JPH0531086B2 - - Google Patents

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JPH0531086B2
JPH0531086B2 JP58230932A JP23093283A JPH0531086B2 JP H0531086 B2 JPH0531086 B2 JP H0531086B2 JP 58230932 A JP58230932 A JP 58230932A JP 23093283 A JP23093283 A JP 23093283A JP H0531086 B2 JPH0531086 B2 JP H0531086B2
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JP
Japan
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variation
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angular velocity
geomagnetic
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JP58230932A
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JPS60122311A (ja
Inventor
Seiichiro Hirata
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、たとえば、車の中で使用する方位
計、または車載用の走行軌跡表示装置などに使用
する移動体方位検出装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、この種の装置として、車体の前後方向お
よび左右方向の地磁気成分を出力する地磁気セン
サを利用したものがあつた。
[発明が解決しようとする課題] この地磁気センサは、絶対方位を常に知ること
ができるが、踏切、橋などを通過するときや、近
くを着磁したトラツクなどが走行したときに、外
乱磁界の影響を受けやすく、検出した方位に誤差
を生じるという欠点があつた。
この発明は上記のような欠点を解消するために
なされたもので、直線や、直線に近いゆるやかな
カーブなど比較的角度変動の少ない道路を走行中
に、地磁気の他に外乱が存在しても真の方位出力
を与えることができる移動体方位検出装置を得る
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係わる移動体方位検出装置は、地磁
気方位検出手段と、その検出値から所定時間内に
おける移動体の進行方向の変分を演算する第1の
演算手段と、角速度方位検出手段と、その検出値
から所定時間内における移動体の進行方向の変分
を演算する第2の演算手段と、第1の演算手段の
演算値が第1の基準値より大きくかつ第2の演算
手段の演算値が第2の基準値より小さい場合、第
1及び第2の演算値である各変分が発生する前の
時点における地磁気方位検出手段の検出値に第2
の演算手段の演算値を加算した値を出力する出力
手段とから構成したものである。
[作用] この発明においては、出力手段により、第1の
演算手段の演算値が第1の基準値より大きくかつ
第2の演算手段の演算値が第2の基準値より小さ
い場合、第1及び第2の演算値である各変分が発
生する前の時点における地磁気方位検出手段の検
出値に第2の演算手段の演算値を加算した値が出
力され、この値が進行方位として表示されるもの
である。
[実施例] 第1図はこの発明の基本的構成を示すブロツク
回路図で、1は地磁気の方位から時刻tにおける
移動体の進行方向θM(t)を検出する手段(以下、
「地磁気方位検出手段」という)、2は第1の演算
手段で、微小時間ΔTの間の地磁気の方向から移
動体の進行方向の変分ΔθM(ΔT)を算出する。3
は第1の比較手段で、変分ΔθM(ΔT)が基準値M
より大きいときだけ信号を出力する。4は移動体
に加わる角速度から移動体の進行方向を検出する
手段(以下、角速度方位検出手段という)、5は
第2の演算手段で、微小時間ΔTの間の角速度か
らこの間の移動体の進行方向の変分ΔθA(ΔT)を
検出する。6は第2の比較手段で、変分ΔθA
(ΔT)が基準値Aより小さいときだけ信号を出
力する。従つて、この出力がある場合は、移動体
が直線または直線に近いゆるやかなカーブを走行
していることがわかる。7は判別手段で、第1、
第2の比較手段3,6の双方から信号が入力され
たとき信号を出力する。8は加算演算手段で、判
別手段7から信号が入力されたときは両変分を検
出する前の時点t1における移動体の進行方位α
(第3図参照)に変分ΔθA(ΔT)を加算し、判別
手段7から信号が入力されないときは変分ΔθM
(ΔT)を加算する。なお、以下、第1及び第2
の比較手段、判別手段並びに加算演算手段をまと
めて出力手段ということにする。9は表示装置
で、加算演算手段8から入力される進行方位を表
示する。
第2図は第1図の構成を具体化した一実施例の
ブロツク回路図で、11,14はA/D変換器、
12は角速度センサ、13は積分器、15はマイ
