JPS63218816A - 移動体用コース誘導装置 - 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】 本発明は、移動体用コース誘導装置、特に例えば乗用車
などの移動体に搭載されて地磁気の方位を検出する磁気
方位センサとスピード・センサとの出力にもとづいて移
動体の現在位置をディスプレイ上に表示する移動体用コ
ース誘導装置において、上記移動体の現在位置表示機能
に加えて、上記磁気方位センサに検出される方位ベクト
ル信号の絶対値が方位によって異なっていることが検出
された際に警告する機能をそなえた移動体用コース誘導
装置に関するものである。

従来から、磁界の方向を検出する磁気方位センサを用い
て地磁気の方位を検出することによって移動体の走行方
向の方位を検出することが考慮されている。そして１例
えば乗用車などの移動体に搭載された上記磁気方位セン
サおよびスピード・センサの出力にもとづいて上記乗用
車の現在位置を抽出し２例えばディスプレイ上に上記乗
用車の走行軌跡としてプロットさせると共に、道路地図
を上記ディスプレイ上に対応づけ、上記プロットが地図
上の道路に沿って延びて行くようにしてコースを誘導す
る移動体用コース誘導装置が開発されつつある。上記磁
気方位センサを用いた移動体用コース誘導装置における
基本原理は前述した如く、上記磁気方位センサによって
検出される地磁気の方位にもとづいて上記移動体の走行
方向の方位を知ることにある。従って、磁気方位センサ
の検出信号は地磁気の正確な方位情報でなければならな
い、しかしながら、上記磁気方位センサが例えば乗用車
などのように鉄板によって構成された車輌内に搭載され
た場合には、車輌を構成する鉄板の帯磁の影響を受けて
、上記磁気方位センサの出力はオフセットがかかること
によって、地磁気の正確な方位を検出することができな
い、また。

鉄板構造の車輌の形状（一般に車体の横幅は進行方向長
さに比較して小さい）にもとづく磁束の通り易さに異方
性があるという問題のために、上記磁気方位センサの車
輌内における搭載位置または地磁気の入射方向の如何に
よって５磁気力位センサの地磁気に対する検出感度が異
なり、そのため。

地磁気の方位を正確に検出することができなくなる。こ
れらのことを第１図および第２図を参照して具体的に説
明する。

例えば、第１図（Ａ）に図示されている磁気方位センサ
１においては、リング・コア２に巻回されている励磁コ
イル３に周波数ｆの交流電流を供給する２とによって、
リング・コア２を飽和・不飽和が繰返されるように交流
励磁する。この状態において２図示の如く、磁界の強さ
ト■ｅを有する磁界（この場合、地磁気によるもの）が
加えられると、直交する検出コイル４，５に上記磁界の
強さＨｅに比例した電圧Ｖ、、Ｖ、が発生する。該発生
電圧部ち上記磁気方位センサｌの出力Ｖ、およびＶ、は
、上記地磁気ベクトルＨｅのＸ軸およびＹ軸成分であっ
て、比例定数をＫとすると１次式によって与えられる。

即ち。

そして、上記地磁気の方向に対して磁気方位センサ１を
３６０°回転させたとすると、該磁気方位センサ１の出
力■８と■７とで得られる軌跡は。

第１図（Ｂ）図示の如く。

Ｖ、ｌｌ＋　Ｖｙ”　＝　（Ｋ　Ｈｅ　）”−ａ　”　
　　＝−・・・（２）で与えられる円１１となる。従っ
て、上記磁気方位センサ１の出力ｖ×およびｖＶによっ
て地磁気の方向即ち磁北方位を求めることができる。そ
の結果１例えば上記磁気方位センサ１のＹ軸方向を移動
体の進行方向に一致させるようにすれば、１北方向に対
する移動体の進行方向の方位を知ることができる。

しかしながら、上記磁気方位センサ１が例えば自動車な
どのように鉄板によって構成された車輌内に搭載された
場合には、車輌を構成する鉄板等の残留磁気（車輌組立
時における帯磁によるもの）によって、上記磁気方位セ
ンサ１のＸ−Ｙ出力はオフセットがかけられることにな
る。即ち。

