JPH02266221A - 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置 - Google Patents
自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置Info
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- JPH02266221A JPH02266221A JP1088440A JP8844089A JPH02266221A JP H02266221 A JPH02266221 A JP H02266221A JP 1088440 A JP1088440 A JP 1088440A JP 8844089 A JP8844089 A JP 8844089A JP H02266221 A JPH02266221 A JP H02266221A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
- G01C21/30—Map- or contour-matching
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、方位センサの１つとして角速度センサ（レ
ートジャイロ）を用いた自立航法装置における角速度セ
ンサの較正装置に関する。
ートジャイロ）を用いた自立航法装置における角速度セ
ンサの較正装置に関する。
〈従来の技術〉
従来より、方位センサと距離センサとを用いて車両の走
行軌跡を求める試みが行われている。この方式は、車両
に搭載した方位センサ、距離センサの測定量から走行軌
跡を求め、出発地点にこの軌跡を加えることにより、自
己の位置検出を行うので推測航法と呼ばれ、外部の支援
設備を導入しないので、比較的簡単に採用できる。
行軌跡を求める試みが行われている。この方式は、車両
に搭載した方位センサ、距離センサの測定量から走行軌
跡を求め、出発地点にこの軌跡を加えることにより、自
己の位置検出を行うので推測航法と呼ばれ、外部の支援
設備を導入しないので、比較的簡単に採用できる。
推測航法に用いられる方位センサには、地磁気センサや
旋回角度センサが実用されるが、前者は地磁気の歪や外
部磁界の影響で１０”以上の誤差となることが多いほか
車体の着磁を補正する必要がある。
旋回角度センサが実用されるが、前者は地磁気の歪や外
部磁界の影響で１０”以上の誤差となることが多いほか
車体の着磁を補正する必要がある。
後者には、左右の車輪の回転差を求める差動オドメータ
が従来から用いられているが、タイヤの回転を検出する
ため、タイヤ径の変化や歪、スリップ等により誤差が発
生しやすいという難点があった。
が従来から用いられているが、タイヤの回転を検出する
ため、タイヤ径の変化や歪、スリップ等により誤差が発
生しやすいという難点があった。
そこで、これを改善するため、回転角速度を直接検出す
る方式の光フアイバジャイロ、振動ジャイロ、コマ式ジ
ャイロ等の角速度センサに置き換えることが提案されて
いる。
る方式の光フアイバジャイロ、振動ジャイロ、コマ式ジ
ャイロ等の角速度センサに置き換えることが提案されて
いる。
例えば、光フアイバジャイロは１．レーザ光を光フアイ
バリングの中で時計回りと反時計回りに伝搬させ、光フ
アイバリングが回転すると、光路を一周する時間が両回
りの光で異なることから、この時間差を位相差として検
出するセンサである。
バリングの中で時計回りと反時計回りに伝搬させ、光フ
アイバリングが回転すると、光路を一周する時間が両回
りの光で異なることから、この時間差を位相差として検
出するセンサである。
振動ジャイロは、回転座標の中に置かれた粒子がコリオ
リの力を受けることから、容器の中を振動する粒子の振
動分布の変化を検出して、回転角速度を検出するセンサ
である。
リの力を受けることから、容器の中を振動する粒子の振
動分布の変化を検出して、回転角速度を検出するセンサ
である。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところが、角速度センサが検出する角速度は、検出誤差
が比較的少ないが、出力を積分して回転角度を求める時
に初期方位は別に与えてやる必要があり、これに誤差が
あれば、以後この誤差が固定されてしまう。つまり、角
速度自体が正確でも、初期方位の精度が悪いと角速度セ
ンサの特徴を生かしきれない。かといって、地磁気セン
サの方位に合わすと、その場所の地磁気の歪に左右され
る。
が比較的少ないが、出力を積分して回転角度を求める時
に初期方位は別に与えてやる必要があり、これに誤差が
あれば、以後この誤差が固定されてしまう。つまり、角
速度自体が正確でも、初期方位の精度が悪いと角速度セ
ンサの特徴を生かしきれない。かといって、地磁気セン
サの方位に合わすと、その場所の地磁気の歪に左右され
