JPS62255816A - 方位検出装置の出力補正装置 - 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〕 本発明は地磁気によって方位を検出する方位検出装置の
出力補正装置に関するものであり、例えば車両に積載さ
れた方位検出装置のボディ着磁等による出力誤差を補正
する出力補正装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、このような装置として、特開昭５７−１４８２１
０号の「方位検出装置」があり、方位検知部からの直交
する２成分（Ｘ、　　Ｙ方向）の電気信号を入力して移
動体の進行方位を演算し方位信号を発生するとともに、
ひずみ量検出スイッチの投入により移動体を１回転以上
回転させた時の前記方位検知部からのＸ、Ｙ方向の電気
信号によりそれぞれの方向での最大値と最小値を求め、
それらの値により前記Ｘ、Ｙ方向の電気信号が描く円の
ベクトル軌跡の中心、すなわち原点移動量を求めて前記
方位検知部からのＸ、Ｙ方向の電気信号を補正するもの
が開示されている。また、このものにおいては、他の実
施例として、上記ひずみ量検出スイッチの投入時に、上
記原点移動の補正の代わりに前記それぞれの方向での最
大値の比をとってゲインデータを得、このゲインデータ
により前記Ｘ、　Ｙ方向の電気信号を、そのベクトル軌
跡が真円を描くように補正するものが開示されている。

そして、この装置は地磁気のひずみを補正するものとし
て有効なものとなっている。

〔問題点を解決するための手段〕

しかし、従来の方位検出装置の出力補正装置においては
、円のベクトル軌跡の中心を、ベクトル軌跡におけるχ
、ｙ方向についてそれぞれ最大値と最小値とを求めるこ
とによって算出している。

従って、外部磁界の乱れによってこれら４点の方位検出
装置の出力に、地磁気以外の誤差が混入する可能性があ
る。例えば一回転補正を行なう場所によっては、他の車
両の着磁や鉄筋コンクリート構造物等の影響により、地
磁気にひずみを生じて正確な補正ができなくなるという
問題点がある。

本発明は上記のような問題点に鑑み、地磁気のひずみに
よる影響を受けに（い方位検出装置の出力補正装置を提
供することを目的としてなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、上記の目的を達成するために、移動
体に取り付けられ、地磁気の方位を直交する２方向の成
分に分解して検出する方位検出装置を有し、この方位検
出装置にて検出された方位の補正を行なう方位検出装置
の出力補正装置において、 前記移動体の直進方向が、任意の基準方位を向いている
時に前記方位検出装置が検出した前記２方向の成分によ
って示される第１方位ベクトルＶ１、および前記移動体
の直進方向が前記基準方位と１８０”異なる方位を向い
ている時に前記方位検出装置が検出した前記２方向の成
分によって示される第２方位ベクトル■２がら下記の（
１）式の演算によって誤差ベクトル■８を求めるよう構
成された誤差演算手段と、 前記誤差演算手段が求める誤差ベクトルＶｅに基づいて
前記方位検出装置が検出する前記２方向の成分によって
示される方位ベクトル■、を下記の（２）式の演算によ
って補正するよう構成された補正手段とを備えるという
技術的手段を採用する。

Ｖｅ　＝（Ｖ＋　　＋　Ｖｚ　）　／　２　　　　・旧
・・・・・（１）Ｖｅ＝　　（ＶＲ−Ｖｅ）　　　　　
　　　　・・・・・・・・・（２）ＶＲ：補正後の方位
ベクトル、■、ｌ　：補正前の方位ベクトル 〔作用〕 本発明の上記の手段による作用は、移動体に取り付けら
れ、地磁気の方位を直交する２方向の成分、例えばχ軸
とｙ軸とに分解して検出する方位検出装置の前記２方向
の成分を合成すれば、その方位ベクトルは円の軌跡を描
く。

誤差演算手段は、移動体の直進方向が任意の基準方位を
向いている時の前記方位検出装置が検出する２方向の成
分によって示されている第１方位ベクトルＶ１と、移動
体の直進方向が前記基準方位とは１８０°異なる方位を
向いている時の前記方位検出装置が検出する２方向の成
分によって示される第２方位ヘクトル■２とから、下記
の＋１ｊ式によって、方位検出装置の検出する方位ベク
トルの措く円の中心と、前記２方向の成分の原点、例え
ばχ軸とｙ軸との原点とのずれを示す誤差ベクトルＶｅ
を演算する。

