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JP2011112591A - Apparatus for loading mobile body - Google Patents

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JP2011112591A
JP2011112591A JP2009271163A JP2009271163A JP2011112591A JP 2011112591 A JP2011112591 A JP 2011112591A JP 2009271163 A JP2009271163 A JP 2009271163A JP 2009271163 A JP2009271163 A JP 2009271163A JP 2011112591 A JP2011112591 A JP 2011112591A
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JP
Japan
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axis
angular velocity
acceleration
unit
angle
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Pending
Application number
JP2009271163A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Kawase
章敬 川瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2009271163A priority Critical patent/JP2011112591A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for loading a mobile body which can accurately obtain an angular velocity around a shaft different from a certain shaft when the angular velocity generates around the shaft of the mobile body due to movement of the mobile body without depending on a mounted state to the mobile body. <P>SOLUTION: The apparatus for loading the mobile body includes: a mounting angle calculation part 183 for calculating an angle making a pitch axis of a gyro sensor 132 and a vertical shaft of a vehicle body on the basis of gravity acceleration output with a gravity acceleration calculation part 181 and vehicle body acceleration output with a vehicle body acceleration calculation part 182; and a correction part 133 for subtracting an unnecessary component calculated from the angular velocity around the pitch axis detected with the gyro sensor 132 by calculating the unnecessary component included in the angular velocity around the pitch axis detected with the gyro sensor 132 on the basis of the angular velocity around a yaw axis detected with the gyro sensor 132 and the angle calculated with the mounting angle calculation part 183. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体に搭載可能な移動体搭載用機器に関するものであり、特に、車両などに設置してナビゲーション装置として使用する移動体搭載用機器に関する。   The present invention relates to a mobile unit mounting device that can be mounted on a mobile unit, and more particularly to a mobile unit mounting device that is installed in a vehicle or the like and used as a navigation device.

近年、据付型のナビゲーション装置よりも機能を簡略化し、本体を小型軽量化することで携帯可能なPND(Portable Navigation Device)と呼ばれる簡易型のナビゲーション装置が普及している。   In recent years, a simple navigation device called PND (Portable Navigation Device) that is portable by simplifying functions and reducing the size and weight of the main body of the navigation device has become widespread.

また、PNDは、GPS信号を受信して自らの現在位置を検出するほか、GPS信号が取得できない場合のための補助的手段として、加速度センサやジャイロセンサを内蔵することでGPSよりも正確な現在位置を検出することが可能である。   In addition to receiving GPS signals and detecting the current position of the PND, the PND has a built-in acceleration sensor and gyro sensor as an auxiliary means for cases where the GPS signal cannot be acquired. It is possible to detect the position.

この種のセンサを用いて車両の現在位置を推測する自立航法式の従来技術としては、例えば、特許文献1に開示されている。この特許文献1には、移動体の進行方向に平行に取り付けられた加速度センサで検出された第1の速度と移動体の進行方向に対して所定角度傾斜して取り付けられた加速度センサで検出された第2の加速度とに基づいて移動体が斜面を進行する場合の傾斜角度を正確に算出することができる。   As a self-contained navigation type conventional technique for estimating the current position of a vehicle using this type of sensor, for example, Patent Document 1 discloses. In this Patent Document 1, the first speed detected by the acceleration sensor attached in parallel to the traveling direction of the moving body and the acceleration sensor attached at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the moving body are detected. Based on the second acceleration, it is possible to accurately calculate the inclination angle when the moving body travels on the slope.

ところで、PNDは、車内のダッシュボードへの取り付け、取り外しが容易に行えるため、その取り付け作業はユーザ自らによって行われている。しかしながら、自立航法式に用いられる加速度センサやジャイロセンサ等は、所定の方向を向くように正しい姿勢で取り付けなければ、それぞれの取り付け角度に起因する誤差によって現在位置が正確に検出することができないという問題点があった。 By the way, since the PND can be easily attached to and detached from the dashboard in the vehicle, the attaching work is performed by the user himself. However, if the acceleration sensor or gyro sensor used in the self-contained navigation system is not mounted in the correct posture so as to face a predetermined direction, the current position cannot be accurately detected due to errors caused by the respective mounting angles. There was a problem.

そこで、本願出願人は、特願2009−189884号の特許出願において次のようなナビゲーション装置を提案している。   Therefore, the applicant of the present application has proposed the following navigation device in the patent application of Japanese Patent Application No. 2009-189844.

このナビゲーション装置では、車両が停車中に加速度センサから出力される出力信号に基づき重力加速度を算出し、車両が加速直進中に加速度センサから出力される出力信号に基づき車体加速度を算出し、算出された重力加速度および車体加速度に基づき車両に対するナビゲーション装置の取り付け角度を算出する。これにより、加速度センサの取り付け角度に関係なく、正確にナビゲーション装置の取り付け角度を算出することが可能となる。   In this navigation device, the gravitational acceleration is calculated based on the output signal output from the acceleration sensor while the vehicle is stopped, and the vehicle body acceleration is calculated based on the output signal output from the acceleration sensor while the vehicle is traveling straight ahead. An attachment angle of the navigation device with respect to the vehicle is calculated based on the gravitational acceleration and the vehicle body acceleration. This makes it possible to accurately calculate the attachment angle of the navigation device regardless of the attachment angle of the acceleration sensor.

特開平9−101141号公報(段落0019〜段落0026、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 9-101141 (paragraphs 0019 to 0026, FIG. 1)

そして、上記特願2009−189884号では、車両のY軸(水平方向軸)とナビゲーション装置のY軸(水平方向軸)とのなす角度が算出できるので、この算出された角度から求められる補正定数を用いてジャイロセンサのピッチ軸出力を補正することができる。   In the above Japanese Patent Application No. 2009-189848, the angle formed by the Y axis (horizontal axis) of the vehicle and the Y axis (horizontal axis) of the navigation apparatus can be calculated. Therefore, the correction constant obtained from the calculated angle. Can be used to correct the pitch axis output of the gyro sensor.

しかし、車両がカーブ路面を走行する際、車両のヨー軸(鉛直方向軸)回りに角速度が発生し、ナビゲーション装置の取り付け状態により車両のZ軸(鉛直方向軸)とナビゲーション装置のY軸(水平方向軸)とが直交していない場合は、車両のヨー軸回りの角速度による不要成分がジャイロセンサのピッチ軸出力に含まれてしまう。上記特願2009−189884号では、この不要成分については考慮されていなかったので、上記補正を行っても精度が悪化する場合があった。   However, when the vehicle travels on a curved road surface, an angular velocity is generated around the vehicle's yaw axis (vertical direction axis), and the vehicle's Z axis (vertical direction axis) and the navigation device's Y axis (horizontal direction) depend on the installation state of the navigation device. When the direction axis is not orthogonal, an unnecessary component due to the angular velocity around the yaw axis of the vehicle is included in the pitch axis output of the gyro sensor. In the above Japanese Patent Application No. 2009-189884, this unnecessary component is not taken into consideration, and therefore the accuracy may deteriorate even if the above correction is performed.

本発明は、移動体への取り付け状態によらず、移動体の移動により移動体の或る軸回りに角速度が発生した場合に、その軸とは異なる軸回りの角速度を精度良く得ることが可能となる移動体搭載用機器を提供することを目的とする。   In the present invention, when an angular velocity is generated around a certain axis of the moving body due to the movement of the moving body, it is possible to accurately obtain an angular velocity around an axis different from the axis regardless of the state of attachment to the moving body. An object is to provide a mobile device mounted device.

