JP2024011414A - 補正システム、端末装置、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】角速度を効率的に導出する技術を提供する。【解決手段】サーバ３００は、３軸角速度センサ１１０のオフセットの第１初期値、３軸角速度センサ１１０の感度係数の第２初期値、３軸加速度センサ１１２のオフセットの第３初期値、３軸加速度センサ１１２の感度係数の第４初期値を探索する。端末装置１００は、第１初期値をもとに３軸角速度センサ１１０のオフセットを探索し、第２初期値をもとに３軸角速度センサ１１０の感度係数を探索し、第３初期値をもとに３軸加速度センサ１１２のオフセットを探索し、第４初期値をもとに３軸加速度センサ１１２の感度係数を探索する。端末装置１００は、３軸角速度センサ１１０のオフセット、３軸角速度センサ１１０の感度係数、３軸加速度センサ１１２のオフセット、３軸加速度センサ１１２をもとに、角速度を導出する。【選択図】図１

Description

本発明は、補正技術に関し、特に３軸の角速度センサ、加速度センサの出力を補正する補正システム、端末装置、プログラムに関する。

角速度センサに測位誤差が生じる原因の１つが角速度センサのオフセットの存在である。角速度センサのオフセットの影響を低減するために、角速度センサにはキャリブレーションすることが必要とされるが、キャリブレーションの処理は角速度センサにとって一般的に煩雑である。そのため、キャリブレーションを容易に実行することが困難である。キャリブレーションを容易に実行するために、移動端末とサーバからなるシステムにおいて、移動端末に搭載された角速度センサのオフセットがサーバによって補正される。このような構成では、移動端末での処理量は増加しないが、サーバでの処理量が増加する。サーバでの処理量の増加を抑制するために、移動体が所定の移動量と角度以上に変化した場合にのみキャリブレーションが実行される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２１５５４７号公報

システム全体としての効率を考慮すると、端末側でも演算を実行するが好ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、角速度を効率的に導出する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の補正システムは、３軸角速度センサと３軸加速度センサとＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部とを備える端末装置と、端末装置と通信可能なサーバとを備える。端末装置は、３軸角速度センサの第１出力値と３軸加速度センサの第２出力値とＧＮＳＳ測位部での測位結果とをサーバに送信し、サーバは、第１出力値と第２出力値と測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において３軸角速度センサのオフセットの第１初期値を探索し、第２初期許容範囲内において３軸角速度センサの感度係数の第２初期値を探索し、第３初期許容範囲内において３軸加速度センサのオフセットの第３初期値を探索し、第４初期許容範囲内において３軸加速度センサの感度係数の第４初期値を探索し、サーバは、第１初期値、第２初期値、第３初期値、第４初期値、第１初期許容範囲、第２初期許容範囲、第３初期許容範囲、第４初期許容範囲を端末装置に送信し、端末装置は、新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して、第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で第１初期値をもとに３軸角速度センサのオフセットを探索し、第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で第２初期値をもとに３軸角速度センサの感度係数を探索し、第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で第３初期値をもとに３軸加速度センサのオフセットを探索し、第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で第４初期値をもとに３軸加速度センサの感度係数を探索し、端末装置は、３軸角速度センサのオフセット、３軸角速度センサの感度係数、３軸加速度センサのオフセット、３軸加速度センサの感度係数をもとに、角速度を導出する。

本発明の別の態様は、端末装置である。この装置は、３軸角速度センサと、３軸加速度センサと、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部と、３軸角速度センサの第１出力値と３軸加速度センサの第２出力値とＧＮＳＳ測位部での測位結果とをサーバに送信するとともに、第１出力値と第２出力値と測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において探索された３軸角速度センサのオフセットの第１初期値、第２初期許容範囲内において探索された３軸角速度センサの感度係数の第２初期値、第３初期許容範囲内において探索された３軸加速度センサのオフセットの第３初期値、第４初期許容範囲内において探索された３軸加速度センサの感度係数の第４初期値とをサーバから受信する通信部と、新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して、第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で第１初期値をもとに３軸角速度センサのオフセットを探索し、第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で第２初期値をもとに３軸角速度センサの感度係数を探索し、第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で第３初期値をもとに３軸加速度センサのオフセットを探索し、第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で第４初期値をもとに３軸加速度センサの感度係数を探索するとともに、３軸角速度センサのオフセット、３軸角速度センサの感度係数、３軸加速度センサのオフセット、３軸加速度センサの感度係数をもとに、角速度を導出する処理部とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、角速度を効率的に導出できる。

実施例に係る補正システムの構成を示す図である。 実施例に係る座標系を示す図である。 図３（ａ）－（ｂ）は、図１の処理部における処理の概要を示す図である。 図１の統計処理部において生成されるデータベースのデータ構造を示す図である。 図１の統計処理部において生成される別のデータベースのデータ構造を示す図である。 図１の記憶部に記憶されるデータベースのデータ構造を示す図である。 図１の補正システムによる角速度の導出手順を示すシーケンス図である。 図１のサーバによるオフセットおよび感度係数の導出手順を示すフローチャートである。 図１のサーバによる第３初期値の導出手順を示すフローチャートである。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本実施例は、車両等に搭載され、かつ角速度センサと加速度センサを搭載する端末装置と、端末装置から両センサのデータを受信するサーバとを含む補正システムに関する。補正システムでは、角速度センサのオフセットおよび感度と、加速度センサのオフセットおよび感度とをサーバと端末装置で分担して決定する。例えば、サーバが処理量の多い処理を実行し、端末装置は、サーバよりも処理量の少ない処理を実行する。

図１は、補正システム１０００の構成を示す。補正システム１０００は、端末装置１００、サーバ３００を含む。ここで、サーバ３００と端末装置１００は同一事業者によって提供されるものに限定されない。端末装置１００は、３軸角速度センサ１１０、３軸加速度センサ１１２、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部１１４、温度センサ１１６、記憶部１２０、通信部１３０、処理部１４０を含む。サーバ３００は、記憶部３２０、通信部３３０、処理部３４０、統計処理部３５０を含む。端末装置１００は、図示しない車両に搭載可能である。

