JPH0868652A - 車両用現在位置検出装置 - Google Patents
車両用現在位置検出装置Info
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- JPH0868652A JPH0868652A JP20629994A JP20629994A JPH0868652A JP H0868652 A JPH0868652 A JP H0868652A JP 20629994 A JP20629994 A JP 20629994A JP 20629994 A JP20629994 A JP 20629994A JP H0868652 A JPH0868652 A JP H0868652A
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Abstract
航法の補正を行うようにした場合に、GPSが長時間測
位できない時にGPS以外での補正を行う。 【構成】 車速センサ1、ジャイロ2、相対軌跡演算部
4、絶対軌跡演算部5による推測航法に対し、推測航法
から求められる車両の位置、方位、車速の情報とGPS
3から出力される車両の位置、方位、車速の情報によ
り、カルマンフィルタ6にて、オフセット誤差、距離係
数誤差、絶対方位誤差、絶対位置誤差を求めて、推測航
法におけるそれぞれの補正を行う。ここで、GPS3の
測位が長時間できず、車両の方位の精度が低下した時に
は、推測航法の絶対方位を地磁気センサ7にて検出した
地磁気方位に合わせる。
Description
距離により車両の現在位置を検出する車両用現在位置検
出装置に関する。
置においては、車両の方位変化量を検出する相対方位セ
ンサ(ジャイロ、ステアリングセンサ、車輪センサ等)
と、車両の速度(距離)を検出する距離センサ(車速セ
ンサ、車輪センサ等)の出力から、車両の位置・方位・
車速等を検出する推測航法が用いられている。
等)には、センサの誤差が含まれるため、誤差が生じ
る。特に、位置・方位は積分的に求められるため、誤差
が徐々に増大してしまう。これに対し、GPSは、絶対
的な位置・方位・車速を求めることができるため、GP
Sが測位した場合に推測航法の出力をGPSの出力に合
わせることにより補正が可能である。例えば、推測航法
で得られた位置をマップマッチングにより道路地図上の
道路位置に位置合わせした時の位置と、GPSで得られ
た位置との差が所定値より大きくなった時に、道路地図
上の位置をGPSで得られた位置に修正するようにする
ことができる。
法で求められる位置については、GPSの出力により補
正することはできるが、センサの補正はできない。この
ため、GPS非受信時においてセンサ出力の誤差により
推測航法の出力精度が悪いという問題がある。本発明
は、センサ出力の誤差を修正して現在位置を求めるよう
にすることを第1の目的とする。
後述するように、カルマンフィルタを用い、推測航法か
ら求められる車両の方位に関する情報と、GPSから出
力される車両の方位に関する情報との差に基づいて、セ
ンサ誤差量を求め、センサ出力の誤差修正を行うものを
考えた。このカルマンフィルタによる誤差修正において
は、GPSからの測位データが必要となる。しかしなが
ら、GPSが長時間測位できない場合は、センサ誤差が
大きくなるため、センサ誤差を何らかの方法で補正する
必要がある。
きないような場合に、GPS以外のデータにより補正を
行うようにすることを第2の目的とする。
するため、請求項1に記載の発明においては、車両の方
位変化量に応じた信号を出力する相対方位センサ(2)
と、車両の移動距離を検出する移動距離検出手段(1お
よび103)と、前記相対方位センサからの信号に基づ
き、オフセット補正量によりオフセット補正して方位変
化量を求めるとともにこの方位変化量により車両の方位
を特定し、この車両の方位と前記距離検出手段にて検出
した車両の移動距離に基づいて車両の位置を検出する位
置検出手段(4,5およびそれに対する演算処理)とか
ら構成される推測航法手段(1,2,4,5およびそれ
に対する演算処理)と、GPS衛星からの衛星電波を受
信して車両の方位に関する情報を出力するGPS(3)
と、少なくともオフセット誤差および車両の方位誤差を
状態量X(t)とし、この誤差の時間的変化を与えるプ
ロセス行列φおよび信号生成過程で発生する雑音ωによ
り、状態量X(t+1)をφ・X(t)+ωにて関係付
