JPS63158408A - Processing method of data of geomagnetism sensor - Google Patents
Processing method of data of geomagnetism sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
炎五斑１
本発明は、車載ナビゲーション装置における地磁気セン
サのデータ処理方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a data processing method for a geomagnetic sensor in an on-vehicle navigation device.
１旦且韮
近年、地図情報をメモリに記憶しておき、その地図情報
をメモリから読み出して車両の現在地とともに表示装置
に表示させることにより１、車両を所定の目的地に誘導
する車載ナビゲーション装置が研究、開発されている。In recent years, in-vehicle navigation devices have been developed that guide a vehicle to a predetermined destination by storing map information in a memory, reading the map information from the memory, and displaying the map information along with the vehicle's current location on a display device. being researched and developed.
かかるブビゲーション装置には、車両の方位を検出する
方位センサが不可欠であり、この方位センサとして、例
えば地磁気（地球磁界）に基づいて車両の方位を検出す
る地磁気センサが用いられる。しかしながら、この地磁
気センサは外乱磁界の影響を受は易く、車両の踏切通過
時、鉄橋通過時、或は車両の側を大きな車（例えば、ト
ラックやバス′＠）が通過した際に、その出力データに
大きな誤差が含まれることになる。Such a navigation device requires a direction sensor that detects the direction of the vehicle, and as this direction sensor, for example, a geomagnetic sensor that detects the direction of the vehicle based on geomagnetism (earth's magnetic field) is used. However, this geomagnetic sensor is easily affected by disturbance magnetic fields, and its output may be affected when a vehicle passes a railroad crossing, a railway bridge, or when a large vehicle (such as a truck or bus) passes by the vehicle. The data will contain large errors.
１豆立皇１
本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、地磁気セ
ンサにより求められる方位データの信頼性を高めること
により、車両方位をより正確に検出して精痕の良いナビ
ゲーションを行なえるようにした地磁気センサのデータ
処理方法を提供することを目的と（る。1. The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and by increasing the reliability of the direction data obtained by the geomagnetic sensor, the direction of the vehicle can be detected more accurately and navigation with good precision can be performed. The purpose of this study is to provide a data processing method for a geomagnetic sensor that allows
本発明による地磁気センサのデータ処理方法は、地磁気
センサの出力データの変動を許容する許容範囲を設定し
、地磁気センサの出力データが所定時間連続して前記許
容範囲内に入らないときは、所定のデータに基づいて地
磁気センサの出力データの補正を行なうことを特徴とし
ている。The geomagnetic sensor data processing method according to the present invention sets a tolerance range that allows variations in the output data of the geomagnetic sensor, and when the output data of the geomagnetic sensor does not fall within the tolerance range for a predetermined period of time, a predetermined The feature is that the output data of the geomagnetic sensor is corrected based on the data.
友−Ｊｕｌ！ 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。Friend-Jul! Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第１図は、本発明による地磁気センサのデータ処理方法
が適用される車載ナビゲーション装置の構成を示すブロ
ック図である。同図において、１は地磁気に基づいて車
両の方位データを出力するための地磁気センサ、２は車
両の角速度を検出するための角速度センサ、３は車両の
移動距離を検出するための走行距離センサ、４は緯度及
び経度情報等から車両の現在地を検出するためのＧＰＳ
（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏ５ｉｔｉｏｎｉｎｏ Ｓｙｓｔｅ
ｍ）装置であり、これら各センサ（装置）の出力はシス
テムコントローラ５に供給される。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle-mounted navigation device to which a geomagnetic sensor data processing method according to the present invention is applied. In the figure, 1 is a geomagnetic sensor for outputting vehicle orientation data based on geomagnetism, 2 is an angular velocity sensor for detecting the angular velocity of the vehicle, 3 is a mileage sensor for detecting the distance traveled by the vehicle, 4 is a GPS for detecting the vehicle's current location from latitude and longitude information, etc.
(Global Po5tionino System
m) device, and the output of each of these sensors (devices) is supplied to the system controller 5.
システムコントローラ５は、各センサ（装置）１〜４の
出力を入力としＡ／Ｄ （アナログ／ディジタル）変換
等を行なうインターフェース６と、種々の画像データ処
理を行なうとともにインターフェース６から順次送られ
てくる各センサー（装置）１〜４の出力データに基づい
て車両の移動３等を演算するｃｐｕ ＜中央処理回路）
７と、このＣＰＵ７の各種の処理プログラムやその他必
要な情報が予め囚き込まれたＲＯＭ（リード・オンリ・
メ・モリ）８と、プログラムを実行する上で必要な情報
の書込み及び読出しが行なわれるＲＡＭ （ランダム・
アクセス・メモリ）９と、いわゆるＣＤ−ＲＯＭ１１Ｃ
カード等からなり、ディジタル化（数値化）された地図
情報が記録された記録媒体１０と、Ｖ −ＲＡ Ｍ （
Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等からなるグラフィックメモリ１
１と、ＣＰＵ７から送られてくる地図等のグラフィック
データをグラフィックメモリ１１に描画しかつ画像とし
てＣＲＴ等のディスプレイ１２に表示すべく制御するグ
ラフィックコント０−ラ１３とから構成されている。入
力装置１４はキーボード等からなり、使用名によるキー
人力により各種の指令等をシステムコント０−ラ５に対
して発する。The system controller 5 has an interface 6 which inputs the outputs of the sensors (devices) 1 to 4 and performs A/D (analog/digital) conversion, etc., and processes various image data which are sequentially sent from the interface 6. CPU (central processing circuit) that calculates vehicle movement 3, etc. based on the output data of each sensor (device) 1 to 4
7 and a ROM (read-only) in which various processing programs and other necessary information for the CPU 7 are stored in advance.