３軸角速度センサ１１０は、３軸のそれぞれに対応した角速度を測定し、測定した各速度を出力値（以下、「第１出力値」という）として記憶部１２０に順次出力する。ここでは、３軸を説明するために図２を使用する。図２は、実施例に係る座標系を示す。３軸として、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸は車両２００の進行方向を向き、ｚ軸は車両２００の床面から下方への法線方向を向き、ｙ軸はｘ軸およびｚ軸に垂直方向を向く。角速度ベクトルωは［ｐ ｑ ｒ］^Ｔと示され、ｐはｘ軸まわりの角速度であり、ｑはｙ軸まわりの角速度であり、ｒはｚ軸まわりの角速度である。図１に戻る。

３軸加速度センサ１１２は、３軸のそれぞれに対応した加速度を測定し、測定した加速度を出力値（以下、「第２出力値」という）として記憶部１２０に順次出力する。加速度は、ｘ軸方向の加速度ａ_ｘ、ｙ軸方向の加速度ａ_ｙ、ｚ軸方向の加速度ａ_ｚを含む。

ＧＮＳＳ測位部１１４は、ＧＮＳＳ衛星からの信号を受信し、衛星航法により衛星航法データを取得する。衛星航法データには緯度、経度、速度、方位が含まれる。ＧＮＳＳ測位部１１４は、衛星航法データ（以下、「測位結果」という）を記憶部１２０に順次出力する。温度センサ１１６は、温度を計測し、計測した温度を出力値（以下、「第３出力値」という）として記憶部１２０に順次出する。

記憶部１２０は、第１出力値、第２出力値、測位結果、第３出力値を対応づけて記憶する。通信部１３０は、無線通信を実行可能であり、第１出力値、第２出力値、測位結果、第３出力値を測定データとしてサーバ３００に順次送信する。

サーバ３００の通信部３３０は、端末装置１００と通信可能であり、測定データを端末装置１００から順次受信する。記憶部３２０は、通信部３３０において受信した測定データ、つまり第１出力値、第２出力値、測位結果、第３出力値を対応づけて順次記憶する。

処理部３４０は、記憶部３２０に記憶された第１出力値、第２出力値、測位結果を使用して、３軸角速度センサ１１０のオフセットの初期値（以下、「第１初期値」という）、３軸角速度センサ１１０の感度係数の初期値（以下、「第２初期値」という）、３軸加速度センサ１１２のオフセットの初期値（以下、「第３初期値」という）、３軸加速度センサ１１２の感度係数の初期値（以下、「第４初期値」という）を決定する。ここでは、処理部３４０における処理を、（１）角速度を導出するための基本的な処理、（２）オフセットと感度係数との初期値を決定する処理の順に説明する。

（１）角速度を導出するための基本的な処理
初期姿勢は、３軸加速度センサ１１２の出力値とオフセットとをもとにオイラー角表現で導出される。オイラー角表現では、ｘ軸まわりの回転角をロール角φと呼び、ｙ軸まわりの回転角をピッチ角θ、ｚ軸まわりの回転角をヨー角ψと呼ぶ。初期姿勢のφとθは次のように示される。

ここで、ａ_ｘ、ａ_ｙ、ａ_ｚはそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の加速度であり、次のように示される。

ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓは、３軸加速度センサ１１２のｘ軸方向の感度係数、３軸加速度センサ１１２のｙ軸方向の感度係数、３軸加速度センサ１１２のｚ軸方向の感度係数である。ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔは、３軸加速度センサ１１２のｘ軸方向の出力値、３軸加速度センサ１１２のｙ軸方向の出力値、３軸加速度センサ１１２のｚ軸方向の出力値である。ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔが前述の第２出力値に相当する。ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓは、３軸加速度センサ１１２のｘ軸方向のオフセット、３軸加速度センサ１１２のｙ軸方向のオフセット、３軸加速度センサ１１２のｚ軸方向のオフセットである。なお、ψの初期値は、任意の値でよく、例えば、「０」に設定される。

オイラー角表現の初期姿勢は、方向余弦行列による初期姿勢に変換されてから、方向余弦行列による初期姿勢がクォータニオンによる初期姿勢に変換される。オイラー角表現の初期姿勢は、方向余弦行列Ｅを用いて次のように変換される。

また、方向余弦行列Ｅの各成分は次のように示される。

クォータニオンは、回転方向の単位ベクトルと回転角の４成分で定義される。方向余弦行列Ｅによる初期姿勢は、クォータニオンによる初期姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４に次のように変換される。

次に、クォータニオンによる初期姿勢ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４が角速度ベクトルωで更新される。前述のごとく、角速度ベクトルω＝［ｐ ｑ ｒ］^Ｔである。各成分ｐ、ｑ、ｒは図２の通りであるが、次のように示される。

ＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓは、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向の感度係数、３軸角速度センサ１１０のｙ軸方向の感度係数、３軸角速度センサ１１０のｚ軸方向の感度係数である。ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔは、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向の出力値、３軸角速度センサ１１０のｙ軸方向の出力値、３軸角速度センサ１１０のｚ軸方向の出力値である。ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔが前述の第１出力値に相当する。ＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓは、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向のオフセット、３軸角速度センサ１１０のｙ軸方向のオフセット、３軸角速度センサ１１０のｚ軸方向のオフセットである。

次に示すクォータニオンによる姿勢の微分方程式が解かれる。

初期の段階において、クォータニオンによる初期姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４が初期値として微分方程式の右辺に代入され、そのタイミングにおける角速度ベクトルの各成分ｐ、ｑ、ｒも微分方程式の右辺に代入される。微分方程式を解くことによって、クォータニオンによる姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４が更新される。

これに続いて、導出したクォータニオンによる姿勢ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４が微分方程式の右辺に代入され、新たな角速度ベクトルの各成分ｐ、ｑ、ｒも微分方程式の右辺に代入される。微分方程式を解くことによって、クォータニオンによる姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４が再度更新される。つまり、３軸角速度センサ１１０の出力値を順次代入しながら、クォータニオンによる姿勢の微分方程式を繰り返し解くことによって、クォータニオンによる姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４が順次更新される。

