JP3615305B2

JP3615305B2 - Error correction method and apparatus for angular velocity sensor, and navigation system

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Publication number: JP3615305B2
Application number: JP13498896A
Authority: JP
Inventors: 武海谷; 幸一近石; 知育原田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JPH09318384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの移動体に搭載され、あるいは持込まれ、移動体の角速度を検出する角速度センサの誤差補正方法および装置ならびにナビゲーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車、船舶、航空機あるいは鉄道の車両などの移動体には、移動量を計測するための移動検出センサが各種利用されている。移動体の方向変化を検出するための角速度センサは、ナビゲーション装置などで現在位置を推測航法で推定するための方位検出手段として使用される。角速度センサを使用すれば、移動開始前の進行方向を基準として、移動中に移動体の進行方向がどれだけ変化したかを検出することができる。
【０００３】
従来から、角速度を検出するセンサとして、たとえば特開平２−２１２７１１や特開平２−２９３６２０などに開示されている振動ジャイロが広く使用されている。図１３は、振動ジャイロを角速度センサとして使用するための構成を示す。振動ジャイロ１では、四角柱や三角柱などの角柱状の超音波振動子を、軸線が鉛直方向になるように保持して振動させる。鉛直軸線まわりでの時計まわり（ＣＷ）または反時計まわり（ＣＣＷ）の角変位の際に発生するコリオリ力によって、振動状態が変化する。この変化を、信号処理回路２が電気的に検出する。信号処理回路２の出力電圧は、アナログ／デジタル（以下「Ａ／Ｄ」と略称する）コンバータ３によってデジタル値に変換され、ＣＰＵ４によるナビゲーション装置に対する入力データとなる。
【０００４】
図１４は、図１３に示す振動ジャイロ１の角速度センサとしての出力特性を示す。横軸に実際の角速度をとり、縦軸に図１３のＡ／Ｄコンバータ３から出力される検出角速度データの値をとる。理想特性としては実線で示すようになるけれども、このときの感度Ｓｖをａとし、オフセット電圧Ｖｏをｂとすれば、破線で示すような感度Ｓｖの違いによる誤差や、太い実線で示すようなオフセット電圧Ｖｏの誤差が発生する。このような誤差は、時間経過とともに変動し、たとえば特開平３−１８９５１４には、誤差のドリフトを補正する先行技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平３−１８９５１４の先行技術では、自動車の停止状態を車速センサからの出力によって検出する。オフセット値を補正するに際し、オフセット値の変化履歴を記憶して、変化の傾向を予測し、ドリフト補正を行うようにしている。車速パルスによって停止状態を検出するので、振動ジャイロを搭載する機器を、自動車等のユーザが後から装着するなどの場合のように、車速パルス信号を利用することが困難な場合は利用することができない。
【０００６】
振動ジャイロを用いる角速度センサでは、起動後の経過時間や温度あるいは電源電圧などの影響で、静止時の出力電圧値Ｖｏと感度Ｓｖとに誤差が生じるので、図１４に示す実角速度と検出角速度との間に差が生じ、方位エラーが発生する可能性がある。その誤差を補正または吸収し、その影響をなくすためには、特開平３−１８９５１４に示す先行技術のように、時間的な変化の傾向からドリフトを予測するだけでは、温度や電源電圧の変化に対応する予測を行うことができない。
【０００７】
本発明の目的は、角速度センサの誤差を、移動体の移動と関連して、適切かつ精度よく補正することができる角速度センサの誤差補正方法および装置ならびにナビゲーションシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体に搭載され、移動体の予め定める角速度を検出する角速度センサの誤差を補正する方法であって、
静止した発信源から送信される電波を受信して、搬送波雑音強度比を求め、
該搬送波雑音強度比の変動幅が小さいとき、角速度センサの出力値をオフセット値として角速度センサの誤差を補正することを特徴とする角速度センサの誤差補正方法である。
本発明に従えば、移動体の静止状態で、角速度センサの出力値をオフセット値として誤差を補正する。移動体である自動車などが停止しているか、きわめて低速でしか移動していないので、角速度センサの出力はオフセット値となる。オフセット値が更新されれば、オフセット値に基づく角速度の検出値の誤差が解消され、角速度の検出を精度よく行うことができる。
【００１１】
また、静止した発信源から送信される電波の受信状態の安定性によって、移動体の静止状態を判断する。移動体が静止状態であれば、静止している発信源からの電波の受信を安定に行うことができるので、移動体が静止状態であるか否かを容易に判断することができる。
【００１２】
また本発明は、前記電波受信のために、アンテナの指向性ビームの方向を角速度センサの出力に基づいて決定される方向に変化させ、一定速度で一定の電界強度が得られる範囲の首振りを行い、角速度センサの誤差を吸収することを特徴とする。
本発明に従えば、角速度センサの出力に基づいて放送受信用アンテナの指向性ビームの方向をある一定範囲で変化させる。電波受信が電界強度最大となる方向も含まれれば、角速度センサの誤差を吸収し、移動体が静止していなくても、電波を電界強度が高い状態で受信することができる。
【００１３】
また本発明は、前記電波受信のために、アンテナの指向性ビームの方向を角速度センサの出力に基づいて決定される方向に変化させ、一定速度で一定の電界強度が得られる範囲の首振りを行い、電界強度が最大となる方向と角速度センサの出力に基づく方向との差に基づいて、角速度センサの出力値について、移動量に対する感度の誤差を補正することを特徴とする。
本発明に従えば、放送電波の最大電界強度となる方向と角速度センサの出力に基づいて決定される方向との差に対応して角速度センサの移動量に対する感度の誤差を補正するので、一般的にオフセット値よりも補正が困難な感度を有効に補正することができる。
【００１４】
さらに本発明は、移動体に搭載され、移動体の予め定める角速度を検出する角速度センサの誤差を補正する装置であって、
静止した発信源から送信される電波を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された電波の搬送波雑音強度比を求める搬送波雑音強度比検出手段と、
前記搬送波雑音強度比検出手段により検出された搬送波雑音強度比の変動幅が小さいとき、角速度センサの出力値をオフセット値として角速度センサの誤差を補正する誤差補正手段とを含むことを特徴とする角速度センサの誤差補正装置である。
【００１５】
