JPH07117415B2 - 車両用方位計 - Google Patents
車両用方位計Info
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- JPH07117415B2 JPH07117415B2 JP1184260A JP18426089A JPH07117415B2 JP H07117415 B2 JPH07117415 B2 JP H07117415B2 JP 1184260 A JP1184260 A JP 1184260A JP 18426089 A JP18426089 A JP 18426089A JP H07117415 B2 JPH07117415 B2 JP H07117415B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、地磁気方位センサの出力値で示される座標
位置へ該センサの出力円中心値から向かう方向を車両の
走行方位として検出する車両用方位計に関する。
位置へ該センサの出力円中心値から向かう方向を車両の
走行方位として検出する車両用方位計に関する。
《従来の技術》 地磁気方位センサを用いて車両の走行方位を検出する装
置としては、特開昭59−100812号公報に記載のものが知
られている。
置としては、特開昭59−100812号公報に記載のものが知
られている。
この装置は、一対の巻線が水平姿勢で直交されており、
それら巻線では鎖交地磁気成分に応じた地磁気成分検出
電圧（出力値）が各々得られている。
それら巻線では鎖交地磁気成分に応じた地磁気成分検出
電圧（出力値）が各々得られている。
そして、均一な地磁気中で車両が周回走行されると、そ
れら巻線の検出電圧で示される座標により座標平面内で
円（地磁気方位センサの出力円）が描かれる。
れら巻線の検出電圧で示される座標により座標平面内で
円（地磁気方位センサの出力円）が描かれる。
さらに、車両の通常走行中には、両巻線の検出電圧で示
される座標位置へ出力円中心値から向かう方向が車両の
走行方位として求められている。
される座標位置へ出力円中心値から向かう方向が車両の
走行方位として求められている。
ここで、車体が着磁すると、出力円の中心値が移動し、
このため走行方位検出に誤差が生ずる。そして、この場
合には車両の周回走行が行われ、その間に地磁気方位セ
ンサの出力値をサンプリングし、出力円座標上でＸ軸,Y
軸と交差する４点の出力値が得られた場合、これらサン
プリング出力値を平均して出力円の中心値が補正される
よう構成されている。
このため走行方位検出に誤差が生ずる。そして、この場
合には車両の周回走行が行われ、その間に地磁気方位セ
ンサの出力値をサンプリングし、出力円座標上でＸ軸,Y
軸と交差する４点の出力値が得られた場合、これらサン
プリング出力値を平均して出力円の中心値が補正される
よう構成されている。
《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記の如き従来装置にあっては、補正を
行なう場合の地場環境が悪い場合でも、わずか４点のサ
ンプリング出力値を用いて平均化処理を行なうので、精
度良く中心座標位置（中心値）を得ることができず、し
かも補正に際しては運転者に１周旋回走行を強いるとい
う問題点があった。
行なう場合の地場環境が悪い場合でも、わずか４点のサ
ンプリング出力値を用いて平均化処理を行なうので、精
度良く中心座標位置（中心値）を得ることができず、し
かも補正に際しては運転者に１周旋回走行を強いるとい
う問題点があった。
《発明の目的》 この発明は、上記問題点に鑑み、精度良く出力円の中心
値が得られ、しかも補正のために１周旋回走行をしなく
て済む車両用方位計を提供することを目的とする。
値が得られ、しかも補正のために１周旋回走行をしなく
て済む車両用方位計を提供することを目的とする。
《問題点を解決するための手段》 上記問題点を解決するために、本発明は第１図に示す如
く構成され、 地磁気方位センサによって地磁気成分を水平面上で互い
に直交する２方向の成分として検出し、出力円の中心値
から上記２方向の地磁気成分が示す座標位置へ向かう方
向に基づいて車両の走行方位を求める車両用方位計にお
いて、 車両走行中に検出される方位データを記憶する方位デー
タ記憶手段ａと、 上記方位データ記憶手段ａによって記憶された方位デー
タに基づき走行方位の変化量を検出する方位変化量検出
手段ｂと、 上記方位データ記憶手段ａによって記憶された方位デー
タに基づき上記出力円の予想中心値を算出する予想中心
値算出手段ｃと、 上記方位変化量検出手段ｂによって検出された方位変化
量に基づいて上記予想中心値の重み付け値を算出する予
想中心値重み付け値算出手段ｄと、 上記予想中心値重み付け値算出手段ｄによって算出され
た予想中心値重み付け値と前回中心値補正処理時に記憶
された中心値重み付け値および上記予想中心値算出手段
ｃによって算出された予想中心値に基づき新中心値およ
び新中心値重み付け値を算出する新中心値および新重み
付け値算出手段ｅと、 上記新中心視および新重み付け値算出手段ｅで算出され
た新中心値および新重み付け値を新中心値および新重み
付け値として記憶する新中心値および新重み付け値記憶
手段ｆと， を備えることを特徴とする。
く構成され、 地磁気方位センサによって地磁気成分を水平面上で互い
に直交する２方向の成分として検出し、出力円の中心値
から上記２方向の地磁気成分が示す座標位置へ向かう方
向に基づいて車両の走行方位を求める車両用方位計にお
いて、 車両走行中に検出される方位データを記憶する方位デー
タ記憶手段ａと、 上記方位データ記憶手段ａによって記憶された方位デー
タに基づき走行方位の変化量を検出する方位変化量検出
手段ｂと、 上記方位データ記憶手段ａによって記憶された方位デー
タに基づき上記出力円の予想中心値を算出する予想中心
値算出手段ｃと、 上記方位変化量検出手段ｂによって検出された方位変化
量に基づいて上記予想中心値の重み付け値を算出する予
