JPH04346024A - Method and apparatus for detecting bearing - Google Patents

Method and apparatus for detecting bearing

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JPH04346024A
JPH04346024A JP11872291A JP11872291A JPH04346024A JP H04346024 A JPH04346024 A JP H04346024A JP 11872291 A JP11872291 A JP 11872291A JP 11872291 A JP11872291 A JP 11872291A JP H04346024 A JPH04346024 A JP H04346024A
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offset
change amount
link
output
angular velocity
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Koji Kagawa
浩司 香川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To detect the correct bearing by updating an offset value appropriately and excluding the effect of the drift of the offset even if a vehicle continues to run for a long time. CONSTITUTION:The bearing of a vehicle is detected by correcting the output of a gyroscope 1 with an offset value stored in an offset memory 11. A position detecting part 3 estimates the present position of the vehicle by a dead reckoning method and the like. When the vehicle continuously runs for a specified time, each link bearing at the present positions of the vehicle before and after this period is read from a road map memory 5. The difference between the link bearings is made to be the first bearing-change amount. In the position detecting part 3, the values after the offset correction for the outputs of the gyroscope 1 during the period corresponding to the first bearing-change amount are accumulated. The accumulated value is made to be the second bearing- change amount. 11. The new offset value is computed based on the first bearing- change amount and the second bearing-change amount. The new offset value is stored in the offset memory 11.

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. Therefore, even if the output of the turning angular velocity sensor while driving is corrected using a fixed offset value determined while stopped or while driving in a straight line, the value after offset correction may contain an error due to the above-mentioned drift. become.

【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、移動体の現在位
置を検出する現在位置検出手段24と、地図上の所定の
座標位置であるノード間を連結するとともに移動体が移
動可能な経路に対応するリンク、および各リンクに沿っ
て移動体が移動するときの当該リンクに固有の方位であ
るリンク方位を各リンク毎に記憶した地図メモリ25と
が備えられている。現在位置検出手段24における現在
位置の検出は任意の方法で行われ、たとえば旋回角速度
センサ21の出力を補正手段22でオフセット補正した
値と、移動体の速さを検出する速度センサなどの出力と
に基づき、いわゆる推測航法により行われてもよい。ま
た、GPS(Grobal Positioning 
System )衛星からの電波の伝搬遅延時間を計測
することにより移動体の現在位置を検出する構成であっ
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, a current position detecting means 24 that detects the current position of the mobile object, and a link that connects nodes that are predetermined coordinate positions on the map and corresponds to a route along which the mobile object can travel; and a map memory 25 that stores, for each link, a link direction that is a direction unique to each link when a mobile object moves along the link. Detection of the current position by the current position detection means 24 is performed by any method, for example, by using a value obtained by offset-correcting the output of the turning angular velocity sensor 21 by the correction means 22, and an output of a speed sensor or the like that detects the speed of the moving object. Based on this, it may be performed by so-called dead reckoning. In addition, GPS (Global Positioning)
System) The current position of the moving body may be detected by measuring the propagation delay time of radio waves from the satellite.

【0011】現在位置検出手段24で検出された現在位
置情報は、判定手段27に与えられる。この判定手段2
7は、現在位置検出手段24での検出位置の軌跡が地図
メモリ25に記憶されたいずれかのリンクと所定の相関
関係にある場合に、マッチング状態であると判定するも
のである。すなわち、検出された現在位置と、地図デー
タ中のリンクとが良好に整合しているときにマッチング
状態と判定する。判定手段27がマッチング状態と判定
した時点における現在位置に対応するリンクのリンク方
位は、第1の方位として第1の記憶手段31に記憶され
る。
The current position information detected by the current position detecting means 24 is given to the determining means 27. This determination means 2
7 determines that a matching state exists when the trajectory of the detected position by the current position detecting means 24 has a predetermined correlation with any link stored in the map memory 25. That is, a matching state is determined when the detected current position and the link in the map data match well. The link orientation of the link corresponding to the current position at the time when the determining means 27 determines the matching state is stored in the first storage means 31 as a first orientation.