本発明に従えば、誤差補正手段は、移動体の静止状態で、角速度センサの出力値をオフセット値として誤差を補正する。移動体である自動車などが停止しているか、きわめて低速でしか移動していないので、角速度センサの出力はオフセット値となる。オフセット値が更新されれば、オフセット値に基づく角速度の検出値の誤差が解消され、角速度の検出を精度よく行うことができる。
また、誤差補正手段は、静止した発信源から送信される電波の受信手段による受信状態の安定性によって、移動体の静止状態を判断する。移動体が静止状態であれば、静止している発信源からの電波の受信を安定に行うことができるので、移動体が静止状態であるか否かを容易に判断することができる。
【００１６】
さらに本発明は、移動体の角速度を検出する角速度センサを備え、移動体に搭載されるナビゲーションシステムにおいて、
静止した発信源から送信される電波を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された電波の搬送波雑音強度比を求める搬送波雑音強度比検出手段と、
前記搬送波雑音強度比検出手段により検出された搬送波雑音強度比の変動幅が小さいとき、角速度センサの出力値をオフセット値として角速度センサの誤差を補正する誤差補正手段とを、含むことを特徴とするナビゲーションシステムである。
【００１７】
本発明に従えば、ナビゲーションシステムは、移動体の角速度を検出する角速度センサの誤差を、静止した発信源から送信される電波が安定して受信されているときに、補正することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である自動車などの車両に搭載される角速度センサの誤差補正を行うための大略的な電気的構成を示す。角速度センサである振動ジャイロ１１は、信号処理回路１２によって振動状態に駆動され、振動状態の変化から振動ジャイロ１１の軸線まわりに時計まわり（ＣＷ）または反時計まわり（ＣＣＷ）の角変位に従って作用するコリオリ力に基づく角速度を検出する。信号処理回路１２からの出力電圧は、Ａ／Ｄコンバータ１３によってデジタルデータに変換され、ＣＰＵ１４に角速度を表すデータとして入力される。
【００２３】
ＣＰＵ１４には、車速パルス信号などの車速監視手段１５からの信号や、衛星放送を受信するチューナ１６からの受信状態を表すＣ／Ｎ比信号などが入力される。チューナ１６は、アンテナ１７の指向性ビーム１８を放送衛星（ＢＳ）１９の方向に常に向くように、自動追尾装置２０で追尾動作が行われている。ＣＰＵ１４には、停止時操作監視手段２１、ステアリング操作監視手段２２などからの出力信号も入力される。また振動ジャイロ１１の動作条件を監視する動作条件監視手段２３からの出力データも入力され、予め設定されているテーブル２４を参照して振動ジャイロ１１の誤差を補正する。ＣＰＵ１４には、さらに車両の走行を案内するナビゲーション装置２５からのマップマッチングや、ＧＰＳ衛星電波を利用した現在位置を表すデータなども入力される。
【００２４】
図２は、図１のＣＰＵ１４の動作を示す。ＣＰＵ１４は、一連の制御プログラムを繰返しループとして実行し、その一環として図２に示す動作を行う。ステップａ１から動作を開始し、ステップａ２では振動ジャイロ１１の出力ｇを測定する。Ａ／Ｄコンバータ１３からの出力データがｘであるとすれば、ｇ＝ｘとなる。次にステップａ３で、振動ジャイロ１１の出力ｇに基づく角速度ｖの計算を行う。角速度ｖの計算は、次の第１式に従って行われる。
【００２５】
【数１】

【００２６】
ここでＶｏは停止時の基準出力値であり、振動ジャイロ１１の出力のオフセット値を表す。ステップａ４では、車速監視手段１５からの出力によって、車速が０であるか否かを判断する。たとえば車速パルス出力がなく、車速パルス出力がハイレベルまたはローレベルで固定されていれば、移動体である車両が停止状態であると判断することができる。車速が０であると判断されるときには、ステップａ５でオフセット値Ｖｏをｘの値に置き換える。オフセット値Ｖｏや感度Ｓｖは、予めデォルト値がメモリに記憶され、さらに補正された値に置き換えられて更新される。メモリはバッテリバックアップされ、更新された値は保持される。ステップａ４で、車速が０でないと判断されるときには、角速度ｖを用いてステップａ６でアクチュエータ動作コントロールを行う。アクチュエータとしては、たとえば自動追尾装置２０内に設けられる駆動用モータや、ナビゲーション装置２５における推測航法に基づく現在位置算出が対象となる。ステップａ５またはステップａ６が終了すると、ステップａ７で次の制御ループに移る。
【００２７】
図３は、図１に示すナビゲーション装置２５によって算出される車両の方向変化量を（ａ）で示し、振動ジャイロ１１によって検出される角速度の累積出力値から算出される移動方向の変化量を（ｂ）でそれぞれ示す。（ａ）に示すナビゲーション装置２５の移動方向変化量は、０度からａ度まで変化しているとする。（ｂ）に示す角速度の累積に基づく変化量Ｆ（Ｓｖ）は、方向変化開始の前後における相対的な差であるので、オフセット値Ｖｏは相殺され、感度Ｓｖに依存する。ナビゲーション装置２５によって検出される方向変化と角速度の累積値との比較によって、感度Ｓｖの誤差を算出し、感度Ｓｖの値を補正することができる。
【００２８】
図４は、振動ジャイロ１１が検出する角速度に対応する信号処理回路１２の出力電圧の変化を示す。信号処理回路１２の出力の変動は、車両が停止しているときと直線走行しているときとでは車両に加わる振動等の影響で相違する。（ａ）は車両停止時の出力電圧変動状態を示し、（ｂ）は直線走行時の出力電圧変動状態を示す。車両停止時には出力電圧はほとんど変動しないのに対し、直線走行時ではたとえば１度／ｓｅｃの角速度に対して約２０ｍＶの感度を有するときに、数ｍＶｐ−ｐの小幅な変動を生じる。このことを利用し、信号処理回路１２からの出力の変動を監視すれば、変動幅がたとえば１０ｍＶ程度に設定される基準よりも少ないか否かで、図２の動作のステップａ４における車速＝０に相当する車両停止状態の判断を行うことができる。
【００２９】
図１に示す構成では、車両には衛星放送を受信するため、アンテナ１７の指向性ビーム１８を放送衛星１９の方向に向ける自動追尾装置２０が搭載されている。放送衛星１９は、赤道上空の静止衛星軌道に打ち上げられており、車両が停止していれば指向性ビーム１８の方向を固定しても電波を受信可能である。車両が移動中であれば、自動追尾装置２０によって指向性ビーム１８を変化させ、常に放送衛星１９を追尾するような制御が行われる。放送衛星１９から送信される電波は、チューナ１６によって受信され、搬送波の受信強度と、雑音の受信強度との比を表すＣ／Ｎ比信号がＣＰＵ１４に与えられる。Ｃ／Ｎ比信号の検出電圧は、車両が停止して受信状態が安定していれば変動が少なく、車両が移動中であれば受信状態が安定していても雑音等で変動を生じる。車両の移動によって受信状態が不安定になれば、さらに大きく変動する。したがって図４に示した信号処理回路１２の出力電圧の変化と同様に変動幅が小さければ車両が停止状態であると判断することができ、図２のステップａ４と同等の車速＝０の判断を行うことができる。
【００３０】
