JP3635145B2

JP3635145B2 - Gyro sensor sensitivity coefficient correction device

Info

Publication number: JP3635145B2
Application number: JP6651496A
Authority: JP
Inventors: 美樹雄竹田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JPH09257487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はナビゲーション装置、特に、ＧＰＳや地磁気センサ等を利用して自車の絶対位置および方位を算出する第１の位置・方位算出手段と、ジャイロセンサを利用して自車の相対位置および方位を算出する第２の位置・方位算出手段とを併用する構成のナビゲーション装置に関する。
【０００２】
近年、ナビゲーション装置の急速な普及および発達に伴い、位置および方位に関する測位精度の一層の高度化が要求されている。これに応えて、上記の第１の位置・方位算出手段（ＧＰＳや地磁気センサ、以下単にＧＰＳとも称す）に加えて、上記の第２の位置・方位算出手段（以下ジャイロと称す）を備えたナビゲーション装置が提案され実用にも供されている。さらにまた、マップマッチング機能も加えたナビゲーション装置も提案されている。
【０００３】
【従来の技術】
図９は本発明の前提をなすナビゲーション装置の公知例を示す図である。
従来のナビゲーション装置１は本図に示すとおり構成され、１０番台の参照番号が付されたブロックよりなる第１の位置・方位測位系と、２０番台の参照番号が付されたブロックよりなる第２の位置・方位測位系とが併存する。
【０００４】
第１の位置・方位測位系（絶対系）は、ＧＰＳアンテナ１１と、そのアンテナ出力を入力とするＧＰＳ受信機１２と、その受信出力を受けて、自車の絶対位置および方位を算出する第１の位置・方位算出手段１３とを含む。
一方、第２の位置・方位測位系（相対系）は、ジャイロセンサ２１と、そのセンサ出力や車速パルス入力手段２３（車速の検出）、バックギヤ信号入力手段２４（距離の加算または減算の決定）等の出力を入力として、自車の相対位置および方位を算出する第２の位置・方位算出手段２２とを含む。
【０００５】
そして、第１および第２の位置・方位算出手段１３，２２にてそれぞれ算出した各算出結果（測位情報）を入力として、自車の絶対位置および方位を最終決定する位置・方位決定手段３１を有する。
ここに決定された自車の絶対位置および方位の情報は、表示装置３２を通して、当該車両の搭乗者に提供される。
【０００６】
上述したナビゲーション装置の中で、本発明は主としてジャイロセンサ２１の感度係数について述べるものであり、このジャイロセンサ２１の感度係数についてまず説明しておく。
図１０はジャイロセンサの検出角度について説明するための図である。
ジャイロセンサ２１は各交差点において曲がり角を検出するものであり、図中の“進入方位”および“進出方位”に沿ってそれぞれ一定の距離以上を走行したこと（直進性）と、その“進入方位”と“進出方位”との間の曲がり角が所定角以上（例えば６０°以上）であることの２条件が揃ったときに、進入方位と進出方位との間の曲がり角θ_GYを出力する。
【０００７】
なお図１０においては、ＧＰＳ系である第１の位置・方位算出手段１３により求められた、進入方位と進出方位との間の曲がり角θ_GPも併せて描いている。また本図中に示すΔθは、第２の曲がり角θ_GYから第１の曲がり角θ_GPを差し引いた差分角であり、Δθが零に近い程、両者の一致性が良く、それだけ信頼性の高いものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第２の曲がり角θ_GYについてさらに詳しく考察する。
図１１はジャイロセンサの感度係数（ｋ）について説明するグラフである。
本図において、横軸はジャイロセンサ２１からの出力電圧（Ｖ_GY）であり、その電圧値が曲がり角θ_GYに変換される。例えば、車両の曲がり具合に応じてＶ_GY1の出力電圧を得たとき、このときの車両の曲がり角はθ_GY1である。
【０００９】
この場合、Ｖ_GYとθ_GPとの間にはある比例関係がある。その比例関係を表すのが感度係数である。図中、最適感度係数はｋ₀（実線の特性に相当）である。またこのとき上記の差分角Δθは零である。
ところで、一般にジャイロセンサ２１が呈する感度係数は常に最適感度係数（ｋ₀）にはならないことが分かっている。すなわち、その感度係数が、図１１に示すｋ′あるいはｋ″のように変動してしまう。この結果、上記の差分角Δθは零から外れ、高精度な測位情報が得られないという問題がある。これは、ジャイロセンサ２１の置かれる環境の温度変動に起因し、あるいはその経年変化等に起因する。
【００１０】
したがって本発明は、ジャイロセンサの温度変動や経年変化に起因する感度係数の変動を車両の走行中に常に監視してこれを補正し最適感度係数（ｋ₀）を常に維持し得る、ジャイロセンサの感度係数補正装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の基本構成を示す図である。
本図において、既述した図９と同一の主要な構成要素は、
ｉ）自車の絶対位置および方位を算出する第１の位置・方位算出手段１３と、
