JP6883236B2

JP6883236B2 - 取付角算出装置、取付角評価装置、取付角算出方法および取付角評価方法

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Publication number: JP6883236B2
Application number: JP2016186176A
Authority: JP
Inventors: 秀徳福嶋
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: JP2018048985A

Description

本発明は、取付角算出装置、取付角評価装置、取付角算出方法および取付角評価方法に関する。

カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星等からの測位信号に基づいて現在位置を検出し、加速度センサからの加速度およびジャイロセンサからの角速度に基づいて移動状態を検出する。ところが、加速度センサおよびジャイロセンサは、車両に対する取付角によって出力値が変動する。

そこで、車載装置の取付角が変更された場合においても車載装置による処理の精度を維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。車両の前後方向に傾いて取り付けられても、その傾きを検出して車両のピッチ角を正確に検出する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−０１４７３２号公報特開２００４−０２０２０７号公報

しかしながら、カーナビゲーション装置において、車両に対する取付角を高精度に算出することに改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、取付角を高精度に算出することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る取付角算出装置は、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出し、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出し、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、取付角を算出する取付角算出部、を有することを特徴とする。

本発明に係る取付角評価装置は、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出し、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出し、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、第一取付角を算出する第一取付角算出部と、加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、第二取付角を算出する第二取付角算出部と、前記第一取付角算出部で算出した前記第一取付角に基づいて、前記第二取付角算出部で算出した前記第二取付角の確からしさを評価する評価部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る取付角算出方法は、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、取付角を算出するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係る取付角評価方法は、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、第一取付角を算出するステップと、加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、第二取付角を算出するステップと、算出した前記第一取付角に基づいて、算出した前記第二取付角の確からしさを評価するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、取付角を算出するステップと、を取付角算出装置として動作するコンピュータに実行させる。

本発明に係るプログラムは、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、第一取付角を算出するステップと、加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、第二取付角を算出するステップと、算出した前記第一取付角に基づいて、算出した前記第二取付角の確からしさを評価するステップと、を取付角評価装置として動作するコンピュータに実行させる。

本発明によれば、取付角を高精度に算出することができるという効果を奏する。

図１は、第一実施形態に係る取付角算出装置の構成例を示す図である。図２は、車両の車載装置の取付角と、車両のピッチ角とを説明する概略図である。図３は、車両の姿勢を説明する概略図である。図４は、ピッチ角とジャイロセンサの感度変化率とを示すグラフである。図５は、ピッチ角とジャイロ感度比とを示すグラフである。図６は、第一実施形態に係る取付角算出装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、第二実施形態に係る取付角評価装置の構成例を示す図である。図８は、第二実施形態に係る取付角評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る取付角算出装置、取付角評価装置、取付角算出方法および取付角評価方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る取付角算出装置の構成例を示す図である。取付角算出装置４０を有する車載装置１は、移動体に配置されている。本実施形態では、移動体の一例として車両について説明する。

図２を用いて、車載装置１の取付角θ［ｄｅｇ］と車両のピッチ角α［ｄｅｇ］とについて説明する。図２は、車両の車載装置の取付角と、車両のピッチ角とを説明する概略図である。車両は、傾斜した道路面Ｒ上を走行している。車両のピッチ角αは、水平面に対する車両の傾きである。車載装置１の取付角θは、路面Ｒに対する車載装置１の筐体の傾きである。

図１に戻って、車載装置１は、車両のそれぞれの位置に配置された、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機（衛星信号受信機）１１と、ジャイロセンサ（角速度検出部）１２と、制御装置２０と、記憶装置３０とを有する。

ＧＰＳ受信機１１は、車両の現在位置を取得する。ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信する。ＧＰＳ受信機１１は、受信した衛星信号に基づいて位置情報を算出する。ＧＰＳ受信機１１は、算出した位置情報を制御装置２０の取付角算出部１００に出力する。

ジャイロセンサ１２は、車両の角速度を検出する。より詳しくは、ジャイロセンサ１２は、ヨーレートジャイロを有する。ヨーレートジャイロは、車両の鉛直方向に沿ったｚ軸（図３参照）を軸とした回転の角速度であるヨー角速度を検出する。図３は、車両の姿勢を説明する概略図である。ジャイロセンサ１２は、ヨーレートジャイロで検出したヨー角速度を制御装置２０の取付角算出部１００に出力する。

