JP2000111348A - Zero point output correction equipment of angular velocity detecting means for moving body - Google Patents

Zero point output correction equipment of angular velocity detecting means for moving body

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JP2000111348A
JP2000111348A JP10285293A JP28529398A JP2000111348A JP 2000111348 A JP2000111348 A JP 2000111348A JP 10285293 A JP10285293 A JP 10285293A JP 28529398 A JP28529398 A JP 28529398A JP 2000111348 A JP2000111348 A JP 2000111348A
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Japan
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angular velocity
temperature
zero
point output
output
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JP10285293A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Hayamatsu
竹男 早松
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Kenwood KK
Original Assignee
Kenwood KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively cope with individual difference and secular change of an angular velocity sensor, concerning zero point voltage-temperature characteristic of the angular velocity sensor. SOLUTION: An azimuth angle operating apparatus 10 as this equipment is installed in navigation equipment of an automobile, and detects an azimuth angle of the automobile, on the basis of the output of an angular velocity sensor 11. Zero point voltage-temperature characteristic of the angular velocity sensor 11 is written erasably in a correction characteristic storing memory 17. When a moving body velocity judging means 24 and a GPS system 26 detect the time when the angular velocity sensor 11 during straight running or the like outputs a zero point voltage, a temperature sensor 14 detects the environmental temperature of the angular velocity sensor 11 together with the output voltage of the angular velocity sensor 11. A zero point voltage of the zero point voltage- temperature characteristic in the correction characteristic storing memory 17 at the detected temperature is changed to the detected output voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車、船舶等
の移動体においてナビゲーション装置等の素子として用
いられる角速度検出手段の零点出力補正装置に係り、詳
しくは移動体用角速度検出手段の温度による零点出力の
補正機能を装備する零点出力補正装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zero-point output correcting device for an angular velocity detecting means used as an element of a navigation device or the like in a moving body such as an automobile or a ship, and more particularly to a zero point based on the temperature of the angular velocity detecting means for a moving body. The present invention relates to a zero-point output correction device having an output correction function.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両、船舶等の移動体にナビゲーション
装置を搭載し自律航法を行う場合、定期的に移動体の方
位角又は方位変化量を検出する必要がある。一般には、
角速度センサとしてはジャイロセンサを用いて角速度を
検出し、時間積分して方位変化量を求めるようにしてい
る。ジャイロセンサには振動型、回転型、ガスレート
型、光ファイバー型等、種々のタイプが存在するが、自
律航法用には主に振動型が用いられている。振動型ジャ
イロセンサとは、振動している物体に回転角速度を加え
たときに、振動方向と直角方向に生じるコリオリの力を
利用して角速度を検出するもので、安価、小型、量産向
きという特徴を備えたものである(例えばムラタ社製、
正三角形音型振動ジャイロ。日本放送協会発行「エレク
トロニクスライフ」1994年10月号、30〜36頁参照)。
2. Description of the Related Art When autonomous navigation is performed by mounting a navigation device on a moving body such as a vehicle or a ship, it is necessary to periodically detect the azimuth or the amount of change in azimuth of the moving body. Generally,
As the angular velocity sensor, a gyro sensor is used to detect the angular velocity and integrate over time to obtain the azimuth change amount. There are various types of gyro sensors, such as a vibration type, a rotation type, a gas rate type, and an optical fiber type, and the vibration type is mainly used for autonomous navigation. Vibrating gyro sensors detect angular velocity using the Coriolis force generated in the direction perpendicular to the direction of vibration when a rotating angular velocity is applied to a vibrating object.It is inexpensive, compact, and suitable for mass production. (For example, manufactured by Murata,
An equilateral triangular vibration gyro. (See "Electronic Life", October 1994 issue, pages 30 to 36, published by the Japan Broadcasting Corporation).

【0003】振動型ジャイロセンサを初めとした各種ジ
ャイロセンサは、通常、図2に示すごとく、一定の範囲
内では入力角速度に対してほぼ直線的に変化する電圧を
出力する。センサの出力電圧はA/Dコンバータを介し
て位置計算マイコンに入力される。この位置計算マイコ
ンはセンサ出力に対し所定の換算をして角速度データを
求め、さらに時間積分して方位変化量データを求める。
そして、別途、距離センサから入力した距離データと合
わせて、ベクトル計算により位置が求められるようにな
っている。
As shown in FIG. 2, various gyro sensors such as a vibrating gyro sensor usually output a voltage that changes almost linearly with respect to an input angular velocity within a certain range. The output voltage of the sensor is input to the position calculation microcomputer via the A / D converter. The position calculation microcomputer obtains angular velocity data by performing a predetermined conversion on the sensor output, and further obtains azimuth change data by performing time integration.
Then, the position is obtained by vector calculation separately from the distance data input from the distance sensor.

【0004】なお、図2において入力角速度がゼロのと
きの角速度検出手段の出力電圧を一般に零点電圧とい
い、本明細書で「零点電圧」という場合には、上記内容
を意味するものとする。また、入力角速度がゼロの場合
としては、移動体自身が停止している状態(以下「停止
状態」という。)にある場合だけでなく、移動体が直進
している状態(以下「直進状態」という。)にある場合
がある。しかし、移動体が一定角速度で回転している状
態(以下「回転状態」という。)においては、出力電圧
は零点電圧を出力するわけではないが一定値を出力する
ことになる。本明細書においては、入力角速度が一定の
場合には出力電圧に変動がないため、停止状態、直進状
態及び回転状態を総称してこれらを「静止状態」として
定義する。
In FIG. 2, the output voltage of the angular velocity detecting means when the input angular velocity is zero is generally referred to as a zero point voltage. In this specification, "zero point voltage" means the above contents. In addition, the case where the input angular velocity is zero is not only a case where the moving body itself is stopped (hereinafter referred to as a “stop state”), but also a state where the moving body is traveling straight (hereinafter “the straight traveling state”). ). However, in a state where the moving body is rotating at a constant angular velocity (hereinafter, referred to as a “rotation state”), the output voltage does not necessarily output the zero point voltage but outputs a constant value. In the present specification, when the input angular velocity is constant, the output voltage does not fluctuate. Therefore, the stopped state, the straight traveling state, and the rotating state are collectively defined as a “stationary state”.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両、船舶
などの移動体では温度変化が激しい。一方、零点電圧
は、温度により変動する温度特性を有するほか、経年変
動する特性をも有しており、移動体が停止状態又は直進
状態にあるとき、その温度において出力された電圧を零
点電圧として把握し、角速度を正確にゼロと判断しなけ
れば、自律航法では角速度センサの誤差が累積して大き
な位置誤差を生じてしまう。
By the way, in a moving body such as a vehicle and a ship, the temperature changes drastically. On the other hand, the zero point voltage has a temperature characteristic that fluctuates depending on the temperature, and also has a characteristic that fluctuates over time. Unless it is grasped and the angular velocity is not determined to be exactly zero, errors in the angular velocity sensor accumulate in autonomous navigation, resulting in a large position error.

【0006】また、図4(a)〜(c)に示すように角
速度センサの零点電圧の温度特性は個体差によりばらつ
きがあるので、同種類の角速度センサとして量産されて
いる角速度センサの零点電圧の温度特性が図3に示すよ
うなものであったとしても、個別に適切な補正をする必
要がある。
Further, as shown in FIGS. 4A to 4C, since the temperature characteristics of the zero point voltage of the angular velocity sensor vary depending on individual differences, the zero point voltage of the angular velocity sensor mass-produced as the same kind of angular velocity sensor is used. Even if the temperature characteristics are as shown in FIG. 3, it is necessary to make appropriate corrections individually.

