JPH02231516A - 車両用走行方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、車両の走行方位を正確に検出するようにした
車両用走行方位検出装置に関するものである。

（従来の技術） 近年においては目的地点と、出発地点と、この出発地点
からの走行軌跡および車両の現在位置とを地図上に表示
するようにした所謂ナビゲーションシステムが種々開発
されている。

このようなナビゲーションシステムにおいては車両の走
行方位を検出するための車両用走行方位検出装置が組込
まれている。

従来の車両用走行方位検出装置としては、車両の絶対方
位を検出することのできる地磁気センサと、車両の相対
的方位変化を検出するジャイロセンサとを組合わせて用
いることにより、車両の走行方位を検出するようにして
いる。（特開昭５８−３４４８３号公報） このような従来の車両用走行方位検出装置を第１１図を
参照して説明する。

第１１図は車両が磁場環境の悪い直線路を走行している
場合を示しており、車両の真の走行方位をＰとすると、
ジャイロセンサは周囲の磁場の影響を受けることなく、
その検出方位Ｑは安定な直線となる。このジャイロセン
サによって検出された検出方位Ｑはジャイロセンサのド
リフトによる影響によって真の方位Ｐとは少しずつずれ
を生じている。

一方、地磁気センサによって検出された方位Ｒは、周囲
の磁場の影響を受けるので第１１図に示す例ではサイン
カーブを描いている。

したがって地磁気センサの出力に基づいて検出した方位
Ｒをそのまま車両の走行方位としたのでは真の方位Ｐと
の間に誤差を生じてしまう。

このため所定のスレッシュホールドレベルＳ１およびＳ
２を設定しておき、このスレッシュホールドレベルＳ１
およびＳ２に基づいて地磁気センサによって検出された
方位Ｒを補正するようにしている。具体的には地磁気セ
ンサによって検出された方位Ｒと、ジャイロセンサによ
って検出された方位Ｑとの差を求め、この差の値がスレ
ッシュホールドレベルＳ１またはＳ２を外れる場合には
、この外れた分だけ地磁気センサによって検出された方
位Ｒの値をスレッシュホールドレベルＳ１またはＳ２と
等しくなるように補正し、この補正された方位Ｔを車両
の走行方位とするように構成されている。

以上の如く地磁気センサによって検出した方位の誤差を
ジャイロセンサの検出方位によって補正することにより
、スレッシュホールドレベルＳ１またはＳ２の水準にま
で誤差の値を低減させることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら第１１図からも明らかなように、補正され
た方位Ｔは真の方位Ｐとの間に大きな誤差しを有してお
り、このため補正後の方位Ｔを基準として車両の現在位
置の計算を行なった場合には、前述した誤差が累積され
ていくので真の現在位置と計算上の現在位置との誤差が
次第に大きくなってしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、より正確な
車両の走行方位を検出することのできる車両用走行方位
検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明が提供する車両用走行
方位検出装置は、第１図に示すように車両の絶対的走行
方位を検出する地磁気式走行方位検出手段２と、車両の
相対的走行方位を検出するジャイロ式走行方位検出手段
３と、所定距離を走行する毎に前記地磁気式走行方位検
出手段２によって検出された走行方位の平均値を求め、
この平均値の変化量を算出する第１の算出手段４と、所
定距離を走行する毎に前記ジャイロ式走行方位検出手段
３によって検出された走行方位の平均値を求め、この平
均値の変化量を算出する第２の算出手段６と、前記第１
の算出手段４によって算出された変化量と、前記第２の
算出手段６によって算出された変化量との差を演算する
ことにより、磁場環境指数を検出する磁場環境指数検出
手段８と、前記磁場環境指数に基づいて車両の走行方位
を検出する走行方位検出手段１０とを有して構成した。

