JP6495609B2 - Direction detection apparatus and direction detection method - Google Patents

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Description

本発明は、旋回角センサの出力に基づいて方位を算出する方位検出装置および方位検出方法に関する。   The present invention relates to an azimuth detecting device and an azimuth detecting method for calculating an azimuth based on an output of a turning angle sensor.

方位検出装置は、車両等に搭載され、進行方向を検出するために使用されている。そして、多くの方位検出装置はジャイロセンサ等の旋回角センサを備えている。旋回角センサは車両の旋回角を所定時間ごとに検出する。方位検出装置は、旋回角センサから得られた旋回角を積算することにより車両の進行方向を検出することができる。しかし、旋回角センサの出力は、バイアス、スケールファクタ誤差等を含むので、所定時間ごとにこれらの誤差を推定し、旋回角センサの出力を補正する必要がある。   The direction detection device is mounted on a vehicle or the like and is used to detect a traveling direction. And many azimuth | direction detection apparatuses are equipped with turning angle sensors, such as a gyro sensor. The turning angle sensor detects the turning angle of the vehicle every predetermined time. The bearing detection device can detect the traveling direction of the vehicle by integrating the turning angles obtained from the turning angle sensor. However, since the output of the turning angle sensor includes a bias, a scale factor error, etc., it is necessary to estimate these errors every predetermined time and correct the output of the turning angle sensor.

旋回角センサのバイアスを推定する装置として、例えば、特許文献1に記載のものがある。特許文献1に記載の装置は、車輪速センサから得られる左右車輪の回転数から車両の移動状態を判定する。そして、停車しているときの旋回角センサの出力を平均することによりバイアスを推定する。
特許文献2には、旋回角センサのバイアスを推定する方法が記載されている。特許文献2に記載の方法では、停車しているときの旋回角センサの出力のうち所定のものを平均することによりバイアスを推定する。
As an apparatus for estimating the bias of the turning angle sensor, for example, there is one described in Patent Document 1. The device described in Patent Document 1 determines the moving state of the vehicle from the rotational speeds of the left and right wheels obtained from the wheel speed sensor. Then, the bias is estimated by averaging the outputs of the turning angle sensors when the vehicle is stopped.
Patent Document 2 describes a method for estimating a bias of a turning angle sensor. In the method described in Patent Document 2, a bias is estimated by averaging a predetermined one of the outputs of the turning angle sensor when the vehicle is stopped.

また、旋回角センサのスケールファクタ誤差を推定する方法として、GPS(Global Positioning System)等の測位システムを用いるものがある。例えば、まず、測位システムから得られる観測量から車両の方位を算出する。そして、算出された方位と旋回角センサから得られる方位とを比較することにより旋回角センサのスケールファクタ誤差を推定する。   Further, as a method for estimating the scale factor error of the turning angle sensor, there is a method using a positioning system such as GPS (Global Positioning System). For example, first, the azimuth of the vehicle is calculated from the observation amount obtained from the positioning system. Then, the scale factor error of the turning angle sensor is estimated by comparing the calculated direction and the direction obtained from the turning angle sensor.

また、特許文献3には、車両の姿勢角を補正する方法が記載されている。この方法では、高精度な測位システムと低精度な旋回角センサおよび加速度センサとを用いて、姿勢角誤差を推定している。特許文献4では、道路の傾斜角とジャイロセンサの設置角とにより生じる旋回角の誤差を推定している。特許文献5には、所定の作業を行うことにより旋回角センサのスケールファクタを算出する方法が記載されている。   Patent Document 3 describes a method for correcting the attitude angle of a vehicle. In this method, a posture angle error is estimated using a high-precision positioning system and low-precision turning angle sensors and acceleration sensors. In Patent Document 4, an error of a turning angle caused by a road inclination angle and a gyro sensor installation angle is estimated. Patent Document 5 describes a method of calculating a scale factor of a turning angle sensor by performing a predetermined work.

