JPH04346023A - Method and apparatus for detecting bearing - Google Patents

Method and apparatus for detecting bearing

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JPH04346023A
JPH04346023A JP11872191A JP11872191A JPH04346023A JP H04346023 A JPH04346023 A JP H04346023A JP 11872191 A JP11872191 A JP 11872191A JP 11872191 A JP11872191 A JP 11872191A JP H04346023 A JPH04346023 A JP H04346023A
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Abstract

PURPOSE:To detect the correct bearing by updating the offset value appropriately and excluding the effect of the drift of the offset even if a vehicle continues to run for long time. CONSTITUTION:The bearing of a vehicle is detected by correcting the output of a gyroscope 1 with an offset value which is stored in an offset memory 11. When the vehicle continuously runs for specified time or longer, a position detecting part 3 obtains the first bearing-change amount based on the bearing information which is imparted from a GPS receiver 9. In the position detecting part 3, the value after the offset correction for the outputs of the gyroscope 1 during a period corresponding to the first bearing-change amount are accumulated. The accumulated value is made to be the second bearing-change amount. Furthermore, the position detecting part 3 computes the new offset value based on the first bearing-change amount and the second bearing-change amount and stores the new offset value into the offset memory 41.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば光ファイバジ
ャイロ、機械式ジャイロ、振動ジャイロ、ガスレートジ
ャイロなどの旋回角速度センサにより車両などの移動体
における方位を検出するための方位検出方法および方位
検出装置に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a direction detection method and a direction detection method for detecting the direction of a moving body such as a vehicle using a turning angular velocity sensor such as an optical fiber gyro, a mechanical gyro, a vibration gyro, or a gas rate gyro. It is related to the device.

【0002】0002

【従来の技術】従来から、車両、航空機および船舶など
の移動体において、その進行方向などの所定の方位を検
出するために、旋回角速度センサが広く適用されている
。この旋回角速度センサからの出力信号には適当な処理
が施され、車両等の移動に伴って生じる方位変化量Δθ
が所定のサンプリング周期毎に求められて、車両等の現
在方位データが作成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, turning angular velocity sensors have been widely used in moving objects such as vehicles, aircraft, and ships to detect a predetermined orientation such as the direction of movement of the moving objects. The output signal from this turning angular velocity sensor is subjected to appropriate processing to calculate the amount of azimuth change Δθ that occurs as the vehicle moves.
is determined at every predetermined sampling period to create current orientation data of a vehicle, etc.

【0003】車両等の現在方位θは、1回前の方位変化
量Δθのサンプリング時点で求められた方位θ0 と、
方位変化量Δθとを用いて、     θ=θ0 +Δθ             
                       ・・
・・  (1) として得られる。このようにして得ら
れた現在方位θは、車両等の現在位置の算出などのため
に用いられる。 すなわち、たとえば車両において車速センサの出力など
から求めた所定時間毎の走行距離ΔLと、上記の現在方
位θとによって、車両の移動量の東西方向成分Δx(=
ΔL× cosθ)と南北方向成分Δy(=ΔL× s
inθ)とが求められる。この車両の移動量の各成分を
、従前の車両位置データ(Px′,Py′)の各成分に
加算することによって、現在の車両位置データ(Px,
Py)が得られる。このような移動体の位置検出技術は
、推測航法などと呼ばれている。
[0003] The current orientation θ of a vehicle, etc. is determined by the orientation θ0 obtained at the time of sampling the previous orientation change amount Δθ, and
Using the direction change amount Δθ, θ=θ0 +Δθ
・・・
...(1) Obtained as follows. The current orientation θ obtained in this manner is used for calculating the current position of a vehicle, etc. That is, for example, the east-west direction component Δx (=
ΔL× cosθ) and the north-south direction component Δy (=ΔL× s
inθ) is obtained. By adding each component of this vehicle movement amount to each component of the previous vehicle position data (Px', Py'), the current vehicle position data (Px, Py') is added.
Py) is obtained. Such a technique for detecting the position of a moving object is called dead reckoning navigation or the like.

【0004】ところが、旋回角速度センサでは、停止中
や直線走行中のように、センサ出力が零であるべきとき
でも、温度や湿度の影響のために幾らかのオフセット出
力が発生するという傾向がある。このオフセット出力は
、車両の振動などにより生じる一般のノイズ成分とは異
なって充分に長い時間の検出によっても除去することは
できず、時間とともに累積されるという性質を有してい
る。このオフセット出力が累積されたときには、検出さ
れた現在方位θには大きな誤差が含まれることになって
、車両の現在位置の検出が不正確になる。
However, with turning angular velocity sensors, even when the sensor output should be zero, such as when the vehicle is stopped or traveling in a straight line, there is a tendency for some offset output to occur due to the effects of temperature and humidity. . Unlike general noise components caused by vehicle vibrations, this offset output cannot be removed even by detection for a sufficiently long period of time, and has the property of being accumulated over time. When this offset output is accumulated, the detected current orientation θ includes a large error, making detection of the current position of the vehicle inaccurate.

【0005】この不具合を解消するために、オフセット
出力をセンサ出力から差し引いて現在方位θを検出する
ことが従来から提案されている。たとえば特公昭58−
39360号公報には、車両が信号などで停止している
期間の旋回角速度センサの出力がオフセットそのもので
あることを利用した技術が開示されている。すなわち、
車両が停止している期間中の旋回角速度センサの出力か
らオフセットを検出し、この検出されたオフセットを走
行中の旋回角速度センサ出力から差し引くことによりオ
フセット補正を実現している。また、たとえば特開昭6
3−182519号公報には、直線走行中の旋回角速度
センサの出力を利用して、同様なオフセット補正を行う
技術が開示されている。この開示技術では、車両が走行
中の道路が直線道路であることを道路地図データから識
別して、この直線道路走行中の旋回角速度センサ出力に
基づいて、オフセットの検出が行われている。
In order to solve this problem, it has been proposed in the past to subtract the offset output from the sensor output to detect the current orientation θ. For example, the special public service in 1988
No. 39360 discloses a technique that utilizes the fact that the output of a turning angular velocity sensor during a period when a vehicle is stopped at a traffic light or the like is an offset itself. That is,
Offset correction is realized by detecting an offset from the output of the turning angular velocity sensor while the vehicle is stopped and subtracting the detected offset from the output of the turning angular velocity sensor while the vehicle is running. Also, for example,
3-182519 discloses a technique for performing similar offset correction using the output of a turning angular velocity sensor during straight travel. In this disclosed technique, it is identified from the road map data that the road on which the vehicle is traveling is a straight road, and the offset is detected based on the output of a turning angular velocity sensor while the vehicle is traveling on the straight road.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、旋回角
速度センサのオフセットは、車両が停止しているか移動
しているかにかかわらず、温度や湿度の変動によってド
リフトするという性質を有している。このため、停止中
や直線道路走行中に求めた一定のオフセット値により、
走行中の旋回角速度センサ出力の補正を行っても、上記
のドリフトのためにオフセット補正後の値には誤差が含
まれることになる。
However, the offset of the turning angular velocity sensor has the property of drifting due to changes in temperature and humidity, regardless of whether the vehicle is stationary or moving. For this reason, a certain offset value determined while stopped or while driving on a straight road,
Even if the output of the turning angular velocity sensor while the vehicle is running is corrected, the value after offset correction will contain an error due to the above-mentioned drift.

【0007】車両が頻繁に停止する場合や、直線道路を
頻繁に走行する場合には、ドリフトが小さいうちに補正
に用いるオフセット値を更新できるから、上記の問題は
比較的少ないが、たとえば高速道路を走行する場合のよ
うに、車両が発進してから停止するまでの時間が長い場
合などには、ドリフトが大きくなってしまい、方位検出
の精度が極めて劣化し、ひいては車両の現在位置の検出
が不正確になってしまう。
[0007] When a vehicle frequently stops or frequently runs on a straight road, the offset value used for correction can be updated while the drift is small, so the above problem is relatively rare. If the time from when the vehicle starts to when it stops is long, such as when driving in a It becomes inaccurate.