【0007】これを避けるために、角速度センサごとに
温度センサを用いて零点電圧の温度特性を補正するもの
として、特開平6−160100号がある。これによれ
ば、パーソナルコンピュータを用いて零点電圧温度特性
及び感度温度特性を環境温度変化を設定しつつあらかじ
め測定し、温度特性データをEEPROM等のメモリに
記憶させ、所定の算出式により調整を行う振動ジャイロ
の信号処理回路が開示されており、ジャイロセンサの感
度調整、零点電圧温度補正及び感度温度補正を効率的に
かつ完全に行うことができる旨記載されている。
In order to avoid this, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-160100 discloses a method for correcting the temperature characteristic of the zero point voltage by using a temperature sensor for each angular velocity sensor. According to this, the zero point voltage temperature characteristic and the sensitivity temperature characteristic are measured in advance while setting the environmental temperature change using a personal computer, the temperature characteristic data is stored in a memory such as an EEPROM, and adjustment is performed using a predetermined calculation formula. A signal processing circuit for a vibrating gyro is disclosed, which describes that sensitivity adjustment, zero-point voltage temperature correction, and sensitivity temperature correction of a gyro sensor can be performed efficiently and completely.

【0008】しかし、この種の処理回路によると、振動
ジャイロの零点電圧の温度特性の個体差によるばらつき
に応じて個別に温度特性を測定して、あらかじめパーソ
ナルコンピュータを用いて当該振動ジャイロの固有の特
性を個別にメモリに記憶させる必要があり、角速度セン
サが交換されたときなど再度測定をやり直す必要がある
等、量産品に適用するのは困難であった。
However, according to this type of processing circuit, the temperature characteristic is individually measured in accordance with the variation of the temperature characteristic of the zero point voltage of the vibrating gyroscope due to the individual difference, and the inherent characteristic of the vibrating gyroscope is previously determined using a personal computer. It is difficult to apply the method to mass-produced products, for example, since it is necessary to individually store the characteristics in the memory, and it is necessary to perform the measurement again when the angular velocity sensor is replaced.

【0009】この発明の目的は、上述の問題点を克服す
る移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a zero-point output correction device for an angular velocity detecting means for a moving object which overcomes the above-mentioned problems.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、移動
体用角速度検出手段(11)は、移動体に装備され、出力の
時間積分が移動体の方位変化量の演算に利用されるよう
になっている。この移動体用角速度検出手段(11)の零点
出力補正装置(10)は次の(a)〜(d)を有している。 (a)移動体の向きがほぼ一定に維持されているか否か
を判定する移動体向き判定手段(32) (b)角速度検出手段(11)の温度を検出する温度検出手
段(14) (c)移動体の向きがほぼ一定に維持されている時の角
速度検出手段(11)の出力を零点出力として角速度検出手
段(11)についての零点出力と各温度との関係を零点出力
−温度特性として記憶する零点出力−温度特性記憶手段
(17) (d)移動体向き判定手段(32)により移動体の向きがほ
ぼ一定に維持されていると判定された場合は零点出力−
温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検
出手段(14)のその時の検出温度における零点出力を、角
速度検出手段(11)のその時の出力に基づいて修正する零
点出力−温度特性修正手段(30)
According to the present invention, the moving object angular velocity detecting means (11) is mounted on the moving object, and the time integral of the output is used for calculating the azimuth change amount of the moving object. It has become. The zero point output correction device (10) of the moving object angular velocity detecting means (11) has the following (a) to (d). (A) moving body direction determining means (32) for determining whether or not the direction of the moving body is maintained substantially constant; (b) temperature detecting means (14) (c) for detecting the temperature of the angular velocity detecting means (11) ) The output of the angular velocity detecting means (11) when the direction of the moving body is maintained substantially constant is defined as the zero point output, and the relationship between the zero point output of the angular velocity detecting means (11) and each temperature is defined as a zero point output-temperature characteristic. Zero point output-temperature characteristic storage means to be stored
(17) (d) If the moving body direction determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant, the zero point output is obtained.
The zero-point output-temperature of the zero-point output-temperature characteristic of the temperature characteristic storage means (17) at the current detected temperature of the temperature detecting means (14) is corrected based on the current output of the angular velocity detecting means (11). Characteristic modification means (30)

【0011】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、角速度検出手段(11)
は、移動体に作用する角速度を直接検出する角速度セン
サ(11)を備えるか、又は移動体に作用する角加速度を検
出する角加速度検出センサと、角加速度検出センサの出
力を時間積分した値を角速度として出力する積分手段と
を備えるかするものである。すなわち、この発明の移動
体用角速度検出手段(11)は、角速度センサ(11)単独であ
っても、角加速度検出センサと、その出力を時間積分す
る積分手段との組み合わせであってもよい。
According to the zero point output correcting device (10) of the angular velocity detecting means (11) for a moving body of the present invention, the angular velocity detecting means (11)
Is provided with an angular velocity sensor (11) that directly detects the angular velocity acting on the moving body, or an angular acceleration detection sensor that detects the angular acceleration acting on the moving body, and a time integrated value of the output of the angular acceleration detection sensor. And integrating means for outputting the angular velocity. That is, the moving object angular velocity detecting means (11) of the present invention may be an angular velocity sensor (11) alone, or may be a combination of an angular acceleration detecting sensor and an integrating means for integrating the output thereof over time.

【0012】移動体には、自動車だけでなく、船舶等の
他の移動体も包摂する。角速度検出手段(11)は、通常
は、移動体に搭載されるナビゲーション装置等に使用さ
れる。角速度検出手段(11)自体の温度と角速度検出手段
(11)の周囲温度とはほぼ等しく、温度検出手段(14)の検
出する角速度検出手段(11)の温度とは、角速度検出手段
(11)自体の温度、及び角速度検出手段(11)の周囲温度を
含む。角速度検出手段(11)の零点出力とは、角速度検出
手段(11)が、角速度=0のときの出力を言うものとし、
角速度検出手段(11)の出力には、電圧出力型、電流出力
型、インピーダンス出力型等が含まれ、したがって、角
速度検出手段(11)の零点出力とは、零点電圧だけでな
く、零点電流、零点インピーダンス、及び零点抵抗も含
むものとする。
The moving objects include not only automobiles but also other moving objects such as ships. The angular velocity detecting means (11) is usually used for a navigation device or the like mounted on a moving body. Temperature of angular velocity detecting means (11) itself and angular velocity detecting means
The temperature of the angular velocity detecting means (11) detected by the temperature detecting means (14) is substantially equal to the ambient temperature of (11).
(11) It includes the temperature of itself and the ambient temperature of the angular velocity detecting means (11). The zero point output of the angular velocity detecting means (11) means that the angular velocity detecting means (11) outputs when the angular velocity = 0.
The output of the angular velocity detecting means (11) includes a voltage output type, a current output type, an impedance output type, and the like.Therefore, the zero point output of the angular velocity detecting means (11) includes not only the zero point voltage but also the zero point current, It also includes zero impedance and zero resistance.

