JPH02198314A - Magnetic-bearing detecting apparatus - Google Patents

Magnetic-bearing detecting apparatus

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JPH02198314A
JPH02198314A JP1932889A JP1932889A JPH02198314A JP H02198314 A JPH02198314 A JP H02198314A JP 1932889 A JP1932889 A JP 1932889A JP 1932889 A JP1932889 A JP 1932889A JP H02198314 A JPH02198314 A JP H02198314A
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JP
Japan
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magnetic
angle
rotation angle
operating means
detection
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Application number
JP1932889A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Matsumoto
清 松本
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To compute accurate magnetic bearings by providing a sampling-time operating means, a rotary-angle operating means and a magnetism correcting amount operating means. CONSTITUTION:Each pulse of a wheel speed signal which is detected with a wheel sensor is counted in counters 13 and 14. A sampling time operating means 151 generates a sampling signal for temporarily keeping the detected signal of a geomagnetism sensor in sample/hold circuits 16 and 17 for every time an automobile runs on a predetermined running distance. The counted values from the counters 13 and 14 are also inputted into a rotary-angle operating means 152. The changing amount of the angle in the advancing direction of the automobile is computed when the automobile runs on the predetermined distance. A rotary angle DELTAtheta counted in the means 152 is transferred into a magnetism-correcting-amount operating means 153 and compared with the minimum rotary angle which is a reference for judging the fact that the automobile starts turning. When the rotary angle DELTAtheta becomes higher than the minimum rotary angle, the running distance of the wheel is accumulated until the rotary angle which is transferred from the means 152 becomes less than the minimum value.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁界の方向を検出する磁気方位検出装置に関
し、さらに詳しくは磁気方位検出装置等に着磁した磁界
による検出誤差を補正することのできる磁気方位検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a magnetic orientation detection device that detects the direction of a magnetic field, and more specifically, it is capable of correcting detection errors caused by a magnetic field magnetized in a magnetic orientation detection device, etc. The present invention relates to a magnetic direction detection device.

従来の技術 磁気方位検出装置は、出発地点がち目的地点までの経路
を誘導する自動車用のナビゲーションシステみに好適に
使用され、地磁気の方向を検出する。この磁気検出装置
として、たとえばフラックスゲート方式の地磁気センサ
は、設置された位置における相互に直角方向の地磁気の
磁気成分を検出し出力する。この直角方向の磁気成分の
比から、磁北と地磁気センサの設置位置とのなす角度(
以下「磁気方位角」という、)を算出することができる
。前記ナビゲーションシステムは、この地磁気センサの
出力信号に基づいて磁気方位角に対応する自動車の進行
方向を決定し、目的地点までの経路をたとえばブラウン
管上に表示された地図上に指示する。
A conventional magnetic direction detection device is suitably used in a navigation system for a car that guides a route from a starting point to a destination point, and detects the direction of the earth's magnetic field. As this magnetic detection device, for example, a fluxgate type geomagnetic sensor detects and outputs magnetic components of the geomagnetism in directions perpendicular to each other at an installed position. From the ratio of magnetic components in the perpendicular direction, the angle between magnetic north and the installation position of the geomagnetic sensor (
(hereinafter referred to as "magnetic azimuth") can be calculated. The navigation system determines the traveling direction of the vehicle corresponding to the magnetic azimuth based on the output signal of the geomagnetic sensor, and instructs the route to the destination point on a map displayed on a cathode ray tube, for example.

この地磁気センサによる地磁気の方向の検出は、外乱磁
界が存在しない環境においては正確にその方向を検出す
ることができる。しかしこの地磁気センサが自動車など
に搭載されて使用される場合、車体などに着磁した磁界
による外乱磁界によって、検出した地磁気の方向に誤差
を生じさせる。このような誤差が存在すると、たとえば
ナビゲーションシステムでは、その誤差が累積され、自
動車を正確に目的地点へ誘導することが困難となる。
This geomagnetic sensor can accurately detect the direction of geomagnetism in an environment where there is no disturbance magnetic field. However, when this geomagnetic sensor is mounted on a vehicle or the like and used, disturbance magnetic fields caused by magnetic fields magnetized to the vehicle body etc. cause errors in the direction of the detected geomagnetism. When such errors exist, for example, in a navigation system, the errors are accumulated, making it difficult to accurately guide the vehicle to the destination point.

そこで、従来から地磁気センサ自体、あるいは車体など
に着磁した磁界による外乱磁界を検出し、磁気方位角を
算出するときに、その外乱磁界に起因する誤差を打消す
ための補正演算を行うことによって、正確な磁気方位角
を算出する手段が提案されている。
Therefore, when calculating the magnetic azimuth by detecting the disturbance magnetic field caused by the magnetic field magnetized by the geomagnetic sensor itself or the vehicle body, a correction calculation is performed to cancel the error caused by the disturbance magnetic field. , a means for calculating accurate magnetic azimuth has been proposed.

