JP3316889B2 - 車両用方位検出装置 - Google Patents
車両用方位検出装置Info
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- geomagnetic sensor
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両の進行方向（方
位）を地磁気に基づいて検出する車両用方位検出装置に
関する。
位）を地磁気に基づいて検出する車両用方位検出装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】橋、高架道路等は、鉄骨、鉄筋等の磁性
体を構造物とし、地磁気が乱れた状態にあるため、地磁
気に基づいて車両の進行方向（方位）を検出するタイプ
の車両用方位検出装置にあっては、車両が橋、高架道路
上等を走行するとき、地磁気センサが上記磁性体による
地磁気の乱れ（外乱）を取り込み、方位を正確に検出す
ることが困難になる。
体を構造物とし、地磁気が乱れた状態にあるため、地磁
気に基づいて車両の進行方向（方位）を検出するタイプ
の車両用方位検出装置にあっては、車両が橋、高架道路
上等を走行するとき、地磁気センサが上記磁性体による
地磁気の乱れ（外乱）を取り込み、方位を正確に検出す
ることが困難になる。
【０００３】そこで、上記タイプの車両用方位検出装置
においては、通常、地磁気センサの出力値に平均化処理
（なまし処理）を施し、平均化処理後のデータ（以下、
センサ出力平均値データという。）に基づいて方位演算
を行なうようにしている。
においては、通常、地磁気センサの出力値に平均化処理
（なまし処理）を施し、平均化処理後のデータ（以下、
センサ出力平均値データという。）に基づいて方位演算
を行なうようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の車
両用方位検出装置によると、平均化時間を長く設定する
程、外乱に基づく成分が緩和された好ましいセンサ出力
平均値データを得ることができるが、このセンサ出力平
均値データは、反面、車両が旋回したときの追従性を悪
化させるという問題があった。
両用方位検出装置によると、平均化時間を長く設定する
程、外乱に基づく成分が緩和された好ましいセンサ出力
平均値データを得ることができるが、このセンサ出力平
均値データは、反面、車両が旋回したときの追従性を悪
化させるという問題があった。
【０００５】この発明は、上記問題点に着目し、外乱成
分の緩和及び車両旋回時の追従性を同時に確保すること
ができるセンサ出力平均値データを得ることを課題とす
る。
分の緩和及び車両旋回時の追従性を同時に確保すること
ができるセンサ出力平均値データを得ることを課題とす
る。
【０００６】上記課題を解決するため、この発明に係る
車両用方位検出装置は、図１２に示すように、地磁気セ
ンサと、今回の地磁気センサ出力値と前回までの地磁気
センサ出力値とに基づいてセンサ出力平均値データを作
成する平均値データ作成手段と、前記センサ出力平均値
データに基づいて方位データを演算する方位演算手段と
を備えた車両用方位検出装置において、地磁気センサ出
力値に基づき分散値を用いて外乱量を検出する外乱量検
出手段と、検出外乱量に応じて、今回の地磁気センサ出
力値と前回までの地磁気センサ出力値との重みを設定す
る重み設定手段とをもうけ、前記平均値データ作成手段
は、前記設定された重みに従ってセンサ出力平均値デー
タを作成することを特徴とする。
車両用方位検出装置は、図１２に示すように、地磁気セ
ンサと、今回の地磁気センサ出力値と前回までの地磁気
センサ出力値とに基づいてセンサ出力平均値データを作
成する平均値データ作成手段と、前記センサ出力平均値
データに基づいて方位データを演算する方位演算手段と
を備えた車両用方位検出装置において、地磁気センサ出
力値に基づき分散値を用いて外乱量を検出する外乱量検
出手段と、検出外乱量に応じて、今回の地磁気センサ出
力値と前回までの地磁気センサ出力値との重みを設定す
る重み設定手段とをもうけ、前記平均値データ作成手段
は、前記設定された重みに従ってセンサ出力平均値デー
タを作成することを特徴とする。
【０００７】ここで、「今回の地磁気センサ出力値と前
回までの地磁気センサ出力値との重み」とは、後述する
実施例から明らかなように、今回の地磁気センサ出力
値、前回までの地磁気センサ出力値のそれぞれに対する
重み付け定数の比率をいうことは勿論のこと、今回の地
磁気センサ出力値の基礎とされるサンプル数と前回まで
の地磁気センサ出力値の基礎とされるサンプル数との比
率なども意味する。
回までの地磁気センサ出力値との重み」とは、後述する
実施例から明らかなように、今回の地磁気センサ出力
値、前回までの地磁気センサ出力値のそれぞれに対する
重み付け定数の比率をいうことは勿論のこと、今回の地
磁気センサ出力値の基礎とされるサンプル数と前回まで
の地磁気センサ出力値の基礎とされるサンプル数との比
率なども意味する。
【０００８】
【発明の作用・効果】前記平均値データ作成手段は、検
出外乱量が大きいときは前回までの地磁気センサ出力値
の重みを大きく、一方、検出外乱量が小さいときは今回
の地磁気センサ出力値の重みを大きく設定するようにし
てセンサ出力平均値データを作成する。
出外乱量が大きいときは前回までの地磁気センサ出力値
の重みを大きく、一方、検出外乱量が小さいときは今回
の地磁気センサ出力値の重みを大きく設定するようにし
てセンサ出力平均値データを作成する。
【０００９】従って、検出外乱量が大きいときのセンサ
出力平均値データは、主に、前回までの地磁気センサ出
力値、換言すると、外乱成分をほとんど含まない地磁気
センサ出力値に基づいて作成される。一方、検出外乱量
が小さいときのセンサ出力平均値データは、主に、今回
の地磁気センサ出力値、換言すると、外乱成分をほとん
ど含まない地磁気センサ出力値に基づいて作成される。
出力平均値データは、主に、前回までの地磁気センサ出
力値、換言すると、外乱成分をほとんど含まない地磁気
センサ出力値に基づいて作成される。一方、検出外乱量
が小さいときのセンサ出力平均値データは、主に、今回
