JP7421111B2 - ジャイロセンサの補正方法 - Google Patents
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Description
該ジャイロセンサの出力であるセンサ出力に処理を施して得られる計測方位と、車両の走路に沿って配置されたマーカを利用して推定される車両方位と、の差分に処理を施して補正情報を得る生成処理と、
前記補正情報を利用して前記センサ出力あるいは前記計測方位を補正する補正処理と、を含むジャイロセンサの補正方法にある。
(実施例1)
本例は、自車位置(車両の位置)を推定する車載システム1を自動運転システム6に組み合わせた例である。特に、この車載システム1は、磁気マーカ10を利用してジャイロセンサ223が出力する角速度に由来する計測方位を補正する機能を有している。この内容について、図1~図13を用いて説明する。
磁気マーカ10は、図1~図3のごとく、車両5が走行する道路(走路の一例)の路面100Sに敷設されるマーカの一例である。この磁気マーカ10は、直径20mm、高さ28mmの柱状をなしている。磁気マーカ10は、例えば、路面100S(図1)に設けた孔に収容された状態で敷設される。磁気マーカ10をなす磁石は、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットである。この磁石は、最大エネルギー積(BHmax)=6.4kJ/m3という特性を備えている。
計測ユニット2は、図5のごとく、磁気検出部であるセンサアレイ21と、IMU(Inertial Measurement Unit)22と、が一体化されたユニットである。細長い棒状の計測ユニット2は、路面100Sと対面する状態で、例えばフロントバンパーの内側等に取り付けられる(図1参照。)。本例の車両5の場合、路面100Sを基準とした計測ユニット2の取付け高さが200mmである。
(1)マーカ検出処理
マーカ検出処理は、計測ユニット2のセンサアレイ21が実行する処理である。センサアレイ21は、磁気センサCnを用いて3kHzの周期でマーカ検出処理を実行する。
次に、図8~図10を参照して車載システム1と自動運転システム6とを備える車両5の全体動作について説明する。
自動運転システム6において走行経路(所定の経路)が設定されると(S101)、3Dマップデータを記憶する地図DB65から対応するデータが読み出されて自動運転の制御目標となる詳細なルートデータが設定される(S102)。ルートデータは、例えば図9及び図10中の破線で示すように、少なくとも絶対位置のデータで表される地点の連なりを含むデータである。
上記のごとく車載システム1では、マーカスパンM=2mの間隔で磁気マーカ10が配置された車線100(図3参照。走路)が想定される。磁気マーカ10は、車線100の中央に沿って配置されているので、隣り合う2個の磁気マーカ10を結ぶ線分の設計上の方向は、車線方向(方位dir)に一致する。2個の磁気マーカ10を結ぶ設計上の線分の方向に当たる車線方向の方位dirは、磁気マーカ10に付設されたRFIDタグ15によって方位データ(マーカ情報の一部)として無線出力される。
横ずれ量の変化 OFd=|OF2-OF1|
ずれ角 Ax=arcsin(OFd/M)
車両方位 Vd=dir+Ax
本例は、実施例1の車載システムについて、計測方位Vsの補正処理の内容を変更した例である。この内容について、図14のフロー図を参照しながら説明する。同図は、実施例1で参照した図11の代替図である。
本例の車載システムが実行する補正処理(図14)のうち、車両方位Vd、計測方位Vsを取得するまでの処理(S301からS307までの処理)は、実施例1の図11におけるS301からS307の処理と同様である。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1と同様である。
本例は、実施例1に基づいて、車両方位Vdの推定方法を変更した例である。本例は、車両5の前後に2mの間隔をあけてセンサアレイ21が配置されている点において、実施例1とは相違している。そして、このようなセンサアレイ21の配置の相違により、車両方位Vdの特定方法が実施例1とは相違している。この内容について図15を参照して説明する。
横ずれ量の変化 OFd=|OF2-OF1|
ずれ角 Ax=arcsin(OFd/M)
車両方位 Vd=dir+Ax
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例1と同様である。
本例は、実施例1または実施例2に基づいて、ジャイロセンサの計測方位の補正に利用する基準方位を変更した例である。実施例1、2では、磁気マーカを利用して推定された車両方位を基準方位に設定している。これに対して本例は、車両の走行経路の方位を基準方位に設定する参考例である。
(補正処理その1)
この補正処理は、例えば自動操舵など車線に沿って車両を走行させる運転支援の制御中を対象としている。この補正処理では、運転支援制御による操舵角に基づいて走行経路の方位を推定する。走行経路の方位は、相対的な方位であっても良い。例えば、ある時点の車両方位を初期値としてジャイロセンサの出力(角速度)を時間積分し、走行経路の方位を求めることも良い。