第8図および第9図は従来技術の着磁した地磁気センサ
から出力される検出信号の補正方法を説明するための全
方位検出基準パターンを示す、まず、着磁されていない
環境下における地磁気センサの検出信号の出力状態につ
いて説明する。地磁気センサの相互に直交する磁気成分
の検出信号の出力電圧をV、および■2とし、地磁気セ
ンサを鉛直方向を中心軸として360°回転させたとき
の出力電圧V、、V、を座標軸上にプロットすると。
FIGS. 8 and 9 show omnidirectional detection reference patterns for explaining a method for correcting detection signals output from magnetized geomagnetic sensors according to the prior art. First, geomagnetic sensors in a non-magnetized environment The output state of the detection signal will be explained. Let the output voltages of the detection signals of mutually orthogonal magnetic components of the geomagnetic sensor be V and ■2, and the output voltages V, , V, when the geomagnetic sensor is rotated 360 degrees with the vertical direction as the center axis, are plotted on the coordinate axes. When plotted.

ベクトルAを座標軸上に一回転させた軌跡91となる。A trajectory 91 is obtained by rotating the vector A once on the coordinate axis.

しかしながら車体等に着磁した磁界が存在すると、磁気
方位角に誤差を生じさせる。この着磁による外乱磁界の
磁気ベクトルをPとすると、地磁気センサから出力され
る検出信号はベクトルAとベクトルPの合成ベクトルB
となり、地磁気センサを同様に360′″回転させると
、合成ベクトルBは軌跡92となる。したがって、合成
ベクトルBから算出される磁気方位角はθ6となり、外
乱磁界の存在しない環境下で検出されたベクトルAのか
ら求められる磁気方位角θ、に対し角度φだけ方位が偏
移する。
However, if a magnetic field magnetized by a vehicle body or the like exists, an error occurs in the magnetic azimuth. If the magnetic vector of the disturbance magnetic field due to this magnetization is P, the detection signal output from the geomagnetic sensor is the composite vector B of vector A and vector P.
Then, if the geomagnetic sensor is rotated 360'' in the same way, the composite vector B becomes the locus 92. Therefore, the magnetic azimuth angle calculated from the composite vector B is θ6, and it is detected in an environment where there is no disturbance magnetic field. The azimuth deviates by an angle φ with respect to the magnetic azimuth θ found from the vector A.

そこでこの着磁による方位偏移角度φを補正する手段と
して、特開昭58−135911号公報および特開昭5
9−451300号公報に開示されている。これらの公
報には、地磁気センサの搭載された車両を走行途中また
は適当な地点において、東、西、南、北に方位を変え周
回させ、結果として地磁気センサを鉛直方向を中心軸と
して360°回転させ、その回転により検出される軌跡
位角を算出する際の補正値として使用することにより、
正確な磁気方位角を算出する手段が開示されている。
Therefore, as a means for correcting the azimuth deviation angle φ due to this magnetization, Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-135911 and 5
It is disclosed in Japanese Patent No. 9-451300. These publications state that a vehicle equipped with a geomagnetic sensor is rotated while driving or at an appropriate point, changing direction to the east, west, south, or north, and as a result, the geomagnetic sensor is rotated 360 degrees around the vertical direction. By using it as a correction value when calculating the trajectory position detected by the rotation,
A means for calculating accurate magnetic azimuth angles is disclosed.

また、他の手段が特開昭61−269014号公報に開
示されている。この公報に開示された内容によると、第
9図に示すように1着磁による磁とすると、地磁気セン
サから出力される相互に直交する磁気成分の出力電圧は
第1式および第2式で表わされる。
Further, another means is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-269014. According to the content disclosed in this publication, when magnetization is caused by one magnetization as shown in Figure 9, the output voltage of mutually orthogonal magnetic components output from the geomagnetic sensor is expressed by the first equation and the second equation. It will be done.

次に、第1式および第2式の両辺をθで微分すると第3
式および第4式が得られる。
Next, by differentiating both sides of the first and second equations with respect to θ, we get the third
and the fourth equation are obtained.

そして、第1式の両辺と第4式の両辺との差をとると第
5式が得られ、さらに第2式の両辺と第3式の両辺との
和をとると第6式が得られる。
Then, by taking the difference between both sides of the first equation and both sides of the fourth equation, the fifth equation is obtained, and by taking the sum of both sides of the second equation and both sides of the third equation, the sixth equation is obtained. .

第5式および第6式が示すように、着磁に起因するベク
トルGは地磁気センサの出力電圧とその出力電圧を回転
角θ、で微分した値とに基づいて算出することができる
。したがって、この算出された着磁に基づく磁気成分を
磁気方位角の演算における補正量として用いることによ
って、正確な磁気方位角を算出することができる。
As shown in the fifth and sixth equations, the vector G due to magnetization can be calculated based on the output voltage of the geomagnetic sensor and the value obtained by differentiating the output voltage with respect to the rotation angle θ. Therefore, by using the magnetic component based on the calculated magnetization as a correction amount in the calculation of the magnetic azimuth, it is possible to accurately calculate the magnetic azimuth.

発明が解決しようとする課題 以上説明した前者の磁気補正では、地磁気センサが自動
車に搭載されているような場合、出発地点から目的地点
へ向かう途中で自動車の進行方向を360°回転させる
必要があり、磁気方位角の補正演算を常時正確に実行す
るためには上記操作を周期的に繰返し行いながら目的地
へ向かって走行する必要があり、磁気補正を行うために
繰返し上記操作を行うことは運転者にとって非常な無理
を強いるものであり、非現実的であるといえる。
Problems to be Solved by the Invention In the former magnetic correction described above, when a geomagnetic sensor is mounted on a car, it is necessary to rotate the direction of travel of the car by 360 degrees on the way from the starting point to the destination point. In order to constantly and accurately perform magnetic azimuth correction calculations, it is necessary to periodically repeat the above operations while driving toward the destination. It can be said that this is an extremely difficult task for many people and is unrealistic.