ける信号生成過程と、状態量X(t)と観測値Y(t)
とを、観測行列Hおよび観測過程で発生する雑音vによ
り、観測値Y(t)をH・X(t)+vにて関係付ける
観測過程を形成するモデルを基に、前記推測航法手段に
おける車両の方位に関する情報と前記GPSから出力さ
れる車両の方位に関する情報との差により、上記観測値
Y(t)を演算するとともに、その演算値を基に上記モ
デルから状態量X(t)を演算する状態量演算手段(6
およびそれに対する401〜408,410,411の
処理)と、この状態量演算手段にて求めた状態量X
(t)によるオフセット誤差および車両の方位誤差によ
り、前記オフセット補正量を修正するとともに前記位置
検出手段における車両の方位を修正する修正手段(40
9)と、車両の絶対方位を検出する絶対方位センサ
(7)と、前記位置検出手段にて特定される車両の方位
の精度が低下した状態を検出した時に前記位置検出手段
にて特定される車両の方位を前記絶対方位センサにて検
出される方位にする変更手段(601〜603)とを備
えたことを特徴としている。
載の発明において、前記状態量演算手段は、少なくとも
前記オフセット誤差および車両の方位誤差の大きさの見
積もりおよびそれらの誤差の相互相関値から構成される
誤差共分散行列を計算する手段(405,411)を有
して、前記状態量X(t)の演算を行うものであって、
前記変更手段は、前記車両の方位誤差の大きさの見積も
りにより車両の方位の精度が低下した状態を検出するこ
とを特徴としている。
載の発明において、前記変更手段は、前記位置検出手段
にて特定される車両の方位を前記絶対方位センサにて検
出される方位にする時に前記誤差共分散行列のうちの前
記車両の方位誤差と相関のある相互相関値を0に設定す
る手段(603)を有することを特徴としている。
方位変化量に応じた信号を出力する相対方位センサ
(2)と、車両の移動距離を検出する移動距離検出手段
(1および103)と、前記相対方位センサからの信号
に基づき、オフセット補正量によりオフセット補正して
方位変化量を求めるとともにこの方位変化量により車両
の方位を特定し、この車両の方位と前記距離検出手段に
て検出した車両の移動距離に基づいて車両の位置を検出
する位置検出手段(4,5およびそれに対する演算処
理)とから構成される推測航法手段(1,2,4,5お
よびそれに対する演算処理)と、GPS衛星からの衛星
電波を受信して車両の方位に関する情報を出力するGP
S(3)と、少なくともオフセット誤差および車両の方
位誤差を状態量X(t)とし、この誤差の時間的変化を
与えるプロセス行列φおよび信号生成過程で発生する雑
音ωにより、状態量X(t+1)をφ・X(t)+ωに
て関係付ける信号生成過程と、状態量X(t)と観測値
Y(t)とを、観測行列Hおよび観測過程で発生する雑
音vにより、観測値Y(t)をH・X(t)+vにて関
係付ける観測過程を形成するモデルを基に、前記推測航
法手段における車両の方位に関する情報と前記GPSか
ら出力される車両の方位に関する情報との差により、上
記観測値Y(t)を演算するとともに、その演算値を基
に上記モデルから状態量X(t)を演算する状態量演算
手段(6およびそれに対する401〜408,410,
411の処理)と、この状態量演算手段にて求めた状態
量X(t)によるオフセット誤差および車両の方位誤差
により、前記オフセット補正量を修正するとともに前記
位置検出手段における車両の方位を修正する修正手段
(409)と、前記オフセット補正の精度が低下した状
態を検出した時に、車両停止時の前記相対方位センサか
らの出力に基づき、オフセット補正量を変更する変更手
段(701〜703)とを備えたことを特徴としてい
る。
載の発明において、前記状態量演算手段は、少なくとも
前記オフセット誤差および車両の方位誤差の大きさの見
積もりおよびそれらの誤差の相互相関値から構成される
誤差共分散行列を計算する手段(405,411)を有
して、前記状態量X(t)の演算を行うものであって、
前記変更手段は、前記オフセット誤差の大きさの見積も
りによりオフセット補正の精度が低下した状態を検出す
ることを特徴としている。
載の発明において、前記変更手段は、オフセット補正量
を変更する時に前記誤差共分散行列のうちの前記オフセ
ット誤差と相関のある相互相関値を0に設定する手段
(703)を有することを特徴としている。なお、上記
した、車両の方位に関する情報とは、方位そのものに限
