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技術 取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体

出願人 パイオニア株式会社
発明者 橋本真秀田中一聡加藤淑子轡良樹
出願日 2010年12月28日 (10年0ヶ月経過) 出願番号 2010-294344
公開日 2012年7月26日 (8年5ヶ月経過) 公開番号 2012-141220
状態 特許登録済
技術分野 ジャイロスコープ
主要キーワード 参照角 直接ピッチ 各検出範囲 検出終了位置 変化量θ 方位差分 軸傾斜角 検出開始位置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

ピッチジャイロ等の検出装置取り付け角度の検出の信頼性を高めた取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。

解決手段

所定の検出範囲における車両のヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、ピッチジャイロ21に検出された検出値に基づいて、上記検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたピッチ角変化量θyと、の比に基づいて、ピッチジャイロ21の車両に対するロール軸回り取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、を備えることにより、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

概要

背景

例えば、車両等に搭載されるナビゲーション装置には、GPS(Global Positioning System)衛星から受信する位置情報と、ジャイロセンサ加速度センサによる検出情報に基づいて走行距離および移動方位情報を取得し、現在位置と進行方向を推測し、案内表示を行っているものがある。ところが、上述のジャイロセンサや加速度センサは、車両に対して検出軸が傾いて取り付けられていると、出力値が所望の値よりも減少し、正確な値が得られない。

このため、車載装置等に取り付けられる検出装置取り付け角度を検出することが必要である。このような車載装置の取り付け角度が異常であることを通知する車載装置が提案されている(特許文献1参照)。

この従来の車載装置は、ジャイロセンサおよびGPS受信装置を備え、車両に搭載される車載装置であって、GPS受信装置の出力から求めた参照角速度と前記ジャイロセンサにより検出された角速度との比をとることで前記ジャイロセンサの感度を求め、求められた感度が許容範囲を超える場合に、前記車載装置の取り付け角度が異常であることを通知するようになっている。また、この車載装置は、進行方向の加速度成分がゼロの時における加速度センサの出力Asを積算し、平均化させた値Aaveを算出し、この平均化させた値Aaveを重力加速度gで除算することでピッチ方向の取り付け角度に相当するsin(θpitch)を求めている。

概要

ピッチジャイロ等の検出装置の取り付け角度の検出の信頼性を高めた取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。所定の検出範囲における車両のヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、ピッチジャイロ21に検出された検出値に基づいて、上記検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたピッチ角変化量θyと、の比に基づいて、ピッチジャイロ21の車両に対するロール軸回り取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、を備えることにより、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

目的

本発明は、このような従来の問題を一例とした課題を解決するためになされたもので、ジャイロセンサ等の検出装置の取り付け角度の検出の信頼性を高めた取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置取り付け角度を検出する取り付け角度検出装置において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得手段と、前記検出装置に検出された検出値に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出手段と、前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出手段により算出されたY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出手段と、を備えたことを特徴とする取り付け角度検出装置。

請求項2

前記取り付け角度検出手段は、前記Z軸回転角変化量と前記Y軸回転角変化量とを、複数の前記検出範囲においてそれぞれ取得し、各検出範囲の取り付け角度の検出値を算出し、前記取り付け角度の検出値を平均化することにより、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1に記載の取り付け角度検出装置。

請求項3

前記移動体のX軸回りの傾斜角を算出するX軸傾斜角算出手段を備え、前記取り付け角度検出手段は、前記X軸傾斜角算出手段に算出された前記傾斜角に基づいて、前記Z軸回転角変化量および前記Y軸回転角変化量を補正して、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の取り付け角度検出装置。

請求項4

前記Z軸回転角変化量取得手段は、Z軸回りの回転角速度が所定の角速度以上となった位置を、前記検出開始位置とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項5

前記Z軸回転角変化量取得手段は、前記Z軸回転角速度が所定の角速度未満となった位置を、前記検出終了位置とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項6

