(57)【要約】【課題】  角速度センサのゼロ点誤差を精度よく検出可能な「角速度センサのゼロ点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のゼロ点誤差を演算するゼロ点誤差サンプル演算部６ｂおよび統計処理部６ｄとを備え、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ゼロ点誤差を求めるようにすることにより、精度の高いゼロ点誤差を算出することができるようにする。【選択図】        図１
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【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ゼロ点誤差を演算するゼロ点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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【請求項６】
上記ゼロ点誤差演算手段は、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の方位変化角度との対応関係からゼロ点誤差の瞬時値であるゼロ点誤差サンプルを複数算出し、上記複数のゼロ点誤差サンプルを統計処理することによって上記ゼロ点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ゼロ点誤差検出装置。
【請求項７】
上記ゼロ点誤差演算手段によって算出される複数のゼロ点誤差サンプルの中から第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、
上記ゼロ点誤差演算手段は、上記二次サンプリング手段により抽出された複数のゼロ点誤差サンプルを使って上記統計処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の角速度センサのゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【請求項９】
上記第２の所定の条件は、上記ゼロ点誤差サンプルの値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ゼロ点誤差検出装置。
【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、および上記ゼロ点誤差サンプルの値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ゼロ点誤差検出装置。
【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の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記ＧＰＳ受信機から一定時間ごとに出力される上記第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度との対応関係からゼロ点誤差の瞬時値であるゼロ点誤差サンプルを複数算出するゼロ点誤差サンプル演算手段と、
上記ゼロ点誤差サンプル演算手段によって算出される複数のゼロ点誤差サンプル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複数のゼロ点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ゼロ点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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差検出装置。
【請求項１３】
上記所定の条件は、上記ゼロ点誤差サンプルの値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ゼロ点誤差検出装置。
【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、および上記ゼロ点誤差サンプルの値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ゼロ点誤差検出装置。
【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ゼロ点誤差を演算する第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ゼロ点誤差検出方法。
【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の方位変化角度との対応関係からゼロ点誤差の瞬時値であるゼロ点誤差サンプルを複数算出する第４のステップと、
上記第４のステップで算出された複数のゼロ点誤差サンプルの中から第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ゼロ点誤差サンプルを統計処理することによって上記ゼロ点誤差を算出する第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ゼロ点誤差検出方法。
【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の方位信号どうしの差分を表す第１の方位変化角度と、上記一定時間ごとに出力される上記第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度との対応関係からゼロ点誤差の瞬時値であるゼロ点誤差サンプルを複数算出する第２のステップと、
上記第２のステップで算出された複数のゼロ点誤差サンプル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ゼロ点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ゼロ点誤差を算出する第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ゼロ点誤差検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサのゼロ点誤差検出装置および方法に関し、特に、角速度センサの静止時以外にゼロ点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】
