JPH0363519A - ロケータ装置の初期化装置 - 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〉 この発明は車両等の移動体の現在位置、進行方位を検出
するロケータ装置の初期位置、及び初期方位を設定する
ロケータ装置の初期化装置に関するものである。

〈従来の技術〉 最近、車両の現在位置を道路地図とともに表示すること
により、土地不案内のドライバーであっても、迷うこと
なく走行できるようにしたロケータ装置が種々提供され
ている。

ロケータ装置は、速度センサ、方位検出センサ、地図メ
モリ、表示器、及びコンピュータから構成される。

上記車両用の速度センナとしては、現在車速センサや輪
速センサが使用されている。

また、車両用の方位検出センサとしては、コンパクトで
しかも絶対方位を検出することのできる地磁気方位セン
サ、あるいは車両の角速度を検出する角速度センサが使
用されている。

上記地磁気方位センサは、絶対方位を検出することがで
きるという利点を有するが、出力信号はバラツキがあり
、しかも外部から強力な磁界を受けると、誤差が生じる
という欠点がある。

また、角速度センサは、正確に方位変化量を検出するこ
とができ、しかも外部磁界の影響を受けないという利点
を有するが、基準となる絶対方位の検出ができない。

そこで、地磁気方位センサと角速度センサとを併用する
方法がとられている。すなわち、初期設定時（走行開始
時）に、初期位置での地磁気方位センサの出力を検出し
て、これを初期方位として設定しておき、走行開始後に
は、角速度センサの出力（角速度）を積分して、走行開
始点から現在地までの方位変化量を検出するものである
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、地磁気方位センサの出力は、上述の如く
バラツキがあり、初期位置での地磁気方位センサの出力
を、そのまま取り込んで初期方位を設定した場合には、
初期方位の誤差が大きく、その後の走行に伴って、この
誤差が累積し、最後には、現在位置が何れの地点である
のか分からなくなることになる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、初期方位
を正確に設定し、現在位置の検出精度を向上させること
を可能にするロケータ装置の初期化装置を提供すること
を目的とする。

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の発明のロケータ装置の初期化装置は
、走行開始点での地磁気方位センサの出力を初期方位と
して設定し、走行開始後は角速度センサの出力を積分し
て走行開始点からの方位変化量を算出するとともに、距
離センサの出力に基づいて走行開始点からの走行距離を
算出し、上記方位変化量と走行距離とに基づいて移動体
の走行軌跡、現在位置、進行方位を検出するものであっ
て、上記走行開始点における初期方位を仮の初期方位と
し、この仮の初期方位に基づいて演算される走行開始点
から直進走行までの方位変化量、及び走行経路を記憶す
る記憶手段と、角速度センサからの出力に基づいて、車
両の直進を検出する直進検出手段と、直進検出手段から
直進検出信号が一定時間出力されている場合に、この一
定時間内における地磁気方位センサの出力の平均値を求
める平均値算出手段と、平均値算出手段により求められ
た平均値と、記憶手段に記憶されている走行開始点から
直進走行までの方位変化量に基づいて、走行開始点での
真の方位を算出して、この真の方位を初期方位として設
定するとともに、この初期方位で記憶手段に記憶されて
いる走行開始点から現在地までの走行軌跡を修正する回
期化手段とを有することを特徴とする。

以上の第１の発明は、地磁気方位センサの出力にはバラ
ツキがあるが、一定時間直進走行した際における地磁気
方位センサの出力の平均値は安定した方位を示すという
性質に着目したちのである。

すなわち、直進検出手段により角速度センサの出力に基
づいて直進走行を検出し、直進検出信号を平均値算出手
段に供給する。

平均値算出手段は、直進検出信号が一定時間人力される
と、この一定時間内における地磁気方位センサの出力の
平均値を求める。この平均値は現在位置における正確な
方位データである。

初期化手段は、この平均値と走行開始点から直進走行ま
での方位変化量とに基づいて走行開始点での真の方位を
計算して、これを初期方位として設定するとともに、こ
の初期方位に基づいて、走行開始点から直進走行までの
走行軌跡を修正す、る。

