JPH09325029A - 地磁気センサの補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価でキャリブレーションの難しい３軸型の
地磁気センサを用いることなく、比較的安価な２軸型の
地磁気センサに対する傾斜補正を可能とし、傾斜による
方位算出誤差を解消する。 【解決手段】 車体を旋回させて車体方位を真北へ向
け、傾斜センサからの出力による車体のピッチ角β1
と、地磁気センサのＹコイル出力Ｖｙ1とを記憶し、次
いで、ジャッキアップ時の車体のピッチ角β2と、その
ときの地磁気センサのＹコイル出力Ｖｙ2とを記憶する
と、２つのピッチ角β1,β2と、２つのＹコイル出力Ｖ
ｙ1,Ｖｙ2とを用い、水平座標系における地磁気ベクト
ルのＺ軸方向成分Ｍｚに相当する傾斜補正値Ｋを算出す
る。そして、この傾斜補正値Ｋを用いて地磁気センサの
出力を傾斜補正し、方位角を演算することで、高価な３
軸型の地磁気センサを用いることなく、２軸型の地磁気
センサに対する傾斜補正を正確に行うことができ、傾斜
地走行における方位算出誤差を解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地磁気センサの出
力に基づく方位算出の誤差を補正する地磁気センサの補
正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のナビゲーションシステ
ムや無人で自律走行する自律走行車の自律走行制御シス
テム等に採用される地磁気センサは、互いに直交する２
つの磁気検出コイルを備えた２軸型の地磁気センサであ
り、この２軸型の地磁気センサでは、２つの磁気検出コ
イルの各々で、ＸＹ平面を水平面とするＸ,Ｙ,Ｚ直交座
標系で観測される地磁気ベクトルのＸ軸方向成分及びＹ
軸方向成分を検出するようになっており、各磁気検出コ
イルの各出力値の比によって方位角を算出することがで
きる。

【０００３】この地磁気センサによる方位角の算出に際
しては、車体の着磁や周囲の磁界の影響を補正するた
め、予め地磁気センサのキャリブレーションを行う必要
があり、２軸型の地磁気センサでは、車体に地磁気セン
サを固定した状態で水平且つ平らな路面上で１回転させ
たときに観測される各Ｘ，Ｙ軸の磁気検知コイルの円状
の出力軌跡の中心とゲイン（各軸方向の直径）を求める
ことにより、キャリブレーションを行うことができる。

【０００４】上記２軸型の地磁気センサのキャリブレー
ションに係わる技術は、特開平４−１１０７１７号公報
や特開平４−３４６０２０号公報等に開示されており、
地磁気センサを連続的に回すことができない場合、三点
以上のデータから出力軌跡の中心とゲインを推定し、地
磁気センサを連続的に回すことができる場合には、Ｘ，
Ｙコイルの各最大値と各最小値とから出力軌跡の中心と
ゲインを求める等の手法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無人で
自律走行する自律走行車等では、必ずしも平坦地を走行
するとは限らず、このような自律走行車に上述の２軸型
の地磁気センサを搭載して進行方向を算出する場合、傾
斜地で車体が傾くと、地磁気ベクトルの水平成分に対
し、車体に固定された地磁気センサでは傾きに応じた他
の成分を検出することになり、方位算出誤差が生じる。

【０００６】この傾斜による方位算出誤差は、Ｘ，Ｙ方
向の磁気検出軸に加え、車体に対して垂直な方向である
Ｚ軸方向の地磁気ベクトル成分を検出することのできる
３軸型の地磁気センサを使用することによって解消でき
るものの、この３軸型の地磁気センサは、上述の２軸型
の地磁気センサに対して極めて高価であり、コストアッ
プを招く。さらに、３軸型の地磁気センサでは、三次元
的なキャリブレーションを必要とするため、車両に搭載
した状態でのキャリブレーションが困難で実用的ではな
い。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高価でキャリブレーションの難しい３軸型の地磁気
センサを用いることなく、比較的安価な２軸型の地磁気
センサに対する傾斜補正を可能とし、傾斜による方位算
出誤差を解消することのできる地磁気センサの補正装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、地磁気ベクト
ルの３次元空間座標における２軸成分のみを検出する地
磁気センサの補正装置であって、上記地磁気ベクトルの
鉛直方向成分を、上記地磁気センサを水平面に対して傾
斜させたときの傾斜角及び上記地磁気センサの出力値に
基づいて推定し、傾斜補正値とする傾斜補正値算出手段
と、上記地磁気センサが水平面に対して傾斜したときの
上記地磁気センサの出力値を、その傾斜角と上記傾斜補
正値とにより上記地磁気センサが水平面と平行状態にあ
るときの出力値に換算補正する傾斜補正手段とを備えた
ことを特徴とする。