一般に、角速度センサは、これを搭載した車両が静止状態にあるとき（車速センサの出力が０である時点）における出力電圧を基準電圧とみなして、これに対する偏移から角速度を得るという、ゼロ点補正と呼ばれる補正方法を採用している。ところが、角速度センサの出力電圧値は、周辺温度の影響によって大きく変動する。そのため、ゼロ点補正を行えない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、前回の静止時に取得した基準電圧値がゼロ点の真の電圧値から大きく外れてしまうといった、いわゆるゼロ点誤差を生じる。
【０００５】
ゼロ点誤差が生じると、角速度センサを用いて得られる車両方位の信号には、誤差が多く含まれることになる。角速度センサを用いた自立航法センサでは、角速度センサから出力される角速度を積分して方位を求めるという仕組みをとっているため、ゼロ点誤差が方位誤差として累積してしまうからである。したがって、角速度センサで検出する方位誤差をできるだけ小さくするためには、車両の走行中におけるゼロ点誤差をできるだけ小さくすることが望まれる。
【０００６】
このような課題に鑑みて、従来、車両の走行中におけるゼロ点誤差をできるだけ小さくすることを目的とした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術では、車両の走行中に角速度センサによる方位変化量とＧＰＳ受信機による方位変化量との組を所定数（例えば６０組）取り込む。そして、ＧＰＳ受信機による方位変化量をｘ軸、角速度センサによる方位変化量をｙ軸とした座標上に各組のデータをプロットして、プロットされた各点から最小自乗法によって当て嵌めた直線「ｙ＝ａｘ＋ｂ」を算出する。この直線のｙ軸との交点のｙ座標値ｂをゼロ点誤差として求め、ゼロ点補正をする。
【特許文献１】特開平１０−２０６１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、角速度センサにより得られる方位変化量のデータとＧＰＳ受信機により得られる方位変化量のデータとの組を何の考慮もなく全て用い、しかも最小自乗法という単純な処理によって、角速度センサによる方位変化量とＧＰＳ受信機による方位変化量との関係を表す直線を推定している。そのため、推定される直線に誤差が多く含まれ、ゼロ点誤差を正確に算出することができないという問題があった。
【０００８】
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、ゼロ点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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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ゼロ点誤差を演算するようにしている。
【００１０】
本発明の他の態様では、ゼロ点誤差の演算の際に、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、第２の方位信号どうしの差分を表す第２の方位変化角度との対応関係から算出される複数のゼロ点誤差サンプルの中から、第２の所定の条件を満たすもののみを選択的に抽出し、抽出した複数のゼロ点誤差サンプルを使って統計処理を行うようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した本発明によれば、誤差を含む可能性が高い方位信号やゼロ点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ゼロ点誤差サンプルのみを選択的に用いて角速度センサのゼロ点誤差が算出されることとなるので、精度の高いゼロ点誤差を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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ゼロ点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、本実施形態のゼロ点誤差検出装置は、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。このゼロ点誤差検出装置は、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２は、車両が直線の道路を走行しているときに、ＧＰＳ方位は比較的正確な値を示しているのに対し、ジャイロ方位は時間と共に値がずれていく（ゼロ点誤差が大きくなっていく）様子を示している。
【００２０】
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、ゼロ点誤差サンプル演算部６ｂ、二次サンプリング部６ｃおよび統計処理部６ｄを備えている。なお、ゼロ点誤差サンプル演算部６ｂおよび統計処理部６ｄによって本発明のゼロ点誤差演算手段が構成される。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
ゼロ点誤差サンプル演算部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、一次サンプリング部６ａ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（以下、ＧＰＳ変化角度と呼ぶ。）との対応関係から複数のゼロ点誤差サンプルを算出する。この演算内容を、図２を参照して説明する。
【００２７】
ジャイロ変化角度は、次の（式１）によって求める。
ジャイロ変化角度＝θgyrＮ−θgyrｉ（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（例えば、６０秒）以下のもの）・・・（式１）
また、ＧＰＳ変化角度は、次の（式２）によって求める。
ＧＰＳ変化角度＝θgpsＮ−θgpsｉ（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（例えば、６０秒）以下のもの）・・・（式２）
【００２８】
なお、ｉの値にしきい値を設けているのは、ゼロ点補正の追従性を考慮してのことである。すなわち、ｉの値にしきい値を設けることにより、一定の時間ごとに角速度センサ１ｂのゼロ点誤差を求めてゼロ点補正を行うことが可能となる。
【００２９】
さらに、ゼロ点誤差サンプルは、次の（式３）によって求める。
ゼロ点誤差サンプル＝（ジャイロ変化角度−ＧＰＳ変化角度）／一次サンプルの時間差・・・（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、複数のゼロ点誤差サンプルを求める。
【００３０】
