JP2580214B2 - 移動体用方位検出装置 - Google Patents
移動体用方位検出装置Info
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- JP2580214B2 JP2580214B2 JP62301485A JP30148587A JP2580214B2 JP 2580214 B2 JP2580214 B2 JP 2580214B2 JP 62301485 A JP62301485 A JP 62301485A JP 30148587 A JP30148587 A JP 30148587A JP 2580214 B2 JP2580214 B2 JP 2580214B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、移動体用方位検出装置に関するものであ
り、特に、方位検出装置が搭載された移動体を回転させ
ることなく、着磁の大きさと方向とを知ることができ、
現在の移動体の方位を的確に知ることができる移動体用
方位検出装置に関するものである。
り、特に、方位検出装置が搭載された移動体を回転させ
ることなく、着磁の大きさと方向とを知ることができ、
現在の移動体の方位を的確に知ることができる移動体用
方位検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕 第４図は、従来の移動体用方位検出装置を示すブロッ
ク図である。この第４図において、地磁気センサ（41）
は、例えば車両のような移動体の適所に設けられいる。
この地磁気センサ（41）からの出力Ex、Eyは、それぞれ
に、第１、第2A/Dコンバータ（42）、（43）で対応のデ
ジタル信号に変換されてからマイクロコンピュータ（4
4）に印加されるものである。
ク図である。この第４図において、地磁気センサ（41）
は、例えば車両のような移動体の適所に設けられいる。
この地磁気センサ（41）からの出力Ex、Eyは、それぞれ
に、第１、第2A/Dコンバータ（42）、（43）で対応のデ
ジタル信号に変換されてからマイクロコンピュータ（4
4）に印加されるものである。
第５図は、前記地磁気センサ（41）からの出力につい
ての説明図である。いま、X0方向を向いている移動体
（車体）と地磁気との間の角度がθ、地磁気Ｈの絶対値
が|H|、車体に対する着磁がＸ（ｘ、ｙ）であるものと
すると、地磁気センサ（41）からの出力のｘ成分Ex、及
びｙ成分Eyは次式であらわされる。
ての説明図である。いま、X0方向を向いている移動体
（車体）と地磁気との間の角度がθ、地磁気Ｈの絶対値
が|H|、車体に対する着磁がＸ（ｘ、ｙ）であるものと
すると、地磁気センサ（41）からの出力のｘ成分Ex、及
びｙ成分Eyは次式であらわされる。
Ex＝|H|cosθ＋x, Ey＝|H|sinθ＋ｙ いま、Ｘ＝０であるものとすると、tan-1Ey/Exなる関
係よりθを求めることができる。しかしながら、実際に
はＸ≠０であることから、このＸに基づく成分を打ち消
すような補正をすることが必要である。
係よりθを求めることができる。しかしながら、実際に
はＸ≠０であることから、このＸに基づく成分を打ち消
すような補正をすることが必要である。
第６図は、移動体（車体）に対する着磁の有無に依存
する、前記移動体が１回転したときの軌跡の例示図であ
る。いま、移動体に着磁がないとき、即ちＸ＝０である
ときに移動体が１回転したものとすると、実線で示すよ
うな、水平軸Exと垂直軸Eyとの交点である原点（0,0）
を中心とする円形の軌跡が得られる。ここで、|H|＝Ｒ
とされる。これに対して、Ｘ≠０であるときには、原点
（0,0）からベクトル量でＸだけ離れた座標点（x,y）を
中心とする点線で示すような円形の軌跡が得られる。な
お、このときの中心としての座標点（x,y）は、従来
は、マイクロコンピュータ（44）で求めるのが普通であ
った。そして、前記された点線の円形軌跡の中心座標点
（x,y）を基準として、移動体の真の方位を求めるよう
にされていた。即ち、地磁気センサ（41）からの出力が
（Exx,Eyy）であるものとすると、 θ＝tan-1［（Eyy−ｙ）／（Exx−ｘ）］ なる関係式に基づいて、真の方位θが求められるように
されていた。
する、前記移動体が１回転したときの軌跡の例示図であ
る。いま、移動体に着磁がないとき、即ちＸ＝０である
ときに移動体が１回転したものとすると、実線で示すよ
うな、水平軸Exと垂直軸Eyとの交点である原点（0,0）
を中心とする円形の軌跡が得られる。ここで、|H|＝Ｒ
とされる。これに対して、Ｘ≠０であるときには、原点
（0,0）からベクトル量でＸだけ離れた座標点（x,y）を
中心とする点線で示すような円形の軌跡が得られる。な
お、このときの中心としての座標点（x,y）は、従来
は、マイクロコンピュータ（44）で求めるのが普通であ
った。そして、前記された点線の円形軌跡の中心座標点
（x,y）を基準として、移動体の真の方位を求めるよう
にされていた。即ち、地磁気センサ（41）からの出力が
（Exx,Eyy）であるものとすると、 θ＝tan-1［（Eyy−ｙ）／（Exx−ｘ）］ なる関係式に基づいて、真の方位θが求められるように
されていた。
このようにして、従来は、移動体の着磁の状態が変化
して方位の誤差が生じたときには、周囲に磁界の乱れが
ない平地部分に移動体を移動させ、この移動体を円形状
に回転させることにより、その中心座標点（x,y）を求
め、これを新しい円形の中心として移動体の真の方位を
求めるようにしていた。
して方位の誤差が生じたときには、周囲に磁界の乱れが
ない平地部分に移動体を移動させ、この移動体を円形状
に回転させることにより、その中心座標点（x,y）を求
め、これを新しい円形の中心として移動体の真の方位を
求めるようにしていた。
しかるに、移動体を回転させるときには、前述された
ように、或る程度の広さの、周囲に磁界の乱れがない平
地部分が必要であるが、例えば市街地においては、この
ような平地部分を見付けることは困難であり、これに加
えて、移動体を回転させるときに物損事故や人身事故を
起こしたりする恐れがある。
ように、或る程度の広さの、周囲に磁界の乱れがない平
地部分が必要であるが、例えば市街地においては、この
ような平地部分を見付けることは困難であり、これに加
えて、移動体を回転させるときに物損事故や人身事故を
起こしたりする恐れがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の移動体用方位検出装置は以上のように構成さ
れ、移動するものであるから、その方位に誤差を生じた
とき、移動体を回転させるための適当な平地部分を見付
けなければならず、更に、その回転の際に種々の事故が
起きる恐れがあるという問題があった。
れ、移動するものであるから、その方位に誤差を生じた
とき、移動体を回転させるための適当な平地部分を見付
けなければならず、更に、その回転の際に種々の事故が
起きる恐れがあるという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、移動体を回転させることを必要とせず、そ
の直線的な移動経路上を移動しているときに、搭載され
た地磁気センサからの出力を平均化することにより、磁
界の多少の乱れに拘わらず地磁気センサ出力を得、又一
方蓄積されている地図データに基づいて移動体の方位を
計算して、これらをもちいて或る対象の円形の中心座標
点を求める、即ち、着磁の大きさと方向を求めるように
された移動体用方位検出装置を得ることを目的とする。
なお、磁気センサの出力と地図データに記憶させた地磁
気の水平分力情報をもとに着磁誤差を逆算する手法が特
開昭60−89300号公報に示されている。しかしながら、
同公報に示された方法では、全ての道路における地磁気
の分力を記憶しておかなければならないという欠点があ
る。また、地磁気センサの出力と航法用電波情報とに基
づいて求めた方位と、あらかじめ定めた一定の磁界の大
きさとから着磁誤差を逆算する手法が特開昭62−19714
号公報に示されている。しかしながら、同公報に示され
た方法では、航法用電波の受信設備を必要とするという
欠点がある。又、そもそも磁気方位センサを必要とする
のは、電波航法等、他の航法が使用できない条件にある
ときであり、電波航法が使用できるときは磁気センサは
必要がない。したがって、同公報に示された方法は実用
上役に立たないという問題がある。
れたもので、移動体を回転させることを必要とせず、そ
の直線的な移動経路上を移動しているときに、搭載され
た地磁気センサからの出力を平均化することにより、磁
界の多少の乱れに拘わらず地磁気センサ出力を得、又一
方蓄積されている地図データに基づいて移動体の方位を
計算して、これらをもちいて或る対象の円形の中心座標
点を求める、即ち、着磁の大きさと方向を求めるように
された移動体用方位検出装置を得ることを目的とする。
なお、磁気センサの出力と地図データに記憶させた地磁
気の水平分力情報をもとに着磁誤差を逆算する手法が特
開昭60−89300号公報に示されている。しかしながら、
同公報に示された方法では、全ての道路における地磁気
の分力を記憶しておかなければならないという欠点があ
る。また、地磁気センサの出力と航法用電波情報とに基
づいて求めた方位と、あらかじめ定めた一定の磁界の大
きさとから着磁誤差を逆算する手法が特開昭62−19714
号公報に示されている。しかしながら、同公報に示され
た方法では、航法用電波の受信設備を必要とするという
欠点がある。又、そもそも磁気方位センサを必要とする
のは、電波航法等、他の航法が使用できない条件にある
ときであり、電波航法が使用できるときは磁気センサは
