JP6512155B2 - 出力装置 - Google Patents
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Description
平均値の算出、平均値の減算等の各種演算は、マイクロコンピュータにより実行される。マイクロコンピュータでは、AD変換された値を用いて各種演算が実行される。周知のように、AD変換では、最小分解能未満の値は0として表される。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、角速度に含まれる誤差を精度よく低減する技術を提供することを目的としている。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[1.構成]
図1に示す運転支援システム1は、移動体としての車両に搭載されたシステムである。
図1に示す運転支援システム1は、車速センサ10と、角速度センサ20と、地図データベース(以下、地図DB)30と、GPS受信機40と、制御部50と、運転支援実行部60と、を備える。
角速度センサ20とは、自車両の角速度を検出するセンサをいう。角速度とは、単位時間あたりの水平方向における自車両の回転運動の大きさを角度で表したもの(以下、回転角)をいう。角速度の積分により、自車両の回転角が算出される。角速度センサ20は、検出結果を制御部50へ出力する。
GPS受信機40は、GPS用の人工衛星からの送信信号を受信し、緯度、経度、及び高度で表される、自車両の位置(以下、自車位置)を検出する。GPS受信機40は、検出結果を制御部50へ出力する。
入出力インタフェース部53は、図2に示すように、角速度センサ20から入力されるアナログ信号として表される検出信号をAD変換してデジタル信号に変換する、ADコンバータ(以下、ADC)531を備える。なお、AD変換とは、アナログ値で表された値をデジタル値に変換することを表す。
ADC531は、周知の最小分解能に基づいて、角速度センサ20から得られた出力をAD変換する。最小分解能とは、ADコンバータが識別することができる、ADコンバータに入力されたアナログ値における最小の変化量を表す。言い換えれば、AD変換後にビット値として1で表される大きさを最小分解能という。
制御部50が実行する角速度出力処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。本角速度出力処理は、自車位置を算出する際に用いられる角速度センサ20の出力について補正を行う処理である。
はじめに、制御部50は、S10では、自車両が静止しているか否かを判断する。静止とは、自車両の車速が0であることをいう。ここでいう0とは、厳密な意味での0に限るものではなく、目的とする効果を奏するのであれば厳密に0でなくてもよい。
一方、制御部50は、自車両が静止しているときに移行するS40では、後述する補正処理の初期化を実行する。制御部50は、具体的には、補正処理にて用いられるカウンタCといった変数等を0に設定する。
つまり、制御部50は、角速度出力処理では、自車両が静止しているときは設定処理を実行し、移動しているときは補正処理を実行する。
次に、自車両が静止しているときに実行される設定処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。設定処理は、自車両が静止しているときのセンサ値Pに基づく角速度の平均値を算出し、補正処理において該平均値を用いた補正を実行するタイミングを設定するための処理である。
制御部50は、S105では、S100にて自車両が静止しているときのセンサ値Pが取得される毎に、記録回数iを1増加させてメモリ52に記録する。記録回数iとはセンサ値Pが取得された回数を表す。
制御部50は、S120では、取得フラグFGを0に設定し、本設定処理を終了する。取得フラグFGは、記録回数iが蓄積回数N以上である場合に1に設定され、記録回数iが蓄積回数N未満である場合に0に設定されるフラグである。
本設定処理では、センサ値Pは、本設定処理が実行される周期Tp毎に、繰り返し取得されている。つまり、S110〜S125によって、自車両が静止しているときのセンサ値Pであって、直近の、周期Tpと蓄積回数Nとの乗算で表される期間(以下、蓄積時間)分のセンサ値Pが、メモリ52に記録される。ここでいう直近とは、最も新しく取得されたことを表す。
制御部50は、S150では、減算タイミングを既減算タイミングとしてメモリ52に記録する。後述するように、減算タイミングは、全体回数Aと減算回数Bとによって表され、メモリ52に記録されている。制御部50は、全体回数Aを既全体回数AOLDとしてメモリ52に記録し、減算回数Bを既減算回数BOLDとしてメモリ52に記録する。
ここで、メモリ52に記録されている減算タイミングは、後述するように蓄積回数N分のセンサ値Pに基づく角速度の平均値を静止平均値Hとして用いて設定された減算タイミングである。すなわち、制御部50は、本ステップでは、自車両が蓄積時間以上静止しているときに設定された減算タイミングを、既減算タイミングとしてメモリ52に記録している。なお、本実施形態では、過去に自車両が蓄積時間以上静止していたときに設定された減算タイミングのうち、最も新しく設定されたものを既減算タイミングとして記録する。
制御部50は、続いてS170では、静止平均値Hを分解能値Mで除算したときの商Qと余りRとを取得し、減算頻度を算出する。減算頻度とは、分解能値Mに対する余りRの値を表す。つまり、減算頻度は、R/Mといった分数として表される。
[2−3.補正処理]
次に、角速度出力処理のS30にて実行される補正処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。補正処理は、自車両が移動しているときのセンサ値Pを繰り返し取得し、全体回数Aをひとまとまりとして、取得されたセンサ値Pについて補正を行うための処理である。
制御部50は、S210では、自車両が移動を開始する前に静止していた時間(以下、静止時間)が蓄積時間以上であるか否かを判断する。具体的には、取得フラグFGが1に設定されている場合に、静止時間が蓄積時間以上であると判断する。制御部50は、静止時間が蓄積時間以上である場合に処理をS220へ移行させ、蓄積時間未満である場合に処理をS215に移行させる。
