JPH05187879A - Navigation device - Google Patents

Navigation device

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JPH05187879A
JPH05187879A JP584492A JP584492A JPH05187879A JP H05187879 A JPH05187879 A JP H05187879A JP 584492 A JP584492 A JP 584492A JP 584492 A JP584492 A JP 584492A JP H05187879 A JPH05187879 A JP H05187879A
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Abstract

PURPOSE:To obtain an accurate advancing azimuth constantly by performing an accurate offset reset properly even when driving without stopping for a long time. CONSTITUTION:The output of an angular velocity sensor (gyro) 2 and that of an azimuth detection sensor (earth magnetism sensor) 1 are constantly monitored by a straight-advance offset reset means during traveling of a traveling body and then, for example, a change rate of an angular velocity data and that of an azimuth detection data allows a straight-advance state or not to be detected. Since no angular velocity is generated in the straight-advance state, the offset is reset by recognizing that the output value of the angular velocity sensor 2 to be the offset value at that time, thus enabling the offset reset to be made in the straight-advance state and a highly accurate angular velocity to be detected even during a high-speed advance without stopping for a long time.

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、移動体の現在位置や進
行方位等を指示表示して自動車等の移動体の運行を支援
するナビゲーション装置に関するもので、詳しくは、ジ
ャイロなどの角速度センサを備え、その角速度出力の補
正を行うオフセット処理に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a navigation device for indicating the current position of a moving body, the direction of travel, etc. to assist the operation of the moving body such as an automobile. More specifically, it relates to an angular velocity sensor such as a gyro. The present invention relates to an offset process for correcting the angular velocity output.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等に搭載されるナビゲーション装
置では、自車位置および進行方位を正確に測位して、自
車位置すなわち現在地に対応する地図情報と自車位置マ
ークおよび進行方位を示すマーク、または使用者の要求
に応じたその他の情報を、逐次ディスプレイ等により的
確かつ迅速に表示して、運転者へ提示することが要求さ
れている。
2. Description of the Related Art In a navigation device mounted on an automobile or the like, a vehicle position and a heading are accurately measured, and map information corresponding to a vehicle position, that is, a current position, a vehicle position mark, and a mark indicating a heading, Alternatively, it is required to sequentially and accurately display other information in response to the user's request on a display or the like and present it to the driver.

【0003】自車位置および進行方位の測位は、GPS
(Global Positioning System )衛星からの電波を受信
して算出するもの(以下「GPS測位」という)と、ジ
ャイロなどの角速度センサ、地磁気センサ等の方位セン
サおよび走行状態等を検出する走行センサ等を備えてそ
れらの検出出力から算出するもの(以下「自立型測位」
という)により行われている。GPS測位は、あらかじ
め自車の位置を地図上にセットする必要がなく、また位
置の測位誤差が極めて少なく高い信頼性が得られる、と
いった利点が多くあることから極めて有用な手段となっ
ている。
Positioning of the vehicle position and heading is performed by GPS
(Global Positioning System) A device that receives and calculates radio waves from satellites (hereinafter referred to as "GPS positioning"), an angular velocity sensor such as a gyro, an orientation sensor such as a geomagnetic sensor, and a traveling sensor that detects a traveling state etc. Calculated from these detected outputs (hereinafter referred to as "independent positioning")
Said). The GPS positioning is an extremely useful means because it has many advantages that it is not necessary to set the position of the own vehicle on the map in advance, and the positioning error of the position is extremely small and high reliability is obtained.

【0004】しかしながらGPSによる測位は、ビル、
トンネル内、森林などの物陰では測位できないという欠
点があり、また、自立型測位も累積誤差や、温度変化の
影響、車体内外の状況、特に地磁気センサは鉄橋の上で
は影響が受けやすいなど、検出されるデータは常に精度
のよいものとは限らず、それぞれの測位は必ずしも万全
とはなっていない。したがって、現在ではGPS測位と
自立型測位とが併用されてそれぞれの欠点を補い、精度
を高めるように構成されている。
However, positioning by GPS is not possible in buildings,
It has the disadvantage that it cannot be located in the shadow of tunnels, forests, etc.In addition, self-standing positioning can detect cumulative errors, the effects of temperature changes, the situation inside and outside the car body, especially because the geomagnetic sensor is easily affected on the iron bridge. The data to be stored is not always accurate, and each positioning is not always perfect. Therefore, at present, the GPS positioning and the self-supporting positioning are used together to make up for their respective drawbacks and improve the accuracy.

【0005】従来、自立型測位に供されるジャイロなど
の角速度センサは、温湿度変化等によりその出力が変動
するため、通常の走行では車両停止時に角速度は本来
「0」であるべきなので、その時の出力値を基準値であ
るオフセット値と認定し、それ以降は出力値からそのオ
フセット値を差し引くことにより、(以下「オフセット
リセット」という)出力変動に対して補正された真の角
速度が得られるようにしていた。
Conventionally, the output of an angular velocity sensor such as a gyro provided for self-standing positioning fluctuates due to changes in temperature and humidity, so that the angular velocity should originally be "0" when the vehicle is stopped in normal running. By recognizing the output value of as the offset value which is the reference value and subtracting the offset value from the output value after that, the true angular velocity corrected for the output fluctuation (hereinafter referred to as “offset reset”) can be obtained. I was doing.