上記目的を達成するために本発明は、
移動体に搭載される移動体搭載用機器であって、
3軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
第1の軸および第2の軸回りの角速度を検出する角速度検出部と、
前記移動体が停止状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号と、前記移動体が加速または減速で直進移動している状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号とに基づき、前記第1の軸と前記移動体の前記第2の軸に対応する軸とのなす角度を算出する角度算出部と、
前記角速度検出部が検出する前記第2の軸回りの角速度と、前記角度算出部が算出した角度とに基づき、前記角速度検出部が検出する前記第1の軸回りの角速度に含まれる不要成分を算出する不要成分算出部と、
前記角速度検出部が検出する前記第1の軸回りの角速度から、前記不要成分算出部が算出した不要成分を減算する不要成分除去部と、
を備えた構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A mobile unit mounting device mounted on a mobile unit,
An acceleration detection unit for detecting acceleration in three axis directions;
An angular velocity detector that detects angular velocities about the first axis and the second axis;
An output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is in a stopped state, and an output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is moving straight ahead by acceleration or deceleration And an angle calculation unit that calculates an angle formed by the first axis and an axis corresponding to the second axis of the movable body,
An unnecessary component included in the angular velocity around the first axis detected by the angular velocity detector based on the angular velocity around the second axis detected by the angular velocity detector and the angle calculated by the angle calculator. An unnecessary component calculation unit to calculate,
An unnecessary component removing unit that subtracts the unnecessary component calculated by the unnecessary component calculating unit from the angular velocity around the first axis detected by the angular velocity detecting unit;
It is set as the structure provided with.

このような構成によれば、移動体搭載用機器の移動体への取り付け状態によらず、移動体の移動により移動体の第2軸に対応する軸回りに角速度が発生した場合に、角速度検出部が検出する第1の軸回りの角速度に含まれる不要成分を算出し、角速度検出部が検出する第1の軸回りの角速度から算出された不要成分を除去するので、移動体の第1の軸に対応する軸回りの角速度を精度良く得ることが可能となる。   According to such a configuration, the angular velocity detection is performed when an angular velocity is generated around the axis corresponding to the second axis of the movable body due to the movement of the movable body, regardless of the state of attachment of the device mounted on the movable body to the movable body. The unnecessary component included in the angular velocity around the first axis detected by the unit is calculated, and the unnecessary component calculated from the angular velocity around the first axis detected by the angular velocity detection unit is removed. An angular velocity around the axis corresponding to the axis can be obtained with high accuracy.

また、上記構成において、例えば、前記第1の軸は、水平軸(ピッチ軸)であり、前記第2の軸は、鉛直軸(ヨー軸)であるようにすればよい。   In the above configuration, for example, the first axis may be a horizontal axis (pitch axis), and the second axis may be a vertical axis (yaw axis).

これにより、移動体搭載用機器の移動体への取り付け状態によらず、移動体の移動により移動体の鉛直軸回りに角速度が発生した場合に、移動体の水平軸回りの角速度を精度良く得ることが可能となる。   As a result, the angular velocity around the horizontal axis of the moving body can be obtained with high accuracy when the moving body generates an angular velocity around the vertical axis of the moving body regardless of the state of attachment of the device mounted on the moving body. It becomes possible.

また、上記いずれかの構成において、前記移動体が停止状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号と、前記移動体が加速または減速で直進移動している状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号とに基づき、前記第2の軸と前記移動体の前記第2の軸に対応する軸とのなす角度を算出する第2の角度算出部を備え、
前記不要成分算出部は、前記第2の角度算出部が算出した角度に基づき、前記角速度検出部が検出する前記第2の軸回りの角速度を補正し、補正結果と前記角度算出部が算出した角度とに基づき不要成分を算出する構成としてもよい。
Further, in any one of the configurations described above, an output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is in a stopped state, and a state in which the moving body is moving straight ahead by acceleration or deceleration. A second angle calculation unit that calculates an angle between the second axis and an axis corresponding to the second axis of the movable body based on an output signal output from the acceleration detection unit;
The unnecessary component calculation unit corrects the angular velocity around the second axis detected by the angular velocity detection unit based on the angle calculated by the second angle calculation unit, and calculates the correction result and the angle calculation unit. An unnecessary component may be calculated based on the angle.

このような構成によれば、補正により、移動体の第2軸に対応する軸回りの角速度を精度良く得ることができ、結果、算出される不要成分の精度を向上させることが可能となる。   According to such a configuration, it is possible to accurately obtain an angular velocity around the axis corresponding to the second axis of the moving body by the correction, and as a result, it is possible to improve the accuracy of the calculated unnecessary component.

また、上記いずれかの構成の移動体搭載用機器は、例えば、携帯型の車載用ナビゲーション装置とすると好適である。携帯型の車載用ナビゲーション装置は、ユーザ自身が車両に取り付けるので取り付けが不正確になりやすい。しかし、本発明であれば、車両への取り付け状態によらず、車両の移動により車両の第2軸に対応する軸回りに角速度が発生した場合に、車両の第1の軸に対応する軸回りの角速度を精度良く得ることが可能となる。   Moreover, it is preferable that the mobile body mounting device having any one of the above configurations is, for example, a portable in-vehicle navigation device. Since the portable in-vehicle navigation device is attached to the vehicle by the user himself, the attachment tends to be inaccurate. However, according to the present invention, when an angular velocity is generated around the axis corresponding to the second axis of the vehicle due to the movement of the vehicle, the axis around the axis corresponding to the first axis of the vehicle, regardless of the state of attachment to the vehicle. The angular velocity can be obtained with high accuracy.

本発明の移動体搭載用機器によれば、移動体への取り付け状態によらず、移動体の移動により移動体の或る軸回りに角速度が発生した場合に、その軸とは異なる軸回りの角速度を精度良く得ることが可能となる。   According to the mobile body mounting device of the present invention, when an angular velocity is generated around a certain axis of the mobile body due to the movement of the mobile body, regardless of the attachment state to the mobile body, The angular velocity can be obtained with high accuracy.

本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the navigation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る重力加速度算出処理に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the gravity acceleration calculation process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る車体加速度算出処理に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the vehicle body acceleration calculation process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る取り付け角度算出処理に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the attachment angle calculation process which concerns on embodiment of this invention. ナビゲーション装置の車体への取り付け状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the attachment state to the vehicle body of a navigation apparatus. 車体のY軸(水平軸)とZ軸(鉛直軸)を説明する図である。It is a figure explaining the Y-axis (horizontal axis) and Z-axis (vertical axis) of a vehicle body. 加速度センサのXa軸と車体の3軸との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the Xa axis | shaft of an acceleration sensor, and the 3 axis | shafts of a vehicle body. 本発明の実施形態に係る車体のヨー軸およびピッチ軸回りの角速度を算出する処理に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the process which calculates the angular velocity about the yaw axis and pitch axis of the vehicle body which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための移動体搭載用機器として車両に搭載されるナビゲーション装置を例示するものであって、本発明をこのナビゲーション装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に示した技術思想に含まれるその他の実施形態の移動体搭載用機器にも等しく適用し得るものである。なお、ナビゲーション装置としては、携帯型であるPNDが好適である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a navigation device mounted on a vehicle as a mobile body mounting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is specified to this navigation device. However, the present invention is equally applicable to the mobile device mounted in other embodiments included in the technical idea shown in the claims. Note that a portable PND is suitable as the navigation device.

まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。   First, the configuration of the navigation device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to an embodiment of the present invention.

ナビゲーション装置10は、制御部100、通信部110、GPS測位部120、自立航法測位部130、経路探索部140、経路案内部150、表示部160、入力部170、算出部180、記憶部190を備えて構成される。   The navigation device 10 includes a control unit 100, a communication unit 110, a GPS positioning unit 120, a self-contained navigation positioning unit 130, a route search unit 140, a route guidance unit 150, a display unit 160, an input unit 170, a calculation unit 180, and a storage unit 190. It is prepared for.

