JP2514766B2 - Vehicle orientation correction device - Google Patents

Vehicle orientation correction device

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JP2514766B2
JP2514766B2 JP4099777A JP9977792A JP2514766B2 JP 2514766 B2 JP2514766 B2 JP 2514766B2 JP 4099777 A JP4099777 A JP 4099777A JP 9977792 A JP9977792 A JP 9977792A JP 2514766 B2 JP2514766 B2 JP 2514766B2
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vehicle
gyro
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一哉 森田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はジャイロ(例えば、光フ
ァイバジャイロ、機械式ジャイロ、振動ジャイロ、ガス
レートジャイロ)のオフセットを補正することができる
車両方位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 vehicle azimuth correcting device capable of correcting an offset of a gyro (for example, an optical fiber gyro, a mechanical gyro, a vibration gyro, a gas rate gyro).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、道路交通網の任意の箇所を走
行している車両の方位を検出する装置として、ジャイ
、ジャイロからの出力信号に必要な処理を施す処理装
置とを具備し、車両の走行に伴なって生ずる方位変化量
(角速度)Δθを用いて車両の現在方位データを得るも
のが提案されている。
Heretofore, as a device for detecting the orientation of the vehicle traveling in any part of the road traffic network, gyro
And a processing device that performs necessary processing on the output signal from the gyro, and obtains the current heading data of the vehicle using the heading change amount (angular velocity) Δθ that accompanies traveling of the vehicle. There is.

【0003】この装置に採用される方式は、角速度Δθ
に基づいて、車両の現在方位θを θ=θo +Δθ で算出する方式である。θo は1つ前のサンプリング時
点で求めた方位である。この方位データθと、別途求め
られる車両の進行距離データΔlとに基づいて、Δlの
東西方向成分Δx(=Δl× cosθ)及び南北方向成分
Δy(=Δl×sinθ)を、従前の車両位置データ(Px
′,Py ′)に加算することにより、現在の車両位置
データ(Px ,Py )を求めることができるので、前記
方位検出装置は、車両の位置検出に利用されている。
The system adopted in this device is the angular velocity Δθ.
Based on the above, the present direction θ of the vehicle is calculated by θ = θo + Δθ. θo is the azimuth obtained at the time of the previous sampling. Based on this azimuth data θ and the traveling distance data Δl of the vehicle separately obtained, the east-west direction component Δx (= Δl × cos θ) and the north-south direction component Δy (= Δl × sin θ) of Δl are calculated based on the previous vehicle position data (Px
′, Py ′), the current vehicle position data (Px, Py) can be obtained. Therefore, the azimuth detecting device is used for detecting the position of the vehicle.

【0004】ところが、ジャイロでは、車両の走行中、
停止中を問わず、温度や湿度の影響を受けて幾らかの出
力(オフセット)が発生するという傾向がある。このオ
フセット出力は、累積するという性質を有するので、実
際の走行方向からずれた方向を検知してしまうことにな
る。したがって、常に正確なオフセット値を求め、検出
角速度を補正する必要がある。そこで、車両が信号で停
止していると、ジャイロの出力にはオフセット分のみ現
れることを利用して、以後の走行中のデータから前記オ
フセット分を差し引く方式が考えられている。このよう
に停止中のジャイロの出力を利用してオフセットを補正
する装置は種々提案されている(例えば特公昭58−3
9360号公報参照)。
However, in the gyro, while the vehicle is traveling,
Regardless of the stop, there is a tendency that some output (offset) is generated under the influence of temperature and humidity. Since this offset output has a property of accumulating, a direction deviated from the actual traveling direction will be detected. Therefore, it is necessary to always obtain an accurate offset value and correct the detected angular velocity. Therefore, a method is considered in which the offset amount is subtracted from the data during the subsequent traveling by utilizing that only the offset amount appears in the output of the gyro when the vehicle is stopped at the signal. Various devices for correcting the offset by using the output of the gyro while stopped have been proposed (for example, Japanese Patent Publication No. 58-3).
9360 gazette).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジャイ
ロのオフセットは、停止中、走行中にかかわらず温度や
湿度の変動により変動(ドリフト)するという性質を持
つ。したがって、車両停止中に測定したオフセット値
が、発進後ドリフトにより変化していき、この結果、オ
フセット補正したにもかかわらず求められた方位に誤差
が生じる。
However, the gyro offset has the property of drifting due to changes in temperature and humidity regardless of whether the gyro is stopped or running. Therefore, the offset value measured while the vehicle is stopped changes due to the drift after starting, and as a result, an error occurs in the azimuth obtained despite the offset correction.

