JP2002213959A - Angular velocity detector and navigation device for vehicle - Google Patents
Angular velocity detector and navigation device for vehicleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、角速度を検出する
角速度検出装置および車両用ナビゲーション装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity detecting device for detecting an angular velocity and a navigation device for a vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】車両
用のナビゲーション装置では、車速信号から走行距離を
得るとともに、ジャイロセンサから車両の進行方位を算
出して、車両の現在位置を演算し、これを地図データと
照合、すなわちマップマッチングしながら現在位置と方
位を推測計算する方法が一般的である。特にジャイロセ
ンサは、その検出軸を車両のヨー方向に取付け、鉛直方
向の軸回りの角速度を検出する。そして、この鉛直方向
の軸回りの角速度出力を積分することで車両の進行方位
を計算している。2. Description of the Related Art In a navigation apparatus for a vehicle, a traveling distance is obtained from a vehicle speed signal, a traveling direction of the vehicle is calculated from a gyro sensor, and a current position of the vehicle is calculated. In general, a method of estimating and calculating a current position and an azimuth while matching the map data with map data, that is, performing map matching is generally used. In particular, the gyro sensor has its detection axis mounted in the yaw direction of the vehicle, and detects the angular velocity around the vertical axis. Then, the traveling azimuth of the vehicle is calculated by integrating the angular velocity output about the vertical axis.
【０００３】ところが、エレベータのない立体／地下駐
車場では、車両が各階に通じる傾斜路面を自走して昇降
する。すなわち、車両が前後に傾斜した状態で走行し、
ジャイロセンサが鉛直方向の軸回りの角速度を正確に検
出できない状態で何度も回転する（ハンドルを切る）こ
とになる。このため、ジャイロセンサの出力を積分して
も、車両の正確な進行方位を計算することが根本的には
できない。その結果、実際の自車方位と大きくずれた現
在位置方位を地図上に表示してしまうことになる。However, in a three-dimensional / underground parking lot without an elevator, a vehicle travels up and down by self-propelled on an inclined road leading to each floor. That is, the vehicle travels in a state where the vehicle is inclined forward and backward,
The gyro sensor rotates many times (turns the steering wheel) without being able to accurately detect the angular velocity around the vertical axis. Therefore, even if the output of the gyro sensor is integrated, it is fundamentally impossible to calculate an accurate traveling direction of the vehicle. As a result, the current position direction greatly deviated from the actual vehicle direction is displayed on the map.
【０００４】このような問題は、上記の立体／地下駐車
場だけではない。高速道路出入り口や山間部など程度の
差はあるものの、傾斜した地域を走行する場合には同様
な問題が生じる。また、車両によってはその搭載スペー
スの制約から、ナビゲーション装置を傾けて取付ける場
合もある。特に、車両のインパネ内に搭載する場合に
は、デザイン上の制約から、最大３０°程度傾けて取付
けられる場合も多い。すなわち、ジャイロセンサの検出
軸が、もともと車両のヨー方向から大きく傾いて取付け
られ、上記の問題をさらに悪化させることとなる。[0004] Such a problem is not limited to the above-mentioned multi-level / underground parking lot. Although there are some differences such as at the entrance of a highway or in a mountain area, similar problems occur when traveling in an inclined area. Further, depending on the vehicle, the navigation device may be mounted at an angle due to the limitation of the mounting space. In particular, when it is mounted in the instrument panel of a vehicle, it is often mounted at an angle of up to about 30 ° due to design restrictions. That is, the detection axis of the gyro sensor is originally attached with a large inclination from the yaw direction of the vehicle, which further exacerbates the above problem.
【０００５】以上述べた問題を図６を参照して説明す
る。鉛直方向の軸（目的とする回転軸）回りの角速度を
ωv、ジャイロセンサの検出軸回りの角速度をωyとし、
ジャイロセンサを有するナビゲーション装置の取り付け
角度をαo、路面の傾斜角度（車両に対してピッチ方
向）をΔαとすると、鉛直方向の軸とジャイロセンサの
検出軸とがなす角度αは、数式１で表され、鉛直方向の
軸回りの角速度をωvは数式２で表される。[0005] The problem described above will be described with reference to FIG. The angular velocity around the vertical axis (target rotation axis) is ωv, the angular velocity around the detection axis of the gyro sensor is ωy,
Assuming that the mounting angle of the navigation device having the gyro sensor is αo, and the inclination angle of the road surface (pitch direction with respect to the vehicle) is Δα, the angle α between the vertical axis and the detection axis of the gyro sensor is expressed by Expression 1. The angular velocity ωv about the vertical axis is expressed by Expression 2.
【０００６】[0006]
【数１】α＝αo＋Δα[Equation 1] α = αo + Δα
【０００７】[0007]
【数２】ωv＝ωy／cosα 車両の進行方位θvは、鉛直方向の軸回りの角速度ωvを
積分し、数式３で求められる。Ωv = ωy / cosα The traveling azimuth θv of the vehicle is obtained by Equation 3 by integrating the angular velocity ωv around the vertical axis.
【０００８】[0008]
【数３】 (Equation 3)
【０００９】数式３からわかるように、ジャイロセンサ
の出力ωyを単純に時間積分するだけでは、検出軸の傾
斜角度αにより車両の進行方位θvに１／cosα分の誤差
を含むことになる。As can be seen from Equation 3, simply integrating the output ωy of the gyro sensor with time results in an error of 1 / cos α in the traveling direction θv of the vehicle due to the inclination angle α of the detection axis.
【００１０】この問題を解決する方法として、角速度の
ゲインを学習するようにしたものがある。具体的には、
図７の制御ブロック図に示すように、ジャイロセンサの
検出軸回りの角速度をωyに定数Ｋを掛けたのち、時間
積分して車両の進行方位θvを得る。定数Ｋは、車両の
進行方位θvとナビゲーションの演算で最終的に決定さ
れた車両の進行方位θv*との誤差Δθvから所定の関数
ｆを用いて求められる。なお、ｓはラプラス変換の演算
子で、１／ｓは積分処理を表す。また、ナビゲーション
の演算で最終的に決定された車両の進行方位θv*とは、
ナビゲーションの演算において、例えばマップマッチン
グ等を行い、走行案内を行うのに用いるとした車両の進
行方位である。この方法によれば、車両の進行方位θv
は、数式４で求められる。As a method for solving this problem, there is a method for learning the gain of the angular velocity. In particular,
As shown in the control block diagram in FIG. 7, the angular velocity about the detection axis of the gyro sensor is multiplied by ωy by a constant K, and then time-integrated to obtain the traveling direction θv of the vehicle. The constant K is obtained by using a predetermined function f from an error Δθv between the traveling direction θv of the vehicle and the traveling direction θv * of the vehicle finally determined by the navigation calculation. Note that s is an operator of Laplace transform, and 1 / s represents integration processing. Also, the traveling direction θv * of the vehicle finally determined by the navigation calculation is
In the calculation of the navigation, for example, map matching or the like is performed, and the traveling direction of the vehicle is used to perform travel guidance. According to this method, the traveling direction θv of the vehicle
Is obtained by Expression 4.
【００１１】[0011]
【数４】 (Equation 4)
【００１２】ここで、θ≒θv と仮定すると、数式３、
数式４より、Ｋ＝１／cosαが成り立ち、検出軸の傾斜
角度αによる誤差が補正できることになる。しかしなが
ら、ＫはΔθvを用いた学習によって得られる定数であ
る。このため、数式１において、定数と仮定できる取り
付け角度αoの補正は可能であるが、時々刻々と変化す
る路面の傾斜角度Δαには追従しきれないという問題が
ある。Here, assuming that θ ≒ θv, Equation 3
From equation (4), K = 1 / cos α holds, and the error due to the inclination angle α of the detection axis can be corrected. However, K is a constant obtained by learning using Δθv. Therefore, although it is possible to correct the mounting angle αo, which can be assumed to be a constant in Equation 1, there is a problem that it cannot follow the ever-changing inclination angle Δα of the road surface.
【００１３】また、他の例として、特開平１０−２２１
０９８号公報に記載された「位置測定装置」がある。こ
れは、車両の進行方向に取付けた加速度センサのセンサ
信号から車速信号の微分値を減算し、ＧＰＳ信号の補正
を加えて傾斜角度を演算する。そしてジャイロ信号に、
この傾斜角度の補正を加え、方位角度の精度を向上させ
るものである。As another example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-221.
There is a "position measuring device" described in JP-A-0998. In this method, a differential value of a vehicle speed signal is subtracted from a sensor signal of an acceleration sensor mounted in a traveling direction of a vehicle, and a GPS signal is corrected to calculate an inclination angle. And to the gyro signal,
The correction of the inclination angle is added to improve the accuracy of the azimuth angle.
【００１４】しかしながら、このものでは加速度センサ
を使用し、傾斜角度を求める際に、車両の加減速を補正
するため車速信号の微分値を使用している。このため、
Ｓ／Ｎ比が極めて悪く、正確な傾斜角度を求めることが
困難である。さらに、加速度センサを内蔵しているた
め、装置の取付け方向が１方向に制約される。However, in this case, the acceleration sensor is used, and the differential value of the vehicle speed signal is used to correct the acceleration / deceleration of the vehicle when obtaining the inclination angle. For this reason,
The S / N ratio is extremely poor, and it is difficult to obtain an accurate inclination angle. Furthermore, since the acceleration sensor is built in, the mounting direction of the device is restricted to one direction.
【００１５】さらに、他の例として、例えばジャイロセ
ンサによる傾斜角度検出も考えられる。これは車両のピ
ッチ方向（左右方向）にもジャイロセンサを取付け、ピ
ッチ方向の軸回りの角速度を検出する。そして、車両の
前後の傾斜角度を算出し、ヨー方向のジャイロセンサ信
号の補正を図るものである。Further, as another example, detection of an inclination angle by, for example, a gyro sensor can be considered. In this method, a gyro sensor is also mounted in the pitch direction (left-right direction) of the vehicle to detect an angular velocity around an axis in the pitch direction. Then, the inclination angles before and after the vehicle are calculated to correct the gyro sensor signal in the yaw direction.
