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JP5891120B2 - Speed calculation device, speed calculation method, speed calculation program, and recording medium - Google Patents

Speed calculation device, speed calculation method, speed calculation program, and recording medium Download PDF

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JP5891120B2
JP5891120B2 JP2012141487A JP2012141487A JP5891120B2 JP 5891120 B2 JP5891120 B2 JP 5891120B2 JP 2012141487 A JP2012141487 A JP 2012141487A JP 2012141487 A JP2012141487 A JP 2012141487A JP 5891120 B2 JP5891120 B2 JP 5891120B2
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Description

この発明は、速度算出装置、速度算出方法、速度算出プログラム、および記録媒体に関する。   The present invention relates to a speed calculation device, a speed calculation method, a speed calculation program, and a recording medium.

従来、車両などの移動体に搭載されるナビゲーション装置は、GPS(Global Positioning System)衛星からのGPS情報や、トランスミッションの出力軸やタイヤの回転速度に比例した時間間隔にて車両から出力される車速信号のほか、各種センサから出力される各種信号を用いて、速度を算出している。   Conventionally, a navigation device mounted on a moving body such as a vehicle has a vehicle speed output from the vehicle at a time interval proportional to GPS information from a GPS (Global Positioning System) satellite, an output shaft of a transmission, and a rotation speed of a tire. In addition to the signal, the speed is calculated using various signals output from various sensors.

車速信号は、使用中の状況や、ナビゲーション装置の機種によっては用いることができないことがある。例えば、ABS(Anti Lock Brake System)を装備した車両では、低速走行時には、ホイールがロックされているのかホイールが回転しているのかを車速センサが判別できず、車速センサから車速信号が出力されない状況がある。そこで、低速走行時に、速度を検出できるようにした技術が提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。   The vehicle speed signal may not be used depending on the situation in use and the model of the navigation device. For example, in a vehicle equipped with ABS (Anti Lock Brake System), when traveling at low speed, the vehicle speed sensor cannot determine whether the wheel is locked or rotating, and the vehicle speed sensor does not output a vehicle speed signal. There is. In view of this, a technique has been proposed in which the speed can be detected during low-speed traveling (for example, see Patent Document 1 below).

また、ナビゲーション装置には、PND(Portable Navigation Device)と呼ばれる携行可能な簡易型の製品が普及している。PNDは、例えば、ユーザが車内に持ち込み、所定の位置に設置することにより、車両の速度を算出するものである。PNDは、ユーザが車内に持ち込むものであるため、車両からの各種情報を取得可能になっておらず、特に、車速信号を取得することができない。そのため、速度の算出にあたっては、例えば内蔵される加速度センサを用いて、速度を算出している。   In addition, portable portable products called PND (Portable Navigation Device) are widely used in navigation devices. For example, the PND calculates the speed of the vehicle when the user brings it into the vehicle and installs it at a predetermined position. Since the PND is brought into the vehicle by the user, various information from the vehicle cannot be acquired, and in particular, a vehicle speed signal cannot be acquired. Therefore, when calculating the speed, the speed is calculated using, for example, a built-in acceleration sensor.

特開2003−322533号公報JP 2003-322533 A

しかしながら、上述した従来技術では、常時安定して正確な速度を算出することができないという問題があった。具体的には、上述した特許文献1の技術は、車速信号を取得することが可能な構成を前提としており、車速センサの故障など、何らかの要因により車速信号を用いることができない場合には速度を算出することができないという問題が一例として挙げられる。   However, the above-described prior art has a problem that it is not possible to always calculate a stable and accurate speed. Specifically, the technique of Patent Document 1 described above is premised on a configuration capable of acquiring a vehicle speed signal. If the vehicle speed signal cannot be used for some reason, such as a vehicle speed sensor failure, the speed is set. The problem that it cannot be calculated is an example.

また、例えば、PNDなどの簡易型の製品では、加速度センサのみを用いて速度を算出したとすると、車両の加速度を積算して速度を算出するため、傾斜路を走行した際における傾斜角を累積するときの誤差や、電源電圧の変化にともなって差異が生じる中点電圧の誤差など、算出時に各種誤差が蓄積されてしまう。これによって、精度よく速度を算出することができないという問題が一例として挙げられる。   Also, for example, in a simple product such as PND, if the speed is calculated using only the acceleration sensor, the vehicle's acceleration is integrated to calculate the speed, so the inclination angle when traveling on the slope is accumulated. Various errors are accumulated at the time of calculation, such as an error at the time of correction and an error of a midpoint voltage that varies with a change in power supply voltage. As a result, there is a problem that the speed cannot be calculated with high accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる速度算出装置は、移動体の左右の傾きを示すロール角度および前記移動体が旋回する角度を示すヨー角度を検出する角度検出手段と、前記移動体の進行方向に対して直角かつ水平な方向の加速度を検出する第1加速度検出手段と、前記ロール角度および前記ヨー角度と、前記加速度とに基づいて、移動体の進行方向の加速度を用いずに、移動体の旋回時における移動体の進行方向の移動速度を算出する第1算出手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the speed calculation device according to the invention of claim 1 detects a roll angle indicating a left-right inclination of a moving body and a yaw angle indicating an angle at which the moving body turns. Based on the angle detection means, the first acceleration detection means for detecting acceleration in a direction perpendicular to the traveling direction of the moving body, the roll angle and the yaw angle, and the acceleration, First calculating means for calculating a moving speed of the moving body in the moving direction when the moving body turns without using the acceleration in the moving direction.

本実施の形態にかかる速度算出装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a functional structure of the speed calculation apparatus concerning this Embodiment. 車両を中心とした座標系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the coordinate system centering on a vehicle. 本実施の形態にかかる速度算出装置の速度算出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the speed calculation process sequence of the speed calculation apparatus concerning this Embodiment. 本実施例にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the navigation apparatus concerning a present Example. ナビゲーション装置の速度算出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the speed calculation process sequence of a navigation apparatus. GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の走行軌跡の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the driving | running | working locus | trajectory of the vehicle on the conditions which cannot receive GPS information. GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の移動速度の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the moving speed of the vehicle on the conditions which cannot receive GPS information. ディスプレイに表示される表示画面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display screen displayed on a display.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる速度算出装置、速度算出方法、速度算出プログラム、および記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a speed calculation device, a speed calculation method, a speed calculation program, and a recording medium according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態)
(速度算出装置の機能的構成)
図1を用いて、この発明の実施の形態にかかる速度算出装置の機能的構成について説明する。図1は、本実施の形態にかかる速度算出装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。速度算出装置100は、タイヤの回転速度に比例した時間間隔にて検出される車速信号を取得することができない簡易型のナビゲーション装置を対象とし、例えば、PND(Portable Navigation Device)、スマートフォン、携帯電話などの電子機器によって実現される。
(Embodiment)
(Functional configuration of speed calculation device)
The functional configuration of the speed calculation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the speed calculation device according to the present embodiment. The speed calculation device 100 is intended for a simple navigation device that cannot acquire a vehicle speed signal detected at a time interval proportional to the rotation speed of a tire. For example, a PND (Portable Navigation Device), a smartphone, a mobile phone Realized by electronic devices such as

速度算出装置100は、移動体の速度を算出するものである。移動体とは、主に、オート三輪、普通自動車および大型自動車を含む三輪以上の自動車を対象とするが、これに限らず、鉄道車両などレール上を走行する車両を対象としてもよい。   The speed calculation device 100 calculates the speed of the moving body. The moving object is mainly intended for three or more automobiles including auto three-wheelers, ordinary automobiles, and large automobiles, but is not limited thereto, and may be a vehicle that travels on rails such as a railway vehicle.

