JPH06103185B2 - 車両用方位検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は車両のナビゲーションシステムに使用される
車両用方位検出装置に関するものである。

［従来技術及び課題］ 従来、車両のナビゲーションシステムに使用される車両
用方位検出装置としては、地磁気を検出することによっ
て方位を求める磁気方位センサが使用されている。この
磁気方位センサは、地磁気の水平成分の大きさを車両進
行方向成分（Ｙ成分）と、その垂直方向成分（Ｘ成分）
に分けて出力する。このとき、車体が着磁した場合、磁
気方位センサは着磁磁界の影響により出力値に誤差を生
じる。そこで、第２図に示すように、この着磁状態（着
磁ベクトル）で車両を旋回させることによって磁気方
位センサ出力の描く円Loの中心（方位円中心）を求め
ることにより着磁量を算出し、この着磁量から磁気方位
センサ出力の誤差の補正を行なうことができる。即ち、
センサ出力に対して着磁量を補正することにより地磁気
分のみによるセンサ出力を求め、車両方位が決定でき
る。

しかし、このような補正方法は、運転者にとって煩雑で
あるとともに走行中に着磁量が変化した場合には、その
補正を行なうことができなかった。そこで、走行中に補
正を行なうものとして、特開昭62−138720号公報に示さ
れているものがある。これは、特定できる２つ以上の異
なる経路を実際に走行することによりその各区間毎の走
行方位ベクトルを求め、予め用意された走行区間のデー
タより特定走行区間の相対角度を算出するとともにこの
相対角度と上記走行方位ベクトルの大きさ及び方位によ
り誤差となる方位誤差ベクトルを求め現在位置を補正す
るものである。しかしながら、この場合には、予め用意
された２つの経路を走行しなくてはならないばかりでな
く、補正開始から終了までの演算処理が煩雑なものとな
っていた。

この発明の目的は、地磁気による方位検出手段の方位誤
差の原因である着磁量を走行中に容易に求め精度の高い
方位検出を行なうことができる車両用方位検出装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ ある時刻ｔの方位検出手段の出力を▲▼、このうち
車体着磁による出力分を、時刻ｔ−１からｔまでの走
行距離をltとすると、スタート地点から終了地点までの
車両の推測移動ベクトル▲▼は となる。

この（１）式について説明すると、 （▲▼−）は車体着磁による影響を除いたある時
刻ｔの方位検出手段の出力であり、 は車体着磁による影響を除いてある時刻ｔの方位検出手
段の出力を正規化（大きさ１ベクトル）にしたものであ
る。

は時刻ｔ−１からｔまでの間、車両が距離lt走行したと
きの車体着磁による影響を除いた正規化された方位検出
手段の出力であり、これをスタート地点から終了地点ま
で積算していくことで、スタート地点から終了地点まで
車両が移動するベクトルを推測できるのである。

この（１）式において、走行経路内においては地磁気強
度が一定であると考えると、 とすることができ、前記（１）式で▲▼をスタート
地点と終了地点との間の相対位置ベクトルで置換える
とともに、この（１）式と、（２）式から次式を得る。

この（３）式から車体着磁による出力分を算出するこ
とができる。

そこで、本発明は、第１図に示すように、地磁気により
方位を検出する方位検出手段M1と、車両の走行距離ltを
検出して方位検出信号▲▼を出力する走行距離検出
手段M2と、現在位置を特定する現在位置特定手段M3と、
前記現在位置特定手段M3により第１の現在位置を特定し
てから第２の現在位置を特定するまで前記方位検出手段
M1の方位検出信号▲▼と前記走行距離検出手段M2に
よる走行距離ltとの積を求めるとともにその積の値▲
▼・ltを積算していく演算手段M4と、前記現在位置特
定手段M3による第１の現在位置と第２の現在位置の相対
位置ベクトルと、前記演算手段M4による方位検出信号
▲▼と走行距離ltの積▲▼・ltの積算値 とを用い、次式 但し、a:定数 に基づいて車両の着磁量を算出する着磁量算出手段M5
と、前記着磁量算出手段M5による車両の着磁量により
前記方位検出手段M1による方位を補正する補正手段M6と
を備えた車両用方位検出装置をその要旨とするものであ
る。