前記取り付け角度検出手段は、前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量が、所定の回転角変化量以上である場合に、前記取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項7

前記取り付け角度検出手段に検出された前記取り付け角度に基づいて、前記検出装置に検出された検出値を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項8

前記Z軸回転角変化量取得手段は、前記検出範囲におけるZ軸回転角速度を複数検出するZ軸回転角速度検出手段と、前記Z軸回転角速度検出手段により検出されたZ軸回転角速度に基づいて、前記検出範囲における前記移動体のZ軸回転角変化量を算出するZ軸回転角変化量算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項9

前記Z軸回転角変化量取得手段は、前記検出範囲において前記移動体の位置情報を複数取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得された位置情報の推移から、前記検出範囲における前記移動体のZ軸回転角変化量を算出するZ軸回転角変化量算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項10

前記検出装置が、前記移動体の進行方向に直交するピッチ軸回りピッチ角速度を検出するピッチジャイロであって、前記取り付け角度検出手段は、前記ピッチジャイロの前記移動体に対するロール軸回りの取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項11

前記検出装置が、前記移動体の進行方向に平行なロール軸回りのロール角速度を検出するロールジャイロであって、前記取り付け角度検出手段は、前記ロールジャイロの前記移動体に対するピッチ軸回りの取り付け角度を検出することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の取り付け角度検出装置。

請求項12

XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出方法において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、を備えたことを特徴とする取り付け角度検出方法。

請求項13

XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出プログラムにおいて、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする取り付け角度検出プログラム。

請求項14

請求項13に記載の取り付け角度検出プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体

技術分野

0001

本発明は、ジャイロセンサ等の検出装置取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体に関する。

背景技術

0002

例えば、車両等に搭載されるナビゲーション装置には、GPS(Global Positioning System)衛星から受信する位置情報と、ジャイロセンサや加速度センサによる検出情報に基づいて走行距離および移動方位情報を取得し、現在位置と進行方向を推測し、案内表示を行っているものがある。ところが、上述のジャイロセンサや加速度センサは、車両に対して検出軸が傾いて取り付けられていると、出力値が所望の値よりも減少し、正確な値が得られない。

0003

このため、車載装置等に取り付けられる検出装置の取り付け角度を検出することが必要である。このような車載装置の取り付け角度が異常であることを通知する車載装置が提案されている(特許文献1参照)。

0004

この従来の車載装置は、ジャイロセンサおよびGPS受信装置を備え、車両に搭載される車載装置であって、GPS受信装置の出力から求めた参照角速度と前記ジャイロセンサにより検出された角速度との比をとることで前記ジャイロセンサの感度を求め、求められた感度が許容範囲を超える場合に、前記車載装置の取り付け角度が異常であることを通知するようになっている。また、この車載装置は、進行方向の加速度成分がゼロの時における加速度センサの出力Asを積算し、平均化させた値Aaveを算出し、この平均化させた値Aaveを重力加速度gで除算することでピッチ方向の取り付け角度に相当するsin(θpitch)を求めている。

先行技術

0005

特許第4191499号

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上述した従来の車載装置においては、センサロール軸回りに傾いて取り付けられている場合、ヨー角角度変化、すなわち、車両の左右旋回の影響を受けてしまう。特に、ヨー角の角度変化は0〜360度まで起こり得るため、角度変化が大きいとその影響は大きくなる。また、ピッチ角は大きく変化しても±5度程度と、ヨー角に比べて極めて角度変化が少ないため、ピッチ角を求めるためにヨー角の影響を受ける加速度の値を用いることは、誤差範囲が大きくなってしまうといった問題があった。

0007

さらに、GPSからデータを受信して利用する場合においても、ヨー角に対応する方位位置情報のデータの利用は、広範囲での多少の誤差となるものの、ピッチ角に対応する高度情報のデータは、利用するデータの値の範囲が狭く、誤差の率が高くなる。このため、ピッチ角の情報から直接ピッチ軸回りの取り付け角度を検出しようとすると、信頼性が低くなってしまうといった問題があった。