これにより、走行開始点から現在地までの走行軌跡、現
在位置、車両の進行方位を正確に検出することができる
。

また、第２の発明は、走行開始点での地磁気方位センサ
の出力を初期方位として設定し、走行開始後は角速度セ
ンサの出力を積分して走行開始点からの方位変化量を算
出するとともに、距離センサの出力に基づいて走行開始
点からの走行距離を算出し、上記方位変化量と走行距離
とに基づいて移動体の現在位置、進行方位を検出するロ
ケータ装置において、上記走行開始点における初期方位
を仮の初期方位とし、走行開始点からの方位変化量、及
び走行距離に基づいて、走行ベクトルを計算する走行ベ
クトル計算手段と、角速度センナからの出力に基づいて
、車両の直進を検出する直進検出手段と、直進検出手段
から直進検出信号が一定時間出力されている場合に、こ
の一定時間内における地磁気方位センサの出力の平均値
を求める平均値算出手段と、平均値算出手段により求め
られた平均値と、仮の初期方位に基づいて算出される平
均値算出点での方位との角度差を算出し、上記走行ベク
トル計算手段により算出される走行開始点から平均値算
出点までの走行ベクトルを上記角度差分回転させて、現
在位置を算出し、この現在位置と平均値を初期値として
設定する初期化手段とを有することを特徴とする。

上記第２の発明であれば、走行ベクトル計算手段により
、走行に伴う方位変化量と走行距離とに基づいて走行ベ
クトルを算出する。そして、初期化手段により、仮の初
期方位に基づいて算出される平均値算出点での方位と、
平均値との角度差（すなわち走行開始点での方位誤差）
を算出し、走行開始点から平均値算出点までの走行ベク
トルを角度差分回転させて、現在位置を算出し、この現
在位置と平均値を初期値として設定する。すなわち、第
１の発明の如く、走行軌跡を記憶させないので、装置全
体の記憶容量を少なくすることができる。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につい
て詳細に説明をする。

第１図は、本発明の一実施例に係る初期化装置のブロッ
ク図である。尚、この初期化装置はロケータ装置のうち
の初期化機能の部分を抽出したものである。

初期化装置は走行開始時に現在地周辺の道路地図や現在
地（初期位置）等の走行開始のための初切条件を入力す
るキーボードと、車輪の回転数を検出する車輪速センサ
１と、車両の角速度を検出する角速度センサ２と、地磁
気の水平分力（絶対方位）に対する車両の進行方位を検
出する地磁気方位センサ３と、所定範囲内の道路地図を
記憶した地図メモリ４と、デイスプレィ５と、キーボー
ド６から初期条件が入力されると、初期方位の仮設定、
方位変化量の検出、直進走行の検出、真の初期方位の設
定等の各種演算制御を行うコンピュータ７とを有する。

上記コンピュータ７は、記憶手段としての方位変化検出
部８、直進走行検出部９、平均値算出部工０、初期化手
段としての走行経路演算部１１からなる。

方位変化検出部８は、角速度センサ２の出力を積分して
、初期位置からの方位変化量を検出するとともに、この
方位変化量、及び車輪速センサ１の出力から走行軌跡（
走行距離と方位変化の時間列データ）を記憶する。

直進走行検出部９は、角速度センサ２の出力を一定値と
比較し、角速度センサ２の出力の絶対値が一定値以下の
場合には、車両が直進しているとみなす。この直進検出
信号は、平均値算出部１０に供給される。

平均値算出部ＩＯは、直進検出信号が一定時間連続して
供給された場合には、地磁気方位センサ３の出力を順次
加算し、出力の平均値を算出°する。

この平均値を処理終了フラグとともに走行経路演算部１
１に渡す。また、直進検出信号が一定時間連続して入力
されない場合には、加算したデータをクリアする。

走行経路演算部１１は、走行開始後に平均値算出部ＩＯ
からの処理終了フラグが供給されると、平均値を方位デ
ータとして取り込むとともに、方位変化検出部８に記憶
されている初期位置からの走行軌跡を取り込み、平均値
と直進走行までの方位変化量とに基づいて、初期位置で
の真の方位を求め、これを初期方位として設定し直す。

