JPH0553209B2 - - Google Patents

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JPH0553209B2
JPH0553209B2 JP3289886A JP3289886A JPH0553209B2 JP H0553209 B2 JPH0553209 B2 JP H0553209B2 JP 3289886 A JP3289886 A JP 3289886A JP 3289886 A JP3289886 A JP 3289886A JP H0553209 B2 JPH0553209 B2 JP H0553209B2
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JP
Japan
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vehicle
geomagnetic sensor
magnetization
calculates
vehicle body
Prior art date
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JP3289886A
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Japanese (ja)
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JPS62191714A (en
Inventor
Hideo Takai
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電波航法装置と地磁気センサとの
ハイブリツド航法装置に関し、特に地磁気センサ
に対する車体着磁補正機能を備えたハイブリツド
航法装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a hybrid navigation system including a radio navigation system and a geomagnetic sensor, and more particularly to a hybrid navigation system equipped with a vehicle body magnetization correction function for the geomagnetic sensor.

〔発明の技術的背景及びその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般に、車両が走行しているときには車体に着
磁が起こる。そのため地磁気センサの航法装置を
備えた車両の場合には、車体着磁が地磁気センサ
に影響を及ぼし、正確な測位ができなくなる問題
がある。そこで従来から、地磁気センサに対する
車体着磁補正ついて特開昭58−48811号公報にお
いて車体着磁補正技術が開示されている。この従
来の車体着磁補正技術は、車両に円旋回を行なわ
せ、地磁気センサ出力の中心座標を検出し、車体
着磁の影響を除去するものである。
Generally, when a vehicle is running, magnetization occurs in the vehicle body. Therefore, in the case of a vehicle equipped with a navigation device using a geomagnetic sensor, there is a problem in that the magnetization of the vehicle body affects the geomagnetic sensor, making accurate positioning impossible. Therefore, a vehicle body magnetization correction technique has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-48811 regarding vehicle body magnetization correction for a geomagnetic sensor. This conventional vehicle body magnetization correction technique makes the vehicle make a circular turn, detects the center coordinates of the geomagnetic sensor output, and eliminates the influence of the vehicle body magnetization.

ところが、このような従来の車体着磁補正技術
の場合には、車体の方位データを1旋回サンプリ
ングしないと補正できず、通常の走行で1旋回分
のデータをサンプリングするには、サンプリング
を開始してから終了まで相当の時間と距離を要す
ることが予想され、サンプリング途中で車体着磁
状態に変化が生じ、正しい補正が行なえなくなる
問題があつた。また円旋回データによる補正は、
外乱による補正値誤差を少くするために、通常予
想されるデータ範囲以外のデータは削除するよう
にしているため、車体着磁に大きな変化が生じた
場合には補正できなくなつてしまう問題もあつ
た。
However, in the case of such conventional car body magnetization correction technology, correction cannot be performed unless the car body orientation data is sampled for one turn, and in order to sample data for one turn during normal driving, it is necessary to start sampling. It was expected that a considerable amount of time and distance would be required from the time the sampling was completed to the completion of the sampling, and there was a problem that the state of magnetization of the vehicle body would change during sampling, making it impossible to perform correct correction. In addition, correction using circular turning data is
In order to reduce correction value errors due to disturbances, data outside the normally expected data range is deleted, so there is a problem that correction may not be possible if a large change occurs in the car body magnetization. Ta.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、このような従来の問題に鑑みて成
されたものであつて、電波航法演算部により車両
の進行方位を求め、この進行方位により地磁気セ
ンサの車体着磁補正を行ない、地磁気センサによ
る進行方位の正確な指示ができるようにしたハイ
ブリツド航法装置を提供することも目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and uses a radio navigation calculation unit to determine the heading direction of the vehicle, and uses this heading heading to correct the vehicle body magnetization of the geomagnetic sensor. Another object of the present invention is to provide a hybrid navigation device that can accurately indicate the direction of travel.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

