JP7344895B2 - 車両に装備されたジャイロメータの較正方法 - Google Patents
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Description
(a) 取得であって
- ジャイロメータによる、車両の測定角速度、及び
- 車両の角速度を表す少なくとも1つの量を測定する手段による、車両の角速度を表す前記少なくとも1つの量の測定値、
の取得;及び
(b) 車両の第1の推定角速度と車両の第2の推定角速度との間の差を最小化するジャイロメータを較正するための少なくとも1つのパラメータの値のデータ処理手段による決定であって、
- 車両の第1の推定角速度は、測定角速度及びジャイロメータを較正するためのパラメータの関数であり、
- 車両の第2の推定角速度は、車両の角速度を表す前記少なくとも1つの量の測定値の関数である、
決定。
・ 車両の第1の推定角速度
(外1)
は、モデル
(外2)
にリンクされ、ここで、D及びbはジャイロメータを較正するためのパラメータである;
・ ステップ(b)は再帰フィルタ又は最適化の実装を含む;
・ 測定する手段は、少なくとも2つの走行距離計(20a、20b)又はステアリングホイール角センサのいずれかで構成される;
・ 測定する手段は、少なくとも2つの走行距離計で構成され、車両は、走行距離計を備える少なくとも2つの車輪を有し、車両の角速度を表す前記量は、前記車輪の速度であり、車両の前記第2の推定角速度は、車輪の測定速度及び走行距離計を較正するためのパラメータの関数である;
・ ステップ(b)はまた、走行距離計を較正するための少なくとも1つのパラメータの値の決定を含む;
・ 車両の2つの後輪は走行距離計を備え、車両の第2の推定角速度
(外3)
は、式
・ 較正パラメータD及びdは予め決定され、ステップ(b)は較正パラメータb、αL及びαRの決定を含む;
・ ステップ(b)は、
・ 本方法は、較正パラメータ上のエラーを表すパラメータを推定するステップ(c)を含む;
・ 較正パラメータ上のエラーを表す前記パラメータは、較正パラメータの決定された値について計算された前記第1及び第2の推定角速度の関数である;
・ 較正パラメータ上のエラーを表す前記パラメータは、所与の時間間隔にわたる
・ ステップ(c)は、較正パラメータ上のエラーを表す前記パラメータが所定の閾値を下回る場合、ジャイロメータ、及び、適切な場合、較正パラメータの決定された値の関数として、車両の角速度を表す少なくとも1つの量を測定する手段の実際の較正を含む;
・ 本方法は、車両の測定角速度及び/又は前記車輪の測定速度、並びに較正パラメータの値の関数としての前記車両の運動のデータ処理手段による推定のステップ(d)を含み、車両の向きは、車両の測定角速度及び較正パラメータの値の関数として、ステップ(d)で一意的に推定され、前記車輪の測定速度は、車両の全体の速度を推定するために使用される。
- 車両の第1の推定角速度は、測定角速度及びジャイロメータを較正するためのパラメータの関数であり、
- 車両の第2の推定角速度は、車両の角速度を表す前記少なくとも1つの量の測定値の関数である。
図2を参照すると、本方法は、車両1に装備されたジャイロメータ11(すなわち、車両1の角速度を測定することができる慣性測定手段)の較正を可能にする。車両にはさらに、車両1の角速度を表す少なくとも1つの他の量を測定する手段20を備える。
(外5)
で記述される記載される特定の比加速度を測定することを可能にする。
本方法は、少なくともジャイロメータ11を較正する方法である。較正は、1つ又は複数の較正パラメータの決定を意味するものとされ、その一覧が以下に見られる。特に、特定の較正パラメータは、信頼性があると考えられ得、予め決定され得る。決定するものについては、それらが「現在の」値を有し、これらの値が適切な場合には修正されることを提供することが可能である。
(外2)
で記述される、車両1の測定角速度と、測定する手段20による車両1の角速度を表す少なくとも1つの量のいわゆる測定値との取得を含む。オドメトリックの実施形態では、ステップ(a)は、より具体的には、前記車輪10a、10bの測定速度の、オドメータ20a、20bによる取得を含む。左車輪10a及び右車輪10bの好ましい例では、これらの速度はvL及びvRで記述される。
で記述される車両1の第1の推定角速度は、ジャイロメトリから導かれる。これは、測定角速度及びジャイロメータ11を較正するためのパラメータの関数である。好ましくは、式
(外2)
にリンクされ、ここでD及びbは、ジャイロメータ11を較正するためのパラメータである。より具体的には、Dはスケールファクタであり、bはバイアスである。当業者はさらに、必要に応じて、緯度に依存する、
(外2)
への地球の自転の影響を所望の精度で補正する方法を知っているであろう。
で記述される車両1の第2の推定角速度は、他のタイプの測定、特にオドメトリから導かれる。オドメトリックの実施形態では、それは車輪10a、10bの測定速度と、走行距離計20a、20bを較正するパラメータと、場合により、較正パラメータの一部を形成しない車両の幾何学的パラメータの関数である。走行距離計を較正するためのパラメータは、車両1の物理的パラメータである。説明したように、車両1の後輪を考慮した好ましい実施形態では、車両1の第2の推定角速度
