JP3595048B2

JP3595048B2 - Vehicle direction detector

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Publication number: JP3595048B2
Application number: JP29262995A
Authority: JP
Inventors: 基久村木
Original assignee: Jeco Corp
Current assignee: Jeco Corp
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: JPH09133530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地磁気を利用して車両の進行方位を検出する車両用方位検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の車両用方位検出装置においては、入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分を検出し、この検出したＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分から予め記憶されている車両のＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量（オフセット量）を差し引き、この着磁量の差し引かれた検出磁気成分に基づいて車両の進行方位を検出するものとしている。
【０００３】
すなわち、直交する２軸（Ｘ，Ｙ軸）の磁気検出素子（Ｘ軸コイル，Ｙ軸コイル）を有する磁気センサを、そのＸ軸を車両の幅方向にとり、そのＹ軸を車両の長さ方向（車両の進行方向）にとり、Ｘ，Ｙ軸のなす面が水平面となるように保持のうえ、車両に配置している。
ここで、Ｘ軸と地磁気ベクトル（水平成分）との成す角度をθ、地磁気ベクトル（水平成分）の絶対値をＲ、車両のＸ軸方向の着磁量をα、車両のＹ軸方向の着磁量をβとすると、磁気センサの検出する入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分ＶｘおよびＹ軸方向成分Ｖｙは、下記（１）および（２）式により表される。
Ｖｘ＝Ｒ・ｃｏｓθ＋α ・・・（１）
Ｖｙ＝Ｒ・ｓｉｎθ＋β ・・・（２）
【０００４】
つまり、均一な地磁気中で車両が周回旋回した時のＶｘ，Ｖｙを座標面上で描くならば、図９に示すように、円（以下、この円を方位円と呼ぶ）が描かれる。ちなみに、方位円の原点Ｃ０の座標は（α，β）であり、半径はＲとなる。
ここで、車両の着磁量α，βは、車両を周回旋回することにより検出することができる。例えば、方位円のＸ軸，Ｙ軸それぞれについて、その最大値（Ｖｘ_ｍａｘ ^，Ｖｙｍａｘ ^{），最小値（Ｖｘ}ｍｉｎ ^，Ｖｙｍｉｎ ^{）を求めることにより、下記（３}）および（４）式から着磁量αおよびβを得ることができる。
α＝（Ｖｘ_ｍａｘ＋Ｖｘ_ｍｉｎ）／２・・・（３）
β＝（Ｖｙ_ｍａｘ＋Ｖｙ_ｍｉｎ）／２・・・（４）
これにより、着磁量αおよびβをオフセット量として予め記憶しておけば、すなわち方位円の原点ＣＯの座標を（α，β）として記憶しておけば、車両の刻々の進行方位θは下記（５）式より求めることができる。
θ＝ｔａｎ^−１〔（Ｖｙ−β）／（Ｖｘ−α）〕・・・（５）
【０００５】
しかしながら、この場合、方位円の原点Ｃ０から磁気センサの検出する座標点（Ｖｘ，Ｖｙ）に向かうベクトルの方向を求めているから、マグネットを車両に近づけたり、車両が強磁場中を通過するなどして、着磁量α，βが変化した場合、検出誤差を生ずる。すなわち、図１０に示すように、方位円の原点Ｃ０がＣ１にずれた場合、実際の進行方位がθ’であるにも拘らずθとして検出されてしまい、θ’−θ＝θ_Ｅの検出誤差が生じてしまう。
このような場合、再度車両を周回旋回し、着磁量α，βを求め直すことが考えられる。しかし、周回旋回に適した広い場所は都市部において皆無とも言える状況であり、またユーザに頻繁な周回旋回による検出誤差の補正を強いるのは酷である。そこで、頻繁な周回旋回の実施をユーザに強いることなく、着磁量の変化による検出誤差の補正を自動的に行うことの可能な車両用方位検出装置が提案されている。
【０００６】
この車両用方位検出装置では、走行中、所定時間が経過する毎に、検出Ｘ軸方向成分および検出Ｙ軸方向成分で示される座標点を記憶候補座標点として抽出する。そして、この抽出した記憶候補座標点とすでに記憶されている各記憶確定座標点とを比較し、その記憶候補座標点が各記憶確定座標点を中心として定められる各領域（非選択領域）の何れにも位置していなければ、その記憶候補座標点を記憶確定座標点として収集する。そして、離散的に収集されるこの記録確定座標点（補正用データ）が所定数（例えば、４個）以上となった場合、これらの記憶確定座標点を通る円弧の中心点を求め、この中心点の座標位置から車両のＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量を求め、この求めた着磁量を車両の新しいＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量α’，β’、すなわち方位円の原点Ｃ１（α’，β’）として更新記憶する。これにより、交差点等での旋回時、方位円の原点が求め直され、この求め直された原点を使用して検出進行方位の補正が自動的に行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
入力磁気ベクトルの変化は、地磁気変化だけではく、工事現場の鉄板上の走行、高圧線下の通過、磁気を帯びた車両の側方通過、高架・橋の走行、車載電装品のオン・オフ等により変化する。しかしながら、上述した従来の車両用方位検出装置では、実際の地磁気変化と地磁気以外による磁気変化（以下、外乱磁気による磁気変化と言う）との識別が困難で、記憶候補座標点が外乱磁気によって非選択領域に位置しなくなったのにも拘らず、その記憶候補座標点を記憶確定座標点として決定してしまう。このため、記憶確定座標点が所定数以上となった場合に求められる記憶確定座標点の円弧の中心点、すなわち新たに求められる車両のＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量は、現在の車両のＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量α’，β’と一致せず、検出誤差が生じることになる。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、頻繁な周回旋回の実施をユーザに強いることなく、着磁量の変化による検出誤差の補正を自動的に行うことが可能で、かつ外乱磁気の影響をでき得る限り排除して検出誤差の補正を高精度で行うことの可能な車両用方位検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る発明）は、入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分を補正用データとして離散的に所定数収集し、この収集した補正用データに基づいて方位円の原点を求め直し、この求め直した原点を使用して検出進行方位を補正する一方、収集した各補正用データを中心として方位円の半径で描かれる円の各交差点を求め、これにより求められた各交差点の中からその占有面積が最小のＮ個の交差点の組み合わせを選択し、この選択したＮ個の交差点の内の一つでも予め定められた所定の収束範囲に入らない場合、その収集した補正用データを用いての検出進行方位の補正を禁止するようにしたものである。
【００１０】
この発明によれば、入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分が補正用データとして離散的に所定数（例えば、４個）収集され、この収集された補正用データに基づいて検出進行方位が補正される。この場合、収集された各補正用データを中心として方位円の半径で描かれる円の各交差点（例えば、１２個）が求められ、これにより求められた各交差点の中からその占有面積が最小のＮ個（例えば、６個）の交差点の組み合わせが選択され、そのＮ個の交差点が所定の収束範囲に入っているか否かがチェックされる。Ｎ個の交差点の内の一つでも所定の収束範囲に入っていなければ、その収集した補正用データを用いての検出進行方位の補正はキャンセルされる。
