JP2538738B2 - 車両用方位計 - Google Patents
車両用方位計Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地磁気方位センサの出
力値で示される座標へ該センサの出力円中心座標から向
う方向を、車両の走行方位として検出する車両用方位計
に関する。
力値で示される座標へ該センサの出力円中心座標から向
う方向を、車両の走行方位として検出する車両用方位計
に関する。
【０００２】
【従来の技術】地磁気方位センサを用いて車両の走行方
位を検出する装置としては、特開昭５９−１００８１２
号公報に示されるものが知られている。
位を検出する装置としては、特開昭５９−１００８１２
号公報に示されるものが知られている。
【０００３】この方位計は一対の巻線が水平姿勢で直交
されており、それら巻線では鎖交地磁気に応じた地磁気
成分検出電圧（出力値）が各々得られており、均一な地
磁気中で車両が周回走行されると、それら巻線の検出電
圧で示される座標により座標面上で円（地磁気方位セン
サの出力円）が描かれる。
されており、それら巻線では鎖交地磁気に応じた地磁気
成分検出電圧（出力値）が各々得られており、均一な地
磁気中で車両が周回走行されると、それら巻線の検出電
圧で示される座標により座標面上で円（地磁気方位セン
サの出力円）が描かれる。
【０００４】さらに車両の通常走行中には両巻線の検出
電圧で示される座標へ出力円中心から向う方向が車両の
走行方位として求められている。
電圧で示される座標へ出力円中心から向う方向が車両の
走行方位として求められている。
【０００５】ここで、車体が着磁すると、出力円の中心
座標が移動し、このため走行方位検出に誤差が生ずる。
座標が移動し、このため走行方位検出に誤差が生ずる。
【０００６】その場合には車両の旋回走行が行なわれ、
その間に地磁気センサの出力値が適宜個数サンプリング
され、車両の旋回走行が終了したときにそのサンプリン
グされた出力値を平均して走行方位検出の誤差が補正さ
れるよう構成されている。
その間に地磁気センサの出力値が適宜個数サンプリング
され、車両の旋回走行が終了したときにそのサンプリン
グされた出力値を平均して走行方位検出の誤差が補正さ
れるよう構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来装置にあっては、補正を行う場合の磁場環境が
悪い場合でも、僅かなサンプリング出力値を用いて平均
化処理を行うようなされているので、精度良く中心座標
値を得ることができず、しかも補正に際しては運転者に
１周旋回走行を強いるという問題点があった。
如き従来装置にあっては、補正を行う場合の磁場環境が
悪い場合でも、僅かなサンプリング出力値を用いて平均
化処理を行うようなされているので、精度良く中心座標
値を得ることができず、しかも補正に際しては運転者に
１周旋回走行を強いるという問題点があった。
【０００８】この発明は、上記問題点に鑑み、精度良く
出力円の中心座標値が得られ、しかも補正のために１周
旋回走行をしなくて済む車両用方位計を提供することを
目的とする。
出力円の中心座標値が得られ、しかも補正のために１周
旋回走行をしなくて済む車両用方位計を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る車両用方位計は図１のように構成され
ており、地磁気方位センサ１により検出された地磁気成
分を、水平面上で互いに直交する２方向の成分に分解
し、両地磁気成分が示す座標位置へ該位置が含まれるべ
き出力円の中心座標値から向かう方向に基づいて、車両
の走行方位を求める車両用方位計において、車両走行
中、上記地磁気方位センサ１から出力される出力値を記
憶する出力値記憶手段ａと、上記記憶された出力値の所
定個の平均値を算出することにより上記出力円の中心座
標値および半径の仮想値を算出する仮想値算出手段ｂ
と、上記仮想値算出手段ｂで算出された中心座標値と上
記地磁気方位センサ１から出力される出力値との距離
と、上記仮想値算出手段ｂで算出された出力円半径との
差の累乗和を算出する累乗和算出手段ｃと、上記累乗和
算出手段ｃで算出された累乗和を最小にする中心座標値
および出力円半径算出のため、該累乗和の中心座標値お
よび出力円半径に関する導関数が０になるよう、ニュー
トン・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および出力
円半径の修正量を演算する修正量演算手段ｄと、上記修
正量演算手段ｄで演算された仮想値中心座標値および出
力円半径の修正量がいずれも基準値以下であるか否かを
判別する修正量判別手段ｅと、上記修正量判別手段ｅで
判別された修正量のいずれかが基準値以上の場合、上記
出力円半径の修正量と平均的地磁気強度に基づき上記仮
想値に対して上記修正量を加算するか減算するか否かを
判別する修正量加減算判別手段ｆと、上記修正量加減算
判別手段ｆで判別されたされた判別結果と上記修正量演
算手段ｄで演算された修正量に基づき、上記仮想値算出
手段ｂで算出された仮想値を補正する仮想値補正手段ｇ
と、上記修正量判別手段ｅで判別された修正量がいずれ
も基準値以下の場合、または上記仮想値補正手段ｇで補
正された新仮想値に基づいて上記修正量演算手段ｄで再
度仮想値中心座標値および出力円半径の修正量を演算
し、各修正量がいずれも基準値以下となった場合には、
そのときの算出仮想値に基づき出力円の中心座標値を補
正する中心座標値補正手段ｈと、を有することを特徴と
する。
に、本発明に係る車両用方位計は図１のように構成され
