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JP2012163509A - Dead reckoning navigation device for vehicle, dead reckoning navigation method for vehicle and program for dead reckoning navigation method for vehicle - Google Patents

Dead reckoning navigation device for vehicle, dead reckoning navigation method for vehicle and program for dead reckoning navigation method for vehicle Download PDF

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JP2012163509A
JP2012163509A JP2011025662A JP2011025662A JP2012163509A JP 2012163509 A JP2012163509 A JP 2012163509A JP 2011025662 A JP2011025662 A JP 2011025662A JP 2011025662 A JP2011025662 A JP 2011025662A JP 2012163509 A JP2012163509 A JP 2012163509A
Authority
JP
Japan
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speed
parameter
rotation speed
vehicle
tire
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011025662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Wada
充浩 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2011025662A priority Critical patent/JP2012163509A/en
Publication of JP2012163509A publication Critical patent/JP2012163509A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dead reckoning navigation device for a vehicle capable of improving accuracy of calculating velocity and a yaw rate of a vehicle.SOLUTION: The present invention comprises: a velocity vector calculation means to calculate velocity vector of a traveling velocity of a vehicle from GPS information; a tire rotation information detection means to detect rotation information of a tire; a tire rotation velocity calculation means to calculate rotation velocity of the tire from the rotation information of the tire; a velocity calculation means to calculate velocity of the vehicle based on the information on the velocity vector; a yaw rate calculation means to calculate a yaw rate of the vehicle based on the information on the velocity vector; a first parameter calculation means to sequentially calculate a first parameter for a first relational expression between the velocity of the vehicle calculated by the velocity calculation means and the rotation velocity of the tire; and a second parameter calculation means to sequentially calculate a second parameter for a second relational expression between the yaw rate calculated by the yaw rate calculation means and the rotation velocity of the tire.

Description

本発明は、車両用推定航法装置、車両用推定航法及び車両用推定航法のプログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle estimated navigation apparatus, a vehicle estimated navigation, and a vehicle estimated navigation program.

車両の走行案内を行う地上ナビゲーションシステムは、GPS衛星からの信号を利用してナビゲーションを行っているが、高層建築物による信号の遮断や反射などにより当該GPS衛星からの信号が充分に受信できなくなると、正確な走行案内ができなくなる。   A ground navigation system that provides vehicle travel guidance performs navigation using signals from GPS satellites, but signals from the GPS satellites cannot be received sufficiently due to signal blocking or reflection by high-rise buildings. Then, accurate driving guidance cannot be performed.

そこで、従来、GPS衛星からの信号が充分に受信できないときに何らかの方法で推定航法を行うことにより、ナビゲーションを途切れなくする工夫が行われている。しかし、その多くはヨーレートセンサや加速度センサから得られるセンサ情報を用いるため、コストアップの要因となっていた。   In view of this, conventionally, a device has been devised in which navigation is not interrupted by performing estimated navigation in some way when signals from GPS satellites cannot be sufficiently received. However, many of them use sensor information obtained from a yaw rate sensor or an acceleration sensor, which has been a cause of cost increase.

このため、本出願人は、追加のセンサを用いることなく正確な推定航法を行うことができる車両用推定航法装置及び車両用推定航法を提案している(特願2009−265126。以下、「先願発明」という)。   For this reason, the present applicant has proposed a vehicle estimated navigation apparatus and a vehicle estimated navigation capable of performing accurate estimated navigation without using an additional sensor (Japanese Patent Application No. 2009-265126. "Invention of the application").

この先願発明に係る車両用推定航法装置は、車両の回転速度情報を利用するものであり、タイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルのパラメータをGPS受信時に推定しておき、GPS受信不可時には当該パラメータを用いて車両速度やヨーレートを算出している。   The vehicle estimated navigation apparatus according to the prior invention uses vehicle rotational speed information, estimates parameters of a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotational speed of the tire at the time of GPS reception, When reception is impossible, the vehicle speed and yaw rate are calculated using the parameters.

具体的に、先願発明に係る車両用推定航法装置は、走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、
前記車両に装着されたタイヤの回転情報を検出するタイヤ回転情報検出手段と、
このタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを算出する第1パラメータ算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを算出する第2パラメータ算出手段と
を備えている。
Specifically, the vehicle estimated navigation apparatus according to the invention of the prior application includes speed vector calculation means for calculating a speed vector of the traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle,
Tire rotation information detecting means for detecting rotation information of a tire mounted on the vehicle;
Tire rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by the tire rotation information detection means;
Speed calculating means for calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector;
Yaw rate calculating means for calculating the yaw rate of the vehicle based on the information of the speed vector;
The first relational expression between the vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained by the tire rotation speed calculation means. First parameter calculating means for calculating one parameter;
The second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated by the yaw rate calculation means and the tire rotation speed obtained from the mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed calculation means. Second parameter calculating means for calculating a parameter.

そして、GPS受信時に、車両速度については、GPSから得られる速度Vと内外輪回転角速度の和xとの関係をV=A1×x+B1とし、パラメータA1、B1を推定する。   At the time of GPS reception, regarding the vehicle speed, the relationship between the speed V obtained from the GPS and the sum x of the rotational speeds of the inner and outer rings is V = A1 × x + B1, and the parameters A1 and B1 are estimated.

また、ヨーレートについては、GPSから得られるヨーレートYと、内外輪回転角速度の和の二乗z及び内外輪回転角速度の差yとの関係をY=A2×y/(B2×z+C2)とし、パラメータA2、B2、C2を推定する。   Regarding the yaw rate, the relationship between the yaw rate Y obtained from the GPS, the square z of the sum of the inner and outer ring rotation angular velocities, and the difference y between the inner and outer ring rotation angular velocities is Y = A2 × y / (B2 × z + C2), and the parameter A2 , B2 and C2 are estimated.

GPS未受信時には、前記パラメータA1、B1、A2、B2、C2とタイヤの回転速度を用いて車両速度及びヨーレートを算出し、算出した情報を用いて推定航法を実施する。   When GPS is not received, the vehicle speed and yaw rate are calculated using the parameters A1, B1, A2, B2, C2, and the rotation speed of the tire, and the estimated navigation is performed using the calculated information.

前記先願発明の具体的な実施方法として、(1)GPS受信時は、サンプリングにおける単位時間毎(例えば、1sec毎にデータサンプリングしている場合は1sec毎)に、GPS速度、GPSヨーレート、及び車両に搭載されているABSのABS信号から求めた車輪回転角速度を算出し、これらを前述した関係式に代入し、パラメータを推定する。そして、(2)GPS未受信時は、同様に1sec毎に車輪回転角速度と、推定したパラメータ値とを用いて、車両速度とヨーレートを推定する方法がある。   As a specific implementation method of the invention of the prior application, (1) at the time of GPS reception, the GPS speed, the GPS yaw rate, and the unit time for sampling (for example, every 1 sec when data sampling is performed every 1 sec) The wheel rotation angular velocity obtained from the ABS signal of the ABS mounted on the vehicle is calculated, and these are substituted into the relational expression described above to estimate the parameters. And (2) When GPS is not received, there is a method of estimating the vehicle speed and the yaw rate by using the wheel rotation angular velocity and the estimated parameter value every 1 sec.

このような算出方法では、さまざまな車速で学習走行(GPS受信時の走行)した場合には統計的に有意なパラメータ推定が可能である。しかし、前述したパラメータは最小二乗法などを用いて推定されるものであり、例えば学習時に一定速度だけで走行するなど極端な走行モードの場合、正しくパラメータを推定することができない。   With such a calculation method, statistically significant parameter estimation is possible when learning travels (travel during GPS reception) at various vehicle speeds. However, the parameters described above are estimated using the least square method or the like. For example, in an extreme traveling mode such as traveling at a constant speed during learning, the parameters cannot be estimated correctly.

そのため、学習時に一定速度だけで走行し、その後GPS未受信時に他の速度領域で走行した場合は、パラメータが最適化されていない可能性がある。このような場合には、車両の速度やヨーレートを正しく推定することができないので、実際の航路と推定航路とのズレが大きくなると考えられる。   Therefore, if the vehicle travels only at a constant speed during learning and then travels in another speed region when GPS is not received, the parameters may not be optimized. In such a case, since the vehicle speed and yaw rate cannot be estimated correctly, the difference between the actual route and the estimated route is considered to be large.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、GPS受信時の学習により得られるパラメータに基づく車両速度及びヨーレートの算出精度を向上させることができる車両用推定航法装置、車両用推定航法及び車両用推定航法のプログラムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to improve the vehicle speed and yaw rate calculation accuracy based on parameters obtained by learning at the time of GPS reception. The purpose is to provide navigation and vehicle estimation navigation programs.