特開平4−62419号公報JP-A-4-62419 特開平3−90812号公報JP-A-3-90812 国際公開第2008/142757号International Publication No. 2008/142757 特開2004−354160号公報JP 2004-354160 A 特表平7−508349号公報JP 7-508349

上記のように、測位システムを用いて旋回角センサのスケールファクタ誤差を推定することができる。しかし、GPS等の測位システムの測位精度は、建物、周囲の遮蔽物等の影響により低下する。精度が低下した計測値に基づいてスケールファクタ誤差を推定すると、十分な精度を得ることができないおそれがあるとともに、スケールファクタ誤差の推定するために多くの時間を要する。すなわち、測位システムの測位精度が低下する環境では、測位システムを用いて旋回角センサのスケールファクタを補正することが困難となる。   As described above, the scale factor error of the turning angle sensor can be estimated using the positioning system. However, the positioning accuracy of a positioning system such as GPS deteriorates due to the influence of buildings, surrounding shielding, and the like. If the scale factor error is estimated based on the measurement value with reduced accuracy, there is a possibility that sufficient accuracy may not be obtained, and much time is required to estimate the scale factor error. That is, in an environment where the positioning accuracy of the positioning system is lowered, it is difficult to correct the scale factor of the turning angle sensor using the positioning system.

本発明の目的は、旋回角センサのスケールファクタを十分な精度で補正し、高い信頼性を有する方位検出装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an azimuth detecting device having a high reliability by correcting the scale factor of a turning angle sensor with sufficient accuracy.

本発明に係る方位検出装置は、旋回角センサ、車輪速センサ、第1旋回角算出部、スケールファクタ補正部および方位算出部を備える。旋回角センサは車両の旋回角を検出する。車輪速センサは車両の左右車輪の回転数を検出する。第1旋回角算出部は回転数に基づいて第1旋回角を算出する。スケールファクタ補正部は、旋回角センサが出力する旋回角と第1旋回角とに基づいて、旋回角センサのスケールファクタを補正する。方位算出部は、旋回角センサが出力する旋回角に基づいて車両の進行方向を算出する。旋回角センサは、スケールファクタ補正部からのスケールファクタの補正値を用いて、旋回角を補正する。   The azimuth detecting device according to the present invention includes a turning angle sensor, a wheel speed sensor, a first turning angle calculation unit, a scale factor correction unit, and an azimuth calculation unit. The turning angle sensor detects the turning angle of the vehicle. The wheel speed sensor detects the number of rotations of the left and right wheels of the vehicle. The first turning angle calculation unit calculates the first turning angle based on the rotation speed. The scale factor correction unit corrects the scale factor of the turning angle sensor based on the turning angle output from the turning angle sensor and the first turning angle. The bearing calculation unit calculates the traveling direction of the vehicle based on the turning angle output from the turning angle sensor. The turning angle sensor corrects the turning angle using the scale factor correction value from the scale factor correction unit.

この構成では、車輪速センサを用いて、旋回角センサのスケールファクタを補正することができる。これにより、測位システムの測位精度が低下する環境、測位システムを利用することができない環境等でも、高い信頼性を有する方位検出装置を実現することができる。   In this configuration, the scale factor of the turning angle sensor can be corrected using the wheel speed sensor. Thereby, it is possible to realize a highly reliable azimuth detecting device even in an environment where the positioning accuracy of the positioning system is lowered, an environment where the positioning system cannot be used, or the like.

本発明によると、車輪速センサを用いて、旋回角センサのスケールファクタを補正することができる。これにより、高い信頼性を有する方位検出装置を実現することができる。   According to the present invention, the scale factor of the turning angle sensor can be corrected using the wheel speed sensor. As a result, a highly reliable azimuth detecting device can be realized.

第1の実施形態に係る方位検出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 the azimuth | direction detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 車両の旋回角ψを説明する図である。It is a figure explaining turning angle psi of vehicles. 図3(A)は、第1の実施形態に係るスケールファクタSの補正フローを示すフローチャートである。図3(B)は、第1の実施形態に係るバイアスbの補正フローを示すフローチャートである。FIG. 3A is a flowchart showing a correction flow of the scale factor S according to the first embodiment. FIG. 3B is a flowchart showing a correction flow of the bias b 0 according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る方位検出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 the azimuth | direction detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るスケールファクタSの補正フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correction | amendment flow of the scale factor S which concerns on 2nd Embodiment.

