JPH0749232A - 車両用方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車体磁気による方向センサの検出誤差は略完全
に補正でき、精度の高いドライブガイドを可能にするこ
とを目的とする。 【構成】地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベクトルを
検出する方向センサと、前記方向センサが少なくとも２
つの車両進行方向に向いた場合の前記地磁気ベクトルを
検出するベクトル検出手段と、前記地磁気の大きさを予
め記憶する記憶手段と、前記少なくとも２つの車両進行
方向における地磁気ベクトルと前記記憶手段に記憶され
た地磁気の大きさから車体の磁気を表す車体磁気ベクト
ルを算出する車体磁気ベクトル算出手段と、前記方向セ
ンサの地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクトルに基づい
て補正する補正手段とを有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドライブガイド装置に
関し、特に走行中に車体磁気が変化したことより、方向
センサの方位に検出誤差が発生したとき、方向センサの
方位を補正するようにした車両用方位検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来車両用走行誘導装置においては、運
転者が地図上で調べた出発地点と目的地点のデータを設
定入力すると、車両の走行に伴って方向センサの出力す
る地磁気検出信号の位相に基づいて車両の進行方位を検
出し、この車両の進行方向と距離センサで検出した走行
距離とから車両の現在位置を単位走行距離毎に演算し、
この現在位置から目的地までの直線距離および目的地の
方向の各々を求めて、表示するようにしているものがあ
る。

【０００３】ところで、上記の装置で用いている方向セ
ンサは、地磁気の方向を誘導磁界とする地磁気検出コイ
ル等の定速回転により得られる交流信号を地磁気検出信
号として出力しているが、このような方向センサを車両
に設けた場合には、車両に装着されているモータ、電磁
アクチュエータ等による車両ごとに固有の大きさと方向
をもつ車体磁気の影響を受け、方向センサの出力する地
磁気検出信号には車体磁気による誤差が含まれるように
なる。

【０００４】そこで、車体磁気による方向センサの誤差
を無くすため、該方向センサの近傍に車体磁気を打ち消
すような方向の磁界を発生する電磁石を設ける等の手段
により誤差の低減を図っているが、ある程度の誤差が残
っており、走行距離が増えて目的地に近づくにつれて方
向センサの誤差が累積されて目立つようになるという問
題があった。

【０００５】そこで本願発明者等は、車体磁気による方
向センサの誤差を略完全に無くす手段として、工場出し
等の際に、東西南北の４方向の各々に向けて車両を配置
したときの方向センサの検出値と車両の進行方向とのず
れをチェッカを用いて予め測定し、このずれを補正デー
タとして設定しておくことにより車両の進行方向の検出
値を補正するようにした装置を提案している〔特願昭５
６−１２５３２０号（特開昭５８−２７００９号）〕。
この装置によれば車体磁気による方向センサの検出誤差
は略完全に補正でき、精度の高いドライブガイドを可能
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記のように
車体磁気による方向センサの誤差を補正していても、使
用中に誤差を生ずる場合があり、その原因を究明したと
ころ、走行中に電車踏切のように架線の高電圧、高電流
で強い磁界を生じている場合を通過したときに車体が磁
化され、補正時と異なった車体磁気の状態に変化するこ
とが判明した。しかしながら方向センサの誤差が車体磁
気の変化によるものであるか否かは、東西南北を示すマ
ーカを備えた施設に車両を持ち込み、専用のチェッカを
用いてマーカで示す絶対方位に対する検出誤差を測定し
て見なければ判らない。

【０００７】そのため、ユーザは車体磁気の変化による
誤差の発生に気ずかないままドライブガイドを利用する
ようになり、このような状態で走行誘導装置を使用する
と、走行距離が長くなるにつれて目的地の方向及び目的
地までの距離の誤差が大きくなるという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑みてな
されたもので、車両用方位検出装置を、地磁気と車体磁
気を合成した地磁気ベクトルを検出する方向センサと、
前記方向センサが少なくとも２つの車両進行方向に向い
た場合の前記地磁気ベクトルを検出するベクトル検出手
段と、前記地磁気の大きさを予め記憶する記憶手段と、
前記少なくとも２つの車両進行方向における地磁気ベク
トルと前記記憶手段に記憶された地磁気の大きさから車
体の磁気を表す車体磁気ベクトルを算出する車体磁気ベ
クトル算出手段と、前記方向センサの地磁気ベクトルを
前記車体磁気ベクトルに基づいて補正する補正手段とを
有するものとした。

