JP3431231B2 - ジャイロのドリフト補正方法及びその補正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体のナビゲーション
・システム等に用いるジャイロに関し、特に、そのドリ
フト補正方法及びその方法を用いたドリフト補正回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体、例えば、車のナビゲーション・
システムは角度センサにより方位の変化を測定し、その
結果を用いて表示装置に表示された地図上に自車位置を
表示し、運転者に現在位置を認識させることを目的とし
ている。そして、位置表示を短い周期で行う場合（例え
ば、１〜２秒周期）デット・レコニング処理とマップ・
マッチング処理（後述）をその周期で行っていた。ま
た、従来のナビゲーション・システムで角度センサとし
て圧電振動ジャイロを使用する場合、周期を１秒とする
と、ジャイロの出力電圧を一定時間毎にサンプリング
し、Ａ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに取り込みこ
れを１秒間周期で積分して積分値を１秒間の角度変化量
として用い、次に、この角度変化量と距離センサからの
移動距離量から１秒前の車の位置を基準に現在地を相対
的に算出し（デットレコニング処理）、更に、ナビゲー
ション・システムが持っている地図情報或いは経路設定
コース情報により地図上或いはコース上の位置を計算で
求め（マップ・マッチング処理）表示していた。

【０００３】しかし、圧電振動ジャイロは使用環境にお
ける温度変化によってドリフト（Ｄｒｉｆｔ；ぶれ）が
発生するため、上述のように単純な積分では誤差が生じ
結果として得られる角度変化量に誤差が含まれることに
なるので、従来技術では、車が停止している間に圧電振
動ジャイロの出力電圧を計測し、その直流成分Ｅ（ボル
ト）を求めておき、車が走行している間はこの直流成分
Ｅを出力電圧から減算してその結果を積分していた。

【０００４】また、マップ・マッチング処理時に直線道
路を走行している場合にはデットレコニング処理での積
分結果と現在の方位とを比較し一定誤差以内なら道路の
方位が正しいと判定して道路の方向に車の進行方向を合
わせ込み、積分結果を捨てていた（言い替えればドリフ
ト成分を誤差として捨てていた）。

【０００５】図１は圧電振動ジャイロを用いた従来のナ
ビゲーション・システムの構成例を示すブロック図であ
り、図２はナビゲーション用コースの例及びそのコース
データを示し、図２（Ａ）はコースの説明図、図２
（Ｂ）は図２（Ａ）のコース用のコースデータ（区間、
距離、方位）である

【０００６】図１で、ジャイロ１の出力電圧をＡ／Ｄコ
ンバータ２でＡ／Ｄ変換しこの出力データ（デジタル信
号）を制御部３に入力する（制御部３は、例えば１チッ
プマイコンで構成されておりＡ／Ｄコンバータ２からの
出力を入力ポート（図示せず）で取り込む）。また、記
憶部５には図２（Ｂ）に示すようなコースデータが予め
記憶されている。そして、距離センサ４からのデータを
制御部３に取り込み制御部３でマップ・マッチング処理
及びデットレコニング処理を行い、その結果得られた現
在位置を表示部６に表示する。表示部６には図２（Ａ）
に示すような経路図（地点Ｓをスタートとし地点Ａで右
折、地点Ｂで左折、地点Ｃで右折してゴール地点Ｇに至
る経路図）が示され、その上に現在位置が、例えば明点
表示される。

【０００７】図７は上記従来技術によるナビゲーション
・システムにおけるジャイロデータの処理フローチャー
トであり、図７（Ａ）はサンプリングと積分動作及びド
リフト補正を示し、図７（Ｂ）はデットレコニング処理
及びマップ・マッチング処理時の動作を示し、これらの
処理はナビゲーション・システムにおけるメイン処理に
おいて割込み処理により実行される。

【０００８】図７（Ａ）では２０ｍｓ（ミリセカント）
毎に割込みを生じさせ、ジャイロ１の出力をサンプリン
グしてＡ／Ｄコンバータ２でＡ／Ｄ変換してデータＡ
（デジタル出力）を得る（ステップＳ７１）。次に、車
が現在停止中か否かを判定し（ステップＳ７２）、停止
中でない場合はデータＡからドリフト量（データＢ）の
減算を行い（ステップＳ７３）、前回データＤとの加算
（ステップＳ７４）を行ってデータＥとしてから記憶部
５に格納する（ステップＳ７５）。一方、車が停止中の
場合は車が停止している間に２０ｍｓ毎のサンプリング
データから移動平均を求めドリフト量（データＢ）を得
る（ステップＳ７６）。

【０００９】また、図７（Ｂ）では１秒毎に割込みを行
い、図７（Ａ）に示した処理で上記２０ｍｓ毎に加算さ
れ記憶部５に格納されたデータＥを読み出してデットレ
コニング処理を行い（ステップＳ８１）、デットレコニ
ング処理の結果を用いてマップ・マッチング処理を行う
（ステップＳ８２）。そして、今回の車の方位Ｇを求め
（ステップＳ８３）、記憶部５のデータＥを消去する
（ステップＳ８４）。次に、車が直進中であるか否かを
判定し（ステップＳ８５）、直進中の場合は記憶部５に
記憶されている地図データから道路の方位Ｈを求め車の
方位Ｇとの誤差Ｉを求め（ステップＳ８６）、誤差Ｉの
絶対値が許容範囲内か否かを判定（ステップＳ８７）す
る。誤差Ｉの絶対値が許容範囲内の楊合は車の方位Ｇを
道路の方位Ｈで訂正する（ステップＳ８８）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術による圧電振動ジャイロのドリフト補正方法の特
徴は、 まず、車の静止時の圧電振動ジャイロの出力
電圧成分を用いて車の走行時の圧電振動ジャイロの出力
電圧を補正し、 さらに、車の直進時に記憶されてい
る地図情報に基づく道路の方位を用いて積分後の角度を
補正する、点にあり、それぞれ次の（１），（２）に示
すような問題があった。 （１）上記の点に関しては、高速道路や信号機のない
道路（例えば、山間の道路）では停車しないため静止電
圧の計測ができない。 （２）上記の点に関しては、直線区間がない道路（例
えば、カーブの続く山間の道路）ではマップ・マッチン
グ処理による角度の合わせ込みができず、また、地図そ
のものもある程度の誤差を有しているため角度変化量を
絶対的なものとして用いる場合には誤差が大きくなる。