【0012】一方、移動/停止判定手段28では、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23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。この移動時間計測手段29に
はまた、判定手段27での判定結果も与えられている。 移動時間計測手段29は、第1の記憶手段31に第1の
方位が記憶された後に計測を開始し、移動/停止判定手
段28において移動体が移動中であると判定され、かつ
判定手段27でマッチング状態であると判定される限り
において、移動体の移動時間の計測を継続し、計測され
た移動時間が所定時間になるとライン30から第2の記
憶手段32に書込命令を与える。これにより、第2の記
憶手段32では、その時点での現在位置に対応するリン
クのリンク方位が第2の方位として記憶される。
On the other hand, the movement/stop determination means 28 determines whether the moving object is moving or stopped. This determination result is given to the offset updating means 23 as well as to the moving time measuring means 29 which measures the time during which the moving body is continuously moving. The travel time measuring means 29 is also given the determination result by the determining means 27. The travel time measuring means 29 starts measuring after the first direction is stored in the first storage means 31, and when the moving/stopping determining means 28 determines that the moving body is moving, and the determining means 27 As long as it is determined that a matching state exists, the measurement of the moving time of the moving object is continued, and when the measured moving time reaches a predetermined time, a write command is given to the second storage means 32 from the line 30. As a result, in the second storage means 32, the link orientation of the link corresponding to the current position at that time is stored as the second orientation.

【0013】移動時間計測手段29が上記所定時間を計
測する以前に、移動体が停止し、またはマッチング状態
と判定されなくなったときには、移動時間計測手段29
の計測時間はリセットされる。なお、第1の記憶手段3
1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。
If the moving object stops or the matching state is no longer determined before the moving time measuring means 29 measures the predetermined time, the moving time measuring means 29
The measurement time will be reset. Note that the first storage means 3
The first and second storage means 32 may be configured using separate memory devices, or may be configured using different storage areas of the same memory device.

【0014】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の方位および第2の方位は第
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の方位と第
2の方位との差から、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4
2に与えられている。この第2の方位変化量検出手段4
2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 orientation and the second 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 azimuth and the second azimuth. On the other hand, the output of the correction means 22 is transmitted to the second direction change amount detection means 4.
It is given to 2. This second direction change detection means 4
2, by accumulating the output of the correction means 22, the first
A second azimuth change amount corresponding to the azimuth change amount is detected. That is, the second azimuth change amount detection means 42 starts accumulating the output of the correction means 22 at the timing when the first storage means 31 memorizes the first azimuth, and the second storage means 32 The accumulation is stopped at the timing of storing , and the accumulated value at that time is provided to the offset updating means 23 as the second 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.

【0015】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、マッチング状態におけるリンク方位に基づいて求
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 variation is determined based on the link azimuth in the matching state, this first azimuth variation is extremely close to the true value. 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.

【0016】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.

【0017】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3
6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、リンク方位を利用し
てオフセット値を求めるよりも、直接的かつ正確にオフ
セット値を求めることができるからである。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 predetermined time measured by the travel time measuring means 29, it is determined that the amount of offset drift due to, for example, vibration of the moving object is not detected. Other noise components 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 line 3.
The offset value may be updated based on the output of the correction means 22 given from 6. 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, updating the offset value based on the output of the correction means 22 is a more direct and accurate method of determining the offset value than determining the offset value using the link direction. This is because it can be done. 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.

【0018】[0018]

【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.

【0019】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。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。
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. From the position detection unit 3, along with the estimated position data, direction data representing the traveling direction of the vehicle (hereinafter referred to as "vehicle direction") is also transmitted.
The information is given to the control section 4, and the direction of the vehicle is also displayed on the display section 7 at the same time.

【0020】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。
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.

【0021】道路地図メモリ5には、ノードとリンクと
の組合せからなる道路データなどが記憶されている。ノ
ードとは、道路地図上の所定の座標位置であり、分岐点
や道路の屈曲点などに設定されている。また、リンクは
、ノード間を連結した道路に対応しており、原則として
車両はこのリンク上の座標位置のみをとることができる
。道路データは、ノードデータとリンクデータとからな
る。ノードデータはノード番号およびノードに接続され
るリンクのアドレスなどからなり、リンクデータはリン
ク番号、リンクの始点ノードおよび終点ノードのアドレ
ス、リンクの距離、車両がリンクを通過するときの方位
であるリンク方位、ならびに道路種別などからなる。 本実施例では、上記のリンク方位を用いて、ジャイロ1
のオフセット補正のためのオフセット値が適宜更新され
る。
The road map memory 5 stores road data consisting of combinations of nodes and links. A node is a predetermined coordinate position on a road map, and is set at a branch point, a bend in a road, or the like. Further, a link corresponds to a road connecting nodes, and in principle, a vehicle can only take a coordinate position on this link. Road data consists of node data and link data. The node data consists of the node number and the address of the link connected to the node, and the link data includes the link number, the addresses of the start and end nodes of the link, the distance of the link, and the direction in which the vehicle passes through the link. It consists of direction, road type, etc. In this embodiment, using the above link direction, the gyro 1
The offset value for offset correction is updated as appropriate.

