JPH0812078B2 - 車載ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車載用ナビゲーション装置に関する。

従来の技術 第４図は従来の一般的な車載用ナビゲーション装置の
構成を示す概略ブロック図である。第４図において、41
は速度センサ、42は角速度センサ、43はオフセット演算
手段、44は車両方位演算手段、45は車両位置演算手段、
46は表示手段である。

次に上記従来例の動作について説明する。まず、速度
センサ41により車両が走行中であるか否かを検出する。
一方、角速度センサ42により車両のヨーレイトが検出さ
れる。停車中には、角速度センサ42の出力をもとにオフ
セット演算手段43により角速度センサ42のオフセット値
を算出する。また、走行中は、角速度センサ42の出力か
らオフセット値を減じた値から車両方位演算手段44によ
り車両方位を算出するとともに、この車両方位と速度セ
ンサ41の出力から車両位置演算手段45により車両位置を
算出する。これら車両方位演算手段44と車両位置演算手
段45で算出した車両の方位と位置、およびその他の車両
周囲の地図情報等は、表示手段46により表示される。

次に上記従来例のさらに詳しい動作について、第５図
に示すフローチャートおよび第６図および第７図に示す
グラフを参照しながら説明する。

速度センサ41により車両の走行中を検出している間
（ステップ50）、車両方位演算手段44で角速度センサ42
の出力である角速度を車両の旧方位（初期方位）に累積
加算して車両の新方位を算出する（ステップ51,52）。

第６図はその算出の様子を示しており、第６図（ａ）
は角速度センサの出力値、第６図（ｂ）は角速度を累積
加算した車両方位の説明図である。第６図（ａ）に示す
車両の走行中、すなわち速度センサ41の出力が０でない
間だけ旧方位に角速度を累積加算して第６図（ｂ）に示
すように車両の新方位を算出している。

ここで、角速度センサ42の出力には、一般的に第７図
に示すように、直流成分71がオフセット値として重畳す
ることが多く、このオフセット値を除去しないと、車両
の正確な方位を求めることができなくなる。この問題を
解決するため、「車両の走行停止中は方位変化はない」
ものとして、第５図のステップ50において、速度センサ
41により車両が走行停止中であると検出した場合には、
その間の角速度センサ42の出力の平均値を角速度センサ
42のオフセット値として算出し（ステップ53）、以降の
角速度センサ42の出力から、第７図に示すように、オフ
セット値を減じた値72を真の角速度値として求め（ステ
ップ51）、車両の方位および位置を算出していた（ステ
ップ52）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来技術のように、速度センサ41
の検出による車両の走行中にのみ角速度センサ42の出力
を旧方位に累積加算する方法では、車両が走行停止後も
振動していることによりヨーレイトの変動が残ることが
あるため、車両の走行停止後の角速度を取り逃がすこと
があり、また、発信直前にも同様に振動や衝撃によりヨ
ーレイトが生じることがあるため、速度センサ41が車両
の走行を検出するまでの間の角速度を取り逃がすことが
あった。このため、角速度センサ42の出力を正確に累積
加算することができず、したがって正確な車両の方位を
算出することができないという問題があった。

さらにまた、オフセット値の演算中に、他車両の通過
や人間の乗降により振動や衝撃が生じると、ヨーレイト
の変動が起こり正確なオフセット値を求めることができ
ないという問題もあった。

第８図はこのような従来の問題の一例を示しており、
車両の走行停止後に角速度センサ42の出力に変動81が生
じているにもかかわらず、速度センサ41が車両の走行停
止を検出すると、直ちにオフセット値を算出し、また発
信直前に角速度に変動を生じているにもかかわらず、車
両の方位に加算されないため、正確な車両の方位を算出
することができない。さらにまた、オフセット値演算中
に変動82が生じているため、オフセット値も正確に求め
ることができない。

本発明は、このような従来技術の問題を解決するもの
であり、角速度センサの出力を正確に累積加算すること
ができるとともに、角速度センサのオフセット値も正確
に求めることができ、したがって車両の方位を正確に算
出することができる車載用ナビゲーション装置を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、停車中の車両
の振動周波数成分を除去してオフセットの変動のみを検
出できるように、角速度センサの出力をローパスフィル
タに通した値を算出し、その値に基づいて角速度センサ
のオフセット値を算出するようにしたものであり、ま
た、角速度センサの出力を、車両の走行中と車両の走行
停止後の一定時間および角速度センサの出力値とローパ
スフィルタを通して算出されたオフセット値の差が一定
値以上になっていて、車両にヨーレイトが生じていると
判定されたときに、角速度センサの出力を車両方位に累
積加算するようにしたものである。

