JPH09101141A - 加速度センサを用いた傾斜角演算方法及びその傾斜角演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成により移動体が停止してい
ても傾斜角を適確に検出することができる加速度センサ
を用いた傾斜角演算装置を提供する。 【解決手段】 車両１の進行方向に平行に第１の加速度
センサ５を取り付けるとともに、車両１の進行方向に対
して所定角度θ₂ 傾斜して第２の加速度センサ７を取り
付け、第１の加速度センサ５で検出した第１の加速度ａ
₁ と第２の加速度センサ７で検出した第２の加速度ａ₂
に基づいて車両１が斜面３を進行する場合の傾斜角度θ
₁ をθ₁ ＝ cos^-1｛（ａ₂ −ａ₁ cos θ₂ ）／ｇsin θ
₂ ｝により算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の移動体の
位置を検出するナビゲーションシステムに好適な加速度
センサを用いた傾斜角演算方法及びその傾斜角演算装置
に関し、更に詳しくは、移動体が斜面を進行する場合の
距離を算出するのに必要な斜面の傾斜角度を算出する加
速度センサを用いた傾斜角演算方法及びその傾斜角演算
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の現在位置を検出してテレビ画面に
表示された地図上に車両位置を表示するナビゲーション
システムにおいて、車両の現在位置を検出する方法とし
て、ＧＰＳ衛星からの電波を利用したＧＰＳ方式と車両
の出発位置からの移動距離を積算して地図上の現在位置
を推測する自律航法式がある。この自律航法式では、一
般に車輪の回転に応じて発生する車速パルスを利用し
て、車両の移動距離を算出している。

【０００３】ところで、ナビゲーションシステムにおい
て、テレビ画面に表示される地図は真上から見たもので
あるが、画面に表示されている道路は平坦路のみでな
く、傾斜路も含まれている。このような傾斜路は画面上
では平坦路と同様に表示され、その画面上の距離は実際
の傾斜を無視したものとなっているが、傾斜路の実際の
距離は画面上の距離よりも長いものである。

【０００４】従って、車両が傾斜路を走行している場合
の移動距離を上述したように車速パルスを利用して算出
したものを車両の現在位置の算出にそのまま利用する
と、テレビ画面上の車両の位置と実際の車両の位置とに
差異が発生するという問題がある。

【０００５】このような問題を解決するために、例えば
特開平５−１９２０号公報では、加速度センサと傾斜角
センサを利用して、両者の出力から車両の水平方向の加
速度を計算し、この水平加速度を２重積分して水平移動
距離を算出している。また、この例では、機構上、車両
の水平方向の加速度のみしか検出できない加速度センサ
を用いてもよいとも開示している。

【０００６】このような開示に対して、まず水平方向の
加速度のみを検出し得る加速度センサは現在のところ存
在しないものである。また、傾斜角センサとしては、例
えばジャイロを利用するものや、光学的に検出するもの
などがあるが、ジャイロは車両が動いていないと検出で
きないものであり、例えば車両が坂道で止まっている時
でも、その傾斜角をθとし、重力をｇとすると、加速度
センサは重力の影響を受けて、ｇsin θなる出力を発生
し、ジャイロは傾斜角θを検出することができず、これ
を２重積分して、（ｇsin θ）ｔ² ／２なる誤差を生じ
ることになる。

【０００７】また、光学的に傾斜角θを検出すること
は、機構上価格が高くなり、価格を重視する車両では使
用することが困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、傾斜
角センサとして使用されるジャイロは車両が停止してい
る場合には傾斜角を検出できないという問題があり、ま
た光学的に傾斜角θを検出する方法は機構上価格が高く
なり、価格を重視する車両では使用することが困難であ
るという問題がある。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、比較的簡単な構成により移動
体が停止していても傾斜角を適確に検出することができ
る加速度センサを用いた傾斜角演算装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、移動体の進行方向に平行
に取り付けられた第１の加速度センサで検出される第１
の加速度と、移動体の進行方向に対して所定角度傾斜し
て取り付けられた第２の加速度センサで検出される第２
の加速度とに基づいて移動体が斜面を進行するときの当
該斜面の傾斜角度を算出し、この傾斜角度に基づいて前
記斜面方向の重力成分を算出し、さらにこの斜面方向の
重力成分を前記第１の加速度から除去して、斜面方向の
加速度を演算することを要旨とする。