る。
道路に車両を止めて地図上の道路方位に合わせる方法も
、面倒であるとともに車両の置き方に左右されて正確な
較正ができない。
、面倒であるとともに車両の置き方に左右されて正確な
較正ができない。
また、角速度センサの信号処理系等の調整不足、経時変
化に起因して、検出する角速度の絶対値に誤差を生ずる
場合がある。つまり、スケールファクタが変動する。こ
のスケールファクタの変動による誤差は、直線走行時に
は現れないが、カーブを走行するたびに現れるので、多
くのカーブを通過すると誤差が累積されて、推測航法に
支障を生じる。
化に起因して、検出する角速度の絶対値に誤差を生ずる
場合がある。つまり、スケールファクタが変動する。こ
のスケールファクタの変動による誤差は、直線走行時に
は現れないが、カーブを走行するたびに現れるので、多
くのカーブを通過すると誤差が累積されて、推測航法に
支障を生じる。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、マツプマツチングを採用する自立航法装置において
、角速度センサの出力を自動的に較正することができる
角速度センサの較正装置を提供することを目的とする。
て、マツプマツチングを採用する自立航法装置において
、角速度センサの出力を自動的に較正することができる
角速度センサの較正装置を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段および作用〉上記の目的を
達成するための請求項１の角速度センサの較正装置は、
第１図に示すように、いわゆるマツプマツチングによる
位置方位検出手段（３）とともに、角速度検出センサ（
１５）と、角速度検出センサ（１５）の出力信号を基に
角速度を求める角速度検出手段（１）と、上記角速度を
積分した値を、以前の方位に加えることにより現在の方
位を求める積分手段（２）と、積分手段（２）の方位出
力θ「と、上記位置方位検出手段（３）の方位出力θｅ
との差分を検出し、検出した差分またはその累積値に基
づいて方位θ「を修正するための修正量Δｅを算出し、
当該修正量Δｅを積分手段（２）に対して供給する第１
の方位修正手段（４）とを備える。
達成するための請求項１の角速度センサの較正装置は、
第１図に示すように、いわゆるマツプマツチングによる
位置方位検出手段（３）とともに、角速度検出センサ（
１５）と、角速度検出センサ（１５）の出力信号を基に
角速度を求める角速度検出手段（１）と、上記角速度を
積分した値を、以前の方位に加えることにより現在の方
位を求める積分手段（２）と、積分手段（２）の方位出
力θ「と、上記位置方位検出手段（３）の方位出力θｅ
との差分を検出し、検出した差分またはその累積値に基
づいて方位θ「を修正するための修正量Δｅを算出し、
当該修正量Δｅを積分手段（２）に対して供給する第１
の方位修正手段（４）とを備える。
上記構成の角速度センサの較正装置によれば、角速度検
出手段（１）により角速度検出センサ（１５）の出力を
常時検出して角速度ｄθ／ｄｔを得、積分手段（２）に
より角速度を積分した値を、以前の方位θ０に加えるこ
とにより、現在の方位θｒを求める。
出手段（１）により角速度検出センサ（１５）の出力を
常時検出して角速度ｄθ／ｄｔを得、積分手段（２）に
より角速度を積分した値を、以前の方位θ０に加えるこ
とにより、現在の方位θｒを求める。
そして、このθｒを位置方位検出手段（３）に供給して
マツプマツチングの基礎データとするとともに、マツプ
マツチング手法により求められた方位データθｅを、上
記θｒとともに第１の方位修正手段（４）に人力する。
マツプマツチングの基礎データとするとともに、マツプ
マツチング手法により求められた方位データθｅを、上
記θｒとともに第１の方位修正手段（４）に人力する。
第１の方位修正手段（４）は、θｒとθｅの差分を検出
し、必要ならばこの差分を走行距離にわたって累積する
。累積するのは、１回のみ検出した差分には種々の要因
による誤差が含まれているがら、累積してデータの精度
をよくするためである。
し、必要ならばこの差分を走行距離にわたって累積する
。累積するのは、１回のみ検出した差分には種々の要因
による誤差が含まれているがら、累積してデータの精度
をよくするためである。
そして差分またはその累積値に基づいて方位θｒを修正
するための修正量Δｅを算出し、当該修正量Δｅを積分
手段（２）に供給する。
するための修正量Δｅを算出し、当該修正量Δｅを積分
手段（２）に供給する。
積分手段（２）は、上記修正量Δｅに基づき方位を修正
し、この修正された方位をマツプマツチングの基礎デー
タとするべく位置方位検出手段（３）に供給するので、
マツプマツチングの精度を向上させることができる。
し、この修正された方位をマツプマツチングの基礎デー
タとするべく位置方位検出手段（３）に供給するので、