【０００９】また、地磁気と車体磁気を合成した地磁気
ベクトルを検出する方向センサと、前記方向センサが少
なくとも２つの車両進行方向に向いた場合の前記地磁気
ベクトルを検出するベクトル検出手段と、前記地磁気の
大きさを予め記憶する記憶手段と、前記ベクトル検出手
段で検出された地磁気ベクトル毎に、地磁気ベクトルの
終端の座標を中心点として前記地磁気の大きさを半径と
した円を求めて該円の交点座標を求める座標算出手段
と、地磁気ベクトルの始端の座標と前記座標算出手段で
求められた交点座標から車体磁気ベクトルを算出する車
体磁気ベクトル算出手段と、前記方向センサの地磁気ベ
クトルを前記車体磁気ベクトルに基づいて補正する補正
手段とを有するものとした。

【００１０】更に、地磁気と車体磁気を合成した地磁気
ベクトルを検出する方向センサと、前記方向センサが複
数の車両進行方向に向いた場合の前記地磁気ベクトルを
検出するベクトル検出手段と、前記地磁気の大きさを予
め記憶する記憶手段と、前記ベクトル検出手段で検出さ
れた一対の地磁気ベクトル毎に、地磁気ベクトルの終端
の座標を中心点として前記地磁気の大きさを半径とした
円を求めて該円の交点座標を求める座標算出手段と、該
座標算出手段で前記一対の地磁気ベクトル毎に求められ
た複数の交点座標の平均座標を求める平均座標算出手段
と、地磁気ベクトルの始端の座標と該平均座標算出手段
で求められた平均座標から車体磁気ベクトルを算出する
車体磁気ベクトル算出手段と、前記方向センサの地磁気
ベクトルを前記車体磁気ベクトルに基づいて補正する補
正手段とを有するものとした。

【００１１】

【作用】次に本発明の作用を説明する。方向センサによ
り、地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベクトルを検出
する。また記憶手段により、前記地磁気の大きさを予め
記憶する。更に前記少なくとも２つの車両進行方向にお
ける地磁気ベクトルと前記記憶手段に記憶された地磁気
の大きさから、車体磁気ベクトル算出手段により、車体
の磁気を表す車体磁気ベクトルを算出する。そして補正
手段により、前記方向センサの地磁気ベクトルを前記車
体磁気ベクトルに基づいて補正する。

【００１２】また、方向センサにより、地磁気と車体磁
気を合成した地磁気ベクトルを検出する。また記憶手段
により、前記地磁気の大きさを予め記憶する。更に座標
算出手段により、前記ベクトル検出手段で検出された地
磁気ベクトル毎に、地磁気ベクトルの終端の座標を中心
点として前記地磁気の大きさを半径とした円を求めて該
円の交点座標を求め、車体磁気ベクトル算出手段によ
り、地磁気ベクトルの始端の座標と前記座標算出手段で
求められた交点座標から車体磁気ベクトルを算出する。
そして補正手段により、前記方向センサの地磁気ベクト
ルを前記車体磁気ベクトルに基づいて補正する。

【００１３】更に、方向センサにより、地磁気と車体磁
気を合成した地磁気ベクトルを検出する。記憶手段によ
り、前記地磁気の大きさを予め記憶する。更に座標算出
手段により、前記ベクトル検出手段で検出された一対の
地磁気ベクトル毎に、地磁気ベクトルの終端の座標を中
心点として前記地磁気の大きさを半径とした円を求めて
該円の交点座標を求め、平均座標算出手段により、前記
座標算出手段で前記一対の地磁気ベクトル毎に求められ
た複数の交点座標の平均座標を求め、車体磁気ベクトル
算出手段により、地磁気ベクトルの始端の座標と該平均
座標算出手段で求められた平均座標から車体磁気ベクト
ルを算出する。そして補正手段により、前記方向センサ
の地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクトルに基づいて補
正する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の一実施例を示したブロック図である。まず
構成を説明すると、１は方向センサであり、例えばモー
タにより定速回転される地磁気検出コイルを有し、この
検出コイルからの地磁気検出信号Ｅｓをモータの回転数
に一致した周波数の基準信号Ｅｒとともに出力するよう
にしている。この地磁気検出信号Ｅｓと基準信号Ｅｒと
で、地磁気ベクトル信号が構成される。