【0006】図5に、従来における角速度検出処理のフ
ローチャートを示す。この角速度検出処理は、進行方位
を検出するために定期的にジャイロ等の角速度センサか
ら角速度を得るときに行われる。同フローチャートによ
り従来の角速度検出処理を詳しく説明すると、角速度セ
ンサの出力する角速度ωと共に、走行時に車速パルスを
出力する走行センサの出力を得て、まず、車両が停止し
ているか否かを判定する(ステップS51〜S53)。
停止している場合には、角速度ωの変化率すなわち角加
速度dω/dtが所定値k以内であるか否かを判定する
(ステップS54)。そして、角加速度dω/dtが所
定値k以内である場合に、今回得た角速度ωをオフセッ
ト値ω0 として認定する(ステップS55)。このオフ
セット値ω0 は、次のステップS56に示すオフセット
処理、すなわちオフセットリセットにより補正後の角速
度(ω′=ω−ω0 )は「0」となる。これに対して、
車両が走行している場合、および角加速度dω/dtが
所定値kを超える場合には、オフセット値ω0 は更新さ
れずにステップS56に行き、以前に設定されてたオフ
セット値によりオフセット処理を行い補正した角速度
ω′を得ていた。
FIG. 5 shows a flowchart of conventional angular velocity detection processing. This angular velocity detection processing is performed when the angular velocity is periodically obtained from an angular velocity sensor such as a gyro to detect the traveling direction. The conventional angular velocity detection process will be described in detail with the same flowchart. First, it is determined whether or not the vehicle is stopped by obtaining the output of a traveling sensor that outputs a vehicle speed pulse during traveling together with the angular velocity ω output by the angular velocity sensor. (Steps S51 to S53).
When it is stopped, it is determined whether the rate of change of the angular velocity ω, that is, the angular acceleration dω / dt is within a predetermined value k (step S54). Then, when the angular acceleration dω / dt is within the predetermined value k, the angular velocity ω obtained this time is recognized as the offset value ω 0 (step S55). This offset value ω 0 becomes “0” as the corrected angular velocity (ω ′ = ω−ω 0 ) by the offset processing shown in the next step S56, that is, the offset reset. On the contrary,
When the vehicle is traveling and when the angular acceleration dω / dt exceeds the predetermined value k, the offset value ω 0 is not updated and the process proceeds to step S56 to perform the offset process with the previously set offset value. The corrected angular velocity ω'was obtained.

【0007】上記オフセット処理におけるオフセットリ
セットを式により説明すると次のようになる。 ωT ;真の角速度 ω ;角速度センサの角速度出力 ωoff ;オフセット値 ωstop;車両停止時の角速度センサの出力 とすると、 ω=ωT +ωoff より ωT =ω−ωoff …(1) 車両が停止しているときには、ωT =0であるべきなの
で、ωstop=ωT +ωoff =ωoff となり、これを
(1)式に代入すると、 ωT =ω−ωstop となる。このように従来においては、角速度センサの出
力する角速度から停止時の出力の値を引くことにより真
の角速度を求めていた。
The offset reset in the above offset process will be described by the following formula. ω T ; true angular velocity ω; angular velocity output of angular velocity sensor ω off ; offset value ω stop ; assuming output of angular velocity sensor when the vehicle is stopped, ω = ω T + ω off ω T = ω-ω off (1) When the vehicle is stopped, ω T = 0, so ω stop = ω T + ω off = ω off , and when this is substituted into equation (1), ω T = ω-ω stop . As described above, conventionally, the true angular velocity is obtained by subtracting the output value at the time of stop from the angular velocity output by the angular velocity sensor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のオフセットリセットの処理では、一般の道路を走行
する場合には、信号等により頻繁に停止して停止の都度
オフセットリセットが行われるため、誤差の非常に少な
い真の角速度が求められるが、高速道路等を走行する場
合に停止しないで長時間走行するときなどは、当然オフ
セット値は求められないので、その間に温湿度変化等に
よりオフセット値が変化して、得られる角速度に誤差が
発生し誤った進行方位が算出されてしまう、という課題
を有していた。
However, in the conventional offset reset processing described above, when traveling on a general road, the signal is frequently stopped due to a signal or the like, and the offset reset is performed each time the vehicle is stopped. A very small true angular velocity is required, but when traveling for a long time without stopping when traveling on a highway, of course, the offset value is not required, so the offset value changes due to temperature and humidity changes during that time. Then, there is a problem that an error occurs in the obtained angular velocity and an incorrect traveling direction is calculated.

【0009】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、長時間停止しないで走行する場合にも、適時
正確なオフセットリセットがなされるようにして、精度
の高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ること
のできるナビゲーション装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems. Even when traveling without stopping for a long time, an accurate offset reset is performed in a timely manner to detect a highly accurate angular velocity. An object of the present invention is to provide a navigation device that can always obtain an accurate traveling direction.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項1の発明は、移動体の方向変化に伴う角速度を
検出し角速度データを出力する角速度センサと、移動体
の方向変化に対応する方位検出データを出力する方位検
出センサとを備え、少なくとも移動体の進行方位を検出
し指示表示するナビゲーション装置であって、少なくと
も前記角速度データと方位検出データとから移動体の直
線進行状態を検出し、その直線進行状態であるときに、
前記角速度センサの出力の基準値をその時の出力値に設
定する直進オフセットリセット手段を備えて構成したも
のである。
The invention according to claim 1 for achieving the above object corresponds to an angular velocity sensor for detecting an angular velocity associated with a direction change of a moving body and outputting angular velocity data, and a direction change of the moving body. And a direction detection sensor for outputting direction detection data, which detects at least the traveling direction of the moving body and gives an instruction display, and detects a straight traveling state of the moving body from at least the angular velocity data and the direction detection data. And when it is in that straight line progress state,
The linear velocity offset reset means for setting the reference value of the output of the angular velocity sensor to the output value at that time is provided.

