JP2705195B2 - 車両用位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は方位センサや距離センサ等からの各種情報に
基づいて車両の現在位置を検出する車両用位置検出装置
に関するものである。

（従来の技術） 近年においては方位センサからの方位情報及び距離セ
ンサからの距離情報とに基づいて車両の現在位置を算出
すると共に、車両の走行軌跡及び車両の現在位置を地図
上に表示するようにした、いわゆるナビゲーションシス
テムが種々開発されている。

このような従来のナビゲーションシステムに用いられ
る方位センサとしては、例えばトロイダルコア型のフラ
ックスゲート式地磁気センサが用いられており、この地
磁気センサから地磁気ベクトルＡのＸ方向（東西方向）
成分、Ｙ方向（南北方向）成分を電気信号Vx,Vyとして
取出すようにしている。次にこれら電気信号Vx,Vyを増
幅器で増幅した後に方位メータへ出力して方位指示を行
なわせるようにしている。

ところでこのような地磁気センサを用いた従来のナビ
ゲーションシステムを搭載した車両が例えば鉄道の踏切
等を通過する際に磁気を帯びる場合があり、このような
いわゆる車体着磁によって地磁気センサの示す方向に誤
差が生じる場合がある。

そこで車両を旋回させて車体着磁による地磁気センサ
の誤差を補正するようにしたものが提案されている。と
ころが現実の問題として前述の如く一般的な走行時にお
いて、地磁気センサの補正のためにのみ特別に車両を一
周旋回させることは運転者にとって煩わしくかつ不便で
ある。

そこで車両を旋回させることなく車体着磁による地磁
気センサの補正を行なうようなものが提案されている
（特開昭60−1510号公報）。

このような従来装置では、地磁気センサで地磁気を検
出し、コンピュータで地磁気の方向及び大きさを計測し
て車両の進行方位等を表示すると共に、車両の一般的走
行中において各方向の地磁気を取り込み、そのデータ値
からオフセットを計算して補正するようにしている。

また他の従来例では走行時において地磁気センサの出
力がその基準値と大小比較され、両者の偏差が大きい時
には前記基準値が大きく補正されると共に、両者の偏差
が小さい時には基準値が小さく補正されるようになって
いる。このような補正を繰返すことにより基準値が車体
着磁の磁界方向に移動して地磁気センサの東西南北の方
位間の出力差を縮小するようにしている。この結果正確
に走行方位の検出を行なうようにしている（特開昭61−
153520号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような従来例の地磁気センサ
の補正方法においては、車体着磁により地磁気センサの
示す方向に誤差あるいはずれが生じてから地磁気センサ
の更生を開始し、その後車両の進行方向が変化した時点
で地磁気センサの更生が完了するようになっている。従
って地磁気センサの示す方向に誤差が生じてから更生が
完了するまでの間は誤差の大きな方位データを用いて車
両の現在位置を計算するようにしており、地磁気センサ
の更生が完了した時点においても現在位置に誤差を生じ
てしまう。

本発明は上記課題に鑑みて成されたもので、車体着磁
により地磁気センサの示す方向に誤差を生じた場合であ
っても車両の現在位置を正確に検出するようにした車両
位置検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明が提供する車両用位
置検出装置は、第１図に示すように車両の向きに係る方
位を検出する方位検出手段１と、車両の走行距離を検出
する距離検出手段３と、前記方位検出手段１から得られ
る方位情報と前記距離検出手段３から得られる距離情報
とに基づいて当該車両の現在位置を算出する位置算出手
段５と、前記方位検出手段１によって得られる誤差を検
出して当該方位検出手段１を更生する更生手段９と、少
なくとも前記方位検出手段１によって得られる誤差によ
り前記位置算出手段５に誤差が生じたときから、前記更
生手段９によって前記方位検出手段１の誤差が更生され
るまでの間の現在位置の算出に係る情報を順次記憶する
記憶手段７と、前記更生手段９によって前記方位検出手
段１が更生されたときには、該更生に係る情報と前記記
憶手段７に記憶される現在位置の算出に係る情報に基づ
いて、当該車両の現在位置を前記位置算出手段５に誤差
が生じた時点にまで遡って再算出する再算出手段11とを
有して達成した。

