專利名稱：車載導(dǎo)航裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)測車輛在包含斜坡的道路上行駛時(shí)的傾斜角、角速度、速度 或者加速度等車體姿勢有關(guān)的運(yùn)動(dòng)量的車載導(dǎo)航裝置，特別涉及在車載導(dǎo)航裝 置的殼體以傳感器檢測軸傾斜的方式安裝在車體上時(shí)也能校正作用于傳感器 輸出的其他軸的影響、高精度計(jì)測車體姿勢的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在車載導(dǎo)航裝置中，為了提高車輛的目前位置及方位的檢測精度， 在更準(zhǔn)確求出水平面上的方位變化量及移動(dòng)距離(速度)方面下了不少功夫。例如，專利文獻(xiàn)l中所披露的車輛位置檢測裝置，在車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，當(dāng) 存在左右方向的車體傾斜或者橫向的道路傾斜時(shí)，為了解決在由角速度傳感器 檢測的橫擺(yaw)角速度產(chǎn)生誤差這樣的問題，使用側(cè)傾(roll)角推定橫 擺角速度的誤差，修正隨之產(chǎn)生的方位誤差，進(jìn)行車輛的位置計(jì)算或者考慮到 方位誤差的地圖匹配。此時(shí)，使用角速度傳感器和距離傳感器，由規(guī)定的計(jì)算 式算出側(cè)傾角。另外，專利文獻(xiàn)2所披露的旋轉(zhuǎn)面保存型角速度傳感器，在車輛行駛在斜 坡上時(shí)當(dāng)存在車體行進(jìn)方向的車體傾斜(俯仰(pitch)角)或者道路傾斜的 情況下，為了解決角速度傳感器檢測的橫擺角速度下降這樣的問題，使用道路 傾斜角來校正橫擺角速度。此時(shí)，使用角速度傳感器和距離傳感器算出道路傾 斜角。另外，專利文獻(xiàn)3所披露的車載用導(dǎo)航裝置，為了解決下述的問題，艮P， 由于距離傳感器輸出與車輛的車輪轉(zhuǎn)速相應(yīng)的脈沖信號(hào)，因此根據(jù)斜坡行駛時(shí) 的脈沖信號(hào)算出的移動(dòng)距離(速度)比沿水平面投影的距離(速度)要長，將 產(chǎn)生誤差，因而使用道路傾斜角來校正水平面的移動(dòng)距離(速度)。另外，與 專利文獻(xiàn)2所披露的技術(shù)一樣，使用道路傾斜角來校正橫擺角速度。此時(shí)，6根據(jù)由三軸加速度傳感器檢測的各軸向的加速度及由距離傳感器計(jì)測的車輛 的加速度，算出道路傾斜角。另外，專利文獻(xiàn)4所披露的角速度校正裝置，在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上 時(shí)，為了解決由加速度傳感器檢測的車體行進(jìn)方向的加速度與車體左右方向的 加速度分量疊加這樣的問題，從由加速度傳感器檢測的加速度減去車體左右方 向的加速度分量，計(jì)算俯仰角，基于該俯仰角來校正橫擺角速度。此時(shí)，使用 速度與橫擺角速度算出車體左右方向的加速度分量。并且，專利文獻(xiàn)5所披露的道路形狀計(jì)測裝置與專利文獻(xiàn)4所披露的技術(shù)一樣，為了解決由加速度傳感器檢測的車體行進(jìn)方向的加速度與車體左右方向 的加速度分量疊加這樣的問題，從由加速度傳感器檢測的加速度去除車體左右方向的加速度分量，計(jì)算道路傾斜角及道路橫傾(bank)角(道路橫向的傾斜 角)。另外，由車高傳感器檢測受到車體行進(jìn)方向的加減速或者車體左右方向 的加速度的影響、而車體在行進(jìn)方向或者左右方向傾斜的角度(俯仰角、側(cè)傾 角)，提取純粹的道路傾斜角及車體橫傾角。此時(shí)，使用由距離傳感器計(jì)測的 速度、由角速度傳感器檢測的橫擺角速度及車體的旋轉(zhuǎn)中心與加速度傳感器的 設(shè)置位置之間的距離，算出離心力。專利文獻(xiàn)l:日本專利特開平05 — 018765號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平06 — 324066號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本專利特開平09 — 42979號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2005 —140627號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利3576789號(hào)公報(bào)圖l表示由車體的行進(jìn)方向(Xb袖)、左右方向(Yb袖)及Xb—Yb平面的 垂直方向(Zb袖)的右手直角坐標(biāo)系的三軸形成的固定于車體的坐標(biāo)系(Body Frame; B坐標(biāo)系)。傳感器檢測軸與Xb袖，Yb袖及Zb袖的任意一個(gè)袖一致那 樣安裝在車載導(dǎo)航裝置的殼體上的角速度傳感器及加速度傳感器，檢測繞傳感器檢測軸的角速度(側(cè)傾角速度"h。U、俯仰角速度"B-pU。h及橫擺角速度"B-，)和傳感器檢測軸方向的加速度(Abx、 Aby和Abz)。另外，繞傳感器檢測軸的角速度的右旋轉(zhuǎn)是正方向，單位是"rad/s"。圖2表示以水平面為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系(Computer Frame; C坐標(biāo)系)。例如，若車輛在斜坡上行駛，則由于車體相對于水平面傾斜，傳感器檢測軸會(huì)傾斜被 稱為車體的姿勢角(特別是車體俯仰角0e—一h和車體側(cè)傾角ee—ra )的角度， 因此傳感器會(huì)受到其他軸的影響。特別是，關(guān)于加速度傳感器，在信號(hào)處理時(shí)， 不僅要考慮重力的影響，還需要考慮駕駛操作(加速器、制動(dòng)器及方向盤操作) 及離心力的影響。圖3是用于說明橫擺方向的傳感器安裝角S 9^及俯仰方向的傳感器安裝角s e一h和水平面基準(zhǔn)的姿勢角的關(guān)系的圖。在橫擺方向或者俯仰方向的傳感器安裝角不是零時(shí)，由于傳感器檢測軸固定傾斜，因此始終受到其他軸的影響。另外，下標(biāo)"B"表示B坐標(biāo)系的參數(shù)，同樣，下標(biāo)"C"表示C坐標(biāo)系的參數(shù)?？紤]到上述情況，車輛的位置及方位的檢測精度由對于下面(1) (3)的傳感器信號(hào)處理能力決定。(1) 傳感器檢測軸相對于水平面的傾斜度的檢測方法(特別是在使用加 速度傳感器時(shí))(2) 傳感器檢測軸相對于水平面的傾斜度作用于繞傳感器檢測軸的角速度及加速度的影響(3) 對傳感器產(chǎn)生的漂移誤差的校正對此，在專利文獻(xiàn)l到專利文獻(xiàn)3所披露的技術(shù)中，對于上述(1)及(2)，限定為道路傾斜引起的傳感器檢測軸的傾斜帶來的單方面的傳感器輸出的影 響，只進(jìn)行距離及角速度的校正以及測位計(jì)算，沒有考慮車體左右方向的加速 度的影響。例如，在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上時(shí)或者在水平面高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，由 于會(huì)將因車體左右方向的加速度的影響而變動(dòng)的加速度傳感器的輸出信號(hào)檢 測作為道路傾斜角的影響，因此車輛的姿勢角(特別是俯仰角)的計(jì)測誤差變 大。因此，會(huì)產(chǎn)生對由角速度傳感器檢測的橫擺角速度或者由距離傳感器檢測 的移動(dòng)距離(速度)進(jìn)行誤修正的情況，很可能導(dǎo)致車輛的位置及方位的檢測 精度下降。另外，在專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5所披露的技術(shù)中，對于上述(2)，考 慮了車體左右方向的加速度來進(jìn)行傾斜角檢測及角速度校正，比專利文獻(xiàn)1到專利文獻(xiàn)3所披露的技術(shù)考慮到多方面的傳感器輸出的影響。然而，由于認(rèn)為未考慮到上述(1)，因此對于B坐標(biāo)系的任意軸，在車載導(dǎo)航裝置的殼體旋 轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)，即使在水平面行駛中，傳感器檢測軸也始終處于傾斜的狀態(tài)。