ジャイロセンサ１２は、検出軸の傾斜によって、感度変化率が大きく変わることが知られている。ジャイロセンサ１２は、検出軸が鉛直方向と一致しているとき、感度が最大となる。

図４を用いて、ジャイロセンサ１２のピッチ角と感度変化の割合との関係を説明する。図４は、ピッチ角とジャイロセンサの感度変化率とを示すグラフである。横軸は、ジャイロセンサ１２の水平面に対するピッチ角である。縦軸は、ジャイロセンサ１２の感度変化率である。

ジャイロセンサ１２のピッチ角が０［ｄｅｇ］のとき、感度変化率は最大値の１．０である。ジャイロセンサ１２が傾斜し、ジャイロセンサ１２のピッチ角が０［ｄｅｇ］から＋１０［ｄｅｇ］ずれると、ジャイロセンサ１２の感度は２％程度低下する。ジャイロセンサ１２が傾斜し、ジャイロセンサ１２のピッチ角が０［ｄｅｇ］から−１０［ｄｅｇ］ずれると、ジャイロセンサ１２の感度は２％程度低下する。

ジャイロセンサ１２のピッチ角が−２０［ｄｅｇ］のとき、感度変化率は約０．９４である。ジャイロセンサ１２が傾斜し、ジャイロセンサ１２のピッチ角が−２０［ｄｅｇ］から＋１０［ｄｅｇ］ずれると、ジャイロセンサ１２の感度は５％程度上昇する。ジャイロセンサ１２が傾斜し、ジャイロセンサ１２のピッチ角が−２０［ｄｅｇ］から−１０［ｄｅｇ］ずれると、ジャイロセンサ１２の感度は８％程度低下する。このように、ジャイロセンサ１２のピッチ角が−２０［ｄｅｇ］のとき、ピッチ角のずれる方向によって、言い換えると、傾斜の方向によって、ジャイロセンサ１２の感度変化率が異なる。このため、例えば、高速道路のランプおよび立体交差等のように、車両のピッチ角が上下方向に変化する地点では、ジャイロセンサ１２の感度が大きくずれ、車両のピッチ角を正しく算出できないおそれがある。

制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などで構成された演算処理装置である。制御装置２０は、記憶装置３０に記憶されているプログラムをメモリにロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。制御装置２０は、取付角算出装置４０を含む。

取付角算出装置４０は、取付角算出部１００で車載装置１の取付角θ［ｄｅｇ］を算出する。

取付角算出部１００における、車両の取付角θｓ［ｄｅｇ］の算出方法について説明する。

車両が旋回している状態において、ＧＰＳ受信機１１の出力から算出した車両の第一角速度をＷｇ［ｄｅｇ／ｓ］、ジャイロセンサ１２で検出した車両の角速度を表す出力をＺ［ＬＳＢ］、ジャイロセンサ１２のオフセットをＺｏｆｓ［ＬＳＢ］とすると、ジャイロセンサ１２の仮の感度Ｓ´［ｄｅｇ／ｓ／ＬＳＢ］は、数式１で算出される。

ジャイロセンサ１２の最大感度をＳ０［ｄｅｇ／ｓ／ＬＳＢ］、ピッチ角をα［ｄｅｇ］、車両の取付角をθｓ［ｄｅｇ］とすると、数式２が成り立つ。

ジャイロセンサ１２の最大感度Ｓ０とジャイロセンサ１２の仮の感度Ｓ´との感度比率Ｓ０／Ｓ´をＸとする。

ピッチ角の異なる地点ｐ１、ｐ２で計測された感度比率をＸ１、Ｘ２、このときのピッチ角をα１、α２とする。なお、α１、α２は、異なる角度である。上述したように、ピッチ角の異なる地点ｐ１、ｐ２においては、ジャイロセンサ１２の検出軸の鉛直方向に対する傾斜が変わるため、ジャイロセンサ１２の感度が変化する。