【0008】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、旋回角速度センサのオフセット補正を良好
に行って、正確な方位検出を可能にした方位検出方法お
よび方位検出装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an azimuth detection method and an azimuth detection device that solve the above-mentioned technical problems and that enable accurate azimuth detection by effectively performing offset correction of a turning angular velocity sensor. That's true.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段および作用】図1は本発明
の方位検出方法が適用される方位検出装置の原理的な構
成を示すブロック図である。この方位検出装置は、車両
その他の移動体に搭載されて当該移動体の方位を検出す
るものであり、移動体の旋回角速度を検出する旋回角速
度センサ21と、この旋回角速度センサ21の出力に含
まれているオフセットを補正する補正手段22とを備え
ており、この補正手段22の出力に基づいて移動体の方
位の検出が行われる。
Means for Solving the Problems and Operations FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a direction detection device to which the direction detection method of the present invention is applied. This direction detection device is mounted on a vehicle or other moving object to detect the direction of the moving object, and includes a turning angular velocity sensor 21 that detects the turning angular velocity of the moving object, and a turning angular velocity sensor 21 that is included in the output of this turning angular velocity sensor 21. The vehicle is equipped with a correction means 22 for correcting the offset that has been generated, and the direction of the moving object is detected based on the output of the correction means 22.

【0010】旋回角速度センサ21の出力中に含まれる
オフセットは、温度や湿度その他の影響により時間的に
変動する。このため、補正手段22における補正量であ
るオフセット値は、オフセット更新手段23により更新
される。オフセット値の更新のために、所定の人工衛星
24からの電波を受信して移動体の方位を検出する方位
検出手段25が備えられている。この方位検出手段25
は、たとえば移動体の移動に伴うドップラー効果によっ
て人工衛星24からの受信電波の周波数が変動すること
を利用して方位の検出を行うものであってもよく、それ
以外の方法で方位の検出を行うものであってもよい。
The offset contained in the output of the turning angular velocity sensor 21 varies over time due to the influence of temperature, humidity, and other factors. Therefore, the offset value, which is the correction amount in the correction means 22, is updated by the offset update means 23. In order to update the offset value, azimuth detection means 25 is provided which receives radio waves from a predetermined artificial satellite 24 and detects the azimuth of the moving body. This direction detection means 25
For example, the direction may be detected by using the fluctuation in the frequency of the radio waves received from the artificial satellite 24 due to the Doppler effect caused by the movement of a mobile object, or the direction may be detected by other methods. It may be something you do.

【0011】方位検出手段25における方位検出精度は
、精度判定手段26により、所定の精度以上であるかど
うか判定される。この精度判定手段26は、たとえば人
工衛星24からの電波の受信状況と、移動体の速さを検
出する速度センサ27の出力が所定値以上であるかどう
かとに基づいて、上記の判定を行う。すなわち、ドップ
ラー効果を利用した方位検出が行われるときには、受信
周波数の変化は移動体の移動速度が速いほど顕著に現れ
、誤差の影響を排除して、高精度で方位の検出を行える
[0011] The accuracy of azimuth detection by the azimuth detecting means 25 is determined by the accuracy determining means 26 as to whether or not it is higher than a predetermined accuracy. The accuracy determining means 26 makes the above determination based on, for example, the reception status of radio waves from the artificial satellite 24 and whether the output of the speed sensor 27 that detects the speed of the moving object is equal to or higher than a predetermined value. . That is, when azimuth detection using the Doppler effect is performed, changes in the reception frequency become more noticeable as the moving speed of the moving body increases, and the influence of errors can be eliminated and azimuth can be detected with high precision.

【0012】速度センサ27の出力は、移動/停止判定
手段28に与えられ、移動体が移動中か停止しているか
が判定される。この判定結果は、オフセット更新手段2
3に与えられるほか、移動体が連続して移動している時
間を計測する移動時間計測手段29にも与えられる。精
度判定手段26において方位検出手段25における検出
方位が所定の方位以上であると判定されると、この時の
検出方位が第1の検出方位として第1の記憶手段31に
記憶される。この第1の記憶手段31に第1の検出方位
が記憶された後、移動時間計測手段29で所定時間が計
測されたとき、すなわち、移動体が所定時間にわたって
連続して移動した場合には、それ以後に精度判定手段2
6が方位検出手段25の方位検出精度が所定値以上であ
ると判定したタイミングで、方位検出手段31の出力が
、第2の検出方位として第2の記憶手段32に記憶され
る。なお、第1の記憶手段31と第2の記憶手段32と
は、別個のメモリ素子で構成されてもよく、また同一の
メモリ素子の異なる記憶領域を用いて構成されてもよい
[0012] The output of the speed sensor 27 is given to movement/stop determination means 28, which determines whether the moving body is moving or stopped. This determination result is determined by the offset updating means 2.
In addition to being given to 3, it is also given to a moving time measuring means 29 that measures the time during which the moving body is continuously moving. When the accuracy determining means 26 determines that the detected orientation by the orientation detecting means 25 is equal to or higher than the predetermined orientation, the detected orientation at this time is stored in the first storage means 31 as the first detected orientation. After the first detection direction is stored in the first storage means 31, when a predetermined time is measured by the movement time measuring means 29, that is, when the moving body moves continuously for a predetermined time, After that, accuracy determination means 2
6 determines that the orientation detection accuracy of the orientation detection means 25 is equal to or higher than a predetermined value, the output of the orientation detection means 31 is stored in the second storage means 32 as the second detected orientation. Note that the first storage means 31 and the second storage means 32 may be configured using separate memory elements, or may be configured using different storage areas of the same memory element.

【0013】第1の記憶手段31および第2の記憶手段
にそれぞれ記憶された第1の検出方位および第2の検出
方位は第1の方位変化量検出手段41に与えられる。こ
の第1の方位変化量検出手段は41は、たとえば第1の
検出方位と第2の検出方位との差から、第1の方位変化
量を求める。一方、補正手段22の出力は、第2の方位
変化量検出手段42に与えられている。この第2の方位
変化量検出手段42は、補正手段22の出力を累積する
ことにより、第1の方位変化量に対応した第2の方位変
化量を検出するものである。すなわち、第2の方位変化
量検出手段42は、第1の記憶手段31が第1の検出方
位を記憶したタイミングで補正手段22の出力を累積し
始め、第2の記憶手段32が第2の検出方位を記憶する
タイミングで累積を停止して、そのときの累積値を第2
の方位変化量としてオフセット更新手段23に与える。 補正手段22の出力はオフセット補正後の旋回角速度セ
ンサ21の出力であるから、その累積値は方位変化量と
なる。
The first detection orientation and the second detection orientation stored in the first storage means 31 and the second storage means, respectively, are provided to the first orientation change amount detection means 41. The first azimuth change amount detecting means 41 determines the first azimuth change amount from, for example, the difference between the first detected azimuth and the second detected azimuth. On the other hand, the output of the correction means 22 is given to the second azimuth change amount detection means 42. The second azimuth change amount detection means 42 detects a second azimuth change amount corresponding to the first azimuth change amount by accumulating the output of the correction means 22. That is, the second direction change detection means 42 starts accumulating the output of the correction means 22 at the timing when the first storage means 31 stores the first detected direction, and the second storage means 32 starts accumulating the output of the correction means 22 at the timing when the first storage means 31 stores the first detected direction. The accumulation is stopped at the timing when the detected direction is memorized, and the cumulative value at that time is used as the second
is given to the offset updating means 23 as the azimuth change amount. Since the output of the correction means 22 is the output of the turning angular velocity sensor 21 after offset correction, its cumulative value becomes the azimuth change amount.