例如，若安裝車載導(dǎo)航裝置的殼體，使其在橫擺方向旋轉(zhuǎn)，則xb軸的加速度傳感器輸出Xb袖加速度和yb軸加速度的合成加速度，但由于在專利文獻(xiàn)4 及專利文獻(xiàn)5所披露的技術(shù)中沒有考慮到這點(diǎn)，因此在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)將yb軸加速度 所引起的xb軸加速度的變動(dòng)量誤檢測為道路傾斜角，另外，產(chǎn)生角速度傳感器 檢測的橫擺角速度的誤校正，很可能導(dǎo)致車輛的位置及方位的檢測精度下降。另外，關(guān)于專利文獻(xiàn)1到專利文獻(xiàn)5的任意一個(gè)專利文獻(xiàn)，對于上述(3)， 特別是由于沒有恰當(dāng)進(jìn)行加速度傳感器的漂移校正，因此在產(chǎn)生漂移時(shí)，車輛 的姿勢角(特別是俯仰角和側(cè)傾角)的檢測誤差變大，很可能導(dǎo)致車輛的位置 及方位的檢測精度下降。本發(fā)明是為了解決上述的問題而完成的，其目的在于提供一種能以高精度 測定車輛的位置及方位的車載導(dǎo)航裝置。發(fā)明內(nèi)容為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的車載導(dǎo)航裝置包括輸出與車輛的移 動(dòng)距離相應(yīng)的脈沖信號(hào)的距離傳感器；輸出與將殼體的垂直方向作為傳感器檢 測軸的角速度相應(yīng)的信號(hào)的角速度傳感器；輸出與將殼體的水平面前后方向作 為傳感器檢測軸的加速度相應(yīng)的信號(hào)的加速度傳感器；基于從距離傳感器傳送 來的脈沖信號(hào)、計(jì)測車體行進(jìn)方向速度及車體行進(jìn)方向加速度的車體速度和加 速度計(jì)測單元；基于從角速度傳感器輸出的信號(hào)、計(jì)測角速度的角速度計(jì)測單 元；基于由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向速度和由角速度計(jì) 測單元計(jì)測的角速度、推定車體側(cè)傾角的車體側(cè)傾角推定單元；在橫擺方向的 每隔規(guī)定角度推定殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的加速度傳感器的 輸出信號(hào)的加速度傳感器輸出推定單元；以及在由加速度傳感器輸出推定單元 推定的推定值中、將得到與通過將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去該信號(hào)的偏 移分量而得到的值最一致的推定值時(shí)的角度確定作為殼體的橫擺方向車體安 裝角的橫擺方向車體安裝角檢測單元。根據(jù)本發(fā)明所涉及的車載導(dǎo)航裝置，由于可以確定殼體的橫擺方向車體安裝角，因此可以使用該橫擺方向車體安裝角來校正車體姿勢，能以高精度測定 車輛的位置及方位。


圖1是用于說明在車體的右手直角坐標(biāo)系的三軸產(chǎn)生的角速度的圖。圖2是用于說明以水平面為基準(zhǔn)的各軸的角速度和姿勢角的圖。 圖3是用于說明橫擺方向和俯仰方向的安裝角和水平面基準(zhǔn)的姿勢角的 關(guān)系的圖。圖4是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式1 所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖5是以車體姿勢計(jì)測處理為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的車 載導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的流程圖。圖6是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式2 所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖7是以車體姿勢計(jì)測處理為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的車 載導(dǎo)航裝置的動(dòng)作的流程圖。圖8是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式3 所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖9是表示將自動(dòng)檢測本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的車載導(dǎo)航裝置的車體 安裝角的結(jié)果及自動(dòng)校正狀況在畫面上以對話框顯示的例子的圖。圖10是表示將自動(dòng)檢測本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的車載導(dǎo)航裝置的車 體安裝角的結(jié)果及車體安裝角給位置精度帶來的影響在畫面上以對話框顯示 的例子的圖。圖11是表示用于選擇本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的車載導(dǎo)航裝置的車體 安裝角的自動(dòng)檢測結(jié)果和自動(dòng)校正狀況有關(guān)的畫面的對話框顯示及安裝角的 處置方法的軟按鈕的顯示例的圖。
具體實(shí)施方式
下面，為了更詳細(xì)說明本發(fā)明，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。圖4是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式1 所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該車載導(dǎo)航裝置由角速度傳感器1、 距離傳感器2、加速度傳感器3及信號(hào)處理器4構(gòu)成，它們?nèi)菁{在車載導(dǎo)航的 殼體中。角速度傳感器1例如由陀螺構(gòu)成，每隔規(guī)定周期檢測將殼體的垂直方向作 為傳感器檢測軸的角速度即橫擺角速度。從該角速度傳感器1輸出的與角速度(橫擺角速度)相應(yīng)的信號(hào)傳送至信號(hào)處理器4。距離傳感器2輸出與車輛的 移動(dòng)距離相應(yīng)的脈沖信號(hào)。從該距離傳感器2輸出的脈沖信號(hào)傳送至信號(hào)處理 器4。加速度傳感器3檢測將殼體的水平面前后方向作為傳感器檢測軸的加速 度。從該加速度傳感器3輸出的與加速度相應(yīng)的信號(hào)傳送至信號(hào)處理器4。信號(hào)處理器4例如由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(未圖示)的控 制程序執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)車載導(dǎo)航所需的功能(位置檢測、路徑搜索、路徑引導(dǎo)等) 的處理。該信號(hào)處理器4包括由控制程序構(gòu)成的角速度計(jì)測單元41、車體速 度和加速度計(jì)測單元42、車體側(cè)傾角推定單元43、車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量 推定單元44、加速度傳感器輸出推定單元45、橫擺方向車體安裝角檢測單元 46、車體俯仰角推定單元47、車體姿勢校正單元48及加速度傳感器偏移校正 單元49。角速度計(jì)測單元41基于從角速度傳感器1傳送來的信號(hào)，計(jì)測角速度。 由該角速度計(jì)測單元41計(jì)測的角速度傳送至車體側(cè)傾角推定單元43、車體側(cè) 傾加速度信號(hào)分量推定單元44及車體姿勢校正單元48。車體速度和加速度計(jì)測單元42基于從距離傳感器2傳送來的脈沖信號(hào)， 計(jì)測車體行進(jìn)方向速度及車體行進(jìn)方向加速度。由該車體速度和加速度計(jì)測單 元42計(jì)測的車體行進(jìn)方向速度傳送至車體側(cè)傾角推定單元43，車體行進(jìn)方向 加速度傳送至加速度傳感器輸出推定單元45、車體俯仰角推定單元47及車體 姿勢校正單元48。