JPH10153428A

JPH10153428A - 車両方位検出装置

Info

Publication number: JPH10153428A
Application number: JP31221396A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sasagawa; 新一笹川; Toshiya Onodera; 俊也小野寺; Hitoshi Nakamura; 仁中村; Yuichi Ubunai; 雄一生内
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の着磁等で方位検出誤差が生じた場合、
全方位ベクトルデータ中心値や方位ベクトルデータを急
変させない車両方位検出装置を提供する。【解決手段】地磁気のＸ方向成分及びＹ方向成分を検
出する磁気センサ１と、デジタル感磁信号を発生する前
置処理部２と、デジタル感磁信号に基づき方位データを
出力する方位決定部３とからなり、方位決定部３は、車
両が予め設定された複数方位を向く毎に得られる方位ベ
クトルデータを記憶する第１記憶部７、第１記憶部７に
記憶の方位ベクトルデータ中心値を中心値オフセットデ
ータとして記憶する第２記憶部９、複数方位別に今回得
られた方位ベクトルデータに基づき第１記憶部７に記憶
の方位ベクトルデータを更新する第１データ更新部６、
方位ベクトルデータの更新に対応して第２記憶部９に記
憶の中心値オフセットデータを更新する第２データ更新
部８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両方位検出装置
に係わり、特に、車両に対する着磁等に基づいた方位検
出誤差を平滑的に順次補正するようにすることを可能に
した車両方位検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の着磁等によって生じる方位
検出誤差を補正する車両方位検出装置としては、例え
ば、特開昭６１−１４７１０４号に開示の車両方位検出
装置が知られている。

【０００３】この特開昭６１−１４７１０４号に開示の
車両方位検出装置は、各方向の地磁気成分を検出して感
磁信号を出力する感磁素子（磁気センサ）と、感磁素子
で得られた感磁信号を処理する信号処理部とを備え、信
号処理部においては、感磁素子の感磁信号に基づいて、
所定タイミングになるたび毎に磁北を示す方位ベクトル
信号を演算して求め、今回のタイミング時における方位
ベクトル信号の大きさの平均値と前回のタイミング時に
おける方位ベクトル信号の大きさの平均値とを比較し、
その比較の結果、前者の平均値が後者の平均値に対して
所定値以上の違いがあったとき、前回のタイミング時に
おける全方位ベクトル信号の中心値に今回のタイミング
時における方位ベクトル信号の平均値を加減算し、全方
位ベクトル信号の中心値を変更するようにしているもの
である。

【０００４】そして、かかる全方位ベクトル信号の中心
値の変更を行うことによって、自動的に車両の着磁等に
よって生じる方位検出誤差を補正することができるもの
で、車両の走行時においても、常時、方位検出誤差を補
正できるため、出力される方位データに誤差が積み重な
ることがなく、例えば、車両用ナビゲーション装置に用
いた際に、好適な動作を実行させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記既知の車両方位検
出装置は、車両の着磁等に伴って方位検出誤差が生じ、
今回のタイミング時における方位ベクトル信号の大きさ
の平均値と前回のタイミング時における方位ベクトル信
号の大きさの平均値との差が所定値以上異なっていると
き、全方位ベクトル信号の中心値を、前回のタイミング
時における値から今回のタイミング時における値に変更
するものであるから、前記所定値の設定状態の如何によ
って、全方位ベクトル信号の中心値が大きく変更され、
得られる方位データに連続性がなくなってしまうことが
あり、この車両方位検出装置を車両用ナビゲーション装
置に用いた際に、車両用ナビゲーション装置の表示内容
に連続性がなくなったり、車両が直進しているのに、デ
ィスプレイ上の走行軌跡が曲線を描いたりして、車両内
のユーザーに違和感を与える場合もあるという問題を有
している。

【０００６】また、全方位ベクトル信号の中心値の初期
値を求める一般的な方法として、車両を一回転以上周回
運転させ、その際に得られる磁気センサからの信号を用
いる方法（周回補正）がある。しかし、周回運転させる
地面が完全な水平面であることはほとんどなく、地面が
傾斜していたり、周回運転するときに車両が振動したり
することに起因して、磁気センサも傾き、中心値の初期
値が正確に求められない場合がしばしば発生する。この
場合には、当然に誤った値を中心値としているため、出
力される方位データには誤差が生じ、この誤差の問題
は、前述した既知の車両方位検出装置によっても解決さ
れない。

【０００７】即ち、前記既知の車両方位検出装置は、今
回と前回の方位ベクトル信号の大きさの平均値の差が所
定値以上であるか否かによって、全方位ベクトル信号の
中心値を変更しているため、前記所定値の設定によって
は、前記平均値の差が前記所定値以上にならず、誤った
中心値（初期値）が使用続けられ、その結果、誤差を伴
った方位データが継続して出力されるという問題が発生
する恐れがある。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、その目的は、車両の着磁等に伴って方位検出誤差が
生じた場合、全方位ベクトル信号の中心値や所定方位の
方位ベクトル信号の大きさを急激に変更させることがな
く、また、全方位ベクトル信号の中心値の初期値が正確
に得られない場合であっても、徐々にその中心値を正し
い値に近付けるようにし、中心値の初期値の誤差に伴う
誤った方位データが誤って出力されることのない車両方
位検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の車両方位検出装置は、予め決められた複数
方位のいずれかを向く毎に、車両方位検出装置内で設定
する所定方位（車両が向いた方位）の方位ベクトルデー
タ値を、前回に得られた所定方位のベクトルデータ値
（既に第１記憶部に記憶されているベクトルデータ値）
と今回得られた所定方位のベクトルデータ値とに基づい
て、好ましくは、前回のベクトルデータ値にウエイトを
置いた加重平均をとって更新する第１データ更新部と、
この更新された所定方位（１方位）の方位ベクトルデー
タと更新されない方位（複数方位の内、今回車両が向か
なかった方位）に基づいて、全方位ベクトルデータ中心
値である中心値オフセットデータを更新する第２データ
更新部を具備する。