【０００９】すなわち、地磁気センサを水平面に対して
傾斜させたときの傾斜角及び地磁気センサの出力値に基
づいて推定した地磁気ベクトルの鉛直成分を傾斜補正値
として予め求めておき、地磁気センサが水平面に対して
傾斜したときにも、その傾斜角と傾斜補正値とにより地
磁気センサが水平面と平行状態にあるときの出力値に換
算補正して正確な方位算出を可能とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図２〜図６は本発明の実施の第１
形態を示し、図２は傾斜補正キャリブレーション処理ル
ーチンのフローチャート、図３は方位演算ルーチンのフ
ローチャート、図４は自律走行制御系のブロック図、図
５は地磁気センサを搭載した自律走行車の外観図、図６
は座標系と地磁気ベクトルとの関係を示す説明図であ
る。

【００１１】図５において、符号１は無人で自走可能な
自律走行作業車を示し、本形態においては、ゴルフ場等
の草・芝刈作業を行なう芝刈作業車である。この芝刈作
業車１は、エンジン駆動で走行し、前後輪の操舵角が独
立して制御されるようになっており、車両本体下部に、
草・芝刈作業を行うためのモーア等の刈刃機構部２を備
えるとともに、基準位置からの走行履歴に基づいて現在
位置を測定するための推測航法用センサ、走行障害物を
検出するための障害物検出用センサ等を備え、さらに、
走行及び操舵制御のための各種センサ類・アクチュエー
タ類を備えている。

【００１２】上記推測航法用センサとしては、上記芝刈
作業車１の後部に備えられた地磁気センサ３、及び、左
右の後輪に備えられた車輪エンコーダ４ａ，４ｂを備
え、上記障害物検出用センサとしては、超音波センサあ
るいは光センサ等からなる無接触型センサ５ａ，５ｂが
上記芝刈作業車１の前後部に取り付けられるとともに、
スイッチ式の接触型センサ６ａ，６ｂが上記芝刈作業車
１の前後端に取り付けられている。

【００１３】上記地磁気センサ３は、地磁気ベクトルの
水平成分を検出するため、励磁コイルを巻回したリング
状コアの磁心に、互いに直交する南北検出用のＸコイル
と東西検出用のＹコイルとを巻回、配置した周知の２軸
型センサであり、この２軸型の地磁気センサ３に対し、
後述する傾斜補正を行うため、車体のロール角及びピッ
チ角を検出するための傾斜センサ７が車体の下部略中央
に設置されている。

【００１４】すなわち、一般に、２軸型の地磁気センサ
によって方位を算出するには、車体に地磁気センサを固
定した状態で水平且つ平らな路面上で１回転させたとき
に観測される各Ｘ，Ｙコイルの出力円の中心を求める周
知のキャリブレーションを行うことにより、地磁気の乱
れや周囲の外部磁界の影響による交流的な誤差を除去す
るようにしているが、２軸型の地磁気センサでは、地形
の傾斜によって車体が傾くと、この車体の傾きに応じて
地磁気センサの出力が変化し、地磁気センサの出力に基
づいて算出される方位に大きな誤差を生じる。

【００１５】このため、本発明では、通常のキャリブレ
ーションに加え、上記２軸型の地磁気センサ３に対する
傾斜補正のキャリブレーションを上記傾斜センサ７を用
いて行うようになっており、高価な３軸型の地磁気セン
サと同等の精度を確保することができる。

