JPH01114708A - 方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は移動体、例えば自動車において、走行する車内
でその走行位置を地面上に表示したり、右左折の指示な
ど誘導案内を行うだめに現在位置を求めるとき、進行方
位を検出するための方位検出装置に関する。

従来の技術 走行中の自動車内でその走行位置を地図上に表示するた
めに自動車の進行方位を求める際、絶対方位センサと相
対方位センサを併用して方位検出精度を高めるようにし
た装置として、例えば特開昭５９−１０４５１０号公報
に提案された車載用方位センサがある。これは、絶対方
位センサとして地磁気センサを用い、相対方位センサと
して角速度センサを用いているが、一定時間における地
磁気センサの出力方位の変分Ａと、角速度センサの出力
の積分値すなわち角速度センサによって求める方位の変
分Ｂとを求め、ＡとＢの差の絶対値が一定の範囲にあれ
ばＡを、また一定範囲内になければＢを変分が生じる前
の地磁気方位センサの出力方位を基準として、これに加
算まだは減算した値を方位情報として出力するものであ
る。これにより、地磁気センサによる方位が異常磁界に
よって変動した場合には、相対方位センサとしての角速
度センサの出力値によって方位を決定するので、地磁気
センサの方位誤差を軽減した方位決定ができる。

発明が解決しようとする問題点 上記方式は、地磁気センサの出力値が一定時間ごとに変
動し続ける場合は良いが、低速走行時や停止時などには
地磁気が異常であっても一定時間の地磁気の変動量が小
さくなり、問題が生じる。

つまり、この場合には変分が小さいため、このときの地
磁気センサの出力方位を前記の「変分が生じる前の地磁
気方位センサの出力方位」とし、−定時間後、やはり変
分が小さいと、地磁気センサによる出力方位の変分Ａと
、角速度センサの出力の積分値すなわち角速度センサに
よって求める方位の変分Ｂとの差の絶対値が一定範囲に
あるため、変分が生じる前の地磁気方位センサの出力方
位が異常にもかかわらず、これを基準としてＡを加算ま
たは減算した値を方位情報として出力してしまう。この
ため、地磁気センサと角速度センサとの２種類の方位セ
ンサを用いながら、地磁気異常の影響を受けてしまう欠
点があった。

また、上記公報の従来例では、地磁気が異常かどうかの
判断処理を別に設け、地磁気が異常と判断されたときだ
け前記従来例の処理を行い、地磁気が正常と判断されて
いたときの方位情報を基準にして相対方位センサを用い
ている。この場合は絶対方位センサの出力値が正常か異
常かの判断を必要とするが、この判断には次に述べるよ
うに難しい問題がある。つまり、上記公報の従来例のよ
心点と走行中のＸ、Ｙ出力の点との距離が一定の範囲に
入っているかどうかで地磁気が異常かどうか判断する方
法があるが、地磁気の絶対値が小さいだけで方位は正常
な場合があり、この場合まで異常と判断してしまうので
貴重な情報を逃す欠点がある。このように、絶対方位セ
ンサの出力値が正常か異常かの判断は難しい問題を含ん
でいるにもかかわらず、従来例ではこのような判断を必
要とする欠点があった。

以上に述べたように、従来の方式では絶対方位センサの
出力が常に変動するような異常状態に対してしか効果が
ないか、あるいは、技術的に難しい判断を必要とする欠
点があった。

本発明は絶対方位センサによる検出方位の誤差を抑え、
方位検出精度を向上させることを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、絶対方位センサと
、相対方位センサと、方位記憶手段と、この方位記憶手
段に記憶された方位と前記相対方位センサにより検出さ
れた相対方位とを加算する方位加算手段と、これにより
決定された方位と前記相対方位センサの予想方位誤差と
から可能性のある方位の範囲を演算する方位範囲演算手
段と、この方位範囲と前記絶対方位センサにより検出さ
れた絶対方位とを比較し、もし範囲内にあれば前記絶対
方位センサによって決定された方位を新しい方位に決定
し、前記範囲内になければ前記方位範囲内で前記絶対方
位センサによって決定された方位に近い方位を新しい方
位に決定し、前記方位記憶手段に記憶させる方位決定演
算手段と、前記方位記憶手段に記憶された方位情報を出
力する出力手段とを備えるものである。

