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

一方位指定着磁補正型方位検出装置

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JPH0484711A
JPH0484711A JP20025290A JP20025290A JPH0484711A JP H0484711 A JPH0484711 A JP H0484711A JP 20025290 A JP20025290 A JP 20025290A JP 20025290 A JP20025290 A JP 20025290A JP H0484711 A JPH0484711 A JP H0484711A
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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。
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