JPH0555806B2 - - Google Patents

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JPH0555806B2
JPH0555806B2 JP58109817A JP10981783A JPH0555806B2 JP H0555806 B2 JPH0555806 B2 JP H0555806B2 JP 58109817 A JP58109817 A JP 58109817A JP 10981783 A JP10981783 A JP 10981783A JP H0555806 B2 JPH0555806 B2 JP H0555806B2
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geomagnetic sensor
geomagnetic
correction
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車載地磁気センサの補正方法に関す
る。
車載地磁気センサは自動車等の車両に備え付け
られ地磁気を検出する作用を有する。一般に車両
の進行方位等を計測しこれを運転者等に対し運転
状況に係る情報として知らしめて運転の便宜を図
ることに役立つ方位計等のセンサとして利用され
る。
ここで地磁気センサの構成、特性を述べる。地
磁気センサには例えばトロイダルコア型のフラツ
クスゲート式地磁気センサを使用する。従来の方
位計は概略的に第１図の如く構成され、本図にお
いて示されるように地磁気センサ１によつて地磁
気ベクトルＡのＸ方向（東西方向）成分、Ｙ方向
（南北方向）成分を電気的信号vX，vYとして取り
出し、これらをアンプ２ａ，２ｂで増幅し、その
出力VX，VYによつて方位メータ３の方位指示を
行わせるように構成される。従つて方位メータ３
の指針３ａは回路２から与えられる出力信号VX，
VYに対応して北（Ｎ）、東（Ｅ）、南（Ｓ）、西
（Ｗ）の各方向及びその間の方向を指すべく、そ
の先端が円軌道を描くことになる。そこで例えば
第１図中の端子ａ，ｂにＸ−Ｙレコーダ４を接続
して地磁気センサ１を水平状態にて一回転させる
と第２図のＢの如き円軌跡が描かれる。Ｘ−Ｙレ
コーダ４において、VX−VY座標の原点Ｏからペ
ン先に向かう矢印Ｃの向きがセンサ１の向きＤと
対応する。
ところが斯かる地磁気センサ１を、第３図に示
されるように自動車５にその前方Ｆとセンサの方
向Ｄを一致させて取り付けた場合に上記と同様自
動車５を旋回してセンサ１を一回転させてＸ−Ｙ
レコーダ４の描く軌跡を調べてみると、一般に車
体は磁気を帯びているので、第４図に示すように
原点Ｏよりずれた状態で円B′が描かれてしまう
ことになる。この場合には、原点Ｏから円軌道へ
の方向C′がセンサの方向Ｄとみなされるから斯か
る場合には中心O′が原点Ｏからずれた分だけセ
ンサの向く方向Ｄの指示が狂うことになり、それ
故自動車５に取り付けたセンサ１に基づいて車両
の進行方位を正確に表示することができないとい
う問題が生じる。
上記の如き問題が生じた場合にはこれを補正し
正しいものにする必要が生じるが、従来の補正方
法としては、自動車を一周させるよう旋回して地
磁気と車体の踏切着磁等によるずれを分離して補
正する方法が知られている。この方法は、第５図
に示されるように、特別に自動車を一回転させる
ことによつてVX軸について最大値VXmax、最小
値VXmin、VY軸について最大値VYmax、最小値
VYminを求め、下記の式によつて仮の原点
（XOFF，YOFF）を求める。
XOFF＝１／２（VXmax＋VXmin） YOFF＝１／２（VYmax＋VYmin） そしてその後は（XOFF，YOFF）の値を用いて各
点の値を補正し自動車５の進行方位を誤差なく検
出することができるのである。
しかし現実の問題として考えるに上記の如く一
般的な走行時に地磁気センサの補正のためにのみ
特別に自動車を一周させることは使用者にとつて
は煩わしく不便であるし、斯かる補正を逐一運転
者に強要することは当該計測器の商品価値を低減
せしめることになる。
本発明者は上記問題に鑑みこれを有効に解決す
べく本発明を成したものである。
本発明の目的は、地磁気を検出することにより
車両の進行方位を計測する車載方位計等におい
て、車両の帯磁等によつて方位計の方位表示が不
正確である場合に車両走行中に地磁気センサにお
ける誤差を消失せしめ自動的に補正を行うように