の地磁気センサ出力値、換言すると、外乱成分をほとん
ど含まない地磁気センサ出力値に基づいて作成される。
【００１０】このため、この発明によると、外乱成分の
緩和及び車両旋回時の追従性を同時に確保することがで
きるセンサ出力平均値データを得ることができる。
緩和及び車両旋回時の追従性を同時に確保することがで
きるセンサ出力平均値データを得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１２】(1) 第１の実施例（図１〜図９） 本実施例に係る車両用方位検出装置は、図１に示すよう
に、地磁気センサ１と信号処理回路２とＡ／Ｄコンバー
タ３とマイクロコンピュータ４とから構成される。な
お、マイクロコンピュータ４には公知の方位表示装置５
が接続される。
に、地磁気センサ１と信号処理回路２とＡ／Ｄコンバー
タ３とマイクロコンピュータ４とから構成される。な
お、マイクロコンピュータ４には公知の方位表示装置５
が接続される。
【００１３】地磁気センサ１は、車両の天板部に配置さ
れる公知のフラックスゲート型磁気センサ（例えば特開
昭５８−２２９１１号公報、米国特許第４７７１５４７
号等を参照されたい。）により構成され、地磁気センサ
１のＸ出力，Ｙ出力は、それぞれ信号処理回路２を介し
てＡ／Ｄコンバータ３によりマイクロコンピュータ４の
演算処理に適したデジタル信号へ所定周期例えば０．９
８ミリ秒毎に変換される。
れる公知のフラックスゲート型磁気センサ（例えば特開
昭５８−２２９１１号公報、米国特許第４７７１５４７
号等を参照されたい。）により構成され、地磁気センサ
１のＸ出力，Ｙ出力は、それぞれ信号処理回路２を介し
てＡ／Ｄコンバータ３によりマイクロコンピュータ４の
演算処理に適したデジタル信号へ所定周期例えば０．９
８ミリ秒毎に変換される。
【００１４】マイクロコンピュータ４は、上記デジタル
信号を入力し、後述する演算処理を行なって方位データ
Ｄを求め、上記方位表示装置５へ出力する。なお、方位
表示装置５は、方位データＤに基づいて方位を表示す
る。
信号を入力し、後述する演算処理を行なって方位データ
Ｄを求め、上記方位表示装置５へ出力する。なお、方位
表示装置５は、方位データＤに基づいて方位を表示す
る。
【００１５】ここで、マイクロコンピュータ４は、次の
ような演算処理を実行する。以下、まず、当該演算処理
の概要を説明した上で、具体的演算処理を説明する。
ような演算処理を実行する。以下、まず、当該演算処理
の概要を説明した上で、具体的演算処理を説明する。
【００１６】(1) 演算処理の概要 マイクロコンピュータ４は、周波数成分分離検出処理及
び標準方位円からのズレ量検出処理を実行する。
び標準方位円からのズレ量検出処理を実行する。
【００１７】 周波数成分分離検出処理 車両が橋等を走行する際、信号処理回路２のＸ出力波形
及びＹ出力波形は、通常、図２に示すように乱れる。こ
こで、図３に示すように橋の構造物としての鉄骨が５ｍ
間隔で組み立てられており、このような橋上を車両が時
速６０ｋｍで走行した場合、鉄骨による外乱の周波数は
約３Ｈｚとなる。
及びＹ出力波形は、通常、図２に示すように乱れる。こ
こで、図３に示すように橋の構造物としての鉄骨が５ｍ
間隔で組み立てられており、このような橋上を車両が時
速６０ｋｍで走行した場合、鉄骨による外乱の周波数は
約３Ｈｚとなる。
【００１８】一方、車両が一回転だけ旋回するのに要す
る時間は最小でも５秒程度となるため、車両が旋回した
ときのセンサ出力の周波数成分は０．２Ｈｚ以下とな
る。
る時間は最小でも５秒程度となるため、車両が旋回した
ときのセンサ出力の周波数成分は０．２Ｈｚ以下とな
る。
【００１９】従って、センサ出力は、車両の通常走行時
における外乱によるものと、車両旋回時のものとで著し
く相違し、明確に区別することが可能である。
における外乱によるものと、車両旋回時のものとで著し
く相違し、明確に区別することが可能である。
【００２０】そこで、本実施例では、センサ出力におけ
る外乱量の指標として、数値演算の容易性から、一定時
間内の分散値を用い、外乱量を検出することとしてい
る。
る外乱量の指標として、数値演算の容易性から、一定時
間内の分散値を用い、外乱量を検出することとしてい
る。
【００２１】 標準方位円からのズレ量検出処理 上述した周波数成分分離検出処理によると、通常走行時
の外乱と旋回時とを判別することはできるが、車両が橋
上等を徐行又は停止しているときには、外乱の時間的変
化量が小さく、このため徐行、停止時の外乱と旋回時と
の判別が困難になる。
の外乱と旋回時とを判別することはできるが、車両が橋
上等を徐行又は停止しているときには、外乱の時間的変
化量が小さく、このため徐行、停止時の外乱と旋回時と
の判別が困難になる。
【００２２】ところで、車両着磁によるセンサ出力の歪
を除去するために一回転補正が行なわれ、標準方位円の
中心及び半径を求めることが行なわれる（例えば、特開
昭５８−２４８１１号公報、米国特許第４７７１５４７
号等を参照されたい。）。
を除去するために一回転補正が行なわれ、標準方位円の
中心及び半径を求めることが行なわれる（例えば、特開
昭５８−２４８１１号公報、米国特許第４７７１５４７
号等を参照されたい。）。
【００２３】外乱が無い場合、地磁気センサ出力から求
められるＸ，Ｙ座標点は、標準方位円上にあるはずであ
る。しかし、車両が橋上を通過する際のＸ，Ｙ座標点
は、図４に示すように、標準方位円からズレた位置を示
す。そして、そのズレ量は、外乱が大きい程大きい。
められるＸ，Ｙ座標点は、標準方位円上にあるはずであ
る。しかし、車両が橋上を通過する際のＸ，Ｙ座標点
は、図４に示すように、標準方位円からズレた位置を示
す。そして、そのズレ量は、外乱が大きい程大きい。
【００２４】そこで、本実施例では、標準方位円中心座
標とＸ，Ｙ座標点との間の距離と、標準方位円の標準半
径との比を求め、その値が「１」から離れる程外乱量が
大きいと判断することとしている。
標とＸ，Ｙ座標点との間の距離と、標準方位円の標準半
径との比を求め、その値が「１」から離れる程外乱量が
大きいと判断することとしている。
【００２５】(2) 具体的演算処理 具体的には、マイクロコンピュータ４は次のような演算
処理を行なう。
