JP3019965B2

JP3019965B2 - 方位測定装置

Info

Publication number: JP3019965B2
Application number: JP24551293A
Authority: JP
Inventors: 和秀太田; 哲也島上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JPH07103766A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両などの移動体の進
行方位を得るために移動体に設けられる地磁気に基づき
進行方位を測定する装置に関するものであり、特に着磁
による誤差を自動的に補正可能な方位測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されるナビゲーションシステ
ムにおいては、車両の進行方位を得る必要があり、この
ための装置として磁気センサを利用した方位測定装置が
用いられている。この磁気センサは、互いに直交配置さ
れた一対の磁気検出素子から構成され、方位測定装置は
この検出された磁気ベクトルに基づき地磁気ベクトルを
算出し、車両の進行方位を判定する。

【０００３】前記磁気センサを構成する磁気検出素子は
指向性を有する構造となっており、外部の磁気ベクトル
が磁気検出素子の指向と一致すれば、その出力は最大と
なり、また直交する場合は０となる。したがって、二つ
のセンサを同時に使用して互いに直交する磁気を検出す
れば磁気の向きと大きさ、すなわち磁気ベクトルを決定
することができる。この磁気センサにより地磁気を検出
し、この向きに基づき車両の進行方位が決定できる。

【０００４】前記互いに直交する磁気検出素子の各々の
出力を座標軸とする座標平面において、車両の向きが変
わることによって、検出された磁気ベクトルの先端位置
が前記座標平面上を移動する。この移動の軌跡がいわゆ
る方位円である。理想的には地磁気ベクトルの先端はひ
とつの方位円上を移動する。

【０００５】しかし、外部磁界により外乱が生ずると磁
気センサの出力は方位円を外れて正確な方位を判定でき
なくなる。また、外部磁界が非常に大きい場合、車両の
ボディに外部磁界と逆向きの磁界が発生し、外部磁界が
なくなった後も磁界が残留する、いわゆる着磁が発生す
る。この着磁が発生するとこの残留磁界によって、地磁
気の正確な測定ができなくなる。このため、方位の測定
が不正確となり、ナビゲーションのシステムの信頼性を
低下させる。

【０００６】そこで、着磁を判定し、着磁後に補正を行
う必要がある。本出願人により先に出願された特願平３
−２４１４８１号には、方位円に沿って所定幅の円環状
のウインドウと、この円環状のウインドウの外側に設け
られたウインドウにより着磁の判定を行う装置が開示さ
れている。

【０００７】前記装置は円環状のウインドウから所定時
間連続して外れたことにより着磁があったことを判定
し、外側のウインドウから外れたことにより外乱があっ
たことを判定する。この判定に基づき搭乗者に着磁補正
の必要があることを報知する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来装置におい
ては、着磁補正を促す警告を行うことについては記載さ
れているが、その後どのように補正を実行するのかは示
されていない。現在方位を手動で入力するにしても、現
在の方位を知ることは必ずしも容易ではなく、また運転
操作中であれば手動入力操作そのものが煩わしいもので
ある。すなわち、搭乗者は警告を受けても適切な補正を
行うことが難しいという問題があった。

【０００９】また、自動的に補正を行う場合、外乱がな
くなった後の方位を、前記円環状ウインドウにから外れ
る直前に測定された方位に一致させる方法も考えられ
る。しかし、この場合円環状のウインドウが大きくて、
外れる直前に測定された方位がすでに外乱の影響を受け
ている場合があるという問題があった。

【００１０】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、外乱のために着磁が生じた場合に、
搭乗者を煩わせることなく、正確な着磁補正が行える方
位測定装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる方位測定装置は、互いに直交配置
された一対の磁気検出素子からなる磁気センサによって
磁気ベクトルを検出し、当該磁気ベクトルに基づき地磁
気方位を測定する方位測定装置であって、前記磁気検出
素子の各々の検出上限出力および検出下限出力にほぼ等
しい上限値および下限値を有する第１ウインドウと、前
記磁気ベクトル先端付近に設定され、磁気ベクトルの検
出値の変動幅が所定範囲内であることを判定するための
第２ウインドウと、前記第２ウインドウ内に存在する最
新の連続する所定個の磁気ベクトル検出値に基づき算出
された方位を記憶する記憶手段と、前記磁気ベクトルの
検出値が第１ウインドウの外側となったときに外乱あり
と判定する外乱判定手段と、外乱が判定されると、前記
記憶手段に記憶されている方位を外乱前の方位とする外
乱前方位設定手段と、前記磁気ベクトルが第１ウインド
ウ内に復帰し、その後第２ウインドウ内に存在する連続
する所定個の磁気ベクトル検出値および前記外乱前方位
とに基づき外乱後の着磁を補正する着磁補正手段とを有
する。