【0013】零点出力の零点出力−温度特性は、零点出
力の個体差だけでなく、経時変化や経年変化もある。こ
の移動体用角速度検出手段(11)の零点出力補正装置(10)
では、移動体の向きがほぼ一定に維持されていると移動
体向き判定手段(32)が判定した場合、すなわち、角速度
検出手段(11)が零点出力を出力していると判断される場
合、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度
特性の、温度検出手段(14)のその時の検出温度における
零点出力を、角速度検出手段(11)のその時の出力に基づ
いて修正する(一般には、角速度検出手段(11)のその時
の出力へ変更する。)。移動体の向きがほぼ一定に維持
されていると移動体向き判定手段(32)が判定したときの
角速度検出手段(11)のその時の検出温度は、いつも同じ
ではなく、適当に異なっている。これにより、零点出力
−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性のいろい
ろな温度における零点出力が修正される。こうして、零
点出力の個体差や経時変化及び経年変化に因る零点出力
−温度特性を、個々の角速度検出手段(11)に基づいて及
び経時変化及び経年変化に基づいて修正することにな
り、結果、角速度検出手段(11)の出力から正しい零点出
力−温度特性に基づいて移動体の方位変化量を検出する
ことができるようになる。
The zero-point output-temperature characteristics of the zero-point output include not only individual differences in the zero-point output but also changes with time and aging. Zero point output correction device (10) of this moving object angular velocity detection means (11)
In the case, when the moving body direction determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant, that is, when it is determined that the angular velocity detecting means (11) outputs the zero point output, The zero point output of the temperature detecting means (14) at the current detected temperature of the zero point output-temperature characteristic of the zero point output-temperature characteristic storing means (17) is corrected based on the current output of the angular velocity detecting means (11) ( Generally, the output is changed to the output of the angular velocity detecting means (11) at that time.) The detected temperature of the angular velocity detecting means (11) when the moving body direction determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant is not always the same but appropriately different. As a result, the zero-point output at various temperatures of the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17) is corrected. In this way, the zero point output-temperature characteristics caused by the individual difference of the zero point output and the aging and aging are corrected based on the individual angular velocity detecting means (11) and based on the aging and the aging. The azimuth change amount of the moving object can be detected from the output of the angular velocity detecting means (11) based on the correct zero point output-temperature characteristic.

【0014】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、零点出力−温度特性修
正手段(30)による零点出力−温度特性記憶手段(17)の零
点出力−温度特性の修正は、零点出力−温度特性記憶手
段(17)の零点出力−温度特性の、温度検出手段(14)のそ
の時の検出温度における零点出力だけでなく、その時の
検出温度を内に含む温度範囲内の他の温度における零点
出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の零
点出力ついても、角速度検出手段(11)のその時の出力に
基づいて行う。
According to the zero point output correction device (10) of the moving object angular velocity detecting means (11) of the present invention, the zero point output and the zero point of the temperature characteristic storage means (17) by the temperature characteristic correcting means (30) are provided. The correction of the output-temperature characteristic includes not only the zero-point output of the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17) at the temperature detected by the temperature detecting means (14) but also the detected temperature at that time. The zero point output and the zero point output of the temperature characteristic of the temperature characteristic storage means (17) at other temperatures within the temperature range included in the above are also performed based on the output of the angular velocity detecting means (11) at that time.

【0015】移動体の向きがほぼ一定に維持されている
と移動体向き判定手段(32)が判定した場合について角速
度検出手段(11)のその時の検出温度は、幾つか存在する
ものの、零点出力−温度特性の温度全体にわたっては限
られている。一方、その時の検出温度近傍の温度につい
ての零点出力−温度特性の零点出力は、その時の角速度
検出手段(11)の出力に近い値と推定される。したがっ
て、その時の検出温度でなくても、その時の検出温度を
含む温度範囲内の零点出力−温度特性の各零点出力を、
その時の角速度検出手段(11)の出力に基づいて修正する
ことにより、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出
力−温度特性の各温度における零点出力の修正を効率良
く行うことができる。
When the moving body direction determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant, the detected temperature of the angular velocity detecting means (11) at that time is, although there are some, the zero point output is obtained. The temperature characteristic is limited over the entire temperature; On the other hand, the zero point output of the temperature characteristic near the detected temperature at that time is estimated to be a value close to the output of the angular velocity detecting means (11) at that time. Therefore, even if it is not the detected temperature at that time, each zero-point output of the zero-point output-temperature characteristic within the temperature range including the detected temperature at that time is expressed as
By correcting based on the output of the angular velocity detecting means (11) at that time, the zero point output at each temperature of the zero point output-temperature characteristic of the zero point output-temperature characteristic storage means (17) can be efficiently corrected.

【0016】この発明の移動体用角速度検出手段(11)の
零点出力補正装置(10)によれば、温度検出手段(14)の検
出した相互に異なる第1及び第2の温度において移動体
の向きがほぼ一定に維持されていると移動体向き判定手
段(32)が判定したとし、かつその時の角速度検出手段(1
1)の出力がそれぞれ第1及び第2の出力とすると、零点
出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、
第1及び第2の温度間の各温度における零点出力につい
て、第1及び第2の出力に基づいて修正する。
According to the zero point output correction device (10) of the moving object angular velocity detecting means (11) of the present invention, the moving object is detected at the mutually different first and second temperatures detected by the temperature detecting means (14). The moving body direction determining means (32) determines that the direction is maintained substantially constant, and the angular velocity detecting means (1
Assuming that the output of 1) is a first output and a second output, respectively, the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17) is
The zero point output at each temperature between the first and second temperatures is corrected based on the first and second outputs.

【0017】移動体の向きがほぼ一定に維持されている
と移動体向き判定手段(32)が判定した場合の角速度検出
手段(11)のその時の検出温度は、幾つか存在するもの
の、零点出力−温度特性の温度全体にわたっては限られ
ている。第1及び第2の温度において、移動体の向きが
ほぼ一定に維持されていると移動体向き判定手段(32)が
判定した場合、第1及び第2の温度間の各温度における
前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度
特性の零点出力について、第1及び第2の出力に基づい
て修正することにより、零点出力−温度特性記憶手段(1
7)の零点出力−温度特性の各温度における零点出力の修
正を効率良く行うことができる。なお、第1及び第2の
温度間の各温度における前記零点出力−温度特性記憶手
段(17)の零点出力−温度特性の零点出力について、第1
及び第2の出力に基づいて修正する方式としては例えば
補間法等を利用する。補間法には、また、角速度検出手
段(11)の離散的な2個の出力を直線で結び、その直線上
の各値を零点出力とする場合だけでなく、角速度検出手
段(11)の離散的な3個の出力を適当な二次曲線で結び、
その二次曲線上の各値を零点出力とする場合も含む。
When the moving body orientation determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant, the detected temperature of the angular velocity detecting means (11) at that time is zero point output although there are some. The temperature characteristic is limited over the entire temperature; When the moving body direction determining means (32) determines that the direction of the moving body is maintained substantially constant at the first and second temperatures, the zero point output at each temperature between the first and second temperatures is obtained. The zero point output of the temperature characteristic storage means (17); the zero point output of the temperature characteristic is corrected based on the first and second outputs, whereby the zero point output-temperature characteristic storage means (1
The zero-point output at each temperature of the zero-point output-temperature characteristic of 7) can be efficiently corrected. Note that the zero point output and the zero point output of the temperature characteristic of the temperature characteristic storage means (17) at each temperature between the first and second temperatures are as follows.
For example, an interpolation method or the like is used as a method of correcting based on the second output. The interpolation method includes not only a case where two discrete outputs of the angular velocity detecting means (11) are connected by a straight line and each value on the straight line is used as a zero point output, but also Three outputs are connected by an appropriate quadratic curve,
The case where each value on the quadratic curve is used as the zero point output is also included.

【0018】この発明の移動体用角速度検出手段(11)に
よれば、移動体向き判定手段(32)は、移動体の走行中で
かつGPSによる現在位置の履歴により移動体がほぼ直
進していると判断した場合、移動体の移動方向がほぼ一
定に維持されていると判定するものである。
According to the moving object angular velocity detecting means (11) of the present invention, the moving object direction judging means (32) detects that the moving object is substantially straight ahead while the moving object is traveling and the history of the current position by the GPS. When it is determined that the moving object is present, it is determined that the moving direction of the moving body is maintained substantially constant.

