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JPH0462419A - Azimuth detector - Google Patents

Azimuth detector

Info

Publication number
JPH0462419A
JPH0462419A JP17345390A JP17345390A JPH0462419A JP H0462419 A JPH0462419 A JP H0462419A JP 17345390 A JP17345390 A JP 17345390A JP 17345390 A JP17345390 A JP 17345390A JP H0462419 A JPH0462419 A JP H0462419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yaw rate
moving object
straight
turning angle
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP17345390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Yamashita
山下 光洋
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17345390A priority Critical patent/JPH0462419A/en
Publication of JPH0462419A publication Critical patent/JPH0462419A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
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  • Navigation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately calculate the traveling direction of a vehicle without using an earth magnetism sensor which is intolerant of magnetic disturbance by combining an azimuth sensor which is hardly affected by disturbance like yaw rate sensor and a wheel speed sensor. CONSTITUTION:A straight traveling detecting means 4 finds a difference in number between pulses from left and right vehicle speed sensors 1 and 2 and decides the straight traveling state of a mobile object from whether or not the difference is larger than a constant value continuously. A zero-point calculating means 5 adds the data from the yaw rate sensor 3 in the section where the straight traveling state is decided and corrects the zero point of the yaw rate sensor 3 from the addition value and the addition time of the yaw rate sensor data when the addition time exceeds a constant time. Then an azimuth calculating means 6 calculates the traveling direction of the mobile object from the zero point of the yaw rate sensor 3 which is found by a calculating means 5.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、 自動車等の移動体において現在位置を求め
て周辺の道路地図と供に現在位置を表示したり、また目
的地までの経路を探索・誘導したりする車載用ナビゲー
ションシステム等に用いゑ移動体の進行方位を算出する
方位検出装置に関するものであム 従来の技術 従来の方位検出装置としては、 例えば特開昭61−2
74214号公報に示されていも この例で示されてい
るよう圏 従来の方位検出装置では車両の同じ軸上の左
右の車輪の回転数を回転角度パルスとして測定する車輪
速センサを設けその出力から左右車輪の移動距離を算出
し 左右車輪の移動距離の差分と左右車輪間の距離(以
降トレッドと呼ぶ)の比から移動体の旋回角度を算出し
てその積算により移動体の進行方位を算出していtも 
 またヨーレートセンサを備え その出力を積分するこ
とによって移動体の旋回角度を算出し その積算・によ
り移動体の進行方位を算出していt、:o  さらに従
来の方位検出装置として地磁気方位センサを用いるもの
もあり、この場合には地磁気を大地に平行な平面内で直
交する二つのコイルで測定しそれらの値から車両の進行
方位を絶対方位として算出していち また 各々のセン
サの特性を補い合うために地磁気方位センサとヨーレー
トセンサ、地磁気方位センサと車輪速センサというよう
に絶対方位と相対方位を算出するセンサどうしを組み合
わせることも行われていな 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成でζ友 車輪速センサを
用いた場合には回転角度パルスを移動距離に変換する定
数(以下車輪定数と呼ぶ)が走行中に変動し 算出され
る車両の旋回角に誤差を生じも またヨーレートセンサ
を用いた場合には零点の変動により長時間の方位算出時
の誤差の蓄積をさけられなかった 一方地磁気方位セン
サを用いる場合に1友 地磁気方位センサは磁気的な外
乱に弱いため局所的に方位がずれることがあり、また車
両が磁性体でできているため着磁現象も発生しその対策
が不可欠であった よって地磁気方位センサと車輪速セ
ンサまたはヨーレートセンサを組み合わせてk 結果的
に精度の高い車両の進行方位を算出できていなかっ九 本発明はこのような点を考虜し 磁気的な外乱に弱い地
磁気センサを用いることなしに正確な車両の進行方位を
算出する方位検出装置を提供することを目的とすム 課題を解決するための手段 本発明は上記の課題を解決するた敷 車輪速センサで求
められた左右車輪の移動距離あるいはヨーレートセンサ
の出力から移動体の直進走行状態を検出し 検出された
直進走行状態においてヨーレートセンサの零点を較正し
て、 ヨーレートセンサの出力と較正された零点を用い
て移動体の進行方位を算出することを特徴とする方位検
出装置であ4 また 衛星からの電波を受信して移動体の現在位置を測
定し 測定された現在位置の履歴から移動体の直進走行
状態を検出して、検出された直進走行状態においてヨー
レートセンサの零点を較正し ヨーレートセンサの出力
と較正された零点を用いて移動体の進行方位を算出する
ことを特徴とするものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Field of Application The present invention is useful for determining the current position of a moving body such as a car and displaying the current position along with a surrounding road map, or for searching and searching for a route to a destination. This relates to a direction detecting device for calculating the traveling direction of a moving object used in an on-vehicle navigation system for guiding etc. Conventional technology A conventional direction detecting device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-2.
However, as shown in this example, the conventional direction detection device is equipped with a wheel speed sensor that measures the number of revolutions of the left and right wheels on the same axis of the vehicle as rotation angle pulses, and uses the output from the wheel speed sensor. The moving distance of the left and right wheels is calculated, the turning angle of the moving object is calculated from the ratio of the difference between the moving distance of the left and right wheels and the distance between the left and right wheels (hereinafter referred to as tread), and the moving direction of the moving object is calculated by integrating the turning angle. Also
It is also equipped with a yaw rate sensor and calculates the turning angle of the moving object by integrating its output, and calculates the moving direction of the moving object by integrating the output. In addition, a geomagnetic direction sensor is used as a conventional direction detection device. In this case, the earth's magnetic field is measured by two coils that are perpendicular to each other in a plane parallel to the earth, and from those values the vehicle's heading is calculated as an absolute heading. Also, in order to compensate for the characteristics of each sensor, Problems to be Solved by the Invention However, the above configuration does not solve the problem of combining sensors that calculate absolute and relative directions, such as a geomagnetic azimuth sensor and a yaw rate sensor, or a geomagnetic azimuth sensor and a wheel speed sensor. Friend: When using wheel speed sensors, the constants that convert rotation angle pulses into travel distance (hereinafter referred to as wheel constants) fluctuate during driving, causing errors in the calculated turning angle of the vehicle.Also, when using yaw rate sensors, On the other hand, when using a geomagnetic azimuth sensor, the azimuth may shift locally because the geomagnetic azimuth sensor is vulnerable to magnetic disturbances. In addition, since the vehicle is made of magnetic material, magnetization phenomenon also occurs, and countermeasures are essential.Therefore, by combining a geomagnetic direction sensor with a wheel speed sensor or a yaw rate sensor, the result is a highly accurate vehicle. The present invention takes into account these points and aims to provide a direction detection device that accurately calculates the direction of travel of a vehicle without using a geomagnetic sensor that is susceptible to magnetic disturbances. Means for Solving the Problems The present invention aims to solve the above-mentioned problems.The present invention is a method for solving the above-mentioned problems. It is an azimuth detection device characterized by calibrating the zero point of the yaw rate sensor in a straight-ahead running state and calculating the traveling direction of the moving object using the output of the yaw rate sensor and the calibrated zero point. is received, the current position of the moving object is measured, the straight running state of the moving object is detected from the history of the measured current position, the zero point of the yaw rate sensor is calibrated in the detected straight running state, and the output of the yaw rate sensor and This method is characterized in that the traveling direction of the moving object is calculated using the calibrated zero point.

