JPH063148A - Setting method for initial azimuth of azimuth detector - Google Patents
Setting method for initial azimuth of azimuth detectorInfo
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- JPH063148A JPH063148A JP4159220A JP15922092A JPH063148A JP H063148 A JPH063148 A JP H063148A JP 4159220 A JP4159220 A JP 4159220A JP 15922092 A JP15922092 A JP 15922092A JP H063148 A JPH063148 A JP H063148A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両の現在位置を求め
目的地までの経路を誘導案内する車載ナビゲーションシ
ステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-vehicle navigation system for determining a current position of a vehicle and guiding and guiding a route to a destination.
【0002】[0002]
【従来の技術】車載ナビゲーションシステムでは、従来
より進行方位の算出精度を高めるため複数の方位センサ
を用いて方位の決定を行っていた。例えば絶対方位セン
サである地磁気方位センサと旋回角センサである両車輪
速センサの組合せである。特に旋回角センサに注目すれ
ば、近年特にレート式のジャイロの開発が進み光ファイ
バジャイロ、ガスレートジャイロ等の高精度なヨーレー
トセンサが車載ナビシステム用の方位センサとして使用
可能となり、より車両の進行方位算出精度が向上してき
た。地磁気方位センサと高精度なヨーレートセンサを組
み合わせて方位を算出する例としては特開昭58-33283公
報に示された移動体の現在位置表示装置がある。この例
では、ヨーレートセンサとしてガスレートジャイロを使
用するが、ガスレートジャイロの電源投入後の出力安定
度を考えて、電源投入時には地磁気センサにより方位検
出を行いジャイロの立ち上がり時間経過後にはジャイロ
による方位検出に切り替えて方位算出精度を高めてい
た。2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle-mounted navigation system, a plurality of azimuth sensors are used to determine the azimuth in order to improve the calculation accuracy of the traveling azimuth. For example, it is a combination of a geomagnetic direction sensor which is an absolute direction sensor and a two-wheel speed sensor which is a turning angle sensor. Focusing on the turning angle sensor in particular, the development of rate-type gyroscopes has progressed in recent years, and high-precision yaw rate sensors such as optical fiber gyros and gas rate gyros can be used as direction sensors for in-vehicle navigation systems. The direction calculation accuracy has improved. As an example of calculating the direction by combining a geomagnetic direction sensor and a highly accurate yaw rate sensor, there is a current position display device for a moving body disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-33283. In this example, a gas rate gyro is used as the yaw rate sensor.However, considering the output stability after the power of the gas rate gyro is turned on, the direction is detected by the geomagnetic sensor when the power is turned on, and the gyro direction is detected after the gyro rise time has elapsed. The direction calculation accuracy was improved by switching to detection.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】高精度なヨーレートジ
ャイロ(以下、ジャイロと記述する)と地磁気方位セン
サ(以下、地磁気センサと記述する)を使用する場合、
ジャイロの高精度な軌跡再現性を活かすためジャイロ出
力を活かして車両の進行方位を決定するのが一般的であ
る。これは、地磁気センサによる算出方位は方位が安定
している状態でも±5°程度の誤差を含んでおり、一方
高精度ジャイロによる旋回角算出精度は例えば感度誤差
は1%程度生じるがオフセット誤差は一時間に1〜2°
程度であり、通常走行状態ではジャイロによる軌跡の方
が安定しているためである。When a high-accuracy yaw rate gyro (hereinafter referred to as a gyro) and a geomagnetic direction sensor (hereinafter referred to as a geomagnetic sensor) are used,
In order to take advantage of the highly accurate trajectory reproducibility of the gyro, it is general to determine the traveling direction of the vehicle by utilizing the gyro output. This means that the azimuth calculated by the geomagnetic sensor includes an error of about ± 5 ° even when the azimuth is stable. On the other hand, the accuracy of turning angle calculation by the high-precision gyro causes, for example, a sensitivity error of about 1% but an offset error. 1-2 ° per hour
This is because the trajectory of the gyro is more stable in the normal traveling state.
【0004】しかしながら、従来例のようにジャイロ出
力の安定度だけを考慮して電源投入時にのみ地磁気セン
サから方位を算出し、ジャイロ出力が安定した段階でジ
ャイロからの方位算出に切り替えるのでは、切替え前の
地磁気方位が安定していなければ正しい方位算出が行わ
れない。例えば地磁気センサは高架道路や橋梁のような
磁気的な外乱に弱く、また車体の着磁の影響も考慮する
必要があるだけでなく、高精度なジャイロと比較したと
き方位算出精度が±5°と低いため地磁気方位だけでは
ジャイロ出力に切り替える前の方位算出精度が充分に確
保できないという課題を有していた。However, as in the conventional example, if the orientation is calculated from the geomagnetic sensor only when the power is turned on considering only the stability of the gyro output and the gyro output is switched to the orientation calculation when the gyro output becomes stable, If the previous geomagnetic orientation is not stable, the correct orientation cannot be calculated. For example, the geomagnetic sensor is not susceptible to magnetic disturbances such as elevated roads and bridges, and it is not only necessary to consider the effect of magnetizing the vehicle body, but the accuracy of azimuth calculation is ± 5 ° when compared to a highly accurate gyro. Therefore, there is a problem that the azimuth calculation accuracy before switching to the gyro output cannot be sufficiently secured only by the geomagnetic direction.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、地磁気出力円の中心座標を修正する着磁補
正工程と、車両の着磁状態の変化と着磁補正の終了を検
出する着磁判定工程と、車両の電源切断時の着磁補正の
状態を記憶する車両状態記憶工程と、車両の電源投入時
にバックアップされていた電源切断時の着磁補正状態を
確認し、着磁補正が未終了のままで電源切断されていた
場合には地磁気センサの出力を用いずに初期方位を設定
する初期方位設定工程を設けたことを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention detects a magnetization correction step for correcting the center coordinates of the geomagnetic output circle, a change in the magnetization state of the vehicle, and the end of the magnetization correction. Magnetization determination process, the vehicle state storage process that stores the state of magnetization correction when the vehicle is powered off, and the magnetization correction state that was backed up when the vehicle was powered on The present invention is characterized in that an initial azimuth setting step is provided for setting the initial azimuth without using the output of the geomagnetic sensor when the power is cut off without completing the correction.
【0006】また第二の手段として、最新の車両の着磁
状態変化からの経過時間を判定する着磁後経過時間判定
工程を設け、車両電源投入時に着磁後経過時間判定工程
で算出された経過時間が所定の値未満のときには地磁気
センサの出力を用いずに初期方位を設定する初期方位設
定工程を備えたことを特徴とする。As a second means, a post-magnetization elapsed time determination step for determining the elapsed time from the latest change in the magnetized state of the vehicle is provided, and is calculated in the post-magnetization elapsed time determination step when the vehicle power is turned on. When the elapsed time is less than a predetermined value, an initial azimuth setting step for setting an initial azimuth without using the output of the geomagnetic sensor is provided.
【0007】さらに第三の手段として、進行方位初期値
の算出精度を判定し方位算出の状態を初期状態と通常状
態に区別する方位収束判定工程を設け、方位算出が初期
状態にあると判定されたとき通常状態の場合よりも進行
方位の修正量を大きくとる進行方位修正工程を備えたこ
とを特徴とする。Further, as a third means, an azimuth convergence determination step is provided for determining the calculation accuracy of the traveling azimuth initial value and distinguishing the azimuth calculation state into the initial state and the normal state, and it is determined that the azimuth calculation is in the initial state. In this case, a traveling azimuth correction step is provided which takes a larger amount of correction of the traveling azimuth than in the normal state.