【００１６】しかしながら、このものでは、ピッチ方向
の軸回りの角速度を積分して前後の傾斜角度を計算する
ため、積分時のドリフトにより傾斜角度の絶対値を求め
ることができない。よって、ヨー方向の軸回りのジャイ
ロセンサ信号を正確に補正することができず、根本的な
解決案とはならない。また、この場合、ピッチ方向（左
右方向）にもジャイロセンサを取付ける必要が生じ、装
置の取付け方向が制約される。However, in this case, since the angular velocity around the axis in the pitch direction is integrated to calculate the front and rear inclination angles, the absolute value of the inclination angle cannot be obtained due to the drift at the time of integration. Therefore, the gyro sensor signal around the axis in the yaw direction cannot be accurately corrected, and is not a fundamental solution. In this case, it is necessary to mount the gyro sensor also in the pitch direction (left-right direction), and the mounting direction of the device is restricted.
【００１７】本発明は上記した問題に鑑みたもので、目
的とする回転軸回りの角速度を検出する新規な構成の角
速度検出装置および車両用ナビゲーション装置を提供す
ることを第１の目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its first object to provide an angular velocity detecting device and a vehicle navigation device having a novel configuration for detecting an angular velocity around a target rotation axis.
【００１８】また、検出軸が直交する２つのジャイロセ
ンサの出力を用いて、傾斜角度を求めることなく、目的
とする回転軸回りの角速度を検出することができる角速
度検出装置および車両用ナビゲーション装置を提供する
ことを第２の目的とする。Further, there is provided an angular velocity detecting apparatus and a vehicle navigation apparatus capable of detecting an angular velocity around a target rotation axis without using an output of two gyro sensors whose detection axes are orthogonal to each other without obtaining an inclination angle. The second purpose is to provide.
【００１９】また、取り付け方向の制約を緩和すること
ができる角速度検出装置および車両用ナビゲーション装
置を提供することを第３の目的とする。It is a third object of the present invention to provide an angular velocity detecting device and a vehicular navigation device capable of relaxing restrictions on the mounting direction.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、目的とする回転軸回りの角速度を検出する角速度検
出装置において、検出軸回りの第１の角速度を検出する
第１のジャイロセンサ（１０）と、前記第１のジャイロ
センサ（１０）の検出軸と前記目的とする回転軸とが角
度をなす方向でかつ前記第１のジャイロセンサ（１０）
の検出軸と直交する軸回りの第２の角速度を検出する第
２のジャイロセンサ（２０）と、前記第１のジャイロセ
ンサ（１０）によって検出された第１の角速度と前記第
２のジャイロセンサ（２０）によって検出された第２の
角速度とに基づいて前記目的とする回転軸回りの角速度
を求める演算処理手段（３０）とを備えたことを特徴と
している。According to the first aspect of the present invention, there is provided an angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around a target rotation axis, a first gyro sensor for detecting a first angular velocity around the detection axis. (10), the direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the target rotation axis form an angle, and the first gyro sensor (10).
A second gyro sensor (20) for detecting a second angular velocity around an axis orthogonal to a detection axis of the first gyro sensor, a first angular velocity detected by the first gyro sensor (10), and the second gyro sensor An arithmetic processing means (30) for obtaining the angular velocity around the target rotation axis based on the second angular velocity detected by (20).
【００２１】このように第１のジャイロセンサ（１０）
に対し、第２のジャイロセンサ（２０）を、第１のジャ
イロセンサ（１０）の検出軸と目的とする回転軸とが角
度をなす方向でかつ第１のジャイロセンサ（１０）の検
出軸と直交する軸回りの第２の角速度を検出するように
配置するという新規な構成を用い、このような第１、第
２のジャイロセンサ（２０）の出力を用いて目的とする
回転軸回りの角速度を検出することができる。Thus, the first gyro sensor (10)
In contrast, the second gyro sensor (20) is connected to the detection axis of the first gyro sensor (10) in a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the target rotation axis form an angle. By using a novel configuration in which the second gyro sensor is arranged to detect a second angular velocity about an orthogonal axis, the output of the first and second gyro sensors (20) is used to obtain an angular velocity about a target rotation axis. Can be detected.
【００２２】この場合、演算処理手段（３０）は、第１
のジャイロセンサ（１０）の検出軸と目的とする回転軸
とがなす角度によって第１の角速度に生じる角速度検出
誤差をなくすように、第１の角速度を第２の角速度によ
って補正するような演算処理を行うのが好ましい。In this case, the arithmetic processing means (30)
Processing for correcting the first angular velocity by the second angular velocity so as to eliminate the angular velocity detection error generated in the first angular velocity by the angle between the detection axis of the gyro sensor (10) and the target rotation axis. Is preferably performed.
【００２３】上記した演算処理手段（３０）は、請求項
２に記載の発明のように、前記第１の角速度と前記第２
の角速度の二乗平均を行い、それに前記第１の角速度の
符号を掛け合わせて、前記目的とする回転軸回りの角速
度を求めるように構成することができる。このようにす
れば、傾斜角度の影響が演算で消去されて、目的とする
回転軸回りの角速度を検出することができる。The above-mentioned arithmetic processing means (30) is arranged so that the first angular velocity and the second angular velocity are equal to each other.
, The mean of the angular velocities is calculated, and the result is multiplied by the sign of the first angular velocity to obtain the angular velocity around the target rotation axis. In this way, the influence of the tilt angle is eliminated by the calculation, and the target angular velocity around the rotation axis can be detected.
【００２４】請求項３に記載の発明では、目的とする回
転軸回りの角速度を検出する角速度検出装置において、
検出軸回りの第１の角速度を検出する第１のジャイロセ
ンサ（１０）と、前記第１のジャイロセンサ（１０）の
検出軸と前記目的とする回転軸とが角度をなす方向でか
つ前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と直交す
る軸から所定角度向きを変えた軸回りの第２の角速度を
検出する第２のジャイロセンサ（２０）と、前記第２の
ジャイロセンサ（２０）によって検出された第２の角速
度について前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸
と前記目的とする回転軸とが角度をなす方向でかつ前記
第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸回
りの第３の角速度を求め、前記第１のジャイロセンサ
（１０）によって検出された第１の角速度と前記第３の
角速度とに基づいて前記目的とする回転軸回りの角速度
を求める演算処理手段（３０）とを備えたことを特徴と
している。According to a third aspect of the present invention, there is provided an angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around a target rotation axis.
A first gyro sensor (10) for detecting a first angular velocity around a detection axis; and a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the target rotation axis form an angle, and A second gyro sensor (20) for detecting a second angular velocity around an axis whose direction is changed by a predetermined angle from an axis orthogonal to a detection axis of the first gyro sensor (10), and the second gyro sensor (20) The second angular velocity detected by the first gyro sensor (10) is perpendicular to the detection axis of the first gyro sensor (10) in the direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the target rotation axis form an angle. A third angular velocity around the axis to be calculated, and calculating the angular velocity around the target rotation axis based on the first angular velocity and the third angular velocity detected by the first gyro sensor (10). Processing hand It is characterized by comprising (30) and.
【００２５】請求項１に記載の発明とは、第２のジャイ
ロセンサ（２０）が、第１のジャイロセンサ（１０）の
検出軸と直交する軸から所定角度向きを変えた軸回りの
第２の角速度を検出するようにした点で異なっている。
しかし、演算処理手段（３０）が、第２の角速度につい
て第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と目的とする
回転軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャイロセ
ンサ（１０）の検出軸と直交する軸回りの第３の角速度
を求めているため、それによって請求項１に記載の発明
と同様、目的とする回転軸回りの角速度を検出すること
ができる。また、このように第２のジャイロセンサ（２
０）の向きを変えることにより、装置の取り付け方向の
制約を緩和することができる。According to the first aspect of the present invention, the second gyro sensor (20) is configured so that the second gyro sensor (20) has a second gyro sensor (10) having a second direction around an axis whose direction is changed by a predetermined angle from an axis orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). The difference is that the angular velocity is detected.
However, the arithmetic processing means (30) determines that the second gyroscopic sensor has a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the target rotation axis make an angle, and that the second gyro sensor (10) Since the third angular velocity about the axis orthogonal to the detection axis is obtained, the target angular velocity about the rotation axis can be detected in the same manner as in the first aspect. Also, as described above, the second gyro sensor (2
By changing the direction of 0), restrictions on the mounting direction of the device can be relaxed.
【００２６】また、この発明に対しても、請求項４に記
載の発明のように、演算処理手段（３０）として、前記
第１の角速度と前記第３の角速度の二乗平均を行い、そ
れに前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記目的
とする回転軸回りの角速度を求めるものとすれば、請求
項２に記載の発明と同様、傾斜角度の影響が演算で消去
されて、目的とする回転軸回りの角速度を検出すること
ができる。According to the present invention, the arithmetic processing means (30) performs a root-mean-square calculation of the first angular velocity and the third angular velocity. If the objective angular velocity around the rotation axis is obtained by multiplying the sign of the first angular velocity, the influence of the inclination angle is eliminated by the calculation as in the case of the second aspect of the present invention. Angular velocity about the rotating axis can be detected.
【００２７】請求項５に記載の発明では、車両の鉛直方
向の軸回りの角速度を求め、その求めた角速度を積分し
て車両の進行方位を検出する方位検出手段（１００）
と、この方位検出手段（１００）によって検出された車
両の進行方位を用いて走行案内の制御処理を行う制御手
段（２００）とを備えた車両用ナビゲーション装置にお
いて、前記方位検出手段（１００）は、検出軸回りの第
１の角速度を検出する第１のジャイロセンサ（１０）
と、前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記
鉛直方向の軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャ
イロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸回りの第２の
角速度を検出する第２のジャイロセンサ（２０）と、前
記第１のジャイロセンサ（１０）によって検出された第
１の角速度と前記第２のジャイロセンサ（２０）によっ
て検出された第２の角速度とに基づいて前記鉛直方向の
軸回りの角速度を求め、その求めた角速度を積分して車
両の進行方位を求める演算処理手段（３０）とを有する
ことを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, an azimuth detecting means (100) for determining an angular velocity around a vertical axis of the vehicle and integrating the obtained angular velocity to detect a traveling azimuth of the vehicle.
And a control means (200) for performing control processing of traveling guidance using the traveling direction of the vehicle detected by the direction detecting means (100), wherein the direction detecting means (100) is A first gyro sensor for detecting a first angular velocity around a detection axis (10)
And a second angular velocity about an axis in a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis form an angle and orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). A second gyro sensor (20) for detecting the first angular velocity, a first angular velocity detected by the first gyro sensor (10), and a second angular velocity detected by the second gyro sensor (20). An arithmetic processing means (30) for determining the angular velocity around the axis in the vertical direction based on the calculated angular velocity, and integrating the calculated angular velocity to obtain the traveling direction of the vehicle.