さらに ヨーレートセンサと車輪速センサを備え 直進
走行状態と判定されたときは車輪速センサで求められた
左右車輪の移動距離から算出した旋回角に重みをおき、
また直進走行状態でないと判定されたときにはヨーレー
トセンサから求められた旋回角に重みをおいて移動体の
旋回角を推定し 移動体の進行方位を算出する手段を備
えたことを特徴とするものである。
Furthermore, it is equipped with a yaw rate sensor and a wheel speed sensor, and when it is determined that the vehicle is running straight, it weights the turning angle calculated from the travel distance of the left and right wheels determined by the wheel speed sensor.
The present invention is also characterized by comprising means for estimating the turning angle of the moving object by weighting the turning angle obtained from the yaw rate sensor and calculating the traveling direction of the moving object when it is determined that the moving object is not in a straight running state. be.

作用 本発明は前記した構成により、零点変動の大きいヨーレ
ートセンサを用いても車輪速センサの出力を用いて移動
体の直進走行状態を判定し 直進走行区間でヨーレート
センサの零点を較正しながら移動体の進行方位を算出す
るたへ 磁気的な外乱を受けることなく精度の高い進行
方位の算出が可能になる。
Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention uses the output of the wheel speed sensor to determine the straight running state of the moving body even when using a yaw rate sensor with a large zero point fluctuation, and determines the straight running state of the moving body by calibrating the zero point of the yaw rate sensor in the straight running section It is possible to calculate the heading with high accuracy without being affected by magnetic disturbances.

ま戸ユ 衛星からの電波を受信して算出した移動体の現
在位置の履歴から移動体の直進走行状態を判定し 直進
走行区間でヨーレートセンサの零点を較正しながらヨー
レートセンサの出力から移動体の進行方位を算出するた
嵌 磁気的な外乱を受けることなく精度の高い進行方位
の算出が可能とな4 さらに 直進走行状態にあると判定されたときは直進方
位の安定性の高い車輪速センサから求めた旋回角に重み
をおき、直進走行状態にないと判定されたときには旋回
角算出精度の高いヨーレートセンサから求めた旋回角に
重みをおいて移動体の旋回角を推定して移動体の進行方
位を算出するたべ 磁気的な外乱を受けることなく精度
の高い進行方位を算出することが可能になる。
MADOYU Determines the moving state of the moving object from the history of the current position of the moving object calculated by receiving radio waves from the satellite.While calibrating the zero point of the yaw rate sensor in the straight moving section, the moving object's output from the yaw rate sensor is determined. Insertion for calculating the heading It is possible to calculate the heading with high accuracy without receiving magnetic disturbances4 Furthermore, when it is determined that the vehicle is traveling straight, the wheel speed sensor, which has a highly stable heading, is used to calculate the heading. A weight is given to the obtained turning angle, and when it is determined that the moving object is not in a straight running state, the turning angle of the moving object is estimated by weighting the turning angle obtained from a yaw rate sensor with high turning angle calculation accuracy, and the moving object is moved forward. A table that calculates the heading It becomes possible to calculate the heading with high accuracy without being affected by magnetic disturbances.

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
すも 第1図は本発明の第1の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、 lは
左車輪速センサ、 2は右車輪速センサである。これは
車両の従動輪のアクスルハブに取りつけられた歯車状の
ロータの回転をコイルで検出するものであり、歯車の回
転に比例して正弦波的な出力が得られるようになってい
ム 3は角速度センサからなるヨーレートセンサ、 4
は直進走行検出手段、5は零点算出手段、 6は方位算
出手段であも 以上のように構成された本発明の第1の実施例の方位検
出装置について、以下にその動作を説明すも この第1
の実施例の目的は、 地磁気センサを用いることなく相
対方位センサだけの組合せで走行中にも自動的にヨーレ
ートセンサの零点を補正し 移動体の進行方位を高精度
に算出することである。なお本実施例はハードウェアで
も構成できる力(ここでは車輪速センサ、角速度センサ
とをマイクロコンピュータを用も〜  ソフトウェアで
実現した場合について述べることとする。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a direction detecting device in a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a left wheel speed sensor, and 2 is a right wheel speed sensor. This is a coil that detects the rotation of a gear-shaped rotor attached to the axle hub of the driven wheel of the vehicle, and a sinusoidal output is obtained in proportion to the rotation of the gear. 3 is the angular velocity. Yaw rate sensor consisting of a sensor, 4
5 is a straight running detection means, 5 is a zero point calculation means, and 6 is an azimuth calculation means.The operation of the azimuth detection device according to the first embodiment of the present invention constructed as described above will be explained below. 1st
The purpose of this embodiment is to automatically correct the zero point of the yaw rate sensor and calculate the moving direction of a moving object with high accuracy even while the vehicle is moving by using only a relative direction sensor without using a geomagnetic sensor. Note that this embodiment can also be configured using hardware (here, we will describe a case in which the wheel speed sensor and angular velocity sensor are realized using a microcomputer or software).