RAM (random memory) 8 and RAM (random
access memory) 9 and the so-called CD-ROM 11C
A recording medium 10 consisting of a card etc., on which digitized (numerical) map information is recorded, and a V-RAM (
Graphic memory 1 consisting of Video RAM), etc.
1, and a graphic controller 0-13 that controls graphic data such as a map sent from the CPU 7 to be drawn in a graphic memory 11 and displayed as an image on a display 12 such as a CRT. The input device 14 consists of a keyboard, etc., and various commands are issued to the system controllers 0-5 by manual keystrokes according to names used.
次に、ＣＰＵ７によって実行される基本的な手順を、第
２図のフローチャートに従って説明する。Next, the basic procedure executed by the CPU 7 will be explained according to the flowchart shown in FIG.
ＣＰＬＩ７は、先ず最初にプログラムを実行させるため
のイニシャライズを行ない（ステップ８１）、しかる後
車両の現在地がセットされているか否かを判断する（ス
テップ８２＞。現在地がセットされていない場合は、現
在地セットルーチンの実行（ステップＳ３）、例えば人
力Ｉ置１４でのキー人力による現在地のセットが行なわ
れる。次に、走行距離を零にしくステップＳ４）、続い
て入力装置１４からのキー人力が有るか否かの判断を行
なう（ステップ８５）。The CPLI 7 first initializes to execute the program (step 81), and then determines whether the current location of the vehicle has been set (step 82>. If the current location is not set, the current location is Execution of a set routine (step S3), for example, the current location is set using the key input from the input device 14.Next, the mileage is set to zero (step S4), followed by key input from the input device 14. It is determined whether or not (step 85).
キー人力が無い場合は、ディスプレイ１２上に現在地周
辺の地図表示を行なうとともに車両の現在位置及びその
方位を例えば車両マークにてこの地図上に表示し、車両
が移動したらその移動に伴い地図をスクロールさせ、更
に現在グラフィックメモリ１１上にある地図データの範
囲を車両位置が越えそうなときには、記録媒体１０から
必要な地図データを読み出しでディスプレイ１２上に表
示する（ステップ８６）。If there is no key personnel available, a map of the area around the current location is displayed on the display 12, and the current location of the vehicle and its direction are displayed on this map using, for example, a vehicle mark, and when the vehicle moves, the map scrolls as the vehicle moves. Furthermore, when the vehicle position is about to exceed the range of the map data currently on the graphic memory 11, the necessary map data is read out from the recording medium 10 and displayed on the display 12 (step 86).
キー人力が有ると、その入力データに応じて現在地の再
セット（ステップ＄７）、センサ補正（ステップＳ８）
、目的地セット（ステップ８９）及び地図の拡大・縮小
（ステップ５１０）の各ルーチンを実行する。If there is key human power, the current location is reset according to the input data (step $7), sensor correction (step S8)
, destination setting (step 89), and map enlargement/reduction (step 510) routines are executed.
また、ＣＰＵ７はタイマーによる割込み処理により、第
３図に示すように、一定時間間隔で地磁気センサ１及び
補助方位センサである角速度センサ２の各出力データに
基づいて車両の方位を常に計輝する（ステップ８１１，
８１２）。In addition, as shown in FIG. 3, the CPU 7 uses interrupt processing by a timer to constantly measure the vehicle's direction based on the output data of the geomagnetic sensor 1 and the angular velocity sensor 2, which is an auxiliary direction sensor, at fixed time intervals ( step 811,
812).
ところで、地磁気センサ１は一般に、同一平面上におい
て互いに９０°の位相角をもって配置された一対の磁気
検出素子からなり、これら一対の素子の一方は例えばＵ
方向（北方向）の地磁気成分を検出し、他方はＶ方向く
東方向）の地磁気成分を検出するようになっている。か
かる構成の地磁気センサ１を、水平面上において一回転
させると、Ｕ、■双方の検出素子からの出力データによ
って、第４図に示すような、Ｕｖ直交座標系の原点Ｏを
中心とする円■の軌跡が描かれる。従って、例えば点Ｐ
（ＬＪ＋ 、 Ｖ＋ ）における北（０輪）からの時
計回りの方位角θは、次式（１）によって算出される。By the way, the geomagnetic sensor 1 generally consists of a pair of magnetic detection elements arranged on the same plane with a phase angle of 90° to each other, and one of the pair of elements is, for example, U
One detects the geomagnetic component in the direction (north direction), and the other detects the geomagnetic component in the V direction (east direction). When the geomagnetic sensor 1 having such a configuration is rotated once on a horizontal plane, the output data from both detection elements U and ■ generates a circle centered at the origin O of the Uv rectangular coordinate system as shown in FIG. The trajectory is drawn. Therefore, for example, point P
The clockwise azimuth θ from the north (0 wheel) at (LJ+, V+) is calculated by the following equation (1).
