JPH0690036B2 - Azimuth detector - Google Patents
Azimuth detectorInfo
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- JPH0690036B2 JPH0690036B2 JP1024984A JP2498489A JPH0690036B2 JP H0690036 B2 JPH0690036 B2 JP H0690036B2 JP 1024984 A JP1024984 A JP 1024984A JP 2498489 A JP2498489 A JP 2498489A JP H0690036 B2 JPH0690036 B2 JP H0690036B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車等の移動体において地図を表示し移動体の
現在位置を示したり、目的地までの経路を探索・誘導し
たりするときに必要な移動体の進行方位を求める方位検
出装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention is required when displaying a map on a moving body such as a car to indicate the current position of the moving body or when searching for or guiding a route to a destination. The present invention relates to an azimuth detecting device that obtains the traveling azimuth of a moving body.
従来の技術 従来の方位検出装置としては、例えば実開昭61-72618号
公報に示されている。2. Description of the Related Art A conventional azimuth detecting device is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-72618.
この例で示される様に、車等の移動体で用いられる方位
検出装置ではセンサを単独で用いる時に生ずる誤差を補
正するために絶対方位センサと相対方位センサを組み合
わせることが一般的に行われている。この場合、絶対方
位センサとしては地磁気センサが、また相対方位センサ
としては角速度センサ・加速度センサ・移動体の両側の
車輪の回転数を用いる車輪センサなどが挙げられる。絶
対方位センサである地磁気センサは、移動体の進行して
いる絶対方位を検出できるという利点はあるが同時に外
部の磁気異常の影響を受け易いという欠点を有してお
り、また一方相対方位センサは外部の影響を受け難いと
いう利点を持つがセンサ自身が持つ零点ドリフトや感度
誤差のため移動体の進行方位が徐々にずれてくるという
欠点を有していた。この様な各々のセンサの特性を生か
すため、従来例では絶対方位センサと相対方位センサの
出力を比較し両者の差が一定値以上に大きくなった場合
は絶対方位センサの出力を異常値と判断して直前に算出
された移動体の進行方位に相対方位センサの出力を加算
し新しい進行方位とするなど、絶対方位センサ・相対方
位センサの欠点を補う様に組み合わせて移動体の進行方
位を推測していた。As shown in this example, in an azimuth detecting device used in a moving body such as a car, it is general to combine an absolute azimuth sensor and a relative azimuth sensor in order to correct an error that occurs when the sensor is used alone. There is. In this case, the absolute direction sensor may be a geomagnetic sensor, and the relative direction sensor may be an angular velocity sensor, an acceleration sensor, a wheel sensor that uses the rotation speed of wheels on both sides of the moving body, or the like. The geomagnetic sensor, which is an absolute azimuth sensor, has the advantage of being able to detect the absolute azimuth of the moving body, but at the same time has the drawback of being easily affected by external magnetic anomalies. Although it has the advantage of being less susceptible to external influences, it has the drawback that the moving direction of the moving body gradually shifts due to the zero drift and sensitivity error of the sensor itself. In order to take advantage of such characteristics of each sensor, in the conventional example, the outputs of the absolute azimuth sensor and the relative azimuth sensor are compared, and if the difference between the two becomes larger than a certain value, the output of the absolute azimuth sensor is judged to be an abnormal value. Then, the output of the relative azimuth sensor is added to the traveling azimuth of the moving body calculated immediately before to make a new traveling azimuth. Was.
しかしながら移動体として車両を想定した場合、方位セ
ンサとしてあまり高価なセンサは使用できないためとく
に相対方位センサの精度が十分に確保出来ないことが多
かった。また相対方位センサが固有に持つ誤差特性は1
種類の相対方位センサだけでは補正しきれず、絶対方位
センサの補完用としては十分とは言えなかった。However, when a vehicle is assumed as the moving body, a relatively expensive sensor cannot be used as the azimuth sensor, and therefore the accuracy of the relative azimuth sensor cannot be often ensured in many cases. Moreover, the error characteristic peculiar to the relative direction sensor is 1
It could not be said to be sufficient as a supplement for the absolute direction sensor, because it was not possible to correct it with only one type of relative direction sensor.
本発明はかかる点に鑑み、移動体のより正確な進行方位
を算出する方位検出装置を提供することを目的とする。In view of such a point, the present invention has an object to provide an azimuth detecting device that calculates a more accurate traveling azimuth of a moving body.
