JPH07502825A - 差動オドメータの動的較正方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 差動オドメータの動的較正方法および装置発明の分野 この発明は車両ナビゲーションシステムの分野に関し、かつより特定的には車両 の走行距離（ｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｖｅｒｓｅｄ）および進行方向（ｈｅａｄ ｉｎｇ）を決定するためのシステムなどに使用される差動オドメー夕の較正方法 に関する。米国特許第５，０５８，０２３号、Ｋｏｚｉｋａｒｏ．Ｅｌｉｓｈａ 　Ｍ．、「車両位置決定装置（ＶＥＨＩＣＬＥ　ＰＯＳＩＴＩＯＮ　ＤＥＴＥＲ ＭＩＮＩＮＧ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）」の教示は参照のため本明細書に導入され る。

発明の背景 典型的な差動オドメータ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｏｄｏｍｅｔｅｒ）は１つ の相補対のセンサを含む。これらのセンサの各々は車両の対向する車輪の近くに 装着される。典型的には、これらの車輪は非駆動輪である。例えば、前輪駆動車 両では、前記センサは対向する左および右後部車輪に装着される。各センサは、 それぞれのセンサに関連する、車輪が回転したとき一連の出力パルスを発生する 。

この一連の出力パルスはさらにコンピュータ処理されて車両の走行距離および進 行方向、または差動走行距離を決定する。最後に、絶対車両基準によりその車両 に対する推測計算された（ｄｅａｄ　ｒｅｃｋｏｎｅｄ）位置が決定できる。

車両の進行方向に関する情報の精度はナビゲーションシステムにおいて重要であ るが、それは該精度が前記推測計算された位置の精度に影響を与えるからである 。これらのセンサの不正確さは固有のものであるから、これらのセンサを較正す るための備えが重要である。もし正確に較正されれば、２つのセンサの結果を組 合わせかつ走行距離を決定した後、もし車両が直線上を進行していれば各車輪は 同じ走行距離を示すべきである。

近代的なナビゲーションシステムにおける差動オドメータの較正は人手によるプ ロセスである。それはまた車両のオペレータの介在によって行われる。車両のセ ンサを較正するための伝統的な方法はオペレータが車両を直線経路に沿って運転 し、彼のナビゲーションシステムに対し彼がその経路の始点および終点にきたと きを注意深く指示することを要求する。該システムは前記始点および終点の間で 各々の車輪センサから受信したパルスの数をカウントし、かつ各車両に対してパ ルス毎に走行した距離を算出することができる。次に、該システムは得られた走 行距離および進行方向の指示が修正され、あるいは固有のエラーに対して較正さ れるように各車輪センサの出力をスケーリングすることができる。

この伝統的な較正方法はオペレータのエラーを生じ易く、かつオペレータにとっ て容易に認識できる始点および終点を有する知られた距離を有する直線経路を見 つけることは常に可能であるとは限らない。さらに、もし前記経路が誤って測定 されれば、あるいはもしオペレータが前記経路の始点を指示する前に車両を前記 経路上に正しく整列させなければ、誤った較正が生じる結果となる。

また、システムおよびその部品のエージングと共に、あるいは環境動作条件の変 化と共に、車両センサの誤りのある動作も動的に変化する。例えば、これはゆっ くりした空気漏れまたはバランスしていない膨張のためタイヤのサイズが異なる ことを含むかもしれない。同様に、もしオペレータが彼のより小さなスペアと交 換すれば、差動オドメータは不正確になるであろう。これは彼のナビゲーション システムに依存しながらサービス施設を見つけようとするオペレータにとっては 重要であろう。これらのエラーは、動的な、または連続的な車両の進行方向の較 正なしには、がなりのものとなり、それによって推測計算された位置が大きく誤 ったものとなり得る。

必要なことは、本質的に連続的かつ自動的なより正確かつ強固な差動オドメータ 較正方法である。

好ましい実施例の詳細な説明 好ましい実施例においては、車両の差動オドメータ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ 　ｏｄｏｍｅｔｅｒ）を連続的に較正するための方法、および対応する装置、が 示される。

該差動オドメータは左車輪に結合された左車輪センサ、および右車輪に結合され た右車輪センサを含む。左車輪センサは左の車輪が回転するに応じて左車輪パル スカウントを提供する。左車輪の走行距離は前記左車輪のパルスカウントと左の パルス毎の距離の係数（ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｃｏｅｆｆｉ ｃｉｅｎｔ）との積によって決定される。右車輪センサは右の車輪が回転するに 応じて右車輪パルスカウントを提供する。右車輪の走行距離は右車輪のパルスカ ウントと右のパルス毎の距離の係数の積によって決定される。車両の進行方向、 および車両の走行距離は左車輪の走行距離および右車輪の走行距離を使用して決 定される。

