JP3772806B2 - 磁気方位検出方式および磁気方位検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などの移動体の磁気方位を検出する方式およびその磁気方位を検出する方法に関し、特に移動体の操舵角制御に伴なう擾乱磁気を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方式および磁気方位検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に地磁気方位センサを搭載し、該地磁気方位センサによる磁気方位を参照して、所定の基準方向に対応する方位角を検出する車両等の移動体においては、進行方向を変えるために操舵角を制御する際には、車輪を駆動する電磁弁付アクチュエータには数アンペア程度の電流が流れる。このために、地磁気方位センサの周辺には、該電磁弁付アクチュエータの作動に伴なう強力な磁界が発生し、該磁界の影響を受けて正確な磁気方位を測定することが困難になるという問題がある。
【０００３】
この磁気方位誤差に対処する手法の例としては、例えば特閧昭６４ー１５８１３号公報に、「方位センサ付きの自動走行作業車（第１の従来例と云う）」が提案されている。図６は、その方位誤差補正機能部分のみを抽出して示した機能表示用の概念ブロック図である。図６に示されるように、本従来例においては、自動走行作業車の走向制御用、変速制御用および作業装置作動用等の各種の電磁操作式アクチュエータの磁力による地磁気方位センサ１７の方位誤差を補正するために、これらの電磁操作式アクチュエータが駆動状態にあるか停止状態にあるかを検出するアクチュエータ動作状態検出部１８と、該電磁操作式アクチュエータが停止状態にある場合と駆動状態にある場合について生じる地磁気方位センサ１７の検出出力１３１の差異に基づいて、方位補正用のオフセット値を予め計算して記憶しておき、電磁操作式アクチュエータ動作状態検出部１８の動作状態情報１３２が「駆動状態」を示す場合には、これを受けて該オフセット値を読み出して方位補正量１３３として出力する方位補正量演算部１９と、この方位補正量１３３を地磁気方位センサ１７の検出出力１３１に加算する加算器２０が、少なくとも方位補正の機能構成要素として含まれており、加算器２０からは、検出出力１３１を補正した方位情報１３４が出力される。
【０００４】
また、特開平３ー６８８１１号公報には、車両等の進行方位を検出する地磁気方位センサのｘデータおよびｙデータを補正する「地磁気方位センサの着磁補正装置」が提案されている。この従来例は、地磁気方位センサの周辺に介在する磁性体による方位誤差を検出するために、走行に先行して車両を１回転させて、得られる方位円の中心座標を求めるという磁気方位の補正方法を改善するものであり、操舵制御に伴なう電磁弁式アクチュエータの擾乱磁気による磁気方位の誤差は補正できない。また、特閧昭６３ー２７７１１号公報に開示されている３次元磁気センサを用いた方位測定装置は、ナビゲーション装置等に適用される従来の方位測定装置に対する改善提案であり、同様に、車両等の操舵制御に伴なう磁気方位の誤差は補正できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来例においては、自動走行作業車の走向用、変速用および作業装置用等の各種の電磁操作式アクチュエータの磁力による磁気方位誤差を補正するために、予め補正用のオフセット値を計算して記憶しておき、電磁操作式アクチュエータの駆動時に、該オフセット値を読み出して補正するという簡易な手法が用いられている。この手法は、操舵制御に基づく方位補正の対象が、その作業目的により、予め進行経路が規定された単純な傾斜変化のない経路のみを走行する自動走行作業車である場合には適用可能であるかも知れないが、一般の自由走行経路を進行する車両等の移動体に対しては、傾斜面を走行する場合は勿論のこと、平坦経路を走行する場合においても適用し得ない。
【０００６】
本発明の目的は、上記の欠点を排除して、移動体の操舵角および姿勢の如何に関わりなく、操舵角制御に起因する擾乱磁界の影響を常に補正し、正確な磁気方位を検出することができる磁気方位検出方式および磁気方位検出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。