本発明は、移動体の進行方位を記憶する方位記憶手段
と、進行方向の絶対方位を検出する絶対方位センサと、
進行方向の相対方位を検出し零点ドリフトが移動体の移
動距離に依存する特性を持つ第1の相対方位センサと、
進行方向の相対方位を検出し零点ドリフトが時間に依存
する特性を持つ第2の相対方位センサと、前記第1の相
対方位センサと前記方位記憶手段の出力を加算する第1
の方位加算手段と、前記第2の相対方位センサと前記方
位記憶手段の出力を加算する第2の方位加算手段と、移
動体の移動距離を検出する距離センサと、経過時間を求
める経過時間検出手段と、前記第1の相対方位センサの
出力から感度誤差範囲を推定する第1の相対方位誤差演
算手段と、前記距離センサの出力から第1の相対方位セ
ンサの零点ドリフト誤差範囲を推定する第2の相対方位
誤差演算手段と、前記第2の相対方位センサの出力から
感度誤差範囲を推定する第3の相対方位誤差演算手段
と、前記経過時間検出手段の出力から第2の相対方位セ
ンサの零点ドリフト誤差範囲を推定する第4の相対方位
誤差演算手段と、前記第1と第2の相対方位誤差演算手
段の出力から前記第1の相対方位センサの誤差範囲を演
算する第1の誤差範囲演算手段と、前記第3と第4の相
対方位誤差演算手段の出力から前記第2の相対方位セン
サの誤差範囲を演算する第2の誤差範囲演算手段と、前
記絶対方位センサと前記第1と第2の方位加算手段、前
記第1と第2の誤差範囲演算手段の出力から移動体の新
しい進行方位を推定し前記方位記憶手段へ出力する方位
演算手段と、前記方位記憶手段に格納された移動体の進
行方位の値を出力する出力手段とを備えたことを特徴と
する方位検出装置である。The present invention, an azimuth storage means for storing the traveling azimuth of a moving body, an absolute azimuth sensor for detecting the absolute azimuth of the traveling direction,
A first relative azimuth sensor having a characteristic that a relative azimuth in a traveling direction is detected and a zero-point drift depends on a moving distance of a moving body;
A first relative direction sensor that detects the relative direction of the traveling direction and has a characteristic that the zero-point drift depends on time, a first relative direction sensor, and a first addition for adding the outputs of the direction storage means.
Azimuth adding means, second azimuth adding means for adding the outputs of the second relative azimuth sensor and the azimuth storage means, a distance sensor for detecting a moving distance of a moving body, and an elapsed time detection for obtaining an elapsed time. A first relative azimuth error calculating means for estimating a sensitivity error range from the output of the first relative azimuth sensor; and a first relative azimuth error calculating means for estimating a zero point drift error range of the first relative azimuth sensor from the output of the distance sensor. 2 relative azimuth error calculating means, 3rd relative azimuth error calculating means for estimating the sensitivity error range from the output of the 2nd relative azimuth sensor, and 2nd relative azimuth sensor from the output of the elapsed time detecting means. Fourth relative azimuth error calculating means for estimating a zero point drift error range, and a first error range for calculating an error range of the first relative azimuth sensor from outputs of the first and second relative azimuth error calculating means. Calculating means, second error range calculating means for calculating an error range of the second relative direction sensor from outputs of the third and fourth relative direction error calculating means, the absolute direction sensor and the first The second azimuth adding means, the azimuth calculating means for estimating a new traveling azimuth of the moving body from the outputs of the first and second error range calculating means, and outputting it to the azimuth storing means, and the azimuth storing means. An azimuth detecting apparatus comprising: an output unit that outputs a value of a traveling azimuth of a moving body.
作用 本発明は前記した構成により、誤差特性の異なる2種類
の相対方位センサと絶対方位センサの合計3種類の方位
センサを備えることになる。これにより比較的精度が上
げにくい相対方位の算出の精度を向上させることができ
るため、絶対方位センサと相対方位センサの組み合わせ
により算出する移動体の進行方位の精度もより向上させ
ることが可能となる。Operation The present invention has a total of three types of azimuth sensors having two types of relative azimuth sensors and absolute azimuth sensors having different error characteristics due to the configuration described above. As a result, it is possible to improve the accuracy of the calculation of the relative azimuth, which is relatively difficult to increase, and it is also possible to further improve the accuracy of the traveling azimuth of the moving body calculated by the combination of the absolute azimuth sensor and the relative azimuth sensor. .