原理的には、車両が進行するに応じてそれぞれの左および右車輪センサによって 提供されるパルスの数の関係、好ましくは比率、の変化が観察される。もしこの 比率が、車両の巧みな操縦の間におけるように、動的に変化していれば、差動オ ドメータを較正し、あるいは修正する試みは成されないであろう。もしこの比率 が実質的に静止していれば（ｓ　ｔ　ａ　ｔ　ｉ　ｃ）　、車両は直線を走行し ているか、あるいはかなり大きな弧に沿って走行している。差動オドメータの較 正、または修正、が行われるのはこのふるまいが観察されるときである。較正、 または修正、が行われる場合、それは各車輪に関連するパルス毎の距離（ｄｉｄ ｔａｎｃｅ　ｐｅｒ　ｐｕｌｓｅ）の値に影響を与えることによって達成される 。例えば、新しい左のパルス毎の距離の係数、および新しい右のパルス毎の距離 の係数が、それぞれ、現在の左車輪のパルス毎の距離および右車輪のパルス毎の 距離の係数と置き換えられ、この場合両方の新しい係数は与えられた較正、また は修正値に対応する。この置き換えは提供された修正値と両立する、差動オドメ ータの較正を生じさせる。両方の車輪に同時に影響を与えることにより車両の進 行方向のエラーは導入されない。

さらに、車両の進行方向（ｖｅｈｉｃｌｅ　ｈｅａｄｉｎｇ）の自律的な指示（ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　１ｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が較正、または修正の強度に影 響を与えるために使用され、較正、または修正プロセスの影響を希釈しくｄｉｌ ｕｔｅ）、あるいは較正、または修正プロセスをゲーティングする。この車両の 進行方向の自律的な提供により実質的に大きな弧に沿った走行の検出を行うこと が可能になる。このふるまい（ｂｅｈａｖｉｏｒ）が検出されたとき、較正、ま たは修正、は希釈されあるいは全くディスエーブルすることができる。

さらに、差動オドメータの健全さく５ａｎｉｔｙ）の指示、例えばそれぞれの車 両に関連する現在のパルス毎の距離の値の健全さまたは正常さは較正または修正 プロセスの影響を希釈しないために、較正または修正の強度に影響を与えるため に使用できる。差動オドメータの不健全さは種々の理由によって予期される。も しこのふるまいが観察されれば、較正または修正プロセスはその不健全さを解消 するために最大強度で適用される。

この連続的な較正は車両の走行距離に悪影響を与えることなくより正確なかつ信 頼できる（ｒｏｂｕｓｔ）車両の進行方向を提供する。

図１を参照すると、左車輪１０３および右車輪１０５を有する車両１０１が図示 されており、かつ車輪１０３，１０５の間の車輪間隔（ｔｒａｃｋ）距離１０７ が示されている。この車輪間隔距離１０７は後に車両の進行方向および走行距離 の値を決定するために使用される。

図２は、車輪の走行距離および車輪間隔距離に関して車両のデルタ進行方向（Δ ｈｅａｄｉｎｇ）を記述する式を示す。差動オドメータは車両の位置の絶対的な 指示よりはむしろ増分的な指示を提供するから、進行方向および距離はデルタ（ Δ）に関して見ることができる。しばしば、本明細書における便宜のため、前記 デルタは特に指定されないが説明にとって固有のものであることを意味する。特 に、前記デルタ進行方向２０１は左の走行距離２０３から右の走行距離２０５を 減算し、かつ知られた車輪間隔距離２０７によって除算することにより決定され る。

図３は、左の走行距離２０３および右の走行距離２０５を３０３で示される２で 除算することにより車両１０１による車両のデルタ走行距離を記述する式を示す 。図３に示される式は実際には平均車両走行距離を決定する。これはもし車両が くぼみ、または他の道路面の異常形状を走行する場合に平均されない関係に依存 することはあまりにも誤りが多くなるため都合が良い。

当業者には、前の式で示した関係により、もしいずれかまたは双方の車輪による 走行距離がエラーを有していれば車両のデルタ進行方向にエラー成分が存在し得 ることは良く知られている。この例は、図４に示されるように、車両１０１が直 線上を走行している場合に容易に見ることができる。

図４は走行距離に関して見た車両の進行方向のこのエラー成分を示す。

この問題に対する解決方法を提供するため、図５に示されるように、新しい方法 、並びにその対応する装置、が考案された。

図５は、差動オドメータに関連する値、または変数の動的な、または連続的な、 較正を提供するための方法を実行するための装置を示す。要素５０１は車両の左 車輪１０３に結合されたギヤ歯輪（ｇｅａｒ　ｔｏｏｔｈ　ｗｈｅｅｌ）である 。要素５０３は左車輪１０３の回転およびギヤ歯輪５０１の対応する回転を検知 するために使用される誘導センサである。センサ５０３は左車輪１０３の回転運 動に対応する電気的パルスの形式で信号５０５を出力する。

この信号５０５はマイクロコントローラ５０９の入力５０７に結合される゛。こ れに対応して、右車輪１０５はそれに結合されたギヤ歯輪５１１を有する。誘導 センサ５１３が右車輪１０５の回転を検知するために使用される。このセンサ５ １３もまた右車輪１０５の回転運動に対応する電気的パルスの形式で信号５１５ を出力する。この信号５１５はマイクロコントローラ５０９の入力５１７に結合 される。

ここで説明される方法は車輪センサの示された形状および形式そのものに依存す るのではなく、またはそのものに限定されるものではない。当業者は数多くの他 の等価な車輪検知構造を認識できるであろう。

