JPH1123298A

JPH1123298A - 車両の変位角計測装置

Info

Publication number: JPH1123298A
Application number: JP9190699A
Authority: JP
Inventors: Akinori Takeda; 彰憲竹田; Maki Ono; 真樹大野
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ナビゲーションシステムに用いられる車両の
変位角計測装置は、シャイロセンサの角速度信号を補正
するための補正値を正確に設定することにより、角速度
信号から算出される変位角を高精度に計測する。【解決手段】ナビゲーションシステム１を制御するコ
ントローラ４の入力側にはＧＰＳレシーバ２、ＦＭ受信
機３、地図データ５、磁気コンパス８、車速センサ９、
ジャイロセンサ１０、傾斜センサ１１等を接続し、出力
側には地図データ５、モニタ６、スピーカ７等を接続す
る。そして、車速センサ９により車両が停止している状
態にあると共に傾斜センサ１１により車両が水平状態で
あるときに、ジャイロセンサ１０から出力される角速度
信号を補正値として設定する。この補正値を用いて角速
度信号の補正を行い、誤差分をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用のナビゲー
ションシステム等に用いて好適な車両の変位角計測装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車、航空機、船舶等の各種
の移動体のためのナビゲーションシステムとして、人工
衛星を利用したＧＰＳナビゲーションシステムが広く知
られている。このＧＰＳナビゲーションシステムに用い
られるＧＰＳレシーバは、通常３個以上のＧＰＳ衛星か
らの測位情報を受信し、各ＧＰＳ衛星と受信点との間の
受信機の時刻、オフセットを含んだ疑似距離データおよ
び各ＧＰＳ衛星からの測位情報によって受信点の位置を
計測し、例えば車両位置を測位するように構成されてい
る。

【０００３】しかし、ＧＰＳレシーバは、受信環境、気
象条件等の変動により、各ＧＰＳ衛星に対して常に最適
な受信状態を確保できるとは限らない。このため、従来
技術によるナビゲーションシステムには、自己の位置を
測位するための自立型センサを併用し、ＧＰＳレシーバ
による測位手段と自立型センサによる測位手段とのいず
れか一方の高精度なデータを用いることにより測位精度
を高め、より正確に車両位置を計測するものがある。

【０００４】この自立型センサとしては、例えば、自動
車に取付けられ、方位を検出する地磁気センサ、自動車
を舵取りするときの角速度を検出するジャイロセンサ、
車両の走行速度を検出する車速センサ等が用いられてい
る。

【０００５】また、この種のナビゲーションシステムで
は、ＧＰＳによる測位手段と自立型センサによる測位手
段とを切換えるためにＰＤＯＰ（Position Dilution Of
Precision）値を用い、ＰＤＯＰ値が所定値以下ならば
ＧＰＳレシーバによるＧＰＳ測位手段を用い、ＰＤＯＰ
値が所定値を越えた場合には、自立型センサによる測位
手段を用いて自動車の車両位置の計測を行っている。

【０００６】なお、前記ＰＤＯＰ値は、４個以上のＧＰ
Ｓ衛星までの距離を同時に測定して受信点の３次元位置
を決定するＧＰＳ３次元測位において、衛星位置の誤差
が受信点の測位精度にどのように反映されるかの目安を
与える数値であり、位置の精度低下率を表す。このた
め、ＰＤＯＰの数値が大きいほど測位の誤差は大きくな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した自
立型センサのうちジャイロセンサは、車両に加わる角速
度を検出するもので、このジャイロセンサから出力され
る検出信号を積分することによって、車両が移動したと
き進行方向の角度変化を変位角として計測するものであ
る。

【０００８】しかし、前記ジャイロセンサは、温度変化
等に対して検出信号が変動する温度依存性を有している
ため、検出信号は温度依存性による誤差分を含んだ信号
となる。

【０００９】この誤差分を検出信号から除去するため
に、例えば特開平３−２８２３７０号公報に示すよう
に、信号補正処理を行って正確な角速度を得る構成とし
たものが知られている。また、この信号補正処理に用い
られる補正値は、車両が停止したときにジャイロセンサ
から出力される検出信号により設定され、この補正値を
ジャイロセンサから出力される検出信号に減算すること
により、検出信号の補正を行っている。

【００１０】一方、車両が坂道等で傾斜した状態で停車
したときには、ジャイロセンサから出力される検出信号
には、温度変化や経時劣化等による誤差分と共に、車両
の傾斜による誤差分が重畳されている。このため、車両
が停止したときに設定される補正値には、温度変化等に
よる誤差分だけでなく、車両の傾斜による誤差分も含ま
れている。従って、この補正値によって検出信号の補正
を行った場合には、角速度を正確に計測することができ
ないという問題がある。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は車両に加わる角速度を正確に検
出し、この角速度を積分することにより車両の変位角を
計測することのできる車両の変位角計測装置を提供する
ことを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による車両の変位角計測装置は、図１の
機能ブロック図に示す如く、車両に加わる角速度を検出
信号として検出する角速度検出手段１０１と、該角速度
検出手段１０１から出力される検出信号中の誤差分を補
正するための補正値を予め設定する補正値設定手段１０
２と、前記角速度検出手段１０１から出力される検出信
号の信号値と該補正値設定手段１０２により設定された
補正値とを用いて検出信号の補正を行う信号補正手段１
０３と、該信号補正手段１０３から出力される補正後の
検出信号を積分することにより、車両が移動したとき進
行方向の角度変化を変位角として演算する変位角演算手
段１０４とから構成している。