【０００８】
（１）操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備されて、該電磁弁付アクチュエータで生じる擾乱磁気による影響を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方式において、
前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とし、該基準方向を含む水平面にある２軸および鉛直方向の１軸により形成される直交３軸を該移動体に設定したとき、該直交３軸成分に分解して地磁気を検出するように該移動体に固定された地磁気方位センサと、
前記電磁弁付アクチュエータを駆動する操舵コマンド量を受けて、前記擾乱磁気に対処する補正量の前記直交３軸成分を生成し、該直交３軸成分に所定時間の遅延を与えて遅延補正量として、該遅延補正量の直交３軸成分に基づき、前記地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分に含まれる擾乱磁気による誤差成分を補正した一次補正３軸成分を出力する一次補正手段と、
前記基準方向に関する前記移動体の回転角であるロール角、前記水平面に対する該基準方向の傾き角であるピッチ角を演算出力する移動体傾斜演算手段と、
前記一次補正３軸成分並びに前記ロール角およびピッチ角を受け、該ロール角およびピッチ角に基づき該一次補正３軸成分に含まれる前記地磁気方位センサ検出出力の傾斜誤差成分を補正し、前記移動体の傾斜角による影響を排除した前記水平面上の２軸成分に分解された二次補正２軸成分を出力する二次補正手段と、
前記二次補正２軸成分に基づき前記基準方向の磁気方位を演算し、該基準方向の磁気方位を前記正常な磁気方位として出力する方位演算手段と
を備え
前記補正量は前記操舵コマンド量に対応している
ことを特徴とする磁気方位検出方式。
【０００９】
（２）前記一次補正手段は、
前記操舵コマンド量を受け、該操舵コマンド量に対して設定される補正量を前記直交３軸成分に分解して演算し、該直交３軸に関する補正量成分として出力する補正量演算部と、
前記直交３軸に関する補正量成分を受け、該直交３軸に関する補正量成分を所定時間遅延させ、直交３軸に関する遅延補正量成分として出力する一次遅れ回路要素と、
前記地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分および前記直交３軸に関する遅延補正量成分を受け、該地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分から該直交３軸成分に対応する前記遅延補正量の３軸成分をそれぞれ控除し、前記一次補正３軸成分を生成する磁気補正控除部と
を備えることを特徴とする前記（１）に記載の磁気方位検出方式。
【００１０】
（３）操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備固定された地磁気方位センサを用い、操舵制御に伴ない発生する擾乱磁気を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方法において、
前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とするとき、該移動体の基準方向を操舵角の基準方向として設定する第１の手順と、
前記操舵角を前記基準方向に設定した状態において、前記地磁気方位センサの検出出力を検出基準値として求める第２の手順と、
前記移動体の向きを変えることなく、前記操舵コマンド量を前記電磁弁アクチュエータに入力することにより操舵角を前記基準方向からずらせながら、前記地磁気方位センサの検出出力を求める第３の手順と、
前記第３の手順において得られた地磁気方位センサの検出出力と前記検出基準値との相違を方位補正量として求める第４の手順と、
前記方位補正量を記憶する第５の手順と、
前記第５の手順で記憶した前記方位補正量を読み出し、読み出した該方位補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正することにより、前記正常な磁気方位を求める第６の手順と
を含むことを特徴とする磁気方位検出方法。
【００１１】
