JP2887207B2 - 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 - Google Patents
自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式Info
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- JP2887207B2 JP2887207B2 JP1328510A JP32851089A JP2887207B2 JP 2887207 B2 JP2887207 B2 JP 2887207B2 JP 1328510 A JP1328510 A JP 1328510A JP 32851089 A JP32851089 A JP 32851089A JP 2887207 B2 JP2887207 B2 JP 2887207B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
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- Gyroscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用のナビゲーション装置に使われるジ
ャイロセンサのドリフト補正装置に関するものである。
ャイロセンサのドリフト補正装置に関するものである。
この種の自動車用のナビゲーション装置には、車の進
行方向の変化を検知するために方位センサ（例えば地磁
気方位センサ）が用いられている。
行方向の変化を検知するために方位センサ（例えば地磁
気方位センサ）が用いられている。
しかし、地磁気は0.4ガウス程度と弱いため、例えば
鉄橋，高架橋，鉄道などの場所では外乱を受けやすく、
磁場が乱れて誤差を発生しやすい。
鉄橋，高架橋，鉄道などの場所では外乱を受けやすく、
磁場が乱れて誤差を発生しやすい。
そこで、この外乱を受けにくいジャイロセンサを用い
ることが検討されてい。しかし、このジャイロセンサは
短期間ではよい精度を有するが、環境温度などにより出
力特性が変化しやすい。このため長時間走行すると、方
位が狂って、直線道路を走行しても大きく弧を描いて走
行したように検知する不都合がある。
ることが検討されてい。しかし、このジャイロセンサは
短期間ではよい精度を有するが、環境温度などにより出
力特性が変化しやすい。このため長時間走行すると、方
位が狂って、直線道路を走行しても大きく弧を描いて走
行したように検知する不都合がある。
この不都合を解決するものとして、従来、例えば特開
昭64−3509号公報に記載の車両位置検出装置は、車の速
度を検知する車速センサを用いて、車の停止状態を検知
し、その停止時のジャイロセンサ出力をドリフトとして
取扱うものである。
昭64−3509号公報に記載の車両位置検出装置は、車の速
度を検知する車速センサを用いて、車の停止状態を検知
し、その停止時のジャイロセンサ出力をドリフトとして
取扱うものである。
従来の自動車用ジャイロセンサのドリフト補正装置は
以上のように構成されているので、車が比較的頻繁に停
止する場合には効果的であるが、高速道路などを長時間
に渡って走行状態にある場合には、問題が発生する。
以上のように構成されているので、車が比較的頻繁に停
止する場合には効果的であるが、高速道路などを長時間
に渡って走行状態にある場合には、問題が発生する。
すなわち、ジャイロセンサのドリフト量（角速度）は
前述のように、時間，環境温度などの変化に伴い変化す
るため、停止せずに長時間走行状態にあると、ドリフト
補正が効果的にできない。
前述のように、時間，環境温度などの変化に伴い変化す
るため、停止せずに長時間走行状態にあると、ドリフト
補正が効果的にできない。
この結果、次第に検知結果に角度のずれが発生するこ
とになる。
とになる。
また、車が駐車場などのターンテーブル上で回転した
場合には、きわめて大きな検知誤差が発生するなどの問
題があった。
場合には、きわめて大きな検知誤差が発生するなどの問
題があった。
本発明は上記のような従来の問題点を解消することを
課題になされたものであり、走行中であるか否かにかか
わらず効果的にジャイロセンサのドリフト補正を行い得
るドリフト量補正装置を提供することを目的とする。
課題になされたものであり、走行中であるか否かにかか
わらず効果的にジャイロセンサのドリフト補正を行い得
るドリフト量補正装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、自動車に搭載さ
れ、当該自動車の角速度を検出するジャイロセンサのド