（作用） 本発明における車両用位置検出装置においては方位検
出手段１からの方位情報及び距離検出手段３からの距離
情報とに基づいて位置算出手段５が車両の現在位置を順
次算出する。また、例えば車体着磁等による方位検出手
段１の誤差のため、位置算出手段５に誤差が生じたとき
には現在位置の算出に係る情報等を記憶手段７に順次記
憶するようにしている。また前記方位検出手段１の誤差
を検出すると共に、この誤差を更生するための更生手段
９を有している。従って車体着磁等により方位検出手段
１に誤差を生じた場合であっても、算出手段11で誤差を
生じたときからこの方位検出手段１の誤差が更生される
までの間に記憶手段７に記憶される現在位置の算出に係
る情報と前記更生に係る情報とを用いて位置算出手段５
に誤差が生じた時点にまで遡って順次位置を再算出して
正確に現在位置を検出することができる。

（実施例） 以下本発明に係る一実施例を図面を参照して詳細に説
明する。

まず第２図を参照して構成を説明する。

CPU21はマイクロコンピュータ等の演算処理手段を有
しており、装置全体の制御を行なう。このCPU21は方位
計算プロセス記憶部7Aと車体着磁検出部9Aと操作部25お
よび表示装置27と接続されると共に、インタフェース回
路23を介して地磁気センサ1A及び距離センサ3Aのそれぞ
れと接続されている。この地磁気センサ1Aはセンサ中心
点（CX,CY）を方位検出基準とし、この方位検出基準か
らの方位情報（VX,VY）を出力する。

距離センサ3Aは車輪の回転量等に基づいて当該車両の
走行距離を検出し、所定の走行距離毎にパルス信号を出
力する。

CPU21はインタフェース回路23を介して位置情報及び
距離情報のそれぞれを入力する。

方位計算プロセス記憶部7Aは前述した位置情報に基づ
いて車両の方位を計算するためのプログラム及び後述す
る車体着磁検出部9Aが車体着磁を検出した時からの方位
情報及び位置情報を時間の経過と共に記憶する。CPU21
はこの方位計算プロセス記憶部7Aに記憶されたインタフ
ェース回路23を介して入力される方位情報から車両の進
行方向を計算する。

車体着磁検出部9Aは車体が磁性を帯びたかどうかの車
体着磁を検出する。具体的には特願昭62−203167号公報
に示されるように車体が磁性を帯びると地磁気センサ1A
からの出力（VX,VY）が急激にピーク状に変化する特性
を利用して車体着磁を検出するようにしている。

操作部25は例えばキーボード等の入力手段を有し、こ
のキーボード等を用いて入力される車両の出発地点また
は目標地点等の情報をCPU21に出力する。

表示装置27は車両の出発地点、目標地点、車両の走行
軌跡及び現在位置等の情報を地図情報と共に表示する。

次に第３図を参照してCPU21とその周辺装置を詳細に
説明する。

CPU21は位置算出手段５と、更生手段９と、方位再計
算手段11A及び位置再計算手段11Bとから構成されてい
る。

位置算出手段５から地磁気センサ1Aと接続されると共
に表示装置27と接続され、地磁気センサ1Aからの方位情
報と距離センサからの距離情報とに基づいて車両の現在
位置を算出し、この算出した位置情報を表示装置27へ出
力する。

更生手段９は地磁気センサ1Aと接続されると共に方位
再計算手段11Aと接続されている。この更生手段９は地
磁気センサ1Aのセンサ中心（CX,CY）すなわち方位検出
基準のずれを更生し、この更生された値を方位再計算手
段11Aへ出力する。

