JPH061191B2 - 電子コンパスを用いて運輸体の走向方向を求める方法 - Google Patents
電子コンパスを用いて運輸体の走向方向を求める方法Info
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- JPH061191B2 JPH061191B2 JP60505345A JP50534585A JPH061191B2 JP H061191 B2 JPH061191 B2 JP H061191B2 JP 60505345 A JP60505345 A JP 60505345A JP 50534585 A JP50534585 A JP 50534585A JP H061191 B2 JPH061191 B2 JP H061191B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- diagram
- circle diagram
- vehicle
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
Description
【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の電子コ
ンパスを用いて運輸体（以下自動車を用いて説明する）
の走行方向を求める方法から出発している。公知のナビ
ゲーション装置（西独国特許第１７５４８８８号明細
書）では、自動車の走行方向は２軸磁力計を用いて求め
られ、その出力信号は自動車の磁気的な妨害磁界を補償
するために補正ユニットに供給される。この解決方法で
は自動車に、自動車の配向に応じて多かれ少かれ自動車
のボデーによってシールドされる地磁界に重畳されてい
る妨害磁界が存在していることから出発している。これ
により磁力計の測定値に対して、ベクトル図におけるＸ
およびＹ軸上に、自動車の回転によって円線図が生ず
る。この円線図の、妨害磁界のベクトルを有する中心点
は、軸交点からずれておりかつこの円線図は信号を比例
して変化させると、その軸がベクトル図における測定軸
に対して平行に延在する楕円を形成する。一方の出力信
号を比例的に変化させて、楕円を円に変形しかつ零点の
シフトによって円が軸交点に位置するようにすべきであ
る。このことは、監視段によって次のように検査され
る。即ちこのようにして補正された信号をその都度２乗
値に高めてかつ加算して一定の値を形成しなければなら
ない（円方程式）。
ンパスを用いて運輸体（以下自動車を用いて説明する）
の走行方向を求める方法から出発している。公知のナビ
ゲーション装置（西独国特許第１７５４８８８号明細
書）では、自動車の走行方向は２軸磁力計を用いて求め
られ、その出力信号は自動車の磁気的な妨害磁界を補償
するために補正ユニットに供給される。この解決方法で
は自動車に、自動車の配向に応じて多かれ少かれ自動車
のボデーによってシールドされる地磁界に重畳されてい
る妨害磁界が存在していることから出発している。これ
により磁力計の測定値に対して、ベクトル図におけるＸ
およびＹ軸上に、自動車の回転によって円線図が生ず
る。この円線図の、妨害磁界のベクトルを有する中心点
は、軸交点からずれておりかつこの円線図は信号を比例
して変化させると、その軸がベクトル図における測定軸
に対して平行に延在する楕円を形成する。一方の出力信
号を比例的に変化させて、楕円を円に変形しかつ零点の
シフトによって円が軸交点に位置するようにすべきであ
る。このことは、監視段によって次のように検査され
る。即ちこのようにして補正された信号をその都度２乗
値に高めてかつ加算して一定の値を形成しなければなら
ない（円方程式）。
この公知の解決法における欠点は、磁力計によって測定
される値の補正が、アナログ計算回路において実施され
ることであり、このことは今日の技術レベルでは非常に
不正確である。監視段によって求められる補正量は、手
探り試行によって求めなければならず、極めて煩雑であ
りしかも誤りが多い。更にこのようなやり方では、時間
的に一定の妨害磁界しか考慮されない。しかしこの公知
の方法の重大な欠点は、次の点にある。即ち減衰してい
く地磁界の楕円の円線図に対しては零点からの軸平行な
シフトしか考慮されず、これに対して実際にはこの種の
楕円の円線図はその他ベクトル図において角度値に関し
ても回転される。この回転は、公知の測定方法において
は検出されないので、この種の電子コンパスを用いたナ
ビゲーションに対して求められる走行方向と実際の走行
方向との間に著しい偏差が生じる。
される値の補正が、アナログ計算回路において実施され
ることであり、このことは今日の技術レベルでは非常に
不正確である。監視段によって求められる補正量は、手
探り試行によって求めなければならず、極めて煩雑であ
りしかも誤りが多い。更にこのようなやり方では、時間
的に一定の妨害磁界しか考慮されない。しかしこの公知
の方法の重大な欠点は、次の点にある。即ち減衰してい
く地磁界の楕円の円線図に対しては零点からの軸平行な
シフトしか考慮されず、これに対して実際にはこの種の
楕円の円線図はその他ベクトル図において角度値に関し
ても回転される。この回転は、公知の測定方法において
は検出されないので、この種の電子コンパスを用いたナ
ビゲーションに対して求められる走行方向と実際の走行
方向との間に著しい偏差が生じる。
本発明によって、磁力計に作用する磁界の実際の円線図
を出来るだけ正確に求めることにより、地磁界の方向な
いし自動車の走行方向を出来るだけ正確に求めるように
したい。
を出来るだけ正確に求めることにより、地磁界の方向な
いし自動車の走行方向を出来るだけ正確に求めるように
したい。
発明の利点 請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構成を有する、本
発明の走行方向を求める方法は、次の利点を有する。即
ち自動車の回転期間中検出される、磁力計に作用する磁
界の測定値を用いて、デジタル評価回路によって、自動