【００１１】
第２発明（請求項２に係る発明）は、入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分を補正用データとして離散的に所定数収集し、この収集した補正用データに基づいて方位円の原点を求め直し、この求め直した原点を使用して検出進行方位を補正する一方、収集した各補正用データを中心として方位円の半径で描かれる円の各交差点を求め、これにより求められた各交差点の中からその占有面積が最小のＮ個の交差点の組み合わせを選択し、この選択したＮ個の交差点の内の一つでも予め定められた所定の収束範囲に入らない場合、その収集した補正用データを用いての検出進行方位の補正を禁止し、上記選択したＮ個の交差点の全てが所定の収束範囲に入った場合、その選択したＮ個の交差点の平均座標点を算出原点として求め、この算出原点に対する各補正用データの座標上における偏差を求め、所定の上下限の範囲に入らない偏差があれば、最大偏差にかかわる補正用データを異常データとして除去するものとし、これにより異常データが除去された場合、上記選択されたＮ個の交差点の中から異常データとして除去された補正用データを利用して求められた交差点を除去し、残された各交差点の平均座標点を算出原点として再度求め、この算出原点に対する各補正用データの座標上における偏差を求め、所定の上下限の範囲に入らない偏差があれば、その補正用データを用いての検出進行方位の補正を禁止するようにしたものである。
【００１２】
この発明によれば、入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分が補正用データとして離散的に所定数（例えば、４個）収集され、この収集された補正用データに基づいて検出進行方位が補正される。この場合、収集された各補正用データを中心として方位円の半径で描かれる円の各交差点（例えば、１２個）が求められ、これにより求められた各交差点の中からその占有面積が最小のＮ個（例えば、６個）の交差点の組み合わせが選択され、そのＮ個の交差点が所定の収束範囲に入っているか否かがチェックされる。Ｎ個の交差点の内の一つでも所定の収束範囲に入っていなければ、その収集した補正用データを用いての検出進行方位の補正はキャンセルされる。
これに対し、Ｎ個の交差点の全てが所定の収束範囲に入っていれば、その選択したＮ個の交差点の平均座標点が算出原点として求められる。そして、この算出原点に対する各補正用データの座標上における偏差が求められ、所定の上下限の範囲に入らない偏差があれば、最大偏差にかかわる補正用データが異常データとして除去される。
また、これにより異常データが除去された場合、選択されたＮ個の交差点の中から異常データとして除去された補正用データを利用して求められた交差点が除去され、残された各交差点の平均座標点が算出原点として再度求められ、この算出原点に対する各補正用データ（異常データ除去後の各補正用データ）の座標上における偏差が求められる。ここで、所定の上下限の範囲に入らない偏差があれば、その補正用データを用いての検出進行方位の補正はキャンセルされる。
【００１３】
第３発明（請求項３に係る発明）は、第２発明において、算出原点を所定数記憶し、この記憶した各算出原点間の距離のばらつきが所定の範囲内である場合、各算出原点の平均座標点を確定原点とするようにしたものである。この発明によれば、算出原点が所定数（例えば、３個）記憶され、この記憶された各算出原点間の距離のばらつきが判定される、この結果、各算出原点間の距離のばらつきが所定の範囲内であれば、各算出原点の平均座標点が確定原点とされる。
【００１４】
第４発明（請求項４に係る発明）は、第３発明において、確定原点と現在使用している方位円の原点（使用原点）との距離が所定距離未満の場合には確定原点と使用原点との平均値を新たな使用原点とし、所定距離以上離れている場合には確定原点を新たな使用原点とするようにしたものである。この発明によれば、確定原点と使用原点との距離が所定距離未満であれば、確定原点と使用原点との平均値が新たな使用原点とされ、所定距離以上離れている場合には確定原点が新たな使用原点とされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。図２はこの発明の一実施の形態を示す車両用方位検出装置のシステム構成図である。同図において、１は車両に搭載された磁気センサ、２−１および２−２はこの磁気センサ１の検出する入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分ＶｘおよびＹ軸方向成分Ｖｙを入力とするＡ／Ｄ変換回路、３はこのＡ／Ｄ変換回路２−１および２−２によりディジタル値に変換されたＸ軸方向成分ＶｘおよびＹ軸方向成分Ｖｙを所定のサンプリング周期で読み込み、所定のプログラムに従い処理動作を行う演算回路、４は演算回路３での処理動作により得られる車両の進行方位を表示するＬＥＤやＬＣＤパネル等の表示装置である。
【００１６】
磁気センサ１は、磁気検出素子としてのＸ軸コイル１−１およびＹ軸コイル１−２と、Ｘ軸コイル１−１およびＹ軸コイル１−２に生ずる入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分に応じた検出電圧を増幅するＸアンプ１−３およびＹアンプ１−４とを備えている。なお、演算回路３には、メモリ（図示せず）が設けられ、このメモリに車両のＸ軸方向およびＹ軸方向の着磁量αおよびβ、すなわち方位円の原点Ｃ０（α，β）ならびに振幅係数Ｋｘ，Ｋｙが格納されている。ここで、振幅係数ＫｘはＸ軸方向成分に対する振幅係数、振幅係数ＫｙはＹ軸方向成分に対する振幅係数である。
【００１７】
次に、この車両用方位検出装置における特徴的な動作について、図３および図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。図３（ａ）は演算回路３内部での処理を示すフローチャートである。演算回路３は、初期設定を行ってから（ステップ＃１）、メイン処理に入る（ステップ＃２）。
【００１８】
メイン処理＃２において、演算回路３は、磁気センサ１の検出している入力磁気ベクトルのＸ軸方向成分ＶｘおよびＹ軸方向成分ＶｙのＡ／Ｄ変換値を所定のサンプリング周期で読み込み、所定数読み込む毎に平均化処理を行う（図３（ｂ）に示すステップ３０１）。そして、メモリに格納されている方位円の原点Ｃ０（α，β）および振幅係数Ｋｘ，Ｋｙを読み出し、Ｘ軸方向成分ＶｘおよびＹ軸方向成分Ｖｙの平均化処理値に対してオフセット・振幅調整を行う（ステップ３０２）。このオフセット・振幅調整によって得られるＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分をＶＸおよびＶＹとする。なお、この実施の形態では、方位円の半径Ｒが２５０ｍＧとなるように、振幅係数Ｋｘ，Ｋｙを設定している。
【００１９】
そして、演算回路３は、ステップ３０３へ進み、ステップ３０２で得られたＸ軸方向成分ＶＸおよびＹ軸方向成分ＶＹで示される座標点（ＶＸ，ＶＹ）を記憶候補座標点とする。そして、この記憶候補座標点（ＶＸ，ＶＹ）と補正用データとしてすでに記憶されている各記憶確定座標点（Ｘｔ（ｎ），Ｙｔ（ｎ））とを比較し、記憶候補座標点（ＶＸ，ＶＹ）が各記憶確定座標点（Ｘｔ（ｎ），Ｙｔ（ｎ））を中心として定められる非選択領域の何れにも位置していなければ、その記憶候補座標点（ＶＸ，ＶＹ）を次の記憶確定座標点（Ｘｔ（ｎ），Ｙｔ（ｎ））とする。
【００２０】
図５を用いて記憶確定座標点（Ｘｔ（ｎ），Ｙｔ（ｎ））の決定過程を具体的に説明する。今、補正用データとして記憶確定座標点Ｑ１（Ｘｔ（１），Ｙｔ（１））、Ｑ２（Ｘｔ（２），Ｙｔ（２））、Ｑ３（Ｘｔ（３），Ｙｔ（３））が決定されており、ステップ３０３において記憶候補座標点Ｑ４（ＶＸ，ＶＹ）が抽出されたとする。この場合、記憶確定座標点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に対しては、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を中心とする正方形状の非選択領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が定められている。記憶候補座標点Ｑ４は非選択領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れにも位置していない。したがって、この場合、記憶候補座標点Ｑ４は次の記憶確定座標点Ｑ４（Ｘｔ（４），Ｙｔ（４））、すなわち補正用データとして決定される。
