JPH11148832A - Speed measuring device, navigation device, speed measuring method, and speed measuring system and car - Google Patents
Speed measuring device, navigation device, speed measuring method, and speed measuring system and carInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の速
度計測に適用して好適な速度計測装置、ナビゲーション
装置、速度計測方法、速度計測システムおよび自動車に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed measuring device, a navigation device, a speed measuring method, a speed measuring system, and a vehicle suitable for, for example, measuring the speed of a vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、加速度センサを利用して移動体の
速度を計測する速度計測装置があった。このような速度
計測装置では、移動体に加速度センサを設け、加速度セ
ンサの出力である加速度に移動時間をかけて移動体の移
動速度を計測していた。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a speed measuring device for measuring the speed of a moving body using an acceleration sensor. In such a speed measurement device, an acceleration sensor is provided on the moving body, and the moving speed of the moving body is measured by multiplying the acceleration output from the acceleration sensor by the moving time.
【０００３】このような従来の速度計測装置では、移動
体が水平面に対して傾斜した移動経路を移動する場合
に、加速度センサに加わる加速度のうち、移動体の加速
度から移動体の傾きによる重力加速度成分を分離して、
移動体の加速度から移動体の傾きによる重力加速度成分
を引くようにしていた。In such a conventional speed measuring device, when the moving body moves on a moving path inclined with respect to a horizontal plane, the acceleration applied to the acceleration sensor is calculated based on the acceleration of the moving body and the gravitational acceleration due to the inclination of the moving body. Separate the components,
The gravitational acceleration component due to the inclination of the moving body is subtracted from the acceleration of the moving body.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の速度計
測装置では、移動体が水平面に対して傾斜した移動経路
を移動する場合には、加速度センサに加わる加速度のう
ち、移動体の加速度と移動体の傾きによる重力加速度成
分の分離が難しく、加速度センサのみでは速度計測の精
度が低下するという不都合があった。However, in the conventional speed measuring device, when the moving body moves on a moving path inclined with respect to the horizontal plane, the acceleration of the moving body and the moving speed of the moving body are included in the acceleration applied to the acceleration sensor. Separation of the gravitational acceleration component due to the inclination of the body is difficult, and there has been an inconvenience that the accuracy of speed measurement is reduced only with the acceleration sensor.
【０００５】また、移動体の水平面に対する傾斜を検出
する傾斜センサ等を用いて移動体の傾きを検出し、重力
加速度成分の影響を削除する方法が考えられるが、高精
度な傾斜センサが必要となると共に、振動等の外乱によ
り、速度計測の精度が低下するという不都合があった。A method of detecting the inclination of the moving object by using an inclination sensor or the like for detecting the inclination of the moving object with respect to the horizontal plane and eliminating the influence of the gravitational acceleration component can be considered. However, a highly accurate inclination sensor is required. In addition, there is a disadvantage that the accuracy of the speed measurement is reduced due to disturbance such as vibration.
【０００６】更に、温度変化等により加速度センサのオ
フセット電圧が生じるが、このオフセット電圧のドリフ
トを校正するために、定期的に移動体を静止させて、オ
フセット電圧を更新する必要があった。そのため、長時
間、速度計測装置が静止しない場合には、ドリフトによ
り速度誤差が大きくなってしまうという不都合があっ
た。Further, an offset voltage of the acceleration sensor is generated due to a temperature change or the like. In order to calibrate the drift of the offset voltage, it is necessary to periodically stop the moving body and update the offset voltage. Therefore, when the speed measurement device does not stand still for a long time, there is an inconvenience that a speed error increases due to drift.
【０００７】本発明はこのような点を考慮し、加速度セ
ンサに加わる加速度のうち、移動体の加速度と移動体の
傾きによる重力加速度成分の分離を容易にし、速度計測
の精度を向上させる速度計測装置、ナビゲーション装
置、速度計測方法、速度計測システムおよび自動車を提
供することを目的とするものである。In view of the above, the present invention facilitates separation of the gravitational acceleration component of the acceleration applied to the acceleration sensor from the acceleration of the moving body and the inclination of the moving body, and improves the speed measurement accuracy. It is an object to provide a device, a navigation device, a speed measurement method, a speed measurement system, and an automobile.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の速度計測装置
は、移動体に設けられた加速度センサにより計測される
加速度情報を用いて上記移動体の速度を計測する速度計
測装置において、上記移動体の速度情報を衛星からの情
報を用いて計測する速度情報計測手段と、上記速度情報
計測手段により計測された速度情報と、上記加速度セン
サにより計測される加速度情報とを用いて、上記移動体
が水平方向に対する傾斜面を移動する際の上記移動体に
対する重力加速度成分を削除する補正手段とを備えたも
のである。According to the present invention, there is provided a speed measuring apparatus for measuring the speed of a moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body. Speed information measuring means for measuring speed information using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring means, and acceleration information measured by the acceleration sensor, And correcting means for removing a gravitational acceleration component with respect to the moving body when moving on an inclined surface in the horizontal direction.
【０００９】また、この発明のナビゲーション装置は、
移動体に設けられた加速度センサにより計測される加速
度情報を用いて上記移動体の速度情報を求め、上記速度
情報に基づいて上記移動体の位置を計測して表示するナ
ビゲーション装置において、上記移動体の速度情報を衛
星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段と、上
記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上記
加速度センサにより計測される加速度情報とを用いて、
上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際の上
記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正手段と
を備えたものである。[0009] Further, the navigation device of the present invention comprises:
A navigation device that obtains speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, and measures and displays a position of the moving body based on the speed information; Speed information measuring means for measuring the speed information using information from the satellite, speed information measured by the speed information measuring means, using the acceleration information measured by the acceleration sensor,
And correcting means for deleting a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction.
【００１０】また、この発明の速度計測方法は、移動体
に設けられた加速度センサにより計測される加速度情報
を用いて上記移動体の速度情報を求めた後に、上記速度
情報に基づいて上記移動体の位置を計測して表示する速
度計測方法において、上記移動体の速度情報を衛星から
の情報を用いて計測する速度情報計測ステップと、上記
速度情報計測ステップにより計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正ス
テップとを備えたものである。Further, according to the speed measuring method of the present invention, after obtaining speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, the moving body is determined based on the speed information. A velocity information measuring step of measuring and displaying the position of the moving object by using information from a satellite to measure velocity information of the moving object; velocity information measured by the velocity information measuring step; A correction step of deleting a gravitational acceleration component of the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction, using acceleration information measured by a sensor.
【００１１】また、この発明の速度計測システムは、移
動体に設けられた加速度センサにより計測される加速度
情報を用いて上記移動体の速度を計測して表示する速度
計測装置およびナビゲーション装置を備えた速度計測シ
ステムにおいて、上記速度計測装置または上記ナビゲー
ション装置において、上記移動体の速度情報を衛星から
の情報を用いて計測する速度情報計測手段と、上記速度
情報計測手段により計測された速度情報と、上記加速度
センサにより計測される加速度情報とを用いて、上記移
動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際の上記移動
体に対する重力加速度成分を削除する補正手段とを備え
たものである。Further, the speed measuring system of the present invention includes a speed measuring device and a navigation device which measure and display the speed of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body. In the speed measurement system, in the speed measurement device or the navigation device, speed information measurement means for measuring the speed information of the moving object using information from a satellite, speed information measured by the speed information measurement means, A correction unit that deletes a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction, using the acceleration information measured by the acceleration sensor.
【００１２】また、この発明の自動車は、加速度センサ
により計測される加速度情報を用いて上記自動車の速度
情報を求め、上記速度情報に基づいて上記自動車の位置
を計測して表示する速度計測装置およびナビゲーション
装置を設けた自動車において、上記自動車の速度情報を
衛星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段と、
上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記自動車が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記自動車に対する重力加速度成分を削除する補正手
段とを備えたものである。Further, the vehicle of the present invention obtains speed information of the vehicle using acceleration information measured by an acceleration sensor, and measures and displays the position of the vehicle based on the speed information. In a vehicle provided with a navigation device, speed information measuring means for measuring the speed information of the vehicle using information from a satellite,
Using the speed information measured by the speed information measuring means and the acceleration information measured by the acceleration sensor, correction for removing a gravitational acceleration component with respect to the vehicle when the vehicle moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction. Means.
【００１３】このような速度計測装置によれば以下の作
用をする。移動体が水平面に対して所定角度だけ傾斜し
た経路上を移動するときに、移動体の移動による経路の
上方向の加速度の他に重力加速度による下方向の重力加
速度成分が生じる。移動体が水平面に対して所定角度だ
け傾斜した経路上を移動するときは、加速度センサに加
わる加速度のうち、移動体の加速度と移動体の傾きによ
る重力加速度成分をオフセットとして分離する。According to such a speed measuring device, the following operations are performed. When the moving body moves on a path inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal plane, a downward gravitational acceleration component due to gravitational acceleration occurs in addition to the upward acceleration of the path due to the movement of the moving body. When the moving body moves on a path inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal plane, of the acceleration applied to the acceleration sensor, the acceleration of the moving body and the gravitational acceleration component due to the inclination of the moving body are separated as an offset.
【００１４】ここで、速度情報計測手段は、衛星から電
波を受信し、この受信位置の対地絶対速度情報を出力す
る。補正手段は、速度情報計測手段からの絶対的な速度
情報を用いて、加速度センサの出力値を考慮に入れなが
ら加速度センサの適切なオフセットを算出し、そのオフ
セットを用いて移動体の速度を算出する。Here, the speed information measuring means receives a radio wave from the satellite and outputs absolute speed information on the ground at the reception position. The correction means uses the absolute speed information from the speed information measurement means to calculate an appropriate offset of the acceleration sensor while taking into account the output value of the acceleration sensor, and calculates the speed of the moving body using the offset. I do.
【００１５】加速度センサからの出力により、補正手段
において移動体の速度を算出する。また、重力加速度成
分を除いた加速度が、補正手段において演算される。こ
こで、加速度センサで算出した加速度が速度情報計測手
段の速度情報から算出した加速度に等しい。従って、移
動体の傾きによる重力加速度成分をオフセットとして加
速度センサからの出力から分離して、移動体の加速を演
算する。The speed of the moving body is calculated by the correction means based on the output from the acceleration sensor. The acceleration excluding the gravitational acceleration component is calculated by the correction means. Here, the acceleration calculated by the acceleration sensor is equal to the acceleration calculated from the speed information of the speed information measuring means. Therefore, the acceleration of the moving object is calculated by separating the gravitational acceleration component due to the inclination of the moving object from the output from the acceleration sensor as an offset.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形
態の速度計測装置の構成を示すブロック図である。図１
において、本実施の形態の速度計測装置１は、ＧＰＳア
ンテナ２と、ＧＰＳアンテナ２から受信した信号をデコ
ードする周知のＧＰＳ（全世界方位計測システム：グロ
ーバル・ポジショニング・システム）用のＧＰＳ受信機
３と、移動体の加速度を静電容量方式により計測する加
速度センサ４と、加速度センサ４からのアナログ出力の
加速度値をディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ５
と、ＧＰＳ受信機３からの情報及び加速度センサ４から
のディジタルの加速度値に基づいて加速度センサのオフ
セットを演算するマイクロプロセッサユニット（ＭＰ
Ｕ）からなる演算処理部６、演算処理部６の演算処理の
ためにＧＰＳ受信機３からの情報及び加速度センサ４か
らのディジタルの加速度値のデータを一時的に格納する
メモリ７と、演算処理部６で演算された速度データを外
部のナビゲーションシステム９に出力するためのインタ
ーフェースを行う通信部８と、を備えて構成される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the speed measuring device according to the present embodiment. FIG.
