JP7234617B2 - Body attitude angle estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、車体姿勢角推定装置に係り、特に、走行路と横滑りを含む車体の運動の関係に基づき、車体の姿勢角を推定する車体姿勢角推定装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle body posture angle estimation device, and more particularly to a vehicle body posture angle estimation device for estimating a vehicle body posture angle based on a relationship between a running road and a vehicle body motion including sideslip.
走行中の車体は、路面に対して前後運動、横運動及びヨー運動の3軸方向の運動を行うが、かかる運動の際に、車体は、地球座標系(すなわち大地)に対する角度である姿勢角が動的に変化する。例えば、旋回中の車体には、車体が左右方向に傾くロール角が生じる。また、加速している車体、及び減速している車体には、車体の進行方向に車体が傾くピッチ角が生じる。 A vehicle body during running makes motions in three axial directions, i.e., longitudinal motion, lateral motion, and yaw motion, with respect to the road surface. changes dynamically. For example, a vehicle body that is turning has a roll angle that causes the vehicle body to tilt in the left-right direction. In addition, the accelerating vehicle body and the decelerating vehicle body have a pitch angle at which the vehicle body is tilted in the traveling direction of the vehicle body.
車体のロール角及びピッチ角を把握できれば、車体の制御に係る操舵角、アクセル開度及びブレーキの強度の各々を適切に決定でき、車両の自動運転において、より安定した制御が可能となる。また、車体の姿勢角の的確な推定により、車両の地図上での移動量がより正確に算出できるので、自動運転において、車両の自己位置の推定がより適切に行える。 If the roll angle and pitch angle of the vehicle body can be grasped, the steering angle, accelerator opening degree, and brake strength related to the control of the vehicle body can be appropriately determined, and more stable control becomes possible in automatic driving of the vehicle. In addition, accurate estimation of the attitude angle of the vehicle body enables more accurate calculation of the amount of movement of the vehicle on the map, so that the self-position of the vehicle can be estimated more appropriately in automatic driving.
特許文献1には、車輪速センサと加速度センサとを用いて、車体の前後勾配を推定する路面勾配推定装置の発明が開示されている。
特許文献2には、車体のヨーレート、横加速度、前後加速度及び操舵角から車体の姿勢角を推定する道路形状予測装置の発明が開示されている。 Patent Document 2 discloses an invention of a road shape prediction device for estimating the attitude angle of a vehicle body from the yaw rate, lateral acceleration, longitudinal acceleration, and steering angle of the vehicle body.
特許文献3には、車体のヨーレート及び横加速度の値から路面キャンバ角を推定すると共に、車体の運動方程式から車体の横速度を推定する車線維持支援装置の発明が開示されている。 Patent Literature 3 discloses an invention of a lane keeping assist device that estimates a camber angle of a road surface from values of a yaw rate and a lateral acceleration of a vehicle body, and estimates a lateral velocity of the vehicle body from an equation of motion of the vehicle body.
しかしながら、特許文献1に記載の発明は、車体の旋回時の横滑りが考慮されていないので、横滑りが顕著になる交差点等を車体が走行する際に、ピッチ角の推定の精度が悪化するおそれがあった。
However, the invention described in
特許文献2に記載の発明は、使用している運動モデルに環境に対する柔軟性がなく、路面環境が変化した場合に、車体の姿勢角推定の精度が悪化するおそれがあった。 In the invention described in Patent Document 2, the motion model used does not have flexibility with respect to the environment, and there is a possibility that the accuracy of estimating the attitude angle of the vehicle body may deteriorate when the road surface environment changes.
特許文献3に記載の発明は、操舵系の力学モデル及びタイヤの力学モデルを用いているが、特にタイヤの力学モデルは環境による変化が著しく、推定結果に悪影響を及ぼす恐れがある。また、上記のモデルは、車体の仕様に依存する部分が大きく、車体間の汎用性に難があるという問題があった。 The invention described in Patent Document 3 uses a dynamic model of the steering system and a dynamic model of the tire. In particular, the dynamic model of the tire is significantly affected by the environment, and may adversely affect the estimation result. In addition, the above model has a problem in that it largely depends on the specifications of the vehicle body, and there is a difficulty in versatility between the vehicle bodies.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮像装置が取得した画像、車速、車体のヨーレート及び車体の加速度から車体の姿勢角を精度よく推定する車体姿勢角推定装置を実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a vehicle body attitude angle estimating apparatus that accurately estimates the attitude angle of a vehicle body from an image acquired by an imaging device, vehicle speed, vehicle yaw rate, and vehicle body acceleration. With the goal.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の車体姿勢角推定装置は、車体周辺の画像情報を取得する撮像装置と、前記撮像装置が取得した画像情報から、目標経路と車体との横位置偏差及び前記目標経路と車体のヨー角偏差を算出する画像情報処理部と、前記目標経路上において、前後方向の速度のみを有し、横方向の速度を有さない運動をする目標位置の移動と、横滑りを含む前記車体の運動との関係を表す式、及び前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式を用いて、前記横位置偏差、前記ヨー角偏差、車速センサから得られる前後速度、ヨーレートセンサから得られるヨーレート及び加速度センサから得られる加速度を含む実測値から、前記車体の横速度及び前記車体の姿勢角を推定する演算部と、を含んでいる。