また、険者の磁気補正では、地磁気センサの検出信号を
自動車の回転角である角度θで微分する必要があり、角
度θの計測精度が劣る場合、検出信号を角度θで微分す
る際に大きな誤差を生じ、その誤差によってかえって磁
気方位角の誤差が増大するおそれがある。特に、地磁気
センナが自動車に搭載されている場合、角度θは自動車
の左右の車輪に取付けられた車輪速センサの回転量の差
より角度θを求めるので、車輪速センサの1歯車分の誤
差が上記微分値の演算において誤差を生じさせるため、
正確な磁気補正量を算出することができないという問題
点を有する。
In addition, in the magnetic correction of the driver, it is necessary to differentiate the detection signal of the geomagnetic sensor with respect to the angle θ, which is the rotation angle of the car. There is a risk that an error may occur, and the error may actually increase the error in the magnetic azimuth angle. In particular, when a geomagnetic sensor is installed in a car, the angle θ is determined from the difference in the rotation amount of the wheel speed sensors attached to the left and right wheels of the car, so the error of one gear of the wheel speed sensor is In order to cause an error in the calculation of the above differential value,
This method has a problem in that it is not possible to calculate an accurate amount of magnetic correction.

そこで本発明の目的は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、常に正確な磁気方位角を簡易な補正
演算によって検出することができる磁気方位検出装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic azimuth detection device that can always detect an accurate magnetic azimuth angle by simple correction calculations.

課題を解決するための手段 本発明は、相互に直角方向の2つの磁気成分を検出する
磁気検出手段と、 前記磁気検出手段が前記直角方向のいずれにも直角な方
向を中心軸として予め定める角度以上の回転をしたこと
を検出する回転角検出手段と、前記回転角検出手段の出
力に応答し、前記磁気検出手段が前記予め定める角度の
回転をする前後における前記磁気検出手段の出力から前
記磁気検出手段の回転によって変fヒしない磁気成分を
検出する磁気補正量検出手段と、 前記磁気補正量検出手段の出力と前記磁気検出手段の出
力とから磁気方位角を検出する磁気方位角検出手段とを
含むことを特徴とする磁気方位検出装置である。
Means for Solving the Problems The present invention provides magnetic detection means for detecting two magnetic components in directions perpendicular to each other; a rotation angle detection means for detecting that the rotation has been made by the above rotation angle; magnetic correction amount detection means for detecting a magnetic component that does not change due to rotation of the detection means; magnetic azimuth detection means for detecting a magnetic azimuth from an output of the magnetic correction amount detection means and an output of the magnetic detection means; A magnetic direction detection device characterized by including:

作  用 本発明においては、磁気検出手段は磁気検出手段の置か
れている空間における磁界を相互に直角方向の成分に分
けた場合に、それら2つの磁気成分を検出する0回転角
検出手段は、検出されるべき磁気成分の方向のいずれに
対しても直角な方向を中心軸として、予め定める角度以
上の回転をしたことを検出する。磁気検出手段が回転角
検出手段によって上記予め定める角度以上回転すると、
磁気補正量検出手段は、予め定める角度の回転をする前
後における磁気検出手段の検出信号から、磁気検出手段
の回転によって変化しない磁気成分を検出する。そして
、磁気補正量検出手段によって検出された磁気成分と予
め定める角度の回転をしたときにおける磁気検出手段の
検出信号とから磁気方位角検出手段は磁気検出手段の磁
気方位角を検出する。
Function In the present invention, when the magnetic detection means divides the magnetic field in the space in which the magnetic detection means is placed into mutually perpendicular components, the zero rotation angle detection means detects these two magnetic components. It is detected that the sensor has rotated by a predetermined angle or more about the central axis in a direction perpendicular to any direction of the magnetic component to be detected. When the magnetic detection means is rotated by the rotation angle detection means beyond the predetermined angle,
The magnetic correction amount detection means detects a magnetic component that does not change due to the rotation of the magnetic detection means from the detection signal of the magnetic detection means before and after rotation by a predetermined angle. Then, the magnetic azimuth detecting means detects the magnetic azimuth of the magnetic detecting means from the magnetic component detected by the magnetic correction amount detecting means and the detection signal of the magnetic detecting means when rotated by a predetermined angle.

実施例 第1図は本発明の一実施例である磁気方位検出装置を自
動車に搭載した場合のブロック図である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a case where a magnetic direction detecting device according to an embodiment of the present invention is mounted on an automobile.

以下、磁気方位検出装置によって自動車の進行方向を検
出する場合について説明する。処理回路lは、地磁気セ
ンサ2、車輪速センサ3,4の検出信号に基づき、自動
車の進行方向である磁気方位角を算出し、表示装置5に
その磁気方位角を表示する。
Hereinafter, a case will be described in which the traveling direction of a vehicle is detected by the magnetic direction detecting device. The processing circuit 1 calculates the magnetic azimuth, which is the traveling direction of the automobile, based on the detection signals of the geomagnetic sensor 2 and the wheel speed sensors 3 and 4, and displays the magnetic azimuth on the display device 5.