更新されたクォータニオンによる姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４が方向余弦行列Ｅによる姿勢に変換されてから、方向余弦行列Ｅによる姿勢がオイラー角表現の姿勢に変換される。更新したクォータニオンによる姿勢ｑ_１、ｑ_２、ｑ_３、ｑ_４は、方向余弦行列Ｅによる姿勢に次のように変換される。

方向余弦行列Ｅは、オイラー角表現の姿勢に次のように変換される。

オイラー角表現の姿勢のうち、ヨー角ψの時間変化ｔ［ｓｅｃ］をもとに角速度が導出される。例えば、着目する時刻ｎのヨー角をψ_ｎと示し、時刻ｎ－１のヨー角をψ_ｎ－１と示す場合、角速度は、（ψ_ｎ－ψ_ｎ－１）／ｔによって導出される。

（２）オフセットと感度係数との初期値を決定する処理
前述のように角速度を導出する場合、３軸角速度センサ１１０のオフセット（ＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓ）、３軸角速度センサ１１０の感度係数（ＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓ）、３軸加速度センサ１１２のオフセット（ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓ）、３軸加速度センサ１１２の感度係数（ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓ）等のパラメータが必要になる。処理部３４０は、これらのパラメータの初期値を決定し、決定した初期値を端末装置１００に出力する。端末装置１００は、初期値を更新することによってパラメータを決定する。３軸角速度センサ１１０のオフセットの初期値、３軸角速度センサ１１０の感度係数の初期値、３軸加速度センサ１１２のオフセットの初期値、３軸加速度センサ１１２の感度係数の初期値が前述の第１初期値から第４初期値にそれぞれ対応する。第１初期値から第４初期値は初期値と総称される。

以下では、パラメータの初期値を決定するための処理を、（２－１）概要、（２－２）探索処理の順に説明する。
（２－１）概要
処理部３４０は、第１初期値から第４初期値を同時に導出するのではなく、これらを逐次的に導出する。例えば、（ｉ）３軸角速度センサ１１０のオフセットのための処理、（ｉｉ）３軸加速度センサ１１２のオフセットのための処理、（ｉｉｉ）３軸角速度センサ１１０の感度係数のための処理、（ｉｖ）３軸加速度センサ１１２の感度係数のための処理が順に実行される。これらにおいて、（ｉ）では第１初期値が求められ、（ｉｉ）では第３初期値が求められ、（ｉｉｉ）では第２初期値が求められ、（ｉｖ）では第４初期値が求められる。また、処理部３４０は、（ｉ）から（ｉｖ）を１周として、これを複数周繰り返し実行する。それにより、各初期値が更新される。

（２－２）探索処理
以下では、（２－２－１）１周目の処理、（２－２－２）２周目以降の処理の順に説明する。
（２－２－１）１周目の処理
（２－２－１－１）３軸角速度センサ１１０のオフセットのための処理
角速度ベクトルω＝［ｐ ｑ ｒ］^Ｔは式（６）のように示される。車両２００が静止している場合、ω、つまりｐ、ｑ、ｒのそれぞれは「０」になる。これより、次の関係が成立する。
ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ＝ＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ
ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ＝ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ
ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔ＝ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓ

３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向の出力値は、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向のオフセットと等しくなる。そのため、処理部３４０は、車両２００が停止している場合に、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向の出力値を平均することによって、３軸角速度センサ１１０のｘ軸方向のオフセットの初期値を導出する。車両２００の停止は、ＧＮＳＳ測位部１１４が出力する速度により検出されてもよく、速度センサ（図示せず）によって検出されてもよい。処理部３４０は、他の成分に対しても同様の処理を実行することによって、３軸角速度センサ１１０のｙ軸方向のオフセットの初期値、３軸角速度センサ１１０のｚ軸方向のオフセットの初期値も導出する。導出されたこれらの初期値が前述の第１初期値である。

（２－２－１－２）３軸加速度センサ１１２のオフセットのための処理
ここでは、式（２）におけるＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓが求める対象である。処理部３４０は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓが取りうる範囲として初期許容範囲を設定し、その中に複数の３軸加速度センサ１１２のオフセットの候補値を配置する。図３（ａ）－（ｂ）は、処理部３４０における処理の概要を示す。図３（ａ）において初期許容範囲は「Ａ１」と示され、初期許容範囲の中に９つの候補値「ａ１」から「ａ９」が等間隔に配置される。候補値の数は「９」に限定されない。ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓに対しても同様である。図３（ｂ）は後述し、図１に戻る。

処理部３４０は、式（２）におけるＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓが等しいと仮定する。この仮定により、式（１）では、ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓが相殺される。また、ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔは第２出力値である。その結果、３軸加速度センサ１１２のオフセットの候補値毎の式（１）が作成される。ここでは、１つの軸に対して９通りの候補値が使用されるので、３つの軸では９^３通りの組合せがある。それより、９^３通りの式（１）が作成される。処理部３４０は、９^３通りの式（１）のそれぞれに対して式（３）から式（５）の計算を実行する。

処理部３４０は、式（６）のＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓに予め定めた値を入力し、式（６）のＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓに、（２－２－１－１）において導出した値を入力する。ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔは第１出力値である。また、処理部３４０は、処理部３４０は、９^３通りの式（５）のそれぞれに対して式（７）から式（９）の計算を実行することによって、９^３通りのヨー角ψを導出する。処理部３４０は、ヨー角ψから角速度を導出し、角速度の積分値を方位変化（以下、「自律航法方位変化」という）として導出する。自律航法方位変化は９^３通り求められる。

一方、処理部３４０は、記憶部３２０に記憶した測位結果のうちのＧＮＳＳの方位を使用して、自律航法計算した期間における方位変化（以下、「衛星航法方位変化」という）を導出する。衛星航法方位変化の導出には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。自律航法方位変化を「第１方位変化」と呼ぶ場合、衛星航法方位変化は「第２方位変化」と呼ばれる。処理部３４０は、自律航法方位変化毎に、自律航法方位変化と衛星航法方位変化の差分の絶対値（以下、「差分絶対値」という）を導出する。処理部３４０は、それらの差分絶対値の大きさを比較し、最小の差分絶対値において使用された３軸加速度センサ１１２のオフセットの候補値を第３初期値に設定する。例えば、図３（ａ）における候補値「ａ５」が第３初期値に設定される。