（作用） 本発明は地磁気式走行方位検出手段２が車両の絶対的な
走行方位を検出すると共に、ジャイロ式走行方位検出手
段３が車両の相対的な走行方位を検出する。また所定距
離を走行する毎に前記地磁気式走行方位検出手段２によ
って検出された走行方位の平均値を求め、この平均値の
変化量を算出するための第１の算出手段４と、所定距離
を走行する毎に前記ジャイロ式走行方位検出手段３によ
って検出された走行方位の平均値を求め、この平均値の
変化量を算出するための第２の算出手段６とを有してお
り、これらの第１の算出手段４および第２の算出手段６
とによって算出された双方の変化量の差を演算すること
により検出した磁場環境指数に基づいて車両の走行方位
を検出するようにしている。

以上の如く車両の絶対的な走行方位を検出する地磁気式
走行方位検出手段と、磁場の影響を受けないジャイロ式
走行方位検出手段とを組合わせて全体として精度の高い
方位検出を行なうことができる。

（実施例） 以下本発明に係る一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

まず第２図を参照して構成を説明する。

距離センサ１は例えば光電式、電磁式若しくは機械接点
式等のセンサからなり、車両が所定距離を走行する毎に
パルス信号を発生する。この距離センサ１は例えば車輪
の回転数と比例したパルス信号を出力するようになって
いる。地磁気センサ２は車両の絶対的な走行方位を検出
するための地磁気式走行方位検出手段である。またジャ
イロセンサ３は車両の相対的な走行方位を検出するため
のジャイロ式走行方位検出手段であり、車両の走行方位
に応じてその方位若しくは方位の変化量に比例した信号
を出力するレート式のジャイロセンサである。

コントローラ５は距離センサ１、地磁気センサ２、ジャ
イロセンサ３および表示装置７のそれぞれと接続されて
いる。このコントローラ５は例えばマイクロコンピュー
タ等の演算処理手段を有しており、距離センサ１からの
パルス信号を入力すると、この人力したパルス信号のパ
ルス数をカウントして車両の走行距離を演算する。また
コントローラ５は地磁気センサ２およびジャイロセンサ
３からの方位情報および前述した走行距離とに基づいて
２次元座標上における車両の現在位置を所定の走行距離
毎に順次算出する。

表示装置７は例えばＣＲＴ表示装置や液晶表示装置等か
ら構成されており、図示しない入力手段によって入力さ
れた目標地点、出発地点および前述した車両の現在位置
に関する情報等を周辺の道路地図と共に表示する。

またコントローラ５には記憶部９、環状バッファ１１．
１３のそれぞれが接続されている。

記憶部９には距離センサ１によって検出された距離情報
および地磁気センサ２、ジャイロセンサ３とによって検
出された方位情報さらには車両の現在位置に関する情報
が記憶される。

環状バッファ１１は第７図に示すように例えば２５０個
の記憶素子１１ａ，ｌｌｂ，ｌｌｃ，−・・１１．．，
１１ｆｆｉ．　　・−，　　１　１ｎ−１　．　　１　
１ｎ　がドーナツ状に配列されている。これらの各記憶
素子には地磁気センサ２によって検出された車両の走行
方位θ９と、ジャイロセンサ３によって検出された走行
方位θ６とが所定の走行距離毎に順次記憶される。また
環状バッファ１３についても同様であり、この環状バッ
ファ１３は例えば６０個の記憶素子がドーナツ状に配列
されている。

またコントローラ５にはカウンタ１５ａ．１５ｂ．１５
ｃおよび１５ｄのそれぞれが接続されている。

次に第３図のメインフローを参照して全体的な制御処理
を説明する。

まずステップ１００で初期処理が行なわれると、ステッ
プ１０２において図示しない入力手段のキー操作によっ
て現在地が設定される。これによりステップ１０４では
入力設定された現在地および地図情報を表示装置７の表
示画面へ表示させる。

次にステップ１０６においては、ステップ１０８以下の
割込みを許可し、これによって以下のメインルーブに入
ることになる。

このメインルーブはステップ１０８における割込み処理
、およびステップ１１０における割込み処理に応じて車
両の現在位置が移動した場合には、ステップ１１２から
ステップ１１４へ進み、表示装置７の表示画面上におけ
る車両の現在位置の表示を変更すると共に、その周辺の
地図情報を更新するようになっている。

