JP7424818B2

JP7424818B2 - 車載装置、制御プログラムおよび制御方法

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Publication number: JP7424818B2
Application number: JP2019232070A
Authority: JP
Inventors: 将史大塚
Original assignee: Clarion Co Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: JP2021099292A

Description

本発明は、車載装置、制御プログラムおよび制御方法の技術に関するものである。

「所定距離の移動ごとに出力されるセンサ信号に対して補正係数を用いた演算を演算部で行い、車両の速度を算出して現在位置を特定するナビゲーション装置であって、複数の車両速度に応じた補正係数を記憶した記憶部と、車両速度に応じて演算に使用する補正係数を選択して前記演算部に指示し、車両速度の変化による前記センサ信号の出力を補正する制御部と、を有することを特徴とするナビゲーション装置。」に係る技術が、特許文献１に記載されている。

特開２００５－２５７６６５号公報

上記のような技術では、走行速度が高くなるとタイヤが膨張することを考慮して、走行速度帯に応じて補正係数を選択的に使用できるようにしている。一方で、車両信号のデジタル化により、量子化誤差、演算誤差、車両毎の特性の差異が含まれるようになってきており、速度に対して大きな特性差を持つ車両がある。このような特性を持つ車両においてもより正確な移動距離、速度を取得するためには高精度の補正を行う必要がある。

本発明の目的は、比較的高価なハードウェアを必要とせずに、簡便な構成による高精度な距離係数の推定技術を提供することにある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明に係る車載装置は、分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出処理を行う。

本願発明によれば、比較的高価なハードウェアを必要とせずに、簡便な構成による高精度な距離係数の推定をすることが可能となる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る実施形態を適用した車載装置の構造を示す図である。速度帯別距離係数記憶部のデータ構造例を示す図である。車載装置のハードウェア構造例を示す図である。距離係数算出の仕組みを示す図である。較正処理の流れを示す図である。伝播処理の流れを示す図である。伝播処理の例を示す図である。距離係数算出処理の流れを示す図である。距離係数の補間例を示す図である。速度帯別距離係数記憶部の別のデータ構造例を示す図である。

以下に、本発明に係る車載装置を含む車載システムについて、図面を参照して説明する。なお、図１～図１０は、車載システムの全ての構成を示すものではなく、理解容易のため、適宜、構成の一部を省略して描いている。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。

一般に、車両から出力される車両信号は、移動距離にほぼ比例して出力される。具体的には、例えば、車輪のホイル（wheel）の回転位置に応じて出力されるものがある。したがって、車両信号を漏れなく受信することで、車輪の回転数を推定できることとなり、これと距離係数と呼ばれる所定の係数との積を算出することで、移動距離、移動速度を推定することができる。そのため、車両信号はスピードメーターやオドメーターに利用されてきた経緯がある。そのような面から、この車両信号は、速度によらず、一定の移動距離に対して一定の個数を保つことが期待される。

しかし、車両信号の特性は、もともとタイヤの径の変化や路面との摩擦の変化により変動するものである中、近年はさらに、デジタル化の影響を受けて、量子化誤差や演算誤差が含まれるようになり、移動速度の影響によって変化することも多くなってきた。なお、距離係数（車両信号１つあたりの移動距離（ｍ／個））は、単位時間当たりの移動距離を、車両信号が出力された回数で割った値で求められる。

このような車両信号の変化により、同じ移動距離を移動した場合であっても、移動速度が高い場合と低い場合とでは信号数が異なってしまうことがある。また、タイヤの物理的な径の変動によっても、速度に対して距離係数が変動してしまうことがある。

例えば、移動速度が高い場合（比較的に高速に走行している場合）には、速度に比べて信号数が少なくなり、これに基づいて算出する距離係数は本来の値よりも大きくなってしまうことがある。また、移動速度が低い場合（比較的に低速で走行している場合）には、速度に比べて信号数が多くなり、これに基づいて算出する距離係数が本来の値よりも小さくなってしまうことがある。

