GPS速度に基づく補正がなされた前記1次IMU速度が入力されているタイミングであること、および、定速走行中であることを条件として、前記CAN速度のゲインを補正することを特徴とする請求項1記載の速度計測装置。   The gain correction unit is at a timing when the primary IMU speed corrected based on the GPS speed, which is determined based on a predetermined determination criterion, is input, and is running at a constant speed The speed measurement apparatus according to claim 1, wherein a gain of the CAN speed is corrected on the condition of 前記遅れ推定部が、所定の判定基準に基づいて判定された、前記GPS速度に基づく補正がなされた前記1次IMU速度が入力されているタイミングであること、および、車速が変化しているタイミングであることを条件として、前記CAN速度の遅れ時間を推定するものであることを特徴とする請求項1又は2記載の速度計測装置。   The timing at which the primary IMU speed that has been corrected based on the GPS speed is input based on the GPS speed and the vehicle speed is changing is determined by the delay estimation unit. 3. The speed measuring apparatus according to claim 1, wherein a delay time of the CAN speed is estimated on the condition that 前記速度補正部が、
前記2次IMU速度を、前記遅れ推定部より推定された前記CAN速度の遅れ時間に応じた遅延量だけ遅延させることにより、前記CAN速度と同期させる同期化処理部と、 前記ゲイン補正部でゲイン補正されたCAN速度と、前記同期化処理部で遅延された2次IMU速度との差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部で算出された差分値を入力してカルマンゲインを算出することにより、前記2次IMU速度算出のための補正値を生成するカルマンゲイン算出部と、
IMU由来の速度を前記カルマンゲイン算出部で生成された補正値に基づいて補正することにより、前記2次IMU速度を生成する補正速度生成部とを備えたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の速度計測装置。
The speed correction unit is
A synchronization processing unit that synchronizes with the CAN speed by delaying the secondary IMU speed by a delay amount corresponding to a delay time of the CAN speed estimated by the delay estimation unit; A difference value calculating unit that calculates a difference value between the corrected CAN rate and the secondary IMU rate delayed by the synchronization processing unit;
A Kalman gain calculating unit that generates a correction value for calculating the second-order IMU velocity by inputting the difference value calculated by the difference value calculating unit and calculating a Kalman gain;
4. A correction speed generation unit that generates the secondary IMU speed by correcting an IMU-derived speed based on a correction value generated by the Kalman gain calculation unit. The speed measuring device of any one of these.
IMU由来の速度を前記GPS速度に基づいて補正することにより前記1次IMU速度を生成する1次IMU速度生成部をさらに備えたことを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載の速度計測装置。   5. The apparatus according to claim 1, further comprising a primary IMU speed generation unit configured to generate the primary IMU speed by correcting an IMU-derived speed based on the GPS speed. Speed measuring device. 前記速度補正部が、前記1次IMU速度とは独立に生成したIMU由来の速度を補正することにより前記2次IMU速度を生成するものであることを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項記載の速度計測装置。   The speed correction unit generates the secondary IMU speed by correcting a speed derived from the IMU generated independently of the primary IMU speed. The speed measuring device according to claim 1. 前記速度補正部が、前記1次IMU速度を補正することにより前記2次IMU速度を生成するものであることを特徴とする請求項1から6のうちいずれか1項記載の速度計測装置。   The speed measurement apparatus according to claim 1, wherein the speed correction unit generates the secondary IMU speed by correcting the primary IMU speed.
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