方位計算プロセス記憶部7Aは地磁気センサ1Aと接続さ
れると共に方位再計算手段11Aと接続されている。この
方位再計算手段11Aは方位計算プロセス記憶部7Aに記憶
されたプログラム及び方位情報に基づいて車両の方位を
再計算する。

位置再計算手段11Bは方位再計算手段13と接続される
と共に表示変更手段29と接続されて、方位再計算手段11
Aによって再計算された方位情報に応じて車両の現在位
置に関する情報を補正する。

表示変更手段29は表示装置27と接続され、前記位置再
計算手段11Bからの補正された位置情報に基づいて表示
装置27に表示される車両の表示位置等を変更する。

次に第４図を参照して動作を説明する。

ステップ51では操作部25を用いて出発地点の情報を入
力し、この出発地点を現在位置（X,Y）として設定す
る。続いてステップ53では出発地点及び出発地点の周辺
の地図を表示装置27へ表示する。

以下車両の走行に応じて車両の現在位置が割込処理に
より所定の走行距離毎（△Ｄ）に算出され、車両の走行
軌跡及び現在位置が順次表示装置27へ表示されるように
なっている。

この割込処理による現在位置の算出を第５図を参照し
て説明する。

ステップ91では地磁気センサ1Aからの位置情報（VX,V
Y）をインタフェース回路23を介して読取る。続いてス
テップ93ではセンサ中心（CX,CY）を方位検出基準と
し、この方位検出基準からの車両の進行方向すなわち車
両方位θを下記に示す第（１）式に基づいて算出する。

ステップ95では前記ステップ93において算出された車
両方位θに基づいて車両の現在位置（X,Y）が第（２）
式に示す如く算出される。

ステップ97では着磁処理中フラグ１であるかどうかを
判別しており、着磁処理中フラグが１でない場合には前
述したと同様に割込処理を継続し、所定の走行距離△Ｄ
毎に車両の現在位置（X,Y）を順次算出する。

また、例えば当該車両が鉄道の踏切等を通過して磁性
を帯びた場合には、ステップ97において着磁処理中フラ
グが位置に設定されてステップ99へ進み地磁気センサ1A
からの方位情報（VX,VY）を方位計算プロセス記憶部7A
の特定の領域であるスタックエリアへ順次記憶する。

再び第４図を参照してメインルーチンによる処理を説
明する。

ステップ55では車体着磁検出部9Aによって車体着磁が
検出されたかどうかを判別しており、車体着磁が検出さ
れた場合にはステップ57へ進み着磁処理中フラグを１に
設定する。続いてステップ59ではスタックエリアをクリ
アする。ステップ61では位置情報（X,Y）を車体着磁が
あったときの位置情報（SX,SY）として方位計算プロセ
ス記憶部7Aに順次記憶する。

続いてステップ63では着磁処理中フラグが１であるか
どうかを判別しており、着磁処理中フラグが１である場
合にはステップ65へ進みセンサ中心点、すなわち方位検
出基準の位置を再計算する。このステップ65では例えば
実願昭63−8328号公報、実願昭63−70093号公報等に示
される従来公知の方法により算出され、車両が旋回し、
車両の走行に応じて、センサ中心点の再計算に十分な相
当量の方位データ（VX,VY）が得られると、これらの相
当量の方位データ（VX,VY）に基づいてセンサ中心点が
再算出される。

ステップ67ではセンサ中心点が算出されたかどうかを
判別しており、センサ中心点が算出されない場合には、
ステップ67からステップ87へ進む。またステップ67にお
いてセンサ中心点が算出されるとステップ69へ進み車体
着磁があった時の位置情報（SX,SY）を位置情報（Xn,Y
n）として設定する。続いてステップ71ではスタックエ
リアから方位情報（VX,VY）を読取る。続いてテップ73
ではステップ71において読取られた方位情報（VX,VY）
を新たな方位情報（VXn,VYn）として設定する。ステッ
プ75ではステップ65において求められたセンサ中心点
（CXn,CYn）及び前記方位情報（VXn,VYn）とに基づいて
次の第（３）式に示す如く車両方位θｎを算出する。

