JPH0571978A - 車両方位検出装置 - Google Patents
車両方位検出装置Info
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- JPH0571978A JPH0571978A JP23041691A JP23041691A JPH0571978A JP H0571978 A JPH0571978 A JP H0571978A JP 23041691 A JP23041691 A JP 23041691A JP 23041691 A JP23041691 A JP 23041691A JP H0571978 A JPH0571978 A JP H0571978A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
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- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 地磁気センサ及び角速度センサを用いて正確
な方位を得る。 【構成】 地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた第１
方位信号から積分手段の出力信号が減算手段によって差
し引かれ、その差信号が減衰手段によって減衰された
後、角速度センサから出力される角速度信号と加算手段
によって加算される。加算手段の出力信号が上記の積分
手段に供給され、積分手段による積分結果の第２方位信
号が方位検出信号として出力され、車両が直進している
場合には方位検出信号が第１方位信号に収束するように
動作する。 【効果】 地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた第１
方位信号は外乱の影響を受けるが、長時間の平均で見れ
ば正しい方位を示すので、方位検出信号は角速度センサ
から出力される角速度信号を積分して得られる角度によ
って変化し、正確な方位を常に検出することができる。
な方位を得る。 【構成】 地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた第１
方位信号から積分手段の出力信号が減算手段によって差
し引かれ、その差信号が減衰手段によって減衰された
後、角速度センサから出力される角速度信号と加算手段
によって加算される。加算手段の出力信号が上記の積分
手段に供給され、積分手段による積分結果の第２方位信
号が方位検出信号として出力され、車両が直進している
場合には方位検出信号が第１方位信号に収束するように
動作する。 【効果】 地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた第１
方位信号は外乱の影響を受けるが、長時間の平均で見れ
ば正しい方位を示すので、方位検出信号は角速度センサ
から出力される角速度信号を積分して得られる角度によ
って変化し、正確な方位を常に検出することができる。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、地磁気センサ及び角速度センサ
を用いた車両方位検出装置に関する。
を用いた車両方位検出装置に関する。
【０００２】
【背景技術】車載ナビゲ―ション装置においては車両の
走行方位を方位検出装置によって検出してその方位を表
示することが行なわれている。方位検出装置においては
方位を検出するために車両位置の同一平面上の互いに９
０度の角度のＸＹ方向における地磁気の強度を検出する
地磁気センサや車両の角速度を検出する角速度センサが
用いられている。しかしながら、これらのセンサを用い
た方位検出装置においては地磁気センサの場合には建造
物や大型車両等による外乱の影響を受けて検出した方位
が変動するという欠点がある。また角速度センサの場合
にはその出力信号を積分しても相対的な方位しか検出し
得ないので方位検出装置としての使用が難しかった。ま
た、角速度センサのオフセットや感度が温度変化等の影
響で変化し、長時間に亘って正しい方位を検出すること
ができなかった。
走行方位を方位検出装置によって検出してその方位を表
示することが行なわれている。方位検出装置においては
方位を検出するために車両位置の同一平面上の互いに９
０度の角度のＸＹ方向における地磁気の強度を検出する
地磁気センサや車両の角速度を検出する角速度センサが
用いられている。しかしながら、これらのセンサを用い
た方位検出装置においては地磁気センサの場合には建造
物や大型車両等による外乱の影響を受けて検出した方位
が変動するという欠点がある。また角速度センサの場合
