JPS62182615A - 着磁補正機能を有する車両用ナビゲ−タ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両が着磁した場合に生ずる方位検出誤差を
補正することのできる車両用ナビゲータ装置に関する。

（従来例） 従来、この種の車両用ナビゲータ装置は、特開昭５８−
１３５９１１号のものが知られている。

このような装置にあっては、例えばフラックスゲート方
式の方位センサ等で地磁気の方向を検出することで、車
両の走行方向を検出している。

第６図に示すように、フラックスゲート方式の方位セン
サは、パーマロイリング１に、Ｘ軸コイル（車体の直進
方向Ｙに水平に設けられる）２と、該Ｘ軸コイル２に直
行するＹ軸コイル（車体の左右方向Ｘに水平に設けられ
る）３と、補助コイル４とを巻装し、該補助コイル４に
所定周波数の交流信号を供給するように構成され、地磁
気によりＸ１ｒＩｌｌｌコ、イル２に誘起された信号Ｖ
ＸとＹ軸コイル３に誘起された信号ｖｙのレベルに基づ
いて、所謂地磁気ベクトルに対する車両の進行方位ベク
トルを１ｑている。

しかしながら、方位センサは微弱な地磁気を利用して車
両の進行方向を検知するので、例えば電車の踏切等を通
過して車両本体が着磁すると検出出力に誤差を生じる問
題がある。

そこで、従来は、４５度検定と呼ばれる誤差補正手法を
用いて着磁による誤差を除去している。

この手法の原理を第７図に基づいて説明すると、まず着
磁した車両を略円周上に走行して、略全方位にわたる車
両の進行方位ベクトル（図中の点線の円Ｃ１のように検
出される）を検出してその中心点りを求め、着磁が無い
時に得られる全方位にわたる進行方位ベクトル（図中の
実線の円Ｃｏで示す）の中心点Ａとの位置ずれから、着
磁による方位誤差（点ＡＤ間を結ぶベクトルΦＸで示す
）を求める。そして、以後は、着磁の影響を受けた方位
センサより出力された検出信号から該方位誤差分を取り
除くことで、真の方位を求めるようにしている。

ここで、中心点りを求める方法は、まず車両を中心とす
る車両固定座標系ＸＹの座標中心点をＡとし、該中心点
Ａから円Ｃ１の最も遠い位置にある円弧上の点Ｆを求め
、点ＡＦ間の距離Ｒａｆを求める。次に、点ＡＦ間を結
ぶ直線を基準として共に角度θとなる２直線を円Ｃ１の
円弧と交差するように引いたときの交点Ｂ、Ｃを求め、
点ＡＢ間の距離Ｒａｂと点ＡＣ間の距離ＲａＣとを求め
る。そして、点ＡＤ間の距離をＲＸ　　（ベクトルΦＸ
の大きざ）、車両固定座標ＸＹのＹ軸と点ＡＦ間を結ぶ
直線との成す角度をαとし、次式（１）〜（５）の演算
を行うことで、中心点りの位置をＸＹ軸上における距離
ＡＸ、Ａｙとして求めている。

Ｒａｂ＝　０．５ｘ（（Ｒａｆ）　　　（Ｒａｂ　）２
）一 ÷（Ｒａｆ−Ｒａｂ−ｃｏｓθ）・−−−（１）Ｒａｃ
＝　０．５ｘ（（Ｒａｆ）　　　（Ｒａｃ　）２）÷（
Ｒａｆ−Ｒａｃ−ｃｏｓθ）　−−−−（２）Ｒｘ　＝
　（Ｒａｂ十Ｒａｃ）　÷２　　　　　・・・１３）Ａ
Ｘ＝ＲＸ　　−Ｓ　ｉ　ｎａ　　　　　　　−−−−（
４）ＡＶ＝ＲＸ　　−ＣＯ８α　　　　　　・・・・（
５）ここで、角度θをあまり小さくすると演算精度が低
下するので、予め所定角度を下限として定め、通常は２
Ｘθ＝４５°を限度としている。即ち、角度θが最大と
なるのは、点Ａから円Ｃ１側に一点鎖線で示すような接
線を引いたときの該接点をＢ、Ｃとした場合であり、こ
のときの２×θの角度が４５°以上あれば精度を維持で
きる。以下、説明上この２Ｘθを限界角という。