【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, by giving the initial direction from the console 8, etc.,
The direction of the vehicle will be detected.

【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ステップs12の処理の後に
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 after step s12, and the offset value when the vehicle has stopped is determined. Update processing is performed.

【0026】ステップs2では、推測航法などにより検
出された車両の推定位置の軌跡と、この推定位置の近傍
のリンクとの相関度が演算される。そして、所定の相関
関係を有するリンクが存在しており、したがって、当該
リンクと推定位置の軌跡とが良好に整合しているマッチ
ング状態であるかどうかが判断される。マッチング状態
でなければステップs12の処理の後にリターンする。
In step s2, the degree of correlation between the trajectory of the estimated vehicle position detected by dead reckoning or the like and links in the vicinity of this estimated position is calculated. Then, it is determined whether there is a link having a predetermined correlation and therefore a matching state exists in which the link and the trajectory of the estimated position match well. If there is no matching state, the process returns after the process of step s12.

【0027】ステップs2でマッチング状態であると判
断されると、ステップs3において、連続走行カウンタ
16の計数値Cがインクリメントされる。すなわち、車
両が走行中であって、しかもマッチング状態であるとき
にのみ、連続走行カウンタ16は計数動作を行うステッ
プs4では、連続走行カウンタ16の計数値Cが1であ
るかどうかが判断される。計数値Cが1なら、ステップ
s5において、その時点の車両の現在位置に対応するリ
ンクのリンク方位が、第1の方位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
。計数値Cが1以外の値なら、ステップs6に進む。
If it is determined in step s2 that a matching state exists, the count value C of the continuous running counter 16 is incremented in step s3. That is, the continuous running counter 16 performs a counting operation only when the vehicle is running and in the matching state.In step s4, it is determined whether the count value C of the continuous running counter 16 is 1. . If the count value C is 1, in step s5, the link direction of the link corresponding to the current position of the vehicle at that time is stored in a predetermined storage area of the memory 15 inside the position detection unit 3 as the first direction d1. be done. If the count value C is a value other than 1, the process advances to step s6.

【0028】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。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に等しいかどうかが
判断される。連続走行カウンタ16の計数値Cが所定値
Mでなければリターンして、ステップs1からの動作が
繰り返される。また、計数値Cが所定値Mに等しければ
ステップs8に進む。
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. In step s7,
It is determined whether the count value C of the continuous running counter 16 is 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 not the predetermined value M, the process returns and the operations from step s1 are repeated. Further, if the count value C is equal to the predetermined value M, the process proceeds to step s8.

【0029】ステップs8では、その時点の車両の現在
位置に対応したリンクのリンク方位が第2の方位d2と
して、位置検出部3の内部のメモリ15に記憶される。 ステップs1〜ステップs7の処理により、この第2の
方位d2は、結局、第1の方位d1が記憶された後、所
定時間Tの期間にわたって車両が連続して走行し、かつ
この期間にわたってマッチング状態が継続されたときに
のみ記憶されることにる。
In step s8, the link direction of the link corresponding to the current position of the vehicle at that time is stored in the memory 15 inside the position detecting section 3 as the second direction d2. Through the processing of steps s1 to s7, the second orientation d2 is determined by the fact that after the first orientation d1 is stored, the vehicle continuously travels for a predetermined period of time T, and the matching state is maintained during this period. It will be remembered only if it continues.