（４）操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備固定された地磁気方位センサを用い、操舵制御に伴ない発生する擾乱磁気を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方法において、
前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とするとき、該移動体の基準方向を操舵角の基準方向として設定する第１の手順と、
前記操舵角を前記基準方向に設定した状態において、前記地磁気方位センサの検出出力を検出基準値として求める第２の手順と、
前記移動体の向きを変えることなく、前記操舵コマンド量を前記電磁弁アクチュエータに入力することにより操舵角を前記基準方向からずらせながら、前記地磁気方位センサの検出出力を求める第３の手順と、
前記第３の手順において得られた地磁気方位センサの検出出力と前記検出基準値との相違を方位補正量として求める第４の手順と、
前記方位補正量を記憶する第５の手順と、
前記第５の手順において記憶した方位補正量を読み出し、前記地磁気方位センサの検出処理過程において生じる時間遅れ分だけ、読み出した該方位補正量を一次遅れ回路要素で遅延させることにより、遅延補正量を生成し、該遅延補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正する第７の手順と
を含むことを特徴とする磁気方位検出方法。
【００１２】
（５）前記第７の手順に続いて、前記遅延補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正して得た磁気擾乱補正磁気方位に、前記移動体の傾斜角に基づく方位誤差要素の補正を加えることにより傾斜角補正磁気方位を生成し、該傾斜角分補正磁気方位を前記正常な磁気方位として出力する第８の手順と
を含むことを特徴とする前記（４）に記載の磁気方位検出方法。
【００１３】
【作用】
上記の構成および方法によれば、移動体の進行に伴なう任意の操舵制御角において、また該移動体のピッチ角が９０度の場合を除く如何なる姿勢角の状態においても、操舵制御の電磁弁付アクチュエーターに起因する擾乱磁界の影響を補正して、正規の磁気方位を検出することができる。擾乱磁界に対処する誤差補正時には、一次遅れ回路要素を介して、所定の時間遅れを持たせた補正量により該補正を行うことにより、地磁気方位センサの検出出力の遅れを回避することが可能となり、擾乱磁界に対処する誤差補正が的確に行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。本発明の磁気方位検出方式の実施形態で、移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とする。移動体には直交３軸を設定する。その直交３軸は、移動体が水平面に置かれた（このとき該基準方向も水平）姿勢のときにおける、その基準方向を含む水平面にある２軸および鉛直方向の１軸である。この地磁気方位センサは、該移動体に固定されており、該直交３軸成分に分解して地磁気を検出する。地磁気方位センサにより検出される直交３軸成分には、操舵コマンド量に対応して発生する電磁弁付アクチュエータの擾乱磁界による方位誤差が含まれている。この方位誤差を補正するために補正量を生成し、所定の一次遅れ回路要素を介してその補正量を所定時間だけ遅延させて、遅延補正量を生成し、該直交３軸の各成分ごとに該遅延補正量で補正を行うとともに、移動体の姿勢の傾斜に対する補正をも行い、移動体の如何なる姿勢角においても、操舵制御の電磁弁付アクチュエーターに起因する擾乱磁界の影響を補正して、正規の磁気方位を検出することができる。
【００１５】
また、本発明の磁気方位検出方法は、操舵角を前記基準方向に設定して、地磁気方位センサの第１の検出出力を求め、次いで移動体の向きを変えることなく、操舵角を前記基準方向からずらせて地磁気方位センサの第２の検出出力を求める。この第１の検出出力に対する第２の検出出力間の変動を求め、該出力変動に含まれる操舵制御による検出誤差要素を、特定の一次遅れ回路要素系を用いて補正することにより、正規の磁気方位を求めている。
【００１６】