第2図はその処理手順を示すフローチャートであム ま
ずステップ201では各定数、変数に初期値を設定する
。ここで用いる定数(戴 センサデータのサンプリング
時間Ts、  ヨーレート感度As、  角速度センサ
の零点補正を行うかどうかを判断する時間しきい値Tr
minである。Ts、  Trminには適当な時間間
隔(例えばTs=0.1sec、  Trmin =1
0sec)を代入すも またAsには初期較正された角
速度センサの感度(例えばAs= 50mV/deg/
5ee)を代入する。一方便用する変数は、 所定時間
間隔で検出される左後輪の回転角度パルス数PL  右
後輪の回転角度パルス数Pr、回転角度パルス数の差分
子11、nZ。
FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure. First, in step 201, initial values are set for each constant and variable. Constants used here (sampling time Ts of sensor data, yaw rate sensitivity As, time threshold Tr for determining whether to perform zero point correction of the angular velocity sensor)
It is min. Ts and Trmin are set at appropriate time intervals (for example, Ts = 0.1 sec, Trmin = 1
0sec), but As is the sensitivity of the initially calibrated angular velocity sensor (for example, As = 50mV/deg/
5ee). On the other hand, the variables for convenience are: the number of rotation angle pulses PL of the left rear wheel detected at a predetermined time interval, the number Pr of rotation angle pulses of the right rear wheel, and the difference numerator 11 of the number of rotation angle pulses, nZ.

直進判定に用いる評価値E、ヨーレートセンサ3の出力
であるヨーレートデータRg、このヨーレートデータR
g積算値SRg 、  ヨーレートセンサ3の零点(オ
フセット)Rgz、 角速度データ積算時間Tt。
Evaluation value E used for straight-ahead determination, yaw rate data Rg that is the output of the yaw rate sensor 3, and this yaw rate data R
g integrated value SRg, zero point (offset) Rgz of yaw rate sensor 3, angular velocity data integration time Tt.

車両の進行方位Ahである。この中で、Pr、  PL
、nl、nZ、 E、  RgP、SRg、  Rgz
、 Ttには初期値として零を代入する。またAhには
車両の初期方位を代入すム 次のステップ202では所定時間内に検出された左右後
輪の回転角度パルス数PL、Prを検出し ステップ2
03では今回のサンプリング間隔でのヨーレートデータ
Rgを収集する。ステップ204では角速度センサ積算
時間Ttにサンプリング時間Tsを加算よ また積算値
SRgにヨーレートデータRgを加算すム 次のステップ205からステップ208では直進走行の
検出を行う。まずステップ205では検出されたPL、
  Prから所定時間間隔でのパルス数の差分n1(=
Pr−PL>を求め、 ステップ206では前回のすン
プリング時のパルス数の差分n2と今回の差分n1から
評価値Eをn1Xn2として求める。評価値Eが求まれ
ばステップ207でnlをn2に代入し 次回のサンプ
リング時の処理に備える。そしてステップ208で直進
走行状態かどうかを評価値Eで判定すも 左旋回中であ
れば回転角度パルス数の差分は1以上の状態が連続し 
また右旋回中であれば差分が一1以下の状態が連続する
か収 評価値EがE≧1のとき旋回状態 それ以外のと
きは直進走行状態と判定すも 直進走行状態と判定され
ればステップ210へ移行し 旋回状態であると判定さ
れればステップ209へ移行してTtとSRgに零を代
入してからステップ210へ移行する。
This is the traveling direction Ah of the vehicle. Among these, Pr, PL
, nl, nZ, E, RgP, SRg, Rgz
, Tt is assigned zero as an initial value. In addition, the initial direction of the vehicle is substituted for Ah. In the next step 202, the number of rotation angle pulses PL and Pr of the left and right rear wheels detected within a predetermined time is detected. Step 2
In step 03, yaw rate data Rg at the current sampling interval is collected. In step 204, the sampling time Ts is added to the angular velocity sensor integration time Tt.The yaw rate data Rg is added to the integration value SRg.In the next steps 205 to 208, straight-ahead running is detected. First, in step 205, the detected PL,
Difference n1 (=
In step 206, the evaluation value E is determined as n1Xn2 from the difference n2 in the number of pulses during the previous sampling and the current difference n1. Once the evaluation value E has been determined, nl is substituted into n2 in step 207 in preparation for the next sampling process. Then, in step 208, it is determined by the evaluation value E whether the vehicle is in a straight-ahead running state, but if it is in a left turn, the difference in the number of rotation angle pulses continues to be 1 or more.
Also, if turning to the right, the state in which the difference is 11 or less continues. If the evaluation value E is E≧1, the state is turning. Otherwise, it is determined that the state is running straight, but it is not determined that the state is running straight. If it is determined that the vehicle is in a turning state, the process proceeds to step 210, and the process proceeds to step 209, where zero is assigned to Tt and SRg, and then the process proceeds to step 210.

角速度データRgとサンプリング時間Tsの積算は直進
走行状態でのみ行っているかぺ ステップ210ではサ
ンプリング時間Tsの積算値Ttと角速度センサの零点
補正を行うための時間しきい値Trminとを比較して
零点補正を行うかどうかを決定すももしTt< Trm
inであればヨーレートセンサ3のデータ数が少なく補
正に必要な十分な精度が得られないと判断して補正を行
わずステップ213に移行しす、4  Tt≧Trmi
nであればステップ211へ移行して零点の補正を行う
Are the angular velocity data Rg and the sampling time Ts integrated only in the straight running state? In step 210, the integrated value Tt of the sampling time Ts is compared with the time threshold Trmin for zero point correction of the angular velocity sensor, and the zero point is determined. Decide whether to perform correction or not. If Tt< Trm
If it is in, it is determined that the amount of data from the yaw rate sensor 3 is small and sufficient accuracy necessary for correction cannot be obtained, and the process moves to step 213 without performing correction.4 Tt≧Trmi
If n, the process moves to step 211 and zero point correction is performed.