尚、このような演算処理はマイクロコンピュータ等の演
算手段を用いて行い、着磁が生ずる毎に順次この４５度
検定で補正し、前回の着磁補正の際に求めた中心点りを
車両固定座標の座標中心点Ａとして次の４５度検定を行
い、着磁が生ずる毎に順次新しい中心点りの位置を求め
ている。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながらこ
のような４５度検定を行うナビゲータ装置にあっては、
順次に着磁補正を行い、例えば第８図に示すように、着
磁の無い時の中心点Ａから始まって、次に着磁による中
心点Ａ　を求め、次に該中心点Ａ　を車両固定座標の中
心として次の中心点Ｄ＊を求める場合、着磁状態によっ
て中心点Ａ　とＤ　との位置が離れすぎると、第一図に
示した角度θに対応する角度θゝの限界角２×θ　が４
５°より小ざくなり、演算精度が低下する問題が生じる
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した問題点に鑑み発案されたものであり
、車両に搭載された地磁気検出手段と、前記地磁気検出
手段の出力に接続する表示手段と、前記地磁気検出手段
及び表示手段間に介設し車両の走行方向を演算すると共
に車両の着磁による誤差を補正する着磁補正手段とから
なる着磁補正機能を有する車両用ナビゲータ装置におい
て、前記着磁補正手段は無着磁における車両の進行方位
ベクトルの中心点を基準座標として記憶する基準座標記
憶手段と、該基準座標記憶手段から信号を読み出すため
出力する制御手段とを具備したことを特徴とする着磁補
正機能を有する車両用ナビゲータ装置を提供することを
目的としたものである。

上述の構成による本発明は、次のように作用する。

即ち、着磁の無い状態に対応した車両固定座標系の中心
点を基準座標とし、該基準座標データを基準座標記憶手
段に記憶すると共に、強磁界により車体の着磁状態が大
きく変化し進行方向ベクトルの中心点゛が前記着磁状態
の変化に伴って大きく移動するようなとき、制御手段の
出力信号により前記基準座標記憶手段から基準座標デー
タを読み出し、前記進行方位ベクトルの中心点を基準座
標データに書換えることによって仮の中心点を設定し、
この仮の中心点によって新たな着磁補正を開始する。こ
の作用によって、前記した着磁状態の変化に伴い進行方
位ベクトルの中心点が大きく移動するときにおいても演
算精度の低下を未然に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明による車両用ナビゲータ装置の一実施例を
図面と共に説明する。

まず基本構成を第１図と共に説明する。１０は地磁気検
出手段であり、車両を中心とする車両固定座標系での地
磁気ベクトルを検出する。

１１は着磁補正手段であり、この地磁気ベクトルにより
車両固定座標系での進行方位ベクトルを算出し、この進
行方位ベクトルに基づいて車両の進行方向を求め、デー
タ記憶手段１２、着磁誤差算出手段１３、座標中心記憶
手段１４、基準座標記憶手段１５と限界角検出手段１７
を備えている。

ここにおいて、前記限界角検出手段１７、後述のスイッ
チ１８は制御手段としての構成をなすものである。

データ記憶手段１２は、４５度検定の際に車両を円周上
に走行させたときに、地磁気検出手段１０より検出され
る略全方位にわたる進行方位ベクトルのデータを記憶す
る。

基準座標記憶手段１５は、着磁の無い状態で全方位にわ
たる進行方位ベクトルを求めたときに得た該ベクトルの
中心の座標（以下、基準座標と言う）を記・１息し、例
えばＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　）ｌｅｍｏｒｙ）
等を用いて予め記憶するようになっている。

着磁誤差算出手段１３は、座標中心記憶手段１４に記憶
されている車両固定座標系の中心点を基準とし、データ
記憶手段１２に収集された略全方位の進行方位ベクトル
のデータにより４５度検定の演算を行い、上記式（１）
〜（５）を演算して誤差分ＡＸ、Ａｙを算出し、該誤差
分ＡＸ、Ａ’ｌ／を示す誤差データΔΦを出力する。

