JPH03146819A - 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】 〔発明の利用分野） この発明は、車両の走行方位を検出する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の車両用走行方位検出装置としては、例えば、特開
昭５８−３４４８３号に示されているものが知られてい
る。

この装置は、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ことの
できるジャイロセンサとを組合せて用いることにより、
車両の走行方位を検出しようとするものである。

以下、第９図に基づいて上記従来装置の作用を説明する
。

例えば、車両が磁場環境の悪い゛′直線路″を走行中の
場合、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
は安定な直線Ｑとなる。

なお、第９図において、」−記の直線Ｑは、真の方位Ｐ
とは少しづつずれているが、これはジャイロセンサのド
リフトの影響による誤差である。

一方、地磁気センサによって検出した方位は、周囲の磁
場の影響を受けるので、この例ではサインカーブＲ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
位をそのまま車両走行方位としたのでは、真の方位との
誤差が大きくなってしまう。

そのため、この例では、地磁気センサによる方位Ｒとジ
ャイロセンサによる方位Ｑとの差を求めることによって
一定水準のスレッシュホールドレベル（閾値）Ｓｌ、Ｓ
２を設け、地磁気センサによって検出された方位Ｒがこ
のスレッシュホールドレベルＳ１、Ｓ２を越えた場合に
は、スレッシュホールドレベルＳ　、　Ｓ、と等しくな
るように地磁気センサで検出した方位Ｒを補正し、その
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。

なお、地磁気センサのみを用いた車両走行方位検出装置
としては、例えば、特開昭５９−１００８１２号に記載
されたものがあり、また、ジャイロセンサのみを用いた
車両方位検出装置としては、例えば、特開昭５９−２０
２０１４号に記載されたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のごとき従来装置においては、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、スレツ５ シュホールドレベルＳ１、Ｓ、の水準にまで誤差を低減
することが出来る。

しかし、前記第９図からも判るように、」−記の補正を
行っても真の方位Ｐとの誤差（第９図のＬ）は依然とし
てかなり大きい。そのため、上記のごとき補正後の方位
を基準として車両走行中の現在位置計算を行なった場合
には、誤差が累積されて行くので、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、と
いう問題があった。

また、上記のごとき従来装置においては、ジャイロセン
サはスレッシュホールドレベルを設定するためにのみ利
用され、単に、より安定した地磁気センサ出力値を得る
ために用いられているだけであって、磁場環境に影響さ
れず精度良く相対的方位変化量を検出することが出来る
というジャイロセンサの長所が生かされていない、とい
う問題があった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、絶対方位を検出一 することは出来るが磁場の乱れに弱い地磁気センサと、
ドリフトはあるが磁場の乱れに影響されないジャイロセ
ンサとの各々の特徴を生かし、より正確な走行方位検出
を行うことの出来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。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、特許請
求の範囲に記載するように構成している。

以下、第１図に示す機能ブロック図に基づいて本発明の
詳細な説明する。

第１図において、地磁気式走行方位検出手段ａは、地磁
気センサによって車両の走行方位を検出するものである
。

また、ジャイロ式走行方位検出手段すは、ジャイロセン
サによって車両の走行方位を検出するものである。

また、第１磁場環境検出手段Ｃは、単位距離走行毎（実
際上は単位時間走行毎に演算し、等価的に単位距離毎の
演算とすることも出来る）に、地磁気式走行方位検出手
段ａによって検出された走行方位の変化量とジャイロ式
走行方位検出手段すによって検出された走行方位の変化
量との差を演算することにより、車両走行中の周囲の磁
場環境における短スパン（例えば数ｍオーダー）の磁場
の乱れを示す磁場環境指数βを算出するものである。

また、第２磁場環境検出手段ｅは、単位距離走行毎（上
記と同様に、単位時間毎でも可能）に、下記の走行方位
検出手段ｄによって求められた車両の走行方位と地磁気
式走行方位検出手段ａによって検出された走行方位との
差を演算することにより、車両走行中の周囲の磁場環境
における長スパン（例えば数ｌＯ〜数１００　ｍのオー
ダー）の磁場の乱れを示す磁場環境指数γを検出するも
のである。

また、補正係数演算手段ｆは、ジャイロセンサの精度補
正（０点補正）を行なってからの経過時間と、使用する
ジャイロセンサのドリフト性能とに基づいて、誤差成分
を補正するための補正係数α（例えば後記のα１、α１
）を算出する。