【００１６】上記地磁気センサ３のキャリブレーション
は、図４に示す車載の制御装置２０によって行われる。
この制御装置２０は、上記地磁気センサ３によって検出
した芝刈作業車１の進行方位を目標方位との誤差に応じ
て修正し、自律走行を制御するものであり、自律走行制
御開始に先立ち、上記地磁気センサ３のキャリブレーシ
ョンを実行できるようになっている。すなわち、上記制
御装置２０に上述の各センサ類や後述するアクチュエー
タ類が接続されて本発明に係わる傾斜補正値算出手段、
傾斜補正手段、及び、その他の制御手段の機能を実現す
る。

【００１７】以下、上記制御装置２０の詳細について説
明する。上記制御装置２０は、例えば複数のマイクロコ
ンピュータからなり、上記地磁気センサ３及び上記車輪
エンコーダ４ａ，４ｂが接続される推測航法位置検出部
２１、上記無接触型センサ５ａ，５ｂ及び上記接触型セ
ンサ６ａ，６ｂが接続される障害物検出部２２、各検出
部２１，２２からの信号に基づいて芝刈作業車１の自律
走行を制御する走行制御部２３、この走行制御部２３に
よって参照される作業データやマップ等が格納される作
業データ蓄積部２４、上記走行制御部２３からの指示に
よって車両制御を行なう車両制御部２５、この車両制御
部２５からの出力に基づいて芝刈作業車１の各機構部を
駆動するため、駆動制御部２６、操舵制御部２７、刈刃
制御部２８等が備えられている。さらに、上記制御装置
２０には、芝刈作業車１をマニュアル操作するため、芝
刈作業車１のインストルメントパネルに配設された操作
スイッチ類とディスプレイとからなる操作パネル１３が
接続されるターミナル制御部２９が備えられている。

【００１８】上記推測航法位置検出部２１では、上記車
輪エンコーダ４ａ，４ｂからの出力パルスを積算して走
行距離を求め、この走行距離を上記地磁気センサ３で検
出した走行方向の変化に対応させて累積することによ
り、基準地点からの走行履歴を算出して自車両の現在位
置を測定する。また、上記障害物検出部２２は、無接触
型センサ５ａ，５ｂ及び接触型センサ６ａ，６ｂによっ
て予測できない障害物を検出し、検出信号を上記走行制
御部２３に出力する。

【００１９】上記走行制御部２３では、上記推測航法位
置検出部２１からの情報に基づいて、作業データ蓄積部
２４のマップ（作業内容及び草・芝刈り作業を行う作業
領域の地形データ等の走行用地図）を参照して自己の現
在位置と目標位置との誤差量を算出し、この誤差量分を
補正すべく走行経路指示や車両制御指示を決定し、上記
車両制御部２５に出力する。また、上記障害物検出部２
２からの信号により、障害物が検出されたときには、障
害物回避あるいは車両停止を指示する。

【００２０】上記作業データ蓄積部２４には、草・芝刈
作業を行なう作業領域の地形データ等の固定データ、各
センサからの信号を処理したデータ、地磁気センサ３の
キャリブレーションデータ、推測航法による測位データ
等の制御実行中のワークデータ等が記憶される。

【００２１】上記車両制御部２５では、上記走行制御部
２３からの指示を具体的な制御指示量に変換し、この制
御指示量を上記駆動制御部２６、操舵制御部２７、刈刃
制御部２８に出力する。これにより、上記駆動制御部２
６では、スロットル開度を調整してエンジン出力を制御
するためのスロットルアクチュエータ、変速アクチュエ
ータ、前後進切換アクチュエータ、ブレーキアクチュエ
ータ等の走行制御アクチュエータ８を駆動し、また、油
圧ポンプ９を制御して各機能部を駆動するための油圧を
発生させる。

【００２２】上記操舵制御部２７では、操舵系に備えら
れた前輪舵角センサ１０ａ、後輪舵角センサ１０ｂから
の入力に基づいて前輪操舵用油圧制御弁１１ａ、後輪操
舵用油圧制御弁１１ｂを介して操舵制御（操舵量フィー
ドバック制御）を行ない、刈刃制御部２８では、刈刃制
御用油圧制御弁１２を介して刈刃機構部２のサーボ制御
を行なう。