これらより、数式３、数式４が成り立つ。

これらより、取付角θｓは、数式５で算出される。

取付角算出部１００は、数式５に、第一ピッチ角α１における第一の仮の感度Ｓ１＝Ｗｇ１／（Ｚ１−Ｚｏｆｓ１）、第二ピッチ角α２における第二の仮の感度Ｓ２＝Ｗｇ２／（Ｚ２−Ｚｏｆｓ２）、第一ピッチ角α１、第二ピッチ角α２を代入し、取付角θｓを算出する。

言い換えると、取付角算出部１００は、車両が旋回している状態において、第一ピッチ角α１の地点ｐ１における、ＧＰＳ受信機１１の出力から算出した車両の第一角速度Ｗｇ１と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ１とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第一の仮の感度Ｓ１を算出する。取付角算出部１００は、車両が旋回している状態において、第二ピッチ角α２の地点ｐ２における、ＧＰＳ受信機１１の出力から算出した車両の第二角速度Ｗｇ２と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ２とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第二の仮の感度Ｓ２を算出する。そして、取付角算出部１００は、第一ピッチ角α１の地点ｐ１において、ジャイロセンサ１２の最大感度Ｓ０と第一の仮の感度Ｓ１との感度比率Ｓ０／Ｓ１であるＸ１を算出する。取付角算出部１００は、第二ピッチ角α２の地点ｐ２において、ジャイロセンサ１２の最大感度Ｓ０と第二の仮の感度Ｓ２との感度比率Ｓ０／Ｓ２であるＸ２を算出する。そして、取付角算出部１００は、算出した感度比率Ｘ１、Ｘ２を通過する余弦波を推定することで、取付角θｓを算出する。

図５を用いて、ピッチ角の異なる地点ｐ１、ｐ２、すなわち、水平面に対する車両の傾きである斜度の異なる複数の地点ｐ１、ｐ２で計測された、感度比率Ｘ１、Ｘ２を通過する余弦波について説明する。図５は、ピッチ角とジャイロ感度比とを示すグラフである。ジャイロ感度比は、ピッチ角αが取付角θｓと一致するとき、最大となる。ピッチ角の異なる地点ｐ１、ｐ２においては、ジャイロセンサ１２の検出軸の鉛直方向に対する傾斜が変わるため、ジャイロセンサ１２の感度が変化する。

このように、取付角算出部１００は、図５に示すように、地点ｐ１と地点ｐ２とを通過する余弦波を推定することで、取付角θｓを算出することができる。

取付角算出部１００は、このような処理を多数の地点ｐ１、ｐ２で繰り返し、推定した余弦波の位相差に基づいて、取付角θｓをより精度よく算出することが好ましい。取付角θｓはピッチ角によらず一定である。このため、処理を繰り返すことで、取付角θｓをより精度よく算出することができる。

取付角算出部１００は、数式５に、例えば、カルマンフィルタ等を使用して、取付角θｓを算出してもよい。

記憶装置３０は、制御装置２０における各種処理に要するデータおよび各種処理結果を記憶する。記憶装置３０は、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。記憶装置３０は、例えば、ピッチ角とジャイロ感度比との関係を示すグラフを記憶する。

次に、図６を用いて、取付角算出処理の流れについて説明する。図６は、第一実施形態に係る取付角算出装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

制御装置２０は、車両が旋回しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。より詳しくは、制御装置２０は、取付角算出部１００で、ジャイロセンサ１２で検出したヨー角速度がゼロであるか否かで、車両が旋回しているか否かを判定させる。

制御装置２０は、取付角算出部１００で、ジャイロセンサ１２で検出されたヨー角速度がゼロではない場合、車両が旋回していると判定させる（ステップＳ１１でＹｅｓ）。制御装置２０は、ステップＳ１２に進む。

制御装置２０は、取付角算出部１００で、ジャイロセンサ１２で検出されたヨー角速度がゼロである場合、車両が旋回していないと判定させる（ステップＳ１１でＮｏ）。制御装置２０は、ステップＳ１１に戻って処理を継続する。