【0030】ステップs9では、ステップs8で記憶し
た第2の方位d2から、ステップs5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、正確に
求められたリンク方位に基づいており、また当該リンク
はマッチング状態のときの推定位置に基づいて選択され
ているから、精度の高い値となっている。
At step s9, the first detected orientation d2 stored at step s5 is subtracted from the second orientation d2 stored at step s8, thereby determining the difference in orientation detected at the time interval of the predetermined time T. Desired. This value becomes the amount of change in direction ΔD1 of the vehicle at the time interval of the predetermined time T. This azimuth change amount ΔD1 corresponds to the first azimuth change amount. This first direction change amount ΔD1 is based on the accurately determined link direction, and the link is selected based on the estimated position in the matching state, so it is a highly accurate value. .

【0031】一方、所定時間T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とリンク方位に
基づいて得られた第1の方位変化量ΔD1との差は、上
記所定時間T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 during the predetermined time interval T becomes the second azimuth change amount ΔD2. This second azimuth change amount ΔD2 includes an integrated value Σ of the offset drift amount ΔOF due to changes in humidity, temperature, and the like. 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 difference between the second azimuth variation ΔD2 obtained by accumulating the values after the offset correction of the output of the gyro 1 and the first azimuth variation ΔD1 obtained based on the link azimuth is determined by the predetermined time T. It corresponds to the integrated value Σ of the drift amount ΔOF in the time interval of .

【0032】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s10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 s10, the above two azimuth 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).

【0033】[0033]

【数1】[Math 1]

【0034】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s5において最初
にリンク方位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番目にリンク方位が記憶された時
刻である。時間間隔ΔTは、上記所定時間Tに等しい。 上記第(2) 式から、結局、下記第(3) 式により
オフセットドリフト量ΔOFが得られることになる。
In equation (2), t represents time, time t1 is the time when the link direction is first stored in step s5, and time t2 is the time when the link direction is stored second in step s9. This is the time when the direction was memorized. The time interval ΔT is equal to the predetermined time T described above. From the above equation (2), the offset drift amount ΔOF can be obtained from the following equation (3).

【0035】[0035]

【数2】[Math 2]

【0036】ステップs11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 s11, 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).

【0037】       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大きな方位検出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, resulting in a larger orientation detection error than if no processing was performed during continuous driving. There is a risk that this may occur.

【0038】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 includes a large error, the offset value OF(N) that includes such a large error is updated. 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.

【0039】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。
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.

【0040】ステップs11でオフセット値OFの更新
が行われた後は、ステップs12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にわたって連続走行する場合に
は、道路地図メモリ5から読み出したリンク方位を用い
て所定時間T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6
3−182519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 s11, the count value C of the continuous running counter 16 is cleared in step s12, and the gyro 1
The integrated value of the output after offset correction is cleared. At the same time, the first and second orientations d1 and d2 stored in the memory 15 are cleared. As described above, according to this embodiment, when the vehicle continuously travels for a predetermined time T, the link direction read from the road map memory 5 is used to detect the amount of change in direction ΔD1 at the time interval of the predetermined time T. On the other hand, the output of the gyro 1 after offset correction is integrated to detect the azimuth change amount ΔD2. and,
An offset drift amount ΔOF is determined based on the two azimuth changes 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 results in
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 of travel of the vehicle can be accurately displayed on the display 7. In addition, the above-mentioned Japanese Patent Application Publication No. 6
Unlike the prior art disclosed in Japanese Patent No. 3-182519, the offset value can be updated even when the vehicle is not traveling on a straight road.

【0041】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、リンク方位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値を求め
ることができるからである。図6、図7および図8は本
件発明者による試験結果を示す図である。試験は、高速
道路を約50分間連続走行して行われている。図6には
、オフセット値OFの時間変化が示されている。上記所
定時間Tは300秒とされ、またオフセット値の更新の
ための上記第(5) 式の定数Kは0.5とされている
。 表1に、各時間間隔毎の、方位変化量差(第1および第
2の方位変化量ΔD1,ΔD2の差)と、この方位変化
量に基づき新たに求められたオフセット値とを示す。
However, when the vehicle stops, the offset value OF is updated based on the output of the gyro 1 at the time of this stop. This is because the offset value can be determined more directly and accurately than by determining the offset value using the link orientation. FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are diagrams showing test results by the inventor of the present invention. The test was conducted by driving continuously on a highway for about 50 minutes. FIG. 6 shows changes in the offset value OF over time. The predetermined time T is 300 seconds, and the constant K in equation (5) for updating the offset value is 0.5. Table 1 shows the azimuth change amount difference (difference between the first and second azimuth change amounts ΔD1 and ΔD2) and the newly determined offset value based on this azimuth change amount for each time interval.

