JP6844929B2

JP6844929B2 - 停車判定装置

Info

Publication number: JP6844929B2
Application number: JP2017124429A
Authority: JP
Inventors: 俊介高橋
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-06-26
Also published as: JP2019007864A

Description

本発明は、車両が停車したことを判定する停車判定装置に関する。

従来から、車両に備わった加速度センサと方位センサのそれぞれの出力信号の標準偏差を算出し、算出されたこれらの標準偏差のそれぞれがしきい値以下であるときに、車両が停車していると判定する停車判定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来から、車両に備わった加速度センサの出力値のばらつき値としての分散と尖度を算出し、分散がしきい値よりも下回り、かつ、尖度がしきい値よりも上回ったときに、車両が停車していると判定する停車判定装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００８−１１１７９７号公報国際公開第２０１１／０１０３９０号

ところで、上述した特許文献１や特許文献２に開示された停車判定装置では、加速度センサ等の出力信号を用いて、標準偏差や分散などの統計的な演算が必要であるため、実際に車両が停車してから停車している旨の判定結果が得られるまで時間がかかるとともに、停車タイミングの判定精度が悪化するという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、車両の停車判定に要する時間を短縮するとともに、停車タイミングの判定精度を向上させることができる停車判定装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の停車判定装置は、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段によって検出された加速度について、車両の停車時に発生する慣性による前後方向の揺れのパターンを検出することにより、車両の停車タイミングを判定する停車判定手段とを備えている。

車両が停車する際に発生する加速度の揺れのパターンに基づいて停車タイミングの判定を行っているため、標準偏差や分散などの統計的な演算が不要であって、停車タイミングを判定するまでの時間を短縮することができるとともに、停車タイミングの判定精度を向上させることができる。

また、上述した揺れのパターンは、停車直前の正の加速度変化と、その後に生じる加速度のピークと、このピークから続く加速度が負に至るまでの加速度の減少であり、停車判定手段は、正の加速度変化中に加速度が負から正に変化するタイミングを停車タイミングとして判定することが望ましい。これにより、検出した加速度に基づいて、実際に車両が停車した際に迅速に停車タイミングを判定することが可能となる。

また、車両の速度を所定の繰り返し間隔で検出する速度検出手段と、速度検出手段によって最後に速度が検出された後の速度変化を、加速度検出手段によって検出される加速度に基づいて推定する速度推定手段と、停車判定手段によって停車タイミングが判定されたときに、速度推定手段によって推定された速度変化を補正する速度補正手段とをさらに備える。具体的には、上述した速度補正手段は、速度推定手段によって推定された速度変化が停車タイミングにおいて０からずれている場合に、このずれをなくすように、速度検出手段によって最後に速度が検出された後の速度変化を補正することが望ましい。これにより、周期的な速度検出の合間に車両が停車した場合に、停車までの正確な速度変化を知ることが可能となる。

また、上述した速度補正手段によって補正された後の速度変化に基づいて車両の停車位置を算出する停車位置算出手段をさらに備えることが望ましい。これにより、停車時の正確な位置を得ることが可能となる。

一実施形態の停車判定装置の構成を示す図である。車両の停車時に発生する慣性による前後方向の加速度の揺れのパターンの一例を示す図である。車両が減速していって停車する際の停車タイミングを判定する動作手順を示す流れ図である。車速パルス入力後に行われる速度推定等の動作手順を示す流れ図である。推定した速度が停車タイミングにおいて正の領域にある場合の補正例を示す図である。推定した速度が停車タイミングにおいて負の領域にある場合の補正例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の停車判定装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の停車判定装置の構成を示す図である。図１に示すように、停車判定装置１は、加速度センサ１０、停車判定部２０、速度検出部３０、速度推定部４０、速度補正部５０、停車位置算出部６０を含んで構成されている。この停車判定装置１は、例えば車両に搭載されたナビゲーション装置に備わった自律航法センサに含まれる場合が考えられる。

加速度センサ１０は、車両の前後後方の加速度を検出する。

停車判定部２０は、加速度センサ１０によって検出された車両の加速度について、車両の停車時に発生する慣性による前後方向の揺れのパターンを検出することにより、車両の停車タイミングを判定する。例えば、この揺れのパターンには、停車直前の正の加速度変化と、その後に生じる加速度のピークと、このピークから続く加速度が負に至るまでの加速度の減少とが含まれている。停車判定部２０は、正の加速度変化中に加速度が負から正に変化するタイミングを停車タイミングとして判定する。

