JP2628390B2 - 角速度センサ漏れ電圧更新方法 - Google Patents
角速度センサ漏れ電圧更新方法Info
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- voltage
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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、角速度センサを用いたナビゲーションシ
ステムにおける前記角速度センサの漏れ電圧を正しく更
新するための漏れ電圧更新方法に関する。
ステムにおける前記角速度センサの漏れ電圧を正しく更
新するための漏れ電圧更新方法に関する。
［従来の技術］ 車両等の移動体の走行軌跡を移動体に搭載した表示画
面の地図上に表示させるナビゲーションシステムにおい
て、移動体の走行中の角速度を検出する振動ジャイロ等
の角速度センサを用いる方式の場合、この角速度センサ
の精度は極めて重要である。角速度センサには通常、角
速度が加わっていない状態において出力されるセンサ出
力すなわち漏れ電圧が存在する。移動体が旋回する際の
ヨー角（移動体の変化角度）は、第３図に示すように、
実際のセンサ出力電圧と漏れ電圧との差分を積分する
（同図において面積Ｓを算出する）ことにより求めるの
で、正しいヨー角を求める基礎となる正しい角速度を得
るためには正しい漏れ電圧を把握することが必要であ
る。角速度センサの漏れ電圧は温度変化や電源投入後の
経過時間によって変化していくので、ナビゲーションシ
ステムでは、誤差の累積を防ぐために常に漏れ電圧が正
しいかどうかを検証し、正しい漏れ電圧に更新する必要
がある。
面の地図上に表示させるナビゲーションシステムにおい
て、移動体の走行中の角速度を検出する振動ジャイロ等
の角速度センサを用いる方式の場合、この角速度センサ
の精度は極めて重要である。角速度センサには通常、角
速度が加わっていない状態において出力されるセンサ出
力すなわち漏れ電圧が存在する。移動体が旋回する際の
ヨー角（移動体の変化角度）は、第３図に示すように、
実際のセンサ出力電圧と漏れ電圧との差分を積分する
（同図において面積Ｓを算出する）ことにより求めるの
で、正しいヨー角を求める基礎となる正しい角速度を得
るためには正しい漏れ電圧を把握することが必要であ
る。角速度センサの漏れ電圧は温度変化や電源投入後の
経過時間によって変化していくので、ナビゲーションシ
ステムでは、誤差の累積を防ぐために常に漏れ電圧が正
しいかどうかを検証し、正しい漏れ電圧に更新する必要
がある。
従来の漏れ電圧更新方法の１つとして、移動体の停止
時（角速度＝０）に角速度センサ出力を測定し、それを
漏れ電圧値として更新する方法がある（第４図参照）。
時（角速度＝０）に角速度センサ出力を測定し、それを
漏れ電圧値として更新する方法がある（第４図参照）。
しかし、滅多に完全停止しない緊急自動車などでは、
長時間にわたって漏れ電圧の更新が行われない場合があ
り、その間に先に設定した漏れ電圧と変化していく真の
漏れ電圧との差によるヨー角の誤差が累積され、移動体
角度の誤差つまり移動体の方位誤差となってしまう。
長時間にわたって漏れ電圧の更新が行われない場合があ
り、その間に先に設定した漏れ電圧と変化していく真の
漏れ電圧との差によるヨー角の誤差が累積され、移動体
角度の誤差つまり移動体の方位誤差となってしまう。
上記の問題を解決する方法として、移動体が直進して
いる時は基本的に角速度＝０（したがってヨー角＝０）
であることを利用し、直進走行時のセンサ出力を正しい
漏れ電圧として更新する方法がある（第５図参照）。
いる時は基本的に角速度＝０（したがってヨー角＝０）
であることを利用し、直進走行時のセンサ出力を正しい
漏れ電圧として更新する方法がある（第５図参照）。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の直進走行時のセンサ出力を正しい漏れ
電圧として更新する方法で問題となるのはは、本当に直
進中なのかどうかの判定である。例えばハンドル角度等