【００１０】前記手段によれば、既に第１記憶部に記憶
されている所定方位（１方位）のベクトルデータ値に対
して今回得られた対応する所定方位（１方位）のベクト
ルデータ値が大きく変化していたとしても、今回得られ
たベクトルデータ値の影響が小さくなるように加重平均
をとっており、さらに、今回得られなかった方位におけ
るベクトルデータは更新していないので、加重平均によ
り更新された方位におけるベクトルデータ値と他の所定
方位における更新されないベクトルデータ値に基づいて
算出される中心値オフセットデータの値は、前回の値か
ら急激に大きく変更されることはなく、出力される方位
データの連続性が損なわれることはなくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の１つの実施の形態におい
て、車両方位検出装置は、直交する２つの成分であるＸ
方向成分とＹ方向成分とに分けて地磁気を検出してＸ方
向成分とＹ方向成分の各感磁信号を出力する磁気センサ
と、各感磁信号をそれぞれＸ方向成分とＹ方向成分の各
デジタル感磁信号に変換する前置処理部と、デジタル感
磁信号に基づいて方位データを出力する方位設定部とか
らなり、方位設定部は、車両が予め決められた複数方位
を向く毎に得られる方位ベクトルデータを記憶する第１
記憶部と、第１記憶部に記憶された方位ベクトルデータ
の方位ベクトルデータ中心値を中心値オフセットデータ
として記憶する第２記憶部と、複数方位別に、今回得ら
れた方位ベクトルデータに基づいて第１記憶部に記憶さ
れている方位ベクトルデータを更新する第１データ更新
部と、方位ベクトルデータが更新される毎に、この更新
された方位ベクトルデータに基づき第２記憶部に記憶さ
れている中心値オフセットデータを更新する第２データ
更新部とを具備している。

【００１２】本発明の１つの実施の形態の好適例におい
て、第１データ更新部は今回得られた方位ベクトルデー
タと既に第１記憶部に記憶された方位ベクトルデータと
の加重平均を、今回得られた方位ベクトルデータの加重
よりも既に第１記憶部に記憶された方位ベクトルデータ
の加重を大きくして求めるデータ更新を行っている。

【００１３】本発明の１つの実施の形態の他の好適例に
おいて、予め決められた複数方位は全方位を少なくとも
１６分割した方位である。

【００１４】本発明の１つの実施の形態のさらに他の好
適例において、予め決められた複数方位は全方位を等角
度に分割した方位である。

【００１５】また、本発明の他の実施の形態において、
方位設定部は、さらに、磁気センサのＸ方向感磁要素が
磁北方向を検出したときに得られる第１方位ベクトルデ
ータ、及び、磁気センサのＹ方向感磁要素が磁北方向を
検出したときに得られる第２方位ベクトルデータを記憶
する第３記憶部と、第３記憶部に記憶されている第１及
び第２方位ベクトルデータに基づいて、前置処理部から
得られるデジタル感磁信信号のＸ方向成分とＹ方向成分
との割合に関するデータを重み付けデータとして記憶す
る第４記憶部と、今回得られた第１または第２方位ベク
トルデータに基づいて第３記憶部に記憶されている第１
または第２方位ベクトルデータをそれぞれ更新する第３
データ更新部と、更新された第１または第２方位ベクト
ルデータに基づいて第４記憶部に記憶されている重み付
けデータを更新する第４データ更新部とを具備してい
る。

【００１６】本発明の他の実施の形態の好適例におい
て、第３データ更新部は、今回得られた第１方位ベクト
ルデータと第３記憶部に記憶されている第１方位ベクト
ルデータとの加重平均、あるいは、今回得られた第２方
位ベクトルデータと第３記憶部に記憶されている第２方
位ベクトルデータとの加重平均を求めて更新を行ってい
る。

【００１７】本発明の他の実施の形態の別の好適例にお
いて、複数方位は磁北方向及びそれに直交する方向を含
み、方位設定部における第１記憶部と第３記憶部とが兼
用されている。

【００１８】前記本発明の１つの実施の形態によれば、
既に第１記憶部に記憶されている所定方位（１方位）の
方位ベクトルデータに対して、今回得られた対応する所
定方位（１方位）の方位ベクトルデータが大きく変化
し、今回得られた方位ベクトルデータに基づいて第１記
憶部に記憶されている方位ベクトルデータが更新された
としても、今回得られなかった所定方位における方位ベ
クトルデータは更新されないので、１方位の更新された
方位ベクトルデータと１方位を除いた他の複数方位にお
ける方位ベクトルデータとに基づいて算出される全方位
ベクトルデータ中心値である中心値オフセットデータへ
の影響度は複数方位分の１になるので、中心値オフセッ
トデータの値が前回の値から急激に大きく変更されるこ
とはなく、車両方位検出装置から出力される方位データ
に連続性がなくなることはない。

