JP2809474B2 - 車両進行方向測定装置 - Google Patents
車両進行方向測定装置Info
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- JP2809474B2 JP2809474B2 JP2083327A JP8332790A JP2809474B2 JP 2809474 B2 JP2809474 B2 JP 2809474B2 JP 2083327 A JP2083327 A JP 2083327A JP 8332790 A JP8332790 A JP 8332790A JP 2809474 B2 JP2809474 B2 JP 2809474B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自車両の進行方向の測定値が好適に得られる
車両進行方向測定装置に関し、一層詳細には、自車両の
進行方向を測定する位置測定手段と、車速測定手段と、
回転角速度検出手段とから夫々得られる位置情報信号と
速度信号と回転角速度信号とにおいて、速度信号が大な
る値、すなわち、自車両の走行速度が高速の場合には位
置情報信号の依存度を大きくして進行方向を算出し、低
速の場合には位置情報信号の依存度を小さくして進行方
向を算出し、さらに位置情報信号が得られない場合は、
回転角速度信号から進行方向を算出することにより、比
較的容易に安定し且つ高精度の進行方向の測定値が得ら
れるようにした車両進行方向測定装置に関する。
車両進行方向測定装置に関し、一層詳細には、自車両の
進行方向を測定する位置測定手段と、車速測定手段と、
回転角速度検出手段とから夫々得られる位置情報信号と
速度信号と回転角速度信号とにおいて、速度信号が大な
る値、すなわち、自車両の走行速度が高速の場合には位
置情報信号の依存度を大きくして進行方向を算出し、低
速の場合には位置情報信号の依存度を小さくして進行方
向を算出し、さらに位置情報信号が得られない場合は、
回転角速度信号から進行方向を算出することにより、比
較的容易に安定し且つ高精度の進行方向の測定値が得ら
れるようにした車両進行方向測定装置に関する。
［従来の技術］ 近時、車両の走行の利便に供されるナビゲーションシ
ステムが広範囲に利用されつつある。
ステムが広範囲に利用されつつある。
このようなナビゲーションシステムにあって、自車両
の走行位置を連続的に測定し、その進行方向を得る車両
進行方向測定装置として、磁気コンパス、振動ジャイ
ロ、光ファイバジャイロ等の回転角検出器、あるいはGP
S（Global Positioning System）受信機が知られてい
る。この車両進行方向測定装置が併設されるナビゲーシ
ョン装置は、予め記憶された道路地図情報から測定した
自車両位置に対応する地図を読み出し、この地図上に前
記の進行方向を重畳して画像表示が行われる。このよう
に地図上に自車両の進行方向が重畳した表示画像によ
り、運転者が走行する道路を容易に判断し、あるいは他
の走行道路の選択を迅速に行うことができる。
の走行位置を連続的に測定し、その進行方向を得る車両
進行方向測定装置として、磁気コンパス、振動ジャイ
ロ、光ファイバジャイロ等の回転角検出器、あるいはGP
S（Global Positioning System）受信機が知られてい
る。この車両進行方向測定装置が併設されるナビゲーシ
ョン装置は、予め記憶された道路地図情報から測定した
自車両位置に対応する地図を読み出し、この地図上に前
記の進行方向を重畳して画像表示が行われる。このよう
に地図上に自車両の進行方向が重畳した表示画像によ
り、運転者が走行する道路を容易に判断し、あるいは他
の走行道路の選択を迅速に行うことができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記の従来技術に係る車両進行方向測
定装置である磁気コンパスは道路の鉄製構造物、さらに
車両の磁化状態により測定する進行方向の測定値に多大
な誤差を生起する。また振動ジャイロ、光ファイバジャ
イロ等の回転角速度検出器は測定を開始する際に初期位
置のデータを入力する必要があり、さらに周知のオフセ
ット、あるいはドリフトにより進行方向の測定値に誤差
を生起し、このため単体での使用に困難である。さらに
GPS受信機は周知の低速度走行時に進行方向の測定精度
が低下する性質がある。さらにまた、都会地の道路の走
行では多数存在する建築物によりGPS電波が遮断され易
く、このため受信安定度が変動して進行方向の測定精度
に誤差を生じ易いものであり、前記の回転角速度検出器
と同様にGPS受信機においても単独で真の進行方向を得
ることに困難を伴う欠点がある。
定装置である磁気コンパスは道路の鉄製構造物、さらに
車両の磁化状態により測定する進行方向の測定値に多大
な誤差を生起する。また振動ジャイロ、光ファイバジャ
イロ等の回転角速度検出器は測定を開始する際に初期位
置のデータを入力する必要があり、さらに周知のオフセ
ット、あるいはドリフトにより進行方向の測定値に誤差