0008

本発明は、このような従来の問題を一例とした課題を解決するためになされたもので、ジャイロセンサ等の検出装置の取り付け角度の検出の信頼性を高めた取り付け角度検出装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出装置において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得手段と、前記検出装置に検出された検出値に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出手段と、前記Z軸回転角変化量取得手段により取得されたZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出手段により算出されたY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出手段と、を備えたことを特徴とする。
なお、上記Z軸方向の変動とは、移動体が走行するXY平面と略平行な走行面の傾斜や凹凸によって発生する移動体の変位のことをいう。

0010

また、請求項12に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出方法において、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、を備えたことを特徴とする。

0011

さらに、請求項13に記載の発明は、XYZ座標系におけるZ軸方向の変動を伴うXY平面を移動する移動体に取り付けられた検出装置の取り付け角度を検出する取り付け角度検出プログラムにおいて、所定の検出開始位置から所定の検出終了位置までの検出範囲における前記移動体のZ軸回りのZ軸回転角変化量を取得するZ軸回転角変化量取得ステップと、前記検出装置に検出された検出結果に基づいて、前記検出範囲におけるY軸回りのY軸回転角変化量を算出するY軸回転角変化量算出ステップと、前記Z軸回転角変化量取得ステップで取得したZ軸回転角変化量と、前記Y軸回転角変化量算出ステップで算出したY軸回転角変化量と、の比に基づいて、前記検出装置の前記移動体に対するX軸回りの取り付け角度を検出する取り付け角度検出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

0012

さらに、請求項14に記載の記録媒体は、請求項13に記載の取り付け角度検出プログラムを記録したことを特徴とする。

図面の簡単な説明

0013

本実施の形態における取り付け角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態における座標系の定義、および、検出装置の取り付け角度を示す図である。
本実施の形態における動作原理を説明する図である。
本実施の形態における取り付け角度検出処理を示すフローチャートである。
本実施の形態におけるピッチ角変化量補正処理を示すフローチャートである。
本実施の形態における取り付け角度検出処理を示すフローチャートである。

実施例

0014

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態における取り付け角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、本実施の形態における座標系の定義、および、検出装置の取り付け角度を示す図である。なお、本実施の形態は、移動体として車両10を、移動体に取り付けられた検出装置としてピッチジャイロ21を例にとり、車両10に対するピッチジャイロ21のX軸(ロール軸)回りの取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出装置100について説明する。
また、車両10は、X軸方向を進行方向とし、傾斜や凹凸により多少Z軸方向に変動するものの、XY平面上での旋回および移動を基本とするものとする。

0015

図1に示すように、取り付け角度検出装置100は、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、上記所定の検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、車両10の傾斜角ψxを算出するロール軸傾斜角算出部140と、ピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角速度ωyにより算出されたピッチ角変化量θyを取り付け角度φxに基づいて補正する補正部150と、を備えている。

0016

ここで、ヨー角変化量θzとは、車両10のZ軸(ヨー軸)回りのZ軸回転角の変化量θzのことをいう。また、ピッチ角変化量θyとは、Y軸(ピッチ軸)回りのY軸回転角の変化量θyのことをいう。さらに、取り付け角度φxとは、ピッチジャイロ21の車両10に対するX軸回りの取り付け角度φxのことをいう。

0017

また、車両10の傾斜角ψxとは、車両10が接地しているXY平面と水平面との傾斜角ψxのことをいう。また、ピッチ角速度ωyとは、ピッチ角の単位時間当たりの変化量、すなわち、Y軸回りのY軸回転角速度ωyのことをいう。
さらに、以下では、Z軸回転角速度ωzのことをヨー角速度ωzという。

0018

ヨー角変化量取得部110は、ヨー角速度ωzを検出するヨージャイロ111と、位置情報Pを取得するGPS受信装置112と、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを算出するヨー角変化量算出部113と、を備えたZ軸回転角変化量取得手段である。