このような速度に関連する変動があるにも関わらず一律の距離係数を用いると、車速や位置が正しく求められなくなってしまう。例えば、本来よりも大きく算出された距離係数を用いて移動距離を算出すると、実際よりも計算上の移動距離が長くなってしまい、ナビゲーション装置の現在位置を示すカーマークの表示位置が前方へずれたり、右左折を伴うと道路上から外れてしまうこととなる。そのため、速度に応じた距離係数を予め正確に算出しておき、移動距離、車速、現在位置の算出等に速度に応じて用いることができれば、このような事象を回避できる。

そのために、本発明に係る車載システムにおいては、速度帯別に細かく分けた距離係数を較正して記憶する仕組みを設け、利用時には速度に応じた細やかな距離係数を読み出して用いることでこのような事象を回避することとする。速度帯別の距離係数の較正においては、実測値を用いて較正を行うことで正確性を担保する。利用時に用いる距離係数は、較正された距離係数を用いて、より現状の車両信号の出力頻度に近い距離係数を補間により求めることとする。

図１は、本発明に係る第一の実施形態を適用した車載装置の構造を示す図である。車載システムには、車両１と、車両１に搭載された車載装置１００と、車両１内の車載ネットワーク５０と、車載ネットワーク５０を介して車載装置１００と通信可能な位置情報出力装置１０と、車両信号出力装置２０と、が含まれる。

位置情報出力装置１０は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等の衛星からの信号を受信し移動体と衛星間の距離と距離の変化率とを３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在地、進行速度および進行方位を測定し出力するものである。なお、位置情報出力装置１０は、ＧＰＳに限られず、ＧＬＯＮＡＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）等の他の衛星による位置情報受信装置であってもよい。なお、位置情報出力装置１０は、車載装置１００に実装される（車載装置１００の一部として動作する）ものであってもよい。

車両信号出力装置２０は、車両１上の各種の電子機器から出力される信号のうち、車両信号を出力する装置である。具体的には、車両信号出力装置２０は、理想的には一定の距離を移動する都度、所定のデジタル信号（あるいは、アナログ信号）を出力するが、移動速度によりその出力頻度に多寡がある。なお、車両信号出力装置２０は、車載装置１００に実装される（車載装置１００の一部として動作する）ものであってもよい。

車載ネットワーク５０は、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等の規格による通信ネットワークである。ただし、これに限られるものではなく、例えばＭＯＳＴ（ＭｅｄｉａＯｒｉｅｎｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓＴｒａｎｓｐｏｒｔ）、ＬＩＮ（ＬｏｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＮｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークであってもよい。なお、車載装置１００は、車載ネットワーク５０を介して位置情報出力装置１０および車両信号出力装置２０と通信するものに限られず、専用線等により位置情報出力装置１０および車両信号出力装置２０から情報を受け付けるものであってもよい。

車載装置１００は、記憶部１１０と、制御部１２０と、車両通信部１４０と、を含む。記憶部１１０には、速度帯別距離係数記憶部１１１が含まれる。なお、車載装置１００が車載ネットワーク５０を介するのではなく専用線等によりあるいは直接位置情報出力装置１０および車両信号出力装置２０から情報を受け付けるものである場合、車両通信部１４０は必ずしも必要ではない。

図２は、速度帯別距離係数記憶部１１１のデータ構造例を示す図である。速度帯別距離係数記憶部１１１は、分解能１１１ａに応じて所定の速度帯１１１ｂが割り当てられている。それぞれの速度帯１１１ｂには、代表速度１１１ｃ、速度帯別距離係数１１１ｄ、実績値フラグ１１１ｅが関連付けられている。

分解能１１１ａは、速度の分解能を示す情報である。例えば、速度を時速１０キロメートル単位で分解する場合には、分解能１１１ａは時速１０キロメートルとなる。本実施形態では、分解能の例として、時速１０キロメートルと、時速２０キロメートルと、を例示しているが、これに限られるものではなく、時速５キロメートルや時速３０キロメートルあるいはそれ以下とすることも可能である。この分解能１１１ａは、距離係数の変動を許容する誤差量に基づき決定するのが望ましい。例えば、ターゲットの車両の距離係数が時速１０キロメートルあたり０．５％変動するとき、その誤差を許容するならば、分解能を時速１０キロメートルとする。もちろん、汎用的に設定しておき車両に応じて分解能を変更する場合には、分解能を択一的に設定可能にしておいてもよい。

