JPH0634379A - Navigation device - Google Patents

Navigation device

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Publication number
JPH0634379A
JPH0634379A JP19241292A JP19241292A JPH0634379A JP H0634379 A JPH0634379 A JP H0634379A JP 19241292 A JP19241292 A JP 19241292A JP 19241292 A JP19241292 A JP 19241292A JP H0634379 A JPH0634379 A JP H0634379A
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JP
Japan
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measuring means
measurement
error
mobile body
angular velocity
Prior art date
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Pending
Application number
JP19241292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Hoshino
雅俊 星野
Shigeru Obo
茂 於保
Yasuhiro Gunji
康弘 郡司
Jiro Takezaki
次郎 竹崎
Kenji Takano
憲治 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZANABUI INFUOMATEIKUSU KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
ZANABUI INFUOMATEIKUSU KK
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by ZANABUI INFUOMATEIKUSU KK, Hitachi Ltd filed Critical ZANABUI INFUOMATEIKUSU KK
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Publication of JPH0634379A publication Critical patent/JPH0634379A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve positional accuracy by finding a moving body position by means of output of an azimuth measuring means, output of a distance measuring means, an estimated scale factor error and bias. CONSTITUTION:An azimuth outputted by an earth magnetism sensor 4 is shown even by using an integral value outputted by an angular velocity sensor 3 and speed obtained by a position sensor 1, and a magnetization parameter estimating device 9 estimates the azimuth from an average value, and estimates a magnetization component and an installation angle error of the earth magnetism sensor 4 from the estimated azimuth. An output signal of the angular velocity sensor 3 is shown even by using a differential value of a distance sensor 2 and the speed obtained by the position sensor 1, and an angular velocity error parameter estimating device 8 estimates angular velocity, and estimates error parameter of the angular velocity sensor 3 of a scale factor, bias and so on from this estimated value. A distance movable between sampling intervals can be measured even by the position sensor 1 besides the distance sensor 2, and a distance error parameter estimating device 7 takes up an average value, and estimates the distance, and estimates error parameter of the distance sensor 2. In this way, errors of the respective sensors are corrected, and a position estimiting unit 10 calculates an accurate position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は移動体に搭載された距離
測定手段、角速度測定手段、地磁気測定手段の補正装置
及びそれを利用したナビゲーション装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring means, an angular velocity measuring means, a geomagnetic measuring means correcting device mounted on a moving body and a navigation device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体のナビゲーション装置として、従
来より慣性航法と電波航法を組み合わせてそれぞれの欠
点を補うことによって位置、速度などの推定精度を高め
たハイブリッド航法が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a navigation device for a mobile body, a hybrid navigation system has been adopted in which inertial navigation and radio navigation are combined to compensate for their respective drawbacks to improve the estimation accuracy of position, speed and the like.

【0003】電波航法の誤差は時間経過に関係なくほぼ
一定の範囲に収まる。電波航法としてはGPS(全世界測
位システム)やビーコンなどが使われている。一方、慣
性航法は移動体の進行方向と移動した距離を計測し推定
位置を積分していくものである。短時間での精度は良い
が、計測した進行方向と距離に対する誤差の影響で推定
位置の誤差は時間と共に発散する。
The error in radio navigation falls within a substantially constant range regardless of the passage of time. GPS (Global Positioning System) and beacons are used for radio navigation. On the other hand, inertial navigation measures the traveling direction of a moving body and the distance traveled, and integrates the estimated position. Although the accuracy is good in a short time, the error in the estimated position diverges with time due to the effect of the error on the measured traveling direction and distance.

【0004】かかる問題点を解決するため、例えば特開
昭63−311115号公報により、位置センサ(位置
距離測定手段)、角速度センサ(角速度距離測定手段)
及び距離センサ(距離測定手段)の出力をカルマンフィ
ルタに入力して距離センサのスケールファクタエラー及
び角速度センサのバイアスを求め、それぞれのセンサ出
力を補正するものが知られている。
In order to solve such a problem, a position sensor (positional distance measuring means) and an angular velocity sensor (angular velocity distance measuring means) are disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-111115.
It is known that the output of the distance sensor (distance measuring means) is input to the Kalman filter to obtain the scale factor error of the distance sensor and the bias of the angular velocity sensor, and the respective sensor outputs are corrected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで距離センサ、
角速度センサの出力誤差は、スケールファクタエラーと
バイアスとから成る。方位センサとして地磁気センサを
用いた場合、着磁、取付け角の誤差及び地磁気センサを
取り付けた移動体の磁界への影響(μ効果)による方位
誤差がある。
By the way, the distance sensor,
The output error of the angular velocity sensor consists of a scale factor error and a bias. When a geomagnetic sensor is used as the azimuth sensor, there are azimuth errors due to errors in magnetization and mounting angle, and influence (μ effect) on the magnetic field of the moving body to which the geomagnetic sensor is mounted.

【0006】しかしながら、上記従来技術になる特開昭
63−311115号公報においては距離センサ及び角
速度センサの出力誤差をカルマンフィルタで補正するも
のの、上記のセンサ誤差の特徴を十分考慮しておらずそ
のため正確な誤差の補正が不可能であった。
However, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-311115, which is the above-mentioned conventional technique, the output error of the distance sensor and the angular velocity sensor is corrected by the Kalman filter, but the characteristics of the above-mentioned sensor error are not sufficiently taken into consideration, and therefore the accuracy is accurate. It was impossible to correct such errors.

【0007】そこで本発明の目的は距離センサ、角速度
センサもしくは地磁気センサの誤差の推定を行う移動体
用ナビゲーション装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a navigation device for a mobile body which estimates an error of a distance sensor, an angular velocity sensor or a geomagnetic sensor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】距離測定手段のスケール
ファクタエラーとバイアスとを推定するため、方位測定
手段と、位置測定手段と、距離測定手段と、これらの測
定手段の出力から移動体の位置を求める位置推定手段と
を有する移動体用ナビゲーション装置であって、上記位
置測定手段の出力と距離測定手段の出力とより、上記距
離測定手段のスケールファクタエラーとバイアスとを推
定する誤差パラメタ推定装置を有し、上記位置推定手段
は、上記方位測定手段の出力と、上記距離測定手段の出
力と、推定された上記スケールファクタエラーとバイア
スとより、移動体の位置を求めることとしたものであ
る。
In order to estimate the scale factor error and bias of the distance measuring means, the azimuth measuring means, the position measuring means, the distance measuring means, and the position of the moving body from the outputs of these measuring means. A navigation apparatus for a moving body having a position estimating means for obtaining an error parameter estimating device for estimating a scale factor error and a bias of the distance measuring means from an output of the position measuring means and an output of the distance measuring means. And the position estimating means determines the position of the moving body from the output of the azimuth measuring means, the output of the distance measuring means, and the estimated scale factor error and bias. .