の別の情報源が全くない場合、例えば一定時間にわたっ
てセンサ出力変動が一定の範囲に収まっている時に直進
中であると判断することが考えられるが、この場合、一
定の曲率半径の道路を定速旋回している場合も直進中と
判断してしまう、という問題がある（第６図参照）。
電圧として更新する方法で問題となるのはは、本当に直
進中なのかどうかの判定である。例えばハンドル角度等
の別の情報源が全くない場合、例えば一定時間にわたっ
てセンサ出力変動が一定の範囲に収まっている時に直進
中であると判断することが考えられるが、この場合、一
定の曲率半径の道路を定速旋回している場合も直進中と
判断してしまう、という問題がある（第６図参照）。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、角速度セ
ンサを用いるナビゲーションシステムにおいて、漏れ電
圧の更新を高い信頼性で行うことができ、高精度の位置
検出を保持することのできる角速度センサ漏れ電圧更新
方法を提供することを目的とする。
ンサを用いるナビゲーションシステムにおいて、漏れ電
圧の更新を高い信頼性で行うことができ、高精度の位置
検出を保持することのできる角速度センサ漏れ電圧更新
方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する本発明は、角速度センサを用いた
ビゲーションシステムにおける前記角速度センサの漏れ
電圧を更新する角速度センサ漏れ電圧更新方法であっ
て、 更新前および更新後の２つの漏れ電圧と角速度センサ
出力との差分をそれぞれ独立に積分して、各漏れ電圧に
基づくヨー角をそれぞれ独立に算出し、このヨー角に基
づく移動体角度をそれぞれ独立に算出し、 前記２つの移動体角度とマップマッチング処理により
正しい道路であろうとされた地図上の道路の道路角度デ
ータとの差分をそれぞれ一定区間内で一定走行距離毎に
算出しこれを積分して２つの累積差分を算出し、 一定区間内での前記２つの累積差分の少ない方の移動
体角度に対応する漏れ電圧値を正しい漏れ電圧と判定し
てこれを採用し、他方を消去することを特徴とする角速
度センサ漏れ電圧更新方法である。
ビゲーションシステムにおける前記角速度センサの漏れ
電圧を更新する角速度センサ漏れ電圧更新方法であっ
て、 更新前および更新後の２つの漏れ電圧と角速度センサ
出力との差分をそれぞれ独立に積分して、各漏れ電圧に
基づくヨー角をそれぞれ独立に算出し、このヨー角に基
づく移動体角度をそれぞれ独立に算出し、 前記２つの移動体角度とマップマッチング処理により
正しい道路であろうとされた地図上の道路の道路角度デ
ータとの差分をそれぞれ一定区間内で一定走行距離毎に
算出しこれを積分して２つの累積差分を算出し、 一定区間内での前記２つの累積差分の少ない方の移動
体角度に対応する漏れ電圧値を正しい漏れ電圧と判定し
てこれを採用し、他方を消去することを特徴とする角速
度センサ漏れ電圧更新方法である。
［作用］ 上記構成において、更新前および更新後の２つの漏れ
電圧のうちの正しい漏れ電圧に基づいて算出された移動
体角度は、正しくない漏れ電圧に基づく移動体角度と比
べて当然真の移動体角度との誤差が小さい。したがっ
て、２つの算出移動体角度とマップマッチング処理によ
り正しいであろうとされた道路の道路角度データとの各
累積差分の小さい方に対応する漏れ電圧を採用すると、
正しい漏れ電圧の更新が行われる。
電圧のうちの正しい漏れ電圧に基づいて算出された移動
体角度は、正しくない漏れ電圧に基づく移動体角度と比
べて当然真の移動体角度との誤差が小さい。したがっ
て、２つの算出移動体角度とマップマッチング処理によ
り正しいであろうとされた道路の道路角度データとの各
累積差分の小さい方に対応する漏れ電圧を採用すると、
正しい漏れ電圧の更新が行われる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図を参照して
説明する。
説明する。
本発明は角速度センサを用いたナビゲーションシステ
ムに適用される。すなわち、このナビゲーションシステ