にはその出力信号を積分しても相対的な方位しか検出し
得ないので方位検出装置としての使用が難しかった。ま
た、角速度センサのオフセットや感度が温度変化等の影
響で変化し、長時間に亘って正しい方位を検出すること
ができなかった。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、正確な方位を得ること
ができる地磁気センサ及び角速度センサを用いた車両方
位検出装置を提供することである。
ができる地磁気センサ及び角速度センサを用いた車両方
位検出装置を提供することである。
【０００４】
【発明の構成】本発明の車両方位検出装置は、車両位置
の同一平面上の互いに９０度の角度のＸＹ方向における
地磁気の強度を検出する地磁気センサと、地磁気センサ
のＸＹ出力信号に応じて第１方位信号を演算出力する演
算手段と、車両の角速度を検出する角速度センサと、２
入力端の一方の入力端に角速度センサの出力信号が供給
される第１加算手段と、第１加算手段の出力信号を積分
して方位検出信号としての第２方位信号を出力する積分
手段と、第１方位信号と第２方位信号との差信号を算出
する第１減算手段と、差信号を減衰させて第１加算手段
の２入力端の他方の入力端に供給する第１減衰手段とを
含むことを特徴としている。
の同一平面上の互いに９０度の角度のＸＹ方向における
地磁気の強度を検出する地磁気センサと、地磁気センサ
のＸＹ出力信号に応じて第１方位信号を演算出力する演
算手段と、車両の角速度を検出する角速度センサと、２
入力端の一方の入力端に角速度センサの出力信号が供給
される第１加算手段と、第１加算手段の出力信号を積分
して方位検出信号としての第２方位信号を出力する積分
手段と、第１方位信号と第２方位信号との差信号を算出
する第１減算手段と、差信号を減衰させて第１加算手段
の２入力端の他方の入力端に供給する第１減衰手段とを
含むことを特徴としている。
【０００５】
【発明の作用】本発明の車両方位検出装置においては、
地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた方位信号から積
分手段の出力信号が減算手段によって差し引かれ、その
差信号が減衰手段によって減衰された後、角速度センサ
から出力される角速度信号と加算手段によって加算され
る。加算手段の出力信号が上記の積分手段に供給され、
積分手段による積分結果の信号が方位検出信号として出
力される。
地磁気センサのＸＹ出力信号に基づいた方位信号から積
分手段の出力信号が減算手段によって差し引かれ、その
差信号が減衰手段によって減衰された後、角速度センサ
から出力される角速度信号と加算手段によって加算され
る。加算手段の出力信号が上記の積分手段に供給され、
積分手段による積分結果の信号が方位検出信号として出
力される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図１は本発明による車両方位検出装置を
示している。この方位検出装置においては、センサとし
て車両位置の地磁気をＸ，Ｙ成分として検出する地磁気
センサ１と車両の角速度を検出するための角速度センサ
２とが設けられている。地磁気センサ１においては同一
平面上において互いに９０°の位相角をもって１対の磁
気検出素子が配置されており、それらのうちの一方はＸ
方向（東方向）の地磁気成分を検出し、他方はＹ方向
（北方向）の地磁気成分を検出するようになっている。
地磁気センサ１の出力には地磁気方位演算回路３が接続
されている。地磁気方位演算回路３は地磁気センサ１か
ら出力されるＸ，Ｙ成分信号から第１方位信号としての
地磁気方位信号θr を演算する。地磁気方位演算回路３
の出力には減算器４が接続され、地磁気方位信号θr と
後述の積分器５から出力される信号との差信号が算出さ
れる。減算器４の出力にはアッテネ―タ６を介して加算
器７が接続されている。加算器７にはアッテネ―タ６か
らの出力信号の他に角速度センサ２の出力信号である角
速度信号ωが供給され、それらの出力信号を加算して出
力する。加算器７の出力信号が積分器５に供給される。
積分器５は加算器７から出力される信号を積分して第２
方位信号としての検出方位信号θとして出力し、これが
本装置の出力信号となる。なお、地磁気方位信号θr の
信号レベルが方位θr を示す。
細に説明する。図１は本発明による車両方位検出装置を
示している。この方位検出装置においては、センサとし
て車両位置の地磁気をＸ，Ｙ成分として検出する地磁気
センサ１と車両の角速度を検出するための角速度センサ
２とが設けられている。地磁気センサ１においては同一
平面上において互いに９０°の位相角をもって１対の磁