マツプマツチングの精度を向上させることができる。
また、請求項２の角速度センサの較正装置は、第２図に
示すように、マツプマツチングによる位置方位検出手段
（３）とともに、角速度検出センサ（１５）と、角速度
検出センサの出力信号を基に角速度を求める角速度検出
手段（１）と、上記角速度を積分した値を以前の方位に
加えることにより現在の方位を求める積分手段（２）と
、車両の旋回を検知したときに、積分手段（２）から得
られる方位出力θｒの変化Δθｒと、上記位置方位検出
手段（３）がら得られる方位出力θｅの変化Δθｅとを
求め、これらの変化値Δθｒ、Δθｅあるいはそれらの
累積値を用いて所定の演算を行い、角速度検出手段（１
）の角速度出力を修正する修正量Δφを算出し、当該修
正量Δφを角速度検出手段（１）に対して供給する第２
の方位修正手段（７）とを備えるものである。
示すように、マツプマツチングによる位置方位検出手段
（３）とともに、角速度検出センサ（１５）と、角速度
検出センサの出力信号を基に角速度を求める角速度検出
手段（１）と、上記角速度を積分した値を以前の方位に
加えることにより現在の方位を求める積分手段（２）と
、車両の旋回を検知したときに、積分手段（２）から得
られる方位出力θｒの変化Δθｒと、上記位置方位検出
手段（３）がら得られる方位出力θｅの変化Δθｅとを
求め、これらの変化値Δθｒ、Δθｅあるいはそれらの
累積値を用いて所定の演算を行い、角速度検出手段（１
）の角速度出力を修正する修正量Δφを算出し、当該修
正量Δφを角速度検出手段（１）に対して供給する第２
の方位修正手段（７）とを備えるものである。
上記の較正装置によれば、積分手段（２）により求めた
方位θｒとマツプマツチング手法比より求められた方位
データθｅとを求めることは上記請求項１の較正装置と
同様であるが、これらのデータθ「とθｅを第２の方位
修正手段（７）に入力する。
方位θｒとマツプマツチング手法比より求められた方位
データθｅとを求めることは上記請求項１の較正装置と
同様であるが、これらのデータθ「とθｅを第２の方位
修正手段（７）に入力する。
第２の方位修正手段（４）は、車両の旋回を検知したと
きに、旋回の前後のθ「の変化（回転量）とθｅの変化
Δθｒ、Δθｅを検出し、必要ならば、これらの変化を
走行距離にわたって累積する。累積するのは、１回のみ
検出した差分には種々の要因による誤差が含まれている
がら、累積してデータの精度をよくするためである。
きに、旋回の前後のθ「の変化（回転量）とθｅの変化
Δθｒ、Δθｅを検出し、必要ならば、これらの変化を
走行距離にわたって累積する。累積するのは、１回のみ
検出した差分には種々の要因による誤差が含まれている
がら、累積してデータの精度をよくするためである。
そしてその変化分Δθｒ、Δθｅまたはこれらの累積値
に基づいて所定の演算を行い、角速度検出手段（１）の
角速度出力を修正する修正量Δφを算出し、当該修正量
Δφを角速度検出手段（１）に対して供給する。
に基づいて所定の演算を行い、角速度検出手段（１）の
角速度出力を修正する修正量Δφを算出し、当該修正量
Δφを角速度検出手段（１）に対して供給する。
角速度検出手段（１）は、上記修正量Δφに基づきスケ
ールファクタを修正し、修正された角速度出力を積分手
段（２）に供給する。積分手段（２）は、当該積分手段
（２）の出力をマツプマツチングの基礎データとするべ
く位置方位検出手段（３）に供給するので、マツプマツ
チングの精度が向上する。
ールファクタを修正し、修正された角速度出力を積分手
段（２）に供給する。積分手段（２）は、当該積分手段
（２）の出力をマツプマツチングの基礎データとするべ
く位置方位検出手段（３）に供給するので、マツプマツ
チングの精度が向上する。
〈実施例〉
以下、この発明の実施例を示す添付図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第３図はこの発明の角速度センサの較正装置を組み込ん
だ自立航法装置の概略構成を示す。自立航法装置は、 各コンソール（１１）、 ・表示器（１２）、 ・地磁気センサ（１３）、 ・距離センサ（１４）、 ・角速度センサ（１５）、 ・道路地図メモリ（ｌＯ）からデータを読出すメモリド
ライブ（１６）、 ・車両の各道路における存在確度を評価し、その評価結
果に応じて、車両位置、方位を求める位置方位検出装置
（１７）、 ・所定範囲の道路地図の検索読出し、表示器（１２）の
駆動、および位置方位検出装置（１７）の制御等の種々
の演算制御を行うナビゲーション・コントローラ（１８
）、 並びに ・地図データ等を格納している道路地図メモリ（１０）
、 を有している。
だ自立航法装置の概略構成を示す。自立航法装置は、 各コンソール（１１）、 ・表示器（１２）、 ・地磁気センサ（１３）、 ・距離センサ（１４）、 ・角速度センサ（１５）、 ・道路地図メモリ（ｌＯ）からデータを読出すメモリド