【００１１】ここで、上記問題の解決課題として、停車
できなくてもドリフト補正が実現できればドリフトが発
生しないためマップ・マッチング処理の精度が向上しデ
ットレコニング処理での積分結果と現在の方位とを比較
し一定誤差以内なら道路の方位が正しいと判定すること
自体がほぼ不要となり、ドリフト補正に直線区間を要し
ないこととなる。なお、地図の誤差は道路の角度につい
ては影響が大きいが、角度を絶対的な要素として用いな
い場合（例えば、道路をＸ，Ｙ座標系で扱う場合や、予
め許容誤差を想定して角度を用いる場合等）、には（地
図の誤差は）許容できる。具体例を挙げれば、短い道路
で角度がずれてもＸ，Ｙ座標系での誤差は無視すること
ができ、また、「いろは坂」のように右折と左折が繰り
返されるつづら折れの道路の場合、１つ１つの曲がり角
の誤差が大きくても坂の入口と出口での直進道路での角
度差についての誤差は小さい。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、更に、上記課
題解決のためになされたものであり、停車できない場合
でもドリフトを補正し得る圧電振動ジャイロのドリフト
補正方法及びその方法を用いたドリフト補正回路を提供
することを目的とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、角度変化を検出するジャイロと、距
離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を
含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、前
記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方位
情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度変
化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地図
情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前記
表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する移
動体のナビゲーション・システムにおいて、前記制御部
が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補正手段を有
し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値により前記
ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリフト補正手
段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ５）を実行することを
特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
値を一時記憶部に格納する。（ａ３）上記無限積分値から曲がり角で発生すると推定
される積分値を前記地図情報より算出して減算した修正
済積分値を得、その修正済積分値を一時記憶部に格納す
る。 （ａ４）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ５）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
記ドリフト補正値を得る。

【００１８】第２の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定
時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定値
を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算して
無限積分値を得る加算手段と、曲がり角を曲がった場合
に、前記地図情報より該曲がり角の角度を算出し、その
角度より曲がり角で発生すると推定される積分値を算出
する手段と、前記無限積分値より上記推定された積分値
を減算して修正済積分値を得る手段と、上記加算手段に
より得られた積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、
上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
と、上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された
仮想的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分
値にフィードバックして修正済積分値に追従させる手段
と、上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段
と、上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、ドリフ
ト補正値を得るドリフト補正手段とを備え、このドリフ
ト補正値により前記ジャイロからの出力信号を補正する
ように構成したことを特徴とする。

【００１９】

【００２０】第３の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補正
手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値に
より前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリフ
ト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ６）を実行す
ることを特徴とする。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
値を一時記憶部に格納する。 （ａ３）上記無限積分値から曲がり角で発生すると推定
される積分値を前記地図情報より算出して減算した修正
済積分値を得、その修正済積分値を一時記憶部に格納す
る。 （ａ４）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ５）上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較して
その比較出力の移動平均値を求める。 （ａ６）起動後、所定時間は上記仮想的積分値の時間除
算値から、所定時間経過後は上記比較出力の移動平均値
から、夫々ドリフト値を推定し、前記ドリフト補正値を
得る。

【００２１】第４の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定
時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定値
を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算して
無限積分値を得る加算手段と、曲がり角を曲がった場合
に、前記地図情報より該曲がり角の角度を算出し、その
角度より曲がり角で発生すると推定される積分値を算出
する手段と、前記無限積分値より上記推定された積分値
を減算して修正済積分値を得る手段と、上記加算手段に
より得られた積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、
上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
と、上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された
仮想的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分
値にフィードバックして修正済積分値に追従させる手段
と、上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段
と、前記比較手段からの上記修正済積分値と仮想的積分
値との比較出力の移動平均値を求める手段と、所定時間
経過後に上記仮想的積分値の時間除算値から比較出力の
移動平均値に切換えて出力する切換手段と、上記切換手
段からの仮想的積分値の時間除算値又は比較出力の移動
平均値からドリフト値を推定し、ドリフト補正値を得る
ドリフト補正手段とを備え、このドリフト補正値により
前記ジャイロからの出力信号を補正するように構成した
ことを特徴とする。

【００２２】

【００２３】第５の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定
時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定値
を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算して
無限積分値を得る加算手段と、曲がり角を曲がった場合
に、前記地図情報より該曲がり角の角度を算出し、その
角度より曲がり角で発生すると推定される積分値を算出
する手段と、前記無限積分値より上記推定された積分値
を減算して修正済積分値を得る手段と、上記修正済積分
値を記憶する上記第１の記憶手段と、上記修正済積分値
と仮想的積分値とを比較する比較手段と、上記比較手段
の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想的積分値とを
加算して積分値を得て上記仮想的積分値にフィードバッ
クして修正済積分値に追従させる手段と、上記仮想的積
分値を記憶する上記第２の記憶手段と、上記比較手段か
らの前記修正済積分値と仮想的積分値との比較出力の移
動平均値を求める手段と、前記距離センサの出力に基づ
いて停止検出を行う検出手段と、前記比較出力の移動平
均値からドリフト値を推定し、ドリフト補正値を得るド
リフト補正手段と、前記検出手段の停止検出時に前記第
１，第２の記憶手段及び比較出力の移動平均値をホール
ドして前記ドリフト補正を停止する手段とを備え、上記
ドリフト補正値により前記ジャイロからの出力信号を補
正するように構成したことを特徴とする。

【００２４】第６の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補正
手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値に
より前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリフ
ト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ７）を実行す
ることを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
値を一時記憶部に格納する。 （ａ３）曲がり角を曲がったか否かを判定し、曲がった
らステップ（ａ４）、曲がらなかったらステップ（ａ
６）に移る。 （ａ４）その曲がり角で発生すると推定される積分値を
地図情報より算出する。 （ａ５）前記格納された無限積分値より上記推定した積
分値を減算し、得られた修正済積分値を記憶部に格納す
る。 （ａ６）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ７）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
記ドリフト補正値を得る。

【００２５】

【００２６】第７の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補正
手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値に
より前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリフ
ト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ８）を実行す
ることを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
値を一時記憶部に格納する。 （ａ３）曲がり角を曲がったか否かを判定し、曲がった
らステップ（ａ４）、曲がらなかったらステップ（ａ
６）に移る。 （ａ４）その曲がり角で発生すると推定される積分値を
地図情報より算出する。 （ａ５）前記格納された無限積分値より上記推定した積
分値を減算し、得られた修正済積分値を記憶部に格納す
る。 （ａ６）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ７）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
記ドリフト補正値を得る。 （ａ８）前記距離センサの出力から停止中と判断される
場合に上記ステップ（ａ２）及び（ａ７）を中断し、中
断直前のドリフト補正値をホールドする。

【００２７】第８の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定
時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定値
を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算して
無限積分値を得る加算手段と、上記加算手段により得ら
れた無限積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、曲が
り角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり角の
角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると推定
される積分値を算出する手段と、前記記憶された無限積
分値より上記推定された積分値を減算して修正済積分値
を得る手段と、上記修正済積分値と仮想的積分値とを比
較する比較手段と、上記比較手段の出力を第２の記憶手
段に記憶された仮想的積分値とを加算して積分値を得て
上記仮想的積分値にフィードバックして修正済積分値に
追従させる手段と、上記仮想的積分値を記憶する上記第
２の記憶手段と、上記仮想的積分値からドリフト値を推
定し、ドリフト補正値を得るドリフト補正手段とを備
え、このドリフト補正値により前記ジャイロからの出力
信号を補正するように構成したことを特徴とする。