ii）ジャイロセンサ２１により得た、自車の相対位置および方位を算出する第２の位置・方位算出手段２２と、
iii)第１および第２の位置・方位算出手段１３，２２にてそれぞれ算出した各算出結果を入力として、自車の絶対位置および方位を決定する位置・方位決定手段３１である。
【００１２】
したがって、本発明の感度係数補正装置２を特徴づける構成要素は下記▲１▼および▲２▼である。
▲１▼ 当該車両が各交差点を曲がる毎に第２の位置・方位算出手段２２により算出された、該交差点での進入方位と進出方位との間の第２の曲がり角θ_GYから、第１の位置・方位算出手段１３により算出された、該交差点での進入方位と進出方位との間の第１の曲がり角θ_GPを差し引いた差分角Δθを算出する差分角算出手段４１。
【００１３】
▲２▼ 算出された差分角Δθを入力として、
この差分角Δθが正の値をとる限り、ジャイロセンサ２１の感度係数（ｋ）を所定の補正量をもって段階的に増加させ、一方、
その差分角Δθが負の値をとる限り、ジャイロセンサ２１の感度係数（ｋ）を所定の補正量をもって段階的に減少させて、第２の位置・方位算出手段２２内の感度係数を最適感度係数（ｋ₀）に収束させる感度係数変更手段４２。
【００１４】
このように、差分角Δθが正の範囲にある限りは、段階的に、感度係数を減少し続け、Δθ＝０すなわち最適感度係数（ｋ₀）に収束させる。
逆に、上記の差分角Δθが負の範囲にある限りは、段階的に、感度係数を増加し続け、Δθ＝０すなわち最適感度係数（ｋ₀）に収束させる。
段階的に感度係数を変更することにより、１つ１つ最適値をサーチして行くことができる。
【００１５】
一方、その差分角Δθが零のときは、感度係数の補正を停止する。補正の必要がないからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２は感度係数変更手段による変更工程の第１実施例を表す図（その１）、図３は同図（その２）である。
図２および図３において、横軸は時間（ｔ）、縦軸は感度係数（ｋ）である。このｋは、さらにｋ₀とｋ_Sで表示される。ｋ₀は既に述べた最適感度係数であり、ｋ_Sは感度係数の変更工程において初期設定される感度係数の初期値である。
【００１７】
またΔθは既に述べた差分角であり、Δθ＝θ_GY−θ_GPである。Δθが正のときは（Δθ＞０）、θ_GYがθ_GPより大きいので、上記のｋ_Sより段階的に増大させてｋ₀に収束させる。これは図２に相当する。図２では、１０ステップ目で感度係数が最適感度係数ｋ₀に収束した例を示す。
一方、図３はΔθ（＝θ_GY−θ_GP）が負のときであり（Δθ＜０）、θ_GYがθ_GPより小さいので、上記のｋ_Sより段階的に減少させてｋ₀に収束させる。図３では、７ステップ目で感度係数が最適感度係数ｋ₀に収束した例を示す。
【００１８】
かくのごとく第１実施例は、感度係数変更手段４２において段階的に増加させまたは減少させる所定の補正量が、予め定めた一定量ずつの補正量であるようにしたものである。
図４は感度係数変更手段による変更工程の第２実施例を表す図（その１）、図５は同図（その２）である。なお、図４および図５の見方は、上述した図２および図３の見方と同じである。
【００１９】
まず図４を参照すると、Δθ（＝θ_GY−θ_GP）が正のとき、したがって、ｋ_s＜ｋ₀のときであり、図２の第１実施例と異なるのは、Δθが正の値をとる限り毎回増大させる補正量が、＋１→＋２→＋３→＋４…のように漸次大きくなることである（第１実施例では、＋１→＋１→＋１→…という変更工程である）。
この場合、５ステップ目で感度係数が、ｋ₀を超えてしまった、つまり、Δθが負になってしまったので図５で示す変更工程に移行することでΔθ＝０に収束させる。
【００２０】
一方、図５はΔθ（＝θ_GY−θ_GP）が負のとき、したがってｋ_s＞ｋ₀のときであり、θ_GYがθ_GPより小さいので、上記のｋ_Sより段階的に減少させてｋ₀に収束させる。
図３の第１実施例と異なるのは、Δθが負の値をとる限り毎回減少させる補正量が、−１→−２→−３…のように漸次大きくなることである（第１実施例では、−１→−１→−１→…という変更工程である）。
【００２１】
かくのごとく第２実施例は、感度係数変更手段４２において段階的に増加させまたは減少させる所定の補正量が、前記差分角（Δθ）が正もしくは負のいずれか一方の値を連続してとる限り、漸次増大する補正量であるようにしたものである。
なお、図２〜図５の各図において、時間方向の刻みが、スタート時および正負が反転した直後（図４の５ステップ目）に２倍になっているのは（図２の“２ｔ”および“ｔ”参照）、ｋの値が、ノイズ等の影響によることなく、確実にその値にあることを見極めるためである。
【００２２】
図６は第１実施例（図２、図３）の動作を表すフローチャート、図７は第２実施例（図４、図５）の動作を表すフローチャートである。
両図を比較して明らかなように、図７のフローチャートの内容は、図６のフローチャートの内容を包含しているので、図７を代表として以下説明する。
ジャイロセンサ２１の感度係数は、単位角速度に対する電圧〔mV／deg ／sec 〕で表される。これをソフトウェアでの処理に適したＬＯＣ単位系に変換して正規化する。
【００２３】
正規化する前の感度係数をｋ〔mV／deg ／sec 〕とすると、
【００２４】
【数１】

