(57)【要約】【課題】簡易及び安価な構成で、車両の速度を正確に計測することができる速度計測装置等を提供する。【解決手段】速度計測装置１の加速度計測部１１１が計測した加速度の大きさの計測値を計測値バッファ１２１に記憶させ、標準偏差計算部１１２が加速度の大きさの標準偏差を計算する。予め、速度計測装置１を設置した車両を任意の定速度で走行させたときの標準偏差を取得し、速度と標準偏差とを表す関数を導出し、記憶部１２に関数データ１２２を記憶させておく。実測時には、速度計算部１１３が、標準偏差計算部１１２が計算した標準偏差を、関数データ１２２が示す関数に代入することにより速度を計算する。【選択図】図３
2018066615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備える加速度センサと、
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得部と、
前記加速度取得部が取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算部と、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶部と、
実測時に前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力部と、
を備える速度計測装置。
【請求項２】
前記加速度取得部は、前記加速度センサより加速度ベクトルを取得し、
前記ばらつき量計算部が前記ばらつき量を計算する前記加速度の大きさは、前記加速度ベクトルの鉛直方向成分の大きさである、
請求項１に記載の速度計測装置。
【請求項３】
前記加速度センサの姿勢を計算する姿勢計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢に基づいて、前記加速度センサの計測軸に対する鉛直方向ベクトルを計算する鉛直方向計算部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記鉛直方向計算部が計算した前記鉛直方向ベクトルを用いて前記加速度ベクトルの前記鉛直方向成分の大きさの前記ばらつき量を計算する、
請求項２に記載の速度計測装置。
【請求項４】
車両に備える角速度センサと、
前記加速度センサ及び前記角速度センサの姿勢を計算する姿勢計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢と、前記角速度センサが出力する角速度ベクトルに基づいて進行方向ベクトルを計算する進行方向計算部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記進行方向計算部が計算した前記進行方向ベクトルを用いて前記加速度ベクトルの進行方向成分の大きさの前記ばらつき量を計算する、
請求項１に記載の速度計測装置。
【請求項５】
車両に備える角速度センサと、
前記加速度センサ及び前記角速度センサの姿勢を計算する姿勢計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢に基づいて、前記加速度センサの計測軸に対する鉛直方向ベクトルを計算する鉛直方向計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢と、前記角速度センサが出力する角速度ベクトルに基づいて前記加速度センサの計測軸に対する進行方向ベクトルを計算する進行方向計算部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記鉛直方向ベクトルを用いて計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分の大きさの鉛直方向成分ばらつき量と、前記進行方向ベクトルを用いて計算した前記加速度ベクトルの進行方向成分の大きさの進行方向成分ばらつき量と、の和である前記ばらつき量を計算する、
請求項１に記載の速度計測装置。
【請求項６】
前記ばらつき量は、標準偏差である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の速度計測装置。
【請求項７】
前記ばらつき量は、分散値である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の速度計測装置。
【請求項８】
請求部１から７のいずれか１項に記載の速度計測装置が計測した速度を積分することにより、前記速度計測装置を備えた前記車両の位置を出力する、
位置計測装置。
【請求項９】
車両に備える加速度センサの出力に基づいて前記車両の速度を計測する速度計測方法であって、
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得ステップと、
前記加速度取得ステップで取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算ステップと、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算ステップで計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶ステップと、
実測時に前記ばらつき量計算ステップで計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力ステップと、
を有する速度計測方法。
【請求項１０】
車両に備える加速度センサに通信可能に接続されたコンピュータを
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得部、
前記加速度取得部が取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算部、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶部、
実測時に前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力部、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度を計測する速度計測装置、車両の位置を計測する位置計測装置、速度計測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な車両の速度を計測する装置があり、最も汎用的なものは、車輪に備えたパルスメータにより車輪の回転数を計測し、この回転数と車輪の径から算出するものである。これらに加えて、近年は、外部に照射した光や音の反射波を測定しドップラ効果を利用して速度を求める速度計測装置や、ＧＰＳ等の位置情報を利用して計測する速度計測装置が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１に記載の計測装置は、鉄道車両の速度を計測する装置であって、レーザ光をレール敷設側の物体に照射し、それら物体からの散乱光を受光してドップラ信号を抽出し、このドップラ信号から対地速度を計測できると説明している。また、特許文献２に記載の歩容計測装置は、ユーザが携帯する携帯端末を利用してユーザの移動速度を計測する装置であって、加速度の積算値がしきい値を超えている場合に、速度計測部がユーザの位置情報の変化量と単位計測期間の長さをもとにユーザの移動速度を計算することができると説明している。
【０００４】
その他の方法として、移動体の速度を計測するために、加速度センサが検出する振動の周波数解析によって計測する方法も提案されている（例えば、特許文献３）。特許文献３に記載の速度検出装置は、移動体の金属部分に加速度センサを取り付け、加速度センサによって検出される移動体の振動スペクトラム成分のうち、高周波成分に基づいて移動体の速度を検出することができると説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−６１６１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５８５０５号公報