を生起し、このため単体での使用に困難である。さらに
GPS受信機は周知の低速度走行時に進行方向の測定精度
が低下する性質がある。さらにまた、都会地の道路の走
行では多数存在する建築物によりGPS電波が遮断され易
く、このため受信安定度が変動して進行方向の測定精度
に誤差を生じ易いものであり、前記の回転角速度検出器
と同様にGPS受信機においても単独で真の進行方向を得
ることに困難を伴う欠点がある。
本発明は係る点に鑑みてなされ、走行道路の周囲の建
築物や磁性体からの影響が阻止され、さらに低走行速
度、且つ初期値の設定を不要として、容易に安定し且つ
高精度の進行方向の測定値が得られる車両進行方向測定
装置を提供することを目的とする。
築物や磁性体からの影響が阻止され、さらに低走行速
度、且つ初期値の設定を不要として、容易に安定し且つ
高精度の進行方向の測定値が得られる車両進行方向測定
装置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］ 前記の課題を解決するために、本発明の車両進行方向
測定装置は、 自車両の進行方向を示す位置情報信号を出力する位置
測定手段と、 自車量の速度を測定して、速度信号を出力する車速測
定手段と、 自車量の水平面内の回転角速度を測定して、回転角速
度信号を出力する回転角速度検出手段と、 前記進行方向を示す位置情報信号と前記速度信号と前
記回転角速度信号が供給されるように接続されて、真の
進行方向信号を出力する方向演算手段とを備え、 該方向演算手段は、前記進行方向を示す位置情報信号
が得られたときには、前記速度信号の値に比例させて、
前記進行方向を示す位置情報信号の依存度を大きくする
とともに、前記回転角速度信号の依存度を小さくするよ
うに演算して真の進行方向信号を出力し、前記進行方向
を示す位置情報信号が得られないときには、前記回転角
速度信号から演算して真の進行方向信号を出力すること
を特徴とする。
測定装置は、 自車両の進行方向を示す位置情報信号を出力する位置
測定手段と、 自車量の速度を測定して、速度信号を出力する車速測
定手段と、 自車量の水平面内の回転角速度を測定して、回転角速
度信号を出力する回転角速度検出手段と、 前記進行方向を示す位置情報信号と前記速度信号と前
記回転角速度信号が供給されるように接続されて、真の
進行方向信号を出力する方向演算手段とを備え、 該方向演算手段は、前記進行方向を示す位置情報信号
が得られたときには、前記速度信号の値に比例させて、
前記進行方向を示す位置情報信号の依存度を大きくする
とともに、前記回転角速度信号の依存度を小さくするよ
うに演算して真の進行方向信号を出力し、前記進行方向
を示す位置情報信号が得られないときには、前記回転角
速度信号から演算して真の進行方向信号を出力すること
を特徴とする。
［作用］ 前記のように構成される本発明の車両進行方向測定装
置においては、速度信号が大なる値、すなわち、自車両
の走行速度が高速の場合には位置情報信号の依存度を大
きくして進行方向が算出され、低速の場合には位置情報
信号の依存度を小さくして進行方向が算出される。さら
に位置情報信号が得られない場合は回転角速度信号から
進行方向が算出されることにより、走行中の進行方向の
値が、車速変化や建物等による電波の遮蔽や、磁性構造
物の影響を排除し、より真の進行方向を示す値に収束す
る。
置においては、速度信号が大なる値、すなわち、自車両
の走行速度が高速の場合には位置情報信号の依存度を大
きくして進行方向が算出され、低速の場合には位置情報
信号の依存度を小さくして進行方向が算出される。さら
に位置情報信号が得られない場合は回転角速度信号から
進行方向が算出されることにより、走行中の進行方向の
値が、車速変化や建物等による電波の遮蔽や、磁性構造
物の影響を排除し、より真の進行方向を示す値に収束す
る。
［実施例］ 次に、本発明に係る車両進行方向測定装置実施例を、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図は実施例の構成を示すブロック図、第２図およ
び第３図は第１図に示される実施例の説明に供される図
である。
び第３図は第１図に示される実施例の説明に供される図
である。
先ず、第１図を参照して構成を説明する。
この例は、車両に搭載されて、GPS電波Wa、Wb、Wcを
受信する空中線10と、この空中線10が接続され、進行方
向信号θＧと走行速度信号Ｖを出力する周知のGPS受信
機12（位置測定手段、車速測定手段に対応）とを有して
いる。さらに、回転角速度信号△ωを出力する振動ジャ
イロ、光ファイバジャイロ等の回転角速度検出器14（回
転角速度検出手段に対応）と、前記の進行方向信号θＧ
と走行速度信号Ｖと回転角速度信号△ωとが夫々に入力
されて真の進行方向信号θＮを出力する、A/D、I/O、CP
U、RAM、ROM等を備えるマイクロプロセッサ（MPU）等の
方向演算器16（方向演算手段に対応）とで構成されてい
る。
受信する空中線10と、この空中線10が接続され、進行方
向信号θＧと走行速度信号Ｖを出力する周知のGPS受信