制御装置２０は、ジャイロセンサ１２で取付角θｓを算出する（ステップＳ１２）。より詳しくは、制御装置２０は、取付角算出部１００で、第一ピッチ角α１におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した車両の第一角速度Ｗｇ１と、第一ピッチ角α１におけるジャイロセンサ１２の出力Ｚ１とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第一の仮の感度Ｓ１を算出させる。そして、制御装置２０は、取付角算出部１００で、第一ピッチ角α１と異なる第二ピッチ角α２におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した車両の第二角速度ｗｇ２と、第二ピッチ角α２におけるジャイロセンサ１２の出力Ｚ２とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第二の仮の感度Ｓ２を算出させる。そして、制御装置２０は、取付角算出部１００で、第一ピッチ角α１と第一の仮の感度Ｓ１と第二ピッチ角α２と第二の仮の感度Ｓ２とに基づいて、数式５で取付角θｓを算出させる。言い換えると、制御装置２０は、取付角算出部１００で、図５に示すような、ピッチ角αと感度Ｓとの関係により、取付角θｓを算出させる。

このようにして、取付角算出部１００は、車両が旋回しているとき、第一ピッチ角α１におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した第一角速度Ｗｇ１と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ１とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第一の仮の感度Ｓ１を算出する。取付角算出部１００は、車両が旋回しているとき、第二ピッチ角α２におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した第二角速度Ｗｇ２と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ２とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第二の仮の感度Ｓ２を算出する。そして、取付角算出部１００は、第一ピッチ角α１と第一の仮の感度Ｓ１と第二ピッチ角α２と第二の仮の感度Ｓ２とに基づいて、取付角θｓを算出する。

上述したように、本実施形態は、車両が旋回しているとき、第一ピッチ角α１におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した第一角速度Ｗｇ１と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ１とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第一の仮の感度Ｓ１を算出する。取付角算出部１００は、車両が旋回しているとき、第二ピッチ角α２におけるＧＰＳ受信機１１の出力から算出した第二角速度Ｗｇ２と、ジャイロセンサ１２の出力Ｚ２とに基づいて、ジャイロセンサ１２の第二の仮の感度Ｓ２を算出する。そして、本実施形態は、第一ピッチ角α１と第一の仮の感度Ｓ１と第二ピッチ角α２と第二の仮の感度Ｓ２とに基づいて、取付角θｓを算出することができる。

しかも、本実施形態は、第一ピッチ角α１と第一の仮の感度Ｓ１と第二ピッチ角α２と第二の仮の感度Ｓ２とに基づいて、取付角θｓを算出する処理を、ピッチ角の異なる地点について繰り返し行うことで、取付角θｓをより精度よく算出することができる。

本実施形態は、ＧＰＳ受信機１１の出力とジャイロセンサ１２の出力Ｚとに基づいて、取付角θｓを算出する。このため、本実施形態は、既存の車載装置１に新たなセンサを追加せずに実現することができる。このように、本実施形態は、容易に既存の車載装置１に適用することができる。

本実施形態は、ＧＰＳ受信機１１の出力とジャイロセンサ１２の出力Ｚとに基づいて、取付角θｓを算出することができる。このため、本実施形態は、加速度センサで取付角の測定が不可能な状態であっても、取付角θｓを算出することができる。

［第二実施形態］
図７、図８を用いて、本実施形態に係る車載装置１Ａについて説明する。図７は、第二実施形態に係る取付角評価装置の構成例を示す図である。図８は、第二実施形態に係る取付角評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。車載装置１Ａは、基本的な構成は第一実施形態の車載装置１と同様である。以下の説明においては、車載装置１と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態の車載装置１Ａは、加速度センサ（加速度検出部）１３を有する点と、制御装置２０Ａの構成が、第一実施形態の車載装置１と異なる。

ＧＰＳ受信機１１は、算出した位置情報を制御装置２０Ａの第一取付角算出部１００Ａと第二取付角算出部１１０Ａに出力する。

加速度センサ１３は、車両の加速度を検出する。より詳しくは、加速度センサ１３は、車両の前後方向に生じる加速度と、車両の左右方向に生じる加速度と、車両の鉛直方向に生じる加速度とを検出する。加速度センサ１３は、検出した車両の加速度を制御装置２０Ａの第二取付角算出部１１０Ａに出力する。