図５は、車両３０が、放送衛星１９に対して一定の角度で向いて停車している状態または直線走行している状態を（ａ）で示し、方向が変化するカーブ走行中の状態を（ｂ）で示す。アンテナ１７の指向性ビーム１８の方向を変化させる自動追尾装置２０は、放送衛星１９に向かって一定速度で首振りを行う。首振りは、放送衛星１９の方向に対して水平面内で時計まわり方向および反時計まわり方向にそれぞれ受信するＣ／Ｎ比レベルが一定値だけ低下するまで、あるいは一定角度に達するまで行う。図５に示すように、放送衛星１９を中心として左右に首振りを行うと、図６に示すようなＣ／Ｎ比信号レベルの変化が得られる。図６（ａ）は図５（ａ）に対応し、図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応する。図５および図６の（ａ）に示すように、車両３０が停車中または直線走行中であれば、首振り時間は左右で同一時間となる。図５（ｂ）に示すようにカーブ走行中であれば、図６（ｂ）に示すように首振り時間ｔ１，ｔ２は左右で異なる。図２のステップａ４における停車中であるか否かの判断は、オフセット値の補正を行うタイミングを判断するために行われるので、図５（ａ）で示すような停車中または直線走行中の場合にもオフセット値の補正を行うことができる。すなわち図６（ａ）に示すように、左右の首振り時間ｔ１，ｔ２が同一である条件が成立すれば、図２のステップａ４と同様のオフセット補正に適切な条件が成立していると判断することができる。
【００３１】
図７は、角速度を検出する感度Ｓｖ［ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ］が何らかの影響で誤差を生じた場合に、衛星放送受信のための自動追尾装置２０による自動追尾機能を利用して補正するための考え方を示す。図７（ａ）に示すように、車両３０がカーブ走行などで走行方向を変化させるとき、実際の角速度ｘと振動ジャイロ１１によって検出される検出角速度ｙとの間に差（ｘ−ｙ）が生じる可能性がある。図７（ｂ）では、ｘ＝ｙで誤差が生じないときに、放送衛星１９の方向と受信レベルが最大となる指向性ビーム１８の方向とが一致する状態を示す。図７（ｃ）では、放送衛星１９の方向に対し、受信レベルが最大となる指向性ビーム１８の方向に差があるｘ≠ｙのときの状態を示す。
【００３２】
図７（ｃ）に示すように指向性ビーム１８の方向が外れると、図８に示す動作に従って、自動追尾装置２０内で放送衛星に対する方向探索を行うための首振りが開始される。ステップｂ１から、衛星追尾のための制御ループの一環として動作が開始され、ステップｂ２では、受信するＣ／Ｎ比信号のレベルが、追尾可能であると予め設定されている追尾領域から外れるか否かを判断する。追尾領域からの外れがなければ、自動追尾を続ける。追尾領域から外れると、ステップｂ３で、放送衛星に対し首振り動作を開始する。首振り動作の結果、前述の図６（ａ）や（ｂ）に示すような変化が得られ、ステップｂ４で変化のピーク値の受信レベルが追尾領域に復帰するのを待つ。復帰すれば、ステップｂ５で首振り動作を停止し、振動ジャイロ１１からの出力に従う自動追尾動作を行う。図８に示すような制御を繰り返すことによって、感度Ｓｖにずれが生じたときでも、その誤差を吸収し、放送衛星１９からの電波を安定に受信することができる。
【００３３】
図８の動作では、振動ジャイロ１１の出力電圧の誤差を吸収することはできるけれども、絶対的な感度Ｓｖの補正は行わない。図９は、感度Ｓｖの補正を行うルーチンの動作を示す。このような動作も、自動追尾装置２０内の制御ループの一環として行われる。ステップｃ１からＳｖ補正ルーチンの動作を開始し、ステップｃ２では図６（ｂ）に示すような首振り時間ｔ１，ｔ２の差を検出する。予め時間差に対応する感度Ｓｖの誤差補正値をテーブル化しておき、ステップｃ３でテーブルを参照して補正値を読出す。首振り時間差と補正値との関係を予め数式化しておき、演算によって補正値を求めることもできる。ステップｃ４では、補正値に基づいて感度Ｓｖの補正を行い、ステップｃ２に戻る。
【００３４】
図２のステップａ４での車両の停止状態の判断は、車両の停止時に行われる操作を検出することによっても可能である。車両の停止時に行われる操作としては、移動体である車両が移動しないようにブレーキをかけて制動する動作がある。ブレーキ操作の検出は、自動車のサイドブレーキの操作や変速機のシフトレバーがＰＡＲＫＩＮＧポジション操作されていることなどで検出可能である。また停車中であれば、車両の車体の外部に設けられる開閉可能部分を開状態とする操作も行われる。そのような開閉可能な部分としては、たとえばトランクやボンネット、フロントまたはリアのドア、給油口などがある。車両の走行中であれば、これらの開閉部分は閉状態となる。
【００３５】
さらに、移動体である車両の停止中は、移動体の移動のための駆動源であるエンジンからの駆動力の伝達が停止しているか、エンジンそのものが停止している状態となる。したがって図２のステップａ４における車速＝０の判断の代わりに、変速機のシフトレバーがニュートラルポジションになっているときや、自動車のキースイッチがアクセサリ（ＡＣＣ）などのエンジンが停止している状態であれば、車両は停止中であると判断することができる。さらに自動車の運転席にシートをリクライニング状態に変化させることが機能が設けられていれば、リクライニング状態で運転することはないので、リクライニング状態であれば車両が停止中であると判断することができる。
【００３６】
また、たとえば４輪操舵などの４ＷＳ機能を有する車両等では、ハンドル切り角を電気信号として取り出すことができるので、角速度センサに対してはハンドルの切り角＝０の状態で直進走行状態となり、補正としてのオフセット調整が可能となる。したがって図１のステアリング操作監視手段２２によって図２のステップａ４を「ハンドル切り角＝０」の条件で判断すれば、停止中と同様にオフセット調整を行うことができる。
【００３７】
図１０は、振動ジャイロ１１のオフセット値の誤差を、温度や電源電圧あるいは起動後の経過時間などの誤差要因に対して予めテーブル化しておき、振動ジャイロ１１の出力値を補正する動作を示す。誤差要因を温度ｃとしたとき、補正値のテーブルは、たとえば次の表１に示すように設定される。
【００３８】
【表１】

【００３９】
ステップｄ１から動作を開始し、ステップｄ２では振動ジャイロ１１の出力ｇを測定する。たとえばｇ＝ｘである。ステップｄ３では、誤差要因データとして、温度、電源電圧あるいは経過時間などを測定し、たとえば温度について、ｃ＝ｙとする。ステップｄ４では、表１に示すようなｃ−Ｖｏテーブルを参照し、ステップｄ５でオフセット補正し、Ｖｏを決定する。ステップｄ６では、振動ジャイロ１１によって検出される角速度ｖの計算を前述の第１式に従って行う。ステップｄ６では、計算された角速度に従って、アクチュエータ動作コントロールを行い、ステップｄ８で次のループに移る。
【００４０】
表１では、誤差要因データの測定値ｃは、離散的な値をとっているけれども、この表１にない中間的な値であるときには、その前後のいずれかの値に選ぶ。前後いずれかを選ぶかは予め設定されており、誤差要因が大きく変化しない限り誤差を適切に補正することができる。
【００４１】
図１１は、図１に示す動作条件監視手段２３の一例として、誤差要因となる温度を検出するための構成を示す。温度検知を行うサーミスタ３１の抵抗値の変化は、抵抗３２との接続点の電圧を変化させ、Ａ／Ｄコンバータ３３でデジタル値に変換し、ＣＰＵ１４にデータとして入力される。テーブル２４には、図１１の回路構成で得られる電圧に対する温度のデータ対応関係が予め設定され、誤差要因となる温度の変化を精度よく検出することができる。
【００４２】