車體側(cè)傾角推定單元43根據(jù)從車體速度和加速度計(jì)測單元42傳送來的車 體行進(jìn)方向速度和從角速度計(jì)測單元41傳送來的角速度(橫擺角速度)，推 定車體側(cè)傾角。由該車體側(cè)傾角推定單元43推定的車體側(cè)傾角傳送至車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44、加速度傳感器輸出推定單元45及車體俯仰角 推定單元47。車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44根據(jù)從角速度計(jì)測單元41傳送來的 角速度和從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來的車體側(cè)傾角，推定因車體左右方 向的加速度的影響在車體傾側(cè)時(shí)傳感器檢測軸傾斜而產(chǎn)生的俯仰角分量所帶 來的加速度信號(hào)分量。由該車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44推定的加速 度信號(hào)分量作為車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量傳送至車體俯仰角推定單元47。加速度傳感器輸出推定單元45根據(jù)從車體速度和加速度計(jì)測單元42傳送 來的車體行進(jìn)方向加速度和從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來的車體側(cè)傾角及 從車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44傳送來的因車體側(cè)傾的影響而產(chǎn)生的 車體俯仰角，每隔規(guī)定角度推定殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的加速 度傳感器3的輸出信號(hào)。由該加速度傳感器輸出推定單元45推定的加速度傳 感器3的輸出信號(hào)的推定值傳送至橫擺方向車體安裝角檢測單元46。橫擺方向車體安裝角檢測單元46將從加速度傳感器3傳送來的信號(hào)減去 其信號(hào)的偏移分量的實(shí)測值和從加速度傳感器輸出推定單元45輸出的推定值最一致的橫擺方向的旋轉(zhuǎn)角確定作為殼體的橫擺方向車體安裝角。由該橫擺方 向車體安裝角檢測單元46確定的橫擺方向車體安裝角傳送至車體俯仰角推定 單元47。車體俯仰角推定單元47基于從橫擺方向車體安裝角檢測單元46傳送來的 橫擺方向車體安裝角，將從車體速度和加速度計(jì)測單元42傳送來的車體行進(jìn) 方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分量、以及從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來 的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量進(jìn)行合成，根據(jù)從加速度傳感器3的輸 出信號(hào)減去合成分量的剩余信號(hào)，算出車體俯仰角。由該車體俯仰角推定單元 47算出的車體俯仰角傳送至車體姿勢校正單元48。車體姿勢校正單元48使用從車體俯仰角推定單元47傳送來的車體俯仰角 和從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來的車體側(cè)傾角，將傳感器檢測軸的角速度 (橫擺角速度)和車體行進(jìn)方向的加速度、速度及距離，分別轉(zhuǎn)換為繞鉛垂軸 的角速度(橫擺角速度)和水平面行進(jìn)方向的加速度、速度及距離。加速度傳感器偏移校正單元49在從加速度傳感器3的輸出信號(hào)減去車體俯仰角推定單元47的輸出信號(hào)推定值的值(預(yù)偏移)在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài) 持續(xù)規(guī)定距離以上或者規(guī)定角度以上時(shí)，使用預(yù)偏移校正加速度傳感器3的偏 移。另外，加速度傳感器輸出推定單元45和橫擺方向車體安裝角檢測單元46 在橫擺方向的車體安裝角未檢測時(shí)動(dòng)作，車體俯仰角推定單元47、車體姿勢校 正單元48及加速度傳感器偏移校正單元49在橫擺方向的車體安裝角已檢測時(shí) 動(dòng)作。接下來，以車體姿勢計(jì)測處理為中心，參照圖5所示的流程圖，說明上述 那樣構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置的動(dòng)作。該車體姿勢計(jì) 測處理以規(guī)定周期起動(dòng)。在車體姿勢計(jì)測處理中，首先檢查是否需要將裝入信號(hào)處理器4的控制程序初始化(步驟ST501)。在由于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)而電力開始提供至車載 導(dǎo)航裝置時(shí)需要初始化。在該步驟ST501中，若判斷為需要初始化，則進(jìn)行初 始化處理(步驟ST502) 。 g卩，將裝入信號(hào)處理器4的各控制程序初始化。在 上述步驟ST501中，若判斷為不需要初始化，則跳過步驟ST502的處理。接下來，進(jìn)行角速度計(jì)測處理(步驟ST503)。即，角速度計(jì)測單元41 基于從角速度傳感器1每隔規(guī)定周期傳送來的與角速度(橫擺角速度)相應(yīng)的 信號(hào)，計(jì)測繞傳感器檢測軸的角速度"b-，，傳送至車體側(cè)傾角推定單元43、 車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44及車體姿勢校正單元48。接下來，進(jìn)行車體速度和加速度計(jì)測處理(步驟ST504) 。 g卩，車體速度 和加速度計(jì)測單元42基于在規(guī)定周期間從距離傳感器2傳送來的脈沖信號(hào)， 計(jì)測車體行進(jìn)方向速度VBx和車體行進(jìn)方向加速度ABX。由該車體速度和加速度 計(jì)測單元42計(jì)測的車體行進(jìn)方向速度VBx傳送至車體側(cè)傾角推定單元43，車體 行進(jìn)方向加速度ABx傳送至加速度傳感器輸出推定單元45、車體俯仰角推定單 元47及車體姿勢校正單元48。接下來，進(jìn)行車體側(cè)傾角推定處理(步驟ST505) 。 g卩，車體側(cè)傾角推定 單元43使用從車體速度和加速度計(jì)測單元42傳送來的車體行進(jìn)方向速度VBX 和從角速度計(jì)測單元41傳送來的角速度(橫擺角速度)cob一，，依次執(zhí)行下式 (1) (3)，從而依次算出車輛的轉(zhuǎn)彎半徑R (m)、車體左右方向的加速度ABY (m/s2)及車體側(cè)傾角6 (rad)。由該車體側(cè)傾角推定單元43算出的 車體側(cè)傾角0"。,1傳送至車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44、加速度傳感器 輸出推定單元45及車體俯仰角推定單元47。 R = VBX/ I "b，1…(1)Aby = w b—ya^R ; ( W b—yaw X))=—wB，2R;("b，<0)…(2) 0C—roll = sin—1 (ABY/G)…(3) 此處，G是重力加速度(m/s2)。接下來，進(jìn)行車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定處理(步驟ST506)。即，車 體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單元44使用從角速度計(jì)測單元41傳送來的角速度 (橫擺角速度)coB—，和從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來的車體側(cè)傾角ee- ， 根據(jù)下式(4)，計(jì)算因車體側(cè)傾的影響而產(chǎn)生的車體俯仰角△ 9 >pit。h(rad)， 傳送至車體俯仰角推定單元47?！?9 c-rou—>pitCh=—2 wB—兩sin ( 9C—roU)…(4)接下來，檢査橫擺方向的車體安裝角是否未檢測(步驟ST507)。