このステップ211での補正は以下の要領で行ってい 
く。
The correction in step 211 is performed as follows.
Ku.

まず、Tt/Tsで加算しているヨーレートデータRg
の個数が求められるから、角速度センサの零点Rgzは Rgz=SRg/(Tt/TS)・・・・・(1)とし
て算出する。ステップ211で新たな角速度センサの零
点が算出されれ(f、、ステップ212ではSRg、T
tに零を代入してステップ213へ移行する。
First, yaw rate data Rg added by Tt/Ts
Since the number of angular velocity sensors is calculated, the zero point Rgz of the angular velocity sensor is calculated as Rgz=SRg/(Tt/TS) (1). In step 211, the zero point of the new angular velocity sensor is calculated (f,, and in step 212, SRg, T
Zero is assigned to t and the process moves to step 213.

ステップ213では前回求められいる車両の進行方位A
hにヨーレートセンサ3で検出した車両のヨーレートデ
ータRgから求めた車両の旋回角度を加算して、新たな
車両の進行方位を以下のように算出すも Ah 4−Ah+ (Rg−Rgz)xTs/As ・
・・(2)進行方位Ahが算出されればステップ202
に移行して、ステップ202からステップ213までの
処理を繰り返し実施すも 上述したステップ202からステップ213までの処理
:戴 マイクロコンピュータ内部のタイマーを用いて所
定の時間間隔Ts内で処理を実施するものとする。
In step 213, the traveling direction A of the vehicle previously determined is
By adding the turning angle of the vehicle obtained from the yaw rate data Rg of the vehicle detected by the yaw rate sensor 3 to h, the new heading of the vehicle is calculated as follows: Ah 4-Ah+ (Rg-Rgz) x Ts/ As・
...(2) If the traveling direction Ah is calculated, step 202
The process from step 202 to step 213 described above is executed within a predetermined time interval Ts using a timer inside the microcomputer. shall be.

以上のように本実施例によれ(瓜 所定時間間隔で測定
された左右後輪のパルス数の差分に着目しその差分が一
定値以上の状態が連続するかどうかで移動体の直進走行
状態を判定し 直進走行状態と判定された区間でヨーレ
ートセンサデータの加算を行ってその加算時間が一定時
間を越えたときヨーレートセンサデータの加算値と加算
時間からヨーレートセンサの零点を補正していも その
た亀 外部磁界の影響を受けやすい地磁気方位センサを
用いることなく、相対方位センサであるヨーレートセン
サと車輪速センサの組合せでヨーレートセンサの零点変
動に追随しながら正確な車両の進行方位を算出すること
が可能となる。
As described above, according to this embodiment, focusing on the difference in the number of pulses between the left and right rear wheels measured at a predetermined time interval, the straight running state of the moving object is determined based on whether the difference continues to be equal to or greater than a certain value. If the yaw rate sensor data is added in a section determined to be a straight-ahead running state and the addition time exceeds a certain time, the zero point of the yaw rate sensor is corrected from the addition value and addition time of the yaw rate sensor data. Tortoise: Without using a geomagnetic azimuth sensor that is susceptible to external magnetic fields, it is possible to accurately calculate the vehicle's heading by following the zero point fluctuations of the yaw rate sensor using a combination of a yaw rate sensor, which is a relative azimuth sensor, and a wheel speed sensor. It becomes possible.

な叙 第1の実施例では直進走行状態をパルス数の差分
nがn≧1またはn≦−1の状態が連続したかどうかで
判定している力(これは車輪速センサの感度(分解能)
に応じて判定基準とするパルス数の値をかえても良いし
 またパルス数の差分が正負一定方向で連続する前後の
一定区間まで直進走行状態でないとして判定しても良し
も また本実施例では直進走行区間で新たに算出された
ヨーレートセンサ3の零点をそのまま用いて以後の車両
の進行方位算出を行っている力(零点の算出誤差を考慮
し算出された値に対して一定割合または一定値だけ零点
を修正しても良しも な抵 本実施例ではM″mm走行出を車輪速センサーに
より行った力(この直線走行の検出をヨーレートセンサ
ー3の出力により行うことも容易に実現できも 次に本発明の第2の実施例について説明する。
In the first embodiment, the straight running state is determined based on whether the pulse number difference n is n≧1 or n≦-1 (this is the sensitivity (resolution) of the wheel speed sensor).
The value of the number of pulses used as the determination standard may be changed depending on the difference in the number of pulses.Also, it may be determined that the vehicle is not in a straight running state until a certain section before and after the difference in the number of pulses continues in a constant direction of positive and negative. The force that uses the newly calculated zero point of the yaw rate sensor 3 in the straight-ahead section to calculate the subsequent direction of travel of the vehicle (a fixed percentage or a fixed value of the value calculated by taking into account the calculation error of the zero point) In this example, it is possible to correct the zero point by the force used by the wheel speed sensor to start traveling by Mmm. A second embodiment of the present invention will now be described.

第3図は本発明の第2の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3図において、7はG
PS衛星からの電波を用いて移動体の現在位置を算出す
る衛星利用測位手配 8はヨーレートセンサ、 9は直
進走行検出手段、10は零点算出手段、11は方位算出
手段である。
FIG. 3 shows a block diagram of a direction detecting device according to a second embodiment of the present invention. In Figure 3, 7 is G
Satellite-based positioning arrangement for calculating the current position of a moving body using radio waves from PS satellites 8 is a yaw rate sensor, 9 is a straight running detection means, 10 is a zero point calculation means, and 11 is an azimuth calculation means.