【0014】オフセット更新手段23は、第1の方位変
化量検出手段41と第2の方位変化量検出手段42とか
らそれぞれ与えられる第1および第2の方位変化量に基
づいて新たなオフセット値を算出する。第1の方位変化
量は、移動時間計測手段29で計測される所定時間以上
の時間間隔で検出される高精度の検出方位に基づいて求
められているから、この第1の方位変化量は真の値に極
めて近い値となる。一方、第2の方位変化変化量はオフ
セット補正後の旋回角速度センサ21の出力を累積した
ものであるから、走行中に生じたオフセットのドリフト
量が累積されている。したがって、たとえば第2の方位
変化量から第1の方位変化量を減じることによりオフセ
ットドリフト量の累積値が求まることになる。この累積
値から、オフセットドリフト量が判れば、これに基づい
て新たなオフセット値を求めることができる。この新た
なオフセット値はライン35から補正手段22に与えら
れる。オフセット値の更新の後には、ライン37からの
信号により第1の記憶手段31および第2の記憶手段3
2の各記憶内容がクリアされる。
The offset updating means 23 calculates a new offset value based on the first and second azimuth change amounts given from the first azimuth change amount detection means 41 and the second azimuth change amount detection means 42, respectively. calculate. Since the first azimuth change amount is determined based on highly accurate detected azimuths detected at time intervals longer than a predetermined time measured by the travel time measuring means 29, this first azimuth change amount is true. The value is extremely close to that of . On the other hand, since the second azimuth change amount is the cumulative output of the turning angular velocity sensor 21 after offset correction, it is the cumulative amount of offset drift that occurred during driving. Therefore, for example, by subtracting the first azimuth change amount from the second azimuth change amount, the cumulative value of the offset drift amount can be determined. If the amount of offset drift is known from this cumulative value, a new offset value can be determined based on this. This new offset value is provided to the correction means 22 via line 35. After updating the offset value, a signal from line 37 causes the first storage means 31 and the second storage means 3 to be
2 are cleared.

【0015】なお、第2の方位変化量検出手段42では
、オフセット補正前の旋回角速度センサ21のそのまま
の出力が累積されてもよい。この場合には、検出される
第2の方位変化量は、真の方位変化量に、オフセットド
リフト量を含むオフセットが累積されたものとなる。 したがって、たとえば第1の方位変化量を第2の方位変
化量から減じることよって、オフセットドリフト量を含
むオフセットの累積値が求まるから、これに基づいて新
たなオフセット値を求めることができる。
Note that the second azimuth change amount detection means 42 may accumulate the output of the turning angular velocity sensor 21 as it is before offset correction. In this case, the detected second azimuth change amount is the true azimuth change amount plus an offset including the offset drift amount. Therefore, for example, by subtracting the first azimuth change amount from the second azimuth change amount, the cumulative value of the offset including the offset drift amount can be determined, and a new offset value can be determined based on this.

【0016】第2の方位変化量検出手段41での累積値
は、移動時間計測手段29で計測される所定時間以上の
時間にわたって累積されたものであるから、たとえば移
動体の振動などのようなオフセットドリフト量以外のノ
イズ成分は、長時間の累積により相殺される。これによ
り、オフセット値が正確に求まることになる。なお、移
動/停止判定手段28において移動体が停止していると
判定されたときには、オフセット更新手段23において
、ライン36から与えられる補正手段22の出力に基づ
いてオフセット値の更新を行うようにしてもよい。すな
わち、移動体が停止しているときの補正手段22の出力
は、オフセットドリフト量そのものであるから、これに
基づき新たなオフセット値を求めることができる。この
ように移動体が停止したときには、補正手段22の出力
に基づいてオフセット値の更新を行うのは、人工衛星2
4からの電波を利用してオフセット値を求めるよりも、
直接的かつ正確にオフセット値が求まるからである。こ
のような停止中におけるオフセット値の更新は、オフセ
ット補正前の旋回角速度センサ21の直接の出力に基づ
いて行うこともできる。すなわち、停止中における旋回
角速度センサ21の出力は、オフセットそのものである
から、これに基づいて新たなオフセット値を得ることが
できる。
Since the cumulative value detected by the second azimuth change detection means 41 is accumulated over a period of time longer than the predetermined time measured by the travel time measuring means 29, it is possible to detect vibrations of the moving object. Noise components other than the offset drift amount are canceled out by long-term accumulation. This allows the offset value to be determined accurately. Note that when the moving/stopping determining means 28 determines that the moving body is stopped, the offset updating means 23 updates the offset value based on the output of the correcting means 22 given from the line 36. Good too. That is, since the output of the correction means 22 when the moving body is stopped is the offset drift amount itself, a new offset value can be determined based on this. When the moving body stops in this way, it is the artificial satellite 2 that updates the offset value based on the output of the correction means 22.
Rather than finding the offset value using radio waves from 4,
This is because the offset value can be determined directly and accurately. Such updating of the offset value during stoppage can also be performed based on the direct output of the turning angular velocity sensor 21 before offset correction. That is, since the output of the turning angular velocity sensor 21 while the vehicle is stopped is the offset itself, a new offset value can be obtained based on this.

【0017】[0017]

【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。図2は本発明の一実施例の車両方位検出方法を
実施するためのナビゲーション装置の基本的な構成を示
すブロック図である。このナビゲーション装置は移動体
である車両に搭載されて用いられ、車両の旋回角速度を
検出する旋回角速度センサであるジャイロ1と、車輪の
回転速度などの検出により車両の速さを検出する車速セ
ンサ2とを有し、これらの出力が与えられる位置検出部
3では、いわゆる推測航法などによって車両の現在位置
が推定される。この位置検出部3には、ジャイロ1の出
力中に含まれるオフセット値を記憶するオフセットメモ
リ11が接続されており、現在位置の推定には、ジャイ
ロ1の出力からオフセット値を差し引いて補正した値が
用いられる。位置検出部3は、CPUなど(図示せず)
から構成されており、ワークエリアとして機能するメモ
リ15や、車両の連続走行時間を計測するための連続走
行カウンタ16とを内部に有している。ジャイロ1には
、光ファイバジャイロ、機械式ジャイロ、振動ジャイロ
およびガスレートジャイロなどの各種のものを用いるこ
とができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings showing examples. FIG. 2 is a block diagram showing the basic configuration of a navigation device for implementing a vehicle direction detection method according to an embodiment of the present invention. This navigation device is used mounted on a vehicle, which is a moving object, and includes a gyro 1 which is a turning angular velocity sensor that detects the turning angular velocity of the vehicle, and a vehicle speed sensor 2 which detects the speed of the vehicle by detecting the rotational speed of the wheels. The position detection unit 3, which has these outputs, estimates the current position of the vehicle by so-called dead reckoning navigation or the like. An offset memory 11 that stores the offset value included in the output of the gyro 1 is connected to the position detection unit 3, and the current position is estimated using a value corrected by subtracting the offset value from the output of the gyro 1. is used. The position detection unit 3 includes a CPU (not shown), etc.
It has a memory 15 that functions as a work area and a continuous running counter 16 for measuring the continuous running time of the vehicle. Various types of gyros can be used as the gyro 1, such as an optical fiber gyro, a mechanical gyro, a vibration gyro, and a gas rate gyro.

【0018】位置検出部3で検出された現在位置を表す
推定位置データは、CPU(中央処理装置)などで構成
された制御部4に与えられる。制御部4は、CD−RO
Mなどで構成された道路地図メモリ5から上記推定位置
データに対応する地域の道路地図をメモリドライブ6を
介して読み出し、この道路地図とともに上記推定位置を
CRTなどの表示部7に表示する。この表示部7に関連
してキー入力部などを備えたコンソール8が設けられて
おり、各種の指示入力操作を行うことができる。
Estimated position data representing the current position detected by the position detection section 3 is given to a control section 4 composed of a CPU (central processing unit) or the like. The control unit 4 is a CD-RO
A road map of the area corresponding to the estimated position data is read out from a road map memory 5 made up of an M, etc. via a memory drive 6, and the estimated position is displayed together with this road map on a display unit 7 such as a CRT. A console 8 equipped with a key input section and the like is provided in conjunction with the display section 7, and various instruction input operations can be performed.

