JPH0439602B2

JPH0439602B2 -

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Publication number: JPH0439602B2
Application number: JP59145119A
Authority: JP
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1992-06-30
Also published as: JPS6123912A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は地磁気検出により、移動体、例えば車
両の進行方位を検出する方位検出装置に関する。

（従来の技術）従来、この種の装置として、特開昭58−22911
号の「方位検出装置」があり、地磁気の方位を直
交するＸ、Ｙ成分にて検知する地磁気センサを有
し、この地磁気センサにて検知したＸ、Ｙ成分別
の地磁気の大きさに応じてＸ、Ｙデータを発生す
る方位検知部からのＸ、Ｙデータにより車両の進
行方位を求めるようにしている。また、指示手段
をなすひずみ量検出スイツチが操作されると、当
該車両が回転した時の前記Ｘ、Ｙデータによりそ
のＸ、Ｙデータが描く座標の軌跡を原点を中心と
した正規の円の軌跡に修正するための補正データ
を求め、この補正データにより前記方位検知部か
らのＸ、Ｙデータを補正して、その補正したＸ、
Ｙデータにより正確なる車両の進行方位を求める
ようにしている。さらに、前記補正したＸ、Ｙデ
ータが前記円の軌跡の半径にある定数を掛けた上
限値、下限値を外れる時、前記補正したＸ、Ｙデ
ータでは正確ある進行方位と演算を行なうことが
できないとして、上記車両の回転による補正が必
要である旨の表示を行なうようにしている。

しかしながら、車両が着磁し、上記車両の回転
による補正では十分なる補正を行なうことができ
ない場合には、車両を消磁する必要があるにもか
かわらず、上記装置によれば、車両の回転による
補正が必要である旨を表示するのみで、上記状況
に対処した適切な指示を行なうことができないと
いう問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記事情に鑑みたもので、上記回転に
よる補正が必要である場合と、移動体を消磁する
必要がある場合とを区別して報知することができ
るようにしたものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するため、移動体
に取り付けられ、地磁気の方位に直交するＸ、Ｙ
成分にて検知する地磁気センサＡを有し、この地
磁気センサＡにて検知したＸ、Ｙ成分別の地磁気
の大きさに応じたＸ、Ｙデータを発生する方位検
知部Ｂと、外部操作により補正指示を発生する指
示手段Ｃと、この指示手段Ｃから補正指示が発明
すると、該移動体が回転した時の前記Ｘ、Ｙデー
タによりそのＸ、Ｙデータが描く座標の軌跡を、
原点を中心とした正規の円の軌跡に修正するため
の補正データを演算する補正演算手段Ｄと、前記
方位検知部ＢからのＸ、Ｙデータを前記補正演算
手段Ｄにて演算した補正データにより補正すると
ともに、その補正したＸ、Ｙデータにより該移動
体の進行方位を演算する方位演算手段Ｅと、前記
補正したＸ、Ｙデータに基づき、このＸ、Ｙデー
タでは前記方位演算手段Ｅにて正確なる進行方向
演算を行なえない状態を検出し、要補正信号を発
生する要補正検出手段Ｆと、この要補正検出手段
Ｆからの要補正信号により上記移動体の回転によ
る補正が必要である旨の要補正報知を行なう要補
正報知手段Ｇとを備えた方位検出装置において、前記Ｘ、Ｙデータにより地磁気の大きさを示す
データを演算するとともに、そのデータにより前
記地磁気センサＡが飽和状態にあるか否かを判定
し、飽和状態にあることを判定した時、要消磁信
号を発生する要消磁検出手段Ｈと、この要消磁検出手段Ｈにて要消磁を判定した
時、前記要補正検出手段Ｇによる要補正信号の発
生を禁止する禁止手段Ｉと、前記要消磁検出手段Ｈからの要消磁信号により
該移動体を消磁する必要がある旨の要消磁報知を
行なう要消磁報知手段Ｊとを備えた方位検出装置。