【００２８】第９の発明は、角度変化を検出するジャイ
ロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経
度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを
備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づ
いて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づ
く角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び
前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位
置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を
有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、前
記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定
時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定値
を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算して
無限積分値を得る加算手段と、上記加算手段により得ら
れた無限積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、曲が
り角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり角の
角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると推定
される積分値を算出する手段と、前記記憶された無限積
分値より上記推定された積分値を減算して修正済積分値
を得る手段と、上記修正済積分値と仮想的積分値とを比
較する比較手段と、上記比較手段の出力を第２の記憶手
段に記憶された仮想的積分値とを加算して積分値を得て
上記仮想的積分値にフィードバックして修正済積分値に
追従させる手段と、上記仮想的積分値を記憶する上記第
２の記憶手段と、前記比較手段からの上記修正済積分値
と仮想的積分値との比較出力の移動平均値を求める手段
と、所定時間経過後に前記仮想的積分値の時間除算値か
ら上記比較出力の移動平均値に切換えて出力する切換手
段と、上記切換手段からの仮想的積分値の時間除算値又
は比較出力の移動平均値からドリフト値を推定し、ドリ
フト補正値を得るドリフト補正手段と、を備え、このド
リフト補正値により前記ジャイロからの出力信号を補正
するように構成したことを特徴とする。

【００２９】第１０の発明は、角度変化を検出するジャ
イロと、距離センサと、制御部と、少なくとも緯度及び
経度情報を含む地図情報を格納する記憶部と、表示部と
を備え、前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基
づいて方位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基
づく角度変化量、前記距離センサから得た移動距離量及
び前記地図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該
位置を前記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、
を有する移動体のナビゲーション・システムにおいて、
前記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所
定時間毎に測定し、測定値を得る測定手段と、上記測定
値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限に加算し
て無限積分値を得る加算手段と、上記加算手段により得
られた無限積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、曲
がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり角
の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると推
定される積分値を算出する手段と、前記記憶された無限
積分値より上記推定された積分値を減算して修正済積分
値を得る手段と、上記修正済積分値と仮想的積分値とを
比較する比較手段と、上記比較手段の出力を第２の記憶
手段に記憶された仮想的積分値とを加算して積分値を得
て上記仮想的積分値にフィードバックして修正済積分値
に追従させる手段と、上記仮想的積分値を記憶する上記
第２の記憶手段と、前記比較手段からの上記修正済積分
値と仮想的積分値との比較出力の移動平均値を求める手
段と、所定時間経過後に上記仮想的積分値の時間除算値
から上記比較出力の移動平均値に切換えて出力する切換
手段と、前記距離センサの出力に基づいて停止検出を行
う検出手段と、上記切換手段からの仮想的積分値の時間
除算値又は前記比較出力の移動平均値からドリフト値を
推定し、ドリフト補正値を得るドリフト補正手段と、前
記検出手段の停止検出時に前記第１，第２の記憶手段及
び比較出力の移動平均値をホールドして前記ドリフト補
正を停止する手段とを備え、上記ドリフト補正値により
前記ジャイロからの出力信号を補正するように構成した
ことを特徴とする。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】第１の発明の方法では、格納された修正済
積分値と仮想的積分値とを比較し、その比較出力を積分
して仮想的積分値にフィードバックして修正済積分値を
追従させると共にその仮想的積分値からドリフト値を推
定し、ドリフト補正値を得る。

【００３５】第２の発明の回路は第１の発明の方法を実
施する回路で、前記比較手段により修正済積分値と仮想
的積分値の比較を行い、その比較出力を仮想的積分値に
フィードバックして修正済積分値に追従させる。

【００３６】

【００３７】第３の発明の方法では、第１の発明におけ
る比較出力の移動平均値を求め、起動所定時間は仮想的
積分値の時間除算値から、所定時間経過後は上記比較出
力の移動平均値から、夫々ドリフト値を推定し、ドリフ
ト補正値を得る。

【００３８】第４の発明の回路は、修正済積分値と仮想
的積分値とが比較手段で比較され、その比較出力から移
動平均値が求められる。切換手段によって仮想的積分値
から移動平均値へ切換えて出力され、その出力値からド
リフト値を推定し、ドリフト補正値を得る。

【００３９】

【００４０】第５の発明の回路は、修正済積分値と仮想
的積分値とが比較手段で比較され、その比較出力の移動
平均値が求められる。この比較出力の移動平均値からド
リフト値が推定され、ドリフト補正値を得るが、検出手
段によって距離センサの出力から停止検出が行われた場
合は第１，第２の記憶手段及び比較出力の移動平均値を
求める手段の動作を中断し、中断直前のドリフト補正値
をホールドする。

【００４１】第６〜１０の発明の作用は上記各発明の作
用から明らかである。

【００４２】

【実施例】本実施例では説明上、予め走行予定コースが
コースデータとして記憶されている車のナビゲーション
・システムを基に説明しているが、本発明の圧電振動ジ
ャイロのドリフト補正方法は、これに限ることなく走行
予定コースが決まっていないナビゲーション・システム
においても、例えば、システムが内蔵する地図情報を用
いて、全く同様のドリフト補正を行うことができる。

【００４３】本発明の方法を適用する圧電振動ジャイロ
を用いたナビゲーション・システムは図１の構成例と同
様でよく、図１で、ジャイロ１の出力電圧をＡ／Ｄコン
バータ２でＡ／Ｄ変換しこの出力データ（デジタル信
号）を制御部３に入力する（制御部３は、例えばシング
ルチップマイコンで構成されておりＡ／Ｄコンバータ２
からの出力を入力ポート（図示せず）で取り込み、後述
する方位処理、デットレコニング処理及びマップ・マッ
チング処理、ドリフト補正値算出処理、及びナビゲーシ
ョン・システムのメイン処理プログラム（図示せず（図
３、図７でメインルーチンと記す部分））を実行する。

【００４４】なお、記憶部（メモリ）５には図２（Ｂ）
に示すように区間、区間距離、及び方位がコースデータ
としてテーブル形式で格納されている。なお、方位は北
を０ｄｅｇ、時計回り方向を正、反時計回りを負で表わ
し、±１８０ｄｅｇで全方向をカバーする。そして、距
離センサ４からのデータを制御部３に取り込み制御部で
マップ・マッチング処理及びデットレコニング処理を行
い、その結果得られた現在位置を表示部６に表示する。

【００４５】図３は本発明の参考例の方法に基づくナビ
ゲーション・システムにおけるジャイロデータの処理フ
ローチャートであり、図３（Ａ）は上記方法によるドリ
フト補正処理の動作を示し、図３（Ｂ）は方位処理の動
作を示し、図３（Ｃ）はデットレコニング処理及びマッ
プ・マッチング処理時の動作を示すフローチャートであ
る。また、これらドリフト補正処理、方位処理、デット
レコニング処理及びマップ・マッチング処理はナビゲー
ション・システムのメイン処理プログラム（図示してな
いが、図３、図７でメインルーチンと記す部分）により
それぞれの処理への割込みのタイミングを決定されそれ
ぞれの処理を行う。