θ−ｔａｕ （Ｕ／Ｖ）・＝・（１）従って、このよ
うな地磁気センサ１を、車両の前後或は左右方向に対し
て所定の角度で車両に取り付けておき、Ｕ、■双方の検
出素子からの出力データに基づいて（１）式のｍｌを行
なうことにより、車両の方位を検出できるのである。θ-tau (U/V)・=・(1) Therefore, such a geomagnetic sensor 1 is attached to the vehicle at a predetermined angle with respect to the front and rear or left and right directions of the vehicle, and the detection of both U and By performing ml of equation (1) based on the output data from the element, the direction of the vehicle can be detected.
ここで、地磁気センサ１の周囲には、地球磁界による磁
束のみが存在するのが理想であるが、車両においては、
そのボデー鋼板の着磁等に起因した余分な磁束が存在す
るのが一般的である。そこで、かかる車両ボデーの着磁
による影響を除去して正確な方位検出を行なうために、
例えば、ＶＪ開昭５７−２８２０８＠公報に開示の方法
が提案されている。この方法においては、Ｕ、■磁気検
出素子が車両に固定されて両名間に相対変位がない場合
に、磁気検出素子を一旋回させて得られる出力をプロッ
トして描かれた円の中心と、座標原点との距離がボデー
着磁の影響によるものである点に鑑みて、描かれた円の
中心が原点に移動するように、雨検出素子から得られた
出力データを補正して、ボデー着磁の影響を除去するよ
うにしている。詳述するに、雨検出素子の出力が描く円
は第４図の■で示すように、その中心Ｑが原点から移動
した位置にある。そこで、雨検出素子の出力Ｕ。Ideally, only magnetic flux due to the earth's magnetic field exists around the geomagnetic sensor 1, but in a vehicle,
Generally, there is extra magnetic flux due to magnetization of the body steel plate. Therefore, in order to remove the influence of magnetization of the vehicle body and perform accurate direction detection,
For example, a method disclosed in VJ Publication No. 57-28208@ is proposed. In this method, when the magnetic sensing element is fixed to the vehicle and there is no relative displacement between the two, the center of a circle drawn by plotting the output obtained by rotating the magnetic sensing element once Considering that the distance from the coordinate origin is due to the influence of body magnetization, the output data obtained from the rain detection element is corrected so that the center of the drawn circle moves to the origin, and the body The effect of magnetization is removed. To be more specific, the center Q of the circle drawn by the output of the rain detection element is located at a position moved from the origin, as shown by ■ in FIG. Therefore, the output U of the rain detection element.
■の最大値ＬＩｍ、Ｖｗ及び最小値Ｕｎ、Ｖａｎを求め
、これらから次式（２）によって中心Ｑの座標を算出す
る。The maximum values LIm, Vw and the minimum values Un, Van of (2) are determined, and the coordinates of the center Q are calculated from these using the following equation (2).
Ｌｌｏ ＝ （ＬＪｍ＋Ｕｍ）／２
）・・・・・・（２）
Ｖｏ＝（Ｖ鯨＋Ｖ軸）／２
算出された値Ｌｌｏ、Ｖｏを用いて次式（３）によって
各磁気検出素子の出力値Ｕ、■の補正がなされ、補正さ
れたＵ′、Ｖ′から方位の算出が行なわれるのである。Llo = (LJm+Um)/2 )......(2) Vo = (V whale + V axis)/2 Using the calculated values Llo and Vo, the output value of each magnetic detection element is determined by the following formula (3). U and (2) are corrected, and the direction is calculated from the corrected U' and V'.
Ｕ＝＝Ｕ−Ｌｌ。U==U−Ll.
） ・・・・・・（３） Ｖ−＝Ｖ−Ｖ。) (3) V-=V-V.
また、地磁気センサ１の出力データの信頼性を高めるた
めに、ある規則に基づいて地磁気センサ１の出力データ
の変動を許容する許容範囲（以下、ウィンドウと称する
）を設定す、る。すなわち、第５図に斜線で示すように
、前回求めた方位データ（Ｕｎ−＋、Ｖｎ−＋）を基準
として角度方向にウィンドウを設定し、前回求めた方位
データと今回求めた方位データとの差を常に監視し、今
回求めた方位データが前回求めた方位データと著しく違
う場合、即ちウィンドウ外となった場合は、そのデータ
をエラーとして所定のデータ、例えば前回のデータ若し
くは過去何回（回数は任意）かのデータの平均値と置換
することにより、地磁気センサ１の出力データの信頼性
を高める。また、地磁気センサ１から出力されるデータ
は数学的には、円の方程式に当てはまるので、この方程
式上にないデータもエラーと判定することができる。し
かし、データはＡ／ＤＩ換誤差等によりばらつくので、
半径方向にもある程度の幅をもたせてウィンドウを設定
している。第５図中、αは角度許容値、βは半径許容値
をそれぞれ示している。Furthermore, in order to increase the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1, a tolerance range (hereinafter referred to as a window) within which variation in the output data of the geomagnetic sensor 1 is allowed is set based on a certain rule. That is, as shown by the diagonal lines in Fig. 5, a window is set in the angular direction based on the previously obtained azimuth data (Un-+, Vn-+), and the azimuth data obtained previously and the azimuth data obtained this time are compared. The difference is constantly monitored, and if the current direction data is significantly different from the previous direction data, that is, if it is outside the window, that data is treated as an error and the data is changed to predetermined data, such as the previous data or the number of times in the past. is optional) By replacing the data with the average value, the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1 is improved. Furthermore, since the data output from the geomagnetic sensor 1 mathematically applies to the equation of a circle, data that does not fit into this equation can also be determined as an error. However, the data varies due to A/DI conversion errors, etc.
