JPH07101174B2 - 車両用方位計 - Google Patents
車両用方位計Info
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- JPH07101174B2 JPH07101174B2 JP64000525A JP52589A JPH07101174B2 JP H07101174 B2 JPH07101174 B2 JP H07101174B2 JP 64000525 A JP64000525 A JP 64000525A JP 52589 A JP52589 A JP 52589A JP H07101174 B2 JPH07101174 B2 JP H07101174B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/025—Compensating stray fields
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Navigation (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地磁気方位センサを用いて車両の走行方位を
検出する車両用方位計に関し、特に、磁気外乱によって
車体が着磁した場合に自動的に着磁補正を行なう技術に
関する。
検出する車両用方位計に関し、特に、磁気外乱によって
車体が着磁した場合に自動的に着磁補正を行なう技術に
関する。
地磁気方位センサを用いて車両の走行方位を検出する装
置としては、例えば特開昭59−100812号公報に示される
ものが知られている。
置としては、例えば特開昭59−100812号公報に示される
ものが知られている。
上記の車両用方位計においては、一対の巻線が水平姿勢
で直交された地磁気方位センサを用いており、それらの
巻線では鎖交地磁気に応じた地磁気成分検出電圧（出力
値）が各々得られている。そして均一な地磁気中で車両
が周回走行すると、それら巻線の検出電圧で示される座
標によって座標面上で円（地磁気方位センサの出力円）
が描かれる。したがって、車両の通常走行中には両巻線
の検出電圧で示される座標へ出力円中心から向かう方向
が車両の走行方位として求められる。
で直交された地磁気方位センサを用いており、それらの
巻線では鎖交地磁気に応じた地磁気成分検出電圧（出力
値）が各々得られている。そして均一な地磁気中で車両
が周回走行すると、それら巻線の検出電圧で示される座
標によって座標面上で円（地磁気方位センサの出力円）
が描かれる。したがって、車両の通常走行中には両巻線
の検出電圧で示される座標へ出力円中心から向かう方向
が車両の走行方位として求められる。
上記のごとき車両用方位計においては、車体が着磁する
と、出力円の中心座標が移動し、それによって走行方位
検出に誤差が生ずる。その誤差を補正するため、着磁し
た場合には車両の旋回走行を行ない、その間に地磁気方
位センサの出力値を適宜個数サンプリングし、車両の旋
回走行が終了したときにそのサンプリングされた出力値
を平均して走行方位検出の誤差を補正するように構成さ
れている。
と、出力円の中心座標が移動し、それによって走行方位
検出に誤差が生ずる。その誤差を補正するため、着磁し
た場合には車両の旋回走行を行ない、その間に地磁気方
位センサの出力値を適宜個数サンプリングし、車両の旋
回走行が終了したときにそのサンプリングされた出力値
を平均して走行方位検出の誤差を補正するように構成さ
れている。
また、地磁気方位センサを用いた他の車両用方位計とし
ては、例えば特開昭63−48415号に記載されたものがあ
る。この方位計における着磁補正の方法は、方位計出力
のVX−VY平面上にＸ軸、Ｙ軸に平行な複数の仮想Ｘ軸、
仮想Ｙ軸を引き、方位計出力がそれぞれ仮想Ｘ軸に２
点、仮想Ｙ軸に２点あれば着磁補正をするものである。
ては、例えば特開昭63−48415号に記載されたものがあ
る。この方位計における着磁補正の方法は、方位計出力
のVX−VY平面上にＸ軸、Ｙ軸に平行な複数の仮想Ｘ軸、
仮想Ｙ軸を引き、方位計出力がそれぞれ仮想Ｘ軸に２
点、仮想Ｙ軸に２点あれば着磁補正をするものである。
しかしながら、上記のごとき従来装置においては、次の
ごとき問題がある。
ごとき問題がある。
まず、前者の装置においては、補正を行なう場合の磁場
環境が悪い場合でも僅かなサンプリング出力値を用いて
平均化処理を行なうようになっているので、精度良く中
心座標位置を得ることが出来ず、しかも補正に際して運
転者に１周（360°）旋回走行を強いるという問題点が
あった。
環境が悪い場合でも僅かなサンプリング出力値を用いて
平均化処理を行なうようになっているので、精度良く中
心座標位置を得ることが出来ず、しかも補正に際して運
転者に１周（360°）旋回走行を強いるという問題点が
あった。
また、後者の装置においては、直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ
軸）と方位円との交点を各軸とも２点ずつ必要とするた
め、交点を計測するためには少なくとも180°以上の方
位データが必要である。しかし、実際上車両が着磁した
後すぐに180°以上の旋回をすることは稀であり、その
ため180°以上の方位データが集まるまでの方位計出力
は、実際の方位とかけ離れたものになってしまうという
問題点があった。