想中心値重み付け値算出手段ｄと、 上記予想中心値重み付け値算出手段ｄによって算出され
た予想中心値重み付け値と前回中心値補正処理時に記憶
された中心値重み付け値および上記予想中心値算出手段
ｃによって算出された予想中心値に基づき新中心値およ
び新中心値重み付け値を算出する新中心値および新重み
付け値算出手段ｅと、 上記新中心視および新重み付け値算出手段ｅで算出され
た新中心値および新重み付け値を新中心値および新重み
付け値として記憶する新中心値および新重み付け値記憶
手段ｆと， を備えることを特徴とする。
《作用》 この発明では、地磁気方位センサの出力値等に基づいて
出力円の予想中心値を算出するとともに、予め前回補正
時からの方位変化量に対応した上記予想中心値の信頼度
を標準偏差の形で記憶しておき、この標準偏差に基づき
予想中心値の重み付け値を得る。そして、新中心値はこ
の重み付け値に基づいて算出する。
出力円の予想中心値を算出するとともに、予め前回補正
時からの方位変化量に対応した上記予想中心値の信頼度
を標準偏差の形で記憶しておき、この標準偏差に基づき
予想中心値の重み付け値を得る。そして、新中心値はこ
の重み付け値に基づいて算出する。
《実施例の説明》 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第２図には本発明が適用されたナビゲーションシステム
の基本構成が示されており、後に詳述する地磁気方位セ
ンサでは地磁気成分が水平面上における直交２方向成分
に分解され、各方向の地磁気成分が座標で示す電気信号
として出力されている。
の基本構成が示されており、後に詳述する地磁気方位セ
ンサでは地磁気成分が水平面上における直交２方向成分
に分解され、各方向の地磁気成分が座標で示す電気信号
として出力されている。
２は上記地磁気方位センサ１の出力をデジタル信号に変
換する地磁気センサ出力処理回路、３は地磁気センサ出
力処理回路２の信号に基づいて車両の走行方位を検出す
る方位検出部である。一方、10は車両の角速度情報を出
力するジャイロセンサ、11はジャイロセンサ10の出力を
積分処理して車両の角度変化量を検出するジャイロセン
サ出力処理回路、４は本発明の特徴的部分である車体着
磁補正回路でマイクロコンピュータを中心として構成さ
れている。
換する地磁気センサ出力処理回路、３は地磁気センサ出
力処理回路２の信号に基づいて車両の走行方位を検出す
る方位検出部である。一方、10は車両の角速度情報を出
力するジャイロセンサ、11はジャイロセンサ10の出力を
積分処理して車両の角度変化量を検出するジャイロセン
サ出力処理回路、４は本発明の特徴的部分である車体着
磁補正回路でマイクロコンピュータを中心として構成さ
れている。
次に、第３図には地磁気方位センサ１が示されており、
環状のパーマロイコア６には、互いに直交する巻線7X,7
Yが設けられている。
環状のパーマロイコア６には、互いに直交する巻線7X,7
Yが設けられている。
そして、そのパーマロイコア６には、巻線８が巻回され
ており、巻線８は第４図のようにパーマロイコア６が飽
和する直前まで励磁電源９により通電されている。
ており、巻線８は第４図のようにパーマロイコア６が飽
和する直前まで励磁電源９により通電されている。
以上の地磁気方位センサ１が無磁界中におかれると、各
々通る磁束Φ1,Φ２は第５図のように大きさが同じで方
向が反対となる。
々通る磁束Φ1,Φ２は第５図のように大きさが同じで方
向が反対となる。
従って、巻線7Xに鎖交する磁束が０となると、その検出
電圧VX＝−NdΦ/dt（Ｎは巻数）も０となり、同様に巻
線7Yの検出電圧もVYも０となる。
電圧VX＝−NdΦ/dt（Ｎは巻数）も０となり、同様に巻
線7Yの検出電圧もVYも０となる。
さらに、この地磁気方位センサ１へ第３図のように地磁
気Heが巻線7Xに対し直角に加わると、パーマロイコア６
内において磁束密度Be＝μHe（μはパーマロイコアの透
磁率）だけ磁束にバイアスが与えられ、磁束Φ1,Φ２は
第６図のように非対象となる。
気Heが巻線7Xに対し直角に加わると、パーマロイコア６
内において磁束密度Be＝μHe（μはパーマロイコアの透
磁率）だけ磁束にバイアスが与えられ、磁束Φ1,Φ２は
第６図のように非対象となる。
従って、巻線7Xには第７図に示される波形の検出電圧VX
が得られる。
が得られる。
また、巻線7Yに対して地磁気Heが平行であるので、その
巻線7Yに地磁気Heが交わることはなく、このため巻線7Y
には電圧VYが生ずることはない。
巻線7Yに地磁気Heが交わることはなく、このため巻線7Y
には電圧VYが生ずることはない。
この地磁気方位センサ１は、第８図のように水平姿勢で
車両に搭載されており、例えば同図のように地磁気Heが
その巻線7X,7Yに交わり、その結果、それら巻線7X,7Yに
は地磁気Heに応じた検出電圧VX,VY（出力値）が各々得
られる。
車両に搭載されており、例えば同図のように地磁気Heが
その巻線7X,7Yに交わり、その結果、それら巻線7X,7Yに
は地磁気Heに応じた検出電圧VX,VY（出力値）が各々得
られる。
それら検出電圧VX,VYは、値Ｋを巻線定数、値Ｂを地磁
気Heの水平分力とすれば、次の第（１）式，第（２）式
で各々示される。
気Heの水平分力とすれば、次の第（１）式，第（２）式
で各々示される。
VX＝KBcosθ （１） VY＝KBsinθ （２） 従って、第８図のように車両の幅方向を基準とすれば、
その走行方向を示す角度θは、 θ＝tan-1（VX/VY） （３） で示される。
その走行方向を示す角度θは、 θ＝tan-1（VX/VY） （３） で示される。
そして、上記第（１）式および第（２）式から理解され
るように、均一な地磁気He中で車両が周回走行される
と、巻線7X,7Yの検出電圧VX,VYで示される座標により、
第９図のようにＸ−Ｙ平面座標上で円（地磁気方位セン
サ１の出力円）が描かれ、その出力円は次式で示され
る。
るように、均一な地磁気He中で車両が周回走行される
と、巻線7X,7Yの検出電圧VX,VYで示される座標により、