(1)本発明の車両用推定航法装置は、走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、
前記車両に装着されたタイヤの回転情報を検出するタイヤ回転情報検出手段と、
このタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出手段と
を備えており、
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出するように構成されていることを特徴としている。
(1) A vehicle estimated navigation apparatus according to the present invention includes speed vector calculation means for calculating a speed vector of a traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle,
Tire rotation information detecting means for detecting rotation information of a tire mounted on the vehicle;
Tire rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by the tire rotation information detection means;
Speed calculating means for calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector;
Yaw rate calculating means for calculating the yaw rate of the vehicle based on the information of the speed vector;
The first relational expression between the vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained by the tire rotation speed calculation means. First parameter calculating means for sequentially calculating one parameter;
The second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated by the yaw rate calculation means and the tire rotation speed obtained from the mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed calculation means. Second parameter calculating means for sequentially calculating parameters, and
The first parameter calculation unit and the second parameter calculation unit are configured to calculate the first parameter and the second parameter, respectively, for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions.

本発明の車両用推定航法装置は、   The vehicle estimated navigation apparatus of the present invention includes:

(2)前記(1)の車両用推定航法装置において、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (2) In the vehicle estimated navigation apparatus according to (1), the first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when receiving GPS information, respectively, and receive GPS information. When it is impossible, the vehicle speed and the yaw rate can be calculated from the tire rotation speed using the latest parameters of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs.

(3)前記(1)の車両用推定航法装置において、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (3) In the vehicle estimated navigation apparatus of (1), the first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter, respectively, when receiving GPS information, and receive GPS information. When the parameters of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs at that time are not calculated and the parameters of the other plurality of tire rotation speed regions are calculated, the interpolation or extrapolation of the plurality of parameters is not possible. Thus, it is possible to estimate the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed at that time belongs, and to calculate the vehicle speed and the yaw rate from the tire rotation speed using the estimated parameter.

(4)前記(1)の車両用推定航法装置において、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (4) In the vehicle estimated navigation apparatus of (1), the first parameter calculating means and the second parameter calculating means always calculate the first parameter and the second parameter when receiving GPS information, respectively, and receive GPS information. When the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed at that time belongs is not calculated and the number of other tire rotation speed areas for which the parameter is calculated is 1 or zero, the predetermined default parameter The vehicle speed and the yaw rate can be calculated from the tire rotation speed using.

(5)前記(1)〜(4)の車両用推定航法装置において、前記速度算出手段により得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式を、V=A1×x+B1とし、ここでA1及びB1が第1パラメータとし、
前記ヨーレート算出手段により得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式を、Y=C×y+Dとし、ここでC及びDが第2パラメータとすることができる。
(5) In the vehicle estimated navigation apparatus of (1) to (4), when the vehicle speed obtained by the speed calculating means is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression is , V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters,
When the yaw rate obtained by the yaw rate calculation means is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. Can do.

(6)前記(1)〜(5)の車両用推定航法装置において、前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度であることが好ましい。この場合、タイヤの回転速度の算出に際しスリップ率の影響を受けることがないので、より正確に回転速度を算出することができる。 (6) In the vehicle estimated navigation apparatus of (1) to (5), it is preferable that the rotational speed is a rotational speed of a driven wheel tire. In this case, the calculation of the rotation speed of the tire is not affected by the slip ratio, so that the rotation speed can be calculated more accurately.

(7)本発明の車両用推定航法は、走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出工程と、
前記車両に装着されたタイヤの回転情報を検出するタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出工程と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出工程と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出工程と、
前記タイヤ回転速度算出工程において得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出工程において算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出工程と、
前記タイヤ回転速度算出工程において得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出工程において算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出工程と
を含んでおり、
前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出することを特徴としている。
(7) The vehicle estimated navigation according to the present invention includes a speed vector calculating step of calculating a speed vector of a traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle;
A tire rotation speed calculation step for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by tire rotation information detection means for detecting rotation information of the tire mounted on the vehicle;
A speed calculating step of calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector;
A yaw rate calculation step of calculating a yaw rate of the vehicle based on the information of the speed vector;
The first relational expression between the vehicle speed calculated in the speed calculation step and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained in the tire rotation speed calculation step. A first parameter calculating step of sequentially calculating one parameter;
A second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated in the yaw rate calculation step and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained in the tire rotation speed calculation step. A second parameter calculation step of sequentially calculating parameters,
In the first parameter calculating step and the second parameter calculating step, the first parameter and the second parameter are calculated for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions.

(8)前記(7)の車両用推定航法において、前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出することができる。 (8) In the vehicle estimated navigation of (7), the first parameter calculation step and the second parameter calculation step always calculate the first parameter and the second parameter, respectively, when GPS information is received, and GPS information cannot be received. Sometimes, the vehicle speed and yaw rate can be calculated from the tire rotational speed using the latest parameters of the tire rotational speed region to which the tire rotational speed belongs.

(9)前記(7)の車両用推定航法において、前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出することができる。 (9) In the vehicle estimated navigation of (7), the first parameter calculation step and the second parameter calculation step always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and GPS information cannot be received. Sometimes, when the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs at that time is not calculated and the parameters of the other plurality of tire rotation speed regions are calculated, by interpolation or extrapolation of the plurality of parameters The parameters of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs at that time can be estimated, and the vehicle speed and the yaw rate can be calculated from the tire rotation speed using the estimated parameters.

(10)前記(7)の車両用推定航法において、前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出することができる。 (10) In the vehicle estimated navigation of (7), the first parameter calculation step and the second parameter calculation step always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and GPS information cannot be received. Sometimes, when the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed at that time belongs is not calculated and the number of other tire rotation speed regions for which the parameter is calculated is 1 or zero, a predetermined default parameter is set. The vehicle speed and yaw rate can be calculated from the tire rotation speed.

(11)前記(7)〜(10)の車両用推定航法において、前記速度算出手段により得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式を、V=A1×x+B1とし、ここでA1及びB1が第1パラメータとし、
前記ヨーレート算出手段により得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式を、Y=C×y+Dとし、ここでC及びDが第2パラメータとすることができる。
(11) In the vehicle estimated navigation of (7) to (10), when the vehicle speed obtained by the speed calculating means is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression is V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters,
When the yaw rate obtained by the yaw rate calculation means is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. Can do.

(12)前記(7)〜(11)の車両用推定航法において、前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度であることが好ましい。この場合、タイヤの回転速度の算出に際しスリップ率の影響を受けることがないので、より正確に回転速度を算出することができる。 (12) In the vehicle estimated navigation described in (7) to (11), it is preferable that the rotational speed is a rotational speed of a driven wheel tire. In this case, the calculation of the rotation speed of the tire is not affected by the slip ratio, so that the rotation speed can be calculated more accurately.

(13)本発明の車両用推定航法のプログラムは、推定航法を実行するためにコンピュータを、走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段、前記車両に装着されたタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段、前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出手段、及び前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出手段として機能させ、
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出するように構成されていることを特徴としている。
(13) The vehicle estimated navigation program of the present invention uses a computer to execute the estimated navigation, and calculates a velocity vector of the traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle. Calculating means, tire rotation speed calculating means for calculating the rotation speed of the tire from tire rotation information obtained by tire rotation information detecting means mounted on the vehicle, and calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector. The speed calculation means, the yaw rate calculation means for calculating the yaw rate of the vehicle based on the information on the speed vector, and the mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained by the tire rotation speed calculation means, The first parameter of the first relational expression between the vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed is provided. A first parameter calculating means for sequentially calculating a meter, and a yaw rate calculated by the yaw rate calculating means obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotational speed of the tire obtained by the tire rotational speed calculating means; Function as second parameter calculation means for sequentially calculating the second parameter of the second relational expression with the tire rotation speed,
The first parameter calculation unit and the second parameter calculation unit are configured to calculate the first parameter and the second parameter, respectively, for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions.