The window is set with a certain width in the radial direction as well. In FIG. 5, α represents an angle tolerance, and β represents a radius tolerance.
なお、方位データを求める時間間隔により方位の差は異
なるので、角速麿と車速の関係で求めることも可能であ
る。例えば、車速が４０［ｋｍ／ｈｌのとき、最高角速
痕を３０［度／Ｓ］とすると、地磁気センサ１の出力デ
ータがこの範囲を越えた場合にエラーとし、前回のデー
タもしくは過去何回かのデータの平均値と置換する。ま
た、角度でウィンドウを設定する場合、車速変化に応じ
て角度を設定することも可能であり、又車速に対して角
度を一次圀数で設定するだけではなく、あるヒステリシ
スを持たせることにより、車速変化に応じて対応角度を
頻繁に変えなくとも済むことになる。Note that since the difference in orientation varies depending on the time interval at which the orientation data is obtained, it is also possible to determine it based on the relationship between the angular velocity and the vehicle speed. For example, if the vehicle speed is 40 [km/hl] and the maximum angular velocity trace is 30 [degrees/S], if the output data of the geomagnetic sensor 1 exceeds this range, it will be considered an error, and Replace with the average value of the data. In addition, when setting the window using an angle, it is also possible to set the angle according to changes in vehicle speed.In addition to setting the angle with a linear number of squares relative to the vehicle speed, it is also possible to set the window with a certain hysteresis. This eliminates the need to frequently change the corresponding angle in response to changes in vehicle speed.
次に、ＣＰＬＪ７によって実行される本発明による地磁
気センサのデータ処理方法の手順を、第６図のフローチ
ャートに従って説明する。Next, the procedure of the geomagnetic sensor data processing method according to the present invention executed by CPLJ7 will be explained according to the flowchart of FIG.
ＣＰＬ１７は先ず、いわゆる一回転補正が完了している
か否かを判断する（ステップ５２０）。完了していない
場合は一回転補正ルーチンを実行する（ステップ５２１
）。この一回転補正ルーチンでは、地磁気センサ１をＰ
Ａ載した車両を一回転させ、Ｕｏ、Ｖｏ（センタＩ）及
び半径ｒの値が求められる。求められた値はＲＡＭ９に
記憶される。The CPL 17 first determines whether so-called one-rotation correction has been completed (step 520). If it has not been completed, execute the one-rotation correction routine (step 521).
). In this one-rotation correction routine, the geomagnetic sensor 1 is
The vehicle carrying A is rotated once, and the values of Uo, Vo (center I), and radius r are determined. The determined value is stored in RAM9.
続いて、初期方位の設定を行なう（ステップ５２２）。Next, an initial orientation is set (step 522).
エンジン始動時には車両が静止しており、車両の方位は
一定なはずであるから、初期値はこのとき設定するのが
好ましい。初期方位設定後、地磁気センサ１の出力デー
タを取り込み（ステップ８２３）、この出力データが先
述したウィンドウ（第５図の斜線部分）に入っているか
否かの判断を行なう（ステップ５２４）。ウィンドウに
入っている場合は、取り込んだ地磁気センタ１の出力デ
ータから先述した（１）〜（３）式に基づいて車両の方
位を計算する（ステップ５２５）。算出された方位は第
２図のフローチャートにおけるステップＳ６で、ディス
プレイ１２上に地図とともに表示される。続いて、角速
度センサ２の出力データから求められている方位を地磁
気センサ１の出力データから求められている方位に一致
させる（ステップ５２６）。Since the vehicle is stationary when the engine is started and the orientation of the vehicle should be constant, it is preferable to set the initial value at this time. After setting the initial orientation, the output data of the geomagnetic sensor 1 is taken in (step 823), and it is determined whether or not this output data falls within the aforementioned window (the shaded area in FIG. 5) (step 524). If it is within the window, the direction of the vehicle is calculated based on the above-mentioned equations (1) to (3) from the captured output data of the geomagnetic center 1 (step 525). The calculated direction is displayed together with the map on the display 12 in step S6 in the flowchart of FIG. Subsequently, the azimuth determined from the output data of the angular velocity sensor 2 is matched with the azimuth determined from the output data of the geomagnetic sensor 1 (step 526).
次に、地磁気センサ１の出力データがウィンドウ外にな
った回数をカウントするウィンドウエラーカウンタのカ
ウントｗＩＮ及びセンタ値ずれが生じた回数をカウント
するセンタ値ずれ判定カウンタのカウント値Ｅを共に零
にしくステップ５２７）、しかる後ステップ８２３に戻
る。以上の流れは、地磁気センサ１の出力データが外乱
磁界に影響されることなくウィンドウ内に入っている、
通常動作時の流れである。Next, the count wIN of the window error counter, which counts the number of times the output data of the geomagnetic sensor 1 is outside the window, and the count value E, of the center value deviation judgment counter, which counts the number of times the center value deviation has occurred, are both set to zero. Step 527), then return to step 823. The above flow indicates that the output data of the geomagnetic sensor 1 is within the window without being affected by the disturbance magnetic field.
This is the flow during normal operation.
一方、地磁気センサ１の出力データがウィンドウに入っ
ていない場合には、ウィンドウエラーカウンタのカウン
ト値Ｎを“１″だけカウントアツプしくステップ８２９
）、続いてそのカウント値Ｎがウィンドウエラー最大重
Ｎｍに達したか否かを判断する（ステップ５３０）。そ
して、ウィンドウエラー最大１１Ｎｍｘに達するまでは
、今回取り込んだ地磁気センサ１の出力データをエラー
と見なし、過去の方位又は角速度センサ２等の補助方位
センサの出力データから求められる方位を利用しくステ
ップ５３１）、しかる後ステップ８２３に戻る。On the other hand, if the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fit into the window, the count value N of the window error counter is incremented by "1" in step 829.