（発明の効果）本発明は、上記のように構成しているから、上
記回転による補正が必要である場合には要補正を
報知し、また移動体を消磁する必要がある場合に
は上記要補正報知を禁止して要消磁のみを報知す
る。従つて、上記回転による補正で十分な場合と
その補正では不十分で移動体の消磁が必要な場合
とを区別して適切にその時の状況に応じた報知を
行なうことができるという優れた効果がある。

（実施例）以下、本発明を図に示す実施例について説明す
る。第２図はその一実施例を示す全体構成図であ
る。この第２図において、１は方位検知部であ
る。その詳細電気結線図を第３図に示す。フラツ
クスゲート形磁気センサ１０は、強磁性体の磁心
１ｃ上に励磁巻線１Ｄ、および互いに直交するよ
うに出力巻線１Ａ，１Ｂがそれぞれ巻かれてい
る。１１は発振回路で励磁巻線１Ｄを周波数ｆで
励磁するために矩形波信号Ａ（第４図１）を出力
する。磁心IC内の磁界はフラツクスゲート形磁
気センサ１０に加わる地磁気の水平分力Ｈと磁気
外乱の水平分力ｈの和、Ｈ＋ｈに応じて変化し、
この磁心１Ｃ内の磁界に比例した出力がそれぞれ
出力巻線１Ａ，１Ｂより取り出され、コンデンサ
と抵抗からなる同構成のフイルタ１２Ａ，１２Ｂ
より周波数２ｆ成分の出力Ｘ，Ｙ（第４図２，３）
が得られる。この出力をＸ，Ｙ増巾回路１３Ａ，
１３Ｂを用いて増巾した後、タイミング回路１４
よりの信号Ｃ（第４図４）にてホールド回路１５
Ａ，１５Ｂでサンプルホールドすれば１５ａ点、
１５ｂ点に直流の出力Ｘ，Ｙが得られ。

そして、出力巻線１Ｂに対してθなる角度をな
して地磁気の水平分力Ｈが印加され、またΦなる
角度をなして磁気外乱の水平分力ｈが印加された
場合、出力Ｘ，Ｙは次式で表わされる。

Ｘ＝K1・（Ｈ・sinθ＋ｈ・sinφ）＋K3 Ｙ＝K2・（Ｈ・cosθ＋ｈ・cosφ）＋K4 上式においてK1、K2は方位検知器１のひずみ
を持つた増幅度、K3、K4は方位検知部１の零点
移動ひずみであ。そして、車両つまりθを360°回
転させた場合、方位検知部１の出力Ｘ，Ｙ（15a
点、15b点）のベクトル軌跡は第５図に示すよう
な離心率K2／K1で、Ｘ軸方向にK1・h.sinφ＋
K3、Ｙ軸方向にK2・ｈ・cosφ＋K4だけ原点移
動した楕円となる。

第２図において、２はAD変換部で、方位検知
部１の出力Ｘ，Ｙをアナログ−デジタル変換す
る。３は予め定めたプログラムに従つてソフトウ
エアによるデイジタル演算処理を実行するマイク
ロコンピユータで、CPU、ROM、１／Ｏ回路
部、クロツク発明部等を備え、車載バツテリより
安定化電源回路（いずれも図示せず）を介した
5Vの安定化電圧の供給を受けて作動状態になり、
後述する第６図乃至該９図の演算処理を実行す
る。なお、前記RAMには車両の非運転時（キー
スイツチオフ時）においてもその記憶内容が消え
ないように車載バツテリから常時電源が供給され
ている。

４は駆動回路で、マイクロコンピユータ３から
の表示指令信号３ａを受けて表示器５の表示駆動
を行なうとともに、表示禁止信号３ｂを受けると
表示器５を消灯状態にするように作動する。

５は螢光表示管で構成された表示器で、駆動回
路４からの信号を受け、車両進行方位を示す矢
印、要補正、要消磁、東西南北等の表示を行な
う。なお、車両進行方位を示す矢印表示部は16個
設けられており、そのうちの１つの点灯にて車両
進行方位を表示する。