リフト補正に用いる推定ドリフト量を算出し、該推定ド
リフト量を用いて該ジャイロセンサのドリフト補正を実
施するドリフト補正装置において、当該自動車の走行方
位を検出する方位センサと、前記方位センサの出力を予
め定めた時間毎に検出し、今回検出された出力値と前回
検出された出力値との差が予め定めた範囲内であるかを
判定することで、前記走行方位の安定性を判定する判定
手段と、前記判定手段により前記走行方位が安定してい
ると判定される度に、その時点で検出されている前記ジ
ャイロセンサの出力から前記推定ドリフト量を算出する
推定ドリフト量演算手段とを備え、前記方位センサは、
互いに直交する２方向での磁場強度を検出する２つの磁
場検出部を備え、前記判定手段は、前記２つの磁場検出
部からの出力各々について、予め定めた時間毎に検出
し、今回検出された出力値と前回の出力値との差が予め
定めた範囲内であるかを判定することで、前記走行方位
の安定性を判定するものである。
れ、当該自動車の角速度を検出するジャイロセンサのド
リフト補正に用いる推定ドリフト量を算出し、該推定ド
リフト量を用いて該ジャイロセンサのドリフト補正を実
施するドリフト補正装置において、当該自動車の走行方
位を検出する方位センサと、前記方位センサの出力を予
め定めた時間毎に検出し、今回検出された出力値と前回
検出された出力値との差が予め定めた範囲内であるかを
判定することで、前記走行方位の安定性を判定する判定
手段と、前記判定手段により前記走行方位が安定してい
ると判定される度に、その時点で検出されている前記ジ
ャイロセンサの出力から前記推定ドリフト量を算出する
推定ドリフト量演算手段とを備え、前記方位センサは、
互いに直交する２方向での磁場強度を検出する２つの磁
場検出部を備え、前記判定手段は、前記２つの磁場検出
部からの出力各々について、予め定めた時間毎に検出
し、今回検出された出力値と前回の出力値との差が予め
定めた範囲内であるかを判定することで、前記走行方位
の安定性を判定するものである。
本発明は方位センサの出力信号あるいは該出力信号よ
り算出される方位の一定時間内の変化量が一定値以内で
ある場合、ジャイロセンサの出力をドリフトとして取扱
うことにより、走行中であるか否かにかかわらず、ジャ
イロセンサのドリフト量の演算を継続することができ、
高精度の計測を可能とする。
り算出される方位の一定時間内の変化量が一定値以内で
ある場合、ジャイロセンサの出力をドリフトとして取扱
うことにより、走行中であるか否かにかかわらず、ジャ
イロセンサのドリフト量の演算を継続することができ、
高精度の計測を可能とする。
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、１は演算処理手段としてのマイクロプロセッ
サ（MPU）、２はマイクロプロセッサ１の入力側に設け
たアナログ／ディジタル変換器（ADC）、３は地磁気方
位センサなどの方位センサであり、この方位センサ３は
磁性体でできたコア30に１次コイル38と１組の２次コイ
ル31,32を直交させて巻付け、この１次コイル38に増幅
器33を介して分周器34を接続し、１組の２次コイル31,3
2に同期検波器35,36を接続した構成である。４は車の進
行方向が変化する速度（角速度）に比例した電圧信号Ｗ
を出力するジャイロセンサである。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、１は演算処理手段としてのマイクロプロセッ
サ（MPU）、２はマイクロプロセッサ１の入力側に設け
たアナログ／ディジタル変換器（ADC）、３は地磁気方
位センサなどの方位センサであり、この方位センサ３は
磁性体でできたコア30に１次コイル38と１組の２次コイ
ル31,32を直交させて巻付け、この１次コイル38に増幅
器33を介して分周器34を接続し、１組の２次コイル31,3
2に同期検波器35,36を接続した構成である。４は車の進
行方向が変化する速度（角速度）に比例した電圧信号Ｗ
を出力するジャイロセンサである。
次に動作について説明する。分周器34は発振器37の出
力を２分の１分周し、増幅器33を介して１次コイル38を
駆動する。このため、２次コイル31,32には地磁気の方
向に応じて、レベルの異なる第２高調波が発生する。
力を２分の１分周し、増幅器33を介して１次コイル38を
駆動する。このため、２次コイル31,32には地磁気の方
向に応じて、レベルの異なる第２高調波が発生する。
この高調波成分を発振器37の出力を同期検波器35,36
で同期検波すると、例えば第２図に示すように、地磁気
の方位センサによりレベルが変化する一組の直流電圧
VX，VYが得られる。