【００２５】
図７のフローチャートを参照すると、まず、感度係数ｋの標準値ｋ_TYPを正規化した感度係数ｋ_TYPをｋ_Sの初期値とする。これと同時にカウンタＡ及びＢも初期化する（▲１▼）。
ＡはΔθ＞０の状態が連続した回数に相当し、ＢはΔθ＜０の状態が連続した回数に相当する。
【００２６】
カウンタＡはΔθ＞０の状態が連続して検出された回数をカウントするものであり、同様にカウンタＢはΔθ＜０の状態が連続して検出された回数をカウントするものである。
車両が交差点を通過したかを判断して、交差点を通過していれば、図１の手段１３および２２にてθ_GP,θ_GYを求め、図１の手段４１にてΔθを求める（▲２▼）。
【００２７】
θ_GP ← （ＧＰＳの進出方位）−（ＧＰＳの進入方位）
θ_GY ← （ＧＹＲＯの進出方位）−（ＧＹＲＯの進入方位）
Δθ ← θ_GY−θ_GP
次に、ΔθがΔθ＞０かあるいはΔθ＜０であるかをまず図１の手段４２にて判断し、Δθ＞０であればカウンタＡをインクリメントしてカウンタＢをクリアした後（▲３▼）、Ａが２以上であるか否かを判定し（▲４▼）、２以上であれば感度係数ｋが最適感度係数ｋ₀より小さいと判断して、ｋを（Ａ−１）だけインクリメントする（▲５▼）。
【００２８】
また、ΔθがΔθ＜０であればカウンタＢをインクリメントしてカウンタＡをクリアした後（▲６▼）、Ｂが２以上であるか否かを判断し（▲７▼）、２以上であれば、ｋがｋ₀より大きいと判断してｋを（Ｂ−１）だけディクリメントする（▲８▼）。
このようにして、感度係数ｋを最適感度係数ｋ₀に速やかに収束させることができる。
【００２９】
図６の方を参照すると、図７のステップ▲３▼，▲４▼，▲６▼および▲７▼は不要である。そして、図７のステップ▲５▼は、図６においてステップ▲５▼′となる（図２の＋１参照）。また図７のステップ▲８▼は、図６においてステップ▲８▼′となる（図３の−１参照）。
かくのごとく、図６のフローチャートおよびその説明によれば、感度係数変更手段４２において段階的に増加させまたは減少させる所定の補正量は、予め定めた一定量ずつの補正量であり、かつ、その一定量は、ジャイロセンサ２１の出力を正規化して得た正規化感度係数の１単位とするようにしている。
【００３０】
また、図７のフローチャートおよびその説明によれば、感度係数変更手段４２において段階的に増加させまたは減少させる所定の補正量は、漸次増大する補正量であり、かつ、その増大する補正量は、ジャイロセンサ２１の出力を正規化して得た正規化感度係数の１単位を単位として設定されるようにしている。
図８は図１の構成に方位精度算定手段を加えた構成例を示す図である。
【００３１】
本図の構成によれば、第１の位置・方位算出手段１３にて算出された進入方位および進出方位の各精度を算定する方位精度算定手段５１をさらに設けることによって、算定された精度が所定の精度以上であるときのみ選択的に感度係数変更手段４２を動作させるようにすることができる。
ＧＰＳ系（参照番号、１１，１２，１３）によって得られた測位情報は絶対測位情報である筈である。ところが現実には種々の要因によってその絶対値は常に真の絶対値である保証はなく、誤差を含むこともある。またそのような状況にあるからこそ、相対系（参照番号２１，２２等）を導入しこれを併用する必然性が生じてくるのである。
【００３２】
そこで、方位精度算定手段５１をさらに導入し、上記の絶対値が真の値に近い蓋然性が高いときのみ、感度係数補正装置２をアクティブにし、その補正の信頼性を一層向上させるようにしている。
上記の絶対値が真の値に近い蓋然性が高いか否かの判断は、例えば初めに述べたマップマッチング機能を組み入れることによって行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、各図に表した構成による効果は、下記のとおりである。
（１）従来の固定の感度係数を与える方法に比べ、ジャイロセンサの個体による感度係数のばらつきや温度による感度係数の変化を吸収でき、より精度の高い方位検出が行える（図１）。
【００３４】
（２）図２および３では常に同一幅の補正を行うため、初期状態ではその収束に多少の時間を要するが、図４および５によれば、補正する幅を可変にしているため、初期状態であっても直ちに収束させることができる。
（３）本発明はＧＰＳにより測定した方位を基準にしており、その方位の精度により効果が左右される。図８によれば、ＧＰＳによる方位が高精度の場合にのみ補正を行うため、より正確に感度係数の補正が行える。
【００３５】
（４）なお基準とする方位の算出手段は、ＧＰＳの他に地磁気センサ等でもよく、システムにより自由に選択することも可能である。
このようにジャイロセンサによる方位検出の精度向上に寄与するところは大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す図である。
【図２】感度係数変更手段による変更工程の第１実施例を表す図（その１）である。
【図３】感度係数変更手段による変更工程の第１実施例を表す図（その２）である。
【図４】感度係数変更手段による変更工程の第２実施例を表す図（その１）である。
【図５】感度係数変更手段による変更工程の第２実施例を表す図（その２）である。
【図６】第１実施例（図２、図３）の動作を表すフローチャートである。
【図７】第２実施例（図４、図５）の動作を表すフローチャートである。
【図８】図１の構成に方位精度算定手段を加えた構成例を示す図である。
【図９】発明の前提をなすナビゲーション装置の公知例を示す図である。
【図１０】ジャイロセンサの検出角度について説明するための図である。
【図１１】ジャイロセンサの感度係数（ｋ）について説明するグラフである。
【符号の説明】
１…ナビゲーション装置
２…感度係数補正装置
１１…ＧＰＳアンテナ
１２…ＧＰＳ受信機
１３…第１の位置・方位算出手段
２１…ジャイロセンサ
２２…第２の位置・方位算出手段
