JP2000088576A - 方位検出装置 - Google Patents
方位検出装置Info
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- JP2000088576A JP2000088576A JP10261768A JP26176898A JP2000088576A JP 2000088576 A JP2000088576 A JP 2000088576A JP 10261768 A JP10261768 A JP 10261768A JP 26176898 A JP26176898 A JP 26176898A JP 2000088576 A JP2000088576 A JP 2000088576A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】移動体の旋回が東西南北に沿った旋回でなくて
も、方位センサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まる座
標データを適正に補正し、正確な方位検出信号を得るこ
とができる方位検出装置を提供する。 【解決手段】方位センサ１の検出コイル４、５は演算処
理回路６に接続される。演算処理回路６は、マイクロコ
ンピュータを用いて、或は専用のハードロジック回路か
ら構成され、走行中に方位センサ１の検出コイル４、５
から送られたＸ成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、同一
方向への約９０度の旋回時に、Ｘ成分信号・Ｙ成分信号
に基づく４点が存在する方位円の中心座標を算出し、そ
の方位円の中心座標により方位センサ１の検出値である
Ｘ成分信号・Ｙ成分信号を着磁補正し、補正されたＸ成
分信号・Ｙ成分信号から自動車の方位を算出するように
構成される。
も、方位センサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まる座
標データを適正に補正し、正確な方位検出信号を得るこ
とができる方位検出装置を提供する。 【解決手段】方位センサ１の検出コイル４、５は演算処
理回路６に接続される。演算処理回路６は、マイクロコ
ンピュータを用いて、或は専用のハードロジック回路か
ら構成され、走行中に方位センサ１の検出コイル４、５
から送られたＸ成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、同一
方向への約９０度の旋回時に、Ｘ成分信号・Ｙ成分信号
に基づく４点が存在する方位円の中心座標を算出し、そ
の方位円の中心座標により方位センサ１の検出値である
Ｘ成分信号・Ｙ成分信号を着磁補正し、補正されたＸ成
分信号・Ｙ成分信号から自動車の方位を算出するように
構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の移動体
に搭載され、地磁気の方向に対して変化する方位センサ
からのＸ成分信号、Ｙ成分信号に基づき、移動体の方位
を検出する方位検出装置に関する。
に搭載され、地磁気の方向に対して変化する方位センサ
からのＸ成分信号、Ｙ成分信号に基づき、移動体の方位
を検出する方位検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等に搭載される地磁気方位
計として、トロイダルコアに励磁コイルを巻装すると共
に、その上に一対の検出コイルを相互に直交する方向に
巻装してなる方位センサを使用し、その両検出コイルか
ら誘導出力されるＸ成分信号とＹ成分信号に基づき、地
磁気に対する方位を算出する方位検出装置が知られてい
る。
計として、トロイダルコアに励磁コイルを巻装すると共
に、その上に一対の検出コイルを相互に直交する方向に
巻装してなる方位センサを使用し、その両検出コイルか
ら誘導出力されるＸ成分信号とＹ成分信号に基づき、地
磁気に対する方位を算出する方位検出装置が知られてい
る。
【０００３】この種の方位検出装置は、方位センサのＸ
成分信号とＹ成分信号により定まるＸ・Ｙ座標点の軌跡
が、Ｘ・Ｙ座標の原点を中心とした方位円を描くことに
より、その方位を算出するものであるが、この装置を搭
載する自動車が踏切などの強磁場を通過したときなど
に、自動車のボディ等に着磁があった場合、方位円の中
心がＸ・Ｙ座標の原点から外れ、自動車の方位を正確に
検出することができなくなる。
成分信号とＹ成分信号により定まるＸ・Ｙ座標点の軌跡
が、Ｘ・Ｙ座標の原点を中心とした方位円を描くことに
より、その方位を算出するものであるが、この装置を搭
載する自動車が踏切などの強磁場を通過したときなど
に、自動車のボディ等に着磁があった場合、方位円の中
心がＸ・Ｙ座標の原点から外れ、自動車の方位を正確に
検出することができなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来、自動車
が走行中に四つ角を曲がった時などに、方位円の中心の
Ｘ・Ｙ座標の原点からのずれを算出し、その原点位置の
ずれ量により方位センサのＸ成分信号、Ｙ成分信号を補
正して、正確な方位検出信号（Ｘ・Ｙ成分信号）を得る
ようにした方位検出装置が、提案されている（特開平６
−２４１８０９号公報参照）。
が走行中に四つ角を曲がった時などに、方位円の中心の
Ｘ・Ｙ座標の原点からのずれを算出し、その原点位置の
ずれ量により方位センサのＸ成分信号、Ｙ成分信号を補
正して、正確な方位検出信号（Ｘ・Ｙ成分信号）を得る
ようにした方位検出装置が、提案されている（特開平６
−２４１８０９号公報参照）。
【０００５】この方位検出装置は、方位センサからのＸ
成分信号、Ｙ成分信号を方位円上の３点について取り込
み、３点のうちの中間点が位置するＸ・Ｙ座標の象限を
求めると共に、３点の相互の位置関係から自動車の旋回
方向を判別し、判別した象限と位置関係に基づき、予め
記憶された複数の補正計算式から適切な補正計算式を選
択し、その補正計算式により上記方位円の中心座標を求
め、その中心座標を用いて方位センサのＸ成分信号とＹ
成分信号から定まる座標データを補正し、正確な方位検
出信号を得るようにしている。
成分信号、Ｙ成分信号を方位円上の３点について取り込
み、３点のうちの中間点が位置するＸ・Ｙ座標の象限を
求めると共に、３点の相互の位置関係から自動車の旋回
方向を判別し、判別した象限と位置関係に基づき、予め
記憶された複数の補正計算式から適切な補正計算式を選
択し、その補正計算式により上記方位円の中心座標を求
め、その中心座標を用いて方位センサのＸ成分信号とＹ
成分信号から定まる座標データを補正し、正確な方位検
出信号を得るようにしている。
【０００６】然しながら、この従来の方位検出装置は、
約９０度の旋回で、方位センサのＸ成分信号とＹ成分信
号により定まる座標データを補正することができるもの
の、検出データとして取り込む方位円上の３点が、Ｘ・
Ｙ座標の方位円の中心を原点とする座標系において同一
象限上に位置する場合は問題ないが、方位円上の３点が
同一象限上になく別の象限を跨いで存在する場合、Ｘ成
分信号、Ｙ成分信号による座標データを補正することが
できないという問題があった。
約９０度の旋回で、方位センサのＸ成分信号とＹ成分信
号により定まる座標データを補正することができるもの
の、検出データとして取り込む方位円上の３点が、Ｘ・
Ｙ座標の方位円の中心を原点とする座標系において同一
象限上に位置する場合は問題ないが、方位円上の３点が
同一象限上になく別の象限を跨いで存在する場合、Ｘ成
分信号、Ｙ成分信号による座標データを補正することが
できないという問題があった。
【０００７】即ち、Ｘ成分信号、Ｙ成分信号が示す座標
位置のＸ・Ｙ座標は、東西南北の直交線に対応したもの
として、特定の象限を求め、その象限から補正計算式を
選択していたため、方位検出信号の補正は、東西南北の
直交線がＸ・Ｙ座標のＸ軸・Ｙ軸と一致する場合に限定
され、自動車が東西南北に沿った交差点を約９０度の旋
回を行なった場合以外は、Ｘ成分信号、Ｙ成分信号から
定まる座標データを補正することができない問題があっ
た。
位置のＸ・Ｙ座標は、東西南北の直交線に対応したもの
として、特定の象限を求め、その象限から補正計算式を
選択していたため、方位検出信号の補正は、東西南北の
直交線がＸ・Ｙ座標のＸ軸・Ｙ軸と一致する場合に限定
され、自動車が東西南北に沿った交差点を約９０度の旋
回を行なった場合以外は、Ｘ成分信号、Ｙ成分信号から
定まる座標データを補正することができない問題があっ
た。
【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、移動体の旋回が東西南北に沿った旋回でなくても、
方位センサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まる座標デ
ータを適正に補正し、正確な方位検出信号を得ることが
できる方位検出装置を提供することを目的とする。
で、移動体の旋回が東西南北に沿った旋回でなくても、
方位センサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まる座標デ
ータを適正に補正し、正確な方位検出信号を得ることが
できる方位検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の方位検出装置は、移動体に搭載
され、地磁気に対する移動体の方向に応じたＸ成分信号
とＹ成分信号を出力する方位センサと、方位センサから
のＸ成分信号とＹ成分信号を入力し、Ｘ・Ｙ座標上で離
れた複数の点のＸ・Ｙ座標データを取得する座標点取得
手段と、複数の点を結ぶ複数の線分のベクトルの内積を
計算し、内積の値に基づき複数の線分が同一方向に旋回
しているか否かを判定する同一方向旋回判定手段と、同
一方向旋回判定手段が同一方向への旋回と判定した後、
複数の線分のベクトルの外積を計算し、外積の値に基づ
き線分を弦とする方位円の中心が線分の左側に位置する
か右側に位置するかを判定する中心位置判定手段と、方
位円の中心座標を算出するための中心座標計算式を予め
記憶する計算式記憶手段と、中心位置判定手段による方
位円の中心の位置に応じて計算式記憶手段から計算式を
選択して読み出し、計算式により方位円の中心座標を算
出する中心座標算出手段と、中心座標算出手段により算
出した中心座標を用いて、方位センサのＸ成分信号とＹ
成分信号から定まるＸ・Ｙ座標データを補正する補正手
段と、を備えたことを特徴とする。
に、本発明の請求項１の方位検出装置は、移動体に搭載
され、地磁気に対する移動体の方向に応じたＸ成分信号
とＹ成分信号を出力する方位センサと、方位センサから
のＸ成分信号とＹ成分信号を入力し、Ｘ・Ｙ座標上で離
れた複数の点のＸ・Ｙ座標データを取得する座標点取得
手段と、複数の点を結ぶ複数の線分のベクトルの内積を
計算し、内積の値に基づき複数の線分が同一方向に旋回
しているか否かを判定する同一方向旋回判定手段と、同
一方向旋回判定手段が同一方向への旋回と判定した後、
複数の線分のベクトルの外積を計算し、外積の値に基づ
き線分を弦とする方位円の中心が線分の左側に位置する
か右側に位置するかを判定する中心位置判定手段と、方
位円の中心座標を算出するための中心座標計算式を予め
記憶する計算式記憶手段と、中心位置判定手段による方
