(57)【要約】【課題】２軸加速度センサが検知する２軸方向の加速度を、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正する方法を提供する。【解決手段】車両に配置される加速度センサが出力するＸｓ軸加速度及びＺｓ軸加速度を補正する方法は、車両が鉛直方向に対して直交する第１面上に静止して配置された基準状態で、加速度センサが出力したＸｓ軸加速度の値に基づいて、Ｘｓ軸及びＺｓ軸加速度から加速度センサが車幅方向を向くＹｃ軸を中心に回転しているピッチ角の影響を補正して、第１補正Ｘｓ軸及びＺｓ軸加速度を求めることと、基準状態において加速度センサが検知したＺｓ軸加速度の値に基づいて、第１補正Ｚｓ軸加速度から加速度センサがＸｃ軸を中心に回転しているロール角の影響を補正して、第２補正Ｚｓ軸加速度を求めること、を含む。【選択図】図７
2019184486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向を向く軸、鉛直方向を向く軸、及び、前記進行方向を向く軸及び前記鉛直方向を向く軸と直交する車幅方向を向く軸を有する車両座標系に対して、前記進行方向を向く軸の方向を向く第１軸及び前記第１軸と直交し且つ前記鉛直方向を向く軸の方向を向く第２軸を有し、且つ、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度を出力し、前記車両に搭載される加速度センサの出力値を補正する方法であって、
前記車両が鉛直方向に対して直交する第１面上に静止して配置された第１基準状態で、前記加速度センサが前記車幅方向を向く軸を中心に回転しているピッチ角の情報を含む当該加速度センサが出力した前記第１軸方向加速度の値に基づいて、前記第１軸方向加速度及び前記第２軸方向加速度から前記ピッチ角の影響を補正した第１補正第１軸方向加速度及び第１補正第２軸方向加速度を求めことと、
前記第１基準状態で、前記加速度センサが前記進行方向を向く軸を中心に回転しているロール角の情報を含む当該加速度センサが出力した前記第２軸方向加速度の値に基づいて、前記第１補正第２軸方向加速度から前記ロール角の影響を更に補正した第２補正第２軸方向加速度を求めることと、
を含む方法。
【請求項２】
更に、
前記車両が、前記第１面を前記車幅方向を向く軸を中心に所定の角度だけ回転させた第２面上に静止して配置された第２基準状態で、前記加速度センサが前記鉛直方向を向く軸を中心に回転しているヨー角の情報を含む当該加速度センサが出力した前記第１軸方向加速度の値、及び、前記所定の角度に基づいて、前記第１補正第１軸方向加速度から前記ヨー角の影響を補正して、第２補正第１軸方向加速度を求めることと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１補正第１軸方向加速度及び前記第１補正第２軸方向加速度を求めることは、
前記第１基準状態において、重力加速度と前記ピッチ角の正弦との積である前記加速度センサが出力した前記第１軸方向加速度の値Ｇｘ０ｓに基づいて、前記第１軸方向加速度Ｇｘ０が補正された前記第１補正第１軸方向加速度Ｇｘ１を、下記式（１）により求めることと、
【数１】
2019184486.tif 000018
前記第２軸方向加速度Ｇｚ０が補正された前記第１補正第２軸方向加速度Ｇｚ１を、下記式（２）により求めることと、
【数２】
2019184486.tif 000019
を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２補正第２軸方向加速度を求めることは、
前記第１基準状態において、前記加速度センサが検知した前記第１軸方向加速度の値Ｇｘ０s、及び、重力加速度と前記ロール角の余弦との積である前記加速度センサが出力した前記第２軸方向加速度の値Ｇｚ０sに基づいて、前記第１補正第２軸方向加速度Ｇｚ１が補正された前記第２補正第２軸方向加速度Ｇｚ２を、下記式（３）により求めることと、
【数３】
2019184486.tif 000020
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２補正第１軸方向加速度を求めることは、
前記第２基準状態において、重力加速度の前記車両進行方向の成分と前記ヨー角の余弦との積である前記加速度センサが出力した前記第１軸方向加速度の値Ｇｘ２s、及び、前記所定の角度θの正弦に基づいて、前記第１補正第１軸方向加速度Ｇｘ１が補正された前記第２補正第１軸方向加速度Ｇｘ２を、下記式（４）により求めること、
【数４】
2019184486.tif 000021
を含む請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
車両に搭載された加速度センサの出力値を補正する装置であって、
前記加速度センサは、進行方向を向く軸、鉛直方向を向く軸、及び、前記進行方向を向く軸及び前記鉛直方向を向く軸と直交する車幅方向を向く軸を有する車両座標系に対して、前記進行方向を向く軸の方向を向く第１軸及び前記第１軸と直交し且つ前記鉛直方向を向く軸の方向を向く第２軸を有し、且つ、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度を出力し、
前記第１軸方向加速度及び前記第２軸方向加速度から、前記加速度センサが、前記車幅方向を向く軸を中心に回転しているピッチ角、前記進行方向を向く軸を中心に回転しているロール角、及び、前記鉛直方向を向く軸を中心に回転しているヨー角による影響を補正する処理部を有し、
前記処理部は、
前記車両が鉛直方向に対して直交する面上に静止して配置された基準状態で、前記加速度センサが出力した前記ピッチ角の情報を含む前記第１軸方向加速度の値に基づいて、前記第１軸方向加速度及び前記第２軸方向加速度から前記ピッチ角の影響を補正した第１補正第１軸方向加速度及び第１補正第２軸方向加速度を求め、