【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、第１の
加速度と第２の加速度に基づいて得られる斜面の傾斜角
度に基づいて斜面方向の重力成分を算出し、この重力成
分を第１の加速度から除去して、斜面方向の加速度を演
算する。そして、この斜面方向の加速度を２回積分する
ことにより斜面上の移動距離を算出することかでき、更
にこの移動距離から水平方向の移動距離を算出すること
ができる。

【００１２】また請求項２記載の本発明は、移動体の進
行方向に平行に取り付けられた第１の加速度センサと、
移動体の進行方向に対して所定角度傾斜して取り付けら
れた第２の加速度センサと、前記第１の加速度センサで
検出した第１の加速度および前記第２の加速度センサで
検出した第２の加速度に基づいて移動体が斜面を進行す
る場合の傾斜角度を算出する演算手段とを有することを
要旨とする。

【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、第１の
加速度センサで検出された第１の加速度と第２の加速度
センサで検出された第２の加速度とから移動体が進行す
る斜面の傾斜角を適確に算出することができ、これによ
り傾斜角の検出に、いわゆる傾斜角センサの使用を必要
とせず、また車速パルスを不要としている。

【００１４】また、請求項３記載の本発明は、請求項２
記載の発明において、前記演算手段で演算した傾斜角度
に基づいて移動体が斜面を移動した時の移動距離を算出
する距離算出手段を有することを要旨とする。

【００１５】請求項３記載の本発明にあっては、演算し
た傾斜角から斜面を移動した時の移動距離を適確に算出
することができ、さらに移動距離をＬ、傾斜角をθとす
るとＬ×ｃｏｓθより、水平方向の移動距離を算出でき
ることから、ナビゲーションシステムに利用した場合に
おいて移動体の画面上の位置と実際の位置との差異を無
くすことができる。

【００１６】更に、請求項４記載の本発明は、請求項２
記載の本発明において、前記演算手段で算出した傾斜角
度に基づいて前記斜面方向の重力成分を算出する斜面方
向重力成分算出手段と、該斜面方向重力成分算出手段で
算出した前記斜面方向の重力成分を前記第１の加速度セ
ンサで検出した第１の加速度から除去して、斜面方向の
加速度を演算する加速度演算手段とを更に有することを
要旨とする。

【００１７】請求項４記載の本発明にあっては、斜面の
傾斜角度に基づいて斜面方向の重力成分を算出し、この
重力成分を第１の加速度から除去して、斜面方向の加速
度を演算しており、この斜面方向の加速度を２回積分す
ることにより斜面上の移動距離を算出することかでき、
更にこの移動距離から水平方向の移動距離を算出するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係る傾斜角演算装置に使用される加速度センサを車両
に搭載した場合の構成を示す図である。同図に示す加速
度センサを用いた傾斜角演算装置は、車両１に搭載さ
れ、車両１が斜面３を移動する場合の斜面３の傾斜角度
θ₁ を算出し、この傾斜角度θ₁ に基づいて車両１が斜
面３を走行する場合の移動距離Ｌ_s を算出するものであ
り、例えばナビゲーションシステムに利用されるもので
ある。

【００１９】図１に示す傾斜角演算装置は、車両１の進
行方向に平行に取り付けられた第１の加速度センサ５お
よび車両の進行方向に対して所定角度θ₂ 傾斜して取り
付けられた第２の加速度センサ７を有する。

【００２０】このように取り付けられた第１および第２
の加速度センサ５，７により車両１が斜面３を登る場合
の斜面３の傾斜角度θ₁ を算出する方法について説明す
る。

