| 【発明の名称】 |
車両走行誘導装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】早松 竹男
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| 【要約】 |
【課題】相対移動量検出等のために用いられる角度センサが坂道走行等で傾斜状態で使用されても、その検出の精度が悪化することのない車両走行誘導装置を提供する。
【解決手段】全体を複合的に制御するためのＣＰＵ１が設けられ、このＣＰＵ１には地図データ２を入力し得るように構成され、入力装置３と表示装置４が接続されている。ＣＰＵ１にはＧＰＳ受信機５と角度センサ６と距離センサ７とが接続され、自車両の絶対位置がＧＰＳ受信機５で検出され、自車両の相対的な移動量が角度センサ６と距離センサ７とで検出される。角度センサ６の傾斜角度を検出するための傾斜センサ８ａが含まれた構成でもって、角度センサ６における感度特性を補正する感度補正部８が設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】地図データと目的地設定入力等によって求められた走行経路を運転者に表示等で報知し得ると共に、自車両の相対的な移動量を検出して運転者に走行誘導をし得る車両走行誘導装置において、前記自車両の絶対位置をＧＰＳ受信等で検出する絶対位置検出手段と、前記自車両の相対的な移動量を検出するために該自車両に固定された角度センサを少なくとも有する相対移動量検出手段と、前記相対移動量検出手段の有する前記角度センサの傾斜角度を検出する傾斜検出手段と、前記傾斜検出手段によって得られた前記傾斜角度のデータに対応して前記角度センサにおける感度特性を補正する感度補正手段とを具備することを特徴とする車両走行誘導装置。
【請求項２】前記傾斜検出手段は、傾斜センサを含んで構成することを特徴とする請求項１に記載の車両走行誘導装置。
【請求項３】前記傾斜検出手段は、加速度センサと距離センサとを含んで構成することを特徴とする請求項１に記載の車両走行誘導装置。
【請求項４】前記相対移動量検出手段は、前記角度センサが前記自車両の基準軸上に固定されるように構成することを特徴とする請求項１に記載の車両走行誘導装置。
【請求項５】前記相対移動量検出手段は、前記角度センサが前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずれて固定されるように構成することを特徴とする請求項１に記載の車両走行誘導装置。
【請求項６】前記角度センサは、前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずらされた軸と、前記傾斜検出手段の有する検出基準軸とが一致するように固定されて構成されることを特徴とする請求項５に記載の車両走行誘導装置。
【請求項７】前記角度センサは、前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずらされた軸と、前記傾斜検出手段の有する検出基準軸とが所定のずれ角度を有するように固定されて構成されることを特徴とする請求項５に記載の車両走行誘導装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両走行誘導装置に関し、特に、地図データと目的地設定入力等によって求められた走行経路を運転者に表示等で報知し得ると共に、自車両の相対的な移動量を検出して運転者に走行誘導をし得る車両走行誘導装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両走行誘導装置は、絶対位置検出手段によって検出される絶対位置データに対して相対的な移動量を検出するための相対移動量検出手段が設けられ、これを構成するための角度センサを有している。
【０００３】この角度センサはその検出軸が、自車両の車体の基準軸、即ち、図３に示すような水平軸Ｐに直角な垂直軸Ｑに一致するように固定され、自車両が傾斜することによって角度センサ１０が傾斜角度θをなす傾斜軸Ｒだけ傾くことになる【０００４】このように固定された角度センサ１０は、その感度が傾斜角度の全てにおいて均一ではなく、傾斜角度が増加することに伴って感度減衰が生じ、その一例を示す図４のように傾斜角度θ（度）が大きくなることに伴って出力感度（比）が鈍くなって行くことが知られている。
【０００５】しかし、車両走行誘導装置に用いられる角度センサ１０は、その角度検出の上限が３０度程度であるために、感度減衰に対する誤差が割合に少ない（図４に示す例では０．９程度）ために実用上はこの感度減衰を無視して装置設計が行われる場合が多い現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両走行誘導装置は、それに用いられている角度センサは、車両が平坦路を走行している場合にはその感度減衰が生ぜず、別段の問題がないものの、車両が坂道走行等を行うことによって角度センサか傾斜されてしまったときに感度減衰が生じるために検出精度が悪化してしまうため、それを解消することのできる車両走行誘導装置の出現が熱望されている。