第９図のようにＸ−Ｙ平面座標上で円（地磁気方位セン
サ１の出力円）が描かれ、その出力円は次式で示され
る。
VX2＋VY2＝（KB）２ （４） このように、巻線7X,7Yの検出電圧VX,VYで定まる座標が
出力円上に存在するので、方位検出部３ではその座標点
（出力点）へ出力円の中心値Ｏから向かう方向が車両の
走行方位として検出される。
出力円上に存在するので、方位検出部３ではその座標点
（出力点）へ出力円の中心値Ｏから向かう方向が車両の
走行方位として検出される。
ここで、その車両の車体が着磁して、例えば第10図のよ
うに地磁気Heとともにその着磁により磁界Ｇが巻線7X,7
Yに鎖交すると、第11図のように波線位置から実線位置
へ出力円が移動する。
うに地磁気Heとともにその着磁により磁界Ｇが巻線7X,7
Yに鎖交すると、第11図のように波線位置から実線位置
へ出力円が移動する。
その結果方位検出部３で行われる車両の走行方位検出に
誤差が生ずることになる。そこで、車体着磁補正回路４
では出力円中心値の補正処理がなされる。
誤差が生ずることになる。そこで、車体着磁補正回路４
では出力円中心値の補正処理がなされる。
以下、第12図のフローチャートを参照しながら、本実施
例の特徴的部分である車体着磁補正回路４の処理手順に
ついて詳述する。
例の特徴的部分である車体着磁補正回路４の処理手順に
ついて詳述する。
プログラムがスタートされると、まず単位時間毎に出力
される地磁気方位センサ１の出力値（VX,VY）およびジ
ャイロセンサ10の出力値θＧを記憶する（ステップ10
0）。なお、このステップ100の処理は特許請求の範囲の
方位データ記憶手段に相当する。
される地磁気方位センサ１の出力値（VX,VY）およびジ
ャイロセンサ10の出力値θＧを記憶する（ステップ10
0）。なお、このステップ100の処理は特許請求の範囲の
方位データ記憶手段に相当する。
こうして、逐次地磁気方位センサ１およびジャイロセン
サ10の出力値が記憶されると、次にこれらの記憶出力数
がＮ個に達したか否かが調べられる（ステップ102）。
サ10の出力値が記憶されると、次にこれらの記憶出力数
がＮ個に達したか否かが調べられる（ステップ102）。
これは、前回中心値が補正されてから一定数以上の出力
値データが得られた場合にのみ、以下の中心値補正処理
を行うためである。
値データが得られた場合にのみ、以下の中心値補正処理
を行うためである。
従って、記憶された出力値の数がＮ個に達していない場
合（ステップ102でNO）、さらにデータ収集を継続す
る。
合（ステップ102でNO）、さらにデータ収集を継続す
る。
一方、記憶された出力値の数がＮ個に達している場合
（ステップ102でYES）、次にはジャイロセンサ出力処理
回路11によって検出される方位変化量ΔθＧが20℃以上
になったか否かが調べられる（ステップ104）。
（ステップ102でYES）、次にはジャイロセンサ出力処理
回路11によって検出される方位変化量ΔθＧが20℃以上
になったか否かが調べられる（ステップ104）。
これは、直線路走行中の場合のように単位時間毎に出力
される出力値データはＮ個以上集められた場合でも、方
位変化がほとんどない場合があるからで、このような場
合における中心値補正処理を回避するためである。
される出力値データはＮ個以上集められた場合でも、方
位変化がほとんどない場合があるからで、このような場
合における中心値補正処理を回避するためである。
なお、この例では、ジャイロセンサ10の出力値θＧによ
り走行方位の変化量を調べているが、これは周囲の磁場
環境が悪い場合地磁気方位センサ１によって検出される
方位変化量の精度が悪化し、一定の短い時間に限って
は、ドリフトの影響があるといえジャイロセンサ10の出
力値θＧによって検出される方位変化量ΔθＧの方位が
精度が良いためである。
り走行方位の変化量を調べているが、これは周囲の磁場
環境が悪い場合地磁気方位センサ１によって検出される
方位変化量の精度が悪化し、一定の短い時間に限って
は、ドリフトの影響があるといえジャイロセンサ10の出
力値θＧによって検出される方位変化量ΔθＧの方位が
精度が良いためである。
従って、方位変化量ΔθＧが20℃未満の場合（ステップ
104でNO）、最新のN/2個のデータのみを残して残余のデ
ータを消去する（ステップ106）。そして、再びデータ
収集を継続する。
104でNO）、最新のN/2個のデータのみを残して残余のデ
ータを消去する（ステップ106）。そして、再びデータ
収集を継続する。
一方、車両の方位変化量ΔθＧが20℃以上の場合（ステ
ップ104でYES）、次に方位変化量ΔθＧが90゜以上ある
か否かを調べる（ステップ108）。
ップ104でYES）、次に方位変化量ΔθＧが90゜以上ある
か否かを調べる（ステップ108）。
そして、以下、方位変化量ΔθＧが90゜以上あるか否か
に基づいて異なる手法により出力円の予想中心値（xn,y
n）が算出されることになる。なお、上記ステップ104、
106、および後述するステップ116の処理は特許請求の範
囲の方位変化量検出手段に相当する。
に基づいて異なる手法により出力円の予想中心値（xn,y
n）が算出されることになる。なお、上記ステップ104、
106、および後述するステップ116の処理は特許請求の範
囲の方位変化量検出手段に相当する。
すなわち、まず方位変化量ΔθＧが90゜以上の場合（ス
テップ108でYES）、第13図に示す手法により予想中心値
（xn,yn）が算出されることになる（ステップ110）。
テップ108でYES）、第13図に示す手法により予想中心値
（xn,yn）が算出されることになる（ステップ110）。
なお、この手法は本出願人が先に提案した実願昭63−41
579号に記載のものと同一であるのでここでは詳述しな
いが、以下簡単に説明する。
579号に記載のものと同一であるのでここでは詳述しな
いが、以下簡単に説明する。
すなわち、この処理では、まず出力円の仮想中心値とし
てその時点での中心値（Xc,Yc）を（Xo,Yo）として初期
化する。また、出力円の仮想半径Roを、地磁気の平均的