In the speed measurement device 1 of the present embodiment, a GPS antenna 2 and a GPS receiver 3 for a well-known GPS (Global Positioning System: Global Positioning System) that decodes a signal received from the GPS antenna 2 An acceleration sensor 4 for measuring the acceleration of a moving object by a capacitance method, and an A / D converter 5 for converting an acceleration value of an analog output from the acceleration sensor 4 into a digital value
And a microprocessor unit (MP) that calculates an offset of the acceleration sensor based on information from the GPS receiver 3 and a digital acceleration value from the acceleration sensor 4.
U), a memory 7 for temporarily storing information from the GPS receiver 3 and digital acceleration data from the acceleration sensor 4 for the arithmetic processing of the arithmetic processing unit 6, and an arithmetic processing And a communication unit 8 that performs an interface for outputting the speed data calculated by the unit 6 to an external navigation system 9.
【００１７】ここで、ＧＰＳ受信機３は接続したアンテ
ナ２によって衛星から４波のＧＰＳ電波Ｗａ，Ｗｂ，Ｗ
ｃ，Ｗｄを受信し、この受信位置の緯度、経度、高度の
絶対座標および時刻の情報と、対地絶対速度情報を出力
するように構成されている。また、加速度センサ４は、
加速度＝力／質量の関係を利用して加速度を計測するも
のであり、力を計測する変換器として、例えば、板バネ
で支持された質量の変位をコンデンサに蓄積される静電
容量の変化として計測する静電容量方式を用いたもので
ある。ナビゲーションシステム９は、速度計測装置９か
ら供給された移動体の速度データを表示装置の地図デー
タ上に表示すると共に、緯度・経度・高度、日時の表
示、目的地までの方位・距離・推定到着時刻・推定到着
所要時間等のＧＰＳデータの表示を行う。Here, the GPS receiver 3 uses the connected antenna 2 to transmit four GPS radio waves Wa, Wb, W from the satellite.
It is configured to receive c and Wd, and output information on the absolute coordinates and time of the latitude, longitude, and altitude of the receiving position, and absolute ground speed information. Further, the acceleration sensor 4
Acceleration is measured by using the relationship of acceleration = force / mass. As a transducer for measuring force, for example, displacement of mass supported by a leaf spring is calculated as a change in capacitance stored in a capacitor. This is based on a capacitance method for measurement. The navigation system 9 displays the speed data of the moving object supplied from the speed measurement device 9 on the map data of the display device, displays the latitude, longitude, altitude, date and time, the direction, distance, and estimated arrival to the destination. Display GPS data such as time and estimated arrival time.
【００１８】ここで、本実施の形態では、演算処理部６
は、ＧＰＳ受信機３からの絶対的な速度情報を用いて、
加速度センサ４の出力値を考慮に入れながら加速度セン
サ４の適切なオフセットを算出し、そのオフセットを用
いて移動体の速度を算出するものである。例えば、移動
体が登り坂道等を移動する場合に加速度センサの出力値
が重力加速度の影響で大きくなっても、ＧＰＳ受信機３
からの絶対的な速度情報を用いることにより、適切なオ
フセットを算出することにより、算出されたオフセット
は重力加速度成分が含まれた値を演算することができ
る。また、同様にして、温度変化によるオフセット変動
も演算することができる。Here, in the present embodiment, the arithmetic processing unit 6
Uses absolute speed information from the GPS receiver 3
An appropriate offset of the acceleration sensor 4 is calculated while taking the output value of the acceleration sensor 4 into consideration, and the speed of the moving body is calculated using the offset. For example, if the output value of the acceleration sensor becomes large due to the gravitational acceleration when the moving body moves on an uphill or the like, the GPS receiver 3
By calculating an appropriate offset by using the absolute velocity information from the, the calculated offset can calculate a value including a gravitational acceleration component. Similarly, the offset fluctuation due to the temperature change can be calculated.
【００１９】このように構成された本実施の形態の速度
計測装置の加速度センサ４のオフセット演算の動作を以
下に説明する。図２に、本実施の形態の坂道での移動体
の状態を示す。図２において、移動体２１が水平面に対
して角度θだけ傾斜した坂道２２上を移動するときに、
移動体２１の移動による坂道２２の上方向の加速度の他
に重力加速度ｇによる坂道２２の下方向の重力加速度成
分ｇ＊ｓｉｎθが生じる。このように、移動体２１が水
平面に対してθだけ傾斜した坂道２２上を移動する場合
には、加速度センサ４に加わる加速度のうち、移動体２
１の加速度と移動体２１の傾きθによる重力加速度成分
をオフセットとして分離することが必要となる。The operation of the offset calculation of the acceleration sensor 4 of the speed measuring device of the present embodiment thus configured will be described below. FIG. 2 shows a state of the moving body on a slope according to the present embodiment. In FIG. 2, when the moving body 21 moves on a slope 22 inclined by an angle θ with respect to a horizontal plane,
In addition to the upward acceleration of the slope 22 due to the movement of the moving body 21, a downward gravitational acceleration component g * sin θ due to the gravitational acceleration g is generated. As described above, when the moving body 21 moves on the slope 22 inclined by θ with respect to the horizontal plane, the moving body 2 out of the acceleration applied to the acceleration sensor 4
It is necessary to separate the acceleration of 1 and the gravitational acceleration component due to the inclination θ of the moving body 21 as an offset.
【００２０】加速度センサ４からの出力により、演算処
理部６において移動体の速度ｖを算出するには、以下の
数１式により演算される。In order to calculate the velocity v of the moving body in the arithmetic processing unit 6 based on the output from the acceleration sensor 4, the following equation 1 is used.
【００２１】[0021]
【数１】ｖ＝ａｓ＊ｔ ここで、ｖ［ｍ／ｓ］：速度、ａｓ［ｍ／ｓ2 ］：重力
加速度成分ｇ＊ｓｉｎθを除いた加速度、ｔ［ｓ］：時
間、である。Where v [m / s]: speed, as [m / s 2 ]: acceleration excluding the gravitational acceleration component g * sinθ, and t [s]: time.
【００２２】また、重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθを除い
た加速度ａｓは、演算処理部６において以下の数２式に
より演算される。The acceleration “as” excluding the gravitational acceleration component g * sin θ is calculated by the following equation (2) in the arithmetic processing unit 6.
【００２３】[0023]
【数２】ｓａ＝Ａｓ−ｇ＊ｓｉｎθ＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｏ
ｆｆｓｅｔ）／Ｓ＊ｇ ここで、Ｖｏｕｔ：加速度センサの出力［ｍ／ｓ2 ］、
Ｖｏｆｆｓｅｔ：重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθを考慮し
た加速度センサのオフセット［ｍ／ｓ2 ］、Ｓ：加速度
センサの感度［ｍＶ／Ｇ］、ｇ：重力加速度［ｍ／
ｓ2 ］、Ａｓ：重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθを含む加速
度［ｍ／ｓ2 ］、θ：傾き角度［ｒａｄ］である。な
お、加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔは、路面
の状況に応じて変わる値である。例えば、移動体が斜面
を上昇するときはオフセットＶｏｆｆｓｅｔは重力加速
度成分ｇ＊ｓｉｎθだけ上昇し、移動体が斜面を下降す
るときはオフセットＶｏｆｆｓｅｔは重力加速度成分ｇ
＊ｓｉｎθだけ下降する。## EQU2 ## sa = As−g * sin θ = (Vout−Vo)
ffset) / S * g where Vout: output [m / s 2 ] of the acceleration sensor,
Voffset: offset [m / s 2 ] of the acceleration sensor in consideration of the gravitational acceleration component g * sin θ, S: sensitivity [mV / G] of the acceleration sensor, g: gravitational acceleration [m /
s 2 ], As: acceleration [m / s 2 ] including gravitational acceleration component g * sin θ, θ: inclination angle [rad]. The offset Voffset of the acceleration sensor is a value that changes according to the condition of the road surface. For example, when the moving body rises on a slope, the offset Voffset rises by a gravitational acceleration component g * sinθ, and when the moving body descends on a slope, the offset Voffset has a gravitational acceleration component g.
* Lower by sin θ.
【００２４】ここで、加速度センサ４で算出した加速度
ａｓがＧＰＳ受信機３の速度情報から算出した加速度ａ
ｇに等しいから、以下の数３式が成立する。Here, the acceleration “as” calculated by the acceleration sensor 4 is the acceleration “a” calculated from the speed information of the GPS receiver 3.
Since it is equal to g, the following Expression 3 is established.
【００２５】[0025]
【数３】ｓａ＝ａｇ## EQU3 ## sa = ag
【００２６】数２式および数３式から以下の数４式が求
められる。The following equation (4) is obtained from equations (2) and (3).
【００２７】[0027]
【数４】ａｇ＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｏｆｆｓｅｔ）／Ｓ＊ｇAg = (Vout-Voffset) / S * g
【００２８】従って、数４式から以下の数５式からが求
められる。Therefore, the following equation (5) is obtained from the equation (4).
【００２９】[0029]
【数５】Ｖｏｆｆｓｅｔ＝Ｖｏｕｔ−ａｇ＊Ｓ／ｇVoffset = Vout-ag * S / g
【００３０】また、ＧＰＳ受信機３からの速度ｖｇはＧ
ＰＳ受信機３からの加速度ａｇから数６式により求めら
れる。The speed vg from the GPS receiver 3 is G
It can be obtained from the acceleration ag from the PS receiver 3 by Expression 6.
【００３１】[0031]
【数６】ｖｇ＝ａｇ＊ｔVg = ag * t
【００３２】従って、数５式および数６式より、以下の
数７式が求められる。Therefore, the following equation (7) is obtained from equations (5) and (6).
【００３３】[0033]
【数７】Ｖｏｆｆｓｅｔ＝Ｖｏｕｔ−ｖｇ＊Ｓ／ｇ／ｔ
このようにして、数７式から移動体２１の加速度と移動
体２１の傾きθによる重力加速度成分の速度をオフセッ
トＶｏｆｆｓｅｔとして分離することができる。## EQU7 ## Voffset = Vout-vg * S / g / t
In this manner, the velocity of the gravitational acceleration component based on the acceleration of the moving body 21 and the inclination θ of the moving body 21 can be separated as the offset Voffset from Expression 7.
【００３４】更に、数５式および数７式に示すオフセッ
トＶｏｆｆｓｅｔは、数パーセントの範囲でばらつきが
あるので、数秒間だけ演算処理部６において平均化して
数８式及び数９式を求めることにより、一層、速度計測
精度・安定性を向上させることができる。また、ＧＰＳ
受信機３において衛星からのＧＰＳデータの受信状況が
よいときにＧＰＳ受信機３からの加速度ａｇのデータを
取り入れるようにする。Further, since the offset Voffset shown in the equations (5) and (7) varies within a range of several percent, the offset Voffset is averaged in the arithmetic processing unit 6 for only a few seconds to obtain the equations (8) and (9). In addition, speed measurement accuracy and stability can be further improved. Also, GPS
When the receiving condition of the GPS data from the satellite in the receiver 3 is good, the data of the acceleration ag from the GPS receiver 3 is taken in.