【００２１】
演算回路３は、補正用データが４点確定するまでの間は、ステップ３０４におけるステップ４０１（図４参照）でのＮＯに応じ、ステップ３０５，３０６，３０７を経てステップ３０１へ戻る。この場合、ステップ３０５では、ステップ３０２で得たＸ軸方向成分ＶＸおよびＹ軸方向成分ＶＹに対しフィルタ処理を施し、ノイズ成分を除去する。ステップ３０６では、ノイズ成分の除去されたＸ軸方向成分ＶＸおよびＹ軸方向成分ＶＹに基づいて現在の進行方位を算出し、表示用角度に換算する。ステップ３０７では、表示出力処理を行い、換算された表示用角度を表示する。
【００２２】
これに対し、補正用データが４点確定すると、演算回路３は、ステップ４０１でのＹＥＳに応じ、ステップ４０２へ進む。ステップ４０２では、確定した４点の補正用データを中心として方位円の半径Ｒで描かれる円の各交差点を求める。すなわち、図１に示す如く、確定した４点の補正用データをＱ１（Ｘｔ（１），Ｙｔ（１））、Ｑ２（Ｘｔ（２），Ｙｔ（２））Ｑ３（Ｘｔ（３），Ｙｔ（３））、Ｑ４（Ｘｔ（４），Ｙｔ（４））とした場合、Ｑ１〜Ｑ４を中心とする半径Ｒの円の各交差点Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１’〜Ｐ６’を求める。
【００２３】
ここで、Ｐ１，Ｐ１’はＱ１およびＱ２を中心とする半径Ｒの円の交差点、Ｐ２，Ｐ２’はＱ１およびＱ３を中心とする半径Ｒの円の交差点、Ｐ３，Ｐ３’はＱ１およびＱ４を中心とする半径Ｒの円の交差点、Ｐ４，Ｐ４’はＱ２およびＱ３を中心とする半径Ｒの円の交差点、Ｐ５，Ｐ５’はＱ２およびＱ４を中心とする半径Ｒの円の交差点、Ｐ６，Ｐ６’はＱ３およびＱ４を中心とする半径Ｒの円の交差点である。
【００２４】
今、Ｑ１〜Ｑ４が半径Ｒの方位円の円周上に乗っているものとすれば、交差点Ｐ１〜Ｐ６は１点に収束する。すなわち、所定の収束範囲（２軸の領域）Ｓａを定め、この収束範囲Ｓａに交差点Ｐ１〜Ｐ６の全てが入れば、Ｑ１〜Ｑ４が半径Ｒの方位円の円周上にほゞ乗っていると判断することができる。これに対し、交差点Ｐ１〜Ｐ６の内の一つでも収束範囲Ｓａに入らないものがあれば（図６参照）、Ｑ１〜Ｑ４中に半径Ｒの方位円の円周上からかなり外れているものがあると判断することができる。
【００２５】
そこで、この実施の形態では、確定した４点の補正用データを中心として方位円の半径Ｒで描かれる円の各交差点を求め（ステップ４０２）、これにより求められた１２個の各交差点の中からその占有面積が最小の６個の交差点の組み合わせを選択し（ステップ４０３）、この選択した６個の交差点の全てが収束範囲Ｓａに入っているか否かを判定するようにしている（ステップ４０４）。
【００２６】
なお、この実施の形態では、１００ｍＧ（Ｒ÷２．５＝２５０ｍＧ÷２．５＝１００ｍＧ）角の領域を収束範囲Ｓａとしている。また、１２個の各交差点の中からその占有面積が最小の６個の交差点の組み合わせを選択する際、同一占有面積のものが存在した場合には、縦横比が１に近い方を選択するようにしている。
【００２７】
ここで、選択した６個の交差点の内一つでも収束範囲Ｓａに入らないものがあれば、ステップ４０４でのＮＯに応じてステップ４２０へ進み、補正用データＱ１〜Ｑ４をクリアしてステップ３０５以降の処理へと進む。すなわち、選択した６個の交差点の内一つでも収束範囲Ｓａに入らないものがあれば、その収集した補正用データＱ１〜Ｑ４を用いての検出進行方位の補正をキャンセルする。
【００２８】
これにより、外乱等による異常地磁気が発生しても初期設定されている半径Ｒにある程度適合する地磁気データの原点を算出することが可能となる。なお、ここでは後述の処理とのからみがあり、比較的許容したレベルに判定領域（収束範囲Ｓａ）を設定している。
【００２９】
選択した６個の交差点の全てが収束範囲Ｓａに入れば、ステップ４０４でのＹＥＳに応じて、ステップ４０５へ進む。
ステップ４０５では、ステップ４０３で選択した６個の交差点の平均座標点、すなわち図１で言えば交差点Ｐ１〜Ｐ６の平均座標点を、算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）として求める。
ＡＸ＝（Ｐ１〜Ｐ６のＸ座標合計）／６
ＡＹ＝（Ｐ１〜Ｐ６のＹ座標合計）／６
そして、この求めた算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）に対する補正用データＱ１〜Ｑ４の座標上における偏差δ１〜δ４を求める（図７参照）。
【００３０】
そして、ステップ４０５で求めた偏差δ１〜δ４と所定の上下限（本実施の形態では、Ｒ±（Ｒ／５）＝２５０ｍＧ±５０ｍＧ）とを比較し、異常値が存在するか否かを判断する（ステップ４０６）。ここで、偏差δ１〜δ４が上記上下限の間に入れば、異常値が存在しないものと判断し、その時の算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）を記憶する（ステップ４１０）。
【００３１】
一方、ステップ４０６において、上記上下限の間に入らない偏差があれば、最大偏差にかかわる補正用データを異常データとして除去する（ステップ４０７）。そして、ステップ４０８へ進み、ステップ４０３で選択した６個の交差点の中から異常データとして除去された補正用データを利用して求められた交差点を除去し、残された交差点の平均座標点を算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）として再度求める。例えば、補正用データＱ４が異常データとして除去された場合には、ステップ４０３で選択した交差点Ｐ１〜Ｐ６の中から補正用データＱ４を利用して求められた交差点Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６を除去し、残された交差点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４の平均座標点を算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）として再度求める。
ＡＸ＝（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４のＸ座標合計）／３
ＡＹ＝（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４のＹ座標合計）／３
そして、この求めた算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）に対する補正用データＱ１〜Ｑ３の座標上における偏差δ１〜δ３を求める。
【００３２】
そして、このステップ４０８で求めた偏差δ１〜δ３と所定の上下限（本実施の形態では、Ｒ±（Ｒ／５）＝２５０ｍＧ±５０ｍＧ）とを比較し、異常値が存在するか否かを判断する（ステップ４０９）。ここで、偏差δ１〜δ３が上記上下限の間に入れば、異常値が存在しないものと判断し、その時の算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）を記憶する（ステップ４１０）。これに対し、ステップ４０９において、上記上下限の間に入らない偏差があれば、ステップ４２０へ進み、補正用データＱ１〜Ｑ４をクリアしてステップ３０５以降の処理へと進む。すなわち、偏差δ１〜δ３の内一つでも上記上下限の間に入らないものがあれば、補正用データＱ１〜Ｑ３を用いての検出進行方位の補正をキャンセルする。
【００３３】
ここでの処理の狙いは、比較的許容した形で車両の旋回の判定を行い、次にサンプリングした補正用データのバラツキを認識し、異常データを除去して精度よく原点算出を行うことにある。また、データ自体が仮にバラツキが大だっとしても平均値に対するバラツキ判定でそれを認識して処理を中断することができる。今回のサンプリングポイントは９０度以内に４点が測定されるように設定してあり、通常の交差点の通過で、この算出原点Ｍが確定する。