【００４６】＜図３（Ａ）：ドリフト補正処理＞ 図３（Ｂ）のステップＳ２２で用いるドリフト補正値
（データＢ）をこのドリフト補正処理で求める。 ［Ｓ１］ 方位処理と同様に２０ｍｓ（ミリセカント）
毎に割込みを生じさせジャイロ１の方位補正が可能か否
かを判定する。方位補正が可能か否かの判定はナビゲー
ション・システムを起動させて自車が走行予定コース上
にあり自車の方位がその道路の方向と一致していれば補
正可能とする。方位の補正が不可能であれば補正値を更
新しない（補正値を０（ゼロ）としてもよい）。補正可
能であれば以下の処理を実行する。 ［Ｓ２］ ジャイロ１の出力をサンプリングしてＡ／Ｄ
コンバータ２でＡ／Ｄ変換してデータＨを得る。 ［Ｓ３］ 前回データをＩとして今回データをＪとして
データＨを積分する（データＪ＝データＩ＋データ
Ｈ）。

【００４７】［Ｓ４，５］ データＪを記憶部５に格納
するとともに加算回数をカウントする。 ［Ｓ６］ ナビゲーション・システムで車が曲がり角を
曲がったか否かを判定する。曲がらない場合はステップ
Ｓ１１を実行する。 ［Ｓ７］ 曲がった場合はその曲がり角の角度（方位）
Ｌを記憶部５に記憶されているコースデータテーブル
（図２（Ｂ）参照）から読み出す。 ［Ｓ８］ 次のステップ（Ｓ９）で累計値（データＪ）
から角度Ｌを減算するため、データＪ（単位：電圧ｖ）
と角度Ｌ（単位：ｄｅｇ）の単位系を整合させるための
計算を行う。整合計算方法としてはコースデータの角度
Ｌにジャイロ１の感度係数αの逆数を乗算し、その結果
にサンプリング回数Ｔを乗算してデータＭを算出する。

【００４８】

【数１】 となる。

【００４９】［Ｓ９，１０］ データＪ（電圧値）から
上記整合計算により得られた角度Ｌの電圧換算値Ｍを減
算しデータＮを得て記憶部５に格納する。この減算処理
により曲がり角を曲がるたびにジャイロ１の角度積分値
（データＪ）から曲がり角の角度を減算するため、累計
値（修正済積分データＮ）にはドリフト成分の積分値の
みが残ることとなる。 ［Ｓ１１］ 累計値（修正済積分データＮ）がある一定
範囲内の値であるか否かを判定する。例えば、±３６０
［ｄｅｇ］に相当する±４００［ｖ］等の値をこの範囲
として用いる。この値はマージンに相当し小さい値にす
ると補正が早く始まるが現時点でのナビゲーション・シ
ステムの応答性を考慮すると少なくとも９０［ｄｅｇ］
程度が望ましい。データＮの値が上記値の範囲内であれ
ば補正値を更新しない。 ［Ｓ１２］ データＮの値が上記値の範囲外であればそ
れをドリフト積分データＱとし補正値を更新する。新た
な補正値（データＢ）はデータＱを加算回数で除した値
とする。

【００５０】＜図３（Ｂ）：方位処理＞ この方位処理では従来の場合（図７（Ａ）参照）と異な
り車が停止中であることを要しない。 ［Ｓ２１］ ２０ｍｓ（ミリセカント）毎に割込みを生
じさせジャイロ１の出力をサンプリングしてＡ／Ｄコン
バータ２でＡ／Ｄ変換してデータＡ（デジタル出力）を
得る。 ［Ｓ２２］ 図３（ａ）に示すドリフト補正処理により
得るドリフト補正値（データＢ）によりデータＡを補正
してデータＣを得る（データＣ＝データＡ−データ
Ｂ）。但し、ドリフト補正値が未定の場合はデータＢ＝
０としておく。 ［Ｓ２３］ 前回データをデータＤとし今回データをデ
ータＥとして補正後のデータＣを積分する（データＥ＝
データＤ＋データＣ）。

【００５１】［Ｓ２４］ データＥを記憶部５に格納す
る。 ＜図３（Ｃ）：デットレコニング処理及びマップ・マッ
チング処理時＞ このデットレコニング処理及びマップ・マッチング処理
時には従来の場合（図７（Ｂ）参照）と異なり車が直進
中であることを要しない。 ［Ｓ３１］ １秒（１０００ｍｓ）毎に割込みを行い、
上記２０ｍｓ毎に積算され記憶部５に格納されたデータ
Ｅを読み出してデットレコニング処理を行う。実施例で
はデータＥは５０回のサンプリングの結果（∵１秒／２
０ｍｓ＝５０）の総和であるからこれを５０で除算する
と１秒間の平均電圧が得られる。ジャイロ１の感度を４
５ｄｅｇ／ｖ／ｓ仮定とすると平均電圧が０．５ｖなら
ば過去１秒間の角度変化が４５×０．５＝２２．５ｄｅ
ｇとして求められる。このようにジャイロの感度と平均
電圧の積で角度変化量を求めることができる。こうして
得た値を用いてデットレコニング処理を行う。なお、ｄ
ｅｇは角度の単位である。

【００５２】［Ｓ３２］ デットレコニング処理の結果
を用いてマップ・マッチング処理を行う。 ［Ｓ３３］ 前回の方位ＦにステップＳ２３で得た角度
変化量Ｅを加算して現在の方位Ｇを求め（方位Ｇ＝方位
Ｆ＋データＥ）、表示部６に表示されているコース（又
は地図）上に車の現在位置を表示する。 ［Ｓ３４］ 記憶部５に記憶されているデータＥを消去
する。 ［Ｓ３５］ 自車の方位Ｇを前回の方位とする（方位Ｆ
＝方位Ｇ）。

【００５３】上記動作を要約するとジャイロに外部から
角速度が加わった時、その量を推計して減算するとドリ
フト電圧が残ることとなる。言い替えれば、補正可能で
一定時間が経過すると±９０［ｄｅｇ］の許容量をドリ
フトの積分値が越えて、その時点からドリフトに相当す
る電圧を作り、ジャイロ電圧から減算することによりド
リフト成分をキャンセルし得ることとなる。従って、従
来の方法では時間の経過と共にドリフトが増加したのに
対し、本発明の方法によれば時間の経過と共にドリフト
が減少して０（ゼロ）に収束する。また、前述したよう
に、従来技術においてマップ・マッチング処理時に直線
道路を走行している場合、デットレコニング処理での積
分結果と現在の方位とを比較し一定誤差以内なら道路の
方位が正しいと判定してドリフト成分を誤差として捨て
ていることと異なり、本発明の方法ではジャイロ成分を
ナビゲーションに利用すると同時にドリフトの補正に用
いている。そしてこの補正用のジャイロデータの積分に
際してはドリフト情報を捨てない。

