JP7407947B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
<装置構成>
図1は実施の形態1の車両制御装置を搭載した車両1の全体構成を示す図である。図1に示されるように車両1は、前輪の2つのタイヤを操作するハンドル2に操舵アクチュエータ3が取り付けられている。
次に、図3に示すフローチャートを用いて実施の形態1の車両制御装置9の処理フローについて説明する。
以下では自律センサ8として、車速計および車両の両軸方向の角速度(以下、ヨーレートと呼称)センサを用いるものとし、以下の、数式(1)および数式(2)で表されるようなセンサ誤差モデルを用いて補正する場合を説明する。
ここで、図3のフローチャートの説明に戻り、観測値予測部18においてステップS5の処理を行う。すなわち、GNSSセンサで得られる観測値は、アンテナ5の緯度、経度、高度などの座標情報である。以下では、GNSSセンサの観測値を(λm,φm,hm,ψm)とする。一方、慣性測位結果もこれらの座標情報が得られるが、慣性測位結果は車両の航法中心の座標であるため、車両航法中心からアンテナ5の位置までのオフセット量を用いて、GNSSセンサの観測値を予測する。すなわち、車両の航法座標系で表現された車両航法中心からアンテナ5までのオフセット量を(Δx,Δy,Δz)とすると、予測されたGNSSセンサの観測値(λp,φp,hp,ψp)は、慣性測位値yd(λd,φd,hd,ψd)とオフセット量v(Δx,Δy,Δz)から、座標変換関数c(yd,v)により以下の数式(9)のように求めることができる。
以下、誤差推定部12における誤差の推定方法を説明する。まず、推定対象となる変数を、緯度、経度、高度、方位、車速スケールファクタ、ヨーレートスケールファクタ、ヨーレートバイアスとして、以下の数式(10)で表される状態ベクトルxを定義する。
状態ベクトルの事前推定値xbの周りで数式(16)を1次テイラー展開すると、以下の数式(18)で表すことができる。
時間発展処理とは、自律センサ8のサンプリング時間ごとに実行する処理である。時刻kにおける状態ベクトルの事前推定値xb,kを時刻kにおける慣性測位結果yd,kおよび自律センサ誤差esensor,kを用いて以下の数式(28)で表す。
外界センサによる観測値が得られた時刻で、以下の数式(32)、(33)および(34)で定義される観測更新処理を行う。
なお、以上説明した実施の形態1の車両制御装置9の各構成要素は、コンピュータを用いて構成することができ、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。すなわち、車両制御装置9は、例えば図4に示す処理回路50により実現される。処理回路50には、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)などのプロセッサが適用され、記憶装置に格納されるプログラムを実行することで各部の機能が実現される。
Claims (6)
- 衛星測位装置と自律センサとを用いて車両の位置を推定し、前記車両を制御する車両制御装置であって、
前記衛星測位装置から、測位解を求めた測位方式である測位解の状態を含む第1のデータを取得し、前記第1のデータを処理して衛星測位結果として出力する衛星測位結果処理部と、
前記自律センサから、前記車両の状態量を示す第2のデータを取得し、前記第2のデータに含まれる第1の誤差を補正して補正データとして出力するセンサ補正部と、
前記センサ補正部から出力される前記補正データに基づいて、慣性測位演算を行い、慣性測位結果を出力する慣性測位部と、
前記慣性測位部から出力される前記慣性測位結果を用いて測位演算を行うと共に、前記自律センサが出力する前記第2のデータの補正量の推定をするための予測観測値を演算して出力する観測値予測部と、
前記観測値予測部から出力される前記予測観測値と、前記衛星測位結果処理部から出力される衛星測位結果との誤差を推定して第2の誤差として出力し、前記第2の誤差に基づいて演算した前記自律センサの補正量を出力する誤差推定部と、
前記観測値予測部から出力される前記予測観測値と、前記誤差推定部から出力される前記第2の誤差と、に基づいて、前記予測観測値を補正し、補正後の測位結果として出力する測位補正部と、
前記測位補正部から出力される前記補正後の測位結果を用いて、前記車両を道路に沿って走行させる車両制御部と、を備え、
前記誤差推定部は、
前記測位解の状態に応じて、誤差推定パラメータを変更する、車両制御装置。 - 前記誤差推定パラメータは、
センサノイズの共分散行列である、請求項1記載の車両制御装置。 - 前記車両制御装置は、
前記第2の誤差を用いて、前記衛星測位結果を棄却するか否かを判定する棄却判定部をさらに備え、
前記衛星測位結果を棄却する場合には、前記自律センサの前記補正量を使用せず、
前記衛星測位結果を棄却しない場合には、前記自律センサの前記補正量を使用する、請求項1記載の車両制御装置。 - 前記誤差推定部は、前記第2の誤差の共分散行列を演算し、
前記棄却判定部は、前記第2の誤差の共分散行列から求めた誤差楕円と、道路情報とに基づいて、前記道路情報における前記車両の走行車線に前記誤差楕円が含まれているか否かを判定し、
前記車両制御部は、前記車両の前記走行車線に前記誤差楕円が含まれていない場合には、前記補正後の測位結果を用いた車両制御を制限する、請求項3記載の車両制御装置。 - 前記センサ補正部は、
前記第1の誤差が補正された前記第2のデータに対し、前記衛星測位結果処理部からの前記第1のデータの送受信処理に起因する前記衛星測位結果の演算遅れ時間に相当する時間分だけバッファリングする、請求項1記載の車両制御装置。 - 前記測位補正部から出力される前記補正後の測位結果に対して、前記衛星測位結果の前記演算遅れ時間を補償した車両状態量を出力する車両状態推定部をさらに備え、
前記車両状態推定部は、
前記慣性測位結果を初期値として、前記第1の誤差が補正され、バッファリングされた前記第2のデータを前記演算遅れ時間で積分して、前記演算遅れ時間を補償する、請求項5記載の車両制御装置。
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