【００１５】２は方向センサ１からの地磁気検出信号Ｅ
ｓと基準信号Ｅｒとの位相差を検出する位相検出器であ
り、この検出位相が基準方位に対する車両の進行方向θ
を表わす信号となる。尚、位相検出器２による検出方向
θはデジタルデータとして出力されるもので、例えば西
を基準に、 360°の方位を右回りに 256分割し、そのた
め東西南北にわたる各データを十進数で表わすと、西で
０，北で64，東で128,南で192 となる。

【００１６】３は車輪の回転数に比列した数のパルスを
出力する走行センサ、４は走行センサ３からのパルスを
計数して走行距離をもとめ、単位走行距離ｄｓ毎にパル
スを出力する距離カウンタ、５は車両の進行方向θを走
行距離ｄｓとに基づいて車両の現在位置を求め、更にこ
の現在位置のデータに基づいて予め定めた目的地までの
直線距離Ｌ及び目的地の方向θ_G を演算して出力する演
算装置、６は地図上で調べた出発地点（ｘ_o ，ｙ_o ）、
目的地点（ｘ_{G ,} ｙ_G ）の各々を運転者が入力するため
のキーボードである。ここで演算装置５による演算とし
ては、まず車両の現在位置（ｘ，ｙ）については、

【００１７】

【数１】 の演算を行ない又目的地までの直線距離Ｌ及び目的地の
方向θ_G については、

【００１８】

【数２】 の演算を行なうようにしている。

【００１９】７は演算装置５の出力する目的地までの直
線距離Ｌ及び目的地の方向θ_G を表示する表示器であ
り、直線距離Ｌの表示にはバーグラフ８が設けられ、目
的地に近づくにつれてバーグラフ８を下側から消すよう
にして目的地までの残存距離を表示するようにしてお
り、又バーグラフ８の周囲には目的地の方向を示す複数
の表示矢印９を設け、目的地を示すいづれか１つの表示
矢印９を点灯するようにしている。

【００２０】一方、方向センサ１と位相検出器２との間
には、車体磁気の変化により方向センサ１よりの地磁気
検出信号Ｅｓに誤差が生じたことを検出する為の誤差検
出回路１０が設けられ、この誤差検出回路１０の出力に
より警報ランプ、ブザー等を備えた警報器１１を作動す
るようにしている。図２は、図１の実施例における誤差
検出回路１０の具体的な一実施例を示したブロック図で
ある。

【００２１】図２において誤差検出回路１０は、基準信
号Ｅｒに対する地磁気検出信号Ｅｓの位相差θを検出す
る位相検出器１２と、所定の位相差における地磁気検出
信号Ｅｓの大きさ（車両の向きに対して所定の角度方向
における地磁気ベクトル信号の大きさ）、すなわち信号
レベルＳ_O を予め記憶した記憶回路１３と、位相検出器
１２が記憶回路１３に記憶している地磁気検出信号Ｅｓ
の信号レベルＳ₀ に対応した位相差を検出した時に、記
憶回路１３の信号レベルＳ₀ を基準信号としてＥｓと比
較し、両者の差の絶対値が所定値以上のときに出力する
比較器１４と、比較器１４の出力を増幅して図１に示す
警報器１１に設けた警報ランプもしくはブザー等を作動
するためのアンプ１５とで構成される。尚、図１の位相
検出器２に対する地磁気検出信号Ｅｓ及び基準信号Ｅｒ
は誤差検出回路１０を介してそのまゝ印加されている。

【００２２】次に、図１，図２の実施例の作用を説明す
る。まず方向センサ１より出力される基準信号Ｅｒに対
する地磁気検出信号Ｅｓの大きさと位相差で得られる信
号ベクトルの車両を同一地点で例えばターンテーブル上
に載せて一回転した場合の軌跡を描くと図３のように表
わされる。図３において信号ベクトルＣが方向センサ１
より出力される地磁気検出信号Ｅｓであり、この信号ベ
クトルＣは車体磁気による基準信号Ｅｒに対して所定の
位相差をもつ信号ベクトルＡと、車両の進行方向におけ
る本来の地磁気による信号ベクトルＢとの合成ベクトル
で与えられる。そこで図１，図２の実施例においては、
例えば図３の信号ベクトルに示すように、基準信号Ｅｒ
に対する地磁気検出信号Ｅｓの位相差がθ₀ となる所定
の方向に車両を向けた時に得られる地磁気検出信号Ｅｓ
の信号レベル、即ち信号ベクトルＣの大きさＳ₀ を位相
差θ₀ とともに記憶回路１３に予め記憶させておく。