在該步 驟ST507中，若判斷為橫擺方向的車體安裝角未檢測，則接下來進(jìn)行加速度傳 感器輸出推定處理(步驟ST508)。即，加速度傳感器輸出推定單元45使用下 式(5)到式(7)，依次算出由于車體行進(jìn)方向加速度ABx而產(chǎn)生的加速度 傳感器輸出信號(hào)分量ASw^ (mV)、由于因車體側(cè)傾的影響而產(chǎn)生的車體俯仰 角A 9C-roll-〉pitch所產(chǎn)生的加速度傳感器輸出信號(hào)分量ASe-r,>pit。h (mV)、加速 度傳感器3旋轉(zhuǎn)90度而檢測車體側(cè)傾角作為車體俯仰角時(shí)的加速度傳感器3 的輸出信號(hào)ASe-r。u (niV)。之后，每隔規(guī)定角度，使用下式(8)，計(jì)算殼體 在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的加速度傳感器3的輸出信號(hào)的推定值A(chǔ) Sprs-est (mV)，傳送至橫擺方向車體安裝角檢測單元46。另夕卜，上述的A 0c>r。 -^u。h和ASw、u。h是因車體側(cè)傾的影響而產(chǎn)生的車體俯仰角(deg)和加速度 傳感器輸出信號(hào)分量(mV)，是單位不同的相同分量。ASc-drive= (ABX/G) SF,…(5)ASC —Gsin ( A 0 )SFprs". (6)ASc-roii=Gsin ( 8c—roll) SFprs... (7)△ Sprs-est= ( △ Sc-driVe+厶Spitch->r。ii) cos (59 c-yM) + △ Sc-roiisin (59 c-yaw)(8)此處，SF,是加速度傳感器3的比例因子(mV/G)。接下來，進(jìn)行橫擺方向車體安裝角檢測處理(步驟ST509)。即，橫擺方 向車體安裝角檢測單元46將從加速度傳感器3傳送來的信號(hào)減去其偏移分量 的實(shí)測值A(chǔ)S,， (raV)、以及在加速度傳感器輸出推定單元45中使用式(8) 計(jì)算的每隔規(guī)定角度的推定值A(chǔ)S^,t (mV)進(jìn)行比較，每隔規(guī)定角度記錄規(guī)定 區(qū)間量的比較結(jié)果。然后，在規(guī)定區(qū)間量的比較結(jié)果一致時(shí)，確定算出與實(shí)測 值A(chǔ) SP_S最一致的推定值△ SP_st時(shí)所使用的橫擺方向車體安裝角5 9 c_yaw (rad)，與推定值A(chǔ)S^^—起傳送至車體俯仰角推定單元47。然后，在儲(chǔ)存 車體安裝角己檢測的情況后，結(jié)束車體姿勢計(jì)測處理。另外，在規(guī)定區(qū)間量的 比較結(jié)果不一致時(shí)，為了進(jìn)行下次比較，儲(chǔ)存車體安裝角未檢測的情況，結(jié)束 車體姿勢計(jì)測處理。在上述步驟ST507中，若判斷為已檢測橫擺方向的車體安裝角，則接下來 進(jìn)行車體俯仰角推定處理(步驟ST510) 。 g卩，車體俯仰角推定單元47使用從 橫擺方向車體安裝角檢測單元46傳送來的、使用上式(8)計(jì)算的加速度傳感 器3的輸出信號(hào)的推定值A(chǔ)Spr^和實(shí)測值A(chǔ)Sprsiss，根據(jù)下式(9)計(jì)算車體俯 仰角e^w (rad)，傳送至車體姿勢校正單元48。u C-pitchsin—1 {(厶S prs—mes A Sprs-est )/ SFprs ) ( 9 )接下來，進(jìn)行車體姿勢校正處理(步驟ST511)。即，車體姿勢校正單元 48使用從角速度計(jì)測單元41傳送來的傳感器檢測軸的角速度(橫擺角速度) ，、從車體側(cè)傾角推定單元43傳送來的車體側(cè)傾角e"。u及從車體俯仰角 推定單元47傳送來的車體俯仰角ee-pit。h，根據(jù)式(10)轉(zhuǎn)換為繞鉛垂軸的角速 度"e-， (rad)，根據(jù)式(11)將車體行進(jìn)方向的速度VBx轉(zhuǎn)換為水平面上的速 度L后輸出至外部。另外，式(10)中，At是規(guī)定周期(s)。在將車體行 進(jìn)方向的距離或者加速度轉(zhuǎn)換為水平面上的距離或者加速度時(shí)，使用與式(ll) 同樣的式子。"c，= { ( 9 c-一h / At) sin 0 c—ro"+"b，cos 9 c-roii} / cos 9 c—pitch". (10) VCx = VBXcos 0 ch…(11)接下來，迸行加速度傳感器偏移校正處理(步驟ST512) 。 g卩，加速度傳 感器偏移校正單元49在將從加速度傳感器3的輸出信號(hào)、減去在車體俯仰角 推定單元47中使用式(8)計(jì)算的輸出信號(hào)推定值的值(預(yù)偏移)在規(guī)定的范 圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定距離以上或者規(guī)定角度以上時(shí)，將斜坡上的車體俯仰角的 影響作為較小的影響，使用預(yù)偏移來校正加速度傳感器的偏移后，結(jié)束車體姿 勢計(jì)測處理。當(dāng)預(yù)偏移不在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)、或者在規(guī)定范圍內(nèi)的狀態(tài)不到規(guī) 定距離或者不到規(guī)定角度時(shí)，判斷為不能校正加速度傳感器的偏移，結(jié)束車體 姿勢計(jì)測處理。如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式l所涉及的車載導(dǎo)航裝置，由于 能以己有的傳感器結(jié)構(gòu)(距離傳感器、角速度傳感器及加速度傳感器的組合) 推定其殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的車體行進(jìn)方向的加速度傳感器的輸出信號(hào)，因此通過對于加速度傳感器的輸出信號(hào)搜尋與實(shí)測值最一致的 推定值，可以自動(dòng)確定橫擺方向車體安裝角。據(jù)此，車載導(dǎo)航裝置在橫擺方向 旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)，使用受到其他軸影響的傳感器信號(hào)，可以解決對角速 度或加速度等車體姿勢進(jìn)行誤計(jì)測這樣的以往問題。另外，通過殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上，即使車體行進(jìn)方向的加 速度傳感器的輸出信號(hào)與車體左右方向加速度分量疊加、或者車體行進(jìn)方向加 速度分量衰減，也能根據(jù)加速度傳感器的輸出信號(hào)適當(dāng)檢測俯仰角，可以準(zhǔn)確 檢測繞鉛垂軸的角速度(橫擺角速度)、和水平面行進(jìn)方向的加速度、速度及 距離。目卩，由于基于自動(dòng)檢測車載導(dǎo)航裝置的橫擺方向車體安裝角的結(jié)果，可 以自動(dòng)校正傳感器檢測軸的傾斜作用于車體姿勢的影響，因此當(dāng)車載導(dǎo)航裝置 在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)，使用受到其他軸影響的傳感器信號(hào)，可以 解決對角速度或加速度等車體姿勢進(jìn)行誤計(jì)測這樣的以往問題。另外，即使車體由于離心力而在橫向傾斜，但由于推定車體側(cè)傾所引起的 加速度信號(hào)分量，算出車體俯仰角，因此在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上時(shí)、或者 在水平面高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以消除車體俯仰角的誤檢測，防止車輛的位置及方位 的檢測精度下降。即，由于基于原理對作用在加速度傳感器的慣性力進(jìn)行校正 計(jì)算，從而可以更準(zhǔn)確計(jì)測車體姿勢，因此，可以校正車載導(dǎo)航裝置的車體安 裝角的影響，并且還可以解決在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上時(shí)、或者在水平面高速轉(zhuǎn)彎時(shí)引起車輛的位置及方位的檢測精度下降的以往問題。