(外3)
は、
(外3)
と
(外1)
との間の差(ノルムL2、L∞など)に感受性のある任意の他の関数を使用することが可能であることを理解するであろう。
好ましくは、この方法は、(ジャイロメータ11の)較正パラメータ上のエラーを表すパラメータを推定するステップ(c)をさらに含む。ステップ(c)は、ステップ(b)の各発生後に好ましくは実施される。
- 強い加速度を伴わない直線:特許文献3で利用された走行状態。これは、「最もリッチ」ではなくても、本方法による較正には好ましいままである;
- タイトな曲がり(又は直線加速度):コースにはタイトな曲がりが含まれており、車両へのその影響は、良好な較正を得ることを可能にせず、そのような走行状態は概して却下される較正につながる;
- わずかな曲がり:コースには、ジャイロメータのスケールファクタを較正すること(望ましい場合)を可能にする曲がりが含まれているが、上記の現象が依然として無視できる、又は少なくともモデル化可能である(以下参照)ように、まだタイト過ぎない。本方法が利用を可能にするのは、実際には最も一般的で「最もリッチ」なこの走行状態であり、そのステップ(c)が特に選択する。
- 走行距離計が使用されている場合は、ステアリングホイール角、
- ステアリングホイール角が使用されている場合は、オドメトリ、
- GNSSデータ、例えばGPS(利用可能な場合/利用可能であるとき)、
- その他。
(外3)
を得るために(車輪が単に変更され、第1の角速度のために使用される車輪は、第3の角速度のために再利用され得ることに留意されたい)、走行距離計を備える少なくとも1つの追加の車輪に対して、この走行距離計による追加の車輪の測定速度の取得を含み、較正パラメータ上のエラーを表す前記パラメータは、特に、与えられた時間間隔にわたる
- スキッドが、これらの補足データ(特に他の走行距離計に由来するもの)を用いて識別され得る;
- ボディの動きが推定され、したがって補償され得る(「従来の」ローリングピッチング推定器、PJ Bristeauの論文、“Techniques d’estimation du deplacement d’un vehicule sans GPS et autres exemples de conception de systemes de navigation MEMS (2012)“を参照)。
- タイヤの変形が、計算に組み込まれるようにモデル化され得る(特許文献2又は米国特許第4788645号を参照)。
説明したように、本方法は有利には、データ処理手段21による、車両1の測定角速度及び/又は車両1の角速度を表す前記少なくとも1つの量の測定値(前記車輪10a、10bの測定速度)、並びにステップ(c)の結果に従って更新されるか又は更新されない、すなわち、適切な場合、実際の再較正の後の、較正パラメータの値の関数として前記車両1の運動を推定するステップ(d)を含む。ステップ(d)は、連続的に実施され得る。
第2の態様によれば、本発明は、特に、本方法の実施形態のいずれかを実装するための機器11、20a、20b、21のアイテムのアセンブリに関する。
- 車両1の測定角速度を取得するように構成されるジャイロメータ11;
- 車両1の角速度を表す少なくとも1つの量を測定する手段20であって、
前記少なくとも1つの量の測定値は車両1の角速度を表す、測定する手段20、すなわち、角度ステアリングホイールセンサ又は車輪のうちの少なくとも2つに装備された、前記2つの車輪10a、10bの測定速度を取得するように構成された走行距離計20a、20b;
- 車両1の第1の推定角速度と車両1の第2の推定角速度との間の差を最小化するジャイロメータ11を較正するための少なくとも1つのパラメータの値を決定するように構成されるデータ処理手段21、
〇 車両1の第1の推定角速度は、測定角速度及びジャイロメータ11を較正するためのパラメータの関数であり、
〇 車両1の第2の推定角速度は、車両1の角速度を表す前記少なくとも1つの量の測定値の関数である(好ましくは、車輪10a、10bの測定速度及び走行距離計20a、20bを較正するためのパラメータの関数である)。
第3の態様及び第4の態様によれば、本発明は、本発明の第1の態様によるジャイロメータ11を較正する方法の実行(処理手段21上)のためのコード命令を含むコンピュータプログラム製品、並びにこのコンピュータプログラム製品が見つかるコンピュータ機器(例えば、データ記憶手段22)によって読取可能な記憶手段に関する。
Claims (17)
- 車両に装備されるジャイロメータを較正するための方法であって、前記方法は、以下のステップ:
(a) 取得であって
- 前記ジャイロメータによる、前記車両の測定角速度、及び
- 測定手段による、前記車両の角速度を表す少なくとも1つの量の測定値、
の取得と;
計算であって:
- 前記測定角速度及びジャイロメータ較正パラメータの関数である前記車両の第1の推定角速度、及び
- 前記車両の前記角速度を表す前記少なくとも1つの量の前記測定値の関数である前記車両の第2の推定角速度、
の計算と、