実施例 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は本発明の一実施例における方位検出装置のブロック
図を示すものである。第1図において、1は車などの移
動体の進行方向の絶対方位を検出する地磁気サンサなど
の絶対方位センサ、2は移動体の進行方向の相対方位を
検出し移動体の移動距離に零点ドリフトが依存する特性
を持つ両車輪センサなどの第1の相対方位センサ、3は
移動体の進行方向の相対方位を検出し経過時間に零点ド
リフトが依存する特性を持つ角速度センサなどの第2の
相対方位センサである。4は移動体の移動距離を検出す
る距離センサ、5は経過時間を検出する経過時間検出手
段、6は前記第1の相対方位センサ2で算出された方位
変化量とその直前の移動体の進行方位を加算する第1の
方位加算手段、7は前記第2の相対方位センサ3で算出
された方位変化量とその直前の移動体の進行方位を加算
する第2の方位加算手段である。8は前記第1の相対方
位センサ2の出力から予想される方位の感度誤差範囲を
算出する第1の相対方位誤差演算手段、9は前記距離セ
ンサで検出された移動体の移動距離から前記第1の相対
方位センサの零点ドリフト誤差範囲を算出する第2の相
対方位誤差演算手段である。10は前記第2の相対方位セ
ンサ3の出力から予想される方位の感度誤差範囲を算出
する第3の相対方位誤差演算手段、11は前記経過時間検
出手段により検出された経過時間から前記第2の相対方
位センサ3の零点ドリフト誤差範囲を算出する第4の相
対方位誤差演算手段である。12は第1と第2の相対方位
誤差演算手段8,9の出力を比較し、より誤差範囲の大き
な方を選択する第1の誤差範囲演算手段、13は第3と第
4の相対方位誤差演算手段10,11の出力を比較し、より
誤差範囲の大きな方を選択する第2の誤差範囲演算手段
である。14は前記絶対方位センサ1、第1と第2の方位
加算手段6,7、第1と第2の誤差範囲演算手段12,13の出
力から移動体の進行方位を算出する方位演算手段、15は
前記方位演算手段14で算出された進行方位を記憶するメ
モリなどの方位記憶手段、16は移動体の進行方位を出力
する出力手段である。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
The figure shows a block diagram of an azimuth detecting apparatus in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an absolute azimuth sensor such as a geomagnetic sensor that detects an absolute azimuth of a moving body such as a car, and 2 is a zero-point drift in a moving distance of the moving body that detects a relative azimuth of the moving body. Is a first relative direction sensor such as a two-wheel sensor having a characteristic that depends on, and a second relative direction sensor such as an angular velocity sensor having a characteristic that the zero point drift depends on the elapsed time by detecting the relative direction of the moving body in the traveling direction. A direction sensor. 4 is a distance sensor for detecting the moving distance of the moving body, 5 is elapsed time detecting means for detecting the elapsed time, and 6 is the amount of change in direction calculated by the first relative direction sensor 2 and the advance of the moving body immediately before that. The first azimuth adding means for adding the azimuths, and the second azimuth adding means for adding the azimuth change amount calculated by the second relative azimuth sensor 3 and the traveling azimuth of the moving body immediately before the azimuth change amount. 8 is a first relative azimuth error calculating means for calculating a sensitivity error range of the azimuth expected from the output of the first relative azimuth sensor 2, and 9 is the first relative azimuth error from the moving distance of the moving body detected by the distance sensor. The second relative azimuth error calculating means calculates the zero-point drift error range of the first relative azimuth sensor. Reference numeral 10 is a third relative azimuth error calculation means for calculating a sensitivity error range of the azimuth expected from the output of the second relative azimuth sensor 3, and 11 is the second relative azimuth from the elapsed time detected by the elapsed time detecting means. It is a fourth relative azimuth error calculation means for calculating the zero point drift error range of the relative azimuth sensor 3. Reference numeral 12 is a first error range calculating means for comparing the outputs of the first and second relative azimuth error calculating means 8 and 9 and selecting one having a larger error range, and 13 is a third and fourth relative azimuth error. This is a second error range calculation means for comparing the outputs of the calculation means 10 and 11 and selecting one having a larger error range. Reference numeral 14 is an azimuth calculation means for calculating the traveling azimuth of the moving body from the outputs of the absolute azimuth sensor 1, the first and second azimuth addition means 6, 7, and the first and second error range calculation means 12, 13. Is an azimuth storage means such as a memory for storing the traveling azimuth calculated by the azimuth computing means 14, and 16 is an output means for outputting the traveling azimuth of the moving body.
