JPH0599675A - Magnetization correcting method for geomagnetic bearing sensor - Google Patents
Magnetization correcting method for geomagnetic bearing sensorInfo
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- JPH0599675A JPH0599675A JP3264469A JP26446991A JPH0599675A JP H0599675 A JPH0599675 A JP H0599675A JP 3264469 A JP3264469 A JP 3264469A JP 26446991 A JP26446991 A JP 26446991A JP H0599675 A JPH0599675 A JP H0599675A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両の現在位置を求め
目的地までの経路を誘導案内する車載ナビゲーションシ
ステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-vehicle navigation system for determining a current position of a vehicle and guiding and guiding a route to a destination.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の地磁気方位センサの着磁補正方法
としては、例えば特開昭63−158408号公報に示された地
磁気センサのデータ処理方法がある。従来例では、まず
進行方位から地磁気方位センサの出力円上に予想地磁気
出力を求め、その座標を基準として角度方向と半径方向
に誤差を見込んだ地磁気出力の許容範囲を設定する。そ
して地磁気出力が所定時間連続して許容範囲に入らない
ときに、地磁気出力と進行方位を用いて地磁気出力円の
中心座標を補正していた。2. Description of the Related Art As a conventional magnetization correction method for a geomagnetic direction sensor, there is a data processing method for a geomagnetic sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-158408. In the conventional example, first, the predicted geomagnetic output is obtained from the traveling direction on the output circle of the geomagnetic direction sensor, and the allowable range of the geomagnetic output is set in consideration of the error in the angular direction and the radial direction based on the coordinates. Then, when the geomagnetic output does not fall within the allowable range for a predetermined time continuously, the center coordinates of the geomagnetic output circle are corrected using the geomagnetic output and the traveling direction.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、地磁気出力が許容範囲外になった原因が
高架道路や橋梁のような磁気的な外乱によるものかそれ
とも車両の着磁状態の変化によるものかが分離できない
ため、磁気的な外乱によって許容範囲外になった地磁気
出力を基準として地磁気出力円の中心座標を補正したと
き中心座標の較正精度か上がらないという課題を有して
いた。However, in the above structure, the cause of the geomagnetic output being out of the allowable range is due to a magnetic disturbance such as an elevated road or a bridge, or a change in the magnetized state of the vehicle. However, when the center coordinates of the geomagnetic output circle are corrected with reference to the geomagnetic output that is outside the allowable range due to magnetic disturbance, the calibration accuracy of the center coordinates does not increase.
【０００４】本発明は上記の課題を解決して、車両の着
磁状態の変化を選別して検出し地磁気方位センサの出力
円の中心座標の算出精度を高精度に保つことを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to maintain the accuracy of calculating the center coordinates of the output circle of the geomagnetic direction sensor with high accuracy by selectively detecting the change in the magnetized state of the vehicle.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、車両の進行方位から地磁気方位センサの出
力を推定し、推定地磁気出力を中心として車両の左右方
向に加わる磁界方向に短く前後方向に加わる磁界方向に
長い地磁気出力の許容範囲を設定して、地磁気方位セン
サの出力が許容範囲外にあるときには出力を削除する異
常データ除去工程を設けたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention estimates the output of the geomagnetic direction sensor from the traveling direction of the vehicle, and shortens it in the direction of the magnetic field applied in the left-right direction of the vehicle around the estimated geomagnetic output. It is characterized in that an abnormal data removing step is provided in which a long geomagnetic output allowable range is set in the magnetic field direction applied in the front-rear direction and the output is deleted when the output of the geomagnetic direction sensor is outside the allowable range.
【０００６】また第二の手段として、車両の進行方位か
ら推定した地磁気出力を基準としたときの車両の前後方
向に加わる磁界方向の地磁気出力の誤差量を算出して、
誤差量が所定の値よりも大きいときは着磁状態が変化し
たと判定する着磁判定工程を設け、着磁状態が変化した
ときには変化した後に求めた地磁気出力だけを用いて地
磁気方位センサの出力円の中心座標を算出する中心座標
算出工程を設けたことを特徴とする。As a second means, the error amount of the geomagnetic output in the direction of the magnetic field applied in the longitudinal direction of the vehicle when the geomagnetic output estimated from the traveling direction of the vehicle is used as a reference is calculated,
If the amount of error is larger than a predetermined value, a magnetization determination step is provided to determine that the magnetized state has changed, and when the magnetized state has changed, the output of the geomagnetic direction sensor is used using only the geomagnetic output obtained after the change. It is characterized in that a center coordinate calculating step for calculating the center coordinates of the circle is provided.
【０００７】さらに第三の手段として、地磁気方位セン
サの出力と車両の進行方位を組み合わせて記憶し、各々
の記憶データについて同時に記憶された地磁気出力と車
両の進行方位から地磁気出力を推定し、各々の推定出力
を基準として車両の前後方向に加わる磁界方向への誤差
量を算出してその平均値を求め、その値が所定の値以下
であるとき地磁気方位センサの出力円の中心座標が精度
良く算出されていると判定する補正精度判定工程を備え
たことを特徴とする。As a third means, the output of the geomagnetic direction sensor and the traveling direction of the vehicle are combined and stored, and the geomagnetic output is estimated from the stored geomagnetic output and the traveling direction of the vehicle for each stored data. Calculate the error amount in the direction of the magnetic field applied in the front-rear direction of the vehicle based on the estimated output of, and calculate the average value, and when the value is less than or equal to a predetermined value, the center coordinates of the output circle of the geomagnetic direction sensor are accurately measured. It is characterized in that it comprises a correction accuracy determination step of determining that it has been calculated.
