JPH063148A - 方位検出装置の初期方位設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両電源投入時に、高精度ジャイロの初期方
位を地磁気センサを用いて精度良く決定する。 【構成】 高精度なジャイロと地磁気センサを用いて方
位を算出する。ジャイロの精度が高いほど初期方位の設
定精度が要求されるが、通常はバックアップ方位と地磁
気方位を用いて方位を決定する。しかし、地磁気方位を
用いる場合地磁気中心の算出精度が問題となる。よっ
て、車両の電源投入時には地磁気方位の信頼性を着磁か
らの経過時間、前回の電源切断時の着磁補正の完了状態
等を見て判定し、方位精度悪化が予想される場合には地
磁気方位を用いずに初期方位を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【図２】車両と地磁気方位センサの設置関係の説明図

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【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

【符号の説明】

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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の旋回角を算出するヨーレートセンサ
   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。
2. 【請求項２】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。
3. 【請求項３】車両の旋回角を算出するヨーレートセンサ
   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。
4. 【請求項４】方位収束判定工程は、進行方位と地磁気方
   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。
5. 【請求項５】方位収束判定工程は、進行方位と道路方位
   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. 【請求項６】方位収束判定工程は、ＧＰＳ測位位置の履
   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。