《第1の実施形態》
本発明の第1の実施形態に係る方位検出装置10について説明する。図1は方位検出装置10の構成を示すブロック図である。方位検出装置10は、旋回角センサ11、車輪速センサ12、旋回角算出部13、スケールファクタ補正部14、バイアス推定部15および方位算出部16を備える。方位検出装置10は、車両等に搭載され、車両の進行方向を検出する。
<< First Embodiment >>
An orientation detection apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the azimuth detecting device 10. The direction detection device 10 includes a turning angle sensor 11, a wheel speed sensor 12, a turning angle calculation unit 13, a scale factor correction unit 14, a bias estimation unit 15, and an direction calculation unit 16. The direction detection device 10 is mounted on a vehicle or the like and detects the traveling direction of the vehicle.

旋回角センサ11は車両の旋回角ψを検出する。旋回角センサ11が出力する旋回角は、誤差を含むため、センサ旋回角ψgyrоとなる。旋回角センサ11は、例えば、ジャイロセンサである。旋回角ψは、車両が所定時間に旋回する角度である。図2は車両の旋回角ψを説明する図である。図2では、車両は、時間tにe(t)方向に走行し、時間tにe(t)方向に走行している。この場合、時間tから時間tまでの車両の旋回角ψは、e(t)およびe(t)がなす角となる。 The turning angle sensor 11 detects the turning angle ψ of the vehicle. Since the turning angle output by the turning angle sensor 11 includes an error, the turning angle becomes the sensor turning angle ψ gyro . The turning angle sensor 11 is, for example, a gyro sensor. The turning angle ψ is an angle at which the vehicle turns at a predetermined time. FIG. 2 is a diagram illustrating the turning angle ψ of the vehicle. In Figure 2, the vehicle is traveling in the e (t 0) direction in time t 0, running on e (t 1) direction to the time t 0. In this case, the turning angle ψ of the vehicle from time t 0 to time t 1 is an angle formed by e (t 0 ) and e (t 1 ).

車輪速センサ12は、車両の左車輪の回転数nおよび車両の右車輪の回転数nを検出する。旋回角算出部13は、回転数n,nに基づいて第1旋回角ψを算出する。第1旋回角ψは、誤差を含むため、旋回角ψと異なる値となる。旋回角算出部13は本発明の第1旋回角算出部に相当する。第1旋回角ψは、例えば、

Figure 0006495609
から算出される。ここで、rは左車輪の半径であり、rは右車輪の半径である。また、図2に示すように、dは左右車輪間の距離である。 Wheel speed sensor 12 detects the rotational speed n R of the right wheel rotational speed n L and vehicle on the left wheel of the vehicle. The turning angle calculation unit 13 calculates the first turning angle ψ w based on the rotation speeds n L and n R. Since the first turning angle ψ w includes an error, the first turning angle ψ w has a value different from the turning angle ψ. The turning angle calculation unit 13 corresponds to the first turning angle calculation unit of the present invention. The first turning angle ψ w is, for example,
Figure 0006495609
Is calculated from Here, r L is the radius of the left wheel and r R is the radius of the right wheel. Further, as shown in FIG. 2, d is the distance between the left and right wheels.

なお、GPS、光ビーコン等(図示せず)を利用することができるときに、第1旋回角ψとしてψrefを用いて最小二乗法によりS,Sを算出する。ここで、ψrefはGPS、光ビーコン等から得られる車両の旋回角である。 Incidentally, GPS, when the optical beacon or the like (not shown) can be utilized, S L by the least squares method using the [psi ref as a first pivot angle [psi w, and calculates the S R. Here, ψ ref is the turning angle of the vehicle obtained from GPS, an optical beacon or the like.

スケールファクタ補正部14は、車両が旋回しているとき、第1旋回角ψとセンサ旋回角ψgyrоとの差分に基づいて、旋回角センサ11のスケールファクタSを補正する。スケールファクタとは入力変化で出力変化を除したものである。例えば、以下のようにスケールファクタSを補正する。 The scale factor correction unit 14 corrects the scale factor S of the turning angle sensor 11 based on the difference between the first turning angle ψ w and the sensor turning angle ψ gyro when the vehicle is turning. The scale factor is the input change minus the output change. For example, the scale factor S is corrected as follows.