【００２３】次に、このように記憶回路１３に対する位
相差θ₀ 及び信号レベルＳ₀ を記憶させた状態で走行中
に車両が、例えば電車踏切のように強い磁界の場所を通
過することにより車体磁気が変化し、例えば図４の信号
ベクトルに示すように、車体磁気の変化により、信号ベ
クトルＡ’となる位相及び大きさの変化を生じ、そのた
め地磁気検出信号Ｅｓの基準信号Ｅｒに対する位相差が
θ₀ となった時の信号レベルがＳ_n のように増加したと
する。このような車体磁気が変化した後における地磁気
検出信号Ｅｓの所定の位相差θ₀ における信号レベルの
変化は、車両が位相検出器１２において、所定の位相差
θ₀ を検出する方向に向いた時に、位相差検出器１２の
検出出力に基づいて記憶回路１３より予め記憶した位相
差θ₀ における信号レベルＳ₀ が比較器１４に基準信号
として与えられ、この時、地磁気検出信号Ｅｓの信号レ
ベルは図４の信号ベクトルＣ’に示すようにＳ_n とな
り、Ｓ_n ＞Ｓ₀ であり差の絶対値｜Ｓ_n −Ｓ₀ ｜が所定
値ΔＳ以上となるために比較器１４が出力を生じ、アン
プ１５を介して警報器１１の警報ランプもしくは警報ブ
ザーを作動し、運転者に対し車体磁気の変化により方向
センサ１の検出信号に誤差が生じたことを知らせる。

【００２４】尚警報器１１より警報出力が行なわれた場
合には、後の説明で明らかにする他の実施例により、方
向センサ１よりの地磁気検出信号Ｅｓに含まれる車体磁
気による誤差信号成分を除去するための補正が行なわれ
る。

【００２５】図５は第１の実施例を示したブロック図で
あり、この実施例は走行中に検出する基準信号Ｅｒに対
する地磁気検出信号Ｅｓの位相差θと信号の大きさ、す
なわち信号レベルＳに基づいて、地磁気検出信号Ｅｓに
含まれる車体磁気による信号成分を演算し、この車体磁
気による信号を補正信号として発生し、地磁気検出信号
から差し引くことにより、地磁気検出信号Ｅｓを補正す
るようにしたことを特徴とする。

【００２６】まず、構成を説明すると、方向センサ１、
位相検出器２、走行センサ３、距離カウンタ４、演算装
置５、キーボード６、表示器７については、図１の実施
例と同様であり、これに加えて方向センサ１よりの基準
信号Ｅｒ及び地磁気検出信号Ｅｓを入力した補正演算回
路１６が位相検出器２の前段に設けられる。この補正演
算回路１６は、図６に示す回路構成を有する。

【００２７】図６において、１７は基準信号Ｅｒに対す
る地磁気検出信号Ｅｓの位相差θを検出する位相検出
器、１８は、地磁気検出信号Ｅｓの信号レベル例えば実
効値又は、整流した直流電圧を検出するレベル検出器、
２０は、位相検出器１７の検出位相差θとレベル検出器
１８の検出レベルＳとに基づいて、地磁気検出信号Ｅｓ
に含まれる車体磁気による信号成分の、基準信号Ｅｒに
対する位相差θ₀ 及び信号レベルＳ₀ のそれぞれを演算
する演算器である。

【００２８】この演算器２０による位相差θ₀ 及び信号
レベルＳ₀ の演算は、方向センサ１から出力される地磁
気検出信号Ｅｓが図７に示すように車体磁気による信号
ベクトルＡと地磁気による信号ベクトルＢとの合成ベク
トルＣで表わされ、且つ車両の進行方向に応じて、車両
を同一地点で例えばターンテーブルの上に載せて一回転
した場合に発生するのと同様な、地磁気信号ベクトルＢ
の回転による円となる軌跡を描くことから、この円の中
心（ｘ_o ，ｙ_o ）を信号ベクトルＣの位相差θ及び信号
レベルＳとから求めれば、車体磁気による信号ベクトル
Ａの位相差θ_o及び大きさＳ₀ のそれぞれが求められ、
車体磁気に対応した地磁気検出信号に含まれる信号成分
を補正信号として発生することが可能となる。すなわ
ち、図７における円の方程式は、