第２図図示矢印Ｈｒが上記残留磁気ベクトルを表わし、
該残留磁気ベクトルＨｒによって上記磁気方位センサ１
のＸ−Ｙ出力の原点０は図示点Ｏ′に変位してしまう、
その結果、地磁気ベクトルＨｅにもとづく上記磁気方位
センサ１の出力（’ｖ’＋、Ｖｖ）の軌跡は第２図図示
１ｔの如くになる。従って、地磁気ベクトルＨｅの方向
は図示矢印０’　　Ｐ方向であるにも拘らず、上記磁気
方位センサ１の出力によって得られる方位ベクトルは。

上記残留磁気ベクトルＨｒと地磁気ベクトルＨｅとの合
成ベクトル（第２図図示ベクトルＯＰ）となり、正確な
地磁気の方向を検出することができない。

また、前述した如く、車輌に対する地磁気の入射角の変
化にもとづく方位によって磁気方位センサ１の磁気検出
感度が異なる。この場合の磁気方位センサｌの出力軌跡
は、第１図または第２図に図示されている軌跡！、また
は１２の如き真円とならないで１図示省略したが楕円と
なる。更に。

磁気方位センサの車輌内における設置位置による影響は
１図示省略したが楕円状軌跡の長軸がＸ。

Ｙ軸に対して傾斜した軌跡として表われる。

従って、磁気方位センサ１の出力に対してオフセント補
正および感度補正を行なうことによって正確な地磁気の
方位情報が得られるようにしている。しかしながら１例
えば走行開始時などに上記の補正を行なったとしても３
例えば直流送電の鉄道踏切り等を通過したりした場合に
車体の帯磁量に変化が生じたり、或は時間の経過によっ
て少しずつ減磁して上記帯磁量に変化が生じることがあ
る。このように、車体の帯磁量が変化すると、初期状態
に行なった上記オフセット補正に狂いが生じる。従って
、上記帯磁量の変化に気付かずに走行を続けると、走行
軌跡表示に誤差が生じるという問題がある。

本発明は、上記の如き問題を解決することを目的とし、
！気力位センサの補正後の検出信号の絶対値をモニタし
、該絶対値の方位による変動を検出して該変動値が所定
のレベル以上になった場合に警告が発せられるようにす
ることによって、オフセント補正の再補正を行なうべき
タイミングを適切に認知し、正確な走行軌跡表示が得ら
れるようにする移動体用コース誘導装置を提供すること
を目的としている。以下図面を参照しつつ説明する。

第３図は本発明の一実施例ブロック図を示している０図
中の符号１は第１図に対応しており、６はセンサ出力補
正部であって磁気方位センサ１の出力（Ｘ、　Ｙ）に対
してオフセット補正および感度補正を行なうもの、７は
絶対値演算部であってセンサ出力補正部６から出力され
る補正データ（Ｘ＋　、Ｙｌ　）の絶対値を演算するも
の、８Ｘおよび８Ｙは絶対値補正部であって上記絶対値
演算部７の出力にもとづいてセンサ出力補正部６からの
補正データＸ１およびＹ、に対する補正を行なうもの、
９はスピード・センサであって移動体の単位走行距離例
えば車輪の１０回転毎にクロック信号を出力するもの、
１０は積算部であって上記スピード・センサ９からのク
ロック信号に対応して上記絶対値補正部８Ｘおよび８Ｙ
の出力ｘ２およびＹ２を積算して出力するもの、１１は
軌跡記憶部であって上記積算部１０の出力が順次記憶さ
れると共に該記憶された内容にもとづいてディスプレイ
１２に移動体の走行軌跡を表示せしめるもの、１３は象
限判定部であって上記センサ出力補正部６の出力（ｘ、
、ｙ、）の方位ベクトルが第何象限に存在するものであ
るかを判定するもの。

１４および１５はゲート回路、１６は分配回路部。

ｌフないし２０は第１ないし第４のシフト・レジスタ、
２１ないし２４は平均値演算部であって上記シフト・レ
ジスタ１７ないし２０に格納されている内容を読出して
平均値を演算するもの、２５は比較回路部であって予め
設定された基準値と上記平均値演算部２１ないし２４の
内容とを比較して不一致の場合に警告信号を出力するも
のを表わしている。

本発明の一実施例を示す第３図において、先づ本発明の
走行軌跡表示機能について説明する。本願明細書冒頭に
述べた如く、磁気方位センサｌによって検出された出力
（Ｘ、Ｙ）はセンサ出力補正部６においてオフセント補
正および感度補正が次式にもとづいて行なわれて補正デ
ータ（Ｘ、。

Ｙｌ）が出力される。即ち。

第（３）式において、ａはＸオフセット補正値、ｂはＹ
オフセット補正値、ＣはＸ感度補正値、ｄはＹ感度補正
値である。

上記センサ出力補正部６から出力される補正データ（Ｘ
＋　、Ｙｌ）は、絶対値演算部７において演算されて求
められた絶対値＜７０ｖコゴ鳶７３〉にもとづいて絶対
値補正部８Ｘおよび８Ｙにおいて次式にもとづく絶対値
補正が行なわれて方位単位ベクトルＸｓ　、Ｙｚが積算
部１ｏに送られる。即ち。

Ｘ。

積算部１０においては、スピード・センサ９からのクロ
ック信号に対応して上記方位単位ベクトルＸｔおよびＹ
２が順次積算されて軌跡記憶部１１に順次格納される。

そして、該軌跡記憶部１１の内容が読出されて、ディス
プレイ１２に走行軌跡として表示される。

次に２本発明における他の機能即ち車体の帯磁量の変動
に伴なうオフセット状態の変化の発生を直ちに警告する
機能について説明する。上記センサ出力補正部６におけ
る補正が正しく行なわれている場合には、該センサ出力
補正部６から出力される補正データ（Ｘ＋　、ＹＩ）の
軌跡は例えば第１図（Ｂ）図示の軌跡ｆｉ、の如く直円
となる。従って、上記補正データ（ｘ＋　、ＹＩ　）に
よって表わされる方位ベクトルの絶対値（ｎ） はほぼ一定である。しかしながら２本願明細書冒頭に述
べた如く、車体の帯磁量に変化が生じると。

第２図に関連して説明したオフセット状態の変化が生じ
て上記補正データＣＸｒ　、Ｙｒ　）の軌跡は例えば第
２図図示の軌跡１２の如く原点がＸ−Ｙ軸の原点０に対
してずれたものになる。即ち、方位によ、て上記絶対値
（つＸ＋”＋Ｙ＋Ｊに差異がが生じる０本発明において
はこのことに着目して。

上記補正データｘ＋　、Ｙ、の絶対値（７８こ２１コと
コ）の第１ないし第４象限毎の平均値と基準値（第１図
（Ｂ）または第２図図示矢印Ｈｅに相当するもの）との
不一致を検出して上記オフセント状態の変化が生じたこ
とを警告するようにしている。以下、第３図によって具
体的に説明する。前述した如く、上記補正データ（Ｘ＋
　、ＹＩ　）の絶対値（９ρε戸＋ｙ＋’）が絶対値演
算部７において演算されると共に該補正データ（ｘ、、
ｙ、）によって表わされる方位ベクトルが何れの象限に
存在するものであるかが象限判定部１３によって判定さ
れる。そして、スピード・センサ９からのクロック信号
に同期して上記絶対値（７５１ン１蔦己下）と象限判定
結果とが同時にゲート回路１４および１５を介し分配回
路部１６に送られる。該分配回路部１６においては、該
絶対値（ｆ東７７７Ｆ）を上記象限判定結果にもとづい
て第１ないし第４のシフト・レジスタ１７ないし２０に
分配する。

即ち、該第１ないし第４のシフト・レジスタエフないし
２０は予め上記象限対応に定められており。

例えば、第１のシフト・レジスタ１７は第１２限範囲内
の方位ベクトルの絶対値を格納するもの。

第２のシフト・レジスタ１８は第２象限範囲内の方位ベ
クトルの絶対値を格納するもの、・・・というように定
められている。このように、各象限に区分されて上記第
１ないし第４のシフト・レジスタ１７ないし２０の夫々
にシフトされつつ格納された複数の絶対値（Ｊ　Ｘ　Ｉ
　”　＋　Ｙ　ｌ　”）　は、平均値演算部２１ないし
２４において夫々の平均値が演算される。咳各平均値は
比較回路部２５において所定の闇値をもつ基準値と比較
されて、不一致が検出された際にオフセント補正の再補
正が必要であることを意味する警告信号が出力される。