車両が時間tから時間t+Δtまでに旋回角ψだけ旋回するとき、センサ旋回角ψgyrоに含まれる誤差ψgyrо−ψは、

Figure 0006495609
と表される。ここで、bはバイアスであり、ηはスケールファクタ誤差である。バイアスとは、入力がない場合における単位時間当たりの出力である。ここで、バイアスbは、後述のようにバイアス推定部15による推定値により補正されるので、0とみなされる。スケールファクタ誤差ηは、真のスケールファクタをS、現在のスケールファクタをSとして、S=(1+η)Sと表される。
一般に、移動体が正常に走行しているとき、第1旋回角ψはセンサ旋回角ψgyrоに比べて高い精度を有する。そこで、第1旋回角ψが閾値に比べて大きいとき、車両の旋回角ψとして第1旋回角ψを用いて最小二乗法によりスケールファクタ誤差ηを算出する。そして、S/(1+η)を新たにスケールファクタSとすることにより、スケールファクタSを補正する。
スケールファクタSの補正値は、旋回角センサ11が補正後に旋回角ψを検出するときに用いられる。 When the vehicle turns by the turning angle ψ from time t to time t + Δt, the error ψ gyro ® included in the sensor turning angle ψ gyro is
Figure 0006495609
It is expressed. Here, b 0 is a bias and η is a scale factor error. The bias is an output per unit time when there is no input. Here, since the bias b 0 is corrected by an estimated value by the bias estimating unit 15 as described later, it is regarded as 0. Scale factor error eta is a real scale factor S T, the current scale factor as S, it is expressed as S = (1 + η) S T.
In general, when the moving body is traveling normally, the first turning angle ψ w has higher accuracy than the sensor turning angle ψ gyro . Therefore, when the first turning angle ψ w is larger than the threshold value, the scale factor error η is calculated by the least square method using the first turning angle ψ w as the turning angle ψ of the vehicle. Then, the scale factor S is corrected by newly setting the scale factor S to S / (1 + η).
The correction value of the scale factor S is used when the turning angle sensor 11 detects the turning angle ψ after correction.

バイアス推定部15は、回転数n,nが閾値に比べて小さいとき、旋回角センサ11のバイアスbを推定する。例えば、以下のようにバイアスbを推定する。
回転数n,nが閾値に比べて小さいとき、車両が静止しているとみなすことができる。このため、車両の旋回角ψは0となり、式(2)はψgyrо=bΔtとなる。バイアスbはb=E(ψgyrо/Δt)から算出される。ここでE(・)は平均値を意味する。左右車輪の回転数n,nを用いることにより、車両が静止しているか否かを高い精度で判定することができる。これにより、バイアスbを高速で推定することができる。
旋回角センサ11は、ψgyrо−bΔtを新たなセンサ旋回角ψgyrоとすることより、センサ旋回角ψgyrоのバイアスbを補正する。
The bias estimation unit 15 estimates the bias b 0 of the turning angle sensor 11 when the rotation speeds n L and n R are smaller than the threshold values. For example, the bias b 0 is estimated as follows.
When the rotation speeds n L and n R are smaller than the threshold value, the vehicle can be regarded as stationary. Therefore, the turning angle ψ of the vehicle becomes 0, and the equation (2) becomes ψ gyro = b 0 Δt. The bias b 0 is calculated from b 0 = E (ψ gyro / Δt). Here, E (•) means an average value. By using the rotation speeds n L and n R of the left and right wheels, it can be determined with high accuracy whether or not the vehicle is stationary. Thereby, the bias b 0 can be estimated at high speed.
The turning angle sensor 11 corrects the bias b 0 of the sensor turning angle ψ gyro by making ψ gyro -b 0 Δt a new sensor turning angle ψ gyro .

方位算出部16は、センサ旋回角ψgyrоを積算することにより、車両の進行方向hを算出する。 The azimuth calculation unit 16 calculates the traveling direction h of the vehicle by integrating the sensor turning angle ψ gyro .

