JPS601510A - 車載地磁気センサの補正方法 - 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】 本発明は車載地磁気センサの補正方法に関する。

車載地磁気センサは自動車等の車両に備え付けられ地磁
気を検出する作用を有する。一般に車両の進行方位等を
計測しこれを運転者等に対し運転状況に係る情報として
知らしめて運転の便宜を図ることに役立つ方位計等のセ
ンサとして利用される。

ここで地磁気センサの構成、特性を述べる。地磁気セン
ナには例えばトロイダルコア型のフラックスゲート式地
磁気センサを使用する。従来の方位計は概略的に第１図
の如く構成され、本図において示されるように地磁気セ
ンサ１によって地磁気ベクトルＡのＸ方向（東西方向）
成分、Ｙ方向（南北方向）成分を電気的信号ＶＸ　、　
Ｖｙ　として取シ出し、これらをアンプ２ａ，２ｂで増
幅し、その出力ｖＸ，ｖＹ　によって方位メータ３の方
位指示を行わせるように構成される。従って方位メータ
３の指針３ａは回路２から与えられる出力信号ｖｘ，■
ア　に対応して北耐し束（Ｅ）、南（Ｓ）、西（ト）の
各方向及びその間の方向を指すべく、その先端が円軌道
を描くことになる。そこで例えば第１図中の端子ａ，ｂ
にＸ−Ｙレコーダ４を接続して地磁気センサ１を水平状
態にて一回転させると第、２図のＢの如き円軌跡が描か
れる。Ｘ−Ｙレコーダ４において、■Ｘ−ｖＹ　座標の
原点Ｏからペン先に向かう矢印Ｃの向きがセンサ１の向
きＤと対応する０ ところが斯かる地磁気センサ１を、第３図に示されるよ
うに自動車５にその前方Ｆとセンサの方コーダ４の描く
軌跡を調べてみると、一般に車体は磁気を帯びているの
で、第４図に示すように原点０よりずれだ状態で円Ｂ′
が描かれてしまうことになる。この場合には、原点Ｏか
ら円軌道への方向Ｃ′がセンサの方向りとみなされるか
ら斯かる場合には中心Ｏ′が原点Ｏからずれた分だけセ
ンサの向く方向りの指示が狂うことになシ、それ故山動
車５に取υ付けたセンサ１に基づいて車両の進行方位を
正確に表示することができないという問題が生じる。

上記の如き問題が生じた場合にはこれを補正し正しいも
のにする必要が生じるが、従来の補正方法としては、自
動車を一周させるよう旋回して地磁気と車体の踏切着磁
等によるずれを分離して補正する方法が知られている。

この方法は、第５図に示されるように、特別に自動車を
一回転させることによってＶＸ軸について最大値■Ｘｍ
ａｘ　。

最小値ＶＸｍｉｎ　、　Ｖｙ軸について最大値Ｖｙｍａ
ｘ　’１最小値Ｖｙｍｉｎ　をめ、下記の式によって仮
の原点（ＸｏＦＦ　＋　Ｙｏｐｐ　）　をめる。

Ｘ０ＦＦ’＝ユ　（Ｖｘｍａｘ　＋ＶＸｍｉｎ　）ＹＯ
ＦＦ＝　−（Ｖｙｍａｘ　十Ｖｙｍｉｎ　）そしてその
後は（Ｘ０ＦＦ　＋　ＹｏＦｖ　）　の値を用いて各点
の値を補正し自動車５の進行方位を誤差なく検出するこ
とができるのである。

しかし現実の問題として考えるに上記の如く一般的な走
行時に地磁気センサの補正のためにのみ特別に自動車を
一周させることは使用者にとっては煩わしく不便である
し、斯かる補正を逐一運転者に強要することは当該計測
器の商品価値を低減せしめることになる。

本発明者は上記問題に鑑みこれを有効に解決すべく本発
明を成したものである。

本発明の目的は、地磁気を検出することによシ車両の進
行方位を計測する車載方位計等において、車両の帯磁等
によって方位計の方位表示が不正確である場合に車両走
行中に地磁気センサにおける誤差を消失せしめ自動的に
補正を行うようにし、以て補正を簡易に行えるようにし
当該計器の商品価値を向上せしめることにある。

而して本発明の特徴は、地磁気センサで地磁気を検出し
コンピュータで地磁気の方向、大きさを計測して車両の
進行方位等において、車両の一般的走行中に各方位の地
磁気を取り込み、そのデータ値からオフセットを計算し
て補正するようにしたことにある。