0019

ここで、所定の検出範囲とは、ヨー角速度ωzが所定の角速度しきい値ωth、例えば、3[°/s]となった位置を検出開始位置とし、所定の角速度しきい値ωth未満となった位置を検出終了位置とする。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨー角速度ωzが所定の角速度しきい値ωth以上である場合を検出範囲として、取り付け角度φxを検出することにより、不安定な値を除去し、検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0020

なお、検出開始位置を決定する角速度しきい値ωthと、検出終了位置を決定する角速度しきい値ωthと、を異なる値としても良い。
また、GPS受信装置112が取得する位置情報Pとは、車両10の東経北緯標高等を随時、車両10の位置ごとに取得することができるものである。

0021

ヨージャイロ111は、車両10のヨー角速度ωzを検出するZ軸回転角速度検出手段である。GPS受信装置112は、車両10の東経、北緯等の位置情報Pを取得する位置情報取得手段である。ヨー角変化量算出部113は、ヨージャイロ11が取得したヨー角速度ωzまたはGPS受信装置112が取得した位置情報Pの推移から所定の検出範囲における車両10のヨー角変化量θzを算出するZ軸回転角変化量算出手段である。

0022

このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨージャイロ111に検出されたヨー角速度ωz、または、GPS受信装置112に取得された位置情報Pに基づいて、車両10のヨー角変化量θzを取得することができ、取り付け角度φxを検出するので、簡単な構成部品で検出の信頼性を高めることができる。

0023

ピッチ角変化量算出部120は、ピッチジャイロ21から車両10のピッチ角速度ωyを取得し、取得したピッチ角速度ωyの推移から所定の検出範囲における車両10のピッチ角変化量θyを算出するY軸回転角変化量算出手段である。

0024

取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたピッチ角変化量θyと、の比に基づいて、取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出手段である。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロの車両10に対するロール軸回りの取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0025

また、取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzが、所定の回転角変化量しきい値θzth、例えば、60[°]以上である場合に、取り付け角度φxを検出するようになっている。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzが所定の回転角変化量しきい値θzth以上である場合に、取り付け角度φxを検出することにより、変位が大きいときのみの検出によって検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0026

さらに、取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとを、複数の検出範囲においてそれぞれ取得し、各検出範囲の取り付け角度の検出値φxn(n=1,2,3・・・)を算出し、取り付け角度の検出値φxnを平均化することにより、取り付け角度φxを検出するようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出誤差を小さくすることができ、取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0027

さらに、取り付け角度検出部130は、ロール軸傾斜角算出部140に算出された傾斜角ψxに基づいて、ヨー角変化量θzおよびピッチ角変化量θyを補正して、取り付け角度φxを検出することもできるようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出の信頼性を高めることができる。

0028

ロール軸傾斜角算出部140は、車両10の傾斜角ψxを算出するX軸傾斜角算出手段である。例えば、ロール軸傾斜角算出部140は、ロールジャイロから車両10のロール角速度を取得し、取得したロール角速度の値に基づいて、車両10の傾斜角ψxを算出するようになっている。

0029

補正部150は、取り付け角度φxに基づいてピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを補正する補正手段である。
このように、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、検出した取り付け角度φxに基づいてピッチジャイロ21に検出されたピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを補正するので、信頼性の高いピッチ角速度ωyあるいはピッチ角変化量θyを出力することができる。

0030

なお、上記構成において、取り付け角度φxを検出する検出装置として、ピッチジャイロ21の代わりにロールジャイロの取り付け角度φxを検出することもできる。このロールジャイロの取り付け角度φxを検出する場合には、X軸をピッチ軸、Y軸をロール軸として、上記と同様な構成で、ピッチ軸回りの取り付け角度φxを検出することができる。