次に、処理部３４０は、第３初期値を中央値として初期許容範囲を再度設定する。その際、初期許容範囲はそれまでよりも狭くされる。図３（ｂ）は、新たに設定した初期許容範囲「Ａ２」を示す。初期許容範囲「Ａ２」は第３初期値である「ａ５」を中央値として設定される。また、初期許容範囲「Ａ２」は、「ａ４」から「ａ６」の幅を有しているので、初期許容範囲「Ａ１」よりも狭くされる。処理部３４０は、初期許容範囲「Ａ２」の中に９つの候補値を等間隔に配置する。これに続く処理は、これまでと同様であり、衛星航法方位変化に最も近い自律航法方位変化に使用された３軸加速度センサ１１２のオフセットの候補値により、第３初期値を更新する。

処理部３４０は、このような処理を収束条件を満たすまで繰り返し、収束条件を満たしたときの第３初期値を特定する。その際、処理部３４０は、処理を繰り返す毎に初期許容範囲をさらに狭くする。収束条件は、更新した第３初期値に対する差分絶対値が、更新前の第３初期値に対する差分絶対値よりも大きくなることである。このように処理部３４０は、初期許容範囲を段階的に狭くしながら第３初期値を探索する。

ここで、初期値の探索において探索を行う範囲（初期許容範囲）を狭くすることによって、精度が向上し、差分絶対値（候補値の中の最小値）は小さくなる。一方、探索が収束した状態では探索範囲を狭くし精度を上げても差分絶対値は変化しない。これらより、差分絶対値が大きくなるのは演算誤差によるものであるため、更新後の差分絶対値が大きくなることを収束条件とする。収束条件は上記に限らず、各候補値における差分絶対値の分散が所定値以下であること、異なる測定データサンプル（第１出力値、第２出力値）によって候補値が異なることであってもよい。

（２－２－１－３）３軸角速度センサ１１０の感度係数のための処理
ここでは、式（６）におけるＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓが求める対象である。処理部３４０は、式（２）におけるＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓが等しいと仮定する。また、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓには、（２－２－１－２）で求めた値が入力される。さらに、ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔは第２出力値である。処理部３４０は、このような式（２）をもとに、式（１）、式（３）から式（５）の計算を実行する。

処理部３４０は、式（６）のＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓに、（２－２－１－１）において導出した値を入力する。ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔは第１出力値である。処理部３４０は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ等を求めるときと同様に、ＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓのそれぞれに対して初期許容範囲を設定し、その中に複数、例えば「９」つの３軸角速度センサ１１０の感度係数の候補値を配置する。初期許容範囲の値は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ等に対する初期許容範囲の値と異なっていてもよい。また、候補値の数は「９」に限定されない。その結果、９^３通りの式（６）が作成される。

処理部３４０は、９^３通りの式（６）を使用して式（７）から式（９）の計算を実行することによって、９^３通りのヨー角ψを導出する。処理部３４０は、これまでと同様に９^３通りの自律航法方位変化と、衛星航法方位変化とを導出する。処理部３４０は、自律航法方位変化毎に差分絶対値を導出する。処理部３４０は、それらの差分絶対値の大きさを比較し、最小の差分絶対値において使用された３軸角速度センサ１１０の感度係数の候補値を第２初期値に設定する。

次に、処理部３４０は、第２初期値を中央値として初期許容範囲を再度設定する。その際、初期許容範囲はそれまでよりも狭くされる。これに続く処理は、これまでと同様であり、衛星航法方位変化に最も近い自律航法方位変化に使用された３軸角速度センサ１１０の感度係数の候補値により、第２初期値を更新する。処理部３４０は、このような処理を収束条件を満たすまで繰り返し、収束条件を満たしたときの第２初期値を特定する。

（２－２－１－４）３軸加速度センサ１１２の感度係数のための処理
ここでは、式（２）におけるＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓが求める対象である。処理部３４０は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ等を求めるときと同様に、ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓのそれぞれに対して初期許容範囲を設定し、その中に複数、例えば「９」つの３軸加速度センサ１１２の感度係数の候補値を配置する。また、ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔは第２出力値である。さらに、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓには、（２－２－１－２）で求めた値が入力される。それより、９^３通りの式（１）が作成される。処理部３４０は、９^３通りの式（１）のそれぞれに対して式（３）から式（５）の計算を実行する。

処理部３４０は、式（６）のＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓに、（２－２－１－３）において導出した値を入力する。また、処理部３４０は、式（６）のＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓに、（２－２－１－１）において導出した値を入力する。さらに、ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔは第１出力値である。

処理部３４０は、９^３通りの式（６）を使用して式（７）から式（９）の計算を実行することによって、９^３通りのヨー角ψを導出する。処理部３４０は、これまでと同様に９^３通りの自律航法方位変化と、衛星航法方位変化とを導出する。処理部３４０は、自律航法方位変化毎に差分絶対値を導出する。処理部３４０は、それらの差分絶対値の大きさを比較し、最小の差分絶対値において使用された３軸加速度センサ１１２の感度係数の候補値を第４初期値に設定する。

次に、処理部３４０は、第４初期値を中央値として初期許容範囲を再度設定する。その際、初期許容範囲はそれまでよりも狭くされる。これに続く処理は、これまでと同様であり、衛星航法方位変化に最も近い自律航法方位変化に使用された３軸加速度センサ１１２の感度係数の候補値により、第４初期値を更新する。処理部３４０は、このような処理を収束条件を満たすまで繰り返し、収束条件を満たしたときの第４初期値を特定する。