【特許文献３】特許第２８５６３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
比較的狭い領域で移動する手押し台車、キャリーカート、フォークリフト等の運搬車両は、車輪にパルスメータを備えていない場合が多い。このような場合は、従来の光を外部に照射してその反射波を測定する方法、又は、位置情報の変化量に基づいて計測する方法が考えられるが、発光装置、受光装置、アンテナ等の装置を設置する必要があり、コストが高くなる要因であった。また、建物内では位置情報を受信できないという問題もあった。
【０００７】
また、加速度センサにより検出する振動スペクトラムに基づいて速度を計測する方法も、車両の振動は多くの要因があり、速度に対して一様な対応関係を有する周波数成分を選択するのが困難であり、正確に速度が計測できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易及び安価な構成で、車両の速度を正確に計測することができる速度計測装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る速度計測装置は、
車両に備える加速度センサと、
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得部と、
前記加速度取得部が取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算部と、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶部と、
実測時に前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記加速度取得部は、前記加速度センサより加速度ベクトルを取得し、
前記ばらつき量計算部が前記ばらつき量を計算する前記加速度の大きさは、前記加速度ベクトルの鉛直方向成分の大きさであってもよい。
【００１１】
前記加速度センサの姿勢を取得する姿勢取得部と、
前記姿勢取得部が取得した姿勢に基づいて、前記加速度センサの計測軸に対する鉛直方向ベクトルを取得する鉛直方向取得部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記鉛直方向取得部が取得した前記鉛直方向ベクトルを用いて前記加速度ベクトルの前記鉛直方向成分の大きさの前記ばらつき量を計算してもよい。
【００１２】
車両に備える角速度センサと、
前記加速度センサ及び前記角速度センサの姿勢を取得する姿勢取得部と、
前記姿勢取得部が取得した姿勢と、前記角速度センサが出力する角速度ベクトルに基づいて進行方向ベクトルを取得する進行方向取得部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記進行方向取得部が取得した前記進行方向ベクトルを用いて前記加速度ベクトルの進行方向成分の大きさの前記ばらつき量を計算してもよい。
【００１３】
車両に備える角速度センサと、
前記加速度センサ及び前記角速度センサの姿勢を計算する姿勢計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢に基づいて、前記加速度センサの計測軸に対する鉛直方向ベクトルを計算する鉛直方向計算部と、
前記姿勢計算部が計算した姿勢と、前記角速度センサが出力する角速度ベクトルに基づいて前記加速度センサの計測軸に対する進行方向ベクトルを計算する進行方向計算部と、を更に備え、
前記ばらつき量計算部は、前記鉛直方向ベクトルを用いて計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分の大きさの鉛直方向成分ばらつき量と、前記進行方向ベクトルを用いて計算した前記加速度ベクトルの進行方向成分の大きさの進行方向成分ばらつき量と、の和である前記ばらつき量を計算してもよい。
【００１４】
前記ばらつき量は、標準偏差であってもよい。
【００１５】
前記ばらつき量は、分散値であってもよい。
【００１６】
また、本発明の第２の観点に係る位置計測装置は、
第１の観点に係る速度計測装置が計測した速度を積分することにより、前記速度計測装置を備えた前記車両の位置を出力することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第３の観点に係る速度計測方法は、
車両に備える加速度センサの出力に基づいて前記車両の速度を計測する速度計測方法であって、
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得ステップと、
前記加速度取得ステップで取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算ステップと、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算ステップで計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶ステップと、
実測時に前記ばらつき量計算ステップで計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力ステップと、
を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第４の観点に係るプログラムは、
車両に備える加速度センサに通信可能に接続されたコンピュータを
前記加速度センサが出力する加速度の情報を取得する加速度取得部、
前記加速度取得部が取得した前記加速度の大きさのばらつき量を計算するばらつき量計算部、
予め前記車両を走行させることにより前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量と、速度との関係を示す関数情報を記憶する記憶部、
実測時に前記ばらつき量計算部が計算した前記ばらつき量を前記関数情報が示す関数に代入することにより前記速度を出力する速度出力部、
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡易及び安価な構成で、車両の速度を正確に計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る速度計測装置を設置した車両を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る速度計測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】速度計測装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】関数導出処理のフローチャートである。
【図５】速度計測処理のフローチャートである。
【図６】位置計測装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る速度計測装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】速度計測処理のフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態３に係る速度計測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】速度計測装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】速度計測処理のフローチャートである。