ムは、角速度センサにより移動体の角速度を測定し、距
離計により移動体の走行距離を測定し、これらの測定値
に基づくコンピュータの演算処理で、移動体の位置検出
を行い、ブラウン管等の表示装置に表示された地図上に
移動体の走行軌跡を描かせる。
ムに適用される。すなわち、このナビゲーションシステ
ムは、角速度センサにより移動体の角速度を測定し、距
離計により移動体の走行距離を測定し、これらの測定値
に基づくコンピュータの演算処理で、移動体の位置検出
を行い、ブラウン管等の表示装置に表示された地図上に
移動体の走行軌跡を描かせる。
本発明では、走行中に角速度センサの漏れ電圧の更新
を行い、そして、更新前の漏れ電圧D0および更新後の漏
れ電圧Dnと角速度センサの出力（センサ出力）Ｘとの差
分をそれぞれ独立に積分して、各漏れ電圧に基づく移動
体のヨー角（変化角度）をそれぞれ独立に算出する。例
えば第１図（イ）のフローチャートに示すように、例え
ば10msのサンプリング時間毎にセンサ出力Ｘを測定し、
更新直後でないと判断した時は、センサ出力−更新前の
漏れ電圧（Ｘ−D0）の積分処理をして移動体のヨー角を
算出し、このヨー角を直前の移動体角度に加えて変化後
の移動体角度K0を算出する。また、更新直後であると判
断した時は、前記と同様な処理、つまりセンサ出力−更
新後の漏れ電圧（Ｘ−Dn）の積分処理と移動体角度Knの
算出を行う。そして、移動体が直進状態かどうかを判断
する。この判断は、例えば、一定時間にわたってセンサ
出力変動が一定の範囲内に収まっている時に直進中であ
ると判断する等の方法による。そして、直進中と判断し
た時は、センサ出力Ｘを平均化しこれを漏れ電圧として
更新する。直進中でないと判断した時は漏れ電圧の更新
をしない。
を行い、そして、更新前の漏れ電圧D0および更新後の漏
れ電圧Dnと角速度センサの出力（センサ出力）Ｘとの差
分をそれぞれ独立に積分して、各漏れ電圧に基づく移動
体のヨー角（変化角度）をそれぞれ独立に算出する。例
えば第１図（イ）のフローチャートに示すように、例え
ば10msのサンプリング時間毎にセンサ出力Ｘを測定し、
更新直後でないと判断した時は、センサ出力−更新前の
漏れ電圧（Ｘ−D0）の積分処理をして移動体のヨー角を
算出し、このヨー角を直前の移動体角度に加えて変化後
の移動体角度K0を算出する。また、更新直後であると判
断した時は、前記と同様な処理、つまりセンサ出力−更
新後の漏れ電圧（Ｘ−Dn）の積分処理と移動体角度Knの
算出を行う。そして、移動体が直進状態かどうかを判断
する。この判断は、例えば、一定時間にわたってセンサ
出力変動が一定の範囲内に収まっている時に直進中であ
ると判断する等の方法による。そして、直進中と判断し
た時は、センサ出力Ｘを平均化しこれを漏れ電圧として
更新する。直進中でないと判断した時は漏れ電圧の更新
をしない。
上記により更新前の漏れ電圧D0と更新後の漏れ電圧Dn
とのそれぞれに基づいて算出されたヨー角が得られ、更
新前の漏れ電圧D0に基づく移動体角度K0および更新後の
基づくDnに基づく移動体角度knが得られる。
とのそれぞれに基づいて算出されたヨー角が得られ、更
新前の漏れ電圧D0に基づく移動体角度K0および更新後の
基づくDnに基づく移動体角度knが得られる。
そして、前記の更新前および更新後の２つの漏れ電圧
D0,Dnのいずれが正しいかを判定する漏れ電圧適否判定
処理を第１図（ロ）のように行う。すなわち、距離パル
ス割り込みにより漏れ電圧適否判定処理のルーチンとな
り、更新直後と判断した時、前記の２つの漏れ電圧D0,D
nに基づく２つの算出移動体角度K0,Knとマップマッチン
グ処理により正しい道路であろうとされた地図上の道路
の道路角度データθとの差分（θ−K0）および（θ−K
n）をそれぞれ一定走行距離（例えばπメートルなど）
毎に算出しこれを積分して、累積差分Σ（θ−K0）＝Ｂ
およびΣ（θ−Kn）＝Ａをそれぞれ算出する。前記マッ
プマッチング処理とは、移動体のヨー角および走行距離
の測定データに基づく演算処理により得た移動体位置と
表示装置に表示された地図上の道路とを照合して、移動
体位置を正しいであろうとする特定の道路上に乗せる補