In order to achieve the above object, the vehicle body attitude angle estimation device according to
また、他の態様の車体姿勢角推定装置は、請求項1に記載の車体姿勢角推定装置において、前記目標位置の移動と、横滑りを含む前記車体の運動との関係を表す式は、前記前後速度から、前記ヨーレートと前記横位置偏差との積を減算したものを、前記ヨー角偏差を用いて補正した結果とヨー角偏差の正弦値との積から、前記横位置偏差の変化量と、前記車体のヨー運動に伴う車体重心位置に対する前記撮像装置の横速度とを減算した結果と、前記横速度とが等しい関係を表す式を含み、前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式は、前記前後速度の変化量から、前記ヨーレートと前記横速度との積及び重力加速度とピッチ角の正弦値との積を、減算した結果と、前記加速度センサから得られる前後加速度とが等しい関係を表す式を含み、前記演算部は、前記姿勢角として前記ピッチ角を推定する。
In another aspect of the vehicle body posture angle estimation device, in the vehicle body posture angle estimation device according to
また、請求項2に記載の車体姿勢角推定装置は、請求項1に記載の車体姿勢角推定装置において、前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式は、前記前後速度の変化量から、前記ヨーレートと前記横速度との積及び重力加速度とピッチ角の正弦値との積を、減算した結果と、前記加速度センサから得られる前後加速度とが等しい関係を表す式と、前記横速度の変化量に、前記ヨーレートと前記前後速度との積及び重力加速度とロール角の正弦値と前記ピッチ角の余弦値との積を、加算した結果と、前記加速度センサから得られる横加速度とが等しい関係を表す式と、を含み、前記演算部は、前記姿勢角として前記ピッチ角及び前記ロール角を推定する。
Further, the vehicle body attitude angle estimation apparatus according to claim 2 is the vehicle body attitude angle estimation apparatus according to
請求項3に記載の車体姿勢角推定装置は、請求項2に記載の車体姿勢角推定装置において、前記演算部は、前記ヨーレートに前記ピッチ角の変化量と前記ロール角の正弦値との積を加算した結果を前記ロール角の余弦値と前記ピッチ角の余弦値との積で除算して得た結果と、ヨー角の変化量とが等しい関係を表す式をさらに用いて、前記姿勢角として前記ピッチ角、前記ロール角及び前記ヨー角を推定する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the vehicle attitude angle estimating apparatus according to the second aspect, wherein the calculation unit calculates the yaw rate by multiplying the pitch angle change amount by the sine value of the roll angle. is divided by the product of the cosine value of the roll angle and the cosine value of the pitch angle, and the amount of change in the yaw angle is equal. The pitch angle, the roll angle and the yaw angle are estimated as follows.
請求項4に記載の車体姿勢角推定装置は、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の車体姿勢角推定装置において、前記演算部は、前記目標位置の移動と、横滑りを含む前記車体の運動との関係を表す式に基づいて、前回推定された、前記横速度及び前記姿勢角を含む前記車体の状態量から、次時刻の前記車体の状態量を予測する予測部と、前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式を含む、予め定められた観測方程式を用いて算出される、前記予測された次時刻の前記車体の状態量に対応する、前記横位置偏差、前記ヨー角偏差、前記前後速度、前記ヨーレート及び前記加速度と、それぞれの前記実測値との差分、及び前回推定された前記車体の状態量に基づいて、前記予測部で予測された前記車体の状態量を補正することにより、前記横速度及び前記姿勢角を推定する更新部と、を含んでいる。 A fourth aspect of the present invention is the vehicle body attitude angle estimation device according to any one of the first to third aspects, wherein the calculation unit includes movement of the target position and side slip. a prediction unit that predicts the state quantity of the vehicle body at the next time based on the state quantity of the vehicle body including the lateral velocity and the attitude angle estimated last time based on an expression representing the relationship with the motion of the vehicle body; Corresponding to the predicted state quantity of the vehicle body at the next time, which is calculated using a predetermined observation equation including an expression representing the relationship between the vehicle body motion in the longitudinal direction or the lateral direction including the acceleration of the vehicle body. Then, based on the difference between the lateral position deviation, the yaw angle deviation, the longitudinal velocity, the yaw rate and the acceleration, and the respective measured values, and the previously estimated state quantity of the vehicle body, the prediction unit an updating unit that estimates the lateral velocity and the attitude angle by correcting the predicted state quantity of the vehicle body.
本発明によれば、撮像装置が取得した画像、車速、車体のヨーレート及び車体の加速度から車体の姿勢角を精度よく推定する車体姿勢角推定装置を実現することができるという効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to realize a vehicle body attitude angle estimating apparatus that accurately estimates a vehicle body attitude angle from an image acquired by an imaging device, vehicle speed, vehicle body yaw rate, and vehicle body acceleration.
[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10は、後述する演算装置14の演算に必要なデータ及び演算装置14による演算結果を記憶する記憶装置18と、撮像装置22が取得した画像情報から目標経路と車両との横位置偏差、車両のヨー角偏差及び目標経路の曲率を算出する画像情報処理部20と、画像情報処理部20が算出した横位置偏差、ヨー角偏差、曲率、車速センサ24が検出した前後速度、ヨーレートセンサ26が検出したヨーレート及び加速度センサが検出した加速度が入力される入力装置12と、入力装置12から入力された入力データ及び記憶装置18に記憶されたデータに基づいて車体の横速度及び車体の姿勢角の演算を行なうコンピュータ等で構成された演算装置14と、演算装置14で演算された姿勢角等を表示するCRT又はLCD等で構成された表示装置16と、で構成されている。
