[发明专利]速度计算装置、速度计算方法和导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种速度计算装置、速度计算方法和导航装置，并且例如非常适合应用于便携式导航装置。

背景技术

迄今，在导航装置中，从多个GPS(全球定位系统)卫星接收位置测量信号(下文中也称作GPS信号)以基于GPS信号计算移动对象的当前位置。

然而，在这种导航装置中，当其上安装有导航装置的移动对象进入例如隧道或地下车库时，难以从GPS卫星接收GPS信号，因此难以基于GPS信号计算移动对象的当前位置。

因此，在导航装置之中，存在这样一种导航装置，在这种导航装置中，即使当转弯(cornering)时难以接收到GPS信号时，仍能够基于与移动对象的行进方向垂直的水平方向的加速度和围绕与行进方向垂直的垂直轴的角速度计算行进方向的速度，以基于该行进方向的速度计算当前位置(例如，参照日本未审查专利申请公报No.2008-76389)。

发明内容

然而，在上述的导航装置中，在转弯时可以计算行进方向的速度，但在直行时难以计算行进方向的速度。因此，会出现如下问题：难以在全部道路环境下无误地计算行进方向的速度。

因此，期望提出一种不管道路环境如何在全部道路环境下都能够高精度地计算移动对象的速度的速度计算装置、速度计算方法和导航装置。

根据本发明的一个实施例的速度计算装置包括：垂直方向加速度检测单元，安装在移动对象上，用于检测对应于所述移动对象在其上移动的表面的不平坦性而产生的垂直方向的加速度；水平方向角速度检测单元，安装在所述移动对象上，用于检测对应于所述移动对象在其上移动的所述表面的不平坦性而产生的围绕与所述移动对象的行进方向垂直的水平轴的角速度；以及速度计算单元，用于基于所述垂直方向的加速度和围绕所述水平轴的角速度，计算所述移动对象的行进方向的速度。

此外，根据本发明的一个实施例的速度计算方法包括如下步骤：检测对应于移动对象在其上移动的表面的不平坦性而在所述移动对象中产生的垂直方向的加速度；检测对应于所述移动对象在其上移动的表面的不平坦性而在所述移动对象中产生的围绕与所述移动对象的行进方向垂直的水平轴的角速度；以及基于所述垂直方向的加速度和围绕所述水平轴的角速度计算所述移动对象的行进方向的速度。

另外，根据本发明的一个实施例的导航装置包括：垂直方向加速度检测单元，用于检测对应于移动对象在其上移动的表面的不平坦性而在所述移动对象中产生的垂直方向的加速度；水平方向角速度检测单元，用于检测对应于所述移动对象在其上移动的表面的不平坦性而在所述移动对象中产生的围绕与所述移动对象的行进方向垂直的水平轴的角速度；速度计算单元，用于基于所述垂直方向的加速度和围绕所述水平轴的角速度计算所述移动对象的行进方向的速度；垂直方向角速度检测单元，用于计算围绕与所述行进方向垂直的垂直轴的角速度；角度计算单元，用于基于围绕垂直轴的所述角速度计算所述移动对象已旋转的角度；以及位置计算单元，用于基于由速度计算单元计算的行进方向的速度和由角度计算单元计算的所述角度来计算移动对象的位置。

结果，可以检测对应于移动对象在其上移动的表面的不平坦性而产生的垂直方向的加速度和围绕与行进方向垂直的水平轴的角速度，以基于垂直方向的加速度和围绕水平轴的角速度在全部道路环境下计算移动对象的行进方向的速度。

根据本发明的一个实施例，通过检测对应于移动对象在其上移动的表面的不平坦性而产生的垂直方向的加速度和围绕与行进方向垂直的水平轴的角速度以基于垂直方向的加速度和围绕水平轴的角速度在全部道路环境下计算移动对象的行进方向的速度，可以实现不管道路环境如何都能够在全部道路环境下高精度地计算移动对象的速度的速度计算装置、速度计算方法和导航装置。

附图说明

图1A和1B是示出当在移动对象在其上移动的起伏表面上行进时的样子的示意图。

图2是示出当在曲面上行进时的样子的示意图。

图3是示出使用速度和角度的当前位置计算方法的示意图。

图4是示出PND的整体结构的示意图。

图5是示出PND的坐标系的定义的示意图。

图6是示出PND中的传感器结构的示意图。

图7是示出PND中的电路结构的示意图。

图8是示出速度计算单元的结构的示意图。

图9是示出高度和角度的关系的示意图。

图10A和10B是示出在低速时移动对象在其上移动的表面的角度的样子的示意图。

图11A和11B是示出在高速时移动对象在其上移动的表面的角度的样子的示意图。