位円の中心の位置に応じて計算式記憶手段から計算式を
選択して読み出し、計算式により方位円の中心座標を算
出する中心座標算出手段と、中心座標算出手段により算
出した中心座標を用いて、方位センサのＸ成分信号とＹ
成分信号から定まるＸ・Ｙ座標データを補正する補正手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】請求項２の方位検出装置は、上記請求項１
の装置において、座標点取得手段がＸ・Ｙ座標上で離れ
た４点のＸ・Ｙ座標データを取得し、それら４点を結ぶ
３本の線分についてベクトルの内積及び外積を計算する
ことを特徴とする。
の装置において、座標点取得手段がＸ・Ｙ座標上で離れ
た４点のＸ・Ｙ座標データを取得し、それら４点を結ぶ
３本の線分についてベクトルの内積及び外積を計算する
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用・効果】このような構成の方位検出装置で
は、移動体が移動し旋回する間、方位センサからＸ成分
信号・Ｙ成分信号が出力され、座標点取得手段はこのＸ
成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、Ｘ・Ｙ座標上で離れ
た複数の点のＸ・Ｙ座標データを取得する。
は、移動体が移動し旋回する間、方位センサからＸ成分
信号・Ｙ成分信号が出力され、座標点取得手段はこのＸ
成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、Ｘ・Ｙ座標上で離れ
た複数の点のＸ・Ｙ座標データを取得する。
【００１２】次に、同一方向旋回判定手段が、複数の点
を結ぶ複数の線分についてそれらのベクトルの内積を計
算し、その内積の値に基づき複数の線分が同一方向に旋
回しているか否かを判定する。そして、同一方向旋回判
定手段が同一方向への旋回と判定した後、中心位置判定
手段が、上記複数の線分についてそれらのベクトルの外
積を計算し、その外積の値に基づき、それらの線分を弦
とする方位円の中心が線分の左側に位置するか右側に位
置するかを判定する。
を結ぶ複数の線分についてそれらのベクトルの内積を計
算し、その内積の値に基づき複数の線分が同一方向に旋
回しているか否かを判定する。そして、同一方向旋回判
定手段が同一方向への旋回と判定した後、中心位置判定
手段が、上記複数の線分についてそれらのベクトルの外
積を計算し、その外積の値に基づき、それらの線分を弦
とする方位円の中心が線分の左側に位置するか右側に位
置するかを判定する。
【００１３】次に、中心座標算出手段が、中心位置判定
手段による方位円の中心の位置に応じて、計算式記憶手
段から計算式を選択して読み出し、その計算式により方
位円の中心座標を算出する。そして、補正手段が、中心
座標算出手段により算出した中心座標を用いて、方位セ
ンサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まるＸ・Ｙ座標デ
ータを補正する。
手段による方位円の中心の位置に応じて、計算式記憶手
段から計算式を選択して読み出し、その計算式により方
位円の中心座標を算出する。そして、補正手段が、中心
座標算出手段により算出した中心座標を用いて、方位セ
ンサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まるＸ・Ｙ座標デ
ータを補正する。
【００１４】このように、本発明の方位検出装置によれ
ば、従来のように、特定の点が位置するＸ・Ｙ座標の象
限を求め、その象限と各点の位置関係に基づき、適切な
補正計算式を選択するという方式を採らず、方位センサ
から取得したＸ・Ｙ座標上の複数の点を結ぶ複数の線分
について、ベクトルの内積と外積を算出し、その値に基
づき、同一方向への旋回か否かを判定し、線分を弦とす
る方位円の中心が線分の左側に位置するか右側に位置す
るかに応じて計算式を選択し、その計算式により中心座
標を算出して着磁補正を行なうようにしたから、移動体
が東西南北の直交線に沿った交差点を曲がり約９０度の
旋回を行なった場合以外でも、つまり一般的な交差点を
曲がり約９０度の旋回を行なった場合でも、正確に着磁
補正を行なうことができる。
ば、従来のように、特定の点が位置するＸ・Ｙ座標の象
限を求め、その象限と各点の位置関係に基づき、適切な
補正計算式を選択するという方式を採らず、方位センサ
から取得したＸ・Ｙ座標上の複数の点を結ぶ複数の線分
について、ベクトルの内積と外積を算出し、その値に基
づき、同一方向への旋回か否かを判定し、線分を弦とす
る方位円の中心が線分の左側に位置するか右側に位置す
るかに応じて計算式を選択し、その計算式により中心座
標を算出して着磁補正を行なうようにしたから、移動体
が東西南北の直交線に沿った交差点を曲がり約９０度の
旋回を行なった場合以外でも、つまり一般的な交差点を
曲がり約９０度の旋回を行なった場合でも、正確に着磁
補正を行なうことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は自動車に搭載される方位検
出装置のブロック図を示している。方位センサ１は、ト
ロイダルコア２に励磁コイル３を巻装すると共に、その
上に一対の検出コイル４、５を相互に直交する方向に巻
装し、一対の検出コイル４、５から、地磁気の方向に応
じて、Ｘ成分信号とＹ成分信号を誘導出力するように構
成される。方位センサ１は自動車の左右方向が誘導出力
のＸ成分方向に対応し、自動車の前後方向が誘導出力の
Ｙ成分方向に対応するように、自動車に搭載される。
に基づいて説明する。図１は自動車に搭載される方位検