気検出素子が配置されており、それらのうちの一方はＸ
方向（東方向）の地磁気成分を検出し、他方はＹ方向
（北方向）の地磁気成分を検出するようになっている。
地磁気センサ１の出力には地磁気方位演算回路３が接続
されている。地磁気方位演算回路３は地磁気センサ１か
ら出力されるＸ，Ｙ成分信号から第１方位信号としての
地磁気方位信号θr を演算する。地磁気方位演算回路３
の出力には減算器４が接続され、地磁気方位信号θr と
後述の積分器５から出力される信号との差信号が算出さ
れる。減算器４の出力にはアッテネ―タ６を介して加算
器７が接続されている。加算器７にはアッテネ―タ６か
らの出力信号の他に角速度センサ２の出力信号である角
速度信号ωが供給され、それらの出力信号を加算して出
力する。加算器７の出力信号が積分器５に供給される。
積分器５は加算器７から出力される信号を積分して第２
方位信号としての検出方位信号θとして出力し、これが
本装置の出力信号となる。なお、地磁気方位信号θr の
信号レベルが方位θr を示す。
【０００７】地磁気センサ１を水平面上において一回転
させると、Ｘ、Ｙ双方の磁気検出素子からの出力値によ
ってＸＹ座標上に円の軌跡、すなわち磁気円が描かれ
る。よって、円の軌跡の中心点をデ―タ（ｘ0 ，ｙ0 ）
とし、地磁気センサ１の出力Ｘ，Ｙ成分信号をＸＹ座標
デ―タ（ｘ，ｙ）とすると、方位θrは、
させると、Ｘ、Ｙ双方の磁気検出素子からの出力値によ
ってＸＹ座標上に円の軌跡、すなわち磁気円が描かれ
る。よって、円の軌跡の中心点をデ―タ（ｘ0 ，ｙ0 ）
とし、地磁気センサ１の出力Ｘ，Ｙ成分信号をＸＹ座標
デ―タ（ｘ，ｙ）とすると、方位θrは、
【０００８】
【数１】
【０００９】と表わすことができる。地磁気方位演算回
路３は、かかる式(1) による演算を行なって地磁気方位
信号θr を得るのである。この地磁気方位信号θr と積
分器５の出力信号との差信号が減算器４から出力され、
更に、この差信号に角速度センサ２から出力される角速
度信号ωが加算器７にて加算される。加算器７の出力信
号が積分器５によって積分されて本装置の出力信号であ
る検出方位信号θが得られる。
路３は、かかる式(1) による演算を行なって地磁気方位
信号θr を得るのである。この地磁気方位信号θr と積
分器５の出力信号との差信号が減算器４から出力され、
更に、この差信号に角速度センサ２から出力される角速
度信号ωが加算器７にて加算される。加算器７の出力信
号が積分器５によって積分されて本装置の出力信号であ
る検出方位信号θが得られる。
【００１０】次に、検出方位信号θが地磁気方位信号θ
r 及び角速度信号ωに対してどのように変化するのか説
明する。先ず、アッテネ―タ６の係数を１／Ｋとし、積
分器５による積分を１／Ｓとすると、図１の構成におい
ては {(θr −θ）×（１／Ｋ）＋ω｝×１／Ｓ＝θ ・・・(2) の関係が成立する。よって、検出方位信号θは、 θ＝（θr ＋ωＫ）／（ＫＳ＋１） ・・・(3) の如くなる。ここで、車両が直進している場合にはω＝
０であるので、式(3) から、検出方位信号θは、 θ＝θr ／（ＫＳ＋１） ・・・(4) となり、また、 θ／θr ＝１／（ＫＳ＋１） ・・・(5) の如く表わすことができる。θ／θr を伝達関数Ｇ
（Ｓ）とし、Ｇ（Ｓ）のステップ応答を求めるために１
／Ｓを掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなる。
r 及び角速度信号ωに対してどのように変化するのか説
明する。先ず、アッテネ―タ６の係数を１／Ｋとし、積
分器５による積分を１／Ｓとすると、図１の構成におい
ては {(θr −θ）×（１／Ｋ）＋ω｝×１／Ｓ＝θ ・・・(2) の関係が成立する。よって、検出方位信号θは、 θ＝（θr ＋ωＫ）／（ＫＳ＋１） ・・・(3) の如くなる。ここで、車両が直進している場合にはω＝
０であるので、式(3) から、検出方位信号θは、 θ＝θr ／（ＫＳ＋１） ・・・(4) となり、また、 θ／θr ＝１／（ＫＳ＋１） ・・・(5) の如く表わすことができる。θ／θr を伝達関数Ｇ
（Ｓ）とし、Ｇ（Ｓ）のステップ応答を求めるために１
／Ｓを掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなる。
【００１１】
【数２】
【００１２】かかる式(6) からＧ（Ｓ）と時間ｔとの関
係特性は図２に示すようになり、Ｋが小さいほどＧ
（Ｓ）＝１に早急に収束することとなる。すなわち、Ｇ
（Ｓ）＝１ということはθ＝θr であり、車両が直進し
ている場合には検出方位信号θが地磁気方位信号θr に
収束するのである。車両方位が変化した場合には式(3)