【００２１】今、車両１が斜面３を登っている場合にお
いて車両１のエンジンが発生する車両１の加速度をａ_E
とし、重力をｇとすると、第１の加速度センサ５が出力
する第１の加速度ａ₁ は、次式のようになる。

【００２２】 ａ₁ ＝ａ_E ＋ｇsin θ₁ （１） また、この場合において第２の加速度センサ７が出力す
る第２の加速度ａ₂ は、次式のようになる。

【００２３】

【数１】 ａ₂ ＝ａ_E cos θ₂ ＋ｇ sin（θ₁ ＋θ₂ ） （２） ここで、（１）式にcos θ₂ を掛けたものを（２）式か
ら減算して整理すると、次のようになる。

【００２４】

【数２】 ａ₂ −ａ₁ cos θ₂ ＝ｇ｛sin （θ₁ ＋θ₂ ）−sin θ₁ ・cos θ₂ ｝ ＝ｇcos θ₁ sin ・θ₂ そこで、cos θ₁ について求めると、次式のようにな
る。

【００２５】 cos θ₁ ＝（ａ₂ −ａ₁ cos θ₂ ）／ｇsin θ₂ 従って、斜面３の傾斜角度θ₁ は、次式のようになる。

【００２６】

【数３】 θ₁ ＝ cos^-1｛（ａ₂ −ａ₁ cos θ₂ ）／ｇsin θ₂ ｝ （３） この傾斜角度θ₁ の式において、第１の加速度ａ₁ 、第
２の加速度ａ₂ 、第２の加速度センサ７の取付傾斜角度
θ₂ はわかっているので、（３）式から斜面３の傾斜角
度θ₁ を算出することができる。なお、この傾斜角度θ
₁ の計算は、図に示す車両１に設けられた図示しない演
算手段に第１および第２の加速度センサ５，７からの第
１および第２の加速度ａ₁ ，ａ₂ を入力することにより
行うことができる。また、上記説明では、斜面３を車両
１が登る場合について説明したが、車両１が斜面３を下
る場合も同じであるので、その説明は省略する。更に、
車両１が斜面３において止まっている場合でも、上記計
算において車両１の加速度ａ_E を０とすることにより同
様に求めることができる。

【００２７】次に、以上のようにして求めた斜面３の傾
斜角度θ₁ から車両１の斜面方向の実際の加速度ａ
_E は、（１）式から次式のように求めることができる。

【００２８】 ａ_E ＝ａ₁ −ｇsin θ₁ （４） すなわち、車両１の斜面方向の実際の加速度ａ_E は、斜
面３の傾斜角度θ₁ から斜面方向の重力成分を算出し、
この重力成分を第１の加速度センサ５で検出した第１の
加速度ａ₁ から除去することにより求めることができ
る。

【００２９】車両１が傾斜角度θ₁ の斜面３を走行する
場合の移動距離Ｌ_s は、（４）式の加速度ａ_E を２回積
分して、加速度成分と定速走行成分として求められるの
で、次式のようになる。

【００３０】

【数４】 Ｌ_s ＝ａ_E ｔ₁ ² ／２＋ａ_E ｔ₁ ｔ₂ ＝（ａ₁ −ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ² ／２＋（ａ₁ −ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ｔ₂ （５） ここにおいて、ｔ₁ は加速時間であり、ｔ₂ は定速走行
時間である。

【００３１】この式において、斜面３の傾斜角度θ
₁ は、（３）式から求めることができ、また加速度ａ₁
は第１の加速度センサ５の出力であるので、上式から車
両１が斜面３を走行する場合の移動距離Ｌ_s を算出する
ことができる。

【００３２】また、車両１が平坦路を走行する場合の移
動距離は、前記傾斜角度θ₁ が０の場合（θ₁ ＝０）に
ついて求めればよいので、この場合の車両１の加速度ａ
_E は、（４）式から ａ_E ＝ａ₁ となる。