速度帯１１１ｂは、分解能１１１ａにより無限の速度を有限の所定の速度帯に区分する情報である。本実施形態では、速度帯は、「時速２０キロメートル未満」、「時速２０キロメートル以上時速３０キロメートル未満」、「時速３０キロメートル以上時速４０キロメートル未満」、・・・、「時速１７０キロメートル以上時速１８０キロメートル未満」、「時速１８０キロメートル以上」のように区分している。なお、分解能が時速１０キロメートルであっても、最低速度帯が時速２０キロメートル未満とされているのは、停止から低速時は各種の誤差や車両信号の不正確性が含まれることがあり、一括して区分するのが望ましい場合があるためである。このような場合でも、特段精度が低下するものではない。

なお、速度帯１１１ｂの最高速度は、最低でも車両の有効な速度（スピードメーターの上限）までとするのが望ましいが、汎用的に設けてもよい。

代表速度１１１ｃは、速度帯１１１ｂで特定される速度帯の中央値等の代表速度であり、隣接する速度帯との距離が均等となるのが望ましい。速度帯別距離係数１１１ｄは、代表速度における距離係数である。距離係数の初期値は、尤もらしい距離係数であればよく、例えばターゲットの車両の仕様が判明していればその値、あるいは「ＪＩＳＤ５６０１スピードメーター」等の所定の規格で使用される「０．３９２［ｍ／個］」等の値であればよい。

実績値フラグ１１１ｅは、速度帯別距離係数１１１ｄの値が実績に基づくもの、すなわち実際のターゲット車両に搭載されて実測された値であるか否かを判別するフラグである。例えば、上記のように汎用的に設定された距離係数については、実測値ではなく、較正すべき対象といえるが、実測値に基づく距離係数であれば較正対象から除外することも可能とするためである。

図１の説明に戻る。制御部１２０には、位置情報取得部１２１と、車両信号取得部１２２と、速度帯特定部１２３と、速度帯別距離係数更新部１２４と、距離係数算出部１２５と、が含まれる。

位置情報取得部１２１は、車両通信部１４０を介して、位置情報出力装置１０から出力される位置情報を取得する。なお、車載装置１００が専用線等により、あるいは直接位置情報出力装置１０から情報を受け付けるものである場合、位置情報取得部１２１は、位置情報出力装置１０から出力される位置情報を取得する。

車両信号取得部１２２は、車両通信部１４０を介して、車両信号出力装置２０から出力される車両信号を取得する。なお、車載装置１００が専用線等により、あるいは直接車両信号出力装置２０から情報を受け付けるものである場合、位置情報取得部１２１は、車両信号出力装置２０から出力される車両信号を取得する。

速度帯特定部１２３は、位置情報取得部１２１が取得した位置情報を用いて、位置変化量と時間の差分から速度帯を特定する。あるいは、速度帯特定部１２３は、受信したＧＰＳ等の電波のドップラー効果を利用して速度を得ても良い。速度帯特定部１２３の特定する速度は、速度帯別距離係数記憶部１１１の分解能１１１ａと同レベルの分解能で特定されていればよい。

速度帯別距離係数更新部１２４は、速度帯別に距離係数を更新する。更新対象は、速度帯別距離係数記憶部１１１の速度帯別距離係数１１１ｄであり、更新に用いる距離係数は、所定の方法で推定した距離係数である。

距離係数算出部１２５は、利用時の車両信号の出力頻度に応じた距離係数を算出する。距離係数算出部１２５は、車両信号の出力頻度（個／秒）を用いて、速度帯別距離係数記憶部１１１の速度帯別距離係数１１１ｄから求められる車両信号の出力頻度の近似する前後の速度帯を２つ特定し、特定した速度帯の代表速度における距離係数との比に基づいて距離係数を補間して算出する。

車両通信部１４０は、車載ネットワーク５０を介して、位置情報出力装置１０、車両信号出力装置２０等の他の車載の電子機器と通信を行う。

図３は、車載装置のハードウェア構造例を示す図である。車載装置１００は、少なくとも、車載通信装置１０１と、演算装置１０２と、メモリ１０３と、これらを相互に接続するバス１０９と、を含んで構成される。