速度検出部３０は、車両の速度を所定の繰り返し間隔で検出する。例えば、車両が一定距離走行する毎に（例えば、タイヤ（車軸）が１回転する間に４回の割合で）車速パルスが生成されて速度検出部３０に入力される。速度検出部３０は、この車速パルスの入力周期に基づいて車両の走行速度を検出（算出）する。

速度推定部４０は、速度検出部３０によって最後に速度が検出された後の速度変化（前回車速パルスが入力されて走行速度が算出されてから、次の車速パルスが入力されて走行速度の算出が行われるまでの速度変化）を、加速度センサ１０によって検出される加速度に基づいて推定する。

速度補正部５０は、停車判定部２０によって停車タイミングが判定されたときに、速度推定部４０によって推定された速度変化を補正する。具体的には、速度補正部５０は、速度推定部４０によって推定された速度変化が停車タイミングにおいて０からずれている場合に、このずれをなくすように、速度検出部３０によって最後に速度が検出された後の速度変化を補正する。

停車位置算出部６０は、速度補正部５０によって補正された後の速度変化に基づいて車両の停車位置を算出する。

上述した加速度センサ１０が加速度検出手段に、停車判定部２０が停車判定手段に、速度検出部３０が速度検出手段に、速度推定部４０が速度推定手段に、速度補正部５０が速度補正手段に、停車位置算出部６０が停車位置算出手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の停車判定装置１はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。

図２は、車両の停車時に発生する慣性による前後方向の加速度の揺れのパターンの一例を示す図である。図２において、縦軸は加速度を、横軸は経過時間をそれぞれ示している。また、図２に示す例では、最後に車速パルスが出力された後、次の車速パルスが出力される前に車両が停車する場合の加速度の揺れのパターンが示されている。

図２に示すように、停車時の揺れのパターンには、負の加速度の領域Ａと、この領域Ａから短期間に急峻な正の加速度変化を示す領域Ｂと、領域Ｂに続く正の加速度のピークＣと、このピークＣから続く加速度が負に至る領域Ｄが含まれる。

本実施形態では、停車判定部２０は、揺れのパターンに含まれる領域Ａ、Ｂ、ピークＣを確認した後、領域Ｄにおいて加速度が正から負に変化したことを確認すると、領域Ｂにおいて加速度が負から正に変化した時点Ｅを停車タイミングとして特定する。

図３は、車両が減速していって停車する際の停車タイミングを判定する動作手順を示す流れ図である。図３には、車速パルスが入力される毎に停車判定装置１において行われる動作手順が示されており、一連の動作の途中で次の車速パルスの入力があった場合にはこの一連の動作がその時点で中止され、再度最初から一連の動作が開始される。

車速パルスが入力されると、停車判定部２０は、負の加速度（図２の領域Ａ）を検出したか否かを判定する（ステップ１００）。加速度が正の場合には否定判断が行われ、一連の動作が終了する。また、負の加速度が検出された場合にはステップ１００の判定において肯定判断が行われる。

次に、停車判定部２０は、負の加速度に続いて正の加速度変化（図２の領域Ｂ）を検出したか否かを判定する（ステップ１０２）。正の加速度変化が検出されない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、正の加速度変化が検出された場合にはステップ１０２の判定において肯定判断が行われる。

次に、停車判定部２０は、正の加速度変化に続いて正の加速度のピーク（図２のピークＣ）を検出したか否かを判定する（ステップ１０４）。正の加速度のピークが検出されない場合には否定判断が行われ、ステップ１０２に戻って正の加速度変化の検出判定が繰り返される。また、正の加速度のピークが検出された場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われる。

次に、停車判定部２０は、正の加速度のピークに続いて加速度が減少（図２の領域Ｄ）していって負に変化したか否かを判定する（ステップ１０６）。負に変化しない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、加速度が負に変化した場合にはステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。

次に、停車判定部２０は、正の加速度変化中に加速度が負から正に変化した時点Ｅ（図２）を停車タイミングとして特定する（ステップ１０８）。

次に、このようにして停車タイミングを特定する動作と並行して、あるいは、特定する動作が終了した後に行われる速度の推定や補正などの動作について説明する。

図４は、車速パルス入力後に行われる速度推定等の動作手順を示す流れ図である。車速パルスが入力されると、速度推定部４０は、車速パルスが入力された後の速度変化（車速パルスに基づいて算出された速度以降の速度変化）を、加速度センサ１０によって検出された加速度を積算することにより推定する（ステップ２００）。