【００１３】そして、請求項１が採用する手段の特徴
は、補正値設定手段１０２を、車両に角速度が作用して
いるか否かを判定する角速度判定手段１０５と、車両が
水平状態にあるか否かを判定する水平状態判定手段１０
６と、前記角速度判定手段１０５によって角速度が作用
していないと判定すると共に前記水平状態判定手段１０
６によって車両が水平状態にあると判定したときに、角
速度検出手段１０１から出力される検出信号の信号値を
補正値として記憶する補正値記憶手段１０７とから構成
したことにある。

【００１４】このように、補正値設定手段１０２により
設定される補正値は、角速度判定手段１０５により角速
度が作用していないと判定すると共に水平状態判定手段
１０６により車両が水平状態にあると判定したときに、
補正値記憶手段１０７により角速度検出手段１０１から
出力される検出信号の信号値を補正値として記憶する。
そして、信号補正手段１０３により角速度検出手段１０
１から出力される検出信号に該補正値記憶手段１０７で
記憶された補正値を用いて誤差分を除去し、車両に加わ
る角速度を検出する。さらに、変位角演算手段１０４で
は、この信号補正手段１０３から出力される補正後の検
出信号を積分することにより、変位角を計測することが
できる。

【００１５】請求項２の発明は、信号補正手段１０３
を、角速度検出手段１０１から出力される検出信号の信
号値と補正値設定手段１０２により設定された補正値と
を加算または減算することにより、検出信号の補正を行
う構成としたことにある。

【００１６】信号補正手段１０３をこのように構成する
ことにより、角速度検出手段１０１から出力される検出
信号と補正値設定手段１０２により記憶された補正値と
を加算または減算することによって、誤差分を除去し、
車両に加わる角速度を検出する。

【００１７】請求項３の発明は、水平状態判定手段１０
６を、車両に設けた傾斜角検出手段から検出される傾斜
角が、車両が水平状態にあると許容することができる所
定角度内にあるときに、車両が水平状態にあると判定す
る構成としたことにある。

【００１８】即ち、水平状態判定手段１０６では、傾斜
検出手段から出力される車両の傾斜角が水平状態にある
と判定すると共に角速度判定手段１０５により角速度が
加わっていないと判定したときにのみ、角速度検出手段
１０１から出力される検出信号の信号値を補正値として
補正値記憶手段１０７により記憶することができる。

【００１９】請求項４の発明は、角速度判定手段１０５
を、車両に設けられた車速センサを用いて車両が走行し
ているときには車両に角速度が作用しているものとして
判定する構成としたことにある。

【００２０】請求項５の発明は、角速度判定手段１０５
を、車両のハンドルに設けられた操舵角センサを用いて
車両を操舵しているときには車両に角速度が作用してい
るものとして判定する構成としたことにある。

【００２１】請求項６の発明は、角速度判定手段を、
左，右の車輪近傍に設けられた右車輪速センサ，左車輪
速センサを用いて車輪速差があるときには車両に角速度
が作用しているものとして判定する構成としたことにあ
る。

【００２２】請求項４〜６のように、角速度判定手段１
０５を構成したから、車速、操舵角または車輪速差を監
視することにより、車両に角速度が作用しているか否か
を判定する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるナビゲーショ
ンシステムの実施の形態を、図２ないし図１０を参照し
つつ、詳細に説明する。

【００２４】まず、図２ないし図６に基づいて、第１の
実施例による車両の変位角計測装置を用いたナビゲーシ
ョンシステムを、例に挙げて説明する。

【００２５】１は図示しない車両に装着されたナビゲー
ションシステム、２はＧＰＳレシーバで、該ＧＰＳレシ
ーバ２はＧＰＳアンテナ２Ａにより地球上、約２０２０
０ｋｍにあるＧＰＳ衛星（図示せず）からの電波を受信
し、測位情報のみを後述するコントローラ４に出力す
る。また、該ＧＰＳレシーバ２は、後述するＦＭ受信機
３、コントローラ４と共にＧＰＳによる測位手段を構成
する。

【００２６】３はＦＭ受信機で、該ＦＭ受信機３はＦＭ
アンテナ３ＡによりＦＭ多重放送を受信し、ＧＰＳ補正
情報のみをコントローラ４に出力する。このＧＰＳ補正
情報は、ＧＰＳ衛星から発信される測位情報を、常時補
正するものである。