【0011】請求項2の発明は、請求項1のナビゲーシ
ョン装置において、現在位置と進行方位とが検出され地
図情報と共に指示表示されるものであって、さらに地図
情報により直線進行状態であるか否かを判定し、角速度
センサの出力の基準値の設定を行うものである。すなわ
ち、移動体の方向変化に伴う角速度を検出し角速度デー
タを出力する角速度センサと、移動体の方向変化に対応
する方位検出データを出力する方位検出センサとを備
え、少なくとも移動体の現在位置と進行方位とを検出し
地図情報と共に指示表示するナビゲーション装置であっ
て、少なくとも前記角速度データと方位検出データと地
図情報から移動体の直線進行状態を検出し、その直線進
行状態であるときに、前記角速度センサの出力の基準値
をその時の出力値に設定する直進オフセットリセット手
段を、備えて構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the navigation device according to the first aspect, the current position and the heading are detected and displayed together with the map information. Further, the map information indicates whether the vehicle is in a straight traveling state. It is determined whether or not, and the reference value of the output of the angular velocity sensor is set. That is, an angular velocity sensor that detects the angular velocity associated with a change in the direction of the moving body and outputs angular velocity data, and an azimuth detection sensor that outputs the azimuth detection data corresponding to the change in the direction of the moving body are provided, and at least the current position of the moving body A navigation device that detects a traveling azimuth and indicates and displays it together with map information, detects a linear traveling state of a moving body from at least the angular velocity data, azimuth detection data, and map information, and when in the linear traveling state, The linear velocity offset reset means for setting the reference value of the output of the angular velocity sensor to the output value at that time is provided.

【0012】[0012]

【作用】請求項1のナビゲーション装置では、移動体の
進行方位を検出する際に、停止中であれば従来と同様に
停止時の角速度センサの出力を基準値(オフセット値)
にするオフセットリセットを行う。さらに移動体の移動
中においても、直進オフセットリセット手段により、角
速度センサと方位検出センサそれぞれの出力を常時監視
し、たとえば、角速度データの変化率と方位検出データ
の変化率により直線進行状態であるか否かを検出し、直
線進行状態であれば角速度は発生していないはずなの
で、直線進行状態のときは角速度センサの出力値をその
時のオフセット値と認定しオフセットリセットを行う。
これにより、高速道路等において長時間停止しないで走
行していても、直線進行状態のときにオフセットリセッ
トがなされて常に精度の高い角速度が検出されるため、
移動体の正確な進行方向を得ることができる。
According to the navigation device of the present invention, when detecting the traveling direction of the moving body, the output of the angular velocity sensor at the time of stopping is a reference value (offset value) as in the conventional case when the vehicle is stopped.
Reset the offset. Further, even while the moving body is moving, the outputs of the angular velocity sensor and the azimuth detection sensor are constantly monitored by the straight-ahead offset resetting means. For example, is the linear traveling state based on the change rate of the angular velocity data and the change rate of the azimuth detection data? It is detected whether or not the angular velocity is not generated in the straight traveling state. Therefore, in the straight traveling state, the output value of the angular velocity sensor is recognized as the offset value at that time and the offset is reset.
As a result, even if the vehicle is traveling on a highway without stopping for a long time, the offset is reset when the vehicle is traveling straight and the angular velocity with high accuracy is always detected.
The accurate traveling direction of the moving body can be obtained.

【0013】請求項2のナビゲーション装置では、直進
オフセットリセット手段が、角速度センサと方位検出セ
ンサそれぞれの出力により直線進行状態であるか否かを
検出し、さらに地図情報、たとえば現在位置の道路のベ
クトル情報等により直線進行状態であるか否かを検出す
る。そして、この3つの検出がそれぞれ直線進行状態で
あることを示すときのみ、角速度センサのオフセット値
をその時の出力値にするオフセットリセットを行う。こ
れにより、角速度センサおよび方位検出センサになんら
かの要因による誤差があっても、さらに地図情報により
直線進行状態が確認されるため、誤差によるオフセット
リセットを防ぐことができ、より精度の高いオフセット
リセットがなされる。
According to another aspect of the navigation device of the present invention, the straight-ahead offset reset means detects whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the outputs of the angular velocity sensor and the azimuth detecting sensor, and further the map information, for example, the vector of the road at the current position. It is detected from information or the like whether or not the vehicle is in a straight traveling state. Then, only when each of these three detections indicates that the vehicle is in a straight traveling state, an offset reset is performed to set the offset value of the angular velocity sensor to the output value at that time. As a result, even if there is an error due to some factor in the angular velocity sensor and the azimuth detection sensor, the straight line progress state is further confirmed by the map information, so the offset reset due to the error can be prevented, and a more accurate offset reset can be performed. It