この発明は第1図に示すように、航法用電波を
受信し、車両の位置を算出する電波航法演算部
と、磁界を検出する地磁気センサ部と、車両が移
動した距離を検出する距離センサ部と、車両の相
対的な位置を算出する相対位置演算部を有するハ
イブリツド航法装置であつて、前記電波航法演算
部で算出した車両の位置から求めた車両の進行方
位と前記地磁気センサ部で求めた磁界及び、あら
かじめ定めておいた磁界の水平成分の大きさとか
ら車体着磁量を算出し、この車体着磁量を相対位
置演算部に送る着磁補正演算部を備えて成ること
を特徴とするハイブリツド航法装置を要旨とする
ものである。
As shown in FIG. 1, this invention includes a radio navigation calculation unit that receives navigation radio waves and calculates the position of the vehicle, a geomagnetic sensor unit that detects magnetic fields, and a distance sensor unit that detects the distance traveled by the vehicle. and a relative position calculation section that calculates the relative position of the vehicle, the vehicle's traveling direction determined from the vehicle position calculated by the radio navigation calculation section and the direction determined by the geomagnetic sensor section. The present invention is characterized by comprising a magnetization correction calculation section that calculates the amount of vehicle body magnetization from the magnetic field and the magnitude of the horizontal component of the magnetic field determined in advance, and sends this amount of vehicle body magnetization to the relative position calculation section. The gist is hybrid navigation equipment.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説す
る。第2図はこの発明の一実施例を示しており、
地磁気の水平成分を車両方向によつてX,Y2つ
の電圧に変換する地磁気センサ1と、車両が一定
距離移動する毎に信号を発生する距離センサ2、
前記地磁気センサ1からのX,Yデータから進行
方位を求め、この進行方位と距離センサ2からの
距離データとに基づき車両の相対位置を算出する
相対位置演算回路3を備えている。またGPS衛
星の電波を受信して車両の絶対位置を演算する
GPS位置演算回路4、及びこのGPS位置演算回
路4からの進行方位データと地磁気センサ1から
の磁気データと、あらかじめ設定されている地磁
気磁界の水平成分の大きさとに基づき車体着磁量
を演算し、相対位置演算回路3に与える着磁補正
演算回路5を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail based on the drawings. FIG. 2 shows an embodiment of this invention.
a geomagnetic sensor 1 that converts the horizontal component of geomagnetism into two voltages, X and Y, depending on the vehicle direction; a distance sensor 2 that generates a signal every time the vehicle moves a certain distance;
The vehicle is equipped with a relative position calculation circuit 3 that determines the traveling direction from the X and Y data from the geomagnetic sensor 1 and calculates the relative position of the vehicle based on this traveling direction and distance data from the distance sensor 2. It also receives radio waves from GPS satellites and calculates the vehicle's absolute position.
The amount of magnetization of the vehicle body is calculated based on the GPS position calculation circuit 4, the traveling direction data from the GPS position calculation circuit 4, the magnetic data from the geomagnetic sensor 1, and the preset magnitude of the horizontal component of the geomagnetic field. , a magnetization correction calculation circuit 5 which supplies the relative position calculation circuit 3.

上記構成のハイブリツド航法装置の動作につい
て次に説明する。地磁気センサ1はリングコアを
有する磁界ベクトル検出器で成るものであつて、
地磁気の磁界を車両の向きによつてX,Y2方向
の電圧に分けて出力する。そこで車両が一回旋回
するときのX,Y電圧は、第3図に示すように円
を描く。この円中心点Q=(X0,Y0)は、車体着
磁があつた場合には基準点Oに対しずれた位置と
なる。そして、車両の進行方位は、地磁気センサ
1の出力がP1=(X1,Y1)とするとき、ベクトル
QP1とY軸が成す各θ1となる。
The operation of the hybrid navigation system having the above configuration will be explained next. The geomagnetic sensor 1 consists of a magnetic field vector detector having a ring core,
The geomagnetic field is divided into voltages in the X and Y directions and output depending on the direction of the vehicle. Therefore, when the vehicle makes one turn, the X and Y voltages draw a circle as shown in FIG. This circle center point Q=(X 0 , Y 0 ) is shifted from the reference point O when the vehicle body is magnetized. Then, the traveling direction of the vehicle is determined by the vector when the output of the geomagnetic sensor 1 is P 1 = (X 1 , Y 1 ).
Each θ 1 formed by QP 1 and the Y axis becomes.

相対位置演算回路3では、この進行方位を表わ
すベクトルQP1を算出し、距離センサ2の距離信
号と乗算して相対位置を決定する。−ステツプ11
−13。
The relative position calculation circuit 3 calculates a vector QP 1 representing this heading, and multiplies it by the distance signal from the distance sensor 2 to determine the relative position. -Step 11
−13.

ところが車体着磁量が変化して中心点がQ′に
ずれてしまうと、同じ地磁気センサ1からの出力
P1=(X1,Y1)があつても、車両の進行方位は
θ1′になつてしまう。このため常に、正しい中心
点座標を検出し、中心点座標がずれていれば、そ
の補正をする必要がある。
However, if the amount of magnetization of the vehicle body changes and the center point shifts to Q', the output from the same geomagnetic sensor 1
Even if P 1 = (X 1 , Y 1 ), the traveling direction of the vehicle will be θ 1 '. Therefore, it is necessary to always detect the correct center point coordinates and to correct any deviations in the center point coordinates.