以上のように構成された本実施例の方位検出装置につい
て、以下にその動作を説明する。なお方位演算手段14、
第1,第2,第3,第4の相対方位誤差演算手段8,9,10,11、
第1と第2の誤差範囲演算手段12,13、第1と第2の方
位加算手段6,7はハードウェアでも構成できるが、ここ
ではマイクロプロセッサを用いてソフトウェアで実現し
た場合について述べることにする。第4図は、その処理
手順を示すフローチャートである。まずステップ401で
は、第2の相対方位センサ3の零点ドリフト補正を行っ
てからの経過時間を示す定数Tに初期値0を代入する。
次にステップ402では第1の相対方位センサ2から検出
された移動体の方位変化量Δθ1と第2の相対方位セン
サ2から検出された移動体の方位変化量Δθ2、方位記
憶手段15に記憶している直前の移動体の進行方位θ1か
ら、相対方位センサより求められる移動体の進行方位θ
1,θ2を算出する。ステップ403では、定数Tに経過
時間検出手段5で検出される移動体の直前の進行方位を
算出してからの経過時間Δtを加算して、第2の相対方
位センサ3が零点ドリフト補正を実施してからの経過時
間Tを算出する。ステップ404では、各々の相対方位セ
ンサの方位誤差の誤差範囲を求める。第1の相対方位セ
ンサ2の零点ドリフトによる方位誤差は移動体が走行し
た距離にのみ依存するから、誤差が走行距離Δ1に比例
するとすれば零点ドリフトにより方位誤差ΔθE1は ΔθE1=a×Δ1 と表される。ここでaは比例定数である。感度誤差は検
出された方位変化量に比例するとすれば比例定数をbと
して ΔθE2=b×|Δθ1 と表される。一方第2の相対方位センサ3の零点ドリフ
トによる方位誤差は時間にのみ依存する。零点ドリフト
がセンサの零点ドリフトを補正してからの経過時間Tに
比例するとしその比例定数をcとすれば、ある時刻tの
零点ドリフトωE3は ωE3=c×t となる。ゆえに方位誤差ΔθE3は零点ドリフトωE3をT
からT+Δtの区間で積分して ΔθE3=∫ωE3dt =c×Δt×(T×Δt/2) となる。感度誤差は検出された方位変化量に比例すると
すれば比例定数dとして ΔθE4=d×|Δθ2| と表される。各々の相対方位センサの誤差範囲の導出に
は、これらの関係式を用いている。これは第1図では、
第1,第2,第3,第4の相対方位誤差演算手段8,9,10、11に
相当する。ステップ405では各々の相対方位センサの零
点ドリフト誤差と感度誤差を比較し、誤差範囲の大きな
方を選択してその値をそれぞれΔθER1,ΔθER2に代入
する。ステップ406ではステップ405までで算出された移
動体の進行方位θ1,θ2と零点ドリフトから予想され
る誤差範囲ΔθER1,ΔθER2を用いて、2つの相対方位
センサから推測される移動体の進行方位の推測範囲θ1
±ΔθER1,θ2±ΔθER2の共通範囲を求める。第2図
ではその一例を示す。この場合、第2の相対方位センサ
より推測される移動体の進行方位の推測範囲は第1の相
対方位センサ2より推測される移動体の進行方位の推測
範囲に含まれるので、共通範囲はθ2±ΔθER2とな
る。共通範囲が存在する場合にその最大値を
θR−MMAX、最小値をθR−MINとおくことにすると、
この例の場合は θR-MAX=θ2+ΔθER2 θR-MIN=θ2‐ΔθER2 となる。この例と逆の場合とか両者が一部分のみ共有す
る場合、また共通範囲が存在しない場合なども考えられ
るが、特に共通範囲が存在しない場合にはθR-MAX、θ
R-MINに通常ではとりえない値を代入して共通範囲の有
無をθR-MAX、θR-MINで判断できる様にしておく。ステ
ップ407ではθR-MAX、θR-MINの値から共通範囲の有無
を判断し、共通範囲が有る場合はステップ408へ、無い
場合はステップ412へ移る。ステップ408では、絶対方位
センサ1から求められた移動体の進行方位θaとθ
R-MAX、θR-MINの比較を行う。θaがθR-MIN≦θa≧
θR-MAXの条件を満足する場合はステップ412へ、満足し
ない場合はステップ409へ移る。ステップ409ではθa>
θR-MAXが満足されるかどうかを判断しており、θa>
θR-MAXの場合はステップ411へ、θa<θR-MINの場合
はステップ410へ移る。ステップ410,411,412では、新し
い移動体の進行方位θに各々θR-MIN、θR-MAX、θaを
代入している。こうして新しい進行方位が算出され、ス
テップ412でメモリ等の方位記憶手段15に新しい進行方
位を記憶する(θ1←θ)。そしてステップ414で新し
い進行方位θを出力して送出する。新しい進行方位θと
θR-MIN、θR-MAX、θaの関係は第3図に示す通りであ
る。(a)がθR-MIN≦θa≦θR-MAXの条件を満足する場
合を示し、(b)がθa>θR-MAXの場合を、(c)がθa<
θR-MINの場合を、(d)が共通範囲がない場合を示してい
る。ステップ415では第2の相対方位センサ3の零点ド
リフトが補正されたかどうかを判断する。例えば車など
の移動体が一定時間停止した場合、角速度センサなどの
第2の相対方位センサ3の出力は零となるはずである。
しかし実際には出力の零点ドリフトのためにセンサ出力
は零とはならない。よって例えば停車中のセンサ出力の
値を零点ドリフト量とみなし以後のセンサ出力からこの
量を補正量として減算すれば、この時点では零点ドリフ
トの影響は除去できたことになる。すなわちステップ41
5では零点ドリフトの量が算出されたかどうかを見てい
ることになる。零点ドリフト量が算出されたならば、以
後第2の相対方位センサ3を用いて方位変化量Δθ2を
算出するとき、センサの出力から零点ドリフト量を減算
した値を真のセンサ出力として方位変化量を算出する。
零点ドリフトが補正されたならばステップ401へ移行し
最初から同様の手順で方位を算出するが、補正されてい
ない場合はステップ402へ移行し経過時間Tの値を保存
して新たな方位の算出を行う。The operation of the azimuth detecting apparatus of the present embodiment configured as described above will be described below. The azimuth calculation means 14,
1st, 2nd, 3rd, 4th relative azimuth error calculation means 8, 9, 10, 11,
The first and second error range calculating means 12 and 13, and the first and second azimuth adding means 6 and 7 can be configured by hardware, but here, a case where they are realized by software using a microprocessor will be described. To do. FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure. First, at step 401, an initial value 0 is substituted for a constant T indicating the elapsed time after the zero point drift correction of the second relative azimuth sensor 3 is performed.
