JPH04109117A - ロケータ装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は旋回角速度センサ（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）により得られた方位データ等を用いて車両の位置、
方位を特定するロケータ装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来から、道路交通網の任意の箇所を走行している車両
の位置、方位を検出するロケータ装置として、車両の方
位を検出する方位センサと、走行速度を検出する速度セ
ンサとを備え、それらのセンサの検出する情報を総合し
て現在の車両の位置および方位を求めるものが知られて
いる。

ここに方位センサは、従来では、両車軸の回転数の差を
検出するセンサを用いたものが多かったが、新しい技術
として旋回角速度センサを用いたものが開発されている
。

旋回角速度センサを使用したロケータ装置で方位を求め
る場合、角速度データΔθに基づいて、車両の現在方位
θを θ−〇〇＋Δθ で算出する。θ０は１つ前のサンプリング時点で求めた
方位である。

この方位データθと、別途水められる車両の進行距離デ
ータΔノとに基づいて、Δノの東西方向成分ΔＸ（−Δ
ｊＸｃｏｓθ）および南北方向成分Δｙ（−ΔｊＸｓｉ
ｎθ）を、従前の車両位置データ（Ｐｘ’、　　Ｐｙ’
）に加算することにより、現在の車両位置データ（ＰＸ
、Ｐｙ）を求めることができる。

なお、実際には、旋回角速度センサの出力はディジタル
値であり、これをＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して、
コンピュータに供給し、コンピュータによりディジタル
値を読出して旋回角度を求めている。

さらに、地磁気方位センサを用いて絶対方位を求め、上
記旋回角速度センサの８カより得た方位データと比較処
理し、より信頼度の高い方位データを得るようにしてい
るものもある。

ところで、旋回角速度センサては、直線走行中でセンサ
出力が０であるべき時でも、温度や湿度の影響を受けて
幾らかの出力（オフセット）が発生するという傾向があ
る。このオフセット出力は、上記したような加算ないし
積分処理を繰り返していくと、累積するという性質を有
するので、実際の走行方向からずれた方向を検知してし
まうことになる。

そこで、角速度センサの出力のオフセット補正を行う必
要があるが、このオフセット補正をするに当たって、走
行距離センサが停止を示した期間中オフセットデータを
求め、その間の平均をとることにより次の走行以後の旋
回角速度センサの出力をオフセット補正する方法か知ら
れている。

この方法によれば、車両が停止している間のデータに基
づき角速度出力のオフセットを補正することはできるの
で、続く走行における方位データの正確性は保証される
。

（発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記の技術では、車両がエンジンをかけて初め
て走り出す場合に、旋回角速度センサのオフセット分を
いかに見積もるかについて問題が残る。勿論、車両がエ
ンジンをかけてしばらくしてから走り出す場合ならば、
その停車中のデータが取得できるので問題はないが、エ
ンジンをかけてから直ちに走り出す場合、停車中のデー
タがないことになる。

しかし、この場合でもオフセット値の初期値を何らかの
値に設定して、方位を計算していかなければならないが
、初期値に誤差が入れば、後に得られる方位が全部狂っ
てくることになる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、旋回
角速度センサの出力データを取り込み、その値と、過去
の検出方位から移動体の現在の方位を算出する場合にお
いて、常に、正しいオフセット値を得て、方位データを
補正し、もって、より正確な位置を検出することができ
るロケータ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の本発明のロケータ装置は、
第１図に示すように、旋回角速度セッサ１１と、移動体
の停止を判断する停止判断手段１２と、停止判断手段１
２か移動体の停止を示した時から次の走行に入るまでの
旋回角速度センサ出力データに基づいて旋回角速度セン
サ出力のオフセットを求めるオフセット算出手段１４と
、旋回角速度センサ１１の出力から求めた移動体の角速
度データΔθまたは角速度データを累積して求めた方位
データθを、上記オフセット算出手段１４により求めら
れたオフセット値を用いて補正する方位補正手段１６と
、ロケータ装置の電源１７と、オフセット算出手段１４
により求めたオフセット値を記憶するとともに電源断時
にもオフセット値を記憶保持する記憶手段１８とを含み
、。

