(57)【要約】【課題】  角速度センサの感度誤差を精度よく検出可能な「角速度センサの感度誤差検出装置および方法」を提供する。【解決手段】  角速度センサ１の出力から一定時間ごとに得られるジャイロ方位およびＧＰＳ受信機３の出力から一定時間ごとに得られるＧＰＳ方位の中から、所定の条件を満たすときに出力された方位信号の組み合わせのみを選択的に抽出する一次サンプリング部６ａと、抽出した方位信号の組を用いて角速度センサ１の感度誤差を演算する感度誤差サンプル演算部６ｃおよび統計処理部６ｄとを備え、ＧＰＳ誤差を含む可能性が高い方位情報は破棄し、所定の条件を満たす精度のよい方位情報だけを選んで感度誤差を求めるようにすることにより、精度の高い感度誤差を算出することができるようにする。【選択図】        図１
2006071474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度を検出し、検出した角速度を積分して相対方位信号を出力する角速度センサを含み、上記相対方位信号から第１の方位信号を求めて一定時間ごとに出力する方位センサと、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位処理を行うことにより、上記方位センサと同じ一定時間ごとに第２の方位信号を出力するＧＰＳ受信機と、
上記一定時間ごとに出力される上記第１の方位信号および上記第２の方位信号の中から、第１の所定の条件を満たすときに出力された上記第１の方位信号および上記第２の方位信号を選択的に抽出する一次サンプリング手段と、
上記一次サンプリング手段によって抽出された上記第１の方位信号および上記第２の方位信号を用いて、上記角速度センサの感度誤差を演算する感度誤差演算手段とを備えたことを特徴とする角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項２】
上記第１の所定の条件は、上記角速度センサを搭載している車両の速度がしきい値以上であることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項３】
上記第１の所定の条件は、自立航法センサにより得られるある区間の自立航法走行距離と、上記ＧＰＳ受信機により得られる上記ある区間に相当する区間のＧＰＳ測位点間距離との差がしきい値以下であることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項４】
上記第１の所定の条件は、上記方位センサにより得られる上記第１の方位信号の過去一定期間における変化量がしきい値以下であることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項５】
上記第１の所定の条件は、上記角速度センサを搭載している車両の速度がしきい値以上であること、自立航法センサにより得られるある区間の自立航法走行距離と、上記ＧＰＳ受信機により得られる上記ある区間に相当する区間のＧＰＳ測位点間距離との差がしきい値以下であること、および上記方位センサにより得られる上記第１の方位信号の過去一定期間における変化量がしきい値以下であることの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項６】
上記感度誤差演算手段は、上記一次サンプリング手段によって抽出された第１の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記一次サンプリング手段によって抽出された第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度とから感度誤差の瞬時値である感度誤差サンプルを複数算出し、上記複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって上記感度誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項７】
上記一次サンプリング手段によって抽出された第１の方位信号および第２の方位信号の中から第２の所定の条件を満たすものを選択的に抽出する二次サンプリング手段を備え、
上記感度誤差演算手段は、上記二次サンプリング手段により抽出された第１の方位信号および第２の方位信号を使って上記複数の感度誤差サンプルを算出することを特徴とする請求項６に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項８】
上記第２の所定の条件は、上記第２の方位変化角度がしきい値以上であることを特徴とする請求項７に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項９】