制御部100は、CPU100a、RAM100b、ROM100cからなるプロセッサで構成され、RAM100bまたはROM100cに記憶されているプログラムをCPU100aにおいて実行することによってナビゲーション装置10の各部の動作を制御統括する。また、制御部100は、後述する加速度センサ131とジャイロセンサ132からの信号に基づき、ナビゲーション装置10を搭載した車体が停車中であること、あるいは加速直進走行中であることを判断する。   The control unit 100 includes a processor including a CPU 100a, a RAM 100b, and a ROM 100c. The CPU 100a executes a program stored in the RAM 100b or the ROM 100c to control and control the operation of each unit of the navigation device 10. In addition, the control unit 100 determines that the vehicle body on which the navigation device 10 is mounted is stopped or is traveling straight ahead by acceleration based on signals from an acceleration sensor 131 and a gyro sensor 132 described later.

通信部110は、制御部100の制御により、このナビゲーション装置10と通信可能な情報提供サーバ(図示せず)との間で地図データといった各種情報の送受信を行う。   The communication unit 110 transmits and receives various types of information such as map data to and from an information providing server (not shown) that can communicate with the navigation device 10 under the control of the control unit 100.

GPS測位部120は、地球上空を周回している複数のGPS衛星からの時刻情報を含む電波を受信し、それをもとにナビゲーション装置10を搭載した車体の現在位置情報を算出するものである。   The GPS positioning unit 120 receives radio waves including time information from a plurality of GPS satellites orbiting over the earth, and calculates current position information of the vehicle body on which the navigation device 10 is mounted based on the received radio waves. .

自立航法測位部130は、加速度センサ131とジャイロセンサ132を備えて構成される。   The self-contained navigation positioning unit 130 includes an acceleration sensor 131 and a gyro sensor 132.

加速度センサ131が車体に対して正しい姿勢で設置された場合、加速度センサ131によって、車体の進行方向(X軸方向とする)への加速度と、車体の水平方向(Y軸方向とする)への加速度と、車体の鉛直方向(Z軸方向とする)への加速度とが検出される。   When the acceleration sensor 131 is installed in a correct posture with respect to the vehicle body, the acceleration sensor 131 causes the acceleration in the vehicle traveling direction (X-axis direction) and the vehicle body horizontal direction (Y-axis direction). The acceleration and the acceleration in the vertical direction (Z-axis direction) of the vehicle body are detected.

ジャイロセンサ132が車体に対して正しい姿勢で設置されている場合、ジャイロセンサ132によって、Y軸(ピッチ軸)回りに車体が回転する際の角速度と、Z軸(ヨー軸)回りに車体が回転する際の角速度が検出される。   When the gyro sensor 132 is installed in a correct posture with respect to the vehicle body, the gyro sensor 132 rotates the vehicle body around the Y axis (pitch axis) and the angular velocity when the vehicle body rotates around the Y axis (pitch axis). The angular velocity when detecting is detected.

また、自立航法測位部130は、車体に対して正しい姿勢でナビゲーション装置10が設置されていない場合に生じる車体と加速度センサ131の各軸のずれを補正したり、ジャイロセンサ132からの出力を補正したりするための補正部133を備えている。補正部133による補正処理については後で詳細に説明する。   In addition, the self-contained navigation positioning unit 130 corrects a deviation between the axes of the vehicle body and the acceleration sensor 131 that occurs when the navigation device 10 is not installed in a correct posture with respect to the vehicle body, and corrects an output from the gyro sensor 132. A correction unit 133 is provided. The correction process by the correction unit 133 will be described in detail later.

経路探索部140は、入力部170の操作により出発地点や目的地点が指定されると、記憶部190の地図記憶部192に記憶されている道路データを参照し、出発地点から目的地点に至るまでの案内経路を探索し、案内経路データを作成するものである。経路探索部140によって探索された案内経路は、制御部100によって、表示部160に現在位置周辺の地図画像と共に表示され、目的地点までの案内に用いられる。   When the departure point and the destination point are designated by the operation of the input unit 170, the route search unit 140 refers to the road data stored in the map storage unit 192 of the storage unit 190, and reaches the destination point from the departure point. The guide route is searched and guide route data is created. The guidance route searched by the route search unit 140 is displayed on the display unit 160 together with the map image around the current position by the control unit 100, and used for guidance to the destination point.

経路案内部150は、経路探索部140によって探索された案内経路データと、GPS測位部120によって検出された現在位置とを比較し、現在位置において必要とされるガイダンスを図示しないスピーカなどから音声出力する。   The route guidance unit 150 compares the guidance route data searched by the route search unit 140 with the current position detected by the GPS positioning unit 120, and outputs the guidance required at the current position from a speaker or the like (not shown). To do.

表示部160は、LCDなどのディスプレイパネルから構成される表示画面を備えた表示ユニットであり、地図画像や案内経路、現在位置などを表示する。   The display unit 160 is a display unit having a display screen composed of a display panel such as an LCD, and displays a map image, a guide route, a current position, and the like.

入力部170は、操作ボタンやタッチパネルなどにより構成され、ナビゲーション装置10の各種機能を操作したり、所要の数値や文字を入力したりするものである。   The input unit 170 is configured by operation buttons, a touch panel, and the like, and operates various functions of the navigation device 10 and inputs necessary numerical values and characters.

算出部180は、重力加速度算出部181、車体加速度算出部182、取り付け角度算出部183を備えて構成される。各部による算出処理については後で詳細に説明する。   The calculation unit 180 includes a gravitational acceleration calculation unit 181, a vehicle body acceleration calculation unit 182, and an attachment angle calculation unit 183. The calculation process by each unit will be described in detail later.

記憶部190は、取り付け角度記憶部191、地図記憶部192を備えて構成される。取り付け角度記憶部191は、取り付け角度算出部183によって算出された車体の3軸と加速度センサの3軸のそれぞれのなす角度を記憶する。   The storage unit 190 includes an attachment angle storage unit 191 and a map storage unit 192. The attachment angle storage unit 191 stores the angles formed by the three axes of the vehicle body and the three axes of the acceleration sensor calculated by the attachment angle calculation unit 183.

地図記憶部192には、各道路の交差点や分岐点などの結節点をノードとし、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとした道路ノードデータと道路リンクデータを含む道路データが記憶されている。道路ノードデータには、道路ノードの番号、位置座標、接続リンク本数、交差点名称などが含まれる。また、道路リンクデータには起点および終点となる道路ノードの番号、道路種別、リンク長(リンクコスト)、所要時間、車線数、車道幅などが含まれる。道路リンクデータにはさらに、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所などのデータが付与される。道路種別は、高速道路や有料道路の別および国道や都道府県道などの別を含む情報である。   The map storage unit 192 stores road node data including road node data and road link data in which nodes such as intersections and branch points of the roads are nodes and routes connecting the nodes are links. The road node data includes road node numbers, position coordinates, the number of connection links, intersection names, and the like. The road link data includes the number of road nodes as starting and ending points, road type, link length (link cost), required time, number of lanes, road width, and the like. Further, data such as bridges, tunnels, railroad crossings, and toll gates are added to the road link data as link attributes. The road type is information including a distinction between an expressway and a toll road and a distinction such as a national road or a prefectural road.

また、地図記憶部192には、道路データの他、地図画像を見やすく表示するためにベクター形式で記憶された背景画像データを含んでいてもよい。道路データと背景画像データを含む地図画像データは、制御部100により、ナビゲーション装置10を使用する際に、ナビゲーション装置10の現在位置を含む所定範囲が地図記憶部192から抽出され、現在位置を示す現在位置マークや案内経路の画像と重ね合わされて表示部160に表示される。   In addition to road data, the map storage unit 192 may include background image data stored in a vector format so that a map image can be easily displayed. When the navigation device 10 is used by the control unit 100, the map image data including the road data and the background image data is extracted from the map storage unit 192 and a predetermined range including the current position of the navigation device 10 is shown. The current position mark and the guide route image are superimposed on each other and displayed on the display unit 160.