そして、補正手段は、以後の方位検出装置が検出する２
方向の成分によって示される方位ベクトルＶ１を（２）
式の演算によって補正し、この補正された方位ベクトル
■、を移動体の前進方向の方位とする。

■。＝（Ｖ＋　　＋Ｖｚ　）　／２　　　　・・・・・
・・・・ｆｉｌ〔発明の効果〕 本発明装置は、上記の構成および作用から明らかなよう
に、誤差ベクトルを求めるための方位ベクトルを検出す
る地点が２地点、つまり移動体の直進方向が任意の基準
方位にある時の時点と、前記基準方位とは１８０°異な
る方位にある時の地点とであるため、誤差ベクトルの演
算に、地磁気のひずみによる誤差が入る可能性を小さく
できる。

従って、より正確な方位検出装置の出力補正ができる出
力補正装置を提供することができる。

〔実施例〕

本発明を、車両の直進方向の方位を検出する装置に応用
した第１実施例について説明する。

まず本第１実施例の構成を図面に基づいて説明する。

第１図は、本第１実施例の構成を示すブロック構成図で
ある。１は方位検出装置であり、方位検知センサ１０は
強磁性体の磁心ＩＣ上に励磁巻線ＩＤ、および互いに直
交するように出力巻線ＩＡ。

ＩＢがそれぞれ巻かれている。１１は発振回路で励磁巻
線ＩＤを周波数ｆで励磁するために矩形波信号Ａ（第２
図（ｌ））を出力する。磁心ＩＣ内の磁界は方位検知セ
ンサ１０に加わる地磁気の水平分力Ｈと地磁気のひずみ
の水平分力りの和、Ｈ＋ｈに応じて変化し、この磁心Ｉ
Ｃ内の磁界に比例した出力がそれぞれ出力巻線ＩＡ、Ｉ
Ｂより取り出され、コンデンサと抵抗からなる同構成の
フィルタ１２Ａ、１２Ｂにより周波数２ｒ成分の出力Ｘ
。

Ｙ（第２図（２）、（３））が得られる。この出力Ｘ、
　Ｙを増幅回路１３Ａ、１３Ｂを用いて増幅した後、タ
イミング回路１４よりの信号Ｃ（第２図（４））にてホ
ールド回路１５Ａ、１５Ｂでサンプルホールドすれば１
５ａ点、１５ｂ点に直流の出力χ、ｙが得られる。

これらの出力χ、ｙは、制御装置２に入力され、Ａ／Ｄ
コンバータ２１でマイクロコンピュータ２２に入力可能
なデータにＡ／Ｄ変換されて、マイクロコンピュータ２
２に入力される。そして、マイクロコンピュータ２２に
は、スイッチ３の信号が入力される。このスイッチ３は
運転者によって操作されるため、運転者が操作できる位
置に設けられている。

第３図は、車両における方位検出装置１および制御装置
２の配置を示す図であり、方位検出装置ｌおよび制御装
置２は、車両Ｍのダツシュボード内部に、車両Ｍの直進
方向（矢印Ｆ）に固定されており、液晶パネル４には車
両Ｍの直進方向の方位が表示される。

次に本第１実施例の作動について図面に基づいて説明す
る。

第１図の出力巻線ＩＡの出力は、第４図のχ軸に対応し
、出力回線ＩＢの出力は、第４図のｙ軸に対応する。な
お、第４図のχ軸方向は磁北の方向とし、便宜上、磁北
と地理的北極とは一致しているものとして説明する。