らず、方位に関係する情報も含む概念であり、後述する
ように方位と相関のある絶対位置等も含まれるものであ
る。
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。また、後述するフローチャート内の各ステップ
はそれぞれの機能を実現する機能実現手段を構成するも
のである。
ば、推測航法から求められる車両の方位に関する情報と
GPSから出力される車両の方位に関する情報との差に
より、オフセット誤差を求め、相対方位センサのオフセ
ット補正を行うようにしているから、相対方位センサに
対するセンサ出力の誤差修正を行うことができる。
は、GPSが長時間測位できないような場合で車両の方
位の精度が低下した時に絶対方位センサからの出力によ
り車両の方位を決めるようにしているから、そのような
場合の車両の方位の補正を行うことができる。さらに、
請求項3に記載の発明においては、絶対方位センサを用
いた車両の方位の設定時に、誤差共分散行列のうちの車
両の方位誤差と相関のある相互相関値を0に設定するよ
うにしているから、再びGPSが測位した後の誤差修正
を良好にすることができる。
GPSが長時間測位できないような場合でオフセット補
正の精度が低下した時に、車両停止時の相対方位センサ
からの出力により、オフセット補正量を設定するように
しているから、そのような場合のオフセット補正量を補
正することができる。さらに、請求項6に記載の発明に
おいては、上記のような車両停止時のオフセット補正量
の設定時に、誤差共分散行列のうちのオフセット誤差と
相関のある相互相関値を0に設定するようにしているか
ら、再びGPSが測位した後の誤差修正を良好にするこ
とができる。
する。この実施例は、推測航法とGPSとの複合化を図
るため、カルマンフィルタを用いている。このカルマン
フィルタの概要について説明する。このカルマンフィル
タにおいては、図7に示すように、信号生成過程と観測
過程に分けられる。図において、線形システム(φ)が
あり、そのシステムの状態X(t)に対して、観測行列
Hで関係付けられるX(t)の一部が観測できる場合
に、フィルタはX(t)の最適な推定値を与える。ここ
で、ωは信号生成過程にて発生する雑音であり、vは観
測過程にて発生する雑音である。このフィルタの入力は
Y(t)であり、出力はX(t)の最適推定値である。
定値、すなわち状態量X(t|t)は、数1により求め
られる。
{Y(t)−HX(t|t−1)} ここで、X(t|t−1)は事前推定値、K(t)はカ
ルマンゲインであり、それぞれ数2、数3により表され
る。
t−1)HT +V)-1 ここで、Pは状態量Xの誤差共分散であり、P(t|t
−1)は誤差共分散の予測値、P(t−1|t−1)は
誤差共分散であり、それぞれ数4、数5により表され
る。
H)P(t−1|t−2) なお、Vは観測過程で発生する雑音vの分散、Wは信号
過程で発生する雑音ωの分散である。また、A(i|
j)は時刻jまでの情報に基づく時刻iでのAの推定値
を表す。なお、添字のT は転置行列を意味し、-1は逆行
列を意味する。Iは単位行列である。
であり、互いに無相関である。上記のようなカルマンフ
ィルタにおいて、状態量Xと誤差共分散Pの初期値に適
当な誤差を与えてやり、新しい観測が行われる度に以上
の計算を繰り返し行うことにより、状態量Xの精度が向
上する。このようなカルマンフィルタを推測航法へ適用
したのが本実施例である。
説明する。推測航法でのカルマンフィルタは、推測航法
の誤差の補正を目的とするので、状態量Xは以下の5つ
の誤差値を定義する。この誤差値の時間的な変化を与え
るものがプロセス行列φである。 オフセット誤差(εG)
る。 絶対方位誤差(εA)
かけて求める方位誤差とノイズが付加される。 距離係数誤差(εK)
る。 絶対位置北方向誤差(εY)
T/2)×L×(1+εKt-1 )−sin(AT )×L
+εYt-1 前回の誤差に方位誤差・距離誤差によって生じる誤差が
付加される。 絶対位置東方向誤差(εX)
×T/2)×L×(1+εKt-1 )−cos(AT )×
L+εXt-1 前回の誤差に方位誤差・距離誤差によって生じる誤差が
付加される。上記の定義において、AT は真の絶対方
位、Lは前回からの移動距離、Tは前回からの経過時間
である。
と信号生成過程は以下のように定義される。
t-1 ×T/2を意味する。この値は真の絶対方位AT に
センサ誤差が加わったものであり、後述するように、方