右車輪速センサ3および左車輪速センサ4は、車軸に固
定された円周が鋸歯状の検出板の回転を、光ピツクアッ
プまたは磁気ピックアップによって車軸の回転速度に比
例する車輪速信号として出力し、波形整形回路11.1
2へ出力する。波形整形回路11.12によってノイズ
成分が除去され、かつ信号波形の整形された検出信号は
、カウンタ13.14に送出され、各車軸の回転数が計
数される。
The right wheel speed sensor 3 and the left wheel speed sensor 4 output the rotation of a detection plate having a sawtooth circumference fixed to the axle as a wheel speed signal proportional to the rotational speed of the axle using an optical pickup or a magnetic pickup. Waveform shaping circuit 11.1
Output to 2. The detection signal from which noise components have been removed and whose signal waveform has been shaped by the waveform shaping circuit 11.12 is sent to a counter 13.14, where the number of revolutions of each axle is counted.

マイクロコンピュータなどから構成される演算回路15
は、カウンタ13,14によって計数されたカウント値
から自動車の走行距離および自動車の進行方向の角度変
化を算出する。この算出された自動車の走行距離から、
自動車が予め定める距離を走行する毎に、信号ラインs
11を介して、サンプリング信号がサンプルホールド回
路1617へ送出される。サンプルホールド回路16゜
l7は地磁気センサ2から出力される検出信号を一時的
に保持し、A/D変換回路18.19によってアナログ
信号からデジタル信号に変換された検出信号は演算回路
15に送出される。
Arithmetic circuit 15 composed of a microcomputer, etc.
calculates the travel distance of the vehicle and the angular change in the direction of travel of the vehicle from the count values counted by the counters 13 and 14. From this calculated mileage of the car,
Every time the car travels a predetermined distance, the signal line s
11, the sampling signal is sent to a sample hold circuit 1617. The sample hold circuit 16°l7 temporarily holds the detection signal output from the geomagnetic sensor 2, and the detection signal converted from an analog signal to a digital signal by the A/D conversion circuit 18, 19 is sent to the arithmetic circuit 15. Ru.

演算回路15は、地磁気センサ2によって検出された検
出値、車輪速センサ3,4から算出された自動車の走行
距離、および進行方向の変化した角度に基づいて、自動
車の進行方向と磁北とのなす角度である磁気方位角を算
出し、表示装置5にその磁気方位角が表示される。
The arithmetic circuit 15 calculates the relationship between the traveling direction of the vehicle and magnetic north based on the detection value detected by the geomagnetic sensor 2, the travel distance of the vehicle calculated from the wheel speed sensors 3 and 4, and the angle at which the traveling direction has changed. A magnetic azimuth, which is an angle, is calculated, and the magnetic azimuth is displayed on the display device 5.

地磁気センサ2は、たとえばフラックスゲート方式の磁
気センサで、第2図に示すように励磁コイル21がドー
ナツ状のコア22に巻回されている。このコア22には
、さらに検出コイル23゜24が互いに直角となるよう
にコア22上に巻回される。
The geomagnetic sensor 2 is, for example, a fluxgate type magnetic sensor, and has an excitation coil 21 wound around a doughnut-shaped core 22, as shown in FIG. Further, detection coils 23 and 24 are wound on the core 22 at right angles to each other.

励磁コイル21には、発振回路25から出力された数に
〜数百kHzの励磁信号が与えられ、コア22の中心軸
方向に交番磁界を発生させる。この交番磁界によって検
出コイル23.24に電圧が誘導され、その電圧は電圧
検出回路26.27によって検出信号に変換された後、
処理回路1のサンプルホールド回路16.17に出力さ
れる。
The excitation coil 21 is given an excitation signal of several hundred kHz to the number output from the oscillation circuit 25 to generate an alternating magnetic field in the direction of the central axis of the core 22 . A voltage is induced in the detection coil 23.24 by this alternating magnetic field, and after the voltage is converted into a detection signal by the voltage detection circuit 26.27,
It is output to the sample and hold circuits 16 and 17 of the processing circuit 1.

地磁気センサ2に外部磁界である地磁気が存在すると、
その地磁気の互いに直角方向の成分磁界がれぞれ励磁コ
イル21によって発生する磁界に重畳される。したがっ
て、電圧検出回路26.27からは、その重畳された磁
界の強さに比例する検出信号V、、V、が出力される。
When geomagnetism, which is an external magnetic field, exists in the geomagnetic sensor 2,
The mutually orthogonal component magnetic fields of the earth's magnetism are superimposed on the magnetic field generated by the excitation coil 21. Therefore, the voltage detection circuits 26 and 27 output detection signals V, , V, which are proportional to the strength of the superimposed magnetic field.

この検出電圧■0.■、に基づいて第7式の演算を行う
ことによって磁気方位角θを算出することができる。
This detection voltage ■0. The magnetic azimuth angle θ can be calculated by calculating the seventh equation based on (2).

■。■.

θ= arctan−・” (7) ■。θ= arctan-・” (7) ■.