におけるωＫ／（ＫＳ＋１）が加わるので、検出方位信
号θが地磁気方位信号θrに対してωＫ／（ＫＳ＋１）
に相当する角度だけ、すなわち、Ｓが大となる高域では
１が無視でき、ωＫ／ＫＳ＝ω／Ｓとなり、角速度信号
ωを積分して得られる角度だけ変化することになる。よ
って、検出方位信号θの低域成分は地磁気方位信号θr
で定まり、高域成分は角速度信号ωを積分して得られる
角度で定まる。
係特性は図２に示すようになり、Ｋが小さいほどＧ
（Ｓ）＝１に早急に収束することとなる。すなわち、Ｇ
（Ｓ）＝１ということはθ＝θr であり、車両が直進し
ている場合には検出方位信号θが地磁気方位信号θr に
収束するのである。車両方位が変化した場合には式(3)
におけるωＫ／（ＫＳ＋１）が加わるので、検出方位信
号θが地磁気方位信号θrに対してωＫ／（ＫＳ＋１）
に相当する角度だけ、すなわち、Ｓが大となる高域では
１が無視でき、ωＫ／ＫＳ＝ω／Ｓとなり、角速度信号
ωを積分して得られる角度だけ変化することになる。よ
って、検出方位信号θの低域成分は地磁気方位信号θr
で定まり、高域成分は角速度信号ωを積分して得られる
角度で定まる。
【００１３】図３は図１の装置の各部の動作例を示して
いる。図３(a) に示すように地磁気方位信号θr 対して
検出方位信号θは得られる。図３(b) は減算器４の出力
信号θr −θ及びアッテネ―タ６の出力信号（θr −
θ）×１／Ｋを波形として示している。また、図３(c)
に示すようにクロ―ズル―プにより検出方位信号θが矢
印の如く地磁気方位信号θr に収束する。
いる。図３(a) に示すように地磁気方位信号θr 対して
検出方位信号θは得られる。図３(b) は減算器４の出力
信号θr −θ及びアッテネ―タ６の出力信号（θr −
θ）×１／Ｋを波形として示している。また、図３(c)
に示すようにクロ―ズル―プにより検出方位信号θが矢
印の如く地磁気方位信号θr に収束する。
【００１４】図４は本発明の他の実施例を示している。
図４に示した本発明による車両方位検出装置において
は、減算器４とアッテネ―タ６との間にロ―パスフィル
タ８が挿入され、角速度センサ２と加算器７との間にハ
イパスフィルタ９が挿入されている。ハイパスフィルタ
９は角速度センサ２の出力信号にオフセットが生じた場
合にそのオフセット分をカットするために挿入されてい
る。ハイパスフィルタ９のカットオフ周波数はかなり低
く、例えば、０．００１Ｈｚである。その他の構成は図
１に示した装置と同様である。
図４に示した本発明による車両方位検出装置において
は、減算器４とアッテネ―タ６との間にロ―パスフィル
タ８が挿入され、角速度センサ２と加算器７との間にハ
イパスフィルタ９が挿入されている。ハイパスフィルタ
９は角速度センサ２の出力信号にオフセットが生じた場
合にそのオフセット分をカットするために挿入されてい
る。ハイパスフィルタ９のカットオフ周波数はかなり低
く、例えば、０．００１Ｈｚである。その他の構成は図
１に示した装置と同様である。
【００１５】この構成において、先ず、分り易くするた
めにロ―パスフィルタ８だけが挿入された場合について
説明する。ロ―パスフィルタ８を１／（ＪＳ＋１）とす
ると、
めにロ―パスフィルタ８だけが挿入された場合について
説明する。ロ―パスフィルタ８を１／（ＪＳ＋１）とす
ると、
【００１６】
【数３】
【００１７】の関係が成立する。よって、検出方位信号
θは、 θ＝｛θr ＋ωＫ（ＪＳ＋１)}／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(8) の如くなる。ここで、車両が直進している場合にはω＝
０であるので、式(8) から、検出方位信号θは、 θ＝θr ／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(9) となり、また、 θ／θr ＝１／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(10) の如く表わすことができる。θ／θr を伝達関数Ｇ
（Ｓ）とし、Ｇ（Ｓ）のステップ応答を求めるために１
／Ｓを掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなる。
θは、 θ＝｛θr ＋ωＫ（ＪＳ＋１)}／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(8) の如くなる。ここで、車両が直進している場合にはω＝
０であるので、式(8) から、検出方位信号θは、 θ＝θr ／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(9) となり、また、 θ／θr ＝１／（ＫＪＳ2＋ＫＳ＋１） ・・・(10) の如く表わすことができる。θ／θr を伝達関数Ｇ