【0019】GPS測位により各時刻の移動体の現在位
置が判明し、現在位置の変化から移動体の移動軌跡が分
かる。移動軌跡が所定時間にわたり直線である場合は、
移動体は直進していると判断される。移動体が直進して
いる場合は、角速度検出手段(11)の出力は零点出力とな
っているので、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点
出力−温度特性を角速度検出手段(11)のその時の出力に
より修正できる。
The current position of the moving body at each time is determined by the GPS positioning, and the movement locus of the moving body can be determined from the change in the current position. If the trajectory is a straight line for a predetermined time,
It is determined that the moving object is going straight. When the moving body is traveling straight, the output of the angular velocity detecting means (11) is a zero-point output, so the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storing means (17) is converted to the angular velocity detecting means (11). Can be modified by the current output of

【0020】この発明の移動体用角速度検出手段(11)に
よれば、移動体向き判定手段(32)は、自動車の車速が0
であり、かつ角速度検出手段(11)の出力が、零点出力−
温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検
出手段(14)によるその時の検出温度における零点出力に
対して所定範囲内の差である場合は、移動体の向きがほ
ぼ一定に維持されていると判定するものである。
According to the moving object angular velocity detecting means (11) of the present invention, the moving object direction judging means (32) determines that the vehicle speed of the automobile is zero.
And the output of the angular velocity detecting means (11) is zero point output-
If the difference between the zero-point output of the temperature characteristic storage means (17) and the zero-point output at the temperature detected at that time by the temperature detection means (14) is within a predetermined range, the direction of the moving body becomes substantially constant. It is determined that it is maintained.

【0021】移動体が、前述の定義による静止状態であ
ったとしても、停止状態と限らない。例えば、自動車が
駐車場のターンテーブルに載せられて、回転している回
転状態の場合もある。このような場合に、零点出力−温
度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性が修正される
と、零点出力−温度特性は間違ったものになってしま
う。移動体が回転状態である場合は、角速度検出手段(1
1)の出力は、零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出
力−温度特性の、温度検出手段(14)のその時の検出温度
における零点出力に対して大きくずれる。したがって、
角速度検出手段(11)の出力が、零点出力−温度特性記憶
手段(17)の零点出力−温度特性の、温度検出手段(14)の
その時の検出温度における零点出力に対して大きくずれ
ていたら、すなわち差が所定値を超えていたら、移動体
は、車速は0で静止状態であっても、停止状態ではない
回転状態と判断され、零点出力−温度特性記憶手段(17)
の零点出力−温度特性の修正は中止される。逆に、差が
所定値内であれば、移動体は、向きを一定に維持して、
停止中と判断され、零点出力−温度特性記憶手段(17)の
零点出力−温度特性を角速度検出手段(11)のその時の出
力に基づいて修正する。
Even if the moving object is in the stationary state as defined above, it is not limited to the stopped state. For example, there is a case where a car is mounted on a turntable in a parking lot and is rotating. In such a case, if the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17) is corrected, the zero-point output-temperature characteristic becomes incorrect. When the moving body is rotating, the angular velocity detecting means (1
The output of (1) is significantly different from the zero output at the temperature detected by the temperature detecting means (14) in the zero output-temperature characteristic of the zero output-temperature characteristic storing means (17). Therefore,
If the output of the angular velocity detecting means (11) greatly deviates from the zero point output-temperature characteristic storage means (17) zero point output-temperature characteristic of the temperature detecting means (14) at the detected temperature at that time, That is, if the difference exceeds the predetermined value, the moving body is determined to be in a rotating state that is not a stopped state even if the vehicle speed is 0 and the vehicle is stationary, and the zero point output-temperature characteristic storage means (17)
The correction of the zero point output-temperature characteristic of is stopped. Conversely, if the difference is within the predetermined value, the moving body maintains the orientation constant,
It is determined that the motor is stopped, and the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17) is corrected based on the current output of the angular velocity detection means (11).

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は方位角演算装置10のブ
ロック図である。この方位角演算装置10は、自動車に搭
載されるナビゲーション装置の一部を構成する。角速度
センサ11は、例えば振動ジャイロから成り、鉛直線の周
りの自動車の角速度を検出する。角速度センサ11の出力
電圧は、A/D変換器12によりA/D変換されて、演算
手段13へ入力される。温度センサ14は、角速度センサ11
の近傍に配置され、角速度センサ11の周囲温度を検出す
る。角速度センサ11の周囲温度は角速度センサ11の温度
とほぼ等しいと考えられる。温度センサ14の出力電圧
は、A/D変換器15によりA/D変換されて、演算手段
13へ入力される。ROM16は零点電圧−温度特性のデフ
ォルト値(例:図3)を書き込まれている。補正特性保
存メモリ17は、読み書き自在であるとともに、バックア
ップ電源からの電力により又は不揮発型のために方位角
演算装置10の電源オフ中も記憶を保持し、方位角演算装
置10のリセット時又は方位角演算装置10が初めて電源オ
ンになった時、ROM16からのデフォルト値を零点電圧
−温度特性の初期値として書き込まれ、後述されるよう
に、その後、零点電圧−温度特性を適宜補正される。演
算手段13は、自動車の方位角(=向き)を計算する位置
計算マイコン18、及び位置計算マイコン18の演算処理に
利用されてデータの読み書き自在の内部メモリ19を有し
ている。位置計算マイコン18による自動車の方位角の計
算は、例えば角速度センサ11からの出力を時間積分して
絶対方位角に対する方位変化量を計算し、それを方位角
としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the azimuth calculating device 10. The azimuth calculation device 10 forms a part of a navigation device mounted on an automobile. The angular velocity sensor 11 is composed of, for example, a vibrating gyroscope, and detects the angular velocity of the vehicle around a vertical line. The output voltage of the angular velocity sensor 11 is A / D-converted by the A / D converter 12 and input to the calculating means 13. The temperature sensor 14 is an angular velocity sensor 11
, And detects the ambient temperature of the angular velocity sensor 11. It is considered that the ambient temperature of the angular velocity sensor 11 is substantially equal to the temperature of the angular velocity sensor 11. The output voltage of the temperature sensor 14 is A / D-converted by an A / D converter 15 and is calculated by an arithmetic unit.
Entered into 13. The ROM 16 is written with default values of zero-point voltage-temperature characteristics (for example, FIG. 3). The correction characteristic storage memory 17 is readable and writable, and retains its memory even when the power of the azimuth calculating device 10 is turned off by the power from the backup power supply or for a non-volatile type. When the power is turned on for the first time, the default value from the ROM 16 is written as the initial value of the zero-point voltage-temperature characteristic, and then the zero-point voltage-temperature characteristic is appropriately corrected as described later. The calculation means 13 has a position calculation microcomputer 18 for calculating the azimuth (= direction) of the automobile, and an internal memory 19 which is used for calculation processing of the position calculation microcomputer 18 and which can read and write data. In the calculation of the azimuth of the vehicle by the position calculation microcomputer 18, for example, the output from the angular velocity sensor 11 is integrated over time to calculate the azimuth change amount with respect to the absolute azimuth, and this is used as the azimuth.

【0023】移動体速度判定手段24は、自動車のタイヤ
の回転に同期してパルスを出力する車速センサ25を装備
し、所定時間内の車速センサ25の出力パルスの個数を計
数することにより、自動車の車速を検出する。GPSシ
ステム26は、GPS受信機27、及びGPS受信機27の出
力から自動車の現在位置を検出しさらに現在位置の変化
から自動車が直進しているか否かを検出する検出器28を
有している。オフセットチェック手段30は、静止状態判
別手段32からの入力に基づいて補正特性保存メモリ17の
零点電圧−温度特性を修正する。誤差判定手段31は、A
/D変換器12を介して角速度センサ11の出力電圧データ
を入力されるとともに、オフセットチェック手段30を介
して補正特性保存メモリ17の零点電圧−温度特性に係る
データ及び演算手段13からの温度センサ14の出力電圧デ
ータ等の種々のデータを入力され、補正特性保存メモリ
17の零点電圧−温度特性の、温度センサ14のその時の検
出温度における零点電圧に対して、角速度センサ11のそ
の時の出力電圧の差が、所定値以内か否かを判定する。
静止状態判別手段32は、移動体速度判定手段24、検出器
28、及び誤差判定手段31からの入力に基づいて自動車が
静止状態(すでに定義しているように、直進状態、停止
状態、及び回転状態を含む。)か否かを判定し、判定が
Yesであるとき、オフセットチェック手段30へその旨
を出力する。
The moving body speed judging means 24 is equipped with a vehicle speed sensor 25 which outputs a pulse in synchronization with the rotation of the tire of the vehicle, and counts the number of output pulses of the vehicle speed sensor 25 within a predetermined time, thereby The vehicle speed of the vehicle. The GPS system 26 has a GPS receiver 27 and a detector 28 that detects the current position of the vehicle from the output of the GPS receiver 27 and detects whether the vehicle is traveling straight from a change in the current position. . The offset checking means 30 corrects the zero-point voltage-temperature characteristic of the correction characteristic storing memory 17 based on the input from the stationary state determining means 32. The error determination means 31
The output voltage data of the angular velocity sensor 11 is input via the / D converter 12, the data relating to the zero-point voltage-temperature characteristic of the correction characteristic storage memory 17 via the offset checking means 30, and the temperature sensor from the arithmetic means 13. Various data such as 14 output voltage data are input and the correction characteristic storage memory
A determination is made as to whether or not the difference between the zero-point voltage of the temperature sensor 14 at the current detection temperature of the zero-point voltage-temperature characteristic 17 and the current output voltage of the angular velocity sensor 11 is within a predetermined value.
The stationary state determination unit 32 includes a moving body speed determination unit 24, a detector
28, and based on the input from the error determining means 31, it is determined whether the vehicle is in a stationary state (including a straight running state, a stopped state, and a rotating state as already defined), and the determination is Yes. At some point, the fact is output to the offset checking means 30.

【0024】図2は所定温度における角速度センサ11の
出力電圧特性を示している。角速度センサ11は、それに
作用する角速度、すなわち角速度センサ11が搭載されて
いる自動車の所定鉛直線の周りの角速度ωに関係する出
力電圧を発生する。ω=0のときの角速度センサ11の出
力電圧は零点電圧と定義される。この出力電圧特性で
は、自動車の右方向への角速度が正、左方向への角速度
が負とされている。角速度センサ11の出力電圧は、ω=
0を中心とする+−所定範囲内ではωに対して右肩下が
りの直線で変化し、所定範囲外では−又は+の所定値と
なる。
FIG. 2 shows an output voltage characteristic of the angular velocity sensor 11 at a predetermined temperature. The angular velocity sensor 11 generates an output voltage related to the angular velocity acting on the angular velocity sensor, that is, the angular velocity ω around a predetermined vertical line of the vehicle on which the angular velocity sensor 11 is mounted. The output voltage of the angular velocity sensor 11 when ω = 0 is defined as a zero point voltage. In this output voltage characteristic, the angular velocity to the right of the automobile is positive, and the angular velocity to the left is negative. The output voltage of the angular velocity sensor 11 is ω =
Within a predetermined range around 0, the value changes along a straight line falling to the right with respect to ω, and outside the predetermined range, it takes a predetermined value of − or +.

【0025】図3は角速度センサ11の標準の零点電圧−
温度特性である。零点電圧は、温度の上昇に対して直線
で上昇する。
FIG. 3 shows a standard zero point voltage of the angular velocity sensor 11.
It is a temperature characteristic. The zero point voltage increases linearly with increasing temperature.

【0026】図4は角速度センサ11の個体差による種々
の零点電圧−温度特性を示す。図4(a)〜(c)にお
いて、点線は、図3の標準の零点電圧−温度特性を示し
ている。図4(a)では、零点電圧は所定温度未満では
標準の零点電圧−温度特性に一致し、所定温度以上で
は、傾き(零点電圧の上昇量/温度上昇量)が標準の零
点電圧−温度特性の傾きよりも大となっている。図4
(b)では、零点電圧は所定温度未満では標準の零点電
圧−温度特性に一致し、所定温度以上では、傾きが標準
の零点電圧−温度特性の傾きよりも小となっている。図
4(c)の零点電圧−温度特性は、所定温度を境に屈曲
し、零点電圧は、所定温度未満では標準の零点電圧−温
度特性より高く、所定温度以上では標準の零点電圧−温
度特性より低くなっている。
FIG. 4 shows various zero point voltage-temperature characteristics depending on the individual difference of the angular velocity sensor 11. 4A to 4C, the dotted lines indicate the standard zero-point voltage-temperature characteristics of FIG. In FIG. 4A, the zero-point voltage matches the standard zero-point voltage-temperature characteristic when the temperature is lower than the predetermined temperature, and the slope (the amount of increase in the zero-point voltage / the amount of temperature increase) has the standard zero-point voltage-temperature characteristic when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. Is greater than the slope of FIG.
In (b), the zero-point voltage matches the standard zero-point voltage-temperature characteristic below the predetermined temperature, and the gradient is smaller than the standard zero-point voltage-temperature characteristic above the predetermined temperature. The zero-point voltage-temperature characteristic in FIG. 4C is bent at a predetermined temperature, and the zero-point voltage is higher than the standard zero-point voltage-temperature characteristic below the predetermined temperature, and the standard zero-point voltage-temperature characteristic above the predetermined temperature. It is lower.

【0027】図5は補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性を初期設定するプログラムのフローチャートで
ある。この処理は、方位角演算装置10を初めて電源オン
にした時、及び補正特性保存メモリ17の内容をリセット
した時に行われる。ROM16は、個々の角速度センサ11
の零点電圧−温度特性に関係なく標準の零点電圧−温度
特性(=図3に示す零点電圧−温度特性)を記録してい
る。方位角演算装置10を初めて電源オンにしたり、補正
特性保存メモリ17の記録内容をリセットした時は、RO
M16に記録されている標準の零点電圧−温度特性が補正
特性保存メモリ17にコピーされ、それが補正特性保存メ
モリ17における角速度センサ11についての零点電圧−温
度特性の初期値とされる。
FIG. 5 shows the zero-point voltage of the correction characteristic storage memory 17.
9 is a flowchart of a program for initially setting a temperature characteristic. This process is performed when the power of the azimuth calculation device 10 is turned on for the first time and when the contents of the correction characteristic storage memory 17 are reset. The ROM 16 stores the individual angular velocity sensors 11
Is recorded regardless of the zero-point voltage-temperature characteristic (= zero-point voltage-temperature characteristic shown in FIG. 3). When the power of the azimuth calculating device 10 is turned on for the first time or the recorded contents of the correction characteristic storage memory 17 are reset, the RO
The standard zero-point voltage-temperature characteristic recorded in M16 is copied to the correction characteristic storage memory 17, and is used as the initial value of the zero-point voltage-temperature characteristic for the angular velocity sensor 11 in the correction characteristic storage memory 17.

【0028】図6は方位角演算装置10による自動車の方
位角算出プログラムのフローチャートである。S44で
は、方位角演算装置10が電源オン中か否かを判定し、Y
esであれば、S45へ進み、Noであれば、該プログ
ラムを終了する。S45では、A/D変換器12,15によ
りディジタル値に変換された角速度センサ11及び温度セ
ンサ14の出力を演算手段13及びオフセットチェック手段
30へ入力する。S46では、補正特性保存メモリ17に保
持されている零点電圧−温度特性を演算手段13へ入力
し、内部メモリ19に記録される。補正特性保存メモリ17
からの零点電圧−温度特性記憶手段(17)により、演算手
段13では、位置計算マイコン18が、温度センサ14からの
検出温度に対応する角速度センサ11についての角速度−
出力電圧特性(例:図2)を適宜作成可能になる。S4
7では、位置計算マイコン18は、角速度センサ11につい
ての角速度−出力電圧特性の、温度センサ14の検出温度
の出力電圧から角速度を求め、それを時間積分して方位
変化量を求め、さらに、絶対方位に対する方位変化量を
自動車の方位角として出力する。S48では、方位角演
算装置10が電源オフになったか否かを判定し、判定がY
esであれば、該プログラムを終了し、Noであれば、
S45へ戻る。
FIG. 6 is a flowchart of an azimuth calculation program for an automobile by the azimuth calculation device 10. In S44, it is determined whether or not the azimuth angle calculation device 10 is powered on.
If es, the process proceeds to S45, and if No, the program ends. In S45, the outputs of the angular velocity sensor 11 and the temperature sensor 14 converted into digital values by the A / D converters 12 and 15 are calculated by the arithmetic means 13 and the offset check means.
Enter 30. In S46, the zero-point voltage-temperature characteristic stored in the correction characteristic storage memory 17 is input to the calculating means 13 and recorded in the internal memory 19. Correction characteristic storage memory 17
By means of the zero point voltage-temperature characteristic storage means (17), the calculating means 13 causes the position calculation microcomputer 18 to calculate the angular velocity of the angular velocity sensor 11 corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 14.
Output voltage characteristics (eg, FIG. 2) can be created as appropriate. S4
In step 7, the position calculation microcomputer 18 obtains an angular velocity from the output voltage of the temperature detected by the temperature sensor 14 of the angular velocity-output voltage characteristic of the angular velocity sensor 11, obtains the azimuth change amount by performing time integration thereof, The azimuth change amount with respect to the azimuth is output as the azimuth angle of the vehicle. In S48, it is determined whether or not the azimuth calculating device 10 has been turned off.
If es, terminate the program; if No, terminate the program
It returns to S45.

【0029】図7は補正特性保存メモリ17における零点
電圧−温度特性の修正過程のフローチャートである。ま
ず、方位角演算装置10が電源オンにされると(S5
1)、誤差判定手段31は、A/D変換器12によりデジタ
ル化された角速度センサ11のデータ(角速度電圧デー
タ)が、所定の基準値に対して所定の誤差範囲内にある
かどうかを判断する(S52)。角速度電圧データが所
定の誤差範囲を超えて変動している間はこのS52を維
持し、所定の誤差範囲内、すなわち微少変動に留まりつ
つ一定の値を維持している場合はS53へ進む。次に角
速度電圧データが一定の値を維持しつつその変動が所定
範囲内の微小変動状態を所定時間継続しているか否かを
判断し(S53)、所定時間を経過していない場合はS
52へ戻り、所定時間を経過した場合にはS54へ進
む。S54では、移動体速度判定手段24により、例えば
車速センサ25からの信号により車速パルスがあるか否か
判断される。車両が停止状態にない場合にはS55へ進
む一方、車両が停止状態にあることを恵味する信号を受
けた場合にはS59へ進む。そしてGPS受信機27に接
続された検出器28により移動体の直進を判断した場合に
は(S55)、静止状態判別手段32は移動体が静止状態
(この場合は、静止状態の中の直進状態)にあると判断
し、オフセットチェック手段30にデータ書換え命令を発
した後(S56)、オフセットチェック手段30は演算手
段13から転送された角速度電圧データ及び温度電圧デー
タについて、当該温度の零点電圧を意味するデータを転
送し、補正特性保存メモリ17に格納する(S57)。結
果、補正特性保存メモリ17における零点電圧−温度特性
の、当該温度の零点電圧は、その時の角速度電圧に書換
えられる。一方、S54において移動体が停止状態にあ
る場合又はS55においてGPSシステム26が測位不能
で直進しているか否か不明の場合には、オフセットチェ
ック手段30は補正特性保存メモリ17から現在の温度の零
点電圧データを読み出す(S59)。そして、その電圧
値が演算手段13から転送された角速度電圧データと所定
値以上差がある場合には、「異常」と判断してデータ書
換えは行わず、S52に戻る一方、所定値以下の場合に
は静止状態(この場合は、静止状態の中の停止状態)に
あると判断してS56へ進む(S60)。S59及びS
60の処理は例えば自動車が走行はしていないが、ター
ンテーブル式の駐車場に入庫する場合のような、回転状
態の場合に角速度センサの値を零点データと判断しない
ようにするための処理である。S58では、方位角演算
装置10の電源がオフかオンかにより該処理の終了状態か
否かを判定し、判定がYesであれば、該処理を終了
し、Noであれば、S52へ戻る。
FIG. 7 is a flowchart of the process of correcting the zero-point voltage-temperature characteristic in the correction characteristic storage memory 17. First, when the azimuth calculating device 10 is turned on (S5).
1) The error determination means 31 determines whether the data (angular velocity voltage data) of the angular velocity sensor 11 digitized by the A / D converter 12 is within a predetermined error range with respect to a predetermined reference value. (S52). If the angular velocity voltage data fluctuates beyond the predetermined error range, S52 is maintained. If the angular velocity voltage data maintains a constant value within the predetermined error range, that is, if it stays at a small fluctuation, the process proceeds to S53. Next, it is determined whether or not the angular velocity voltage data has maintained a constant value and the fluctuation has continued a minute fluctuation state within a predetermined range for a predetermined time (S53).
Returning to S52, if the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S54. In S54, the moving body speed determining means 24 determines whether or not there is a vehicle speed pulse based on a signal from the vehicle speed sensor 25, for example. If the vehicle is not in a stopped state, the process proceeds to S55, while if a signal that indicates that the vehicle is in a stopped state is received, the process proceeds to S59. When it is determined by the detector 28 connected to the GPS receiver 27 that the moving body is going straight (S55), the stationary state determining means 32 determines whether the moving body is in the stationary state (in this case, the straight traveling state in the stationary state). ), And issues a data rewriting command to the offset checking means 30 (S56). Then, the offset checking means 30 determines the zero point voltage of the temperature for the angular velocity voltage data and the temperature voltage data transferred from the calculating means 13. The meaning data is transferred and stored in the correction characteristic storage memory 17 (S57). As a result, the zero-point voltage of the temperature in the zero-point voltage-temperature characteristic in the correction characteristic storage memory 17 is rewritten to the angular velocity voltage at that time. On the other hand, if the mobile unit is in the stopped state in S54 or if it is unknown in S55 whether the GPS system 26 is unable to perform positioning and is moving straight ahead, the offset check means 30 reads the zero point of the current temperature from the correction characteristic storage memory 17. The voltage data is read (S59). If the voltage value is different from the angular velocity voltage data transferred from the calculating means 13 by a predetermined value or more, it is determined to be “abnormal” and the data is not rewritten. Is determined to be in the stationary state (in this case, the stopped state in the stationary state), and the process proceeds to S56 (S60). S59 and S
The process of 60 is a process for preventing the value of the angular velocity sensor from being judged as zero point data in the case of a rotating state, for example, when the car is not traveling, but enters a turntable type parking lot. is there. In S58, it is determined whether or not the process is in an end state based on whether the power of the azimuth angle calculation device 10 is off or on. If the determination is Yes, the process ends. If the determination is No, the process returns to S52.

【0030】図8は補正特性保存メモリ17の保持する零
点電圧−温度特性の計3回の書換えによる変遷を示して
いる。補正特性保存メモリ17の保持する零点電圧−温度
特性は、初期状態では、ROM16からのデフォルトの零
点電圧−温度特性をセットされ、図8(a)となってい
る。1回目の静止条件が成立した時の角速度センサ11の
出力電圧及び角速度センサ11の温度をそれぞれV1,T
1とすると、1回目の書換えでは、T1における零点電
圧はV1に変更される。また、T1を中心とする所定温
度範囲の零点電圧Tも、その時までの値(これをVaと
する。)と、V1とVaとの中間の値Vbへ変更され
る。Vbは、TがT1に近い程、V1に近く、Vbから
遠い程、元のVaに近い量とされる。このようにして、
1回目の書換えにより、補正特性保存メモリ17の零点電
圧−温度特性は図8(b)のようになる。同様にして、
2回目、3回目の静止条件の成立により、補正特性保存
メモリ17の零点電圧−温度特性は、図8(b)及び図8
(c)のように、変更される。こうして、零点電圧−温
度特性において適当に分布した各温度において、静止条
件が成立し、補正特性保存メモリ17の零点電圧−温度特
性は、広い温度範囲にわたり、初期のものから、個体差
のある角速度センサ11の固有のもの、経時変化や経年変
化を反映するものへ徐々に修正されていく。
FIG. 8 shows the transition of the zero-point voltage-temperature characteristic held by the correction characteristic storage memory 17 by a total of three rewrites. In the initial state, the default zero-point voltage-temperature characteristic from the ROM 16 is set as the zero-point voltage-temperature characteristic held by the correction characteristic storage memory 17 as shown in FIG. The output voltage of the angular velocity sensor 11 and the temperature of the angular velocity sensor 11 when the first stationary condition is satisfied are represented by V1 and T, respectively.
If it is set to 1, the zero point voltage at T1 is changed to V1 in the first rewriting. Further, the zero point voltage T in a predetermined temperature range centered on T1 is also changed to a value up to that point (this is referred to as Va) and a value Vb intermediate between V1 and Va. Vb is closer to V1 as T is closer to T1, and closer to the original Va as T is farther from Vb. In this way,
By the first rewriting, the zero-point voltage-temperature characteristics of the correction characteristic storage memory 17 become as shown in FIG. Similarly,
When the second and third standstill conditions are satisfied, the zero-point voltage-temperature characteristics of the correction characteristic storage memory 17 are changed as shown in FIGS.
It is changed as shown in (c). In this way, at each temperature appropriately distributed in the zero-point voltage-temperature characteristic, the stationary condition is satisfied, and the zero-point voltage-temperature characteristic of the correction characteristic storage memory 17 is different from the initial one over the wide temperature range. The sensor 11 is gradually corrected to a unique one, which reflects a temporal change or a secular change.

【0031】図9は補正特性保存メモリ17における零点
電圧−温度特性の図7とは別の修正過程のフローチャー
トである。S66では、方位角演算装置10が電源オンか
否かを判定し、判定がYesであれば、S67へ進み、
Noであれば、この修正処理を終了する。S67では、
車速センサ25の出力から車速パルスがあるか否か、すな
わち、自動車が走行中か停止中かを判定し、走行中であ
れば、S68へ進み、停止中であれば、S76へ進む。
S68では、GPSデータ(現在位置)について、今回
のものと前回(例えば1秒前)のものとを比較して、自
動車の今回の進行方向を検出する。S69では、絶対方
位に対する自動車の進行方向の角度が、今回のものと前
回のものとが同じか否か、すなわち、自動車が直進して
いるか否かを判定し、判定がYesであれば、S70へ
進み、Noであれば、S74へ進む。S70では、角速
度センサ11の出力電圧としての角速度電圧について、前
回と今回とを比較し、その差を求め、S71では、その
差が一定範囲内にあるか否か、すなわち微小変動か否か
を判定し、判定がYesであれば、S74へ進み、No
であれば、S72へ進む。角速度電圧が微小振動のとき
のみ、S74へ進むのは、角速度電圧が大きく変動して
いるときは、零点電圧−温度特性の書換えに誤差が生じ
やすいので、それを回避するためである。S72では、
今回の角速度電圧データ、温度電圧データ、及びGPS
角度データを保存して、S66へ戻る。S74では、S
72で保存したデータがあるか否かを判定し、判定がY
esであれば、S75へ進み、Noであれば、S66へ
戻る。S75では、補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性の、温度センサ14のその時の検出温度(=今回
の温度電圧データ)における零点電圧を、角速度センサ
11のその時の出力電圧(=今回の角速度電圧データ)へ
書換える。この際、補正特性保存メモリ17の零点電圧−
温度特性の零点電圧は、図8で説明したように、補正特
性保存メモリ17の零点電圧−温度特性の、温度センサ14
のその時の検出温度の零点電圧だけでなく、該検出温度
を含む所定温度範囲にわたる各零点電圧を、角速度セン
サ11のその時の出力電圧に基づいて変更する。S75の
後、S66へ戻る。S76では、角速度センサ11の出力
電圧としての角速度電圧について、前回と今回とを比較
し、その差を求め、S77では、その差が一定範囲内に
あるか否か、すなわち微小変動か否かを判定し、判定が
Yesであれば、S74へ進み、Noであれば、S66
へ戻る。
FIG. 9 is a flowchart of a process of correcting the zero-point voltage-temperature characteristic in the correction characteristic storage memory 17, which is different from FIG. In S66, it is determined whether the azimuth angle calculation device 10 is powered on. If the determination is Yes, the process proceeds to S67,
If No, the correction process ends. In S67,
It is determined from the output of the vehicle speed sensor 25 whether there is a vehicle speed pulse, that is, whether the vehicle is running or stopped. If the vehicle is running, the process proceeds to S68, and if the vehicle is stopped, the process proceeds to S76.
In S68, the current traveling direction of the automobile is detected by comparing the current GPS data (current position) with the previous GPS data (for example, one second before). In S69, it is determined whether or not the angle of the traveling direction of the vehicle with respect to the absolute azimuth is the same as the current one and the previous one, that is, whether or not the vehicle is going straight ahead. Then, if No, the process proceeds to S74. In S70, the difference between the previous time and the present time is determined for the angular velocity voltage as the output voltage of the angular velocity sensor 11, and the difference is determined. In S71, it is determined whether the difference is within a certain range, that is, whether it is a small fluctuation. If the determination is Yes, the process proceeds to S74, and
If so, the process proceeds to S72. The process proceeds to S74 only when the angular velocity voltage is minutely vibrated, in order to avoid an error in rewriting the zero point voltage-temperature characteristic when the angular velocity voltage is largely fluctuated. In S72,
Current angular velocity voltage data, temperature voltage data, and GPS
The angle data is saved, and the process returns to S66. In S74, S
At 72, it is determined whether or not the stored data exists.
If es, the process proceeds to S75, and if No, the process returns to S66. In S75, the zero point voltage of the correction characteristic storage memory 17 is subtracted.
The zero-point voltage of the temperature characteristic at the temperature detected by the temperature sensor 14 at that time (= current temperature voltage data) is calculated by an angular velocity sensor.
Rewrite the output voltage at 11 (= current angular velocity voltage data) at that time. At this time, the zero point voltage−
As described with reference to FIG. 8, the zero-point voltage of the temperature characteristic is obtained by calculating the zero-point voltage-temperature characteristic of the temperature sensor 14 in the correction characteristic storage memory 17.
Not only the zero point voltage of the detected temperature at that time, but also each zero point voltage over a predetermined temperature range including the detected temperature is changed based on the output voltage of the angular velocity sensor 11 at that time. After S75, the process returns to S66. In S76, the angular velocity voltage as the output voltage of the angular velocity sensor 11 is compared between the previous time and the present time, and the difference is obtained. In S77, it is determined whether the difference is within a certain range, that is, whether it is a small fluctuation. If the determination is Yes, the process proceeds to S74. If the determination is No, the process proceeds to S66.
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【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】方位角演算装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an azimuth calculating device.

【図2】所定温度における角速度センサの出力電圧特性
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating output voltage characteristics of an angular velocity sensor at a predetermined temperature.

【図3】角速度センサの標準の零点電圧−温度特性であ
る。
FIG. 3 is a standard zero point voltage-temperature characteristic of the angular velocity sensor.

【図4】角速度センサの個体差による種々の零点電圧−
温度特性を示す図である。
FIG. 4 shows various zero-point voltages depending on individual differences of angular velocity sensors.
It is a figure which shows a temperature characteristic.

【図5】補正特性保存メモリの零点電圧−温度特性を初
期設定するプログラムのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a program for initial setting a zero-point voltage-temperature characteristic of a correction characteristic storage memory.