制御装置２０Ａは、第一取付角算出部１００Ａと第二取付角算出部１１０Ａと評価部１２０Ａとを含む取付角評価装置４０Ａを有する。

第一取付角算出部１００Ａは、取付角算出部１００と同様に構成されている。第一取付角算出部１００Ａは、算出した第一取付角θｓを評価部１２０Ａに出力する。

第二取付角算出部１１０Ａは、加速度センサ１３によって第二取付角を算出する。加速度センサ１３によって第二取付角を算出する方法は、公知のいずれの技術でもよい。例えば、第二取付角算出部１１０Ａは、ＧＰＳ受信機１１の高度をリファレンスとして算出した水平時のオフセットと、生産時に計測された水平状態のオフセットの差分と、生産時に計測された加速度センサ１３の感度とを用いて第二取付角を算出してもよい。第二取付角算出部１１０Ａは、算出した第二取付角を評価部１２０Ａに出力する。

評価部１２０Ａは、第一取付角算出部１００Ａで算出した第一取付角θｓに基づいて、第二取付角算出部１１０Ａで算出した第二取付角を評価する。より詳しくは、評価部１２０Ａは、第二取付角が確からしい精度であるかを評価する。

確からしい精度とは、例えば、算出した第二取付角に基づいて車両のピッチ角を算出した場合、誤差が許容範囲内に収まるような精度をいう。または、確からしい精度とは、例えば、算出した第二取付角に基づいて車両の移動状態を判定した場合、判定結果が誤判定とならないような精度をいう。

または、確からしい精度は、段階付けてもよい。例えば、確からしい精度は、高い、やや高い、低いという三段階としてもよい。

例えば、評価部１２０Ａは、第二取付角と第一取付角θｓとの差が閾値未満の場合、第二取付角は確からしい精度であると評価する。評価部１２０Ａは、第二取付角と第一取付角θｓとの差が閾値以上の場合、第二取付角は不確かな精度であると評価する。

確からしい精度であると評価された第二取付角は、例えば、車両のピッチ角の算出に使用する。不確かな精度であると評価された第二取付角は、例えば、車両のピッチ角の算出に使用せず、例えば、車両のピッチ角はゼロであると仮定する。

または、例えば、評価部１２０Ａは、第二取付角と第一取付角θｓとの差が第一閾値未満の場合、第二取付角の精度は高いと評価してもよい。評価部１２０Ａは、第二取付角と第一取付角θｓとの差が第一閾値以上、第一閾値より大きい第二閾値未満の場合、第二取付角の精度はやや高いと評価してもよい。評価部１２０Ａは、第二取付角と第一取付角θｓとの差が第二閾値以上の場合、第二取付角の精度は低いと評価してもよい。

精度が高い、または、精度がやや高いと評価された第二取付角は、車両のピッチ角の算出に使用する。精度が低いと評価された第二取付角は、車両のピッチ角の算出に使用せず、例えば、車両のピッチ角はゼロであると仮定する。

次に、取付角評価処理の流れについて説明する。図８に示すフローチャートのステップＳ２１、ステップＳ２２の処理は、図６に示すフローチャートのステップＳ１１、ステップＳ１２と同様の処理である。

制御装置２０Ａは、加速度センサ１３で第二取付角を算出する（ステップＳ２３）。より詳しくは、制御装置２０Ａは、第二取付角算出部１１０Ａで、加速度センサ１３によって第二取付角を算出させる。

制御装置２０Ａは、加速度センサ１３で算出した第二取付角を評価する（ステップＳ２４）。より詳しくは、制御装置２０Ａは、評価部１２０Ａで、第一取付角算出部１００Ａで算出した第一取付角θｓに基づいて、第二取付角算出部１１０Ａで算出した第二取付角を評価させる。

本実施形態では、制御装置２０Ａは、評価部１２０Ａで、第二取付角と第一取付角θｓとの差分が、閾値以上であるか否かを判定させる。制御装置２０Ａは、評価部１２０Ａで、第二取付角と第一取付角θｓとの差分が、閾値以上である場合、第二取付角は確からしい精度であると評価させる。制御装置２０Ａは、評価部１２０Ａで、第二取付角と第一取付角θｓとの差分が、閾値未満である場合、第二取付角は不確かな精度であると評価させる。

制御装置２０Ａは、評価結果が所定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２５）。本実施形態では、制御装置２０Ａは、ステップＳ２４における評価結果が、第二取付角が不確かな精度であると評価されたか否かを判定する。

