KR100270159B1 - 차량 항법장치 - Google Patents

차량 항법장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100270159B1
KR100270159B1 KR1019970019294A KR19970019294A KR100270159B1 KR 100270159 B1 KR100270159 B1 KR 100270159B1 KR 1019970019294 A KR1019970019294 A KR 1019970019294A KR 19970019294 A KR19970019294 A KR 19970019294A KR 100270159 B1 KR100270159 B1 KR 100270159B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acceleration
vehicle
average
deceleration
output
Prior art date
Application number
KR1019970019294A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970076403A (ko
Inventor
겐이치 나카노
가즈히코 이케다
Original Assignee
모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 모리시타 요이찌, 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 filed Critical 모리시타 요이찌
Publication of KR970076403A publication Critical patent/KR970076403A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100270159B1 publication Critical patent/KR100270159B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)
  • Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)

Abstract

주행거리를 검출하기 위한 가속도센서를 사용하는 차량 항법장치에 있어서, 주행거리 측정의 정확성이 개선된다. 사전규정된 시간간격 동안 가속도센서의 출력데이터는 출력저장기에 저장되고, 그리고 출력데이터의 평균값 또는 "평균 가속도"는 평균 가속도 계산기에 의해 계산된다. 주행거리 계산기는 가속도 센서로 측정된 가속도와 평균 가속도 계산기로 계산된 평균 가속도 사이의 차이를 계산하고, 그리고 이 차이는 주행거리를 구하기 위해 이중적분된다.

Description

차량 항법장치
본 발명은 가속도계의 출력데이터를 사용하여 차량 주행거리를 계산할 수 있는 차량 항법장치에 관한 것이다.
통상적인 차량 항법장치를 도 7내지 도 10을 참조해 설명된다.
도 7은 통상적인 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도이다. 도 7에서 참조번호 101은 차량의 주행방향을 따라 차량의 가속도를 검출하는 가속도센서를 나타낸다. 참조번호 102는 차량의 요잉(yawing)방향을 따라 차량의 각속도를 검출하는 자이로센서를 나타낸다. 참조번호 107은 가속도센서(101)의 출력데이터에 따라 차량 주행거리를 계산하는 주행거리 계산기를 나타낸다. 참조번호 108은 자이로센서(102)의 출력데이터에 따라 차량 주행방위각을 계산하는 주행 방위각 계산기를 나타낸다. 참조번호 109는 주행거리 계산기(107)와 주행 방위각 계산기(108)에 의해 구한 계산결과에 따라 차량의 위치를 계산하는 계산장치를 나타낸다.
참조번호 104는 지도데이터를 저장하기 위한 지도저장기를 나타내고, 그리고 참조번호 105는 디스플레이 스크린을 가진 디스플레이장치를 나타낸다. 참조번호 106는 계산장치(109)의 차량위치정보를 수신하고, 지도저장기(104)로부터 소정 영역의 지도데이터를 판독하고, 그리고 디스플레이장치(105)에 차량(100)(도 8에 도시됨)의 위치와 함께 지도데이터를 디스플레이하는 제어기를 나타낸다.
도 8은 차량의 좌표계를 나타낸다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, X-축은 수평면에서 차량(100)의 주행방향을 나타내고, Y-축은 수평면에서 X-축에 수직인 방향을 따르고, 그리고 Z-축은 차량(100)의 중력방향을 나타낸다. 다음의 설명에서, X-축에 대한 차량(100)의 운동은 롤(roll;좌우 동요)동작으로서 불리고, 그리고 롤동작에 의해 야기된 차량(100)의 회전각은 롤각(θx)으로 부른다. 비슷하게, Y-축에 대한 차량(100)의 운동은 피치(pitch;상하동)동작으로 불리고, 그리고 피치동작에 의해 야기된 차량(100)의 회전각은 피치각(θy)으로 불린다. Z-축에 대한 차량(100)의 운동은 요우(yaw)동작으로 부르고, 그리고 요오우동작에 의해 야기된 차량(100)의 회전각은 요우각(θz)으로 부른다. 요우각(θz)은 차량(100)의 주행방향의 변경을 나타내고 그리고 주행방위각(θz)으로 불린다.