図1において、角度検出部101と、第1加速度検出部102と、第1算出部103と、出力部104と、取得部105と、第2加速度検出部106と、第2算出部107と、補正部108とを有している。角度検出部101は、車両の左右の傾きを示すロール角度および車両が旋回する角度を示すヨー角度を検出する機能を有する。   In FIG. 1, an angle detection unit 101, a first acceleration detection unit 102, a first calculation unit 103, an output unit 104, an acquisition unit 105, a second acceleration detection unit 106, a second calculation unit 107, And a correction unit 108. The angle detection unit 101 has a function of detecting a roll angle indicating a left-right inclination of the vehicle and a yaw angle indicating an angle at which the vehicle turns.

ここで、車両を中心とした座標系について、図2を用いて説明する。図2は、車両を中心とした座標系を示す説明図である。図2において、車両200を中心にして、水平方向の車両の進行方向をx軸、進行方向に対して直角かつ左右方向をy軸、鉛直方向をz軸としている。   Here, a coordinate system centered on the vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a coordinate system centered on the vehicle. In FIG. 2, with the vehicle 200 as the center, the horizontal direction of travel of the vehicle is the x axis, the right and left directions are perpendicular to the direction of travel and the left and right directions are the y axis and the vertical direction is the z axis.

x軸周りの回転運動の角度をロール(Roll)角度、y軸周りの上下の振り角度をピッチ(Pitch)角度、z軸周りの左右の振り角度をヨー(Yaw)角度という。具体的には、ロール角度は、車両200の左右の傾きを示すものであり、例えば旋回時における車両の傾きを示すものである。ヨー角度は、車両200が旋回する際の角度を示すものであり、例えばハンドルを回した角度である。ピッチ角度は、車両200の前後の傾きを示すものである。車両200の前後とは、車両の前方および後方のことである。ピッチ角度は、車両が前方または後方に傾いた度合いを示すものであり、具体的には、水平方向に対する斜面の傾斜角度に相当するものである。   The rotation angle around the x axis is called a roll angle, the up and down swing angle around the y axis is called a pitch angle, and the left and right swing angle around the z axis is called a yaw angle. Specifically, the roll angle indicates the left / right inclination of the vehicle 200, for example, the inclination of the vehicle during turning. The yaw angle indicates an angle when the vehicle 200 turns, for example, an angle obtained by turning a handle. The pitch angle indicates the forward / backward inclination of the vehicle 200. The front and rear of the vehicle 200 are the front and rear of the vehicle. The pitch angle indicates the degree of inclination of the vehicle forward or backward, and specifically corresponds to the inclination angle of the slope with respect to the horizontal direction.

図1に戻り、角度検出部101は、ロール角度を、ロール角度用のジャイロセンサ(例えば3軸ジャイロセンサ)によって検出するが、これに限らず、y軸の加速度センサから出力される情報を用いることも可能である。また、角度検出部101は、ヨー角度を、ヨー角度用のジャイロセンサ(例えば3軸ジャイロセンサ)によって検出するが、これに限らず、GPS受信機によって受信されるGPS情報を用いたりして検出することも可能である。   Returning to FIG. 1, the angle detection unit 101 detects a roll angle by a roll angle gyro sensor (for example, a three-axis gyro sensor), but is not limited thereto, and uses information output from a y-axis acceleration sensor. It is also possible. Further, the angle detection unit 101 detects the yaw angle by a yaw angle gyro sensor (for example, a three-axis gyro sensor), but is not limited thereto, and detects the yaw angle by using GPS information received by a GPS receiver. It is also possible to do.

第1加速度検出部102は、車両の進行方向に対して直角かつ水平な方向の加速度を検出する機能を有する。水平方向の車両の進行方向をx軸、進行方向に対して直角かつ左右方向をy軸、鉛直方向をz軸とすると、第1加速度検出部102は、y軸方向の加速度(y軸加速度)を検出するものである。第1加速度検出部102は、y軸方向用の加速度センサによって検出する。   The first acceleration detection unit 102 has a function of detecting acceleration in a direction perpendicular to and horizontal to the traveling direction of the vehicle. Assuming that the horizontal direction of travel of the vehicle is the x-axis, the right-and-left direction is the y-axis, and the vertical direction is the z-axis, the first acceleration detection unit 102 performs acceleration in the y-axis direction (y-axis acceleration). Is detected. The first acceleration detection unit 102 detects by an acceleration sensor for the y-axis direction.

第1算出部103は、角度検出部101によって検出されたロール角度およびヨー角度と、第1加速度検出部102によって検出されたy軸加速度とに基づいて、車両の旋回時における移動速度を算出する。旋回とは、具体的には、ハンドルを回して走行する状態であり、代表的には右左折やカーブを走行することであるが、車線変更なども含む。出力部104は、第1算出部103によって算出された移動速度を出力する。出力部104は、例えば、移動速度を表示出力や音声出力する。   The first calculation unit 103 calculates a moving speed when the vehicle is turning based on the roll angle and yaw angle detected by the angle detection unit 101 and the y-axis acceleration detected by the first acceleration detection unit 102. . Specifically, turning is a state in which the steering wheel is turned, typically turning right or left or driving a curve, but also includes lane changes. The output unit 104 outputs the movement speed calculated by the first calculation unit 103. The output unit 104 outputs, for example, the moving speed as a display or a voice.

ここで、第1算出部103によって算出される旋回時の移動速度の算出方法について具体的に説明する。まず、y軸とz軸との関係式として、車両の横向き加速度をY、重力加速度をg、y軸加速度をya、ロール角度をθとすると、
ya=Y×cosθ+g×sinθ・・・(1)式
として表すことができる。なお、車両の横向き加速度Yとは、路面と水平方向かつ進行方向と垂直な方向にかかる加速度である。
Here, the calculation method of the moving speed at the time of the turn calculated by the first calculation unit 103 will be specifically described. First, as a relational expression between the y-axis and the z-axis, when the lateral acceleration of the vehicle is Y, the gravitational acceleration is g, the y-axis acceleration is ya, and the roll angle is θ,
ya = Y × cos θ + g × sin θ (1) The lateral acceleration Y of the vehicle is an acceleration applied in a direction horizontal to the road surface and perpendicular to the traveling direction.

また、車両の旋回時を等速円運動と仮定し、ヨー角度をδ、旋回時の移動速度をSとすると、
Y=δ×S・・・(2)式
として表すことができる。(1)式、(2)式から、Yを消去することにより、旋回時の移動速度Sを求めると、
ya=(δ×S)×cosθ+g×sinθ
(δ×S)×cosθ=ya−g×sinθ
S=(ya−g×sinθ)/(δ×cosθ)・・・(3)式
として表すことができる。
このように、本実施の形態では、y軸加速度ya、重力加速度g、ロール角度θ、ヨー角度δによって、車両の旋回時の移動速度を算出することができる。
Further, assuming that the vehicle is turning at a constant velocity and circular motion, δ is the yaw angle, and S is the moving speed when turning,
Y = δ × S (2) From equation (1) and equation (2), by calculating Y by eliminating Y,
ya = (δ × S) × cos θ + g × sin θ
(Δ × S) × cos θ = ya−g × sin θ
S = (ya−g × sin θ) / (δ × cos θ) (3).
As described above, in the present embodiment, the moving speed at the time of turning of the vehicle can be calculated from the y-axis acceleration ya, the gravitational acceleration g, the roll angle θ, and the yaw angle δ.

また、取得部105は、車両の位置情報を取得する。具体的には、取得部105は、GPS受信機から、所定のタイミングで緯度・経度情報を取得する。第1算出部103は、取得部105による位置情報の取得が可能な条件下では、位置情報を用いて車両の移動速度を算出する。位置情報を用いた移動速度の算出については、公知の技術を用いればよく、ここでは説明を省略する。   The acquisition unit 105 acquires vehicle position information. Specifically, the acquisition unit 105 acquires latitude / longitude information from the GPS receiver at a predetermined timing. The first calculation unit 103 calculates the moving speed of the vehicle using the position information under conditions where the acquisition unit 105 can acquire the position information. For calculating the movement speed using the position information, a known technique may be used, and the description thereof is omitted here.