車載通信装置１０１は、ＣＡＮ、ＭＯＳＴ、ＬＩＮ等の車載ネットワーク等を介して、他の装置と通信経路を確立し情報を送受信するネットワークモジュール等の装置である。

演算装置１０２は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの演算装置である。

メモリ１０３は、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などの主記憶装置である。

上記した制御部１２０の各機能部、すなわち位置情報取得部１２１、車両信号取得部１２２、速度帯特定部１２３、速度帯別距離係数更新部１２４、距離係数算出部１２５、演算装置１０２が所定のプログラムを読み込み実行することにより構築される。そのため、メモリ１０３には、各機能部の処理を実現するためのプログラムが記憶されている。

また、上記した記憶部１１０は、メモリ１０３あるいは図示しない外部記憶装置により、車両通信部１４０は、車載通信装置１０１により、それぞれ実現される。

なお、上記した各構成要素は、車載装置１００の構成を、理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。そのため、構成要素の分類の仕方やその名称によって、本願発明が制限されることはない。車載装置１００の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。

また、制御部１２０の各機能部は、ＣＰＵに限らずハードウェア（ＡＳＩＣ、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）など）により構築されてもよい。また、各機能部の処理が一つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

図４は、距離係数算出の仕組みを示す図である。本発明に係る車載装置１００では、距離係数を算出しているが、距離係数にも複数の種類が含まれるため、図４の距離係数算出の仕組み図２００を用いて整理して説明する。

まず、距離係数算出に用いられる入力値となる入力情報２１０には、車両信号取得部１２２が取得する車両信号２１１と、位置情報取得部１２１が取得する位置情報２１２と、が含まれる。

そして、本願に係る距離係数の算出は、大きく２つの処理に分けられる。一つは、較正処理２２０であり、もう一つは距離係数算出処理２３０である。較正処理２２０は、繰り返し実施してその結果を蓄積することで学習効果を狙う較正処理であり、距離係数算出処理２３０は、利用時に距離係数を補間により算出し続ける点で較正処理と似ているが、算出した距離係数の蓄積は行わない処理である。しかし、これに限られるものではなく、算出した距離係数をキャッシュしておいて、同一の速度の入力が行われた際に算出結果を再利用することで演算量を低減するように用いることを妨げるものではない。

較正処理２２０および距離係数算出処理２３０の詳細については後述するが、ここで概要を説明する。較正処理２２０では、入力情報２１０の車両信号２１１と、位置情報２１２とを取得して、移動速度に応じた距離係数を速度帯別距離係数情報２２４から読み出す（２２１）。この移動速度は、位置情報２１２の変化量から観測される移動速度となる。

そして、車両信号あたりの移動距離を算出して距離係数推定処理を行う（２２２）。この距離係数の推定処理は、一般的な従来から行われている処理と同様に、単位時間あたりの移動距離を、単位時間あたりの車両信号数で除して、第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）２２３と推定する。

そして、推定した第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）２２３を用いて、当該速度帯における速度帯別距離係数情報２２４を更新、およびその近傍の速度帯の距離係数を伝播により更新する。以上が、較正処理２２０の概要となる。

距離係数算出処理２３０では、入力情報２１０の車両信号２１１を取得して、車両信号数の前後の代表値の距離係数から第二の距離係数２３２を補間により算出する（２３１）。以上が、距離係数算出処理２３０の概要となる。ここで特定された第二の距離係数（車両情報算出用距離係数）２３２は、車両信号との積により実際に車両や車両に搭載される車載装置が備える表示部に表示する移動距離、速度、現在位置等の車両情報の算出等に用いられる。

図５は、較正処理の流れを示す図である。較正処理２２０は、上述のとおり、繰り返し実施してその結果を蓄積することで学習効果を狙う較正処理であり、車載装置１００の起動後に、繰り返して（例えば、毎秒）処理される。

まず、位置情報取得部１２１は、位置情報を取得する（ステップＳ００１）。具体的には、位置情報取得部１２１は、車両通信部１４０を介して、位置情報出力装置１０から出力される位置情報を取得する。