処理を行なう。
【００２６】 ０．９８ミリ秒毎のセンサ出力平均化
処理（図５参照） マイクロコンピュータ４は、０．９８ミリ秒毎にＡ／Ｄ
コンバータ３に対しＡ／Ｄ変換を指示し（ステップ５０
１）、変換後のデータＸＡＤ，ＹＡＤを次式により平均
化する（ステップ５０２）。
処理（図５参照） マイクロコンピュータ４は、０．９８ミリ秒毎にＡ／Ｄ
コンバータ３に対しＡ／Ｄ変換を指示し（ステップ５０
１）、変換後のデータＸＡＤ，ＹＡＤを次式により平均
化する（ステップ５０２）。
【００２７】ＸＤＡＤ←（７ＸＤＡＤ＋ＸＡＤ）／８ ＹＤＡＤ←（７ＹＤＡＤ＋ＹＡＤ）／８ ７．８ミリ秒毎のＸＤＡＤ，ＹＤＡＤデータ積分
（図６参照） ＸＤＡＤ，ＹＤＡＤから次式によりＳＸ，ＳＸ２，Ｓ
Ｙ，ＳＹ２を求める（ステップ６０１）。
（図６参照） ＸＤＡＤ，ＹＤＡＤから次式によりＳＸ，ＳＸ２，Ｓ
Ｙ，ＳＹ２を求める（ステップ６０１）。
【００２８】ＳＸ←ＳＸ＋ＸＤＡＤ ＳＸ２←ＳＸ２＋ＸＤＡＤ・ＸＤＡＤ ＳＹ←ＳＹ＋ＹＤＡＤ ＳＹ２←ＳＹ２＋ＹＤＡＤ・ＹＤＡＤ ２５０ミリ秒毎の方位演算（図７参照） 1) ＳＸ，ＳＹから次式により平均値ＸＡＶ，ＹＡＶを
求める（ステップ７０１）。
求める（ステップ７０１）。
【００２９】ＸＡＶ←ＳＸ／３２ ＹＡＶ←ＳＹ／３２ 2) 次に、ＸＡＶ，ＹＡＶ等から次式により分散値ＸＶ
Ｒ，ＹＶＲ及び標準方位円からのズレ量ＲＶＲを求める
（ステップ７０２）。
Ｒ，ＹＶＲ及び標準方位円からのズレ量ＲＶＲを求める
（ステップ７０２）。
【００３０】ＸＶＲ←ＳＸ２／３２−（ＳＸ／３２）2 ＹＶＲ←ＳＹ２／３２−（ＳＹ／３２）2 ＲＶＲ←（ＸＡＶ−ＸＣＯＭ）2 ／（ＸＡ／２）2 ＋（ＹＡＶ−ＹＣＯＭ）2 ／（ＹＢ／２）2 上記式において、ＸＣＯＭ，ＹＣＯＭは、それぞれ標準
方位円の中心のＸ，Ｙ座標、ＸＡ，ＹＢは、それぞれ標
準方位円のＸ直径，Ｙ直径を表わしており、それぞれ予
め一回転補正時にメモリに記憶されたデータである。
方位円の中心のＸ，Ｙ座標、ＸＡ，ＹＢは、それぞれ標
準方位円のＸ直径，Ｙ直径を表わしており、それぞれ予
め一回転補正時にメモリに記憶されたデータである。
【００３１】3) 次に、重み付け定数ＣＣの要素ＣＸ，
ＣＹ，ＣＲを求める（ステップ７０３）。
ＣＹ，ＣＲを求める（ステップ７０３）。
【００３２】ここで、ＣＸ，ＣＹ，ＣＲは、実車走行時
のフィーリング等に基づいて実験的に求められ、それぞ
れＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲの関数として図８(1),(2),
(3) に示す曲線で表わされる。ＣＸ，ＣＹ，ＣＲは、そ
れぞれ今回の地磁気センサ出力値の信頼度を示し、値
「１」は信頼度が最大であること、換言すると、今回の
地磁気センサ出力値には外乱成分が全く無く後述する方
位演算のためのデータとして即採用できることを意味
し、小さな値は信頼度が小さいこと、換言すると、今回
の地磁気センサ出力値は外乱成分がきわめて多く方位演
算用データとして僅かしか採用できないことを意味して
いる。
のフィーリング等に基づいて実験的に求められ、それぞ
れＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲの関数として図８(1),(2),
(3) に示す曲線で表わされる。ＣＸ，ＣＹ，ＣＲは、そ
れぞれ今回の地磁気センサ出力値の信頼度を示し、値
「１」は信頼度が最大であること、換言すると、今回の
地磁気センサ出力値には外乱成分が全く無く後述する方
位演算のためのデータとして即採用できることを意味
し、小さな値は信頼度が小さいこと、換言すると、今回
の地磁気センサ出力値は外乱成分がきわめて多く方位演
算用データとして僅かしか採用できないことを意味して
いる。
【００３３】ただし、実際には、演算簡単化のため、上
記曲線の近似式にはよらず下記の表１、表２、表３に示
すように領域毎にＣＸ，ＣＹ，ＣＲを求める。
記曲線の近似式にはよらず下記の表１、表２、表３に示
すように領域毎にＣＸ，ＣＹ，ＣＲを求める。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】4) 次に、ＣＸ，ＣＹ，ＣＲから次式によ
り重み付け定数ＣＣを求める（ステップ７０４）。
り重み付け定数ＣＣを求める（ステップ７０４）。
【００３８】ＣＣ←ＣＸ・ＣＹ・ＣＲ ここで、ＣＣは、上記式から明らかなように、地磁気セ
ンサ出力値に対する総合的な信頼度を意味している。
ンサ出力値に対する総合的な信頼度を意味している。
【００３９】ただし、ＣＸ・ＣＹ・ＣＲ＜１／１２８の
ときは、ＣＣ＝１／１２８とする。
ときは、ＣＣ＝１／１２８とする。
【００４０】5) 次に、ＣＣ，ＸＡＶ，ＹＡＶ等から次
式によりセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹを演算する
（ステップ７０５）。
式によりセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹを演算する
（ステップ７０５）。
【００４１】ＸＸ←（１−ＣＣ）ＸＸ＋ＣＣ・ＸＡＶ ＹＹ←（１−ＣＣ）ＹＹ＋ＣＣ・ＹＡＶ 上記式において、右辺のＸＸ，ＹＹは、前回の演算によ
り求められ、メモリに記憶されたセンサ出力平均値デー
タＸＸ，ＹＹを表わしている。
り求められ、メモリに記憶されたセンサ出力平均値デー
タＸＸ，ＹＹを表わしている。
【００４２】上記式から明らかなように、センサ出力平
均値データＸＸ，ＹＹは、重み付け定数ＣＣが値「１」
に近い程、今回の地磁気センサ出力値ＸＡＶ，ＹＡＶに
よる成分が多く、一方、ＣＣが小さい値である程、前回
のＸＸ，ＹＹ換言すると前回までの地磁気センサ出力値
に基づく成分が多くなる。
均値データＸＸ，ＹＹは、重み付け定数ＣＣが値「１」
に近い程、今回の地磁気センサ出力値ＸＡＶ，ＹＡＶに
よる成分が多く、一方、ＣＣが小さい値である程、前回
のＸＸ，ＹＹ換言すると前回までの地磁気センサ出力値
に基づく成分が多くなる。
【００４３】6) 最後に、ＸＸ，ＹＹ等から次式により
方位演算を行なう（ステップ７０６）。
方位演算を行なう（ステップ７０６）。