３１…位置・方位決定手段
３２…表示装置
４１…差分角算出手段
４２…感度係数変更手段
５１…方位精度算出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a navigation device, in particular, a first position / orientation calculating means for calculating the absolute position and direction of the own vehicle using a GPS or a geomagnetic sensor, and a relative position and direction of the own vehicle using a gyro sensor. It is related with the navigation apparatus of the structure which uses together the 2nd position and azimuth | direction calculation means which calculates.
[0002]
In recent years, with the rapid spread and development of navigation devices, there has been a demand for further enhancement of positioning accuracy regarding position and orientation. In response to this, in addition to the first position / orientation calculating means (GPS or geomagnetic sensor, hereinafter simply referred to as GPS), the second position / orientation calculating means (hereinafter referred to as gyro) is provided. Navigation devices have been proposed and put into practical use. Furthermore, a navigation device having a map matching function has also been proposed.
[0003]
[Prior art]
FIG. 9 is a diagram showing a known example of a navigation device that is a premise of the present invention.
The conventional navigation apparatus 1 is configured as shown in the figure, and includes a first position / orientation positioning system composed of blocks with reference numbers in the 10th range and a second block made up of blocks with reference numbers in the 20th range. Coexist with the position and orientation positioning system.
[0004]
The first position / azimuth positioning system (absolute system) receives the GPS antenna 11, the GPS receiver 12 that receives the antenna output, and the received output to calculate the absolute position and direction of the vehicle. 1 position / orientation calculation means 13.
On the other hand, the second position / orientation positioning system (relative system) includes a gyro sensor 21, its output, vehicle speed pulse input means 23 (vehicle speed detection), and back gear signal input means 24 (determination of addition or subtraction of distance). And a second position / orientation calculating means 22 for calculating the relative position and direction of the own vehicle.
[0005]
Then, the position / orientation determining means 31 for finally determining the absolute position and the direction of the own vehicle by using the respective calculation results (positioning information) calculated by the first and second position / orientation calculating