ており、地磁気方位センサ１により検出された地磁気成
分を、水平面上で互いに直交する２方向の成分に分解
し、両地磁気成分が示す座標位置へ該位置が含まれるべ
き出力円の中心座標値から向かう方向に基づいて、車両
の走行方位を求める車両用方位計において、車両走行
中、上記地磁気方位センサ１から出力される出力値を記
憶する出力値記憶手段ａと、上記記憶された出力値の所
定個の平均値を算出することにより上記出力円の中心座
標値および半径の仮想値を算出する仮想値算出手段ｂ
と、上記仮想値算出手段ｂで算出された中心座標値と上
記地磁気方位センサ１から出力される出力値との距離
と、上記仮想値算出手段ｂで算出された出力円半径との
差の累乗和を算出する累乗和算出手段ｃと、上記累乗和
算出手段ｃで算出された累乗和を最小にする中心座標値
および出力円半径算出のため、該累乗和の中心座標値お
よび出力円半径に関する導関数が０になるよう、ニュー
トン・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および出力
円半径の修正量を演算する修正量演算手段ｄと、上記修
正量演算手段ｄで演算された仮想値中心座標値および出
力円半径の修正量がいずれも基準値以下であるか否かを
判別する修正量判別手段ｅと、上記修正量判別手段ｅで
判別された修正量のいずれかが基準値以上の場合、上記
出力円半径の修正量と平均的地磁気強度に基づき上記仮
想値に対して上記修正量を加算するか減算するか否かを
判別する修正量加減算判別手段ｆと、上記修正量加減算
判別手段ｆで判別されたされた判別結果と上記修正量演
算手段ｄで演算された修正量に基づき、上記仮想値算出
手段ｂで算出された仮想値を補正する仮想値補正手段ｇ
と、上記修正量判別手段ｅで判別された修正量がいずれ
も基準値以下の場合、または上記仮想値補正手段ｇで補
正された新仮想値に基づいて上記修正量演算手段ｄで再
度仮想値中心座標値および出力円半径の修正量を演算
し、各修正量がいずれも基準値以下となった場合には、
そのときの算出仮想値に基づき出力円の中心座標値を補
正する中心座標値補正手段ｈと、を有することを特徴と
する。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】修正量演算手段ｄでは、上記累乗和を最小
にする仮想値算出のため、各仮想値の修正量が演算され
ている。
にする仮想値算出のため、各仮想値の修正量が演算され
ている。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【作用】この発明では、まず出力円の中心座標値と出力
円半径の仮想値を設定し、次に最小二乗法の演算手法を
取り入れて、上記中心座標値と地磁気方位センサより出
力される出力値との座標上の距離と、上記仮想値で与え
られる出力円半径との差の累乗和を最小にする中心座標
値および出力円半径を求めるが、この場合、該累乗和の
中心座標値および出力円半径に関する導関数が０になる
よう、ニュートン・ラプソン法を用いて初期値中心座標
値および出力円半径の修正量を演算し、この修正量がい
ずれも基準値以下の場合は、中心座標値補正手段によっ
て、このときの仮想値中心座標値を新中心座標値とす
る。一方、上記仮想値の修正量のいずれかが基準値以上
の場合には、修正量加減算判別手段によって上記修正量
と平均的地磁気強度に基づき上記仮想値に対して上記修
正量を加算するか減算するか否かが判別され、この修正
量加減算判別手段で判別された判別結果と上記修正量演
算手段で演算された修正量に基づき、仮想値補正手段で
上記算出された仮想値を補正し、さらに上記ニュートン
・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および出力円半
径の修正量を演算し、この修正量がいずれも基準値以下
の場合は、中心座標値補正手段によって、このときの仮
想値中心座標値を新中心座標値とする。
円半径の仮想値を設定し、次に最小二乗法の演算手法を
取り入れて、上記中心座標値と地磁気方位センサより出
力される出力値との座標上の距離と、上記仮想値で与え
られる出力円半径との差の累乗和を最小にする中心座標
値および出力円半径を求めるが、この場合、該累乗和の
中心座標値および出力円半径に関する導関数が０になる
よう、ニュートン・ラプソン法を用いて初期値中心座標
値および出力円半径の修正量を演算し、この修正量がい
ずれも基準値以下の場合は、中心座標値補正手段によっ
て、このときの仮想値中心座標値を新中心座標値とす
る。一方、上記仮想値の修正量のいずれかが基準値以上
の場合には、修正量加減算判別手段によって上記修正量
と平均的地磁気強度に基づき上記仮想値に対して上記修
正量を加算するか減算するか否かが判別され、この修正
量加減算判別手段で判別された判別結果と上記修正量演
算手段で演算された修正量に基づき、仮想値補正手段で
上記算出された仮想値を補正し、さらに上記ニュートン
・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および出力円半
径の修正量を演算し、この修正量がいずれも基準値以下
の場合は、中心座標値補正手段によって、このときの仮
想値中心座標値を新中心座標値とする。
【００１９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明に係る車両用方
位計の好適な実施例を説明する。
位計の好適な実施例を説明する。
【００２０】図２には本発明が適用されたナビゲーショ
ンシステムの基本構成が示されており、同図において、