また、第1算出部103は、取得部105による位置情報の取得が不可能な条件下では、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づき、上記の(3)式を用いることにより、車両の移動速度を算出する。位置情報の取得が不可能な条件下とは、具体的には、例えば、トンネル内、立体駐車場内、地下道、高架下など、GPS情報の受信が困難な場所に位置している状況である。   Further, the first calculation unit 103 uses the above equation (3) based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration under conditions where the acquisition unit 105 cannot acquire the position information. Calculate the moving speed. Specifically, the conditions under which position information cannot be acquired are situations where GPS information is difficult to receive, such as in tunnels, multistory parking lots, underpasses, and underpasses.

また、第2加速度検出部106は、車両の進行方向の加速度を検出する。車両の進行方向の加速度とは、x軸方向の加速度(x軸加速度)である。第2加速度検出部106には、加速度センサを用いてx軸加速度を検出する。   The second acceleration detection unit 106 detects the acceleration in the traveling direction of the vehicle. The acceleration in the traveling direction of the vehicle is acceleration in the x-axis direction (x-axis acceleration). The second acceleration detection unit 106 detects an x-axis acceleration using an acceleration sensor.

第2算出部107は、第2加速度検出部106によって検出されたx軸加速度に基づいて、車両の進行方向の移動速度(以下「第2算出速度」という)を算出する。第2算出部107は、加速度センサの検出結果であるx軸加速度を積分することにより、x軸方向の速度を検出する。第2算出部107は、車両の旋回時および直進時において、第2算出速度を算出することが可能なものである。   The second calculation unit 107 calculates a moving speed in the traveling direction of the vehicle (hereinafter referred to as “second calculation speed”) based on the x-axis acceleration detected by the second acceleration detection unit 106. The second calculator 107 detects the velocity in the x-axis direction by integrating the x-axis acceleration that is the detection result of the acceleration sensor. The second calculation unit 107 can calculate the second calculation speed when the vehicle is turning and traveling straight.

第2算出部107は、x軸加速度を積算して速度を算出するため、車両が傾斜路を走行した際における傾斜角を累積するときの誤差や、電源電圧の変化にともなって差異が生じる中点電圧の誤差など、算出時に各種誤差が蓄積されてしまうことがある。そのため、補正部108は、第2算出速度を補正する。   Since the second calculation unit 107 calculates the speed by accumulating the x-axis acceleration, a difference occurs due to an error when accumulating the inclination angle when the vehicle travels on the slope or a change in the power supply voltage. Various errors may accumulate during calculation, such as point voltage errors. Therefore, the correction unit 108 corrects the second calculation speed.

具体的には、補正部108は、第2算出速度と、第1算出速度との乖離した量に基づいて第2算出速度を補正する。補正部108は、具体的には、第2算出速度を、第1算出速度に近づける補正をおこなう。例えば、第2算出速度が10m/s、第1算出速度が12m/sであった場合、補正部108は、第2算出速度と第1算出速度との差分に相当する2m/sを第2算出速度に加算するという補正をおこなう。   Specifically, the correction unit 108 corrects the second calculated speed based on the amount of deviation between the second calculated speed and the first calculated speed. Specifically, the correction unit 108 performs correction to bring the second calculation speed closer to the first calculation speed. For example, when the second calculation speed is 10 m / s and the first calculation speed is 12 m / s, the correction unit 108 sets 2 m / s corresponding to the difference between the second calculation speed and the first calculation speed to the second value. A correction is made to add to the calculation speed.

出力部104は、車両の移動速度として、車両が旋回している際には第1算出速度を出力する。また、出力部104は、車両が直進している際には補正部108によって補正された第2算出速度を出力する。   The output unit 104 outputs a first calculated speed as the moving speed of the vehicle when the vehicle is turning. The output unit 104 outputs the second calculated speed corrected by the correction unit 108 when the vehicle is traveling straight ahead.

(速度算出装置の速度算出処理手順)
つぎに、図3を用いて、速度算出装置100の速度算出処理手順について説明する。図3は、本実施の形態にかかる速度算出装置100の速度算出処理手順の一例を示すフローチャートである。
(Speed calculation processing procedure of the speed calculation device)
Next, the speed calculation processing procedure of the speed calculation apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a speed calculation processing procedure of the speed calculation apparatus 100 according to the present embodiment.

図3のフローチャートにおいて、速度算出装置100は、起動したか否かを判断する(ステップS301)。速度算出装置100は、起動するまで待機し(ステップS301:No)、起動すると(ステップS301:Yes)、例えばロール角度用のジャイロセンサを用いて、ロール角度を検出する(ステップS302)。そして、速度算出装置100は、例えばヨー角度用のジャイロセンサを用いて、ヨー角度を検出する(ステップS303)。さらに、速度算出装置100は、y軸方向用の加速度センサを用いて、y軸加速度を検出する(ステップS304)。   In the flowchart of FIG. 3, the speed calculation device 100 determines whether or not it has been activated (step S301). The speed calculation device 100 waits until it starts (step S301: No), and when it starts (step S301: Yes), detects the roll angle using, for example, a roll angle gyro sensor (step S302). The speed calculation device 100 detects the yaw angle using, for example, a yaw angle gyro sensor (step S303). Further, the speed calculation device 100 detects the y-axis acceleration using an acceleration sensor for the y-axis direction (step S304).

そして、速度算出装置100は、上述した(3)式を用いることにより、車両の移動速度を算出する(ステップS305)。つぎに、速度算出装置100は、算出した移動速度を出力し(ステップS306)、本フローチャートによる一連の処理を終了する。   Then, the speed calculation device 100 calculates the moving speed of the vehicle by using the above-described equation (3) (step S305). Next, the speed calculating device 100 outputs the calculated moving speed (step S306), and ends a series of processes according to this flowchart.

以上説明したように、本実施の形態にかかる速度算出装置100は、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度を用いて、旋回時における車両の移動速度を算出して出力するようにした。したがって、車速信号を用いることなく、旋回時に実際の移動速度に近い移動速度を算出することができ、ユーザに正確な速度を提示することができる。   As described above, the speed calculation device 100 according to the present embodiment calculates and outputs the moving speed of the vehicle during turning using the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration. Therefore, it is possible to calculate a moving speed close to the actual moving speed during a turn without using a vehicle speed signal, and to present an accurate speed to the user.

さらに、本実施の形態において、GPS受信機による車両の位置情報の取得が可能な条件下では、位置情報を用いて車両の移動速度を算出し、位置情報の取得が不可能な条件下では、ロール角度、ヨー角度、y軸加速度に基づいて、車両の移動速度を算出するようにすれば、位置情報の受信状況に応じた正確な移動速度を提示することができる。   Furthermore, in the present embodiment, under the condition where the position information of the vehicle can be acquired by the GPS receiver, the moving speed of the vehicle is calculated using the position information, and under the condition where the position information cannot be acquired, If the moving speed of the vehicle is calculated based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration, it is possible to present an accurate moving speed according to the reception status of the position information.

また、本実施の形態において、x軸加速度を用いて算出される第2算出速度と、ロール角度、ヨー角度、y軸加速度および重力加速度を用いて算出される第1算出速度との乖離した量に基づいて第2算出速度を補正するようにし、車両が直進している際には補正した第2算出速度を出力してもよい。これにより、第2算出部107による移動速度の算出時に各種誤差が蓄積された場合、第2算出速度を実際の移動速度に近づけることができ、直進時における移動速度を正確なものとすることができる。   In the present embodiment, the amount of deviation between the second calculated speed calculated using the x-axis acceleration and the first calculated speed calculated using the roll angle, the yaw angle, the y-axis acceleration, and the gravitational acceleration. The second calculated speed may be corrected based on the above, and the corrected second calculated speed may be output when the vehicle is traveling straight. Thereby, when various errors are accumulated during the calculation of the movement speed by the second calculation unit 107, the second calculation speed can be brought close to the actual movement speed, and the movement speed during straight traveling can be made accurate. it can.