0031

すなわち、ピッチ角変化量算出部120は、Y軸をロール軸としたロール角変化量算出部として機能し、ロールジャイロから車両10のロール角速度ωyを取得し、取得したロール角速度ωyの推移から所定の検出範囲における車両10のロール角変化量θyを算出する。

0032

取り付け角度検出部130は、ヨー角変化量取得部110により取得されたヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量算出部120により算出されたロール角変化量θyと、の比に基づいて、取り付け角度φxを検出するものである。

0033

ロール軸傾斜角算出部140は、車両10の傾斜角ψxを算出するものであるが、上記実施の形態と異なり、ピッチ軸傾斜角算出部として機能し、例えば、ピッチジャイロから車両10のピッチ角速度を取得し、取得したピッチ角速度の値に基づいて、車両10の傾斜角ψxを算出するようになっている。

0034

補正部150は、取り付け角度φxに基づいてロールジャイロに検出されたロール角速度ωyあるいはロール角変化量θyを補正するようになっている。
これにより、本実施の形態における取り付け角度検出装置100は、ロールジャイロの車両10に対するピッチ軸回りの取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0035

次に、本実施の形態における取り付け角度φxを検出するための動作原理について、説明する。
図2図3は、本実施の形態の取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxを検出する原理を説明する図である。

0036

ピッチジャイロ21は、車両10に対して水平に取り付けられていると、車両10がヨー軸の周りに旋回しても、ピッチ角θyは、変化するものではない。
一方、図2(b)に示すように、ピッチジャイロ21が車両10に対してロール軸回りに傾いて取り付けられている場合には、車両10がヨー軸の周りに旋回すると、ピッチ角θyが変化する。また、このヨー軸の周りの旋回に伴って変化するピッチ角θyは、車両10がヨー軸の周りに旋回した大きさに応じた値となる。

0037

そこで、本実施の形態の取り付け角度検出装置100は、車両10のヨー角変化量θzにともなって変化するピッチ角変化量θyを検出し、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、ピッチジャイロ21のロール軸回りの取り付け角度φxを検出する。

0038

具体的には、以下の式(1)により、
φx=sin−1{(θy/θz)*(180/π)}・・・(1)
取り付け角度φxを算出する。
また、ヨー角変化量θzおよびピッチ角変化量θyは、以下の方法による。すなわち、図3に示すように、ヨー角速度ωzが角速度しきい値ωth以上である範囲を検出範囲として、検出範囲内のヨー角速度ωzを積分することにより、ヨー角変化量θzを算出する。そして、同一の検出範囲内のピッチ角速度ωyを積分することにより、ピッチ角変化量θyを算出する。

0039

図4に、本取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxの検出処理のフローチャートを示し、説明する。
なお、本取り付け角度検出装置100は、例えば、CPU、ROM、RAMを有し、取り付け角度検出処理が記録された取り付け角度検出プログラムをROMに記憶し、CPUが、RAMをワーク領域として、取り付け角度検出プログラムを実行するようになっている。

0040

図4に示すように、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度検出処理が開始されると、初期化処理を行う(ステップS11)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nと、取り付け角度平均値φxavと、の値をクリア(=0)する。
次いで、取り付け角度検出装置100は、角度変化量初期化処理を行う(ステップS12)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量θyと、の値をクリア(=0に)する。

0041

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回のヨー角速度ωzの取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS13)。前回のヨー角速度ωzの取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS14に移行する。

0042

次いで、取り付け角度検出装置100は、ヨージャイロ111によりヨー角速度ωzを取得する(ステップS14)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上であるか否かを判定し、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上である場合には、ステップS16に移行し、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上でない場合には、ステップS21に移行する(ステップS15)。

0043

取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上である場合には、ヨー角速度ωzに基づいて、ヨー角変化量θzの値を更新する(ステップS16)。具体的には、前回までのヨー角変化量θzに今回取得したヨー角速度ωzに検出単位時間を乗算した値を加算する。
また、取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロ21によりピッチ角速度ωyを取得する(ステップS17)。