また、走行方位検出手段ｄは、地磁気式走行方位検出手
段ａの検出結果とジャイロ式走行方位検出手段すの検出
結果とに基づいて車両の走行方位を算出し、かつ、算出
時における上記両手段の検出結果に対する依存度を上記
磁場環境指数βとγおよび補正係数αに基づいて変化さ
せるものである。

〔作　用〕

本発明の要点は、ドリフトは大きいが安価なジャイロセ
ンサを磁場孔れが大きくなった地点で適切に利用するこ
とにより、地磁気センサとジャイロセンサの２種のセン
サを組合せ、全体としてより精度の高い方位検出を可能
にすることである。

すなわち、地磁気センサのみで方位検出を行った場合に
は、通常は正確な方位検出が可能であるが、磁場孔れが
あると方位計算結果が狂ってしまう。また、ジャイロセ
ンサのみで方位検出を行なった場合には、ドリフト誤差
が方位に順次累積されて行くので、短い距離はよいが成
る程度走行した後の方位計算結果は実際の方位から大幅
にずれ７− てしまう。

したがって両者の特徴を生かすために、短スパンの磁場
の乱れを示す磁場環境指数βと長スパンの磁場の乱れを
示す磁場環境指数γとを求め、さらにジャイロセンサの
ドリフト誤差による誤差成分を補正する補正係数αを求
め、それらの各指数および係数に基づいて、０Ｎ−ＯＦ
Ｆ的にではなく連続的にジャイロセンサへの依存度を変
化させることにより、磁場の乱れに対してレスポンス良
く適切な対応を行うことが出来、かつジャイロセンサの
ドリフト誤差の影響も受けることなく、全体として方位
検出の精度を高めることが出来る。

〔実施例〕

第２図は本発明が適用された車両用走行方位検出装置の
一実施例のブロック図である。

第２図において、１は車両の走行距離に応じた信号を発
生する距離センサであり、例えば、タイヤの回転数に比
例したパルス信号を出力する光電式、電磁式または機械
接点式等のセンサである。

また、２は車両の進行方位に応じた絶対方位の信８− 号を出力する地磁気センサ、３は車両の走行方位に応じ
てその方位または方位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。

上記の距離センサ１、地磁気センサ２およびジャイロセ
ンサ３の各出力は、コントローラ４に入力される。

コントローラ４は、例えばコンピュータで構成されてお
り、距離センサｌからのパルス信号数をカウントして、
車両の走行距離を検出すると共に、地磁気センサ２およ
びジャイロセンサ３から出力される方位信号等によって
車両の走行方位を検出し、それらの検出結果に応じて車
両の単位走行距離毎の二次元座標上の位置を演算によっ
て求めるよう構成されている。

また、表示装置５は、上記のコントローラ４によって求
められた刻々変化する二次元座標上の位置データに基づ
いて車両の現在地を順次更新して表示する装置であり、
例えば、ＣＲ７表示装置や液晶表示装置等である。

〔作　用］ まず、第３図のゼネラルフローチャートに基づいて全体
の演算処理を説明する。

システムがスタートすると、まずステップ＋００におい
て初期処理が行なわれる。

次に、ステップ＋０２において、運転者等のキー操作に
よるキー人力によって現在地が設定されると、それに基
づいて表示装置５上に現在地および周辺の地図が表示さ
れる（ステップ１０４）。

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、それによって以−ドのメインループ
に入ることになる。

このメインループは、単位距離走行毎の走行量を積分加
算して車両の現在地と地図を更新するものであり、単位
距離走行毎の割込み処理（ステップ１０８）および単位
時間毎の割込み処理（ステップ＋１０）により、現在地
が移動した場合（ステップ１１２でＹＥＳの場合）には
、ステップ＋１４で車両現在地および周辺地図を更新す
るようになっている。

次に、第４図は、上記ステップ＋０８における単位距離
走行毎の割込み処理の一実施例を示すフローチャートで
ある。

第４図の割込み処理は、車両が所定距離Δ０を走行する
毎に第２図の距離センサ１が発生する車速パルスに対応
して実行される。例えば、距離センサＩがタイヤ１ｌｉ
７１転にっき２４パルスを発生するタイプであれば、タ
イヤの外径によって変わるが例えばΔＤは６〜７ｃｍに
なる。