図１２では、図１の動作条件監視手段２３の他の例として、振動ジャイロ１１の出力電圧の誤差の原因となる電源電圧の変化を監視する構成を示す。電源電圧は、抵抗３４，３５によって分圧され、Ａ／Ｄコンバータ３６によってデジタルデータに変換されてＣＰＵ１４に与えられる。ＣＰＵ１４は予め設定されるテーブル２４を参照し、電源電圧の変化に対応する補正値を読出して、振動ジャイロ１１の出力電圧のオフセット値を補正する。ＣＰＵ１４は、動作開始からの経過時間を計測し、振動ジャイロ１１の出力値をテーブル２４に予め設定されている経過時間と補正値との対応関係を用いて補正することもできる。
【００４３】
以上説明した各実施形態では、角速度センサが振動ジャイロ１１である場合について説明しているけれども、他の種類の角速度センサであっても同様にオフセット値や感度の補正を行うことができる。
【００４４】
また受信している電波の発信源として、放送衛星１９からの電波を対象としているけれども、地上に固定されるアンテナから電波放送を行っている放送局からの電波であっても同様に利用することができる。ただし、放送衛星１９は遠方の赤道上空に静止しており、車両などが移動しても絶対的な方位はほとんど変化しないので、このような方位検出の基準として好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、静止した発信源から送信される電波を安定に受信されるときに、移動体の停止状態を確実に判断し、角速度センサのオフセット値を適切に補正して検出精度を向上させることができる。
【００４８】
また本発明によれば、角速度センサの出力に基づいて静止した発信源から送信される電波を受信するアンテナの指向性ビームの方向を変化させ、電界強度が最大となる方向との誤差から角速度センサのオフセット値を補正することができるので、移動時であってもオフセット補正を行うことができる。
【００４９】
また本発明によれば、角速度センサの出力値に基づく指向性ビームの方向と、受信する電波の最大電界強度の方向との誤差から角速度センサの検出感度を補正することができるので、一般にオフセット補正に比較して困難な感度補正も適切に行うことができる。
【００５０】
さらに本発明によれば、静止した発信源から送信される電波が安定して受信されるときに、角速度センサの誤差を適切かつ精度よく補正することができる。
【００５１】
さらに本発明によれば、ナビゲーションシステムで、角速度センサの誤差を、適切かつ精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としての角速度センサの誤差補正を行うための概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＣＰＵ１４の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のナビゲーション装置２５から得られる走行方向の変化量と振動ジャイロ１１の検出する角速度の累積値から得られる方向変化量との関係を示す模式図である。
【図４】図１の信号処理回路１２からの出力電圧の変動を、車両停止時と直線走行時とで比較して示すグラフである。
【図５】車両が停車または直線走行時とカーブ走行中とで、放送衛星に対してアンテナ１７の指向性ビーム１８の方向を大きく変化させる首振り動作を行う状態を示す模式図である。
【図６】図５に示す首振り動作に対応するＣ／Ｎ比信号レベルの変化特性を示すタイミチャートである。
【図７】車両の走行方向の変化の際の実際の角速度ｘと、検出角速度ｙとの差およびその差に対応する指向性ビームの方向１８と、放送衛星１９の方向との差を示す模式図である。
【図８】図１の自動追尾装置２０の首振り動作によって、振動ジャイロ１１の感度Ｓｖの誤差を吸収する動作を示すフローチャートである。
【図９】図１の自動追尾装置２０の首振り動作に基づいて、感度Ｓｖの補正を行う動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１の動作条件監視手段２３の監視対象である誤差要因データを用いて振動ジャイロ１１のオフセット値を補正する動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１の動作条件監視手段２３が監視する振動ジャイロ１１の誤差要因として、温度を検出するための概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】図１の動作条件監視手段２３が監視する振動ジャイロ１１の誤差要因として、電源電圧の変動を検出するための概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】従来からの振動ジャイロを用いて角速度を検出するための概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】図１に示す振動ジャイロ１１の角速度センサとしての出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１振動ジャイロ
１２信号処理回路
１３，３３，３６Ａ／Ｄコンバータ
１４ＣＰＵ
１５車速監視手段
１６チューナ
１７アンテナ
１８指向性ビーム
１９放送衛星
２０自動追尾装置
２１停止時操作監視手段
２２ステアリング操作監視手段
２３動作条件監視手段
２４テーブル
２５ナビゲーション装置
３０車両
３１サーミスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an error correction method and apparatus for an angular velocity sensor that is mounted on or brought into a moving body such as an automobile and detects the angular velocity of the moving body, and a navigation system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of movement detection sensors for measuring the amount of movement have been used for moving bodies such as automobiles, ships, airplanes, and railway vehicles. An angular velocity sensor for detecting a change in the direction of a moving body is used as an azimuth detecting means for estimating a current position by dead reckoning navigation with a navigation device or the like. If the angular velocity sensor is used, it is possible to detect how much the traveling direction of the moving body has changed during the movement based on the traveling direction before the movement starts.