作用 したがって、本発明によれば、角速度センサの出力を
ローパスフィルタに通し、停車中に起こる車両振動の影
響を除去した値を用いてオフセット値を算出しているの
で、停車中車両が振動していてもオフセット値を正確に
算出することができる。

また、車両の走行停止直後の角速度センサの出力変動
の途中で累積加算を中止することがなくなり、さらに停
車中に車両にヨーレイトが生じた場合も累積加算するの
で、車両の発信直前の角速度センサの出力の変動や、車
両が回転台に乗ったときの角速度センサの出力も累積加
算され、車両方位を一層正確に算出することができる。

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。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第２図は本発明の一実施例におけるアルゴリズム
を示すフローチャート、第３図は本発明を実施した時の
処理シーケンスの一例を示す図である。

第１図において、11は車両の走行距離を検出する速度
センサ、12は車両のヨーレイトを検出する角速度セン
サ、13は速度センサ11および角速度センサ12のそれぞれ
から検出結果を取り込み所定の演算処理を実行する演算
手段、14は算出された車両現在方位と現在位置をディス
プレイ上の地図に表示する表示手段である。

演算手段13は、フィルタリング手段131と、オフセッ
ト演算手段132と、出力値比較手段133と、車両方位演算
手段134と、車両位置演算手段135とを備えている。

フィルタリング手段131は、角速度センサ12の出力信
号をローパスフィルタに通した値を演算する。

オフセット演算手段132は、出力値比較手段133が、角
速度センサ12の出力の平均値とオフセット値との差が一
定値以内であると判定したときに、角速度センサ12の出
力の平均値を算出した一定時間と同一時間内のフィルタ
リング手段131の出力の平均値を角速度センサ12の新オ
フセット値とし、この演算結果を出力値比較手段133お
よび車両方位演算手段14へ出力する。

出力値比較手段133は、車両停止後一定時間経過した
時から、角速度センサ12の出力とオフセット演算手段13
2が算出したオフセット値とを取り込み、一定時間内で
の角速度センサ12の出力の平均値を求め、その時点での
オフセット値と比較し、差が一定値以上か否かを判定
し、オフセット演算手段132および車両方位演算手段134
へ出力する。

車両方位演算手段134は、速度センサ11により車両が
走行中であると検出されている間、および車両停止後一
定時間以内には、角速度センサ12の出力値からオフセッ
ト演算手段132が算出したオフセット値を減じた値を累
積加算して車両の方位を算出し、また車両停止後一定時
間経過したあとは、出力値比較手段133が一致時間内で
の角速度センサ12の出力の平均値とオフセット演算手段
132の算出したオフセット値との差が一定値以上になっ
たと判定した時に、平均値を算出した一定時間内の角速
度センサ出力からオフセット値を減じた値を累積加算し
て車両の方位を算出し、車両位置演算手段135および表
示手段14へ出力する。

車両位置演算手段135は、速度センサ11の出力値およ
び車両方位演算手段134が算出した車両方位に基づいて
車両の位置を算出する。

次に上記実施例の動作について第２図および第３図を
参照して説明する。

第２図において、まず車両が走行中か停車中かを判別
し（ステップ20）、走行中であり、かつ走行開始時でな
い場合は（ステップ21）、角速度センサ12の出力からオ
フセット値を減じ（ステップ22）、得られた角速度を旧
方位に加算して車両の新方位を求め、方位と走行距離を
基に車両の現在位置を算出する（ステップ23）。

一方、ステップ20において、車両が停車中であると検
出した直後から、第３図に記号T1で示す一定時間以内に
おいては（ステップ24）、角速度センサ12の出力が変動
中であるとして、角速度センサ12の出力からオフセット
値を減じ（ステップ22）、得られた角速度を旧方位に加
算し続ける（ステップ23）。

ステップ24において、走行停止後、一定時間T1が経過
すると、角速度センサ12の出力を旧方位に加算するのを
やめ、ステップ25で第３図に記号T2で示す別に定めた一
定時間を経過するまでは角速度センサ12の出力とフィル
タリング手段131の出力とを積算し（ステップ32）、一
定時間T2を経過する毎に、角速度センサ12の出力の平均
値を求め（ステップ26）、その時点でのオフセット値と
比較し、その差が一定値以上であるか否かを判別し（ス
テップ27）、一定値を越えないと判定されたときは、同
一時間内のフィルタリング手段131の出力の平均値を求
め（ステップ28）、その値を新オフセット値として更新
する（ステップ29）。