【００２８】この発明は、車両用ナビゲーション装置に
おいて、請求項１に記載の発明と同様の角速度検出を行
い、それから車両の進行方位を求めるようにしたもので
ある。この発明により、車両の進行方位を適正に得てそ
れを走行案内に用いることができる。According to the present invention, in a vehicle navigation apparatus, the same angular velocity detection as in the first aspect of the present invention is performed, and the traveling direction of the vehicle is obtained therefrom. According to the present invention, the traveling direction of the vehicle can be properly obtained and used for traveling guidance.
【００２９】この発明において、演算処理手段（３０）
を、請求項６に記載の発明のように、前記第１の角速度
と前記第２の角速度の二乗平均を行い、それに前記第１
の角速度の符号を掛け合わせて、前記鉛直方向の軸回り
の角速度を求めるようにすれば、傾斜角度の影響が演算
で消去されて、鉛直方向の軸回りの角速度を得ることが
できる。In the present invention, the arithmetic processing means (30)
The average of the square of the first angular velocity and the second angular velocity is calculated as in the invention according to claim 6, and the first angular velocity is calculated.
By calculating the angular velocity around the vertical axis by multiplying by the sign of the angular velocity, the influence of the inclination angle is eliminated by calculation, and the angular velocity around the vertical axis can be obtained.
【００３０】請求項７に記載の発明では、車両の鉛直方
向の軸回りの角速度を求め、その求めた角速度を積分し
て車両の進行方位を検出する方位検出手段（１００）
と、この方位検出手段（１００）によって検出された車
両の進行方位を用いて走行案内の制御処理を行う制御手
段（２００）とを備えた車両用ナビゲーション装置にお
いて、前記方位検出手段（１００）は、検出軸回りの第
１の角速度を検出する第１のジャイロセンサ（１０）
と、前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記
鉛直方向の軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャ
イロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸から所定角度
向きを変えた軸回りの第２の角速度を検出する第２のジ
ャイロセンサ（２０）と、前記第２のジャイロセンサ
（２０）によって検出された第２の角速度について前記
第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記鉛直方向
の軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャイロセン
サ（１０）の検出軸と直交する軸回りの第３の角速度を
求め、前記第１のジャイロセンサ（１０）によって検出
された第１の角速度と前記第３の角速度とに基づいて前
記鉛直方向の軸回りの角速度を求め、その求めた角速度
を積分して車両の進行方位を求める演算処理手段（３
０）とを有することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, an azimuth detecting means (100) for determining an angular velocity around a vertical axis of the vehicle and integrating the obtained angular velocity to detect a traveling azimuth of the vehicle.
And a control means (200) for performing control processing of traveling guidance using the traveling direction of the vehicle detected by the direction detecting means (100), wherein the direction detecting means (100) is A first gyro sensor for detecting a first angular velocity around a detection axis (10)
Changing a direction of a predetermined angle from an axis in a direction in which a detection axis of the first gyro sensor (10) and an axis in the vertical direction form an angle and orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). A second gyro sensor (20) for detecting a second angular velocity around the axis, and detection of the first gyro sensor (10) for the second angular velocity detected by the second gyro sensor (20) A third angular velocity around an axis in which the axis and the vertical axis make an angle and which is orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10) is obtained, and the third gyro sensor (10) An arithmetic processing means (3) for obtaining an angular velocity around the vertical axis based on the detected first angular velocity and the third angular velocity, and integrating the obtained angular velocity to obtain a traveling direction of the vehicle.
0).
【００３１】請求項５に記載の発明とは、第２のジャイ
ロセンサ（２０）が、第１のジャイロセンサ（１０）の
検出軸と直交する軸から所定角度向きを変えた軸回りの
第２の角速度を検出するようにした点で異なっている。
しかし、演算処理手段（３０）が、第２の角速度につい
て第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と鉛直方向の
軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャイロセンサ
（１０）の検出軸と直交する軸回りの第３の角速度を求
めているため、それによって請求項５に記載の発明と同
様、目的とする回転軸回りの角速度を検出することがで
きる。また、このように第２のジャイロセンサ（２０）
の向きを変えることにより、装置の取り付け方向の制約
を緩和することができる。According to a fifth aspect of the present invention, the second gyro sensor (20) is configured so that the second gyro sensor (20) has a second gyro sensor (10) having a second angle around an axis whose direction is changed by a predetermined angle from an axis orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). The difference is that the angular velocity is detected.
However, the arithmetic processing means (30) detects the second angular velocity in a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis form an angle and detects the second gyro sensor (10). Since the third angular velocity about the axis orthogonal to the axis is obtained, it is possible to detect the target angular velocity about the rotation axis as in the fifth aspect. Also, as described above, the second gyro sensor (20)
By changing the direction, the restriction on the mounting direction of the device can be relaxed.
【００３２】また、この発明に対しても、請求項８に記
載の発明のように、演算処理手段（３０）として、前記
第１の角速度と前記第３の角速度の二乗平均を行い、そ
れに前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記鉛直
方向の軸回りの角速度を求めるものとすれば、請求項６
に記載の発明と同様、傾斜角度の影響が演算で消去され
て、鉛直方向の軸回りの角速度を得ることができる。Also, in the present invention, the arithmetic processing means (30) performs a root mean square of the first angular velocity and the third angular velocity as described in the eighth aspect of the present invention. 7. The method according to claim 6, wherein the angular velocity around the vertical axis is obtained by multiplying a sign of the first angular velocity.
As in the invention described in (1), the influence of the inclination angle is eliminated by calculation, and the angular velocity around the vertical axis can be obtained.
【００３３】また、請求項７、８に記載の発明におい
て、請求項９に記載の発明のように、前記演算処理手段
（３０）が、前記第２のジャイロセンサ（２０）によっ
て検出された第２の角速度について前記第１のジャイロ
センサ（１０）の検出軸と前記鉛直方向の軸とが角度を
なす方向でかつ前記第１のジャイロセンサ（１０）の検
出軸と直交する軸と直交する方向成分の第４の角速度を
求め、その求めた第４の角速度を積分して路面の傾斜角
度を求める手段（３１０、３１１）を有するようにすれ
ば、路面の傾斜角度を別途設けることなく路面の傾斜角
度を求めることができる。According to the seventh and eighth aspects of the present invention, as in the ninth aspect of the present invention, the arithmetic processing means (30) detects the second gyro sensor (20) detected by the second gyro sensor (20). A direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis form an angle with respect to the angular velocity of 2 and a direction orthogonal to an axis orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). If the means (310, 311) for calculating the fourth angular velocity of the component and integrating the obtained fourth angular velocity to obtain the road surface inclination angle is provided, the road surface inclination angle is not separately provided. The inclination angle can be obtained.
【００３４】その場合、請求項１０に記載の発明のよう
に、前記演算処理手段（３０）は、前記第１の角速度が
発生しているときに前記車両の進行方位を求め、前記第
１の角速度が発生していないときに前記路面の傾斜角度
を求めるようにするのが好ましい。In this case, the arithmetic processing means (30) determines the heading of the vehicle when the first angular velocity is generated, and calculates the heading direction of the vehicle when the first angular velocity is generated. It is preferable to obtain the inclination angle of the road surface when no angular velocity is generated.
【００３５】また、請求項５〜１０に記載の発明におい
て、請求項１１に記載の発明のように、前記演算処理手
段（３０）が、前記制御手段（２００）の制御処理にお
いて前記走行案内を行うのに用いられる車両の進行方位
と、前記角速度を積分して求められた車両の進行方位と
の誤差に基づき、この誤差をなくすように前記鉛直方向
の軸回りの角速度を補正し、この補正した角速度を積分
して車両の進行方位を求めるようにすれば、車両の挙動
等に基づく誤差を一括して補正することができる。According to the invention set forth in claims 5 to 10, as in the invention set forth in claim 11, the arithmetic processing means (30) controls the traveling guidance in the control processing of the control means (200). Based on an error between the traveling azimuth of the vehicle used for performing and the traveling azimuth of the vehicle obtained by integrating the angular velocity, the angular velocity around the vertical axis is corrected so as to eliminate this error. If the traveling azimuth of the vehicle is obtained by integrating the obtained angular velocities, errors based on the behavior of the vehicle and the like can be corrected collectively.
【００３６】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。Note that the reference numerals in parentheses indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later.
【００３７】[0037]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）この実施形態で
は、ナビゲーション装置内に、その装置の上下方向に取
付けたジャイロセンサとは別に、前後方向にもジャイロ
センサを取付けた２軸ジャイロセンサの構成となってい
る。図１に、その２軸ジャイロセンサの検出軸方向と鉛
直軸回りの角速度の関係を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In this embodiment, a two-axis gyro sensor in which a gyro sensor is mounted in a navigation device in the front-rear direction separately from a gyro sensor mounted in a vertical direction of the device. Configuration. FIG. 1 shows the relationship between the detection axis direction of the two-axis gyro sensor and the angular velocity around the vertical axis.
【００３８】図１より、ジャイロセンサの出力ωy、ωr
と鉛直方向の軸回りの角速度ωvの間に、数式５、数式
６が成り立つ。FIG. 1 shows that the outputs ωy and ωr of the gyro sensor
Equations (5) and (6) hold between the vertical axis and the angular velocity ωv about the vertical axis.
【００３９】[0039]
【数５】ωy ＝ ωv・cosα[Equation 5] ωy = ωv · cosα
【００４０】[0040]
【数６】ωr ＝ ωv・sinα ここで、ωyはナビゲーション装置の上下方向の軸回り
の角速度、ωrはナビゲーション装置の前後方向の軸回
りの角速度、ωvは車両の鉛直方向の軸回りの角速度、
αは傾斜角度（これは鉛直方向の軸とジャイロセンサの
検出軸とがなす角度に等しい）を示す。Ωr = ωv · sinα where ωy is the angular velocity about the vertical axis of the navigation system, ωr is the angular velocity about the longitudinal axis of the navigation system, ωv is the angular velocity about the vertical axis of the vehicle,
α indicates the inclination angle (this is equal to the angle between the vertical axis and the detection axis of the gyro sensor).
