JP3140130B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents
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- JP3140130B2 JP3140130B2 JP584492A JP584492A JP3140130B2 JP 3140130 B2 JP3140130 B2 JP 3140130B2 JP 584492 A JP584492 A JP 584492A JP 584492 A JP584492 A JP 584492A JP 3140130 B2 JP3140130 B2 JP 3140130B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の現在位置や進
行方位等を指示表示して自動車等の移動体の運行を支援
するナビゲーション装置に関するもので、詳しくは、ジ
ャイロなどの角速度センサを備え、その角速度出力の補
正を行うオフセット処理に関するものである。
行方位等を指示表示して自動車等の移動体の運行を支援
するナビゲーション装置に関するもので、詳しくは、ジ
ャイロなどの角速度センサを備え、その角速度出力の補
正を行うオフセット処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等に搭載されるナビゲーション装
置では、自車位置および進行方位を正確に測位して、自
車位置すなわち現在地に対応する地図情報と自車位置マ
ークおよび進行方位を示すマーク、または使用者の要求
に応じたその他の情報を、逐次ディスプレイ等により的
確かつ迅速に表示して、運転者へ提示することが要求さ
れている。
置では、自車位置および進行方位を正確に測位して、自
車位置すなわち現在地に対応する地図情報と自車位置マ
ークおよび進行方位を示すマーク、または使用者の要求
に応じたその他の情報を、逐次ディスプレイ等により的
確かつ迅速に表示して、運転者へ提示することが要求さ
れている。
【０００３】自車位置および進行方位の測位は、ＧＰＳ
（Global Positioning System ）衛星からの電波を受信
して算出するもの（以下「ＧＰＳ測位」という）と、ジ
ャイロなどの角速度センサ、地磁気センサ等の方位セン
サおよび走行状態等を検出する走行センサ等を備えてそ
れらの検出出力から算出するもの（以下「自立型測位」
という）により行われている。ＧＰＳ測位は、あらかじ
め自車の位置を地図上にセットする必要がなく、また位
置の測位誤差が極めて少なく高い信頼性が得られる、と
いった利点が多くあることから極めて有用な手段となっ
ている。
（Global Positioning System ）衛星からの電波を受信
して算出するもの（以下「ＧＰＳ測位」という）と、ジ
ャイロなどの角速度センサ、地磁気センサ等の方位セン
サおよび走行状態等を検出する走行センサ等を備えてそ
れらの検出出力から算出するもの（以下「自立型測位」
という）により行われている。ＧＰＳ測位は、あらかじ
め自車の位置を地図上にセットする必要がなく、また位
置の測位誤差が極めて少なく高い信頼性が得られる、と
いった利点が多くあることから極めて有用な手段となっ
ている。
【０００４】しかしながらＧＰＳによる測位は、ビル、
トンネル内、森林などの物陰では測位できないという欠
点があり、また、自立型測位も累積誤差や、温度変化の
影響、車体内外の状況、特に地磁気センサは鉄橋の上で
は影響が受けやすいなど、検出されるデータは常に精度
のよいものとは限らず、それぞれの測位は必ずしも万全
とはなっていない。したがって、現在ではＧＰＳ測位と
自立型測位とが併用されてそれぞれの欠点を補い、精度
を高めるように構成されている。
トンネル内、森林などの物陰では測位できないという欠
点があり、また、自立型測位も累積誤差や、温度変化の
影響、車体内外の状況、特に地磁気センサは鉄橋の上で
は影響が受けやすいなど、検出されるデータは常に精度
のよいものとは限らず、それぞれの測位は必ずしも万全
とはなっていない。したがって、現在ではＧＰＳ測位と
自立型測位とが併用されてそれぞれの欠点を補い、精度
を高めるように構成されている。
【０００５】従来、自立型測位に供されるジャイロなど
の角速度センサは、温湿度変化等によりその出力が変動
するため、通常の走行では車両停止時に角速度は本来
「０」であるべきなので、その時の出力値を基準値であ
るオフセット値と認定し、それ以降は出力値からそのオ
フセット値を差し引くことにより、（以下「オフセット
リセット」という）出力変動に対して補正された真の角
速度が得られるようにしていた。
の角速度センサは、温湿度変化等によりその出力が変動
するため、通常の走行では車両停止時に角速度は本来
「０」であるべきなので、その時の出力値を基準値であ
るオフセット値と認定し、それ以降は出力値からそのオ
フセット値を差し引くことにより、（以下「オフセット
リセット」という）出力変動に対して補正された真の角
速度が得られるようにしていた。
【０００６】図５に、従来における角速度検出処理のフ
ローチャートを示す。この角速度検出処理は、進行方位
を検出するために定期的にジャイロ等の角速度センサか
ら角速度を得るときに行われる。同フローチャートによ
り従来の角速度検出処理を詳しく説明すると、角速度セ
ンサの出力する角速度ωと共に、走行時に車速パルスを
出力する走行センサの出力を得て、まず、車両が停止し
ているか否かを判定する（ステップＳ５１〜Ｓ５３）。
停止している場合には、角速度ωの変化率すなわち角加
速度ｄω／ｄｔが所定値ｋ以内であるか否かを判定する
（ステップＳ５４）。そして、角加速度ｄω／ｄｔが所
定値ｋ以内である場合に、今回得た角速度ωをオフセッ
ト値ω0 として認定する（ステップＳ５５）。このオフ
セット値ω0 は、次のステップＳ５６に示すオフセット
処理、すなわちオフセットリセットにより補正後の角速
度（ω′＝ω−ω0 ）は「０」となる。これに対して、
車両が走行している場合、および角加速度ｄω／ｄｔが