出力値である300mG（ミリガウス）相当の大きさで初期
化する（ステップ200）。
てその時点での中心値（Xc,Yc）を（Xo,Yo）として初期
化する。また、出力円の仮想半径Roを、地磁気の平均的
出力値である300mG（ミリガウス）相当の大きさで初期
化する（ステップ200）。
こうして、仮想中心値（Xo,Yo）および仮想半径Roが得
られると、これらの仮想値を用いて、以下最小二乗法の
演算手法による予想中心値（xn,yn）の算出処理が行わ
れる。
られると、これらの仮想値を用いて、以下最小二乗法の
演算手法による予想中心値（xn,yn）の算出処理が行わ
れる。
この処理に当たっては、まず仮想中心値（Xo,Yo）と地
磁気方位センサ１の出力値｛Ｘ（ｉ）,Y（ｉ）｝で示さ
れる座標上の距離と、仮想半径Roで示される座標上の距
離との差の二乗和Ｊが算出される（ステップ210）。
磁気方位センサ１の出力値｛Ｘ（ｉ）,Y（ｉ）｝で示さ
れる座標上の距離と、仮想半径Roで示される座標上の距
離との差の二乗和Ｊが算出される（ステップ210）。
ところで、二乗和Ｊを最小にするということは、二乗和
Ｊを最小にするXo,Yo,Roを求めることに帰着する。
Ｊを最小にするXo,Yo,Roを求めることに帰着する。
そして、この場合、二乗和ＪのXo,Yo,Roに関する導関数
を求め、これが０となることが必要条件となる（ステッ
プ220）。
を求め、これが０となることが必要条件となる（ステッ
プ220）。
そこで、この例では、Newton−Raphson法を用いて、Xo,
Yo,Roの修正量h,m,lを求める（ステップ230）。
Yo,Roの修正量h,m,lを求める（ステップ230）。
そして、この例では、上記修正量h,m,lが設定値以下と
なった場合のXo,Yoを予想中心値とする。
なった場合のXo,Yoを予想中心値とする。
すなわち、上記修正量h,m,lの値が所定の基準値と比較
され、全ての値が該基準値より小さい場合（ステップ24
0でYES）、そのときのXo,Yoの値を、出力円の予想中心
値（xn,yn）とするものである（ステップ260）。
され、全ての値が該基準値より小さい場合（ステップ24
0でYES）、そのときのXo,Yoの値を、出力円の予想中心
値（xn,yn）とするものである（ステップ260）。
一方、上記修正量が１つでも所定の基準値より大きい場
合（ステップ240でNO）、Xo,Yo,Roを修正し（ステップ2
50）、これを新しい仮想中心値および仮想半径とし、再
びステップ220以下の処理を繰り返すことになる。
合（ステップ240でNO）、Xo,Yo,Roを修正し（ステップ2
50）、これを新しい仮想中心値および仮想半径とし、再
びステップ220以下の処理を繰り返すことになる。
そして、以下所定の修正量が得られるまでステップ220
〜250の処理を繰り返す。
〜250の処理を繰り返す。
以上が、方位変化量ΔθＧが90゜以上の場合の予想中心
値（xn,yn）の算出手法である。
値（xn,yn）の算出手法である。
一方、方位変化量ΔθＧが90゜未満の場合（ステップ10
8でNO）、第14図に示す手法により予想中心値を算出す
る（ステップ112）。この手法は、本出願人が先に提案
した実開昭63−8328号に記載のものと同一の手法である
が、以下この手法を簡単に説明する。
8でNO）、第14図に示す手法により予想中心値を算出す
る（ステップ112）。この手法は、本出願人が先に提案
した実開昭63−8328号に記載のものと同一の手法である
が、以下この手法を簡単に説明する。
この処理においては、まずその時点のジャイロセンサ10
による検出方位θＧをθG1として記憶する（ステップ30
0）。
による検出方位θＧをθG1として記憶する（ステップ30
0）。
次に、前回の中心値補正処理磁の検出方位θＧをθG2と
して読み出す（ステップ310）。
して読み出す（ステップ310）。
そして、次にはθG1とθG2の方位差ΔθＧを算出する
（ステップ320）。なお、この場合、ΔθＧは20゜以上9
0゜未満である。
（ステップ320）。なお、この場合、ΔθＧは20゜以上9
0゜未満である。
次に、θG1のVX−VY座標上の位置をＡ、θG2のVX−VY座
標上の位置をＢとして、第15図に示す如く、VX−VY座標
上に点Ａ（VX1−VY1）および点Ｂ（VX2,VY2）を設定す
る。
標上の位置をＢとして、第15図に示す如く、VX−VY座標
上に点Ａ（VX1−VY1）および点Ｂ（VX2,VY2）を設定す
る。
ここで、２点A,Bから出力円の半径相当距離R0の位置に
あって、しかも∠ACB＝ΔθＧとなる点を予想中心値Ｃ
（xn,yn）として求める。
あって、しかも∠ACB＝ΔθＧとなる点を予想中心値Ｃ
（xn,yn）として求める。
そして、これはステップ330に示される式により予想中
心値（xn,yn）を求めることに等しい。
心値（xn,yn）を求めることに等しい。
以上が、方位変化量ΔθＧが90゜未満である場合の予想
中心値の算出手法である。なお、上記ステップ110、112
の処理は特許請求の範囲の予想中心値算出手段に相当す
る。
中心値の算出手法である。なお、上記ステップ110、112
の処理は特許請求の範囲の予想中心値算出手段に相当す
る。
こうして方位変化量ΔθＧの大きさによって、異なる手
法により予想中心値（xn,yn）が得られると、次に予想
中心値の重み付け値Knを算出する。
法により予想中心値（xn,yn）が得られると、次に予想
中心値の重み付け値Knを算出する。
ところで、この実施例では、予想中心値（xn,yn）の重
み付け値Knを算出するに際しては、まず方位変化量をパ
ラメータとする予想中心値（xn,yn）の標準偏差値σｎ
を求め、この標準偏差値σｎの大きさに基づいて予想中
心値（xn,yn）の重み付け値Knを求めている。
み付け値Knを算出するに際しては、まず方位変化量をパ
ラメータとする予想中心値（xn,yn）の標準偏差値σｎ
を求め、この標準偏差値σｎの大きさに基づいて予想中
心値（xn,yn）の重み付け値Knを求めている。
