特許 6856742 車載器、演算装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6856742

(24)【登録日】2021年3月22日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】車載器、演算装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B62J 45/40 20200101AFI20210405BHJP

   B62J 11/00 20200101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   B62J45/40

   B62J11/00

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-508466(P2019-508466)

(86)(22)【出願日】2017年3月29日

(86)【国際出願番号】JP2017013102

(87)【国際公開番号】WO2018179189

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】是永 剛志

(72)【発明者】

【氏名】下田 智一

(72)【発明者】

【氏名】北嶋 一欽

(72)【発明者】

【氏名】中本 大道

【審査官】 結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２２５７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０３７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−７５７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１２２３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｊ ４５／４０，１１／００，

Ｇ０１Ｃ ２１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボディ及び前記ボディに操舵軸を介して支持された操舵部を有する車両に搭載され、
前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナと、
前記ボディに取り付けられ、前記ボディの回転に合わせて回転させた座標系であるボディ座標系の各軸の第１角速度又は前記ボディ座標系の各軸の第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部と、
前記第１検出値に基づく演算を行うとともに、前記ユーザインターフェース、前記カメラ、又は前記アンテナと接続された演算装置と、
前記操舵部に取り付けられ、前記操舵部の回転に合わせて回転させた座標系である操舵座標系の各軸の第２角速度又は前記操舵座標系の各軸の第２加速度を第２検出値として検出する第２センサ部と、を備え、
前記演算装置が、前記第１検出値及び前記第２検出値に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算する舵角演算部を備える車載器。

【請求項2】

前記舵角演算部が、前記舵角として、前記第１検出値から得られた前記ボディの第１回転角に対する前記第２検出値から得られた前記操舵部の第２回転角の差を演算する請求項１に記載の車載器。

【請求項3】

前記車両が二輪車である請求項１又は２に記載の車載器。

【請求項4】

ボディ及び前記ボディに操舵軸を介して支持された操舵部を有する車両に搭載され、前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナと、前記ボディに取り付けられ、前記ボディの回転に合わせて回転させた座標系であるボディ座標系の各軸の第１角速度又は前記ボディ座標系の各軸の第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部と、前記操舵部に取り付けられ、前記操舵部の回転に合わせて回転させた座標系である操舵座標系の各軸の第２角速度又は前記操舵座標系の各軸の第２加速度を、第２検出値として検出する第２センサ部と、を備える車載器の演算装置であって、
前記第１検出値を取得し、前記第１検出値に基づき第１回転角を取得する第１回転角取得部と、
前記第２検出値を取得し、前記第２検出値に基づき第２回転角を取得する第２回転角取得部と、
前記第１回転角及び前記第２回転角に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算し、出力する舵角演算部と、
を備える演算装置。

【請求項5】

ボディ及び前記ボディに操舵軸を介して支持された操舵部を有する車両に搭載され、前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナと、前記ボディに取り付けられ、前記ボディの回転に合わせて回転させた座標系であるボディ座標系の各軸の第１角速度又は前記ボディ座標系の各軸の第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部と、前記操舵部に取り付けられ、前記操舵部の回転に合わせて回転させた座標系である操舵座標系の各軸の第２角速度又は前記操舵座標系の各軸の第２加速度を、第２検出値として検出する第２センサ部と、を備える車載器のコンピュータを、
前記第１検出値を取得し、前記第１検出値に基づき第１回転角を取得する第１回転角取得部、
前記第２検出値を取得し、前記第２検出値に基づき第２回転角を取得する第２回転角取得部、及び
前記第１回転角及び前記第２回転角に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算し、出力する舵角演算部、
として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載器、演算装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用すると共に、搭載された加速度センサや角速度センサ等の各種センサの情報を利用し、車両の測位を行う車両ナビゲーションシステムといった車載器が知られている。

【0003】

これに関連する技術として、特許文献１には、車両ナビゲーションシステムのディスプレイが、自動二輪車のハンドルと一緒に回転するように取り付けられる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−９５２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、車載器の加速度センサや角速度センサが、車両の操舵部に取り付けられていると、検出すべき車両のボディの動きの情報だけではなく、操舵部の動きが混じった情報を検出してしまうことがある。
そこで、本発明は、車両の操舵部に搭載されても、検出される加速度又は角速度が車両の操舵部の動きの影響を受けにくい車載器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第一の態様の車載器（１００，１００’）は、ボディ（ＢＤ）及び前記ボディに操舵軸（ＳＨＴ）を介して支持された操舵部（ＨＤＬ）を有する車両（ＢＫ）に搭載され、前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース（１６）、カメラ（１７）、又はアンテナ（１３）と、前記ボディに取り付けられ、第１角速度又は第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部（２０）と、前記第１検出値に基づく演算を行うとともに、前記ユーザインターフェース、前記カメラ、又は前記アンテナと接続された演算装置（１２，１２’）とを備える。

