JPH03138521A - Vehicle position detection device - Google Patents

Vehicle position detection device

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JPH03138521A
JPH03138521A JP27933989A JP27933989A JPH03138521A JP H03138521 A JPH03138521 A JP H03138521A JP 27933989 A JP27933989 A JP 27933989A JP 27933989 A JP27933989 A JP 27933989A JP H03138521 A JPH03138521 A JP H03138521A
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geomagnetic
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sensor
vehicle
output
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Kazuo Hirano
和夫 平野
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車載用ナビゲータに適用される車両位置検出
装置に関し、さらに詳しくは、地磁気方位センサから出
力される出力信号、及び走行距離センサから出力される
走行距離信号に基いて車両の推定位置を検出する車両位
置検出装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a vehicle position detection device applied to an in-vehicle navigator. The present invention relates to a vehicle position detection device that detects the estimated position of a vehicle based on an output mileage signal.

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉車載用
ナビゲータは、車両の現在位置を検出し、この検出した
現在位置を所定範囲の道路地図と共に、デイスプレィ上
に表示するものである。
<Prior Art and Problems to be Solved by the Invention> An in-vehicle navigator detects the current position of a vehicle and displays the detected current position on a display together with a road map of a predetermined range.

上記車載用ナビゲータに適用される車両位置検出装置と
しては、■走行距離センサ、地磁気方位センサ、及びコ
ンピュータを有し、走行方位と走行距離とに基いて車両
位置を算出するいわゆる推測航法(Dead Reck
oning)によるものと、■上記推測航法方式により
算出した車両位置の積算データ(軌跡データ)と地図メ
モリに記憶した道路との類似度とに基いて、車両が走行
している道路を検出すると共に、この道路上の車両位置
を検出するいわゆる地図マツチ航法(Map Matc
hing )によるものとがある。
The vehicle position detection device applied to the above-mentioned in-vehicle navigator includes: (1) a so-called dead reconnaissance system that has a mileage sensor, a geomagnetic direction sensor, and a computer, and calculates the vehicle position based on the running direction and distance;
Detecting the road on which the vehicle is traveling based on the cumulative data (trajectory data) of the vehicle position calculated by the dead reckoning method described above and the degree of similarity between the road and the road stored in the map memory. , so-called map matc navigation (Map Matc) detects the vehicle position on this road.
hing).

上記前れの航法においても、走行距離センサから出力さ
れる走行距離信号、他磁・気方位センサからの出力され
る方位信号に基いて車両の推定位置を算出することを前
提としており、これらセンサから出力されるデータに誤
差があれば正確な位置検出は不可能である。
The above navigation also assumes that the estimated position of the vehicle is calculated based on the mileage signal output from the mileage sensor and the direction signal output from other magnetic/magnetic direction sensors. If there is an error in the data output from the sensor, accurate position detection is impossible.

特に、上記地磁気方位センサは地磁気の水平分力に対す
る車両の進行方位成分、及び進行方位に直交する成分を
検出するものであり、踏切、地下等の地磁気に歪が生じ
ている場所のデータを取り込むと、方位検出誤差が発生
する。このように地磁気に歪が生じている場所のデータ
を方位検出データとして車両位置検出装置に取り込まな
いようにする必要がある。
In particular, the above-mentioned geomagnetic direction sensor detects the heading component of the vehicle relative to the horizontal component of the geomagnetic force, as well as the component orthogonal to the heading, and captures data from places where the geomagnetic field is distorted, such as at railroad crossings and underground. Then, a direction detection error occurs. It is necessary to prevent data from places where the earth's magnetic field is distorted from being taken into the vehicle position detection device as azimuth detection data.

また、外部磁界の影響等により車両が着磁している場合
にも、方位検出誤差が発生する。従って、着磁補正する
必要がある。
Further, when the vehicle is magnetized due to the influence of an external magnetic field, a direction detection error also occurs. Therefore, it is necessary to correct the magnetization.

第5図ASBは着磁状態を説明するための図である。FIG. 5 ASB is a diagram for explaining the magnetized state.

車両の進行方位01度、地磁気方位円の半径をr1地他
磁方位センサ2の出力をM(xi、yL)、着磁により
移動した地磁気方位円の中心座標をΔX、Δyとする。
The traveling direction of the vehicle is 01 degrees, the radius of the geomagnetic azimuth circle is r1, the output of the geomagnetic azimuth sensor 2 is M (xi, yL), and the center coordinates of the geomagnetic azimuth circle moved by magnetization are ΔX, Δy.

上記θl、r、M(xl。The above θl, r, M(xl.

yl)が既知であれば、ΔX、Δyを算出することがで
きる。そして、出力M(xl、)’1)からΔX1Δy
を減算することにより、正確な方位(xi−Δx、yl
−Δy)を得ることができる。
If yl) is known, ΔX and Δy can be calculated. Then, from the output M(xl,)'1) ΔX1Δy
The exact orientation (xi - Δx, yl
−Δy) can be obtained.