另外，在完成殼體的車體安裝角的檢測后，在從加速度傳感器輸出信號(hào)減 去輸出信號(hào)推定值的值(預(yù)偏移)在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定距離以上或 者規(guī)定角度以上時(shí)，由于使用預(yù)偏移校正加速度傳感器的偏移，因此，可以經(jīng) 常檢測及校正加速度傳感器產(chǎn)生的漂移，可以高精度地計(jì)測車體的姿勢角、水 平面上的移動(dòng)距離及速度。g卩，更恰當(dāng)判斷傳感器檢測軸相對于水平面的傾斜 狀況，即使在車輛行駛中，也由于通過去除與角速度傳感器或者加速度傳感器 的信號(hào)疊加的慣性力的分量，而更適當(dāng)提取及校正漂移誤差，提高車體姿勢的 計(jì)測精度，因此，在不能充分校正車載導(dǎo)航裝置所使用的角速度傳感器或者加 速度傳感器產(chǎn)生的漂移誤差時(shí)，可以解決導(dǎo)致車體姿勢的計(jì)測精度的下降這樣 的以往問題。實(shí)施方式2在上述的實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置中，是進(jìn)行殼體在橫擺方向旋 轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的車體安裝角的檢測及車體姿勢校正，但在本實(shí)施方式2 所涉及的車載導(dǎo)航裝置中，是進(jìn)行殼體在俯仰方向傾斜而安裝在車體上時(shí)的車體安裝角的檢測及車體姿勢校正。另外，在下面，省略或者簡化說明與實(shí)施方 式l相同的部分，以不同的部分為中心進(jìn)行說明。圖6是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該車載導(dǎo)航裝置是將實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置的橫擺方向車體安裝角檢測單元46替換為俯仰方向車體安 裝角檢測單元50而構(gòu)成的。加速度傳感器輸出推定單元45和俯仰方向車體安裝角檢測單元50在俯仰 方向的車體安裝角未檢測時(shí)動(dòng)作。車體俯仰角推定單元47、車體姿勢校正單元 48及加速度傳感器偏移校正單元49在俯仰方向的車體安裝角已檢測時(shí)動(dòng)作。接下來，以車體姿勢計(jì)測處理為中心，參照圖7所示的流程圖，說明上述 那樣構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的車載導(dǎo)航裝置的動(dòng)作。該車體姿勢計(jì) 測處理以規(guī)定周期起動(dòng)。在車體姿勢計(jì)測處理中，首先檢査是否需要將裝入信號(hào)處理器4的控制程 序初始化(步驟ST701)。在該步驟ST701中，若判斷為需要初始化，則進(jìn)行初始化處理(步驟ST702)。在上述步驟ST701中，若判斷為不需要初始化， 則跳過步驟ST702的處理。這些步驟ST701及步驟ST702的處理與圖5所示的 流程圖的步驟ST501及步驟ST502的處理相同。接下來，進(jìn)行角速度計(jì)測處理(步驟ST703) 。 g卩，角速度計(jì)測單元41 基于從角速度傳感器1每隔規(guī)定周期傳送來的與角速度(橫擺角速度)相應(yīng)的 信號(hào)，計(jì)測繞傳感器檢測軸的角速度"B—y ，并且對角速度coB—，進(jìn)行時(shí)間積分， 計(jì)算車體橫擺角e B—y 。接下來，進(jìn)行車體速度和加速度計(jì)測處理(步驟ST704) 。 g卩，車體速度 和加速度計(jì)測單元42基于在規(guī)定周期間從距離傳感器2傳送來的脈沖信號(hào)， 計(jì)測車體行進(jìn)方向移動(dòng)距離LBX、車體行進(jìn)方向速度VBx及車體行進(jìn)方向加速度ABX。接下來，進(jìn)行車體側(cè)傾角推定處理(步驟ST705)。該步驟ST705的處理 與圖5所示的流程圖的步驟ST505的處理相同。接下來，進(jìn)行車體側(cè)傾加速度 信號(hào)分量推定處理(步驟ST706)。該步驟ST706的處理與圖5所示的流程圖 的步驟ST506的處理相同。接下來，檢查俯仰方向的車體安裝角是否未檢測(步驟ST707)。在該步 驟ST707中，若判斷為俯仰方向的車體安裝角未檢測，則接下來進(jìn)行加速度傳 感器輸出推定處理(步驟ST708)。即，加速度傳感器輸出推定單元45使用上 式(5)及式(6)，依次算出由于車體行進(jìn)方向加速度ABx而產(chǎn)生的加速度傳 感器輸出信號(hào)分量AS^^ (niV)、及由于因車體側(cè)傾的影響而產(chǎn)生的車體俯仰 角A e^wh所產(chǎn)生的加速度傳感器輸出信號(hào)分量AS。-wpit。h (mV)后，每 隔規(guī)定角度，使用下式(12)，計(jì)算殼體在俯仰方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的 加速度傳感器3的輸出信號(hào)的推定值A(chǔ)S^,t(mV)，傳送至俯仰方向車體安裝角檢測單元50。另外，上述的A e C-rol卜〉pitch和A S。w一h是因車體側(cè)傾的影響 而產(chǎn)生的車體俯仰角(deg)和加速度傳感器輸出信號(hào)分量(mV)，是單位不 同的相同分量。..(12)接下來，進(jìn)行俯仰方向車體安裝角檢測處理(步驟ST709) 。 g卩，俯仰方 向車體安裝角檢測單元50將從加速度傳感器3傳送來的信號(hào)減去偏移分量的實(shí)測值A(chǔ)S^， (mV)、與在加速度傳感器輸出推定單元45中使用式(12)計(jì) 算的推定值A(chǔ)S,-^ (mV)的差異在規(guī)定的范圍時(shí)，將下面的數(shù)據(jù)(加速度傳感 器3的輸出信號(hào)、由式(12)計(jì)算的推定值A(chǔ)S^,t、車體橫擺角0B-^、車體 行進(jìn)方向移動(dòng)距離U、時(shí)間等)作為一個(gè)記錄保存在歷史記錄中。然后，在歷史記錄的多個(gè)記錄中，可以確認(rèn)有規(guī)定距離以上或者規(guī)定角度 以上的車輛移動(dòng)，且在根據(jù)多個(gè)記錄的加速度傳感器3的輸出信號(hào)，由式(12) 計(jì)算的推定值A(chǔ)Sprmt之差(預(yù)偏移)在規(guī)定值以內(nèi)時(shí)，判斷為車輛在水平面 行駛，并可以檢測俯仰方向車體安裝角，根據(jù)多個(gè)記錄的偏移基準(zhǔn)值A(chǔ)Sp^。f-typ 和預(yù)偏移AS^。f、i之差的平均值，按照下式(13)計(jì)算出殼體的俯仰方向車 體安裝角S e。pu。h，傳送至車體俯仰角推定單元47后，結(jié)束車體姿勢計(jì)測處理。5 Q c-pitch^asin { ( △ Sprs—of-kari — △ Sprs—0f—typ )/ SFprs}… (13)另一方面，在實(shí)測值A(chǔ)S^，和推定值A(chǔ)Spmst的差異不在規(guī)定的范圍內(nèi) 時(shí)，在歷史記錄的多個(gè)記錄中，不能確認(rèn)有規(guī)定距離以上或者規(guī)定角度以上的 車輛移動(dòng)的情況下；以及根據(jù)多個(gè)記錄的加速度傳感器3的輸出信號(hào)而推定值 ASp^^之差(預(yù)偏移)的范圍超過規(guī)定值的情況下，由于不能判斷車輛在水 平面行駛，因此結(jié)束車體姿勢計(jì)測處理。在上述步驟ST707中，若判斷為俯仰方向的車體安裝角已檢測，則接下來 進(jìn)行車體俯仰角推定處理(步驟ST710) 。 g卩，車體俯仰角推定單元47使用從 俯仰方向車體安裝角檢測單元50傳送來的、使用上式(8)計(jì)算的加速度傳感 器3的輸出信號(hào)的推定值A(chǔ)Spr^和實(shí)測值厶Sprs，s，根據(jù)下式(14)計(jì)算車體 俯仰角e^t。h (rad)，傳送至車體姿勢校正單元48。9 C-Pitch=Sin 1 { ( A Sprs—mes — △ Sprs—est) / SFprs} — 5 0 C-pitch… (14)接下來，進(jìn)行車體姿勢校正處理(步驟ST711)。該步驟ST711的處理與 圖5所示的流程圖的步驟ST511的處理相同。接下來，進(jìn)行加速度傳感器偏移 校正處理(步驟ST712)。