JPH01321310A - 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、方位検出装置に関し、更に詳しくは、地磁気
センサを用いた方位検出装置に関する。

〔従来の技術〕

地磁気センサを用いた方位検出装置の原理を第５図を参
照して説明する。

地磁気センサが出力する地磁気方位信号は直交する２成
分Ｖｘ、Ｖ、からなっている。このｖＸ。

Ｖ、を座標値とすると、地磁気センサを３６０゜回転し
たとき、地磁気方位信号に対応する座標点の軌跡は円を
描く、第５図の破線で示す円Ａはこれを表している。

この円Ａの中心ｏ８が分かっておれば、地磁気センサの
出力する地磁気方位信号に対応する座標点Ｐ、と中心０
．とから方位θ１を検出できることとなる（但し、Ｖｙ
の方向を磁北としている）。

このような地磁気センサを用いた方位検出装置は、例え
ば自動車のナビゲーソヨンシステムに用いられているが
、その場合に例えば自動車のボディが磁化されると、円
Ａが移動し、第５図に実線で示す円Ｂのようになってし
まう。

このとき、この円の移動を考慮しないで、地磁気方位信
号に対応する座標点Ｐｌ、と前の円Ａの中心０□とから
方位θｂを検出すると、この方位θしは誤った方位とな
る。

そこで、特開昭５７−１２７８０７号公報や特開昭５８
−３４３１４号公報においては、地磁気センサの３組の
座標値に対応する３点の座標点が規定する円の中心座標
値を求め、円の移動を補正する技術が提案されている。

また、異なる■８で等しい■、を持つ２組の地磁気方位
信号から円の中心に対応するｖＸを求め、等しい■えで
異なるｖｙを持つ２組の地磁気方位信号から円の中心に
対応するｖｙを求めることにより、円の移動を補正する
技術も知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記円の移動を補正する従来技術では、精度の観点から
地磁気方位信号に対応する３点または４点の座標点が円
周上に均等に分布していることが必要である。

このため、地磁気センサを３６０゛回転させることが必
要となり、自動車のナビゲーシツンシステムに用いられ
る場合には自動車を３６０゛回転させることが必要とな
る。いわゆる１回転補正である。

しかし、いつでも地磁気センサ（あるいは自動車）を３
６０゛回転させられるとは限らないから、それが行われ
ｍ−までの間、補正がなされない期間を生じる問題点が
ある。

従って、本発明の目的とするところは、上述の如き地磁
気センサ（あるいは自動車）を３６０゜回転させる補正
が行われるまでの間、暫定的な補正を行うようにした方
位検出装置を提供すことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の方位検出装置は、直交する２成分からなる地磁
気方位信号を出力する地磁気センサと、前記直交する２
成分を座標値としたときにその３組以上の座標値に対応
する３点以上の座標点が規定する円の中心座標値を算出
する中心座標値算出手段と、前記地磁気方位信号による
座標値と前記中心座標値とに基づいて方位を算出する方
位算出手段とを具備してなる方位検出装置において、地
磁気方位信号に対応する座標点から円の中心へ向かうベ
クトルを算出し記憶するベクトル−算出手段と、前回検
出した方位と今回検出した方位の変化量を算出する変化
量算出手段と、変化量が所定基準より大なるときは今回
の地磁気方位信号による座標値と前記ベクトルとから円
の中心座標値を算出して更新する中心座標値更新手段と
を設けたことを構成上の特徴とするものである。

〔作用〕

地磁気方位信号に対応する座標点から円の中心に向かう
ベクトルは、自動車のボディの磁化等があっても、方位
が変化しなければ、変化しない。

他方、この種の方位検出装置では、地磁気センサのサン
プリングを短い周期（例えば０．１秒）で行っているの
で、そのような短時間には大幅に方位が変わることはあ
り得ない、従って、今回検出した方位が前回に比べて大
幅に変化しておれば、自動車のボディの磁化等によるも
のと考えられる７そこで、このような場合には、今回の
地磁気センサの地磁気方位信号による座標値と前回のベ
クトルとから移動した円の中心座標値を大体において逆
算できる。そして、この中心座標値を用いれば円の移動
を大体において補正できることとなる。