【００１９】また、前記本発明の他の実施の形態によれ
ば、磁気センサのＸ方向成分を検出する、例えばＸ軸コ
イル等のＸ方向感磁要素が磁北方向を向き、Ｙ方向成分
を検出する、例えばＹ軸コイル等のＹ方向感磁要素が磁
北方向と直交する方向を向いたときに得られる第１方位
ベクトルデータと、Ｘ方向感磁要素が磁北方向と直交す
る方向を向き、Ｙ方向感磁要素が磁北方向を向いたとき
に得られる第２方位ベクトルデータとを第３記憶部に記
憶している。そして、第１及び第２方位ベクトルデータ
に基づいて前置処理部から得られるデジタル感磁信号の
Ｘ方向成分とＹ方向成分との割合に関するデータ、換言
すれば、Ｘ方向感磁要素とＹ方向感磁要素のそれぞれの
感磁信号に基づいて得られるデジタル感磁信号の割合に
関するデータを重み付けデータとして第４記憶部に記憶
している。したがって、Ｘ方向感磁要素とＹ方向感磁要
素との特性の違い、あるいは、感磁信号のＸ方向成分を
デジタル感磁信号に変換する前置処理部と、感磁信号の
Ｙ方向成分をデジタル感磁信号に変換する前置処理部と
の間に特性の違いがあったとしても、あたかも、Ｘ方向
とＹ方向との間に特性の違いがないように、重み付けデ
ータによってＸ方向あるいはＹ方向のデジタル感磁信号
を補正することができるため、Ｘ方向とＹ方向との感磁
要素が同一特性のものでなくても、より正確な方位デー
タを得ることができる。この他に、磁気センサ（例えば
Ｘ軸コイル）が磁北方向あるいは磁北方向と直交する方
向を検出する毎に、第１または第２方位ベクトルデータ
は、今回得られた方位ベクトルデータに基づいて更新さ
れ、その結果、重み付けデータの更新も行われるので、
仮りに、初期値の重み付けデータが正しくなかったとし
ても、車両が走行して行くにしたがって重み付けデータ
の誤りを正して行くことができ、よって、より正確な方
位を求めることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２１】図１は、本発明に係わる車両方位検出装置
の一実施例を示すブロック構成図である。

【００２２】図１に示されるように、本実施例の車両方
位検出装置は、磁気センサ１と、前置処理部２と、方位
決定部３とからなっている。また、方位決定部３は、角
度演算部４と、方位判断部５と、ベクトル更新部６と、
方位ベクトルデータ記憶部７と、中心値オフセットデー
タ更新部８と、中心値更新オフセットデータ記憶部９
と、第１及び第２方位ベクトルデータ更新部１０と、第
１及び第２方位ベクトルデータ記憶部１１と、Ｘ及びＹ
方向重み付け係数更新部１２と、Ｘ及びＹ方向重み付け
係数記憶部１３と、方位データ出力端子１４とからなっ
ている。

【００２３】そして、磁気センサ１の出力端は前置処理
部２の入力端に接続され、前置処理部２の出力端は方位
決定部３の入力端に接続される。方位決定部３におい
て、角度演算部４は、入力端が方位決定部３の入力端
に、第１入出力端が中心値更新オフセットデータ記憶部
９の入出力端に、第２入出力端がＸ及びＹ方向更新重み
付け係数記憶部１３の入出力端にそれぞれ接続され、第
１出力端が方位データ出力端子１４に、第２出力端が方
位判断部５の入力端に、第３出力端が方位ベクトルデー
タ記憶部７の入力端に、第４出力端が第１及び第２方位
ベクトルデータ記憶部１１の入力端にそれぞれ接続され
る。方位判断部５は、第１出力端がベクトル更新部６の
入力端に、第２出力端が第１及び第２方位ベクトルデー
タ更新部１０の入力端にそれぞれ接続される。方位ベク
トルデータ記憶部７は、入出力端がベクトル更新部６の
入出力端に、出力端が中心値オフセットデータ更新部８
の入力端にそれぞれ接続される。中心値オフセットデー
タ更新部８は、出力端が中心値更新オフセットデータ記
憶部９の入力端に接続される。第１及び第２方位ベクト
ルデータ記憶部１１は、入出力端が第１及び第２方位ベ
クトルデータ更新部１０の入出力端に、出力端がＸ及び
Ｙ方向重み付け係数更新部１２の入力端にそれぞれ接続
される。Ｘ及びＹ方向重み付け係数更新部１２は、出力
端がＸ及びＹ方向更新重み付け係数記憶部１３の入力端
に接続される。

【００２４】この場合、磁気センサ１は、直交する２方
向成分を検出可能な、例えばフラックスゲート方式の磁
気センサであって、パーマロイリングに互いに直交する
ように巻回された２つのコイル（Ｘ軸コイル及びＹ軸コ
イル）と、同じくパーマロイリングに巻回された補助コ
イルとを具備するもので、補助コイルに所定周波数の交
流電圧を加えた状態にし、地磁気によってＸ軸コイル
（例えば、車両の直進方向成分の磁界を検出するコイ
ル）及びＹ軸コイル（例えば、車両の車幅方向成分の磁
界を検出するコイル）にそれぞれ誘起された電圧信号を
感磁信号として前置処理部２に供給する。前置処理部２
は、主として、増幅部及びアナログ／デジタル変換部を
具備するもので、磁気センサ１から出力された磁界のＸ
方向成分（Ｘ軸コイルで検出された感磁信号）とＹ方向
成分（Ｙ軸コイルで検出された感磁信号）アナログ感磁
信号をそれぞれデジタル化し、Ｘ方向成分とＹ方向成分
のデジタル感磁信号として方位決定部３に供給する。