【0008】[0008]
【作用】第一の手段によれば、車両の電源切断時に着磁
補正が完了していたかどうかを電源投入時に確認でき
る。よって、もし着磁補正が未終了の状態で車両の電源
が切断され地磁気出力円の中心座標が誤った状態で記憶
され、車両の電源投入時に誤った地磁気中心から地磁気
方位が算出された場合でも、着磁補正が完了していたか
どうかを判定することか可能になり誤った地磁気方位を
用いて初期方位を設定することを防ぐことが可能にな
る。According to the first means, it can be confirmed when the power is turned on whether or not the magnetization correction is completed when the power of the vehicle is turned off. Therefore, even if the vehicle power is cut off with the magnetization correction unfinished and the center coordinates of the geomagnetic output circle are erroneously stored, and the geomagnetic direction is calculated from the incorrect geomagnetic center when the vehicle is powered on. It is possible to determine whether or not the magnetization correction has been completed, and it is possible to prevent the initial orientation from being set using an incorrect geomagnetic orientation.
【0009】また第二の手段によれば、最新の着磁から
の経過時間を知ることができる。よって、着磁直後の地
磁気中心が不安定な状態で車両の電源が投入されたかど
うかを判定することが可能になり、信頼性の低い地磁気
方位を用いて初期方位を設定することを防ぐことが可能
になる。According to the second means, it is possible to know the elapsed time from the latest magnetization. Therefore, it becomes possible to determine whether or not the vehicle power was turned on with the geomagnetic center immediately after magnetization being unstable, and it is possible to prevent the initial direction from being set using the unreliable geomagnetic direction. It will be possible.
【0010】さらに第三の手段によれば、高精度ジャイ
ロから車両の進行方位を求めるための基準となる初期方
位が設定された後、方位算出精度を判定することが可能
になる。よって、初期方位の設定に幾分の誤差があり方
位の算出精度が低い場合には方位の修正量を増加させ真
の方位に近づけやすくすることができ、進行方位の算出
精度を向上させることが可能となる。Further, according to the third means, it is possible to determine the azimuth calculation accuracy after setting the initial azimuth which is a reference for obtaining the traveling azimuth of the vehicle from the high precision gyro. Therefore, when there is some error in the setting of the initial azimuth and the calculation accuracy of the azimuth is low, the correction amount of the azimuth can be increased to make it closer to the true azimuth, and the accuracy of calculation of the traveling azimuth can be improved. It will be possible.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、本発明の第一の実施例の方位検出
装置の基本構成を示すものである。図1において、1は
フラックスゲート型の地磁気方位センサであり、地磁気
の水平分力を互いに直交する二方向の成分に分解して検
出する。2は光ジャイロである。これは高精度のレート
センサであり、車両のヨー方向の角速度を検出するよう
に設置してその出力を積算することで車両の旋回角度を
算出する。31、32、33はA/D変換器、4はマイ
クロコンピュータである。5は電池等バッテリでバック
アップされたSRAM等のメモリであり、システムの電
源を切断しても記憶内容は保持可能である。6はCRT
等の出力手段である。FIG. 1 shows the basic structure of the azimuth detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fluxgate-type geomagnetic direction sensor, which decomposes and detects horizontal component forces of the geomagnetism into components in two directions orthogonal to each other. 2 is an optical gyro. This is a high-accuracy rate sensor, which is installed so as to detect the angular velocity of the vehicle in the yaw direction and integrates the outputs thereof to calculate the turning angle of the vehicle. Reference numerals 31, 32 and 33 are A / D converters, and 4 is a microcomputer. Reference numeral 5 denotes a memory such as SRAM backed up by a battery such as a battery, and the stored contents can be retained even when the system power is turned off. 6 is a CRT
And the like are output means.
【0013】以上のように構成された本発明の第一の実
施例の方位検出装置の初期方位設定方法について以下に
その動作を説明する。なお第一の実施例の目的は、車両
の電源投入時に着磁補正の状態を確認して地磁気方位の
精度を判定し、地磁気方位の精度が低いと判断された場
合に地磁気方位を用いず初期方位を設定することにより
光ジャイロにより求める方位の精度を低下させないこと
である。The operation of the initial azimuth setting method of the azimuth detecting apparatus of the first embodiment of the present invention constructed as above will be described below. The purpose of the first embodiment is to determine the accuracy of the geomagnetic orientation by checking the state of the magnetization correction when the vehicle power is turned on, and when the accuracy of the geomagnetic orientation is determined to be low, the initial geomagnetic orientation is not used. By setting the azimuth, the accuracy of the azimuth obtained by the optical gyro is not reduced.
【0014】図3に示すのが、第一の実施例における方
位検出装置の方位算出方法のフローチャートである。な
お、本フローチャートに入る前には各変数は初期化され
ているものとする。最初に、地磁気センサを用いた方位
の算出手法の概略を説明する。地磁気方位の算出は、車
両が一回転したとき地磁気出力が半径一定の円を描く
(以降この円を地磁気センサの出力円と呼ぶ)ことを利
用し出力円の中心座標からみた角度で算出する。このと
き出力円の半径は地磁気の水平分力の大きさを表してお
り、日本では一般に300mGauss程度の値(1G
aussが1Vの感度のセンサでは300mVに相当)
となる。方位は、例えば東方向を0°として、北が90
°、西が180°、南が270°というように求めれば
良い。また光ジャイロ出力は、マイクロコンピュータで
取得された電圧値に所定の変換係数を積算することで旋
回角速度に変換できる。この単位時間当たりの角速度を
積分すれば車両の旋回角度を算出できることになる。FIG. 3 is a flow chart of the azimuth calculation method of the azimuth detecting apparatus in the first embodiment. It is assumed that each variable is initialized before entering this flowchart. First, the outline of the calculation method of the direction using the geomagnetic sensor will be described. The geomagnetic direction is calculated by using a circle in which the geomagnetic output draws a constant radius when the vehicle makes one revolution (this circle is hereinafter referred to as the output circle of the geomagnetic sensor), and is calculated from the angle viewed from the center coordinate of the output circle. At this time, the radius of the output circle represents the magnitude of the horizontal component force of the geomagnetism, and in Japan, it is generally a value of about 300 mGauss (1 G
(Auss is equivalent to 300 mV for a sensor with a sensitivity of 1 V)
Becomes The azimuth is 90 degrees north, with 0 degrees east.
°, west 180 °, south 270 °. Further, the optical gyro output can be converted into a turning angular velocity by multiplying the voltage value acquired by the microcomputer by a predetermined conversion coefficient. By integrating the angular velocity per unit time, the turning angle of the vehicle can be calculated.