【００３４】
ステップ４１０で算出原点Ｍを記憶すれば、ステップ４１１へ進んで、バラツキ判定を行う。今、算出原点Ｍとして、最初の算出原点Ｍ１（ＡＸ１，ＡＹ１）が記憶されたとする。この場合、ステップ４１１では、比較すべき算出原点がまだ無いので、ステップ４１２へ進み、ステップ４１２でのＮＯに応じてステップ３０５以降の処理へと進む。
【００３５】
次に、ステップ４１０において、次の算出原点Ｍ２（ＡＸ２，ＡＹ２）が記憶されたとする。この場合、ステップ４１１では、最初の算出原点Ｍ１と次の算出原点Ｍ２との距離を測定し、一定の距離以内か否かを判定する。本実施の形態では、この一定の距離を、９５ｍＧとして定めている。この９５ｍＧはＲ×ｓｉｎ（表示分解能）より得た値である（図８参照）。
【００３６】
ステップ４１１において、算出原点Ｍ１と算出原点Ｍ２との距離が９５ｍＧ未満であれば、Ｍ１とＭ２を算出原点として確定のうえ、ステップ４１２へ進む。この場合、算出原点Ｍ１，Ｍ２については確定されたが、Ｍ３についてはまだ確定されていないので、ステップ４１２でのＮＯに応じてステップ３０５以降の処理へと進む。
【００３７】
次に、ステップ４１０において、算出原点Ｍ３（ＡＸ３，ＡＹ３）が記憶されたとする。この場合、ステップ４１１では、算出原点Ｍ３と算出原点Ｍ１との距離、算出原点Ｍ３と算出原点Ｍ２との距離を測定し、９５ｍＧ以内か否かを判定する。ここで、算出原点Ｍ３と算出原点Ｍ１との距離、算出原点Ｍ３と算出原点Ｍ２との距離が９５ｍＧ未満であれば、算出原点Ｍ１〜Ｍ３間の距離のばらつきが所定の範囲内であるとして、Ｍ１〜Ｍ３を算出原点として確定する。算出原点Ｍ１〜Ｍ３が確定されれば、ステップ４１２でのＹＥＳに応じ、ステップ４１３へ進む。
【００３８】
ステップ４１３では、確定された算出原点Ｍ１〜Ｍ３の平均座標点、すなわち（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３を確定原点Ｇとする。そして、現在使用している方位円の原点（使用原点）Ｄとの距離を｜Ｇ−Ｄ｜として求め、この距離｜Ｇ−Ｄ｜が一定の距離以内か否かをチェックする（ステップ４１４）。本実施の形態では、この一定の距離を、９５ｍＧとして定めている。この９５ｍＧはＲ×ｓｉｎ（表示分解能）より得た値である。
【００３９】
ここで、距離｜Ｇ−Ｄ｜が９５ｍＧ以上である場合は、現在使用している原点Ｄが着磁等で異常状態である可能性があるため、Ｇを振幅補正前の状態Ｇ’に戻した後（ステップ４１５）、使用原点ＤをＧ’に置き換える（ステップ４１６）。これにより、異常に際して、早期回復が図られる。
【００４０】
距離｜Ｇ−Ｄ｜が９５ｍＧ未満である場合は、特に異常状態ではないため、Ｇを振幅補正前の状態Ｇ’に戻した後（ステップ４１７）、使用原点Ｄを｛（Ｄ＋Ｇ’）／２｝とする（ステップ４１８）。これにより、過去の原点座標データの移動平均的な処理が実行され、常に安定的に精度を確保できるような補正が行われる。
【００４１】
なお、ステップ４１１において、算出原点Ｍ１，Ｍ２間、またはＭ１，Ｍ２，Ｍ３間で９５ｍＧ以上を越えるバラツキが存在すれば、その段階で全ての記憶算出原点Ｍｎをクリアして（ステップ４１９）、また全ての記憶補正用データＱｎをクリアして（ステップ４２０）、ステップ３０５以降の処理へと進む。これは、記憶算出原点の何れかが外乱成分を含んでいる可能性があり、また記憶されている算出原点の測定ポイントが全く異なる環境である危険性があるためである。このＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、道路上での交差点３回または２７０度程度の旋回が安定的に実施されれば確定できるため、比較的短時間に実行される。
【００４２】
また、この実施の形態では、算出原点Ｍが３個確定された場合にステップ４１３へ進むものとしたが、３個に限られるものでないことは言うまでもない。本実施の形態では、外乱の侵入、退出の際の地磁気変化を考慮して２個まではあり得ると考えて３個とした。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、収集された各補正用データを中心として方位円の半径で描かれる円の各交差点が求められ、これにより求められた各交差点の中からその占有面積が最小のＮ個の交差点の組み合わせが選択され、そのＮ個の交差点の内の一つでも所定の収束範囲に入っていなければ、その収集した補正用データを用いての検出進行方位の補正がキャンセルされるものとなり、頻繁な周回旋回の実施をユーザに強いることなく、着磁量の変化による検出誤差の補正を自動的に行うことを可能としたうえ、外乱磁気の影響をでき得る限り排除することができるようになる。
すなわち、外乱を含む地磁気データであっても収束・バラツキ等の各種判定により、外乱データのみを排除することが可能となり、着磁等により方位円の原点がずれてしまったような場合でも、早期にかつ信頼性の高い真の方位円の原点を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】交差点Ｐ１〜Ｐ６が収束範囲に入っている状況を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す車両用方位検出装置のシステム構成図である。
【図３】この車両用方位検出装置における演算回路内部での処理を示すフローチャートである。
【図４】図３（ｂ）における自動補正処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】記憶確定座標点（Ｘｔ（ｎ），Ｙｔ（ｎ））の決定過程を説明するための図である。
【図６】交差点Ｐ１〜Ｐ６の内の交差点Ｐ１が収束範囲に入っていない状況を示す図である。
【図７】算出原点Ｍ（ＡＸ，ＡＹ）に対する補正用データＱ１〜Ｑ４の座標上における偏差δ１〜δ４を示す図である。
【図８】Ｒ×ｓｉｎ（表示分解能）を示す図である。
【図９】均一な地磁気中で車両が周回旋回した時に磁気センサの出力Ｖｘ，Ｖｙにより座標面で描かれる方位円を示す図である。
【図１０】図９に示した方位円の中心点Ｃ０がＣ１にずれた状態を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気センサ、１−１…Ｘ軸コイル、１−２…Ｙ軸コイル、１−３…Ｘアンプ、１−４…Ｙアンプ、２−１，２−２…Ａ／Ｄ変換回路、３…演算回路、４…表示装置、Ｑ１〜Ｑ４…補正用データ、Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ１’〜Ｐ６’…交差点、Ｓａ…収束範囲、Ｒ…方位円の半径、δ１〜δ４…偏差。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle azimuth detecting device for detecting a traveling azimuth of a vehicle using geomagnetism.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of vehicle azimuth detecting device, an X-axis component and a Y-axis component of an input magnetic vector are detected, and a vehicle stored in advance from the detected X-axis component and Y-axis component. Are subtracted from the amount of magnetization (offset amount) in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the traveling direction of the vehicle is detected based on the detected magnetic component from which the amount of magnetization is subtracted.
[0003]
That is, a magnetic sensor having two orthogonal (X, Y-axis) magnetic detection elements (X-axis coil, Y-axis coil) is taken with the X axis in the width direction of the vehicle and the Y axis in the length direction of the vehicle. In the (vehicle traveling direction), the X- and Y-axes are arranged on the vehicle while being held so that the plane formed by the axes becomes a horizontal plane.
Here, the angle between the X axis and the geomagnetic vector (horizontal component) is θ, the absolute value of the geomagnetic vector (horizontal component) is R, the amount of magnetization of the vehicle in the X axis direction is α, and the amount of magnetization of the vehicle in the Y axis direction is α. Assuming that the magnetic quantity is β, the X-axis component Vx and the Y-axis component Vy of the input magnetic vector detected by the magnetic sensor are expressed by the following equations (1) and (2).
Vx = R · cos θ + α (1)
Vy = R · sin θ + β (2)
[0004]
That is, if Vx and Vy when the vehicle turns around in the uniform geomagnetism are drawn on the coordinate plane, a circle (hereinafter, this circle is called an azimuth circle) is drawn as shown in FIG. Incidentally, the coordinates of the origin C0 of the azimuth circle are (α, β), and the radius is R.
Here, the magnetization amounts α and β of the vehicle can be detected by turning around the vehicle. For example, the maximum value (Vx _ma x ^{, Vy} max ^{), Minimum value (Vx} min ^{, Vy} min ^{), The following (3)} ) And (4), the amounts of magnetization α and β can be obtained.
α = (Vx _max + Vx _min ) / 2 (3)
β = (Vy _max + Vy _min ) / 2 (4)
Thus, if the magnetization amounts α and β are stored in advance as offset amounts, that is, if the coordinates of the origin CO of the azimuth circle are stored as (α, β), the instantaneous traveling azimuth θ of the vehicle can be calculated as follows: It can be obtained from equation (5).
θ = tan ^-1 [(Vy-β) / (Vx-α)] (5)
[0005]
However, in this case, since the direction of the vector from the origin C0 of the azimuth circle to the coordinate point (Vx, Vy) detected by the magnetic sensor is obtained, the magnet is moved closer to the vehicle, or the vehicle passes through a strong magnetic field. Then, when the magnetization amounts α and β change, a detection error occurs. That is, as shown in FIG. 10, when the origin C0 of the azimuth circle deviates to C1, it is detected as θ despite the fact that the actual traveling azimuth is θ ′, and θ′−θ = θ. _E Will cause a detection error.
In such a case, it is conceivable that the vehicle turns around again and the amounts of magnetization α and β are obtained again. However, there is almost no wide area suitable for orbital turning in an urban area, and it is severe to force a user to correct a detection error due to frequent orbital turning. Therefore, a vehicle direction detection device that can automatically correct a detection error due to a change in the amount of magnetization without forcing the user to perform frequent round turns has been proposed.
[0006]
In this azimuth detecting device for a vehicle, the coordinate points indicated by the detected X-axis direction component and the detected Y-axis direction component are extracted as storage candidate coordinate points every time a predetermined time elapses during traveling. Then, the extracted storage candidate coordinate point is compared with each of the already stored storage confirmed coordinate points, and the storage candidate coordinate point is determined for each of the areas (non-selected areas) defined around each of the storage confirmed coordinate points. If not, the storage candidate coordinate points are collected as storage determined coordinate points. Then, when the number of the discretely collected recording fixed coordinate points (correction data) is equal to or more than a predetermined number (for example, four), the center point of an arc passing through these stored fixed coordinate points is determined. Magnetization amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle are obtained from the coordinate positions of the points, and the obtained magnetization amounts are used as new magnetization amounts α ′ and β ′ in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle, that is, It is updated and stored as the circle origin C1 (α ′, β ′). Thereby, when turning at an intersection or the like, the origin of the azimuth circle is obtained again, and the detected traveling azimuth is automatically corrected using the obtained origin.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Changes in the input magnetic vector are not limited to changes in the geomagnetic field, but also travel on steel plates at construction sites, pass under high-voltage lines, pass sideways of magnetized vehicles, run on elevated tracks and bridges, and turn on / off onboard electrical components. And so on. However, in the above-described conventional azimuth detecting device for a vehicle, it is difficult to distinguish between an actual geomagnetic change and a magnetic change caused by something other than the geomagnetism (hereinafter, referred to as a magnetic change due to disturbance magnetism). Although it is no longer located in the selected area, the storage candidate coordinate point is determined as a storage confirmed coordinate point. For this reason, the center point of the arc of the stored memory coordinate point obtained when the number of stored memory coordinate points becomes equal to or more than a predetermined number, that is, the newly determined magnetization amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle are the current values. Since the amounts of magnetization α ′ and β ′ in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle do not match, a detection error occurs.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to automatically correct a detection error due to a change in the amount of magnetization without forcing a user to perform frequent orbital turns. It is an object of the present invention to provide an azimuth detecting device for a vehicle which can perform the correction of a detection error with high accuracy while eliminating the influence of disturbance magnetism as much as possible.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first invention (the invention according to claim 1) discretely collects a predetermined number of X-axis direction components and Y-axis direction components of an input magnetic vector as correction data. The origin of the azimuth circle is recalculated based on the collected correction data, and the detected traveling azimuth is corrected using the recalculated origin, while a circle drawn with the radius of the azimuth circle around each collected correction data. Are selected, and a combination of the N intersections having the smallest occupied area is selected from the intersections thus obtained, and at least one of the selected N intersections is determined in advance. Is not within the convergence range, the correction of the detected traveling direction using the collected correction data is prohibited.
[0010]
According to the present invention, a predetermined number (for example, four) of the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the input magnetic vector are discretely collected as correction data, and the detection progress is performed based on the collected correction data. The azimuth is corrected. In this case, the intersections (for example, 12) of the circle drawn with the radius of the azimuth circle with the collected correction data as the center are obtained, and the occupied area of each intersection is the smallest among the obtained intersections. A combination of N (for example, 6) intersections is selected, and it is checked whether the N intersections are within a predetermined convergence range. If at least one of the N intersections does not fall within the predetermined convergence range, the correction of the detected traveling direction using the collected correction data is canceled.
[0011]
According to a second invention (an invention according to claim 2), a predetermined number of X-axis components and Y-axis components of an input magnetic vector are discretely collected as correction data, and an azimuth circle is obtained based on the collected correction data. The origin of the circle is recalculated, and the detected traveling direction is corrected using the recalculated origin.At the same time, the intersections of the circle drawn with the radius of the azimuth circle centered on the collected data for correction are obtained. A combination of N intersections having the smallest occupied area is selected from each of the intersections, and if at least one of the selected N intersections does not fall within a predetermined convergence range, the collection is performed. The correction of the detected traveling direction using the corrected data is prohibited, and when all of the selected N intersections are within a predetermined convergence range, the average coordinate point of the selected N intersections is calculated. As The deviation on the coordinates of each correction data with respect to the calculation origin of is calculated, and if there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction data relating to the maximum deviation shall be removed as abnormal data, thereby obtaining the abnormal data. Is removed, the intersection obtained using the correction data removed as abnormal data from the selected N intersections is removed, and the average coordinate point of each remaining intersection is calculated. The deviation on the coordinates of each correction data with respect to the calculated origin is calculated again. If there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction of the detected traveling direction using the correction data is prohibited. It is like that.
[0012]
According to the present invention, a predetermined number (for example, four) of the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the input magnetic vector are discretely collected as correction data, and the detection progress is performed based on the collected correction data. The azimuth is corrected. In this case, the intersections (for example, 12) of the circle drawn with the radius of the azimuth circle with the collected correction data as the center are obtained, and the occupied area of each intersection is the smallest among the obtained intersections. A combination of N (for example, 6) intersections is selected, and it is checked whether the N intersections are within a predetermined convergence range. If at least one of the N intersections does not fall within the predetermined convergence range, the correction of the detected traveling direction using the collected correction data is canceled.
On the other hand, if all of the N intersections fall within the predetermined convergence range, the average coordinate point of the selected N intersections is obtained as the calculation origin. Then, a deviation on the coordinates of each correction data from the calculated origin is obtained. If there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction data relating to the maximum deviation is removed as abnormal data.
Further, when the abnormal data is thereby removed, the intersection determined using the correction data removed as the abnormal data from the selected N intersections is removed, and the average of the remaining intersections is removed. The coordinate point is obtained again as the calculation origin, and a deviation of each correction data (each correction data after removing abnormal data) from the calculation origin on the coordinate is obtained. Here, if there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction of the detected traveling direction using the correction data is canceled.
[0013]
According to a third invention (an invention according to claim 3), in the second invention, a predetermined number of calculation origins are stored, and when a variation in the distance between the stored calculation origins is within a predetermined range, the calculation origin of each calculation origin is stored. The average coordinate point is set as the fixed origin. According to the present invention, a predetermined number (for example, three) of calculation origins are stored, and the variation in the distance between the stored calculation origins is determined. As a result, the variation in the distance between the calculation origins is a predetermined value. Is within the range, the average coordinate point of each calculation origin is set as the fixed origin.
[0014]
A fourth invention (an invention according to claim 4) is the invention according to the third invention, wherein the distance between the fixed origin and the origin of the currently used azimuth circle (used origin) is less than a predetermined distance, and the fixed origin and the used origin. Is used as a new use origin, and when it is more than a predetermined distance, the fixed origin is used as a new use origin. According to the present invention, if the distance between the fixed origin and the use origin is smaller than the predetermined distance, the average value of the fixed origin and the use origin is set as a new use origin. Is the new origin of use.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 2 is a system configuration diagram of a vehicle azimuth detecting device showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnetic sensor mounted on a vehicle, and 2-1 and 2-2 input signals A / X having an X-axis direction component Vx and a Y-axis direction component Vy of an input magnetic vector detected by the magnetic sensor 1 as inputs. The D conversion circuit 3 reads the X-axis direction component Vx and the Y-axis direction component Vy converted into digital values by the A / D conversion circuits 2-1 and 2-2 at a predetermined sampling period, and processes them according to a predetermined program. The arithmetic circuit 4 for performing the operation is a display device such as an LED or an LCD panel for displaying the traveling direction of the vehicle obtained by the processing operation in the arithmetic circuit 3.
[0016]
The magnetic sensor 1 includes an X-axis coil 1-1 and a Y-axis coil 1-2 as magnetic detection elements, and an X-axis direction component and Y of an input magnetic vector generated in the X-axis coil 1-1 and the Y-axis coil 1-2. An X amplifier 1-3 and a Y amplifier 1-4 for amplifying a detection voltage corresponding to an axial component are provided. The arithmetic circuit 3 is provided with a memory (not shown). In this memory, the amounts of magnetization α and β in the X-axis direction and the Y-axis direction of the vehicle, that is, the origin C0 (α, β) of the azimuth circle and The amplitude coefficients Kx and Ky are stored. Here, the amplitude coefficient Kx is an amplitude coefficient for the X-axis direction component, and the amplitude coefficient Ky is an amplitude coefficient for the Y-axis direction component.
[0017]
Next, a characteristic operation of the azimuth detecting device for a vehicle will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. FIG. 3A is a flowchart showing the processing inside the arithmetic circuit 3. After performing the initial setting (step # 1), the arithmetic circuit 3 enters the main process (step # 2).
[0018]
In the main process # 2, the arithmetic circuit 3 reads an A / D conversion value of the X-axis direction component Vx and the Y-axis direction component Vy of the input magnetic vector detected by the magnetic sensor 1 at a predetermined sampling period, and An averaging process is performed each time the data is read (step 301 shown in FIG. 3B). Then, the origin C0 (α, β) and the amplitude coefficients Kx, Ky of the azimuth circle stored in the memory are read out, and the offset / amplitude adjustment is performed on the average processing value of the X-axis direction component Vx and the Y-axis direction component Vy. Is performed (step 302). The X-axis direction component and the Y-axis direction component obtained by this offset / amplitude adjustment are VX and VY. In this embodiment, the amplitude coefficients Kx and Ky are set such that the radius R of the azimuth circle is 250 mG.
[0019]
Then, the operation circuit 3 proceeds to step 303, and sets the coordinate points (VX, VY) indicated by the X-axis direction component VX and the Y-axis direction component VY obtained in step 302 as storage candidate coordinate points. Then, the storage candidate coordinate point (VX, VY) is compared with each of the stored fixed coordinate points (Xt (n), Yt (n)) already stored as correction data, and the storage candidate coordinate point (VX, VX, VY) is compared. If VY) is not located in any of the non-selected areas defined around each of the memory determined coordinate points (Xt (n), Yt (n)), the storage candidate coordinate point (VX, VY) is set to the next The storage determined coordinate point (Xt (n), Yt (n)).
[0020]
With reference to FIG. 5, the process of determining the storage confirmed coordinate point (Xt (n), Yt (n)) will be specifically described. Now, the stored fixed coordinate points Q1 (Xt (1), Yt (1)), Q2 (Xt (2), Yt (2)), and Q3 (Xt (3), Yt (3)) are determined as correction data. It is assumed that the storage candidate coordinate point Q4 (VX, VY) has been extracted in step 303. In this case, square non-selection areas S1, S2, and S3 centered on Q1, Q2, and Q3 are defined for the storage confirmed coordinate points Q1, Q2, and Q3. The storage candidate coordinate point Q4 is not located in any of the non-selected areas S1, S2, S3. Therefore, in this case, the storage candidate coordinate point Q4 is determined as the next storage fixed coordinate point Q4 (Xt (4), Yt (4)), that is, correction data.
[0021]
The arithmetic circuit 3 returns to step 301 via steps 305, 306, and 307 in response to NO in step 401 (see FIG. 4) in step 304 until four correction data points are determined. In this case, in step 305, a filtering process is performed on the X-axis direction component VX and the Y-axis direction component VY obtained in step 302 to remove noise components. In step 306, the current traveling azimuth is calculated based on the X-axis direction component VX and the Y-axis direction component VY from which the noise component has been removed, and is converted into a display angle. In step 307, display output processing is performed, and the converted display angle is displayed.