次いで、設定し直した初期方位を基準として現在地まで
の走行軌跡を修正して初期位置からの走行経路、及び現
在位置を求める（第２図参照）。そして、修正した初期
位置から現在位置までの走行経路、車両位置、進行方位
を地図メモリ４に記憶された道路地図とともにデイスプ
レィ５に表示させる。

上記構成の初期化装置の動作を第２図の走行経路の模式
図に基づいて説明する。

まず、走行経路演算部１１は初期設定入力を受けて、初
期位置Ｏでの地磁気方位センサ３の出力を仮の初期方位
として設定する。

そして、方位変化検出部８において、初期位置から直進
走行までの方位変化量と走行距離とによる時間列データ
（走行軌跡）を記憶しておく。

次に、車両が一定時間連続して直進走行してＡ″点（推
定現在位置）に達すると、平均値算出部ＩＯにより地磁
気方位センサ３の出力の平均値が算出される。この平均
値は現在地における車両進行方位データ（同図中矢印ａ
で示す）とされる。いま、０点での地磁気方位センサ３
の方位データａに誤差があれば、方位データａは図に示
す如く破線に対して折れ曲がることになる。

次いで、走行経路演算部１１は、平均値と、方位変化検
出部８に記憶されている初期位置からの直進走行までの
方位変化量とに基づいて、初期位置での真の方位を求め
、これを初期方位として設定し直す。すなわち、初期化
する。そして、初期化された初期方位を基準として、方
位変化検出部８に記憶されている初期位置から現在地ま
での走行経路（同図実線で示す）を修正し真の現在位置
（同図Ａ点）を求める。

上記実施例の初期化装置によれば、直線走行時における
地磁気方位センサ３の出力の平均値を求め、この平均値
に基づいて真の初期方位を設定するので、走行開始時に
おいて仮に設定した初期方位が、地磁気方位センサ３の
出力のバラツキによる誤差があっても、後から正確な方
位に設定し直すことができる。しかも、方位変化検出部
８には初期位置から直進走行までの走行軌跡が記憶され
ており、この走行軌跡をも修正することにより、走行経
路、及び現在位置を正確に検出することができる。

第３図は他の発明に係る初期化装置の実施例を示す図で
あり、上記第１図の実施例と相違する点は、方位変化検
出部８に代えて、走行ベクトル計算部１２を設けている
ことである。

走行ベクトル計算部Ｉ２は、初期位置での地磁気方位セ
ンサ３の出力を基準とし、角速度センサ２からの角速度
を積分して初期位置からの方位変化量を算出するととも
に、車輪速センサ１からの車輪の回転速度に基づいて走
行距離を算出し、方位変化量と走行距離とに基づいて一
定距離または一定時間毎に走行ベクトルを算出し、さら
に、この走行ベクトルを順次積分するものである。

第４図は、上記第３図の初期化装置の動作を説明するた
めの走行経路の模式図である。

走行経路演算部１１は第２図の説明と同様にして、初期
位置Ｏでの方位を地磁気方位センサ３から得て、これを
仮の初期方位とする。走行ベクトル計算部１２は、初期
位置から推定現在位置Ａ′までの走行ベクトルを積分す
る。この積分により初期位置０とＡ゛とを結ぶ直線ベク
トル（同図中破線で示す）が求められる。また、誤差を
含んだ仮の初期方位を基準にして、Ａ′点における推定
方位すが算出される。そして、走行経路演算部１１にお
いて、この方位すと平均値算出部ｔｏにより算出された
平均方位ａとの角度差θ（誤差角度分）だけ直線ベクト
ルを回転させることにより、真の現在位置（同図Ａ点）
を求めることができる。この現在位置、及び平均方位ａ
を真の初期値として設定する。

上記実施例であれば、初期位置から現在地までの走行経
路を算出することはできないが、走行軌跡を記憶する必
要がないので、第１図の実施例よりも、構成を簡略化す
ることができる。