【0015】まず、ステップ301では車両の電源投入
後に電源切断時の進行方位、着磁補正の状態を示すフラ
グ、地磁気出力円の中心座標等の内容がメモリ5に記憶
(バックアップ)されているかどうかを調べる。実際に
は、メモリ5が電池でバックアップされたSRAMであ
ることから、所定のアドレスのメモリ内容を見るだけで
調べられる。バックアップが有る場合にはステップ30
2に、また無い場合にはステップ305へ移行する。次
のステップ302では、バックアップ内容から車両の電
源切断時の着磁補正の状態を確認する。着磁補正が完了
した状態で電源が切断されている場合にはステップ30
3へ移行するが、着磁補正が未終了の状態で電源が切断
され地磁気方位の精度が低下している場合には無条件で
ステップ304へ移行して進行方位の初期値にはバック
アップされていた進行方位を採用する。一方、車両の電
源切断時に着磁補正が完了していた場合にはステップ3
03に移行してくるが、ここではさらに電源投入時の地
磁気方位とバックアップ方位を比較する。これは地磁気
方位の精度は良い状態でも±5°程度であり、バックア
ップ方位が正常な場合にはバックアップ方位を優先した
方が方位精度が向上するためである。ただし、地磁気方
位を一回のサンプリングデータだけから算出すると精度
が低下するため、停車時とか直進時の複数データから統
計的(例えば平均)に算出して方位精度を保つものとす
る。また、ステップ303での方位の比較基準としては
例えば30°を採用しており、両者の方位差が30°未
満の場合にはステップ304へ進み進行方位初期値にバ
ックアップ方位を採用するが、30°以上離れている場
合にはバックアップ方位の信頼度が低いとしてステップ
305で進行方位初期値として地磁気方位を採用する。
以上ステップ301からステップ305が初期方位設定
工程に相当する。First, in step 301, whether or not the contents such as the traveling direction when the vehicle is powered on after the power is turned on, the flag indicating the state of magnetization correction, and the central coordinates of the geomagnetic output circle are stored (backed up) in the memory 5 or not. Find out. Actually, since the memory 5 is a battery-backed SRAM, it can be checked only by looking at the memory contents at a predetermined address. Step 30 if you have a backup
2, and if not, the process proceeds to step 305. In the next step 302, the state of the magnetization correction when the vehicle is powered off is confirmed from the backup contents. If the power is off with the magnetization correction completed, step 30
However, if the power supply is cut off and the accuracy of the geomagnetic direction is lowered while the magnetization correction is not completed, the process unconditionally moves to step 304 and the initial value of the traveling direction is backed up. Adopt the traveling direction. On the other hand, if the magnetization correction is completed when the vehicle is powered off, step 3
However, the geomagnetic direction and the backup direction when the power is turned on are further compared here. This is because the accuracy of the geomagnetic orientation is about ± 5 ° even in a good state, and when the backup orientation is normal, prioritizing the backup orientation improves the orientation accuracy. However, if the geomagnetic direction is calculated from only one sampling data, the accuracy will decrease. Therefore, the direction accuracy will be maintained by statistically (for example, averaging) from a plurality of data when the vehicle is stopped or going straight. Further, for example, 30 ° is adopted as the azimuth comparison reference in step 303, and if the azimuth difference between the two is less than 30 °, the process proceeds to step 304 and the backup azimuth is adopted as the initial value of the azimuth. If the distance is more than 0 °, the reliability of the backup azimuth is low and the geomagnetic azimuth is adopted as the initial value of the traveling azimuth in step 305.
The above steps 301 to 305 correspond to the initial direction setting step.
【0016】次は進行方位算出工程である。ステップ3
06では進行方位に光ジャイロから算出した車両の旋回
角度を加算して車両の進行方位を算出する。算出された
進行方位はステップ307でメモリに記憶しておき、い
つ車両の電源が切断されても最新の進行方位がバックア
ップされているものとする。次のステップ308では着
磁補正のタイミングであるかどうか確認し、着磁補正の
タイミングである場合にはステップ309に移行して補
正を実施するが、そうでない場合にはステップ306に
戻り進行方位の算出を繰り返す。方位算出周期はシステ
ムによって異なるが例えば100msec程度の値とす
れば良く、その中で着磁補正も進めて行くことになる。
着磁補正のタイミングかどうかは、車両が直進状態かど
うかで判定すれば良い。これは着磁補正に用いる地磁気
データの算出精度を向上させる意味を持っている。以上
ステップ306から309が進行方位算出工程である。Next is a process of calculating the traveling direction. Step 3
At 06, the turning direction of the vehicle calculated from the optical gyro is added to the traveling direction to calculate the traveling direction of the vehicle. It is assumed that the calculated traveling direction is stored in the memory in step 307 and that the latest traveling direction is backed up whenever the vehicle is powered off. In the next step 308, it is confirmed whether or not it is the timing of the magnetization correction, and if it is the timing of the magnetization correction, the process proceeds to step 309 to perform the correction, but if not, the process returns to step 306 and the traveling direction The calculation of is repeated. Although the azimuth calculation cycle differs depending on the system, it may be set to a value of, for example, about 100 msec, and the magnetization correction will be advanced in the azimuth calculation cycle.
Whether or not it is the timing of the magnetization correction may be determined by whether or not the vehicle is in a straight traveling state. This has the meaning of improving the calculation accuracy of the geomagnetic data used for the magnetization correction. The above steps 306 to 309 are the traveling direction calculation step.
【0017】図4にステップ309の着磁補正の詳細処
理内容を示すフローチャートを示す。なお本実施例にお
ける着磁補正では着磁補正の状態を示す着磁状態フラグ
を使用することとし、地磁気出力円の中心座標が正確に
求められているときにはフラグ(Fmg)が0、着磁状
態で中心座標の算出が不正確なときにはフラグ(Fm
g)が1と表すとする。FIG. 4 is a flow chart showing the detailed processing contents of the magnetization correction in step 309. Note that the magnetization correction in this embodiment uses a magnetization state flag indicating the state of the magnetization correction, and when the center coordinates of the geomagnetic output circle are accurately obtained, the flag (Fmg) is 0 and the magnetization state is If the calculation of the center coordinates is incorrect, the flag (Fm
Let g) represent 1.
【0018】まず、ステップ401には車両が直進状態
のとき移行してくるから、直進時に収集した地磁気出力
を平均化して代表値(地磁気代表値)を一つ求める。ま
たそのとき進行方位も一緒に記憶しておくものとする。
次のステップ402では着磁状態フラグを確認してFm
gが0の場合にはステップ403へ、またFmgが1の
場合にはステップ407へ移行する。ステップ403、
404は着磁判定工程に相当する。First, in step 401, since the vehicle moves straight ahead, the geomagnetic output collected during straight running is averaged to obtain one representative value (representative value of geomagnetism). At that time, the traveling direction is also stored together.
At the next step 402, the magnetizing state flag is confirmed and Fm
If g is 0, the process proceeds to step 403, and if Fmg is 1, the process proceeds to step 407. Step 403,
Reference numeral 404 corresponds to the magnetization determination process.
【0019】着磁の判定方法は様々の手法が考えられて
いるが、本実施例では車体の着磁傾向を利用して判定を
行うものとする。例えば、図2のように車体21に地磁
気方位センサ22を設置するとし、車両の前後方向(進
行方向)に加わる磁界がY軸に、車両の左右方向に加わ
る磁界がX軸に検出されるとする。地磁気方位センサは
車体に固定されているから、例えば踏切通過時の場合に
も道路方位によらず地磁気方位センサの磁界検出コイル
と架線の位置関係は変化しない。踏切を通過する場合車
両は架線をほぼ垂直に横切るから、Y軸方向に架線によ
る磁界が重畳されることになる。車体の着磁状態の変化
は踏切通過時の強磁界により発生し、かつほぼその強磁
界の加わる方向におこるから、地磁気出力円の中心座標
で見れば中心座標はY軸に近い方向に動くことになる。
この傾向から、地磁気方位センサの二つの出力を二軸と
して地磁気出力を平面上で表したとき、出力平面上で車
両の前後方向に磁界が加わったとき出力が変動する方向
を予め測定しておけば車体の着磁状態が変化したかどう
かを判定できることになる。Although various methods for determining the magnetization have been considered, in this embodiment, the determination is made by utilizing the magnetization tendency of the vehicle body. For example, when the geomagnetic direction sensor 22 is installed on the vehicle body 21 as shown in FIG. 2, when the magnetic field applied in the front-rear direction (travel direction) of the vehicle is detected on the Y axis and the magnetic field applied in the left-right direction of the vehicle is detected on the X axis. To do. Since the geomagnetic direction sensor is fixed to the vehicle body, the positional relationship between the magnetic field detection coil of the geomagnetic direction sensor and the overhead wire does not change, for example, even when passing the railroad crossing, regardless of the road direction. When passing the railroad crossing, the vehicle crosses the overhead wire almost vertically, so that a magnetic field due to the overhead wire is superimposed in the Y-axis direction. The change in the magnetized state of the vehicle body occurs due to the strong magnetic field when passing through the railroad crossing, and occurs almost in the direction in which the strong magnetic field is applied. Therefore, when viewed in terms of the center coordinates of the geomagnetic output circle, the center coordinates should move in the direction close to the Y axis. become.