【００２７】４はコントローラを示し、該コントローラ
４は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、
入力側にはＧＰＳレシーバ２、ＦＭ受信機３、後述する
地図データ５、磁気コンパス８、車速センサ９、ジャイ
ロセンサ１０、傾斜センサ１１等が接続され、出力側に
は地図データ５、モニタ６、スピーカ７等が接続されて
いる。

【００２８】また、前記コントローラ４内に設けられた
記憶装置４Ａには、図３に示す車両位置測位処理、図４
に示す自立測位処理、図５に示す変位角計測処理、図６
に示す補正値設定処理等のプログラムと、地図データ５
による照合処理、誘導処理（いずれも詳細は図示せず）
等が格納されている。また、前記記憶装置４Ａ内の記憶
エリア（図示せず）には、ジャイロセンサ１０から出力
される検出信号としての角速度信号Ｖa を補正する補正
値Ｖ0 、補正値Ｖ0 の設定処理に用いられる車両の所定
傾斜角度α0 等の各種設定値が記憶されている。なお、
前記所定傾斜角度α0 は、車両が水平状態にあると許容
することができる角度（例えば、±５度）に設定され、
また該所定傾斜角度α0 は、ジャイロセンサ１０から出
力される角速度信号Ｖa に車両の傾斜による誤差分が重
畳しない角度に設定されている。

【００２９】５は地図データで、該地図データ５は図示
しないＣＤ−ＲＯＭドライブに収容され、誘導時には車
両位置と地図とを照合し、誘導メッセージをモニタ６と
スピーカ７から車両の運転者に報知する。

【００３０】８は磁気コンパスで、該磁気コンパス８は
基準方位（北の方位）を検出し、この基準方位に対して
車両が正面を向いている進行方位を算出する。

【００３１】９は車速センサで、該車速センサ９は車両
の車輪近傍に装着され、該車速センサ９は車速を検出
し、この車速を積分することにより移動距離を算出する
ものである。

【００３２】１０は角速度検出手段としてのジャイロセ
ンサで、該ジャイロセンサ１０は車両の移動中に、車両
のハンドルを操舵して進行方向を変えたときに生じる角
速度を検出するもので、この角速度を積分することによ
り、車両が移動したとき進行方向の角度変化を変位角と
して算出し、該車両の変位角を計測する。

【００３３】ここで、磁気コンパス８、車速センサ９お
よびジャイロセンサ１０は自立型センサをなし、該自立
型センサは前記コントローラ４と共に自立型センサによ
る測位手段を構成している。

【００３４】１１は車両に装着された傾斜センサで、該
傾斜センサ１１は車両の前，後，左，右の傾き状態を検
出するもので、例えば、車両が坂道を走行するとき等の
傾斜角度を検出するものである。

【００３５】次に、このように構成されるナビゲーショ
ンシステム１の動作を、図３ないし図６に示すプログラ
ムを参照しつつ説明する。

【００３６】始めに、図３を用いて、本実施例のメイン
ルーチンとなる車両位置測位処理について説明する。

【００３７】まず、ステップ１では、ＧＰＳ衛星から測
位情報を読込み、ステップ２では、０＜ＰＤＯＰ＜３内
にあるか否かを判定する。ここで、ＰＤＯＰ値とは、位
置の精度低下率を示すもので、ＧＰＳによる測位手段に
一般的に用いられる係数である。

【００３８】ここで、ステップ２で「ＮＯ」と判定した
ときには、受信されるＧＰＳ衛星の個数が少なく、正確
な測位処理を行うことができないから、ステップ３に移
り、図４に示す自立測位処理を行った後に、後述のステ
ップ６以降の処理を行う。

【００３９】一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定した
ときには、ＧＰＳ衛星によって正確な測位が行うことが
できるから、ステップ４に移る。このステップ４では、
ＦＭ受信機３で受信したＦＭ多重放送中のＧＰＳ補正情
報を読込み、読込んだＧＰＳ補正情報により、ＧＰＳ衛
星から発信される測位情報の誤差補正を行う。

【００４０】また、ステップ５では、１０回のＧＰＳ測
位位置の平均値を算出し車両位置を演算する。ステップ
６では、ステップ４，５のＧＰＳ測位処理によって測位
された車両位置、またはステップ３の自立測位処理によ
って測位された車両位置とのいずれか一方を車両位置と
して設定し、この値を記憶エリアに記憶する。

【００４１】さらに、ステップ７では、ステップ６で設
定した車両位置と地図データ５とを照合することによ
り、車両の所在位置を地図上に細かく示すことができ
る。さらに、ステップ８では、モニタ６による映像とス
ピーカ７による音声によって誘導メッセージを運転者に
報知してナビゲーションを行い、ステップ９でリターン
する。

【００４２】このように、本実施例によるナビゲーショ
ンシステム１では、ＧＰＳ衛星による測位手段と自立型
センサによる測位手段とのいずれか一方の測位手段を用
いて車両位置を測位することにより、正確な車両位置を
計測することができる。