【００１２】

【作用】本発明は以上のような構成を有しており、外乱
の判定を第１ウインドウで行い、外乱の前後の測定方位
を第２ウインドウ内にある検出データに基づき算出し、
外乱後の方位は、外乱前の方位と等しいとして、新たな
方位円を設定することにより着磁補正を行う。第２ウイ
ンドウは検出された磁気ベクトルが所定時間一定である
かを判定するウインドウであり、したがって外乱の影響
を受けた検出値を除外することによって正確な着磁補正
を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図面に基づき
説明する。

【００１４】図１は、二つの磁気検出素子１０ａ，１０
ｂを直交して配置した磁気センサ１０が示されている。
磁気検出素子１０ａ，１０ｂはその磁気センサの向いた
方向の成分を検出を検出する。図１においては矢印１２
により示される磁気ベクトルＨに対し、素子１０ａはｘ
軸方向の成分Ｈｘを検出し、素子１０ｂはｙ軸方向の成
分Ｈｙを検出する。すなわち、磁気ベクトルがｘ軸とな
す角をθとすれば各素子１０ａ，１０ｂにより検出され
る磁気ベクトルの成分は、Ｈｘ＝Ｈ sinθ Ｈｙ＝Ｈ cosθ であり、逆に各方向の成分Ｈｘ，Ｈｙを検出すれば磁気
ベクトルの方向（θ）および大きさ（Ｈ）が決定でき
る。これが磁気センサの原理である。

【００１５】図２は、図１に示した磁気検出素子１０
ａ，１０ｂの出力Ｖｘ，Ｖｙによりリサージュ図形を描
かせたものである。地磁気ベクトルの場合にはその大き
さはほぼ一定しているので、方向θを０°から３６０°
まで変化させたとき、磁気検出素子の出力Ｖｘ，Ｖｙは
各々正弦波形１４，１６となる。ただし、位相は９０°
ずれている。したがって、図２に示すようにそのリサー
ジュ図形は円１８となる。この円がいわゆる方位円１８
であり、磁気センサ１０の検出値はこの方位円１８上に
存在することとなる。そして、方位円１８上のどこにあ
るかが分れば、方位θが分かる。すなわち方位円１８の
半径をＲとすれば、Ｖｘ＝Ｒ sinθ Ｖｙ＝Ｒ cosθ を満たすθを一意的に決定することができる。

【００１６】図３は本発明の原理の説明図である。前述
の磁気センサの各検出素子１０ａ，１０ｂの出力がそれ
ぞれＶｘ軸，Ｖｙ軸に表されている。但し、検出素子の
出力は前述のように０を中心として正負双方に出力され
るものであるが、Ａ／Ｄ変換を行うために出力に一定値
を加えて方位円が全て正の領域で描かれるようにしてい
る。図中Ｖｘの上限値がＶ_xm、Ｖｙの上限値がＶ_ymで示
され、双方の下限値は０である。

【００１７】前述のように、この磁気センサにより地磁
気を検出する場合は、センサの向きにより検出される地
磁気ベクトルの向きは変化するがその大きさは変化しな
い。また、方位円の中心は、磁気センサの向きを変えて
２回の測定を行うことによって定められる。または、現
在の地磁気センサが向いている方位がすでに分かってい
る場合には、この方位を入力しても方位円中心を決定す
ることができる。このようにして、中心Ｏ₁（Ｖ_xO1，
Ｖ_yO1）が決定され、方位円２０が描かれる。磁気検出
素子の検出方向（図１ではｙ軸方向）が車両の進行方向
に一致するように磁気センサを設置した場合、車両の向
きは地磁気ベクトルとＶｙ軸がなす角によって現され
る。図３の場合、地磁気ベクトルＰ₁（Ｖ_xP1，
Ｖ_yP1）とＶｙ軸がなす角θ₁が車両の進行方位であ
る。すなわち、（Ｖ_xP1−Ｖ_xO1）＝Ｂ sinθ₁ （Ｖ_yP1−Ｖ_yO1）＝Ｂ cosθ₁ ここで、Ｂ＝｛（Ｖ_xP1−Ｖ_xO1）²＋（Ｖ_yP1−Ｖ_yO1）²｝
^1/2 を満たすθ₁を求めることになる。

【００１８】通常の場合、検出される地磁気ベクトル
は、この方位円２０上から外れることはないが、地磁気
以外の外乱磁界を検出することによって、外れることが
ある。たとえば、車両が電車通過後の踏切を通過した場
合など、鉄道の架線を流れる電流によって磁界が形成さ
れ、これを磁気センサが検出してしまう場合などであ
る。このような場合は、前述のＶｘ，Ｖｙの上限値をは
るかに超える値となる。これが図中の曲線２２として現
されている。さらに問題なことは、このような大きな外
乱があった後、方位円が元の位置に戻らないことであ
る。これは、前述の外乱磁界を通過する際に、車両の車
体等にこの磁界を打ち消すように逆向きの磁界が発生
し、これが外乱磁界通過後も残留し、着磁が発生する。
すなわち、磁気センサは地磁気と前記残留磁界を合わせ
て検出し、残留磁界の分だけ方位円の位置がずれる。図
中、方位円２４が外乱通過後の方位円を示している。も
ちろん、地磁気ベクトルについては変化する要素はない
ので、方位円の大きさなどは変化することはない。つま
り、単に方位円の中心が点Ｏ₁から点Ｏ₂に移動しただ
けである。

【００１９】しかし、この着磁に対して補正が行われな
いと測定された方位が不正確となってしまう。図４にお
いて、方位円２０が着磁によって方位円２４に移動した
場合、本来着磁後においても等しい方位θ₁を示す場合
においても、地磁気ベクトルと着磁によるベクトルの合
成された磁気ベクトルＰ_Nに基づき方位を算出するの
で、求まる方位はθ₂となってしまう。

【００２０】そこで、本装置においては、外乱磁界が検
出されると、外乱による影響を受けていないデータに基
づき外乱以前の方位を決定し、外乱の影響がなくなった
時点での方位を外乱以前の方位であるとして、方位円の
位置の補正を行う。外乱磁界の検出は第１ウインドウ２
６により行われる。第１ウインドウ２６は、出力Ｖｘ，
Ｖｙの上限値と下限値に作る正方形のやや内側に設定さ
れた正方形の形状を有している。第１ウインドウ２６の
範囲は、具体的にはＶｘ，Ｖｙの下限値がＶ_x1，Ｖ_y1で
あり上限値がＶ_x2，Ｖ_y2である。そして、測定できる限
界を超えた磁界が検知された場合に外乱磁界を受けてい
ると判定される。外乱磁界を受けていると判定されると
外乱以前の地磁気ベクトルＰ₁（Ｖ_xP1，Ｖ_yP1）に基
づき方位θ₁が算出され、記憶される。そして外乱後の
検出値（Ｖ_xP2，Ｖ_yP2）と前記の方位θ₁によって、
方位円の中心Ｏ₂を決定する。これ以降は、方位円２４
に基づき方位の計測を行う。ここで、検出値が外乱の影
響を受けているのか否かを判定する必要がある。このた
めに本装置においては第２ウインドウ２８が設けられて
いる。すなわち、検出値が所定時間内第２ウインドウ２
８内に存在すれば、測定された方位は安定しており、外
乱の影響を受けていないと考える。以上が本装置におけ
る着磁補正の概要である。

【００２１】図５には本実施例の装置の全体構成が示さ
れている。本体１には前述の地磁気センサ１０の出力Ｖ
ｘ，Ｖｙが入力され、その信号はＡ／Ｄ変換器２により
Ａ／Ｄ変換された後、マイクロコンピュータ３に入力さ
れる。また、本体１には温度センサ４からの信号Ｔが入
力され、この温度信号もＡ／Ｄ変換されてマイクロコン
ピュータ３に入力されている。マイクロコンピュータ３
にはメモリ５が接続されており、方位円の中心座標や各
ウインドウの値が格納されている。また、マイクロコン
ピュータ３は、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の
進行方位を演算し、表示器ドライバ６を介して表示器７
に対して方位信号を出力している。本体１に設けられた
電源回路８はバッテリＥに接続されて、各回路への電源
の供給を行っている。図においてＳＷ１は車両のイグニ
ッションスイッチである。