From this tendency, when the geomagnetic output is represented on a plane with the two outputs of the geomagnetic direction sensor as two axes, the direction in which the output fluctuates when a magnetic field is applied in the front-back direction of the vehicle on the output plane should be measured beforehand. For example, it is possible to determine whether the magnetized state of the vehicle body has changed.
【0020】まずステップ403では、車両の進行方位
から予想される地磁気出力を算出する。予想地磁気出力
Pは地磁気出力円上に位置すると仮定して、地磁気出力
円の中心座標(Cx,Cy)と出力円の半径R、進行方
位Acから Mxp=Cx+R× cosAc Myp=Cy+R× sinAc と求める。ここで進行方位は光ジャイロの出力から求め
た車両の旋回角を用いて求めているため、求められる予
想地磁気出力は磁気的な外乱を受けていない。次に、車
両の前後方向に加わる磁界によって地磁気出力が変動す
る方向をAm(以後予想着磁方向と呼ぶ)として投影誤
差量ΔEpを求める。ΔEpは以下の式で算出する。First, at step 403, the geomagnetic output expected from the traveling direction of the vehicle is calculated. Assuming that the predicted geomagnetic output P is located on the geomagnetic output circle, it is calculated from the center coordinates (Cx, Cy) of the geomagnetic output circle, the radius R of the output circle, and the traveling direction Ac as Mxp = Cx + R × cosAc Myp = Cy + R × sinAc. . Here, since the traveling direction is obtained using the turning angle of the vehicle obtained from the output of the optical gyro, the expected geomagnetic output obtained is not subject to magnetic disturbance. Next, the projection error amount ΔEp is obtained by setting Am (hereinafter, referred to as an expected magnetization direction) to the direction in which the geomagnetic output changes due to the magnetic field applied in the front-rear direction of the vehicle. ΔEp is calculated by the following formula.
【0021】ΔEp=(Mx−Mxp)× cosAm+
(My−Myp)× sinAm この投影誤差量は、車体の着磁量の変化によって地磁気
出力円の中心座標が移動すると予想される方向への誤差
量を表している。詳細は図5に示す通りである。ここ
で、51は地磁気方位センサの出力円、52は出力円の
中心座標、53は測定された地磁気出力、54は進行方
位から求められた予想地磁気出力である。次のステップ
404でΔEpの絶対値が所定の値C(例えば0.2
R)よりも大きいかどうかを判定し、大きいときには着
磁状態が変化したとしてステップ405に移行して着磁
状態フラグFmgを1としフラグを記憶する。そしてス
テップ406で着磁状態フラグFmgが0のときに収集
した着磁補正用の地磁気データ、進行方位を削除してス
テップ407へ移行する。ΔEpが所定の値Cより小さ
いときには着磁状態フラグが変化しない(Fmgが0の
まま)として着磁補正サブルーチンを終了する。なお、
ステップ405は車両状態記憶工程に相当する。ΔEp = (Mx−Mxp) × cosAm +
(My-Myp) × sinAm This projection error amount represents the error amount in the direction in which the center coordinates of the geomagnetic output circle are expected to move due to changes in the magnetization amount of the vehicle body. Details are as shown in FIG. Here, 51 is the output circle of the geomagnetic direction sensor, 52 is the center coordinate of the output circle, 53 is the measured geomagnetic output, and 54 is the predicted geomagnetic output obtained from the traveling direction. At the next step 404, the absolute value of ΔEp is a predetermined value C (for example, 0.2).
It is determined whether the value is larger than R), and when it is larger, it is determined that the magnetized state has changed, the process proceeds to step 405, the magnetized state flag Fmg is set to 1, and the flag is stored. Then, in step 406, the magnetizing correction geomagnetic data and the traveling direction collected when the magnetization state flag Fmg is 0 are deleted, and the process proceeds to step 407. When ΔEp is smaller than the predetermined value C, the magnetization state flag is not changed (Fmg remains 0), and the magnetization correction subroutine is ended. In addition,
Step 405 corresponds to the vehicle state storage process.
【0022】ステップ407では、着磁補正用の地磁気
代表値の選別を行う。これは、着磁補正に用いる地磁気
データはあらゆる方位に偏りなく集まっている方が補正
精度が向上することから行う処理であり、例えば全方位
(360°)を8区間に分割しその区間の中で一つだけ
代表値を選ぶようにすれば良い。選択方法としては、ス
テップ401で地磁気代表値を求めるのに用いた直進時
の地磁気出力からデータのばらつきを統計的にもとめ、
最もばらつきの少ないものを代表値として選ぶこととす
る。次のステップ408では着磁補正が可能かどうかを
判断する。これは、例えばステップ407で代表値が求
められた方位区間の数が所定の数(例えば4区間)に達
しているどうかで判断する。方位区間の数が少ない場合
(例えば1方位区間のみの場合)には着磁補正の精度が
向上しないので補正はせず着磁補正サブルーチンを終了
する。方位区間の数が所定の値以上に達していれば着磁
補正可能としてステップ409へ移行して地磁気中心の
算出を行う。本実施例ではステップ407で選択された
地磁気代表値と進行方位から中心座標の候補を算出す
る。At step 407, the representative value of the geomagnetism for magnetization correction is selected. This is a process to be performed because the geomagnetic data used for the magnetization correction will be better if the correction accuracy is improved if the geomagnetic data are gathered evenly in all directions. For example, all directions (360 °) are divided into 8 sections and You only have to select one representative value. As a selection method, the variation of data is statistically obtained from the geomagnetic output when traveling straight, which was used to obtain the geomagnetic representative value in step 401,
The one with the least variation is selected as the representative value. In the next step 408, it is determined whether the magnetization correction is possible. This is determined by, for example, whether the number of azimuth sections for which the representative value has been obtained in step 407 has reached a predetermined number (for example, 4 sections). When the number of azimuth sections is small (for example, when there is only one azimuth section), the accuracy of the magnetization correction does not improve, so the correction is not performed and the magnetization correction subroutine is ended. If the number of azimuth sections has reached a predetermined value or more, it is possible to correct the magnetization, and the process proceeds to step 409 to calculate the geomagnetic center. In this embodiment, a candidate for center coordinates is calculated from the representative value of geomagnetism selected in step 407 and the traveling direction.
【0023】Cx'(i)=Mx(i) −R× cosAc(i) Cy'(i)=My(i) −R× sinAc(i) 新しい中心座標はこれらの候補(Cx'(i),Cy'(i))
の平均値として算出する。以上、ステップ401から4
02、406から409が着磁補正工程に相当する。Cx '(i) = Mx (i) -Rx cosAc (i) Cy' (i) = My (i) -Rx sinAc (i) The new center coordinates are the candidates (Cx '(i)). , Cy '(i))
It is calculated as the average value of. Above, steps 401 to 4
02, 406 to 409 correspond to the magnetization correction process.