【００４３】次に、図４を用いて、図３中のステップ３
による自立測位処理について説明する。

【００４４】まず、ステップ１１では、磁気コンパス８
から方位データを読込み、ステップ１２でこの方位デー
タから車両が基準方位に対してどの方位を向いているか
を進行方位として算出する。ステップ１３では、車速セ
ンサ９から車速データを読込み、ステップ１４では、こ
の車速データを積分することにより、車両の移動距離を
算出する。ステップ１５では、図５に示す後述の変位角
計測処理により車両の変位角θを計測する。さらに、ス
テップ１６では、移動前の進行方位、移動距離、変位角
θの各データから車両位置を測位し、ステップ１７のリ
ターンでステップ６に移り、記憶エリアにこの車両位置
を記憶する。

【００４５】次に、図５により、図４中のステップ１５
による変位角計測処理について補正値Ｖ0 が正の場合を
例に挙げて説明する。

【００４６】ステップ２１では、ジャイロセンサ１０か
ら角速度信号Ｖa を読込み、ステップ２２では、この角
速度信号Ｖa に、後述するステップ２４によって設定さ
れる補正値Ｖ0 を減算することにより補正を行う。

【００４７】さらに、ステップ２３では、補正後の角速
度信号Ｖa を積分して変位角θを演算し、ステップ２４
では、ステップ２２に用いる補正値Ｖ0 を図６に示す処
理によって設定し、ステップ２５で、図４中のステップ
１６にリターンする。

【００４８】さらに、図６を用いて、図５中のステップ
２４による補正値Ｖ0 の設定処理について説明する。

【００４９】ステップ３１は車速センサ９から車速ｖを
読込み、ステップ３２では読込んだ車速ｖが零か否かを
判定し、ステップ３２で「ＮＯ」と判定した場合、即ち
車両が走行しているときには該車両には角速度が作用し
ているとして、補正値Ｖ0 の新たな設定を行わず、今ま
での補正値Ｖ0 を用いて図５中のステップ２２で角速度
信号Ｖa の補正を行うべく、ステップ３７でリターンす
る。

【００５０】一方、ステップ３２で「ＹＥＳ」と判定し
た場合、即ち車両が停止していると判定したときには、
ステップ３３に移る。ステップ３３では、傾斜センサ１
１から車両の傾斜角αを読込み、ステップ３４では車両
が所定傾斜角度α0 （例えば、±５度）よりも傾斜して
いるか否かを判定することによって、車両が水平状態に
なっているか否かを判定する。

【００５１】そして、ステップ３４で「ＮＯ」と判定し
た場合には、車両の傾斜がα0 度以上となって傾斜して
いるから、ステップ３７に移ってリターンされる。一
方、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定した場合、即ち車
両の傾斜角αが、−α0 ＜α＜＋α0 の範囲にあり、車
両が水平状態にあると判定したときには、ステップ３５
に移る。

【００５２】そして、ステップ３５では、車両に角速度
が作用せず、かつ車両が水平状態にあると判定した場合
であるから、ジャイロセンサ１０から出力される角速度
信号Ｖa を読込み、ステップ３６では、ステップ３５で
読込んだ角速度信号Ｖa の信号値を補正値Ｖ0 として設
定する。そして、ステップ３７でリターンする。

【００５３】このように、本実施例では、車速センサ９
からの車速ｖによって車両が走行している状態か否かを
判定し、停車しているときを車両に角速度が作用してい
ない状態として判定することができる。

【００５４】そして、補正値Ｖ0 は、車両に角速度が作
用していない状態で、かつ車両が水平状態であるとき
に、ジャイロセンサ１０から出力される角速度信号Ｖa
の符号を判定した値によって設定されている。

【００５５】これにより、補正値Ｖ0 には、車両の傾斜
時にジャイロセンサ１０から出力される角速度信号Ｖa
中の誤差分を除去でき、補正値Ｖ0 を車両に角速度が作
用していないときの温度変化や経時変化等による誤差分
のみの値として設定することができる。

【００５６】そして、図５による変位角計測処理では、
ステップ２２によって、角速度信号Ｖa に補正値Ｖ0 を
減算して補正を行っているから、補正後の角速度信号Ｖ
a 中には車両の傾斜による誤差分は含まれていない。

【００５７】また、ジャイロセンサ１０により車両に作
用する角速度を角速度信号Ｖa として検出し、この角速
度信号Ｖa を補正値Ｖ0 で補正した後に、この値を積分
することにより、車両の変位角θを正確に計測すること
ができる。

【００５８】さらに、図６による補正値設定処理は、車
両が水平状態で停車する毎に、補正値Ｖ0 の更新を行っ
ているから、ジャイロセンサ１０が経時劣化によって角
速度信号Ｖa が変化したときでも、その変動を補正する
ことができる。

【００５９】一方、図４に示すように、ＧＰＳによる測
位手段と自立型センサによる測位手段とを組合せて行う
ことにより、車両位置の精度を高めて測位することがで
き、ナビゲーションシステムの信頼性を高めることがで
きる。