好ましい本実施例においては、モトローラ社のＭＣ６ＢＨＣＩＩ型マイクロコン トローラが前記マイクロコントローラ５０９として使用される。このマイクロコ ントローラ５０９は前記電気的パルス５０５，５１７をそれぞれの車輪が回転す るに応じて左車輪パルスカウントおよび右車輪パルスカウントに変換するプログ ラマブルカウンタの形式の特定の装置を実現する。前記モトローラ社のＭＣ６８ ＨＣ１ｌ型マイクロコントローラはそのリードオンリメモリ内にプログラム命令 を格納するだめの一体化された備えを有するので好都合である。

羅針盤（コンパス：ｃｏｍｐａｓｓ）５３１は前記差動オドメータによって決定 される進行方向に対して自律的な車両の進行方向（ｈｅａｄｉｎｇ）５３３を提 供する。この進行方向５３３はマイクロコントローラ５０９に入力される。この 自律的に出力される進行方向の使用については後に説明する。マイクロコントロ ーラ５０９はまた連続的に修正された車両の進行方向および車両の走行距離５２ ９を表示モジュール５３５に提供する出力５１９を有する。

もちろん、前記表示モジュール５３５はこれらの連続的に修正された値またはパ ラメータのために使用できる他の装置で置き換えることもできる。

マイクロコントローラ５０９は、図１３に示される、フローチャート形式で後に 説明する方法にしたがってプログラムされる。

本発明がどのようにして動作するかを正しく理解するために、いくつかの付加的 な図面が以下のように与えられている。

図６は、Ｌｃｎｔ６０３、または左車輪パルスカウント、Ｌｄｐｐ６０５、また は左車輪のパルス毎の距離の係数、Ｒｃｎｔ６０７、または右車輪パルスカウン ト、Ｒｄｐｐ６０９、または右のパルス毎の距離の係数、および車輪間隔２０７ に依存するデルタ（Δ）車両進行方向２０１′を決定するための式を示す。この 式は図２から前に提示された式のさらに詳細を表わしている。Ｌｄｐｐ６０５、 およびＲｄｐｐ６０９は差動オドメータを較正するために本方法において連続的 に修正される値を表わす。

図７は、好ましい本実施例と一体化されたろ波ステップにおいて使用される式を 示す。この式は、この場合は訂正比（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｒａｄｉｏ）であ る、関係を、前記訂正比Ｙ（ｎ−１）の最後のサンプル７０３と、１から前記Ｌ Ｃｎｔ５Ｑ３を２，０００（７）定数７０５で除算した値を減算したものとを乗 算した積に対し、Ｒｃｎｔ６０７を定数、この場合は２，０００．で除算した値 を加算することによって決定するために使用される。前記２，０００の定数７０ ５は後に前記訂正が行われる前に特定の距離を走行していることを保証するため に使用される。当業者は同し結果を達成するために他の定数力呵能なことを認識 するであろう。この式におけるＬｃｎｔ６０３およびＲｅｎｔ６０７の項はＹ（ ｎ−１，）が決定されてがら各車輪毎にそれぞれカウントされたパルスの数を表 わす。

図８は、車両の走行距離８０３に依存する訂正比Ｙ　（ｎ）７０１のヒストグラ ムを示す。以下の説明のためこのヒストグラムのいくつかの観点に注目すること は興味深いことである。参照数字８０５，８０７および８０９は差動オドメータ の決定された訂正比、または事実上横方向の加速を表わす種々の正および負のピ ークを示す。前記決定された訂正比はこのふるまいを示すが、前記差動オドメー タは較正されていない。参照数字８１１はほとんど横方向の加速がなく実質的に 安定なヒストグラム期間を示す。この実質的に安定な期間は後の説明のために注 意しておくことが重要であり、それは差動オドメータが較正されるのはこの状態 の間であるからである。

図９は、ＦＲＣ９０１、または前記訂正比Ｙ　（ｎ）７０１を表わす最大訂正比 を決定するための式を示す。

図１０は、差動オドメータの性能に関する車両パラメータのある自律的な指示が 後に説明するように考慮に入れられた場合に前記訂正比Ｙ（ｎ）７０１をバイア スするためにある強度の割当てを受けるＤＲＣｌｏｏＩ、または希釈された（ｄ ｉｌｕｔｅｄ）訂正比を決定するための式を示す。この式においては、Ｌｄｐｐ 　（ｏ　ｌ　ｄ）６０５’　とＲｄｐｐ　（ｏ　Ｉｄ）６０９’　との比がＹ（ ｎ）７０１からＬｄｐｐ　（ｏ　ｌ　ｄ）６０５’　とＲｄｐｐ　（ｏ　ｌ　ｄ ）６０９’の比を減算した値をこの場合８である定数１００３によって除算した 値に加算される。Ｌｄｐｐ　（ｏｌｄ）６０５’およびＲｄｐｐ　（ｏｌｄ）６ ０９’　はそれぞれ左のパルス毎の距離の係数および右のパルス毎の距離の係数 の最も最近のサンプルを表わす。示された方法は差動オドメータが訂正される前 の種々のパラメータまたは値の関係の状態を連続的に測定するサンプルシステム であることに注意を要する。前にも述べたように、それは車両はたいていの場合 実質的に直線を走行しているという事実に依存している。

もし前記比率Ｙ（ｎ）７０１の状態がこのことを示していれば、差動オドメータ が較正される。

図１１は、訂正されたＬｄｐｐ６０５を決定するためにかつまた訂正されたＲｄ ｐｐ６０９を決定するために、この場合は最大比率訂正、ＦＲＣ９０１を使用す る訂正されたデルタ車両進行方向６０１′を決定するための式を示す。

新しいＲｄｐｐ、Ｒｄｐｐ　（ｎｅｗ）１１０１．および新しいＬｄｐｐ、Ｌｄ ｐｐ　（ｎｅｗ）、の双方を含む理由は走行距離の平均は訂正プロセスの間不平 衡でないからである。訂正されたデルタ車両進行方向６０１′を決定するために 、まず前記Ｒｄｐｐ　（ｎｅｗ）が決定される。このプロセスは最後のサンプル されたｔ、ｃｔｐｐ、またはＬｄｐｐ（ｏｌｄ）６０５’を得、かつそれを前記 ＦＲＣ９０１で除算し、この結果をＲｄＯｐ（ｏｌｄ）に加算しかつそれを２で ある定数１００３によって除算する。このＲｄｐｐ（ｎｅｗ）１１０１は次に前 記デルタ車両進行方向の式にＲｄｐｐ６０９の代わりに代入される。次に、Ｌｄ ｐｐ（ｎｅｗ）１１０５がＲｄｐｐ　（ｎｅｗ）１１０１’　とＦＲＣ９０１と の積として決定され、かっＬｄｐｐ６０５に代入される。差動オドメータが較正 されるのはこの決定および代入による。後に、図１３において、ＤＲＣｌｏｏｌ は前記ＦＲＣ９０１の代わりに考慮される。

図１２は、訂正されたＬｄｐｐ６０５を決定するためにかつまた訂正されたＲｄ ｐｐ６０９を決定するためにこの場合最大比率訂正、ＦＲＣ９０１、を使用する 訂正されたデルタ車両走行距離を決定するための式を示す。上に述べたように、 新しいＲｄｐｐ、Ｒｄｐｐ　（ｎｅｗ）１１０１゜および新しいｔｃｔｐｐ、Ｌ ｄｐｐ　（ｎｅｗ）、の双方を含む理由は訂正プロセスの間に走行距離の平均が 不平衡にならないからである。訂正されたデルタ走行距離１２０１を決定するた めに、上に示されたのと同じ決定方法が使用される。実際に、前記Ｒｄｐｐ　（ ｎｅｗ）１１０１およびＬｄｐｐ　（ｎｅｗ）１１０５が連続的に決定されかつ 前記Ｒｄｔ）Ｉ）６０９およびＬｄｐｐ６０５の値に連続的に代入される。次に 、前記デルタ車両進行方向６０１′および前記デルタ走行距離１２０１がこれら の代入された値を使用して決定される。

図１３は、図６に示される装置にプログラムされたファームウェアを表わす詳細 なフローチャートを示す。

このルーチンは連続的に実行される。その目的は進行方向が実質的に一定に留ま っている間にある距離を走行するまで待機し、次に決定されたエラーに基づき新 しい較正を提供することである。ステップ１３０１において、右および左のオド メータが読み取られる。これは現在のＬｃｎ　ｔおよび現在のＲＣｎｔを決定す ることを含む。ステップ１３０３において、前記進行方向、またはデルタ車両進 行方向、および車両走行距離、またはデルタ走行距離が図１１および図１２に示 された式を用いてマイクロコントローラ５０９によって決定される。次に、ステ ップ１３０５において、新しく獲得したＲｃｎｔおよびＬｃｎ　ｔの間の関係、 または比率の新しい計算値が図７に示された式を用いてマイクロコントローラ５ ０９によって決定される。前に述べたように、車両は通常大部分の時間の間実質 的に直線を走行しているものと想定される。ステップ１３０５〜１３２１は差動 オドメータが新しく較正される前にこの状態が確実に認識されるようにする。こ の状態は所定の車両走行距離の間前記測定された比率が所定の範囲内に制限され ている間に所定の車両距離が走行したことを決定することにより認識される。ス テップ１３０５は前記比率における小さな変化をなめらかにするためのフィルタ である。もちろん、当業者は同じ結果を達成する数多くの他の等価な方法を認識 するであろう。

ステップ１３０７において、距離合計器（ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏｔａｌｉｚｅ ｒ）が前の反復から走行した距離を表わす量だけ増分される。前記距離合計器は 単にマイクロコントローラ５０９のメモリ内の変数にすぎないことに注意を要す る。ステップ１３０９において、前記距離合計器が調べられて１００メートルを 走行したか否かが判定される。もしこの判定１３０９が１００メートルがまだ走 行していないと判定すれば、ルーチンはステップ１３０１を実行するために戻る 。もしこの判定１３０９が１００メートルを走行したものと判定すれば、次のス テップが実行される。