【００４１】この実施形態では、ジャイロセンサの出力
ωy、ωr を用い、傾斜角度αの影響を消去して、鉛直
方向の軸回りの角速度ωvを求めるようにしている。In this embodiment, the effects of the inclination angle α are eliminated by using the outputs ωy and ωr of the gyro sensor, and the angular velocity ωv about the vertical axis is obtained.
【００４２】図２に、角速度ωvを求め、それを時間積
分して車両の進行方位θvを求める方位検出装置１００
のブロック構成を示す。FIG. 2 shows an azimuth detecting device 100 for obtaining an angular velocity ωv, integrating the angular velocity ωv with time, and obtaining a traveling azimuth θv of the vehicle.
The block configuration of FIG.
【００４３】第１のジャイロセンサ（上下方向のジャイ
ロセンサ）１０は、ナビゲーション装置の上下方向に取
付けられ、検出軸回りの角速度ωyを検出する。第２の
ジャイロセンサ（前後方向のジャイロセンサ）２０は、
ナビゲーション装置の前後方向、すなわち第１のジャイ
ロセンサ１０の検出軸と車両の鉛直方向の軸とが角度を
なす方向で、かつ第１のジャイロセンサ１０の検出軸と
直交する軸回りの角速度ωrを検出する。この第２のジ
ャイロセンサ２０は、第１のジャイロセンサ１０の検出
軸と鉛直方向の軸との角度による角速度ωyの検出誤差
を補正する目的で設けられている。The first gyro sensor (vertical gyro sensor) 10 is mounted in the vertical direction of the navigation device, and detects an angular velocity ωy around a detection axis. The second gyro sensor (front and rear gyro sensor) 20
The angular velocity ωr about the longitudinal direction of the navigation device, that is, the direction in which the detection axis of the first gyro sensor 10 and the vertical axis of the vehicle make an angle, and about the axis orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor 10 To detect. The second gyro sensor 20 is provided for correcting a detection error of the angular velocity ωy due to the angle between the detection axis of the first gyro sensor 10 and the vertical axis.
【００４４】演算処理部３０は、第１のジャイロセンサ
１０によって検出された角速度ωyと第２のジャイロセ
ンサ２０によって検出された角速度ωrとに基づいて鉛
直方向の軸回りの角速度ωvを求め、その求めた角速度
ωvを積分して車両の進行方位θvを求めるように構成さ
れている。The arithmetic processing unit 30 calculates an angular velocity ωv around a vertical axis based on the angular velocity ωy detected by the first gyro sensor 10 and the angular velocity ωr detected by the second gyro sensor 20. It is configured to integrate the obtained angular velocity ωv to obtain the traveling direction θv of the vehicle.
【００４５】具体的には、演算処理部３０は、第１のジ
ャイロセンサ１０の出力ωyと第２のジャイロセンサ２
０の出力ωrの二乗平均を行いωvの大きさ|ωv|を算出
する二乗平均部３０１と、第１のジャイロセンサ１０の
出力ωyの符号sign(ωy)を求める符号算出部３０２と、
これらの結果の積を求め鉛直方向の軸回りの角速度ωv
を算出する乗算部３０３とを有している。さらに、この
演算処理部３０は、ナビゲーションの現在位置演算に必
要な方位角度（車両の進行方位）θvを得るために角速
度ωvを積分する積分部３０４を有している。ここで、
ｓはラプラス変換の演算子で、１／ｓは積分処理を表
す。More specifically, the arithmetic processing section 30 calculates the output ωy of the first gyro sensor 10 and the second gyro sensor 2
A mean square unit 301 that calculates the magnitude | ωv | of the ωv by performing a root-mean-square of the output ωr of 0, a sign calculation unit 302 that calculates the sign sign (ωy) of the output ωy of the first gyro sensor 10,
The product of these results is obtained and the angular velocity ωv about the vertical axis
And a multiplication unit 303 for calculating Further, the arithmetic processing unit 30 has an integrating unit 304 that integrates the angular velocity ωv in order to obtain the azimuth angle (the traveling azimuth of the vehicle) θv required for calculating the current position of the navigation. here,
s is an operator of Laplace transform, and 1 / s represents integration processing.
【００４６】この演算処理部３０では、次のような演算
が行われる。まず、二乗平均部３０１でωyとωrの二乗
平均が行われ、数式７に示すようにωvの大きさ|ωv|が
求められる。これにより、鉛直方向からの傾斜角度αの
影響が消去される。The arithmetic processing section 30 performs the following arithmetic operation. First, the root-mean-square unit 301 performs the root-mean-square of ωy and ωr, and obtains the magnitude | ωv | of ωv as shown in Expression 7. Thereby, the influence of the inclination angle α from the vertical direction is eliminated.
【００４７】[0047]
【数７】 (Equation 7)
【００４８】この二乗平均を行う過程で、角速度ωvの
符号も消去される。そこで、ωvの大きさ|ωv|からωv
を求めるためには、ωvの符号sign(ωv)が必要となる。
sign(＊)は、＊の符号であり、１または−１の定数であ
る。通常、車両が路面上を走行している場合、傾斜角度
αは−９０°〜＋９０°の範囲内である。よって、cos
α ＞ ０が成り立ち、数式５の両辺の符号をとると、数
式８の関係が得られる。In the process of performing the mean square, the sign of the angular velocity ωv is also deleted. Then, the magnitude | ωv |
Is required to obtain the sign sign (ωv) of ωv.
sign (*) is the sign of * and is a constant of 1 or -1. Usually, when the vehicle is traveling on a road surface, the inclination angle α is in the range of −90 ° to + 90 °. Therefore, cos
If α> 0 holds, and the sign of both sides of Expression 5 is obtained, the relationship of Expression 8 is obtained.
【００４９】[0049]
【数８】sign(ωy)＝sign(ωv・cosα)＝sign(ωv) 従って、ジャイロセンサの出力ωyの符号sign(ωy)を符
号算出部３０２で求め、これと二乗平均部３０１で求め
た|ωv|を乗算部３０３で乗算することによって、鉛直
方向の軸回りの角速度ωvが求められる。[Mathematical formula-see original document] sign (ωy) = sign (ωv · cosα) = sign (ωv) Accordingly, the sign sign (ωy) of the output ωy of the gyro sensor is obtained by the sign calculating unit 302 and is obtained by the mean square unit 301. By multiplying | ωv | by the multiplication unit 303, the angular velocity ωv about the axis in the vertical direction is obtained.
【００５０】以上の関係を整理すると、角速度ωvは、
数式９の関係で求められることになる。By summarizing the above relationship, the angular velocity ωv is
This is obtained by the relationship of Expression 9.
【００５１】[0051]
【数９】 (Equation 9)
【００５２】また、方位角度θvは、数式１０の関係で
求められることになる。Further, the azimuth angle θv is obtained by the relation of Expression 10.
【００５３】[0053]
【数１０】 (Equation 10)
【００５４】このように、ナビゲーション装置の上下方
向の軸回りの角速度ωyと前後方向の軸回りの角速度ωr
の二乗平均を行い、それを角速度ωyの符号と乗算する
ことによって、鉛直軸回りの角速度ωvを求めることが
できる。また、上記した二乗平均を行うことによって傾
斜角度αの影響が消去される。従って、ナビゲーション
装置の取り付け角度αoのみならず、時々刻々変化する
路面の傾斜角度Δαに関係なく、鉛直軸回りの角速度ω
vを求めることができる。よって、角速度ωvを積分部３
０４で積分演算することにより、傾斜角度αに影響な
く、常に正確な方位角度θvを算出することが可能とな
る。As described above, the angular velocity ωy about the vertical axis of the navigation device and the angular velocity ωr about the longitudinal axis
, And multiplying it by the sign of the angular velocity ωy, the angular velocity ωv about the vertical axis can be obtained. The influence of the inclination angle α is eliminated by performing the above-mentioned square mean. Therefore, regardless of the mounting angle αo of the navigation device, the angular velocity ω about the vertical axis irrespective of the constantly changing inclination angle Δα of the road surface.
v can be obtained. Therefore, the angular velocity ωv is calculated by the integration unit 3
By performing the integral calculation in step 04, it is possible to always calculate an accurate azimuth angle θv without affecting the inclination angle α.
【００５５】図３に、方位検出装置１００をパッケージ
化した場合の構成を示す。上記した第１のジャイロセン
サ１０、第２のジャイロセンサ２０および演算処理部３
０はそれぞれ半導体で構成されており、回路基板１０１
に表面実装されて、ワイヤボンディングで図に示すよう
に接続されている。それらは、ケース１０２内に収納さ
れ、ケース１０２に設けられた電極部１０３によって外
部と電気接続されるようになっている。ケース１０２
は、ナビゲーション装置内に搭載される。FIG. 3 shows a configuration in which the azimuth detecting device 100 is packaged. The first gyro sensor 10, the second gyro sensor 20, and the arithmetic processing unit 3 described above.
0 is made of a semiconductor, and the circuit board 101
And are connected by wire bonding as shown in the figure. They are housed in a case 102 and are electrically connected to the outside by an electrode portion 103 provided in the case 102. Case 102
Is mounted in the navigation device.
【００５６】このように２つのジャイロセンサ１０、２
０と演算処理部３０をパッケージ化することによって、
大幅な小型化が可能である。従って、ナビゲーション装
置内での搭載スペースが少なく、装置全体を小型化する
ことができる。また、パッケージ化によって、ジャイロ
センサ１０、２０の出力信号を演算処理部３０に伝達す
る際に、電気的ノイズの影響を極めて少なくすることが
できる。As described above, the two gyro sensors 10, 2
By packaging 0 and the arithmetic processing unit 30,
Significant miniaturization is possible. Therefore, the mounting space in the navigation device is small, and the entire device can be downsized. In addition, by packaging, when transmitting the output signals of the gyro sensors 10 and 20 to the arithmetic processing unit 30, the influence of electric noise can be extremely reduced.