【００２３】さらに、上記ターミナル制御部２９は、上
記操作パネル１３の操作スイッチ類からの入力信号及び
ディスプレイへの表示出力信号を処理する入出力インタ
フェースや、図示しないハンディターミナルからの信号
を処理する通信インタフェース等を備えるものであり、
操作入力に応じた指令信号を上記走行制御部２３に出力
する。

【００２４】本形態では、上記ターミナル制御部２９に
接続される操作パネル１３に、上記地磁気センサ３のキ
ャリブレーションを実行するための操作スイッチ類が備
えられており、上記ターミナル制御部２９を介したマニ
ュアル操作により、上記地磁気センサ３のキャリブレー
ションを随時行うことができるようになっている。

【００２５】例えば、芝刈作業車１を有人運転で傾斜地
の作業領域に移動させ、この作業領域での無人作業走行
を開始させる前に、上記操作パネル１３に設けられたキ
ャリブレーションスイッチをＯＮすることにより、地磁
気センサのキャリブレーションを実行することができ
る。尚、図示しないハンディーターミナルからコマンド
を入力してキャリブレーションを行うことも可能であ
る。

【００２６】上記制御装置２０では、地磁気センサ３の
キャリブレーションとして、前述したように、通常の平
坦地でのキャリブレーションに加え、車体のピッチ・ロ
ールによる傾斜補正キャリブレーションを実行する。こ
の傾斜補正キャリブレーションは、三次元空間の地磁気
ベクトルに対する座標変換を伴う処理であり、以下、こ
の傾斜補正キャリブレーションについて説明する。

【００２７】まず、図６に示すように、ＸＹ平面を水平
面とするＸ,Ｙ,Ｚ直交座標系（以下、水平座標系と称す
る）を想定する。この水平座標系で観測される地磁気ベ
クトルＭが伏角Ｆ及び方位角αを有するとき、地磁気ベ
クトルＭのＸ,Ｙ,Ｚ軸方向の各成分Ｍｘ,Ｍｙ,Ｍｚは、
以下の(1)〜(3)式で表すことができる。

【００２８】 Ｍｘ＝｜Ｍ｜cosＦsinα …(1) Ｍｙ＝｜Ｍ｜cosＦcosα …(2) Ｍｚ＝｜Ｍ｜sinＦ …(3) 従って、車体がＸ,Ｙ平面と平行な水平状態にあると
き、２軸型の地磁気センサ３のＸ，Ｙコイルによって、
地磁気ベクトルＭのＸＹ平面への投影成分をＸ軸方向及
びＹ軸方向へ分解したＸ軸方向成分Ｍｘ及びＹ軸方向成
分Ｍｙを検出することにより、以下の(4)式によって方
位角αを求めることができる。

【００２９】 α＝arctan(Ｍｘ／Ｍｙ) …(4) 一方、車体が傾斜し、車体に固定された地磁気センサ３
も水平面に対して傾斜した状態では、地磁気センサ３の
Ｘ,Ｙコイルの検出値は、水平座標系で観測される地磁
気ベクトルＭのＸ軸方向成分Ｍｘ、Ｙ軸方向成分Ｍｙと
一致せず、方位算出誤差が生じる。

【００３０】すなわち、車体前後方向をＹ軸方向、車体
幅方向をＸ軸方向として、車体前後方向の傾斜角として
のピッチ角をβ、車体幅方向の傾斜角としてのロール角
をγとすると、車体に固定された２軸型の地磁気センサ
３では、上記水平座標系をピッチ角β、ロール角γで回
転した座標系（以下、ピッチ・ロール回転座標系と称す
る）で観測される地磁気ベクトルＭのＸ軸方向成分Ｍ
ｘ'及びＹ軸方向成分Ｍｙ'を、検出することになる。