［作用］ 演算手段M4が現在位置特定手段M3により第１の現在位置
を特定してから第２の現在位置を特定するまで方位検出
手段M1の方位検出信号▲▼と走行距離検出手段M2に
よる走行距離ltとの積を求めるとともにその積の値▲
▼・ltを積算していき、着磁量算出手段M5は現在位置
特定手段M3による第１の現在位置と第２の現在位置の相
対位置ベクトルと、前記演算手段M4による方位検出信
号▲▼と走行距離ltの積▲▼・ltの積算値 と、に基づいて車両の着磁量を算出する。そして、補
正手段M6は着磁量算出手段M5による車両の着磁量によ
り方位検出手段M1による方位を補正する。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第３図に示すように、ナビゲーションシステムには方位
検出手段としてのフラックスゲート方式の磁気方位セン
サ１が設けられている。さらに、ナビゲーションシステ
ムには走行距離検出手段としての距離センサ２が設けら
れ、同センサ２は車両の走行に伴いその走行距離ltを検
出し出力する。

又、演算手段、着磁量算出手段及び補正手段としてのマ
イクロコンピュータ（以下、単に、マイコンという）３
はプログラムメモリ（図示しない）に記憶された制御プ
ログラムに従って各種演算処理を実行する。マイコン３
には車両の着磁量を記憶するメモリ3aが用意され、該
マイコン３は前記磁気方位センサ１の出力信号と距離セ
ンサ２の出力信号を入力し、メモリ3aに記憶した車両の
着磁量に基づいて方位を補正して同車両の現在位置を
演算する。

表示装置４は、第４図に示すように、地図を表示する表
示画面５を有し、マイコン３の制御により画面５に地図
が表示されるとともにその地図上に車両の現在位置を示
すカーソル６が移動されるようになっている。

この表示画面５の一部には４つのタッチスイッチ７が設
けられるとともに、表示画面５の近接位置にはセットス
イッチ８が設けられている。そして、マイコン３はタッ
チスイッチ7,セットスイッチ８の操作に伴う信号を入力
し、タッチスイッチ７の操作により画面上のカーソル６
を強制的に上下左右に移動させ、セットスイッチ８の操
作によりそのカーソル６の位置が車両の現在位置として
特定されたことを判断する。

本実施例では、この表示装置４とスイッチ7,8とマイコ
ン３から現在位置特定手段が構成されている。

次に、このように構成したマイコン３の動作を第５図に
基づいて説明する。尚、この動作を説明するにあたり、
第４図に示すように、車両がルートL1→L2→L3と走行す
る場合に、ルートL1→L2の間のスタート地点PSとルート
L2→L3の間の終了地点PEにおいて現在地入力がなされる
場合について説明する。

まず、ルートL1を経由してスタート地点PSに着いたとき
利用者のタッチスイッチ７の操作により現在地PSに正し
くカーソル６がセットされた後セットスイッチ８が押さ
れると、マイコン３は、ステップ100でスタート地点PS
における現在位置の特定が行なわれたと判断して、ステ
ップ101で磁気方位センサ１の方位検出信号（ベクトル
▲▼）と距離センサ２による距離ltとの積を求め
（又は、乗算し）、ステップ102でその積の値▲▼
・ltを加算する。マイコン３はステップ103で終了地点P
Eが特定されるまでステップ101,102の処理を行い前記▲
▼・ltを積算していく。

即ち、スタート地点PSから終了地点PEとの間の走行期間
中における全ての地磁気レベル（方位検出信号▲
▼）が後述する新たな着磁量の算出に用いられること
になる。一方、マイコン３は、ルートL2での走行中に磁
気方位センサ１及び距離センサ２の出力信号を入力しつ
つその磁気方位センサ１の出力をメモリ3aに記憶された
車両の着磁量にて補正しながら車両位置を検出し、そ
の位置を表示装置４の表示画面５にカーソル６にて表示
させる。そして、そのルートL2の終点位置でカーソル６
が第４図中の終了地点PEよりずれたPE′の位置にあるの
で、利用者は正規の終了地点Ｅとすべくカーソル６をタ
ッチスイッチ７を操作し、さらにセットスイッチ８を押
下する。すると、マイコン３は、ステップ103で終了地
点PEの特定が行なわれたと判断して、ステップ104でス
タート地点PSと終了地点PEの相対位置ベクトルと、磁
気方位センサ１の方位検出信号▲▼と距離センサ２
の走行距離ltの積▲▼・ltの積算値 とを前記（３）式に代入することにより車両の着磁量
を算出する。尚、この際、ａは予め設定されている値を
使用し、 としてはスタート地点PSから終了地点PEまでの走行距離
を代入する。