位変化量から求められる絶対方位Aとする。また、ω0
は、オフセット雑音(温度ドリフト等によるオフセット
の変動分)、ω1 は絶対方位雑音(ジャイロのゲイン的
な誤差)、ω2 は距離係数雑音(経年変化)を意味す
る。
る。観測値は推測航法の出力と、GPSの出力の差より
求める。それぞれの出力には誤差が含まれるため、観測
値において、推測航法の誤差とGPSの誤差の和が得ら
れる。この観測値Yと状態量Xを関係付け、数12のよ
うに定義される。
の雑音であり、数13のように定義される。
いた推測航法について説明する。図1に本実施例におけ
る概略構成を示す。この図に示すように、車速センサ
1、ジャイロ2からの信号を基に、相対軌跡演算部4、
絶対位置演算部5での演算が行われ、それらの演算(推
測航法演算)により、車速、相対軌跡、絶対位置、絶対
方位が出力される。また、GPS3からは位置・方位・
車速の出力が得られる。カルマンフィルタ6は、推測航
法により得られた車速、絶対位置・絶対方位の情報およ
びGPS3からの車速、位置・方位の情報を基に、車速
センサ1の距離係数補正、ジャイロ2のオフセット補
正、絶対位置補正、絶対方位補正を行う。
ルマンフィルタを適用すると、車速センサ1の距離係数
補正、ジャイロ2のオフセット補正、および絶対方位補
正、絶対位置補正により、数2に示す、事前推定X(t
|t−1)は0となる。従って、数1は数14に示すよ
うになる。
による状態量Xは、数3〜数5によって求められるカル
マンゲインK(t)および観測値Y(t)により求めら
れる。
15により定義される。
ット誤差の大きさの見積もりを表し、σAA 2は絶対方位
誤差の大きさの見積もりを表し、σKK 2 は距離係数誤差
の大きさの見積もりを表し、σYY 2 は絶対位置北方向誤
差の大きさの見積もりを表し、σXX 2 は絶対位置東方向
誤差の大きさの見積もりを表す。それら以外のσij 2は
i行とj列の相互相関値を表す。例えばσAG 2はオフセ
ット誤差と絶対方位誤差の相互相関値を表す。
って更新される。なお、初期値においては、σGG 2 、σ
AA 2、σKK 2 、σYY 2 、σXX 2 の各値を誤差が最大とな
る値に設定しておき、また相互相関値については全て0
に設定しておく。また、数3におけるHは数12で示さ
れる行列を用い、Vについては数13に示されるものを
用いる。また、数4におけるWは数11に示されるωの
分散を用いる。
2に示すように、εADRt −εAGP St、εKDRt −εK
GPSt、εYDRt −εYGPSt、εXDRt −εXGPStを用い
ている。ここで、添字のDRt は時刻tにおいて車速セン
サ1、ジャイロ2からの信号に基づく推測航法にて求め
られた値を意味し、GPStは時刻tにおいてGPS3から
出力される値を意味する。
められた絶対方位とGPS3から出力される方位の差、
すなわち推測航法により求められた絶対方位には真の絶
対方位とその誤差εADRt が含まれており、またGPS
3から出力される方位には真の絶対方位とその誤差εA
GPStが含まれているため、それらの差を取ることにより
εADRt −εAGPStが得られる。
により求められる速度とGPS3から出力される速度の
差から求まる距離係数誤差であり、具体的には、(推測
航法による速度−GPSによる速度)/(推測航法によ
る速度)により求められる。また、εYDRt −εYGPSt
は、推測航法により求められる絶対位置のY成分とGP
S3から出力される位置のY成分の誤差の差であり、ε
XDRt −εXGPStは、推測航法により求められる絶対位
置のX成分とGPS3から出力される位置のX成分の誤
差の差である。
雑音vはGPS3の雑音であり、以下のようにして求め
られる。GPS3における擬似距離の計測誤差(UER
E)とHDOP(Horizontal Dilution of Presision)
の関係により測位精度が、UERE×HDOPで求めら
れ、この測位精度を2乗することにより、v2t、v3tが
求められる。また、ドップラー周波数の計測誤差とHD
OPの関係より速度精度が、ドップラー周波数の計測誤
差×HDOPで求められ、この速度精度/車速にて距離
係数計測誤差が求められ、これを2乗することによりv
1tが求められる。さらに、車両の速度Vc と速度精度か
ら方位精度がtan-1(速度精度/Vc)で求められ、
この方位精度を2乗するこによりv0tが求められる。