第16図には、方位変化量をパラメータとする予想中心値
（xn,yn）の標準偏差値が示されている。同図において
○印で示された点は多くのシュミレーション実験等によ
って得られた標準偏差値（実測値）であり、（ａ）には
方位変化量が90゜以上の場合、（ｂ）には方位変化量が
20゜以上90゜未満の場合が示されている。
（xn,yn）の標準偏差値が示されている。同図において
○印で示された点は多くのシュミレーション実験等によ
って得られた標準偏差値（実測値）であり、（ａ）には
方位変化量が90゜以上の場合、（ｂ）には方位変化量が
20゜以上90゜未満の場合が示されている。
そして、この実施例では、上記実測値に基づいて、予め
装置側に方位変化量をパラメータとする標準偏差値σｎ
の計算式（第16図における直線A1や曲線A2に相当する）
が記憶されている。従って、方位変化量が検出された場
合、上記計算式を適用し、これによって方位変化量に対
応した標準偏差値を求めている。
装置側に方位変化量をパラメータとする標準偏差値σｎ
の計算式（第16図における直線A1や曲線A2に相当する）
が記憶されている。従って、方位変化量が検出された場
合、上記計算式を適用し、これによって方位変化量に対
応した標準偏差値を求めている。
ところで、方位変化量ΔθＧが90゜以上の場合であっ
て、第13図に示される手法により予想中心値が求められ
る場合（ステップ110）、以後の標準偏差値算出処理に
おいてはシャイロセンサ10によって検出される方位変化
量ΔθＧの値を用いず、地磁気方位センサ１の出力値に
よって検出される方位変化量ΔθＭの値を用いる（ステ
ップ114）。そして、この場合、ステップ110によって求
めらてた予想中心値（xn,yn）を出力円中心値としてΔ
θＭの算出を行う。
て、第13図に示される手法により予想中心値が求められ
る場合（ステップ110）、以後の標準偏差値算出処理に
おいてはシャイロセンサ10によって検出される方位変化
量ΔθＧの値を用いず、地磁気方位センサ１の出力値に
よって検出される方位変化量ΔθＭの値を用いる（ステ
ップ114）。そして、この場合、ステップ110によって求
めらてた予想中心値（xn,yn）を出力円中心値としてΔ
θＭの算出を行う。
これは、ジャイロセンサ10によって検出される方位変化
量ΔθＧが大きい場合、ジャイロセンサ10のドリフトの
影響による検出誤差を無視し得ず、かえってステップ11
0の処理によって得られた予想中心値（xn,yn）を基準と
する地磁気センサ出力値による方位変化量ΔθＭの方が
信頼性が高いからである。
量ΔθＧが大きい場合、ジャイロセンサ10のドリフトの
影響による検出誤差を無視し得ず、かえってステップ11
0の処理によって得られた予想中心値（xn,yn）を基準と
する地磁気センサ出力値による方位変化量ΔθＭの方が
信頼性が高いからである。
こうして、地磁気方位センサ１の出力値に基く方位変化
量ΔθＭが求められると、次にΔθＭが143゜以上であ
るか否かが調べられる（ステップ116）。
量ΔθＭが求められると、次にΔθＭが143゜以上であ
るか否かが調べられる（ステップ116）。
これは、第16図（ａ）に示す如く、方位変化量ΔθＭが
143゜付近で標準偏差値σｎの算出式の傾きが変化して
いるからである。
143゜付近で標準偏差値σｎの算出式の傾きが変化して
いるからである。
ここで、ΔθＭが143゜以上の場合（ステップ116でYE
S）、次式により標準偏差値σｎの算出を行う（ステッ
プ120）。
S）、次式により標準偏差値σｎの算出を行う（ステッ
プ120）。
σｎ＝−0.02ΔθＭ＋6.3 （５） 一方、ΔθＭが143゜未満の場合（ステップ116でNO）、
次式により標準偏差値σｎの算出を行う（ステップ11
8）。
次式により標準偏差値σｎの算出を行う（ステップ11
8）。
σｎ＝−0.2ΔθＭ＋32 （６） また、方位変化量ΔθＧが90゜未満で第14図に示す手法
により予想中心値（xn,yn）が得られた場合、ジャイロ
センサ10のドリフトの影響は少ないので、ジャイロセン
サ10によって検出されは方位変化量ΔθＧに基づいて第
16図（ｂ）のグラフを適用し、次式により標準偏差値σ
ｎを算出する（ステップ122）。
により予想中心値（xn,yn）が得られた場合、ジャイロ
センサ10のドリフトの影響は少ないので、ジャイロセン
サ10によって検出されは方位変化量ΔθＧに基づいて第
16図（ｂ）のグラフを適用し、次式により標準偏差値σ
ｎを算出する（ステップ122）。
σｎ＝250/ΔθＧ＋３ （７） ところで、上記（５），（６）および（７）の各式によ
って算出された標準偏差値σｎは、予想中心値（xn,
yn）の分散度を見ているものである。従って、標準偏差
値σｎの値が小さいほど予想中心値の信頼度は高いこと
になる。
って算出された標準偏差値σｎは、予想中心値（xn,
yn）の分散度を見ているものである。従って、標準偏差
値σｎの値が小さいほど予想中心値の信頼度は高いこと
になる。
そこで、上記の如くして各方位変化量に基づく標準偏差
値σｎが求められると、σｎの逆数で予想中心値（xn,y
n）の重み付け値Knを求める（ステップ124）。
値σｎが求められると、σｎの逆数で予想中心値（xn,y
n）の重み付け値Knを求める（ステップ124）。
なお、この場合、σｎの逆数のべき数を予想中心値の重
み付け値Knとすることもできる。なお、上記ステップ12
4の処理は特許請求の範囲の予想中心値重み付け値算出
手段に相当する。
み付け値Knとすることもできる。なお、上記ステップ12
4の処理は特許請求の範囲の予想中心値重み付け値算出
手段に相当する。
こうして、予想中心値（xn,yn）およびその重み付け値K
nが得られると、現在（前回補正時のもの）の中心値を
（Xc,Yc）、該中心値（Xc,Yc）の重み付け値をKcとし
て、新中心値（Xcn,Ycn）が次式によって得られる（ス
テップ126）。
nが得られると、現在（前回補正時のもの）の中心値を
（Xc,Yc）、該中心値（Xc,Yc）の重み付け値をKcとし