【図１２】速度と標準偏差との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施形態１に係る速度計測装置１を設置した車両を示す図である。本実施形態では、図１に示すように屋内又は狭小な領域で走行するフォークリフト等の車両１００に速度計測装置１を設置した場合について説明する。
【００２２】
速度計測装置１は、速度計測処理のプログラムがインストールされた任意の情報処理装置から構成される。
【００２３】
本実施形態に係る速度計測装置１は、加速度センサの出力に基づいて速度を計測する情報処理装置である。図２は、速度計測装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、速度計測装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、通信部１４と、加速度センサ１５と、を備える。制御部１１は、記憶部１２、表示部１３及び通信部１４と互いに接続され、加速度センサ１５は、通信部１４を介して制御部１１に接続されている。また、通信部１４は、任意の通信手段により外部機器と接続することができる。本実施形態ではキャリブレーション装置２と接続されている。
【００２４】
制御部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を備える。ＲＯＭは、各種初期設定、ハードウェアの検査、プログラムのロード等を行うための初期プログラム等を記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵが実行する各種ソフトウェアプログラム、これらのソフトウェアプログラムの実行に必要なデータ等を一時的に記憶するワークエリアとして機能する。ＣＰＵは、様々な処理及び演算を実行する中央演算処理部である。
【００２５】
記憶部１２は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性メモリから構成される。記憶部１２は、その一部の記憶領域が加速度センサ１５の計測値を上書き保存する計測値バッファ１２１として用いられ、その他の記憶領域に速度を算出するための関数データ１２２及び速度計測処理プログラム等の各種プログラムを記憶する。
【００２６】
計測値バッファ１２１は、例えば、スカラー値（実数）を所定の個数分だけ格納する１次元バッファであり、加速度センサ１５の計測値を格納する。所定の個数分を超えて入力された場合は、既に格納されているデータのうち、最も古いデータから順に上書き保存される仕組みを備えている。
【００２７】
表示部１３は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等のような表示デバイスを備える。表示部１３は、制御部１１から速度計測結果を示す信号を取得して表示デバイスの画面に数字又は画像を出力する。
【００２８】
通信部１４は、有線又は無線の複数の通信手段を備える。通信部１４は加速度センサ１５から出力される加速度ベクトルのデータを取得し、制御部１１に出力する。また、通信部１４は、制御部１１から出力される計算結果をキャリブレーション装置２に送信し、キャリブレーション装置２からキャリブレーション結果を受信し、制御部１１に出力する。
【００２９】
加速度センサ１５は、互いに直交する３つの計測軸を有する３次元の加速度ベクトルを計測するセンサである。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電子機械システム）の加速度センサから構成される。加速度センサ１５は、３次元の加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分を出力するとともに、各出力データ間の時間差Δｔを出力する。
【００３０】
速度計測装置１の制御部１１は、記憶部１２に記憶している速度計測処理プログラムを実行することにより、図３に示すように、加速度計測部１１１、標準偏差計算部１１２、速度計算部１１３として機能する。
【００３１】
加速度計測部１１１は、加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータを取得し、取得したデータから加速度ベクトルの大きさを計測する。そして、加速度計測部１１１は得られた計測値を計測値バッファ１２１に記憶させる。計測値バッファ１２１には所定の個数分のデータが格納されるため、所定の個数を超えて入力される場合は、既に格納されているデータのうち、最も古いデータから順に上書き保存される。つまり、計測値バッファ１２１には、常に所定の個数以下の計測値が格納されている。
【００３２】
標準偏差計算部１１２は、計測値バッファ１２１に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する。標準偏差計算部１１２は、速度計測装置１のキャリブレーション時には、計算した標準偏差を通信部１４に出力し、通信部１４はキャリブレーション装置２に標準偏差を送信する。
【００３３】
標準偏差計算部１１２が計算する標準偏差σは以下の式（１）で表される。
【００３４】
【数１】
2018066615.tif 000003
【００３５】
ここで、加速度センサが検知する加速度の変化は、様々な事象が要因となっている。車輪は、回転軸である車軸の周りにボールを配置したベアリング構造を有することによりスムーズに回転するが、このベアリングを構成するボールの回転による振動が高周波数帯域に生じる。この振動のばらつき量は、車両１００の速度に対して一様に変化する。よって、速度は、加速度の標準偏差σを引数とした関数で表すことができる。キャリブレーション装置２は、実測前のキャリブレーション時に車両を定速度で数回走行させ、そのとき加速度センサ１５が検出した加速度の大きさの標準偏差を求め、速度と標準偏差との関係を表す関数を求める。そしてその関数を示す関数データ１２２を速度計測装置１に送信する。
【００３６】
標準偏差計算部１１２は、速度計測装置１の実測時には、計算した標準偏差を速度計算部１１３に出力する。実測前のキャリブレーション時に、通信部１４はキャリブレーション装置２から速度を計算するために用いる関数データ１２２を受信し、記憶部１２に記憶する。速度計算部１１３は、関数データ１２２により示される、標準偏差を引数とする関数に、標準偏差計算部１１２から入力される標準偏差を代入し速度を計算する。そして、計算して得られた速度を表示部１３に出力し、表示部１３が速度を表示する。
【００３７】
以上のように構成された速度計測装置１の動作について図４、５に示すフローチャートに沿って説明する。図４は、速度計測処理で用いる関数を導出する関数導出処理のフローチャートである。図５は、速度計測処理のフローチャートである。
【００３８】
図４の関数導出処理は、キャリブレーション装置２で実行する処理である。キャリブレーション装置２は、実測前の事前調整の段階において、速度計測装置１を実装した車両１００を任意の速度で定速度走行させ、その際速度計測装置１が計算し送信する標準偏差のデータを取得し、速度と標準偏差の関係を表す関数を求める。
【００３９】
キャリブレーション時の車両１００の速度の計測は、従来の任意の方法で行う。ここでは、車両１００を予め距離を計測しておいた２点間を定速度で走行させ（ステップＳ１０１）、２点間を通過するのに要した時間と、２点間の距離から速度を計算する（ステップＳ１０２）。
【００４０】
２点間を走行させたとき、速度計測装置１の加速度計測部１１１は加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータを取得し、取得したデータから加速度ベクトルの大きさを計測する。そして、加速度計測部１１１は得られた計測値を計測値バッファ１２１に格納する。
【００４１】