【００２５】次に、図２は、図１に図示された本実施例
の車両方位検出装置の動作経緯を説明するためのフロー
チャートである。

【００２６】図２に図示のフローチャートを用い、本実
施例の車両方位検出装置の動作を説明する。

【００２７】ただし、本実施例においては、車両が自動
車であって、方位ベクトルデータを取得する複数方位
（角度）として、全方位（角度）３６０°を１６等分し
た１６方位（角度）０°、２２．５°、４５°、６７．
５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５
°、１８０°、２０２．５°、２２５°、２４７．５
°、２７０°、２９２．５°、３１５°、３３７．５°
に予め選び、また、磁気センサ１のＸ軸コイル及びＹ軸
コイルで得られる感磁信号に対する重み付け係数（重み
付けデータ）を設定する複数方位（角度）として、全方
位（角度）３６０°を４等分した４方位（角度）０°、
９０°、１８０°、２７０°に予め選んでいる。また、
自動車に車両方位検出装置を装着する場合に、磁気セン
サ１のＸ軸コイルの軸線が自動車の直進方向を向き、Ｙ
軸コイルの軸線が自動車の車幅方向を向くように配置す
る。

【００２８】即ち、方位ベクトルデータの中心値にオフ
セットがない場合において、自動車が磁北方向を向いて
いれば、Ｙ軸コイルから検出される感磁信号がゼロ
（０）になり、磁北方向と直交する方向を向いていれ
ば、Ｘ軸コイルから検出される感磁信号がゼロ（０）に
なるように配置している。なお、複数方位の０°は磁北
の向きを示すものであり、９０°は略東方向の向きを示
している。

【００２９】最初の３つのステップＳ１乃至ステップＳ
３は、車両方位検出装置における自動車周回補正が行わ
れるステップである。

【００３０】ここで、ステップＳ１は、キャリブレーシ
ョン操作を行うもので、自動車を３６０°以上周回走行
するようにし、そのとき、方位決定部３の角度演算部４
は、前置処理部２から供給されたデジタル感磁信号（こ
のデジタル感磁信号は、磁気センサ１の地磁気感知によ
り得られた感磁信号をデジタル変換して得られたもので
ある）に基づいて、方位ベクトルデータのＸ成分（磁気
センサ１のＸ軸コイルの配置方向における方位ベクトル
データ成分、換言すれば、Ｘ軸コイルによって得られる
方位ベクトルデータ成分）の最大値Ｘ_MAX及び最小値Ｘ
_MINと、方位ベクトルデータのＹ成分（磁気センサ１の
Ｙ軸コイルの配置方向における方位ベクトルデータ成
分、換言すれば、Ｙ軸コイルによって得られる方位ベク
トルデータ成分）の最大値Ｙ_MAX及び最小値Ｙ_MINをえ
る。そして、これらの値を第１及び第２方位ベクトルデ
ータとして、角度演算部４は、第１及び第２方位ベクト
ルデータ記憶部１１に伝送し、そこに記憶する。なお、
最大値Ｘ_MAX及び最小値Ｘ_MI _Nが得られたときのＹ成分
の値、最大値Ｙ_MAX及び最小値Ｙ_MINが得られたときの
Ｘ成分の値は、必ずしも記憶する必要はない。

【００３１】次に、ステップＳ２は、Ｘ軸コイル及びＹ
軸コイルのオフセットデータ、即ち、中心値オフセット
データ及び重み付け係数の算出を行うもので、角度演算
部４は、供給されたデジタル感磁信号の前述の最大値Ｘ
_MAX、最小値Ｘ_MIN及び最大値Ｙ_MAX、最小値Ｙ_MINに
基づいて方位ベクトルの起点のずれを示す中心値オフセ
ットデータ（Ｘ_MAX＋Ｘ_MIN）／２及び（Ｙ_MAX＋Ｙ
_MIN）／２を求めることによって算出し、算出した中心
値オフセットデータを中心値更新オフセットデータ記憶
部９に伝送し、初期値としてそこに記憶するとともに、
既に入手したＸ成分の最大値Ｘ_MAX及び最小値Ｘ_MIN、
Ｙ成分の最大値Ｙ_MAX及び最小値Ｙ_MINを用い、（Ｘ
_MAX−Ｘ_MIN）／（Ｙ_MAX−Ｙ_MIN）の値から重み付け
係数を算出し、算出した重み付け係数をＸ及びＹ方向更
新重み付け係数記憶部１３に伝送し、初期値としてそこ
に記憶する。ここで、重み付け係数を算出している理由
について述べると、次のとおりである。本来、Ｘ軸コイ
ルとＹ軸コイルの特性が同じで、各コイルから得られた
感磁信号を処理する前置処理部２の特性が同じであれ
ば、Ｘ_MA _X−Ｘ_MINとＹ_MAX−Ｙ_MINとは同じ値にな
り、重み付け係数は１になる。しかしながら、現実に
は、Ｘ軸コイルとＹ軸コイルの特性、あるいは、前置処
理部２の特性、特に増幅部の特性が多少異なっており、
そのために前置処理部２から得られるデジタル感磁信号
をそのまま方位決定に用いると、正確な方位が得られな
い場合がある。そこで、Ｘ方向におけるコイルと前置処
理部２の総合特性とＹ方向におけるコイルと前置処理部
２の総合特性とが同一にあるかのように、デジタル感磁
信号を重み付け係数を用いて補正し、補正されたデジタ
ル感磁信号を用いて方位を求めることによって、より正
確な方位データを得るようにしている。