図１は、本発明になる磁気方位検出方式の一実施の形態を示すブロック図である。この実施の形態の磁気方位検出方式を搭載する移動体は、車両である。図１に示されるように、本実施の形態では、操舵角制御時に電磁弁付アクチュエータに対し該操舵角に対応するコマンド量を演算出力する操舵コマンド演算部１０を備える。そして、本実施の形態の磁気方位検出方式は、操舵コマンド演算部１０に加えて、車両に固定したｘ，ｙ軸に地磁気センサのｘ，ｙ軸が一致するように車両本体に装着された地磁気方位センサ１と、地磁気方位センサ１の検出出力の３軸成分に対応する減算器２，３および４と、地磁気方位センサ補正量演算部５と、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６と、加速度計７と、車両傾斜演算部８と、方位演算部９とを備えて構成される。また、図２は、操舵角に対応する操舵コマンド量を演算出力する操舵コマンド演算部１０の出力を受ける操舵駆動系と方位補正系との相互関連を抽出して示した部分ブロック図である。
【００１７】
図１において、地磁気方位センサ１の検出出力は、基準方向を１軸（ｘ軸）として水平面上に設定された直交２軸（ｘ軸およびｙ軸）と、鉛直線上の１軸（Ｚ軸）とにより形成される直交３軸の各軸成分１０１（ｘ軸成分）、１０２（ｙ軸成分）および１０３（ｚ軸成分）に分解されて出力され、それぞれ対応する減算器２、３および４に入力される。操舵角を制御して車両を方向変換しない場合には、擾乱磁気の発生源である電磁弁付アクチュエータ１１が駆動状態にないため、地磁気方位センサ補正量演算部５より、各軸成分の方位補正量１０５、１０６および１０７が出力されることはなく、検出出力の各軸成分１０１、１０２および１０３は、そのまま検出出力１０８、１０９および１１０として地磁気方位センサ傾斜補正演算部６に入力される。地磁気方位センサ傾斜補正演算部６においては、車両が平坦経路を走行している場合には、ロール角およびピッチ角等の姿勢角にかかわる補正は行われず、地磁気方位センサ１の水平面上の２軸成分１０１及び１０２にそれぞれ相当する２軸成分１１４及び１１５として出力されて方位演算部９に入力される。方位演算部９においては、これらの２軸成分の入力を受けて、地磁気方位センサ１の検出出力に対応する磁気方位１１６が演算されて出力される。
【００１８】
また、操舵角を制御して車両の進行方向を変える場合には、操舵コマンド演算部１０からは、該操舵角に対応する操舵コマンド量１０４が演算出力されて、地磁気方位センサ補正量演算部５に入力される。操舵コマンド量１０４は、図２に示されるように、同時に電磁弁付アクチュエータ１１にも入力される。電磁弁付アクチュエータ１１は、操舵コマンド量１０４の入力受けて駆動状態となり、その際には擾乱磁界１１７が発生される。この擾乱磁界１１７を受けた地磁気方位センサ１の検出出力の３軸成分１０１、１０２及び１０３には、それぞれ該擾乱磁界１１７に起因する方位誤差成分が含まれる。３軸成分１０１、１０２及び１０３は、対応する減算器２，３及び４にそれぞれ入力される。一方、地磁気方位センサ補正量演算部５においては、操舵コマンド量１０４の入力に対応して、補正量演算部５ー１において３軸成分に対応する方位補正量が演算され、一次遅れ回路要素５ー２に入力される。一次遅れ回路要素５ー２においては、該方位補正量に対して所定の遅延時間が付与されて、所定時間遅延された方位補正量１０５、１０６及び１０７が出力され、対応する減算器２、３および４に入力される。減算器２，３及び４においては、それぞれ方位誤差成分が含まれる検出出力１０１、１０２及び１０３より、対応する方位補正量１０５，１０６及び１０７をそれぞれ控除する減算処理が行われ、方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０が出力される。方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０は、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６に入力される。地磁気方位センサ傾斜補正演算部６においては、車両が平坦経路を走行している場合には、上述の場合と同様に、ピッチ角およびロール角等の姿勢角にかかわる補正は行われず、方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０の水平面上の２軸成分に相当する傾斜補正検出出力の２軸成分１１４及び１１５として出力されて方位演算部９に入力される。方位演算部９においては、擾乱磁界による影響が補正された磁気方位１１６が演算出力される。