次に、地磁気センサ2の検出信号に、車体への着磁によ
って発生する磁界に基づく信号成分を除去する演算につ
いて説明する。第3図は本実施例における磁気補正の原
理を説明するための全方位検出基準パターンである。第
3図において、電圧検出回路26の検出電圧■1を横軸
に、電圧検出回路27の検出電圧■、を縦軸に示すと、
着磁に起因する磁界の存在下で地磁気センサ2を360
°回転させたときの検出電圧をグラフ上に表わすと、軌
跡31となる。ここで着磁によって発生す気センサ2の
回転によって変化しない量である。
Next, a calculation for removing a signal component based on a magnetic field generated by magnetization of the vehicle body from the detection signal of the geomagnetic sensor 2 will be explained. FIG. 3 is an omnidirectional detection reference pattern for explaining the principle of magnetic correction in this embodiment. In FIG. 3, when the detected voltage 1 of the voltage detection circuit 26 is shown on the horizontal axis and the detected voltage 1 of the voltage detection circuit 27 is shown on the vertical axis,
Geomagnetic sensor 2 in the presence of a magnetic field caused by magnetization at 360
If the detected voltage when rotated by degrees is represented on a graph, it becomes a locus 31. Here, it is an amount that does not change due to the rotation of the air sensor 2 generated by magnetization.

軌跡31″C″表わされる円の中心Sは着磁による磁界
によって軌跡31が偏移した量と考えられる。
The center S of the circle represented by the trajectory 31"C" is considered to be the amount by which the trajectory 31 is shifted by the magnetic field due to magnetization.

したがって、着磁による磁気を補正するためには、地磁
気センサ2の検出信号から着磁による磁界成分である中
心Sの各成分を差し引くことが必要となる。
Therefore, in order to correct the magnetism due to magnetization, it is necessary to subtract each component of the center S, which is a magnetic field component due to magnetization, from the detection signal of the geomagnetic sensor 2.

そこで、地磁気センサ2の2つの異なる磁気方位角を示
すIi置における電圧検出回路26.27の検出信号か
ら磁気補正量を求める。すなわち、第3図において地磁
気センサ2が位″IP+(V−+。
Therefore, the magnetic correction amount is determined from the detection signals of the voltage detection circuits 26 and 27 at positions Ii indicating two different magnetic azimuths of the geomagnetic sensor 2. That is, in FIG. 3, the geomagnetic sensor 2 is at the position "IP+(V-+).

■、1)からP * (Vmx、 VF2)へ磁気方位
角が変化したとすると、位1p+と位it P 2どの
中点Qの座標(V、、、V、、)は第8式によって求め
られる。
■, Assuming that the magnetic azimuth changes from 1) to P * (Vmx, VF2), the coordinates (V, , , V, ,) of the midpoint Q between position 1p+ and position it P2 can be found by equation 8. It will be done.

さらに、中点Qと中心Sとを結ぶ直線の傾きaは第9式
によって求められる。
Furthermore, the slope a of the straight line connecting the midpoint Q and the center S is determined by Equation 9.

Vml V++1 ”” VFI−V、!            ・・・
(9)したがって、角度θ。は第10式から求められる
Vml V++1 ”” VFI-V,! ...
(9) Therefore, the angle θ. is obtained from Equation 10.

θ、 = arctan (a)          
        −(10)ここで、中心Sと中点Qと
の長さをα1点P1と中点Qとの長さをβ、さらにl 
P IS P *をθ、とすると、長さαは第11式か
ら求められる。
θ, = arctan (a)
-(10) Here, the length between the center S and the midpoint Q is α1, the length between the point P1 and the midpoint Q is β, and further l
When P IS P * is θ, the length α is obtained from Equation 11.

また、長さβは点P1と点P2との距離の半分であるか
ら第12式によって算出される。
Furthermore, since the length β is half the distance between the points P1 and P2, it is calculated by Equation 12.

β=−・ (v、、−v、□) ”+ (Vy+−Vy
z) 2   ・・・(12)以上算出した中点Qの座
all (V、、、 Vyz) 、長さα、および角度
θ。から軌跡31の中心Sの座標(V、、、V、、)が
第13式から算出される。
β=-・ (v,,-v,□) ”+ (Vy+-Vy
z) 2 ... (12) The locus of the midpoint Q calculated above all (V,..., Vyz), the length α, and the angle θ. The coordinates (V, , , V, .) of the center S of the trajectory 31 are calculated from Equation 13.

このように、地磁気センサ2を点P1の位置から点P2
の位置へ回転させ、そのときの検出信号から軌跡31の
中心Sの座標(■□81 Vlm> mすなわち磁気補
正量を求めることができる。
In this way, the geomagnetic sensor 2 is moved from the point P1 to the point P2.
The coordinate of the center S of the locus 31 (■□81 Vlm>m, that is, the magnetic correction amount) can be determined from the detection signal at that time.

中心Sの座標(V、、、V□)が求められると、補正さ
れた磁気方位角θは第14式から算出される。
Once the coordinates (V, , V□) of the center S are determined, the corrected magnetic azimuth angle θ is calculated from Equation 14.

したがって、補正された磁気方位角θは地磁気センサ2
の2つの異なる磁気方位角を示すときのそれぞれの検出
信号と地磁気センサ2の角度変化量θ1を求めることに
より算出される。
Therefore, the corrected magnetic azimuth θ is the geomagnetic sensor 2
It is calculated by determining the respective detection signals and the angle change amount θ1 of the geomagnetic sensor 2 when indicating two different magnetic azimuth angles.

以上述べた磁気方位角の補正演算を行う演算回路15に
おける演算動作について以下説明する。
The calculation operation in the calculation circuit 15 that performs the correction calculation of the magnetic azimuth angle described above will be explained below.

第4図は本実施例の演算回路15における処理内容を説
明するための機能ブロック図である。車輪速センサ3,
4によって検出された車輪速信号の各パルスはカウンタ
13,14によって計数される。サンプリングタイム演
算手段151はカウンタ13,14の計数に基づき、自
動車の走行距離が予め定める距離Δ1rrlを走行する
毎に地磁気センサ2の検出信号をサンプルホールド回路
1617において一時的に保持するためのサンプリング
信号を発生する。
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining the processing contents in the arithmetic circuit 15 of this embodiment. Wheel speed sensor 3,
Each pulse of the wheel speed signal detected by 4 is counted by a counter 13,14. The sampling time calculation means 151 generates a sampling signal for temporarily holding the detection signal of the geomagnetic sensor 2 in the sample hold circuit 1617 every time the vehicle travels a predetermined distance Δ1rrl based on the counts of the counters 13 and 14. occurs.

カウンタ13.14で計数されたカウント値は、回転角
演算手段152にら入力され、自動車が前記予め定める
距離を走行したときの自動車の進行方向の角度変化量(
以下「回転角」という。)を算出する。ここで、カウン
タ13,14の計数値に基づいて自動車の走行距離およ
び回転角を算出する原理を第5図により説明する。
The count values counted by the counters 13 and 14 are inputted to the rotation angle calculation means 152, and the amount of angular change (
Hereinafter referred to as "rotation angle". ) is calculated. Here, the principle of calculating the travel distance and rotation angle of the automobile based on the counts of the counters 13 and 14 will be explained with reference to FIG.

右決輪3a、左後輪4aが進行し、右後輪3bおよび左
後輪4bの位置に達したとする。自動車の走行距離は両
車輪間の中心が移動した距離と考えられるので、距離Δ
lが自動車の走行距離となる。したがって、自動車の走
行距離Δlは右後輪3aが実際に走行した距離をΔl、
とし、左後輪3aが実際に走行した距離をΔILとする
と、第15式によって算出される。
It is assumed that the right deciding wheel 3a and the left rear wheel 4a move forward and reach the positions of the right rear wheel 3b and the left rear wheel 4b. The distance traveled by a car is considered to be the distance traveled by the center between both wheels, so the distance Δ
l is the distance traveled by the car. Therefore, the traveling distance Δl of the car is the distance actually traveled by the right rear wheel 3a.
Assuming that the distance actually traveled by the left rear wheel 3a is ΔIL, it is calculated by Equation 15.

Δl=Δl・+Δp・ 2             ・・・(15)また、回
転角Δθについては、右後輪3aの走行半径をR15、
左後輪4aの走行半径をR2とすると、右後輪3aと左
後輪4aの走行距離はそれぞれ第16式および第17式
がら算出される。
Δl=Δl・+Δp・2 (15) Also, regarding the rotation angle Δθ, the running radius of the right rear wheel 3a is R15,
If the running radius of the left rear wheel 4a is R2, the running distances of the right rear wheel 3a and the left rear wheel 4a are calculated using equations 16 and 17, respectively.

R1・Δθ=Δ18                
   ・・・(16)R2・Δθ=ΔlL      
             ・・・(17)第17式の
両辺から第16式の両辺を引くと第18式が得られる。
R1・Δθ=Δ18
...(16) R2・Δθ=ΔIL
(17) By subtracting both sides of Equation 16 from both sides of Equation 17, Equation 18 is obtained.

[2−Rl)・Δθ=ΔIL−Δ1.l       
・・・(18)(R2−R1)は両車輪間の距離、すな
わちトレッド幅であり、その距離をTとすると、結局回
転角Δθは第19から算出される。
[2-Rl)・Δθ=ΔIL−Δ1. l
(18) (R2-R1) is the distance between both wheels, that is, the tread width, and if this distance is T, then the rotation angle Δθ is calculated from the 19th.

Δθ=ΔI・−Δl・ T             ・・・(19)以上のよ
うにサンプリングタイム演算手段151は第15式の演
算を行い、予め定める走行距離へ1mに達するとサンプ
リング信号を発生するとともに、回転角演算手段152
は第19式から回転角Δθを算出する。
Δθ=ΔI・−Δl・T (19) As described above, the sampling time calculation means 151 calculates the formula 15, and when the predetermined travel distance reaches 1 m, it generates a sampling signal and also calculates the rotation angle. Arithmetic means 152
calculates the rotation angle Δθ from Equation 19.

回転角演算手段152において算出された回転角Δθは
、磁気補正量演算手段153へ転送され、自動車が回転
を開始したことを判断する基準となる最小回転角θII
LIMと比較される1回転角Δθが最小回転角θILL
6以上となると、磁気補正量の演算処理が開始し、回転
角演算手段152がら転送される回転角Δθが最小回転
角θ#LIM以下となるまで、車輪3a、4aの走行距
離の累積が行われる。すなわち、第6図の自動車の走行
軌跡32が示すように、P、の時点で自動車が右へ旋回
を開始し、予め定める距離Δ/ rnの距離を走行した
ときの回転角θa1が予め定める最小回転角θSLIM
以上であると、自動車の走行距離の累積を開始し、自動
車がR21の地点に達したときの回転角θ、、が最小回
転角θれ、暦以下となると、R2の地点までの全走行I
i!離の累積距離が求められ、第19式に従ってP、か
らR2までの自動車の回転角θヨが算出される。この算
出された回転角θ8が予め定める回転角θg1’lAX
以上であるとき、第13式に従って磁気補正量が算出さ
れる。この回転角θS□8、として、たとえば70”〜
80°程度が選択される。
The rotation angle Δθ calculated by the rotation angle calculation means 152 is transferred to the magnetic correction amount calculation means 153, and is used as the minimum rotation angle θII, which is a reference for determining that the automobile has started rotating.
One rotation angle Δθ compared with LIM is the minimum rotation angle θILL
When the value is 6 or more, calculation processing of the magnetic correction amount is started, and the mileage distance of the wheels 3a, 4a is accumulated until the rotation angle Δθ transferred from the rotation angle calculation means 152 becomes equal to or less than the minimum rotation angle θ#LIM. be exposed. That is, as shown in the vehicle travel trajectory 32 in FIG. 6, the vehicle starts turning to the right at time P, and when the vehicle travels a predetermined distance Δ/rn, the rotation angle θa1 reaches the predetermined minimum. Rotation angle θSLIM
If this is the case, the rotation angle θ, when the car starts accumulating the distance traveled by the car and reaches the point R21, is the minimum rotation angle θ, and if it becomes less than the calendar, the total distance traveled up to the point R2 becomes I.
i! The cumulative distance away from the vehicle is determined, and the rotation angle θyo of the vehicle from P to R2 is calculated according to Equation 19. This calculated rotation angle θ8 is a predetermined rotation angle θg1'lAX
When the above is true, the magnetic correction amount is calculated according to Equation 13. As this rotation angle θS□8, for example, 70”~
About 80° is selected.

磁気補正量演算手段153において算出された補正量V
m@、Vraは磁気方位角演算手段154へ転送され、
第14式に従って補正された磁気方位角θが算出される
。この補正された磁気方位角は表示装置5において表示
される。
The correction amount V calculated by the magnetic correction amount calculation means 153
m@, Vra are transferred to the magnetic azimuth calculation means 154,
The corrected magnetic azimuth angle θ is calculated according to Equation 14. This corrected magnetic azimuth angle is displayed on the display device 5.

以上説明した演算回路15の処理について、第7図のフ
ローチャートに従ってさらに詳しく説明する。第7図の
フローチャートに示す処理は自動車がΔ1m走行する毎
に実行される処理である。
The processing of the arithmetic circuit 15 explained above will be explained in more detail according to the flowchart of FIG. The process shown in the flowchart of FIG. 7 is a process that is executed every time the vehicle travels by Δ1 m.

ステップrt 1では、地磁気センサ2の検出信号に基
づき磁気方位角が演算される。すでに、磁気補正量が算
出されている場きは、磁気補正の演算も含めて行われる
。ステップn2では、自動車が予め定める走行距離Δ1
m走行したときの回転角Δθが第19式に従って算出さ
れる。この回転角Δθは、ステップn3で最小回転角θ
#LfNと比較され、最小回転角θSLIM未満である
場合は、ステップrs 1およびステップn2が繰遅し
実行される。
In step rt1, a magnetic azimuth angle is calculated based on the detection signal of the geomagnetic sensor 2. If the amount of magnetic correction has already been calculated, calculation of magnetic correction is also performed. In step n2, the vehicle travels a predetermined travel distance Δ1.
The rotation angle Δθ when the vehicle travels m is calculated according to Equation 19. This rotation angle Δθ is determined by the minimum rotation angle θ in step n3.
#LfN, and if it is less than the minimum rotation angle θSLIM, step rs1 and step n2 are repeatedly executed.

回転角Δθが最小回転角θIILIF1以上である場合
はステップn4へ進み、回転角Δθの回転を開始した地
点PIにおける地磁気センサ2の検出信号V X l 
l V y 1を記憶する。そして、自動車の走行距離
が61m進む毎にステップn 5〜ステツプn7が実行
される。すなわち、ステップn5ではステップ口1と同
様に、走行距離Δ1 rn進んだときの磁気方位角が演
算され、ステップn6において回転角Δθが算出される
。そして、その回転角Δθが最小回転角θjLIN以下
となるまで、ステップn5、n6を実行し、最小回転角
θaLIN以下となると、ステップrs 7からステッ
プn8へ進む。
If the rotation angle Δθ is greater than or equal to the minimum rotation angle θIILIF1, the process advances to step n4, and the detection signal V
Store l V y 1. Steps n5 to n7 are executed every time the vehicle travels 61 meters. That is, in step n5, similarly to step port 1, the magnetic azimuth angle when the traveling distance Δ1 rn has traveled is calculated, and in step n6, the rotation angle Δθ is calculated. Then, steps n5 and n6 are executed until the rotation angle Δθ becomes less than or equal to the minimum rotation angle θjLIN, and when the rotation angle becomes less than or equal to the minimum rotation angle θaLIN, the process proceeds from step rs7 to step n8.

ステップn8では、回転角Δθが最小回転角θaLIM
以下となった地点P2における地磁気センサ2の検出信
号V w 2 、 V y 2を記憶する。ステップr
ム9では、地点P1から地点P2に達するまでの自動車
の回転角θBが、車輪3a、4aの累積走行距離に基づ
いて、第19式から算出される1回転角θ8が算出され
ると、その回転角θ8は予め定める回転角θaNAXと
比較される0回転角θ1が回転角θ□□未満である場合
は、磁気補正量演算は行われず、ステップnlへ戻る。
In step n8, the rotation angle Δθ is the minimum rotation angle θaLIM
The detection signals V w 2 and V y 2 of the geomagnetic sensor 2 at the point P2 where the following values are met are stored. step r
In system 9, the rotation angle θB of the vehicle from point P1 to point P2 is calculated based on the cumulative travel distance of the wheels 3a and 4a, and once the rotation angle θ8 is calculated from Equation 19, The rotation angle θ8 is compared with a predetermined rotation angle θaNAX. If the zero rotation angle θ1 is less than the rotation angle θ□□, the magnetic correction amount calculation is not performed and the process returns to step nl.