図３は、（式３）の意味を説明するための図である。図３において、符号３１で示す点線は、車両の前回の静止時に取得した直近のゼロ点の出力電圧値である。一方、符号３２で示す実線は、車両の走行中に角速度センサ１が周辺温度の影響を受けて変化するゼロ点の真の電圧値である。本実施形態では、上述の条件（１）〜（３）に従って一次サンプリングを行っているため、ＧＰＳ変化角度はほぼ正確な値を示しており、角速度センサ１ｂで言うならばゼロ点が変化しない点線３１に相当するものとなる。一方、角速度センサ１ｂの出力が周囲温度の影響を受けて変化すると、ゼロ点が変化するため、ジャイロ変化角度は実線３２に相当するものとなる。よって、（式３）のようにジャイロ変化角度とＧＰＳ変化角度との差をとって一次サンプルの時間差で割ることにより、ゼロ点誤差の瞬時値を得ることができる。これがゼロ点誤差サンプルである。
【００３１】
二次サンプリング部６ｃは、ゼロ点誤差サンプル演算部６ｂによって算出される複数のゼロ点誤差サンプルの中から、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）現在の一次サンプルＮと対象とする一次サンプルｉとのＧＰＳ変化角度がしきい値（例えば４５［ｄｅｇ］）以下であること。ＧＰＳ変化角度が大きいと角速度センサ１ｂの感度誤差が大きくなることが多いためである。なお、感度誤差とは、角速度センサ１ｂの取付角度と車両の傾きによる角速度センサ１ｂの出力の変化を表すものである。
【００３３】
（５）演算されたゼロ点誤差サンプルがしきい値（例えば１［ｄｅｇ／ｓ］）以下であること。ゼロ点誤差サンプルの値が他に比べて極端に大きいときは、それは異常値である可能性が高く、これを含めてゼロ点誤差を演算すると却って精度が悪くなる可能性があるからである。
【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。統計処理部６ｄは、二次サンプリング部６ｃによって抽出された複数のゼロ点誤差サンプル（二次サンプル）を統計処理することによって、角速度センサ１ｂのゼロ点誤差を算出する。例えば、二次サンプルとして抽出された複数のゼロ点誤差サンプルを移動平均する（例えば、５００個の二次サンプルが得られた時点で最新の１０００平均を行う）。なお、平均値からの差が大きい二次サンプル（例えば差が１５％以上の二次サンプル）を除外して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。
【００３５】
次に、上記のように構成したゼロ点誤差検出装置の動作について説明する。図４は、本実施形態による角速度センサのゼロ点誤差検出方法を示すフローチャートである。図４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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
このようにして一次サンプルが得られたら、ゼロ点誤差サンプル演算部６ｂは、当該一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、複数のゼロ点誤差サンプルを算出する（ステップＳ４）。すなわち、一次サンプリング部６ａ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、一次サンプリング部６ａにより抽出されたＧＰＳ方位どうしの差分を表すＧＰＳ変化角度との対応関係から、（式１）〜（式３）に基づき複数のゼロ点誤差サンプルを算出する。
【００３９】
さらに、二次サンプリング部６ｃは、ステップＳ４で算出された複数のゼロ点誤差サンプルの中から、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Ｓ５）。そして、統計処理部６ｄは、二次サンプリング部６ｃにより抽出された複数のゼロ点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のゼロ点誤差を算出する（ステップＳ６）。
【００４０】
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抽出し、抽出した方位情報のみを利用して角速度センサ１のゼロ点誤差を演算するようにしている。
【００４１】
さらに本実施形態では、ジャイロ変化角度とＧＰＳ変化角度との対応関係から算出される複数のゼロ点誤差サンプルの中から、第２の所定の条件を満たすもののみを選択的に抽出し、抽出したゼロ点誤差サンプルのみを使って角速度センサ１ｂのゼロ点誤差を演算するようにしている。
【００４２】
これにより、誤差を含む可能性が高い方位信号やゼロ点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ゼロ点誤差サンプルのみを選択的に用いて角速度センサ１のゼロ点誤差を算出することができ、ゼロ点誤差の演算精度を向上させることができる。
【００４３】
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、連続するサンプル間で単純に方位変化量を求める特許文献１の従来技術に比べて、同じサンプリング時間内でも格段に多い数のサンプルを用いてゼロ点誤差を求めることができ、ゼロ点誤差の演算精度を更に向上させることができる。
【００４４】
以上により、車両の走行中でも角速度センサ１ｂのゼロ点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。
【００４５】
なお、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の従来技術に比べれば精度の高いゼロ点誤差を算出することができる。
【００４６】
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】
【００４７】
本発明は、角速度センサの非静止状態でもゼロ点誤差を求めることを可能としたゼロ点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】
【００４８】
【図１】本実施形態による角速度センサのゼロ点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】ゼロ点誤差サンプルを求める（式３）の意味を説明するための図である。
【図４】本実施形態による角速度センサのゼロ点誤差検出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
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  ゼロ点誤差サンプル演算部
６ｃ  二次サンプリング部
６ｄ  統計処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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