所定値ｋを超える場合には、オフセット値ω0 は更新さ
れずにステップＳ５６に行き、以前に設定されてたオフ
セット値によりオフセット処理を行い補正した角速度
ω′を得ていた。
ローチャートを示す。この角速度検出処理は、進行方位
を検出するために定期的にジャイロ等の角速度センサか
ら角速度を得るときに行われる。同フローチャートによ
り従来の角速度検出処理を詳しく説明すると、角速度セ
ンサの出力する角速度ωと共に、走行時に車速パルスを
出力する走行センサの出力を得て、まず、車両が停止し
ているか否かを判定する（ステップＳ５１〜Ｓ５３）。
停止している場合には、角速度ωの変化率すなわち角加
速度ｄω／ｄｔが所定値ｋ以内であるか否かを判定する
（ステップＳ５４）。そして、角加速度ｄω／ｄｔが所
定値ｋ以内である場合に、今回得た角速度ωをオフセッ
ト値ω0 として認定する（ステップＳ５５）。このオフ
セット値ω0 は、次のステップＳ５６に示すオフセット
処理、すなわちオフセットリセットにより補正後の角速
度（ω′＝ω−ω0 ）は「０」となる。これに対して、
車両が走行している場合、および角加速度ｄω／ｄｔが
所定値ｋを超える場合には、オフセット値ω0 は更新さ
れずにステップＳ５６に行き、以前に設定されてたオフ
セット値によりオフセット処理を行い補正した角速度
ω′を得ていた。
【０００７】上記オフセット処理におけるオフセットリ
セットを式により説明すると次のようになる。 ωT ；真の角速度 ω ；角速度センサの角速度出力 ωoff ；オフセット値 ωstop；車両停止時の角速度センサの出力 とすると、 ω＝ωT ＋ωoff より ωT ＝ω−ωoff …（１） 車両が停止しているときには、ωT ＝０であるべきなの
で、ωstop＝ωT ＋ωoff ＝ωoff となり、これを
（１）式に代入すると、 ωT ＝ω−ωstop となる。このように従来においては、角速度センサの出
力する角速度から停止時の出力の値を引くことにより真
の角速度を求めていた。
セットを式により説明すると次のようになる。 ωT ；真の角速度 ω ；角速度センサの角速度出力 ωoff ；オフセット値 ωstop；車両停止時の角速度センサの出力 とすると、 ω＝ωT ＋ωoff より ωT ＝ω−ωoff …（１） 車両が停止しているときには、ωT ＝０であるべきなの
で、ωstop＝ωT ＋ωoff ＝ωoff となり、これを
（１）式に代入すると、 ωT ＝ω−ωstop となる。このように従来においては、角速度センサの出
力する角速度から停止時の出力の値を引くことにより真
の角速度を求めていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のオフセットリセットの処理では、一般の道路を走行
する場合には、信号等により頻繁に停止して停止の都度
オフセットリセットが行われるため、誤差の非常に少な
い真の角速度が求められるが、高速道路等を走行する場
合に停止しないで長時間走行するときなどは、当然オフ
セット値は求められないので、その間に温湿度変化等に
よりオフセット値が変化して、得られる角速度に誤差が
発生し誤った進行方位が算出されてしまう、という課題
を有していた。
来のオフセットリセットの処理では、一般の道路を走行
する場合には、信号等により頻繁に停止して停止の都度
オフセットリセットが行われるため、誤差の非常に少な
い真の角速度が求められるが、高速道路等を走行する場
合に停止しないで長時間走行するときなどは、当然オフ
セット値は求められないので、その間に温湿度変化等に
よりオフセット値が変化して、得られる角速度に誤差が
発生し誤った進行方位が算出されてしまう、という課題
を有していた。
【０００９】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、長時間停止しないで走行する場合にも、適時
正確なオフセットリセットがなされるようにして、精度
の高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ること
のできるナビゲーション装置を提供することを目的とす
る。
たもので、長時間停止しないで走行する場合にも、適時
正確なオフセットリセットがなされるようにして、精度
の高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ること
のできるナビゲーション装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１の発明は、移動体の方向変化に伴う角速度を
検出し角速度データを出力する角速度センサと、移動体
の方向変化に対応する方位検出データを出力する方位検
出センサとを備え、少なくとも移動体の進行方位を検出
し指示表示するナビゲーション装置であって、少なくと
も前記角速度データと方位検出データとから移動体の直
線進行状態を検出し、その直線進行状態であるときに、
前記角速度センサの出力の基準値をその時の出力値に設
定する直進オフセットリセット手段を備えて構成したも
のである。
の請求項１の発明は、移動体の方向変化に伴う角速度を
検出し角速度データを出力する角速度センサと、移動体
の方向変化に対応する方位検出データを出力する方位検
出センサとを備え、少なくとも移動体の進行方位を検出
し指示表示するナビゲーション装置であって、少なくと
も前記角速度データと方位検出データとから移動体の直
線進行状態を検出し、その直線進行状態であるときに、
前記角速度センサの出力の基準値をその時の出力値に設
定する直進オフセットリセット手段を備えて構成したも
のである。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１のナビゲーシ
ョン装置において、現在位置と進行方位とが検出され地
図情報と共に指示表示されるものであって、さらに地図
情報により直線進行状態であるか否かを判定し、角速度
センサの出力の基準値の設定を行うものである。すなわ
ち、移動体の方向変化に伴う角速度を検出し角速度デー
タを出力する角速度センサと、移動体の方向変化に対応