【００３２】次いで、ステップＳ３は、１６方位（角
度）における方位ベクトルデータの理論値の設定操作を
行うもので、角度演算部４は、ステップＳ１で記憶され
た第１及び第２方位ベクトルデータと前述の算出した中
心値オフセットデータと重み付け係数とから、予め定め
られた１６方位（角度）のそれぞれにおける方位ベクト
ルデータ（重み付け係数による補正をする前のデジタル
感磁信号の理論値）を求め、求めた１６方位（角度）の
方位ベクトルデータを方位ベクトルデータ記憶部７に伝
送し、初期値としてそこに記憶する。

【００３３】これ以降のステップＳ４乃至ステップＳ１
１は、車両方位検出装置における通常動作時の方位デー
タを発生するためのステップである。

【００３４】まず、ステップＳ４は、自動車の一般走行
時におけるデータ収集操作を行うもので、角度演算部４
は、自動車の走行に伴って所定のタイミング（例えば
０．２秒に１回）で前置処理部２から供給されるデジタ
ル感磁信号を順次受領する。

【００３５】次に、ステップＳ５は、受領したデジタル
感磁信号の方位（角度）計算操作を行うもので、角度演
算部４は、受領したデジタル感磁信号を、中心値更新オ
フセットデータ記憶部９から読み出した中心値オフセッ
トデータとＸ及びＹ方向更新重み付け係数記憶部１３か
ら読み出した重み付け係数とに基づいて補正した補正デ
ジタル感磁信号により、各瞬時別の方位ベクトルデータ
の方位を計算する。

【００３６】次いで、ステップＳ６は、現在得られてい
る方位ベクトルデータの方位が前記１６方位（角度）で
あることの可否の検出操作を行うもので、方位判断部５
は、角度演算部４で計算した方位ベクトルデータの方位
が１６方位（角度）のいずれかであるか否かを判断す
る。そして、１６方位（角度）のいずれかであると判断
した（Ｙ）ときは次のステップＳ７に移行し、一方、１
６方位（角度）のいずれのものでもないと判断した
（Ｎ）ときは前のステップＳ４に戻り、再度、ステップ
Ｓ４以降の動作が繰返し実行される。

【００３７】続く、ステップＳ７は、１６方位（角度）
の方位ベクトルデータの更新操作を行うもので、ベクト
ル更新部６は、１６方位（角度）別に、方位判断部５か
ら供給される方位ベクトルデータ（補正前のデジタル感
磁信号）と方位ベクトルデータ記憶部７から読み出した
方位ベクトルデータとの加重平均をＸ方向成分とＹ方向
成分でそれぞれ求めて方位ベクトルデータを更新し、こ
の更新方位ベクトルデータを新たに方位ベクトルデータ
記憶部７に１６方位（角度）別の方位ベクトルデータと
して記憶させる。ここで、更新される方位ベクトルデー
タは、ステップＳ６で判断された方位（例えば９０°の
ほぼ東向き）のみで、他の１５方位（角度）についての
方位ベクトルデータは変更されない。なお、加重平均
は、今回の方位ベクトルデータの重みを１としたとき
に、既に方位ベクトルデータ記憶部７に記憶されている
方位ベクトルデータの重みを１５として計算されてお
り、前回の方位ベクトルデータを重視し、大幅に方位ベ
クトルデータ記憶部７内の方位ベクトルデータが変更さ
れないようにしている。

【００３８】続いて、ステップＳ８は、中心値オフセッ
トデータの更新操作を行うもので、中心値オフセットデ
ータ更新部８は、方位ベクトルデータ記憶部７の１６方
位（角度）別の方位ベクトルデータが更新されるたび毎
に、方位ベクトルデータ記憶部７から１６方位（角度）
別の方位ベクトルデータを読み出し、読み出した１６方
位（角度）別の方位ベクトルデータに基づいて、中心値
オフセットデータを演算して新たな中心値オフセットデ
ータとし、この更新された中心値オフセットデータを新
たに中心値オフセットデータ更新部８に中心値オフセッ
トデータとして記憶させる。ここで、中心値オフセット
データの求め方について詳しく説明すると、次のとおり
である。本実施例においては、方位ベクトルデータを取
得する複数方位を全方位（角度）３６０°を１６等分し
た１６方位としている。そこで、これら１６方位の方位
ベクトルデータが記憶されている方位ベクトルデータ記
憶部７からＸ方向成分の値のみ中心値オフセットデータ
更新部８が読み出し、１６個の値を加算し、その加算値
を１６で割ることにより、中心値オフセットデータのＸ
方向成分値を求め、同様にして、Ｙ方向成分の値を加算
し、その加算値を１６で割ることにより、中心値オフセ
ットデータのＹ方向成分値を求め、このようにして求め
たＸ方向及びＹ方向成分値が中心値オフセットデータ更
新値になる。以上のように、極めて簡単に中心値オフセ
ットデータを求めることができるのは、複数方位を等分
割していることと、方位ベクトルデータ記憶部７に記憶
されるデータを補正前のデジタル感磁信号に基づくこと
による。なお、この中心値オフセットデータの更新に当
たっては、既に中心値オフセットデータ記憶部９に記憶
されている前回のデータとの加重平均をとっていない。
これは、中心値オフセットデータを算出する基データが
既に加重平均されているからである。