(14)前記(13)の車両用推定航法のプログラムにおいて、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (14) In the vehicle estimated navigation program of (13), the first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter, respectively, when GPS information is received. When reception is not possible, the vehicle speed and the yaw rate can be calculated from the tire rotation speed using the latest parameters of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs.

(15)前記(13)の車両用推定航法のプログラムにおいて、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (15) In the vehicle estimated navigation program of (13), the first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter, respectively, when GPS information is received. When reception is not possible, if the parameters of the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs are not calculated and parameters of other tire rotation speed regions are calculated, interpolation or extrapolation of the plurality of parameters is performed. By inserting, it is possible to estimate the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs, and calculate the vehicle speed and the yaw rate from the tire rotation speed using the estimated parameter.

(16)前記(13)の車両用推定航法のプログラムにおいて、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成することができる。 (16) In the vehicle estimated navigation program of (13), the first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter, respectively, when GPS information is received. When reception is not possible, if the parameter of the tire rotation speed region to which the tire rotation speed at that time belongs is not calculated and the number of other tire rotation speed regions for which the parameter is calculated is 1 or zero, a predetermined default The vehicle speed and the yaw rate can be calculated from the tire rotation speed using parameters.

(17)前記(13)〜(16)の車両用推定航法のプログラムにおいて、前記速度算出手段により得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式を、V=A1×x+B1とし、ここでA1及びB1が第1パラメータとし、
前記ヨーレート算出手段により得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式を、Y=C×y+Dとし、ここでC及びDが第2パラメータとすることができる。
(17) In the vehicle estimated navigation program of (13) to (16), when the vehicle speed obtained by the speed calculating means is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters,
When the yaw rate obtained by the yaw rate calculation means is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. Can do.

(18)前記(13)〜(17)の車両用推定航法のプログラムにおいて、前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度であることが好ましい。この場合、タイヤの回転速度の算出に際しスリップ率の影響を受けることがないので、より正確に回転速度を算出することができる。 (18) In the vehicle estimated navigation program of (13) to (17), it is preferable that the rotational speed is a rotational speed of a driven wheel tire. In this case, the calculation of the rotation speed of the tire is not affected by the slip ratio, so that the rotation speed can be calculated more accurately.

本発明の車両用推定航法装置、車両用推定航法及び車両用推定航法のプログラムによれば、GPS受信時の学習により得られるパラメータに基づく車両速度及びヨーレートの算出精度を向上させることができる。   According to the vehicle estimated navigation apparatus, the vehicle estimated navigation program, and the vehicle estimated navigation program of the present invention, it is possible to improve the calculation accuracy of the vehicle speed and yaw rate based on the parameters obtained by learning at the time of GPS reception.

本発明の車両用推定航法装置の一実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the estimated navigation apparatus for vehicles of this invention. 図1に示される車両用推定航法装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the estimation navigation apparatus for vehicles shown by FIG. 本発明の車両用推定航法の一実施の形態のフローチャートである。It is a flowchart of one embodiment of the vehicle estimated navigation of the present invention. 本発明の車両用推定航法の一実施の形態のフローチャートである。It is a flowchart of one embodiment of the vehicle estimated navigation of the present invention. 実験時の走行ルートを示す図である。It is a figure which shows the driving | running route at the time of experiment. 左右の車輪速平均値と1/Cとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wheel speed average value on either side, and 1 / C. 実施例1及び比較例1において推定した走行ルートを示す図である。It is a figure which shows the driving | running route estimated in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例2及び比較例2において推定した走行ルートを示す図である。It is a figure which shows the driving | running route estimated in Example 2 and Comparative Example 2. FIG.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の車両用推定航法装置、車両用推定航法及び車両用推定航法のプログラムの実施の形態を詳細に説明する。
図1に示されるように、本発明の一実施の形態に係る車両用推定航法装置は、4輪車両(前輪駆動車)に備えられた4つのタイヤFL(左前輪)、FR(右前輪)、RL(左後輪)及びRR(右後輪)のうち、従動輪であるRLタイヤ及びRRタイヤの回転情報を検出するため、当該タイヤに関連して設けられた通常の車輪速度検出手段(タイヤ回転情報検出手段)1を備えている。
Hereinafter, embodiments of a vehicle estimated navigation apparatus, a vehicle estimated navigation, and a vehicle estimated navigation program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, a vehicle estimated navigation apparatus according to an embodiment of the present invention includes four tires FL (left front wheel), FR (right front wheel) provided in a four-wheel vehicle (front wheel drive vehicle). , RL (left rear wheel) and RR (right rear wheel), the normal wheel speed detecting means provided in relation to the tire to detect rotation information of the RL tire and the RR tire which are driven wheels ( Tire rotation information detecting means) 1 is provided.

前記車輪速度検出手段1としては、電磁ピックアップなどを用いて回転パルスを発生させてパルスの数から回転角速度及び車輪速度を測定するための車輪速センサを用いることができる。前記車輪速度検出手段1の出力は、ABSなどのコンピュータである制御ユニット2に与えられる。この制御ユニット2にはGPS情報を受信することができるGPS装置3が接続されている。   As the wheel speed detection means 1, a wheel speed sensor for generating a rotation pulse using an electromagnetic pickup or the like and measuring the rotation angular speed and the wheel speed from the number of pulses can be used. The output of the wheel speed detecting means 1 is given to a control unit 2 which is a computer such as ABS. A GPS device 3 capable of receiving GPS information is connected to the control unit 2.

制御ユニット2は、図2に示されるように、外部装置との信号の受け渡しに必要なI/Oインターフェース2aと、演算処理の中枢として機能するCPU2bと、このCPU2bの制御動作プログラムが格納されたROM2cと、前記CPU2bが制御動作を行う際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータが読み出されたりするRAM2dとから構成されている。なお、図2において、3aはGPSアンテナである。   As shown in FIG. 2, the control unit 2 stores an I / O interface 2a necessary for passing signals to and from an external device, a CPU 2b that functions as a center of arithmetic processing, and a control operation program for the CPU 2b. The ROM 2c and the RAM 2d from which data is temporarily written or the written data is read when the CPU 2b performs a control operation. In FIG. 2, 3a is a GPS antenna.

前記車輪速度検出手段1では、タイヤの回転数に対応したパルス信号(以下、「車輪速パルス」ともいう)が出力される。また、CPU2bでは、車輪速度検出手段1から出力された車輪速パルスに基づいて、所定のサンプリング周期ΔT(sec)、例えばΔT=0.05秒毎に従動輪のタイヤの回転角速度が算出される。   The wheel speed detection means 1 outputs a pulse signal corresponding to the number of rotations of the tire (hereinafter also referred to as “wheel speed pulse”). Further, the CPU 2b calculates the rotational angular velocity of the tire of the driven wheel every predetermined sampling period ΔT (sec), for example, ΔT = 0.05 seconds, based on the wheel speed pulse output from the wheel speed detecting means 1. .

本実施の形態に係る車両用推定航法装置は、車輪速度検出手段(タイヤ回転情報検出手段)1と、走行車両に搭載されたGPS受信機3によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、前記タイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段と、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段と、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出手段と、前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出手段と構成されている。そして、前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出するように構成されている。   The vehicle estimated navigation apparatus according to the present embodiment obtains the speed vector of the traveling speed of the vehicle from the GPS information by the wheel speed detecting means (tire rotation information detecting means) 1 and the GPS receiver 3 mounted on the traveling vehicle. Speed vector calculation means for calculating, tire rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the tire from tire rotation information obtained by the tire rotation information detection means, and calculating the vehicle speed based on the information on the speed vector A speed calculation means that calculates the yaw rate of the vehicle based on the information on the speed vector, and a mathematical model that calculates the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained by the tire rotation speed calculation means. The first parameter of the first relational expression between the vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed is also shown. First parameter calculating means for sequentially calculating the data, and a yaw rate calculated by the yaw rate calculating means obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotational speed obtained by the tire rotational speed calculating means, The second parameter calculating means is configured to sequentially calculate the second parameter of the second relational expression with the tire rotation speed. The first parameter calculation unit and the second parameter calculation unit are configured to calculate the first parameter and the second parameter, respectively, for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions.