軸）と方位円との交点を各軸とも２点ずつ必要とするた
め、交点を計測するためには少なくとも180°以上の方
位データが必要である。しかし、実際上車両が着磁した
後すぐに180°以上の旋回をすることは稀であり、その
ため180°以上の方位データが集まるまでの方位計出力
は、実際の方位とかけ離れたものになってしまうという
問題点があった。
本発明は、上記ごとき従来技術の問題を解決するために
なされたものであり、車両が着磁した場合に、補正のた
めの旋回走行等を行うことなしに、精度良く着磁後の方
位円中心座標位置を算出することの出来る車両用方位計
を提供することを目的とする。
なされたものであり、車両が着磁した場合に、補正のた
めの旋回走行等を行うことなしに、精度良く着磁後の方
位円中心座標位置を算出することの出来る車両用方位計
を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため本発明においては、特許請求
の範囲に記載するように構成している。
の範囲に記載するように構成している。
以下、第１図に示す機能ブロック図に基づいて本発明の
構成説明する。
構成説明する。
第１図において、地磁気方位センサ100は、車両に搭載
されており、車両の現在位置における地磁気の方位を互
いに直交する２方向成分の地磁気データとして検出する
ものであり、例えば、後記第２図の地磁気方位センサ１
（詳細な内容は第３図で説明）に相当する。
されており、車両の現在位置における地磁気の方位を互
いに直交する２方向成分の地磁気データとして検出する
ものであり、例えば、後記第２図の地磁気方位センサ１
（詳細な内容は第３図で説明）に相当する。
また、着磁判定手段101は、地磁気方位センサ100の出力
から地磁気外乱を検出し、その値から車体が着磁したか
否かを判定するものであり、例えば後記第２図の車体着
磁検出部４に相当する。
から地磁気外乱を検出し、その値から車体が着磁したか
否かを判定するものであり、例えば後記第２図の車体着
磁検出部４に相当する。
また、パラメータ算出手段102は、地磁気方位センサ100
の出力から、外乱のピーク方向、ピーク量および今回の
外乱発生前の出力円中心値（例えば、円中心位置の座標
とベース点座標との距離で表示）の各パラメータを算出
するものである。
の出力から、外乱のピーク方向、ピーク量および今回の
外乱発生前の出力円中心値（例えば、円中心位置の座標
とベース点座標との距離で表示）の各パラメータを算出
するものである。
また、係数設定手段103は、予め実験等によって求めて
おいた係数のうちから上記の算出された各パラメータに
応じて最適の係数を選択して設定するものである。
おいた係数のうちから上記の算出された各パラメータに
応じて最適の係数を選択して設定するものである。
また、着磁量演算手段104は、上記の算出された各パラ
メータと上記の設定された各係数との線形結合によって
着磁量を演算するものである。
メータと上記の設定された各係数との線形結合によって
着磁量を演算するものである。
また、着磁後中心値演算手段105は、着磁量演算手段104
によって求められた着磁量から着磁後の出力円中心値を
求めるものである。
によって求められた着磁量から着磁後の出力円中心値を
求めるものである。
上記のパラメータ算出手段102、係数設定手段103、着磁
量演算手段104および着磁後中心値演算手段105は、例え
ば後記第２図の方位検出部３および着磁量演算部５に相
当する。
量演算手段104および着磁後中心値演算手段105は、例え
ば後記第２図の方位検出部３および着磁量演算部５に相
当する。
本発明においては、まず、地磁気方位センサの出力から
地磁気外乱を検出し、その値から車体が着磁したか否か
を判定する。そいて車体着磁があったと判定した場合
は、地磁気方位センサの出力から、外乱のピーク方向、
ピーク量および外乱発生前の出力円中心値の各パラメー
タを算出し、次に、それらの各パラメータに応じて各種
係数を設定する。この係数は、車体形状等に応じて予め
実験等によって設定しておいた値である。
地磁気外乱を検出し、その値から車体が着磁したか否か
を判定する。そいて車体着磁があったと判定した場合
は、地磁気方位センサの出力から、外乱のピーク方向、
ピーク量および外乱発生前の出力円中心値の各パラメー
タを算出し、次に、それらの各パラメータに応じて各種
係数を設定する。この係数は、車体形状等に応じて予め
実験等によって設定しておいた値である。
次に、上記の算出された各パラメータと設定された各係
数との線形結合（例えば公知の重回帰分析手法を用い
る）によって着磁量を演算し、それによって求められた
着磁量から着磁後の出力円中心値を求めるものである。
数との線形結合（例えば公知の重回帰分析手法を用い
る）によって着磁量を演算し、それによって求められた
着磁量から着磁後の出力円中心値を求めるものである。
上記のように、本発明においては、地磁気方位センサの
出力から求めたパラメータと、そのパラメータに応じて
設定した係数とによって着磁量を演算で求めるように構
成しているので、車両の着磁によって方位円の中心位置
がずれた場合に、車両の旋回等によって地磁気出力の角
度変化を起させること無しに、外乱が発生して車体が着
磁した後すぐに中心値の補正を行うことが出来る。
出力から求めたパラメータと、そのパラメータに応じて
設定した係数とによって着磁量を演算で求めるように構