【００１９】
また、上記の擾乱磁界に対して補正する場合において、車両が傾斜面を含む経路を走行している場合には、更に傾斜補正を行うことが求められるが、その場合には、車両に設けられているジャイロ等の加速度計７の３軸出力１１１を受けて、車両傾斜演算部８からは車両の姿勢角としてロール角１１２とピッチ角１１３が演算出力され、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６に入力される。地磁気方位センサ傾斜補正演算部６においては、これらのロール角１１２とピッチ角１１３の入力を受けて、上記の方位補正検出出力１０８、１０９及び１１０に対する姿勢角補正の演算処理が行われ、水平面上の２軸成分１１４及び１１５が出力されて方位演算部９に入力される。方位演算部９においては、これらの総合補正検出出力の２軸成分１１４及び１１５の入力を受けて、擾乱磁気および傾斜角が補正された磁気方位１１６が演算されて出力される。以上により明らかなように、本実施の形態においては、車両のピッチ角が９０度の場合を除き、如何なる姿勢状態にあっても、操舵角制御ならびに傾斜角の影響による方位誤差を的確に補正することが可能となり、車両走行時において、常時正常な方位を計測することができる。
【００２０】
なお、この場合において、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６およびに方位演算部９において行われる演算式の内容は、水平面上の２軸をｘ軸、ｙ軸とし、鉛直方向の１軸をｚ軸として規定すると、下記のように表わすことができる。

ここにおいて、地磁気方位センサ補正量演算部５の内部に一次遅れ回路要素５ー２を設ける理由について説明する。図３は、車両の操舵角駆動系を概念的に示したブロック図である。図３において、先ず目標操舵角を指示する目標方位信号１１８（５０Ｈｚ）が減算器１５に入力される。減算器１５に対しては、目標方位信号１１８に対応して指向される車両１４の方位を示す方位信号１２４（５０Ｈｚ）が帰還入力されており、これらの両信号の差異に相当する方位誤差信号１１９が出力されて舵角演算部１２に入力される。舵角演算部１２においては、該方位誤差信号１１９に対処する１次方位補正信号１２０（２００Ｈｚ）が演算されて減算器１６に入力される。減算器１６には、同時に車輪１３の舵角を示す舵角信号１２３（２００Ｈｚ）が帰還入力されており、これらの両信号の差異に相当する２次方位補正信号１２１が出力されて操舵コマンド演算部１０に入力される。操舵コマンド演算部１０においては、２次方位補正信号１２１の入力に対応する操舵コマンド量１０４（２００Ｈｚ）が演算出力されて電磁弁付アクチュエータ１１に入力される。これを受けて、該電磁弁付アクチュエータ１１は駆動状態となり、電磁弁付アクチュエータ１１より出力される駆動信号１２２により車輪１３の方向転換機構が駆動されて舵角が転換され、該操舵角制御系の正常動作時においては、車両１４の進行方位は前記目標操舵角に応じて的確に追随し、車両１４の進行方位を所望の方位に向けることができる。なお、その際には、車輪１３からは舵角信号１２３（２００Ｈｚ）が出力されて減算器１６に帰還され、車両１４からは方位信号１２４（２００Ｈｚ）が出力されて減算器１５に帰還されるが、これらのことは前述のとおりである。
【００２１】
このように、操舵角駆動系においては、操舵コマンド量１０４は、車両の地磁気方位センサ１の検出出力よりも、高い周波数（２００Ｈｚ）で送受信されている。そこで、操舵コマンド量１０４による電磁弁付アクチュエータ１１の駆動状態によって発生する擾乱磁界１１７による地磁気方位センサ１の検出出力に対する影響には、この周波数の差異による時間遅れが生じる。また、同時に、地磁気方位センサ１の検出処理過程において生じる時間遅延もこれに加算される。したがって、地磁気方位センサ補正量演算部５において何らの時間遅延を与えないならば、該時間遅延により、減算器２，３及び４において、地磁気方位センサ補正量演算部５から出力される方位補正量１０５，１０６及び１０７の控除による方位補正が適正に行われないという事態が生じる。一次遅れ回路要素５−２は、補正量演算部５ー１から出力される方位補正量の３軸成分にその時間遅延を与えるために設けてある。