ライブ（１６）、 ・車両の各道路における存在確度を評価し、その評価結
果に応じて、車両位置、方位を求める位置方位検出装置
（１７）、 ・所定範囲の道路地図の検索読出し、表示器（１２）の
駆動、および位置方位検出装置（１７）の制御等の種々
の演算制御を行うナビゲーション・コントローラ（１８
）、 並びに ・地図データ等を格納している道路地図メモリ（１０）
、 を有している。
さらに詳細に説明すれば、コンソール（１１）は、装置
全体の起動・停止や画面上のカーソル移動、画面上に表
示されている道路地図のスクロール等をさせるキー人力
ボード（図示しない）を有している。
全体の起動・停止や画面上のカーソル移動、画面上に表
示されている道路地図のスクロール等をさせるキー人力
ボード（図示しない）を有している。
道路地図メモリ（１０）は、大容量記憶媒体であるＣＤ
ＲＯＭ、磁気テープ等が使用可能であり、この道路地図
メモリ（ｌＯ）の中には、道路地図をメツシュ状に分割
し、各メツシュ単位で、車両の位置検出のための経路分
岐点（ノード）のデータ（地図データ）を記録している
。
ＲＯＭ、磁気テープ等が使用可能であり、この道路地図
メモリ（ｌＯ）の中には、道路地図をメツシュ状に分割
し、各メツシュ単位で、車両の位置検出のための経路分
岐点（ノード）のデータ（地図データ）を記録している
。
表示器（１２）には、ＣＲＴ、液晶パネル等からなり、
上記道路地図の形状を、車両位置とともに表示するとと
もに、車両の進行方向や目的地までの距離をも表示する
。
上記道路地図の形状を、車両位置とともに表示するとと
もに、車両の進行方向や目的地までの距離をも表示する
。
地磁気センサ（１３）は、車両の走行に伴なう方位の絶
対角を検出するものである。
対角を検出するものである。
角速度センサ（１５）には、光フアイバジャイロを用い
ている。しかし、角速度センサ（１５）として振動ジャ
イロ、機械式のジャイロを用いることも可能である。
ている。しかし、角速度センサ（１５）として振動ジャ
イロ、機械式のジャイロを用いることも可能である。
距離センサ（１４）は、車両の速度、あるいは車輪の回
転数等に基づいて走行距離を検出するものであり、車輪
速センサ、車速センサ等が使用可能である。
転数等に基づいて走行距離を検出するものであり、車輪
速センサ、車速センサ等が使用可能である。
ナビゲーション・コントローラ（１８）は位置方位検出
装置（１７）から車両位置情報を得て、地図上に現在位
置と目的地とを重ねて表示させる機能を有する。具体的
には、マイクロコンピュータ、図形処理プロセッサ、画
像処理メモリ等から構成され、メニュー画面表示、地図
の検索、縮尺切替、ズームスクロール、車両の現在位置
と方位の表示、目的地や目印となる地点の表示、目的地
までの方位と距離の表示等を行う。
装置（１７）から車両位置情報を得て、地図上に現在位
置と目的地とを重ねて表示させる機能を有する。具体的
には、マイクロコンピュータ、図形処理プロセッサ、画
像処理メモリ等から構成され、メニュー画面表示、地図
の検索、縮尺切替、ズームスクロール、車両の現在位置
と方位の表示、目的地や目印となる地点の表示、目的地
までの方位と距離の表示等を行う。
位置方位検出装置（１７）は、距離センサ（１４）によ
り検出される走行距離、および地磁気センサ（１３）、
角速度センサ（１５）により検出される方位をそれぞれ
積算し、積算データとメモリドライブ（１６）により読
出した地図データとの比較に基いて車両位置を算出して
、車両の最終的な位置、方位を出力する。
り検出される走行距離、および地磁気センサ（１３）、
角速度センサ（１５）により検出される方位をそれぞれ
積算し、積算データとメモリドライブ（１６）により読
出した地図データとの比較に基いて車両位置を算出して
、車両の最終的な位置、方位を出力する。
第４図は、角速度センサ（１５）の較正装置の機能ブロ
ック図であり、 ・角速度センサ（１５）の回転角速度を検出する角速度
検出手段（２１）、 ・単位サンプル時間ごとに角速度を積分して方位角を求
め、これを前のサンプル時刻で得られた方位に加えるこ
とにより、現時点の方位θ「を求める積分手段（２２）
、 ・積分手段（２２）の方位出力θｒ、地磁気センサ（４
）の方位出力、距離センサ（３）の距離出力から得られ
る推定位置と地図データとの類似度を繰返し計算し、道
路上における最適車両位置、方位を求める、マツプマツ
チングによる位置方位検出手段（２３）、 ・第６図に示す単位走行距離Δノごとに、積分手段（２
２）からの方位出力θｒと、マツプマツチングによる位
置方位検出手段（２３）からの推定方位出力もしくは推
定道路の方位（代表してθｅという）とを比較してその
差をとり、差の累積が一定値以上になったとき、積分手
段（２２）に対して方位修正出力を出す方位誤差量カウ
ント手段（２４）、 ・車両の走行開始時に、地磁気センサ出力や道路の方位
を用いて初期方位θ０を設定する初期方位設定手段（２
５）、 ・角速度センサ（１５）の角速度ドリフト誤差を較正す
るドリフト較正手段（２６）、 とからなる。
ック図であり、 ・角速度センサ（１５）の回転角速度を検出する角速度
検出手段（２１）、 ・単位サンプル時間ごとに角速度を積分して方位角を求
め、これを前のサンプル時刻で得られた方位に加えるこ
とにより、現時点の方位θ「を求める積分手段（２２）
、 ・積分手段（２２）の方位出力θｒ、地磁気センサ（４
）の方位出力、距離センサ（３）の距離出力から得られ
る推定位置と地図データとの類似度を繰返し計算し、道
路上における最適車両位置、方位を求める、マツプマツ
チングによる位置方位検出手段（２３）、 ・第６図に示す単位走行距離Δノごとに、積分手段（２
２）からの方位出力θｒと、マツプマツチングによる位
置方位検出手段（２３）からの推定方位出力もしくは推
定道路の方位（代表してθｅという）とを比較してその
差をとり、差の累積が一定値以上になったとき、積分手
段（２２）に対して方位修正出力を出す方位誤差量カウ
ント手段（２４）、 ・車両の走行開始時に、地磁気センサ出力や道路の方位
を用いて初期方位θ０を設定する初期方位設定手段（２
５）、 ・角速度センサ（１５）の角速度ドリフト誤差を較正す
るドリフト較正手段（２６）、 とからなる。
上記第４図の構成による角速度センサ（１５）の較正手
順を第５図を用いて解説する。
順を第５図を用いて解説する。
まず、ステップＳ１において、角速度検出手段（２１）
の出力ｄθ／ｄｔを求め、ステップＳ２において一定り
ロックタイムΔｔごとに積分し、前に求めた方位θｒ
（初回の方位はθ０）に加算し次に、ステップＳ３に
おいて、第６図に示す走行距離Δノごとの位置ノ１ （
１−１，２，・・・、ｎ）ごとに、マツプマツチングに
よる位置方位検出手段（２３）から得られる方位θｅ（
Ｊ ｉ）と上記で求めた方位θｒ（Ｊ ｌ）との差：θ
ｒ（Ｊ Ｉ）−θｅ（、ｆ ｉ）をとり、ステップＳ４
において次式により累積する。
の出力ｄθ／ｄｔを求め、ステップＳ２において一定り
ロックタイムΔｔごとに積分し、前に求めた方位θｒ
（初回の方位はθ０）に加算し次に、ステップＳ３に
おいて、第６図に示す走行距離Δノごとの位置ノ１ （
１−１，２，・・・、ｎ）ごとに、マツプマツチングに
よる位置方位検出手段（２３）から得られる方位θｅ（
Ｊ ｉ）と上記で求めた方位θｒ（Ｊ ｌ）との差：θ
ｒ（Ｊ Ｉ）−θｅ（、ｆ ｉ）をとり、ステップＳ４
において次式により累積する。
ｎ
Δｅｊ（ｎ）−Σ （θｒ（Ｊ ｉ）−θｅ（Ｊ １）
Ｉ累積は、累積値が一定値になるまで続け、一定値以上
になると累積を中断する。
Ｉ累積は、累積値が一定値になるまで続け、一定値以上
になると累積を中断する。
ステップＳ５において、Δｅｊ（ｎ）が所定値以上かど
うかを判定し、以上であれば１走行区間Δノ当たりの誤
差 Δ１９ｊ（ｎ） を求め、積分手段（２２）により求めた方位θｒから減
算し、この方位をθｒとして位置方位検出手段（２３）
に供給し、マツプマツチングを続ける。
うかを判定し、以上であれば１走行区間Δノ当たりの誤
差 Δ１９ｊ（ｎ） を求め、積分手段（２２）により求めた方位θｒから減
算し、この方位をθｒとして位置方位検出手段（２３）
に供給し、マツプマツチングを続ける。
ステップＳ５において、Δｅｊ（ｎ）が一定値未満であ
れば、ステップＳ１に戻り、次回以後の走行位置Ｊ １
（１−１，２，・・・、ｎ）について、累積を継続す
る。
れば、ステップＳ１に戻り、次回以後の走行位置Ｊ １
（１−１，２，・・・、ｎ）について、累積を継続す
る。
以上のように、角速度センサ（１５）の出力と、マツプ
マツチングにより求めた方位との差（誤差）の累積値が
所定値より以上になると、その誤差分を積分手段（２２
）で求めた方位から減算することにより、常に正しい方
位を得るように角速度センサ（１５）を較正することが
できる。
マツチングにより求めた方位との差（誤差）の累積値が
所定値より以上になると、その誤差分を積分手段（２２
）で求めた方位から減算することにより、常に正しい方
位を得るように角速度センサ（１５）を較正することが
できる。
次に、角速度センサの較正装置の第２の実施例について
説明する。
説明する。
第２の実施例は、第７図に示すように、第４図の実施例
に比べて、方位誤差量カウント手段（２４）の代わりに
回転角度誤差率検出手段（２７）が付加され、回転角度
誤差率検出手段（２７）の出力が角速度検出手段（２１
）にフィードバックされるようになった構成である。
に比べて、方位誤差量カウント手段（２４）の代わりに
回転角度誤差率検出手段（２７）が付加され、回転角度
誤差率検出手段（２７）の出力が角速度検出手段（２１
）にフィードバックされるようになった構成である。
この回転角度誤差率検出手段（２７）は、車両の方位が
一定角度以上回転したことを検知した時に、積分手段（
２２）からの方位出力θ「を基に検出した回転角度Δθ
ｒの絶対値１Δθ「 １と、マツプマツチングによる位
置方位検出手段（２３）からの方位出力θｅを基に検出
した回転角度Δθｅの絶対値Δθｅｌとの差の比率 Δθｒ −Δθｅ Δθｅ を、上記一定角度以上の回転を検出するごとに加算し、
累積が一定値以上になったときに角速度検出手段（２１
）にスケールファクタ修正出力として出力するものであ
る。
一定角度以上回転したことを検知した時に、積分手段（
２２）からの方位出力θ「を基に検出した回転角度Δθ
ｒの絶対値１Δθ「 １と、マツプマツチングによる位
置方位検出手段（２３）からの方位出力θｅを基に検出
した回転角度Δθｅの絶対値Δθｅｌとの差の比率 Δθｒ −Δθｅ Δθｅ を、上記一定角度以上の回転を検出するごとに加算し、
累積が一定値以上になったときに角速度検出手段（２１
）にスケールファクタ修正出力として出力するものであ
る。
第８図は、この回転角度誤差率検出手段（２７）を用い
て角速度センサ（■５）のスケールファクタを修正する
手順を示すフローチャートであり、ステップＳｌｌにお
いて、角速度検出手段（２１）の出力ｄθｒ／ｄｔを求
め、ステップＳＬ２において一定りロックタイムΔｔご
とに積分し、前に求めた方位θｒ （初回の方位はθ
０）に加算して現在方位次にステップＳ１３において、
１つのカーブの始まりを検出した時（この検出は、例え
ば角速度検出手段（２１）の出力ｄθ／ｄｔまたはその
微分値ｄ２θ／ｄｔ２がしきい値を越えたことで検出で
きる）の回転角θｒ（ｔ−１）、 θｅ（ｔ−１）、
そのカーブの終わりを検出した時（出力ｄθ／ｄｔまた
はその微分値ｄ２θ／ｄｔ２がしきい値を下回ったこと
で検出できる）の回転角ｏｒ（ｔ）、 θｅ（ｔ）を
求め、それぞれの差分 Δθ「 −θ「（ｔ）−θｒ（ｔ−１）Δθｅ −θｅ
（ｔ）−θｅ（ｔ−１）が一定値以上である時に、絶対
値の差の比率Δθｒ −Δθｅ Δθｅ を求める。ここに絶対値をとった意味は、右カーブ、左
カーブでスケールファクタの変動が互いに打ち消しあう
ことを予め防止するためである。
て角速度センサ（■５）のスケールファクタを修正する
手順を示すフローチャートであり、ステップＳｌｌにお
いて、角速度検出手段（２１）の出力ｄθｒ／ｄｔを求
め、ステップＳＬ２において一定りロックタイムΔｔご
とに積分し、前に求めた方位θｒ （初回の方位はθ
０）に加算して現在方位次にステップＳ１３において、
１つのカーブの始まりを検出した時（この検出は、例え
ば角速度検出手段（２１）の出力ｄθ／ｄｔまたはその
微分値ｄ２θ／ｄｔ２がしきい値を越えたことで検出で
きる）の回転角θｒ（ｔ−１）、 θｅ（ｔ−１）、
そのカーブの終わりを検出した時（出力ｄθ／ｄｔまた
はその微分値ｄ２θ／ｄｔ２がしきい値を下回ったこと
で検出できる）の回転角ｏｒ（ｔ）、 θｅ（ｔ）を
求め、それぞれの差分 Δθ「 −θ「（ｔ）−θｒ（ｔ−１）Δθｅ −θｅ
（ｔ）−θｅ（ｔ−１）が一定値以上である時に、絶対
値の差の比率Δθｒ −Δθｅ Δθｅ を求める。ここに絶対値をとった意味は、右カーブ、左
カーブでスケールファクタの変動が互いに打ち消しあう
ことを予め防止するためである。
そして、ステップＳ１４において、各カーブを通過する
ごとに上記演算を繰返し、累積を求める。
ごとに上記演算を繰返し、累積を求める。
ステップＳ１５では、Δφ（ｍ）が一定値以上であるか
どうかを判定し、一定値以上であればステップＳ１６に
進み、スケールファクタを修正する。この修正は、１回
のカーブ当たりのΔφ（Ｉｍ）の平均値：Δφ（＋ｇ）
／ｍに１を加えた値 Δφ（ＩＩｌ）＋１ で、ｄθ／ｄｔを除してやることにより行う。または、
Δφ（＋ｇ）／ｍをｄθ／ｄｔに乗じたものを、ｄθ／
ｄｔから減じてやることにより行ってもよい。両者の計
算法は、Δφ（ｍ）／ｍが１より十分中さい時には、は
とんど同じ結果を導く。
どうかを判定し、一定値以上であればステップＳ１６に
進み、スケールファクタを修正する。この修正は、１回
のカーブ当たりのΔφ（Ｉｍ）の平均値：Δφ（＋ｇ）
／ｍに１を加えた値 Δφ（ＩＩｌ）＋１ で、ｄθ／ｄｔを除してやることにより行う。または、
Δφ（＋ｇ）／ｍをｄθ／ｄｔに乗じたものを、ｄθ／
ｄｔから減じてやることにより行ってもよい。両者の計
算法は、Δφ（ｍ）／ｍが１より十分中さい時には、は
とんど同じ結果を導く。
これにより、角速度センサ（１５）のスケールファクタ
が変動しても、カーブを通過するたびにマ・ノブマツチ
ングから得られた回転角度と突き合わせて、自動的に較
正してやることができる。
が変動しても、カーブを通過するたびにマ・ノブマツチ
ングから得られた回転角度と突き合わせて、自動的に較
正してやることができる。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば上記第１の実施例と第２の実施例とを併用して
較正の効果を高めることができる。
、例えば上記第１の実施例と第２の実施例とを併用して
較正の効果を高めることができる。
その池水発明の要旨を変更しない範囲内において種々の
設計変更を施すことが可能である。
設計変更を施すことが可能である。
〈発明の効果〉
以上のように請求項１記載の発明によれば、角速度セン
サの出力により得られた方位θｒとマ・ツブマツチング
により得られた方位θｅとの差分を検出し、必要ならば
この差分を走行距離にわたって累積し、その差分または
その累積値に基づいて方位θｒを修正することしたので
、角速度センサの較正が自動的かつ正確に行える。そし
て、この修正された方位を以後のマツプマツチングの基
礎データとすることができ、マツプマツチングの精度が
向上する。
サの出力により得られた方位θｒとマ・ツブマツチング
により得られた方位θｅとの差分を検出し、必要ならば
この差分を走行距離にわたって累積し、その差分または
その累積値に基づいて方位θｒを修正することしたので
、角速度センサの較正が自動的かつ正確に行える。そし
て、この修正された方位を以後のマツプマツチングの基
礎データとすることができ、マツプマツチングの精度が
向上する。
また、請求項２記載の発明によれば、車両の旋回を検知
したときに、旋回の前後のθ「の変化とθｅの変化分Δ
θｒ、Δθｅを検出し、必要ならば、これらの変化を走
行距離にわたって累積し、変化分Δθｒ、Δθｅまたは
これらの累積値に基づいて角速度センサのスケールファ
クタを修正することとしたので、角速度センナの較正が
自動的かつ正確に行える。そして、この修正された方位
を以後のマツプマツチングの基礎データとすることがで
き、マツプマツチングの精度が向上する。
したときに、旋回の前後のθ「の変化とθｅの変化分Δ
θｒ、Δθｅを検出し、必要ならば、これらの変化を走
行距離にわたって累積し、変化分Δθｒ、Δθｅまたは
これらの累積値に基づいて角速度センサのスケールファ
クタを修正することとしたので、角速度センナの較正が
自動的かつ正確に行える。そして、この修正された方位
を以後のマツプマツチングの基礎データとすることがで
き、マツプマツチングの精度が向上する。
したがって、マツプマツチング処理で求める車両の位置
検出精度の低下を防止し、長時間にわたり安定した自立
航法を続けることができる。
検出精度の低下を防止し、長時間にわたり安定した自立
航法を続けることができる。
第１図は請求項１記載の発明の構成を示すブロック図、
第２図は請求項２記載の発明の構成を示すブロック図、
第３図は自立航法装置の全体ブロック図、第４図は角速
度センサの較正装置の一実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、 第５図は方位修正処理の流れを示すフローチャート、 第６図は車両の走行軌跡を区分して表わした図、第７図
は他の実施例に係る角速度センサの較正装置の一実施例
の全体構成を示すブロック図、第８図は方位修正処理の
流れを示すフローチャートである。 （１）・・・角速度検出手段、（２）・・・積分手段、
（３）・・・位置方位検出手段、（４）・・・第１の方
位修正手段、（７）・・・第２の方位修正手段、（１３
）・・・地磁気センサ、（１４）・・・距離センサ、（
１５）・・・角速度センサ、（１０）・・・道路地図メ
モリ、（１７）・・・位置方位検出装置、θｒ・・・積
分手段の方位出力、 θｅ・・・位置方位検出手段の方位出力ｄ θ／ｄ ｔ ・・・角速度
度センサの較正装置の一実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、 第５図は方位修正処理の流れを示すフローチャート、 第６図は車両の走行軌跡を区分して表わした図、第７図
は他の実施例に係る角速度センサの較正装置の一実施例
の全体構成を示すブロック図、第８図は方位修正処理の
流れを示すフローチャートである。 （１）・・・角速度検出手段、（２）・・・積分手段、
（３）・・・位置方位検出手段、（４）・・・第１の方
位修正手段、（７）・・・第２の方位修正手段、（１３
）・・・地磁気センサ、（１４）・・・距離センサ、（
１５）・・・角速度センサ、（１０）・・・道路地図メ
モリ、（１７）・・・位置方位検出装置、θｒ・・・積
分手段の方位出力、 θｅ・・・位置方位検出手段の方位出力ｄ θ／ｄ ｔ ・・・角速度
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、車両に搭載した方位センサと距離センサとを用いて
車両位置を推定し、当該推定位置と、道路地図メモリか
ら得られる道路ネットワークデータとの類似度を比較し
、その比較結果に基づいて道路上の車両位置、方位を検
出する位置方位検出手段を有する自立航法装置において
、 上記方位センサとしての角速度検出センサと、 角速度検出センサの出力信号を基に角速度を求める角速
度検出手段と、 上記角速度を積分した値を、以前の方位に加えることに
より現在の方位を求める積分手段と、 積分手段の方位出力θｒと、上記位置方位検出手段の方
位出力θｅとの差分を検出し、検出した差分またはその
累積値に基づいて方位出力θｒを修正するための修正量
を算出し、当該修正量を積分手段に対して供給する第１
の方位修正手段とを備えることを特徴とする自立航法装
置に用いる角速度センサの較正装置。 ２、車両に搭載した方位センサと距離センサとを用いて
車両位置を推定し、当該推定位置と、道路地図メモリか
ら得られる道路ネットワークデータとの類似度を比較し
、その比較結果に基づいて道路上の車両位置、方位を検
出する位置方位検出手段を有する自立航法装置において
、 上記方位センサとしての角速度検出センサと、 角速度検出センサの出力信号を基に角速度を求める角速
度検出手段と、 上記角速度を積分した値を、以前の方位に加えることに
より現在の方位を求める積分手段と、 車両の旋回を検知したときに積分手段から得られる方位
出力θｒの変化Δθｒと、上記位置方位検出手段から得
られる方位出力θｅ変化Δθｅとを求め、これらの変化
値Δθｒ、Δθｅあるいはそれらの累積値を用いて所定
の演算を行い、角速度検出手段の角速度出力ｄθ／ｄｔ
を修正する修正量を算出し、当該修正量を角速度検出手
段に対して供給する第２の方位修正手段とを備えること
を特徴とする自立航法装置に用いる角速度センサの較正
装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088440A JP2669889B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置 |
| US07/502,551 US5115238A (en) | 1989-04-07 | 1990-04-02 | Calibration apparatus of angular velocity sensor in self-contained navigational system |
| DE69031140T DE69031140T2 (de) | 1989-04-07 | 1990-04-03 | Kalibrierungseinrichtung eines Drehgeschwindigkeitsgebers in einem selbständigen Navigationssystem |
| DE69031283T DE69031283T2 (de) | 1989-04-07 | 1990-04-03 | Kalibrierungseinrichtung eines Drehgeschwindigkeitgebers in einem Koppelnavigationssystem |
| EP94102845A EP0602013B1 (en) | 1989-04-07 | 1990-04-03 | Calibration apparatus of angular velocity sensor in self-contained navigational system |
| EP90303527A EP0391647B1 (en) | 1989-04-07 | 1990-04-03 | Calibration apparatus of angular velocity sensor in self-contained navigational system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088440A JP2669889B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266221A true JPH02266221A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2669889B2 JP2669889B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13942861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088440A Expired - Fee Related JP2669889B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115238A (ja) |
| EP (2) | EP0391647B1 (ja) |
| JP (1) | JP2669889B2 (ja) |
| DE (2) | DE69031283T2 (ja) |
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