上記第２の所定の条件は、上記第１の方位変化角度および上記第２の方位変化角度を求める際に対象とする一次サンプルの時間差がしきい値以下であることを特徴とする請求項７に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１０】
上記第２の所定の条件は、上記第２の方位変化角度がしきい値以下であること、および上記第１の方位変化角度および上記第２の方位変化角度を求める際に対象とする一次サンプルの時間差がしきい値以下であることの少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１１】
角速度を検出し、検出した角速度を積分して相対方位信号を出力する角速度センサを含み、上記相対方位信号から第１の方位信号を求めて一定時間ごとに出力する方位センサと、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位処理を行うことにより、上記方位センサと同じ一定時間ごとに第２の方位信号を出力するＧＰＳ受信機と、
上記方位センサから一定時間ごとに出力される上記第１の方位信号および上記ＧＰＳ受信機から一定時間ごとに出力される上記第２の方位信号の中から所定の条件を満たすものを選択的に抽出するサンプリング手段と、
上記サンプリング手段により抽出された上記第１の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記サンプリング手段により抽出された上記第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度とから感度誤差の瞬時値である感度誤差サンプルを複数算出する感度誤差サンプル演算手段と、
上記感度誤差サンプル演算手段によって算出された複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって、上記角速度センサの感度誤差を算出する統計処理手段とを備えたことを特徴とする角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１２】
上記所定の条件は、上記第２の方位変化角度がしきい値以下であることを特徴とする請求項１１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１３】
上記所定の条件は、上記第１の方位変化角度および上記第２の方位変化角度を求める際に対象とする一次サンプルの時間差がしきい値以下であることを特徴とする請求項１１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１４】
上記所定の条件は、上記第２の方位変化角度がしきい値以下であること、および上記第１の方位変化角度および上記第２の方位変化角度を求める際に対象とする一次サンプルの時間差がしきい値以下であることの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１に記載の角速度センサの感度誤差検出装置。
【請求項１５】
角速度センサによって角速度を検出し、検出した角速度を積分して相対方位信号を出力し、上記相対方位信号から更に第１の方位信号を求めて一定時間ごとに出力するとともに、ＧＰＳ受信機によってＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位処理を行うことにより、上記角速度センサと同じ一定時間ごとに第２の方位信号を出力する第１のステップと、
上記一定時間ごとに出力される上記第１の方位信号および上記第２の方位信号の中から、第１の所定の条件を満たすときに出力された上記第１の方位信号および上記第２の方位信号を選択的に抽出する第２のステップと、
上記第２のステップで抽出された上記第１の方位信号および上記第２の方位信号を用いて、上記角速度センサの感度誤差を演算する第３のステップとを有することを特徴とする角速度センサの感度誤差検出方法。
【請求項１６】
上記第３のステップは、上記第２のステップで抽出された第１の方位信号および第２の方位信号の中から第２の所定の条件を満たすものを選択的に抽出する第４のステップと、
上記第４のステップで抽出された第１の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記第４のステップで抽出された第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度とから感度誤差の瞬時値である感度誤差サンプルを複数算出する第５のステップと、
上記第５のステップで抽出された複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって上記感度誤差を算出する第６のステップとから成ることを特徴とする請求項１５に記載の角速度センサの感度誤差検出方法。