means

13 and 22 respectively. Have.
Information on the absolute position and direction of the host vehicle determined here is provided to the passenger of the vehicle through the display device 32.
[0006]
Among the navigation devices described above, the present invention mainly describes the sensitivity coefficient of the gyro sensor 21. First, the sensitivity coefficient of the gyro sensor 21 will be described.
FIG. 10 is a diagram for explaining the detection angle of the gyro sensor.
The gyro sensor 21 detects a turning angle at each intersection. The gyro sensor 21 travels a certain distance or more along the “entry direction” and the “advance direction” in the drawing (straightness) and the “entry direction”. When the two conditions that the bend angle between the “advance direction” and the “advance direction” is equal to or greater than a predetermined angle (for example, 60 ° or greater) are met, the bend angle θ _GY between the approach direction and the advance direction is output.
[0007]
In FIG. 10, the bending angle θ _GP between the approach azimuth and the advance azimuth obtained by the first position / orientation calculation means 13 which is a GPS system is also drawn. In addition, Δθ shown in the figure is a difference angle obtained by subtracting the first bend angle θ _GP from the second bend angle θ _GY. The closer the Δθ is to zero, the better the coincidence between them and the higher the reliability. It becomes.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The second bend angle θ _GY described above will be considered in more detail.
FIG. 11 is a graph for explaining the sensitivity coefficient (k) of the gyro sensor.
In this figure, the horizontal axis is the output voltage (V _GY ) from the gyro sensor 21, and the voltage value is converted into the _bending angle θ _GY . For example, when an output voltage of V _GY1 is obtained according to the degree of bending of the vehicle, the turning _angle of the vehicle at this time is θ _GY1 .
[0009]
In this case, there is a certain proportional relationship between V _GY and θ _GP . The sensitivity coefficient represents the proportional relationship. In the figure, the optimum sensitivity coefficient is k ₀ (corresponding to the solid line characteristic). At this time, the difference angle Δθ is zero.
By the way, it is known that the sensitivity coefficient exhibited by the gyro sensor 21 is not always the optimum sensitivity coefficient (k ₀ ). That is, the sensitivity coefficient fluctuates as k ′ or k ″ shown in FIG. 11. As a result, the difference angle Δθ deviates from zero, and there is a problem that high-precision positioning information cannot be obtained. This is due to temperature fluctuations in the environment where the gyro sensor 21 is placed, or due to changes over time.
[0010]
Therefore, the present invention is a gyro sensor that can constantly maintain and maintain the optimum sensitivity coefficient (k ₀ ) by constantly monitoring and correcting the fluctuation of the sensitivity coefficient due to temperature fluctuation and aging of the gyro sensor while the vehicle is running. An object of the present invention is to provide a sensitivity coefficient correction apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.
In this figure, the same main components as FIG. 9 described above are:
i) first position / orientation calculating means 13 for calculating the absolute position and direction of the own vehicle;
ii) second position / orientation calculating means 22 for calculating the relative position and direction of the vehicle obtained by the gyro sensor 21;
iii) A position / orientation determining unit 31 that determines the absolute position and direction of the vehicle by using the calculation results calculated by the first and second position /