GPSt、εKDRt −εKGPSt、εYDR t −εYGPSt、εX
DRt −εXGPStおよび上記雑音Vを入力とし、数3〜数
5および数1を実行することにより、信号生成過程にて
定義された5つの誤差値による状態量Xが求められ、こ
れらにより車速センサ1の距離係数補正、ジャイロ2の
オフセット補正、絶対位置補正、絶対方位補正が行われ
る。
マンフィルタはマイクロコンピュータによる演算処理に
て行われるため、以下これについて説明する。図2に推
測航法のメインルーチンの演算処理を示す。ステップ1
00にて方位変化量・移動距離の演算を行う。この処理
の詳細を図3に示す。まず、ステップ101にてジャイ
ロ2の出力角速度にメインルーチンの起動周期TM を掛
けて方位変化量を算出する。次のステップ102にて、
その方位変化量から、オフセット補正量(この補正量に
ついては後述する)にメインルーチンの起動周期TM を
掛けたものを引き、方位変化量のオフセット補正を行
う。次のステップ103では、車速センサ1からの車速
パルス数に距離係数(この距離係数についても後述す
る)を掛けて移動距離を算出する。
0の相対軌跡演算処理を行う。この処理の詳細を図4に
示す。まず、ステップ201にて、方位変化量(ステッ
プ102にて求めたもの)を基に相対方位を更新する。
この更新した相対方位およびステップ103にて求めた
移動距離によりステップ202にて相対位置座標の更新
を行う。この更新は、移動距離に対する相対方位のX,
Y成分をそれまでの相対位置座標に加算することにより
行う。この相対位置座標は相対軌跡を求めるたに行うも
ので、その相対軌跡と道路形状との関係により、いわゆ
るマップマッチングが行われる。
0の絶対方位・絶対位置の演算処理を行う。この処理の
詳細を図5に示す。まず、ステップ301にて、方位変
化量(ステップ102にて求めたもの)を基に絶対方位
を更新する。この更新した絶対方位およびステップ10
3にて求めた移動距離によりステップ202にて絶対位
置座標の更新を行う。このステップ200の処理にて更
新された絶対方位Aと絶対位置は後述するGPSとの複
合化処理にて利用される。
400の詳細を図6に示す。まず、ステップ401にて
前回の測位又は予測計算からT1 秒経過したか否かを判
定する。これはGPS3の測位が行われる毎にステップ
403〜409にて推測航法の誤差を補正する処理を行
うが、GPS3の測位ができない場合には誤差が大きく
なるため、それに対応した誤差の予測計算をステップ4
10、411にて定期的に行うために設けられている。
テップ402にてGPS3からの測位データがあるか否
かを行う。GPS3からの測位データがあると、ステッ
プ403以降のカルマンフィルタの演算処理に進む。ま
ず、ステップ403にて観測値Yの計算を行う。これ
は、GPS3から出力される速度、位置、方位データお
よび推測航法におけるステップ300の処理にて求めた
絶対方位、絶対位置および図示しない速度演算処理によ
り車速センサ1からの車速パルスに基づく車両の速度と
から、数12に示した、εADRt −εA GPSt、εKDRt
−εKGPSt、εYDRt −εYGPSt、εXDRt −εXGPSt
を計算するとともに、数13に示す、観測過程で発生す
る雑音vをGPS3の測位データ等を基に計算する。
算を行う。これは、前回のプロセス行列の計算時点から
の移動距離L、経過時間T(これらは図示しない計測処
理により別途求められている)およびステップ301に
て求めた絶対方位Aにより、数11に示すプロセス行列
φを求める。このようにして計算した観測値Yおよびプ
ロセス行列φを基に、上述した数3〜数5の計算を行っ
て数14に示す状態量Xを求める。すなわち、ステップ
405では、数3により誤差共分散Pの予測計算を行
う。ステップ406では、数4によりカルマンゲインK
の計算を行う。ステップ407では、数5により誤差共
分散Pの計算を行う。この後、カルマンゲインKおよび
観測値Yに基づき、ステップ408にて、数14の計算
により状態量Xを求める。この状態量Xは、数11の左
辺に示すように、オフセット誤差(εG)、絶対方位誤
差(εA)、距離係数誤差(εK)、絶対位置北方向誤
差(εY)、絶対位置東方向誤差(εX)を表してい
る。
て、図に示す計算にて推測航法誤差の修正、すなわちジ
ャイロ2のオフセット補正、車速センサ1の距離係数補
正、絶対方位補正、絶対位置補正が行われる。ジャイロ
2のオフセット補正により、ステップ102にて用いら