そこで、本件出願人は、地磁気方位センサ、及び旋回角
度センサを車両に取り付け、旋回角度センサから出力さ
れる旋回角度信号に基いて進行方位θlを算出し、進行
方位θ1と地磁気方位円の半径rとに基いて車両の着磁
量(ΔX、Δy)を検出し、この検出した着磁量(ΔX
、Δy)に基いて地磁気方位センサを補正する方法(発
明の名称「地磁気方位センサの着磁補正方法」)を提供
した(特開昭H−169517号公報参照)。
Therefore, the applicant attached a geomagnetic azimuth sensor and a turning angle sensor to the vehicle, calculated the heading θl based on the turning angle signal output from the turning angle sensor, and calculated the heading θl and the radius r of the geomagnetic azimuth circle. The amount of magnetization (ΔX, Δy) of the vehicle is detected based on the detected amount of magnetization (ΔX, Δy).
, Δy) (the title of the invention is "Magnetization correction method for geomagnetic direction sensor") (see Japanese Patent Laid-Open No. 169517/1983).

上記地磁気方位センサの着磁補正方法によれば、基準と
すべき地磁気方位円の半径が、正確であるかぎり車両の
着磁量を検出することができる。
According to the magnetization correction method for a geomagnetic azimuth sensor, the amount of magnetization of a vehicle can be detected as long as the radius of the geomagnetic azimuth circle to be used as a reference is accurate.

しかしながら、地磁気の強度は地球の緯度に略比例して
変動するものであり、日本においては、沖縄地方で略3
4000nT  (ナノテスラ)、宗谷岬で略2(io
oonTである。従って、地磁気方位円の半径を固定し
、この固定した地磁気方位円の半径と移動方位とに基い
て地磁気方位センサの着磁補正を行なった場合には、特
定地域においては、正確に着磁補正を行なうことができ
るが、それ以外の地域においては、正確な着磁補正を行
なうことができないという問題かある。
However, the strength of the earth's magnetic field varies approximately in proportion to the latitude of the earth, and in Japan, the strength of the earth's magnetic field varies approximately in proportion to the latitude of the earth.
4000nT (nano tesla), approximately 2 (io
It is oonT. Therefore, if the radius of the geomagnetic azimuth circle is fixed and the magnetization correction of the geomagnetic azimuth sensor is performed based on the fixed radius of the geomagnetic azimuth circle and the moving azimuth, the magnetization correction will be accurate in a specific area. However, there is a problem in that accurate magnetization correction cannot be performed in other areas.

また、地磁気偏角も地球の緯度に略比例して変動するも
のであり、沖縄地方で略5度、宗谷岬で略9度である。
Furthermore, the geomagnetic declination also changes approximately in proportion to the latitude of the earth, and is approximately 5 degrees in the Okinawa region and approximately 9 degrees at Cape Soya.

従って、地磁気偏角を固定し、この固定した地磁気偏角
に基いて地磁気方位センサからの方位データを地図上の
方位に補正した場合には、特定地域においては、正確に
補正を行なうことができるが、それ以外の地域において
は、地磁気の方位と地図上の方位とがずれるため、正確
な方位補正を行なうことができないという問題がある。
Therefore, if the geomagnetic declination is fixed and the azimuth data from the geomagnetic azimuth sensor is corrected to the azimuth on the map based on the fixed geomagnetic declination, the correction can be made accurately in a specific area. However, in other areas, the geomagnetic direction and the direction on the map deviate, so there is a problem that accurate direction correction cannot be performed.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、あ
らゆる地域における地磁気方位センサの着磁補正、及び
方位補正を可能にする車両位置検出装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle position detection device that enables magnetization correction and direction correction of a geomagnetic direction sensor in any region.

く課題を解決するための手段及び作用〉上記目的を達成
するための、第1の発明の車両位置検出装置は、 車両の推定位置の地磁気の偏角、及び地磁気の強度を所
定の関数に基いて算出する地磁気データ算出手段と、 上記地磁気データ算出手段により算出される地磁気の強
度データに基いて地磁気方位円の半径を較正すると共に
、地磁気の偏角データに基いて上記地磁気方位センサか
ら出力される出力信号を地図上の方位に較正する較正手
段と、 車両に搭載された旋回角度センサにより検出された旋回
角度検出信号と、較正手段により較正された地磁気方位
円の半径並びに出力信号とに基いて地磁気方位円の中心
座標のずれを補正する着磁補正手段とを有するものであ
る。
Means and Effects for Solving the Problems> To achieve the above object, the vehicle position detection device of the first invention has the following features: calibrating the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the geomagnetic intensity data calculated by the geomagnetic data calculation means, and calibrating the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the geomagnetic declination data output from the geomagnetic azimuth sensor. calibrating means for calibrating an output signal to the azimuth on the map; a turning angle detection signal detected by a turning angle sensor mounted on the vehicle; and a radius of a geomagnetic azimuth circle calibrated by the calibrating means and the output signal. and magnetization correction means for correcting the deviation of the center coordinates of the geomagnetic azimuth circle.