[First embodiment]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vehicle body posture
続いて、車体200の挙動に係る座標系を図2に示したように定義する。地球座標系204は地球平面を基準として重力加速度方向とzeとが平行で、yeが北方向を向いている座標系である。路面座標系206は、zrが車体200の重心を通り路面に垂直な方向に向き、xrは車両進行方向に向いている座標系である。車体座標系208は車体バネ上に固定された座標系で、zvは車体鉛直上方向、xvは車体進行方向を向いている。
Next, a coordinate system related to the behavior of the
また、オイラー姿勢角であるロール角φ、ピッチ角θ及びヨー角ψは、地球座標系204に対して、図2に示したように定義される。例えば、ロール角φはx軸まわりの回転角であり、ピッチ角θは、y軸まわりの回転角であり、ヨー角ψは、z軸まわりの回転角である。また、ロール角φ、ピッチ角θ及びヨー角ψの各々は、右ネジの方向(図2では、各々の矢印方向)の回転で正の値を示す。本実施の形態では、便宜上、後述するヨー角偏差は基準座標系を路面座標系206とし、さらに、本来は地球座標系204に対して定義されるオイラー姿勢角を、車体座標系208に対して、ロール角φv、ピッチ角θv及びヨー角ψvと定義する。以後、単に、ロール角φ、ピッチ角θ及びヨー角ψと記した場合は、基本的に、車体座標系208に対して定義された姿勢角であるとする。
Also, the roll angle φ, the pitch angle θ, and the yaw angle ψ, which are the Euler attitude angles, are defined with respect to the
本実施の形態は、撮像装置22で取得した画像情報、車速センサ24で検出した車速、ヨーレートセンサ26で検出した車体のヨーレート及び加速度センサ28で検出した車体の加速度を用いて車体200の横速度(以下、「車体横速度」と略記)及び姿勢角を算出する。本実施の形態では車体横速度の算出に際して、図3にあるように、目標位置Ptにおける目標経路220である走行車線の曲率ρに加え、センサ位置Psを基準とした目標位置Ptに対する横位置偏差e1とヨー角偏差e2とを想定する。なお、センサ位置Psは車体重心Prから車体200の前方方向に距離(車体重心Prとセンサ位置Psとのオフセット距離)lsで隔てられた位置にあり、車載カメラ等の撮像装置22が設けられている。図3に示したように、センサ位置Psを基準とした車体200の進行方向の移動量はxSであり、センサ位置Psを基準とした車体200の横方向の移動量はysである。
In this embodiment, image information obtained by the
次に、車体横速度を推定する際に用いる、横滑りを含む車体200の運動と目標経路220との関係を図4に示す。一般に車体200は路面に対して横滑りをしており、横速度を有する運動を伴っている。車体200の挙動に対し、走行車線上の目標位置Ptは前後方向の速度のみを有し、横速度を有さない運動をしている。この特徴を利用し、車体200の運動と目標位置Ptの運動との差分を導出する事で、車体横速度を推定するのに必要な条件式を導出する事が可能になる。
Next, FIG. 4 shows the relationship between the movement of the
本実施の形態では、図3、4のように各変数を設定する。目標経路220上の目標位置Ptは、接線方向の速度成分Utのみを持つとして、目標位置Ptの速度ベクトルをVt=[Ut 0]T、目標位置PtをPt=[xt yt ]T、地球座標系のx軸方向に対する接線方向のヨー角をψtと定義する。さらに車体200は前後方向のみならず横速度を有するとして(車体スリップ角を有する)、路面座標系206の原点をPr=[xr yr ]T、ヨー角をψr、車体200の各軸方向の速度成分を図4に示したように、νr=[Ur Vr ]Tとする。本実施の形態では、後に車体座標系208を基準に計測されたセンサ情報との関係を容易にするため、偏差の基準座標系を路面座標系206とし、ヨー角偏差としてψe=ψt-ψrを定義する。
In this embodiment, variables are set as shown in FIGS. Assuming that the target position P t on the
路面座標系206から見た目標位置Ptの偏差ベクトルをPe=[xe ye ]とすると、当該偏差ベクトルPeの微分は下記の2式で表される。
If the deviation vector of the apparent target position P t from the road surface coordinate
車載カメラ等の撮像装置22が取得した車体200周辺の画像情報を、画像情報処理部20において既知の手法によって画像解析することにより、目標位置Ptにおける走行車線の曲率ρに加え、センサ位置Psを基準とした目標位置Ptに対する横位置偏差e1とヨー角偏差e2とが抽出される。撮像装置22はセンサの一種であるから、当該撮像装置22で取得した画像情報から抽出した曲率ρ、横位置偏差e1及びヨー角偏差e2をセンサで取得されるセンサ情報とする。さらに、車速センサ24で検出する車体200の前後方向の速度である前後速度Ur及びヨーレートセンサ26で検出するヨーレートRrをセンサ情報として、上記式を変形すると、下記の3式が得られる。
Image information around the
さらに車体横速度VrとヨーレートRrとについて上記3式を整理すると、下記の式(1)、(2)、(3)が得られる。
Furthermore, the following equations (1), (2) and (3) are obtained by arranging the above three equations for the vehicle body lateral velocity V r and the yaw rate R r .
上記の式(1)と式(3)から下記の式(4)が求められる。式(4)の右辺の変数は、いずれもセンサより取得可能である。従って、式(4)によれば、撮像装置22、車速センサ24及びヨーレートセンサ26で各々検出したデータに基づいて車体横速度Vrを算出できる。
The following equation (4) is obtained from the above equations (1) and (3). All the variables on the right side of Equation (4) can be obtained from the sensor. Therefore, according to equation (4), the vehicle body lateral velocity V r can be calculated based on the data detected by the
式(4)は、前後速度Urから車体200のヨーレートRrと横位置偏差e1を乗算したRre1を減算することで旋回半径の補正を行い、さらにそれをヨー角偏差e2の余弦cose2で除算することで求めた目標経路220上の目標位置Ptの移動速度Ut(式(3)参照)に、ヨー角偏差e2の正弦sine2を乗算して得られる前後速度Urの目標経路220に対する垂直成分、言い換えれば、前後速度Urの車体座標系208のy座標成分であるUtsine2から、目標経路との横位置偏差e1の変化量(e1の微分値)と、車体200のヨー運動に伴う車体重心位置Prに対する撮像装置22の横速度Rrlsを引いたものが、車体200の横速度Vrと一致することを示している。
Equation (4) corrects the turning radius by subtracting R r e 1 obtained by multiplying the yaw rate R r of the
なお、上記式(4)は、前後速度Urから、ヨーレートRrと横位置偏差e1との積を減算したものを、ヨー角偏差e2を用いて補正した結果とヨー角偏差e2の正弦値との積から、横位置偏差e1の変化量と、車体200のヨー運動に伴う車体重心位置Prに対する撮像装置22の横速度Rrlsとを減算した結果と、車体200の横速度Vrとが等しい関係を表す式の一例である。 Note that the above equation (4) is obtained by subtracting the product of the yaw rate R r and the lateral position deviation e 1 from the longitudinal velocity U r and correcting it using the yaw angle deviation e 2 , and the yaw angle deviation e 2 and the sine value of the vehicle body 200 . is an example of a formula representing a relationship equal to the lateral velocity V r of .