れるオフセット補正量が修正され、車速センサ1の距離
係数補正により、ステップ103にて用いられる距離係
数が修正され、絶対方位補正により、ステップ301に
て用いられる絶対方位Aが修正され、絶対位置補正によ
りステップ302にて用いられる絶対位置が修正され
る。
が有る毎に繰り返し行い、上記誤差修正を行って、より
正確なる推測航法データを得ることができる。また、G
PS3の測位が長時間できない場合で、ステップ401
の判定がYESとなると、ステップ410、411に進
み、プロセス行列φの計算および誤差共分散Pの予測計
算を行う。これによって、GPS3の測位ができない場
合の誤差に対応した誤差共分散の予測計算を行い、その
後にGPS3が測位できた時に行われるカルマンフィル
タの処理を正確に行えるようにする。
においてはGPS3からの測位データが必要となる。し
かしながら、GPS3が長時間測位できない場合は、セ
ンサ誤差が大きくなるため、センサ誤差を何らかの方法
で補正する必要がある。そこで、絶対方位に対しては地
磁気センサ7を用いて補正を行う。この場合、推測航法
の絶対方位と地磁気方位を比較し、差が一定値以上ある
場合に推測航法の絶対方位を地磁気方位に合わせるよう
にすることができる。
するが、方位精度の予測値は大きなままであり、信頼性
のないデータとなる。そこで、絶対方位を地磁気方位に
補正した時に、絶対方位の精度予測値を地磁気センサで
期待できる値まで減少させることが考えられる。しかし
ながら、この場合、絶対方位分散の部分のみ小さくする
と、絶対方位誤差と他の状態量共分散の大きさの関係が
異常になり、次にGPS3が測位しカルマンフィルタが
動作した時に、間違った補正をし更に誤差共分散が負の
数字となり演算不能になってしまう。
補正を行った時には、その補正により、絶対方位誤差
と、絶対位置の誤差、オフセット誤差および距離係数誤
差とのそれぞれの関係は相関のないものとなるため、誤
差共分散行列の内の絶対方位とそれ以外の状態量との共
分散項の相互相関値をクリア(0を設定)する。具体的
には、図8に示す処理を行う。
位精度が地磁気センサで期待できる精度より低いか否か
を判定する。ここで、絶対方位精度は誤差共分散行列に
おけるσAA 2により把握することができる。また、地磁
気センサで期待できる精度は実験等で求めることがで
き、比較判定に際しては実験等で求めた値とすることが
できるが、車両が着磁しているような場合にはその値を
それに応じて変化させるようにしてもよい。従って、こ
のステップ601ではσAA 2とその比較値が比較され
る。
と、ステップ602にて、絶対方位Aを地磁気センサ7
にて検出した方位に補正する。この後、ステップ603
にて数15に示す誤差共分散行列の内、σAA 2を地磁気
センサで期待できる方位精度の分散値に設定するととも
に、σAG 2、σAK 2、σAY 2、σAX 2、σG A 2 、σ KA
2、σYA 2、σXA 2の各値を0に設定する。
による補正の効果を精度予測値に反映させることができ
るとともに、次にGPS3が測位でき補正が行われた場
合にも正常な補正が可能となる。次に、ジャイロオフセ
ットの補正について説明する。GPS3が長時間測位で
きず推測航法のオフセット補正精度が低下し、車両停止
時に行うジャイロオフセット補正で期待できるオフセッ
ト補正精度より低い精度となった場合は、車両停止によ
るオフセット補正が可能となった時に、推測航法のオフ
セット補正量を更新する。
誤差分散の部分を車両停止時の補正で期待できる値まで
小さくする。また、車両停止時のオフセット補正を行っ
たため、オフセット補正誤差とその他の状態量の誤差の
関係は相関のないものとなるため、誤差共分散行列のオ
フセット補正誤差とそれ以外の状態量との共分散項の相
互相関値をクリア(0に設定)する。
において、ステップ701にてオフセット補正精度が車
両停止時のオフセット補正で期待できる精度より低いか
否かを判定する。ここで、オフセット補正精度は誤差共
分散行列におけるσGG 2 により把握することができる。
また、車両停止時のオフセット補正で期待できる精度は
実験等で求めた値とすることができるため、σGG 2 とそ
の比較値が比較される。
と、ステップ702にて、車両停止時、すなわち車速セ
ンサ1からの信号に基づいて車両停止を判定し、この時
のジャイロ3の出力を求めてその値を0にするような値
にオフセット補正量を補正する。この後、ステップ70