（Ｓ）とし、Ｇ（Ｓ）のステップ応答を求めるために１
／Ｓを掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなる。
【００１８】
【数４】
【００１９】式(11)は更に
【００２０】
【数５】
【００２１】の如くなる。式(11)からＧ（Ｓ）と時間ｔ
との関係特性は図５に示すようになり、ωr ，ζを適切
な値に設定することにより車両が直進している場合には
検出方位信号θが地磁気外乱の影響を軽減して地磁気方
位信号θr に収束することとなる。図６は図３(b) の各
波形に対しロ―パスフィルタ８を挿入した場合の波形を
示している。
との関係特性は図５に示すようになり、ωr ，ζを適切
な値に設定することにより車両が直進している場合には
検出方位信号θが地磁気外乱の影響を軽減して地磁気方
位信号θr に収束することとなる。図６は図３(b) の各
波形に対しロ―パスフィルタ８を挿入した場合の波形を
示している。
【００２２】次に、ハイパスフィルタ９だけが挿入され
た場合には、ハイパスフィルタ９をＴＳ／（１＋ＴＳ）
とすると、
た場合には、ハイパスフィルタ９をＴＳ／（１＋ＴＳ）
とすると、
【００２３】
【数６】
【００２４】の関係が成立する。よって、検出方位信号
θは、
θは、
【００２５】
【数７】
【００２６】の如くなる。定常特性は最終値の定理によ
りＳ＝０とすると、式(14)から θ＝θr ・・・(15) となる。よって、角速度センサ２から出力される角速度
信号ωにオフセット分Ｂが含まれ、ω＝ω´＋Ｂであっ
ても角度誤差を生じない。図７において波形Ａが角速度
センサ２の出力信号であれば、波形Ｂがオフセット分が
除去されたハイパスフィルタ９の出力信号である。
りＳ＝０とすると、式(14)から θ＝θr ・・・(15) となる。よって、角速度センサ２から出力される角速度
信号ωにオフセット分Ｂが含まれ、ω＝ω´＋Ｂであっ
ても角度誤差を生じない。図７において波形Ａが角速度
センサ２の出力信号であれば、波形Ｂがオフセット分が
除去されたハイパスフィルタ９の出力信号である。
【００２７】また、ステップ応答を求めるために１／Ｓ
を掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなり、車両が直
進している場合には検出方位信号θは地磁気方位信号θ
r に収束する。
を掛けて逆ラプラス変換すると次の如くなり、車両が直
進している場合には検出方位信号θは地磁気方位信号θ
r に収束する。
【００２８】
【数８】
【００２９】なお、上記した実施例においては、減算器
４とアッテネ―タ６との間にロ―パスフィルタ８が挿入
されているが、アッテネ―タ６と加算器７との間にロ―
パスフィルタ８を挿入しても良い。図８は更に本発明の
他の実施例を示している。図８に示した本発明による車
両方位検出装置においては、積分器５の出力には減算器
４の他に微分器１０を介して減算器１１が接続されてい
る。減算器１１は微分器１０の出力信号からハイパスフ
ィルタ９の出力信号を差し引く。減算器１１の出力には
アッテネ―タ１２が接続され、アッテネ―タ１２の出力
には更にスイッチ１３を介して加算器１４が接続されて
いる。加算器１４はスイッチ１３のオン時にアッテネ―
タ１２の出力信号とハイパスフィルタ９の出力信号とを
加算して加算器７に供給し、スイッチ１３のオフ時にハ
イパスフィルタ９の出力信号をそのまま加算器７に供給
する。その他の構成は図４に示した装置と同様である。
スイッチ１３は微分器１０の出力信号レベルが所定値以
上のときだけオンとなる。これは図示していないが、比
較回路によって達成される。
４とアッテネ―タ６との間にロ―パスフィルタ８が挿入
されているが、アッテネ―タ６と加算器７との間にロ―
パスフィルタ８を挿入しても良い。図８は更に本発明の
他の実施例を示している。図８に示した本発明による車
両方位検出装置においては、積分器５の出力には減算器
４の他に微分器１０を介して減算器１１が接続されてい
る。減算器１１は微分器１０の出力信号からハイパスフ
ィルタ９の出力信号を差し引く。減算器１１の出力には
アッテネ―タ１２が接続され、アッテネ―タ１２の出力
には更にスイッチ１３を介して加算器１４が接続されて
いる。加算器１４はスイッチ１３のオン時にアッテネ―
タ１２の出力信号とハイパスフィルタ９の出力信号とを
加算して加算器７に供給し、スイッチ１３のオフ時にハ
イパスフィルタ９の出力信号をそのまま加算器７に供給
する。その他の構成は図４に示した装置と同様である。