【0009】また、角速度測定手段のスケールファクタ
エラーとバイアスを推定するために、位置測定手段と、
距離測定手段と、角速度測定手段と、これらの測定手段
の出力から移動体の位置を求める位置推定手段とを有す
る移動体用ナビゲーション装置であって、上記位置測定
手段の出力と角速度測定手段の出力とより、上記角速度
測定手段のスケールファクタエラーとバイアスを推定す
る誤差パラメタ推定装置を有し、上記位置推定手段は、
上記距離測定手段の出力と、上記角速度測定手段の出力
と、推定された上記スケールファクタエラーとバイアス
とより、移動体の位置を求めることとしたものである。
Further, in order to estimate the scale factor error and bias of the angular velocity measuring means, position measuring means,
What is claimed is: 1. A navigation device for a moving body, comprising: distance measuring means, angular velocity measuring means, and position estimating means for obtaining the position of the moving body from the outputs of these measuring means, the output of the position measuring means and the output of the angular velocity measuring means. From, with an error parameter estimation device for estimating the scale factor error and bias of the angular velocity measuring means, the position estimating means,
The position of the moving body is determined from the output of the distance measuring unit, the output of the angular velocity measuring unit, the estimated scale factor error and the bias.

【0010】また、地磁気測定手段の方位誤差を推定す
るために、位置測定手段と、距離測定手段と、地磁気測
定手段と、これらの測定手段出力から移動体の位置を求
める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーション装
置であって、上記位置測定手段の出力と地磁気測定手段
の出力とより、上記地磁気測定手段の方位誤差を推定す
る誤差パラメタ推定装置を有し、上記位置推定手段は、
上記距離測定手段の出力と、上記地磁気測定手段の出力
と、推定された上記方位誤差とより、移動体の位置を求
めることとしたものである。
Further, in order to estimate the azimuth error of the geomagnetic measuring means, it has a position measuring means, a distance measuring means, a geomagnetic measuring means, and a position estimating means for obtaining the position of the moving body from the outputs of these measuring means. A navigation device for a mobile body, having an error parameter estimating device for estimating a bearing error of the geomagnetic measuring means from the output of the position measuring means and the output of the geomagnetic measuring means, and the position estimating means,
The position of the moving body is determined from the output of the distance measuring means, the output of the geomagnetic measuring means, and the estimated azimuth error.

【0011】[0011]

【作用】距離測定手段のスケールファクタエラーとバイ
アスとを推定するため、方位測定手段と、位置測定手段
と、距離測定手段とを有し、これらの測定手段の出力か
ら移動体の位置を求める移動体用ナビゲーション装置に
おいて、誤差パラメタ推定装置は、上記位置測定手段の
出力と距離測定手段の出力とより、上記距離測定手段の
スケールファクタエラーとバイアスとを推定する。上記
位置推定手段は、上記方位測定手段の出力と、上記距離
測定手段の出力と、推定された上記スケールファクタエ
ラーとバイアスとより、移動体の位置を求める。
In order to estimate the scale factor error and bias of the distance measuring means, the moving means has an azimuth measuring means, a position measuring means and a distance measuring means, and obtains the position of the moving body from the outputs of these measuring means. In the body navigation device, the error parameter estimation device estimates the scale factor error and the bias of the distance measuring means from the output of the position measuring means and the output of the distance measuring means. The position estimating means obtains the position of the moving body from the output of the azimuth measuring means, the output of the distance measuring means, and the estimated scale factor error and bias.

【0012】また、角速度測定手段のスケールファクタ
エラーとバイアスを推定するために、位置測定手段と、
距離測定手段と、角速度測定手段とを有し、これらの測
定手段の出力から移動体の位置を求める移動体用ナビゲ
ーション装置において、誤差パラメタ推定装置は、上記
位置測定手段の出力と角速度測定手段の出力とより、上
記角速度測定手段のスケールファクタエラーとバイアス
を推定する。上記位置推定手段は、上記距離測定手段の
出力と、上記角速度測定手段の出力と、推定された上記
スケールファクタエラーとバイアスとより、移動体の位
置を求める。
Further, in order to estimate the scale factor error and the bias of the angular velocity measuring means, position measuring means,
In a navigation device for a moving body, which has a distance measuring means and an angular velocity measuring means, and obtains the position of the moving body from the outputs of these measuring means, the error parameter estimation device has an output of the position measuring means and an angular velocity measuring means. The scale factor error and bias of the angular velocity measuring means are estimated from the output. The position estimating means obtains the position of the moving body from the output of the distance measuring means, the output of the angular velocity measuring means, the estimated scale factor error and the bias.

【0013】また、地磁気測定手段の方位誤差を推定す
るために、位置測定手段と、距離測定手段と、地磁気測
定手段とを有し、これらの測定手段出力から移動体の位
置を求める移動体用ナビゲーション装置において、誤差
パラメタ推定装置は、上記位置測定手段の出力と地磁気
測定手段の出力とより、上記地磁気測定手段の方位誤差
を推定する。上記位置推定手段は、上記距離測定手段の
出力と、上記地磁気測定手段の出力と、推定された上記
方位誤差とより、移動体の位置を求める。
Further, in order to estimate the direction error of the geomagnetism measuring means, it has a position measuring means, a distance measuring means, and a geomagnetic measuring means, and for a moving body which obtains the position of the moving body from the outputs of these measuring means. In the navigation device, the error parameter estimation device estimates the azimuth error of the geomagnetic measuring means from the output of the position measuring means and the output of the geomagnetic measuring means. The position estimating means obtains the position of the moving body from the output of the distance measuring means, the output of the geomagnetism measuring means, and the estimated azimuth error.

【0014】[0014]

【実施例】第1図はこの発明の実施例であるナビゲーシ
ョン装置の機能ブロック図である。図において1はGP
S、ビーコンなどを利用して移動体の位置と速度をある
サンプリング間隔で測定する電波航法装置(位置測定手
段)である。2はある時間区間に移動体の進んだ距離を
計測する、例えば車速センサなどの距離センサである。
また3は移動体の回転角速度をあるサンプリング間隔で
計測する角速度センサで光ファイバジャイロや振動ジャ
イロなどである。4は移動体の進行方向をあるサンプリ
ング間隔で出力する、例えば地磁気センサのような方位
センサである。
1 is a functional block diagram of a navigation device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is GP
It is a radio navigation device (position measuring means) that measures the position and speed of a moving body at a certain sampling interval using S, beacons, and the like. Reference numeral 2 is a distance sensor such as a vehicle speed sensor for measuring the distance traveled by the moving body in a certain time section.
Reference numeral 3 denotes an angular velocity sensor that measures the rotational angular velocity of the moving body at a certain sampling interval, such as an optical fiber gyro or a vibration gyro. Reference numeral 4 denotes an azimuth sensor such as a geomagnetic sensor that outputs the traveling direction of the moving body at a certain sampling interval.