ステップ１３１１において、サンプルカウンタが増分される。サンプルカウンタ もまたマイクロコントローラ５０９のメモリ内の変数であることに注目すべきで ある。

次のステップ１３１３において、これが最初のサンプルであるか、または事実上 、サンプルループを通る最初のときであるかを判定するために試験が行われる。

もしそれが最初のサンプルであれば、ステップ１３１５が実行される。

ステップ１３１５において、Ｙ　（ｎ）７０１が最初の決定された比率を表わす ものとして記憶される。さらに、最初の羅針盤の進行方向が羅針盤５３１から読 み取られかつ後の操作のために記憶される。

もしそれが最初のサンプルでなければ、ステップ１３１７が実行される。ステッ プ１３１７においては、Ｙ　（ｎ）７０１がそれがステップ１３１５において記 憶された前記最初の比率の所定の範囲内に制限されているか否かを判定するため 試験が行われる。この場合、前記所定の範囲を表わす定数ｏ、ｏｏｉが使用され る。

もしＹ　（ｎ）がステップ１３１５において記憶された前記最初の比率の０．０ ０１内になければ、余りにも多くの横方向加速度が検出され、かつステップ１３ １９が実行される。ステップ１３１９においては、前記サンプルカウンタ、およ び前記距離合計器がクリアされる。この動作は、事実上、前記ろ波プロセスをス タートさせる。

もしＹ　（ｎ）がステップ１３１５において記憶された前記始めの比率の０．０ ０１内にあれば、車両は実質的に直線を走行しているものと判定されかつステッ プ１３２１が実行される。ステップ１３２１においては、これが第６のサンプル であるか、あるいは事実上、車両が訂正比率Ｙ（ｎ）が実質的に、事実上、直線 状態から外れていない間に１００メートルを続けて６回走行したか否かを判定す るために試験が行われる。もしこれが第６番目のサンプルでなければステップ１ ３０１で始まるフィルタループが反復される。

もしステップ１３２１における試験の結果これが第６のサンプルであること、ま たは事実上直線状態が６００メートルにわたり観察されたことが判定されれば、 ステップ１３２３が実行される。

ステップ１３２３〜１３２９はやがて発生する更新された左のパルス毎の距離の 係数および右のパルス毎の距離の係数に適用されるべきバイアス、または強度レ ベルの付加のために含まれている。これは、固有のものではないプロセスによっ て、差動オドメータの健全さを考慮するか、あるいは、進行方向のような、パラ メータを自律的プロセスから測定することによって達成される。もちろん、当業 者は差動オドメータの予期される性能と関連するパラメータを自律的に決定する 他の、事実上、等価な方法を考えることができるであろう。１つのそのような方 法は車両が進行している道路セグメントがまっすぐであるか否かを判定するため にマツプとの整合を使用することである。

前記米国特許第５，０５８，０２３号におけるＫｏｚｉｋａ　ｒｏの「車両位置 決定装置（ＶＥＨＩＣＬＥ　ＰＯ３ＩＴＩＯＮ　ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ　ＡＰ ＰＡＲＡＴＵＳ）Ｊは、事実上、差動オドメータの健全さの尺度である過剰な横 方向の加速度の判定について教示している。もし差動オドメータが健全であるか 、あるいは車両において物理的に可能な範囲内にあるものと考えられる場合は、 調整された、この場合希釈された、または低減された訂正値、または比率が前記 訂正値の強度を調整することによって提供される。これは前記訂正比率を計算す るために図１０に示される式を適用することによって行われる。差動オドメータ の健全さを考慮するため、右車輪のパルスカウントおよび左車輪のパルスカウン トが使用される。

好ましい本実施例においては、自律的に決定される進行方向の使用が示された。

図１３に戻ると、ステップ１３２３において羅針盤５３１に対する現在の進行方 向が読み取られる。

次に、ステップ１３２５において、このコンパスの進行方向が、この場合前記最 初のコンパスの進行方向である、最後に測定した進行方向の所定の範囲、この場 合５度以内にあるかを判定するために試験が行われる。もしそれが５度以内であ れば、観察された状態は車両が直線上を走行していることを示しておりかつステ ップ１３２７が実行される。もちろん、当業者は、従来技術に対してこの有利性 を得るためにコンパスに代わる数多くの他の、事実上等価な方法および装置を認 識できるであろう。

ステップ１３２７において、前記訂正比率の強度が前に図９において説明した式 を実行することにより最大にセットされ、あるいは事実上増大される。

もし前記コンパスの進行方向が最後に測定したコンパスの進行方向の５度以内に なければ、ステップ１３２９が実行される。これは、事実上、観察された状態が 車両が曲線経路を走行していることを示しており、かつステップ１３２９が実行 される。

ステップ１３２９においては、前記訂正比の強度が前に図１０で示した式を実行 することにより希釈されるようセットされ、あるいは事実上低減される。これは 注目すべきことであるが、それはこの希釈効果がなければ差動オドメータにエラ ーが加えられるが、それは、事実上、他のプロセスまたは技術的に提供された進 行方向の助けなしでは、このプロセスは直線経路を走行していることと曲線経路 上を走行していることとの間を区別できないからである。曲線経路上でかなり長 い距離を走行するかもしれない。１つの例は山のような構造物を走行する場合で あり、車両が常に弧を描くあるいは曲った経路を走行することがある。この状態 の認識およびアクティブな希釈、または訂正効果の低減を可能にすることにより 、この効果によるエラーが実質的に取り消される。