[0022]
On the other hand, when four points of correction data are determined, the arithmetic circuit 3 proceeds to step 402 in response to YES in step 401. In step 402, each intersection of the circle drawn with the radius R of the azimuth circle is determined with the determined four correction data at the center. That is, as shown in FIG. 1, the determined correction data at the four points are divided into Q1 (Xt (1), Yt (1)), Q2 (Xt (2), Yt (2)) and Q3 (Xt (3), Yt (3)) and Q4 (Xt (4), Yt (4)), the intersections P1 to P6 and P1 ′ to P6 ′ of the circle of radius R centered on Q1 to Q4 are obtained.
[0023]
Here, P1 and P1 'are intersections of circles of radius R centered on Q1 and Q2, P2 and P2' are intersections of circles of radius R centered on Q1 and Q3, and P3 and P3 'are Q1 and Q4. P4, P4 'are intersections of circles of radius R centered on Q2 and Q3, P5, P5' are intersections of circles of radius R centered on Q2 and Q4, P6. P6 'is the intersection of circles of radius R centered on Q3 and Q4.
[0024]
Now, assuming that Q1 to Q4 are on the circumference of the azimuth circle of radius R, the intersections P1 to P6 converge to one point. That is, a predetermined convergence range (two-axis region) Sa is determined, and if all the intersections P1 to P6 fall within the convergence range Sa, Q1 to Q4 are almost on the circumference of the azimuth circle of radius R. Can be determined. On the other hand, if any one of the intersections P1 to P6 does not fall within the convergence range Sa (see FIG. 6), one of the intersections P1 to P4 that is considerably off the circumference of the azimuth circle of radius R is present. It can be determined that there is.
[0025]
Therefore, in this embodiment, each intersection of a circle drawn with the radius R of the azimuth circle is determined with the determined four correction data at the center (step 402), and among the twelve intersections thus determined, , The combination of the six intersections having the smallest occupied area is selected (step 403), and it is determined whether all of the selected six intersections are within the convergence range Sa (step 404). ).
[0026]
In this embodiment, a region having an angle of 100 mG (R２５０2.5 = 250 mG ÷ 2.5 = 100 mG) is defined as the convergence range Sa. Also, when selecting a combination of six intersections having the smallest occupied area from each of the twelve intersections, if there is one having the same occupied area, the one having an aspect ratio closer to 1 is selected. I have to.
[0027]
If at least one of the six selected intersections does not fall within the convergence range Sa, the process proceeds to step 420 in response to NO in step 404, and the correction data Q1 to Q4 are cleared and step 305 is executed. Proceed to subsequent processing. That is, if even one of the six selected intersections does not fall within the convergence range Sa, the correction of the detected traveling direction using the collected correction data Q1 to Q4 is canceled.
[0028]
As a result, even if abnormal geomagnetism occurs due to disturbance or the like, it becomes possible to calculate the origin of geomagnetic data that somewhat matches the initially set radius R. Note that, here, the determination region (convergence range Sa) is set at a relatively allowable level in consideration of the processing described later.
[0029]
If all of the selected six intersections fall within the convergence range Sa, the process proceeds to step 405 in response to YES in step 404.
In step 405, the average coordinate point of the six intersections selected in step 403, that is, the average coordinate point of the intersections P1 to P6 in FIG. 1, is determined as the calculation origin M (AX, AY).
AX = (total X coordinate of P1 to P6) / 6
AY = (total Y coordinate of P1 to P6) / 6
Then, deviations δ1 to δ4 on the coordinates of the correction data Q1 to Q4 with respect to the calculated calculation origin M (AX, AY) are obtained (see FIG. 7).
[0030]
Then, the deviations δ1 to δ4 obtained in step 405 are compared with predetermined upper and lower limits (R ± (R / 5) = 250 mG ± 50 mG in the present embodiment) to determine whether or not an abnormal value exists. (Step 406). If the deviations δ1 to δ4 fall between the upper and lower limits, it is determined that there is no abnormal value, and the calculated origin M (AX, AY) at that time is stored (step 410).
[0031]
On the other hand, if there is a deviation that does not fall within the upper and lower limits in step 406, the correction data relating to the maximum deviation is removed as abnormal data (step 407). Then, the process proceeds to step 408, in which the intersection determined using the correction data removed as abnormal data is removed from the six intersections selected in step 403, and the average coordinate point of the remaining intersection is calculated. It is obtained again as the origin M (AX, AY). For example, when the correction data Q4 is removed as abnormal data, the intersections P3, P5, and P6 obtained using the correction data Q4 are removed from the intersections P1 to P6 selected in step 403, The average coordinate point of the remaining intersections P1, P2, P4 is obtained again as the calculation origin M (AX, AY).
AX = (total X coordinate of P1, P2, P4) / 3
AY = (total Y coordinate of P1, P2, P4) / 3
Then, deviations δ1 to δ3 on the coordinates of the correction data Q1 to Q3 with respect to the calculated origin M (AX, AY) are obtained.
[0032]
Then, the deviations δ1 to δ3 obtained in step 408 are compared with predetermined upper and lower limits (in this embodiment, R ± (R / 5) = 250 mG ± 50 mG) to determine whether an abnormal value exists. A judgment is made (step 409). If the deviations δ1 to δ3 fall between the upper and lower limits, it is determined that there is no abnormal value, and the calculated origin M (AX, AY) at that time is stored (step 410). On the other hand, in step 409, if there is a deviation that does not fall within the upper and lower limits, the process proceeds to step 420, where the correction data Q1 to Q4 are cleared, and the process proceeds to step 305 and subsequent steps. That is, if any of the deviations δ1 to δ3 does not fall within the upper and lower limits, the correction of the detected traveling direction using the correction data Q1 to Q3 is canceled.
[0033]
The purpose of the processing here is to determine the turning of the vehicle in a relatively permissible manner, recognize the variation in the sampled correction data, remove the abnormal data, and calculate the origin accurately. . Even if the data itself has a large variation, the process can be interrupted by recognizing the variation in the average value and determining the variation. The sampling points this time are set so that four points are measured within 90 degrees, and the calculation origin M is determined by passing through a normal intersection.
[0034]
If the calculated origin M is stored in step 410, the process proceeds to step 411, and the variation is determined. Now, it is assumed that the first calculation origin M1 (AX1, AY1) is stored as the calculation origin M. In this case, in step 411, since there is no calculation origin to be compared yet, the process proceeds to step 412, and the process proceeds to step 305 and subsequent processes in response to NO in step 412.
[0035]
Next, it is assumed that the next calculation origin M2 (AX2, AY2) is stored in step 410. In this case, in step 411, the distance between the first calculation origin M1 and the next calculation origin M2 is measured, and it is determined whether or not the distance is within a certain distance. In the present embodiment, this fixed distance is set to 95 mG. This 95 mG is a value obtained from R × sin (display resolution) (see FIG. 8).
[0036]
In step 411, if the distance between the calculation origin M1 and the calculation origin M2 is less than 95 mG, M1 and M2 are determined as the calculation origin, and the process proceeds to step 412. In this case, although the calculation origins M1 and M2 have been determined, but the calculation origin M3 has not been determined yet, the process proceeds to step 305 and subsequent steps in response to NO in step 412.