Then the moving body orientation change amount [Delta] [theta] 1 and orientation change amount [Delta] [theta] 2 of the detected moving object from the second relative direction sensor 2 detected from the first relative direction sensor 2 in step 402, the azimuth storage means 15 The moving direction θ of the moving body obtained from the relative direction sensor from the stored moving direction θ 1 of the moving body immediately before
Calculate 1 and θ 2 . In step 403, the second relative azimuth sensor 3 performs zero point drift correction by adding to the constant T the elapsed time Δt since the traveling direction immediately before the moving body detected by the elapsed time detecting means 5 was calculated. The elapsed time T since then is calculated. In step 404, the error range of the azimuth error of each relative azimuth sensor is obtained. Since the azimuth error due to the zero point drift of the first relative azimuth sensor 2 depends only on the distance traveled by the moving body, if the error is proportional to the traveling distance Δ1, the azimuth error Δθ E1 due to the zero point drift Δθ E1 = a × Δ1 Is expressed as Here, a is a proportional constant. If the sensitivity error is proportional to the detected azimuth change amount, Δθ E2 = b × | Δθ 1 can be expressed with the proportionality constant b. On the other hand, the orientation error due to the zero-point drift of the second relative orientation sensor 3 depends only on time. If the zero point drift is proportional to the elapsed time T after the zero point drift of the sensor is corrected, and the constant of proportionality is c, the zero point drift ω E3 at a certain time t is ω E3 = c × t. Therefore, the azimuth error Δθ E3 is the zero point drift ω E3
To T + Δt, the integral is Δθ E3 = ∫ω E3 dt = c × Δt × (T × Δt / 2). If the sensitivity error is proportional to the detected azimuth change amount, Δθ E4 = d × | Δθ 2 | These relational expressions are used to derive the error range of each relative direction sensor. This is shown in FIG.
It corresponds to the first, second, third, and fourth relative azimuth error calculating means 8, 9, 10, 11. Step 405 compares each of the zero-point drift error and sensitivity error in the relative direction sensor in, the values each [Delta] [theta] by selecting the larger of the error range ER1, is substituted for [Delta] [theta] ER2. In step 406, the moving directions θ 1 and θ 2 of the moving body calculated up to step 405 and the error ranges Δθ ER1 and Δθ ER2 expected from the zero point drift are used to estimate the moving body of the moving body from the two relative direction sensors. Estimated range of traveling direction θ 1
Find the common range of ± Δθ ER1 and θ 2 ± Δθ ER2 . FIG. 2 shows an example thereof. In this case, the estimated range of the traveling azimuth of the moving body estimated by the second relative azimuth sensor is included in the estimated range of the traveling azimuth of the moving body estimated by the first relative azimuth sensor 2, so that the common range is θ. 2 ± Δθ ER2 . When there is a common range, let the maximum value be θ R-MMAX and the minimum value be θ R-MIN .
In this example, θ R-MAX = θ 2 + Δθ ER2 θ R-MIN = θ 2 -Δθ ER2 . It is conceivable that the case is the opposite of this example, that they both share a part, or that there is no common range, but if there is no common range in particular, then θ R-MAX , θ
A value that cannot be taken normally is assigned to R-MIN so that the presence or absence of the common range can be determined by θ R-MAX and θ R-MIN . In step 407, the presence or absence of the common range is determined from the values of θ R-MAX and θ R-MIN . If the common range exists, the process proceeds to step 408, and if not, the process proceeds to step 412. In step 408, the traveling directions θ a and θ of the moving body obtained from the absolute direction sensor 1 are calculated.