次に、スケールファクタSを補正する工程について説明する。図3(A)は、第1の実施形態に係るスケールファクタSの補正フローを示すフローチャートである。
旋回角センサ11を用いて車両の旋回角ψを検出する(S101)。旋回角センサ11が出力する旋回角は、誤差を含むため、センサ旋回角ψgyrоとなる。次に、左右車輪の回転数n,nを検出する(S102)。旋回角算出部13を用いて、回転数n,nに基づいて第1旋回角ψを算出する(S103)。車両が旋回している(第1旋回角ψが閾値に比べて大きい)場合(S104:Yes)、スケールファクタ誤差ηを推定し(S105)、推定に基づいてスケールファクタSを補正する(S106)。車両が旋回していない場合、工程を終了する(S104:No)。なお、工程S105を行う前であれば、工程S101を行う時期は上記に限定されない。
Next, the process of correcting the scale factor S will be described. FIG. 3A is a flowchart showing a correction flow of the scale factor S according to the first embodiment.
A turning angle ψ of the vehicle is detected using the turning angle sensor 11 (S101). Since the turning angle output by the turning angle sensor 11 includes an error, the turning angle becomes the sensor turning angle ψ gyro . Next, the rotation speeds n L and n R of the left and right wheels are detected (S102). With swivel angle calculating section 13, the rotational speed n L, it calculates a first pivot angle [psi w based on n R (S103). If the vehicle is turning (larger first pivot angle [psi w is compared with the threshold value) (S104: Yes), to estimate the scale factor error eta (S105), corrects the scale factor S based on the estimated (S106 ). When the vehicle is not turning, the process ends (S104: No). Note that the timing of performing step S101 is not limited to the above as long as it is before performing step S105.

次に、バイアスbを補正する工程について説明する。図3(B)は、第1の実施形態に係るバイアスbの補正フローを示すフローチャートである。
旋回角センサ11を用いて車両の旋回角ψを検出する(S111)。旋回角センサ11が出力する旋回角は、誤差を含むため、センサ旋回角ψgyrоとなる。次に、左右車輪の回転数n,nを検出する(S112)。車両が静止している(回転数n,nが閾値に比べて小さい)場合(S113:Yes)、旋回角センサ11のバイアスbを推定し(S114)、推定に基づいてバイアスbを補正する(S115)。車両が静止していない場合、工程を終了する(S113:No)。なお、工程S114を行う前であれば、工程S111を行う時期は上記に限定されない。
Next, a process for correcting the bias b 0 will be described. FIG. 3B is a flowchart showing a correction flow of the bias b 0 according to the first embodiment.
A turning angle ψ of the vehicle is detected using the turning angle sensor 11 (S111). Since the turning angle output by the turning angle sensor 11 includes an error, the turning angle becomes the sensor turning angle ψ gyro . Next, the rotation speeds n L and n R of the left and right wheels are detected (S112). When the vehicle is stationary (the rotation speeds n L and n R are smaller than the threshold values) (S113: Yes), the bias b 0 of the turning angle sensor 11 is estimated (S114), and the bias b 0 is based on the estimation. Is corrected (S115). If the vehicle is not stationary, the process is terminated (S113: No). In addition, if it is before performing process S114, the time which performs process S111 is not limited above.

第1の実施形態によると、車輪速センサ12を用いて、旋回角センサ11のバイアスbおよびスケールファクタSを補正する。これにより、測位システムの測位精度が低下する環境、測位システムを利用することができない環境等でも、高い信頼性を有する方位検出装置10を実現することができる。特に、方位検出装置10は、測位システムを長時間利用することができないトンネル等で有効である。 According to the first embodiment, the wheel speed sensor 12 is used to correct the bias b 0 and the scale factor S of the turning angle sensor 11. Thereby, the azimuth | direction detection apparatus 10 with high reliability is realizable also in the environment where the positioning accuracy of a positioning system falls, the environment where a positioning system cannot be utilized, etc. In particular, the direction detection device 10 is effective in a tunnel or the like where the positioning system cannot be used for a long time.