【0006】図8は、時間tとともにジャイロの出力が
ドリフトしていく様子を示したグラフであり、真のオフ
セット値Ωが、時刻toで車両停止中に測定したオフセ
ット推定値Ω′よりもずれていく様子が分かる。Ωと
Ω′との差を時間で積分した値が推定方位誤差Sとなっ
てしまう。車両発進後、次の停止までの時間が短ければ
ドリフトが小さいうちに再度補正を行えるが、車両の発
進から次の停止までの時間が長ければオフセットの補正
をする機会がなく、ドリフトが大きなものになってしま
う。そのため、ドリフト分による誤差が累積される。
FIG. 8 is a graph showing how the output of the gyro drifts with time t, and the true offset value Ω deviates from the estimated offset value Ω ′ measured while the vehicle is stopped at time to. You can see how it goes. A value obtained by integrating the difference between Ω and Ω ′ with time becomes the estimated heading error S. If the time from the start of the vehicle to the next stop is short, the correction can be performed again while the drift is small, but if the time from the start of the vehicle to the next stop is long, there is no opportunity to correct the offset and the drift is large. Become. Therefore, the error due to the drift amount is accumulated.

【0007】本発明の目的は、走行距離センサと、ジャ
イロと、前記走行距離センサ及びジャイロから得られる
車両の走行距離データ及び方位データに基づいて車両の
位置を検出する車両位置検出装置において、方位検出に
使用するジャイロのオフセット値を車両の走行中でも正
確に補正することができる車両方位補正装置を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a mileage sensor, a gyro, and a vehicle position detecting device for detecting the position of the vehicle based on the mileage data and the azimuth data of the vehicle obtained from the mileage sensor and the gyro. It is an object of the present invention to provide a vehicle azimuth correction device that can accurately correct an offset value of a gyro used for detection even while the vehicle is traveling.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明の車両方位補正装置は、ジャイロの出力デー
タを積算する積算手段と、GPS受信機から供給される
車両方位データを取得する方位データ取得手段と、方位
データ取得手段により車両方位データが2回取得された
場合に、これら2回の取得をする間の車両の旋回角を
方位データに基づいて求める第1演算手段と、前記2
回の取得をする間の車両の旋回角をジャイロの出力デー
タの積算値に基づいて求める第2演算手段と、これらの
2つの演算手段により求められた車両の旋回角の差をと
り、前記2回の取得をした時間で割ることによってジャ
イロ出力のオフセット値を求めるオフセット算出手段
と、少なくとも前記2回の取得の時間間隔とジャイロの
出力データの積算値とに基づいてオフセットの推定誤差
を算出するオフセット推定誤差算出手段と、前回オフセ
ット補正時のオフセット値と単位時間当りのオフセット
変動率とに基づきオフセットのドリフト量を求めるオフ
セットドリフト量算出手段と、前記オフセット推定誤差
と前記オフセットドリフト量とを比較する比較手段と、
前記比較手段によってオフセットドリフト量がオフセッ
ト推定誤差より大きいと判明したときに、オフセット算
出手段より求められたオフセット値を用いてジャイロ出
力のオフセット補正を行うオフセット補正手段とを有す
るものである。
A vehicle heading correction apparatus of the present invention for achieving the above object obtains vehicle heading data supplied from a GPS receiver and an accumulating means for accumulating output data of a gyro. cars and orientation data acquisition means, when the vehicle bearing data by azimuth data acquisition means is acquired twice, the turning angle of the vehicle during the acquisition of these two
A first calculating means for calculating, based on both the orientation data, the two
The second calculation means for obtaining the turning angle of the vehicle during the acquisition of the number of times based on the integrated value of the output data of the gyro and the difference between the turning angles of the vehicles obtained by these two calculation means are taken to obtain the above-mentioned 2 Offset calculating means for obtaining an offset value of the gyro output by dividing by the time of the acquisition of two times;
Offset estimation error based on the integrated value of output data
Offset estimation error calculation means for calculating
Offset value and offset per unit time
Off to determine the drift amount of the offset based on the fluctuation rate Off
Set drift amount calculation means and the offset estimation error
And a comparison means for comparing the offset drift amount,
The offset drift amount is offset by the comparison means.
Offset correction means for correcting the offset of the gyro output using the offset value obtained by the offset calculation means when it is determined that the error is larger than the estimation error .