成しているので、車両の着磁によって方位円の中心位置
がずれた場合に、車両の旋回等によって地磁気出力の角
度変化を起させること無しに、外乱が発生して車体が着
磁した後すぐに中心値の補正を行うことが出来る。
以下、図面に基づいて本発明に係る車両用方位計の好適
な実施例を説明する。
な実施例を説明する。
第２図は本発明の車両用方位計の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
第２図において、地磁気方位センサ１は、地磁気成分を
水平面上における直交２方向に分解し、各方向の地磁気
成分を電気信号として出力する。
水平面上における直交２方向に分解し、各方向の地磁気
成分を電気信号として出力する。
また、２は地磁気方位センサ１の出力をディジタル信号
に変換する出力処理回路、３は地磁気方位センサ１の出
力信号から方位を検出する方位検出部、４は車体の着磁
を検出する車体着磁検出部、５は着磁量演算部である。
なお、上記の方位検出部３、車体着磁検出部４および着
磁量演算部５は、例えばコンピュータによって構成す
る。
に変換する出力処理回路、３は地磁気方位センサ１の出
力信号から方位を検出する方位検出部、４は車体の着磁
を検出する車体着磁検出部、５は着磁量演算部である。
なお、上記の方位検出部３、車体着磁検出部４および着
磁量演算部５は、例えばコンピュータによって構成す
る。
以下、上記の各部について詳細に説明する。
第３図は、地磁気方位センサ１の一例図である。
第３図において、環状のパーマロイ・コア６には、互い
に直交する巻線7X、7Yが設けられている。さらにパーマ
ロイ・コア６には巻線８が巻回されている。この巻線８
には励磁電源９によって通電し、第４図に示す特性のよ
うにパーマロイ・コア６が飽和する直前まで励磁するよ
うになている。
に直交する巻線7X、7Yが設けられている。さらにパーマ
ロイ・コア６には巻線８が巻回されている。この巻線８
には励磁電源９によって通電し、第４図に示す特性のよ
うにパーマロイ・コア６が飽和する直前まで励磁するよ
うになている。
上記のごとき地磁気方位センサ１が無磁界中に置かれる
と、パーマロイ・コア６の部位S1、部位S2を各々通る時
速Φ1、Φ2は、第５図に示すように、大きさが同じで方
向が反対となる。
と、パーマロイ・コア６の部位S1、部位S2を各々通る時
速Φ1、Φ2は、第５図に示すように、大きさが同じで方
向が反対となる。
したがって、巻線7Xに鎖交する磁束が零になると、その
検出電圧 （Ｎは巻数）も零となり、同様に巻線7Yの検出電圧Vyも
零になる。
検出電圧 （Ｎは巻数）も零となり、同様に巻線7Yの検出電圧Vyも
零になる。
さらに、第３図に示すように地磁気Heが巻線7Xに対して
も直角に加わると、パーマロイ・コア６内において磁束
密度Be＝μHe（μはパーマロイ・コア６の透磁率）だけ
磁束にバイアスが与えられ、磁束Φ1、Φ2は第６図に示
すように非対称となる。
も直角に加わると、パーマロイ・コア６内において磁束
密度Be＝μHe（μはパーマロイ・コア６の透磁率）だけ
磁束にバイアスが与えられ、磁束Φ1、Φ2は第６図に示
すように非対称となる。
したがって、巻線7Xには、第７図に示されるような波形
の検出電圧Vxが得られる。
の検出電圧Vxが得られる。
なお、第３図の場合は、巻線7Yに対して地磁気Heが平行
なので、巻線7Yに地磁気Heが交わることはなく、そのた
め巻線7Yには電圧Vyが生じない。
なので、巻線7Yに地磁気Heが交わることはなく、そのた
め巻線7Yには電圧Vyが生じない。
この地磁気方位センサ１は、第８図に示すように水平姿
勢で車両に搭載されており、例えば同図のようい地磁気
Heがその巻線7X、7Yに交わると、巻線7X、7Yには地磁気
Heに応じた検出電圧Vx、Vy（出力値）が各々得られる。
勢で車両に搭載されており、例えば同図のようい地磁気
Heがその巻線7X、7Yに交わると、巻線7X、7Yには地磁気
Heに応じた検出電圧Vx、Vy（出力値）が各々得られる。
それらの検出電圧Vx、Vyは、値Ｋを巻線定数、値Ｂを地
磁気Heの水平分力とすれば、下記（１）、（２）式で示
されるようになる。
磁気Heの水平分力とすれば、下記（１）、（２）式で示
されるようになる。
Vx＝KBcosθ …（１） Vy＝KBsinθ …（２） したがって、第８図のように車両の幅方向を基準とすれ
ば、その走行方向を示す角度θは、下記（３）式で示さ
れる。
ば、その走行方向を示す角度θは、下記（３）式で示さ
れる。
θ＝tan-1（Vx／Vy） …（３） そして上記（１）式および（２）式から理解されるよう
に、均一な地磁気He中で車両が周回走行すると、巻線7
X、7Yの検出電圧Vx、Vyで示される座標において、第９
図に示すようにＸ−Ｙ平面座標上で円が描かれる。
に、均一な地磁気He中で車両が周回走行すると、巻線7
X、7Yの検出電圧Vx、Vyで示される座標において、第９
図に示すようにＸ−Ｙ平面座標上で円が描かれる。
上記のごとき地磁気方位センサ１の出力円は、下記
（４）式で示される。
（４）式で示される。
Vx 2＋Vy 2＝(KB)2 …（４） このように巻線7X、7Yの検出電圧Vx、Vyで定まる座標が
出力円上に存在するので、第２図の方位検出部３では、
その座標点（出力点）へ出力円の中心Ｏから向かう方向
を車両の走行方位として検出することが出来る。
出力円上に存在するので、第２図の方位検出部３では、