車への組込み位置に依存する、すべての必要なパラメー
タを、即ちベクトル図における中心点シフト並びに磁界
の円線図の形状および回転を規定するパラメータを求め
ることが出来ることである。このようにして、磁力計に
おける連続測定から求められた円線図を介して地磁界の
正確な方向、Ｎ方向ないし走行方向または前以て決めら
れた目的地への方向を求めかつ指示することが可能であ
る。
発明の走行方向を求める方法は、次の利点を有する。即
ち自動車の回転期間中検出される、磁力計に作用する磁
界の測定値を用いて、デジタル評価回路によって、自動
車への組込み位置に依存する、すべての必要なパラメー
タを、即ちベクトル図における中心点シフト並びに磁界
の円線図の形状および回転を規定するパラメータを求め
ることが出来ることである。このようにして、磁力計に
おける連続測定から求められた円線図を介して地磁界の
正確な方向、Ｎ方向ないし走行方向または前以て決めら
れた目的地への方向を求めかつ指示することが可能であ
る。
その際磁力計によって測定された磁界の円線図の零点シ
フトを求めるために、自動車の完全な１回転、例えば円
走行の期間に最大および最大の測定値および最小の測定
値を有する４つの測定点が検出されかつ評価回路に記憶
される。
フトを求めるために、自動車の完全な１回転、例えば円
走行の期間に最大および最大の測定値および最小の測定
値を有する４つの測定点が検出されかつ評価回路に記憶
される。
請求の範囲の実施態様項に記載の構成によって、請求の
範囲第１項に記載の発明の有利な実施例および改良例が
可能である。走行期間中マイクロコンピュータを用いて
走行方向の変化を磁界ベクトルの測定によって評価回路
によって検出しかつ走行方向変化が前以て決められた値
を上回った場合その時測定された値をベクトル図におけ
る円線図の別の測定点として記憶すると特に有利であ
る。このようにして読み込まれた測定点は、検査および
場合に応じて円線図の求められたパラメータの補正のた
めに計算機によって引続き処理される。更に走行方向変
化に対する値は、自動車の距離信号と一緒に自動車の所
在地を決めるために使用することが出来る。
範囲第１項に記載の発明の有利な実施例および改良例が
可能である。走行期間中マイクロコンピュータを用いて
走行方向の変化を磁界ベクトルの測定によって評価回路
によって検出しかつ走行方向変化が前以て決められた値
を上回った場合その時測定された値をベクトル図におけ
る円線図の別の測定点として記憶すると特に有利であ
る。このようにして読み込まれた測定点は、検査および
場合に応じて円線図の求められたパラメータの補正のた
めに計算機によって引続き処理される。更に走行方向変
化に対する値は、自動車の距離信号と一緒に自動車の所
在地を決めるために使用することが出来る。
自動車の２回目の完全な回転の際に、磁力計における磁
界の連続測定から楕円の円線図の、その中心点からの最
大および最小距離を評価回路によって検出しかつ記憶す
ることができる。しかし自動車の２回目の回転は、次の
ようにすれば有利にも省略することが出来る。即ち自動
車の１回目の完全な１回転ないし１回目の円走行の期間
中、最大および最小の測定値を有する４つの測定点の外
に、多数の別の測定点を測定された磁界の円線図のパラ
メータを求めるために評価回路によって検出しかつ記憶
するのである。
界の連続測定から楕円の円線図の、その中心点からの最
大および最小距離を評価回路によって検出しかつ記憶す
ることができる。しかし自動車の２回目の回転は、次の
ようにすれば有利にも省略することが出来る。即ち自動
車の１回目の完全な１回転ないし１回目の円走行の期間
中、最大および最小の測定値を有する４つの測定点の外
に、多数の別の測定点を測定された磁界の円線図のパラ
メータを求めるために評価回路によって検出しかつ記憶
するのである。
図面 本発明の実施例は図面に示されており、引続く説明にお
いて詳細に説明される。第１図は、自動車の走行方向を
本発明により求めるための電子コンパスのブロック回路
図であり、第２図は、コンパスによって測定される磁界
の円線図を備えたベクトル図であり、第３図は、較正位
置にあるベクトル軸が示された自動車の平面図であり、
第４図は、第１図の電子コンパスの動作を説明する流れ
図である。
いて詳細に説明される。第１図は、自動車の走行方向を
本発明により求めるための電子コンパスのブロック回路
図であり、第２図は、コンパスによって測定される磁界
の円線図を備えたベクトル図であり、第３図は、較正位
置にあるベクトル軸が示された自動車の平面図であり、
第４図は、第１図の電子コンパスの動作を説明する流れ
図である。
実施例の説明 第１図には、ナビゲーションのために自動車に固定的に
組み込まれている電子コンパスのブロック回路図が示さ
れている。電子コンパスは、センサ１０、デジタル評価
回路１１および指示部１２から成る。例えば乗用車の屋
根の下の真ん中に取付けられているセンサ１０は、時間
コード化された信号を発生する磁力計を含んでいる。磁
力計は、３軸磁力計または２軸磁力計とすることが出
来、その際磁界検知器の軸は相互に９０°ずれている。
磁力計は、電流供給部および西独国特許出願公開第３３
４５７１２号公報に記載の磁界検知器各々に対する信号
形成段と一緒にセンサ１０内に収容されている。評価回
路１１は実質的に、入力側にセンサ信号が供給されるマ
イクロコンピュータによって実現される。自動車の走行
方向を求めるための方法を解りやすく説明するために、
評価回路１１は、メモリ段１３、測定された磁界の円線
図のパラメータを計算するための計算段１４、地磁界と
走行方向とのの間の角度を求めるための別の計算段１５
並びに角度補正のための補正段に分けて図示されてい
る。その際キースイッチ１７を介して固定の方位角度φ
０を補正段１６に入力することが出来る。出力側を介し
てこの計算段は指示部１２に接続されており、指示部に
は他の情報の外に走行方向を指示することが出来る。キ
ースイッチ１８によって評価回路１１は、円線図を求め
るために準備状態となる。
組み込まれている電子コンパスのブロック回路図が示さ
