JPS62144016A - デジタル地図を用いた着磁．地磁気偏差領域検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［作業上の利用分野］ 本発明は、ナビゲーノヨン／ステムやロケーション／ス
テムを備える車両が、走行中に受ける地磁気偏差や青磁
の影響で、これらシステムの構成部分であるｉｌ［ｌｒ
ｌ！ｉのｉｌ［同位置検出装置の地磁気方位センサによ
る方位出力データが不安定となり、その結果システムが
誤動作する可能性があるが、これの回避処［１１を行う
ため、車両の前記システムによる走行中、着磁領域、及
び地磁気偏差領域通過を検出する方式に係わる。

［背景技術］ 車両のナビゲーションノステムとは、一般的にいって、
＋ｌｉ載のディスプレイ上に、道路地図と自車位置及び
目的位置を表示し、運転者に対し運転の支援を行うこと
を目的としており、ヰ［載の機器が中心で、地上設備は
不要か、補助的なものになる。

これに対し、ａグー／コン／ステムとは、多数の緊急車
両や配送車等１［両の現在位ｆｉマや作業状態をコント
ロールセンターで把握し、短時間に且つ効♀（的に指揮
運用することを目的としている。木ンステムは屯ｌｌ１
１２機器と地上機器とを必要とする。

ここで、上記両ンステムにおいて共通することは、車載
の車両位置検出装置を要することである。

この車両位置検出Ｗ置には、種々のものが提案されるが
、以下説明される本発明では、角度センサ、距離センサ
の一例としてＩＩ［輪速センサを用い、地磁気方位セ／
す、車輪速センサ、デジタル道路メモリ、処理装置等よ
り構成されている。

第１図は、前記位置検出装置の概略図であるが、１は車
両の右車輪、２は左車輪、３，４はそれぞれ右、左の車
輪速セ／すである。車輪速セッサは、例えば車輪に取付
けた軟鉄のパルサーの回転を電磁的に検出する方式をも
つものであり、このような車輪速センサは通常車両の左
右後輪に取付けられ、処理装置における演算により、車
両走行距離、カーブにおける左右車輪の回転数の差から
車両の曲り角を求めることができるような機能を備える
ものであり、別の角度センサと距離センサで代用しても
よい。又、５は車両に取り付けられた地磁気方位センサ
で、後に詳述するが、直交するフラックスゲートをなし
、地磁気の水平成分や、車体首班等、フラックスゲート
に交叉する磁界を検出する機能を打するものであり、６
は処理装置、７はデジタル地図メモリである。

地磁気方位センサ５の出力、車輪速センサ３゜４の出力
は処理装置６に送られ、処理装置６では、地磁気方位セ
ンサ５と車輪速センサ３，４よりのデータとデジタル地
図メモリ７との相関より、車両の現在位置を推定し、デ
ジタル道路地図上に表現する。

ところで、地磁気は高架道路とか、大きな構築物とかが
あるとその周辺において、地磁気そのものが歪んで、い
わゆる磁気偏差を生じ、走行中の車両はこの影響を受け
た磁気を検出する。

また、車両が電車踏切を通過するとき、あるいは路面電
車線を走行するとき、一時的にノイズが乗ったり、車体
が、着磁して以降固定的な誤差となることがある。

従って、前述の地磁気方位センサは、このような磁気偏
差や青磁があっても、常に誤差なく方位を指示すること
が必要である。

このため、磁気偏差や青磁があっても、これを補正する
ことができる地磁気方位センサの測定誤差の補正方法を
、特願昭ＧＯ−１１１７３９号で提案した。

ここに、従来の磁気方位センサの原理をも含め、」１記
発明における補正方法を第２図、第３図で説明する。

第２図は地磁気方位センサを示す。１０は環状の強磁性
鉄心、１１は励磁巻線で、交流電源により飽和直前まで
起磁力が加えられる。１２．１３は前記鉄心ｌＯの外側
間に直交して巻回された２次側出力巻線Ｘ、Ｙである。

Ｅ常に地磁気のみが存在し、車体首班が全くないとする
。

この条件で車両が３６０°回転した時、地磁気セ／す２
次側の二つの出力在線Ｘ、Ｙに誘起する電圧Ｖて、Ｖｙ
が描く軌跡は半径ＫＢ　（但しＫは出力巻イ皐に依存す
る係数、Ｂは地球磁界の水平分力）の円となるはすであ
る。第３図の点線円はこれを示している。