その座標点（出力点）へ出力円の中心Ｏから向かう方向
を車両の走行方位として検出することが出来る。
ところで、車体が着磁して、例えば第10図に示すように
地磁気Heと共にその着磁による磁界Ｇが巻線7X、7Yに鎖
交すると、第11図に示すように破線位置から実線位置へ
出力円が移動する。
地磁気Heと共にその着磁による磁界Ｇが巻線7X、7Yに鎖
交すると、第11図に示すように破線位置から実線位置へ
出力円が移動する。
その結果、方位検出部３で行なわれる車両の走行方位検
出に誤差が生じることになる。
出に誤差が生じることになる。
上記の誤差を自動的に補正するため、本発明において
は、まず、車体着磁検出部４で車体の着磁を確実に検出
する。
は、まず、車体着磁検出部４で車体の着磁を確実に検出
する。
以下、第12図のフローチャートに基づいて車体着磁検出
部４における演算内容を説明する。
部４における演算内容を説明する。
第12図において、最初のステップ200では初期処理を実
行し、変数を“0"にリセットする。
行し、変数を“0"にリセットする。
次に、ステップ210、220では、出力処理回路２から与え
られる方位信号Ｘ、Ｙ（以下、地磁気方位センサの出力
VxをＸ、VYをＹと記す）を入力し、車体着磁検出部４内
の図示しないセンサ出力カウンタを“1"だけカウントア
ップする。
られる方位信号Ｘ、Ｙ（以下、地磁気方位センサの出力
VxをＸ、VYをＹと記す）を入力し、車体着磁検出部４内
の図示しないセンサ出力カウンタを“1"だけカウントア
ップする。
次に、ステップ230では、ステップ210で入力した方位信
号をXi、Yiとして車体着磁検出部４内のメモリ（図示せ
ず）に記憶する。
号をXi、Yiとして車体着磁検出部４内のメモリ（図示せ
ず）に記憶する。
次に、ステップ240、上記のセンサ出力カウンタの値が
“20"になったか否かを判定する。カウンタが“20"にな
っていない場合はステップ210へ戻り、“20"になるまで
以上の処理を繰り返す。カウンタが“20"になり、方位
信号が20個記憶されるとステップ250に進み、出力Ｘ、
Ｙの平均値を次式によって算出する。
“20"になったか否かを判定する。カウンタが“20"にな
っていない場合はステップ210へ戻り、“20"になるまで
以上の処理を繰り返す。カウンタが“20"になり、方位
信号が20個記憶されるとステップ250に進み、出力Ｘ、
Ｙの平均値を次式によって算出する。
以下、これら平均値を“基準点”と記す。なお、基準
点、出力円中心位置、および後記のピーク点、ベース点
等の座標系は、地磁気方位センサの出力電圧をそのまま
X,Y座標とし、原点は車体着磁の全くない状態におる出
力方位円の中心点OS（X,Y電圧が０の点）とする。
点、出力円中心位置、および後記のピーク点、ベース点
等の座標系は、地磁気方位センサの出力電圧をそのまま
X,Y座標とし、原点は車体着磁の全くない状態におる出
力方位円の中心点OS（X,Y電圧が０の点）とする。
次に、ステップ260では、再び出力処理回路２からの方
位信号Ｘ、Ｙを入力する。そして、ステップ270でこの
方位信号Ｘ、Ｙとステップ250で算出したセンサ出力の
平均値との差Ｒを次式によって求める。
位信号Ｘ、Ｙを入力する。そして、ステップ270でこの
方位信号Ｘ、Ｙとステップ250で算出したセンサ出力の
平均値との差Ｒを次式によって求める。
次に、ステップ280では、上記の差Ｒが地磁気レベル相
当で40ミリガウス（mG）以下か否かを判断する。すなわ
ち、ステップ280がNOの場合（差Ｒが40mGより大の場
合）はピーク出力（磁気外乱）が発生したものと判断す
る。
当で40ミリガウス（mG）以下か否かを判断する。すなわ
ち、ステップ280がNOの場合（差Ｒが40mGより大の場
合）はピーク出力（磁気外乱）が発生したものと判断す
る。
ステップ280でYESの場合（Ｒ≦40mGの場合）は、ステッ
プ290〜320において、一番古い出力信号の出力値X1、Y1
を捨て、X2はX1へ、Y2はY1へ、X3はX2へ、Y3はY2へと順
次置き換えて行き、X20をX19、Y20をY19にするまで置き
換え処理を実行する。そして、ステップ330で最新の出
力信号の出力値Ｘ、ＹをX20、Y20として記憶し、再度ス
テップ250へ戻って平均値（基準点）を更新する。以
下、ピーク出力が発生するまでステップ250〜330の処理
を繰り返す。
プ290〜320において、一番古い出力信号の出力値X1、Y1
を捨て、X2はX1へ、Y2はY1へ、X3はX2へ、Y3はY2へと順
次置き換えて行き、X20をX19、Y20をY19にするまで置き
換え処理を実行する。そして、ステップ330で最新の出
力信号の出力値Ｘ、ＹをX20、Y20として記憶し、再度ス
テップ250へ戻って平均値（基準点）を更新する。以
下、ピーク出力が発生するまでステップ250〜330の処理
を繰り返す。
一方、ステップ280がNOの場合、すなわちピーク出力の
立ち上りが検出された場合には、基準点の更新処理を停
止し、ステップ340で新たに方位信号Xn、Yn（ピーク点
の座標）を出力処理回路２から入力する。そして、ステ
ップ350では、この方位信号とステップ250で算出したセ
ンサ出力の平均値との差Rt、すなわち基準点から今回値
Xn、Ynまでの距離を次式によって求める。
立ち上りが検出された場合には、基準点の更新処理を停