【0024】次のステップ410、411では着磁補正
の精度判定を行う。まずステップ410では、ステップ
403と同様な手法で新しい中心座標の算出に用いた地
磁気代表値と進行方位から各々投影誤差量ΔEp(i) を
算出する。そしてΔEp(i)を符号付きのままで平均を
とりΔEp−aveを算出する。ステップ411ではΔ
Ep−aveの絶対値と所定の値e(例えば0.1R)
を比較し、投影誤差量の平均値の絶対量が所定の値より
も小さいならば精度良く中心座標が算出されているとし
てステップ412へ移行するするが、もし所定の値より
も大きい場合には着磁補正が未終了として着磁状態フラ
グ(Fmg)の値を1のまま変更せず補正サブルーチン
を終了する。以上、ステップ410、411もステップ
403、404同様着磁判定工程に相当する。In the next steps 410 and 411, the accuracy of the magnetization correction is determined. First, in step 410, the projection error amount ΔEp (i) is calculated from the geomagnetic representative value used for calculating the new center coordinates and the traveling direction in the same manner as in step 403. Then, ΔEp (i) is signed and averaged to calculate ΔEp-ave. At step 411 Δ
Absolute value of Ep-ave and predetermined value e (for example, 0.1R)
If the absolute value of the average value of the projection error amounts is smaller than a predetermined value, it is determined that the center coordinates have been accurately calculated, and the process proceeds to step 412. However, if it is larger than the predetermined value, Since the magnetization correction has not been completed, the value of the magnetization state flag (Fmg) remains 1 and the correction subroutine is ended. As described above, steps 410 and 411 also correspond to the magnetization determination step like steps 403 and 404.
【0025】最後に、ステップ412では着磁補正が完
了したとして着磁状態フラグを0に戻してFmgを記憶
し着磁補正サブルーチンを終了する。ステップ412は
ステップ405と同様車両状態記憶工程に相当する。Finally, in step 412, it is determined that the magnetization correction is completed, the magnetization state flag is reset to 0, Fmg is stored, and the magnetization correction subroutine is ended. Similar to step 405, step 412 corresponds to the vehicle state storage step.
【0026】以上のように第一の実施例によれば、車両
の電源投入時にバックアップ情報が存在するかどうかを
確認する。そして、前回電源を切断したときの着磁補正
状態を示すフラグを調べ、着磁補正が未終了の場合には
地磁気方位を用いずバックアップ方位だけを用いて進行
方位の初期値を決定する。よって、電源投入時の地磁気
方位の精度判定を実施することができ方位精度の悪化し
た地磁気方位を用いず進行方位の初期値を決定できるた
め、方位検出装置の方位精度の低下を防ぐことが可能と
なる。As described above, according to the first embodiment, it is confirmed whether or not the backup information exists when the vehicle is powered on. Then, the flag indicating the magnetization correction state when the power supply was turned off last time is checked, and when the magnetization correction is not completed, the initial value of the traveling direction is determined using only the backup direction without using the geomagnetic direction. Therefore, the accuracy of the geomagnetic direction can be determined when the power is turned on, and the initial value of the traveling direction can be determined without using the geomagnetic direction in which the direction accuracy has deteriorated. Becomes
【0027】なお、本実施例によれば一つの地磁気代表
値だけで着磁状態の判定を行ったが、これは二つ以上の
地磁気出力を用いて投影誤差量の算出を行い、同様に投
影誤差量が大きいときにのみ着磁状態が変化したと判定
するようにしても良い。また、地磁気出力円の中心座標
の算出方法は本実施例の手法に限定するものではなく他
の手法によってもかまわない。例えば、それまで用いら
れていた地磁気中心の近傍に新しい中心座標の候補を設
定しておき、各中心候補を仮想中心とした場合の地磁気
出力円と各地磁気代表値との距離を求める。そして、そ
の総和が最小となる中心候補を新たな地磁気中心として
も良い。さらに、より進行方位の算出精度を高めるため
に走行軌跡と地図データとの相関をとりながら進行方位
を補正しても良い。According to the present embodiment, the magnetized state is determined by using only one representative value of the geomagnetic field. In this case, the projection error amount is calculated by using two or more geomagnetic outputs, and the same projection is performed. It may be determined that the magnetized state has changed only when the error amount is large. Further, the method of calculating the center coordinates of the geomagnetic output circle is not limited to the method of this embodiment, and other methods may be used. For example, a candidate for a new center coordinate is set in the vicinity of the geomagnetic center that has been used until then, and the distance between the geomagnetic output circle and the representative value of each magnetic field when each center candidate is set as a virtual center is obtained. Then, the center candidate having the smallest total sum may be set as a new geomagnetic center. Further, in order to further improve the calculation accuracy of the traveling direction, the traveling direction may be corrected while correlating the traveling locus with the map data.
【0028】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。図6に本発明の第二の実施例の方位検出装置の基
本構成を示す。基本構成は第一の実施例とほぼ同様であ
るが、7として時刻を検出するカレンダーICを備えた
点が異なっている。カレンダーICはバッテリーバック
アップされており、システムの電源投入時にも正確な時
刻を求めることかできる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows the basic configuration of the azimuth detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention. The basic configuration is almost the same as that of the first embodiment, except that a calendar IC 7 for detecting the time is provided. The calendar IC is backed up by a battery so that the accurate time can be obtained even when the power of the system is turned on.
【0029】以上のように構成された本発明の第二の実
施例の方位検出装置の初期方位設定方法について、以下
にその動作を説明する。なお第二の実施例の目的は、車
両の電源投入時に着磁直後の時間的変動による地磁気方
位の精度低下を判定し、地磁気方位の精度が低いと判断
された場合に地磁気方位を用いず初期方位を設定して光
ジャイロにより求める進行方位の算出精度を低下させな
いことにある。The operation of the initial azimuth setting method of the azimuth detecting apparatus of the second embodiment of the present invention constructed as above will be described below. Note that the purpose of the second embodiment is to determine the accuracy deterioration of the geomagnetic direction due to the temporal fluctuation immediately after magnetization when the vehicle is powered on, and when it is determined that the accuracy of the geomagnetic direction is low, the initial value is set without using the geomagnetic direction. The purpose is not to reduce the calculation accuracy of the traveling azimuth obtained by setting the azimuth and using the optical gyro.
【0030】図7に示すのが、第二の実施例における方
位検出装置の方位算出方法のフローチャートである。第
一の実施例でのフローチャート(図3参照)とほぼ同様
であるが、ステップ702から704が異なっている。
本実施例ではステップ702で電源切断時に着磁補正が
完了していたかどうかを確認した後、完了していた場合
にはステップ703で最新の着磁からの経過時間を求
め、ステップ704で経過時間が所定の値(例えば2週
間)未満かどうかを比較している。そして所定の値未満
の場合には地磁気方位が信頼できないとしてステップ7
06に移行し、進行方位初期値にバックアップ方位を採
用している。これは、次のような理由による。FIG. 7 is a flow chart of the azimuth calculation method of the azimuth detecting apparatus in the second embodiment. It is almost the same as the flowchart in the first embodiment (see FIG. 3), but steps 702 to 704 are different.
In this embodiment, after confirming in step 702 whether or not the magnetization correction is completed when the power is turned off, if it is completed, the elapsed time from the latest magnetization is obtained in step 703, and the elapsed time is calculated in step 704. Is compared with a predetermined value (for example, 2 weeks). If it is less than the predetermined value, it is determined that the geomagnetic direction is unreliable and the step 7
06, the backup azimuth is adopted as the initial value of the traveling azimuth. This is for the following reason.