そして、速度帯特定部１２３は、位置情報を用いて移動速度を取得する（ステップＳ００２）。具体的には、速度帯特定部１２３は、位置情報の変化量と時間の差分とから、移動速度を算出し、取得する。

そして、速度帯特定部１２３は、取得した移動速度が属する速度帯を分解能に応じて特定する（ステップＳ００３）。具体的には、速度帯特定部１２３は、速度帯別距離係数記憶部１１１の分解能１１１ａと同じ分解能で、ステップＳ００２にて特定した移動速度が属する速度帯を特定する速度帯特定処理を行う。

そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、位置情報の変化量から得た移動距離を車両信号数の実績値で除し第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）とする（ステップＳ００４）。

そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、特定した速度帯における距離係数を第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）により更新し実績値フラグを立てる（ステップＳ００５）。具体的には、速度帯別距離係数更新部１２４は、ステップＳ００３において特定した速度帯の速度帯別距離係数１１１ｄを更新対象のデータとして、ステップＳ００４において算出した第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）を用いて更新する処理を行う。そして、更新対象のデータの実績値フラグ１１１ｅに、実績値による更新を行った旨を示す「１」を設定する。

そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、後述の伝播処理を行う（ステップＳ００６）。この伝播処理は、更新した速度帯の前後の実績値との間の推定値を、線形補間により更新する処理である。そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、較正処理を終了させる。

以上が、較正処理の流れである。較正処理によれば、位置情報出力装置１０から出力された位置情報の変化量を用いて速度帯を特定し、特定した速度帯における距離係数を実績値に基づく推定値により更新することができる。

図６は、伝播処理の流れを示す図である。伝播処理は、較正処理２２０のステップＳ００６において開始される。

速度帯別距離係数更新部１２４は、新たな実績値により更新された速度帯の高低方向にそれぞれ伝播範囲を定める（ステップＳ１０１）。具体的には、速度帯別距離係数更新部１２４は、較正処理のステップＳ００３において特定した速度帯を基準として、速度帯別距離係数記憶部１１１におけるより高い速度帯とより低い速度帯をそれぞれ順に調査して、実績値フラグ１１１ｅが「１」となっている最初の速度帯を特定する。そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、特定した速度帯と、基準とした速度帯と、の間にある速度帯（上記より、実績値フラグ１１１ｅが「０」である）を伝播範囲の速度帯と定める。

そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、伝播範囲内の速度帯の第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）をそれぞれ推定する（ステップＳ１０２）。具体的には、速度帯別距離係数更新部１２４は、ステップＳ１０１にて定めた伝播範囲に含まれる速度帯のそれぞれについて、ステップＳ１０１にて調査した結果特定した実績値フラグ１１１ｅが「１」となっている最初の速度帯の速度帯別距離係数１１１ｄと、基準とした速度帯の速度帯別距離係数１１１ｄと、を両端とする線形補間により算出する。

つまり、速度帯別距離係数更新部１２４は、出力頻度に近似する速度帯の距離係数を記憶部から２つ以上読み出して特定し、近似する速度帯の距離係数間を線形に補間して出力頻度における距離係数を特定する距離係数特定処理を行うものといえる。

そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、推定した第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）を用いて速度帯ごとに更新する（ステップＳ１０３）。具体的には、速度帯別距離係数更新部１２４は、ステップＳ１０２において推定した伝播範囲内の速度帯の第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）を用いて、それぞれの速度帯の速度帯別距離係数１１１ｄを上書き等により更新する。そして、速度帯別距離係数更新部１２４は、伝播処理を終了させる。

以上が、伝播処理の流れである。伝播処理によれば、実績値に基づき更新した速度帯における距離係数の近傍の速度帯についても、実績値に基づく推定値により更新することができる。なお、この伝播処理では、速度帯別距離係数１１１ｄが更新された近傍の速度帯については、実績値フラグを立てない。これにより、実績値に直接基づく更新、すなわち信頼できる距離係数か、伝播によりなされた更新すなわち推定による距離係数か、を特定することが可能となる。