て、新中心値（Xcn,Ycn）が次式によって得られる（ス
テップ126）。
一方、正規分布の加法性より、上記標準偏差値σｎの分
散に関しては加法性が保証されるので、（８），（９）
式によって得られる新中値のの標準偏差値σcnはもとの
中心値（Xc,Yc）の標準偏差値σｃとステップ118,120,1
22で算出された標準偏差値σn,およびこの標準偏差値σ
ｎの重み付けKnから次式で得られる（ステップ128）。
散に関しては加法性が保証されるので、（８），（９）
式によって得られる新中値のの標準偏差値σcnはもとの
中心値（Xc,Yc）の標準偏差値σｃとステップ118,120,1
22で算出された標準偏差値σn,およびこの標準偏差値σ
ｎの重み付けKnから次式で得られる（ステップ128）。
従って、このときの新中心値の重み付け値Kcnはσcnの
逆数として次式で得られることになる。
逆数として次式で得られることになる。
Kcn＝1/σcn （11） こうして新中心値（Xcn,Ycn）および新中心値の重み付
け値Kcnが得られると、走行中さらに第12図に示す処理
が繰り返されることになる。なお、上記ステップ126、1
28の処理は特許請求の範囲の新中心値および新重み付け
値算出手段、新中心値および新重み付け値記憶手段に相
当する。
け値Kcnが得られると、走行中さらに第12図に示す処理
が繰り返されることになる。なお、上記ステップ126、1
28の処理は特許請求の範囲の新中心値および新重み付け
値算出手段、新中心値および新重み付け値記憶手段に相
当する。
本実施例に係わる車両用方位計は、上記の如く、走行中
に収集した地磁気方位センサ１やジャイロセンサ10の出
力に基づいて予想中心値を得るとともに、それら予想中
心値の信頼性を標準偏差値の形で算出する。そして、該
標準偏差値に基づいて予想中心値の重み付けを行い、そ
の重み付け値に基づき新中心値を算出するので、新中心
値を精度良く得ることができることになる。
に収集した地磁気方位センサ１やジャイロセンサ10の出
力に基づいて予想中心値を得るとともに、それら予想中
心値の信頼性を標準偏差値の形で算出する。そして、該
標準偏差値に基づいて予想中心値の重み付けを行い、そ
の重み付け値に基づき新中心値を算出するので、新中心
値を精度良く得ることができることになる。
また、走行中このような補正処理を続けながら走行する
ので、走行するに従ってより中心値の精度が高まってい
くことになる。
ので、走行するに従ってより中心値の精度が高まってい
くことになる。
《発明の効果》 本発明に係わる車両用方位計は、上記の如く、地磁気方
位センサの出力値等に基づいて予想中心値を算出すると
ともに、予め前回補正時からの方位変化量に対応した上
記予想中心値の信頼度を標準偏差の形で記憶しておき、
この標準偏差値に基づき予想中心値の重み付けを得る。
そして、新中心値はその重み付け値に基づいて算出する
ので、精度良く出力円の中心座標位置が得られ、しかも
補正のために１周旋回走行をしなくて済む等の効果を有
する。
位センサの出力値等に基づいて予想中心値を算出すると
ともに、予め前回補正時からの方位変化量に対応した上
記予想中心値の信頼度を標準偏差の形で記憶しておき、
この標準偏差値に基づき予想中心値の重み付けを得る。
そして、新中心値はその重み付け値に基づいて算出する
ので、精度良く出力円の中心座標位置が得られ、しかも
補正のために１周旋回走行をしなくて済む等の効果を有
する。
第１図はクレーム対応図、第２図は本発明の基本構成を
示すブロック図、第３図は地磁気方位センサの構成説明
図、第４図は地磁気方位センサの励磁特性説明図、第５
図は無磁界中における地磁気方位センサのパーマロイコ
アでの磁束変化を示す特性図、第６図は地磁気方位セン
サの検出作用説明図、第７図は地磁気方位センサの検出
電圧特性図、第８図は車両走行方位の説明図、第９図は
出力円説明図、第10図は地磁気方位センサに地磁気以外
の磁界が加わった状態を示す説明図、第11図は車体着磁
による出力円の移動を示す説明図、第12図は本発明の処
理手順の全体を示すゼネラルフローチャート、第13図は
予想中心値を得る場合の処理手順を示すフローチャー
ト、第14図は他の手法により予想中心値を得る場合の処
理手順を示すフローチャート、第15図は第14図の手法に
より予想中心値を求める場合の算出作用説明図、第16図
は予想中心値の標準偏差値の説明図である。 １……地磁気方位センサ ２……地磁気センサ出力処理回路 ３……方位検出部 ４……車体着磁補正回路 10……ジャイロセンサ 11……ジャイロセンサ出力処理回路
示すブロック図、第３図は地磁気方位センサの構成説明
図、第４図は地磁気方位センサの励磁特性説明図、第５
図は無磁界中における地磁気方位センサのパーマロイコ
アでの磁束変化を示す特性図、第６図は地磁気方位セン
サの検出作用説明図、第７図は地磁気方位センサの検出
電圧特性図、第８図は車両走行方位の説明図、第９図は
出力円説明図、第10図は地磁気方位センサに地磁気以外
の磁界が加わった状態を示す説明図、第11図は車体着磁
による出力円の移動を示す説明図、第12図は本発明の処
理手順の全体を示すゼネラルフローチャート、第13図は
予想中心値を得る場合の処理手順を示すフローチャー
ト、第14図は他の手法により予想中心値を得る場合の処
理手順を示すフローチャート、第15図は第14図の手法に
より予想中心値を求める場合の算出作用説明図、第16図
は予想中心値の標準偏差値の説明図である。 １……地磁気方位センサ ２……地磁気センサ出力処理回路 ３……方位検出部 ４……車体着磁補正回路 10……ジャイロセンサ 11……ジャイロセンサ出力処理回路
Claims (2)
- 【請求項１】地磁気方位センサによって地磁気成分を水
平面上で互いに直交する２方向の成分として検出し、出
力円の中心値から上記２方向の地磁気成分が示す座標位
置へ向かう方向に基づいて車両の走行方位を求める車両
用方位計において、 車両走行中に検出される方位データを記憶する方位デー
タ記憶手段と、 上記方位データ記憶手段によって記憶された方位データ