次に、本発明に係るナビゲーション装置10における重力加速度および車体加速度の算出処理に関して図2および図3に示すフローチャートを用いて説明する。なお、車体加速度とは、重力加速度込みでの車両の加速度である。   Next, gravity acceleration and vehicle body acceleration calculation processing in the navigation device 10 according to the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The vehicle body acceleration is the acceleration of the vehicle including gravitational acceleration.

まず、ステップS21で、制御部100は、加速度センサ131とジャイロセンサ132からの信号に基づき、ナビゲーション装置10を搭載した車両が停車中であるか否かの判定を行い、停車中でない場合には(ステップS21のN)、停車するまでステップS21の処理が繰り返される。   First, in step S21, the control unit 100 determines whether or not the vehicle on which the navigation device 10 is mounted is stopped based on signals from the acceleration sensor 131 and the gyro sensor 132. (N of step S21), the process of step S21 is repeated until it stops.

車両が停車中であると判定されると(ステップS21のY)、ステップS22に進み、制御部100の制御により、重力加速度算出部181が、加速度センサ131から0.1s毎に検出される加速度(即ち、重力加速度)をバッファ181aにバッファリングする。   If it is determined that the vehicle is stopped (Y in step S21), the process proceeds to step S22, and the acceleration detected by the gravitational acceleration calculating unit 181 from the acceleration sensor 131 every 0.1 s is controlled by the control unit 100. (That is, gravitational acceleration) is buffered in the buffer 181a.

そして、ステップS23で、重力加速度算出部181は、バッファリングされた加速度のサンプル数が所定の10個になったか否かを判定し、所定数になっていない場合は(ステップS23のN)、ステップS22に戻り、一方、所定数になっている場合は(ステップS23のY)、ステップS24に進む。なお、サンプル数の所定数は特に10個に限定されることはない。   Then, in step S23, the gravitational acceleration calculation unit 181 determines whether or not the number of buffered acceleration samples has reached a predetermined number of 10 and if not (N in step S23), Returning to step S22, on the other hand, if the predetermined number is reached (Y in step S23), the process proceeds to step S24. Note that the predetermined number of samples is not particularly limited to ten.

ステップS24で、重力加速度算出部181は、バッファ181aにバッファリングされた10個の加速度を相加平均することにより、重力加速度平均値を算出し、算出された重力加速度平均値を重力加速度算出部181において算出された重力加速度として取り付け角度算出部183に出力し、ステップS25に進む。ステップS25で、重力加速度算出部181は、バッファ181aをクリアし、処理はステップS31(図3)に進む。   In step S24, the gravitational acceleration calculation unit 181 calculates an average gravitational acceleration value by averaging the 10 accelerations buffered in the buffer 181a, and the calculated gravitational acceleration average value is calculated by the gravitational acceleration calculation unit. The gravity acceleration calculated in 181 is output to the attachment angle calculation unit 183, and the process proceeds to step S25. In step S25, the gravitational acceleration calculation unit 181 clears the buffer 181a, and the process proceeds to step S31 (FIG. 3).

ステップS31で、制御部100は、加速度センサ131とジャイロセンサ132からの信号に基づき、ナビゲーション装置10を搭載した車両が加速直進走行中であるか否かの判定を行い、車両が加速直進走行中であると判定された場合は(ステップS31のY)、ステップS32に進む。   In step S31, the control unit 100 determines whether or not the vehicle equipped with the navigation device 10 is traveling straight ahead by acceleration based on signals from the acceleration sensor 131 and the gyro sensor 132, and the vehicle is traveling straight ahead by acceleration. If it is determined that (Yes in Step S31), the process proceeds to Step S32.

ステップS32で、制御部100の制御により、車体加速度算出部182が、加速度センサ131から0.1s毎に検出される加速度をバッファ182aにバッファリングする。   In step S32, under the control of the control unit 100, the vehicle body acceleration calculation unit 182 buffers the acceleration detected from the acceleration sensor 131 every 0.1 s in the buffer 182a.

そして、ステップS33で、車体加速度算出部182は、バッファリングされた加速度のサンプル数が所定の10個になったか否かを判定し、所定数になっていない場合は(ステップS33のN)、ステップS31に戻り、一方、所定数になっている場合は(ステップS33のY)、ステップS34に進む。   Then, in step S33, the vehicle body acceleration calculation unit 182 determines whether or not the number of buffered acceleration samples has reached a predetermined value of 10 (N in step S33). Returning to step S31, on the other hand, if the predetermined number is reached (Y in step S33), the process proceeds to step S34.

ステップS34で、車体加速度算出部182は、バッファ182aにバッファリングされた10個の加速度を相加平均することにより、車体加速度平均値を算出し、算出された車体加速度平均値を車体加速度算出部182において算出された車体加速度として取り付け角度算出部183に出力し、処理は完了となる(エンド)。   In step S34, the vehicle body acceleration calculation unit 182 calculates an average vehicle body acceleration value by arithmetically averaging the 10 accelerations buffered in the buffer 182a, and the vehicle body acceleration calculation unit calculates the calculated vehicle body acceleration average value. The vehicle body acceleration calculated in 182 is output to the attachment angle calculation unit 183, and the processing is completed (END).

また、ステップS31で、車両は加速直進走行中ではないと判定されると(ステップS31のN)、ステップS35に進み、車体加速度算出部182は、バッファリング中であるか否かを判定する。そして、バッファリング中であれば(ステップS35のY)、ステップS36に進み、車体角速度算出部182は、バッファ182aをクリアし、ステップS21(図2)に戻る。一方、バッファリング中でなければ(ステップS35のN)、ステップS21(図2)に戻る。   If it is determined in step S31 that the vehicle is not traveling straight ahead (N in step S31), the process proceeds to step S35, and the vehicle body acceleration calculation unit 182 determines whether or not the vehicle is buffering. If buffering is in progress (Y in step S35), the process proceeds to step S36, where the vehicle body angular velocity calculation unit 182 clears the buffer 182a and returns to step S21 (FIG. 2). On the other hand, if buffering is not in progress (N in step S35), the process returns to step S21 (FIG. 2).

なお、加速直進走行中ではなく、減速直進走行中の加速度をバッファリングして平均値を算出してもよい。   Note that the average value may be calculated by buffering acceleration during straight traveling while decelerating instead of during straight traveling by acceleration.

次に、車体に対するナビゲーション装置10の取り付け角度算出処理について説明する。   Next, an attachment angle calculation process of the navigation device 10 with respect to the vehicle body will be described.

取り付け角度算出部183は、重力加速度算出部181から出力される重力加速度AG*(AGX,AGY,AGZ)と車体加速度算出部182から出力される車体加速度AGD* (AGDX ,AGDY ,AGDZ )とに基づいて、車体に対するナビゲーション装置10の取り付け角度を算出する。 The mounting angle calculation unit 183 includes a gravity acceleration A G * (A GX , A GY , A GZ ) output from the gravity acceleration calculation unit 181 and a vehicle body acceleration A GD * (A GDX , output from the vehicle body acceleration calculation unit 182. Based on (A GDY , A GDZ ), the attachment angle of the navigation device 10 with respect to the vehicle body is calculated.

即ち、図5で示すように、車体20の互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸(ここで、X軸は車体の進行方向と同じ軸、Y軸は車体の水平軸、Z軸は車体の鉛直軸)とし、加速度センサ131が、ナビゲーション装置10の互いに直交するXa軸、Ya軸、Za軸に配置されているとすると、取り付け角度算出部183は、車体20の3軸(X軸、Y軸、Z軸)と加速度センサ131の3軸(Xa軸、Ya軸、Za軸)との間の各軸のズレ(角度θ* )を算出する。 That is, as shown in FIG. 5, the three orthogonal axes of the vehicle body 20 are the X axis, the Y axis, and the Z axis (where the X axis is the same axis as the traveling direction of the vehicle body, the Y axis is the horizontal axis of the vehicle body, Z Assuming that the axis is the vertical axis of the vehicle body and the acceleration sensor 131 is arranged on the Xa axis, Ya axis, and Za axis that are orthogonal to each other of the navigation device 10, the mounting angle calculation unit 183 The deviation (angle θ * ) of each axis between the X axis, the Y axis, and the Z axis) and the three axes (Xa axis, Ya axis, Za axis) of the acceleration sensor 131 is calculated.

ここで、図5で示すように、
X軸とXa軸のなす角をθxax、
X軸とYa軸のなす角をθyax、
X軸とZa軸のなす角をθzax 、
とする。同様に、
Y軸とXa軸のなす角をθxay、
Y軸とYa軸のなす角をθyay、
Y軸とZa軸のなす角をθzay、
とし、
Z軸とXa軸のなす角をθxaz、
Z軸とYa軸のなす角をθyaz、
Z軸とZa軸のなす角をθzaz、
とする。そして以下に説明する手順によって各θ*を算出する。
Here, as shown in FIG.
The angle between the X axis and the Xa axis is θxax,
The angle formed by the X axis and the Ya axis is θyax,
The angle between the X axis and the Za axis is θzax,
And Similarly,
The angle between the Y axis and the Xa axis is θxay,
The angle between the Y axis and the Ya axis is θyay,
The angle between the Y axis and the Za axis is θzay,
age,
The angle between the Z axis and the Xa axis is θxaz,
The angle between the Z axis and the Ya axis is θyaz,
The angle formed by the Z axis and the Za axis is θzaz,
And Then, each θ * is calculated according to the procedure described below.

まず、車体20の3軸のうちのX軸は、図5で示すように、車体の進行方向と同じ軸であるため、このX軸の方向ベクトルXは、車両が加速しているときの動的加速度AD*と平行となる。このため、X軸の方向ベクトルXは、車両が停止しているときに加速度センサ131が検出している重力加速度AG*と、車両が加速直進走行しているときに加速度センサ131が検出している車体加速度AGD* とに基づいて、下式(3)のように表わされる。 First, since the X axis of the three axes of the vehicle body 20 is the same axis as the traveling direction of the vehicle body as shown in FIG. 5, the direction vector X of this X axis is the motion when the vehicle is accelerating. Parallel to the target acceleration AD * . For this reason, the direction vector X of the X axis is detected by the acceleration sensor 131 when the acceleration sensor 131 detects the gravitational acceleration AG * detected by the acceleration sensor 131 when the vehicle is stopped. Based on the vehicle body acceleration A GD * , the following expression (3) is expressed.

X=AD*=AGD* −AG* ・・・(3)
ここで、
G*=(AGX,AGY,AGZ
GD* =(AGDX ,AGDY ,AGDZ
であるので、X=(Xx,Xy,Xz)とすれば、
Xx=AGDX −AGX
Xy=AGDY −AGY
Xz=AGDZ −AGZ
となる。
X = A D * = A GD * −A G * (3)
here,
A G * = (A GX , A GY , A GZ )
A GD * = (A GDX , A GDY , A GDZ )
Therefore, if X = (Xx, Xy, Xz),
Xx = A GDX -A GX
Xy = A GDY -A GY
Xz = A GDZ -A GZ
It becomes.

次に、車体20のY軸は、図6(a)で示すように、車体加速度AGD* と重力加速度AG*の2つのベクトルを含む平面に垂直なベクトルとなるため、この法線ベクトルYは、ベクトルの外積として下式(4)のように表わされる。 Next, as shown in FIG. 6A, the Y-axis of the vehicle body 20 is a vector perpendicular to a plane including two vectors of the vehicle acceleration A GD * and the gravity acceleration A G * , so this normal vector Y is expressed as the following product (4) as an outer product of vectors.

Y=AG*×AGD* ・・・(4)
ここで、Y=(Yx,Yy,Yz)とすれば、
Yx=AGY・AGDZ −AGDY ・AGZ
Yy=AGZ・AGDX −AGDZ ・AGX
Yz=AGX・AGDY −AGDX ・AGY
となる。
Y = A G * × A GD * (4)
Here, if Y = (Yx, Yy, Yz),
Yx = A GY・ A GDZ −A GDY・ A GZ
Yy = A GZ / A GDX- A GDZ / A GX
Yz = A GX・ A GDY −A GDX・ A GY
It becomes.

さらに、車体20のZ軸は、図6(b)で示すように、上記で求めた車体のX軸とY軸の2つのベクトルを含む平面に垂直なベクトルとなるため、この法線ベクトルZは、ベクトルの外積として下式(5)のように表わされる。   Further, as shown in FIG. 6B, the Z axis of the vehicle body 20 becomes a vector perpendicular to a plane including the two vectors of the X axis and the Y axis of the vehicle body obtained as described above. Is expressed by the following equation (5) as an outer product of vectors.

Z=X×Y ・・・(5)
ここで、Z=(Zx,Zy,Zz)とすれば、
Zx=Xy・Yz−Yy・Xz
Zy=Xz・Yx−Yz・Xx
Zz=Xx・Yy−Yx・Xy
となる。
Z = X × Y (5)
Here, if Z = (Zx, Zy, Zz),
Zx = Xy.Yz-Yy.Xz
Zy = Xz.Yx-Yz.Xx
Zz = Xx.Yy-Yx.Xy
It becomes.

このように、車体20の3軸(X軸、Y軸、Z軸)が算出されると、加速度センサ131の3軸(Xa軸、Ya軸、Za軸)とのなす角を求める。ここで、A=(Ax,Ay,Az)、B=(Bx,By,Bz)の2つのベクトルのなす角は、余弦定理を用いて、
A・B=|A||B|cosθ
より、
θ=cos-1{A・B/(|A||B|)}
として求めることができる。ただし、
A・B=AxBx+AyBy+AzBz
|A|=√(Ax2 +Ay2 +Az2
|B|=√(Bx2 +By2 +Bz2
が成立する。
In this way, when the three axes (X axis, Y axis, Z axis) of the vehicle body 20 are calculated, the angles formed with the three axes (Xa axis, Ya axis, Za axis) of the acceleration sensor 131 are obtained. Here, an angle formed by two vectors of A = (Ax, Ay, Az) and B = (Bx, By, Bz) is obtained by using the cosine theorem.
A · B = | A || B | cos θ
Than,
θ = cos −1 {A · B / (| A || B |)}
Can be obtained as However,
A ・ B = AxBx + AyBy + AzBz
| A | = √ (Ax 2 + Ay 2 + Az 2 )
| B | = √ (Bx 2 + By 2 + Bz 2 )
Is established.

したがって、例えば、車体20のX軸と加速度センサ131のXa軸とのなす角θxaxは、下式(6)のように表わされる。   Therefore, for example, the angle θxax formed by the X axis of the vehicle body 20 and the Xa axis of the acceleration sensor 131 is expressed by the following equation (6).