限界角検出手段１７は、着磁誤差算出手段１３が４５度
検定を行う途中で限界角を４５°以上とすることができ
ない場合、これを検出して補正不能信号Ｓを出力し、表
示手段としての地図ガイドシステム３０に備えであるデ
ィスプレイ装置に該限界角が４５°未満である事を表示
させる。

座標中心記憶手段１４は、前の車両固定座標系の座標中
心位置を誤差分ＡＸ、　Ａｙだけ移動した新しい座標を
記憶する。

又、座標中心記憶手段１４は、イグニッションキーをオ
ンして電源が投入された時いわゆる初期化の時と、限界
角検出手段１７からの制御信号ＣＨで制御された時だけ
、一時的に基準座標記憶手段１５の基準座標のデータを
読み取って記憶し、他の通常の場合には着磁誤差算出手
段１３から出力された誤差データΔΦを記憶する。

限界角検出手段１７は、例えば、外部に設けた手動スイ
ッチ１８等のオン・オフを検知し、オンの時に制御信号
ＣＨを発生するようにしたり、またはこの実施例をマイ
クロコンピュータシステムで実現した場合には、該マイ
クロコンピュータの所謂リセット端子に後述の外部スイ
ッチ２７でリセット信号を供給するようにして、最初の
初期化動作の時と同様に基準座標記憶手段１５の基準座
標データを座標中心記憶手段１４に記憶させるようにす
る。

地図ガイドシステム３０は、地磁気検出手段１０から出
力された進行方位のデータから誤差分ＡＸ、Ａｙを除去
することで真の進行方向を求め、車両の現在位置を不図
示のディスプレイ装置に表示させるようになっている。

かかる構成において、イグニションキーを操作して車両
をスタートさせると、同時に着磁補正手段１１は起動し
、座標中心記憶手段１４は基準座標記憶手段１５より基
準座標のデータを読取り記憶する。即ら、第８図のＸＹ
座標の中心点Ａを示すデータを記憶する。該記憶が終了
すると座標中心記憶手段１４は再び着磁誤差算出手段１
３からの誤差データΔΦの入力を行う。

次に、着磁が生じて４５度検定による着磁補正を行う場
合、車両を円周上に走行させたとき、地磁気検出手段１
０から検出される全方位にわたる進行方向ベクトルのデ
ータをデータ記憶手段１２に記憶し、次に着磁誤差算出
手段１３がこの記憶データと座標中心記憶手段１４の基
準座標のデータにより第７図に示す原理に基づいて着磁
誤差を算出する。そして、この誤差データΔΦが座標中
心記憶手段１４に記憶されることで、新しい車両固定座
標系の中心点（第８図の点Ａ　に相当する）を記憶する
。

次に、別の着磁パ生じて４５度検定を行なうと、データ
記憶手段１２が地磁気検出手段１０からの新たな全方位
にわたる進行方位ベクトルのデータを記憶し、このデー
タに基づいて、第８図の円Ｐ３に示すような中心点Ａ　
から離れた進行方位ベクトルが検出された場合、４５度
検定を行うと精度が低下するので、限界角検出手段１７
はこれを検出して補正不能信号Ｓを出力し、所定のディ
スプレイ装置にこの旨を表示させる。

この表示を見て運転者等が所定スイッチ１８を操作して
限界角検出手段１７に指示すると、制御信号ＣＨを発生
し、座標中心記憶手段１４に基準座標記憶手段１５の基
準座標データを再記憶させる。この記憶が終了すると再
び座標中心記憶手段１４は着磁誤差算出手段１３からの
誤差データΔΦの入力を行う。

そして、着磁誤差算出手段１３は座標中心記憶手段１４
に記憶された基準座標とデータ記憶手段１２よりの全方
位のデータに基づいて４５度検定を行い、基準座標の中
心点（第８図の点Ａ）からの誤差分を算出し、データΔ
Φを出力する。