車両Ｍのボディ着磁等による誤差がない場合の各出力巻
線ＩＡ、ＩＢの出力は（３）、（４）式により表わせる
。

Ｘ−Ｋｘ　Ｂ　ｃｏｓθ＝ＫＢｃｏｓθ　・・・・・・
・・・（３）Ｙ＝に、　Ｂ　ｓｉｎθ＝ＫＢｓｉｎθ　
・・・・・・・・・（４）（３）、（４）式において、
θは各出力巻線が地磁気となす角であり、Ｋ、、に、は
、それぞれの出力巻線の出力ゲインに依存する係数であ
り、Ｂは地磁気の磁束密度である。本第１実施例の出力
巻線ＩＡ、１Ｂは、Ｋ、＝に、＝にとなるよう構成され
ている。

これらのχ軸成分、ｙ軸成分は、それぞれ第４図中Ｘ、
Ｙの曲線で示される。

上記の（３）、（４）式で示されるベクトルＶ′１の軌
跡は円Ｃ１となる。

次にボディ着磁により、磁束密度Ｂ　ａｘ　＋　Ｂ　ａ
ｙが誤差として地磁気に重畳されると、出力巻線ＩＡ。

ＩＢのそれぞれの出力は、（５）、（６）弐で表わされ
る。

Ｘ’＝ＫＢｃｏｓθ＋ＫＢｌ、Ｘ　　　・・・・・・・
・・（５）Ｙ’＝ＫＢｓｉｎθ＋ＫＢ□　　　・旧・・
・・・（６）ここで、ＫＢｏは、ボディ着磁による磁束
密度のχ軸成分、ＫＢ、、は、ボディ着磁による磁束密
度のｙ軸成分である。

上記の（５）式は曲線Ｘ′で示され、（６）式は曲線Ｙ
′で示される。そして、これらの（５）、（６）式で示
されるベクトルＶｅｌの軌跡は円ＣＲで示される。

上記の（５）、（６）式の誤差成分Ｋ　Ｂ、、　、　Ｋ
　Ｂ、、で示されるベトクルＶ０がボディ着磁を方位検
出装置１が検出する方位ベクトル（誤差ベクトル）であ
る。

第７図に示すように、車両ＭがＰｌの位置にあるときの
方位検出装置１の出力（Ｘｏ、Ｙ６）はベクトルＶ０で
示されるが、実際には車両Ｍのボディ着磁によるベクト
ル■。があるため、方位検出装置１の出力（ｘ、、ｙ、
）はベクトルＶｅで示される。

第７図のような旋回をする場合、車両Ｍが位置Ｐ、にお
ける方位と１８０°異なる方位となるのは、第７図中破
線で示した位置Ｐ２である。そして、位Ｂ　Ｐ　２にお
ける方位検出袋に１の出力（Ｘ２゜的に公知のようにベ
クトル■１　とベクトル■２とが求められれば、ベクト
ル軌跡の中心（Ｘ、、Ｙ、　）が求められ、誤差ベクト
ル■。が求められる。

誤差ベクトルＶｅ（Ｘ、、Ｙ、）が求まれば、方位検出
装置１の出力（Ｘ’、Ｙ’）、例えばベクトルＶ＋　　
（Ｘｌ、Ｙ＋　）から、誤差ベクトル■。

（Ｘ、、Ｙ、）を引くことで、正しい車両Ｍの方位検出
装置１の出力（Ｘ、　Ｙ）　、例えばベクトルＶｏ　　
（Ｘｏ　、　　Ｙｏ　）を求めることができる。

本第１実施例では、基準方位をスイッチ３が押された位
Ｗにおいて方位検出装置１が検出する方位ベクトル、例
えば、位ｉＰＩ、方位ベクトルｖＩ（ｘ、、Ｙ、）とし
、基準方位と１８０°異なる方位は、車両Ｍをほぼ一回
転させる間に、方位検出装置１が検出する方位ベクトル
のうち基準方位となる方位ベクトル■１との差が最大と
なるものとする。

以下、誤差ベクトル■。を求める時の作動を説明する。

本第１実施例のマイクロコンピュータ２２は、通常第５
図に示すようなフローチャートで作動している。

ステップ５０１では、メモリのイニシャライズや、デー
タの消去や初期データの入力を行なう。

そして、ステップ５０２で、補正値の演算を開始するか
を判別する。本第１実施例では、第１図に示したスイッ
チ３の開閉によってこの判別を行なう。

スイッチ３が開いていれば、ステップ５０３に進む。ス
テップ５０３では、方位検出装置１の出力（Ｘ’、Ｙ’
）を、メモリに記ｔｑシた補正値（Ｘ、、Ｙ、）で、上
記の（２）式の変形である下記の（７）、（８）式によ
り補正する。