この補正処理は、例えば所定の経路に沿って車両を走行させる自動運転などの運転支援の制御中を対象とする処理である。この補正処理では、所定の経路をなす道路あるいは車線の絶対方位を3次元地図の地図データから読み出し、その絶対方位を走行経路の方位として取り扱うと良い。そして、この走行経路の方位と、ジャイロセンサの計測方位Vsと、の差分を時間的に順次記憶し、誤差E(n)とすると良い。誤差E(n)については、上記の補正処理その1と同様の取り扱いが可能である。
この補正処理は、ナビゲーション機能などによるマップマッチングにより、走行中の道路が特定されており、地図データを参照することにより、道路の方位を取得できることを前提とする処理である。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例1あるいは実施例2と同様である。
10 磁気マーカ
15 RFIDタグ(情報提供部、無線タグ)
2 計測ユニット
21 センサアレイ(磁気検出部)
212 検出処理回路
22 IMU
222 加速度センサ
223 ジャイロセンサ
32 制御ユニット
34 タグリーダ
5 車両
6 自動運転システム
61 車両ECU
65 地図データベース(地図DB)
Claims (9)
- 鉛直方向の軸回りの車両の角速度を計測して角速度を表すセンサ出力を出力するジャイロセンサの補正方法であって、
前記センサ出力が表す角速度を時間的に積分することにより車両の回頭角の計測値である計測方位を求める処理と、
車両の走路に配置されたマーカに対する車両の横ずれ量を検出する横ずれ量検出処理と、
方向が既知である走路に沿って離間する2個のマーカに対する前記横ずれ量を利用して当該2個のマーカを結ぶ線分の方向に対する車両のずれ角を求めることにより車両方位を推定する処理と、
前記計測方位と前記車両方位との差分に処理を施して補正情報を得る生成処理と、
前記補正情報を利用して前記センサ出力あるいは前記計測方位を補正する補正処理と、を含むジャイロセンサの補正方法。 - 請求項1において、前記補正情報は、前記差分の時間的な変化を表す情報であり、
前記補正処理は、前記補正情報に基づく補正量により、前記センサ出力あるいは前記計測方位を補正する処理であるジャイロセンサの補正方法。 - 請求項1において、前記補正情報は、前記差分の時間的な平均値であり、
前記補正処理は、前記差分の時間的な平均値に当たる補正量の分だけ、前記計測方位をシフトさせる処理であるジャイロセンサの補正方法。 - 鉛直方向の軸回りの車両の角速度を計測するジャイロセンサの補正方法であって、
該ジャイロセンサの出力であるセンサ出力に処理を施して得られる計測方位と、車両の走路に沿って配置されたマーカを利用して推定される車両方位と、の差分に処理を施して補正情報を得る生成処理と、
前記補正情報を利用して前記センサ出力を補正する補正処理と、を含み、
前記補正情報は、前記差分の時間的な変化量を少なくとも含む情報であり、
前記補正処理では、前記差分の時間的な変化量に対応する補正量の分だけ前記センサ出力をシフトさせることで該センサ出力を補正する処理が実行されるジャイロセンサの補正方法。 - 鉛直方向の軸回りの車両の角速度を計測するジャイロセンサの補正方法であって、
該ジャイロセンサの出力であるセンサ出力に処理を施して得られる計測方位と、車両の走路に沿って配置されたマーカを利用して推定される車両方位と、の差分に処理を施して補正情報を得る生成処理と、
前記補正情報を利用して前記センサ出力あるいは前記計測方位を補正する補正処理と、を含み、
前記補正情報は、前記差分の時間的な変化を表す情報として、前記差分の時間的な変化を近似した直線の傾きaを少なくとも含む情報であり、
前記補正処理では、前記傾きaに当たる補正量の分だけ前記センサ出力をシフトさせることで該センサ出力が補正される、ジャイロセンサの補正方法。 - 鉛直方向の軸回りの車両の角速度を計測するジャイロセンサの補正方法であって、
該ジャイロセンサの出力であるセンサ出力に処理を施して得られる計測方位と、車両の走路に沿って配置されたマーカを利用して推定される車両方位と、の差分に処理を施して補正情報を得る生成処理と、
前記補正情報を利用して前記センサ出力あるいは前記計測方位を補正する補正処理と、を含み、
前記補正情報は、前記差分の時間的な変化を近似した直線の傾きa及び切片bを少なくとも含む情報であり、
前記補正処理では、前記差分の時間的な変化の起点からの経過時間Tを前記傾きaの値に乗じ、前記切片bの値を加算して得られる補正量の分だけ、前記計測方位をシフトさせることで該計測方位が補正される、ジャイロセンサの補正方法。 - 請求項4~6のいずれか1項において、前記マーカに対する車両の横ずれ量を検出する横ずれ量検出処理と、
少なくとも2個のマーカについて前記横ずれ量検出処理により検出された横ずれ量に基づいて前記車両方位を推定する処理と、を含むジャイロセンサの補正方法。 - 請求項1~3及び7のいずれか1項において、前記2個のマーカを結ぶ線分の方向あるいは前記走路の方向を特定可能な方位情報を提供するために設けられた情報提供部から当該方位情報を取得する方位情報取得処理を含み、
前記車両方位を推定する処理では、前記方位情報によって特定される方向を基準として前記車両方位が推定されるジャイロセンサの補正方法。 - 請求項8において、前記情報提供部は、前記マーカに取り付けられた無線タグであるジャイロセンサの補正方法。
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