止し、ステップ340で新たに方位信号Xn、Yn（ピーク点
の座標）を出力処理回路２から入力する。そして、ステ
ップ350では、この方位信号とステップ250で算出したセ
ンサ出力の平均値との差Rt、すなわち基準点から今回値
Xn、Ynまでの距離を次式によって求める。
次に、ステップ360では、今回の距離データRtとステッ
プ270で求めた前回の距離データの値を比較し、今回の
データRtが前回のデータＲ以上であればステップ370へ
進む。今回データRtが前回データＲ未満であれば直ちに
ステップ380へ進む。
プ270で求めた前回の距離データの値を比較し、今回の
データRtが前回のデータＲ以上であればステップ370へ
進む。今回データRtが前回データＲ未満であれば直ちに
ステップ380へ進む。
ステップ370では、今回の距離データRtをＲとし、ま
た、今回の入力信号Xn、YnをそれぞれXmax、Ymaxと置換
した後、ステップ380へ進む。
た、今回の入力信号Xn、YnをそれぞれXmax、Ymaxと置換
した後、ステップ380へ進む。
次に、ステップ380では、地磁気方位センサ１の検出電
圧にピーク出力が発生（地磁気外乱が発生）したとき、
そのピーク点と前記基準点との距離Ｒが地磁気強度のレ
ベルで450ミリガウスより大きいか否かを判定し、大き
い場合には車体が着磁したものと判定する。距離Ｒが45
0ミリガウス以下の場合には車体が着磁するほどの外乱
ではないと判定してステップ200へ戻り、初めから上記
処理を繰り返す。
圧にピーク出力が発生（地磁気外乱が発生）したとき、
そのピーク点と前記基準点との距離Ｒが地磁気強度のレ
ベルで450ミリガウスより大きいか否かを判定し、大き
い場合には車体が着磁したものと判定する。距離Ｒが45
0ミリガウス以下の場合には車体が着磁するほどの外乱
ではないと判定してステップ200へ戻り、初めから上記
処理を繰り返す。
上記のステップ380でYESの場合、すなわち車体が着磁し
たものと判定した場合は、その結果を第２図の着磁量演
算部５へ送る。
たものと判定した場合は、その結果を第２図の着磁量演
算部５へ送る。
次に、第13図に基づいて着磁量演算部５における演算内
容について説明する。
容について説明する。
第13図おいて、ステップ400は、前記第12図に示した車
体着磁検出部４の演算に相当する部分である。
体着磁検出部４の演算に相当する部分である。
上記のステップ400で着磁と判断した場合（前記第12図
のステップ380でYESの場合）には、ステップ410へ進
み、車体着磁検出部４からピーク座標及び基準座標（前
記第12図の演算で求めた基準点とピーク点の座標）を入
力する。また、ステップ420では方位検出部３から方位
円中心座標（前記第９図の出力円中心座標Ｏ）を入力す
る。
のステップ380でYESの場合）には、ステップ410へ進
み、車体着磁検出部４からピーク座標及び基準座標（前
記第12図の演算で求めた基準点とピーク点の座標）を入
力する。また、ステップ420では方位検出部３から方位
円中心座標（前記第９図の出力円中心座標Ｏ）を入力す
る。
次に、ステップ430では、ピーク量とピーク方向とを下
式によって算出する。
式によって算出する。
ピーク量Xmax＝|Px−Kx| Ymax＝｜PY−KY｜ ピーク方向Dx＝（Px−Kx）／（|Px−Kx|） DY＝（PY−KY）／（｜PY−KY｜） すなわち、ピーク量は基準点からピーク点までの距離で
あり、ピーク方向は、基準点から見たピーク点の方向、
すなわち基準点を原点とした場合におけるピーク点のX,
Y座標の方向（＋と−あり）である。
あり、ピーク方向は、基準点から見たピーク点の方向、
すなわち基準点を原点とした場合におけるピーク点のX,
Y座標の方向（＋と−あり）である。
次に、ステップ440において、後記第15図に示すごと
く、車体着磁によって移動する方位円中心値座標が越え
ない点にベース点B1及びベース点B2を設定し、それらと
今回の着磁前の方位円中心座標ＯとのXY2成分の距離L
X1、LX2、LY1、LY2を算出する。
く、車体着磁によって移動する方位円中心値座標が越え
ない点にベース点B1及びベース点B2を設定し、それらと
今回の着磁前の方位円中心座標ＯとのXY2成分の距離L
X1、LX2、LY1、LY2を算出する。
なお、 LX1＝OX−B1X LX2＝B2X−OX LY1＝OY−B1Y LY2＝B2Y−OY ただし、OX:OのＸ座標 OY:OのＹ座標 B1X:B1のＸ座標 B1Y:B1のＹ座標 B2X:B2のＸ座標 B2Y:B2のＹ座標 である。上記のベース点B1,B2は、着磁によって方位円
が移動する範囲の限界を示すものであり、B1はXY軸のマ
イナス方向の限界、B2はプラス方向の限界である。なお
この値は実験で妥当な値に設定するが、車種による変動
はないので、一度求めれば全ての車種に適用することが
出来る。
が移動する範囲の限界を示すものであり、B1はXY軸のマ
イナス方向の限界、B2はプラス方向の限界である。なお
この値は実験で妥当な値に設定するが、車種による変動
はないので、一度求めれば全ての車種に適用することが
出来る。
なお、本実施例における座標系は、基本的には、着磁が
全くない場合における出力円の中心位置OSを原点として
いるが、今回の着磁前の出力円中心値は、取扱の便宜
上、上記のようにベース点B1,B2からの距離LX1、LX2、L
Y1、LY2で示している。
全くない場合における出力円の中心位置OSを原点として