【００５７】上記した第１実施形態では、車両およびナ
ビゲーション装置の前後傾斜角度によるジャイロセンサ
１０の出力誤差を補正をする目的で、前後方向にもジャ
イロセンサ２０を取り付けて鉛直方向の軸回りの角速度
を演算している。しかし、前後方向の傾きのみならず、
左右方向の傾きに対しても同様に、ジャイロセンサ１０
の出力誤差を補正することができる。すなわち、左右方
向（ピッチ方向）にジャイロセンサを取り付けて補正を
行えば、車両およびナビゲーション装置の左右傾斜角度
による出力誤差を補正することが可能である。 （第２実施形態）上記した第１実施形態では、第２のジ
ャイロセンサ２０の向きによりナビゲーション装置の搭
載方向が限定される。このため、ナビゲーション装置の
車両への搭載位置により第２のジャイロセンサ２０の向
きを変える調整機構、もしくは機種変更が必要となる。
また、ナビゲーション装置によっては、路面の傾斜角度
Δαを必要とする（例えば、高架道路の導入路などで乗
り降りの判別のために路面の傾斜角度を利用する）場合
があるが、上記した第１実施形態では、そのような路面
の傾斜角度を求める構成となっていない。In the above-described first embodiment, the gyro sensor 20 is also mounted in the front-rear direction to correct the output error of the gyro sensor 10 due to the front-rear inclination angle of the vehicle and the navigation device, and the angular velocity around the vertical axis. Is calculated. However, not only the inclination in the front-back direction,
In the same manner, the gyro sensor 10
Can be corrected. That is, if the correction is performed by attaching the gyro sensor in the left-right direction (pitch direction), it is possible to correct the output error due to the left-right tilt angle of the vehicle and the navigation device. (Second Embodiment) In the first embodiment described above, the mounting direction of the navigation device is limited by the direction of the second gyro sensor 20. For this reason, an adjustment mechanism for changing the direction of the second gyro sensor 20 according to the mounting position of the navigation device on the vehicle, or a model change is required.
In addition, some navigation devices require a road surface inclination angle Δα (for example, a road surface inclination angle is used for discriminating getting on and off on an introduction road of an elevated road, etc.). In the embodiment, the configuration is not such that the inclination angle of the road surface is obtained.
【００５８】このような問題を解決するため、この実施
形態では、第２のジャイロセンサ２０の検出軸を第１実
施形態のものに対し所定角度（例えば４５°）向きを変
えて取り付けた構成としている。In order to solve such a problem, in this embodiment, the detection axis of the second gyro sensor 20 is attached by changing the direction of a predetermined angle (for example, 45 °) with respect to that of the first embodiment. I have.
【００５９】図４に、第１実施形態と同様の２軸ジャイ
ロセンサで、第２のジャイロセンサ２０の検出軸を４５
°向きを変えて取り付けた場合について、ナビゲーショ
ン装置を車両に搭載する場合の搭載位置例を示す。図４
では、ナビゲーション装置の取り付け方向をその意匠面
の向きで、４５°向きを変えた第２のジャイロセンサ２
０の検出軸を太線矢印で示している。また、ωrpは４５
°向きを変えた第２のジャイロセンサ２０の出力、ωy
は上下方向の軸回りの角速度、ωrは前後方向の軸回り
の角速度、ωpは左右方向の軸回りの角速度を表す。FIG. 4 shows a two-axis gyro sensor similar to that of the first embodiment, in which the detection axis of the second gyro sensor 20 is set to 45.
The following shows an example of a mounting position in a case where the navigation device is mounted on a vehicle when the vehicle is mounted in a different direction. FIG.
Then, the second gyro sensor 2 in which the mounting direction of the navigation device is changed by 45 ° in the direction of the design surface.
The detection axis of 0 is indicated by a thick arrow. Ωrp is 45
° The output of the second gyro sensor 20 whose direction has been changed, ωy
Represents the angular velocity about the vertical axis, ωr represents the angular velocity about the longitudinal axis, and ωp represents the angular velocity about the horizontal axis.
【００６０】図４において、搭載位置Ａでは、ナビゲー
ション装置は、車両のインパネ内などで、乗員が操作出
来るように意匠面を後ろ向きにし、車両に対し図１に示
すのとは逆向きに０°〜３０°程度傾けて取り付けられ
る。搭載位置Ｂ、Ｃでは、ナビゲーション装置は、運転
席下もしくは助手席下で、意匠面を前または後ろ向きに
し、車両に対しほぼ水平に取り付けられる。搭載位置
Ｄ、Ｅ、Ｆでは、ナビゲーション装置は、トランクルー
ム内で、意匠面を前後左右まちまちの向きにし、車両に
対しほぼ水平に取り付けられる。In FIG. 4, at the mounting position A, the navigation device has the design surface facing backward so that an occupant can operate it, for example, in the instrument panel of the vehicle, and the vehicle is 0 ° opposite to the direction shown in FIG. It is attached at an angle of about 30 °. In the mounting positions B and C, the navigation device is mounted substantially horizontally to the vehicle with the design surface facing forward or backward under the driver's seat or the passenger's seat. At the mounting positions D, E, and F, the navigation device is installed substantially horizontally with respect to the vehicle in the trunk room with the design surface oriented in front, rear, left, and right directions.
【００６１】このような搭載位置のいずれにおいても、
検出軸を４５°向き変えた第２のジャイロセンサ２０に
よって、前後方向の軸回りの角速度ωrの成分を検出す
ることができる。すなわち、ナビゲーション装置を、鉛
直方向を中心として０°、９０°、１８０°、２７０°
向きを変えて取付けた場合も、４５°向きを変えた第２
のジャイロセンサ２０の検出軸は、４５°、１３５°、
２２５°、３１５°向きが変わるのみである。よって、
基本的に前後方向の軸回りの角速度ωrの成分を検出す
ることができる。但し、検出軸の向きによって検出する
角速度の正負が異なる。しかし、符号に関しては、第１
実施形態において説明したように、二乗平均部３０１で
ωyとωrの二乗平均を行うため、問題とはならない。In any of these mounting positions,
The component of the angular velocity ωr around the axis in the front-rear direction can be detected by the second gyro sensor 20 whose detection axis is turned by 45 °. That is, the navigation device is set to 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° around the vertical direction.
Even if it is mounted in a different direction, the second 45 °
The gyro sensor 20 has a detection axis of 45 °, 135 °,
Only the 225 ° and 315 ° orientations change. Therefore,
Basically, the component of the angular velocity ωr around the axis in the front-rear direction can be detected. However, the sign of the detected angular velocity differs depending on the direction of the detection axis. However, regarding the sign, the first
As described in the embodiment, the root-mean-square unit 301 performs the root-mean-square of ωy and ωr, so that there is no problem.
【００６２】さらに、第２のジャイロセンサ２０の検出
軸を４５°向きを変えて取り付けたため、左右方向の軸
回りの角速度ωpの成分も検出できる。この角速度ωpを
積分することによって、路面の傾斜角度Δαを求めるこ
とができる。Furthermore, since the detection axis of the second gyro sensor 20 is mounted with the detection axis turned at an angle of 45 °, the component of the angular velocity ωp around the left-right axis can be detected. By integrating the angular velocity ωp, the inclination angle Δα of the road surface can be obtained.
【００６３】図５に、この実施形態におけるナビゲーシ
ョン装置のブロック構成を示す。FIG. 5 shows a block configuration of the navigation device in this embodiment.
【００６４】この図５に示す構成では、上下方向の軸回
りの角速度ωyの有無が判定手段３０５によって判定さ
れ、この判定手段３０５の判定によって切換手段３０６
が切換制御される。このことにより、角速度ωyが発生
しているときには、角速度ωrpは、鉛直方向の軸回りの
角速度ωvを求める演算に使用され、角速度ωyが発生し
ていないときには、角速度ωrpは、路面傾斜角度Δαを
求める演算に使用される。このように角速度ωyの有無
に応じて、角速度ωrpを、角速度ωvの演算と、路面傾
斜角度Δαの演算のいずれか一方に使用するようにした
理由については後述する。In the configuration shown in FIG. 5, the presence / absence of the angular velocity ωy about the vertical axis is determined by the determination means 305, and the switching means 306 is determined by the determination means 305.
Are switched. Thus, when the angular velocity ωy is generated, the angular velocity ωrp is used for calculating the angular velocity ωv around the axis in the vertical direction, and when the angular velocity ωy is not generated, the angular velocity ωrp is calculated by calculating the road inclination angle Δα. Used for the required operation. The reason why the angular velocity ωrp is used for either the calculation of the angular velocity ωv or the calculation of the road surface inclination angle Δα in accordance with the presence or absence of the angular velocity ωy will be described later.
【００６５】なお、角速度ωyの有無の判定は、角速度
ωyを所定の閾値と比較して行う他、角速度ωyを角速度
ωrpと比較して行うようにすることができ、角速度ωy
が所定の閾値より小さい場合、あるいは角速度ωyが角
速度ωrpに比べて極めて小さい場合に、角速度ωyが発
生していないと判定される。従って、角速度ωyが発生
していないとは、角速度ωyが０であるというこを意味
するものでなく、実質的に発生していないと判断される
場合をいう。The determination of the presence or absence of the angular velocity ωy can be made by comparing the angular velocity ωy with a predetermined threshold value, or by comparing the angular velocity ωy with the angular velocity ωrp.
Is smaller than a predetermined threshold value, or when the angular velocity ωy is extremely smaller than the angular velocity ωrp, it is determined that the angular velocity ωy has not occurred. Therefore, that the angular velocity ωy is not generated does not mean that the angular velocity ωy is 0, but means that it is determined that the angular velocity ωy is not substantially generated.
【００６６】そして、角速度ωyが発生しているときに
は、まず、第２のジャイロセンサ２０の向きを４５°変
えたことによる感度補正を行うため、定数掛け算部３０
７にて角速度ωrpに１／cos(４５°)＝√２を掛け、角
速度ωrを求める。そして、二乗平均部３０１にて角速
度ωyと角速度ωrの二乗平均を行い、角速度ωvの大き
さ|ωv|を算出する。次に、符号算出部３０２にて角速
度ωyの符号sign(ωy)を求める。そして、乗算部３０３
にてそれらの結果の積を求め、鉛直方向の軸回りの角速
度ωvを算出する。さらに、係数掛け算部３０８にて角
速度ωvに補正係数Ｋ1を掛け、積分部３０４にてそれを
時間積分して、方位角度θvを出力する。ここで、ｓは
ラプラス変換の演算子で、１／ｓは積分処理を表す。こ
のような演算を行うことにより、ナビゲーション装置の
取り付け角度αoのみならず、時々刻々変化する路面の
傾斜角度Δαに関係なく、鉛直軸回りの角速度ωvを得
ることができる。When the angular velocity ωy is generated, first, in order to perform sensitivity correction by changing the direction of the second gyro sensor 20 by 45 °, the constant multiplication unit 30
In step 7, the angular velocity ωrp is multiplied by 1 / cos (45 °) = √2 to obtain the angular velocity ωr. Then, the root-mean-square unit 301 performs the root-mean-square of the angular velocity ωy and the angular velocity ωr, and calculates the magnitude | ωv | of the angular velocity ωv. Next, the sign calculation unit 302 obtains the sign sign (ωy) of the angular velocity ωy. Then, the multiplication unit 303
To calculate the product of those results, and calculate the angular velocity ωv about the vertical axis. Further, the coefficient multiplying unit 308 multiplies the angular velocity ωv by the correction coefficient K1, and the integrating unit 304 integrates it over time to output the azimuth angle θv. Here, s is an operator of Laplace transform, and 1 / s represents integration processing. By performing such a calculation, the angular velocity ωv about the vertical axis can be obtained irrespective of not only the mounting angle αo of the navigation device but also the constantly changing inclination angle Δα of the road surface.