次に、速度補正部５０は、停車タイミングが特定されたか否かを判定する（ステップ２０２）。停車タイミングが特定されるまでは否定判断が行われ、ステップ２００に戻って速度変化の推定動作が継続される。また、図３に示すステップ１０８において停車タイミングが特定されるとステップ２０２の判定において肯定判断が行われる。

次に、速度補正部５０は、車速パルス入力から停車タイミングまでの速度変化を補正する（ステップ２０４）。

図５は、推定した速度が停車タイミングにおいて正の領域にある場合の補正例を示す図である。速度推定部４０によって推定された速度変化が停車タイミングにおいて正の値を有している場合（車両が前進していることを示している）に、速度補正部５０は、停車タイミングにおけるずれがなくなるように、前回の車速パルスに応じて速度検出部３０によって速度が検出された後の速度を減少させる補正を行う。

図６は、推定した速度が停車タイミングにおいて負の領域にある場合の補正例を示す図である。速度推定部４０によって推定された速度変化が停車タイミングにおいて負の値を有している場合（車両が後退していることを示している）に、速度補正部５０は、停車タイミングにおけるずれがなくなるように、前回の車速パルスに応じて速度検出部３０によって速度が検出された後の速度を増加させる補正を行う。

このようにして速度補正が終了すると、停車位置算出部６０は、補正後の速度変化に基づいて、車両の停車位置（前回の車速パルスが入力された時点から停車タイミングまでの間に移動した距離）を算出する（ステップ２０６）。

このように、本実施形態の停車判定装置１では、車両が停車する際に発生する加速度の揺れのパターンに基づいて停車タイミングの判定を行っているため、標準偏差や分散などの統計的な演算が不要であって、停車タイミングを判定するまでの時間を短縮することができるとともに、停車タイミングの判定精度を向上させることができる。

特に、停車時の揺れのパターンとして、停車直前の正の加速度変化と、その後に生じる加速度のピークと、このピークから続く加速度が負に至るまでの加速度の減少を検出し、正の加速度変化中に加速度が負から正に変化するタイミングを停車タイミングとして判定しており、実際に車両が停車した際に迅速に停車タイミングを判定することが可能となる。

また、最後の車速パルスが検出された後の速度変化を加速度に基づいて推定し、停車タイミングが特定された時点で速度が０からずれている場合にこの速度変化を補正することにより、周期的な速度検出の合間に車両が停車した場合に、停車までの正確な速度変化を知ることが可能となる。また、この補正後の速度変化に基づいて最後に車速パルスが検出された後の移動距離を算出することにより、停車時の正確な車両位置を得ることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ナビゲーション装置の自律航法センサに含まれる停車判定装置について説明したが、ナビゲーション装置とは別に単独の装置として用いるようにしてもよい。

１停車判定装置
１０加速度センサ
２０停車判定部
３０速度検出部
４０速度推定部
５０速度補正部
６０停車位置算出部

Claims

車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段によって検出された加速度について、車両の停車時に発生する慣性による前後方向の揺れのパターンを検出することにより、車両の停車タイミングを判定する停車判定手段と、
車両の速度を所定の繰り返し間隔で検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段によって最後に速度が検出された後の速度変化を、前記加速度検出手段によって検出される加速度に基づいて推定する速度推定手段と、
前記停車判定手段によって前記停車タイミングが判定されたときに、前記速度推定手段によって推定された速度変化を補正する速度補正手段と、
を備えることを特徴とする停車判定装置。
前記揺れのパターンは、停車直前の正の加速度変化と、その後に生じる加速度のピークと、このピークから続く加速度が負に至るまでの加速度の減少であり、
前記停車判定手段は、前記正の加速度変化中に加速度が負から正に変化するタイミングを停車タイミングとして判定することを特徴とする請求項１に記載の停車判定装置。
前記速度補正手段は、前記速度推定手段によって推定された速度変化が前記停車タイミングにおいて０からずれている場合に、このずれをなくすように、前記速度検出手段によって最後に速度が検出された後の速度変化を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の停車判定装置。
前記速度補正手段によって補正された後の速度変化に基づいて車両の停車位置を算出する停車位置算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の停車判定装置。