JPS63109318A - Method for detecting azimuth of vehicle - Google Patents

Method for detecting azimuth of vehicle

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JPS63109318A
JPS63109318A JP25546686A JP25546686A JPS63109318A JP S63109318 A JPS63109318 A JP S63109318A JP 25546686 A JP25546686 A JP 25546686A JP 25546686 A JP25546686 A JP 25546686A JP S63109318 A JPS63109318 A JP S63109318A
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vehicle
azimuth
map
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output data
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隆 柏崎
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雅幸 細井
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福島 敦彦
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Abstract

PURPOSE:To more accurately detect the azimuth of a vehicle, by a method wherein the azimuth due to map data is used but the azimuth from the output data of an earth magnetism sensor is not used during the confirmation processing of the present position of a vehicle on the basis of the map data. CONSTITUTION:At first, a CPU 7 judges whether one-revolutional correction is completed and, when said correction is not completed, a vehicle loaded with an earth magnetism sensor 1 is allowed to make one revolution and the calculated value is stored in a RAM 9. Next, after an initial azimuth is set, the output data of the sensor 1 is taken-in and further stored in the ring buffer within the RAM 9. When the output data is received in a window, at first, it is judged whether the azimuth (map azimuth) calculated from the map data presently stored in a recording medium 10 is utilizable. When the utilization of the map azimuth is not permitted, the azimuth calculated up to now is set to the azimuth of own vehicle and, when the map azimuth is utilizable, the map azimuth is utilized as it is when there is a window error and the azimuth calculated from the output data of the sensor 1 is used when there is no window error and the difference between the azimuth calculated from the sensor 1 and the map azimuth is a predetermined value or more.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、車両の方位検出方法に関し、特に車裁ナビゲ
ーション装置において地磁気センサを用いて車両の方位
を検出する検出方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting the direction of a vehicle, and more particularly to a method for detecting the direction of a vehicle using a geomagnetic sensor in a vehicle navigation system.

背景技術 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。
Background Art In recent years, in-vehicle navigation devices have been researched and developed 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 done.

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
えば地磁気(地球磁界)に基づいて車両の方位を検出す
る地磁気センサが用いられる。しかしながら、この地磁
気センサは外乱時間の影響を受は易く、車両の踏切通過
時、鉄橋通過時、或は車両の側を大きな車(例えば、ト
ラックやバス等)が通過した際に、その出力データに大
きな誤差が含まれることになる。
Such a navigation device requires a direction sensor that detects the direction of the vehicle, and as this direction sensor, for example, a geomagnetic sensor that detects the direction of the vehicle based on geomagnetism (earth's magnetic field) is used. However, this geomagnetic sensor is easily affected by disturbance time, and its output data may be affected when a vehicle passes a railroad crossing, a railway bridge, or when a large vehicle (such as a truck or bus) passes by the vehicle. will contain a large error.

発明の概要 本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、車両方位
のより正確な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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been 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, which enables more accurate detection of the direction of the vehicle.

本発明による車両の方位検出方法は、車両が所定速度以
上で走行している際に、地図データに基づいて実行され
る車両の現在地認識の処理が行なわれているときは、地
図データから求められた方位を使用し、地磁気センサの
出力データから求められた方位は使用しないことを特徴
としている。
In the vehicle direction detection method according to the present invention, when the vehicle is running at a speed higher than a predetermined speed and the current location recognition process of the vehicle is being performed based on map data, It is characterized in that it uses the azimuth determined by the geomagnetic sensor, and does not use the azimuth determined from the output data of the geomagnetic sensor.

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。Example 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
 S (Global Positlonlng Sy
stem)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 a GP for detecting the current location of the vehicle from latitude and longitude information, etc.
S (Global Positlonlng Sy
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
車両の移動量等を演算する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 −RAM (Vi
deo RAM)等からなるグラフィックメモリ11と
、CPU7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C
RT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、使用者によるキー人力
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 the amount of movement of the vehicle, etc. based on the output data of each sensor (device) 1 to 4.
and a ROM (read-only) in which various processing programs and other necessary information for the CPU 7 are written in advance.
Memory) 8, RAM (Random Access Memory) 9 where information necessary for executing programs is written and read, and so-called CD-ROM% IC cards, etc., and are digitized (numerical). A recording medium 10 on which map information has been recorded, and a V-RAM (Vi
Graphic data such as a map sent from the CPU 7 is drawn in the graphic memory 11 and is stored as an image in the graphics memory 11.
It is composed of a graphic controller 13 that controls display on a display 12 such as an RT. 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 the user's keystrokes.

次に、CPU7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 procedure executed by the CPU 7 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Sl)、しかる後車
両の現在地がセットされているか否かを4判断する(ス
テップS2)。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S5)。
The CPU 7 first initializes the program to execute it (step S1), and then determines whether the current location of the vehicle has been set (step S2). If the current location has not been set, a current location setting routine is executed (step S3), for example, the current location is manually set using the keys on the input device 14. Next, the mileage is set to zero (step S4), and it is then determined whether there is any key input from the input device 14 (step S5).

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S6)。
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 likely 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 S6).

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S9)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 S9), and map enlargement/reduction (step 510).

また、CPU7はタイマーによる割込み処理により、第
3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S11.312)。
Further, 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. 3, by interrupt processing using a timer (step S11.312).

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、V双方の検出素子からの出力データによ
って、第4図に示すような、UV直交座標系の原点Oを
中心とする円工の軌跡が描かれる。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 U and V detection elements generates a circular shape centered on the origin O of the UV orthogonal 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−t an″I (U/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、U
、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−t an″I (U/V) (1) Therefore, such a geomagnetic sensor 1 is attached to a vehicle at a predetermined angle with respect to the longitudinal or lateral direction of the vehicle, U
, V based on the output data from both detection elements (1)
By calculating the equation, 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、 V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く円
は第4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, when the U and V magnetic detection elements are fixed to the vehicle and there is no relative displacement between them, the center of a circle drawn by plotting the output obtained by rotating the magnetic detection elements once, 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 center Q of the circle drawn by the output of the rain detection element is located at a position moved from the origin, as shown by ■ in FIG. Therefore, the output U of the rain detection element.

■の最大値Uma、V頗及び最小値U vil 、 V
 B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 value Uma, V and the minimum value U vil, V
B is determined, and from these, the coordinates of the center Q are calculated using the following equation (2).

Uo = (U頗+Uin) /2 )・・・・・・(2) VO−(V鯨+Vvin)/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、V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。
Uo = (U+Uin)/2)...(2) VO-(V+Vvin)/2 Using the calculated values UO and vo, calculate the output of each magnetic detection element using the following equation (3). The values U and V are corrected, and the direction is calculated from the corrected U- and V-.

U”−U−UO )      ・・・・・・(3) V″−v−vO 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5図に斜線で示すように、
前回求めた方位データ(Unq+ vn−1)・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5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。
U"-U-UO) ......(3) V"-v-vO In addition, in order to increase the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1, the output data of the geomagnetic sensor 1 is A tolerance range (hereinafter referred to as a window) that allows variation is set. In other words, as shown by diagonal lines in Figure 5,
A window is set in the angular direction using the previously determined azimuth data (Unq+vn-1) as a reference, and the difference between the previously determined azimuth data and the currently determined azimuth data is constantly monitored. If the direction data is significantly different from the direction data set, that is, if it is outside the window, the data is treated as an error and replaced with predetermined data, such as the previous data or the average value of data from several times in the past (the number of times is arbitrary). , the reliability of the output data of the geomagnetic sensor 1 is increased. 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, etc.
The window is set with a certain width in the radial direction as well. In FIG. 5, α represents an angle tolerance, and β represents 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[度/ 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。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(とも済むことになる。
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, if the vehicle speed is 40 [km/h] and the maximum angular velocity is 30 [degrees/s], if the output data of the geomagnetic sensor 1 exceeds this range, it will be considered an error, and the previous data or past data will be displayed. Replace with the average value of the data. 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 response angle in response to changes.

次に、CPU7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6図(A)〜(C)のフロー
チャートに従って説明する。
Next, the procedure of the vehicle orientation detection method according to the present invention executed by the CPU 7 will be explained according to the flowcharts shown in FIGS. 6(A) to 6(C).

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、更にRAMQ内のリングバッファにこの
データを順次記憶していく (ステップ523)。この
リングバッファに蓄えておくデータ量はある所定時間分
で構わない。次に、この出力データが先述したウィンド
ウ(第5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計算する(
ステップ525)。
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 taken in, and this data is sequentially stored in the ring buffer in the RAMQ (step 523). The amount of data stored in this ring buffer may be for a certain predetermined period of time. Next, it is determined whether or not this output data falls within the aforementioned window (the shaded area in FIG. 5) (step 524). If it is within the window, the direction of the vehicle is calculated based on the above-mentioned equations (1) to (3) from the output data of the captured geomagnetic sensor 1 (
Step 525).

続いて、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526)、更にウィンドウエラー無しの
フラグをセットする(ステップ527)。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 determination counter that counts the number of times that the center value deviation has occurred are both set to zero. (step 526), and further sets a flag indicating no window error (step 527). 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.

次に、自軍方位を決定する流れに入る。先ず、ステップ
S40において現在記録媒体10に記憶されている地図
データから求められる方位(以下、地図方位と称する)
の利用が可能か否かを、後述する地図方位利用禁止フラ
グが“0″であるか否かによって判断する。なお、地図
方位の利用が可能か否かの決定は後述する方法によって
行なわれる。地図方位の利用が許可されていない場合は
、これまでに求められてきた方位を自軍方位としくステ
ップ541)、しかる後ステップ52Bに戻る。地図方
位の利用が許可されている場合は、更に地磁気センサ1
の出力データがウィンドウに入っていたか否かを、ウィ
ンドウエラー無しフラグがセットされているか否かで判
断する(ステップ542)。ウィンドウエラー有りのと
きには地図方位をそのまま利用しくステップ843)、
しかる後ステップS23に戻る。ウィンドウエラー無し
の場合には、地磁気センサ1の出力データル1ら求めら
れた方位と地図方位との差が所定値以上か否かを判断し
くステップ544) 、所定値以上のときは、引込み動
作に疑いがあると思われるので自軍方位として地図方位
を使用するのを所定時間だけ禁止しくステップ546)
、地磁気センサ1の出力データから求められた方位を使
用する(ステップ547)。所定値以上でない場合には
、地図方位をそのまま利用しくステップ545)、しか
る後ステップS23に戻る。
Next, we begin the process of determining the direction of our troops. First, in step S40, a direction (hereinafter referred to as a map direction) determined from the map data currently stored in the recording medium 10 is determined.
It is determined whether or not the map orientation usage prohibition flag, which will be described later, is "0". Note that the determination as to whether or not the map orientation can be used is made by the method described later. If the use of the map orientation is not permitted, the orientation obtained so far is set as the own army orientation (step 541), and then the process returns to step 52B. If the use of map orientation is permitted, geomagnetic sensor 1
It is determined whether or not the output data of is included in the window, based on whether or not a window error-free flag is set (step 542). If there is a window error, use the map direction as is (step 843),
Thereafter, the process returns to step S23. If there is no window error, it is determined whether the difference between the azimuth determined from the output data 1 of the geomagnetic sensor 1 and the map azimuth is greater than a predetermined value (step 544), and if it is greater than the predetermined value, a pull-in operation is performed. Since it seems suspicious, the use of the map direction as the own military direction is prohibited for a predetermined period of time (step 546).
, the direction determined from the output data of the geomagnetic sensor 1 is used (step 547). If it is not equal to or greater than the predetermined value, the map direction is used as is (step 545), and then the process returns to step S23.

一方、ステップS24において地磁気センサ1の出力デ
ータがウィンドウに入っていないと判断した場合には、
ウィンドウエラーカウンタのカウント値Nを“1”だけ
カウントアツプしくステップ528)、続いてそのカウ
ント値Nがウィンドウエラー最大値Nmxに達したか否
かを判断する(ステップ529)。そして、ウィンドウ
エラー最大値NIIX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530)、
更にウィンドウエラー有りのフラグをセットしくステッ
プ531)、しかる後ステップS40に進み前述の動作
を行なう。
On the other hand, if it is determined in step S24 that the output data of the geomagnetic sensor 1 is not within the window,
The count value N of the window error counter is counted up by "1" (step 528), and then it is determined whether the count value N has reached the maximum window error value Nmx (step 529). Then, until the window error maximum value NIIX 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 (step 530),
Furthermore, a flag indicating that there is a window error is set (step 531), and then the process proceeds to step S40, where the above-described operations are performed.

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N鯨に達した場合は、センタ値ずれ
カウンタのカウント値Eを“1“た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E眺に達したか否かを判断する(ステ
ップ833)。
Further, when the count value N of the window error counter reaches the window error maximum value N, the count value E of the center value deviation counter is counted up by "1" (step 532), and then the count value E is set to the center value. Value deviation determination It is determined whether the maximum value E view has been reached (step 833).

そして、センタ値ずれ判定最大値Emx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534)
、ステップS35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536)
、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 Emx is reached (step 534).
, the output data of the geomagnetic sensor 1 is taken in until it is determined that time is up in step S35 (step 536).
, 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.

次に、現在地図方位の利用が可能か否かの判断をステッ
プS40の場合と同様にして行なう(ステップ548)
。地図方位の利用が許可されていない場合は、これまで
に求められてきた方位を自軍方位としくステップ549
)、地図方位の利用が許可されている場合は地図方位を
そのまま利用しくステップ550)、Lかる後ステップ
S35に戻る。
Next, it is determined whether the current map direction can be used or not in the same manner as in step S40 (step 548).
. If the use of the map direction is not permitted, step 549 sets the previously requested direction as the own direction.
), if the use of the map orientation is permitted, the map orientation is used as is (step 550), and the process returns to step S35.

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E簡に達した場合は、ステップ333において
センタ値ずれと判断し、他のデータを利用してセンタ値
ずれを補正しくステップ538)、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7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。
When the count value E of the center value deviation counter reaches the maximum value E for determining center value deviation, it is determined in step 333 that there is a center value deviation, and the center value deviation is correctly corrected using other data (step 538); Both the count value N of the window error counter and the count value E of the center value deviation determination counter are set to zero (step 539), and then the process returns 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.

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。
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.

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。
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 strength of the geomagnetic field changes). (The radius r will not change unless
The center coordinates can be determined using other data, and the center value deviation can therefore 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 known value when the center value is shifted is geomagnetic sensor 1.
The output data (U, V) are the radius r determined by one-rotation correction and the output data of the angular velocity sensor 2, and these values have the relationship expressed by the following equation (4).

U−r争sinθ+U。U-r conflict sin θ+U.

)  ・・・・・・(4) V−r−cosθ+vO (4)式の変形により、次式(5)が得られる。) ・・・・・・(4) V-r-cosθ+vO By transforming the equation (4), the following equation (5) is obtained.

Uo =U −r φsin  θ )   ・・・・・・ (5) V□ −V−r・cos  θ 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 φsin θ) (5) V□-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計算
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 find the angle θ by calculating the slope of the linear function from these values.

次に、地図方位の利用が可能か否かを決定する方法につ
いて説明する。
Next, a method for determining whether or not the map orientation can be used will be explained.

CPU7は、車両の走行距離と速度を検出するための走
行距離センサ3から走行パルスが供給されると、走行パ
ルスによる割込み処理を行なう。
When the CPU 7 receives a travel pulse from the travel distance sensor 3 for detecting the travel distance and speed of the vehicle, it performs an interrupt process using the travel pulse.

この走行パルスによる割込み処理では、走行距離センサ
3の検出誤差や地図データのデジタイズ誤差等に起因し
て生ずる距離誤差を、一定距離だけ走行する毎に地図デ
ータに基づいて前回検出位置から上記一定距離だけ離れ
た道路上の位置を検出し、この検出位置を現在地とする
ことにより、車両の現在地を常に正確に認識する現在地
認識の処理が行なわれる。この現在地認識の処理の具体
的な方法については、本出願人により特願昭61−15
6883号にて既に提案されている。
In this running pulse interrupt processing, distance errors caused by detection errors of the mileage sensor 3, digitizing errors of map data, etc. are corrected by calculating the above-mentioned distance from the previously detected position based on the map data every time the vehicle travels a certain distance. By detecting a position on the road that is far away from the vehicle and using this detected position as the current location, current location recognition processing is performed that always accurately recognizes the current location of the vehicle. Regarding the specific method of processing this current location recognition, the present applicant filed a patent application in 1986-15.
This has already been proposed in No. 6883.

この現在地認識の処理では、一定距離だけ走行する毎に
地図データから現在地に最も近い道路を探し出し、その
道路上に現在地を引き込む動作が行なわれるのであるが
、このとき、CPU7は第8図に示す走行パルスによる
割込み処理も並行して行なう。すなわち、CPU7は先
ず、現在地認識の処理が行なわれているか否かを判断す
る(ステップ551)。現在地認識の処理が行なわれな
い場合としては、地図データから現在地に最も近い道路
が見つからない場合がある。現在地認識の処理が行なわ
れていない場合には、地図方位の利用を禁止するフラグ
を“1°、即ち地図方位の利用を禁止するものとしくス
テップ552)、処理を終える。現在地認識の処理が行
なわれている場合には、車速が所定車速S fat未満
であるか否かを判断しくステップ353)、車速が所定
車速5Ifflt未満である場合には、ステップS52
に進み、車速が所定車速S1g+を以上の場合はそのま
ま処理を終える。
In this current location recognition process, every time the vehicle travels a certain distance, the road closest to the current location is searched from the map data and the current location is drawn onto that road. Interrupt processing by running pulses is also performed in parallel. That is, the CPU 7 first determines whether or not current location recognition processing is being performed (step 551). An example of a case where current location recognition processing is not performed is when the road closest to the current location cannot be found from the map data. If the current location recognition process is not being performed, the flag for prohibiting the use of the map direction is set to "1°," that is, the use of the map direction is prohibited (step 552), and the process ends. If so, it is determined whether the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed Sfat (step 353), and if the vehicle speed is less than the predetermined vehicle speed 5Ifflt, it is determined in step S52.
If the vehicle speed is greater than or equal to the predetermined vehicle speed S1g+, the process ends.

また、CPU7はタイマーによる割込み処理により、第
9図に示すように、地図方位の利用を禁止するフラグが
“12、即ち地図方位の利用が禁止されているか否かを
判断しくステップ554)、禁止のときは所定時間が経
過するまで時間を監視しくステップ555)、所定時間
が経過したならば、地図方位の利用を禁止するフラグを
0”に設定して地図方位の利用を禁止する(ステップ5
56)。初めに地図方位の利用が許可されている場合に
は、何もせずに処理を終える。
Further, as shown in FIG. 9, the CPU 7 determines whether or not the flag for prohibiting the use of the map direction is "12", that is, the use of the map direction is prohibited, as shown in FIG. 9, by the interrupt processing by the timer. In this case, the time is monitored until a predetermined time has elapsed (Step 555), and when the predetermined time has elapsed, the flag for prohibiting the use of the map direction is set to 0'' to prohibit the use of the map direction (Step 5).
56). If the use of the map direction is initially permitted, the process ends without doing anything.

すなわち、上述した車両の方位検出方法においては、車
両が所定速度(例えば、40 [Km/hl )以上で
走行しているときには車両の方位は大きく変化すること
はなく、地図上の線分(線分の繋りで道路が表わされる
)も直線近似が可能であると判断されるので、このよう
な状態では、地図のデジタイズ作業で誤差が出に<<、
地図データから得られる方位の信頼性は地磁気センサ1
による方位よりも高いものとし、車両が所定速度以上で
走行している際に、車両の現在地認識の処理が行なわれ
ているときは、この処理において地図データから得られ
る方位を使用し、地磁気センサ1により求められる方位
は使用しないのである。これにより、自車方位をより正
確に検出できることになる。
That is, in the above-mentioned method for detecting the vehicle direction, when the vehicle is traveling at a predetermined speed (for example, 40 [Km/hl) or higher, the direction of the vehicle does not change significantly, and the direction of the vehicle does not change significantly, and the direction of the vehicle does not change significantly. Since it is determined that a straight line approximation is possible for roads (roads are represented by connecting minutes), errors may occur in map digitization work in such a situation.
The reliability of the orientation obtained from map data is determined by the geomagnetic sensor 1.
If the current location of the vehicle is being recognized while the vehicle is running at a speed higher than the specified speed, the orientation obtained from the map data is used in this process, and the orientation obtained from the geomagnetic sensor is The direction determined by 1 is not used. This allows the direction of the vehicle to be detected more accurately.

なお、第9図のステップS55においては、時間の経過
を監視するとしたが、車両が所定距離だけ走行したか否
かを監視するようにすることも可能である。
Although the passage of time is monitored in step S55 of FIG. 9, it is also possible to monitor whether the vehicle has traveled a predetermined distance.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、車両が所定速度で
走行している場合であって地図データに基づく車両の現
在地認識の処理が行なわれている場合に限り、地図デー
タから求められた方位を自軍方位として使用し、地磁気
センサにより求められる方位を使用しないことにより、
常に信頼性の高い方位データに基づいて方位検出を行な
うことができるので、車両の方位をより正確に検出でき
ることになる。
As described in detail, according to the present invention, only when the vehicle is traveling at a predetermined speed and the process of recognizing the vehicle's current location based on the map data is performed, information can be obtained from the map data. By using the calculated direction as the own military direction and not using the direction determined by the geomagnetic sensor,
Since direction detection can always be performed based on highly reliable direction data, the direction of the vehicle can be detected more accurately.