ｘ＝ｘ’−ｘ、　　　　　　　　　・・・・・・・・・
（７）Ｙ＝Ｙ’−Ｙ、　　　　　　　　　　　　　・・
・・・・・・・（８）そして、車両Ｍの方位を演算する
。この車両Ｍの方位は、ステップ５０４で液晶パネル４
に出力される。そして再びステップ５０２に戻り、ステ
ップ５０２〜５０４の作動を繰り返す。

ステップ５０２で、スイッチ３が閉じていれば、第６図
に示す補正値演算フローチャートに進む。

本第１実施例では、第７図に示すように車両Ｍを一回転
させることにより、方位検出装置１の出力の補正値を求
める。車両Ｍが第７図中実線で示す位置Ｐ、にある時に
、スイッチ３が閉じられると、第６図のステップ６０１
で位置Ｐ１での方位検出装置１の出力（Ｘ、、Ｙ、’）
を入力し、記憶する。

ステップ６０２では、旋回している車両Ｍの現在位置に
おける方位検出装置１の出力（Ｘ、、Ｙ、）を入力する
。

ステップ６０３では、車両Ｍが一回転を終了したかを判
別する。本第１実施例では、（Ｘ、、、−，Ｙｎ）と（
ｘ、、ｙ、）とがほぼ等しくなることを検出して、一回
転終了と判別する。一回転が終了していなければ、車両
Ｍはさらに旋回をつづける。

ステップ６０４では、先に入力した（ＸＩ　、　’ｔ、
　）と（Ｘ、、Ｙ、、）との差を、下記の（９）式で演
算する。

Ｄ＝　（ＸＲ−ＸＩ　）”　＋（Ｙａ　−Ｙｌ）”・・
・・・・・・・（９） そして、ステップ６０５で、ステップ６０４で演算した
差りがこれまでの演算の中での最大値であるかを判別し
、最大値でなければステップ６０２に戻り、最大値であ
ればステップ６０６へ進む。

ステップ６０６では、差りが最大となった（Ｘｌ、。

Ｙ、）を（Ｘ２．Ｙｔ）として記憶し、ステップ６０２
に戻る。

ステップ６０３で一回転が終了したと判別すると、ステ
ップ６０７へ進む。

ステップ６０７では、ステップ６０１で記憶した（ＸＩ
　、　Ｙｌ　’）とステップ６０６で記憶したＣＸｔ　
、Ｙｚ　）とから、方位検出装置１の出力の補正値（Ｘ
、、Ｙ、）を上記の（１）式の変形である下記の０１，
０１１式で演算する。

Ｘｔ＋　　＝　　（ＸＩ　　＋Ｘ、　　）　　／２　　
　　　・・・・・・・・・０ωＹｌ）　　＝　　（Ｙｌ
　　＋Ｙ２　　）　　／２　　　　　・・・・・・・・
・Ｑｌｌステップ６０８では、第５回のステップ５０３
で使った補正値をステップ６０７で演算した補正値（Ｘ
、、Ｙ、）に更新する。

このように本実施例では、２位置の方位検出装置１の出
力から、ボディ着磁等の誤差を求めるため、地磁気の磁
束密度のひずみによる誤差の少ない補正値を演算するこ
とができ、この補正値により補正された方位検出装置１
の出力は地磁気のひずみによる影響の少ないものとする
ことができる。

また、スイッチ３を閉じる位置を、地磁気のひずみの小
さい場所、例えば周囲に他の車両や鉄筋コンクリート構
造物のない場所を選ぶことで、より正確な補正値を演算
することができる。

本第１実施例では、説明を而単にするため車両Ｍを一様
な円上を旋回させたが、車両Ｍが一回転する軌道がどの
ような形であっても、ベクトル軌跡は必ず円になるから
、車両Ｍは位置Ｐ、における方位とほぼ同じ方位となる
位置まで一回転すればよい。

次に本発明の第２実施例について図面に基づいて説明す
る。

第８図は、本第２実施例の構成を示すブロック構成図で
あり、前述の第１実施例に、スイッチ３ａを加えた構成
である。なお、本第２実施例では方位検出装置１の検出
する方位ベクトルが描（軌跡は、正円でなくともよく、
楕円でもよい。

本第２実施例の作動を説明する。

第９図は、本第２実施例の補正値演算のフローチャート
であり、第５図に示す第１実施例のメインルーチンから
分岐する。第５図のステップ５０２で運転者によってス
イッチ３が閉じられると、ステップ９０１で、スイッチ
３が閉じた位置の方位検出装置１の出力（Ｘ、、Ｙｌ　
”）を入力し、記憶する。そして、運転者が車両Ｍを旋
回させ、スイッチ３を閉じた位置での車両Ｍの直進方向
の方位と１８０°異なる方位に車両Ｍを旋回させた位置
で、スイッチ３ａを閉じると、ステップ９０２でこのこ
とを検出する。ステップ９０３では、スイッチ３ａが閉
じられた位置での方位検出装置１の出力（Ｘｚ　、　　
Ｙｚ　）を入力し、記憶する。ステップ９０４．９０５
では、前述の第１実施例と同様の演算を行って、補正値
を演算し、更新する。

このように、本第２実施例では、運転者が車両Ｍの方位
が１８０°異なる２位置を指定することにより、２位置
とも磁気ひずみの少ない位置を選択できるため、より正
確な補正値を演算できる。

また、本第２実施例では、車両を一回転させる必要はな
く、半回転あるいは切り返し等によって、車両Ｍの直進
方向の方位を反転させるだけでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１実施例のブロック構成図、第
２図は第１図、Ａ、　Ｘ、　Ｙ、　Ｃの波形図、第３図
は第１実施例装置の車両における配置図、第４図は、方
位検出装置の出力波形と、方位ベクトルを示す出力特性
図、第５図はマイクロコンピュータによる方位演算のた
めのフローチャート、第６図は第１実施例のマイクロコ
ンピュータによる補正値演算のたのフローチャート、第
７図は、第１実施例による補正値演算のための車両Ｍの
走行軌道を示す図、第８図は本発明による第２実施例の
ブロック構成図、第９図は第２実施例のマイクロコンピ
ュータによる補正値演算のためのフロチャートである。 １・・・方位検出装置、２・・・制御装置、３・・・ス
イッチ、４・・・液晶パネル、ＩＡ・・・出力巻線（χ
軸）。 ＩＢ・・・出力巻線（ｙ軸）、２１・・・Ａ／Ｄコンバ
ータ、２２・・・マイクロコンピュータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　移動体に取り付けられ、地磁気の方位を直交する２方
   向の成分に分解して検出する方位検出装置を有し、この
   方位検出装置にて検出された方位の補正を行なう方位検
   出装置の出力補正装置において、 前記移動体の直進方向が、任意の基準方位を向いている
   時に前記方位検出装置が検出した前記２方向の成分によ
   って示される第１方位ベクトルＶ＿１、および前記移動
   体の直進方向が前記基準方位と１８０°異なる方位を向
   いている時に前記方位検出装置が検出した前記２方向の
   成分によって示される第２方位ベクトルＶ＿２から下記
   の（１）式の演算によって誤差ベクトルＶ＿ｅを求める
   よう構成された誤差演算手段と、 前記誤差演算手段が求める誤差ベクトルＶ＿ｅに基づい
   て前記方位検出装置が検出する前記２方向の成分によっ
   て示される方位ベクトルＶ＿Ｒを下記の（２）式の演算
   によって補正するよう構成された補正手段とを備えるこ
   とを特徴とする方位検出装置の出力補正装置。 Ｖ＿ｅ＝（Ｖ＿１＋Ｖ＿２）／２………（１）Ｖ＿ｒ＝
   （Ｖ＿Ｒ−Ｖ＿ｅ）………（２） Ｖ＿ｒ：補正後の方位ベクトル、Ｖ＿Ｒ：補正前の方位
   ベクトル