次に、新たに求めた中心点く第８図の点Ｄ　に相当する
）を座標中心記憶手段１４に記憶して、以後の４５度検
定の際の中心点とする。

このように、前回に求めた中心点（第８図の点Ａ＊に相
当する）から今回水めるべき中心点（第８図の点Ｄ　に
相当する）が極めて離れ、そのため限界角が小さくなっ
て高い演算精度を１ｑることができない場合には、基準
座標の中心点を基準とし、４５度検定を行うための車両
固定座標系の中心点を近づけるようにしたので、演算精
度の低下を招かないで済む。

第２図は第１図のブロックに基づきマイクロコンピュー
タシステムを用いて構成した具体例を示す。

方位センサ２０とＡ／Ｄ変換器２１が地磁気検出手段１
０に相当し、方位センサ２０で検出された検出信号はＡ
／Ｄ変換器２１でディジタル信号に変換されて、マイク
ロコンピュータ２２の所定の入力ポートより入力される
。

速度センサ２３は車両のスピードを検出し、検出信号は
波形整形及び分周器２４で整形されたパルス信号となっ
て他の入力ポートよりマイクロコンピュータ２２に供給
される。

ウオッヂドッグ回路２５は、マイクロコンピュータ２２
が正常に作動しているかを所定時間毎に検出すると共に
、該所定時間毎に着磁補正動作を行う為のタイマーとし
て作動する。

ＲＡＭ／ＲＯＭ回路２６は、第１図のデータ記憶手段１
２、座標中心記憶手段１４、基準座標記憶手段１５に相
当する記憶回路である。

ブツシュボタン式のスイッチ２７は限界角検出手段１７
に切換動作を指示するためのもので、該スイッチシフの
一方の接点がグランドに接続し、使方の接点が抵抗２８
を介して電源ＶＣＣに接続すると共にマイクロコンピュ
ータ２２のリセット端子ＲＳに接続している。スイッチ
２７を押して放すと、リセット端子Ｒ３にＬレベルの信
号が供給されるので、マイクロコンピュータ２２はリセ
ットされ、コンデンサ２９と抵抗２８で設定される時定
数の時間内に初期化される。即ち、マイクロコンピュー
タ２２ガリセツトされると動作が最初からスタートする
ので、電源投入時の初期化動作と同様に座標中心記憶手
段１４に基準座標記憶手段１５の基準座標データが記憶
される。

３０は車両の現在位置を算出する手段やディスプレイ装
置等を有する地図ガイドシステムであり、マイクロコン
ピュータ２２で着磁誤差を補正した真の車両進行方向を
示すデータが供給されて車両の現在位置を算出し、ディ
スプレイ装置に車両の現在位置等を表示する。また、限
界角が４５°未溝のときにその旨を文字等で表示する。

そして、第１図に示した各ブロックの機能は全てマイク
ロコンピュータ２２のシステムプログラムによって実現
されている。

次に、第１図と第２図に示すナビゲータ装置の作動を第
３図と第４図のフローチャートに基づいて説明する。

まず、第３図は本発明に係わる車両用ナビゲータ装置の
基本動作を示し、イグニションキーをオンすると同時に
該ナビゲータ装置の電源が投入される。まず、ルーチン
１００で初期化動作が行なわれ、所定のレジスタや記憶
手段等の記憶データをクリアーすると共に、第１図の座
標中心記憶手段１４に基準座標記憶手段１５に記憶され
ている基準座標のデータが転送記憶される。

次に、所謂ナビゲート動作の開始を指示すると、ルーチ
ン１００で所定のナビゲート動作が実行される。このナ
ビゲート動作中に第２図のウォッチドッグ回路２５に設
定された所定時間毎に割込みがかかり第４図に示す着磁
補正の処理が行なわれる。

ルーチン２００では、着磁補正を行う指示が所定のキー
スイッチで指示されているかを検出し、指示されない場
合には着磁補正の処理を行なわずに第３図のルーチン’
１１０へ移行する。

指示があった場合には、ルーチン２１０で方位データの
収集を行う。即ち、運転者が車両を円周上に走行させ、
その時に地磁気検出手段１０で検出された略全方位にわ
たる進行方位のデータをデータ記憶手段１２に記憶させ
る。