出装置のブロック図を示している。方位センサ１は、ト
ロイダルコア２に励磁コイル３を巻装すると共に、その
上に一対の検出コイル４、５を相互に直交する方向に巻
装し、一対の検出コイル４、５から、地磁気の方向に応
じて、Ｘ成分信号とＹ成分信号を誘導出力するように構
成される。方位センサ１は自動車の左右方向が誘導出力
のＸ成分方向に対応し、自動車の前後方向が誘導出力の
Ｙ成分方向に対応するように、自動車に搭載される。
【００１６】方位センサ１の検出コイル４、５は演算処
理回路６に接続される。演算処理回路６は、マイクロコ
ンピュータを用いて、或は専用のハードロジック回路か
ら構成され、走行中に方位センサ１の検出コイル４、５
から送られたＸ成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、同一
方向への約９０度の旋回時に、Ｘ成分信号・Ｙ成分信号
に基づく４点が存在する方位円の中心座標を算出し、そ
の方位円の中心座標により方位センサ１の検出値である
Ｘ成分信号・Ｙ成分信号を着磁補正し、補正されたＸ成
分信号・Ｙ成分信号から自動車の方位を算出するように
構成される。演算処理回路６には算出された方位を表示
する表示器７が接続される。
理回路６に接続される。演算処理回路６は、マイクロコ
ンピュータを用いて、或は専用のハードロジック回路か
ら構成され、走行中に方位センサ１の検出コイル４、５
から送られたＸ成分信号・Ｙ成分信号を取り込み、同一
方向への約９０度の旋回時に、Ｘ成分信号・Ｙ成分信号
に基づく４点が存在する方位円の中心座標を算出し、そ
の方位円の中心座標により方位センサ１の検出値である
Ｘ成分信号・Ｙ成分信号を着磁補正し、補正されたＸ成
分信号・Ｙ成分信号から自動車の方位を算出するように
構成される。演算処理回路６には算出された方位を表示
する表示器７が接続される。
【００１７】次に、方位検出装置の動作を図２のフロー
チャートを参照して説明する。先ず、ステップ１００
で、自動車が走行中（例えば、交差点の角等を約９０度
旋回中）、方位センサ１の検出値であるＸ成分信号・Ｙ
成分信号を順に取り込み、図３に示すような４点、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄを取得する。
チャートを参照して説明する。先ず、ステップ１００
で、自動車が走行中（例えば、交差点の角等を約９０度
旋回中）、方位センサ１の検出値であるＸ成分信号・Ｙ
成分信号を順に取り込み、図３に示すような４点、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄを取得する。
【００１８】このとき、Ａ点から順にＢ点、Ｃ点、Ｄ点
と取得する場合、例えば、１つ前の点より２Ｒｓｉｎ
（１９°〜２９°）だけ離れた点を取得していくことに
より、９０°を越えない範囲で、できるだけ大きく離れ
た４点を取得することができ、方位円の中心点をより正
確に求めることができる。
と取得する場合、例えば、１つ前の点より２Ｒｓｉｎ
（１９°〜２９°）だけ離れた点を取得していくことに
より、９０°を越えない範囲で、できるだけ大きく離れ
た４点を取得することができ、方位円の中心点をより正
確に求めることができる。
【００１９】各点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、方位センサ１のＸ
成分信号・Ｙ成分信号の順次値を取り込み、そのＸ・Ｙ
座標を、Ａ（Ｘa ，Ｙa ）、Ｂ（Ｘb ，Ｙb ）、Ｃ（Ｘ
c ，Ｙc ）、Ｄ（Ｘd ，Ｙd ）のように記憶して取得す
る。
成分信号・Ｙ成分信号の順次値を取り込み、そのＸ・Ｙ
座標を、Ａ（Ｘa ，Ｙa ）、Ｂ（Ｘb ，Ｙb ）、Ｃ（Ｘ
c ，Ｙc ）、Ｄ（Ｘd ，Ｙd ）のように記憶して取得す
る。
【００２０】図３において、点Ｐ（Ｘp ，Ｙp ）は取得
した４点が存在する方位円の中心であり、これら４点Ａ
（Ｘa ，Ｙa ）、Ｂ（Ｘb ，Ｙb ）、Ｃ（Ｘc ，Ｙ
c ）、Ｄ（Ｘd ，Ｙd ）の座標データから、最終的に半
径Ｒとする方位円の中心点Ｐ（Ｘ p ，Ｙp ）を求めるの
であるが、以下の１１０〜１４０のステップで、図３に
示すように、同一方向に同一の中心点を持って旋回した
か否かを判定し、同一方向に同一の中心点を持って旋回
した場合のみ、着磁補正を行なう。
した４点が存在する方位円の中心であり、これら４点Ａ
（Ｘa ，Ｙa ）、Ｂ（Ｘb ，Ｙb ）、Ｃ（Ｘc ，Ｙ
c ）、Ｄ（Ｘd ，Ｙd ）の座標データから、最終的に半
径Ｒとする方位円の中心点Ｐ（Ｘ p ，Ｙp ）を求めるの
であるが、以下の１１０〜１４０のステップで、図３に
示すように、同一方向に同一の中心点を持って旋回した
か否かを判定し、同一方向に同一の中心点を持って旋回
した場合のみ、着磁補正を行なう。
【００２１】即ち、次のステップ１１０にて、先ず、ベ
クトルＡＢとベクトルＢＣの内積Ｘ、及びベクトルＢＣ
とベクトルＣＤの内積Ｙを計算し、ステップ１２０に
て、この内積Ｘと内積Ｙが０以上か否かにより、つまり
２つのベクトルのなす角度により同一方向に旋回したか
否かを判定する。
クトルＡＢとベクトルＢＣの内積Ｘ、及びベクトルＢＣ
とベクトルＣＤの内積Ｙを計算し、ステップ１２０に
て、この内積Ｘと内積Ｙが０以上か否かにより、つまり
２つのベクトルのなす角度により同一方向に旋回したか
否かを判定する。
【００２２】同一方向に旋回した場合で、理想的な方位
円の円周上に点Ａ、Ｂ、Ｃがある場合、線分ＡＢ、ＢＣ
の角度θは、１９°≦θ≦２９°となる。一方、ＡＢに
対しＢＣが逆戻りしたように旋回した場合、θ≒１８０
°となる。従って、線分ＡＢ、ＢＣ（又は線分ＢＣ、Ｃ
Ｄ）の角度θが、θ＜−９０°、θ＞９０°の範囲で、
同一方向への旋回ではないと判定し、−９０°≦θ≦９
０°の範囲で同一方向への旋回と判定する。
円の円周上に点Ａ、Ｂ、Ｃがある場合、線分ＡＢ、ＢＣ
の角度θは、１９°≦θ≦２９°となる。一方、ＡＢに
対しＢＣが逆戻りしたように旋回した場合、θ≒１８０
°となる。従って、線分ＡＢ、ＢＣ（又は線分ＢＣ、Ｃ
Ｄ）の角度θが、θ＜−９０°、θ＞９０°の範囲で、
同一方向への旋回ではないと判定し、−９０°≦θ≦９
０°の範囲で同一方向への旋回と判定する。
【００２３】例えば、ベクトルＡＢとベクトルＢＣの内
積ＡＢ・ＢＣは、
積ＡＢ・ＢＣは、
【００２４】
【数１】
【００２５】となり、上のθの条件では、同一方向への
旋回の場合、ｃｏｓθ≧０ となり、同一方向への旋回
ではない場合、ｃｏｓθ＜０ となるから、ベクトルＡ
ＢとベクトルＢＣの内積ＡＢ・ＢＣの値により、同一方
向に旋回したか否かを判定することができる。同様に、
点Ｂ、Ｃ、Ｄについては、ベクトルＢＣとベクトルＣＤ
の内積ＢＣ・ＣＤの値により、同一方向に旋回したか否
かを判定することができる。
旋回の場合、ｃｏｓθ≧０ となり、同一方向への旋回
ではない場合、ｃｏｓθ＜０ となるから、ベクトルＡ
ＢとベクトルＢＣの内積ＡＢ・ＢＣの値により、同一方
向に旋回したか否かを判定することができる。同様に、
点Ｂ、Ｃ、Ｄについては、ベクトルＢＣとベクトルＣＤ
の内積ＢＣ・ＣＤの値により、同一方向に旋回したか否
かを判定することができる。
【００２６】ところで、ベクトル内積は、
【００２７】
【数２】
【００２８】のように、四則演算のみで算出できるた
め、簡単な演算式を用いて短時間で容易に同一方向への
旋回か否かを判定することができる。
め、簡単な演算式を用いて短時間で容易に同一方向への
旋回か否かを判定することができる。
【００２９】そして、ステップ１２０において、ベクト
ルＡＢとベクトルＢＣの内積Ｘ、及びベクトルＢＣとベ
クトルＣＤの内積Ｙが０より大きい場合、図３に示すよ
うな同一方向への旋回と判定し、次にステップ１３０に
進む。一方、それらの内積Ｘと内積Ｙが０より小さい場
合、同一方向への旋回ではないと判定して、着磁補正の
処理を終了する。
ルＡＢとベクトルＢＣの内積Ｘ、及びベクトルＢＣとベ
クトルＣＤの内積Ｙが０より大きい場合、図３に示すよ
うな同一方向への旋回と判定し、次にステップ１３０に
進む。一方、それらの内積Ｘと内積Ｙが０より小さい場
合、同一方向への旋回ではないと判定して、着磁補正の
処理を終了する。
【００３０】ステップ１３０では、ベクトルＡＢとベク
トルＢＣの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣＤの
外積Ｙを演算し、ステップ１４０にて、この外積Ｘと外
積Ｙの正負符号が共に同一か相違するかにより、方位円
の中心Ｐが、線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側に存在する
か、左側に存在するかを判定する。
トルＢＣの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣＤの
外積Ｙを演算し、ステップ１４０にて、この外積Ｘと外
積Ｙの正負符号が共に同一か相違するかにより、方位円
の中心Ｐが、線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側に存在する
か、左側に存在するかを判定する。
【００３１】即ち、各線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤを弦とする
半径Ｒの円（方位円）の中心は、それら線分の右側又は
左側に存在する可能性がある。そこで、ベクトルＡＢと
ベクトルＢＣの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣ
Ｄの外積Ｙを利用して方位円の中心Ｐが右側か左側かを
判定する。
半径Ｒの円（方位円）の中心は、それら線分の右側又は
左側に存在する可能性がある。そこで、ベクトルＡＢと
ベクトルＢＣの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣ
Ｄの外積Ｙを利用して方位円の中心Ｐが右側か左側かを
判定する。
【００３２】ベクトルの外積は、三次元ベクトルの場
合、２つのベクトルに直交するベクトルが求まる。例え
ば、ベクトルｕ＝（ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 ） ベクトルｖ＝
（ｖ1，ｖ2 ，ｖ3 ）とすると、
合、２つのベクトルに直交するベクトルが求まる。例え
ば、ベクトルｕ＝（ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 ） ベクトルｖ＝
（ｖ1，ｖ2 ，ｖ3 ）とすると、
【００３３】
【数３】 と表すことができる。
【００３４】しかし、二次元ベクトルに対しては未定義
である。
である。
【００３５】そこで、ベクトルａ、ベクトルｂを、三次
元に拡張して求めると、ベクトルａ＝（ａ1 ，ａ2 ，
０） ベクトルｂ＝（ｂ1 ，ｂ2 ，０）とした場合、ベ
クトル外積は
元に拡張して求めると、ベクトルａ＝（ａ1 ，ａ2 ，
０） ベクトルｂ＝（ｂ1 ，ｂ2 ，０）とした場合、ベ
クトル外積は
【００３６】
【数４】 となる。
【００３７】ここで、Ｘ・Ｙ座標上における２つの単位
ベクトル ベクトルｐ＝（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）、ベク
トルｑ＝（ｃｏｓφ，ｓｉｎφ）を考えると、三次元化
したベクトルの外積は、
ベクトル ベクトルｐ＝（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）、ベク
トルｑ＝（ｃｏｓφ，ｓｉｎφ）を考えると、三次元化
したベクトルの外積は、
【００３８】
【数５】 となる。
【００３９】従って、ベクトル外積によって求められる
ベクトルのｚ成分は、ベクトルｐとベクトルｑのなす角
（φ−θ）によって求まる値となる。
ベクトルのｚ成分は、ベクトルｐとベクトルｑのなす角
（φ−θ）によって求まる値となる。
【００４０】これを２つの任意ベクトルにて計算する
と、ベクトルａ＝ｓｐ，ベクトルｂ＝ｔｑ （ここで
ｓ，ｔは任意のスカラー量）とした場合、ベクトルの外
積は、
と、ベクトルａ＝ｓｐ，ベクトルｂ＝ｔｑ （ここで
ｓ，ｔは任意のスカラー量）とした場合、ベクトルの外
積は、
【００４１】
【数６】 となる。
【００４２】ここで、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すよ
うに、ベクトルａ，ベクトルｂの端点を方位円上の点
Ａ、Ｂ、Ｃにとり、ベクトルＡＢ＝ベクトルａ、ベクト
ルＢＣ＝ベクトルｂとした場合、外積ベクトルのｚ成分
の値の意味を考えると、線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤを弦とす
る半径Ｒの円（方位円）の中心は、（φ−θ）の角度差
よって、それら線分の右側又は左側に存在する。
うに、ベクトルａ，ベクトルｂの端点を方位円上の点
Ａ、Ｂ、Ｃにとり、ベクトルＡＢ＝ベクトルａ、ベクト
ルＢＣ＝ベクトルｂとした場合、外積ベクトルのｚ成分
の値の意味を考えると、線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤを弦とす
る半径Ｒの円（方位円）の中心は、（φ−θ）の角度差
よって、それら線分の右側又は左側に存在する。
【００４３】即ち、図６（ａ）のように、φ＞θの場
合、 ｚ＝ｓｔｓｉｎ（φ−θ）＞０ となり、このとき方位円の中心Ｐは弦ＡＢ、ＢＣの左側
に存在する。
合、 ｚ＝ｓｔｓｉｎ（φ−θ）＞０ となり、このとき方位円の中心Ｐは弦ＡＢ、ＢＣの左側
に存在する。
【００４４】一方、図６（ｂ）のように、φ＜θの場
合、 ｚ＝ｓｔｓｉｎ（φ−θ）＜０ となり、このとき方位円の中心Ｐは弦ＡＢ、ＢＣの右側
に存在する。
合、 ｚ＝ｓｔｓｉｎ（φ−θ）＜０ となり、このとき方位円の中心Ｐは弦ＡＢ、ＢＣの右側
に存在する。
【００４５】従って、図３のような方位円上に点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが存在する場合、ベクトルＡＢとベクトルＢ
Ｃの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣＤの外積Ｙ
はその正負符号が一致することになる。つまり、外積ベ
クトルＸと外積ベクトルＹを乗算したものが、（ベクト
ルＸ）×（ベクトルＹ）＞０ であれば、弦ＡＢ、Ｂ
Ｃ、ＣＤを持つ方位円の中心は同一側に１つ存在し、
（ベクトルＸ）×（ベクトルＹ）＜０ であれば、図７
に示すように、中心が弦ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの両側に存在
することになる。
Ｂ、Ｃ、Ｄが存在する場合、ベクトルＡＢとベクトルＢ
Ｃの外積Ｘ、及びベクトルＢＣとベクトルＣＤの外積Ｙ
はその正負符号が一致することになる。つまり、外積ベ
クトルＸと外積ベクトルＹを乗算したものが、（ベクト
ルＸ）×（ベクトルＹ）＞０ であれば、弦ＡＢ、Ｂ
Ｃ、ＣＤを持つ方位円の中心は同一側に１つ存在し、
（ベクトルＸ）×（ベクトルＹ）＜０ であれば、図７
に示すように、中心が弦ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの両側に存在
することになる。
【００４６】従って、ステップ１４０にて、（ベクトル
Ｘ）×（ベクトルＹ）＞０ であるか否かを判定し、ベ
クトル外積の値が正の場合、次のステップ１５０以降に
進み、中心点の座標を求める式を決定してそれを演算
し、ベクトル外積の値が負の場合、この着座補正の処理
を終了する。
Ｘ）×（ベクトルＹ）＞０ であるか否かを判定し、ベ
クトル外積の値が正の場合、次のステップ１５０以降に
進み、中心点の座標を求める式を決定してそれを演算
し、ベクトル外積の値が負の場合、この着座補正の処理
を終了する。
【００４７】ステップ１５０では、 （Ｘa ＋Ｘb ）／２ …… Ａ1 （Ｙa ＋Ｙb ）／２ …… Ａ2 ｜Ｙa −Ｙb ｜√Ｚ …… Ｂ1 ｜Ｘa −Ｘb ｜√Ｚ …… Ｂ2 の演算式を設定する。これらの演算式は予めメモリに記
憶されている。
憶されている。
【００４８】但し、Ｚは Ｚ＝Ｒ2 ／｛（Ｘa −Ｘb ）2 ＋（Ｙa −Ｙb ）2 ｝−
１／４ であり、Ｘa ，Ｘb ，Ｙa ，Ｙb は図３の点Ａ、Ｂに示
すようなＸ・Ｙ座標の値である。
１／４ であり、Ｘa ，Ｘb ，Ｙa ，Ｙb は図３の点Ａ、Ｂに示
すようなＸ・Ｙ座標の値である。
【００４９】次に、ステップ１６０で、方位円の中心Ｐ
が線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側か左側かを判定する。上
述のように、ベクトルＡＢとベクトルＢＣの外積Ｘ、及
びベクトルＢＣとベクトルＣＤの外積Ｙを利用して、方
位円の中心が右側か左側かを判定することができるか
ら、上記ステップ１３０で算出したベクトル外積の値を
使用して方位円の中心Ｐが線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側
か左側かを判定する。
が線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側か左側かを判定する。上
述のように、ベクトルＡＢとベクトルＢＣの外積Ｘ、及
びベクトルＢＣとベクトルＣＤの外積Ｙを利用して、方
位円の中心が右側か左側かを判定することができるか
ら、上記ステップ１３０で算出したベクトル外積の値を
使用して方位円の中心Ｐが線分ＡＢ、ＢＣ、ＣＤの右側
か左側かを判定する。
【００５０】図６（ａ）のように方位円の中心Ｐが線分
の左側にある場合、次にステップ１７０に進み、上記ス
テップ１５０のＡ1 ，Ａ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 を用いて 中心ＰのＸ座標Ｐx …… Ｐx ＝Ａ1 −Ｂ1 中心ＰのＹ座標Ｐy …… Ｐy ＝Ａ2 ＋Ｂ2 の式により中心Ｐの座標を演算する。
の左側にある場合、次にステップ１７０に進み、上記ス
テップ１５０のＡ1 ，Ａ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 を用いて 中心ＰのＸ座標Ｐx …… Ｐx ＝Ａ1 −Ｂ1 中心ＰのＹ座標Ｐy …… Ｐy ＝Ａ2 ＋Ｂ2 の式により中心Ｐの座標を演算する。
【００５１】一方、図６（ｂ）のように方位円の中心Ｐ
が線分の右側にある場合、ステップ１８０に進み、上記
ステップ１５０のＡ1 ，Ａ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 を用いて 中心ＰのＸ座標Ｐx …… Ｐx ＝Ａ1 ＋Ｂ1 中心ＰのＹ座標Ｐy …… Ｐy ＝Ａ2 −Ｂ2 の式により中心Ｐの座標を演算する。
が線分の右側にある場合、ステップ１８０に進み、上記
ステップ１５０のＡ1 ，Ａ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 を用いて 中心ＰのＸ座標Ｐx …… Ｐx ＝Ａ1 ＋Ｂ1 中心ＰのＹ座標Ｐy …… Ｐy ＝Ａ2 −Ｂ2 の式により中心Ｐの座標を演算する。
【００５２】上記演算は図３の線分ＡＢによる中心Ｐ
（Ｐx ，Ｐy ）を算出したものであるが、同様に、線分
ＢＣによる中心Ｐ、及び線分ＣＤによる中心Ｐを算出
し、それら複数の中心座標の一致状態に応じて着磁補正
を行なうことができる。
（Ｐx ，Ｐy ）を算出したものであるが、同様に、線分
ＢＣによる中心Ｐ、及び線分ＣＤによる中心Ｐを算出
し、それら複数の中心座標の一致状態に応じて着磁補正
を行なうことができる。
【００５３】このように、各線分の角度変化に応じて決
定される方位円の中心Ｐが線分の左側か右側かに応じて
選択した演算式により、その中心座標（Ｐx ，Ｐy ）が
算出される。
定される方位円の中心Ｐが線分の左側か右側かに応じて
選択した演算式により、その中心座標（Ｐx ，Ｐy ）が
算出される。
【００５４】そして、次のステップ１９０にて、上記ス
テップ１７０、１８０で算出された中心座標（Ｐx ，Ｐ
y ）を用いて、方位センサ１より送られたＸ成分信号、
Ｙ成分信号に基づく方位座標（ｘ，ｙ）を、補正する。
具体的には、方位座標（ｘ，ｙ）から中心座標（Ｐx ，
Ｐy ）を減算して補正後の方位表示信号を求め、ステッ
プ２００にて、この方位表示信号を用いて表示器に方位
を表示する。
テップ１７０、１８０で算出された中心座標（Ｐx ，Ｐ
y ）を用いて、方位センサ１より送られたＸ成分信号、
Ｙ成分信号に基づく方位座標（ｘ，ｙ）を、補正する。
具体的には、方位座標（ｘ，ｙ）から中心座標（Ｐx ，
Ｐy ）を減算して補正後の方位表示信号を求め、ステッ
プ２００にて、この方位表示信号を用いて表示器に方位
を表示する。
【００５５】このように、方位円の中心Ｐが線分の左側
にあるか右側にあるかに応じて選択された演算式を用い
て、その中心座標（Ｐx ，Ｐy ）を算出し、従来のよう
に、３点の中間点が位置するＸ・Ｙ座標の象限に基づき
補正計算式を選択しないため、東西南北の直交線に沿わ
ない一般的な交差点の角を、自動車が曲がったような場
合であっても、方位円の中心座標（Ｐx ，Ｐy ）を正確
に算出し、方位センサからのＸ成分信号、Ｙ成分信号に
基づく方位座標（ｘ，ｙ）を、正確に補正するとができ
る。
にあるか右側にあるかに応じて選択された演算式を用い
て、その中心座標（Ｐx ，Ｐy ）を算出し、従来のよう
に、３点の中間点が位置するＸ・Ｙ座標の象限に基づき
補正計算式を選択しないため、東西南北の直交線に沿わ
ない一般的な交差点の角を、自動車が曲がったような場
合であっても、方位円の中心座標（Ｐx ，Ｐy ）を正確
に算出し、方位センサからのＸ成分信号、Ｙ成分信号に
基づく方位座標（ｘ，ｙ）を、正確に補正するとができ
る。
【図１】本発明の一実施形態を示す方位検出装置の概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】同装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】旋回時に方位センサから出力されたＸ成分信号
とＹ成分信号に基づくＸ・Ｙ座標上の点Ａ〜Ｄとそれを
部分円周とする方位円の説明図である。
とＹ成分信号に基づくＸ・Ｙ座標上の点Ａ〜Ｄとそれを
部分円周とする方位円の説明図である。
【図４】蛇行走行した際に方位センサから出力されたＸ
成分信号とＹ成分信号に基づく座標上の点ＡＢＣＤの説
明図である。
成分信号とＹ成分信号に基づく座標上の点ＡＢＣＤの説
明図である。