制御装置２０Ａは、ステップＳ２４において、第二取付角が不確かな精度であると評価された場合、ステップＳ２５でＹｅｓと判定し、ステップＳ２６に進む。制御装置２０は、ステップＳ２４において、第二取付角が不確かな精度であると評価されなかった場合、言い換えると、第二取付角が確からしい精度であると評価された場合、ステップＳ２５でＮｏと判定し、処理を終了する。

制御装置２０Ａは、車両のピッチ角をゼロとする（ステップＳ２６）。この場合、第二取付角は、不確かな精度で、誤差が大きいと推定される。他の処理で第二取付角から算出したピッチ角を使用すると、正しい処理結果を得ることができないおそれがある。例えば、ピッチ角を使用して、一般道路から高速道路のランプへの侵入または立体交差への侵入を判定する処理では、正しい判定結果を得ることができないおそれがある。そこで、このような場合、一律に、車両のピッチ角はゼロとする。これにより、例えば、一般道路から高速道路のランプへの侵入または立体交差への侵入を判定する処理では、車両は一般道路の走行を継続していると判定される。

ステップＳ２５でＮｏと判定された場合は、他の処理では、第二取付角から算出したピッチ角を使用する。このため、例えば、ピッチ角を使用して、一般道路から高速道路のランプへの侵入または立体交差への侵入を判定する処理では、正しい判定結果を得ることができる。

このようにして、第一取付角算出部１００Ａは、ＧＰＳ受信機１１の出力とジャイロセンサ１２の出力Ｚとに基づいて算出した第一取付角θｓに基づいて、加速度センサ１３で算出した第二取付角を評価する。そして、例えば、第二取付角が不確かな精度であると判定された場合などには、車両のピッチ角をゼロとする。

上述したように、本実施形態は、ＧＰＳ受信機１１の出力とジャイロセンサ１２の出力Ｚとに基づいて算出した第一取付角θｓで、加速度センサ１３で算出した第二取付角を評価することができる。このように、本実施形態は、算出した第二取付角が確からしい精度であるか否かを評価することができる。言い換えると、本実施形態は、算出した第二取付角の精度を保証することができる。これにより、本実施形態によれば、第二取付角を高精度に算出することができる。

本実施形態は、例えば、生産時に計測された加速度センサ１３のオフセットまたは加速度センサ１３の感度に誤差が生じ、算出した第二取付角の誤差が大きい場合、第二取付角の精度が不確かであると評価することができる。

本実施形態は、第二取付角が不確かな精度であると判定された場合、車両のピッチ角をゼロとする。このため、本実施形態は、不確かな精度の第二取付角に基づいて算出されたピッチ角を、他の処理で使用してしまうことを抑制できる。本実施形態によれば、例えば、一般道路から高速道路のランプへの侵入または立体交差への侵入を判定する処理では、誤った判定結果を得ることを抑制できる。

さて、これまで本発明に係る取付角算出部１００、第一取付角算出部１００Ａについて説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

第一実施形態において、取付角算出部１００で、多数の地点ｐ１、ｐ２での処理を繰り返した後であれば、ジャイロセンサ１２の感度からピッチ角を推定してもよい。

第二実施形態において、ステップＳ２５において、第二取付角が不確かな精度であると判定された場合、および、ステップＳ２６において、車両のピッチ角がゼロとされた場合、その旨を車両の乗員に、例えば、音声または画像で報知してもよい。これにより、乗員は、カーナビゲーション装置において、自車両の走行位置が、実際と異なって示される可能性があることを認識することができる。

図示した取付角算出部１００および取付角評価装置４０Ａの各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていなくてもよい。すなわち、各装置の具体的形態は、図示のものに限られず、各装置の処理負担や使用状況などに応じて、その全部または一部を任意の単位で機能的または物理的に分散または統合してもよい。例えば、第一取付角算出部１００Ａと第二取付角算出部１１０Ａと評価部１２０Ａとによる処理は、一つの処理部で一連の処理として行なわれるようにしても良い。