に基づき走行方位の変化量を検出する方位変化量検出手
段と、 上記方位データ記憶手段によって記憶された方位データ
に基づき上記出力円の予想中心値を算出する予想中心値
算出手段と、 上記方位変化量検出手段によって検出された方位変化量
に基づいて上記予想中心値の重み付け値を算出する予想
中心値重み付け値算出手段と、 上記予想中心値重み付け値算出手段によって算出された
予想中心値重み付け値と前回中心値補正処理時に記憶さ
れた中心値重み付け値および上記予想中心値算出手段に
よって算出された予想中心値に基づき新中心値および新
中心値重み付け値を算出する新中心値および新重み付け
値算出手段と、 上記新中心値および新重み付け値算出手段で算出された
新中心値および新重み付け値を新中心値および新重み付
け値として記憶する新中心値および新重み付け値記憶手
段と、 を備えることを特徴とする車両用方位計。 - 【請求項２】上記予想中心値重み付け値算出手段は、上
記方位変化量検出手段によって検出された方位変化量を
パラメータとする予想中心値の標準偏差に基づいて算出
することを特徴とする請求項１に記載の車両用方位計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184260A JPH07117415B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 車両用方位計 |
| US07/552,743 US5170354A (en) | 1989-07-17 | 1990-07-16 | Vehicular traveling direction measuring system with automatic center coordinate position correction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184260A JPH07117415B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 車両用方位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348713A JPH0348713A (ja) | 1991-03-01 |
| JPH07117415B2 true JPH07117415B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=16150205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1184260A Expired - Lifetime JPH07117415B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 車両用方位計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5170354A (ja) |
| JP (1) | JPH07117415B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112500A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Fujitsu Ltd | センサ補正プログラム、センサ補正装置およびセンサ補正方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3316889B2 (ja) * | 1992-02-05 | 2002-08-19 | 株式会社デンソー | 車両用方位検出装置 |
| US6842991B2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-01-18 | Robert W. Levi | Gyro aided magnetic compass |
| DE602004032141D1 (ja) | 2003-07-03 | 2011-05-19 | Asahi Kasei Emd Corp | |
| US7376527B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-05-20 | Asahi Kasei Emd Corporation | Azimuth measuring device |
| US20120253648A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for generating traffic information |
| US9157747B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-10-13 | Innovative Solutions And Support, Inc. | Method of calibrating a heading reference system |
| US9476734B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-10-25 | Innovative Solutions And Support, Inc. | Systems and methods for calibrating and adjusting a heading reference system |
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| JPS601510A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Honda Motor Co Ltd | 車載地磁気センサの補正方法 |