そして、車両用推定航法のプログラムは、前記制御ユニット2にインストールされており、当該制御ユニット2を、速度ベクトル算出手段、タイヤ回転速度算出手段、速度算出手段、ヨーレート算出手段、第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段として機能させる。   A vehicle estimated navigation program is installed in the control unit 2, and the control unit 2 includes a speed vector calculation unit, a tire rotation speed calculation unit, a speed calculation unit, a yaw rate calculation unit, and a first parameter calculation unit. And function as second parameter calculation means.

本発明の車両用推定航法装置及び車両用推定航法では、前記先願発明と同様に、GPSによる速度情報として速度ベクトルが用いられる。
GPSによる速度ベクトルの変化から内積による角度変化、すなわちヨーレートを算出し、このGPS情報から求めたヨーレートと、後述するようにタイヤの回転速度から算出したヨーレートとが一致するようにタイヤモデルのパラメータを推定する。
In the vehicle estimated navigation apparatus and the vehicle estimated navigation of the present invention, a velocity vector is used as velocity information by GPS, as in the prior invention.
The angle change due to the inner product, that is, the yaw rate is calculated from the change in the velocity vector by GPS, and the tire model parameters are set so that the yaw rate obtained from this GPS information matches the yaw rate calculated from the tire rotation speed as will be described later. presume.

また、GPSによる3次元方向の速度ベクトルの合成により算出される車両速度と、同じくタイヤの回転速度から算出した車両速度とが一致するようにタイヤモデルのパラメータを推定する。
なお、駆動輪においては、旋回における荷重移動だけでなくスリップ率もタイヤ回転速度に影響を及ぼすため、タイヤの回転速度の算出には従動輪を使用するのが好ましい。
Further, the tire model parameters are estimated so that the vehicle speed calculated by synthesizing the three-dimensional velocity vector by the GPS and the vehicle speed calculated from the tire rotation speed coincide with each other.
In the drive wheel, since not only the load movement during turning but also the slip ratio affects the tire rotation speed, it is preferable to use a driven wheel for calculation of the tire rotation speed.

本発明では、これらのタイヤ特性を考慮して、タイヤの対地速度を車輪速を用いたモデルで表現し、GPSが受信できている間に最適なモデルパラメータを複数の車輪速領域のそれぞれについて算出し、GPSが受信できないときに、かかるモデルパラメータ(車輪速が属する車輪速領域について算出されたモデルパラメータ)を用いて車両速度及びヨーレートを算出するものである。これにより、推定航法で最も重要な方位変化を精度良く車輪速情報から求めることができる。   In the present invention, in consideration of these tire characteristics, the ground speed of the tire is expressed by a model using the wheel speed, and the optimum model parameter is calculated for each of the plurality of wheel speed areas while the GPS is received. When the GPS cannot be received, the vehicle speed and the yaw rate are calculated using such model parameters (model parameters calculated for the wheel speed region to which the wheel speed belongs). Thereby, the most important azimuth | direction change by estimated navigation can be calculated | required from wheel speed information accurately.

次に、車両速度とヨーレートに着目したタイヤモデルについて説明するが、この方法はモデル作成の一例にすぎず、本発明はかかる方法に限定されるものではない。   Next, a tire model focusing on vehicle speed and yaw rate will be described. However, this method is merely an example of model creation, and the present invention is not limited to such a method.

〔車両速度とヨーレートの算出法〕
車両の速度とヨーレートはGPSによる3次元速度ベクトルから算出することができる。例えば特開2002−22816号公報に開示されているように、衛星のキャリヤ位相から偏位量を求めることができる。
[Vehicle speed and yaw rate calculation method]
The vehicle speed and yaw rate can be calculated from a three-dimensional velocity vector obtained by GPS. For example, as disclosed in JP-A-2002-22816, the amount of deviation can be obtained from the carrier phase of the satellite.

受信機の3次元方向の偏位量として、地球固定座標系での東西方向の偏位量Deと、南北方向の偏位量Dnと、垂直方向の偏位量Duとを算出する。また、受信点の3次元方向の偏位量に代えて、受信点の3次元方向の速度成分として、地球固定座標系での東西方向の成分速度Veと、南北方向の成分速度Vnと、垂直方向の成分速度Vuとを算出する。   As the displacement amount in the three-dimensional direction of the receiver, an east-west displacement amount De, a north-south displacement amount Dn, and a vertical displacement amount Du in the fixed earth coordinate system are calculated. Further, instead of the displacement amount of the reception point in the three-dimensional direction, the component velocity Ve in the east-west direction, the component velocity Vn in the north-south direction in the fixed earth coordinate system, and the vertical component are used as the velocity components in the three-dimensional direction of the reception point. The component velocity Vu in the direction is calculated.

これらの3次元方向の速度ベクトルを合成することで、正確な車両速度を以下の式(1)により算出することができる。   By combining these three-dimensional velocity vectors, an accurate vehicle speed can be calculated by the following equation (1).

Figure 2012163509
Figure 2012163509

また、ヨーレート(Y)は、ある時刻(t)における東西方向の成分速度Veと南北方向の成分速度Vnをベクトル合成した速度ベクトルVtの、時刻ごとにおける角度変化を内積として求めることで、算出時間あたりの角度変化Hdが以下の式(2)により算出できる。   Further, the yaw rate (Y) is calculated by calculating the angle change at each time as an inner product of the velocity vector Vt obtained by vector synthesis of the component velocity Ve in the east-west direction and the component velocity Vn in the north-south direction at a certain time (t). The per-angle change Hd can be calculated by the following equation (2).

Figure 2012163509
Figure 2012163509

そして、このHdから単位時間あたりの方位変化としてヨーレート(Y)を求めることができる。   Then, the yaw rate (Y) can be obtained from this Hd as the azimuth change per unit time.

〔タイヤモデル〕
GPSによる車両直進時の速度情報と、タイヤ回転速度との関係から4輪それぞれの動荷重半径を算出することができる。そのときの動荷重半径を基準動荷重半径とし、Drとする。
[Tire model]
The dynamic load radius of each of the four wheels can be calculated from the relationship between the speed information when the vehicle is traveling straight by GPS and the tire rotation speed. The dynamic load radius at that time is defined as a reference dynamic load radius, which is Dr.

車両の旋回時に発生する横Gによって車両の内外輪の動荷重半径は変化し、その変化量をΔDrとすると、旋回内側のタイヤ対地速度Vinと旋回外側のタイヤ対地速度Voutは、そのときの内輪の回転角速度ωin及び外輪の回転角速度ωoutによって、
Vin=(Dr+ΔDr)×ωin
Vout=(Dr-ΔDr)×ωout
と表すことができる。
ここで、車両速度(V)は、以下の式(3)で表すことができる。
The dynamic load radii of the inner and outer wheels of the vehicle change due to the lateral G generated when the vehicle turns, and if the amount of change is ΔDr, the tire ground speed Vin on the inside of the turn and the tire ground speed Vout on the outside of the turn Rotation angular velocity ωin and outer ring rotational angular velocity ωout,
Vin = (Dr + ΔDr) × ωin
Vout = (Dr−ΔDr) × ωout
It can be expressed as.
Here, the vehicle speed (V) can be expressed by the following equation (3).

Figure 2012163509
Figure 2012163509

また、ヨーレート(Y)については、
タイヤの荷重感度:単位荷重が作用したときのタイヤの撓み量=b
車両の前後等価バネ定数の比:荷重移動量全体に対する従動軸が受け持つ荷重比=K
車両質量=m
車両のトレッド幅=W
車両の重心高さ=h
横加速度=ay
とすると、ヨーレート(Y)=(Vout−Vin)/Wである。
Regarding the yaw rate (Y),
Tire load sensitivity: Deflection amount of tire when unit load is applied = b
Ratio of front and rear equivalent spring constants of vehicle: Load ratio of driven shaft with respect to entire load movement amount = K
Vehicle mass = m
Vehicle tread width = W
Center of gravity height of vehicle = h
Lateral acceleration = ay
Then, the yaw rate (Y) = (Vout−Vin) / W.