また、第４図の処理では、３種類のカウンタが用いられ
ている。

まず、カウンタＳＳＳは、停車判断のために用いられる
カウンタであり、ステップ４００に示すように、この割
込み処理１回毎（タイヤ１回転に２４回）にインクリメ
ントされる。

また、カウンタＳＳとカウンタＳは、方位計算時に用い
られるカウンタであり、カウンタＳＳは、ステップ４０
４．４０６に示すように、割込み処理１２回（タイヤ半
回転）毎にインクリメントされ、また、カウンタＳは、
ステップ４０２に示すように、割込み処理１回毎にイン
クリメントされる。すなわち、カウンタＳはカウンタＳ
Ｓの下の桁数えのカラン１ 夕であり、カウンタＳが１２回インクリメントされる（
パルスを１２個数える）とカウンタＳＳがｌ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５ＳＳＳは、位置計算時に移動量を求め
るためのカウンタであり、ステップ４１０に示すように
、割込み処理１回毎にインクリメントされる。

なお、カウンタＳはステップ４０８でＯにクリアされ、
それ以外のカウンタは、メインルーチンで値が読まれた
後にＯにクリアされる（後記第５図中で説明）。

次に、第５図は、第３図のメインフローにおけるステッ
プ＋１０の処理手順を示すフローチャートであり、本実
施例の中心部分をなすものである。

第５図の割込み処理は、単位時間ΔＴ（例えば１００ｍ
５ｅｃ）毎に実行される。

第５図においては、まず、ステップ５００において、前
記第４図のカウンタＳＳＳの値に基づいて停車か否かの
判断を行なう（ＳＳＳ＝Ｏの場合は停車）。

２ 停車（ステップ５００＝ＹＥＳ）の場合は、方位変化は
あり得ないので、以下の方位計算ルーチン処理は行なわ
ず、ステップ５０４でジャイロセンサのドリフト補正の
みが行われる。これは、停車中は角速度量は０であるこ
とを考え、そのときのジャイロセンサの出力値をもって
ドリフト量とするものである。なお、ステップ５０３で
は、ｌを０にリセットする。この１は下記５０５で述べ
る経過時間計測用カウンタの値である。

一方、車両が移動中（ステップ５００＝ＮＯ）の場合に
は、ステップ５０２でカウンタＳｓｓをクリアした後、
ステップ５０５以下の処理を行なう。

ステップ５０５〜５０８は、補正係数αを算出する処理
である。

まず、ステップ５０５では、カウンタをインクリメント
することにより、前記ステップ５０４で行なったジャイ
ロセンサのドリフト補正時点からの経過時間を測定する
。次にステップ５０６では、使用する前に測定しておい
たジャイロセンサのドリフト性能（０，Ｏｌｄｅｇ／ｓ
−０，Ｉｄｅｇ／ｓ程度）と、ステツブ５０５で測定し
た経過時間とから係数α。を算出する。この係数α６は
下記の補正係数α１、Ｃ２を算出するための係数である
。

次にステップ５０７では、補正係数α、を算出し、ステ
ップ５０８では、補正係数α、を算出する。

−上記の各係数α。、Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ下式によ
って算出される。

上記の各係数α。、Ｃ１、α、において、α。とα、は
経過時間が大になるにつれて大となり、α。

は経過時間が大になるつれて小となる特性を有する。

また、上記各式において、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ３は定数であ
り、例えば下記の程度の値である。

Ｃ＝３００、　　Ｃ，＝０．４、　　Ｃ３＝４次に、ス
テップ５０９へ進む。ステップ５０９．５１０は、地磁
気センサ出力処理である。

まず、ステップ５０９では、第２図の地磁気センサ２で
検出した車両の絶対方位ＯＨ（以下、地磁気方位と記す
）を読み込み、ステップ５１０では、上記ＯＭとｅ　Ｍ
ＯＬＤとの差ΔθＨを求める。なお、上記の（３ＭＯＬ
Ｄは前回の割込み処理時のＯＭであり、後記のステップ
５３４で順次、次回の演算のために記憶しておく。

次に、ステップ５１１〜５１６はジャイロセンサ処理で
ある。

まず、ステップ５１１では、第２図のジャイロセンサ３
から車両のヨ一方向角速度ΩＧを読み込み、ステップ５
１２では、前回の割込み処理時からのジャイロセンサに
よる方位差ΔθＧ（Δｅａ＝ΩＧ×ΔＴ）を算出する。