| US4797841A (en) * | 1983-11-28 | 1989-01-10 | Magnavox Government And Industrial Electronics Company | Method and apparatus for automatic calibration of magnetic compass |
| US4611293A (en) * | 1983-11-28 | 1986-09-09 | Magnavox Government And Industrial Electronics Company | Method and apparatus for automatic calibration of magnetic compass |
| DE3509548A1 (de) * | 1985-03-16 | 1986-09-18 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur ermittlung der fahrtrichtung eines fahrzeuges mit elektronischem kompass |
| CA1220279A (en) * | 1985-06-20 | 1987-04-07 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Precision magnetometer orientation device |
| CA1266715A (en) * | 1985-08-28 | 1990-03-13 | Martinus Leonardus Gerardus Thoone | Land vehicle navigation device comprising a filter unit for determining an optimum heading from presented orientation signals, and filter unit to be used in said navigation device |
| DE3682730D1 (de) * | 1985-09-03 | 1992-01-16 | British Aerospace | Eichung eines magnetischen kompasses. |
| JPH0781863B2 (ja) * | 1985-10-23 | 1995-09-06 | 日本電装株式会社 | 方位演算システムのための補正装置 |
| EP0226653B1 (de) * | 1985-12-20 | 1989-02-22 | LITEF GmbH | Verfahren zur Kurswinkelbestimmung mittels und zur automatischen Kalibration eines in einem Luftfahrzeug fest montierten Dreiachsen-Magnetometers |
| US4750349A (en) * | 1985-12-27 | 1988-06-14 | Chrysler Motors Corporation | Microcomputer controlled quick ranging technique and digital filter |
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| JPH0629729B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1994-04-20 | 三菱電機株式会社 | 移動体用方位検出装置 |
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| JPH0629732B2 (ja) * | 1986-10-08 | 1994-04-20 | 三菱電機株式会社 | 移動体用方位検出装置 |
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| DE3644681A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| US4972593A (en) * | 1989-01-17 | 1990-11-27 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method and apparatus for measuring the undistorted magnetic field of the earth |
| JP2520952B2 (ja) * | 1989-02-06 | 1996-07-31 | 日産自動車株式会社 | 車両用走行方位検出装置 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1184260A patent/JPH07117415B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-07-16 US US07/552,743 patent/US5170354A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112500A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Fujitsu Ltd | センサ補正プログラム、センサ補正装置およびセンサ補正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5170354A (en) | 1992-12-08 |
| JPH0348713A (ja) | 1991-03-01 |
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| JPH0319927B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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