６は自己復帰式の１回転補正開始スイツチ４
で、１回転補正開始のタイミング信号を発生す
る。

上記構成において、その作動を第６図乃至第９
図に示す演算流れ図とともに説明する。今第２図
に示す構成の装置を備えた車両において、その運
転開始時にキースイツチを投入すると、車載バツ
テリよりの電源供給を受けて各部電気系が作動状
態となる。そしてマイクロコンピユータ３は車載
バツテリより安定化電源回路を介した5Vの安定
化電圧の供給を受けて作動状態となり、第６図に
示すメインルーチン１００の演算を繰り返し実行
する。まず、ステツプ101でマイクロコンピユー
タ３内のレジスタ、タイマー、メモリ等の初期設
定を行ない、ステツプ102へ進む。ステツプ102で
はタイマーが18ｍ秒経過したかどうかを判別し、
経過していない場合は繰り返しステツプ102を実
行する。18ｍ秒を経過した時にはその判定が
YESとなり、ステツプ103へ進む。ステツプ103
では、タイマーをリセツトする。次に、ステツプ
104でAD変換部２より方位信号のデイジタル出
力Ｘ，Ｙを読み込む。ステツプ105で前記のＸ，
Ｙのぞれぞれ過去16回の平均をとり、Ｙ，Ｙとす
る。この平均に必要な過去最近の15個のＸ，Ｙの
データはRAMに記憶されている。また、今回読
み込んだＸ，Ｙのデータも次回からの平均処理の
ためにRAMに記憶される。この処理で瞬時的な
磁気外乱を取り除くことができる。

次に、サブルーチン２００（第７図）へ進み、
要消磁検出を行なう。まず、ステツプ201で後述
する処理において要消磁を検出した時に“１”に
セツトされる要消磁フラグＦ１の状態を判別し、
“１”の場合、すなわち要消磁を検出した場合は
ステツプ202に進んでT1に１を加算し、ステツプ
203でT1が4096と等しいかどうかを判定する。そ
の判定がYESの場合は、“要消磁”表示を消灯し
要消磁フラグＦ１を０にする（ステツプ204、
205）。すなわち、ステツプ201からステツプ205の
処理において後述する処理により要消磁を検出
し、その後要消磁を検出しなくなつた後、18ｍ秒
×4096≒73秒経過すると、“要消磁”表示を消灯
する。これらの処理は、外乱等の影響により一時
的に要消磁を検出した時には、消磁の必要性がな
いとして、要消磁の指示をなくすために設けられ
ている。

ステツプ206では、Ｃ＝√²＋²なる演算を行
なう。このＣは磁気センサ１０に加わる磁界の大
きさに相当する。次のステツプ207でＣと定数K5
を比較し、ＣがK5以下であればその判定がYES
となり、ステツプ208に進んで初回フラグを０に
するとともにカウンタを比較し、ＣがK5以下で
あればその判定がYESとなりステツプ208に進ん
で初回フラグを０にするとともにカウンタT₂を
０にするが、ＣがK5より大きければその判定が
NOとなり、ステツプ209へ進む。この処理は、
磁気センサ１０に加わる磁界が一定値以上になる
と磁心が飽和して磁界に比例した出力ができなく
なるため、磁心飽和磁界よりわずかに小さな定数
K5を超えたことを判断して、磁心飽和が近いこ
とを検出する。ステツプ209は、初回フラグF2の
状態を判定し、初回の時は先のステツプ208によ
りF2＝０に設定されているため、その判定がNO
となり、ステツプ210へ進み、初回フラグF2を１
にして、ステツプ211で、その時点、をX1、
Y1として記憶する。他方ステツプ209で初回でな
いと判定した時はステツプ212でカウントアツプ
を行ない、ステツプ213で、18ｍ秒×256≒4.6秒
経過したかどうかを判定し、4.6秒経過するとそ
の判定がYESになりステツプ214へ進む。ステツ
プ214からステツプ216では、現在の、と、初
回の、すなわちX1、Y1との絶対値が定数K6
以上かどうかを判定する。その差の絶対値が定数
K6を超えだ場合は要消磁を検出したとしてステ
ツプ218へ進み、“要消磁”表示をさせる表示指令
信号を駆動回路４に発生し、ステツプ219で要消
磁フラグF1を１に設定するとともにカウンタT1
を０にしてステツプ220へ進み、要消磁検出サブ
ルーチンを終了する。このことにより、表示器５
は要消磁を表示する。ここで、ステツプ209から
ステツプ216の処理は、ある１方向だけではなく、
Ｘ、が定数K6以上変化した２方向で、かつ、
一定時間（4.6秒）以上継続して、磁界の大きさ
が大きすぎる時に要消磁判定を行ない安定して要
消磁検出を行なうようにしている。これは、車両
が建物のかげとか、下に鉄管が埋まつている場所
とか、橋のつぎめなどの地磁気が異常になる場所
に停車し、一時的に異常検出をした時に、誤まつ
た要消磁判定を行なうのを防ぐためである。ま
た、磁気センサ１０に加わる磁界の大きさが磁心
飽和磁界を超えた場合、後述する１回転補正を行
なつても、正常な補正ができないため車両の消磁
が必要となるので、要消磁検出は磁気センサ１０
に加わる磁界の大きさにより検出を行なう。な
お、消磁については周知のように外部の消磁装置
により行なわれるため、第６図に示すマイクロコ
ンピユータ３の演算処理においては単に要消磁の
表示を行なうだけであり、従つてかかる要消磁の
表示が行われた時には、当該車両の運転者は消磁
装置により当該車両の消磁を行なう必要がある。