以上のように構成された本発明の第2の実施例の方位検
出装置について、以下にその動作を説明すも この第2
の実施例の目的は、 衛星からの電波を受信して算出し
た車両等の移動体の現在位置の履歴から移動体の直進走
行状態を判定し 直進走行区間でヨーレートセンサの零
点を較正しながら磁気的な外乱を受けることなく精度の
高い進行方位の算出を行うことである。なお本実施例は
ハードウェアでも構成できる力士 ここではGPS衛星
からの電波を用いて移動体の現在位置の算出を行うGP
S受信受信角速度センサとマイクロコンピュータを用い
てソフトウェアで実現した場合について述べることとす
る。
The operation of the direction detecting device according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be explained below.
The purpose of this embodiment is to determine the straight-line running state of a moving object from the history of the current position of the moving object such as a vehicle calculated by receiving radio waves from a satellite, and to calculate the magnetic field while calibrating the zero point of the yaw rate sensor in the straight-going section. The goal is to calculate the heading with high accuracy without being affected by external disturbances. Note that this example is a sumo wrestler that can also be configured with hardware.
A case will be described in which this is realized by software using an S reception angular velocity sensor and a microcomputer.

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では各定数、変数に初期値を設定する
。ここで用いる定数ζ戴 ヨーレートデータRgのサン
プリング時間Ts、  ヨーレート感度A\ ヨーレー
トセンサ8の零点補正を行うかどうかを判断する時間し
きい値Trmin、直進走行判定に用いる距離しきい値
LmirL、Lma人  角度しきい値BB、  CC
である。Ts、  Trminには適当な時間間隔(例
えばTs=O,1sec、  Trmin =10se
c)を、Asには初期較正された角速度センサの感度(
例えばAs=50mV/deg/5ee)を代入する。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure. First, in step 401, initial values are set for each constant and variable. Constants used here: Sampling time Ts of yaw rate data Rg, Yaw rate sensitivity A\ Time threshold Trmin for determining whether to perform zero point correction of the yaw rate sensor 8, Distance threshold LmirL used for straight running determination, Lma person Angle threshold BB, CC
It is. Ts, Trmin are set at appropriate time intervals (for example, Ts = O, 1 sec, Trmin = 10 sec
c), and As is the sensitivity of the initially calibrated angular velocity sensor (
For example, As=50mV/deg/5ee) is substituted.

まf=  Lmir5  Lmax、  BB、CCに
は適当な値(例えばLmin= 1m、  Lmax=
 500[n。
f = Lmir5 Lmax, appropriate values for BB, CC (for example, Lmin = 1m, Lmax =
500[n.

BB= 2deg、  CC= lodeg)を代入す
る。一方便用する変数は、 衛星利用測位手段で順次算
出された移動体の現在位置座標(X(n)、¥(n))
、衛星利用測位手段で求められた現在位置の移動距離し
、衛星利用測位手段で求められた現在位置の移動方向A
(n)、A(n)の変化量B、  A(n)とA(1)
の差分C1ヨーレートセンサの出力のヨーレートデータ
Rg、このヨーレートデータRgの積算値SRg、  
ヨーレートセンサ8の零点(オフセット)Rgz、  
ヨーレートデータ積算時間T−車両の進行方位Ahであ
る。X(n)、Y(n)の座標系には通常では0となら
ないような座標系を選択することとする。この中で、R
g、SRg、Rgz、 Tt、 X(n)、Y(n)、
B、 C,A(n)、Lには初期値として零を代入する
。またAhには車両の初期方位を代入する。
Assign BB=2deg, CC=lodeg). On the other hand, the variables to be used for convenience are the current position coordinates of the moving object (X(n), ¥(n)) sequentially calculated by satellite-based positioning means.
, the moving distance of the current position determined by the satellite-based positioning means, and the moving direction A of the current position determined by the satellite-based positioning means.
(n), amount of change in A(n) B, A(n) and A(1)
The difference C1 is the yaw rate data Rg of the output of the yaw rate sensor, the integrated value SRg of this yaw rate data Rg,
Zero point (offset) Rgz of yaw rate sensor 8,
Yaw rate data integration time T - Vehicle traveling direction Ah. As the coordinate system of X(n) and Y(n), a coordinate system that does not normally become 0 is selected. Among these, R
g, SRg, Rgz, Tt, X(n), Y(n),
Zero is assigned to B, C, A(n), and L as initial values. Further, the initial direction of the vehicle is substituted for Ah.

次のステップ402では今回のサンプリング間隔Tsで
のヨーレートデータRgを収集する。ステップ403で
はトーレートデータ積算時間Ttにサンプリング時間T
sを加算し また積算値SRgにヨーレートデータRg
を加算する。
In the next step 402, yaw rate data Rg at the current sampling interval Ts is collected. In step 403, the sampling time T is added to the toe rate data integration time Tt.
s is added and the yaw rate data Rg is added to the integrated value SRg.
Add.

次のステップ404からステップ414で直進走行の検
出を行う。まずステップ404ではGPS衛星を利用し
た現在位置の測位が可能かどうがを判定す4 測位に利
用できるGPS衛星の個数が2個以下では測位は不可f
@、3個以上では測位が可能とする。測位が不可能であ
ればステップ405で、Tt、  SRg、  X(n
)、Y(n)に零を代入してステップ418へ移行すム
 測位が可能であればステップ406で現在位置(X(
n)、Y(n))を算出し その座標を記憶す4 次ノ
ステップ407 テハ(X(0)、Y(0))が設定さ
れているかどうかを判定する。X(0)=Y(0)二〇
であれば測位が可能になって初めて算出された現在位置
と見なしステップ418へ移行し それ以外では前回の
サンプリング時にも測位が可能であったとしてステップ
408へ移行する。ステップ408では前回算出された
現在位置(χ(T1〜1)、Y(n−1))と今回算出
された現在位置(X(n)、Y(n))から移動距離り
を次式で算出する。
In the next step 404 to step 414, straight-ahead traveling is detected. First, in step 404, it is determined whether or not the current position can be measured using GPS satellites.4 If the number of GPS satellites that can be used for positioning is 2 or less, positioning is not possible f
@, positioning is possible with 3 or more. If positioning is impossible, in step 405, Tt, SRg, X(n
), Y(n) and proceed to step 418. If positioning is possible, in step 406 the current position (X(
n), Y(n)) and memorize the coordinates of the fourth order step 407. It is determined whether Teha (X(0), Y(0)) is set. If X(0)=Y(0)20, it is assumed that the current position was calculated only after positioning became possible, and the process moves to step 418. Otherwise, it is assumed that positioning was possible during the previous sampling, and step 408 Move to. In step 408, the distance traveled is calculated from the previously calculated current position (χ(T1~1), Y(n-1)) and the currently calculated current position (X(n), Y(n)) using the following formula. calculate.

L= [(X(n)−X(n−1)) 2+(Y(n)
−Y(n−1)) ’ ] ” ・・・(3)算出され
た移動距離りが十分小さければ車両は移動していないと
見なし はるかに大きければその間にGPS衛星を用い
た現在位置の算出精度が変化したと見なす。すなわち、
ステップ409.410でLとLmin、  Lmax
を比較して、Ln+in< L < Lmaxのときの
みステップ411へ移行して移動方向A(n)を算出L
Lmin≧Lのときは移動量が十分小さいとしてステッ
プ418へ またL≧Lmaxのときは現在位置算出精
度が変化したと見なしステップ417へ移行する。
L= [(X(n)-X(n-1)) 2+(Y(n)
-Y(n-1)) ' ] ” ...(3) If the calculated travel distance is sufficiently small, the vehicle is considered not to be moving. If it is much larger, the current position is calculated using GPS satellites during that time. Assume that the accuracy has changed, i.e.
In steps 409 and 410, L and Lmin, Lmax
, and only when Ln+in<L<Lmax, proceed to step 411 and calculate the moving direction A(n) L
When Lmin≧L, the amount of movement is determined to be sufficiently small, and the process proceeds to step 418. When L≧Lmax, it is assumed that the current position calculation accuracy has changed, and the process proceeds to step 417.

ステップ411では、 次式で移動方向A(n)を算出
する。
In step 411, the moving direction A(n) is calculated using the following equation.

A(n)=  tan−’  ((Y(n)−Y(n−
1))/(X(n)−X(n−1)))  ・ ・ (
4)ステップ412では、 直進判定の基準となる進行
方向の変化量を次式で算出する。
A(n)=tan-' ((Y(n)-Y(n-
1))/(X(n)-X(n-1))) ・ ・ (
4) In step 412, the amount of change in the traveling direction, which is the standard for determining whether to proceed straight, is calculated using the following formula.

B=A(n)−A(n−1)・・・・・・・(5)C=
A(n)−八(1)・・・・・・・・(6)Bは前回の
移動方向を基準としたときの移動方向の変化量を、また
Cは直進判断を始めた初期移動方向を基準としたときの
移動方向の変化量を表す。
B=A(n)-A(n-1)...(5)C=
A(n)-8(1)...(6) B is the amount of change in the moving direction when the previous moving direction is taken as a reference, and C is the initial moving direction when straight-ahead judgment started. represents the amount of change in the direction of movement when .

ステップ413.414ではこれらの方位変化量B1C
としきい値B戊 CCを比較して、 ll]<BB、 
 IC〈CCの条件が同時に成立するときのみ車両が直
進走行していると見なしステップ415へ移行しどちら
か一方の条件でも成立しないときは直進走行していない
と見なしてステップ417へ移行する。
In steps 413 and 414, these azimuth changes B1C
and the threshold value B CC, ll]<BB,
Only when the conditions IC<CC are satisfied at the same time, it is assumed that the vehicle is traveling straight and the process proceeds to step 415, and when either condition is not satisfied, it is assumed that the vehicle is not traveling straight and the process is transferred to step 417.

な抵 第5図にGPS衛星を用いて算出された現在位置
と、そのときの進行方向A(n)の関係の例を示す。コ
(7)場合、(X(0)、Y(0))から (X(5)
、Y(5))までが直進走行状態にあると判定され(X
(5)、Y(5))から(X(6)、Y(6)) ノ間
で直進状態ではなくなったと判定される。
Figure 5 shows an example of the relationship between the current position calculated using a GPS satellite and the traveling direction A(n) at that time. If ko(7), from (X(0), Y(0)) to (X(5)
, Y(5)) are determined to be in a straight-ahead running state (X
It is determined that the vehicle is no longer traveling straight between (5), Y(5)) and (X(6), Y(6)).

ヨーレートデータRgとサンプリング時間Tsの積算は
直進走行状態でのみ行っているか板 ステップ415で
はサンプリング時間Tsの積算値Ttとヨーレートセン
サ8の零点補正を行うための最低時間Trminを比較
して零点補正を行うかどうかを決定すも もしTt< 
Trminであればヨーレートセンサ8のデータ数が少
なく補正に必要な十分な精度が得られないと判断して補
正を行わずステップ418に移行り、  Tt≧1’ 
r m i nであればステップ416へ移行して零点
の補正を行う。Tt/Tsで加算しているヨーレートデ
ータRgの個数が求められるから、 ヨーレートセンサ
8の零点Rgz L戴 Rgz=SRg/(Tt/Ts)・・・・・・・(7)
として算出す4 ステップ416で新たなヨーレートセ
ンサの零点が算出されれ(瓜 ステップ417ではSR
gSTtに亀X(0)にX(n)、Y(0)にY(n)
を代入してステップ418へ移行する。ステップ418
では前回求められている車両の進行方位Ahにヨーレー
トセンサ8から求めた車両の旋回角度を加算して、新た
な車両の進行方位を以下のように算出する。
Are the yaw rate data Rg and the sampling time Ts integrated only when driving straight? In step 415, the integrated value Tt of the sampling time Ts is compared with the minimum time Trmin for zero point correction of the yaw rate sensor 8, and zero point correction is performed. However, if Tt<
If it is Trmin, it is determined that the amount of data from the yaw rate sensor 8 is small and sufficient accuracy required for correction cannot be obtained, so the process moves to step 418 without performing correction, and Tt≧1'
If r min , the process moves to step 416 and zero point correction is performed. Since the number of yaw rate data Rg being added is found by Tt/Ts, zero point Rgz L of yaw rate sensor 8 Rgz=SRg/(Tt/Ts) (7)
4 In step 416, a new zero point of the yaw rate sensor is calculated.
gSTt to turtle X(0) to X(n), Y(0) to Y(n)
is substituted and the process moves to step 418. Step 418
Then, the turning angle of the vehicle obtained from the yaw rate sensor 8 is added to the previously determined traveling direction Ah of the vehicle, and a new traveling direction of the vehicle is calculated as follows.

