(57)【要約】【課題】  演算処理の効率化と低コスト化が実現された車載装置を提供すること。【解決手段】  車両において、車両挙動状態を検出する車載装置が、自車両の現在位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された自車両現在位置の履歴に基づいて自車両の挙動状態（車速、ヨーレート、又は、加速度）を表す第一の値を算出する算出手段と、自車両の挙動状態を検出し、該挙動状態を表す第二の値を出力する出力手段（車速センサ、ヨーレートセンサ、又は、加速度センサ）と、算出手段により算出された上記第一の値を用いて、出力手段により出力された上記第二の値に対する補正係数を決定する決定手段とを備える。【選択図】  図２
2007108071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において、車両挙動状態を検出する車載装置であって、
自車両の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された自車両現在位置の履歴に基づいて自車両の挙動状態を表す第一の値を算出する算出手段と、
自車両の挙動状態を検出し、該挙動状態を表す第二の値を出力する出力手段と、
前記算出手段により算出された前記第一の値を用いて、前記出力手段により出力された前記第二の値に対する補正係数を決定する決定手段と、を有することを特徴とする車載装置。
【請求項２】
請求項１記載の車載装置であって、
前記挙動状態は、車速、ヨーレート、又は、加速度である、ことを特徴とする車載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、車両において、車両挙動状態を検出する車載装置に係り、特に、演算処理の効率化と低コスト化が実現された車載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において、車両挙動状態を検出する車載装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、直進走行中にＧＰＳを利用して求めた車両進行方向及び現在位置を用いて、角速度センサなどの車載センサによって検出された自車両進行方向及び現在位置を修正する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来装置は、車載センサ出力値に基づいて演算された車両の進行方向や現在位置を、これらの演算値を利用する制御機器側で、ＧＰＳデータから求めた値で補正した上で利用するものであって、車載センサ自体を補正（補償、校正）するものではない。
【０００５】
したがって、故障や個体差などによりセンサ出力値自体に誤差が含まれている場合には、そのセンサの出力値を利用しているすべての制御においてその都度補正が必要となる。
【０００６】
また、このような補正処理をできる限り低減するために各車載センサを高精度なものにすると、高コストとなる。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、演算処理の効率化と低コスト化が実現された車載装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両において、車両挙動状態を検出する車載装置であって、自車両の現在位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段により検出された自車両現在位置の履歴に基づいて自車両の挙動状態を表す第一の値を算出する算出手段と、自車両の挙動状態を検出し、該挙動状態を表す第二の値を出力する出力手段（例えばセンサ）と、上記算出手段により算出された上記第一の値を用いて、上記出力手段により出力された上記第二の値に対する補正係数を決定する決定手段とを有する車載装置である。
【０００９】
この一態様において、上記位置検出手段は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）を利用して自車両現在位置を検出する。ここでは、例えばＲＴＫ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＰＳなどの検出精度（分解能）が高い（細かい）高精度ＧＰＳが用いられるものとする。
【００１０】
また、この一態様において、上記挙動状態は、例えば、車速、ヨーレート、又は、加速度である。換言すれば、上記出力手段は、例えば、車速センサ、ヨーレートセンサ、又は、加速度センサである。
【００１１】
この一態様によれば、精度の良いＧＰＳなどを利用して得られた車両挙動状態を表す数値を利用してセンサ出力値に対する補正係数が決定され、これにより精度良いセンサ出力値が得られるため、センサハードウェア自体が固有に持つ検出精度への要求が低くなり、より低価格なセンサの採用が可能となる。
【００１２】
また、この一態様によれば、各センサから補正された精度の良い出力値が出力されるようになるため、これら出力値を利用する各種制御において補正処理を行う必要がなくなり、処理効率が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、演算処理の効率化と低コスト化が実現された車載装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車速、ヨーレート、又は加速度などの車両挙動状態を検出する車載装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００１５】
以下、図１〜４を用いて、本発明の一実施例に係る車載装置について説明する。本実施例に係る車載装置１００は、搭載された車両の車速、ヨーレート、又は加速度を検出するものである。
【００１６】
図１は、本実施例に係る車載装置１００の概略構成図である。
【００１７】
車載装置１００は、自車両の現在位置を検出する位置検出部１０１を有する。本実施例において、位置検出部１０１は、一例として、ＧＰＳを利用して自車両現在位置を検出する。ここでは、例えばＲＴＫ−ＧＰＳなどの検出精度（分解能）が高い（細かい）高精度ＧＰＳが用いられるものとする。
【００１８】
車載装置１００は、更に、車速、ヨーレート、又は加速度などの車両挙動状態を検出する車載センサユニット１０２を有する。すなわち、本実施例において、車載センサユニット１０２は、車速センサユニット、ヨーレートセンサユニット、又は、加速度センサユニットである。
【００１９】
なお、便宜上、図１では車載センサユニット１０２を１つのみ図示しているが、本実施例に係る車載装置１００は複数の車載センサユニット１０２を含み得る。その場合、いずれの車載センサユニット１０２も、図１に示すように、位置検出部１０１と接続される。
【００２０】
車載センサユニット１０２は、測定量に対して定量的に感応するセンシング素子から成る検出部１０３と、検出部１０３の出力に補正係数を乗じてセンサ出力値としてユニット外へ出力する補正部１０４と、補正部１０４が利用する補正係数の値を決定する演算部である補正係数決定部１０５とを含む。
【００２１】
このような構成の車載装置１００において、補正係数決定部１０５は、位置検出部１０１により検出された自車両位置の履歴から車速、ヨーレート、又は加速度を算出して、この算出値と検出部１０３による検出値（車速、ヨーレート、又は加速度）との比較から、該検出値に対する補正係数（補正部１０４）を決定することにより、検出部１０３のハードウェア能力（センシング感度）に依らず、車載センサユニット１０２からの出力値を精度良いものとする。
【００２２】
次いで、図２〜４を参照して、この補正係数決定部１０５における補正係数決定・更新処理の流れを具体的に説明する。
【００２３】
まず、補正係数決定部１０５は、位置検出部１０１からＧＰＳデータを取得する（Ｓ２０１）。ここで、ＧＰＳデータとは、少なくとも、位置検出部１０１によって周期的に検出された自車両位置座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）、検出時刻ｔ、及び、誤差円情報を含む。誤差円とは、検出された位置情報が含み得る誤差の範囲を表す円であり、主として、位置検出部１０１がいくつのＧＰＳ衛星からデータを受信できたか、及び、データを受信したときのＧＰＳ衛星の角度（仰角）、に依存して決定される。
【００２４】
また、本実施例において、位置検出部１０１は、一例として、ＧＰＳデータを検出するたびに補正係数決定部１０５へ渡すものとする。
【００２５】
次いで、補正係数決定部１０５は、位置検出部１０１から伝達された誤差円が所定の許容誤差円ＴＨ１未満に収まっているか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００２６】
誤差円が許容誤差円ＴＨ１内に収まっている場合（Ｓ２０２の「ＹＥＳ」）、補正係数決定部１０５はそのＧＰＳデータをバッファする（Ｓ２０３）。
【００２７】
他方、誤差円が許容誤差円ＴＨ１以上であった場合（Ｓ２０２の「ＮＯ」）、補正係数決定部１０５はそのＧＰＳデータをバッファせずに破棄する。
【００２８】
このＳ２０２における判定の一例を図３に示す。図３では、一例として、位置Ｐ１〜４の４ヶ所においてＧＰＳデータが検出されたものとする。図中、実線円は実際の誤差円、破線円は許容誤差円ＴＨ１を示している。また、ここでは位置検出部１０１が周期的にＧＰＳデータを検出するものとしているため、位置Ｐ１〜Ｐ４の時間間隔は等しい。
【００２９】
図３に示した一例の場合、位置Ｐ３では実際の誤差円が許容誤差円ＴＨ１を超えているため、位置Ｐ３において検出されたＧＰＳデータは破棄され、補正係数決定部１０５は、位置Ｐ１、Ｐ２、及びＰ４におけるＧＰＳデータのみをバッファすることになる。
【００３０】
図２の説明に戻る。Ｓ２０２における誤差円判定の結果、補正係数の決定に利用可能と判断されてＧＰＳデータがバッファされると（Ｓ２０３）、次いで、補正係数決定部１０５は、今回バッファされたＧＰＳデータとこれ以前に最後にバッファされたＧＰＳデータとの時間間隔が所定時間ＴＨ２を越えているか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【００３１】
上記時間間隔が所定時間ＴＨ２を越えていた場合（Ｓ２０４の「ＹＥＳ」）、データとデータの間の検出時刻の差が空き過ぎているために補正係数算出の精度が劣化する原因となり得ると判断し、それまでにバッファされたすべてのＧＰＳデータをクリアして（Ｓ２０７）、再度ゼロからバッファをやり直す。
【００３２】
今回バッファされたＧＰＳデータとそれ以前に最後にバッファされたＧＰＳデータとの時間間隔が所定時間ＴＨ２以下であった場合（Ｓ２０４の「ＮＯ」）、次いで、補正係数決定部１０５は、バッファされたＧＰＳデータの数が所定値ＴＨ３を超えたか否かを判定する（Ｓ２０５）。
【００３３】
バッファされているＧＰＳデータ数が所定値ＴＨ３以下の場合（Ｓ２０５の「ＮＯ」）、サンプル数不足と判断して、Ｓ２０１へ戻る。
【００３４】
他方、バッファされているＧＰＳデータの数が所定値ＴＨ３を上回っていた場合（Ｓ２０５の「ＹＥＳ」）、次いで、補正係数決定部１０５は、十分なサンプル数が集まったと判断して、それまでにバッファされたＧＰＳデータを用いて補正部１０４が検出部１０３の出力の乗じる補正係数を決定し、補正部１０４に保持された補正係数に上書きして更新する（Ｓ２０６）。
【００３５】
Ｓ２０６における処理について図４を用いて詳述する。図４は、一例として、誤差円判定の結果バッファされた位置Ｐｎ、Ｐｎ＋１、及びＰｎ＋２におけるＧＰＳデータを示している。Ｘ／ＹはＸＹ平面上での座標値、ｔは検出時刻である。
【００３６】
また、ここでは、一例として、演算値を定義する地点Ｑをここでは車両位置Ｐの中間地点とする。すなわち、位置Ｐｎと位置Ｐｎ＋１の中間をＱｎとし、位置Ｐｎ＋１と位置Ｐｎ＋２の中間をＱｎ＋１とし、以下同様に定める。
【００３７】
まず、補正係数決定部１０５は、車載センサユニットのセンサ種類に応じて、ＧＰＳデータより車速Ｖ、ヨーレートＹＲ、又は加速度ＡＣＣを算出する。
【００３８】
例えば、位置Ｐｎ〜Ｐｎ＋１の間の車速Ｖｎは、三平方の定理を用いて、位置Ｐｎ〜Ｐｎ＋１間の距離を時間微分することによって求めることができ、
【００３９】
【数１】
2007108071.tif 000003
と表すことができる。
【００４０】
同様に、位置Ｐｎ〜Ｐｎ＋１の間の加速度ＡＣＣｎは、車速Ｖｎを更に時間微分することによって求めることができ、
【００４１】
【数２】
2007108071.tif 000004
と表すことができる。
【００４２】
また、位置Ｐｎ〜Ｐｎ＋１の間のヨーレートＹＲｎは、位置Ｐｎにおける接線角Θｎから位置Ｐｎ＋１における接線角Θｎ＋１までの変化を時間微分することによって求めることができ、
【００４３】
【数３】
2007108071.tif 000005
と表すことができる。
【００４４】
このようにして車載センサユニット１０２のセンサ種類に応じて車速、ヨーレート、又は加速度がＧＰＳデータから算出されると、補正係数決定部１０５はこの算出値を真値として、
（ＧＰＳデータからの算出値）＝補正係数α×（検出部１０３による検出値）
となる補正係数αを決定する。
【００４５】
このようにして補正係数αが決定されると、補正係数決定部１０５は新たな補正係数を補正部１０４に上書き保存し、以降、次に更新されるまで補正部１０４は上書きされた新しい補正係数を用いる。