【0042】[0042]

【表1】[Table 1]

【0043】図7には、上記のようにして順次更新され
たオフセット値を用いてジャイロ出力のオフセット補正
を行って検出された方位と、道路の各地点で予め実測し
た正確な方位との差(すなわち方位誤差)の時間変化が
示されている。この図7から、50分の連続走行中にお
ける方位誤差は、50度程度に抑制されていることが理
解される。表2には、300秒毎の各時間間隔毎に生じ
た角度差と、この角度差を累積した累積角度差が示され
ている。図7に表された方位誤差は、累積角度差に対応
している。
FIG. 7 shows the difference between the azimuth detected by performing offset correction of the gyro output using the offset values sequentially updated as described above and the accurate azimuth measured in advance at each point on the road. (i.e. orientation error) over time is shown. From FIG. 7, it is understood that the azimuth error during continuous running for 50 minutes is suppressed to about 50 degrees. Table 2 shows the angular difference that occurred at each time interval of 300 seconds and the cumulative angular difference obtained by accumulating these angular differences. The orientation error depicted in FIG. 7 corresponds to the cumulative angular difference.

【0044】[0044]

【表2】[Table 2]

【0045】図8には、高速道路走行中にオフセット値
を更新しなかった場合における、オフセット補正後のジ
ャイロ出力に基づく検出方位と、予め実測した方位との
差である方位誤差の時間変化が示されている。この図8
から、走行中にオフセット値の更新を行わないときには
、50分の走行で約300度の方位検出誤差が生じてし
まうことが理解される。この図8に対応する各時間毎の
角度差および累積角度差(方位誤差に対応する。)は下
記表3に示されている。
FIG. 8 shows the time change in the orientation error, which is the difference between the detected orientation based on the gyro output after offset correction and the previously measured orientation, when the offset value is not updated while driving on the expressway. It is shown. This figure 8
From this, it can be seen that if the offset value is not updated while the vehicle is running, an azimuth detection error of about 300 degrees will occur after 50 minutes of running. The angular difference and cumulative angular difference (corresponding to the azimuth error) at each time point corresponding to FIG. 8 are shown in Table 3 below.

【0046】[0046]

【表3】[Table 3]

【0047】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ΔD2を、リンク方位に基づいて得
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
、リンク方位に基づいて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9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9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、
Next, another embodiment 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 ΔD2 obtained by integrating the value after this offset correction is used as the first azimuth obtained based on the link azimuth. The offset drift amount ΔOF is calculated by comparing with the change amount ΔD1. In contrast, in this embodiment, the output of the gyro 1 before offset correction is integrated. The difference between the integrated value of the output of the gyro 1 before offset correction and the azimuth change amount ΔD1 calculated based on the link azimuth is the integrated value of the offset including the offset drift amount ΔOF. Therefore, for example, assuming that the offset drifts linearly over time as shown in FIG. 9, the integrated value S of the offset corresponds to the area of the shaded region in FIG. therefore,


0048】
[
0048

【数3】[Math 3]

【0049】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).

【0050】[0050]

【数4】[Math 4]

【0051】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 reaches the predetermined time T, the offset value is updated to the correct value even while the vehicle is running. Therefore, the direction of the vehicle can be detected accurately. 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.

【0052】[0052]

【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 the drawing]

【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】本件発明者による試験におけるオフセット値の
時間変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in offset values in tests conducted by the inventor of the present invention.

【図7】本件発明者による試験における方位誤差の時間
変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing changes in orientation error over time in tests conducted by the inventor of the present invention.

【図8】従来技術を適用した場合の方位誤差の時間変化
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating changes in orientation error over time when the prior art is applied.

