JP2734150B2 - オフセット補正装置 - Google Patents
オフセット補正装置Info
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- JP2734150B2 JP2734150B2 JP1333596A JP33359689A JP2734150B2 JP 2734150 B2 JP2734150 B2 JP 2734150B2 JP 1333596 A JP1333596 A JP 1333596A JP 33359689 A JP33359689 A JP 33359689A JP 2734150 B2 JP2734150 B2 JP 2734150B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はオフセット補正装置に関し、さらに詳細にい
えば、移動体の移動方向を検出して旋回角速度を知る旋
回角速度センサ（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）を使用
して移動体のヨー方向の方位を検出する方位検出装置に
おいて、上記旋回角速度センサのオフセット補正を行う
オフセット補正装置に関するものである。
えば、移動体の移動方向を検出して旋回角速度を知る旋
回角速度センサ（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）を使用
して移動体のヨー方向の方位を検出する方位検出装置に
おいて、上記旋回角速度センサのオフセット補正を行う
オフセット補正装置に関するものである。
＜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、あるいは航空路を航行する航空機、海路を航行（以
下車両の「走行」、航空機の「航行」船舶の「航行」を
まとめていうときは「走行」という）する船舶等の位置
を検出する方式として、距離センサと、地磁気センサ
と、両センサ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、車両等の走行に伴なって生ずる距離変化
量Δｌ、および方位θを用いて移動体の現在位置データ
を得る推測航法（DeadReckoning）が提案されている。
この方式はΔｌおよびθに基いて、例えばΔｌの東西方
向成分Δｘ（＝Δｌ×cosθ）および南北方向成分Δｙ
（＝Δｌ×sinθ）を算出し、従前の位置出力データ（P
x′,Py′）に対して上記各成分Δx,Δｙを加算すること
により、現在の位置出力データ（Px,Py）を求める方式
であるが、地磁気センサが必然的に有している方位誤差
のために、得られる現在位置データに誤差が含まれてし
まうという欠点がある。
両、あるいは航空路を航行する航空機、海路を航行（以
下車両の「走行」、航空機の「航行」船舶の「航行」を
まとめていうときは「走行」という）する船舶等の位置
を検出する方式として、距離センサと、地磁気センサ
と、両センサ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、車両等の走行に伴なって生ずる距離変化
量Δｌ、および方位θを用いて移動体の現在位置データ
を得る推測航法（DeadReckoning）が提案されている。
この方式はΔｌおよびθに基いて、例えばΔｌの東西方
向成分Δｘ（＝Δｌ×cosθ）および南北方向成分Δｙ
（＝Δｌ×sinθ）を算出し、従前の位置出力データ（P
x′,Py′）に対して上記各成分Δx,Δｙを加算すること
により、現在の位置出力データ（Px,Py）を求める方式
であるが、地磁気センサが必然的に有している方位誤差
のために、得られる現在位置データに誤差が含まれてし
まうという欠点がある。
すなわち、地磁気方位センサは微弱な地球磁界の強さ
を検出するものであり、移動体本体が着磁してしまうと
その出力データには誤差が発生する。この誤差を打ち消
すために地磁気方位センサの初期化処理が行われるが、
車両であればその走行中、特に踏切、電力ケーブル埋設
場所、鉄橋、防音壁のある高速道路や高層ビルの谷間を
通過する時等にしばしば外部からの強電磁界の影響を受
けて車体の着磁量が変化することにより、再度誤差が発
生することがある。したがって、このような磁界の乱れ
を含んだ地磁気センサ出力データを的確に検出して排除
しなければ、正しい方位を求めることができない。
を検出するものであり、移動体本体が着磁してしまうと
その出力データには誤差が発生する。この誤差を打ち消
すために地磁気方位センサの初期化処理が行われるが、
車両であればその走行中、特に踏切、電力ケーブル埋設
場所、鉄橋、防音壁のある高速道路や高層ビルの谷間を
通過する時等にしばしば外部からの強電磁界の影響を受
けて車体の着磁量が変化することにより、再度誤差が発
生することがある。したがって、このような磁界の乱れ
を含んだ地磁気センサ出力データを的確に検出して排除
しなければ、正しい方位を求めることができない。
そこで、方位センサとして、地磁気センサとともに、
旋回角速度センサを採用し、地磁気センサの出力データ