【図５】Ｘ・Ｙ座標上のベクトルｑとベクトルｐを示す
説明図である。
説明図である。
【図６】線分ＡＢＣを弦とする方位円の中心Ｐの位置が
線分の左側にある例と右側にある例の座標図である。
線分の左側にある例と右側にある例の座標図である。
【図７】線分が蛇行して方位円の中心が線分の両側にあ
る場合の説明図である。
る場合の説明図である。
１−方位センサ ４−検出コイル ５−検出コイル ６−演算処理回路
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体に搭載され、地磁気に対する該移
動体の方向に応じたＸ成分信号とＹ成分信号を出力する
方位センサと、 該方位センサからのＸ成分信号とＹ成分信号を入力し、
Ｘ・Ｙ座標上で離れた複数の点のＸ・Ｙ座標データを取
得する座標点取得手段と、 前記複数の点を結ぶ複数の線分のベクトルの内積を計算
し、該内積の値に基づき該複数の線分が同一方向に旋回
しているか否かを判定する同一方向旋回判定手段と、 前記同一方向旋回判定手段が同一方向への旋回と判定し
た後、前記複数の線分のベクトルの外積を計算し、該外
積の値に基づき該線分を弦とする方位円の中心が該線分
の左側に位置するか右側に位置するかを判定する中心位
置判定手段と、 該方位円の中心座標を算出するための中心座標計算式を
予め記憶する計算式記憶手段と、 前記中心位置判定手段による方位円の中心の位置に応じ
て前記計算式記憶手段から計算式を選択して読み出し、
該計算式により該方位円の中心座標を算出する中心座標
算出手段と、 該中心座標算出手段により算出した中心座標を用いて、
前記方位センサのＸ成分信号とＹ成分信号から定まるＸ
・Ｙ座標データを補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とする方位検出装置。 - 【請求項２】 前記座標点取得手段がＸ・Ｙ座標上で離
れた４点のＸ・Ｙ座標データを取得し、それら４点を結
ぶ３本の線分についてベクトルの内積及び外積を計算す
ることを特徴とする請求項１記載の方位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261768A JP2000088576A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 方位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261768A JP2000088576A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 方位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000088576A true JP2000088576A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17366434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10261768A Pending JP2000088576A (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 方位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000088576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014089057A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Furuno Electric Co Ltd | 追尾処理装置、及び追尾処理方法 |
| JP2016224065A (ja) * | 2016-08-29 | 2016-12-28 | 古野電気株式会社 | 追尾処理装置、及び追尾処理方法 |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP10261768A patent/JP2000088576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014089057A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Furuno Electric Co Ltd | 追尾処理装置、及び追尾処理方法 |
| JP2016224065A (ja) * | 2016-08-29 | 2016-12-28 | 古野電気株式会社 | 追尾処理装置、及び追尾処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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|
| A521 | Written amendment |
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|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070410 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071106 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080610 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080715 |