), then it is determined whether the count value N has reached the maximum window error severity Nm (step 530). Then, until the window error reaches the maximum of 11 Nmx, the output data of the geomagnetic sensor 1 that has been imported this time is regarded as an error, and the direction determined from the past direction or the output data of the auxiliary direction sensor such as the angular velocity sensor 2 is used.Step 531) , and then returns to step 823.
また、ウィンドウエラーカウンタのカウント値Ｎがウィ
ンドウエラー最大値Ｎｗａに達した場合は、センタ値ず
れカウンタのカウント値Ｅを１″だけカウントアツプし
くステップ５３２）、続いてそのカウント値Ｅがセンタ
ｉｆｆれ判定最大値Ｅ ｗｒｘに達したか否かを判断す
る（ステップ５３３）。Further, when the count value N of the window error counter reaches the window error maximum value Nwa, the count value E of the center value deviation counter is counted up by 1'' (step 532), and then the count value E is It is determined whether the determination maximum value Ewrx has been reached (step 533).
そして、センタ値ずれ判定最大’ｒＮＥｗに達するまで
は、ある一定時間のタイマをヒツトしくステップ８３４
）、ステップ８３５でタイムアツプと判定するまで、地
磁気センサ１の出力データを取り込み（ステップ８３６
）、そのデータに基づいて方位のｉ！１ ｎを行なう（
ステップ５３７）。すなわち、地磁気センサ１の出力デ
ータがある一定時間ウイントウに入らない場合は、ウィ
ンドウを一時解除し、一定時間エラー処理を行なわない
のである。この処理により、例えば急ハンドル等により
規格外のデータが取り込まれた場合にもこれに対処でき
るのである。Then, in step 834, the timer is set for a certain period of time until the center value deviation judgment maximum 'rNEw is reached.
), the output data of the geomagnetic sensor 1 is captured (step 836) until it is determined that time is up in step 835.
), the direction i! based on that data! 1 Perform n (
step 537). That is, if the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fit into the window for a certain period of time, the window is temporarily canceled and error processing is not performed for a certain period of time. Through this processing, it is possible to cope with the case where non-standard data is captured due to, for example, a sudden steering wheel.
以上、地磁気センサ１の出力データがウィンドウに入っ
ていない場合には、このデータから求められる方位の信
頼性が乏しいので、角速度センサ２の出力データから求
められた方位はそのままにしておく。As described above, if the output data of the geomagnetic sensor 1 is not within the window, the reliability of the orientation determined from this data is poor, so the orientation determined from the output data of the angular velocity sensor 2 is left as is.
センタ値ずれカウンタのカウント値Ｅがセンタ値ずれ判
定最大値ＥＩＩ１１ｘに達した場合は、センタ値ずれと
判断し、他のデータを利用してセンタ値ｆれを補正しく
ステップ８３８）、ウィンドウエラーカウンタのカウン
ト値Ｎ及びセンタ値ずれ判定カウンタのカウント値Ｅを
共に零にしくステップ５３９）、しかる後ステップ８２
３に戻る。車両が例えば踏切を通過した場合、踏切にお
ける強力な磁界によって車両ボデーが着磁され、これに
起因して地磁気センサ１の出力データがＤＣ成分を持っ
てしまい、第７図に示す如くセンタ値ずれを生じるので
、それ以降は正しく方位を求めることができなくなって
しまう。このように車両ボデーが着磁されセンタ値ずれ
が生じたような場合、地磁気センサ１の出力データはい
つまでたってもウィンドウに入らないことになるので、
一定時間ウィントウに入らない回数をカウントすること
により、この状態が発生したと判断することができるの
である。そして、このような状態になった場合は、地磁
気センサ１の出力データがＤＣ成分を持っていても、円
の方程式の中心座標が変化するだけで半径ｒは変化しな
い（地磁気の強さが変化しない限り半径ｒは変わらない
）ので、他のデータを利用して中心座標を求めることが
でき、よってセンタ値ずれを補正できるのである。When the count value E of the center value deviation counter reaches the center value deviation determination maximum value EII11x, it is determined that the center value deviation has occurred, and the center value f deviation is corrected using other data (step 838), and the window error counter is The count value N of the center value deviation determination counter and the count value E of the center value deviation determination counter are both set to zero (step 539), and then step 82
Return to 3. For example, when a vehicle passes through a railroad crossing, the vehicle body is magnetized by the strong magnetic field at the railroad crossing, which causes the output data of the geomagnetic sensor 1 to have a DC component, resulting in a center value shift as shown in FIG. , so that it is no longer possible to correctly determine the direction. If the vehicle body is magnetized in this way and a center value shift occurs, the output data of the geomagnetic sensor 1 will not fit into the window no matter how long it takes.