3にて数15に示す誤差共分散行列の内、σGG 2 を車両
停止時のオフセット補正で期待できるオフセット補正精
度の分散値に設定するとともに、σGA 2、σGK 2、σGY
2、σGX 2、σAG 2、σKG 2 、σYG 2 、σXG 2の各値を
0に設定する。
フセット補正の効果を精度良く値に反映させることがで
きるとともに、次にGPS3が測位でき補正が行われた
場合にも正常な補正が可能となる。
ローチャートである。
チャートである。
る。
ャートである。
ある。
る。
理を示すフローチャートである。
フローチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 車両の方位変化量に応じた信号を出力す
る相対方位センサと、 車両の移動距離を検出する移動距離検出手段と、 前記相対方位センサからの信号に基づき、オフセット補
正量によりオフセット補正して方位変化量を求めるとと
もにこの方位変化量により車両の方位を特定し、この車
両の方位と前記距離検出手段にて検出した車両の移動距
離に基づいて車両の位置を検出する位置検出手段とから
構成される推測航法手段と、 GPS衛星からの衛星電波を受信して車両の方位に関す
る情報を出力するGPSと、 少なくともオフセット誤差および車両の方位誤差を状態
量X(t)とし、この誤差の時間的変化を与えるプロセ
ス行列φおよび信号生成過程で発生する雑音ωにより、
状態量X(t+1)をφ・X(t)+ωにて関係付ける
信号生成過程と、状態量X(t)と観測値Y(t)と
を、観測行列Hおよび観測過程で発生する雑音vによ
り、観測値Y(t)をH・X(t)+vにて関係付ける
観測過程を形成するモデルを基に、前記推測航法手段に
おける車両の方位に関する情報と前記GPSから出力さ
れる車両の方位に関する情報との差により、上記観測値
Y(t)を演算するとともに、その演算値を基に上記モ
デルから状態量X(t)を演算する状態量演算手段と、 この状態量演算手段にて求めた状態量X(t)によるオ
フセット誤差および車両の方位誤差により、前記オフセ
ット補正量を修正するとともに前記位置検出手段におけ
る車両の方位を修正する修正手段と、 車両の絶対方位を検出する絶対方位センサと、 前記位置検出手段にて特定される車両の方位の精度が低
下した状態を検出した時に前記位置検出手段にて特定さ
れる車両の方位を前記絶対方位センサにて検出される方
位にする変更手段とを備えたことを特徴とする車両用現
在位置検出装置。 - 【請求項2】 前記状態量演算手段は、少なくとも前記
オフセット誤差および車両の方位誤差の大きさの見積も
りおよびそれらの誤差の相互相関値から構成される誤差
共分散行列を計算する手段を有して、前記状態量X
(t)の演算を行うものであって、前記変更手段は、前
記車両の方位誤差の大きさの見積もりにより車両の方位
の精度が低下した状態を検出することを特徴とする請求
項1に記載の車両用現在位置検出装置。 - 【請求項3】 前記変更手段は、前記位置検出手段にて
特定される車両の方位を前記絶対方位センサにて検出さ
れる方位にする時に前記誤差共分散行列のうちの前記車
両の方位誤差と相関のある相互相関値を0に設定する手
段を有することを特徴とする請求項2に記載の車両用現
在位置検出装置。 - 【請求項4】 車両の方位変化量に応じた信号を出力す
る相対方位センサと、 車両の移動距離を検出する移動距離検出手段と、 前記相対方位センサからの信号に基づき、オフセット補
正量によりオフセット補正して方位変化量を求めるとと
もにこの方位変化量により車両の方位を特定し、この車
両の方位と前記距離検出手段にて検出した車両の移動距
離に基づいて車両の位置を検出する位置検出手段とから
構成される推測航法手段と、 GPS衛星からの衛星電波を受信して車両の方位に関す
る情報を出力するGPSと、 少なくともオフセット誤差および車両の方位誤差を状態
量X(t)とし、この誤差の時間的変化を与えるプロセ
ス行列φおよび信号生成過程で発生する雑音ωにより、
状態量X(t+1)をφ・X(t)+ωにて関係付ける
信号生成過程と、状態量X(t)と観測値Y(t)と
を、観測行列Hおよび観測過程で発生する雑音vによ
り、観測値Y(t)をH・X(t)+vにて関係付ける
観測過程を形成するモデルを基に、前記推測航法手段に
おける車両の方位に関する情報と前記GPSから出力さ
れる車両の方位に関する情報との差により、上記観測値