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1に、本発明の一実施例の車載用ナビゲーシ
ョン装置の構成図を示す。同図に示すように、車載用ナ
ビゲーション装置は、地磁気(地球磁界)に基づいて車
両の絶対方位角度データを出力する方位検出センサであ
る地磁気センサ1と、車両の方向変化に伴う角速度を検
出し角速度データを出力する角速度センサであるジャイ
ロ2と、車両が移動中であるか停止中であるかを検出し
てその状態を出力するとともに車両の走行速度および移
動距離のデータを出力する走行距離センサ3と、複数の
GPS衛星からの電波を受信して演算を行い、緯度・経
度・高度・進行方位のデータを生成して出力するGPS
測位器4と、演算・制御等の各種処理を行うシステムコ
ントローラ5と、システムコントローラ5へ指示入力す
るための入力装置14と、液晶あるいはCRT等のディ
スプレイ15と、を備えて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle-mounted navigation device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the vehicle-mounted navigation device detects a geomagnetic sensor 1 which is an azimuth detecting sensor that outputs absolute azimuth angle data of the vehicle based on the geomagnetism (earth magnetic field) and an angular velocity associated with a change in the direction of the vehicle. A gyro 2 that is an angular velocity sensor that outputs angular velocity data, and a mileage sensor that detects whether the vehicle is moving or stopped and outputs the state and outputs the data of the traveling speed and the traveling distance of the vehicle. GPS that receives radio waves from 3 and a plurality of GPS satellites and performs calculation to generate and output data of latitude, longitude, altitude, and heading
The positioning device 4, a system controller 5 that performs various processes such as calculation and control, an input device 14 for inputting instructions to the system controller 5, and a display 15 such as a liquid crystal or CRT are configured.

【0015】システムコントローラ5は、地磁気センサ
1、ジャイロ2、走行距離センサ3、およびGPS測位
器4の出力を入力してA/D変換等を行うインタフェー
ス6と、プログラムに従って各種演算・制御を行うCP
U(Central Processing Unit )7と、各種の処理プロ
グラムやその他必要な情報があらかじめ書き込まれたR
OM(Read Only Memory)8と、プログラムを実行する
上で必要な情報の書込みおよび読出しが行われるRAM
(Random Access Memory)9と、CD−ROM、ICカ
ード等からなりディジタル化された地図情報等が記録さ
れている記録媒体10と、V−RAM(ビデオRAM)
等からなり即時表示可能にデータ展開された画像情報を
一時記憶するフレームバッファであるバッファメモリ1
1と、CPU7の指令により送られてくる地図情報等の
グラフィックデータをバッファメモリ11に描画し、そ
の描画データを画像情報として出力するグラフィックコ
ントローラ12と、このグラフィックコントローラ12
から出力される画像情報を入力してディスプレイ12の
画像表示を制御する表示制御回路13と、を備えて構成
されている。
The system controller 5 inputs various outputs of the geomagnetic sensor 1, the gyro 2, the traveling distance sensor 3 and the GPS positioning device 4 to perform A / D conversion and the like, and performs various calculations and controls according to programs. CP
U (Central Processing Unit) 7 and R in which various processing programs and other necessary information are written in advance
An OM (Read Only Memory) 8 and a RAM for writing and reading information necessary for executing a program
(Random Access Memory) 9, a recording medium 10 including a CD-ROM, an IC card, etc. for recording digitized map information, and a V-RAM (video RAM)
A buffer memory 1 that is a frame buffer that temporarily stores image information that has been expanded for immediate display.
1, a graphic controller 12 that draws graphic data such as map information sent by a command of the CPU 7 in the buffer memory 11 and outputs the drawn data as image information, and the graphic controller 12
And a display control circuit 13 for controlling the image display on the display 12 by inputting the image information output from the display.

【0016】上記構成のナビゲーション装置が起動され
ると、システムコントローラ5は、まず記録媒体10か
ら地図表示情報等をアクセスするための情報と自車位置
マークの表示情報等を読み出してRAM9に記憶する。
次に、GPS測位器4から自車位置情報である緯度・経
度のデータと車両の進行方位データを読み取り、自車位
置に対応する地図データを記録媒体10から読み出して
グラフィックコントローラ12に送り、現在地の地図を
ディスプレイ15に表示する。さらに、自車位置情報と
進行方位から地図中に自車位置マークを表示する処理を
行い、続いて定期的にGPS測位器4から自車位置情報
と進行方位データを読み取り、その情報により自車位置
マークの表示位置と方向および必要であれば表示する地
図の更新処理を行う。
When the navigation device having the above-mentioned configuration is activated, the system controller 5 first reads information for accessing map display information and the like from the recording medium 10 and display information of the vehicle position mark and stores the information in the RAM 9. ..
Next, the latitude / longitude data that is the vehicle position information and the traveling direction data of the vehicle are read from the GPS positioning device 4, the map data corresponding to the vehicle position is read from the recording medium 10 and sent to the graphic controller 12, and the current location is read. Is displayed on the display 15. Further, a process of displaying a vehicle position mark on the map from the vehicle position information and the heading is performed, and then the vehicle position information and the heading data are periodically read from the GPS positioning device 4, and the vehicle is read by the information The display position and direction of the position mark and the map to be displayed are updated if necessary.

