JPH0484711A - 一方位指定着磁補正型方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は地磁気による方位検出装置、特に移動体が着磁
されたことによる方位誤差を補正する手段を有する方位
検出装置に関する。

［従来の技術］ 車両などの移動体のナビゲーションシステムが開発され
ており、目的地までの迅速かつ容易な運行情報を提供す
るものとして、その普及が期待されている。

ところで、上記のようなナビゲーションシステムにおい
ては、その基準方位を得ることが必要であり、そのよう
な基準方位を得るものとして、地磁気による方位検出装
置が知られている。

この方位検出装置は、例えば車両のルーフなどに地磁気
を検出する地磁気センサを取り付け、この地磁気センサ
の出力に基づいて地磁気の方位、更には車両の進行方向
を求めるものである。

しかし、この地磁気による方位検出においては、従来か
ら知られている車両の着磁による方位誤差の問題がある
。すなわち、建造物の電気設備や車載の機器などの影響
により移動体自体が磁化し、この結果、正確に地磁気の
方位を判別できなくなるという問題である。そして、そ
の着磁は、例えば車両においては、その車両が鉄道の踏
切を通過した際に鉄道の送電線の影響等により生ずる。

従って、地磁気による方位検出装置においては、上記の
着磁補正を行うことが必要であり、従来においては以下
のような方法が採られている。

従来の着磁補正の第１の方法は、例えば特開昭５７−１
４８２１０号公報に記載された移動体を旋回させて着磁
補正を行う方法である。

すなわち、移動体が着磁された状態で、その移動体を広
い場所などで一回転させ、この一回転した際の地磁気セ
ンサの出力から補正を行うものである。

また、着磁補正の第２の方法としては、例えば特公昭６
２−３０５７０号公報あるいは特開昭５９−１００８１
２号公報に記載された複数の方位指定を行って着磁補正
を行う方法である。すなわち、この複数方位指定補正方
法では、例えば車両を北に向けて地磁気センサの出力を
調整し、さらに車両を東に向けて上記同様に地磁気セン
サの出力を調整して着磁補正を行うものである。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、上記第１及び第２の着磁補正方法を適用した方
位検出装置を搭載した移動体においては、その着磁によ
る方位補正を行うために、移動体を旋回させたり、ある
いは複数の特定方向に向けて調整を行うことが必要とさ
れ、これにより迅速な着磁補正が行えないという問題が
あった。

また、上述した着磁補正は、その着磁補正に係る移動体
の移動範囲あるいは進行向き等が制限されるため、その
着磁補正が極めて煩雑であり、移動体の必要に応じて簡
便に着磁補正を行うことができなかった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、着磁補正を迅速かつ簡便に行うことのでき
る一方位指定着磁補正型方位検出装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、移動体に取り付
けられる地磁気センサを有し、前記地磁気センサの出力
から判断される地磁気の方位に基づいて前記移動体進行
方位を求める方位検出装置において、予め前記移動体が
着磁される前に前記地磁気センサの各方位に対する出力
特性を記憶する参照出力特性記憶手段と、指定される一
の方位と、この一の方位が指定された時の前記地磁気セ
ンサの出力と、前記参照出力特性と、を用いて前記移動
体進行方位を修正する補正手段と、を有することを特徴
とする。

［作用］ 上記構成によれば、通常は、移動体に取り付けられた地
磁気センサの出力に基づいて移動体の進行方位が求めら
れる。

そして、移動体が着磁された際には、補正手段を用いて
、移動体の進行方位を補正できる。

この場合に、着磁補正は、一の方位を例えば運転者が指
定することにより行われるので、移動体の旋回や移動体
を複数の特定方向に向ける必要はなく速やかに着磁補正
が行われる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

第１図には、本発明に係る一方位指定着磁補正型方位検
出装置におけるその着磁補正原理が示されている。

本発明に係る方位検出装置において、地磁気を検出する
地磁気センサは、後述するようにＸセンサ及びそのＸセ
ンサに直交して配置されたＹセンサから構成され、第１
図においては、その各センサの出力相関が示されている
。ここで、横軸はＸセンサの出力Ｖｘであり、縦軸はＹ
センサの出力Ｖｙである。

第１図において、破線の円は、移動体が着磁されていな
い状態で、移動体を３６０°回転させた場合の各センサ
の出力特性（以下、方位円という）を示しており、この
例では、その方位円の原点Ｏは、各センサの出力Ｖ　及
びＶｙの０点に一致している。

従って、移動体が着磁されていない状態では、例えば移
動体が東を向くとＸセンサの出力としてｖＸｌａｘが得
られ、一方、例えば移動体が北を向くと、Ｙセンサの出
力としてＶＹＩＩａｘが得られる。つまり、この破線で
示されている方位円のその円周上の点から地磁気の方位
が判断され、さらに移動体の進行方向が求められる。

次に、移動体が着磁した場合について述べる。

移動体が着磁すると、例えば第１図における実線の方位
円のような地磁気センサの出力特性になる。従って、こ
のような場合では、最早、正確な地磁気の方位を知るこ
とは、その各センサの出力のみをもっては不可能であり
、以下に説明する方法を用いて着磁補正を行う。なお、
ここにおいて、βは、着磁による方位原点の移動のベク
トル、すなわち着磁ベクトルを示している。

上記着磁ベクトルの寄与を排除するために、まず、着磁
後の方位円の原点Ｏ′を求める。この原点Ｏ′は、例え
ば運転者にて入力指定される一の方位θ１と、このθ１
が入力指定されたときの各センサの出力ｖＸ１及びＶＹ
ｌと、更に着磁前の方位円の大きさａ及びｂとから計算
される。

すなわち、以下に示す第１式及び第２式から原点０′の
位置Ｖ　・及びＶ、。、が求まる。

Ｏ Ｖ　　　−５−Ｖ　　　−ａ＊ｓｉｎ　　θ１　　　　
−（１）ｘｏ　　　　　ｘ。

Ｖ　ｙｏ　−！Ｖ　Ｙｌ　　ｂ　”　ｃＯ５θ１　　　
　　・（２）（但し、０＠　≦θ１≦３６０”） 従って、このように着磁後の方位円の原点０゛の位置が
求められるので、この原点０′を基準として各センサの
出力■　及びＶ、から車両の進行方向θが以下に示す第
３式より求まる。

（但し、着磁前は、Ｖ　−→ｖｘ。

ＶＹＯ−ＶＹＯ） 以上のように、この着磁補正の方法によれば、操作者は
方位（θ１）を一のみ入力指定するだけで、着磁補正を
行うことができ、極めて迅速かつ簡便に着磁補正を行え
る。

次に、上記着磁補正原理を適用した本発明に係る一方位
指定着磁補正型方位検出装置の第１実施例について、第
２図を用いて説明する。

第２図において、この装置は、地磁気を検出する地磁気
センサー０と、この地磁気センサー０からの出力信号に
基づき方位検出を行う方位検出部２０と、その方位検出
部２０で検出された方位を表示する表示器３０とから構
成され、さらにその方位検出精度を向上させるために温
度センサ４０が付加されている。

地磁気センサー０の出力Ｖ　及びＶｙは、Ａｌｘ Ｄ変換器に入力され、デジタル化されてマイクロコンビ
、ユータ２４に送出される。一方、温度センサ４０から
の出力信号Ｔも、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル化されて
マイクロコンピュータ２４に送出されている。

図において、マイクロコンピュータ２４に接続されたメ
モリ２８は、第１図で示した着磁前方億円の径ａ及びｂ
と、その方位円の原点０の位置ｖＸｏ及びＶ、。、更に
着磁補正後の方位円の原点０一の位置Ｖ　−及びＶ、。

−などを記憶するものＯ である。

そして、上述したように、入力指定される一の方位は、
第２図で示す方位入カキ−４２から入力され、マイクロ
コンピュータ２４にその方位θ１が送出されている。

マイクロコンピュータ２４で地磁気の方位に基づき車両
の進行方位が判断されると、その方位のデータが出力イ
ンターフェイス２６に送られ、ここで方位表示信号に変
換されて表示器３０に送られ、ここで例えば運転者に車
両の進行方向などが表示される。なお、この実施例では
、方位入カキ−４２で入力指定される方位は、１″刻み
で入力され、さらに表示器３０においても、１″刻みで
表示が行われる。なお、図においてＳＷｌは、着磁補正
スイッチであり、このＳＷｌがオンになるとマイクロコ
ンピュータ２４が着磁補正を行う。