次にステップ１０８における割込み処理を第４図のフロ
ーチャートを参照して詳細に説明する。

第４図に示す割込み処理は、車両が所定の走行距離ΔＤ
を走行する毎に距離センサ１が発生するパルス信号と対
応して実行される。例えば、距離センサ１が車輪の１回
転につき２４個のパルス信号を発生する場合には前述し
た所定距離ΔＤが６乃至７ｃｍとなるように設定されて
いる。

また第４図に示す割込み処理では、４種類のカウンタ１
　５ａ　，　　１　５ｂ　，　　１　５ｃおよび１５ｄ
が用いられている。

まずカウンタ１５ｃは停車判断のために用いられるカウ
ンタであり、このカウンタ１５ｃのカウント数ＳＳＳは
、ステップ４００に示すように割込み処理が１回なされ
る毎にプラス１だけインクリメントされる。

またカウンタ１５ｂとカウンタ１５ａは車両の走行方位
を計算する際に用いられるカウンタであり、カウンタ１
５ｂのカウント数ＳＳは、ステップ４０４およびステッ
プ４０６に示すように割込み処理が１２回行なわれる毎
に、すなわち車輪が半回転する毎にインクリメントされ
る。またカウンタ１５ａのカウント数Ｓは、ステップ４
０２に示すように割込み処理が１回行なわれる毎にイン
クリメントされる。すなわちカウンタ１５ａはカウンタ
１５ｂの下の桁数えのカウンタであり、カウンタ１５ａ
のカウント数Ｓが１２回インクリメントされると、すな
わちカウンタ１５ａが１２個のパルス信号を計数すると
、カウンタ１５ｂのカウント数ＳＳがプラス１だけイン
クリメントされるようになっている。

またカウンタ１５ｄは車両の現在位置を計算する際に車
両の移動量を求めるためのカウンタであり、このカウン
タ１５ｄのカウント数ｓｓｓｓはステップ４１０に示す
ように割込み処理が１回行なわれる毎にプラス１だけイ
ンクリメントされる。

またカウンタ１５ａはステップ４０８でＯにクリアされ
、それ以外のカウンタはメインルーチンでカウント数が
読込まれた後にそれぞれ０にクリアされる。

次に第５図を参照して第３図のステップ１１０における
割込み処理を詳細に説明する。

第５図に示す割込み処理は単位時間ΔＴ例えば１００＋
ａｍ秒毎に実行される。

まずステップ５００ではカウンタ１５ｃのカウント数Ｓ
ＳＳの値に基づいて車両が停止しているかどうかを判断
する。カウント数ＳＳＳが０の場合すなわち車両が停止
している場合には車両の走行方位の変化が生じないので
方位計算の処理を行なうことなくステップ５０４へ進み
ジャイロセンサ３のドリフト補正のみが行なわれる。こ
れは停車中は角速度量が０であることを考えてその時の
ジャイロセンサ３の出力値をもってドリフト量とするも
のである。

またステップ５００においてカウント数ＳＳＳが０でな
い場合、すなわち車両が移動中である場合にはステップ
５０２へ進みカウンタ１５ｃのカウント数ＳＳＳを０に
クリアする。

ステップ５０６からステップ５０８までは地磁気センサ
２からの方位情報を処理する。まずステップ５０６では
地磁気センサ２で検出した車両の絶対的な走行方位θ９
を読取る。続いてステップ５０８では走行方位θ２と前
回の走行方位θＭＯＬＤとの差Δθ２を求める。なお走
行方位θＭＯＬＤは後で説明するようにステップ５３４
における前回の割込み処理時に演算された走行方位であ
り順次記憶部９へ記憶されている。

次にステップ５１０からステップ５１６まではジャイロ
センサ３からの方位情報を処理する。

まずステップ５１０ではジャイロセンサ３からの角速度
Ω。を読取る。続いてステップ５１２では前回の割込み
処理時からのジャイロセンサ３による方位誤差Δθ６　
（Δθ０＝Ω６×ΔＴ）を算出する。

次のステップ５１４およびステップ５１６はある領域の
Δθ。をカットするものである。すなわち、ジャイロセ
ンサ３にはドリフトによる誤差が付きものであり、１回
毎のドリフト量は少なくとも度重なる積分によって誤差
が増大していく。そのため、方位変化分Δθ６の絶対値
が所定値以下の場合、例えば０近傍の値、具体的には０
．３［ｄｅｇ　／ｓｅｅ　］　ＸΔＴより小さい値であ
る場合にはステップ５１６でΔθＧ＝０にすることによ
り方位計算に悪影響を及ぼさない範囲でドリフト分の積
分を押えるようにしている。

次にステップ５１８からステップ５３２までは地磁気セ
ンサ２およびジャイロセンサ３からの双方の方位情報に
基づいて車両の走行方位を計算するためのプロセスであ
る。

まずステップ５１８では前回までの演算で得られている
車両方位である走行方位θをθｌとして設定する。なお
走行方位θは後で説明するステップ５３６で順次、次回
の演算処理のために記憶部９へ記憶されているものであ
る。

次にステップ５２０ではジャイロセンサ３によって検出
された方位変化分Δθ０を前述した走行方位θ１へ加算
する。これによって得られた走行方位θ２はジャイロセ
ンサ３によって検出された方位が反映された車両の走行
方位の値である。

続いてステップ５２２では磁気外乱の程度を示す指数で
ある磁場環境指数βを算出する。この磁場環境指数βは
次の第《１》式によって算出されるものであり、短い距
離若しくは短い時間における地磁気センサ２からの出力
とジャイロセンサ３からの出力との差を求めたもの、例
えば数ｍの短い距離における磁場の乱れを示す指数であ
る。

β＝１ΔθＧ−ΔθＭ１　　　　　　　・・・（ｆ）上
記の磁場環境指数βは次の如き意味を有する。

すなわち車両が例えば高架道路上を走行している時には
、地磁気センサ２の出力には数ｍ程度走行する毎に変化
する変動分が増加する。これは高架道路の金属性構造部
材の影響と考えられる。またこのような高架道路の下を
走っている場合にも同様に、高架道路を支持するための
高架支持部材の影響により地磁気センサ２の出力には数
ｍ程度走行する毎に変化する変動分が増加する。磁場環
境指数βはこのような短い走行距離毎の磁場の乱れを示
す数値として捕えようとするものであり、短い距離では
正確であると予想されるジャイロセンサ３の出力と地磁
気センサ２の出力とを比較して数値化したものである。

続いてステップ５２４では磁場環境指数γを算出する。

この磁場環境指数γは前述した磁場環境指数βの場合よ
りも長い距離例えば数十ｍから数百ｍでの磁場の乱れ、
すなわち地磁気センサ２の出力の乱れの程度を数値化し
た指数である。このような数十ｍから数百ｍ単位での地
磁気センサ２の出力の乱れは、例えば鉄道線路と平行し
ている道路を走行している場合や地下鉄が埋設されてい
る道路を走行している場合に生じると考えられる。

次にステップ５２４における磁場環境指数γの算出を第
６図を参照して詳細に説明する。

まずステップ６００ではジャイロセンサ３からの出力で
ある走行方位θ。の値が更新されてθ。

＝θ６＋Δθ６として設定される。この走行方位θ。の
値は例えば電源をオンした時に０にクリアされている。

次にステップ６０２では第７図に示す環状バッファ１１
へ走行方位θいと走行方位θ６とをカウント数ＳＳの値
に相応する分だけ格納する。この環状バッファ１１には
走行方位θ２と走行方位θθＧとでなる１組のデータが
２５０組分格納されており、新たなデータが入力される
と最も古いデータが書き直される。

前述したように距離センサ１が車輪の１回転について２
４個のパルス信号を出力する場合には所定距離ΔＤとし
て６ｃｍ乃至７ｃｍ毎に第４図に示す割込み処理が実行
される。この時カウント数ＳＳは割込み処理が１２回な
される毎に、すなわち車両が０．８ｍ走行する毎にプラ
ス１だけインクリメントされる。したがって環状バッフ
ァ１１が２５０個の記憶素子で構成されている場合すな
わちデータ数Ｎが２５０である場合には車両が約２００
ｍ走行する距離に相応するデータ数が環状バッファ１１
へ格納されている。