サブルーチン２００の次にステツプ106へ進み、
後述する１回転補正サブルーチン５００で得られ
る補正データにより方位信号Ｘ，Ｙの補正を次式
のように行なう。

Ｘ＝（−OFX）×GX Ｙ＝（−OFX）×GY この処理により、Ｘ、Ｙ軌跡は原点中心の円に
補正される。

次にサブルーチン３００（第８図）へ進み要１
回転補正検出を行なう。この処理は、要消磁検出
サブルーチン２００に類似していので、相違点の
み説明する。（なお、301〜320のステツプは第７
図の201〜220に対応している。）ステツプ306ではＤ＝√²＋²なる演算を行な
い、ステツプ307でＤと定数0.5K7および1.5K7を
比較し、Ｄが0.5K7と1.5K7の間になければその
判定がNOとなつてステツプ309へ進む。この処
理は、１回転補正後に磁気外乱の変化につて、
Ｘ、Ｙの軌跡原点が移動したことを検出するた
め、Ｄの値が１回転補正時の軌跡の半径K7の0.5
倍および1.5倍を超えたかどうかを判断する。そ
して、Ｄの値が上記範囲を所定時間継続して外れ
るような場合には、正確なる方位演算ができない
状態であるとして要１回転補正を判定する。

ステツプ317は、要消磁点灯している場合は要
補正点灯を行なわないための処理である。

要１回転補正検出サブルーチン３００の終了
後、ステツプ107へ進み、θ＝tan^-1（Ｘ／Ｙ）な
る演算により車両進行方位角度θを求め、ステツ
プ108で16方位に分類を行ない、ステツプ109でそ
の分類した方位を表示させる表示指令を駆動回路
５に発明する。このことにより、表示器５では矢
印表示にて車両進行方位が表示される。

ステツプ110では、“要補正”表示が点灯してい
る時および装置を初めて車両に取り付けた時に１
回転補正を行なうため、補正開始スイツチ６が投
入されると、その判定がYESとなつて第９図に
示す１回転補正処理５００に入る。まず、ステツ
プ501で１回転補正中であることを示すために、
表示禁止信号を駆動回路４に発生し、表示器５の
全表示を消灯させる。ステツプ502では演算に使
用する変数を初期値にする。なお、この１回転補
正時においては車両を１方向に回転させるように
する。そして、ステツプ503から511への繰返演算
にて方位検知部１の出力Ｘ，Ｙを連続的に読み取
り、最大値ｘ maxと最小値ｘ min、ｙ min
を探す。また、ステツプ512から519の演算処理に
てｘ、ｙの増加および減少から極大点および極小
点通過を判定する。車両が１方向に回転する間
に、ｘ、ｙそれぞれ極大点と極小点を通過すれば
最大値ｘ max、ｙ max、最小値ｘ min、ｙ
minを探しだしたことになるので、最大値ｘ
max、ｙ maxと最小値ｘ min、ｙ minの値
から原点移動データOFX＝（ｘ max＋ｘ
min）／２、OFX＝（ｙ max＋ｙ min）／２、
ゲインデータGX＝2K7／（ｘ max−ｘ
min）、GY＝2K7／（ｙ max−ｙ min）の４
つの値（すなわち補正データ）を求めて記憶する
（ステツプ520、521）。ただし、K7は定数である。
そして、ステツプ522により駆動回路４への表示
禁止信号の発生を解除して表示器５の表示禁止を
解除し、１回転補正が終了したことを示す。すな
わち、１回転補正開始スイツチ６を投入して１回
転補正処理を開始させて車両を回転させると、第
５図に示す原点移動した楕円を原点中心の円に補
正する補正データOFX、OFY、GX、GYが求め
られ、自動的に１回転補正処理が終了する。１回
転補正処理を終了するのに車両を最小270°、最大
360°回転させる必要がある。ステツプ523により
１回転補正処理５００を終了し、ステツプ102に
戻り、以後上記繰り返し処理を行なう。