また、
Vout+Vin=Dr×(ωout+ωin)
Vout−Vin=Dr×(ωout−ωin)−ΔDr×(ωout+ωin)
=Dr×(ωout−ωin)−2×b×K×(h/W)×m×ay×(ωout+ωin)
ay=(Vout+Vin)×(Vout−Vin)/2W
であるので、ヨーレート(Y)は以下の式(4)で表すことができる。
Also,
Vout + Vin = Dr × (ωout + ωin)
Vout−Vin = Dr × (ωout−ωin) −ΔDr × (ωout + ωin)
= Dr × (ωout−ωin) −2 × b × K × (h / W) × m × ay × (ωout + ωin)
ay = (Vout + Vin) × (Vout−Vin) / 2W
Therefore, the yaw rate (Y) can be expressed by the following formula (4).

Figure 2012163509
Figure 2012163509

以上より、車両速度(V)とヨーレート(Y)を、タイヤの内外輪角速度の和及び差を変数として、車両及びタイヤのパラメータで表すモデルを構築することができる。   From the above, it is possible to construct a model in which the vehicle speed (V) and the yaw rate (Y) are expressed by vehicle and tire parameters using the sum and difference of tire inner and outer wheel angular velocities as variables.

〔パラメータの推定方法〕
前述したタイヤモデルのパラメータのうち速度(V)に関連するパラメータは、式(3)より、GPSから得られる速度(V)と内外輪回転角速度の和(x)の関係をV=A1×x+B1とし、例えば最小二乗法によりパラメータ(A1、B1)を推定することができる。
[Parameter estimation method]
Among the parameters of the tire model described above, the parameter related to the speed (V) is expressed by the relationship between the speed (V) obtained from the GPS and the sum (x) of the inner and outer ring rotational angular velocities from Equation (3): V = A1 × x + B1 For example, the parameters (A1, B1) can be estimated by the method of least squares.

また、ヨーレート(Y)に関連するパラメータは、式(4)より、GPSから得られるヨーレート値(Y)と、内外輪角速度の和の二乗(z)及び内外輪角速度の差(y)との関係をY={A2/(B2×z+C2)}×yとし、例えば最小二乗法によりパラメータ(A2、B2、C2)を推定することができる。
ここで、yの係数であるA2/(B2×z+C2)について、分子分母をA2で割り、(B2/A2)=A2、(C2/A2)=B2と置き直せば、
Y={1/(A2×z+B2)}×y ・・・・・・(5)
と表すことができる。そして、1/(A2×z+B2)=Cとすると、
Y=C×y
となる。
The parameter related to the yaw rate (Y) is calculated from the equation (4), the yaw rate value (Y) obtained from GPS, the square of the sum of the inner and outer ring angular velocities (z), and the difference between the inner and outer ring angular velocities (y). The relationship is Y = {A2 / (B2 × z + C2)} × y, and the parameters (A2, B2, C2) can be estimated by, for example, the least square method.
Here, for A2 / (B2 × z + C2) which is a coefficient of y, the numerator denominator is divided by A2, and (B2 / A2) = A2 and (C2 / A2) = B2 are replaced.
Y = {1 / (A2 × z + B2)} × y (5)
It can be expressed as. And if 1 / (A2 × z + B2) = C,
Y = C × y
It becomes.

式(5)の意味について、特にヨーレートについては、同じヨーレートでも高速になるほど外輪にかかる荷重が増え、内輪にかかる荷重が減ることで、タイヤの動荷重半径は外輪が小さくなり、内輪が大きくなるので、内外輪の車輪速差が大きくなることを考慮している。   Regarding the meaning of equation (5), especially for the yaw rate, the load applied to the outer ring increases as the speed increases even at the same yaw rate, and the load applied to the inner ring decreases, so that the dynamic load radius of the tire decreases for the outer ring and increases for the inner ring. Therefore, it is considered that the wheel speed difference between the inner and outer wheels becomes large.

また、左右のタイヤの個体差を考慮する場合は、以下の式(6)としてもよい。
Y=C×y+D ・・・・・・(6)
式(6)のDについて、ヨーレート=0(直進走行)のときに左右車輪速差=0であれば、D=0となる。タイヤのロットのばらつきなどにより左右のタイヤ径に差があることを考慮する必要がある場合は、当該タイヤ径の差によって、左右同一速度(直進走行)であっても車輪速左右差がEだけ発生するので、
D=E×1/C
となる。
Moreover, when considering the individual difference between the left and right tires, the following equation (6) may be used.
Y = C × y + D (6)
With respect to D in Equation (6), if the difference between the left and right wheel speeds = 0 when the yaw rate = 0 (straight traveling), D = 0. When it is necessary to consider that there is a difference in the left and right tire diameters due to variations in tire lots, etc., the difference between the tire diameters will cause the wheel speed difference between the left and right to be equal to E even at the same left and right speed (straight running). Because it occurs
D = E × 1 / C
It becomes.

本発明では、所定の複数の車輪速領域ごとに前記パラメータを推定する。ここで、車輪速としては、車両の左右輪の車輪速の平均値の二乗とすることができる。また、車輪速領域としては、例えば100(rad/s)の幅で車輪速を区切ることができる。 In the present invention, the parameter is estimated for each of a plurality of predetermined wheel speed regions. Here, the wheel speed can be the square of the average value of the wheel speeds of the left and right wheels of the vehicle. Further, as the wheel speed region, for example, the wheel speed can be divided by a width of 100 (rad / s) 2 .

本発明の車両用推定航法では、GPSが受信できないときは、車輪速とパラメータとに基づいて車両速度及びヨーレートが推定されるが、当該車輪速が属する車輪速領域のパラメータが推定されていないことも考えられる。このような場合、本発明では、次のようにして車両速度及びヨーレートの推定を行う。   In the vehicle estimated navigation of the present invention, when the GPS cannot be received, the vehicle speed and the yaw rate are estimated based on the wheel speed and the parameter, but the parameter of the wheel speed region to which the wheel speed belongs is not estimated. Is also possible. In such a case, in the present invention, the vehicle speed and the yaw rate are estimated as follows.

(1)まず、GPS受信不可時に算出される車輪速が属する車輪速領域のパラメータが推定されていないが、他の複数の車輪速領域でのパラメータが推定されている場合は、複数個のパラメータで内挿又は外挿することで、当該車輪速でのパラメータを推定し、このパラメータと車輪速とから車両速度及びヨーレートを推定する。 (1) First, the parameters of the wheel speed region to which the wheel speed calculated when GPS reception is impossible are not estimated, but when parameters in other wheel speed regions are estimated, a plurality of parameters The parameter at the wheel speed is estimated by interpolation or extrapolation at, and the vehicle speed and yaw rate are estimated from the parameter and the wheel speed.

(2)次に、GPS受信不可時に算出される車輪速が属する車輪速領域のパラメータが推定されておらず、且つ、パラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該車輪速から車両速度及びヨーレートを推定する。このデフォルトのパラメータは、例えば事前に速度×旋回Rを組み合わせた実車試験を行うことにより得ることができ、制御ユニット2のROM2cに予め記憶させておく。 (2) Next, the parameter of the wheel speed region to which the wheel speed calculated when GPS reception is impossible has not been estimated, and the number of other tire rotation speed regions in which the parameter is calculated is 1 or zero In some cases, the vehicle speed and yaw rate are estimated from the wheel speed using predetermined default parameters. This default parameter can be obtained, for example, by conducting an actual vehicle test combining speed × turning R in advance, and is stored in advance in the ROM 2c of the control unit 2.

〔車両用推定航法〕
次に図3〜4に示されるフローチャートを参照しつつ、本発明の車両用推定航法の一実施の形態について説明する。この実施の形態では、GPS受信時において所定時間ごとに、具体的には1秒ごとに前記パラメータを推定し、GPS受信不可時には推定しておいた最新のパラメータ及び車輪速データに基づいて車両の速度及びヨーレートを算出する。
[Estimated navigation for vehicles]
Next, an embodiment of the vehicle estimated navigation of the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. In this embodiment, the parameter is estimated every predetermined time at the time of GPS reception, specifically every second, and when the GPS reception is not possible, the vehicle is based on the latest parameters and the wheel speed data estimated. Calculate speed and yaw rate.

まず、ステップS1において、GPS装置3からGPS情報を受信する。このGPS情報には車両の絶対位置が含まれる。
ついで、ステップS2において、車輪速度検出手段1からタイヤの回転数に対応したパルス信号が入力される。なお、本実施の形態における車輪速度検出手段1はタイヤ1回転当たり48のパルスを発生する。
First, in step S1, GPS information is received from the GPS device 3. This GPS information includes the absolute position of the vehicle.
In step S2, a pulse signal corresponding to the number of rotations of the tire is input from the wheel speed detecting means 1. The wheel speed detecting means 1 in the present embodiment generates 48 pulses per tire rotation.