で同期検波すると、例えば第２図に示すように、地磁気
の方位センサによりレベルが変化する一組の直流電圧
VX，VYが得られる。
この直流電圧VX，VYはサイン，コサインの関係にあ
り、方位角θは次式により求められる。
り、方位角θは次式により求められる。
また、２次コイル31,32の方向により、直流電圧VXとV
Yを入れ替えてもよい。
Yを入れ替えてもよい。
マイクロプロセッサ１は直流電圧VX，VYをアナログデ
ィジタル変換器２を介して読取り、上記（１）式を用い
て方位角θを計算する。また、マイクロプロセッサ１は
アナログディジタル変換器２を介して、ジャイロセンサ
４から出力された電圧信号Ｗの値を読取ることができ
る。
ィジタル変換器２を介して読取り、上記（１）式を用い
て方位角θを計算する。また、マイクロプロセッサ１は
アナログディジタル変換器２を介して、ジャイロセンサ
４から出力された電圧信号Ｗの値を読取ることができ
る。
このジャイロセンサ４からの電圧信号Ｗは第３図に示
すように、車の停止時においても時間とともに変化する
ドリフト特性を示す。このため、このジャイロセンサ４
の出力を用いて、車の走行軌跡をトレースする場合、方
位に誤差が発生する。
すように、車の停止時においても時間とともに変化する
ドリフト特性を示す。このため、このジャイロセンサ４
の出力を用いて、車の走行軌跡をトレースする場合、方
位に誤差が発生する。
そこで、本実施例においては、マイクロプロセッサ１
におけるソフトウェアにより対策を施している。第４図
はマイクロプロセッサ１の処理のフローチャートを示す
もので、プログラムがスタートすると、所要の初期化を
行った後、ステップST1において、信号VX，VYの値をア
ナログディジタル変換器２を介して取込む。
におけるソフトウェアにより対策を施している。第４図
はマイクロプロセッサ１の処理のフローチャートを示す
もので、プログラムがスタートすると、所要の初期化を
行った後、ステップST1において、信号VX，VYの値をア
ナログディジタル変換器２を介して取込む。
つぎにステップST2において、信号VX，VYをそれぞれ
基準値VXR，VYRとして記憶し、ステップST3において、
前記（１）式により方位角θを計算して地磁気方位MAと
して記憶する。
基準値VXR，VYRとして記憶し、ステップST3において、
前記（１）式により方位角θを計算して地磁気方位MAと
して記憶する。
つぎにステップST4において、ジャイロ方位（GA）の
初期値として、上記地磁気方位をMAを代入して記憶し、
ステップST5においてタイマ（TIMER）の値が０であるか
否かを判定し、「０」になるまで待つ。
初期値として、上記地磁気方位をMAを代入して記憶し、
ステップST5においてタイマ（TIMER）の値が０であるか
否かを判定し、「０」になるまで待つ。
タイマは、ソフトタイマでもハードタイマでもかまわ
ない。ここでは、一定値をセットしておくと、一定時間
毎に第５図に示す割込み処理が起動されて、タイマ値が
「０」になるまでカウントダウンされる。すなわちステ
ップST14において、タイマが「０」であるかどうかが判
定され、「０」でなければ、ステップST15でタイマ値を
「１」つ減じメインプログラムに戻る。
ない。ここでは、一定値をセットしておくと、一定時間
毎に第５図に示す割込み処理が起動されて、タイマ値が
「０」になるまでカウントダウンされる。すなわちステ
ップST14において、タイマが「０」であるかどうかが判
定され、「０」でなければ、ステップST15でタイマ値を
「１」つ減じメインプログラムに戻る。
いずれにしろ、ステップST6以降の処理は一定時間毎
に行われる必要がある。タイマが「０」になると、ステ
ップST6において、一定時間TPをタイマに再セットす
る。
に行われる必要がある。タイマが「０」になると、ステ
ップST6において、一定時間TPをタイマに再セットす
る。
ステップST7において、方位センサの信号VX，VYおよ
びジャイロ出力Ｗをサンプルする。ついでステップST8
において、信号VXの値が前回サンプルされた基準値VXR
から一定値（DX）以内にあるか否かを判定し、否であれ
ば、方位が変化したとして、ドリフト演算を行わない。
びジャイロ出力Ｗをサンプルする。ついでステップST8
において、信号VXの値が前回サンプルされた基準値VXR
から一定値（DX）以内にあるか否かを判定し、否であれ
ば、方位が変化したとして、ドリフト演算を行わない。
一定値以内であれば、ステップST9において、信号VY
についても基準値VYRに対して一定値DY以内か判定す
る。信号VX，VYの値がともに基準値VXR，VYRに対して一
定値（DXDY）以内であれば、方位があまり変化しなかっ
