[发明专利]车载导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及计测车辆在包含斜坡的道路上行驶时的倾斜角、角速度、速度 或者加速度等车体姿势有关的运动量的车载导航装置，特别涉及在车载导航装 置的壳体以传感器检测轴倾斜的方式安装在车体上时也能校正作用于传感器 输出的其他轴的影响、高精度计测车体姿势的技术。

背景技术

以往，在车载导航装置中，为了提高车辆的目前位置及方位的检测精度， 在更准确求出水平面上的方位变化量及移动距离(速度)方面下了不少功夫。

例如，专利文献1中所披露的车辆位置检测装置，在车辆转向行驶时，当 存在左右方向的车体倾斜或者横向的道路倾斜时，为了解决在由角速度传感器 检测的横摆(yaw)角速度产生误差这样的问题，使用侧倾(roll)角推定横 摆角速度的误差，修正随之产生的方位误差，进行车辆的位置计算或者考虑到 方位误差的地图匹配。此时，使用角速度传感器和距离传感器，由规定的计算 式算出侧倾角。

另外，专利文献2所披露的旋转面保存型角速度传感器，在车辆行驶在斜 坡上时当存在车体行进方向的车体倾斜(俯仰(pitch)角)或者道路倾斜的 情况下，为了解决角速度传感器检测的横摆角速度下降这样的问题，使用道路 倾斜角来校正横摆角速度。此时，使用角速度传感器和距离传感器算出道路倾 斜角。

另外，专利文献3所披露的车载用导航装置，为了解决下述的问题，即， 由于距离传感器输出与车辆的车轮转速相应的脉冲信号，因此根据斜坡行驶时 的脉冲信号算出的移动距离(速度)比沿水平面投影的距离(速度)要长，将 产生误差，因而使用道路倾斜角来校正水平面的移动距离(速度)。另外，与 专利文献2所披露的技术一样，使用道路倾斜角来校正横摆角速度。此时， 根据由三轴加速度传感器检测的各轴向的加速度及由距离传感器计测的车辆 的加速度，算出道路倾斜角。

另外，专利文献4所披露的角速度校正装置，在车辆转弯并行驶在斜坡上 时，为了解决由加速度传感器检测的车体行进方向的加速度与车体左右方向的 加速度分量叠加这样的问题，从由加速度传感器检测的加速度减去车体左右方 向的加速度分量，计算俯仰角，基于该俯仰角来校正横摆角速度。此时，使用 速度与横摆角速度算出车体左右方向的加速度分量。

并且，专利文献5所披露的道路形状计测装置与专利文献4所披露的技术 一样，为了解决由加速度传感器检测的车体行进方向的加速度与车体左右方向 的加速度分量叠加这样的问题，从由加速度传感器检测的加速度去除车体左右 方向的加速度分量，计算道路倾斜角及道路横倾(bank)角(道路横向的倾斜 角)。另外，由车高传感器检测受到车体行进方向的加减速或者车体左右方向 的加速度的影响、而车体在行进方向或者左右方向倾斜的角度(俯仰角、侧倾 角)，提取纯粹的道路倾斜角及车体横倾角。此时，使用由距离传感器计测的 速度、由角速度传感器检测的横摆角速度及车体的旋转中心与加速度传感器的 设置位置之间的距离，算出离心力。

专利文献1：日本专利特开平05-018765号公报

专利文献2：日本专利特开平06-324066号公报

专利文献3：日本专利特开平09-42979号公报

专利文献4：日本专利特开2005-140627号公报

专利文献5：日本专利3576789号公报

图1表示由车体的行进方向(X_B轴)、左右方向(Y_B轴)及X_B-Y_B平面的 垂直方向(Z_B轴)的右手直角坐标系的三轴形成的固定于车体的坐标系(Body Frame；B坐标系)。传感器检测轴与X_B轴，Y_B轴及Z_B轴的任意一个轴一致那 样安装在车载导航装置的壳体上的角速度传感器及加速度传感器，检测绕传感 器检测轴的角速度(侧倾角速度ω_B-roll、俯仰角速度ω_B-pitch及横摆角速度ω_B-yaw) 和传感器检测轴方向的加速度(A_BX、A_BY和A_BZ)。另外，绕传感器检测轴的角 速度的右旋转是正方向，单位是“rad/s”。