【００２９】

【数３】 であることから、少なくとも円周上の２点、例えば（ｘ
₁ ，ｙ₁ ）及び（ｘ₂ ，ｙ₂ ）の２点を選び、上記数式
３に基づいた

【００３０】

【数４】 の連立方程式を解くことにより、信号ベクトルＢの回転
中心（ｘ_0,ｙ₀)が求められる。なお、数式４の演算にお
いて、信号ベクトルＢは地磁気ベクトルであり、方向セ
ンサ１に固有のもので、その大きさＲは予め分かってい
る値である。

【００３１】又、数式４の演算においては雑音等の影響
を除く為に、実用上は、上記の演算を複数回行ない、演
算された（ｘ_0,ｙ₀)の平均値を求めるようにすることが
望ましい。このようにして求めた（ｘ_0,ｙ₀)の値から、
車体磁気による信号ベクトルＡの信号レベルＳ₀ 及び位
相差θ₀ を

【００３２】

【数５】 によって求める。前記数式４，５の演算を行なう演算器
２０の具体的な構成としては、図８に示すように位相検
出器１７よりの位相差θと、レベル検出器１８よりの検
出レベルＳの夫々を、正弦演算器２０ａ及び余弦演算器
２０ｂに入力して図７の信号ベクトルＣの円周上におけ
る座標 ｘ＝Ｓcos θ及びｙ＝Ｓsin θの夫々を求め、
この正弦及び余弦演算器２０ａ，２０ｂの出力を演算器
２０ｃに入力して前記第(4)式の連立方程式を解いて、
前記と同様に回転中心（ｘ_0,ｙ₀)を求め、更に演算器２
０ｄ及び２０ｅのそれぞれにて第(5)式に示した信号ベ
クトルＡの信号レベルＳ₀ 及び位相差θ_o のそれぞれを
演算して出力する。勿論、このような演算器２０ｃにお
ける演算はマイクロコンピュータを用いたプログラム演
算によるものであっても良い。

【００３３】再び図６を参照するに、演算器２０で演算
された地磁気検出信号Ｅｓに含まれる、車体磁気による
信号成分を表わす位相差θ_o 及び信号レベルＳ₀ のそれ
ぞれは、正弦波発振器２１及び掛算器２２に与えられ
る。正弦波発振器２１は、演算器２０よりの演算位相差
θ_o に基づく位相制御により基準信号Ｅｒに対してθ_o
となる位相遅れをもつ正弦波信号を掛算器２２に発振出
力し、掛算器２２においては演算器２０よりの演算信号
レベルＳ₀ に基づく所定の計数設定により正弦波発振器
２１よりの正弦波信号の信号レベルが演算器２０で演算
された信号レベルＳ₀ に変換され、掛算器２２より基準
信号Ｅｒに対して位相差θ_o を有し、且つ信号レベルが
Ｓ₀ となる車体磁気による信号成分に一致する補正信号
Ｅｏが出力される。

【００３４】この補正信号Ｅｏは地磁気検出信号Ｅｓが
入力された引算器２４に与えられ、地磁気検出信号Ｅｓ
から補正信号Ｅｏを差し引くことにより地磁気検出信号
Ｅｓに含まれている車体磁気による信号成分を取り除
き、車体磁気により地磁気検出信号Ｅｓに含まれる誤差
を補正する。この引算器２４における補正作用は、図７
の信号ベクトル図における車体磁気による信号ベクトル
Ａが除去されたことに相当するもので、その結果引算器
２４より出力される地磁気検出信号Ｅｓは、地磁気によ
る信号ベクトルＢのみとなり、地磁気検出信号Ｅｓは、
車体磁気による誤差信号成分が全く含まれないことにな
る。

【００３５】次に、図５，図６によって第１の実施例の
補正作用を説明する。まず補正演算回路１６に対する補
正演算の開始指令としては、次のいずれかの方法が用い
られる。 (イ) 補正演算を開始する車両の進行方向を予め複数方
向に定めておき、この複数の演算開始方向のいずれかに
一致する位相検出器１７の検出位相差が得られた時に補
正演算を行なう。 (ロ）図１，図２に示した誤差検出回路１０における誤
差検出機能を補正演算回路１６に設けておき、所定位相
差を生じた時のレベル検出器１８よりの検出レベルが予
め記憶した記憶レベルに対し、所定値以上となる差を生
じた誤差検出時に自動的にもしくは警報後におけるキー
ボード等よりの補正指令により補正演算を行なう。 （ハ）一定時間又は一定走行距離毎に補正演算を指令す
る。

