车辆动态特性检测器、车载处理系统、检测信息校正器及车载处理器
2019-11-22

车辆动态特性检测器、车载处理系统、检测信息校正器及车载处理器

本发明提供了一种车辆动态特性检测器(10),其用于从自主传感器(13至16)获得检测信息,以检测车辆动态特性的变化。检测信息基于从GPS接收器(12)获得的位置、方位和车速信息而得以校正。例如,车辆动态特性检测器(10)利用卡尔曼滤波器处理对从车速传感器(16)和角速度传感器(13)获得的检测信息进行校正。很难仅利用自主传感器(13至16)来校正由于传感器的个体差别、环境变化及老化所引起的性能变化。通过利用GPS信息进行校正,车辆动态特性检测器(10)能够准确地检测车辆动态特性。对于要被从车辆动态特性检测器(10)输出至外部装置(20至80)的检测信息本身来说,其准确性得到了改善。通过利用这种校正后的检测信息,外部装置(20至80)能够适当地执行处理程序。

制动控制装置50是车辆控制器的一个实例。具有代表性的车辆控制器包含车辆运动控制器,例如VSC和ACC。显然,也可以使用其他的车辆控制器。图6以转向传感器15作为用于获得关于要被校正的对象的检测信息的自主传感器的例子。当然,可以应用其他自主传感器。(e)根据图6中的实施例,导航装置120对来自用通信线路连接着的制动控制装置50的检测信息(转向传感器信息)进行校正。校正后的检测信息输出至制动控制装置50。然而,也可以优选对导航装置本身执行的处理所利用的检测信息进行校正。图7示出了一个实例。根据图7中的结构,导航装置220与GPS接收器12、角速度传感器13、转向传感器15和车速传感器16连接。导航装置220还与用于表示车辆后退的反向开关17、用于提供车辆尾部视图的视频输入装置18以及显示设备90。根据本实施例的导航装置220不是仅仅执行基本的处理,例如显示地图和引导路线。导航装置220还能够利用用于检测和显示位置的功能来执行停车协助处理程序。停车协助处理程序能够方便例如通过倒车的停车操作。为此,停车协助处理程序基于车尾的视图图像和转向传感器的信息来显示车辆的推定路线。视频输入装置18提供上述视频图像。转向传感器15提供转向传感器信息。为了准确地执行停车协助处理程序,需要像图6中的制动控制装置50那样有效地修正转向传感器15的中性位置学习。类似于导航装置120,根据本实施例的导航装置220包含用于校正检测信息的功能。该功能利用由GPS提供的定位信息来校正转向传感器信息。釆用这种方式,车辆动态特性能被准确地检测。这样,停车协助功能能够更合适地提供。根据本发明,导航装置220用作车载处理器。

的是求解相对轨迹。在步骤200后面,程序在步骤300计算绝对方位和绝对位置。程序首先基于方位的变化量(在步骤100求得)来更新绝对方位。程序根据更新后的绝对方位和在步骤100求得的行驶距离来更新绝对位置坐标。在步骤300更新后的绝对方位A和绝对位置用于在步骤400与GPS组合处理。下面,参看图5中的流程图对在步骤400与GPS组合处理进行详细地描述。在第一步骤401,程序决定自前次定位或估算是否己经过了特定时间值T1(秒)。该步骤的设置是由于下面的原因。在GPS接收器12每次执行定位时,推测导航误差可在步骤403至409中得到修正。然而,当GPS接收器12不能进行定位时,就会产生很大的误差。因此,由于存在误差,在步骤410和411需要进行相应的估算。当在前次定位或估算之后还没有经过T1秒时(步骤401:否),将在步骤402确定定位数据是否能从GPS接收器12得到。当定位数据可从GPS接收器12得到时(步骤402:是),控制程序就会前行到步骤403来对卡尔曼滤波器进行计算,然后继续前行。首先,在步骤403,程序计算观测值Y。更确切地说,观测值Y是由下面数值计算得到的:从GPS接收器12输出的速度、位置和方位数据、在推测导航中的步骤300(见图4)由程序求得的绝对方位和绝对位置、以及基于来自车速传感器16的车速脉冲而由速度计算程序(未示出)求得的车速。另外,基于来自GPS接收器12的定位数据,程序对观测过程中产生的杂波v进行计算。在步骤404,对处理矩阵4)进行计算。处理矩阵(b的计算利用