該步驟ST712的處理與圖5所示的流程圖的步驟ST512 的處理相同。如上所述，結(jié)束車體姿勢計(jì)測處理。如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的車載導(dǎo)航裝置，由于 能以已有的傳感器結(jié)構(gòu)(距離傳感器、角速度傳感器及加速度傳感器的組合) 提取殼體在俯仰方向傾斜而安裝在車體上時(shí)的車體行進(jìn)方向的加速度傳感器的輸出信號(hào)，因此可以根據(jù)偏移基準(zhǔn)值和加速度傳感器的輸出信號(hào)的差異，自 動(dòng)確定俯仰方向車體安裝角。據(jù)此，車載導(dǎo)航裝置在俯仰方向傾斜而安裝時(shí)， 使用受到其他軸影響的傳感器信號(hào)，可以解決對角速度或者加速度等車體姿勢 進(jìn)行誤計(jì)測的這樣的以往問題。另外，通過殼體在俯仰方向傾斜而安裝在車體上，即使加速度傳感器的輸 出信號(hào)與固定的誤差分量疊加，也可以將車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器 信號(hào)分量和車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量合成，根據(jù)從加速度傳感器的 輸出信號(hào)減去合成加速度的剩余分量算出車體俯仰角，準(zhǔn)確檢測繞鉛垂軸的角 速度(橫擺角速度)、和水平面行進(jìn)方向的加速度、速度及距離。即，由于基 于自動(dòng)檢測車載導(dǎo)航裝置的俯仰方向車體安裝角的結(jié)果，可以自動(dòng)校正傳感器 檢測軸的傾斜作用于車體姿勢的影響，因此當(dāng)車載導(dǎo)航裝置在俯仰方向傾斜而 安裝在車體上時(shí)，使用受到其他軸影響的傳感器信號(hào)，可以解決對角速度或加 速度等車體姿勢進(jìn)行誤計(jì)測這樣的以往問題。另外，即使車體由于離心力在橫向傾斜，但由于推定車體側(cè)傾所引起的加 速度信號(hào)分量，算出車體俯仰角，因此在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上時(shí)、或者在 水平面高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以消除車體俯仰角的誤檢測，防止車輛的位置及方位的 精度下降。即，由于通過基于原理對作用在加速度傳感器的慣性力進(jìn)行校正計(jì) 算，可以更準(zhǔn)確計(jì)測車體姿勢，因此，可以校正車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角的 影響，并且解決在車輛轉(zhuǎn)彎并行駛在斜坡上時(shí)、或者在水平面高速轉(zhuǎn)彎時(shí)引起 車輛的位置及方位的檢測精度下降的以往問題。另外，在完成殼體的車體安裝角的檢測后，在從加速度傳感器輸出信號(hào)減 去輸出信號(hào)推定值的值(預(yù)偏移)在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定距離以上或 者規(guī)定角度以上時(shí)，由于使用預(yù)偏移校正加速度傳感器的偏移，因此，可以經(jīng) 常檢測及校正加速度傳感器產(chǎn)生的漂移，可以高精度地計(jì)測車體的姿勢角、水 平面上的移動(dòng)距離及速度。即，更恰當(dāng)判斷傳感器檢測軸相對于水平面的傾斜 狀況，即使在車輛行駛中，也由于通過去除與角速度傳感器或者加速度傳感器 的信號(hào)疊加的慣性力的分量，而更適當(dāng)提取及校正漂移誤差，提高車體姿勢的 計(jì)測精度，因此，在不能充分校正車載導(dǎo)航裝置所使用的角速度傳感器或者加 速度傳感器產(chǎn)生的漂移誤差時(shí)，可以解決導(dǎo)致車體姿勢的計(jì)測精度的下降這樣的以往問題。實(shí)施方式3在上述的實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置中，是進(jìn)行殼體在橫擺方向旋 轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的車體安裝角的檢測及車體姿勢校正，在實(shí)施方式2所涉 及的車載導(dǎo)航裝置中，是進(jìn)行殼體在俯仰方向傾斜而安裝在車體上時(shí)的車體安 裝角的檢測及車體姿勢校正，但在本實(shí)施方式3所涉及的車載導(dǎo)航裝置中，是 進(jìn)行殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)且在俯仰方向傾斜而安裝在車體上時(shí)的車體安裝角的檢測及車體姿勢校正。下面，省略或者簡化說明與實(shí)施方式1和實(shí)施方式2相同的部分，以不同的部分為中心進(jìn)行說明。圖8是以車體姿勢計(jì)測所涉及的部分為中心、表示本發(fā)明的實(shí)施方式3 所涉及的車載導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該車載導(dǎo)航裝置是這樣構(gòu)成的，艮P, 對實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置追加告知單元5及操作輸入單元6，并對 實(shí)施方式1所涉及的車載導(dǎo)航裝置的信號(hào)處理器4追加俯仰方向車體安裝角檢 測單元50、車體安裝角影響評價(jià)單元51及告知控制單元52。告知單元5例如可以由車載導(dǎo)航裝置的監(jiān)視器構(gòu)成。該告知單元5根據(jù)來 自信號(hào)處理器4的控制來顯示對話框及軟按鈕。操作輸入單元6例如可以由放 置在車載導(dǎo)航裝置的監(jiān)視器畫面上的觸摸面板構(gòu)成，通過觸摸形成于監(jiān)視器畫 面上的軟按鈕進(jìn)行輸入。從該操作輸入單元6輸入的數(shù)據(jù)傳送至信號(hào)處理器4。 俯仰方向車體安裝角檢測單元50與實(shí)施方式2所涉及的車載導(dǎo)航裝置的該單 元相同。車體安裝角影響評價(jià)單元51基于來自橫擺方向車體安裝角檢測單元46 的橫擺方向車體安裝角S 9c—，及來自俯仰方向車體安裝角檢測單元50的俯仰 方向車體安裝角s ee_Pit。h，評價(jià)車體安裝角的影響，將其評價(jià)結(jié)果傳送至告知 控制單元52。告知控制單元52基于來自橫擺方向車體安裝角檢測單元46的橫 擺方向車體安裝角S e 。yaw、來自俯仰方向車體安裝角檢測單元50的俯仰方向 車體安裝角S e^,t。h及來自車體安裝角影響評價(jià)單元51的評價(jià)結(jié)果，生成后 述的對話框，傳送至告知單元5。接下來，以車體姿勢計(jì)測處理為中心，說明上述那樣構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施 方式3所涉及的車載導(dǎo)航裝置的動(dòng)作。如實(shí)施方式1或者實(shí)施方式2說明的那樣，在橫擺方向車體安裝角檢測單元46或者俯仰方向車體安裝角檢測單元50中，在檢測到殼體的車體安裝角時(shí)， 車體安裝角影響評價(jià)單元51評價(jià)在車體俯仰角推定單元47中、有無校正車體 安裝角所引起的車體俯仰角的差異及車體俯仰角帶來的方位誤差的影響(左右 轉(zhuǎn)彎時(shí)、繞圓周行駛、斜坡行駛等)，將評價(jià)結(jié)果傳送至告知控制單元52。接受了該評價(jià)結(jié)果的告知控制單元52，在橫擺方向車體安裝角檢測單元 46或者俯仰方向車體安裝角檢測單元50中、在開始車體安裝角的檢測后到檢 測完成的期間，向告知單元5要求從圖9到圖11所示的任意的對話框顯示， 告知單元5將其告知規(guī)定時(shí)間。圖9是表示將自動(dòng)檢測車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角的結(jié)果及自動(dòng)校正狀 況在監(jiān)視器的畫面上顯示對話框的例子的圖。圖10是表示將自動(dòng)檢測車載導(dǎo) 航裝置的車體安裝角的結(jié)果及車體安裝角對位置精度帶來的影響在監(jiān)視器的 畫面上顯示對話框的例子的圖。