の信頼性が低下した場合に旋回角速度センサの出力デー
タで補うようにしたオフセット補正装置が種々考えられ
ている。
旋回角速度センサを採用し、地磁気センサの出力データ
の信頼性が低下した場合に旋回角速度センサの出力デー
タで補うようにしたオフセット補正装置が種々考えられ
ている。
ところが、旋回角速度センサでは、直線走行中でセン
サ出力が０であるべき時でも、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。
サ出力が０であるべき時でも、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。
そこで、旋回角速度センサのオフセットを実測し、そ
れを用いてオフセット補正することが行われている。オ
フセット値を求める時は、車両であれば停車中のセンサ
出力をサンプリングし、そのデータの平均値が０からず
れていれば、それをオフセット値とすることにしてい
る。
れを用いてオフセット補正することが行われている。オ
フセット値を求める時は、車両であれば停車中のセンサ
出力をサンプリングし、そのデータの平均値が０からず
れていれば、それをオフセット値とすることにしてい
る。
＜発明が解決しようとする課題＞ この場合、停車中であってもセンサ出力は、それに含
まれるノイズ成分のために変動しているのであるから、
平均する時間は長いほうが精度がよい。特に、長い周期
のノイズ成分が含まれているときは、長時間にわたって
平均するほど有効である。
まれるノイズ成分のために変動しているのであるから、
平均する時間は長いほうが精度がよい。特に、長い周期
のノイズ成分が含まれているときは、長時間にわたって
平均するほど有効である。
第４図は旋回角速度センサにおけるオフセットを求め
る測定時間と精度との一般的な関係を示すグラフであ
り、測定時間が長いほど、精度が向上していることが分
かる。
る測定時間と精度との一般的な関係を示すグラフであ
り、測定時間が長いほど、精度が向上していることが分
かる。
しかし、実際に、車両が信号等で停車する時間は限ら
れているので、今回取得した出力値と、前回の停止中に
取得した出力値との平均をとれば、測定時間を長くした
のと同じ効果が得られる。
れているので、今回取得した出力値と、前回の停止中に
取得した出力値との平均をとれば、測定時間を長くした
のと同じ効果が得られる。
一方、旋回角速度センサのオフセット値は、温度や湿
度によりドリフトすることが知られている。そのため、
長時間停止しないで走行し続けたときは、前回の停止時
に取得したオフセット値と、今回の停止時に取得したオ
フセット値とは、ノイズによる変動レベル以上に大きく
異なることが予想される。この場合、前回取得したデー
タとの単純な平均をとるだけでは、旋回角速度センサの
正当な評価を行うことはできない。
度によりドリフトすることが知られている。そのため、
長時間停止しないで走行し続けたときは、前回の停止時
に取得したオフセット値と、今回の停止時に取得したオ
フセット値とは、ノイズによる変動レベル以上に大きく
異なることが予想される。この場合、前回取得したデー
タとの単純な平均をとるだけでは、旋回角速度センサの
正当な評価を行うことはできない。
本発明の目的は、旋回角速度センサの出力データを取
り込み、それらの値と、過去の推定方位から移動体の現
在の方位を算出する方位検出装置において、上記旋回角
速度センサの出力データのオフセットを正確に評価し、
オフセット補正を行うことによって、移動体の現在の方
位を正確に推定することができるオフセット補正装置を
提供することにある。
り込み、それらの値と、過去の推定方位から移動体の現
在の方位を算出する方位検出装置において、上記旋回角
速度センサの出力データのオフセットを正確に評価し、
オフセット補正を行うことによって、移動体の現在の方
位を正確に推定することができるオフセット補正装置を
提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための本発明のオフセット補正
装置は、旋回角速度センサのオフセット値ωを、移動体
停止時のセンサの実測出力値Ｖと、過去のオフセット値
ω′とに基づき、式 ω＝（１−Ｋ（Ｔ））ω′＋Ｋ（Ｔ）Ｖ （ここに、Ｋ（Ｔ）は、過去のオフセット値ω′の取得
時点からセンサの出力値Ｖの実測時点までの期間Ｔのみ
の関数であって、期間Ｔに応じて、０≦Ｋ（Ｔ）≦１の
範囲で変化する重み付け係数である。）に従って求める
オフセット値算出手段と、 上記オフセット値算出手段によって求めたオフセット
値ωを用いて、旋回角速度センサ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。
装置は、旋回角速度センサのオフセット値ωを、移動体
停止時のセンサの実測出力値Ｖと、過去のオフセット値
ω′とに基づき、式 ω＝（１−Ｋ（Ｔ））ω′＋Ｋ（Ｔ）Ｖ （ここに、Ｋ（Ｔ）は、過去のオフセット値ω′の取得
時点からセンサの出力値Ｖの実測時点までの期間Ｔのみ
の関数であって、期間Ｔに応じて、０≦Ｋ（Ｔ）≦１の
範囲で変化する重み付け係数である。）に従って求める
オフセット値算出手段と、 上記オフセット値算出手段によって求めたオフセット
値ωを用いて、旋回角速度センサ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。
＜作用＞ 旋回角速度センサの出力Ｖから求められる方位データ
θＧは、オフセットを含めた形で次のように表わされ
る。
θＧは、オフセットを含めた形で次のように表わされ
る。
θＧ＝θ＋Ｖ−ω ここに、θは前時点での推定方位、ωはオフセットで
あり、時間とともに変化する。
あり、時間とともに変化する。
本発明のオフセット補正装置によれば、移動体の停止
時点でのオフセット値ωを、移動体停止時のセンサの実
測出力値Ｖと、当該停止よりも過去の時点で求めたオフ
セット値ω′とに基づき式 ω＝（１−Ｋ（Ｔ））ω′＋Ｋ（Ｔ）Ｖ に従って重み付け平均をとることにより求める。
時点でのオフセット値ωを、移動体停止時のセンサの実
測出力値Ｖと、当該停止よりも過去の時点で求めたオフ
セット値ω′とに基づき式 ω＝（１−Ｋ（Ｔ））ω′＋Ｋ（Ｔ）Ｖ に従って重み付け平均をとることにより求める。
この場合、Ｋ（Ｔ）は、上記期間Ｔに応じて変化させ
ることとする。
ることとする。
すなわち、オフセットωは、時間とともにドリフトす
る性質があるので、過去に求めたオフセット値の信頼性
は、期間Ｔが長いほど、オフセットのドリフトのために
低下していくものと考える。したがって、Ｋ（Ｔ）を、
上記期間Ｔに応じて変化させることにより、両実測出力
値を適当に重み付けして、ドリフトの影響をできるだめ
排除したオフセット値を求めることが可能になる。
る性質があるので、過去に求めたオフセット値の信頼性
は、期間Ｔが長いほど、オフセットのドリフトのために
低下していくものと考える。したがって、Ｋ（Ｔ）を、
上記期間Ｔに応じて変化させることにより、両実測出力
値を適当に重み付けして、ドリフトの影響をできるだめ
排除したオフセット値を求めることが可能になる。
＜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。
第２図は、車両に適用された本発明のオフセット補正
装置の一実施例を示すブロック図であり、 ・左右両輪の回転数を検出する車速センサ41（このセン
サは、距離センサとして利用されるほか、車両が走行中
かどうかを判定する手段としても利用される。） ・地磁気センサ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。旋
回角速度センサとして利用される。）、 ・道路地図データを格納した道路地図メモリ２、 ・ジャイロ43、地磁気センサ42により検出された出力デ
ータに基づいて車両の推定方位を算出するとともに、車
速センサ41のデータと合わせて車両の位置出力データを
演算しバッファメモリ３に格納するロケータ１、 ・当該読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 とから構成されている。
装置の一実施例を示すブロック図であり、 ・左右両輪の回転数を検出する車速センサ41（このセン
サは、距離センサとして利用されるほか、車両が走行中
かどうかを判定する手段としても利用される。） ・地磁気センサ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。旋
回角速度センサとして利用される。）、 ・道路地図データを格納した道路地図メモリ２、 ・ジャイロ43、地磁気センサ42により検出された出力デ
ータに基づいて車両の推定方位を算出するとともに、車
速センサ41のデータと合わせて車両の位置出力データを
演算しバッファメモリ３に格納するロケータ１、 ・当該読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 とから構成されている。
上記ロケータ１は、例えば、車速センサ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、これと地磁気センサ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す
るものである。
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、これと地磁気センサ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す
るものである。
上記道路地図メモリ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。
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。
上記ディスプレイ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位置とを表示するもの
である。
て、車両走行中の道路地図と車両位置とを表示するもの
である。
上記ナビゲーション・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、車両の現在位置の表示等を行わせる。
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、車両の現在位置の表示等を行わせる。
上記の構成の装置によるオフセット補正手順について
説明する。車両走行中は、上記ロケータ１に取り込んだ
各センサ出力データに基づいて、車両の位置をディスプ
レイ７上に地図とともに表示しているが、その表示中も
一定時間または一定走行距離ごとの割り込みにより各セ
ンサの出力データを取り込み、車両方位を更新するよう
にしている。このセンサの出力データを取り込む際に、
ジャイロ43の出力データの中にはオフセットが含まれて
いる。
説明する。車両走行中は、上記ロケータ１に取り込んだ
各センサ出力データに基づいて、車両の位置をディスプ
レイ７上に地図とともに表示しているが、その表示中も
一定時間または一定走行距離ごとの割り込みにより各セ
ンサの出力データを取り込み、車両方位を更新するよう
にしている。このセンサの出力データを取り込む際に、
ジャイロ43の出力データの中にはオフセットが含まれて
いる。
このオフセットを補正するために、車両が信号等で停
車する度にオフセット補正処理を行う。停車しているか
どうかの判断は、車速センサ41のパルス出力に基づき行
う。
車する度にオフセット補正処理を行う。停車しているか
どうかの判断は、車速センサ41のパルス出力に基づき行
う。
第１図は、ジャイロ43の出力データであり、時刻t1で
停車し、時刻t2でオフセット補正し、時刻t3で発進し、
時刻t4で停止し、時刻t5でオフセット補正し、時刻t6で
発進している。時刻t2でのオフセット補正値はωｎ−
１、時刻t5でのオフセット補正値はωｎである。
停車し、時刻t2でオフセット補正し、時刻t3で発進し、
時刻t4で停止し、時刻t5でオフセット補正し、時刻t6で
発進している。時刻t2でのオフセット補正値はωｎ−
１、時刻t5でのオフセット補正値はωｎである。
そこでまず、前回の停止時すなわち時刻t2におけるオ
フセット補正値ωｎ−１と、今回停止中の現時点までの
出力データの平均値＜Vn＞を求める。
フセット補正値ωｎ−１と、今回停止中の現時点までの
出力データの平均値＜Vn＞を求める。
さらに、前回オフセット補正した時刻t2から現在まで
の時間（以下（リセット時間」という）Ｔを用いて関数
Ｋ（Ｔ）の値を求める。関数Ｋ（Ｔ）は、第３図（ａ）
に示すようにＴ＝０で一定値1/2をとり、０＜Ｔ＜T1で
は1/2から１まで直線上に増加し、T1＜Ｔでは一定値１
をとる関数である。
の時間（以下（リセット時間」という）Ｔを用いて関数
Ｋ（Ｔ）の値を求める。関数Ｋ（Ｔ）は、第３図（ａ）
に示すようにＴ＝０で一定値1/2をとり、０＜Ｔ＜T1で
は1/2から１まで直線上に増加し、T1＜Ｔでは一定値１
をとる関数である。
T1は、次のようにして決定される。すなわち、ジャイ
ロ43の出力データのノイズレベルσを用い、ジャイロ43
のオフセットが時間とともに単調に変化する関数ω
（ｔ）であると仮定して、 σ＝｜ω（ｔ）｜ を満たすｔをT1とする。
ロ43の出力データのノイズレベルσを用い、ジャイロ43
のオフセットが時間とともに単調に変化する関数ω
（ｔ）であると仮定して、 σ＝｜ω（ｔ）｜ を満たすｔをT1とする。
例えば、ジャイロ43のオフセットを時間の一次関数α
ｔと仮定すると、 T1＝σ／α となる。
ｔと仮定すると、 T1＝σ／α となる。
上記のように一次関数と仮定するのは、実際のオフセ
ットが時間とともに単調に増加または減少する関数であ
ることが多いので一次関数で十分近似できると考えたか
らであるが、一次関数に限られるものでなく、旋回角速
度センサの特性に応じて最適な関数を決定すればよい。
例えば、オフセットの形として、二次関数αt2、指数関
数α（et−１）等を仮定してもよい。αの値は、温度や
湿度、旋回角速度センサの種類によって異なる。また、
同種の旋回角速度センサであっても固体差を反映する。
したがって、個々の旋回角速度センサについて、実際の
温度等を考慮してαを決定することが望ましい。
ットが時間とともに単調に増加または減少する関数であ
ることが多いので一次関数で十分近似できると考えたか
らであるが、一次関数に限られるものでなく、旋回角速
度センサの特性に応じて最適な関数を決定すればよい。
例えば、オフセットの形として、二次関数αt2、指数関
数α（et−１）等を仮定してもよい。αの値は、温度や
湿度、旋回角速度センサの種類によって異なる。また、
同種の旋回角速度センサであっても固体差を反映する。
したがって、個々の旋回角速度センサについて、実際の
温度等を考慮してαを決定することが望ましい。
以上の条件の下でＫを決定し、式 ωｎ＝（１−Ｋ）ωｎ−１＋Ｋ＜Vn＞ に従って、新しいオフセット値ωｎを求める。
この式の意味を説明すると、まずリセット時間Ｔが非
常に小さな値をとる時、すなわち、前回にオフセット補
正してからほとんど時間を経ていない時には、 Ｋ（Ｔ）≒1/2 となり、 ωｎ＝（1/2）ωｎ−１＋（1/2）＜Vn＞ となる。このことは、前回にオフセット補正してからほ
とんど時間を経ていないので、前回のデータと今回のデ
ータの間にオフセットのドリフトはほとんどなく、両デ
ータを均等に重み付けして平均をとればよいことを意味
している。
常に小さな値をとる時、すなわち、前回にオフセット補
正してからほとんど時間を経ていない時には、 Ｋ（Ｔ）≒1/2 となり、 ωｎ＝（1/2）ωｎ−１＋（1/2）＜Vn＞ となる。このことは、前回にオフセット補正してからほ
とんど時間を経ていないので、前回のデータと今回のデ
ータの間にオフセットのドリフトはほとんどなく、両デ
ータを均等に重み付けして平均をとればよいことを意味
している。
次に、リセット時間Ｔが非常に大きな値をとる時、す
なわち、前回にオフセット補正してから長時間を経てい
る時には、 Ｋ（Ｔ）＝１ となり、 ωｎ＝＜Vn＞ となる。このことは、前回にオフセット補正してから長
時間を経ているので、前回のオフセット値ωｎ−１はド
リフトのため信頼できず、今回のデータのみを用いるこ
とを意味している。
なわち、前回にオフセット補正してから長時間を経てい
る時には、 Ｋ（Ｔ）＝１ となり、 ωｎ＝＜Vn＞ となる。このことは、前回にオフセット補正してから長
時間を経ているので、前回のオフセット値ωｎ−１はド
リフトのため信頼できず、今回のデータのみを用いるこ
とを意味している。
では、Ｋ（Ｔ）＝１とするのは、いずれの時点からに
するかを決定するのに、上記T1を基準とする。このT1
は、オフセットのドリフト変化量が出力データのノイズ
レベルσに等しくなる時間である。ドリフト変化量がノ
イズレベルσを超えるまで変化してしまった場合は、前
回のデータとの平均をとるとかえって精度が落ちてしま
うと考えられるからである。なぜなら、既に述べたよう
に、本発明は、停車中にノイズ成分のために変動してい
る旋回角速度データがオフセット値を求める場合に、デ
ータを長時間にわたって平均するほど有効であることに
着目してなされたものだからである。したがって、ドリ
フト変化量が出力データのノイズレベルσを超えないこ
とを前提にして、前回のオフセット値ωｎ−１を加味し
て、加重平均をとるのである。
するかを決定するのに、上記T1を基準とする。このT1
は、オフセットのドリフト変化量が出力データのノイズ
レベルσに等しくなる時間である。ドリフト変化量がノ
イズレベルσを超えるまで変化してしまった場合は、前
回のデータとの平均をとるとかえって精度が落ちてしま
うと考えられるからである。なぜなら、既に述べたよう
に、本発明は、停車中にノイズ成分のために変動してい
る旋回角速度データがオフセット値を求める場合に、デ
ータを長時間にわたって平均するほど有効であることに
着目してなされたものだからである。したがって、ドリ
フト変化量が出力データのノイズレベルσを超えないこ
とを前提にして、前回のオフセット値ωｎ−１を加味し
て、加重平均をとるのである。
T1を上記のようにして決定した結果、第３図（ｂ）に
示すように、ドリフトが大きくなればT1は小さくなり、
リセット時間が僅かでも前回のオフセット値を採用しな
い処理が行われる。ドリフトが小さくなればT1は大きく
なり、リセット時間が長くとも前回のオフセット値の重
みを考えた処理が行われる。
示すように、ドリフトが大きくなればT1は小さくなり、
リセット時間が僅かでも前回のオフセット値を採用しな
い処理が行われる。ドリフトが小さくなればT1は大きく
なり、リセット時間が長くとも前回のオフセット値の重
みを考えた処理が行われる。
ノイズレベルσとして、予め一定値を予定してもよ
く、旋回角速度データの実測値からその都度求めてもよ
い。
く、旋回角速度データの実測値からその都度求めてもよ
い。
ノイズレベルσを実測する場合には、例えば次のよう
にして行う。すなわち、車両が停車中かどうか判定し、
停車中であれば、過去ｍ個のサンプリングデータVi（ｉ
＝１〜ｍ）を使用して分散値、 ｉ＝ｍ を求めればよい。データ数ｍをいくらにとるかは、は予
め実験的に決定すればよい。
にして行う。すなわち、車両が停車中かどうか判定し、
停車中であれば、過去ｍ個のサンプリングデータVi（ｉ
＝１〜ｍ）を使用して分散値、 ｉ＝ｍ を求めればよい。データ数ｍをいくらにとるかは、は予
め実験的に決定すればよい。
なお、上記実施例では、Ｋ（Ｔ）は、Ｔ＝０で一定値
1/2をとる関数であったが、Ｋ（０）＝1/2に限られるも
のでなく、一般に０≦Ａ＜１を満たす定数Ａをとるもの
であってもよい。定数Ａは実験的に定めてもよく、Ａが
小さいほど、前回のオフセット値ωｎ−１の重みが大き
くなる。
1/2をとる関数であったが、Ｋ（０）＝1/2に限られるも
のでなく、一般に０≦Ａ＜１を満たす定数Ａをとるもの
であってもよい。定数Ａは実験的に定めてもよく、Ａが
小さいほど、前回のオフセット値ωｎ−１の重みが大き
くなる。
また、Ｋ（Ｔ）の関数形は、上記に限られるものでは
なく、例えば、Ｔ＝０で一定値Ａ（０≦Ａ＜１）をと
り、０＜Ｔでは、単調に増加し１に漸近する関数であっ
てもよい。例えば、 のような形をとってもよい。βの値は、上記T1で値Ｋが
ほとんど１に近い値をとるように決定すればよい。
なく、例えば、Ｔ＝０で一定値Ａ（０≦Ａ＜１）をと
り、０＜Ｔでは、単調に増加し１に漸近する関数であっ
