JPH0465323B2 - - Google Patents

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JPH0465323B2
JPH0465323B2 JP15946383A JP15946383A JPH0465323B2 JP H0465323 B2 JPH0465323 B2 JP H0465323B2 JP 15946383 A JP15946383 A JP 15946383A JP 15946383 A JP15946383 A JP 15946383A JP H0465323 B2 JPH0465323 B2 JP H0465323B2
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JP
Japan
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signal
addition
latch
value
circuit
Prior art date
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Expired
Application number
JP15946383A
Other languages
English (en)
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JPS6050411A (ja
Inventor
Shuichi Kosuge
Kenji Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP15946383A priority Critical patent/JPS6050411A/ja
Publication of JPS6050411A publication Critical patent/JPS6050411A/ja
Publication of JPH0465323B2 publication Critical patent/JPH0465323B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/14Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by recording the course traversed by the object

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両、船舶等の移動体のための方位
演算装置に関する。
従来、この種の方位演算装置としては、例え
ば、車両の進行方向の時間的角度変化、即ち角速
度をガスレートセンサにより検出するとともにこ
のガスレートセンサの検出結果を積分回路により
時間について積分し、この積分結果を当該車両の
進行方位に対応する値として利用するようにした
ものがある。しかしながら、かかる構成にあつて
は、積分時間が短かければ前記積分結果が精度の
よい値となつているものの、積分時間が長くなる
と、ガスレートセンサに固有のドリフト誤差に基
く前記積分結果の誤差が大きくなるという不具合
がある。
本発明はこのようなことに対処してなされたも
ので、その目的とするところは、上述したドリフ
ト誤差の影響を受けることなく移動体の進行方位
を精度よく演算するようにした移動体のための方
位演算装置を提供することにある。
かかる目的の達成にあたり、本発明の構成上の
特徴は、移動体の進行方向の時間的角度変化を第
1方位角度として検出する第1検出手段と、移動
体の進行方向の地磁気方向に対する角度差を第2
方位角度として検出する第2検出手段と、経時的
にパルス信号を繰返し発生するパルス信号発生手
段と、移動体の進行方位に対応する第1加算値を
求める第1加算手段と、前記パルス信号発生手段
からの先行パルス信号に応答して前記第2方位角
度と前記第1加算値との差を演算するとともにこ
の演算結果に定数(<1)を乗じる演算手段と、
第2加算値を求める第2加算手段と、前記パルス
信号発生手段からの後行パルス信号に応答して前
記第2加算値をラツチするラツチ手段とを設け
て、前記第2加算手段が前記演算手段による乗算
結果を前記ラツチ手段による第2ラツチ加算値に
加算してこの加算結果を前記第2加算値とし、か
つ前記第1加算手段が前記後行パルス信号に応答
して前記第1方位角度に前記第2ラツチ加算値を
加算しこの加算結果を前記第1加算値とするよう
にしたことにある。
しかして、このように本発明を構成したことに
より、前記第1加算値が、初期値の(1−α)m
の積と前記第2方位角度との和により決定される
ので、mが前記パルス信号の発生数の増大に伴い
増大したとき(1−α)mが零に近ずき、その結
果、前記第1加算値が前記第2方位角度に実質的
に等しくなる。このことは、前記第1検出手段に
固有のドリフト誤差に基く前記第1方位角度の誤
差が、時間の経過に応じて増大しても、これに影
響されることなく前記第2方位角度によつて移動
体の進行方位を特定し得ることを意味する。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する
と、図面は、本発明に係る車両用方位演算装置の
ブロツク回路を示しており、この方位演算装置
は、角速度センサ10及び地磁気センサ20と、
これら角速度センサ10及び地磁気センサ20に
それぞれ接続した積分回路30及び変換回路40
を備えている。角速度センサ10は、レートジヤ
イロ、ガスレートセンサ等からなるもので、当該
車両の進行方位の時間的角度変化を検出しこの検
出結果を角速度信号として発生する。地磁気セン
サ20は、当該車両の進行方位の真北(即ち、地