【００４４】 △Ｘ＝ＹＢ（ＸＸ−ＸＣＯＭ）／ＸＡ △Ｙ＝ＹＹ−ＹＣＯＭ Ｄ＝ｔａｎ-1△Ｘ／△Ｙ 上記式において、△Ｘの演算式は、図９に示すように標
準方位円が楕円である場合にも適応できるようになって
いる。
準方位円が楕円である場合にも適応できるようになって
いる。
【００４５】上述したようにして求められた方位データ
Ｄは、方位表示装置５へ出力され、方位が表示される。
Ｄは、方位表示装置５へ出力され、方位が表示される。
【００４６】なお、上記ステップ７０６では、そのほ
か、ＳＸ，ＳＸ２，ＳＹ，ＳＹ２をリセットする処理も
併せて行なわれる。
か、ＳＸ，ＳＸ２，ＳＹ，ＳＹ２をリセットする処理も
併せて行なわれる。
【００４７】以上説明したように、本実施例に係る車両
用方位検出装置は、地磁気センサ１と、地磁気センサ出
力値に基づいて外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲを検出す
る外乱量検出手段（ステップ７０２）と、検出外乱量Ｘ
ＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲに応じて、今回の地磁気センサ出
力値ＸＡＶ，ＹＡＶ、前回までの地磁気センサ出力値Ｘ
Ｘ，ＹＹのそれぞれに対する重み付け定数ＣＣ，１−Ｃ
Ｃを設定する重み設定手段（ステップ７０３，７０４）
と、重み設定手段（ステップ７０３，７０４）により重
み付けされた今回の地磁気センサ出力値ＣＣ・ＸＡＶ，
ＣＣ・ＹＡＶと前回までの地磁気センサ出力値（１−Ｃ
Ｃ）ＸＸ，（１−ＣＣ）ＹＹとに基づいてセンサ出力平
均値データＸＸ，ＹＹを作成する平均値データ作成手段
（ステップ７０５）と、センサ出力平均値データＸＸ，
ＹＹに基づいて方位データＤを演算する方位演算手段
（ステップ７０６）とを備える。
用方位検出装置は、地磁気センサ１と、地磁気センサ出
力値に基づいて外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲを検出す
る外乱量検出手段（ステップ７０２）と、検出外乱量Ｘ
ＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲに応じて、今回の地磁気センサ出
力値ＸＡＶ，ＹＡＶ、前回までの地磁気センサ出力値Ｘ
Ｘ，ＹＹのそれぞれに対する重み付け定数ＣＣ，１−Ｃ
Ｃを設定する重み設定手段（ステップ７０３，７０４）
と、重み設定手段（ステップ７０３，７０４）により重
み付けされた今回の地磁気センサ出力値ＣＣ・ＸＡＶ，
ＣＣ・ＹＡＶと前回までの地磁気センサ出力値（１−Ｃ
Ｃ）ＸＸ，（１−ＣＣ）ＹＹとに基づいてセンサ出力平
均値データＸＸ，ＹＹを作成する平均値データ作成手段
（ステップ７０５）と、センサ出力平均値データＸＸ，
ＹＹに基づいて方位データＤを演算する方位演算手段
（ステップ７０６）とを備える。
【００４８】そして、外乱量検出手段（ステップ７０
２）は、一定時間内の分散値ＸＶＲ，ＹＶＲを用いて外
乱量を検出する周波数成分分離検出処理を実行するとと
もに、標準方位円からのズレ量ＲＶＲを外乱量として検
出するズレ量検出処理を実行する。
２）は、一定時間内の分散値ＸＶＲ，ＹＶＲを用いて外
乱量を検出する周波数成分分離検出処理を実行するとと
もに、標準方位円からのズレ量ＲＶＲを外乱量として検
出するズレ量検出処理を実行する。
【００４９】従って、外乱量検出手段（ステップ７０
２）は、通常走行時の外乱と旋回時との判別、及び、車
両が橋上等を徐行又は停止しているときの外乱と旋回時
との判別を確実に行ない得る。
２）は、通常走行時の外乱と旋回時との判別、及び、車
両が橋上等を徐行又は停止しているときの外乱と旋回時
との判別を確実に行ない得る。
【００５０】また、平均値データ作成手段（ステップ７
０５）は、検出外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲが大きい
ときは前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹの重み
付け定数（１−ＣＣ）を大きく、一方、検出外乱量ＸＶ
Ｒ，ＹＶＲ，ＲＶＲが小さいときは今回の地磁気センサ
出力値ＸＡＶ，ＹＡＶの重み付け定数ＣＣを大きく設定
するようにしてセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹを作
成する。
０５）は、検出外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶＲが大きい
ときは前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹの重み
付け定数（１−ＣＣ）を大きく、一方、検出外乱量ＸＶ
Ｒ，ＹＶＲ，ＲＶＲが小さいときは今回の地磁気センサ
出力値ＸＡＶ，ＹＡＶの重み付け定数ＣＣを大きく設定
するようにしてセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹを作
成する。
【００５１】従って、検出外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，ＲＶ
Ｒが大きいときのセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹ
は、主に、前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹ、
換言すると、外乱成分をほとんど含まない地磁気センサ
出力値に基づいて作成される。一方、検出外乱量ＸＶ
Ｒ，ＹＶＲ，ＲＶＲが小さいときのセンサ出力平均値デ
ータＸＸ，ＹＹは、主に、今回の地磁気センサ出力値Ｘ
ＡＶ，ＹＡＶ、換言すると、外乱成分をほとんど含まな
い地磁気センサ出力値に基づいて作成される。
Ｒが大きいときのセンサ出力平均値データＸＸ，ＹＹ
は、主に、前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹ、
換言すると、外乱成分をほとんど含まない地磁気センサ
出力値に基づいて作成される。一方、検出外乱量ＸＶ
Ｒ，ＹＶＲ，ＲＶＲが小さいときのセンサ出力平均値デ
ータＸＸ，ＹＹは、主に、今回の地磁気センサ出力値Ｘ
ＡＶ，ＹＡＶ、換言すると、外乱成分をほとんど含まな
い地磁気センサ出力値に基づいて作成される。
【００５２】このため、センサ出力平均値データＸＸ，
ＹＹは、外乱成分がほとんど除去された地磁気にのみ基
づくデータとなり、このセンサ出力平均値データＸＸ，
ＹＹに基づいて演算される方位データＤの信頼性が向上
する。
ＹＹは、外乱成分がほとんど除去された地磁気にのみ基
づくデータとなり、このセンサ出力平均値データＸＸ，
ＹＹに基づいて演算される方位データＤの信頼性が向上
する。
【００５３】なお、上記実施例では、重み設定手段（ス
テップ７０３，７０４）は、今回の地磁気センサ出力値
ＸＡＶ，ＹＡＶ、前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，
ＹＹのそれぞれに対する重み付け定数ＣＣ，１−ＣＣを
設定するよう構成されているが、他に、今回の地磁気セ
ンサ出力値ＸＡＶ，ＹＡＶの基礎とされるサンプル数と
前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹの基礎とされ
るサンプル数との比率などを外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，Ｒ
ＶＲに応じて設定するような構成としてもよい。
テップ７０３，７０４）は、今回の地磁気センサ出力値
ＸＡＶ，ＹＡＶ、前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，
ＹＹのそれぞれに対する重み付け定数ＣＣ，１−ＣＣを
設定するよう構成されているが、他に、今回の地磁気セ
ンサ出力値ＸＡＶ，ＹＡＶの基礎とされるサンプル数と
前回までの地磁気センサ出力値ＸＸ，ＹＹの基礎とされ
るサンプル数との比率などを外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲ，Ｒ
ＶＲに応じて設定するような構成としてもよい。
【００５４】また、上記実施例では、２５０ミリ秒毎に
方位演算を行なう構成としているが、表示の安定性を重
視するためには、演算周期を１〜２秒程度と長く設定す
ることが望ましい。また、同じく表示安定性を重視する
ためには、演算周期は上記実施例と同様２５０ミリ秒に
設定しておき、重み付け定数ＣＣが前回の重み付け定数
ＣＣより小さい場合には今回の重み付け定数ＣＣを採用
し、一方、その逆の場合には前回の重み付け定数ＣＣと
の平均値をとるか、又は、多段階的に増加させるよう構
成することもできる。
方位演算を行なう構成としているが、表示の安定性を重
視するためには、演算周期を１〜２秒程度と長く設定す
ることが望ましい。また、同じく表示安定性を重視する
ためには、演算周期は上記実施例と同様２５０ミリ秒に
設定しておき、重み付け定数ＣＣが前回の重み付け定数
ＣＣより小さい場合には今回の重み付け定数ＣＣを採用
し、一方、その逆の場合には前回の重み付け定数ＣＣと
の平均値をとるか、又は、多段階的に増加させるよう構
成することもできる。
【００５５】また、上記実施例では、Ａ／Ｄ変換周期を
０．９８ミリ秒、サンプリング周期を７．８ミリ秒に設
定しているが、これらの周期を短くすることにより、検
出精度が一層向上する可能性がある。
０．９８ミリ秒、サンプリング周期を７．８ミリ秒に設
定しているが、これらの周期を短くすることにより、検
出精度が一層向上する可能性がある。
【００５６】また、上記実施例では、外乱量検出手段
（ステップ７０２）において分散値ＸＶＲ，ＹＶＲを求
める構成としているが、他に、ＦＦＴ（高速フーリエ変
換）等の手法を用いて周波数分析を行なえば、より正確
に外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲを検出可能になる。
（ステップ７０２）において分散値ＸＶＲ，ＹＶＲを求
める構成としているが、他に、ＦＦＴ（高速フーリエ変
換）等の手法を用いて周波数分析を行なえば、より正確
に外乱量ＸＶＲ，ＹＶＲを検出可能になる。
【００５７】(2) 第２の実施例（図１０，図１１） 本実施例に係る車両用方位検出装置は、上述した第１の
実施例によっても表示の乱れが発生するような特殊な磁
場外乱下において表示性能を向上できるようにすること
を目的として構成されたものである。
実施例によっても表示の乱れが発生するような特殊な磁
場外乱下において表示性能を向上できるようにすること
を目的として構成されたものである。
【００５８】具体的には、本実施例に係る車両用方位検
出装置は、上述した第１の実施例と同様、地磁気センサ
１と信号処理回路２とＡ／Ｄコンバータ３とマイクロコ
ンピュータ４とから構成され、また、マイクロコンピュ
ータ４には公知の方位表示装置５が接続される（図１参
照）。
出装置は、上述した第１の実施例と同様、地磁気センサ
１と信号処理回路２とＡ／Ｄコンバータ３とマイクロコ
ンピュータ４とから構成され、また、マイクロコンピュ
ータ４には公知の方位表示装置５が接続される（図１参
照）。
【００５９】そして、本実施例のマイクロコンピュータ
４は、上述した第１実施例のマイクロコンピュータ４が
行なう演算処理と同じ演算処理を行ない、方位データＤ
（図７参照）を求める。更に、本実施例のマイクロコン
ピュータ４は、方位データＤに対して図１０に示す表示
方位切換のための演算処理を追加して行なう。以下、こ
の演算処理を順に説明する。
４は、上述した第１実施例のマイクロコンピュータ４が
行なう演算処理と同じ演算処理を行ない、方位データＤ
（図７参照）を求める。更に、本実施例のマイクロコン
ピュータ４は、方位データＤに対して図１０に示す表示
方位切換のための演算処理を追加して行なう。以下、こ
の演算処理を順に説明する。
【００６０】 新計算方位の決定（ステップ１０１） 現在の表示方位を尊重するため表示方位にヒステリシス
を設定し、このヒステリシスに従って、方位データＤが
示す方位から新たな計算方位（新計算方位）を決定す
る。
を設定し、このヒステリシスに従って、方位データＤが
示す方位から新たな計算方位（新計算方位）を決定す
る。
【００６１】具体的には、予め表示方位を、図１１に示
すように、主要８方位（Ｎ，ＮＥ，Ｅ…）については３