以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、ナビゲーション装置によって構成される速度算出装置100を実施した場合の一例について説明する。なお、本実施例に用いるナビゲーション装置は、タイヤの回転速度に比例した時間間隔にて検出される車速信号を取得することができない簡易型のもの(PND)とする。   Examples of the present invention will be described below. In the present embodiment, an example in which the speed calculation device 100 configured by a navigation device is implemented will be described. The navigation device used in the present embodiment is a simple type (PND) that cannot acquire a vehicle speed signal detected at a time interval proportional to the rotational speed of the tire.

(ナビゲーション装置のハードウェア構成)
図4を用いて、本実施例にかかるナビゲーション装置400のハードウェア構成について説明する。図4は、本実施例にかかるナビゲーション装置400のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
(Hardware configuration of navigation device)
The hardware configuration of the navigation apparatus 400 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the navigation device 400 according to the present embodiment.

図4において、ナビゲーション装置400は、CPU401と、ROM402と、RAM403と、磁気ディスクドライブ404と、磁気ディスク405と、光ディスクドライブ406と、光ディスク407と、音声I/F(インターフェース)408と、スピーカ409と、入力デバイス410と、映像I/F411と、ディスプレイ412と、通信I/F413と、GPSユニット414と、各種センサ415とを備えている。また、各構成部401〜415はバス420によってそれぞれ接続されている。   In FIG. 4, a navigation device 400 includes a CPU 401, a ROM 402, a RAM 403, a magnetic disk drive 404, a magnetic disk 405, an optical disk drive 406, an optical disk 407, an audio I / F (interface) 408, and a speaker 409. An input device 410, a video I / F 411, a display 412, a communication I / F 413, a GPS unit 414, and various sensors 415. Each component 401 to 415 is connected by a bus 420.

CPU401は、ナビゲーション装置400の全体の制御を司る。ROM402やフラッシュROM等の書換え可能な不揮発性メモリは、ブートプログラム、現在地点算出プログラム、経路探索プログラム、経路誘導プログラム、速度算出プログラムなどの各種プログラムを記録している。また、RAM403は、CPU401のワークエリアとして使用される。   The CPU 401 governs overall control of the navigation device 400. A rewritable nonvolatile memory such as the ROM 402 or the flash ROM records various programs such as a boot program, a current location calculation program, a route search program, a route guidance program, and a speed calculation program. The RAM 403 is used as a work area for the CPU 401.

現在地点算出プログラムは、例えば、GPSユニット414や加速度センサ421など各種センサ415の出力情報に基づいて、車両の現在地点(ナビゲーション装置400の現在地点)を算出させるプログラムである。   The current location calculation program is a program for calculating the current location of the vehicle (the current location of the navigation device 400) based on output information from various sensors 415 such as the GPS unit 414 and the acceleration sensor 421, for example.

経路探索プログラムは、磁気ディスク405に記録されている地図データや経路計算データなどを利用して、出発地点から目的地点までの最適な経路を探索させるプログラムである。最適な経路とは、目的地点までの最短(または最速)経路やユーザが指定した条件に最も合致する経路などである。また、目的地点のみならず、立ち寄り地点や休憩地点までの経路を探索してもよい。探索された誘導経路は、CPU401を介して音声I/F408や映像I/F411へ出力される。   The route search program is a program for searching for an optimum route from the departure point to the destination point using map data, route calculation data, and the like recorded on the magnetic disk 405. The optimum route is the shortest (or fastest) route to the destination point or the route that best meets the conditions specified by the user. Further, not only the destination point but also a route to a stop point or a rest point may be searched. The searched guidance route is output to the audio I / F 408 and the video I / F 411 via the CPU 401.

経路誘導プログラムは、経路探索プログラムを実行することによって探索された誘導経路情報や、現在地点算出プログラムを実行することによって算出された車両の現在地点の情報や、磁気ディスク405から読み出された地図データなどに基づいて、リアルタイムの経路誘導情報を生成させるプログラムである。生成された経路誘導情報は、CPU401を介して音声I/F408や映像I/F411へ出力される。   The route guidance program includes guidance route information searched by executing the route search program, information on the current location of the vehicle calculated by executing the current location calculation program, and a map read from the magnetic disk 405. This is a program for generating real-time route guidance information based on data and the like. The generated route guidance information is output to the audio I / F 408 and the video I / F 411 via the CPU 401.

速度算出プログラムは、各種センサ415によって検出されるロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて車両の移動速度を算出させたり、GPSユニット414によって受信される現在地点を示すGPS情報に基づいて車両の移動速度を算出させたりするプログラムである。   The speed calculation program calculates the moving speed of the vehicle based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration detected by the various sensors 415, or the vehicle based on the GPS information indicating the current location received by the GPS unit 414. It is a program that calculates the moving speed of

磁気ディスクドライブ404は、CPU401の制御にしたがって磁気ディスク405に対するデータの読み取り/書き込みを制御する。磁気ディスク405は、磁気ディスクドライブ404の制御で書き込まれたデータを記録する。磁気ディスク405としては、例えば、HD(ハードディスク)やFD(フレキシブルディスク)を用いることができる。磁気ディスク405には、地図データや経路計算データなどが記録される。   The magnetic disk drive 404 controls the reading / writing of the data with respect to the magnetic disk 405 according to control of CPU401. The magnetic disk 405 records data written under the control of the magnetic disk drive 404. As the magnetic disk 405, for example, HD (hard disk) or FD (flexible disk) can be used. Map data, route calculation data, and the like are recorded on the magnetic disk 405.

光ディスクドライブ406は、CPU401の制御にしたがって光ディスク407に対するデータの読み取り/書き込みを制御する。光ディスク407は、光ディスクドライブ406の制御にしたがってデータの読み出される着脱自在な記録媒体である。光ディスク407は、書き込み可能な記録媒体を利用することもできる。また、この着脱自在な記録媒体として、光ディスク407のほか、MO、メモリカードなどであってもよい。   The optical disk drive 406 controls the reading / writing of the data with respect to the optical disk 407 according to control of CPU401. The optical disc 407 is a detachable recording medium from which data is read according to the control of the optical disc drive 406. As the optical disc 407, a writable recording medium can be used. In addition to the optical disk 407, the removable recording medium may be an MO, a memory card, or the like.

音声I/F408は、スピーカ409に接続される。スピーカ409からは、音声情報が出力される。入力デバイス410は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えたリモコン、キーボード、マウス、タッチパネルなどが挙げられる。入力デバイス410は、リモコン、キーボード、マウス、タッチパネルのうち、いずれか一つの形態によって実現されてもよいし、複数の形態によって実現されてもよい。   The audio I / F 408 is connected to the speaker 409. Audio information is output from the speaker 409. Examples of the input device 410 include a remote controller including a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions, a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like. The input device 410 may be realized by any one of a remote controller, a keyboard, a mouse, and a touch panel, or may be realized by a plurality of forms.

映像I/F411は、ディスプレイ412と接続される。映像I/F411は、具体的には、例えば、ディスプレイ412全体の制御をおこなうグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記録するVRAM(Video RAM)などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像データに基づいて、ディスプレイ412を表示制御する制御ICなどによって構成される。   The video I / F 411 is connected to the display 412. Specifically, the video I / F 411 includes, for example, a graphic controller that controls the entire display 412, a buffer memory such as a VRAM (Video RAM) that temporarily records image information that can be displayed immediately, and a graphic controller. Based on the output image data, the display 412 is configured by a control IC or the like.

ディスプレイ412には、アイコン、カーソル、メニュー、ウインドウ、あるいは文字や画像などの各種データが表示される。このディスプレイ412は、例えば、CRT、TFT液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。   The display 412 displays icons, cursors, menus, windows, or various data such as characters and images. As the display 412, for example, a CRT, a TFT liquid crystal display, a plasma display, or the like can be adopted.