てもよい。例えば、 のような形をとってもよい。βの値は、上記T1で値Ｋが
ほとんど１に近い値をとるように決定すればよい。
以上のようにして、オフセットレベルを求めるのに、
過去のドリフトを考慮した重みを付けて前回のオフセッ
ト値と今回のデータとの加重平均値を求めることによ
り、ノイズの影響を低減することができる。
過去のドリフトを考慮した重みを付けて前回のオフセッ
ト値と今回のデータとの加重平均値を求めることによ
り、ノイズの影響を低減することができる。
また、オフセットがノイズレベルを超えてドリフトし
た場合、今回のデータのみからオフセットレベルを求め
ることにより、ドリフトの影響を完全に排除することが
できる。
た場合、今回のデータのみからオフセットレベルを求め
ることにより、ドリフトの影響を完全に排除することが
できる。
このようにして、旋回角速度センサのオフセット特性
を補正し、正確な移動体の方位を推定することができ
る。
を補正し、正確な移動体の方位を推定することができ
る。
この方位と車速センサ41の距離データとから車両の推
定位置を算出することができる。
定位置を算出することができる。
勿論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位置を補正し、車両
の現在位置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）。
タとの相関度を評価して車両の推定位置を補正し、車両
の現在位置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）。
以上、実施例に基づいて本発明のオフセット補正装置
を説明してきたが、本発明は上記実施例に限るものでは
ない。例えば、車両の代わりに航空機、船舶等の移動体
の角速度センサにも適用することができ、その他、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。
を説明してきたが、本発明は上記実施例に限るものでは
ない。例えば、車両の代わりに航空機、船舶等の移動体
の角速度センサにも適用することができ、その他、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。
＜発明の効果＞ 以上のように、本発明のオフセット補正装置によれ
ば、旋回角速度センサのオフセット値ωを、移動体停止
時のセンサの実測出力値Ｖと、過去のオフセット値ω′
とに、過去のオフセット値ω′の取得時点からセンサの
出力値Ｖの実測時点までの期間Ｔに応じた重みを付けて
算出することにしたので、過去に求めたオフセット値と
現在の実測データとの信頼性を正当に評価したオフセッ
ト補正を行うことができる。
ば、旋回角速度センサのオフセット値ωを、移動体停止
時のセンサの実測出力値Ｖと、過去のオフセット値ω′
とに、過去のオフセット値ω′の取得時点からセンサの
出力値Ｖの実測時点までの期間Ｔに応じた重みを付けて
算出することにしたので、過去に求めたオフセット値と
現在の実測データとの信頼性を正当に評価したオフセッ
ト補正を行うことができる。
したがって、旋回角速度センサの実際のオフセット特
性を反映した移動体の正確な方位を推定することがで
き、上記方位に基づいて移動体の移動中の位置を正確に
求めることができる。
性を反映した移動体の正確な方位を推定することがで
き、上記方位に基づいて移動体の移動中の位置を正確に
求めることができる。
第１図は旋回角速度センサの実測データおよびオフセッ
ト値を示すグラフ、 第２図は本発明のオフセット補正装置を含む車両位置検
出装置のブロック図、 第３図は重み付け係数Ｋ（Ｔ）のグラフ、 第４図はオフセットを算出する時間と精度との一般的な
関係を示すグラフである。 １……ロケータ、３……バッファメモリ、 43……ジャイロ
ト値を示すグラフ、 第２図は本発明のオフセット補正装置を含む車両位置検
出装置のブロック図、 第３図は重み付け係数Ｋ（Ｔ）のグラフ、 第４図はオフセットを算出する時間と精度との一般的な
関係を示すグラフである。 １……ロケータ、３……バッファメモリ、 43……ジャイロ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−258109（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144309（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−90812（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38916（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−194314（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−162616（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−193313（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】旋回角速度センサの出力から求められる方