一方、GPS位置演算回路4では、GPS衛星の
電波を受信し、絶対位置測定を行なう。しかしこ
のGPS位置演算回路4による測位では、車両と
衛星との間に遮蔽物があると衛星電波が受信でき
ず、測位できなくなつてしまう。そのために、
GPS航法による測位が不可能な場合には、地磁
気センサによる測位補間する必要があり、地磁気
センサ1がGPS位置演算回路4とともに用いら
れているのである。
On the other hand, the GPS position calculation circuit 4 receives radio waves from GPS satellites and performs absolute position measurement. However, in positioning using the GPS position calculation circuit 4, if there is an obstruction between the vehicle and the satellite, satellite radio waves cannot be received and positioning becomes impossible. for that,
When positioning by GPS navigation is impossible, positioning must be interpolated by a geomagnetic sensor, and the geomagnetic sensor 1 is used together with the GPS position calculation circuit 4.

GPS位置演算回路4では、測位精度がよくし
かも測位演算間隔が短くできるため、第4図に示
すようにある地点Aにおける測位結果と、隣接地
点A′における測位結果とより車両の進行方位θA
を算出する−ステツプ14,15。
In the GPS position calculation circuit 4, the positioning accuracy is high and the positioning calculation interval can be shortened, so that the vehicle's traveling direction θ A
Calculate – Steps 14 and 15.

着磁補正演算回路5においては、地磁気センサ
1からの磁界データ出力PA=(XA,YA)を取込
み(ステツプ12,18)、同時にGPS位置演算回路
4からの進行方位データθAを取込み(ステツプ
16,19)、第5図に示すように進行方位直線lA
算出する。さらにこの着磁補正演算回路5には、
地磁気による磁界の大きさがあらかじめ一定(約
300mG)なので、その磁界の大きさが与えられ
ており、測位直線lAにおける磁界PA=(XA,YA
から300mG分だけ離れた点Q=(X0,Y0)を求
め、この点を中心点座標とする−ステツプ20,
21。
The magnetization correction calculation circuit 5 takes in the magnetic field data output P A = (X A , Y A ) from the geomagnetic sensor 1 (steps 12, 18), and at the same time receives the heading data θ A from the GPS position calculation circuit 4. Import (step
16, 19), calculate the heading straight line lA as shown in Figure 5. Furthermore, this magnetization correction calculation circuit 5 includes:
The magnitude of the magnetic field due to geomagnetism is fixed in advance (approximately
300mG), so the magnitude of the magnetic field is given, and the magnetic field P A on the positioning line l A = (X A , Y A )
Find a point Q = (X 0 , Y 0 ) that is 300 mG away from the point, and set this point as the center point coordinates - Step 20.
twenty one.

このようにして着磁補正演算回路5において得
られた中心点座標Q=(X0,Y0)の情報は、相対
位置演算回路3に与えられる。
Information on the center point coordinates Q=(X 0 , Y 0 ) obtained in the magnetization correction calculation circuit 5 in this manner is given to the relative position calculation circuit 3.

相対位置演算回路3では、この中心点座標9を
用いて地磁気センサ1から与えられる磁界電圧Q
=(X,Y)に対し、ベクトルQP→を求め、こ
の進行方位ベクトルQP→に対し距離センサ2から
の距離信号を乗算し、相対位置を求めるのであ
る。
The relative position calculation circuit 3 uses the center point coordinates 9 to calculate the magnetic field voltage Q given from the geomagnetic sensor 1.
= (X, Y), a vector QP→ is obtained, and this traveling direction vector QP→ is multiplied by the distance signal from the distance sensor 2 to obtain the relative position.

なお、この車体着磁による補正演算は、車両走
行中定期的に行なうことができる。
Note that this correction calculation based on the vehicle body magnetization can be performed periodically while the vehicle is running.

この場合、A点からA′点まで走行する間に車
両の進行方位が変わると、地磁気センサ1の出力
も変わつてしまい、正確な補正が行なえないと思
われる場合は車両の操舵角センサー等を用いて直
線走行状態か否かを判別して直線走行状態でない
ときは補正を行なわないようにしても良い。
In this case, if the heading of the vehicle changes while traveling from point A to point A', the output of the geomagnetic sensor 1 will also change, and if it seems that accurate correction cannot be made, the vehicle's steering angle sensor etc. It is also possible to use this method to determine whether or not the vehicle is traveling in a straight line, and if the vehicle is not traveling in a straight line, no correction is performed.