【0015】最初に、カルマンフィルタを用いないで各
種センサの誤差を推定する方法について述べる。
First, a method of estimating the error of various sensors without using the Kalman filter will be described.

【0016】GPS、ビーコン等の位置センサはある時
間間隔で、その時刻における移動体の位置、速度等の位
置情報を出力する。これを基準として距離センサ、角速
度センサ、方位センサ(地磁気センサ)の誤差を推定す
ることができる。
Position sensors such as GPS and beacons output position information such as the position and speed of the moving body at a certain time interval. With this as a reference, the error of the distance sensor, the angular velocity sensor, and the azimuth sensor (geomagnetic sensor) can be estimated.

【0017】地磁気センサ4の出力する方位は、角速度
センサ3の出力の積分値及び位置センサ1で得られる速
度を用いても表すことができる。これらのセンサの誤差
は独立と考えられるので、3つのセンサの出力信号の平
均値を取るなどして、方位を推定することとしてもよ
い。この推定方位から地磁気センサ4の着磁成分及び取
付け角誤差の推定ができる。これを行うのが着磁パラメ
タ推定装置9である。
The azimuth output by the geomagnetic sensor 4 can also be expressed by using the integrated value of the output of the angular velocity sensor 3 and the velocity obtained by the position sensor 1. Since the errors of these sensors are considered to be independent, the azimuth may be estimated by taking the average value of the output signals of the three sensors. The magnetization component and the mounting angle error of the geomagnetic sensor 4 can be estimated from this estimated orientation. The magnetization parameter estimation device 9 does this.

【0018】具体的には、以下のように行う。移動体の
方位θは
Concretely, the procedure is as follows. The direction θ of the moving body is

【0019】[0019]

【数1】θ=tan~1(Vygps/Vxgps) より位置センサの出力から計算できる。さらに[Number 1] θ = tan ~ 1 (V ygps / V xgps) than can be calculated from the output of the position sensor. further

【0020】[0020]

【数2】Vx=rxcos(θ+α)+mx(2) V x = r x cos (θ + α) + mx

【0021】[0021]

【数3】Vy=rysin(θ+α)+my ただし、Vx,Vy :地磁気センサ出力 mx,my:着磁成分 rx,ry :車体のμ効果 α :車体への取付け角 なる式を2つ以上の時刻で連立方程式として解けば地磁
気センサの着磁、車体のμ効果、取付け角の推定ができ
る。
V y = r y sin (θ + α) + my where V x , V y : Geomagnetic sensor output mx, my: Magnetization component r x , r y : μ effect of vehicle body α: Mounting angle to vehicle body If the equations are solved as simultaneous equations at two or more times, the magnetization of the geomagnetic sensor, the μ effect of the vehicle body, and the mounting angle can be estimated.

【0022】なお、上述の方法以外に、平均を取らなく
てももちろん良い。
Besides the above method, it is of course not necessary to take the average.

【0023】次に、角速度は加速度と速度で表せるの
で、角速度センサ3の出力信号は、距離センサ2の微分
値及び位置センサ1で得られる速度を用いて表すことが
できる。これらのセンサの誤差は独立と考えられるの
で、平均値を取るなどして、角速度を推定し、この推定
値からスケールファクタ、バイアスなどの角速度センサ
3の誤差パラメタの推定ができる。これを行うのが角速
度誤差パラメタ推定装置8である。
Next, since the angular velocity can be expressed by acceleration and velocity, the output signal of the angular velocity sensor 3 can be expressed by using the differential value of the distance sensor 2 and the velocity obtained by the position sensor 1. Since the errors of these sensors are considered to be independent, the angular velocity is estimated by taking an average value, and the error parameters of the angular velocity sensor 3, such as the scale factor and the bias, can be estimated from this estimated value. This is done by the angular velocity error parameter estimation device 8.

【0024】具体的には、以下のように行う。角速度ω
Concretely, the procedure is as follows. Angular velocity ω
Is

【0025】[0025]

【数4】 [Equation 4]

【0026】より位置センサの出力から計算できる。さ
らに
It can be calculated from the output of the position sensor. further

【0027】[0027]

【数5】ω=(1+ag)ωg+bg ただし、ωg :角速度センサ出力 ag,bg:角速度センサバイアス、スケールファクタエ
ラー なる式を2つ以上の時刻で連立方程式として解けば角速
度センサのバイアス、スケールファクタエラーの推定が
できる。
Ω = (1 + a g ) ω g + b g where ω g : angular velocity sensor output a g , b g : angular velocity sensor bias, scale factor error If the equation is solved as a simultaneous equation at two or more times, the angular velocity is solved. Sensor bias and scale factor error can be estimated.

【0028】なお、上述の方法以外に、平均を取らなく
てももちろん良い。
Besides the above method, it is of course not necessary to take an average.

【0029】サンプリング間隔の間に移動する距離は距
離センサ2のほか、位置センサ1でも計測できる。従っ
て、平均値を取り距離を推定し、スケールファクタ、バ
イアスなどの距離センサ2の誤差パラメタを推定するこ
とができる。この処理は距離誤差パラメタ推定装置7で
行う。
The distance moved during the sampling interval can be measured by the position sensor 1 as well as the distance sensor 2. Therefore, it is possible to estimate the distance by taking the average value and to estimate the error parameters of the distance sensor 2 such as the scale factor and the bias. This processing is performed by the distance error parameter estimation device 7.

【0030】具体的には、以下のように行う。位置セン
サの位置出力の差分からあるいは速度出力からその間に
進んだ距離が計算できる。例えば、
Specifically, it is carried out as follows. The distance traveled between them can be calculated from the difference in the position output of the position sensor or from the speed output. For example,

【0031】[0031]

【数6】 √(V2 xgps+V2 ygps)=(1+aod)dod+bod ただし、Vxgps,Vygps:GPSの速度出力(x方向、
y方向) dod :距離センサ出力 aod,bod :距離センサのバイアス、スケールファ
クタエラー なる式を2つ以上の時刻で連立方程式として解けば距離
センサのバイアス、スケールファクタエラーの推定がで
きる。
√ (V 2 xgps + V 2 ygps ) = (1 + a od ) d od + b od where V xgps , V ygps : GPS speed output (x direction,
y direction) d od : Distance sensor output a od , b od : Distance sensor bias, scale factor error If the equation (2) is solved as a simultaneous equation at two or more times, the distance sensor bias and scale factor error can be estimated.

【0032】上記の手段により地磁気センサ4、角速度
センサ3及び距離センサ2の誤差補正をすることがで
き、正確な位置が位置推定器(位置推定手段)10で算
出できる。
By the above means, the geomagnetic sensor 4, the angular velocity sensor 3 and the distance sensor 2 can be corrected for errors, and the accurate position can be calculated by the position estimator (position estimating means) 10.

