亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：角速度推测装置以及角速度推测方法
技术领域：
本发明涉及推测移动体的角速度的角速度推测装置。
背景技术：
在陀螺传感器等对移动体的角速度进行观测的角速度观测装置中，有偏移误差 (bias error)等误差。有如下方式使用全球定位系统(GPQ等位置观测装置，观测移动体的位置，并根据观测结果来推测移动体的角速度。另外，有如下方式使用根据位置观测装置的观测结果推测出的角速度，来校正角速度观测装置观测到的角速度。专利文献1日本特开平6-148319号公报专利文献2日本特开平9-49875号公报专利文献3日本特开2007-333385号公报

发明内容
如GPS那样依靠外部的系统来对移动体的位置进行观测的位置观测装置有时根据电波状况等而无法使用。本发明是为了解决例如所述那样的课题而完成的，目的在于不用依靠GPS那样的位置观测装置，而高精度地推测移动体的角速度。本发明的角速度推测装置的特征在于，具有相对位置取得部、静止物体判定部、物体相关部、以及角速度推测部，所述相对位置取得部针对存在于移动体的周边的物体，取得周边物体观测装置观测到的观测结果，其中，所述周边物体观测装置反复观测以所述移动体为基准的所述物体的相对位置，所述静止物体判定部根据所述相对位置取得部所取得的观测结果，判定所述周边物体观测装置观测到相对位置的物体是否静止，所述物体相关部根据所述相对位置取得部所取得的观测结果，从所述周边物体观测装置观测到的多个相对位置中，判定针对同一物体由所述周边物体观测装置观测到的多个相对位置，所述角速度推测部根据所述相对位置取得部所取得的观测结果、所述静止物体判定部所判定的判定结果、以及所述物体相关部所判定的判定结果，推测所述移动体的角速度。根据本发明的角速度推测装置，即使没有GPS那样的位置观测装置，也可以高精度地推测移动体的角速度。


图1是示出实施方式1中的偏航率(yaw rate)偏移校正装置800的结构的框图。图2是示出直至时刻、 、在时间方向上连续地取得了相关性的静止物体的情形的图。图3是示出实施方式1中的相关静止物体选择部141的处理的处理流程图。图4是示出向静止物体基准坐标系的坐标变换的图。图5是示出静止物体基准坐标系中的本车轨道的图。图6是示出实施方式1中的偏移校正部840的处理的处理流程图。图7是示出时刻对准的图。图8是示出实施方式2中的偏航率偏移校正装置800的结构的框图。图9是示出多个静止物体的相对位置的一个例子的图。图10是时序的说明图。图11是示出实施方式3中的偏航率偏移校正装置800的结构的框图。图12是示出实施方式3中的轨道综合部150的动作的处理流程图。图13是示出实施方式4中的静止物体用追踪部120的结构的框图。图14是示出实施方式5中的角速度推测装置200的硬件结构的一个例子的硬件结构图。图15是示出实施方式5中的角速度推测装置200的功能块的结构的一个例子的块结构图。图16是用于说明移动体801的移动速度、与物体701、702相对移动体801的相对速度的关系的图。图17是用于说明物体相对移动体的相对速度的观测时刻781 783、与移动体的移动速度的观测时刻791 799的关系的图。图18是用于说明移动体801的移动轨迹751、与物体703 708相对移动体801 的相对位置的轨迹761 766的关系的图。图19是用于说明实施方式5中的物体相关部230的动作的图。图20是用于说明以移动体801为基准的相对坐标系、与以静止点为基准的绝对坐标系之间的关系的图。图21是示出实施方式5中的角速度推测处理S500的流程的一个例子的流程图。图22是示出实施方式5中的观测结果取得工序S510的流程的一个例子的流程图。图23是示出实施方式5中的静止判定工序S520的流程的一个例子的流程图。图M是示出实施方式5中的物体相关工序S530的流程的一个例子的流程图。图25是示出实施方式5中的状态推测工序S550的流程的一个例子的流程图。图沈是用于说明物体相关部230在相关处理中使用的平行移动量以及旋转角度、 与移动体801的移动量的关系的图。