JPS60100713A - 車載用方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は地磁気を利用した車載用方位検出装置に関す
るもので、詳しくは、車両の磁化によって生ずる方位検
出誤差を補正する手段を右する中載田方位検出装置に関
するものである。

［従来技術］ 従来、地磁気を利用した車載用力位検出装訪では、地磁
気センサの設置位１ξにおける磁界について車両の前後
方向および左右方向の成分を用いて車両の向いている方
位を検出している。一般に、車両は、何らかの磁化か行
なわれており、地磁気センサの設置位置での磁界は地磁
気のみでなく、地磁気と上記車両の磁化成分とが合成さ
れた磁界となっているため、この磁気成分を補正しない
と、方位検出に誤差を生ずる。このような誤差を補正す
る装置として、第１図のものがある。同図において、（
１）は磁界の車両の左右方向の磁界成分Ｈｘ、および１
１ｉ後方向の磁界成分Ｈｙをそれぞれ出力する地磁気セ
ンサ、（２）および（３）は補正値を設定する補正ボリ
ューム、（４）および（５）はそれぞれＨｚ　−Ｖｘ　
、　Ｈｙ　Ｖ！Ｉ’なる演算を行なう減算回路である。

つぎに、−１−記構成の作動を説明する。

補正にあたり、まず、車両を地磁気の北へ向は補正ボリ
ューム（２）を減算回路（４）の出力が零となるように
調整する。このとき、車両を１！！！磁気の北へ向けれ
ば、地磁気の車両の左右方向成分Ｅｘは零となり、地磁
気センサ（１）の出力Ｅｘには、重両磁気のの左右方向
成分Ｋｘのみが表われる。

すなわち、Ｈｘ　＝　Ｋ　ｘとなる。このため、−１記
動作により補止ボリューム（２）はＶｘ＝Ｋｘに設置さ
れたことになる。つぎに、車両を地磁気の東へ向け、補
正ボリューム（３）を拭儂１回路（５）の出力が零とな
るように調整する。これにより、袖」１ホリユーム（３
）の出力ｖｙは車両磁化の車両南北力面の成分ＫＶに設
定される。」；記２つの袖１１−動作を行なった後に、
減算回路（４）、（５）には、・１１両Ｉｂ化成分を除
いた地磁気成分のみか出力され、正しい方位を検出する
ことができる。

しかし、上記装置では、補正のに、１−記のよらに正確
に地磁気の北、地磁気の東に車１−１４を向ける必要が
あり、この補正に熟練を要するという欠点があった。

［発明の概費］ この発明は４二記従米の欠点を解消するためになされた
もので、簡単かつ正確に地磁気の補Ｉ１．．を行なうこ
とができる車載用力位検出装置を提供することを［」的
とする。

この発明の構成は、第２図に示すように、車両の左右方
向を表わす第１の軸とこの第１の軸に直交しかつ車両の
前後方向を表わす第２の軸からなる座標系における上記
第１の軸および第２の軸に対する第１および第２の磁界
成分をそれぞれ出力する地磁気センサ（５０）と、車両
の旋回時における＋２地磁気センサ（５０）からの１−
２第１および第２の磁界成分によって」二記座標系に生
ずる円軌跡を記憶する記憶手段（５１）と、この記憶手
段（５１）における−に２円軌跡と」−２第１の軸と平
行な直線との２つの交点についての中点を演りしこの中
点の複数個に対してその平均（ｉ（ｊを演算する第１の
演算手段（５２）と、］−記記憶手段（５１）における
上記円軌跡と」−２第２の軸と平行な直線との２つの交
点についての中点を演算しこの中点の複数個に対してそ
の平均（＋ｔｉを演算する第２の演算手段（５３）と、
」−記Ｊｌ！！磁気センサからの第１の磁界成分から上
記第１の演算手段（５２）からの第１の軸に対する平均
（ｉｒｊを減算する第１の減算手段（５４）と、」−２
地磁気センサ（５０）からの磁界成分から」二記憶２の
演算手段（５３）の第２の軸に対する平均値を減算する
第２の減算手段（５５）と、４二記第１および第２の減
算手段（５４）　、　（５５）からの出力を車両位置の
地磁気方向として表示する表示手段（５６）とをＪｔ−
備したことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下この発明の一実施例を図面にしたかつて説明する。

第３図において、（６）は中−両に搭載されてその１没
１６位置しこおけるｉｐ　ｉ、ｌ、ｉの左右方向および
前後方向の磁界成分を検出する地磁気センサ、（７）は
地磁気センサ（６）の出力をアナロク情報からテイシタ
ル情報に変換するＡ／Ｄ変換器、（８）は７（Ｉｌｌｌ
−の開始および停止を指示する操作部、（９）１より位
の表示を行なう表示装置、（１０）はマイクロコンピュ
ータで、入力回路（１０ａ）　、プログラムを記憶する
ためのＲＯＭ（１０ｂ）　、中央処理装置（１（ｌｃ）
、処理結果を記ｊＱするためのＲＡ　Ｍ　（１０ｄ）お
よび出力回路（１０ｅ）からなるものである。