《第2の実施形態》
本発明の第2の実施形態に係る方位検出装置20について説明する。図4は方位検出装置20の構成を示すブロック図である。方位検出装置20は、第1の実施形態に係る方位検出装置10の構成に加えて、GPS旋回角算出部21を備える。また、第1の実施形態に係るスケールファクタ補正部14に代えて、スケールファクタ補正部24を備える。GPSは本発明の測位システムに相当する。GPS旋回角算出部21は本発明の第2旋回角算出部に相当する。
<< Second Embodiment >>
An orientation detection device 20 according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the azimuth detecting device 20. The bearing detection device 20 includes a GPS turning angle calculation unit 21 in addition to the configuration of the bearing detection device 10 according to the first embodiment. Further, a scale factor correction unit 24 is provided instead of the scale factor correction unit 14 according to the first embodiment. GPS corresponds to the positioning system of the present invention. The GPS turning angle calculation unit 21 corresponds to the second turning angle calculation unit of the present invention.

旋回角算出部13は、回転数n,nに基づいて、第1旋回角ψおよびその精度を算出する。GPS旋回角算出部21は、GPSから得られる観測量に基づいて、第2旋回角ψgpsおよびその精度を算出する。第2旋回角ψgpsは、誤差を含むためψと異なる値となる。
スケールファクタ補正部24は、第1の実施形態と同様に、車両が旋回しているとき(車両の旋回角ψが閾値に比べて大きいとき)、旋回角センサ11のスケールファクタSを補正する。この際、第1旋回角ψの精度が第2旋回角ψgpsの精度以上の場合、車両の旋回角ψとして第1旋回角ψが用いられる。第1旋回角ψの精度が第2旋回角ψgpsの精度未満の場合、車両の旋回角ψとして第2旋回角ψgpsが用いられる。
Turning angle calculating section 13, the rotational speed n L, based on n R, to calculate a first angle of rotation [psi w and its accuracy. The GPS turning angle calculation unit 21 calculates the second turning angle ψ gps and its accuracy based on the observation amount obtained from the GPS. The second turning angle ψ gps has a different value from ψ because it includes an error.
As in the first embodiment, the scale factor correction unit 24 corrects the scale factor S of the turning angle sensor 11 when the vehicle is turning (when the turning angle ψ of the vehicle is larger than the threshold value). In this case, if the precision of the first turning angle [psi w is greater than or accuracy of the second pivot angle [psi gps, first turning angle [psi w as turn angle [psi of the vehicle is used. If the accuracy of the first turning angle [psi w is less than the accuracy of the second pivot angle [psi gps, the second turning angle [psi gps is used as the turn angle [psi of the vehicle.

次に、スケールファクタSを補正する工程について説明する。図5は、第2の実施形態に係るスケールファクタSの補正フローを示すフローチャートである。
旋回角センサ11を用いて車両の旋回角ψを検出する(S201)。旋回角センサ11が出力する旋回角は、誤差を含むため、センサ旋回角ψgyrоとなる。次に、旋回角算出部13を用いて、左右車輪の回転数n,nに基づいて車両の第1旋回角ψおよびその精度を算出する(S202)。次に、GPS旋回角算出部21を用いて、GPSから得られる観測量に基づいて第2旋回角ψgpsおよびその精度を算出する(S203)。第1旋回角ψの精度が第2旋回角ψgpsの精度以上の場合(S204:Yes)、車両の旋回角ψとして第1旋回角ψを用いる(S205)。第1旋回角ψの精度が第2旋回角ψgpsの精度未満の場合(S204:No)、車両の旋回角ψとして第2旋回角ψgpsを用いる(S206)。次に、車両が旋回している場合(S207:Yes)、スケールファクタ誤差ηを推定し(S208)、推定に基づいてスケールファクタSを補正する(S209)。車両が旋回していない場合、工程を終了する(S207:No)。
Next, the process of correcting the scale factor S will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a correction flow of the scale factor S according to the second embodiment.
A turning angle ψ of the vehicle is detected using the turning angle sensor 11 (S201). Since the turning angle output by the turning angle sensor 11 includes an error, the turning angle becomes the sensor turning angle ψ gyro . Next, the first turning angle ψ w of the vehicle and its accuracy are calculated based on the rotation speeds n L and n R of the left and right wheels using the turning angle calculation unit 13 (S202). Next, the second turning angle ψ gps and the accuracy thereof are calculated based on the observation amount obtained from the GPS using the GPS turning angle calculation unit 21 (S203). If the accuracy of the first turning angle [psi w is greater than or accuracy of the second pivot angle ψ gps (S204: Yes), using a first pivot angle [psi w as turn angle [psi of the vehicle (S205). If the accuracy of the first turning angle [psi w is less than the accuracy of the second pivot angle ψ gps (S204: No), using the second turning angle [psi gps as turn angle [psi of the vehicle (S206). Next, when the vehicle is turning (S207: Yes), the scale factor error η is estimated (S208), and the scale factor S is corrected based on the estimation (S209). If the vehicle is not turning, the process ends (S207: No).