【００６０】なお、第１の実施例では、図５中のステッ
プ２１が角速度検出手段の具体例であり、ステップ２２
が信号補正手段の具体例であり、ステップ２３が変位角
演算手段の具体例であり、ステップ２４が補正値設定手
段の具体例である。

【００６１】また、図６中のステップ３１，３２が角速
度判定手段の具体例であり、ステップ３３，３４が水平
状態判定手段の具体例であり、ステップ３５，３６が補
正値記憶手段の具体例である。

【００６２】次に、図７、図８を用いて、本発明による
第２の実施例について説明するに、本実施例の特徴は、
角速度判定手段を、車両のハンドル（図示せず）近傍に
設けた操舵角センサから検出される操舵角によって、ハ
ンドルが操舵されているか否かを判定する構成としたこ
とにある。なお、本実施例では前述した第１の実施例と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

【００６３】２１は本実施例によるナビゲーションシス
テムで、該ナビゲーションシステム２１は、前述した第
１の実施例によるナビゲーションシステム１とほぼ同様
に構成されている。そして、ナビゲーションシステム２
１を制御するコントローラ４の入力側にはＧＰＳレシー
バ２、ＦＭ受信機３、地図データ５、磁気コンパス８、
車速センサ９、ジャイロセンサ１０、傾斜センサ１１、
後述の操舵角センサ２２等が接続され、出力側には地図
データ５、モニタ６、スピーカ７等が接続されている。

【００６４】また、前記コントローラ４内に設けられた
記憶装置４Ａには、第１の実施例で述べた車両位置測位
処理、自立測位処理、変位角計測処理、さらに後述の図
８に示す補正値設定処理等のプログラムと、地図データ
５による照合処理、誘導処理（いずれも詳細は図示せ
ず）等が格納されている。また、前記記憶装置４Ａ内の
記憶エリア（図示せず）には、ジャイロセンサ１０から
出力される角速度信号Ｖa を補正する補正値Ｖ0 、補正
値Ｖ0 の設定処理に用いられる車両の所定傾斜角度α0
、ハンドルの所定操舵角度β0 等の各種設定値が記憶
されている。

【００６５】なお、前記所定操舵角度β0 は、車両が直
進状態にあると許容することができる操舵角度（例え
ば、±３度）に設定されている。

【００６６】２２は車両のハンドル近傍に設けられた操
舵角センサを示し、該操舵角センサ２２はハンドルの操
舵角βに対応した信号を出力するもので、光学センサや
磁気センサ等により構成されている。

【００６７】このように構成される本実施例によるナビ
ゲーションシステム２１においても、前述した第１の実
施例と同様に車両位置を測位することができるものの、
本実施例では、補正値設定処理を図８のようにして行
う。そこで、補正値Ｖ0 の設定処理について図８を参照
しつつ説明する。

【００６８】まず、ステップ４１は操舵角センサ２２か
らハンドルの操舵角βを読込み、ステップ４２では読込
んだ操舵角βが所定操舵角β0 （例えば、±３度）より
も操舵されているか否かを判定することによって、車両
が直進状態で走行しているか否かを判定し、ステップ４
２で「ＮＯ」と判定した場合、即ち車両がカーブ走行や
交差点で曲がる動作を行い該車両に角速度が作用してい
ると判定したときには、補正値Ｖ0 の設定を行わないか
ら、ステップ４７でリターンする。

【００６９】一方、ステップ４２で「ＹＥＳ」と判定し
た場合、即ち車両が直進状態で走行しているとき、即ち
車両に角速度が作用していないと判定したときには、ス
テップ４３に移る。

【００７０】ステップ４３では、傾斜センサ１１から車
両の傾斜角αを読込み、ステップ４４では車両が所定傾
斜角度α0 （例えば、±５度）よりも傾斜しているか否
かを判定することによって、車両が水平状態になってい
るか否かを判定する。そして、ステップ４４で「ＮＯ」
と判定した場合には、車両の傾斜がα0 度以上となって
傾斜しているから、ステップ４７に移ってリターンす
る。

【００７１】一方、ステップ４４で「ＹＥＳ」と判定し
た場合、即ち車両の傾斜角αが、−α0 ＜α＜＋α0 の
範囲にあり、車両が水平状態にあると判定したときに
は、ステップ４５に移る。

【００７２】そして、ステップ４５では、車両に角速度
が作用せず、かつ車両が水平状態にあると判定した場合
であるから、ジャイロセンサ１０から出力される角速度
信号Ｖa を読込み、ステップ４６では、ステップ４５で
読込んだ角速度信号Ｖa の信号値を補正値Ｖ0 として設
定する。そして、ステップ４７でリターンする。