以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

通常の車両の走行状態において、前記地磁気センサ１か
ら得られる車両の走行方位に係るデータは第６図の６の
如く成り、各方位について一定の範囲内において分散し
て生じる。従って前述したＹ軸、Ｙ軸について最大値、
最小値を得る所謂ＭＡＸ−ＭＩＮ法によれば一般的走行
状態であるから突発的な外乱の影響を受けてしまうので
オフセットをめるときに誤差が生じてしまう恐れがある
。そこで第６図に示される走行方位に係るデータ軌跡に
関しＸ−Ｙ座標面を原点０を中心にしてその周りを例え
ば等角度の１６の方位領域に分割し、各方位領域ごとで
データから平均値をめるようにする。第７図はこのよう
にして得た各領域の平均値の点を示したもので、これら
の平均値の点を結んだ軌跡は略々円に類似した形状とな
る。

上記の如き平均値の点７・・を得た後に、点７・・・の
少なくとも３個を用いて軌跡８の中心をめることができ
、この中心σを補正のためのオフセットの点として使用
するのである。上記３点は第７図の１６個の平均点の中
から任意に選ぶことができるが、できるだけ等間隔で離
れていることが計算上好ましい。

本発明に係る車載方位計は、例えば第８図に示すように
、地磁気センサ１の検出出力をセンサアンプ２で所要の
レベルに増幅し、各出力をコンピュータ９に入力せしめ
てここで計算処理し地磁気のデータを得て、方位計の表
示器１０に車両の進行方位を表示するように構成されて
いる。そこで、前記の如く車両の通常の走行状態におい
て自動的にオフセット合わせを行う補正は、上記コンピ
ュータ９の計算機能を利用して行われる。すなわち、地
磁気センサ１から出力された各方位についての信号はコ
ンピュータ９内に記憶され、このデータを用いて、分割
された１６の方位領域における平均点をめるのであり、
更にこれらの平均点によって前述の如く前記中心σをめ
るのであるＯところで地上において、例えば首部高速道
路等の地域では第９図に示される如く全方位についての
地磁気ベクトルの軌跡１１において右側が偏在し、特異
な地域となっている。従ってこのような地域を車両が走
行して１６の方位領域の各々について平均点をめると第
９図の１２・・・の如くなる０このような場合には得ら
れた平均点のすべてを、前記オフセット中心をめるだめ
の点として使用することはできないので、第９図に示さ
れるように所定の境界線１３を設定し、この境界線を越
えないようにオフセット中心をめる。

また車両の一般的な走行状態においては、トラック、兼
用車等他車が発生する磁気的外乱、トンネル或いは鉄橋
等の局部的な磁場の乱れが生じることがある。そこで、
前記の如く一般的な走行時においてオフセットを検出す
る本発明に係る補正方法によれば、上記磁気的外乱、磁
場の乱れによってオフセットが変動し、安定な表示を得
ることができなくなる。斯かる問題を解消するだめに、
補正を実行する際に時定数を持たせるようにする。

これによれば上記外乱、局部的な磁場の乱れの影響を除
去することができる。具体的な補正方法としては１６の
方位領域におけるデータを平均化して記憶し、オフセッ
ト補正を少しずつ行うようにする。

更に上記の如く時定数を持たせる補正方法において、距
離的な時定数を持たせることもできる。

これは距離に基づいて平均化するのであるが、具体的に
は一定距離ごとに地磁気ベクトルをサンプリングし、１
６の方位データとして平均化するのである。

他の実施例としては、過大磁界検出手段を付設すること
ができる０すなわち車両走行中踏切υ等を渡ってオフセ
ットが変化したとき旧いデータが残っていると新しいオ
フセットを正確に推定することができない。そとで踏切
シ等で着磁のおそれが強い過大磁界を検出した時には旧
いデータをすべてクリヤしてしまうか、或いは重みづけ
によって小さくする。これによって踏切シ通過後、各方
向への走行によって速やかに新しいオフセット値に向か
って収束する。斯かる過大磁界検出手段は地磁気センサ
の入力レンジを広げることによって実現される０ また更なる変更実施例として走行中に地磁気ベクトルの
大きさを校正することもできるＯすなわち本発明に係る
前記実施例によれば地磁気の大きさを計算で得ることが
できる。そこで車両走行中中に地磁気の大きさをモニタ
し、これを適正なものに補正することができる０特にこ
の補正方法によれば、前述した首部高速道路等の特異地
域ではＸ方向についての地磁気の大きさが不安定である
ので、Ｘ方向についてはＹ方向と連動して補正すること
が可能となる０ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、地磁気セ
ンサを利用した車両の方位計等において、踏切着磁等に
起因して生じる地磁気センサのオフセットによる誤差を
、車両の通常走行状態において地磁気データを得、計算
によってオフセットをめ補正することによってなくすこ
とができ、以て補正のだめに逐一特別に車両を−回りさ
せる必要はなくなシ、補正を簡易に行うことが可能とな
シ、当該計器の商品価値を向上させることができる。

また、車両走行中にオフセットが変動することがあった
としても、地磁気のデータを適宜に取得し、地磁気セン
サの出力状態をモニタしているため、状況の変化に応じ
て補正のオフセットを変更することができ、走行状況に
合わせて精度の高い地磁気センサの補正を行うことがで
きる。特に地磁気センサのオフセットの補正を自動化し
得たので運転者の便宜を十分に図ることができ、その効
果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は地磁気センサの問題を説明するだめの従来の方
位計の構成図、第２図は地磁気センサの出力特性を示す
図、第３図は地磁気センサを付設した車両の平面図、第
４図は車体帯磁によって狂った地磁気センサの出力特性
を示す図、第５図は従来の地磁気センサの補正方法を説
明するだめの図、第６図は車両の一般走行中の地磁気セ
ンサの出力特性図、第７図は所定数の方位領域について
平均点をめた図、第８図は本発明に係る方位計の構成を
示すブロック図、第９図は特異地域における地磁気セン
サの出力特性、その補正方法を説明するだめの図である
。 図面中、１は地磁気センサ、２はセンサアンプ、６は車
両走行中の地磁気センサの出力特性の一例を示す図、７
は各方位領域における平均点、９はコンピュータ、１０
は方位表示器である。 特許出願人　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　下　１）　容一部 間　弁理士　大　橋　邦　産 量　弁理士　小　山　有 第１図 ■ 第５図 第６図 手続補正書（自発） 昭和５９年５　月１７日 特許庁長官　若杉和　夫　殿 １、事件の表示　特願昭５８−１０９８１７号２、発明
の名称　車載地磁気センサの補正方法３、補正をする者 事件との関係特許出願人 （５３２）本田技研工業株式会社 ４、代理人 （６７３５）　弁理士下１１：ｌ　容一部５、補正命令
の日付　自発 ６、補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄（１）
発明の詳細な説明の欄を下記の如く訂正する。 明細書第７頁第１４行目乃至第８頁第４行目に、「とこ
ろで地上において、・・・・・・オフセット中心をめる
。」とあるを削除し、同箇所に次の文章を加入する。 ［以上基本的な３点による円中心をめるアルゴリズムで
本発明を簡単に説明してきたが、更に改良されたアルゴ
リズムとして１６方位誤差表によるオフセット中心をめ
る方法を説明する。 例えば、首部高速道路等の地域では第９図に示される如
くなる。すなわち、西方向を主に走ると地磁気ベクトル
の軌跡は１１（Ｙ軸から左半分）となり、東方向を主に
走ると地磁気ベクトルの軌跡は１２（Ｙ軸から右半分）
となり、全体として楕円を描く特異な地域となっている
。従って単純な３点による心方法では正確にオフセット
中心をめることができない。 誤差を最少限におさえ、且つオフセット中心をめる方法
としては１６方位誤差表によるオフセット中心計算方法
がある。この方法は、先ず理想地磁気ベクトル円１３と
実車実測の地磁気ベクトルとの誤差を１６方位ごとに平
均値する。Ｘオフセットについては、１６方位の右半分
の８点の誤差のＸ成分のみを平均して１、実ベクトルが
理想円よりはみ出る方向であればＸオフセットを補正し
、実ベクトルが理想円の内側にあればＸオフセットは補
正しない。次に左半分の８点についても同様の処理を行
う。Ｙオフセットについては、１６方位の全点のＹ方向
成分の誤差値を平均し、その分だけ）′オフセットを補
正してかまわな（・。 以上の如くして地磁気ベクトル異常地域を通過した時の
補正誤差は最少限をおさえられ、一方通常の地域ではオ
フセント中心を正確にめることができる。」 （２）図面において第９図を添伺図面の如く削正する。 ８、　添伺書類の目録 図　面　１通 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地磁気センサで地磁気を検出しコンピュータで地
   磁気の方向、大きさを計測して車両の進行方位を表示す
   る車載方位計等において、車両の一般走行中に各方位の
   地磁気を取り込み、そのデータ値からオフセットを計算
   して補正するようにしたことを特徴とする車載地磁気セ
   ンサの補正方法。
2. （２）前記各方位を複数の領域に分割し、各領域ごとに
   地磁気データを蓄えて平均点をめ、各方位のうち少なく
   とも３個の平均点を用いてオフセット中心をめ補正する
   ようにしたことを特徴とする特許 地磁気センサの補正方法。