次に、ルーチン２２０へ移行して４５度検定の処理を開
始し、ルーチン２３０において限界角が４５°未満でお
ることを検出するとこれを地図ガイドシステム３０のデ
ィスプレイ装置に表示させ、ルーチン２４０へ移行して
第２図のスイッチ２７が押されるのを待つ。スイッチ２
７が押されるとルーチン２５０へ移行し、座標中心記憶
手段１４に記憶していた座標データをクリアーし、新た
に基準座標記憶手段１５に記憶されている基準座標のデ
ータを再記憶する。

そして、ルーチン２６０で基準座標データに基づいて上
記式（１）〜（５）の演算を行い着磁誤差を算出し、ル
ーチン２７０では該着磁誤差分だけ座標中心のずれた新
たな中心点を記憶してルーチン１１０へ移行する。

一方ルーチン２３０において、限界角が４５゜以上の場
合は基準座標のデータを再記憶することなく、直接ルー
チン２６０へ移行して着磁誤差が算出される。

このように、着磁の状態によっては前回求めた車両固定
座標系の中心点から今回の進行方位ベクトルの中心点が
離れてしまい４５度検定等の着磁補正が精度良く行えな
い時は、着磁の無い時の基準座標を車両固定座標系の中
心とすることで、車両固定座標系の仮の中心点と進行方
位ベクトルの中心点を相対的に近付けるようにしたので
、例えば限界角を４５°以上にすることができ、４５度
検定等の精度を保つことができる。

尚、本発明は前記した実施例に限定されるものではない
。例えば、第５図は他の実施例を示すブロック図であり
、限界角が４５°未渦の時に操作するスイッチ２７を手
動にしないで、自動的に動作するようにしたものである
。即ち、第１図及び第２図と相違する点は、限界角検出
手段１７が表示手段へ補正不能信号Ｓを伝送すると共に
、該信号Ｓにより基準座標記憶手段１５の基準座標デー
タを座標中心記憶手段１４へ転送記憶させるようにし、
外部スイッチ２７の指示にしたがってこの動作を行うよ
うにしていない。したがって、ディスプレイ装置の表示
を見てから第２図のスイッチ２７を操作する等の余分な
操作を必要としないで着磁補正を行うことが出来る。ま
た、この処理はマイクロコンピュータのプログラムで実
現できるので該スイッチ２７が無くて済む。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、上記構成作用によ
り次の効果を奏する。即ち、着磁の影響を４５度検定等
にて除去するナビゲータ装置において、着磁状態の変化
に伴ない進行方位ベクトルの中心点が大きく移動すると
き、例えば、４５度検定にお（プる限界角が所定角度に
達しないときは、着磁の無い状態に対応した進行方位ベ
クトルの中心点を仮の中心点とし、着磁誤差を算出する
ときの座標中心点を今回求めるべき進行方向ベクトルの
中心点に近付けるようにしたので、４５度検定等による
着磁補正精度を低下させることが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による着磁補正機能を有する車両用ナビ
ゲータ装置の一実施例を示すブロック図、第２図は第１
図の実施例をマイクロコンピュータシステムで実現した
ブロック図、第３図は第１図の実施例の基本動作を示す
フローチャート、第４図は第１図の実施例の着磁補正動
作を示すフローチャート、第５図は他の実施例を示すブ
ロック図、第６図は従来技術の方位センサの平面図、第
７図は従来技術による誤差補正を示した特性図、第８図
は従来技術における問題点を示した特性図である。 １１：着磁補正手段 １２：データ記憶手段 １３：着磁算出手段 １４：座標中心記憶手段 １５：基準座標記憶手段 １７：限界角検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両に搭載され検出される磁界に応じた信号を出力する
   地磁気検出手段と、前記地磁気検出手段の出力に接続す
   る表示手段と、前記地磁気検出手段及び表示手段の間に
   介設し車両の走行方向を演算すると共に車両の着磁を補
   正する着磁補正手段とからなる着磁補正機能を有する車
   両用ナビゲータ装置において、 前記着磁補正手段は無着磁車両の進行方位ベクトルの中
   心点を基準座標として記憶する基準座標記憶手段と、該
   基準座標記憶手段から信号を読み出すため出力する制御
   手段とを具備することを特徴とする着磁補正機能を有す
   る車両用ナビゲータ装置。