[0003]
Conventionally, as a sensor for detecting an angular velocity, for example, a vibration gyro disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. Hei 2-2112711 and Hei 2-293620 has been widely used. FIG. 13 shows a configuration for using the vibration gyro as an angular velocity sensor. In the vibration gyro 1, a prismatic ultrasonic transducer such as a quadrangular prism or a triangular prism is vibrated while being held so that the axis is in the vertical direction. The vibration state is changed by the Coriolis force generated in the clockwise (CW) or counterclockwise (CCW) angular displacement around the vertical axis. This change is electrically detected by the signal processing circuit 2. The output voltage of the signal processing circuit 2 is converted into a digital value by an analog / digital (hereinafter abbreviated as “A / D”) converter 3 and becomes input data to the navigation device by the CPU 4.
[0004]
FIG. 14 shows output characteristics of the vibration gyro 1 shown in FIG. 13 as an angular velocity sensor. The horizontal axis represents the actual angular velocity, and the vertical axis represents the value of the detected angular velocity data output from the A / D converter 3 of FIG. Although the ideal characteristic is shown by a solid line, if the sensitivity Sv at this time is a and the offset voltage Vo is b, an error due to a difference in sensitivity Sv as shown by a broken line, or an offset as shown by a thick solid line An error of the voltage Vo occurs. Such errors fluctuate with time. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-189514 discloses a prior art for correcting error drift.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-189514, the stop state of the automobile is detected by the output from the vehicle speed sensor. When correcting the offset value, the change history of the offset value is stored, the tendency of the change is predicted, and drift correction is performed. Since the stop state is detected by the vehicle speed pulse, it can be used when it is difficult to use the vehicle speed pulse signal, such as when a user such as an automobile later attaches a device equipped with a vibration gyroscope. Can not.
[0006]
In the angular velocity sensor using the vibration gyro, an error occurs between the output voltage value Vo and the sensitivity Sv at rest due to the influence of the elapsed time after starting, temperature, power supply voltage, etc. Therefore, the actual angular velocity and the detected angular velocity shown in FIG. There is a possibility that a difference occurs between the two and an orientation error occurs. In order to correct or absorb the error and eliminate the influence, just predicting the drift from the tendency of temporal change as in the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-189514, the temperature and the power supply voltage can be changed. The corresponding prediction cannot be made.
[0007]
An object of the present invention is to provide an angular velocity sensor error correction method and apparatus, and a navigation system that can correct an error of an angular velocity sensor in an appropriate and accurate manner in association with movement of a moving body.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method of correcting an error of an angular velocity sensor that is mounted on a movable body and detects a predetermined angular velocity of the movable body,
Receive radio waves transmitted from a stationary source, find the carrier noise intensity ratio,
An error correction method for an angular velocity sensor, wherein an error of the angular velocity sensor is corrected using an output value of the angular velocity sensor as an offset value when the fluctuation range of the carrier noise intensity ratio is small.
According to the present invention, the error is corrected using the output value of the angular velocity sensor as an offset value when the moving body is stationary. Since the moving vehicle such as an automobile is stopped or is moving only at an extremely low speed, the output of the angular velocity sensor is an offset value. If the offset value is updated, the error in the detected angular velocity value based on the offset value is eliminated, and the angular velocity can be detected with high accuracy.
[0011]
Further, the stationary state of the moving body is determined based on the stability of the reception state of the radio wave transmitted from the stationary transmission source. If the moving body is stationary, it is possible to stably receive radio waves from a stationary transmission source, and thus it is possible to easily determine whether or not the moving body is stationary.
[0012]
Further, the present invention changes the direction of the directional beam of the antenna to a direction determined based on the output of the angular velocity sensor for the reception of the radio wave, and swings in a range where a constant electric field strength can be obtained at a constant speed. To absorb the error of the angular velocity sensor.
According to the present invention, the direction of the directional beam of the broadcast receiving antenna is changed within a certain range based on the output of the angular velocity sensor. If the direction in which the radio wave reception has the maximum electric field strength is included, the error of the angular velocity sensor is absorbed, and the radio wave can be received with a high electric field strength even when the moving body is not stationary.
[0013]
Further, the present invention changes the direction of the directional beam of the antenna to a direction determined based on the output of the angular velocity sensor for the reception of the radio wave, and swings in a range where a constant electric field strength can be obtained at a constant speed. And correcting an error in sensitivity with respect to the amount of movement of the output value of the angular velocity sensor based on the difference between the direction in which the electric field strength is maximum and the direction based on the output of the angular velocity sensor.
According to the present invention, an error in sensitivity with respect to the amount of movement of the angular velocity sensor is corrected corresponding to the difference between the direction of the maximum electric field strength of the broadcast radio wave and the direction determined based on the output of the angular velocity sensor. In addition, it is possible to effectively correct the sensitivity that is more difficult to correct than the offset value.
[0014]
Furthermore, the present invention is an apparatus for correcting an error of an angular velocity sensor that is mounted on a movable body and detects a predetermined angular velocity of the movable body,
Receiving means for receiving radio waves transmitted from a stationary source;
Carrier noise intensity ratio detection means for obtaining a carrier noise intensity ratio of radio waves received by the receiving means;
An angular velocity comprising: an error correction unit that corrects an error of the angular velocity sensor using an output value of the angular velocity sensor as an offset value when a fluctuation range of the carrier noise intensity ratio detected by the carrier noise intensity ratio detection unit is small. This is a sensor error correction device.
[0015]
According to the present invention, the error correction unit corrects the error using the output value of the angular velocity sensor as an offset value when the moving body is stationary. Since the moving vehicle such as an automobile is stopped or is moving only at an extremely low speed, the output of the angular velocity sensor is an offset value. If the offset value is updated, the error in the detected angular velocity value based on the offset value is eliminated, and the angular velocity can be detected with high accuracy.
The error correction unit determines the stationary state of the moving body based on the stability of the reception state of the radio wave transmitted from the stationary transmission source. If the moving body is stationary, it is possible to stably receive radio waves from a stationary transmission source, and thus it is possible to easily determine whether or not the moving body is stationary.
[0016]
Furthermore, the present invention includes an angular velocity sensor that detects an angular velocity of a moving body, and in a navigation system mounted on the moving body,
Receiving means for receiving radio waves transmitted from a stationary source;
Carrier noise intensity ratio detection means for obtaining a carrier noise intensity ratio of radio waves received by the receiving means;
Error correction means for correcting an error of the angular velocity sensor using an output value of the angular velocity sensor as an offset value when the fluctuation width of the carrier noise intensity ratio detected by the carrier noise intensity ratio detection means is small. It is a navigation system.
[0017]
According to the present invention, the navigation system can correct the error of the angular velocity sensor that detects the angular velocity of the moving body when the radio wave transmitted from the stationary transmission source is stably received.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic electrical configuration for performing error correction of an angular velocity sensor mounted on a vehicle such as an automobile according to an embodiment of the present invention. The vibration gyro 11, which is an angular velocity sensor, is driven to a vibration state by the signal processing circuit 12, and acts according to an angular displacement of clockwise (CW) or counterclockwise (CCW) around the axis of the vibration gyro 11 from the change of the vibration state. Detects angular velocity based on Coriolis force. The output voltage from the signal processing circuit 12 is converted into digital data by the A / D converter 13 and input to the CPU 14 as data representing the angular velocity.
[0023]
The CPU 14 receives a signal from the vehicle speed monitoring means 15 such as a vehicle speed pulse signal, a C / N ratio signal indicating a reception state from the tuner 16 that receives satellite broadcasting, and the like. The tuner 16 is tracked by the automatic tracking device 20 so that the directional beam 18 of the antenna 17 is always directed toward the broadcasting satellite (BS) 19. The CPU 14 also receives output signals from the stop operation monitoring means 21 and the steering operation monitoring means 22. Further, output data from the operation condition monitoring means 23 for monitoring the operation condition of the vibration gyro 11 is also input, and an error of the vibration gyro 11 is corrected with reference to a preset table 24. The CPU 14 is also input with map matching from the navigation device 25 that guides the traveling of the vehicle, data representing the current position using GPS satellite radio waves, and the like.
[0024]
FIG. 2 shows the operation of the CPU 14 of FIG. The CPU 14 executes a series of control programs as a repeated loop, and performs the operation shown in FIG. The operation starts from step a1, and in step a2, the output g of the vibration gyro 11 is measured. If the output data from the A / D converter 13 is x, g = x. Next, in step a3, the angular velocity v based on the output g of the vibrating gyroscope 11 is calculated. The angular velocity v is calculated according to the following first formula.
[0025]
[Expression 1]

[0026]
Here, Vo is a reference output value at the time of stop and represents an offset value of the output of the vibration gyro 11. In step a4, it is determined from the output from the vehicle speed monitoring means 15 whether or not the vehicle speed is zero. For example, if there is no vehicle speed pulse output and the vehicle speed pulse output is fixed at a high level or a low level, it can be determined that the vehicle as a moving body is in a stopped state. When it is determined that the vehicle speed is 0, the offset value Vo is replaced with the value x in step a5. As for the offset value Vo and the sensitivity Sv, default values are stored in advance in the memory, and further updated by being replaced with corrected values. The memory is battery backed up and the updated value is retained. If it is determined in step a4 that the vehicle speed is not 0, actuator operation control is performed in step a6 using the angular velocity v. As the actuator, for example, a driving motor provided in the automatic tracking device 20 or current position calculation based on dead reckoning navigation in the navigation device 25 is targeted. When step a5 or step a6 is completed, the process proceeds to the next control loop in step a7.
[0027]
3 shows (a) the amount of change in the direction of the vehicle calculated by the navigation device 25 shown in FIG. 1, and the amount of change in the direction of movement calculated from the cumulative output value of the angular velocity detected by the vibrating gyroscope 11 ( Each is shown in b). It is assumed that the movement direction change amount of the navigation device 25 shown in (a) changes from 0 degrees to a degrees. Since the change amount F (Sv) based on the accumulated angular velocity shown in (b) is a relative difference before and after the start of the direction change, the offset value Vo is canceled out and depends on the sensitivity Sv. By comparing the direction change detected by the navigation device 25 with the cumulative value of the angular velocity, the error of the sensitivity Sv can be calculated and the value of the sensitivity Sv can be corrected.
[0028]
FIG. 4 shows a change in the output voltage of the signal processing circuit 12 corresponding to the angular velocity detected by the vibrating gyroscope 11. The fluctuation in the output of the signal processing circuit 12 differs depending on the influence of vibrations applied to the vehicle when the vehicle is stopped and when the vehicle is running straight. (A) shows the output voltage fluctuation state when the vehicle is stopped, and (b) shows the output voltage fluctuation state when running straight. While the output voltage hardly fluctuates when the vehicle is stopped, a slight fluctuation of several mVp-p occurs when the vehicle has a sensitivity of about 20 mV with respect to an angular velocity of, for example, 1 degree / sec. By utilizing this fact and monitoring the fluctuation of the output from the signal processing circuit 12, the vehicle speed at step a4 of the operation of FIG. 2 = 0 depending on whether or not the fluctuation width is smaller than a reference set to about 10 mV, for example. The vehicle stop state corresponding to can be determined.
[0029]
In the configuration shown in FIG. 1, the vehicle is equipped with an automatic tracking device 20 that directs the directional beam 18 of the antenna 17 in the direction of the broadcasting satellite 19 in order to receive satellite broadcasting. The broadcasting satellite 19 is launched in a geostationary satellite orbit above the equator, and can receive radio waves even if the direction of the directional beam 18 is fixed if the vehicle is stopped. If the vehicle is moving, the automatic tracking device 20 changes the directional beam 18 and performs control to always track the broadcast satellite 19. The radio wave transmitted from the broadcast satellite 19 is received by the tuner 16, and a C / N ratio signal indicating the ratio between the reception intensity of the carrier wave and the reception intensity of noise is given to the CPU 14. The detection voltage of the C / N ratio signal varies little if the vehicle stops and the reception state is stable, and if the vehicle is moving, the detection voltage varies due to noise or the like even if the reception state is stable. If the reception state becomes unstable due to the movement of the vehicle, it will fluctuate further. Therefore, if the fluctuation range is small like the change in the output voltage of the signal processing circuit 12 shown in FIG. 4, it can be determined that the vehicle is in a stopped state, and the determination of the vehicle speed = 0 equivalent to step a4 in FIG. It can be carried out.
[0030]
FIG. 5 shows a state in which the vehicle 30 is stopped at a certain angle with respect to the broadcast satellite 19 or is traveling in a straight line by (a), and a state in which the vehicle is traveling in a curve whose direction changes ( Shown in b). The automatic tracking device 20 that changes the direction of the directional beam 18 of the antenna 17 swings toward the broadcasting satellite 19 at a constant speed. The head swing is performed until the C / N ratio level received in the clockwise direction and the counterclockwise direction in the horizontal plane with respect to the direction of the broadcasting satellite 19 decreases by a certain value or reaches a certain angle. As shown in FIG. 5, when the head is swung left and right around the broadcasting satellite 19, a change in the C / N ratio signal level as shown in FIG. 6 is obtained. 6 (a) corresponds to FIG. 5 (a), and FIG. 6 (b) corresponds to FIG. 5 (b). As shown in FIG. 5 and FIG. 6A, if the vehicle 30 is stopped or traveling straight, the swing time is the same for the left and right. If the vehicle is running on a curve as shown in FIG. 5B, the swing times t1 and t2 are different on the left and right as shown in FIG. 6B. The determination of whether or not the vehicle is stopped in step a4 in FIG. 2 is performed in order to determine the timing for correcting the offset value. Therefore, when the vehicle is stopped or running straight as shown in FIG. In addition, the offset value can be corrected. That is, as shown in FIG. 6A, if the condition that the left and right swing times t1 and t2 are the same is satisfied, it is determined that an appropriate condition for offset correction similar to step a4 in FIG. 2 is satisfied. can do.
[0031]
FIG. 7 is a diagram for correcting by using the automatic tracking function by the automatic tracking device 20 for satellite broadcasting reception when the sensitivity Sv [mV / deg / sec] for detecting the angular velocity causes an error due to some influence. Show the way of thinking. As shown in FIG. 7A, when the vehicle 30 changes the traveling direction in a curve traveling or the like, there is a difference (xy) between the actual angular velocity x and the detected angular velocity y detected by the vibrating gyroscope 11. It can happen. FIG. 7B shows a state in which the direction of the broadcast satellite 19 and the direction of the directional beam 18 at which the reception level is maximum coincide with each other when no error occurs at x = y. FIG. 7C shows a state in which x ≠ y where there is a difference in the direction of the directional beam 18 at which the reception level is maximum with respect to the direction of the broadcast satellite 19.
[0032]
When the direction of the directional beam 18 deviates as shown in FIG. 7 (c), swinging for searching the direction for the broadcasting satellite in the automatic tracking device 20 is started in accordance with the operation shown in FIG. From step b1, the operation is started as part of the control loop for satellite tracking. In step b2, whether the level of the received C / N ratio signal deviates from the tracking region set in advance as being trackable. Determine whether. If there is no deviation from the tracking area, automatic tracking is continued. When it is out of the tracking area, a swing operation is started for the broadcasting satellite in step b3. As a result of the swing operation, a change as shown in FIGS. 6A and 6B described above is obtained, and it waits for the reception level of the peak value of the change to return to the tracking area in step b4. If it returns, in step b5, the swing motion is stopped, and the automatic tracking operation according to the output from the vibration gyro 11 is performed. By repeating the control as shown in FIG. 8, even when the sensitivity Sv is deviated, the error can be absorbed and the radio wave from the broadcast satellite 19 can be received stably.
[0033]
In the operation of FIG. 8, although the error of the output voltage of the vibration gyro 11 can be absorbed, the absolute sensitivity Sv is not corrected. FIG. 9 shows the routine operation for correcting the sensitivity Sv. Such an operation is also performed as part of a control loop in the automatic tracking device 20. The operation of the Sv correction routine is started from step c1, and in step c2, the difference between the swing times t1 and t2 as shown in FIG. 6B is detected. An error correction value of sensitivity Sv corresponding to the time difference is tabulated in advance, and the correction value is read with reference to the table in step c3. It is also possible to formulate the relationship between the swing time difference and the correction value in advance and obtain the correction value by calculation. In step c4, the sensitivity Sv is corrected based on the correction value, and the process returns to step c2.
[0034]
The determination of the stop state of the vehicle in step a4 in FIG. 2 can also be performed by detecting an operation performed when the vehicle is stopped. As an operation performed when the vehicle is stopped, there is an operation of applying a brake so that the vehicle as a moving body does not move. The detection of the brake operation can be detected by operating the side brake of the automobile or operating the PARKING position of the shift lever of the transmission. Further, when the vehicle is stopped, an operation for opening the openable / closable portion provided outside the vehicle body is also performed. Examples of such an openable / closable part include a trunk, a bonnet, a front or rear door, and a fuel filler. When the vehicle is running, these open / close portions are closed.
[0035]
Furthermore, while the vehicle that is the moving body is stopped, the transmission of the driving force from the engine that is the driving source for moving the moving body is stopped, or the engine itself is stopped. Therefore, instead of determining whether the vehicle speed = 0 in step a4 in FIG. 2, when the shift lever of the transmission is in the neutral position or when the engine such as the accessory (ACC) is stopped when the key switch of the automobile is in the neutral position. If so, it can be determined that the vehicle is stopped. Further, if the function of changing the seat to the reclining state is provided in the driver's seat of the automobile, the vehicle is not driven in the reclining state, so that it can be determined that the vehicle is stopped in the reclining state. .
[0036]
Further, for example, in a vehicle having a 4WS function such as four-wheel steering, the steering angle can be taken out as an electric signal. As a result, offset adjustment can be performed. Therefore, if step a4 in FIG. 2 is determined under the condition “steering angle = 0” by the steering operation monitoring means 22 in FIG. 1, the offset adjustment can be performed in the same manner as when the vehicle is stopped.
[0037]
FIG. 10 shows an operation in which the offset value error of the vibration gyro 11 is tabulated in advance with respect to error factors such as temperature, power supply voltage, or elapsed time after startup, and the output value of the vibration gyro 11 is corrected. When the error factor is temperature c, the correction value table is set as shown in Table 1 below, for example.
[0038]
[Table 1]

[0039]
The operation starts from step d1, and in step d2, the output g of the vibration gyro 11 is measured. For example, g = x. In step d3, temperature, power supply voltage, or elapsed time is measured as error factor data. For example, for temperature, c = y. In step d4, a c-Vo table as shown in Table 1 is referred to, and offset correction is performed in step d5 to determine Vo. In step d6, the angular velocity v detected by the vibrating gyroscope 11 is calculated according to the above-described first equation. In step d6, actuator operation control is performed according to the calculated angular velocity, and the process proceeds to the next loop in step d8.
[0040]
In Table 1, the measurement value c of the error factor data takes a discrete value, but when it is an intermediate value not shown in Table 1, it is selected as one of the previous and subsequent values. Whether to select before or after is set in advance, and the error can be corrected appropriately as long as the error factor does not change greatly.
[0041]
FIG. 11 shows a configuration for detecting a temperature that causes an error as an example of the operating condition monitoring unit 23 shown in FIG. The change in the resistance value of the thermistor 31 that performs temperature detection changes the voltage at the connection point with the resistor 32, converts it to a digital value by the A / D converter 33, and inputs it to the CPU 14 as data. In the table 24, the data correspondence relationship of the temperature with respect to the voltage obtained by the circuit configuration of FIG.
[0042]
FIG. 12 shows a configuration for monitoring a change in power supply voltage that causes an error in the output voltage of the vibrating gyroscope 11, as another example of the operating condition monitoring means 23 in FIG. The power supply voltage is divided by resistors 34 and 35, converted into digital data by an A / D converter 36, and applied to the CPU 14. The CPU 14 reads the correction value corresponding to the change in the power supply voltage with reference to the preset table 24 and corrects the offset value of the output voltage of the vibration gyro 11. The CPU 14 can also measure the elapsed time from the start of operation and correct the output value of the vibration gyro 11 using the correspondence between the elapsed time and the correction value preset in the table 24.
[0043]
In each of the embodiments described above, the case where the angular velocity sensor is the vibration gyro 11 has been described. However, the offset value and the sensitivity can be similarly corrected even if other types of angular velocity sensors are used.
[0044]
In addition, although the radio wave from the broadcasting satellite 19 is targeted as the source of the radio wave being received, the radio wave from the broadcasting station that is broadcasting the radio wave from the antenna fixed on the ground should be used similarly. Can do. However, since the broadcasting satellite 19 is stationary over a distant equator and the absolute azimuth hardly changes even if a vehicle or the like moves, it is preferable as a reference for such azimuth detection.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a radio wave transmitted from a stationary transmission source is stably received, it is possible to reliably determine the stop state of the moving body and appropriately correct the offset value of the angular velocity sensor. Detection accuracy can be improved.
[0048]
Further, according to the present invention, the direction of the directional beam of the antenna that receives the radio wave transmitted from the stationary transmission source is changed based on the output of the angular velocity sensor, and the angular velocity sensor is detected from an error from the direction in which the electric field strength is maximum. Since the offset value can be corrected, offset correction can be performed even during movement.
[0049]
Further, according to the present invention, the detection sensitivity of the angular velocity sensor can be corrected from the error between the direction of the directional beam based on the output value of the angular velocity sensor and the direction of the maximum electric field strength of the received radio wave. Sensitivity correction, which is difficult compared to the above, can be appropriately performed.
[0050]
Furthermore, according to the present invention, the error of the angular velocity sensor can be corrected appropriately and accurately when radio waves transmitted from a stationary transmission source are stably received.
[0051]
Furthermore, according to the present invention, the error of the angular velocity sensor can be corrected appropriately and accurately in the navigation system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic electrical configuration for performing error correction of an angular velocity sensor as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a CPU 14 in FIG.
3 is a schematic diagram showing a relationship between a travel direction change amount obtained from the navigation device 25 of FIG. 1 and a direction change amount obtained from a cumulative value of angular velocities detected by the vibrating gyroscope 11. FIG.
4 is a graph showing fluctuations in output voltage from the signal processing circuit 12 of FIG. 1 in comparison between when the vehicle is stopped and when traveling in a straight line.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which a swinging operation is performed in which the direction of the directional beam 18 of the antenna 17 is greatly changed with respect to the broadcast satellite when the vehicle is stopped or running straight or during a curve run.
6 is a timing chart showing a change characteristic of a C / N ratio signal level corresponding to the swinging motion shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the difference between the actual angular velocity x and the detected angular velocity y when the traveling direction of the vehicle changes, and the difference between the direction 18 of the directional beam corresponding to the difference and the direction of the broadcast satellite 19; FIG.
8 is a flowchart showing an operation of absorbing an error in sensitivity Sv of the vibration gyro 11 by a swinging operation of the automatic tracking device 20 of FIG.
9 is a flowchart showing an operation for correcting the sensitivity Sv based on the swinging operation of the automatic tracking device 20 of FIG.
10 is a flowchart showing an operation of correcting the offset value of the vibration gyro 11 using error factor data to be monitored by the operation condition monitoring unit 23 of FIG.
11 is a block diagram showing a schematic electrical configuration for detecting temperature as an error factor of the vibrating gyroscope 11 monitored by the operating condition monitoring unit 23 of FIG. 1;
12 is a block diagram showing a schematic electrical configuration for detecting fluctuations in power supply voltage as an error factor of the vibration gyro 11 monitored by the operating condition monitoring means 23 of FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic electrical configuration for detecting an angular velocity using a conventional vibrating gyroscope.
14 is a graph showing output characteristics of the vibrating gyroscope 11 shown in FIG. 1 as an angular velocity sensor.
[Explanation of symbols]
11 Vibrating gyro
12 Signal processing circuit
13, 33, 36 A / D converter
14 CPU
15 Vehicle speed monitoring means
16 Tuner
17 Antenna
18 Directional beam
19 Broadcasting satellite
20 Automatic tracking device
21 Stop operation monitoring means
22 Steering operation monitoring means
23 Operating condition monitoring means
24 tables
25 Navigation device
30 vehicles
31 thermistor

Claims

A method of correcting an error of an angular velocity sensor that is mounted on a movable body and detects a predetermined angular velocity of the movable body,
Receive radio waves transmitted from a stationary source, find the carrier noise intensity ratio,
An error correction method for an angular velocity sensor, wherein the error of the angular velocity sensor is corrected using the output value of the angular velocity sensor as an offset value when the fluctuation range of the carrier noise intensity ratio is small.

For the radio wave reception, the direction of the directional beam of the antenna is changed to a direction determined based on the output of the angular velocity sensor, the head is swung within a range where a constant electric field strength is obtained at a constant velocity, and the angular velocity sensor The error correction method for an angular velocity sensor according to claim 1, wherein the error is absorbed.

In order to receive the radio wave, the direction of the directional beam of the antenna is changed to a direction determined based on the output of the angular velocity sensor, the head is swung within a range where a constant electric field strength can be obtained at a constant speed, and the electric field strength is 3. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein an error in sensitivity with respect to a movement amount is corrected for an output value of the angular velocity sensor based on a difference between a maximum direction and a direction based on an output of the angular velocity sensor. Error correction method.

An apparatus for correcting an error of an angular velocity sensor mounted on a moving body and detecting a predetermined angular velocity of the moving body,
Receiving means for receiving radio waves transmitted from a stationary source;
Carrier noise intensity ratio detection means for obtaining a carrier noise intensity ratio of radio waves received by the receiving means;
An angular velocity comprising: an error correction unit that corrects an error of the angular velocity sensor using an output value of the angular velocity sensor as an offset value when a fluctuation range of the carrier noise intensity ratio detected by the carrier noise intensity ratio detection unit is small. Sensor error correction device.

In a navigation system equipped with an angular velocity sensor for detecting the angular velocity of a moving object,
Receiving means for receiving radio waves transmitted from a stationary source;
Carrier noise intensity ratio detection means for obtaining a carrier noise intensity ratio of radio waves received by the receiving means;
Error correction means for correcting an error of the angular velocity sensor using the output value of the angular velocity sensor as an offset value when the fluctuation width of the carrier noise intensity ratio detected by the carrier noise intensity ratio detection means is small. Navigation system.