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JPH08105745A - 地磁気センサの方位誤差の補正のための方法と装置 - Google Patents

地磁気センサの方位誤差の補正のための方法と装置

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Publication number
JPH08105745A
JPH08105745A JP24137594A JP24137594A JPH08105745A JP H08105745 A JPH08105745 A JP H08105745A JP 24137594 A JP24137594 A JP 24137594A JP 24137594 A JP24137594 A JP 24137594A JP H08105745 A JPH08105745 A JP H08105745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional coordinate
geomagnetic sensor
value
coordinate values
sets
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24137594A
Other languages
English (en)
Inventor
Taiji Iwata
泰治 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP24137594A priority Critical patent/JPH08105745A/ja
Publication of JPH08105745A publication Critical patent/JPH08105745A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自立型ナビゲーションシステムにおいて使用
される地磁気センサの方位誤差を補正するための方法と
装置に関し、走行中の自動車に搭載された地磁気センサ
の方位誤差を、走行を中断して自動車を1回転させるこ
となく、補正することを可能にする地磁気センサの方位
誤差の補正のための方法と装置を提供する。 【構成】 地磁気センサの出力をRAMに順次格納して
おき(ステップ1001)、2次元平面上での基準点か
らの距離R′が基準距離Rと異なるとき(ステップ10
04)着磁状態が変化したと判断して、RAMに格納さ
れているデータから3点のデータを取り出して(ステッ
プ1008)、それらから距離Rにある1点の座標を算
出して補正値とする(ステップ1010)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自立型ナビゲーション
システムにおいて使用される地磁気センサの方位誤差を
補正するための方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年GPS(Global Positioning Syste
m)等を用いた電波航法、及び/又は方位センサ、速度
センサを用いた自立航法による車載用ナビゲーションシ
ステムの実用化が急速化している。このうち、自立航法
を用いたナビゲーションでは、自動車の進行方向を検出
する方位センサの誤差が直接ナビゲーションシステムの
性能にかかわってくるので、地磁気センサを方位センサ
として使用したシステムでは地磁気センサには高い精度
が要求される。
【0003】通常自動車の車体は、鉄(磁性体)によっ
て構成されているので、自動車内の電送品、走行中に送
電線の近くを通過するなどの影響により、自動車自体が
磁気を帯びる。この様な状態を着磁と呼ぶ。地磁気セン
サの出力は、地磁気の方位を表わす方位ベクトルのX成
分とY成分を示す2つの電圧出力が有り、この2つの出
力値は、横軸を方位としてプロットするとある基準電圧
(地磁気センサ毎に決まっている)を軸にしてsinカ
ーブとcosカーブを描く。地磁気センサの出力電圧を
X−Y平面上にプロットすると、地磁気以外の外部から
の磁気影響が全く無い場合、基準電圧に対応する点を中
心とし、出力電圧の上限と下限の差の1/2を半径とす
る円を描く。車体が着磁すると、地磁気センサの出力電
圧に着磁によるオフセットが加わり、それらが描く円の
中心は基準点から変位する。そのため、地磁気センサの
出力から算出した方位と実際の方位は一致しなくなる。
【0004】この方位誤差を補正するため、地磁気セン
サを搭載している自動車を1回転させ、X成分及びY成
分のそれぞれの電圧値の最大値と最小値の平均を算出し
て新たな基準電圧(補正値)とする方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、自動車が走行中に何らかの影響で車体に新たな
着磁が生じた場合、走行を中止して自動車を1回転させ
て補正を行わなければならないという問題がある。した
がって本発明の目的は、走行中の自動車に搭載された地
磁気センサの方位誤差を、走行を中断して自動車を1回
転させることなく、補正することを可能にする地磁気セ
ンサの方位誤差の補正のための方法と装置を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、移動体
に搭載され地磁気の方位を示す2次元座標値を出力する
地磁気センサの方位誤差を補正する方法であって、移動