【００２２】以下、図６以下に示すフローチャートによ
って、本装置の方位計測の制御についてさらに詳細な説
明を行う。本装置が起動されると、初期設定が必要かが
判断される（Ｓ１０１）。前回装置使用時の検出値が記
憶されている場合はこれを利用し、初期設定は行われな
い。初期設定が必要な場合は、車両、すなわち磁気セン
サを旋回させて、検出値Ｖｘ，Ｖｙの各々の最大値、最
小値を計測する（Ｓ１０２）。さらに、これらの検出値
より方位円が算出され、その中心Ｏ₁のＶｘ−Ｖｙ平面
上の座標が計算され、初期設定が終了する（Ｓ１０
３）。

【００２３】初期設定が必要ない場合、または初期設定
が終了すると温度Ｔが計測される。これは、温度依存性
のある地磁気センサの出力を補正するためである（Ｓ１
０４）。次に地磁気センサの出力Ｖｘ，Ｖｙが測定され
る（Ｓ１０５）。

【００２４】これらの出力を基に外乱磁界があるか、お
よび着磁が生じたかが判断され、着磁が生じた場合着磁
警告がなされ、また着磁補正が開始される（Ｓ１０
６）。このステップＳ１０６については、後でさらに詳
しく説明する。着磁などがなかった場合は、そのままの
出力に基づきマイクロコンピュータ３にて方位θの算出
が行われる（Ｓ１０７）。着磁が生じ補正が必要な場合
は、補正後に方位θの算出が行われる（Ｓ１０７）。そ
して、この方位θが表示器７に表示される（Ｓ１０
８）。以降、ステップＳ１０４からステップＳ１０８ま
での工程は所定の周期で順次繰り返される。

【００２５】図７には、外乱および着磁判定のフロー
と、自動着磁補正のフローが示されている。ステップＳ
１０５にて磁気センサの出力Ｖｘ，Ｖｙが測定される
と、方位円２０の中心Ｏ₁の座標（Ｖ_xO1，Ｖ_yO1）と
の距離Ｂが算出される（Ｓ２０１）。この距離Ｂが方位
円２０の半径Ｒと比較される。具体的には，方位円２０
に沿って、幅２Ｋ₁Ｒの円環状のウインドウ３０（第３
ウインドウ）内に検出された磁気ベクトル検出値（Ｖ
ｘ，Ｖｙ）が存在するかを判定する（Ｓ２０２）。ここ
でＫ₁は０以上１未満の所定の係数である。よって、第
３ウインドウは中心が点Ｏ₁で外半径（１＋Ｋ₁）Ｒ、
内半径（１−Ｋ₁）Ｒの円環形状を有する。そして、こ
の第３ウインドウは、設定されている方位円が何らかの
原因で現在の方位円と一致しなくなったことを検出する
のに適している。この第３ウインドウ３０内に検出値
（Ｖｘ，Ｖｙ）が存在しない場合は、さらに、第１ウイ
ンドウ２６内に検出値が存在するかが判断される（Ｓ２
０３）。第１ウインドウ内に存在すれば計数Ｃ₁が１０
０以上であるかが判断される（Ｓ２０４）。この計数Ｃ
₁は、検出値が第３ウインドウ３０外で第１ウインドウ
２６内である状態の継続時間を示すものである。もし、
計数Ｃ₁が１００以上であれば着磁警告がなされ、初期
設定をやり直すことを促す。計数Ｃ₁が１００未満また
はステップＳ２０５にて着磁警告がなされた後には、計
数Ｃ₁に１が加えられ更新される（Ｓ２０６）。さら
に、計数Ｃ₂に１が入力される（Ｓ２０７）。計数Ｃ₂
は検出値が第３ウインドウ３０に復帰してからの経過時
間を表す。

【００２６】そして、Ｃ₁＝Ｃ₂＝０の時の最新のＶ
ｘ，Ｖｙを出力データとみなす（Ｓ２０８）。これは、
第３ウインドウを外れる以前のデータが外乱などの影響
を受けない信頼性のあるデータであるという仮定に基づ
くものである。なお、この最新のＶｘ，Ｖｙは後述する
ステップＳ２１４にて記憶されたものである。