磁気の方向)に対する方位差を第1と第2の座標
成分として検出しこれら第1と第2の座標成分を
それぞれ第1と第2の方位成分信号として発生す
る。積分回路30は、角速度センサ10からの角
速度信号に応答してこの信号の値を時間について
デイジタル的に積分しこの積分結果をデイジタル
方位信号として発生する。変換回路40は、地磁
気センサ20からの第1と第2の方位成分信号に
応答してこれら両信号の値の比をデイジタル的に
計算しこの計算結果をデイジタル方位信号として
発生する。
また、方位演算装置は、走行距離センサ50
と、この走行距離センサ50に接続した整形回路
60と、積分回路30及び整形回路60に接続し
たラツチ回路70と、変換回路40及び整形回路
60に接続したラツチ回路80を備えており、走
行距離センサ50は当該車両の単位走行距離毎に
これを検出しこれら各検出結果を、順次、走行距
離信号αo(n=1、2、……)として発生する。
整形回路60は走行距離センサ50からの各走行
距離信号αoを順次波形整形し整形信号boとして発
生する。ラツチ回路70は整形回路60からの各
整形信号boに応答して積分回路30からのデイジ
タル方位信号を順次ラツチしこれら各デイジタル
方位信号の値(以下、進行方位oと称する)を
ラツチ方位信号として発生する。ラツチ回路80
は、整形回路60からの各整形信号boに応答して
変換回路40からのデイジタル方位信号を順次ラ
ツチしこれら各デイジタル信号の値(以下、進行
方位Doと称する)をラツチ方位信号として発生
する。
また、方位演算装置は、ラツチ回路70及びラ
ツチ回路130に接続した加算器90と、ラツチ
回路80及び加算器90に接続した減算器100
と、この減算器100及び定数設定回路110a
に接続した乗算器110と、この乗算器110及
びラツチ回路130に接続した加算器120を備
えており、加算器90はラツチ回路70からのラ
ツチ方位信号の値oをラツチ回路130から後
述のごとく生じるラツチ加算信号の値φoに加算
しこの加算結果(θoo+φo)を出力方位信号と
して発生する。減算器100はラツチ回路80か
らのラツチ方位信号の値Doから加算器90から
の出力方位信号の値θoを減算しこの減算結果
(Do−θo=Doo−φo)を減算信号として発生す
る。
定数設定回路110aは定数αを設定信号とし
て発生するもので、この設定信号の値αは、当該
車両の走行距離との関連におけるラツチ方位信号
の値oのラツチ方位信号の値Doへの収束度合を
表わす。本実施例においては、当該車両の走行距
離が数100mにてoがDoに収束するように0<α
<1として選定されている。乗算器110は減算
器100からの減算信号の値(Do−θo)を定数
設定回路110aからの設定信号の値αに乗じこ
の乗算結果α(Do−θo)を乗算信号として発生す
る。加算器120は乗算器110からの乗算信号
の値α(Do−θo)にラツチ回路130からのラツ
チ加算信号の値φoを加算しこの加算結果{α(Do
−θo)+φo}を加算信号として発生する。ラツチ
回路130は、整形回路60からの整形信号bo
応答して加算器120からの加算信号をラツチ
し、この加算信号の値{α(Do-1−θo-1)+φo-1
=φoをラツチ加算信号として発生するとともに、
整形回路60からの整形信号bo+1に応答して加算
器120からの前記加算信号に後続する加算信号
をラツチし、この加算信号の値{α(Do−θo)+
φo}=φo+1を前記ラツチ加算信号に後続するラツ
チ加算信号として発生する。
ところで、ラツチ回路130からのラツチ加算
信号の値φoを数学的に検討してみると、n=1、
2、……においてDo=D、o=とすれば、 φo=α(D−−φo-1)+φo-1 ……(1) この(1)式を次のように変形すれば φo−(D− =α(D−−φo-1)−(D−)+φo-1 =(1−α){φo-1−(D−)} =(1−α)2{φo-2−(D−)} …… =(1−α)n-1{φ1−(D−)} ……(2) が得られる。従つて、この(2)式において、0<α
<1を考慮してn→∞とすれば、(1−α)n-1
0故 φo+=D ……(3) が成立する。このことは、整形回路60からの整
形信号boの発生数の増大に伴い加算器90の出力
方位信号の値θoo+φo=+φoがラツチ回路
80からのラツチ方位信号の値Do=Dに収束し
て行くことを意味する。
以上のように構成した本実施例において、当該
車両を走行させるとともに本発明装置を作動させ
れば、積分回路30が角速度センサ10との協働
によりデイジタル方位信号を発生し、変換回路4
0が地磁気センサ20との協働によりデイジタル
方位信号を発生する。かかる段階にて、整形回路
60が、走行距離センサ50から生じる走行距離
信号ao-1に応答して整形信号bo-1を生じると、こ
の整形信号bo-1が各ラツチ回路70,80,13
0に付与される。すると、ラツチ回路70が整形
信号bo-1に応答して積分回路30からのデイジタ
ル方位信号をラツチするとともにこの信号の値
o-1をラツチ方位信号として発生し加算器90に
付与する。
また、ラツチ回路80が整形回路60からの整
形信号bo-1に応答して変換回路40からのデイジ
タル方位信号をラツチするとともにこの信号の値
Do-1をラツチ方位信号として減算器100に付
与し、これと同時に、ラツチ回路130が、加算
器120から先行して発生している加算信号をラ
ツチするとともにこの加算信号の値φo-1={α
(Do-2−θo-2)+φo-2}をラツチ加算信号として両
加算器90,120に付与する。すると、加算器
90がラツチ回路70からのラツチ方位信号の値
o-1にラツチ回路130からのラツチ加算信号の
値φo-1を加算するとともにこの加算結果(θo-1
o-1+φo-1)を出力方位信号として発生し減算器
100に付与する。