【００６７】ナビゲーション装置における制御回路（制
御手段）２００は、出力された方位角度θvに基づいて
走行案内の制御処理を行う。すなわち、制御回路２００
は、車速信号から得られた走行距離と上記した方位角度
θvから車両の現在位置を求め、これを地図データと照
合して現在位置と方位を推測演算し、現在位置と方位お
よび地図データ等を用いて走行案内の制御を行う。この
走行案内自体は、従来と同様であり、その走行案内に
は、目的までの経路を案内する経路案内も含まれてい
る。A control circuit (control means) 200 in the navigation device performs a control process of traveling guidance based on the output azimuth angle θv. That is, the control circuit 200
Calculates the current position of the vehicle from the travel distance obtained from the vehicle speed signal and the azimuth angle θv described above, compares it with map data, estimates the current position and direction, and calculates the current position and direction, map data, etc. Is used to control travel guidance. The travel guide itself is the same as the conventional one, and the travel guide includes route guidance for guiding the route to the destination.
【００６８】また、制御回路２００は、上記したナビゲ
ーションの演算で最終的に決定された車両の進行方位と
上記した方位角度θvとの誤差Δθvを求め、これを出力
する。誤差Δθvについては、図７において説明したの
と同様である。方位検出装置１００の演算処理部３０で
は、補正係数算出部３０９において、制御回路２００か
ら出力された誤差Δθvと、乗算部３０３から出力され
た角速度ωvと、車速信号Ｖから、それらをパラメータ
とする関数ｆにより、補正係数Ｋ1を算出する。この補
正係数Ｋ1は、上記したように角速度ωvに掛け合わされ
て角速度ωvを補正するのに用いられる。すなわち、誤
差Δθvが０に近づくように角速度ωvが補正される。こ
のことにより、車両の挙動、特にカーブの際のロールや
加減速によるピッチによる誤差、ジャイロセンサの個体
差によるバラツキ、装置の回路定数その他本演算に関わ
る全てのバラツキ誤差を、一括して補正することが可能
となる。Further, the control circuit 200 obtains an error Δθv between the advancing direction of the vehicle finally determined by the above-described navigation calculation and the above-mentioned direction angle θv, and outputs this. The error Δθv is the same as that described in FIG. In the arithmetic processing unit 30 of the azimuth detecting device 100, the correction coefficient calculating unit 309 uses the error Δθv output from the control circuit 200, the angular velocity ωv output from the multiplying unit 303, and the vehicle speed signal V as parameters. The correction coefficient K1 is calculated by the function f. This correction coefficient K1 is used to correct the angular velocity ωv by multiplying the angular velocity ωv as described above. That is, the angular velocity ωv is corrected so that the error Δθv approaches zero. As a result, errors due to the behavior of the vehicle, particularly pitch due to roll or acceleration / deceleration at the time of curve, variations due to individual differences of the gyro sensor, circuit constants of the device, and all variations relating to the main calculation are collectively corrected. It becomes possible.
【００６９】また、角速度ωyが発生していないときに
は、まず、第２のジャイロセンサ２０の向きを４５°変
えたことによる感度補正を行うため、定数掛け算部３１
０にて角速度ωrpに１／cos(４５°)＝√２を掛け、角
速度ωpを求める。そして、積分部３１１にて積分演算
を行い、左右方向（ピッチ方向）の回転角度の変化量、
すなわち路面の傾斜角度Δαを演算する。制御回路２０
０は、路面の傾斜角度Δαに基づいて傾斜路面判定を行
う。この傾斜路面判定は、例えば高架道路の導入路など
で乗り降りの判別のために用いられる。なお、図４に示
したように、ナビゲーション装置の搭載向きによって、
左右方向の軸回りの角速度ωpの正負も異なって検出さ
れる。しかしながら、制御回路２００において、直線走
行時の加減速時に角速度ωrpの符号を検出しておけば、
装置の搭載方向による回転角速度ωpの正負を判別する
ことができる。When the angular velocity ωy is not generated, first, in order to perform sensitivity correction by changing the direction of the second gyro sensor 20 by 45 °, the constant multiplication unit 31
At 0, the angular velocity ωrp is multiplied by 1 / cos (45 °) = √2 to obtain the angular velocity ωp. Then, an integration operation is performed by the integration unit 311 to obtain a change amount of the rotation angle in the left-right direction (pitch direction),
That is, the inclination angle Δα of the road surface is calculated. Control circuit 20
0 performs the slope road surface determination based on the slope angle Δα of the road surface. This slope determination is used for discriminating getting on and off on an introduction road of an elevated road, for example. In addition, as shown in FIG. 4, depending on the mounting direction of the navigation device,
The positive / negative of the angular velocity ωp around the left-right axis is detected differently. However, if the control circuit 200 detects the sign of the angular velocity ωrp during acceleration / deceleration during straight running,
It is possible to determine whether the rotational angular velocity ωp is positive or negative depending on the mounting direction of the device.
【００７０】この実施形態によれば、傾斜補正に使用す
る第２のジャイロセンサ２０の検出軸を４５°向きを変
えて取り付けることにより、ジャイロセンサの鉛直方向
の軸回りの角速度演算と路面の傾斜角度Δαの演算を両
立させることができる。また、ナビゲーション装置の搭
載方向の制約も大幅に緩和することができる。According to this embodiment, the detection axis of the second gyro sensor 20 used for the inclination correction is mounted by changing the direction of the gyro sensor by 45 °, thereby calculating the angular velocity around the vertical axis of the gyro sensor and calculating the inclination of the road surface. The calculation of the angle Δα can be compatible. In addition, the restriction on the mounting direction of the navigation device can be greatly eased.
【００７１】また、この実施形態では、上述したように
切換手段３０６による切り換えによって、４５°向きを
変えた第２のジャイロセンサ２０の出力ωrpが、前後方
向の軸回りの角速度ωrと左右方向の軸回りの角速度ωp
のいずれか一方を求めるのに用いられる。このようにし
た理由について以下説明する。In this embodiment, as described above, the output ωrp of the second gyro sensor 20 whose direction is changed by 45 ° by the switching by the switching means 306 is changed by the angular velocity ωr about the axis in the front-rear direction and the left-right direction. Angular velocity ωp around the axis
Is used to determine either one of The reason for this will be described below.
【００７２】第２のジャイロセンサ２０によって検出さ
れた角速度ωrpは、前後方向の軸回りの角速度ωrが発
生している場合、左右方向の軸回りの角速度ωpが発生
している場合のいずれにおいても発生する。従って、角
速度ωrpが、前後方向の軸回りの角速度ωrを検出して
いるのか、あるいは左右方向の軸回りの角速度ωpを検
出しているのかを判別しないと、角速度ωvの演算、路
面傾斜角度Δαの演算を精度良く行うことができない。
そこで、そのいずれであるを判別するために角速度ωy
を用いる。The angular velocity ωrp detected by the second gyro sensor 20 is obtained when the angular velocity ωr about the longitudinal axis is generated or when the angular velocity ωp about the horizontal axis is generated. appear. Therefore, unless it is determined whether the angular velocity ωrp is detecting the angular velocity ωr around the longitudinal axis or the angular velocity ωp around the horizontal axis, the calculation of the angular velocity ωv, the road surface inclination angle Δα Cannot be performed accurately.
Therefore, in order to determine which of them is the angular velocity ωy
Is used.
【００７３】角速度ωyが発生している場合には、前後
方向の軸回りの角速度ωrも発生している可能性が高
い。従って、角速度ωyが発生しているときに、角速度
ωrpが前後方向の軸回りの角速度ωrを検出していると
して、角速度ωrpから角速度ωrを求め鉛直方向の軸回
りの角速度ωvを演算する。When the angular velocity ωy is generated, there is a high possibility that the angular velocity ωr about the axis in the front-rear direction is also generated. Therefore, when the angular velocity ωy is generated, it is assumed that the angular velocity ωrp detects the angular velocity ωr around the longitudinal axis, and the angular velocity ωr is obtained from the angular velocity ωrp to calculate the angular velocity ωv around the vertical axis.
【００７４】但し、角速度ωyが発生しているときの角
速度ωrpは、鉛直方向の軸回りの角速度（ヨー）の成分
だけとは限らない。当然のごとく車両の前後方向の軸回
りの角速度（ロール）や左右方向の軸回りの角速度（ピ
ッチ）の成分も含まれる可能性がある。しかし、ロール
もピッチも、その発生する継続時間を加味し最終的に積
分して角度に換算した場合、それは路面の傾斜角度の変
化となる。その角度変化は、通常±１０程度の範囲内で
あり、ヨーの回転角度に比べ極めて小さな値である。ま
た、鉛直方向の軸回りの角速度を決めるのは、角速度ω
yであって、角速度ωrはあくまでもその補正に用いられ
る。従って、角速度ωyが発生している場合に、角速度
ωrpから角速度ωrを求めても、ロールやピッチの影響
は極めて小さく、実用上問題とはならない。なお、ロー
ルやピッチによる誤差は、上述したように補正係数Ｋ1
を学習することによって補正することができる。However, the angular velocity ωrp when the angular velocity ωy is generated is not limited to the component of the angular velocity (yaw) around the vertical axis. As a matter of course, there is a possibility that an angular velocity (roll) around the longitudinal axis of the vehicle and a component of the angular velocity (pitch) around the lateral axis of the vehicle may be included. However, if the roll and the pitch are finally integrated taking into account the duration of the roll and the pitch is converted into an angle, it becomes a change in the inclination angle of the road surface. The angle change is usually within a range of about ± 10, which is an extremely small value as compared with the yaw rotation angle. The angular velocity around the vertical axis is determined by the angular velocity ω
y, and the angular velocity ωr is used for the correction to the last. Therefore, even when the angular velocity ωr is obtained from the angular velocity ωrp when the angular velocity ωy is generated, the influence of the roll and the pitch is extremely small and does not pose a practical problem. Note that the error due to the roll and pitch is corrected by the correction coefficient K1 as described above.