【００３３】従って、この場合の移動距離Ｌ_F は、同様
に車両１の加速度ａ_E を２回積分して、加速度成分と定
速走行成分として求められるので、次式のようになる。

【００３４】

【数５】 Ｌ_F ＝ａ₁ ｔ₁ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₂ （６） 上述した本発明の傾斜角演算装置では、重力補正を行っ
て、誤差の生じない実際の移動距離を算出したものであ
るが、次に重力補正を行わない場合について説明し、両
者の差異について比較する。

【００３５】まず、車両が傾斜角度θ₁ の斜面を走行す
る場合において重力補正を行わない時の移動距離Ｌ_s ′
は、（１）式の加速度ａ₁ を２回積分して、加速度成分
と定速走行成分として求められるので、次式のようにな
る。

【００３６】

【数６】 Ｌ_s ′＝（ａ_E ＋ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ² ／２＋（ａ_E ＋ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ｔ₂ ＝ａ₁ ｔ₁ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₂ （７） また、平坦路の場合において重力補正を行わない時の車
両の移動距離Ｌ_F ′は、傾斜角度を考慮する必要がない
ので、（６）式と全く同じである。

【００３７】上述したように、斜面において重力補正を
行わない場合の（７）式の移動距離Ｌ_s ′と重力補正を
行った場合の本発明の傾斜角演算装置による（５）式の
移動距離Ｌ_s とを比較すると、次のようになる。

【００３８】

【数７】 Ｌ_s ′−Ｌ_s ＝ｇsin θ₁ ・ｔ₁ ² ／２＋ｇsin θ₁ ・ｔ₁ ｔ₂ （８） すなわち、本発明の傾斜角演算装置のように斜面３にお
ける移動距離の算出において重力補正を行うことによ
り、（８）式の誤差を修正可能となるものである。

【００３９】次に、同様に、斜面において重力補正を行
わない場合の（７）式の移動距離Ｌ_s ′と重力補正を行
った場合の本発明の傾斜角演算装置による（５）式の移
動距離Ｌ_s との比較を実際の例について説明する。

【００４０】今、図２に示すように、傾斜角度θ₁ ＝５
°の斜面において、車両の加速度ａ_E ＝２ｍ／ｓ² 、初
速度ｖ＝０で時間ｔ₁ ＝５（ｓ）走行した後、加速度ａ
_E ＝０で時間ｔ₂ ＝１０（ｓ）定速走行した場合におい
て、重力補正を行わない場合の（７）式の移動距離
Ｌ_s ′と傾斜角度θ₂ ＝３０°の第２の加速度センサ７
を設けて重力補正を行った場合の本発明の傾斜角演算装
置による（５）式の移動距離Ｌ_s を比較すると、次のよ
うになる。

【００４１】まず、重力補正を行わない場合の（７）式
の移動距離Ｌ_s ′は、

【数８】 Ｌ_s ′＝（ａ_E ＋ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ² ／２＋（ａ_E ＋ｇsin θ₁ ）ｔ₁ ｔ₂ ＝（２＋９．８sin ５°）×２５／２ ＋（２＋９．８sin ５°）５×１０ ＝３５．７＋１４２．７ ＝１７８．４（ｍ） となる。

【００４２】これに対して、重力補正を行った場合の本
発明の傾斜角演算装置による（５）式の移動距離Ｌ
_s は、 Ｌ_s ＝ａ_E ｔ₁ ² ／２＋ａ_E ｔ₁ ｔ₂ ＝２×５² ／２＋２×５×１０ ＝２５＋１００ ＝１２５（ｍ） となる。

【００４３】すなわち、斜面において重力補正を行わな
い場合の（７）式の移動距離Ｌ_s ′と重力補正を行った
場合の本発明の傾斜角演算装置による（５）式の移動距
離Ｌ_s とでは、次式の差があることになる。

