JP6201762B2 - 速度推定装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、本実施形態の速度推定装置1は、GPS信号受信部10、加速度センサ20、ヨーレートセンサ30、制御部100を備える。この速度推定装置1は、図示しない車両に、予め定められた向きで固定される。
次に、制御部100の処理の流れの一例を図3〜図5のフロチャートを用いて説明する。図3に示すフロチャートは、センサ値を取得する周期で繰り返し実行する。なお、特に明記している場合を除き、各パラメータは、時刻tにおける値を意味する。
車両の衛星方向速度Vsiは、(13)式に示したように、車両からGPS衛星iへの視線ベクトル(Gx,Gy,Gz)と、車両の速度ベクトル(Vx,Vy,Vz)と、クロックドリフトCbvに基づいて算出することができる。
前述の実施形態では、拘束条件3により、時間変化が線形であるという条件でクロックドリフトを拘束していたが、この拘束条件3をなしにしてもよい(変形例1)。拘束条件3をなしにする場合、(12)式におけるCbv0+Atを、未知パラメータであるCbvtに置き換えることになる。
また、拘束条件3は残し、拘束条件1における方位角の時間変化による拘束をなしにしてもよい。この場合には、拘束条件1が、速度ベクトルの大きさを車両の速度で拘束したのみの条件となり、(12)式におけるθt gyroが未知パラメータになる。
前述の実施形態では、衛星測位システムとしてGPSを利用していたが、その他の衛星測位システムを利用してもよい。また、GPSが備える衛星と、とその他の衛星測位システムが備える衛星を両方用いてもよい。
前述の実施形態では、移動体は車であったが、車以外の移動体にも、本発明は適用できる。
126:初期設定値決定部、 128:推定速度決定部、 130:推定方位決定部、 132:速度ベクトル推定部
Claims (7)
- 移動体とともに移動する加速度センサ(20)と、
前記移動体のヨーレートを検出するヨーレートセンサ(30)と、
前記加速度センサの検出値の進行方向成分である進行方向加速度を逐次決定する進行方向加速度決定部(102)と、
前記進行方向加速度決定部が決定した進行方向加速度を積算した加速度積算値を逐次算出するとともに、前記ヨーレートセンサが検出したヨーレートを積算することで、基準時点における進行方向に対する相対方位角を逐次算出する積算処理部(104)と、
衛星測位システムが備える衛星から衛星信号を取得する衛星信号取得部(106)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体の速度の前記衛星の方向への成分である衛星方向速度を算出する衛星方向速度算出部(116)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体から前記衛星への視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出部(113)と、
前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位の関係を示す速度推定式と、前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した視線ベクトル、前記積算処理部が算出した相対方位角から、前記移動体の速度初期値を決定する初期設定値決定部(126)と、
前記積算処理部が算出した加速度積算値と、前記初期設定値決定部が決定した速度初期値とに基づいて、前記移動体の速度を推定する推定速度決定部(128)とを備え、
前記速度推定式は、
前記衛星方向速度と、前記視線ベクトルと、前記移動体の速度ベクトルとの関係を示す式に対して、前記速度ベクトルの大きさを前記移動体の速度で拘束し、かつ、前記速度ベクトルの向きの時間変化を前記移動体の進行方向の方位角の時間変化で拘束した式であることを特徴とする速度推定装置。 - 移動体とともに移動する加速度センサ(20)と、
前記加速度センサの検出値の進行方向成分である進行方向加速度を逐次決定する進行方向加速度決定部(102)と、
前記進行方向加速度決定部が決定した進行方向加速度を積算した加速度積算値を逐次算出する積算処理部(104)と、
衛星測位システムが備える衛星から衛星信号を取得する衛星信号取得部(106)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体の速度の前記衛星の方向への成分である衛星方向速度を算出する衛星方向速度算出部(116)と、
前記衛星信号に基づいて、前記移動体から前記衛星への視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出部(113)と、
前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位、クロックドリフトの関係を示す速度推定式と、前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した視線ベクトルから、前記移動体の速度初期値を決定する初期設定値決定部(126)と、
前記積算処理部が算出した加速度積算値と、前記初期設定値決定部が決定した速度初期値とに基づいて、前記移動体の速度を推定する推定速度決定部(128)とを備え、
前記速度推定式は、
前記衛星方向速度と、前記視線ベクトルと、前記移動体の速度ベクトルと、前記クロックドリフトとの関係を示す式に対して、前記速度ベクトルの大きさを前記移動体の速度で拘束し、前記クロックドリフトは時間変化が線形であるという拘束条件で拘束した式であることを特徴とする速度推定装置。 - 請求項1において、
前記速度推定式は、前記衛星方向速度、前記視線ベクトル、前記移動体の速度、前記移動体の進行方位に加えて、クロックドリフトを含む式であることを特徴とする速度推定装置。 - 請求項3において、
前記速度推定式は、前記クロックドリフトの時間変化が線形であるという条件でも拘束されていることを特徴とする速度推定装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記速度推定式は、前記移動体の速度の項として、前記速度初期値の項と、前記加速度積算値の項とを含んでおり、
前記初期設定値決定部は、前記速度推定式、前記衛星方向速度算出部が算出した衛星方向速度、前記視線ベクトル算出部が算出した前記視線ベクトルに加えて、前記積算処理部が算出した加速度積算値に基づいて、前記速度初期値を決定することを特徴とする速度推定装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、
前記衛星信号を受信する信号受信部(10)が受信した前記衛星信号の信号品質を判定する信号品質判定部(120)と、
前記信号品質判定部が信号品質がよいと判定した前記衛星からの電波のドップラーシフト量に基づいて、前記移動体の速度を算出するドップラー速度算出部(118)と、
を備え、
前記初期設定値決定部は、前記ドップラー速度算出部が前記移動体の速度を算出した場合、前記速度推定式を用いて前記速度初期値を決定することに代えて、前記ドップラー速度算出部が算出した前記移動体の速度に基づいて、前記速度初期値を決定することを特徴とする速度推定装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
前記移動体が停止しているか否かを判定する停止判定部(122)を備え、
前記初期設定値決定部は、前記停止判定部が、前記移動体が停止していると判定した場合、前記移動体の速度がゼロであるとして、前記速度初期値を決定することを特徴とする速度推定装置。
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