상기와 같이 구성된 차량 항법장치를 가지는 차량(100)의 위치를 결정하는 동작을 설명하는데, 차량(100)의 위치는 가속도센서(101)와 자이로센서(102)로부터의 출력데이터에 따라 계산장치(109)에 의해 계산된다.
소정의 시간주기(Δt)에서, 데이터는 가속도센서(101)와 자이로센서(102)에서 계산장치(109)로 출력된다. 계산장치(109)는 가속도센서(101)의 출력데이터를 가속도(Ax(i))로 변환시키고, 그리고 자이로센서(102)의 출력데이터를 각속도 (
Figure kpo00001
z(i))로 변환시킨다.
먼저, 가속도(Ax(i))가 제공된 주행거리 계산기(107)는 식(1)에 의해 차량 (100)의 속도(Vx(n))를 계산한다. 식(1)에서 시간(n)에서 속도는 Vx(n)이고, 시간 i에서 가속도는 Ax(i)이고, 가속도센서(101)의 출력데이터 얻는 시간주기는 Δt이고, 그리고 초기속도는 Vx(o)이다.
Figure kpo00002
시간 n에서 차량(100)의 속도 Vx(n)를 식(1)에 의해 계산하면, 주행거리 계산기(107)는 식(2)로 시간주기 Δt에서 차량의 주행거리 ΔD(n)를 계산한다.
Figure kpo00003
각속도
Figure kpo00004
z(i)가 제공된 주행 방위각 계산기(108)는 식(3)으로 시간 n에서 차량의 주행 방위각 θz(n)를 계산한다.
Figure kpo00005
시간 n에서 주행거리 ΔD(n)와 주행방위각 θz(n)이 주행거리 계산기(107)와 주행방위각 계산기(108)에서 각각 공급되면, 계산장치(109)는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 식(4)와 (5)를 사용하여 초기위치(X(0), Y(0))에서 시작하는 누가계산을 실행하여 시간 n에서 위치(X(n), Y(n))를 획득한다.
Figure kpo00006
차량(100)의 위치(X(n), Y(n))가 획득되면, 제어기(106)는 만일 필요하다면, 차량(100)의 위치를 지도데이터의 좌표계로 변환시켜, 지도저장기(104)로부터 공급된 지도데이터에 차량(100)의 위치를 표시하고 그리고 이를 출력한다.
상기에서 기술한 바와 같은 통상적인 차량 항법장치에서, 차량(100)의 주행거리는 가속도센서(101)를 사용하여 계산된다. 그러나, 예컨대 도 10에 도시된 바와 같은 경사로의 경우에, 가속도센서(101)로 검출된 가속도 Ax(i)는 차량(100)의 가속도 ax(i)외에도 중력가속도(G)의 주행방향 성분을 포함한다. 그러므로, 차량 (100)의 정확한 가속도를 구할 수가 없다. 이러한 이유 때문에, 중력가속도의 주행방향 성분을 계산하기 위하여, 부가적인 가속도센서, 자이로센서 등이 차량의 피치각 θy(i)을 검출하는데 사용되었다. 이러한 방식에 있어서, 중력가속도(G)의 주행방향 성분은 가속도센서(101)로 검출된 가속도 Ax(i)에서 제거된다. 그러나 이러한 방법에서, 가속도센서 또는 자이로센서의 수요가 증가하기 때문에 장치는 비싸게 된다.
본 발명의 목적은 가속도계를 사용하여 차량의 위치를 계산하는, 단순한 구조로 차량의 위치를 매우 정밀하게 계산할 수 있는 차량 항법장치를 제공하는 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은: 차량의 가속도를 측정하는 가속도 측정수단과; 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 다수의 출력데이터 세트를 저장하는 저장수단; 상기 저장수단에 저장된 출력데이터 세트의 평균값(평균가속도)을 계산하는 평균 가속도 계산수단; 및 상기 가속도 측정수단에 의해 측정된 가속도와 상기 평균가속도 계산수단에 의해 계산된 평균가속도를 토대로 차량의 주행거리를 계산하는 주행거리 계산수단을 포함한다.
값비싼 가속도센서 또는 자이로센서를 부가적으로 제공하는 일이 없이, 가속도 측정수단의 출력데이터에 포함된 중력가속도의 주행거리 성분의 영향을 제거할 수 있다. 따라서, 정확한 주행거리를 저 비용으로 구할 수 있다.