【００７３】かくして、本実施例によるナビゲーション
システム２１では、操舵角センサ２２から出力される操
舵角βによって車両が直進走行しているか否かを判定す
ることにより車両に角速度が加わっている状態か否かを
判定し、操舵角βが小さいときには、車両に角速度が作
用していない状態として判定することができる。そし
て、車両に角速度が作用していない状態で、かつ車両が
水平状態であるときに、ジャイロセンサ１０から出力さ
れる角速度信号Ｖa の符号を反転した値によって設定し
ている。

【００７４】このように設定される補正値Ｖ0 は、車両
の傾斜時にジャイロセンサ１０から出力される角速度信
号Ｖa 中の誤差分を除去でき、補正値Ｖ0 を車両に角速
度が作用していないときの温度変化や経時変化等による
誤差分のみの値として設定することができる。

【００７５】この結果、ジャイロセンサ１０により車両
に作用する角速度を角速度信号Ｖaとして検出し、この
角速度信号Ｖa を前述したように設定された補正値Ｖ0
で補正した後に、この値を積分することにより、車両の
変位角θを正確に計測することができる。さらに、この
変位角θを用いて車両位置を正確に測位することができ
る。

【００７６】しかも、本実施例では、車両の走行中であ
っても、車両が直進状態で平坦な道を走行する毎に、補
正値Ｖ0 の更新を行っているから、ジャイロセンサ１０
が経時劣化によって角速度信号Ｖa が変化したときで
も、その変化を常に補正することができ、より高精度な
車両位置計測を行うことができる。

【００７７】なお、図８中のステップ４１，４２が角速
度判定手段の具体例であり、ステップ４３，４４が水平
状態判定手段の具体例であり、ステップ４５，４６が補
正値記憶手段の具体例である。

【００７８】次に、図９、図１０を用いて、本発明によ
る第３の実施例について説明するに、本実施例の特徴
は、角速度判定手段を、前側左，右の車輪近傍に設けた
左車輪速センサ，右車輪速センサから出力される信号に
よって、ハンドルが操舵されているか否かを判定する構
成としたことにある。なお、本実施例では前述した第１
の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。

【００７９】３１は本実施例によるナビゲーションシス
テムで、該ナビゲーションシステム３１は、前述した第
１の実施例によるナビゲーションシステム１とほぼ同様
に構成されている。そして、ナビゲーションシステム３
１を制御するコントローラ４の入力側にはＧＰＳレシー
バ２、ＦＭ受信機３、地図データ５、磁気コンパス８、
車速センサ９、ジャイロセンサ１０、傾斜センサ１１、
後述の左車輪速センサ３２，右車輪速センサ３３、操舵
角センサ２２等が接続され、出力側には地図データ５、
モニタ６、スピーカ７等が接続されている。

【００８０】また、前記コントローラ４内に設けられた
記憶装置４Ａには、第１の実施例で述べた車両位置測位
処理、自立測位処理、変位角計測処理、さらに後述の図
１０に示す補正値設定処理等のプログラムと、地図デー
タ５による照合処理、誘導処理（いずれも詳細は図示せ
ず）等が格納されている。また、前記記憶装置４Ａ内の
記憶エリア（図示せず）には、ジャイロセンサ１０から
出力される角速度信号Ｖa を補正する補正値Ｖ0 、補正
値Ｖ0 の設定処理に用いられる車両の所定傾斜角度α0
、所定車輪速差γ0 等の各種設定値が記憶されてい
る。

【００８１】なお、前記所定車輪速差γ0 は、車両に角
速度が作用していないとみなされる車輪速差（例えば、
操舵角とみなした場合には±３度）に設定されている。

【００８２】３２は前側の左側車輪近傍に設けられた左
車輪速センサ、３３は前側の右側車輪近傍に設けられた
右車輪速センサをそれぞれ示し、該車輪速センサ３２，
３３はハンドルの車輪の回転数に対応した左車輪速信号
ｖL ，右車輪速信号ｖR をパルス波として検出するもの
で、光学センサや磁気センサ等により構成されている。
そして、車輪速センサ３２，３３から出力される左車輪
速信号ｖL ，右車輪速信号ｖR の差からハンドルの車輪
速差γを算出できる。

【００８３】このように構成される本実施例によるナビ
ゲーションシステム３１においても、前述した第１の実
施例と同様の測位動作によって車両位置を測位すること
ができるものの、本実施例の特徴は、前述した変位角計
測処理中のステップ２４に示す補正値設定処理を、図１
０のようにしたことである。そこで、補正値Ｖ0 の設定
処理について図１０を参照しつつ説明する。

【００８４】まず、ステップ５１では左車輪速センサ３
２から左車輪速信号ｖL を読込み、ステップ５２では右
車輪速センサ３３から右車輪速信号ｖR を読込む。ステ
ップ５３では読込んだ左車輪速信号ｖL ，右車輪速信号
ｖR からハンドルの操舵角を表す車輪速差γを演算す
る。