次のステップ５１４．５１６は、成る領域のΔＯａをカ
ットするものである。すなわち、ジャイロセンサにはド
リフトによる誤差がつきものであり、１回毎のドリフト
量は少なくとも、たび重なる積分によって誤差が増大し
てゆく。そ５ のため、ΔθＧの絶対値が所定値以下の場合（すなわち
Ｏ付近）には、ステップ５１６でΔθａ＝Ｏ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
ト分の積分を抑えるようにしている。

次に、ステップ５１８からステップ５３２までが、両セ
ンサのデータから方位を計算するプロセスである。

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θを０１とする。なお、Ｏは後記のステッ
プ５３６で順次、次回の演算のために記憶しておいたも
のである 次に、ステップ５２０では、上記の０．にジャイロセン
サで検出された方位変化分Δｅａを加算する。

これによって得られたＯ８は、ジャイロの方位が反映さ
れた方位である。

続くステップ５２２．５２４は、磁場環境指数β、γ（
磁気外乱の程度を示す指数）を算出する演算であり、ス
テップ５２２で算出するβは、第１図における第１磁場
環境検出手段の検出結果に相当し、また、ステップ５２
４で算出するγは、第１図における第２磁場環境検出手
段の検出結果に相当する。

磁場環境指数βは、β−１ΔＯａ−ΔθＭ１の式によっ
て算出されるもであり、短い距離（または短い時間）に
おける地磁気センサ出力とジャイロセンサの出力との差
を求めたもの、すなわち短スパン（例えば数ｍオーダー
）における磁場の乱れを示す指数である。

上記の磁場環境指数βは次のごとき意味を有する すなわち、車両が、例えば高架道路上を走行していると
きには、地磁気センサの出力には数ｍ程度走行する毎に
変化する変動成分が増加する。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、高架道路が上を走
っている道路を走行しているような場合にも、両側の高
架支持部材の影響で、同様に地磁気センサの出力には数
ｍオーダーでの乱れ成分が増加する。磁場環境指数βは
、このような短スパンでの乱れ成分を数値として捕らえ
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の出力と地磁気センサの出ツノと
を比較して数値化したものである。

また、磁場環境指数γは、γ−ｆｌｌ、−Ｏｓ　　の式
によって計算されるもの、すなわち、ステップ５２０で
求められた車両方位０．（前回までの車両方位Ｏ６にジ
ャイロセンサの方位変化分ΔＯＧを加算したもの）と地
磁気方位θＨとの差で示されるものであり、前記βの場
合よりも長い距離単位（数１０〜数１００ｍ）での磁場
の乱れ（すなわち地磁気センサ出力の乱れ）の程度を数
値化した指数である。なお、数ｌＯ〜数１００ｍオーダ
ーでの地磁気の乱れは、例えば鉄道線路との並走や地下
鉄が敷設されている道路を走行している場合等にひきお
こされると考えられる。

第６図および第７図は、走行距離に対する検出方位変化
の一例を示す図であり、車両が点線で示す方位、すなわ
ち、同一方向に走行している場合を想定している。

まず、第６図の場合は、数ｍオーダーの短スパンで地磁
気方位が乱れた場合を示す。この場合には、図示のごと
く、βの変化が大きくなる。

また、第７図は、地磁気方位に短スパンの乱れと長スパ
ンの乱れとが含まれている場合を示し、（ａ）は全体の
波形、（ｂ）は数ｍオーダーの乱れ成分のみ、（ｃ）は
数１０〜数１００ｍオーダーでの乱れ成分のみ、を分解
して示したものである。

第７図の例は、短スパンの乱れは小さく（βの変化が小
）、長スパンの乱れが大きい（γの変化が大）の場合を
示している。

次に、再び第５図に戻り、ステップ５２６では、下記（
１）式に基づいて係数Ｋを算出する。この係数には、後
述するごとく、ステップ５２０で求められた車両方位θ
、を地磁気方位θＨに近づけて行く速さを規定する係数
である。

」−記（１）式において、βおよびγは前記ステップ５
２２および５２４で得られた値であり、またαおよびα
、は前記ステップ５０７および５０８で得られた値であ
り、またＣ４．０％、ｎｌ、ｎ２はそれぞれ１９ 定数である。

なお、上記の各定数の値は、例えば、下記の程度の値で
ある。

Ｃ，＝０．６、Ｃ，＝０．Ｌ　ｎ、＝６、ｎ、＝１（１
）式の各定数として上記の値を代入すると、となる。

上記（２）式において、右辺の第】項をに１、第２項を
に２とすれば、 Ｋ＝Ｋ　ＸＫ、ＸＯ，ｌ　　　　　　　−−−・・＝　
（３）となり、係数にはに１とに２とに分けることが出
来るが、Ｋ１はβとα１とによって決定され、Ｋ２はγ
とα１とによって決定される。

第８図は、上記のに２、Ｋ２と磁場環境指数β、γおよ
び補正係数α１、α、との関係を示す特性図であり、（
ａ）はα１と経過時間との関係、（ｂ）はα、と経過時
間との関係、（ｃ）はβとに１との０ 関係、　（ｄ）はγとに２との関係を示す。

第８図から判るように、磁場環境指数β、γが増加する
と、Ｋ１、Ｋ、は共に減少してゆく。また、ドリフト補
正時点からの経過時間が長くなれば、α、α２の補正係
数により、β、γによるに１、Ｋ８への影響が減少して
行くことを示している。

なお、前記の各定数の意味は下記の通りである。

Ｃ・・・ジャイロセンサのドリフトによる影響度を決定
する定数。

Ｃ２・・・数ｍオーダーで地磁気が乱れているが、長い
距離でのずれは少ない場合（βが大で、γが０）に、地
磁気方位へ近づく速さを規定する定数。

この値が小さい程、地磁気方位へ近づく速さが小さくな
り、ジャイロへの依存度が高くなる。

Ｃ３・・・地磁気方位へ近づける速さにγをどの程度反
映させるかを規定する定数。この値が大きい程γが小さ
い内から速さに反映してゆく。換言すれば、γが小さい
内からジャイロへの依存度が深まる。

Ｃ４・・・最も地磁気乱れが少ない場合（β−〇、γ＝
０）に係数Ｋが最大となるが、Ｃ４は、このときの上限
値を規定する定数であり、この値が大きい程、地磁気方
位へ近づく速さが大きくなる。

Ｃ１・・全体として、地磁気方位へ近づける速さを調整
するための定数。

ｎ、・・・磁場環境指数βによってに、が変化する特性
を規定する定数。例えば、第８図（ｃ）では、ｎ、が大
きい（＝６）場合の例なので、βが１付近でに、が急激
に変化している。ｎ、が大きければ、β＝ｌ付近でのに
１の変化が大になり、ｎｌが小さければ、１付近がもつ
となだらかになる。

ｎ、・・・γによってに１が変化する特性を規定する定
数。例えば、第８図（ｄ）では、ｎ３が小さい場合（＝
１）の例なので、第８図（ｃ）はどの急激な変化はない
が、Ｃ，＝２なので、ｎヨが大きくなるに従ってγ＝ｌ
／２付近で立ち下がりが急激な特性になる。

なお、これらの定数ｎ１、ｎｌは、磁場環境指数βまた
はγが変化するに従ってゆるやかにＫを変化させていっ
た方が良いか、または成る鎖部後で沼− 急激に変化させる方が良いか、によって決定される。

次に、ステップ５２８．５３０では、ステップ５２０で
求められた車両方位θ、を今回検出された地磁気方位Ｏ
Ｈに近づけてゆく。そのときの寄せ比率（Δτ毎の割込
み演算毎に近づけてゆく比率）が前記の係数にである。

このＫの値が大きいほど、地磁気方位θＨに近づく率が
大きくなる。

例えば、ステップ５３０において、Ｋ＝１の場合は、θ
、＝Ｉ　Ｘ（ＯＮ−Ｏ，）＋　Ｏヨ＝ＯＨとなり、この
ルーチンを１回通ると車両方位θ、は地磁気方位０問と
等しくなってしまう。一方、Ｋ＝Ｏ（最小値）の場合は
、地磁気方位は全く反映されない。

第１Ｏ図は、上記の特性を示した図であり、直線路走行
時に、地磁気が急激に変化した場合、車両方位はＫが大
きい（ｌに近い）はど速く地磁気方位に近づいてゆき、
Ｋが小さい（０に近い）はど近づく速さが小さい。

なお、ステップ５２８は、カウンタＳＳの計数値の回数
（移動距離に対応）だけステップ５３０を繰り返すこと
を意味し、５Ｓ＝Ｏの場合（停車時）には、ステップ５
３０をとばして直ちにステップ５３２へ行く。

このように、移動距離に対応した回数だけステップ５３
０を繰り返すのは、実際には単位時間（ΔＴ）毎に計算
しながら、等倒曲に単位距離毎の計算とするためである
。理想的には、単位距離走行毎に割込み処理を行えばよ
いが、ＣＰＵの計算負荷の問題から、実際上は、上記の
ように単位時間毎の処理で単位距離毎の演算と同様の効
果を得る方法が現実的である。

なお、上記の係数Ｋが磁場環境指数βとγによって決め
られるのは前記の通りである。

例えば、ジャイロセンサのドリフト補正直後で、地磁気
の乱れが全くなく、地磁気方位がジャイロの動きと全く
同一の場合には、β＝γ＝０、α１＝０、α、＝４とな
るので、Ｋ、＝０．６、Ｋｔ＝１，０となり、したがっ
てに＝０．６となる。一方、地磁気の乱れが大で、例え
ばβ＝十の、γ＝＋ωの場合には、Ｋ＝０となる。そし
て、もしに＝Ｏの状態が長く続くと、その間、ジャイロ
だけで方位が計数されることになるが、その場合にはジ
ャイロのドリフト誤差が積算されていってしまう。ただ
し、実際には、Ｋは最大値０．６、最小値Ｏの間の値を
とり、かつ補正係数αで補正を行なっている値なので、
ジャイロのみの状態が続くことは実際上は殆どありえな
い。したがって長期的にみれば、車両方位θはθＨに近
づいてゆくので、ジャイロのドリフト誤差はキャンセル
される。

次に、再び第５図に戻り、ステップ５３２では、カウン
タＳＳ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、次回に備えてθＨをθＭＯＬ
Ｄとして記憶しておく。

また、ステップ５３６では、ステップ５３０で演算した
Ｏ３を車両方位０として登録し、ステップ５３８では、
上記の車両方位θを用いて現在位置（ｘ、ｙ）を書き換
える。そして、ステップ５４０では、現在位置書き換え
のための距離カウンタ５ｓｓｓをＯにリセットする。

なお、システム立ち上げ時の初期処理（第３図のステッ
プ１００）では、ｅ　ＭＯＬＤおよび車両方位は地磁気
方位Ｏｎでイニシャライズされる。

また、カウンタ（カウンタｓ、ｓｓ、ｓｓｓ、５ｓｓｓ
等）はＯリセットされる。

次に、前記の磁場環境指数γ及び補正係数αを用いた効
果について詳細に説明する。

第１Ｉ図に示すごとく、直線路走行時に、地磁気方位Ｏ
Ｍが突然、数１０ｍ乃至数１００ｍオーダーでずれた場
合を想定する。なお、モデルを簡単化するため、数ｍオ
ーダーの乱れは重畳されておらず磁場環境指数βは一定
であるとする。

磁場環境指数γはパ車両方位０＋ジャイロ方位変化分″
と地磁気方位ｔ３ｓとの差であるから、第１１図（ａ）
において、地磁気方位ｏＭと車両方位θの差がγとなる
。この例では、γの値は第１１図（ｂ）に示すようにな
り、時点ｔ１〜ｔ１゜の範囲でγが常に大きな値となる
。したがって、前記第８図（ｂ）においてに２が小さな
値となり、Ｋも小さくなる。そのため地磁気方位に近づ
ける率が小さくなる。また、その間におけるジャイロセ
ンサのドリフトによる精度低下は、補正係数αによって
徐々に地磁気方位に近づけることによって防いでいる。

そして、時点１１゜→Ｌ１．で地磁気のずれが戻ると、
γは一挙に小さくなり、地磁気方位に近づける率も大と
なり、迅速に地磁気方位に収束する。

一方、βの値は、第１１図（Ｃ）に示すように、地磁気
方位が変化した時点、すなわち時点し　とｔｌ。の時に
しか反映しないので、時点り、〜Ｌ３の範囲ではβは小
さい値のままである。そのため、もし、γを用いなかっ
た場合には、車両方位が１２〜ｔ０の区間で地磁気方位
の方に近づいてしまう。しかし、この区間は、地磁気が
乱れて地磁気方位が真の方位からずれている場合である
から、」１記のように車両方位が地磁気方位に近づくこ
とは誤差が増大することを意味する。

上記のように、磁場環境指数γを用いることにより、長
スパンで地磁気が乱れた場合に、車両方位が誤った地磁
気方位に近づくのを防止し、方位検出の精度を大幅に向
りさせることが出来る。

７ なお、第１１図の（ａ　）　　（ｂ　）　　（ｃ　）は
、ＩＩＪＪ−距離軸（時間軸）で示している。

また、前記の係数０１〜Ｃ６、ｎ、、　ｎ、として例示
した値は、Ｏ，ｌｄｅｇ／　ｓｅｃ程度のドリフトがお
こりえるジャイロセンサを使用する場合を想定している
。したがって、ドリフトがより少ないジャイロセンサを
用いる場合には、」１記の係数の値を変化させ、さらに
ジャイロセンサへの依存度を深めるようにすれば、更に
磁場乱れに強い方位検出を行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、地磁気セ
ンサとジャイロセンサの方位変化量の差から短スパンの
磁場の乱れを示す磁場環境指数βを算出し、また計算方
位と地磁気センサ方位との差から長スパンの磁場の乱れ
を示す磁場環境指数γを計算し、そのβ、γが大である
程、地磁気センサ方位の信頼性が低いものとして、車両
方位を地磁気方位に近づけないように（地磁気センサよ
リジャイロセンサへの信頼を重くして、車両方位８ 計算における重点をジャイロの方にませる）し、β、γ
が小であれば、地磁気方位の信頼性が高いものとして、
車両方位を地磁気方位へより多く近づける方位計算を行
ない、さらにジャイロセンサのドリフトによる誤差を補
正係数α１、α２に基づいて補正するように構成してい
るので、磁場の乱れに適確に対応して２種のセンサの配
分率を決定することが出来る。そのため、磁場の乱れに
左右されにくく、かつ、ジャイロセンサのドリフトの影
響もキャンセルすることが出来、真の方位を正確に検出
することが出来る、という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すクレーム対応図、第２図は
本発明の一実施例のブロック図、第３〜５図はそれぞれ
本発明の演算内容の一実施例を示すフローチャート、第
６図および第７図は走行距離に対する検出方位変化の一
例を示す特性図、第８図は補正係数α１、α２とジャイ
ロセンサのドリフト補正を行なった時点からの経過時間
との関係の−例を示す特性図および係数に１、Ｋ、と磁
場環境指数β、γとの関係の一例を示す特性図、第９図
は従来装置における方位検出の特性図、第１Ｏ図は係数
にの値による方位検出特性の変化の一例を示す特性図、
第１１図は地磁気が乱れた場合における磁場環境指数β
、γの変化の一例を示す特性図である。 〈符号の説明〉 ａ・・・地磁気式走行方位検出手段 ｂ・・・ジャイロ式走行方位検出手段 Ｃ・・・第１磁場環境検出手段 ｄ・・・走行方位検出手段 ｅ・・・第２磁場環境検出手段 ｆ・・・補正係数演算手段 ｌ・・・距離センサ　　　　　２・・・地磁気センサ３
・・・ジャイロセンサ　　　４・・・コントローラ５・
・・表示装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 地磁気センサによって車両の走行方位を検出する地磁気
   式走行方位検出手段と、 ジャイロセンサによって車両の走行方位を検出するジャ
   イロ式走行方位検出手段と、 単位距離走行毎に、上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変化量と上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変化量との差を
   演算することにより、車両走行中の周囲の磁場環境にお
   ける短スパンの磁場の乱れを示す磁場環境指数βを算出
   する第１磁場環境検出手段と、 単位距離走行毎に、下記走行方位検出手段によって求め
   られた車両の走行方位と上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との差を演算することによ
   り、車両走行中の周囲の磁場環境における長スパンの磁
   場の乱れを示す磁場環境指数γを検出する第２磁場環境
   検出手段と、上記ジャイロセンサのドリフトによる誤差
   成分を補正する補正係数αを算出する補正係数演算手段
   と、 上記地磁気式走行方位検出手段の検出結果と上記ジャイ
   ロ式走行方位検出手段の検出結果とに基づいて車両の走
   行方位を算出し、かつ、算出時における上記両手段の検
   出結果に対する依存度を上記磁場環境指数βとγおよび
   上記補正係数αに基づいて変化させる走行方位検出手段
   と、 を備えたことを特徴とする車両用走行方位検出装置。