【0017】さらには、地磁気センサ1、ジャイロ2、
および走行距離センサ3の出力データを定期的に読み取
り、その出力データから所定の演算を行って自車位置と
進行方位を算出し、その算出したデータとGPS測位器
4からのデータとを比較し互いの誤差を調整して修正処
理を行う。地磁気センサ1、ジャイロ2、および走行距
離センサ3の出力データによる進行方位の算出において
は、図2のフローチャートに示す角速度検出処理により
角速度を得て、その角速度により方位を算出している。
図2に示すフローチャートは、システムコントローラ5
において行われる角速度検出処理であり、本発明の直進
オフセットリセット手段を含むものである。本実施例の
角速度検出処理では、停止時だけではなく直線走行時に
おいてもオフセットリセットが行われる。
Further, the geomagnetic sensor 1, the gyro 2,
Also, the output data of the mileage sensor 3 is periodically read, a predetermined calculation is performed from the output data to calculate the own vehicle position and the heading, and the calculated data is compared with the data from the GPS positioning device 4. Correction processing is performed by adjusting mutual errors. In the calculation of the traveling azimuth based on the output data of the geomagnetic sensor 1, the gyro 2, and the travel distance sensor 3, the angular velocity is obtained by the angular velocity detection processing shown in the flowchart of FIG. 2, and the azimuth is calculated from the angular velocity.
The flowchart shown in FIG. 2 is performed by the system controller 5
In the angular velocity detection process performed in step 1, the straight-line offset reset means of the present invention is included. In the angular velocity detection process of this embodiment, the offset reset is performed not only when the vehicle is stopped but also when the vehicle is traveling straight.

【0018】図3は、車両の直線走行時におけるジャイ
ロ2の出力する角速度ωと、地磁気センサ1の出力する
絶対方位θについての説明図である。同図(1) は、直線
走行時におけるジャイロ2の出力角速度ωの一例であ
り、途中から温湿度変化等によりオフセットが発生し、
ある時間後にそのオフセット値が一定になった状態を示
したものである。このようなオフセットが発生した場
合、進行方位算出に供される角速度ωには後に発生した
オフセット値が含まれることになり、算出される進行方
位が不正確なものとなる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the angular velocity ω output by the gyro 2 and the absolute azimuth θ output by the geomagnetic sensor 1 when the vehicle is running straight. (1) in the figure is an example of the output angular velocity ω of the gyro 2 when traveling straight, and an offset occurs due to changes in temperature and humidity, etc.
This shows a state in which the offset value becomes constant after a certain time. When such an offset occurs, the angular velocity ω used for calculating the traveling azimuth includes the offset value generated later, and the calculated traveling azimuth becomes inaccurate.

【0019】同図(2) は、(1) の角速度ω出力の変化
率、すなわち角加速度dω/dtの変化を示す。オフセ
ットが発生する前および発生後オフセット値が一定にな
った後には、当然のことながらその変化率はほぼ0であ
り、図に示すスレッショルドレベル(dω/dt)k以
内となる。変化率がスレッショルドレベル(dω/d
t)kより大きい時は、車両の進行方向が変化して角速
度が変化しているか、それとも(1) のようにオフセット
が変化している時である。したがって、走行中において
は、ジャイロ2の角速度ω出力の変化率がスレッショル
ドレベル(dω/dt)kより大きい時に、オフセット
リセットをしてはいけないことになる。
FIG. 2B shows the change rate of the angular velocity ω output in (1), that is, the change of the angular acceleration dω / dt. Before and after the offset occurs, and after the offset value becomes constant, the change rate is, of course, almost 0, which is within the threshold level (dω / dt) k shown in the figure. The rate of change is the threshold level (dω / d
When t is larger than k, the traveling direction of the vehicle is changing and the angular velocity is changing, or the offset is changing as in (1). Therefore, during traveling, when the rate of change of the angular velocity ω output of the gyro 2 is larger than the threshold level (dω / dt) k, the offset reset must not be performed.

【0020】同図(3) は、直線走行時の地磁気センサ1
の出力である絶対方位角度θである。同図に示すよう
に、直線走行時にはθは一定である。同図(4) は、直線
走行時の地磁気センサ1の出力する絶対方位角度θの変
化率(角速度)dθ/dtである。(3) に示すようにθ
が一定であるので、当然その変化率はほぼ0であり、図
に示すスレッショルドレベル(dθ/dt)k以内とな
る。この変化率がスレッショルドレベル(dθ/dt)
kより大きくなる時は、車両の進行方向が変化している
ときである。車両が一定角速度で旋回している場合は、
ジャイロ2の角速度ω出力の変化率はほぼ0であるが、
地磁気センサ1の出力θの変化率はスレッショルドレベ
ル(dθ/dt)kより大きくなる。よってジャイロ2
の出力ωの変化率がスレッショルドレベル(dω/d
t)k以内であり、かつ、地磁気センサ1の出力θの変
化率がスレッショルドレベル(dθ/dt)k以内の時
であれば、直線走行状態であり角速度の変化はないもの
として、走行時においてもオフセットリセットを行うこ
とができる。
FIG. 3C shows the geomagnetic sensor 1 when traveling straight.
It is the absolute azimuth angle θ which is the output of. As shown in the figure, θ is constant during straight running. FIG. 4 (4) shows the rate of change (angular velocity) dθ / dt of the absolute azimuth angle θ output by the geomagnetic sensor 1 when traveling straight. Θ as shown in (3)
Is constant, the rate of change is almost 0, which is within the threshold level (dθ / dt) k shown in the figure. This rate of change is the threshold level (dθ / dt)
When it becomes larger than k, the traveling direction of the vehicle is changing. If the vehicle is turning at a constant angular velocity,
The rate of change of the angular velocity ω output of the gyro 2 is almost 0,
The rate of change of the output θ of the geomagnetic sensor 1 becomes larger than the threshold level (dθ / dt) k. So gyro 2
Of the output ω of the threshold level (dω / d
t) Within k and when the rate of change of the output θ of the geomagnetic sensor 1 is within the threshold level (dθ / dt) k, it is assumed that the vehicle is in a straight running state and the angular velocity does not change. Can also perform an offset reset.