図７は、伝播処理の例を示す図である。伝播処理の例３００では、縦軸を第一の距離係数（移動速度帯別距離係数）、横軸を速度帯として、新たな実績値（較正処理による実績値）で更新された速度帯と、その近傍の最寄の実績値フラグのある速度帯と、が示されている。実績値フラグの速度帯と新たな実績値で更新された速度帯とにおける速度帯別距離係数を直線で結んでできる線分と、伝播範囲の各速度帯との交点を、伝播による新たな速度帯別距離係数としてそれぞれ更新する。

図８は、距離係数算出処理の流れを示す図である。距離係数算出処理２３０は、較正処理２２０とは異なる独立した処理であり、利用時すなわち走行時の処理である。距離係数算出処理２３０は、車載装置１００の起動後に、繰り返して（例えば、毎秒）処理される。

まず、車両信号取得部１２２は、車両信号を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、車両信号取得部１２２は、車両通信部１４０を介して、車両信号出力装置２０から出力される車両信号を取得する。

そして、距離係数算出部１２５は、車両信号の出力頻度（個数／秒）を算出する（ステップＳ２０２）。具体的には、距離係数算出部１２５は、車両信号が出力された単位時間当たり（１秒間）の数を出力頻度として算出する。

そして、距離係数算出部１２５は、各速度帯において代表速度を速度帯別距離係数で除し、出力頻度を算出する（ステップＳ２０３）。具体的には、距離係数算出部１２５は、速度帯別距離係数記憶部１１１を参照して、各速度帯における代表速度を移動距離／秒に変換して速度帯別距離係数で除し、出力頻度を算出する。

例えば、速度帯「時速３０キロメートル以上時速４０キロメートル未満」の代表速度は「時速３５キロメートル」であり、これを移動距離／秒に変換すると、「９．７２２メートル」となる。そして、当該速度帯の距離係数「０．３９０」で除すと、「２４．９３個／秒」が出力頻度として求まる。同様に、速度帯「時速４０キロメートル以上時速５０キロメートル未満」の代表速度は「時速４５キロメートル」であり、これを移動距離／秒に変換すると、「１２．５メートル」となる。そして、当該速度帯の距離係数「０．４００」で除すと、「３１．２５個／秒」が出力頻度として求まる。

そして、距離係数算出部１２５は、取得した車両信号の出力頻度に近似する速度帯２つを分解能に応じて特定する（ステップＳ２０４）。具体的には、距離係数算出部１２５は、ステップＳ２０２にて算出した現在の状態における車両信号の出力頻度と、ステップＳ２０３にて算出した分解能に応じた速度帯別の車両信号の出力頻度と、を比較して、現在の状態における車両信号の出力頻度よりも高い頻度であって近似する速度帯と、低い頻度であって近似する速度帯と、を特定する。

そして、距離係数算出部１２５は、特定した速度帯の代表値における出力頻度の比に応じて距離係数ｙを補間により算出する（ステップＳ２０５）。具体的には、距離係数算出部１２５は、ステップＳ２０４にて特定した近似する二つの速度帯の車両信号の出力頻度間における比を用いて、ステップＳ２０２にて算出した現在の状態における車両信号の出力頻度が示す距離係数ｙを補間により算出する。この補間は、基本的には線形補間でよい。そして、距離係数算出部１２５は、距離係数算出処理を終了させる。

以上が、距離係数算出処理の流れである。距離係数算出処理によれば、現在の実績として取得した車両信号の出力頻度に近似する速度帯別の距離係数を用いて補間により算出した距離係数を得ることができるため、より実際の速度に応じた細やかな距離係数を得ることができる。また、速度帯別の距離係数についても、上述の較正処理、伝播処理により随時信頼性の高い実績値に応じて精度を高めるものであるため、さらに細やかに信頼できる距離係数を得ることが可能となる。

図９は、距離係数の補間例を示す図である。例えば、実績として取得した車両信号の出力頻度が「２８個／秒」である場合には、出力頻度が近似する速度帯が「時速３０キロメートル以上時速４０キロメートル未満」と「時速４０キロメートル以上時速５０キロメートル未満」の二つ（それぞれ、出力頻度は「代表速度時速３５キロメートル、速度帯別距離係数０．３９ｍ／個」に基づく「２４．９３個／秒」と、「代表速度時速４５キロメートル、速度帯別距離係数０．４０ｍ／個」に基づく「３１．２５個／秒」）と特定される。