たとして、ステップST10においてドリフト量WDを推定す
る演算が行われる。
についても基準値VYRに対して一定値DY以内か判定す
る。信号VX，VYの値がともに基準値VXR，VYRに対して一
定値（DXDY）以内であれば、方位があまり変化しなかっ
たとして、ステップST10においてドリフト量WDを推定す
る演算が行われる。
上記ドリフト量WDを演算するフローを第６図に示す。
この演算処理は、第７図に示すディジタルフィルタの処
理を実現するものである。第６図，第７図において、ｋ
は「０」以上「１」以下の定数であり、ｋが大きい程、
フィルタの時定数が大きくなり、出力はゆっくりとした
変化に押えられる。Z-1は遅延を表す。この遅延量は一
定ではなく、第４図のステップST10が起動される間隔に
等しくなる。第６図のステップST16において、中間的な
変数AAの計算を行う。すなわち、入力Ｗに対して（１−
ｋ）を掛ける。ステップST17において、前回のドリフト
量WDの値に係数ｋを掛けたものに変数AAを加えて、新し
いドリフト量WDとする。一般にドリフト量WDは、時間的
に速く変化するものではなく、ゆっくりとした変化を示
す。そこで定数を0.9以上の大きな値にしておけば、入
力に多少の雑音（測定誤差）があったとしても、十分に
除去されて、精度の高い推定値ドリフト量WDが得られ
る。第７図は一時形式のディジタルフィルタであるが、
さらに高次のものでも同様である。
この演算処理は、第７図に示すディジタルフィルタの処
理を実現するものである。第６図，第７図において、ｋ
は「０」以上「１」以下の定数であり、ｋが大きい程、
フィルタの時定数が大きくなり、出力はゆっくりとした
変化に押えられる。Z-1は遅延を表す。この遅延量は一
定ではなく、第４図のステップST10が起動される間隔に
等しくなる。第６図のステップST16において、中間的な
変数AAの計算を行う。すなわち、入力Ｗに対して（１−
ｋ）を掛ける。ステップST17において、前回のドリフト
量WDの値に係数ｋを掛けたものに変数AAを加えて、新し
いドリフト量WDとする。一般にドリフト量WDは、時間的
に速く変化するものではなく、ゆっくりとした変化を示
す。そこで定数を0.9以上の大きな値にしておけば、入
力に多少の雑音（測定誤差）があったとしても、十分に
除去されて、精度の高い推定値ドリフト量WDが得られ
る。第７図は一時形式のディジタルフィルタであるが、
さらに高次のものでも同様である。
つぎにステップST11においては、計算されたドリフト
量WDを用いてジャイロ方位GAの更新を次式により行う。
量WDを用いてジャイロ方位GAの更新を次式により行う。
GA＝GA＋（Ｗ−WD）・TP ここで、TPはステップST6で用いた値と同一であり、
入力Ｗからドリフト量WDを引き、TPを掛けると、角度変
化量が求まり、前回のジャイロ方位GAに加えてジャイロ
方位を更新する。
入力Ｗからドリフト量WDを引き、TPを掛けると、角度変
化量が求まり、前回のジャイロ方位GAに加えてジャイロ
方位を更新する。
ステップST12において地磁気方位（MA）を算出し、ス
テップST13において、信号VX，VYの基準値VXR，VYRを更
新して、ステップST5に戻る。
テップST13において、信号VX，VYの基準値VXR，VYRを更
新して、ステップST5に戻る。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、方
位センサの出力信号あるいは該出力信号より算出される
方位の一定時間内の変化量が一定値以内である場合に、
ジャイロセンサの出力を入力して推定ドリフト量を算出
するように構成したので、車の走行中であるか否かにか
かわらず、ジャイロセンサのドリフト量の演算を継続す
ることができ、精度の高い計測が可能となるという効果
が達成される。
位センサの出力信号あるいは該出力信号より算出される
方位の一定時間内の変化量が一定値以内である場合に、
ジャイロセンサの出力を入力して推定ドリフト量を算出
するように構成したので、車の走行中であるか否かにか
かわらず、ジャイロセンサのドリフト量の演算を継続す
ることができ、精度の高い計測が可能となるという効果
が達成される。
第１図は本発明の一実施例のセンサシステムの構成を示
すブロック図、第２図は方位センサの角度特性を示す波
形図、第３図はジャイロセンサのドリフト特性を説明す
る特性図、第４図はマイクロプロセッサによるドリフト
補正のフローチャート、第５図はタイマ処理を説明する
フローチャート、第６図はドリフト量演算処理を説明す
るフローチャート、第７図は第６図のディジタルフィル
タ処理の内容を説明するブロック図である。 １…マイクロプロセッサ（演算処理手段）、２…アナロ