【0007】

本態様によれば、車載器は、車両のボディに取り付けられたセンサ部によって角速度又は加速度を検出する。このため、ユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナが車両の操舵部に搭載されても、車載器は、車両のボディの動きに関連させて第１角速度又は第１加速度を検出することができる。
したがって、車載器は、車両の操舵部に搭載されても、検出される加速度又は角速度が車両の操舵部の動きの影響を受けにくい。

【0008】

第二の態様の車載器は、前記操舵部に取り付けられ、第２角速度又は第２加速度を第２検出値として検出する第２センサ部（２１）を備え、前記第１検出値及び前記第２検出値に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算する舵角演算部（１５ｃ’）をさらに備える第一の態様の車載器である。

【0009】

本態様によれば、車載器は、舵角を検出することができる。このため、車載器は、取得した情報に舵角情報を加えることができる。さらに、舵角と車両のボディの角速度又は加速度との関係を利用した運転分析を行うことができる。

【0010】

第三の態様の車載器は、前記舵角として、前記第１検出値から得られた前記ボディの第１回転角に対する前記第２検出値から得られた前記操舵部の第２回転角の差を演算する第二の態様の車載器である。

【0011】

本態様によれば、車載器は、ボディの回転角に対するハンドルの回転角の差を演算する。このため、車載器は、回転角の差の演算処理を行うだけで舵角の検出が可能となる。

【0012】

第四の態様の車載器は、前記車両が二輪車である第一から第三の態様の車載器である。

【0013】

本態様によれば、車載器は、二輪車のボディに取り付けられたセンサ部によって角速度又は加速度を検出する。このため、ユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナが二輪車の操舵部に搭載されても、車載器は、二輪車のボディの動きに関連させて第１角速度又は第１加速度を検出することができる。

【0014】

第五の態様の演算装置は、ボディ及び前記ボディに操舵軸を介して支持された操舵部を有する車両に搭載され、前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナと、前記ボディに取り付けられ、第１角速度又は第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部と、前記操舵部に取り付けられ、第２角速度又は第２加速度を、第２検出値として検出する第２センサ部と、を備える車載器の演算装置であって、前記第１検出値を取得し、前記第１検出値に基づき第１回転角を取得する第１回転角取得部（１５ａ’）と、前記第２検出値を取得し、前記第２検出値に基づき第２回転角を取得する第２回転角取得部（１５ｂ’）と、前記第１回転角及び前記第２回転角に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算し、出力する舵角演算部と、を備える。

【0015】

第六の態様のプログラムは、ボディ及び前記ボディに操舵軸を介して支持された操舵部を有する車両に搭載され、前記操舵部に取り付けられるユーザインターフェース、カメラ、又はアンテナと、前記ボディに取り付けられ、第１角速度又は第１加速度を、第１検出値として検出する第１センサ部と、前記操舵部に取り付けられ、第２角速度又は第２加速度を、第２検出値として検出する第２センサ部と、を備える車載器のコンピュータを、前記第１検出値を取得し、前記第１検出値に基づき第１回転角を取得する第１回転角取得部、前記第２検出値を取得し、前記第２検出値に基づき第２回転角を取得する第２回転角取得部、及び前記第１回転角及び前記第２回転角に基づいて前記ボディに対する前記操舵部の舵角を演算し、出力する舵角演算部、として機能させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一態様によれば、車載器は、車両の操舵部に搭載されても、検出される加速度又は角速度が車両の操舵部の動きの影響を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る車載器の概略図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る車載器のブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る車載器で検出される角速度を説明する図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る車載器で検出される角速度の大きさを説明する図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る車載器の概略図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る車載器のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。

【0019】

＜第１の実施形態＞
本発明に係る車載器の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。

【0020】

（全体構成）
車載器１００の全体構成について説明する。
本実施形態において、車載器１００は、車両ナビゲーションシステムであって、図１に示すように、二輪車ＢＫに搭載される。

【0021】

二輪車ＢＫは、ボディＢＤと、ハンドルＨＤＬ（操舵部）と、ハンドル軸ＳＨＴ（操舵軸）を備える。ハンドルＨＤＬは、ボディＢＤにハンドル軸ＳＨＴを介して支持される。

【0022】

車載器１００は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設ける部分と、ボディＢＤに設ける部
分との、少なくとも２つに分離して取り付けられる。