【請求項１７】
角速度センサによって角速度を検出し、検出した角速度を積分して相対方位信号を出力し、上記相対方位信号から更に第１の方位信号を求めて一定時間ごとに出力するとともに、ＧＰＳ受信機によってＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位処理を行うことにより、上記角速度センサと同じ一定時間ごとに第２の方位信号を出力する第１のステップと、
上記一定時間ごとに出力される上記第１の方位信号および上記第２の方位信号の中から所定の条件を満たすものを選択的に抽出する第２のステップと、
上記第２のステップで抽出された上記第１の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記第２のステップで抽出された上記第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度とから感度誤差の瞬時値である感度誤差サンプルを複数算出する第３のステップと、
上記第３のステップで抽出された複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって、上記角速度センサの感度誤差を算出する第４のステップとを有することを特徴とする角速度センサの感度誤差検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサの感度誤差検出装置および方法に関し、特に、角速度を検出しようとする平面が、実際に角速度センサの回転する平面と平行でなくなったときに生じる出力感度の誤差を検出する手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車載用のナビゲーション装置では、自立航法センサやＧＰＳ（Global Positioning System）受信機などを用いて車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データを記録媒体から読み出して画面上に表示する。そして、画面上の所定箇所に自車位置を示す自車位置マークを重ね合わせて表示することにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００３】
自立航法センサは、所定走行距離毎に１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する車速センサ（距離センサ）と、車両の回転角度（移動方位）を検出する振動ジャイロ等の角速度センサ（相対角速度センサ）とを含んでいる。自立航法センサは、これらの車速センサおよび角速度センサによって車両の相対位置および相対方位を検出する。
【０００４】
ここで、角速度センサは、角速度を検出しようとする平面が、実際に角速度センサの回転する平面と平行である必要がある。両者の平面が互いに平行でなくなると、角速度センサの出力感度が本来の感度からずれてしまう。これを感度誤差と呼ぶ。
【０００５】
一般的に、角速度センサは、ナビゲーション装置を水平に設置したときの出力感度で正しく進行方向が判断できるように調整してある。そのため、ナビゲーション装置の設置角度（すなわち、角速度センサ）が水平でなくなった場合には、角速度センサに加わる角速度と出力感度との関係が変化して、車両の進行方向を正しく検出することができなくなってしまう。
【０００６】
したがって、角速度センサが内蔵されたナビゲーション装置を車両に設置する場合は、ナビゲーション装置そのものを水平に設置する必要がある。ところが、特に車載用のナビゲーション装置の場合には、車内の限られたスペースを有効に活用するために、傾斜した状態で設置させることが多々ある。そして、その傾斜の度合いは、ナビゲーション装置が取り付けられる車両の種類等によって様々である。そこで、ナビゲーション装置の設置角度にある程度の傾斜があっても、傾斜分の感度補正を行うことが必要になる。
【０００７】
従来、この感度補正は、ナビゲーション装置の購入ユーザまたは販売店などが人手で行っていた。しかし、人手で行うと、感度誤差を精度よく補正することができないという問題や、多くの手間がかかるという問題があった。また、角速度センサの出力感度は、周辺温度の影響によっても大きく変動する。そのため、ナビゲーション装置の設置時に一度感度補正を行っても、車両の走行中に角速度センサが周辺温度の影響を受けると、出力感度が本来の感度から外れてしまうという問題もあった。
【０００８】
このような問題に鑑みて、角速度センサの感度誤差を人手によらず補正するための方法が既に提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２１０９７号公報