【００５４】更に、地図情報の利用にあっても地図の誤
差は曲がり角度情報を積分することにより各曲がり角ご
との誤差が平均化されて精度が向上する。なお、上述し
た図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の処理及びナビゲーショ
ン・システムのメイン処理は制御部３としてマイクロコ
ンピュータ等を用いる場合、プログラムとして実現する
ことが望ましいが後述するようにハードウエアで実現す
ることもできる（図５参照）。

【００５５】図４は前記参考例に基づくドリフト補正処
理中（図３（Ａ）参照）の各データを示すグラフであ
り、図４（Ａ）は車の左折及び右折時のジャイロ出力
（データＨ；破線部分）及びドリフト補正値（データ
Ｂ；実線部分）を示し、図４（Ｂ）はジャイロ出力の積
分回数を時間の経過と共に示し、図４（Ｃ）はドリフト
成分の積分値と右折、左折時のコースデータ修正による
修正済積分データＮを示す。なお、図４ではドリフト電
圧が正の場合について表わしておりドリフト電圧が負の
場合は図示を省略しているが、負の場合は電圧及び積分
データのグラフが時間軸に対して対称となる。

【００５６】図５及び図６は前記参考例によるドリフト
補正回路であり、図５は修正済積分データＮからドリフ
ト積分データＱを得るためにウインドウコンパレータを
用いた例のブロック図であり、図６は修正済積分データ
Ｎからドリフト積分データＱを得るためにローパスフィ
ルタを用いた例のブロック図である。図５でＸ−Ｘ'線
から上の部分がプログラムにより図３（Ｂ），（Ｃ）の
動作をシングルチップマイコン３で実行し、Ｘ−Ｘ'線
から下の部分がドリフト補正図３（Ｃ）で示した動作を
実現するドリフト補正回路の部分である。シングルチッ
プマイコン３はサンプリングパルスにより２０ｍｓ毎に
割込みを生じさせジャイロ１の方位補正が可能か否かを
判定する。方位の補正が不可能であればスイッチＳＷ１
をＯＦＦとしてジャイロ出力をＡ／Ｄ変換器２ｂに入力
しない（すなわち、結果として補正値を更新しない）。
補正可能であればスイッチＳＷ１をＯＮとして以下の処
理を実行する。ジャイロ１の出力をサンプリングパルス
によりサンプリングしてＡ／Ｄコンバータ２ｂでＡ／Ｄ
変換してＡ／Ｄ出力Ｈを得ると共にラッチ５２にラッチ
（記憶）する。

【００５７】次に、加算器５１で前回のデータＩとラッ
チ５２にラッチされている今回のＡ／Ｄ出力とを加算し
て今回データＪを得る。車が曲がり角を曲がった場合、
シングルチップマイコン３はその曲がり角の角度Ｌを記
憶部５に記憶されているコースデータテーブルから取り
出す。除算器５３でコースデータの角度Ｌをジャイロ１
の感度係数化で除算し、（乗算器で感度係数ａの逆数を
乗算してもよい。）その結果を除算器５４で時間補正値
で除算（乗算器でサンプリング回数Ｔを乗算してもよ
い）して角度Ｌを電圧値に換算する。

【００５８】そして、減算器５５で今回データＪに除算
器５４の出力を減算して修正済積分データＮを得ると共
にラッチ５２にラッチする。修正済積分データＮの値が
しきい値幅を越えているか否かをウインドウコンパレー
タ５６を用いて判定し、しきい値幅を越えている場合に
スイツチＳＷ２をＯＮとしドリフト積分データＱを得
る。しきい値幅内の場合はスイッチＳＷ２をＯＦＦとす
る。

【００５９】得られたドリフト積分データＱを除算器５
７によりカウント５８のカウント値で除算しドリフト補
正値Ｂを得る。ジャイロ１の出力をサンプリングしてＡ
／Ｄ変換した出力から得られたドリフト補正値Ｂを減算
してシングルチップマイコン３に入力され、図３（Ｂ）
の方位処理からＳ２２を除いた処理を経て図３（Ｃ）の
デットレコニング処理及びマップ・マッチング処理が行
われ、車の現在位置が表示部６に表示される。なお、カ
ウント値はサンプリングパルスを基にカウンタ５８によ
りカウントされる。

【００６０】図６は修正済積分データＮからドリフト積
分データＱを得るために図５のコンパレータウインドウ
５６及びスイッチＳＷ２に代えてローパスフィルタ６１
を用いたものであり省略部分は図５と同様である。ロー
パスフィルタ６１は修正済積分データＮが曲がり角を曲
がった時に大きく変動するためこの変動を小さくして出
力する。

【００６１】次に本発明のドリフト補正回路の一実施例
を説明する。図８は本発明のドリフト補正回路の一実施
例で、図５と同一符号は同一又は類似の回路を表わし、
更にコンパレータ６０、加算器６１、ラッチ６２を備え
ている。この実施例では仮想的なドリフト電圧を作り、
このドリフト電圧を積分した結果と、現実のジャイロの
ドリフト電圧を積分した結果を比較して、その誤差が零
になるように前述の仮想的なドリフト電圧をコントロー
ルするようにフィードバックループを構成する点に特徴
がある。

【００６２】図５では、ジャイロの出力電圧を無限に積
分して、次に積分した回数で除算し、これをドリフト補
正値として、ジャイロの出力電圧から減算してドリフト
の補正を行っている。この方法では、積分回数が少ない
時、ジャイロに角速度が加えられると、積分結果にドリ
フト成分と共に角速度成分が加算されてしまい、これか
ら求めたドリフト補正値に誤差が多くなることがある。
短時間で角速度に相当する量を地図データ等により推定
してキャンセルできれば誤差が目立たない。しかし、車
載ナビゲーション・システムでは、例えば、交差点の真
中まで右折し、信号機が青から黄、赤と変化して、次に
青になるまで地図データ等によるキャンセルができない
場合が発生し、誤差が大きくなってしまう。

【００６３】そこで図６では積分後にローパスフィルタ
を入れて、積分値の急激な変化を抑える等の対策を行っ
ている。ローパスフィルタを入れる場合、カットオフ周
波数を決めなければならない。周波数を下げる程、角速
度発生時の誤差が小さくなるが、それと同時にドリフト
補正装置自体の応答も遅くなり、ここに限界がある。通
常信号機が青→黄→赤→青と変化するサイクルを考え、
応答を３分間に決めると、ドリフトの補正も起動後３分
間働かなくなる。また、交差点での待ち時間が３分間を
越えてしまうと、その時間に応じて誤差が増加してしま
う。このため図８の実施例はドリフト補正装置の応答性
を良くして、しかも、角速度発生時の誤差を減らすこと
を目的とする。