通信I/F413は、無線を介してインターネットなどの通信網に接続され、この通信網とCPU401とのインターフェースとして機能する。GPSユニット414は、GPS衛星からの電波を受信し、車両の現在地点を示すGPS情報を出力する。GPS情報は、例えば緯度・経度、高度などの、地図データ上の1点を特定する情報である。GPSユニット414の出力情報は、CPU401による車両の現在地点の算出や移動速度の算出に際して利用される。   The communication I / F 413 is connected to a communication network such as the Internet via wireless and functions as an interface between the communication network and the CPU 401. The GPS unit 414 receives radio waves from GPS satellites and outputs GPS information indicating the current location of the vehicle. The GPS information is information for specifying one point on the map data such as latitude / longitude and altitude. The output information of the GPS unit 414 is used when the CPU 401 calculates the current position of the vehicle and the moving speed.

各種センサ415は、加速度センサ421、ジャイロセンサ422などを有しており、車両の位置や挙動を判断することが可能な情報を出力する。加速度センサ421は、車両の進行方向を示すx軸方向、進行方向に対して直角かつ水平な方向を示すy軸方向、および鉛直方向を示すz軸方向、の加速度を計測することが可能な3軸加速度センサである。ナビゲーション装置400は、各方向の加速度を積分することにより、各方向の速度を算出することができる。なお、加速度センサ421は、少なくとも、x軸方向のx軸加速度と、y軸方向のy軸加速度とを検出することが可能なものであればよい。   The various sensors 415 include an acceleration sensor 421, a gyro sensor 422, and the like, and output information that can determine the position and behavior of the vehicle. The acceleration sensor 421 can measure accelerations in the x-axis direction indicating the traveling direction of the vehicle, the y-axis direction indicating a direction perpendicular to the traveling direction and horizontal, and the z-axis direction indicating the vertical direction 3 It is an axial acceleration sensor. The navigation device 400 can calculate the velocity in each direction by integrating the acceleration in each direction. The acceleration sensor 421 may be any sensor that can detect at least x-axis acceleration in the x-axis direction and y-axis acceleration in the y-axis direction.

ジャイロセンサ422は、方位変化量を出力するものであり、特に、ロール角度およびヨー角度を検出できるものが用いられる。本実施例において、ジャイロセンサ422には、ロール角度、ヨー角度、ピッチ角度の角速度を検出することができる3軸ジャイロセンサを用いている。各種センサ415の出力値は、CPU401による車両の現在地点の算出や、速度の算出などに用いられる。なお、ナビゲーション装置400は、簡易型のPNDとしているため、各種センサ415には車両の移動速度を検出する車速センサは含まれないものとする。   The gyro sensor 422 outputs an azimuth change amount, and in particular, a sensor that can detect a roll angle and a yaw angle is used. In this embodiment, the gyro sensor 422 is a three-axis gyro sensor that can detect the angular velocity of the roll angle, the yaw angle, and the pitch angle. The output values of the various sensors 415 are used by the CPU 401 to calculate the current location of the vehicle and the speed. Note that since the navigation device 400 is a simple PND, the various sensors 415 do not include a vehicle speed sensor that detects the moving speed of the vehicle.

図1に示した本実施の形態における速度算出装置100が備える、角度検出部101と、第1加速度検出部102と、第1算出部103と、出力部104と、取得部105と、第2加速度検出部106と、第2算出部107と、補正部108とは、図4に示したナビゲーション装置400におけるROM402や磁気ディスク405などに記録されたプログラムやデータを用いて、CPU401に各種プログラムを実行させることにより、その機能を実現する。   An angle detection unit 101, a first acceleration detection unit 102, a first calculation unit 103, an output unit 104, an acquisition unit 105, and a second unit included in the speed calculation device 100 according to the present embodiment illustrated in FIG. The acceleration detection unit 106, the second calculation unit 107, and the correction unit 108 use the programs and data recorded in the ROM 402, the magnetic disk 405, and the like in the navigation device 400 illustrated in FIG. The function is realized by executing.

(ナビゲーション装置400の速度算出処理手順)
つぎに、図5を用いて、ナビゲーション装置400の速度算出処理手順について説明する。図5は、ナビゲーション装置400の速度算出処理手順の一例を示すフローチャートである。図5のフローチャートにおいて、ナビゲーション装置400は、起動したか否かを判断する(ステップS501)。ナビゲーション装置400は、起動するまで待機し(ステップS501:No)、起動すると(ステップS501:Yes)、GPS情報を受信しているか否かを判定する(ステップS502)。
(Speed calculation processing procedure of the navigation device 400)
Next, the speed calculation processing procedure of the navigation device 400 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the speed calculation processing procedure of the navigation device 400. In the flowchart of FIG. 5, the navigation apparatus 400 determines whether or not it has been activated (step S501). The navigation device 400 waits until it starts (step S501: No), and when it starts (step S501: Yes), it determines whether GPS information is received (step S502).

GPS情報を受信していない場合(ステップS502:No)、すなわち、例えば、トンネル内、立体駐車場内、地下道、高架下などを車両が走行している場合、ナビゲーション装置400は、3軸ジャイロセンサを用いてロール角度を検出する(ステップS503)。   When the GPS information is not received (step S502: No), that is, for example, when the vehicle is traveling in a tunnel, a multilevel parking garage, an underpass, an underpass or the like, the navigation device 400 uses a three-axis gyro sensor. Using this, the roll angle is detected (step S503).

そして、ナビゲーション装置400は、3軸ジャイロセンサを用いてヨー角度を検出する(ステップS504)。つぎに、ナビゲーション装置400は、3軸加速度センサを用いてy軸加速度を検出する(ステップS505)。そして、ナビゲーション装置400は、y軸加速度が「0」であるか否かを判定する(ステップS506)。   Then, the navigation apparatus 400 detects the yaw angle using the three-axis gyro sensor (step S504). Next, the navigation apparatus 400 detects a y-axis acceleration using a triaxial acceleration sensor (step S505). Then, the navigation apparatus 400 determines whether or not the y-axis acceleration is “0” (step S506).

なお、ステップS506の判定は、具体的には、旋回中であるか否かの判定であり、y軸加速度=「0」であるか否かの判定に限らず、ロール角度=「0」であるか否かの判定、またはヨー角度=「0」であるか否かの判定としてもよい。また、旋回中であるか否かをより高精度に判定するために、ステップS506の判定では、ロール角度=「0」かつヨー角度=「0」かつy軸加速度=「0」であるか否かの判定をおこなうようにしてもよいし、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度のうち、少なくとも2つが「0」であるか否かの判定をおこなうようにしてもよい。   Note that the determination in step S506 is specifically a determination of whether or not the vehicle is turning, and is not limited to the determination of whether or not the y-axis acceleration is “0”, and the roll angle is “0”. It may be determined whether or not there is a yaw angle = “0”. In addition, in order to determine with high accuracy whether or not the vehicle is turning, whether or not the roll angle = “0”, the yaw angle = “0”, and the y-axis acceleration = “0” is determined in step S506. It may be determined whether or not at least two of the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration are “0”.

y軸加速度が「0」ではない場合(ステップS506:No)、すなわち、旋回中である場合、ナビゲーション装置400は、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度を用いて、旋回時の移動速度を算出する(ステップS507)。旋回時の移動速度の算出には、上述した(3)式を用いる(実施の形態参照)。   When the y-axis acceleration is not “0” (step S506: No), that is, when the vehicle is turning, the navigation device 400 calculates the moving speed during the turn using the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration. (Step S507). For calculating the moving speed at the time of turning, the above-described equation (3) is used (see the embodiment).

そして、ナビゲーション装置400は、加速度センサ421によって検出されたx軸加速度を積分することによって算出した移動速度と、ステップS507において算出した移動速度との誤差を示す補正値をRAM403に格納する(ステップS508)。なお、x軸加速度を積分することによって移動速度を算出する処理については、不図示であるが、例えば、ステップS507とステップS508との間にておこなえばよい。そして、ナビゲーション装置400は、算出した移動速度を出力し(ステップS509)、本フローチャートによる一連の処理を終了する。   The navigation apparatus 400 stores a correction value indicating an error between the movement speed calculated by integrating the x-axis acceleration detected by the acceleration sensor 421 and the movement speed calculated in step S507 in the RAM 403 (step S508). ). Note that the process of calculating the moving speed by integrating the x-axis acceleration is not shown, but may be performed between step S507 and step S508, for example. Then, the navigation apparatus 400 outputs the calculated moving speed (step S509), and ends a series of processes according to this flowchart.