機12（位置測定手段、車速測定手段に対応）とを有して
いる。さらに、回転角速度信号△ωを出力する振動ジャ
イロ、光ファイバジャイロ等の回転角速度検出器14（回
転角速度検出手段に対応）と、前記の進行方向信号θＧ
と走行速度信号Ｖと回転角速度信号△ωとが夫々に入力
されて真の進行方向信号θＮを出力する、A/D、I/O、CP
U、RAM、ROM等を備えるマイクロプロセッサ（MPU）等の
方向演算器16（方向演算手段に対応）とで構成されてい
る。
次に、前記のように構成される実施例の動作を説明す
る。
る。
先ず、中空線10で受信された少なくとも三つのGPS電
波Wa、Wb、Wcに係る受信信号がGPS受信機12に入力され
る。ここでは周知の増幅、復調、演算の信号処理が施さ
れて自車両の進行方向を示す進行方向信号θＧと、走行
速度を示す走行速度信号Ｖが夫々導出される。さらに、
回転角速度検出器14から走行時の自車両の水平面内の回
転角速度を示す回転角速度信号△ωが出力される。そし
て、前記の進行方向信号θＧと走行速度信号Ｖと回転角
速度号△ωとが夫々方向演算器16に入力される。
波Wa、Wb、Wcに係る受信信号がGPS受信機12に入力され
る。ここでは周知の増幅、復調、演算の信号処理が施さ
れて自車両の進行方向を示す進行方向信号θＧと、走行
速度を示す走行速度信号Ｖが夫々導出される。さらに、
回転角速度検出器14から走行時の自車両の水平面内の回
転角速度を示す回転角速度信号△ωが出力される。そし
て、前記の進行方向信号θＧと走行速度信号Ｖと回転角
速度号△ωとが夫々方向演算器16に入力される。
この場合、GPS電波Wa、Wb、Wcが建築物等により断続
的に空中線10で受信されると、進行方向信号θＧと走行
速度信号Ｖは断続的にGPS受信機12から導出されること
になる。さらに第２図に示されるように、車両の走行速
度の低下とともに進行方向信号θＧの測定値にばらつき
を生じ、その進行方向測定誤差が増大して測定精度が低
下する。
的に空中線10で受信されると、進行方向信号θＧと走行
速度信号Ｖは断続的にGPS受信機12から導出されること
になる。さらに第２図に示されるように、車両の走行速
度の低下とともに進行方向信号θＧの測定値にばらつき
を生じ、その進行方向測定誤差が増大して測定精度が低
下する。
また回転角速度検出器14から出力される回転角速度信
号△ωは、第３図の実線Ｐで示されるように、車両の回
転角速度に比例する理想的な特性に対して、実際の車両
の回転角速度は、点線Ｑで示されるように、オフセット
やドリフトを伴う。このような回転角速度信号△ωにも
とづいて真の進行方向信号θＮを方向演算器16で得る場
合、時間の経過とともに測定誤差が累積されることにな
る。また回転角速度検出器14を単独で用いた場合には進
行方向の絶対値は得られず、従って、測定開始に、その
時点の初期値の入力が必要である。なお、このようなGP
Sにおける測定精度の低下ならびに回転角速度検出器14
で発生するオフセットやドリフトは周知であり詳細な説
明は省略する。
号△ωは、第３図の実線Ｐで示されるように、車両の回
転角速度に比例する理想的な特性に対して、実際の車両
の回転角速度は、点線Ｑで示されるように、オフセット
やドリフトを伴う。このような回転角速度信号△ωにも
とづいて真の進行方向信号θＮを方向演算器16で得る場
合、時間の経過とともに測定誤差が累積されることにな
る。また回転角速度検出器14を単独で用いた場合には進
行方向の絶対値は得られず、従って、測定開始に、その
時点の初期値の入力が必要である。なお、このようなGP
Sにおける測定精度の低下ならびに回転角速度検出器14
で発生するオフセットやドリフトは周知であり詳細な説
明は省略する。
そこで、GPS受信機12から入力される走行速度信号
Ｖ、進行方向信号θＧと方向演算器16では回転角速度検
出器14から入力される回転角速度信号△ωとから以下の
制御ならびに制御を行い進行方向測定誤差ならびにドリ
フトオフセットを除去した真の進行方向信号θＮを導出
する。
Ｖ、進行方向信号θＧと方向演算器16では回転角速度検
出器14から入力される回転角速度信号△ωとから以下の
制御ならびに制御を行い進行方向測定誤差ならびにドリ
フトオフセットを除去した真の進行方向信号θＮを導出
する。
以下、この真の進行方向信号θＮを導出する演算につ
いて説明する。
いて説明する。
方向演算器16では、先ず進行方向信号θＧと、走行速
度信号Ｖと、回転角速度信号△ωとを夫々A/D変換した
デジタル信号により、下記の（１）式に示す演算を行
う。
度信号Ｖと、回転角速度信号△ωとを夫々A/D変換した
デジタル信号により、下記の（１）式に示す演算を行
う。
θN :今回の真の進行方向（信号）の値 θN-1:前回の真の進行方向（信号）の値 Ｋ :定数 VN :今回の走行速度（信号）の値 θGN :GPS受信機12が測定した今回の進行方向の値 tN :今回の時刻 tN-1 :前回の時刻 ω0 :地球自転の角速度 tNとtN-1との時間間隔は設計段階で定めた充分に狭い
間隔、すなわち、通常の走行状態で真の進行方向θＮの