평균가속도 계산수단은 소정의 값으로 이전 평균가속도를 곱한 결과를 소정의 값으로 가속도 측정수단의 출력을 곱한 결과에 더함으로써 근사값으로서 평균가속도를 계산할 수 있다. 이 경우에, 각각의 소정 시간에서 저장수단에 가속도 측정 수단의 출력데이터를 저장할 필요가 없다. 메모리용량을 절약할 수 있고, 그리고 계산속도를 개선할 수 있다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도.
제2도는 제1실시예의 차량 항법장치의 실장을 보여주는 도면.
제3도는 제1실시예의 평균가속도를 설명하는 개념도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도.
제7도는 통상적인 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도.
제8도는 차량의 좌표계를 보여주는 도면.
제9도는 차량 항법장치에 의한 차량위치의 계산을 설명하는 개념도.
제10도는 경사로에서 차량의 주행상태를 보여주는 도면.
본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조해 설명한다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도이고, 도 2는 제1실시예의 차량 항법장치의 실장을를 보여주는 개념도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 참조번호 21은 이동체로서의 차량을 나타낸다. 참조번호 22는 비접촉적인 방법으로 차량의 주행방향을 따라 차량의 가속도를 검출하는 가속도센서이다. 참조번호 23은 차량(21)의 요우(yaw)동작에 의해 회전되는, 즉 차량의 수직축을 따라 회전되는 차량의 각속도를 비접촉적인 방식으로 검출하는 자이로센서를 나타낸다. 참조번호 24는 소정의 시간에 출력된 가속도센서(22)의 데이터를 저장하는 출력저장기를 나타낸다. 참조번호 25는 가속도센서(22)로부터 출력되어 출력저장기(24)에 저장된 데이터의 평균값을 계산하는 평균 가속도 계산기를 나타낸다. 참조번호 26은 가속도센서(22)와 평균 가속도 계산기(25)의 출력데이터에 따라 차량(21)의 주행거리를 계산하는 주행거리 계산기를 나타낸다. 참조번호 27은 자이로센서(23)의 출력데이터에 따라 차량 주행 방위각을 계산하는 주행 방위각 계산기를 나타낸다. 참조번호 28은 주행거리 계산기(26)와 주행 방위각 계산기의 출력에 따라 차량(21)의 위치를 계산하는 위치계산기를 나타낸다. 참조번호 29는 디지털 지도데이터를 저장하는 지도저장기를 나타내고, 그리고 참조번호 30은 차량위치, 지도데이터 등을 디스플레이하기 위한 디스플레이장치를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가속도센서(22)와 자이로센서(23)는 차량(21)에 고정되게 설치되어, 가속도센서는 차량의 주행방향에 따라 차량(21)의 가속도를 검출할 수 있고, 그리고 자이로센서는 요우동작에 의해 회전되는 차량(21)의 각속도를 검출할 수 있다. 비록 자이로센서(23)가 차량(21)의 주행 방위각을 검출하기 위해 사용된다. 하더라도, 이는 자이로센서에만 국한되지 않는다. 예컨대, 지자기 센서를 사용할 수 있다.
상기와 같이 구성된 차량 항법장치의 작동이 설명된다.
도 1과 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 차량(21)의 주행거리를 계산하기 위해, 차량(21)의 가속도를 차량의 주행방향에 따라 구하고, 그리고 가속도를 주행거리 계산기(26)로 이중 적분한다. 차량(21)에 설치된 가속도센서(22)의 출력데이터는 차량의 주행에 의해 생성된 가속도(이후 "실가속도"로 언급됨) 외에도 차량 (21)의 피치동작, 롤동작 등에 의해 야기되는 지구의 중력가속도의 주행방향 성분을 포함한다. 그러므로, 차량(21)의 주행방향을 따라 차량의 실가속도를 얻기 위하여, 가속도센서(11)의 출력에서 중력가속도의 주행방향 성분을 뺄 필요가 있다.
