位置计算方法和位置计算装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了移动体的位置计算方法和位置计算装置。该移动体的位置计算方法包括：检测上述移动体的移动方向；利用设置在上述移动体上的加速度传感器的检测结果求出上述移动体的速度矢量；利用上述移动方向校正上述速度矢量；以及利用上述校正后的速度矢量求出上述移动体的推算位置，从而算出上述移动体的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及位置计算方法和位置计算装置。
技术介绍
作为利用了定位用信号的定位系统，GPS(全球定位系统)是众所周知的，用于内置于便携式电话机或车载导航装置等中的位置计算装置。GPS基于多个GPS卫星的位置和从各GPS卫星到位置计算装置的伪距等信息，进行位置算出计算，求出位置计算装置的位置坐标和时钟误差。利用了定位用信号的位置计算由于各种误差原因，具有位置计算的准确性降低的问题，为了提高位置计算的准确性而考虑了各种技术方案。例如，在专利文献1中公开了通过进行使用了移动体的速度矢量的惯性导航运算来校正利用GPS算出的位置的技术。现有技术中使用的惯性导航运算采用的方法是，如果是例如使用加速度传感器， 则对所检测的加速度矢量进行积分，从而算出速度矢量，在上一次的位置上加上这次的相当于速度矢量的移动量，从而算出这次的位置。在此，“矢量”是一个方便表示方向和大小的术语。作为表示方向和大小的表现方法，当然也可以用例如直角坐标系和球坐标系上的各轴的值，无论用哪种标记方法当然都是与“矢量”等效的。因此，在本说明书中作为表示方向和大小双方的术语使用“矢量”。但并不是每检测一次加速度矢量就进行积分并计算一次速度矢量，每计算一次该速度矢量就计算位置(更准确地说是更新推算位置)。根据加速度矢量求出速度矢量，根据求出的速度矢量计算位置这一系列的处理除了积分以外，还包括将多个矢量相加的累计这一处理。即，将连续检测出的多个加速度矢量进行积分，累计经过积分的矢量(以下的式 (1))，从而算出一个速度矢量(以下的式( )，或累计算出的多个速度矢量，从而根据上一次的位置算出这次的位置(更新推算位置)。[数1] [数 2]例如，就根据多个加速度矢量算出一个速度矢量的情况进行说明。从检测加速度矢量到下一次的检测之间(检测时间间隔)实际上是很微小的时间，将加速度矢量当作是固定的。用检测时间间隔对连续检测的多个加速度矢量分别进行积分，将积分后的各个值在规定的单位期间进行累计(相加)。从而求出单位期间的速度矢量。例如，在导航系统中，虽然一秒钟内进行一次位置计算(位置更新)，但一秒钟内进行多次加速度检测。目前这样进行的从加速度矢量的检测到位置计算的一系列的处理有以下问题。 即，由于一边对在短的检测时间间隔检测的加速度矢量进行积分和累计一边依次求出速度矢量，因此具有随着时间经过速度矢量中包含的误差累计地增加的问题。一旦速度矢量包含的误差增加，当然会导致位置计算的准确性降低。现有技术文献专利文献1 特开平8-68651号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的课题而完成，目的是为了提高利用了惯性导航的位置计算的准确性而提出新的方法。为了解决上述课题，第一实施方式是一种移动体的位置计算方法，包括检测上述移动体的移动方向；利用设置在上述移动体上的加速度传感器的检测结果求出上述移动体的速度矢量；利用上述移动方向校正上述速度矢量；以及利用上述校正后的速度矢量求出上述移动体的推算位置，从而算出上述移动体的位置。另外，作为其他的实施方式，还可以构成一种位置计算装置，该位置计算装置设置在移动体上，用于计算该移动体的位置，包括加速度传感器；检测上述移动体的移动方向的移动方向检测部；利用上述加速度传感器的检测结果求出上述移动体的速度矢量的速度矢量计算部；利用上述移动方向检测部检测出的移动方向校正上述速度矢量的速度矢量校正部；以及利用上述速度矢量校正部校正后的速度矢量求出上述移动体的位置来计算上述移动体的位置的位置计算部。根据该第一方式等，利用设置在移动体上的加速度传感器的检测结果求出移动体的速度矢量。但并不是将求出的速度矢量直接用于位置计算。而是利用移动体的移动方向校正所求出的速度矢量后，利用该校正后的速度矢量求出推算位置。如果累计检测出的多个加速度矢量后求出移动体的速度矢量，则具有随着时间经过误差积累的问题。但根据第一方式等，由于使用移动体的移动方向校正求出的移动体的速度矢量，因此可以去除累计形成的误差。结果，有助于提高利用了惯性导航的位置计算的准确性。另外，可以根据第一方式构成第二方式的移动体的位置计算方法，其中，上述校正包括将上述速度矢量的方向校正为上述检测出的移动方向。