【００３５】[0035]
【数８】 ”Ｖｏｆｆｓｅｔ”＝”Ｖｏｕｔ”−”ａｇ”＊Ｓ／ｇ ただし、Ｓ，ｇは一定であり、”Ｖｏｆｆｓｅｔ”はあ
る時間での加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔの
平均値、”Ｖｏｕｔ”はある時間での加速度センサの出
力Ｖｏｕｔの平均値、”ａｇ”はある時間でのＧＰＳ受
信機３からの加速度ａｇの平均値である。"Voffset" = "Vout"-"ag" * S / g where S and g are constant, "Voffset" is the average value of the offset Voffset of the acceleration sensor at a certain time, and "Vout" is The average value of the output Vout of the acceleration sensor at a certain time, “ag” is the average value of the acceleration ag from the GPS receiver 3 at a certain time.
【００３６】[0036]
【数９】”Ｖｏｆｆｓｅｔ”＝”Ｖｏｕｔ”−”ｖｇ”
＊Ｓ／ｇ／ｔ ただし、Ｓ，ｇは一定であり、”Ｖｏｆｆｓｅｔ”はあ
る時間での加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔの
平均値、”Ｖｏｕｔ”はある時間での加速度センサの出
力Ｖｏｕｔの平均値、”ｖｇ”はある時間でのＧＰＳ受
信機３からの速度ｖｇの平均値である。"Voffset" = "Vout"-"vg"
* S / g / t where S and g are constant, “Voffset” is the average value of the offset Voffset of the acceleration sensor at a certain time, “Vout” is the average value of the output Vout of the acceleration sensor at a certain time, “Vg” is the average value of the speed vg from the GPS receiver 3 at a certain time.
【００３７】上述したように、数５式および数７式から
加速度センサの理論上の速度のオフセットＶｏｆｆｓｅ
ｔは求められるが、数８式および数９式からある時間で
の加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔの平均値”
Ｖｏｆｆｓｅｔ”を利用したほうが、ノイズ等の影響が
少なくなり、誤差の少ない良好な速度計測値が得られ
る。このようにして数８式および数９式から得られた加
速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔの平均値”Ｖｏ
ｆｆｓｅｔ”を起動時のデータから順次バッファリング
して、数１式および数２式に順次代入して演算すること
により、速度が求められる。As described above, the theoretical velocity offset Voffse of the acceleration sensor is obtained from the equations (5) and (7).
Although t can be obtained, the average value of the offset Voffset of the acceleration sensor at a certain time is obtained from Expressions 8 and 9 "
Using Voffset "reduces the influence of noise and the like, and provides a good speed measurement value with less error. In this manner, the average value of the offset Voffset of the acceleration sensor obtained from Expressions 8 and 9 is obtained. "Vo
ffset ”is sequentially buffered from the data at the time of activation, and is sequentially substituted into Equations (1) and (2) to calculate the speed.
【００３８】また、図２において示したように、数８式
および数９式から得られた加速度センサのオフセットＶ
ｏｆｆｓｅｔの平均値”Ｖｏｆｆｓｅｔ”は、速度計測
装置や路面の傾きによる重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθの
影響を含む値であるため、このオフセットから移動体２
１が移動する坂道２２の傾きθを求めることができる。
以下に図３を用いて傾きθを求める動作を説明する。Further, as shown in FIG. 2, the offset V of the acceleration sensor obtained from the equations (8) and (9) is obtained.
The average value “Voffset” of the offset is a value including the influence of the gravitational acceleration component g * sinθ due to the speed measurement device and the inclination of the road surface.
The slope θ of the slope 22 on which the vehicle 1 moves can be obtained.
The operation for obtaining the inclination θ will be described below with reference to FIG.
【００３９】図３は、加速度センサオフセットと傾きと
の関係を示す図である。図３Ａにおいて、移動体３１が
道路３２をＡ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３，Ｅ３，Ｆ３の各地
点の順に移動したとき、加速度センサオフセット電圧は
Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２の各値を示すようになる。具体的に
は、Ａ３〜Ｂ３区間での加速度センサオフセット電圧は
Ｖ１、Ｂ３〜Ｃ３区間での加速度センサオフセット電圧
はＶ２、Ｃ３〜Ｄ３区間での加速度センサオフセット電
圧はＶ１、Ｄ３〜Ｅ３区間での加速度センサオフセット
電圧はＶ０、Ｅ３〜Ｆ３区間での加速度センサオフセッ
ト電圧はＶ１、のそれぞれの値となる。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the acceleration sensor offset and the inclination. In FIG. 3A, when the moving body 31 moves on the road 32 in the order of A3, B3, C3, D3, E3, and F3, the acceleration sensor offset voltage indicates each value of V0, V1, and V2. Specifically, the acceleration sensor offset voltage in the section A3 to B3 is V1, the acceleration sensor offset voltage in the section B3 to C3 is V2, the acceleration sensor offset voltage in the section C3 to D3 is V1, and the acceleration sensor offset voltage is V1 in the section D3 to E3. The acceleration sensor offset voltage is V0, and the acceleration sensor offset voltage in the section from E3 to F3 is V1.
【００４０】ここで、Ａ３〜Ｂ３区間を移動体３１が走
行中の加速度センサオフセット電圧はＶ１と、Ｂ３〜Ｃ
３区間を移動体３１が走行中の加速度センサオフセット
電圧はＶ２との差は、Ａ３〜Ｂ３区間とＢ３〜Ｃ３区間
との角度差θ１分の重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθ１の影
響によるものである。この関係から以下の数１０式が成
立する。Here, the acceleration sensor offset voltage when the moving body 31 is traveling in the section A3 to B3 is V1 and B3 to C3.
The difference between the acceleration sensor offset voltage and V2 when the moving body 31 is traveling in the three sections is due to the effect of the gravitational acceleration component g * sin θ1 corresponding to the angle difference θ1 between the sections A3 to B3 and the sections B3 to C3. The following equation (10) is established from this relationship.
【００４１】[0041]
【数１０】ｇ＊ｓｉｎθ１＝（Ｖ２−Ｖ１）／Ｓ＊ｇG * sin θ1 = (V2−V1) / S * g
【００４２】従って、以下の数１１式から傾きθ１が求
められる。Accordingly, the inclination θ1 is obtained from the following equation (11).
【００４３】[0043]
【数１１】θ１＝ｓｉｎ-1［（Ｖ２−Ｖ１）／Ｓ］ なお、求められた傾きは、ナビゲーションシステム９の
表示装置に表示してもよい。[Equation 11] θ1 = sin −1 [(V2−V1) / S] The obtained inclination may be displayed on the display device of the navigation system 9.
【００４４】更に、数１０式を用いて速度を算出するに
は、数１式および数２式より以下の数１２式から速度が
求められる。Further, in order to calculate the speed using the equation (10), the speed is obtained from the following equation (12) from the equations (1) and (2).
【００４５】[0045]
【数１２】 ｖ＝（Ａｓ−ｇ＊ｓｉｎθ１）＊ｔ＝［Ａｓ−（Ｖ２−
Ｖ１）／Ｓ＊ｇ］＊ｔ このようにして、坂道２２の傾きを計測することができ
る。[Mathematical formula-see original document] v = (As-g * sin [theta] 1) * t = [As- (V2-
V1) / S * g] * t In this manner, the slope of the slope 22 can be measured.
【００４６】図４に本実施の形態の速度計測装置の機能
ブロック図を示す。図４において、演算処理部６は、加
速度に応じてアナログセンサ出力値を出力する加速度セ
ンサ４からの加速度センサ出力値データおよびＧＰＳ受
信機３からの速度情報を取得して記憶手段としてのメモ
リ７に記憶する各データ取得手段４０と、ＧＰＳ受信機
３からの速度情報を基に平均値を算出するＧＰＳ加速度
（速度）平均算出手段４１と、記憶手段７に記憶された
加速度センサ出力値データを基に平均値を算出する加速
度センサ出力平均算出手段４２と、ＧＰＳ加速度（速
度）平均値と加速度センサ出力平均値とを用いて、加速
度センサオフセットを算出する加速度センサオフセット
算出手段４３と、加速度センサオフセットと加速度セン
サ出力値とから速度を算出する速度算出手段４４とを有
して構成される。FIG. 4 shows a functional block diagram of the speed measuring device of the present embodiment. In FIG. 4, an arithmetic processing unit 6 obtains acceleration sensor output value data from an acceleration sensor 4 that outputs an analog sensor output value according to acceleration and speed information from a GPS receiver 3 and a memory 7 as storage means. , A GPS acceleration (speed) average calculating means 41 for calculating an average value based on speed information from the GPS receiver 3, and an acceleration sensor output value data stored in the storing means 7. Acceleration sensor output average calculating means 42 for calculating an average value based on the acceleration value, acceleration sensor offset calculating means 43 for calculating an acceleration sensor offset using the GPS acceleration (speed) average value and the acceleration sensor output average value, and an acceleration sensor It has a speed calculating means 44 for calculating a speed from the offset and the output value of the acceleration sensor.
【００４７】例えば、各データ取得手段４０における加
速度センサ４からの加速度センサ出力値データおよびＧ
ＰＳ受信機３からの速度情報の各データのサンプリング
時間をｔ，サンプリング時間ｔの期間に取得できるデー
タの数をｘ、加速度センサの出力値をｓｖｄ１，ｓｖｄ
２，・・・，ｓｖｄｘ、ＧＰＳ受信機３からの速度デー
タをｇｖｄ１，ｇｖｄ２，・・・，ｇｖｄｘ、加速度セ
ンサ出力平均算出手段４２における加速度センサの出力
平均値を”ｓｖｄ”、ＧＰＳ加速度（速度）平均算出手
段４１におけるＧＰＳ受信機３からの速度データ平均値
を”ｇｖｄ”、ＧＰＳ加速度（速度）平均算出手段４１
におけるＧＰＳ受信機３からの加速度データ平均値を”
ｇａｄ”とすると、加速度センサの出力平均値”ｓｖ
ｄ”は以下の数１３式、ＧＰＳ受信機３からの速度デー
タ平均値”ｇｖｄ”は以下の数１４式、ＧＰＳ受信機３
からの加速度データ平均値”ｇａｄ”は以下の数１５式
により、それぞれ求められる。For example, the acceleration sensor output value data from the acceleration sensor 4 and the G
The sampling time of each piece of data of the speed information from the PS receiver 3 is t, the number of data that can be acquired during the sampling time t is x, and the output values of the acceleration sensor are svd1 and svd.
, Svdx, speed data from the GPS receiver 3 are gvd1, gvd2,..., Gvdx, the average output value of the acceleration sensor in the acceleration sensor output average calculation means 42 is “svd”, and the GPS acceleration (speed The average value of the speed data from the GPS receiver 3 in the average calculating means 41 is set to “gvd”, and the GPS acceleration (speed) average calculating means 41 is used.
Of the acceleration data from the GPS receiver 3 at "
gad ”, the average output value of the acceleration sensor“ sv
d ”is the following equation (13), and the average speed data“ gvd ”from the GPS receiver 3 is the following equation (14).
The average value "gad" of the acceleration data obtained from the following formulas is obtained by the following equation (15).
【００４８】[0048]
【数１３】”ｓｖｄ”＝（ｓｖｄ１＋ｓｖｄ２＋・・・
＋ｓｖｄｘ）／ｘ"Svd" = (svd1 + svd2 +...
+ Svdx) / x
【００４９】[0049]
【数１４】”ｇｖｄ”＝（ｇｖｄ１＋ｇｖｄ２＋・・・
＋ｇｖｄｘ）／ｘ"Gvd" = (gvd1 + gvd2 +...