し、以て補正を簡易に行えるようにし当該計器の
商品価値を向上せしめることにある。
而して本発明の特徴は、地磁気センサで地磁気
を検出しコンピユータで地磁気の方向、大きさを
計測して全方位を複数の方位領域に等角度に分割
し、車両の一般走行中に各方位領域についてそれ
ぞれ地磁気を平均値として求め、これら平均値の
少なくとも３個からオフセツトを計算して補正す
るようにしたことにある。
以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。
通常の車両の走行状態において、前記地磁気セ
ンサ１から得られる車両の走行方位に係るデータ
は第６図の６の如く成り、各方位について一定の
範囲内において分散して生じる。従つて前述した
Ｘ軸、Ｙ軸について最大値、最小値を得る所謂
MAX−MIN法によれば一般的走行状態であるか
ら突発的な外乱の影響を受けてしまうのでオフセ
ツトを求めるときに誤差が生じてしまう恐れがあ
る。そこで第６図に示される走行方位に係るデー
タ軌跡に関しＸ−Ｙ座標面を原点Ｏを中心にして
その周りを例えば等角度の16の方位領域に分割
し、各方位領域ごとでデータから平均値を求める
ようにする。第７図はこのようにして得た各領域
の平均値の点を示したもので、これらの平均値の
点を結んだ軌跡は略々円に類似した形状となる。
上記の如き平均値の点７…を得た後に、点７…
の少なくとも３個を用いて軌跡８の中心を求める
ことができ、この中心O″を補正のためのオフセ
ツトの点として使用するのである。上記３点は第
７図の16個の平均点の中から任意に選ぶことがで
きるが、できるだけ等間隔で離れていることが計
算上好ましい。
本発明に係る車載方位計は、例えば第８図に示
すように、地磁気センサ１の検出出力をセンサア
ンプ２で所要のレベルに増幅し、各出力をコンピ
ユータ９に入力せしめてここで計算処理し地磁気
のデータを得て、方位計の表示器１０に車両の進
行方位を表示するように構成されている。そこ
で、前記の如く車両の通常の走行状態において自
動的にオフセツト合わせを行う補正は、上記コン
ピユータ９の計算機能を利用して行われる。すな
わち、地磁気センサ１から出力された各方位につ
いての信号はコンピユータ９内に記憶され、この
データを用いて、分割された16の方位領域におけ
る平均点を求めるのであり、更にこれらの平均点
によつて前述の如く前記中心O″を求めるのであ
る。
以上基本的な３点による円中心を求めるアルゴ
リズムで本発明を簡単に説明してきたが、更に改
良されたアルゴリズムとして16方位誤差表による
オフセツト中心を求める方法を説明する。
例えば、首都高速道路等の地域では第９図に示
される如くなる。すなわち、西方向を主に走ると
地磁気ベクトルの軌跡は１１（Ｙ軸から左半分）
となり、東方向を主に走ると地磁気ベクトルの軌
跡は１２（Ｙ軸から右半分）となり、全体として
楕円を描く特異な地域となつている。従つて単純
な３点による求心方法では正確にオフセツト中心
を求めることができない。
誤差を最少限におさえ、且つオフセツト中心を
求める方法としては16方位誤差表によるオフセツ
ト中心計算方法がある。この方法は、先ず理想地
磁気ベクトル円１３と実車実測の地磁気ベクトル
との誤差を16方位ごとに平均値する。Ｘオフセツ
トについては、16方位の右半分の８点の誤差のＸ
成分のみを平均して、実ベクトルが理想円よりは
み出る方向であればＸオフセツトを補正し、実ベ
クトルが理想円の内側にあればＸオフセツトは補
正しない。次に左半分の８点についても同様の処
理を行う。Ｙオフセツトについては、16方位の全
点のＹ方向成分の誤差値を平均し、その分だけＹ
オフセツトを補正してかまわない。
以上の如くして地磁気ベクトル異常地域を通過
した時の補正誤差は最少限をおさえられ、一方通
常の地域ではオフセツト中心を正確に求めること
ができる。
また車両の一般的な走行状態においては、トラ
ツク、乗用車等他車が発生する磁気的外乱、トン
ネル或いは鉄橋等の局部的な磁場の乱れが生じる
ことがある。そこで、前記の如く一般的な走行時
においてオフセツトを検出する本発明に係る補正
方法によれば、上記磁気的外乱、磁場の乱れによ
つてオフセツトが変動し、安定な表示を得ること
ができなくなる。斯かる問題を解消するために、
補正を実行する際に時定数を持たせるようにす
る。これによれば上記外乱、局部的な自動車の乱
れの影響を除去することができる。具体的な補正
方法としては16の方位領域におけるデータを平均
化して記憶し、オフセツト補正を少しずつ行うよ
うにする。
更に上記の如く時定数を持たせる補正方法にお
いて、距離的な時定数を持たせることもできる。
これは距離に基づいて平均化するのであるが、具
体的には一定距離ごとに地磁気ベクトルをサンプ
リングし、16の方位データとして平均化するので
ある。
他の実施例としては、過大磁界検出手段を付設
することができる。すなわち車両走行中踏切り等
を渡つてオフセツトが変化したとき旧いデータが
残つていると新しいオフセツトを正確に推定する
ことができない。そこで踏切り等で着磁のおそれ
が強い過大磁界を検出した時には旧いデータをす
べてクリヤしてしまうか、或いは重みづけによつ
て小さくする。これによつて踏切り通過後、各方
向への走行によつて速やかに新しいオフセツト値
に向かつて収束する。斯かる過大磁界検出手段は
地磁気センサの入力レンジを広げることによつて
実現される。
また更なる変更実施例として走行中に地磁気ベ
クトルの大きさを校正することもできる。すなわ
ち本発明に係る前記実施例によれば地磁気の大き
さを計算で得ることができる。そこで車両走行中
に地磁気の大きさをモニタし、これを適正なもの
に補正することができる。特にこの補正方法によ
れば、前述した首都高速道路等の特異地域ではＸ
方向についての地磁気の大きさが不安定であるの
で、Ｘ方向についてはＹ方向と連動して補正する
ことが可能となる。
異常の説明で明らかなように本発明によれば、
地磁気センサを利用した車両の方位計等におい
て、踏切着磁等に起因して生じる地磁気センサの
オフセツトによる誤差を、車両の通常走行状態に
おいて地磁気データを得、計算によつてオフセツ
トを求め補正することによつてなくすことがで
き、以て補正のために逐一特別に車両を一回りさ
せる必要はなくなり、補正を簡易に行うことが可
能となり、当該計器の商品価値を向上させること
ができる。そして、全方位を複数の方位領域に等
角度に分割し、すべての方位領域についてそれぞ
れ地磁気を平均値として求め、これら平均値の少
なくとも３個からオフセツトを計算して補正する
ため、局所的な変動の影響を排除でき、また、平
均値としてもオフセツトの計算に適正な値を選択
でき、より正確にオフセツトを算出できる。
また、車両走行中にオフセツトが変動すること
があつたとしても、地磁気のデータを適宜に取得
し、地磁気センサの出力状態をモニタしているた
め、状況の変化に応じて補正のオフセツトを変更
することができ、走行状況に合わせて精度の高い
地磁気センサの補正を行うことができる。特に地
磁気センサのオフセツトの補正を自動化し得たの
で運転者の便宜を十分に図ることができ、その効
果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第１図は地磁気センサの問題を説明するための
従来の方位計の構成図、第２図は地磁気センサの
出力特性を示す図、第３図は地磁気センサを付設
した車体の平面図、第４図は車体帯磁によつて狂
つた地磁気センサの出力特性を示す図、第５図は
従来の地磁気センサの補正方法を説明するための
図、第６図は車両の一般走行中の地磁気センサの
出力特性図、第７図は所定数の方位領域について
平均点を求めた図、第８図は本発明に係る方位計
の構成を示すブロツク図、第９図は特異地域にお
ける地磁気センサの出力特性、その補正方法を説
明するための図である。 図面中、１は地磁気センサ、２はセンサアン
プ、６は車両走行中の地磁気センサの出力特性の
一例を示す図、７は各方位領域における平均点、
９はコンピユータ、１０は方位表示器である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 地磁気センサで地磁気を検出しコンピユータ
    で地磁気の方向、大きさを計測して車両の進行方
    向を表示する車載方位計等において、車両の一般
    走行中に全方位を等角度の複数の方位領域に分割
    し、これら方位領域の全てについての地磁気をそ
    れぞれ平均値として求め、これら平均値の少なく
    とも３個からオフセツトを計算して補正するよう
    にしたことを特徴とする車載地磁気センサの補正
    方法。
JP58109817A 1983-06-17 1983-06-17 車載地磁気センサの補正方法 Granted JPS601510A (ja)

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