クロコンピユータで、マイクロコンピユータ15
は、第1図における2,3,6,7および8をソ
フトウエアで構成しており、第7図および第8図
はマイクロコンピユータ15におけるフローチヤ
ートである。
次にこの実施例の動作を説明する。
検出手段1で地磁気の方向から検出された移動
体の進行方向θM(t)は、A/D変換器11でデ
ジタルデータに変換されてマイクロコンピユータ
15に入力される。
角速度センサ12は、移動体の走行方向が時計
方向に回転すると正、反時計方向に回転すると負
の角速度に比例した出力電圧を発生する。積分器
13は、角速度センサ12の出力を積分して角度
出力θA(t)を発生する。A/D変換器14はこ
の出力信号をデジタル信号に変換する。
第3図は、東西方向に対して傾きαの道路にお
いて、自車Vが走行している図を示しており、時
刻t1における進行走行はαである。
図において、自車Vが時刻t1および時刻(t1+
ΔT)にそれぞれV(t1)およびV(t1+ΔT)点に
あり、そしてV(t1+ΔT)のときに、磁気を帯び
た他車Kが接近したとき、検出手段1は外乱磁気
Kの影響を受けて正確な進行方位αとは異なる方
位信号θM(t1+ΔT)を出力する。すなわち、第4
図に示すように、検出手段1の出力θM(t1+ΔT)
は、地磁気E{θM(t1)}と外乱磁気K(θN)の合成
磁気出力Hで示される。
第5図は第3図中の移動体VがV(t1)の位置
からV(t1+ΔT)の位置まで直進したときの積分
器13の出力信号θA(t1)を示す図、第6図は同
じく検出手段1から出力される方位信号θM(t)
の変化を示す図である。
次に、第7図および第8図のフローチヤートを
用いて、マイクロコンピユータ15における動作
を説明する。
マイクロコンピユータ15は、ステツプ20,21
で、時刻(t1)におけるθM(t1),θA(t1)をよみこ
み、さらにΔT秒後に、すなわち、時刻(t1+
ΔT)においてθM(t1+ΔT),θA(t1+ΔT)を読み
込む。
ついで、ステツプ22,23でΔT秒間の各変分
ΔθM(ΔT),ΔθA(ΔT)をそれぞれ算出する。
すなわち、たとえば、第3図のように、自車V
が東西方向に対して傾きαの道路を直線走行して
いる場合、軸t1にV(t1)を通過し、このときに
は磁気を帯びた他車Kの影響はなく、時刻(t1+
ΔT)には、磁気を帯びた他車Kが近くを通過し
ている状態を想定する。このときのベクトル図
は、第4図のように時刻(t1)においては、θM
(t1)で、X(t1)=|E|cos θ,Y(t1)=|E|
sin θ,θA(t1)=α、そして時刻(t1+ΔT)にお
いては、外乱磁気Kの影響をうけて、 X(t1+ΔT)=|E|cosθ+|K|cosθN Y(t1+ΔT)=|E|sinθ+|K|sinθN θA(t1+ΔT)=α となる。ただし、θNは外乱磁気Kの方位を示す。
また、ΔT秒後の変分は、 ΔθM(ΔT)=tan-1 [|E|sinθ+|K|sinθN/|E|cosθ+|K|
cosθN]−α ΔθA(ΔT)=0 として、演算される。
ところで、車がほぼ直進走行しているときに、
変分ΔθM(ΔT)が大であれば、この値は真の方位
を出力していないことになる。しかし、このと
き、角速度センサ12は近くに磁気を帯びた他車
Kが通過しても全くその影響を受けず、θA(t1+
ΔT)−θA(t1)≒0となる。すなわち、時間ΔTの
間における進行方位変動分は、変分ΔθA(ΔT)≒
0と推定できるから、変分ΔθM(ΔT)が大で、し
かも変分ΔθA(ΔT)が小のときは、変分ΔθA
(ΔT)を正しい方位変動分として採用した方が
よいことになる。すなわち、地磁気方位検出手段
1の変分ΔθM(ΔT)に対して第1の基準値M(例
えば5°)を設定し、角速度センサ12の変分ΔθA
(ΔT)に対して第2の基準値A(例えば1°)を設
定して、これらの基準値M,Aの変動にしたがつ
て出力する進行方位を切り換えている。
すなわち、ステツプ24で、ΔθA(ΔT)<Aを判
定し、かつ、ステツプ25で、ΔθM(ΔT)>Mを判
定し、両方ともYESであれば、ステツプ26で、
変分ΔθM(ΔT)が出力される前の出力θM(t1)に
ΔθA(ΔT)を加えたものをステツプ28で、進行方
位信号として出力する。
その他の場合は、ステツプ27で、変分ΔθM
(ΔT)を変分の発生前の地磁気方位検出手段1
の出力θM(t1)に加えたものを進行方位信号とし
て出力し、表示装置9に表示させる。
以上のように、この実施例においては、移動体
が直線または直線に近いカーブ等、角度変更がな
いかまたは比較的少ない道路を走行中すなわち、
角速度方位検出手段4による移動体の進行方位の
変分ΔθA(ΔT)が基準値Aより小さい場合に、外
乱磁気により地磁気方位検出手段1による移動体
の進行方位の変分ΔθM(ΔT)が基準値Mより大き
くなつた場合、各変分ΔθA(ΔT)及びΔθM(ΔT)
が発生する前の時点(時刻t1)における地磁気方
位検出手段1の検出値θM(t1)に角速度方位検出
手段4による変分ΔθA(ΔT)を加算することによ
つて外乱磁気の影響の少ない正確な進行方位を求
めることができる。
このように、比較的角度変更の少ない走行中を
対象としているのは、以下の理由による。すなわ