地磁気方位センサ１では地磁気成分が水平面上における
直交２方向に分解され、各方向の地磁気成分が座標を示
す電気信号として出力されている。
ンシステムの基本構成が示されており、同図において、
地磁気方位センサ１では地磁気成分が水平面上における
直交２方向に分解され、各方向の地磁気成分が座標を示
す電気信号として出力されている。
【００２１】２は上記地磁気方位センサ１の出力を検出
し、デジタル信号に変換する出力処理回路、３は上記地
磁気方位センサ１の出力信号から方位を検出する方位検
出部、４は本発明の特徴的な部分である車体着磁補正回
路でマイクロプロセッサを中心として構成されている。
し、デジタル信号に変換する出力処理回路、３は上記地
磁気方位センサ１の出力信号から方位を検出する方位検
出部、４は本発明の特徴的な部分である車体着磁補正回
路でマイクロプロセッサを中心として構成されている。
【００２２】図３には地磁気方位センサ１が示されてお
り、環状のパーマロイコア６には、互いに直交する巻線
７Ｘ、７Ｙが設けられている。
り、環状のパーマロイコア６には、互いに直交する巻線
７Ｘ、７Ｙが設けられている。
【００２３】そしてそのパーマロイコア６には巻線８が
巻回されており、巻線８は図４のようにパーマロイコア
６が飽和する直前まで励磁電源９により通電されてい
る。
巻回されており、巻線８は図４のようにパーマロイコア
６が飽和する直前まで励磁電源９により通電されてい
る。
【００２４】以上の地磁気方位センサ１が無磁界中に置
かれると、パーマロイコア６の部位Ｓ1 ，部位Ｓ2 を各
々通る磁束Φ1 ，Φ2 は図５のように大きさが同じで方
向が反対となる。
かれると、パーマロイコア６の部位Ｓ1 ，部位Ｓ2 を各
々通る磁束Φ1 ，Φ2 は図５のように大きさが同じで方
向が反対となる。
【００２５】したがって、巻線７Ｘに鎖交する磁束が零
となるとその検出電圧Ｖｘ＝−ＮｄΦ／ｄｔも零とな
り、同様に巻線７Ｙの検出電圧Ｖｙも零となる。
となるとその検出電圧Ｖｘ＝−ＮｄΦ／ｄｔも零とな
り、同様に巻線７Ｙの検出電圧Ｖｙも零となる。
【００２６】さらにこの地磁気方位センサ１へ図３のよ
うに地磁気Ｈｅが巻線７Ｘに対し直角に加わると、パー
マロイコア６内において磁束密度Ｂｅ＝μＨｅ（μはパ
ーマロイコア６の透磁率）だけ磁束にバイアスが与えら
れ、磁束Φ1，Φ2 は図６のように非対称となる。
うに地磁気Ｈｅが巻線７Ｘに対し直角に加わると、パー
マロイコア６内において磁束密度Ｂｅ＝μＨｅ（μはパ
ーマロイコア６の透磁率）だけ磁束にバイアスが与えら
れ、磁束Φ1，Φ2 は図６のように非対称となる。
【００２７】したがって、巻線７Ｘには図７に示される
波形の検出電圧Ｖｘが得られる。
波形の検出電圧Ｖｘが得られる。
【００２８】また巻線７Ｙに対して地磁気Ｈｅが平行で
あるので、その巻線７Ｙに地磁気Ｈｅが交わることはな
く、このためこの巻線７Ｙには電圧Ｖｙが生ずることは
ない。
あるので、その巻線７Ｙに地磁気Ｈｅが交わることはな
く、このためこの巻線７Ｙには電圧Ｖｙが生ずることは
ない。
【００２９】この地磁気方位センサ１は図８のように水
平姿勢で車両に搭載されており、例えば同図のように地
磁気Ｈｅがその巻線７Ｘ、７Ｙに交わり、その結果、そ
れら巻線７Ｘ、７Ｙには地磁気Ｈｅに応じた検出電圧Ｖ
ｘ，Ｖｙ（出力値）が各々得られる。
平姿勢で車両に搭載されており、例えば同図のように地
磁気Ｈｅがその巻線７Ｘ、７Ｙに交わり、その結果、そ
れら巻線７Ｘ、７Ｙには地磁気Ｈｅに応じた検出電圧Ｖ
ｘ，Ｖｙ（出力値）が各々得られる。
【００３０】それら検出電圧Ｖｘ，Ｖｙは、値Ｋを巻線
定数、値Ｂを地磁気Ｈｅの水平分力とすれば、次の第
（１）式、第（２）式で各々示される。
定数、値Ｂを地磁気Ｈｅの水平分力とすれば、次の第
（１）式、第（２）式で各々示される。
【００３１】 Ｖｘ＝ＫＢcos θ （１） Ｖｙ＝ＫＢsin θ （２） したがって、図８のように車両の幅方向を基準とすれ
ば、その走行方向を示す角度θは、 θ＝tan -1（Ｖｘ／Ｖｙ） （３） で示される。
ば、その走行方向を示す角度θは、 θ＝tan -1（Ｖｘ／Ｖｙ） （３） で示される。
【００３２】そして上記第（１）式および第（２）式か
ら理解されるように、均一な地磁気Ｈｅ中で車両が周回
走行されると、巻線７Ｘ、７Ｙの検出電圧Ｖｘ，Ｖｙで
示される座標により図９のようにＸ−Ｙ平面座標上で円
（地磁気方位センサ１の出力円）が描かれ、その出力円
は次式で示される。
ら理解されるように、均一な地磁気Ｈｅ中で車両が周回
走行されると、巻線７Ｘ、７Ｙの検出電圧Ｖｘ，Ｖｙで
示される座標により図９のようにＸ−Ｙ平面座標上で円
（地磁気方位センサ１の出力円）が描かれ、その出力円
は次式で示される。
【００３３】 Ｖｘ2 ＋Ｖｙ2 ＝（ＫＢ）2 （４） このように巻線７Ｘ、７Ｙの検出電圧Ｖｘ，Ｖｙで定ま
る座標が出力円上に存在するので、方位検出部３ではそ
の座標点（出力点）へ出力円の中心Ｏから向う方向が車
両の走行方位として検出される。
る座標が出力円上に存在するので、方位検出部３ではそ
の座標点（出力点）へ出力円の中心Ｏから向う方向が車
両の走行方位として検出される。
【００３４】ここで、その車両の車体が着磁して例えば
図１０のように地磁気Ｈｅとともにその着磁による磁界
Ｇが巻線７Ｘ、７Ｙに鎖交すると、図１１のように破線
位置から実線位置へ出力円が移動する。
図１０のように地磁気Ｈｅとともにその着磁による磁界
Ｇが巻線７Ｘ、７Ｙに鎖交すると、図１１のように破線
位置から実線位置へ出力円が移動する。
【００３５】その結果、方位検出部３で行なわれる車両
の走行方位検出に誤差が生じることになる。
の走行方位検出に誤差が生じることになる。
【００３６】以下、図１２および図１３のフローチャー
トを参照しながら、本実施例の特徴的部分である車体着
磁補正回路４の処理手順について詳述する。
トを参照しながら、本実施例の特徴的部分である車体着
磁補正回路４の処理手順について詳述する。
【００３７】本実施例の特徴は、地磁気方位センサ１に
よって描かれる出力円は本来真円を描くことを前提にし
て、地磁気方位センサ１から逐次出力される出力値と、
その時点での磁化強度（出力円の半径）を比較し、その
誤差を小さくすべく出力円の中心座標値を適宜補正する
ようなされていることにある。
よって描かれる出力円は本来真円を描くことを前提にし
て、地磁気方位センサ１から逐次出力される出力値と、
その時点での磁化強度（出力円の半径）を比較し、その
誤差を小さくすべく出力円の中心座標値を適宜補正する
ようなされていることにある。
【００３８】そして、本実施例では、上記補正手段とし
て最小二乗法の演算手法を導入している。
て最小二乗法の演算手法を導入している。
【００３９】すなわち、プログラムがスタートされる
と、まずその時点での出力円の中心座標値の「仮想値」
を得るため、地磁気方位センサ１の所定個のデータを収
集するためのセンサ出力値基準収集定数Ｎ，補正を行う
場所の平均地磁気強度Ｒｃ、および後述する出力円の中
心座標値補正に際しての収束判定定数となるεｘ，ε
ｙ，εｒが設定される（ステップ１００）。
と、まずその時点での出力円の中心座標値の「仮想値」
を得るため、地磁気方位センサ１の所定個のデータを収
集するためのセンサ出力値基準収集定数Ｎ，補正を行う
場所の平均地磁気強度Ｒｃ、および後述する出力円の中
心座標値補正に際しての収束判定定数となるεｘ，ε
ｙ，εｒが設定される（ステップ１００）。
【００４０】こうして、車体着磁補正に際して必要な一
定の定数が設定されると、地磁気方位センサ１の収集デ
ータ個数カウンタｉが０にリセットされ（ステップ１０
２）、以後地磁気方位センサ１から逐次出力される出力
値が収集され記憶されることになる。
定の定数が設定されると、地磁気方位センサ１の収集デ
ータ個数カウンタｉが０にリセットされ（ステップ１０
２）、以後地磁気方位センサ１から逐次出力される出力
値が収集され記憶されることになる。
【００４１】すなわち、ステップ１０４では、上記収集
データ個数カウンタｉがカウントアップされるととも
に、ステップ１０６では、地磁気方位センサ１が出力す
る第ｉ番目の出力電圧Ｖｘ，Ｖｙは出力値｛Ｘ（ｉ），
Ｙ（ｉ）｝として収集され、記憶されるようなされてい
る。
データ個数カウンタｉがカウントアップされるととも
に、ステップ１０６では、地磁気方位センサ１が出力す
る第ｉ番目の出力電圧Ｖｘ，Ｖｙは出力値｛Ｘ（ｉ），
Ｙ（ｉ）｝として収集され、記憶されるようなされてい
る。
【００４２】上記の如くして地磁気方位センサ１の一定
数の出力値が収集記憶されると、次にこれが所定数Ｎを
越えたか否か判断される（ステップ１０８）。
数の出力値が収集記憶されると、次にこれが所定数Ｎを
越えたか否か判断される（ステップ１０８）。
【００４３】ここで収集された出力値がＮを越えていな
ければ（ステップ１０８でＮＯ）、さらに収集記憶され
るとともに、Ｎを越えていれば（ステップ１０８でＹＥ
Ｓ）、ステップ１１０に進み、上記収集データに基づい
て、まず次式で示される出力円の中心座標値が仮想中心
値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）として算出されることになる。
ければ（ステップ１０８でＮＯ）、さらに収集記憶され
るとともに、Ｎを越えていれば（ステップ１０８でＹＥ
Ｓ）、ステップ１１０に進み、上記収集データに基づい
て、まず次式で示される出力円の中心座標値が仮想中心
値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）として算出されることになる。
【００４４】
【数１】 一方、上記演算とともに、その時点での地磁気方位セン
サ１の仮想地磁気強度（出力円の半径）Ｒ0 も算出され
る。
サ１の仮想地磁気強度（出力円の半径）Ｒ0 も算出され
る。
【００４５】この仮想地磁気強度Ｒ0 は、上記仮想中心
値（Ｘ0，Ｙ0 ）を中心とする出力円の半径に当たり、
平均地磁気強度である３００mG( ミリガウス）相当の長
さで、出力円上に描かれ得るものである。
値（Ｘ0，Ｙ0 ）を中心とする出力円の半径に当たり、
平均地磁気強度である３００mG( ミリガウス）相当の長
さで、出力円上に描かれ得るものである。
【００４６】こうして、仮想中心値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）およ
び仮想地磁気強度Ｒ0 が算出されると、次に仮想中心値
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）で示される座標値と地磁気方位センサ１
から逐次出力される出力座標値｛Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ）｝
との距離と、仮想地磁気強度Ｒ0 で出力円上に示される
距離との差の二乗の和が算出される（ステップ１１
２）。
び仮想地磁気強度Ｒ0 が算出されると、次に仮想中心値
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）で示される座標値と地磁気方位センサ１