【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
図及び第3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4図は地磁気
センサの出力データが描く軌跡を示す線図、第5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6図(A)〜(C)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7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、第8図は走行パルスによる割込み処
理の手順を示すフローチャート、第9図はタイマー割込
みの処理手順を示すフローチャートである。 主要部分の符号の説明
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;
3 and 3 are flowcharts showing the basic procedures executed by the CPU in FIG. 1, FIG. 4 is a line diagram showing the locus drawn by the output data of the geomagnetic sensor, and FIG. A line diagram showing a state in which a window is set on the trajectory to be drawn; FIGS. 6(A) to (C) are a flowchart showing the procedure of the vehicle orientation detection method according to the present invention executed by the CPU in FIG. 1; FIG. 8 is a flowchart showing the procedure for processing an interrupt by a running pulse, and FIG. 9 is a flowchart showing the procedure for processing a timer interrupt. be. Explanation of symbols of main parts

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 地磁気に基づいて車両の方位データを出力する
地磁気センサを備え、この地磁気センサの出力データに
基づいて車両の方位を検出する方位検出方法であって、
前記車両が所定速度以上で走行している際に、地図デー
タに基づいて実行される車両の現在地認識の処理が行な
われているときは、前記地図データから求められた方位
を使用し、前記地磁気センサの出力データから求められ
た方位は使用しないことを特徴とする車両の方位検出方
法。
(1) A direction detection method comprising a geomagnetic sensor that outputs vehicle direction data based on geomagnetism, and detecting the vehicle direction based on the output data of the geomagnetic sensor,
When the vehicle is traveling at a predetermined speed or higher and the current location recognition process of the vehicle is being performed based on map data, the direction determined from the map data is used to detect the geomagnetic field. A vehicle orientation detection method characterized in that the orientation determined from sensor output data is not used.
(2) 前記現在地認識の処理が行なわれていないとき
は、所定時間又は所定走行距離だけ前記地図データから
求められた方位の使用を禁止し、その間は前記地磁気セ
ンサの出力データから求められた方位を使用することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の車両の方位検出
方法。
(2) When the current location recognition processing is not being performed, the use of the orientation determined from the map data is prohibited for a predetermined time or a predetermined travel distance, and during that time, the orientation determined from the output data of the geomagnetic sensor is prohibited. A method for detecting the direction of a vehicle according to claim 1, characterized in that the method uses:
(3) 前記車両が前記所定速度未満で走行していると
きは、所定時間又は所定走行距離だけ前記地図データか
ら求められた方位の使用を禁止し、その間は前記地磁気
センサの出力データから求められた方位を使用すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の車両の方位検
出方法。
(3) When the vehicle is traveling at less than the predetermined speed, the use of the direction determined from the map data is prohibited for a predetermined time or a predetermined distance, and during that time, the direction determined from the output data of the geomagnetic sensor is prohibited. 2. A method for detecting a vehicle orientation according to claim 1, characterized in that the vehicle orientation is determined by using an orientation determined by the vehicle orientation.
(4) 前記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ときは、前記地磁気センサの出力
データから求められた方位と前記地図データから求めら
れた方位との差を監視し、この方位差が所定値以上のと
きは、前記地磁気センサの出力データから求められた方
位を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の車両の方位検出方法。
(4) A tolerance range is set to allow variations in the output data of the geomagnetic sensor, and when the output data of the geomagnetic sensor is within this tolerance range, the direction determined from the output data of the geomagnetic sensor and the map Claim 1, characterized in that the difference between the orientation and the orientation determined from the data is monitored, and when this orientation difference is equal to or greater than a predetermined value, the orientation determined from the output data of the geomagnetic sensor is used. The vehicle orientation detection method described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63169517A (en) * 1987-01-08 1988-07-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Magnetism correcting method for earth magnetism azimuth sensor
JP2007524805A (en) * 2003-02-24 2007-08-30 ジェンテックス コーポレイション Electronic compass system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6089300A (en) * 1983-10-21 1985-05-20 三菱電機株式会社 Running information display

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