作　　用 本発明は上記構成により、方位記憶手段に記憶された過
去の方位と相対方位センサによる今回の相対方位とを方
位加算手段で加算して相対方位センサによる今回の進行
方位を求め、これに相対方位センサの予想誤差を方位範
囲演算手段で加算・減算して相対方位センサによる進行
方位の可能性の範囲を求め、絶対方位センサによる絶対
方位と比較して進行方位を決定するため、絶対方位セン
サの出力方位が局地的に異常な地域を走行しても、相対
方位セ／すで求めた方位の予想誤差分だけしか、絶対方
位センサによる方位の修正をさせないことによって、絶
対方位センサによる検出方位の誤差を抑え、方位検出精
度を向上させることができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例における構成図である。１０
ｊは地磁気センサなどの絶対方位センサであり、以前の
進行方位に依存されない絶対方位を求めることができる
が、局地的に誤差を生じる欠点持っている。１０２は角
速度センサのような相対方位センサで、方位記憶手段１
０３に記憶された以前の方位と相対方位センサ１０２の
出力値を方位加算手段１０４によシ加算して相対方位セ
ンサ１０２による今回の方位を求める。この方位に方位
範囲演算手段１０６で相対方位センサ１０２で起こると
予想される誤差値を加算および減算して、進行方位とし
て可能性のある範囲を求める。

１０６は方位決定演算手段で、こうして求めた方位範囲
と絶対方位センサ１ｏ１で検出した絶対方位とを比較し
、この絶対方位が前記方位範囲内に入っていればこの絶
対方位を方位記憶手段１０３に記憶させ、上記範囲内に
入っていなければこの範囲内で最も上記絶対方位に近い
方位を方位記憶手段１０３に記憶させる。１０７は出力
手段で、車両の進行方位や北の方向を表示したり、ナビ
ゲーションシステムなどの移動体位置検出装置に対して
進行方位を出力したシする。

なお、相対方位センサ１０２には、両側の車輪の回転数
から相対方立を検出する車輪センサを用いてもよい。ま
た、同じく相対方位センサには移動体の前方方向と直角
方向の加速度を検出する加速度センサや、ハンドルの操
舵角を検出する舵角センサを用いてもよい。

第２図は方位決定の説明図である。方位２０１は方位記
憶手段１０３に記憶された前回の進行方位、方位２０２
は絶対方位センサ１０１で検出された今回の進行方位、
角度２０３は相対方位センサ１０２で検出された今回の
相対進行方位、方位２０４は方位２０１に角度２０３を
加算して得られた今回の相対方位センサ１０２による進
行方位、角度２０６は相対方位センサ１０２での予想誤
差の正側の値、角度２０６は相対方位センサ１０２での
予想誤差の負側の値、方位２０７は方位決定演算手段１
０６によって決定された今回の進行方位である。この場
合、絶対方位２０２は方位２０４を中心とし、角度２０
５と角度２０６で限定される範囲内にあるので、最終決
定された今回の進行方位２０７は絶対方位２０２に一致
させている。

また、他の場合について次に説明する。方位２１１は前
回の進行方位、方位２１２は絶対方位センサ１０１で検
出された今回の進行方位、角度２１３は相対方位センサ
１０２で検出された今回の相対進行方位、方位２１４は
方位２１１に角度２１３を加算して得られた今回の相対
方位センサ１０２による進行方位、角度２１６は相対方
位センサ１０２での予想誤差の正側の値、角度２１６は
相対方位センサ１０２での予想誤差の負側の値、方位２
１７は方位決定演算手段１０６によって決定された今回
の進行方位である。この場合、絶対方位２１２は方位２
１４を中心とし角度２１６と角度２１６で限定された範
囲内にないので、最終決定された今回の進行方位２１７
は絶対方位２１２に最も近い上記範囲内の方位としてい
る。

