JPH10132589A - ナビゲーション装置 - Google Patents
ナビゲーション装置Info
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- JPH10132589A JPH10132589A JP8289540A JP28954096A JPH10132589A JP H10132589 A JPH10132589 A JP H10132589A JP 8289540 A JP8289540 A JP 8289540A JP 28954096 A JP28954096 A JP 28954096A JP H10132589 A JPH10132589 A JP H10132589A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動体のピッチ角誤差に基づく位置算出精度
の悪化を防止できるナビゲーション装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 移動体２１の加速度を計測する加速度セ
ンサ２２と、加速度センサ２２で計測した加速度から車
両のピッチ角を算出するピッチ角算出部２５と、ピッチ
角算出部２５で算出したピッチ角を記憶するピッチ角記
憶部２６と、ピッチ角記憶部２６に記憶されたピッチ角
とピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差によ
り移動体の速度誤差を補正する速度補正部２８とを有す
ることにより、移動体のピッチ角誤差に基づく位置算出
精度の悪化を防止できるナビゲーション装置が得られ
る。
の悪化を防止できるナビゲーション装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 移動体２１の加速度を計測する加速度セ
ンサ２２と、加速度センサ２２で計測した加速度から車
両のピッチ角を算出するピッチ角算出部２５と、ピッチ
角算出部２５で算出したピッチ角を記憶するピッチ角記
憶部２６と、ピッチ角記憶部２６に記憶されたピッチ角
とピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差によ
り移動体の速度誤差を補正する速度補正部２８とを有す
ることにより、移動体のピッチ角誤差に基づく位置算出
精度の悪化を防止できるナビゲーション装置が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度センサを用
いて移動体の位置を計測するナビゲーション装置に関す
る。
いて移動体の位置を計測するナビゲーション装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のナビゲーション装置の概略
構成図であり、図６は従来のナビゲーション装置を示す
ブロック図である。図５、図６において、１は移動体、
２は移動体１の進行方向の加速度を非接触にて計測する
ための加速度センサ、３は移動体１のヨー方向の角速度
（方位角速度）を検出するジャイロセンサ、４は加速度
センサ２で計測された加速度から移動体１のピッチ角を
算出するピッチ角算出部、５は加速度センサ２で計測さ
れた加速度から移動体１の移動距離を算出する移動距離
算出部、６はジャイロセンサ３で検出した角速度から移
動体１の移動方位角を算出する移動方位算出部、７は移
動距離算出部５で算出した移動距離および移動方位算出
部６で算出した移動方位角から移動体１の位置を算出す
る位置算出部、８は地図等の情報を記憶する地図記憶
部、９は後述のＧＰＳ部１０からの位置情報を処理して
地図上の位置情報を得るマップマッチング部、１０はＧ
ＰＳ（Glo-bal Positi-oning System,全地球測位システ
ム）によって現在位置、移動速度の測定を行うＧＰＳ
部、１１はマップマッチング部９で求められた位置情報
と地図記憶部８から読み出した地図情報とを操作者に表
示するための表示部である。
構成図であり、図６は従来のナビゲーション装置を示す
ブロック図である。図５、図６において、１は移動体、
２は移動体１の進行方向の加速度を非接触にて計測する
ための加速度センサ、３は移動体１のヨー方向の角速度
（方位角速度）を検出するジャイロセンサ、４は加速度
センサ２で計測された加速度から移動体１のピッチ角を
算出するピッチ角算出部、５は加速度センサ２で計測さ
れた加速度から移動体１の移動距離を算出する移動距離
算出部、６はジャイロセンサ３で検出した角速度から移
動体１の移動方位角を算出する移動方位算出部、７は移
動距離算出部５で算出した移動距離および移動方位算出
部６で算出した移動方位角から移動体１の位置を算出す
る位置算出部、８は地図等の情報を記憶する地図記憶
部、９は後述のＧＰＳ部１０からの位置情報を処理して
地図上の位置情報を得るマップマッチング部、１０はＧ
ＰＳ（Glo-bal Positi-oning System,全地球測位システ
ム）によって現在位置、移動速度の測定を行うＧＰＳ
部、１１はマップマッチング部９で求められた位置情報
と地図記憶部８から読み出した地図情報とを操作者に表
示するための表示部である。
【０００３】以上のように構成されたナビゲーション装
置について、その動作を図５〜図７を用いて説明する。
図７は位置演算の概念図である。まず移動距離算出部５
および移動方位算出部６は、加速度センサ２、ジャイロ
センサ３の出力である加速度および角速度をΔｔ時間ご
とにサンプリングし、以下の方法で移動体進行方向の移
動距離および方位角を求める。ここで時刻Δｔ×ｎでの
加速度センサ２の加速度、ジャイロセンサ３の方位角を
それぞれＡｘ（ｎ）、Ｗｘ（ｎ）、加速度センサ２の測
定方向の軸と地球水平面のなす角度をθｙ（Ａｘ（ｎ）