（２－２－２）２周目以降の処理
（２－２－２－１）３軸角速度センサ１１０のオフセットのための処理
ここでは、式（６）におけるＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓが求める対象である。式（２）におけるＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓには、（２－２－１－４）で求めた値が入力される。また、ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｕｔ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｕｔは第２出力値である。さらに、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓには、（２－２－１－２）で求めた値が入力される。処理部３４０は、このような式（２）をもとに、式（１）、式（３）から式（５）の計算を実行する。

式（６）におけるＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓには、（２－２－１－３）で求めた値が入力される。また、ＧｙｒｏＸ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｕｔ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｕｔは第１出力値である。さらに、処理部３４０は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ等を求めるときと同様に、ＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓのそれぞれに対して初期許容範囲を設定し、その中に複数、例えば「９」つの３軸角速度センサ１１０のオフセットの候補値を配置する。初期許容範囲の値は、ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ等に対する初期許容範囲の値と異なっていてもよい。また、候補値の数は「９」に限定されない。その結果、９^３通りの式（６）が作成される。

処理部３４０は、９^３通りの式（６）を使用して式（７）から式（９）の計算を実行することによって、９^３通りのヨー角ψを導出する。処理部３４０は、これまでと同様に９^３通りの自律航法方位変化と、衛星航法方位変化とを導出する。処理部３４０は、自律航法方位変化毎に差分絶対値を導出する。処理部３４０は、それらの差分絶対値の大きさを比較し、最小の差分絶対値において使用された３軸角速度センサ１１０のオフセットの候補値を第１初期値に設定する。

次に、処理部３４０は、第１初期値を中央値として初期許容範囲を再度設定する。その際、初期許容範囲はそれまでよりも狭くされる。これに続く処理は、これまでと同様であり、衛星航法方位変化に最も近い自律航法方位変化に使用された３軸角速度センサ１１０のオフセットの候補値により、第１初期値を更新する。処理部３４０は、このような処理を収束条件を満たすまで繰り返し、収束条件を満たしたときの第１初期値を特定する。

ここで、第１初期値を求める場合に使用する初期許容範囲を「第１初期許容範囲」と呼ぶ場合、第２初期値から第４初期値のそれぞれを求める場合に使用される初期許容範囲は「第２初期許容範囲」、「第３初期許容範囲」、「第４初期許容範囲」と呼ばれる。また、第１初期許容範囲、第２初期許容範囲、第３初期許容範囲、第４初期許容範囲は初期許容範囲と総称される。

（２－２－２－２）３軸加速度センサ１１２のオフセットのための処理
（２－２－２－３）３軸角速度センサ１１０の感度係数のための処理
（２－２－２－４）３軸加速度センサ１１２の感度係数のための処理
１周目と同様の処理を実行する。その際、最初の初期許容範囲は１周目の最後の初期許容範囲よりも狭くしてもよい。処理部３４０は、このような処理を予め定めた周数だけ実行する。

このように、処理部３４０は、第１出力値と第２出力値と測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において３軸角速度センサ１１０のオフセットの第１初期値を探索し、第２初期許容範囲内において３軸角速度センサ１１０の感度係数の第２初期値を探索する。また、処理部３４０は、第１出力値と第２出力値と測位結果を使用して、第３初期許容範囲内において３軸加速度センサ１１２のオフセットの第３初期値を探索し、第４初期許容範囲内において３軸加速度センサ１１２の感度係数の第４初期値を探索する。

以上説明した探索処理によって第１初期値から第４初期値が求められると、通信部３３０は、第１初期値、第２初期値、第３初期値、第４初期値、第１初期許容範囲、第２初期許容範囲、第３初期許容範囲、第４初期許容範囲を端末装置１００に送信する。

統計処理部３５０は、処理部３４０において導出した第１初期値から第４初期値をもとに、統計処理を実行することによって統計情報を生成する。例えば、統計処理部３５０は、複数の端末装置１００のそれぞれに対して第１初期値から第４初期値が求められる毎に統計情報を生成する。図４は、統計処理部３５０において生成されるデータベースのデータ構造を示す。ここでは、３軸角速度センサ１１０のオフセットの統計情報と３軸加速度センサ１１２のオフセットの統計情報が、第３出力値である温度毎に示される。３軸角速度センサ１１０の感度係数の統計情報と３軸加速度センサ１１２の感度係数の統計情報も同様に示されてもよい。図５は、統計処理部３５０において生成される別のデータベースのデータ構造を示す。差分絶対値平均等が温度毎に示される。図１に戻る。

ここで、初期状態における初期許容範囲はデバイス特性をもとに定められている。統計処理部３５０において統計情報が生成されると、初期許容範囲と中央値は統計情報をもとに決定される。例えば、分散の３倍が初期許容範囲とされ、平均値が中央値とされる。

端末装置１００の通信部１３０は、第１初期値、第２初期値、第３初期値、第４初期値、第１初期許容範囲、第２初期許容範囲、第３初期許容範囲、第４初期許容範囲をサーバ３００から受信する。記憶部１２０は、通信部１３０において受信した第１初期値、第２初期値、第３初期値、第４初期値、第１初期許容範囲、第２初期許容範囲、第３初期許容範囲、第４初期許容範囲を記憶する。

処理部１４０は、新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して処理部３４０と同様の処理を実行する。つまり、処理部１４０は、第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で第１初期値をもとに３軸角速度センサ１１０のオフセットを探索し、第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で第２初期値をもとに３軸角速度センサ１１０の感度係数を探索する。また、処理部１４０は、第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で第３初期値をもとに３軸加速度センサ１１２のオフセットを探索し、第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で第４初期値をもとに３軸加速度センサ１１２の感度係数を探索する。第１許容範囲、第２許容範囲、第３許容範囲、第４許容範囲は許容範囲と総称される。

これは、サーバ３００から受信した第１初期値から第４初期値をもとに温度ドリフトに追従したオフセット、感度係数を導出することに相当する。その際、各許容範囲において設定される候補値の数は、処理部３４０において設定される候補値の数、例えば「９」よりも少なくされる。一例として、各許容範囲において設定される候補値の数は「３」に設定される。また、通信部１３０は統計情報をサーバ３００から受信してもよい。その際、処理部１４０は、統計情報をもとに許容範囲と中央値とを設定する。