第４図は地磁気センサ（６）の設置位置にお（する磁界
の状ＩＬ；を示すベクトル図である。（１１）は市内の
左右方向を表わすｙ軸、（１２）はｌｊ両の前後方向を
表わすｙ軸、Ｅは地磁気を表わす地磁気ベクトル、Ｋは
車両磁化による車両磁化ベクトル、旧ｌよ」二記ベクト
ルＥ、に合成した合成ペクト）し、（１６〕は車両か旋
回したときに生ずる上記合成ベクトル旧の軌跡である。

このとき、車両を旋回させると、合成ベクトルＨは軌跡
（１６）を描き、地磁気ベクトルＥの大きさは一定であ
るから、軌跡（１６）は円となる。（１７）はｙ軸に平
行な直線Ｑ＋　、　（１８）はｙ軸に平行な直線Ｑ２で
ある。

いま、Ｉｊ両を１回転させ、予め円軌跡（１ｅ）の各点
のデータを収集しておき、Ｑｌ　と円軌跡（１６）との
交点Ａ、Ｂのｙ座標ＡＶ、ＢＹ、およびＱ２と円軌跡（
１６）との交点Ｃ，ＤのＸ座標Ｃｘ　、Ｄｘをめ、（Ａ
Ｙ＋ＢＹ）／２　、（Ｃｘ＋Ｄｘ）／２なる計神を行な
うと、車両磁化ベクトルにの終点は円軌跡（１６）の中
心であるから、これらの結果はそれぞれ車１ＩＩ１１磁
化ベクトルにのＸ、ｙ成分を表す。このようにしてめた
車両磁化ベクトルＫを合成ベクトル旧から鍼算すれは、
地磁気ベクトルＥがｔｌｌられｉｌＥ　Ｌい補止が行な
われる。ただし、収集したデータに含まれる雑音成分を
除去するために、１組の点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄからイ１）ら
れた車両磁化ベクトルＫを頁の車両磁化ベクトルにとし
て採用するのでなく、複数の組からそれぞれｉｐ内内磁
へりトルＫをめてそのｉｐ−均を頁のＫとする。

つきに、この原理にシ、（つく第３図の装置〆１の動１
７＋を第５図とともに説明する。

操作部（８）により円軌跡データ収集開始を指小し、車
体の旋回を開始すると、ステップ（２０）では、円軌跡
データ収集開始を検知し、ステップ（２１）へ進む。ス
テップ（２１）では、操作ｉ’ｊｌｌ（８）から円軌跡
データ収集停止の指示か与えられているかとうかを調べ
、与えられていなければステップ（２２）へ進む。ステ
ップ（２２）では、地磁気センサ（６）の出力に表われ
る合成ベクトルＨの磁界成分Ｈｘ。

ＨＹをＡ／Ｄ変換器（７）を介して読み取りｒ（ＡＭ（
１０ｄ）へ記憶させる。つぎに、ステップ（２３）へ准
み一定時間経過後、ステップ（２１）パノＸる。ステッ
プ（２１）　、　（２２）　、　（２３）を繰り返すこ
とにより、　−’ｔＩＪ周期で合成ベク］・ル旧か１．
Ｉ測され、合成ヘク［・ルＨの軌跡データが記憶されて
いく。車内か１回転して操作部（８）により円軌跡デー
タ収集停止ト−の指示がＩｊ、えもれていれば、ステッ
プ（２１）でそれを検知し、ステップ（２４）へ進む。