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、車両の走行中、停止中にかか
わらずGPS受信機の出力から方位データを2回求め、
この間の車両の旋回角を求める。また、ジャイロの出力
データを積算しておき、積算値に基づいて車両の旋回角
を求める。これら2つの角度の差に基づいて、車両の走
行中でもオフセットを求め、ジャイロの出力を補正する
ことができる。
According to the present invention, azimuth data is obtained twice from the output of the GPS receiver regardless of whether the vehicle is running or stopped.
The turning angle of the vehicle during this period is obtained. Further, the output data of the gyro is integrated and the turning angle of the vehicle is obtained based on the integrated value. Based on the difference between these two angles, the output of the gyro can be corrected by obtaining the offset even while the vehicle is traveling.

【0010】このようにして、車両の走行中であっても
オフセットの補正、特にオフセットのドリフト分まで含
めた補正を行うことができるので、より正確な車両の方
位を検出することができる。また、オフセットの推定誤
差を算出し、単位時間当りのオフセット変動率とに基づ
きオフセットのドリフト量を求め、前記オフセット推定
誤差と前記オフセットドリフト量とを比較し、オフセッ
トドリフト量がオフセット推定誤差より大きいと判明し
たときに、オフセット補正をするので、かえって誤差が
多くなるような無意味なオフセット補正を避けることが
できる。なお、GPS(グローバル・ポジショニング・
システム)というのは、GPS衛星からの電波を利用し
て自己の位置を測位する技術であり、その原理は、所定
の軌道上を周回する複数の人工衛星が発生する電波の伝
搬遅延時間を計測することにより自己の2次元的又は3
次元な位置を測位することにある。GPS受信機を搭
載して車両の方位を求めるには、走行しながらGPS衛
星からの電波を受信することにより発生するドプラーシ
フトを測定すればよい。
In this way, offset correction, especially correction including offset drift, can be performed even while the vehicle is traveling, so a more accurate vehicle azimuth can be detected. Also, the offset estimation error
Calculate the difference based on the offset fluctuation rate per unit time.
Offset drift is calculated and the offset is estimated.
The error is compared with the offset drift amount, and the offset
It was found that the amount of drift
Error is corrected because the offset is corrected.
Avoid meaningless offset corrections that increase
it can. In addition, GPS (Global Positioning
System) is a technology for positioning one's own position using radio waves from GPS satellites. The principle is to measure the propagation delay time of radio waves generated by a plurality of artificial satellites orbiting a predetermined orbit. By doing two-dimensional or three
It is to positioning a dimensional position. In order to determine the azimuth of the vehicle by mounting the GPS receiver, the Doppler shift generated by receiving the radio wave from the GPS satellite while traveling may be measured.

【0011】[0011]

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図1は、本発明の車両方位補正装置を車両の位
置検出装置に適用した実施例を示すブロック図である。
車両の位置検出装置は、左右両輪の回転数を検出する車
輪速センサ41(このセンサは、距離センサとして利用
される。)、GPS受信機42、ジャイロ43(旋回角
速度を干渉光の位相変化として読み取る光ファイバジャ
イロ、ピエゾエレクトリック素子の片持ちばり振動技術
を利用して旋回角速度を検出する振動ジャイロ、機械式
ジャイロ等から選ばれたもの。)、道路地図データを格
納した道路地図メモリ2、ロケータ1、ロケータ1に付
属しているシフト型のバッファメモリ21、並びに検出
した車両現在位置を地図に重ねてディスプレイ7に表示
させるとともにキーボード8とのインターフェイスをと
るナビゲーションコントローラ5等から構成されてい
る。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which the vehicle azimuth correction apparatus of the present invention is applied to a vehicle position detection apparatus.
The vehicle position detection device includes a wheel speed sensor 41 (this sensor is used as a distance sensor) that detects the number of rotations of the left and right wheels, a GPS receiver 42, and a gyro 43 (turning angular velocity as a phase change of interference light). Optical fiber gyro to be read, vibration gyro that detects turning angular velocity using cantilever vibration technology of piezoelectric element, mechanical gyro, etc.), road map memory 2 that stores road map data, locator 1, a shift type buffer memory 21 attached to the locator 1, and a navigation controller 5 for displaying the detected current vehicle position on the map on the display 7 and for interfacing with the keyboard 8.