を加重平均することにより算出される値）、地球の重力
方向軸回りの回転角をθｚ、地球の重力加速度をｇ、移
動体１の進行方向の加速度をａｎとすると、θｚ
（ｎ）、ａｎは（数１）、（数２）から求められる。
置について、その動作を図５〜図７を用いて説明する。
図７は位置演算の概念図である。まず移動距離算出部５
および移動方位算出部６は、加速度センサ２、ジャイロ
センサ３の出力である加速度および角速度をΔｔ時間ご
とにサンプリングし、以下の方法で移動体進行方向の移
動距離および方位角を求める。ここで時刻Δｔ×ｎでの
加速度センサ２の加速度、ジャイロセンサ３の方位角を
それぞれＡｘ（ｎ）、Ｗｘ（ｎ）、加速度センサ２の測
定方向の軸と地球水平面のなす角度をθｙ（Ａｘ（ｎ）
を加重平均することにより算出される値）、地球の重力
方向軸回りの回転角をθｚ、地球の重力加速度をｇ、移
動体１の進行方向の加速度をａｎとすると、θｚ
（ｎ）、ａｎは（数１）、（数２）から求められる。
【０００４】
【数１】
【０００５】
【数２】
【０００６】時刻Δｔ×ｎでの速度ｖｎおよび時間周期
Δｔ、時刻Δｔ×ｎでの走行距離ΔＤｎは、ｖ０を初期
速度とすると、（数３）、（数４）から求められる。
Δｔ、時刻Δｔ×ｎでの走行距離ΔＤｎは、ｖ０を初期
速度とすると、（数３）、（数４）から求められる。
【０００７】
【数３】
【０００８】
【数４】
【０００９】また、（数１）、（数３）より求められた
移動体１の方位角θｚ（ｎ）、走行距離ΔＤｎを用い
て、図７に示すような考え方（微小時間の走行距離とそ
のときの方位角とからｘ、ｙ方向の微小距離を求め、そ
の微小距離を積算するという考え方）に基づいて、以下
に示す演算を行うことにより移動体１の位置を計算する
ことができる。すなわち、時刻Δｔ×ｎでの方位角をθ
ｚ（ｎ）、時間周期Δｔ、時刻Δｔ×ｎでの走行距離を
ΔＤｎ、移動体１の初期位置を（ｘ０、ｙ０）とする
と、時刻Δｔ×ｎでの位置（ｘｎ、ｙｎ）は（数５）、
（数６）から求まる。
移動体１の方位角θｚ（ｎ）、走行距離ΔＤｎを用い
て、図７に示すような考え方（微小時間の走行距離とそ
のときの方位角とからｘ、ｙ方向の微小距離を求め、そ
の微小距離を積算するという考え方）に基づいて、以下
に示す演算を行うことにより移動体１の位置を計算する
ことができる。すなわち、時刻Δｔ×ｎでの方位角をθ
ｚ（ｎ）、時間周期Δｔ、時刻Δｔ×ｎでの走行距離を
ΔＤｎ、移動体１の初期位置を（ｘ０、ｙ０）とする
と、時刻Δｔ×ｎでの位置（ｘｎ、ｙｎ）は（数５）、
（数６）から求まる。
【００１０】
【数５】
【００１１】
【数６】
【００１２】これにより、移動後の位置が計算される。
表示部１１では、位置算出部７で求めた位置情報と、Ｇ
ＰＳ部１０から出力される位置情報をマップマッチング
部９により処理した位置情報と、地図記憶部８に記憶さ
れた地図情報とを重ねて表示し、地図上での移動体１の
位置を操作者に対して表示する。
表示部１１では、位置算出部７で求めた位置情報と、Ｇ
ＰＳ部１０から出力される位置情報をマップマッチング
部９により処理した位置情報と、地図記憶部８に記憶さ
れた地図情報とを重ねて表示し、地図上での移動体１の
位置を操作者に対して表示する。
【００１３】このような従来のナビゲーション装置で
は、加速度センサ２を用いて移動体１の移動距離（走行
距離）を算出するが、例えば坂路走行などの場合、加速
度センサ２により検出される加速度Ａｘには移動体１の
進行に伴う加速度以外に重力加速度ｇの進行方向成分を
含んでいるので、正確な移動体１の加速度を得ることが
できない。このため、従来のナビゲーション装置では、
加速度センサ２検出の加速度を加重平均することによ
り、移動体１のピッチ角θｙを推定し、重力加速度ｇの
進行方向成分を求め、加速度センサ２の検出した加速度
Ａｘから重力加速度ｇの進行方向成分を除去することが
考えられていた。
は、加速度センサ２を用いて移動体１の移動距離（走行
距離）を算出するが、例えば坂路走行などの場合、加速
度センサ２により検出される加速度Ａｘには移動体１の
進行に伴う加速度以外に重力加速度ｇの進行方向成分を
含んでいるので、正確な移動体１の加速度を得ることが
できない。このため、従来のナビゲーション装置では、
加速度センサ２検出の加速度を加重平均することによ
り、移動体１のピッチ角θｙを推定し、重力加速度ｇの
進行方向成分を求め、加速度センサ２の検出した加速度
Ａｘから重力加速度ｇの進行方向成分を除去することが
考えられていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ナビゲーション装置では、加減速中に上記移動体１のピ
ッチ角θｙの誤差が大きくなることがあり、位置算出精
度が悪化するという問題点を有していた。
ナビゲーション装置では、加減速中に上記移動体１のピ
ッチ角θｙの誤差が大きくなることがあり、位置算出精
度が悪化するという問題点を有していた。
【００１５】このナビゲーション装置では、移動体のピ
ッチ角誤差に基づく位置算出精度の悪化が防止されるこ
とが要求されている。
ッチ角誤差に基づく位置算出精度の悪化が防止されるこ
とが要求されている。
【００１６】本発明は、移動体のピッチ角誤差に基づく
位置算出精度の悪化を防止できるナビゲーション装置を
提供することを目的とする。
位置算出精度の悪化を防止できるナビゲーション装置を
提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明によるナビゲーション装置は、移動体の加速度
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部と、
ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッチ角