する方位検出データを出力する方位検出センサとを備
え、少なくとも移動体の現在位置と進行方位とを検出し
地図情報と共に指示表示するナビゲーション装置であっ
て、少なくとも前記角速度データと方位検出データと地
図情報から移動体の直線進行状態を検出し、その直線進
行状態であるときに、前記角速度センサの出力の基準値
をその時の出力値に設定する直進オフセットリセット手
段を、備えて構成したものである。
ョン装置において、現在位置と進行方位とが検出され地
図情報と共に指示表示されるものであって、さらに地図
情報により直線進行状態であるか否かを判定し、角速度
センサの出力の基準値の設定を行うものである。すなわ
ち、移動体の方向変化に伴う角速度を検出し角速度デー
タを出力する角速度センサと、移動体の方向変化に対応
する方位検出データを出力する方位検出センサとを備
え、少なくとも移動体の現在位置と進行方位とを検出し
地図情報と共に指示表示するナビゲーション装置であっ
て、少なくとも前記角速度データと方位検出データと地
図情報から移動体の直線進行状態を検出し、その直線進
行状態であるときに、前記角速度センサの出力の基準値
をその時の出力値に設定する直進オフセットリセット手
段を、備えて構成したものである。
【００１２】
【作用】請求項１のナビゲーション装置では、移動体の
進行方位を検出する際に、停止中であれば従来と同様に
停止時の角速度センサの出力を基準値（オフセット値）
にするオフセットリセットを行う。さらに移動体の移動
中においても、直進オフセットリセット手段により、角
速度センサと方位検出センサそれぞれの出力を常時監視
し、たとえば、角速度データの変化率と方位検出データ
の変化率により直線進行状態であるか否かを検出し、直
線進行状態であれば角速度は発生していないはずなの
で、直線進行状態のときは角速度センサの出力値をその
時のオフセット値と認定しオフセットリセットを行う。
これにより、高速道路等において長時間停止しないで走
行していても、直線進行状態のときにオフセットリセッ
トがなされて常に精度の高い角速度が検出されるため、
移動体の正確な進行方向を得ることができる。
進行方位を検出する際に、停止中であれば従来と同様に
停止時の角速度センサの出力を基準値（オフセット値）
にするオフセットリセットを行う。さらに移動体の移動
中においても、直進オフセットリセット手段により、角
速度センサと方位検出センサそれぞれの出力を常時監視
し、たとえば、角速度データの変化率と方位検出データ
の変化率により直線進行状態であるか否かを検出し、直
線進行状態であれば角速度は発生していないはずなの
で、直線進行状態のときは角速度センサの出力値をその
時のオフセット値と認定しオフセットリセットを行う。
これにより、高速道路等において長時間停止しないで走
行していても、直線進行状態のときにオフセットリセッ
トがなされて常に精度の高い角速度が検出されるため、
移動体の正確な進行方向を得ることができる。
【００１３】請求項２のナビゲーション装置では、直進
オフセットリセット手段が、角速度センサと方位検出セ
ンサそれぞれの出力により直線進行状態であるか否かを
検出し、さらに地図情報、たとえば現在位置の道路のベ
クトル情報等により直線進行状態であるか否かを検出す
る。そして、この３つの検出がそれぞれ直線進行状態で
あることを示すときのみ、角速度センサのオフセット値
をその時の出力値にするオフセットリセットを行う。こ
れにより、角速度センサおよび方位検出センサになんら
かの要因による誤差があっても、さらに地図情報により
直線進行状態が確認されるため、誤差によるオフセット
リセットを防ぐことができ、より精度の高いオフセット
リセットがなされる。
オフセットリセット手段が、角速度センサと方位検出セ
ンサそれぞれの出力により直線進行状態であるか否かを
検出し、さらに地図情報、たとえば現在位置の道路のベ
クトル情報等により直線進行状態であるか否かを検出す
る。そして、この３つの検出がそれぞれ直線進行状態で
あることを示すときのみ、角速度センサのオフセット値
をその時の出力値にするオフセットリセットを行う。こ
れにより、角速度センサおよび方位検出センサになんら
かの要因による誤差があっても、さらに地図情報により
直線進行状態が確認されるため、誤差によるオフセット
リセットを防ぐことができ、より精度の高いオフセット
リセットがなされる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１に、本発明の一実施例の車載用ナビゲーシ
ョン装置の構成図を示す。同図に示すように、車載用ナ
ビゲーション装置は、地磁気（地球磁界）に基づいて車
両の絶対方位角度データを出力する方位検出センサであ
る地磁気センサ１と、車両の方向変化に伴う角速度を検
出し角速度データを出力する角速度センサであるジャイ
ロ２と、車両が移動中であるか停止中であるかを検出し
てその状態を出力するとともに車両の走行速度および移
動距離のデータを出力する走行距離センサ３と、複数の
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して演算を行い、緯度・経
度・高度・進行方位のデータを生成して出力するＧＰＳ
測位器４と、演算・制御等の各種処理を行うシステムコ
ントローラ５と、システムコントローラ５へ指示入力す
るための入力装置１４と、液晶あるいはＣＲＴ等のディ
スプレイ１５と、を備えて構成されている。
明する。図１に、本発明の一実施例の車載用ナビゲーシ
ョン装置の構成図を示す。同図に示すように、車載用ナ
ビゲーション装置は、地磁気（地球磁界）に基づいて車
両の絶対方位角度データを出力する方位検出センサであ
る地磁気センサ１と、車両の方向変化に伴う角速度を検
出し角速度データを出力する角速度センサであるジャイ
ロ２と、車両が移動中であるか停止中であるかを検出し
てその状態を出力するとともに車両の走行速度および移
動距離のデータを出力する走行距離センサ３と、複数の
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して演算を行い、緯度・経