【0012】前記ロケータ1は、例えば、車輪速センサ
41からの出力パルス信号の数をカウンタでカウントす
ることにより車輪の回転数を得、カウンタから出力され
るカウント出力データに対して、乗算器により1カウン
ト当りの距離を示す所定の定数を乗算することにより単
位時間当りの走行距離出力データを算出するとともに、
ジャイロ43から車両方位の相対変化を求め、これとG
PS受信機42の絶対方位出力データとから車両の方位
出力データを算出し、車両の走行距離と、方位に基づい
て車両位置を検出する。
The locator 1 obtains the number of rotations of a wheel by counting the number of output pulse signals from the wheel speed sensor 41 with a counter, and the count output data output from the counter is multiplied by a multiplier. The traveling distance output data per unit time is calculated by multiplying by a predetermined constant indicating the distance per count, and
Calculate the relative change of the vehicle direction from the gyro 43, and
The azimuth output data of the vehicle is calculated from the absolute azimuth output data of the PS receiver 42, and the vehicle position is detected based on the traveling distance and the azimuth of the vehicle.

【0013】また、ロケータ1は、本発明に従って、G
PS受信機42により2回検出された出力データに基づ
いて車両の旋回角を算出するとともに、この間の車両の
旋回角をジャイロ43の出力データの積算値に基づいて
求め、これらの2つの旋回角の差をとり、前記2回の取
得をした時間で割ることによってジャイロ出力のオフセ
ット値を求め、オフセット補正をする機能を有する。
In addition, the locator 1 according to the present invention is a G
The turning angle of the vehicle is calculated based on the output data detected twice by the PS receiver 42, and the turning angle of the vehicle during this time is calculated based on the integrated value of the output data of the gyro 43. And the offset value of the gyro output is obtained by dividing by the time when the two acquisitions are performed, and the offset correction is performed.

【0014】前記道路地図メモリ2は、所定範囲にわた
る道路地図データが予め格納されているものであり、半
導体メモリ、カセットテープ、CD−ROM、ICメモ
リ、DAT等が使用可能である。前記ディスプレイ7は
CRT、液晶表示器等を使用して、車両走行中の道路地
図と車両方位とを表示するものである。
The road map memory 2 stores road map data covering a predetermined range in advance, and a semiconductor memory, a cassette tape, a CD-ROM, an IC memory, a DAT or the like can be used. The display 7 uses a CRT, a liquid crystal display or the like to display a road map and a vehicle direction while the vehicle is traveling.

【0015】前記ナビゲーション・コントローラ5は、
図形処理プロセッサ、画像処理メモリ等から構成され、
ディスプレイ7上における地図の検索、縮尺切り替え、
スクロール、車両の現在方位の表示等を行わせる。前記
の構成の装置による車両方位補正手順について説明す
る。車両走行中は、前記ロケータ1に取り込んだ各セン
サの出力データに基づいて、車両の方位、位置をディス
プレイ7上に地図とともに表示しているが、その表示中
も一定時間ごとにGPS受信機42の出力データ等を取
り込んでいる。
The navigation controller 5 is
Consists of a graphics processor, image processing memory, etc.,
Searching the map on the display 7, switching the scale,
Scroll and display the current direction of the vehicle. A vehicle azimuth correction procedure performed by the device having the above configuration will be described. While the vehicle is traveling, the azimuth and position of the vehicle are displayed together with the map on the display 7 based on the output data of each sensor fetched in the locator 1, and the GPS receiver 42 is also displayed at regular intervals during the display. The output data of is captured.