+ Gvdx) / x
【００５０】[0050]
【数１５】”ｇａｄ”＝（ｇｖｄｘ−ｇｖｄ１）／ｔ／
ｘ"Gad" = (gvdx-gvd1) / t /
x
【００５１】また、加速度センサオフセット算出手段４
３における加速度センサオフセットをＳＤｏｆｆｓｅｔ
とすると、数８式、数１３式および数１５式より、加速
度センサオフセットＳＤｏｆｆｓｅｔは以下の数１６式
により求められる。The acceleration sensor offset calculating means 4
Of the acceleration sensor in SDoffset
Then, the acceleration sensor offset SDoffset is obtained from the following Expression 16 from Expression 8, Expression 13, and Expression 15.
【００５２】[0052]
【数１６】 ＳＤｏｆｆｓｅｔ＝”ｓｖｄ”−”ｇａｄ”＊Ｓ／ｇ また、数９式、数１３式および数１４式より、加速度セ
ンサオフセットＳＤｏｆｆｓｅｔは以下の数１７式によ
り求められる。SDoffset = “svd” − “gad” * S / g Further, from Expression 9, Expression 13 and Expression 14, the acceleration sensor offset SDoffset can be obtained by Expression 17 below.
【００５３】[0053]
【数１７】ＳＤｏｆｆｓｅｔ＝”ｓｖｄ”−”ｇｖｄ”
＊Ｓ／ｇ／ｔ## EQU17 ## SDoffset = “svd” − “gvd”
* S / g / t
【００５４】従って、数１式および数２式から速度算出
手段４４における速度ｖｅｌｏｃｉｔｙは、加速度セン
サの出力をＳＤｏｕｔとすると、以下の数１８式により
求められる。Therefore, the velocity velocity in the velocity calculating means 44 can be obtained from the following Expression 18 assuming that the output of the acceleration sensor is SDout from Expressions 1 and 2.
【００５５】[0055]
【数１８】ｖｅｌｏｃｉｔｙ＝（ＳＤｏｕｔ−ＳＤｏｆ
ｆｓｅｔ）／Ｓ＊ｇ＊ｔ このようにして、数１６式または数１７式から、重力加
速度成分や温度ドリフトの影響を削除するような加速度
センサのオフセットを逐次算出し、更新することによっ
て、精度の高い速度を算出することができる。## EQU18 ## velocity = (SDout-SDof)
fset) / S * g * t As described above, the offset of the acceleration sensor that eliminates the influence of the gravitational acceleration component and the temperature drift is sequentially calculated from Expression 16 or Expression 17, and the accuracy is updated. High speed can be calculated.
【００５６】図９に実験の測定条件の概略図を示し、図
１０にその実験結果として横軸に時間（秒）を示し、縦
軸に速度（ｋｍ／ｈ）および加速度センサオフセット値
１０４を示す。実験で採ったデータを基に、数１６式ま
たは数１７式から、重力加速度成分や温度ドリフト成分
の影響を削除するような加速度センサのオフセットを逐
次算出してみると、移動体が図９に示す道路９１上をＡ
９地点から、Ｂ９地点、Ｃ９地点、Ｄ９地点まで移動す
る場合において、図１０に示すように加速度センサの補
正オフセット１０３は変化していく。図１０において、
実際の速度１００に対して、加速度センサの出力である
センサ速度（補正なし）１０１はＢ９〜Ｃ９区間の傾斜
のため重力加速度成分だけ高くなるが、その分の加速度
センサの補正オフセット１０３も高くなり、良好に重力
加速度成分を除去した加速度センサの出力であるセンサ
速度（補正有り）１０２が出力される。また、図１０に
おいて、加速度センサの出力であるセンサ速度（補正有
り）１０２の方が、加速度センサの出力であるセンサ速
度（補正なし）１０１よりも加速度センサオフセット値
１０４の有効桁数が小数点以下第２桁であるため１／１
００だけ精度が高くなっているのが分かる。FIG. 9 shows a schematic diagram of the measurement conditions of the experiment, FIG. 10 shows the experiment results as a result of the experiment, in which the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents velocity (km / h) and acceleration sensor offset value 104. . Based on the data obtained in the experiment, the offset of the acceleration sensor, which eliminates the influence of the gravitational acceleration component and the temperature drift component, is sequentially calculated from Equation 16 or Equation 17; A on the road 91 shown
When moving from the 9 point to the B9, C9, and D9 points, the correction offset 103 of the acceleration sensor changes as shown in FIG. In FIG.
Compared to the actual speed 100, the sensor speed (no correction) 101, which is the output of the acceleration sensor, is higher by the gravitational acceleration component due to the inclination in the section B9 to C9, but the correction offset 103 of the acceleration sensor is also higher. , The sensor speed (with correction) 102, which is the output of the acceleration sensor from which the gravitational acceleration component has been satisfactorily removed, is output. In FIG. 10, the sensor speed (with correction) 102, which is the output of the acceleration sensor, has a smaller number of significant digits of the acceleration sensor offset value 104 than the sensor speed (without correction) 101, which is the output of the acceleration sensor. 1/1 because it is the second digit
It can be seen that the accuracy is increased by 00.
【００５７】図５に本実施の形態の加速度センサオフセ
ット算出の動作を示すフローチャートを示す。図５にお
いて、スタートして、ステップＳ１で加速度センサオフ
セットの初期値算出を行う。具体的には、演算処理部６
の加速度センサオフセット算出手段４３が加速度センサ
出力平均算出手段４２からの数秒間の平均値を採用して
加速度センサオフセットの初期値を算出する。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the acceleration sensor offset calculation according to the present embodiment. In FIG. 5, after starting, an initial value of the acceleration sensor offset is calculated in step S1. Specifically, the arithmetic processing unit 6
The acceleration sensor offset calculating means 43 calculates the initial value of the acceleration sensor offset by using the average value for several seconds from the acceleration sensor output average calculating means 42.
【００５８】ステップＳ２でカウンタｉに０を代入す
る。具体的には、演算処理部６の加速度センサオフセッ
ト算出手段４３において加速度センサオフセットを算出
する際に用いる加速度センサ出力平均算出手段４２およ
びＧＰＳ加速度（速度）平均算出手段４１における平均
値の基となるデータ個数をカウントするカウンタをリセ
ットする。In step S2, 0 is substituted for a counter i. Specifically, the acceleration sensor offset calculation means 43 of the arithmetic processing unit 6 serves as a basis for the average values in the acceleration sensor output average calculation means 42 and the GPS acceleration (speed) average calculation means 41 used when calculating the acceleration sensor offset. Reset the counter that counts the number of data.
【００５９】ステップＳ３で加速度センサデータとＧＰ
Ｓ速度データの取り込みを行う。具体的には、各データ
取得手段４０において加速度センサ４からの加速度セン
サ出力値データおよびＧＰＳ受信機３からの速度情報を
取得して記憶手段としてのメモリ７に記憶する。In step S3, acceleration sensor data and GP
S speed data is taken in. Specifically, each data acquisition unit 40 acquires acceleration sensor output value data from the acceleration sensor 4 and speed information from the GPS receiver 3 and stores them in the memory 7 as a storage unit.
【００６０】ステップＳ４でＧＰＳ受信機３の受信状況
が適正であるかとＧＰＳ速度データの信頼下限Ｘ［ｋｍ
／ｈ］以上であるか否かを判断する。具体的には、各デ
ータ取得手段４０がＧＰＳ受信の受信状況とＧＰＳ速度
データの信頼下限Ｘを条件として、データを採用するか
否かを決定する。これは、ＧＰＳ受信機３がＧＰＳデー
タを受信していないときやＧＰＳの速度データが低速時
には、誤差が大きくなってしまうため補正データとして
使用しないようにするためである。In step S4, whether the reception status of the GPS receiver 3 is appropriate or not is determined based on the reliability lower limit X [km of the GPS speed data.
/ H] or more. Specifically, each data acquisition unit 40 determines whether or not to use data on the condition of the GPS reception status and the lower limit of reliability X of the GPS speed data. This is because when the GPS receiver 3 is not receiving GPS data or when the speed data of the GPS is low, the error becomes large, so that it is not used as correction data.
【００６１】ステップＳ４でＧＰＳ受信機３の受信状況
が適正、かつ、ＧＰＳ速度データの信頼下限Ｘ以上のと
きは、ステップＳ５でｉ番目のデータバッファに信頼で
きるＧＰＳ速度データとそのときの加速度センサデータ
とを格納する。具体的には、信頼できるＧＰＳ加速度
（速度）平均算出手段４１およびそのときの加速度セン
サ出力平均算出手段４２における平均値の基となるデー
タ個数をカウントするカウンタに加速度センサデータと
ＧＰＳ速度データを格納する。In step S4, if the reception status of the GPS receiver 3 is proper and the GPS speed data has the reliability lower limit X or more, in step S5 the reliable GPS speed data is stored in the i-th data buffer and the acceleration sensor at that time. And store the data. More specifically, the acceleration sensor data and the GPS speed data are stored in a counter for counting the number of data serving as the basis of the average value in the reliable GPS acceleration (speed) average calculation means 41 and the acceleration sensor output average calculation means 42 at that time. I do.
【００６２】ステップＳ６でカウンタｉをカウントアッ
プする。具体的には、カウンタｉを格納したデータの数
だけ順次インクリメントする。また、ステップＳ４でＧ
ＰＳ受信機３の受信状況が適正、かつ、ＧＰＳ速度デー
タの信頼下限Ｘ以上でないときは、ステップＳ７でＧＰ
Ｓ速度データが信頼できないので、カウンタｉに０を代
入する。具体的にはカウンタｉをリセットする。In step S6, the counter i is counted up. Specifically, the counter i is sequentially incremented by the number of data stored. In step S4, G
If the reception status of the PS receiver 3 is appropriate and the GPS speed data is not equal to or more than the confidence lower limit X, the GP is determined in step S7.
Since the S speed data is not reliable, 0 is substituted for the counter i. Specifically, the counter i is reset.
【００６３】ステップＳ８でカウンタｉはサンプルデー
タ個数Ｙと同じ値であるか否かを判断する。具体的に
は、加速度センサ出力平均算出手段４２およびＧＰＳ加
速度（速度）平均算出手段４１のカウンタｉが、予め設
定したサンプル個数Ｙ（データ個数）だけ、データがカ
ウンタｉに格納されたか否かを判断する。格納されてい
ないときはステップＳ３に戻り、ステップＳ３からステ
ップＳ８までの処理および判断を繰り返す。In step S8, it is determined whether or not the counter i has the same value as the sample data number Y. Specifically, the counter i of the acceleration sensor output average calculating means 42 and the GPS acceleration (speed) average calculating means 41 determines whether or not the data is stored in the counter i by the preset number of samples Y (the number of data). to decide. If not stored, the process returns to step S3, and the processes and determinations from step S3 to step S8 are repeated.
【００６４】ステップＳ９でＧＰＳ加速度（速度）平均
算出を行う。具体的には、ＧＰＳ加速度（速度）平均算
出手段４１において、データが予め設定されたサンプル
回数Ｙ（データ個数）だけ、データがカウンタｉに格納
された場合、それらのデータを基に、数１４式および数
１５式に基づいてＧＰＳ加速度（速度）平均を算出す
る。At step S9, the GPS acceleration (speed) average is calculated. Specifically, in the case where the data is stored in the counter i by the preset number of times of sampling Y (the number of data) in the GPS acceleration (speed) average calculating means 41, the following equation (14) is obtained based on the data. The GPS acceleration (velocity) average is calculated based on the expression and Expression 15.
【００６５】ステップＳ１０で加速度センサ出力平均算
出を行う。具体的には、カウンタｉに格納されたデータ
を基に、加速度センサ出力平均算出手段４２が数１３式
に基づいて加速度センサ出力平均を算出する。In step S10, the average output of the acceleration sensor is calculated. Specifically, based on the data stored in the counter i, the acceleration sensor output average calculation means 42 calculates the acceleration sensor output average based on the equation (13).
【００６６】ステップＳ１１で加速度センサオフセット
算出を行う。具体的には、ステップＳ９およびステップ
Ｓ１０で算出されたＧＰＳ加速度（速度）平均値および
加速度センサ出力平均値を基に、加速度センサオフセッ
ト算出手段４３が数１６式および数１７式に基づいて加
速度センサオフセットを算出する。In step S11, the acceleration sensor offset is calculated. Specifically, based on the GPS acceleration (speed) average value and the acceleration sensor output average value calculated in steps S9 and S10, the acceleration sensor offset calculating means 43 calculates the acceleration sensor based on the equations (16) and (17). Calculate the offset.
【００６７】ステップＳ１２でカウンタｉにサンプルデ
ータ個数Ｙ−１を代入する。そしてステップＳ３に戻
り、ステップＳ３からステップＳ１２までの処理および
判断を繰り返す。In step S12, the number of sample data Y-1 is substituted for the counter i. Then, the process returns to step S3, and the processing and determination from step S3 to step S12 are repeated.
【００６８】また、図６に本実施の形態の図５のステッ
プＳ９のＧＰＳ加速度（速度）平均算出およびステップ
Ｓ１０の加速度センサ出力平均算出のそれぞれの動作を
示すフローチャートを示す。図６において、スタートし
て、ステップＳ２０で０番目のデータからＹ−１番目の
データまでの平均値を算出する。具体的には、加速度セ
ンサ出力平均算出手段４２において数１３式により加速
度センサの出力平均値”ｓｖｄ”が求められ、ＧＰＳ加
速度（速度）平均算出手段４１において数１４式により
ＧＰＳ受信機３からの速度データ平均値”ｇｖｄ”、お
よび数１５式によｐりＧＰＳ受信機３からの加速度デー
タ平均値”ｇａｄ”が求められる。FIG. 6 is a flowchart showing the respective operations of the GPS acceleration (velocity) average calculation in step S9 and the acceleration sensor output average calculation in step S10 in FIG. 5 of this embodiment. In FIG. 6, after starting, in step S20, an average value from the 0th data to the (Y-1) th data is calculated. Specifically, the average output value “svd” of the acceleration sensor is obtained by Expression 13 in the acceleration sensor output average calculation means 42, and the GPS acceleration (speed) average calculation means 41 obtains the value from the GPS receiver 3 by Expression 14 The average value “gvd” of the acceleration data from the GPS receiver 3 is obtained from the speed data average value “gvd” and the equation (15).
【００６９】ステップＳ２１でデータの入れ替えが行わ
れる。具体的には、加速度センサ出力平均算出手段４２
およびＧＰＳ加速度（速度）平均算出手段４１において
データバッファに格納されているデータの入れ替えが行
われる。つまり、１番目のデータを０番目にコピーし、
２番目のデータを１番目にコピーし、・・・、Ｙ−１番
目のデータをＹ−２番目にコピーする。このデータの入
れ替えは、連続的にデータの平均を算出し補正をかける
上で、重要な処理となるものである。In step S21, data exchange is performed. Specifically, the acceleration sensor output average calculating means 42
The data stored in the data buffer is replaced by the GPS acceleration (speed) average calculating means 41. In other words, the first data is copied to the 0th,
The second data is copied first,..., And the (Y-1) th data is copied to the (Y-2) th. This data exchange is an important process for continuously calculating and correcting the average of the data.
【００７０】ここで、データの平均値を算出する方法に
ついて説明する。まず、図７に、上述したようなデータ
の入れ替えを行わないで非連続的にデータの平均値を算
出し補正をかける概念図を示す。図７において、平均を
とるデータ個数を５とした場合に、加速度センサデータ
７０（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ３）（Ｓ４）（Ｓ５）（Ｓ
６）（Ｓ７）（Ｓ８）（Ｓ９）（Ｓ１０）（Ｓ１１）
（Ｓ１２）・・・と、ＧＰＳ速度データ７１（Ｇ１）
（Ｇ２）（Ｇ３）（Ｇ４）（Ｇ５）（Ｇ６）（Ｇ７）
（Ｇ８）（Ｇ９）（Ｇ１０）（Ｇ１１）（Ｇ１２）・・
・のうち、加速度センサデータ７０（Ｓ１）（Ｓ２）
（Ｓ３）（Ｓ４）（Ｓ５）とＧＰＳ速度データ７１（Ｇ
１）（Ｇ２）（Ｇ３）（Ｇ４）（Ｇ５）とを用いて、加
速度センサオフセット７２（Ａ１）（Ａ１）（Ａ１）
（Ａ１）（Ａ１）を算出し、加速度センサデータ７０
（Ｓ６）（Ｓ７）（Ｓ８）（Ｓ９）（Ｓ１０）とＧＰＳ
速度データ７１（Ｇ６）（Ｇ７）（Ｇ８）（Ｇ９）（Ｇ
１０）とを用いて、加速度センサオフセット７２（Ａ
２）（Ａ２）（Ａ２）（Ａ２）（Ａ２）を算出し、・・
・以下順に算出する。Here, a method of calculating the average value of the data will be described. First, FIG. 7 is a conceptual diagram in which an average value of data is calculated and corrected discontinuously without replacing the data as described above. In FIG. 7, when the number of data to be averaged is 5, the acceleration sensor data 70 (S1) (S2) (S3) (S4) (S5) (S
6) (S7) (S8) (S9) (S10) (S11)
(S12) ... and GPS speed data 71 (G1)
(G2) (G3) (G4) (G5) (G6) (G7)
(G8) (G9) (G10) (G11) (G12)
Of the acceleration sensor data 70 (S1) (S2)
(S3) (S4) (S5) and GPS speed data 71 (G
1) Acceleration sensor offset 72 (A1) (A1) (A1) using (G2) (G3) (G4) (G5)
(A1) (A1) is calculated, and the acceleration sensor data 70 is calculated.
(S6) (S7) (S8) (S9) (S10) and GPS
Speed data 71 (G6) (G7) (G8) (G9) (G
10), the acceleration sensor offset 72 (A
2) Calculate (A2) (A2) (A2) (A2),
・ Calculate in the following order.
【００７１】次に、図８に、上述したようなデータの入
れ替えを行って連続的にデータの平均値を算出し補正を
かける概念図を示す。図８において、平均をとるデータ
個数を５とした場合に、加速度センサデータ８０（Ｓ
１）（Ｓ２）（Ｓ３）（Ｓ４）（Ｓ５）（Ｓ６）（Ｓ
７）（Ｓ８）（Ｓ９）（Ｓ１０）（Ｓ１１）（Ｓ１２）
・・・と、ＧＰＳ速度データ８１（Ｇ１）（Ｇ２）（Ｇ
３）（Ｇ４）（Ｇ５）（Ｇ６）（Ｇ７）（Ｇ８）（Ｇ
９）（Ｇ１０）（Ｇ１１）（Ｇ１２）・・・のうち、加
速度センサデータ８０（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ３）（Ｓ
４）（Ｓ５）とＧＰＳ速度データ８１（Ｇ１）（Ｇ２）
（Ｇ３）（Ｇ４）（Ｇ５）とを用いて、加速度センサオ
フセット８２（Ａ１）を算出し、加速度センサデータ８
０（Ｓ２）（Ｓ３）（Ｓ４）（Ｓ５）（Ｓ６）とＧＰＳ
速度データ８１（Ｇ２）（Ｇ３）（Ｇ４）（Ｇ５）（Ｇ
６）とを用いて、加速度センサオフセット８２（Ａ２）
を算出し、加速度センサデータ８０（Ｓ３）（Ｓ４）
（Ｓ５）（Ｓ６）（Ｓ７）とＧＰＳ速度データ８１（Ｇ
３）（Ｇ４）（Ｇ５）（Ｇ６）（Ｇ７）とを用いて、加
速度センサオフセット８２（Ａ３）を算出し、加速度セ
ンサデータ８０（Ｓ４）（Ｓ５）（Ｓ６）（Ｓ７）（Ｓ
８）とＧＰＳ速度データ８１（Ｇ４）（Ｇ５）（Ｇ６）
（Ｇ７）（Ｇ８）とを用いて、加速度センサオフセット
８２（Ａ４）を算出し、加速度センサデータ８０（Ｓ
５）（Ｓ６）（Ｓ７）（Ｓ８）（Ｓ９）とＧＰＳ速度デ
ータ８１（Ｇ５）（Ｇ６）（Ｇ７）（Ｇ８）（Ｇ９）と
を用いて、加速度センサオフセット８２（Ａ５）を算出
し、加速度センサデータ８０（Ｓ６）（Ｓ７）（Ｓ８）
（Ｓ９）（Ｓ１０）とＧＰＳ速度データ８１（Ｇ６）
（Ｇ７）（Ｇ８）（Ｇ９）（Ｇ１０）とを用いて、加速
度センサオフセット８２（Ａ６）を算出し、加速度セン
サデータ８０（Ｓ７）（Ｓ８）（Ｓ９）（Ｓ１０）（Ｓ
１１）とＧＰＳ速度データ８１（Ｇ７）（Ｇ８）（Ｇ
９）（Ｇ１０）（Ｇ１１）とを用いて、加速度センサオ
フセット８２（Ａ７）を算出し、加速度センサデータ８
０（Ｓ８）（Ｓ９）（Ｓ１０）（Ｓ１１）（Ｓ１２）と
ＧＰＳ速度データ８１（Ｇ８）（Ｇ９）（Ｇ１０）（Ｇ
１１）（Ｇ１２）とを用いて、加速度センサオフセット
８２（Ａ８）を算出し、・・・以下順に算出する。Next, FIG. 8 is a conceptual diagram in which the above-described data exchange is performed, the average value of the data is continuously calculated, and correction is performed. In FIG. 8, when the number of data to be averaged is 5, the acceleration sensor data 80 (S
1) (S2) (S3) (S4) (S5) (S6) (S
7) (S8) (S9) (S10) (S11) (S12)
... and GPS speed data 81 (G1) (G2) (G
3) (G4) (G5) (G6) (G7) (G8) (G
9) (G10) (G11) (G12)... Among the acceleration sensor data 80 (S1) (S2) (S3) (S
4) (S5) and GPS speed data 81 (G1) (G2)
Using (G3), (G4) and (G5), the acceleration sensor offset 82 (A1) is calculated, and the acceleration sensor data 8
0 (S2) (S3) (S4) (S5) (S6) and GPS
Speed data 81 (G2) (G3) (G4) (G5) (G
6), the acceleration sensor offset 82 (A2)
Is calculated, and the acceleration sensor data 80 (S3) (S4)
(S5) (S6) (S7) and the GPS speed data 81 (G
3) The acceleration sensor offset 82 (A3) is calculated using (G4), (G5), (G6), and (G7), and the acceleration sensor data 80 (S4) (S5) (S6) (S7) (S7)
8) and GPS speed data 81 (G4) (G5) (G6)
Using (G7) and (G8), the acceleration sensor offset 82 (A4) is calculated, and the acceleration sensor data 80 (S
5) The acceleration sensor offset 82 (A5) is calculated using (S6) (S7) (S8) (S9) and the GPS speed data 81 (G5) (G6) (G7) (G8) (G9). Acceleration sensor data 80 (S6) (S7) (S8)
(S9) (S10) and GPS speed data 81 (G6)
The acceleration sensor offset 82 (A6) is calculated using (G7), (G8), (G9), and (G10), and the acceleration sensor data 80 (S7) (S8) (S9) (S10) (S10)
11) and GPS speed data 81 (G7) (G8) (G
9) Using (G10) and (G11), the acceleration sensor offset 82 (A7) is calculated, and the acceleration sensor data 8
0 (S8) (S9) (S10) (S11) (S12) and GPS speed data 81 (G8) (G9) (G10) (G
11) Using (G12), an acceleration sensor offset 82 (A8) is calculated, and so on.
【００７２】ここで、もし、データの入れ替えを行わず
に、ステップＳ７においてカウンタｉを０にリセットし
た場合は、図７に示すように、データが常に有効であっ
てもデータ個数Ｙ毎にしか補正はかからないため、速度
計測の精度が低下する。しかし、データの入れ替えを
し、次々に有効データがあった場合には、図８に示すよ
うに、１データ毎に補正がでるようになる。これによ
り、速度計測の精度を上げることができる。Here, if the counter i is reset to 0 in step S7 without exchanging the data, as shown in FIG. Since no correction is applied, the accuracy of the speed measurement is reduced. However, if the data is replaced and there is valid data one after another, correction is performed for each data as shown in FIG. Thereby, the accuracy of the speed measurement can be improved.
【００７３】上述した本実施の形態の速度計測装置は、
移動体に設けられた加速度センサにより計測される加速
度情報を用いて上記移動体の速度を計測する速度計測装
置において、上記移動体の速度情報を衛星からの情報を
用いて計測する速度情報計測手段と、上記速度情報計測
手段により計測された速度情報と、上記加速度センサに
より計測される加速度情報とを用いて、上記移動体が水
平方向に対する傾斜面を移動する際の上記移動体に対す
る重力加速度成分を削除する補正手段とを備えたので、
加速度センサに加わる加速度のうち、移動体の加速度と
移動体の傾き等による重力加速度の分離が容易にできる
ようにすることができる。また、傾斜センサ等を用いず
に、移動体の傾き等を検出し、重力加速度の影響を削除
することができる。また、傾斜センサを利用しないの
で、コストを低くすることができ、システムも小型化す
ることができる。そして、振動等の外乱にも強くなり、
速度計測の精度を向上させることができる。The speed measuring device of the present embodiment described above
In a speed measuring device for measuring the speed of the moving object using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving object, speed information measuring means for measuring the speed information of the moving object using information from a satellite And using the speed information measured by the speed information measuring means and the acceleration information measured by the acceleration sensor, a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction. And correction means for deleting
Among the accelerations applied to the acceleration sensor, it is possible to easily separate the acceleration of the moving body and the gravitational acceleration based on the inclination of the moving body. In addition, it is possible to detect the inclination of the moving body without using an inclination sensor or the like, and eliminate the influence of the gravitational acceleration. Further, since no tilt sensor is used, the cost can be reduced and the system can be downsized. And it becomes strong against disturbance such as vibration,
The accuracy of the speed measurement can be improved.
【００７４】また、本実施の形態の速度計測装置は、上
述において、上記補正手段は、上記加速度センサの温度
変化の際の加速度情報の変動成分を削除するようにした
ので、温度変化等による加速度センサのオフセット電圧
のドリフトを、移動体を静止させずに動作中に補正する
ことができ、速度計測の精度を向上させることができ
る。Further, in the speed measuring apparatus according to the present embodiment, in the above description, the correction means deletes the fluctuation component of the acceleration information at the time of temperature change of the acceleration sensor. The drift of the offset voltage of the sensor can be corrected during the operation without stopping the moving body, and the accuracy of the speed measurement can be improved.
【００７５】また、本実施の形態の速度計測装置は、上
述において、上記補正手段は、上記加速度センサのオフ
セット電圧出力を補正するようにしたので、加速度セン
サのオフセット電圧のドリフトを、移動体を静止させず
に動作中に補正することができ、速度計測の精度を向上
させることができる。Further, in the speed measuring device of the present embodiment, in the above description, the correction means corrects the offset voltage output of the acceleration sensor. Correction can be made during operation without stopping, and the accuracy of speed measurement can be improved.
【００７６】また、本実施の形態の速度計測装置は、上
述において、上記補正手段は、上記衛星情報計測手段に
より計測された速度情報と、上記加速度センサにより計
測される加速度情報のそれぞれ平均値を用いるようにし
たので、計測された速度情報のばらつきを数秒間だけ平
均化することにより、ノイズ等の影響が少なくなり、誤
差の少ない良好な速度計測値を得ることができる。Further, in the speed measuring apparatus according to the present embodiment, in the above, the correcting means calculates an average value of the speed information measured by the satellite information measuring means and an average value of the acceleration information measured by the acceleration sensor. Since it is used, by averaging the dispersion of the measured speed information for only a few seconds, the influence of noise and the like is reduced, and a good speed measurement value with less error can be obtained.
【００７７】また、本実施の形態の速度計測装置は、上
述において、上記補正手段は、上記平均値をとるにあた
り、連続的にデータの平均をとるようにしたので、デー
タの入れ替えをして次々に得られる有効データに対し
て、補正手段により１データ毎に補正ができることによ
り、速度計測の精度を上げることができる。Further, in the speed measuring apparatus according to the present embodiment, in the above description, the correction means continuously averages the data in obtaining the average value. The effective data obtained in step (1) can be corrected for each data by the correction means, so that the accuracy of the speed measurement can be improved.
【００７８】また、本実施の形態のナビゲーション装置
は、移動体に設けられた加速度センサにより計測される
加速度情報を用いて上記移動体の速度情報を求め、上記
速度情報に基づいて上記移動体の位置を計測して表示す
るナビゲーション装置において、上記移動体の速度情報
を衛星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段
と、上記速度情報計測手段により計測された速度情報
と、上記加速度センサにより計測される加速度情報とを
用いて、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動す
る際の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補
正手段とを備えたので、加速度センサに加わる加速度の
うち、移動体の加速度と移動体の傾き等による重力加速
度の分離が容易にできるようにすることができ、これか
ら求められた速度情報を表示することができる。Further, the navigation device of the present embodiment obtains speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, and determines the speed information of the moving body based on the speed information. In a navigation device that measures and displays a position, a speed information measuring unit that measures speed information of the moving body using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring unit, and the acceleration sensor With the acceleration information to be measured, the correction means for removing the gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to the horizontal direction, so that among the acceleration applied to the acceleration sensor, It is possible to easily separate the gravitational acceleration by the acceleration of the moving object and the inclination of the moving object, etc., and the speed information obtained from this It can be displayed.
【００７９】また、本実施の形態の速度計測方法は、移
動体に設けられた加速度センサにより計測される加速度
情報を用いて上記移動体の速度情報を求めた後に、上記
速度情報に基づいて上記移動体の位置を計測して表示す
る速度計測方法において、上記移動体の速度情報を衛星
からの情報を用いて計測する速度情報計測ステップと、
上記速度情報計測ステップにより計測された速度情報
と、上記加速度センサにより計測される加速度情報とを
用いて、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動す
る際の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補
正ステップとを備えたので、加速度センサに加わる加速
度のうち、移動体の加速度と移動体の傾き等による重力
加速度の分離が容易にできるようにすることができ、こ
れから求められた速度情報を表示することができる。Further, according to the speed measuring method of the present embodiment, after the speed information of the moving body is obtained by using the acceleration information measured by the acceleration sensor provided on the moving body, the speed is calculated based on the speed information. In a speed measurement method for measuring and displaying the position of a moving body, a speed information measuring step of measuring the speed information of the moving body using information from a satellite,
Using the speed information measured in the speed information measuring step and the acceleration information measured by the acceleration sensor, a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction is deleted. And a correction step of performing the above-described steps, so that the acceleration applied to the acceleration sensor can be easily separated from the acceleration of the moving object and the gravitational acceleration due to the inclination of the moving object, and the speed information obtained from the acceleration can be obtained. Can be displayed.
【００８０】また、上述した本実施の形態の速度計測装
置では、演算処理部６において演算した補正された速度
情報を外部のナビゲーションシステム９に供給する例を
示したが、ナビゲーションシステム９内に演算処理部６
を設けるように構成して、速度計測装置から補正前の速
度情報をナビゲーションシステム９に供給して内部の演
算処理部６で速度の補正演算をするようにしてもよい。
このような速度計測装置１およびナビゲーションシステ
ム９を一体として速度計測システムとして使用してもよ
い。ここで、システムとは、複数の装置が論理的に集合
した物をいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否か
は問わない（特許請求の範囲においても同じ）。In the above-described speed measuring device of the present embodiment, an example is shown in which the corrected speed information calculated by the arithmetic processing unit 6 is supplied to the external navigation system 9. Processing unit 6
May be provided, and the speed information before correction is supplied from the speed measurement device to the navigation system 9 so that the internal calculation processing unit 6 performs the speed correction calculation.
Such a speed measuring device 1 and the navigation system 9 may be integrally used as a speed measuring system. Here, the system refers to a system in which a plurality of devices are logically aggregated, and it does not matter whether the devices of each configuration are in the same housing (the same applies to the claims).
【００８１】図１１に、自動車の運転席近傍に速度計測
装置およびナビゲーションシステムを設置した例を示
す。図１１において、自動車の運転席のシート１１２お
よびハンドル１１３の近傍であって、運転の邪魔になら
ない、例えばダッシュボード下の位置に速度計測装置１
１０が設置され、例えば他の計器類に並ぶようにしてナ
ビゲーションシステム１１１が設置されている。このよ
うな速度計測装置１１０の演算処理部６で演算された速
度データは外部のナビゲーションシステム１１１に出力
され、ナビゲーションシステム１１１において例えば表
示装置の地図データ上に表示すると共に、緯度・経度・
高度、日時の表示、目的地までの方位・距離・推定到着
時刻・推定到着所要時間等のＧＰＳデータの表示を行
う。FIG. 11 shows an example in which a speed measuring device and a navigation system are installed near the driver's seat of an automobile. In FIG. 11, the speed measuring device 1 is located near the driver's seat 112 and the steering wheel 113 and not in the way of driving, for example, below the dashboard.
10 are installed, for example, a navigation system 111 is arranged so as to line up with other instruments. The speed data calculated by the arithmetic processing unit 6 of the speed measuring device 110 is output to an external navigation system 111, and displayed on the navigation system 111, for example, on map data of a display device, and the latitude, longitude, and the like.
Display altitude, date and time, and display GPS data such as azimuth, distance, estimated arrival time, estimated required arrival time, etc., to the destination.
【００８２】このように自動車に本実施の形態の速度計
測装置およびナビゲーションシステムを設置することに
より、自動車の移動速度を坂道の重力加速度の影響を受
けることなく、高い計測精度で計測することができる。
また、自動車の走行している道の傾斜角度を測定するこ
とができるの、例えば、高速道路から一般道路への分岐
点や、高架橋への分岐点等を検出することも可能とな
る。By installing the speed measuring device and the navigation system according to the present embodiment in the vehicle as described above, the moving speed of the vehicle can be measured with high measurement accuracy without being affected by the gravitational acceleration of the slope. .
Further, since the inclination angle of the road on which the automobile is running can be measured, for example, it is also possible to detect a branch point from a highway to a general road, a branch point to a viaduct, and the like.
【００８３】また、上述した本実施の形態の速度計測シ
ステムは、移動体に設けられた加速度センサにより計測
される加速度情報を用いて上記移動体の速度を計測して
表示する速度計測装置およびナビゲーション装置を備え
た速度計測システムにおいて、上記速度計測装置または
上記ナビゲーション装置において、上記移動体の速度情
報を衛星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段
と、上記速度情報計測手段により計測された速度情報
と、上記加速度センサにより計測される加速度情報とを
用いて、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動す
る際の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補
正手段とを備えたので、速度計測装置側において演算し
た補正された速度情報をナビゲーションシステム側に供
給するようにしてもよく、また、ナビゲーションシステ
ム側において速度計測装置側から補正前の速度情報をナ
ビゲーションシステム側に供給して内部で速度の補正演
算をするようにしてもよいのでシステム構成の柔軟化を
図ることができる。The speed measuring system according to the present embodiment described above is a speed measuring device for measuring and displaying the speed of the moving object using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving object, and a navigation system. In the speed measurement system provided with the device, in the speed measurement device or the navigation device, the speed information of the moving object is measured by using information from a satellite, and the speed information measurement unit measures the speed information. Speed information and acceleration information measured by the acceleration sensor, using the correction means for removing the gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to the horizontal direction, The corrected speed information calculated by the speed measurement device may be supplied to the navigation system. In addition, since the speed information before correction is supplied from the speed measurement device side to the navigation system side and the speed correction calculation is performed internally on the navigation system side, the system configuration can be made flexible. .
【００８４】また、本実施の形態の自動車は、加速度セ
ンサにより計測される加速度情報を用いて上記自動車の
速度情報を求め、上記速度情報に基づいて上記自動車の
位置を計測して表示する速度計測装置およびナビゲーシ
ョン装置を設けた自動車において、上記自動車の速度情
報を衛星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段
と、上記速度情報計測手段により計測された速度情報
と、上記加速度センサにより計測される加速度情報とを
用いて、上記自動車が水平方向に対する傾斜面を移動す
る際の上記自動車に対する重力加速度成分を削除する補
正手段とを備えたので、自動車の移動速度を坂道の重力
加速度の影響を受けることなく、高い計測精度で計測し
て表示することができる。In the vehicle according to the present embodiment, speed information is obtained by obtaining speed information of the vehicle using acceleration information measured by an acceleration sensor, and measuring and displaying the position of the vehicle based on the speed information. In a vehicle provided with a device and a navigation device, speed information measuring means for measuring speed information of the vehicle using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring device, and speed information measured by the acceleration sensor. Correction information that removes a gravitational acceleration component with respect to the vehicle when the vehicle moves on an inclined surface with respect to the horizontal direction using the acceleration information. It is possible to measure and display with high measurement accuracy without receiving.
【００８５】[0085]
【発明の効果】この発明の速度計測装置は、移動体に設
けられた加速度センサにより計測される加速度情報を用
いて上記移動体の速度を計測する速度計測装置におい
て、上記移動体の速度情報を衛星からの情報を用いて計
測する速度情報計測手段と、上記速度情報計測手段によ
り計測された速度情報と、上記加速度センサにより計測
される加速度情報とを用いて、上記移動体が水平方向に
対する傾斜面を移動する際の上記移動体に対する重力加
速度成分を削除する補正手段とを備えたので、加速度セ
ンサに加わる加速度のうち、移動体の加速度と移動体の
傾き等による重力加速度の分離が容易にできるようにす
ることができる。また、傾斜センサ等を用いずに、移動
体の傾き等を検出し、重力加速度の影響を削除すること
ができる。また、傾斜センサを利用しないので、コスト
を低くすることができ、システムも小型化することがで
きる。そして、振動等の外乱にも強くなり、速度計測の
精度を向上させることができるという効果を奏する。According to the present invention, there is provided a speed measuring apparatus for measuring the speed of a moving object using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving object. Using the speed information measuring means for measuring using information from a satellite, the speed information measured by the speed information measuring means, and the acceleration information measured by the acceleration sensor, the moving body is inclined with respect to the horizontal direction. Since the correction means for removing the gravitational acceleration component of the moving body when moving the surface is provided, it is easy to separate the gravitational acceleration due to the acceleration of the moving body and the inclination of the moving body among the accelerations applied to the acceleration sensor. You can do it. In addition, it is possible to detect the inclination of the moving body without using an inclination sensor or the like, and eliminate the influence of the gravitational acceleration. Further, since no tilt sensor is used, the cost can be reduced and the system can be downsized. And it becomes strong against disturbances, such as vibration, and has the effect that the accuracy of speed measurement can be improved.
【００８６】また、この発明の速度計測装置は、上述に
おいて、上記補正手段は、上記加速度センサの温度変化
の際の加速度情報の変動成分を削除するようにしたの
で、温度変化等による加速度センサのオフセット電圧の
ドリフトを、移動体を静止させずに動作中に補正するこ
とができ、速度計測の精度を向上させることができると
いう効果を奏する。Further, in the speed measuring device of the present invention, in the above description, the correction means deletes the fluctuation component of the acceleration information at the time of temperature change of the acceleration sensor. The drift of the offset voltage can be corrected during operation without stopping the moving body, and the effect of improving the accuracy of speed measurement can be achieved.
【００８７】また、この発明の速度計測装置は、上述に
おいて、上記補正手段は、上記加速度センサのオフセッ
ト電圧出力を補正するようにしたので、加速度センサの
オフセット電圧のドリフトを、移動体を静止させずに動
作中に補正することができ、速度計測の精度を向上させ
ることができるという効果を奏する。In the speed measuring apparatus of the present invention, in the above, the correction means corrects the offset voltage output of the acceleration sensor. Therefore, it is possible to correct the speed during the operation, and to improve the accuracy of the speed measurement.
【００８８】また、この発明の速度計測装置は、上述に
おいて、上記補正手段は、上記衛星情報計測手段により
計測された速度情報と、上記加速度センサにより計測さ
れる加速度情報のそれぞれ平均値を用いるようにしたの
で、計測された速度情報のばらつきを数秒間だけ平均化
することにより、ノイズ等の影響が少なくなり、誤差の
少ない良好な速度計測値を得ることができるという効果
を奏する。Further, in the speed measuring device of the present invention, in the above description, the correction means uses an average value of each of the speed information measured by the satellite information measuring means and the acceleration information measured by the acceleration sensor. Therefore, by averaging the dispersion of the measured speed information for only a few seconds, the effect of noise and the like is reduced, and an advantageous effect that a good speed measurement value with less error can be obtained can be obtained.
【００８９】また、この発明の速度計測装置は、上述に
おいて、上記補正手段は、上記平均値をとるにあたり、
連続的にデータの平均をとるようにしたので、データの
入れ替えをして次々に得られる有効データに対して、補
正手段により１データ毎に補正ができることにより、速
度計測の精度を上げることができるという効果を奏す
る。Further, in the speed measuring device according to the present invention, in the above, the correction means is adapted to calculate the average value.
Since the average of the data is continuously taken, the validity data obtained one after another by exchanging the data can be corrected for each data by the correction means, so that the accuracy of the speed measurement can be improved. This has the effect.
【００９０】また、この発明のナビゲーション装置は、
移動体に設けられた加速度センサにより計測される加速
度情報を用いて上記移動体の速度情報を求め、上記速度
情報に基づいて上記移動体の位置を計測して表示するナ
ビゲーション装置において、上記移動体の速度情報を衛
星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段と、上
記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上記
加速度センサにより計測される加速度情報とを用いて、
上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際の上
記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正手段と
を備えたので、加速度センサに加わる加速度のうち、移
動体の加速度と移動体の傾き等による重力加速度の分離
が容易にできるようにすることができ、これから求めら
れた速度情報を表示することができるという効果を奏す
る。Further, the navigation device of the present invention
A navigation device that obtains speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, and measures and displays a position of the moving body based on the speed information; Speed information measuring means for measuring the speed information using information from the satellite, speed information measured by the speed information measuring means, using the acceleration information measured by the acceleration sensor,
And a correcting means for removing a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction. Therefore, of the acceleration applied to the acceleration sensor, the acceleration of the moving body and the inclination of the moving body are included. This makes it possible to easily separate the gravitational acceleration due to the above, and it is possible to display the speed information obtained from now on.
【００９１】また、この発明の速度計測方法は、移動体
に設けられた加速度センサにより計測される加速度情報
を用いて上記移動体の速度情報を求めた後に、上記速度
情報に基づいて上記移動体の位置を計測する速度計測方
法において、上記移動体の速度情報を衛星からの情報を
用いて計測する速度情報計測ステップと、上記速度情報
計測ステップにより計測して表示された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正ス
テップとを備えたので、加速度センサに加わる加速度の
うち、移動体の加速度と移動体の傾き等による重力加速
度の分離が容易にできるようにすることができ、これか
ら求められた速度情報を表示することができるという効
果を奏する。Further, according to the speed measuring method of the present invention, after obtaining the speed information of the moving body using the acceleration information measured by the acceleration sensor provided on the moving body, the moving body is determined based on the speed information. A velocity information measuring step of measuring the velocity information of the moving object by using information from a satellite, velocity information measured and displayed in the velocity information measurement step, and the acceleration And using the acceleration information measured by the sensor, a correction step of deleting a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to the horizontal direction. Of these, the acceleration of the moving body and the gravitational acceleration based on the inclination of the moving body can be easily separated, and the speed information obtained from this can be easily obtained. An effect that can be displayed.
【００９２】また、この発明の速度計測システムは、移
動体に設けられた加速度センサにより計測される加速度
情報を用いて上記移動体の速度を計測して表示する速度
計測装置およびナビゲーション装置を備えた速度計測シ
ステムにおいて、上記速度計測装置または上記ナビゲー
ション装置において、上記移動体の速度情報を衛星から
の情報を用いて計測する速度情報計測手段と、上記速度
情報計測手段により計測された速度情報と、上記加速度
センサにより計測される加速度情報とを用いて、上記移
動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際の上記移動
体に対する重力加速度成分を削除する補正手段とを備え
たので、速度計測装置側において演算した補正された速
度情報をナビゲーション装置側に供給するようにしても
よく、また、ナビゲーション装置側において速度計測装
置側から補正前の速度情報をナビゲーション装置側に供
給して内部で速度の補正演算をするようにしてもよいの
でシステム構成の柔軟化を図ることができるという効果
を奏する。Further, the speed measuring system of the present invention includes a speed measuring device and a navigation device which measure and display the speed of the moving object using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving object. In the speed measurement system, in the speed measurement device or the navigation device, speed information measurement means for measuring the speed information of the moving object using information from a satellite, speed information measured by the speed information measurement means, A correction unit that deletes a gravitational acceleration component with respect to the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction, using the acceleration information measured by the acceleration sensor. The corrected speed information calculated in the above may be supplied to the navigation device side. Since the speed information before correction can be supplied from the speed measurement device side to the navigation device side and the speed correction operation can be internally performed on the navigation device side, the system configuration can be made more flexible. .