Ah4−Ah十 (Rg−Rgz)xTs/As ・ 
・ ・ ・(8)進行方位Ahが算出されればステップ
402に移行して、ステップ402からステップ418
までの処理を繰り返し実施する。
Ah4-Ah10 (Rg-Rgz)xTs/As ・
・ ・ ・(8) If the traveling direction Ah is calculated, the process moves to step 402, and steps 402 to 418
Repeat the above steps.

上述したステップ402からステップ418までの処理
は、 マイクロコンピュータ内部のタイマーを用いて所
定の時間間隔Ts内で処理を実施するものとする。
It is assumed that the processing from step 402 to step 418 described above is performed within a predetermined time interval Ts using a timer inside the microcomputer.

以上のように本実施例によれ1iGPs衛星からの電波
を用いて算出した車両の位置の履歴に着目し そこから
算出される移動方向が一定範囲以内であれば車両が直進
走行状態であると判定して、直進走行状態と判定された
区間でヨーレートデータの加算を行ってその加算時間が
一定時間を越えたときヨーレートセンサデータの加算値
と加算時間からヨーレートセンサの零点を補正している
As described above, according to this embodiment, we focus on the history of the vehicle's position calculated using radio waves from the 1iGPs satellite, and if the movement direction calculated from there is within a certain range, it is determined that the vehicle is traveling straight. Then, yaw rate data is added in the section determined to be a straight-ahead running state, and when the addition time exceeds a certain time, the zero point of the yaw rate sensor is corrected from the addition value and addition time of the yaw rate sensor data.

そのた八 外部磁界の影響を受けやすい地磁気方位セン
サを用いることなく、相対方位センサであるヨーレート
センサとGPS受信機の組合せでヨーレートセンサの零
点変動に追随しながら正確な車両の進行方位を算出する
ことが可能となる。
8. Calculate the accurate heading of the vehicle while following the zero point fluctuation of the yaw rate sensor using a combination of a yaw rate sensor, which is a relative azimuth sensor, and a GPS receiver, without using a geomagnetic azimuth sensor that is easily affected by external magnetic fields. becomes possible.

な抵 第2の実施例ではGPS衛星からの電波を用いて
算出された車両の現在の位置と直前の位置 および現在
の位置と直進判定に入ったときの初期位置の関係から進
行方向を算出して直進走行状態を判定した力士 これは
GPS衛星からの電波を用いて算出された三つ以上の車
両の位置を用いて進行方向を算出して直進走行状態を判
定しても良(℃ また 本実施例では直進走行区間で新
たに算出されたヨーレートセンサの零点をそのまま用い
て以後の車両の進行方位算出を行った力(零点の算出誤
差を考慮し算出された値に対して一定割合または一定値
だけ零点を修正しても良(−次に本発明の第3の実施例
について説明すも第6図は本発明の第3の実施例におけ
る方位検出装置のブロック図を示すものである。第6図
において、12は左車輪速センサ、13は右車輪速セン
サである。これは第1の実施例と開俵 車両の従動輪の
アクスルハブに取りつけられた歯車状のロータの回転を
コイルで検出するものであり、歯車の回転に比例して正
弦波的な出力が得られるようになっている。14は角速
度センサからなるヨーレートセンサ、15は車輪速セン
サの出力から車両の旋回角度を求める第1の旋回角推定
手段16はヨーレートセンサの出力から車両の旋回角度
を求める第2の旋回角算出半没17は旋回角推定手段、
18は直進走行検出手段、19は方位算出手段であも以
上のように構成された本発明の第3の実施例の方位検出
装置について、以下にその動作を説明する。この第3の
実施例の目的は、 地磁気方位センサを用いることなく
相対方位センサだけの組合せで移動体の進行方位を高精
度に算出することであ4 なお本実施例はハードウェア
でも構成できる力士 ここでは車輪速センサ、角速度セ
ンサとマイクロコンピュータ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とする。
In the second embodiment, the traveling direction is calculated from the relationship between the current position of the vehicle calculated using radio waves from a GPS satellite, the immediately previous position, and the current position and the initial position when the vehicle starts to go straight. The sumo wrestler who determined whether the vehicle was traveling straight by In the example, the force used to calculate the subsequent direction of travel of the vehicle by directly using the zero point of the yaw rate sensor newly calculated in the straight-ahead driving section (considering the calculation error of the zero point and applying a constant percentage or constant value to the calculated value) The zero point may be corrected by the value (--Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows a block diagram of a direction detecting device in a third embodiment of the present invention. In Fig. 6, 12 is a left wheel speed sensor, and 13 is a right wheel speed sensor. 14 is a yaw rate sensor consisting of an angular velocity sensor, and 15 is a wheel speed sensor that determines the turning angle of the vehicle from the output. The first turning angle estimating means 16 calculates the turning angle of the vehicle from the output of the yaw rate sensor.
Reference numeral 18 denotes a straight running detection means, and numeral 19 denotes an azimuth calculating means.The operation of the azimuth detecting device according to the third embodiment of the present invention constructed as described above will be described below. The purpose of this third embodiment is to calculate the moving direction of a moving object with high precision using only a relative direction sensor without using a geomagnetic direction sensor. Here, we will discuss the case where it is realized by software using wheel speed sensors, angular velocity sensors, and a microcomputer.

第7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701では各定数、変数に初期値を設定する
。ここで用いる定数は センサデータのサンプリング時
間T& ヨーレート感度As、  左右後輪の車輪定数
に1、lcr、トレッドTRである。TS。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure. First, in step 701, initial values are set for each constant and variable. The constants used here are: sensor data sampling time T & yaw rate sensitivity As; wheel constants for the left and right rear wheels: 1, lcr, and tread TR. T.S.