標準偏差計算部１１２は、計測値バッファ１２１に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する。計算した標準偏差を通信部１４に出力し、通信部１４はキャリブレーション装置２に送信する。
【００４２】
キャリブレーション装置２は、速度計測装置１から標準偏差計算部１１２が計算した加速度の大きさの標準偏差を受信する（ステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０２で計算した速度とステップＳ１０３で受信した標準偏差のデータを記憶する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
車両は異なる速度の定速度走行を繰り返し行うが、予め定めた予定数の計測が終了したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、予定数の計測が終了していない場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０４までの処理を繰り返し実行する。予定数の計測が終了した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、速度と標準偏差との関係を表す関数を導出し、その関数の係数からなる関数データ１２２を速度計測装置１へ送信する（ステップＳ１０６）。
【００４４】
速度と標準偏差は線形関係があるため、速度と標準偏差をプロットしたものに近似する一次関数を求める。一次関数の導出方法は従来の任意の方法でよく、例えば最小二乗法を用いて導出する。
【００４５】
速度計測装置１の通信部１４は、キャリブレーション装置２から送信された関数データ１２２を受信し、記憶部１２に記憶する。
【００４６】
記憶部１２に関数データ１２２が記憶された状態で、図５に示す速度計測処理を実行する。まず、速度計測装置１の加速度計測部１１１は加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータを取得し、取得したデータから加速度ベクトルの大きさを計測する。そして、加速度計測部１１１は得られた計測値を計測値バッファ１２１に格納する（ステップＳ２０１）。
【００４７】
標準偏差計算部１１２は、計測値バッファ１２１に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する（ステップＳ２０２）。次に、速度計算部１１３は、関数データ１２２を読み込み、関数データ１２２が示す関数に、標準偏差計算部１１２が計算した加速度の大きさの標準偏差を代入して速度を計算する（ステップＳ２０３）。そして、表示部１３にステップＳ２０３で計算した速度を表示する（ステップＳ２０４）。
【００４８】
このようにして、加速度センサ１５の出力に基づいて、速度を計算し表示させることができる。
【００４９】
なお、速度計測装置１に、速度計算部１１３で計算した速度に基づいて、車両１００の位置を計算して出力する機能を追加して、位置計測装置３を構成することもできる。図６は位置計測装置３の機能構成を示すブロック図である。位置計測装置３は図６に示すように、速度計測装置１に対して、速度計測部１１３で計算した速度を積分して車両１００の位置を計算する位置計算部１１４を更に備える。位置計算部１１４で計算した位置情報を表示部１３に表示させる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態においては、速度計測装置１の加速度計測部１１１が計測した加速度の大きさの計測値を計測値バッファ１２１に記憶させ、標準偏差計算部１１２が加速度の大きさの標準偏差を計算する。予め、速度計測装置１を設置した車両を任意の定速度で走行させたときの標準偏差を取得し、速度と標準偏差との関係を表す関数を導出し、記憶部１２に関数データ１２２を記憶させておく。実測時には、速度計算部１１３が、標準偏差計算部１１２が計算した標準偏差を、関数データ１２２が示す関数に代入することにより速度を計算することとした。これにより、加速度センサを含むモジュールを搭載するという簡易及び安価な構成で、車両の速度を正確に計測することができる。また、計測した速度に基づいて、車両の位置を計測することができる。
【００５１】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態でも、図１に示すような屋内又は狭小な領域で走行するフォークリフト等の車両１００に速度計測装置１を設置した場合について説明する。
【００５２】
本実施形態に係る速度計測装置１は、実施形態１と同様に加速度センサ１５の出力に基づいて速度を計測する情報処理装置であり、ハードウェア構成も実施形態１と同様である。制御部１１の機能構成と制御部１１が実行する速度計測処理が実施形態１と異なるため、これらについて図７、８を用いて詳細に説明する。
【００５３】
本実施形態に係る速度計測装置１の制御部１１は、記憶部１２に記憶している速度計測処理プログラムを実行することにより、図７に示すように、加速度ベクトル計測部２１１、姿勢計算部２１２、鉛直方向計算部２１３、鉛直方向成分計算部２１４、標準偏差計算部１１２、速度計算部１１３として機能する。
【００５４】
また、速度計測装置１の記憶部１２には、実施形態１と同様に計測値バッファ１２１を備え、関数データ１２２を記憶するが、これらに加えて、操作者が入力した加速度センサ１５の姿勢に係る姿勢設定値１２３を記憶する。姿勢設定値１２３は、例えば、車両１００に対する設置情報を含む。具体的には、加速度センサ１５のローカル座標系と車両１００のローカル座標系との間の姿勢関係を示す情報（例えば、座標系間の変換行列（３×３実行列）を記憶する。
【００５５】
制御部１１の加速度ベクトル計測部２１１は、加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと、各出力データ間の時間差Δｔを取得する。
【００５６】
姿勢計算部２１２は、加速度ベクトル計測部２１１から入力される加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に含まれる加速度センサ１５と車両１００との姿勢関係の情報に基づいて、加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算する。例えば、姿勢計算部２１２は加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系を世界座標系に変換する回転行列を出力する。鉛直方向の動的算出は、従来の任意の方法により可能であり、例えば、非特許文献１、興梠正克、大隈隆史、蔵田武志、「歩行者ナビのための自蔵センサモジュールを用いた屋内測位システムとその評価」、シンポジウム「モバイル０８」予稿集、ｐｐ．１５１−１５６，２００８に記載の方法を用いて行う。
【００５７】
鉛直方向計算部２１３は、姿勢計算部２１２から入力される姿勢に基づいて、加速度センサの座標系における鉛直方向を計算し、鉛直方向ベクトルを出力する。鉛直方向の計算は、例えば、姿勢計算部２１２から入力される加速度センサ１５のローカル座標系を世界座標系に変換する回転行列の逆行列を用いて世界座標系における鉛直方向ベクトルを変換し、ローカル座標系における鉛直方向ベクトルを算出することにより実行する。
【００５８】
鉛直方向成分計算部２１４は、加速度ベクトル計測部２１１が計測した加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算する。具体的には、加速度ベクトルを、鉛直方向計算部２１３から入力される鉛直方向ベクトルに対して射影した成分（スカラー値）から重力加速度（１Ｇ≒９．８［ｍ／ｓ］）を差し引いた動加速度成分を計算して、鉛直方向成分として出力する。
【００５９】
加速度ベクトルの鉛直方向への射影ベクトルは以下の式（２）に基づいて計算できる。