加速度传感器由于设置在移动体上，因此加速度传感器对于移动体的相对方向是固定的。因此，如第二实施方式所示，通过将求出的速度矢量的方向校正为移动体的移动方向，从而可以校正成沿着移动体的移动方向的适当的速度矢量。并且，可以根据第一或第二方式构成第三方式的移动体的位置计算方法，其中，还包括检测上述移动体的转动，上述校正包括在上述移动体转动时改变上述速度矢量的大小。根据该第三方式，在上述移动体转动的情况下改变速度矢量的大小，从而可以校正成与移动体转动时的运动相应的适当的速度矢量。第四方式是移动体的位置计算方法，包括检测上述移动体的移动方向；利用设置在上述移动体上的加速度传感器的检测结果求出上述移动体的速度矢量；利用上述速度矢量求出上述移动体的推算位置；以及利用上述检测出的移动方向校正上述推算位置。并且，作为其他实施方式，也可以构成一种位置计算装置，设置在移动体上，用于计算该移动体的位置，上述位置计算装置具备加速度传感器；检测上述移动体的移动方向的移动方向检测部；利用上述加速度传感器的检测结果计算上述移动体的速度矢量的速度矢量计算部；利用上述速度矢量计算部算出的速度矢量计算上述移动体的推算位置的位置计算部；以及利用上述检测出的移动方向校正上述位置计算部算出的推算位置的位置校正部。根据该第四方式等，利用设置在移动体上的加速度传感器的检测结果求出移动体的速度矢量，利用该速度矢量求出推算位置。然后利用移动体的移动方向校正推算位置。这种情况下也与第一方式等相同，可以提高利用了惯性导航的位置计算的准确性。另外，可以根据第一至第四中的任一个方式构成第五实施方式的移动体的位置计算方法，包括利用设置在上述移动体上的陀螺仪传感器的检测结果求出上述移动体的推算姿势；以及利用上述推算姿势将上述加速度传感器相对于上述移动体的相对检测方向坐标转换为绝对方向，从而将上述加速度传感器的检测结果坐标转换为上述绝对方向，求出上述速度矢量是利用上述坐标转换后的检测结果求出速度矢量。根据该第五的方式，利用设置在移动体上的陀螺仪传感器的检测结果求出移动体的推算姿势。然后，利用该推算姿势，将加速度传感器相对移动体的相对检测方向坐标转换为绝对方向，从而将加速度传感器的检测结果坐标转换为上述绝对方向。然后利用坐标转换后的加速度传感器的检测结果求出速度矢量。因此例如不是根据加速度传感器的相对检测方向，而是根据陀螺仪传感器的检测的姿势就可以求出校正了加速度传感器的检测方向的绝对方向的速度矢量。并且，可以根据第一至第五中的任一个方式构成第六方式的移动体的位置计算方法，上述移动体是机动车。附图说明图1是示出位置计算系统的系统结构以及坐标系的说明图。图2是示出车载导航装置的功能结构的一例的框图。图3是将处理部作为功能模块示出的示意图。图4㈧是直线前进时的速度矢量校正的说明图。图4(B)是转动时的速度矢量校正的说明图。图5是示出传感器数据的数据结构的一例的图。图6是示出速度矢量数据的数据结构的一例的图。图7是示出校正速度矢量数据的数据结构的一例的图。图8是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种移动体的位置计算方法，包括：检测所述移动体的移动方向；利用设置在所述移动体上的加速度传感器的检测结果求出所述移动体的速度矢量；利用所述移动方向校正所述速度矢量；以及利用所述校正后的速度矢量求出所述移动体的推算位置，从而算出所述移动体的位置。

【技术特征摘要】
2010.04.09 JP 2010-0905571.一种移动体的位置计算方法，包括 检测所述移动体的移动方向；利用设置在所述移动体上的加速度传感器的检测结果求出所述移动体的速度矢量； 利用所述移动方向校正所述速度矢量；以及利用所述校正后的速度矢量求出所述移动体的推算位置，从而算出所述移动体的位置。2.根据权利要求1所述的移动体的位置计算方法，其中，所述校正包括将所述速度矢量的方向校正为所述检测出的移动方向。3.根据权利要求1所述的移动体的位置计算方法，其中， 还包括检测所述移动体的转动，所述校正包括在所述移动体转动时改变所述速度矢量的大小。4.一种移动体的位置计算方法，包括 检测所述移动体的移动方向；利用设置在所述移动体上的加速度传感器的检测结果求出所述移动体的速度矢量； 利用所述速度矢量求出所述移动体的推算位置；以及利用所述检测出的移动方向校正所述推算位置。5.根据权利要求4所述的移动体的位置计算方法，包括利用设置在所述移动体上的陀螺仪传感器的检测结果求出所述移动体的推算姿势；以及利用所述推算姿势将所述加速度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩田健至，阿南德·库马，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP