JPS62282222A - ナビゲ−シヨン装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分！ｌ！’Ｆ　］ この発明は、青磁？＋ｆｆ正か簡！ｌｉに行えるように
した地磁気センサ利用のナヒゲーノノヨン装置に関する
。

［従来の技術］ 今日、全国規模の交通網の整備と車両製造技術の進歩が
あいまって、かってない高速輸送時代が到来しつつある
。一方でまた、目的地までの最短距離行程が、車内の受
像機等に表示された地図と現在地表示を見ながら簡単に
把握できるような装置が、ナヒゲーンヨン装置として実
用期を迎えようとしている。

この種のナビゲーノヨノ装置には、大別して衛星からの
電波を頼りに現在地を割り出しなから走行する電波航法
と、出発地とその後の走行経路を逐次割り出しながら、
現在地を把握する推定航法の２通りの方式がある。後背
の推定航法は、電波航法に比べてはるかに低コストの構
成が可能であるが、車両の走行距離に較べて検出精度維
持の」−で制約を受ける方位の検出には、種々の問題が
残されており、特に、地球を南北に走査する地磁気を検
出する地磁気セッサを方位センサとして用いたような場
合は、様々な外乱磁界の存在をある程度党ｔ１りした上
で、検出精度を確保する工夫か要求される。

この種の方位検出に用いる地磁気センサは、例えば第４
図に示した従来のナビゲーション装置Ｉでは、車両２の
天井部に取り付けてあり、車両２の走行距離を計測する
距離センサ３とともに現在地推定回路４に接続しである
。本例の場合、地磁気センサ５は、第５図に示したよう
に、リング状のヨーク５ａの外径をまたぐようにして一
対の線輪５ｙ、５ｘを十字形状に交差させて巻き付け、
ヨーク５ａの一部に巻き付けた励磁巻き線５ｃに通電し
て、バイアスとなる交流磁界を誘起させる構成としであ
る。線輪５ｙと５Ｘは、それぞれ車両２の長手方向とこ
れに直交する方向に固定しである。従って、路面に平行
な地磁気の水平分力を１−１　（ただし、北向きを正と
しである）、地球の南北方向と車両２の進行方向がなす
角度、すなわち方位をθとすると、線輪５ｘ、５ｙに直
交する磁界）−１ｘ、Ｈｙは、定数をｋとして １（ｘ　　＝　　ｋ　　　ＨＣＯＳ　　　θＩＩ　ｙ　
＝　ｋ　＋（ｒ＋　ｉ　ｎθで表される。従って、これ
ら２式から求める万位θは、 ０＝ｔａｎ−’（Ｈｙ／Ｈｘ） となり、簡単な演算によって算出できることか分かる。

しかし、地磁気センサ５は、車両２が対向車とすれちが
ったり、踏み切りや高圧線下のような強磁場地帯を通過
したりしたときに、車両２自体か着磁変化し、これか外
乱磁界として地磁気センサ５に与える影響を無視するこ
とかできない。こうした外乱磁界が線輪５ｘ、５ｙに及
ぼす外乱磁界をＨｘｏ、Ｈｙｏとすると、前述の２式は
、Ｈｘ　＝　ｋ　Ｉ−１ｃ　ｏ　ｓｏ＋１−１　ｘ　。

Ｈｙ−＝ｋＩ−１ｓｉｎＯ＋Ｈｙ。

と補正しなければならず、方位θについてもθ＝　ｊ　
ａ　ｎ”（ｌｌｙ−Ｈｙ　ｏ）　／　（ｌ（ｘ−１１ｘ
　ｏ）とｈｌｒ正する必要か生ずる。従って、当然のこ
とながら、外乱磁界）１　ｘ　ｏ　、ト１ｙｏの大きさ
を常に監視し、正確に把握しておくことか、方位検出精
度を高める上での前提となる。

［発明か解決しようとする問題点コ 上記従来のナビゲーション装置１では、地磁気センサ５
に作用する外乱磁界を把握するため、車両２を走行させ
る而に、必ずある旋回半径でもって車両２を１回旋回さ
せ、第６図に示したような旋回円データと呼ばれるデー
タを得る必要がある。

この旋回円データは、前述の補正２式から方位パラメー
タＯを消去して得られる円の方程式％式％ をＸ−Ｙ座標軸上に描かせたらのに相当し、描かれた円
の中心点（Ｈｘｏ、Ｈｙｏ）が、外乱磁界によるバイア
スを与えることになる。従って、車両２を旋回させなが
ら、地磁気センサ５から得られるデータをプロットする
ことによって、上記方程式で表される旋回円データをあ
らかじめ把握しておけばよし１゜換言すれば、地磁気セ
ンサ５を旋回させたときに、その出力２＋ｌｈ成分をベ
クトル合成して得られるベクトル軌跡により形成される
旋回円データさえ得られれば、常に外乱磁界１−１　ｘ
　ｏ　。