【0021】同図(5) は、車両の旋回時の速度Vと角速
度ωの関係を示したものである。同図に示すように、速
度が30Km/h程度の時に角速度ωが最も大きくな
り、速度Vが速くなるとさほど大きな角速度ωは発生し
なくなる。したがって、走行時のオフセットリセットを
確実なものにするために、同図(6) に示すように、車両
速度VのスレッショルドレベルVk を設定して、車両速
度VがスレッショルドレベルVk 未満である時にはオフ
セットリセットを行わないようにすれば、より確実なも
のとなる。
FIG. 5 (5) shows the relationship between the velocity V and the angular velocity ω when the vehicle turns. As shown in the figure, when the velocity is about 30 Km / h, the angular velocity ω is the largest, and when the velocity V is faster, the angular velocity ω is not so large. Therefore, in order to ensure the resetting of the offset during traveling, as shown in FIG. 6 (6), the threshold level V k of the vehicle speed V is set so that the vehicle speed V is less than the threshold level V k. Sometimes it will be more reliable if the offset reset is not performed.

【0022】本実施例では、上述した判断により走行時
においても角速度検出処理においてオフセットリセット
を行い、検出する角速度の精度を高めている。図2に示
すフローチャートにより、本実施例の角速度検出処理を
説明する。
In the present embodiment, the accuracy of the angular velocity to be detected is improved by performing the offset reset in the angular velocity detection processing even during traveling based on the above determination. The angular velocity detection processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0023】本実施例の角速度検出処理においては、ジ
ャイロ2から角速度ωの出力を得るとともに走行距離セ
ンサ3の出力を得て、まず、車両が停止中であるか否か
の判定を行う(ステップS1〜S3)。そして停止して
いる場合には、それまでのデータをもとにしてジャイロ
2の出力した角速度ωの変化率、すなわち角加速度dω
/dtを求めて、その角加速度dω/dtがスレッショ
ルドレベル(dω/dt)k以内であるか否かを判定す
る(ステップS4)。この結果において角加速度dω/
dtがスレッショルドレベル(dω/dt)k以内であ
る場合に、さらに地磁気センサ1から絶対方位角度θを
得て、それまでのデータをもとに絶対方位角度θの変化
率(角速度)dθ/dtを求め、その変化率dθ/dt
がスレッショルドレベル(dθ/dt)k以内であるか
否かを判定する(ステップS5)。そしてその結果にお
いて変化率dθ/dtがスレッショルドレベル(dθ/
dt)k以内である場合に、ジャイロ2の出力の基準値
(オフセット値)ωoff を今回得た角速度ωと認定する
(ωoff =ω;ステップS6)。このオフセット値ω
off をリセットしたときには、次のステップS7のオフ
セット処理により真の角速度(ωT =ω−ωoff )は
「0」となる。
In the angular velocity detection processing of this embodiment, the output of the angular velocity ω and the output of the traveling distance sensor 3 are obtained from the gyro 2 to first determine whether or not the vehicle is stopped (step). S1 to S3). When it is stopped, the rate of change of the angular velocity ω output by the gyro 2, that is, the angular acceleration dω, is calculated based on the data obtained so far.
/ Dt is determined, and it is determined whether the angular acceleration dω / dt is within the threshold level (dω / dt) k (step S4). In this result, the angular acceleration dω /
When dt is within the threshold level (dω / dt) k, the absolute azimuth angle θ is further obtained from the geomagnetic sensor 1, and the rate of change (angular velocity) dθ / dt of the absolute azimuth angle θ is obtained based on the data obtained so far. And the rate of change dθ / dt
Is within the threshold level (dθ / dt) k (step S5). As a result, the rate of change dθ / dt is the threshold level (dθ / dt
If it is within dt) k, the reference value (offset value) ω off of the output of the gyro 2 is recognized as the angular velocity ω obtained this time (ω off = ω; step S6). This offset value ω
When off is reset, the true angular velocity (ω T = ω−ω off ) becomes “0” by the offset process in the next step S7.