Can be corrected by learning.
【００７５】また、角速度ωyが発生していない場合
は、数式５より鉛直方向の軸回りの角速度（ヨー）も発
生していない。よって、角速度ωrpの主成分は車両の前
後方向の軸回りの角速度（ロール）や左右方向の軸回り
の角速度（ピッチ）である。車両がロールするのは通常
車両がカーブした場合であるが、この場合は上下方向の
軸回りの角速度ωyが発生するため除外される。また、
路面のバンクも想定されるが、この場合も基本的に曲線
道路であり、角速度ωyが発生するため除外される。路
面の凹凸によりロールが発生した場合は、その継続時間
が短く、すぐに元に戻ると想定される。よって、積分演
算を行い傾斜角度の変化量Δαを演算する過程で、打ち
消される。従って、路面の傾斜判定を行う必要があるの
は、前述のとおり高架道路の導入路など地図データ上の
極めて限られた場所のみである。このため、通常走行中
にロールの影響が多少入っても、実用上全く問題になら
ない。また、角速度ωyが発生していない場合は、角速
度ωrpから左右方向の軸回りの角速度（ピッチ）を検出
することができる。When the angular velocity ωy is not generated, the angular velocity (yaw) around the vertical axis is not generated according to the equation (5). Therefore, the main components of the angular velocity ωrp are the angular velocity (roll) around the longitudinal axis of the vehicle and the angular velocity (pitch) around the lateral axis. Normally, the vehicle rolls when the vehicle curves, but this case is excluded because an angular velocity ωy around the vertical axis occurs. Also,
A bank on the road surface is also assumed, but also in this case, it is basically a curved road, and is excluded because an angular velocity ωy is generated. When a roll is generated due to unevenness of a road surface, the duration is short, and it is assumed that the roll returns immediately. Therefore, in the process of calculating the change amount Δα of the inclination angle by performing the integral calculation, the difference is canceled. Therefore, it is necessary to determine the inclination of the road surface only at an extremely limited place on the map data such as an introduction road of an elevated road as described above. For this reason, there is no practical problem at all even if the influence of the rolls during the normal traveling is slightly increased. When the angular velocity ωy is not generated, the angular velocity (pitch) around the left-right axis can be detected from the angular velocity ωrp.
【００７６】以上のことから、角速度ωyが発生してい
る場合には、角速度ωrpが前後方向の軸回りの角速度ω
rを検出しているとして、角速度ωrpを傾斜角度補正の
演算に使用し、また角速度ωyが発生していない場合に
は、角速度ωrpが左右方向の軸回りの角速度ωpを検出
しているとして、路面傾斜角度Δαの演算に使用するこ
とができる。From the above, when the angular velocity ωy is generated, the angular velocity ωrp is changed to the angular velocity ω about the longitudinal axis.
Assuming that r is detected, the angular velocity ωrp is used for the calculation of the inclination angle correction, and when the angular velocity ωy is not generated, it is assumed that the angular velocity ωrp detects the angular velocity ωp around the left-right axis, It can be used to calculate the road surface inclination angle Δα.
【００７７】なお、この第２実施形態の方位検出装置１
００においても、図３に示すようにパッケージ化して構
成することができる。The azimuth detecting device 1 of the second embodiment
00 can also be packaged and configured as shown in FIG.
【００７８】上記した第１、第２実施形態によれば、傾
斜補正をするためにジャイロセンサ２０を１個追加した
構成となっている。従って、第１のジャイロセンサ１０
と同じ物を第２のジャイロセンサ２０に使用すれば、量
産効果が高まりコストダウン効果が期待できる。また、
補正および性能アップのためのセンサと割り切れば、性
能／特性／品質の面で上下方向より大幅にコストダウン
したジャイロセンサも使用可能である。According to the above-described first and second embodiments, one gyro sensor 20 is added to perform tilt correction. Therefore, the first gyro sensor 10
If the same material as described above is used for the second gyro sensor 20, the mass production effect is enhanced and the cost reduction effect can be expected. Also,
A gyro sensor whose cost is significantly lower than that in the vertical direction in terms of performance / characteristics / quality can be used if it is divisible from a sensor for correction and performance improvement.
【００７９】なお、本発明に係る角速度検出装置は、車
両用のナビゲーション装置に用いるものに限らず、上記
した傾斜角度αが存在するような環境下で使用されるよ
うな角速度検出装置に使用することができる。その場
合、第１、第２実施形態で示した第１、第２のジャイロ
センサ２０と、二乗平均部３０１、符号算出部３０２、
乗算部３０３等からなる演算処理部３０で角速度検出装
置が構成される。The angular velocity detecting device according to the present invention is not limited to the one used for a navigation device for a vehicle, but is used for an angular velocity detecting device used in an environment where the above-mentioned inclination angle α exists. be able to. In that case, the first and second gyro sensors 20 shown in the first and second embodiments, the root mean square unit 301, the sign calculation unit 302,
The arithmetic processing unit 30 including the multiplication unit 303 and the like constitutes an angular velocity detection device.
【００８０】また、上記した演算処理部３０において、
演算処理に必要なそれぞれの機能をブロック的な構成部
として示したが、それらは、機能実現手段として把握さ
れるものであって、構成部それぞれがハードウェアで構
成されている必要はなく、ソフトウェアによって実現す
ることも可能である。In the above-described arithmetic processing unit 30,
Although the functions required for the arithmetic processing are shown as block-like constituent parts, they are grasped as function realizing means, and the constituent parts do not need to be constituted by hardware. It is also possible to realize it.
【図１】本発明の第１実施形態における２軸ジャイロセ
ンサを説明するための図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a two-axis gyro sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態における方位検出装置の
ブロック構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration of an azimuth detecting device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】図２に示す方位検出装置をパッケージ化した構
成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration in which the azimuth detecting device shown in FIG. 2 is packaged.
【図４】本発明の第２実施形態におけるナビゲーション
装置の車両への搭載位置の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a mounting position of a navigation device on a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施形態におけるナビゲーション
装置のブロック構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a block configuration of a navigation device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】従来の角速度検出における問題を説明するため
の図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a problem in conventional angular velocity detection.
【図７】従来の角速度検出装置においてゲインを学習制
御するようにしたものの構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional angular velocity detecting device in which gain is controlled by learning.
１０…第１のジャイロセンサ、２０…第２のジャイロセ
ンサ、３０…演算処理部、３０１…二乗平均部、３０２
…符号算出部、３０３…乗算部、３０４…積分部、１０
０…方位検出装置、２００…制御回路。10 first gyro sensor, 20 second gyro sensor, 30 arithmetic processing unit, 301 mean square unit, 302
... Sign calculation unit, 303, multiplication unit, 304, integration unit, 10
0 ... direction detection device, 200 ... control circuit.
Claims (11)
る角速度検出装置において、 検出軸回りの第１の角速度を検出する第１のジャイロセ
ンサ（１０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記目的
とする回転軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャ
イロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸回りの第２の
角速度を検出する第２のジャイロセンサ（２０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）によって検出された
第１の角速度と前記第２のジャイロセンサ（２０）によ
って検出された第２の角速度とに基づいて前記目的とす
る回転軸回りの角速度を求める演算処理手段（３０）と
を備えたことを特徴とする角速度検出装置。An angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around a target rotation axis, comprising: a first gyro sensor (10) for detecting a first angular velocity about a detection axis; and the first gyro sensor (10). ) And a second gyro sensor (2) for detecting a second angular velocity around an axis in a direction in which the detection axis and the target rotation axis form an angle and orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). 20) and the rotation angle around the target rotation axis based on the first angular velocity detected by the first gyro sensor (10) and the second angular velocity detected by the second gyro sensor (20). And an arithmetic processing means (30) for calculating the angular velocity of the angular velocity.
の角速度と前記第２の角速度の二乗平均を行い、それに
前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記目的とす
る回転軸回りの角速度を求めるものであることを特徴と
する請求項１に記載の角速度検出装置。2. The arithmetic processing means (30), wherein:
2. The method of claim 1, further comprising: performing a root-mean-square calculation of said angular velocity and said second angular velocity, and multiplying the average by the sign of said first angular velocity to obtain an angular velocity around said target rotation axis. The angular velocity detecting device according to any one of the preceding claims.
る角速度検出装置において、 検出軸回りの第１の角速度を検出する第１のジャイロセ
ンサ（１０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記目的
とする回転軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャ
イロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸から所定角度
向きを変えた軸回りの第２の角速度を検出する第２のジ
ャイロセンサ（２０）と、 前記第２のジャイロセンサ（２０）によって検出された
第２の角速度について前記第１のジャイロセンサ（１
０）の検出軸と前記目的とする回転軸とが角度をなす方
向でかつ前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と
直交する軸回りの第３の角速度を求め、前記第１のジャ
イロセンサ（１０）によって検出された第１の角速度と
前記第３の角速度とに基づいて前記目的とする回転軸回
りの角速度を求める演算処理手段（３０）とを備えたこ
とを特徴とする角速度検出装置。3. An angular velocity detecting device for detecting an angular velocity around a target rotation axis, comprising: a first gyro sensor (10) for detecting a first angular velocity about a detection axis; and the first gyro sensor (10). ) Is a direction in which the detection axis and the target rotation axis form an angle, and a second angular velocity about an axis whose direction is changed by a predetermined angle from an axis orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). A second gyro sensor (20) to be detected; and a first gyro sensor (1) for a second angular velocity detected by the second gyro sensor (20).
A third angular velocity about an axis in a direction in which the detection axis of 0) and the target rotation axis form an angle and orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10) is obtained, and the first gyro is obtained. Angular velocity detection characterized by comprising arithmetic processing means (30) for calculating the angular velocity around the target rotation axis based on the first angular velocity and the third angular velocity detected by the sensor (10). apparatus.
の角速度と前記第３の角速度の二乗平均を行い、それに
前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記目的とす
る回転軸回りの角速度を求めるものであることを特徴と
する請求項３に記載の角速度検出装置。4. The arithmetic processing means (30) comprises:
The angular velocity around the target rotation axis is obtained by performing a root-mean-square of the angular velocity of the third angular velocity and the third angular velocity, and multiplying the average by the sign of the first angular velocity. The angular velocity detecting device according to any one of the preceding claims.
め、その求めた角速度を積分して車両の進行方位を検出
する方位検出手段（１００）と、この方位検出手段（１
００）によって検出された車両の進行方位を用いて走行
案内の制御処理を行う制御手段（２００）とを備えた車
両用ナビゲーション装置において、 前記方位検出手段（１００）は、 検出軸回りの第１の角速度を検出する第１のジャイロセ
ンサ（１０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記鉛直
方向の軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャイロ
センサ（１０）の検出軸と直交する軸回りの第２の角速
度を検出する第２のジャイロセンサ（２０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）によって検出された
第１の角速度と前記第２のジャイロセンサ（２０）によ
って検出された第２の角速度とに基づいて前記鉛直方向
の軸回りの角速度を求め、その求めた角速度を積分して
車両の進行方位を求める演算処理手段（３０）とを有す
ることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。5. An azimuth detecting means (100) for obtaining an angular velocity around a vertical axis of a vehicle, integrating the obtained angular velocity to detect a traveling azimuth of the vehicle, and an azimuth detecting means (1).
00) comprising a control means (200) for performing control processing of travel guidance using the traveling direction of the vehicle detected by the vehicle direction detection means (00). A first gyro sensor (10) for detecting the angular velocity of the first gyro sensor; and a first gyro sensor (10) in a direction in which a detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis form an angle. A second gyro sensor (20) for detecting a second angular velocity around an axis orthogonal to a detection axis of the first gyro sensor; a first angular velocity detected by the first gyro sensor (10); and the second gyro sensor An arithmetic processing means for obtaining an angular velocity around the axis in the vertical direction based on the second angular velocity detected by (20) and integrating the obtained angular velocity to obtain a traveling direction of the vehicle (30); And a navigation device for a vehicle.
の角速度と前記第２の角速度の二乗平均を行い、それに
前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記鉛直方向
の軸回りの角速度を求めるものであることを特徴とする
請求項５に記載の車両用ナビゲーション装置。6. The first processing means (30) includes:
6. The angular velocity around the axis in the vertical direction is obtained by performing a root-mean-square of the angular velocity and the second angular velocity, and multiplying the result by the sign of the first angular velocity. Vehicle navigation device.
め、その求めた角速度を積分して車両の進行方位を検出
する方位検出手段（１００）と、この方位検出手段（１
００）によって検出された車両の進行方位を用いて走行
案内の制御処理を行う制御手段（２００）とを備えた車
両用ナビゲーション装置において、 前記方位検出手段（１００）は、 検出軸回りの第１の角速度を検出する第１のジャイロセ
ンサ（１０）と、 前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と前記鉛直
方向の軸とが角度をなす方向でかつ前記第１のジャイロ
センサ（１０）の検出軸と直交する軸から所定角度向き
を変えた軸回りの第２の角速度を検出する第２のジャイ
ロセンサ（２０）と、 前記第２のジャイロセンサ（２０）によって検出された
第２の角速度について前記第１のジャイロセンサ（１
０）の検出軸と前記鉛直方向の軸とが角度をなす方向で
かつ前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と直交
する軸回りの第３の角速度を求め、前記第１のジャイロ
センサ（１０）によって検出された第１の角速度と前記
第３の角速度とに基づいて前記鉛直方向の軸回りの角速
度を求め、その求めた角速度を積分して車両の進行方位
を求める演算処理手段（３０）とを有することを特徴と
する車両用ナビゲーション装置。7. An azimuth detecting means (100) for obtaining an angular velocity around a vertical axis of a vehicle, integrating the obtained angular velocity to detect a traveling azimuth of the vehicle, and an azimuth detecting means (1).
00) comprising a control means (200) for performing control processing of travel guidance using the traveling direction of the vehicle detected by the vehicle direction detection means (00). A first gyro sensor (10) for detecting the angular velocity of the first gyro sensor; and a first gyro sensor (10) in a direction in which a detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis form an angle. A second gyro sensor (20) for detecting a second angular velocity about an axis whose direction is changed by a predetermined angle from an axis orthogonal to the detection axis of the second gyro sensor; and a second gyro sensor (20) detected by the second gyro sensor (20). For the angular velocity, the first gyro sensor (1
The first gyro sensor is obtained by determining a third angular velocity around an axis in a direction in which the detection axis of 0) and the vertical axis form an angle and orthogonal to the detection axis of the first gyro sensor (10). Arithmetic processing means for calculating an angular velocity around the axis in the vertical direction based on the first angular velocity and the third angular velocity detected in (10), and integrating the obtained angular velocity to obtain a traveling direction of the vehicle ( 30) A navigation device for a vehicle, comprising:
の角速度と前記第３の角速度の二乗平均を行い、それに
前記第１の角速度の符号を掛け合わせて、前記鉛直方向
の軸回りの角速度を求めるものであることを特徴とする
請求項７に記載の車両用ナビゲーション装置。8. The arithmetic processing means (30) comprises:
8. The angular velocity about the vertical axis is obtained by performing a root-mean-square calculation of the angular velocity of the third angular velocity and the third angular velocity, and multiplying the average by the sign of the first angular velocity. Vehicle navigation device.
のジャイロセンサ（２０）によって検出された第２の角
速度について前記第１のジャイロセンサ（１０）の検出
軸と前記鉛直方向の軸とが角度をなす方向でかつ前記第
１のジャイロセンサ（１０）の検出軸と直交する軸と直
交する方向成分の第４の角速度を求め、その求めた第４
の角速度を積分して路面の傾斜角度を求める手段（３１
０、３１１）を有することを特徴とする請求項７または
８に記載の車両用ナビゲーション装置。9. The arithmetic processing means (30) comprises:
The first gyro sensor (10) is in a direction in which the detection axis of the first gyro sensor (10) and the vertical axis make an angle with respect to the second angular velocity detected by the gyro sensor (20). The fourth angular velocity of a component orthogonal to the axis orthogonal to the detection axis is calculated.
Means (31) for calculating the inclination angle of the road surface by integrating the angular velocity of
9. The vehicle navigation device according to claim 7, wherein the vehicle navigation device includes (0, 311).
１の角速度が発生しているときに前記車両の進行方位を
求め、前記第１の角速度が発生していないときに前記路
面の傾斜角度を求めるようになっていることを特徴とす
る請求項９に記載の車両用ナビゲーション装置。10. The arithmetic processing means (30) obtains a heading of the vehicle when the first angular velocity is generated, and calculates an inclination of the road surface when the first angular velocity is not generated. The vehicle navigation device according to claim 9, wherein an angle is obtained.
御手段（２００）の制御処理において前記走行案内を行
うのに用いられる車両の進行方位と、前記角速度を積分
して求められた車両の進行方位との誤差に基づき、この
誤差をなくすように前記鉛直方向の軸回りの角速度を補
正し、この補正した角速度を積分して車両の進行方位を
求めるものであることを特徴とする請求項５ないし１０
のいずれか１つに記載の車両用ナビゲーション装置。11. The arithmetic processing means (30) integrates the traveling direction of the vehicle used for performing the travel guidance in the control processing of the control means (200) and the angular velocity of the vehicle. The method according to claim 1, further comprising: correcting an angular velocity around the axis in the vertical direction so as to eliminate the error based on an error with the traveling direction, and integrating the corrected angular velocity to obtain a traveling direction of the vehicle. 5 to 10
The vehicle navigation device according to any one of the above.
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|---|---|---|---|
| JP2001014583A JP2002213959A (en) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | Angular velocity detector and navigation device for vehicle |
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| JP (1) | JP2002213959A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286724A (en) * | 2003-01-27 | 2004-10-14 | Denso Corp | Vehicle behavior detector, on-vehicle processing system, detection information calibrator and on-vehicle processor |
| JP2006126178A (en) * | 2004-09-30 | 2006-05-18 | Victor Co Of Japan Ltd | Navigation system |
| JP2006162550A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Clarion Co Ltd | Angular velocity sensor system, angular velocity measuring method and program, navigation system, method, and program |
| JP2008139054A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Epson Toyocom Corp | Angular velocity sensor |
| JP2010032398A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Alpine Electronics Inc | Location detecting apparatus and method of navigation system |
| US7814793B2 (en) | 2007-02-05 | 2010-10-19 | Epson Toyocom Corporation | Gyro sensor module and angular velocity detection method |
| JP2010271327A (en) * | 2004-09-30 | 2010-12-02 | Victor Co Of Japan Ltd | Device and method for detection of angular velocity |
| JP2011506991A (en) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | サジェム デファンス セキュリテ | Measuring method using gyroscope system |
| US8037758B2 (en) | 2007-06-20 | 2011-10-18 | Seiko Epson Corporation | Angular velocity detection apparatus |
| JP2017067520A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 株式会社日立アドバンストシステムズ | Advance direction estimation system |
-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014583A patent/JP2002213959A/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286724A (en) * | 2003-01-27 | 2004-10-14 | Denso Corp | Vehicle behavior detector, on-vehicle processing system, detection information calibrator and on-vehicle processor |
| JP2006126178A (en) * | 2004-09-30 | 2006-05-18 | Victor Co Of Japan Ltd | Navigation system |
| JP2010271327A (en) * | 2004-09-30 | 2010-12-02 | Victor Co Of Japan Ltd | Device and method for detection of angular velocity |
| JP2006162550A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Clarion Co Ltd | Angular velocity sensor system, angular velocity measuring method and program, navigation system, method, and program |
| JP2008139054A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Epson Toyocom Corp | Angular velocity sensor |
| US7814793B2 (en) | 2007-02-05 | 2010-10-19 | Epson Toyocom Corporation | Gyro sensor module and angular velocity detection method |
| US8037758B2 (en) | 2007-06-20 | 2011-10-18 | Seiko Epson Corporation | Angular velocity detection apparatus |
| JP2011506991A (en) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | サジェム デファンス セキュリテ | Measuring method using gyroscope system |
| JP2010032398A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Alpine Electronics Inc | Location detecting apparatus and method of navigation system |
| JP2017067520A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 株式会社日立アドバンストシステムズ | Advance direction estimation system |
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