加速度センサ28からは、車体200の進行方向(x軸方向)の前後加速度axが得られ、さらに車体200の横方向(y軸方向)の加速度である横加速度ayが得られる。前後加速度ax及び横加速度ayの各々を検出するには、前後加速度ax検出用の加速度センサ28と、横加速度ay検出用の加速度センサ28とを各々備える。又は、前後加速度ax及び横加速度ayが共に検出可能な加速度センサ28を用いる。
加速度センサ28から得られる前後加速度ax及び横加速度ayの関係は、下記の車体200の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式(5)、(6)の通りになる。
The relationship between the longitudinal acceleration a x and the lateral acceleration a y obtained from the
基本的に、前後加速度axは、前後速度Urの微分であるが、車体200の横方向(y軸方向)の挙動であるヨーレートRr及び車体横速度Vrに影響される。また、重力加速度gも、前後加速度axに影響する。その結果、前後加速度axは、前後速度Urの微分値(変化量)から、上記の式(4)で示される車体横速度VrとヨーレートRrとの積及び重力加速度gとピッチ角θの正弦値との積を、減算した値に一致する。
Basically, the longitudinal acceleration a x is a derivative of the longitudinal velocity Ur , but it is affected by the yaw rate R r and the lateral velocity V r of the
また、基本的に、横加速度ayは、車体横速度Vrの微分であるが、ヨーレートRr及び前後速度Urに影響される。また、重力加速度gも、横加速度ayの値に影響する。その結果、横加速度ayは、車体横速度Vrの微分値(変化量)に、ヨーレートRrと前後速度Urとの積及び重力加速度gとロール角φの正弦値とピッチ角θの余弦値との積を、加算した値に一致する。 Further, the lateral acceleration ay is basically a derivative of the vehicle body lateral velocity Vr , but is affected by the yaw rate Rr and the longitudinal velocity Ur . Gravitational acceleration g also affects the value of lateral acceleration ay . As a result, the lateral acceleration ay is the derivative (variation) of the vehicle body lateral velocity Vr , the product of the yaw rate Rr and the longitudinal velocity Ur , the gravitational acceleration g, the sine value of the roll angle φ, and the pitch angle θ. The product with the cosine value corresponds to the added value.
前述のように、車体横速度Vrは式(4)を用いて算出でき、前後加速度ax及び横加速度ayは、加速度センサ28で検出できる。従って、式(5)、(6)における未知数はロール角φ及びピッチ角θの2つなので、式(5)、(6)は一種の2元連立方程式となり、未知数であるロール角φ及びピッチ角θを算出できる。
As described above, the vehicle body lateral velocity V r can be calculated using the equation (4), and the longitudinal acceleration a x and lateral acceleration a y can be detected by the
また、オイラー姿勢角のピッチ角θの微分値と、車体方位角であるヨー角ψの微分値は、ピッチレートQ及びヨーレートRを用いて下記の式のように表される。
Also, the differential value of the pitch angle θ of the Euler attitude angle and the differential value of the yaw angle ψ, which is the vehicle azimuth angle, are expressed by the following equations using the pitch rate Q and the yaw rate R.
本実施の形態では、ピッチレートを検出するセンサの使用を想定していないので、上記2式からピッチレートQを消去すると、ヨー角ψの微分値(変化量)は下記の式で表される。
Since the present embodiment does not assume the use of a sensor that detects the pitch rate, if the pitch rate Q is eliminated from the above two equations, the differential value (change amount) of the yaw angle ψ is expressed by the following equation. .
上記の式は、後述する本発明の第3の実施の形態において、ヨー角ψを算出する際に用いられる。なお、上記の式は、ヨーレートRにピッチ角θの変化量とロール角φの正弦値との積を加算した結果をロール角φの余弦値とピッチ角θの余弦値との積で除算して得た結果と、ヨー角の変化量とが等しい関係を表している。 The above formula is used when calculating the yaw angle ψ in the third embodiment of the present invention, which will be described later. In the above formula, the product of the change amount of the pitch angle θ and the sine value of the roll angle φ is added to the yaw rate R, and the result is divided by the product of the cosine value of the roll angle φ and the cosine value of the pitch angle θ. The relationship between the result obtained by the yaw angle change and the amount of change in the yaw angle is equal.
図5は、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10の入出力の概略を示した説明図である。車体姿勢角推定装置10を構成する演算装置14には、画像情報処理部20から横位置偏差e1とヨー角偏差e2とが入力される。また、車速センサ24からは前後速度Ur、ヨーレートセンサ26からは車体200のヨーレートRr、加速度センサ28からは車体200の前後加速度axの各々が、演算装置14に入力される。なお、車体200の前後方向は、車体座標系208のx軸に平行な方向である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of input/output of the vehicle body attitude
演算装置14は、後述する演算処理によって、横位置偏差e1、ヨー角偏差e2、前後速度Ur、ヨーレートRr及び前後加速度axから車体横速度Vr及び車体姿勢角である車体ピッチ角θvを推定する。
The
本実施の形態では、上述の目標経路220と車体200の運動との関係を用いて、状態方程式f(x)を定義し、演算装置14における事前推定とフィルタリングのステップとで活用する。事前推定及びフィルタリングのステップの詳細については、後述する。
In the present embodiment, the relationship between the
まず、撮像装置22より得られる目標経路220に対する横位置偏差e1、ヨー角偏差e2、前後速度Ur、ヨーレートRr及び前後加速度axの情報を用いて、車体横速度Vr及びピッチ角θvを推定する場合の状態方程式f(x)は、以下のように定義する。
First, using the information of the lateral position deviation e 1 , yaw angle deviation e 2 , longitudinal velocity U r , yaw rate R r and longitudinal acceleration a x with respect to the
かかる場合の状態方程式f(x)は、下記のような、時間tにおける状態量x(t)に対して、下記の式(7)の関係が成り立つ。
The state equation f(x) in this case satisfies the following formula (7) with respect to the state quantity x(t) at time t.
上記の状態量x(t)に対して、上記式(7)の関係が成り立つ状態方程式f(x)を下記のように立式する。
A state equation f(x) that satisfies the relationship of the above equation (7) with respect to the above state quantity x(t) is formulated as follows.