ついで、ステップS3において、GPS受信機3からの信号が充分に受信できているか否かの判断を行なう。具体的には、GPSが出力するDOP値(測位精度の劣化係数)で判定し、当該DOP値が所定値以下の場合は受信状態が良好でないと判断する。   Next, in step S3, it is determined whether or not the signal from the GPS receiver 3 is sufficiently received. Specifically, it is determined by the DOP value (deterioration coefficient of positioning accuracy) output from the GPS, and when the DOP value is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the reception state is not good.

ステップS3においてGPS受信機3からの信号の受信状態が良好であると判断されると、ステップS4において、所定のサンプリング周期ΔT=1秒ごとに車輪速(タイヤの回転角速度)、GPS情報に基づく車両速度、及びGPS情報に基づくヨーレートが算出される。車輪速、車両速度及びヨーレートは、それぞれ次の式に従い算出される。
車輪速=(2π/48)×パルス数/1
車両速度=移動距離/1
ヨーレート=移動角/1
ここで、前記移動距離及び移動角は1秒間における車両の絶対位置の変化量から求めることができる。また、車輪速は従動軸の左輪及び右輪のそれぞれについて算出される。
If it is determined in step S3 that the signal received from the GPS receiver 3 is in good condition, in step S4, based on the wheel speed (tire rotational angular velocity) and GPS information every predetermined sampling period ΔT = 1 second. A yaw rate based on the vehicle speed and GPS information is calculated. The wheel speed, vehicle speed, and yaw rate are calculated according to the following equations, respectively.
Wheel speed = (2π / 48) × number of pulses / 1
Vehicle speed = distance traveled / 1
Yaw rate = movement angle / 1
Here, the moving distance and the moving angle can be obtained from the amount of change in the absolute position of the vehicle in one second. The wheel speed is calculated for each of the left wheel and the right wheel of the driven shaft.

ついで、ステップS5において、前記モデル式のパラメータ(A1、B1、C、D)が所定の複数の車輪速領域ごとに逐次最小二乗法により推定される。そして、推定されたパラメータが制御ユニット2の記憶手段に記憶される。このパラメータの推定は、GPS情報の受信時に常に実行され、直前に推定されたパラメータは、新たに推定された最新のパラメータに順次更新される。   Next, in step S5, the parameters (A1, B1, C, D) of the model formula are estimated sequentially by the least square method for each of a plurality of predetermined wheel speed regions. Then, the estimated parameters are stored in the storage unit of the control unit 2. This parameter estimation is always executed when GPS information is received, and the parameter estimated immediately before is sequentially updated to the latest parameter newly estimated.

一方、ステップS3において、GPS情報の受信が良好ではない、又は、受信不可であると判断されると、ステップS6において、その時(ステップS3においてGPS情報の受信状態の良否を判断した時)の車輪速が属する車輪速領域でのパラメータが推定されているか否かが判断される。ステップS6において、その時の車輪速が属する車輪速領域でのパラメータが推定されている(Yes)と判断されると、つづくステップS7において、その時の車輪速と、制御ユニット2の記憶手段に記憶されている最新のパラメータを用いて所定のサンプリング周期ΔT=1秒ごとに車両速度とヨーレートが以下の式により算出される。
車両速度V=A1×左右車輪速和x+B1
ヨーレートY=C×左右車輪速差y+D
On the other hand, if it is determined in step S3 that the reception of GPS information is not good or is impossible, in step S6, the wheel at that time (when the reception status of the GPS information is determined in step S3). It is determined whether or not the parameter in the wheel speed region to which the speed belongs is estimated. If it is determined in step S6 that the parameter in the wheel speed region to which the wheel speed at that time belongs is estimated (Yes), the wheel speed at that time is stored in the storage means of the control unit 2 in step S7. The vehicle speed and yaw rate are calculated by the following formulas every predetermined sampling period ΔT = 1 second using the latest parameters.
Vehicle speed V = A1 × Right and left wheel speed x + B1
Yaw rate Y = C x Left and right wheel speed difference y + D

そして、ステップS7で算出された車両速度及びヨーレートに基づいて、ステップS8において、車両の推定航法が実行される。   Based on the vehicle speed and yaw rate calculated in step S7, the estimated navigation of the vehicle is executed in step S8.

一方、ステップS6において、その時の車輪速が属する車輪速領域でのパラメータが推定されていない(No)と判断されると、ステップS9において、他の複数の車輪速領域のパラメータが求められているか否かが判断される。   On the other hand, if it is determined in step S6 that the parameter in the wheel speed region to which the wheel speed at that time belongs has not been estimated (No), are parameters in other wheel speed regions determined in step S9? It is determined whether or not.

ステップS9において他の複数の車輪速領域のパラメータが求められている(Yes)と判断されると、続くステップS10において、複数個のパラメータで内挿又は外挿することにより、その時(ステップS3においてGPS情報の受信状態の良否を判断した時)の車輪速でのパラメータを推定する。   If it is determined in step S9 that the parameters of the other plurality of wheel speed regions have been obtained (Yes), in the subsequent step S10, interpolation or extrapolation is performed with the plurality of parameters (at step S3). The parameter at the wheel speed (when the quality of the GPS information reception state is judged) is estimated.

つづくステップS11において、その時の車輪速と、ステップS10で推定されたパラメータとに基づいて車両速度とヨーレートが算出され、ついでステップS12において、算出された車両速度及びヨーレートに基づいて車両の推定航法が実行される。   In step S11, the vehicle speed and yaw rate are calculated based on the wheel speed at that time and the parameters estimated in step S10. Then, in step S12, the estimated navigation of the vehicle is performed based on the calculated vehicle speed and yaw rate. Executed.

一方、ステップS9において他の複数の車輪速領域のパラメータが求められていない(No)、すなわちパラメータが求められた他の車輪速領域の数が1又はゼロであると判断されると、ステップS13において、パラメータとして予め設定されて制御ユニット1のROM2cに記憶されているデフォルトのパラメータが採用される。   On the other hand, if it is determined in step S9 that the parameters of the other plurality of wheel speed regions are not obtained (No), that is, if the number of other wheel speed regions for which the parameters are obtained is determined to be 1 or zero, step S13. , The default parameters that are preset as parameters and stored in the ROM 2c of the control unit 1 are employed.

そして、ステップS14において、ステップS13で採用されたデフォルトのパラメータと、その時の車輪速とに基づいて車両速度とヨーレートが算出され、ついでステップS15において、算出された車両速度及びヨーレートに基づいて車両の推定航法が実行される。   In step S14, the vehicle speed and yaw rate are calculated based on the default parameters adopted in step S13 and the wheel speed at that time, and in step S15, the vehicle speed is calculated based on the calculated vehicle speed and yaw rate. Estimated navigation is performed.

[実施例]
次に本発明の車両用推定航法に実施例を説明するが、本発明はもとよりかかる実施例にのみ限定されるものではない。
(実施例1、比較例1)
1500ccのFF車に住友ゴム工業株式会社製のタイヤ(195/60R15 SP10)を装着し、図5に示されるコースを走行した。車両にはVBOX(商品名。英国Race Logic社製GPS速度計)を装備した。
[Example]
Next, examples of the vehicle estimated navigation of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to such examples.
(Example 1, Comparative Example 1)
A tire (195 / 60R15 SP10) manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd. was mounted on a 1500 cc FF vehicle and ran on the course shown in FIG. The vehicle was equipped with a VBOX (trade name, GPS Speedometer manufactured by Race Logic, UK).