次にステップ６０４では環状バッファ１１に格納された
走行方位に関するデータのうち、新しいデータから順次
（Ｎ／２）までのデータ例えば記憶素子１１ａから１１
ｌ１までに記憶されたデータ、すなわち車両が直前に走
行した１００ｍ分の走行？位に関するデータθ２を読出
すと共に、この読出された走行方位に関するデータの平
均値θ８。９を計算する。

次にステップ６０４では残りのデータ例えば記憶素子１
１ｆｆｉ−１から１１，，までに記憶されたデータ、す
なわち現在位置より遡った１００ｍ手前から２００ｍ手
前までの走行方位に関するデータθＭを順次読み出すと
共に、これらの読み出された走行方位θ２の平均値θ２
■４を算出する。

次にステップ６０８では環状バッファ１１に格納された
走行方位に関するデータθＧの中から最新のデータから
半分までのデータを読取ると共に、これらの読み取られ
た走行方位に関するデータθＧの平均値θＧ２＾を算出
する。

また同様にステップ６１０では残りの半分のデータすな
わち現在地点より１００ｍ遡った１００ｍ手前から２０
０ｍ手前までの走行方位に関するデータθ■を読取ると
共に、これらの読取った走行方位に関するデータθ８の
平均値θ。１Ａを算出する。

続いてステップ６１２では次の第（２》式に基づいて磁
場環境指数γ嘗を算出する。

γ１＝１　（θＭ２Ａ−θＭ１＾）一 （θＧ２Ａ−θＧＩＡ　）　　ｌ　　　・・｛２）以上
の如くステップ６１２で算出された磁場環境指数７１は
走行距離１００ｍ単位毎における地磁気式走行方位検出
手段によって検出された走行方位の平均値の変化量と、
ジャイロ式走行方位検出手段によって検出された走行方
位の平均値の変化量との差を求めたものであり、走行距
離１００ｍ単位毎の磁場環境指数を示す。

次にステップ６１２からＰＣを介してステップ６１４へ
進む。ステップ６１４からステップ６２４までの処理は
前述したステップ６０２からステップ６１２までの処理
と同一の処理を設定距離を変更して行なおうとするもの
である。

すなわち環状バッファ１３は例えば６０個の記憶素子に
よりドーナツ状に形成されており、６０組の走行方位に
関するデータ（θ９，θＧ）が格納されている。従って
環状バッファ１３に格納さ？た半数のデータを用いてほ
ぼ２５ｍ単位での計算処理を実行する。

具体的にはステップ６１６では現在位置から２５ｍ手前
までの走行方位に関するデータθ２の平均値θＩｉ１２
Ｂを算出する。ステップ６１８では現在位置から遡った
２５ｍ手前から５０ｍ手前までの走行方位に関するデー
タθ２の平均値θＭＩＢを算出する。またステップ６２
０では現在位置から２５ｍ手前までの走行方位に関する
データθＧの平均値θ。２Ｂを算出する。またステップ
６２２では現在位置より遡った２５ｍ手前から５０ｍ手
前までの走行方位に関する３０個のデータθＧの平均値
θ。１Ｂを算出する。続−いてステップ６２４では第《
３）式に示す如く２５ｍ単位での磁場環境指数γ２を算
出する。

γ２＝１　（θ９■８−θＭＩＢ　）一（θ０２Ｂ−θ
ＧＩＢ）ｌ　　　・・・（３）次にステップ６２６では
１００ｍ単位における磁場環境指数７１と、２５ｍ単位
における磁場環境指数７２との双方の値を比較し、大き
い方の値を磁場環境指数γとして設定する。

再び第５図を参照するに、ステップ５２４からＰＢを介
してステップ５２６へ進む。

ステップ５２６では次の第《４》式に示す如く集束係数
Ｋを算出する。

・・・（４） この集束係数Ｋはステップ５２０において求められた車
両の走行方位θ２を地磁気センサ２に基づく走行方位θ
．へ近づけていく速さを規定するための係数である。