〔実施例〕

以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に詳しく説
明する。ここに第１図は本発明の一実施例の方位検出装
置のブロック図、第２図は第１図に示す実施例装置の作
動の要部フローチャート、第３図は円の移動が小さい場
合の作動を説明するための座標図、第４図は円の移動が
大きい場合の作動を説明するだめの座標図である。なお
、以下の実施例により本発明が固定されるものではない
。

第１図に示す方位検出装置１は、ナビゲーションンステ
ムの要素として自動車に搭載されるもので、地磁気セン
サ２と、演算処理手段３とからなっている。

地磁気センサ２は、例えば強磁性体に１組のコイルを直
交させて巻き付けた基本的構造を有するものであり、従
って、その出力する地磁気方位信号は直交する２成分ｖ
ＸとＶｙとからなっている。

演算処理手段３は、マイクロプロセンサを中枢とするも
ので、第２図に示す如き作動を行う。

まず、運転者から１回転補正をする指令が与えられてい
るか否かをチｊ−”／りする（Ｓｔ）。

１回転補正をする指示を与えられていれば、自動車が３
６０°回転される間に地磁気センサ２の出力する地磁気
方位信号（Ｖｘ　、Ｖｙ　）を３回又は４回サンプリン
グし、それにより規定される円の中心０．の座標値を算
出する。この１回転補正によって例えば第３図に示す円
Ａの中心０１が得られる（Ｓ２）。なお、必要に応じて
半径ｒも得られる。

次に、自動車が走行している時に地磁気センサ２が出力
する地磁気方位信号（Ｖｘ　、Ｖｙ　）を読み込む、こ
れを座標値とすれば、例えば第３図に示す座標点Ｐ１が
得られることとなる（Ｓ３）。

次に、得られた座標点Ｐ、と中心０□より方位θ、を算
出する。第３図においてはＶ、方向を磁北にとって方位
θ、を表している（Ｓ４）。

次に、その座標点Ｐ、から中心０．へ向かうベクトルα
を算出し記憶する（Ｓ５）。

次いで、先に算出した方位θ１を出力する（Ｓ６）。

１回転補正をしないときは（Ｓｌ）、地磁気方位信号（
Ｖｘ　、Ｖｙ　）を読み込み（Ｓ７）、それに対応する
座標点Ｐと先に算出していた円の中心０、より方位θし
を算出する（Ｓ８＞。

次に、前回の方位θ、と今回算出した方位θトの変化量
が所定基準により小か否かをチエツクする（３９）、１
回転補正をしないときには、上記ステップＳ７．Ｓ８は
所定の短い周期（例えば０゜１秒）で繰り返されるから
、自動車ボディの磁化等による円の移動がなければ、前
回の方位θ３と今回の方位θｂとは大きく変化せず、所
定基準に以下となる。

そこで、この場合には今回の方位θｂで前回の方位θ、
を置換する（ＳＩＯ）。

そして、点Ｐから円の中心０８へ向かうベクトルαを算
出し更新する（Ｓ５）。

また、方位θ、を出力する（Ｓ６）。

自動車が鉄道のガード下を通過したりすると、自動車ボ
ディが磁化され、例えば第３図に示すように円Ａが円Ｂ
のように移動する。

そうすると、ステップＳ７では座標点Ｐトを読み込み、
次にステップＳ８で座標点ＰＩ、と円Ａの中心０．より
方位θしを算出するので、この方位θｂは前回の方位θ
３と大きく異なることになる。

このように大きな変化があると、ステップＳ９において
、変化量（θ、−θＩ、）が所定基準に以上となるので
、ステップ３１１に移行する。

ステップＳｌｌでは、゛ベクトルαによって座標点Ｐｂ
から移動した円Ｂの中心ＯＬの座標値を算出する。この
中心Ｏトは、移動した実際の円Ｂの中心と正しく一致す
るものではないが、前回の検出と今回の検出の時間差が
小さいので、その誤差は小さい。