いるが、今回の着磁前の出力円中心値は、取扱の便宜
上、上記のようにベース点B1,B2からの距離LX1、LX2、L
Y1、LY2で示している。
次に、ステップ450では、着磁量演算のための係数設定
（a1n〜a7n：b1m〜b7m）を行なう。
（a1n〜a7n：b1m〜b7m）を行なう。
これらの係数は前記のピーク方向、ピーク量および着磁
前の出力円中心値（上記のLX1、LY1の値）をパラメータ
とし、それらに応じて設定する（詳細後述）。
前の出力円中心値（上記のLX1、LY1の値）をパラメータ
とし、それらに応じて設定する（詳細後述）。
次に、ステップ460は、ピーク量と、出力円中心値すな
わちステップ440で求めた距離LX1、LX2、LY1、LY2と、
ステップ450で設定した係数とを用い、下式によって着
磁量ΔＸ、ΔＹを算出する。
わちステップ440で求めた距離LX1、LX2、LY1、LY2と、
ステップ450で設定した係数とを用い、下式によって着
磁量ΔＸ、ΔＹを算出する。
なお、上記の係数及び下記の計算式は、実験データ等を
用い、例えば重回帰分析等の手法で予め求めておく。
用い、例えば重回帰分析等の手法で予め求めておく。
ΔＸ＝a1n＋a2nXmax＋a3nX2 max＋a4nXmax・LX1＋a5n(X
max・LX1)2＋a6nXmax・LX2＋a7n(Xmax・LX2)2 ΔＹ＝b1m＋b2mYmax＋b3mY2 amx＋a4mYmax・LY1＋b5m(Y
max・LY1)2＋b6mYmax・LY2＋b7m(Ymax・LY2)2 次に、ステップ470では、車体着磁後の方位円中心値
Ｏ′を算出する。
max・LX1)2＋a6nXmax・LX2＋a7n(Xmax・LX2)2 ΔＹ＝b1m＋b2mYmax＋b3mY2 amx＋a4mYmax・LY1＋b5m(Y
max・LY1)2＋b6mYmax・LY2＋b7m(Ymax・LY2)2 次に、ステップ470では、車体着磁後の方位円中心値
Ｏ′を算出する。
なお、着磁後の中心値Ｏ′のＸ座標Ｏ′ｘとＹ座標Ｏ′
Yは、Ｏ′ｘ＝Ox＋ΔＸ、Ｏ′Y＝OY＋ΔＹである。
Yは、Ｏ′ｘ＝Ox＋ΔＸ、Ｏ′Y＝OY＋ΔＹである。
次に、ステップ480では、着磁後の中心値Ｏ′ｘ、Ｏ′Y
を方位検出部３へ送って、新中心値Ox、OYとする。
を方位検出部３へ送って、新中心値Ox、OYとする。
上記のごとき演算処理により、車体が着磁した場合に、
迅速かつ確実に着磁後の出力円の中心位置座標を算出す
ることが出来るので、常に正確な車両の方位を検出する
ことが出来る。
迅速かつ確実に着磁後の出力円の中心位置座標を算出す
ることが出来るので、常に正確な車両の方位を検出する
ことが出来る。
次に、前記のステップ450における係数設定について第1
4図に基づいて説明する。
4図に基づいて説明する。
第14図に示す演算においては、まず、Ｘ成分算出用係数
設定から行なう。
設定から行なう。
最初に、ステップ500では、Ｘ成分ピーク方向を判断
し、マイナス（DX＜０）であればステップ510に進み、
プラス（DX＞０）であればステップ580に進む。
し、マイナス（DX＜０）であればステップ510に進み、
プラス（DX＞０）であればステップ580に進む。
以下、Ｘ成分ピーク方向がマイナスの場合について説明
する。
する。
まず、ステップ510でピーク量Xmaxを所定の値K1と比較
し、Xmax≦K1であればステップ520へ進み、Xmax＞K1で
あればステップ550へ進む。
し、Xmax≦K1であればステップ520へ進み、Xmax＞K1で
あればステップ550へ進む。
上記のXmax≦K1でステップ520へ進んだ場合は、ステッ
プ520で方位円中心値のＸ方向の値LX1を所定の値K2と比
較し、LX1≦K2であればステップ530へ進み、ステップ53
0でＸ成分算出用係数をa11、a21…a71に設定する。また
LX1＞K2であればステップ540へ進み、Ｘ成分算出用係数
をa12、a22…a72に設定する。
プ520で方位円中心値のＸ方向の値LX1を所定の値K2と比
較し、LX1≦K2であればステップ530へ進み、ステップ53
0でＸ成分算出用係数をa11、a21…a71に設定する。また
LX1＞K2であればステップ540へ進み、Ｘ成分算出用係数
をa12、a22…a72に設定する。
また、ステップ510においてXmax＞K1でステップ550へ進
んだ場合も、上記と同様に、ステップ550で方位円中心
値LX1を所定の値K2と比較し、LX1≦K2であれば、ステッ
プ560へ進み、ステップ560でＸ成分算出用係数をa13、a
23…a73に設定する。またLX1＞K2であればステップ570
へ進み、Ｘ成分算出用係数をa14、a24…a74に設定す
る。
んだ場合も、上記と同様に、ステップ550で方位円中心
値LX1を所定の値K2と比較し、LX1≦K2であれば、ステッ
プ560へ進み、ステップ560でＸ成分算出用係数をa13、a
23…a73に設定する。またLX1＞K2であればステップ570
へ進み、Ｘ成分算出用係数をa14、a24…a74に設定す
る。
上記の説明は、ステップ500において、Ｘ成分ピーク方
向ガマイナスと判定した場合を例として説明したが、Ｘ
成分ピーク方向がプラスの場合も、上記と同様に、ステ
ップ580〜640でそれぞれ係数を設定する。
向ガマイナスと判定した場合を例として説明したが、Ｘ
成分ピーク方向がプラスの場合も、上記と同様に、ステ
