(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星からの信号をもとに測位された対象物の測位データと、角速度センサから出力された対象物の角速度とを取得する取得部と、
前記取得部において取得した角速度を少なくとも使用することによって、前記角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するオフセット値導出部と、
前記取得部において取得した測位データと角速度とをもとに、前記角速度センサの仮の感度係数を逐次導出する感度係数導出部と、
前記感度係数導出部において逐次導出した前記角速度センサの仮の感度係数に対して統計処理を実行することによって、前記オフセット値導出部において導出した前記角速度センサのオフセット値とともに、前記角速度センサから出力された角速度を補正するための前記角速度センサの感度係数を導出する感度係数フィルタ処理部とを備え、
前記感度係数フィルタ処理部は、前記オフセット値導出部において前記角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、統計処理の際の忘却係数を変更することを特徴とする角速度センサ補正装置。
【請求項２】
前記感度係数導出部は、前記オフセット値導出部において前記角速度センサのオフセット値を更新させる程度が大きくなるほど、前記角速度センサの仮の感度係数のひとつを導出するための期間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ補正装置。
【請求項３】
ＧＰＳ衛星からの信号をもとに測位された対象物の測位データと、角速度センサから出力された対象物の角速度とを取得するステップと、
取得した角速度を少なくとも使用することによって、前記角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するステップと、
取得した測位データと角速度とをもとに、前記角速度センサの仮の感度係数を逐次導出するステップと、
逐次導出した前記角速度センサの仮の感度係数に対して統計処理を実行することによって、導出した前記角速度センサのオフセット値とともに、前記角速度センサから出力された角速度を補正するための前記角速度センサの感度係数を導出するステップとを備え、
前記角速度センサの感度係数を導出するステップは、前記角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するステップにおいて前記角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、統計処理の際の忘却係数を変更することを特徴とする角速度センサ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサ補正技術に関し、特に角速度センサからの出力信号を補正するための値を導出する角速度センサ補正装置および角速度センサ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ナビゲーション装置では、一般的に、自立航法から算出された位置と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）から算出された位置とが合成されることによって、最適な位置が推定される。自立航法では、車両の速度を示す速度パルスと、角速度センサによって計測された車両の旋回角速度とをもとに、前回の測位位置を更新することによって、現在の位置が算出される。このような方式のナビゲーション装置によれば、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難なトンネル、地下駐車場や高層ビルの谷間であっても、自立航法によって自車位置の導出が可能である。車両の旋回による角速度ωは、次の式によって導出される。
ω＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｏｆｆｓｅｔ）／Ｓ  ・・・（１）
ここで、Ｖｏｕｔは、角速度センサの出力電圧であり、Ｖｏｆｆｓｅｔは、角速度センサのオフセット値、Ｓ（ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、角速度センサの感度係数である。
【０００３】
角速度を正確に求めるためには、角速度センサのオフセット値と、感度係数を正確に求める必要がある。角速度センサの感度係数は、一般的に角速度センサの個体差や角速度センサの車両への取り付け角度により異なる。また、オフセット値は温度変化によって変化する可能性がある。つまり、オフセット値は、車両用ナビゲーション装置に使用される基板等の発熱や、車両用ナビゲーション装置が車両のダッシュボード等に取り付けられた場合の車両エンジン等の発熱による温度上昇の影響を受ける。従来、角速度センサのオフセット値は、角速度が「０」になる車両停止時や直進走行時の角速度センサからの出力電圧を用いて補正されていた。しかしながら、高速道路の走行や、交通量の少ない地域における長時間の走行等、車両の停止頻度が少ないケースでは、角速度センサのオフセット値を定期的に補正することが困難になり、オフセット値の精度が悪化しやすくなる。正確に角速度センサからの出力電圧が「０」になるような直進走行時のオフセット値補正についても、道路形状やドライバの運転状況に左右されやすいので、定期的に行うことが困難になる。また、角速度センサの感度係数は、単位期間内での方位変化量と、角速度センサの出力電圧とから導出される。そのため、式（１）から明らかなように、角速度センサの感度係数は、オフセット値の誤差の影響を受ける。
【０００４】
直進走行以外の走行中であっても角速度センサのオフセットおよび感度係数を補正する技術が提案されている。そこでは、所定期間の角速度センサの出力電圧の平均値と、その平均値が算出される期間の車両の方位変化量をもとに、角速度センサのオフセット値および感度係数が補正されている。具体的に説明すると、角速度センサのオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔは、次のように導出される。
Ｖｏｆｆｓｅｔ＝１／ｎ・ΣＶｏｕｔ−１／Δｔ・Δθ／ｎ・Ｓ  ・・・（２）
ここで、ｎは、角速度センサの出力電圧のサンプル数であり、Δｔ（ｓｅｃ）は、サンプリング間隔であり、Δθ（ｄｅｇ）は、方位変化量である。方位変化量は、ＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ方位、あるいは地図データをもとに求められる。また、角速度センサの感度係数については、補正されたオフセット値の変化量が小さい、つまり安定した状態において、次のように導出される。
Ｓ＝（１／ｎ・ΣＶｏｕｔ  −  Ｖｏｆｆｓｅｔ）・ｎ／Δθ・Δｔ  ・・・（３）
ここで、Ｖｏｆｆｓｅｔは、補正されたオフセット値の変化量が小さいような安定した状態において、既知であり定数とされる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況下において、角速度センサの感度係数に対して、オフセット値の変化量が小さいような安定した状態になるまで、式（３）におけるＶｏｆｆｓｅｔが安定しないことによって、サンプル数を増やすと、感度係数の誤差が増大する可能性がある。オフセット値が安定するまでには、一般的に、起動時から３０分から１時間以上の期間を要する。そのため、例えば、３０分程度以下の走行においては、角速度センサの感度係数を正確に補正することが非常に難しくなるとともに、角速度の導出精度も高くない。起動してから短期間に角速度の導出精度を向上させるためには、角速度センサのオフセット値を短期間で高精度に導出することが要求される。
【０００７】
また、角速度センサの感度係数を導出するための式（３）において、方位変化量Δθが、ＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ方位から求められる場合、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状況によりＧＰＳ方位の精度が悪化するので、感度係数に含まれる誤差が大きくなる。また、式（３）において、方位変化量Δθが、地図データに基づいて求められる場合、地図データに基づく道路方位と車両の走行方位とが完全に一致するとは限らないので、感度係数に含まれる誤差が大きくなる。これらの場合でも、感度係数に含まれる誤差の低減が要求される。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、短期間であっても角速度の導出精度を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の角速度センサ補正装置は、ＧＰＳ衛星からの信号をもとに測位された対象物の測位データと、角速度センサから出力された対象物の角速度とを取得する取得部と、取得部において取得した角速度を少なくとも使用することによって、角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するオフセット値導出部と、取得部において取得した測位データと角速度とをもとに、角速度センサの仮の感度係数を逐次導出する感度係数導出部と、感度係数導出部において逐次導出した角速度センサの仮の感度係数に対して統計処理を実行することによって、オフセット値導出部において導出した角速度センサのオフセット値とともに、角速度センサから出力された角速度を補正するための角速度センサの感度係数を導出する感度係数フィルタ処理部とを備える。感度係数フィルタ処理部は、オフセット値導出部において角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、統計処理の際の忘却係数を変更する。
【００１０】
この態様によると、角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、仮の感度係数に対して統計処理を実行する際の忘却係数を設定するので、オフセット値のドリフトに応じて忘却係数を設定できる。
【００１１】
感度係数導出部は、オフセット値導出部において角速度センサのオフセット値を更新させる程度が大きくなるほど、角速度センサの仮の感度係数のひとつを導出するための期間を短くしてもよい。また、角速度センサのオフセット値を更新させる程度が大きくなるほど、角速度センサの仮の感度係数のひとつを導出するための期間を短くするので、環境の変化の影響を低減できる。
【００１２】
本発明の別の態様は、角速度センサ補正方法である。この方法は、ＧＰＳ衛星からの信号をもとに測位された対象物の測位データと、角速度センサから出力された対象物の角速度とを取得するステップと、取得した角速度を少なくとも使用することによって、角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するステップと、取得した測位データと角速度とをもとに、角速度センサの仮の感度係数を逐次導出するステップと、逐次導出した角速度センサの仮の感度係数に対して統計処理を実行することによって、導出した角速度センサのオフセット値とともに、角速度センサから出力された角速度を補正するための角速度センサの感度係数を導出するステップとを備える。角速度センサの感度係数を導出するステップは、角速度センサのオフセット値を更新させながら順次導出するステップにおいて角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、統計処理の際の忘却係数を変更する。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短期間であっても角速度の導出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る角速度算出装置の構成を示す図である。
【図２】図１のオフセット値演算部の構成を示す図である。
【図３】図２のオフセット値フィルタ処理部の構成を示す図である。
【図４】図３の忘却係数設定部において記憶されるテーブルのデータ構造を示す図である。
【図５】図３の忘却係数制御部の構成を示す図である。
【図６】図１の感度係数演算部の構成を示す図である。
【図７】図６の感度係数フィルタ部において記憶されるテーブルのデータ構造を示す図である。
【図８】図１の角速度算出装置によるオフセット値の導出手順を示すフローチャートである。
【図９】図１の角速度算出装置による忘却係数α２の導出手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１の角速度算出装置による感度係数の導出手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、車両等に搭載され、車両の旋回による角速度を導出する角速度算出装置に関する。角速度算出装置は、角速度センサからの出力電圧に対して、オフセット値と感度係数とを使用しながら、角速度を導出する。前述のごとく、角速度センサのオフセットは、温度の変動の影響を受ける。また、オフセット値の誤差は、感度係数の算出精度に影響を与える。その結果、このような状態において、角速度の精度が悪化している。これに対応するために、本実施例に係る角速度算出装置は、次の処理を実行する。
【００１７】
角速度算出装置は、車両に搭載された角速度センサから出力電圧を入力するとともに、車両に搭載されたＧＰＳ受信機から測位データを入力する。ここで、角速度センサからの出力電圧が、車両の角速度に相当する。また、測位データには、車両の方位、車両の速度、車両の高度等が含まれる。角速度算出装置は、測位データと出力電圧とをもとに、車両の走行状態を推定する。走行状態として、例えば、停止状態、直進走行状態、非直進走行状態のいずれかが特定される。また、角速度算出装置は、走行状態に応じた導出方法にて仮のオフセット値を逐次導出する。さらに、角速度算出装置は、逐次導出した仮のオフセット値に対してフィルタ処理を実行する。ここで、フィルタは、ローパスフィルタに相当する。
【００１８】
また、フィルタに設定される忘却係数は、走行状態に応じて決定される。例えば、停止状態や直進走行状態では、仮のオフセット値の精度が高いので、過去の値の影響を小さくするような忘却係数が設定される。一方、非直進走行状態では、仮のオフセット値の精度が低いので、過去の値の影響を大きくするような忘却係数が設定される。フィルタの出力値がオフセット値に相当する。角速度算出装置は、測位データと出力電圧とをもとに、仮の感度係数を逐次導出する。また、角速度算出装置は、オフセット値の場合と同様に、逐次導出した仮の感度係数に対してフィルタ処理を実行する。フィルタの出力値が感度係数に相当する。最終的に、角速度算出装置は、角速度センサからの出力電圧、オフセット値、感度係数とをもとに角速度を算出する。
【００１９】
このような構成において、次のような状況下においても、角速度の導出精度を向上できれば望ましい。走行状態が非直進走行時の場合に、過去のオフセット値の影響が大きいと、真のオフセット値に追随するのに時間を要する可能性がある。例えば、車両内でエアコンをＯＮ／ＯＦＦするとダッシュボードの温度が急に変化するため、それに伴いオフセット値も大きく変化する。このとき、過去のオフセット値の影響が大きくなるよう忘却係数が設定されていると、真のオフセット値に追随するまでの期間において、導出したオフセット値が誤差を含むようになる。さらに、オフセット値に誤差が含まれると、導出した感度係数も誤差を含むようになる。非直進走行時において周辺温度が大きく変動するような状況であっても角速度の導出精度を高めるためには、角速度センサのオフセット値を短期間で高精度に導出することが要求される。
【００２０】
これに対応するために、本実施例に係る角速度算出装置は、非直進走行状態の場合に、角速度センサから計算した方位変化とＧＰＳから計算した方位変化の差分値について、過去からの変化量の絶対値を導出する。また、角速度算出装置は、一定期間における絶対値の変化量を導出し、絶対値の変化量に基づいて、オフセット値を導出するための忘却係数を変更させる。例えば、絶対値の変化量が所定値以上であれば、現在の仮のオフセット値の重みが大きくなるように忘却係数が変更され、オフセット値の変化への追随性が向上される。一方、絶対値の変化量が所定値より小さければ、現在の仮のオフセット値の重みが小さくなるように忘却係数が変更され、オフセット値の変化が小さいときの安定性が向上される。また、感度係数を導出するための忘却係数は、オフセット値を導出するための忘却係数に応じて変更される。例えば、温度の変動が微小でありオフセット値のドリフトが小さい場合は、オフセット値の導出精度が高く誤差が少ないので、過去の値の影響を小さくするような忘却係数が設定される。一方、温度の変動が大きくオフセットのドリフトが存在する場合は、過去の値の影響を大きくするような忘却係数が設定される。
【００２１】
図１は、本発明の実施例に係る角速度算出装置１００の構成を示す。角速度算出装置１００は、測定部１０、パラメータ演算部１２、角速度変換部１４、制御部３４を含む。また、測定部１０は、ＧＰＳ測位部２０、有効性判定部２２、傾斜検出部２４、角速度センサ２６を含み、パラメータ演算部１２は、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０、測位データ蓄積部３２を含む。さらに信号として、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、オフセット値２０６、感度係数２０８、記憶データ２１０が含まれる。
【００２２】
ＧＰＳ測位部２０は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信して、ＧＰＳ測位データ２００を算出する。ＧＰＳ測位データ２００には、経緯度、車両の高度であるＧＰＳ高度、移動速度であるＧＰＳ速度、車両の方位であるＧＰＳ方位、ＰＤＯＰ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）、捕捉衛星数等が含まれる。ここで、ＰＤＯＰは、ＧＰＳ測位データ２００におけるＧＰＳ衛星位置の誤差が受信点位置にどのように反映されるかの指標であり、測位誤差に相当する。なお、ＧＰＳ測位データ２００には、これら以外の値が含まれていてもよい。また、ＧＰＳ測位データ２００の算出は、公知の技術によってなされればよいので、ここでは説明を省略する。また、ＧＰＳ測位部２０は、ＧＰＳ測位データ２００をサンプリング間隔ごとに、つまり周期的に算出する。ＧＰＳ測位部２０は、ＧＰＳ測位データ２００を有効性判定部２２へ逐次出力する。
【００２３】
有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位部２０からのＧＰＳ測位データ２００を逐次入力する。有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位データ２００から、ＧＰＳ測位データ２００それぞれの有効性を判定する。例えば、有効性判定部２２は、ＰＤＯＰの値が第１のしきい値以下であり、かつＧＰＳ速度が第２のしきい値以上である場合に、それらに対応したＧＰＳ方位が有効であると判定する。また、有効性判定部２２は、上記の条件が満たされない場合に、対応したＧＰＳ方位が無効であると判定する。これは、一般的にＰＤＯＰの値が大きい場合やＧＰＳ速度が小さい場合に、ＧＰＳ方位の精度が低くなる傾向があるからである。さらに具体的に説明すると、ＰＤＯＰの値が６以下であり、かつＧＰＳ速度が２０ｋｍ／ｈ以上である場合に、有効性判定部２２は、ＧＰＳ方位の有効性をフラグで表す。
【００２４】
また、有効性判定部２２は、ＧＰＳ速度が第３のしきい値以上である場合に、当該ＧＰＳ速度が有効であると判定する。ここで、第３のしきい値は、第２のしきい値と同じでもよい。さらに、有効性判定部２２は、所定の期間でのＧＰＳ高度の差が、第４のしきい値以下である場合に、当該ＧＰＳ高度が有効であると判定する。このような処理の結果、有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位データ２００に含まれたＧＰＳ方位等の各値に対して、有効あるいは無効が示されたフラグを付加する（以下、フラグが付加されたＧＰＳ測位データ２００もまた「ＧＰＳ測位データ２００」という）。有効性判定部２２は、傾斜検出部２４、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０、測位データ蓄積部３２へＧＰＳ測位データ２００を逐次出力する。
【００２５】
傾斜検出部２４は、有効性判定部２２からＧＰＳ測位データ２００、特にＧＰＳ測位データ２００に含まれたＧＰＳ高度を逐次入力する。傾斜検出部２４は、逐次入力したＧＰＳ高度をもとに、サンプリング間隔における車両の平均傾斜角度（以下、「傾斜角度２０４」という）を検出する。具体的に説明すると、傾斜検出部２４は、連続したＧＰＳ高度の差異を逐次計算してから、計算結果を平均した後に、平均値をサンプリング間隔で除算することによって、傾斜角度２０４を導出する。ここで、連続したＧＰＳ高度の間隔が、サンプリング間隔に相当する。傾斜検出部２４は、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０、測位データ蓄積部３２へ傾斜角度２０４を出力する。
【００２６】
角速度センサ２６は、例えば、振動ジャイロ等のジャイロ装置に相当し、車両の進行方向の変化を車両の相対的な角度変化として検出する。つまり、角速度センサ２６は、車両の旋回角速度を検出する。検出された角速度は、例えば、０Ｖ〜５Ｖのアナログ信号として出力される。その際、時計回りの旋回に対応した正の角速度は５Ｖ側への２．５Ｖからの偏差電圧として出力され、反時計回りの旋回に対応した負の角速度は０Ｖ側への２．５Ｖからの偏差電圧として出力される。また、２．５Ｖは、角速度のオフセット値、つまり零点であり、温度等の影響を受けドリフトする。
【００２７】
また、２．５Ｖからの角速度の偏差程度である感度係数（ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、水平な状態において許容誤差内に収まる所定の値として定められている。この許容誤差原因は、ジャイロ装置の個体差や経年変化、温度による影響等である。ジャイロ装置の電圧値は、図示しないＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換装置によって、例えば、サンプリング間隔１００ｍｓｅｃでＡＤ変換され、その結果のデジタル信号が出力される。当該デジタル信号は、前述の出力電圧に相当し、以下では、出力信号２０２という用語を使用する。なお、ジャイロ装置として、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。角速度センサ２６は、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０、測位データ蓄積部３２、角速度変換部１４へ出力信号２０２を出力する。
【００２８】
オフセット値演算部２８は、有効性判定部２２からのＧＰＳ測位データ２００、傾斜検出部２４からの傾斜角度２０４、角速度センサ２６からの出力信号２０２を入力する。また、オフセット値演算部２８は、感度係数演算部３０から感度係数２０８も入力する。オフセット値演算部２８は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、感度係数２０８とをもとに、角速度センサ２６のオフセット値（以下、「オフセット値２０６」という）を更新させながら順次算出する。なお、オフセット値演算部２８での処理の詳細は後述する。オフセット値演算部２８は、オフセット値２０６を角速度変換部１４へ出力する。
【００２９】
感度係数演算部３０は、有効性判定部２２からのＧＰＳ測位データ２００、傾斜検出部２４からの傾斜角度２０４、角速度センサ２６からの出力信号２０２を入力する。また、感度係数演算部３０は、オフセット値演算部２８からオフセット値２０６も入力する。感度係数演算部３０は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、オフセット値２０６とをもとに、角速度センサ２６の感度係数（以下、前述の「感度係数２０８」という）を算出する。なお、感度係数演算部３０での処理の詳細は後述する。感度係数演算部３０は、感度係数２０８を角速度変換部１４へ出力する。
【００３０】
測位データ蓄積部３２は、メモリ上のリングバッファ等で構成され、有効性判定部２２からのＧＰＳ測位データ２００、傾斜検出部２４からの傾斜角度２０４、角速度センサ２６からの出力信号２０２を逐次入力する。測位データ蓄積部３２は、有効性判定部２２において有効であると判定されたＧＰＳ測位データ２００を取得し、オフセット値演算部２８が後述の仮オフセット値２１２を導出した期間以前の所定期間、例えば１０秒間連続して有効であった場合、ＧＰＳ測位データ２００、傾斜角度２０４、出力信号２０２を記憶データ２１０として記憶する。また、有効なＧＰＳ測位データが入力されるごとに、記憶データ２１０を更新する。測位データ蓄積部３２は、入力されたＧＰＳ測位データ２００が無効であった場合、記憶データ２１０の更新を行わない。また、所定期間、例えば６０秒間連続して無効であった場合、記憶データ２１０をクリアする。測位データ蓄積部３２は、記憶した記憶データ２１０をオフセット値演算部２８へ出力する。
【００３１】
角速度変換部１４は、角速度センサ２６からの出力信号２０２、オフセット値演算部２８からのオフセット値２０６、感度係数演算部３０からの感度係数２０８を入力する。角速度変換部１４は、出力信号２０２、オフセット値２０６、感度係数２０８をもとに、前述の式（１）を計算することによって、車両の角速度ωを算出する。角速度変換部１４は、角速度ωを出力する。制御部３４は、角速度算出装置１００全体の動作を制御する。
【００３２】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３３】
図２は、オフセット値演算部２８の構成を示す。オフセット値演算部２８は、状態推定部４０、状態別オフセット値導出部４２、オフセット値フィルタ処理部４４を含む。また、状態推定部４０は、停止推定部５０、直進走行推定部５２、非直進走行推定部５４を含み、状態別オフセット値導出部４２は、停止時オフセット値導出部５６、直進走行時オフセット値導出部５８、非直進走行時オフセット値導出部６０を含む。さらに信号として、仮オフセット値２１２、走行状態情報２１４が含まれる。
【００３４】
状態推定部４０は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４を入力する。状態推定部４０は、停止推定部５０、直進走行推定部５２、非直進走行推定部５４において、車両の走行状態を推定する。ここでは、車両の走行状態として、車両が停止あるいは直進している状態であるか、残りの状態、つまり非直進走行している状態であるかを推定する。また、状態推定部４０は、判定結果を走行状態情報２１４としてオフセット値フィルタ処理部４４へ出力する。
【００３５】
停止推定部５０は、図示しない有効性判定部２２において有効であると判定されたＧＰＳ測位データ２００を取得する。また、停止推定部５０は、ＧＰＳ測位データ２００からＧＰＳ速度を抽出し、ＧＰＳ速度が「０」であるかを確認する。一方、停止推定部５０は、所定期間内における出力信号２０２の分散値を計算し、分散値と第５のしきい値とを比較する。停止推定部５０は、ＧＰＳ速度が０であり、かつ分散値が第５のしきい値よりも小さい場合に、車両が停止状態であると判定する。前述のごとく、ＧＰＳ速度が小さい場合、その精度は低くなる傾向があるが、停止推定部５０は、出力信号２０２の分散値を併せて使用することによって停止と判断する。ここで、所定期間は、例えば、ＧＰＳ速度のサンプリング間隔である１ｓｅｃとされる。所定期間において、出力信号２０２の分散値が小さいときは、車両の揺れ等がない安定した状態であると推定される。停止推定部５０は、停止状態ではないと判定した場合、その旨を非直進走行推定部５４へ出力する。
【００３６】
直進走行推定部５２は、図示しない有効性判定部２２において有効であると判定されたＧＰＳ測位データ２００を取得する。また、直進走行推定部５２は、ＧＰＳ測位データ２００からＧＰＳ方位を抽出し、ＧＰＳ方位の所定期間にわたる変化（以下、「ＧＰＳ方位変化」という）を導出する。さらに、直進走行推定部５２は、ＧＰＳ方位変化が「０」であるかを確認する。また、直進走行推定部５２は、所定期間における出力信号２０２の分散値を計算し、分散値と第６のしきい値とを比較する。なお、第６のしきい値は、第５のしきい値と同一であってもよい。ここで、所定期間は、例えば、ＧＰＳ方位変化が連続して０であるような期間に設定される。
【００３７】
直進走行推定部５２は、ＧＰＳ方位変化が０であり、かつ分散値が第６のしきい値よりも小さい場合に、車両が直進走行状態であると判定する。所定期間において、出力信号２０２の分散値が小さいときは、微妙な蛇行等の影響がない直進走行状態であると推定される。なお、ドライバの運転状況や道路形状によるが、例えば、市街地等において、直進走行状態の検出頻度は、一般的に、停止推定部５０による停止状態の判定よりも少なく、その期間は数秒間程度である。直進走行推定部５２は、直進走行状態ではないと判定した場合、その旨を非直進走行推定部５４へ出力する。ここで、停止推定部５０において停止状態と判定され、直進走行推定部５２において直進走行状態であると判定された場合、停止推定部５０の判定結果が優先される。非直進走行推定部５４は、停止推定部５０から、停止状態ではない旨を入力し、かつ直進走行推定部５２から、直進走行状態ではない旨を入力した場合、車両が非直進走行状態であると判定する。
【００３８】
状態別オフセット値導出部４２は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、感度係数２０８を入力する。状態別オフセット値導出部４２は、状態推定部４０において推定した車両の走行状態に応じて、角速度センサ２６の仮オフセット値２１２を逐次導出する。ここで、停止推定部５０において停止状態と判定された場合、停止時オフセット値導出部５６が出力信号２０２をもとに仮オフセット値２１２を逐次導出する。また、直進走行推定部５２において直進走行状態と判定された場合、直進走行時オフセット値導出部５８が出力信号２０２をもとに仮オフセット値２１２を逐次導出する。
【００３９】
また、直進走行時オフセット値導出部５８において非直進走行状態と判定された場合、非直進走行時オフセット値導出部６０がＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、感度係数２０８をもとに仮オフセット値２１２を逐次導出する。つまり、車両の走行状態に応じて停止時オフセット値導出部５６から非直進走行時オフセット値導出部６０は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２等の組合せを変更しながら、仮オフセット値２１２を導出する。
【００４０】
停止時オフセット値導出部５６は、停止状態と判定された場合に、出力信号２０２をもとに、角速度センサ２６の仮オフセット値２１２を逐次導出する。具体的に説明すると、停止時オフセット値導出部５６は、停止時に車両の旋回角速度が「０」になることを利用し、出力信号２０２の平均値を仮オフセット値２１２として算出する。直進走行時オフセット値導出部５８は、直進走行状態と判定された場合に、出力信号２０２をもとに、角速度センサ２６の仮オフセット値２１２を逐次導出する。具体的に説明すると、ここでも車両の旋回角速度が０であるので、直進走行時オフセット値導出部５８は、出力信号２０２の平均値を仮オフセット値２１２として算出する。
【００４１】
非直進走行時オフセット値導出部６０は、非直進走行状態であると判定された場合に、ＧＰＳ測位データ２００中のＧＰＳ方位、傾斜角度２０４、出力信号２０２、感度係数２０８とをもとに、例えば、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔における仮オフセット値２１２を逐次導出する。ここで、仮オフセット値２１２は、次のように導出される。
Ｇｏｆｆｓｅｔ＝１／ｎ・ΣＧｏｕｔ−Δθ・Ｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ・ｃｏｓ（α）  ・・・（４）
ここで、ｎは、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔における出力信号２０２のサンプル数であり、ΣＧｏｕｔ（ｍＶ）は、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔における出力信号２０２の合計値である。また、Δθ（ｄｅｇ）は、ＧＰＳ方位変化量であり、Ｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、感度係数２０８であり、α（ｄｅｇ）は、車両の傾斜角度２０４である。
【００４２】
感度係数２０８は、通常、図示しない感度係数演算部３０から入力されるが、角速度算出装置１００の起動直後などのような状態において、感度係数２０８が未だ算出されていないこともありえる。そのような場合、非直進走行時オフセット値導出部６０は、図示しないジャイロ装置の仕様によって決定される感度係数２０８を初期値として使用する。また、非直進走行時オフセット値導出部６０は、前回の走行終了時に感度係数演算部３０からの感度係数２０８を記憶しておき、初期値として使用してもよい。
【００４３】
オフセット値フィルタ処理部４４は、状態別オフセット値導出部４２において逐次導出した仮オフセット値２１２を入力する。オフセット値フィルタ処理部４４は、仮オフセット値２１２に対して統計処理を実行することによって、角速度センサ２６のオフセット値２０６を導出する。以下では、図３を使用しながら、オフセット値フィルタ処理部４４での処理を説明する。
【００４４】
図３は、オフセット値フィルタ処理部４４の構成を示す。オフセット値フィルタ処理部４４は、αｉ乗算部７０、加算部７２、１−αｉ乗算部７４、忘却係数設定部７６、忘却係数制御部７８を含む。図示のごとく、オフセット値フィルタ処理部４４は、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを含むように構成されており、ＩＩＲフィルタによってローパスフィルタを構成する。αｉ乗算部７０は、仮オフセット値２１２に忘却係数「αｉ」を乗算する。ここで、「ｉ」は、１あるいは２である。そのため、忘却係数「αｉ」は、α１、α２の総称である。なお、α１およびα２については後述する。αｉ乗算部７０は、乗算結果を加算部７２へ出力する。
【００４５】
加算部７２は、αｉ乗算部７０からの乗算結果と、１−αｉ乗算部７４からの乗算結果とを逐次加算する。加算部７２は、加算結果をオフセット値２０６として逐次出力する。１−αｉ乗算部７４は、オフセット値２０６に係数「１−αｉ」を乗算する。なお、係数「１−αｉ」のうちの「αｉ」は、αｉ乗算部７０でのαｉと同様であるので、ここでは説明を省略する。１−αｉ乗算部７４は、加算部７２へ乗算結果をフィードバックする。忘却係数設定部７６は、走行状態情報２１４を入力する。また、忘却係数設定部７６は、走行状態情報２１４にて示された状態に応じて、忘却係数「αｉ」の値を決定する。さらに、忘却係数設定部７６は、決定した忘却係数「αｉ」をαｉ乗算部７０および１−αｉ乗算部７４へ設定する。
【００４６】
図４は、忘却係数設定部７６において記憶されるテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、走行状態欄３００、忘却係数欄３０２が含まれる。走行状態欄３００には、走行状態情報２１４にて示される各状態が含まれる。忘却係数欄３０２には、各状態に対応した忘却係数「αｉ」を記憶する。つまり、停止状態と直進走行状態に対して忘却係数「α１」が対応づけられ、非直進走行状態に対して忘却係数「α２」が対応づけられる。ここで、α２＜α１の規定がなされる。また、α１は固定値であるが、α２は可変値である。図３に戻る。忘却係数制御部７８は、感度係数２０８、記憶データ２１０をもとに、忘却係数「α２」の値を決定し、決定した忘却係数「α２」の値を忘却係数設定部７６へ出力する。
【００４７】
ここでは、忘却係数を変更する理由を説明する。オフセット値フィルタ処理部４４の構成より、時刻ｔにおけるオフセット値２０６Ｖｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は、次のように示される。
Ｖｏｆｆｓｅｔ（ｔ）＝αｉＧｏｆｆｓｅｔ（ｔ）＋（１−αｉ）Ｖｏｆｆｓｅｔ（ｔ−１）  ・・・（５）
なお、Ｇｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は、時刻ｔにおける仮オフセット値２１２である。つまり、αｉが大きくなると、Ｖｏｆｆｓｅｔ（ｔ）のうちのＧｏｆｆｓｅｔ（ｔ）の影響が大きくなり、αｉが小さくなると、Ｖｏｆｆｓｅｔ（ｔ）のうちのＶｏｆｆｓｅｔ（ｔ−１）の影響が多くなる。これは、前者の場合において新しい仮オフセット値２１２の影響が大きくなり、後者の場合において過去のオフセット値２０６の影響が大きくなることに相当する。
【００４８】
例えば、停止状態あるいは直進走行状態において、仮オフセット値２１２は、車両の旋回角速度が０である状態の出力信号２０２から導出されるので、その信頼度は高い。そのため、これらの状態において順次導出されるオフセット値２０６に対して、非直進走行状態よりも、新たに導出された仮オフセット値２１２の重み付けを大きくした平均化処理がなされる。これは、過去の仮オフセット値２１２の影響が小さくなるような忘却係数を使用することに相当する。
【００４９】
一方、非直進走行時においては、式（４）のＧＰＳ方位変化量から求められるΔθや車両の平均傾斜角度αに誤差等が含まれる可能性がある。ここで、仮オフセット値２１２のドリフトは温度による影響等によるものであるので、仮オフセット値２１２の変動にはある連続性を持った特性が存在すると推測される。そのため、その特性に適したローパスフィルタを使用することによって、式（４）から導かれたオフセット値に含まれる誤差を吸収できる。具体的には、その特性に適したローパスフィルタとは、過去の仮オフセット値２１２の影響が大きくなるような忘却係数を使用することに相当する。
【００５０】
図５は、忘却係数制御部７８の構成を示す。忘却係数制御部７８は、ＧＰＳ方位変化演算部８０、自立航法方位変化演算部８２、差分演算部８４、差分絶対値演算部８６、忘却係数演算部８８を含む。ＧＰＳ方位変化演算部８０と自立航法方位変化演算部８２は、測位データ蓄積部３２から出力される記憶データ２１０を入力する。ＧＰＳ方位変化演算部８０は、記憶データ２１０に含まれるＧＰＳ方位データから、所定期間におけるＧＰＳ方位の変化量（以下、「ＧＰＳ方位変化量」という）を算出し、ＧＰＳ方位変化量を差分演算部８４へ出力する。自立航法方位変化演算部８２は、記憶データ２１０に含まれる角速度データおよび傾斜角度と、感度係数２０８と、仮オフセット値２１２から、式（１）を用いて角速度を算出し、角速度を所定期間にわたって積算することによって、自立航法による方位の変化量（以下、「自立航法方位変化量」という）を算出する。自立航法方位変化演算部８２は、自立航法方位変化量を差分演算部８４へ出力する。
【００５１】
差分演算部８４は、ＧＰＳ方位変化演算部８０からＧＰＳ方位変化量を入力するとともに、自立航法方位変化演算部８２から自立航法方位変化量を入力する。差分演算部８４は、ＧＰＳ方位変化量と自立航法方位変化量との差分値を算出し、差分値を差分絶対値演算部８６へ出力する。差分絶対値演算部８６は、差分演算部８４からの差分値を順次入力する。差分絶対値演算部８６は、差分値を前回の差分値と比較し、それらの差分の絶対値を導出する。当該絶対値は、差分値の変化量の絶対値に相当する。例えば、入力された値が０．５（ｄｅｇ）、前回に入力された値が０．３（ｄｅｇ）のとき、変化量の絶対値は０．２になる。差分絶対値演算部８６は、変化量の絶対値を忘却係数演算部８８へ出力する。
【００５２】
忘却係数演算部８８は、差分絶対値演算部８６からの絶対値を逐次入力する。忘却係数演算部８８は、一定期間にわたる絶対値の変化量を導出し、絶対値の変化量をもとに、オフセット値フィルタ処理部４４での忘却係数「α２」を調節する。具体的には、絶対値の変化量が第７のしきい値以上である場合は、オフセット値の実際の変動に追随できていないと推定してα２が大きくなるように制御し、第８のしきい値より小さい場合は、追随できていると判断してα２が小さくなるように制御する。つまり、忘却係数演算部８８は、絶対値の変化量が大きくなるほど、角速度センサ２６のオフセット値導出において、新たに導出した仮オフセット値２１２の影響が大きくなるような忘却係数「α２」を設定する。例えば、絶対値の変化量が０．１（ｄｅｇ）以上であった場合に、忘却係数演算部８８は、α２へ０．０１加算する等の処理を行う。また、第７のしきい値と第８のしきい値は、例えば、「０」のように同じ値でもよい。その結果、忘却係数演算部８８は、図４のテーブルのα２を更新する。ここで、記憶データ２１０の入力がない場合も考えられるが、そのときは予め設定したα２の初期値で図４のテーブルのα２を更新する。また、ここでは、非直進走行推定部５４が対象物の走行状態として非直進走行状態を推定した場合に、忘却係数演算部８８は、上記の処理を実行する。
【００５３】
図３に戻る。忘却係数設定部７６は、図４のテーブルを参照しながら、走行状態情報２１４にて示された状態から忘却係数「α１」あるいは「α２」を選択する。このように、忘却係数設定部７６は、車両の走行状態に応じて、フィルタ処理の際の忘却係数を変更する。また、オフセット値フィルタ処理部４４は、導出したオフセット値２０６にα２を付加する（以下、α２が付加されたオフセット値２０６もまた「オフセット値２０６」という）。
【００５４】
図６は、感度係数演算部３０の構成を示す。感度係数演算部３０は、感度係数導出部９０、感度係数フィルタ部９２、忘却係数制御部９４を含む。感度係数導出部９０は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４を入力する。また、感度係数演算部３０は、オフセット値２０６も入力する。また、感度係数導出部９０は、ＧＰＳ測位データ２００、出力信号２０２、傾斜角度２０４、オフセット値２０６とをもとに、角速度センサ２６の仮の感度係数を逐次導出する。
【００５５】
具体的に説明すると、感度係数導出部９０は、ＧＰＳ測位データ２００においてＧＰＳ方位が有効であると示されている場合、次のように、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔における角速度センサ２６の仮の感度係数を算出する。
Ｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ＝（１／ｎ・ΣＧｏｕｔ−Ｇｏｆｆｓｅｔ）／Δθ／ｃｏｓ（α）  ・・・（６）
ここで、Ｇｏｆｆｓｅｔは、図示しないオフセット値演算部２８から入力されるが、角速度算出装置１００の起動直後などのような状態において、オフセット値２０６が未だ算出されていないこともありえる。式（６）には、Δθによる除算が含まれるので、Δθが所定値以上であるときに感度係数を算出する。Δθの値が所定値以下であるときは、感度係数導出部９０は、直前に補正した感度係数を出力する。
【００５６】
感度係数フィルタ部９２は、感度係数導出部９０において逐次導出した仮の感度係数を入力する。感度係数フィルタ部９２は、仮の感度係数に対して統計処理を実行することによって、角速度センサ２６の感度係数２０８を導出する。感度係数フィルタ部９２は、図３に示されたオフセット値フィルタ処理部４４と同様に、ＩＩＲフィルタにて構成されており、ＩＩＲフィルタは、ローパスフィルタを構成する。その結果、式（６）におけるＧＰＳ方位変化量から求められるΔθや、車両の平均傾斜角度αに含まれる誤差が吸収される。また、感度係数フィルタ部９２は、忘却係数制御部９４からの指示をもとに、ＩＩＲフィルタでの忘却係数を設定する。
【００５７】
詳しくは、時刻ｔにおける感度係数２０８：Ｓ（ｔ）は、次のように示される。
Ｓ（ｔ）＝αｉＧｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ｔ）＋（１−αｉ）Ｓ（ｔ−１）  ・・・（７）
なお、Ｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ｔ）は、時刻ｔにおける仮感度係数である。つまり、αｉが大きくなると、Ｓ（ｔ）のうちのＧｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ｔ）の影響が大きくなり、αｉが小さくなると、Ｓ（ｔ）のうちのＳ（ｔ−１）の影響が多くなる。これは、前者の場合において新しい仮感度係数の影響が大きくなり、後者の場合において過去の感度係数２０８の影響が大きくなることに相当する。
【００５８】
忘却係数制御部９４は、オフセット値２０６の忘却係数α２に応じて、感度係数フィルタ部９２での忘却係数を変更する。これは、オフセット値フィルタ処理部４４において角速度センサのオフセット値を更新させる程度に応じて、感度係数フィルタ部９２での統計処理の際の忘却係数を変更することに相当する。また、忘却係数制御部９４は、変更した忘却係数の使用を感度係数フィルタ部９２に設定する。図７は、感度係数フィルタ部９２において記憶されるテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、条件欄４００、忘却係数欄４０２が示される。条件欄４００には、忘却係数を決定するためのオフセット値２０６に含まれる忘却係数の条件として、「ｘ以上」、「ｘ未満」が示されている。忘却係数欄４０２には、条件欄４００での各条件に対応した忘却係数の値が示される。具体的には、「ｘ以上」の場合に対して、忘却係数α１０が設定されており、「ｘ未満」の場合に対して、忘却係数α１１が規定されている。また、α１０＜α１１の関係が規定されている。つまり、ｘ以上の場合はオフセット値２０６の変動が大きいので、ｘ未満の場合よりも、新たに導出された仮の感度係数の重み付けを小さくした平均化処理がなされる。
【００５９】
また、ここでは、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔における仮の感度係数を算出する例を示したが、Ｇｏｆｆｓｅｔおよびαの変動が微小である場合、あるいはΔθの値が所定値以上にならない場合は、算出の間隔が大きくされてもよい。つまり、仮の感度係数の導出は、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔に限定されない。さらに、オフセット値２０６を導出するための忘却係数α２がｘ以上の場合は、仮の感度係数を算出する間隔をｘ未満の場合より小さくしてもよい。つまり、オフセット値フィルタ処理部４４において角速度センサのオフセット値を更新させる程度が大きくなるほど、角速度センサの仮の感度係数のひとつを導出するための期間を短くしてもよい。
【００６０】
以上の構成による角速度算出装置１００の動作を説明する。図８は、角速度算出装置１００によるオフセット値の導出手順を示すフローチャートである。有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位部２０において測位されたふたつのＧＰＳ測位データ２００の有効性を判定する（Ｓ１０）。ふたつのＧＰＳ測位データ２００は、サンプリング間隔時間だけ離れたタイミングでのＧＰＳ測位データ２００に相当する。有効でなければ（Ｓ１０のＮ）、待機する。ともに有効であれば（Ｓ１０のＹ）、オフセット値演算部２８は、ＧＰＳ測位データ２００のサンプリング間隔における車両のＧＰＳ方位変化量と、角速度センサ２６の出力信号２０２の合計値、傾斜検出部２４が出力する車両の傾斜角度２０４、感度係数演算部３０が出力する感度係数２０８を取得する（Ｓ１２）。
【００６１】
状態推定部４０は、取得した各種情報をもとに、車両の走行状態が停止あるいは直進走行状態であるかを判定する（Ｓ１４）。停止あるいは直進走行状態であれば（Ｓ１４のＹ）、停止時オフセット値導出部５６あるいは直進走行時オフセット値導出部５８は、取得した各種情報をもとに角速度センサ２６の仮オフセット値２１２を算出する（Ｓ１６）。オフセット値フィルタ処理部４４は、忘却係数α１でフィルタ処理を実行する（Ｓ１８）。一方、停止あるいは直進走行状態でなければ（Ｓ１４のＮ）、非直進走行時オフセット値導出部６０は、取得した各種情報をもとに角速度センサ２６の仮オフセット値２１２を算出する（Ｓ２０）。オフセット値フィルタ処理部４４は、忘却係数α２でフィルタ処理を実行する（Ｓ２２）。
【００６２】
図９は、角速度算出装置１００による忘却係数α２の導出手順を示すフローチャートである。測位データ蓄積部３２から記憶データ２１０が入力されない場合（Ｓ７０のＮ）、待機する。忘却係数制御部７８は、測位データ蓄積部３２から記憶データ２１０が入力された場合（Ｓ７０のＹ）、ＧＰＳ方位変化演算部８０において所定期間のＧＰＳ方位変化量を算出し、自立航法方位変化演算部８２において自立航法方位変化量を算出する（Ｓ７２）。差分演算部８４は、ＧＰＳ方位変化演算部８０と自立航法方位変化演算部８２から入力したそれぞれの方位変化量の差分を算出し（Ｓ７４）、差分絶対値演算部８６へ出力する。差分絶対値演算部８６は、方位変化差分の絶対値を算出し（Ｓ７６）、前回の値との差分を忘却係数演算部８８へ出力する。忘却係数演算部８８は、逐次入力した絶対値の変化量が第７のしきい値以上であった場合（Ｓ７８のＹ）、α２へ所定値を加算する（Ｓ８０）。絶対値の変化量が第７のしきい値未満の場合（Ｓ７８のＮ）、さらに絶対値の変化量が第８のしきい値より小さいかどうかを判断する（Ｓ８２）。忘却係数演算部８８は、絶対値の変化量が第８のしきい値より小さい場合（Ｓ８２のＹ）、α２へ所定値を減算する（Ｓ８４）。絶対値の変化量が第８のしきい値より小さくない場合（Ｓ８２のＮ）、処理は終了される。
【００６３】
図１０は、角速度算出装置１００による感度係数の導出手順を示すフローチャートである。有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位部２０において測位されたふたつのＧＰＳ測位データ２００の有効性を判定する（Ｓ４０）。ふたつのＧＰＳ測位データ２００は、サンプリング間隔時間だけ離れたタイミングでのＧＰＳ測位データ２００に相当する。有効でなければ（Ｓ４０のＮ）、待機する。ともに有効であれば（Ｓ４０のＹ）、感度係数演算部３０は、ＧＰＳ測位データ２００のサンプリング間隔における車両のＧＰＳ方位変化量と、角速度センサ２６の出力信号２０２の合計値、傾斜検出部２４が出力する車両の傾斜角度２０４、オフセット値演算部２８が出力するオフセット値２０６を取得する（Ｓ４２）。
【００６４】
感度係数導出部９０は、取得したＧＰＳ方位変化量が所定値以上でないと判定すれば（Ｓ４４のＮ）、ステップ４０に戻る。一方、感度係数導出部９０は、取得したＧＰＳ方位変化量が所定値以上であると判定すれば（Ｓ４４のＹ）、取得した各種情報に基づいて角速度センサ２６の仮の感度係数を導出する（Ｓ４６）。感度係数フィルタ部９２は、オフセット値２０６に含まれる忘却係数がしきい値以上であるかを判定し（Ｓ４８）、しきい値以上であれば（Ｓ４８のＹ）、図７に示したα１０を忘却係数として設定し、仮の感度係数に対してフィルタ処理を実行する（Ｓ５０）。しきい値以上でなければ（Ｓ４８のＮ）、感度係数フィルタ部９２は、α１１を忘却係数として設定し、仮の感度係数に対してフィルタ処理を実行する（Ｓ５２）。
【００６５】
本発明の実施例によれば、ＧＰＳ方位変化量と自立航法方位変化量との差分の変化量をもとに、忘却係数を設定するので、現在の仮のオフセット値に適した忘却係数を設定できる。また、現在の仮のオフセット値に適した忘却係数が設定されるので、短期間であってもオフセット値に含まれる誤差を低減できる。また、ＧＰＳ方位変化量と自立航法方位変化量との差分の変化量の絶対値を算出し、その絶対値の変化量が大きくなるほど、新たに導出した仮のオフセット値の影響が大きくなるような忘却係数を設定するので、オフセット値の実際の変動に追従できる。また、その絶対値の変化量が小さくなるほど、新たに導出した仮のオフセット値の影響が小さくなるような忘却係数を設定するので、オフセット値の安定性を向上できる。また、非直進走行状態の場合に忘却係数の調節を実行するので、オフセット値がずれやすい場合に忘却係数の微調節を実行できる。また、忘却係数の微調節が実行されるので、オフセット値の推定精度の悪化を抑制できる。また、オフセット値の推定精度の悪化が抑制されるので、角速度の推定精度を向上できる。
【００６６】
また、オフセット値を更新させるための忘却係数に応じて、仮の感度係数に対して統計処理を実行する際の忘却係数を設定するので、オフセット値のドリフトに応じて忘却係数を設定できる。また、オフセット値のドリフトに応じて忘却係数が設定されるので、短期間であっても感度係数に含まれる誤差を低減できる。また、オフセット値のドリフトに応じて忘却係数が設定されるので、感度係数の推定精度を向上できる。また、感度係数の推定精度が向上されるので、角速度の推定性を向上できる。また、オフセット値を更新させるための忘却係数が小さくなるほど、仮の感度係数に対して統計処理を実行する際の忘却係数も大きくするので、オフセット値の実際の変動に追従するような感度係数を導出できる。また、オフセット値を更新させるための忘却係数が大きくなるほど、仮の感度係数に対して統計処理を実行する際の忘却係数も小さくするので、安定性の高い感度係数を導出できる。また、角速度センサのオフセット値を更新させるための忘却係数が大きくなるほど、角速度センサの仮の感度係数のひとつを導出するための期間を短くするので、環境の変化の影響を低減できる。
【００６７】
また、走行状態に応じた仮オフセット値を導出するとともに、走行状態に応じた忘却係数を使用しながら仮オフセット値をフィルタ処理することによってオフセット値を導出するので、短期間であってもオフセット値に含まれる誤差を低減できる。また、オフセット値に含まれる誤差が低減されるので、オフセット値の導出精度を向上できる。また、角速度センサのオフセット値について、車両の傾斜角度を考慮するので、導出精度をさらに向上できる。また、ＧＰＳ方位のサンプリング間隔といった短い時間にて、車両の走行状態に応じた最適なオフセット値を導出するので、オフセット値のドリフトに精度よく追随できる。
【００６８】
また、仮の感度係数を導出するとともに、可変の忘却係数を使用しながら仮の感度係数をフィルタ処理することによって感度係数を導出するので、短期間であっても感度係数に含まれる誤差を低減できる。また、感度係数に含まれる誤差が低減されるので、感度係数の導出精度を向上できる。また、走行状態として実質的にふたつの状態を規定し、仮オフセット値の２種類の導出方法およびα１およびα２の忘却係数を用意するので、処理を簡易にできる。また、角速度センサの感度係数について、車両の傾斜角度およびその変動を考慮して算出するので、傾斜のある道路の走行時においても導出精度を向上できる。また、オフセット値のドリフトに精度よく追随できるので、ナビゲーション装置の起動直後から感度係数を正確に導出できる。また、オフセット値と感度係数との導出精度が向上されるので、角速度の導出精度を向上できる。
【００６９】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７０】
本発明の実施例において、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０は、式（４）、式（６）を計算する際に、ＧＰＳ測位データ２００に含まれたＧＰＳ方位をもとにしたΔθを使用している。しかしながらこれに限らず例えば、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０は、図示しない地図データベースを用いて、車両がマッチングしている道路方位を利用してもよい。なお、地図データベースへの車両のマッチングには、ＧＰＳ測位データ２００が使用される。本変形例によれば、角速度算出装置１００の構成の自由度を向上できる。
【００７１】
本発明の実施例において、傾斜検出部２４は、ＧＰＳ高度を利用して車両の傾斜角度２０４を算出している。しかしながらこれに限らず例えば、傾斜検出部２４が加速度センサを備え、加速度センサからの情報を利用して傾斜角度２０４を算出してもよい。または、傾斜検出部２４は、図示しない地図データベースに含まれる道路情報に高度情報が存在する場合に、車両がマッチングしている道路の高度情報を利用してもよい。本変形例によれば、傾斜角度２０４を高精度に導出できる。
【００７２】
本発明の実施例において、オフセット値演算部２８、感度係数演算部３０は、仮オフセット値２１２、仮の感度係数を導出する際に、傾斜角度２０４を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、傾斜角度２０４は使用されなくてもよい。その際、式（４）、式（６）でのαは０にされる。本変形例によれば、処理を簡易にできる。
【００７３】
本発明の実施例において、状態推定部４０は、車両の走行状態判定として、ＧＰＳ測位データ２００に含まれたＧＰＳ速度を使用して、停止状態を判定している。しかしながらこれに限らず例えば、状態推定部４０は、図示しないパルス検出部からの車両の車速パルス信号を入力し、車速パルスをもとに停止状態を判定してもよい。ここで、パルス検出部は、図示しない速度センサに接続されており、速度センサは、ドライブシャフトの回転に対応して回転するスピードメータケーブルの中間に設置され、ドライブシャフトの回転に伴った車速パルス信号を出力する。本変形例によれば、さまざまな手段によって車両の速度を測定できる。
【００７４】
本発明の実施例において、有効性判定部２２は、ＧＰＳ測位データ２００の有効性を判定するために、ＰＤＯＰを使用している。しかしながらこれに限らず例えば、有効性判定部２２は、ＧＤＯＰ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）、ＨＤＯＰ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）等や、これらの組合せを使用してもよい。本変形例によれば、さまざまなパラメータを判定に使用できる。
【００７５】
本発明の実施例において、オフセット値フィルタ処理部４４や感度係数フィルタ部９２は、ＩＩＲフィルタを含むように形成されている。しかしながらこれに限らず例えば、オフセット値フィルタ処理部４４や感度係数フィルタ部９２は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを含むように形成されていてもよい。その際、忘却係数は、タップ係数として設定される。本変形例によれば、フィルタ構成の自由度を向上できる。
【００７６】
本発明の実施例において、忘却係数制御部７８は、非直進走行状態が推定された場合に、忘却係数α２の調節を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、忘却係数制御部７８は、直進走行状態が推定された場合にも、忘却係数α１の調節を実行してもよい。その際、忘却係数制御部７８は、非直進走行状態の場合における忘却係数α２の調節幅よりも直進走行状態の場合における忘却係数α１の調節幅を大きくする。本変形例によれば、この場合、非直進走行状態の場合における忘却係数の調節幅よりも直進走行状態の場合における忘却係数の調節幅を大きくするので、オフセット値の実際の変動に追従できる。
【００７７】
本発明の実施例において、忘却係数制御部７８は、停止状態に対する忘却係数と、直進走行状態に対する忘却係数とに対して、同一の値を規定する。しかしながらこれに限らず例えば、忘却係数制御部７８は、これらに対して異なった値を設定してもよい。これは、３つの状態のそれぞれに対して異なった処理がなされているといえる。本変形例によれば、走行状態として３つの状態に対して、３つの忘却係数を用意するので、各状態に適合したフィルタ処理を実現できる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  測定部、  １２  パラメータ演算部、  １４  角速度変換部、  ２０  ＧＰＳ測位部、  ２２  有効性判定部、  ２４  傾斜検出部、  ２６  角速度センサ、  ２８  オフセット値演算部、  ３０  感度係数演算部、  ３２  測位データ蓄積部、  ３４  制御部、  ４０  状態推定部、  ４２  状態別オフセット値導出部、  ４４  オフセット値フィルタ処理部、  ５０  停止推定部、  ５２  直進走行推定部、  ５４  非直進走行推定部、  ５６  停止時オフセット値導出部、  ５８  直進走行時オフセット値導出部、  ６０  非直進走行時オフセット値導出部、  ７０  αｉ乗算部、  ７２  加算部、  ７４  １−αｉ乗算部、  ７６  忘却係数設定部、  ７８  忘却係数制御部、  ８０  ＧＰＳ方位変化演算部、  ８２  自立航法方位変化演算部、  ８４  差分演算部、  ８６  差分絶対値演算部、  ８８  忘却係数演算部、  ９０  感度係数導出部、  ９２  感度係数フィルタ部、  ９４  忘却係数制御部、  １００  角速度算出装置。
【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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