れている。電子コンパスは、センサ１０、デジタル評価
回路１１および指示部１２から成る。例えば乗用車の屋
根の下の真ん中に取付けられているセンサ１０は、時間
コード化された信号を発生する磁力計を含んでいる。磁
力計は、３軸磁力計または２軸磁力計とすることが出
来、その際磁界検知器の軸は相互に９０°ずれている。
磁力計は、電流供給部および西独国特許出願公開第３３
４５７１２号公報に記載の磁界検知器各々に対する信号
形成段と一緒にセンサ１０内に収容されている。評価回
路１１は実質的に、入力側にセンサ信号が供給されるマ
イクロコンピュータによって実現される。自動車の走行
方向を求めるための方法を解りやすく説明するために、
評価回路１１は、メモリ段１３、測定された磁界の円線
図のパラメータを計算するための計算段１４、地磁界と
走行方向とのの間の角度を求めるための別の計算段１５
並びに角度補正のための補正段に分けて図示されてい
る。その際キースイッチ１７を介して固定の方位角度φ
０を補正段１６に入力することが出来る。出力側を介し
てこの計算段は指示部１２に接続されており、指示部に
は他の情報の外に走行方向を指示することが出来る。キ
ースイッチ１８によって評価回路１１は、円線図を求め
るために準備状態となる。
以下、第２図、第３図および第４図を用いて、自動車の
走行方向を求めるための本発明の方法の実施について説
明する。第２図は、センサ１０内に配設された磁力計を
用いて自動車１９における磁界を測定するためのベクト
ル図を示す。２つの検出器によってその都度磁界ベクト
ルＨのＸ成分ないしＹ成分が測定される。それらは、セ
ンサ１０によって測定される磁界の大きさおよび方向か
ら生じる。
走行方向を求めるための本発明の方法の実施について説
明する。第２図は、センサ１０内に配設された磁力計を
用いて自動車１９における磁界を測定するためのベクト
ル図を示す。２つの検出器によってその都度磁界ベクト
ルＨのＸ成分ないしＹ成分が測定される。それらは、セ
ンサ１０によって測定される磁界の大きさおよび方向か
ら生じる。
第３図において磁界のベクトルＨは、長手軸Ｘ０および
自動車平面においてそれを横切る方向にある軸Ｙ０との
関連において図示されている。その際、センサ１０は自
動車１９の屋根の下中央に配設されているものとしてい
る。そこで測定された磁界Ｈは、固定の妨害磁界Ｈｓと
地磁界Ｈｅの自動車に作用する成分Ｈｒとから組合わさ
れている。測定された磁界の実際のベクトルは、空間に
おいて斜めに位置しているにも拘わらず、走行方向を求
めるためには、センサ１０を用いて走行平面内に投影さ
れる、磁界のベクトルＨを測定することで十分である。
自動車平面においてそれを横切る方向にある軸Ｙ０との
関連において図示されている。その際、センサ１０は自
動車１９の屋根の下中央に配設されているものとしてい
る。そこで測定された磁界Ｈは、固定の妨害磁界Ｈｓと
地磁界Ｈｅの自動車に作用する成分Ｈｒとから組合わさ
れている。測定された磁界の実際のベクトルは、空間に
おいて斜めに位置しているにも拘わらず、走行方向を求
めるためには、センサ１０を用いて走行平面内に投影さ
れる、磁界のベクトルＨを測定することで十分である。
走行方向を求めるためには、測定された磁界ベクトルＨ
から地磁界Ｈｅの方向を検出することが必要である。こ
のために、第４図の流れ図に示されており、評価回路１
１によって循環的に実行される種々の連続ステップが必
要である。
から地磁界Ｈｅの方向を検出することが必要である。こ
のために、第４図の流れ図に示されており、評価回路１
１によって循環的に実行される種々の連続ステップが必
要である。
電子コンパスの給電電圧の投入接続によって、第４図の
プログラムがステップ２０においてスタートする。次の
プログラムステップ２１において、キースイッチ１８
が、閉成されているかどうかが、検査される。それから
まず、測定された磁界Ｈに対して第２図における円線図
Ｏを求めることが出来るようにするために、キースイッ
チ１８が閉成されかつ自動車１９はハンドルの旋回によ
って閉じた円を走行しなければならない。その際プログ
ラムステップ２２においてセンサ１０によって測定され
た、大きさおよび方向が連続的に変化する磁界ＨのＸお
よびＹ方向測定値が、複数の測定点Ｍ１…Ｍｘにおいて
検出されかつメモリ段１３に格納される。その際測定点
の検出は、自動車１９の円走行の期間中所定の時間間隔
において行われるかまたは例えば図示されていない距離
発生器の信号によってキースイッチ１８を介して評価回
路１１の計算段１４において検出される所定の距離区間
を通過走行した後、行われる。同時にセンサ１０によっ
て連続的に測定された、磁界ＨのＸおよびＹ方向値が計
算段１５において監視されかつ例えば微分素子によって
最大および最小ＸおよびＹ方向値を有する測定点Ｍ１な
いしＭ４が検出されかつメモリ段１３において格納され
る。円走行の後、スイッチ１８はプログラムステップ２
４において再び開放される。その理由はそうしなければ
別の測定値Ｍｘが読込まれてしまうからである。メモリ
段１３に存在する測定値から、第２図に示すように、ベ
クトル図の軸交点に関連して次のベクトル式によって表
すことが出来る楕円の円線図Ｏが成立つ：Ｈ ＝Ｈｓ＋Ｈｒ その際Ｈｓは、走行平面に投影される、自動車の形状お
よび構造によって前以て決められる一定の妨害磁界のベ
クトルでありかつＨｒは、地磁界Ｈｅおよび誘起される
妨害磁界Ｈｉのベクトルから合成されて成る磁界のベク
トルである。誘起される妨害磁界のベクトルＨｉは、自
動車のボデーまたは地磁界によって発生されるその磁化
による地磁界のシールドに依存している。それからプロ
グラムステップ２５において、計算段１４においてステ
ップ２３において求められた最大および最小測定値か
ら、一定の妨害磁界Ｈｓのベクトルが次の式により求め
られる。
プログラムがステップ２０においてスタートする。次の
プログラムステップ２１において、キースイッチ１８
が、閉成されているかどうかが、検査される。それから
まず、測定された磁界Ｈに対して第２図における円線図
Ｏを求めることが出来るようにするために、キースイッ
チ１８が閉成されかつ自動車１９はハンドルの旋回によ
って閉じた円を走行しなければならない。その際プログ
ラムステップ２２においてセンサ１０によって測定され
た、大きさおよび方向が連続的に変化する磁界ＨのＸお
よびＹ方向測定値が、複数の測定点Ｍ１…Ｍｘにおいて
検出されかつメモリ段１３に格納される。その際測定点
の検出は、自動車１９の円走行の期間中所定の時間間隔
において行われるかまたは例えば図示されていない距離
発生器の信号によってキースイッチ１８を介して評価回
路１１の計算段１４において検出される所定の距離区間
を通過走行した後、行われる。同時にセンサ１０によっ
て連続的に測定された、磁界ＨのＸおよびＹ方向値が計
算段１５において監視されかつ例えば微分素子によって
最大および最小ＸおよびＹ方向値を有する測定点Ｍ１な
いしＭ４が検出されかつメモリ段１３において格納され
る。円走行の後、スイッチ１８はプログラムステップ２
４において再び開放される。その理由はそうしなければ
別の測定値Ｍｘが読込まれてしまうからである。メモリ
段１３に存在する測定値から、第２図に示すように、ベ
クトル図の軸交点に関連して次のベクトル式によって表
すことが出来る楕円の円線図Ｏが成立つ：Ｈ ＝Ｈｓ＋Ｈｒ その際Ｈｓは、走行平面に投影される、自動車の形状お
よび構造によって前以て決められる一定の妨害磁界のベ
クトルでありかつＨｒは、地磁界Ｈｅおよび誘起される
妨害磁界Ｈｉのベクトルから合成されて成る磁界のベク
トルである。誘起される妨害磁界のベクトルＨｉは、自
動車のボデーまたは地磁界によって発生されるその磁化
による地磁界のシールドに依存している。それからプロ
グラムステップ２５において、計算段１４においてステ
ップ２３において求められた最大および最小測定値か
ら、一定の妨害磁界Ｈｓのベクトルが次の式により求め
られる。
この式に従って計算段１４において順次求められた、一
定の妨害磁界ＨｓのＸおよびＹ値は、メモリ段１３に格
納される。求められた円線図Ｏは、第２図によれば、ベ
クトル図Ｘ、Ｙの軸原点から一定の妨害磁界ベクトルＨ
ｓだけずれておりかつその軸が角度αだけ回転されてい
る楕円である。従って妨害磁界ベクトルＨｓの記憶され
た値によって同時に、楕円の円線図Ｏの中心点Ｐに対す
るＸおよびＹ値が検出されかつ円線図Ｏの第１パラメー
タとして記憶される。それから次のプログラムステップ
２６において記憶された測定点Ｍ１…Ｍｘからその都度
合成磁界ベクトルＨｒが次のベクトル式から求められ
る：Ｈ ｒ＝Ｈ−Ｈｓ その際同時に円線図Ｏの別のパラメータとして計算段１
４によって最大および最小ベクトルＨｒを有する測定点
Ｍ５ないしＭ８が検出されかつ記憶される。これらは、
楕円の円線図Ｏの最大半径ａおよび最小半径ｂに相応す
る。更に、中心点ＰのＸおよびＹ値および円線図Ｏの、
中心点Ｐからの最大ないし最小半径ａないしｂに対する
測定点Ｍ５ないしＭ８の１つのＸおよびＹ値から、同じ
プログラムステップ２６において例えば測定点Ｍ６を用
いて計算段１５においてベクトル図における円線図Ｏの
回転角度αがパラメータとして次の式に従って求められ
る： その際測定点Ｍ６の代わりに座標Ｘ８、Ｙ８を有する測
定点Ｍ８を選択することも出来る。式を相応に変形すれ
ば、角度αを計算するために中心点Ｐの値と関連におい
て測定点Ｍ５またはＭ７の記憶された値を使用すること
も出来る。小さな半軸に基いた測定点が効果的である。
地磁界Ｈｅは、自動車１９の円走行の期間中変化するこ
とがないので、自動車１９における小さな地磁界のベク
トルＨｅは、第２図に示す、中心点Ｐが楕円の円線図Ｏ
の中心点と一致する円Ｋを描く。従ってプログラムステ
ップ２７において計算段１４において地磁界Ｈｅの大き
さおよび誘起される妨害磁界Ｈｉの大きさが、次の式に
より固定パラメータとして楕円の円線図Ｏの半径ａおよ
びｂから求められかつメモリ段１３に格納される： 類似の較正方法により、既述の方法に相応して２回目の
円走行において５つの楕円パラメータが確定される。１
回目の円走行の期間中、楕円中心点の座標が求められ
る。２回目の円走行において、２つの半軸および角度α
が計算される。この方法によって多数の記憶場所を節約
することが出来る。
定の妨害磁界ＨｓのＸおよびＹ値は、メモリ段１３に格
納される。求められた円線図Ｏは、第２図によれば、ベ
クトル図Ｘ、Ｙの軸原点から一定の妨害磁界ベクトルＨ
ｓだけずれておりかつその軸が角度αだけ回転されてい
る楕円である。従って妨害磁界ベクトルＨｓの記憶され
た値によって同時に、楕円の円線図Ｏの中心点Ｐに対す
るＸおよびＹ値が検出されかつ円線図Ｏの第１パラメー
タとして記憶される。それから次のプログラムステップ
２６において記憶された測定点Ｍ１…Ｍｘからその都度
合成磁界ベクトルＨｒが次のベクトル式から求められ
る：Ｈ ｒ＝Ｈ−Ｈｓ その際同時に円線図Ｏの別のパラメータとして計算段１
４によって最大および最小ベクトルＨｒを有する測定点
Ｍ５ないしＭ８が検出されかつ記憶される。これらは、
楕円の円線図Ｏの最大半径ａおよび最小半径ｂに相応す
る。更に、中心点ＰのＸおよびＹ値および円線図Ｏの、
中心点Ｐからの最大ないし最小半径ａないしｂに対する
測定点Ｍ５ないしＭ８の１つのＸおよびＹ値から、同じ
プログラムステップ２６において例えば測定点Ｍ６を用
いて計算段１５においてベクトル図における円線図Ｏの
回転角度αがパラメータとして次の式に従って求められ
る： その際測定点Ｍ６の代わりに座標Ｘ８、Ｙ８を有する測
定点Ｍ８を選択することも出来る。式を相応に変形すれ
ば、角度αを計算するために中心点Ｐの値と関連におい
て測定点Ｍ５またはＭ７の記憶された値を使用すること
も出来る。小さな半軸に基いた測定点が効果的である。
地磁界Ｈｅは、自動車１９の円走行の期間中変化するこ
とがないので、自動車１９における小さな地磁界のベク
トルＨｅは、第２図に示す、中心点Ｐが楕円の円線図Ｏ
の中心点と一致する円Ｋを描く。従ってプログラムステ
ップ２７において計算段１４において地磁界Ｈｅの大き
さおよび誘起される妨害磁界Ｈｉの大きさが、次の式に
より固定パラメータとして楕円の円線図Ｏの半径ａおよ
びｂから求められかつメモリ段１３に格納される： 類似の較正方法により、既述の方法に相応して２回目の
円走行において５つの楕円パラメータが確定される。１
回目の円走行の期間中、楕円中心点の座標が求められ
る。２回目の円走行において、２つの半軸および角度α
が計算される。この方法によって多数の記憶場所を節約
することが出来る。
このようにして引き続く走行期間中の走行方向を求める
ために必要であるすべてのパラメータが、評価回路１１
によって求められかつ記憶されるのである。しかし走行
方向に対して求められた角度は、更に補正を必要とす
る。というのは、それは所謂誤指示であり、即ち地磁界
方向の、実際のＮ極からの偏差を考慮していないからで
ある。その上センサ１０を自動車１９に取り付ける際の
組み込み誤差は考慮されていないので、走行方向に位置
する、磁力計の検知器のＸ軸が自動車の長手方向軸線ｘ
０と合致しない。第３図においてこのような組み込み誤
差および誤指示は、自動車の軸線Ｘ０およびＹ０に対し
て角度Δφだけ回転されている、一点鎖線で示されてい
る軸Ｘ′およびＹ′を有するベクトル図によって示され
ている。このような測定誤差を補償するために、それか
らプログラムステップ２８において電子コンパスの較正
が行われなければならない。
ために必要であるすべてのパラメータが、評価回路１１
によって求められかつ記憶されるのである。しかし走行
方向に対して求められた角度は、更に補正を必要とす
る。というのは、それは所謂誤指示であり、即ち地磁界
方向の、実際のＮ極からの偏差を考慮していないからで
ある。その上センサ１０を自動車１９に取り付ける際の
組み込み誤差は考慮されていないので、走行方向に位置
する、磁力計の検知器のＸ軸が自動車の長手方向軸線ｘ
０と合致しない。第３図においてこのような組み込み誤
差および誤指示は、自動車の軸線Ｘ０およびＹ０に対し
て角度Δφだけ回転されている、一点鎖線で示されてい
る軸Ｘ′およびＹ′を有するベクトル図によって示され
ている。このような測定誤差を補償するために、それか
らプログラムステップ２８において電子コンパスの較正
が行われなければならない。
このために、自動車の前以て決められた方位、例えば東
方向に配向されるかまたは道路上を走行され、その際出
発地および目標地間の最短距離の角度が既知であるかま
たは地図から読み取って測定される。そこから実際のＮ
方向に対して、例えば９０°を成す角度φ０が生じる。
それからこのようにして決められた角度量がプログラム
ステップ２９において補正段１６において、第１図に図
示の評価回路１１にキースイッチ１７の操作により固定
値として入力される。同時にこの自動車位置において計
算段１４および１５によって連続測定に基いて円線図Ｏ
から地磁界Ｈｅの方向が求められかつその際発生する角
度φ１が補正段１６に一緒に入力される。その際φ
１は、第３図に示すように、ベクトル図Ｘ′、Ｙ′の軸
Ｘ′を有する地磁界Ｈｅを形成する角度を表す。それか
ら次のプログラムステップ３０において補正段１６にお
いて次の式で表される補正角度Δφが形成される： Δφ＝φ１−φ０ 即ち自動車の長手軸線Ｘ０によって生じた、Ｎ方向に対
する角度φ０が、コンパスによって求められた、地磁界
Ｈｅの値φ１から減算される。このようにして形成され
た補正値Δφが補正段１６に格納されかつ同時に計算段
１４および１５に供給される。この角度によって誤指示
および組み込み誤差が補償され、その結果それから計算
段１５において求められる角度φは、自動車の長手軸線
Ｘ０の、Ｎ方向に対する実際の角度を表す。
方向に配向されるかまたは道路上を走行され、その際出
発地および目標地間の最短距離の角度が既知であるかま
たは地図から読み取って測定される。そこから実際のＮ
方向に対して、例えば９０°を成す角度φ０が生じる。
それからこのようにして決められた角度量がプログラム
ステップ２９において補正段１６において、第１図に図
示の評価回路１１にキースイッチ１７の操作により固定
値として入力される。同時にこの自動車位置において計
算段１４および１５によって連続測定に基いて円線図Ｏ
から地磁界Ｈｅの方向が求められかつその際発生する角
度φ１が補正段１６に一緒に入力される。その際φ
１は、第３図に示すように、ベクトル図Ｘ′、Ｙ′の軸
Ｘ′を有する地磁界Ｈｅを形成する角度を表す。それか
ら次のプログラムステップ３０において補正段１６にお
いて次の式で表される補正角度Δφが形成される： Δφ＝φ１−φ０ 即ち自動車の長手軸線Ｘ０によって生じた、Ｎ方向に対
する角度φ０が、コンパスによって求められた、地磁界
Ｈｅの値φ１から減算される。このようにして形成され
た補正値Δφが補正段１６に格納されかつ同時に計算段
１４および１５に供給される。この角度によって誤指示
および組み込み誤差が補償され、その結果それから計算
段１５において求められる角度φは、自動車の長手軸線
Ｘ０の、Ｎ方向に対する実際の角度を表す。
それから次のプログラムステップ３１において走行の開
始と同時にその都度、第２図の円線図Ｏの新しい測定値
Ｍｘがセンサ１０の磁力計によって測定されたＸおよび
Ｙ値によって評価回路１１に入力される。それから求め
られたパラメータＨｓ，Ｈｅ，Ｈｉ，ａ，ｂおよびαに
基いて、プログラムステップ３２において新たに角度φ
が求められなければならない。
始と同時にその都度、第２図の円線図Ｏの新しい測定値
Ｍｘがセンサ１０の磁力計によって測定されたＸおよび
Ｙ値によって評価回路１１に入力される。それから求め
られたパラメータＨｓ，Ｈｅ，Ｈｉ，ａ，ｂおよびαに
基いて、プログラムステップ３２において新たに角度φ
が求められなければならない。
第２図に示すように、地磁界ベクトルＨｅと合成磁界ベ
クトルＨｒとの間に角度差δが生じる。それからセンサ
１０における磁界Ｈの連続測定によってベクトル式Ｈ＝
Ｈｓ＋Ｈｒによって最初は合成磁界Ｈｒの大きさおよび
方向しか求めることが出来ないので、計算段１５におい
てプログラムステップ３２においてコサインの定理を介
してまず更に次の式に応じて角度差δが求められなけれ
ばならない： ないし ただし 測定点Ｍｘにおける合成磁界Ｈｒの、Ｘ軸に対する角度
φ″は、次の式により表される： その結果最後に地磁界Ｈｅの角度φ′が式φ′＝φ″＋
Ｋδにより計算される。角度差δは合成磁界Ｈｒの位置
に応じて角度φ″に対して減算または加算されなければ
ならないので、値Ｋに対して次のことが成り立つ： それから、このようにして計算段１５において求められ
た、ベクトル図のＸ軸に対する地磁界の角度φ′をプロ
グラム部分３２の最後のステップにおいて計算段１５に
よって次の式： φ＝φ′−Δφ に従ってＮ方向に対する走行方向の実際の角度に換算す
ることが出来る。プログラムスイッチ３３においてこの
値ないし走行方向が指示部１２を介して運転者に伝達さ
れる。
クトルＨｒとの間に角度差δが生じる。それからセンサ
１０における磁界Ｈの連続測定によってベクトル式Ｈ＝
Ｈｓ＋Ｈｒによって最初は合成磁界Ｈｒの大きさおよび
方向しか求めることが出来ないので、計算段１５におい
てプログラムステップ３２においてコサインの定理を介
してまず更に次の式に応じて角度差δが求められなけれ
ばならない： ないし ただし 測定点Ｍｘにおける合成磁界Ｈｒの、Ｘ軸に対する角度
φ″は、次の式により表される： その結果最後に地磁界Ｈｅの角度φ′が式φ′＝φ″＋
Ｋδにより計算される。角度差δは合成磁界Ｈｒの位置
に応じて角度φ″に対して減算または加算されなければ
ならないので、値Ｋに対して次のことが成り立つ： それから、このようにして計算段１５において求められ
た、ベクトル図のＸ軸に対する地磁界の角度φ′をプロ
グラム部分３２の最後のステップにおいて計算段１５に
よって次の式： φ＝φ′−Δφ に従ってＮ方向に対する走行方向の実際の角度に換算す
ることが出来る。プログラムスイッチ３３においてこの
値ないし走行方向が指示部１２を介して運転者に伝達さ
れる。
それからプログラムスイッチ３４において、連続する測
定点Ｍｘを有する自動車が楕円の円線図Ｏの、較正過程
に対して求められた測定点Ｍ１ないしＭ８の領域に達し
ているかどうかが、検査される。ＮＯであれば、プログ
ラムステップ３１，３２および３３が循環的に実行され
かつ走行方向ないし走行方向とＮ方向とが成す角度φが
連続的に指示される。しかし測定点Ｍｘが測定点Ｍ１な
いしＭ８のいずれかに近づくと、このことはプログラム
ステップ３４において計算段１５によって検出されかつ
測定された値はまずメモリ１３に一時記憶される。プロ
グラムステップ３５において、測定された値が電子コン
パスをもう１度較正する必要があるかどうかが検査され
る。それは、磁界Ｈの測定値が円線図Ｏと前以て決めら
れた値だけ異なっていれば、ＹＥＳである。この場合プ
ログラムは再びステップ２３までジャンプして戻りかつ
引き続くステップにおいて新しい測定値を用いて相応に
補正された円線図Ｏが求められる。これに対して測定さ
れた磁界Ｈと円線図Ｏとの間に偏差が検出されなけれ
ば、プログラムはその時の走行方向を測定するためにプ
ログラムステップ３１にジャンプして戻る。このこと
は、較正走行がもはや必要でない自動車１９による引き
続くすべての走行に対しても当はまる。従ってその場合
プログラムスタート後プログラムステップ２１において
スッイチ１８が開放されている場合にはプログラムは直
ちにセンサ１０における磁界Ｈに対するその時の測定値
を検出するためにステップ３１にジャンプして、引き続
いてステップ３２において走行方向が計算されかつステ
ップ３３において指示される。
定点Ｍｘを有する自動車が楕円の円線図Ｏの、較正過程
に対して求められた測定点Ｍ１ないしＭ８の領域に達し
ているかどうかが、検査される。ＮＯであれば、プログ
ラムステップ３１，３２および３３が循環的に実行され
かつ走行方向ないし走行方向とＮ方向とが成す角度φが
連続的に指示される。しかし測定点Ｍｘが測定点Ｍ１な
いしＭ８のいずれかに近づくと、このことはプログラム
ステップ３４において計算段１５によって検出されかつ
測定された値はまずメモリ１３に一時記憶される。プロ
グラムステップ３５において、測定された値が電子コン
パスをもう１度較正する必要があるかどうかが検査され
る。それは、磁界Ｈの測定値が円線図Ｏと前以て決めら
れた値だけ異なっていれば、ＹＥＳである。この場合プ
ログラムは再びステップ２３までジャンプして戻りかつ
引き続くステップにおいて新しい測定値を用いて相応に
補正された円線図Ｏが求められる。これに対して測定さ
れた磁界Ｈと円線図Ｏとの間に偏差が検出されなけれ
ば、プログラムはその時の走行方向を測定するためにプ
ログラムステップ３１にジャンプして戻る。このこと
は、較正走行がもはや必要でない自動車１９による引き
続くすべての走行に対しても当はまる。従ってその場合
プログラムスタート後プログラムステップ２１において
スッイチ１８が開放されている場合にはプログラムは直
ちにセンサ１０における磁界Ｈに対するその時の測定値
を検出するためにステップ３１にジャンプして、引き続
いてステップ３２において走行方向が計算されかつステ
ップ３３において指示される。
本発明は、図示の実施例に限定されない。従って例えば
センサが適切に正確に組み込まれている場合、次のよう
にして補正角度Δφの検出を省略することが出来る。即
ち所謂誤指示を、既知の、運輸体の走行領域において実
際に変わらない値として評価回路に入力しかつそれから
評価回路のプログラムによって考慮するのである。同様
に本発明の範囲内において、走行方向の変化を検査する
ためのプログラムステップ３４を省略しかつ各々のプロ
グラムシーケンスによって、磁力計によって測定され
た、磁界Ｈの値が求められた円線図Ｏにあるかないし円
線図の補正が必要であるかどうかを検査することが出来
る。また、プログラムを相応に拡大すれば、円線図の補
正を、測定値の偏差が所定の値を複数回上回った時初め
て行うように定めることも出来る。更に電子コンパスの