図１３に戻ると、ステップ１３３１において、新しい較正値が決定される。これ は新しい左のパルス毎の距離の係数、またはＬｄｐｐ　（ｎｅｗ）　、および新 しい右のパルス毎の距離の係数、またはＲｄｐｐ　（ｎｅｗ）を決定することに より行われ、これらの係数は共にステップ１３２７またはステップ１３２９から 提供される改定された訂正比率に対応する。次に前記左のパルス毎の距離の係数 、またはＬｄｐｐ６０５を前記新しいパルス毎の距離の係数により、かつ前記布 のパルス毎の距離の係数６０９を前記新しい右のパルス毎の距離の係数により置 き換えることによって、前記提供された改定訂正比率と両立する、差動オドメー タの較正を行う。この決定および代入は図１１および図１２の双方において、新 しいｔ、ｃｉｐｐ、またはＬｄｐｐ　（ｎｅＷ）１１０５が決定されかつ現存の Ｌｄｐｐ６０５に代入されるものとして、かつ新しいＲｄｐｐ、またはＲｄｐｐ （ｎｅｗ）１１０１が決定されかつ現存のＲｄｐｐ６０９に代入されるものとし て示されている。

次に、ステップ１３３３が実行され、サンプルカウンタをクリアし、それによっ てフィルタが新しくスタートできるようにする。この自動化されたプロセスは車 両のオペレータが彼女の差分オドメータにおけるエラーを訂正する負担を取り除 く。これは従来技術に対しかなりの利点である。

新しい左の較正および新しい右の較正の双方を決定する本方法は、図１２の式で 示される、平均走行距離の決定においてエラーを生じないことにつながる。これ もまたこの方法の大きな特徴である。

好ましい実施例において１つの方法が説明されたが、当業者は数多くの等価な装 置の実施例も可能であることを認識するであろう。

最後に、本発明により車両の差動オドメータを連続的に較正する動的方法が提供 されたことが明らかである。この連続的な較正は従来技術の欠点を克服する車両 の進行方向および車両の走行距離のためのより正確なかつ信頼できる（ｒｏｂｕ ｓｔ）値を提供する。較正は連続して行われるから、車両の進行方向の精度は実 質的にエラーがなく、車両の走行距離に悪影響を与えることがない。さらに、本 プロセスの自動的な性質によりオペレータのエラーおよび他のエラーの動的かつ 環境的な原因を除去する。