【0033】なお、上述の方法以外に、平均を取らなく
てももちろん良い。
Besides the above method, it is of course not necessary to take the average.

【0034】また、位置センサが使えないときは、角速
度センサと方位センサ(地磁気センサ)により、互いに
誤差の推定に使うこととしても良い。例えば、角速度セ
ンサのバイアス、スケールファクタエラーを推定する時
は、数5を用いて角速度センサのバイアス、スケールフ
ァクタエラーを推定する。角速度ωは方位センサの差分
から求める。
When the position sensor cannot be used, the angular velocity sensor and the azimuth sensor (geomagnetic sensor) may be used to mutually estimate the error. For example, when estimating the bias and scale factor error of the angular velocity sensor, Equation 5 is used to estimate the bias and scale factor error of the angular velocity sensor. The angular velocity ω is obtained from the difference of the direction sensor.

【0035】逆に、地磁気センサの着磁、車体のμ効
果、取付け角を推定する時は、数2、数3より、地磁気
センサの着磁、車体のμ効果、取付け角を推定する。移
動体の方位θは角速度センサ出力を積分して得る。
On the contrary, when estimating the magnetization of the geomagnetic sensor, the μ effect of the vehicle body, and the mounting angle, the magnetization of the geomagnetic sensor, the μ effect of the vehicle body, and the mounting angle are estimated from Equations 2 and 3. The azimuth θ of the moving body is obtained by integrating the output of the angular velocity sensor.

【0036】次に、各センサ誤差パラメタ推定装置の演
算にカルマンフィルタを用いる方法を説明する。カルマ
ンフィルタによる位置及びセンサ誤差パラメタの推定を
行うためにはナビゲーションシステムのモデル化をする
必要がある。始めに、各センサ誤差のモデル化を行う。
Next, a method of using the Kalman filter for the calculation of each sensor error parameter estimation device will be described. In order to estimate the position and sensor error parameters by Kalman filter, it is necessary to model the navigation system. First, each sensor error is modeled.

【0037】車速センサは自動車のホイールの回転数を
検出して、車速を計算するタイプのものを考える。出力
はセンサの1サンプリング間隔に移動する距離である。
従って、タイヤの摩耗や積載量の変化による車輪の径の
変化がスケールファクタエラーに、スリップ等がバイア
スに対応する。
The vehicle speed sensor is of a type that detects the number of rotations of the wheel of the automobile and calculates the vehicle speed. The output is the distance traveled by the sensor in one sampling interval.
Therefore, a change in the wheel diameter due to wear of the tire or a change in the load amount corresponds to a scale factor error, and slip or the like corresponds to a bias.

【0038】車速センサ出力l(計測値)と真値l0との
関係は
The relationship between the vehicle speed sensor output l (measured value) and the true value l 0 is

【0039】[0039]

【数7】l = (1+aod/(1-aod))l0 + bod/(1-aod) + nod と表すことができる。但し、aod/(1-aod)はスケールフ
ァクタエラー、bod/(1-aod)はバイアス、nodはランダム
誤差である。またここで仮定した車速センサの計測値と
真値との関係は図3のように表すことができる。車速セ
ンサでの計測値は真値より常に大きく、車速が一定値以
下の時はバイアス誤差はほとんどないが、一定値を超え
るとスケールファクタが変化しバイアス誤差が発生す
る。従って、距離を正確に推定するためにはスケールフ
ァクタとバイアス誤差の両方を実時間で推定することが
必要である。数1を変形すると
## EQU7 ## It can be expressed as l = (1 + a od / (1-a od )) l 0 + b od / (1-a od ) + n od . However, a od / (1-a od ) is a scale factor error, b od / (1-a od ) is a bias, and nod is a random error. The relationship between the measured value of the vehicle speed sensor and the true value assumed here can be expressed as shown in FIG. The value measured by the vehicle speed sensor is always larger than the true value, and there is almost no bias error when the vehicle speed is below a certain value, but when it exceeds the certain value, the scale factor changes and a bias error occurs. Therefore, it is necessary to estimate both the scale factor and the bias error in real time in order to accurately estimate the distance. Transforming number 1

【0040】[0040]

【数8】l = l0 + aodl + bod + nod となる。aodとbodとを推定すれば計測値lを用いてスケ
ールファクタエラーとバイアスによる誤差の推定ができ
る。
## EQU8 ## l = l 0 + a od l + b od + n od . If a od and b od are estimated, the scale factor error and the error due to the bias can be estimated using the measured value l.

【0041】次に、角速度センサの誤差モデルについて
述べる。角速度センサは角速度を検出するセンサで、こ
れを積分して角度を知ることができる。角速度センサの
誤差も車速センサの誤差と同様にスケールファクタエラ
ーとバイアスからなると仮定する。角速度センサの角速
度出力ωとその真値ω0との関係は
Next, an error model of the angular velocity sensor will be described. The angular velocity sensor is a sensor that detects the angular velocity, and the angle can be known by integrating the sensor. It is assumed that the error of the angular velocity sensor is also composed of the scale factor error and the bias like the error of the vehicle speed sensor. The relationship between the angular velocity output ω of the angular velocity sensor and its true value ω 0 is

【0042】[0042]

【数9】ω = (1+ag/(1-ag))ω0 + bg/(1-ag) + ng と書ける。ag/(1-ag)とbg/(1-ag)がそれぞれスケールフ
ァクタエラーとバイアスである。ngはランダム誤差であ
る。agとbgを推定すれば数3を変形した
It can be written as ω = (1 + a g / (1-a g )) ω 0 + b g / (1-a g ) + ng . a g / (1-a g ) and b g / (1-a g ) are the scale factor error and bias, respectively. n g is a random error. If we estimate a g and b g , we transform Equation 3

【0043】[0043]

【数10】ω = ω0 + agω + bg + ng を用いて測定値から角速度センサの誤差を求めることが
できる。
[Equation 10] ω = ω 0 + ag ω + bg + ng can be used to obtain the error of the angular velocity sensor from the measured value.