Compare R-MAX and θ R-MIN . θ a is θ R-MIN ≦ θ a ≧
If the condition of θ R-MAX is satisfied, the process proceeds to step 412, and if not satisfied, the process proceeds to step 409. In step 409, θ a >
It is determined whether θ R-MAX is satisfied, and θ a >
If θ R-MAX, the process proceeds to step 411, and if θ a <θ R-MIN , the process proceeds to step 410. In steps 410, 411, and 412, θ R-MIN , θ R-MAX , and θ a are respectively substituted into the traveling direction θ of the new moving body. In this way, a new heading is calculated, and in step 412 the new heading is stored in the heading storage means 15 such as a memory (θ 1 ← θ). Then, in step 414, the new traveling direction θ is output and transmitted. The relationship between the new heading θ and θ R-MIN , θ R-MAX , θ a is as shown in FIG. (a) shows the case where the condition of θ R-MIN ≤ θa ≤ θ R-MAX is satisfied, (b) shows the case of θ a > θ R-MAX , and (c) shows θ a <
The case of θ R-MIN shows the case where (d) has no common range. In step 415, it is determined whether the zero point drift of the second relative azimuth sensor 3 has been corrected. For example, when a moving body such as a car stops for a certain period of time, the output of the second relative azimuth sensor 3 such as an angular velocity sensor should be zero.
However, in reality, the sensor output does not become zero due to the zero drift of the output. Therefore, for example, if the value of the sensor output while the vehicle is stopped is regarded as the zero point drift amount and this amount is subtracted from the subsequent sensor output as the correction amount, the effect of the zero point drift can be eliminated at this point. I.e. step 41
In 5, we are looking at whether the amount of zero drift has been calculated. After the zero point drift amount is calculated, when the second relative direction sensor 3 is used to calculate the direction change amount Δθ 2 , the value obtained by subtracting the zero point drift amount from the sensor output is used as the true sensor output. Calculate the amount.
If the zero point drift is corrected, the process proceeds to step 401 and the azimuth is calculated in the same procedure from the beginning, but if not corrected, the process proceeds to step 402 and the value of the elapsed time T is saved to calculate a new azimuth. I do.
以上のように本実施例によれば、零点ドリフト特性の異
なる2親類の相対方位センサを用いることにより、1種
類の相対方位センサだけを用いるよりも予想される誤差
範囲を限定できる。特に各々の相対方位センサで予想さ
れる寒度誤差と零点ドリフト誤差を両方とも考慮しその
中でより誤差範囲の広い方を算出された相対方位の誤差
範囲としているため、移動体の方位変化量が大きい場合
は感度誤差が誤差範囲として採用され、また移動体が長
時間直進を続けるような場合は零点ドリフト誤差範囲と
して採用されることになり、適切な誤差範囲が設定でき
る。この誤差範囲を用いるため絶対方位センサと組み合
わせて求める移動体の進行方位の精度を、絶対方位セン
サ・相対方位センサ一つずつを組み合わせる場合より向
上させることができるようになる。As described above, according to the present embodiment, by using the two relative relative azimuth sensors having different zero-point drift characteristics, the expected error range can be limited as compared with using only one type of relative azimuth sensor. In particular, considering both the coldness error and the zero point drift error expected in each relative azimuth sensor and considering the wider error range as the calculated error range of the relative azimuth, Is large, the sensitivity error is adopted as the error range, and when the moving body keeps going straight for a long time, it is adopted as the zero point drift error range, so that an appropriate error range can be set. Since this error range is used, the accuracy of the traveling azimuth of the moving body obtained in combination with the absolute azimuth sensor can be improved as compared with the case of combining one absolute azimuth sensor and one relative azimuth sensor.