【特許文献２】特許第３３８０７２７号公報
【０００９】
特許文献１に記載の技術は、角速度センサによって逐次検出される方位の平均値と、ＧＰＳ受信機によって逐次検出される方位の平均値とを算出し、この算出した方位の平均値がほぼ一致するように、角速度センサの出力感度を調整するようにしたものである。また、特許文献２に記載の技術は、車両が旋回前後で直進していた場合に限って、旋回後の直進区間において角速度センサによって逐次検出される方位の平均値と、ＧＰＳ受信機によって逐次検出される方位の平均値とを算出し、この算出した方位の平均値を比較して角速度センサの感度誤差を補正するようにしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載の従来技術では、ＧＰＳ受信機により得られる方位データは信頼性が高いことを前提とし、このＧＰＳ方位を基準として角速度センサの感度誤差を求めているが、ＧＰＳ方位が常に正確な値を示しているとは限らない。また、上記特許文献１，２では、車両が直進しているときに角速度センサによって逐次検出された方位データを用いて感度誤差を求めているが、直進時に逐次検出される方位データの変化量は微量であり、この微量なデータでは感度誤差が顕在化しにくい。さらに、単純な平均化処理によって感度誤差を求めているので、正確な値が求まらないことが多いという問題があった。
【００１１】
なお、特許文献１では、方位の平均値だけでなく分散値も求め、計算された平均値の信頼性を分散の大きさによって判断し、信頼性が低いときには感度誤差を計算しないようにしている。また、特許文献２では、車両が旋回前と旋回後の両方で直進しており、旋回角度が所定角度より大きいとき以外には感度誤差を計算しないようにしている。このように、特許文献１，２においても、できるだけ正確な感度誤差を求める仕組みを導入している。しかしながら、定められた条件を満たさないときには全く感度誤差が計算されず、感度補正が行われないので、車両の正しい方位を検出することができなくなってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、角速度センサの感度誤差の演算精度を向上できるようにすることを目的としている。また、本発明は、感度誤差を計算することができない場面を極力なくし、感度誤差のない良好な状態をできるだけ長く維持できるようにすることも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するために、本発明では、方位センサより一定時間ごとに出力される第１の方位信号およびＧＰＳ受信機より一定時間ごとに出力される第２の方位信号の中から、第１の所定の条件を満たすときに出力された方位信号の組み合わせのみを選択的に抽出し、抽出した方位信号の組を用いて角速度センサの感度誤差を演算するようにしている。
【００１４】
本発明の他の態様では、感度誤差の演算の際に、第２の所定の条件を満たす第１の方位信号と第２の方位信号の組み合わせのみを選択的に抽出し、抽出した第１の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、抽出した第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度とから複数の感度誤差サンプルを算出し、それを統計処理するようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成した本発明によれば、ＧＰＳ誤差を含む可能性が高い方位信号や感度誤差サンプルが所定の条件を満たさずに破棄され、ＧＰＳ誤差を含む可能性が低い方位信号や感度誤差サンプルのみを選択的に用いて角速度センサの感度誤差が算出されることとなる。また、車両の旋回時などサンプル間の方位角度差がある程度大きくなるときの方位信号のみを選択的に用いることにより、角速度センサの感度誤差が顕在化され、その感度誤差を正確に算出しやすくなる。さらに、１つのサンプルに対して複数のサンプルとの間で方位変化角度を求め、これを用いて感度誤差を演算しているので、従来のような方位データの単純な平均化処理と異なり、より多くの方位変化情報を用いて感度誤差が算出されることとなる。以上により、精度の高い感度誤差を算出することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、所定の条件を満たさないときには角速度センサの感度誤差を全く計算しない従来技術と異なり、誤差を含む可能性が低く信頼性が高い方位信号や感度誤差サンプルを選択的に用いて角速度センサの感度誤差が算出されることとなるので、感度誤差を計算することができない場面は殆どなくなる。これにより、良好な信号のみを用いて感度誤差を計算して補正し、感度誤差のない良好な状態をできるだけ長く維持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による角速度センサの感度誤差検出装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の感度誤差検出装置は、自立航法センサ１、位置・方位演算部２、ＧＰＳ受信機３、メモリコントローラ４、ＲＡＭ（走行履歴記憶部）５およびプロセッサ６を備えて構成されている。この感度誤差検出装置は、例えば、車両の走行案内を行うナビゲーション装置に搭載される。
