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やっと・・・・ＧＰＳによる補正が完了しました。

補正方法は企業秘密（笑）


ま～大雑把に表現するとですが・・・・・

ハイブリッドの場合ですが、走行初期と走行速度が遅いと方位が不明って言うか、不正確で・・・・
最初は方位０度で始まるので、ＧＰＳの方位角度と合わせる行列計算が必要になりまして・・・・

昔のナビでＧＰＳ単独のものは自車位置が停止状態になると方位が回ったりする、現象と似てます
ま～停止した時の方位をジャイロとかで計測しているので、一度測位して、記憶していれば、２回目の起動からそんな現象はなくなるのですが・・・・


さらにですが・・・・・

行列計算するにはＧＰＳデータの経度・緯度を


Ｘ・Ｙ・Ｚで表現しなきゃあかんのです


で経度・緯度をＸ・Ｙ・Ｚに変換して、方位角度を算出して・・・・・


そのデータをもとにジャイロ＋加速度センサ＋速度パルスから得た座標値を行列計算によって位置合わせして


こんな感じでマップが出来上がります。

マップを説明すると


測位結果マップ上が

ＧＰＳ＋ジャイロセンサー＋加速度センサー＋速度パルスを使用した走行軌跡で

下の測位結果マップが

ＧＰＳ単独測位での走行軌跡です。


精度比較のため右側にコーナーの拡大マップを表示しています。


比較すると、ＧＰＳ単独は走行軌跡が微妙にフラフラしていて、特にコーナーにおけるデータは綺麗に曲がってないのが分かります。ＧＰＳ測位ですので、ある程度の誤差とかかが発生しているためしかたないのですが・・・・・・スプライン曲線とかで補完は出来るのですが、あくまでも予測補完であって、真ではないので・・・・・これでは横Ｇとか算出するの難しいですよね～

これとは対象的にですが

ハイブリッド測位の場合はコーナーは綺麗にトレースしていることです。コーナーにおける進入角度とかライン取りを比較する場合はやはりハイブリッドが計算難しくなく、綺麗に軌跡をトレース出来て、いい感じではないでしょうか。



補正は０．５秒に１回の割合で行っておりますが、補正の間隔はいろいろ実験しおて最適値を探さなければならないかとは思います。


それと、旋回角度算出のためジャイロ係数を大雑把に設定しておいて、走行しながらＧＰＳで学習させるのもつくらにゃあかんです。

今まではジャイロの校正をターンテーブルで苦労して行ってたのですが、なかなか難しくて（笑）

だって大型ＴＶ用のターンテーブルで、エクセルにデータ入力して頻度とか近似とかやってると、いやになるんですよ～

巷にはＧＰＳロガーが格安で販売されております。


ロギング終了してから、データをＰＣに


値段も９０００円前後


悩むのが１秒の測位更新



でもですよ！！


作ると、７０００円位なのです。（専用基板作成しないで、蛇の目基板でですが）



自作はUSBドライバーを自分で作ることになりますが・・・・・・



利点はUSBを仮想COMポートにしないのでかなり高速です



自分が好きなフォーマットで吐き出すことも



ＧＰＳの細かい設定も可能


ま～車内にＰＣが必要にはなりますが


ネットブックでも十分ですので

要望があれば作成してフリーソフトで公開しちゃいましょうか？？


市販のＧＰＳロガーのデータを３次元で表示できちゃいます。


自由自在に回転、拡大、移動、部分拡大もお茶の子さいさい（笑）


ただし！！


馬力とか加速度、横Ｇの表示は前述の理由で正確じゃないので・・・・・


ＧＰＳ単独で馬力・横Ｇ表示はしない思想ですが・・・・・・


ま～ほとんど完成しているのですが・・・・・・・・・・・


NMEAフォーマットデータの読み込み部分を付け足すぐらいですので（笑）


本来はUSBから送られてきたデータをラリコンで整理して、専用CSVデータをラリコンが保存。そして３Ｄビューワで読み込んで３Ｄ走行軌跡を表示しています。


共同開発ってのもいいかもしれないかな！！


ただ・・・・

開発環境が
MicrosoftVisual C++6.0
に限るってのがネックですが・・・

未だにフレームワークが好きになれない人なので（笑）



LAP+用のフリーソフト公開している作者さんが最近みんカラIDを抹消されたのが気に係りますので。。。。おとなしくしてたほうがいいような（汗;