なお、本実施例においては距離に依存する零点ドリフト
特性を持つものと時間に依存する零点ドリフト特性を持
つ2種類の相対方位センサを同じ重みで用いたが、何方
か一方に重みをかけて相対方位を算出しても良い。また
本実施例では相対方位センサから予想される誤差範囲内
で絶対方位センサの出力を新しい進行方位として出力し
ているが、絶対方位センサの出力が相対方位センサの出
力から予想される誤差範囲を越えている場合に絶対方位
センサの出力を無視し相対方位センサの出力を新しい進
行方位として出力しても良い。また本実施例ではマイク
ロプロセッサを用いてソフトウェアで実現しているが、
これはハードウェアで実現しても良い。また第1の相対
方位センサから求められる相対方位の予想される零点ド
リフト誤差の範囲は移動体の移動距離に比例するとして
いるが、これは比例していなくても誤差特性が移動距離
に依存してさえいれば良い。また第2の相対方位センサ
から求められる相対方位の予想される零点ドリフト誤差
の範囲はセンサが零点ドリフトを補正してからの経過時
間に比例するとしているが、これは比例していなくても
誤差特性が経過時間に依存してさえいれば良い。また相
対方位センサの感度誤差は算出された方位変化量に比例
するとしているが、これは比例していなくても方位変化
量に依存してさえいれば良い。また本実施例においては
感度誤差と零点ドリフト誤差を比較して誤差範囲の大き
な方を誤差範囲演算手段で誤差範囲と算出しているが、
これは両誤差の最大値を加算した値を誤差の最大値とし
て誤差範囲を算出しても良いし、また両誤差の最大値を
二乗して加算しその平方根をとって誤差の最大値として
誤差範囲を算出しても良い。In the present embodiment, two types of relative azimuth sensors having a distance-dependent zero-point drift characteristic and a time-dependent zero-point drift characteristic are used with the same weight. The azimuth may be calculated. Further, in this embodiment, the output of the absolute azimuth sensor is output as a new traveling azimuth within the error range expected from the relative azimuth sensor, but the output of the absolute azimuth sensor does not exceed the error range expected from the output of the relative azimuth sensor. If it exceeds, the output of the absolute direction sensor may be ignored and the output of the relative direction sensor may be output as a new traveling direction. In addition, in the present embodiment, although realized by software using a microprocessor,
This may be realized by hardware. Further, the range of the expected zero-point drift error of the relative azimuth obtained from the first relative azimuth sensor is said to be proportional to the moving distance of the moving body, but even if it is not proportional, the error characteristic depends on the moving distance. All you have to do is Further, the range of the expected zero-point drift error of the relative azimuth obtained from the second relative azimuth sensor is said to be proportional to the elapsed time after the sensor corrects the zero-point drift. It is sufficient that the characteristics depend on the elapsed time. Further, the sensitivity error of the relative azimuth sensor is said to be proportional to the calculated azimuth change amount, but it does not have to be proportional as long as it depends on the azimuth change amount. Further, in the present embodiment, the sensitivity error and the zero point drift error are compared and the larger error range is calculated as the error range by the error range calculation means.
The error range may be calculated by taking the value obtained by adding the maximum values of both errors as the maximum value of the error, or the maximum value of both errors may be squared and added, and the square root thereof may be taken to determine the error as the maximum error. The range may be calculated.
発明の効果 以上説明したように、本発明は2種類の相対方位センサ
を備えているため、経過時間は長いが移動体の移動距離
は短い都市部での渋滞時ののろのろ走行時とか経過時間
は比較的短いが移動距離が長い高速走行の場合に、単独
の相対方位センサを用いるよりもより誤差の少ない相対
方位を算出することができる。またその結果、絶対方位
センサと組み合わせて求める移動体の進行方位の精度を
より向上させることができ、その実用的効果は大きい。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, since the present invention includes two types of relative direction sensors, the elapsed time is long but the moving distance of a moving body is short. In the case of high-speed traveling that is relatively short but has a long moving distance, it is possible to calculate the relative azimuth with less error than using a single relative azimuth sensor. As a result, it is possible to further improve the accuracy of the traveling direction of the moving body that is obtained in combination with the absolute direction sensor, and its practical effect is great.
第1図は本発明における一実施例の方位検出装置のブロ
ック図、第2図,第3図は本実施例の方位決定のベクト
ル図、第4図は本実施例の方位検出装置フローチャート
である。 1……絶対方位センサ、2……第1の相対方位センサ
(1)、3……第2の相対方位センサ(2)、4……距
離センサ、5……経過時間検出手段、6……第1の方位
加算手段(1)、7……第2の方位加算手段(2)、8
……第1の相対方位誤差演算手段(1)、9……第2の
相対方位誤差演算手段(2)、10……第3の相対方位誤
差演算手段(3)、11……第4の相対方位誤差演算手段
(4)、12……第1の誤差範囲演算手段(1)、13……
第2の誤差範囲演算手段(2)、14……方位演算手段、
15……方位記憶手段、16……出力手段。FIG. 1 is a block diagram of an azimuth detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are vector diagrams of azimuth determination in the present embodiment, and FIG. 4 is a flowchart of the azimuth detecting apparatus in the present embodiment. . 1 ... Absolute direction sensor, 2 ... First relative direction sensor (1), 3 ... Second relative direction sensor (2), 4 ... Distance sensor, 5 ... Elapsed time detecting means, 6 ... First azimuth adding means (1), 7 ... Second azimuth adding means (2), 8
...... First relative azimuth error calculating means (1), 9 ...... Second relative azimuth error calculating means (2), 10 ...... Third relative azimuth error calculating means (3), 11 ...... Fourth Relative azimuth error calculating means (4), 12 ... First error range calculating means (1), 13 ...
Second error range calculation means (2), 14 ... azimuth calculation means,
15 ... Direction storage means, 16 ... Output means.