圖11是表示在監(jiān)視器的畫面上顯示自動(dòng)檢測 車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角的結(jié)果及自動(dòng)校正狀況的對話框、且用于選擇安裝 角的處置方法的軟按鈕的顯示例的圖。在圖ll所示的畫面中，若按下某一個(gè)的軟按鈕，則操作輸入單元6將指 定的處置方法傳送至信號(hào)處理器4。在信號(hào)處理器4中，若指定的處置方法是 "立即校正"，則原樣使用檢測的車體安裝角，算出車體俯仰角。若指定的處 置方法是"取消"，則不使用檢測的車體安裝角，使用至此檢測的車體安裝角， 算出車體俯仰角。若指定的處置方法是"自動(dòng)校正"，則以規(guī)定比例使用檢測的車體安裝角，算出車體俯仰角。如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式l所涉及的車載導(dǎo)航裝置，關(guān)于 殼體安裝在車體上時(shí)的車體安裝角及其影響，由于車載導(dǎo)航裝置告知自動(dòng)檢測 的結(jié)果和影響，因此可以識(shí)別有無車載導(dǎo)航裝置的車體安裝有關(guān)的問題、以及 車載導(dǎo)航裝置的處理狀態(tài)。另外，通過利用人的手變更車載導(dǎo)航裝置安裝至車 體的狀態(tài)，還可以期待有能夠改善因車載導(dǎo)航裝置的車體安裝而引起的測位精 度的下降的效果。即，由于告知自動(dòng)檢測車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角的結(jié)果、 或者車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角帶來的對車載導(dǎo)航裝置的位置精度等的影響，因此在車載導(dǎo)航裝置傾斜安裝在車體上時(shí)，使用受到其他軸影響的傳感器信號(hào)，可以解決對角速度或加速度等車體姿勢進(jìn)行誤計(jì)測這樣的以往問題。
另外，由于根據(jù)用戶通過按鈕操作或者聲音來指定的處置方法，決定橫擺 方向車體安裝角和俯仰方向車體安裝角的使用方式，因此可以根據(jù)用戶的意思
調(diào)整車體安裝的校正速度和精度。據(jù)此，用戶在判斷車體安裝角的檢測精度為 較高時(shí)可以快速校正，并且在判斷車體安裝角的檢測精度為較低時(shí)可以慢慢進(jìn) 行校正，或者取消。g卩，由于是將自動(dòng)檢測車載導(dǎo)航裝置的車體安裝角的結(jié)果 或者處置方法的選擇項(xiàng)告知用戶，根據(jù)與該告知響應(yīng)、而用戶指定的處置方法， 校正傳感器檢測軸的傾斜作用于車體姿勢的影響，因此車載導(dǎo)航裝置傾斜安裝 在車體上、以水平面為基準(zhǔn)的車體的姿勢角不為零時(shí)，使用受到其他軸影響的 傳感器信號(hào)，可以解決對角速度或加速度等車體姿勢進(jìn)行誤計(jì)測這樣的以往問 題。
另外，在上述的實(shí)施方式3中，作為告知單元5，是采用車載導(dǎo)航裝置的 監(jiān)視器進(jìn)行對話框顯示，也可以采用聲音合成裝置使其發(fā)聲。該結(jié)構(gòu)能取得與 對話框顯示時(shí)同樣的效果。另外，作為操作輸入單元6，是采用放置在監(jiān)視器 的畫面上的觸摸面板，使用形成于監(jiān)視器畫面上的軟按鈕進(jìn)行輸入，但也可以 采用聲音識(shí)別裝置，通過聲音進(jìn)行輸入。該結(jié)構(gòu)能取得與以軟按鈕輸入時(shí)同樣 的效果。
在上述的實(shí)施方式1到實(shí)施方式3中，是分別各使用一個(gè)角速度傳感器和 加速度傳感器來計(jì)測車體姿勢角，但在上述各實(shí)施方式中，若在未設(shè)置的其他 軸也安裝角速度傳感器和加速度傳感器，則由于在上述的各實(shí)施方式中，可以 得到推定的其他軸的加速度或者角速度的實(shí)測值，因此，能以更高的精度計(jì)測 車體姿勢。
工業(yè)上的實(shí)用性
如上所述，本發(fā)明所涉及的車載導(dǎo)航裝置，由于通過使用殼體的車體安裝 角來校正車體姿勢，能以高精度測定車輛的位置及方位，因此適用于沒有限制 安裝角的車載導(dǎo)航裝置等。
權(quán)利要求
1.一種車載導(dǎo)航裝置，包括輸出與車輛的移動(dòng)距離相應(yīng)的脈沖信號(hào)的距離傳感器；輸出與將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度相應(yīng)的信號(hào)的角速度傳感器；輸出與將所述殼體的水平面前后方向作為傳感器檢測軸的加速度相應(yīng)的信號(hào)的加速度傳感器；基于從所述距離傳感器傳送來的脈沖信號(hào)來計(jì)測車體行進(jìn)方向速度及車體行進(jìn)方向加速度的車體速度和加速度計(jì)測單元；基于從所述角速度傳感器輸出的信號(hào)來計(jì)測角速度的角速度計(jì)測單元；基于由所述車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向速度和由所述角速度計(jì)測單元計(jì)測的角速度來推定車體側(cè)傾角的車體側(cè)傾角推定單元；在橫擺方向的每隔規(guī)定角度推定所述殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的所述加速度傳感器的輸出信號(hào)的加速度傳感器輸出推定單元；以及在由所述加速度傳感器輸出推定單元推定的推定值中，將得到與通過將從所述加速度傳感器輸出的信號(hào)減去該信號(hào)的偏移分量而得到的值最一致的推定值時(shí)的角度確定作為所述殼體的橫擺方向車體安裝角的橫擺方向車體安裝角檢測單元。
2. —種車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括 輸出與車輛的移動(dòng)距離相應(yīng)的脈沖信號(hào)的距離傳感器；輸出與將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度相應(yīng)的信號(hào)的角速 度傳感器-，輸出與將所述殼體的水平面前后方向作為傳感器檢測軸的加速度相應(yīng)的 信號(hào)的加速度傳感器；基于從所述距離傳感器傳送來的脈沖信號(hào)來計(jì)測車體行進(jìn)方向速度及車 體行進(jìn)方向加速度的車體速度和加速度計(jì)測單元；基于從所述角速度傳感器輸出的信號(hào)來計(jì)測角速度的角速度計(jì)測單元；基于由所述車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向速度和由所述角速度計(jì)測單元計(jì)測的角速度來推定車體側(cè)傾角的車體側(cè)傾角推定單元；推定將由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向加速度的加速 度傳感器信號(hào)分量和由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角的加速度傳感 器信號(hào)分量合成的加速度傳感器信號(hào)分量的加速度傳感器輸出推定單元；以及 在將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由所述加速度傳感器輸出推定單元 推定的加速度傳感器信號(hào)分量的值即預(yù)偏移在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定 距離以上或者規(guī)定角度以上時(shí)，根據(jù)偏移基準(zhǔn)值和預(yù)偏移的差異來確定殼體的 俯仰方向車體安裝角的俯仰方向車體安裝角檢測單元。
3. 如權(quán)利要求1所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括 基于由橫擺方向車體安裝角檢測單元確定的橫擺方向車體安裝角，將由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分 量和由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量進(jìn)行 合成并根據(jù)將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由該合成得到的信號(hào)分量的剩 余信號(hào)來推定車體俯仰角的車體俯仰角推定單元；以及使用由所述車體俯仰角推定單元推定的車體俯仰角和由所述車體側(cè)傾角 推定單元推定的車體側(cè)傾角來將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度和車體行進(jìn)方向的加速度、速度及距離分別轉(zhuǎn)換為繞鉛垂軸的角速度和水平面 行進(jìn)方向的加速度、速度及距離的車體姿勢校正單元。