【0031】図9に大きく車体が着磁する前後での地磁
気出力円の中心座標の変化例を示す。これは一度だけ大
きな外部磁界の影響を受けY軸方向に着磁した例を示し
ているが、着磁した後には新たに外部の異常磁界の影響
を受けなくても地磁気中心は着磁前の座標に戻ることが
多い(以後、脱磁と呼ぶ)。その変化は図9に示すよう
に指数関数的であり、ある程度時間が経過すればその移
動は収束する。中心座標の移動の仕方(変化率、変化
量)は車体によっても異なるが、着磁直後(例えば着磁
後2〜3日)は変動が大きく、バックアップしていた地
磁気中心を用いて地磁気方位を算出すると地磁気方位は
精度は低下する。この影響をさけるためにステップ70
3で最新の着磁時刻からの経過時間を車両の電源投入時
に確認しているのである。なお、これに伴い着磁補正サ
ブルーチンの処理内容も図4に示す第一の実施例の場合
から幾分変更している。そのフローチャートは図8に示
す通りであり、ステップ804で着磁したことが確認さ
た後で着磁状態フラグをステップ805で更新・記憶し
た後、着磁時刻を最新の値に書き換えている。それ以外
の処理手順は第一の実施例と同様である。FIG. 9 shows an example of changes in the center coordinates of the geomagnetic output circle before and after the vehicle body is largely magnetized. This shows an example in which the magnetic field is magnetized in the Y-axis direction only once under the influence of a large external magnetic field. However, after magnetized, the geomagnetic center is not affected by the external abnormal magnetic field. Often returns to coordinates (hereinafter referred to as demagnetization). The change is exponential as shown in FIG. 9, and the movement converges after a certain amount of time has passed. The method of moving the center coordinates (rate of change, amount of change) varies depending on the vehicle body, but changes greatly immediately after magnetization (for example, 2 to 3 days after magnetization), and the geomagnetic direction is determined using the backup geomagnetic center. When calculated, the geomagnetic orientation will be less accurate. Step 70 to avoid this effect
In Fig. 3, the elapsed time from the latest magnetization time is confirmed when the vehicle power is turned on. Along with this, the processing contents of the magnetization correction subroutine are somewhat changed from the case of the first embodiment shown in FIG. The flowchart is as shown in FIG. 8, and after it is confirmed that the magnetized state is magnetized in step 804, the magnetized state flag is updated and stored in step 805, and then the magnetized time is rewritten to the latest value. The other processing procedure is the same as that of the first embodiment.
【0032】以上のように第二の実施例によれば、車両
の電源投入時にバックアップ情報があるかどうかを確認
し、バックアップ情報が存在する場合には電源投入時に
最新の着磁時刻からの経過時間を求める。よって最新の
着磁からの経過時間が短い場合には脱磁により地磁気方
位の精度が低下している可能性が高いと判定することが
でき、方位精度の悪化が想定される地磁気方位を用いず
光ジャイロの進行方位を決定することができるため、方
位検出装置の方位精度の低下を防ぐことが可能となる。As described above, according to the second embodiment, it is confirmed at the time of turning on the power of the vehicle whether or not there is backup information, and if the backup information exists, the time from the latest magnetization time at the time of turning on the power. Ask for time. Therefore, if the elapsed time from the latest magnetization is short, it can be determined that the accuracy of the geomagnetic orientation is likely to have deteriorated due to demagnetization. Since the traveling azimuth of the optical gyro can be determined, it is possible to prevent deterioration of the azimuth accuracy of the azimuth detecting device.
【0033】なお、本実施例ではカレンダーICを利用
して着磁時刻をバックアップし車両電源投入時の時刻と
比較して着磁後経過時間を求めたが、これは着磁と判定
された直後バッテリーでバックアップされたカウンター
を起動し車両の電源が再投入されたときカウンターの値
を読みその値に所定の変換係数を乗算して着磁後の経過
時間としても良い。In this embodiment, the magnetizing time is backed up by using the calendar IC and the elapsed time after magnetization is calculated by comparing with the time when the vehicle power is turned on. It is also possible to start the counter backed up by the battery, read the value of the counter when the power of the vehicle is turned on again, and multiply the value by a predetermined conversion coefficient to obtain the elapsed time after magnetization.
【0034】次に、本発明の第三の実施例について説明
する。本発明の第三の実施例の方位検出装置の基本構成
は第一の実施例と同様であり、図1に示す通りである。
本実施例の目的は、高精度なジャイロを用いて車両の進
行方位を算出する場合に、特に初期状態の方位設定精度
を判定して車両進行方位を高精度に維持することにあ
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described. The basic structure of the azimuth detecting apparatus of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment and is as shown in FIG.
An object of the present embodiment is to maintain the vehicle traveling azimuth with high accuracy by determining the azimuth setting precision in the initial state particularly when calculating the traveling azimuth of the vehicle using a highly accurate gyro.
【0035】図10は第三の実施例における方位検出装
置の初期方位設定方法のフローチャートである。ステッ
プ1001は初期方位算出工程である。これは、例えば
第一の実施例のように設定すれば良い。次にステップ1
002に移行するが、ここではステップ1001で設定
された進行方位初期値を基準として、光ジャイロで算出
した車両の旋回角度を積算して車両の進行方位を算出す
る。このステップ1002が進行方位算出工程に相当す
る。FIG. 10 is a flow chart of the initial azimuth setting method of the azimuth detecting apparatus in the third embodiment. Step 1001 is an initial azimuth calculation step. This may be set as in the first embodiment, for example. Next step 1
Although the process proceeds to 002, the traveling azimuth of the vehicle is calculated by integrating the turning angle of the vehicle calculated by the optical gyro with the traveling azimuth initial value set in step 1001 as a reference. This step 1002 corresponds to the traveling direction calculation step.
【0036】次のステップ1003とステップ1007
からステップ1012までが方位収束判定工程に相当す
る。まず、ステップ1003では車両が直進状態である
かどうかを判定する。これは、車両が走行状態であるこ
とを距離センサまたは光ジャイロの出力のばらつきの状
態から判断し、走行状態での光ジャイロの区間旋回角度
が一定値以内であれば直進状態と判断する。直進状態で
あればステップ1004からステップ1006までの進
行方位修正工程に移行するが、直進状態でなければステ
ップ1002の進行方位算出工程に戻る。ここでは、先
に直進状態で進行方位の修正が完了したとしてステップ
1007以降の方位収束判定工程について説明する。ス
テップ1007では、まず直進時に収集した地磁気出力
から平均等の統計的手法で地磁気方位を算出するととも
に直進時の進行方位を決定し、算出した地磁気方位から
直進進行方位を減算して方位差分を求めその値を記憶す
る。次のステップ1009では、記憶された直進データ
の個数が所定の値nより多いかどうかを判定する。n以
下であれば進行方位の収束状態が判定できないとしてス
テップ1002に戻り、nより多いときはステップ10
09へ移行する。ステップ1009では最新n個の直進
時の方位差分から方位差分の平均値ΔDを求める。そし
て次のステップ1010でΔDの絶対値が所定の値dよ
りも小さいかどうかを判定し、小さな場合はステップ1
011に移行して進行方位は初期状態から安定状態に遷
移したと判断し、また大きな場合はステップ1012に
移行して進行方位はまだ初期状態にあると判定する。そ
してステップ1002へ戻る。この判定基準は以下の理
由によっている。進行方位の初期値の誤差がある程度以
上大きな場合には、光ジャイロの旋回角算出精度が高い
分だけ方位修正量が小さく設定されているためなかなか
真の進行方位にもどりにくい。しかし地磁気センサは絶
対方位を算出できるから、地磁気方位と進行方位の差分
を求めてその値の変遷を見れば進行方位にオフセットさ
れた方位誤差の値を判定することが可能になる。このと
き地磁気方位は直進状態でも±5°程度の算出精度しか
もたないが、様々な直進方位にわたり統計的に誤差の変
遷をみれば直進データの数nを増加させるほど精度を向
上させることが可能になるから、結果として高精度のジ
ャイロから求める進行方位の安定性を判断することが可
能となるのである。Next step 1003 and step 1007
From step 1012 to step 1012 correspond to the azimuth convergence determination step. First, in step 1003, it is determined whether the vehicle is in a straight traveling state. This is to judge that the vehicle is in a traveling state from the state of dispersion of the output of the distance sensor or the optical gyro, and if the section turning angle of the optical gyro in the traveling state is within a certain value, it is judged to be a straight traveling state. If the vehicle is in the straight traveling state, the process proceeds to the traveling direction correction process from step 1004 to step 1006, but if it is not the straight traveling state, the process returns to the traveling direction calculation process in step 1002. Here, the azimuth convergence determination process after step 1007 will be described assuming that the correction of the traveling azimuth is completed in the straight ahead state. In step 1007, first, a geomagnetic direction is calculated from a geomagnetic output collected during straight traveling by a statistical method such as an average, a traveling direction during straight traveling is determined, and a straight traveling direction is subtracted from the calculated geomagnetic direction to obtain a direction difference. Remember that value. In the next step 1009, it is determined whether or not the number of stored straight-ahead data is larger than a predetermined value n. If n or less, it is determined that the convergence state of the traveling direction cannot be determined, and the process returns to step 1002. If it is more than n, step 10 is performed.