θxax=cos-1{X・Xa/(|X||Xa|)} ・・・(6)
ここで、
X=(Xx,Xy,Xz)、 Xa=(a,0,0) ただし、aは任意の定数
となるので、式(6)は、
θxax=cos-1{Xx/√(Xx2 +Xy2 +Xz2 )} ・・・(7)
となる。ただし、
Xx=AGDX −AGX
Xy=AGDY −AGY
Xz=AGDZ −AGZ
したがって、車体20のY軸およびZ軸と加速度センサ131のXa軸とのなす角θx
ay、θxazは、それぞれ、
θxay=cos-1{Yx/√(Yx2 +Yy2 +Yz2 )} ・・・(8)
θxaz=cos-1{Zx/√(Zx2 +Zy2 +Zz2 )} ・・・(9)
となる。
θxax = cos −1 {X · Xa / (| X || Xa |)} (6)
here,
X = (Xx, Xy, Xz), Xa = (a, 0, 0) However, since a is an arbitrary constant, Equation (6) is
θxax = cos −1 {Xx / √ (Xx 2 + Xy 2 + Xz 2 )} (7)
It becomes. However,
Xx = A GDX -A GX
Xy = A GDY -A GY
Xz = A GDZ -A GZ
Therefore, the angle θx formed by the Y axis and Z axis of the vehicle body 20 and the Xa axis of the acceleration sensor 131
ay and θxaz are respectively
θxay = cos -1 {Yx / √ (Yx 2 + Yy 2 + Yz 2)} ··· (8)
θxaz = cos −1 {Zx / √ (Zx 2 + Zy 2 + Zz 2 )} (9)
It becomes.

また、車体20のY軸と加速度センサ131のYa軸とのなす角θyayは、
Y=(Yx,Yy,Yz)、Ya=(0,b,0) ただし、bは任意の定数
となるので、下式(10)のように表わされる。
In addition, an angle θyay between the Y axis of the vehicle body 20 and the Ya axis of the acceleration sensor 131 is
Y = (Yx, Yy, Yz), Ya = (0, b, 0) However, since b is an arbitrary constant, it is expressed by the following equation (10).

θyay=cos-1{Yy/√(Yx2 +Yy2 +Yz2 )} ・・・(10)
同様に、車体20のZ軸およびX軸と加速度センサ131のYa軸とのなす角θyaz、θyaxは、それぞれ、
θyaz=cos-1{Yz/√(Yx2 +Yy2 +Yz2 )} ・・・(11)
θyax=cos-1{Yx/√(Yx2 +Yy2 +Yz2 )} ・・・(12)
となる。ただし、
Yx=AGY・AGDZ −AGDY ・AGZ
Yy=AGZ・AGDX −AGDZ ・AGX
Yz=AGX・AGDY −AGDX ・AGY
さらに、車体20のZ軸と加速度センサ131のZa軸とのなす角θzazは、
Z=(Zx,Zy,Zz)、Ya=(0,0,c) ただし、cは任意の定数
となるので、下式(13)のように表わされる。
θyay = cos -1 {Yy / √ (Yx 2 + Yy 2 + Yz 2)} ··· (10)
Similarly, angles θyaz and θyax formed by the Z-axis and X-axis of the vehicle body 20 and the Ya-axis of the acceleration sensor 131 are respectively
θyaz = cos -1 {Yz / √ (Yx 2 + Yy 2 + Yz 2)} ··· (11)
θyax = cos -1 {Yx / √ (Yx 2 + Yy 2 + Yz 2)} ··· (12)
It becomes. However,
Yx = A GY・ A GDZ −A GDY・ A GZ
Yy = A GZ / A GDX- A GDZ / A GX
Yz = A GX・ A GDY −A GDX・ A GY
Furthermore, an angle θzaz formed between the Z axis of the vehicle body 20 and the Za axis of the acceleration sensor 131 is
Z = (Zx, Zy, Zz), Ya = (0, 0, c) However, since c is an arbitrary constant, it is expressed by the following equation (13).

θzaz=cos-1{Zz/√(Zx2 +Zy2 +Zz2 )} ・・・(13)
同様に、車体20のX軸およびY軸と加速度センサ131のZa軸とのなす角θzax、θzayは、それぞれ、
θzax=cos-1{Zx/√(Zx2 +Zy2 +Zz2 )} ・・・(14)
θzay=cos-1{Zy/√(Zx2 +Zy2 +Zz2 )} ・・・(15)
となる。ただし、
Zx=Xy・Yz−Yy・Xz
=(AGDY −AGY)・(AGX・AGDY −AGDX ・AGY
−(AGZ・AGDX −AGDZ ・AGX)・(AGDZ −AGZ
Zy=Xz・Yx−Yz・Xx
=(AGDZ −AGZ)・(AGY・AGDZ −AGDY ・AGZ
−(AGX・AGDY −AGDX ・AGY)・(AGDX −AGX
Zz=Xx・Yy−Yx・Xy
=(AGDX −AGX)・(AGZ・AGDX −AGDZ ・AGX
−(AGY・AGDZ −AGDY ・AGZ)・(AGDY −AGY
このように、車体20の3軸(X軸、Y軸、Z軸)と加速度センサ131の3軸(Xa軸、Ya軸、Za軸)との間の各軸のなす角(ズレ角度)θ* は、取り付け角度算出部183によって、重力加速度算出部181から出力される重力加速度AG*=(AGX,AGY,AGZ)と、車体加速度算出部182から出力される車体加速度AGD* =(AGDX ,AGDY ,AGDZ )とから算出される。
θzaz = cos −1 {Zz / √ (Zx 2 + Zy 2 + Zz 2 )} (13)
Similarly, the angles θzax and θzay formed by the X axis and Y axis of the vehicle body 20 and the Za axis of the acceleration sensor 131 are respectively
θzax = cos −1 {Zx / √ (Zx 2 + Zy 2 + Zz 2 )} (14)
θzay = cos −1 {Zy / √ (Zx 2 + Zy 2 + Zz 2 )} (15)
It becomes. However,
Zx = Xy.Yz-Yy.Xz
= (A GDY -A GY ) ・ (A GX・ A GDY -A GDX・ A GY )
-(A GZ · A GDX- A GDZ · A GX ) · (A GDZ- A GZ )
Zy = Xz.Yx-Yz.Xx
= (A GDZ -A GZ ) ・ (A GY・ A GDZ -A GDY・ A GZ )
-(A GX · A GDY- A GDX · A GY ) · (A GDX- A GX )
Zz = Xx.Yy-Yx.Xy
= (A GDX -A GX ) ・ (A GZ・ A GDX -A GDZ・ A GX )
-(A GY · A GDZ- A GDY · A GZ ) · (A GDY- A GY )
In this way, the angle (deviation angle) θ formed by each axis between the three axes (X axis, Y axis, Z axis) of the vehicle body 20 and the three axes (Xa axis, Ya axis, Za axis) of the acceleration sensor 131. * Is the gravity acceleration A G * = (A GX , A GY , A GZ ) output from the gravity acceleration calculation unit 181 by the mounting angle calculation unit 183 and the vehicle body acceleration A GD output from the vehicle body acceleration calculation unit 182 * = Calculated from (A GDX , A GDY , A GDZ ).

図4に、取り付け角度算出部183によるナビゲーション装置10の車体に対する取り付け角度算出処理に関するフローチャートを示す。   FIG. 4 shows a flowchart relating to the attachment angle calculation process for the vehicle body of the navigation device 10 by the attachment angle calculation unit 183.

まず、ステップS41で、取り付け角度算出部183は、重力加速度算出部181から算出された重力加速度が入力され、かつ、車体加速度算出部182から算出された車体加速度が入力されたか否かを判定し、両者が入力されるまでステップS41を繰り返す。   First, in step S41, the attachment angle calculation unit 183 determines whether or not the gravitational acceleration calculated from the gravitational acceleration calculation unit 181 and the vehicle body acceleration calculated from the vehicle body acceleration calculation unit 182 are input. Step S41 is repeated until both are input.

そして、重力加速度および車体加速度が入力されると(ステップS41のY)、ステップS42で、取り付け角度算出部183は、入力された重力加速度AG*および車体加速度AGD*に基づき、車両の進行方向と平行な車体のX軸となるベクトルXを算出する。 When the gravitational acceleration and the vehicle body acceleration are input (Y in step S41), in step S42, the attachment angle calculation unit 183 advances the vehicle based on the input gravitational acceleration A G * and the vehicle body acceleration A GD *. A vector X that is the X axis of the vehicle body parallel to the direction is calculated.

それから、ステップS43に進み、取り付け角度算出部183は、入力された重力加速度AG*および車体加速度AGD*に基づき、この2つのベクトルを含む平面に垂直な車体のY軸となる法線ベクトルYを算出する。 Then, the process proceeds to step S43, where the attachment angle calculation unit 183 is based on the input gravitational acceleration A G * and the vehicle acceleration A GD * , and a normal vector that becomes the Y axis of the vehicle body perpendicular to the plane including these two vectors. Y is calculated.

さらに、ステップS44で、取り付け角度算出部183は、算出されたベクトルXとベクトルYに基づき、この2つのベクトルを含む平面に垂直な車体のZ軸となる法線ベクトルZを算出する。   Further, in step S44, the attachment angle calculation unit 183 calculates a normal vector Z that is the Z axis of the vehicle body perpendicular to the plane including the two vectors, based on the calculated vector X and vector Y.

そして、ステップS45で、取り付け角度算出部183は、車体の3軸(X軸、Y軸、Z軸)と加速度センサ131の3軸(Xa軸、Ya軸、Za軸)との間の各軸のなす角(ズレ角度)θ*を算出し、算出されたズレ角度θ*を取り付け角度記憶部191に記憶させる。取り付け角度記憶部191に記憶されたズレ角度θ*は、補正部133によって加速度センサ131の3軸からの出力を車体の3軸の出力へと変換を行う際の補正に用いられる。 In step S45, the attachment angle calculation unit 183 determines each axis between the three axes (X axis, Y axis, Z axis) of the vehicle body and the three axes (Xa axis, Ya axis, Za axis) of the acceleration sensor 131. angle of calculating the (deviation angle) theta *, and stores the calculated shift angle theta * the mounting angle storage unit 191. The deviation angle θ * stored in the attachment angle storage unit 191 is used for correction when the correction unit 133 converts the output from the three axes of the acceleration sensor 131 into the three-axis output of the vehicle body.

ここで、加速度センサ131の3軸の出力を車体20の3軸に変換する補正について説明する。例えば、図7で示すように、加速度センサ131のXa軸にのみXaなる加速度があると仮定すると、車体の3軸では、
X=Xa・cosθxax、Y=Xa・cosθxay、Z=Xa・cosθxaz
と表わすことができる。
Here, correction for converting the three-axis output of the acceleration sensor 131 into the three axes of the vehicle body 20 will be described. For example, as shown in FIG. 7, assuming that there is an acceleration of Xa only on the Xa axis of the acceleration sensor 131,
X = Xa · cos θxax, Y = Xa · cos θxay, Z = Xa · cos θxaz
Can be expressed as

同様に、Ya軸にのみYa、Za軸にのみZaなる加速度があるときは、それぞれ、
X=Ya・cosθyax、Y=Ya・cosθyay、Z=Ya・cosθyaz
X=Za・cosθzax、Y=Za・cosθzay、Z=Za・cosθzaz
したがって、取り付け角度記憶部191に記憶された車体20の3軸と加速度センサ131の3軸のそれぞれのなす角θ* に基づいて、A=(Xa,Ya,Za)なる加速度を加速度センサ131により検出したとすると、車体の3軸方向では加速度(X,Y,Z)は
X=Xa・cosθxax+Ya・cosθyax+Za・cosθzax
Y=Xa・cosθxay+Ya・cosθyay+Za・cosθzay
Z=Xa・cosθxaz+Ya・cosθyaz+Za・cosθzaz
と表わされる。
Similarly, when there is an acceleration of Ya only on the Ya axis and Za only on the Za axis,
X = Ya · cos θ yax, Y = Ya · cos θ yay, Z = Ya · cos θ yaz
X = Za · cos θzax, Y = Za · cos θzay, Z = Za · cos θzaz
Therefore, based on the angles θ * formed by the three axes of the vehicle body 20 and the three axes of the acceleration sensor 131 stored in the attachment angle storage unit 191, an acceleration of A = (Xa, Ya, Za) is detected by the acceleration sensor 131. If detected, the acceleration (X, Y, Z) in the three-axis direction of the vehicle body is X = Xa · cos θxax + Ya · cos θyax + Za · cos θzax
Y = Xa · cos θxay + Ya · cos θyay + Za · cos θzay
Z = Xa · cos θxaz + Ya · cos θ yaz + Za · cos θzaz
It is expressed as

これは下式(16)のように整理することができ、加速度センサ131の3軸から車体の3軸への変換を行うことができるため、取り付け角度のずれを補正することができる。

Figure 2011112591
This can be organized as shown in the following equation (16), and since the acceleration sensor 131 can be converted from the three axes of the acceleration sensor 131 to the three axes of the vehicle body, the deviation of the mounting angle can be corrected.
Figure 2011112591

また、補正部133は、車体に対して正しい姿勢でナビゲーション装置10が設置されていない場合に生じるジャイロセンサ132からの出力誤差を補正する。これについて、図8に示すフローチャートも用いて説明する。   Further, the correction unit 133 corrects an output error from the gyro sensor 132 that occurs when the navigation device 10 is not installed in a correct posture with respect to the vehicle body. This will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ここで、車体のZ軸とジャイロセンサ132の鉛直軸(ヨー軸)とのなす角度をθzAveとすると、ジャイロセンサ132のヨー軸出力の補正定数Jyは、
Jy=1/cos|θzAve|
と表わされる。ここで、θzAveは、即ち、θzazであると言えるので、補正部133は、取り付け角度算出部191に記憶されたθzazに基づき補正定数Jyを算出する(ステップS81)。そして、補正部133は、ジャイロセンサ132のヨー軸出力に補正定数Jyを乗じて、車体のヨー軸回りの角速度ωyを算出する(ステップS82)。
Here, if the angle between the Z axis of the vehicle body and the vertical axis (yaw axis) of the gyro sensor 132 is θzAve, the correction constant Jy of the yaw axis output of the gyro sensor 132 is
Jy = 1 / cos | θzAve |
It is expressed as Here, since it can be said that θzAve is θzaz, the correction unit 133 calculates the correction constant Jy based on θzaz stored in the attachment angle calculation unit 191 (step S81). Then, the correction unit 133 multiplies the yaw axis output of the gyro sensor 132 by the correction constant Jy to calculate the angular velocity ωy around the yaw axis of the vehicle body (step S82).

また、車体のZ軸とジャイロセンサ132の水平軸(ピッチ軸)とのなす角度をθzpとすると、車体のヨー軸回りの角速度ωyにより、ωy×cosθzpで表される不要成分がジャイロセンサ132のピッチ軸出力に含まれてしまう。θzpは、即ち、θyazと言えるので、補正部133は、上記算出されたωyと、取り付け角度算出部191に記憶されたθyazに基づき、不要成分を算出する(ステップS83)。そして、補正部133は、ジャイロセンサ132のピッチ軸出力から算出された不要成分を減算して、不要成分を取り除く(ステップS84)。   If the angle formed between the Z axis of the vehicle body and the horizontal axis (pitch axis) of the gyro sensor 132 is θzp, an unnecessary component represented by ωy × cos θzp is generated by the gyro sensor 132 due to the angular velocity ωy around the yaw axis of the vehicle body. It will be included in the pitch axis output. Since θzp can be said to be θyaz, the correction unit 133 calculates an unnecessary component based on the calculated ωy and θyaz stored in the attachment angle calculation unit 191 (step S83). Then, the correction unit 133 subtracts the unnecessary component calculated from the pitch axis output of the gyro sensor 132 to remove the unnecessary component (step S84).