【００１８】
自立航法センサ１は、車両の現在位置を測定するためのものであり、距離センサ（車速センサ）１ａと振動ジャイロ等の角速度センサ（相対方位センサ）１ｂとを含んでいる。距離センサ１ａは、一定時間ごとに１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する。角速度センサ１ｂは、車両の走行に伴って変化する角速度を検出し、検出した角速度を積分して一定時間ごとに車両の回転角度（移動方位）を出力する。自立航法センサ１は、これらの距離センサ１ａおよび角速度センサ１ｂによって車両の相対位置および相対方位を一定時間ごとに検出し、その情報を逐次出力する。
【００１９】
位置・方位演算部２は、自立航法センサ１から出力される車両の相対位置および相対方位の情報に基づいて、絶対的な車両位置（推定車両位置）および車両方位を計算し、一定時間ごとに出力する。この位置・方位演算部２より出力される絶対方位の信号は、本発明の第１の方位信号に相当する。以下では、このように自立航法センサ１の出力に基づき計算した絶対位置および絶対方位をそれぞれジャイロ位置、ジャイロ方位と呼ぶ。なお、角速度センサ１ｂおよび位置・方位演算部２によって本発明の方位センサが構成される。
【００２０】
ＧＰＳ受信機３も車両の現在位置を測定するためのものであり、図示しない複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を図示しないＧＰＳアンテナで受信し、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および絶対方位を角速度センサ１ｂと同じ一定時間ごとに計算する（車両方位は、現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）。そして、これらの計算した車両の絶対位置および絶対方位の情報を、測位時刻と共に逐次出力する。このＧＰＳ受信機３より出力される絶対方位の信号は、本発明の第２の方位信号に相当する。以下では、ＧＰＳ受信機３の出力に基づき計算した絶対位置および絶対方位をそれぞれＧＰＳ位置、ＧＰＳ方位と呼ぶ。
【００２１】
メモリコントローラ４は、位置・方位演算部２により求められたジャイロ位置およびジャイロ方位を、自立航法センサ１による走行履歴のデータとしてＲＡＭ５に順次格納する。また、ＧＰＳ受信機３により求められたＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位を、ＧＰＳ受信機３による走行履歴のデータとしてＲＡＭ５に順次格納する。このメモリコントローラ４はまた、プロセッサ６から要求に応じて、ＲＡＭ５から走行履歴のデータを読み出してプロセッサ６に供給する。
【００２２】
図２は、ＲＡＭ５に格納される走行履歴データの例を示すイメージ図であり、図２（ａ）はＧＰＳ受信機３による走行履歴を、図２（ｂ）は自立航法センサ１による走行履歴を示している。図２（ａ）において、黒丸は一定時間ごとに（例えば１秒おき）に出力されるＧＰＳ位置を示し、矢印は一定時間ごとに（例えば１秒おき）に出力されるＧＰＳ方位を示す。ＧＰＳ方位はθgpsｎ（ｎは１，２，・・・Ｎで、Ｎは任意の整数）の記号でも表している。なお、この例において、θgpsＮは直近に出力された現在のＧＰＳ方位であり、例えばθgps１は今からＮ秒前に出力された過去のＧＰＳ方位である。
【００２３】
図２（ｂ）において、白丸は一定時間ごとに（例えば１秒おき）に出力されるジャイロ位置を示し、矢印は一定時間ごとに（例えば１秒おき）に出力されるジャイロ方位を示す。ジャイロ方位はθgyrｎ（ｎは１，２，・・・Ｎで、Ｎは任意の整数）の記号でも表している。なお、この例において、θgyrＮは直近に出力された現在のジャイロ方位であり、例えばθgyr１は今からＮ秒前に出力された過去のジャイロ方位である。
【００２４】
図２は、車両が交差点を左折しているときに、ＧＰＳ方位は比較的正確な値を示しているのに対し、角速度センサ１ｂが感度誤差を含んでいるためにジャイロ方位が正確な値からずれている様子を示している。
【００２５】