【００３１】上記ピッチ・ロール回転座標系で観測され
る地磁気ベクトル［Ｍｘ' Ｍｙ' Ｍｚ'］は、水平座標
系で観測される地磁気ベクトル［Ｍｘ Ｍｙ Ｍｚ］に、
以下の(5)式で表されるピッチ回転による変換行列Ｒ
ｘ、及び、以下の(6)式で表されるロール回転による変
換行列Ｒｙを乗算した(7)式で表すことができる。

【００３２】 さらに、上記(7)式を展開すると、水平座標系で観測さ
れる地磁気ベクトルＭのＸ軸方向成分Ｍｘ及びＹ軸方向
成分Ｍｙを、以下の(8),(9)式で表すことができる。

【００３３】 Ｍｘ＝(Ｍｘ'＋Ｍｙsinβsinγ＋Ｍｚcosβsinγ)／cosγ …(8) Ｍｙ＝(Ｍｙ'＋Ｍｚsinβ)／cosβ …(9) 上記(8),(9)式には、傾斜センサ７によって計測される
ピッチ角β及びロール角γ、地磁気センサ３によって計
測されるピッチ・ロール回転座標系でのＸ軸方向成分Ｍ
ｘ'及びＹ軸方向成分Ｍｙ'に加え、通常、２軸型の地磁
気センサ３では計測不能な水平座標系でのＺ軸方向成分
Ｍｚが含まれる。このＺ軸方向成分Ｍｚは、前述の(3)
式からも明らかなように、伏角Ｆに対応した地磁気の垂
直分力成分であり、本来、同一地域であれば一定の値で
あるが、実際には、車体の帯磁等による磁力がベクトル
加算された値となるため、キャリブレーションが必要と
なる。

【００３４】このため、本発明では、異なるピッチ角で
地磁気センサ３のＹコイル出力を計測し、上記(9)式に
適用して水平座標系でのＺ軸方向成分Ｍｚを求める。す
なわち、ピッチ角β1,β2でのピッチ・ロール回転座標
系のＹ軸方向成分を、それぞれ、Ｍｙ1、Ｍｙ2とする
と、上記(9)式による水平座標系のＹ軸方向成分Ｍｙ
は、以下の(10),(11)式で表すことができる。

【００３５】 Ｍｙ＝(Ｍｙ1＋Ｍｚsinβ1)／cosβ1 …(10) Ｍｙ＝(Ｍｙ2＋Ｍｚsinβ2)／cosβ2 …(11) そして、上記(10),(11)式を連立させ、Ｚ軸方向成分Ｍz
について解くと、以下の(12)式となり、この(12)式で得
られるＺ軸方向成分Ｍｚを上記(8),(9)式に適用するこ
とで、前述の(4)式により方位角αを求めることができ
る。

【００３６】 Ｍｚ＝(Ｍｙ2cosβ1−Ｍｙ1cosβ2)／(sinβ1cosβ2−cosβ1sinβ2) …(12) 尚、上記(10),(11)式は、Ｙ軸方向成分Ｍｙ1,Ｍｙ2の絶
対値が大きい程、誤差が少なくなるため、地磁気センサ
３のＹコイル出力が最も大きくなる北向きの状態で計測
を行うことが望ましい。

【００３７】次に、上記制御装置２０で実行される地磁
気センサ３の傾斜補正キャリブレーションに係わる処理
について、図２及び図３のフローチャートに従って説明
する。尚、平坦地での通常のキャリブレーションは既に
実行済みとする。この平坦地でのキャリブレーション
は、本出願人による特願平８−１２０４３０号に詳述さ
れている。

【００３８】図２の傾斜補正キャリブレーション処理ル
ーチンでは、まず、ステップS1で、芝刈作業車１の走行
制御アクチュエータ８の１つを構成するスロットルアク
チュエータを介してエンジン出力を制御するとともに操
舵系を制御して車体を旋回させ、車体方位を真北へ向け
ると、ステップS2で自動停止し、ステップS3で傾斜セン
サ７からの出力による車体の傾斜角（ピッチ角）β1
と、地磁気センサ３のＹコイル出力Ｖｙ1とを記憶す
る。