소정의 시간주기(Δt)에서, 데이터가 가속도센서(22)로부터 출력되어 출력저장기(24)에 저장된다. 시간 i에서 차량(21)의 실가속도 a(i)의 계산이 기술된다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 평균가속도를 설명하는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 평균 가속도 계산기(25)는 소정의 시간(Δt × N)에 출력저장기(24)에 저장된 가속도센서(25)의 출력데이터의 평균값 Aave(i)(이후 "평균 가속도"라함)을 계산한다. 출력데이터는 시간 i에서 A(i)를 포함한다. 차량(21)이 소정의 시간(Δt × N)에서 동일한 비율로 가속과 감속을 반복하고, 평균가속도 Aave(i)는 주행차량(21)의 위치에서 가속도센서(22)의 출력에, 저장된 중력가속도의 평균주행방향 성분과 대응한다고 가정한다.
그러므로, 주행거리 계산기(26)는 다음 식(6)으로 차량의 주행방향을 따라 차량(21)의 실가속도 a(i)를 계산할 수 있다. 식에서, 소정의 시간(Δt × N)에서 가속도센서의 출력은 A(i)이고, 그리고 평균 가속도 계산기(25)의 출력은 Aave(i)이다.
Figure kpo00007
주행방향을 따라 실가속도 a(i)를 구한 주행거리 계산기(26)는 다음 식(7)과 (8)을 사용하여, 식(1)과 (2)를 사용하는 통상적인 방법과 비슷한 방식으로 차량(21)의 주행거리 ΔD(n)를 계산한다. 식에서 V(0)는 초기속도이다.
Figure kpo00008
주행 방위각 계산기는 식(9)를 사용하여 차량(21)의 주행 방위각 θ(n)를 계산하기 위하여 시간 i에서 자이로센서(23)로부터의 데이터출력을 시간축에서 적분한다. 식에서 시간 n에서 주행방위각은 θ(n)이고, 시간 i에서 각속도는
Figure kpo00009
z(i)이고, 초기 방위각은 θ(0)이고, 데이터 취득시 시간주기는 Δt이다.
Figure kpo00010
주행거리 ΔD(n)가 주행거리 계산기(26)로부터 출력되고, 그리고 주행 방위각 θ(n)이 주행 방위각 계산기(27)로부터 출력되면, 위치계산기(28)는 다음 식(10)과 (11)을 사용하여 차량(21)의 현 위치(X(n), Y(n))를 계산한다.
Figure kpo00011
상기 설명에서, 단일의 가속도센서(22)가 사용된다. 만일, 차량의 주행방향을 따라 차량(21)의 가속도를 검출하기 위해 다수의 가속도센서를 사용한다면, 동일 계산법이 적용된다.
이 실시예에서, 출력저장기(24)는 소정의 시간에 가속도센서(22)로부터 출력된 데이터를 저장한다. 데이터취득 기준으로서 시간을 사용하는 대신에, 데이터를 저장할 때 차량주행 거리 또는 이와 비슷한 것을 기준타이밍으로서 사용될 수 있다.
상기에서와 같이, 제1실시예에 따라 시간 n에서 차량의 주행거리 ΔD(n)를 계산할 때, 소정의 시간(Δt ×N)에서 가속도센서(22)의 출력데이터의 평균값 Aave(i)을 계산하여 가속도센서(22)의 출력데이터에 포함된 중력가속도의 주행방향 성분으로서 사용한다. 시간 i에서 가속도센서(22)의 출력값 A(i)에서 주행방향 성분을 뺌으로써, 가속도센서(22)의 출력에 포함된 중력가속도 에러를 제거할 수 있고, 그리고 차량(21)의 실가속도 a(i)를 구할 수 있다. 그러므로, 중력가속도를 취득하기 위한 다른 센서를 사용함이 없이 차량(21)의 위치를 저비용으로 매우 정확하게 검출할 수 있다.
[제2실시예]
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도이다. 도 4에서, 참조번호 41은 이전의 평균 가속도를 저장하기 위한 평균 가속도 저장기를 나타내고, 참조번호 42는 평균 가속도 저장기(41)에 저장된 이전의 평균 가속도에 따라 평균 가속도를 계산하는 평균 가속도 계산기를 나타낸다. 도 1에 도시된 것과 동일한 참조번호가 첨부된 요소들은 제1실시예에서 이미 기술되었기 때문에, 이의 상세한 설명은 생략된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 평균 가속도 저장기(41)는 이전의 평균 가속도 Aave(i-1)를 저장한다. 시간 i에서 차량(21)의 실가속도 a(i)를 계산할 때, 평균 가속도 계산기(42)는 소정의 비율(1-k)로 이전의 평균 가속도 Aave(i-1)를 곱한다. 이 곱해진 결과는 근사치로서 현 평균 가속도 Aave(i)를 구하기 위해, 소정의 비율(k)로 가속도센서(22)의 현 출력 A(i)을 곱함으로써 획득된 값에 더해진다. 이 계산은 식(12)로 표현되는데, 시간 i에서 가속도센서(22)의 출력값은 A(i)이고, 이전의 평균 가속도는 Aave(i-1)이고, 그리고 비율은 k이다.