式(8)、(9)は、目標経路220と車体200との運動の関係を示した微分方程式である。
Equations (8) and (9) are differential equations showing the motion relationship between
また、本実施の形態では、各状態に対するシステムノイズを下記のように定義する。
Also, in this embodiment, the system noise for each state is defined as follows.
次にセンサによる観測量を下記のように定義する。
Next, the observable quantity by the sensor is defined as follows.
y=h(x)を満たす観測方程式h(x)は、下記の各式のように、状態量(右辺)と観測量(左辺)との対応を定義したものである。なお、一番下の式が、車体の前後加速度を含む前後方向の車体の運動の関係を表す式である。
An observation equation h(x) that satisfies y=h(x) defines correspondence between a state quantity (right side) and an observation quantity (left side) as in the following equations. The equation at the bottom expresses the relationship of the longitudinal motion of the vehicle body including the longitudinal acceleration of the vehicle body.
ただし、各観測量に対する観測ノイズを下記のように定義する。
However, the observation noise for each observable is defined as follows.
カルマンフィルタでは、式(8)、(9)を含む状態方程式f(x)の各々を離散化して使用する。従って、関数f(x)の入出力関係を、時間t=k、k-1に対して、x(k)=f(x(k-1))となる形で使用する。 In the Kalman filter, each state equation f(x) including equations (8) and (9) is discretized and used. Therefore, the input-output relationship of the function f(x) is used in the form of x(k)=f(x(k-1)) for times t=k, k-1.
図6は、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10の演算装置14の機能ブロック図の一例である。図6に示したように、演算装置14は、状態方程式f(x)を用いて、目標経路220である走行車線と横滑りを含む車体200の運動との関係に基づく状態の推定を行うと共に、車体の前後加速度を含む前後方向の車体の運動の関係を表す式を含む観測方程式h(x)を用いて、対応するセンサ情報を推定する事前推定部102と、事前推定部102が出力した事前推定値を、センサ情報を用いて補正するフィルタリング部104と、を含む。
FIG. 6 is an example of a functional block diagram of the
カルマンフィルタは線形・非線形を含め種々の手法が提案されている。本実施の形態では、前述のように状態方程式f(x)が非線形である事を踏まえ、非線形カルマンフィルタを活用する例を示す。中でも状態方程式f(x)についての線形化を要さず、かつ計算負荷が比較的小さいアンセンティッドカルマンフィルタを一例として採用する。状態方程式f(x)が線形の場合は、線形カルマンフィルタを用いてもよいし、アンセンティッドカルマンフィルタ以外の非線形カルマンフィルタを用いてもよい。 Various Kalman filters, including linear and nonlinear methods, have been proposed. In this embodiment, based on the fact that the equation of state f(x) is nonlinear as described above, an example of utilizing a nonlinear Kalman filter will be shown. Among them, an unscented Kalman filter, which does not require linearization of the state equation f(x) and has a relatively small computational load, is adopted as an example. If the state equation f(x) is linear, a linear Kalman filter may be used, or a nonlinear Kalman filter other than the unscented Kalman filter may be used.
図7は、事前推定部102の機能ブロック図の一例である。図7に示したように、事前推定部102は、第1アンセンティッド変換部102Aと第2アンセンティッド変換部102Bとを含む。
FIG. 7 is an example of a functional block diagram of the
第1アンセンティッド変換部102Aは、状態方程式f(x)に基づいて状態量を更新する1回目のアンセンティッド変換(Unscented transfer)を行って、xの平均及びxの共分散行列を出力する。
The first
第2アンセンティッド変換部102Bは、第1アンセンティッド変換部102Aが出力した状態量xの平均及び状態量xの共分散行列を用いて、観測方程式h(x)に従って、対応する観測量に変換する2回目のアンセンティッド変換を行う。
The second unscented transforming
なお、アンセンティッド変換の目的は、ある非線形関数y=f(x)による変換において、下記の観測量yの平均及び共分散行列を精度よく求めることにある。
The purpose of the unscented transformation is to accurately obtain the mean and covariance matrix of the observed quantity y below in the transformation by a certain nonlinear function y=f(x).
従って、本実施の形態は、平均値と標準偏差とに対応する2n+1個のサンプル(シグマポイント)を用いて、確率密度関数を近似することを特徴とする。 Therefore, this embodiment is characterized by approximating the probability density function using 2n+1 samples (sigma points) corresponding to the mean and standard deviation.
図7に示したように、第1アンセンティッド変換部102Aは、シグマポイント重み係数部102A1と、関数変換部102A2と、U変換部102A3と、を含む。また、第2アンセンティッド変換部102Bは、シグマポイント重み係数部102B1と、関数変換部102B2と、U変換部102B3と、を含む。
As shown in FIG. 7, first unscented transforming
第1アンセンティッド変換部102Aのシグマポイント重み係数部102A1及び第2アンセンティッド変換部102Bのシグマポイント重み係数部102B1では、シグマポイントXi:i=0、1、2、…2nが、下記のように選択される。
Sigma point X i : i=0, 1, 2, . is selected as
ただし、スケーリングファクタκは、κ≧0となるように選択する。また、シグマポイントに対する重みは下記のように定義する。
However, the scaling factor κ is chosen such that κ≧0. Also, the weight for the sigma point is defined as follows.
第1アンセンティッド変換部102Aの関数変換部102A2における、非線形関数f(x)による各シグマポイントの変換は下記のようになる。下記は、第1アンセンティッド変換部102Aの関数変換部102A2での状態方程式f(x)による変換だが、第2アンセンティッド変換部102Bの関数変換部102B2での観測方程式h(x)を用いた変換では、観測値が得られる。
The conversion of each sigma point by the nonlinear function f(x) in the function conversion section 102A2 of the first
第1アンセンティッド変換部102AのU変換部102A3では、関数f(x)によって変換された値と、前述の重み係数とを用いて、下記のように状態量xの平均値と状態量xの共分散行列を算出する。なお、下記式中のQnはシステムノイズである。
U transforming section 102A3 of first unscented transforming
第2アンセンティッド変換部102BのU変換部102B3では、下記の計算を行う。
U conversion section 102B3 of second
図8は、フィルタリング部104の機能ブロック図の一例である。フィルタリング部104では、U変換部102B3で計算された、状態量の事前予測値に対応する観測値と、実際に観測された観測値との差を比較し、状態量の予測値を補正する処理を行う。
FIG. 8 is an example of a functional block diagram of the
状態量の予測値を実際に観測された値でフィードバックする処理はカルマンゲイン(Kalman Gain)と呼ばれ、次式で計算される。なお、次式のRnは観測ノイズである。
The process of feeding back the predicted value of the state quantity with the actually observed value is called Kalman Gain, which is calculated by the following equation. Note that R n in the following equation is observation noise.
次に、このカルマンゲインを用いて、状態量の事前予測値を補正する処理を次のように行う。
Next, using this Kalman gain, processing for correcting the advance prediction value of the state quantity is performed as follows.
以上の事前推定部102及びフィルタリング部104の処理を各タイムステップごとに繰り返すことにより、車体横速度Vr及び車体ピッチ角θvを推定する。
By repeating the above-described processes of the
車体横速度Vr及び車体ピッチ角θvを推定する場合、フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力し、上述のように2段階のアンセンティッド変換を行って状態量の事前予測値及び対応する観測値を計算する。計算した状態量の予測値は、フィルタリング部104でカルマンゲイン及び実際に観測された最新の観測値を用いて補正される。フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)は、記憶装置18に一時的にホールドし、記憶装置18にホールドしたx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力する。
When estimating the vehicle body lateral velocity V r and the vehicle body pitch angle θ v , the x(k) and P x (k) output by the
この状態量の事前予測値の計算と実際に観測された最新の値での補正を繰り返すことによって車体横速度Vrと共に車体姿勢角である車体ピッチ角θvを推定する。 By repeating the calculation of the advance predicted value of the state quantity and the correction with the latest actually observed value, the vehicle body lateral velocity V r and the vehicle body pitch angle θ v , which is the vehicle attitude angle, are estimated.
従来、車体姿勢角の推定では、車体横速度Vrを考慮していない場合が少なくない。図9に示したように、交差点での右左折又はレーンチェンジの場合には、横位置偏差e1とヨー角偏差e2とが増大し、車体横速度Vr及びヨーレートRrが大きくなるため、車体姿勢角の推定に大きな誤差が生じるおそれがある。現在の自動運転技術は、高速道路等の曲率ρが小さい比較的なめらかな道路線形を有する経路を前提としているが、今後は曲率ρが大きい一般道を含めた自動運転を行うには、低速で大きく曲がるような場合でも車体姿勢角の高精度な推定が求められる。 Conventionally, there are many cases in which the vehicle body lateral velocity V r is not taken into account in estimating the vehicle body attitude angle. As shown in FIG. 9, when turning left or right at an intersection or changing lanes, the lateral position deviation e1 and the yaw angle deviation e2 increase, and the vehicle body lateral speed Vr and yaw rate Rr increase. , a large error may occur in the estimation of the vehicle attitude angle. Current autonomous driving technology is based on the premise of routes with relatively smooth roads with a small curvature ρ, such as expressways. High-precision estimation of the vehicle attitude angle is required even when the vehicle makes a large turn.
本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10は、既存の状態方程式に依存せず、かつ車体200の運動について近似をしていないので、車体200が目標経路220から大きく逸脱した場合でも正確に車体横速度Vr及び車体ピッチ角θvを推定することができる。
Vehicle attitude
以上説明したように、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10によれば、撮像装置が取得した画像、車速、車体のヨーレート及び車体の加速度から車体200の車体横速度Vr及び車体ピッチ角θvを精度よく算出できる。
As described above, according to the vehicle body posture
[第2の実施の形態]
続いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、後述するように、演算装置14の入出力が第1の実施の形態と若干相違するが、車体姿勢角推定装置の構成は、第1の実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10と同一なので、当該構成についての詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described. As will be described later, the present embodiment is slightly different from the first embodiment in the input/output of the
図10は、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10の入出力の概略を示した説明図である。車体姿勢角推定装置10を構成する演算装置14には、画像情報処理部20から横位置偏差e1とヨー角偏差e2とが入力される。また、車速センサ24からは車体200の前後速度Ur、ヨーレートセンサ26からは車体200のヨーレートRr、加速度センサ28からは前後加速度ax及び横加速度ayの各々が、演算装置14に入力される。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of input/output of the vehicle body attitude
演算装置14は、後述する演算処理によって、横位置偏差e1、ヨー角偏差e2、前後速度Ur、ヨーレートRr、前後加速度ax及び横加速度ayから車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを推定する。
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、目標経路220と車体200の運動との関係を用いて、状態方程式f(x)を定義し、演算装置14における事前推定とフィルタリングのステップとで活用する。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the relationship between the
本実施の形態の状態方程式f(x)は、下記のような、時間tにおける状態量x(t)に対して、下記の式(10)の関係が成り立つ。
The state equation f(x) of this embodiment holds the relationship of the following formula (10) with respect to the state quantity x(t) at time t.
上記の状態量x(t)に対して、上記式(10)の関係が成り立つ状態方程式f(x)を下記のように立式する。
A state equation f(x) that satisfies the relationship of the above equation (10) for the above state quantity x(t) is formulated as follows.
式(11)、(12)は、目標経路220と車体200との運動の関係を示した微分方程式である。
Equations (11) and (12) are differential equations showing the motion relationship between
また、本実施の形態では、各状態に対するシステムノイズを下記のように定義する。
Also, in this embodiment, the system noise for each state is defined as follows.