制动控制装置50是车辆控制器的一个实例。具有代表性的车辆控制器包含车辆运动控制器,例如VSC和ACC。显然,也可以使用其他的车辆控制器。图6以转向传感器15作为用于获得关于要被校正的对象的检测信息的自主传感器的例子。当然,可以应用其他自主传感器。(e)根据图6中的实施例,导航装置120对来自用通信线路连接着的制动控制装置50的检测信息(转向传感器信息)进行校正。校正后的检测信息输出至制动控制装置50。然而,也可以优选对导航装置本身执行的处理所利用的检测信息进行校正。图7示出了一个实例。根据图7中的结构,导航装置220与GPS接收器12、角速度传感器13、转向传感器15和车速传感器16连接。导航装置220还与用于表示车辆后退的反向开关17、用于提供车辆尾部视图的视频输入装置18以及显示设备90。根据本实施例的导航装置220不是仅仅执行基本的处理,例如显示地图和引导路线。导航装置220还能够利用用于检测和显示位置的功能来执行停车协助处理程序。停车协助处理程序能够方便例如通过倒车的停车操作。为此,停车协助处理程序基于车尾的视图图像和转向传感器的信息来显示车辆的推定路线。视频输入装置18提供上述视频图像。转向传感器15提供转向传感器信息。为了准确地执行停车协助处理程序,需要像图6中的制动控制装置50那样有效地修正转向传感器15的中性位置学习。类似于导航装置120,根据本实施例的导航装置220包含用于校正检测信息的功能。该功能利用由GPS提供的定位信息来校正转向传感器信息。釆用这种方式,车辆动态特性能被准确地检测。这样,停车协助功能能够更合适地提供。根据本发明,导航装置220用作车载处理器。

的是求解相对轨迹。在步骤200后面,程序在步骤300计算绝对方位和绝对位置。程序首先基于方位的变化量(在步骤100求得)来更新绝对方位。程序根据更新后的绝对方位和在步骤100求得的行驶距离来更新绝对位置坐标。在步骤300更新后的绝对方位A和绝对位置用于在步骤400与GPS组合处理。下面,参看图5中的流程图对在步骤400与GPS组合处理进行详细地描述。在第一步骤401,程序决定自前次定位或估算是否己经过了特定时间值T1(秒)。该步骤的设置是由于下面的原因。在GPS接收器12每次执行定位时,推测导航误差可在步骤403至409中得到修正。然而,当GPS接收器12不能进行定位时,就会产生很大的误差。因此,由于存在误差,在步骤410和411需要进行相应的估算。当在前次定位或估算之后还没有经过T1秒时(步骤401:否),将在步骤402确定定位数据是否能从GPS接收器12得到。当定位数据可从GPS接收器12得到时(步骤402:是),控制程序就会前行到步骤403来对卡尔曼滤波器进行计算,然后继续前行。首先,在步骤403,程序计算观测值Y。更确切地说,观测值Y是由下面数值计算得到的:从GPS接收器12输出的速度、位置和方位数据、在推测导航中的步骤300(见图4)由程序求得的绝对方位和绝对位置、以及基于来自车速传感器16的车速脉冲而由速度计算程序(未示出)求得的车速。另外,基于来自GPS接收器12的定位数据,程序对观测过程中产生的杂波v进行计算。在步骤404,对处理矩阵4)进行计算。处理矩阵(b的计算利用