【００６０】
【数２】
2018066615.tif 000004
【００６１】
したがって、射影ベクトルの大きさは以下の式（３）により算出される。
【００６２】
【数３】
2018066615.tif 000005
【００６３】
この数値から重力加速度の１Ｇを減じた値が、鉛直方向成分となる。
【００６４】
鉛直方向成分計算部２１４が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分は、順次計測値バッファ１２１に格納する。計測値バッファ１２１には所定の個数分のデータが格納されるため、所定の個数を超えて入力される場合は、既に格納されているデータのうち、最も古いデータから順に上書き保存される。つまり、計測値バッファ１２１には、常に所定の個数以下の計測値が格納されている。
【００６５】
標準偏差計算部１１２は、計測値バッファ１２１に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する。標準偏差計算部１１２は、速度計測装置１のキャリブレーション時には、計算した標準偏差を通信部１４に出力し、通信部１４はキャリブレーション装置２に標準偏差を送信する。
【００６６】
標準偏差計算部１１２が計算する標準偏差σは以下の式（４）で表される。
【００６７】
【数４】
2018066615.tif 000006
【００６８】
標準偏差計算部１１２は、速度計測装置１の実測時には、計算した標準偏差を速度計算部１１３に出力する。実測前のキャリブレーション時に、通信部１４はキャリブレーション装置２から速度を計算するために用いる関数データ１２２を取得し、記憶部１２に記憶する。速度計算部１１３は、関数データ１２２により示される、標準偏差を引数とする関数に、標準偏差計算部１１２から入力される標準偏差を代入し速度を計算する。そして、計算して得られた速度を表示部１３に出力し、表示部１３が速度を表示する。
【００６９】
以上のように構成された速度計測装置１の動作について図８に示すフローチャートに沿って説明する。図８は、速度計測処理のフローチャートである。
【００７０】
まず、実施形態１と同様にキャリブレーション装置２が、実測前の事前調整の段階において、速度計測装置１を実装した車両１００を任意の速度で定速度走行させ、その際速度計測装置１が計算し送信する標準偏差のデータを取得し、速度と標準偏差の関係を表す関数を求める。関数導出処理を図４に沿って説明する。
【００７１】
キャリブレーション時に車両１００を、予め定めた２点間を定速度で走行させ（ステップＳ１０１）、速度を計算する（ステップＳ１０２）。車両１００を走行させたとき、速度計測装置１の加速度ベクトル計測部２１１は加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと各出力データ間の時間差Δｔを取得する。
【００７２】
姿勢計算部２１２は、加速度ベクトル計測部２１１から入力される加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算する。鉛直方向計算部２１３は、姿勢計算部２１２から入力される姿勢に基づいて、加速度センサの座標系における鉛直方向を計算する。
【００７３】
その後、鉛直方向成分計算部２１４は、加速度ベクトル計測部２１１が計測した加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算する。鉛直方向成分計算部２１４が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分は、順次計測値バッファ１２１に格納される。標準偏差計算部１１２は、計測値バッファ１２１に格納されている計測値の標準偏差を計算する。そして、計算した標準偏差をキャリブレーション装置２に送信する。
【００７４】
キャリブレーション装置２は、速度計測装置１の標準偏差計算部１１２が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差を受信する（ステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０２で計算した速度とステップＳ１０３で受信した標準偏差のデータを記憶する（ステップＳ１０４）。
【００７５】
車両は異なる速度の定速度走行を繰り返し行うが、予め定めた予定数の計測が終了したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、予定数の計測が終了していない場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０４までの処理を繰り返し実行する。予定数の計測が終了した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、速度と標準偏差との関係を表す関数を導出し、その関数の係数からなる関数データ１２２を速度計測装置１へ送信する（ステップＳ１０６）。
【００７６】
本実施形態でも速度と標準偏差は線形関係があるため、速度と標準偏差をプロットしたものに近似する一次関数を求める。一次関数の導出方法は従来の任意の方法でよく、例えば最小二乗法を用いて導出する。
【００７７】
速度計測装置１の通信部１４は、キャリブレーション装置２から送信された関数データ１２２を受信し、記憶部１２に記憶する。
【００７８】
記憶部１２に関数データ１２２が記憶された状態で、図８に示す速度計測処理を実行する。まず、速度計測装置１の加速度計測部１１１は加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルを取得する（ステップＳ３０１）。このとき、加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと、各出力データ間の時間差Δｔとを取得する。
【００７９】
取得した加速度ベクトルのデータ及びその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算し、計測値バッファ１２１に格納する（ステップＳ３０２）。具体的には、キャリブレーション時と同様に、姿勢計算部２１２が、加速度ベクトルのデータ及びその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算し、計算した姿勢に基づいて、鉛直方向計算部２１３が加速度センサのローカル座標系における鉛直方向ベクトルを計算する。
【００８０】
その後、鉛直方向成分計算部２１４が、鉛直方向ベクトルを用いて加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算し、順次計測値バッファ１２１に格納する。そして、標準偏差計算部１１２が、計測値バッファ１２１に格納されている計測値の標準偏差を計算する（ステップＳ３０３）。
【００８１】
次に、速度計算部１１３は、関数データ１２２を読み込み、関数データ１２２が示す関数に、標準偏差計算部１１２が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差を代入して速度を計算する（ステップＳ３０４）。そして、表示部１３にステップＳ３０４で計算した速度を表示する（ステップＳ３０５）。
【００８２】
このようにして、加速度センサ１５の出力に基づいて、速度を計算し表示させることができる。
【００８３】