次にセンサによる観測量を下記のように定義する。
Next, the observable quantity by the sensor is defined as follows.
y=h(x)を満たす観測方程式h(x)は、下記の各式のように、状態量(右辺)と観測量(左辺)との対応を定義したものである。下から2番目の式が、車体の前後加速度を含む前後方向の車体の運動の関係を表す式であり、一番下の式が、車体の横加速度を含む横方向の車体の運動の関係を表す式である。
An observation equation h(x) that satisfies y=h(x) defines correspondence between a state quantity (right side) and an observation quantity (left side) as in the following equations. The second equation from the bottom expresses the relationship of the longitudinal motion of the vehicle including the longitudinal acceleration of the vehicle, and the bottom equation expresses the relationship of the lateral motion of the vehicle including the lateral acceleration of the vehicle. is a formula that represents
ただし、各観測量に対する観測ノイズを下記のように定義する。
However, the observation noise for each observable is defined as follows.
カルマンフィルタでは、式(8)、(9)を含む状態方程式f(x)の各々を離散化して使用する。従って、関数f(x)の入出力関係を、時間t=k、k-1に対して、x(k)=f(x(k-1))となる形で使用する。以下、第1の実施の形態と同様に、事前推定部102及びフィルタリング部104の処理を各タイムステップごとに繰り返すことにより、車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを推定する。
In the Kalman filter, each state equation f(x) including equations (8) and (9) is discretized and used. Therefore, the input-output relationship of the function f(x) is used in the form of x(k)=f(x(k-1)) for times t=k, k-1. After that, as in the first embodiment, the processes of the
車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを推定する場合も、フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力し、上述のように2段階のアンセンティッド変換を行って状態量の事前予測値及び対応する観測値を計算する。計算した状態量の予測値は、フィルタリング部104でカルマンゲイン及び実際に観測された最新の観測値で補正される。フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)は、記憶装置18に一時的にホールドし、記憶装置18にホールドしたx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力する。
Also when estimating the vehicle body lateral velocity V r , the vehicle body pitch angle θ v and the roll angle φ v of the
この状態量の事前予測値の計算と実際に観測された最新の値での補正を繰り返すことにより、車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを精度よく推定できる。
By repeating the calculation of the advance predicted values of the state quantities and the correction with the latest actually observed values, the vehicle body lateral velocity V r , the vehicle body pitch angle θ v and the roll angle φ v of the
本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に、既存の状態方程式に依存せず、かつ車体200の運動について近似をしていないので、車体200が目標経路220から大きく逸脱した場合でも正確に車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを正確に推定することができる。
As in the first embodiment, this embodiment does not rely on the existing equation of state and does not approximate the motion of the
以上説明したように、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10によれば、撮像装置が取得した画像、車速、車体のヨーレート及び車体の加速度から車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv及びロール角φvを精度よく算出できる。
As described above, according to the vehicle body attitude
[第3の実施の形態]
続いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、後述するように、演算装置14の入出力が第1の実施の形態と若干相違するが、車体姿勢角推定装置の構成は、第1の実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10と同一なので、当該構成についての詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a description will be given of a third embodiment of the present invention. As will be described later, the present embodiment is slightly different from the first embodiment in the input/output of the
図11は、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10の入出力の概略を示した説明図である。車体姿勢角推定装置10を構成する演算装置14には、画像情報処理部20から横位置偏差e1とヨー角偏差e2とが入力される。また、車速センサ24からは車体200の前後速度Ur、ヨーレートセンサ26からは車体200のヨーレートRr、加速度センサ28からは前後加速度ax及び横加速度ayの各々が、演算装置14に入力される。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of inputs and outputs of the vehicle body attitude
演算装置14は、後述する演算処理によって、横位置偏差e1、ヨー角偏差e2、前後速度Ur、ヨーレートRr、前後加速度ax及び横加速度ayから車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及び車体方位角であるヨー角ψvを推定する。
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、目標経路220と車体200の運動との関係を用いて、状態方程式f(x)を定義し、演算装置14における事前推定とフィルタリングのステップとで活用する。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the relationship between the
本実施の形態の状態方程式f(x)は、下記のような、時間tにおける状態量x(t)に対して、下記の式(13)の関係が成り立つ。
The state equation f(x) of this embodiment holds the relationship of the following formula (13) with respect to the state quantity x(t) at time t.
上記の状態量x(t)に対して、上記式(13)の関係が成り立つ状態方程式f(x)を下記のように立式する。
A state equation f(x) that satisfies the relationship of the above equation (13) for the above state quantity x(t) is formulated as follows.
式(14)、(15)は、目標経路220と車体200との運動の関係を示した微分方程式である。
Equations (14) and (15) are differential equations showing the motion relationship between
また、本実施の形態では、各状態に対するシステムノイズを下記のように定義する。
Also, in this embodiment, the system noise for each state is defined as follows.
次にセンサによる観測量を下記のように定義する。
Next, the observable quantity by the sensor is defined as follows.
y=h(x)を満たす観測方程式h(x)は、下記の各式のように、状態量(右辺)と観測量(左辺)との対応を定義したものである。
An observation equation h(x) that satisfies y=h(x) defines correspondence between a state quantity (right side) and an observation quantity (left side) as in the following equations.
ただし、各観測量に対する観測ノイズを下記のように定義する。
However, the observation noise for each observable is defined as follows.