【００３６】このように前記（イ）〜（ハ）のいずれか
により補正演算回路１６に対し、演算指令が行なわれる
と、少なくとも車両が異なる２方向を向いた時の位相検
出器１７及びレベル検出器１８の各検出位相θ、信号レ
ベルＳに基づいて前記数式４による演算を実行して図７
における信号ベクトルＢの回転中心（ｘ_o ，ｙ_o ）を求
め、この中心座標（ｘ_o ，ｙ_o ）に基づいて前記数式５
により車体磁気による信号成分の位相差θ_o 及び信号レ
ベルＳ₀ を演算し、正弦波発振器２１の位相制御及び掛
算器２２に対するレベル制御により、車体磁気による信
号成分に一致する補正信号Ｅｏを発生し、図９の信号波
形図に示すように、引算器２４において、基準信号Ｅｒ
に対し位相差θを有し、且つ信号レベルがＳとなる地磁
気検出信号Ｅｓから、演算器２０により設定された位相
差θ_o 及び信号レベルＳ₀ となる補正信号Ｅｏを差し引
くことにより、地磁気検出信号Ｅｓに含まれる車体磁気
による誤差信号成分を取り除き、地磁気による位相差と
信号レベルをもつ図７の信号ベクトルＢに相当する地磁
気補正信号を図５に示す位相検出器１６に基準信号Ｅｒ
とともに出力し、距離カウンタ４が単位走行距離ｄｓに
パルスを出力した時に、演算装置５により前記数式１，
２に基づく予め定めた目的地までの直線距離Ｌ及び目的
地の方向θ_G を演算して表示器７に表示する。

【００３７】なお、図５，図６の実施例において補正演
算回路１６に演算器２０を設けておくことは装置構成が
複雑になり易いので、補正演算回路１６には位相制御可
能な正弦波発信器２１及び係数設定可能な掛算器２２の
それぞれのみを設けておき、図１，図２に示した誤差検
出回路１０の誤差検出により警報が行なわれた後に車両
を整備工場等に持ち込み、図６の誤差演算回路１６にお
ける位相検出器１７、レベル検出器１８及び演算器２０
を内蔵したチェッカーをコネクタ接続し、この状態で車
両を少なくとも所定の２方向に向けて車体磁気による信
号成分の位相差θ_o 及び信号レベルＳ₀ のそれぞれを演
算し、正弦波発振器２１に対し、位相差θ_o を設定する
とともに掛算器２２に信号レベルＳ₀ を出力するための
係数設定を行なうようにして誤差演算回路１６の構成を
簡潔にするようにしても良い。

【００３８】図１０は第２の実施例を示したブロック図
であり、この実施例は方向センサとして回転機構を有し
ない非回転方式の方向センサを用いたことを特徴とす
る。まず、構成を説明すると、方向センサ２５は、リン
グ状のコア２６に直交して一対の検出コイル２７，２８
を巻き回し、コア２６の円周方向に励磁コイル２９を巻
き回した構造でなる。この方向センサ２５による地磁気
の方向の検出は、コア２６に巻き回した励磁コイル２９
に対し、発振器３０より所定周波数のパルス信号又は交
流信号が供給されて励磁コイル２９を励振しており、励
磁コイル２９の励振により直交配置した検出コイル２
７，２８にはパルス信号又は交流信号を微分した信号電
圧が誘導される。

【００３９】方向センサ２５に外部磁界が加わっていな
い時には、検出コイル２７，２８の検出信号は、励振信
号の奇数次の高調波成分が表われているが、外部磁界が
加わると偶数次の高調波成分が表われるようになり、こ
の偶数次の高調波成分の信号レベルは、検出コイル２
７，２８に直交する外部磁界の磁界成分の大きさに比例
して変化する。そこで各検出コイル２７，２８の出力
は、偶数次の高調波成分を検出する高調波検出回路３
１，３２に加えられ偶数次の高調波成分の大きさに比例
した直流電圧ｅ_x,ｅ_y を検出し、補正演算回路３３を介
して演算回路３４において、

【００４０】

【数６】 の演算により車両の進行方向θを演算出力する。尚走行
センサ３、距離カウンタ４、演算装置５、キーボード
６、表示器７でなる他の回路部については、図１，図６
と同じになる。