演算が容易に得られる時間間隔に定める。
間隔、すなわち、通常の走行状態で真の進行方向θＮの
演算が容易に得られる時間間隔に定める。
ここで今回の時刻tNにおいて今回の真の進行方向（信
号）θＮの値が得られない場合は、Ｋ＝０として下記の
（２）式に示す演算を行う。
号）θＮの値が得られない場合は、Ｋ＝０として下記の
（２）式に示す演算を行う。
このようにして真の進行方向θＮが求められる。この
場合、（１）式、（２）式から容易に理解されるよう
に、車両の走行速度信号Ｖが比較的高速の場合には方向
演算器16から出力される真の進行方向信号θＮはGPS受
信機12が測定した今回の進行方向の値θGNに大きく依存
する。また、GPS受信機12から今回の進行方向の値θGN
が得られるが、走行速度信号Ｖが比較的低速の場合には
今回の進行方向の値θGNの依存度を低くして方向演算器
16から真の進行方向信号θＮが出力される。さらにGPS
電波Wa、Wb、Wcが建築物等で遮断されてGPS受信機12か
ら進行方向信号θＧが得られない場合には方向演算器16
から出力される真の進行方向信号θＮは回転角速度検出
器14から出力される回転角速度信号△ωのみに依存して
得られることになる。
場合、（１）式、（２）式から容易に理解されるよう
に、車両の走行速度信号Ｖが比較的高速の場合には方向
演算器16から出力される真の進行方向信号θＮはGPS受
信機12が測定した今回の進行方向の値θGNに大きく依存
する。また、GPS受信機12から今回の進行方向の値θGN
が得られるが、走行速度信号Ｖが比較的低速の場合には
今回の進行方向の値θGNの依存度を低くして方向演算器
16から真の進行方向信号θＮが出力される。さらにGPS
電波Wa、Wb、Wcが建築物等で遮断されてGPS受信機12か
ら進行方向信号θＧが得られない場合には方向演算器16
から出力される真の進行方向信号θＮは回転角速度検出
器14から出力される回転角速度信号△ωのみに依存して
得られることになる。
このことから真の進行方向θＮの初期値が如何なる値
から出発しても真の進行方向θＮは自車両の走行ととも
に真の値に迅速に収束する。
から出発しても真の進行方向θＮは自車両の走行ととも
に真の値に迅速に収束する。
このようにして、車両の走行速度の低下する際に、GP
S受信機12から出力される進行方向信号θＧの測定値の
ばらつきによる測定精度の低下や、回転角速度検出器14
が持つ一般的性質であるオフセットやドリフトの影響が
顕著に改善されることになる。
S受信機12から出力される進行方向信号θＧの測定値の
ばらつきによる測定精度の低下や、回転角速度検出器14
が持つ一般的性質であるオフセットやドリフトの影響が
顕著に改善されることになる。
なお、前記の実施例において、進行方向信号θＧと走
行速度信号Ｖの測定にGPS受信機12を用いたがこれに限
定されない。例えば、所定の道路上に測定用電波を送信
する都市交通システムを用いて、進行方向信号θＧと走
行速度信号Ｖを得ること、また、車輪速度検出器を用い
て走行速度Ｖを得ることも本発明に含まれる。
行速度信号Ｖの測定にGPS受信機12を用いたがこれに限
定されない。例えば、所定の道路上に測定用電波を送信
する都市交通システムを用いて、進行方向信号θＧと走
行速度信号Ｖを得ること、また、車輪速度検出器を用い
て走行速度Ｖを得ることも本発明に含まれる。
［発明の効果］ 以上のように、本発明の車両進行方向測定装置によれ
ば、速度信号が大なる値、すなわち、自車両の走行速度
が高速の場合には位置情報信号の依存度を大きくして進
行方向が算出され、低速の場合には位置情報信号の依存
度を小さくして進行方向が算出される。さらに位置情報
信号が得られない場合は回転角速度信号から進行方向が
算出されることにより、走行中の進行方向の値が、より
真の進行方向を示す値に収束することを特徴としてい
る。
ば、速度信号が大なる値、すなわち、自車両の走行速度
が高速の場合には位置情報信号の依存度を大きくして進
行方向が算出され、低速の場合には位置情報信号の依存
度を小さくして進行方向が算出される。さらに位置情報
信号が得られない場合は回転角速度信号から進行方向が
算出されることにより、走行中の進行方向の値が、より
真の進行方向を示す値に収束することを特徴としてい
る。
これにより、走行道路の周囲の建築物や磁性体の影響
が阻止され、さらに低走行速度、且つ、初期値の設定を
不要として、容易に安定し、しかも高精度に進行方向の
測定値が得られる効果を奏する。
が阻止され、さらに低走行速度、且つ、初期値の設定を
不要として、容易に安定し、しかも高精度に進行方向の
測定値が得られる効果を奏する。
第１図は本発明に係る車両進行方向測定装置の一実施例
の構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示される実施例の説明に供される図、 第３図は第１図に示される実施例の説明に供される図で
ある。 10……空中線 12……GPS受信機 14……回転角速度検出器 16……方向演算器 θＧ……進行方向信号 θＮ……真の進行方向信号 Ｖ……走行速度信号 Wa、Wb、Wc……GPS電波 △ω……回転角速度信号