度・高度・進行方位のデータを生成して出力するＧＰＳ
測位器４と、演算・制御等の各種処理を行うシステムコ
ントローラ５と、システムコントローラ５へ指示入力す
るための入力装置１４と、液晶あるいはＣＲＴ等のディ
スプレイ１５と、を備えて構成されている。
【００１５】システムコントローラ５は、地磁気センサ
１、ジャイロ２、走行距離センサ３、およびＧＰＳ測位
器４の出力を入力してＡ／Ｄ変換等を行うインタフェー
ス６と、プログラムに従って各種演算・制御を行うＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit ）７と、各種の処理プロ
グラムやその他必要な情報があらかじめ書き込まれたＲ
ＯＭ（Read Only Memory）８と、プログラムを実行する
上で必要な情報の書込みおよび読出しが行われるＲＡＭ
（Random Access Memory）９と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカ
ード等からなりディジタル化された地図情報等が記録さ
れている記録媒体１０と、Ｖ−ＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）
等からなり即時表示可能にデータ展開された画像情報を
一時記憶するフレームバッファであるバッファメモリ１
１と、ＣＰＵ７の指令により送られてくる地図情報等の
グラフィックデータをバッファメモリ１１に描画し、そ
の描画データを画像情報として出力するグラフィックコ
ントローラ１２と、このグラフィックコントローラ１２
から出力される画像情報を入力してディスプレイ１２の
画像表示を制御する表示制御回路１３と、を備えて構成
されている。
１、ジャイロ２、走行距離センサ３、およびＧＰＳ測位
器４の出力を入力してＡ／Ｄ変換等を行うインタフェー
ス６と、プログラムに従って各種演算・制御を行うＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit ）７と、各種の処理プロ
グラムやその他必要な情報があらかじめ書き込まれたＲ
ＯＭ（Read Only Memory）８と、プログラムを実行する
上で必要な情報の書込みおよび読出しが行われるＲＡＭ
（Random Access Memory）９と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカ
ード等からなりディジタル化された地図情報等が記録さ
れている記録媒体１０と、Ｖ−ＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）
等からなり即時表示可能にデータ展開された画像情報を
一時記憶するフレームバッファであるバッファメモリ１
１と、ＣＰＵ７の指令により送られてくる地図情報等の
グラフィックデータをバッファメモリ１１に描画し、そ
の描画データを画像情報として出力するグラフィックコ
ントローラ１２と、このグラフィックコントローラ１２
から出力される画像情報を入力してディスプレイ１２の
画像表示を制御する表示制御回路１３と、を備えて構成
されている。
【００１６】上記構成のナビゲーション装置が起動され
ると、システムコントローラ５は、まず記録媒体１０か
ら地図表示情報等をアクセスするための情報と自車位置
マークの表示情報等を読み出してＲＡＭ９に記憶する。
次に、ＧＰＳ測位器４から自車位置情報である緯度・経
度のデータと車両の進行方位データを読み取り、自車位
置に対応する地図データを記録媒体１０から読み出して
グラフィックコントローラ１２に送り、現在地の地図を
ディスプレイ１５に表示する。さらに、自車位置情報と
進行方位から地図中に自車位置マークを表示する処理を
行い、続いて定期的にＧＰＳ測位器４から自車位置情報
と進行方位データを読み取り、その情報により自車位置
マークの表示位置と方向および必要であれば表示する地
図の更新処理を行う。
ると、システムコントローラ５は、まず記録媒体１０か
ら地図表示情報等をアクセスするための情報と自車位置
マークの表示情報等を読み出してＲＡＭ９に記憶する。
次に、ＧＰＳ測位器４から自車位置情報である緯度・経
度のデータと車両の進行方位データを読み取り、自車位
置に対応する地図データを記録媒体１０から読み出して
グラフィックコントローラ１２に送り、現在地の地図を
ディスプレイ１５に表示する。さらに、自車位置情報と
進行方位から地図中に自車位置マークを表示する処理を
行い、続いて定期的にＧＰＳ測位器４から自車位置情報
と進行方位データを読み取り、その情報により自車位置
マークの表示位置と方向および必要であれば表示する地
図の更新処理を行う。
【００１７】さらには、地磁気センサ１、ジャイロ２、
および走行距離センサ３の出力データを定期的に読み取
り、その出力データから所定の演算を行って自車位置と
進行方位を算出し、その算出したデータとＧＰＳ測位器
４からのデータとを比較し互いの誤差を調整して修正処
理を行う。地磁気センサ１、ジャイロ２、および走行距
離センサ３の出力データによる進行方位の算出において
は、図２のフローチャートに示す角速度検出処理により
角速度を得て、その角速度により方位を算出している。
図２に示すフローチャートは、システムコントローラ５
において行われる角速度検出処理であり、本発明の直進
オフセットリセット手段を含むものである。本実施例の
角速度検出処理では、停止時だけではなく直線走行時に
おいてもオフセットリセットが行われる。
および走行距離センサ３の出力データを定期的に読み取
り、その出力データから所定の演算を行って自車位置と
進行方位を算出し、その算出したデータとＧＰＳ測位器
４からのデータとを比較し互いの誤差を調整して修正処
理を行う。地磁気センサ１、ジャイロ２、および走行距
離センサ３の出力データによる進行方位の算出において
は、図２のフローチャートに示す角速度検出処理により
角速度を得て、その角速度により方位を算出している。
図２に示すフローチャートは、システムコントローラ５
において行われる角速度検出処理であり、本発明の直進
オフセットリセット手段を含むものである。本実施例の