(b) 前記車両の前記第1の推定角速度と前記車両の前記第2の推定角速度との間の差を最小化する前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つについての少なくとも1つの更新された値のデータ処理手段による決定と;
(c)前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つの前記少なくとも1つの更新された値上のエラーを表すエラーパラメータの推定、及び、前記エラーパラメータが所定の閾値を下回る場合且つその場合のみの、前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つについての前記少なくとも1つの更新された値による前記ジャイロメータの実際の較正であって、前記エラーパラメータは、前記ステップ(b)において前記少なくとも1つの更新された値により計算された前記第1の推定角速度及び前記第2の推定角速度の関数である、推定及び実際の較正と;
を含む、
方法。 - 前記ステップ(b)は再帰フィルタ又は最適化の実装を含む、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記測定手段は、少なくとも2つの走行距離計又はステアリングホイール角センサのいずれかで構成される、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記測定手段は、前記車両の少なくとも2つの車輪の測定速度を測定するための前記少なくとも2つの走行距離計で構成され、前記車両の前記角速度を表す前記少なくとも1つの量は、前記車輪の前記測定速度及び走行距離計較正パラメータの関数である、
請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(b)はまた、前記車両の前記第1の推定角速度と前記車両の前記第2の推定角速度との間の差を最小にする前記走行距離計較正パラメータの少なくとも1つについての少なくとも1つの更新された値の決定を含む、
請求項5に記載の方法。 - 前記ジャイロメータ較正パラメータD及びdは予め決定され、前記ステップ(b)は、前記走行距離計較正パラメータb、αL及びαRの更新された値の決定を含む、
請求項2及び6を引用する請求項7に記載の方法。 - 前記ステップ(c)は、前記エラーパラメータが所定の閾値を下回る場合且つその場合のみの、前記走行距離計較正パラメータの少なくとも1つの前記少なくとも1つの更新された値による前記測定手段の実際の較正を含む、
請求項6乃至8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記車両の前記測定角速度及び前記ジャイロメータ較正パラメータの関数としての前記車両の運動の前記データ処理手段による推定のステップ(d)を含む、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記車両の向きが、前記車両の前記測定角速度及び前記ジャイロメータ較正パラメータの関数として前記ステップ(d)において一意的に推定される、
請求項12に記載の方法。 - 前記車両の全体の速度が前記車輪の前記測定速度の関数として前記ステップ(d)において推定される、
請求項5乃至10のいずれか1項を引用する請求項12に記載の方法。 - 車輪付き車両であって、前記車両の測定角速度を取得するように構成されるジャイロメータと、前記車両の角速度を表す少なくとも1つの量の測定値を取得するように構成される、測定手段とを有し、前記車両は、さらに:
- 前記測定角速度及びジャイロメータ較正パラメータの関数である前記車両の第1の推定角速度、及び前記車両の前記角速度を表す前記少なくとも1つの量の前記測定値の関数である前記車両の第2の推定角速度を計算し、
- 前記車両の前記第1の推定角速度と前記車両の前記第2の推定角速度との間の差を最小化する前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つについての少なくとも1つの更新された値を決定し、
- 前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つについての前記少なくとも1つの更新された値上のエラーを表すエラーパラメータを推定し、前記エラーパラメータは、前記少なくとも1つの更新された値で計算された前記第1の推定角速度及び前記第2の推定角速度の関数であり、
- 前記エラーパラメータが所定の閾値を下回る場合且つその場合にのみ、前記ジャイロメータ較正パラメータの少なくとも1つについての前記少なくとも1つの更新された値による前記ジャイロメータの実際の較正を実行する、
ように構成されるデータ処理手段をさらに有する、
車輪付き車両。 - コンピュータ上で実行されるとき、請求項1乃至14のいずれか1項に記載のジャイロメータを較正するための方法の実行のためのコード命令を備えるコンピュータプログラム製品。
- コンピュータ機器によって読取可能な記憶手段であって、前記コンピュータ機器上のコンピュータプログラム製品が請求項1乃至14のいずれか1項に記載のジャイロメータを較正するための方法の実行のためのコード命令を備える、記憶手段。
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