0044

次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したピッチ角速度ωyに基づいて、ピッチ角変化量θyの値を更新して、ステップS13に移行する(ステップS18)。具体的には、前回までのピッチ角変化量θyに今回取得したピッチ角速度ωyに検出単位時間を乗算した値を加算する。

0045

一方、取り付け角度検出装置100は、取得したヨー角速度ωzがヨー角速度しきい値ωth以上でない場合には(ステップS15でNOと判定)、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上であるか否かを判定し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ステップS22に移行し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上でない場合には、ステップS12に移行する(ステップS21)。

0046

取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、取り付け角度φxを検出する(ステップS22)。具体的には、上記式(1)により、sin−1{(θy/θz)*(180/π)}を算出し、取り付け角度φxを算出する。

0047

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nに“1”加算する(ステップS23)。次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの平均化処理を行う。(ステップS24)。具体的には、前回までの取り付け角度平均値φxavに、今回算出した取り付け角度φxと前回までの取り付け角度平均値φxavとの差分値を、算出回数Nで除算した値を加算する。上記取り付け角度平均値φxavの算出式を、以下の式(2)に示す。
φxav(n)=φxav(n−1)+(φx−φxav(n−1))/N・・・(2)

0048

次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの検出処理の終了条件成立したか否かを判定して、終了条件が成立した場合には、本取り付け角度検出処理を終了し、終了条件が成立していない場合には、ステップS12に移行する(ステップS25)。例えば、算出回数Nが所定の検出処理終了回数に達した場合に、本取り付け角度検出処理を終了する。

0049

以上に処理により、本取り付け角度検出装置100により、ピッチジャイロ21の車両10に対する取り付け角度φxを検出することができる。

0050

次に、本取り付け角度検出装置100において検出した取り付け角度φxを用いて、ピッチ角変化量θyの補正処理について、説明する。
図5に、本取り付け角度検出装置100におけるピッチ角変化量θyの補正処理のフローチャートを示し、説明する。

0051

図5に示すように、取り付け角度検出装置100は、ピッチ角変化量の補正処理が開始されると、取り付け角度φxが検出済みであるか否かを判定する(ステップS31)。取り付け角度φxが検出済みであれば、ステップS32に移行し、取り付け角度φxが検出済みでなければ、本ピッチ角変化量の補正処理を終了する。

0052

取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxが検出済みである場合には、ピッチ角変化量θyに影響を与えるヨー角変化量θzの影響を算出する(ステップS32)。具体的には、上記影響度は、θz*sin{φx*(π/180)}によって算出される。

0053

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出されたピッチ角変化量θyから上記影響度を減算して、補正されたピッチ角変化量θyを算出して(ステップS33)、本ピッチ角変化量の補正処理を終了する。

0054

次に、図6に、GPS受信装置112を利用した場合の本取り付け角度検出装置100における取り付け角度φxの検出処理のフローチャートを示し、説明する。

0055

図6に示すように、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度検出処理が開始されると、初期化処理を行う(ステップS41)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nと、取り付け角度平均値φxavと、の値をクリア(=0)する。
次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、前回位置Poとして記憶する(ステップS42)。

0056

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS43)。前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS44に移行する。

0057

次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、今回位置Pnとして記憶する(ステップS44)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnと前回位置Poとに基づいて、今回移動方位Anを算出する(ステップS45)。

0058

次いで、取り付け角度検出装置100は、角度変化量初期化処理を行う(ステップS51)。具体的には、取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzと、ピッチ角変化量θyと、の値をクリア(=0に)する。

0059

次いで、取り付け角度検出装置100は、前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過したか否かの判定を行う(ステップS52)。前回の現在位置の取得から検出単位時間が経過していなければ、検出単位時間が経過するまで待機し、検出単位時間が経過した場合には、ステップS53に移行する。