第（４）式においてαおよびγは前述した如く第５図の
ステップ５２０およびステップ５２４において求められ
た値であり、またα１，α２，α３．α４，ｎｌ，ｎ２
のそれぞれは定数である。これらの各定数の値は例えば
次のように設定される。

α＋　＝０．５８　　　　α２　＝０．　　０２α３＝
２．０　　　　　α４＝０．１ ｎ＋＝６　　　　　　　　　ｎ２＝１ これらの各定数の値を前述した第《４》式へ代人すると
、次の第（５》式のように示される。

・・・（５） 上記第〈５）式は、次の第（６）式のように示される。

Ｋ＝Ｋ１　　ｘＫ２　ＸＯ．ｌ　　　　　　　　　　−
（６）以上の如く第〈６》式からも明らかなように集束
係数Ｋは係数Ｋ１と、係数Ｋ２とに分けることができる
が、係数Ｋ嘗の値は磁場環境指数βによって決定され、
係数Ｋ２の値は磁場環境指数γによって決定される。

第８図は前述した係数Ｋ，，Ｋ２と磁場環境指数β，γ
との関係を示す特性図であり、第８図（Ａ）は磁場環境
指数βと係数Ｋ，との関係を示し、第８図（Ｂ）は磁場
環境指数γと係数Ｋ２との関係を示す。

第８図からも明らかなように磁場環境指数βおよびγが
増加すると係数Ｋ，，Ｋ２は共に減少する。

なお前述した各定数の意味は次の通りである。

地磁気の乱れが最も少ない場合すなわち磁場環境指数β
およびγの値が共に０である場合には、集束係数Ｋの値
が最大となるが、定数α１はこの時の上限値を規定する
ための定数であり、この定数α１の値が大きいほど地磁
気センサ２に基づく方位すなわち地磁気方位へ近づく速
さが大きくなる。

次に数ｍ単位で地磁気が乱れているが、長い距離での地
磁気の乱れが少ない場合、すなわち磁場環境指数βが大
きな値でかつ磁場環境指数γが０である場合には、定数
α２の値に応じて地磁気方位へ近づく速さを規定する。

従って定数α２の値が小さいほど地磁気方位へ近づく速
さが小さくなり、ジャイロセンサ３への依存度が高くな
る。

定数α３は地磁気方位へ近づける速さに磁場環境指数γ
をどの程度反映させるかを規定するための定数である。

この定数α３の値が大きいほど磁場環境指数γが小さい
うちから地磁気方位へ近づける速さへ反映される。すな
わち磁場環境指数γの値が小さいうちからジャイロセン
サ３への依存度が深まる。

定数α４は全体として地磁気方位へ近づける速さを調整
するだめの定数である。

定数ｎＩは磁場環境指数βによって係数Ｋ１が変化する
特性を規定する定数であり、例えば第８図（Ａ）に示す
例では定数ｎＩの値が大きい場合の例であり、磁場環境
指数βの値が１付近で係数Ｋ１が急激に変化している。

従って定数１１が大きな値であれば磁場環境指数β＝１
付近での係数Ｋ，の値の変化が大きくなり、定数ｎ１の
値が小さい場合には前述した変化がなだらかになる。

定数ｎ２は磁場環境指数γによって係数Ｋ２が変化する
特性を規定するための定数である。例えば第８図（Ｂ）
に示す例では、定数ｎ２が小さい場合すなわち定数ｎ２
の値が１の場合を示したものであり、第８図（Ａ）と比
較して急激な変化は生じないが、定数α３＝２なので定
数１２が大きくなるに応じて磁場環境指数γ−１／２付
近で急激な立ち下りの特性を示す。

なおこれらの定数ｎ１およびｎ２は磁場環境指数β若し
くはγが変化するに従って緩やかに係数Ｋの値を変化さ
せていった方が良いが、またはある値の前後で急激に変
化させる方が良いかどうかによって決定される。