正処理である。これにより、測定データの誤差が累積す
るのを防ぐ。
D0,Dnのいずれが正しいかを判定する漏れ電圧適否判定
処理を第１図（ロ）のように行う。すなわち、距離パル
ス割り込みにより漏れ電圧適否判定処理のルーチンとな
り、更新直後と判断した時、前記の２つの漏れ電圧D0,D
nに基づく２つの算出移動体角度K0,Knとマップマッチン
グ処理により正しい道路であろうとされた地図上の道路
の道路角度データθとの差分（θ−K0）および（θ−K
n）をそれぞれ一定走行距離（例えばπメートルなど）
毎に算出しこれを積分して、累積差分Σ（θ−K0）＝Ｂ
およびΣ（θ−Kn）＝Ａをそれぞれ算出する。前記マッ
プマッチング処理とは、移動体のヨー角および走行距離
の測定データに基づく演算処理により得た移動体位置と
表示装置に表示された地図上の道路とを照合して、移動
体位置を正しいであろうとする特定の道路上に乗せる補
正処理である。これにより、測定データの誤差が累積す
るのを防ぐ。
そして更新後一定区間例えば500m通過した時前記の累
積差分ＡとＢとの大小を比較し、Ａ＜Ｂである時、すな
わち新しい漏れ電圧に基づく算出移動体角度との累積差
分Σ（θ−Kn）の方が更新前の漏れ電圧に基づく算出移
動体角度との累積差分Σ（θ−K0）より小さい時、新し
い漏れ電圧Dnを採用し、古い漏れ電圧D0は消去する。
積差分ＡとＢとの大小を比較し、Ａ＜Ｂである時、すな
わち新しい漏れ電圧に基づく算出移動体角度との累積差
分Σ（θ−Kn）の方が更新前の漏れ電圧に基づく算出移
動体角度との累積差分Σ（θ−K0）より小さい時、新し
い漏れ電圧Dnを採用し、古い漏れ電圧D0は消去する。
上記の更新適否判定処理を第２図により具体的に説明
すると、符号Ｒはブラウン管等の表示装置に表示された
地図上の道路を示し、表示装置上の移動体軌跡は、マッ
プマッチング処理により×印で示すように道路上に沿っ
た軌跡（この軌跡をマップマッチング軌跡と呼ぶ）を描
く。また、更新前と更新後の２つの漏れ電圧D0,Dnに基
づく演算上の軌跡をそれぞれ更新前は△印、更新後は○
印で示す。なお、図に示したこの更新前の演算軌跡（△
印）および更新後の演算軌跡（○印）は、実際に表示画
面上には現れるものでなく、そのような軌跡となるよう
なデータであることを意味し、実際にはマップマッチン
グ処理により道路上の軌跡（×印）として表示される。
前記第１図（ロ）で述べたフローチャートは、第２図に
おいてマップマッチング軌跡に近い方の軌跡に対応する
漏れ電圧が他方より正しいとする判定処理である。
すると、符号Ｒはブラウン管等の表示装置に表示された
地図上の道路を示し、表示装置上の移動体軌跡は、マッ
プマッチング処理により×印で示すように道路上に沿っ
た軌跡（この軌跡をマップマッチング軌跡と呼ぶ）を描
く。また、更新前と更新後の２つの漏れ電圧D0,Dnに基
づく演算上の軌跡をそれぞれ更新前は△印、更新後は○
印で示す。なお、図に示したこの更新前の演算軌跡（△
印）および更新後の演算軌跡（○印）は、実際に表示画
面上には現れるものでなく、そのような軌跡となるよう
なデータであることを意味し、実際にはマップマッチン
グ処理により道路上の軌跡（×印）として表示される。
前記第１図（ロ）で述べたフローチャートは、第２図に
おいてマップマッチング軌跡に近い方の軌跡に対応する
漏れ電圧が他方より正しいとする判定処理である。
また、第１表に数値による具体例を示す。第１表の例
では、移動体が走行している道路の一定区間内の角度デ
ータ（道路角度データ）θが一定距離毎に40゜、40゜、
40゜、35゜、30゜、30゜、28゜、30゜である。この時、
更新前の漏れ電圧D0に基づく移動体角度K0がそれぞれ50
゜、51゜,52゜……であり、更新後の漏れ電圧Dnに基づ
く移動体角度Knがそれぞれ38゜、38゜、37゜……であっ
たとすると、更新前の漏れ電圧に基づく移動体角度K0の
道路角度データθに対する誤差｜θ−K0|を累積した累
積誤差Σ｜θ−K0|は10゜、21゜、33゜……、120゜であ
り、更新後の漏れ電圧に基づく 移動体角度Knの道路角度データθに対する誤差｜θ−Kn