【００４１】高調波検出回路３１，３２よりの検出電圧
ｅ_x,ｅ_y のそれぞれを入力した補正演算回路３３は、図
１１に取り出して示す回路構成を有し、検出電圧ｅ_x,ｅ
_y は図１２の信号ベクトル図に示すように車体磁気によ
る信号ベクトルＡと地磁気による信号ベクトルＢとの合
成ベクトルＣのＸ，Ｙ軸方向の信号電圧を表わしている
ので、信号ベクトルＢの回転中心となる信号電圧
（ｅ_xo，ｅ_yo）を回転中心とする半径ｅ_R （信号ベクト
ルＢの大きさ）とする円の方程式は

【００４２】

【数７】 で与えられる。従って、演算器３５において、図１２の
円周上における少なくとも任意の２点の検出電圧ｅ_x ,
ｅ_y に基づいた前記数式７の連立方程式を解くことによ
り、回転中心となる信号ベクトルＡの大きさを表す信号
電圧ｅ_xo，ｅ_yoを出力する。

【００４３】この演算器３５よりの演算出力ｅ_xo，ｅ_yo
のそれぞれは、引算器３６，３７に入力されて高調波検
出回路３１，３２よりの検出電圧ｅ_x ，ｅ_y のそれぞれ
から差し引かれ、その結果、引算器３６，３７よりは地
磁気に応じた信号ベクトルＢ（図１１参照）のみを表わ
す検出電圧ｅ_x ，ｅ_y が出力され演算器３４において車
両の進行方向θが前記数式６に基づいて演算される。

【００４４】図１３は、非回転式の方向センサ２５を用
いた第３の実施例を示したブロック図であり、この実施
例は、高調波検出回路３１，３２の検出電圧ｅ_x ，ｅ_y
に基づいて演算器３５で演算した補正用の電圧ｅ_xo，ｅ
_yoのそれぞれを高調波検出回路３１，３２の入力側にマ
イナス電圧としてフィードバックし、高調波検出回路３
１，３２に入力する方向センサ２５よりの検出電圧に含
まれる車体磁気による信号成分を直接に補正するように
したものである。

【００４５】尚、図１０，図１３の実施例における地磁
気検出信号の補正演算については、図６の実施例と同様
に前記（イ）〜（ハ）のいずれかの状態における補正演
算の指令に基づいて地磁気検出信号に含まれる車体磁気
による誤差信号成分の補正が行なわれる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベクトルを検出
する方向センサと、前記方向センサが少なくとも２つの
車両進行方向に向いた場合の前記地磁気ベクトルを検出
するベクトル検出手段と、前記地磁気の大きさを予め記
憶する記憶手段と、前記少なくとも２つの車両進行方向
における地磁気ベクトルと前記記憶手段に記憶された地
磁気の大きさから車体の磁気を表す車体磁気ベクトルを
算出する車体磁気ベクトル算出手段と、前記方向センサ
の地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクトルに基づいて補
正する補正手段とを有するようにしたため、車体磁気が
変化してもこれを適切に補正して、車体磁気による方向
センサの検出誤差は略完全に補正でき、精度の高いドラ
イブガイドを可能になるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したブロック図である。