なお、本実施形態においても、速度計測装置１に位置計算部１１４を追加することで位置計測装置３を構成することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態においては、速度計測装置１の加速度ベクトル計測部２１１が計測した加速度ベクトルと姿勢設定値１２３に基づいて姿勢計算部２１２が加速度センサ１５の姿勢を計算し、その姿勢に基づいて鉛直方向計算部２１３が加速度センサの座標系における鉛直方向を計算する。そして、鉛直方向成分計算部２１４が加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算し、計測値バッファ１２１に記憶させ、標準偏差計算部１１２が加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差を計算する。予め、速度計測装置１を設置した車両を任意の定速度で走行させたときの標準偏差を取得し、速度と標準偏差の関係を表す関数を導出し、記憶部１２に関数データ１２２を記憶させておく。実測時には、速度計算部１１３が、標準偏差計算部１１２が計算した標準偏差を、関数データ１２２が示す関数に代入することにより速度を計算することとした。これにより、加速度ベクトルの鉛直方向成分に基づいて、より正確に車両の速度を計測することができる。
【００８５】
（実施形態３）
本発明の実施形態３について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態でも、図１に示すような屋内又は狭小な領域で走行するフォークリフト等の車両１００に速度計測装置１を設置した場合について説明する。
【００８６】
本実施形態に係る速度計測装置１は、実施形態１と同様の加速度センサ１５と、角速度センサ１６の出力に基づいて速度を計測する情報処理装置である。図９は、本実施形態に係る速度計測装置１のハードウェア構成である。図９に示すように、本実施形態の速度計測装置１は、実施形態１の構成に加えて通信部１４に角速度センサ１６が接続されている。
【００８７】
角速度センサ１６は、互いに直交する３つの計測軸を有する３次元の角速度ベクトルを計測するセンサである。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電子機械システム）の角速度センサ又はジャイロスコープから構成される。角速度センサ１６は、３次元の角速度ベクトルの各計測軸方向の３成分を出力するとともに、各出力データ間の時間差Δｔを出力する。
【００８８】
なお、加速度センサ１５と角速度センサ１６は互いに計測軸が一致しているか又は、互いの計測軸の対応関係が予め把握されている。また、加速度センサ１５と角速度センサ１６が一つの計測ユニットとして一体化されたＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性測定ユニット）を使用してもよい。
【００８９】
本実施形態の制御部３１の機能構成と制御部３１が実行する速度計測処理は実施形態１、２の制御部１１と異なるため、これらについて図１０、１１を用いて詳細に説明する。図１０は本実施形態に係る速度計測装置１の機能構成を示すブロック図である。図１１は速度計測処理のフローチャートである。
【００９０】
本実施形態に係る速度計測装置１の制御部３１は、記憶部１２に記憶している速度計測処理プログラムを実行することにより、図１０に示すように、加速度ベクトル計測部３１１、角速度ベクトル計測部３１２、姿勢計算部３１３、鉛直方向計算部３１４、進行方向計算部３１５、鉛直方向成分計算部３１６、進行方向成分計算部３１７、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８、標準偏差計算部（進行方向）３１９、速度計算部１１３として機能する。
【００９１】
また、速度計測装置１の記憶部１２は、図１０に示すように、計測値バッファ（鉛直方向）１２４及び計測値バッファ（進行方向）１２５の２つのバッファを含み、さらに、操作者が入力した加速度センサ１５及び角速度センサ１６の姿勢に係る姿勢設定値１２３と、関数データ１２２と、を記憶する。姿勢設定値１２３は、例えば、加速度センサ１５及び角速度センサ１６の車両１００に対する設置情報を含む。具体的には、加速度センサ１５及び角速度センサ１６のそれぞれのローカル座標系と車両１００のローカル座標系との間の姿勢関係を示す情報（例えば、座標系間の変換行列（３×３実行列））を記憶する。
【００９２】
制御部３１の加速度ベクトル計測部３１１は、加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと、各出力データ間の時間差Δｔを取得する。
【００９３】
角速度ベクトル計測部３１２は、角速度センサ１６から通信部１４を介して入力された角速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと、各出力データ間の時間差Δｔを取得する。
【００９４】
姿勢計算部３１３は、加速度ベクトル計測部３１１から入力される加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、角速度ベクトル計測部３１２から入力される角速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に含まれる加速度センサ１５及び角速度センサ１６と車両１００との姿勢関係の情報に基づいて、加速度センサ１５及び角度センサ１６の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算する。例えば、姿勢計算部３１３は加速度センサ１５及び角速度センサ１６の計測軸が示すローカル座標系を世界座標系に変換する回転行列を計算し出力する。
【００９５】
鉛直方向計算部３１４は、姿勢計算部３１３から入力される姿勢に基づいて、加速度センサ１５の座標系における鉛直方向を計算する。鉛直方向の計算は、例えば、姿勢計算部３１３から入力される加速度センサ１５のローカル座標系を世界座標系に変換する回転行列の逆行列を用いて世界座標系における鉛直方向ベクトルを変換し、ローカル座標系における鉛直方向ベクトルを算出することにより実行する。
【００９６】
進行方向計算部３１５は、姿勢計算部３１３から入力される姿勢に基づいて、加速度センサ１５の座標系における進行方向を計算する。進行方向の計算は、鉛直方向計算部３１４で計算した鉛直方向を基準とした世界座標系における角速度ベクトルに基づいて、ローカル座標系における進行方向ベクトルを算出することにより実行する。
【００９７】
鉛直方向成分計算部３１６は、加速度ベクトル計測部３１１が計測した加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算する。具体的には、加速度ベクトルを、鉛直方向計算部３１４から入力される鉛直方向ベクトルに対して射影した成分（スカラー値）から重力加速度（１Ｇ≒９．８［ｍ／ｓ］）を差し引いた動加速度成分を計算して、鉛直方向成分として出力する。
【００９８】
加速度ベクトルの鉛直方向への射影ベクトルの大きさ、すなわち加速度ベクトルの鉛直方向成分は実施形態２と同様にして計算できる。
【００９９】
鉛直方向成分計算部３１６が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分は、順次計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納する。計測値バッファ（鉛直方向）１２４には所定の個数分のデータが格納されるため、所定の個数を超えて入力される場合は、既に格納されているデータのうち、最も古いデータから順に上書き保存される。つまり、計測値バッファ（鉛直方向）１２４には、常に所定の個数以下の計測値が格納されている。
【０１００】
進行方向成分計算部３１７は、加速度ベクトル計測部３１１が計測した加速度ベクトルの進行方向成分を計算する。具体的には、加速度ベクトルを、進行方向計算部３１５から入力される進行方向ベクトルに対して射影した成分（スカラー値）を計算して、進行方向成分として出力する。
【０１０１】
進行方向成分計算部３１７が計算した加速度ベクトルの進行方向成分は、順次計測値バッファ（進行方向）１２５に格納する。計測値バッファ（進行方向）１２５には所定の個数分のデータが格納されるため、所定の個数を超えて入力される場合は、既に格納されているデータのうち、最も古いデータから順に上書き保存される。つまり、計測値バッファ（進行方向）１２５には、常に所定の個数以下の計測値が格納されている。
【０１０２】
標準偏差計算部（鉛直方向）３１８は、計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する。標準偏差計算部（鉛直方向）３１８は、速度計測装置１のキャリブレーション時には、計算した標準偏差を通信部１４に出力し、通信部１４はキャリブレーション装置２に標準偏差を送信する。
【０１０３】
標準偏差計算部（進行方向）３１９は、計測値バッファ（進行方向）１２５に格納されている計測値を全て読み出し、その計測値の標準偏差を計算する。標準偏差計算部（進行方向）３１９は、速度計測装置１のキャリブレーション時には、計算した標準偏差を通信部１４に出力し、通信部１４はキャリブレーション装置２に標準偏差を送信する。
【０１０４】
標準偏差計算部（鉛直方向）３１８、標準偏差計算部（進行方向）３１９は実施形態２と同様に標準偏差を計算する。
【０１０５】
ここで、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８が計算する鉛直方向成分の標準偏差をσｇとし、標準偏差計算部（進行方向）３１９が計算する進行方向成分の標準偏差をσｆとすると、速度ｖは計測の結果、以下の式（５）で近似することができた。
【０１０６】
【数５】
2018066615.tif 000007
【０１０７】
実測前のキャリブレーション時には、速度を変えて計測した結果に基づいて、キャリブレーション装置２が標準偏差σｇ、σｆ、ｖの関係式を求める。例えば、最小二乗法等を用いて式（５）の係数ｐ、ｑを求める。そして、キャリブレーション装置２は係数ｐ、ｑを含む関数データ１２２を速度計測装置１に送信する。
【０１０８】
図１２は、キャリブレーション時における、標準偏差σｇとσｆとの和と、速度と、の関係を示したグラフである。図１２のグラフに示すように、６回の定速度の走行に対して標準偏差と速度とを計算してプロットしたものに対して、破線で表した線形関数で近似することができた。この線形関数に係る関数データ１２２を速度計測装置１に送信する。速度計測装置１の通信部１４はキャリブレーション装置２から関数データ１２２を受信し、記憶部１２に記憶する。
【０１０９】
速度計測装置１の実測時には、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８、標準偏差計算部（進行方向）３１９は、計算した標準偏差をそれぞれ速度計算部１１３に出力する。速度計算部１１３は、関数データ１２２により示される、標準偏差σｇ、σｆを引数とする関数に、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８、標準偏差計算部（進行方向）３１９から入力される標準偏差σｇ、σｆを代入し速度を計算する。そして、計算して得られた速度を表示部１３に出力し、表示部１３が速度を表示する。
【０１１０】
以上のように構成された速度計測装置１の動作について図１１に示すフローチャートに沿って説明する。
【０１１１】
まず、実施形態１、２と同様にキャリブレーション装置２が、実測前の事前調整の段階において、速度計測装置１を実装した車両１００を任意の速度で定速度走行させ、その際速度計測装置１が計算し送信する標準偏差のデータを取得し、速度と標準偏差の関係を表す関数を求める。関数導出処理を図４に沿って説明する。
【０１１２】
キャリブレーション時に車両１００を、予め定めた２点間を定速度で走行させ（ステップＳ１０１）、速度を計算する（ステップＳ１０２）。車両１００を走行させたとき、速度計測装置１の加速度ベクトル計測部３１１は、加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと各出力データ間の時間差Δｔを取得する。また、角速度ベクトル計測部３１２は、角速度センサ１６から通信部１４を介して入力された角速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと各出力データ間の時間差Δｔを取得する。
【０１１３】
姿勢計算部３１３は、加速度ベクトル計測部３１１から入力される加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、角速度ベクトル計測部３１２から入力される角速度ベクトルのデータとその時間差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度センサ１５及び角速度センサ１６の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算する。鉛直方向計算部３１４は、姿勢計算部３１３から入力される姿勢に基づいて、加速度センサの座標系における鉛直方向ベクトルを計算する。進行方向計算部３１５は、姿勢計算３１３から入力される姿勢に基づいて、加速度センサの座標系における進行方向ベクトルを計算する。
【０１１４】
その後、鉛直方向成分計算部３１６は、鉛直方向ベクトルを用いて加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算する。鉛直方向成分計算部３１６が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分は、順次計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納される。標準偏差計算部（鉛直方向）３１８は、計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納されている計測値の標準偏差を計算する。そして、計算した標準偏差をキャリブレーション装置２に送信する。
【０１１５】
一方、進行方向成分計算部３１７は、進行方向ベクトルを用いて加速度ベクトルの進行方向成分を計算する。進行方向成分計算部３１７が計算した加速度ベクトルの進行方向成分は、順次計測値バッファ（進行方向）１２５に格納される。標準偏差計算部（進行方向）３１９は、計測値バッファ（進行方向）１２５に格納されている計測値の標準偏差を計算する。そして、計算した標準偏差をキャリブレーション装置２に送信する。
【０１１６】
キャリブレーション装置２は、速度計測装置１から加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差と、進行方向成分の標準偏差を受信する（ステップＳ１０３）。そして、ステップＳ１０２で計算した速度とステップＳ１０３で受信した標準偏差のデータを記憶する（ステップＳ１０４）。
【０１１７】
車両は異なる速度の定速度走行を繰り返し行うが、予め定めた予定数の計測が終了したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、予定数の計測が終了していない場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０４までの処理を繰り返し実行する。予定数の計測が終了した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、速度と標準偏差との関係を表す関数を導出し、その関数の係数からなる関数データ１２２を速度計測装置１へ送信する（ステップＳ１０６）。
【０１１８】
本実施形態では速度と、鉛直方向成分の標準偏差と進行方向成分の標準偏差の和と、が線形関係にあるため、速度と標準偏差の和をプロットしたものに近似する一次関数を求める。一次関数の導出方法は従来の任意の方法でよく、例えば最小二乗法を用いて導出する。
【０１１９】