記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角とピッ
チ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により移動
体の速度誤差を補正する速度補正部とを有するように構
成した。
に本発明によるナビゲーション装置は、移動体の加速度
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部と、
ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッチ角
記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角とピッ
チ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により移動
体の速度誤差を補正する速度補正部とを有するように構
成した。
【００１８】これにより、移動体のピッチ角誤差に基づ
く位置算出精度の悪化を防止できるナビゲーション装置
が得られる。
く位置算出精度の悪化を防止できるナビゲーション装置
が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、移動体の加速度を計測する加速度センサと、加速度
センサで計測した加速度から車両のピッチ角を算出する
ピッチ角算出部と、ピッチ角算出部で算出したピッチ角
を記憶するピッチ角記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶さ
れたピッチ角とピッチ角算出部で算出された現在ピッチ
角との差により移動体の速度誤差を補正する速度補正部
とを有することとしたものであり、記憶されたピッチ角
と現在ピッチ角との差に基づき、ピッチ角算出誤差によ
り生じた移動体の速度誤差が補正されるという作用を有
する。
は、移動体の加速度を計測する加速度センサと、加速度
センサで計測した加速度から車両のピッチ角を算出する
ピッチ角算出部と、ピッチ角算出部で算出したピッチ角
を記憶するピッチ角記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶さ
れたピッチ角とピッチ角算出部で算出された現在ピッチ
角との差により移動体の速度誤差を補正する速度補正部
とを有することとしたものであり、記憶されたピッチ角
と現在ピッチ角との差に基づき、ピッチ角算出誤差によ
り生じた移動体の速度誤差が補正されるという作用を有
する。
【００２０】請求項２に記載の発明は、移動体の加速度
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度を記憶する加速度記憶部と、加速度センサで計測し
た加速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部
と、ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッ
チ角記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と
ピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により
移動体の速度誤差を補正する速度補正部と、加速度記憶
部に記憶された加速度のばらつきを統計的に評価する加
速度ばらつき評価部とを有することとしたものであり、
統計的に評価された加速度のばらつき具合に応じて移動
体の速度誤差の補正がなされるという作用を有する。
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度を記憶する加速度記憶部と、加速度センサで計測し
た加速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部
と、ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッ
チ角記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と
ピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により
移動体の速度誤差を補正する速度補正部と、加速度記憶
部に記憶された加速度のばらつきを統計的に評価する加
速度ばらつき評価部とを有することとしたものであり、
統計的に評価された加速度のばらつき具合に応じて移動
体の速度誤差の補正がなされるという作用を有する。
【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、速度補正部は、加速度ばらつき評価部
で評価された加速度のばらつきが所定値以下のときのみ
移動体の速度誤差を補正することとしたものであり、加
速度のばらつきが所定値以下という安定した走行状態で
移動体の速度誤差の補正がなされるという作用を有す
る。
の発明において、速度補正部は、加速度ばらつき評価部
で評価された加速度のばらつきが所定値以下のときのみ
移動体の速度誤差を補正することとしたものであり、加
速度のばらつきが所定値以下という安定した走行状態で
移動体の速度誤差の補正がなされるという作用を有す
る。
【００２２】請求項４に記載の発明は、移動体の加速度
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部と、
ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッチ角
記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と前記
ピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により
移動体の速度誤差を補正する速度補正部と、移動体の現
在位置、移動速度を求めるＧＰＳ部とを有することとし
たものであり、ＧＰＳ部で求めた移動体の現在位置、移
動速度が利用されるという作用を有する。
を計測する加速度センサと、加速度センサで計測した加
速度から車両のピッチ角を算出するピッチ角算出部と、
ピッチ角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッチ角
記憶部と、ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と前記
ピッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により
移動体の速度誤差を補正する速度補正部と、移動体の現
在位置、移動速度を求めるＧＰＳ部とを有することとし
たものであり、ＧＰＳ部で求めた移動体の現在位置、移
動速度が利用されるという作用を有する。
【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、速度補正部は、ＧＰＳ部で移動体の現
在位置、移動速度が求められないときのみ移動体の速度
誤差を補正することとしたものであり、速度誤差を補正
する速度補正部における算出誤差拡大が防止されるとい
う作用を有する。
の発明において、速度補正部は、ＧＰＳ部で移動体の現
在位置、移動速度が求められないときのみ移動体の速度
誤差を補正することとしたものであり、速度誤差を補正
する速度補正部における算出誤差拡大が防止されるとい
う作用を有する。
【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１によるナ
ビゲーション装置を示す概略構成図、図２は本実施の形
態１によるナビゲーション装置を示すブロック図であ
る。図１、図２において、２１は移動体、２２は移動体
２１の進行方向の加速度を非接触にて計測するための加
速度センサ、２３は移動体２１のヨー角動作すなわち移
動体２１の垂直軸回りの回転角速度を非接触にて検出す
るジャイロセンサ、２４はジャイロセンサ２３で検出し
た角速度から移動体２１の移動方位角を算出する移動方
位算出部、２５は加速度センサ２２で計測された加速度
から移動体２１のピッチ角を算出するピッチ角算出部、
２６はピッチ角算出部２５で算出されたピッチ角を所定
時間記憶するピッチ角記憶部としての出力記憶部、２７
は加速度センサ２２で計測した加速度を所定時間記憶す
る加速度記憶部としての出力記憶部、２８はピッチ角記
憶部２６に記憶されたピッチ角とピッチ角算出部２５で
算出した現在のピッチ角との差から移動体の速度を補正
する速度補正部、２９は加速度記憶部２７に記憶された
加速度の統計的評価値を算出する加速度ばらつき評価
部、３０は加速度センサ２２で計測された加速度および
ピッチ角算出部２５で算出されたピッチ角から移動体２
１の移動距離を算出する移動距離算出部、３１は移動距
離算出部３０で算出した移動距離および移動方位算出部
２４で算出した移動方位角から移動体２１の位置を算出
する位置算出部、３２はＧＰＳ（Global Positi-oning
System,全地球測位システム）によって現在位置、移動
速度の測定を行うＧＰＳ部、３３はＧＰＳ部３２からの
位置情報を処理して地図上の位置情報を得るマップマッ
チング部、３４は地図等の情報を記憶する地図記憶部、
３５はマップマッチング部３３で求められた位置情報と
地図記憶部３４から読み出した地図情報とを操作者に表
示するための表示部である。図２の加速度センサ２２、
ジャイロセンサ２３、移動方位算出部２４、ＧＰＳ部３
２、マップマッチング部３３、地図記憶部３４、表示部
３５は図６の加速度センサ２、ジャイロセンサ３、移動
方位算出部６、ＧＰＳ部１０、マップマッチング部９、
地図記憶部８、表示部１１と同様のものなので、説明は
省略する。
から図４を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１によるナ
ビゲーション装置を示す概略構成図、図２は本実施の形
態１によるナビゲーション装置を示すブロック図であ
る。図１、図２において、２１は移動体、２２は移動体
２１の進行方向の加速度を非接触にて計測するための加
速度センサ、２３は移動体２１のヨー角動作すなわち移
動体２１の垂直軸回りの回転角速度を非接触にて検出す
るジャイロセンサ、２４はジャイロセンサ２３で検出し
た角速度から移動体２１の移動方位角を算出する移動方
位算出部、２５は加速度センサ２２で計測された加速度
から移動体２１のピッチ角を算出するピッチ角算出部、
２６はピッチ角算出部２５で算出されたピッチ角を所定
時間記憶するピッチ角記憶部としての出力記憶部、２７
は加速度センサ２２で計測した加速度を所定時間記憶す
る加速度記憶部としての出力記憶部、２８はピッチ角記
憶部２６に記憶されたピッチ角とピッチ角算出部２５で
算出した現在のピッチ角との差から移動体の速度を補正
する速度補正部、２９は加速度記憶部２７に記憶された
加速度の統計的評価値を算出する加速度ばらつき評価
部、３０は加速度センサ２２で計測された加速度および
ピッチ角算出部２５で算出されたピッチ角から移動体２
１の移動距離を算出する移動距離算出部、３１は移動距
離算出部３０で算出した移動距離および移動方位算出部
２４で算出した移動方位角から移動体２１の位置を算出
する位置算出部、３２はＧＰＳ（Global Positi-oning
System,全地球測位システム）によって現在位置、移動
速度の測定を行うＧＰＳ部、３３はＧＰＳ部３２からの
位置情報を処理して地図上の位置情報を得るマップマッ
チング部、３４は地図等の情報を記憶する地図記憶部、