ステップ（２４）では、ＲＡ　Ｍ　（ｌｏｄ）に記憶さ
れた合成ベクトルＨの軌跡データの中からＸ座標が最低
および最大となる２点を抽出し、この２点のＸ座標の小
さい方の値をＹＯとする。合成ベクトル旧の軌跡データ
でＹＯより小さいＸ座標をもつ点を円軌跡（１６）の下
半円上にある点とみなす。ステップ（２５）では、ド半
円−ににある１点Ａｎに対して、ＡｎのＸ座標Ａｘｎに
最も近い座標をもつ上半円」二にない点を選択し、これ
をＢｎ　とする。これにより、点Ａｎを通るｙ＋ｋｌ＋
に１１行な直線Ｑ＋　と円軌跡（１６）との交点の他の
１点、すなわち、Ｂｎがまる。ステップ（２６）では、
Ａｎ、ＢｎのＸ座標値をそれぞれＡｙｎ、Ｂｙｎとする
とき、　Ｋｙｎ＝　（Ａｙｎ＋Ｂｙｎ）　／２を計算し
てＲＡ　Ｍ　（１０ｄ）へ記憶する。ステップ（２７）
では、ステップ（２５）　、　（２Ｂ）が上半円の各点
に対して実行されたかを調べ、ド半円のすへての点につ
いてステップ（２５）　、　（２６’）を実行し終える
とステップ（２Ｂ）へ進む。ステップ（２８）では、Ｒ
Ａ　Ｍ　（１０ｄ）に記憶されたＫｙｎの平均値をめて
それを車両磁化ベクトルにのＸ座標とする。ステップ（
２８）では、ＲＡＭ（ＩＯｄ）　、＼記憶された合成ベ
クトルＨの軌跡データの中からＸ座標が最低および／＋
＆人となる２点を抽出し、この２点のＸ座標の小さい力
の（＋７ｉをｘＯとする。合成ベクトルＨの軌跡データ
でＸｏより小さいＸ座標をもつ点を円軌跡（１６）の左
’Ｉ’　ｌ’ｌ　＋−にある点とみなす。ステップ（３
０）では、ノ、、−ｙ、円１．にある１点Ｃｎに対して
Ｃｎｃ７）ｘ座標ＣＸＩ＋に最、も匹い座標値をもつ左
半円上にない点を選択し、これをＤｎとする。これによ
り、点Ｃｎを通るＸＩＩＩＩｌに平行な直線Ｑ２と円軌
跡（１６）との交点の他の１点、すなわち、Ｄｎがまる
。ステップ（３１）では、Ｃｎ、Ｄ　ｎのＸ座標をＣｘ
ｎ、Ｄｘｎとするとき、 Ｋ　ｘｎ＝　（Ｃｘｎ＋　Ｄ　ｘｎ）／　２　ノｔｉｔ
算を１１ない、これをＲＡ、Ｍ　（１０ｄ）へ記憶する
。ステップ（３２）では、ステップ（３０）　、　（３
１）か左半円」−の各点について実行されたかを調へ、
上半円」二のすべての点についてステップ（３０）　、
　（３１）を実行し終えるとステップ（３３）へ進む。

ステップ（３３）では、ＲＡ　Ｍ　（ｌｏｄ）に記憶さ
れたＫｘｎの平均値をめてそれを車両磁化ベクトルにの
Ｘ座標とする。以上の一連のステップにより車両磁化ベ
クトルＫをめることができる。つぎに、ステップ（２０
）へ戻り、操作部（８）より軌跡データ収集開始が指示
されてなければ、ステップ（３４）へ進み、ステップ（
３４）では、合成ベクトルＨの、；１Ｍ１を行ない、ス
テップ（３５）では、Ｅ−旧一にの計算により、地磁気
ベクトルＥをめる。ステップ（３６）では、ステップ（
３５）で１１）られた地磁気ベクトルＥに基づき方位の
表示を行なう。

その後、ステップ（２０）へ戻る。

し発明の効果１ 以」−のように、この発明によれば、従来装置のように
車両を地磁気の北および東に向ける必要がなく、単に市
内を旋回させるだけで、容易かつＩＦ確な補正が行なえ
る車載用方位検出装置を提供することとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車重′用方位検出装置を示すブロック図
、第２図はこの発明の構成を示すブロック図、第３図は
この発明の一実施例による中又°用方位検出装置を示す
ブロック図、第４図は同実施例の原理を説明するベクト
ル図、第５図は同実施例の動作を示すフローチャー１・
である。 （５０）φ・争地磁気センサ、　（５１）−・・記憶ｒ
段、（５２）　、　（５３）・・・第１．第２の演算ｐ
段、（５４）　、　（５５）・φ・第１．第２の減算手
段、　（５Ｂ）・・・表示手段。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を小才。 代理人　大岩増雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ｊｌｔ両の左右方向を表わす第１の軸とこの第
   １の軸に直交しかつ車両の前後方向を表わす第２の軸か
   らなる座標系における上記第１の軸および第２の軸に対
   する第１および第２の磁界成分をそれぞれ出力する地磁
   気センサと、車両の旋回時における」−記地磁気センサ
   からの」二記憶１および第２の磁界成分によって上記座
   標系に生ずる円軌跡を記憶する記憶手段と、この記憶手
   段における上記円軌跡と」−記憶１の軸と平行な直線と
   の２つの交点についての中点を演算しこの中点の複数個
   に対してその平均値を演算する第１の演算手段と、」−
   記記憶手段における」二記円軌跡と」二記憶２の軸と平
   ｔｉな直線との２つの交点についての中点を演算しこの
   中点の複数個に対してその平均値を演算する第２の演算
   手段と、上記地磁気センサからの第１の磁界成分から」
   二記憶１の演算手段からの第１の軸に対する平均値を減
   算する第１の誠ｑ手段と、Ｌ記地磁気センサからの磁界
   成分から１．記憶２の演算手段の第２の軸に対する平均
   値を減ｐする第２の減算手段と、」−記憶１および第２
   の減ｊ′ノ手段からの出力を車両位置の地磁気方向とし
   て表示する表示手段とを具備したことを特゛徴とする中
   載田方位検出装置。