0060

次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnを前回位置Poに代入し(ステップS53)、今回移動方位Anを前回移動方位Aoに代入する(ステップS54)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、GPS受信装置112により現在位置を取得し、今回位置Pnとして記憶する(ステップS55)。

0061

次いで、取り付け角度検出装置100は、今回位置Pnと前回位置Poとに基づいて、今回移動方位Anを算出する(ステップS56)。
次いで、取り付け角度検出装置100は、今回移動方位Anと前回移動方位Aoとに基づいて、方位差分値θzdefを算出する(ステップS57)。

0062

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが所定の方位差分値しきい値θzdefth以上であるか否かを判定し、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上である場合には、ステップS61に移行し、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上でない場合には、ステップS71に移行する(ステップS58)。

0063

取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上である場合には、方位差分値θzdefに基づいて、ヨー角変化量θzの値を更新する(ステップS61)。具体的には、前回までのヨー角変化量θzに今回算出した方位差分値θzdefを加算する。
また、取り付け角度検出装置100は、ピッチジャイロ21によりピッチ角速度ωyを取得する(ステップS62)。

0064

次いで、取り付け角度検出装置100は、取得したピッチ角速度ωyに基づいて、ピッチ角変化量θyの値を更新して、ステップS52に移行する(ステップS63)。具体的には、前回までのピッチ角変化量θyに今回取得したピッチ角速度ωyに検出単位時間を乗算した値を加算する。

0065

一方、取り付け角度検出装置100は、算出した方位差分値θzdefが方位差分値しきい値θzdefth以上でない場合には(ステップS58でNOと判定)、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上であるか否かを判定し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ステップS72に移行し、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上でない場合には、ステップS51に移行する(ステップS71)。

0066

取り付け角度検出装置100は、ヨー角変化量θzがヨー角変化量しきい値θzth以上である場合には、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて、取り付け角度φxを検出する(ステップS72)。具体的には、上記式(1)により、sin−1{(θy/θz)*(180/π)}を算出し、取り付け角度φxを算出する。

0067

次いで、取り付け角度検出装置100は、算出回数Nに“1”加算する(ステップS73)。次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの平均化処理を行う。(ステップS74)。具体的には、前回までの取り付け角度平均値φxavに、今回算出した取り付け角度φxと前回までの取り付け角度平均値φxavとの差分値を、算出回数Nで除算した値を加算する。取り付け角度平均値φxavの算出式は、上記した式(2)と同様である。

0068

次いで、取り付け角度検出装置100は、取り付け角度φxの検出処理の終了条件が成立したか否かを判定して、終了条件が成立した場合には、本取り付け角度検出処理を終了し、終了条件が成立していない場合には、ステップS51に移行する(ステップS75)。
以上の処理により、本取り付け角度検出装置100により、ピッチジャイロ21の車両10に対する取り付け角度φxを検出することができる。

0069

以上のように、本実施の形態における取り付け角度検出装置、取り付け角度検出方法、取り付け角度検出プログラムおよび記録媒体によれば、所定の検出範囲におけるヨー角変化量θzを取得するヨー角変化量取得部110と、上記所定の検出範囲におけるピッチ角変化量θyを算出するピッチ角変化量算出部120と、取得されたヨー角変化量θzと算出されたピッチ角変化量θyとの比に基づいて取り付け角度φxを検出する取り付け角度検出部130と、を備えたので、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0070

また、本取り付け角度検出方法、取り付け角度検出プログラムおよび取り付け角度検出プログラムを記録した記録媒体においても同様に、ヨー角変化量θzとピッチ角変化量θyとの比に基づいて取り付け角度φxを検出するので、ピッチジャイロ21等の検出装置の取り付け角度φxの検出の信頼性を高めることができる。

0071

10 車両
100取り付け角度検出装置
110ヨー角変化量取得部
111 ヨージャイロ
112GPS受信装置
113 ヨー角変化量算出部
120ピッチ角変化量算出部
130取り付け角度検出部
140ロール軸傾斜角算出部
150補正手段

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