角速度検出処理では、停止時だけではなく直線走行時に
おいてもオフセットリセットが行われる。
【００１８】図３は、車両の直線走行時におけるジャイ
ロ２の出力する角速度ωと、地磁気センサ１の出力する
絶対方位θについての説明図である。同図(1) は、直線
走行時におけるジャイロ２の出力角速度ωの一例であ
り、途中から温湿度変化等によりオフセットが発生し、
ある時間後にそのオフセット値が一定になった状態を示
したものである。このようなオフセットが発生した場
合、進行方位算出に供される角速度ωには後に発生した
オフセット値が含まれることになり、算出される進行方
位が不正確なものとなる。
ロ２の出力する角速度ωと、地磁気センサ１の出力する
絶対方位θについての説明図である。同図(1) は、直線
走行時におけるジャイロ２の出力角速度ωの一例であ
り、途中から温湿度変化等によりオフセットが発生し、
ある時間後にそのオフセット値が一定になった状態を示
したものである。このようなオフセットが発生した場
合、進行方位算出に供される角速度ωには後に発生した
オフセット値が含まれることになり、算出される進行方
位が不正確なものとなる。
【００１９】同図(2) は、(1) の角速度ω出力の変化
率、すなわち角加速度ｄω／ｄｔの変化を示す。オフセ
ットが発生する前および発生後オフセット値が一定にな
った後には、当然のことながらその変化率はほぼ０であ
り、図に示すスレッショルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以
内となる。変化率がスレッショルドレベル（ｄω／ｄ
ｔ）ｋより大きい時は、車両の進行方向が変化して角速
度が変化しているか、それとも(1) のようにオフセット
が変化している時である。したがって、走行中において
は、ジャイロ２の角速度ω出力の変化率がスレッショル
ドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋより大きい時に、オフセット
リセットをしてはいけないことになる。
率、すなわち角加速度ｄω／ｄｔの変化を示す。オフセ
ットが発生する前および発生後オフセット値が一定にな
った後には、当然のことながらその変化率はほぼ０であ
り、図に示すスレッショルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以
内となる。変化率がスレッショルドレベル（ｄω／ｄ
ｔ）ｋより大きい時は、車両の進行方向が変化して角速
度が変化しているか、それとも(1) のようにオフセット
が変化している時である。したがって、走行中において
は、ジャイロ２の角速度ω出力の変化率がスレッショル
ドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋより大きい時に、オフセット
リセットをしてはいけないことになる。
【００２０】同図(3) は、直線走行時の地磁気センサ１
の出力である絶対方位角度θである。同図に示すよう
に、直線走行時にはθは一定である。同図(4) は、直線
走行時の地磁気センサ１の出力する絶対方位角度θの変
化率（角速度）ｄθ／ｄｔである。(3) に示すようにθ
が一定であるので、当然その変化率はほぼ０であり、図
に示すスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内とな
る。この変化率がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）
ｋより大きくなる時は、車両の進行方向が変化している
ときである。車両が一定角速度で旋回している場合は、
ジャイロ２の角速度ω出力の変化率はほぼ０であるが、
地磁気センサ１の出力θの変化率はスレッショルドレベ
ル（ｄθ／ｄｔ）ｋより大きくなる。よってジャイロ２
の出力ωの変化率がスレッショルドレベル（ｄω／ｄ
ｔ）ｋ以内であり、かつ、地磁気センサ１の出力θの変
化率がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内の時
であれば、直線走行状態であり角速度の変化はないもの
として、走行時においてもオフセットリセットを行うこ
とができる。
の出力である絶対方位角度θである。同図に示すよう
に、直線走行時にはθは一定である。同図(4) は、直線
走行時の地磁気センサ１の出力する絶対方位角度θの変
化率（角速度）ｄθ／ｄｔである。(3) に示すようにθ
が一定であるので、当然その変化率はほぼ０であり、図
に示すスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内とな
る。この変化率がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）
ｋより大きくなる時は、車両の進行方向が変化している
ときである。車両が一定角速度で旋回している場合は、
ジャイロ２の角速度ω出力の変化率はほぼ０であるが、
地磁気センサ１の出力θの変化率はスレッショルドレベ
ル（ｄθ／ｄｔ）ｋより大きくなる。よってジャイロ２
の出力ωの変化率がスレッショルドレベル（ｄω／ｄ
ｔ）ｋ以内であり、かつ、地磁気センサ１の出力θの変
化率がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内の時
であれば、直線走行状態であり角速度の変化はないもの
として、走行時においてもオフセットリセットを行うこ
とができる。
【００２１】同図(5) は、車両の旋回時の速度Ｖと角速
度ωの関係を示したものである。同図に示すように、速
度が３０Ｋｍ／ｈ程度の時に角速度ωが最も大きくな
り、速度Ｖが速くなるとさほど大きな角速度ωは発生し
なくなる。したがって、走行時のオフセットリセットを
確実なものにするために、同図(6) に示すように、車両
速度ＶのスレッショルドレベルＶk を設定して、車両速
度ＶがスレッショルドレベルＶk 未満である時にはオフ
セットリセットを行わないようにすれば、より確実なも
のとなる。
度ωの関係を示したものである。同図に示すように、速