図面の簡単な説明 図１は、１対の車両を有する車両を示しかつ前記車輪の間の車両間隔、または距 離を示す。

図２は、車両の走行距離および車輪間隔に関する車両のデルタヘッディングを記 述する式を示す。

図３は、車輪の走行距離および間隔に関するデルタ走行距離を記述する式を示す 。

図４は、走行距離に関して見た車両の進行方向のエラー成分を示す。

図５は、本発明に係わる差動オドメータに関連する変数の動的な較正を提供する 方法を実行するためのシステムを示す。

図６は、本明細書で説明される方法において考慮される変数に依存するデルタ車 両進行方向を決定するための式を示す。

図７は、本発明に係わるろ彼方法において使用される式図８は、車両の走行距離 に依存する変数Ｙ　（ｎ）のヒストグラムを示す。

図９は、本発明に係わる最大訂正比を決定するための式図１０は、本発明に係わ る希釈訂正比を決定するための式を示す。

図１１は、本発明に係わる訂正されたデルタ車両進行方向を決定するための式を 示す。

図１２は、本発明に係わる訂正されたデルタ車両走行距離を決定するための式を 示す。

図１３は、本発明に係わる図６に示された装置にプログラムされたファームウェ アを表わす詳細なフローチャートを示す。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．車両の差動オドメータを連続的に較正する方法であって、前記車両は左車輪 および右車輪を有し、前記左車輪は前記右車輪の反対側の知られた車輪間隔距離 に配置され、前記差動オドメータは左車輪に結合された左車輪センサ、および右 車輪に結合された右車輪センサを含み、前記左車輪センサは左車輪が回転するに 応じて左車輪のパルスカウントを提供し、左車輪の走行距離は前記左車輪のパル スカウントと左のパルス毎の距離の係数の積によって決定され、かつ前記右車輪 センサは右車輪が回転するに応じて右車輪のパルスカウントを提供し、右車輪の 走行距離は前記右車輪のパルスカウントと右のパルス毎の距離の係数の積によっ て決定され、車両の進行方向、および車両の走行距離は前記左車輪の走行距離お よび前記右車輪の走行距離を使用して決定され、前記方法は、 前記左車輪のパルスカウントと前記右車輪のパルスカウントとの間の測定された 関係に対応する訂正値を提供する段階、 前記提供された訂正値に対応する、新しい左のパルス毎の距離の係数、および前 記提供された訂正値に対応する、新しい右のパルス毎の距離の係数を決定する段 階、そして前記左のパルス毎の距離の係数を新しい左のパルス毎の距離の係数で 置き換え、かつ前記右のパルス毎の距離の係数を前記新しい右のパルス毎の距離 の係数で置き換え、それによって前記提供された訂正値と両立して、前記差動オ ドメータの較正を行わせる段階、 を具備する車両の差動オドメータを連続的に較正する方法。
2. ２．前記右車輪のパルスカウントと左車輪のパルスカウントとの間の測定された 関係は前記訂正値が提供される前の所定の車両の走行距離の間所定の範囲内に制 限される請求項１に記載の方法。
3. ３．前記測定された関係は所定の連続した車両の走行距離の間所定の範囲内に常 に制限される請求項２に記載の方法。
4. ４．前記右車輪パルスカウントと左車輪パルスカウントとの間の前記測定された 関係は右車輪パルスカウントと左車輪パルスカウントの間の比率に対応する請求 項２に記載の方法。
5. ５．さらに他のプロセスによって前記左車輪のパルスカウントと右車輪パルスカ ウントの測定された関係の正しさを判定する段階および前記訂正値の強度を提供 する段階を具備する請求項１に記載の方法。
6. ６．他のプロセスによる前記左車輪のパルスカウントと右車輪のパルスカウント の前記測定された関係の正しさを判定する段階は前記差動オドメータのプロセス に対して自律的な車両の進行方向の測定段階を含む請求項５に記載の方法。
7. ７．前記差動オドメータのプロセスに対して自律的な車両の進行方向を測定する 段階はさらに自律的に測定された車両の進行方向にしたがって訂正値の強度を調 整する段階を具備する請求項６に記載の方法。
8. ８．前記差動オドメータのプロセスに対して自律的な車両の進行方向を測定する 段階は羅針盤から提供される車両の進行方向を測定する段階を具備する請求項７ に記載の方法。
9. ９．前記訂正値の強度を調整する段階は前記差動オドメータのプロセスに対して 自律的に測定された車両の進行方向に応答して前記訂正値の強度を低減する段階 を含む請求項８に記載の方法。
10. １０．他のプロセスにより差動オドメータの正しさを判定する前記段階は右車輪 のパルスカウントおよび左車輪のパルスカウントの健全さのレベルを決定する段 階および前記決定された健全さのレベルにしたがって前記訂正値の強度を調整す る段階を具備する請求項５に記載の方法。
11. １１．前記訂正値の強度を調整する段階は低いレベルの健全さの判定に応答して 前記訂正値の強度を低減する段階を含む請求項１０に記載の方法。
12. １２．車両の差動オドメータを連続的に較正する方法であって、前記車両は左車 輪および右車輪を有し、前記左車輪は前記右車輪に対向して知られた車輪間隔距 離に配置され、前記差動オドメータは前記左車輪に結合された左車輪センサ、お よび前記右車輪に結合された右車輪センサを含み、前記左車輪センサは前記左車 輪が回転するに応じて左車輪のパルスカウントを提供し、かつ前記右車輪センサ は前記右車輪が回転するに応じて右車輪のパルスカウントを提供し、前記方法は 、 左車輪のパルスカウントおよび右車輪のパルスカウントを決定する段階、 前記左車輪のパルスカウントと左のパルス毎の距離の係数の積および前記右車輪 のパルスカウントと右のパルス毎の距離の係数との積を使用して車両の進行方向 および車両の走行距離を決定する段階、 所定の車両走行距離の間前記測定された比率が所定の範囲内に制限される間に所 定の車両距離が走行された場合に、前記右車輪のパルスカウントの前記左車輪の パルスカウントに対する測定された比率に対応する訂正値を提供する段階、 前記提供され訂正値に対応する、新しい左のパルス毎の距離の係数、および前記 提供された訂正値に対応する、新しい右のパルス毎の距離の係数を決定する段階 、そして前記左のパルス毎の距離の係数を前記新しい左のパルス毎の距離の係数 で置き換え、かつ前記右のパルス毎の距離の係数を前記新しい右のパルス毎の距 離の係数で置き換え、それによって提供された訂正値と両立する、前記差動オド メータの較正を行わせる段階、 を具備する車両の差動オドメータを連続的に較正する方法。