【図6】方位角演算装置による自動車の方位角算出プロ
グラムのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of a vehicle azimuth calculation program by the azimuth calculation device.

【図7】補正特性保存メモリにおける零点電圧−温度特
性の修正過程のフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart of a process of correcting a zero-point voltage-temperature characteristic in a correction characteristic storage memory.

【図8】補正特性保存メモリの保持する零点電圧−温度
特性の計3回の書換えによる変遷を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the transition of the zero-point voltage-temperature characteristic held by the correction characteristic storage memory by a total of three rewrites.

【図9】別の修正過程のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of another correction process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 方位角演算装置(零点出力補正装置) 11 角速度センサ(移動体用角速度検出手段、角速
度検出手段) 14 温度センサ(温度検出手段) 17 補正特性保存メモリ(零点電圧−温度特性記憶
手段) 30 オフセットチェック手段(零点電圧−温度特性
修正手段)
Reference Signs List 10 azimuth angle calculation device (zero point output correction device) 11 angular velocity sensor (moving object angular velocity detection means, angular velocity detection means) 14 temperature sensor (temperature detection means) 17 correction characteristic storage memory (zero point voltage-temperature characteristic storage means) 30 offset Checking means (zero point voltage-temperature characteristic correction means)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体に装備され、出力の時間積分が前
記移動体の方位変化量の演算に利用されるようになって
いる移動体用角速度検出手段(11)の零点出力補正装置(1
0)において、(a)前記移動体の向きがほぼ一定に維持
されているか否かを判定する移動体向き判定手段(32)、
(b)前記角速度検出手段(11)の温度を検出する温度検
出手段(14)、(c)前記移動体の向きがほぼ一定に維持
されている時の前記角速度検出手段(11)の出力を零点出
力として前記角速度検出手段(11)についての零点出力と
各温度との関係を零点出力−温度特性として記憶する零
点出力−温度特性記憶手段(17)、及び(d)前記移動体
向き判定手段(32)により前記移動体の向きがほぼ一定に
維持されていると判定された場合は前記零点出力−温度
特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性の、前記温度検
出手段(14)のその時の検出温度における零点出力を、前
記角速度検出手段(11)のその時の出力に基づいて修正す
る零点出力−温度特性修正手段(30)、を有していること
を特徴とする移動体用角速度検出手段の零点出力補正装
置。
1. A zero-point output correction device (1) of a moving object angular velocity detecting means (11) which is mounted on a moving object and whose output time integral is used for calculating an amount of change in azimuth of the moving object.
0), (a) a moving body direction determining means (32) for determining whether or not the direction of the moving body is maintained substantially constant;
(B) a temperature detecting means (14) for detecting a temperature of the angular velocity detecting means (11); (c) an output of the angular velocity detecting means (11) when the direction of the moving body is maintained substantially constant; Zero point output-temperature characteristic storage means (17) for storing the relationship between the zero point output of the angular velocity detecting means (11) and each temperature as a zero point output as a zero point output-temperature characteristic, and (d) the moving body direction determination means. When it is determined by (32) that the orientation of the moving body is maintained substantially constant, the zero point output-temperature characteristic of the zero point output-temperature characteristic storage means (17) is used for the temperature detection means (14). A zero point output-temperature characteristic correcting means (30) for correcting the zero point output at the detected temperature at that time based on the output of the angular velocity detecting means (11) at that time; Zero point output correction device of the detection means.
【請求項2】 前記角速度検出手段(11)は、前記移動体
に作用する角速度を直接検出する角速度センサ(11)を備
えるか、又は前記移動体に作用する角加速度を検出する
角加速度検出センサと、前記角加速度検出センサの出力
を時間積分した値を角速度として出力する積分手段とを
備えるかするものであることを特徴とする請求項1記載
の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
2. The angular velocity detecting means (11) includes an angular velocity sensor (11) for directly detecting an angular velocity acting on the moving body, or an angular acceleration detecting sensor for detecting an angular acceleration acting on the moving body. 2. A zero-point output correction device for an angular velocity detecting means for a mobile object according to claim 1, further comprising: an integrating means for outputting a value obtained by time-integrating the output of said angular acceleration detecting sensor as an angular velocity. .
【請求項3】 前記零点出力−温度特性修正手段(30)に
よる前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−
温度特性の修正は、前記零点出力−温度特性記憶手段(1
7)の零点出力−温度特性の、前記温度検出手段(14)のそ
の時の検出温度における零点出力だけでなく、その時の
検出温度を内に含む温度範囲内の他の温度における前記
零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性
の零点出力ついても、前記角速度検出手段(11)のその時
の出力に基づいて行うことを特徴とする請求項1又は2
記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
3. The zero point output by the zero point output-temperature characteristic correction means (30) -the zero point output of the temperature characteristic storage means (17).
The correction of the temperature characteristic is performed by the zero point output-temperature characteristic storage means (1
7) Zero-point output-temperature characteristic, not only the zero-point output at the current detected temperature of the temperature detecting means (14), but also the zero-point output-temperature at other temperatures within the temperature range including the detected temperature at that time. 3. The zero point output of the characteristic storage means (17) and the zero point output of the temperature characteristic are also performed based on the output of the angular velocity detecting means (11) at that time.
A zero-point output correction device for a moving object angular velocity detecting means as described in the above.
【請求項4】 前記温度検出手段(14)の検出した相互に
異なる第1及び第2の温度において前記移動体の向きが
ほぼ一定に維持されていると前記移動体向き判定手段(3
2)が判定したとし、かつその時の前記角速度検出手段(1
1)の出力がそれぞれ第1及び第2の出力とすると、前記
零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−温度特性
の、第1及び第2の温度間の各温度における零点出力に
ついて、第1及び第2の出力に基づいて修正することを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の移動体用角
速度検出手段の零点出力補正装置。
4. The moving body direction determining means (3) when the direction of the moving body is maintained substantially constant at the mutually different first and second temperatures detected by the temperature detecting means (14).
2), and the angular velocity detecting means (1
Assuming that the outputs of 1) are the first and second outputs, respectively, the zero-point output at each temperature between the first and second temperatures of the zero-point output-temperature characteristic of the zero-point output-temperature characteristic storage means (17). 4. The zero-point output correcting device for an angular velocity detecting means for a moving body according to claim 1, wherein the correction is performed based on the first and second outputs.
【請求項5】 前記移動体向き判定手段(32)は、前記移
動体の走行中でかつGPSによる現在位置の履歴により
前記移動体がほぼ直進していると判断した場合、前記移
動体の移動方向がほぼ一定に維持されていると判定する
ものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正装置。
5. The moving body orientation determining means (32) moves the moving body when it is determined that the moving body is substantially traveling straight while the moving body is traveling and the history of the current position by GPS is used. 5. The zero point output correction device for an angular velocity detecting means for a moving body according to claim 1, wherein it is determined that the direction is maintained substantially constant.
【請求項6】 前記移動体向き判定手段(32)は、自動車
の車速が0であり、かつ前記角速度検出手段(11)の出力
が、前記零点出力−温度特性記憶手段(17)の零点出力−
温度特性の、前記温度検出手段(14)によるその時の検出
温度における零点出力に対して所定範囲内の差である場
合は、前記移動体の向きがほぼ一定に維持されていると
判定するものであることを特徴とする請求項1〜5のい
ずれかに記載の移動体用角速度検出手段の零点出力補正
装置。
6. The moving body orientation judging means (32) outputs a zero point output from the zero point output-temperature characteristic storage means (17) when the vehicle speed of the automobile is 0 and the output of the angular velocity detecting means (11) is −
If the temperature characteristic is within a predetermined range with respect to the zero point output at the temperature detected at that time by the temperature detecting means (14), it is determined that the direction of the moving body is maintained substantially constant. 6. The zero point output correction device for angular velocity detecting means for a moving body according to claim 1, wherein:
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