【００８５】ステップ５４では演算した車輪速差γが所
定車輪速差γ0 （例えば、±３度）よりも操舵されてい
るか否かを判定することによって、車両が直進状態で走
行しているか否かを判定し、ステップ５４で「ＮＯ」と
判定した場合、即ち車両がカーブ走行や交差点で曲がる
動作を行い該車両に角速度が作用していると判定したと
きには、補正値Ｖ0 の設定を行わないから、ステップ５
９でリターンする。

【００８６】一方、ステップ５４で「ＹＥＳ」と判定し
た場合、即ち車両が直進状態で走行し、角速度が作用し
ていないと判定したときには、ステップ５５に移る。ス
テップ５５では、傾斜センサ１１から車両の傾斜角αを
読込み、ステップ５６では車両が所定傾斜角度α0 （例
えば、±５度）よりも傾斜しているか否かを判定するこ
とにより、車両が水平状態になっているか否かを判定す
る。そして、ステップ５６で「ＮＯ」と判定した場合に
は、車両の傾斜が所定傾斜角度α0 以上となって傾斜し
ているから、ステップ５９に移ってリターンする。

【００８７】一方、ステップ５６で「ＹＥＳ」と判定し
た場合、即ち車両の傾斜角αが、−α0 ＜α＜＋α0 の
範囲にあり、車両が水平状態にあると判定したときに
は、ステップ５７に移る。

【００８８】そして、ステップ５７では、車両に角速度
が作用せず、かつ車両が水平状態にあると判定した場合
であるから、ジャイロセンサ１０から出力される角速度
信号Ｖa を読込み、ステップ５８では、ステップ４５で
読込んだ角速度信号Ｖa の信号値の符号を反転させて補
正値Ｖ0 として設定する。そして、ステップ５９でリタ
ーンする。

【００８９】かくして、本実施例によるナビゲーション
システム３１では、車輪速センサ３２，３３から得られ
る車輪速差γによって車両が直進走行しているか否かを
判定することにより車両に角速度が加わっている状態か
否かを判定し、車輪速差γが小さいときには、車両に角
速度が作用していない状態として判定することができ
る。そして、車両に角速度が作用していない状態で、か
つ車両が水平状態であるときに、ジャイロセンサ１０か
ら出力される角速度信号Ｖa の符号を反転した値によっ
て設定している。

【００９０】このように設定される補正値Ｖ0 は、車両
の傾斜時にジャイロセンサ１０から出力される角速度信
号Ｖa 中の誤差分を除去でき、補正値Ｖ0 を車両に角速
度が作用していないときの温度変化や経時変化等による
誤差分のみの値として設定することができる。

【００９１】この結果、ジャイロセンサ１０により車両
に作用する角速度を角速度信号Ｖaとして検出し、この
角速度信号Ｖa を前述したように設定された補正値Ｖ0
で補正した後に、この値を積分することにより、車両の
変位角θを正確に計測することができる。さらに、この
変位角θを用いて車両位置を正確に測位することができ
る。

【００９２】しかも、本実施例では、車両の走行中であ
っても、車両が直進状態で平坦な道を走行する毎に、補
正値Ｖ0 の更新を行っているから、ジャイロセンサ１０
が経時劣化によって角速度信号Ｖa が変化したときで
も、その変動を補正することができ、より高精度な車両
位置計測を行うことができる。

【００９３】なお、図１０中のステップ５１〜５４が角
速度判定手段の具体例であり、ステップ５５，５６が水
平状態判定手段の具体例であり、ステップ５７，５８が
補正値記憶手段の具体例である。

【００９４】また、第３の実施例では、前側左，右の車
輪近傍に左車輪速センサ３２、右車輪速センサ３３を設
け、センサ３２，３３から出力される左車輪速信号ｖL
，右車輪速信号ｖR の差から車輪速差γを算出するよ
うにしているが、左車輪速信号ｖL ，右車輪速信号ｖR
の平均値から車速を算出することにより、車速センサ９
を省略してもよい。さらに、左車輪速センサ３２、右車
輪速センサ３３は前側左，右の車輪だけでなく、後側
左，右の車輪に設けてもよい。

【００９５】また、各実施例では、図５のステップ２２
による角速度信号Ｖa の補正演算をＶa −Ｖ0 の減算と
したが、本発明はこれに限らず、加算でもよく、この場
合には、図６のステップ３６、図８のステップ４６、図
１０のステップ５８による補正値Ｖ0 の設定は、それぞ
れ前のステップで読込んだ角速度信号Ｖa の値の符号を
反転させて設定すればよい。

【００９６】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の本発明に
よれば、補正値設定手段では、角速度判定手段によって
角速度が作用していない状態にあると共に水平状態判定
手段によって車両が水平状態にあると判定したときに、
角速度検出手段から出力される検出信号の信号値を補正
値として設定しているから、該補正値を車両に角速度が
作用していないときの温度変化や経時変化等による誤差
分のみの値として設定することができ、信号補正手段に
よって補正値を用いて補正された検出信号は、車両の傾
斜時に角速度検出手段から出力される検出信号中の誤差
分を除去して、角速度に対応した検出信号を得ることが
できる。そして、この補正後の検出信号を変位角演算手
段によって積分することにより車両の変位角を算出で
き、この値と共に、進行方位、移動距離等を用いて車両
位置を高精度に測位することができる。