第３図は、本発明をソフトウェアで実現する場合の一実
施例としてのフローチャートである。処理３ｏ１で絶対
方位センサ１０１から進行方位をＢａとして取り込み、
処理３０２で相対方位センサ１０２から相対方位をＲａ
として取り込む。次に方位加算処理３０３で前回の進行
方位ＢｃとＲａを加算して、相対方位センサ１０２によ
る今回の進行方位Ｂｒを求める。次に方位範囲演算処理
３０４では、相対方位センサ１０２による予想誤差Ｅｒ
をＢｒに加算および減算して方位範囲の最大値Ｂｍａ！
と最小値Ｂｍｉｎを求める。ここで、予想誤差は定数で
あってもよいし演算で求めた値であってもよい。次に絶
対方位センサ１０１の方位Ｂａと方位ＢｒＱｉユを判断
処理３０６で比較し、ＢａくＢｍｉｎなら処理３０７で
最終的な進行方位ＢｃをＢｍｉユとする。もしそうでな
ければ、絶対方位センサ１０１の方位Ｂａと方位Ｂｍａ
！を判断処理３０６で比較し、Ｂｍａ工（Ｂａなら処理
３０９で最終的な進行方位ＢＣをＢＫｎａ工とする。も
しそうでなければ、Ｂ　　≦Ｂａ≦Ｂ　　であるが、ｍ
ｉｎ　　　　　　　　　ｍａｗ この場合には処理３０８で一最終的な進行方位Ｂｅを地
磁気方位Ｂａとする。こうして求まった進行方位Ｂｅを
処理３１０で最後に出力して、再び処理３０１に戻って
繰り返す。

なお、方位の計算や大小判断では、角度の数値が周期的
な値をとることに対する配慮を行う必要がある。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば絶対方位センサ
と相対方位センサを組み合わせ、絶対方位センサの出力
方位誤差が局地的に大きい地域を走行しても、絶対方位
センサの検出方位誤差を相対方位センナの出力情報によ
って抑え、方位検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における方位検出装置の構成
図、第２図は本実施例の方位決定の説明図、第３図は本
実施例のプログラムの一例を示すフローチャートである
。 １０１・・・・・・絶対方位センサ、１０２・・・・・
・相対方位センサ、１０３・・・・・・方位記憶手段、
１０４・・・・・・方位加算手段、１０５・・・・・・
方位範囲演算手段、１０６・・・・・・方位決定演算手
段、１０７・・・・・・出力手段。 第１図 第　２　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）絶対方位センサと、相対方位センサと、方位記憶
   手段と、この方位記憶手段に記憶された方位と前記相対
   方位センサにより検出された相対方位とを加算する方位
   加算手段と、これにより決定された方位と前記相対方位
   センサの予想方位誤差とから可能性のある方位の範囲を
   演算する方位範囲演算手段と、この方位範囲と前記絶対
   方位センサにより検出された絶対方位とを比較し、もし
   範囲内にあれば前記絶対方位センサによって決定された
   方位を新しい方位に決定し、前記範囲内になければ前記
   方位範囲内で前記絶対方位センサによって決定された方
   位に近い方位を新しい方位に決定し、前記方位記憶手段
   に記憶させる方位決定演算手段と、前記方位記憶手段に
   記憶された方位情報を出力する出力手段とを備えたこと
   を特徴とする方位検出装置。 （２）絶対方位センサとして地磁気センサを用いた特許
   請求の範囲第１項記載の方位検出装置。（３）相対方位
   センサとして両側の車輪の回転数から相対方位を検出す
   る車輪センサを用いた特許請求の範囲第１項記載の方位
   検出装置。 （４）相対方位センサとして角速度センサを用いた特許
   請求の範囲第１項記載の方位検出装置。（５）相対方位
   センサとして移動体の前方方向と直角方向の加速度を検
   出する加速度センサを用いた特許請求の範囲第１項記載
   の方位検出装置。（６）相対方位センサとしてハンドル
   の操舵角を検出する舵角センサを用いた特許請求の範囲
   第１項記載の方位検出装置。