【００２７】ステップＳ２０２において、検出値が第３
ウインドウ内にあると判定されると、さらに係数Ｃ₂が
０か、または４を超えるかが判定される（Ｓ２１０）。
この条件を満たす場合は、Ｃ₁＝Ｃ₂＝０と入力される
（Ｓ２１２，Ｓ２１３）。したがって、Ｃ₁＝Ｃ₂＝０
である場合は、磁気センサの出力に異常値がないことを
示していることが分かる。この場合の検出値Ｖｘ，Ｖｙ
を記憶する（Ｓ２１４）。これは前述のステップＳ２０
８にて用いられる最新のＶｘ，Ｖｙのデータとなる。

【００２８】ステップＳ２１０において、Ｃ₂＝１，
２，３と判定された場合は、今までのＣ₂に１を加えて
（Ｓ２１１）、前述のステップＳ２０８に移行する。以
上のように、ステップＳ２１０によってＣ₂＝１，２，
３と判定された場合は、一旦第３ウインドウの外に出た
検出値が、また第３ウインドウに復帰した場合で、かつ
復帰してからまだ所定の時間が経過していない場合であ
る。このような場合は、検出値が安定するまで、信頼性
のある最新のデータ、すなわちステップＳ２１４で記憶
された検出値Ｖｘ，Ｖｙを用いて現在の進行方位を計算
する。

【００２９】ステップＳ２０８，Ｓ２１４からはステッ
プＳ２０９に移行する。ここでは、外乱などの影響を受
けていない安定したデータを格納する。これは連続して
Ｎ個、同値とみなせる値が検出されたことによって、こ
れらの検出値を安定したデータとしている。図８によ
り、この安定したデータの収集に関し詳細に説明する。

【００３０】図８は、ステップＳ２０９をさらに詳しく
示したフローチャートである。まず、Ｖ_xP＝０かつＶ_yP
＝０が判定される（Ｓ３０１）。Ｖ_xPとＶ_yPは安定判定
の基準値であり、これらが０であるということは、安定
判定の対象となるべきデータがまだ検出されていないこ
とを示している。逆に、基準値Ｖ_xP，Ｖ_yPのいずれかが
０以外であるということは、すでに基準値が定められデ
ータの格納が行われていることを示す。Ｖ_xPとＶ_yPが０
でない場合、今回の制御周期で検出されたＶｘ，Ｖｙが
各々Ｖ_xP，Ｖ_yPを中心として２Ｋ₂Ｒの幅に入っている
かが判定される（Ｓ３０２）。この判定に用いられてい
るウインドウが第２ウインドウである（図３では符号２
８で示される）。Ｋ₂は０を超えて１未満の係数であ
り、従って第２ウインドウは基準値の座標（Ｖ_xP，
Ｖ_yP）を対角線の交点とする矩形形状を有することが分
かる。そして、第２ウインドウ内に検出値が存在すれ
ば、この検出値がＶｘ(n) ，Ｖｙ(n) として、順次格納
される（Ｓ３０３）。ここでｎは基準値Ｖ_xP，Ｖ_yPが定
められてから検出された順番を示す。そして、最大Ｎ個
までデータが取り込まれると、その後は最も古いデータ
を消去して、最新のデータを取り込む。

【００３１】ステップＳ３０２で、検出値が第２ウイン
ドウ外であると判定された場合は、Ｖ_xP＝０，Ｖ_yP＝０
が入力される（Ｓ３０４）。

【００３２】また、ステップＳ３０１でＶ_xP＝０かつＶ
_yP＝０が判定されると、Ｖｘ(n) ，Ｖｙ(n) がすでに記
憶されている場合、これらを消去する（Ｓ３０５）。さ
らに、今回検出された値を基準値Ｖ_xP，Ｖ_yPとして採用
する（Ｓ３０６）。そして、ステップＳ３０３へ移行す
る。以上のように、第２ウインドウによって判定され
た、安定したデータが記憶され、これらのデータは後述
する自動一方位着磁補正に用いられる。

【００３３】図７に戻って、ステップＳ２０３にて検出
値が第１ウインドウ外と判定された場合、自動着磁補正
のルーチンに移行する（Ｓ２１５，Ｓ２１６）。本装置
の自動着磁補正機能は一つの方位の計測によって、着磁
後の方位円を決定するものである。

【００３４】以下、図９および図１０によって、自動一
方位着磁補正機能について説明をする。図９は図７にお
けるステップＳ２１５，２１６をさらに詳細に示したフ
ローチャートである。また図１０は、横軸に時間をとり
縦軸に検出値Ｖｙをとった図である。図１０中の符号
は、図３と同様のものを示す場合には、同一の符号を付
する。