度が３０Ｋｍ／ｈ程度の時に角速度ωが最も大きくな
り、速度Ｖが速くなるとさほど大きな角速度ωは発生し
なくなる。したがって、走行時のオフセットリセットを
確実なものにするために、同図(6) に示すように、車両
速度ＶのスレッショルドレベルＶk を設定して、車両速
度ＶがスレッショルドレベルＶk 未満である時にはオフ
セットリセットを行わないようにすれば、より確実なも
のとなる。
【００２２】本実施例では、上述した判断により走行時
においても角速度検出処理においてオフセットリセット
を行い、検出する角速度の精度を高めている。図２に示
すフローチャートにより、本実施例の角速度検出処理を
説明する。
においても角速度検出処理においてオフセットリセット
を行い、検出する角速度の精度を高めている。図２に示
すフローチャートにより、本実施例の角速度検出処理を
説明する。
【００２３】本実施例の角速度検出処理においては、ジ
ャイロ２から角速度ωの出力を得るとともに走行距離セ
ンサ３の出力を得て、まず、車両が停止中であるか否か
の判定を行う（ステップＳ１〜Ｓ３）。そして停止して
いる場合には、それまでのデータをもとにしてジャイロ
２の出力した角速度ωの変化率、すなわち角加速度ｄω
／ｄｔを求めて、その角加速度ｄω／ｄｔがスレッショ
ルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以内であるか否かを判定す
る（ステップＳ４）。この結果において角加速度ｄω／
ｄｔがスレッショルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以内であ
る場合に、さらに地磁気センサ１から絶対方位角度θを
得て、それまでのデータをもとに絶対方位角度θの変化
率（角速度）ｄθ／ｄｔを求め、その変化率ｄθ／ｄｔ
がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内であるか
否かを判定する（ステップＳ５）。そしてその結果にお
いて変化率ｄθ／ｄｔがスレッショルドレベル（ｄθ／
ｄｔ）ｋ以内である場合に、ジャイロ２の出力の基準値
（オフセット値）ωoff を今回得た角速度ωと認定する
（ωoff ＝ω；ステップＳ６）。このオフセット値ω
off をリセットしたときには、次のステップＳ７のオフ
セット処理により真の角速度（ωT ＝ω−ωoff ）は
「０」となる。
ャイロ２から角速度ωの出力を得るとともに走行距離セ
ンサ３の出力を得て、まず、車両が停止中であるか否か
の判定を行う（ステップＳ１〜Ｓ３）。そして停止して
いる場合には、それまでのデータをもとにしてジャイロ
２の出力した角速度ωの変化率、すなわち角加速度ｄω
／ｄｔを求めて、その角加速度ｄω／ｄｔがスレッショ
ルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以内であるか否かを判定す
る（ステップＳ４）。この結果において角加速度ｄω／
ｄｔがスレッショルドレベル（ｄω／ｄｔ）ｋ以内であ
る場合に、さらに地磁気センサ１から絶対方位角度θを
得て、それまでのデータをもとに絶対方位角度θの変化
率（角速度）ｄθ／ｄｔを求め、その変化率ｄθ／ｄｔ
がスレッショルドレベル（ｄθ／ｄｔ）ｋ以内であるか
否かを判定する（ステップＳ５）。そしてその結果にお
いて変化率ｄθ／ｄｔがスレッショルドレベル（ｄθ／
ｄｔ）ｋ以内である場合に、ジャイロ２の出力の基準値
（オフセット値）ωoff を今回得た角速度ωと認定する
（ωoff ＝ω；ステップＳ６）。このオフセット値ω
off をリセットしたときには、次のステップＳ７のオフ
セット処理により真の角速度（ωT ＝ω−ωoff ）は
「０」となる。
【００２４】また、ステップＳ３の判定において車両が
走行中である場合には、地図情報（ベクトル情報）の道
路データから現在進行中の道路が直進道路であるか否か
の判定を行い（ステップＳ８）、直進道路であれば、次
に走行距離センサ３から現在の速度データを得て、走行
速度Ｖがあらかじめ定めてあるスレッショルドレベルＶ
k 以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。そし
て、走行速度ＶがスレッショルドレベルＶk 以上である
時には、停止時と同様にステップＳ４からのオフセット
リセットの判定処理を行う。すなわち、走行時において
も、走行中の道路が直線道路であり走行速度がスレッシ
ョルドレベルＶk 以上である時には、角速度ωの変化率
と絶対方位角度θの変化率を算出して、それぞれがスレ
ッショルドレベル以内であればオフセットリセットが行
われる。
走行中である場合には、地図情報（ベクトル情報）の道
路データから現在進行中の道路が直進道路であるか否か
の判定を行い（ステップＳ８）、直進道路であれば、次
に走行距離センサ３から現在の速度データを得て、走行
速度Ｖがあらかじめ定めてあるスレッショルドレベルＶ
k 以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。そし
て、走行速度ＶがスレッショルドレベルＶk 以上である
時には、停止時と同様にステップＳ４からのオフセット
リセットの判定処理を行う。すなわち、走行時において
も、走行中の道路が直線道路であり走行速度がスレッシ
ョルドレベルＶk 以上である時には、角速度ωの変化率
と絶対方位角度θの変化率を算出して、それぞれがスレ
ッショルドレベル以内であればオフセットリセットが行
われる。
【００２５】これに対して、停止中であってもステップ
Ｓ４の判定において角加速度ｄω／ｄｔがスレッショル
ドレベルより大きい場合、またはステップＳ５の判定に
おいて絶対方位角度の変化率ｄθ／ｄｔがスレッショル
ドレベルより大きい場合には、オフセット値はリセット
されずにステップＳ７に行き、以前に設定されているオ
フセット値ωoff により、オフセット処理（ωT ＝ω−
ωoff ）を行い真の角速度ωT を得る。また、走行中で
あってもステップＳ８の判定において進行中の道路が直
線道路でない場合、ステップＳ９の判定において走行速