【0044】地磁気センサの誤差は次のように考える。
地磁気センサの2次出力電圧をそれぞれVx及びVyとす
る。これらと地磁気センサの方位θとの関係は
The error of the geomagnetic sensor is considered as follows.
The secondary output voltages of the geomagnetic sensor are V x and V y , respectively. The relationship between these and the azimuth θ of the geomagnetic sensor is

【0045】[0045]

【数11】Vx = a・cos(θ+α) + mx + nx [Formula 11] V x = a ・ cos (θ + α) + m x + n x

【0046】[0046]

【数12】Vy = b・sin(θ+α) + my + ny で表せるとする。mxとmyは地磁気センサの着磁による誤
差成分であり、nx及びnyはランダム誤差である。αは地
磁気センサの取付けの際の角度誤差である。方位θは
[Expression 12] V y = b · sin (θ + α) + m y + n y m x and m y are error components due to the magnetization of the geomagnetic sensor, and n x and n y are random errors. α is an angular error when the geomagnetic sensor is attached. Azimuth θ is

【0047】[0047]

【数13】θ = tan~1(Vy/Vx) で求める。理想的(地磁気センサの着磁、取付け角誤
差、移動移のμ効果がないとき)にはa=bかつmx=my=0で
センサを水平に360度回転すると2次出力VxとVyは基準
電圧を中心とする円を描く。実際には地磁気以外の磁場
の影響で地磁気センサが着磁し、上記の条件は満たされ
ない。またセンサの取付けの際の角度誤差もある。そこ
でa、b、mx及びmyを推定し正確な方位を求める。
[Equation 13] Determined by θ = tan ~ 1 (V y / V x ). Ideally (when there is no magnetizing of the geomagnetic sensor, mounting angle error, and μ effect of movement), if the sensor is rotated 360 degrees horizontally with a = b and m x = m y = 0, the secondary output becomes V x . V y draws a circle centered on the reference voltage. In reality, the geomagnetic sensor is magnetized by the influence of a magnetic field other than the geomagnetism, and the above conditions are not satisfied. There is also an angular error when mounting the sensor. Therefore, a, b, m x and m y are estimated and the correct azimuth is obtained.

【0048】以上のセンサ誤差のモデルに基づいて状態
方程式を立てる。推定するものは移動体の位置、速度、
加速度、センサの誤差パラメタであり、状態変数は次の
ようになる。
A state equation is established based on the above sensor error model. Estimates include moving body position, speed,
It is an error parameter of acceleration and sensor, and the state variables are as follows.

【0049】[0049]

【数14】 X = (x,y,vx,vy,ax,ay,ag,bg,aod,bod,mx,my,a,b,α)' 状態方程式は次のように書ける。X = (x, y, v x , v y , a x , ay y , a g , b g , a od , b od , m x , my y , a, b, α) 'Equation of state Can be written as

【0050】[0050]

【数15】X(k+1) = AX(k) + BU(k) + v(k) ただし[Equation 15] X (k + 1) = AX (k) + BU (k) + v (k)

【0051】[0051]

【数16】 [Equation 16]

【0052】[0052]

【数17】 [Equation 17]

【0053】[0053]

【数18】a12 = O69(6行9列の零行列)[Equation 18] a 12 = O 69 (6-row 9-column zero matrix)

【0054】[0054]

【数19】a21 = O96(9行6列の零行列)[Formula 19] a 21 = O 96 (zero matrix of 9 rows and 6 columns)

【0055】[0055]

【数20】a22 = E99(9行9列の単位行列)[Formula 20] a 22 = E 99 (9-by-9 identity matrix)

【0056】[0056]

【数21】 [Equation 21]

【0057】[0057]

【数22】U(k) = (a)’ 加速度は車速センサ、角速度センサ及び地磁気センサ出
力から計算したり、加速度センサを利用するなどして得
ることができる。またv(k)はシステム雑音である。Tは
サンプリング間隔である。
U (k) = (a x a y ) ′ The acceleration can be calculated from the outputs of the vehicle speed sensor, the angular velocity sensor and the geomagnetic sensor, or can be obtained by using the acceleration sensor. Also, v (k) is system noise. T is a sampling interval.

【0058】車速センサ、角速度センサ、地磁気センサ
の誤差パラメタは全て、定数でモデル化した。これらの
パラメタは実際には時間とともに変化するが、カルマン
フィルタによる推定の速さに比べて、緩やかな変化をす
るので十分正確な推定ができる。
The error parameters of the vehicle speed sensor, the angular velocity sensor, and the geomagnetic sensor are all modeled with constants. Although these parameters actually change with time, they can be estimated with sufficient accuracy because they change more slowly than the estimation speed by the Kalman filter.

【0059】次に観測方程式を作る。観測量はGPSある
いはビーコンなどの位置センサから得られる位置、速度
情報と車速センサ、角速度センサ、地磁気センサから得
られる信号である。これらを並べて観測量を
Next, an observation equation is created. The observed amount is a position information obtained from a position sensor such as GPS or a beacon, speed information and a signal obtained from a vehicle speed sensor, an angular velocity sensor, and a geomagnetic sensor. Arrange these and

【0060】[0060]

【数23】Y = (xGPS,yGPS,vxGPS,vyGPS,ω,l,Vx,Vy)' で定義する。観測量と状態量との間の関係はwi(i=1,・・
・,8)を観測雑音として次のようにモデル化した。
Equation 23] Y = (x GPS, y GPS , v xGPS, v yGPS, ω, l, V x, V y) is defined by '. The relationship between the observed quantity and the state quantity is w i (i = 1, ...
・, 8) was modeled as the observation noise as follows.

【0061】[0061]

【数24】xGPS = x + w1 [Equation 24] x GPS = x + w 1

【0062】[0062]

【数25】yGPS = y + w2 [Equation 25] y GPS = y + w 2

【0063】[0063]

【数26】vxGPS = vx + w3 [ Expression 26] v xGPS = v x + w 3

【0064】[0064]

【数27】vyGPS = vy + w4 [ Formula 27] v yGPS = v y + w 4

【0065】[0065]

【数28】 ω = (ayvx-axvy)/(vx 2+vy 2) + agω0 + bg + w5 Ω = (a y v x -a x v y ) / (v x 2 + v y 2 ) + a g ω 0 + b g + w 5

【0066】[0066]

【数29】 [Equation 29]

【0067】[0067]

【数30】Vx = a・cos(tan~1(vy/vx)+α) + m
+ w
[Expression 30] V x = a ・ cos (tan ~ 1 (v y / v x ) + α) + mx
+ W 7

【0068】[0068]

【数31】V = b・sin(tan ̄(v
)+α) + my + w8 これらをまとめて次の観測方程式ができる。
[Formula 31] V y = b · sin (tan −1 (v y /
v x) + α) + m y + w 8 collectively these can have the following observation equation.

【0069】[0069]

【数32】Y = f(X) + w ただしw = (w1 w2 w3 w4 w5
w6 w7 w8)' 上記のモデルに対してカルマンフィルタを計算し位置及
びセンサ誤差パラメタを推定する。カルマンフィルタに
よる最適推定値X(k|k)は次の漸化式により求められる。
観測方程式が非線形なので拡張カルマンフィルタのアル
ゴリズムを用いる。
[Expression 32] Y = f (X) + w where w = (w 1 w 2 w 3 w 4 w 5
w 6 w 7 w 8 ) 'Calculate the Kalman filter for the above model and estimate the position and sensor error parameters. The optimum estimated value X (k | k) by the Kalman filter is obtained by the following recurrence formula.
Since the observation equation is non-linear, the extended Kalman filter algorithm is used.