|を累積した累積誤差Σ｜θ−Kn|は２゜、４゜、７゜…
…、21゜であり、一定走行区間内での最終累積誤差は更
新後のもの（21゜）が更新前のもの（120゜）より小さ
い。したがって、更新後の漏れ電圧Dnが正しいと判断し
てこれを採用し、更新前の漏れ電圧D0は消去する。
では、移動体が走行している道路の一定区間内の角度デ
ータ（道路角度データ）θが一定距離毎に40゜、40゜、
40゜、35゜、30゜、30゜、28゜、30゜である。この時、
更新前の漏れ電圧D0に基づく移動体角度K0がそれぞれ50
゜、51゜,52゜……であり、更新後の漏れ電圧Dnに基づ
く移動体角度Knがそれぞれ38゜、38゜、37゜……であっ
たとすると、更新前の漏れ電圧に基づく移動体角度K0の
道路角度データθに対する誤差｜θ−K0|を累積した累
積誤差Σ｜θ−K0|は10゜、21゜、33゜……、120゜であ
り、更新後の漏れ電圧に基づく 移動体角度Knの道路角度データθに対する誤差｜θ−Kn
|を累積した累積誤差Σ｜θ−Kn|は２゜、４゜、７゜…
…、21゜であり、一定走行区間内での最終累積誤差は更
新後のもの（21゜）が更新前のもの（120゜）より小さ
い。したがって、更新後の漏れ電圧Dnが正しいと判断し
てこれを採用し、更新前の漏れ電圧D0は消去する。
上記の更新方法においては、仮に移動体が一定の曲率
半径の道路を定速旋回している場合にこれを直進中と判
断して漏れ電圧を更新しても、この更新した漏れ電圧を
誤りと判断することができる。すなわち、直進中なのか
どうかの検証を行うことができる。
半径の道路を定速旋回している場合にこれを直進中と判
断して漏れ電圧を更新しても、この更新した漏れ電圧を
誤りと判断することができる。すなわち、直進中なのか
どうかの検証を行うことができる。
なお、移動体が直進中であると判断して漏れ電圧を一
たん更新する方法自体については、実施例のごとき角度
センサ出力の変動が一定の範囲内に収まっている時に直
進中であると判断する方法に限らず、その他の方法でも
よい。
たん更新する方法自体については、実施例のごとき角度
センサ出力の変動が一定の範囲内に収まっている時に直
進中であると判断する方法に限らず、その他の方法でも
よい。
［発明の効果］ 本発明は上記の通り構成されているので、角速度セン
サの漏れ電圧の誤った更新が防止され、漏れ電圧の更新
を高い信頼性で行うことが可能となり、移動体の高精度
の位置検出を保持することが可能となった。
サの漏れ電圧の誤った更新が防止され、漏れ電圧の更新
を高い信頼性で行うことが可能となり、移動体の高精度
の位置検出を保持することが可能となった。
第１図は本発明の一実施例方法を説明するフローチャー
トで同図（イ）は更新前および更新後の各漏れ電圧に基
づいて移動体角度を算出する処理のフローチャート、同
図（ロ）は更新前後の漏れ電圧のいずれが正しいかを判
定する漏れ電圧適否判定処理のフローチャート、第２図
はマップマッチング軌跡および誤差のある移動体軌跡に
ついて説明図、第３図〜第６図はいずれも角速度センサ
出力の図で、第３図はヨー角算出について説明する図、
第４図は従来の漏れ電圧更新方法について説明する図、
第５図は従来の他の漏れ電圧更新方法について説明する
図、第６図は第５図の方法における問題点について説明
する図である。 Ｘ……角速度センサ出力、 D0……更新前の漏れ電圧、 Dn……更新後の漏れ電圧、 K0……更新前の漏れ電圧に基づく移動体角度、 Kn……更新後の漏れ電圧に基づく移動体角度、 θ……道路角度データ。
トで同図（イ）は更新前および更新後の各漏れ電圧に基
づいて移動体角度を算出する処理のフローチャート、同
図（ロ）は更新前後の漏れ電圧のいずれが正しいかを判
定する漏れ電圧適否判定処理のフローチャート、第２図
はマップマッチング軌跡および誤差のある移動体軌跡に
ついて説明図、第３図〜第６図はいずれも角速度センサ
出力の図で、第３図はヨー角算出について説明する図、
第４図は従来の漏れ電圧更新方法について説明する図、
第５図は従来の他の漏れ電圧更新方法について説明する
図、第６図は第５図の方法における問題点について説明