图27是示出实施方式7中的角速度推测装置200的功能块的结构的一个例子的块结构图。图观是示出实施方式8中的角速度推测装置200的功能块的结构的一个例子的块结构图。附图标记说明110 静止物体识别部；120 静止物体用追踪部；121 相关部；122 平滑部；123 预测部；1 延迟部；130 静止物体存储部；140 本车轨道计算部；141 相关静止物体选择部；142 静止物体基准坐标变换部；143 轨道推测部；150 轨道综合部；200 角速度推测装置；211 相对位置取得部；212 速度观测值取得部；213 角速度观测值取得部；220 静止物体判定部；230 物体相关部；240 状态推测部；251 角速度误差存储部；252 角速度校正部；253 角速度检验部；2M 角速度误差计算部；800 偏航率偏移校正装置；810 雷达；811 周边物体观测装置；820 车速传感器；821 移动速度观测装置；830 偏航率传感器；831 角速度观测装置；840 偏移校正部；901 输出装置；902 输入装置；911 处理装置；914:存储装置。
具体实施例方式说明在使用车辆中搭载的雷达装置来监视车辆前方时对车辆前方的物体进行检测的装置。有如下的车辆用前方监视装置，即，该车辆用前方监视装置搭载于车辆，向车辆前方的规定角度照射光波、毫米波等发送波，并接收其反射波，从而识别在本车辆的前方行驶的车辆、本车辆的前方的障碍物。在车辆用前方监视装置中，需要从所检测出的物体中，不依赖于直线路径行驶时、转弯路径行驶时而将本车辆的行进方向上存在的车辆识别为先行车辆。此时，作为对在本车行进方向上存在的先行车辆进行识别的方式，使用车速和偏航率 (角速度)传感器来计算道路曲率，识别先行车辆。但是，在为了计算道路曲率而使用的偏航率传感器中产生与电压偏置量相当量的零点偏移误差，而且伴随着温度、时间变化，零点偏移误差会漂移，所以如果原样地使用，则弄错先行车判定的可能性高。因此，需要进行传感器的零点偏移校正。有如下方式为了计算本车的偏航率(以下，称为偏航角速度)，取得由本车辆的雷达检测出的多个静止物体的前一时刻下的角度与当前时刻下的角度的相关性。作为相关方式有如下方式使在前一时刻检测出的静止物体的角度偏移△ θ，将与在当前时刻检测出的静止物体的角度最具有相关性的△ θ视为角度变化量，计算偏航角速度。但是，在实际的道路行驶环境中，在时间方向上未必能够连续地检测出静止物体。例如，由于在途中发生检测故障、再出现、或者多径波(multipattwave)所致的无用信号的混入等，所以在所述方法中无法正确地推测偏航角速度。另外，有如下方式为了检测本车辆的停止状态(速度为0的情况)，使用与检测物体的相对速度成为0的条件，将低速时的偏航角速度视为偏航角速度零点偏移值而进行校正。但是，如果本车并非低速时，则无法进行偏移校正。另外，有如下方式根据利用GPS得到的本车的绝对位置以及利用雷达检测出的与静止物体的相对位置，计算包括偏航角速度的本车辆的运动。在该方式中，还包括与本车的运动无关的静止物体而计算本车轨道，因此如果没有利用GPS得到的绝对位置，就无法正确地计算出偏航角速度。这样，在偏航率传感器中产生电压偏置量的零点偏移误差，而且伴随着温度、时间变化，零点偏移误差会漂移，所以如果原样地使用，则弄错先行车判定的可能性高。因此，利用追踪滤波器从多个静止物体中抽取在时间方向上具有相关性的静止物体，根据该静止物体与本车辆的相对位置的时间序列数据，来计算基于本车的位置和运动(在本文中称为轨道)的偏航角速度推测值。而且，根据偏航角速度观测值与推测值之差来计算偏移误差，校正偏航角速度。实施方式1.使用图1 图7，说明实施方式1。图1是示出本实施方式中的偏航率偏移校正装置800的结构的框图。偏航率偏移校正装置800具备雷达810、车速传感器820、偏航率传感器830、静止物体识别部110、静止物体用追踪部120、静止物体存储部130、本车轨道计算部140、以及偏移校正部840。雷达810 (周边物体观测装置)向车辆前方的规定角度范围内照射雷达波，并接收物体反射的雷达波，检测该物体的位置以及相对速度。