ＧＰＳのデータはWGS84からECEF座標に変換し、さらにENU座標に変換してます。
尚、スタート地点を原点とするためにアフィン変換で回転行列を計算してます。


データを比較してみると、上下方向からみた軌跡は、ジャイロとＧＰＳどちらも同じ軌跡をたどってるみたいですが、ＧＰＳの軌跡を真横から見た場合、高度データにかなりのばらつきが見られます。


ＧＰＳは高度データの誤差が大きいと言われるのを如実に表しているのではないでしょうか。


例えばですが・・・・・

ＧＰＳ単独で馬力とか速度を計算する場合ですが・・・・

高度方向の誤差が大きいため、あくまでも水平面を走行していると仮定しないと、速度と馬力がかなりバラツクことになります。
また水平方向の移動距離は高度データを含めると、？？？が
さらに、水平と仮定して計算した場合は速度が速くなるデータとなるので馬力が大きく・・・・・


横方向の加速度については旋回時の角速度が必要ですが・・・・・・・
車のロール、路面の傾斜、進行方向の勾配が影響します・・・・・・


正確にするためには。ジャイロ＋加速度計＋ＧＰＳのハイブリッドしかない！！と言う結論です


ただ・・・・・・


どこまで正確にするのか？？


これは・・・・


使用するケースによるのではないでしょうか。


※余談
馬力計算には車両のｃｄ値などが必要です。自分の車の前方から撮影した写真を使用してCADで面積
を計測する方法もありますが、摩擦損失とかすべて考慮できる方法としてニュートラル走行での減速カーブを近似予測させるってのもあります。そして回転数信号を得られるならトルクも計算できちゃいます。トルクだけはＧＰＳ単独で表示出来ないのですね～




サーキットのように水平な路面が全ての場合は２Ｄデータでも十分ですが・・・・・・


菅生・鈴鹿・ラリーＳＳのようにアップダウン勾配があるサーキットでは・・・・・・


正確なデータはＧＰＳでは不可能！！


しかし・・・・ラップタイムと走行軌跡のみ限定の比較であればＧＰＳで十分


他人とのブレーキングポイントやセッティングに利用、詳細な走行ラインを比較するならハイブリッドしかないでしょう



今後の開発予定ですがＧＰＳデータをジャイロ＋加速度データに対して、如何に補正を行うか！！と言う部分が残ってます・・・・・・・


これは実験走行しながらでないと、なんとも言えない部分なので、大変です。



さてさて・・・・ここまでは完成しましたが・・・・・


ＧＰＳ時計の部分までは完成したので・・・・・・


新城ラリーまでにロータスとの相性チェック、走行試験を行い、ブルガリアに基板を正式発注しなきゃならんです・・・・・・




ＧＰＳモジュールサイズは今のよりコンパクトに！！ライターサイズまでは小さく出来ますが・・・・・


バックアップバッテリーを考えるとマッチ箱サイズくらいにはなるかもしれません。


バックアップバッテリーがないと、ＧＰＳ受信まで数分かかりますし・・・・・・


RAMをバッテリーでバックアップしているなら、１分以内でＧＰＳを補足するので、やっぱバッテリーは必要かもしれません。

本日実験走行してて・・・・・




あれれ！！


ＧＰＳレーダーの待ちうけ画面時刻とラリコンの時刻が４秒もちがう？？？？



トンネルに入って、ＧＰＳを受信出来なくなって・・・・・



トンネルから出ると１秒違う？？？？？



なぜ？？？？


NTTの時刻を確認したらば・・・・・


ラリコンの時刻がピッタリ合っている


カロのナビの時刻もピッタリ



どうもスーパーキャットの時刻はＧＰＳから１回データをもらうと、あとは自力で時刻を計算しているみたい。。。。。。


みなさん、知ってましたか！！


ＧＰＳレーダーの時刻って合ってない！！（新型はわかりませんが）


写真はケースに入れたUSB接続ＧＰＳ受信機です