の構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示される実施例の説明に供される図、 第３図は第１図に示される実施例の説明に供される図で
ある。 10……空中線 12……GPS受信機 14……回転角速度検出器 16……方向演算器 θＧ……進行方向信号 θＮ……真の進行方向信号 Ｖ……走行速度信号 Wa、Wb、Wc……GPS電波 △ω……回転角速度信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 21/00 G01S 5/14
Claims (2)
- 【請求項１】自車両の進行方向を示す位置情報信号を出
力する位置測定手段と、 自車量の速度を測定して、速度信号を出力する車速測定
手段と、 自車量の水平面内の回転角速度を測定して、回転角速度
信号を出力する回転角速度検出手段と、 前記進行方向を示す位置情報信号と前記速度信号と前記
回転角速度信号が供給されるように接続されて、真の進
行方向信号を出力する方向演算手段とを備え、 該方向演算手段は、前記進行方向を示す位置情報信号が
得られたときには、前記速度信号の値に比例させて、前
記進行方向を示す位置情報信号の依存度を大きくすると
ともに、前記回転角速度信号の依存度を小さくするよう
に演算して真の進行方向信号を出力し、前記進行方向を
示す位置情報信号が得られないときには、前記回転角速
度信号から演算して真の進行方向信号を出力することを
特徴とする車両進行方向測定装置。 - 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記位置測
定手段は複数のGPS衛星からの電波を受信し、この受信
信号から自車両の進行方向の位置情報信号を出力するGP
S受信機を備えることを特徴とする車両進行方向測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083327A JP2809474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 車両進行方向測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083327A JP2809474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 車両進行方向測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03282324A JPH03282324A (ja) | 1991-12-12 |
| JP2809474B2 true JP2809474B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=13799335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2083327A Expired - Fee Related JP2809474B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 車両進行方向測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809474B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06288776A (ja) * | 1992-04-20 | 1994-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 方位検出装置 |
| DE112017001637T5 (de) | 2016-03-30 | 2018-12-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Fahrtrichtung-Schätzeinrichtung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2616911B2 (ja) * | 1986-10-24 | 1997-06-04 | 日本無線株式会社 | ハイブリツド式位置計測装置 |
| JPH07104171B2 (ja) * | 1990-02-01 | 1995-11-13 | パイオニア株式会社 | 車両用ナビゲーションシステム |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2083327A patent/JP2809474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03282324A (ja) | 1991-12-12 |
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