度ＶがスレッショルドレベルＶk 未満である場合、また
はステップＳ４、Ｓ５において変化率がそれぞれスレッ
ショルドレベルより大きい場合には、オフセット値はリ
セットされずにステップＳ７に行き、以前に設定されて
いるオフセット値ωoff により、オフセット処理（ωT
＝ω−ωoff ）を行い真の角速度ωT を得る。
Ｓ４の判定において角加速度ｄω／ｄｔがスレッショル
ドレベルより大きい場合、またはステップＳ５の判定に
おいて絶対方位角度の変化率ｄθ／ｄｔがスレッショル
ドレベルより大きい場合には、オフセット値はリセット
されずにステップＳ７に行き、以前に設定されているオ
フセット値ωoff により、オフセット処理（ωT ＝ω−
ωoff ）を行い真の角速度ωT を得る。また、走行中で
あってもステップＳ８の判定において進行中の道路が直
線道路でない場合、ステップＳ９の判定において走行速
度ＶがスレッショルドレベルＶk 未満である場合、また
はステップＳ４、Ｓ５において変化率がそれぞれスレッ
ショルドレベルより大きい場合には、オフセット値はリ
セットされずにステップＳ７に行き、以前に設定されて
いるオフセット値ωoff により、オフセット処理（ωT
＝ω−ωoff ）を行い真の角速度ωT を得る。
【００２６】なお、上記実施例では走行時においてもオ
フセットリセットを行うようにするとともに、確実性を
高めるために地図情報による走行中の道路と走行速度に
ついて判定をするようにしたが、走行時においても停止
時と同様に、ステップＳ４、Ｓ５のジャイロ２の出力ω
の変化率と地磁気センサ１の出力θの変化率による判定
のみでもよい。この場合、ステップＳ３、Ｓ８、および
Ｓ９は不要となる。
フセットリセットを行うようにするとともに、確実性を
高めるために地図情報による走行中の道路と走行速度に
ついて判定をするようにしたが、走行時においても停止
時と同様に、ステップＳ４、Ｓ５のジャイロ２の出力ω
の変化率と地磁気センサ１の出力θの変化率による判定
のみでもよい。この場合、ステップＳ３、Ｓ８、および
Ｓ９は不要となる。
【００２７】また、上記ステップＳ６のオフセット認定
では、そのときのジャイロ２の出力角速度ωをオフセッ
ト値ωoff としたが、次に示すように、それまでのオフ
セット値と今回のオフセット値ωoffnに対して、それぞ
れに重みづけをして両者から求めるようにすることによ
り、誤ってオフセットリセットがなされたときの影響を
少なくすることもできる。すなわち、 今回（ｎ回目）のオフセット値；ωoffn それまでのオフセット値 ；Ωn-1 重みづけ定数 ；α（０≦α≦１） 求めたいオフセット値 ；Ωn とすると、オフセット値Ωn は、 Ωn ＝αΩn-1 ＋（１−α）ωn により求め、そして真の角速度ωTnは、 ωTn＝ωn −Ωn により求める。
では、そのときのジャイロ２の出力角速度ωをオフセッ
ト値ωoff としたが、次に示すように、それまでのオフ
セット値と今回のオフセット値ωoffnに対して、それぞ
れに重みづけをして両者から求めるようにすることによ
り、誤ってオフセットリセットがなされたときの影響を
少なくすることもできる。すなわち、 今回（ｎ回目）のオフセット値；ωoffn それまでのオフセット値 ；Ωn-1 重みづけ定数 ；α（０≦α≦１） 求めたいオフセット値 ；Ωn とすると、オフセット値Ωn は、 Ωn ＝αΩn-1 ＋（１−α）ωn により求め、そして真の角速度ωTnは、 ωTn＝ωn −Ωn により求める。
【００２８】上記オフセット値Ωn を求める式におい
て、α＝０とすると上記ステップＳ６のオフセットリセ
ット処理と同様となる。また、オフセット値Ωn は、α
によりΩn-1 からωoff までの値をとるため、αを大き
くしてゆくと徐々にオフセットリセットの効果は薄れて
ゆくが、誤ってなされたオフセットリセットによる影響
は少なくなる。図４に、上記オフセットリセット処理の
フローチャートを示す。同フローチャートにおいて、Ｄ
はディレイ処理であり、認定したオフセット値Ω n を次
のオフセットリセットの時にそれまでのオフセット値Ω
n-1 とする処理を示す。
て、α＝０とすると上記ステップＳ６のオフセットリセ
ット処理と同様となる。また、オフセット値Ωn は、α
によりΩn-1 からωoff までの値をとるため、αを大き
くしてゆくと徐々にオフセットリセットの効果は薄れて
ゆくが、誤ってなされたオフセットリセットによる影響
は少なくなる。図４に、上記オフセットリセット処理の
フローチャートを示す。同フローチャートにおいて、Ｄ
はディレイ処理であり、認定したオフセット値Ω n を次
のオフセットリセットの時にそれまでのオフセット値Ω
n-1 とする処理を示す。
【００２９】なお、上記実施例では、角速度検出センサ
としてジャイロ等の角速度センサを構成した例を示した
が、これに限られるものではなく、たとえば、車輪の回
転数差もしくは光ファイバー方式により方位を検出する
センサによっても同様に実施することができる。
としてジャイロ等の角速度センサを構成した例を示した
が、これに限られるものではなく、たとえば、車輪の回
転数差もしくは光ファイバー方式により方位を検出する
センサによっても同様に実施することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長時間停止しないで走行する場合にも直線進行状態を検
出して適時オフセットリセットが行われるため、精度の
高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ることの
できるナビゲーション装置を提供することができる。
長時間停止しないで走行する場合にも直線進行状態を検
出して適時オフセットリセットが行われるため、精度の
高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ることの
できるナビゲーション装置を提供することができる。
【図１】本発明一実施例である車載用ナビゲーション装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】実施例における角速度検出処理のフローチャー