プロセッサ６は、その機能構成として、一次サンプリング部６ａ、二次サンプリング部６ｂ、感度誤差サンプル演算部６ｃおよび統計処理部６ｄを備えている。なお、感度誤差サンプル演算部６ｃおよび統計処理部６ｄによって本発明の感度誤差演算手段が構成される。
【００２６】
一次サンプリング部６ａは、一定時間ごとにＲＡＭ５に格納されたジャイロ方位θgyrｎ（第１の方位信号）およびＧＰＳ方位θgpsｎ（第２の方位信号）の中から、以下に述べる第１の所定の条件を満たすときに出力された方位信号のみを選択的に抽出する。第１の所定の条件は、次に示す（１）〜（３）の３つの条件の少なくとも１つである。どれか１つの条件で一次サンプリングを行えば良いが、好ましくは２つ、更に好ましくは３つのＡＮＤ条件で一次サンプリングを行う。
【００２７】
（１）角速度センサ１ｂを搭載している車両の速度がしきい値（例えば、１０［ｋｍ／ｈ］）以上であること。車速が低いときはＧＰＳ方位の誤差が大きくなることが多いためである。車速は、距離センサ１ａの出力から求めることが可能である。すなわち、ＲＡＭ５に走行履歴として格納されている連続するジャイロ位置間の距離をその間の時間（１秒）で割ることによって求めることができる。もちろん、連続するＧＰＳ位置間の距離をその間の時間（１秒）で割ることによって求めることも可能である。なお、位置、方位の情報に加えて車速の情報も走行履歴のデータとしてあらかじめＲＡＭ５に格納しておくようにしても良い。
【００２８】
（２）ＧＰＳの信頼度が高いこと。ＧＰＳの信頼度が低いときは、ＧＰＳ方位の誤差が大きくなることが多いためである。なお、ＧＰＳの信頼度が高いか低いかの判定方法については、例えば、本出願人が既に出願した特願２００２−１０２３５、特願２００２−１７９４８６の技術を適用することが可能である。この技術によれば、自立航法センサ１により得られるある区間の走行距離（自立航法走行距離）と、ＧＰＳ受信機３により得られる上記ある区間に相当する区間の距離（ＧＰＳ測位点間距離）との差がしきい値以下であるときに、ＧＰＳ信頼度は高いと判定することができる。なお、ここでは特願２００２−１０２３５、特願２００２−１７９４８６の技術を適用する例について説明しているが、ＧＰＳ信頼度の判定方法はこれに限定されない。
【００２９】
（３）曲率（または方位変化率）が低いこと。曲率（方位変化率）が高いときはＧＰＳ方位の誤差が大きくなることが多いためである。曲率に関しては、例えば、角速度センサ１により得られるジャイロ方位の過去一定期間（例えば過去３０ｍ）における変化量がしきい値（例えば、Ｒ３４４に相当する５度）以下であることが条件となる。また、方位変化率に関しては、例えば、角速度センサ１により得られるジャイロ方位の過去一定期間（例えば過去５秒間）における変化量がしきい値（例えば３０度（６［ｄｅｇ／ｓ］））以下であることが条件となる。
【００３０】
以上の条件に従って抽出されたデータを、以下では「一次サンプル」と呼ぶ。
なお、ここでは位置・方位演算部２により一定時間ごとに求められるジャイロ方位とＧＰＳ受信機３により一定時間毎に求められるＧＰＳ方位とを全てＲＡＭ５に一旦格納し、その中から条件に合致するものを抽出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ジャイロ方位およびＧＰＳ方位をＲＡＭ５に格納する際に一次サンプリングを行い、条件に合致するものだけを選択的にＲＡＭ５に格納するようにしても良い。
【００３１】
二次サンプリング部６ｂは、一次サンプリング部６ａによって抽出されたジャイロ方位およびＧＰＳ方位の中から、以下に述べる第２の所定の条件を満たすもののみを選択的に抽出する。第２の所定の条件は、次に示す（４）〜（５）の２つの条件の少なくとも１つである。何れか１つの条件で二次サンプリングを行えば良いが、好ましくは２つのＡＮＤ条件で二次サンプリングを行う。
【００３２】
（４）後述する第１の方位変化角度および第２の方位変化角度を求める際に対象とする２つの一次サンプルの時間差がしきい値以下であること。すなわち、現在の一次サンプルＮから対象とする一次サンプルｉ（ｉはＮ−１，Ｎ−２，・・・）までの時間がしきい値（例えば、６０秒）以下であること。演算対象とするサンプル間の時間間隔が長いと、角速度センサ１ｂのゼロ点誤差に起因するジャイロ方位の誤差が大きくなってしまうからである。なお、ゼロ点誤差とは、角速度センサ１ｂの出力電圧値が周辺温度の影響によって変動し、基準電圧値がゼロ点の真の電圧値から外れてしまうことを言う。
【００３３】
（５）現在の一次サンプルＮと対象とする一次サンプルｉ（ｉはＮ−１，Ｎ−２，・・・で、現在の一次サンプルＮから対象とする一次サンプルｉまでの時間がしきい値以下のもの）とのＧＰＳ変化角度がしきい値以上であること。好ましくは、２つのしきい値の範囲内（例えば、６０〜５４０［ｄｅｇ］）であること。ここで、ＧＰＳ変化角度は以下の（式１）で求められる。