また、バッテリＥに接続された電源回路２９からは、前
記地磁気センサ１０及び前記温度センサ４０に所定の電
源が供給されている。

第３図には、地磁気センサ１０の概略構成が示されてお
り、また第４図には第３図で示す地磁気センサの回路が
示されている。

第３図において、地磁気センサ１０は、Ｘセンサ１２と
Ｙセンサ１４とで構成されている。各センサ１２及び１
４は、それぞれ地磁気を集中させる磁気レンズ１６及び
１７と、その磁気レンズの磁気集中端に接合された感磁
素子１８及び１９から構成されている。

そして、第４図に示すように、感磁素子１８及び１９は
、ブリッジ接続された磁気抵抗素子から構成されており
、そのブリッジの出力は差動アンプＡ　ｔ　、　Ａ　２
を介して出力されている。

ここで、感磁素子１８及び１９には、低電流源！　及び
Ｉ２からそれぞれ定電流が供給されておす、磁気レンズ
の向きと地磁気の水平分力とが平行になったときに最大
出力及び最小出力が得られる。ここで、Ｘセンサー２及
びＹセンサー４の出力をプロットしたものが第１図で示
した方位円である。

次に、第５図を用いて第２図で示した本発明に係る装置
の動作について説明する。

ステップ１０１では、まず、移動体が着磁される前に、
例えば、移動体を３６０”回転させてｖＸ、ａｘ　”’
Ｘｍ１ｎ及びＶＹＩｌｌａｘ　”Ｙｍｉｎを求める。そ
して、各データをメモリ２８に記憶する。

次に、ステップ１０２では、以下の第４式及び第５式か
ら着磁前の方位円の原点Ｏの位置、及び第６式及び７式
から着磁前の方位円の大きさであるａ及びｂを計算によ
り求め、メモリ２８に記憶する。

Ｖｘｏ−（ＶｘＩＩｌａｘ十Ｖｘ１ｏ）／２　　　　・
・・（４）■、。−（ｖＹＩＩｌａｘ＋■Ｙ１ｎ）／２
・・・（５）ａ＝　（ｖＸ＋ｍａｘ　”Ｘｍ１ｎ）””
・・（６）ｂ−（ＶＹＩｌａｘ−ＶＹｏｌｎ）／２　　
　　　・・・（７）ステップ１０３では、着磁補正を行
うか否かが判断されている。すなわち、第２図で示した
ＳＷｌがオンになると、着磁補正が行われる。着磁補正
しない場合は、ステップ１０４に移行する。

このステップ１０４では、方位θが上記で説明した第３
式から求められる。

そして、ステップ１０５では、表示器３０にステップ１
０４で求められた方位θが表示される。

以上のように、着磁されていない状態では、ステップ１
０４及びステップ１０５が順次繰り返され、運転者に移
動体の方位が逐次表示される。

ところが、例えば車両が踏切などを通過したことなどに
より着磁が生じた場合には、着磁補正スイッチＳＷ１を
オンにすることにより、ステップ１０３からステップ１
０６に移行する。

ステップ１０６では、方位入カキ−４２を用いて、正確
な車両の進行方位θ１が入力される。

ステップ１０７では、ステップ１０６で入力されたθ１
と、その入力が行われた際の地磁気センサの出力ｖｘｌ
及びＶＹ１と、さらにステップ１０２で求められた方位
円の大きさａ及びｂとから、上記第１式及び第２式に基
づいて、着磁後の方位円の原点Ｏ゛の位ｇＶ　　−及び
Ｖ、。、が計算される。

Ｏ そして、この着磁後の方位円の原点Ｏ′が新な方位円の
基準となって、ステップ１０４にて方位θが計算される
ことになる。

尚、−船釣に、ｔａｎ−１ｘの計算では、±９０゜まで
しか求めることができないが、本実施例においては、地
磁気センサにより求められたＶｘ及びＶＹの正、負を判
定して、その正負から節回象現の領域であるかをまず求
め、その後にθ計算するようにしている。