【００２２】
次に、本発明の磁気方位検出方法について説明する。図４は、図１乃至図３を参照して説明した磁気方位検出方式を用い、磁気方位を検出する本発明の磁気方位検出方法の一実施の形態を示す処理手順図である。前述のとおり、その磁気方位検出方式では、移動体に基準方向が設定されている。基準方向は、移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向である。また、移動体には直交３軸が設定されており、その直交３軸は、移動体が水平面に置かれた（このとき該基準方向も水平）姿勢のときにおける、その基準方向を含む水平面にある２軸および鉛直方向の１軸である。図４において、先ず、車両に装着された地磁気方位センサ１を用いて、操舵制御に伴ない発生する擾乱磁気に対処して、補正された正常な磁気方位を検出する際には、先ず操舵角の基準方向を車両の基準方向に平行な方向として設定する（手順Ｓ11）。次いで、車両の向きを一定に保持し、操舵角を該基準方向に設定したままの状態で、地磁気方位センサ１の検出出力を求める（手順Ｓ12）。そして、車両の向きを変えることなく、操舵角を基準方向から所定の角度ずらせながら地磁気方位センサ１の検出出力を求める（手順Ｓ13）。次に、手順Ｓ12において求めた地磁気方位センサ１の検出出力を検出基準値として規定し、手順Ｓ13において求めた地磁気方位センサ１の検出出力と該検出基準値との差として定義される方位補正量を補正演算部５−１で演算する（手順Ｓ14）。次いで、手順Ｓ14において演算した方位補正量を補正演算部５−１に記憶する（手順Ｓ15）。ここまでの手順は、実際の操行に先立って方位補正量を取得するために行う手順である。実際の操行をするときは、操舵コマンド量１０４に応じた方位補正量を補正演算部５−１から読み出し、読み出した該方位補正量を一次遅れ回路要素５−２により遅延させ、遅延補正量とし、減算器２，３及び４で地磁気方位センサ１の検出出力から遅延補正量を減じ、方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０を生成し、方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０に基づき、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６における演算により、任意の操舵角における正常な磁気方位を求める（手順Ｓ16）。
【００２３】
また、走行経路に対応して、移動体に傾斜角が介在する場合には、図４に示した手順における手順Ｓ15の後に、地磁気方位センサ傾斜補正演算部６において方位補正検出出力１０８，１０９及び１１０に該傾斜角に関する補正を加えた上で磁気方位を演算し、傾斜角についても補正された正常な方位を求める。図５は、傾斜角の補正をも含めた場合の磁気方位検出方法の他の実施例の手順を示す図であり、手順Ｓ21乃至手順Ｓ25の手順は、図４の手順Ｓ11乃至手順Ｓ15と全く同様である。このように、傾斜角の補正をも考慮する場合には、図５において、手順Ｓ25に続いて、該手順Ｓ25において記憶した方位補正量を読み出し、読み出した方位補正量を一次遅れ回路要素５−２で遅延させて遅延補正量を生成し、該遅延補正量により磁気擾乱に起因する方位検出誤差を解消し（手順Ｓ26）、然る後に車両の傾斜角に起因する方位検出誤差を補正し、任意の操舵角における正常な磁気方位を求める（手順Ｓ27）。
【００２４】
以上、本実施の形態によれば、移動体の操舵角および姿勢の如何に関わりなく、操舵角制御に起因する擾乱磁界の影響を常に補正し、正確な磁気方位を検出することができる磁気方位検出方式および磁気方位検出方法を提供できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、移動体に装着された地磁気方位センサを用いる磁気方位検出方式および磁気方位検出方法であり、走行経路の平坦性または傾斜度に関わりなく、すなわち該移動体の姿勢角の如何を問わず、移動体の進行に伴ない常時生起する任意の操舵角において、操舵角制御に伴なう擾乱磁界の影響が補正され、正常な磁気方位を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気方位検出方式の１実施例を示すブロック図である。