By counting the number of times the window does not enter the window for a certain period of time, it can be determined that this state has occurred. In such a situation, even if the output data of the geomagnetic sensor 1 has a DC component, only the center coordinates of the circle equation change and the radius r does not change (the strength of the geomagnetic field changes). (the radius r remains unchanged unless
このセンタ値ずれの補正においては、他のデータとして
例えば角速度センサ２の出力データが用いられる。角速
度センサ２では絶対値は求まらないが、時間軸で積分す
ることにより角度を求めることができるのである。セン
タ値がずれた状態でわかっている値は、地磁気センサ１
の出力データ（Ｌｌ、Ｖ）、一回転補正により求められ
ている半径ｒ及び角速度センサ２の出力データであり、
これら値は次式（４）の関係となっている。In the correction of this center value deviation, for example, output data of the angular velocity sensor 2 is used as other data. Although the angular velocity sensor 2 cannot determine the absolute value, it can determine the angle by integrating on the time axis. The known value when the center value is shifted is geomagnetic sensor 1.
output data (Ll, V), the radius r determined by one rotation correction, and the output data of the angular velocity sensor 2,
These values have the relationship expressed by the following equation (4).
Ｕ＝ｒ−３ｉｎθ＋ＵＯ Ｖ−ｒ−ｃｏｓθ＋Ｖ。U=r-3inθ+UO V−r−cosθ+V.
（４）式の変形により、次式（５）が得られる。By transforming the equation (4), the following equation (5) is obtained.
Ｕｏ ＝Ｕ−ｒ −ｓｉｎθ
Ｖｏ ＝Ｖ−ｒ−ｃｏｓθ
よって、（５）式から現在のセンタ値（Ｕｏ、ＶＯ）を
求めることができるのである。Uo =Ur-sinθ Vo =Vr-cosθ Therefore, the current center value (Uo, VO) can be obtained from equation (5).
また、角度θを求める他の方法として、現在車両が走行
している道路の角度を地図データを用いて計篩し、この
道路の角度を角度θとすることもできる。すなわち、道
路は２点を結ぶ線（線分）の繋りで表わされ、各点は数
値化されて地図データとして記録媒体１０に記憶されて
おり、この地図データから車両が位置する線分の両端（
２点）の値がわかるので、この値から一次関数の傾きを
計篩することにより、角度θを求めることができるので
ある。Further, as another method for determining the angle θ, it is also possible to measure the angle of the road on which the vehicle is currently traveling using map data, and use this road angle as the angle θ. That is, a road is represented by a line (line segment) connecting two points, each point is digitized and stored in the recording medium 10 as map data, and from this map data the line segment where the vehicle is located is determined. Both ends of (
Since the value of point 2) is known, the angle θ can be determined by calculating the slope of the linear function from this value.
続いて、ＣＰＬＪ７によって実行される本発明による地
磁気セン勺のデータ処理方法の他の実施例の手順を、第
８図及び第９図のフローチャートに従って説明する。Next, the procedure of another embodiment of the geomagnetic sensor data processing method according to the present invention executed by the CPLJ7 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9.
ＣＰＵ７は単位走行距離毎又は中位時間毎に第８図に示
すような割込み処理を行なっている。すなわち、地磁気
センサ１の出力データＵ、■及び角速度センサ２の出力
データＧを取り込み、それぞれ設定されたメモリ（ＲＡ
Ｍ９）上の配列にセーブするとともに、ポインタ及びカ
ウンタを更新しくステップ５４０）、続いて地磁気セン
サ１の出力データが先述したウィンドウ（第５図の斜線
部分）に入っているか否かの判断を行なう（ステップ５
４１）。ウィンドウに入っている場合は、取り込んだ地
磁気センサ１の出力データから先述した（１）〜（３）
式に基づいて車両の方位を計算する（ステップ５４２）
。また、ウィンドウに入っている場合には地磁気センサ
１から得られるｈ位データの信頼性が高いものとし、角
速度センサ２から求められている方位を地磁気センサ１
から求められている方位に一致させる（ステップ５４３
）。これにより、加速度センサ２から求められる方位の
信頼性を常に地磁気センサ１から求められる方位の信頼
性と同等に維持できることになる。続いて、地磁気セン
サ１の出力データがウィンドウ外になった回数をカウン
トするウィンドウエラーカウンタのカウント値Ｎを零に
しくステップ５４４）、割込みルーチンを終了する。The CPU 7 performs interrupt processing as shown in FIG. 8 every unit traveling distance or every intermediate time. That is, the output data U and ■ of the geomagnetic sensor 1 and the output data G of the angular velocity sensor 2 are taken in and stored in the respective set memories (RA
M9) Save in the above array and update the pointer and counter (step 540), then judge whether the output data of the geomagnetic sensor 1 is in the window mentioned above (the shaded area in Fig. 5). (Step 5
41). If it is in the window, perform steps (1) to (3) mentioned above from the output data of the imported geomagnetic sensor 1.
Calculate the vehicle heading based on the formula (step 542)
. In addition, if it is within the window, it is assumed that the reliability of the h position data obtained from the geomagnetic sensor 1 is high, and the direction obtained from the angular velocity sensor 2 is set to the geomagnetic sensor 1.
(step 543).
). As a result, the reliability of the orientation determined by the acceleration sensor 2 can always be maintained at the same level as the reliability of the orientation determined by the geomagnetic sensor 1. Subsequently, the count value N of the window error counter that counts the number of times the output data of the geomagnetic sensor 1 is outside the window is set to zero (step 544), and the interrupt routine is ended.