【図２】図１の実施例における誤差検出回路の実施例を
示したブロック図である。

【図３】地磁気検出信号の通常の場合を示すベクトル図
である。

【図４】地磁気検出信号の異常の場合を示すベクトル図
である。

【図５】車体磁気による誤差を補正する第１の実施例を
示したブロック図である。

【図６】図５における補正演算回路の実施例を示したブ
ロック図である。

【図７】補正演算の作用を示した信号ベクトル図であ
る。

【図８】図６の演算器の具体的構成の一実施例を示した
ブロック図である。

【図９】図６の実施例における地磁気検出信号の補正を
示した信号波形図である。

【図１０】非回転式の方向センサを用いた第２の実施例
を示したブロック図である。

【図１１】図１０の補正演算回路の具体的な構成の一実
施例を示したブロック図である。

【図１２】図１１における補正演算を説明するための信
号ベクトル図である。

【図１３】非回転式の方向センサを用いた第３の実施例
を示したブロック図である。

【符号の説明】

Ｅｓ 地磁気ベクトル信号 １ 方向センサ １３ 記憶回路 １６ 補正手段（補正演算回路） ２０ 車体磁気ベクトル算出手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年４月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】次に、図１，図２の実施例の作用を説明す
る。まず方向センサ１より出力される基準信号Ｅｒに対
する地磁気検出信号Ｅｓの大きさと位相差で得られる信
号ベクトルの車両を同一地点で例えばターンテーブル上
に載せて一回転した場合の軌跡を描くと図３のように表
わされる。図３において信号ベクトルＣが方向センサ１
より出力される地磁気検出信号Ｅｓであり、この信号ベ
クトルＣは車体磁気による基準信号Ｅｒに対して所定の
位相差をもつ信号ベクトルＡと、車両の進行方向におけ
る本来の地磁気による信号ベクトルＢとの合成ベクトル
で与えられる。そこで図１，図２の実施例においては、
例えば図３の信号ベクトルに示すように、基準信号Ｅｒ
に対する地磁気検出信号Ｅｓの位相差がθ₀ となる所定
の方向に車両を向けた時に得られる地磁気検出信号Ｅｓ
の信号レベル、即ち信号ベクトルＣの大きさＳ₀ を位相
差θ₀ とともに記憶回路１３に予め記憶させておく。ま
た、図３において、破線で示したものは、信号ベクトル
Ｃが上記所定の方向とは異なる方向の場合を示したもの
である。いずれにしろ、地磁気による信号ベクトルＢ
は、どの方向でも一定の大きさであることがわかる。こ
のため、上記記憶回路１３に記憶された信号ベクトルＣ
の大きさＳ₀ と位相差θ₀ は、信号ベクトルＢがどの方
向でも一定の大きさであることから、信号ベクトルＡで
示される車体磁気の大きさと方向を記憶しているのに等
しい。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【数３】 であることから、すくなくとも信号ベクトルＣの円周上
の２点、例えば（ｘ₁ ，ｙ₁ )及び（ｘ₂ ,ｙ₂ )の２点
を中心として、上記数式３と同様の

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】又、数式４の演算においては雑音等の影響
を除く為に、実用上は、上記の２点での演算を複数回行
ない（すなわち３方向以上）、演算された（ｘ₀ ，
ｙ₀）の平均値を求めるようにすることが望ましい。こ
のようにして求めた（ｘ₀ ，ｙ₀）の値から、車体磁気
による信号ベクトルＡの信号レベルＳ₀ 及び位相差θ₀
を

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベク
   トルを検出する方向センサと、 前記方向センサが少なくとも２つの車両進行方向に向い
   た場合の前記地磁気ベクトルを検出するベクトル検出手
   段と、 前記地磁気の大きさを予め記憶する記憶手段と、 前記少なくとも２つの車両進行方向における地磁気ベク
   トルと前記記憶手段に記憶された地磁気の大きさから車
   体の磁気を表す車体磁気ベクトルを算出する車体磁気ベ
   クトル算出手段と、 前記方向センサの地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクト
   ルに基づいて補正する補正手段と、を有することを特徴
   とする車両用方位検出装置。
2. 【請求項２】 地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベク
   トルを検出する方向センサと、 前記方向センサが少なくとも２つの車両進行方向に向い
   た場合の前記地磁気ベクトルを検出するベクトル検出手
   段と、 前記地磁気の大きさを予め記憶する記憶手段と、 前記ベクトル検出手段で検出された地磁気ベクトル毎
   に、地磁気ベクトルの終端の座標を中心点として前記地
   磁気の大きさを半径とした円を求めて該円の交点座標を
   求める座標算出手段と、 地磁気ベクトルの始端の座標と前記座標算出手段で求め
   られた交点座標から車体磁気ベクトルを算出する車体磁
   気ベクトル算出手段と、 前記方向センサの地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクト
   ルに基づいて補正する補正手段と、を有することを特徴
   とする車両用方位検出装置。
3. 【請求項３】 地磁気と車体磁気を合成した地磁気ベク
   トルを検出する方向センサと、 前記方向センサが複数の車両進行方向に向いた場合の前
   記地磁気ベクトルを検出するベクトル検出手段と、 前記地磁気の大きさを予め記憶する記憶手段と、 前記ベクトル検出手段で検出された一対の地磁気ベクト
   ル毎に、地磁気ベクトルの終端の座標を中心点として前
   記地磁気の大きさを半径とした円を求めて該円の交点座
   標を求める座標算出手段と、 該座標算出手段で前記一対の地磁気ベクトル毎に求めら
   れた複数の交点座標の平均座標を求める平均座標算出手
   段と、 地磁気ベクトルの始端の座標と該平均座標算出手段で求
   められた平均座標から車体磁気ベクトルを算出する車体
   磁気ベクトル算出手段と、 前記方向センサの地磁気ベクトルを前記車体磁気ベクト
   ルに基づいて補正する補正手段と、を有することを特徴
   とする車両用方位検出装置。