[0037]
Next, it is assumed that the calculation origin M3 (AX3, AY3) is stored in step 410. In this case, in step 411, the distance between the calculation origin M3 and the calculation origin M1 and the distance between the calculation origin M3 and the calculation origin M2 are measured, and it is determined whether the distance is within 95 mG. Here, if the distance between the calculation origin M3 and the calculation origin M1 and the distance between the calculation origin M3 and the calculation origin M2 are less than 95 mG, it is assumed that the variation in the distance between the calculation origins M1 to M3 is within a predetermined range. M1 to M3 are determined as calculation origins. If the calculation origins M1 to M3 are determined, the process proceeds to step 413 in response to YES in step 412.
[0038]
In step 413, the average coordinate point of the determined calculation origins M1 to M3, that is, (M1 + M2 + M3) / 3 is set as the determined origin G. Then, the distance from the origin (use origin) D of the azimuth circle currently used is determined as | GD |, and it is checked whether or not this distance | GD | is within a certain distance (step 414). . In the present embodiment, this fixed distance is set to 95 mG. This 95 mG is a value obtained from R × sin (display resolution).
[0039]
Here, if the distance | G−D | is 95 mG or more, since the origin D currently used may be in an abnormal state due to magnetization or the like, G is returned to the state G ′ before amplitude correction. After that (step 415), the use origin D is replaced with G '(step 416). Thereby, in the event of an abnormality, early recovery is achieved.
[0040]
If the distance | GD− is less than 95 mG, there is no particular abnormal state, so that G is returned to the state G ′ before the amplitude correction (step 417), and the use origin D is set to ｛(D + G ′) / 2. ｝ (Step 418). As a result, a moving average process of the past origin coordinate data is executed, and correction is performed so that the accuracy can always be stably secured.
[0041]
In step 411, if there is a variation exceeding 95 mG between the calculation origins M1 and M2 or between M1, M2 and M3, all stored calculation origins Mn are cleared at that stage (step 419). All stored correction data Qn is cleared (step 420), and the process proceeds to step 305 and subsequent steps. This is because any one of the storage calculation origins may include a disturbance component, and there is a risk that the stored measurement points of the calculation origin are completely different environments. These M1, M2, and M3 can be determined if the intersection on the road is turned three times or about 270 degrees in a stable manner, and thus is executed in a relatively short time.
[0042]
In this embodiment, the process proceeds to step 413 when three calculation origins M have been determined. However, it is needless to say that the number of calculation origins M is not limited to three. In the present embodiment, considering the geomagnetic change at the time of disturbance intrusion and egress, three are considered to be possible.
[0043]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, each intersection of a circle drawn with the radius of the azimuth circle with each collected correction data as the center is obtained, and from among the obtained intersections, A combination of the N intersections having the smallest occupied area is selected, and if at least one of the N intersections does not fall within the predetermined convergence range, the detected traveling direction using the collected correction data is used. Correction is canceled, and it is possible to automatically correct a detection error due to a change in the amount of magnetization without forcing the user to perform frequent orbital turns, and to reduce the influence of disturbance magnetism. You can eliminate as much as you can.
That is, even with geomagnetic data including disturbance, it is possible to eliminate only disturbance data by various determinations such as convergence and variation, and even if the origin of the azimuth circle is shifted due to magnetization or the like, early It is possible to calculate the origin of the true azimuth circle with high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a situation where intersections P1 to P6 are within a convergence range.
FIG. 2 is a system configuration diagram of a vehicle azimuth detecting device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a process inside an arithmetic circuit in the vehicle direction detecting device.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an automatic correction processing routine in FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a process of determining a storage confirmed coordinate point (Xt (n), Yt (n)).
FIG. 6 is a diagram illustrating a situation where an intersection P1 among the intersections P1 to P6 is not within a convergence range.
FIG. 7 is a diagram showing deviations δ1 to δ4 on the coordinates of correction data Q1 to Q4 with respect to a calculation origin M (AX, AY).
FIG. 8 is a diagram showing R × sin (display resolution).
FIG. 9 is a diagram showing an azimuth circle drawn on a coordinate plane by outputs Vx and Vy of a magnetic sensor when a vehicle turns around in uniform geomagnetism.
10 is a diagram showing a state in which a center point C0 of the azimuth circle shown in FIG. 9 is shifted to C1.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic sensor, 1-1 ... X-axis coil, 1-2 ... Y-axis coil, 1-3 ... X amplifier, 1-4 ... Y amplifier, 2-1, 2-2 ... A / D conversion circuit, 3 ... Arithmetic circuit, 4 display device, Q1 to Q4 correction data, P1 to P6, P1 ′ to P6 ′, intersection, Sa, convergence range, R, radius of azimuth circle, δ1 to δ4, deviation.

Claims

An X-axis direction component and a Y-axis direction component of the input magnetic vector are detected, and a traveling direction of the vehicle is detected based on the detected X-axis direction component and the Y-axis direction component. A vehicle in which a predetermined number of Y-axis direction components are discretely collected as correction data, the origin of the azimuth circle is calculated again based on the collected correction data, and the detected traveling azimuth is corrected using the calculated origin. Direction detection device,
Each intersection of the circle drawn with the radius of the azimuth circle is determined with the collected correction data as the center, and a combination of N intersections whose occupied area is the smallest is selected from the obtained intersections. If any one of the selected N intersections does not fall within a predetermined convergence range, a correction prohibiting unit for prohibiting correction of the detected traveling direction using the collected correction data is provided. An azimuth detecting device for a vehicle.

An X-axis direction component and a Y-axis direction component of the input magnetic vector are detected, and a traveling direction of the vehicle is detected based on the detected X-axis direction component and the Y-axis direction component. A vehicle in which a predetermined number of Y-axis direction components are discretely collected as correction data, the origin of the azimuth circle is calculated again based on the collected correction data, and the detected traveling azimuth is corrected using the calculated origin. Direction detection device,
Each intersection of the circle drawn with the radius of the azimuth circle is determined with the collected correction data as the center, and a combination of N intersections whose occupied area is the smallest is selected from the obtained intersections. If even one of the selected N intersections does not fall within the predetermined convergence range, the first correction prohibition that prohibits the correction of the detected traveling direction using the collected correction data. Means,
A calculation origin deriving unit that obtains an average coordinate point of the selected N intersections as a calculation origin when all of the selected N intersections fall within the predetermined convergence range;
A deviation on the coordinates of each of the correction data from the calculation origin calculated by the calculation origin deriving means is determined.If there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction data relating to the maximum deviation is regarded as abnormal data. Abnormal data removing means for removing;
When the abnormal data is removed by the abnormal data removing means, the intersection determined using the correction data removed as the abnormal data from the selected N intersections is removed and the remaining intersections are left. The average coordinate point of each intersection is obtained again as the calculation origin, a deviation on the coordinates of the correction data from the calculation origin is obtained, and if there is a deviation that does not fall within the predetermined upper and lower limits, the correction data is used. And a second correction prohibiting means for prohibiting the correction of the detected traveling azimuths.

In claim 2, a predetermined number of calculation origins are stored, and when the variation in the distance between the stored calculation origins is within a predetermined range, an average coordinate point of each calculation origin is set as a fixed origin. Characteristic vehicle direction detecting device.

4. The method according to claim 3, wherein when the distance between the fixed origin and the origin of the currently used azimuth circle (used origin) is less than a predetermined distance, an average value of the fixed origin and the used origin is set as a new used origin. An azimuth detecting device for a vehicle, wherein the determined origin is set as a new used origin when the vehicle is separated from the vehicle.