位データを取り込み、それらの値と過去の推定方位とか
ら移動体の現在の推定方位を求める方位検出装置に用い
られるオフセット補正装置であって、 旋回角速度センサのオフセット値ωを、移動体停止時の
センサの実測した出力値Ｖと、過去のオフセット値ω′
とに基づき、式 ω＝（１−Ｋ（Ｔ））ω′＋Ｋ（Ｔ）Ｖ （ここに、Ｋ（Ｔ）は、過去のオフセット値ω′の取得
時点からセンサの出力値Ｖの実測時点までの期間Ｔのみ
の関数であって、期間Ｔに応じて、０≦Ｋ（Ｔ）≦１の
範囲で変化する重み付け係数である。）に従って求める
オフセット値算出手段と、 上記オフセット値算出手段によって求めたオフセット値
ωを用いて、旋回角速度センサ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オフセ
ット補正装置。 - 【請求項２】Ｋ（Ｔ）が、Ｔ＝０で一定値Ａ（０≦Ａ＜
１）をとり、０＜Ｔ＜T1ではＡから１まで単調に増加
し、T1＜Ｔでは一定値１をとる関数であり、T1は、旋回
角速度センサ出力のノイズレベルと、旋回角速度センサ
のオフセットのドリフト傾向に応じて求められる定数で
ある請求項１記載のオフセット補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333596A JP2734150B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | オフセット補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333596A JP2734150B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | オフセット補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191812A JPH03191812A (ja) | 1991-08-21 |
| JP2734150B2 true JP2734150B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=18267810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333596A Expired - Fee Related JP2734150B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | オフセット補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734150B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5906653A (en) * | 1995-12-01 | 1999-05-25 | Fujitsu Ten Limited | Navigation system and gyroscopic device |
| JP2002333321A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Pioneer Electronic Corp | 角速度検出方法及び装置、角度検出方法及び装置、ナビゲーションシステム及びコンピュータプログラム |
| JP2008032591A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Alpine Electronics Inc | 角速度算出装置およびそのオフセット決定方法並びに車両停車検出装置 |
| JP4780168B2 (ja) * | 2008-09-29 | 2011-09-28 | 日本ビクター株式会社 | 角速度センサ補正装置および角速度センサ補正方法 |
| JP4780174B2 (ja) * | 2008-10-24 | 2011-09-28 | 日本ビクター株式会社 | 角速度センサ補正装置、角速度算出装置、角速度センサ補正方法、角速度算出方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258109A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ジヤイロ誤差補償装置 |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP1333596A patent/JP2734150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03191812A (ja) | 1991-08-21 |
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|---|---|---|---|
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