Figure kpo00012
제1실시예와 비슷하게, 평균 가속도 Aave(i)가 구해진 후에, 주행거리 계산기(16)는 식(6)을 사용하여 실가속도 a(i)를 계산한다.
본 실시예에 따라, 상기에서와 같이 현 평균 가속도 Aave(i)는 이전의 평균 가속도Aave(i-1)에 따라 근사치로서 계산된다. 그러므로, 평균 가속도 Aave(i)를 계산할 때, 소정의 시간주기 동안 가속도센서(22)의 다수의 출력값을 저장할 필요가 없다. 따라서, 메모리 용량을 절약하고 그리고 계산속도를 향상시킬 수 있다.
[제3실시예]
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도이다. 도 5에서, 참조번호 51은 도 2에 도시된 차량(21)의 정지를 판단하는 정지판단장치를 나타낸다. 본 실시예에서, 차량의 정지는 자이로센서(23) 또는 가속도센서(22)의 출력의 변화로부터 판단된다. 다른 방법을 정지상태를 판단하는데 사용할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 동일한 참조번호가 첨부된 요소는 이미 제1실시예에서 기술되었기 때문에, 이의 설명은 본 실시예에서 생략된다.
차량(21)의 정지상태를 고려하자. 만일 출력저장기(24)에 저장된 가속도센서 (22)의 출력데이터 중에, 정지상태에서 데이터세트의 수효가 커지게 된다면, 정지위치에서 중력가속도 성분의 비율이 높아지게 된다. 그러므로, 소정의 시간 후, 주행위치에서 평균 중력가속도 성분을 계산할 수 없다. 이 이유 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 차량(21)의 정지상태를 판단하기 위한 정지판단장치(51)가 가속도센서(22) 또는 자이로센서(23)의 출력으로부터 정지상태를 판단하기 위해 제공된다. 만일 정지판단장치(51)가 차량(21)이 정지상태에 있다는 것으로 판단한다면, 가속도센서(22)의 출력데이터가 출력저장기(24)에 저장되는 것이 금지된다.
[제4실시예]
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 차량 항법장치의 구조를 보여주는 블록도이다. 도 6에서, 참조번호 61은 도 2에 도시된 차량(21)의 가속/감속상태를 판단하는 가속/감속판단장치를 나타낸다. 가속/감속장치(61)는 소정의 시간주기 동안 가속도센서(22)의 출력의 최대값과 최소값 사이의 차이 또는 가속도센서(22)의 출력의 표준편차값에 따라, 소정의 시간주기 동안 가속도센서(22)로부터 출력된 가속도의 변화도 또는 변화비율을 판단한다. 도 1에 도시한 것과 동일한 참조번호가 첨부된 요소들은 이미 제1실시예에서 설명되었기 때문에, 본 실시예에서 이의 설명은 생략된다.
차량(21)의 가속/감속의 변화도가 작으면 작을수록, 차량(21)은 보다 일정한 속도로 주행한다. 결과적으로, 가속도센서(22)의 출력은 중력가속도 성분에 인접한 값을 나타낸다. 만일 가속/감속장치(61)가 상기의 원리로부터 가속/감속의 변화도가 작다는 것을 판단한다면, 평균 가속도 계산기(25)로 평균 가속도를 계산하기 위한 샘플링 시간이 짧아진다. 반대로, 가속/감속장치(61)가 가속/감속의 변화도가 크다는 것을 판단한다면, 평균 가속도 계산기(25)로 평균 가속도를 계산하기 위한 샘플링 시간은 길어지게 된다. 이 방식에서, 중력가속도 성분이 실제 지형적 형태에 따라 정확하게 출력될 수 있어서 주행거리 계산은 매우 정확하게 이루어질 수 있다.