【0024】また、ステップS3の判定において車両が
走行中である場合には、地図情報(ベクトル情報)の道
路データから現在進行中の道路が直進道路であるか否か
の判定を行い(ステップS8)、直進道路であれば、次
に走行距離センサ3から現在の速度データを得て、走行
速度Vがあらかじめ定めてあるスレッショルドレベルV
k 以上であるか否かを判定する(ステップS9)。そし
て、走行速度VがスレッショルドレベルVk 以上である
時には、停止時と同様にステップS4からのオフセット
リセットの判定処理を行う。すなわち、走行時において
も、走行中の道路が直線道路であり走行速度がスレッシ
ョルドレベルVk 以上である時には、角速度ωの変化率
と絶対方位角度θの変化率を算出して、それぞれがスレ
ッショルドレベル以内であればオフセットリセットが行
われる。
If the vehicle is traveling in the determination in step S3, it is determined from the road data of the map information (vector information) whether the road currently in progress is a straight road (step S8). ), If the road is a straight road, then the current speed data is obtained from the travel distance sensor 3 and the travel speed V is set to a predetermined threshold level V.
It is determined whether k or more (step S9). Then, when the traveling speed V is equal to or higher than the threshold level V k , the offset reset determination process from step S4 is performed as in the case of the stop. That is, even when the vehicle is traveling, when the traveling road is a straight road and the traveling speed is equal to or higher than the threshold level V k , the change rate of the angular velocity ω and the change rate of the absolute azimuth angle θ are calculated, and the respective threshold levels are calculated. If it is within the range, offset reset is performed.

【0025】これに対して、停止中であってもステップ
S4の判定において角加速度dω/dtがスレッショル
ドレベルより大きい場合、またはステップS5の判定に
おいて絶対方位角度の変化率dθ/dtがスレッショル
ドレベルより大きい場合には、オフセット値はリセット
されずにステップS7に行き、以前に設定されているオ
フセット値ωoff により、オフセット処理(ωT =ω−
ωoff )を行い真の角速度ωT を得る。また、走行中で
あってもステップS8の判定において進行中の道路が直
線道路でない場合、ステップS9の判定において走行速
度VがスレッショルドレベルVk 未満である場合、また
はステップS4、S5において変化率がそれぞれスレッ
ショルドレベルより大きい場合には、オフセット値はリ
セットされずにステップS7に行き、以前に設定されて
いるオフセット値ωoff により、オフセット処理(ωT
=ω−ωoff )を行い真の角速度ωT を得る。
On the other hand, if the angular acceleration dω / dt is greater than the threshold level in the determination in step S4 even when the vehicle is stopped, or the rate of change in absolute azimuth angle dθ / dt is greater than the threshold level in the determination in step S5. If large, the offset value goes to step S7 without being reset, the offset value omega off which is set previously, the offset processing (ω T = ω-
ω off ) to obtain the true angular velocity ω T. Further, even if the vehicle is running, the road in progress is not a straight road in the determination in step S8, the traveling speed V is less than the threshold level V k in the determination in step S9, or the rate of change is in steps S4 and S5. If each larger threshold level, the offset value goes to step S7 without being reset, the offset value omega off which is set previously, the offset processing (omega T
= Ω-ω off ) to obtain the true angular velocity ω T.

【0026】なお、上記実施例では走行時においてもオ
フセットリセットを行うようにするとともに、確実性を
高めるために地図情報による走行中の道路と走行速度に
ついて判定をするようにしたが、走行時においても停止
時と同様に、ステップS4、S5のジャイロ2の出力ω
の変化率と地磁気センサ1の出力θの変化率による判定
のみでもよい。この場合、ステップS3、S8、および
S9は不要となる。
In addition, in the above embodiment, the offset reset is performed even during traveling, and the road and the traveling speed during traveling are determined based on the map information in order to increase the certainty. Similarly to when stopped, the output ω of the gyro 2 in steps S4 and S5
It is also possible to make only the determination based on the change rate of the above and the change rate of the output θ of the geomagnetic sensor 1. In this case, steps S3, S8, and S9 are unnecessary.

【0027】また、上記ステップS6のオフセット認定
では、そのときのジャイロ2の出力角速度ωをオフセッ
ト値ωoff としたが、次に示すように、それまでのオフ
セット値と今回のオフセット値ωoffnに対して、それぞ
れに重みづけをして両者から求めるようにすることによ
り、誤ってオフセットリセットがなされたときの影響を
少なくすることもできる。すなわち、 今回(n回目)のオフセット値;ωoffn それまでのオフセット値 ;Ωn-1 重みづけ定数 ;α(0≦α≦1) 求めたいオフセット値 ;Ωn とすると、オフセット値Ωn は、 Ωn =αΩn-1 +(1−α)ωn により求め、そして真の角速度ωTnは、 ωTn=ωn −Ωn により求める。
Further, in the offset certification in step S6, the output angular velocity ω of the gyro 2 at that time is set as the offset value ω off , but as shown below, the offset value up to that time and the current offset value ω offn are set. On the other hand, by weighting each of them and obtaining them from both, it is possible to reduce the influence when the offset is reset by mistake. That is, the offset value of the present (n-th); omega OFFN Until the offset value; Omega n-1 weighting constants; α (0 ≦ α ≦ 1 ) the offset value to be obtained; When Omega n, the offset value Omega n is , Ω n = αΩ n-1 + (1-α) ω n , and the true angular velocity ω Tn is calculated by ω Tn = ω n −Ω n .