尚、上記実施例では、角速度センサを用いて方位変化量
を算出しているが、左右両輪に車輪速センサを取付け、
左右量輪の回転数差に基づいて車両の旋回角度を算出し
、この旋回角度から方位変化量を求めることも可能であ
る。その他この発明の要旨を変更しない範囲で種々の設
計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上の第１の発明によれば、平均値算出手段により車両
が一定時間直進しているときの地磁気方位センナの出力
の平均値を求め、これを方位データとして用いることに
より、地磁気方位センサの出力のバラツキを平均化して
安定した方位を得ることができる。さらに、初期化゛−
手段により、この安定した方位（平均値）と直進走行ま
での方位変化量とに基づいて走行開始点での真の初期方
位を算出１７、走行開始点から直進走行までの走行軌跡
を修己することにより、初期方位を正確に設定すること
ができ、現在位置の検出精度を向上させることができる
という効果が得られる。

また、第２の発明によれば、走行開始点での初期方位に
基づいて算出される方位と、平均値との角度差、すなわ
ち走行開始点での誤差分を算出し、この誤差分だけ走行
開始点から平均値算出点までの走行ベクトルを回転させ
て、現在位置を算出し、この現在位置と平均値を初期値
として設定することにより、走行軌跡を記憶させないの
で、現在位置、進行方位を正確に設定することができる
とともに、装置全体の記憶容量を少なくすることができ
るという効果がえられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る初期化装置のブロッ
ク図、 第２図は、上記第１図の初期化装置の動作を説明するた
めの走行経路の模式図、 第３図は他の発明に係る初期化装置の実施例を示す図、 第４図は、上記第３図の初期化装置の動作を説明するた
めの走行経路の模式図である。 １：車輪速センサ、２；角速度センサ、３：地磁気方位
センサ、８：方位変化検出部、９：直進走行検出部、ｌ
Ｏ：平均値算出部、ｔｌ：走行経路演算部、１２：走行
ベクトル計算部 第 １ 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行開始点での地磁気方位センサの出力を初期方位
   として設定し、走行開始後は角速度センサの出力を積分
   して走行開始点からの方位変化量を算出するとともに、
   距離センサの出力に基づいて走行開始点からの走行距離
   を算出し、上記方位変化量と走行距離とに基づいて移動
   体の走行軌跡、現在位置、進行方位を検出するロケータ
   装置において、 上記走行開始点における初期方位を仮の初期方位とし、
   この仮の初期方位を基準として走行開始点からの方位変
   化量、及び走行軌跡を記憶する記憶手段と、角速度セン
   サからの出力に基づいて、 車両の直進を検出する直進検出手段と、 直進検出手段から直進検出信号が一定時間出力されてい
   る場合に、この一定時間内における地磁気方位センサの
   出力の平均値を求める平均値算出手段と、 平均値算出手段により求められた平均値と、記憶手段に
   記憶されている走行開始点から直進走行までの方位変化
   量に基づいて、走行開始点での真の方位を算出して、こ
   の真の方位を初期方位として設定するとともに、この初
   期方位で記憶手段に記憶されている走行開始点から現在
   地までの走行軌跡を修正する初期化手段と、 を有することを特徴とするロケータ装置の初期化装置。 ２、走行開始点での地磁気方位センサの出力を初期方位
   として設定し、走行開始後は角速度センサの出力を積分
   して走行開始点からの方位変化量を算出するとともに、
   距離センサの出力に基づいて走行開始点からの走行距離
   を算出し、上記方位変化量と走行距離とに基づいて移動
   体の現在位置、進行方位を検出するロケータ装置におい
   て、 上記走行開始点における初期方位を仮の初期方位とし、
   走行開始点からの方位変化量、及び走行距離に基づいて
   、走行ベクトルを計算する走行ベクトル計算手段と、 角速度センサからの出力に基づいて、車両の直進を検出
   する直進検出手段と、 直進検出手段から直進検出信号が一定時間出力されてい
   る場合に、この一定時間内における地磁気方位センサの
   出力の平均値を求める平均値算出手段と、 平均値算出手段により求められた平均値と、仮の初期方
   位に基づいて算出される平均値算出点での方位との角度
   差を算出し、上記走行ベクトル計算手段により算出され
   る走行開始点から平均値算出点までの走行ベクトルを上
   記角度差分回転させて、現在位置を算出し、この現在位
   置と平均値を初期値として設定する初期化手段と、 を有することを特徴とするロケータ装置の初期化装置。