【0019】位置検出部3からは、推定位置データとと
もに、車両の進行方位(以下「車両の方位」という)を
表す方位データも、制御部4に与えられ、表示部7では
車両の方位も同時に表示される。位置検出部3には、方
位検出手段であるGPS(Grobal Positi
oning System)受信機9が接続されている
。このGPS受信機9は、地球の周りの所定軌道を周回
して時間情報などを放射するGPS衛星10a〜10d
からの電波の伝搬遅延時間を測定して車両の現在位置を
検出し、この検出された位置データを位置検出部3に与
える。また、このGPS受信機9は、車両の方位を示す
方位情報をも位置検出部3に与えるものである。すなわ
ち、車両が移動すると、ドップラー効果のためにGPS
衛星10a〜10dからの電波の受信周波数が車速に応
じて変動する。したがって、各衛星10a〜10dから
の受信電波の周波数を監視すれば、車両の方位が検出さ
れ、この検出された方位が位置検出部3に与えられる。 ドップラー効果による受信周波数の変化は、車速が速い
ほど顕著に現れるから、車速が速いほど方位検出精度は
高くなる。
The position detection unit 3 provides the estimated position data as well as azimuth data representing the traveling direction of the vehicle (hereinafter referred to as “vehicle azimuth”) to the control unit 4, and the display unit 7 simultaneously displays the azimuth of the vehicle. Is displayed. The position detection unit 3 includes a GPS (Global Position
oning System) receiver 9 is connected. This GPS receiver 9 includes GPS satellites 10a to 10d that orbit in a predetermined orbit around the earth and emit time information, etc.
The current position of the vehicle is detected by measuring the propagation delay time of radio waves from the vehicle, and the detected position data is provided to the position detection unit 3. The GPS receiver 9 also provides the position detection section 3 with azimuth information indicating the azimuth of the vehicle. That is, when the vehicle moves, the GPS
The reception frequency of radio waves from the satellites 10a to 10d varies depending on the vehicle speed. Therefore, by monitoring the frequency of the received radio waves from each of the satellites 10a to 10d, the direction of the vehicle is detected, and the detected direction is provided to the position detecting section 3. Changes in the reception frequency due to the Doppler effect become more pronounced as the vehicle speed increases, so the faster the vehicle speed, the higher the direction detection accuracy becomes.

【0020】一方、GPS受信機9では、4個のGPS
衛星10a〜10dのうち3個の衛星からの電波が受信
できれば、高度を除くいわゆる2次元測位が可能であり
、4個の衛星からの電波が受信できれば高度を含めた3
次元測位が可能である。GPS受信機9は、2次元測位
が行われているか、それとも3次元測位が行われている
か、またはいずれの測位も不可能な状態であるのかを示
す情報を位置検出部3に与えている。いずれの測位も不
可能な状態とは、ビルの影などを車両が走行中の場合の
ように、2個以下のGPS衛星からの電波のみが受信さ
れるに過ぎないか、いずれの衛星からの電波も受信でき
ない場合である。
On the other hand, the GPS receiver 9 has four GPS
If radio waves from three of the satellites 10a to 10d can be received, so-called two-dimensional positioning excluding altitude is possible, and if radio waves from four satellites can be received, three-dimensional positioning including altitude is possible.
Dimensional positioning is possible. The GPS receiver 9 provides the position detection unit 3 with information indicating whether two-dimensional positioning, three-dimensional positioning is being performed, or whether any positioning is impossible. A state in which no positioning is possible means that only radio waves from two or fewer GPS satellites are received, such as when the vehicle is driving in the shadow of a building, or when radio waves from any of the satellites are received. This is a case where radio waves cannot be received.

【0021】位置検出部3における位置検出は、上記の
推測航法と、この推測航法により得た推定位置とメモリ
ドライブ6を介して道路地図メモリ5から読み出された
道路地図とのマッチングをとる地図マッチング法とを併
用して行われる。この地図マッチング法は、車両の現在
位置は必ず道路上の一点であることを利用して、推定位
置を道路地図上の位置に補正する技術である。
[0021] The position detection in the position detecting section 3 is performed by the above-mentioned dead reckoning, and by matching the estimated position obtained by this dead reckoning with the road map read out from the road map memory 5 via the memory drive 6. This is done in combination with the matching method. This map matching method is a technology that corrects the estimated position to the position on the road map by utilizing the fact that the current position of the vehicle is always one point on the road.

【0022】以下では、位置検出部3における車両の方
位の検出について詳述する。車両の方位の検出は、上述
のように専らジャイロ1の出力に基づいて行われる。ジ
ャイロ1の出力には、車両の旋回角速度が零のときの出
力であるオフセットが含まれている。このオフセット値
はオフセットメモリ11に記憶されており、位置検出部
3は、ジャイロ3の出力からオフセット11に記憶され
たオフセットを差し引くことによりオフセット補正を行
い、このオフセット補正の結果得られた値を累積するこ
とによって、車両の方位変化量を検出する。したがって
、初期方位をコンソール8などから与えたり、GPS受
信機9から与えられる方位情報を初期値として使用した
りすることにより、車両の方位が検出されることになる
The detection of the direction of the vehicle by the position detecting section 3 will be described in detail below. The direction of the vehicle is detected solely based on the output of the gyro 1, as described above. The output of the gyro 1 includes an offset that is an output when the turning angular velocity of the vehicle is zero. This offset value is stored in the offset memory 11, and the position detection unit 3 performs offset correction by subtracting the offset stored in the offset 11 from the output of the gyro 3, and uses the value obtained as a result of this offset correction. By accumulating, the amount of change in direction of the vehicle is detected. Therefore, the direction of the vehicle is detected by giving the initial direction from the console 8 or the like, or by using the direction information given from the GPS receiver 9 as an initial value.

【0023】一方、オフセット値は温度や湿度の変化に
よりドリフトするという性質を有しているため、オフセ
ットメモリ11に記憶された一定のオフセット値を常時
使用することとすると、上記ドリフトによる誤差が累積
されて検出方位に大きな誤差を生じさせてしまう。この
ため、ドリフト量を補正した正しいオフセット値を適宜
検出して、この新しいオフセット値によりオフセット補
正を行うことが必要である。このようなオフセット値の
更新は、できる限り短い時間間隔で行われることが好ま
しく、長時間にわたって一定のオフセット値を用いると
、検出方位に大きな誤差を生じさせることになりかねな
い。
On the other hand, since the offset value has the property of drifting due to changes in temperature and humidity, if a constant offset value stored in the offset memory 11 is always used, the error due to the above drift will accumulate. This causes a large error in the detected direction. Therefore, it is necessary to appropriately detect a correct offset value with the drift amount corrected, and perform offset correction using this new offset value. It is preferable that such offset value updates be performed at as short time intervals as possible; if a constant offset value is used for a long period of time, a large error may occur in the detected orientation.

【0024】車両が信号などで停止した場合には、この
停止中の真の旋回角速度は零であるから、この停止中の
ジャイロ1の出力を従前のオフセット値OF(N−1)
 で補正した値は、オフセットドリフト量ΔOFそのも
のとなる。このため、位置検出部3は車両が停止するた
び毎にオフセット補正されたジャイロ1の出力に基づい
て、オフセットドリフト量ΔOFを検出し、このオフセ
ットドリフト量ΔOFを補正した新たなオフセット値O
F(N) を求め、オフセットメモリ11の記憶値を新
たなオフセット値OF(N) に更新する。
When the vehicle stops at a traffic light, etc., the true turning angular velocity during this stop is zero, so the output of the gyro 1 during this stop is set to the previous offset value OF(N-1).
The value corrected by is the offset drift amount ΔOF itself. Therefore, each time the vehicle stops, the position detection unit 3 detects the offset drift amount ΔOF based on the offset-corrected output of the gyro 1, and calculates a new offset value O by correcting this offset drift amount ΔOF.
F(N) is determined and the value stored in the offset memory 11 is updated to the new offset value OF(N).

【0025】一方、高速道路などを走行しているときに
は、車両の連続走行時間が長くなるから、車両の走行中
でもオフセット値を新たな値に更新することが必要とな
る。図3は、連続走行時間が長くなった場合におけるオ
フセット値の更新のための処理を説明するためのフロー
チャートである。位置検出部3は内部にCPUなどを含
むものであり、オフセット値の補正はソフトウェア処理
により実現される。ステップs1では、車速センサ2の
出力に基づき、車両が走行中であるかどうかが判断され
、車両が停止した場合にはリターンして上記の車両が停
止したときのオフセット値の更新処理が行われる。
On the other hand, when the vehicle is traveling on a highway or the like, the continuous traveling time of the vehicle becomes long, so it is necessary to update the offset value to a new value even while the vehicle is traveling. FIG. 3 is a flowchart for explaining processing for updating the offset value when the continuous running time becomes long. The position detection unit 3 includes a CPU and the like therein, and correction of the offset value is realized by software processing. In step s1, it is determined whether the vehicle is running based on the output of the vehicle speed sensor 2, and if the vehicle has stopped, the process returns and updates the offset value when the vehicle has stopped. .

【0026】車両が走行中であれば、ステップs2にお
いて、GPS受信機9からの測位精度を示す情報と、車
速センサ2で検出される車速とに基づいて、GPS受信
機9からの方位情報の精度が所定の精度以上であるかど
うかが判断される。この所定の精度とは、GPS受信機
9で3次元測位が行われており、かつ、車速が所定値V
以上であることを意味する。車速が所定値V以上である
ことを条件としているのは、上記のように方位の検出が
ドップラー効果を利用しているからである。したがって
、方位情報の精度が所定の精度に満たない場合とは、た
とえば、ビル街などを走行している場合のように、GP
S衛星10a〜10dからの電波の受信状況が悪く、2
次元測位のみが可能な場合や、測位が不可能な場合など
である。また、車速センサ2で検出される車速が所定値
Vに満たない場合にも精度が悪いものと判断される。 高速道路走行中におけるオフセット補正を主眼に考える
とすれば、上記所定値Vは、たとえば60〜80(km
/h)程度に選ばれてもよい。たとえば、車速が50(
km/h)であれば方位検出誤差は6度程度であり、車
速が100(km/h)であれば方位検出誤差は1度程
度である。
If the vehicle is running, in step s2, the direction information from the GPS receiver 9 is determined based on the information indicating the positioning accuracy from the GPS receiver 9 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 2. It is determined whether the accuracy is greater than or equal to a predetermined accuracy. This predetermined accuracy means that the GPS receiver 9 is performing three-dimensional positioning, and the vehicle speed is a predetermined value V.
It means the above. The reason why the vehicle speed is required to be equal to or higher than the predetermined value V is because the direction detection uses the Doppler effect as described above. Therefore, when the accuracy of the direction information is less than the predetermined accuracy, for example, when driving in a built-up area,
Due to poor reception of radio waves from S satellites 10a to 10d, 2
There are cases where only dimensional positioning is possible, cases where positioning is impossible, etc. Furthermore, if the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 2 is less than the predetermined value V, it is also determined that the accuracy is poor. If we consider offset correction while driving on a highway, the predetermined value V is, for example, 60 to 80 (km
/h) may be selected. For example, if the vehicle speed is 50 (
km/h), the direction detection error is about 6 degrees, and if the vehicle speed is 100 (km/h), the direction detection error is about 1 degree.

【0027】ステップs2で方位検出精度が所定の精度
以上でないと判断されたときには、リターンして、ステ
ップs1からの処理が繰り返される。ステップs2で方
位検出精度が所定の精度以上であると判断されると、ス
テップs3において、GPS受信機9からの方位情報が
、第1の検出方位d1として、位置検出部3の内部のメ
モリ15の所定の記憶領域に記憶される。
If it is determined in step s2 that the orientation detection accuracy is not higher than the predetermined accuracy, the process returns and the processing from step s1 is repeated. If it is determined in step s2 that the orientation detection accuracy is equal to or higher than the predetermined accuracy, then in step s3, the orientation information from the GPS receiver 9 is stored in the internal memory 15 of the position detection unit 3 as the first detected orientation d1. is stored in a predetermined storage area.

【0028】次に、ステップs4では車両が走行中であ
るかどうかが判断され、走行中でなければステップs1
3に進み、走行中であるときには、ステップs5に進ん
で、連続走行時間を測定するための連続走行カウンタ1
6の計数値Cがインクリメントされる。そして、ステッ
プs6ではジャイロ1の出力が累積される。この累積さ
れるジャイロ1の出力は、オフセットメモリ11に記憶
されたオフセット値に基づくオフセット補正がされた後
のものである。
Next, in step s4, it is determined whether the vehicle is running, and if the vehicle is not running, step s1 is executed.
If the vehicle is running, the process proceeds to step s5, where a continuous running counter 1 for measuring continuous running time is counted.
The count value C of 6 is incremented. Then, in step s6, the output of the gyro 1 is accumulated. This accumulated output of the gyro 1 has been subjected to offset correction based on the offset value stored in the offset memory 11.

【0029】ステップs7では、連続走行カウンタ16
の計数値Cが、所定時間T(たとえば300秒)に対応
した所定値M以上であるかどうかが判断される。連続走
行カウンタ16の計数値Cが所定値M未満であればステ
ップs4に戻り、計数値Cが所定値M以上のときにはス
テップs8に進む。ステップs8では、ステップs2の
場合と同様にして、GPS受信機9からの方位情報の精
度が所定の精度以上であるかどうかが判断され、所定の
精度に満たない場合には、ステップs4に戻る。
In step s7, the continuous running counter 16
It is determined whether the count value C of is greater than or equal to a predetermined value M corresponding to a predetermined time T (for example, 300 seconds). If the count value C of the continuous running counter 16 is less than the predetermined value M, the process returns to step s4, and if the count value C is greater than or equal to the predetermined value M, the process proceeds to step s8. In step s8, in the same manner as in step s2, it is determined whether the accuracy of the azimuth information from the GPS receiver 9 is greater than or equal to a predetermined accuracy, and if it is less than the predetermined accuracy, the process returns to step s4. .

【0030】ステップs8で、GPS受信機9からの方
位情報の精度が所定の精度以上であると判断されると、
ステップs9において、このときのGPS受信機9から
の方位情報が第2の検出方位d2としてメモリ15の所
定の記憶領域に記憶される。また、第2の検出方位d2
の記憶に伴って、ジャイロ1の出力(オフセット補正後
の値)の累積が停止される。
[0030] In step s8, if it is determined that the accuracy of the direction information from the GPS receiver 9 is higher than a predetermined accuracy,
In step s9, the azimuth information from the GPS receiver 9 at this time is stored in a predetermined storage area of the memory 15 as the second detected azimuth d2. Also, the second detection direction d2
, the accumulation of the output of the gyro 1 (value after offset correction) is stopped.

【0031】そして、ステップs10では、ステップs
9で記憶した第2の検出方位d1から、ステップs3で
記憶した第1の検出方位d2を減じることによって、上
記所定時間T以上の時間間隔で検出された方位の差が求
められる。この値は、上記所定時間T以上の時間間隔に
おける車両の方位変化量ΔD1となる。この方位変化量
ΔD1が第1の方位変化量に対応する。この第1の方位
変化量ΔD1は、GPS受信機9からの方位情報の精度
が高いときの検出方位に基づいているから、精度の高い
値となっている。
[0031] Then, in step s10, step s
By subtracting the first detection orientation d2 stored in step s3 from the second detection orientation d1 stored in step 9, the difference between the orientations detected at time intervals longer than the predetermined time T is determined. This value becomes the amount of change in direction ΔD1 of the vehicle at a time interval longer than the predetermined time T. This azimuth change amount ΔD1 corresponds to the first azimuth change amount. This first azimuth change amount ΔD1 is a highly accurate value because it is based on the detected azimuth when the azimuth information from the GPS receiver 9 is highly accurate.

【0032】一方、所定時間T以上の時間間隔における
ジャイロ1のオフセット補正後の出力の積算値は第2の
方位変化量ΔD2となる。この第2の方位変化量ΔD2
には、湿度や温度の変化などに起因するオフセットのド
リフト量ΔOFの積算値Σが含まれている。一方、上記
所定時間T以上の時間にわたってジャイロ1のオフセッ
ト補正後の出力を累積していることにより、車両の走行
中の振動などに起因するノイズ成分はほぼ相殺されてい
る。したがって、ジャイロ1の出力のオフセット補正後
の値を累積して得た第2の方位変化量ΔD2とGPS受
信機9からの方位情報により得た第1の方位変化量ΔD
1との差は、上記所定時間T以上の時間間隔におけるド
リフト量ΔOFの積算値Σに対応する。
On the other hand, the integrated value of the output of the gyro 1 after offset correction in a time interval longer than the predetermined time T becomes the second azimuth change amount ΔD2. This second direction change amount ΔD2
includes the integrated value Σ of the offset drift amount ΔOF due to changes in humidity and temperature. On the other hand, by accumulating the offset-corrected output of the gyro 1 over a period of time equal to or longer than the predetermined time T, noise components caused by vibrations while the vehicle is running are almost canceled out. Therefore, the second azimuth change amount ΔD2 obtained by accumulating the value after offset correction of the output of the gyro 1 and the first azimuth change amount ΔD obtained from the azimuth information from the GPS receiver 9.
The difference from 1 corresponds to the integrated value Σ of the drift amount ΔOF in a time interval longer than the predetermined time T.

【0033】オフセット値OFの更新はできるだけ短い
時間間隔で行われることが好ましく、そのためには所定
時間Tをできるだけ短くする必要がある。しかし、走行
中の振動によるノイズなどの除去を考えた場合には、所
定時間Tは、上記のように300秒程度に選ぶのが適当
である。ステップs11では、上記2つの方位変化量Δ
D1,ΔD2からドリフト量ΔOFの積算値Σが求めら
れ、さらにこの積算値Σに基づいてドリフト量ΔOFが
演算される。このドリフト量ΔOFの演算は、図4に示
すように、前回のオフセット値の補正時(時刻t1)に
おけるオフセットドリフト量ΔOFが零であるとし、こ
の時点からオフセットドリフト量ΔOFが時間の経過に
比例して単調に増加したものと仮定して行われる。すな
わち、積算値Σは、図4において斜線を付した領域の面
積に対応するから、オフセットドリフト量ΔOFは、下
記第(2) 式に基づいて算出される。
It is preferable that the offset value OF be updated at as short a time interval as possible, and for this purpose it is necessary to make the predetermined time T as short as possible. However, when considering the removal of noise caused by vibrations during running, it is appropriate to select the predetermined time T to be about 300 seconds as described above. In step s11, the two orientation changes Δ
An integrated value Σ of the drift amount ΔOF is obtained from D1 and ΔD2, and the drift amount ΔOF is further calculated based on this integrated value Σ. As shown in FIG. 4, this drift amount ΔOF is calculated based on the assumption that the offset drift amount ΔOF at the time of the previous offset value correction (time t1) is zero, and from this point on, the offset drift amount ΔOF is proportional to the passage of time. This is done on the assumption that the value increases monotonically. That is, since the integrated value Σ corresponds to the area of the shaded region in FIG. 4, the offset drift amount ΔOF is calculated based on the following equation (2).

【0034】[0034]

【数1】[Math 1]

【0035】なお、第(2) 式において、tは時刻を
表すものとし、時刻t1は、ステップs3において最初
にGPS受信機9からの方位情報が記憶された時刻であ
り、時刻t2は、ステップs9において2番目に方位情
報が記憶された時刻である。時間間隔ΔTは、連続走行
カウンタ16において車両が所定時間Tにわたって連続
走行状態であることが検出された後、さらに方位検出精
度が所定の精度以上であると判定される時点までの時間
となるから、所定時間T以上の時間となる。
Note that in equation (2), t represents time, time t1 is the time when the direction information from the GPS receiver 9 is first stored in step s3, and time t2 is the time when the direction information from the GPS receiver 9 is first stored in step s3. This is the time when the orientation information is stored second in s9. The time interval ΔT is the time from when the continuous running counter 16 detects that the vehicle is in a continuous running state for a predetermined time T until the point in time when the direction detection accuracy is determined to be equal to or higher than the predetermined accuracy. , which is longer than the predetermined time T.

【0036】上記第(2) 式から、結局、オフセット
ドリフト量ΔOFは下記第(3) 式により得られるこ
とになる。
From the above equation (2), the offset drift amount ΔOF can be obtained from the following equation (3).

【0037】[0037]

【数2】[Math 2]

【0038】ステップs12では、オフセットメモリ1
1から前回のオフセット値OF(N−1) が読み出さ
れ、このオフセット値OF(N−1)に基づいて、新た
なオフセット値OF(N) が算出される。この新たな
オフセット値OF(N) がオフセットメモリ11に記
憶されることになる。新たなオフセット値OF(N) 
は、単純に、      OF(N) =OF(N−1
) +ΔOF                   
     ・・・・  (4) として算出してもよい
が、本実施例では、下記第(5) 式に従って新たなオ
フセット値OF(N) の算出が行われる。
In step s12, offset memory 1
1, the previous offset value OF(N-1) is read out, and a new offset value OF(N) is calculated based on this offset value OF(N-1). This new offset value OF(N) will be stored in the offset memory 11. New offset value OF(N)
is simply, OF(N) =OF(N-1
) +ΔOF
(4) However, in this embodiment, a new offset value OF(N) is calculated according to the following equation (5).

【0039】       OF(N) =(1−K)・OF(N−1
) +K・(OF(N−1) +ΔOF)      
        ただし、0≦K≦1である。    
              ・・・・  (5) こ
のように、いわばフィルタをかけてオフセット値OFを
更新することによって、より確実性の高いオフセット値
の更新が実現できる。すなわち、上記のようにオフセッ
ト値の更新は、オフセットドリフト量ΔOFが図4に示
すように直線的に変化すると仮定して行われているが、
実際のオフセットドリフト量ΔOFの時間変化は複雑で
あり、たとえば図5に示すような変化を示す場合もある
。このため、真のオフセットドリフト量ΔOFと、上記
の第(2) 式および第(3) 式に従って得られるオ
フセットドリフト量ΔOFとの間には大きな差が生じる
場合がある。このような真の値から大きくはずれた計算
値をそのまま用いてオフセット値OFを更新すると、オ
フセット値の更新のたび毎にオフセット値OFを大き過
ぎる値に更新したり、また逆に小さ過ぎる値に更新した
りする動作を繰り返すこととなる。このような状態から
、もしも地図とのマッチングがとれなくなったときには
、車両が停車するまで誤ったオフセット値OFによりオ
フセット補正が行われることとなり、連続走行中に何ら
処理をしないよりも現在位置の検出に大きな誤差を生じ
させてしまうおそれがある。
OF(N) = (1-K)・OF(N-1
) +K・(OF(N-1) +ΔOF)
However, 0≦K≦1.
(5) In this way, by applying a so-called filter to update the offset value OF, it is possible to update the offset value with higher certainty. That is, as described above, the offset value is updated on the assumption that the offset drift amount ΔOF changes linearly as shown in FIG.
The actual change in the offset drift amount ΔOF over time is complicated, and may exhibit changes as shown in FIG. 5, for example. Therefore, there may be a large difference between the true offset drift amount ΔOF and the offset drift amount ΔOF obtained according to the above equations (2) and (3). If you update the offset value OF using a calculated value that deviates greatly from the true value, the offset value OF may be updated to a value that is too large or conversely to a value that is too small each time the offset value is updated. The updating operation will be repeated. In such a situation, if matching with the map is no longer possible, offset correction will be performed using the incorrect offset value OF until the vehicle stops, and the detection of the current position will be better than performing any processing during continuous driving. There is a risk that a large error may occur.

【0040】さらに、誤差を含むオフセットドリフト量
ΔOFを用いて更新したオフセット値OFには大きな誤
差が含まれることになるから、このような大きな誤差を
含むオフセット値OF(N) をもとに更新される次回
のオフセット値OF(N+1) が正しい値に更新され
る保証はない。このため、上記のようにフィルタをかけ
た方がより確実性の高いオフセット値の更新が実現でき
るのである。
Furthermore, since the offset value OF updated using the offset drift amount ΔOF that includes an error will include a large error, it is updated based on the offset value OF(N) that includes such a large error. There is no guarantee that the next offset value OF(N+1) to be updated will be updated to the correct value. Therefore, by applying the filter as described above, it is possible to update the offset value with higher certainty.

【0041】なお、本件発明者によるシミュレーション
の結果、Kの値は、0.4〜0.6程度が適当であると
考えられる。Kの値を0.1〜0.3とすると、オフセ
ットの更新量が小さくなるため、走行中におけるキャリ
ブレーションの効果が小さくなる。また、Kの値を0.
7以上とすると、オフセット値が大きくなり過ぎたり小
さくなり過ぎたりして、却って方位検出誤差が大きくな
る。
[0041] As a result of a simulation conducted by the inventor of the present invention, it is considered that the value of K is approximately 0.4 to 0.6. When the value of K is set to 0.1 to 0.3, the update amount of the offset becomes small, so the effect of calibration during running becomes small. Also, set the value of K to 0.
If it is 7 or more, the offset value will become too large or too small, and the direction detection error will become larger.

【0042】ステップs12でオフセット値OFの更新
が行われた後は、ステップs13において、連続走行カ
ウンタ16の計数値Cがクリアされ、さらにジャイロ1
のオフセット補正後の出力の積算値がクリアされる。同
時に、メモリ15に記憶した上記第1および第2の検出
方位d1,d2がクリアされる。以上のように本実施例
によれば、車両が所定時間T以上にわたって連続走行し
ている場合には、GPS受信機9からの精度の高い方位
情報を用いて所定時間T以上の時間間隔における方位変
化量ΔD1を検出し、その一方でジャイロ1のオフセッ
ト補正後の出力を積算して方位変化量ΔD2を検出して
いる。そして、2つの方位変化量ΔD1,ΔD2に基づ
いてオフセットドリフト量ΔOFが求められ、このオフ
セットドリフト量ΔOFを用いてオフセット値OFが更
新される。このようにして、車両が長時間連続走行する
場合であっても、走行中にオフセット値の更新を行わせ
ることができるようになり、たとえば高速道路走行中の
場合でもジャイロ1の出力に基づいて検出された車両の
方位に大きな誤差を生じさせることを防ぐことができる
。これにより、車両の位置検出精度の向上にも寄与する
ことができ、車両の現在位置や車両の進行方向を正確に
表示器7に表示させることができるようになる。また、
前述の特開昭63−182519号公報に開示された先
行技術のように直線道路を走行していなくても、オフセ
ット値の更新を行える。
After the offset value OF is updated in step s12, the count value C of the continuous travel counter 16 is cleared in step s13, and the gyro 1
The integrated value of the output after offset correction is cleared. At the same time, the first and second detection directions d1 and d2 stored in the memory 15 are cleared. As described above, according to this embodiment, when the vehicle is continuously traveling for a predetermined time T or longer, highly accurate azimuth information from the GPS receiver 9 is used to determine the azimuth at time intervals of the predetermined time T or longer. The amount of change ΔD1 is detected, and on the other hand, the output of the gyro 1 after offset correction is integrated to detect the amount of change ΔD2 in direction. Then, an offset drift amount ΔOF is determined based on the two azimuth change amounts ΔD1 and ΔD2, and the offset value OF is updated using this offset drift amount ΔOF. In this way, even if the vehicle is running continuously for a long time, the offset value can be updated while the vehicle is running. For example, even when driving on a highway, the offset value can be updated based on the output of gyro 1. It is possible to prevent a large error from occurring in the detected direction of the vehicle. This can also contribute to improving the accuracy of detecting the position of the vehicle, and the current position of the vehicle and the direction in which the vehicle is traveling can be accurately displayed on the display 7. Also,
The offset value can be updated even when the vehicle is not traveling on a straight road, unlike the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-182519.

【0043】ただし、車両が停止したときには、この停
止時のジャイロ1の出力に基づいてオフセット値OFが
更新される。これは、GPS受信機9からの方位情報を
用いてオフセット値を求めるよりも、直接的かつ正確に
オフセットを求めることができるからである。次に、本
発明の他の実施例について説明する。上記の第1の実施
例では、ジャイロ1の出力をオフセット補正し、このオ
フセット補正後の値を積算して得た第2の方位変化量Δ
D2を、GPS受信機9からの方位情報に基づいて得た
第1の方位変化量ΔD1と比較してオフセットドリフト
量ΔOFを算出している。これに対して、本実施例では
、オフセット補正前のジャイロ1の出力が積算される。 このオフセット補正前のジャイロ1の出力の積算値と、
GPS受信機9からの方位情報により算出した方位変化
量ΔD1との差は、オフセットドリフト量ΔOFを含ん
だオフセットの積算値となる。したがって、たとえば図
6に示すようにオフセットが時間の経過に伴って直線的
にドリフトしたと仮定すると、オフセットの積算値Sは
、図6において斜線を付した領域の面積に対応する。し
たがって、
However, when the vehicle stops, the offset value OF is updated based on the output of the gyro 1 at the time of the stop. This is because the offset can be determined more directly and accurately than by determining the offset value using the azimuth information from the GPS receiver 9. Next, other embodiments of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the output of the gyro 1 is offset-corrected, and the second azimuth change amount Δ is obtained by integrating the value after this offset correction.
The offset drift amount ΔOF is calculated by comparing D2 with the first azimuth change amount ΔD1 obtained based on the azimuth information from the GPS receiver 9. In contrast, in this embodiment, the output of the gyro 1 before offset correction is integrated. The integrated value of the output of gyro 1 before this offset correction,
The difference from the azimuth change amount ΔD1 calculated from the azimuth information from the GPS receiver 9 becomes an integrated value of offsets including the offset drift amount ΔOF. Therefore, for example, assuming that the offset drifts linearly over time as shown in FIG. 6, the integrated value S of the offset corresponds to the area of the shaded region in FIG. therefore,

【0044】[0044]

【数3】[Math 3]

【0045】となるから、新たなオフセット値OF(N
) は、上記積算値Sと、オフセットメモリ11に記憶
されている前回のオフセット値OF(N−1) とから
、下記第(7) 式により得られることになる。
Therefore, the new offset value OF(N
) is obtained from the above-mentioned integrated value S and the previous offset value OF(N-1) stored in the offset memory 11 by the following equation (7).

【0046】[0046]

【数4】[Math 4]

【0047】このようにしても、上記の第1の実施例の
場合と同様に、連続走行時間が所定時間T以上となった
ときには、車両の走行中であってもオフセット値を正し
い値に更新して、車両の方位を正確に検出することがで
きる。なお、本発明は上記の実施例に限定されるもので
はない。たとえば、上記の実施例では、車両の方位を検
出するナビゲーション装置に適用された例を説明したが
、本発明は船舶や航空機などの他の移動体における方位
の検出のために広く用いることができるものである。 その他本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更を施
すことが可能である。
Even in this case, as in the case of the first embodiment, when the continuous running time exceeds the predetermined time T, the offset value is updated to the correct value even while the vehicle is running. Thus, the direction of the vehicle can be accurately detected. Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, an example was described in which the present invention is applied to a navigation device that detects the direction of a vehicle, but the present invention can be widely used to detect the direction of other moving bodies such as ships and aircraft. It is something. Various other changes can be made without departing from the gist of the invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように本発明の方位検出方法およ
び方位検出装置によれば、移動体が長時間にわたって連
続して移動し続ける場合であっても、旋回角速度センサ
の出力に含まれるオフセットの変動を適宜検出して、従
前のオフセット値を正しいオフセット値に更新すること
ができる。これにより、旋回角速度センサのオフセット
補正を良好に行って方位検出精度を格段に向上すること
ができる。
As described above, according to the azimuth detecting method and azimuth detecting device of the present invention, even when a moving object continues to move continuously for a long time, the offset included in the output of the turning angular velocity sensor can be reduced. The previous offset value can be updated to the correct offset value by appropriately detecting fluctuations in the offset value. Thereby, offset correction of the turning angular velocity sensor can be performed favorably, and orientation detection accuracy can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の方位検出方法が適用される方位検出装
置の原理的な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a direction detection device to which a direction detection method of the present invention is applied.

【図2】本発明の一実施例の方位検出方法が適用される
ナビゲーション装置の基本的な構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing the basic configuration of a navigation device to which a direction detection method according to an embodiment of the present invention is applied.

【図3】オフセット値の更新のための動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation for updating an offset value.

【図4】オフセットドリフト量の算出方法を説明するた
めの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating an offset drift amount.

【図5】実際のオフセットドリフト量の時間変化を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing changes over time in an actual offset drift amount.

【図6】オフセット値の算出方法を説明するための図で
ある。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating an offset value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21  旋回角速度センサ 22  補正手段 23  オフセット更新手段 24  人工衛星 25  方位検出手段 26  精度判定手段 27  速度センサ 28  移動/停止判定手段 29  移動時間計測手段 31  第1の記憶手段 32  第2の記憶手段 41  第1の方位変化量検出手段 42  第2の方位変化量検出手段 1    ジャイロ(旋回角速度センサ)2    車
速センサ 3    位置検出部(補正手段、精度判定手段、第1
の方位変化量検出手段、第2の方位変化量検出手段、オ
フセット更新手段) 4    制御部 5    道路地図メモリ 9    GPS受信機(方位検出手段)10a,10
b,10c,10d    GPS衛星11  オフセ
ットメモリ 15  メモリ(第1の記憶手段、第2の記憶手段)1
6  連続走行カウンタ
21 Turning angular velocity sensor 22 Correction means 23 Offset updating means 24 Artificial satellite 25 Direction detection means 26 Accuracy judgment means 27 Speed sensor 28 Movement/stop judgment means 29 Travel time measurement means 31 First storage means 32 Second storage means 41 1 azimuth change amount detection means 42 2nd azimuth change amount detection means 1 Gyro (turning angular velocity sensor) 2 Vehicle speed sensor 3 Position detection section (correction means, accuracy determination means, first
4. Control unit 5. Road map memory 9. GPS receiver (direction detection means) 10a, 10.
b, 10c, 10d GPS satellite 11 Offset memory 15 Memory (first storage means, second storage means) 1
6 Continuous running counter

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】移動体の旋回角速度を検出する旋回角速度
センサの出力に含まれているオフセットを補正し、この
オフセット補正後の旋回角速度センサの出力に基づいて
移動体の方位を検出する方位検出方法において、所定の
人工衛星からの電波に基づいて移動体の方位を検出し、
この方位検出精度が所定の精度以上であるときの上記人
工衛星からの電波に基づく検出方位を第1の検出方位と
し、この第1の検出方位を検出した後、移動体が所定時
間にわたって連続して移動しているかどうかを判定し、
移動体が上記所定時間にわたって連続して移動している
と判定した以後であって、上記人工衛星からの電波に基
づく方位検出精度が所定の精度以上である時の上記人工
衛星からの電波に基づく検出方位を第2の検出方位とし
、上記第1の検出方位と第2の検出方位とから第1の方
位変化量を検出し、この第1の方位変化量に対応する期
間における上記オフセット補正後またはオフセット補正
前の旋回角速度センサの出力の累積値を第2の方位変化
量として検出し、上記第1の方位変化量および第2の方
位変化量に基づいてオフセット補正のためのオフセット
値を更新することを特徴とする方位検出方法。
Claims 1. Direction detection that corrects an offset included in the output of a turning angular velocity sensor that detects the turning angular velocity of a moving object, and detects the heading of the moving object based on the output of the turning angular velocity sensor after this offset correction. In the method, the direction of a moving object is detected based on radio waves from a predetermined artificial satellite,
The detected direction based on the radio waves from the artificial satellite when this direction detection accuracy is higher than a predetermined precision is defined as the first detection direction, and after detecting this first detection direction, the moving object continues for a predetermined period of time. to determine whether the vehicle is moving,
Based on the radio waves from the artificial satellite after it has been determined that the moving object has been moving continuously for the predetermined period of time, and when the direction detection accuracy based on the radio waves from the artificial satellite is equal to or higher than the predetermined accuracy. The detected azimuth is a second detected azimuth, a first azimuth change amount is detected from the first detected azimuth and the second detected azimuth, and after the offset correction in a period corresponding to the first azimuth change amount. Alternatively, the cumulative value of the output of the turning angular velocity sensor before offset correction is detected as the second azimuth change amount, and the offset value for offset correction is updated based on the first azimuth change amount and the second azimuth change amount. A direction detection method characterized by:
【請求項2】移動体が停止したときには、停止中におけ
る上記オフセット補正前またはオフセット補正後の上記
旋回角速度センサの出力に基づいてオフセット値を更新
することを特徴とする請求項1記載の方位検出方法。
2. Direction detection according to claim 1, wherein when the moving object stops, the offset value is updated based on the output of the turning angular velocity sensor before or after the offset correction while the moving object is stopped. Method.
【請求項3】移動体の旋回角速度を検出する旋回角速度
センサと、この旋回角速度センサの出力に含まれている
オフセットを補正する補正手段とを有し、この補正手段
の出力に基づいて移動体の方位を検出する方位検出装置
において、所定の人工衛星からの電波に基づいて移動体
の方位を検出する方位検出手段と、この方位検出手段に
おける方位検出精度が所定の精度以上であるかどうかを
判定する精度判定手段と、方位検出精度が所定の精度以
上であるときの上記方位検出手段の検出方位を第1の検
出方位として記憶する第1の記憶手段と、この第1の検
出方位が検出された後、移動体が所定時間以上連続して
移動しているかどうかを判定する手段と、上記第1の検
出方位の検出後上記所定時間にわたって移動体が連続し
て移動していると判定された以後であって方位検出精度
が所定精度以上である時の上記方位検出手段の検出方位
を第2の検出方位として記憶する第2の記憶手段と、上
記第1の検出方位と第2の検出方位とから第1の方位変
化量を検出する第1の方位変化量検出手段と、この第1
の方位変化量検出手段で検出された第1の方位変化量に
対応する期間における上記補正手段または旋回角速度セ
ンサの出力の累積値を第2の方位変化量として検出する
第2の方位変化量検出手段と、上記第1の方位変化量と
第2の方位変化量とに基づいて上記補正手段におけるオ
フセット値を更新するオフセット更新手段とを含むこと
を特徴とする方位検出装置。
3. A turning angular velocity sensor that detects the turning angular velocity of a moving body, and a correction means for correcting an offset included in the output of the turning angular velocity sensor, and based on the output of the correction means, the moving body A direction detection device for detecting the direction of a moving body includes a direction detection means for detecting the direction of a moving object based on radio waves from a predetermined artificial satellite, and a direction detection device that detects whether the direction detection accuracy of the direction detection means is higher than a predetermined accuracy. an accuracy determining means for determining; a first storage means for storing the detected orientation of the orientation detecting means when the orientation detection accuracy is equal to or higher than a predetermined accuracy as a first detected orientation; means for determining whether the moving body has been continuously moving for a predetermined time or more after the detection of the first detection direction; a second storage means for storing, as a second detection direction, the direction detected by the direction detection means when the direction detection accuracy is equal to or higher than a predetermined precision; a first azimuth change amount detection means for detecting a first azimuth change amount from the azimuth;
a second azimuth change amount detection that detects, as a second azimuth change amount, the cumulative value of the output of the correction means or the turning angular velocity sensor during a period corresponding to the first azimuth change amount detected by the azimuth change amount detection means; and offset updating means for updating an offset value in the correction means based on the first amount of change in direction and the second amount of change in direction.
【請求項4】上記方位検出手段は、移動体の移動に伴う
ドップラー効果により生じる受信電波の周波数の変化に
基づいて移動体の方位を検出するものであり、上記精度
判定手段は、人工衛星からの電波の受信状況と、移動体
の速さが所定値以上かどうかとに基づいて方位検出精度
の良否を判定するものであることを特徴とする請求項3
記載の方位検出装置。
4. The azimuth detecting means detects the azimuth of the moving object based on changes in the frequency of received radio waves caused by the Doppler effect as the moving object moves, and the accuracy determining means detects the azimuth of the moving object based on changes in the frequency of received radio waves caused by the Doppler effect as the moving object moves. Claim 3 characterized in that the accuracy of direction detection is determined based on the radio wave reception status and whether the speed of the moving object is equal to or higher than a predetermined value.
The orientation detection device described.
【請求項5】移動体が停止したときに、停止中における
上記オフセット補正前の旋回角速度センサの出力または
上記補正手段の出力に基づいてオフセット値を更新する
手段をさらに含むことを特徴とする請求項3記載の方位
検出装置。
5. A claim further comprising means for updating an offset value, when the moving object stops, based on the output of the turning angular velocity sensor or the output of the correcting means before the offset correction while the moving object is stopped. The direction detection device according to item 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012073091A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Nomura Research Institute Ltd Computer program with which map display device processes map data, map display device, and method

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