【００３９】また、ステップＳ９は、現在得られている
方位ベクトルデータの方位が予め定められた４方位（角
度）、即ち、Ｘ軸コイル及びＹの軸コイルの各配置方向
であることの可否（換言すれば、Ｘ軸コイルまたはＹ軸
コイルの軸線が磁北方向を向いたか否かの検出操作を行
うもので、方位判断部５は、角度演算部４で計算した方
位ベクトルデータの方位が４方位（角度）のいずれかで
あるか否かを判断する。そして、４方位（角度）のいず
れかであると判断した（Ｙ）ときは次のステップＳ１０
に移行し、一方、４方位（角度）のいずれのものでもな
いと判断した（Ｎ）ときは前のステップＳ４に戻り、再
度、ステップＳ４以降の処理動作が繰返し実行される。

【００４０】次に、ステップＳ１０は、第１及び第２方
位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分の更新操作を行う
もので、第１及び第２方位ベクトルデータ更新部１０
は、４方位（角度）別に、方位判断部５から供給される
方位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分と第１及び第２
方位ベクトルデータ記憶部１１から読み出した方位ベク
トルデータのＸ成分及びＹ成分との加重平均を求めて第
１及び第２方位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分を更
新し、この更新方位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分
を新たに第１及び第２方位ベクトルデータ記憶部１１に
方位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分として記憶す
る。ここで、ステップＳ１０における更新操作は、加重
平均する際の重みも含めて、基本的にステップＳ７にお
ける更新操作と同様の操作である。なお、４方位全てに
おいて、Ｘ成分とＹ成分の両成分データを第１及び第２
方位ベクトルデータ記憶部１１に記憶する必要はなく、
例えば、Ｘ軸コイルの軸線が磁北方向を向き、方位ベク
トルデータのＸ成分が最大値を示す方位（第１方位）に
おいては、Ｙ成分の値を記憶する必要はなく、他の３方
位でも同様であって、これは、ステップＳ１で述べたと
おりである。

【００４１】次いで、ステップＳ１１は、重み付け係数
の更新操作を行うもので、Ｘ及びＹ方向重み付け係数更
新部１２は、第１及び第２方位ベクトルデータ記憶部１
１に記憶される方位ベクトルデータのＸ成分及びＹ成分
が更新されるたび毎に、第１及び第２方位ベクトルデー
タ記憶部１１から４方位全ての方位ベクトルデータのＸ
成分及びＹ成分を読み出すとともに、読み出した方位ベ
クトルデータのＸ成分及びＹ成分に基づいて、重み付け
係数を更新する。具体的には、Ｘ軸コイルの軸線が磁北
方向を向いたときのデータである第１方位ベクトルデー
タの２つのＸ成分の値Ｘ_MAXとＸ_MINとの差Ｘ_MAX−Ｘ
_MINを求め、同様に、Ｘ軸コイルの軸線が磁北方向と直
交する方向（Ｙ軸コイルの軸線が磁北方向）を向いたと
きのデータである２つのＹ成分の値Ｙ_MAXとＹ_MINとの
差Ｙ_MAX−Ｙ_MINを求め、ステップＳ２で述べたと同様
に、（Ｘ_MAX−Ｘ_MIN）／（Ｙ_MAX−Ｙ_MIN）の値を重
み付け係数として算出する。その後、この更新重み付け
係数を新たにＸ及びＹ方向重み付け係数記憶部１３に記
憶する。そして、更新Ｘ及びＹ方向重み付け係数が記憶
されると、前のステップＳ４に戻り、再び、ステップＳ
４以降の処理動作が繰返し実行される。

【００４２】これらのステップＳ４乃至ステップＳ１１
の動作処理が行われたとき、角度演算部４は、算出した
方位（角度）データをデータ出力端子１４を通して外部
装置、例えば、カーナビゲーション装置のディスプレイ
（図示なし）に供給し、自動車の走行方位を表示させ
る。

【００４３】なお、図１に示す実施例においては、方位
決定部３内に角度演算部４乃至Ｘ及びＹ方向更新重み付
け係数記憶部１３が設けられている場合を例に挙げて説
明したが、この方位決定部３は、内部メモリを有するマ
イクロプロセッサによって構成できることは勿論であ
る。また、前記１６方位（角度）が４方位（角度）を含
んでいることから、ベクトル更新部６と第１及び第２方
位ベクトルデータ更新部１０とを兼用させ、方位ベクト
ルデータ記憶部７と第１及び第２方位ベクトルデータ記
憶部１１とを兼用させることができるもので、このよう
な構成にすれば、記憶容量（メモリ容量）を節約するこ
とが可能になる。この場合、図２に示されるステップＳ
１０は、ステップＳ７における動作時に実行されること
になるので、ステップＳ１０は実行されなくなる。