次に、前回の円Ａの中心Ｏ□と今回の円Ｂの中心０しの
移動量が所定の値Ｍより小さいか否かをチエツクする（
５１２＞、この所定の値Ｍとしては、例えば前回の円Ａ
の半径ｒを用いることができる。

円の中心の移動！（Ｏ□−Ｏし）が所定の値Ｍより小さ
ければ、今回の円Ｂの中心Ｏｂで前回の中心０．を置換
する（３１３）。

そして、前回の方位θ、を出力する（Ｓ６）。

これは、第３図において、Ｐ、からベクトルαを用いて
中心Ｏト！を求めることは、方位θト′が方位θ８に等
しいとすることに他ならないからである。

一方、第４図に示すように、中心の移動量（０゜−〇し
）が所定の値Ｍ以上であれば、１回転補正を促すアラー
ムを出力する（Ｓ１４）　。

そして、中心ＯＩ、で中心０８を置換しく５１３）、方
位θ８を出力する（Ｓ６）。

このように、方位を算出する基準となる円の中心座標値
が更新されるので、１回転補正により正確に中心座標値
が求められるまでの間、小さな誤差で方位を検出し続け
られるようになる。

他の実施例としては、地磁気センサとして方向性のある
磁気センサを直交させて２＋［ｌｉ！配置した構造のも
のを用いたものが挙げられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、直交する２成分からなる地磁気方位信
号を出力する地磁気センサと、前記直交する２成分を座
標値としたときにその３組以上の座標値に対応する３点
以上の座標点が規定する円の中心座標値を算出する中心
座標値算出手段と、前記地磁気方位信号による座標値と
前記中心座標値とに基づいて方位を算出する方位算出手
段とを具備してなる方位検出装置において、地磁気方位
信号に対応する座標点から円の中心へ向かうベクトルを
算出し記憶するベクトル算出手段と、前回検出した方位
と今回検出した方位の変化量を算出する変化量算出手段
と、変化量が所定基準より大なるときは今回の地磁気方
位信号による座標値と前記ベクトルとから円の中心座標
値を算出して更新する中心座標値更新手段とを設けたこ
とを特徴とする方位検出装置が提供され、これにより自
動車のボディの磁化等の原因で正確な方位検出ができな
くなった時でも、その誤差を小さくして検出を続けられ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の方位検出装置のブロック図
、第２図は第１図に示す実施例装置の作動の要部フロー
チャート、第３図は円の移動が小さい場合の作動を説明
するための座標図、第４図は円の移動が大きい場合の作
動を説明するための座標図、第５図は自動車のボディの
磁化等による方位検出の誤差を説明するための座標図で
ある。 〔符号の説明〕 ｌ・・・方位検出装置 ２・・・地磁気センサ ３・・・演算処理手段 ＶＸ、Ｖｙ・・・地磁気方位信号の成分θ１．θｂ・・
・方位 ０、．０．・・・円の中心 Ｐａ、Ｐし・・・座標点。 出願人　　ダイハツ工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直交する２成分からなる地磁気方位信号を出力する
   地磁気センサと、前記直交する２成分を座標値としたと
   きにその３組以上の座標値に対応する３点以上の座標点
   が規定する円の中心座標値を算出する中心座標値算出手
   段と、前記地磁気方位信号による座標値と前記中心座標
   値とに基づいて方位を算出する方位算出手段とを具備し
   てなる方位検出装置において、 地磁気方位信号に対応する座標点から円の 中心へ向かうベクトルを算出し記憶するベクトル算出手
   段と、前回検出した方位と今回検出した方位の変化量を
   算出する変化量算出手段と、変化量が所定基準より大な
   るときは今回の地磁気方位信号による座標値と前記ベク
   トルとから円の中心座標値を算出して更新する中心座標
   値更新手段とを設けたことを特徴とする方位検出装置。