処理部１４０は、３軸角速度センサ１１０のオフセット、３軸角速度センサ１１０の感度係数、３軸加速度センサ１１２のオフセット、３軸加速度センサ１１２の感度係数をもとに、角速度を導出する。角速度の導出は前述の通りになされればよいので、ここでは説明を省略する。

処理部１４０は、角速度の積分値を自律航法方位変化として導出するとともに、測位結果をもとに衛星航法方位変化を導出する。自律航法方位変化と衛星航法方位変化との差異がしきい値よりも大きくなった場合に、通信部１３０は、第１初期値から第４初期値の再探索を要求するための要求信号をサーバ３００に送信する。また、処理部１４０は、第１出力値と第２出力値と測位結果とを取得したときに温度センサ１１６において測定した第１温度と、温度センサ１１６において測定した現在の第２温度との差異を導出してもよい。差異がしきい値よりも大きくなった場合に、通信部１３０は、第１初期値から第４初期値の再探索を要求するための要求信号をサーバ３００に送信する。このような要求信号に誤差の情報が含まれてもよい。これらは、処理部１４０において追従から外れた状態が検出された場合に、第１初期値から第４初期値の再探索をサーバ３００に要求することに相当する。

処理部１４０は、端末装置１００の温度変化が所定値以上となった場合に温度フラグを「１」とする。また、処理部１４０は、端末装置１００における自律航法方位変化と衛星航法方位変化との差異が所定値よりも大きくなった場合に誤差フラグを「１」とする。所定値はサーバ３００から取得する統計値によって設定される。端末装置１００の記憶部１２０に、各温度においてサーバ３００によって導出された初期値が記憶され、変化後の温度（第２温度）における初期値が記憶部１２０に記憶されていない場合（サーバ３００によって未導出の場合）に温度フラグが「１」にされてもよい。

各端末装置１００はサーバ３００から過去に取得した第１初期値から第４初期値を温度（第１温度）ととも記憶部１２０に記憶しており、温度変化が生じた場合に、変化後の温度（第２温度）における第１初期値等が記憶されていなければ、記憶された初期値をもとに第１初期値等を導出してもよい。その際、端末装置１００は、サーバ３００に再探索を要求しない。温度変化と誤差変化との組合せで再探索の要求が判断されてよい。

サーバ３００の通信部３３０が要求信号を端末装置１００から受信すると、処理部３４０は、これまでと同様の処理を実行することによって、第１初期値から第４初期値を再探索する。これに続いて、サーバ３００の通信部３３０は、再探索された第１初期値から第４初期値を端末装置１００に送信する。端末装置１００の通信部１３０は、再探索された第１初期値から第４初期値をサーバ３００から受信し、処理部１４０は、再探索された第１初期値から第４初期値に対してこれまでと同様の処理を実行する。

通信部３３０は、複数の端末装置１００と通信可能であってもよい。記憶部３２０は、各端末装置１００における状態を管理する。図６は、記憶部３２０に記憶されるデータベースのデータ構造を示す。データベースには、各端末装置１００に対する補正状態、温度変化フラグ、誤差フラグが示される。補正状態はサーバ３００における各端末装置１００に対する補正状態を示し、温度フラグは端末装置１００における温度変化を示す情報、誤差フラグは端末装置１００における誤差の状態を示す情報である。端末ＩＤのＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿１、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿３、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿５に対する補正状態は、探索処理によって第１初期値から第４初期値が導出されて端末装置１００に送信された状態を示す。また、端末ＩＤのＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿２、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿５に対する補正状態は、初期値を導出中の状態を示し、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿５００、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿１０００、ＴｅｒｍｉｎａｌＩＤ＿１００００に対する補正状態は、初期値を未導出である状態を示す。図１に戻る。

処理部３４０は、このようなテーブルにおける補正状態、誤差フラグ、温度フラグに基づいて探索処理を行う端末装置１００の優先度を決定する。例えば、処理部３４０は、温度フラグが「１」、誤差フラグが「０」の端末装置１００よりも、誤差フラグが「１」の端末装置１００の初期値導出を優先させる。また、処理部３４０は、補正状態が初期である端末装置１００を優先させてもよい。

処理部３４０は、各端末装置１００の各温度における補正状態、温度フラグ、誤差フラグによって優先度を決定してもよい。例えば、処理部３４０は、温度フラグが「１」であっても補正状態が「収束済」である場合、端末装置１００に当該温度の初期値データが記憶されているので、優先度を低く設定する。また、処理部３４０は、温度フラグ、誤差フラグが「１」で補正状態が「初期」である場合、端末装置１００は当該温度における初期値を記憶しておらず、温度変化による誤差も大きくなったので、優先度を高く設定する。つまり、処理部３４０は、複数の端末装置１００のうち、第１初期値から第４初期値、第１初期許容範囲から第４初期許容範囲を送信していない端末装置１００に対して第１初期値から第４初期値を優先的に探索する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による補正システム１０００の動作を説明する。図７は、補正システム１０００による角速度の導出手順を示すシーケンス図である。端末装置１００は、３軸角速度センサ１１０、３軸加速度センサ１１２、ＧＮＳＳ測位部１１４、温度センサ１１６による測定を実行する（Ｓ１０）。端末装置１００は、測定データをサーバ３００に送信する（Ｓ１２）。サーバ３００は、初期値を探索する（Ｓ１４）。サーバ３００は、初期値と初期許容範囲を端末装置１００に送信する（Ｓ１６）。端末装置１００は追従処理を実行する（Ｓ１８）。端末装置１００は、追従外れを検出する（Ｓ２０）と、要求信号をサーバ３００に送信する（Ｓ２２）。サーバ３００は初期値を再探索する（Ｓ２４）。サーバ３００は、初期値と初期許容範囲を端末装置１００に送信する（Ｓ２６）。端末装置１００は追従処理を実行する（Ｓ２８）。

図８は、サーバ３００によるオフセットおよび感度係数の導出手順を示すフローチャートである。１周目の処理である場合（Ｓ５０のＹ）、処理部３４０は３軸角速度センサ１１０のオフセットを決定する（Ｓ５２）。処理部３４０は３軸加速度センサ１１２のオフセットを探索し（Ｓ５４）、３軸角速度センサ１１０の感度係数を探索し（Ｓ５６）、３軸加速度センサ１１２の感度係数を探索する（Ｓ５８）。処理が終了でなければ（Ｓ６０のＮ）、ステップ５０に戻る。１周目の処理でない場合（Ｓ５０のＮ）、処理部３４０は３軸角速度センサ１１０のオフセットを探索する（Ｓ６２）。処理部３４０はステップ５４からステップ５８を順に実行する。処理が終了であれば（Ｓ６０のＹ）、処理が終了される。

図９は、サーバ３００による第３初期値の導出手順を示すフローチャートである。これは、図８のステップ５４の処理に相当する。処理部３４０は衛星航法方位変化を算出する（Ｓ１００）。処理部３４０は、第３初期許容範囲を設定し（Ｓ１０２）、自律航法方位変化を算出する（Ｓ１０４）。処理部３４０は、（衛星航法方位変化－自律航法方位変化）の絶対値を算出する（Ｓ１０６）。今回の絶対値が前回の絶対値よりも小さければ（Ｓ１０８のＹ）、処理部３４０は第３初期値を更新する（Ｓ１１０）。今回の絶対値が前回の絶対値よりも小さくなければ（Ｓ１０８のＮ）、ステップ１１０はスキップされる。収束してなければ（Ｓ１１２のＮ）、ステップ１０２に戻る。収束すれば（Ｓ１１２のＹ）、処理部３４０は第３初期値を記憶する（Ｓ１１４）。

本発明の実施例によれば、サーバにおいて３軸角速度センサと３軸加速度センサとにおけるオフセットの初期値と感度係数の初期値を決定し、端末装置において初期値をもとに３軸角速度センサと３軸加速度センサとにおけるオフセットと感度係数とを決定するので、サーバと端末装置において処理を分担できる。また、サーバと端末装置において処理を分担するので、サーバの負荷を軽減しつつオフセットと感度係数とを決定できる。また、処理量の多いオフセットの初期値と感度係数の初期値の決定をサーバにおいて実行し、処理量の少ないオフセットと感度係数の決定を端末装置において実行するので、角速度を効率的に導出できる。また、処理量の多い初期値の決定をサーバにおいて実行するので、端末装置のみでオフセットと感度係数とを決定する場合よりも決定精度を向上できる。

また、初期値を探索するための処理を繰り返す毎に初期許容範囲を狭くするので、探索精度を向上できる。また、オフセットと感度係数を探索するための処理を繰り返す毎に初期許容範囲を狭くするので、探索精度を向上できる。また、統計情報に基づいて初期許容範囲を狭めるので、角速度を効率的に導出できる。

また、端末装置は、自律航法方位変化と衛星航法方位変化との差異がしきい値よりも大きくなった場合に、第１初期値から第４初期値の再探索をサーバに要求するので、角速度の導出精度の悪化を抑制できる。また、端末装置は、温度変化が大きい場合に、第１初期値から第４初期値の再探索をサーバに要求するので、角速度の導出精度の悪化を抑制できる。また、サーバは、複数の端末装置のうち、第１初期値から第４初期値を送信していない端末装置に対する処理を優先するので、補正システムとしての精度を向上できる。

以上、本発明について実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例における処理部３４０と処理部１４０は、自律航法方位変化と衛星航法方位変化の差分絶対値により収束を判定している。しかしながらこれに限らず例えば、処理部３４０と処理部１４０は、自律航法速度変化と衛星航法速度変化の差分絶対値を導出し、当該差分絶対値により収束を判定してもよい。本変形例によれば構成の自由度を向上できる。

本実施例における端末装置１００は、処理部１４０で導出された３軸角速度センサ１１０のオフセット・感度係数、３軸加速度センサ１１２のオフセット・感度係数のパラメータをもとに、角速度、加速度、姿勢角、速度を導出してもよい。具体的に説明すると、端末装置１００に備えられる出力部は、処理部１４０からの３軸角速度センサ１１０のオフセット（ＧｙｒｏＸ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｏｆｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｏｆｓ）、３軸角速度センサ１１０の感度係数（ＧｙｒｏＸ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＹ＿ｓｎｓ、ＧｙｒｏＺ＿ｓｎｓ）、３軸加速度センサ１１２のオフセット（ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｏｆｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｏｆｓ）、３軸加速度センサ１１２の感度係数（ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＹ＿ｓｎｓ、ＡｃｃｌＺ＿ｓｎｓ）等のパラメータを使用して、姿勢角、角速度、速度を逐次導出する。

姿勢角及び角速度は、（１）角速度を導出するための基本的な処理で記述した方法により計算される。また、速度はａ_ｘとピッチ角θから計算される。加速度センサｘ軸は移動体の加速度と重力加速度のピッチ角成分が重畳されているので、移動体の座標系における加速度をａとすると、次のように示される。
ａ_ｘ=ａ－ｇ／ｓｉｎθ
これは、次のように変形される。
ａ＝ａ_ｘ +ｇ・ｓｉｎθ
=ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ・（ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ - ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ）+ｇ・ｓｉｎθ
速度は、停止状態の初速を「０」として、加速度を積分して得られる。
さらに、地表水平面を基準とした座標系での加速度をａ’として、
ａ’=ａ・ｃｏｓθ
= (ＡｃｃｌＸ＿ｓｎｓ・（ＡｃｃｌＸ＿ｏｕｔ - ＡｃｃｌＸ＿ｏｆｓ）+ｇ・ｓｉｎθ)・ｃｏｓθ
の積分値として計算される。本変形例によれば構成の自由度を向上できる。

１００ 端末装置、 １１０ ３軸角速度センサ、 １１２ ３軸加速度センサ、 １１４ ＧＮＳＳ測位部、 １１６ 温度センサ、 １２０ 記憶部、 １３０ 通信部、 １４０ 処理部、 ２００ 車両、 ３００ サーバ、 ３２０ 記憶部、 ３３０ 通信部、 ３４０ 処理部、 ３５０ 統計処理部、 １０００ 補正システム。