なお、上記実施例では、磁気センサ１０として
リングコアタイプフラツクスゲートセンサを示し
たが、その代わりに、他のフラツクスゲートセン
サ、ホール素子等を用いてもよい。

また、表示器５で矢印により車両進行方位を表
示していたが、方位角度の文字による表示、車両
の抽象形の向きを変えることによる表示等を使用
することも可能である。

さらに、ステツプ306にて計算したＤが0.5K7
と1.5K7の範囲を所定時間継続して外れる状態を
検出すると、正確なる方位演算を行なうことがで
きないとして要１回転補正検出を行なうものを示
したが、車両の走行距離変化に対して異常に地磁
気検出による方位が変化するような状態にて要１
回転補正検出を行なうようにしてもよい。

さらに、要補正、要消磁を表示器５による表示
にて行なうものを示したが、音声を用いて報知す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す構成図、第２図は
本発明の一実施例を示す構成図、第３図は方位検
知部の詳細電気結線を示す電気結線図、第４図は
作動説明に供する波形図、第５図は方位検知部の
出力のベクトル軌跡を示す図、第６図乃至第９図
はマイクロコンピユータの演算処理を示す演算流
れ図である。１……方位検知部、３……マイクロコンピユー
タ、４……駆動回路、５……表示器、６……補正
開始スイツチ、１０……磁気センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１移動体に取り付けられ、地磁気の方位を直交
するＸ、Ｙ成分にて検知する地磁気センサを有
し、この地磁気センサにて検知したＸ、Ｙ成分別
の地磁気の大きさに応じたＸ、Ｙデータを発生す
る方位検知部と、外部操作により補正指示を発生
する指示手段と、この指示手段から補正指示が発
生すると、該移動体が回転した時の前記Ｘ、Ｙデ
ータによりそのＸ、Ｙデータが描く座標の軌跡
を、原点を中心とした正規の円の軌跡に修正する
ための補正データを演算する補正演算手段と、前
記方位検知部からのＸ、Ｙデータを前記補正演算
手段にて演算した補正データにより補正するとと
もに、その補正したＸ、Ｙデータにより該移動体
の進行方位を演算する方位演算手段と、前記補正
したＸ、Ｙデータに基づき、このＸ、Ｙデータで
は前記方位演算手段にて正確なる進行方向演算を
行なえない状態を検出し、要補正信号を発生する
要補正検出手段と、この要補正検出手段からの要
補正信号により上記移動体の回転による補正が必
要である旨の要補正報知を行なう要補正報知手段
とを備えた方位検出装置において、前記Ｘ、Ｙデータにより地磁気の大きさを示す
データを演算するとともに、そのデータにより前
記地磁気センサが飽和状態にあるか否かを判定
し、飽和状態にあることを判定した時、要消磁信
号を発生する要消磁検出手段と、この要消磁検出手段にて要消磁を判定した時、
前記要補正検出手段による要補正信号の発生を禁
止する禁止手段と、前記要消磁検出手段からの要消磁信号により該
移動体を消磁する必要がある旨の要消磁報知を行
なう要消磁報知手段とを備えた方位検出装置。