ついで、減算器100が加算器90からの出力
方位信号の値θo-1をラツチ回路80からのラツチ
方位信号の値Do-1から減算しこの減算結果
(Do-1−θo-1)を減算信号として発生し、乗算器
110が、定数設定回路110aからの設定信号
の値αを減算器100からの減算信号の値
(Do-1−θo-1)に乗じこの乗算結果α(Do-1
θo-1)を乗算信号として発生し、かつ加算器12
0がかかる乗算信号の値α(Do-1−θo-1)をラツ
チ回路130からのラツチ加算信号の値φo-1に加
算しこの加算結果{α(Do-1−θo-1)+φo-1}を加
算信号として発生する。
然る後、整形回路60が、走行距離センサ50
から生じる走行距離信号aoに応答して整形信号bo
を発生すると、この整形信号boが各ラツチ回路7
0,80,130に付与される。すると、ラツチ
回路70が整形回路60からの整形信号boに応答
して積分回路30からのデイジタル方位信号をラ
ツチするとともにこの信号の値oをラツチ方位
信号として発生し、これと同時に、ラツチ回路8
0が変換回路40からのデイジタル方位信号をラ
ツチするとともにこの信号の値Doをラツチ方位
信号として発生する。また、ラツチ回路130が
整形回路60からの整形信号boに応答して加算器
120からの加算信号の値φo={α(Do-1−θo-1
+φo-1}をラツチ加算信号として発生し、これに
伴い加算器90がラツチ回路70からのデイジタ
ル方位信号の値oにラツチ回路130からのラ
ツチ加算信号の値φoを加算しこの加算結果(θo
o+φo)を出力方位信号として発生する。この
ことは、上述の数学的検討結果から理解されると
おり、nの増大に応じて出力方位信号の値、即ち
当該車両の進行方位に対応する値がラツチ回路8
0からのラツチ方位信号の値に接近して実質的に
等しくなることを意味する。
ところで、上述した作用説明において、当該車
両が、例えば交通渋滞により長時間に亘り同一の
地点にて停滞することとなつた場合には、走行距
離センサ50からの走行距離信号、即ち整形回路
60からの整形信号の発生が当該車両の停滞によ
り停止するため、各ラツチ回路70,80,13
0のラツチ内容が整形信号60からの整形信号の
発生停止直前の値に保持される。従つて、このよ
うな車両の停滞中に車両の周囲の磁界に乱れが生
じて変換回路40からのデイジタル方位信号の値
に地磁気センサ20固有の欠点に基く磁界の乱れ
による誤差が混入しても、これとはかかわりな
く、加算器90からの出力方位信号の値が、当該
車両の停滞直前における各ラツチ回路70,8
0,130のラツチ内容により適正に規定される
こととなる。また、このことは、磁界の乱れてい
る時間が長くなつても同様である。
なお、本発明の実施にあたつては、ラツチ回路
70,80,130、加算器90,120、減算
器100、乗算器110及び定数設定回路110
aに代えて、これらの各機能と同様の機能を果す
ようにプログラムしたマイクロコンピユータを採
用してもよいことは勿論である。
また、前記実施例においては、本発明を車両に
適用した例について説明したが、これに代えて、
例えば船舶等の移動体にも本発明を適用して実施
してもよい。
また、前記実施例においては、ラツチ回路7
0,80,130の各ラツチ内容の更新手段とし
て、走行距離センサ50及び整形回路60を採用
した例について説明したが、これに代えて、一連
のクロツク信号を生じるクロツク回路を前記更新
手段として採用して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すブロツク回路図
である。 符号の説明、10……角速度センサ、20……
地磁気センサ、30……積分回路、40……変換
回路、50……走行距離センサ、90,120…
…加算器、100……減算器、110……乗算
器、110a……定数設定回路、130……ラツ
チ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 移動体の進行方向の時間的角度変化を第1方
    位角度として検出する第1検出手段と、移動体の
    進行方向の地磁気方向に対する角度差を第2方位
    角度として検出する第2検出手段と、経時的にパ
    ルス信号を繰返し発生するパルス信号発生手段
    と、移動体の進行方位に対応する第1加算値を求
    める第1加算手段と、前記パルス信号発生手段か
    らの先行パルス信号に応答して前記第2方位角度
    と前記第1加算値との差を演算するとともにこの
    演算結果に定数(<1)を乗じる演算手段と、第
    2加算値を求める第2加算手段と、前記パルス信
    号発生手段からの後行パルス信号に応答して前記
    第2加算値をラツチするラツチ手段とを設けて、
    前記第2加算手段が前記演算手段による乗算結果
    を前記ラツチ手段による第2ラツチ加算値に加算
    してこの加算結果を前記第2加算値とし、かつ前
    記第1加算手段が前記後行パルス信号に応答して
    前記第1方位角度に前記第2ラツチ加算値を加算
    しこの加算結果を前記第1加算値とするようにし
    た移動体のための方位演算装置。
JP15946383A 1983-08-31 1983-08-31 移動体のための方位演算装置 Granted JPS6050411A (ja)

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JPS6050411A JPS6050411A (ja) 1985-03-20
JPH0465323B2 true JPH0465323B2 (ja) 1992-10-19

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