以上の構成の発明であれば、地磁気データ算出手段によ
り車両の推定位置の地磁気の強度、及び地磁気の偏角を
所定の関数に基いて算出し、車両の推定位置に対応した
地磁気の強度データ及び偏角データを求める。較正手段
が車両の推定位置に対応した地磁気の強度データに基い
て地磁気方位円の半径を較正すると共に、車両の推定位
置に対応した地磁気の偏角データに基いて地磁気方位セ
ンサから出力される出力信号(地磁気方位)を地図上の
方位に較正する。そして、着磁補正手段は、旋回角度検
出信号と、較正された地磁気方位円の半径並びに出力信
号とに基いて地磁気方位円の中心座標のずれを検出し、
このずれ量に基いて着磁補正をする。従って、着磁補正
手段により補正された以後の出力信号は、正確な進行方
位データとなり、較正且つ着磁補正された地磁気方位セ
ンサの出力信号と、走行距離センサからの走行距離信号
とに基いて正確に位置検出を行なうことができる。
With the invention configured as above, the geomagnetic strength and declination of the geomagnetic field at the estimated position of the vehicle are calculated by the geomagnetic data calculation means based on a predetermined function, and the geomagnetic strength data and declination of the geomagnetic field corresponding to the estimated position of the vehicle are calculated. Obtain declination data. The calibration means calibrates the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the geomagnetic intensity data corresponding to the estimated position of the vehicle, and output output from the geomagnetic azimuth sensor based on the geomagnetic declination data corresponding to the estimated position of the vehicle. Calibrate the signal (geomagnetic direction) to the direction on the map. The magnetization correction means detects a shift in the center coordinates of the geomagnetic azimuth circle based on the rotation angle detection signal, the calibrated radius of the geomagnetic azimuth circle, and the output signal,
Magnetization correction is performed based on this amount of deviation. Therefore, the subsequent output signal corrected by the magnetization correction means becomes accurate heading data, and is based on the calibrated and magnetized output signal of the geomagnetic direction sensor and the mileage signal from the mileage sensor. Position detection can be performed accurately.

尚、着磁補正を行なっている間は、旋回角度センサから
出力される旋回角度検出信号に基いて進行方位データが
得られる。
Note that while the magnetization correction is being performed, the traveling direction data is obtained based on the turning angle detection signal output from the turning angle sensor.

また、第2の発明の車両位置検出装置は、所定範囲の地
図を分割し、分割した各区域の地磁気の強度、及び地磁
気の偏角を記憶した記憶手段と、 車両が走行して区域を更新する毎に地磁気の強度データ
、及び地磁気の偏角データを読出す読出手段と、 読出手段により読出した地磁気の強度データに基いて地
磁気方位円の半径を較正すると共に、読出した地磁気の
偏角データに基いて地磁気方位センサから出力される出
力信号を地図上の方位に較正する較正手段と、 旋回角度検出信号と、較正された地磁気方位円の半径並
びに出力信号とに基いて地磁気方位円の中心座標のずれ
を補正する着磁補正手段とを有するものである。
In addition, the vehicle position detection device of the second invention divides a map of a predetermined range, and includes a storage means that stores the geomagnetic strength and declination of the geomagnetic field in each divided area, and updates the area as the vehicle travels. a reading means for reading the geomagnetic strength data and the geomagnetic declination data each time the reading means reads out the geomagnetic strength data, and calibrating the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the geomagnetic strength data read by the reading means; calibrating means for calibrating the output signal output from the geomagnetic azimuth sensor to the azimuth on the map based on the rotation angle detection signal, the radius of the calibrated geomagnetic azimuth circle and the output signal; and magnetization correction means for correcting coordinate deviations.

以上の第2の発明であれば、車両が移動して地区を更新
する毎に進入した地区の地磁気の強度データ、及び地磁
気の偏角データを記憶手段から読出すことにより、車両
が新たに走行する区域の地 0 磁気の強度データ、及び偏角データを得ることができ、
地磁気の強度、及び偏角を算出するのと比較して短い時
間で地磁気方位センサの着磁補正、及び車両位置の検出
を行なうことができる。
According to the above-mentioned second invention, each time the vehicle moves and updates the district, the geomagnetic strength data and the geomagnetic declination data of the district entered are read from the storage means, so that the vehicle can start traveling anew. 0 Magnetic strength data and declination data can be obtained in the area where
It is possible to correct the magnetization of the geomagnetic azimuth sensor and detect the vehicle position in a shorter time than it takes to calculate the strength and declination of the geomagnetic field.

〈実施例〉 以下に、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する
<Examples> Examples will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図はこの発明の位置検出装置の一実施例を示すブロ
ック図である。位置検出装置は、車両の走行距離を検出
する走行距離センサ1と、地磁気方位センサ2と、旋回
角度センサ3(例えば、両輪の移動距離差に基いて旋回
角度を検出する車輪速センサ、ジャイロ等)と、所定範
囲の道路地図(例えば日本道路地図)を複数の地区に分
割し、分割した各地区毎の道路を車両の走行経路に近似
させた道路地図データを記憶している位置検出用の地図
メモリ4と、現在位置の地磁気の強度、及び地磁気の偏
角を地磁気強度分布関数並びに地磁気偏角分布関数に基
いて算出する地磁気データ算出部5と、算出した地磁気
の強度データに基いて地磁気方位円の半径を較正すると
共に、算出した地磁気の偏角データに基いて地磁気方位
センサ2の出力信号を較正する較正部6と、上記地磁気
データ算出部5により算出した地磁気強度と地磁気方位
センサ2の出力信号から得られる地磁気強度との差が所
定値未満の場合のみ、地磁気方位センサ2の出力信号を
位置検出のためのデータとして取り込む取捨選択部7と
、旋回角度信号と地磁気方位円の半径とに基いて車両の
着磁量を検出し、この検出した着磁量に基いて地磁気方
位センサ2を補正する着磁補正部8と、走行距離センサ
1からの走行距離データ、及び地磁気方位センサ2から
の方位信号又は旋回角度センサ3からの旋回角度信号に
基いて車両の走行軌跡を算出し、この走行軌跡と地図メ
モリ4に記憶されている道路とを照合し、道路上の車両
位置を算出する位置検出部9とを有する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the position detection device of the present invention. The position detection device includes a mileage sensor 1 that detects the distance traveled by the vehicle, a geomagnetic direction sensor 2, and a turning angle sensor 3 (for example, a wheel speed sensor that detects the turning angle based on the difference in travel distance between the two wheels, a gyro, etc.). ) and a location detection system that stores road map data that divides a road map of a predetermined range (for example, Japan Road Map) into multiple districts and approximates the roads in each divided district to the driving route of the vehicle. a map memory 4; a geomagnetic data calculation unit 5 that calculates the geomagnetic strength and declination of the geomagnetism at the current location based on a geomagnetic intensity distribution function and a geomagnetic declination distribution function; A calibration unit 6 that calibrates the radius of the azimuth circle and also calibrates the output signal of the geomagnetic azimuth sensor 2 based on the calculated geomagnetic declination data, and the geomagnetic intensity calculated by the geomagnetic data calculation unit 5 and the geomagnetic azimuth sensor 2. a selection section 7 that takes in the output signal of the geomagnetic azimuth sensor 2 as data for position detection only when the difference between the output signal and the geomagnetic strength obtained from the output signal is less than a predetermined value; a magnetization correction unit 8 that detects the amount of magnetization of the vehicle based on the detected amount of magnetization, and corrects the geomagnetic azimuth sensor 2 based on the detected amount of magnetization; and the mileage data from the mileage sensor 1 and the geomagnetic azimuth sensor. 2 or the turning angle signal from the turning angle sensor 3, and compares this driving trajectory with the road stored in the map memory 4 to determine the vehicle position on the road. It has a position detection unit 9 that calculates the position.

さらに詳細に説明すれば、地磁気データ算出部5は、走
行距離センサ1からの走行距離信号を積算し、この積算
した走行距離が所定距離に達する1 2 と、下式1の地磁気強度分布関数TIに基いて現在地の
地磁気強度を算出し、また、下式2の地磁気偏角分布関
数に基いて現在地の地磁気偏角Δeを算出するものであ
る。
To explain in more detail, the geomagnetic data calculation unit 5 integrates the mileage signals from the mileage sensor 1, and calculates 1 2 when the accumulated mileage reaches a predetermined distance, and the geomagnetic intensity distribution function TI of the following equation 1. The geomagnetic strength of the current location is calculated based on the geomagnetic declination angle Δe of the current location, and the geomagnetic declination angle Δe of the current location is calculated based on the geomagnetic declination distribution function of Equation 2 below.

T H−8(1(155,6nT−40’3.04 ”
Δψ−T 99.43  A λ−8,213nTΔψ2+T 11.140  ΔψΔ2−4.747nTΔ22・1
Δθ−7° 5°、45+21°、03Δλ−〇°、3
60Δψ2+0’、274 ΔψΔλ十0”、470Δ
λ2          ・・・2但し、Δψ−ψ−3
7°N Δλ−λ−138°E nTはナノテスラ、Nは北方向、Eは東方向、φは緯度
、λは経度である。
TH-8(1(155,6nT-40'3.04"
Δψ−T 99.43 A λ−8,213nTΔψ2+T 11.140 ΔψΔ2−4.747nTΔ22・1
Δθ−7° 5°, 45+21°, 03Δλ−〇°, 3
60Δψ2+0', 274 ΔψΔλ10", 470Δ
λ2 ...2 However, Δψ−ψ−3
7°N Δλ−λ−138°E nT is nanotesla, N is northward, E is eastward, φ is latitude, and λ is longitude.

尚、上記地磁気強度分布関数、及び地磁気偏角分布関数
は実験値に基いて求められたものであり、北緯37°、
東経138°を基準にして日本国内の地磁気強度分布、
地磁気偏角分布を2乗分布関数で近似させたものである
The above geomagnetic intensity distribution function and geomagnetic declination distribution function were obtained based on experimental values, and are
Geomagnetic strength distribution in Japan based on 138° east longitude,
The geomagnetic declination distribution is approximated by a square distribution function.

較正部6は、上記地磁気データ算出部5からの地磁気強
度データを入力とし、地磁気方位円の半径を下式3に従
って較正する。そして、地磁気方位センサ2の出力M 
(X、Y)を取込み、下式4の演算を行なって、現在地
の地磁気強度T、及び地磁気方位eを算出する。この方
位eに地磁気偏角データΔeを加えて地図方位(e′−
〇+Δθ)に較正する。
The calibration unit 6 inputs the geomagnetic intensity data from the geomagnetic data calculation unit 5 and calibrates the radius of the geomagnetic azimuth circle according to equation 3 below. Then, the output M of the geomagnetic direction sensor 2
(X, Y) is taken in, and the following formula 4 is calculated to calculate the geomagnetic strength T and the geomagnetic direction e at the current location. Adding the geomagnetic declination data Δe to this direction e, the map direction (e'-
〇+Δθ).

r2− rl X [Ts2/TslF      −
3(但し、r2は較正後の半径、rlは較正前の半径、
Ts2は較正後の地磁気強度情報、Tslは較正前の地
磁気強度情報である。) T−I M + −+Y1− e−jan −’ (X/Y)         ”・
4(Xは地磁気水平分力の進行方向に直交する成分、Y
は地磁気水平分力の進行方向成分)取捨選択部7は、上
記算出した地磁気強度Tが上記地磁気強度情報Ts2X
(L±α)の範囲にあるか否かを判別し、上記範囲内に
無いと判別した場合には、出力Mをデータとして取り込
まないようにするものである。上記αは、出力Mをデー
タと 3 4 して使用すると位置検出誤差が発生ずる値に設定される
。この値としては、0.1〜0.2程度が適当である。
r2- rlX [Ts2/TslF-
3 (where r2 is the radius after calibration, rl is the radius before calibration,
Ts2 is geomagnetic strength information after calibration, and Tsl is geomagnetic strength information before calibration. ) T-I M + -+Y1- e-jan -' (X/Y) ”・
4 (X is the component perpendicular to the advancing direction of the geomagnetic horizontal component, Y
is the advancing direction component of the geomagnetic horizontal component force) The selection unit 7 determines that the geomagnetic strength T calculated above is the geomagnetic strength information Ts2X.
It is determined whether or not it is within the range of (L±α), and if it is determined that it is not within the range, the output M is not taken in as data. The above α is set to a value that causes a position detection error when the output M is used as data. A suitable value for this value is about 0.1 to 0.2.

着磁補正部8は、旋回角度センサ3から出力される従前
の旋回角度信号と現在の旋回角度検出信号とに基いて、
現在向いている方位θ1 (第4図参照)を検出し、こ
の検出した方位と、較正部6で較正した地磁気方位円の
半径とに基いて車両の着磁量を検出し、この検出した着
磁量に基いて地磁気方位センサを補正する。
Based on the previous rotation angle signal output from the rotation angle sensor 3 and the current rotation angle detection signal, the magnetization correction unit 8
The current orientation θ1 (see Figure 4) is detected, and the amount of magnetization of the vehicle is detected based on this detected orientation and the radius of the geomagnetic azimuth circle calibrated by the calibration unit 6. Corrects the geomagnetic direction sensor based on the amount of magnetism.

位置検出部9は、上記着磁補正部8により補正が行われ
るまでの間は、旋回角度センサ3からの旋回角度信号に
基いて算出した方位θ1と、走行距離信号とに基いて車
両の走行軌跡を算出し、補正が行われた後は着磁補正部
8から供給される正確な方位信号、及び走行距離信号に
基いて車両の走行軌跡を算出する。そして、走行軌跡と
位置検出用の地図メモリ4に記憶されている道路とが最
も類似している道路を車両が走行している道路と認識し
、この道路上の車両位置を検出する。尚、上記位置検出
部9はいわゆる地図マツチ航法を採用しているが、位置
検出用の地図メモリ4を搭載しないで、いわゆる推測航
法を採用し、旋回角度センサ3からの旋回角度信号又は
着磁補正後の方位信号と、走行距離信号とに基いて車両
の推定位置を算出することも可能である。
Until the magnetization correction section 8 performs the correction, the position detection section 9 determines whether the vehicle is traveling based on the azimuth θ1 calculated based on the turning angle signal from the turning angle sensor 3 and the mileage signal. After the trajectory is calculated and corrected, the trajectory of the vehicle is calculated based on the accurate azimuth signal and mileage signal supplied from the magnetization correction section 8. Then, the road on which the travel trajectory is most similar to the road stored in the map memory 4 for position detection is recognized as the road on which the vehicle is traveling, and the vehicle position on this road is detected. Although the position detecting section 9 employs so-called map matching navigation, it does not include the map memory 4 for position detection and employs so-called dead reckoning navigation, and uses the turning angle signal from the turning angle sensor 3 or magnetization. It is also possible to calculate the estimated position of the vehicle based on the corrected direction signal and mileage signal.

上記位置検出装置の動作を第2図のフローチャトに基い
て説明する。
The operation of the position detecting device will be explained based on the flowchart of FIG.

ステップ■において、走行距離センサ1からの走行距離
信号を積算し、この積算した走行距離が所定距離に達す
ると、1式の地磁気強度分布関数THに基いて現在地の
地磁気強度TS2を算出する。
In step (2), the mileage signal from the mileage sensor 1 is integrated, and when the accumulated mileage reaches a predetermined distance, the geomagnetic strength TS2 at the current location is calculated based on the geomagnetic strength distribution function TH of the formula 1.

ステップ■において、2式の地磁気偏角分布関数に基い
て現在地の地磁気偏角Δeを算出する。
In step (2), the geomagnetic declination Δe at the current location is calculated based on the two geomagnetic declination distribution functions.

ステップ■において、3式に従って地磁気方位円の半径
を現在地の地磁気方位円の半径に較正する。
In step (2), the radius of the geomagnetic azimuth circle is calibrated to the radius of the geomagnetic azimuth circle at the current location according to equation 3.

ステップ■において、地磁気方位センサ2の出力信号M
 (X、Y)を入力として、 Tm J](71「)2T1θ−tan −’ (X/
 Y)なる演 5 6 算により現在地の地磁気強度T1地磁気方位eを算出す
る。
In step (2), the output signal M of the geomagnetic direction sensor 2
With (X, Y) as input, Tm J] (71")2T1θ-tan -' (X/
Y) The geomagnetic strength T1 and geomagnetic direction e at the current location are calculated by the following calculation.

ステップ■において、eos (e+Δe) 、5in
(e+Δe)を求める。即ち、地磁気方位eを地図方位
(e’−e+Δe)に較正する。例えば、日本のある地
点において、地磁気の北は地図の北よりも北西の方向に
6度傾いている。この場合には、地図方位を90度+6
度にする(反時計方向に回転させる)。
In step ■, eos (e+Δe), 5in
Find (e+Δe). That is, the geomagnetic direction e is calibrated to the map direction (e'-e+Δe). For example, at a certain point in Japan, the geomagnetic north is tilted 6 degrees northwest of the north of the map. In this case, change the map direction to 90 degrees + 6
degree (rotate counterclockwise).

ステップ■において、算出された地磁気強度Tが地磁気
強度情報Ts2X(1±α)の範囲内にあるか否かを判
別し、Ts2X(L±α)の範囲内に無いと判別した場
合には、ステップ■において旋回角度信号から得られる
方位θ1と走行距離信号とに基いて車両の現在位置を算
出し、ステップ■において、着磁補正をする。
In step (2), it is determined whether or not the calculated geomagnetic strength T is within the range of the geomagnetic strength information Ts2X (1±α), and if it is determined that it is not within the range of Ts2X (L±α), In step (2), the current position of the vehicle is calculated based on the azimuth θ1 obtained from the turning angle signal and the travel distance signal, and in step (2), magnetization correction is performed.

上記ステップ■において、算出された地磁気強度TがT
s2X(1±α)の範囲内にあると判別した場合には、
ステップ■において、地図方位e′と旋回角度信号から
得られる方位θ1との差か、定値に以上であるか否かを
判別し、一定値に未満である場合には、ステップ[相]
において、地図方位e′と走行距離信号とに基いて車両
の現在位置を算出する。尚、上記一定値には、局地的に
地磁気方位センサ2からの方位データよりも精度の高い
旋回角度センサ3からの方位データに基いて地磁気方位
センサ2からの出力を取捨選択するための閾値である。
In step ① above, the calculated geomagnetic strength T is T
If it is determined that it is within the range of s2X (1 ± α),
In step (2), it is determined whether the difference between the map orientation e' and the orientation θ1 obtained from the turning angle signal is greater than or equal to a certain value, and if it is less than the certain value, step [phase]
In the step, the current position of the vehicle is calculated based on the map orientation e' and the travel distance signal. Note that the above-mentioned constant value includes a threshold value for selecting the output from the geomagnetic azimuth sensor 2 based on the azimuth data from the turning angle sensor 3 which is locally more accurate than the azimuth data from the geomagnetic azimuth sensor 2. It is.

上記ステップ■において地図方位e′と旋回角度信号か
ら得られる方位θlとの差が、一定値に以上であると判
別した場合には、ステップ■、及びステップ■の処理を
する。
If it is determined in step (2) that the difference between the map orientation e' and the orientation θl obtained from the turning angle signal is greater than or equal to a certain value, steps (2) and (2) are performed.

尚、ステップ[相]において、地図方位θ′に替えて、
例えば下式に示される如く、地図方位e′と旋回角度信
号から得られる方位θlとに所定の重み付けをしたもの
を方位データとすることが可能である。
In addition, in step [phase], instead of map orientation θ',
For example, as shown in the formula below, the map orientation e' and the orientation θl obtained from the turning angle signal can be weighted in a predetermined manner as orientation data.

θ−(Aθ2+Bθl )/ (A+B)(但し、A、
Bは重み付けの為の係数)以上の実施例によれば、位置
検出部9には、車 7 8 両が着磁した場合には、旋回角度センサ3から供給され
る旋回角度に基いて算出される方位θ1に基いて位置検
出を行ない、補正が行なわれた後には、地磁気方位セン
サ2の出力を補正した方位信号に基いて位置検出を行な
うことにより、従来の如く地磁気に歪がある場所を走行
した場合であっても、方位信号が欠落することがないの
で、常時正確な位置検出を行なうことができる。
θ-(Aθ2+Bθl)/(A+B) (However, A,
B is a coefficient for weighting) According to the above embodiment, when the vehicle is magnetized, the position detection unit 9 calculates the turning angle supplied from the turning angle sensor 3. The position is detected based on the azimuth θ1, and after correction is performed, the position is detected based on the azimuth signal obtained by correcting the output of the geomagnetic azimuth sensor 2, so that it is possible to detect places where there is distortion in the geomagnetic field as in the past. Even when the vehicle is running, the azimuth signal is not lost, so accurate position detection can be performed at all times.

第3図は、他の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment.

上記第1図の実施例と相違する点は、表示用地図メモリ
10に地磁気強度データ、及び地磁気偏角データを記憶
させ、表示用地図メモリ10から地磁気強度、地磁気偏
角を読出す読出部11を有している点である。この表示
用地図メモリ10は、第4図に示すようなフォーマット
構成であり、所定範囲の道路地図を複数の地区に分割し
、分割した各地区のコード番号、各地区の地磁気強度デ
ータ、地磁気偏角データをヘッダ部に記憶させている。
The difference from the embodiment shown in FIG. 1 above is that a reading unit 11 stores geomagnetic intensity data and geomagnetic declination data in the display map memory 10 and reads out the geomagnetic strength and geomagnetic declination from the display map memory 10. The point is that it has the following. This display map memory 10 has a format configuration as shown in FIG. 4, in which a road map of a predetermined range is divided into a plurality of districts, the code number of each divided district, geomagnetic strength data of each district, and geomagnetic polarization. The angle data is stored in the header section.

そして、データ部に各地区内の道路、主要構造物、川、
鉄道等の背景データの座標位置を記憶させているもので
ある。
Then, in the data section, roads, main structures, rivers, etc. in each district,
It stores the coordinate positions of background data such as railways.

上記実施例の位置検出装置の動作は次の通りである。即
ち、走行開始前においては、読取部11により地図メモ
リ10から現在位置の地磁気強度を読出し、較正部6は
、読出した地磁気強度データに基いて地磁気方位円の半
径を較正することができる。そして、走行開始後におい
ては、位置検出部9が位置検出信号に基いて車両の新た
な地区への進入を検出し、進入した新たな地区の地磁気
強度データ、地磁気偏角データの読出指令を読出部11
に出力する。読出部11は地図メモリ10から進入した
地区の地磁気強度データ、地磁気偏角データを読出し、
較正部6に供給する。
The operation of the position detection device of the above embodiment is as follows. That is, before starting traveling, the reading unit 11 reads the geomagnetic intensity at the current position from the map memory 10, and the calibration unit 6 can calibrate the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the read geomagnetic intensity data. Then, after the start of travel, the position detection unit 9 detects the entry of the vehicle into a new area based on the position detection signal, and reads out a command to read geomagnetic strength data and geomagnetic declination data of the new area entered. Part 11
Output to. The reading unit 11 reads geomagnetic strength data and geomagnetic declination data of the area entered from the map memory 10,
It is supplied to the calibration section 6.

較正部6は供給された地磁気強度データ、地磁気偏角デ
ータに基いて、新たな地区に対応させて地磁気方位円の
半径を較正すると共に、地磁気方位センサ2の出力信号
を較正する。
The calibration unit 6 calibrates the radius of the geomagnetic azimuth circle in correspondence with the new district based on the supplied geomagnetic strength data and geomagnetic declination data, and also calibrates the output signal of the geomagnetic azimuth sensor 2.

上記第3図の実施例であれば、車両が移動して地区を更
新する毎に進入した地区の地磁気強度データ及び地磁気
偏角データを読出し、この読出し 9 0 た地磁気強度データに基いて地磁気方位円の半径を較正
することにより、地磁気強度を較正するのと比較して短
い時間で地磁気方位センサの着磁補正を行なうことがで
きる。また、読出した地磁気偏角データに基いて地磁気
方位センサ2の出力信号を地図方位に較正することによ
り、地磁気偏角を算出するのと比較して短い時間で地磁
気方位センサの出力を地図方位に較正することができる
In the embodiment shown in Fig. 3 above, each time the vehicle moves and updates the area, the geomagnetic intensity data and geomagnetic declination data of the area it has entered are read out, and the geomagnetic direction is determined based on the read geomagnetic intensity data. By calibrating the radius of the circle, the magnetization correction of the geomagnetic azimuth sensor can be performed in a shorter time than calibrating the geomagnetic strength. In addition, by calibrating the output signal of the geomagnetic azimuth sensor 2 to the map azimuth based on the read geomagnetic declination data, the output of the geomagnetic azimuth sensor 2 can be calibrated to the map azimuth in a shorter time compared to calculating the geomagnetic declination. Can be calibrated.

〈発明の効果〉 以上の本発明によれば、車両位置における地磁気強度及
び地磁気偏角を算出し、この算出された地磁気強度デー
タ及び地磁気偏角データに基いて地磁気方位円の半径、
及び地磁気方位センサの出力信号を地図方位に較正する
ことにより、車両が何れの地点にいても、地磁気方位セ
ンサの着磁補正を行なうことができると共に、正確に現
在位置の検出を行なうことができるという特有の効果が
得られる。
<Effects of the Invention> According to the present invention, the geomagnetic intensity and the geomagnetic declination at the vehicle position are calculated, and the radius of the geomagnetic azimuth circle is calculated based on the calculated geomagnetic intensity data and the geomagnetic declination data.
By calibrating the output signal of the geomagnetic azimuth sensor to the map azimuth, it is possible to correct the magnetization of the geomagnetic azimuth sensor and accurately detect the current position no matter where the vehicle is located. A unique effect can be obtained.