【００９３】また、この発明の自動車は、加速度センサ
により計測される加速度情報を用いて上記自動車の速度
情報を求め、上記速度情報に基づいて上記自動車の位置
を計測して表示する速度計測装置およびナビゲーション
装置を設けた自動車において、上記自動車の速度情報を
衛星からの情報を用いて計測する速度情報計測手段と、
上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記自動車が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記自動車に対する重力加速度成分を削除する補正手
段とを備えたので、自動車の移動速度を坂道の重力加速
度の影響を受けることなく、高い計測精度で計測して表
示することができるという効果を奏する。[0093] Further, the vehicle of the present invention obtains speed information of the vehicle using acceleration information measured by an acceleration sensor, and measures and displays the position of the vehicle based on the speed information. In a vehicle provided with a navigation device, speed information measuring means for measuring the speed information of the vehicle using information from a satellite,
Using the speed information measured by the speed information measuring means and the acceleration information measured by the acceleration sensor, correction for removing a gravitational acceleration component with respect to the vehicle when the vehicle moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction. With the provision of the means, the moving speed of the vehicle can be measured and displayed with high measurement accuracy without being affected by the gravitational acceleration of the slope.
【図１】この発明の一実施の形態の速度計測装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a speed measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の一実施の形態の坂道での移動体の状
態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state of a moving body on a slope according to one embodiment of the present invention;
【図３】この発明の一実施の形態の加速度センサオフセ
ットと傾きとの関係を示す図であり、図３Ａは移動体の
状態を示し、図３Ｂは傾きに対応するオフセットの様子
を示す図である。3A and 3B are diagrams illustrating a relationship between an acceleration sensor offset and a tilt according to an embodiment of the present invention; FIG. 3A illustrates a state of a moving body, and FIG. 3B illustrates a state of an offset corresponding to the tilt; is there.
【図４】この発明の一実施の形態の速度計測装置の機能
ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of the speed measuring device according to the embodiment of the present invention;
【図５】この発明の一実施の形態の加速度センサオフセ
ットの算出の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of calculating an acceleration sensor offset according to an embodiment of the present invention.
【図６】この発明の一実施の形態のＧＰＳ加速度（速
度）平均値と加速度センサ出力平均値の算出の動作を示
すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of calculating a GPS acceleration (speed) average value and an acceleration sensor output average value according to an embodiment of the present invention.
【図７】この発明の一実施の形態の非連続的にデータの
平均値を算出し補正をかける概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of calculating and correcting an average value of data discontinuously according to an embodiment of the present invention;
【図８】この発明の一実施の形態の連続的にデータの平
均値を算出し補正をかける概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram of continuously calculating and correcting an average value of data according to an embodiment of the present invention.
【図９】この発明の一実施の形態の実験の測定条件を示
す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing measurement conditions of an experiment according to an embodiment of the present invention.
【図１０】この発明の一実施の形態の実際に算出した加
速度センサオフセット値と速度を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing actually calculated acceleration sensor offset values and speeds according to the embodiment of the present invention;
【図１１】この発明の一実施の形態の自動車の運転席近
傍の設置例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of installation near the driver's seat of an automobile according to an embodiment of the present invention.
１…速度計測装置、２…ＧＰＳアンテナ、３…ＧＰＳ受
信機、４…加速度センサ、５…Ａ／Ｄコンバータ、６…
演算処理部、７…メモリ、８…通信部、９…ナビゲーシ
ョンシステム、２１…移動体、２２…坂道、ｇ…重力加
速度、θ…坂道の斜度、ｇ＊ｓｉｎθ…重力加速度成
分、３１…移動体、３２…道路、４０…各データ取得手
段、４１…ＧＰＳ加速度（速度）平均算出手段、４２…
加速度センサ出力平均算出手段、４３…加速度センサオ
フセット算出手段、４４…速度算出手段、Ｘ…ＧＰＳ速
度の信頼できる下限、Ｙ…サンプルデータ個数、７０…
加速度センサデータ、７１…ＧＰＳ速度データ、７２…
加速度センサオフセット、８０…加速度センサデータ、
８１…ＧＰＳ速度データ、８２…加速度センサオフセッ
ト、Ｓ＊…１個の加速度センサデータ、Ｇ＊…１個のＧ
ＰＳ速度データ、Ａ＊…算出された加速度センサオフセ
ット、９０…移動体、９１…道路、１００…実際の速
度、１０１…センサ速度（補正無し）、１０２…センサ
速度（補正有り）、１０３…補正オフセット、１０４…
加速度センサオフセット値、１１０…速度計測装置、１
１１…ナビゲーションシステム、１１２…シート、１１
３…ハンドルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Speed measuring device, 2 ... GPS antenna, 3 ... GPS receiver, 4 ... Acceleration sensor, 5 ... A / D converter, 6 ...
Arithmetic processing unit, 7: memory, 8: communication unit, 9: navigation system, 21: moving body, 22: slope, g: gravitational acceleration, θ: slope of slope, g * sin θ: gravitational acceleration component, 31: movement Body, 32 road, 40 data acquisition means, 41 GPS acceleration (speed) average calculation means, 42
Acceleration sensor output average calculation means, 43: acceleration sensor offset calculation means, 44: speed calculation means, X: reliable lower limit of GPS speed, Y: number of sample data, 70 ...
Acceleration sensor data, 71 ... GPS speed data, 72 ...
Acceleration sensor offset, 80 ... acceleration sensor data,
81: GPS speed data, 82: Acceleration sensor offset, S *: One acceleration sensor data, G *: One G
PS speed data, A *: calculated acceleration sensor offset, 90: moving body, 91: road, 100: actual speed, 101: sensor speed (no correction), 102: sensor speed (with correction), 103: correction Offset, 104 ...
Acceleration sensor offset value, 110: speed measurement device, 1
11 navigation system, 112 seat, 11
3. Handle
Claims (9)
計測される加速度情報を用いて上記移動体の速度を計測
する速度計測装置において、 上記移動体の速度情報を衛星からの情報を用いて計測す
る速度情報計測手段と、 上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正手
段と、 を備えたことを特徴とする速度計測装置。1. A speed measuring device for measuring the speed of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, wherein the speed information of the moving body is measured using information from a satellite. Using the speed information measuring means, the speed information measured by the speed information measuring means, and the acceleration information measured by the acceleration sensor, the moving when the moving body moves on an inclined surface with respect to the horizontal direction. A velocity measuring device comprising: a correcting unit that deletes a gravitational acceleration component with respect to a body.
速度情報の変動成分を削除するようにしたことを特徴と
する速度計測装置。2. The speed measuring device according to claim 1, wherein said correction means deletes a fluctuation component of acceleration information when the temperature of said acceleration sensor changes.
力を補正するようにしたことを特徴とする速度計測装
置。3. The speed measuring device according to claim 1, wherein said correcting means corrects an offset voltage output of said acceleration sensor.
た速度情報と、上記加速度センサにより計測される加速
度情報のそれぞれ平均値を用いるようにしたことを特徴
とする速度計測装置。4. The speed measurement device according to claim 3, wherein the correction means uses an average value of the speed information measured by the satellite information measurement means and an average value of the acceleration information measured by the acceleration sensor. A speed measuring device characterized by the following.
データの平均をとるようにしたことを特徴とする速度計
測装置。5. The speed measuring device according to claim 4, wherein said correction means continuously averages data when obtaining said average value.
計測される加速度情報を用いて上記移動体の速度情報を
求め、上記速度情報に基づいて上記移動体の位置を計測
して表示するナビゲーション装置において、 上記移動体の速度情報を衛星からの情報を用いて計測す
る速度情報計測手段と、 上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正手
段と、 を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。6. A navigation device for obtaining speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, and measuring and displaying a position of the moving body based on the speed information. A speed information measuring unit that measures speed information of the moving object using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring unit, and acceleration information measured by the acceleration sensor. A correction unit for deleting a gravitational acceleration component of the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction.
計測される加速度情報を用いて上記移動体の速度情報を
求めた後に、上記速度情報に基づいて上記移動体の位置
を計測して表示する速度計測方法において、 上記移動体の速度情報を衛星からの情報を用いて計測す
る速度情報計測ステップと、 上記速度情報計測ステップにより計測された速度情報
と、上記加速度センサにより計測される加速度情報とを
用いて、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動す
る際の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補
正ステップと、 を備えたことを特徴とする速度計測方法。7. After obtaining speed information of the moving body using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving body, a position of the moving body is measured and displayed based on the speed information. In the speed measurement method, a speed information measuring step of measuring the speed information of the moving object using information from a satellite; speed information measured by the speed information measuring step; and acceleration information measured by the acceleration sensor. And a correction step of removing a gravitational acceleration component of the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction, using the method.
計測される加速度情報を用いて上記移動体の速度を計測
して表示する速度計測装置およびナビゲーション装置を
備えた速度計測システムにおいて、 上記速度計測装置または上記ナビゲーション装置におい
て、 上記移動体の速度情報を衛星からの情報を用いて計測す
る速度情報計測手段と、 上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記移動体が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記移動体に対する重力加速度成分を削除する補正手
段と、 を備えたことを特徴とする速度計測システム。8. A speed measurement system comprising: a speed measurement device for measuring and displaying the speed of the moving object using acceleration information measured by an acceleration sensor provided on the moving object; and a navigation device, wherein the speed measurement is performed. In the apparatus or the navigation device, speed information measuring means for measuring speed information of the moving object using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring means, and acceleration measured by the acceleration sensor A speed-measurement system comprising: a correction unit that deletes a gravitational acceleration component of the moving body when the moving body moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction using the information.
報を用いて上記自動車の速度情報を求め、上記速度情報
に基づいて上記自動車の位置を計測して表示する速度計
測装置およびナビゲーション装置を設けた自動車におい
て、 上記自動車の速度情報を衛星からの情報を用いて計測す
る速度情報計測手段と、 上記速度情報計測手段により計測された速度情報と、上
記加速度センサにより計測される加速度情報とを用い
て、上記自動車が水平方向に対する傾斜面を移動する際
の上記自動車に対する重力加速度成分を削除する補正手
段と、 を備えたことを特徴とする自動車。9. A vehicle equipped with a speed measuring device and a navigation device for obtaining speed information of the vehicle using acceleration information measured by an acceleration sensor, and measuring and displaying the position of the vehicle based on the speed information. In, speed information measuring means for measuring the speed information of the vehicle using information from a satellite, speed information measured by the speed information measuring means, using the acceleration information measured by the acceleration sensor, Correction means for removing a gravitational acceleration component with respect to the vehicle when the vehicle moves on an inclined surface with respect to a horizontal direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31393597A JP3516126B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Speed measuring device, navigation device, speed measuring method, speed measuring system, and automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31393597A JP3516126B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Speed measuring device, navigation device, speed measuring method, speed measuring system, and automobile |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148832A true JPH11148832A (en) | 1999-06-02 |
| JP3516126B2 JP3516126B2 (en) | 2004-04-05 |
Family
ID=18047293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31393597A Expired - Fee Related JP3516126B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Speed measuring device, navigation device, speed measuring method, speed measuring system, and automobile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3516126B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109945848A (en) * | 2019-04-08 | 2019-06-28 | 深圳市智微智能科技开发有限公司 | A method of solving gyroscopic drift |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP31393597A patent/JP3516126B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN109945848B (en) * | 2019-04-08 | 2023-04-18 | 深圳市智微智能科技股份有限公司 | Method for solving gyroscope drift |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3516126B2 (en) | 2004-04-05 |
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