ップ580〜640でそれぞれ係数を設定する。
上記のように、ステップ500〜640において、Ｘピーク方
向、Ｘピーク量、Ｘ中心値に対応して一組のＸ成分算出
用係数a1n、a2n……a7nを設定する。
向、Ｘピーク量、Ｘ中心値に対応して一組のＸ成分算出
用係数a1n、a2n……a7nを設定する。
また、Ｙ成分係数設定においても、上記と同様に、ステ
ップ700〜840を用いてＹ成分算出用係数b1n、b2n……b
7nの一組を設定する。
ップ700〜840を用いてＹ成分算出用係数b1n、b2n……b
7nの一組を設定する。
なお、上記のようにして設定する係数（a1n〜a7n：b1m
〜b7m）の実際の値は、車体形状（例えばセダンか１ボ
ックス型か、等）に応じて変わるので、車種に応じて予
め求めておき、それらから上記の演算によってパラメー
タに対応する値を選択して設定する。
〜b7m）の実際の値は、車体形状（例えばセダンか１ボ
ックス型か、等）に応じて変わるので、車種に応じて予
め求めておき、それらから上記の演算によってパラメー
タに対応する値を選択して設定する。
また、上記Ｘ成分、Ｙ成分の演算における各所定値の値
は、例えば、K1＝500、K2＝1500、K3＝500、K4＝1500程
度の値である。
は、例えば、K1＝500、K2＝1500、K3＝500、K4＝1500程
度の値である。
上記のように、本実施例においては、ピーク方向、ピー
ク量、着磁前の円中心位置に対応して成分算出用係数を
設定しているが、その理由は次の通りである。
ク量、着磁前の円中心位置に対応して成分算出用係数を
設定しているが、その理由は次の通りである。
まず、本実施例の演算では、ピーク方向によってベース
点からの中心値算出を変えているため、ピーク方向に応
じて係数を変える必要がある。
点からの中心値算出を変えているため、ピーク方向に応
じて係数を変える必要がある。
また、ピーク量が少ないと車体着磁が殆ど発生しないの
で、ピーク量に応じて係数を変え、ピーク量が小さい場
合は係数が殆ど０になるようにする。
で、ピーク量に応じて係数を変え、ピーク量が小さい場
合は係数が殆ど０になるようにする。
また、原点（着磁が全くない場合の方位円中心位置OS）
に対して方位円中心値が＋か−かで中心移動が若干異な
るので、方位円中心値に対応して係数を変えることによ
り、精度を向上させることが出来る。
に対して方位円中心値が＋か−かで中心移動が若干異な
るので、方位円中心値に対応して係数を変えることによ
り、精度を向上させることが出来る。
なお、本出願人は、ジャイロセンサ等によって検出した
車両走行中の２地点間の相対角度変化量と、該２地点を
示す座標位置とによって出力円の中心位置を補正する考
案（実願昭63−8328号）、及び、最小二乗法を適用し、
出力円の中心位置の初期値と瞬時値との座標上の距離
と、初期値における出力円の半径との差の累乗の和を最
小にするように演算することによって出力円の中心位置
を補正する考案（実願昭63−41579号）を既に出願して
いるが、それらの考案と本発明とを併用することによ
り、さらに正確な補正を行うことが出来る。
車両走行中の２地点間の相対角度変化量と、該２地点を
示す座標位置とによって出力円の中心位置を補正する考
案（実願昭63−8328号）、及び、最小二乗法を適用し、
出力円の中心位置の初期値と瞬時値との座標上の距離
と、初期値における出力円の半径との差の累乗の和を最
小にするように演算することによって出力円の中心位置
を補正する考案（実願昭63−41579号）を既に出願して
いるが、それらの考案と本発明とを併用することによ
り、さらに正確な補正を行うことが出来る。
以上説明してきたように、この発明によれば、外乱のピ
ークの方向、ピーク量、ピーク発生前（今回の着磁前）
の方位円中心値の各パラメータおよびそれらに対応して
設定した係数に応じて着磁後の方位円中心値を算出する
ように構成しているので、車両の着磁によって方位円の
中心がずれた場合に、車両の旋回等によて地磁気出力の
角度変化を起させること無しに、外乱が発生して車体が
着磁した後すぐに中心値の補正を行うことが出来る。そ
のため、直線道路での着磁、あるいは磁場環境の悪いビ
ル街等での着磁の際も、迅速かつ正確に中心値の補正を
行うことが出来、常に正確な方位を検出することが出来
る、という優れた効果が得られる。
ークの方向、ピーク量、ピーク発生前（今回の着磁前）
の方位円中心値の各パラメータおよびそれらに対応して
設定した係数に応じて着磁後の方位円中心値を算出する
ように構成しているので、車両の着磁によって方位円の
中心がずれた場合に、車両の旋回等によて地磁気出力の
角度変化を起させること無しに、外乱が発生して車体が
着磁した後すぐに中心値の補正を行うことが出来る。そ
のため、直線道路での着磁、あるいは磁場環境の悪いビ
ル街等での着磁の際も、迅速かつ正確に中心値の補正を
行うことが出来、常に正確な方位を検出することが出来
る、という優れた効果が得られる。
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示すブロック図、第３図は地磁気
方位センサの概略構成図、第４図は地磁気方位センサの
励磁特性図、第５図は無磁界中における地磁気方位セン
サのパーマロイコアでの磁束変化特性図、第６図は地磁
気方位センサの検出作用を示す特性図、第７図は地磁気