车速传感器820 (移动速度观测装置)检测车辆的速度。偏航率传感器830 (角速度观测装置)检测偏航角速度。静止物体识别部110 (相对位置取得部、速度观测值取得部、静止物体判定部)根据由所述雷达810检测出的物体的相对速度和由所述车速传感器820检测出的车辆的速度，识别该物体是否为静止物体。静止物体用追踪部120 (物体相关部)利用追踪滤波器，从由所述静止物体识别部 110识别为静止物体的多个静止物体中抽取在时间方向上具有相关性的静止物体。静止物体用追踪部120例如具有相关部121、平滑部122、预测部123、以及延迟部124。静止物体存储部130存储由所述静止物体用追踪部120抽取的已相关的静止物体。本车轨道计算部140(角速度推测部)将由所述静止物体存储部130得到的静止物体位置作为输入，将所述静止物体位置变换到静止物体基准的坐标系从而得到本车位置，根据所述本车位置来推测包含偏航角速度的本车轨道。本车轨道计算部140例如具有相关静止物体选择部141、静止物体基准坐标变换部142、以及轨道推测部143。偏移校正部840使用由偏航率传感器830检测出的偏航角速度和从所述本车轨道计算部140得到的偏航角速度推测值，计算偏航角速度的偏移误差并进行校正。图2是示出直至时刻、 tN在时间方向上连续地取得了相关性的静止物体的情形的图。当追踪静止物体时，可知根据本车辆的运动而移动。在静止物体用追踪部120中，如该图所示利用追踪滤波器(卡尔曼滤波器、 α-β (-Υ)滤波器等公知的滤波器)，从多个静止物体中抽取在时间方向上取得相关性的有效的静止物体。该图的白圆意味着在时间方向上取得了相关性的同一静止物体，带斜线的圆意味着所述静止物体(白圆)的最新时刻的位置，黑圆意味着在时间方向上没有连续性而在静止物体用追踪部120中没有取得相关性的静止物体。从静止物体用追踪部120输出取得了相关性的静止物体的位置(如果有多普勒速度则还包括多普勒速度)和该静止物体编号(表示同一静止物体的编号)。在静止物体存储部130中，记录静止物体编号和其已相关静止物体的时间序列数据，并将所记录的相关静止物体的时间序列数据和该静止物体编号输出到相关静止物体选择部141。
在相关静止物体选择部141中，将每个同一静止物体的相关静止物体时间序列数据作为输入，从所述相关静止物体时间序列数据中，仅抽取进入预先设定的距离Rmin(例如 30m)以内的相关静止物体，并对相关次数Ncot进行计数。而且，在所述相关次数N。 是相关次数阈值Nmin以上的情况下，输出所述相关静止物体的位置。图3是示出本实施方式中的相关静止物体选择部141的处理的处理流程图。在步骤1中，相关静止物体选择部141抽取进入距离阈值以内的相关静止物体。在步骤2中，相关静止物体选择部141判定相关静止物体数是否为阈值以上。在相关静止物体数是阈值以上的情况下，在步骤3中，相关静止物体选择部141输出所述相关静止物体。此处，对于相关次数阈值Nmin，使用本车速VM、雷达观测速率T、距离Rmin如下式那样决定上限。式11
权利要求
1.一种角速度推测装置，其特征在于，具有相对位置取得部，取得周边物体观测装置观测到的观测结果，其中，所述周边物体观测装置反复观测存在于移动体的周边的物体，对以所述移动体为基准的所述物体的相对位置进行测定；静止物体判定部，根据所述相对位置取得部所取得的观测结果，判定所述周边物体观测装置观测到的物体是否静止；物体相关部，根据所述相对位置取得部所取得的多个观测结果，从所述周边物体观测装置所测定的多个相对位置中，判定所述周边物体观测装置观测同一物体而测定的相对位置的组；以及角速度推测部，根据所述相对位置取得部所取得的观测结果、所述静止物体判定部所判定的判定结果、以及所述物体相关部所判定的判定结果，推测所述移动体的角速度。
2.根据权利要求1所述的角速度推测装置，其特征在于，所述角速度推测装置还具有相对位置计算部，该相对位置计算部根据所述相对位置取得部所取得的多个观测结果、所述静止物体判定部所判定的判定结果、以及所述物体相关部所判定的判定结果，计算以静止的物体为基准的所述移动体的相对位置，所述角速度推测部根据所述相对位置计算部计算出的相对位置，推测所述移动体的角速度。