【００６４】図８の実施例において、ジャイロセンサ１
→ＳＷ１→Ａ／Ｄ変換器２ｂ→ラッチ１２までの信号の
流れは図５と同じであり、前述のようにして修正済積分
データＭが作られる。この修正済積分データと仮想的な
ドリフト電圧を積分した結果の積分データＯをコンパレ
ータ６０で比較する。コンパレータ６０では２つの入力
信号の差がある閾値よりも小さい時は零のデータを出力
する。また、差がある閾値よりも大きい時は、Ｍ＞Ｏで
正の固定値データを出力し、Ｍ＜Ｏで負の固定値データ
を出力する。通常は、閾値＝固定値としておく。この３
通りの出力をコンパレータ出力Ｐと呼ぶ。次に加算器６
１とラッチ６２を組み合わせて成る積分器でコンパレー
タ出力Ｐを積分し、その出力を積分データＯとする。つ
まり、コンパレータ６０、加算器６１及びラッチ６２は
閉ループとなっており、このループにより修正済積分デ
ータＭの変化に対し、仮想的積分データＯが追従するよ
うな動作となる。

【００６５】さらに仮想的積分データＯをカウント値Ｑ
で除算し、ドリフト補正値Ｒが求まる。このカウント値
Ｑはシングルチップマイコン３で作られたサンプリング
パルスＧをカウンタ５８でカウントした結果である。以
上のようにして作られたドリフト補正値Ｒを減算器５９
でＡ／Ｄ出力から減算するとドリフト補正されたデータ
をシングルチップマイコン３に供給することができる。

【００６６】図８のドリフト補正装置の応答性はコンパ
レータ６０の閾値により決まりこれを大きくすると応答
が速くなり、小さくすると遅くなる。よってジャイロセ
ンサ１のドリフト特性に合わせて、応答時間を任意に設
定できる。また、角速度発生時に修正済積分データＭが
大きく変化しても仮想的積分データＯは、その大きさに
無関係となり、設定された応答時間により追従する。し
たがって、修正済積分データＭをカウント値で除算する
よりも、積分データＯを除算して求めたドリフト補正値
の方が角速度による誤差を小さくできる。

【００６７】図９は図８の各部の波形及び数値データの
大きさ等を示すタイミングチャートである。図１０は本
発明のドリフト補正回路の更に他の実施例で、図８と同
一符号は同一又は類似の回路を表わし、更にＦＩＲフィ
ルタ６３及びスイッチＳＷ２が設けられている。この実
施例はジャイロセンサ１の出力電圧を無限積分して、そ
のドリフト電圧の変化を推定すると同時に、推定したド
リフト電圧の移動平均値を使って時間的に変動するドリ
フト電圧をキャンセルする点に特徴を有する。

【００６８】通常、ジャイロセンサを取り付けた車両が
一定温度の環境で走行している時は、ドリフト電圧がほ
ぼ一定電圧に収束する。よって、起動時からジャイロセ
ンサ出力電圧を無限に積分して、次に積分した回数で除
算すると、ほぼドリフト電圧に近い値となる（ジャイロ
に角速度が加わらないと仮定している）。しかし、車両
の周囲温度が大きく変動すると、圧電振動ジャイロセン
サは温度特性が悪いため、ドリフト電圧が収束せずに、
温度に依存した出力電圧を発生してしまう。そこでその
電圧を無限に積分して次に積分した回数で除算すると、
起動時からその時点までのドリフト電圧の平均値が求ま
ってしまい、その時点のドリフト電圧との間に誤差が発
生してしまう。また、誤差の大きい値をドリフト補正値
として使用すると、ドリフトの補正に誤差が大きくなっ
てしまう。

【００６９】この原因としては、ジャイロ出力電圧を無
限に積分しているため、温度変化も平均化しているため
で、無限積分に根本の原因がある。例えば１時間前より
古いデータを捨てて平均化すれば多くの場合問題を解決
できる。しかし、無限積分値の中には、ドリフト成分の
他に、角速度成分も含まれている。よって、１時間前に
交差点を曲がって、その後コースデータ等により曲がり
角度の修正が実施されていない場合、１時間前までの積
分値には大きな角速度成分が含まれており、その積分値
を捨ててから、修正が実施されると残った積分値に過不
足が発生する。よって、単純に古い積分値を捨てること
はできない。また直進判定等を行って、残った積分値に
誤差が含まれないように適応処理することは困難であ
る。

【００７０】そこで図１０の実施例ではドリフト電圧が
一定値に収束しない場合でも、その時点のドリフト電圧
を推定し、ドリフト電圧をキャンセルする。図１０のド
リフト補正回路は起動時から例えば１時間の間、図８の
実施例と同様に動作する。コンパレータ６０からのコン
パレータ出力ＰをＦＩＲフィルタ６３に入れる。このＦ
ＩＲフィルタ６０では、１時間程度の移動平均値を計算
する。つまり、ＦＩＲフィルタ６０のタップ係数は全て
等しくて良く、１時間分のコンパレータ出力を加算し、
その加算回数で除算した出力として移動平均値を得る。
次に、起動後、１時間経過したところで、ＳＷ２を切替
え、ドリフト補正値Ｒから移動平均値Ｓの出力をドリフ
ト補正値として出力する。それ以後は、何の操作も必要
ない。

【００７１】図１０の実施例によれば、過去１時間のド
リフト推定値だけを平均化して利用するため、古い積分
値の影響を受けない。また、ドリフトの推定部分では前
述のように無限積分を続けているので、起動時から現在
までの積分値を捨てる操作をしなくても良い。以上の例
では、１時間の移動平均としたが、これは１０分でも２
時間でも良く、周囲の温度環境に応じて適応的に変化さ
せても良い。

【００７２】図１１はステップ状にドリフト電圧が変化
した場合のドリフト補正後出力Ｒと本発明のドリフト補
正後出力Ｓを比較した例である。Ｒには誤差が残るが、
Ｓには１時間後に誤差がなくなる。また現実のジャイロ
出力はステップ状に変動しないため、図１０の実施例で
１時間目〜２時間目でも誤差がなくなりジャイロのドリ
フトに完全に追従できることがわかる。

【００７３】図１２は本発明のドリフト補正回路の更に
他の実施例で図１０と同一符号は同一又は類似の回路を
表わし、更にリトリガブル・ワンショット・マルチ６４
及びスイッチＳＷ３が設けられており、またカウンタ５
８及び除算器５７は設けられていない。この実施例は車
両が停止している間は、車両に取り付けたジャイロセン
サに加速度が加わらないとの前提のもとに、この期間の
ドリフト補正も停止させることにより、ドリフト補正装
置の誤差発生を抑えるためのものである。

【００７４】図５の実施例では交差点を左右折する場合
にジャイロに大きな加速度が加わり、積分値が一時的に
大きく変化する。そしてナビゲーション・システムが交
差点通過を認識して、その角度データを使って、積分値
を元の値に戻す。この時、加速度が加わってから、積分
値を元に戻すまでの間が長くなると補正値の誤差が大き
くなる恐れがある。このため積分値の変化が小さくなる
ようにローパスフィルタ（ＬＰＦ）を使ったりしたが、
積分値を元の値に戻すまでの時間が数分〜数十分となる
と、上記の方法では無理である。

【００７５】図１２の実施例は積分値が大きく変化して
から、元の値に戻すまでの時間が無限に長くなっても、
その影響をドリフト補正値に出さないようにし、ドリフ
ト補正を正確に行うことを目的とする。図１２におい
て、距離センサ４からのパルスをリトリガブル・ワンシ
ョット・マルチ６４に入れて、車両が停止しているか、
走行しているかを判定する。車両が停止していると判定
した場合は、スイッチＳＷ３をＯＦＦとしてサンプリン
グパルスの供給を停止する。こうすることにより、ＳＷ
３をＯＦＦする直前までの状態が無限に維持できる。ま
た、ナビゲーション・システムに対しては、ドリフト補
正値をホールドできるため、引き続き補正を継続でき
る。つまり、ジャイロの周囲温度が急激に変化しない限
り十分なドリフト補正を継続できる。

【００７６】次に、車両が走行を再開すると、距離セン
サ４から再びパルスが供給され、ワンショット・マルチ
６４が反転して、ＳＷ３がＯＮとなる。これでサンプリ
ングパルスが供給され、Ａ／Ｄ変換及び無限積分が再開
される。また、ドリフト補正値の更新も行われる。無限
積分によりドリフト補正を行う装置だけでは、加速度が
加わってから短時間でその積分値を除去しないと、ドリ
フト補正値に誤差が多くなってしまう。よって、図１２
の構成により、加速度が加わってから長時間停止した
時、停止中の動作を禁止して、見掛け上、短時間とす
る。そして、交差点での左右折中の長時間停車、道路外
での一時的な停車等で、無限積分値が一時的に大きく変
動した場合、その値がドリフト補正値に影響を与えない
ようにできる。

【００７７】図１３は、図１２の実施例で距離センサ４
からの出力パルスとワンショット・マルチの出力パルス
の時間関係を表わすタイミングチャートである。図１３
に示すように距離センサ４からのパルスの立上りエッジ
でワンショット・マルチ６４がトリガされる。そして設
定時間が経過する前に再びトリガされると、ワンショッ
ト・マルチ６４の出力は反転せずにＨレベルを維持す
る。このＨレベルの間、車両が走行中と判定してドリフ
ト補正装置を働かせる。次に、距離センサ４からのパル
スが設定時間の期間に１回も発生しない時、ワンショッ
ト・マルチ６４の出力が反転しＬレベルとなる。このＬ
レベルの間、車両が停止中と判定して、サンプリングパ
ルスを停止させ、ドリフト補正装置のデータ更新を禁止
する。以後、距離センサ４のパルス周期に応じて、上記
２つの状態によりドリフト補正動作が行われる。なお、
図８，図１０及び図１２の各実施例はハードウエアの構
成としたが、これらは当然ソフトウエアでも実現でき、
そうすることによりコスト低減を図りうる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
リフトを極めて高い精度で補正し得るので静止電圧の測
定が不要となり正確なデットレコニング処理が可能とな
る。また、正確なデットレコニング処理によりマップ・
マッチングも正確となり角度の合わせ込みも不要となる
ことからナビゲーション・システムの信頼性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ナビゲーション・システムの構成例を示すブロ
ック図である。

【図２】ナビゲーション用コースの例及びそのコースデ
ータの説明図である。

【図３】本発明の参考例の方法に基づくナビゲーション
・システムにおけるジャイロデータの処理フローチャー
トである。

【図４】図３の方法によるドリフト補正処理中の各デー
タの状態を示すグラフである。

【図５】図３の方法によるドリフト補正回路の一例であ
る。

【図６】図３の方法によるドリフト補正回路の他の例で
ある。

【図７】従来技術によるナビゲーション・システムにお
けるジャイロデータの処理フローチャートである。

【図８】本発明のドリフト補正回路の一実施例である。

【図９】図８の実施例によるドリフト補正中の各データ
の状態を示すグラフである。

【図１０】本発明のドリフト補正回路の他の実施例であ
る。

【図１１】図１０の実施例におけるドリフト出力電圧を
示す図である。

【図１２】本発明のドリフト補正回路の更に他の実施例
である。

【図１３】図１２の実施例によるドリフト補正中の各デ
ータの状態を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ジャイロ ３ シングルチップマイコン（制御部） ４ 距離センサ ５ メモリ（記憶部） ６ 表示部 ５１ 加算器 ５２ ラッチ（記憶手段） ５３，５４ 除算器（電圧換算手段） ５５ 減算器 ５６ コンパレータ（修正済積分値判定手段） ５７ 除算器（ドリフト値算出手段） ５８ カウンタ ６１ ローパスフィルタ（修正済積分値応答改善手段）