orientation calculating units

13 and 22 as inputs.
[0012]
Therefore, the constituent elements characterizing the sensitivity coefficient correction apparatus 2 of the present invention are the following (1) and (2).
(1) From the second turn angle θ _GY between the approach azimuth and the advance azimuth at the intersection calculated by the second position / orientation calculation means 22 every time the vehicle turns at each intersection, Difference angle calculation means 41 for calculating a difference angle Δθ calculated by the position / orientation calculation means 13 by subtracting the first turning angle θ _GP between the approach direction and the advance direction at the intersection.
[0013]
(2) Using the calculated difference angle Δθ as input,
As long as the difference angle Δθ takes a positive value, the sensitivity coefficient (k) of the gyro sensor 21 is increased stepwise with a predetermined correction amount,
As long as the difference angle Δθ takes a negative value, the sensitivity coefficient (k) of the gyro sensor 21 is decreased stepwise with a predetermined correction amount, and the sensitivity coefficient in the second position / orientation calculating means 22 is set to the optimum sensitivity. Sensitivity coefficient changing means 42 for converging on the coefficient (k ₀ ).
[0014]
As described above, as long as the difference angle Δθ is in the positive range, the sensitivity coefficient is continuously decreased in a stepwise manner and converged to Δθ = 0, that is, the optimum sensitivity coefficient (k ₀ ).
On the contrary, as long as the difference angle Δθ is in the negative range, the sensitivity coefficient is increased stepwise and converged to Δθ = 0, that is, the optimum sensitivity coefficient (k ₀ ).
By changing the sensitivity coefficient step by step, the optimum value can be searched one by one.
[0015]
On the other hand, when the difference angle Δθ is zero, the correction of the sensitivity coefficient is stopped. This is because there is no need for correction.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 is a diagram (part 1) showing the first embodiment of the changing process by the sensitivity coefficient changing means, and FIG. 3 is the drawing (part 2).
2 and 3, the horizontal axis represents time (t), and the vertical axis represents sensitivity coefficient (k). This k is further represented by k ₀ and k _S. k ₀ is the already described optimum sensitivity coefficient, and k _S is the initial value of the sensitivity coefficient that is initially set in the sensitivity coefficient changing step.
[0017]
Δθ is the difference angle already described, and Δθ = θ _GY −θ _GP . When Δθ is positive (Δθ> 0), since θ _GY is larger than θ _GP , it is increased stepwise from the above k _S and converged to k ₀ . This corresponds to FIG. FIG. 2 shows an example in which the sensitivity coefficient converges to the optimum sensitivity coefficient k ₀ at the 10th step.
On the other hand, FIG. 3 shows a case where Δθ (= θ _GY −θ _GP ) is negative (Δθ <0), and since θ _GY is smaller than θ _GP , it is gradually reduced from the above k _S and converges to k ₀ . Let FIG. 3 shows an example in which the sensitivity coefficient converges to the optimum sensitivity coefficient k ₀ at the seventh step.
[0018]
As described above, in the first embodiment, the predetermined correction amount that is increased or decreased stepwise in the sensitivity coefficient changing means 42 is a predetermined fixed amount of correction amount.
FIG. 4 is a diagram (part 1) showing a second embodiment of the changing process by the sensitivity coefficient changing means, and FIG. 5 is a diagram (part 2). 4 and FIG. 5 are the same as the above-described views of FIG. 2 and FIG.
[0019]
First, referring to FIG. 4, when Δθ (= θ _GY −θ _GP ) is positive, and therefore when k _s <k ₀ , the difference from the first embodiment of FIG. 2 is that Δθ is a positive value. In other words, the correction amount to be increased every time is increased gradually as + 1 → + 2 → + 3 → + 4... (In the first embodiment, the change process is + 1 → + 1 → + 1 →...).
In this case, the sensitivity coefficient has exceeded k ₀ at the fifth step, that is, Δθ has become negative, so that the process shifts to the changing step shown in FIG. 5 and converges to Δθ = 0.
[0020]
On the other hand, FIG. 5 when Δθ (= θ _GY -θ _GP) is negative, therefore is when the k _s> k _0, since theta _GY is less than theta _GP, stepwise decreased from the above k _S converge to k ₀ .
The difference from the first embodiment of FIG. 3 is that the correction amount to be decreased every time as long as Δθ takes a negative value gradually increases from −1 → −2 → −3. Then, it is a changing process of −1 → −1 → −1 →.
[0021]
As described above, in the second embodiment, the predetermined correction amount that is increased or decreased stepwise by the sensitivity coefficient changing means 42 continuously takes one of the positive and negative values of the difference angle (Δθ). As long as the correction amount gradually increases, the correction amount is increased.
In each of FIGS. 2 to 5, the time step is doubled at the start and immediately after the sign is reversed (step 5 in FIG. 4) (“2t” in FIG. 2). And “t”), in order to ascertain that the value of k is surely at that value without being influenced by noise or the like.
[0022]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the first embodiment (FIGS. 2 and 3), and FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment (FIGS. 4 and 5).
As apparent from the comparison of the two figures, the contents of the flowchart of FIG. 7 include the contents of the flowchart of FIG. 6, and therefore will be described below using FIG. 7 as a representative.
The sensitivity coefficient of the gyro sensor 21 is expressed by a voltage [mV / deg / sec] with respect to a unit angular velocity. This is converted into a LOC unit system suitable for processing by software and normalized.
[0023]
If the sensitivity coefficient before normalization is k [mV / deg / sec],
[0024]
[Expression 1]

[0025]
Referring to the flow chart of FIG. 7, first, the sensitivity coefficient k _TYP obtained by normalizing the standard value k _TYP sensitivity coefficient k as the initial value of k _S. At the same time, the counters A and B are also initialized ((1)).
A corresponds to the number of times that the state of Δθ> 0 continues, and B corresponds to the number of times that the state of Δθ <0 continues.
[0026]
The counter A counts the number of times that the state of Δθ> 0 is continuously detected, and the counter B similarly counts the number of times that the state of Δθ <0 is continuously detected.
It is determined whether the vehicle has passed the intersection. If the vehicle has passed the intersection, θ _{GP and} θ _GY are obtained by

means

13 and 22 in FIG. 1, and Δθ is obtained by means 41 in FIG. ▼).
[0027]
θ _GP ← (GPS advance direction)-(GPS approach direction)
θ _GY ← (GYRO advance direction)-(GYRO approach direction)
Δθ ← θ _GY −θ _GP
Next, it is first determined by means 42 in FIG. 1 whether Δθ is Δθ> 0 or Δθ <0. If Δθ> 0, the counter A is incremented and the counter B is cleared (3). ), It is determined whether A is 2 or more (4), if it is 2 or more, it is determined that the sensitivity coefficient k is smaller than the optimum sensitivity coefficient k ₀ and k is incremented by (A-1). (5).
[0028]
If Δθ is Δθ <0, the counter B is incremented and the counter A is cleared ((6)), then it is determined whether or not B is 2 or more (7). If k is larger than k ₀ , k is _decremented by (B−1) ((8)).
In this way, the sensitivity coefficient k can be quickly converged to the optimum sensitivity coefficient k ₀ .
[0029]
Referring to FIG. 6, steps (3), (4), (6) and (7) in FIG. 7 are unnecessary. Then, step (5) in FIG. 7 becomes step (5) ′ in FIG. 6 (see +1 in FIG. 2). Further, step (8) in FIG. 7 becomes step (8) ′ in FIG. 6 (see -1 in FIG. 3).
As described above, according to the flowchart of FIG. 6 and the description thereof, the predetermined correction amount that is increased or decreased in stages in the sensitivity coefficient changing means 42 is a predetermined fixed amount of correction amount, and A certain amount is set to one unit of a normalized sensitivity coefficient obtained by normalizing the output of the gyro sensor 21.
[0030]
Further, according to the flowchart of FIG. 7 and the description thereof, the predetermined correction amount that is increased or decreased stepwise in the sensitivity coefficient changing unit 42 is a correction amount that gradually increases, and the correction amount that increases is: One unit of the normalized sensitivity coefficient obtained by normalizing the output of the gyro sensor 21 is set as a unit.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example in which an azimuth accuracy calculating means is added to the configuration of FIG.
[0031]
According to the configuration of this figure, by further providing the azimuth accuracy calculation means 51 for calculating the accuracy of the approach azimuth and the advance azimuth calculated by the first position / orientation calculation means 13, the calculated accuracy is predetermined. It is possible to selectively operate the sensitivity coefficient changing means 42 only when the accuracy is equal to or higher than the above accuracy.
The positioning information obtained by the GPS system (reference numbers 11, 12, 13) should be absolute positioning information. However, in reality, due to various factors, the absolute value is not always guaranteed to be a true absolute value, and may include an error. Moreover, because of such a situation, it is necessary to introduce a relative system (