第2の実施形態によると、第1旋回角ψの精度が第2旋回角ψgpsの精度以上の場合、車輪速センサ12を用いて、旋回角センサ11のスケールファクタSを補正する。これにより、マルチパス等によりGPSの測位精度が低下する環境、GPSを利用することができない環境等でも、高い信頼性を有する方位検出装置20を実現することができる。 According to the second embodiment, when the accuracy of the first turning angle ψ w is equal to or higher than the accuracy of the second turning angle ψ gps , the wheel speed sensor 12 is used to correct the scale factor S of the turning angle sensor 11. Thereby, the azimuth detecting device 20 having high reliability can be realized even in an environment where the GPS positioning accuracy is lowered due to multipath or the like, or in an environment where the GPS cannot be used.

10,20…方位検出装置
11…旋回角センサ
12…車輪速センサ
13…旋回角算出部
14,24…スケールファクタ補正部
15…バイアス推定部
16…方位算出部
21…GPS旋回角算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Direction detection apparatus 11 ... Turning angle sensor 12 ... Wheel speed sensor 13 ... Turning angle calculation part 14, 24 ... Scale factor correction part 15 ... Bias estimation part 16 ... Direction calculation part 21 ... GPS turning angle calculation part

Claims (8)

車両の旋回角を検出する旋回角センサと、
前記車両の左右車輪の回転数を検出する車輪速センサと、
前記回転数に基づいて第1旋回角を算出する第1旋回角算出部と、
前記第1旋回角が前記車両の旋回を検出する閾値に比べて大きい場合に、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第1旋回角とに基づいて、前記旋回角センサのスケールファクタを補正するスケールファクタ補正部と、
前記旋回角センサが出力する前記旋回角に基づいて前記車両の進行方向を算出する方位算出部とを備え、
前記旋回角センサは、前記スケールファクタ補正部からの前記スケールファクタの補正値を用いて、前記旋回角を補正する方位検出装置。
A turning angle sensor for detecting the turning angle of the vehicle;
A wheel speed sensor for detecting the rotational speed of the left and right wheels of the vehicle;
A first turning angle calculation unit for calculating a first turning angle based on the rotational speed;
When the first turning angle is larger than a threshold value for detecting turning of the vehicle, the scale factor of the turning angle sensor is set based on the turning angle output by the turning angle sensor and the first turning angle. A scale factor correction unit to correct,
An azimuth calculating unit that calculates a traveling direction of the vehicle based on the turning angle output by the turning angle sensor;
The turning angle sensor is an azimuth detecting device that corrects the turning angle using a correction value of the scale factor from the scale factor correction unit.
請求項1に記載の方位検出装置であって、
記第1旋回角と前記旋回角センサが出力する前記旋回角との差分に基づいて、前記スケールファクタ補正部は前記スケールファクタを補正する、方位検出装置。
The azimuth detecting device according to claim 1,
Based on a difference between the turning angle before Symbol the turning angle sensor and the first turning angle output, the scale factor correcting unit corrects the scale factor, the azimuth detecting device.
請求項1または2に記載の方位検出装置であって、
測位システムから得られる観測量に基づいて第2旋回角を算出する第2旋回角算出部を備え、
前記第1旋回角の算出時の推定精度が前記第2旋回角の算出時の推定精度以上であるとき、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第1旋回角とに基づいて、前記スケールファクタ補正部は前記スケールファクタを補正する、方位検出装置。
The azimuth detecting device according to claim 1 or 2,
A second turning angle calculation unit for calculating a second turning angle based on an observation amount obtained from the positioning system;
When the estimation accuracy at the time of calculating the first turning angle is equal to or higher than the estimation accuracy at the time of calculating the second turning angle, based on the turning angle output by the turning angle sensor and the first turning angle, A scale factor correction unit corrects the scale factor, and is an azimuth detection device.
請求項1または2に記載の方位検出装置であって、
測位システムから得られる観測量に基づいて第2旋回角を算出する第2旋回角算出部を備え、
前記第1旋回角の算出時の推定精度が前記第2旋回角の算出時の推定精度未満であるとき、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第2旋回角とに基づいて、前記スケールファクタ補正部は前記スケールファクタを補正する、方位検出装置。