一方、地磁気センサ１の出力データがウィンドウ内に入
っていない場合には、ウィンドウエラ−カウンタのカウ
ント値Ｎをインクリメントしくステップ５４５）、続い
てそのカウント値Ｎがウィンドウエラー最大値Ｎｍに達
したか否かを判断する（ステップ８４６）。そして、ウ
ィンドウエラー最大値Ｎｗａに達していない場合には、
過去の方位又は又は角速度センサ２等の補助方位センサ
の出力データから求められる方位を利用しくステップ５
４７）、最大値Ｎ５ａｘに達した場合には、地磁気セン
サ１の出力データが所定時間連続してウィンドウに入ら
なかったことを監視するための補正フラグをセットしく
ステップ８４８）、割込みルーチンを終了する。On the other hand, if the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fall within the window, the count value N of the window error counter is incremented (step 545), and then the count value N reaches the maximum window error value Nm. It is determined whether or not (step 846). Then, if the window error maximum value Nwa has not been reached,
Step 5: Use the past direction or the direction determined from the output data of the auxiliary direction sensor such as the angular velocity sensor 2.
47) If the maximum value N5ax is reached, set a correction flag to monitor that the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fall within the window for a predetermined period of time (Step 848), and end the interrupt routine. .
第９図は、地磁気センサ１及び角速度センサ２の両セン
リ間のデータの相関の検定及び地磁気センサ１の出力デ
ータの補正を行なうためのルーチンであり、本ルーチン
は、一定時間毎又は一定走行距離毎に呼び出されて実行
される。FIG. 9 shows a routine for verifying the correlation between data between the geomagnetic sensor 1 and the angular velocity sensor 2, and correcting the output data of the geomagnetic sensor 1. It is called and executed every time.
ＣＰＵ７は先ず、上述した補正フラグがセットされてい
るか否かの判断を行ない（ステップ５５０）、セットさ
れている場合には、地磁気センサ１及び角速度センサ２
の生データＵ、■及びＧから検定のためのデータの演粋
を行なう〈ステップ＄５１）。この演算では、角速度セ
ンサ２の出力データＧは、地磁気センサ１の出力データ
のセンタ値Ｌｌｏ、Ｖｏ及び円の半径ｒを用い、次式で
Ｘ。The CPU 7 first determines whether or not the above-mentioned correction flag is set (step 550), and if it is set, the geomagnetic sensor 1 and the angular velocity sensor 2
Data extraction for verification is performed from the raw data U, ■, and G (step $51). In this calculation, the output data G of the angular velocity sensor 2 is expressed as X using the following equation using the center values Llo and Vo of the output data of the geomagnetic sensor 1 and the radius r of the circle.
Ｙ座標系に変換される。Converted to Y coordinate system.
Ｑｘ−ｒ−ＣＯ３（Ｇ）＋ＶＯ Ｇｙ＝ ｒ−ｓｉｎ（Ｇ）＋Ｕ。Qx-r-CO3(G)+VO Gy=r-sin(G)+U.
これにより、角速度センサ２の出力データが地磁気セン
サ１の出力データの座標系に変換され、通常状態では、
Ｕ＝Ｇｙ、Ｖ＝Ｇｘとなっている。As a result, the output data of the angular velocity sensor 2 is converted into the coordinate system of the output data of the geomagnetic sensor 1, and in the normal state,
U=Gy, V=Gx.
ここで、車両ボデーがｉ４されたような場合、第１０図
に示すように、地磁気センサ１の出力データは着磁ベク
トルの分だけ平行移動した半径ｒの円周上に分布するよ
うになる。このため、通常のデータ処理を行なったので
は、誤った方位が検出されることになる。Here, when the vehicle body is moved i4, as shown in FIG. 10, the output data of the geomagnetic sensor 1 will be distributed on the circumference of the radius r that has been translated in parallel by the magnetization vector. Therefore, if normal data processing is performed, an incorrect direction will be detected.
そこで、次のステップ８５２では、予め定められたリン
プル数ｎ組のデータに関して、Ｘ軸方向の変位Ｘ ｄ
（ｉ） ＝ Ｖ （ｉ）−Ｇ ｘ （ｉ）の標準偏差（
７Ｕを求める。そして、この標準偏差σＵと所定の設定
値σｔｈとの比較を行ない（ステップ５５３）、設定値
σｔｈ以内の場合には、次のステップ８５４に進む。こ
こでは、Ｙ軸方向の変位Ｙｄ（ｉ） ＝Ｕ（ｉ）−Ｇ
ｙ（ｉ）の標準偏差σＶを求める。そして、この標準偏
差σＶと所定設定値σｔｈとの比較を行ない（ステップ
５５５）、設定値σｔｈ以内の場合には、センタ値Ｕｏ
、Ｖｏを推定値Ｕｏｎ 、Ｖ。Therefore, in the next step 852, the displacement in the X-axis direction
(i) = V (i) - Standard deviation of G x (i) (
Find 7U. Then, this standard deviation σU is compared with a predetermined set value σth (step 553), and if it is within the set value σth, the process proceeds to the next step 854. Here, the displacement in the Y-axis direction Yd(i) = U(i) - G
Find the standard deviation σV of y(i). Then, this standard deviation σV is compared with a predetermined set value σth (step 555), and if it is within the set value σth, the center value Uo
, Vo as the estimated value Uon , V.
。に更新しくステップ８５６）続いて補正フラグをリセ
ットする（ステップ５５７）。以降、更新されたセンタ
値Ｕｏ、Ｖｏを用いて車両方位の計惇が行なわれる。標
＋１！偏差σＵ、σＶが設定値内に入らない場合は、デ
ータが更新されて設定値に入るようになるまで、このル
ーチンが繰り返される。. (Step 856) Then, the correction flag is reset (Step 557). Thereafter, the vehicle direction is calculated using the updated center values Uo and Vo. Mark +1! If the deviations σU and σV do not fall within the set values, this routine is repeated until the data is updated so that they fall within the set values.