そして、二つの速度帯の車両信号の出力頻度間における比を用いて、現在の状態における車両信号の出力頻度が示す距離係数ｙを線形補間により算出する。具体的な計算式としては、距離係数ｙ＝０．３９＋（０．４０－０．３９）＊（２８－２４．９３）／（３１．２５－２４．９３）＝０．３９５ｍ／個となる。

なお、上述の方法で距離係数を算出することにより、分解能を擬似的に向上させることができるほか、各種の誤差の入り込む余地の有る車速を基準として距離係数を算出するのに比べて、観測量である車両信号の個数を基準として距離係数を算出することができるために客観性を高めることができる。

また、このように取得した距離係数を用いて、実際に車両や車両に搭載される車載装置が備える表示部に表示する移動距離、車速等の車両情報を算出することが可能となる。具体的には、移動距離は、車両信号の個数と距離係数の積で求めることが可能である。車速は、車両信号の出力頻度と距離係数の積で求めることが可能である。また、車両信号、位置情報、加速センサ等の各種センサ、地図データを併用すれば、移動距離と車速に留まらず精度の高い位置推定が可能となる。

そのため、車載装置１００の制御部１２０が上述の演算のように、特定した距離係数と、出力頻度と、を用いて速度を算出する速度算出処理と、特定した距離係数と、車両信号の出力された回数と、を用いて移動距離を算出する移動距離算出処理と、特定した距離係数と、車両信号の出力された回数と、を用いて現在位置を算出する現在位置算出処理と、を行うようにしてもよい。またさらには、そのような現在位置を地図上に表示させる表示処理を行うようにしてもよい。

以上が、本発明に係る第一の実施形態を適用した車載装置１００である。車載装置１００によれば、比較的高価なハードウェアを必要とせずに、簡便な構成による高精度な距離係数の推定が可能となる。ただし、車載装置１００は、車載の状態で使用される専用の装置に限られず、パーソナルコンピューターやスマートフォン、タブレット端末等の各種の独立動作可能な装置であってもよい。

ただし、本発明は、上記の実施形態に制限されない。上記の実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、実績値フラグの有無によって伝播範囲を決定しているが、これに限られない。例えば、何度も同一の実績値を得た距離係数は信頼性が高いために、イレギュラーな値を得た場合にも極力その乱れを反映しないようにした方が結果として信頼性が高くなる。そのため、実績値による更新がなされた回数を速度帯別に保持することで、信頼できる距離係数か否かを判定することも可能となる。

以下に、そのような第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、基本的に第一の実施形態と同様であるが、一部に相違がある。以下は、その相違点を中心に説明する。

図１０は、速度帯別距離係数記憶部の別のデータ構造例を示す図である。速度帯別距離係数記憶部１１１´は、進度（更新回数）１１１ｆが各速度帯１１１ｂに関連付けられている。この進度は、実績値による更新がなされる都度インクリメントされるものであり、したがって更新回数と比例する。速度帯別距離係数を更新する処理において、この更新回数に比例した重み付けを行うことで、突飛な距離係数が設定されてしまうことを避けることができる。

その他、所定の進度に達した距離係数は充分に信頼性が高まったものとみなして固定化し、以降は当該速度帯の距離係数の更新を行わないものとしてもよい。

１・・・車両、１０・・・位置情報出力装置、２０・・・車両信号出力装置、５０・・・車載ネットワーク、１００・・・車載装置、１１０・・・記憶部、１１１・・・速度帯別距離係数記憶部、１２０・・・制御部、１２１・・・位置情報取得部、１２２・・・車両信号取得部、１２３・・・速度帯特定部、１２４・・・速度帯別距離係数更新部、１２５・・・距離係数算出部、１４０・・・車両通信部。