【００３９】次いで、ステップS4へ進み、操作パネル１
３のディスプレイに、車体のジャッキアップを促すとと
もにジャッキアップ後に操作パネル１３のジャッキアッ
プ終了ボタンを押すことを指示するメッセージを表示
し、ステップS5で、操作パネル１３のジャッキアップ終
了ボタンが押されたか否かを調べる。

【００４０】そして、運転者が操作パネル１３のディス
プレイメッセージに従って手動で車体をジャッキアップ
し、ジャッキアップ終了ボタンが押されるまでの間、ス
テップS5のメッセージを表示するループを繰り返し、ジ
ャッキアップ終了ボタンが押されると、上記ステップS5
からステップS6へ進んで、ジャッキアップ時の車体のピ
ッチ角β2（ピッチ角β1に対し、例えば、５度程度の角
度差）と、そのときの地磁気センサ３のＹコイル出力Ｖ
ｙ2とを記憶する。

【００４１】その後、ステップS7へ進み、ジャッキアッ
プ前後の２つのピッチ角β1,β2と、２つのＹコイル出
力Ｖｙ1,Ｖｙ2とを用い、前述の(12)式に従った以下の
(13)式により、水平座標系における地磁気ベクトルのＺ
軸方向成分Ｍｚに相当する傾斜補正値Ｋを算出する。そ
して、この傾斜補正値Ｋを作業データ蓄積部２４に記憶
し、ルーチンを終了する。

【００４２】 Ｋ＝(Ｖｙ2cosβ1−Ｖｙ1cosβ2)／(sinβ1cosβ2−cosβ1sinβ2) …(13) 以上の傾斜補正キャリブレーション処理によって求めら
れた傾斜補正値Ｋを用いて地磁気センサ３の出力を傾斜
補正し、方位角を演算する処理は、図３の方位演算ルー
チンによって行われる。

【００４３】この方位演算ルーチンでは、ステップS11
で地磁気センサ３からＸ,Ｙコイル出力Ｖｘ',Ｖｙ'を得
ると、ステップS12で傾斜センサ７からピッチ角β、ロ
ール角γを得てステップS13へ進み、作業データ蓄積部
２４に記憶した傾斜補正値Ｋを用い、前述の(8),(9)式
に従った以下の(14),(15)式により、水平座標系におけ
る地磁気ベクトルの各Ｘ,Ｙ軸方向成分Ｍｘ,Ｍｙに相当
する各補正出力値Ｖｘ，Ｖｙを算出する。

【００４４】 Ｖｘ＝(Ｖｘ'＋Ｖｙsinβsinγ＋Ｋcosβsinγ)／cosγ …(14) Ｖｙ＝(Ｖｙ'＋Ｋsinβ)／cosβ …(15) そして、ステップS14へ進み、補正値出力値Ｖｘ,Ｖｙを
用い、前述の(4)式に従った以下の(16)式により方位角
αを求め、作業データ蓄積部２４にストアしてルーチン
を終了する。

【００４５】 α＝arctan(Ｖｘ／Ｖｙ) …(16) これにより、高価な３軸型の地磁気センサを用いること
なく、２軸型の地磁気センサ３に対する傾斜補正を正確
に行うことができ、傾斜地走行における方位算出誤差を
解消してナビゲーションシステムや自律走行制御システ
ムにおける制御範囲の拡大、制御性の向上を実現するこ
とができる。

【００４６】図７及び図８は本発明の実施の第２形態に
係わり、図７は傾斜補正キャリブレーション処理ルーチ
ンのフローチャート、図８は自律走行制御系のブロック
図である。

【００４７】本形態は、前述の第１形態における傾斜補
正のための車体ジャッキアップを、芝刈作業車１にジャ
ッキアップ機構を設けて自動化するものである。このジ
ャッキアップ機構は、例えば、油圧ポンプ９からの油圧
により作動し、図８に示すように、ジャッキアップ用油
圧制御弁１４を駆動制御部２６を介して制御し、車体の
ジャッキアップを行う。