制御部50は、カウンタCの値が減算回数B以上である場合に移行するS240では、カウンタCの値が全体回数A以上であるか否かを判断する。制御部50は、カウンタCの値が、全体回数A未満であるである場合に処理をS245へ移行させ、全体回数A以上である場合に処理をS255へ移行させる。
すなわち、制御部50は、本ステップでは、全体回数Aから減算回数Bを除いた残りの回数を表すA−B回は、分解能ビット値についての減算を行わないように構成されている。
制御部50は、カウンタCの値が全体回数A以上である場合に移行するS255では、カウンタCの値を0に設定する。そして、制御部50は、処理をS260へ移行させる。つまり、カウンタCは全体回数Aを数える毎にリセットされる。
つまり、制御部50は、本実施形態では、自車両の移動中に、図7に示すように、全体回数Aをひとまとまりとしてセンサ値Pを繰り返し取得する。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(3a)制御部50は、角速度を表す値を出力するように構成されている。制御部50は、S140では、制御部50が搭載された移動体である車両の角速度を検出する角速度センサ20から得られた出力におけるAD変換後の値を表すセンサ値Pであって、移動体が静止しているときのセンサ値Pに基づく角速度の平均値を静止平均値Hとして取得するように構成される。
ここで、本実施形態の効果を説明するために、このような構成において、仮に減算補正値Kが全体回数A分積算されたときの積算結果を示す補正値積算結果がどのように表されるかについて説明する。
(3c)制御部50は、S175では、分母数と分子数との比が最も簡単な整数比となるように、分母数と分子数とを算出してもよい。
(3d)制御部50は、車両が移動している場合にのみ、減算補正値Kの出力を行ってもよい。これによれば、車両の静止中は減算補正値Kの出力を行わないので、車両の静止中における制御部50の負荷を低減することができる。
制御部50は、S235、S245では、記録回数iが蓄積回数N未満である場合に、既減算タイミングを減算タイミングとして用いて減算を行ってもよい。
変形例では、基本的な構成は上記実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、上記実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
なお、本変形例では、S190、S195がタイミング設定部としての処理に相当する。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (7)
- 角速度を表す値を出力するように構成された出力装置(50)であって、
角速度センサ(20)から得られた出力におけるAD変換後の値を表すセンサ値であって、前記移動体が静止しているときのセンサ値に基づく角速度の平均値を静止平均値として取得するように構成された平均値取得部(S140)と、
前記静止平均値を前記センサ値の最小分解能を表す分解能値で除算したときの商と余りとを取得して前記分解能値に対する前記余りの値を減算頻度として算出し、前記センサ値を取得する予め定められた回数を表す全体回数に前記減算頻度を乗じて得られる減算回数に応じて、前記センサ値を取得した際に前記センサ値から前記分解能値に対応するビット値を表す分解能ビット値を減算するタイミングを表す減算タイミングを設定するように構成されたタイミング設定部(S175、S190、S195)と、
前記センサ値を繰り返し取得し、前記センサ値を取得するたびに前記センサ値から前記商を減算し、且つ、前記減算タイミングである場合には前記センサ値から前記分解能ビット値を更に減算するように構成された補正部(S235、S245)と、
前記補正部にて前記商及び前記分解能ビット値の少なくとも一方についての減算が行われた後の値を、角速度を表す値として出力するように構成された出力部(S260)と、
を備える出力装置。 - 請求項1に記載の出力装置であって、
前記タイミング設定部(S175、S195)は、前記減算頻度を、分子を示す分子数及び分母を示す分母数がいずれも自然数で表される分数として算出し、算出した減算頻度を用いて前記減算タイミングを設定するように構成され、
前記補正部は、前記タイミング設定部によって設定された減算タイミングを用いて、前記分解能ビット値についての減算を行う
ように構成された出力装置。 - 請求項2に記載の出力装置であって、
前記タイミング設定部は、前記分母数と前記分子数との比が最も簡単な整数比となるように、前記分母数と前記分子数とを算出する
ように構成された出力装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の出力装置であって、
前記出力部は、前記移動体が移動している場合に出力を行う
ように構成された出力装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の出力装置であって、
前記平均値取得部は、予め定められた回数を表す蓄積回数分以上のセンサ値に基づく角速度の平均値を前記静止平均値として取得する
ように構成された出力装置。 - 請求項5に記載の出力装置であって、
前記平均値取得部は、直近における前記蓄積回数分のセンサ値に基づく角速度の平均値を前記静止平均値として取得する
ように構成された出力装置。 - 請求項5または請求項6に記載の出力装置であって、
前記移動体が静止しているときのセンサ値を表す静止センサ値を繰り返し取得し、取得した静止センサ値をセンサ値記録部(52)に記録するように構成されたセンサ値格納部(S115)と
前記静止センサ値がセンサ値記録部に記録される毎に、前記静止センサ値が記録された回数を表す記録回数を回数記録部(52)に記録するように構成された回数処理部(S105)と、
前記記録回数が蓄積回数以上である場合に、前記蓄積回数分の静止センサ値に基づく角速度の平均を算出し、前記平均値取得部に算出した前記角速度の平均値を静止平均値として取得させるように構成された生成部(S135)と、
前記記録回数が蓄積回数以上である場合に、前記減算タイミングを既減算タイミングとしてタイミング記録部(52)に記録するように構成された既設定部(S150)と、
を備え、
前記補正部は、前記記録回数が蓄積回数未満である場合に、前記既減算タイミングを前記減算タイミングとして用いて減算を行う
ように構成された出力装置。
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