回転角θ1が基準回転角θ、、IAX以上である場合は
、ステップnilへ進み磁気補正量が第13式に基づい
て算出される。この磁気補正量は次回以降の磁気方位角
演算において使用される。
If the rotation angle θ1 is greater than or equal to the reference rotation angle θ, . This magnetic correction amount is used in subsequent magnetic azimuth calculations.

以上のように本実施例においては、磁気方位角検出装置
の搭載された自動車が走行途中に予め定める回転角以上
旋回する毎に磁気補正量が演算され、自動車の進行方向
の演算において自動的に磁気補正が行われるので、常に
正確な磁気方位角が算出される。
As described above, in this embodiment, the magnetic correction amount is calculated every time a car equipped with a magnetic azimuth angle detection device turns by a predetermined rotation angle or more while driving, and automatically calculates the direction of travel of the car. Since magnetic correction is performed, an accurate magnetic azimuth angle is always calculated.

発明の効果 以上のように本発明に従えば、磁気方位検出装置を予め
定める回転角以上回転させることにより、その回転の前
後における検出信号から磁気補正量が算出されるので、
磁気方位検出装置を360゜回転しなくても、磁気方位
検出装置の回転によって変1ヒしない磁気成分である着
磁に対する補正が高い精度で容易に行うことができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by rotating the magnetic direction detecting device by a predetermined rotation angle or more, the magnetic correction amount is calculated from the detection signals before and after the rotation.
Even without rotating the magnetic orientation detection device 360°, correction for magnetization, which is a magnetic component that does not change due to rotation of the magnetic orientation detection device, can be easily performed with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例である磁気方位検出装置のブ
ロック図、第2図は本実施例で使用される地磁気センサ
2の構成を説明するための図、第3図は本実施例におけ
る磁気補正の原理を説明するための全方位検出基準パタ
ーン、第4I21は本実施例の演算回路15における処
理内容を説明するための機能ブロック図、第5図は本実
施例における回転角の検出方法を説明するための図、第
6図は自動車の走行距離および回転角を検出する原理を
説明するための図、第7図は本実施例における磁気補正
を行う演算回路15における処理フローチャート、第8
図および第9図は従来技術の着磁した地磁気センサから
出力される検出信号の補正方法を説明するための全方位
検出基準パターンである。 1・・・処理回路、2・・・地磁気センサ、3・・・右
車輪速センサ、4・・・左車輪速センサ、15・・・演
算回路、152・・・回転角演算手段、153・・・磁
気補正量演算手段、154・・・磁気方位角演算手段代
理人  弁理士 西教 圭一部 第 図 第 図 第 図 ノ 第 図 第 囚 第 囚 第 図 第 図
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic direction detection device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of a geomagnetic sensor 2 used in this embodiment, and FIG. 3 is a diagram of this embodiment. 4I21 is a functional block diagram for explaining the processing contents in the arithmetic circuit 15 of this embodiment, and FIG. 5 is a rotation angle detection pattern for explaining the principle of magnetic correction in this embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of detecting the traveling distance and rotation angle of an automobile. FIG. 7 is a processing flowchart in the calculation circuit 15 that performs magnetic correction in this embodiment. 8
9 and 9 are omnidirectional detection reference patterns for explaining a method of correcting a detection signal output from a conventional magnetized geomagnetic sensor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Processing circuit, 2... Geomagnetic sensor, 3... Right wheel speed sensor, 4... Left wheel speed sensor, 15... Arithmetic circuit, 152... Rotation angle computing means, 153. ...Magnetic correction amount calculation means, 154...Magnetic azimuth angle calculation means agent Patent attorney Kei Saikyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】 相互に直角方向の2つの磁気成分を検出する磁気検出手
段と、 前記磁気検出手段が前記直角方向のいずれにも直角な方
向を中心軸として予め定める角度以上の回転をしたこと
を検出する回転角検出手段と、前記回転角検出手段の出
力に応答し、前記磁気検出手段が前記予め定める角度の
回転をする前後における前記磁気検出手段の出力から前
記磁気検出手段の回転によつて変化しない磁気成分を検
出する磁気補正量検出手段と、 前記磁気補正量検出手段の出力と前記磁気検出手段の出
力とから磁気方位角を検出する磁気方位角検出手段とを
含むことを特徴とする磁気方位検出装置。
[Scope of Claims] Magnetic detection means for detecting two magnetic components in mutually orthogonal directions; and the magnetic detection means rotates by a predetermined angle or more about a central axis in a direction perpendicular to either of the orthogonal directions. a rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the magnetic detection means; A magnetic correction amount detection means for detecting a magnetic component that does not change; and a magnetic azimuth detection means for detecting a magnetic azimuth from an output of the magnetic correction amount detection means and an output of the magnetic detection means. Magnetic direction detection device.
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