reference numbers

21, 22, etc.) and use it together.
[0032]
Therefore, the azimuth accuracy calculation means 51 is further introduced so that the sensitivity coefficient correction apparatus 2 is activated only when the probability that the absolute value is close to the true value is high, and the reliability of the correction is further improved. .
The determination as to whether or not the absolute value is likely to be close to a true value is high, for example, by incorporating the map matching function described at the beginning.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the effects of the configuration shown in each figure are as follows.
(1) Compared to the conventional method of providing a fixed sensitivity coefficient, variations in sensitivity coefficient among individual gyro sensors and changes in the sensitivity coefficient due to temperature can be absorbed, and more accurate azimuth detection can be performed (FIG. 1).
[0034]
(2) Since the same width is always corrected in FIGS. 2 and 3, it takes some time to converge in the initial state, but according to FIGS. 4 and 5, since the correction width is variable, the initial state Even so, it can be converged immediately.
(3) The present invention is based on the direction measured by GPS, and the effect depends on the accuracy of the direction. According to FIG. 8, since correction is performed only when the direction of GPS is high accuracy, the sensitivity coefficient can be corrected more accurately.
[0035]
(4) The reference azimuth calculation means may be a geomagnetic sensor or the like in addition to GPS, and can be freely selected by the system.
Thus, there is a great contribution to improving the accuracy of azimuth detection by the gyro sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is a diagram (No. 1) illustrating a first example of a changing process by a sensitivity coefficient changing unit;
FIG. 3 is a diagram (No. 2) illustrating a first example of a changing step by a sensitivity coefficient changing unit;
FIG. 4 is a diagram (No. 1) illustrating a second example of a changing step by a sensitivity coefficient changing unit;
FIG. 5 is a diagram (No. 2) illustrating the second embodiment of the changing step by the sensitivity coefficient changing unit;
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the first embodiment (FIGS. 2 and 3).
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment (FIGS. 4 and 5).
8 is a diagram showing a configuration example in which an azimuth accuracy calculation means is added to the configuration of FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram showing a known example of a navigation device that constitutes a premise of the invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a detection angle of a gyro sensor.
FIG. 11 is a graph for explaining a sensitivity coefficient (k) of the gyro sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Navigation apparatus 2 ... Sensitivity coefficient correction apparatus 11 ... GPS antenna 12 ... GPS receiver 13 ... 1st position and direction calculation means 21 ... Gyro sensor 22 ... 2nd position / direction calculation means 31 ... Position / direction determination means 32 ... Display device 41 ... Difference angle calculating means 42 ... Sensitivity coefficient changing means 51 ... Direction accuracy calculating means

Claims

First position / orientation calculating means (13) for calculating the absolute position and direction of the own vehicle;
Second position / orientation calculating means (22) for calculating the relative position and direction of the vehicle obtained by the gyro sensor (21);
A position / orientation determining means (31) for determining the absolute position and direction of the own vehicle by using the calculation results respectively calculated by the first and second position / orientation calculating means (13, 22) as inputs; In a gyro sensor sensitivity coefficient correction apparatus for correcting a sensitivity coefficient specific to the gyro sensor (21) provided in the navigation device (1) configured,
From the second bend angle (θ _GY ) between the approach direction and the advance direction at the intersection calculated by the second position / orientation calculation means (22) each time the vehicle makes a turn at each intersection, A difference angle for calculating a difference angle (Δθ) calculated by the first position / orientation calculation means (13) by subtracting the first turning angle (θ _GP ) between the approach direction and the advance direction at the intersection. A calculating means (41);
Using the calculated difference angle (Δθ) as an input,
As long as the difference angle (Δθ) takes a positive value, the sensitivity coefficient of the gyro sensor (21) is increased stepwise with a predetermined correction amount,
As long as the difference angle (Δθ) takes a negative value, the sensitivity coefficient of the gyro sensor (21) is decreased stepwise with a predetermined correction amount, and the second position / orientation calculating means (22) A sensitivity coefficient correction device for a gyro sensor, further comprising sensitivity coefficient changing means (42) for converging the sensitivity coefficient to an optimum sensitivity coefficient.

2. The gyro sensor sensitivity coefficient correction device according to claim 1, wherein the predetermined correction amount that is increased or decreased in stages in the sensitivity coefficient changing unit is a predetermined fixed amount. .

In the sensitivity coefficient changing means (42), the predetermined correction amount that is increased or decreased in stages is gradually increased as long as the difference angle (Δθ) continuously takes one of positive and negative values. The gyro sensor sensitivity coefficient correction apparatus according to claim 1, wherein the correction amount increases.

In the sensitivity coefficient changing means (42), the predetermined correction amount that is increased or decreased in stages is a predetermined fixed amount, and the predetermined amount is the gyro sensor (21). 3. The gyro sensor sensitivity coefficient correction apparatus according to claim 2, wherein the sensitivity coefficient correction unit is a unit of a normalized sensitivity coefficient obtained by normalizing the output of.

In the sensitivity coefficient changing means (42), the predetermined correction amount that is increased or decreased in stages is gradually increased as long as the difference angle (Δθ) continuously takes one of positive and negative values. 4. The gyro according to claim 3, wherein the gyro is an increasing correction amount, and the increasing correction amount is set in units of one unit of a normalized sensitivity coefficient obtained by normalizing the output of the gyro sensor (21). Sensor sensitivity coefficient correction device.

There is further provided azimuth accuracy calculation means (51) for calculating each accuracy of the approach azimuth and advance azimuth calculated by the first position / azimuth calculation means (13), and the calculated accuracy is equal to or higher than a predetermined accuracy. The gyro sensor sensitivity coefficient correction apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the sensitivity coefficient correction means (42) is selectively operated only when