【００４６】
補正係数が決定・更新されると（Ｓ２０６）、使用済みのバッファデータをクリアして（Ｓ２０７）、本処理の１ルーチンを終了する。
【００４７】
このように、本実施例によれば、高精度ＧＰＳにより得られたＧＰＳデータを用いて算出された車速、ヨーレート、又は加速度の数値を用いて、車速センサ、ヨーレートセンサ、又は加速度センサの出力値に対する補正を当該センサ内で行なうため、センサハードウェア自体の検出精度が比較的低いものであっても精度の良いセンサ出力値を得ることができ、これらセンサ出力値を利用する各種制御において（例えばＧＰＳデータを利用した）補正処理を行う必要がなくなる。
【００４８】
なお、当業者には明らかなように、上記一実施例において、許容誤差円ＴＨ１の大きさ、最大許容バッファ時間間隔ＴＨ２の長さ、及び／又は、最小必要サンプル数ＴＨ３の数は、センサ種類ごとに及び／又は個々のセンサごとに変えてもよい。
【００４９】
また、上記一実施例においては、一例として、位置検出部１０１が検出したＧＰＳデータをすべて補正係数決定部１０５へ渡すものとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図２のＳ２０２に係るフィルタリング処理又は当該フィルタリング処理とは別のより粗いフィルタリング処理を位置検出部１０１側で行った上で選ばれた一部のＧＰＳデータのみを補正係数決定部１０５へ伝達するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記一実施例において、自車両がナビゲーションシステムを搭載している場合、位置検出部１０１は当該ナビゲーションシステムと兼用であってもよい。換言すれば、ナビゲーションシステムからＧＰＳデータを取得できる場合、本発明に係る車載装置１００自体が固有の位置検出部１０１を備えている必要はない。
【００５１】
さらに、上記一実施例においては、説明を簡単にする便宜上、検出部１０３によって検出された車速、ヨーレート、又は加速度の値に補正係数を乗算することによってＧＰＳデータを用いて算出された車速、ヨーレート、又は加速度の値と一致するように補正係数を定めるものとしたが、これは最も簡易な補正モデルであり、より精度の高い補正のためには補正係数決定部１０５は、単なる補正係数ではなく、補正関数ｆ（ｘ）：
（ＧＰＳデータからの算出値）＝ｆ（検出部１０３による検出値）
を決定すべきである。
【００５２】
この場合、補正関数ｆ（ｘ）は、次元数・次数は任意でよく、例えば最小二乗法などのフィッティング演算により決定する。このような演算は、当業者には既知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。本実施例においては任意の手法を用いることができる。
【００５３】
さらに、この場合、補正部１０４は、検出部１０３による検出値に単に補正係数を乗じるのではなく、補正関数ｆ（ｘ）に検出値を適用することになる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、車速、ヨーレート、又は加速度などの車両挙動状態を検出する車載装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。ここでいう車両には四輪車だけでなく二輪車も含まれる。加えて、本発明は、船舶や飛行機などの車両以外の移動体へも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係る車載装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車載装置による補正係数決定・更新処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】自車両位置Ｐの履歴の一例を示す図である。
【図４】各演算値を定義する地点Ｑの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  車載装置
１０１  位置検出部
１０２  車載センサユニット
１０３  検出部
１０４  補正部
１０５  補正係数決定部
【図１】
2007108071.tif 000006
【図２】
2007108071.tif 000007
【図３】
2007108071.tif 000008
【図４】
2007108071.tif 000009