する図である。 Ｘ……角速度センサ出力、 D0……更新前の漏れ電圧、 Dn……更新後の漏れ電圧、 K0……更新前の漏れ電圧に基づく移動体角度、 Kn……更新後の漏れ電圧に基づく移動体角度、 θ……道路角度データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−285110（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−151421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−29707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−15505（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−191018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182519（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−48713（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】角速度センサを用いたナビゲーションシス
テムにおける前記角速度センサの漏れ電圧を更新する角
速度センサ漏れ電圧更新方法であって、 更新前および更新後の２つの漏れ電圧と角速度センサ出
力との差分をそれぞれ独立に積分して、各漏れ電圧に基
づくヨー角をそれぞれ独立に算出し、このヨー角に基づ
く移動体角度をそれぞれ独立に算出し、 前記２つの移動体角度とマップマッチング処理により正
しい道路であろうとされた地図上の道路の道路角度デー
タとの差分をそれぞれ一定区間内で一定走行距離毎に算
出しこれを積分して２つの累積差分を算出し、 一定区間内での前記２つの累積差分の少ない方の移動体
角度に対応する漏れ電圧値を正しい漏れ電圧と判定して
これを採用し、他方を消去することを特徴とする角速度
センサ漏れ電圧更新方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33906889A JP2628390B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 角速度センサ漏れ電圧更新方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33906889A JP2628390B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 角速度センサ漏れ電圧更新方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199972A JPH03199972A (ja) | 1991-08-30 |
| JP2628390B2 true JP2628390B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=18323954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33906889A Expired - Lifetime JP2628390B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 角速度センサ漏れ電圧更新方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628390B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33906889A patent/JP2628390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03199972A (ja) | 1991-08-30 |
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