【０００７】そこで、本発明は、相対移動量検出等のために用いられる角度センサが坂道走行等で傾斜状態で使用されても、その検出の精度が悪化することのない車両走行誘導装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、本発明は次に記載するような特徴的な構成を採用している。
【０００９】（１）地図データと目的地設定入力等によって求められた走行経路を運転者に表示等で報知し得ると共に、自車両の相対的な移動量を検出して運転者に走行誘導をし得る車両走行誘導装置において、前記自車両の絶対位置をＧＰＳ受信等で検出する絶対位置検出手段と、前記自車両の相対的な移動量を検出するために該自車両に固定された角度センサを少なくとも有する相対移動量検出手段と、前記相対移動量検出手段の有する前記角度センサの傾斜角度を検出する傾斜検出手段と、前記傾斜検出手段によって得られた前記傾斜角度のデータに対応して前記角度センサにおける感度特性を補正する感度補正手段とを具備する。
【００１０】（２）前記（１）の傾斜検出手段は、傾斜センサを含んで構成する。
【００１１】（３）前記（１）の傾斜検出手段は、加速度センサと距離センサとを含んで構成する。
【００１２】（４）前記（１）の相対移動量検出手段は、前記角度センサが前記自車両の基準軸上に固定されるように構成する。
【００１３】（５）前記（１）の相対移動量検出手段は、前記角度センサが前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずれて固定されるように構成する。
【００１４】（６）前記（５）の角度センサは、前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずらされた軸と、前記傾斜検出手段の有する検出基準軸とが一致するように固定されて構成する。
【００１５】（７）前記（５）の角度センサは、前記自車両の基準軸に対して所定の角度だけずらされた軸と、前記傾斜検出手段の有する検出基準軸とが所定のずれ角度を有するように固定されて構成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図１を用いて詳細に説明する。図１に示す車両走行の誘導装置は、その全体動作を複合的に制御するためのＣＰＵ１が設けられ、このＣＰＵ１には全体地図、部分地図、詳細地図等の地図情報が格納されたＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭを再生して得られた地図データ２を入力し得るように構成され、また、入力装置３と表示装置４が接続されている。この入力装置３は、車両走行の誘導装置における各種動作モードの設定や目的地入力を行うためのもので、表示装置４は、各種動作モード表示や地図表示が行われるように構成されている。
【００１７】このＣＰＵ１にはＧＰＳ受信機５と角度センサ６と距離センサ７とが接続されていて、自車両の絶対位置をＧＰＳ受信機５で検出する絶対位置検出手段と、自車両の相対的な移動量を検出するために該自車両に固定された角度センサ６を少なくとも有する相対移動量検出手段とが構成される。
【００１８】また、相対移動量検出手段の有する角度センサ６の傾斜角度を検出するための傾斜検出手段を構成する傾斜センサ８ａが含まれた構成でもって、この傾斜センサ８ａによって得られた傾斜角度のデータに対応して角度センサ６における感度特性を補正する感度補正手段を構成する感度補正部８が設けられている。
【００１９】以上のように構成された本形態の車両走行誘導装置は、地図データ２と目的地設定入力を行う入力装置３とによって求められた走行経路表示画面を運転者に対して表示装置４で表示させると共に、自車両の相対的な移動量が角度センサ６と距離センサ７で検出され、前述の走行経路表示画面に自車位置が重畳して表示され、運転者への走行誘導が行われる。
【００２０】その際に、角度センサ６に傾斜（車両傾斜）が生じる場合には、それが傾斜センサ８ａによって検出され、感度補正部８によって、例えば前述の図４に示すような感度減衰の特性を打ち消すように、角度センサ６の出力そのものを補正したり、角度センサ６における検出ゲインを変化させることで感度補正がされる。
【００２１】従って、傾斜センサ８ａによって得られた傾斜角度のデータに対応して角度センサ６における感度特性を補正するという感度補償が実現される。
【００２２】以上のような形態の車両走行誘導装置は、傾斜角度θを求める手段として傾斜センサ８ａを用いた例であるが、図１に示す感度補正部８の代わりに図２に示すような感度補正部９を設け、この感度補正部９に加速度センサ９ａを含ませて構成し、前述の距離センサ７とを組み合わせて用いることによって傾斜角度θを求めることもできる。
【００２３】すなわち、加速度センサ９ａは、車両（移動体）が一定速度で移動中のときには加速度ａL はゼロであるが、加速または減速を行ったときにはその時点の加速度に見合った値が出力される。また、距離センサ７は、車両の移動した距離Ｌを求めるために使用されるもので、このときに一定速度Ｖconstで任意の時間Ｔに移動した距離Ｌは（１）式の関係にある。
【００２４】
Ｌ＝Ｖconst・Ｔ ………………………（１）式【００２５】このとき、車両が一定速度で坂道を移動した場合に加速度センサ９ａが検出する加速度ａVは、坂道の傾斜角度θに見合った加速度ａθを検出しているので、加速度ａθと加速度ａVは、（２）式のように表すことができる。
【００２６】