カルマンフィルタでは、式(8)、(9)を含む状態方程式f(x)の各々を離散化して使用する。従って、関数f(x)の入出力関係を、時間t=k、k-1に対して、x(k)=f(x(k-1))となる形で使用する。以下、第1の実施の形態と同様に、事前推定部102及びフィルタリング部104の処理を各タイムステップごとに繰り返すことにより、車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及びヨー角ψvを推定する。
In the Kalman filter, each state equation f(x) including equations (8) and (9) is discretized and used. Therefore, the input-output relationship of the function f(x) is used in the form of x(k)=f(x(k-1)) for times t=k, k-1. Thereafter, as in the first embodiment, by repeating the processing of the
車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及びヨー角ψvを推定する場合も、フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力し、上述のように2段階のアンセンティッド変換を行って状態量の事前予測値及び対応する観測値を計算する。計算した状態量の予測値は、フィルタリング部104でカルマンゲイン及び実際に観測された最新の観測値で補正される。フィルタリング部104が出力したx(k)、Px(k)は、記憶装置18に一時的にホールドし、記憶装置18にホールドしたx(k)、Px(k)を前回値として事前推定部102に入力する。
When estimating the vehicle body lateral velocity V r , the vehicle body pitch angle θ v , the roll angle φ v and the yaw angle ψ v of the
この状態量の事前予測値の計算と実際に観測された最新の値での補正を繰り返すことにより、車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及びヨー角ψvを精度よく推定できる。
By repeating the calculation of the advance prediction values of the state quantities and the correction with the latest actually observed values, the vehicle body lateral velocity V r of the
本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に、既存の状態方程式に依存せず、かつ車体200の運動について近似をしていないので、車体200が目標経路220から大きく逸脱した場合でも正確に車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及びヨー角ψvを正確に推定することができる。
As in the first embodiment, this embodiment does not rely on the existing equation of state and does not approximate the motion of the
以上説明したように、本実施の形態に係る車体姿勢角推定装置10によれば、撮像装置が取得した画像、車速、車体のヨーレート及び車体の加速度から車体200の車体横速度Vr、車体ピッチ角θv、ロール角φv及びヨー角ψvを精度よく算出できる。
As described above, according to the vehicle body attitude
10 車体姿勢角推定装置
12 入力装置
14 演算装置
16 表示装置
18 記憶装置
20 画像情報処理部
22 撮像装置
24 車速センサ
26 ヨーレートセンサ
28 加速度センサ
102 事前推定部
102A 第1アンセンティッド変換部
102A1 シグマポイント重み係数部
102A2 関数変換部
102A3 U変換部
102B 第2アンセンティッド変換部
102B1 シグマポイント重み係数部
102B2 関数変換部
102B3 U変換部
104 フィルタリング部
200 車両
204 地球座標系
206 路面座標系
208 車体座標系
220 目標経路
10 Vehicle Posture
Claims (4)
前記撮像装置が取得した画像情報から、目標経路と車体との横位置偏差及び前記目標経路と車体のヨー角偏差を算出する画像情報処理部と、
前記目標経路上において、前後方向の速度のみを有し、横方向の速度を有さない運動をする目標位置の移動と、横滑りを含む前記車体の運動との関係を表す式、及び前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式を用いて、前記横位置偏差、前記ヨー角偏差、車速センサから得られる前後速度、ヨーレートセンサから得られるヨーレート及び加速度センサから得られる加速度を含む実測値から、前記車体の横速度及び前記車体の姿勢角を推定する演算部と、
を含む車体姿勢角推定装置。 an imaging device that acquires image information around the vehicle body;
an image information processing unit that calculates a lateral position deviation between the target route and the vehicle body and a yaw angle deviation between the target route and the vehicle body from the image information acquired by the imaging device;
An expression expressing the relationship between the movement of the target position that has only longitudinal velocity and no lateral velocity on the target path and the movement of the vehicle body including sideslip, and Using a formula that expresses the relationship between longitudinal or lateral vehicle motion including acceleration, the lateral position deviation, the yaw angle deviation, the longitudinal speed obtained from the vehicle speed sensor, the yaw rate obtained from the yaw rate sensor, and the acceleration sensor a calculation unit for estimating the lateral velocity of the vehicle body and the attitude angle of the vehicle body from measured values including the acceleration applied;
A body attitude angle estimation device including
前記前後速度の変化量から、前記ヨーレートと前記横速度との積及び重力加速度とピッチ角の正弦値との積を、減算した結果と、前記加速度センサから得られる前後加速度とが等しい関係を表す式と、
前記横速度の変化量に、前記ヨーレートと前記前後速度との積及び重力加速度とロール角の正弦値と前記ピッチ角の余弦値との積を、加算した結果と、前記加速度センサから得られる横加速度とが等しい関係を表す式と、を含み、
前記演算部は、前記姿勢角として前記ピッチ角及び前記ロール角を推定する請求項1に記載の車体姿勢角推定装置。 The formula representing the relationship between the vehicle body motion in the longitudinal direction or the lateral direction including the acceleration of the vehicle body is
Represents a relationship in which the result of subtracting the product of the yaw rate and the lateral velocity and the product of the gravitational acceleration and the sine value of the pitch angle is equal to the longitudinal acceleration obtained from the acceleration sensor from the amount of change in the longitudinal velocity. formula and
The result obtained by adding the product of the yaw rate and the longitudinal velocity, the product of the acceleration of gravity, the sine value of the roll angle, and the cosine value of the pitch angle to the amount of change in the lateral velocity, and the lateral velocity obtained from the acceleration sensor. a formula representing an equal relationship with acceleration ,
2. The vehicle body attitude angle estimation device according to claim 1 , wherein the calculation unit estimates the pitch angle and the roll angle as the attitude angles.
前記車体の加速度を含む前後方向又は横方向の車体の運動の関係を表す式を含む、予め定められた観測方程式を用いて算出される、前記予測された次時刻の前記車体の状態量に対応する、前記横位置偏差、前記ヨー角偏差、前記前後速度、前記ヨーレート及び前記加速度と、それぞれの前記実測値との差分、及び前回推定された前記車体の状態量に基づいて、前記予測部で予測された前記車体の状態量を補正することにより、前記横速度及び前記姿勢角を推定する更新部と、
を含む請求項1~請求項3の何れか1項に記載の車体姿勢角推定装置。 The computing unit, based on the previously estimated state quantity of the vehicle body including the lateral velocity and the attitude angle, based on a formula representing the relationship between the movement of the target position and the motion of the vehicle body including sideslip, a prediction unit that predicts the state quantity of the vehicle body at the next time;
Corresponding to the predicted state quantity of the vehicle body at the next time, which is calculated using a predetermined observation equation including an expression representing the relationship between the vehicle body motion in the longitudinal direction or the lateral direction including the acceleration of the vehicle body. Then, based on the difference between the lateral position deviation, the yaw angle deviation, the longitudinal velocity, the yaw rate and the acceleration, and the respective measured values, and the previously estimated state quantity of the vehicle body, the prediction unit an updating unit that estimates the lateral velocity and the attitude angle by correcting the predicted state quantity of the vehicle body;
The vehicle body posture angle estimating device according to any one of claims 1 to 3 , comprising:
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