そして、該警告信号によって例えば警告ランプや警告ブ
ザーを動作させて運転者などに知らせるようにすれば良
い。なお、上記警告が発せられた場合には、上記オフセ
ット補正の再補正を行なって、正確な走行軌跡表示が行
なわれるようにして、移動体の正しいコース誘導が行な
われるようにすることは言うまでもない。

なお、各象限の絶対値データをスピード・センサの出力
に同期して取り込む理由は、各象限データとして一定距
離のデータの平均値を取るためである。それは道路上に
局所的に地磁気の方位・絶対値が大きく異なる場所があ
り、その場所で停車したりすると、平均化を行なわない
場合には即座に、また時間による平均化を行なう場合に
は一定時間後に、車体の帯磁の警報が出ることになり正
しい判定を行なうことができない。そのため各象限のデ
ータとしては局所的な地磁気の乱れよりも長い距離のデ
ータを蓄積しその平均を取ることにより、車体帯磁等の
センサ補正値のずれのみを検出するようにしている。

また絶対値データを各象限に分配する理由は。

補正された地磁気ベクトルの絶対値は車体の向きにかか
わらず一定であるはずであり、その絶対値のずれは即座
に検出方位の誤差が発生していることを示すためである
。

代表的な誤差の原因である車体の帯磁については各象限
毎の絶対値に差が出て来る結果となる。

特に互いに反対方向の絶対値が片方が増えると片方が同
じだけ減ることにより容易に検出することができる。

センサの感度補正が正しくない場合には互いに反対方向
に有る象限の絶対値が、他の象限の絶対値に対して連動
して増減することにより検出することができる。

判定基準を地磁気ベクトルの絶対値とすることにより、
ある範囲内のＸＹ座標値を平均化するよりはデータのば
らつきが少なくなり、より広い範囲のより多いデータの
平均化を行なえるようになり、より正確な判定が可能に
なる。

以上説明した如く９本発明によれば、Ｇ！１気方位セン
サの補正後の検出信号の絶対値を常時モニタし、該絶対
値の方位にもとづく変動を検出して該変動値が所定のレ
ベル以上になった場合には、直ちに警告を発するように
することによって、オフセント補正の再補正を行なうべ
きタイミングの適切な認知を可能ならしめて、正確な走
行軌跡表示が得られるようにする移動体用コース誘導装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明に用いられる磁気方位
センサの一実施例を説明するための説明図。 第２図は磁気方位センサの出力におけるオフセントに関
する説明図、第３図は本発明の一実施例全体ブロック図
を示す。 図中、１は磁気方位センサ、６はセンサ出力補正部、７
は絶対値演算部、８Ｘおよび８Ｙは絶対値補正部、９は
スピード・センサ、１０は積算部。 １１は軌跡記憶部、１２はディスプレイ、１３は象限判
定部、１４および１５はゲート回路、１６は分配回路部
、１７ないし２０は第１ないし第４のシフト・レジスタ
、２１ないし２４は平均値演算部、２５は比較回路部を
表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動体に磁気方位センサとスピード・センサとを載置す
   ると共に、移動体に載置したディスプレイと該ディスプ
   レイの表示画面に対応せしめて表示する地図とをそなえ
   、上記磁気方位センサとスピード・センサとによって上
   記移動体の現在位置を抽出しかつ当該現在位置を上記デ
   ィスプレイ上にプロットして上記地図と対応づけるよう
   に構成された移動体用コース誘導装置において、磁気方
   位ベクトルのＸおよびＹ方向成分を検出する上記磁気方
   位センサの出力に対して移動体帯磁量にもとづくオフセ
   ット補正を行なって補正データを出力するセンサ出力補
   正部をそなえ、上記センサ出力補正部から出力される補
   正データの平均値と予め定められた基準値とを比較して
   その差が所定値以上の際に警告信号を出力するように構
   成されていることを特徴とする移動体用コース誘導装置
   。