【００４４】

【数９】 Ｌ_s ′−Ｌ_s ＝１７８．４−１２５＝５３．４（ｍ） また、図３に示すような斜面を含む道路を車両が走行し
た場合を上述したように斜面において重力補正を行わな
い場合の（７）式の移動距離Ｌ_s ′と重力補正を行った
場合の本発明の傾斜角演算装置による（５）式の移動距
離Ｌ_s とについて比較すると、次のようになる。なお、
図３においては、時間ｔ₁ ＝５（ｓ）では加速度ａ_E1＝
２（ｍ／ｓ² ）、初速度ｖ＝０、時間ｔ₂ ＝１０（ｓ）
では定速走行、時間ｔ₃ ＝１０（ｓ）では斜面の傾斜角
度θ₁ ＝５°で定速走行、時間ｔ₄ ＝１０（ｓ）では定
速走行、時間ｔ₅ ＝１０（ｓ）では斜面の傾斜角度θ₃
＝３°で定速走行、時間ｔ₆ ＝１０（ｓ）では定速走
行、時間ｔ₇ ＝５（ｓ）では加速度ａ_E2＝−２（ｍ／ｓ
² ）とする。

【００４５】まず、重力補正を行わない場合の（７）式
の移動距離Ｌ_s ′の場合には、次のようになる。なお、
各サフィックス１〜７はそれぞれ各時間ｔ₁ 〜ｔ₇ の各
区間を示すものである。

【００４６】

【数１０】 Ｌ_s ′₁ ＝ａ₁ ｔ₁ ² ／２ ａ₁ ＝ａ_E1＝２ Ｌ_s ′₂ ＝ａ₂ ｔ₂ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₂ ａ₂ ＝０ Ｌ_s ′₃ ＝ａ₃ ｔ₃ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₃ ａ₃ ＝ｇsin θ₁ Ｌ_s ′₄ ＝ａ₄ ｔ₄ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₄ ａ₄ ＝０ Ｌ_s ′₅ ＝ａ₅ ｔ₅ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₅ ａ₅ ＝−ｇsin θ₃ Ｌ_s ′₆ ＝ａ₆ ｔ₆ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₆ ａ₆ ＝０ Ｌ_s ′₇ ＝ａ₇ ｔ₇ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₇ ａ₇ ＝ａ_E2＝−２ 従って、全経路の長さＬ_s ′_total は、次のようにな
る。

【００４７】

【数１１】 Ｌ_s ′_total ＝Ｌ_s ′₁ ＋Ｌ_s ′₂ ＋Ｌ_s ′₃ ＋Ｌ_s ′₄ ＋Ｌ_s ′₅ ＋Ｌ_s ′₆ ＋Ｌ_s ′₇ ＝２５＋１００＋１４２．７＋１００ ＋７４．４＋１００＋２５ ＝５６７．１（ｍ） これに対して、重力補正を行った場合の本発明の傾斜角
演算装置による（５）式の移動距離Ｌ_s は、次のように
なる。

【００４８】

【数１２】 Ｌ_s1＝ａ₁ ｔ₁ ² ／２ ａ₁ ＝ａ_E1＝２ Ｌ_s2＝ａ₂ ｔ₂ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₂ ａ₂ ＝０ Ｌ_s3＝ａ₃ ｔ₃ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₃ ａ₃ ＝０ Ｌ_s4＝ａ₄ ｔ₄ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₄ ａ₄ ＝０ Ｌ_s5＝ａ₅ ｔ₅ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₅ ａ₅ ＝０ Ｌ_s6＝ａ₆ ｔ₆ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₆ ａ₆ ＝０ Ｌ_s7＝ａ₇ ｔ₇ ² ／２＋ａ₁ ｔ₁ ｔ₇ ａ₇ ＝ａ_E2＝−２ 従って、全経路の長さＬ_{s 'total}は、次のようになる。

【００４９】

【数１３】 Ｌ_{s total} ＝Ｌ_s1＋Ｌ_s2＋Ｌ_s3＋Ｌ_s4＋Ｌ_s5＋Ｌ_s6＋Ｌ_s7 ＝２５＋１００＋１００＋１００＋１００＋１００＋２５ ＝５５０（ｓ） 従って、図３に示す斜面を含む道路において重力補正を
行わない場合の移動距離Ｌ_s ′と重力補正を行った場合
の本発明による移動距離Ｌ_s とでは、次式の差があるこ
とになる。