【０００８】[0008]
【作用】第一の手段によれば、車両の前後方向に比べ左
右方向に加わる磁界の方向に短い許容範囲を設定するた
め、特に車両の左右方向に加わる磁界方向にでやすい路
面電車の架線の影響や高架道路の影響による地磁気出力
の乱れを除去することが可能になり、高精度に地磁気方
位センサの出力円の中心座標を算出することが可能とな
る。According to the first means, the allowable range is set shorter in the direction of the magnetic field applied in the left-right direction than in the front-rear direction of the vehicle. It is possible to eliminate the disturbance of the geomagnetic output due to the influence of the influence or the influence of the elevated road, and it is possible to calculate the center coordinates of the output circle of the geomagnetic direction sensor with high accuracy.
【０００９】また第二の手段によれば、進行方位から推
定した地磁気出力を基準として、車両の前後方向に加わ
る磁界の方向への地磁気センサ出力の誤差量を算出す
る。そのため、車両の着磁状態の変化を正確に算出し着
磁状態が変化した後に収集した地磁気方位センサの出力
だけを抽出することが可能となるため、高精度に地磁気
方位センサの出力円の中心座標を算出することが可能に
なる。According to the second means, the error amount of the geomagnetic sensor output in the direction of the magnetic field applied in the front-rear direction of the vehicle is calculated with reference to the geomagnetic output estimated from the traveling direction. Therefore, it is possible to accurately calculate the change in the magnetized state of the vehicle and extract only the output of the geomagnetic direction sensor collected after the change of the magnetized state. It becomes possible to calculate the coordinates.
【００１０】さらに第三の手段によれば、地磁気出力円
の中心座標算出に用いた個々の地磁気出力について車両
の前後方向に加わる磁界の方向への誤差量を算出し、そ
の誤差量から地磁気出力円の中心座標の算出精度を判定
することが可能になるため、高精度に地磁気方位センサ
の出力円の中心座標を算出することが可能となる。According to the third means, the error amount in the direction of the magnetic field applied in the longitudinal direction of the vehicle is calculated for each geomagnetic output used for calculating the center coordinates of the geomagnetic output circle, and the geomagnetic output is calculated from the error amount. Since the calculation accuracy of the center coordinates of the circle can be determined, the center coordinates of the output circle of the geomagnetic direction sensor can be calculated with high accuracy.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明の実施例に共通な方位検出
装置の基本構成を示すものである。図１において、１は
フラックスゲート型の地磁気方位センサであり、地磁気
の水平分力を互いに直交する二方向の成分に分解して検
出する。２は光ジャイロである。これは高精度のレート
センサであり、車両のヨー方向の角速度を検出するよう
に設置してその出力を積算することで車両の旋回角度を
算出する。３１、３２、３３はＡ／Ｄ変換器、４はマイ
クロコンピュータ、５はメモリ、６はＣＲＴ等の出力手
段である。FIG. 1 shows the basic structure of an azimuth detecting apparatus common to the embodiments of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fluxgate-type geomagnetic direction sensor, which decomposes and detects a horizontal component force of geomagnetism into components in two directions orthogonal to each other. 2 is an optical gyro. This is a high-accuracy rate sensor, which is installed so as to detect the angular velocity of the vehicle in the yaw direction, and the outputs thereof are integrated to calculate the turning angle of the vehicle. Reference numerals 31, 32, and 33 are A / D converters, 4 is a microcomputer, 5 is a memory, and 6 is an output means such as a CRT.
【００１３】以上のように構成された本発明の第一の実
施例の地磁気方位センサの着磁補正方法について以下に
その動作を説明する。なお第一の実施例の目的は、異常
磁界の影響を排除しながら地磁気方位センサの出力を記
憶して、地磁気出力円の中心座標を精度良く求めること
にある。The operation of the magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the first embodiment of the present invention constructed as described above will be described below. The purpose of the first embodiment is to store the output of the geomagnetic direction sensor while eliminating the influence of the abnormal magnetic field, and to accurately obtain the center coordinates of the geomagnetic output circle.
【００１４】図３に示すのが、第一の実施例における地
磁気方位センサの着磁補正方法のフローチャートであ
る。なお、本フローチャートに入る前には各変数は初期
化されているものとする。まず、ステップ３０１では地
磁気方位センサと光ジャイロの出力を取得する。実際に
は、地磁気方位センサは地磁気の水平分力の互いに直交
する二成分を磁界の強さに比例する電圧値の形で出力し
ており、また光ジャイロは車両のヨー方向の回転角速度
を角速度に比例する電圧値として出力しているから、所
定の時間間隔で三つの電圧値をＡ／Ｄ変換器によりマイ
クロコンピュータに読み込むことで出力を取得する。地
磁気方位の算出は、車両が一回転したとき地磁気出力が
半径一定の円を描く（以降この円を地磁気方位センサの
出力円と呼ぶ）ことを利用し出力円の中心座標からみた
角度で算出する。このとき出力円の半径は地磁気の水平
分力の大きさを表している。方位は、例えば東方向を０
°として、北が９０°、西が１８０°、南が２７０°と
いうように求めれば良い。また光ジャイロ出力は、マイ
クロコンピュータで取得された電圧値に所定の変換係数
を積算することで旋回角速度に変換できる。次にステッ
プ３０２では車両の進行方位Ａｃを算出する。車両の進
行方位は、初期状態では地磁気出力円の中心座標を一周
旋回等の方法で正確に求めておいて地磁気方位センサか
ら求めた方位に合わせるとか、また適当な初期方位を与
えておけば良い。それ以降は、その段階で求められてい
る進行方位に光ジャイロで求めた旋回角度を加算して求
める。なお、光ジャイロの出力は角速度であるが単位時
間あたりの角速度を積分すれば旋回角度は算出できる。
以上ステップ３０１、３０２が進行方位算出工程に相当
する。FIG. 3 is a flow chart of a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the first embodiment. Each variable is assumed to be initialized before entering this flowchart. First, in step 301, the outputs of the geomagnetic direction sensor and the optical gyro are acquired. In reality, the geomagnetic direction sensor outputs two mutually orthogonal components of the horizontal component of the geomagnetism in the form of a voltage value proportional to the strength of the magnetic field.The optical gyro also determines the rotational angular velocity of the vehicle in the yaw direction. Since the voltage value is output in proportion to, the three voltage values are read by the A / D converter into the microcomputer at predetermined time intervals to obtain the output. The geomagnetic direction is calculated by drawing a circle with a constant geomagnetic output when the vehicle makes one revolution (this circle will be referred to as the output circle of the geomagnetic direction sensor) at the angle viewed from the center coordinates of the output circle. .. At this time, the radius of the output circle represents the magnitude of the horizontal component force of the geomagnetism. The direction is, for example, 0 in the east direction.