4. 如權(quán)利要求2所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括 將由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分量和由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信 號(hào)分量進(jìn)行合成并根據(jù)將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由該合成得到的信 號(hào)分量的剩余信號(hào)算出車體俯仰角，進(jìn)一步校正使用由俯仰方向車體安裝角檢測單元確定的俯仰方向車體安裝角算出的車體俯仰角的車體俯仰角推定單元；以及使用由所述車體俯仰角推定單元推定的車體俯仰角和由所述車體側(cè)傾角 推定單元推定的車體側(cè)傾角來將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度 和車體行進(jìn)方向的加速度、速度及距離分別轉(zhuǎn)換為繞鉛垂軸的角速度和水平面行進(jìn)方向的加速度、速度及距離的車體姿勢校正單元。
5. 如權(quán)利要求3所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，還包括使用由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角和由角速度計(jì)測單 元計(jì)測的角速度來計(jì)算加速度傳感器的車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量的車體側(cè)傾 加速度信號(hào)分量推定單元，車體俯仰角推定單元進(jìn)一步使用由所述車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量推定單 元計(jì)算的車體側(cè)傾加速度信號(hào)分量算出車體俯仰角。
6. 如權(quán)利要求l所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，加速度傳感器輸出推定單元還推定將由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測 的車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分量和由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量進(jìn)行合成的加速度傳感器信號(hào)分量，車載導(dǎo)航裝置包括在將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由所述加速度傳感器輸出推定單元 推定的加速度傳感器信號(hào)分量的值即預(yù)偏移在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定 距離以上或者規(guī)定角度以上時(shí)，根據(jù)偏移基準(zhǔn)值和預(yù)偏移的差異確定殼體的俯 仰方向車體安裝角的俯仰方向車體安裝角檢測單元；評價(jià)由橫擺方向車體安裝角檢測單元確定的橫擺方向車體安裝角及由所 述俯仰方向車體安裝角檢測單元確定的俯仰方向車體安裝角作用于測位精度的影響的車體安裝角影響評價(jià)單元；以及告知所述橫擺方向車體安裝角或者所述俯仰方向車體安裝角的至少一個(gè)、 和所述車體安裝角影響評價(jià)單元所進(jìn)行的評價(jià)結(jié)果的告知單元。
7. 如權(quán)利要求6所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括-車體俯仰角推定單元，該車體俯仰角推定單元基于由橫擺方向車體安裝角檢測單元確定的橫擺方向車體安裝角，將由車體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的 車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分量和由車體側(cè)傾角推定單元推定 的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量進(jìn)行合成，根據(jù)將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由該合成得到的信號(hào)分量的剩余信號(hào)推定車體俯仰角，或者將由車 體速度和加速度計(jì)測單元計(jì)測的車體行進(jìn)方向加速度的加速度傳感器信號(hào)分 量和由車體側(cè)傾角推定單元推定的車體側(cè)傾角的加速度傳感器信號(hào)分量進(jìn)行 合成，根據(jù)將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去由該合成得到的信號(hào)分量的剩余信號(hào)算出車體俯仰角，進(jìn)一步校正使用由俯仰方向車體安裝角檢測單元確定的俯仰方向車體安裝角算出的車體俯仰角；以及使用由所述車體俯仰角推定單元推定的車體俯仰角和由所述車體側(cè)傾角 推定單元推定的車體側(cè)傾角來將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度 和車體行進(jìn)方向的加速度、速度及距離分別轉(zhuǎn)換為繞鉛垂軸的角速度和水平面行進(jìn)方向的加速度、速度及距離的車體姿勢校正單元。
8. 如權(quán)利要求7所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，還包括輸入對于由告知單元告知的內(nèi)容的響應(yīng)的操作輸入單元， 車體姿勢校正單元執(zhí)行與來自所述操作輸入單元的輸入相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。
9. 如權(quán)利要求3所述的車載導(dǎo)航裝置，其特征在于，包括在將從加速度傳感器輸出的信號(hào)減去從車體俯仰角推定單元輸出的信號(hào) 的推定值的值在規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定距離以上或者規(guī)定角度以上時(shí)， 使用該值校正加速度傳感器的偏移的加速度傳感器偏移校正單元。
全文摘要
車載導(dǎo)航裝置包括距離傳感器(2)；檢測將殼體的垂直方向作為傳感器檢測軸的角速度的角速度傳感器(1)；檢測將殼體的水平面前后方向作為傳感器檢測軸的加速度的加速度傳感器(3)；基于來自距離傳感器的信號(hào)計(jì)測車體行進(jìn)方向的速度和加速度的車體速度和加速度計(jì)測單元(42)；基于來自角速度傳感器的信號(hào)計(jì)測角速度的角速度計(jì)測單元(41)；基于車體行進(jìn)方向速度和角速度推定車體側(cè)傾角的車體側(cè)傾角推定單元(43)；輸出殼體在橫擺方向旋轉(zhuǎn)而安裝在車體上時(shí)的加速度傳感器的輸出信號(hào)的每隔規(guī)定角度的推定值的加速度傳感器輸出推定單元(45)；以及將得到與從來自加速度傳感器的信號(hào)減去偏移分量的值最一致的推定值時(shí)的角度作為橫擺方向車體安裝角的橫擺方向車體安裝角檢測單元(46)。
文檔編號(hào)G08G1/0969GK101583844SQ200780049810
公開日2009年11月18日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日
發(fā)明者加藤博明, 大內(nèi)定美, 熊谷滋樹, 石上忠富, 藤井將智, 韓敬華 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社