そして、このようにして求めた車両の着磁量を新たな
着磁量としてメモリ3aに記憶する。

以後、マイコン３はこの新たに記憶した着磁量により
磁気方位センサ１により車両の走行方位を補正する。従
って、前記スタート地点PSと終了地点PEとの間の走行中
において車両の着磁量が外乱等により変化した場合に
も、前記した新たな着磁量の算出に際しては当該走行
期間中における方位検出信号▲▼と走行距離ltとの
積▲▼・ltの積算値Σ▲▼・ltが用いられてい
るので、着磁状態が変化する度に車両を旋回させる必要
もなく、補正精度の高い着磁量を求めることができ
る。そして、マイコン３は補正された磁気方位センサ１
の出力に基づいて車両の現在位置を演算する。その結
果、表示装置４には正しくその位置が表示される。

このように本実施例においては、マイコン３は第１の現
在位置としてのスタート地点PSを特定してから第２の現
在位置としての終了地点PEを特定するまで磁気方位セン
サ１の方位検出信号▲▼と距離センサ２による走行
距離ltとの積を求めるとともにその積の値▲▼・lt
を積算していき、スタート地点PSと終了地点PEの相対位
置ベクトルと、方位検出信号▲▼と走行距離ltの
積▲▼・ltの積算値 と、に基づいて車両の着磁量を算出し、その着磁量
により磁気方位センサ１による車両の走行方位を補正す
る。従って、特開昭62−138720号公報による方法では２
つの経路を走行しなくてはならないばかりでなく、補正
開始から終了までの手順が煩雑なものとなっていたが、
そのようなことがなく２つの特定できる場所を指示する
だけでよく、その間の処理も簡単なものとすることがで
きる。従って、磁気方位センサ１の方位誤差の原因であ
る着磁量を走行中に容易に求め精度の高い方位検出を行
なうことができることとなる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものでなく、特
定位置の設定方法としては、表示画面５の地図とスイッ
チ7,8の操作による方法の他にも、交差点名、番地等を
利用者が入力することにより車両の現在位置を入力する
ようにしてもよい。さらに、利用者による入力操作によ
らず自動的に入力するようにしてもよい。即ち、道路パ
ターンマッチング等の手法を用いれば屈曲等で位置誤差
がキャンセルされたときの位置を用いることができ、
又、絶対位置を出力する電波航法装置（例えば、GPS受
信機）、位置ビーコン等を用いてもよい。

又、上記実施例ではスタート地点PSを特定してから終了
地点PEを特定するまでの磁気方位センサ１の方位検出信
号▲▼と距離センサ２による走行距離ltとの乗算及
びその積の値▲▼・ltの積算（ステップ101,102）
は、微小時間ごとに行なったが、微小距離ごとに行なっ
てもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、地磁気による方
位検出手段の方位誤差の原因である着磁量を地磁気外乱
の多い環境下でも走行中において容易に求め精度の高い
方位検出を行なうことができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図、第２図は磁気方位セ
ンサの出力を示すベクトル及び着磁によるベクトルを示
す図、第３図は実施例の車両用方位検出装置の回路図、
第４図は表示装置及びスイッチを示す図、第５図は作用
を説明するためのフローチャートである。 M1は方位検出手段、M2は走行距離検出手段、M3は現在位
置特定手段、M4は演算手段、M5は着磁量算出手段、M6は
補正手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−71616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−255817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−193009（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地磁気により方位を検出して方位検出信号
   （▲▼）を出力する方位検出手段と、 車両の走行距離（lt）を検出する走行距離検出手段と、 現在位置を特定する現在位置特定手段と、 前記現在位置特定手段により第１の現在位置を特定して
   から第２の現在位置を特定するまで前記方位検出手段の
   方位検出信号（▲▼）と前記走行距離検出手段によ
   る走行距離（lt）との積を求めるとともにその積の値
   （▲▼・lt）を積算していく演算手段と、 前記現在位置特定手段による第１の現在位置と第２の現
   在位置の相対位置ベクトル（）と、前記演算手段によ
   る方位検出信号（▲▼）と走行距離（lt）の積（▲
   ▼・lt）の積算値（Σ▲▼・lt）とを用い、次
   式 但し、a:定数 に基づいて車両の着磁量（）を算出する着磁量算出手
   段と、 前記着磁量算出手段による車両の着磁量（）により前
   記方位検出手段による方位を補正する補正手段と を備えたことを特徴とする車両用方位検出手段。