取付角算出部１００の構成は、例えば、制御装置２０の一つの機能として実現される。第一取付角算出部１００Ａと第二取付角算出部１１０Ａと評価部１２０Ａとの構成は、例えば、制御装置２０Ａの一つの機能として実現される。取付角算出部１００と第一取付角算出部１００Ａと第二取付角算出部１１０Ａと評価部１２０Ａとの構成は、制御装置２０の機能と同様に、例えば、ソフトウェアとして、メモリにロードされたプログラム等によって実現される。上記実施形態では、これらのハードウェアまたはソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして説明した。すなわち、これらの機能ブロックについては、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、または、それらの組み合わせによって種々の形で実現できる。

１車載装置
１１ＧＰＳ受信機（衛星信号受信機）
１２ジャイロセンサ（角速度検出部）
２０制御装置
３０記憶装置
４０取付角算出装置
１００取付角算出部

Claims

車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出し、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出し、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである取付角を算出する取付角算出部、
を有し、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記取付角θｓを算出する、
ことを特徴とする取付角算出装置。
前記第一ピッチ角と前記第二ピッチ角とは、水平面に対する前記車両の傾きである斜度が異なる
請求項１に記載の取付角算出装置。
前記取付角算出部は、
前記第一角速度をＷｇ１、
前記第一ピッチ角における角速度検出部の出力をＺ１、
前記第一ピッチ角における前記角速度検出部のオフセットをＺｏｆｓ１、
前記第二角速度をＷｇ２、
前記第二ピッチ角における角速度検出部の出力をＺ２、
前記第二ピッチ角における前記角速度検出部のオフセットをＺｏｆｓ２とすると、
Ｓ１＝Ｗｇ１／（Ｚ１−Ｚｏｆｓ１）であり、
Ｓ２＝Ｗｇ２／（Ｚ２−Ｚｏｆｓ２）である、
請求項１または２に記載の取付角算出装置。
前記取付角算出部は、前記角速度検出部で検出した車両の角速度に基づいて、前記車両が旋回しているか否かを判定する請求項１から３のいずれか一項に記載の取付角算出装置。
車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出し、第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出し、前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第一取付角を算出する第一取付角算出部と、
加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第二取付角を算出する第二取付角算出部と、
前記第一取付角算出部で算出した前記第一取付角に基づいて、前記第二取付角算出部で算出した前記第二取付角の確からしさを評価する評価部と、
を有し、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記一取付角θｓを算出する、
ことを特徴とする取付角評価装置。
車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、
第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、
前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである取付角を算出するステップと、
を有し、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記取付角θｓを算出する、
ことを特徴とする取付角算出方法。
車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、
第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、
前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第一取付角を算出するステップと、
加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第二取付角を算出するステップと、
算出した前記第一取付角に基づいて、算出した前記第二取付角の確からしさを評価するステップと、
を有し、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記第一取付角θｓを算出する、
ことを特徴とする取付角評価方法。
車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、
第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、
前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである取付角を算出するステップと、
を含み、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記取付角θｓを算出すること、
を取付角算出装置として動作するコンピュータに実行させるためのプログラム。
車両が旋回している状態において、第一ピッチ角における衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第一角速度と、第一ピッチ角における角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第一の仮の感度を算出するステップと、
第一ピッチ角と異なる第二ピッチ角における前記衛星信号受信機の出力から算出した前記車両の第二角速度と、前記第二ピッチ角における前記角速度検出部の出力とに基づいて、前記角速度検出部の第二の仮の感度を算出するステップと、
前記第一ピッチ角と前記第一の仮の感度と前記第二ピッチ角と前記第二の仮の感度とに基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第一取付角を算出するステップと、
加速度検出部で検出した前記車両の加速度に基づいて、前記衛星信号受信機と前記角速度検出部とが配置された車載装置の筐体の路面に対する傾きである第二取付角を算出するステップと、
算出した前記第一取付角に基づいて、算出した前記第二取付角の確からしさを評価するステップと、
を含み、
前記第一ピッチ角をα１、
前記第一ピッチ角α１における前記第一の仮の感度をＳ１、
前記第二ピッチ角をα２、
前記第二ピッチ角α２における前記第二の仮の感度をＳ２とすると、
下記の数式１で前記第一取付角θｓを算出すること、
を取付角評価装置として動作するコンピュータに実行させるためのプログラム。