JPH06177633A - 車載アンテナ制御装置 - Google Patents

車載アンテナ制御装置

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JPH06177633A
JPH06177633A JP4350947A JP35094792A JPH06177633A JP H06177633 A JPH06177633 A JP H06177633A JP 4350947 A JP4350947 A JP 4350947A JP 35094792 A JP35094792 A JP 35094792A JP H06177633 A JPH06177633 A JP H06177633A
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angle
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antenna
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Yasunori Yoshino
康則 吉野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地磁気や車両の着磁状態に影響を受けること
がなく、しかも、GPSからの測位信号の受信できない
場所を走行している場合でも、精度よく移動方位を検出
でき、衛星の初期捕捉を短時間で行なう。 【構成】 方位角および仰角方向駆動部4,5によって
駆動されるアンテナ2と、車両1の現在位置を示す緯度
および経度情報を出力するGPS受信機8と、車両1の
移動方位に対する相対変化角であるヨー角を検出する角
速度センサ6と、車両1の傾斜角を検出する傾斜計10
と、GPS受信機8から得られる情報に基づいて算出さ
れる車両1の移動方位にヨー角を加算して車両の絶対方
位角を求める方位角演算部と、絶対方位角と車両の傾斜
角と予め知られている衛星の絶対方向とから車両1を基
準にした衛星の相対方向を算出して、この衛星相対方向
にアンテナ2を向けるようにしたアンテナ制御部3とで
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載されたアン
テナによる衛星の初期捕捉を行なう際に、アンテナを方
位角および仰角方向に駆動制御するための車載アンテナ
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車載アンテナによって通信衛星や放送衛
星を追尾するには、まず衛星初期捕捉を行なう必要があ
る。この初期捕捉にあたっては、車両の移動方位を検出
し、この移動方位から車載アンテナの相対方位を算出し
て、アンテナを衛星の方向に指向させる。ところで、車
両の移動方位を検出するには、特開平2−281172
号の公報に記載されるように磁気方位センサを用いる検
出手法や、特開平1−156686号や特開平2−10
7983号の公報に記載されるように全世界測位システ
ム(GPS;global positioning system)を利用した
検出手法が従来から知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気方位センサ
を用いた方位検出では、車載アンテナ近傍の地磁気が乱
れている場合や、車両などの着磁状態が変化した場合
に、移動方位の検出に誤差が生じてしまい、アンテナを
衛星の方向に向けてからのサーチを簡単に行なえず、衛
星の初期捕捉までに要する時間が長くかかるという問題
点があった。また、GPSを利用した移動方位の検出で
は、車両がGPSからの測位信号を受信できない場所を
通過しているような場合、検出が困難となり、移動中の
実時間の変化に対応できないという問題点があった。
【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、車両の移
動方位を検出するにあたって地磁気や車両の着磁状態に
影響を受けることがなく、また、GPSからの測位信号
を受信できない場所を走行している場合でも、精度よく
移動方位を検出でき、衛星の初期捕捉を短時間のうちに
行なえるようにした車載アンテナ制御装置の提供を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による車載アンテナ制御装置は、車両に搭載さ
れ、衛星追尾手段によって方位角方向および仰角方向に
駆動される車載アンテナと、車両の現在位置を示す緯度
および経度情報を少なくとも出力する全世界測位システ
ム受信機と、車両の移動方位に対する相対変化角である
ヨー角を検出するヨー角検出手段と、車両の傾斜角を検
出する傾斜計と、上記全世界測位システム受信機から得
られる緯度および経度情報に基づいて算出される車両の
移動方位に、上記ヨー角検出手段から得られるヨー角を
加算して車両の絶対方位角を求める方位角演算部と、こ
の方位角演算部で算出された車両の絶対方位角と、傾斜
計から得られる車両の傾斜角と、予め知られている車両
位置における衛星の絶対方向とから、車両を基準にした
衛星の相対方向である衛星相対方位角および相対仰角を
算出して、この衛星相対方向に上記車載アンテナが向け
られるように上記衛星追尾手段を駆動制御するアンテナ
制御部とを有する構成としてある。
【0006】