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補
   正手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値
   により前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリ
   フト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ５）を実行
   することを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
   測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
   値を一時記憶部に格納する。（ａ３）上記無限積分値から曲がり角で発生すると推定
   される積分値を前記地図情報より算出 して減算した修正
   済積分値を得、その修正済積分値を一時記憶部に格納す
   る。（ａ４）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
   積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
   積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ５）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
   記ドリフト補正値を得る。
2. 【請求項２】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
   定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
   に加算して無限積分値を得る加算手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
   角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
   推定される積分値を算出する手段と、 前記無限積分値より上記推定された積分値を減算して修
   正済積分値を得る手段と、 上記加算手段により得られた積分値を記憶する上記第１
   の記憶手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶され
   た仮想的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積
   分値にフィードバックして修正済積分値に追従させる手
   段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、 上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、ドリフト補
   正値を得るドリフト補正手段とを備え、このドリフト補正値により前記ジャイロからの出力信号
   を補正するように構成したことを特徴とするジャイロの
   ドリフト補正回路。
3. 【請求項３】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補
   正手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値
   により前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリ
   フト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ６）を実行
   することを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
   測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
   値を一時記憶部に格納する。 （ａ３）上記無限積分値から曲がり角で発生すると推定
   される積分値を前記地図情報より算出して減算した修正
   済積分値を得、その修正済積分値を一時記憶部に格納す
   る。 （ａ４）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
   積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
   積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ５）上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較して
   その比較出力の移動平均値を求める。 （ａ６）起動後、所定時間は上記仮想的積分値の時間除
   算値から、所定時間経過後は上記比較出力の移動平均値
   から、夫々ドリフト値を推定し、前記ドリフト補正値を
   得る。
4. 【請求項４】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、 前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
   定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
   に加算して無限積分値を得る加算手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
   角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
   推定される積分値を算出する手段と、 前記無限積分値より上記推定された積分値を減算して修
   正済積分値を得る手段と、 上記加算手段により得られた積分値を記憶する上記第１
   の記憶手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想
   的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分値に
   フィードバックして修正済積分値に追従させる手段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、 前記比較手段からの上記修正済積分値と仮想的積分値と
   の比較出力の移動平均値を求める手段と、 所定時間経過後に上記仮想的積分値の時間除算値から比
   較出力の移動平均値に切換えて出力する切換手段と、 上記切換手段からの仮想的積分値の時間除算値又は比較
   出力の移動平均値からドリフト値を推定し、ドリフト補
   正値を得るドリフト補正手段とを備え、 このドリフト補正値により前記ジャイロからの出力信号
   を補正するように構成したことを特徴とするジャイロの
   ドリフト補正回路。
5. 【請求項５】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、 前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
   定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
   に加算して無限積分値を得る加算手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
   角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
   推定される積分値を算出する手段と、 前記無限積分値より上記推定された積分値を減算して修
   正済積分値を得る手段と、 上記修正済積分値を記憶する上記第１の記憶手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想
   的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分値に
   フィードバックして修正済積分値に追従させる手段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、上記比較手段からの 前記修正済積分値と仮想的積分値と
   の比較出力の移動平均値を求める手段と、 前記距離センサの出力に基づいて停止検出を行う検出手
   段と、 前記比較出力の移動平均値からドリフト値を推定し、ド
   リフト補正値を得るドリフト補正手段と、 前記検出手段の停止検出時に前記第１，第２の記憶手段
   及び比較出力の移動平均値をホールドして前記ドリフト
   補正を停止する手段とを備え、上記ドリフト補正値によ
   り前記ジャイロからの出力信号を補正するように構成し
   たことを特徴とするジャイロのドリフト補正回路。
6. 【請求項６】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補
   正手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値
   により前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリ
   フト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ７）を実行
   することを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
   測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
   値を一時記憶部に格納する。 （ａ３）曲がり角を曲がったか否かを判定し、曲がった
   らステップ（ａ４）、曲がらなかったらステップ（ａ
   ６）に移る。 （ａ４）その曲がり角で発生すると推定される積分値を
   地図情報より算出する。 （ａ５）前記格納された無限積分値より上記推定した積
   分値を減算し、得られた修正済積分値を記憶部に格納す
   る。 （ａ６）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
   積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
   積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ７）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
   記ドリフト補正値を得る。
7. 【請求項７】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、ドリフト補正値を得るドリフト補
   正手段を有し、前記方位処理手段が上記ドリフト補正値
   により前記ジャイロからの出力信号を補正し、上記ドリ
   フト補正手段が下記ステップ（ａ１）〜（ａ８）を実行
   することを特徴とするジャイロのドリフト補正方法。 （ａ１）前記ジャイロからの出力信号値を所定時間毎に
   測定する。 （ａ２）上記出力信号値を無限に積分し、その無限積分
   値を一時記憶部に格納する。（ａ３）曲がり角を曲がったか否かを判定し、曲がった
   らステップ（ａ４）、曲がらなかったらステップ（ａ
   ６）に移る。 （ａ４）その曲がり角で発生すると推定される積分値を
   地図情報より算出する。 （ａ５）前記格納された無限積分値より上記推定した積
   分値を減算し、得られた修正済積分値を記憶部に格納す
   る。 （ａ６）上記記憶部に格納された修正済積分値と仮想的
   積分値とを比較し、その比較出力を積分して上記仮想的
   積分値にフィードバックし修正済積分値に追従させる。 （ａ７）上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、前
   記ドリフト補正値を得る。 （ａ８）前記距離センサの出力から停止中と判断される
   場合に上記ステップ（ａ２）及び（ａ７）を中断し、中
   断直前のドリフト補正値をホールドする。
8. 【請求項８】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
   定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
   に加算して無限積分値を得る加算手段と、 上記加算手段により得られた無限積分値を記憶する上記
   第１の記憶手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
   角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
   推定される積分値を算出する手段と、前記記憶された無限積分値より上記推定された積分値を
   減算して修正済積分値を得る手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想
   的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分値に
   フィードバックして修正済積分値に追従させる手段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、 上記仮想的積分値からドリフト値を推定し、ドリフト補
   正値を得るドリフト補正手段とを備え、このドリフト補正値により前記ジャイロからの出力信号
   を補正するように構成したこと を特徴とするジャイロの
   ドリフト補正回路。
9. 【請求項９】 角度変化を検出するジャイロと、距離セ
   ンサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含む
   地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
   位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
   変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
   図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
   記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
   移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、 前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
   定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
   に加算して無限積分値を得る加算手段と、 上記加算手段により得られた無限積分値を記憶する上記
   第１の記憶手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
   角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
   推定される積分値を算出する手段と、 前記記憶された無限積分値より上記推定された積分値を
   減算して修正済積分値を得る手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想
   的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分値に
   フィードバックして修正済積分値に追従させる手段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、 前記比較手段からの上記修正済積分値と仮想的積分値と
   の比較出力の移動平均値を求める手段と、 所定時間経過後に前記仮想的積分値の時間除算値から上
   記移動平均値に切換えて出力する切換手段と、 上記切換手段からの仮想的積分値の時間除算値又は比較
   出力の移動平均値からドリフト値を推定し、ドリフト補
   正値を得るドリフト補正手段と、を備え、このドリフト
   補正値により前記ジャイロからの出力信号を補正するよ
   うに構成したことを特徴とするジャイロのドリフト補正
   回路。
10. 【請求項１０】 角度変化を検出するジャイロと、距離
    センサと、制御部と、少なくとも緯度及び経度情報を含
    む地図情報を格納する記憶部と、表示部とを備え、 前記制御部が前記ジャイロからの出力信号に基づいて方
    位情報を得る方位処理手段と、該方位情報に基づく角度
    変化量、前記距離センサから得た移動距離量及び前記地
    図情報に基づいて移動体の現在位置を得て、該位置を前
    記表示部に表示する現在位置算出表示手段と、を有する
    移動体のナビゲーション・システムにおいて、 前記制御部が、更に、 前記ジャイロからの出力信号を所定時間毎に測定し、測
    定値を得る測定手段と、 上記測定値を第１の記憶手段に記憶された積分値と無限
    に加算して無限積分値を得る加算手段と、 上記加算手段により得られた無限積分値を記憶する上記
    第１の記憶手段と、 曲がり角を曲がった場合に、前記地図情報より該曲がり
    角の角度を算出し、その角度より曲がり角で発生すると
    推定される積分値を算出する手段と、 前記記憶された無限積分値より上記推定された積分値を
    減算して修正済積分値を得る手段と、 上記修正済積分値と仮想的積分値とを比較する比較手段
    と、 上記比較手段の出力を第２の記憶手段に記憶された仮想
    的積分値とを加算して積分値を得て上記仮想的積分値に
    フィードバックして修正済積分値に追従させる手段と、 上記仮想的積分値を記憶する上記第２の記憶手段と、 前記比較手段からの上記修正済積分値と仮想的積分値と
    の比較出力の移動平均値を求める手段と、 所定時間経過後に上記仮想的積分値の時間除算値から上
    記比較出力の移動平均値に切換えて出力する切換手段
    と、 前記距離センサの出力に基づいて停止検出を行う検出手
    段と、 上記切換手段からの仮想的積分値の時間除算値又は比較
    出力の移動平均値からドリフト値を推定し、ドリフト補
    正値を得るドリフト補正手段と、 前記検出手段の停止検出時に前記第１，第２の記憶手段
    及び比較出力の移動平均値をホールドして前記ドリフト
    補正を停止する手段とを備え、上記ドリフト補正値によ
    り前記ジャイロからの出力信号を補正するように構成し
    たことを特徴とするジャイロのドリフト補正回路。