Move to 09. In step 1009, the average value ΔD of the azimuth difference is calculated from the latest n azimuth differences when going straight. Then, in the next step 1010, it is determined whether or not the absolute value of ΔD is smaller than a predetermined value d.
When it is determined that the traveling azimuth has changed from the initial state to the stable state by moving to 011 and when it is large, the process proceeds to step 1012 and it is determined that the traveling azimuth is still in the initial state. Then, the process returns to step 1002. This criterion is based on the following reasons. When the error of the initial value of the traveling azimuth is larger than a certain amount, it is difficult to return to the true traveling azimuth because the azimuth correction amount is set small because the accuracy of calculating the turning angle of the optical gyro is high. However, since the geomagnetic sensor can calculate the absolute azimuth, it is possible to determine the value of the azimuth error offset to the advancing azimuth by obtaining the difference between the geomagnetic azimuth and the advancing azimuth and observing the transition of the value. At this time, the geomagnetic azimuth has a calculation accuracy of about ± 5 ° even in a straight traveling state, but the accuracy can be improved as the number n of straight traveling data is increased if statistically the error transition is observed over various straight traveling directions. Therefore, as a result, it becomes possible to judge the stability of the traveling direction obtained from the highly accurate gyro.
【0037】最後に、進行方位修正工程を説明する。進
行方位の修正は車両か直進状態にあるとステップ100
3で判定されたときに行う。まず、ステップ1004で
進行方位が初期状態か通常状態かを判定する。これはス
テップ1011、1012の結果を用いれば良い。初期
状態の場合にはステップ1005の方位修正Iに移行
し、安定状態の場合にはステップ1006の方位修正II
に移行する。方位修正IとIIの違いは進行方位の修正量
である。光ジャイロから求める進行方位は旋回角算出精
度が高いことから、通常状態(安定状態)にあるほどそ
の修正量は少ない方が良い。しかし、初期状態(不安定
状態)の場合には何らかの修正を加えなければその誤差
を修正できない。ここでは地磁気方位に修正するとし、
通常状態では微小量aだけステップ1006で進行方位
を地磁気方位に引き寄せ、ステップ1002に戻る。一
方、進行方位が初期状態で不安定な場合には、微小量a
に加えステップ1009で求めたΔDの絶対値とdの差
分の量に一定比率(1以下)を乗算した量だけステップ
1005で進行方位を地磁気方位に修正し、ステップ1
007に移行する。Finally, the process of correcting the traveling direction will be described. Step 100 is to correct the traveling direction when the vehicle is in a straight traveling state.
It is performed when it is judged in 3. First, in step 1004, it is determined whether the traveling direction is the initial state or the normal state. For this, the results of steps 1011 and 1012 may be used. In the initial state, the process moves to the direction correction I in step 1005, and in the stable state, the direction correction II in step 1006.
Move to. The difference between azimuth correction I and II is the correction amount of the traveling azimuth. Since the traveling azimuth obtained from the optical gyro has a high accuracy in calculating the turning angle, it is better that the correction amount is smaller as it is in the normal state (stable state). However, in the initial state (unstable state), the error cannot be corrected without some correction. Here, it is supposed to be corrected to the geomagnetic direction,
In the normal state, the traveling direction is attracted to the geomagnetic direction by a small amount a in step 1006, and the process returns to step 1002. On the other hand, when the traveling direction is unstable in the initial state, a small amount a
In addition to this, in step 1005, the traveling direction is corrected to the geomagnetic direction by the amount obtained by multiplying the absolute value of ΔD obtained in step 1009 and the difference between d by a constant ratio (1 or less).
Move to 007.
【0038】以上のように第三の実施例によれば、進行
方位の初期値を設定した後光ジャイロのよって求めた車
両の旋回角度を積算して車両の進行方位を求めるが、地
磁気方位と進行方位の差分により初期方位の設定精度を
判定できる。よって、初期方位に設定誤差が含まれる場
合には方位修正量を変化させて真の進行方位への収束を
早くすることができるため、方位検出装置の方位精度の
低下を防ぐことが可能になる。As described above, according to the third embodiment, the traveling direction of the vehicle is obtained by integrating the turning angle of the vehicle obtained by the post-light gyro after setting the initial value of the traveling direction. The setting accuracy of the initial azimuth can be determined based on the difference in the azimuth. Therefore, when the initial azimuth includes a setting error, the azimuth correction amount can be changed to speed up the convergence to the true traveling azimuth, so that it is possible to prevent the azimuth accuracy of the azimuth detection device from deteriorating. .
【0039】なお、本実施例においては、進行方位と地
磁気方位を比較して進行方位の収束判定を行ったがこれ
は地磁気方位との比較に限定するものではない。例え
ば、この種の方位検出装置がマップマッチング技術等を
用いた車両の現在位置検出に用いられることから、車両
が現在走行中の道路方位と進行方位の比較で初期方位の
算出精度を判定しても良いし、またGPS等の測位手段
を用いて車両位置の履歴を求めそれから車両の方位を算
出し、GPSから求めた方位と進行方位との比較で初期
方位の算出精度を判定しても良い。In this embodiment, the traveling direction and the geomagnetic direction are compared to determine the convergence of the traveling direction, but this is not limited to the comparison with the geomagnetic direction. For example, since this type of azimuth detection device is used to detect the current position of the vehicle using map matching technology or the like, the calculation accuracy of the initial azimuth is determined by comparing the road azimuth in which the vehicle is currently traveling and the traveling azimuth. Alternatively, the history of the vehicle position may be obtained using a positioning means such as GPS, the azimuth of the vehicle may be calculated from the history, and the calculation accuracy of the initial azimuth may be determined by comparing the azimuth obtained from the GPS with the traveling azimuth. .
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
精度のジャイロを用いて進行方位を算出する場合に初期
方位決定時の精度低下要因を排除し、かつ初期方位の算
出精度を判定して精度か低い場合には方位の修正量を大
きくとることができる。よって、高精度な旋回角度算出
能力を活かして進行方位を高精度に保つことが可能にな
る。As described above, according to the present invention, when the traveling azimuth is calculated using a high-accuracy gyro, the factor of degrading the accuracy at the time of determining the initial azimuth is eliminated and the calculation accuracy of the initial azimuth is determined. If the accuracy is low, the correction amount of the azimuth can be large. Therefore, it is possible to maintain the traveling azimuth with high accuracy by utilizing the highly accurate turning angle calculation ability.
【図1】本発明の第一の手段における車両の方位検出装
置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a vehicle heading detection device according to a first means of the present invention.