The angle may be 90 ° in the north, 180 ° in the west, and 270 ° in the south. Further, the optical gyro output can be converted into a turning angular velocity by multiplying the voltage value acquired by the microcomputer by a predetermined conversion coefficient. Next, at step 302, the traveling direction Ac of the vehicle is calculated. As for the traveling direction of the vehicle, in the initial state, the center coordinates of the geomagnetic output circle may be accurately obtained by a method such as turning around once, and may be matched with the direction obtained from the geomagnetic direction sensor, or an appropriate initial direction may be given. .. After that, the turning angle obtained by the optical gyro is added to the traveling direction obtained at that stage. The output of the optical gyro is an angular velocity, but the turning angle can be calculated by integrating the angular velocity per unit time.
The above steps 301 and 302 correspond to the traveling direction calculation step.
【００１５】次は異常データ除去工程である。その前
に、地磁気方位センサへの磁気的な外乱の傾向を説明す
る。図２のように車体２１に地磁気方位センサ２２を設
置するとし、車両の前後方向（進行方向）に加わる磁界
がＹ軸に、車両の左右方向に加わる磁界がＸ軸に検出さ
れるとする。地磁気方位センサに磁気的な外乱を与える
ものは数々あるが、その原因により外乱の傾向は異な
る。例えば路面電車と並走するような場合、路面電車の
架線に流れる電流により磁界が発生するため地磁気の水
平分力と架線が発生する磁界を加算したものを地磁気方
位センサは検出することになる。しかし、地磁気方位セ
ンサは車体に固定されており、路面電車と並走している
限り道路方位によらず地磁気方位センサの磁界検出コイ
ルと架線の位置関係は変化しない。すなわち架線と地磁
気方位センサの位置関係は一定であるから、この例の場
合架線による磁界の影響は地磁気の水平分力による出力
にＸ軸方向の磁界を加算した形に現れる。また、高架道
路の場合はＸ軸方向の出力が低下する現象として現れ
る。地下鉄の場合もＸ軸方向の出力変化となって現れる
ことが多い。一方踏切を通過する場合には、車両は架線
を垂直に横切るからＹ軸方向に架線による磁界が重畳さ
れることになる。車体の着磁状態の変化は踏切通過時の
強磁界により発生し、かつほぼその強磁界が加わる方向
におこるから、地磁気出力円の中心座標で見れば中心座
標はＹ軸に近い方向に動くことになる。Next is the abnormal data removing step. Before that, the tendency of magnetic disturbance to the geomagnetic direction sensor will be explained. It is assumed that the geomagnetic direction sensor 22 is installed on the vehicle body 21 as shown in FIG. 2, and a magnetic field applied in the front-rear direction (traveling direction) of the vehicle is detected on the Y axis and a magnetic field applied in the left-right direction of the vehicle is detected on the X axis. There are many things that give a magnetic disturbance to the geomagnetic direction sensor, but the tendency of the disturbance is different depending on the cause. For example, when running in parallel with a tram, a magnetic field is generated by an electric current flowing through an overhead line of the tram, so that the geomagnetic direction sensor detects a sum of the horizontal component force of the geomagnetism and the magnetic field generated by the overhead line. However, since the geomagnetic direction sensor is fixed to the vehicle body, the positional relationship between the magnetic field detection coil of the geomagnetic direction sensor and the overhead wire does not change regardless of the road direction as long as it is running in parallel with the tram. That is, since the positional relationship between the overhead line and the geomagnetic direction sensor is constant, in this example, the influence of the magnetic field due to the overhead line appears in a form in which the magnetic field in the X-axis direction is added to the output due to the horizontal component force of the geomagnetism. Also, in the case of an elevated road, it appears as a phenomenon that the output in the X-axis direction decreases. In the case of subways, it often appears as a change in the output in the X-axis direction. On the other hand, when passing through a railroad crossing, the vehicle crosses the overhead wire vertically, so that a magnetic field due to the overhead wire is superimposed in the Y-axis direction. The change in the magnetized state of the vehicle body occurs due to the strong magnetic field when passing through the railroad crossing, and almost in the direction in which the strong magnetic field is applied. Therefore, when viewed in terms of the center coordinates of the geomagnetic output circle, the center coordinates must move in the direction close to the Y axis become.
【００１６】これらの傾向から、地磁気方位センサの二
つの出力を二軸として地磁気出力を平面上で表したと
き、出力平面上で車両の前後方向に磁界が加わったとき
出力が変動する方向と、左右方向に磁界が加わったとき
出力が変動する方向を予め測定しておけば、着磁状態の
変化以外の要因による着磁方向と垂直な方向の磁気的外
乱を受けた地磁気出力は排除可能となる。本発明では、
この傾向を利用して異常データの削除を実施する。From these tendencies, when the geomagnetic output is expressed on a plane with two outputs of the geomagnetic direction sensor as two axes, the direction in which the output fluctuates when a magnetic field is applied in the front-rear direction of the vehicle on the output plane, By measuring in advance the direction in which the output fluctuates when a magnetic field is applied in the left-right direction, it is possible to eliminate the geomagnetic output that has been subjected to magnetic disturbances in the direction perpendicular to the magnetization direction due to factors other than changes in the magnetization state. Become. In the present invention,
Abnormal data is deleted using this tendency.
【００１７】まずステップ３０３では車両の進行方位を
用いて進行方位から予想される地磁気出力を算出する。
予想地磁気出力Ｐは地磁気出力円上に位置すると仮定し
て、地磁気出力円の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）と出力円の
半径Ｒ、進行方位Ａｃから Ｍｘｐ＝ Ｃｘ＋Ｒ× cosＡｃ Ｍｙｐ＝ Ｃｙ＋Ｒ× sinＡｃ と求める。ここで進行方位は光ジャイロの出力から求め
た車両の旋回角を用いて求めているため、求められる予
想地磁気出力は磁気的な外乱を受けていない。次にステ
ップ３０４では許容範囲を設定する。本実施例では、進
行方位から算出される予想地磁気出力Ｐを中心として長
軸が車両の前後方向に加わる磁界によって地磁気出力が
変動する方向（方位はＡｍとし、以後予想着磁方向と呼
ぶ）となるような長方形とする。詳細は図４に示す通り
である。ここで、４１は地磁気方位センサの出力円、４
２は出力円の中心座標、４３は測定された地磁気出力、
４４は進行方位から求められた予想地磁気出力を表して
いる。Ａｍは、上述したように車両と地磁気方位センサ
の組合せが決定された段階で予め特性を測定する等して
適当な値を選択すれば良い。許容範囲の短軸、長軸の一
辺の長さを各々Ｌａ、Ｌｂとすると例えばＬａ＝０．４
Ｒ、Ｌｂ＝３Ｒとすれば良い。ステップ３０５では地磁
気出力Ｍがステップ３０４で設定された長方形の許容領
域内に含まれるかどうかを判断する。この判断は、予想
地磁気出力Ｐを中心として予想着磁方向だけ逆回転（右
回転）した座標系で行えば良い。実際には、 ΔＸ＝（Ｍｘ−Ｍｘｐ）× cosＡｍ＋（Ｍｙ−Ｍｙｐ）× sinＡｍ ΔＹ＝−（Ｍｘ−Ｍｘｐ）× sinＡｍ＋（Ｍｙ−Ｍｙｐ）× cosＡｍ を求め、 abs（ΔＸ）＜Ｌｂ かつ abs（ΔＹ）＜Ｌａ であれば領域内に含まれると判断する。地磁気出力Ｍが
許容範囲内に含まれるときにはステップ３０６に移行
し、含まれないときには地磁気出力Ｍが異常データであ
ると判断して削除しステップ３０１に戻る。以上、ステ
ップ３０３から３０５が異常データ除去工程である。First, at step 303, the geomagnetic output expected from the traveling direction is calculated using the traveling direction of the vehicle.
Assuming that the predicted geomagnetic output P is located on the geomagnetic output circle, calculate from the center coordinates (Cx, Cy) of the geomagnetic output circle, the radius R of the output circle, and the advancing direction Ac as Mxp = Cx + R x cosAc Myp = Cy + R x sinAc. .. Here, since the traveling direction is obtained using the turning angle of the vehicle obtained from the output of the optical gyro, the expected geomagnetic output required is not subject to magnetic disturbance. Next, in step 304, an allowable range is set. In the present embodiment, the direction in which the geomagnetic output fluctuates due to the magnetic field applied to the vehicle front-rear direction with the major axis centering on the expected geomagnetic output P calculated from the traveling direction (the direction is referred to as Am, and is hereinafter referred to as the expected magnetization direction). The rectangle is Details are as shown in FIG. Here, 41 is the output circle of the geomagnetic direction sensor, 4
2 is the center coordinate of the output circle, 43 is the measured geomagnetic output,
Reference numeral 44 represents the predicted geomagnetic output obtained from the traveling direction. As for Am, an appropriate value may be selected by measuring the characteristics in advance at the stage when the combination of the vehicle and the geomagnetic direction sensor is determined as described above. If the lengths of one side of the allowable range of the short axis and the long axis are La and Lb, for example, La = 0.4
It is sufficient to set R and Lb = 3R. In step 305, it is determined whether the geomagnetic output M is included in the rectangular allowable area set in step 304. This determination may be made in a coordinate system that is rotated in the reverse direction (clockwise rotation) in the expected magnetization direction about the expected geomagnetic output P. Actually, ΔX = (Mx−Mxp) × cosAm + (My−Myp) × sinAm ΔY = − (Mx−Mxp) × sinAm + (My−Myp) × cosAm is calculated, and abs (ΔX) <Lb and abs (ΔY). ) <La, it is determined to be included in the area. When the geomagnetic output M is included in the allowable range, the process proceeds to step 306, and when it is not included, it is determined that the geomagnetic output M is abnormal data and is deleted, and the process returns to step 301. As described above, steps 303 to 305 are the abnormal data removing step.
【００１８】ステップ３０６では異常データではないと
判定された地磁気出力Ｍの出力座標と進行方位を記憶す
る。このステップ３０６が出力値記憶工程に相当する。At step 306, the output coordinates and traveling direction of the geomagnetic output M, which is determined not to be abnormal data, are stored. This step 306 corresponds to the output value storing step.
【００１９】最後にステップ３０７で地磁気出力円の中
心座標を算出する。本実施例では、まずステップ３０６
で記憶されている各々の地磁気出力と進行方位から中心
座標の候補を算出する。Finally, in step 307, the center coordinates of the geomagnetic output circle are calculated. In this embodiment, first, step 306
A candidate for the center coordinate is calculated from each geomagnetic output and the traveling direction stored in.
【００２０】 Ｃｘ'(i)＝Ｍｘ(i) −Ｒ× cosＡｍ(i) Ｃｙ'(i)＝Ｍｙ(i) −Ｒ× sinＡｍ(i) 新しい中心座標はこれらの候補（Ｃｘ'(i)，Ｃｙ'(i)）
の平均値として算出する。中心座標が更新されればステ
ップ３０１に戻り処理を繰り返す。Cx ′ (i) = Mx (i) −R × cosAm (i) Cy ′ (i) = My (i) −R × sinAm (i) The new center coordinates are the candidates (Cx ′ (i)). , Cy '(i))
It is calculated as the average value of. If the central coordinates are updated, the process returns to step 301 and repeats the processing.
【００２１】以上のように本実施例によれば、磁気的な
外乱の影響を受けない光ジャイロから求めた車両の旋回
角を用いて進行方位を算出し、その進行方位から予想さ
れる地磁気出力を推定する。そして推定された出力を中
心として予想される着磁方向に長く着磁方向に垂直な方
向に短い長方形の地磁気出力許容範囲を設定している。
そのため、高架道路が続く場合や路面電車と並走する場
合など地磁気の外乱が大きい区間では地磁気出力を異常
とみなしてデータを削除できる。よって偏りを持たない
地磁気データでのみ地磁気出力円の中心座標を算出する
ため、高精度に地磁気出力円の中心座標を保つことが可
能になる。As described above, according to this embodiment, the traveling direction is calculated using the turning angle of the vehicle obtained from the optical gyro that is not affected by the magnetic disturbance, and the geomagnetic output expected from the traveling direction is calculated. To estimate. Then, a rectangular geomagnetic output allowable range that is long in the expected magnetization direction and short in the direction perpendicular to the magnetization direction is set around the estimated output.
Therefore, data can be deleted by regarding the geomagnetic output as abnormal in a section where the geomagnetic disturbance is large, such as when an elevated road continues or when running in parallel with a tram. Therefore, since the center coordinates of the geomagnetic output circle are calculated only with the non-biased geomagnetic data, the center coordinates of the geomagnetic output circle can be maintained with high accuracy.
【００２２】なお、本実施例では光ジャイロの旋回角算
出精度の高さを利用して車両の進行方位を基準方位への
光ジャイロ旋回角の加算で求めたが、より進行方位の精
度を上げるため走行軌跡と地図データの相関をとりなが
ら進行方位を補正しても良い。また、地磁気出力の許容
範囲を進行方位から予想される地磁気出力を中心とし長
軸が予想着磁方向に平行な長方形としたが、これは一辺
の長さを進行方位によって可変としても良いし、長方形
ではなく長軸が予想着磁方向に平行な楕円形としても良
い。In this embodiment, the traveling azimuth of the vehicle is calculated by adding the turning angle of the optical gyro to the reference azimuth by using the high accuracy of the turning angle calculation of the optical gyro. Therefore, the traveling direction may be corrected while taking the correlation between the traveling locus and the map data. Further, the permissible range of the geomagnetic output is a rectangle whose major axis is parallel to the expected magnetizing direction with the geomagnetic output expected from the advancing direction as the center, but this may have the length of one side variable depending on the advancing direction, Instead of a rectangle, an ellipse whose major axis is parallel to the expected magnetization direction may be used.
【００２３】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。図５は、第二の実施例における地磁気方位センサ
の着磁補正方法のフローチャートである。なお本実施例
の目的は、車体の着磁状態の変化を正確に求めることに
より地磁気出力円の中心座標を精度良く維持することに
ある。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a flowchart of a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the second embodiment. The purpose of this embodiment is to accurately maintain the center coordinates of the geomagnetic output circle by accurately obtaining the change in the magnetized state of the vehicle body.
【００２４】ステップ５０１、５０２は第一の実施例の
ステップ３０１、３０２と同等であり、地磁気方位セン
サと光ジャイロの出力を取得して車両の進行方位を算出
する進行方位算出工程に相当する。地磁気出力が取得で
き、かつ進行方位が算出できたならば次のステップ５０
３に移行して地磁気出力Ｍと進行方位Ａｃを記憶する。Steps 501 and 502 are equivalent to steps 301 and 302 of the first embodiment, and correspond to a traveling azimuth calculation step for obtaining the output of the geomagnetic azimuth sensor and the optical gyro and calculating the traveling azimuth of the vehicle. If the geomagnetic output can be obtained and the traveling direction can be calculated, the next step 50
In step 3, the geomagnetic output M and the traveling direction Ac are stored.