必要がない。したがって、同公報に示された方法は実用
上役に立たないという問題がある。
この発明に係る移動体用方位検出装置は、移動体の適
所に付設され、磁気の大きさ及び方向を出力する地磁気
センサ、所要の地図情報を記憶する地図データ記憶部、
及び所望の演算機能をもつマイクロコンピュータからな
る移動体用方位検出装置であって、マイクロコンピュー
タは、地図データ記憶部からの地図情報の経路内の或る
所定の部分における地磁気センサの出力の平均値を中心
座標（Ex0,Ey0）とし、あらかじめ求められた地磁気セ
ンサの出力の大きさＲを半径とする円を求める第１の演
算部と、経路の両端の座標値から経路内の或る所定部分
での傾斜θ０を計算する第２の演算部と、中心座標（E
x0,Ey0）から傾斜θ０をもって引いた半直線と円との交
点（Cx,Cy）を求め、この交点（Cx,Cy）の座標から車両
に着磁した磁気の大きさ及び方向を演算する第３の演算
部と、交点（Cx,Cy）及び値磁気センサの出力に基づい
て移動体の方位を検出する第４の演算部とを有するもの
である。
所に付設され、磁気の大きさ及び方向を出力する地磁気
センサ、所要の地図情報を記憶する地図データ記憶部、
及び所望の演算機能をもつマイクロコンピュータからな
る移動体用方位検出装置であって、マイクロコンピュー
タは、地図データ記憶部からの地図情報の経路内の或る
所定の部分における地磁気センサの出力の平均値を中心
座標（Ex0,Ey0）とし、あらかじめ求められた地磁気セ
ンサの出力の大きさＲを半径とする円を求める第１の演
算部と、経路の両端の座標値から経路内の或る所定部分
での傾斜θ０を計算する第２の演算部と、中心座標（E
x0,Ey0）から傾斜θ０をもって引いた半直線と円との交
点（Cx,Cy）を求め、この交点（Cx,Cy）の座標から車両
に着磁した磁気の大きさ及び方向を演算する第３の演算
部と、交点（Cx,Cy）及び値磁気センサの出力に基づい
て移動体の方位を検出する第４の演算部とを有するもの
である。
この発明においては、第１の演算部によって、地磁気
センサの出力の平均値が中心座標（Ex0,Ey0）とされ、
あらかじめ求められたＲを半径とされる円が求められ
る。また、第２の演算部によって、経路の両端の座標値
から経路内の或る所定部分での傾斜θ０が計算される。
また、第３の演算部によって、前記中心座標（Ex0,
Ey0）から前記傾斜θ０をもって引いた半直線と、前記
円との交点（Cx,Cy）が求められ、この交点（Cx,Cy）の
座標から車両に着磁した磁気の大きさと方向が算出され
る。さらに、第４の演算部によって、前記交点（Cx,
Cy）と前記地磁気センサの出力とに基づいて移動体の方
位が検出される。
センサの出力の平均値が中心座標（Ex0,Ey0）とされ、
あらかじめ求められたＲを半径とされる円が求められ
る。また、第２の演算部によって、経路の両端の座標値
から経路内の或る所定部分での傾斜θ０が計算される。
また、第３の演算部によって、前記中心座標（Ex0,
Ey0）から前記傾斜θ０をもって引いた半直線と、前記
円との交点（Cx,Cy）が求められ、この交点（Cx,Cy）の
座標から車両に着磁した磁気の大きさと方向が算出され
る。さらに、第４の演算部によって、前記交点（Cx,
Cy）と前記地磁気センサの出力とに基づいて移動体の方
位が検出される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は、この発明の一実施例である移動体用方位検出装
置を示すブロック図である。この第１図において、地磁
気センサ（11）は、例えば車両のような移動体の適所に
設けられている。この地磁気センサ（11）からの出力
Ex,Eyは、それぞれに、第１、第2A/Dコンバータ（1
2）、（13）で対応のデジタル信号に変換されてからマ
イクロコンピュータ（14）に印加されるものである。な
お、このマイクロコンピュータ（14）には、移動体の距
離を知るための距離センサ（15）と、移動体の移動経路
に関する地図データを記憶する地図データ記憶部（16）
とが付設されている。また、このマイクロコンピュータ
（14）には、或る所定の演算機能を果たすための第１、
第２、第３、第４演算機能部（14A）、（14B）、（14
C）、（14D）が含まれている。
１図は、この発明の一実施例である移動体用方位検出装
置を示すブロック図である。この第１図において、地磁
気センサ（11）は、例えば車両のような移動体の適所に
設けられている。この地磁気センサ（11）からの出力
Ex,Eyは、それぞれに、第１、第2A/Dコンバータ（1
2）、（13）で対応のデジタル信号に変換されてからマ
イクロコンピュータ（14）に印加されるものである。な
お、このマイクロコンピュータ（14）には、移動体の距
離を知るための距離センサ（15）と、移動体の移動経路
に関する地図データを記憶する地図データ記憶部（16）