3.根据权利要求1所述的角速度推测装置，其特征在于，所述角速度推测装置还具有角速度观测值取得部，取得角速度观测装置观测到的观测结果，其中，所述角速度观测装置对所述移动体的角速度进行观测；以及角速度观测误差计算部，根据所述角速度推测部推测出的推测结果和所述角速度观测值取得部取得的观测结果，计算所述角速度观测装置观测到的角速度的误差。
4.根据权利要求1所述的角速度推测装置，其特征在于，所述角速度推测装置还具有速度观测值取得部，该速度观测值取得部取得移动速度观测装置观测到的观测结果，其中，所述移动速度观测装置对所述移动体的移动速度进行观测，所述静止物体判定部根据所述相对位置取得部所取得的观测结果以及所述速度观测值取得部所取得的观测结果，判定所述物体是否静止。
5.根据权利要求4所述的角速度推测装置，其特征在于，所述周边物体观测装置还测定以所述移动体为基准的所述物体的相对速度，所述静止物体判定部根据所述移动速度观测装置观测到的所述移动体的移动速度以及所述周边物体观测装置所测定的所述物体的相对速度，判定所述物体是否静止。
6.根据权利要求4所述的角速度推测装置，其特征在于，所述角速度推测装置还具有相对速度推测部，该相对速度推测部根据所述物体相关部所判定的判定结果，对于由所述周边物体观测装置多次观测到的物体，推测所述物体相对所述移动体的相对速度，所述静止物体判定部根据所述移动速度观测装置观测到的所述移动体的移动速度以及所述相对速度推测部所推测的所述物体的相对速度，判定所述物体是否静止。
7.根据权利要求1所述的角速度推测装置，其特征在于，通过由计算机执行计算机程序，来实现所述相对位置取得部、所述静止物体判定部、所述物体相关部以及所述角速度推测部。
8.一种角速度推测方法，推测移动体的角速度，其特征在于，取得周边物体观测装置观测到的观测结果，其中，所述周边物体观测装置反复观测存在于所述移动体的周边的物体，对以所述移动体为基准的所述物体的相对位置进行测定， 根据所取得的观测结果，判定所述周边物体观测装置观测到的物体是否静止， 根据所取得的多个观测结果，从所述周边物体观测装置所测定的多个相对位置中，判定所述周边物体观测装置观测同一物体而测定的相对位置的组，根据所取得的观测结果、与所述物体的静止性相关的判定结果、以及与所述相对位置的组相关的判定结果，推测所述移动体的角速度。
9.根据权利要求8所述的角速度推测方法，其特征在于， 由计算机执行计算机程序，其中，该计算机程序具有如下步骤取得周边物体观测装置观测到的观测结果的步骤，其中，所述周边物体观测装置反复观测存在于移动体的周边的物体，对以所述移动体为基准的所述物体的相对位置进行测定；根据所取得的观测结果，判定所述周边物体观测装置观测到的物体是否静止的步骤； 根据所取得的多个观测结果，从所述周边物体观测装置所测定的多个相对位置中，判定所述周边物体观测装置观测同一物体而测定的相对位置的组的步骤；以及根据所取得的观测结果、与所述物体的静止性相关的判定结果、以及与所述相对位置的组相关的判定结果，推测所述移动体的角速度的步骤。
全文摘要
提供一种角速度推测装置以及角速度推测方法，高精度地推测移动体的角速度。周边物体观测装置(811；雷达)针对移动体的周边存在的物体，反复观测以移动体为基准的物体的相对位置。相对位置取得部(211)取得周边物体观测装置(811)观测到的观测结果。静止物体判定部(220；静止物体识别部)判定周边物体观测装置(811)观测到相对位置的物体是否静止。物体相关部(230；静止物体用追踪部)从由周边物体观测装置(811)观测到的多个相对位置中，判定针对同一物体由周边物体观测装置(811)观测到的多个相对位置。角速度推测部(状态推测部240、轨道推测部)推测移动体的角速度。
文档编号G01S13/60GK102288957SQ201110126438
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月16日 优先权日2010年5月26日
发明者亀田洋志, 松崎贵史, 高林佑树 申请人:三菱电机株式会社