JPH03211411A - 方位検出装置 - Google Patents
方位検出装置Info
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- JPH03211411A JPH03211411A JP754790A JP754790A JPH03211411A JP H03211411 A JPH03211411 A JP H03211411A JP 754790 A JP754790 A JP 754790A JP 754790 A JP754790 A JP 754790A JP H03211411 A JPH03211411 A JP H03211411A
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Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
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〉
本発明は、車両、航空機および船舶などの移動体の絶対
方位（地球磁界の方向からの偏角により定義される方位
）を検出するための方位検出装置に関する。
方位（地球磁界の方向からの偏角により定義される方位
）を検出するための方位検出装置に関する。
〈従来の技術〉
従来から、車両、航空機または船舶なとの位置を検出す
るために、距離センサおよび方位セ／すならびに両セン
サからの出力信号に必要な処理を施す処理装置を備え、
たとえば車両などの移動体の走行に伴って生じる距離変
化量Δノと方位θとに基づいて、移動体の現在位置デー
タを得るようにした、いわゆる推測航法などと称される
技術か提案されている。すなわち、たとえば距離変化量
Δノおよび方位θに基ついて、たとえば距離変化量Δノ
の東西方向成分ΔＸ（−ΔＪ ｃｏｓθ）および南北
方向成分ΔＹ （−ΔＪＸｓｉｎθ）を算出し、従前の
位置出力データ（Ｐｘ’ 、Ｐｙ’ ）に上記各成分Δ
Ｘ、Δｙを加算することにより、現在の位置出力データ
（Ｐｘ、Ｐｙ）か求められる。
るために、距離センサおよび方位セ／すならびに両セン
サからの出力信号に必要な処理を施す処理装置を備え、
たとえば車両などの移動体の走行に伴って生じる距離変
化量Δノと方位θとに基づいて、移動体の現在位置デー
タを得るようにした、いわゆる推測航法などと称される
技術か提案されている。すなわち、たとえば距離変化量
Δノおよび方位θに基ついて、たとえば距離変化量Δノ
の東西方向成分ΔＸ（−ΔＪ ｃｏｓθ）および南北
方向成分ΔＹ （−ΔＪＸｓｉｎθ）を算出し、従前の
位置出力データ（Ｐｘ’ 、Ｐｙ’ ）に上記各成分Δ
Ｘ、Δｙを加算することにより、現在の位置出力データ
（Ｐｘ、Ｐｙ）か求められる。
〈発明か解決しようとする課題〉
しかし、このようにして求められた現在位置データには
、方位センサか必然的に有している誤差のために、得ら
れる現在位置データには累積された誤差が含まれること
になる。
、方位センサか必然的に有している誤差のために、得ら
れる現在位置データには累積された誤差が含まれること
になる。
すなわち、たとえば地磁気を検出して移動体の絶対方位
を得る地磁気センナでは、この地磁気センナか微弱な地
球磁界を検出するものであるために、車両などの移動体
本体が着磁してしまうと、その出力データには誤差が発
生することになる。
を得る地磁気センナでは、この地磁気センナか微弱な地
球磁界を検出するものであるために、車両などの移動体
本体が着磁してしまうと、その出力データには誤差が発
生することになる。
この誤差を打ち消すために地磁気方位センサの初期化処
理か行われるが、車両であればその走行中、特に踏切、
電カケープル埋設場所、鉄橋、防音壁のある高速道路、
高層ビルの谷間を通過するときなとに、しばしば外部か
らの強電磁界の影響を受けて車体の着磁量か変化し、こ
れにより再度誤差か発生することかある。しかも、地球
磁界の大きさには地域差があり、このこともまた地磁気
センサによる方位検出誤差の要因となる。
理か行われるが、車両であればその走行中、特に踏切、
電カケープル埋設場所、鉄橋、防音壁のある高速道路、
高層ビルの谷間を通過するときなとに、しばしば外部か
らの強電磁界の影響を受けて車体の着磁量か変化し、こ
れにより再度誤差か発生することかある。しかも、地球
磁界の大きさには地域差があり、このこともまた地磁気
センサによる方位検出誤差の要因となる。
そこで、本発明は、移動体の絶対方位の検出か正確に行
われるようにした方位検出装置を提供することを目的と
する。
われるようにした方位検出装置を提供することを目的と
する。
く課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための本発明の方位検出装置は、
地表に沿って移動する移動体の絶対方位を検出する方位
検出装置であって、 検出軸まわりの旋回角速度を検出する旋回角速度センサ
を前記検出軸か地表に対して平行になるように前記移動
体に搭載して、この旋回角速度センサて地球の自転に伴
う角速度を検出させるとともに、その出力信号に基づい
て移動体の絶対方位を検出する絶対方位検出手段を設け
たものである。
地表に沿って移動する移動体の絶対方位を検出する方位
検出装置であって、 検出軸まわりの旋回角速度を検出する旋回角速度センサ
を前記検出軸か地表に対して平行になるように前記移動
体に搭載して、この旋回角速度センサて地球の自転に伴
う角速度を検出させるとともに、その出力信号に基づい
て移動体の絶対方位を検出する絶対方位検出手段を設け
たものである。
〈作用〉
本件発明者は、旋回角速度センサの検出軸を地表に対し
て平行に配設すれば、地球の自転に伴う前記旋回角速度
センサの角速度か検出され、しかも前記検出軸の方向の
南北方向からの偏角に対応して旋回角速度センサか感し
る角速度か変化することに着目して本件発明をなし得た
ものである。
て平行に配設すれば、地球の自転に伴う前記旋回角速度
センサの角速度か検出され、しかも前記検出軸の方向の
南北方向からの偏角に対応して旋回角速度センサか感し
る角速度か変化することに着目して本件発明をなし得た
ものである。
すなわち、旋回角速度センサが感しる地球の自転に起因
した角速度の大きさは、検出軸が南北方向に向いている
場合に最大てあり、東西方向を向いていれば零である。
した角速度の大きさは、検出軸が南北方向に向いている
場合に最大てあり、東西方向を向いていれば零である。
このように、旋回角速度センサか検出する角速度の大小
は、前記検出軸が向く絶対方位に対応し、この旋回角速
度センサ出力に基ついて絶対方位検出手段によって、移
動体の絶対方位が検出される。
は、前記検出軸が向く絶対方位に対応し、この旋回角速
度センサ出力に基ついて絶対方位検出手段によって、移
動体の絶対方位が検出される。
〈実施例〉
以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の方位検出装置の基本的な構
成を示す図である。この方位検出装置は、移動体である
車両１に搭載されて、この車両１の絶対方位の検出に使
用される。旋回角速度センサであるジャイ０２は、車両
１にたとえばその検出軸ａ１を車両１の進行方向Ｒ１と
同方向に向けて配設される。すなわち、検出軸ａ１は地
表に平行に配設されることになる。
成を示す図である。この方位検出装置は、移動体である
車両１に搭載されて、この車両１の絶対方位の検出に使
用される。旋回角速度センサであるジャイ０２は、車両
１にたとえばその検出軸ａ１を車両１の進行方向Ｒ１と
同方向に向けて配設される。すなわち、検出軸ａ１は地
表に平行に配設されることになる。
車両１には地磁気センサ３もまた搭載されており、この
地磁気センサ３の出力データは粗推定回路４に与えられ
て、先ず車両１の絶対方位の粗い推定が行われる。そし
て、この粗推定回路４からの出力データは、絶対方位検
出手段である精推定回路５に与えられ、前記ジャイロ２
からの出力データとともに評価されて正確な絶対方位が
決定される。
地磁気センサ３の出力データは粗推定回路４に与えられ
て、先ず車両１の絶対方位の粗い推定が行われる。そし
て、この粗推定回路４からの出力データは、絶対方位検
出手段である精推定回路５に与えられ、前記ジャイロ２
からの出力データとともに評価されて正確な絶対方位が
決定される。
ジャイロ２は検出軸ａ１まわりの角速度ωを検出するの
であるか、検出軸ａ１は地表に対して平行な方向に向け
られているので、このジャイロ２は、結局、地球の自転
の角速度を検出することになる。
であるか、検出軸ａ１は地表に対して平行な方向に向け
られているので、このジャイロ２は、結局、地球の自転
の角速度を検出することになる。
第２図はジャイロ２による方位検出の原理を説明するた
めの図である。説明を簡単にするために、車両１か地球
Ｅの赤道ｅの近傍て移動するものとする。地球Ｅは、自
転軸Ｌ１まわりを角速度３６０ ” ／ｄａｙｍ １５
＠／ｈｏｕｒて自転している。車両１の進行方向が南
北方向を向いているとき、すなわちジャイロ２の検出軸
ａ１か自転軸Ｌ１に平行な方向を向いている場合には、
地球Ｅの自転に伴って車両１はその進行方向まわりに角
速度１．５’／ｈｏｕｒで回転することになり、この角
速度かジャイロ２て検出される。たとえば光フアイバジ
ャイロなどの高性能ジャイロでは、０，１〜０．０１．
’／ｈｏｕｒの検出性能があるので、上記の程度の角速
度は容易に検出される。ジャイロ２としては、他に、機
械的なンヤイロ、リングレーザを用いたジャイロ およ
び振動ジャイロなと高性能ジャイロか適用可能である。
めの図である。説明を簡単にするために、車両１か地球
Ｅの赤道ｅの近傍て移動するものとする。地球Ｅは、自
転軸Ｌ１まわりを角速度３６０ ” ／ｄａｙｍ １５
＠／ｈｏｕｒて自転している。車両１の進行方向が南
北方向を向いているとき、すなわちジャイロ２の検出軸
ａ１か自転軸Ｌ１に平行な方向を向いている場合には、
地球Ｅの自転に伴って車両１はその進行方向まわりに角
速度１．５’／ｈｏｕｒで回転することになり、この角
速度かジャイロ２て検出される。たとえば光フアイバジ
ャイロなどの高性能ジャイロでは、０，１〜０．０１．
’／ｈｏｕｒの検出性能があるので、上記の程度の角速
度は容易に検出される。ジャイロ２としては、他に、機
械的なンヤイロ、リングレーザを用いたジャイロ およ
び振動ジャイロなと高性能ジャイロか適用可能である。
車両１の進行方向か南北方向からずれて、ジャイロ２の
検出軸ａ１か南北方向からずれた場合には、／ヤイロ２
か検出する角速度は、検出軸ａ１の南北方向からのずれ
に対応して減少し、検出軸ａ１か東西方向を向く場合に
は零になる。したがって、車両１を地表に沿って旋回さ
せて、前記検出軸ａ１を旋回させると、ジャイロ２の検
出出力は第３図に示すように周期的に変化することにな
る。
検出軸ａ１か南北方向からずれた場合には、／ヤイロ２
か検出する角速度は、検出軸ａ１の南北方向からのずれ
に対応して減少し、検出軸ａ１か東西方向を向く場合に
は零になる。したがって、車両１を地表に沿って旋回さ
せて、前記検出軸ａ１を旋回させると、ジャイロ２の検
出出力は第３図に示すように周期的に変化することにな
る。
二のようにして、ジャイロ２て地球の自転に伴う角速度
を検出させることによって、車両１の進行方向の南北方
向からのずれが検出されるが、第３図の方位ｄｌ、ｄ２
などのように、南北方向に関して対称な２つの方位に対
してはジャイロ２の出力か等しいため、ジャイロ２の検
出出力のみによっては、検出軸ａ１の方向、すなわち車
両２の絶対方位を決定することができない。
を検出させることによって、車両１の進行方向の南北方
向からのずれが検出されるが、第３図の方位ｄｌ、ｄ２
などのように、南北方向に関して対称な２つの方位に対
してはジャイロ２の出力か等しいため、ジャイロ２の検
出出力のみによっては、検出軸ａ１の方向、すなわち車
両２の絶対方位を決定することができない。
このため、本実施例では、車両１に地磁気センサ３を同
時に搭載して、この地磁気センサ３で絶対方位の粗推定
を行うようにしており、これにより、上記南北方向に関
して対称な２万位のうちのいずれか一方を絶対方位とし
て決定するようにしている。
時に搭載して、この地磁気センサ３で絶対方位の粗推定
を行うようにしており、これにより、上記南北方向に関
して対称な２万位のうちのいずれか一方を絶対方位とし
て決定するようにしている。
なお、車両１か赤道ｅの近傍にあって、ジャイロ２の検
出軸ａ１か南北方向に沿う場合には、ジャイロ２は地球
Ｅの自転の角速度に等しい角速度（１，５’ ／ｈｏｕ
ｒ ）を検出するか、たとえば日本などのように北緯３
０″′付近では、ジャイロ２の検出軸ａ１を南北方向に
沿わせた場合に、このジャイロ２か検出する角速度は、 １５’ ／ｈｏｕｒ Ｘ ｃｏｓ３０’ −１３” ／
ｈｏｕｒとなる。このように、緯度によって、ジャイロ
２か検出する角速度に差異があるため、たとえば緯度と
ジャイロ２の検出出力に対応した絶対方位との関係を記
憶したテーブルなどを用意して、緯度毎にジャイロ２の
出力の評価を異なった基準で行わせる必要かある。
出軸ａ１か南北方向に沿う場合には、ジャイロ２は地球
Ｅの自転の角速度に等しい角速度（１，５’ ／ｈｏｕ
ｒ ）を検出するか、たとえば日本などのように北緯３
０″′付近では、ジャイロ２の検出軸ａ１を南北方向に
沿わせた場合に、このジャイロ２か検出する角速度は、 １５’ ／ｈｏｕｒ Ｘ ｃｏｓ３０’ −１３” ／
ｈｏｕｒとなる。このように、緯度によって、ジャイロ
２か検出する角速度に差異があるため、たとえば緯度と
ジャイロ２の検出出力に対応した絶対方位との関係を記
憶したテーブルなどを用意して、緯度毎にジャイロ２の
出力の評価を異なった基準で行わせる必要かある。
以−Ｌのような本実施例の構成によれば、地磁気センサ
３の出力に基ついて車両１の絶対方位の粗推定を行い、
そして地球の自転に伴う角速度を検出するジャイロ２の
検出出力に基づいて、前記絶対方位を正確に求めるよう
にしており、したがっていわば地球の自転軸方向に基づ
いて車両の絶対方位か検出されるので、たとえ車両１の
車体の着磁の状聾か走行中に変化しても、この車両１の
絶対方位を正確に求めることかできる。
３の出力に基ついて車両１の絶対方位の粗推定を行い、
そして地球の自転に伴う角速度を検出するジャイロ２の
検出出力に基づいて、前記絶対方位を正確に求めるよう
にしており、したがっていわば地球の自転軸方向に基づ
いて車両の絶対方位か検出されるので、たとえ車両１の
車体の着磁の状聾か走行中に変化しても、この車両１の
絶対方位を正確に求めることかできる。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、たとえば車両１の進行方向の粗推定を、検出軸を地表
に対して垂直な方向に向けた旋回角速度センサを用い、
この旋回角速度センサで検出される角速度を積算するよ
うにして行ってもよい。
、たとえば車両１の進行方向の粗推定を、検出軸を地表
に対して垂直な方向に向けた旋回角速度センサを用い、
この旋回角速度センサで検出される角速度を積算するよ
うにして行ってもよい。
また、前記粗推定は、地磁気センサと、地表に対して垂
直な検出軸を有する旋回角速度センサの出力を積算して
方位情報を得るようにした方位センサとを併用して行っ
てもよい。
直な検出軸を有する旋回角速度センサの出力を積算して
方位情報を得るようにした方位センサとを併用して行っ
てもよい。
さらにまた、ジャイロ２の検出軸ａ１は車両１の進行方
向Ｒ１に沿う必要はなく、この検出軸ａ１か地表に平行
な任意の所定方向に沿うようにジャイロ２を配設しても
よい。
向Ｒ１に沿う必要はなく、この検出軸ａ１か地表に平行
な任意の所定方向に沿うようにジャイロ２を配設しても
よい。
また、本発明は車両に限らず、航空機や船舶なとのよう
に地表に沿って移動する移動体の絶対方位を検出する場
合などにも、容易に応用することかできるものである。
に地表に沿って移動する移動体の絶対方位を検出する場
合などにも、容易に応用することかできるものである。
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か可能である。
の設計変更を施すことか可能である。
〈発明の効果〉
以上のように本発明の方位検出装置によれば、旋回角速
度センサて検出される角速度は、移動体の絶対方位と地
球の自転軸との位置関係に対応して変化するので、この
旋回角速度センサの出力に基づいて絶対方位検出手段で
検出される絶対方位は極めて正確なものとなる。しかも
、移動体の着磁量の変化の影響を受けることもないので
、移動体の絶対方位の検出を格段に正確に行うことかで
きるようになる。
度センサて検出される角速度は、移動体の絶対方位と地
球の自転軸との位置関係に対応して変化するので、この
旋回角速度センサの出力に基づいて絶対方位検出手段で
検出される絶対方位は極めて正確なものとなる。しかも
、移動体の着磁量の変化の影響を受けることもないので
、移動体の絶対方位の検出を格段に正確に行うことかで
きるようになる。
第１図は本発明の一実施例の方位検出装置の基本釣な構
成を示す図、 第２図は方位検出のための原理を説明するための図、 第３図はジャイロ２の出力特性を示す図である。
成を示す図、 第２図は方位検出のための原理を説明するための図、 第３図はジャイロ２の出力特性を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、地表に沿って移動する移動体の絶対方位を検出する
方位検出装置であって、 検出軸まわりの旋回角速度を検出する旋回 角速度センサを前記検出軸が地表に対して平行になるよ
うに前記移動体に搭載して、この旋回角速度センサで地
球の自転に伴う角速度を検出させるとともに、その出力
信号に基づいて移動体の絶対方位を検出する絶対方位検
出手段を設けたことを特徴とする方位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP754790A JPH03211411A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 方位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP754790A JPH03211411A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 方位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211411A true JPH03211411A (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=11668819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP754790A Pending JPH03211411A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 方位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211411A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810419A3 (en) * | 1996-05-31 | 1999-03-10 | Aisin Aw Co., Ltd. | Navigation unit |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP754790A patent/JPH03211411A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0810419A3 (en) * | 1996-05-31 | 1999-03-10 | Aisin Aw Co., Ltd. | Navigation unit |
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