ステップS506において、y軸加速度が「0」である場合(ステップS506:Yes)、すなわち、車両が直進している場合、ナビゲーション装置400は、加速度センサ421によって検出されたx軸加速度を積分することによって移動速度を算出する(ステップS510)。そして、RAM403に補正値が格納されているか否かを判定する(ステップS511)。補正値が格納されていない場合(ステップS511:No)、ナビゲーション装置400は、ステップS509の処理に移行させる。   If the y-axis acceleration is “0” in step S506 (step S506: Yes), that is, if the vehicle is traveling straight, the navigation device 400 integrates the x-axis acceleration detected by the acceleration sensor 421. To calculate the moving speed (step S510). Then, it is determined whether or not the correction value is stored in the RAM 403 (step S511). When the correction value is not stored (step S511: No), the navigation device 400 proceeds to the process of step S509.

補正値が格納されている場合(ステップS511:Yes)、ナビゲーション装置400は、補正値を用いて移動速度を補正し(ステップS512)、ステップS509の処理に移行させる。ステップS502において、GPS情報を受信している場合(ステップS502:Yes)、ナビゲーション装置400は、GPS情報を用いて車両の移動速度を算出し(ステップS513)、ステップS509の処理に移行させる。   When the correction value is stored (step S511: Yes), the navigation apparatus 400 corrects the moving speed using the correction value (step S512), and shifts to the processing of step S509. In step S502, when GPS information is received (step S502: Yes), the navigation apparatus 400 calculates the moving speed of the vehicle using the GPS information (step S513), and shifts to the processing of step S509.

上述した処理により、トンネル内などGPS情報を受信できない条件下でも、旋回することにより実際の移動速度に近い移動速度を算出することができる。また、車速センサからの車速信号を取得することが可能なナビゲーション装置400の場合には、車速センサが故障した場合など、車速信号を用いることができない条件下でも、高精度に速度を算出することができる。これにより、ユーザに正確な速度を提示することができるとともに、目的地までの正確な到達時間を提示することができる。   By the above-described processing, the moving speed close to the actual moving speed can be calculated by turning even under conditions where GPS information cannot be received such as in a tunnel. In the case of the navigation device 400 capable of acquiring a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor, the speed can be calculated with high accuracy even under conditions where the vehicle speed signal cannot be used, such as when the vehicle speed sensor fails. Can do. Thereby, while being able to show an exact speed to a user, the exact arrival time to the destination can be shown.

なお、車速センサからの車速信号を取得することが可能なナビゲーション装置400を用いた、車速センサを用いることができない緊急時であるか否かを判定するようにし、緊急時には、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて移動速度を算出するようにしてもよい。このような構成によれば、通常時は車速センサによる正確な移動速度を提示することができるとともに、緊急時には、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づく正確な移動速度を提示することができる。   It should be noted that it is determined whether or not there is an emergency in which the vehicle speed sensor cannot be used, using the navigation device 400 capable of acquiring a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor. The moving speed may be calculated based on the y-axis acceleration. According to such a configuration, it is possible to present an accurate movement speed by the vehicle speed sensor in a normal time, and it is possible to present an accurate movement speed based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration in an emergency. .

さらに、上述した処理において、車両のGPS情報の取得が可能な条件下では、GPS情報を用いて車両の移動速度を算出する一方、GPS情報の取得が不可能な条件下では、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて、車両の移動速度を算出するようにした。したがって、GPS情報の受信状況に応じて、正確な移動速度を算出することができる。   Furthermore, in the above-described processing, the vehicle moving speed is calculated using the GPS information under a condition where the GPS information of the vehicle can be acquired. On the other hand, when the GPS information cannot be acquired, the roll angle, yaw The moving speed of the vehicle is calculated based on the angle and the y-axis acceleration. Therefore, an accurate moving speed can be calculated according to the reception status of GPS information.

また、本実施の形態において、補正値を用いて、x軸加速度を用いて算出される移動速度を補正するようにし、車両が直進している際には補正した移動速度を出力するようにした。これにより、x軸加速度を用いた移動速度の算出時に各種誤差が蓄積された場合、x軸加速度を用いて算出される移動速度を実際の移動速度に近づけることができ、直進時における移動速度の精度を向上させることができる。したがって、直進時においても正確な速度を提示することができる。   In the present embodiment, the correction value is used to correct the movement speed calculated using the x-axis acceleration, and the corrected movement speed is output when the vehicle is traveling straight. . As a result, when various errors are accumulated during the calculation of the movement speed using the x-axis acceleration, the movement speed calculated using the x-axis acceleration can be brought close to the actual movement speed, and the movement speed during straight traveling can be reduced. Accuracy can be improved. Therefore, an accurate speed can be presented even when traveling straight.

なお、上述した処理において、補正値は、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づく移動速度の算出がおこなわれた場合に、逐次更新されていく。これにより、補正値をより正確なものとすることができ、直進時において正確な速度を提示することができる。   In the above-described processing, the correction value is sequentially updated when the movement speed based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration is calculated. As a result, the correction value can be made more accurate, and an accurate speed can be presented during straight travel.

(GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の走行軌跡の一例)
つぎに、図6を用いて、GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の走行軌跡の一例について説明する。図6は、GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の走行軌跡の一例を示す説明図である。
(An example of a vehicle trajectory under conditions where GPS information cannot be received)
Next, with reference to FIG. 6, an example of a traveling locus of the vehicle under a condition where GPS information cannot be received will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a traveling locus of a vehicle under a condition in which GPS information cannot be received.

図6において、車両600は、GPS情報を受信することができないトンネルなどを走行しており、等速走行をしているものとする。車両600は、A点からB点に1秒かけて旋回したとする。δは、方位変化量であるヨー角度に相当する。本実施例では、方位変化量が発生している際に移動速度が算出できるようになっており、具体的な一例について図7を用いて説明する。   In FIG. 6, it is assumed that a vehicle 600 travels in a tunnel or the like that cannot receive GPS information and travels at a constant speed. It is assumed that the vehicle 600 turns from point A to point B over 1 second. δ corresponds to a yaw angle that is an azimuth change amount. In the present embodiment, the moving speed can be calculated when the direction change amount is generated, and a specific example will be described with reference to FIG.

(GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の移動速度の一例)
つぎに、図7を用いて、GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の移動速度の一例について説明する。図7は、GPS情報を受信することが不可能な条件下における車両の移動速度の一例を示す説明図である。図7のグラフ700において、縦軸は、速度および方位変化量(ヨー角度)を示しており、横軸は、時間を示している。図7に示すA点およびB点は、図6に示したA点およびB点に対応するものとする。
(Example of vehicle moving speed under conditions where GPS information cannot be received)
Next, an example of the moving speed of the vehicle under conditions where GPS information cannot be received will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the moving speed of the vehicle under conditions where GPS information cannot be received. In the graph 700 of FIG. 7, the vertical axis represents speed and azimuth change (yaw angle), and the horizontal axis represents time. The points A and B shown in FIG. 7 correspond to the points A and B shown in FIG.

ここでは、1秒毎に、各種センサ415の検出結果を取得して速度を算出する場合を例に挙げて説明する。旋回前のA点までは、直進路とし、方位変化量(ヨー角度)は、0°とする。A点までは、x軸加速度を用いて移動速度が算出される。また、A点までは、例えば、算出された移動速度13m/sが出力される。なお、補足的に記載している実際の速度は11.7m/sであり、出力された移動速度との間には1.3m/sの乖離がある。   Here, a case where the detection results of various sensors 415 are acquired and the speed is calculated every second will be described as an example. Up to point A before turning, a straight path is assumed, and the direction change amount (yaw angle) is 0 °. Up to point A, the moving speed is calculated using the x-axis acceleration. Also, up to point A, for example, the calculated moving speed of 13 m / s is output. The actual speed described in a supplementary manner is 11.7 m / s, and there is a deviation of 1.3 m / s from the output moving speed.

B点において、ジャイロセンサ422によってヨー角度(方位変化量)δ=0.2°およびロール角度θ=−2°が検出されたとする。また、B点において、y軸加速度ya=2m/s2が検出されたとする。 It is assumed that the yaw angle (azimuth change amount) δ = 0.2 ° and the roll angle θ = −2 ° are detected by the gyro sensor 422 at the point B. Further, it is assumed that the y-axis acceleration ya = 2 m / s 2 is detected at the point B.

実施の形態で示した下記(3)式を用いると、
S=(ya−g×sinθ)/(δ×cosθ)・・・(3)式
旋回時の移動速度S(m/s)は、
S[m/s]≒11.7
として算出される。
Using the following formula (3) shown in the embodiment,
S = (ya−g × sin θ) / (δ × cos θ) (3) The moving speed S (m / s) at the time of turning is:
S [m / s] ≈11.7
Is calculated as

B点では、この11.7m/sが移動速度として出力される。B点において、x軸加速度を用いて算出された移動速度13m/sと、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づく移動速度移動速度11.7m/sとの間には、1.3m/sの乖離があることが判定される。   At point B, 11.7 m / s is output as the moving speed. At point B, there is 1.3 m / s between the moving speed 13 m / s calculated using the x-axis acceleration and the moving speed moving speed 11.7 m / s based on the roll angle, yaw angle and y-axis acceleration. It is determined that there is a deviation of s.

そのため、ヨー角度が0°となるC点以降はロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づく移動速度の算出はできないものの、乖離した値1.3m/sを用いて、x軸加速度に基づいて算出した移動速度を補正することができる。補正の手法は、例えば、x軸加速度を用いて算出された移動速度に差分を加味させるようにしてもよいし、具体的には、1.3m/sを減じるようにしてもよいし、これに限らず、他の手法を用いてもよい。   For this reason, the calculation of the moving speed based on the roll angle, the yaw angle and the y-axis acceleration is not possible after the point C where the yaw angle becomes 0 °, but based on the x-axis acceleration using a deviated value of 1.3 m / s. The calculated moving speed can be corrected. As a correction method, for example, a difference may be added to the moving speed calculated using the x-axis acceleration, and specifically, 1.3 m / s may be reduced. Not limited to this, other methods may be used.

本実施例では、急なカーブや右左折などでなくとも、車線変更など方位変化量が小さい場合にも、旋回時の実際の移動速度を算出することができる。つまり、わずかな方位変化量の旋回時に、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて走行中の実際の移動速度を算出することができる。また、旋回後の直進時には、補正値を用いて移動速度を算出することができる。なお、補正値は、旋回する度に更新することができ、直進時においても正確な移動速度を出力することができる。   In the present embodiment, the actual moving speed at the time of turning can be calculated even when the direction change amount is small, such as a lane change, without a sudden curve or a left or right turn. That is, the actual moving speed during traveling can be calculated based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration when turning with a slight azimuth change amount. In addition, when the vehicle goes straight after turning, the moving speed can be calculated using the correction value. The correction value can be updated every time the vehicle turns, and an accurate movement speed can be output even when the vehicle is traveling straight.

また、補正値は、例えば、上りの傾斜路や下りの傾斜路といった勾配の正負毎や、傾斜路の傾斜角毎といった道路態様毎に記憶しておくようにし、直進時には、道路態様に応じた補正値を用いるようにしてもよい。これにより、道路態様に応じて移動速度を補正することができ、直進時に、より正確な移動速度を出力することができる。   Further, the correction value is stored for each road mode such as every slope positive or negative, such as an uphill slope or a downhill slope, or every slope angle of the slope. A correction value may be used. Thereby, a moving speed can be corrected according to a road mode, and a more accurate moving speed can be output when going straight.

本実施例では、GPS情報を受信することが可能な条件下においては、GPS情報を用いた速度の算出がおこなわれる。つまり、GPS情報を用いた場合、実際の速度との乖離がほとんどなく、高精度に速度が算出される。このように、本実施例では、速度の算出に際し、GPS情報を受信することが可能な条件下ではGPS情報を用い、GPS情報を受信することが不可能な条件下では、旋回時において検出されるロール角度、ヨー角度およびy軸加速度を用いるようにした。したがって、GPS情報の受信状態にかかわらず、正確な速度を出力することができる。   In the present embodiment, the speed is calculated using the GPS information under the condition that the GPS information can be received. That is, when GPS information is used, there is almost no deviation from the actual speed, and the speed is calculated with high accuracy. As described above, in this embodiment, when calculating the speed, the GPS information is used under the condition where the GPS information can be received, and is detected during the turn under the condition where the GPS information cannot be received. Roll angle, yaw angle, and y-axis acceleration are used. Therefore, an accurate speed can be output regardless of the reception state of the GPS information.

なお、GPS情報を受信することが可能な条件下においても、旋回時には、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度を用いて車両の移動速度を算出しておき、x軸加速度を用いて算出された移動速度と比較することにより、乖離した量を補正値として、その都度更新するようにしてもよい。これにより、GPS情報を受信することが不可能な条件下において、旋回せずとも補正値を取得することができ、例えばトンネル内に進入した直後の直進時の移動速度を補正することができ、正確な速度を出力することができる。具体的には、B点に到達する前段階において、x軸加速度を用いて算出された移動速度を補正することができ、正確な速度を出力することができる。   Even under conditions where GPS information can be received, the vehicle moving speed is calculated using the roll angle, yaw angle, and y-axis acceleration during a turn, and calculated using the x-axis acceleration. By comparing with the moving speed, the amount of deviation may be updated as a correction value each time. This makes it possible to obtain a correction value without turning under conditions where it is impossible to receive GPS information, for example, it is possible to correct the moving speed when going straight after entering the tunnel, Accurate speed can be output. Specifically, the movement speed calculated using the x-axis acceleration can be corrected before the point B is reached, and an accurate speed can be output.

また、GPS情報を用いた移動速度の算出は、所定速度以上の高速走行時に適しているものの所定速度未満の低速走行時には誤差が生じやすいという点を考慮すると、GPS情報の受信が可能な条件下においても、低速走行時には、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて移動速度を算出するようにしてもよい。このような構成にすれば、低速走行時の移動速度の精度を向上させることができる。   In addition, the calculation of the moving speed using GPS information is suitable for high-speed driving at a predetermined speed or higher, but considering that errors are likely to occur at low speeds lower than the predetermined speed, it is possible to receive GPS information. However, when traveling at low speed, the moving speed may be calculated based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration. With such a configuration, it is possible to improve the accuracy of the moving speed during low-speed traveling.

なお、図6では、右方向への方位変化量(ヨー角度)をプラスとし、方位変化量がプラスの場合のみを示しているが、左方向への旋回時には、方位変化量がマイナスとなる。左方向への旋回時には、方位変化量をマイナスとし、右方向への旋回時における移動速度の算出と同様の処理をおこなえばよい。   FIG. 6 shows only the case where the amount of azimuth change (yaw angle) in the right direction is positive and the amount of azimuth change is positive, but the amount of azimuth change is negative when turning leftward. When turning in the left direction, the azimuth change amount is set to be negative, and the same processing as the calculation of the moving speed at the time of turning in the right direction may be performed.

(ディスプレイ412に表示される表示画面の一例)
つぎに、図8を用いて、ディスプレイ412に表示される表示画面の一例を説明する。図8は、ディスプレイ412に表示される表示画面の一例を示す説明図である。図8において、表示画面801,802は、GPS情報を受信することが不可能なトンネル内を走行している状態を示している。表示画面801は、直進路を走行している際の画面を示しており、表示画面802は、旋回時の画面を示している。
(Example of display screen displayed on display 412)
Next, an example of a display screen displayed on the display 412 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a display screen displayed on the display 412. In FIG. 8, display screens 801 and 802 indicate a state where the vehicle is traveling in a tunnel where GPS information cannot be received. A display screen 801 shows a screen when traveling on a straight road, and a display screen 802 shows a screen during turning.

表示画面801には、走行中の地図画面と、x軸加速度を用いて算出された現在速度(移動速度)と、この現在速度を用いて算出された目的地到着時刻とが表示されている。表示画面801は、直進路を走行している際の画面を示している。具体的には、表示画面801は、例えば図7に示したB点に到達する前の現在速度と、この現在速度を用いて算出された目的地到着時刻とが表示されている。なお、車両の実際の速度は41km/hであるものの、表示画面801では、47km/hとして表示されている。   The display screen 801 displays a traveling map screen, a current speed (movement speed) calculated using the x-axis acceleration, and a destination arrival time calculated using the current speed. A display screen 801 shows a screen when traveling on a straight road. Specifically, the display screen 801 displays, for example, a current speed before reaching the point B shown in FIG. 7 and a destination arrival time calculated using the current speed. Although the actual speed of the vehicle is 41 km / h, it is displayed as 47 km / h on the display screen 801.

表示画面802には、走行中の地図画面と、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて算出された現在速度(移動速度)と、この現在速度を用いて算出された目的地到着時刻とが表示されている。具体的には、表示画面802は、図7に示したB点への到達以降の現在速度と、この現在速度を用いて算出された目的地到着時刻とが表示されている。なお、車両の実際の速度は41km/hであり、表示画面802においても41km/hとして表示されている。   The display screen 802 includes a traveling map screen, a current speed (movement speed) calculated based on the roll angle, the yaw angle, and the y-axis acceleration, and a destination arrival time calculated using the current speed. Is displayed. Specifically, the display screen 802 displays a current speed after reaching the point B shown in FIG. 7 and a destination arrival time calculated using the current speed. Note that the actual speed of the vehicle is 41 km / h, which is also displayed as 41 km / h on the display screen 802.

このように、本実施例によれば、車両の移動速度を高精度に算出し、ユーザに提示することができる。なお、ロール角度、ヨー角度およびy軸加速度に基づいて移動速度を算出して現在速度を47km/hから41km/hに表示変更するときには、「現在速度を補正しました」などの通知をおこなうようにしてもよい。これにより、ユーザは、提示される現在速度が変更されたことを知ることができる。また、トンネル内ではGPS情報を受信できないことを知っているユーザにしてみれば、GPS情報を用いずに何らかの処理によって現在速度が補正されたことを知ることができ、ユーザにとって現在速度の信頼性を向上させることができる。   Thus, according to the present embodiment, the moving speed of the vehicle can be calculated with high accuracy and presented to the user. In addition, when the moving speed is calculated based on the roll angle, yaw angle and y-axis acceleration and the current speed is changed from 47 km / h to 41 km / h, a notification such as “corrected the current speed” is given. It may be. Thereby, the user can know that the present speed to be presented has been changed. In addition, if the user knows that GPS information cannot be received in the tunnel, the user can know that the current speed has been corrected by some process without using the GPS information. Can be improved.

以上説明したように、本発明の速度算出装置、速度算出方法、速度算出プログラム、および記録媒体によれば、車速信号を用いることなく、実際の移動速度に近い移動速度を算出することができる。これにより、ユーザに正確な速度を提示することができ、提示する速度の信頼性を向上させることができる。   As described above, according to the speed calculation device, the speed calculation method, the speed calculation program, and the recording medium of the present invention, a movement speed close to the actual movement speed can be calculated without using a vehicle speed signal. Thereby, an accurate speed can be presented to the user, and the reliability of the speed to be presented can be improved.

なお、本実施例で説明した速度算出方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD、メモリカードなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。   The speed calculation method described in this embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, or a memory card, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

100 速度算出装置
101 角度検出部
102 第1加速度検出部
103 第1算出部
104 出力部
105 取得部
106 第2加速度検出部
107 第2算出部
108 補正部
400 ナビゲーション装置
412 ディスプレイ
414 GPSユニット
415 各種センサ
421 加速度センサ
422 ジャイロセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Speed calculation apparatus 101 Angle detection part 102 1st acceleration detection part 103 1st calculation part 104 Output part 105 Acquisition part 106 2nd acceleration detection part 107 2nd calculation part 108 Correction | amendment part 400 Navigation apparatus 412 Display 414 GPS unit 415 Various sensors 421 Acceleration sensor 422 Gyro sensor

Claims (3)

移動体の左右の傾きを示すロール角度および前記移動体が旋回する角度を示すヨー角度を検出する角度検出手段と、
前記移動体の進行方向に対して直角かつ水平な方向の加速度を検出する第1加速度検出手段と、
記ロール角度および前記ヨー角度と、前記加速度とに基づいて、移動体の進行方向の加速度を用いずに、移動体の旋回時における移動体の進行方向の移動速度を算出する第1算出手段と、
を備えることを特徴とする速度算出装置。
Angle detection means for detecting a roll angle indicating a left-right inclination of the moving body and a yaw angle indicating an angle at which the moving body turns;
First acceleration detection means for detecting acceleration in a direction perpendicular to and horizontal to the traveling direction of the moving body;
Before Symbol roll angle and the yaw angle, before SL on the basis of the acceleration, without using the acceleration in the traveling direction of the moving body, a first calculation for calculating a moving speed of the traveling direction of the moving body during a turn of the moving object Means,
A speed calculation device comprising:
前記移動体の位置情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記第1算出手段は、前記取得手段による前記位置情報の取得が可能な条件下では、前記位置情報を用いて移動体の移動速度を算出し、
前記取得手段による前記位置情報の取得が不可能な条件下では、前記ロール角度および前記ヨー角度と、前記加速度とに基づいて、移動体の移動速度を算出することを特徴とする請求項1に記載の速度算出装置。
Further comprising an acquisition means for acquiring position information of the mobile body;
The first calculation unit calculates a moving speed of the moving body using the position information under a condition in which the acquisition unit can acquire the position information.
The moving speed of the moving body is calculated based on the roll angle, the yaw angle, and the acceleration under a condition in which the position information cannot be acquired by the acquiring unit. The speed calculation device described.
前記移動体の進行方向の加速度を検出する第2加速度検出手段と、
前記第2加速度検出手段によって検出された前記加速度に基づいて、前記移動体の進行方向の移動速度(以下「第2算出速度」という)を算出する第2算出手段と、
前記第2算出速度と、前記第1算出手段によって算出された前記移動速度(以下「第1算出速度」という)との乖離した量に基づいて前記第2算出速度を補正する補正手段と、
前記乖離した量を記録する記録手段と、
前記第1算出手段と前記第2算出手段とのいずれかで算出された移動速度を出力する出力手段と、
をさらに備え、
前記出力手段は、前記移動体の路面に対する移動速度として、前記移動体が旋回している際には前記第1算出速度を出力し、前記移動体が直進している際には、前記移動体が旋回している際に記録された前記乖離した量に基づいて前記補正手段によって補正された前記第2算出速度を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の速度算出装置。
Second acceleration detecting means for detecting acceleration in the traveling direction of the moving body;
Second calculation means for calculating a moving speed (hereinafter referred to as “second calculation speed”) of the moving body based on the acceleration detected by the second acceleration detecting means;
Correction means for correcting the second calculated speed based on an amount of deviation between the second calculated speed and the moving speed calculated by the first calculating means (hereinafter referred to as “first calculated speed”);
Recording means for recording the deviated amount;
Output means for outputting the moving speed calculated by either the first calculation means or the second calculation means;
Further comprising
And the output means, the moving speed relative to the road surface of the movable body, when the moving body is turning outputs the first calculated speed, when the moving body is straight, the movable body 3. The speed calculation device according to claim 1, wherein the second calculation speed corrected by the correction unit is output based on the deviated amount recorded when the vehicle is turning . 4.
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