とが付設されている。また、このマイクロコンピュータ
（14）には、或る所定の演算機能を果たすための第１、
第２、第３、第４演算機能部（14A）、（14B）、（14
C）、（14D）が含まれている。
第２図は、前記地図データ記憶部（16）（第１図）に
記憶されている地図上の移動経路を部分的に直線近似す
る例示図であって、ここでは、２本の直線近似部（Ａ−
Ｂ）および（Ｂ−Ｃ）が示されている。
記憶されている地図上の移動経路を部分的に直線近似す
る例示図であって、ここでは、２本の直線近似部（Ａ−
Ｂ）および（Ｂ−Ｃ）が示されている。
第３図は、上記実施例の動作を説明するための例示図
である。その中の第３図（Ａ）についてみると、いま、
移動体が前記第２図における直線近似部（Ａ−Ｂ）上を
ＡからＢへ移動しているものとして、その中の或る所定
の区間ｄにおいて連続的に得られる地磁気センサ（11）
からの出力（Ex,Ey）の平均値（Ex0,Ey0）を求め、これ
を中心座標値とする半径Ｒの円を描く。ここで、Ｒは従
来の技術で示したように、移動体に着磁のない状態で、
移動体が一回転することにより求められている地磁気セ
ンサの出力の大きさである。
である。その中の第３図（Ａ）についてみると、いま、
移動体が前記第２図における直線近似部（Ａ−Ｂ）上を
ＡからＢへ移動しているものとして、その中の或る所定
の区間ｄにおいて連続的に得られる地磁気センサ（11）
からの出力（Ex,Ey）の平均値（Ex0,Ey0）を求め、これ
を中心座標値とする半径Ｒの円を描く。ここで、Ｒは従
来の技術で示したように、移動体に着磁のない状態で、
移動体が一回転することにより求められている地磁気セ
ンサの出力の大きさである。
ここに、 Ex＝Rcosθ Ey＝Rsinθ なる関係が成立するので、 Ex0＝Rcosθ０ Ey0＝Rsinθ０ なる関係も成立する。
次に、前記直線近似部（Ａ−Ｂ）の両端のノードＡお
よびＢの座標値（x1、y1）および（x2、y2）の読み取り
を、マイクロコンピュータ（14）が行って、 θ０＝tan-1［（x2−x1）／（y2−y1）］ （ただし、y2−y1≧０のときは、０≦θ０≦π y2−y1＜０のときは、π＜θ０＜２πとす
る） なる計算をして、その結果としてのθ０を求め、このθ
０がとられるように、座標値（Ex0,Ey0）から半直線を
引く。そして、この半直線と半径Ｒの円との交点Ｐ
（Cx,Cy）を求める。このとき、原点Ｏと点Ｐを結ぶベ
クトルが着磁磁気ベクトルを表している。
よびＢの座標値（x1、y1）および（x2、y2）の読み取り
を、マイクロコンピュータ（14）が行って、 θ０＝tan-1［（x2−x1）／（y2−y1）］ （ただし、y2−y1≧０のときは、０≦θ０≦π y2−y1＜０のときは、π＜θ０＜２πとす
る） なる計算をして、その結果としてのθ０を求め、このθ
０がとられるように、座標値（Ex0,Ey0）から半直線を
引く。そして、この半直線と半径Ｒの円との交点Ｐ
（Cx,Cy）を求める。このとき、原点Ｏと点Ｐを結ぶベ
クトルが着磁磁気ベクトルを表している。
次いで、第３図（Ｂ）に示されるように、地磁気セン
サ（11）からの出力が今、（Exx,Eyy）であるものとす
ると、前記交点Ｐ（Cx,Cy）との関係により、移動体の
真の方位θは、 θ＝tan-1［（Eyy−Cy）／（Exx−Cx）］ （ただし、Eyy−Cy≧０のときは、０≦θ≦π Eyy−Cy＜０のときは、π＜θ＜２πとす
る） として求められる。
サ（11）からの出力が今、（Exx,Eyy）であるものとす
ると、前記交点Ｐ（Cx,Cy）との関係により、移動体の
真の方位θは、 θ＝tan-1［（Eyy−Cy）／（Exx−Cx）］ （ただし、Eyy−Cy≧０のときは、０≦θ≦π Eyy−Cy＜０のときは、π＜θ＜２πとす
る） として求められる。
以上説明されたように、この発明に係る移動体用方位
検出装置は、着磁誤差を求めるために、電波航法装置を
用いたり、地図データに各地点の地磁気分力を記憶させ
たり、着磁の測定時に移動体を回転させる必要がなく、
又、所定の区間における地磁気センサの出力の平均値か
ら着磁誤差を求めるので、磁界の多少の乱れがあっても
正確な方位測定を行うことができるという効果がある。
検出装置は、着磁誤差を求めるために、電波航法装置を
用いたり、地図データに各地点の地磁気分力を記憶させ
たり、着磁の測定時に移動体を回転させる必要がなく、
又、所定の区間における地磁気センサの出力の平均値か
ら着磁誤差を求めるので、磁界の多少の乱れがあっても
正確な方位測定を行うことができるという効果がある。
第１図は、この発明の一実施例である移動体用方位検出
装置を示すブロック図、第２図は、上記実施例における
地図データ記憶部に記憶されてる地図上の移動経路を部
分的に直線近似する例示図、第３図、上記実施例の動作
を説明するための例示図、第４図は、従来の移動体用方