ａθ ＝ａV ………………………………（２）式【００２７】このときの傾斜角度θに見合った加速度ａθを「重力加速度ｇと傾斜角度θ」で表すと、（３）式のようになる。
【００２８】
ａθ ＝ｇ・ｓｉｎθ ……………………（３）式【００２９】従って、この（３）式を展開することによって傾斜角度θを（４）式のようにして求めることができる。
【００３０】
θ＝ｓｉｎ-1（ａθ／ｇ） ……………（４）式【００３１】また、車両が加速中または減速中に加速度センサ９ａが検出した加速度ａVは、傾斜角度θが０度のときには車両の真の加速度ａLを表しているが、車両が坂道を移動しているときには傾斜角度分の加速度ａθの成分が（５）式で表されるように付加された値になる。
【００３２】
ａV＝ａL＋ａθ ………………………（５）式【００３３】さて、移動速度Ｖは、任意の時間Ｔと、この時間Ｔの間に距離センサ７から得られた移動距離Ｌとから（６）式のようにして求めることができる。
【００３４】
Ｖ＝Ｌ／Ｔ ………………………………（６）式【００３５】よって、車両が加速中または減速中でも単位時間ΔＴ毎に距離センサ７から得られた移動距離ΔＬの値を使用すれば（６）式を修正して（７）式によってそのときの移動速度Ｖを求めることができる。
【００３６】
Ｖ＝ΔＬ／ΔＴ …………………………（７）式【００３７】このときの移動速度をＶnとし、前回の計測で得られた速度をＶn-1としたときにその速度差ΔＶは（８）式から求められる。
【００３８】
ΔＶ＝Ｖn−Ｖn-1 ……………………（８）式【００３９】この速度差ΔＶは、微小時間の速度変化を表しているので、このときの加速度ａLは（９）式からを求めることができる。
【００４０】
ａL＝ΔＶ／ΔＴ ………………………（９）式【００４１】このときに加速度センサ９ａが誤認識している加速度ａMは、（１０）式に示すように加速度センサ９ａから得られた加速度ＡVから距離センサ７より求められた加速度ａLを差し引くことによって求めることがでる。
【００４２】
ａM＝ＡV−ａL ………………………（１０）式【００４３】この加速度ａMは、（５）式で表した傾斜角度分の加速度ａθと同じと考えることができ、従って、傾斜角度θは、（４）式を利用することによって求めることができる。
【００４４】従って、本形態の車両走行誘導装置は、地図データ２と目的地設定入力を行う入力装置３とによって求められた走行経路表示画面を運転者に対して表示装置４で表示させると共に、自車両の相対的な移動量が角度センサ６と距離センサ７で検出され、前述の走行経路表示画面に自車位置が重畳して表示され、運転者への走行誘導が行われる。
【００４５】この際に、角度センサ６に傾斜（車両傾斜）が生じる場合には、それが加速度センサ９ａと距離センサ７の両出力データによって検出され、感度補正部９によって、例えば前述の図４に示すような感度減衰の特性を打ち消すように、角度センサ６の出力そのものを補正したり、角度センサ６における検出ゲインを変化させることで感度補正がされる。
【００４６】従って、加速度センサ９ａと距離センサ７のそれぞれによって得られた傾斜角度のデータに対応して角度センサ６における感度特性が補正されるという感度補償が実現される。
【００４７】なお、今まで説明した２つの形態は、角度センサ６が車両の基準軸に一致して固定されているが、車両における角度センサ６の設置スペース等の関係で一致した取り付けができない場合があり、この場合には角度センサ６を車両の基準軸に対して所定の角度だけずれて固定してもよく、またこの場合には、所定の角度だけずらされた当該軸と、前述傾斜検出手段の有する検出基準軸とが一致するように固定されて構成したり、検出基準軸とが所定のずれ角度を有するように固定されて構成してもよいことは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明による車両走行誘導装置は、それに用いられている角度センサの傾斜を検出し、車両が坂道走行等を行うことによって角度センサか傾斜されてしまったときに生じる感度減衰を補償しているために、車両傾斜に基づく検出精度悪化が生ぜず、相対移動量検出等のために用いられる角度センサが坂道走行等で傾斜状態で使用されても、その検出の精度が悪化することのない車両走行誘導装置を提供することができる。
【００４９】また、角度センサの車両固定を傾いて据え付けなければならないときであっても正規の基準軸上に据え付けられた場合と同様の精度が得られるような補償がなされるので、据え付けの自由度が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３５９５
【氏名又は名称】株式会社ケンウッド
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月５日（１９９９．１０．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１７１０
【弁理士】
【氏名又は名称】福山 正博
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８４６２（Ｐ２００１−１０８４６２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８４３３９ |
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