【0016】このGPS受信機42の出力データに基づ
いて、車両の移動中、停止中にかかわらず割り込みで処
理される車両方位補正フローを図2,図3に示す。ま
た、車両の走行速度の時間分布の例を図4に示す。まず
GPS受信機42の出力データを取得すると、ステップ
S1において、終了判定フラグ(後述)がオンであるか
どうかを判別する。最初はオンでないので、ステップS
2に進み、車輪速センサ41から求められた現在の車両
の速度vが基準速度vcを越えているかどうかを判定す
る。ここに基準速度vcと比較するのは、GPS受信機
42の出力データからの車両の速度を求める場合、車両
は速度が小さいほど求められた車両の速度は多くの誤差
rを含むので、基準速度vcを設けておいて、現在の車
両の速度vが基準速度vcを越えている場合のみ、GP
S受信機42の出力データを採用するようにしたからで
ある。現在の車両の速度vが基準速度vcを越えていな
ければバッファメモリ21に記憶されているGPS方位
θ1,θ2と車両速度v1,v2とを0にクリアする
(ステップS10)。現在の車両の速度vが基準速度v
cを越えていれば、ステップS3に進み、GPS受信機
42の出力データが有効であるかどうかを判定する。出
力データが有効でない場合は、例えば車両がビルや山に
遮られて所定数のGPS衛星を見通すことができない場
合である。出力データが有効であれば、バッファメモリ
21に記憶されているGPS方位θ2をθ1に移し、車
両速度v2をv1に移す(ステップS4)。そして、有
効なGPS方位θをθ2として記憶し、そのときの車両
速度vをv2として記憶する(図5参照)。
FIGS. 2 and 3 show vehicle azimuth correction flows that are processed by interruption based on the output data of the GPS receiver 42 regardless of whether the vehicle is moving or stopped. Further, FIG. 4 shows an example of the time distribution of the traveling speed of the vehicle. First, when the output data of the GPS receiver 42 is acquired, it is determined in step S1 whether an end determination flag (described later) is on. Since it is not on at first, step S
The routine proceeds to step 2 to determine whether the current vehicle speed v obtained from the wheel speed sensor 41 exceeds the reference speed vc. Here, the reference speed is compared with the reference speed vc because when the speed of the vehicle is obtained from the output data of the GPS receiver 42, the smaller the speed of the vehicle is, the more the speed of the vehicle obtained includes the error r. VP is provided, and only when the current vehicle speed v exceeds the reference speed vc, GP
This is because the output data of the S receiver 42 is adopted. If the current vehicle speed v does not exceed the reference speed vc, the GPS azimuths θ1 and θ2 and the vehicle speeds v1 and v2 stored in the buffer memory 21 are cleared to 0 (step S10). The current vehicle speed v is the reference speed v
If it exceeds c, the process proceeds to step S3, and it is determined whether the output data of the GPS receiver 42 is valid. When the output data is not valid, for example, the vehicle is blocked by a building or a mountain so that a predetermined number of GPS satellites cannot be seen. If the output data is valid, the GPS azimuth θ2 stored in the buffer memory 21 is moved to θ1 and the vehicle speed v2 is moved to v1 (step S4). Then, the effective GPS azimuth θ is stored as θ2, and the vehicle speed v at that time is stored as v2 (see FIG. 5).

【0017】そして、ステップS5においてGPSデー
タの初回の取得であるかどうかを判別し、初回であれ
ば、θ1,v2には何のデータも入っていないので、ス
テップS11に移り、ジャイロ43の積算値をクリアす
る。初回でなければステップS6において今回の速度v
2が前回の速度v1よりも小さいかどうかを判定する。
小さければ車両が減速を始めたことが確認できるので
(図4の時刻t1におけるピークを参照)、終了判定フ
ラグをオンして(ステップS7)、その前回の速度v1
及びGPS方位θ1を登録し(ステップS8)、このよ
うにして登録された速度v1をvA、GPS方位θ1を
θAとおく。また、ジャイロ43の出力データの積算を
開始する(ステップS9)。
Then, in step S5, it is determined whether or not it is the first time acquisition of GPS data. If it is the first time, since there is no data in θ1 and v2, the process proceeds to step S11 and the gyro 43 is integrated. Clear the value. If it is not the first time, the current speed v in step S6
It is determined whether 2 is smaller than the previous speed v1.
If it is smaller, it can be confirmed that the vehicle has started decelerating (see the peak at time t1 in FIG. 4), so the end determination flag is turned on (step S7) and the previous speed v1
And the GPS azimuth θ1 are registered (step S8), the velocity v1 thus registered is set to vA, and the GPS azimuth θ1 is set to θA. Further, the integration of the output data of the gyro 43 is started (step S9).

【0018】初めに戻って、次にステップS1に来る
と、終了判定フラグがオンになっているので、図3のス
テップS21に進み、ジャイロ43のデータ積算時間が
一定の時間Tcを越えたかどうか調べる。データ積算時
間があまり短いと、誤差の多いデータになってしまうの
で、時間Tcを設定してこれより長くデータを積算した
場合にのみ、補正の対象にしようとするものである。ま
た、煩雑なオフセット補正を避けるためでもある。
Returning to the beginning, when the next step S1 comes, since the end determination flag is turned on, the process proceeds to step S21 of FIG. 3 and whether or not the data integration time of the gyro 43 exceeds a certain time Tc. Find out. If the data integration time is too short, the data will have a large error. Therefore, the correction is intended only when the time Tc is set and the data is integrated longer than this. It is also for avoiding complicated offset correction.