から逐次出力される出力座標値｛Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ）｝
との距離と、仮想地磁気強度Ｒ0 で出力円上に示される
距離との差の二乗の和が算出される（ステップ１１
２）。
【００４７】すなわち、まず仮想中心値で示される座標
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と、地磁気方位センサ１の出力値で示さ
れる座標｛Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ）｝との距離Ｒｉは次式で
得られる。
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と、地磁気方位センサ１の出力値で示さ
れる座標｛Ｘ（ｉ），Ｙ（ｉ）｝との距離Ｒｉは次式で
得られる。
【００４８】 Ｒi=［｛Ｘ(i)-Ｘ0 ｝2 ＋｛Ｙ(i)-Ｙ0 ｝2 ］1/2 （７） 従って、仮想中心値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）および地磁気方位セ
ンサ１の出力値で示される距離Ｒｉと、仮想地磁気強度
Ｒ0 で示される距離の差の二乗の和（以下、二乗和とい
う）Ｊは次式で得られることになる。
ンサ１の出力値で示される距離Ｒｉと、仮想地磁気強度
Ｒ0 で示される距離の差の二乗の和（以下、二乗和とい
う）Ｊは次式で得られることになる。
【００４９】
【数２】 そして、本実施例では、上記二乗和Ｊを最小にする仮想
中心値を得ることによって出力円の着磁補正をするとい
う最小二乗法の演算手法を基本にして、以後の演算処理
がなされている。
中心値を得ることによって出力円の着磁補正をするとい
う最小二乗法の演算手法を基本にして、以後の演算処理
がなされている。
【００５０】ところで、上記（８）式において、二乗和
Ｊを最小とするということは、二乗和Ｊを最小にするＸ
0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 を求めることに帰着する。
Ｊを最小とするということは、二乗和Ｊを最小にするＸ
0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 を求めることに帰着する。
【００５１】そして、この場合、次式（９），（１
０），（１１）で示される二乗和ＪのＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0
に関するそれぞれの導関数が０となることが必要条件と
なる。
０），（１１）で示される二乗和ＪのＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0
に関するそれぞれの導関数が０となることが必要条件と
なる。
【００５２】すなわち、
【数３】 従って、上記（９），（１０），（１１）の各式を満足
するＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 を求めれば、そのＸ0 ，Ｙ0 で示
される座標値が、補正後の地磁気方位センサ１の中心座
標となることになる。
するＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 を求めれば、そのＸ0 ，Ｙ0 で示
される座標値が、補正後の地磁気方位センサ１の中心座
標となることになる。
【００５３】しかし、上記（９），（１０），（１１）
式を満たす方程式の解析解を求めることはできない。
式を満たす方程式の解析解を求めることはできない。
【００５４】そこで、本実施例では、Ｎｅｗｔｏｎ−Ｒ
ａｐｈｓｏｎ法を用いて、次式（１２），（１３），
（１４），（１５）によりＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 の修正量
ｈ，ｌ，ｍを求めることにする（ステップ１１４）。
ａｐｈｓｏｎ法を用いて、次式（１２），（１３），
（１４），（１５）によりＸ0 ，Ｙ0 ，Ｒ0 の修正量
ｈ，ｌ，ｍを求めることにする（ステップ１１４）。
【００５５】
【数４】 ただし、ｆiz＝δｆｉ／δｚ
【００５６】
【００５７】そして、本実施例では、上記修正量ｈ，
ｌ，ｍがいずれも所定値以下となった場合の仮想中心値
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）が、地磁気方位センサ１の新しい出力円
の中心として補正されるようなされている（ステップ１
１６〜１２２）。
ｌ，ｍがいずれも所定値以下となった場合の仮想中心値
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）が、地磁気方位センサ１の新しい出力円
の中心として補正されるようなされている（ステップ１
１６〜１２２）。
【００５８】すなわち、上記修正量ｈ，ｌ，ｍの値が、
ステップ１００で設定された収束判定定数εｘ，εｙ，
εｒと比較され、全ての値が上記定数より小さい場合
（ステップ１１６，１１８，１２０でいずれもＹＥ
Ｓ）、そのときのＸ0 ，Ｙ0 の値を、出力円の中心座標
値とするものであり（ステップ１２２）、これにより上
記車体着磁補正回路４の処理は終了されることになる。
ステップ１００で設定された収束判定定数εｘ，εｙ，
εｒと比較され、全ての値が上記定数より小さい場合
（ステップ１１６，１１８，１２０でいずれもＹＥ
Ｓ）、そのときのＸ0 ，Ｙ0 の値を、出力円の中心座標
値とするものであり（ステップ１２２）、これにより上
記車体着磁補正回路４の処理は終了されることになる。
【００５９】一方、上記修正量が１つでも収束判定定数
より大きい場合（ステップ１１６，１１８，１２０のい
ずれかでＮＯ）、上記演算された各修正量ｈ，ｌ，ｍに
基づいて仮想値の修正がなされることになるが、この修
正にあたっては、まず仮想値の修正方向が判別される
（ステップ２００〜２０６）。
より大きい場合（ステップ１１６，１１８，１２０のい
ずれかでＮＯ）、上記演算された各修正量ｈ，ｌ，ｍに
基づいて仮想値の修正がなされることになるが、この修
正にあたっては、まず仮想値の修正方向が判別される
（ステップ２００〜２０６）。
【００６０】一般には、一方向に収束させていけば問題
なく円に収束する。すなわち、収束判定定数εｘ，ε
ｙ，εｒ以下の修正量ｈ，ｌ，ｍを得ることができる。
なく円に収束する。すなわち、収束判定定数εｘ，ε
ｙ，εｒ以下の修正量ｈ，ｌ，ｍを得ることができる。
【００６１】しかし、演算上求められる出力円の半径Ｒ
0 が、その地点での平均地磁気強度Ｒｃから掛離れた円
に収束した場合における中心値を出力円の中心座標値と
することはできない。
0 が、その地点での平均地磁気強度Ｒｃから掛離れた円
に収束した場合における中心値を出力円の中心座標値と
することはできない。
【００６２】そこで、本実施例では、車体が着磁しても
大きく変化することのない平均地磁気強度Ｒｃに近付け
るように修正方向が決定される。
大きく変化することのない平均地磁気強度Ｒｃに近付け
るように修正方向が決定される。
【００６３】すなわち、まずステップ１１０で求められ
た出力円の半径の仮想値Ｒ0 に、修正量ｍを加えた場合
と減じた場合における平均地磁気強度Ｒｃとの差の絶対
値ＲA ，ＲB が次式により算出される（ステップ２０
０）。
た出力円の半径の仮想値Ｒ0 に、修正量ｍを加えた場合
と減じた場合における平均地磁気強度Ｒｃとの差の絶対
値ＲA ，ＲB が次式により算出される（ステップ２０
０）。
【００６４】 ＲA ＝｜Ｒｃ−（Ｒ0 ＋ｍ）｜ （１６） ＲB ＝｜Ｒｃ−（Ｒ0 −ｍ）｜ （１７） ここで、上記ＲA の値とＲB の値が比較され（ステップ
２０２）、ＲB の値の方が小さい場合（ステップ２０２
でＹＥＳ）、すなわち修正量ｍを減ずる方向に修正した
方がより平均地磁気強度Ｒｃに近付く場合には、マイナ
ス方向の修正量を与えるべく、Ｋ＝−１の係数が与えら
れることになる（ステップ２０４）。
２０２）、ＲB の値の方が小さい場合（ステップ２０２
でＹＥＳ）、すなわち修正量ｍを減ずる方向に修正した
方がより平均地磁気強度Ｒｃに近付く場合には、マイナ
ス方向の修正量を与えるべく、Ｋ＝−１の係数が与えら
れることになる（ステップ２０４）。
【００６５】一方、ＲA の値の方が小さい場合（ステッ
プ２０２でＮＯ）、プラス方向の修正量を与えるべく、
Ｋ＝１の係数が与えられる。
プ２０２でＮＯ）、プラス方向の修正量を与えるべく、
Ｋ＝１の係数が与えられる。
【００６６】こうして修正されるべき方向が判別される
と、仮想値で与えられる出力円の中心座標値（Ｘ0 ，Ｙ
0 ）および出力円の半径Ｒ0 は、上記ステップ１１４で
演算された修正量だけ上記判別された修正方向に修正さ
れる（ステップ２０８）。
と、仮想値で与えられる出力円の中心座標値（Ｘ0 ，Ｙ
0 ）および出力円の半径Ｒ0 は、上記ステップ１１４で
演算された修正量だけ上記判別された修正方向に修正さ
れる（ステップ２０８）。
【００６７】こうして、中心座標値（Ｘ0 ，Ｙ0 ）およ
び出力円の半径Ｒ0 が修正されると、この新しい修正値
に基づき、再び二乗和の演算が行なわれるとともに、修
正量が算出されることになる（ステップ１１２，１１
４）。
び出力円の半径Ｒ0 が修正されると、この新しい修正値
に基づき、再び二乗和の演算が行なわれるとともに、修
正量が算出されることになる（ステップ１１２，１１
４）。
【００６８】上記の如く、本実施例にあっては、最小二
乗法の演算手法を取入れ、地磁気方位センサ１の出力円
が本来真円を描くことを前提とし、仮想中心座標値と逐
次得られるセンサ出力値との座標上の距離と仮想地磁気
強度との差の累乗和を最小にすべく演算処理することに
より、出力円の中心座標を補正するようなされている。
乗法の演算手法を取入れ、地磁気方位センサ１の出力円
が本来真円を描くことを前提とし、仮想中心座標値と逐
次得られるセンサ出力値との座標上の距離と仮想地磁気
強度との差の累乗和を最小にすべく演算処理することに
より、出力円の中心座標を補正するようなされている。
【００６９】また、上記演算処理にあたっては、上記累
乗和を最小にする修正量をＮewton-Raphson 法によって
求める。
乗和を最小にする修正量をＮewton-Raphson 法によって
求める。
【００７０】そして、上記修正量がいずれも所定値以下
の場合、その時点で与えられる仮想中心値がそのまま出
力円の中心座標値とされるとともに、上記修正量のいず
れかが所定値以上の場合、上記修正量とその地点の平均
地磁気強度により修正方向を判別し、この判別された修
正方向および修正量に基づきさらに上記累乗和を最小に
すべく出力円の中心座標値の算出処理が繰り返されるこ
とになる。
の場合、その時点で与えられる仮想中心値がそのまま出
力円の中心座標値とされるとともに、上記修正量のいず
れかが所定値以上の場合、上記修正量とその地点の平均
地磁気強度により修正方向を判別し、この判別された修
正方向および修正量に基づきさらに上記累乗和を最小に
すべく出力円の中心座標値の算出処理が繰り返されるこ
とになる。
【００７１】このため、磁場環境の悪化により、出力円
が大きく歪んだ場合においても、精度良く出力円の中心
座標を補正することができることになる。
が大きく歪んだ場合においても、精度良く出力円の中心
座標を補正することができることになる。
【００７２】また、センサ出力値が、出力円の全周に亘
ってたくさん得られなくとも、出力値が真円を描くよう
繰り返し演算処理がなされるので、正確に１周旋回走行
しなくとも精度良く出力円の中心座標を補正できること
になる。
ってたくさん得られなくとも、出力値が真円を描くよう
繰り返し演算処理がなされるので、正確に１周旋回走行
しなくとも精度良く出力円の中心座標を補正できること
になる。
【００７３】
【発明の効果】本発明に係わる車両用方位計は、上記の
如く、出力円の中心座標値と出力円半径の仮想値を設定
し、次に最小二乗法の演算手法を取り入れて、上記中心
座標値と地磁気方位センサより出力される出力値との座
標上の距離と、上記仮想値で与えられる出力円半径との
差の累乗和を最小にする中心座標値および出力円半径を
求めるが、この場合、該累乗和の中心座標値および出力
円半径に関する導関数が０になるよう、ニュートン・ラ
プソン法を用いて初期値中心座標値および出力円半径の
修正量を演算し、この修正量がいずれも基準値以下の場
合は、中心座標値補正手段によって、このときの仮想値
中心座標値を新中心座標値とする。
如く、出力円の中心座標値と出力円半径の仮想値を設定
し、次に最小二乗法の演算手法を取り入れて、上記中心
座標値と地磁気方位センサより出力される出力値との座
標上の距離と、上記仮想値で与えられる出力円半径との
差の累乗和を最小にする中心座標値および出力円半径を
求めるが、この場合、該累乗和の中心座標値および出力
円半径に関する導関数が０になるよう、ニュートン・ラ
プソン法を用いて初期値中心座標値および出力円半径の
修正量を演算し、この修正量がいずれも基準値以下の場
合は、中心座標値補正手段によって、このときの仮想値
中心座標値を新中心座標値とする。
【００７４】一方、上記仮想値の修正量のいずれかが基
準値以上の場合には、修正量加減算判別手段によって上
記修正量と平均的地磁気強度に基づき上記仮想値に対し
て上記修正量を加算するか減算するか否かが判別され、
この修正量加減算判別手段で判別された判別結果と上記
修正量演算手段で演算された修正量に基づき、仮想値補
正手段で上記算出された仮想値を補正し、さらに上記ニ
ュートン・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および
出力円半径の修正量を演算し、この修正量がいずれも基
準値以下の場合は、中心座標値補正手段によって、この
ときの仮想値中心座標値を新中心座標値とする。
準値以上の場合には、修正量加減算判別手段によって上
記修正量と平均的地磁気強度に基づき上記仮想値に対し
て上記修正量を加算するか減算するか否かが判別され、
この修正量加減算判別手段で判別された判別結果と上記
修正量演算手段で演算された修正量に基づき、仮想値補
正手段で上記算出された仮想値を補正し、さらに上記ニ
ュートン・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値および
出力円半径の修正量を演算し、この修正量がいずれも基
準値以下の場合は、中心座標値補正手段によって、この
ときの仮想値中心座標値を新中心座標値とする。
【００７５】このため、精度良く出力円の中心座標値が
補正できるとともに、補正のために１周旋回走行をしな
くて良い等の効果を有する。
補正できるとともに、補正のために１周旋回走行をしな
くて良い等の効果を有する。
【図１】クレーム対応図。
【図２】本発明のシステム構成を示すブロック図。
【図３】地磁気方位センサの構成説明図。
【図４】地磁気方位センサの励磁特性説明図。
【図５】無磁界中における地磁気方位センサのパーマロ
イコアでの磁束変化を示す特性図。
イコアでの磁束変化を示す特性図。
【図６】地磁気方位センサの検出作用説明図。
【図７】地磁気方位センサの検出電圧特性図。
【図８】車両走行方位の説明図。
【図９】出力円説明図。
【図１０】地磁気方位センサに地磁気以外の磁界が加わ
った状態を示す説明図。
った状態を示す説明図。
【図１１】車体着磁による出力円の移動を示す説明図。
【図１２】本発明の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】本発明の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】 １ 地磁気方位センサ ６ パーマロイコア ７Ｘ，７Ｙ 巻線 ８ 巻線（励磁用） ９ 励磁電源
Claims (1)
- 【請求項１】 地磁気方位センサにより検出された地磁
気成分を、水平面上で互いに直交する２方向の成分に分
解し、両地磁気成分が示す座標位置へ該位置が含まれる
べき出力円の中心座標値から向かう方向に基づいて、車
両の走行方位を求める車両用方位計において、 車両走行中、上記地磁気方位センサから出力される出力
値を記憶する出力値記憶手段と、 上記記憶された出力値の所定個の平均値を算出すること
により上記出力円の中心座標値および半径の仮想値を算
出する仮想値算出手段と、 上記仮想値算出手段で算出された中心座標値と上記地磁
気方位センサから出力される出力値との距離と、上記仮
想値算出手段で算出された出力円半径との差の累乗和を
算出する累乗和算出手段と、 上記累乗和算出手段で算出された累乗和を最小にする中
心座標値および出力円半径算出のため、該累乗和の中心
座標値および出力円半径に関する導関数が０になるよ
う、ニュートン・ラプソン法を用いて仮想値中心座標値
および出力円半径の修正量を演算する修正量演算手段
と、 上記修正量演算手段で演算された仮想値中心座標値およ
び出力円半径の修正量がいずれも基準値以下であるか否
かを判別する修正量判別手段と、 上記修正量判別手段で判別された修正量のいずれかが基
準値以上の場合、上記出力円半径の修正量と平均的地磁
気強度に基づき上記仮想値に対して上記修正量を加算す
るか減算するか否かを判別する修正量加減算判別手段
と、 上記修正量加減算判別手段で判別されたされた判別結果
と上記修正量演算手段で演算された修正量に基づき、上
記仮想値算出手段で算出された仮想値を補正する仮想値
補正手段と、 上記修正量判別手段で判別された修正量がいずれも基準
値以下の場合、または上記仮想値補正手段で補正された
新仮想値に基づいて上記修正量演算手段で再度仮想値中
心座標値および出力円半径の修正量を演算し、各修正量
がいずれも基準値以下となった場合には、そのときの算
出仮想値に基づき出力円の中心座標値を補正する中心座
標値補正手段と、 を有することを特徴とする車両用方位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4094180A JP2538738B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 車両用方位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4094180A JP2538738B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 車両用方位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107065A JPH05107065A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2538738B2 true JP2538738B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=14103135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4094180A Expired - Lifetime JP2538738B2 (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 車両用方位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538738B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1909065A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-09 | Ricoh Company, Ltd. | A magnetic sensor module, method of correction therefor, and mobile object including the magnetic sensor module |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5571027B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-08-13 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 自律測位に用いる重力ベクトルを補正する携帯装置、プログラム及び方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599510A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-18 | Nippon Denso Co Ltd | 方位検出装置 |
| JPH0629729B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1994-04-20 | 三菱電機株式会社 | 移動体用方位検出装置 |
| JPH0629731B2 (ja) * | 1986-07-29 | 1994-04-20 | 日産自動車株式会社 | 車両用方位計 |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP4094180A patent/JP2538738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1909065A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-09 | Ricoh Company, Ltd. | A magnetic sensor module, method of correction therefor, and mobile object including the magnetic sensor module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05107065A (ja) | 1993-04-27 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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