方位センサの検出電圧特性図、第８図は地磁気方位セン
サの車体への取付け状態と車両の走行方向を示す平面
図、第９図は出力円を示す図、第10図は地磁気方位セン
サに地磁気以外の磁界が加わった場合の説明図、第11図
は車体の着磁による出力円の移動を示す図、第12図は車
体着磁検出部４における演算内容を示すフローチャート
の一実施例図、第13図は着磁量演算部５における着磁量
演算の内容を示すフローチャートの一実施例図、第14図
は着磁量演算部５における係数設定の演算内容を示すフ
ローチャートの一実施例図、第15図は出力方位円と着磁
による方位円移動を示す図である。 〈符号の説明〉 100……地磁気方位センサ 101……着磁判定手段 102……パラメータ算出手段 103……係数設定手段 104……着磁量演算手段 105……着磁後中心値演算手段
明の一実施例の構成を示すブロック図、第３図は地磁気
方位センサの概略構成図、第４図は地磁気方位センサの
励磁特性図、第５図は無磁界中における地磁気方位セン
サのパーマロイコアでの磁束変化特性図、第６図は地磁
気方位センサの検出作用を示す特性図、第７図は地磁気
方位センサの検出電圧特性図、第８図は地磁気方位セン
サの車体への取付け状態と車両の走行方向を示す平面
図、第９図は出力円を示す図、第10図は地磁気方位セン
サに地磁気以外の磁界が加わった場合の説明図、第11図
は車体の着磁による出力円の移動を示す図、第12図は車
体着磁検出部４における演算内容を示すフローチャート
の一実施例図、第13図は着磁量演算部５における着磁量
演算の内容を示すフローチャートの一実施例図、第14図
は着磁量演算部５における係数設定の演算内容を示すフ
ローチャートの一実施例図、第15図は出力方位円と着磁
による方位円移動を示す図である。 〈符号の説明〉 100……地磁気方位センサ 101……着磁判定手段 102……パラメータ算出手段 103……係数設定手段 104……着磁量演算手段 105……着磁後中心値演算手段
Claims (1)
- 【請求項１】地磁気方位センサによって地磁気成分を水
平面上で互いに直交する２方向の成分として検出し、出
力円の中心座標位置から上記２方向の地磁気成分が示す
座標位置へ向かう方向に基づいて車両の走行方位を求め
る車両用方位計において、 上記地磁気方位センサの出力から地磁気外乱を検出し、
その値から車体の着磁を判定する着磁判定手段と、 上記地磁気方位センサの出力から、外乱のピーク方向、
ピーク量および今回の外乱発生前の出力円中心値の各パ
ラメータを算出するパラメータ算出手段と、 予め求めておいた係数のうちから上記の算出された各パ
ラメータに応じて最適の係数を選択して設定する係数設
定手段と、 上記の算出された各パラメータと上記の設定された各係
数との線形結合によって着磁量を演算する着磁量演算手
段と、 該着磁量演算手段によって求められた着磁量から着磁後
の出力円中心値を求める着磁後中心値演算手段と、 を備えたことを特徴とする車両用方位計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000525A JPH07101174B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 車両用方位計 |
| US07/459,389 US5131155A (en) | 1989-01-06 | 1990-01-05 | Apparatus and method for measuring forward direction of vehicle |
| DE4000345A DE4000345C2 (de) | 1989-01-06 | 1990-01-08 | Verfahren zur Messung der Orientierung eines bewegten Objekts, insbesondere eines Fahrzeugs, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000525A JPH07101174B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 車両用方位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02181606A JPH02181606A (ja) | 1990-07-16 |
| JPH07101174B2 true JPH07101174B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=11476184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP64000525A Expired - Lifetime JPH07101174B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 車両用方位計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5131155A (ja) |
| JP (1) | JPH07101174B2 (ja) |
| DE (1) | DE4000345C2 (ja) |
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