次に、地磁気以外の磁界が角度α、大きさＧで・１畳す
ると、■え、Ｖ、が描く軌跡は、図の実線で示すように
なるはすである。結局、さきの地磁気水手分による磁界
ＯＡがＯＢに移り、図の場合、ｆだけ減じた方位を示す
ことになる。このデが方位誤差となる。

次に、このような誤差を補正する一つの方法を説明する
。

第３図において、点Ｂの座標を（Ｖ、、Ｖ、）とすると
、 Ｖ２：＝　ＫＢｃｏｓ（７＋　Ｇｃｏｓα　　　　　　
　　　　　−−−−−−−一式■Ｖ７　”　ＫＢｓｉｎ
ｏ＋Ｇ５１ｎ　（！　　　　　　　　　　　−−−−−
−−一式■式■、■より、実線の円の方程式を求める。

Ｖｚ−Ｇｃｏｓα＝ＫＢＣＯ８Ｏ Ｖ７−　ＧＳ＋ｎα＝　ＫＢｓｌｎＯ これらより、 （Ｖｚ　−Ｇｃｏｓα）’　＋（Ｖ７−Ｇｓｌｎα）’
　＝（ＫＢ）’　（ｃｏｓ’θ十ｓｉｎ’　０　）：（
ＫＢ）’　−−−−−−−−−−一式■式■は円の中心
（ＧＣＯ５α、　Ｇ５１ｎα）　＋半径ＫＢの円、つま
り図の実線の円を表現している。

次に、この円の点ＢにおけるＶ工方向、■、力方向微係
数を求める。

式■、■をＯで微分すると、 となる。

式■、■と式■、■より、 式■、■は青磁量の■χ酸成分Ｖ７成分を表わしている
。

大きさＧと角度αは式■、■より次のように求められる
。

式■、■のうちＶ、　、Ｖ、　、ｄＶｒ：　、ｄＶ、は
方位センサより１すられ、ｄＯは車両の左右輪に取り付
けた車輪速センサより得られる。

［問題を解決するための手段］ 以上説明したように、地磁気方位セ／すを用い上述のよ
うな補正方法を採るときは、車両の進行方向を補正して
、指示することができるとはいうものの、前記磁気偏差
、青磁領域を通過する際は、外部磁界の変動が、一般的
にみて、大きいから、この間における方位は必すしも信
頼するに値するものとはならず、従って、このような領
域通過時における方位の検出は磁気方位センサよりのデ
ータによることなく、車輪速センサによる距離データと
角度データとデジタル地図メモリ中の道路とにより、車
両の位置の推定を行い、領域通過後、再び磁気方位セン
サのデータを併用して、走行中の車両位置検出を行うも
のである。

そのため、本発明は、デジタル地図メモリ内の道路ネッ
トワーク情報中、踏切等８６ｆ１の起る所、トンネル、
高架道路等偏差の起る場所を含む道路リンクに対応して
それぞれ青磁、偏差を表わす識別子を付加し、地磁気方
位センサよりのデータ及び車輪速センサよりのデータを
入力とする処理装置において、位置データを対応地図メ
モリ内の道路ネットワーク中で照合中、前記識別子のあ
る道路リンクを検出するものであり、その後地磁気方位
センサよりの出力を排除し、車輪速センサよりのデータ
のみの使用に切換え、前記領域通過後、改めて地磁気方
位センサを補正して、その後の方位情報として用いよう
とするものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

第４図（イ）は車両＾の踏切名の通過を示し、第５図（
イ）は、ＱＥ両＾の詩架道路Ｃ沿い通過を示す。第４図
（ロ）、第５図（ｉ）は、前記踏切合及び高架道路Ｃに
対応するデノタル地図であり、ｄ、ｅで示すように、着
磁、磁気偏差によって、地磁気方位センナがその影響を
受ける領域である。車両の走１テ方向が矢印で示す方向
にあるとして、Ｐは車両＾の推定位置を示すが、これら
影響の及ぶ範囲外におけるｉｌ［両のｏｈ定位置で、踏
切６又は高架道路Ｃ沿いに進入、また、通過完了検出の
ため、識別子を用い、対応するデジタル地図メモリ上で
、青磁、磁気偏差領域に対応して、それぞれ前記識別子
を付加し、領域進入検出信号により地磁気センサよりの
データは使用せず、車輪速センサよりのデータによって
走行位置の推定を行い、通過完了後は識別子よりの検出
信号により、再び地磁気方位センサよりのデータと車輪
速センサよりのデータ、及び前記通過完了の際の推定車
両位置を・考慮して位置を推定するものである。前記通
過完了後において、特に青磁の場合は、通常の走行に入
る前に、ｆＪ６！Ｎ分について、前述の地磁気センサの
補正を行う必要がある。また識別子を付加する位置はゴ
［前に調査されたものである。