ここで、車体のY軸とジャイロセンサ132の水平軸(ピッチ軸)とのなす角度をθyAveとすると、ジャイロセンサ132のピッチ軸出力の補正定数Jpは、
Jp=1/cos|θyAve|
と表わされる。ここで、θyAveは、即ち、θyayであると言えるので、補正部133は、取り付け角度算出部191に記憶されたθyayに基づき補正定数Jpを算出する(ステップS85)。そして、補正部133は、上記不要成分の減算結果に算出された補正定数Jpを乗じて、車体のピッチ軸回りの角速度ωpを算出する(ステップS86)。
Here, if the angle between the Y axis of the vehicle body and the horizontal axis (pitch axis) of the gyro sensor 132 is θyAve, the correction constant Jp of the pitch axis output of the gyro sensor 132 is
Jp = 1 / cos | θyAve |
It is expressed as Here, since it can be said that θyAve is θyay, the correction unit 133 calculates the correction constant Jp based on θyay stored in the attachment angle calculation unit 191 (step S85). Then, the correction unit 133 multiplies the subtraction result of the unnecessary component by the calculated correction constant Jp to calculate the angular velocity ωp around the pitch axis of the vehicle body (step S86).

このように算出される車体のピッチ軸回りの角速度ωpは、車体のZ軸とジャイロセンサ132の水平軸(ピッチ軸)とのなす角θzpが90度とならない場合に、車両がカーブ路面を走行するなどして車体のヨー軸回りの角速度が発生することにより現れる不要成分を考慮して算出されるので、高精度なものとなる。   The angular velocity ωp around the pitch axis of the vehicle body calculated in this way is the vehicle traveling on a curved road surface when the angle θzp formed by the Z axis of the vehicle body and the horizontal axis (pitch axis) of the gyro sensor 132 is not 90 degrees. This is calculated in consideration of unnecessary components that appear when the angular velocity around the yaw axis of the vehicle body is generated.

これにより、例えば、制御部100が、補正部133が出力する車体のピッチ軸回りの角速度ωpに基づき、車両が上方の高速道路を走行しているか下方の一般道路を走行しているか判定する場合に、判定精度を向上させることができる。   Thereby, for example, when the control unit 100 determines whether the vehicle is traveling on the upper highway or the lower general road based on the angular velocity ωp around the pitch axis of the vehicle body output from the correction unit 133. In addition, the determination accuracy can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は様々に変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, if it is in the range of the meaning of this invention, embodiment can be variously changed.

10 ナビゲーション装置
100 制御部
110 通信部
120 GPS測位部
130 自立航法測位部
131 加速度センサ
132 ジャイロセンサ
133 補正部
140 経路探索部
150 経路案内部
160 表示部
170 入力部
180 算出部
181 重力加速度算出部
182 車体加速度算出部
183 取り付け角度算出部
181a、182a バッファ
190 記憶部
191 取り付け角度記憶部
192 地図記憶部
20 車体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Navigation apparatus 100 Control part 110 Communication part 120 GPS positioning part 130 Autonomous navigation positioning part 131 Acceleration sensor 132 Gyro sensor 133 Correction | amendment part 140 Path | route search part 150 Path | route guidance part 160 Display part 170 Input part 180 Calculation part 181 Gravity acceleration calculation part 182 Vehicle body acceleration calculation unit 183 Attachment angle calculation unit 181a, 182a Buffer 190 Storage unit 191 Attachment angle storage unit 192 Map storage unit 20 Vehicle body

Claims (4)

移動体に搭載される移動体搭載用機器であって、
3軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
第1の軸および第2の軸回りの角速度を検出する角速度検出部と、
前記移動体が停止状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号と、前記移動体が加速または減速で直進移動している状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号とに基づき、前記第1の軸と前記移動体の前記第2の軸に対応する軸とのなす角度を算出する角度算出部と、
前記角速度検出部が検出する前記第2の軸回りの角速度と、前記角度算出部が算出した角度とに基づき、前記角速度検出部が検出する前記第1の軸回りの角速度に含まれる不要成分を算出する不要成分算出部と、
前記角速度検出部が検出する前記第1の軸回りの角速度から、前記不要成分算出部が算出した不要成分を減算する不要成分除去部と、
を備えたことを特徴とする移動体搭載用機器。
A mobile unit mounting device mounted on a mobile unit,
An acceleration detection unit for detecting acceleration in three axis directions;
An angular velocity detector that detects angular velocities about the first axis and the second axis;
An output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is in a stopped state, and an output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is moving straight ahead by acceleration or deceleration And an angle calculation unit that calculates an angle formed by the first axis and an axis corresponding to the second axis of the movable body,
An unnecessary component included in the angular velocity around the first axis detected by the angular velocity detector based on the angular velocity around the second axis detected by the angular velocity detector and the angle calculated by the angle calculator. An unnecessary component calculation unit to calculate,
An unnecessary component removing unit that subtracts the unnecessary component calculated by the unnecessary component calculating unit from the angular velocity around the first axis detected by the angular velocity detecting unit;
A device for mounting on a moving body, characterized by comprising:
前記第1の軸は、水平軸(ピッチ軸)であり、前記第2の軸は、鉛直軸(ヨー軸)であることを特徴とする請求項1に記載の移動体搭載用機器。   The apparatus for mounting a moving body according to claim 1, wherein the first axis is a horizontal axis (pitch axis), and the second axis is a vertical axis (yaw axis). 前記移動体が停止状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号と、前記移動体が加速または減速で直進移動している状態にある際に前記加速度検出部から出力される出力信号とに基づき、前記第2の軸と前記移動体の前記第2の軸に対応する軸とのなす角度を算出する第2の角度算出部を備え、
前記不要成分算出部は、前記第2の角度算出部が算出した角度に基づき、前記角速度検出部が検出する前記第2の軸回りの角速度を補正し、補正結果と前記角度算出部が算出した角度とに基づき不要成分を算出する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の移動体搭載用機器。
An output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is in a stopped state, and an output signal output from the acceleration detection unit when the moving body is moving straight ahead by acceleration or deceleration And a second angle calculation unit that calculates an angle formed between the second axis and an axis corresponding to the second axis of the movable body,
The unnecessary component calculation unit corrects the angular velocity around the second axis detected by the angular velocity detection unit based on the angle calculated by the second angle calculation unit, and calculates the correction result and the angle calculation unit. The apparatus for mounting a moving body according to claim 1, wherein an unnecessary component is calculated based on the angle.
前記移動体搭載用機器は、携帯型の車載用ナビゲーション装置であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の移動体搭載用機器。   The said mobile body mounting apparatus is a portable vehicle-mounted navigation apparatus, The mobile body mounting apparatus in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859771B1 (en) 2011-11-16 2018-05-21 삼성전자주식회사 Terminal device for correcting gyro-sensor sensing value and accelation sensor sensing value and method for controlling thereof
WO2018179286A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 三菱重工機械システム株式会社 Measurement device and program
WO2020084954A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-30 マクセル株式会社 Head-up display system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859771B1 (en) 2011-11-16 2018-05-21 삼성전자주식회사 Terminal device for correcting gyro-sensor sensing value and accelation sensor sensing value and method for controlling thereof
WO2018179286A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 三菱重工機械システム株式会社 Measurement device and program
GB2574767A (en) * 2017-03-30 2019-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Mach Systems Ltd Measurement device and program
GB2574767B (en) * 2017-03-30 2022-12-07 Mitsubishi Heavy Ind Mach Systems Ltd Measurement device and program
US11535328B2 (en) * 2017-03-30 2022-12-27 Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems, Ltd. Measurement device and program
WO2020084954A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-30 マクセル株式会社 Head-up display system
US11506906B2 (en) 2018-10-23 2022-11-22 Maxell, Ltd. Head-up display system

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