学習走行
まず、GPSが受信できる状況で図5に示されるコースを2つの速度水準(15km/h、40km/h)で定速走行を行った。
実施例1では、左右の車輪速の平均値について、車輪速領域を100(rad/sec)で区切り、その車輪速領域毎にY=C×y+Dに従いヨーレートのパラメータを推定した。
一方、先願発明に係る比較例1では、前述した式V=A1×x+B1に従い速度のパラメータA1、B1を推定するとともに、前記式(5)に従いヨーレートのパラメータを推定した。
Y={1/(A2×z+B2)}×y
Learning travel First, the course shown in FIG. 5 was traveled at a constant speed at two speed levels (15 km / h, 40 km / h) in a situation where GPS was able to be received.
In Example 1, the wheel speed region was divided by 100 (rad / sec) 2 for the average value of the left and right wheel speeds, and the parameter of the yaw rate was estimated according to Y = C × y + D for each wheel speed region.
On the other hand, in Comparative Example 1 according to the invention of the prior application, the speed parameters A1 and B1 were estimated according to the above-described equation V = A1 × x + B1, and the yaw rate parameter was estimated according to the equation (5).
Y = {1 / (A2 × z + B2)} × y

推定航法
学習走行によりパラメータを推定した後に、プログラム上で強制的にパラメータ推定を止めた状態で、再度、図5に示されるコースを一定速度(25km/h)で走行した。
実施例1では、車輪速領域毎にx(左右車輪速の和)の平均値xaveとパラメータC、Dを求めた。パラメータC、Dは内挿法により推定した。
After estimating the parameters by the estimated navigation learning running, the course shown in FIG. 5 was run again at a constant speed (25 km / h) while the parameter estimation was forcibly stopped on the program.
In Example 1, an average value xave of x (sum of left and right wheel speeds) and parameters C and D were obtained for each wheel speed region. Parameters C and D were estimated by interpolation.

C=1/(A2×xave+B2)より、1/C=A2×xave+B2なので、図6に示されるxaveと1/Cとの関係よりパラメータA2、B2を求めることができる。そして、この速度(25km/h)のときのパラメータCを前記A2、B2を用いて逆推定した。さらに、得られたCと、このときのy(左右車輪速の差)とからヨーレートYを算出し、また、得られたYから計算したヨー角をGPS情報から得られるヨー角と比較し、そのズレを求めた。 Since C = 1 / (A2 × xave 2 + B2), since 1 / C = A2 × xave 2 + B2, parameters A2 and B2 can be obtained from the relationship between xave 2 and 1 / C shown in FIG. The parameter C at this speed (25 km / h) was inversely estimated using A2 and B2. Further, the yaw rate Y is calculated from the obtained C and the y (difference between left and right wheel speeds) at this time, and the yaw angle calculated from the obtained Y is compared with the yaw angle obtained from the GPS information. I asked for the gap.

一方、比較例1では、車輪速と前述したパラメータA1、B1、A2、B2を用いて、速度及びヨーレートを算出した。そして、算出した速度及びヨーレートから計算したヨー角をGPS情報から得られるヨー角と比較し、そのズレを求めた。
結果を図7に示す。実施例1及び比較例1におけるヨー角のズレ量は同程度であり、両者の性能レベル差は小さかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, the speed and yaw rate were calculated using the wheel speed and the parameters A1, B1, A2, and B2 described above. Then, the yaw angle calculated from the calculated speed and yaw rate was compared with the yaw angle obtained from the GPS information, and the deviation was obtained.
The results are shown in FIG. The amount of deviation of the yaw angle in Example 1 and Comparative Example 1 was about the same, and the performance level difference between the two was small.

(実施例2、比較例2)
実施例1及び比較例1と同様に、1500ccのFF車に住友ゴム工業株式会社製のタイヤ(195/60R15 SP10)を装着し、図5に示されるコースを走行した。車両にはVBOX(商品名。英国Race Logic社製GPS速度計)を装備した。
(Example 2, comparative example 2)
Similar to Example 1 and Comparative Example 1, tires (195 / 60R15 SP10) manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd. were mounted on a 1500 cc FF vehicle and traveled on the course shown in FIG. The vehicle was equipped with a VBOX (trade name, GPS Speedometer manufactured by Race Logic, UK).

学習走行
図5に示されるコースを1つの速度水準(40km/h)で定速走行を行った以外は、実施例1及び比較例1と同様にして学習走行を行い、パラメータを推定した。
Learning Travel A learning travel was performed in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that a constant speed travel was performed on the course shown in FIG. 5 at one speed level (40 km / h), and parameters were estimated.

推定航法
学習走行によりパラメータを推定した後に、プログラム上で強制的にパラメータ推定を止めた状態で、再度、図5に示されるコースを一定速度(25km/h)で走行した。
実施例2では、推定航法時の車輪速が属する車輪速領域のパラメータが推定されておらず、且つ、パラメータが推定された他の車輪速領域の数が1であるので、係数Cとしてデフォルトパラメータを使用した。一方、定数項Dは、速度40km/hでの学習走行時に得られた値を用いた。かかるデフォルトパラメータCと、このときのy(左右車輪速の差)とからヨーレートYを算出し、また、得られたYから計算したヨー角をGPS情報から得られるヨー角と比較し、そのズレを求めた。
After estimating the parameters by the estimated navigation learning running, the course shown in FIG. 5 was run again at a constant speed (25 km / h) while the parameter estimation was forcibly stopped on the program.
In the second embodiment, since the parameter of the wheel speed region to which the wheel speed at the time of the estimated navigation belongs is not estimated, and the number of other wheel speed regions in which the parameter is estimated is 1, the default parameter is used as the coefficient C. It was used. On the other hand, for the constant term D, a value obtained during learning running at a speed of 40 km / h was used. The yaw rate Y is calculated from the default parameter C and y (the difference between the left and right wheel speeds) at this time, and the yaw angle calculated from the obtained Y is compared with the yaw angle obtained from the GPS information. Asked.

一方、比較例2では、比較例1と同様にしてヨーレートを算出した。そして、算出したヨーレートから計算したヨー角をGPS情報から得られるヨー角と比較し、そのズレを求めた。
結果を図8に示す。実施例2におけるヨー角のズレ量は比較例2におけるヨー角のズレ量よりも小さく、本発明の推定航法の性能が良好であることが分かる。
On the other hand, in Comparative Example 2, the yaw rate was calculated in the same manner as Comparative Example 1. Then, the yaw angle calculated from the calculated yaw rate was compared with the yaw angle obtained from the GPS information, and the deviation was obtained.
The results are shown in FIG. The amount of deviation of the yaw angle in Example 2 is smaller than the amount of deviation of the yaw angle in Comparative Example 2, indicating that the performance of the estimated navigation of the present invention is good.

1 車輪速度検出手段(タイヤ回転情報検出手段)
2 制御ユニット
2a インターフェース
2b CPU
2c ROM
2d RAM
3 GPS装置
3a GPSアンテナ
1 Wheel speed detection means (tire rotation information detection means)
2 Control unit 2a Interface 2b CPU
2c ROM
2d RAM
3 GPS device 3a GPS antenna

Claims (18)