第６図は道路ネットワークを示す。これに対して表１は
デジタル地図メモリにおけるそれぞれの道路リックの始
端ノード及び終端ノードを示し、メモリに書き込まれた
ものである。

図は、ｆｉ路リンクつに踏切ｄがあり、道路リック玉に
高架道路Ｃがある場合を示しているが、この場合表１に
示すように、踏切の識別子！、磁気偏差の識別子外が付
加される。

表１、第６図では、道路りアク９．礪において、地磁気
方位センナによらないことを示しているが、実際には、
例えば、道路リンク９において、特にＶ？磁で問題とな
る踏切ｄの前後の青磁を受ける領域のみに限定すること
もできる。この場合、表１において、問題となる各道路
リンクは更に細分化して、仮の始端ノード、終端ノード
を定めてメモリに２）き込むようにすることもできる。

［動作コ 地磁気センサの出力を処理して得られるデータには、ば
らつきがある。他方、すでに述べたように左右車輪速セ
ンサの出力を処理しても方位回転プロが求められる。

こうして求めた地磁気センサによる絶対方位値と車輪速
センサによる相対方位値を使って、刻々の方位の最適推
定値を計算し、他方、１［両の左右後輪の中心点の前記
最適方位回転角における走行距離を、区分しながらその
都度求めて、積算すると車両の走行軌跡が得られる。

しかし、この軌跡には走行にともないセンサ誤差が生じ
るので、現在位置の誤差が発生する。このため、車両の
走行軌跡を道路地図メモリ上で走らせ、走行軌跡と道路
地図のパターンが一致するように修正して行く。自動修
正を加えることで位置誤差の累積を回避することができ
る。

このように、第４図（ロ）、第５図仲）に示す推定位置
Ｐは正確なものとなり、例えば、この位置において、道
路地図メモリ上で識別子メモリが関与すれば、この点か
ら車両の位置は車輪速センサよりの出力を演算して求め
られる。青磁領域を通過したときは、この点で地磁気方
位センサの補正を行い、以後通常の走行に移る。

［効果］ 本発明では、地磁気に偏差を生しる領域、ｊＪｌｉｆｉ
を生する領域を通過しても、これらによる１　’３を捕
ＩＦすることができる位置検出装置によっているが、こ
の検出装置は、…Ｉ記影響に対して万全のものではなく
、むしろ、問題領域通過の際は、地磁気方位センサの出
力を排除し、通過距離が短かい節回では、車輪速センサ
よりの出力による回転方位と走行距離によって、走行位
置の推定がすくない誤差でなし得るから、地磁気方位セ
ンサの出力を用いず推移し、領域通過後、地磁気方位セ
ンサ出力を補正して、以後通常の走行に移るので、１１
Ｌ両位置検出装置の１〔両の推定位置の検出精度を向上
させることができる。

なお、高架下等通過距離が長い場合でも、通路が特定さ
れるため、車輪速センサと地図メモリのみの使用でも、
推定位置の検出精度は問題とならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は走行車両の位置検出装置を示す。 第２図、第３図は地磁気方位センサ及びその補正力ｒｈ
の説明図である。 第４図（イ）は青磁領域の説明図であり、同（ロ）は（
イ）のデジタル地図を示す。 第５図は地磁気偏差領域の説明図であり、同（ロ）は（
イ）のデジタル地図を示す。 第６図は、道路不、トワークのデジタル地図ｊ図の説明
図である。 １・・・右ｉｌ１輪、２・・・左車輪、３．４・・・車
輪速センサ、５・・・地磁気方位センサ、６・・・処理
装置、７・・・デジタル地図メモリ、１０・・・環状鉄
心、　ＩＩ・・・励磁巻線、１２・・・Ｘ巻線、　＋３
・・・７巻線。 算４図　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地磁気方位センサ、角度センサ、距離センサ、デ
   ジタル地図メモリ、処理装置で構成される走行車両の位
   置検出装置において、走行車両が着磁領域、地磁気偏差
   領域を通過の際、地磁気方位センサよりの出力を排除す
   るため、走行位置対応の地図メモリ上で、着磁領域及び
   地磁気偏差領域をもつ道路リンクに対応してそれぞれ識
   別子を付加し、車両のリンク走行時に当該識別子を参照
   し、着磁領域及び地磁気偏差領域であることを検出する
   ことを特徴とするデジタル地図を用いた着磁，地磁気偏
   差領域検出方式。