Claims

分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出処理を実施し、
前記制御部は、
前記距離係数算出処理において、前記車両信号の出力頻度に近似する速度帯の前記第一の距離係数を前記記憶部から２つ以上読み出して特定し、前記近似する速度帯の前記距離係数間を線形に補間して前記車両信号の出力頻度における前記第二の距離係数を算出する、
ことを特徴とする車載装置。
分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
制御部と、前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、
前記制御部は、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出処理を実施し、
前記位置情報取得部が取得した前記車両の位置情報の変化量を用いて前記速度帯を特定する速度帯特定処理と、
特定した前記速度帯における前記記憶部に記憶されている前記第一の距離係数を前記車両信号の実績値に基づいて推定した値により更新する較正処理と、
を行い、
前記較正処理において、前記位置情報の変化量を用いて移動距離を特定して、該移動距離における前記車両信号の実測値で除すことで前記記憶部に記憶する前記第一の距離係数を更新し、
前記第一の距離係数を更新する処理において、更新される距離係数の前記速度帯を中心とする一つまたは複数の前記速度帯の伝播範囲を定めて該伝播範囲の前記速度帯ごとに当該速度帯の距離係数を補間により推定して更新する、
ことを特徴とする車載装置。
請求項１または２に記載の車載装置であって、
前記制御部は、
算出した前記第二の距離係数と、前記車両信号の出力頻度と、を乗ずることで前記車両の速度を算出する速度算出処理、
を行う車載装置。
請求項１または２に記載の車載装置であって、
前記制御部は、
算出した前記第二の距離係数と、前記車両信号の個数と、を乗ずることで移動距離を算出する移動距離算出処理、
を行う車載装置。
車載装置の制御プログラムであって、
前記車載装置は、
分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部に対して、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出処理、
を行わせ、
前記距離係数算出処理において、前記車両信号の出力頻度に近似する速度帯の前記第一の距離係数を前記記憶部から２つ以上読み出して特定し、前記近似する速度帯の前記距離係数間を線形に補間して前記車両信号の出力頻度における前記第二の距離係数を算出させる、
制御プログラム。
車載装置の制御プログラムであって、
前記車載装置は、
分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部に対して、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出処理と、
前記位置情報取得部が取得した前記車両の位置情報の変化量を用いて前記速度帯を特定する速度帯特定処理と、
特定した前記速度帯における前記記憶部に記憶されている前記第一の距離係数を前記車両信号の実績値に基づいて推定した値により更新する較正処理と、を行わせ、
前記較正処理において、前記位置情報の変化量を用いて移動距離を特定して、該移動距離における前記車両信号の実測値で除すことで前記記憶部に記憶する前記第一の距離係数を更新させ、
前記第一の距離係数を更新する処理において、更新される距離係数の前記速度帯を中心とする一つまたは複数の前記速度帯の伝播範囲を定めて該伝播範囲の前記速度帯ごとに当該速度帯の距離係数を補間により推定して更新させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
車載装置の制御方法であって、
前記車載装置は、
分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部に、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出ステップ、
を行わせ、
前記距離係数算出ステップにおいて、前記車両信号の出力頻度に近似する速度帯の前記第一の距離係数を前記記憶部から２つ以上読み出して特定し、前記近似する速度帯の前記距離係数間を線形に補間して前記車両信号の出力頻度における前記第二の距離係数を算出させる、
制御方法。
車載装置の制御方法であって、
前記車載装置は、
分解能に応じた速度帯別に求められた第一の距離係数を記憶する記憶部と、
搭載される車両の移動に伴って出力される車両信号を取得する車両信号取得部と、
前記車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部に、
前記車両信号取得部が取得した前記車両信号の出力頻度に応じた第二の距離係数を算出する距離係数算出ステップと、
前記位置情報取得部が取得した前記車両の位置情報の変化量を用いて前記速度帯を特定する速度帯特定ステップと、
特定した前記速度帯における前記記憶部に記憶されている前記第一の距離係数を前記車両信号の実績値に基づいて推定した値により更新する較正ステップと、を行わせ、
前記較正ステップにおいて、前記位置情報の変化量を用いて移動距離を特定して、該移動距離における前記車両信号の実測値で除すことで前記記憶部に記憶する前記第一の距離係数を更新させ、
前記第一の距離係数を更新する処理において、更新される距離係数の前記速度帯を中心とする一つまたは複数の前記速度帯の伝播範囲を定めて該伝播範囲の前記速度帯ごとに当該速度帯の距離係数を補間により推定して更新させる、
ことを特徴とする制御方法。