【００３５】図１０は、Ｖ_yP1付近で安定していた検出
値が外乱により第１ウインドウを外れて、後に再び第１
ウインドウ内に復帰して、外乱前とは異なった検出値Ｖ
_yP2で安定した経過を示している。図８などに示したフ
ローにより、連続した同値とみなせる検出値がＮ個記憶
されている。これらのデータは、第２ウインドウ２８内
に存在する。そして、外乱により検出値に乱れが生じる
とＢ₁₀，Ｂ₁₁，Ｂ₁₂と第２ウインドウ２８を外れる値が
検出される。しかし、これらの検出値はまだ第１ウイン
ドウを外れてはいない。これが、第１ウインドウを外れ
ると、自動補正制御が開始される。ここで、第３ウイン
ドウ３０をデータの安定判定に使わないのは、このウイ
ンドウが円環形状をしているために、たとえば図３のＡ
で示した部分でわかるように、幅が非常に広くなる場合
があり安定判定としては不適当な場合があるからであ
る。図１０で説明すれば、第３ウインドウ３０の幅は第
２ウインドウの幅に比して広く、これをそのまま使え
ば、検出値Ｂ₁₀，Ｂ₁₁も安定したデータとして取り込ま
れ、外乱の影響を受けたデータを含んでしまう可能性が
ある。このため、外乱前の検出値を利用する本装置の補
正制御にとっては不適切であるので、外乱の影響を極力
排除するためにより小さな範囲の第２ウインドウ２８に
より、安定判定が行われる。

【００３６】自動着磁補正の制御については図９のフロ
ーチャートにより説明する。第１ウインドウ２６を外れ
た値が検出されると、計数Ｃ₃が１００以上であるかが
判定される（Ｓ４０１）。計数Ｃ₃は、自動着磁補正の
実行に要している時間をカウントしている。この所定時
間以上要しても補正が終了しないときには、図８のステ
ップＳ２０５に移行して、搭乗者に異常を報知する。ま
だ所定時間が経過していない場合には検出された値が第
１ウインドウ内に復帰したかが判定される（Ｓ４０
２）。第１回目は、当然第１ウインドウ外であり、再び
Ｖｘ，Ｖｙの測定が行われる（Ｓ４０３）。次に、計数
Ｃ₃に１が加えられる（Ｓ４０４）。そして、ステップ
Ｓ４０１に戻る。このステップＳ４０１からＳ４０４の
工程は、検出値が第１ウインドウ２６内に復帰するまで
繰り返される。この時、繰り返すたびに計数Ｃ₃が増加
し、長い間第１ウインドウ２６内に復帰しないと所定時
間が経過することになる。

【００３７】検出値が第１ウインドウ２６内に復帰する
とステップＳ２０９で記憶されたＶｘ(n) ，Ｖｙ(n) の
各々の平均値Ｖ_xP1，Ｖ_yP1が算出され、記憶される
（Ｓ４０５）。これが外乱前の磁気ベクトルの先端の座
標とする。この平均値Ｖ_xP1，Ｖ_yP1の算出は、これ以
前に行うことも可能であるが、実際この値を使用する段
になって、算出するほうが無駄な演算処理を行うことを
減少させることができる。

【００３８】次に、ここでも計数Ｃ₃が１００以上であ
るかが判定される（Ｓ４０６）。この判定は、外乱後の
検出するまでに時間が経過し、外乱判定がなされてから
所定時間が過ぎたことを判定するもので、ステップＳ４
０１と同様所定時間が経過するとステップＳ２０５へ移
行する。所定時間が経過していない場合にはＶｘ，Ｖｙ
の測定が行われる。そして、Ｍ個連続して同値とみなせ
る検出値Ｖｘ(m) ，Ｖｙ(m) を順次記憶する（ステップ
Ｓ４０８）。このステップは図７のステップＳ２０９と
同様に図８に示される流れで処理される。ただし、図８
の“ｎ”は“ｍ”に読み替え、またデータがＭ個になっ
た後、古いデータを捨て新しいデータで書き換えること
は行われない。そして、記憶されたデータの数がＭ個に
なったかが判定される（Ｓ４０９）。Ｍ個に達していな
い場合には、計数Ｃ₃に１が加えられ（Ｓ４１０）、ス
テップＳ４０６に戻る。また、データがＭ個に達してい
た場合には、記憶されたＶｘ(m) ，Ｖｙ(m) の各々の平
均値Ｖ_xP2，Ｖ_yP2が算出され、記憶される（Ｓ４１
１）。これらが外乱後の磁気ベクトルの先端の座標であ
る。