この第１実施例においては、ステップ１０１及びステッ
プ１０７、更にステップ１０４において、温度の検出が
行われており、同時にそれぞれ検出された温度に基づい
て方位の微修正が行われている。すなわち、第４図で示
したように、例えば磁気性抵抗素子を地磁気検出素子と
して用いた場合には、その抵抗値が温度によって若干変
化するため、その温度による変化の寄与をできるだけ少
なくするようにブリッジ回路を構成してはいるが、各素
子のバラツキ等もあり、このような温度に対する修正を
行うために、温度検出及び温度補正が行われる。その温
度補正は、例えば地磁気センサ１０を予め様々な温度で
試験をして、各温度での方位円を求めておき、実際に検
出された温度をその各温度の方位円に対応させて温度補
正が行われる。

また、この実施例において、温度センサ４２は例えばサ
ーミスタなどが用いられ、地磁気センサ付近の温度が検
出されている。

以上の説明においては、着磁が生じたか否かを人為的な
判断により行ったが、当然これに限られず、例えば方位
円の大きさであるａ及びｂか所定の範囲外になった場合
に着磁を判断しても良く、さらに所定のアラームを表示
させることも好適である。

以上のように、本発明に係る一方位指定着磁補正型方位
検出装置によれば、運転者は、１つの正確な方位を入力
指定するだけで、着磁補正を自動的に行うことができる
ので、簡便に着磁補正を行うことができる。従って、着
磁が生じた時は勿論として、例えば運転前に車庫などで
容易に着磁補正を行うことができる。

次に、本発明に係る一方位指定着磁補正型方位検出装置
の第２実施例について説明する。

この第２実施例は、第６図に示すように、所定の表示区
分テーブルに従って方位の表示を行うものである。

すなわち、全方位を例えば８つに区分して、各センサの
出力Ｖｘ及びＶｙが、その８つに区分された領域のどこ
にあるかを判断し、その領域の方位を表示するものであ
る。この方法によれば、三角関数等の複雑な計算式を用
いずに迅速に方位判断ができるという利点を有する。

そして、この第２実施例では、着磁補正は以下のように
行われる。

着磁が生じた場合には、第７図に示すように、まず、車
両を上記区分された方位のどれか１つの方位に向ける。

そして、この状態で、その方位を例えば、方位入力キー
等から入力指定すると共に、着磁補正スイッチＳＷ１を
オンにすることにより、第８図に示す方位原点補正テー
ブルから、着磁後の方位円の原点０′の位置を求めるこ
とができる。

すなわち、車両が北西の方位に向いているとすると、■
　、は、ｖｘｌ＋０．７０７ａと計算され、Ｏ また、ｖＹｏ−はＶＹｌ−０，７０７ｂと計算される。

つまり、第１実施例では方位を数値で入力指定したが、
この第２実施例では数値で入力するのではなく、区分さ
れた方位のどれか１つの方位を指定し、その方位に車両
を向けることにより、簡易的に着磁補正を行うものであ
る。

以上のように、第１実施例及び第２実施例のいずれにお
いても、一の方位を指定することにより、簡便な着磁補
正が行え、利便性の高い装置を構成できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る一方位指定着磁補正
型方位検出装置によれば、車両を旋回等させることなく
迅速かつ簡便に着磁補正をすることができるので、利便
性の高い方位検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る着磁補正の原理を示す説明図、 第２図は本発明に係る一方位指定型方位検出装置の構成
を示すブロック図、 第３図は地磁気センサの例を示す概念図、第４図は地磁
気センサの回路図、 第５図は着磁補正のフローチャート図、第６図は表示区
分テーブルを示す説明図、第７図は第２実施例に係る着
磁補正を示す説明図、 第８図は第２実施例で用いられる方位円原点の補正テー
ブルを示す図である。 １０　・・・　地磁気センサ ２０　・・・　方位検出部 ２４　・・・　マイクロコンピュータ ２８　・・・　メモリ ３０　・・・　表示器 ４２　・・・　方位入力器 ＳＷＩ　　・・・　着磁補正スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　移動体に取り付けられる地磁気センサを有し、前記地
   磁気センサの出力から判断される地磁気の方位に基づい
   て前記移動体進行方位を求める方位検出装置において、 予め前記移動体が着磁される前の前記地磁気センサの出
   力特性を記憶する参照出力特性記憶手段と、 指定される一の方位と、この一の方位が指定されたとき
   の前記地磁気センサの出力と、前記参照出力特性と、を
   用いて前記移動体進行方位を修正する補正手段と、 を有することを特徴とする一方位指定着磁補正型方位検
   出装置。