【作用】上述した構成によれば、全世界測位システムか
らのデータを用いて算出した車両の移動方位に、角速度
センサなどのヨー角検出手段によって測定した車両の移
動方位に対する相対変化角を加算して、車両の絶対方位
角を求めているので、全世界測位システムからのデータ
が一時的にとだえるような場所を車両が走行する場合で
も、車両の絶対方位角を算出し続けることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明による車載アンテナ制御装置の
具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図1
に、衛星通信用に使用される車載アンテナ制御装置の一
実施例を示す。この図において、車両1の荷台に搭載さ
れる衛星通信用アンテナ2は、アンテナ制御部3の制御
下にある方位角方向駆動部(AZ駆動部)4および仰角
方向駆動部(EL駆動部)5によって駆動され、常に衛
星を追尾するように制御される。アンテナ制御部3に
は、衛星通信用受信機6、GPS受信機8、ヨー角検出
手段をなす角速度センサ9、傾斜計10、アンテナの方
位角検出器(AZ角検出器)11および仰角検出器(E
L角検出器)12からの信号が入力されており、アンテ
ナ2を衛星に指向させるための制御信号が作り出され
る。
【0008】ここで、受信機6はアンテナ2によって衛
星からの無線信号を受信し、衛星捕捉状態を監視するた
めの受信強度信号をアンテナ制御部3に送っている。ま
たGPS受信機8は、GPS受信アンテナ7によってG
PSからの測位用無線信号を受信し、車両1の現在位置
を計測して、車両1の緯度、経度の情報をアンテナ制御
部3に送出している。角速度センサ9は、車両1の移動
方位(方位角)に対する相対変化角度であるヨー角を検
出してアンテナ制御部3に送出する。傾斜計10は、車
両1の傾斜角であるピッチ角およびロール角を検出して
アンテナ制御部3に送出する。また、方位角検出器11
および仰角検出器12は、車両1へのアンテナ載置面を
基準にしてアンテナ2の方位角および仰角をそれぞれ検
出しアンテナ制御部3に送出している。
【0009】アンテナ制御部3は、方位角演算部を備え
ており、GPS受信機8から得られる車両1の緯度、経
度の情報から車両1の移動方位を算出し、この移動方位
に角速度センサ9からのヨー角を加算して、車両1の絶
対方位角データを生成している。また、アンテナ制御部
3は、算出した絶対方位角と傾斜計10から得られる車
両1の傾斜角と予め知られている車両位置における衛星
絶対方向とから、車両1を基準にした衛星の相対方向
(相対方位角と相対仰角)を算出し、方位角検出器11
と仰角検出器12からの検出出力を受けながら、この相
対方向にアンテナ2が向くように駆動部4,5に制御信
号を送出する。アンテナ2を衛星の方向に向けたあと
は、衛生通信用受信機6からの受信レベルを捕え、一定
レベル以上の感度で衛星から信号が受信されていると判
定されたときに、衛星の初期捕捉が完了されたとする。
【0010】つぎに、このように構成される車載アンテ
ナ制御装置の動作を図2および図3の流れ図を参照して
説明する。まず、車両1の走行開始のタイミングなどで
本制御装置を起動する(ステップS1)。続いて、アン
テナ制御部3に、GPS受信機8からのデータを取得
し、取得が完了した時点で、すでに取り込まれた直前デ
ータがあるか否かを判断する(ステップS2〜S4)。
【0011】直前データがなければ、GPSデータを直
前データとしてバッファに格納し(ステップS12)、
さらに、衛星捕捉を開始しなければ(ステップS1
3)、ステップS2に戻りGPSデータを再取得する。
【0012】直前データがあれば、直前データとGPS
データの緯度、経度情報から車両の速度(車速V)と走
行方向である移動方位(方位角G)を算出する(ステッ
プS5)。続いて、車速Vが、あるしきい値V0以上か
否かを判断し(ステップS6)、一定以上のスピードで
直進またはゆっくりと安定に旋回していると判断された
ときは、方位角データAとしてステップS5で求めた方
位角Gのデータを格納する(ステップS7)。このと
き、角速度センサ9から求められる相対方位角Y、すな
わちステップS5で求めた方位角に対して車両1がどの
程度走行方向を変更したかのデータをゼロにする(ステ
ップS8)。
【0013】一方、車両1が、あるしきい値V0以下で
走行していると判断された場合は、角速度センサ6から
積分して得られる相対方位角Yを算出する(ステップS
15)。続いて、ステップS5で求めた方位角に、この
相対方位角Yを加算して絶対方位角Bを求める(ステッ
プS9)。
【0014】さらに、車速Vがゼロか否かの判断を行な
い(ステップS10)、車速Vがゼロと判断された場合
は、角速度センサ6の校正ルーチンを実行する(ステッ
プS11)。角速度センサ6の校正要素は、大別して温
度変化などによるドリフト成分と角速度に対する感度変
化である。したがって、車速ゼロを検出して角速度がゼ
ロと判断されるときに、センサ出力値のドリフト補正を
行なうとともに、前回の停止状態からの角度変化量をセ
ンサ出力単体で算出したものと、GPSを使用して補正
した角度データとを比較することで、センサ6の感度を
補正する。
【0015】角速度センサ6の校正を終了したあとは、
GPSデータを直前データとして格納し、衛星の捕捉を
開始しなければ(ステップS12〜S13)、ステップ
S2に戻り、繰り返し絶対方位角Bを算出する。また、
走行中の車両1がGPSデータを取得不可能な地域に入
った場合は、装置起動後に方位角を算出したか否かを判
断し(ステップS14)、方位角を算出していれば角速
度センサ6を用いた相対方位角Yを算出する(ステップ
S15)。そして、以前算出した方位角にこの相対方位
角Yを加算して絶対方位角Bを算出し続ける(ステップ
S9)。
【0016】衛星の捕捉を開始する場合は、ステップS
16のルーチンで傾斜計10から車両1のピッチ角とロ
ール角を求め、検出した車両1の傾斜角と先に求めた絶
対方位角とから、車両1からみた衛星相対方向である衛
星の相対方位角と相対仰角を算出する(ステップS1
7)。なお、その地点における衛星の絶対方向(絶対方
位角および絶対仰角)は予めROMなどの記憶装置に格
納されている。衛星の相対方位角と相対仰角が算出され
ると、アンテナ制御部3ではアンテナ1をこの衛星相対
方向に向けるための制御信号を方位角方向駆動部4と仰
角方向駆動部5に送出し、アンテナ駆動方向を検出する
方位角検出器11および仰角検出器12からの検出信号
を受けながら、アンテナ1を衛星の方向に向ける(ステ
ップS18)。
【0017】このとき、受信機6からの衛星信号の受信
レベルを監視し、受信レベルが一定レベル以上となった
ら、衛星を捕捉できたと判断して初期捕捉を完了する
(ステップS19,S21)。受信レベルが基準レベル
以下のときは、捕捉が行なえるまで周辺を順次自動サー
チする(ステップS20〜S21)。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、要旨の範囲内で種々変形実施が可能であ
る。例えば、他の実施例として、GPS受信機自体で緯
度と経度から車両1の移動方位と車速を算出し、アンテ
ナ制御部3に出力するような構成とすることも可能であ
る。この場合、車両1がGPSデータを取得できない地
域に入ったときは、直前に算出した車両の移動方位と車
速のデータを制御部3に出力し続ける。アンテナ制御部
3では、この移動方位と角速度センサ9から得られる相
対方位角とから絶対方位角を算出する。
【0019】さらに、他の実施例としては、車両1の移
動速度を速度センサで検出するか、車両1が有する速度
計から得られる速度データをアンテナ制御部3に取り込
むような構成としてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、G
PSから得られる車両の移動方位(方位角)のデータに
対して、ヨー角検出手段によって得られる方位角に対し
ての相対変化角を重畳させているので、高い精度で車両
の絶対方位角を算出することができる。これにより、単
にGPSからの測位データを基に車両の移動方位を算出
し続ける場合と異なり、GPSデータが得られない場所
での使用が可能となるとともに、移動中の実時間による
移動方位変化に追従できるという利点がある。また、磁
気方位センサを用いる場合と異なり、車載アンテナ近傍
の地磁気の乱れや、車両などの着磁状態に影響されるこ
となく、車両の移動方位の検出を行なえる。したがっ
て、本発明によるアンテナ制御装置を用いることによ
り、高い精度で車両の移動方位の算出が可能であるか
ら、方位角を基準にした衛星の初期捕捉を短時間に行な
えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による通信衛星用アンテナ制御装置の一
実施例を示すブロック図である。
【図2】図1のアンテナ制御装置の動作手順を示す流れ
図である。
【図3】図2に続く流れ図である。
【符号の説明】
1 車両 2 衛生通信用アンテナ 3 アンテナ制御部 4 方位角方向駆動部 5 仰角方向駆動部 6 衛星通信用受信機 7 GPS用受信アンテナ 8 GPS受信機 9 角速度センサ 10 傾斜計 11 方位角検出器 12 仰角検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載され、衛星追尾手段によって
    方位角方向および仰角方向に駆動される車載アンテナ
    と、 車両の現在位置を示す緯度および経度情報を少なくとも
    出力する全世界測位システム受信機と、 車両の移動方位に対する相対変化角であるヨー角を検出
    するヨー角検出手段と、 車両の傾斜角を検出する傾斜計と、 上記全世界測位システム受信機から得られる緯度および
    経度情報に基づいて算出される車両の移動方位に、上記
    ヨー角検出手段から得られるヨー角を加算して車両の絶
    対方位角を求める方位角演算部と、 この方位角演算部で算出された車両の絶対方位角と、傾
    斜計から得られる車両の傾斜角と、予め知られている車
    両位置における衛星の絶対方向とから、車両を基準にし
    た衛星の相対方向である衛星相対方位角および相対仰角
    を算出して、この衛星相対方向に上記車載アンテナが向
    けられるように上記衛星追尾手段を駆動制御するアンテ
    ナ制御部とを有することを特徴とする車載アンテナ制御
    装置。
  2. 【請求項2】前記方位角演算部を、アンテナ制御部に内
    蔵した請求項1記載の車載アンテナ制御装置。
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