３．６°の方位領域をもたせ、また、他の方位（ＮＮ
Ｅ，ＥＮＥ…）については２８°の方位領域をもたせて
おく。そして、現在の表示方位（現在表示方位）が例え
ば「ＮＥ」であり、一方、方位データＤが示す方位が
「ＮＥ」の方位領域内にあるときには、「ＮＥ」を新計
算方位と決定する。一方、方位データＤが示す方位が
「ＮＥ」の方位領域外にあるときには、方位データＤが
示す方位を新計算方位と決定する。
すように、主要８方位（Ｎ，ＮＥ，Ｅ…）については３
３．６°の方位領域をもたせ、また、他の方位（ＮＮ
Ｅ，ＥＮＥ…）については２８°の方位領域をもたせて
おく。そして、現在の表示方位（現在表示方位）が例え
ば「ＮＥ」であり、一方、方位データＤが示す方位が
「ＮＥ」の方位領域内にあるときには、「ＮＥ」を新計
算方位と決定する。一方、方位データＤが示す方位が
「ＮＥ」の方位領域外にあるときには、方位データＤが
示す方位を新計算方位と決定する。
【００６２】 新表示方位の決定（ステップ１０２，
１０３，１０４，１０５） 第１の実施例において上述したステップ７０４により設
定された重み付け定数ＣＣに従って、上記新計算方位か
ら新表示方位を決定し、新表示方位を方位表示装置５に
出力する。
１０３，１０４，１０５） 第１の実施例において上述したステップ７０４により設
定された重み付け定数ＣＣに従って、上記新計算方位か
ら新表示方位を決定し、新表示方位を方位表示装置５に
出力する。
【００６３】具体的には、重み付け定数ＣＣが「１」か
どうかを判定し、重み付け定数ＣＣが「１」のときは、
下記表４に基づいて新表示方位を決定し、一方、「１」
以下のときは、下記表５に基づいて新表示方位を決定す
る。ここで、表４は、新計算方位の信頼度が比較的高い
ことから、表示方位の分解能を１６方位と定め、一方、
表５は、新計算方位の信頼度が比較的低いことから、表
示方位の分解能を８方位と定めてある。
どうかを判定し、重み付け定数ＣＣが「１」のときは、
下記表４に基づいて新表示方位を決定し、一方、「１」
以下のときは、下記表５に基づいて新表示方位を決定す
る。ここで、表４は、新計算方位の信頼度が比較的高い
ことから、表示方位の分解能を１６方位と定め、一方、
表５は、新計算方位の信頼度が比較的低いことから、表
示方位の分解能を８方位と定めてある。
【００６４】
【表４】
【００６５】
【表５】
【００６６】以下、上記表４及び表５に基づいて新表示
方位の決定例を説明する。
方位の決定例を説明する。
【００６７】1) 重み付け定数ＣＣが「１」の場合 現在表示方位が「Ｎ」であり、かつ、新計算方位が「Ｎ
ＮＷ」であるときは、「ＮＮＷ」を新表示方位と決定す
る。
ＮＷ」であるときは、「ＮＮＷ」を新表示方位と決定す
る。
【００６８】また、現在表示方位が「Ｎ」であり、か
つ、新計算方位が「ＮＷ」であるときは、一旦「ＮＮ
Ｗ」を新表示方位と決定し、２５０ミリ秒経過後、現在
表示方位が「ＮＮＷ」であることから、今度は「ＮＷ」
を新表示方位と決定する。このような中間的決定を挿入
するようにした理由は、「Ｎ」から「ＮＷ」へ方位表示
を変化させる際に、当該変化を円滑に見せるためであ
る。
つ、新計算方位が「ＮＷ」であるときは、一旦「ＮＮ
Ｗ」を新表示方位と決定し、２５０ミリ秒経過後、現在
表示方位が「ＮＮＷ」であることから、今度は「ＮＷ」
を新表示方位と決定する。このような中間的決定を挿入
するようにした理由は、「Ｎ」から「ＮＷ」へ方位表示
を変化させる際に、当該変化を円滑に見せるためであ
る。
【００６９】2) 重み付け定数ＣＣが「１」未満の場合 現在表示方位が「Ｎ」であり、かつ、新計算方位が「Ｎ
ＮＷ」であるときは、「Ｎ」を新表示方位と決定する。
ＮＷ」であるときは、「Ｎ」を新表示方位と決定する。
【００７０】また、現在表示方位が「Ｎ」であり、か
つ、新計算方位が「ＮＷ」であるときは、一旦「ＮＮ
Ｗ」を新表示方位と決定し、２５０ミリ秒経過後、現在
表示方位が「ＮＮＷ」であることから、今度は「ＮＷ」
を新表示方位と決定する。このような中間的決定を挿入
するようにした理由は、上述したような重み付け定数Ｃ
Ｃが「１」の場合と同様、方位表示変化を円滑に見せる
ためである。
つ、新計算方位が「ＮＷ」であるときは、一旦「ＮＮ
Ｗ」を新表示方位と決定し、２５０ミリ秒経過後、現在
表示方位が「ＮＮＷ」であることから、今度は「ＮＷ」
を新表示方位と決定する。このような中間的決定を挿入
するようにした理由は、上述したような重み付け定数Ｃ
Ｃが「１」の場合と同様、方位表示変化を円滑に見せる
ためである。
【００７１】このようにして新表示方位が決定される。
【００７２】そして、決定された新表示方位は方位表示
装置５に出力され、方位が表示される。
装置５に出力され、方位が表示される。
【００７３】以上説明したように、本実施例のマイクロ
コンピュータ４は、第１の実施例のマイクロコンピュー
タ４による演算処理に加えて、重み設定手段により設定
された重みに従って表示方位（新表示方位）を決定する
表示方位決定手段としての機能をも有するものとした。
コンピュータ４は、第１の実施例のマイクロコンピュー
タ４による演算処理に加えて、重み設定手段により設定
された重みに従って表示方位（新表示方位）を決定する
表示方位決定手段としての機能をも有するものとした。
【００７４】このため、本実施例によると、上述した第
１の実施例によっても表示の乱れが発生するような特殊
な磁場外乱下において表示性能を向上することが可能に
なる。
１の実施例によっても表示の乱れが発生するような特殊
な磁場外乱下において表示性能を向上することが可能に
なる。
【図１】第１の実施例に係る車両用方位検出装置の全体
構成図
構成図
【図２】外乱による信号処理回路出力の変化を説明する
ための波形図
ための波形図
【図３】同実施例における周波数成分分離検出処理の説
明図
明図
【図４】同実施例における標準方位円からのズレ量検出
処理の説明図
処理の説明図
【図５】同実施例におけるマイクロコンピュータによる
０．９８ミリ秒毎の演算処理を示すフローチャート
０．９８ミリ秒毎の演算処理を示すフローチャート
【図６】同じく７．８ミリ秒毎の演算処理を示すフロー
チャート
チャート
【図７】同じく２５０ミリ秒毎の演算処理を示すフロー
チャート
チャート
【図８】重み付け定数ＣＣの要素ＣＸ，ＣＹ，ＣＲの説
明図
明図
【図９】標準方位円が楕円のときの方位演算の説明図
【図１０】第２の実施例におけるマイクロコンピュータ
の主要な演算処理を示すフローチャート
の主要な演算処理を示すフローチャート
【図１１】同フローチャートにおける新計算方位の決定
方法の説明図
方法の説明図
【図１２】本発明の構成図
１ 地磁気センサ ２ 信号処理回路 ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ マイクロコンピュータ ５ 方位表示装置 ステップ７０５ 平均値データ作成手段 ステップ７０６ 方位演算手段 ステップ７０２ 外乱量検出手段 ステップ７０３，７０４ 重み設定手段 ステップ１０１〜１０５ 表示方位切換手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺岡 広樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−1510（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218911（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 17/30 G01C 17/38
Claims (2)
- 【請求項１】 地磁気センサと、今回の地磁気センサ出
力値と前回までの地磁気センサ出力値とに基づいてセン
サ出力平均値データを作成する平均値データ作成手段
と、前記センサ出力平均値データに基づいて方位データ
を演算する方位演算手段とを備えた車両用方位検出装置
において、 地磁気センサ出力値に基づき分散値を用いて外乱量を検
出する外乱量検出手段と、 検出外乱量に応じて、今回の地磁気センサ出力値と前回
までの地磁気センサ出力値との重みを設定する重み設定
手段とをもうけ、 前記平均値データ作成手段は、前記設定された重みに従
ってセンサ出力平均値データを作成することを特徴とす
る車両用方位検出装置。 - 【請求項２】 前記請求項１において、 前記方位演算手段の後段に、前記重み設定手段により設
定された重みに従って表示方位分解能を切換える表示方
位切換手段をもうけたことを特徴とする車両用方位検出
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32768792A JP3316889B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-12-08 | 車両用方位検出装置 |
| US08/014,574 US6049761A (en) | 1992-02-05 | 1993-02-05 | Vehicular traveling direction measuring system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-19982 | 1992-02-05 | ||
| JP1998292 | 1992-02-05 | ||
| JP32768792A JP3316889B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-12-08 | 車両用方位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280988A JPH05280988A (ja) | 1993-10-29 |
| JP3316889B2 true JP3316889B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=26356874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32768792A Expired - Lifetime JP3316889B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-12-08 | 車両用方位検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6049761A (ja) |
| JP (1) | JP3316889B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112419742A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-02-26 | 宁波大榭招商国际码头有限公司 | 一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19704956C1 (de) * | 1997-02-10 | 1998-06-18 | Leica Ag | Anordnung und Verfahren zum Messen der Richtung des Erdmagnetfeldes |
| JP4083557B2 (ja) | 2002-12-11 | 2008-04-30 | 三菱電機株式会社 | 方位指示装置 |
| EP1767900A4 (en) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Amosense Co Ltd | MOBILE TERMINAL DEVICE |
| US7437257B2 (en) * | 2004-10-07 | 2008-10-14 | Yamaha Corporation | Geomagnetic sensor and geomagnetic sensor correction method, temperature sensor and temperature sensor correction method, geomagnetism detection device |
| KR20080100293A (ko) * | 2004-10-07 | 2008-11-14 | 야마하 가부시키가이샤 | 지자기 센서 및 지자기 센서의 보정 방법 |
| JP4988170B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-08-01 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 方位角計測装置、および、方位角計測方法 |
| JP4955115B2 (ja) * | 2011-04-13 | 2012-06-20 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 方位角計測装置、および、方位角計測方法 |
| JP6105221B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2017-03-29 | 任天堂株式会社 | 情報処理プログラム、情報処理装置、情報処理システム、および、姿勢算出方法 |
| KR20140117120A (ko) * | 2013-03-26 | 2014-10-07 | 삼성전자주식회사 | 방위각 보정 방법 및 그 전자 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6212976Y2 (ja) * | 1980-10-20 | 1987-04-03 | ||
| US4672565A (en) * | 1981-03-10 | 1987-06-09 | Nippon Soken, Inc. | Direction detecting system for vehicles |
| JPS5822911A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-10 | Nippon Soken Inc | 方位検出装置 |
| JPS5824811A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-14 | Nippon Soken Inc | 方位検出装置 |
| US4497034A (en) * | 1981-08-05 | 1985-01-29 | Nippon Soken, Inc. | Heading detecting apparatus |
| US4593359A (en) * | 1983-06-24 | 1986-06-03 | Ilan Sadeh | Vehicle navigation system |
| JPH0781863B2 (ja) * | 1985-10-23 | 1995-09-06 | 日本電装株式会社 | 方位演算システムのための補正装置 |
| DE3644681A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| JP2520952B2 (ja) * | 1989-02-06 | 1996-07-31 | 日産自動車株式会社 | 車両用走行方位検出装置 |
| US5046031A (en) * | 1989-02-06 | 1991-09-03 | Magnavox Government And Industrial Electronics Company | Method and apparatus for automatic flux-gate compass calibration |
| JPH07117415B2 (ja) * | 1989-07-17 | 1995-12-18 | 日産自動車株式会社 | 車両用方位計 |
| US5287295A (en) * | 1991-05-30 | 1994-02-15 | Motorola | Method and apparatus for calibrating an electronic compass to account for alignment errors in the compass windings |
| US5297065A (en) * | 1991-12-27 | 1994-03-22 | Chrysler Corporation | Magnetic transient detection and calibration technique for an auto-calibrating compass |
| US5253424A (en) * | 1991-12-27 | 1993-10-19 | Chrysler Corporation | Flux-gate sensor mounting and method |
| US5297063A (en) * | 1991-12-27 | 1994-03-22 | Chrysler Corporation | Method for selecting calibration data for an auto-calibrating compass |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP32768792A patent/JP3316889B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-05 US US08/014,574 patent/US6049761A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN112419742A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-02-26 | 宁波大榭招商国际码头有限公司 | 一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法 |
| CN112419742B (zh) * | 2020-08-27 | 2024-04-09 | 宁波大榭招商国际码头有限公司 | 一种基于地磁传感器的车辆称重装置及车辆检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6049761A (en) | 2000-04-11 |
| JPH05280988A (ja) | 1993-10-29 |
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