【００９７】請求項２の発明では、信号補正手段を角速
度検出手段から出力される検出信号の信号値と補正値設
定手段により設定された補正値とを加算または減算する
ことにより、検出信号の補正を行うことができ、誤差分
を除去し、車両に加わる角速度を検出することができ
る。

【００９８】請求項３の発明では、水平状態判定手段
を、車両の傾斜が車両が水平状態にあると許容すること
ができる所定角度内にあるときに、車両が水平状態にあ
ると判定する構成としたから、補正値設定手段では、車
両が水平状態であると共に角速度が加わっていないと判
定したときにのみ、補正値を記憶する。そして、この補
正値を用いて信号補正手段で角速度検出手段から出力さ
れる検出信号の補正を行うことにより、温度変化や経時
劣化による誤差分を除去することができる。

【００９９】請求項４の発明では、角速度判定手段を、
車両に設けた車速センサから検出される車速によって、
車両が走行しているときには車両に角速度が作用してい
るものとして判定し、請求項５の発明では、角速度判定
手段を、車両のハンドル近傍に設けた操舵角センサから
検出される操舵角によって、ハンドルが操舵されている
ときには車両に角速度が作用しているものとして判定
し、請求項６の発明では、角速度判定手段を、左，右の
車輪近傍に設けた左車輪速センサ，右車輪速センサから
出力される車輪速差があるときには車両に角速度が作用
しているものとして判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の変位角計測装置を示す機能ブロ
ック図である。

【図２】第１の実施例による車両の変位角計測装置を用
いたナビゲーションシステムを示すブロック図である。

【図３】車両位置測位処理を示す流れ図である。

【図４】自立測位処理を示す流れ図である。

【図５】変位角計測処理を示す流れ図である。

【図６】補正値設定処理を示す流れ図である。

【図７】第２の実施例による車両の変位角計測装置を用
いたナビゲーションシステムを示すブロック図である。

【図８】補正値設定処理を示す流れ図である。

【図９】第３の実施例による車両の変位角計測装置を用
いたナビゲーションシステムを示すブロック図である。

【図１０】補正値設定処理を示す流れ図である。

【符号の説明】

１，２１，３１ナビゲーションシステム２ＧＰＳレシーバ４コントローラ９車速センサ１０ジャイロセンサ（角速度検出手段）１１傾斜センサ２２操舵角センサ３２左車輪速センサ３３右車輪速センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に加わる角速度を検出信号として検
出する角速度検出手段と、該角速度検出手段から出力さ
れる検出信号中の誤差分を補正するための補正値を予め
設定する補正値設定手段と、前記角速度検出手段から出
力される検出信号の信号値と該補正値設定手段により設
定された補正値とを用いて検出信号の補正を行う信号補
正手段と、該信号補正手段から出力される補正後の検出
信号を積分することにより、車両が移動したとき進行方
向の角度変化を変位角として演算する変位角演算手段と
からなる車両の変位角計測装置において、前記補正値設定手段は、前記車両に角速度が作用してい
るか否かを判定する角速度判定手段と、前記車両が水平
状態にあるか否かを判定する水平状態判定手段と、前記
角速度判定手段によって角速度が作用していないと判定
すると共に前記水平状態判定手段によって車両が水平状
態にあると判定したときに、前記角速度検出手段から出
力される検出信号の信号値を補正値として記憶する補正
値記憶手段とから構成したことを特徴とする車両の変位
角計測装置。
【請求項２】前記信号補正手段は、前記角速度検出手
段から出力される検出信号の信号値と前記補正値設定手
段により設定された補正値とを加算または減算すること
により、検出信号の補正を行う構成としてなる請求項１
記載の車両の変位角計測装置。
【請求項３】前記水平状態判定手段は、車両に設けた
傾斜角検出手段から検出される傾斜角が、車両が水平状
態にあると許容することができる所定角度内にあるとき
に、車両が水平状態にあると判定する構成としてなる請
求項１または２記載の車両の変位角計測装置。
【請求項４】前記角速度判定手段は、車両に設けられ
た車速センサを用いて車両が走行しているときには車両
に角速度が作用しているものとして判定する構成として
なる請求項１，２または３記載の車両の変位角計測装
置。
【請求項５】前記角速度判定手段は、車両のハンドル
に設けられた操舵角センサを用いて車両を操舵している
ときには車両に角速度が作用しているものとして判定す
る構成としてなる請求項１または２記載の車両の変位角
計測装置。
【請求項６】前記角速度判定手段は、左，右の車輪近
傍に設けられた右車輪速センサ，左車輪速センサを用い
て車輪速差があるときには車両に角速度が作用している
ものとして判定する構成としてなる請求項１または２記
載の車両の変位角計測装置。