【0019】データ積算時間が一定の時間Tcを越えて
いると、ステップS22に進み、車輪速センサ41から
求められた現在の車両の速度vが基準速度vcを越えて
いるかどうかを判定し、YESであればステップS23
に進み、GPS受信機42の出力データが有効であるか
どうかを判定し、有効であれば、バッファメモリ21の
記憶内容をシフトさせ(ステップS24)、初回かどう
かを調べ(ステップS25)、初回でなければ車両が減
速を始めたかどうかを確認し(ステップS26)減速を
し始めたら(図4の時刻t2におけるピークを参照)、
ステップS27に進む。
If the data integration time exceeds the fixed time Tc, the process proceeds to step S22, and it is determined whether or not the current vehicle speed v obtained from the wheel speed sensor 41 exceeds the reference speed vc, and YES. If so, step S23
Then, it is determined whether the output data of the GPS receiver 42 is valid, and if it is valid, the stored content of the buffer memory 21 is shifted (step S24) and it is checked whether it is the first time (step S25). If not, it is confirmed whether or not the vehicle has started decelerating (step S26), and when deceleration is started (see the peak at time t2 in FIG. 4),
It proceeds to step S27.

【0020】ステップS27では、前回の速度v1及び
GPS方位θ1を登録し、このようにして登録された速
度v1をvB、GPS方位θ1をθBとおく。そしてジ
ャイロ出力のオフセット推定誤差εを次の式に基づいて
計算する。 ε2 =η2 /T+{κΣφ(t) }2 /T2 +{r2(v1)
+r2(v2) }/T2 ここに、t1はステップS8でvA、θAを登録した時
の時刻、t2はステップS27でvB、θBを登録した
時の時刻であり、 T=t2−t1 η:ジャイロのノイズ(定数) κ:ジャイロのスケールファクタ(定数) Σφ(t) :ジャイロ出力φ(t) をt1からt2まで積算
したもの r(v) :GPS方位誤差 である。r(v) は図6に示すように、車両の速度の関数
(例えばr(v) =av-1+b,a,b:定数)として予
め求められるものである(ステップS2で、現在の車両
の速度vが基準速度vcを越えているかどうかを判定し
たのも、現在の車両の速度vが基準速度vcを下回る
と、このGPS方位誤差r(v) が増加するからであっ
た)。オフセット推定誤差εは、式の形から推測できる
ように、時間か経過するとともに減少する性質を示す。
In step S27, the previous speed v1 and the GPS azimuth θ1 are registered, and the speed v1 thus registered is set to vB and the GPS azimuth θ1 is set to θB. Then, the offset estimation error ε of the gyro output is calculated based on the following equation. ε 2 = η 2 / T + {κΣφ (t)} 2 / T 2 + {r 2 (v1)
+ R 2 (v2)} / T 2 where t1 is the time when vA and θA are registered in step S8, t2 is the time when vB and θB are registered in step S27, and T = t2-t1 η : Gyro noise (constant) κ: Gyro scale factor (constant) Σφ (t): Gyro output φ (t) integrated from t1 to t2 r (v): GPS heading error. As shown in FIG. 6, r (v) is obtained in advance as a function of vehicle speed (for example, r (v) = av -1 + b, a, b: constant) (at step S2, the current vehicle It is also determined whether the vehicle speed v exceeds the reference speed vc because the GPS heading error r (v) increases when the current vehicle speed v falls below the reference speed vc). The offset estimation error ε has the property of decreasing with time as can be inferred from the form of the equation.

【0021】ステップS28では、例え次の式によ
り、ジャイロ出力のオフセットのドリフト量Ωを求め
る。 Ω=Be+be×T ここに、Beは前回オフセットの補正を行ったときのオ
フセット値、beは単位時間当りのオフセット変動率で
あり、すべて既知の量である(特開平3−209124
号公報参照)
[0021] At step S28, the following equation For example, determine the drift amount Ω offset gyro output. Ω = Be + be × T Here, Be is an offset value when the offset is corrected last time, be is an offset variation rate per unit time, and all are known values (Japanese Patent Laid-Open No. 3-209124).
(See the official gazette) .