본 발명은 가속도계를 사용하여 차량의 위치를 계산하는, 단순한 구조로 차량의 위치를 매우 정밀하게 계산할 수 있는 차량 항법장치를 제공한다.
또한 본 발명은 값비싼 가속도센서 또는 자이로센서를 부가적으로 사용하는 일이 없이, 가속도 측정수단의 출력데이터에 포함된 중력가속도의 주행거리 성분의 영향을 제거할 수 있어서, 정확한 주행거리를 저렴한 비용으로 구할 수 있다.
본 발명은 또한 소정의 시간에 가속도 측정수단의 출력데이터를 저장수단에 저장할 필요가 없어서, 메모리 용량을 절약할 수 있고, 이에 따라 장치비용을 저감시킨다.

Claims (16)

  1. 차량의 가속도를 측정함으로써 차량의 주행거리를 계산하는 차량 항법장치에 있어서, 소정의 시간주기(Δt) 마다 차량의 가속도를 측정하는 가속도 측정수단과; 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 다수의 출력데이터[A(i), i=1, 2,..., n]들을 저장하는 저장수단과; 상기 저장수단에 저장된 소정수의 출력데이터의 평균값[Aave(i)]을 계산하는 평균 가속도 계산수단; 그리고 상기 가속도 측정수단에 의해 측정된 가속도와 상기 평균 가속도 계산수단에 의해 계산된 평균 가속도를 토대로 다음식
    Figure kpo00013
    단, V(0)는 초기속도에 따라서 차량의 주행거리[ΔD(n)]를 계산하는 주행거리 계산수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치.
  2. 차량의 가속도와 각속도를 측정함으로써 차량의 주행거리와 위치를 계산하는 차량 항법장치에 있어서: 소정의 시간주기(Δt) 마다 차량의 가속도를 측정하는 가속도 측정수단과; 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 다수의 출력데이터[A(i), i=1, 2,..., n]들을 저장하는 저장수단과; 상기 저장수단에 저장된 소정수의 출력데이터의 평균값[Aave(i)]을 계산하는 평균 가속도계산수단과; 상기 가속도 측정수단에 의해 측정된 가속도와 상기 평균 가속도 계산수단에 의해 계산된 평균 가속도를 토대로, 다음식
    Figure kpo00014
    단, V(0)는 초기속도에 따라서 차량의 주행거리[ΔD(n)]를 계산하는 주행거리 계산수단과; 소정의 시간주기(Δt) 마다 차량의 각속도를 측정하는 각속도 측정수단과; 상기 각속도 측정수단에 의해 측정된 각속도[
    Figure kpo00015
    (i); i=1, 2, ..., n]를 토대로, 다음식
    Figure kpo00016
    단, θ(0)는 초기 방위각에 따라서 차량의 주행 방위각[θ(n)]을 계산하는 주행 방위각 계산수단과; 그리고 상기 주행거리 계산수단과 상기 주행방위각 계산수단에 의한 계산결과를 토대로, 다음식
    Figure kpo00017
    에 따라서 차량의 위치[X(n), Y(n)]를 계산하는 위치계산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저장수단은 규정된 시간주기 동안 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 저장수단은 규정된 시간주기 동안 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 평균 가속도 계산수단은 소정의 값으로 이전의 평균 가속도를 곱한 결과를 소정의 값으로 상기 가속도 측정수단의 출력을 곱한 결과에 더함으로써 평균 가속도를 근사치로서 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 평균 가속도 계산수단은 소정의 값으로 이전의 평균 가속도를 곱한 결과를 소정의 값으로 상기 가속도 측정수단의 출력을 곱한 결과에 더함으로써 평균 가속도를 근사치로서 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 차량의 정지상태를 판단하는 정지판장수단을 더 포함하고, 만일 정지판단수단이 차량이 정지상태에 있는 것으로 판단한다면, 상기 가속도 측정수단의 출력데이터가 상기 저장수단에 저장되는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정지판단수단은 상기 가속도 측정수단으로부터의 출력의 변화를 토대로 차량의 정지상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제2항에 있어서, 차량의 정지상태를 판단하는 정지판장수단을 더 포함하고, 만일 정지판단수단이 차량이 정지상태에 있는 것으로 판단한다면, 상기 가속도 측정수단의 출력데이터가 상기 저장수단에 저장되는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 정지판단수단은 상기 가속도 측정수단과 상기 각속도 측정수단 중 하나로부터의 출력의 변화를 토대로 차량의 정지상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 차량의 가속/감속상태를 판단하는 가속/감속판단수단을 더 포함하고, 상기 평균 가속도 계산수단은, 만일 상기 가속/감속판단수단이 가속/감속의 비가 소정의 값보다 작은 것으로 판단한다면 짧은 시간주기 동안 획득된, 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 사용하여 평균 가속도를 계산하고, 또한 만일 상기 가속/감속판단수단이 가속/감속비가 소정의 값보다 큰 것으로 판단한다면, 긴 시간주기 동안 획득된, 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 사용하여 평균 가속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가속/감속판단수단은 상기 가속도 측정수단의 출력데이터의 