【0023】

また、本実施形態では、車載器１００は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用すると共に、後述する各種センサの測定情報による自律航法を併用し、二輪車ＢＫの測位を行う。したがって、車載器１００は、ＧＮＳＳ衛星からの電波の受信の可否にかかわらず、二輪車ＢＫの測位を行い、二輪車ＢＫの現在位置を順次取得し、運転支援、運転分析等を行う。

【0024】

車載器１００は、本体部１０と、第１センサ部２０と、を備える。
本実施形態では、本体部１０が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに取り付けられ、第１センサ部２０が、二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられる。
本体部１０と、第１センサ部２０とは、各情報の送受信のため、有線又は無線の通信回線により接続されている。

【0025】

ここで直交系について説明する。
本実施形態では、路面直交系Ｑｗ、ボディ直交系Ｑｂ及びハンドル直交系Ｑｈの３つの直交系が定義される。

【0026】

図１に示すように、路面直交系Ｑｗは、ＸＹ平面を路面ＧＳとするＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる直交系である。二輪車ＢＫが、図１のように、路面ＧＳに対し傾くことなく鉛直方向に直立し、Ｘ軸正方向に向かって走行している場合、二輪車ＢＫを前から見て左方向がＹ軸正方向とされ、上方向がＺ軸正方向とされる。

【0027】

ボディ直交系Ｑｂは、路面ＧＳに対する二輪車ＢＫのボディＢＤの回転に合わせて路面直交系Ｑｗを回転させた直交系である。ボディ直交系Ｑｂは、Ｘｂ軸、Ｙｂ軸、Ｚｂ軸からなる。Ｘｂ軸はＸ軸に関連し、Ｙｂ軸はＹ軸に関連し、Ｚｂ軸はＺ軸に関連している。

【0028】

ハンドル直交系Ｑｈは、路面ＧＳに対する二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの回転に合わせて路面直交系Ｑｗを回転させた直交系である。ハンドル直交系Ｑｈは、Ｘｈ軸、Ｙｈ軸、Ｚｈ軸からなる。Ｘｈ軸はＸ軸に関連し、Ｙｈ軸はＹ軸に関連し、Ｚｈ軸はＺ軸に関連している。

【0029】

（第１センサ部）
第１センサ部２０の詳細について説明する。
第１センサ部２０は、後述する第１角速度を、第１検出値として検出する。
本実施形態では、第１センサ部２０は、ジャイロセンサを有し、３軸の角速度を測定する。
また、本実施形態では、第１センサ部２０は、二輪車ＢＫのボディＢＤに固定されている。このため、第１センサ部２０は、ボディ直交系ＱｂのＸｂ軸、Ｙｂ軸及びＺｂ軸の各軸に沿った３軸の角速度を測定する。
第１センサ部２０は、測定された第１角速度を、第１検出値として検出し、第１検出値を後述する測位チップ１２に出力する。

【0030】

（本体部）
本体部１０の詳細について説明する。
図２に示すように、本体部１０は、ＣＰＵ１１と、測位チップ１２（演算装置）と、ＧＮＳＳアンテナ１３と、ユーザインターフェース１６と、カメラ１７と、加速度センサ１８と、地磁気センサ１９と、を備える。
本実施形態では、本体部１０は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されている。

【0031】

ＣＰＵ１１は、後述するプログラムを実行することにより、測位された二輪車ＢＫの位置情報を取得し、運転支援、運転分析等のための各種アプリケーションを実行する。

【0032】

測位チップ１２は、第１検出値を取得し、第１検出値に対して演算を行う。測位チップ１２は、ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６、及びカメラ１７とそれぞれ接続されている。
測位チップ１２は、ＧＮＳＳアンテナ１３から取得した電波および各種測定情報に基づき二輪車ＢＫの現位置を取得する。

【0033】

ＧＮＳＳアンテナ１３は、複数のＧＮＳＳ衛星からの電波を取得し、測位チップ１２へ出力する。

【0034】

ユーザインターフェース１６は、操作者からの情報入力や操作者への情報出力を行う。本実施形態では、ユーザインターフェース１６として、タッチパネル、スイッチ、ボタン、ディスプレイ、スピーカ等を備える。

【0035】

カメラ１７は、二輪車ＢＫから見た画像を撮影する。
本実施形態では、本体部１０が二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されているので、カメラ１７は、二輪車ＢＫが旋回した方向を、さらにハンドルＨＤＬの舵角で回転した方向の画像を撮影する。

【0036】

加速度センサ１８は、３軸の加速度を測定する。本実施形態では、本体部１０が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されているので、加速度センサ１８は、ハンドル直交系Ｑｈの３軸方向の加速度を測定する。

【0037】

地磁気センサ１９は、地磁気の向きから方位を測定する。本実施形態では、本体部１０が二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されているので、地磁気センサ１９は、ハンドルＨＤＬの方位を測定する。

【0038】

（演算装置）
測位チップ１２は、測位演算部１４と、前処理演算部１５とを備える。
測位演算部１４と、前処理演算部１５とは、互いの各情報を送受信可能なように接続されている。
以下に測位演算部１４及び前処理演算部１５について詳細に説明する。

【0039】

（測位演算部）
測位演算部１４の詳細について説明する。
測位演算部１４は、ＧＮＳＳアンテナ１３が受信した電波を取得可能なように、ＧＮＳＳアンテナ１３と接続されている。測位演算部１４は、第１センサ部２０から角速度情報を取得可能なように、前処理演算部１５を介して、第１センサ部２０と接続されている。

【0040】

さらに、測位演算部１４は、加速度センサ１８から加速度情報を取得可能なように、前処理演算部１５を介して、加速度センサ１８に接続されている。また、測位演算部１４は、地磁気センサ１９から方位情報を取得可能なように、前処理演算部１５を介して、地磁気センサ１９に接続されている。

【0041】

測位演算部１４は、ＧＮＳＳアンテナ１３から取得した電波に基づき二輪車ＢＫの現在位置を演算する。
本実施形態では、測位演算部１４は、信号処理によって、取得した電波から、複数のＧＮＳＳ衛星から発信された各電波が車載器１００に到達するまでのそれぞれの時間を求める。各時間からそれぞれのＧＮＳＳ衛星との距離を求めることによって、測位演算部１４は、搭載された二輪車ＢＫの緯度及び経度を求める。

【0042】

また、測位演算部１４は、少なくとも、加速度センサ１８から取得した加速度情報及び第１センサ部２０から取得した角速度情報に基づき、二輪車ＢＫの位置を補正する。これにより、地下、トンネルの中、高層ビルの影等において、ＧＮＳＳ衛星からの電波の受信が困難な場合、測位演算部１４は、加速度センサ１８が取得した加速度情報及び第１センサ部２０が取得した角速度情報を利用した自律航法（デッドレコニング）を行う。

【0043】

本実施形態では、測位演算部１４は、ＧＮＳＳ衛星からの電波に基づき取得された最新の位置を、加速度センサ１８によって取得された加速度情報及び第１センサ部２０によって取得された角速度情報で補正する。これにより、測位演算部１４は、ＧＮＳＳ衛星からの電波の受信が困難な場合でも、現在の位置を推定することができる。

【0044】

したがって、車載器１００は、ＧＮＳＳ衛星からの電波の受信の可否にかかわらず、二輪車ＢＫの測位を行い、二輪車ＢＫの現在位置を順次取得し、ＣＰＵ１１において、運転支援、運転分析等を行う。

【0045】

（前処理演算部）
前処理演算部１５の詳細について説明する。

【0046】

前処理演算部１５は、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及び第１センサ部２０から取得する各種検出情報を取得可能なように、それぞれに接続されている。
前処理演算部１５は、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及び第１センサ部２０から取得する各種検出情報に対し、それぞれローパスフィルタ処理や補正演算を行う。
前処理演算部１５は、傾き取得部１５ａを備える。

【0047】

傾き取得部１５ａは、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢として、第１検出値に基づき二輪車ＢＫのボディＢＤの左右方向への傾きを、傾き角度θとして取得する。傾き取得部１５ａは、取得した傾き角度θで、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及び第１センサ部２０から取得する各種検出情報を補正する。
ここで「ボディＢＤの左右方向への傾き」とは、ＹＺ平面内での鉛直方向に対する二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きをいう。

【0048】

傾き角度θは、以下のような処理によって取得する。
まず、二輪車ＢＫのボディＢＤが、水平な路面ＧＳに対し傾くことなく、鉛直方向に直立した状態において、傾き取得部１５ａは、傾き角度を０として記憶する。
この状態を基準として、傾き取得部１５ａは、第１センサ部２０によって測定された第１角速度のうち、Ｘｂ軸の角速度を順次取得する。
傾き取得部１５ａは、演算処理により取得したＸｂ軸の角速度を１回積分して、傾き角度θを取得する。
ここで、Ｘｂ軸周りの回転の角速度は、「Ｘｂ軸の角速度」と記載される。以下、他の角速度も、同様に記載される。

【0049】

前処理演算部１５は、傾き角度θを、水平面に対する第１センサ部２０の左右方向の傾き角度であるとして、第１センサ部２０によって測定された角速度を補正する。

【0050】

例えば、二輪車ＢＫのボディＢＤが、二輪車ＢＫを前からみて右側に、Ｚ軸に対して角度θで傾きつつ、路面ＧＳに対してＺ軸の角速度ωで旋回する場合について説明する。
図３に示すように、第１センサ部２０は、二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きに連れられて角度θで傾き、ボディ直交系Ｑｂも連れられて角度θで傾く。その結果、第１センサ部２０は、実際の角速度ωをボディ直交系ＱｂのＺｂ軸に投影した大きさの角速度ω’（＝ωｃｏｓθ）でしか角速度を検出できない。

【0051】

したがって、第１センサ部２０がＺｂ軸の角速度をω’と検出し、傾き取得部１５ａが傾き角度θを検出した場合、前処理演算部１５は、ω＝ω’／ｃｏｓθを演算して、角速度ω’を角速度ωに補正する。そして、前処理演算部１５は、補正された角速度ωを第１検出値として、測位演算部１４に出力する。

【0052】

同様に、前処理演算部１５は、加速度センサ１８によって取得された加速度や地磁気センサ１９によって取得された方位を補正することができる。

【0053】

さらに、第１センサ部２０の角速度の検出精度を補うために、前処理演算部１５は、加速度センサ１８によって取得された加速度、地磁気センサ１９によって取得された方位及び測位演算部１４によって、ＧＮＳＳ衛星からの電波に基づき取得された位置を用いてもよい。

【0054】

例えば、第１センサ部２０によって測定される角速度のバイアスを排除するため、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及びＧＮＳＳ測位を利用する。具体的には、二輪車ＢＫの静止を、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及びＧＮＳＳ測位によって検出し、その時、第１センサ部２０で測定される角速度が０となるように、前処理演算部１５は、第１センサ部２０で測定される角速度を補正する。

【0055】

（作用及び効果）
本実施形態の作用及び効果について説明する。
車載器１００は、二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられた第１センサ部２０によって角速度を検出する。このため、車載器１００は、ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６及びカメラ１７が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに搭載されても、二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きに関連させて角速度を検出することができる。

【0056】

第１センサ部２０が、Ｚｂ軸の角速度を検出する場合について、本実施形態と参考例とについて比較して説明する。
参考例として、第１センサ部２０がハンドルＨＤＬに取り付けられているとする。

【0057】

図４に示すように、微小時間Δｔにおいて、ボディＢＤが、路面ＧＳに対しＺｂ軸に沿う軸周りを角度Δφｂで回転し、ハンドルＨＤＬが、ボディＢＤに対しＺｂ軸に沿う軸周りを角度Δφｈで回転したとする。
この場合、路面ＧＳに対するボディＢＤのＺｂ軸に沿う軸周りの角速度の大きさは、Δφｂ／Δｔとなる。
また、ボディＢＤに対するハンドルＨＤＬのＺｂ軸に沿う軸周りの角速度の大きさΔφｈ／Δｔとなる。

【0058】

第１センサ部２０は、路面ＧＳを静止系として、Ｚｂ軸の角速度を検出するので、参考例の場合、第１センサ部２０で検出される角速度の大きさは、（Δφｈ＋Δφｂ）／Δｔとなり、ハンドルＨＤＬの角速度が混じってしまう。

【0059】

これに対し、本実施形態の場合、第１センサ部２０がボディＢＤに取り付けられているので、第１センサ部２０で検出される角速度の大きさは、Δφｂ／Δｔとなり、ボディＢＤ自身の角速度の大きさが検出される。

【0060】

したがって、本実施形態の第１センサ部２０は、ボディＢＤ自身の角速度を検出することができるため、検出される角速度に関して、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの動きの影響を受けにくい。

【0061】

他方、ハンドルＨＤＬにある方が利便性の高い構成が、ハンドルＨＤＬに搭載されている。
例えば、ユーザインターフェース１６が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに搭載されているので、運転者がユーザインターフェース１６にアクセスしやすい構造となっている。また、ＧＮＳＳアンテナ１３が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに搭載されているので、車載器１００は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの動きに合わせたナビゲーションを運転者に提供することができる。さらに、カメラ１７が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに搭載されているので、車載器１００は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの動きに合わせた撮影が可能となる。

【0062】

車載器１００は、二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きに関連させて角速度を検出するので、車載器１００は、検出した角速度から二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きを取得することが可能となる。
したがって、車載器１００は、取得された角速度、加速度及び方位に対して、二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きを補正することができる。

【0063】

＜第２の実施形態＞
本発明に係る車載器の第２の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。

【0064】

本実施形態の車載器は、第１の実施形態と基本的に同じであるが、二輪車ＢＫのボディＢＤだけではなく、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬにも角速度センサを設け、ハンドルＨＤＬの舵角を取得する点が異なっている。以下異なる点について詳しく説明する。

【0065】

車載器１００’の全体構成について説明する。
本実施形態において、車載器１００’は、車両ナビゲーションシステムであって、図５
に示すように、二輪車ＢＫに設けられている。
車載器１００’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設ける部分と、ボディＢＤに設ける
部分との、少なくとも２つに分離して取り付けられる。

【0066】

車載器１００’は、本体部１０’と、第１センサ部２０と、を備える。
本実施形態では、本体部１０’が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに取り付けられ、第１センサ部２０が、二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられる。
本体部１０’と、第１センサ部２０とは、各情報の送受信のため、有線又は無線の通信回線により接続されている。

【0067】

本体部１０’の詳細について説明する。
図６に示すように、本体部１０’は、ＣＰＵ１１’と、測位チップ１２’（演算装置）と、ＧＮＳＳアンテナ１３と、ユーザインターフェース１６と、カメラ１７と、加速度センサ１８と、地磁気センサ１９と、第２センサ部２１と、を備える。
本実施形態では、本体部１０’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されている。

【0068】

ＣＰＵ１１’は、後述するプログラムを実行することにより、測位された二輪車ＢＫの位置情報を取得し、運転支援、運転分析等のための各種アプリケーションを実行する。

【0069】

測位チップ１２’は、第１検出値を取得し、第１検出値に対して演算を行う。測位チップ１２’は、ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６、カメラ１７、及び第２センサ部２１とそれぞれ接続されている。
測位チップ１２’は、ＧＮＳＳアンテナ１３から取得した電波および各種測定情報に基づき二輪車ＢＫの現位置を取得する。

【0070】

第２センサ部２１は、後述する第２角速度を、第２検出値として検出する。
本実施形態では、第２センサ部２１は、ジャイロセンサを有し、３軸の角速度を測定する。
また、本実施形態では、本体部１０’が二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定されることによって、第２センサ部２１は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに固定さている。このため、第２センサ部２１は、ハンドル直交系ＱｈのＸｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸の各軸に沿った３軸の角速度を測定する。
第２センサ部２１は、測定された第２角速度を、第２検出値として検出し、第２検出値を測位チップ１２’に出力する。

【0071】

測位チップ１２’の詳細について説明する。
測位チップ１２’は、測位演算部１４’と、前処理演算部１５’とを備える。
測位演算部１４’と、前処理演算部１５’とは、互いの各情報を送受信可能なように接続されている。

【0072】

測位演算部１４’は、第２センサ部２１から角速度情報を取得可能なように、前処理演算部１５’を介して、第２センサ部２１と接続されている。

【0073】

前処理演算部１５’は、加速度センサ１８、地磁気センサ１９、第１センサ部２０及び第２センサ部２１から取得する各種検出情報を取得可能なように、それぞれに接続されている。
前処理演算部１５’は、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及び第１センサ部２０から取得する各種検出情報に対し、それぞれローパスフィルタ処理や補正演算を行う。
前処理演算部１５’は、第１回転角取得部１５ａ’と、第２回転角取得部１５ｂ’と、舵角演算部１５ｃ’とを備える。

【0074】

第１回転角取得部１５ａ’は、第１検出値を取得し、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢として、第１検出値に基づき第１回転角を取得する。
第２回転角取得部１５ｂ’は、第２検出値を取得し、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢として、第２検出値に基づき第２回転角を取得する。
舵角演算部１５ｃ’は、第１回転角及び第２回転角に基づいてボディＢＤに対するハンドルＨＤＬの舵角を演算し、出力する。
具体的には以下のとおりである。

【0075】

まず、二輪車ＢＫのボディＢＤが、水平な路面ＧＳに対し傾くことなく、鉛直方向に直立した状態において、第１回転角取得部１５ａ’は、二輪車ＢＫのボディＢＤの各軸の回転角度を０として記憶する。
この状態を基準として、第１回転角取得部１５ａ’は、第１センサ部２０によって測定された各軸の第１角速度を順次取得する。
第１回転角取得部１５ａ’は、演算処理により取得した各軸の第１角速度をそれぞれ１回積分して、二輪車ＢＫのボディＢＤの各軸の回転角度を取得する。
これにより、第１回転角取得部１５ａ’は、二輪車ＢＫのボディＢＤの各軸の回転角度を取得することで、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢を得ることができる。

【0076】

同様に、二輪車ＢＫのボディＢＤが、水平な路面ＧＳに対し傾くことなく、鉛直方向に直立した状態において、第２回転角取得部１５ｂ’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの各軸の回転角度を０として記憶する。
この状態を基準として、第２回転角取得部１５ｂ’は、第２センサ部２１によって測定された各軸の第２角速度を順次取得する。
第２回転角取得部１５ｂ’は、演算処理により取得した各軸の第２角速度それぞれ１回積分して、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの各軸の回転角度を取得する。
これにより、第２回転角取得部１５ｂ’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの各軸の回転角度を取得することで、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢を得ることができる。

【0077】

舵角演算部１５ｃ’は、相対姿勢角として、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢に対する二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢の差を、クォータニオンや回転行列を使って求める。
例えば、クォータニオンを使って相対姿勢角を求める場合、舵角演算部１５ｃ’は、以下の式（１）〜式（３）の演算を用いて相対姿勢角を求める。

【0078】

【数1】

【0079】

【数2】

【0080】

【数3】

【0081】

ここで式（１）は、求めるべきクォータニオンであり、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢から二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢に回転するためのクォータニオンである。
式（２）は、式（１）の複素共役となるクォータニオンである。
ｒは、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢ベクトルであって、第１回転角取得部１５ａ’によって取得された二輪車ＢＫのボディＢＤの各軸の回転角度に関連する。
ｒ’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢ベクトルであって、第２回転角取得部１５ｂ’によって取得された二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの各軸の回転角度に関連する。
舵角演算部１５ｃ’は、式（３）を満たすクォータニオンとして式（１）を求める。

【0082】

変形例として、さらに、舵角演算部１５ｃ’は、以下の式（４）及び式（５）の演算を用いて相対姿勢角を求めてもよい。

【0083】

【数4】

【0084】

【数5】

【0085】

式（４）は、各時刻ステップのうち、ｋステップ目の回転を示すクォータニオンである。
各時刻のクォータニオンを求め、以下の式（５）に示すように毎時刻ステップの回転を表すクォータニオンの積を求めることによって、舵角演算部１５ｃ’は、二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢から二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢に回転するためのクォータニオンを求める。

【0086】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
車載器１００’は、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの舵角を検出することができる。このため、車載器１００’は、取得した情報に舵角情報を加えることができる。例えば、車載器１００’は、カメラ１７による映像を撮影時に、ハンドルＨＤＬの舵角を取得することができる。

【0087】

また、車載器１００’は、舵角と車両のボディの角速度又は加速度との関係を利用した運転分析を行うことができる。例えば、カーブを曲がるときの二輪車ＢＫのボディＢＤの傾きとハンドルＨＤＬの舵角との関係に基づき、車載器１００’は、運転車の技能や二輪車ＢＫの性能を評価することができる。

【0088】

さらに、舵角情報を測位の演算に加えることによって、車載器１００’は、測位の精度を向上することもできる。

【0089】

＜変形例＞
以下に上記各実施形態の変形例について説明する。

【0090】

上記各実施形態では、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及びＧＮＳＳアンテナが、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設けられている。
変形例として、加速度センサ１８、地磁気センサ１９及びＧＮＳＳアンテナの少なくとも一つが、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬになくてもよい。

【0091】

上記各実施形態では、ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６、及びカメラ１７が全て、ハンドルＨＤＬに取り付けられている。
変形例として、車載器は、ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６、カメラ１７の少なくとも一つがハンドルＨＤＬに取り付けられる構成であれば、どのような構成であってもよい。
ＧＮＳＳアンテナ１３、ユーザインターフェース１６、カメラ１７の少なくとも一つがハンドルＨＤＬに取り付けられることによって、利便性の高い車載器が構成される。

【0092】

上記各実施形態では、ＧＮＳＳアンテナが、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設けられているが、アンテナであれば、ＧＮＳＳアンテナと同様に、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの動きの影響を受けにくいという効果が得られる。
したがって、変形例として、車載器は、ＧＮＳＳアンテナに限らず、少なくともアンテナが二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設けられるように構成されてもよい。
例えば、車載器は、少なくともＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムに用いられるＤＳＲＣアンテナが二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに設けられように構成されてもよい。

【0093】

上記各実施形態では、第１センサ部２０が３軸の角速度を検出しているが、変形例として、第１センサ部２０が、３軸加速度センサを有し、第１加速度として３軸の加速度を検出してもよい。
この場合、３軸加速度センサが二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられるので、車載器は、３軸の加速度から二輪車ＢＫのボディＢＤの姿勢の回転を演算することができる。
また、３軸加速度センサが二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられることによって、車載器は、ハンドルＨＤＬの動きの影響を受けないように、二輪車ＢＫのボディＢＤの３軸の加速度を検出することができる。例えば、ハンドルＨＤＬの動きの影響を受けないように、二輪車ＢＫのボディＢＤの前後方向の加速度を検出できれば、二輪車ＢＫのブレーキの評価が可能となる。

【0094】

さらに、他の変形例として、第１センサ部２０は、３軸角速度センサと３軸加速度センサとを組み合わせた構成であってもよい。
すなわち、第１センサ部２０は、二輪車ＢＫの角速度及び加速度の少なくともいずれか一方を検出すればよい。

【0095】

同様に、上記第２の実施形態では、第２センサ部２１が、ジャイロセンサを有し、３軸の角速度を検出しているが、変形例として、第２センサ部２１が、３軸加速度センサを有し、第２加速度として３軸の加速度を検出してもよい。この場合、第２センサ部２１は、３軸の加速度から二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬの姿勢の回転を演算する。
さらに、他の変形例として、第２センサ部２１は、３軸角速度センサと３軸加速度センサとを組み合わせた構成であってもよい。
すなわち、第２センサ部２１は、二輪車ＢＫの角速度及び加速度の少なくともいずれか一方を検出すればよい。

【0096】

上記各実施形態では、測位チップ内に、測位演算部と、前処理演算部とが、一体に設けられているが、変形例として、測位演算部と、前処理演算部とが、別々のチップに設けられてもよい。その場合、測位演算部と、前処理演算部とは、各情報の送受信のため、有線又は無線の通信回線により接続される。

【0097】

上記各実施形態では、測位チップが、測位演算部と、前処理演算部とを備えているが、変形例として、後述するプログラムを実行することにより、コンピュータを、測位演算部と、前処理演算部として機能させてもよい。

【0098】

上記各実施形態では、第一の実施形態の前処理演算部と第二の実施形態の前処理演算部とが、異なる構成となっているが、互いに組み合わせられてもよい。
例えば、第１の実施形態において、本体部１０に、第２センサ部２１がさらに設けられ、前処理演算部１５に、第１回転角取得部１５ａ’と、第２回転角取得部１５ｂ’と、舵角演算部１５ｃ’とがさらに設けられてもよい。

【0099】

上記各実施形態では、本体部が、二輪車ＢＫのハンドルＨＤＬに取り付けられ、第１センサ部が、二輪車ＢＫのボディＢＤに取り付けられているが、二輪車ＢＫに限らず、どのような車両に設けられてもよい。
変形例として、本体部が、四輪車のハンドルに取り付けられ、第１センサ部が、四輪車のボディＢＤに取り付けられてもよい。

【0100】

なお、各実施形態においては、ＣＰＵ及びコンピュータの各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりを行うものとしている。ここで、コンピュータシステムのＣＰＵの処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【0101】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

【産業上の利用可能性】

【0102】

本発明の車載器は、車両の操舵部に搭載されても、検出される加速度又は角速度が車両の操舵部の動きの影響を受けにくい。

【符号の説明】

【0103】

１０ 本体部
１０’ 本体部
１１ ＣＰＵ
１１’ ＣＰＵ
１２ 測位チップ（演算装置）
１２’ 測位チップ（演算装置）
１３ ＧＮＳＳアンテナ
１４ 測位演算部
１４’ 測位演算部
１５ 前処理演算部
１５’ 前処理演算部
１５ａ 傾き取得部
１５ａ’ 第１回転角取得部
１５ｂ’ 第２回転角取得部
１５ｃ’ 舵角演算部
１６ ユーザインターフェース
１７ カメラ
１８ 加速度センサ
１９ 地磁気センサ
２０ 第１センサ部
２１ 第２センサ部
１００ 車載器
１００’ 車載器
ＳＨＴ ハンドル軸
ＢＤ ボディ
ＢＫ 二輪車
ＧＳ 路面
ＨＤＬ ハンドル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】