【0022】そして、オフセット推定誤差εとオフセッ
トのドリフト量Ωとを比較し、 ε<Ω であれば、オフセット補正をする(ステップS29、図
7参照)。すなわち、次の式に基づいて、オフセット補
正量δを求める。 δ={Σφ(t) −(θB−θA)}/T 以上のようにして、車両の走行中、停止中にかかわら
ず,車両の速度が極大の時の方位データθA,θBを求
め、この間の車両の旋回角(θB−θA)を求める。ま
た、ジャイロの出力データを積算してを求め、積算値に
基づいて車両の旋回角Σφ(t) を求める。
Then, the offset estimation error ε is compared with the offset drift amount Ω, and if ε <Ω, offset correction is performed (step S29, see FIG. 7). That is, the offset correction amount δ is calculated based on the following equation. δ = {Σφ (t)-(θB-θA)} / T As described above, azimuth data θA and θB are obtained when the vehicle speed is maximum regardless of whether the vehicle is running or stopped. The turning angle (θB−θA) of the vehicle is calculated. Further, the output data of the gyro is integrated to obtain, and the turning angle Σφ (t) of the vehicle is obtained based on the integrated value.

【0023】これら2つの角度の差に基づいて、オフセ
ット補正量δを求め、ジャイロの出力を補正することが
できる。この場合、方位データを採用するのに、車両の
速度vが基準速度vcを越え、かつ、車両の速度vが極
大値をとったことを条件とした。これにより、最良の条
件下における方位データを採用することができる。
The offset correction amount δ can be obtained based on the difference between these two angles, and the output of the gyro can be corrected. In this case, the azimuth data is adopted on condition that the vehicle speed v exceeds the reference speed vc and the vehicle speed v has a maximum value. Thereby, the azimuth data under the best condition can be adopted.

【0024】また、オフセット推定誤差εを図6の曲線
から予測し、オフセットのドリフト量Ωとを比較し、オ
フセット推定誤差εがドリフト量Ωを下回ったときの
み、補正を行うこととした。これにより、かえって誤差
が多くなるような無意味なオフセット補正を避けること
ができる。また、ジャイロ出力の積算時間が、基準時間
Tcより長なった場合にのみ、オフセット補正をするこ
ととしたので、煩雑なオフセット補正を避けることがで
きる。
Further, the offset estimation error ε is predicted from the curve of FIG. 6 and compared with the offset drift amount Ω, and the correction is made only when the offset estimation error ε is less than the drift amount Ω. As a result, it is possible to avoid meaningless offset correction that causes an increase in error. Further, since the offset correction is performed only when the integrated time of the gyro output is longer than the reference time Tc, the complicated offset correction can be avoided.

【0025】このようにしてオフセット補正されたジャ
イロ出力データは、車輪速センサ41の出力から求めた
走行距離データと併用され、車両の現在位置が算出され
る。この時に道路地図データと比較し、道路地図データ
との相関度を評価して車両の推定方位を補正し、車両の
現在方位を道路上に設定するマップマッチング方式を採
用してもよい(特開昭63- 148115号公報参照)。
The gyro output data thus offset-corrected is used together with the traveling distance data obtained from the output of the wheel speed sensor 41 to calculate the current position of the vehicle. At this time, a map matching method may be employed in which the estimated heading of the vehicle is corrected by comparing the degree of correlation with the road map data, the estimated heading of the vehicle is corrected, and the current heading of the vehicle is set on the road. (See Sho 63-148115).

【0026】以上、実施例に基づいて本発明の車両方位
補正装置を説明してきたが、本発明は前記実施例に限る
ものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内におい
て種々の設計変更を施すことが可能である。
Although the vehicle heading correction apparatus of the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to apply.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、車両の
走行中、停止中にかかわらずGPS受信機の出力から求
められた車両の旋回角と、ジャイロの出力データから求
められた車両の旋回角との差に基づいて、車両の走行中
でもオフセットを求め、ジャイロの出力を補正すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the turning angle of the vehicle obtained from the output of the GPS receiver and the vehicle obtained from the output data of the gyro are obtained regardless of whether the vehicle is running or stopped. The offset of the gyro can be corrected based on the difference from the turning angle of the gyro even when the vehicle is traveling.

【0028】したがって、車両の走行中であってもオフ
セットの補正、特にオフセットのドリフト分まで含めた
補正を行うことができる。また、オフセットドリフト量
がオフセット推定誤差より大きいと判明したときに、オ
フセット補正をするので、かえって誤差が多くなるよう
な無意味なオフセット補正を避けることができる。した
がって、より正確な車両の方位を検出することができ
る。
[0028] Thus, the correction of the offset even during running of the vehicle, Ru can be particularly performing correction including up drift amount of the offset. Also, the amount of offset drift
Is greater than the offset estimation error,
Since the offset correction is performed, the error may increase.
Insignificant offset correction can be avoided. did
Therefore, it is possible to detect the orientation of the more accurate vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の車両方位補正装置を組み入れた位置検
出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a position detection device incorporating a vehicle orientation correction device of the present invention.