최대값과 최소값 간의 차이를 토대로 차량의 가속/감속상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 가속/감속판단수단은 상기 가속도 측정수단의 출력데이터의 표준 편차값을 토대로 차량의 가속/감속상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제2항에 있어서, 차량의 가속/감속상태를 판단하는 가속/감속판단수단을 더 포함하고, 상기 평균 가속도 계산수단은, 만일 상기 가속/감속판단수단이 가속/감속의 비가 소정의 값보다 작다는 것을 판단한다면 짧은 시간주기 동안 획득된, 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 사용하여 평균 가속도를 계산하고, 또한 만일 상기 가속/감속판단수단이 가속/감속비가 소정의 값보다 크다는 것을 판단한다면, 긴 시간주기 동안 획득된 상기 가속도 측정수단으로부터 출력된 데이터를 사용하여 평균 가속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 가속/감속판단수단은 상기 가속도 측정수단의 출력데이터의 최대값과 최소값 간의 차이를 토대로 차량의 가속/감속상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 가속/감속판단수단은 상기 가속도 측정수단의 출력데이터의 표준 편차값을 토대로 차량의 가속/감속상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1019970019294A 1996-05-20 1997-05-19 차량 항법장치 KR100270159B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP96-124200 1996-05-20
JP12420096A JP3591130B2 (ja) 1996-05-20 1996-05-20 ナビゲーション装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970076403A KR970076403A (ko) 1997-12-12
KR100270159B1 true KR100270159B1 (ko) 2000-10-16

Family

ID=14879470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970019294A KR100270159B1 (ko) 1996-05-20 1997-05-19 차량 항법장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5986583A (ko)
JP (1) JP3591130B2 (ko)
KR (1) KR100270159B1 (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6233517B1 (en) * 1996-02-27 2001-05-15 Trimble Navigation Limited Predictive model for automated vehicle recommendation system
US6454036B1 (en) * 2000-05-15 2002-09-24 ′Bots, Inc. Autonomous vehicle navigation system and method
US6575031B2 (en) * 2001-01-26 2003-06-10 Mts Systems Corporation Transducer for measuring displacement of a vehicle spindle
US6813582B2 (en) * 2002-07-31 2004-11-02 Point Research Corporation Navigation device for personnel on foot
US6842991B2 (en) * 2002-07-31 2005-01-18 Robert W. Levi Gyro aided magnetic compass
US7103471B2 (en) 2002-09-20 2006-09-05 Honeywell International Inc. Multi-mode navigation device and method
KR100526535B1 (ko) * 2003-07-22 2005-11-08 삼성전자주식회사 가속도계를 이용한 이동체의 속력측정장치 및 그 방법
DE10394295T5 (de) * 2003-10-31 2012-02-09 Fujitsu Ltd. Entfernungsberechnungsvorrichtung und Berechnungsprogramm
KR100575933B1 (ko) * 2003-12-01 2006-05-02 삼성전자주식회사 가속도계와 경로안내 데이터를 이용한 이동체의속력측정방법 및 그 장치
KR100520144B1 (ko) * 2003-12-26 2005-10-10 삼성전자주식회사 가속도계를 이용한 이동체의 속력측정 및 그 장치
JP4736866B2 (ja) * 2005-04-28 2011-07-27 株式会社デンソー ナビゲーション装置
KR100651549B1 (ko) * 2005-05-13 2007-02-28 삼성전자주식회사 이동체의 속력 측정 장치 및 방법
KR20080100028A (ko) * 2007-05-11 2008-11-14 팅크웨어(주) 센서를 이용한 주행상태 판단 방법 및 장치
KR100834723B1 (ko) * 2007-05-14 2008-06-05 팅크웨어(주) 센서를 이용한 수직적 주행상태 판단 방법 및 장치
US8112178B2 (en) * 2008-01-07 2012-02-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Robotic platform for autonomous automotive vehicle development
JP6094026B2 (ja) * 2011-03-02 2017-03-15 セイコーエプソン株式会社 姿勢判定方法、位置算出方法及び姿勢判定装置
US20130060514A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 Qualcomm Incorporated Mems accelerometer airliner takeoff and landing detection
CA2847384C (en) * 2011-09-30 2020-07-28 Ims Solutions, Inc. A method of correcting the orientation of a freely installed accelerometer in a vehicle
CN102937656B (zh) * 2012-10-30 2014-06-04 北京理工大学 超口径发射过载测试方法与测试系统
CN103322956B (zh) * 2013-02-28 2017-04-12 努比亚技术有限公司 一种利用加速度传感器计算位移的方法和移动终端
US9372344B2 (en) * 2013-04-08 2016-06-21 TaiLai Ting Driving information display device
JP6386839B2 (ja) * 2014-09-04 2018-09-05 日立建機株式会社 位置算出装置及び運搬車両
CN108120450B (zh) * 2016-11-29 2020-06-26 华为技术有限公司 一种静止状态的判断方法及装置
FR3097582B1 (fr) * 2019-06-24 2021-07-09 Continental Automotive Procédé d’activation d’une fonction d’un véhicule par ultra haute fréquence avec un équipement portable d’utilisateur et dispositif d’activation d’une fonction associé
GB2618843A (en) * 2022-05-20 2023-11-22 Appy Risk Tech Limited A method and system for generating a vehicle mileage

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357833A (en) * 1980-09-02 1982-11-09 Aga Aktiebolag Position determination equipment
JP2669889B2 (ja) * 1989-04-07 1997-10-29 住友電気工業株式会社 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置
JP3030867B2 (ja) * 1990-12-27 2000-04-10 住友電気工業株式会社 車体運動方向の推定装置
US5323152A (en) * 1992-04-15 1994-06-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus for detecting the position of a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US5986583A (en) 1999-11-16
JPH09304091A (ja) 1997-11-28
JP3591130B2 (ja) 2004-11-17
KR970076403A (ko) 1997-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100270159B1 (ko) 차량 항법장치
KR100651549B1 (ko) 이동체의 속력 측정 장치 및 방법
US6928382B2 (en) Method and apparatus for measuring speed of moving body using accelerometer
US7463953B1 (en) Method for determining a tilt angle of a vehicle
US5736923A (en) Apparatus and method for sensing motionlessness in a vehicle
JPH0553208B2 (ko)
US5935191A (en) Navigation apparatus for a vehicle
JP3804409B2 (ja) 加速度を利用した処理装置
US7032450B2 (en) Method and apparatus for measuring speed of land vehicle using accelerometer
CN100430730C (zh) 测量路面交通工具速度的方法和设备
CN112429006A (zh) 车载式路面坡度测量系统及测量方法
JPH05113342A (ja) ナビゲーシヨン装置
JPH0926328A (ja) 位置標定装置
US9791277B2 (en) Apparatus and method for measuring velocity of moving object in a navigation system
JP3331865B2 (ja) ナビゲーション装置
JP2626003B2 (ja) 路面傾斜角検出装置
KR20030037127A (ko) 네비게이션 시스템의 차량 위치 계산 방법 및 장치
KR100340209B1 (ko) 온도 보정 기능을 갖는 비접촉식 차량 항법 장치 및 온도보정 방법
JP3570121B2 (ja) ナビゲーション装置
JPH04172216A (ja) 車載用ナビゲーションシステム
JP3791074B2 (ja) ナビゲーション装置
JPH11337328A (ja) 路面測定装置
KR20000039526A (ko) 경사각 검출장치
JP4271541B2 (ja) 勾配角度検出装置および方法
JPH10153444A (ja) ナビゲーション装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080721

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee