JPH03148010A - 車載方位検出装置 - 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、車体の着磁量の変化による検出方位の誤差を
車両の走行中に補正できるようにした車載方位検出装置
に関するものである。

従来の技術 車載方位検出装置としては、例えば特開昭６３−２０４
１１２号公報に示された車両のナビゲーションシステム
がある。第５図は従来例の車両のナビゲーションシステ
ムの構成を示すブロック図である。同図において５０１
は地磁気センサ、５０２は車輪の回転に応じてパルス信
号を出力する車速センサ、５０３は地図データを記憶す
る記憶媒体、５０４は着磁量の変化する位置であるかど
うかを判断する判断手段５０５を含む本体、５０６はデ
イスプレィである。

この車両のナビゲーシジンシステムは地磁気センサ５０
１を用いた現在位置検出手段を備えており、車両の現在
位置を推測航法により検出する。

そのため、距離センサ及び方位センサが必然的に有して
いる誤差が走行距離にともなって累積される。特に方位
センサとして地磁気センサ５０１を用いる場合、地磁気
センサ５０１は車体着磁の影響を受けて、地磁気センサ
５０１の２つの出力を２次元座標平面上に示したときに
描かれる出力円の中心座標（以降地磁気出力円の中心座
標と呼ぶ）が着磁量に応じて変動する。正確な方位を検
出するためには、この出力円の中心座標を的確に求める
必要がある。そこで従来例では、踏切等着磁量の変化す
る場所を通過した時に地磁気出力平面上において傾きが
現在通過中の道路方位と同じで踏切通過直後の地磁気出
力を通る直線ヨ”、’Ｊｌｌ−気出力から出力方位円の
半径だけ離れた座標を地磁気出力円の中心座標として求
めていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、局所的な地磁気の
強さの違いにより地磁気出力円の半径が一定ではないた
めに中心座標の算出誤差が大きいという課題を有してい
た。

本発明は上記の課題を解決して、地磁気方位センサによ
る高精度な車両進行方位の算出を行うことを目的とする
。

課題を解決するための手段 本発明は、地磁気センサ出力の単位時開するいは単位距
離内の変化量から異常磁界を嫡出し、着磁量が変化する
ときには検出された異常磁界の方向もしくはその反対の
方向に中心座標が移動するもめとして地磁気センサの出
力値と絶対方位から地磁気出力円め中心座標を求める補
正手段を備えた車載方位検出装置である。

作用 上記構成により、異常磁界により着磁量の変化が発生し
たときには中心座標は概して異常磁界の方向かその反対
の方向に移動することから、着磁後の地磁気センサの出
力と絶対方位から検出された胃常磁界の方向もしくはそ
の反対内方向で出力円の中心座標を求め方位検出手段で
検出された方位を補正するため、地磁気の強さにより変
化する地磁気出力円の半径の誤差の影響を受けず、検出
力位の精度が向上する。

実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における方位検出装置のブロ
ック図を示すものである。第１図において、１０１は地
磁気センサであり、地磁気の強さを互いに直交する２方
向の成分に分解して検出する。１０２は絶対方位演算手
段で、例えば地磁気センサから検出された方位を基に乃
速度を検出するセンサからの出力や両車軸の回転量の差
から相対方位を求めて絶対方位を算出する。１０３は異
常磁界検出手段であり２方向に分解された地磁気センサ
の出力電圧の変化量が所定の閾値より大きいときに異常
磁界を検出したと判定し、異常磁界の方向としてＸとＹ
の変化量からｘ−ｙ平面上での傾きを求める。１０４は
中心座標演算手段で、着磁量が変化するときには検出さ
れた異常磁界の方向もしくはその反対の方向に中心座標
が移動するものとして地磁気センサ出力と着磁後の絶対
方位から地磁気出力円の中心座標Ｃ）ｈｃ’Ｙを求める
。そして方位検出手段１０５において地磁気出力円の中
心座標ＣＸ１　ＣＹと地磁気センサの出力値Ｘ、　　Ｙ
から車両の進行方位θを算出する。