一方、ステップ27において、出力値の差が一定値以上
であると判定された時には、車両にヨーレイトが生じて
いるとして、一定時間T2の間の角速度センサ12の出力か
らオフセット値を減じて、旧方位に加算する（ステップ
30,23）。

また、一定時間T2が経過しない間に走行を開始した場
合（ステップ21）は、第３図に記号T3に示す間の角速度
センサ12の出力からオフセット値を減じて（ステップ3
1）、旧方位に加算する（ステップ23）。

このように、上記実施例によれば、オフセット値の算
出には、角速度センサ12の出力をフィルタリング手段13
1のローパスフィルタを通した値を使用しているので、
車両振動の影響を除去でき、車両振動が生じる場合でも
正しくオフセット値を算出することができる。また、停
車直後、および停車中に一定値以上のヨーレイトの変動
が起こったときにも、角速度センサ12の出力を累積加算
するので、停車直後や発車直前に振動が大きく生じた場
合や、回転台に車両が乗っている場合でも、正しく方位
を算出することができる。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、角速度センサの
出力をローパスフィルタに通して停車中に起こる車両振
動の影響を除去した値を用いてオフセット値を算出して
いるので、停車中に車両が振動していてもオフセット値
を正確に算出し、短時間の停車でもオフセット値を更新
することができ、車両方位誤差を減少させることができ
る。

また、車両の走行停止直後の角速度センサの出力変動
の途中で累積加算を中止することがなくなり、さらに、
停車中に車両にヨーレイトが生じた場合も累積加算する
ので、車両の発進直後の角速度センサの出力の変動や、
車両が回転台に乗ったときの角速度センサの出力も累積
加算され、車両方位を一層正確に算出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す車載ナビゲーション装
置の概略ブロック図、第２図は同車載ナビゲーション装
置の動作例を示すフローチャート、第３図は同装置の動
作例のシーケンスを示すグラフ、第４図は従来の一般的
な車載用ナビゲーション装置を示す概略ブロック図、第
５図は従来の車載用ナビゲーション装置の動作例を示す
フローチャート、第６図（ａ）は角速度センサの出力値
を示すグラフ、第６図（ｂ）は角速度を累積加算したグ
ラフ、第７図は直流成分をオフセット値として有する角
速度センサの出力グラフ、第８図は車両の走行停止後、
角速度センサに出力変動が生じた場合に角速度を累積加
算したグラフである。 11…速度センサ、12…角速度センサ、13…演算手段、14
…表示手段、131…フィルタリング手段、132…オフセッ
ト演算手段、133…出力値比較手段、134…車両方位演算
手段、135…車両位置演算手段、14…表示手段。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−169612（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−270612（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243813（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−287009（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−120916（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−115118（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−193313（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−76611（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のヨーレイトを検出する角速度センサ
   と、前記角速度センサの出力をローパスフィルタに通し
   た値を演算するフィルタリング手段と、前記フィルタリ
   ング手段の出力値に基づき前記角速度センサのオフセッ
   ト値を演算するオフセット演算手段と、前記角速度セン
   サの出力値と前記オフセット値とを比較する出力値比較
   手段と、前記出力値比較手段が、角速度センサ出力値と
   オフセット値との差が一定値以上あると判定した時およ
   び走行時と走行停止後一定時間内に、前記角速度センサ
   出力値からオフセット値を減じた値を累積加算して車両
   の方位を算出する車両方位演算手段とを備えたことを特
   徴とする車載ナビゲーション装置。
2. 【請求項２】出力値比較手段は、一定時間内の角速度セ
   ンサ出力平均値とその時点でのオフセット値とを比較
   し、オフセット演算手段は、その差が一定値を越えない
   時に、前記角速度センサ出力平均値と同一時間内のフィ
   ルタリング手段出力の平均値を新オフセット値とするこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の車載ナビゲーション
   装置。
3. 【請求項３】車両方位演算手段は、走行停止後一定時間
   経過した時は、一定時間内の角速度センサ出力平均値と
   その時点でのオフセット値との差が一定値以上の時に、
   当該一定時間内の角速度センサ出力からオフセット値を
   減じた値を累積加算して車両の方位を算出することを特
   徴とする請求項（２）記載の車載ナビゲーション装置。