スイッチ１３は微分器１０の出力信号レベルが所定値以
上のときだけオンとなる。これは図示していないが、比
較回路によって達成される。
【００３０】角速度センサ２の感度が正しくない場合に
は、ハイパスフィルタ９を経た信号ω1と、検出方位信
号θを微分器１０によって微分して得た角速度ωr との
間に差が生じる。後述する如く検出方位信号θは地磁気
方位信号θr に収束するので、常に正しい方位を示すか
ら、それを微分したものは正しい角速度であると考えら
れる。よって、減算器１１の出力である角速度誤差ωr
−ω1をω1に加算器１４により加えることにより正しい
角速度ω1´を得ることができる。図９は微分器１０の
出力信号ωr 及びハイパスフィルタ９の出力信号ω1を
示している。アッテネ―タ１２は直ちに正しい角速度に
収束させずに徐々に収束させ、またノイズに対して過敏
になることを防止するために挿入されている。
は、ハイパスフィルタ９を経た信号ω1と、検出方位信
号θを微分器１０によって微分して得た角速度ωr との
間に差が生じる。後述する如く検出方位信号θは地磁気
方位信号θr に収束するので、常に正しい方位を示すか
ら、それを微分したものは正しい角速度であると考えら
れる。よって、減算器１１の出力である角速度誤差ωr
−ω1をω1に加算器１４により加えることにより正しい
角速度ω1´を得ることができる。図９は微分器１０の
出力信号ωr 及びハイパスフィルタ９の出力信号ω1を
示している。アッテネ―タ１２は直ちに正しい角速度に
収束させずに徐々に収束させ、またノイズに対して過敏
になることを防止するために挿入されている。
【００３１】かかる構成において、微分器１０をＳと
し、アッテネ―タ１２を１／Ｍとして表わすとすると、
この場合には
し、アッテネ―タ１２を１／Ｍとして表わすとすると、
この場合には
【００３２】
【数９】
【００３３】の関係が成立する。すなわち、微分器１０
の出力信号レベルが所定値以上のときには角速度センサ
２の感度が補正される。なお、式(17)においてＭ＝１で
あれば、ω1 ´＝ωr となり直ちに正しい値に収束する
が、Ｍ＞１として徐々に正しい値に収束するようにす
る。これによりノイズに対して過敏となることを防止す
ることができる。
の出力信号レベルが所定値以上のときには角速度センサ
２の感度が補正される。なお、式(17)においてＭ＝１で
あれば、ω1 ´＝ωr となり直ちに正しい値に収束する
が、Ｍ＞１として徐々に正しい値に収束するようにす
る。これによりノイズに対して過敏となることを防止す
ることができる。
【００３４】ここで、ω1＝ωＴＳ／（１＋ＴＳ），ωr
＝θＳであるので、式(17)は
＝θＳであるので、式(17)は
【００３５】
【数１０】
【００３６】の如くなる。説明を簡単にするために全体
の構成をロ―パスフィルタ８を省いた場合の式(2) を用
いて説明すると、式(2) におけるωがω1´に相当する
ので、式(2) に式(18)のω1´を代入すると、
の構成をロ―パスフィルタ８を省いた場合の式(2) を用
いて説明すると、式(2) におけるωがω1´に相当する
ので、式(2) に式(18)のω1´を代入すると、
【００３７】
【数１１】
【００３８】となる。式(19)から検出方位信号θは、
【００３９】
【数１２】
【００４０】の如くなる。ここで、Ｋ−Ｋ／Ｍ＝Ａとす
ると、式(20)は、
ると、式(20)は、
【００４１】
【数１３】
【００４２】のように置き換えることができる。この式
(21)は式(14)と同一となり、よって車両が直進している
場合には検出方位信号θは地磁気方位信号θr に収束す
る。なお、上記した実施例においては、ハイパスフィル
タ９の出力信号が減算器１１及び加算器１４に供給され
るが、これに限らない。角速度センサ２の出力信号が減
算器１１及び加算器１４に直接供給し、加算器１４の出
力信号をハイパスフィルタ９を介して加算器７に供給す
るようにしても良い。また、微分器１０は地磁気方位信
号θr を微分しても良い。
(21)は式(14)と同一となり、よって車両が直進している
場合には検出方位信号θは地磁気方位信号θr に収束す
る。なお、上記した実施例においては、ハイパスフィル
タ９の出力信号が減算器１１及び加算器１４に供給され
るが、これに限らない。角速度センサ２の出力信号が減
算器１１及び加算器１４に直接供給し、加算器１４の出
力信号をハイパスフィルタ９を介して加算器７に供給す
るようにしても良い。また、微分器１０は地磁気方位信
号θr を微分しても良い。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、地磁気センサのＸＹ出
力信号に基づいた第１方位信号から積分手段の出力信号