【００４４】このように、本実施例によれば、今回得ら
れた予め選択された１６方位（角度）の方位ベクトルデ
ータが既に記憶されている方位ベクトルデータと大きく
異なっていても、更新される方位ベクトルデータは、今
回得られた方位に対応するものだけで、他の１５方位の
方位ベクトルデータは更新されないので、１６方位のベ
クトルデータに基づいて求められる中心値オフセットデ
ータへの影響は１６分の１になるので、全方位ベクトル
データの中心値である中心値オフセットデータが大きく
更新（変更）されることはない。また、今回得られた方
位に対応する方位ベクトルデータの更新にあたっても、
既に記憶されている方位ベクトルデータの影響度が１６
分の１５というように大きく、加重平均をとって更新し
ているので、さらに中心値オフセットデータは緩やかに
（徐々に）更新されて行く。したがって、車両方位検出
装置から出力される方位データの連続性を保つことがで
き、車両内の使用者に違和感を与える恐れはない。

【００４５】また、方位ベクトルデータの更新は、予め
選択された１６方位（角度）を検出する毎に必ず行われ
るので、仮りに、周回補正によって求められた中心値オ
フセットデータの初期値が正確に得られていない場合で
あっても、走行して行くにしたがって、中心値オフセッ
トデータが正しい値に近づいて行くため、中心値の初期
値の設定に伴う誤った方位データが継続して出力される
ことはない。さらに、重み付け係数を用いて、前置処理
部２より得られるデジタル感磁信号のＸ成分とＹ成分の
補正を行った上で方位決定を行っているので、Ｘ軸コイ
ルやＹ軸コイルの特性が同じでない場合でも、より正確
に方位データを求めることができ、その上に、重み付け
係数も加重平均して得られた第１及び第２方位ベクトル
データのＸ成分及びＹ成分に基づいて更新して行くた
め、初期値の重み付け係数がなんらかの原因で誤ってい
たとしても、それを正しくして行くことができる。

【００４６】なお、本実施例においては、車両が自動車
である場合を例に挙げて説明したが、本発明による車両
は自動車である場合に限られるものでなく、自動車と同
等の他の車両であってもよいことは勿論である。

【００４７】また、本実施例においては、方位ベクトル
データを取得する予め選ばれた複数方位（角度）が全方
位（角度）を１６等分した１６方位（角度）である例を
挙げて説明したが、本発明による方位ベクトルデータを
取得する予め選ばれた複数方位（角度）は全方位（角
度）を１６等分した１６方位（角度）である場合に限ら
れるものでなく、１６方位（角度）以上の方位であれば
他の方位数であってもよく、しかも、予め選ばれた複数
方位（角度）が全方位（角度）に対して極端に偏った方
位（角度）でなければ、必ずしも全方位（角度）を等分
した方位（角度）でなくてもよい。しかし、全方位（角
度）を等分した方位（角度）を予め選ばれた複数方位
（角度）とすることにより、前述したように中心値オフ
セットデータを求める演算が簡単なものになる。

【００４８】さらに、本実施例においては、Ｘ軸コイル
を車両の直進方向成分の磁界を検出するように磁気セン
サ１を設置するようにした例を挙げて説明したが、磁気
センサ１の設置はこのようなものに限られるものではな
く、Ｘ軸コイルの軸線と車両の直進方向とが一致してい
なくてもよい。

【００４９】また、本実施例における磁気センサ１は、
フラックスゲート方式のものに限られず、他のセンサ、
例えば磁気インピーダンス素子であってもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、請求項に記載の発明によ
れば、車両が予め定められた複数方位のいずれかの１方
位を向いたときに、その方位における方位ベクトルデー
タのみを更新し、他の方位ベクトルデータは更新しない
ので、仮りに、今回得られた方位ベクトルデータが既に
第１記憶部に記憶されているその方位におけるベクトル
データに対して大きく変化していたとしても、更新され
た１方位の方位ベクトルデータと更新されない他の方位
の方位ベクトルデータに基づいて算出される中心値オフ
セットデータは急激に大きく変更されることはない。し
たがって、車両方位検出装置から出力される方位データ
の連続性を保つことができる。

【００５１】そして、局所的に磁界が乱れていても、そ
の影響は複数分の１になり、局所的な磁界の乱れの影響
を受けにくい。さらに、中心値オフセットデータの更新
は、狩猟が予め定められた複数方位のいずれかを向く毎
に行われるので、仮りに、中心値オフセットデータの初
期値に誤差があったとしても、徐々にその中心値を正し
い値に近付けて行くことができ、中心値の初期値の誤差
に伴う誤った方位データが継続して出力されることはな
い。

【００５２】請求項２に記載の発明によれば、更新され
る方位ベクトルデータは、既に第１記憶部に記憶された
方位ベクトルデータ側にウエイト（加重）をおいた加重
平均により求められるので、磁界の乱れ等により、第１
記憶部内のデータと著しく異なった方位ベクトルデータ
が今回得られたとしても、その影響を抑制することがで
きる。

【００５３】請求項３に記載の発明によれば、複数方位
を、全方位を少なくとも１６分割した方位としているの
で、方位ベクトルデータが更新された際の中心値オフセ
ットデータへの影響を１６分の１以下にすることができ
る。

【００５４】請求項４に記載の発明によれば、複数方位
を、全方位を等分割した方位としているので、各方位ベ
クトルデータのＸ成分及びＹ成分の平均値をとる等の簡
単な演算によって中心値オフセットデータを求めること
ができる。

【００５５】請求項５に記載の発明によれば、Ｘ方向と
Ｙ方向とで磁気センサや前置処理部に特性の違いがあっ
たとしても、重み付けデータによりその特性の補正を行
うことができ、さらに、重み付けデータも更新を行って
いるので、初期値の重み付けデータが正確に得られない
場合があっても、走行して行く間に重み付けデータを正
しいものにして行くことができ、よって、より正確な方
位データを得ることができる。

【００５６】請求項６に記載の発明によれば、更新され
る第１または第２方位ベクトルデータは、今回得られた
第１または第２方位ベクトルデータと既に第３記憶部に
記憶されている対応する第１または第２方位ベクトルデ
ータとの加重平均をとって求められるので、今回得られ
た方位におけるベクトルデータが大きく変更されること
はなく、また、他の３方位のベクトルデータの更新は行
われないことから、第３記憶部に記憶される第１または
第２方位ベクトルデータに基づいて更新される重み付け
データへの影響は小さく、仮りに、今回得られた第１ま
たは第２方位ベクトルデータの値が、第３記憶部に記憶
される対応した方位における第１または第２方位ベクト
ルデータの値と大きく異なっていても、それに伴って、
重み付けデータが大幅に更新されないため、車両方位検
出装置から出力される方位データの連続性がいっそう保
たれる。

【００５７】請求項７に記載の発明によれば、第１記憶
部と第３記憶部との兼用によって、記憶容量を節約する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる車両方位検出装置の一実施例を
示すブロック構成図である。

【図２】図１に図示された実施例の動作経緯を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１磁気センサ２前置処理部３方位決定部（方位設定部）４角度演算部５方位判断部６ベクトル更新部（第１データ更新部）７方位ベクトルデータ記憶部（第１記憶部）８中心値オフセットデータ更新部（第２データ更新
部）９中心値更新オフセットデータ記憶部（第２記憶部）１０第１及び第２方位ベクトルデータ更新部（第３デ
ータ更新部）１１第１及び第２方位ベクトルデータ記憶部（第３記
憶部）１２Ｘ及びＹ方向重み付け係数更新部（第４データ更
新部）１３Ｘ及びＹ方向更新重み付け係数記憶部（第４記憶
部）１４方位データ出力端子

フロントページの続き (72)発明者生内雄一東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交する２つの成分であるＸ方向成分と
Ｙ方向成分とに分けて地磁気を検出して感磁信号を出力
する磁気センサと、前記感磁信号をデジタル感磁信号に
変換する前置処理部と、前記デジタル感磁信号に基づい
て方位データを出力する方位設定部とからなり、前記方
位設定部は、車両が予め決められた複数方位を向く毎に
得られる方位ベクトルデータを記憶する第１記憶部と、
前記第１記憶部に記憶された方位ベクトルデータの方位
ベクトルデータ中心値を中心値オフセットデータとして
記憶する第２記憶部と、前記複数方位別に、今回得られ
た方位ベクトルデータに基づいて前記第１記憶部に記憶
されている方位ベクトルデータを更新する第１データ更
新部と、前記方位ベクトルデータが更新される毎に、こ
の更新された方位ベクトルデータに基づき前記第２記憶
部に記憶されている中心値オフセットデータを更新する
第２データ更新部とを具備することを特徴とする車両方
位検出装置。
【請求項２】前記第１データ更新部は、今回得られた
方位ベクトルデータと既に第１記憶部に記憶された方位
ベクトルデータとの加重平均を前記今回得られた方位ベ
クトルデータの加重よりも前記既に第１記憶部に記憶さ
れた方位ベクトルデータの加重を大にして求めるデータ
更新を行っていることを特徴とする請求項１に記載の車
両方位検出装置。
【請求項３】前記予め決められた複数方位は、全方位
を少なくとも１６分割した方位であることを特徴とする
請求項１または２に記載の車両方位検出装置。
【請求項４】前記予め決められた複数方位は、全方位
を等角度に分割した方位であることを特徴とする請求項
１または２に記載の車両方位検出装置。
【請求項５】前記方位設定部は、さらに、前記磁気セ
ンサのＸ方向感磁要素が磁北方向を検出したときに得ら
れる第１方位ベクトルデータ、及び、前記磁気センサの
Ｙ方向感磁要素が磁北方向を検出したときに得られる第
２方位ベクトルデータを記憶する第３記憶部と、前記第
３記憶部に記憶されている第１及び第２方位ベクトルデ
ータに基づいて、前記前置処理部から得られる前記デジ
タル感磁信号のＸ方向成分とＹ方向成分との割合に関す
るデータを重み付けデータとして記憶する第４記憶部
と、今回得られた第１または第２方位ベクトルデータに
基づいて前記第３記憶部に記憶されている第１または第
２方位ベクトルデータをそれぞれ更新する第３データ更
新部と、更新された第１または第２方位ベクトルデータ
に基づいて前記第４記憶部に記憶されている重み付けデ
ータを更新する第４データ更新部と備えていることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両方位検
出装置。
【請求項６】前記第３データ更新部は、今回得られた
第１方位ベクトルデータと前記第３記憶部に記憶されて
いる第１方位ベクトルデータとの加重平均、あるいは、
今回得られた第２方位ベクトルデータと前記第３記憶部
に記憶されている第２方位ベクトルデータとの加重平均
をそれぞれ求めて更新を行っていることを特徴とする請
求項５に記載の車両方位検出装置。
【請求項７】前記複数方位は、磁北方向及びそれに直
交する方向を含み、前記方位設定部は、前記第１記憶部
と前記第３記憶部とを兼用していることを特徴とする請
求項５または６に記載の車両方位検出装置。