体が走行している間に地磁気センサが出力する相異なる
2次元座標値を3組記憶し、記憶された3組の2次元座
標値が2次元平面上に定める3点のいずれからも所定の
距離にある中心点の2次元座標値を算出することによっ
て補正を得るステップを具備する方法が提供される。
【0007】本発明によれば、移動体に搭載され地磁気
の方位を示す2次元座標値を出力する地磁気センサの方
位誤差を補正する装置であって、移動体が走行している
間に地磁気センサが出力する相異なる2次元座標値を3
組記憶する座標値記憶手段と、記憶された3組の2次元
座標値が2次元平面上に定める3点のいずれからも所定
の距離にある中心点の2次元座標値を算出することによ
って補正値を得る手段とを具備する装置もまた提供され
る。
【0008】
【作用】着磁後(着磁状態が変化した後)であっても、
その後着磁状態が変化しない間にサンプリングされた相
異なる3組の2次元座標値が定める3点は新たな基準点
から円の半径に相当する所定の距離(地磁気センサの出
力電圧の上限と下限の差の1/2)にあるので、該3点
のいずれからも所定の距離にある点の2次元座標値を算
出することによって補正値を得ることができる。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係る方位誤差補正機能を備え
た地磁気センサの構成を表わす。地磁気センサ10から
出力されるアナログ電圧Vx ,Vy はA/Dコンバータ
12でディジタル信号に変換されCPU14へ入力され
る。CPU14は、後に詳述するように、入力されたV
x ,Vy の値から着磁状態の変化を検知し、着磁補正を
行ない、補正された値から方位を算出してナビゲーショ
ンシステム16へ入力する。着磁補正のためのデータは
RAM18に一時的に格納される。
【0010】地磁気センサ10を取り付ける位置は、自
動車の外装(鉄板)、計器類等から出来るかぎり離れた
場所に設置することが望ましいが、車載する以上避けら
れない状況も有るので、現在最も適当とされている車内
の天井の真ん中あたりに、地面と水平に取り付ける。A
/Dコンバータ12の性能は、最低2chの入力・出力
を装備し、12bit以上の分解能力を備え、1秒間に
10回以上はデータが変換可能なものを使用する。
【0011】CPU部14は、地磁気センサ10のデー
タ処理のみを行う為の専用とし、ナビゲーションシステ
ムの処理を行うCPUとは独立させ、上記の装置10,
12,14,18を一塊として地磁気センサとしてモジ
ュール化する方が現実的である。図2はCPU14の動
作のフローチャートである。地磁気センサ10の出力V
x ,Vy をA/Dコンバータ12を介して読み込み(ス
テップ1000)、RAM18に格納し(ステップ10
01)、(Vx ,Vy )と現在の基準点(Vx0,Vy0
との距離R′を計算する(ステップ1002)。この値
R′と理論的半径R(Vx ,Vy の振幅の1/2)とを
比較し(ステップ1004)、その差が許容値以下であ
るか、許容値以上であってもその状態が未だΔT時間継
続していなければ、Vx ,Vy の値から方位を計算して
ナビゲーションシステム16へ出力する(ステップ10
06)。RAM18中のVx ,Vy の格納領域が満杯に
なった以後は古いものから順にその上に新しいデータが
上書きされて消されていく。したがってRAM18には
所定個数の最新のデータが常に格納される。なお、RA
M18に格納すべきデータの個数は、少なくとも上記時
間ΔTにおいて生成されるデータ数以上であることが望
ましい。
【0012】ステップ1004においてR′とRとの差
が許容値以上になりその状態がΔT時間継続したとき
は、RAM18に格納されている最新データの中から3
点のデータを取り出し(ステップ1008)、後述する
手順でそれらから新しい補正値(基準値Vx0,Vy0)を
算出する(ステップ1010)。なお、上記の処理フロ
ーによれば、着磁量が除々に変化する場合には実際上問
題ない。しかし、着磁量が急激に変化すると、その直後
には変化する前のデータを含むデータを使って新補正値
が算出される。そのため、及び異常状態がΔT時間継続
することが要求されるという理由で着磁状態の急激な変
化は直ちに新補正値に反映されない。それでも、補正値
の計算を何回か繰り返す間にRAMに保存されるデータ
が着磁量が変化した後のデータに次第に置き換わるの
で、いずれは正しい補正値に収束する。
【0013】ステップ1010における補正値(基準値
x0,Vy0)の計算方法を以下に詳細に説明する。自動
車が普通に走行したとき、進行方向は常に変化してい
る。この間に蓄えられたRAM内のデータは、自動車が
あらゆる方向を向いた時のデータ、すなわち、地磁気セ
ンサがあらゆる方向を向いたときのデータという事にな
る。図3に示すように、RAM内のデータから3点A,
B,Cを取り出し、Vx −Vy 平面上でそれらを中心と
する半径Rの円を描くとそれらは1点O′で交わるはず
である。交点O′の座標が新たな基準値Vx0,Vy0であ
る。具体的には、3つのうちの2つの円の方程式を連立
させて解くことにより交点の座標を2つ求め、これらの
うち、第3の円の方程式を満たすものを選ぶことにより
交点O′の座標(Vx0,Vy0)が得られる。誤差のため
に3つの円が一点で交わらないときは、2つの円の2つ
の交点を通る線と他の2つの円の2つの交点を通る線と
の交点を交点O′とする。
【0014】RAMに格納されているデータの中から3
点の座標を選び出す場合、それらが2次元平面上で互い
に離れていればいるほど計算の精度が良い。そのために
は、例えば、図4のフローに従ってVx またはVy につ
いて格納データ全体をスキャンして最大値と最小値を見
い出し(ステップ1100〜1104)、最大値と最小
値の平均に最も近い中間値を再度スキャンして見い出し
(ステップ1106〜1114)、最大値、最小値、中
間値を有するデータを3点のデータとして使用する(ス
テップ1116)。或いはまた、各座標データから方位
をそれぞれ算出し、例えば、0°,120°,240°
のような相互に120°をなす3つの角度に最も近い3
点をそれぞれ選び出すようにしても良い。
【0015】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
車体の着磁による地磁気センサの方位誤差の発生が車の
走行中に自動的に検知され、補正される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方位誤差補正機能を備えた地磁気
センサを表わす図である。
【図2】本発明の方位誤差補正処理のフローチャートで
ある。
【図3】本発明の補正値算出方法を説明する図である。
【図4】3点を選び出す処理のフローチャートである。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体に搭載され地磁気の方位を示す2
    次元座標値を出力する地磁気センサの方位誤差を補正す
    る方法であって、 a)移動体が走行している間に地磁気センサが出力する
    相異なる2次元座標値を3組記憶し、 b)記憶された3組の2次元座標値が2次元平面上に定
    める3点のいずれからも所定の距離にある点の2次元座
    標値を算出することによって、補正値を得るステップを
    具備する方法。
  2. 【請求項2】 c)地磁気センサが出力する2次元座標
    値が2次元平面上に定める点と基準点との距離を算出
    し、 d)該算出された距離を基準距離と比較することによっ
    て地磁気センサの方位誤差の有無を検出するステップを
    さらに具備する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記ステップa)は i)地磁気センサが出力する2次元座標値のうち所定個
    の最新データを格納し、 ii)前記ステップd)で方位誤差の存在が検出された後
    において、格納されている最新データの中から前記相異
    なる3組の2次元座標値を選択するサブステップを具備
    する請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記サブステップii)において前記格納
    されている最新データの中の最大値、最小値及び最大値
    と最小値の平均に最も近い値を有する3組の2次元座標
    値を選択する請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記サブステップii)において、前記格
    納されている最新データの中で相互に120°をなす3
    つの方位に最も近い方位を示す3組の2次元座標値を選
    択する請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 移動体に搭載され地磁気の方位を示す2
    次元座標値を出力する地磁気センサの方位誤差を補正す
    る装置であって、 移動体が走行している間に地磁気センサが出力する相異
    なる2次元座標値を3組記憶する座標値記憶手段と、 記憶された3組の2次元座標値が2次元平面上に定める
    3点のいずれからも所定の距離にある点の2次元座標値
    を算出することによって補正値を得る手段とを具備する
    装置。
  7. 【請求項7】 地磁気センサが出力する2次元座標値が
    2次元平面上に定める点と基準点との距離を算出する手
    段と、 該算出された距離を基準距離と比較することによって地
    磁気センサの方位誤差の有無を検出する手段とをさらに
    具備する請求項6記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記座標値記憶手段は地磁気センサが出
    力する2次元座標値のうち所定個の最新データを格納す
    る手段と前記方位誤差検出手段が方位誤差の存在を検出
    した後において、格納されている最新データの中から前
    記相異なる3組の2次元座標値を選択する手段とを具備
    する請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記選択手段は前記格納手段に格納され
    ている最新データの中の最大値、最小値及び最大値と最
    小値の平均に最も近い値を有する3組の2次元座標値を
    選択する請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記選択手段は前記格納手段に格納さ
    れている最新データの中で相互に120°をなす3つの
    方位に最も近い方位を示す3組の2次元座標値を選択す
    る請求項8記載の装置。
JP24137594A 1994-10-05 1994-10-05 地磁気センサの方位誤差の補正のための方法と装置 Withdrawn JPH08105745A (ja)

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