以上のように構成された本実施例の方位検出装置につい
て以下に詳細に説明する。

第２図は異常磁界の形態と中心座標の移動方向の間係を
示す説明図である。第２図に不した本う）こ、異常磁界
を受けて車体の着磁量が変化したときには概して地磁気
出力円の中心座標は異常磁界の方向か異常磁界と１８０
°ずれた方向に移動することが分かっているため、この
傾向を中心座標算出方式に取り入れることにより、地磁
気の強さにより変化する地磁気出力円の半径の影゛響を
受けないようにし、中心座標の算出精度の向上を図って
いる。同図は異常磁界Ａがあるとその方向と平行に中心
座標ＣｏがＣｎに変化することを示している。

第３図は本発明の方位検出処理、着磁補正処理を示すフ
ローチャートである。ステップ３０１において地磁気セ
ンサからの出力データを一定時間毎に抽出し、ステップ
３０２で地磁気出力を一単位時間前の値と比較しその変
化量が所定の値以上かどうかを判別し、所定の値以上の
時には異常磁界を検出したとしてステップ３０４に移行
し、補正モードに移る。所定の値以下の時にはステップ
３０３に移行する。ステップ３０３では地磁気出力円の
中心座標ＣＸ１Ｃｙと地磁気センサの出力値Ｘ１　Ｙか
ら以下のように方位θを算出する。

θ＝ａ　ｒ　ｃ　ｔ　ａｎ　（（Ｙ−Ｃｙ）　／　（Ｘ
−Ｃｘ））・・・（１） ステップ３０４以降は補正処理になるが、ステップ３０
１からステップ３０３までの方位検出処理はその間も平
行して実行される。

ステップ３０４では検出された異常磁界の地磁気出力平
面上での方向θａｂを以下のように求める。

θａｂ＝ａ　ｒ　ｃ　ｔ　ａｎ　　（ｄＹ／ｄＸ）　　
　　−（２）ｄＸ、ｄＹはそれぞれ地磁気センサのＸＮ
　　Ｖ出力電圧の変化量である。

ステップ３０５では例えば着磁する前の地磁気センサの
出力から検出された絶対方位を基に角速度を検出するセ
ンサからの出力や両車軸の回転量の差から相対方位を求
めて補正開始時点での絶対方位を算出し、ステップ３０
Ｂに移行する。ステップ３０Ｂでは新しい中心座標を求
め条。

第４図は本発明における着磁補正動作壱説明する図であ
り、地磁気センサのＸＹ出力をｘ−ｙ平面における座標
として描いたものである。以下に第４図にしたがって中
心座標の算出方法を説明する。

Ｍは補正に用いる地磁気センサの出力、ｃｏは補正を行
なう前の中心座標である。新しく求める中心座標Ｃｎは
、傾きがθａｂでＣｏを通る直線と傾きがθでＭを通る
直線との交点として求める。

ここで、θａｂは異常磁界の方向と平行な方向である。

２直線の式は（３）（４）式のようになる。

ｙ＝ｘ＊ｔａｎ（θａｂ）　十Ｃｏｙ−Ｃｏｘ＊ｔａｎ
（θａｂ）　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
ｙ＝ｘ＊ｔ　ａｎ　（θ）　十Ｍｙ−Ｍｘ＊　ｔ　ａ　
ｎ　（θ）・・・（４） ただしＣｏｘ、ＣｏＬ　Ｍｘ、Ｍｙはそれぞれ００１　
Ｍのｘｌ　ｙ座標である。

求める中心座標Ｃｎ（Ｃｎｘ、Ｃｎｙ）は直線（３）（
４）の交点として Ｃｎｘ＝　（Ｍｙ−Ｍｘ＊ｔ　ａｎ　（θ）−Ｃｏｙ＋
Ｃｏｘ＊ｔａｎ（θａｂ））／　（ｊａｎ　（θａｂ）
−ｔａｎ　（θ））　　　　　　　　　　　　・・・（
５）Ｃｎｙ＝　（ｊａｎ　（θａｂ）＊　（Ｍｙ−Ｍｘ
＊ｔａｎ（θ））−ｊａｎ（θ）＊　（Ｃｏｙ−Ｃｏｘ
＊ｔａｎ　（θａｂ）））／（ｊａｎ（θａｂ）−ｔａ
ｎ（θ））　　　　　　　　　　　　　・・・（８）と
求めることができる。

ステップ３０７では今回求めた中心座標と以前の中心座
標の距離を求め、その距離が所定の閾値以上かどうかを
調べることによって車体の着磁量が変化したかどうかを
判断する。車体の芒磁量が変化していないと判断された
場合は中心座標の更新を行なわず補正を終了し方位検出
処理に戻る。

車体の着磁量が変化したと判断された場合はステップ３
０８に移行する。

ステップ３０８では中心座標をステップ３０Ｂで求めた
新しい中心座標に更新し、補正を終了し方位検出処理に
戻る。

以上のように本実施例によれば、着磁後の地磁気センサ
出力と絶対方位から検出された異常磁界の方向もしくは
その反対の方向で出力円の中心座標を求め、方位検出手
段で方位を検出するため、地磁気の強さによって変化す
る地磁気出力円の半径の誤差の影響を受けず、高精度の
補正が可能になる。

なお、本実施例では絶対方位演算手段として着磁以前の
地磁気センサ出力から検出された方位を基に角速度を検
出するセンサからの出力や両車輪の回転量の差から相対
方位を求めて絶対方位を算出したが、走行中の道路の方
位を地図データから得ても良いし、ＧＰＳにより検出さ
れた絶対位置の変化から車両の進行方位を算出しても良
いし、サインポストから得られる走行中の道路の方位を
示す情報を用いて絶対方位を得てもにい。

また、本実施例では単位時間内の地磁気センサ出力の変
化量から異常磁界の検出を行なったが、車両が単位距離
を移動する間の地磁気センサ出力の変化量を用いてもよ
い。

さらに、２直線の交わる角度が小さいときには中心座標
の算出精度が悪くなることがあるが、このときには半径
による制限を加味して中心座標の算出精度を上げてもよ
い。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、地磁気センサ出力の単
位時間か単位距離内の変化量から異常磁界を検出し、着
磁量が変化するときには検出された異常磁界の方向もし
くはその反対の方向に中心座標が移動するものとして地
磁気センサの出力と絶対方位から地磁気出力円の中心座
標を求めなおして車両の進行方位を算出するため、高精
度の方位検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は異常
磁界の形態と中心座標の移動方向の関係を示す説明図、
第３図は本発明の車載方位検出装置で実行される処理を
示すフローチャー１・、第４図は本発明の補正方法の説
明図、第６図は従来例の構成を示すブロック図である。 １０１・・地磁気センサ、１０２・・絶対方位演算手段
、１０３・・異常磁界検出手段、１０４・・中心座標演
算手段、１０５・・方位検出手段、５０１・・地磁気セ
ンサ、５０２・・車速センサ、５０３・・記憶媒体、５
０４・・本体、５０５・・判断手段、５０６・・デイス
プレィ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地磁気の強さを互いに直交する２方向の成分に分
   解して検出する地磁気センサと、着磁前の絶対方位を基
   に着磁後の絶対方位を推測する絶対方位演算手段と、前
   記地磁気センサ出力の異常磁界かどうかを判定し、異常
   磁界と判定されたときその方向を検出する異常磁界検出
   手段と、前記地磁気センサの出力と前記絶対方位演算手
   段で算出された絶対方位から前記異常磁界検出手段で検
   出された異常磁界の方向を傾きとし異常磁界が加わる前
   の地磁気センサの出力方位円の中心座標を通る直線上に
   前記地磁気センサの出力方位円の中心座標を算出する中
   心座標演算手段と、前記地磁気センサの出力と前記中心
   座標演算手段で演算された中心座標から車両の方位を算
   出する方位検出手段を有することを特徴とする車載方位
   検出装置。
2. （２）着磁前の地磁気センサ出力から算出した絶対方位
   を基にしたを積算して着磁後の絶対方位を算出する絶対
   方位演算手段を用いることを特徴とする請求項１記載の
   車載方位検出装置。
3. （３）着磁後の絶対方位を走行中の道路方位として地図
   データから得る絶対方位演算手段を用いることを特徴と
   する請求項１記載の車載方位検出装置。