また、道路地図を分割し、分割した各地区毎の地磁気強
度をメモリに記憶させ、車両が移動して上記地区を更新
する毎に進入した地区の地磁気の強度データを読出し、
この読出した地磁気強度データに基いて地磁気方位円の
半径を較正することにより、地磁気強度を算出するのと
比較して短い時間で地磁気方位センサの着磁補正を行な
うことができるという特有の効果が得られる。
In addition, the road map is divided, the geomagnetic strength of each divided area is stored in memory, and each time the vehicle moves and updates the area, the geomagnetic intensity data of the area entered is read out,
By calibrating the radius of the geomagnetic azimuth circle based on this read geomagnetic strength data, a unique effect is that the magnetization correction of the geomagnetic azimuth sensor can be performed in a shorter time compared to calculating the geomagnetic strength. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の位置検出装置の一実施例を示すブロ
ック図、 第2図は車両位置検出装置のフローチャート、第3図は
他の実施例を示すブロック図、第4図は表示用地図メモ
リのフォーマット構成を示す図、 第5図A、Bは着磁状態を説明する図。 2・・・地磁気方位センサ、3・・・旋回角度センサ、
5・・・地磁気データ算出部、 6・・・地磁気方位円較正部、 10・・・表示用の地図メモリ、11・・・読出部1 2
Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the position detection device of the present invention, Fig. 2 is a flowchart of the vehicle position detection device, Fig. 3 is a block diagram showing another embodiment, and Fig. 4 is a display map. A diagram showing a format configuration of a memory. FIGS. 5A and 5B are diagrams explaining a magnetized state. 2...Geomagnetic direction sensor, 3...Turning angle sensor,
5... Geomagnetic data calculation unit, 6... Geomagnetic azimuth circle calibration unit, 10... Map memory for display, 11... Reading unit 1 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、走行距離センサ、地磁気方位センサ、 及び旋回角度センサを車両に取付け、地 磁気方位センサからの出力信号、及び旋 回角度センサから出力される旋回角度信 号とに基いて適正な進行方位を得て、こ の進行方位データと走行距離センサから 出力される走行距離信号に基いて車両の 推定位置を検出する車両位置検出装置に おいて、 車両の推定位置の地磁気の偏角、及び 地磁気の強度を所定の関数に基いて算出 する地磁気データ算出手段と、 上記地磁気データ算出手段により算出 される地磁気の強度データに基いて地磁 気方位円の半径を較正すると共に、地磁 気の偏角データに基いて地磁気方位セン サから出力される出力信号を地図上の方 位に較正する較正手段と、 上記旋回角度検出信号と、較正された 地磁気方位円の半径並びに地磁気方位セ ンサの出力信号とに基いて地磁気方位円 の中心座標のずれを補正する着磁補正手 段と、 を有することを特徴とする車両位置検 出装置。 2、走行距離センサ、地磁気方位センサ、 及び旋回角度センサを車両に取付け、地 磁気方位センサからの出力信号、及び旋 回角度センサから出力される旋回角度信 号とに基いて適正な進行方位を得て、こ の進行方位データと走行距離センサから 出力される走行距離信号に基いて車両の 推定位置を検出する車両位置検出装置に おいて、 所定範囲の地図を分割し、分割した各 区域の地磁気の強度、及び地磁気の偏角 を記憶した記憶手段と、 車両が走行して区域を更新する毎に地 磁気の強度データ、及び地磁気の偏角デ ータを読出す読出手段と、 読出手段により読出した地磁気強度デ ータに基いて地磁気方位円の半径を較正 すると共に、読出した地磁気の偏角デー タに基いて地磁気方位センサから出力さ れる出力信号を地図上の方位に較正する 較正手段と、 上記旋回角度検出信号と、較正された 地磁気方位円の半径並びに出力信号とに 基いて地磁気方位円の中心座標のずれを 補正する着磁補正手段と、 を有することを特徴とする車両位置検 出装置。[Claims] 1. Mileage sensor, geomagnetic direction sensor, Attach a turning angle sensor to the vehicle and The output signal from the magnetic direction sensor and the rotation Turning angle signal output from turning angle sensor Obtain the appropriate heading based on the From the heading data and mileage sensor The vehicle is controlled based on the output mileage signal. Vehicle position detection device that detects estimated position Leave it behind. The geomagnetic declination of the vehicle's estimated position, and Calculate the strength of geomagnetism based on a predetermined function geomagnetic data calculation means, Calculated using the above geomagnetic data calculation method Earth's magnetic field based on geomagnetic strength data In addition to calibrating the radius of the atmospheric direction circle, Geomagnetic direction sensor based on atmospheric declination data the output signal output from the server on the map. calibration means for calibrating the The above turning angle detection signal and the calibrated The radius of the geomagnetic azimuth circle and the geomagnetic azimuth circle geomagnetic azimuth circle based on the output signal of the sensor Magnetization correction hand that corrects the deviation of the center coordinates of step by step, Vehicle position inspection characterized by having Output device. 2. Mileage sensor, geomagnetic direction sensor, Attach a turning angle sensor to the vehicle and The output signal from the magnetic direction sensor and the rotation Turning angle signal output from turning angle sensor Obtain the appropriate heading based on the From the heading data and mileage sensor The vehicle is controlled based on the output mileage signal. Vehicle position detection device that detects estimated position Leave it behind. Divide the map of a predetermined range, and each divided Geomagnetic strength and declination of the area a memory means that memorizes the The ground is updated each time the vehicle travels and updates the area. Magnetic strength data and geomagnetic declination data reading means for reading the data; The geomagnetic strength data read by the reading means Calibrate the radius of the geomagnetic azimuth circle based on the data At the same time, read out the geomagnetic declination data. output from the geomagnetic direction sensor based on Calibrate the output signal to the orientation on the map calibration means; The above turning angle detection signal and the calibrated The radius of the geomagnetic azimuth circle and the output signal Based on the deviation of the center coordinates of the geomagnetic azimuth circle a magnetization correction means for correction; Vehicle position inspection characterized by having Output device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009061059A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Thinkware Systems Corporation Method for calibrating terrestrial magnetism sensor and apparatus thereof
JP2020128948A (en) * 2019-02-12 2020-08-27 セイコーエプソン株式会社 Electronic clock

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