ステップ77では第（４）式に示す如くステップ75にお
いて算出された新たな車両方位θｎに基づいて位置情報
（Xn,YYn）を補正する。

ステップ79ではスタックエリアに格納された全ての位
置情報が補正されたかどうかを判別しており、全ての位
置情報が補正されていない場合にはステップ79から再び
ステップ71へ進む。

以下同様に新たなセンサ中心点、すなわち更生された
方位検出基準に基づいて所定距離△Ｄ毎の位置情報を順
次補正する。ステップ79において全ての位置情報が補正
された場合にはステップ81へ進み車両が実際に存在する
現在の位置（Xn,Yn）の値を書換える。続いてステップ8
3では前記ステップ81において置換えられた車両の現在
位置（Xn,Yn）に応じて表示装置27に表示された車両の
現在位置を変更する。続いてステップ85において着磁処
理中フラグを０に設定した後に再びステップ55へ進む。

ステップ55において車体着磁が検出されない場合には
ステップ55からステップ63へ進む。ステップ63では着磁
処理中フラグが０であることからステップ87へ進み車両
が移動中であるかどうかを判別する。ステップ87におい
て車両が移動中である場合にはステップ89へ進み現在位
置及びその周辺の地図情報の表示変更を行なう。またス
テップ87において車両が移動中でない場合、すなわち停
止している場合には表示装置31の表示内容を変更するこ
となく再びステップ55へ戻る。

なお第２図に示した実施例では方位センサとして地磁
気センサを用いた場合を例にとって示したが、本発明は
これに限定されることなく適宜のセンサ一例としてジャ
イロセンサ若しくは両輪速差センサ等を用いて構成する
ことができる。例えば方位センサとしてジャイロセンサ
を用いた場合にはドリフトの影響によってジャイロセン
サの示す方位が徐々にずれた場合には、この時の方位情
報を方位計算プロセス記憶部に記憶すると共に、この記
憶された方位情報をドリフトによる誤差を勘案して補正
するように構成するとよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、車体着磁等
によって方位検出手段に誤差が生じた場合には、方位に
関する情報及び現在位置に関する情報等を記憶してお
き、更生された方位検出手段に基づく現在位置に関する
情報を更生するようにしたことから、車両の現在位置を
正確に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は全体構成を示したブ
ロック図、第３図は第２図に示したCPU及びその周辺装
置を示したブロック図、第４図は車両の進行方位等の算
出処理フローを示したメインフローチャート、第５図は
割込処理を示したフロートャートである。 １……方位検出手段 ３……距離検出手段 ５……位置算出手段 ７……記憶手段 11……再算出手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の向きに係る方位を検出する方位検出
   手段と、 車両の走行距離を検出する距離検出手段と、 前記方位検出手段から得られる方位情報と前記距離検出
   手段から得られる距離情報とに基づいて当該車両の現在
   位置を算出する位置算出手段と、 前記方位検出手段によって得られる誤差を検出して当該
   方位検出手段を更生する更生手段と、 少なくとも前記方位検出手段によって得られる誤差によ
   り前記位置算出手段に誤差が生じたときから、前記更生
   手段によって前記方位検出手段の誤差が更生されるまで
   の間の現在位置の算出に係る情報を順次記憶する記憶手
   段と、 前記更生手段によって前記方位検出手段が更生されたと
   きには、該更生に係る情報と前記記憶手段に記憶される
   現在位置の算出に係る情報に基づいて、当該車両の現在
   位置を前記位置算出手段に誤差が生じた時点にまで遡っ
   て再算出する再算出手段と、 を有することを特徴とする車両用位置検出装置。