が減算手段によって差し引かれ、その差信号が減衰手段
によって減衰された後、角速度センサから出力される角
速度信号と加算手段によって加算される。加算手段の出
力信号が上記の積分手段に供給され、積分手段による積
分結果の第２方位信号が方位検出信号として出力され
る。この構成により、方位検出信号が第１方位信号に収
束するように動作する。地磁気センサのＸＹ出力信号に
基づいた第１方位信号は外乱の影響を受けるが、長時間
の平均で見れば正しい方位を示すので、方位検出信号は
角速度センサから出力される角速度信号を積分して得ら
れる角度によって変化し、正確な方位を常に検出するこ
とができる。
力信号に基づいた第１方位信号から積分手段の出力信号
が減算手段によって差し引かれ、その差信号が減衰手段
によって減衰された後、角速度センサから出力される角
速度信号と加算手段によって加算される。加算手段の出
力信号が上記の積分手段に供給され、積分手段による積
分結果の第２方位信号が方位検出信号として出力され
る。この構成により、方位検出信号が第１方位信号に収
束するように動作する。地磁気センサのＸＹ出力信号に
基づいた第１方位信号は外乱の影響を受けるが、長時間
の平均で見れば正しい方位を示すので、方位検出信号は
角速度センサから出力される角速度信号を積分して得ら
れる角度によって変化し、正確な方位を常に検出するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の収束特性を示す図である。
【図３】図１の装置の各部の信号波形例を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図５】図４の装置の収束特性を示す図である。
【図６】図４の装置中のロ―パスフィルタの動作を示す
信号波形図である。
信号波形図である。
【図７】図４の装置中のハイパスフィルタの動作を示す
信号波形図である。
信号波形図である。
【図８】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図９】図８の装置の各部の信号波形例を示す図であ
る。
る。
１ 地磁気センサ ２ 角速度センサ ４，１１ 減算器 ５ 積分器 ７，１４ 加算器 １０ 微分器
Claims (5)
- 【請求項１】 車両位置の同一平面上の互いに９０度の
角度のＸＹ方向における地磁気の強度を検出する地磁気
センサと、前記地磁気センサのＸＹ出力信号に応じて第
１方位信号を演算出力する演算手段と、車両の角速度を
検出する角速度センサと、２入力端の一方の入力端に前
記角速度センサの出力信号が供給される第１加算手段
と、前記第１加算手段の出力信号を積分して方位検出信
号としての第２方位信号を出力する積分手段と、前記第
１方位信号と第２方位信号との差信号を算出する第１減
算手段と、前記差信号を減衰させて前記第１加算手段の
２入力端の他方の入力端に供給する第１減衰手段とを含
むことを特徴とする車両方位検出装置。 - 【請求項２】 前記第１減算手段と前記第１加算手段と
の間に挿入されたロ―パスフィルタを有することを特徴
とする請求項１記載の車両方位検出装置。 - 【請求項３】 前記角速度センサと前記第１加算手段と
の間に挿入されたハイパスフィルタを有することを特徴
とする請求項１記載の車両方位検出装置。 - 【請求項４】 前記積分手段の出力信号を微分する微分
手段と、前記微分手段の出力信号と前記角速度センサの
出力信号との差信号を算出する第２減算手段と、前記第
２減算手段から出力された差信号を減衰させる第２減衰
手段と、前記角速度センサの出力信号に前記第２減衰手
段の出力信号を加算して前記第１加算手段の一方の入力
端に供給する第２加算手段とを有することを特徴とする
請求項１記載の車両方位検出装置。 - 【請求項５】 前記第２減衰手段は前記微分手段の出力
信号レベルが所定値より小であるとき差信号の出力を停
止するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項４
記載の車両方位検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23041691A JPH0571978A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 車両方位検出装置 |