グディジタル変換器、３…方位センサ、４…ジャイロセ
ンサ。
すブロック図、第２図は方位センサの角度特性を示す波
形図、第３図はジャイロセンサのドリフト特性を説明す
る特性図、第４図はマイクロプロセッサによるドリフト
補正のフローチャート、第５図はタイマ処理を説明する
フローチャート、第６図はドリフト量演算処理を説明す
るフローチャート、第７図は第６図のディジタルフィル
タ処理の内容を説明するブロック図である。 １…マイクロプロセッサ（演算処理手段）、２…アナロ
グディジタル変換器、３…方位センサ、４…ジャイロセ
ンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−182519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181912（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−160317（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】自動車に搭載され、当該自動車の角速度を
検出するジャイロセンサのドリフト補正に用いる推定ド
リフト量を算出し、該推定ドリフト量を用いて該ジャイ
ロセンサのドリフト補正を実施するドリフト補正装置に
おいて、 当該自動車の走行方位を検出する方位センサと、 前記方位センサの出力を予め定めた時間毎に検出し、今
回検出された出力値と前回検出された出力値との差が予
め定めた範囲内であるかを判定することで、前記走行方
位の安定性を判定する判定手段と、 前記判定手段により前記走行方位が安定していると判定
される度に、その時点で検出されている前記ジャイロセ
ンサの出力から前記推定ドリフト量を算出する推定ドリ
フト量演算手段とを備えるものであって、 前記方位センサは、互いに直交する２方向での磁場強度
を検出する２つの磁場検出部を備え、 前記判定手段は、前記２つの磁場検出部からの出力各々
について、予め定めた時間毎に検出し、今回検出された
出力値と前回の出力値との差が予め定めた範囲内である
かを判定することで、前記走行方位の安定性を判定する
こと を特徴とする自動車用ジャイロセンサのドリフト補正装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328510A JP2887207B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1328510A JP2887207B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03189514A JPH03189514A (ja) | 1991-08-19 |
| JP2887207B2 true JP2887207B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=18211083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1328510A Expired - Lifetime JP2887207B2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887207B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088731A1 (ja) | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Pioneer Corporation | ナビゲーション装置、その方法、そのプログラム及びその記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61181912A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 方位センサ |
| JPH0814490B2 (ja) * | 1987-01-23 | 1996-02-14 | 松下電器産業株式会社 | 車載用ナビゲ−シヨン装置 |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1328510A patent/JP2887207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03189514A (ja) | 1991-08-19 |
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