ロケータ装置の電源投入後、停止判断手段１２が移動体
の停止を判断することなく車両が走行を開始した場合に
、上記方位補正手段１６が、上記記憶手段１８に記憶保
持されているオフセット値を用いそ方位または角速度を
補正するものである。

く作用〉 上記の構成によれば、車両がロケータ装置の電源投入後
、直ちに走行を始めた場合には、上記記憶手段１８に記
憶保持されている、前の走行における停車時に求められ
たオフセット値を用いて方位または角速度を補正するこ
とができる。

〈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、本発明のロケータ装置の実施例を示すブロッ
ク図である。

ロケータ装置は、 ・左右両輪の回転数を検出する車輪速センサ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、 ・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。）、 ・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、車輪
速センサ４１のデータと合わせて車両の現在位置を求め
メモリ３に格納するロケータ１、 ・ロケータ１に付属しているバッファメモリ２０と不揮
発性メモリ２１、 ・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 から構成されている。

上記ロケータ１は、例えば、車輪速センサ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車両の方位出力データを
算出するものである。また、ロケータ１は、車両停止中
のジャイロ４３の出力データを求め、これを車両の停止
時間中平均することにより得られるオフセット値を用い
て、上記車両の方位出力データを補正する機能をも有し
ている。

メモリ２０．２１は、上記車両停車中のジャイロ４３の
オフセットデータを格納するものである。

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の位置、方位とを表示す
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、スクロール等
を行わせる。

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。ロケータ装置は、上記ロケータ１に取り込んだ各
センサの出力データに基づいて、車両の方位、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、それと
ともに常時、一定のサンプリング時間ごとにジャイロ４
３の出力データ等を取り込み、車両の方位および位置を
更新するようにしている。この方位および位置の更新手
順中に、割り込みで処理される車両方位補正フローを第
３図に示す。なお、この割り込みは、ジャイロ４３の出
力データを１個取り込む度に行なわれる。

まず、ステップのにおいて、車輪速センサ４１のパルス
出力から車両が停止中がどうか判定される。

停止中であれば、ステップ■において移動体停止直後の
一定時間Ｔａの経過を待つ。この時間Ｔａが経過するま
でに得られるジャイロ４３の出力データは利用されるこ
とはない。車両が完全に停止する直前には、車両が少し
動いているのに車輪速センサ４１の出力が０であること
があるからである。

時間Ｔａの経過後、ジャイロ４３の出力データΔθを、
ロケータ１内蔵のＦＩＦＯメモリに格納する（ステップ
■）。このメモリは、メモリに格納したデータが一杯に
なると、一番最初に入れたデータから溢れ出る仕組みに
なっている。メモリの容量は（ジャイロ４３のサンプリ
ング時間）×（記憶個数）−（移動体発進直前の一定時
間Ｔｂ）となるように選ばれている。この時間Ｔｂは、
車両が発進直前に、車輪速センサ４１の出力が０である
にもかかわらず、じわじわ動いていると考えられる時間
に相当する。

ステップ■ではＦＩＦＯメモリがオーバーフローするま
で待つ。オーバーフローすると、溢れた値を、バッファ
メモリ２０に値Ｓとして累積していく　（ステ・ンプ■
）。すなわち、 Ｓ−Σ　　Δ　θ これとともに、カウンタＣをまたけ増やす（ステップ■
）。

以上のようにして、車両停止して時間Ｔａ経過後のジャ
イロ４３のデータをＳに累積していくことができる。し
たがって、積算値Ｓは、車両が完全に停止している時の
ジャイロ４３のオフセット値を時間的に積分した値、す
なわち、方位誤差を表わす。なお、ＦＩＦＯメモリには
、時間Ｔｂに相当する個数分のデータが残っているが、
このデータは使用しない。車輪速センサ４１のパルス出
力が現れる直前には、車両はじわじわ動いていると考え
られるので、ＦＩＦＯメモリに残っているデータを使っ
て方位の補正をすると、オフセット分のみならず、実走
行データが誤って差し引かれる虞れがあるからである。

さらにステップ■において積算されたデータ個数が一定
個数０１以上になったかどうか判断される（ステップ■
）。０１未満であれば、データ数が足りずオフセット値
の誤差が大きいとみなして平均値を求めることはしない
。０１以上であれば、ステップ■において、車両停止中
のオフセット出力の平均値Ｍ−Ｓ／Ｃを求め、ステップ
■において不揮発性メモリ２１に記憶する。不揮発性メ
モリ２１に前のデータが残っていれば、前のデータを消
去して、当該平均値Ｍを新たに記憶する。そして、平均
値Ｍによりオフセット補正したことを示すフラグｎを０
とする。なお、エンジンを始動した直後のこのフラグｎ
の初期値は０である。

次に、車輪速センサ４１のパルス出力から車両が動き出
したと判断されたとする。これには、エンジンを始動し
て初めて車両が発進する場合、エンジン動作中に一時停
止後再発進する場合がある。

車両の発進を検出すると、ステップ■からステップ＠に
進む。ステップ＠においてフラグｎを読む。ｎ−０、す
なわちオフセット未補正ならばステップ＠に移り、不揮
発性メモリ２１のデータＭを読み出す。そして、このデ
ータを使って以後のジャイロ４３の出力データから差し
引くことによりオフセット補正を行う（ステップ［有］
）。ステップ■では、上記データ格納回数を示すカウン
タＣを０とおき、ＦＩＦＯメモリ、バッファメモリ２０
をクリアする。そして、フラグｎを１とおく（ステップ
■）。

ステップ＠においてｎ−０でなければ、オフセット補正
済みということになり、オフセット補正はしない。

以上のようにして、エンジンを始動して初めて発進する
場合、エンジン動作中に停車後再度発進する場合のいず
れであっても、不揮発性メモリ２１のデータを使って車
両発進後のオフセット補正を行うことができる。

さらに、地磁気センサ４１のデータを併用してもよいこ
と、求めた方位データと、車輪速センサ４１の出力から
求めた走行距離データとから車両の現在位置を算出する
こと、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方位を補正し、車両
の現在方位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Ｈ−１４８１１５号公報参照）
こと等は従来行われている技術なので説明を省略する。

以上、実施例に基づいて本発明のロケータ装置を説明し
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、不揮発性メモリ２１の代わりに、揮発性のメモリ
を使い、電池にて電源を供給しておいてもよい。その他
、本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、本発明のロケータ装置によれば、車両が
ロケータ装置の電源投入後、直ちに走行を始めた場合で
も、記憶手段に記憶保持されている、前の走行における
停車時に求められたオフセット値を用いて方位または角
速度を補正することができる。

このことによって、常に、正しいオフセット値を得て、
方位データを補正し、もって、より正確な位置を検出す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロケータ装置の構成を示す機能ブロッ
ク図、 第２図はロケータ装置のハードウェア構成を示すブロッ
ク図、 第３図は方位補正手順を示すフローチャートである。 １・・・ロケータ、１１・・・旋回角速度センサ、１２
・・・停止判断手段、１４・・・オフセット算出手段、
１６・・・方位補正手段、１７・・・電源、１８・・・
記憶手段、２０・・・バッファメモリ、２１・・・不揮
発性メモリ、４１・・・車輪速センサ、４２・・・ジャ
イロ 第１図 旧 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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、車両の走行距離データと合わせて
   現在の車両の位置を求めるロケータ装置において、 旋回角速度センサと、移動体の停止を判断 する停止判断手段と、停止判断手段が移動体の停止を示
   した後から次の走行に入るまでの旋回角速度センサ出力
   データに基づいて旋回角速度センサ出力のオフセットを
   求めるオフセット算出手段と、旋回角速度センサの出力
   から求めた移動体の角速度データΔθまたは角速度デー
   タを累積して得られた方位データθを、上記オフセット
   算出手段により求められたオフセット値を用いて補正す
   る方位補正手段と、ロケータ装置の電源と、オフセット
   算出手段により求めたオフセット値を記憶するとともに
   電源断時にもオフセット値を記憶保持する記憶手段とを
   含み、 ロケータ装置の電源投入後、停止判断手段 が移動体の停止を判断することなく車両が走行を開始し
   た場合に、上記方位補正手段が、上記記憶手段に記憶保
   持されているオフセット値を用いて方位または角速度を
   補正することを特徴とするロケータ装置。