及准确地计算各种车辆动态特性成为可能。另一方面,来自GPS的信息用于除汽车导航装置之外的其它车辆控制器。例如,GPS提供车辆的绝对位置。该位置决定行驶环境。基于该行驶环境,车辆的行驶状态就可以得到控制。也就是说,提供了关于行驶环境例如车辆所行驶的道路、行驶地点所处的纬度、经度和高度以及前方的道路状况的一条或多条不同信息。这些信息能够用于反映在车轮、行驶及发动机控制系统中对驱动和行驶状态进行控制的行驶环境(例如,见于专利文献1)。还知道,通过假定车辆的直线运动为中性位置,GPS信息可用于学习,以获得测量值的传感器例如转向传感器、偏航速率传感器的中性位置。这种传感器利用GPS生成的车辆位置和地图数据库来计算车辆行驶处的路线的曲率半径R。基于曲率半径R,传感器确定行驶中的路线是笔直的还是弯曲的。基于确定结果,传感器学习中性位置(例如,见于专利文献2)。JP-A-H6-324138JP-A-2000-214180然而,汽车导航装置与许多其他设备和结构一起安置在仪表板中。一般而言,汽车导航装置相对于车辆的水平方向倾斜安装。也就是说,由于布局的重要而迫切地需要放宽安装要求。因此,汽车导航装置不能提供其本来的精度。另一方面,GPS的使用局限于车辆控制器,而没有用于上述的汽车导航装置。基于GPS生成的车辆的绝对值,使用者只能简单地参照地图数据来理解当前的路线状况。因此,上述状况基本上仍旧没有得到解答。也就是说,自主传感器使得很难校正由于传感器的个体差别、环境变化及老化而引起的性能变化。自主传感器已经仅被作为依赖于传感器本身性能的不确定的信息输入单元。发明内容因此,本发明的目的就是能够高精度地检测车辆动态特性。为了实现上述和其他目的,设在车辆内的车辆动态特性检测器设有如下装置。设置的自主传感器用于检测与车辆动态特性变化有关的信息。设置的无线电导航定位单元用于定位车辆。来自自主传感器的检测信息可通过来自无线电导航定位单元的位置信息得到校正。校正后的检测信息输出至外部装置,外部装置利用输出的检测信息执行处理程序。如上所述,很难仅依靠自主传感器来校正由于传感器的个体差别、环境变化及老化而引起的性能变化。在本发明中,自主传感器所检测的信息可通过利用无线电导航定位单元提供的信息对其进行过滤而得以校正。因此,根据本发明的车辆动态特性检测器能够高精度地检测车辆动态特性。对于要从车辆动态特性检测器输出至外部装置的检测信息本身来说,其精度得到了改善。利用该检测信息,外部装置能够更适当地执行指定的处理。附图说明下面,通过参照附图对本发明进行详细地描述,可使本发明的上述和其他目的、特征和优点变得显而易见。图1是示意性地示出了根据本发明的实施例的车载处理系统的框图;

Description

车辆动态特性检测器、车载处理系统、检测信息校正器及车载处理器技术领域本发明涉及一种基于由无线电导航定位单元例如GPS提供的信息对来自自主传感器(autonomoussensor)的检测信息进行校正以检测车辆动态特性变化的技术等等。背景技术传统上,专用的自主传感器安装在各种车载设备上,特别是安装在车辆控制器上,用于检测车辆动态特性信息。作为一个实例,汽车导航装置利用推测导航方法。该方法利用从诸如陀螺仪、转向传感器、车轮传感器等相对方位传感器以及诸如车速传感器、车轮速度传感器等距离传感器输出的信号来检测车辆位置、方位、速度和类似信息。相对方位传感器检测车辆方位的变化量。距离传感器检测车速(距离)。这些自主传感器导致很难校正由于传感器的个体差别、环境变化以及老化所引起的性能变化。因此,自主传感器已经仅被用作依赖于传感器本身性能的不确定信息输入单元。例如,由于从推测导航输出的输出量(位置、方位、速度等)包含传感器误差,因此,作为一种车载设备的汽车导航装置就会引起误差。特别地,由于位置和方位是通过积分运算的方式获得的,所以误差将会逐渐增大。如果导航装置具有基于GPS的校正功能,则GPS就可用于校正自主传感器。因此,能够使得校正各种自主传感器的性能变化

接收从GPS卫星传送来的无线电报,以检测车辆位置、方位(行驶方向)、速度及类似信息。GPS接收器12被用作无线电导航定位单元的作用。角速度传感器13输出与施加给车辆的转动的角速度等同的检测信号。导航装置120被构造得能够借助于通信线路(例如,车载LAN)与制动控制装置50进行数据通信。制动控制装置50与前/后加速度传感器14、转向传感器15和车速传感器16连接。前/后加速度传感器14检测沿着车辆前后方向上的加速度。转向传感器15检测转向轮的转向角的变化量。车速传感器16以一定间隔输出与车辆的行驶速度对应的脉冲信号。基于来自传感器14、15和16的检测信息及其他信息,制动控制装置50在车辆制动时可以控制滑动。制动控制装置50从转向传感器15获得检测信息(转向传感器信息),然后将该信息送至导航装置120进行校正。也就是说,导航装置120具有对检测信息的校正功能,尽管该功能可由根据图1所示的实施例的车辆动态特性计算装置11和类似装置提供。当从制动控制装置50接收到转向传感器信息时,导航装置120利用由GPS接收器12获得的定位信息对该信息进行过滤,以校正转向传感器信息。可能的校正实例是对转向传感器15的中性位置学习的修正。在以这种方式执行校正之后,导航装置120可获得关于转向传感器的中性位置的修正后的学习信息。然后,导航装置120将该信息返回至制动控制装置50。制动控制装置50能够利用关于转向的校正后的中性位置的修正后的学习信息来控制制动。因此,可以基于非常准确的车辆动态特性信息进行控制。根据本实施例,导航装置120包含检测信息校正器的功能。这就意味着,导航装置120具有与图1中的导航装置20的功能不同的功能。