【００４８】このため、本形態の傾斜補正キャリブレー
ション処理では、図７のステップS21で、前述の第１形
態と同様、芝刈作業車１の駆動系及び操舵系を制御して
車体を旋回させ、車体方位を真北へ向けると、ステップ
S22で自動停止し、ステップS23で傾斜センサ７からの出
力による車体のピッチ角β1と、地磁気センサ３のＹコ
イル出力Ｖｙ1とを記憶した後、ステップS24で、ジャッ
キアップ用油圧制御弁１４を駆動してジャッキアップ機
構に油圧を供給し、車体を自動的にジャッキアップす
る。

【００４９】そして、ステップS25で、ジャッキアップ
時の車体のピッチ角β2と、そのときの地磁気センサ３
のＹコイル出力Ｖｙ2とを記憶した後、ジャッキアップ
用油圧制御弁１４を切換えてジャッキアップ機構への油
圧をリリーフしてジャッキアップを解除すると、ステッ
プS26へ進んで、第１形態と同様、２つのピッチ角β1,
β2と、２つのＹコイル出力Ｖｙ1,Ｖｙ2とを用い、前述
の(13)式により傾斜補正値Ｋを算出し、この傾斜補正値
Ｋを作業データ蓄積部２４に記憶してルーチンを終了す
る。

【００５０】本形態では、２軸型の地磁気センサ３での
傾斜地走行における方位算出誤差を解消することができ
るばかりでなく、地磁気センサ３の完全自動キャリブレ
ーションが可能であり、芝刈作業車１の自律走行制御と
連携させることにより、あらゆる走行条件下で正確な方
位算出を可能とし、より発展した制御システムの実現を
可能とすることができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
磁気ベクトルの３次元空間座標における２軸成分のみを
検出する地磁気センサに対し、この地磁気センサを水平
面に対して傾斜させたときの傾斜角及び地磁気センサの
出力値に基づいて推定した地磁気ベクトルの鉛直成分を
傾斜補正値として予め求めておき、地磁気センサが水平
面に対して傾斜したときにも、その傾斜角と傾斜補正値
とにより地磁気センサが水平面と平行状態にあるときの
出力値に換算補正するため、高価でキャリブレーション
の難しい３軸型の地磁気センサを用いることなく、２軸
型の地磁気センサ３に対する正確な傾斜補正を可能とし
て傾斜地における方位算出誤差を解消することができ、
ナビゲーションシステムや自律走行制御システムにおけ
る制御範囲の拡大、制御性の向上を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】本発明の実施の第１形態に係わり、傾斜補正キ
ャリブレーション処理ルーチンのフローチャート

【図３】同上、方位演算ルーチンのフローチャート

【図４】同上、自律走行制御系のブロック図

【図５】同上、地磁気センサを搭載した自律走行車の外
観図

【図６】同上、座標系と地磁気ベクトルとの関係を示す
説明図

【図７】本発明の実施の第２形態に係わり、傾斜補正キ
ャリブレーション処理ルーチンのフローチャート

【図８】同上、自律走行制御系のブロック図

【符号の説明】

３ …地磁気センサ Ｍ …地磁気ベクトル Ｍｚ …水平座標系での地磁気ベクトルのＺ軸方向
成分（鉛直方向成分） β …ピッチ角（傾斜角） γ …ロール角（傾斜角） Ｖｘ，Ｖｙ…地磁気センサの出力値 Ｋ …傾斜補正値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地磁気ベクトルの３次元空間座標におけ
   る２軸成分のみを検出する地磁気センサの補正装置であ
   って、 上記地磁気ベクトルの鉛直方向成分を上記地磁気センサ
   を水平面に対して傾斜させたときの傾斜角及び上記地磁
   気センサの出力値に基づいて推定し、傾斜補正値を設定
   する傾斜補正値算出手段と、 上記地磁気センサが水平面に対して傾斜したときの上記
   地磁気センサの出力値を、その傾斜角と上記傾斜補正値
   とにより上記地磁気センサが水平面と平行状態にあると
   きの出力値に換算補正する傾斜補正手段とを備えたこと
   を特徴とする地磁気センサの補正装置。