【図2】方位補正手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a direction correction procedure.

【図3】方位補正手順を示すフローチャート(図2の続
き)である。
FIG. 3 is a flowchart showing a azimuth correction procedure (sequel to FIG. 2).

【図4】車両の走行速度分布図である。FIG. 4 is a running speed distribution map of the vehicle.

【図5】バッファメモリ21の構造を示す図である。5 is a diagram showing a structure of a buffer memory 21. FIG.

【図6】GPS方位誤差と車両の速度r(v) との関係を
示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between GPS heading error and vehicle speed r (v).

【図7】オフセット推定誤差εとオフセットのドリフト
量Ωとの推移を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing changes in offset estimation error ε and offset drift amount Ω.

【図8】ジャイロの出力データの中に含まれるオフセッ
トの変動の様子を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing how the offset included in the output data of the gyro varies.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロケータ 21 バッファメモリ 41 車輪速センサ 42 GPS受信機 43 ジャイロ 1 Locator 21 Buffer Memory 41 Wheel Speed Sensor 42 GPS Receiver 43 Gyro

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】走行距離センサと、ジャイロと、前記走行
距離センサ及びジャイロから得られる車両の走行距離デ
ータ及び方位データに基づいて車両の位置を検出する車
両位置検出装置に用いられ、 ジャイロの出力データを積算する積算手段と、 GPS受信機から供給される車両方位データを取得する
方位データ取得手段と、 方位データ取得手段により車両方位データが2回取得さ
れた場合に、これら2回の取得をする間の車両の旋回角
車両方位データに基づいて求める第1演算手段と、 前記2回の取得をする間の車両の旋回角をジャイロの出
力データの積算値に基づいて求める第2演算手段と、 これらの2つの演算手段により求められた車両の旋回角
の差をとり、前記2回の取得をした時間で割ることによ
ってジャイロ出力のオフセット値を求めるオフセット算
出手段と、少なくとも前記2回の取得の時間間隔とジャイロの出力
データの積算値とに基づいてオフセットの推定誤差を算
出するオフセット推定誤差算出手段と、 前回オフセット補正時のオフセット値と単位時間当りの
オフセット変動率とに基づきオフセットのドリフト量を
求めるオフセットドリフト量算出手段と、 前記オフセット推定誤差と前記オフセットドリフト量と
を比較する比較手段と、 前記比較手段によってオフセットドリフト量がオフセッ
ト推定誤差より大きいと判明したときに、 オフセット算
出手段より求められたオフセット値を用いてジャイロ出
力のオフセット補正を行うオフセット補正手段とを有す
ることを特徴とする車両方位補正装置。
1. A gyro output, which is used for a vehicle distance detection device, a gyro, and a vehicle position detection device for detecting the position of a vehicle based on the vehicle mileage data and azimuth data obtained from the mileage sensor and the gyro. An integrating means for accumulating data, an azimuth data acquiring means for acquiring vehicle azimuth data supplied from a GPS receiver, and a vehicle azimuth data acquiring means for acquiring these two times when the vehicle azimuth data is acquired twice. And a second calculating means for obtaining the turning angle of the vehicle based on the vehicle azimuth data, and the turning angle of the vehicle during the two acquisitions based on the integrated value of the gyro output data. And the offset of the gyro output is obtained by taking the difference between the turning angles of the vehicle obtained by these two calculation means and dividing by the time when the two acquisitions were made. An offset calculating means for calculating a value, at least the two time intervals and the gyro output of the acquisition
Calculate the offset estimation error based on the integrated value of the data
Offset estimation error calculation means to be output, offset value at the time of previous offset correction and
Offset drift amount based on offset fluctuation rate
Offset drift amount calculating means to be obtained, the offset estimation error and the offset drift amount
Comparing means for comparing the offset drift amount by the comparing means.
And an offset correction unit that performs offset correction of the gyro output by using the offset value obtained by the offset calculation unit when it is determined that it is larger than the estimated error .
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EP93302905A EP0567268B1 (en) 1992-04-20 1993-04-15 Vehicle heading detecting apparatus
DE69314219T DE69314219T2 (en) 1992-04-20 1993-04-15 Device for detecting the course of the vehicle
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