ＧＰＳ変化角度＝θgpsＮ−θgpsｉ・・・（式１）
ＧＰＳ変化角度が小さすぎたり大きすぎたりすると、角速度センサ１ｂの感度誤差が顕在化されず、当該感度誤差を演算によって正しく求めることが困難になるからである。
【００３４】
以上の条件に従って抽出されたデータを、以下では「二次サンプル」と呼ぶ。感度誤差サンプル演算部６ｃは、二次サンプリング部６ｂによって抽出されたジャイロ方位どうしの差分を表す第１の方位変化角度（以下、ジャイロ変化角度と呼ぶ。）と、二次サンプリング部６ｂによって抽出されたＧＰＳ方位どうしの差分を表す第２の方位変化角度（上述のＧＰＳ変化角度に相当する）とから複数の感度誤差サンプル（感度誤差の瞬時値）を算出する。
【００３５】
上述したように、ＧＰＳ変化角度は（式１）によって求める。一方、ジャイロ変化角度は、次の（式２）によって求める。
ジャイロ変化角度＝θgyrＮ−θgyrｉ・・・（式２）
さらに、感度誤差サンプルは、次の（式３）によって求める。
感度誤差サンプル＝ＧＰＳ変化角度／ジャイロ変化角度・・・（式３）
ここでは、ジャイロ変化角度およびＧＰＳ変化角度がそれぞれ複数求められており、それぞれについて（式３）の演算を行うことにより、複数の感度誤差サンプルを求める。
【００３６】
統計処理部６ｄは、感度誤差サンプル演算部６ｃによって求められた複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって、角速度センサ１ｂの感度誤差を算出する。例えば、抽出された複数の感度誤差サンプルを移動平均する（例えば、１０００個の二次サンプルが得られた時点で最新の２０００平均を行う）。なお、平均値からの差が大きい感度誤差サンプル（例えば差が１５％以上の感度誤差サンプル）を異常値とみなして除外し、再度平均値を計算することにより、演算精度を上げることが可能である。
【００３７】
次に、上記のように構成した感度誤差検出装置の動作について説明する。図３は、本実施形態による角速度センサの感度誤差検出方法を示すフローチャートである。図３において、まず、角速度センサ１によって角速度を検出し、検出した角速度を積分して一定時間ごとに相対位置および相対方位の情報を位置・方位演算部２に出力する。位置・方位演算部２は、これら相対位置および相対方位の情報に基づいてジャイロ位置およびジャイロ方位を求め、メモリコントローラ４に出力する。メモリコントローラ４は、一定時間ごとに求められたジャイロ位置およびジャイロ方位をＲＡＭ５に順次格納する（ステップＳ１）。
【００３８】
また、ＧＰＳ受信機３によってＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位処理を行うことにより、角速度センサ１と同じ一定時間ごとにＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位を求めてメモリコントローラ４に出力する。メモリコントローラ４は、一定時間ごとに求められたＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位をＲＡＭ５に順次格納する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１の処理とステップＳ２の処理は、実際には同時に行われている。
【００３９】
次に、プロセッサ６の一次サンプリング部６ａは、ＲＡＭ５に格納された一定時間ごとのジャイロ方位およびＧＰＳ方位の中から、上述した第１の所定の条件（１）〜（３）を満たすときに得られていたジャイロ方位およびＧＰＳ方位の組を選択的に抽出する（ステップＳ３）。この条件判定の際に、ＲＡＭ５に格納された一定時間ごとのジャイロ位置およびＧＰＳ位置を利用する。すなわち、条件（１）における車速の演算、条件（２）における自立航法走行距離やＧＰＳ測位点間距離の演算は、ジャイロ位置およびＧＰＳ位置を利用して行う。
【００４０】
さらに、二次サンプリング部６ｂは、ステップＳ３で抽出された複数の一次サンプルの中から、上述した第２の所定の条件（４）〜（５）を満たすものを選択的に抽出する（ステップＳ４）。
【００４１】
このようにして二次サンプルが得られたら、感度誤差サンプル演算部６ｃは、当該二次サンプルとして抽出されたジャイロ方位およびＧＰＳ方位を用いて、複数の感度誤差サンプルを算出する（ステップＳ５）。すなわち、二次サンプリング部６ｂにより抽出されたジャイロ方位どうしの差分を表すジャイロ変化角度と、二次サンプリング部６ｂにより抽出されたＧＰＳ方位どうしの差分を表すＧＰＳ変化角度とから、（式１）〜（式３）に基づき複数の感度誤差サンプルを算出する。
【００４２】
そして、統計処理部６ｄは、感度誤差サンプル演算部６ｃにより求められた複数の感度誤差サンプルを統計処理することによって、角速度センサ１ｂの感度誤差を算出する（ステップＳ６）。