【図2】車両と地磁気方位センサの設置関係の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of the installation relationship between the vehicle and the geomagnetic direction sensor.
【図3】本発明の第一の手段の方位検出装置の方位算出
方法を説明するフローチャートFIG. 3 is a flowchart for explaining an azimuth calculating method of the azimuth detecting apparatus according to the first means of the present invention.
【図4】本発明の第一の手段の地磁気方位センサの着磁
補正方法を説明するフローチャートFIG. 4 is a flowchart for explaining a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the first means of the present invention.
【図5】本発明の第一の手段における地磁気方位センサ
出力の投影誤差量の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a projection error amount of a geomagnetic direction sensor output in the first means of the present invention.
【図6】本発明の第二の手段における車両の方位検出装
置のブロック図FIG. 6 is a block diagram of a vehicle azimuth detecting device according to a second means of the present invention.
【図7】本発明の第二の手段の方位検出装置の方位算出
方法を説明するフローチャートFIG. 7 is a flowchart for explaining an azimuth calculation method of the azimuth detection apparatus according to the second means of the present invention.
【図8】本発明の第二の手段の地磁気方位センサの着磁
補正方法を説明するフローチャートFIG. 8 is a flow chart for explaining a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the second means of the present invention.
【図9】本発明の第二の手段における車体の着磁前後で
の地磁気出力円の中心座標の変動傾向の説明図FIG. 9 is an explanatory view of the tendency of variation in the center coordinates of the geomagnetic output circle before and after magnetization of the vehicle body in the second means of the present invention.
【図10】本発明の第三の手段の方位検出装置の方位算
出方法を説明するフローチャートFIG. 10 is a flowchart illustrating an azimuth calculating method of the azimuth detecting apparatus according to the third means of the present invention.
1 地磁気方位センサ 2 光ジャイロ 4 マイクロコンピュータ 5 メモリ 6 出力手段 7 カレンダーIC 21 車体 22 地磁気方位センサ 31,32,33 A/D変換器 51 地磁気出力円 52 地磁気出力円の中心座標 53 地磁気方位センサの出力値 54 予想地磁気出力 1 Geomagnetic Direction Sensor 2 Optical Gyro 4 Microcomputer 5 Memory 6 Output Means 7 Calendar IC 21 Car Body 22 Geomagnetic Direction Sensor 31, 32, 33 A / D Converter 51 Geomagnetic Output Circle 52 Geomagnetic Output Circle Center Coordinate 53 Geomagnetic Direction Sensor Output value 54 Expected geomagnetic output
Claims (6)
と地磁気の水平分力を互いに直交する二方向の成分に分
解して検出する地磁気方位センサを備え車両の進行方位
を検出する方位検出装置において、車両の進行方位を算
出する進行方位算出工程と、地磁気出力円の中心座標を
修正する着磁補正工程と、車両の着磁状態の変化と着磁
補正の終了を検出する着磁判定工程と、前記着磁判定工
程により検出された車両の電源切断時の着磁補正の状態
を記憶する車両状態記憶工程と、車両電源投入時に前記
車両状態記憶工程に記憶された着磁補正の状態を用い、
着磁補正が未終了の場合には地磁気方位センサの出力を
用いずに初期方位を設定する初期方位設定工程を備えた
ことを特徴とする方位検出装置の初期方位設定方法。1. An azimuth detecting apparatus for detecting a traveling azimuth of a vehicle, comprising a yaw rate sensor for calculating a turning angle of the vehicle and a geomagnetic azimuth sensor for decomposing and detecting a horizontal component force of the geomagnetism into components in two directions orthogonal to each other. A traveling direction calculation step of calculating the traveling direction of the vehicle, a magnetization correction step of correcting the center coordinates of the geomagnetic output circle, a magnetization determination step of detecting a change in the magnetization state of the vehicle and the end of the magnetization correction. A vehicle state storage step of storing a state of magnetization correction when the vehicle is powered off detected by the magnetization determination step; and a state of magnetization correction stored in the vehicle state storage step when the vehicle power is turned on. ,
An initial azimuth setting method for an azimuth detecting device, comprising an initial azimuth setting step of setting an initial azimuth without using the output of the geomagnetic azimuth sensor when the magnetization correction is not completed.
を判定する着磁後経過時間判定工程を備え、初期方位設
定工程は車両電源投入時に前記着磁後経過時間判定工程
で算出された経過時間が所定の値未満のとき地磁気方位
センサの出力を用いずに初期方位を設定することを特徴
とする請求項1記載の方位検出装置の初期方位設定方
法。2. A post-magnetization elapsed time determination step for determining the elapsed time from the latest change in the magnetized state of the vehicle, wherein the initial azimuth setting step is calculated in the post-magnetization elapsed time determination step when the vehicle power is turned on. The initial azimuth setting method according to claim 1, wherein the initial azimuth is set without using the output of the geomagnetic azimuth sensor when the elapsed time is less than a predetermined value.
を備え車両の進行方位を検出する方位検出装置におい
て、車両の進行方位の初期値を設定する初期方位設定工
程と、車両の進行方位を算出する進行方位算出工程と、
進行方位初期値の算出精度を判定し方位算出の状態を初
期状態と通常状態に区別する方位収束判定工程と、前記
方位収束判定工程で進行方位初期値の算出精度が低く方
位算出が初期状態にあると判定されたとき通常状態の場
合よりも進行方位の修正量を大きくとる進行方位修正工
程を備えたことを特徴とする方位検出装置の初期方位設
定方法。3. An azimuth detecting device for detecting an advancing azimuth of a vehicle, comprising a yaw rate sensor for calculating a turning angle of the vehicle, and an initial azimuth setting step for setting an initial value of the advancing azimuth of the vehicle, and calculating an advancing azimuth of the vehicle. And a traveling direction calculation step,
The azimuth convergence determination step of determining the calculation accuracy of the traveling azimuth initial value to distinguish the azimuth calculation state into the initial state and the normal state, and the azimuth convergence determination step in which the calculation accuracy of the traveling azimuth initial value is low and the azimuth calculation is in the initial state. A method for setting an initial azimuth of an azimuth detecting apparatus, comprising a traveling azimuth correcting step for making a larger correction amount of the traveling azimuth when it is determined to be present than in a normal state.
位の比較から進行方位初期値の算出精度を判定すること
を特徴とする請求項3記載の方位検出装置の初期方位設
定方法。4. The initial azimuth setting method for an azimuth detecting apparatus according to claim 3, wherein the azimuth convergence determining step determines the calculation accuracy of the initial azimuth value by comparing the traveling azimuth and the geomagnetic azimuth.
の比較から進行方位初期値の算出精度を判定することを
特徴とする請求項3記載の方位検出装置の初期方位設定
方法。5. The initial azimuth setting method for an azimuth detecting apparatus according to claim 3, wherein the azimuth convergence determining step determines the calculation accuracy of the initial azimuth value by comparing the traveling azimuth and the road azimuth.
歴から求められる車両の方位と進行方位の比較から進行
方位初期値の算出精度を判定することを特徴とする請求
項3記載の方位検出装置の初期方位設定方法。6. The azimuth detection according to claim 3, wherein the azimuth convergence determination step determines the calculation accuracy of the initial azimuth value by comparing the azimuth of the vehicle obtained from the history of GPS positioning positions with the azimuth. How to set the initial orientation of the device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159220A JPH063148A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Setting method for initial azimuth of azimuth detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159220A JPH063148A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Setting method for initial azimuth of azimuth detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063148A true JPH063148A (en) | 1994-01-11 |
Family
ID=15688963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159220A Pending JPH063148A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Setting method for initial azimuth of azimuth detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063148A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08170544A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Gas turbine control device |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159220A patent/JPH063148A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08170544A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Gas turbine control device |
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