位検出装置を示すブロック図、第５図は、地磁気センサ
（41）からの出力についての説明図、第６図は、上記従
来例における、移動体が１回転したときの軌跡の例示図
である。 （11）は地磁気センサ、（12）、（13）は第１、第2A/D
コンバータ、（14）はマイクロコンピュータ、（14
A）、（14B）、（14C）、（14D）は第１、第２、第３、
第４演算機能部、（15）は距離センサ、（16）は地図デ
ータ記憶部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
装置を示すブロック図、第２図は、上記実施例における
地図データ記憶部に記憶されてる地図上の移動経路を部
分的に直線近似する例示図、第３図、上記実施例の動作
を説明するための例示図、第４図は、従来の移動体用方
位検出装置を示すブロック図、第５図は、地磁気センサ
（41）からの出力についての説明図、第６図は、上記従
来例における、移動体が１回転したときの軌跡の例示図
である。 （11）は地磁気センサ、（12）、（13）は第１、第2A/D
コンバータ、（14）はマイクロコンピュータ、（14
A）、（14B）、（14C）、（14D）は第１、第２、第３、
第４演算機能部、（15）は距離センサ、（16）は地図デ
ータ記憶部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】移動体の適所に付設され、磁気の大きさ及
び方向を出力する地磁気センサ、 所要の地図情報を記憶する地図データ記憶部、 及び 所望の演算機能をもつマイクロコンピュータからなる移
動体用方位検出装置であって、 前記マイクロコンピュータは、 前記地図データ記憶部からの地図情報の経路内の或る所
定の部分における前記地磁気センサの出力の平均値を中
心座標（Ex0,Ey0）とし、あらかじめ求められた着磁の
ない状態での前記磁気センサの出力の大きさＲを半径と
する円を求める第１の演算部と、 前記経路の両端の座標値から前記経路内の或る所定部分
での傾斜θ０を計算する第２の演算部と、 前記中心座標（Ex0,Ey0）から前記傾斜θ０をもって引
いた半直線と前記円との交点（Cx,Cy）を求め、この交
点（Cx,Cy）の座標から車両に着磁した磁気の大きさ及
び方向を演算する第３の演算部と、 前記交点（Cx,Cy）及び前記地磁気センサの出力に基づ
いて移動体の方位を検出する第４の演算部と を有することを特徴とする移動体用方位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62301485A JP2580214B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体用方位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62301485A JP2580214B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体用方位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145518A JPH01145518A (ja) | 1989-06-07 |
| JP2580214B2 true JP2580214B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17897475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62301485A Expired - Fee Related JP2580214B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 移動体用方位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580214B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089300A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-20 | 三菱電機株式会社 | 走行情報表示装置 |
| JPS62191714A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリツド航法装置 |
-
1987
- 1987-12-01 JP JP62301485A patent/JP2580214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01145518A (ja) | 1989-06-07 |
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