【図２】前記１実施例における、操舵駆動系と方位補正系との相互関連を示す部分ブロック図である。
【図３】操舵角駆動系の動作内容を概念的に示すブロック図である。
【図４】図１乃至図３を参照して説明した磁気方位検出方式を用い、磁気方位を検出する本発明の磁気方位検出方法の一実施の形態を示す処理手順図である。
【図５】図１乃至図３を参照して説明した磁気方位検出方式を用い、磁気方位を検出する本発明の磁気方位検出方法の他の一実施の形態を示す処理手順図である。
【図６】磁気方位検出方式の１従来例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１，１７ 地磁気方位センサ
２〜４，１５，１６ 減算器
５ 地磁気方位センサ補正量演算部
６ 地磁気方位センサ傾斜補正演算部
７ 加速度計
８ 車両傾斜演算部
９ 方位演算部
１０ 操舵コマンド演算部
１１ 電磁弁付アクチュエータ
１２ 舵角演算部
１３ 車輪
１４ 車両
１８ アクチュエータ動作状態検出部
１９ 方位補正量演算部
２０ 加算器
１０１ 地磁気方位センサ１の検出出力（ｘ軸成分）
１０２ 地磁気方位センサ１の検出出力（ｙ軸成分）
１０３ 地磁気方位センサ１の検出出力（ｚ軸成分）
１０４ 操舵コマンド量
１０５ 方位補正量（ｘ軸成分）
１０６ 方位補正量（ｙ軸成分）
１０７ 方位補正量（ｚ軸成分）
１０８ 方位補正検出出力（ｘ軸成分）
１０９ 方位補正検出出力（ｙ軸成分）
１１０ 方位補正検出出力（ｚ軸成分）
１１１ 加速度計出力（３軸成分）
１１２ ロール角
１１３ ピッチ角
１１４ 水平面における方位のｘ軸成分
１１５ 水平面における方位のｙ軸成分
１１６ 補正された磁気方位
１１７ 擾乱磁気
１１８ 目標方位信号
１１９ 方位誤差信号
１２０ １次方位補正信号
１２１ ２次方位補正信号
１２２ 駆動信号
１２３ 舵角信号
１２４ 方位信号
１３１ 地磁気方位センサ１７の検出出力
１３２ アクチュエータ動作状態検出部１８の動作状態情報
１３３ 方位補正量
１３４ 補正方位情報

Claims (5)

1. 操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備されて、該電磁弁付アクチュエータで生じる擾乱磁気による影響を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方式において、
   前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とし、該基準方向を含む水平面にある２軸および鉛直方向の１軸により形成される直交３軸を該移動体に設定したとき、該直交３軸成分に分解して地磁気を検出するように該移動体に固定された地磁気方位センサと、
   前記操舵コマンド量を受けて、前記擾乱磁気に対処する補正量の前記直交３軸成分を生成し、該直交３軸成分に所定時間の遅延を与えて遅延補正量として、該遅延補正量の直交３軸成分に基づき、前記地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分に含まれる擾乱磁気による誤差成分を補正した一次補正３軸成分を出力する一次補正手段と、
   前記基準方向に関する前記移動体の回転角であるロール角、前記水平面に対する該基準方向の傾き角であるピッチ角を演算出力する移動体傾斜演算手段と、
   前記一次補正３軸成分並びに前記ロール角およびピッチ角を受け、該ロール角およびピッチ角に基づき該一次補正３軸成分に含まれる前記地磁気方位センサ検出出力の傾斜誤差成分を補正し、前記移動体の傾斜角による影響を排除した前記水平面上の２軸成分に分解された二次補正２軸成分を出力する二次補正手段と、
   前記二次補正２軸成分に基づき前記基準方向の磁気方位を演算し、該基準方向の磁気方位を前記正常な磁気方位として出力する方位演算手段と
   を備え
   前記補正量は前記操舵コマンド量に対応している
   ことを特徴とする磁気方位検出方式。
2. 前記一次補正手段は、
   前記操舵コマンド量を受け、該操舵コマンド量に対して設定される補正量を前記直交３軸成分に分解して演算し、該直交３軸に関する補正量成分として出力する補正量演算部と、
   前記直交３軸に関する補正量成分を受け、該直交３軸に関する補正量成分を所定時間遅延させ、直交３軸に関する遅延補正量成分として出力する一次遅れ回路要素と、
   前記地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分および前記直交３軸に関する遅延補正量成分を受け、該地磁気方位センサの検出出力の直交３軸成分から該直交３軸成分に対応する前記遅延補正量の３軸成分をそれぞれ控除し、前記一次補正３軸成分を生成する磁気補正控除部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気方位検出方式。
3. 操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備固定された地磁気方位センサを用い、操舵制御に伴ない発生する擾乱磁気を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方法において、
   前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とするとき、該移動体の基準方向を操舵角の基準方向として設定する第１の手順と、
   前記操舵角を前記基準方向に設定した状態において、前記地磁気方位センサの検出出力を検出基準値として求める第２の手順と、
   前記移動体の向きを変えることなく、前記操舵コマンド量を前記電磁弁アクチュエータに入力することにより操舵角を前記基準方向からずらせながら、前記地磁気方位センサの検出出力を求める第３の手順と、
   前記第３の手順において得られた地磁気方位センサの検出出力と前記検出基準値との相違を方位補正量として求める第４の手順と、
   前記方位補正量を記憶する第５の手順と、
   前記第５の手順で記憶した前記方位補正量を読み出し、読み出した該方位補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正することにより、前記正常な磁気方位を求める第６の手順と
   を含むことを特徴とする磁気方位検出方法。
4. 操舵コマンド量により電磁弁付アクチュエータが駆動され、該電磁弁付アクチュエータが該操舵コマンド量に応じて操舵角を制御することにより進行方向が変わる車両等の移動体に装備固定された地磁気方位センサを用い、操舵制御に伴ない発生する擾乱磁気を補正して、正常な磁気方位を検出する磁気方位検出方法において、
   前記移動体に固定された方向であり、該移動体に直進をさせる操舵角における該直進の方向を該移動体の基準方向とするとき、該移動体の基準方向を操舵角の基準方向として設定する第１の手順と、
   前記操舵角を前記基準方向に設定した状態において、前記地磁気方位センサの検出出力を検出基準値として求める第２の手順と、
   前記移動体の向きを変えることなく、前記操舵コマンド量を前記電磁弁アクチュエータに入力することにより操舵角を前記基準方向からずらせながら、前記地磁気方位センサの検出出力を求める第３の手順と、
   前記第３の手順において得られた地磁気方位センサの検出出力と前記検出基準値との相違を方位補正量として求める第４の手順と、
   前記方位補正量を記憶する第５の手順と、
   前記第５の手順において記憶した方位補正量を読み出し、前記地磁気方位センサの検出処理過程において生じる時間遅れ分だけ、読み出した該方位補正量を一次遅れ回路要素で遅延させることにより、遅延補正量を生成し、該遅延補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正する第７の手順と
   を含むことを特徴とする磁気方位検出方法。
5. 前記第７の手順に続いて、前記遅延補正量に基づき前記地磁気方位センサの検出出力を補正して得た磁気擾乱補正磁気方位に、前記移動体の傾斜角に基づく方位誤差要素の補正を加えることにより傾斜角補正磁気方位を生成し、該傾斜角分補正磁気方位を前記正常な磁気方位として出力する第８の手順と
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の磁気方位検出方法。

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