トである。
トである。
【図３】実施例における角速度検出の説明図である。
【図４】実施例におけるオフセットリセットの他の処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】従来の角速度検出処理のフローチャートであ
る。
る。
１…地磁気センサ ２…ジャイロ ３…走行距離センサ ４…ＧＰＳ測位器 ５…システムコントローラ ６…インターフェース ７…ＣＰＵ ８…ＲＯＭ ９…ＲＡＭ １０…ＣＤ−ＲＯＭ １１…バッファメモリ １２…グラフィックコントローラ １３…表示制御回路 １４…キーボード １５…ディスプレイ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 21/00 G01C 19/00
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体の方向変化に伴う角速度を検出し
角速度データを出力する角速度センサと、移動体の方向
変化に対応する方位検出データを出力する方位検出セン
サとを備え、少なくとも移動体の進行方位を検出し指示
表示するナビゲーション装置であって、 少なくとも前記角速度データと方位検出データとから移
動体の直線進行状態を検出し、その直線進行状態である
ときに、前記角速度センサの出力の基準値をその時の出
力値に設定する直進オフセットリセット手段を、備える
ことを特徴とするナビゲーション装置。 - 【請求項２】 移動体の方向変化に伴う角速度を検出し
角速度データを出力する角速度センサと、移動体の方向
変化に対応する方位検出データを出力する方位検出セン
サとを備え、少なくとも移動体の現在位置と進行方位と
を検出し地図情報と共に指示表示するナビゲーション装
置であって、 少なくとも前記角速度データと方位検出データと地図情
報から移動体の直線進行状態を検出し、その直線進行状
態であるときに、前記角速度センサの出力の基準値をそ
の時の出力値に設定する直進オフセットリセット手段
を、備えることを特徴とするナビゲーション装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP584492A JP3140130B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | ナビゲーション装置 |
| US08/004,241 US5424953A (en) | 1992-01-16 | 1993-01-14 | Navigation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP584492A JP3140130B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | ナビゲーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187879A JPH05187879A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3140130B2 true JP3140130B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=11622326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP584492A Expired - Fee Related JP3140130B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | ナビゲーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140130B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002188920A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-05 | Shimizu Corp | 移動体の位置計測システム |
| JP4459017B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2010-04-28 | アルパイン株式会社 | 移動体の位置算出装置および算出方法 |
| JP4780168B2 (ja) * | 2008-09-29 | 2011-09-28 | 日本ビクター株式会社 | 角速度センサ補正装置および角速度センサ補正方法 |
| JP4780174B2 (ja) * | 2008-10-24 | 2011-09-28 | 日本ビクター株式会社 | 角速度センサ補正装置、角速度算出装置、角速度センサ補正方法、角速度算出方法 |
| JP6344165B2 (ja) * | 2014-09-10 | 2018-06-20 | 富士通株式会社 | 電子機器および角速度情報出力プログラム |
| JP6369399B2 (ja) | 2015-06-26 | 2018-08-08 | 株式会社デンソー | センサ出力補正装置 |
| WO2020031711A1 (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両制御装置 |
| CN114964311A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 山东新一代信息产业技术研究院有限公司 | 一种imu零偏处理方法 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP584492A patent/JP3140130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05187879A (ja) | 1993-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |