JPH03279809A - 方位検出装置 - Google Patents

方位検出装置

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JPH03279809A
JPH03279809A JP2081582A JP8158290A JPH03279809A JP H03279809 A JPH03279809 A JP H03279809A JP 2081582 A JP2081582 A JP 2081582A JP 8158290 A JP8158290 A JP 8158290A JP H03279809 A JPH03279809 A JP H03279809A
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sensor
angular velocity
data
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JP2081582A
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Shinichi Matsuzaki
伸一 松崎
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38Testing, calibrating, or compensating of compasses

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Navigation (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は方位検出装置に関し、さらに詳細にいえば、地
磁気センサを使用し、この他に移動体の移動方向を検出
して旋回角速度を知る旋回角速度センサ(例えば、光フ
アイバジャイロ、機械式ジャイロ、振動ジャイロ、ガス
レートジャイロ)を使用して移動体のヨ一方向の方位を
検出する方位検出装置に関するものである。
〈従来の技術と発明か解決しようとする課題〉従来から
、道路交通網の任意の箇所を走行している車両、あるい
は航空路を航行する航空機、海路を航行する船舶等(以
下「車両」を想定して説明を進める。車両の「走行」、
航空機、船舶の「航行」をまとめていう場合には「走行
」という)の位置を検出する方式として、距離センサと
、方位センサ(地磁気センサ、または旋回角速度センサ
のいずれか1つ)と、両センサからの出力信号に必要な
処理を施す処理装置とを具備し、車両の走行に伴なって
生ずる距離変化量ΔJ1および方位θ(地磁気センサの
場合)、もしくは方位変化量Δθ(旋回角速度センサの
場合)を用いて、移動体の現在位置データを得る推測航
法(DeadReckoning )が提案されている
。この方式は、Δノおよびθに基いて、例えばΔノの東
西方向成分ΔX(−ΔJXcosθ)および南北方向成
分Δy(−ΔJXsjnθ)を算出し、従前の位置出力
データ(Px’、  Py’)に対して上記各成分ΔX
Δyを加算することにより、現在の位置出力データ(P
x、Py)を求める方式であるが、方位センサが必然的
に有している誤差のために、得られる現在位置データに
含まれる誤差が累積されてしまうという欠点がある。
すなわち、方位センサが、地磁気を検出して移動体の絶
対方位を知る地磁気センサである場合には、地磁気方位
センサは微弱な地球磁界の強さを検出するものであり、
移動体本体か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
サの初期化処理が行われるが、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
る高速道路や高層ビルの谷間を通過する時等にしばしば
外部からの強電磁界の影響を受けて車体の着磁量が変化
することにより、再度誤差が発生することがある。した
がって、このような磁界の乱れを含んだ地磁気センサ出
力データを的確に検出して排除しなければ、正しい方位
を求めることができない。
一方、旋回角速度センサを使用する場合には、例えば、
方位変化が所定値以上となった時、電源(イグニション
)オン時、極低速走行時、または、山道などの悪路走行
が検出された時等には、センサの出力データに誤差が多
く現れることか知られており、これらのデータをそのま
ま使用すると方位検出精度が低下する。
そこで、方位センサとして、旋回角速度センサと、地磁
気センサとの2つの方位センサを併用し、旋回角速度セ
ンサの出力データと、地磁気センサの出力データとのい
ずれかの信頼性か低下した場合に他のデータで補うよう
にすることが考えられる。
そこで、旋回角速度センサと地磁気センサの出力データ
を取り込み、それらの値と、過去の推定方位から移動体
の現在の方位を算出し、もって、移動体の現在位置を求
める方位検出装置において旋回角速度センサと地磁気セ
ンサの出力データの持っている固有の誤差成分をそれぞ
れ考慮してカルマンフィルタゲインを算出し、地磁気セ
ンサの方位データ、および旋回角速度センサの出力から
求めた方位データに、上記カルマンフィルタゲインに基
づいた重み付け処理をすることにより、移動体の現在の
推定方位を求めることが考えられる。
しかしこの方法を用いた場合、旋回角速度センサと地磁
気センサの出力データの持っている固有の誤差成分をい
かに評価するかが問題となる。
すなわち、各誤差成分を何らかの方法で評偏し、それら
を一定値とおけば処理は最も簡単であるが、前述したよ
うに走行中に地磁気センサに含まれる誤差分が着磁量の
変化等により急増したりすることがあるので、一定値と
おくのでは不十分であり、何等かの手段により誤差分を
リアルタイムで正当に見積もることが望まれる。また、
旋回角速度センサの出力データに含まれるオフセットも
時間変動するので、その変動に基づく旋回角速度センサ
データの誤差も加味する必要がある。
本件出願人は、旋回角速度センサと地磁気センサの出力
データを実測し、それぞれリアルタイムで処理し、信頼
性の多いほうのデータにより重きをおいて移動体の現在
の方位を正確に推定することができる方位検出装置を提
案している(特願平1−329851号)。
上記先願の方位検出装置は、専ら旋回角速度センサと地
磁気センサの最終的な出力データに含まれる分散値を実
測し、これに基づいて処理を行うものであり、旋回角速
度センサと地磁気センサの出力データに含まれる個別の
誤差要因にまで着目したものではない。
そこで、本発明は、地磁気センサの方位データ、および
旋回角速度センサの角速度データに含まれている誤差要
因を個別的に分析し、評価することにより、旋回角速度
センサと地磁気センサの出力データの使用割合を決定し
、移動体の現在の方位を正確に推定することができる方
位検出装置を提供することを目的としている。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の方位検出装置は、
次の諸手段を含んでいる(第1図参照)。
移動体停止中の旋回角速度センサの出力に含まれている
オフセット値およびオフセット値の誤差を求める第1の
手段(A); オフセット値の時間変化率、および当該時間変化率の誤
差を求める第2の手段(B):第1の手段(A)で求め
たオフセット値の誤差、および第2の手段(B)で求め
たオフセット値の時間変化率の誤差に移動体発進後の経
過時間をかけたものに基づいて、現在の旋回角速度セン
サの出力に含まれている誤差を求める第3の手段(C)
;移動中の所定条件下で地磁気センサの方位データから
車体の着磁量およびその誤差を求める第4の手段(D)
; 移動中の地磁気センサの方位データから車体の着磁量の
変化およびその誤差を求める第5の手段(E); 第4の手段(D)で求めた車体の着磁量およびその誤差
、第5の手段(E)で求めた着磁量のその後の変化およ
びその誤差に基づき、現在の車体の着磁量およびその誤
差を求める第6の手段(F);地磁気センサの方位デー
タと、旋回角速度センサの出力から求められる方位デー
タとの差の変化分を求める第7の手段(G); 第7の手段(G)で求めた地磁気センサの方位データと
、旋回角速度センサの出力から求められる方位データと
の差の変化分、並びに上記第6の手段(F)で求めた現
在の車体の着磁量の誤差に基づいて、地磁気センサの方
位データ出力に含まれている誤差を求める第8の手段(
H); 第3の手段(C)により求められた旋回角速度センサの
出力の誤差、第8の手段(H)により求められた地磁気
センサの方位データの誤差から各センサの出力データの
信頼度を計算し、カルマンフィルタゲインを算出する第
9の手段(I);並びに地磁気センサの出力から求めた
方位データ、および旋回角速度センサの出力から求めた
方位データに、上記カルマンフィルタゲインに基づいた
重み付け処理をすることにより、移動体の現在の推定方
位を求める第10の手段(J)。
〈作用〉 まず、第1の手段(A)により移動体停止中の旋回角速
度センサの出力に含まれているオフセット値およびオフ
セット値の誤差を求める。移動体停止中のデータを採っ
ているのは、停止中の旋回角速度センサの出力には、オ
フセット値のみが含まれているからである。次に、第2
の手段(B)によりオフセット値の時間変化率、および
当該時間変化率の誤差を求める。時間変化率を採ること
により、移動体走行中のオフセット値およびその誤差を
推定できるようにするためである。そして、第3の手段
(C)により、第1の手段(A)で求めたオフセット値
の誤差、および第2の手段(B)で求めたオフセット値
の時間変化率の誤差に移動体発進後の経過時間をかけた
ものに基づいて、旋回角速度センサの出力に含まれてい
るオフセットの誤差を求める。これにより任意の時刻の
オフセット値およびその誤差を推定することができる。
次に、第4の手段(D)により移動中の所定条件下で地
磁気センサの方位データから車体の着磁量およびその誤
差を求め、第5の手段(E)により移動中の地磁気セン
サの方位データから車体の着磁量の変化およびその誤差
を求める。「移動中の所定条件下」とは、例えばカーブ
走行等、地磁気センサの方位データから車体の着磁量お
よびその誤差を求めることができる条件をいう。第5の
手段(E)で車体の着磁量の変化を求めるのは、移動体
が移動中に、前述した要因(踏切通過等)で着磁量が変
化することがあるからである。
次に、第6の手段(F)により、第4の手段(D)で求
めた車体の着磁量およびその誤差、第5の手段(E)で
求めた着磁量のその後の変化およびその誤差に基づき、
現在の車体の着磁量およびその誤差を求める。
そして第7の手段(G)により、地磁気センサの方位デ
ータと、旋回角速度センサの出力から求められる方位デ
ータとの差の変化分を求める。地磁気センサの方位デー
タと、旋回角速度センサの出力から求められる方位デー
タとに差が生じることがよくあるが、短期的には、この
差は、旋回角速度センサの出力から求められる方位デー
タの誤差よりも、地磁気センサの方位データに基づく誤
差に起因するものと考えられるので、地磁気センサの方
位データ誤差として扱うのである。
第8の手段()I)では、第7の手段(G)で求めた地
磁気センサの方位データの誤差、並びに第6の手段(F
)で求めた着磁量の誤差に基づいて、地磁気センサの方
位データ出力に含まれている誤差を求める。
そして、第9の手段(I)で、第3の手段(C)により
求められた旋回角速度センサの出力の誤差、第8の手段
(I()により求められた地磁気センサの方位データの
誤差から各センサの出力データの信頼度を計算し、カル
マンフィルタゲインを算出し、第10の手段(J)によ
り、地磁気センサの出力から求めた方位データ、および
旋回角速度センサの出力から求めた方位データに、上記
カルマンフィルタゲインに基づいた重み付け処理をする
ことにより、移動体の現在の推定方位を求める。
なお、本発明の方位検出装置の実施に当っては、上記に
説明した以外の誤差、例えばA/D変換時に生じる量子
化誤差等、通常考慮される種々の誤差を取り入れてもよ
いことは勿論である。
〈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2図は、車両に適用された本発明の方位検出装置の一
実施例を示すブロック図であり、・左右両輪の回転数を
検出する車速センサ41(このセンサは、距離センサと
して利用される。)・地磁気センサ42およびA/D変
換器42aトジャイロ43(旋回角速度を干渉光の位相
変化として読み取る光フアイバジャイロ、ピエゾエレク
トリック素子の片持ちぼり振動技術を利用して旋回角速
度を検出する振動ジャイロ、機械式ジャイロ等から選ば
れたもの。旋回角速度センサとして利用される。)およ
びA/D変換器3a1 ・道路地図データを格納した道路地図メモリ2、・ジャ
イロ43、地磁気センサ42により検出された出力デー
タに基づいて車両の推定方位を算出するとともに、車速
センサ41のデータと合わせて車両の位置出力データを
演算しバッファメモリ3に格納するロケータ1、 ・ロケータ1に繋がれ、地磁気センサ42のデータに含
まれる着磁量データおよびその分散、ジャイロ43の各
データに含まれるジャイロオフセットデータおよびその
分散等を記憶しているデータメモリ6、 ・当該読出した車両現在位置を地図に重ねてデイスプレ
ィ7に表示させるとともに、キーボード8とのインター
フェイスをとるナビゲーションコントローラ5 とから構成されている。
さらに詳述すると、上記ロケータ1は、例えば、車速セ
ンサ41からの出力パルス信号の数をカウンタでカウン
トすることにより車輪の回転数を得、カウンタから出力
されるカウント出力データに対して、乗算器により1カ
ウント当りの距離を示す所定の定数を乗算することによ
り単位時間当りの走行距離出力データを算出するととも
に、ジャイロ43から車両方位の相対変化を求め、これ
と地磁気センサ42の絶対方位出力データとから、後述
の方法により車両の方位出力データを算出するものであ
る。
上記道路地図メモリ2は、所定範囲にわたる道路地図デ
ータが予め格納されているものであり、半導体メモリ、
カセットテープ、CD−ROM。
ICメモリ、DAT等が使用可能である。
上記デイスプレィ7はCRT、液晶表示器等を使用して
、車両走行中の道路地図と車両位置とを表示するもので
ある。
上記ナビゲーション・コントローラ5は、図形処理プロ
セッサ、画像処理メモリ等から構成され、デイスプレィ
7上における地図の検索、縮尺切り替え、スクロール、
車両の現在位置の表示等を行わせる。
上記データメモリ6は、ジャイロオフセット値B o−
、ジャイロオフセットの分散B vo、ジャイロオフセ
ット推定変化率m、ジャイロオフセット変化率の分散m
v、着磁量Mn、その分散値Xn2着磁量変化ΔMn、
その分散値Y02を記憶しているものであり、これらの
各値は次のようにして算出される。
ジャイロ43の出力データΔθG1地磁気センサ42の
出力データθ8は一定時間ごとにサンプリングされてい
るもので、そのサンプリング回数を添字nて表わす。
車両停止中のジャイロ出力データΔθ6nは本来0であ
るが、ジャイロにオフセット(バイアス)が生じていれ
ば出力が現れる。ジャイロオフセット値Boは、車両停
止中のジャイロ43の出力データΔθ0nの積算値を停
止中のデータ個数Nで割ったものである。
したがってBoはジャイロオフセットの平均値を表わす
ジャイロオフセットの分散値Bvoは、ジャイロオフセ
ット値Boがどの程度のばらつきを持っているかを表わ
すもので、 と書ける。
第1項の定数は量子化誤差に対応するものであり、第2
項はデータ数すなわちデータを取得した時間に関係する
項である。停止時間が長いほうがジャイロオフセットの
分散値Bvoは小さくなる。
ジャイロオフセット推定変化率mは、車両の停止直後の
時刻toにおけるジャイロオフセット値Bo(to)と
、次の発進直前の時刻t1におけるジャイロオフセット
値Bo(tl)との傾きを示す量であり、 m= B o(tl) −B o(to)tl −t。
で表わされる。
第3図は、横軸に時刻、縦軸にオフセット値をとったグ
ラフであり、真のジャイロオフセット値の変動を破線で
示している。時刻toとtlとの間における推定ジャイ
ロオフセット値の傾きは、図に符号mで示されている。
また、真のジャイロオフセット値の傾きも図に符号me
で示されている。
ジャイロオフセット変化率の分散mvは、ジャイロオフ
セット推定変化率mと、ジャイロオフセット真の変化率
mcとの差に対応する量であり、で表わされる。
着磁量Mnは、車両を実走行させてみて、車両がカーブ
を曲がるときに生じる方位変化量をジャイロ43の出力
より求め、この方位変化量と、カーブを曲がる前後の地
磁気センサ42の出力データとから地磁気方位円の中心
を算出し、これから求めることができる(特開昭63−
128222号公報参照)。
着磁量Mnの分散値Xn2は、上記のようにカーブを曲
がるごとに求められる着磁量Mnに含まれている分散値
である。
着磁量変化ΔMnは、車両が走行中に大きな磁場の変化
を受けたときに着磁量の変化(地磁気方位円の中心の移
動方向と大きさ)を記憶したものであり、Yn2はその
分散である。
着磁量変化ΔMnは、例えば、前回の着磁量をBとし、
今回の着磁量をAとすると、式6式% により求められる。係数kl −k5は、特定車両を実
際に着磁させた時のデータを基に算出される。
分散Yn2は、上記の方法で係数に1〜に5を決めたと
きの残差である。
上記の構成の装置による車両方位検出手順について説明
する。車両走行中は、上記ロケータlに取り込んだ各セ
ンサ出力データに基づいて、車両の位置をデイスプレィ
7上に地図とともに表示しているが、その表示中も一定
時間ごとの割り込みにより各センサの出力データを取り
込み、車両方位を更新するようにしている。この割り込
み時の車両方位検出フローを第4図に示す。なお、この
割り込みは、車両の走行距離出力データを基にして求ま
る一定の走行距離ごとに行ってもよい。上記一定時間ま
たは一定走行距離の長さは、使用される旋回角速度セン
サの種類や地磁気センサの性能等により適宜設定される
まず、ステップ■において、ジャイロ43の出力データ
ΔθG nと地磁気センサ42の出力データをθHnを
取り込む。
次に、データメモリ6に記憶されているジャイロオフセ
ット値Bo、ジャイロオフセットの分散B VO,ジャ
イロオフセット変化率m1ジヤイロオフセ・ント変化率
の分散mvを読み出す(ステップ■)。
次に、データメモリ6に記憶されている着磁量Mn、そ
の分散値Xn2、着磁量変化ΔMn、その分散値Yn2
を読み出す(ステップ■)。
着磁量Mnおよびその分散値Xn2は、カーブ走行等特
別の条件の時のみ求まるので、車両走行中、常に最新の
値が得られるわけではない。そこで、上記着磁量変化Δ
Mnおよびその分散Yn2を用いて、カルマンフィルタ
係数αnを使って現在の推定着磁量μn、その分散値μ
vn2を求める(ステップ■)。
un −an Mn +(I−an) (Mn−1+Δ
Mn)uvn2−an  Xn  2 そして、読出した各データを基にして、現在の推定方位
を求める。そのためには、ジャイロ43の出力データΔ
θ6の分散q n 2、地磁気センサ42の出力データ
θHの分散rn2を次の式により、それぞれ求める(ス
テップ■)。
qn 2−qo 2+f石TT ここに、Tは前回の車両停止時からの時間である。
qoは停止時間に無関係な誤差であり、量子化誤差と、
ジャイロオフセットの誤差F「πとの和で表わされる。
ffTはジャイロオフセット変化率の誤差に前回の停止
時からの経過時間Tをかけたもので、ジャイロオフセッ
トの変化に起因する誤差となる。
地磁気センサデータθ8の分散rn2は、rn 2  
 rD 2 + rQ 2 + rL 2 + (rn
 2c n−12) 十r j*2 で表わされる。ここに、 rD:地磁気センサ42の出力データθHに含まれる誤
差の定数分、 rQ:量子化誤差、 ro−1/(2X地磁気レベル) rLニレベル誤差、 地磁気レベル推定値 γn:ジャイロ43の出力から求められる方位データと
地磁気センサ42の方位データとの差、rn=cθn−
1+Δθn)−θn Hσn−12:前回の推定方位θ
n−1の分散、γn2−σn−12二γnに含まれてい
る分散から前回の推定方位θn−1の分散を引いたもの
今回始めて推定方位に含まれる分散に相当する。
ram2:着磁量の分散に起因する地磁気方位データの
分散である。
なお、上記各種類の誤差は互いに独立して発生すると見
なし、分散q n 2 、  r n 2を求めるとき
は、各要因に基づく分散値の和をとっている。
ステップ■においては、上記qn2 rn2を使用して
、誤差を考慮に入れた推定方位θを次式に基づいて計算
する。
θn確βnθn H +(I−rn)(θn−1+Δθn’)ここに、θnは
今回の割り込みで求める推定方位、θn−1は前回に求
めた方位である。ΔθG n。
θHnは今回推定方位を計算するときに使用するセンサ
の出力データである。rnは0くrn<1なる変数であ
ってカルマンゲインである。rnは前回求めたカルマン
ゲインβn−1を使って、として求められる。
推定方位の分散は、 σn2諺βnγn2 で求められる。
以上のようにして、ジャイロオフセット推定値の平均と
分散、その変化率の平均と分散、地磁気センサ出力に含
まれる着磁量の平均と分散、への変化量の平均と分散と
を求め記憶しておき、車両の推定方位を求めるときには
、上記記憶したデータから両センサのデータに含まれる
分散をそれぞれ求め、各データに重みを付けた推定方位
を求めることができる。
この方位と車速センサ41の距離データとから車両の推
定位置を算出することができる。
勿論この時に道路地図データと比較し、道路地図データ
との相関度を評価して車両の推定位置を補正し、車両の
現在位置を道路上に設定するマツプマツチング方式を採
用してもよい(特開昭63−148115号公報参照)
第5図は本実施例の方位検出装置を使用して車両の走行
軌跡を求め、平面に表わした図である。
A地点は踏切であり、車両は入地点を通過するときに着
磁した。その後、地磁気方位は車体の着磁により大きな
誤差を持った。従来の方位検出装置では、車体の着磁の
影響を大きく受けるので、軌跡は一点鎖線で示したよう
に、真の軌跡(実線)とかけ外れたものになる。一方、
本実施例の方位検出装置では、車両の軌跡は破線のよう
になり、真の軌跡に近付いている。
以上、実施例に基づいて本発明の方位検出装置を説明し
てきたが、本発明は上記実施例に限るものではない。例
えば、車両の代わりに航空機、船舶等の移動体に適用す
ることができ、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。
〈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
速度センサと地磁気センサの出力データに含まれる誤差
要因を個別的に分析し、評価することにより、旋回角速
度センサと地磁気センサの出力データの使用割合を決定
し、移動体の現在の方位を正確に推定することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方位検出装置の機能ブロック図、 jI2図は方位検出装置のハードウェア構成を示すブロ
ック図・ 第3図はジャイロオフセット値の変化傾向を示すグラフ
、 第4図は方位検出手順を示すフローチャート、第5図は
車両の走行軌跡を示す平面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、地磁気センサの方位データ、および旋回角速度セン
    サの出力から求められる方位データを取り込み、それら
    の値と過去の推定方位とから移動体の現在の推定方位を
    求める方位検出装置において、 移動体停止中の旋回角速度センサの出力に含まれている
    オフセット値およびオフセット値の誤差を求める第1の
    手段(A)と、 オフセット値の時間変化率、および当該時間変化率の誤
    差を求める第2の手段(B)と、上記第1の手段(A)
    で求めたオフセット値の誤差、および上記第2の手段(
    B)で求めたオフセット値の時間変化率の誤差に移動体
    発進後の経過時間をかけたものに基づいて、現在の旋回
    角速度センサの出力に含まれている誤差を求める第3の
    手段(C)と、 移動中の所定条件下で地磁気センサの方位データから車
    体の着磁量およびその誤差を求める第4の手段(D)と
    、 移動中の地磁気センサの方位データから車体の着磁量の
    変化およびその誤差を求める第5の手段(E)と、 上記第4の手段(D)で求めた車体の着磁量およびその
    誤差、第5の手段(E)で求めた着磁量のその後の変化
    およびその誤差に基づき、現在の車体の着磁量およびそ
    の誤差を求める第6の手段(F)と、 地磁気センサの方位データと、旋回角速度センサの出力
    から求められる方位データとの差の変化分を求める第7
    の手段(G)と、 上記第7の手段(G)で求めた地磁気センサの方位デー
    タと、旋回角速度センサの出力から求められる方位デー
    タとの差の変化分、上記第6の手段(F)で求めた現在
    の車体の着磁量の誤差に基づいて、地磁気センサの方位
    データ出力に含まれている誤差を求める第8の手段(H
    )と、 上記第3の手段(C)により求められた旋回角速度セン
    サの出力の誤差、上記第8の手段(H)により求められ
    た地磁気センサの方位データの誤差から各センサの出力
    データの信頼度を計算し、カルマンフィルタゲインを算
    出する第9の手段(I)と、 地磁気センサの出力から求めた方位データ、および旋回
    角速度センサの出力から求めた方位データに、上記カル
    マンフィルタゲインに基づいた重み付け処理をすること
    により、移動体の現在の推定方位を求める第10の手段
    (J)とを有することを特徴とする方位検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06288776A (ja) * 1992-04-20 1994-10-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 方位検出装置
US6081230A (en) * 1994-11-29 2000-06-27 Xanavi Informatics Corporation Navigation system furnished with means for estimating error of mounted sensor
WO2015025614A1 (ja) * 2013-08-22 2015-02-26 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法および記録媒体

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2664800B2 (ja) * 1990-09-19 1997-10-22 三菱電機株式会社 車両用ナビゲーション装置
DE69117661T2 (de) * 1990-11-06 1996-07-18 Fujitsu Ten Ltd Richtungssensor mit einem Erdmagnetismussensor und einem Drehgeschwindigkeitskreiselsensor und Navigationssystem, welches diesen Richtungssensor enthält
JPH04238221A (ja) * 1991-01-21 1992-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 方位検出装置
JPH04238220A (ja) * 1991-01-23 1992-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 車両方位修正装置
JPH051914A (ja) * 1991-06-25 1993-01-08 Pioneer Electron Corp 着磁ベクトル補正方法
JPH0571964A (ja) * 1991-09-10 1993-03-23 Pioneer Electron Corp 車両方位検出装置
JPH05157572A (ja) * 1991-12-10 1993-06-22 Pioneer Electron Corp ナビゲーション装置
JPH05172575A (ja) * 1991-12-19 1993-07-09 Pioneer Electron Corp ナビゲーション装置
US5424953A (en) * 1992-01-16 1995-06-13 Pioneer Electronic Corporation Navigation apparatus
US5381095A (en) * 1993-06-21 1995-01-10 Rockwell International Corporation Method of estimating location and orientation of magnetic dipoles using extended Kalman filtering and Schweppe likelihood ratio detection
JPH07324941A (ja) * 1994-06-02 1995-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd オフセットドリフト補正装置
DE4439945C1 (de) * 1994-11-09 1996-02-08 Leica Ag Verfahren zur Stabilisierung der Richtungsanzeige von Magnetkompassen
US5742925A (en) * 1995-05-08 1998-04-21 Pioneer Electronic Corporation Automotive navigation system
US5737226A (en) * 1995-06-05 1998-04-07 Prince Corporation Vehicle compass system with automatic calibration
US5878370A (en) * 1995-12-01 1999-03-02 Prince Corporation Vehicle compass system with variable resolution
DE19625058A1 (de) * 1996-06-22 1998-01-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehrate
US6301794B1 (en) 1999-05-27 2001-10-16 Johnson Controls, Inc. Vehicle compass system with continuous automatic calibration
US6408251B1 (en) 1999-07-29 2002-06-18 Hrl Laboratories, Llc Calibrating a magnetic compass with an angular rate gyroscope and a global positioning system receiver
US6577976B1 (en) 1999-09-17 2003-06-10 Hrl Laboratories, Llc Method for dynamic autocalibration of a multi-sensor tracking system and apparatus incorporating it therein
JP2002333332A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Pioneer Electronic Corp ハイブリッド処理方法及び装置、ナビゲーションシステム並びにコンピュータプログラム
US6493631B1 (en) * 2001-05-31 2002-12-10 Mlho, Inc. Geophysical inertial navigation system
US6842991B2 (en) * 2002-07-31 2005-01-18 Robert W. Levi Gyro aided magnetic compass
US6813582B2 (en) * 2002-07-31 2004-11-02 Point Research Corporation Navigation device for personnel on foot
US7103471B2 (en) 2002-09-20 2006-09-05 Honeywell International Inc. Multi-mode navigation device and method
KR100486505B1 (ko) 2002-12-31 2005-04-29 엘지전자 주식회사 로봇 청소기의 자이로 오프셋 보정방법
KR100600487B1 (ko) * 2004-10-12 2006-07-13 삼성광주전자 주식회사 로봇 청소기의 좌표보정방법 및 이를 이용한 로봇 청소기시스템
US8700176B2 (en) 2006-07-27 2014-04-15 Pollogen Ltd. Apparatus and method for non-invasive treatment of skin tissue
US7451549B1 (en) * 2006-08-09 2008-11-18 Pni Corporation Automatic calibration of a three-axis magnetic compass
US8010308B1 (en) * 2007-11-23 2011-08-30 Microstrain, Inc. Inertial measurement system with self correction
US8326561B2 (en) * 2008-05-20 2012-12-04 Airmar Technology Corporation Dynamic motion control
WO2010004873A1 (ja) * 2008-07-08 2010-01-14 アルプス電気株式会社 方位演算装置及び方位演算方法
JP4780168B2 (ja) * 2008-09-29 2011-09-28 日本ビクター株式会社 角速度センサ補正装置および角速度センサ補正方法
DE102008042621A1 (de) * 2008-10-06 2010-05-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung einer Bewegungsrichtung
EP2587331B1 (en) * 2011-10-26 2017-05-31 Sony Mobile Communications Inc. Method for direction changes identification and tracking
WO2015129464A1 (ja) * 2014-02-26 2015-09-03 住友精密工業株式会社 振動型角速度センサ
US9341683B2 (en) * 2014-09-29 2016-05-17 Caterpillar Inc. Navigation system and method for machine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347730A (en) * 1979-01-22 1982-09-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for calibrating gyroscopically-stabilized, magnetically-slaved heading reference system
JPS5784310A (en) * 1980-11-13 1982-05-26 Alps Electric Co Ltd Direction sensing means
JPS5833284A (ja) * 1981-08-21 1983-02-26 本田技研工業株式会社 移動体の現在位置表示装置
US4734863A (en) * 1985-03-06 1988-03-29 Etak, Inc. Apparatus for generating a heading signal for a land vehicle
US4831544A (en) * 1985-12-28 1989-05-16 Tokyo Keiki Co., Ltd. Attitude and heading reference detecting apparatus
US4890233A (en) * 1986-10-27 1989-12-26 Pioneer Electronic Corporation Vehicle bearing detection and data processing methods applicable to vehicle navigation system
US4862398A (en) * 1986-11-18 1989-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Correcting method and correcting errors in a terrestrial magnetism heading sensor
US4783744A (en) * 1986-12-08 1988-11-08 General Dynamics, Pomona Division Self-adaptive IRU correction loop design interfacing with the target state estimator for multi-mode terminal handoff
JPH01219610A (ja) * 1988-02-29 1989-09-01 Nissan Motor Co Ltd 車両用走行方位検出装置
JP2669889B2 (ja) * 1989-04-07 1997-10-29 住友電気工業株式会社 自立航法装置に用いる角速度センサの較正装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06288776A (ja) * 1992-04-20 1994-10-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 方位検出装置
US6081230A (en) * 1994-11-29 2000-06-27 Xanavi Informatics Corporation Navigation system furnished with means for estimating error of mounted sensor
WO2015025614A1 (ja) * 2013-08-22 2015-02-26 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法および記録媒体
JP2015040783A (ja) * 2013-08-22 2015-03-02 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法および記録媒体
US9927237B2 (en) 2013-08-22 2018-03-27 Sony Corporation Information processing apparatus, information processing method, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
EP0451988A1 (en) 1991-10-16
DE69100195T2 (de) 1994-03-17
US5235514A (en) 1993-08-10
DE69100195D1 (de) 1993-09-02
EP0451988B1 (en) 1993-07-28

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