【図9】オフセット値の算出方法を説明するための図で
ある。
FIG. 9 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  現在位置検出手段 25  地図メモリ 27  判定手段 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(現在位置検出手段、補正手段、
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 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 Current position detection means 25 Map memory 27 Determination means 28 Movement/stop determination means 29 Travel time measurement means 31 First storage means 32 Second storage means 41 First direction Change amount detection means 42 Second azimuth change amount detection means 1 Gyro (turning angular velocity sensor) 2 Vehicle speed sensor 3 Position detection section (current position detection means, correction means,
(determination means, first azimuth change amount detection means, second azimuth change amount detection means, offset update means) 4 Control section 5 Road map memory 11 Offset memory 15 Memory (first storage means, second storage means) 1
6 Continuous running counter

Claims (4)

【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、移動体
の現在位置を検出し、検出した位置の軌跡と移動体が移
動可能な経路に対応するリンクとが所定の相関関係にあ
るときに、マッチング状態であると判定し、マッチング
状態であると判定したときに、各リンクを移動体が移動
するときの方位であるリンク方位のうち、検出した現在
位置に対応するリンクのリンク方位を第1の方位として
記憶し、この第1の方位を記憶した以後、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、かつ、この期間にわたって終始マッチング
状態であると判定した時点における移動体の現在位置に
対応するリンクのリンク方位を第2の方位とし、上記第
1の方位と第2の方位とから第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 current position of the moving object is detected, and when the locus of the detected position and the link corresponding to the path along which the moving object can move have a predetermined correlation, a matching state is determined, and the matching state is determined. When it is determined that the link direction is the direction in which the moving body moves through each link, the link direction of the link corresponding to the detected current position is stored as the first direction, and this first direction is After the direction is memorized, it is determined whether the moving object has been moving continuously for a predetermined period of time, and it is determined that the moving object has been moving continuously for the predetermined period, and the matching state is maintained throughout this period. The link orientation of the link corresponding to the current position of the moving object at the time when it is determined that Detecting the cumulative value of the output of the turning angular velocity sensor after the offset correction or before the offset correction in a period corresponding to the first azimuth change amount as a second azimuth change amount;
An azimuth detection method characterized by updating an offset value for offset correction based on the first azimuth change amount and the second azimuth change amount.
【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、地図上の所定の座標位置であるノード間を連
結するとともに移動体が移動可能な経路に対応するリン
ク、および各リンクに沿って移動体が移動するときの方
位であるリンク方位を各リンク毎に記憶した地図メモリ
と、移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、この
位置検出手段による検出位置の軌跡と上記地図メモリに
記憶されたいずれかのリンクとが所定の相関関係にある
ときに、マッチング状態であると判定する判定手段と、
上記マッチング状態であると判定された時点における移
動体の現在位置に対応する上記リンク方位を第1の方位
として記憶する第1の記憶手段と、この第1の方位が記
憶された以後、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する手段と、上記第1の方位
の記憶後上記所定時間にわたって移動体が連続して移動
しており、かつ、当該期間にわたって上記マッチング状
態が継続していると判定された時点における移動体の現
在位置に対応する上記リンク方位を第2の方位として記
憶する第2の記憶手段と、上記第1の方位と第2の方位
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 In an orientation detection device that detects the orientation of a map, there are links that connect nodes that are predetermined coordinate positions on a map, and that correspond to routes along which a mobile object can move, as well as links that connect nodes that are predetermined coordinate positions on a map. A map memory that stores a link direction, which is a direction, for each link, a position detection means that detects the current position of a moving object, a trajectory of a detected position by this position detection means, and one of the links stored in the map memory. and determining means for determining that a matching state exists when there is a predetermined correlation between the
a first storage means for storing, as a first orientation, the link orientation corresponding to the current position of the mobile object at the time when the matching state is determined; means for determining whether the moving body has been continuously moving for a predetermined period of time; and a means for determining whether the movable object has been continuously moving for the predetermined period after storing the first direction, and the matching state is maintained for the period. a second storage means for storing, as a second orientation, the link orientation corresponding to the current position of the moving body at the time when it is determined that the moving object is continuing; a first azimuth change amount detection means for detecting the azimuth change amount; and an output of the correction means or the turning angular velocity sensor during a period corresponding to the first azimuth change amount detected by the first azimuth change amount detection means. a second azimuth change amount detection means for detecting the cumulative value of as a second azimuth change amount; and an offset value in the correction means is updated based on the first azimuth change amount and the second azimuth change amount. An azimuth detection device comprising: offset updating means.
【請求項4】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。
4. 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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