次にステップ５２８および５３０では、ステップ５２０
において求められた走行方位θ２を今回検出された地磁
気方位θ２へ近づけていく。この時の寄せ比率すなわち
Δτ毎の割込み処理を行なう毎に近づけていく比率が前
記係数Ｋである。この係数Ｋの値が大きいほど地磁気方
位θ２へ近づく速さすなわち近づく率が大きくなる。

例えばステップ５３０においてＫ＝１である場合には、
θ２　＝ＩＸ　（θ２−θ２）＋θ２＝θ４となり、こ
のルーチンを１回通ると走行方位θ２は地磁気方位θ３
と等しくなってしまう。一方、Ｋ＝Ｏすなわち係数Ｋの
値が最小値である場合には、地磁気方位は全く反映され
ない。

第９図は前述した特性を示したグラフであり、車両が直
線路を走行している状態において地磁気が急激に変化し
た場合には、車両の走行方位は係数Ｋの値が大きい場合
、すなわち係数Ｋの値が１に近いほど速く地磁気方位へ
近づいていく。また逆に係数Ｋの値が小さい場合すなわ
ち係数Ｋの値が０に近いほど地磁気方位へ近づく速さが
遅くなる。

再び第５図を参照するに、前述したステップ５３０にお
ける車両の走行方位θ２の算出処理は、カウンタ１５ｂ
のカウント数Ｓ８１すなわち車両の移動距離に対応する
回数だけ繰返される（ステップ５２８）。またカウンタ
１５ｂのカウント数ＳＳの値が０である場合すなわち車
両が停止している場合には、ステップ５３０における処
理を行なうことなくステップ５２８からステップ５３２
へ進む。

このように車両の移動距離に対応した回数だけステップ
５３０を繰返すのは、実際には単位時間ΔＴ毎に計算し
ながら等価的には単位距離毎の計算とするためである。

理想的には所定の走行距離毎に割込み処理を行なえばよ
いが、実際上は単位時間毎の割込み処理を行なうことに
より、所定の走行距離毎の演算と同様の効果を得る方法
が現実的である。

前述した係数Ｋが磁場環境指数βとγとによって決定さ
れるのは以下の通りである。

例えば地磁気の乱れが全くなく、地磁気方位がジャイロ
センサ３の動きと全く同一の場合には、β＝γ＝０とな
るのでＦ＋　＝０．　　６　　Ｋ２　＝１．０となり従
ってＫ＝０．６となる。一方地磁気の乱れが大きく例え
ばβ一＋■，γ＝＋■である場合には、Ｋ＝Ｏとなる。

モしてＫ＝０の状態が長く続くとその間ジャイロセンサ
３からの出力だけで走行方位が計算されることになるが
、この場合にはジャイロセンサのドリフトによる誤差が
積算されていってしまう。但し実際には係数Ｋの値は最
大値０．６から最小値０の間の値を取るのでジ？イロセ
ンサ３からの出力のみによって走行方位が計算される状
態が続くことは事実上はほとんど有り得ない。従って長
期的に見れば車両の走行方位θは地磁気方位θ９へ近づ
いていくのでジャイロセンサ３のドリフトによる誤差は
キャンセルされる。

再び第５図を参照するに、ステップ５３２ではカウント
数ＳＳの値をＯにリセットし、次回の処理に備えておく
。またステップ５３４では次回の処理に備えて地磁気方
位θ２をθ■。，Ｄとして記憶して，おく。

次にステップ５３６では前述したステップ５３０におい
て算出されたθ２を車両の走行方位θとして登録し、ス
テップ５３８ではこの車両の走行方位θを用いて現在の
車両位置（Ｘ，　Ｙ）を書き換える。そしてステップ５
４０では車両の現在位置を書き換えるためのカウンタ１
５ｄのカウント数ｓｓｓｓを０にリセットする。

なお電源を投入したシステム立ち上げ時の初期処理にお
いてはθＭＯＬＤおよび車両の進行方向である走行方位
θは地磁気方位θ３によってイニシャライズされると共
にカウンタ１５ａ．１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの各カウン
ト数ｓ，　ｓｓ，　ｓｓｓ．ｓｓｓｓは０にリセットさ
れる。

次に第１０図を参照して本発明に係る実施例の効果を説
明する。

第１０図（Ａ）は直線上の道路ＲＴを走行した時の地磁
気方位の軌跡ＲＭを示したものであり、この地磁気方位
の軌跡ＲＭは種々の乱れの成分によって形成されている
と考えられる。例えば道路の構造部材若しくは電線又は
変電所等による数ｍサイクルでの乱れの成分と、鉄道と
平行な道路を走行する場合または地下鉄が埋設された道
路上を走行する場合等の数百ｍのサイクルによる乱れの
成分と、トラック等との平走による周期的でないランダ
ムな乱れによる成分等の種々の成分によって構成されて
いる。

このような種々の乱れの成分を乱れの周期すなわち走行
距離の周期に応じて分離すると、第１０図（Ｂ）は数ｍ
の周期Ｔａによる地磁気の乱れを示したものであり、第
１０図（Ｃ）は数十ｍの周期Ｔｂによる地磁気の乱れを
示したものであり、第１０図（Ｄ）は数百ｍ単位での周
期Ｔｃによる地磁気の乱れを示したものである。本発明
ではこのような各成分の地磁気の乱れを例えば第１０図
（Ｂ）に示すような数ｍの周期Ｔａによる乱れの成分を
磁場環境指数βとして数量化し、第１０図（Ｃ）に示す
ような数十ｍの周期Ｔｂによる地磁気の乱れの成分を磁
場環境指数７２として数量化し、第１０図（Ｄ）に示す
ような数百ｍの周期Ｔｃ毎の地磁気の乱れの成分を磁場
環境指数７１として数量化している。これらの数量化し
た値すなわち磁場環境指数β．γ２，γ１のそれぞれの
値に応じて車両の走行方位を地磁気方位へ寄せるための
寄せ比率の値を調整して車両の走行方位を正確に検出す
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、地磁気式走行
方位検出手段によって検出された走行方位の平均値の変
化量と、ジャイロ式走行方位検出手段によって検出され
た走行方位の平均値の変化量との差を求めることによっ
て磁場環境指数を検出し、この磁場環境指数に基づいて
車両の走行方位を検出するようにしたことから、磁場の
乱れに影響を受けることなく車両の進行方位を正確に検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は本発明に係る一実施
例のブロック図、第３図は全体的な制御処理を示したフ
ローチャート、第４図は単位走行毎の割込み処理を示し
たフローチャート、第５図は単位時間毎の割込み処理を
示したフローチャート、第６図は磁場環境指数γの算出
処理を示したフローチャート、第７図は環状バッファの
構成を示した説明図、第８図（Ａ）は磁場環境指数βに
対する係数Ｋ，を示した特性図、第８図（Ｂ）は磁場環
境指数γに対する係数Ｋ２を示した特性図、第９図は係
数Ｋの値に応じた走行方位の検出特性の変化の一例を示
した説明図、第１０図は地磁気の乱れによる成分を周期
毎に分離して示した説明図、第１１図は従来例における
方位検出の特性図である。 ２・・・地磁気式走行方位検出手段 ３・・・ジャイロ式走行方位検出手段 ４・・・第１の算出手段 ６・・・第２の算出手段 ８・・・磁場環境指数検出手段 １０・・・走行方位検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の絶対的走行方位を検出する地磁気式走行方位検
   出手段と、 車両の相対的走行方位を検出するジャイロ式走行方位検
   出手段と、 所定距離を走行する毎に前記地磁気式走行方位検出手段
   によって検出された走行方位の平均値を求め、当該平均
   値の変化量を算出する第１の算出手段と、 所定距離を走行する毎に前記ジャイロ式走行方位検出手
   段によって検出された走行方位の平均値を求め、当該平
   均値の変化量を算出する第２の算出手段と、 前記第１の算出手段によって算出された変化量と、前記
   第２の算出手段によって算出された変化量との差を演算
   することにより、磁場環境指数を検出する磁場環境指数
   検出手段と、 前記磁場環境指数に基づいて車両の走行方位を検出する
   走行方位検出手段と、 を有することを特徴とする車両用走行方位検出装置。