【００４３】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、角速度センサ１の出力から一定時間ごとに得られるジャイロ方位およびＧＰＳ受信機３の出力から一定時間ごとに得られるＧＰＳ方位の中から、第１の所定の条件を満たすときに出力されたジャイロ方位とＧＰＳ方位との組み合わせのみを一次サンプルとして抽出している。さらに本実施形態では、抽出した一次サンプルの中から、第２の所定の条件を満たすもののみを更に二次サンプルとして抽出し、抽出した二次サンプルのみを使って角速度センサ１ｂの感度誤差を演算するようにしている。
【００４４】
これにより、ＧＰＳ方位誤差やジャイロ方位誤差を含む可能性が高い方位信号や感度誤差サンプルが所定の条件を満たさずに破棄され、誤差を含む可能性が低い方位信号や感度誤差サンプルのみを選択的に用いて角速度センサ１の感度誤差を算出することができる。また、車両の旋回時などにおいてサンプル間のＧＰＳ方位変化角度がある程度大きくなるときの方位信号のみを選択的に用いることにより、角速度センサ１ｂの感度誤差がジャイロ方位変化角度の情報中に顕在化され、その感度誤差を正確に算出しやすくすることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、現在のサンプルＮに対して過去の複数のサンプルｉ（ｉ＝Ｎ−１，Ｎ−２，・・・）との間で方位変化角度を求めているので、１つの現在サンプルＮに対して多くの方位変化情報が凝縮された形となっている。つまり、方位データの単純な平均化処理によって１つのサンプルを得るようになされている特許文献１，２の従来技術と異なり、数多くの二次サンプルを得て感度誤差を算出することができる。
【００４６】
以上により、感度誤差の演算精度を向上させることができる。これにより、角速度センサ１ｂの感度誤差を精度よく補正し、自立航法センサ１による方位検出精度を向上させることができる。これにより、ナビゲーション装置全体での自車位置の測定精度が向上する。
【００４７】
また、本実施形態によれば、所定の条件を満たさないときには角速度センサの感度誤差を全く計算しない特許文献１，２の従来技術と異なり、上述の条件（１）〜（５）を満たす方位信号や感度誤差サンプルがあれば、それを用いて角速度センサ１ｂの感度誤差を算出することができる。これにより、感度誤差を計算することができない場面は殆どなくなる。したがって、良好な方位信号のみを用いて感度誤差を計算して補正し、角速度センサ１ｂに感度誤差のない良好な状態をできるだけ長く維持することができるようになる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、条件（１）〜（３）に基づく一次サンプリングの後に条件（４）〜（５）に基づく二次サンプリングを行い、抽出された二次サンプルを用いて感度誤差サンプルを演算する例について説明したが、これに限定されない。例えば、条件（１）〜（３）に基づく一次サンプリングの後に条件（４）の時間範囲内で複数の感度誤差サンプルを演算し、算出された複数の感度誤差サンプルの中から条件（５）に基づく二次サンプリングを行うようにしても良い。
【００４９】
また、上記実施形態では、一次サンプリングと二次サンプリングとの両方を行う例について説明したが、何れか一方のみのサンプリングを行う例も本発明に含まれる。何れか一方のみのサンプリングであっても、特許文献１，２の従来技術に比べれば精度の高い感度誤差を算出することができる。
【００５０】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、角速度センサの感度誤差を求めるための感度誤差検出装置および方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態による角速度センサの感度誤差検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ＲＡＭに格納される走行履歴データの例を示すイメージ図である。
【図３】本実施形態による角速度センサの感度誤差検出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  自立航法センサ
１ａ  距離センサ
１ｂ  角速度センサ
２  位置・方位演算部
３  ＧＰＳ受信機
４  メモリコントローラ
５  ＲＡＭ（走行履歴格納部）
６  プロセッサ
６ａ  一次サンプリング部
６ｂ  二次サンプリング部
６ｃ  感度誤差サンプル演算部
６ｄ  統計処理部
【図１】
2006071474.tif 000003
【図２】
2006071474.tif 000004
【図３】
2006071474.tif 000005