【００５０】

【数１４】 Ｌ_s ′−Ｌ_s ＝５６７．１−５５０＝１７．１（ｍ） 次に、図４は、上述したように第１および第２の加速度
センサ５，７が検出した第１および第２の加速度ａ₁ ，
ａ₂ から斜面３の傾斜角度θ₁ を（３）式により計算
し、この傾斜角度θ₁ から車両１の加速度ａ_E を（４）
式で算出し、この加速度から車両１の速度ｖおよび移動
距離Ｌ_s を算出する処理を示すフローチャートである。

【００５１】図４において、速度ｖ（ｔ）および移動距
離Ｌ_s を０に初期化してから、微小時間Δｔ経過した
後、第１および第２の加速度センサ５，７で検出した第
１および第２の加速度ａ₁ （ｔ），ａ₂ （ｔ）を入力す
る（ステップＳ１１−Ｓ１３）。それから、これらの入
力された加速度および第２の加速度センサ７の傾斜角度
θ₂ に基づいて（３）式により斜面３の傾斜角度θ
₁ （ｔ）を算出する（ステップＳ１４）。傾斜角度θ₁
（ｔ）が算出されると、（４）式により車両１の加速度
ａ_E （ｔ）を算出する（ステップＳ１５）。車両１の加
速度ａ_E が算出されると、この加速度に時間を掛けて、
車両１の速度ｖ（ｔ）を算出する（ステップＳ１６）。
それから、この速度ｖ（ｔ）に時間を掛けて、車両１の
移動距離Ｌ_s を算出する（ステップＳ１７）。

【００５２】このように算出される車両１の移動距離
は、車速パルスを利用して移動距離を算出する方法の代
用としてナビゲーションシステムに利用できるが、上述
したように本発明の加速度センサを用いた傾斜角演算装
置は斜面における移動距離を算出する場合に重力補正を
行って斜面の傾斜角度を算出し、この傾斜角度から移動
距離を算出しているので、移動距離Ｌ_s とｃｏｓθ
₁ （ｔ）の積、Ｌ_s ×ｃｏｓθ₁ （ｔ）を逐次求めるこ
とにより、従来のような誤差を生じることなく、正確な
移動距離を算出することができ、ナビゲーションシステ
ムのモニタ画面に表示される車両の位置を実際の車両の
位置と正確に一致させることができる。

【００５３】すなわち、車両１が傾斜角度θ₁ の斜面３
を走行した場合において本装置をナビゲーションシステ
ムに適用した場合の車両１の画面上の移動距離Ｌ_H は、
上述したように（５）式で求めた車両１が傾斜角度θ₁
の斜面３を走行する場合の移動距離Ｌ_S から次式のよう
に求めることができる。

【００５４】

【数１５】 Ｌ_H ＝Ｌ_S cos θ₁ ＝（ａ_E cos θ₁ ）ｔ₁ ² ／２＋（ａ_E cos θ₁ ）ｔ₁ ｔ₂ （９） なお、傾斜速度θ₁ は、上述した（３）式から求められ
る。また、同式において、（ａ_E cos θ₁ ）は車両１の
傾斜方向の加速度ａ_E の水平成分である。

【００５５】このように車両１の画面上の移動距離Ｌ_H
を算出することにより、ナビゲーションシステムの表示
画面における車両の移動距離を実際の車両の移動距離と
一致させることができる。

【００５６】なお、上記実施の形態では、本発明の加速
度センサを用いた傾斜角演算装置を車両に適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限定するものでな
く、姿勢角を知りたいロボットのアームや、車両の姿勢
制御、航空機のナビゲーションシステム等にも応用でき
るものである。また、上記第１の加速度センサ５および
第２の加速度センサ７は別々のものを２個用いてもよい
し、または一体的に複合化されたものでもよいことは勿
論のことである。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動体の進行方向に平行に取り付けられた第１の加速度
センサで検出された第１の加速度と移動体の進行方向に
対して所定角度傾斜して取り付けられた第２の加速度セ
ンサで検出された第２の加速度とに基づいて移動体が斜
面を進行する場合の傾斜角度を適確に算出することがで
き、傾斜角センサを使用する必要がないし、車両が停止
していても、傾斜角度を検出することができる。また車
速パルスを不要としているので、ナビゲーションシステ
ムに適用する場合、取り付けが簡単であるし、移動体の
画面上の位置と実際の位置との差異を無くすことができ
る上に、更に従来車速パルスの仕様が異なったり、車速
パルスがなくて、取り付けられなかった車両でも本発明
の装置の場合には簡単に取り付けることができる。

【００５８】また、本発明によれば、斜面の傾斜角度に
基づいて斜面方向の重力成分を算出し、この重力成分を
第１の加速度から除去して、斜面方向の加速度を演算し
ており、この斜面方向の加速度を２回積分することによ
り斜面上の移動距離を算出することができ、またこの斜
面上の移動距離と傾斜角度から水平方向の移動距離を容
易に算出することができるため、本装置をナビゲーショ
ンシステムに利用した場合に移動体の画面上の位置と実
際の位置との差異を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る傾斜角演算装置に使
用される加速度センサを車両に搭載した場合の構成を示
す図である。

【図２】図１の傾斜角演算装置において重力補正を行っ
た場合の本発明の傾斜角演算装置による移動距離Ｌ_s と
重力補正を行わない場合の移動距離Ｌ_s ′との比較を説
明するために使用される斜面の一例を示す図である。

【図３】図１の傾斜角演算装置において重力補正を行っ
た場合の本発明の傾斜角演算装置による移動距離Ｌ_s と
重力補正を行わない場合の移動距離Ｌ_s ′との比較を説
明するために使用される斜面および平坦路を含む経路の
一例を示す図である。

【図４】図１の傾斜角演算装置において算出した加速度
から車両の移動距離を算出する処理を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 車両 ３ 斜面 ５ 第１の加速度センサ ７ 第２の加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 隆之 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の進行方向に平行に取り付けられ
   た第１の加速度センサで検出される第１の加速度と、移
   動体の進行方向に対して所定角度傾斜して取り付けられ
   た第２の加速度センサで検出される第２の加速度とに基
   づいて移動体が斜面を進行するときの当該斜面の傾斜角
   度を算出し、この傾斜角度に基づいて前記斜面方向の重
   力成分を算出し、さらにこの斜面方向の重力成分を前記
   第１の加速度から除去して、斜面方向の加速度を演算す
   ることを特徴とする加速度センサを用いた傾斜角演算方
   法。
2. 【請求項２】 移動体の進行方向に平行に取り付けられ
   た第１の加速度センサと、 移動体の進行方向に対して所定角度傾斜して取り付けら
   れた第２の加速度センサと、 前記第１の加速度センサで検出した第１の加速度および
   前記第２の加速度センサで検出した第２の加速度に基づ
   いて移動体が斜面を進行する場合の傾斜角度を算出する
   演算手段とを有することを特徴とする加速度センサを用
   いた傾斜角演算装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段で演算した傾斜角度に基づ
   いて移動体が斜面を移動した時の移動距離を算出する距
   離算出手段を有することを特徴とする請求項２記載の加
   速度センサを用いた傾斜角演算装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段で算出した傾斜角度に基づ
   いて前記斜面方向の重力成分を算出する斜面方向重力成
   分算出手段と、 該斜面方向重力成分算出手段で算出した前記斜面方向の
   重力成分を前記第１の加速度センサで検出した第１の加
   速度から除去して、斜面方向の加速度を演算する加速度
   演算手段とを更に有することを特徴とする請求項２記載
   の加速度センサを用いた傾斜角演算装置。