13. １３．車両の差動オドメータを較正する方法であって、前記車両は左車輪および 右車輪を有し、前記右車輪は前記左車輪に対向して知られた車輪間隔距離に配置 され、前記差動オドメータは前記左車輪に結合された左車輪センサ、および前記 右車輪に結合された右車輪センサを含み、前記センサは関連する車輪が回転する に応じて電気的パルスを提供するものであり、前記センサは車両の進行方向およ び車両の走行距離を決定するためのものであり、前記方法は、各車輪によって提 供される前記電気的パルスをカウントしかつ周期的に前記期間内に前記左車輪セ ンサによって提供される電気的パルスの合計数に対応する左車輪のパルスカウン トを提供し、かつ周期的に前記期間内に前記右車輪センサによって提供される電 気的パルスの合計数に対応する右車輪のパルスカウントを提供する段階、前記左 車輪のパルスカウントおよび左のパルス毎の距離の係数の積と前記右車輪のパル スカウントおよび右のパルス毎の距離の係数の積との差を前記車輪間隔距離によ って除算することにより車両の進行方向を決定する段階、前記左車輪のパルスカ ウントと前記左のパルス毎の距離の係数との積および前記右車輪のパルスカウン トと前記右のパルス毎の距離の係数の積の和を２で除算することにより車両の走 行距離を決定する段階、 前記右車輪のパルスカウントおよび前記左車輪のパルスカウントをろ波しかつ所 定の車両走行距離の間前記測定された比率が所定の範囲内に制限されている間に 所定の距離だけ車両が走行した場合に、前記左車輪のパルスカウントに対する前 記右車輪のパルスカウントの測定された比率に対応する訂正比率を提供する段階 、 前記提供された訂正比率に対応する左車輪に対する新しい左のパルス毎の距離の 係数、および前記提供された訂正比率に対応する右車輪に対する新しい右のパル ス毎の距離の係数を決定する段階、そして 前記左のパルス毎の距離の係数を前記新しいパルス毎の距離の係数で置き換え、 かつ前記右のパルス毎の距離の係数を前記新しい右のパルス毎の距離の係数で置 き換え、それによって前記提供された訂正比率に両立して、前記差動オドメータ の較正を行わせる段階、 を具備する車両の差動オドメータを較正する方法。
14. １４．前記測定された比率は所定の連続する車両の走行距離の間所定の範囲内に 常に制限されている請求項１３に記載の方法。
15. １５．車両の差動オドメータを連続的に較正する方法であって、前記車両は左車 輪および右車輪を有し、前記左車輪は前記右車輪に対向して知られた車輪間隔距 離に配置され、前記差動オドメータは前記左車輪に結合された左車輪センサ、お よび前記右車輪に結合された右車輪センサを含み、前記方法は、 前記左車輪が回転するに応じて左車輪のパルスカウントを提供する段階であって 、左車輪の走行距離は前記左車輪のパルスカウントと左のパルス毎の距離の係数 の積によって決定されるもの、 前記右車輪が回転するに応じて右車輪のパルスカウントを提供する段階であって 、右車輪の走行距離は前記右車輪のパルスカウントと右のパルス毎の距離の係数 の積によって決定されるもの、 前記左車輪の走行距離と前記右車輪の走行距離の差を前記車輪間隔距離によって 除算することにより車両の進行方向を決定する段階、 前記左車輪の走行距離と前記右車輪の走行距離との和を２で除算することによっ て車両の走行距離を決定する段階、前記右車輪のパルスカウントおよび左車輪の パルスカウントをろ波しかつ、所定の車両走行距離の間前記測定された比率が常 に所定の範囲内に制限される間に所定の連続する車両走行距離が走行された場合 に、前記左車輪のパルスカウントに対する前記右車輪のパルスカウントの測定さ れた比率に対応する訂正比率を提供する段階、羅針盤を使用して自律的な車両の 進行方向を決定する段階、 前記決定された車両の進行方向および前記自律的に決定された車両の進行方向の 間の測定された関係に応じて前記訂正比率の強度を決定し、かつ前記提供された 比率および前記決定された強度に対応する改定された訂正比率を提供する段階、 前記提供された改定訂正比率に対応する新しい左のパルス毎の距離の係数、およ び前記提供された回転訂正比率に対応する新しい右のパルス毎の距離の係数を決 定する段階、そして 前記左のパルス毎の距離の係数を前記新しい左のパルス毎の距離の係数で置き換 え、かつ前記右のパルス毎の距離の係数を前記新しい右のパルス毎の距離の係数 で置き換え、それによって前記提供された改定訂正比率と両立して、前記差動オ ドメータの較正を行わせる段階、を具備する車両の差動オドメータを連続的に較 正する方法。
16. １６．車両の差動オドメータを連続的に較正する装置であって、前記車両は左車 輪および右車輪を有し、前記左車輪は前記右車輪に対向して知られた車輪間隔距 離に配置され、前記差動オドメータは前記左車輪に結合された左車輪センサおよ び前記右車輪に結合された右車輪センサを含み、前記左車輪センサは前記左車輪 が回転するに応じて左車輪のパルスカウントを提供し、左車輪の走行距離は前記 左車輪のパルスカウントと左のパルス毎の距離の係数との積によって決定され、 前記右車輪センサは前記右車輪が回転するに応じて右車輪のパルスカウントを提 供し、右車輪の走行距離は前記右車輪のパルスカウントと右のパルス毎の距離の 係数との積によって決定され、前記車両の進行方向は前記左車輪の走行距離およ び前記右車輪の走行距離を用いて決定され、かつ車両の走行距離は前記左車輪の 走行距離および前記右車輪の走行距離によって決定され、前記方法は、 前記左車輪のパルスカウントと前記右車輪のパルスカウントとの間の測定された 関係に対応する訂正値を提供するための手段、 前記提供された訂正値に対応する新しい左のパルス毎の距離の係数、および前記 提供された訂正値に対応する新しい右のパルス毎の距離の係数を決定するための 手段、そして 前記左のパルス毎の距離の係数を前記新しい左のパルス毎の距離の係数で置き換 え、かつ前記右のパルス毎の距離の係数を前記新しい右のパルス毎の距離の係数 で置き換え、それによって前記提供された訂正値と両立して、前記差動オドメー タの較正を行わせるための手段、を具備する車両の差動オドメータを連続的に較 正する装置。
17. １７．前記右車輪のパルスカウントと前記左車輪のパルスカウントとの間の前記 測定された関係は前記右車輪のパルスカウントと前記左車輪のパルスカウントと の間の比率に対応する請求項１６に記載の装置。