Ｒ１目と１里
以上説明したように、本発明によれば、地磁気センサの
出力データの変動を許容する許容範囲を設定し、地磁気
センサの出力データが所定時間連続してこの許容範囲内
に入らないときは、所定のデータに基づいて地磁気セン
サの出力データの補正を行なうことにより、地磁気セン
サが外乱を受は続けた場合、或は踏切通過などにより車
両ボデーが着磁したような場合でも、その外乱の影響を
耕除して信頼性の＾い方位データの信頼性を得ることが
できるので、より正確に車両方位を検出でき、精度の良
いナビゲーシヨンを実現することが可能となる。As explained above, according to the present invention, a tolerance range is set in which fluctuations in the output data of the geomagnetic sensor are allowed, and the output data of the geomagnetic sensor is not continuously within this tolerance range for a predetermined period of time. If not, by correcting the output data of the geomagnetic sensor based on predetermined data, even if the geomagnetic sensor continues to receive disturbances or the vehicle body becomes magnetized due to passing through a railroad crossing, etc. Since reliable azimuth data can be obtained by eliminating the influence of the disturbance, it is possible to detect the vehicle direction more accurately and realize highly accurate navigation.
第１図は本発明による地磁気センサの、データ処理方法
が適用される車載ブビゲーシコン装置の構成を示すブロ
ック図、第２図及び第３図は第１図におけるＣＰＵによ
って実行される基本的な手順を示すフローチャート、第
４図は地磁気センサの出力データが描く軌跡を示す線図
、第５図は地磁気センサの出力データが描く軌跡にウィ
ンドウを設定した状態を示す線図、第６図は第１図にお
けるＣＰＵによって実行される本発明による地磁気セン
サのデータ処理方法の手順を示す７０−ヂヤート、第７
図は地磁気センサの出力データが描く軌跡がセンタ値ず
れを生じた状態を示す線図、第８図及び第９図はＣＰＵ
によって実行される本発明による地磁気センサのデータ
処理方法の他の実施例の手順を示すフローチャート、第
１０図は車両ボデーの着磁によって地磁気センサの出力
データが描く軌跡が着磁ベクトルの分だけずれた状態を
示す線図である。
主要部分の符号の説明FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an in-vehicle video game controller to which the data processing method of the geomagnetic sensor according to the present invention is applied, and FIGS. 2 and 3 show the basic steps executed by the CPU in FIG. 1. 4 is a line diagram showing the locus drawn by the output data of the geomagnetic sensor, Fig. 5 is a line diagram showing the state in which a window is set on the locus drawn by the output data of the geomagnetic sensor, and Fig. 6 is a line diagram showing the locus drawn by the output data of the geomagnetic sensor. 70-D, No. 7 showing the steps of the data processing method of the geomagnetic sensor according to the present invention executed by the CPU in
The figure is a diagram showing the state in which the locus drawn by the output data of the geomagnetic sensor has a center value deviation, and Figures 8 and 9 are for the CPU.
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of another embodiment of the geomagnetic sensor data processing method according to the present invention, which is executed by FIG. Explanation of symbols of main parts
Claims (3)
位データを出力する地磁気センサのデータ処理方法であ
つて、前記地磁気センサの出力データの変動を許容する
許容範囲を設定し、前記地磁気センサの出力データが所
定時間連続して前記許容範囲内に入らないときは、所定
のデータに基づいて前記地磁気センサの出力データの補
正を行なうことを特徴とする地磁気センサのデータ処理
方法。(1) A data processing method for a geomagnetic sensor mounted on a vehicle and outputting azimuth data of the vehicle based on geomagnetism, the geomagnetic sensor A data processing method for a geomagnetic sensor, characterized in that when the output data of the geomagnetic sensor does not fall within the permissible range for a predetermined period of time, the output data of the geomagnetic sensor is corrected based on predetermined data.
る角速度センサの出力データであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の地磁気センサのデータ処理方
法。(2) The geomagnetic sensor data processing method according to claim 1, wherein the predetermined data is output data of an angular velocity sensor that detects the angular velocity of the vehicle.
とも前後２点の位置を示す地図データであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の地磁気センサのデー
タ処理方法。(3) The data processing method for a geomagnetic sensor according to claim 1, wherein the predetermined data is map data indicating at least two positions in front and behind where the vehicle is located.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15570186 | 1986-07-01 | ||
| JP61-155701 | 1986-07-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63158408A true JPS63158408A (en) | 1988-07-01 |
Family
ID=15611625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25922286A Pending JPS63158408A (en) | 1986-07-01 | 1986-10-30 | Processing method of data of geomagnetism sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63158408A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6081230A (en) * | 1994-11-29 | 2000-06-27 | Xanavi Informatics Corporation | Navigation system furnished with means for estimating error of mounted sensor |
| CN108091144A (en) * | 2018-01-22 | 2018-05-29 | 迈锐数据（北京）有限公司 | Vehicle speed measuring method and device based on single geomagnetism detecting device |
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| JPS6290508A (en) * | 1985-10-17 | 1987-04-25 | Hitachi Ltd | Direction detector of moving body |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP25922286A patent/JPS63158408A/en active Pending
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