JPS63109313A - Method for detecting azimuth of vehicle - Google Patents

Method for detecting azimuth of vehicle

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Publication number
JPS63109313A
JPS63109313A JP25546186A JP25546186A JPS63109313A JP S63109313 A JPS63109313 A JP S63109313A JP 25546186 A JP25546186 A JP 25546186A JP 25546186 A JP25546186 A JP 25546186A JP S63109313 A JPS63109313 A JP S63109313A
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JP
Japan
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output data
vehicle
azimuth
data
angular velocity
Prior art date
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Pending
Application number
JP25546186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Ando
斉 安藤
Takashi Kashiwazaki
隆 柏崎
Masayuki Hosoi
雅幸 細井
Atsuhiko Fukushima
福島 敦彦
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect an accurate azimuth, by enhancing the reliability of the azimuth calculated by an angular velocity sensor. CONSTITUTION:At first, the tolerant range permitting the variation in the output data of an earth magnetism sensor 1 is set to a ROM8. Next, when the output data of the magnetism sensor 1 is within said range, the reliability of the output data is judged to be high to allow the azimuth calculated from the output data of an angular velocity sensor 2 coincide with the azimuth calculated from the output data of the earth magnetism sensor 1 and the azimuth calculated from the angular velocity sensor 2 is corrected. By this method, the drift generated by azimuth calculation is canceled on the basis of the output data of the earth magnetism sensor 1 detecting an absolute azimuth. When the output data of the earth magnetism sensor 1 does not enter the tolerant range, since the reliability of the azimuth calculated from said data is inferior, the azimuth calculated from the output data of the angular velocity sensor 2 is allowed to stand as it is. By this method, the azimuth of a vehicle can be accurately detected.

Description

【発明の詳細な説明】 1五分1 本発明は、車両の方位検出方法に関し、特に車載ナビゲ
ーション装置において角速度センサを用いて車両の方位
を検出する方位検出方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1/5 The present invention relates to a method for detecting the orientation of a vehicle, and more particularly to a method for detecting the orientation of a vehicle using an angular velocity sensor in an on-vehicle navigation device.

1旦且I 近年、地図情報をメモリに記憶しておき、その地図情報
をメモリから読み出して車両の現在地とともに表示装置
に表示させることにより、車両を所定の目的地に誘導す
る車載ナビゲーション装置が研究、開発されている。
In recent years, research has been conducted into in-vehicle navigation devices that guide a vehicle to a predetermined destination by storing map information in a memory, reading the map information from the memory, and displaying the map information along with the vehicle's current location on a display device. , has been developed.

かかるナビゲーション装置には、車両の方位を検出する
方位センサが不可欠であり、この方位センサとして、例
えば車両の角速度を検出することによって車両の方位を
検出する角速度センサが用いられる。しかしながら、こ
の角速度センサの出゛カデータより求められる方位は絶
対方位でないために、検出方位にドリフトが生じる可能
性がある。
Such a navigation device requires an azimuth sensor that detects the azimuth of the vehicle, and as this azimuth sensor, for example, an angular velocity sensor that detects the azimuth of the vehicle by detecting the angular velocity of the vehicle is used. However, since the azimuth determined from the output data of this angular velocity sensor is not an absolute azimuth, a drift may occur in the detected azimuth.

11匁JJ 本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、角速度セ
ンサにより求められる方位の信頼性を高めることにより
、正確な方位検出を可能とした車両の方位検出方法を提
供することを目的とする。
11 Momme JJ The present invention was made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a method for detecting the direction of a vehicle that enables accurate direction detection by increasing the reliability of the direction determined by the angular velocity sensor. shall be.

本発明による車両の方位検出方法は、地磁気センサの出
力データの変動を許容する許容範囲を設定し、地磁気セ
ンサの出力データがその許容範囲内にある限り、地磁気
センサの出力データから求められた方位に角速度センサ
の出力データから求められた方位を一致させることによ
り、角速度センサにより求められる方位の補正を行なう
ことを特徴としている。
The vehicle orientation detection method according to the present invention sets a tolerance range that allows variations in the output data of the geomagnetic sensor, and as long as the output data of the geomagnetic sensor is within the tolerance range, the orientation determined from the output data of the geomagnetic sensor is determined. The azimuth determined by the angular velocity sensor is corrected by matching the azimuth determined from the output data of the angular velocity sensor.

友−施−3 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。Tomo-Sei-3 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は、本発明による車両の方位検出方法が適用され
る車載ナビゲーション装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、1は地磁気(地球磁界)に基づいて
車両の方位データを出力するための地磁気センサ、2は
車両の角速度を検出するための角速度センサ、3は車両
の移動距離を検出するための走行距離センサ、4は緯度
及び経度情報等から車両の現在地を検出するためのGp
3 (Global Positioning Sys
tem)装置であり、これら各センサ(装置)の出力は
システムコントローラ5に供給される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an in-vehicle navigation device to which a vehicle orientation detection method according to the present invention is applied. In the figure, 1 is a geomagnetic sensor for outputting vehicle orientation data based on geomagnetism (earth's magnetic field), 2 is an angular velocity sensor for detecting the angular velocity of the vehicle, and 3 is a geomagnetic sensor for detecting the distance traveled by the vehicle. Mileage sensor, 4 is Gp for detecting the current location of the vehicle from latitude and longitude information etc.
3 (Global Positioning System
The output of each of these sensors (devices) is supplied to the system controller 5.

システムコントローラ5は、各センサ(装置)1〜4の
出力を入力としA/D (アナログ/ディジタル)変換
等を行なうインターフェース6と、種々の画像データ処
理を行なうとともにインターフェース6から順次送られ
てくる各センサ(装置)1〜4の出力データに基づいて
車両の移動1等を演算するCPU (中央処理回路)7
と、このCPU7の各種の処理プログラムやその他必要
な情報が予め書き込まれたROM(リード・オンリ・メ
モリ)8と、プログラムを実行する上で必要な情報の書
込み及び読出しが行なわれるRAM (ランダム・アク
セス・メモリ)9と、いわゆるCD−ROM、ICカー
ド等からなり、ディジタル化(数値化)された地図情報
が記録された記録媒体10と、V −RA M (Vi
deo RAM)等からなるグラフィックメモリ11と
、CPtJ7から送られてくる地図等のグラフィックデ
ータをグラフィックメモリ11に描画しかつ画像として
CRT等のディスプレイ12に表示すべく制御するグラ
フィックコントローラ13とから構成されている。入力
装置14はキーボード等からなり、使用名によるキー人
力により各種の指令等をシステムコントローラ5に対し
て発する。
The system controller 5 has an interface 6 which inputs the outputs of the sensors (devices) 1 to 4 and performs A/D (analog/digital) conversion, etc., and processes various image data which are sequentially sent from the interface 6. A CPU (central processing circuit) 7 that calculates vehicle movement 1, etc. based on the output data of each sensor (device) 1 to 4.
, a ROM (read only memory) 8 in which various processing programs for the CPU 7 and other necessary information are written in advance, and a RAM (random memory) in which information necessary for executing programs is written and read. access memory) 9, a recording medium 10 consisting of a so-called CD-ROM, an IC card, etc., on which digitized (numerical) map information is recorded, and a V-RAM (Vi
The graphics controller 13 is configured to draw graphic data such as a map sent from the CPtJ7 in the graphic memory 11 and display it as an image on a display 12 such as a CRT. ing. The input device 14 consists of a keyboard or the like, and various commands and the like are issued to the system controller 5 by manual keystrokes according to names used.

次に、CPLJ7によって実行される基本的な手順を、
第2図のフローチャートに従って説明する。
Next, the basic steps performed by CPLJ7 are:
This will be explained according to the flowchart shown in FIG.

CPU7は、先ず最初にプログラムを実行させるための
イニシャライズを行ない(ステップ81)、しかる後車
両の現在地がセットされているか否かを判断する(ステ
ップ32>。現在地がセットされていない場合は、現在
地セットルーチンの実行(ステップS3)、例えば入力
装置14でのキー人力による現在地のセットが行なわれ
る。次に、走行距離を零にしくステップS4)、続いて
入力装置14からのキー人力が有るか否かの判断を行な
う(ステップ85)。
The CPU 7 first initializes the program to execute it (step 81), and then determines whether the current location of the vehicle has been set (step 32>. If the current location is not set, the current location is A set routine is executed (step S3), for example, the current location is set by manual keystrokes on the input device 14.Next, the mileage is set to zero (step S4), and then whether there is manual keystrokes from the input device 14 or not. It is determined whether or not (step 85).

キー人力が無い場合は、ディスプレイ12上に現在地周
辺の地図表示を行なうとともに車両の現在位置及びその
方位を例えば車両マークにてこの地図上に表示し、車両
が移動したらその移動に伴い地図をスクロールさせ、更
に現在グラフィックメモリ11上にある地図データの範
囲を車両位置が越えそうなときには、記録媒体10から
必要な地図データを読み出してディスプレイ12上に表
示する(ステップ86)。
If there is no key personnel available, a map of the area around the current location is displayed on the display 12, and the current location of the vehicle and its direction are displayed on this map using, for example, a vehicle mark, and when the vehicle moves, the map scrolls as the vehicle moves. Furthermore, when the vehicle position is about to exceed the range of the map data currently on the graphic memory 11, the necessary map data is read out from the recording medium 10 and displayed on the display 12 (step 86).

ここで、第3図に示すように、車両マークMを車両の進
行方向に関して左側と右側とで色分けをし、左右の区別
を付けることにより、例えば車両マークMがディスプレ
イ12の画面上を上から下に向って進むような場合でも
、進行方向に対する右側と左側の区別ができるので、車
両マークMがディスプレイ12の画面上でどの方向を向
いていても、車両が曲ったとき、右折したのか左折した
のかを容易に識別できることになる。
Here, as shown in FIG. 3, by color-coding the vehicle mark M into the left side and the right side with respect to the traveling direction of the vehicle and distinguishing between the left and right sides, the vehicle mark M can, for example, move on the screen of the display 12 from above. Even when the vehicle is traveling downwards, it is possible to distinguish between the right side and the left side with respect to the direction of travel, so no matter which direction the vehicle mark M is facing on the screen of the display 12, when the vehicle turns, whether it is a right turn or a left turn. This makes it easy to identify what has been done.

なお、車両マークMを車両の進行方向に関して左右で色
分けするとしたが、これに限定されるものではなく、要
は、地図上の方位を車両方位とは無関係に一定にして地
図画面を表示する場合に、地図上に表示される車両マー
クが車両の進行方向に関して非対称ζなれば良いのであ
る。
Although the vehicle mark M is color-coded to the left and right in relation to the direction of travel of the vehicle, the present invention is not limited to this.In short, when displaying a map screen with the direction on the map constant regardless of the direction of the vehicle. In other words, it is sufficient if the vehicle mark displayed on the map is asymmetrical with respect to the direction of travel of the vehicle.

キー人力が有ると、その入力データに応じて現在地の再
セット(ステップS7)、センサ補正(ステップS8)
、目的地セット(ステップ39)及び地図の拡大・縮小
(ステップ510)の各ルーチンを実行する。
If there is key human power, the current location is reset (step S7) and sensor correction (step S8) according to the input data.
, destination setting (step 39), and map enlargement/reduction (step 510) routines are executed.

なお、ステップS7における現在地のセット及びステッ
プS9における目的地のセットをキー人力によって行な
うとしたが、第4図に示すように、地図帳に都市名、そ
の他のデータをバーコードで示しておき、それをバーコ
ード検出装置(図示せず)で読み取ってデータを入力す
ることも可能であり、これによれば、入力の手間が省け
る。
Although it is assumed that setting the current location in step S7 and setting the destination in step S9 is done manually, as shown in FIG. It is also possible to input data by reading it with a barcode detection device (not shown), which saves time and effort for inputting data.

ここで、どのようなデータをバーコードで示すかは、地
図の縮尺により異ならせるのが好ましい。
Here, it is preferable that what kind of data is indicated by the barcode differs depending on the scale of the map.

例えば、縮尺が小さい場合には、都道府県名、市町村名
など大まかなデータを示し、縮尺が大きくなるに従って
例えば公園、遊園地、ホテル、デパートなどの細かいデ
ータを示すようにする。また、多くの種類のデータを同
一の地図に示すと、地図が見にくくなるので、例えば、
飲食店だけを示しである地図帳などのように、1つの種
類に限定して示すこともできる。
For example, when the scale is small, rough data such as prefecture names and municipal names are shown, and as the scale becomes larger, detailed data such as parks, amusement parks, hotels, department stores, etc. are shown. Also, if many types of data are shown on the same map, the map will become difficult to read, so for example,
It is also possible to limit the information to one type, such as an atlas that only shows restaurants.

また、CPU7はタイマーによる割込み処理により、第
5図に示すように、一定時間間隔で地磁気センサ1及び
角速度センサ2の各出力データに基づいて車両の方位を
常に計算する〈ステップS11.812)。
In addition, the CPU 7 constantly calculates the direction of the vehicle based on the output data of the geomagnetic sensor 1 and the angular velocity sensor 2 at regular time intervals, as shown in FIG. 5, by interrupt processing using a timer (step S11.812).

ところで、地磁気センサ1は一般に、同一平面上におい
て互いに90’の位相角をもって配置された一対の磁気
検出素子からなり、これら一対の素子の一方は例えばU
方向(北方向)の地磁気成分を検出し、他方はV方向(
東方向)の地磁気成分を検出するようになっている。か
かる構成の地磁気センサ1を、水平面上において一回転
させると、U、■双方の検出素子からの出力データによ
って、第6図に示すような、U■直交座標系の原点0を
中心とする円■の軌跡が描かれる。従って、例えば点P
(U+ 、V+ )における北(U軸)からの時計回り
の方位角θは、次式(1)によって算出される。
By the way, the geomagnetic sensor 1 generally consists of a pair of magnetic detection elements arranged on the same plane with a phase angle of 90' to each other, and one of the pair of elements is, for example, U
The geomagnetic component in the direction (north direction) is detected, and the other is in the V direction (
It is designed to detect the geomagnetic component in the east direction. When the geomagnetic sensor 1 having such a configuration is rotated once on a horizontal plane, the output data from both the detection elements U and II generates a circle centered at the origin 0 of the U and Cartesian coordinate system, as shown in FIG. ■The trajectory is drawn. Therefore, for example, point P
The clockwise azimuth θ from the north (U axis) at (U+, V+) is calculated by the following equation (1).

θ−tan→ (Ll/V) ・−・−(1)従って、
このような地磁気センサ1を、車両の前後或は左右方向
に対して所定の角度で車両に取り付けておき、Ll、V
双方の検出素子からの出力データに基づいて(1)式の
演算を行なうことにより、車両の方位を検出できるので
ある。
θ−tan→ (Ll/V) ・−・−(1) Therefore,
Such a geomagnetic sensor 1 is attached to a vehicle at a predetermined angle with respect to the front and rear or left and right directions of the vehicle.
By performing the calculation of equation (1) based on the output data from both detection elements, the direction of the vehicle can be detected.

ここで、地磁気センサ1の周囲には、地球磁界による磁
束のみが存在するのが理想であるが、車両においては、
そのボデー鋼板の着磁等に起因した余分な磁束が存在す
るのが一般的である。そこで、かかる車両ボデーの着磁
による影響を除去して正確な方位検出を行なうために、
例えば、特開昭57−28208号公報に開示の方法が
提案されている。この方法においては、U、■磁気検出
素子が車両に固定されて両者間に相対変位がない場合に
、磁気検出素子を一旋回させて得られる出力をプロット
して描かれた円の中心と、座標原点との距離がボデー着
磁の影響によるものである点に鑑みて、描かれた円の中
心が原点に移動するように、雨検出素子から得られた出
力データを補正して、ボデー着磁の影響を除去するよう
にしている。詳述するに、雨検出素子の出力が描(円は
第6図の■で示すように、その中心Qが原点から移動し
た位置にある。そこで、雨検出素子の出力U。
Ideally, only magnetic flux due to the earth's magnetic field exists around the geomagnetic sensor 1, but in a vehicle,
Generally, there is extra magnetic flux due to magnetization of the body steel plate. Therefore, in order to remove the influence of magnetization of the vehicle body and perform accurate direction detection,
For example, a method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-28208 is proposed. In this method, U, ■ the center of a circle drawn by plotting the output obtained by rotating the magnetic sensing element once when the magnetic sensing element is fixed to the vehicle and there is no relative displacement between the two; Considering that the distance from the coordinate origin is due to the influence of body magnetization, the output data obtained from the rain detection element is corrected so that the center of the drawn circle moves to the origin, and body magnetization is adjusted. We are trying to remove the influence of magnetism. To be more specific, the output of the rain detection element is drawn (the center Q of the circle is located at a position moved from the origin, as shown by ■ in FIG. 6). Therefore, the output U of the rain detection element is drawn.

■の最大値Um、Vaa及び最小値L1mn、Vinを
求め、これらから次式(2)によって中心Qの座標を算
出する。
The maximum values Um and Vaa and the minimum values L1mn and Vin of (2) are determined, and the coordinates of the center Q are calculated from these using the following equation (2).

Llo = (LJmx+Umn) / 2)・・・・
・・(2) Voミ(■諒+V mn ) / 2 算出された値Uo、Voを用いて次式(3)によって各
磁気検出素子の出力値U、■の補正がなされ、補正され
た・u−、v”から方位の算出が行なわれるのである。
Llo = (LJmx+Umn) / 2)...
...(2) Vomi (■諒+V mn) / 2 Using the calculated values Uo and Vo, the output values U and ■ of each magnetic detection element are corrected by the following formula (3), and the corrected values are The direction is calculated from u- and v''.

u−=U−Ll。u-=U-Ll.

)     ・・・・・・(3) V==V−V。) (3) V==V-V.

また、地磁気センサ1の出力データの信頼性を高めるた
めに、ある規則に基づいて地磁気センサ1の出力データ
の変動を許容する許容範囲(以下、ウィンドウと称する
)を設定する。すなわち、第7図に斜線で示すように、
前回求めた方位データ(Un→、Vn−+)を基準とし
て角度方向にウィンドウを設定し、前回求めた方位デー
タと今回求めた方位データとの差を常に監視し、今回求
めた方位データが前回求めた方位データと著しく違う場
合、即ちウィンドウ外となった場合は、そのデータをエ
ラーとして所定のデータ、例えば前回のデータ若しくは
過去何回(回数は任意)かのデータの平均値と置換する
ことにより、地磁気センサ1の出力データの信頼性を高
める。また、地磁気センサ1から出力されるデータは数
学的には、円の方程式に当てはまるので、この方程式上
にないデータもエラーと判定することができる。しかし
、データはA/D変換誤差等によりばらつくので、半径
方向にもある程度の幅をもたせてウィンドウを設定して
いる。第7図中、αは角度許容値、βは半径許容値をそ
れぞれ示している。
Furthermore, in order to increase the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1, a tolerance range (hereinafter referred to as a window) is set based on a certain rule to allow variation in the output data of the geomagnetic sensor 1. In other words, as shown by diagonal lines in Figure 7,
A window is set in the angular direction using the previously obtained azimuth data (Un→, Vn-+) as a reference, and the difference between the previously obtained azimuth data and the currently obtained azimuth data is constantly monitored. If the direction data is significantly different from the obtained direction data, that is, if it is outside the window, that data should be treated as an error and replaced with predetermined data, such as the previous data or the average value of data from a number of times in the past (the number of times is arbitrary). This increases the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1. Furthermore, since the data output from the geomagnetic sensor 1 mathematically applies to the equation of a circle, data that does not fit into this equation can also be determined as an error. However, since the data varies due to A/D conversion errors and the like, the window is set with a certain width in the radial direction. In FIG. 7, α indicates an angle tolerance, and β indicates a radius tolerance.

なお、方位データを求める時間間隔により方位の差は異
なるので、角速度と車速の関係で求めることも可能であ
る。例えば、車速が40[km/h]のとき、最高角速
度を30[1!/s]とすると、地磁気センサ1の出力
データがこの範囲を越えた場合にエラーとし、前回のデ
ータもしくは過去何回かのデータの平均値と置換する。
Note that since the difference in orientation varies depending on the time interval at which the orientation data is obtained, it is also possible to determine it based on the relationship between angular velocity and vehicle speed. For example, when the vehicle speed is 40 [km/h], the maximum angular velocity is 30 [1! /s], when the output data of the geomagnetic sensor 1 exceeds this range, it is determined as an error and replaced with the previous data or the average value of several past data.

また、角度でウィンドウを設定する場合、車速変化に応
じて角度を設定することも可能であり、又車速に対して
角度を一次関数で設定するだけではなく、あるヒステリ
シスを持たせることにより、車速変化に応じて対応角度
を頻繁に変えなくとも済むことになる。
In addition, when setting a window using an angle, it is also possible to set the angle according to changes in vehicle speed.In addition to setting the angle as a linear function relative to vehicle speed, it is also possible to set a window according to vehicle speed by providing a certain hysteresis. This eliminates the need to frequently change the corresponding angle in response to changes.

ところで、角速度センサ2は、一般にセンサセンシング
軸周りの角速度に比例したデータを出力する。CPLI
7はタイマーによる割込み処理により、角速度センサ2
の出力データを時間積分し角速度から変化した方位を計
算することによって現在の方位を求めることができる。
Incidentally, the angular velocity sensor 2 generally outputs data proportional to the angular velocity around the sensor sensing axis. C.P.L.I.
7 is the angular velocity sensor 2 due to the interrupt processing by the timer.
The current heading can be determined by integrating the output data over time and calculating the changed heading from the angular velocity.

しかしながら、この計算の際の誤差がドリフトとなって
生じてしまう可能性があるめで、角速度センサ2により
求められる方位の補正を行なう必要がある。
However, since there is a possibility that errors in this calculation may result in drift, it is necessary to correct the orientation determined by the angular velocity sensor 2.

次に、CPLI7によって実行される本発明による車両
の方位検出方法の手順を、第8図のフローチャートに従
って説明する。
Next, the procedure of the vehicle direction detection method according to the present invention executed by the CPLI 7 will be explained according to the flowchart of FIG.

CPU7は先ず、いわゆる一回転補正が完了しているか
否かを判断する(ステップ520)。完了していない場
合は一回転補正ルーチンを実行する(ステップ521)
。この一回転補正ルーチンでは、地磁気センサ1を搭載
した車両を一回転させ、Uo、Vo(センタ値)及び半
径rの値が求められる。求められた値はRAM9に記憶
される。
The CPU 7 first determines whether so-called one-rotation correction has been completed (step 520). If not completed, execute one rotation correction routine (step 521)
. In this one-rotation correction routine, the vehicle equipped with the geomagnetic sensor 1 is rotated once, and the values of Uo, Vo (center value), and radius r are determined. The determined value is stored in RAM9.

続いて、初期方位の設定を行なう(ステップ522)。Next, an initial orientation is set (step 522).

エンジン始動時には車両が静止しており、車両の方位は
一定なはずであるから、初期値はこのとき設定するのが
好ましい。初期方位設定後、地磁気センサ1の出力デー
タを取り込み(ステップ823>、この出力データが先
述したウィンドウ(第7図の斜線部分)に入っているか
否かの判断を行なう(ステップ524)。ウィンドウに
入っている場合は、取り込んだ地磁気センサ1の出力デ
ータから先述した(1)〜(3)式に基づいて車両の方
位を51算する(ステップ$25)。算出された方位は
第2図のフローチャートにおけるステップS6で、ディ
スプレイ12上に地図とともに表示される。更に、角速
度センサ2の出力データから求められている方位を地磁
気センサ1の出力データから求められている方位に一致
さゼる(ステップ826)。
Since the vehicle is stationary when the engine is started and the orientation of the vehicle should be constant, it is preferable to set the initial value at this time. After setting the initial orientation, the output data of the geomagnetic sensor 1 is fetched (step 823), and it is determined whether or not this output data is included in the window mentioned earlier (the shaded area in FIG. 7) (step 524). If yes, calculate the vehicle's direction based on the above-mentioned equations (1) to (3) from the output data of the geomagnetic sensor 1 (step $25).The calculated direction is shown in Fig. 2. In step S6 in the flowchart, the map is displayed on the display 12.Furthermore, the direction determined from the output data of the angular velocity sensor 2 is matched with the direction determined from the output data of the geomagnetic sensor 1 (step S6). 826).

次に、地磁気センサ1の出力データがウィンドウ外にな
った回数をカウントするウィンドウエラーカウンタのカ
ウント値N及びセンタ値ずれが生じた回数をカウントす
るセンタ値ずれ判定カウンタのカウント値Eを共に零に
しくステップ527)、しかる後ステップ823に戻る
。以上の流れは、地磁気センサ1の出力データが外乱磁
界に影響されることなくウィンドウ内に入っている、通
常動作時の流れである。
Next, the count value N of the window error counter that counts the number of times the output data of the geomagnetic sensor 1 is outside the window and the count value E of the center value deviation judgment counter that counts the number of times that the center value deviation has occurred are both set to zero. (step 527), and then returns to step 823. The flow described above is the flow during normal operation when the output data of the geomagnetic sensor 1 is within the window without being affected by the disturbance magnetic field.

一方、地磁気センサ1の出力データがウィンドウに入っ
ていない場合には、ウィンドウエラーカウンタのカウン
トfiINを1”だけカウントアツプしくステップ52
9) 、続いてそのカウント値Nがウィンドウエラー最
大値Nwに達したか否かを判断する(ステップ530)
。そして、ウィンドウエラー最大値Nwに達するまでは
、今回取り込んだ地磁気センサ1の出力データをエラー
と見なし、地磁気センサ1の出力データの前回値又は過
去何回かの平均値に基づいて得られた方位を利用しくス
テップ831)、Lかる後ステップS23に戻る。
On the other hand, if the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fit into the window, the count fiIN of the window error counter is incremented by 1'' in step 52.
9) Then, it is determined whether the count value N has reached the maximum window error value Nw (step 530).
. Then, until the window error maximum value Nw is reached, the output data of the geomagnetic sensor 1 that has been imported this time is regarded as an error, and the direction obtained based on the previous value or the average value of the past several times of the output data of the geomagnetic sensor 1 is After completing step 831), the process returns to step S23.

また、ウィンドウエラーカウンタのカウント値Nがウィ
ンドウエラー最大値Nmxに達した場合は、センタ値ず
れカウンタのカウント値Eを1”だけカウントアツプし
くステップ532)、続いてそのカウント値Eがセンタ
値ずれ判定最大値Emxに達したか否かを判断する(ス
テップ533)。
In addition, when the count value N of the window error counter reaches the window error maximum value Nmx, the count value E of the center value deviation counter is counted up by 1'' (step 532), and then the count value E is changed to the center value deviation. It is determined whether the determination maximum value Emx has been reached (step 533).

そして、センタ値ずれ判定最大値E’sに達するまでは
、ある一定時間のタイマをセットしくステップ834)
、ステップ335でタイムアツプと判定するまで、地磁
気センサ1の出力データを取り込み(ステップ836)
、そのデータに基づいて方位の計算を行なう(ステップ
537)。すなわち、地磁気センサ1の出力データがあ
る一定時間ウイントウに入らない場合は、ウィンドウを
一時解除し、一定時間エラー処理を行なわないのである
。この処理により、例えば急ハンドル等により規格外の
データが取り込まれた場合にもこれに対処できるのであ
る。
Then, set a timer for a certain period of time until the center value deviation judgment maximum value E's is reached (step 834).
, until it is determined that time is up in step 335, the output data of the geomagnetic sensor 1 is captured (step 836).
, and calculates the orientation based on the data (step 537). That is, if the output data of the geomagnetic sensor 1 does not fit into the window for a certain period of time, the window is temporarily canceled and error processing is not performed for a certain period of time. Through this processing, it is possible to cope with the case where non-standard data is captured due to, for example, a sudden steering wheel.

以上、地磁気センサ1の出力データがウィンドウに入っ
ていない場合には、このデータから求められる方位の信
頼性が乏しいので、角速度センサ2の出力データから求
められた方位はそのままにしておく。
As described above, if the output data of the geomagnetic sensor 1 is not within the window, the reliability of the orientation determined from this data is poor, so the orientation determined from the output data of the angular velocity sensor 2 is left as is.

センタ値ずれカウンタのカウント値Eがセンタ値ずれ判
定最大値Exに達した場合は、センタ値すれと判断し、
他のデータを利用してセンタffiチれを補正しくステ
ップ838)、ウィンドウエラーカウンタのカウント値
N及びセンタ値ずれ判定カウンタのカウント値Eを共に
零にしくステップ539)、しかる後ステップ823に
戻る。車両が例えば踏切を通過した場合、踏切における
強力な磁界によって車両ボデーが着磁され、これに起因
して地磁気センサ1の出力データがDC成分を持ってし
まい、第9図に示す如くセンタ値ずれを生じるので、そ
れ以降は正しく方位を求めることができなくなってしま
う。このように車両ボデーが着磁されセンタ値ずれが生
じたような場合、地磁気センサ1の出力データはいつま
でたってもウィンドウに入らないことになるので、一定
時間ウィントウに入らない回数をカウントすることによ
り、この状態が発生したと判断することができるのであ
る。そして、このような状態になった場合は、地磁気セ
ンサ1の出力データがDC成分を持っていても、円の方
程式の中心座標が変化するだけで半径rは変化しない(
地磁気の強さが変化しない限り半径rは変わらない)の
で、他のデータを利用して中心座標を求めることができ
、よってセンタ値ずれを補正できるのである。
When the count value E of the center value deviation counter reaches the maximum value Ex for determining center value deviation, it is determined that the center value has exceeded,
Correct the center ffi deviation using other data (Step 838), set the count value N of the window error counter and the count value E of the center value deviation determination counter to zero (Step 539), and then return to Step 823. . For example, when a vehicle passes through a railroad crossing, the vehicle body is magnetized by the strong magnetic field at the railroad crossing, which causes the output data of the geomagnetic sensor 1 to have a DC component, resulting in a center value shift as shown in FIG. , so that it is no longer possible to correctly determine the direction. If the vehicle body is magnetized in this way and the center value shifts, the output data of the geomagnetic sensor 1 will not enter the window no matter how long it takes, so by counting the number of times it does not enter the window for a certain period of time, , it can be determined that this state has occurred. In such a situation, even if the output data of the geomagnetic sensor 1 has a DC component, only the center coordinates of the circle equation change and the radius r does not change (
(The radius r does not change unless the strength of the earth's magnetism changes.) Therefore, the center coordinates can be determined using other data, and the center value deviation can be corrected.

このセンタ値ずれの補正においては、他のデータとして
例えば角速度センサ2の出力データが用いられる。角速
度センサ2では絶対値は求まらないが、時間軸で積分す
ることにより角度を求めることができるのである。セン
タ値がずれた。状態でわかっている値は、地磁気センサ
1の出力データ(U、V) 、一回転補正により求めら
れている半径r及び角速度センサ2の出力データであり
、これら値は次式(4)の関係となっている。
In the correction of this center value deviation, for example, output data of the angular velocity sensor 2 is used as other data. Although the angular velocity sensor 2 cannot determine the absolute value, it can determine the angle by integrating on the time axis. The center value has shifted. The values known in the state are the output data (U, V) of the geomagnetic sensor 1, the radius r determined by one rotation correction, and the output data of the angular velocity sensor 2, and these values are expressed by the following equation (4). It becomes.

jl=r−sinθ+U。jl=r-sinθ+U.

)  ・・・・・・(4) y=r−cosθ+V。) ・・・・・・(4) y=r−cosθ+V.

(4)式の変形により、次式(5)が得られる。。By transforming the equation (4), the following equation (5) is obtained. .

Uo=U−r−sinθ )  ・・・・・・(5) VO=V−r−cosθ よって、(5)式から現在のセンタ値(Uo、VO)を
求めることができるのである。
Uo=U-r-sin θ) (5) VO=V-r-cos θ Therefore, the current center value (Uo, VO) can be obtained from equation (5).

また、角度θを求める他の方法として、現在車両が走行
する道路の角度を地図データを用いて計算し、この道路
の角度を角度θとすることもできる。すなわち、道路は
2点を結ぶ線(線分)の繋りで表わされ、各点は数値化
されて地図データとして記録媒体10に記憶されており
、この地図データから車両が位置する線分の両端(2点
)の値がわかるので、この値から一次関数の傾きをiI
’tWすることにより、角度θを求めることができるの
である。
Further, as another method for determining the angle θ, the angle of the road on which the vehicle is currently traveling may be calculated using map data, and the angle of this road may be set as the angle θ. That is, a road is represented by a line (line segment) connecting two points, each point is digitized and stored in the recording medium 10 as map data, and from this map data the line segment where the vehicle is located is determined. Since we know the values at both ends (two points) of , we can calculate the slope of the linear function from these values by
By doing 'tW, the angle θ can be found.

尺1と1里 以上説明したように、本発明によれば、地磁気センサの
出力データの変動を許容する許容範囲を設定し、地磁気
センサの出力データがその範囲内のときは、その出力デ
ータの信頼性が高いものとして、地磁気センサの出力デ
ータから求められた方位に角速度センサの出力データか
ら求められた方位を一致させ、角速度センサにより求め
られる方位を補正することにより、方位計算により生じ
るドリフトを絶対方位を検出する地磁気センサの出力デ
ータによりキャンセルすることができるので、車両の方
位を正確に検出できることになる。
As explained above, according to the present invention, a tolerance range is set to allow fluctuations in the output data of the geomagnetic sensor, and when the output data of the geomagnetic sensor is within the range, the output data of the geomagnetic sensor is changed. To ensure high reliability, the drift caused by the azimuth calculation can be eliminated by matching the azimuth determined from the output data of the geomagnetic sensor with the azimuth determined from the output data of the angular velocity sensor, and by correcting the azimuth determined by the angular velocity sensor. Since this can be canceled using the output data of the geomagnetic sensor that detects the absolute orientation, the orientation of the vehicle can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による車両の方位検出方法が適用される
車載ナビゲーション装置の構成を示すブロック図、第2
図は第1図におけるCPUによって実行される基本的な
手順を示すフローチャート、第3図はディスプレイ上に
表示される車両マークの一例を示す図、第4図は地図帳
にデータをバーコードで示した例を示す図、第5図は第
1図におけるCPUによって実行されるタイマー割込み
の処理手順を示すフローチャート、第6図は地磁気セン
サの出力データが描く軌跡を示す絵図、第7図は地磁気
センサの出力データが描く軌跡にウィンドウを設定した
状態を示す線図、第8図は第1図におけるCPUによっ
て実行される本発明による車両の方位検出方法の手順を
示すフローチャート、第9図は地磁気センサの出力デー
タが描く軌跡がセンタ値ずれを生じた状態を示す線図で
ある。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・地磁気センサ  2・・・・・・角速度
センサ5・・・・・・システムコントローラ 7・・・・・・CPU     10・・・・・・記録
媒体12・・・・・・ディスプレイ 14・・・・・・
入力装置第2図 +JIL?r2勺 為4じ 朱5図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an in-vehicle navigation device to which the vehicle orientation detection method according to the present invention is applied;
The figure is a flowchart showing the basic procedure executed by the CPU in Figure 1, Figure 3 is a diagram showing an example of a vehicle mark displayed on the display, and Figure 4 is a diagram showing data in the atlas as a barcode. 5 is a flowchart showing the processing procedure of the timer interrupt executed by the CPU in FIG. 1, FIG. 6 is a pictorial diagram showing the trajectory of the output data of the geomagnetic sensor, and FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the vehicle orientation detection method according to the present invention executed by the CPU in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a state in which the locus drawn by the output data of FIG. Explanation of symbols of main parts 1... Geomagnetic sensor 2... Angular velocity sensor 5... System controller 7... CPU 10... Recording medium 12...Display 14...
Input device figure 2 + JIL? r2 勺目 4ji朱5 fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 車両の角速度を検出する角速度センサを備え、この角速
度センサの出力データに基づいて前記車両の方位を検出
する方位検出方法であつて、前記車両には地磁気に基づ
いて前記車両の方位データを出力する地磁気センサも搭
載されており、この地磁気センサの出力データの変動を
許容する許容範囲を設定し、前記地磁気センサの出力デ
ータがこの許容範囲内にある限り、前記角速度センサの
出力データから求められた方位を前記地磁気センサの出
力データから求められた方位に一致させることを特徴と
する車両の方位検出方法。
A direction detection method that includes an angular velocity sensor that detects the angular velocity of a vehicle, and detects the direction of the vehicle based on output data of the angular velocity sensor, and outputs direction data of the vehicle to the vehicle based on geomagnetism. A geomagnetic sensor is also installed, and a tolerance range is set to allow variations in the output data of this geomagnetic sensor, and as long as the output data of the geomagnetic sensor is within this tolerance range, the output data of the angular velocity sensor is calculated. A method for detecting the orientation of a vehicle, characterized in that the orientation is made to match the orientation determined from the output data of the geomagnetic sensor.
JP25546186A 1986-10-27 1986-10-27 Method for detecting azimuth of vehicle Pending JPS63109313A (en)

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