３５はマップマッチング部３３で求められた位置情報と
地図記憶部３４から読み出した地図情報とを操作者に表
示するための表示部である。図２の加速度センサ２２、
ジャイロセンサ２３、移動方位算出部２４、ＧＰＳ部３
２、マップマッチング部３３、地図記憶部３４、表示部
３５は図６の加速度センサ２、ジャイロセンサ３、移動
方位算出部６、ＧＰＳ部１０、マップマッチング部９、
地図記憶部８、表示部１１と同様のものなので、説明は
省略する。
【００２５】以上のように構成されたナビゲーション装
置について、その動作を図３（ａ）〜（ｃ）、図４
（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）
はピッチ変化を示すピッチ角状態図であり、図４（ａ）
〜（ｃ）は複雑なピッチ変化を示すピッチ角状態図であ
る。
置について、その動作を図３（ａ）〜（ｃ）、図４
（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）
はピッチ変化を示すピッチ角状態図であり、図４（ａ）
〜（ｃ）は複雑なピッチ変化を示すピッチ角状態図であ
る。
【００２６】加速度センサ２２を用いて移動体２１の速
度を求めるためには、移動体２１の進行方向の加速度を
求める必要がある。移動体２１に固着された加速度セン
サ２２で計測される加速度Ａｘは、移動体２１の進行方
向加速度と移動体２１のピッチ動作による地球の重力加
速度分とが加算されたものである。よって、移動体２１
の進行方向加速度のみを求めるためには、重力加速度分
を加速度センサ２２で計測された加速度Ａｘから差し引
く必要がある。
度を求めるためには、移動体２１の進行方向の加速度を
求める必要がある。移動体２１に固着された加速度セン
サ２２で計測される加速度Ａｘは、移動体２１の進行方
向加速度と移動体２１のピッチ動作による地球の重力加
速度分とが加算されたものである。よって、移動体２１
の進行方向加速度のみを求めるためには、重力加速度分
を加速度センサ２２で計測された加速度Ａｘから差し引
く必要がある。
【００２７】ピッチ角算出部２５では最新のピッチ角θ
ｙを求めており、ある時点ｔでの移動体２１の移動速度
Ｖ（ｔ）は（数７）で表わされる。
ｙを求めており、ある時点ｔでの移動体２１の移動速度
Ｖ（ｔ）は（数７）で表わされる。
【００２８】
【数７】
【００２９】いま、移動体２１が、ピッチ角θｙ（ｔ）
が図３（ａ）に示すように変化している道路を走行して
いると仮定すると、このときのピッチ角θｙ（ｔ）は
（数８）で表わされる。
が図３（ａ）に示すように変化している道路を走行して
いると仮定すると、このときのピッチ角θｙ（ｔ）は
（数８）で表わされる。
【００３０】
【数８】
【００３１】このとき、移動体２１の移動速度Ｖ（ｔ）
は（数９）で表わされる。
は（数９）で表わされる。
【００３２】
【数９】
【００３３】ここで、図３（ａ）の道路を走行中に、ピ
ッチ角算出の誤差により、算出ピッチ角が（数１０）の
ようになったとする。
ッチ角算出の誤差により、算出ピッチ角が（数１０）の
ようになったとする。
【００３４】
【数１０】
【００３５】このとき、演算上の移動体２１の移動速度
Ｖｃａｌ（ｔ）は（数１１）で表わされる。
Ｖｃａｌ（ｔ）は（数１１）で表わされる。
【００３６】
【数１１】
【００３７】時刻ｔ３の時点における移動体２１の実際
の速度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ３）は（数１２）
により表わされる。
の速度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ３）は（数１２）
により表わされる。
【００３８】
【数１２】
【００３９】このことから、時刻ｔ３の時点における移
動体２１の実際の速度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ
３）は、時刻ｔ２の時点における移動体２１の実際の速
度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ２）に等しいことがわ
かる。
動体２１の実際の速度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ
３）は、時刻ｔ２の時点における移動体２１の実際の速
度と演算上の速度との差ΔＶ（ｔ２）に等しいことがわ
かる。
【００４０】ΔＶ（ｔ３）について更に計算を続ける
と、（数１３）のようになる。なお、（数１３）におい
ては、ｔ＝ｔ０〜ｔ１の間はピッチ角誤差が無いので速
度誤差も無いことにより、Ｖｃａｌ（ｔ１）＝Ｖ（ｔ
１）としている。
と、（数１３）のようになる。なお、（数１３）におい
ては、ｔ＝ｔ０〜ｔ１の間はピッチ角誤差が無いので速
度誤差も無いことにより、Ｖｃａｌ（ｔ１）＝Ｖ（ｔ
１）としている。
【００４１】
【数１３】
【００４２】以上の計算から、ピッチ角算出誤差による
移動体２１の移動速度誤差は、ピッチ角誤差が収束した
瞬間に演算され、その量は重力加速度の進行方向成分の
誤差を積算したものに等しい（図３（ｃ）参照）。
移動体２１の移動速度誤差は、ピッチ角誤差が収束した
瞬間に演算され、その量は重力加速度の進行方向成分の
誤差を積算したものに等しい（図３（ｃ）参照）。
【００４３】実際のピッチ角は図３に示したように或る
区間の間一定ということはなく、図４（ａ）に示すよう
に刻々と変化している。実際の計算では、図４（ｂ）に
示すように、ピッチ角誤差が現れたと思われる時点Ａか
ら演算上のピッチ角（ピッチ角算出部２５で算出したピ
ッチ角）に対応する重力の進行方向成分を所定の時間間
隔で積算し、（数１３）のｇ・ｓｉｎ（θ２）・ｔに相
当する物理量Ｓ１を計算式（数１４）に基づいて計算す