Ｈｙ　Ｏの大きさを把握できるイっけである。

しかし、最小旋回半径が通常全長の数倍は必要とするよ
うな車両２を、一般公道上で旋回さけるなどということ
は、車両出発時に実施する旋回とは異なり、常識で考え
てみてら至難の技であり、危険防止を図る交通法規上か
らも公道上で旋回か許されないのは当然であり、このた
め旋回円データを１憂て着磁補正する方法は、基だしく
実用性を欠く等の問題があった。

［問題点を解決するための手段」 ・この発明は、上記問題点を解決したものであり、地磁
気の水平分力を直交２軸に分解して検知し、２ｔｌｌｌ
に分解された地磁気の比に乙とづいて方位を検出する地
磁気センサと、この地磁気セン４Ｆを旋回させたときに
その出力２軸成分をベクトル合成して得られるベクトル
軌跡により形成される旋回円データについて、地磁気セ
ンサが方向を変えたさいにその出力２軸成分から求まる
一部旋回円データが得られたときに、幾何学的手法でも
って全体像を算出し、それまでの旋回円データを更新す
る旋回円データ更新回路とを設けて構成したことを特徴
とするものである。

［作用］ この発明は、地磁気の水平分力を検出する地磁気センサ
を旋回させたときに、その出力２ｆＩＩＩ成分をベクト
ル合成して得られるベクトル軌跡により形成される旋回
円データについて、地磁気センサが方向を変えたさいに
その出力２軸成分から求まる一部旋回円データが得られ
たときに、幾何学的手法でもって全体像を算出し、それ
までの旋回円データを更新することにより、地磁気セン
サを完全に１旋回させることなく、旋回円データを更新
する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし３図を
参照して説明する。第１図は、この発明のナビゲーンヨ
ン装置を適用した車両の一実施例を示す概略平面図、第
２，３図は、それぞれ第１図に示した旋回円データ更新
回路の動作プログラムを示すフローチャート及び旋回円
データとその求心法を説明する図である。

第１図中、ナビゲーンヨン装置１１は、従来のナビゲー
ノヨン装置１の現在地推定回路４に旋回円データ更新回
路１２を付加したしのである。この旋回円データ更新回
路１２は、車両が右折又は左折するさいに得られる地磁
気センサ５の出力を、一定の数値処理プログラムに従っ
て処理するものであり、以下類を追ってその動作を説明
する。

まず、車両２の進路変更にさいしてハンドル操作がなさ
れると、そのハンドル操作期間中に地磁気センサ５から
得られる旋回円上のｎｆ［ＪのデータＳ、〜Ｓｏは、ま
ずステップ（＋０１）において旋回円データ更新回路１
２内に取り込まれる。

勿論、これらのデータＳ、〜Ｓ、だけては、車両２の走
行開始時に実施したような完全の旋回円データを完成さ
せるわけにはいかず、あくまで旋回円データの一部しか
得られない。そこで、時系列的に採取された一部旋回円
データＳ１〜Ｓｌｌについて、続くステップ（１０２）
において、例えばＳｌとＳ、、Ｓ２とＳｌ、　のように
、添字の隣合う２データを結ぶ線分を導出し、さらに３
線分の垂直２等分線ξ１〜ξ。−１を形成する。求める
旋回円データの中心は、第３図に示したように、これら
の垂直二等分線ξ１〜ξｎ−１の交点に在るはずであり
、従って次のステップ（１０３）では、例えばξ１とξ
７．ξ、とξ１１．のように添字の隣合う垂直二等分線
どうしの交点Ｐ１〜Ｐ　ｎ　−ｔを求める。

こうしてステップ（＋０３）において求められた交点Ｐ
１（ｘｌ、　ｙ＋）、Ｐ２（Ｘ２．　ｙ２）　１．。

は、ステップ（＋０４）においてＸ座標の値の小さいも
のから順に値の大きいものに並び変えられ、さらに最大
値と最小値に近いデータイこつぃて、データ数ｎの何％
かに相当する数のデータが、切り捨てられる。このソー
ト処理と切り捨て処理により残ったｍ個のデータについ
ては、次のステップ（＋０５）において平均値を割り出
す。すなわち、ステップ（＋０５）における単純平均ｉ
ｔ　ｘ　Ｋ／　ｍと＝ｔｙ−／ｍから得られる点Ｐａ　
（Ｘｏ、Ｙｏ）が、幾何学的に算出された旋回円データ
の中心点となる。

こうして旋回円データの中心点ＰＯか求められると、今
度はステップ（１０６）において前記データＳイと中心
点２０間の距離「。を、ｋ＝Ｉ〜ｎまでのすべてのデー
タについて演算する。そして、得られるｎｇの距離デー
タｒ１．　　ｒ２．　、　、、ｒｎを、ステップ（＋０
７）において、値の小さいものから順に値の大きいもの
に並び変え、さらに最大値と最小値に近いデータについ
て、ＩＦｊ記交点のソート処理ときと同じように、デー
タＩｎの数％に相当する数のデータを切り捨てる。

さらに、上記ソート処理と切り捨て処理により残ったｍ
ｇのデータｒｌ、ｒ２．　　　につぃて、続くステップ
（＋０８）において平均値を割り出す。

すなわち、単純平均＆ｒ　Ｋ／ｍが幾何学的に算出され
た旋回円データの半径となる。そして、最後にステップ
（＋０９）において、前記各ステップ（１０５）、（＋
０８）において得られた推定中心値Ｐｏと推定半径ｒｏ
からなる旋回円データてもって、旧旋回円データを更新
する。

このように、上記ナヒゲーンノヨン装置１１は、地磁気
の水平分力を検出する地磁気センサ５を旋回させたとき
に、その出力２軸成分をベクトル合成して得られるベク
トル軌跡により形成される旋回円データについて、地磁
気センサ５が方向を変えたさいにその出力２軸成分から
求まる一部旋回円データが得られたときに、幾何学的手
法てもって全体像を算出し、それまでの旋回円データを
更新することにより、地磁気センサ５を完全に１旋回さ
せることなく、旋回円データを更新する構成としたから
、地磁気センサ５を搭載した車両２が方向を変えたとき
に得られる僅かなデータさえあれば、かなりの精度でも
って旋回円データを更新４〜ろことかでき、地磁気セン
サ５を方位検出に採用する」二で問題とされた着磁変化
にともなう旋回円データの更新が、随時可能であり、こ
れにより推定航法における現在地推定精度を十分筒める
ことかできる。

なお、上記実施例において、ステップ（＋０２）におい
て形成される垂直２等分線ξ、〜ξ。−１は、ｎ個のデ
ータ８１〜Ｓｏを添字の離れたちのどうし結んで得られ
る線分を２等分して形成するようにしてもよい。

し発明の効果１ 以上説明したように、この発明は、地磁気の水平分力を
検出する地磁気センサを旋回させたときに、その出力２
袖成分をベクトル合成して得られるベクトル軌跡により
形成される旋回円データについて、地磁気センサが方向
を変えたさいにその出力２軸成分から求まる一部旋回円
データか得られたときに、幾何学的手法でもって全体像
を算出し、それまでの旋回円データを更新することによ
り、地磁気センサを完全に１旋回させることなく、旋回
円データを更新する＋１１１成としたから、地磁気セン
サを搭載した車両が方向を変えたときに得られる僅かな
データさえあれば、かなりの精度でらって旋回円データ
を更新することができ、地磁気センサを方位検出に採用
する上で問題とされた着磁変化にともなう旋回円データ
の更新か、随時可能であり、これにより推定航法にお１
する現在地推定精度を十分筒めることができる等の優れ
たり゛う果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のナヒゲーンヨン装置を適用した車
両の一実施例を示す概略平面図、第２．３図は、それぞ
れ第１図に示した旋回円データ更新回路の動作プログラ
ムを示すフローチャート及び旋回円データとその求心法
を説明する図、第４図は、従来のナヒゲーンジン装置を
適用した車両の一例を示す概略平面図、第５，６図は、
それぞれ地磁気センサの一例を示す回路図及びその旋回
円データを表す図である。 ５　、　地磁気センサ、Ｉｌ、、、ナヒゲーンノ・ヨノ
装置、Ｉ２．　　旋回円データ更新回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　地磁気の水平分力を直交２軸に分解して検知し、２軸
   に分解された地磁気の比にもとづいて方位を検出する地
   磁気センサと、この地磁気センサを旋回させたときにそ
   の出力２軸成分をベクトル合成して得られるベクトル軌
   跡により形成される旋回円データについて、地磁気セン
   サが方向を変えたさいにその出力２軸成分から求まる一
   部旋回円データが得られたときに、幾何学的手法でもっ
   て全体像を算出し、それまでの旋回円データを更新する
   旋回円データ更新回路とを設けてなるナビゲーシション
   装置。