前記基準状態で、前記加速度センサが出力した前記ロール角の情報を含む前記第２軸方向加速度の値に基づいて、前記第１補正第２軸方向加速度から前記ロール角の影響を更に補正した第２補正第２軸方向加速度を求める装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを補正する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の姿勢に応じて車両の前照灯の光軸の向きを自動的に調整するオートレベリング機構が車両に搭載されている。
【０００３】
図１（Ａ）に示すように、通常、車両１００の前照灯の光軸の向きは、ロービームの状態において、前照灯が対向する車両１０１の運転席を照射しないように下向きに調整されている。
【０００４】
図１（Ｂ）に示すように、車両１００の後部トランクに荷物が積載されると、車両の姿勢変化により車両１００の前照灯の光軸が上方を向いて、前照灯が対向する車両１０１の運転席を照らすおそれがある。
【０００５】
そこで、図１（Ｃ）に示すように、車両１００の後部トランクに荷物が積載された時の車両の姿勢変化を検知して、前照灯の光軸が下方へ向くように自動的に調整するオートレベリング機構が提案されている。車両１００の前照灯の光軸が下方を向くように調整されることにより、前照灯が対向する車両１０１の運転席を照らすことが防止される。
【０００６】
オートレベリング機構では、例えば、車両のサスペンションに車高センサを配置して、検知された車高の変化に基づいて車両の姿勢を検知することが行われている。
【０００７】
また、特許文献１は、３軸方向の加速度を検知する加速度センサを用いて車両の姿勢変化を検知して、前照灯の光軸の向きを自動的に調整するオートレベリング機構を提案している。
【０００８】
車両の姿勢変化は、車両の車両進行方向及び鉛直方向の２軸方向の加速度に基づいて検知できるが、加速度センサが検知する２軸方向と、車両の車両進行方向及び鉛直方向との間には通常ずれが生じる。これは、加速度センサが車両に搭載されるときに、車両の車両進行方向及び鉛直方向と、加速度センサが検知する加速度の軸方向との間にずれが生じるためである。特許文献１では、このずれを補正するために、３軸方向の加速度を検知する加速度センサが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−１０８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
３軸方向の加速度を検知する加速度センサを用いて、車両の姿勢変化を検知する場合、車両の鉛直方向の加速度を精度良く検知する観点から、例えば、検知レンジが小さく且つ精度の高い加速度センサが用いられる。
【００１１】
しかしながら、検知レンジが小さく且つ精度の高い３軸方向の加速度を検知する加速度センサは、値段が高いという問題があった。
【００１２】
一方、２軸方向の加速度を検知する加速度センサであれば、検知レンジが小さく且つ精度の高い加速度センサであっても、３軸方向の加速度を検知する加速度センサよりも低廉である。
【００１３】
そこで、本明細書では、２軸加速度センサが検知する２軸方向の加速度を、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正する方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本明細書に開示する方法によれば、車両の進行方向を向く軸、鉛直方向を向く軸、及び、進行方向を向く軸及び鉛直方向を向く軸と直交する車幅方向を向く軸を有する車両座標系に対して、進行方向を向く軸の方向を向く第１軸及び第１軸と直交し且つ鉛直方向を向く軸の方向を向く第２軸を有し、且つ、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度を出力し、車両に搭載される加速度センサの出力値を補正する方法であって、車両が鉛直方向に対して直交する第１面上に静止して配置された第１基準状態で、加速度センサが車幅方向を向く軸を中心に回転しているピッチ角の情報を含む当該加速度センサが出力した第１軸方向加速度の値に基づいて、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度からピッチ角の影響を補正した第１補正第１軸方向加速度及び第１補正第２軸方向加速度を求めことと、第１基準状態で、加速度センサが進行方向を向く軸を中心に回転しているロール角の情報を含む当該加速度センサが出力した第２軸方向加速度の値に基づいて、第１補正第２軸方向加速度からロール角の影響を更に補正した第２補正第２軸方向加速度を求めることと、を含む。
【００１５】
また、本明細書に開示する装置によれば、車両に搭載された加速度センサの出力値を補正する装置であって、加速度センサは、進行方向を向く軸、鉛直方向を向く軸、及び、進行方向を向く軸及び鉛直方向を向く軸と直交する車幅方向を向く軸を有する車両座標系に対して、進行方向を向く軸の方向を向く第１軸及び第１軸と直交し且つ鉛直方向を向く軸の方向を向く第２軸を有し、且つ、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度を出力し、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度から、加速度センサが、車幅方向を向く軸を中心に回転しているピッチ角、進行方向を向く軸を中心に回転しているロール角、及び、鉛直方向を向く軸を中心に回転しているヨー角による影響を補正する処理部を有し、処理部は、車両が鉛直方向に対して直交する面上に静止して配置された基準状態で、加速度センサが出力したピッチ角の情報を含む第１軸方向加速度の値に基づいて、第１軸方向加速度及び第２軸方向加速度からピッチ角の影響を補正した第１補正第１軸方向加速度及び第１補正第２軸方向加速度を求め、基準状態で、加速度センサが出力したロール角の情報を含む第２軸方向加速度の値に基づいて、第１補正第２軸方向加速度からロール角の影響を更に補正した第２補正第２軸方向加速度を求める。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本明細書に開示する方法によれば、２軸加速度センサが検知する２軸方向の加速度を、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正できる。
【００１７】
また、上述した本明細書に開示する装置によれば、２軸加速度センサが検知する２軸方向の加速度を、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、車両の前照灯の光軸の向き調整するオートレベリングを説明する図である。
【図２】本明細書に開示する加速度センサを補正するシステムの一実施形態の構成を示す図である。
【図３】光軸制御装置の構成を示す図である。
【図４】車両座標系及び加速度センサの座標系を示す図である。
【図５】（Ａ）は、センサ座標系が車両座標系と一致している状態を示す図であり、（Ｂ）は、センサ座標系がＸｃ軸を中心にして車両座標系に対して回転している状態を示す図である。
【図６】（Ｃ）は、センサ座標系がＹｃ軸を中心にして車両座標系に対して回転している状態を示す図であり、（Ｄ）は、センサ座標系がＺｃ軸を中心にして車両座標系に対して回転している状態を示す図である。
【図７】加速度センサを補正するシステムの動作を説明するフローチャート（その１）である。
【図８】加速度センサを補正するシステムの動作を説明するフローチャート（その２）である。
【図９】加速度センサを補正するシステムの動作を説明する図（その１）である。
【図１０】加速度センサを補正するシステムの動作を説明する図（その２）である。
【図１１】加速度センサを補正するシステムの動作を説明する図（その３）である。
【図１２】加速度センサを補正するシステムの動作を説明する図（その４）である。
【図１３】本明細書に開示する加速度センサを補正するシステムの他の例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本明細書で開示する加速度センサを補正するシステムの好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２０】
図２は、本明細書に開示する加速度センサを補正するシステムの一実施形態の構成を示す図である。図３は、光軸制御装置の構成を示す図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態のシステム１は、車両３０に搭載された光軸制御装置１０と、車両３０の外部に配置される外部装置４０を備える。
【００２２】
車両３０は、光軸制御装置１０により光軸が制御される前照灯ユニット２０を有する。前照灯ユニット２０は、前照灯２１と、前照灯２１を駆動して光軸の向きを調整する前照灯駆動部２２を有する。
【００２３】
図３に示すように、光軸制御装置１０は、処理部１１と、記憶部１２と、加速度センサ１３と、通信部１４を有する。
【００２４】
車両が停止した状態において、光軸制御装置１０は、加速度センサ１３が出力する２軸方向の加速度を、車両３０の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正する関係を求める。光軸制御装置１０は、外部装置４０により制御されて、加速度センサ１３の加速度を補正する処理を開始する。
【００２５】
そして、光軸制御装置１０は、加速度センサ１３が出力した２軸方向の加速度を上述した関係に基づいて補正して、走行中の車両３０の車両進行方向及び鉛直方向の加速度を求めて、求めた加速度に基づいて、車両３０が、車幅方向を向く軸を中心に回転しているピッチ角を求める。そして、光軸制御装置１０は、求めたピッチ角に基づいて、前照灯２１の光軸の向きを制御する制御情報を生成して、前照灯駆動部２２へ送信する。
【００２６】
前照灯駆動部２２は、光軸制御装置１０から受信した制御情報に基づいて、前照灯２１を駆動して光軸の向きを調整する。
【００２７】
次に、光軸制御装置１０について、更に以下に説明する。
【００２８】
処理部１１は、一つまたは複数のプロセッサと、周辺回路とを有する。処理部１１は、記憶部１２に予め記憶されているコンピュータプログラムに従い、光軸制御装置１０の各ハードウェア構成要素の制御及び各種処理を行い、処理中に生じるデータを一時的に保存するために記憶部１２を利用する。なお、処理部１１が有する機能は、回路として、光軸制御装置１０に実装されてもよい。
【００２９】
記憶部１２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等の半導体メモリ又は磁気ディスク又はフラッシュメモリを有していても良い。記憶部１２は、所定のコンピュータプログラムを非一時的に記憶する記憶媒体を読み出し可能なドライブを有していても良い。
【００３０】
加速度センサ１３は、互いに直交する２軸方向の加速度を検知して出力する。加速度センサ１３は、光軸制御装置１０が車両３０に配置される時には、第１軸方向が車両進行方向に向き且つ第２軸方向が鉛直方向に向くように車両３０に配置されることが好ましい。加速度センサ１３としては、例えば、ＭＥＭＳセンサを用いることができる。
【００３１】
通信部１４は、車内のネットワーク等を介して、前照灯ユニット２０との間で情報の送受信を行う。通信部１４は、有線で送受信を行う通信回路及び通信線を有し得る。
【００３２】
外部装置４０は、光軸制御装置１０が加速度センサ１３の検知する２軸方向の加速度を、車両３０の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正する時に、処理の開始を制御すると共に、加速度に補正に使用される情報を光軸制御装置１０へ入力する。外部装置４０として、例えば、コンピュータを用いることができる。
【００３３】
次に、車両３０に固定される車両座標系及び加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系について、図４を参照しながら、以下に説明する。
【００３４】
車両３０に固定される車両座標系は、車両が直進する車両進行方向を向くＸｃ軸と、重力方向の鉛直方向を向くＺｃ軸と、Ｘｃ軸及びＺｃ軸と直交する車幅方向を向くＹｃ軸とを有する。車両座標系は、Ｘｃ軸と、Ｙｃ軸と、Ｚｃ軸とが互いに直交する直角座標系である。
【００３５】
加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系は、互いに直交するＸｓ軸と、Ｙｓ軸と、Ｚｓ軸とを有する直角座標系である。加速度センサ１３は、Ｘｓ軸方向及びＺｓ軸方向の２軸方向の加速度を検知する。加速度センサ１３は、Ｘｓ軸が車両座標系のＸｃ軸の向きと一致し、且つ、Ｚｓ軸が車両座標系のＺｃ軸の向きと一致するように車両３０に配置されることが好ましいが、光軸制御装置１０が車両３０に固定される時には、加速度センサ１３のＸｓ軸及びＺｓ軸の向きと、車両座標系のＸｃ軸及びＺｃ軸の向きとの間にはずれが生じる場合がある。加速度センサ１３は、Ｘｓ軸が車両座標系のＸｃ軸方向を向き、且つ、Ｚｓ軸が車両座標系のＺｃ軸方向を向くように車両３０に配置されるが、必ずしも、Ｘｓ軸が車両座標系のＸｃ軸の向きと一致し、且つ、Ｚｓ軸が車両座標系のＺｃ軸の向きと一致している状態であるとは限らない。
【００３６】
次に、加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系と、車両３０に固定される車両座標系とのずれについて、図５及び図６を参照しながら、以下に説明する。
【００３７】
図５（Ａ）は、車両３０が鉛直方向に対して直交する面Ｐ１上に静止して配置された第１基準状態にあり、加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系の３軸の向きは、車両３０に固定される車両座標系の３軸の向きと一致しており、２つの座標系の向きにずれがない場合である。
【００３８】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓはゼロであり、Ｚｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓは１（Ｇ）である。
【００３９】
図５（Ｂ）は、車両３０が第１基準状態にあり、加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系は、Ｘｓ軸を車両３０に固定される車両座標系のＸｃ軸と一致させた状態で、Ｘｃ軸を中心に所定の角度だけ回転している。この所定の角度は、ロール角と呼ばれる。
【００４０】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓはゼロであり、Ｚｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓは、Ｙｓ方向の成分が発生するので１（Ｇ）よりも小さい値である。
【００４１】
図６（Ｃ）は、車両３０が第１基準状態にあり、加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系は、Ｙｓ軸を車両３０に固定される車両座標系のＹｃ軸と一致させた状態で、Ｙｃ軸を中心に所定の角度だけ回転している。この所定の角度は、ピッチ角と呼ばれる。
【００４２】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓは、回転角度に応じた正又は負の値ａｘであり、Ｚｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓはＸｓ方向の成分が発生するので１（Ｇ）よりも小さい値である。
【００４３】
図６（Ｄ）は、車両３０が第１基準状態にあり、加速度センサ１３に固定されるセンサ座標系は、Ｚｓ軸を車両３０に固定される車両座標系のＺｃ軸と一致させた状態で、Ｚｃ軸を中心に所定の角度だけ回転している。この所定の角度は、ヨー角と呼ばれる。
【００４４】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓはゼロであり、Ｚｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓは１（Ｇ）である。
【００４５】
光軸制御装置１０が有する加速度センサ１３のセンサ座標系の３軸の向きは、光軸制御装置１０が車両に固定された姿勢に応じて、車両座標系の３軸の向きに対して、一致していない状態となり得る。
【００４６】
加速度センサ１３のセンサ座標系の３軸の向きが、車両座標系の３軸の向きに対して一致していない時には、ロール角、ピッチ角及びヨー角の内の１つ又は複数が発生する。
【００４７】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓがゼロである場合には、ピッチ角はゼロである。言い換えれば、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓがゼロでない場合には、ゼロではないピッチ角（図６（Ａ）の状態）が発生する。従って、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓに基づいて、ゼロではないピッチ角の発生の有無を識別できる。
【００４８】
加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓが１（Ｇ）よりも小さい値の場合には、ゼロではないロール角（図５（Ｂ）の状態）又は／及びピッチ角（図６（Ａ）の状態）が発生している。
【００４９】
しかし、加速度センサ１３のセンサ座標系の３軸の向きと、車両座標系の３軸の向きとが一致している時（図５（Ａ）の状態）と、ヨー角が発生している時（図６（Ｂ）の状態）とは、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値及びＺｓ軸方向の加速度の値が同じなので、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度の値及びＺｓ軸方向の加速度の値に基づいて、ゼロではないヨー角の発生は識別できない。
【００５０】
システム１は、以下に説明するように、加速度センサ１３のセンサ座標系の３軸の向きと、車両座標系の３軸の向きとのずれに基づいて、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度及びＺｓ軸方向の加速度を、車両３０の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正する関係を求める。この関係に基づいて、光軸制御装置１０が、加速度センサ１３が検知するＸｓ軸方向の加速度及びＺｓ軸方向の加速度に基づいて、車両の車両進行方向の加速度及び鉛直方向の加速度を求められるようになる。そして、光軸制御装置１０は、車両の車両進行方向の加速度及び鉛直方向の加速度に基づいて、前照灯２１の光軸の向きを制御する制御情報を生成して、前照灯２１の光軸の向きを調整する。
【００５１】
以下、上述したシステム１の動作を、図７及び図８に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ７０１において、光軸制御装置１０が固定して配置される車両３０は、鉛直方向に対して直交する面Ｐ１上に静止して配置された第１基準状態にある。面Ｐ１が、鉛直方向に対して直交している角度からのずれの許容範囲は、光軸制御装置１０が光軸を制御する制御情報を生成するのに必要な加速度の精度に基づいて適宜決定され得る。光軸制御装置１０は、外部装置４０に制御されて、ステップＳ７０１〜Ｓ７１５の処理を実行する。まず、ステップＳ７０１の処理を、図９を参照しながら、以下に説明する。
【００５３】
図９は、加速度センサ１３に固定されたセンサ座標系のＸｓ軸及びＺｓ軸と、車両座標系のＸｃ軸及びＺｃ軸とを、原点Ｏ同士及びＹｓ軸及びＹｃ軸を一致させて示している。
【００５４】
センサ座標系は、Ｙｓ軸の向きを車両座標系のＹｃ軸と一致させた状態で、Ｙｃ軸を中心にピッチ角αだけ回転している。ここで、０＝＜α＝＜πである。
【００５５】
第１基準状態において加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値をＧｘ０ｓとし、Ｚｓ軸方向の加速度の値をＧｚ０ｓとする。
【００５６】
図９に示すように、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓは、重力加速度１（Ｇ）のＸｓ軸方向への射影成分なので、式（１）で表される。
【００５７】
【数１】
2019184486.tif 000003
【００５８】
即ち、ピッチ角αの正弦は、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓで表される。式（１）で表される加速度は、車両３０の静止及び走行中に常に加速度センサ１３により測定される値となる。
【００５９】
ステップＳ７０１において、光軸制御装置１０の処理部１１は、加速度センサ１３が検知したＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓの絶対値が、所定の閾値Ｔｈ１よりも小さいか否かを判定する。ここで、加速度の値Ｇｘ０ｓの絶対値が、所定の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合には、ピッチ角αはゼロであるとみなされる。所定の閾値Ｔｈ１としては、加速度センサ１３の精度にもよるが、例えば、０．０５Ｇとすることができる。
【００６０】
加速度の値Ｇｘ０ｓの絶対値が、所定の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合（ステップＳ７０１―Ｙｅｓ）、処理部１１は、ピッチ角α＝０と決定する。そして、処理部１１は、ｓｉｎα＝０、ｃｏｓα＝１と決定する（ステップＳ７０３）。
【００６１】
一方、加速度の値Ｇｘ０ｓの絶対値が、所定の閾値Ｔｈ１よりも小さくない場合（ステップＳ７０１―Ｎｏ）、ゼロではないピッチ角αが発生していることになる。この場合の処理部１１の処理（ステップＳ７０５）を、図９を参照しながら、以下に説明する。
【００６２】
図９を参照して上述したように、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓは、重力加速度１（Ｇ）のＸｓ軸方向への射影成分なので、式（１）で表される。
【００６３】
即ち、ピッチ角αの正弦は、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓで表されるので、処理部１１は、ｓｉｎα＝Ｇｘ０ｓと決定する。
【００６４】
また、ピッチ角αの余弦とＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓとの関係は、ｓｉｎα又はＧｘ０ｓを用いて、式（２）で表される。処理部１１は、ｃｏｓαを、式（２）を用いて求める。
【００６５】
【数２】
2019184486.tif 000004
【００６６】
以上が、ステップＳ７０５の説明である。
【００６７】
次に、ステップＳ７０７の処理を、図９を参照しながら、以下に説明する。
【００６８】
加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度Ｇｘ０に対して、ピッチ角αが補正された加速度Ｇｘ１は、ｓｉｎα及びｃｏｓα、又はＧｘ０sを用いて、式（３）で表される。
【００６９】
【数３】
2019184486.tif 000005
【００７０】
ピッチ角αが補正された加速度Ｇｘ１は、加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度Ｇｘ０から車両３０の静止時にも検知される加速度の値Ｇｘ０ｓを減算した後、図９に示すように、車両座標系のＸｃ軸方向へ射影される成分として求められる。
【００７１】
ピッチ角αがゼロの場合には、ｓｉｎα＝０、ｃｏｓα＝１となり、式（３）からＧｘ１＝Ｇｘ０という関係が得られるので、式（３）は、ステップＳ７０３に示す関係も含んでいる。
【００７２】
また、図９に示すように、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＺｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓは、重力加速度１（Ｇ）のＺｓ軸方向への射影成分なので、式（４）で表される。
【００７３】
【数４】
2019184486.tif 000006
【００７４】
同様にして、加速度センサ１３により検知されるＺｓ軸方向の加速度Ｇｚ０に対して、ピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１と、加速度センサ１３により検知されるＺｓ軸方向の加速度Ｇｚ０との関係は、式（５）で表される。
【００７５】
【数５】
2019184486.tif 000007
【００７６】
式（５）を、加速度Ｇｚ１について解くと、加速度Ｇｚ１は、ｃｏｓα又はＧｘ０sを用いて式（６）で表される。
【００７７】
【数６】
2019184486.tif 000008
【００７８】
ピッチ角αがゼロの場合には、ｃｏｓα＝１となり、式（６）からＧｚ１＝Ｇｚ０という関係が得られるので、式（６）は、ステップＳ７０３に示す関係も含んでいる。
【００７９】
ステップＳ７０７において、処理部１１は、加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度Ｇｘ０に対して、ピッチ角αが補正された加速度Ｇｘ１を表す式（３）を得る。具体的には、処理部１１は、式（３）中のＧｘ０ｓとして、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値を代入して式（３）を得る。また、処理部１１は、加速度センサ１３により検知されるＺｓ軸方向の加速度Ｇｚ０に対して、ピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１を表す式（６）を得る。具体的には、処理部１１は、式（６）中のＧｚ０ｓとして、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＺｓ軸方向の加速度の値を代入して式（６）を得る。
【００８０】
これにより、加速度センサが検知するＸｓ軸方向の加速度及びＺｓ軸方向の加速度に対して、ピッチ角αが補正される。ピッチ角αが補正された加速度Ｇｘ１及びＧｚ１は、加速度センサ１３が、車両３０に対してピッチ角αがゼロで取り付けられていた時に検知される加速度を意味する。
【００８１】
以上が、ステップＳ７０７の説明である。
【００８２】
次に、ステップＳ７０９の処理を、図１０を参照しながら、以下に説明する。
【００８３】
図１０は、加速度センサ１３に固定されたセンサ座標系のＹｓ軸及びＺｓ軸と、車両座標系のＹｃ軸及びＺｃ軸とを、原点Ｏ同士及びＸｓ軸及びＸｃ軸を一致させて示している。
【００８４】
センサ座標系は、Ｘｓ軸の向きを車両座標系のＸｃ軸と一致させた状態で、Ｘｃ軸を中心にロール角βだけ回転している。ここで、０＝＜β＝＜πである。
【００８５】
ここで、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＺｓ軸方向のピッチ角αが補正された加速度の値をＧｚ１ｓとする。処理部１１は、加速度の値Ｇｚ１ｓを、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓ、及び、Ｚｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓを、式（６）に代入して求めてもよい。
【００８６】
図１０に示すように、Ｚｓ軸方向のピッチ角αが補正された加速度の値Ｇｚ１ｓは、重力加速度１（Ｇ）のＺｓ軸方向への射影成分なので、ロール角βを用いて式（７）で表される。
【００８７】
【数７】
2019184486.tif 000009
【００８８】
ステップＳ７０９において、処理部１１は、ピッチ角αが補正された加速度の値Ｇｚ１ｓと１との差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ２よりも小さいか否かを判定する。ここで、加速度の値Ｇｚ１ｓと１との差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には、ロール角はゼロであるとみなされる。所定の閾値Ｔｈ２としては、加速度センサ１３の精度にもよるが、例えば、０．０５Ｇとすることができる。
【００８９】
ピッチ角αが補正された加速度の値Ｇｚ１ｓと１との差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ２よりも小さい場合（ステップＳ７１１―Ｙｅｓ）、処理部１１は、ロール角β＝０と決定する。そして、処理部１１は、ｃｏｓβ＝１と決定する（ステップＳ７１１）。
【００９０】
一方、ピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１ｓと１との差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ２よりも小さくない場合（ステップＳ７１１―Ｎｏ）、ゼロではないロール角βが発生していることになる。この場合の処理部１１の処理（ステップＳ７１３）を、図１０を参照しながら、以下に説明する。
【００９１】
図１０を参照して説明したように、Ｚｓ軸方向のピッチ角αが補正された加速度の値Ｇｚ１ｓは、重力加速度１（Ｇ）のＺｓ軸方向への射影成分なので、式（７）で表される。
【００９２】
式（７）中の右辺と加速度の値Ｇｚ１ｓとの関係は、式（６）の関係を用いて導出している。処理部１１は、ｃｏｓβの値を、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＺｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓと、ｃｏｓαとに基づいて求める。
【００９３】
以上が、ステップＳ７１３の説明である。
【００９４】
次に、ステップＳ７１５の処理を、図１０を参照しながら、以下に説明する。
【００９５】
式（７）を導出したのと同様にして、加速度センサ１３により検知されるピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１に対して、ロール角βが補正された加速度Ｇｚ２と、加速度センサ１３により検知されるピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１との関係は、式（８）で表される。
【００９６】
【数８】
2019184486.tif 000010
【００９７】
式（８）を、加速度Ｇｚ２について解くと、式（９）が得られる。
【００９８】
【数９】
2019184486.tif 000011
【００９９】
ロール角βがゼロの場合には、ｃｏｓβ＝１となり、式（９）からＧｚ２＝Ｇｚ１という関係が得られるので、式（９）は、ステップＳ７１１に示す関係も含んでいる。
【０１００】
ステップＳ７１５において、処理部１１は、加速度センサ１３により検知されるピッチ角αが補正された加速度Ｇｚ１に対して、ロール角βが補正された加速度Ｇｚ２を表す式（９）を得る。具体的には、処理部１１は、式（９）中のＧｘ０ｓ及びＧｚ０ｓとして、第１基準状態で加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値及びＺｓ軸方向の加速度の値を代入して式（９）を得る。
【０１０１】
また、ピッチ角α及びロール角βが補正された加速度Ｇｚ２は、加速度センサ１３により検知されるＺｓ軸方向の加速度Ｇｚｓｅｎｓと、第１基準状態において加速度センサ１３により検知されるＺｓ軸方向の加速度の値Ｇｚ０ｓとを用いて、式（１０）に示すように、表すことができる。ピッチ角α及びロール角βが補正された加速度Ｇｚ２は、加速度センサ１３が、車両３０に対してピッチ角α及びロール角βがゼロで取り付けられていた時に検知される加速度を意味する。
【０１０２】
【数１０】
2019184486.tif 000012
【０１０３】
処理部１１は、式（１０）に示す関係を用いて、走行中の車両３０の加速度センサ１３が検知するセンサ座標系のＺｓ軸方向の加速度Ｇｚｓｅｎｓを、車両座標系のＺｃ軸方向の加速度と一致するように補正する。
【０１０４】
次に、ステップＳ８０１の処理を、図１１を参照しながら、以下に説明する。ステップＳ８０１では、図１１に示すように、車両３０は、面Ｐ１を車両座標系のＹｃ軸方向を向く軸を中心に既知の角度である所定の角度θだけ回転させた面Ｐ２上に静止して配置された第２基準状態におかれる。面Ｐ２が、面Ｐ１からＹｃ軸方向を向く軸を中心に回転している角度とθとのずれの許容範囲は、光軸制御装置１０が光軸を制御する制御情報を生成するのに必要な加速度の精度に基づいて適宜決定され得る。ここで、第２基準状態で加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値をＧｘ２ｓとする。光軸制御装置１０は、外部装置４０に制御されて、ステップＳ８０１〜Ｓ８０７の処理を実行する。
【０１０５】
また、図１１には、第２基準状態にある車両の３０の車両座標系のＸｃ軸及びＺｃ軸が、鉛直方向と共に示されている。
【０１０６】
図１１に示すように、鉛直方向の重力加速度１（Ｇ）を、第２基準状態の車両座標系のＸｃ軸方向へ射影した成分Ｇｘｃは、式（１１）で表される。外部装置４０は、面Ｐ１が面Ｐ２となる角度θに基づいてｓｉｎθの値を求めて、ｓｉｎθの値を光軸制御装置１０へ出力する。
【０１０７】
【数１１】
2019184486.tif 000013
【０１０８】
ステップＳ８０１において、処理部１１は、ｓｉｎθ（＝Ｇｘｃ）と加速度の値Ｇｘ２ｓとの差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ３よりも小さいか否かを判定する。ここで、ｓｉｎθと加速度の値Ｇｘ２ｓとの差の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ３よりも小さい場合には、ヨー角γはゼロであるとみなされる。所定の閾値Ｔｈ３としては、加速度センサ１３の精度にもよるが、例えば、０．０５Ｇとすることができる。
【０１０９】
ｓｉｎθと加速度の値Ｇｘ２ｓとの差の絶対値が所定の閾値Ｔｈ３よりも小さい場合（ステップＳ８０１―Ｙｅｓ）、処理部１１は、ヨー角γ＝０と決定する。そして、処理部１１は、ｃｏｓγ＝１とする（ステップＳ８０３）。
【０１１０】
一方、ｓｉｎθと加速度の値Ｇｘ２ｓとの差の絶対値が所定の閾値Ｔｈ３よりも小さくない場合（ステップＳ８０１―Ｎｏ）、ゼロではないヨー角γが発生していることになる。この場合の処理部１１の処理（ステップＳ８０５）を、図１２を参照しながら、以下に説明する。
【０１１１】
図１２は、ゼロではないヨー角γが発生している場合の加速度センサ１３に固定されたセンサ座標系のＸｓ軸及びＹｓ軸と、車両座標系のＸｃ軸及びＹｃ軸とを、原点Ｏ同士及びＺｓ軸及びＺｃ軸を一致させて示している。
【０１１２】
センサ座標系は、Ｚｓ軸の向きを車両座標系のＺｃ軸と一致させた状態で、Ｚｃ軸を中心にヨー角γだけ回転している。ここで、０＝＜γ＝＜πである。
【０１１３】
図１２に示すように、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ２ｓは、重力加速度１（Ｇ）を第２基準状態の車両座標系のＸｃ軸方向へ射影した成分ＧｘｃのＸｓ軸方向への射影成分なので、ｓｉｎθ及びｃｏｓγを用いて式（１２）で表される。
【０１１４】
【数１２】
2019184486.tif 000014
【０１１５】
式（１２）の真ん中と右辺とを変形して、式（１３）を得る。
【０１１６】
【数１３】
2019184486.tif 000015
【０１１７】
即ち、ヨー角γの余弦は、Ｘｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ２ｓ及びｓｉｎθで表される。処理部１１は、ｃｏｓγ＝Ｇｘ２ｓと決定する。
【０１１８】
以上が、ステップＳ８０５の説明である。
【０１１９】
次に、ステップＳ８０７の処理を、図１２を参照しながら、以下に説明する。
【０１２０】
加速度センサ１３により検知されるピッチ角αが補正されたＸｓ軸方向の加速度Ｇｘ１に対して、ヨー角γが補正された加速度Ｇｘ２は、ｃｏｓγ、又は、Ｇｘ２s及びｓｉｎθを用いて式（１４）で表される。
【０１２１】
【数１４】
2019184486.tif 000016
【０１２２】
ヨー角γがゼロの場合には、ｃｏｓγ＝１となり、式（１４）からＧｘ２＝Ｇｘ１という関係が得られるので、式（１４）は、ステップＳ８０３に示す関係も含んでいる。
【０１２３】
ステップＳ８０５において、処理部１１は、加速度センサ１３により検知されるピッチ角αが補正された加速度の値Ｇｘ１に対して、ヨー角γが補正された加速度Ｇｘ２を表す式（１４）を得る。具体的には、処理部１１は、式（１４）中のＧｘ２ｓとして、第２基準状態で加速度センサ１３により検知されたＸｓ軸方向の加速度の値及びｓｉｎθの値を代入して式（１４）を得る。
【０１２４】
また、ピッチ角α及びヨー角γが補正された加速度Ｇｘ２は、式（１５）に示すように、加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度Ｇｘｓｅｎｓと、第１基準状態において加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ０ｓと、第２基準状態において加速度センサ１３により検知されるＸｓ軸方向の加速度の値Ｇｘ２ｓと、ｓｉｎθの値を用いて表すことができる。ピッチ角α及びヨー角γが補正された加速度Ｇｘ２は、加速度センサ１３が、車両３０に対してピッチ角α及びヨー角γがゼロで取り付けられていた時に検知される加速度を意味する。
【０１２５】
【数１５】
2019184486.tif 000017
【０１２６】
処理部１１は、式（１５）に示す関係を用いて、走行中の車両３０の加速度センサ１３が検知するセンサ座標系のＸｓ軸方向の加速度Ｇｘｓｅｎｓを、車両座標系のＸｃ軸方向の加速度と一致するように補正する。
【０１２７】
上述した本実施形態のシステムによれば、加速度センサが検知する２軸方向の加速度を、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に補正できる。これにより、光軸制御装置は、補正された車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度に基づいて、車両の車両進行方向及び鉛直方向の加速度を正確に求めて、車両の姿勢に応じて、前照灯の光軸の向きを制御できる。また、２軸方向の加速度を検知する加速度センサを用いることにより、コストを低減できる。
【０１２８】
本発明では、上述した実施形態の加速度センサを補正する方法及び装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
【０１２９】
例えば、上述した実施形態では、外部装置は、車両の外部に配置されていたが、図１３に示すように、車両３０に搭載された車載装置５０が、外部装置の機能を有していてもよい。車載装置５０は、ユーザにより操作部５１が操作されて動作可能である。例えば、光軸制御装置１０は、車載装置５０からの指示を入力して、図７に示す各処理を開始する。また、光軸制御装置１０は、車載装置５０からの指示を入力して、図８に示す各処理を開始する。ここで、θを予め固定された角度にしておけば、光軸制御装置１０は、ｓｉｎθの値を、車載装置５０から入力することなく自分で求めることができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１    システム
１０    光軸制御装置
１１    処理部
１２    記憶部
１３    加速度センサ
１４    通信部
２０    前照灯ユニット
２１    前照灯
２２    前照灯駆動部
３０    車両
４０    外部装置
５０    車載装置
５１    操作部
【図１】
2019184486.tif 000022
【図２】
2019184486.tif 000023
【図３】
2019184486.tif 000024
【図４】
2019184486.tif 000025
【図５】
2019184486.tif 000026
【図６】
2019184486.tif 000027
【図７】
2019184486.tif 000028
【図８】
2019184486.tif 000029
【図９】
2019184486.tif 000030
【図１０】
2019184486.tif 000031
【図１１】
2019184486.tif 000032
【図１２】
2019184486.tif 000033
【図１３】
2019184486.tif 000034