【0028】上記オフセット値Ωn を求める式におい
て、α=0とすると上記ステップS6のオフセットリセ
ット処理と同様となる。また、オフセット値Ωn は、α
によりΩn-1 からωoff までの値をとるため、αを大き
くしてゆくと徐々にオフセットリセットの効果は薄れて
ゆくが、誤ってなされたオフセットリセットによる影響
は少なくなる。図4に、上記オフセットリセット処理の
フローチャートを示す。同フローチャートにおいて、D
はディレイ処理であり、認定したオフセット値Ω n を次
のオフセットリセットの時にそれまでのオフセット値Ω
n-1 とする処理を示す。
The offset value ΩnThe formula smell for
If α = 0, the offset reset in step S6 is performed.
Processing is the same. Also, the offset value ΩnIs α
By Ωn-1From ωoffTo take values up to
The effect of offset reset gradually diminishes as you make it
Eventually, the effect of an incorrect offset reset
Will be less. FIG. 4 shows the offset reset process.
A flow chart is shown. In the flowchart, D
Is the delay process, and the certified offset value Ω nNext
Offset value up to that time at offset reset of Ω
n-1Indicates the processing.

【0029】なお、上記実施例では、角速度検出センサ
としてジャイロ等の角速度センサを構成した例を示した
が、これに限られるものではなく、たとえば、車輪の回
転数差もしくは光ファイバー方式により方位を検出する
センサによっても同様に実施することができる。
In the above embodiment, an example in which an angular velocity sensor such as a gyro is configured as the angular velocity detection sensor is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the azimuth is detected by the rotational speed difference of the wheels or the optical fiber method. The same can be done by the sensor.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長時間停止しないで走行する場合にも直線進行状態を検
出して適時オフセットリセットが行われるため、精度の
高い角速度を検出して正確な進行方位を常時得ることの
できるナビゲーション装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Even when the vehicle travels without stopping for a long time, the linear traveling state is detected and the offset is reset in a timely manner.Therefore, it is possible to provide a navigation device capable of detecting an accurate angular velocity and always obtaining an accurate traveling direction. it can.

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

【図1】本発明一実施例である車載用ナビゲーション装
置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle-mounted navigation device that is an embodiment of the present invention.

【図2】実施例における角速度検出処理のフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart of angular velocity detection processing in the embodiment.

【図3】実施例における角速度検出の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of angular velocity detection in the embodiment.

【図4】実施例におけるオフセットリセットの他の処理
のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of another process of offset reset in the embodiment.

【図5】従来の角速度検出処理のフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart of a conventional angular velocity detection process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…地磁気センサ 2…ジャイロ 3…走行距離センサ 4…GPS測位器 5…システムコントローラ 6…インターフェース 7…CPU 8…ROM 9…RAM 10…CD−ROM 11…バッファメモリ 12…グラフィックコントローラ 13…表示制御回路 14…キーボード 15…ディスプレイ 1 ... Geomagnetic sensor 2 ... Gyro 3 ... Travel distance sensor 4 ... GPS positioning device 5 ... System controller 6 ... Interface 7 ... CPU 8 ... ROM 9 ... RAM 10 ... CD-ROM 11 ... Buffer memory 12 ... Graphic controller 13 ... Display control Circuit 14 ... Keyboard 15 ... Display

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体の方向変化に伴う角速度を検出し
角速度データを出力する角速度センサと、移動体の方向
変化に対応する方位検出データを出力する方位検出セン
サとを備え、少なくとも移動体の進行方位を検出し指示
表示するナビゲーション装置であって、 少なくとも前記角速度データと方位検出データとから移
動体の直線進行状態を検出し、その直線進行状態である
ときに、前記角速度センサの出力の基準値をその時の出
力値に設定する直進オフセットリセット手段を、備える
ことを特徴とするナビゲーション装置。
1. An angular velocity sensor that detects an angular velocity associated with a change in direction of a moving body and outputs angular velocity data, and an azimuth detection sensor that outputs azimuth detection data corresponding to a change in direction of the moving body. A navigation device for detecting and indicating a traveling azimuth direction, and detecting a linear traveling state of a moving body from at least the angular velocity data and azimuth detection data, and in the linear traveling state, a reference of an output of the angular velocity sensor. A navigation device, comprising straight-line offset reset means for setting a value to an output value at that time.
【請求項2】 移動体の方向変化に伴う角速度を検出し
角速度データを出力する角速度センサと、移動体の方向
変化に対応する方位検出データを出力する方位検出セン
サとを備え、少なくとも移動体の現在位置と進行方位と
を検出し地図情報と共に指示表示するナビゲーション装
置であって、 少なくとも前記角速度データと方位検出データと地図情
報から移動体の直線進行状態を検出し、その直線進行状
態であるときに、前記角速度センサの出力の基準値をそ
の時の出力値に設定する直進オフセットリセット手段
を、備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. An angular velocity sensor for detecting angular velocity associated with a change in direction of a moving body and outputting angular velocity data, and an azimuth detection sensor for outputting azimuth detection data corresponding to a change in direction of the moving body. A navigation device that detects a current position and a traveling direction and indicates and displays them together with map information, wherein at least the linear traveling state of the moving body is detected from the angular velocity data, the orientation detection data, and the map information, and the vehicle is in the linear traveling state. In addition, the navigation device is provided with a straight advance offset reset means for setting the reference value of the output of the angular velocity sensor to the output value at that time.
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