【００２５】次のステップ５０４で車両の着磁状態が変
化したかどうかを判定する目安となる投影誤差量ΔＥｐ
を算出する。投影誤差量ΔＥｐの算出方法は図６に示す
通りである。まず、地磁気出力円の中心座標（Ｃｘ，Ｃ
ｙ）と出力円の半径Ｒ、進行方位Ａｃから予想地磁気出
力Ｐを算出する。In the next step 504, the projection error amount ΔEp which is a standard for determining whether the magnetized state of the vehicle has changed.
To calculate. The method of calculating the projection error amount ΔEp is as shown in FIG. First, the center coordinates (Cx, C
The predicted geomagnetic output P is calculated from y), the radius R of the output circle, and the traveling direction Ac.
【００２６】 Ｍｘｐ＝ Ｃｘ＋Ｒ× cosＡｃ Ｍｙｐ＝ Ｃｙ＋Ｒ× sinＡｃ そして、記憶された地磁気出力Ｍ（Ｍｘ，Ｍｙ）と予想
着磁方向Ａｍから以下のように投影誤差量ΔＥｐを求め
る。Mxp = Cx + R × cosAc Myp = Cy + R × sinAc Then, the projection error amount ΔEp is obtained from the stored geomagnetic output M (Mx, My) and the expected magnetization direction Am as follows.
【００２７】 ΔＥｐ＝（Ｍｘ−Ｍｘｐ）× cosＡｍ＋（Ｍｙ−Ｍｙｐ）× sinＡｍ この投影誤差量は、車体の着磁量の変化によって地磁気
出力円の中心座標が移動すると予想される方向への誤差
量を表す。次のステップ５０５でΔＥｐの絶対値が所定
の値Ｃ（例えば０．２Ｒ）よりも大きいかどうかを判定
し、大きいときには着磁状態が変化したとしてステップ
５０６で古い記憶データを削除し、小さいときには着磁
状態は変化しないとしてステップ５０７へ移行する。そ
して、ステップ５０７で記憶されている地磁気出力と進
行方位から中心座標を算出する。算出方法は第一の実施
例のステップ３０７と同様である。新しい中心座標が算
出されたならステップ５０１に戻り処理を繰り返す。な
おステップ５０３と５０６が出力値記憶工程に、ステッ
プ５０４と５０５が着磁判定工程に、またステップ５０
７が中心座標算出工程に相当する。ΔEp = (Mx−Mxp) × cosAm + (My−Myp) × sinAm This projection error amount is an error amount in a direction in which the center coordinate of the geomagnetic output circle is expected to move due to a change in the magnetization amount of the vehicle body. Represents. In the next step 505, it is determined whether or not the absolute value of ΔEp is larger than a predetermined value C (for example, 0.2R). If it is large, it is determined that the magnetized state has changed, and old stored data is deleted in step 506. The magnetized state is not changed, and the process proceeds to step 507. Then, in step 507, the central coordinates are calculated from the geomagnetic output and the traveling direction stored. The calculation method is the same as step 307 of the first embodiment. If new center coordinates have been calculated, the process returns to step 501 and repeats the processing. Note that steps 503 and 506 are the output value storage step, steps 504 and 505 are the magnetization determination step, and step 50
7 corresponds to the central coordinate calculating step.
【００２８】以上のように本実施例によれば、現在求め
られている地磁気出力円の中心座標を基準として、収集
された地磁気出力の予想着磁方向への誤差量の大小で車
両の着磁状態の変化を検出する。そのため着磁状態の変
化を正確に判定することができ、着磁状態が変化した場
合には変化した後に収集した地磁気出力だけを抽出する
ことが可能となるため、精度の高い地磁気方位センサの
出力円中心座標を算出することが可能となる。As described above, according to this embodiment, the vehicle is magnetized depending on the magnitude of the error in the expected magnetizing direction of the collected geomagnetic output with reference to the center coordinates of the currently obtained geomagnetic output circle. Detect state changes. Therefore, it is possible to accurately determine the change in the magnetized state, and when the magnetized state changes, it is possible to extract only the geomagnetic output collected after the change. It is possible to calculate the circle center coordinates.
【００２９】なお、本実施例によれば一つの地磁気出力
だけで着磁状態の判定を行ったが、これは二つ以上の地
磁気出力を用いて投影誤差量の算出を行い、同様に投影
誤差量が大きいときにのみ着磁状態が変化したと判定す
るようにしても良い。According to the present embodiment, the magnetized state is determined by using only one geomagnetic output. In this case, the projection error amount is calculated using two or more geomagnetic outputs, and the projection error is calculated in the same manner. It may be determined that the magnetized state has changed only when the amount is large.
【００３０】次に、本発明の第三の実施例について説明
する。図７は第三の実施例における地磁気方位センサの
着磁補正方法のフローチャートである。本実施例の目的
は、地磁気出力円の中心座標の算出精度を判定し高精度
に中心座標を維持することにある。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart of the magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the third embodiment. The purpose of this embodiment is to determine the calculation accuracy of the center coordinates of the geomagnetic output circle and maintain the center coordinates with high accuracy.
【００３１】ステップ７０１から７０３までは、第二の
実施例のステップ５０１から５０３と同様であり、ステ
ップ７０１、７０２が進行方位算出工程、ステップ７０
３が出力値記憶工程に相当する。次のステップ７０４で
は記憶された地磁気出力と進行方位から地磁気出力円の
中心座標を算出する。これは第一の実施例のステップ３
０７と同様である。Steps 701 to 703 are the same as steps 501 to 503 of the second embodiment, and steps 701 and 702 are the heading calculation step and step 70.
3 corresponds to the output value storing step. In the next step 704, the center coordinates of the geomagnetic output circle are calculated from the stored geomagnetic output and traveling direction. This is step 3 of the first embodiment.
The same as 07.
【００３２】次のステップ７０５、７０６では新たに求
められた地磁気出力円の中心座標と記憶データを用い
て、地磁気出力円の中心座標を較正する着磁補正の精度
判定を行う。まずステップ７０５では、記憶されている
全ての地磁気出力と進行方位の組合せから、各々につい
て第二の実施例のステップ５０４と同様の手法で投影誤
差量ΔＥｐ(i)を算出する。そして求められた各々の投
影誤差量からその平均値ΔＥｐ−ａｖｅを算出する。次
のステップ７０６ではその平均値の絶対値と所定の値
（例えば０．１Ｒ）を比較し、投影誤差量の平均値の絶
対値が所定の値よりも小さいならば精度良く中心座標が
算出されているとしてステップ７０１に戻るが、もし所
定の値よりも大きいならばステップ７０７へ移行して中
心座標の修正を行う。中心座標の修正は、ステップ７０
４で求められた地磁気出力円の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）
とステップ７０５で求められた投影誤差量の平均値ΔＥ
ｐ−ａｖｅを用いて以下のように行う。In the next steps 705 and 706, the accuracy of the magnetization correction for calibrating the center coordinates of the geomagnetic output circle is determined using the newly calculated center coordinates of the geomagnetic output circle and the stored data. First, in step 705, the projection error amount ΔEp (i) is calculated for each of the stored combinations of geomagnetic output and traveling direction by the same method as in step 504 of the second embodiment. Then, the average value ΔEp-ave is calculated from the calculated respective projection error amounts. In the next step 706, the absolute value of the average value is compared with a predetermined value (for example, 0.1R), and if the absolute value of the average value of the projection error amount is smaller than the predetermined value, the center coordinate is calculated with high accuracy. However, if it is larger than the predetermined value, the process proceeds to step 707 to correct the center coordinates. Correction of the center coordinates is performed in step
Center coordinates (Cx, Cy) of the geomagnetic output circle obtained in 4
And the average value ΔE of the projection error amounts obtained in step 705
It is performed as follows using p-ave.
【００３３】 Ｃｘ←Ｃｘ＋ΔＥｐ−ａｖｅ× cosＡｍ Ｃｙ←Ｃｙ＋ΔＥｐ−ａｖｅ× sinＡｍ そして中心座標が修正されたらステップ７０１へ戻り処
理を繰り返す。このステップ７０４と７０７が中心座標
算出工程に、またステップ７０５と７０６が補正精度判
定工程に相当する。Cx ← Cx + ΔEp-ave × cosAm Cy ← Cy + ΔEp-ave × sinAm Then, when the central coordinates are corrected, the process returns to step 701 to repeat the processing. The steps 704 and 707 correspond to the central coordinate calculating step, and the steps 705 and 706 correspond to the correction accuracy determining step.
【００３４】以上のように第三の実施例によれば、記憶
された地磁気出力とその地磁気出力を収集したときの進
行方位を用いて、各々の地磁気出力の予想着磁方向への
投影誤差量を求め、その平均値で地磁気出力円の中心座
標が精度良く算出されているかどうかを判定する。そし
て、精度が十分でないときは中心座標を修正することが
可能になるため、地磁気出力円の中心座標算出精度を高
精度に保つことが可能になる。As described above, according to the third embodiment, by using the stored geomagnetic output and the traveling direction at the time of collecting the geomagnetic output, the projection error amount of each geomagnetic output in the expected magnetization direction is used. Is determined, and it is determined whether or not the center coordinates of the geomagnetic output circle are accurately calculated by the average value. When the accuracy is not sufficient, the center coordinates can be corrected, so that the accuracy of calculating the center coordinates of the geomagnetic output circle can be kept high.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両への地磁気方位センサの取りつけ状態により決まる磁
気的外乱の加わり方と着磁状態の変化による地磁気出力
円の移動方向の相関を用いて車両の着磁状態の変化と磁
気的な外乱を選別し、その上で地磁気方位センサの出力
円の中心座標を自動的に補正するため、中心座標の算出
精度を高精度に保つことができる。As described above, according to the present invention, the correlation between the direction of the magnetic disturbance determined by the mounting state of the geomagnetic direction sensor on the vehicle and the moving direction of the geomagnetic output circle due to the change in the magnetized state is used. The change in the magnetized state of the vehicle and the magnetic disturbance are selected, and the center coordinates of the output circle of the geomagnetic direction sensor are automatically corrected on that basis, so that the calculation accuracy of the center coordinates can be maintained with high accuracy. ..
【図１】本発明に共通な車両の方位検出装置のブロック
図FIG. 1 is a block diagram of a vehicle heading detection device common to the present invention.
【図２】車両と地磁気方位センサの設置関係の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of the installation relationship between the vehicle and the geomagnetic direction sensor.
【図３】本発明の第一の手段の地磁気方位センサの着磁
補正方法を説明するフローチャートFIG. 3 is a flowchart illustrating a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the first means of the present invention.
【図４】第一の手段における地磁気方位センサ出力の許
容範囲の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a permissible range of geomagnetic direction sensor output in the first means.
【図５】本発明の第二の手段の地磁気方位センサの着磁
補正方法を説明するフローチャートFIG. 5 is a flow chart for explaining a magnetization correction method for the geomagnetic direction sensor according to the second means of the present invention.
【図６】第二の手段における地磁気方位センサ出力の投
影誤差量の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a projection error amount of the output of the geomagnetic direction sensor in the second means.
【図７】本発明の第三の手段の地磁気方位センサの着磁
補正方法を説明するフローチャートFIG. 7 is a flowchart illustrating a method for correcting the magnetization of the geomagnetic direction sensor according to the third means of the present invention.
１，２２ 地磁気方位センサ ２ 光ジャイロ ４ マイクロコンピュータ ５ メモリ ６ 出力手段 ２１ 車体 ３１，３２，３３ Ａ／Ｄ変換器 ４１ 地磁気出力円 ４２ 地磁気出力円の中心座標 ４３ 地磁気方位センサの出力値 ４４ 予想地磁気出力 ４５ 地磁気出力の許容範囲 1, 22 Geomagnetic direction sensor 2 Optical gyro 4 Microcomputer 5 Memory 6 Output means 21 Vehicle body 31, 32, 33 A / D converter 41 Geomagnetic output circle 42 Central coordinates of geomagnetic output circle 43 Output value of geomagnetic direction sensor 44 Expected geomagnetism Output 45 Geomagnetic output allowable range
Claims (4)
分に分解して検出する地磁気方位センサを備え、車両の
進行方位を検出する方位検出装置において、車両の進行
方位を算出する進行方位算出工程と、前記進行方位算出
工程で求められた車両の進行方位から地磁気方位センサ
の出力を推定し、推定された地磁気出力を中心として地
磁気出力の許容範囲を設定して前記地磁気方位センサ出
力が許容範囲外のときには出力を除去する異常データ除
去工程と、前記異常データ除去工程で地磁気出力の許容
範囲内に含まれると判定された前記地磁気方位センサ出
力を記憶する出力値記憶工程と、前記出力値記憶工程に
記憶された地磁気方位センサ出力から地磁気出力円の中
心座標を算出する中心座標算出工程を備えたことを特徴
とする地磁気方位センサの着磁補正方法。1. A azimuth detecting device for detecting a traveling azimuth of a vehicle, comprising a geomagnetic azimuth sensor for decomposing and detecting the intensity of the earth's magnetism into components in two directions orthogonal to each other. The output of the geomagnetic direction sensor is estimated from the traveling direction of the vehicle obtained in the calculation step and the traveling direction calculation step, and the geomagnetic direction sensor output is set by setting an allowable range of the geomagnetic output centered on the estimated geomagnetic output. An abnormal data removing step of removing the output when the output is out of the allowable range; an output value storing step of storing the geomagnetic direction sensor output determined to be within the allowable range of the geomagnetic output in the abnormal data removing step; Geomagnetic direction characterized by comprising a central coordinate calculation step of calculating central coordinates of the geomagnetic output circle from the geomagnetic direction sensor output stored in the value storing step. Magnetized correction method of the capacitor.
前後方向より左右方向に加わる磁界方向が短い矩形であ
ることを特徴とする請求項１記載の地磁気方位センサの
着磁補正方法。2. The method of correcting the magnetization of a geomagnetic bearing sensor according to claim 1, wherein the allowable range of the abnormal data removing step is a rectangle in which the direction of the magnetic field applied in the left-right direction is shorter than the front-rear direction of the vehicle.
行方位から地磁気方位センサの出力を推定し推定地磁気
出力を基準としたときの車両の前後方向に加わる磁界方
向への地磁気方位センサ出力の誤差量を算出して誤差量
の大きさにより車両の着磁状態の変化を判定する着磁判
定工程を備え、出力値記憶工程は前記着磁判定工程で車
両の着磁状態が変化したと判定されたとき着磁状態が変
化する以前の記憶データを削除することを特徴とする請
求項１記載の地磁気方位センサの着磁補正方法。3. Instead of the abnormal data removing step, the output of the geomagnetic direction sensor is estimated from the traveling direction of the vehicle, and the output of the geomagnetic direction sensor in the direction of the magnetic field applied in the front-rear direction of the vehicle is based on the estimated geomagnetic output. Equipped with a magnetization determination step that calculates the error amount and determines the change in the magnetized state of the vehicle based on the magnitude of the error amount, and the output value storage step determines that the vehicle magnetized state has changed in the magnetization determination step. 2. The method for correcting the magnetization of a geomagnetic bearing sensor according to claim 1, wherein the stored data before the change of the magnetization state is deleted.
車両の進行方位を記憶するものであり、異常データ除去
工程の代わりに、前記出力値記憶工程に記憶されている
車両の進行方位から地磁気方位センサの出力を推定し推
定地磁気出力を基準としたときの記憶された地磁気セン
サ出力の車両の前後方向に加わる磁界方向への誤差量か
ら地磁気方位センサの出力円の中心座標の算出精度を判
定する補正精度判定工程を備えたことを特徴とする請求
項１記載の地磁気方位センサの着磁補正方法。4. The output value storing step stores the geomagnetic direction sensor output and the traveling direction of the vehicle. Instead of the abnormal data removing step, the geomagnetic field is calculated from the traveling direction of the vehicle stored in the output value storing step. Estimate the output of the azimuth sensor and determine the calculation accuracy of the center coordinates of the output magnetic circle of the geomagnetic azimuth sensor from the stored error of the geomagnetic sensor output in the longitudinal direction of the vehicle when the estimated geomagnetic output is used as a reference. The method of correcting the magnetization of a geomagnetic bearing sensor according to claim 1, further comprising a correction accuracy determining step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26446991A JP2870258B2 (en) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Magnetization correction method for geomagnetic bearing sensor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26446991A JP2870258B2 (en) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Magnetization correction method for geomagnetic bearing sensor |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599675A true JPH0599675A (en) | 1993-04-23 |
| JP2870258B2 JP2870258B2 (en) | 1999-03-17 |
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1991
- 1991-10-14 JP JP26446991A patent/JP2870258B2/en not_active Expired - Fee Related
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