【0070】[0070]

【数33】X(k+1|k) = AX(k|k) + BU(k)[Expression 33] X (k + 1 | k) = AX (k | k) + BU (k)

【0071】[0071]

【数34】 X(k|k) = X(k|k-1) + K(k)[Y(k) - f(X(k|k-1))][Expression 34] X (k | k) = X (k | k-1) + K (k) [Y (k)-f (X (k | k-1))]

【0072】[0072]

【数35】P(k+1|k) = AP(k|k)A' + V(k)[Equation 35] P (k + 1 | k) = AP (k | k) A '+ V (k)

【0073】[0073]

【数36】P(k|k) = P(k|k-1) - K(k)C(k)P(k|k-1)(36) P (k | k) = P (k | k-1)-K (k) C (k) P (k | k-1)

【0074】[0074]

【数37】 K(k) = P(k|k-1)C'(k)[C(k)P(k|k-1)C'(k) + W(k)]~1 ただし、添字(k|k)は時刻kでの観測値を基づいたカルマ
ンフィルタによる最適値で、(k|k-1)は時刻k-1での値か
ら時刻kでの値を状態方程式により予想したものであ
る。また、V(k)、W(k)はそれぞれシステム雑音、観測雑
音の共分散行列である。
K (k) = P (k | k-1) C '(k) [C (k) P (k | k-1) C' (k) + W (k)] ~ 1 where The subscript (k | k) is the optimum value by the Kalman filter based on the observation value at time k, and (k | k-1) is the value at time k-1 predicted by the equation of state from the value at time k-1. Is. Further, V (k) and W (k) are the covariance matrices of system noise and observation noise, respectively.

【0075】Pは推定誤差の共分散行列であり、カルマ
ンフィルタによる推定の精度の目安になる。Kはカルマ
ンフィルタゲインであり、観測量が得られたときに計算
され、システム雑音と観測雑音の統計量を比較し、状態
方程式と観測値のどちらに重みをかけるかを決定する量
である。数34は最適推定値を計算する式である。時刻
k-1における最適推定値を用いて状態方程式に従い、時
刻kでの値を予想する。この予想値と時刻kにおける観測
値のカルマンフィルタゲインKによる内分点が最適推定
値となる。なお、行列C(k)は観測方程式の線形化に用い
るf(X(k|k-1))のヤコビアンである。
P is a covariance matrix of the estimation error, which is a measure of the accuracy of estimation by the Kalman filter. K is a Kalman filter gain, which is calculated when the observed quantity is obtained, and is a quantity that determines whether to weight the equation of state or the observed value by comparing the statistics of the system noise and the observed noise. Expression 34 is an expression for calculating the optimum estimated value. Times of Day
Predict the value at time k according to the state equation using the optimal estimate at k-1. The optimum estimated value is the internal division point of the Kalman filter gain K of this predicted value and the observed value at time k. The matrix C (k) is the Jacobian of f (X (k | k-1)) used for linearization of the observation equation.

【0076】図2は図1のカルマンフィルタを用いた実
現方法の1つを表すブロック図である。加速度計算器1
1は加速度センサを備えその出力を使うか、距離センサ
2、角速度センサ3、地磁気センサ4から角速度、角
度、距離及びその微分値を求め加速度を計算する。状態
量予測器12は加速度計算器11で計算された加速度情
報を基に数32の演算をするものである。次に、観測方
程式の数23において、予測された状態量の周りで数3
2の観測方程式を線形化して観測行列をもとめる。ここ
で求めた観測行列と誤差共分散行列予測器で数35の計
算をして得られた誤差共分散行列から、フィルタゲイン
計算器で数37を計算する。最適値更新器17は位置セ
ンサ1、距離センサ2、角速度センサ3、地磁気センサ
4から得られる観測量と、状態量予測器12から得られ
る予測状態量とから、数37の計算を行い最適推定値を
出力する。誤差共分散行列更新器15では数36の計算
から最適推定値の推定誤差の分散を計算する。
FIG. 2 is a block diagram showing one implementation method using the Kalman filter of FIG. Acceleration calculator 1
1 is equipped with an acceleration sensor and uses its output, or calculates the acceleration by obtaining the angular velocity, the angle, the distance and their differential values from the distance sensor 2, the angular velocity sensor 3, and the geomagnetic sensor 4. The state quantity predictor 12 performs the operation of Expression 32 based on the acceleration information calculated by the acceleration calculator 11. Next, in Equation 23 of the observation equation, Equation 3 is used around the predicted state quantity.
The observation matrix of 2 is linearized and the observation matrix is obtained. Equation 37 is calculated by the filter gain calculator from the error covariance matrix obtained by performing the calculation of Equation 35 by the observation matrix and the error covariance matrix predictor obtained here. The optimum value updater 17 calculates optimally by performing the calculation of Expression 37 from the observed amount obtained from the position sensor 1, the distance sensor 2, the angular velocity sensor 3, and the geomagnetic sensor 4 and the predicted state amount obtained from the state amount predictor 12. Output the value. The error covariance matrix updater 15 calculates the variance of the estimation error of the optimum estimated value from the calculation of Expression 36.

【0077】ここで各センサ出力のタイミングは同期し
ているとする。実際にはGPS、ビーコンなど位置センサ
からの情報は数秒おきに不定期に得られる。他のセンサ
はより速い周期でデータが得られるので位置センサとは
独立な周期で測定し、メモリに蓄える。位置センサから
情報が得られたら、メモリを検索してその時刻に最も近
い測定時刻を持つセンサデータを求め、数34で使うカ
ルマンフィルタの観測値を用意する。そしてカルマンフ
ィルタの繰返し計算の1ステップを実行する。
Here, it is assumed that the output timings of the sensors are synchronized. Actually, information from position sensors such as GPS and beacons is irregularly obtained every few seconds. Since other sensors can obtain data at a faster cycle, they are measured at a cycle independent of the position sensor and stored in the memory. When the information is obtained from the position sensor, the memory is searched to obtain the sensor data having the measurement time closest to the time, and the observation value of the Kalman filter used in Equation 34 is prepared. Then, one step of iterative calculation of the Kalman filter is executed.

【0078】また、初期値に関しては、状態量の初期値
は状態量予測器12の出力とし、誤差共分散行列の初期
値は誤差共分散行列予測器13の出力としてセットして
繰返し計算を始める。状態量の初期値は、位置、速度に
関しては位置センサが利用可能なときは位置センサで測
定し、利用不可能なときあるいは精度が低いときは前回
走行したときに推定した最後のデータを記憶しておきそ
れを使う。センサ誤差パラメタは前回走行したときに推
定した最後のデータを記憶しておきそれを使うか、誤差
のない状態を表す値を使う。
Regarding the initial value, the initial value of the state quantity is set as the output of the state quantity predictor 12, and the initial value of the error covariance matrix is set as the output of the error covariance matrix predictor 13, and the iterative calculation is started. . The initial value of the state quantity is measured by the position sensor when the position sensor is available for the position and speed, and when it is not available or the accuracy is low, the last data estimated during the previous run is stored. Use it aside As the sensor error parameter, the last data estimated when the vehicle last ran was stored and used, or a value representing a state without error was used.

【0079】[0079]

【発明の効果】距離センサ、角速度センサのスケールフ
ァクタエラー、バイアス及び地磁気センサの着磁成分、
取付け角誤差、移動体のμ効果を推定し各センサを補正
することによって移動体の位置、進行方向が精度良く求
まる。
EFFECT OF THE INVENTION Distance sensor, scale factor error of angular velocity sensor, bias and magnetization component of geomagnetic sensor,
By estimating the mounting angle error and the μ effect of the moving body and correcting each sensor, the position and the traveling direction of the moving body can be accurately obtained.

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

【図1】本発明による移動体のセンサ誤差補正装置及び
それを利用したナビゲーション装置の1実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a sensor error correction device for a moving body and a navigation device using the same according to the present invention.

【図2】カルマンフィルタによる実施例を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment using a Kalman filter.

【図3】距離センサの計測値と真値との関係を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a measured value of a distance sensor and a true value.

【符号の説明】 1・・・位置センサ、2・・・距離センサ、3・・・角速度セン
サ、4・・・地磁気センサ、5・・・微分器、6・・・積分器、
7・・・距離誤差パラメタ推定装置、8・・・角速度誤差パラ
メタ推定装置、9・・・着磁パラメタ推定装置、10・・・位
置推定器、11・・・加速度計算器、12・・・状態量予測
器、13・・・誤差共分散行列予測器、14・・・観測方程式
線形化器、15・・・誤差共分散行列更新器、16・・・フィ
ルタゲイン計算器、17・・・最適値更新器
[Explanation of Codes] 1 ... Position sensor, 2 ... Distance sensor, 3 ... Angular velocity sensor, 4 ... Geomagnetic sensor, 5 ... Differentiator, 6 ... Integrator,
7 ... Distance error parameter estimation device, 8 ... Angular velocity error parameter estimation device, 9 ... Magnetization parameter estimation device, 10 ... Position estimator, 11 ... Acceleration calculator, 12 ... State quantity predictor, 13 ... Error covariance matrix predictor, 14 ... Observation equation linearizer, 15 ... Error covariance matrix updater, 16 ... Filter gain calculator, 17 ... Optimal value updater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡司 康弘 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 竹崎 次郎 神奈川県厚木市岡津古久560−2 株式会 社ザナヴィ・インフォマティクス内 (72)発明者 高野 憲治 神奈川県厚木市岡津古久560−2 株式会 社ザナヴィ・インフォマティクス内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Gunji 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture, Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Jiro Takezaki, 560-2 Okazu Furuhisa, Atsugi City, Kanagawa, Ltd. In informatics (72) Inventor Kenji Takano 560-2 Furuhisa Okazu, Atsugi City, Kanagawa Stock Company, Xinavi Informatics

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】方位測定手段と、位置測定手段と、距離測
定手段と、これらの測定手段の出力から移動体の位置を
求める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーション
装置であって、 上記位置測定手段の出力と距離測定手段の出力とより、
上記距離測定手段のスケールファクタエラーとバイアス
とを推定する誤差パラメタ推定装置を有し、 上記位置推定手段は、上記方位測定手段の出力と、上記
距離測定手段の出力と、推定された上記スケールファク
タエラーとバイアスとより、移動体の位置を求めること
を特徴とする移動体用ナビゲーション装置。
1. A navigation system for a mobile body, comprising: an azimuth measuring means, a position measuring means, a distance measuring means, and a position estimating means for obtaining the position of the mobile body from the outputs of these measuring means. From the output of the measuring means and the output of the distance measuring means,
An error parameter estimating device for estimating a scale factor error and a bias of the distance measuring means is provided, and the position estimating means has an output of the azimuth measuring means, an output of the distance measuring means, and the estimated scale factor. A navigation device for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from an error and a bias.
【請求項2】位置測定手段と、距離測定手段と、角速度
測定手段と、これらの測定手段の出力から移動体の位置
を求める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーショ
ン装置であって、 上記位置測定手段の出力と角速度測定手段の出力とよ
り、上記角速度測定手段のスケールファクタエラーとバ
イアスを推定する誤差パラメタ推定装置を有し、 上記位置推定手段は、上記距離測定手段の出力と、上記
角速度測定手段の出力と、推定された上記スケールファ
クタエラーとバイアスとより、移動体の位置を求めるこ
とを特徴とする移動体用ナビゲーション装置。
2. A navigation device for a mobile body, comprising: position measuring means, distance measuring means, angular velocity measuring means, and position estimating means for obtaining the position of the mobile body from the outputs of these measuring means. An error parameter estimating device for estimating a scale factor error and a bias of the angular velocity measuring means from the output of the measuring means and the angular velocity measuring means is provided, and the position estimating means includes the output of the distance measuring means and the angular velocity. A navigation device for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from the output of the measuring means and the estimated scale factor error and bias.
【請求項3】位置測定手段と、距離測定手段と、地磁気
測定手段と、これらの測定手段出力から移動体の位置を
求める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーション
装置であって、 上記位置測定手段の出力と地磁気測定手段の出力とよ
り、上記地磁気測定手段の方位誤差を推定する誤差パラ
メタ推定装置を有し、 上記位置推定手段は、上記距離測定手段の出力と、上記
地磁気測定手段の出力と、推定された上記方位誤差とよ
り、移動体の位置を求めることを特徴とする移動体用ナ
ビゲーション装置。
3. A navigation system for a moving body, comprising: a position measuring means, a distance measuring means, a geomagnetism measuring means, and a position estimating means for obtaining the position of the moving body from outputs of these measuring means. An error parameter estimation device for estimating the azimuth error of the geomagnetic measurement means based on the output of the means and the output of the geomagnetism measurement means, the position estimation means including the output of the distance measurement means and the output of the geomagnetism measurement means. And a navigation device for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from the estimated heading error.
【請求項4】距離測定手段と、角速度測定手段と、地磁
気測定手段と、これらの測定手段出力から移動体の位置
を求める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーショ
ン装置であって、 上記地磁気測定手段の出力より、上記角速度測定手段の
スケールファクタエラーとバイアスを推定する誤差パラ
メタ推定装置を有し、 上記位置推定手段は、上記距離測定手段の出力と、上記
角速度測定手段の出力と、推定された上記スケールファ
クタエラーとバイアスとより移動体の位置を求めること
を特徴とする移動体用ナビゲーション装置。
4. A navigation device for a mobile body, comprising a distance measuring means, an angular velocity measuring means, a geomagnetism measuring means, and a position estimating means for obtaining the position of the mobile body from the outputs of these measuring means. From the output of the means, an error parameter estimation device for estimating the scale factor error and bias of the angular velocity measuring means is provided, and the position estimating means estimates the output of the distance measuring means and the output of the angular velocity measuring means. A navigation device for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from the scale factor error and the bias.
【請求項5】距離測定手段と、角速度測定手段と、地磁
気測定手段と、これらの測定手段出力から移動体の位置
を求める位置推定手段とを有する移動体用ナビゲーショ
ン装置であって、 上記角速度測定手段の出力より、上記地磁気測定手段の
方位誤差を推定する誤差パラメタ推定装置を有し、 上記位置推定手段は、上記距離測定手段の出力と、上記
地磁気測定手段の出力と、推定された上記方位誤差とよ
り、移動体の位置を求めることを特徴とする移動体用ナ
ビゲーション装置。
5. A navigation device for a moving body, comprising a distance measuring means, an angular velocity measuring means, a geomagnetism measuring means, and a position estimating means for obtaining the position of the moving body from the outputs of these measuring means. An error parameter estimation device for estimating a heading error of the geomagnetic measuring means from the output of the means, the position estimating means, the output of the distance measuring means, the output of the geomagnetic measuring means, the estimated heading A navigation device for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from the error.
【請求項6】請求項1、2、3、4または5記載の移動
体用ナビゲーション装置において、 誤差パラメタ推定装置は、カルマンフィルタを用いて誤
差の推定を行うことを特徴とする移動体用ナビゲーショ
ン装置。
6. The navigation device for a mobile body according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the error parameter estimation device estimates an error using a Kalman filter. .
【請求項7】方位測定と、位置測定と、距離測定とよ
り、移動体の位置を求める移動体用ナビゲーション方法
であって、 上記位置測定と距離測定とより、上記距離測定のスケー
ルファクタエラーとバイアスとを推定すること、 上記方位測定と、上記距離測定と、推定された上記スケ
ールファクタエラーとバイアスとより、移動体の位置を
求めることを特徴とする移動体用ナビゲーション方法。
7. A navigation method for a mobile body for obtaining the position of a mobile body by means of azimuth measurement, position measurement and distance measurement, wherein scale factor error of the distance measurement is obtained from the position measurement and distance measurement. A navigation method for a mobile body, which comprises estimating a bias, determining the position of the mobile body from the azimuth measurement, the distance measurement, the estimated scale factor error and the bias.
【請求項8】位置測定と、距離測定と、角速度測定とよ
り、移動体の位置を求める移動体用ナビゲーション方法
であって、 上記位置測定と角速度測定とより、上記角速度測定のス
ケールファクタエラーとバイアスを推定すること、 上記距離測定と、上記角速度測定と、推定された上記ス
ケールファクタエラーとバイアスとより、移動体の位置
を求めることを特徴とする移動体用ナビゲーション方
法。
8. A navigation method for a mobile body for determining a position of a mobile body by position measurement, distance measurement, and angular velocity measurement, wherein scale factor error of the angular velocity measurement is obtained from the position measurement and angular velocity measurement. A navigation method for a mobile body, which comprises estimating a bias, obtaining the position of the mobile body from the distance measurement, the angular velocity measurement, the estimated scale factor error and the bias.
【請求項9】位置測定と、距離測定と、地磁気測定とよ
り、移動体の位置を求める移動体用ナビゲーション方法
であって、 上記位置測定と地磁気測定とより、上記地磁気測定の方
位誤差を推定すること、 上記距離測定と、上記地磁気測定と、推定された上記方
位誤差とより、移動体の位置を求めることを特徴とする
移動体用ナビゲーション方法。
9. A navigation method for a mobile body, which obtains the position of a mobile body from position measurement, distance measurement, and geomagnetic measurement, wherein a direction error of the geomagnetic measurement is estimated from the position measurement and geomagnetic measurement. A navigation method for a mobile body, wherein the position of the mobile body is obtained from the distance measurement, the geomagnetic measurement, and the estimated azimuth error.
【請求項10】距離測定と、角速度測定と、地磁気測定
とより、移動体の位置を求める移動体用ナビゲーション
方法であって、 上記地磁気測定と角速度測定とより、上記角速度測定の
スケールファクタエラーとバイアスを推定すること、 上記距離測定と、上記角速度測定と、推定された上記ス
ケールファクタエラーとバイアスとより移動体の位置を
求めることを特徴とする移動体用ナビゲーション方法。
10. A navigation method for a mobile body for determining the position of a mobile body from distance measurement, angular velocity measurement and geomagnetic measurement, wherein scale factor error of the angular velocity measurement is obtained from the geomagnetic measurement and angular velocity measurement. A navigation method for a mobile body, comprising estimating a bias, determining the position of the mobile body from the distance measurement, the angular velocity measurement, and the estimated scale factor error and bias.
【請求項11】距離測定と、角速度測定と、地磁気測定
とより、これらの測定出力から移動体の位置を求める移
動体用ナビゲーション方法であって、 上記角速度測定と地磁気測定とより、上記地磁気測定の
方位誤差を推定すること、 上記距離測定と、上記地磁気測定と、推定された上記方
位誤差とより、移動体の位置を求めることを特徴とする
移動体用ナビゲーション方法。
11. A navigation method for a mobile body for obtaining the position of a mobile body from these measurement outputs based on distance measurement, angular velocity measurement, and geomagnetic measurement, wherein the geomagnetic measurement is performed by the angular velocity measurement and the geomagnetic measurement. The method for navigating a moving body, wherein the position of the moving body is obtained from the distance measurement, the geomagnetic measurement, and the estimated direction error.
【請求項12】請求項7、8、9、10、11の移動体
用ナビゲーション方法において、 上記誤差推定は、カルマンフィルタを用いて行うことを
特徴とする移動体用ナビゲーション方法。
12. The navigation method for a mobile body according to claim 7, 8, 9, 10, or 11, wherein the error estimation is performed using a Kalman filter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322391A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Own vehicle position estimation device
JP2008082931A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Honeywell Internatl Inc Method and apparatus for real time location survey by means of inertial navigation
JP2010169640A (en) * 2009-01-26 2010-08-05 Seiko Epson Corp Method and apparatus for calculating position
US8718937B2 (en) 2005-09-28 2014-05-06 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for real time position surveying using inertial navigation
US11815363B2 (en) 2018-06-13 2023-11-14 Sysnav Method for calibrating a gyrometer of an object

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8718937B2 (en) 2005-09-28 2014-05-06 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for real time position surveying using inertial navigation
JP2007322391A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Own vehicle position estimation device
JP2008082931A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Honeywell Internatl Inc Method and apparatus for real time location survey by means of inertial navigation
JP2010169640A (en) * 2009-01-26 2010-08-05 Seiko Epson Corp Method and apparatus for calculating position
US11815363B2 (en) 2018-06-13 2023-11-14 Sysnav Method for calibrating a gyrometer of an object

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