| EP92308145A EP0541223A1 (en) | 1991-09-10 | 1992-09-09 | Vehicle-direction detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23041691A JPH0571978A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 車両方位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571978A true JPH0571978A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16907547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23041691A Pending JPH0571978A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | 車両方位検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0541223A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0571978A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19829582C1 (de) * | 1998-07-02 | 2000-03-09 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Drehratenbestimmung, insbesondere der Gier-Drehrate eines Kraftfahrzeugs |
| CN112977547B (zh) * | 2019-12-12 | 2023-08-08 | 北京铁路信号有限公司 | 一种检测电路 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734863A (en) * | 1985-03-06 | 1988-03-29 | Etak, Inc. | Apparatus for generating a heading signal for a land vehicle |
| CA1266715A (en) * | 1985-08-28 | 1990-03-13 | Martinus Leonardus Gerardus Thoone | Land vehicle navigation device comprising a filter unit for determining an optimum heading from presented orientation signals, and filter unit to be used in said navigation device |
| DE3715007A1 (de) * | 1987-05-06 | 1988-11-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur kursbestimmung eines landfahrzeugs |
| DE3831166C2 (de) * | 1988-09-13 | 1997-12-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Fahrzeugpositions-Anzeigeeinrichtung |
| JPH02105011A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 移動体用ロケータ装置 |
| JPH02120613A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-08 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 方位計 |
| JP2591192B2 (ja) * | 1989-11-02 | 1997-03-19 | 日産自動車株式会社 | 車両用走行方位検出装置 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP23041691A patent/JPH0571978A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-09 EP EP92308145A patent/EP0541223A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0541223A1 (en) | 1993-05-12 |
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