走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、
前記車両に装着されたタイヤの回転情報を検出するタイヤ回転情報検出手段と、
このタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出手段と、
前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出手段と
を備えており、
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出するように構成されていることを特徴とする車両用推定航法装置。
Speed vector calculating means for calculating a speed vector of a traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle;
Tire rotation information detecting means for detecting rotation information of a tire mounted on the vehicle;
Tire rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by the tire rotation information detection means;
Speed calculating means for calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector;
Yaw rate calculating means for calculating the yaw rate of the vehicle based on the information of the speed vector;
The first relational expression between the vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained by the tire rotation speed calculation means. First parameter calculating means for sequentially calculating one parameter;
The second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated by the yaw rate calculation means and the tire rotation speed obtained from the mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed calculation means. Second parameter calculating means for sequentially calculating parameters, and
The first parameter calculation unit and the second parameter calculation unit are configured to calculate the first parameter and the second parameter, respectively, for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions. Estimated navigation device.
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項1に記載の車両用推定航法装置。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. The vehicle estimated navigation apparatus according to claim 1, wherein the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using the latest parameters. 前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項1に記載の車両用推定航法装置。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the parameters of the other plurality of tire rotation speed regions are calculated, the parameters of the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs are obtained by interpolation or extrapolation of the plurality of parameters. The vehicle estimated navigation apparatus according to claim 1, wherein the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using the estimated parameters. 前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項1に記載の車両用推定航法装置。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the number of other tire rotation speed regions for which the parameter is calculated is 1 or zero, the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using a predetermined default parameter. The estimated navigation device for a vehicle according to claim 1 configured as described above. 前記速度算出手段により得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式は、V=A1×x+B1であり、ここでA1及びB1が第1パラメータであり、
前記ヨーレート算出手段により得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式は、Y=C×y+Dであり、ここでC及びDが第2パラメータである請求項1〜4のいずれかに記載の車両用推定航法装置。
When the vehicle speed obtained by the speed calculation means is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression is V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters. Yes,
When the yaw rate obtained by the yaw rate calculation means is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. The estimated navigation apparatus for vehicles in any one of Claims 1-4.
前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度である請求項1〜5のいずれかに記載の車両用推定航法装置。   The estimated navigation device for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotation speed is a rotation speed of a driven wheel tire. 走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出工程と、
前記車両に装着されたタイヤの回転情報を検出するタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出工程と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出工程と、
前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出工程と、
前記タイヤ回転速度算出工程において得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出工程において算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出工程と、
前記タイヤ回転速度算出工程において得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出工程において算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出工程と
を含んでおり、
前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出することを特徴とする車両用推定航法。
A speed vector calculating step of calculating a speed vector of the traveling speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the traveling vehicle;
A tire rotation speed calculation step for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by tire rotation information detection means for detecting rotation information of the tire mounted on the vehicle;
A speed calculating step of calculating the speed of the vehicle based on the information of the speed vector;
A yaw rate calculation step of calculating a yaw rate of the vehicle based on the information of the speed vector;
The first relational expression between the vehicle speed calculated in the speed calculation step and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the tire rotation speed obtained in the tire rotation speed calculation step. A first parameter calculating step of sequentially calculating one parameter;
A second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated in the yaw rate calculation step and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained in the tire rotation speed calculation step. A second parameter calculation step of sequentially calculating parameters,
The vehicle estimated navigation characterized in that the first parameter calculation step and the second parameter calculation step calculate the first parameter and the second parameter for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions.
前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出する請求項7に記載の車両用推定航法。   In the first parameter calculation step and the second parameter calculation step, the first parameter and the second parameter are always calculated when GPS information is received. When GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs belongs. 8. The vehicle estimated navigation according to claim 7, wherein the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotational speed using the latest parameters. 前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出する請求項7に記載の車両用推定航法。   In the first parameter calculation step and the second parameter calculation step, the first parameter and the second parameter are always calculated when GPS information is received. When GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the parameters of the other plurality of tire rotation speed regions are calculated, the parameters of the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs are obtained by interpolation or extrapolation of the plurality of parameters. The vehicle estimated navigation according to claim 7, wherein the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using the estimated parameters. 前記第1パラメータ算出工程及び第2パラメータ算出工程は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出する請求項7に記載の車両用推定航法。   In the first parameter calculation step and the second parameter calculation step, the first parameter and the second parameter are always calculated when GPS information is received. When GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the number of other tire rotation speed regions for which the parameter is calculated is 1 or zero, the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using a predetermined default parameter. The vehicle estimated navigation according to claim 7. 前記速度算出工程において得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式は、V=A1×x+B1であり、ここでA1及びB1が第1パラメータであり、
前記ヨーレート算出工程において得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式は、Y=C×y+Dであり、ここでC及びDが第2パラメータである請求項7〜10のいずれかに記載の車両用推定航法。
When the vehicle speed obtained in the speed calculation step is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression is V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters. Yes,
When the yaw rate obtained in the yaw rate calculation step is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. The vehicle estimated navigation according to any one of claims 7 to 10.
前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度である請求項7〜11のいずれかに記載の車両用推定航法。   The vehicle estimated navigation according to any one of claims 7 to 11, wherein the rotational speed is a rotational speed of a driven wheel tire. 推定航法を実行するためにコンピュータを、走行車両に搭載されたGPS受信機によるGPS情報から当該車両の走行速度の速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段、前記車両に装着されたタイヤ回転情報検出手段により得られるタイヤの回転情報から当該タイヤの回転速度を算出するタイヤ回転速度算出手段、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両の速度を算出する速度算出手段、前記速度ベクトルの情報に基づいて車両のヨーレートを算出するヨーレート算出手段、前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記速度算出手段により算出される車両速度と前記タイヤ回転速度との第1関係式の第1パラメータを逐次算出する第1パラメータ算出手段、及び前記タイヤ回転速度算出手段により得られるタイヤの回転速度からタイヤの対地速度を算出する数式モデルから求めた、前記ヨーレート算出手段により算出されるヨーレートと前記タイヤ回転速度との第2関係式の第2パラメータを逐次算出する第2パラメータ算出手段として機能させ、
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、所定の複数のタイヤ回転速度領域毎に、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータを算出するように構成されていることを特徴とする車両用推定航法のプログラム。
A speed vector calculating means for calculating a speed vector of a running speed of the vehicle from GPS information by a GPS receiver mounted on the running vehicle, and a tire rotation information detecting means mounted on the vehicle for executing the estimated navigation Tire rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the tire from the rotation information of the tire obtained by the above, speed calculation means for calculating the speed of the vehicle based on the information on the speed vector, and on the vehicle based on the information on the speed vector A yaw rate calculation means for calculating a yaw rate, a vehicle speed calculated by the speed calculation means and the tire rotation speed obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed calculation means First parameter calculating means for sequentially calculating the first parameter of the first relational expression with And a second relational expression of the second relational expression between the yaw rate calculated by the yaw rate calculation means and the tire rotation speed, obtained from a mathematical model for calculating the ground speed of the tire from the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed calculation means. Function as second parameter calculation means for sequentially calculating two parameters,
The first parameter calculation unit and the second parameter calculation unit are configured to calculate the first parameter and the second parameter, respectively, for each of a plurality of predetermined tire rotation speed regions. Estimated navigation program.
前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域の最新パラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項13に記載の車両用推定航法のプログラム。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. 14. The vehicle estimated navigation program according to claim 13, wherein the vehicle speed and yaw rate are calculated from the tire rotation speed using the latest parameters. 前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つ他の複数のタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されている場合、当該複数のパラメータの内挿又は外挿により、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータを推定し、推定したパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項13に記載の車両用推定航法のプログラム。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the parameters of the other plurality of tire rotation speed regions are calculated, the parameters of the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs are obtained by interpolation or extrapolation of the plurality of parameters. 14. The vehicle estimated navigation program according to claim 13, wherein the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using the estimated parameters. 前記第1パラメータ算出手段及び第2パラメータ算出手段は、それぞれ前記第1パラメータ及び第2パラメータをGPS情報受信時に常に算出し、GPS情報受信不可時に、その時のタイヤ回転速度が属するタイヤ回転速度領域のパラメータが算出されておらず且つパラメータが算出されている他のタイヤ回転速度領域の数が1又はゼロである場合、所定のデフォルトのパラメータを用いて当該タイヤ回転速度から車両速度及びヨーレートを算出するように構成されている請求項13に記載の車両用推定航法のプログラム。   The first parameter calculation means and the second parameter calculation means always calculate the first parameter and the second parameter when GPS information is received, respectively, and when GPS information cannot be received, the tire rotation speed region to which the current tire rotation speed belongs belongs. When the parameter is not calculated and the number of other tire rotation speed regions for which the parameter is calculated is 1 or zero, the vehicle speed and the yaw rate are calculated from the tire rotation speed using a predetermined default parameter. The vehicle estimated navigation program according to claim 13 configured as described above. 前記速度算出手段により得られる車両速度をV、内外輪回転角速度の和をxとしたときに、前記第1関係式は、V=A1×x+B1であり、ここでA1及びB1が第1パラメータであり、
前記ヨーレート算出手段により得られるヨーレートをY、内外輪回転角速度の差をyとしたときに、前記第2関係式は、Y=C×y+Dであり、ここでC及びDが第2パラメータである請求項13〜16のいずれかに記載の車両用推定航法のプログラム。
When the vehicle speed obtained by the speed calculation means is V and the sum of the inner and outer ring rotational angular velocities is x, the first relational expression is V = A1 × x + B1, where A1 and B1 are the first parameters. Yes,
When the yaw rate obtained by the yaw rate calculation means is Y and the difference between the inner and outer ring rotational angular velocities is y, the second relational expression is Y = C × y + D, where C and D are the second parameters. The vehicle estimated navigation program according to any one of claims 13 to 16.
前記回転速度が、従動輪タイヤの回転速度である請求項13〜17のいずれかに記載の車両用推定航法のプログラム。   The vehicle estimated navigation program according to any one of claims 13 to 17, wherein the rotational speed is a rotational speed of a driven wheel tire.
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