【００３９】ステップＳ４０５，Ｓ４１１にて求められ
た外乱前後もベクトルの先端座標に基づき外乱後の方位
円を設定する（Ｓ４１２）。具体的には以下のようにな
る。車両の進行方位は外乱磁界の生じている間変化しな
いとし、したがって外乱前後において、測定される方位
は変化しないとする。すなわち、図３において、Ｖｙ軸
とベクトルＰ₁，Ｐ₂のなす角は各々θ₁で等しいとい
うことである。さらに、地磁気を検出するのであるか
ら、方位円の半径は常に等しい。これら二つの前提か
ら、ベクトル先端が決定できれば、方位円の中心Ｏ₂の
座標（Ｖ_xO2，Ｖ_yO ₂）を次式より決定することができ
ることが分かる。

【００４０】Ｖ_xO2＝Ｖ_xP2−（Ｖ_xP1−Ｖ_xO1）Ｖ_yO2＝Ｖ_yP2−（Ｖ_yP1−Ｖ_yO1）このようにして求まった新しい方位円２４により以後方
位測定が行なわれる。そして最後に計数Ｃ₃を０とする
（Ｓ４１３）。

【００４１】以上のように本装置においては、外乱磁界
によって着磁が生じて、磁気センサの出力を補正する必
要が生じたことを装置が判定し、さらに補正動作も自動
的に行う。

【００４２】

【発明の効果】以上、本発明においては外乱磁界を検知
することにより、着磁が生じることを判定し、着磁が生
じた場合に外乱磁界検出前後の検出値を基に補正を行
う。この時搭乗者は初期設定を再び行うことや、現在に
進行方位を入力するなどの操作を一切することがなく、
自動的に着磁補正が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気センサの原理の説明図である。

【図２】磁気センサの原理の説明図であり、特に方位円
を説明する図である。

【図３】方位測定装置の原理の説明図であり、また本発
明の原理の説明図である。

【図４】方位測定装置の着磁現象を説明するための図で
ある。

【図５】本発明にかかる方位測定装置の好適な実施例の
構成を示す図である。

【図６】本実施例の制御フローの概要を示すフローチャ
ートである。

【図７】本実施例の制御フローであり、特に着磁判定に
関する制御のフローチャートである。

【図８】本実施例の制御フローであり、特に外乱磁気検
出前の安定したデータを格納するための制御のフローチ
ャートである。

【図９】本実施例の制御フローであり、特に自動着磁補
正に関する制御のフローチャートである。

【図１０】本実施例の自動着磁補正機能を説明するため
の図である。

【符号の説明】

２０方位円（外乱前）２２外乱磁気検出時の磁気ベクトル先端の軌跡２４方位円（外乱後）２６第１ウインドウ２８第２ウインドウ３０第３ウインドウ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 17/38 G01C 17/28 G01C 17/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに直交配置された一対の磁気検出素子
からなる磁気センサによって磁気ベクトルを検出し、当
該磁気ベクトルに基づき地磁気方位を測定する方位測定
装置において、前記磁気検出素子の各々の検出上限出力および検出下限
出力にほぼ等しい上限値および下限値を有する第１ウイ
ンドウと、前記磁気ベクトル先端付近に設定され、磁気ベクトルの
検出値の変動幅が所定範囲内であることを判定するため
の第２ウインドウと、前記第２ウインドウ内に存在する最新の連続する所定個
の磁気ベクトル検出値に基づき算出された方位を記憶す
る記憶手段と、前記磁気ベクトルの検出値が第１ウインドウの外側とな
ったときに外乱ありと判定する外乱判定手段と、外乱が判定されると、前記記憶手段に記憶されている方
位を外乱前の方位とする外乱前方位設定手段と、前記磁気ベクトルが第１ウインドウ内に復帰し、その後
第２ウインドウ内に存在する連続する所定個の磁気ベク
トル検出値および前記外乱前方位とに基づき外乱後の着
磁を補正する着磁補正手段と、を有する方位測定装置。