Claims (6)

1. ３軸角速度センサと３軸加速度センサとＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部とを備える端末装置と、
   前記端末装置と通信可能なサーバとを備え、
   前記端末装置は、前記３軸角速度センサの第１出力値と前記３軸加速度センサの第２出力値と前記ＧＮＳＳ測位部での測位結果とを前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記第１出力値と前記第２出力値と前記測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において前記３軸角速度センサのオフセットの第１初期値を探索し、第２初期許容範囲内において前記３軸角速度センサの感度係数の第２初期値を探索し、第３初期許容範囲内において前記３軸加速度センサのオフセットの第３初期値を探索し、第４初期許容範囲内において前記３軸加速度センサの感度係数の第４初期値を探索し、
   前記サーバは、前記第１初期値、前記第２初期値、前記第３初期値、前記第４初期値、前記第１初期許容範囲、前記第２初期許容範囲、前記第３初期許容範囲、前記第４初期許容範囲を前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して、前記第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で前記第１初期値をもとに前記３軸角速度センサのオフセットを探索し、前記第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で前記第２初期値をもとに前記３軸角速度センサの感度係数を探索し、前記第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で前記第３初期値をもとに前記３軸加速度センサのオフセットを探索し、前記第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で前記第４初期値をもとに前記３軸加速度センサの感度係数を探索し、
   前記端末装置は、前記３軸角速度センサのオフセット、前記３軸角速度センサの感度係数、前記３軸加速度センサのオフセット、前記３軸加速度センサの感度係数をもとに、角速度を導出する補正システム。
2. 前記端末装置は、前記角速度の積分値を第１方位変化として導出するとともに、前記測位結果をもとに第２方位変化を導出し、前記第１方位変化と前記第２方位変化との差異がしきい値よりも大きくなった場合に、前記第１初期値、前記第２初期値、前記第３初期値、前記第４初期値の再探索を要求するための要求信号を前記サーバに送信する請求項１に記載の補正システム。
3. 前記端末装置は、温度センサをさらに備え、
   前記端末装置は、前記第１出力値と前記第２出力値と前記測位結果とを取得したときに前記温度センサにおいて測定した第１温度と、前記温度センサにおいて測定した現在の第２温度との差異がしきい値よりも大きくなった場合に、前記第１初期値、前記第２初期値、前記第３初期値、前記第４初期値の再探索を要求するための要求信号を前記サーバに送信する請求項１に記載の補正システム。
4. 前記サーバは、複数の前記端末装置と通信可能であり、
   前記サーバは、複数の前記端末装置のうち、前記第１初期値、前記第２初期値、前記第３初期値、前記第４初期値、前記第１初期許容範囲、前記第２初期許容範囲、前記第３初期許容範囲、前記第４初期許容範囲を送信していない前記端末装置に対して前記第１初期値、前記第２初期値、前記第３初期値、前記第４初期値を優先的に探索する請求項１から３のいずれかに記載の補正システム。
5. ３軸角速度センサと、
   ３軸加速度センサと、
   ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部と、
   前記３軸角速度センサの第１出力値と前記３軸加速度センサの第２出力値と前記ＧＮＳＳ測位部での測位結果とをサーバに送信するとともに、前記第１出力値と前記第２出力値と前記測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において探索された前記３軸角速度センサのオフセットの第１初期値、第２初期許容範囲内において探索された前記３軸角速度センサの感度係数の第２初期値、第３初期許容範囲内において探索された前記３軸加速度センサのオフセットの第３初期値、第４初期許容範囲内において探索された前記３軸加速度センサの感度係数の第４初期値とを前記サーバから受信する通信部と、
   新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して、前記第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で前記第１初期値をもとに前記３軸角速度センサのオフセットを探索し、前記第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で前記第２初期値をもとに前記３軸角速度センサの感度係数を探索し、前記第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で前記第３初期値をもとに前記３軸加速度センサのオフセットを探索し、前記第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で前記第４初期値をもとに前記３軸加速度センサの感度係数を探索するとともに、前記３軸角速度センサのオフセット、前記３軸角速度センサの感度係数、前記３軸加速度センサのオフセット、前記３軸加速度センサの感度係数をもとに、角速度を導出する処理部と、
   を備える端末装置。
6. ３軸角速度センサと、３軸加速度センサと、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）測位部とを備える端末装置におけるプログラムであって、
   前記３軸角速度センサの第１出力値と前記３軸加速度センサの第２出力値と前記ＧＮＳＳ測位部での測位結果とをサーバに送信するとともに、前記第１出力値と前記第２出力値と前記測位結果を使用して、第１初期許容範囲内において探索された前記３軸角速度センサのオフセットの第１初期値、第２初期許容範囲内において探索された前記３軸角速度センサの感度係数の第２初期値、第３初期許容範囲内において探索された前記３軸加速度センサのオフセットの第３初期値、第４初期許容範囲内において探索された前記３軸加速度センサの感度係数の第４初期値とを前記サーバから受信するステップと、
   新たな第１出力値、新たな第２出力値、新たな測位結果を使用して、前記第１初期許容範囲よりも狭い第１許容範囲の中で前記第１初期値をもとに前記３軸角速度センサのオフセットを探索し、前記第２初期許容範囲よりも狭い第２許容範囲の中で前記第２初期値をもとに前記３軸角速度センサの感度係数を探索し、前記第３初期許容範囲よりも狭い第３許容範囲の中で前記第３初期値をもとに前記３軸加速度センサのオフセットを探索し、前記第４初期許容範囲よりも狭い第４許容範囲の中で前記第４初期値をもとに前記３軸加速度センサの感度係数を探索するとともに、前記３軸角速度センサのオフセット、前記３軸角速度センサの感度係数、前記３軸加速度センサのオフセット、前記３軸加速度センサの感度係数をもとに、角速度を導出するステップとをコンピュータに実行させるプログラム。

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