較正に対して、乗用車１９を１回または２回円走行させ
るかまたは例えばプラットホーム上で完全回転させるか
して較正を行うかどうかはさ程問題でない。本発明にと
って重要なのは、次の点である。即ち地磁界の方向を求
めかつベクトル図における走行方向を求めるために、磁
力計におてい測定された磁界Ｈの楕円の円線図Ｏの最大
および最小ＸおよびＹ値を有する測定点を検出し、そこ
から中心点Ｐの座標ＸＰおよびＹＰを有する固定の妨害
磁界Ｈｓのベクトルを求めかつ記憶し、その後楕円の円
線図Ｏの最大および最小半径ａ，ｂを有する磁界Ｈの測
定点を検出しかつ記憶し、かつ中心点ＰのＸおよびＹ値
並びに円線図Ｏの最小または最大半径ａ，ｂを有する測
定点のＸおよびＹ値から、回転角度αを円線図Ｏのパラ
メータとして求めかつ記憶することである。これらのパ
ラメータから測定された磁界Ｈの楕円の円線図の大きさ
および位置が決まるので、最終的に走行期間中、その都
度測定される、磁界ＨのＸおよびＹ値からアルゴリズム
を介して運輸体の走行方向を求めかつ指示することが出
来る。
センサが適切に正確に組み込まれている場合、次のよう
にして補正角度Δφの検出を省略することが出来る。即
ち所謂誤指示を、既知の、運輸体の走行領域において実
際に変わらない値として評価回路に入力しかつそれから
評価回路のプログラムによって考慮するのである。同様
に本発明の範囲内において、走行方向の変化を検査する
ためのプログラムステップ３４を省略しかつ各々のプロ
グラムシーケンスによって、磁力計によって測定され
た、磁界Ｈの値が求められた円線図Ｏにあるかないし円
線図の補正が必要であるかどうかを検査することが出来
る。また、プログラムを相応に拡大すれば、円線図の補
正を、測定値の偏差が所定の値を複数回上回った時初め
て行うように定めることも出来る。更に電子コンパスの
較正に対して、乗用車１９を１回または２回円走行させ
るかまたは例えばプラットホーム上で完全回転させるか
して較正を行うかどうかはさ程問題でない。本発明にと
って重要なのは、次の点である。即ち地磁界の方向を求
めかつベクトル図における走行方向を求めるために、磁
力計におてい測定された磁界Ｈの楕円の円線図Ｏの最大
および最小ＸおよびＹ値を有する測定点を検出し、そこ
から中心点Ｐの座標ＸＰおよびＹＰを有する固定の妨害
磁界Ｈｓのベクトルを求めかつ記憶し、その後楕円の円
線図Ｏの最大および最小半径ａ，ｂを有する磁界Ｈの測
定点を検出しかつ記憶し、かつ中心点ＰのＸおよびＹ値
並びに円線図Ｏの最小または最大半径ａ，ｂを有する測
定点のＸおよびＹ値から、回転角度αを円線図Ｏのパラ
メータとして求めかつ記憶することである。これらのパ
ラメータから測定された磁界Ｈの楕円の円線図の大きさ
および位置が決まるので、最終的に走行期間中、その都
度測定される、磁界ＨのＸおよびＹ値からアルゴリズム
を介して運輸体の走行方向を求めかつ指示することが出
来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イツトナー，ペーター ドイツ連邦共和国 Ｄ−8500 ニユルンベ ルク アルベリツヒシユトラーセ ８ (72)発明者 ラウホ，ハンス ドイツ連邦共和国 Ｄ−8510 フユルト ９ デイステルヴエーク 11 (56)参考文献 特開 昭59−91311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−28611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−52813（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも２つの、長手軸線が相互に９０
°回転されている検知器を備えた運輸体内に固定的に組
み込まれている磁力計(10)を有する電子コンパスと、測
定された磁界に依存する、前記検知器の電気信号によっ
て磁力計に作用する磁界の方向および大きさを求めかつ
走行方向を計算する評価回路(11)とを用いて運輸体の走
行方向を求める方法において、 a)地磁界(He)の方向および前記磁力計(10)のＸ軸に対す
るその角度（φ′）を求めるために、運輸体(19)の完全
な１回転又は円走行によってまずベクトル線図(X,Y)に
おいて前記磁力計(10)において測定された磁界(H)の楕
円の円線図(O)の最大および最小値(x,y)を有する４つの
測定点（Ｍ１…Ｍ４）を検出しかつ前記評価回路(11)に
よって楕円の円線図(O)のパラメータとしての中心点(P)
の座標（ＸＰ，ＹＰ）を用いて固定の妨害磁界(Hs)のベ
クトルを求めかつ記憶し、 b)楕円の円線図(O)の、その中心点(P)に対する最大およ
び最小半径(a,b)を有する磁界(H)の測定点（Ｍ５…Ｍ
８）を検出しかつ前記中心点からの半軸を前記円線図
(O)の別のパラメータとして求めかつ記憶し、 c)中心点(P)の値(x,y)および前記円線図(O)の最小又は
最大半径(a,b)を有す少なくとも１つの測定点（Ｍ５…
Ｍ８）の値(x,y)から、回転角度（α）を前記円線図(O)
のパラメータとして求めかつ記憶しかつ d)最後に走行期間中前記円線図(O)の記憶されたパラメ
ータおよび循環的に測定される磁界(H)の値(x,y)から、
アルゴリズムを介して運輸体の走行方向を求める ことを特徴とする運輸体の走行方向を求める方法。 - 【請求項２】走行期間中、ベクトル線図(x,y)における
別の測定点(Mx)を評価回路(11)によって検出し、記憶し
かつ前記円線図(O)の求められたパラメータの検査およ
び補正のために処理する請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】運輸体(19)の完全な１回転ないし円走行の
期間中、４つの測定点（Ｍ１…Ｍ４）のほかに複数の別
の測定点（Ｍ５…Ｍ８）を測定された磁界(H)の円線図
(O)の別のパラメータを求めるために評価回路(11)によ
って検出しかつ記憶する請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項４】運輸体(19)の走行期間中、磁界(H)の測定
された値(x,y)を前記円線図(O)の記憶された値と比較し
かつ前記円線図(O)と偏差があった場合後で較正するた
めに検出しかつ記憶する請求の範囲第３項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853509548 DE3509548A1 (de) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | Verfahren zur ermittlung der fahrtrichtung eines fahrzeuges mit elektronischem kompass |
| DE3509548.2 | 1985-03-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62502215A JPS62502215A (ja) | 1987-08-27 |
| JPH061191B2 true JPH061191B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=6265444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60505345A Expired - Lifetime JPH061191B2 (ja) | 1985-03-16 | 1985-11-27 | 電子コンパスを用いて運輸体の走向方向を求める方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4738031A (ja) |
| EP (1) | EP0254712B1 (ja) |
| JP (1) | JPH061191B2 (ja) |
| DE (2) | DE3509548A1 (ja) |
| WO (1) | WO1986005584A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394108A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | 移動体用方位検出装置 |
| JPH0629732B2 (ja) * | 1986-10-08 | 1994-04-20 | 三菱電機株式会社 | 移動体用方位検出装置 |
| US4862398A (en) * | 1986-11-18 | 1989-08-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Correcting method and correcting errors in a terrestrial magnetism heading sensor |
| DE3644681A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| DE3644683A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| DE3644682A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
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| JPH07117415B2 (ja) * | 1989-07-17 | 1995-12-18 | 日産自動車株式会社 | 車両用方位計 |
| JP2514254B2 (ja) * | 1989-08-11 | 1996-07-10 | 日産自動車株式会社 | 車両用方位計 |
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-
1985
- 1985-03-16 DE DE19853509548 patent/DE3509548A1/de not_active Ceased
- 1985-11-27 US US07/005,030 patent/US4738031A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-27 WO PCT/DE1985/000494 patent/WO1986005584A1/de active IP Right Grant
- 1985-11-27 DE DE8585906034T patent/DE3576197D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-27 JP JP60505345A patent/JPH061191B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-27 EP EP19850906034 patent/EP0254712B1/de not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPS5991311A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-05-26 | ロケ マナ リサーチ リミテッド | 電子コンパスを有する乗物ナビゲーション装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US4738031A (en) | 1988-04-19 |
| WO1986005584A1 (en) | 1986-09-25 |
| EP0254712A1 (de) | 1988-02-03 |
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| DE3576197D1 (de) | 1990-04-05 |
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