ち、角度変更が多い走行においては、変分ΔθM
(ΔT)及びΔθA(ΔT)の両方が大きな値となり、
このような走行時に、外乱磁気の影響がありΔθM
(ΔT)が大きな値となつたとしても、そのこと
が外乱磁気によるものなのか、角度変更が多い走
行によるものなのかがわからないからである。た
だし、この時のΔθA(ΔT)と比較すれば、外乱磁
気によるのか角度変更が多い走行によるものかが
ある程度はわかりそうであるが、一般に角速度方
位検出手段4は、ジヤイロ装置などによる角速度
センサーの値を積分することによつて角度を求め
るように構成するため、移動体の走行による振動
等によつて、正確なΔθA(t)及びΔθA(ΔT)が得
られない。従つて、この発明の装置においては、
角度変更の多い走行中は外乱磁気があつたとして
も、一律に地磁気方位検出手段1の出力のみによ
り移動体の進行方位を求め、角度変更の少ない走
行中のみ、角速度方位検出手段4の出力を考慮し
て進行方位を求めるのである。ところで、一般の
道路においては角度変更の少ない部分が角度変更
の多い部分すなわち曲がり角等よりも非常に多い
ので、この実施例のように角度変更の少ない部分
で正確な方位演算ができれば、実質的に道路網の
ほとんどの部分で正確な方位演算ができることに
なり、実用的には充分であるといえる。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、出力手段に
より、第1の演算値が第1の基準値より大きくか
つ第2の演算手段の演算値が第2の基準値より小
さい場合、第1及び第2の演算値である各変分が
発生する前の時点における地磁気方位検出手段の
検出値に第2の演算手段の演算値を加算した値を
出力するようにしたため、比較的角度変更の少な
い走行中において、正確な進行方位を得ることが
でき効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例における全体構成を
示すブロツク図、第2図はこの発明の一実施例を
示すブロツク図、第3図は外乱を受けた地磁気セ
ンサの状態を説明する説明図、第4図は第3図の
状態のときのベクトル図、第5図は直進走行した
場合の積分器の出力を示すグラフ、第6図は直進
走行した場合に磁気外乱のあつたときの地磁気か
ら算出した方位信号を示すグラフ、第7図は同実
施例のフローチヤートである。 1……地磁気の方位から移動体の進行方向を検
出する手段、2……第1の演算手段、3……第1
の比較手段、4……角速度から移動体の進行方向
を検出する手段、5……第2の演算手段、6……
第2の比較手段、7……判別手段、8……加算演
算手段、9……表示装置、θM(t)……時刻tに
おける地磁気から算出した移動体の進行方向、
ΔθM(ΔT)……ΔTの間の地磁気から算出した移
動体の進行方向の変分、M……第1の基準値、
ΔθA(ΔT)……ΔTの間の角速度から算出した移
動体の進行方向の変分、A……第2の基準値。な
お、図中、同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 地磁気の方向から移動体の進行方向を検出す
    る地磁気方位検出手段、この地磁気方位検出手段
    の検出値から所定時間内における上記移動体の進
    行方向の変分を演算する第1の演算手段、角速度
    から上記移動体の進行方向を検出する角速度方位
    検出手段、この角速度方位検出手段の検出値から
    上記所定時間内における上記移動体の進行方向の
    変分を演算する第2の演算手段、上記第1の演算
    手段の演算値が第1の基準値より大きくかつ上記
    第2の演算手段の演算値が第2の基準値より小さ
    い場合、上記第1及び第2の演算値である各変分
    が発生する前の時点における上記地磁気方位検出
    手段の検出値に上記第2の演算手段の演算値を加
    算した値を出力する出力手段を備えた移動体方位
    検出装置。
JP23093283A 1983-12-06 1983-12-06 移動体方位検出装置 Granted JPS60122311A (ja)

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JP23093283A JPS60122311A (ja) 1983-12-06 1983-12-06 移動体方位検出装置

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JPS60122311A JPS60122311A (ja) 1985-06-29
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CN107003144B (zh) * 2014-11-11 2020-11-03 英特尔公司 基于扩展卡尔曼滤波器的自动磁强计校准
JP6648515B2 (ja) * 2015-12-21 2020-02-14 カシオ計算機株式会社 電子機器及びその角速度取得方法、角速度取得プログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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