Claims (5)
と、進行方向の絶対方位を検出する絶対方位センサと、
進行方向の相対方位を検出し零点ドリフトが移動体の移
動距離に依存する特性を持つ第1の相対方位センサと、
進行方向の相対方位を検出し零点ドリフトが時間に依存
する特性を持つ第2の相対方位センサと、前記第1の相
対方位センサと前記方位記憶手段の出力を加算する第1
の方位加算手段と、前記第2の相対方位センサと前記方
位記憶手段の出力を加算する第2の方位加算手段と、移
動体の移動距離を検出する距離センサと、経過時間を求
める経過時間検出手段と、前記第1の相対方位センサの
出力から感度誤差範囲を推定する第1の相対方位誤差演
算手段と、前記距離センサの出力から第1の相対方位セ
ンサの零点ドリフト誤差範囲を推定する第2の相対方位
誤差演算手段と、前記第2の相対方位センサの出力から
感度誤差範囲を推定する第3の相対方位誤差演算手段
と、前記経過時間検出手段の出力から第2の相対方位セ
ンサの零点ドリフト誤差範囲を推定する第4の相対方位
誤差演算手段と、前記第1と第2の相対方位誤差演算手
段の出力から前記第1の相対方位センサの誤差範囲を演
算する第1の誤差範囲演算手段と、前記第3と第4の相
対方位誤差演算手段の出力から前記第2の相対方位セン
サの誤差範囲を演算する第2の誤差範囲演算手段と、前
記絶対方位センサと前記第1と第2の方位加算手段、前
記第1と第2の誤差範囲演算手段の出力から移動体の新
しい進行方位を推定し前記方位記憶手段へ出力する方位
演算手段と、前記方位記憶手段に格納された移動体の進
行方位の値を出力する出力手段とを備えたことを特徴と
する方位検出装置。1. An azimuth storing means for storing a moving azimuth of a moving body, an absolute azimuth sensor for detecting an absolute azimuth of a moving direction,
A first relative azimuth sensor having a characteristic that a relative azimuth in a traveling direction is detected and a zero-point drift depends on a moving distance of a moving body;
A first relative direction sensor that detects the relative direction of the traveling direction and has a characteristic that the zero-point drift depends on time, a first relative direction sensor, and a first addition for adding the outputs of the direction storage means.
Azimuth adding means, second azimuth adding means for adding the outputs of the second relative azimuth sensor and the azimuth storage means, a distance sensor for detecting a moving distance of a moving body, and an elapsed time detection for obtaining an elapsed time. A first relative azimuth error calculating means for estimating a sensitivity error range from the output of the first relative azimuth sensor; and a first relative azimuth error calculating means for estimating a zero point drift error range of the first relative azimuth sensor from the output of the distance sensor. 2 relative azimuth error calculating means, 3rd relative azimuth error calculating means for estimating the sensitivity error range from the output of the 2nd relative azimuth sensor, and 2nd relative azimuth sensor from the output of the elapsed time detecting means. Fourth relative azimuth error calculating means for estimating a zero point drift error range, and a first error range for calculating an error range of the first relative azimuth sensor from outputs of the first and second relative azimuth error calculating means. Calculating means, second error range calculating means for calculating an error range of the second relative direction sensor from outputs of the third and fourth relative direction error calculating means, the absolute direction sensor and the first The second azimuth adding means, the azimuth calculating means for estimating a new traveling azimuth of the moving body from the outputs of the first and second error range calculating means, and outputting it to the azimuth storing means, and the azimuth storing means. An azimuth detecting device comprising: an output unit that outputs a value of a traveling azimuth of a moving body.
側の車輪の回転数から相対方位を算出する車輪センサで
あることを特徴とする請求項1記載の方位検出装置。2. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein the first relative azimuth sensor is a wheel sensor that calculates a relative azimuth from the rotational speeds of the wheels on both sides of the moving body.
ンドルの操舵角を検出する操舵角センサであることを特
徴とする請求項1記載の方位検出装置。3. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein the first relative azimuth sensor is a steering angle sensor for detecting a steering angle of a steering wheel of the moving body.
あることを特徴とする請求項1記載の方位検出装置。4. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein the second relative azimuth sensor is an angular velocity sensor.
行方向と進行方向に垂直な方向の加速度を検出する加速
度センサであることを特徴とする請求項1記載の方位検
出装置。5. The azimuth detecting device according to claim 1, wherein the second relative azimuth sensor is an acceleration sensor that detects acceleration in the traveling direction of the moving body and in a direction perpendicular to the traveling direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024984A JPH0690036B2 (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | Azimuth detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024984A JPH0690036B2 (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | Azimuth detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02205709A JPH02205709A (en) | 1990-08-15 |
| JPH0690036B2 true JPH0690036B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=12153246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024984A Expired - Lifetime JPH0690036B2 (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | Azimuth detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690036B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9454245B2 (en) | 2011-11-01 | 2016-09-27 | Qualcomm Incorporated | System and method for improving orientation data |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1024984A patent/JPH0690036B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02205709A (en) | 1990-08-15 |
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