る。図４（ｂ）の斜線部分３７は（数１４）の計算結果
に相当する。
区間の間一定ということはなく、図４（ａ）に示すよう
に刻々と変化している。実際の計算では、図４（ｂ）に
示すように、ピッチ角誤差が現れたと思われる時点Ａか
ら演算上のピッチ角（ピッチ角算出部２５で算出したピ
ッチ角）に対応する重力の進行方向成分を所定の時間間
隔で積算し、（数１３）のｇ・ｓｉｎ（θ２）・ｔに相
当する物理量Ｓ１を計算式（数１４）に基づいて計算す
る。図４（ｂ）の斜線部分３７は（数１４）の計算結果
に相当する。
【００４４】
【数１４】
【００４５】次に、ピッチ角誤差が収束したと思われる
時点Ｂで、ＡからＢまでのピッチ角は一定であったと仮
定し、（数１３）のｇ・ｓｉｎ（θ３）・ｔに相当する
物理量Ｓ２を計算式（数１５）に基づいて計算する。そ
して、時点Ｂで速度誤差量（Ｓ２−Ｓ１）を計算する。
図４（ｃ）の網掛け部分３８は（数１５）の計算結果に
相当する。
時点Ｂで、ＡからＢまでのピッチ角は一定であったと仮
定し、（数１３）のｇ・ｓｉｎ（θ３）・ｔに相当する
物理量Ｓ２を計算式（数１５）に基づいて計算する。そ
して、時点Ｂで速度誤差量（Ｓ２−Ｓ１）を計算する。
図４（ｃ）の網掛け部分３８は（数１５）の計算結果に
相当する。
【００４６】
【数１５】
【００４７】次に、速度誤差算出のタイミングについて
述べる。上述したことから分かるように、時点Ｂでのピ
ッチ角に誤差が含まれていたら、計算された移動体２１
の速度誤差の精度は悪化するので、移動体２１の速度誤
差を算出するときのピッチ角は正確なものでなければな
らない。移動体２１が等速で走行している場合は進行方
向加速度はゼロなので、加速度センサ２２で計測される
加速度は重力加速度の進行方向成分のみであり、その時
の加速度を加重平均して求めたピッチ角は非常に正確で
ある。また、その時の加速センサ２２計測の加速度のば
らつきは非常に小さい。そこで、加速度センサ２２で計
測される所定時間の加速度を記憶する加速度記憶部２７
を備え、また、加速度記憶部２７に記憶された所定時間
の加速度のばらつきを統計的に評価する加速度ばらつき
評価部２９を備え、加速度ばらつき評価部２９によりば
らつきが小さいと判定されたとき（例えば上記等速走行
のとき）のみ速度誤差を計算することにより速度誤差計
算の信頼性を向上させることができる。
述べる。上述したことから分かるように、時点Ｂでのピ
ッチ角に誤差が含まれていたら、計算された移動体２１
の速度誤差の精度は悪化するので、移動体２１の速度誤
差を算出するときのピッチ角は正確なものでなければな
らない。移動体２１が等速で走行している場合は進行方
向加速度はゼロなので、加速度センサ２２で計測される
加速度は重力加速度の進行方向成分のみであり、その時
の加速度を加重平均して求めたピッチ角は非常に正確で
ある。また、その時の加速センサ２２計測の加速度のば
らつきは非常に小さい。そこで、加速度センサ２２で計
測される所定時間の加速度を記憶する加速度記憶部２７
を備え、また、加速度記憶部２７に記憶された所定時間
の加速度のばらつきを統計的に評価する加速度ばらつき
評価部２９を備え、加速度ばらつき評価部２９によりば
らつきが小さいと判定されたとき（例えば上記等速走行
のとき）のみ速度誤差を計算することにより速度誤差計
算の信頼性を向上させることができる。
【００４８】また、ＧＰＳ部３２を備えた場合には、Ｇ
ＰＳ部３２による位置情報および速度情報が得られない
場合にのみ速度誤差を計算することにより、速度誤差の
算出誤差による位置算出の誤差拡大を防止することがで
きる。
ＰＳ部３２による位置情報および速度情報が得られない
場合にのみ速度誤差を計算することにより、速度誤差の
算出誤差による位置算出の誤差拡大を防止することがで
きる。
【００４９】なお、本実施の形態では、移動方位算出部
２４、ピッチ角算出部２５、速度補正部２８、加速度ば
らつき評価部２９、移動距離算出部３０および位置算出
部３１をハードウェアで構成したが、これらの全てまた
は一部を、ソフトウェアつまりＣＰＵによりプログラム
を実行することにより実現してもよい。
２４、ピッチ角算出部２５、速度補正部２８、加速度ば
らつき評価部２９、移動距離算出部３０および位置算出
部３１をハードウェアで構成したが、これらの全てまた
は一部を、ソフトウェアつまりＣＰＵによりプログラム
を実行することにより実現してもよい。
【００５０】以上のように本実施の形態によれば、ピッ
チ角誤差が収束したと思われる時点、たとえば移動体２
１が等速走行に移行した時点でピッチ角算出誤差により
生じた移動体２１の速度誤差を補正するようにしたの
で、移動体２１の高精度な位置算出が可能となり、移動
体２１のピッチ角誤差に基づく位置算出精度の悪化を防
止することができる。
チ角誤差が収束したと思われる時点、たとえば移動体２
１が等速走行に移行した時点でピッチ角算出誤差により
生じた移動体２１の速度誤差を補正するようにしたの
で、移動体２１の高精度な位置算出が可能となり、移動
体２１のピッチ角誤差に基づく位置算出精度の悪化を防
止することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明のナビゲーション装
置によれば、記憶されたピッチ角と現在ピッチ角との差
に基づき、ピッチ角算出誤差により生じた移動体の速度
誤差を速度補正装置で補正することができるので、移動
体の高精度な位置算出が可能となり、移動体のピッチ角
誤差に基づく位置算出精度の悪化を防止することができ
るという有利な効果が得られる。
置によれば、記憶されたピッチ角と現在ピッチ角との差
に基づき、ピッチ角算出誤差により生じた移動体の速度
誤差を速度補正装置で補正することができるので、移動
体の高精度な位置算出が可能となり、移動体のピッチ角