また上記実施例の場合、電波航法演算部として
GPS位置演算回路4を用いたが、これに限定さ
れることはなく、例えばLORAN、オメガ等の他
の電波航法演算装置を用いても勿論よいものであ
る。更に地磁気センサ1の出力円の半径を
300mGとしが、これは地球の各地域において若
干異なるものであり、更に北極付近と赤道付近と
では地磁気の磁界の水平成分の大きさが大きく異
なるため、車両を使用する地域にあつた値を選択
する必要がある。
In addition, in the case of the above embodiment, as the radio navigation calculation section
Although the GPS position calculation circuit 4 is used, the present invention is not limited to this, and other radio navigation calculation devices such as LORAN and Omega may of course be used. Furthermore, the radius of the output circle of geomagnetic sensor 1 is
The value is 300mG, but this varies slightly in each region of the earth, and the horizontal component of the geomagnetic field differs greatly between the north pole and the equator, so choose a value that suits the region where the vehicle will be used. There is a need to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、電波航法演算部で求めた車両の進
行方位と、その時の地磁気センサの出力電圧及び
地磁気による磁界の水平成分の大きさから磁界出
力の中心点座標を求め、車体着磁補正を行なうも
のである。従つて、従来のように地磁気センサの
出力電圧の中心点座標を求めるため車両を実際に
一旋回させるか又は一旋回するまで待つ必要がな
く、少ないデータによつて短時間で車体着磁の補
正が行なえる利点がある。更に、車体着磁量に時
間的に急激な変化があつた場場合でも容易に車体
着磁補正量の変更が可能である。
This invention calculates the coordinates of the center point of the magnetic field output from the traveling direction of the vehicle determined by the radio navigation calculation unit, the output voltage of the geomagnetic sensor at that time, and the magnitude of the horizontal component of the magnetic field due to geomagnetism, and performs vehicle body magnetization correction. It is something. Therefore, there is no need to actually make one turn of the vehicle or wait until the vehicle has made one turn in order to find the coordinates of the center point of the output voltage of the geomagnetic sensor as in the past, and the vehicle body magnetization can be corrected in a short time using less data. It has the advantage that it can be done. Furthermore, even if there is a sudden change in the amount of vehicle body magnetization over time, the amount of correction of vehicle body magnetization can be easily changed.

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

第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は
この発明の一実施例の回路ブロツク図、第3図は
地磁気センサに対する車体着磁の影響を示す図、
第4図はGPS位置演算回路による進行方位決定
動作を説明する図、第5図は上記実施例の着磁補
正演算回路による中心点座標を求める動作を説明
する図、第6図は上記実施例の動作を説明するフ
ローチヤートである。 1…地磁気センサ、2…距離センサ、3…相対
位置演算回路、4…GPS位置演算回路、5…着
磁補正演算回路。
Fig. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, Fig. 2 is a circuit block diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a diagram showing the influence of vehicle body magnetization on the geomagnetic sensor.
FIG. 4 is a diagram explaining the operation of determining the traveling direction by the GPS position calculation circuit, FIG. 5 is a diagram explaining the operation of determining the center point coordinates by the magnetization correction calculation circuit of the above embodiment, and FIG. This is a flowchart explaining the operation. 1...Geomagnetic sensor, 2...Distance sensor, 3...Relative position calculation circuit, 4...GPS position calculation circuit, 5...Magnetization correction calculation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 航法用電波を受信し、車両の位置を算出する
電波航法演算部と、磁界を検出する地磁気センサ
部と、車両が移動した距離を検出する距離センサ
部と、車両の相対的な位置を算出する相対位置演
算部を有するハイブリツド航法装置であつて、前
記電波航法演算部で算出した車両の位置から求め
た車両の進行方位と前記地磁気センサ部で求めた
磁界及び、あらかじめ定めておいた磁界の水平成
分の大きさから車体着磁量を算出し、この車体着
磁量を相対位置演算部に送る着磁補正演算部を備
えて成ることを特徴とするハイブリツド航法装
置。
1. A radio navigation calculation unit that receives navigation radio waves and calculates the vehicle position, a geomagnetic sensor unit that detects magnetic fields, a distance sensor unit that detects the distance traveled by the vehicle, and calculates the relative position of the vehicle. The hybrid navigation device has a relative position calculation section that calculates the vehicle's traveling direction determined from the vehicle position calculated by the radio navigation calculation section, a magnetic field determined by the geomagnetic sensor section, and a predetermined magnetic field. 1. A hybrid navigation device comprising: a magnetization correction calculation unit that calculates a vehicle body magnetization amount from the magnitude of a horizontal component and sends the vehicle body magnetization amount to a relative position calculation unit.
JP3289886A 1986-02-19 1986-02-19 Hybrid navigation apparatus Granted JPS62191714A (en)

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JP2580214B2 (en) * 1987-12-01 1997-02-12 三菱電機株式会社 Direction detection device for moving objects

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