The azimuth detecting device according to claim 1 or 2,
A second turning angle calculation unit for calculating a second turning angle based on an observation amount obtained from the positioning system;
When the estimation accuracy at the time of calculating the first turning angle is less than the estimation accuracy at the time of calculating the second turning angle, based on the turning angle output by the turning angle sensor and the second turning angle, A scale factor correction unit corrects the scale factor, and is an azimuth detection device.
請求項1または2に記載の方位検出装置であって、
測位システムから得られる観測量に基づいて第2旋回角を算出する第2旋回角算出部を備え、
前記第1旋回角の算出時の推定精度が前記第2旋回角の算出時の推定精度以上であるとき、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第1旋回角とに基づいて、前記スケールファクタ補正部は前記スケールファクタを補正し、
前記第1旋回角の算出時の推定精度が前記第2旋回角の算出時の推定精度未満であるとき、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第2旋回角とに基づいて、前記スケールファクタ補正部は前記スケールファクタを補正する、方位検出装置。
The azimuth detecting device according to claim 1 or 2,
A second turning angle calculation unit for calculating a second turning angle based on an observation amount obtained from the positioning system;
When the estimation accuracy at the time of calculating the first turning angle is equal to or higher than the estimation accuracy at the time of calculating the second turning angle, based on the turning angle output by the turning angle sensor and the first turning angle, The scale factor correction unit corrects the scale factor,
When the estimation accuracy at the time of calculating the first turning angle is less than the estimation accuracy at the time of calculating the second turning angle, based on the turning angle output by the turning angle sensor and the second turning angle, A scale factor correction unit corrects the scale factor, and is an azimuth detection device.
請求項1ないし5のいずれかに記載の方位検出装置であって、
前記回転数が閾値に比べて小さいとき、前記旋回角センサのバイアスを推定するバイアス推定部を備える、方位検出装置。
The azimuth detecting device according to any one of claims 1 to 5,
An azimuth detection device comprising a bias estimation unit that estimates a bias of the turning angle sensor when the rotational speed is smaller than a threshold value.
請求項1ないし6のいずれかに記載の方位検出装置であって、  The azimuth detecting device according to any one of claims 1 to 6,
前記第1旋回角算出部は、  The first turning angle calculation unit includes:
測位システムから得られる観測量に基づいて算出される旋回角を用いて、前記回転数から前記第1旋回角を算出する係数を設定する、  Using a turning angle calculated based on an observation amount obtained from the positioning system, and setting a coefficient for calculating the first turning angle from the rotational speed;
方位検出装置。  Orientation detection device.
旋回角センサにより車両の旋回角を検出する工程と、
車輪速センサにより前記車両の左右車輪の回転数を検出する工程と、
前記回転数に基づいて第1旋回角を算出する工程と、
前記第1旋回角が前記車両の旋回を検出する閾値に比べて大きい場合に、前記旋回角センサが出力する前記旋回角と前記第1旋回角とに基づいて、前記旋回角センサのスケールファクタを補正する工程と、
前記旋回角センサが出力する前記旋回角に基づいて前記車両の進行方向を算出する工程とを備え、
前記旋回角センサは、前記スケールファクタの補正値を用いて前記旋回角を補正する、方位検出方法。
Detecting a turning angle of the vehicle by a turning angle sensor;
Detecting the rotational speed of the left and right wheels of the vehicle by means of a wheel speed sensor;
Calculating a first turning angle based on the rotational speed;
When the first turning angle is larger than a threshold value for detecting turning of the vehicle, the scale factor of the turning angle sensor is set based on the turning angle output by the turning angle sensor and the first turning angle. A process of correcting,
Calculating the traveling direction of the vehicle based on the turning angle output by the turning angle sensor,
The azimuth detection method, wherein the turning angle sensor corrects the turning angle using a correction value of the scale factor.
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