誤差に基づく位置算出精度の悪化を防止することができ
るという有利な効果が得られる。
【００５２】また、加速度センサで計測した加速度を記
憶する加速度記憶部と、加速度記憶部に記憶された加速
度のばらつきを統計的に評価する加速度ばらつき評価部
とを有することにより、統計的に評価された加速度のば
らつき具合に応じて移動体の速度誤差の補正を行うこと
ができるので、正確な速度誤差補正を行うことができる
という有利な効果が得られる。
憶する加速度記憶部と、加速度記憶部に記憶された加速
度のばらつきを統計的に評価する加速度ばらつき評価部
とを有することにより、統計的に評価された加速度のば
らつき具合に応じて移動体の速度誤差の補正を行うこと
ができるので、正確な速度誤差補正を行うことができる
という有利な効果が得られる。
【００５３】さらに、速度補正部は、加速度ばらつき評
価部で評価された加速度のばらつきが所定値以下のとき
のみ移動体の速度誤差を補正することにより、加速度の
ばらつきが所定値以下という安定した走行状態で移動体
の速度誤差の補正を行うことができるので、更に正確な
速度誤差補正を行うことができるという有利な効果が得
られる。
価部で評価された加速度のばらつきが所定値以下のとき
のみ移動体の速度誤差を補正することにより、加速度の
ばらつきが所定値以下という安定した走行状態で移動体
の速度誤差の補正を行うことができるので、更に正確な
速度誤差補正を行うことができるという有利な効果が得
られる。
【００５４】さらに、移動体の現在位置、移動速度を求
めるＧＰＳ部を有することにより、ＧＰＳ部で求めた移
動体の現在位置、移動速度を利用することができるの
で、ＧＰＳ部で求めた移動体の移動速度により速度誤差
を補正することができ、速度誤差が拡大しないという有
利な効果が得られる。
めるＧＰＳ部を有することにより、ＧＰＳ部で求めた移
動体の現在位置、移動速度を利用することができるの
で、ＧＰＳ部で求めた移動体の移動速度により速度誤差
を補正することができ、速度誤差が拡大しないという有
利な効果が得られる。
【００５５】さらに、速度補正部は、ＧＰＳ部で移動体
の現在位置、移動速度が求められないときのみ移動体の
速度誤差を補正することにより、速度誤差を補正する速
度補正部における算出誤差拡大を防止することができる
という有利な効果が得られる。
の現在位置、移動速度が求められないときのみ移動体の
速度誤差を補正することにより、速度誤差を補正する速
度補正部における算出誤差拡大を防止することができる
という有利な効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態１によるナビゲーション装
置を示す概略構成図
置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１によるナビゲーション装
置を示すブロック図
置を示すブロック図
【図３】（ａ）ピッチ変化を示すピッチ角状態図 （ｂ）ピッチ変化を示すピッチ角状態図 （ｃ）ピッチ変化を示すピッチ角状態図
【図４】（ａ）複雑なピッチ変化を示すピッチ角状態図 （ｂ）複雑なピッチ変化を示すピッチ角状態図 （ｃ）複雑なピッチ変化を示すピッチ角状態図
【図５】従来のナビゲーション装置の概略構成図
【図６】従来のナビゲーション装置を示すブロック図
【図７】位置演算の概念図
２１ 移動体 ２２ 加速度センサ ２３ ジャイロセンサ ２４ 移動方位算出部 ２５ ピッチ角算出部 ２６ 出力記憶部（ピッチ角記憶部） ２７ 出力記憶部（加速度記憶部） ２８ 速度補正部 ２９ 加速度ばらつき評価部 ３０ 移動距離算出部 ３１ 位置算出部 ３２ ＧＰＳ部 ３３ マップマッチング部 ３４ 地図記憶部 ３５ 表示部
Claims (5)
- 【請求項１】移動体の加速度を計測する加速度センサ
と、前記加速度センサで計測した加速度から車両のピッ
チ角を算出するピッチ角算出部と、前記ピッチ角算出部
で算出したピッチ角を記憶するピッチ角記憶部と、前記
ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と前記ピッチ角算
出部で算出された現在ピッチ角との差により移動体の速
度誤差を補正する速度補正部とを有するナビゲーション
装置。 - 【請求項２】移動体の加速度を計測する加速度センサ
と、前記加速度センサで計測した加速度を記憶する加速
度記憶部と、前記加速度センサで計測した加速度から車
両のピッチ角を算出するピッチ角算出部と、前記ピッチ
角算出部で算出したピッチ角を記憶するピッチ角記憶部
と、前記ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と前記ピ
ッチ角算出部で算出された現在ピッチ角との差により移
動体の速度誤差を補正する速度補正部と、前記加速度記
憶部に記憶された加速度のばらつきを統計的に評価する
加速度ばらつき評価部とを有するナビゲーション装置。 - 【請求項３】前記速度補正部は、前記加速度ばらつき評
価部で評価された加速度のばらつきが所定値以下のとき
のみ移動体の速度誤差を補正する請求項２に記載のナビ
ゲーション装置。 - 【請求項４】移動体の加速度を計測する加速度センサ
と、前記加速度センサで計測した加速度から車両のピッ
チ角を算出するピッチ角算出部と、前記ピッチ角算出部
で算出したピッチ角を記憶するピッチ角記憶部と、前記
ピッチ角記憶部に記憶されたピッチ角と前記ピッチ角算
出部で算出された現在ピッチ角との差により移動体の速
度誤差を補正する速度補正部と、移動体の現在位置、移
動速度を求めるＧＰＳ部とを有するナビゲーション装
置。 - 【請求項５】前記速度補正部は、前記ＧＰＳ部で移動体
の現在位置、移動速度が求められないときのみ移動体の