速度計測装置１の通信部１４は、キャリブレーション装置２から送信された関数データ１２２を受信し、記憶部１２に記憶する。
【０１２０】
記憶部１２に関数データ１２２が記憶された状態で、図１１に示す速度計測処理を実行する。まず、速度計測装置１の加速度計測部３１１は加速度センサ１５から通信部１４を介して入力された加速度ベクトルを取得する（ステップＳ４０１）。このとき、加速度ベクトルの各計測軸方向の３成分のデータと、各出力データ間の時間差Δｔとを取得する。
【０１２１】
取得した加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算し、計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納する（ステップＳ４０２）。具体的には、キャリブレーション時と同様に、姿勢計算部３１３が、加速度ベクトルのデータとその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算し、計算した姿勢に基づいて、鉛直方向計算部３１４が加速度センサの座標系における鉛直方向ベクトルを計算する。
【０１２２】
その後、鉛直方向ベクトルを用いて鉛直方向成分計算部３１６が、加速度ベクトルの鉛直方向成分を計算し、順次計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納する。
【０１２３】
次に、取得した加速度ベクトルのデータ及びその時刻差と、角速度ベクトルのデータ及びその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３と、に基づいて、加速度ベクトルの進行方向成分を計算し、計測値バッファ（進行方向）１２５に格納する（ステップＳ４０３）。具体的には、キャリブレーション時と同様に、姿勢計算部３１３が、加速度ベクトルのデータ及びその時刻差Δｔと、角速度ベクトルのデータ及びその時刻差Δｔと、姿勢設定値１２３に基づいて、加速度センサ１５の計測軸が示すローカル座標系の姿勢を計算し、計算した姿勢に基づいて、進行方向計算部３１５が加速度センサの座標系における進行方向ベクトルを計算する。
【０１２４】
その後、進行方向ベクトルを用いて進行方向成分計算部３１７が、加速度ベクトルの進行方向成分を計算し、順次計測値バッファ（進行方向）１２５に格納する。
【０１２５】
そして、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８が、計測値バッファ（鉛直方向）１２４に格納されている計測値の標準偏差を計算する（ステップＳ４０４）。
【０１２６】
そして、標準偏差計算部（進行方向）３１９が、計測値バッファ（進行方向）１２５に格納されている計測値の標準偏差を計算する（ステップＳ４０５）。
【０１２７】
次に、速度計算部１１３は、関数データ１２２を読み込み、関数データ１２２が示す関数に、標準偏差計算部（鉛直方向）３１８が計算した加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差と、標準偏差計算部（進行方向）３１９が計算した加速度ベクトルの進行成分の標準偏差を代入して速度を計算する（ステップＳ４０６）。そして、表示部１３にステップＳ４０５で計算した速度を表示する（ステップＳ４０７）。
【０１２８】
このようにして、加速度センサ１５及び角速度センサ１６の出力に基づいて、速度を計算し表示させることができる。
【０１２９】
なお、本実施形態においても、速度計測装置１に位置計算部を追加することで位置計測装置３を構成することができる。
【０１３０】
以上説明したように、本実施形態においては、速度計測装置１の加速度ベクトル計測部３１１が計測した加速度ベクトルと角速度ベクトル計測部３１２が計測した角速度ベクトルと姿勢設定値１２３に基づいて加速度センサ１５の姿勢を計算し、その姿勢に基づいて加速度ベクトルの鉛直方向成分と進行方向成分を計算する。そして、加速度ベクトルの鉛直方向成分の標準偏差と、加速度ベクトルの進行方向成分の標準偏差と、を計算する。予め、速度計測装置１を搭載した車両１００を任意の定速度で走行させたときの鉛直方向及び進行方向の標準偏差を取得し、速度と標準偏差の関係を表す関数を導出し、記憶部１２に関数データを記憶させておく。実測時には、速度計算部１１３が、実測値に基づく鉛直方向及び進行方向の標準偏差を、関数データが示す関数に代入することにより速度を計算することとした。これにより、加速度ベクトルの鉛直方向成分及び進行方向成分に基づいて、より正確に車両の速度を計測することができる。また、計測した速度に基づいて、車両の位置を計測することができる。
【０１３１】
このように本発明は、車両に備える加速度センサが出力する加速度の情報から加速度の大きさのばらつき量を計算し、予め車両を走行させることによりばらつき量と速度との関係を示す関数情報を記憶部に記憶しておき、実測時に加速度の大きさのばらつき量を関数情報が示す関数に代入することにより速度を計算することとした。これにより、簡易及び安価な構成で、車両の速度を正確に計測することが可能となる。
【０１３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
【０１３３】
例えば、速度計測装置１は加速度ベクトルの大きさあるいは加速度ベクトルの鉛直方向成分又は進行方向成分の標準偏差より速度を計算するとしたが、標準偏差に代えて加速度のばらつき量を示す他の値と速度との関係を表す関数を用いて計算してもよい。例えば、分散値と速度との関係を表す関数を用いてもよい。
【０１３４】
また、キャリブレーション装置２を速度計測装置１と別に設けて、相互に通信するとしたが、速度計測装置１がキャリブレーション機能も備えるようにしてもよい。
【０１３５】
また、実施形態１において、加速度センサの各計測軸のデータに基づく加速度ベクトルの大きさの標準偏差に基づいて速度を計算するとしたが、予め定めた１つの計測軸のデータに基づいて加速度ベクトルの当該計測軸の方向の成分の標準偏差に基づいて速度を計算するようにしてもよい。より簡易な構成及び処理で速度を計測することができる。
【０１３６】
また、実施形態３において、加速度ベクトルの鉛直方向成分と進行方向成分の、各々の標準偏差に基づいて速度を計算するとしたが、加速度ベクトルの進行方向成分のみの標準偏差に基づいて速度を計算するようにしてもよい。制御部１１の処理負担を軽減させることができる。
【０１３７】
また、制御部１１，３１が実行した処理のプログラムを、既存のコンピュータ等の情報端末で実行させることにより、当該情報端末を本発明に係る速度計測装置１又は位置計測装置３として機能させることも可能である。
【０１３８】
このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１…速度計測装置
２…キャリブレーション装置
１１，３１…制御部
１２…記憶部
１３…表示部
１４…通信部
１５…加速度センサ
１６…角速度センサ
１００…車両
１１１…加速度計測部
１１２…標準偏差計算部
１１３…速度計算部
１１４…位置計算部
１２１…計測値バッファ
１２２…関数データ
１２３…姿勢設定値
１２４…計測値バッファ（鉛直方向）
１２５…計測値バッファ（進行方向）
２１１…加速度ベクトル計測部
２１２…姿勢計算部
２１３…鉛直方向計算部
２１４…鉛直方向成分計算部
３１１…加速度ベクトル計測部
３１２…角速度ベクトル計測部
３１３…姿勢計算部
３１４…鉛直方向計算部
３１５…進行方向計算部
３１６…鉛直方向成分計算部
３１７…進行方向成分計算部
３１８…標準偏差計算部（鉛直方向）
３１９…標準偏差計算部（進行方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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