Y(t)を演算するとともに、その演算値を基に上記モ
デルから状態量X(t)を演算する状態量演算手段と、 この状態量演算手段にて求めた状態量X(t)によるオ
フセット誤差および車両の方位誤差により、前記オフセ
ット補正量を修正するとともに前記位置検出手段におけ
る車両の方位を修正する修正手段と、 前記オフセット補正の精度が低下した状態を検出した時
に、車両停止時の前記相対方位センサからの出力に基づ
き、オフセット補正量を変更する変更手段とを備えたこ
とを特徴とする車両用現在位置検出装置。 - 【請求項5】 前記状態量演算手段は、少なくとも前記
オフセット誤差および車両の方位誤差の大きさの見積も
りおよびそれらの誤差の相互相関値から構成される誤差
共分散行列を計算する手段を有して、前記状態量X
(t)の演算を行うものであって、前記変更手段は、前
記オフセット誤差の大きさの見積もりによりオフセット
補正の精度が低下した状態を検出することを特徴とする
請求項4に記載の車両用現在位置検出装置。 - 【請求項6】 前記変更手段は、オフセット補正量を変
更する時に前記誤差共分散行列のうちの前記オフセット
誤差と相関のある相互相関値を0に設定する手段を有す
ることを特徴とする請求項5に記載の車両用現在位置検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20629994A JP3628046B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 車両用現在位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20629994A JP3628046B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 車両用現在位置検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868652A true JPH0868652A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3628046B2 JP3628046B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=16521008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20629994A Expired - Lifetime JP3628046B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 車両用現在位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3628046B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337150A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-12-07 | Clarion Co Ltd | カルマンフィルタの誤差推定値を加味した2drmsを出力するgpsレシーバ |
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| US7653483B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-01-26 | Deere & Company | System and method for determining a position of a vehicle |
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1994
- 1994-08-31 JP JP20629994A patent/JP3628046B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9008996B2 (en) | 2008-07-02 | 2015-04-14 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Moving body positioning device |
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