速度誤差を補正する請求項４に記載のナビゲーション装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28954096A JP3551661B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ナビゲーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28954096A JP3551661B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ナビゲーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132589A true JPH10132589A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3551661B2 JP3551661B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=17744574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28954096A Expired - Fee Related JP3551661B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | ナビゲーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3551661B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016157304A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 運転支援情報生成装置、運転支援情報生成方法、運転支援装置、および運転支援方法 |
| US9513124B2 (en) | 2008-08-29 | 2016-12-06 | Sony Corporation | Velocity calculation device, velocity calculation method, and navigation device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159438A (ja) * | 1993-12-07 | 1995-06-23 | Nippondenso Co Ltd | 加速度センサの補正装置 |
| JPH0840107A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-13 | Murata Mfg Co Ltd | 車両の駆動力補助装置 |
| JPH08297033A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Omron Corp | ナビゲーション装置 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP28954096A patent/JP3551661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159438A (ja) * | 1993-12-07 | 1995-06-23 | Nippondenso Co Ltd | 加速度センサの補正装置 |
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| JPH08297033A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Omron Corp | ナビゲーション装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9513124B2 (en) | 2008-08-29 | 2016-12-06 | Sony Corporation | Velocity calculation device, velocity calculation method, and navigation device |
| US9658067B2 (en) | 2008-08-29 | 2017-05-23 | Sony Corporation | Velocity calculation device, velocity calculation method, and navigation device |
| WO2016157304A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 運転支援情報生成装置、運転支援情報生成方法、運転支援装置、および運転支援方法 |
| US10239525B2 (en) | 2015-03-27 | 2019-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Driving support information generation device, driving support information generation method, driving support device, and driving support method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3551661B2 (ja) | 2004-08-11 |
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Legal Events
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