TRには適当な値(例えばTs= O,1sec、  
TR= 1.5m)、Asには初期較正された角速度セ
ンサの感度(例えばAs= 50mV/deg/5ee
)を代入する。また車輪定数に1、Krは左右後輪の回
転角度パルス1回転当たりに進む距離であり、距離が確
定した長距離直進路で測定された移動距離と回転角度パ
ルス数の比から初期較正しておき、そこで求められた値
(例えば2C[D/パルス)を代入する。一方便用する
変数は所定時間間隔で検出される左後輪の回転角度パル
ス数P1、右後輪の回転角度パルス数Pr、回転角度パ
ルス数の差分n1、n2.直進判定に用いる評価値E1
 ヨーレートセンサ14の出力R& ヨーレートセンサ
14の零点くオフセット)Rgz、  車両の旋回角D
L 車両の進行方位Ahである。この中で、PL、Pr
、  nl、  n2.  E、  Rg、RgzXD
hには初期値として零を代入する。またAhには車両の
初期方位を代入する。次のステップ702では所定時間
内に検出された左右後輪の回転角度パルス数P1、Pr
を検出レステップ703では今回のサンプリング間隔で
のヨーレートデータRgを収集する。
Set TR to an appropriate value (for example, Ts=O, 1sec,
TR = 1.5m), As is the sensitivity of the initially calibrated angular velocity sensor (for example, As = 50mV/deg/5ee
). In addition, 1 is the wheel constant, and Kr is the distance traveled by each rotation angle pulse of the left and right rear wheels.The initial calibration is based on the ratio of the travel distance measured on a long-distance straight course with a fixed distance and the number of rotation angle pulses. and substitute the value found there (for example, 2C[D/pulse)]. On the other hand, the variables to be used for convenience are the number of rotation angle pulses P1 of the left rear wheel detected at predetermined time intervals, the number of rotation angle pulses Pr of the right rear wheel, and the difference n1, n2 between the rotation angle pulse numbers. Evaluation value E1 used for straight-ahead determination
Output R of the yaw rate sensor 14 & Zero point offset of the yaw rate sensor 14) Rgz, Turning angle D of the vehicle
L is the traveling direction Ah of the vehicle. Among these, PL, Pr
, nl, n2. E, Rg, RgzXD
Zero is assigned to h as an initial value. Further, the initial direction of the vehicle is substituted for Ah. In the next step 702, the number of rotation angle pulses P1, Pr of the left and right rear wheels detected within a predetermined time is
In the detection step 703, yaw rate data Rg at the current sampling interval is collected.

ステップ704からステップ707では直進走行の検出
を行う。まずステップ704ては検出されたPi、Pr
から所定時間間隔でのパルス数の差分n1(=Pr−P
L)を求め、 ステップ705では前回のサンプリング
時のパルス数の差分η2と今回の差分子11から評価値
Eをnlx n2として求めも 評価値が求まればステ
ップ706でnlをn2に代入し 次回のサンプリング
時の処理に備える。そしてステップ707で直進走行状
態かどうかを評価値Eで判定すも 左旋回中であれば回
転角度パルス数の差分は1以上の状態が連続し また右
旋回中であれば差分が一1以下の状態が連続するから、
評価値EがE≧1のとき旋回状服 それ以外のときは直
進走行状態と判定すa 直進走行状態と判定されればス
テップ708へ移行し また旋回状態と判定されればス
テップ709へ移行して車両の旋回角の算出を行う。
In steps 704 to 707, straight-ahead travel is detected. First, in step 704, the detected Pi, Pr
Difference n1 (=Pr-P) in the number of pulses at a predetermined time interval from
L) is calculated, and in step 705, the evaluation value E is calculated as nl x n2 from the difference η2 in the number of pulses during the previous sampling and the current difference numerator 11. When the evaluation value is calculated, nl is substituted into n2 in step 706. Prepare for processing during sampling. Then, in step 707, it is determined whether the vehicle is in a straight running state using the evaluation value E. If the vehicle is turning left, the difference in the number of rotation angle pulses continues to be 1 or more, and if it is turning right, the difference is 11 or less. Since the state of is continuous,
When the evaluation value E is E≧1, the turning condition is determined. Otherwise, it is determined that the running condition is straight.a If it is determined that the traveling condition is straight, the process moves to step 708. If it is determined that the turning condition is determined, the process moves to step 709. The turning angle of the vehicle is then calculated.

直進走行状態ではセンサの零点(オフセット)の影響を
受けにくい車輪速センサから算出した旋回角の方が精度
が高く、また旋回状態であれば車輪の変形等の影響を受
けない角速度センサから求めた旋回角の方が精度が高い
から、直進走行状態と判定されたステップ708では角
速度センサの出力か収 Dh= (Rg−Rgz)xTs/As ・・−・・・
(9)として車両の旋回角を算出し 旋回状態と判定さ
れればステップ709で車輪速センサの出力か頓Dh=
 (180/π) x  (KrxPr−K]xP1)/TR・・・(10
)として車両の旋回角を算出する。10式の場合、左旋
回を正方向としている。そして、それ以前に求められて
いる進行方位Ahと 9または10式で求められた旋回
角叶から、ステップ710で新たな車両の進行方位Ah
を、 Ah←Ah+ Dh  ・・・・ ・・・・・・(11
)として算出する。新たな進行方位Ahが算出されれば
ステップ702に移行して、ステップ702からステッ
プ゛710までの処理を繰り返し実施する。
When driving in a straight line, the turning angle calculated from the wheel speed sensor, which is less affected by the zero point (offset) of the sensor, is more accurate, and when the vehicle is turning, the turning angle calculated from the angular velocity sensor, which is less affected by wheel deformation, etc. Since the turning angle has higher accuracy, in step 708 when it is determined that the vehicle is in a straight running state, the output of the angular velocity sensor is calculated as Dh= (Rg-Rgz)xTs/As...
The turning angle of the vehicle is calculated as (9), and if it is determined that the vehicle is turning, the output of the wheel speed sensor is calculated in step 709.
(180/π) x (KrxPr-K]xP1)/TR...(10
) to calculate the turning angle of the vehicle. In the case of Type 10, a left turn is considered a positive direction. Then, in step 710, a new vehicle traveling direction Ah is determined from the previously determined traveling direction Ah and the turning angle obtained using equations 9 or 10.
, Ah←Ah+ Dh ・・・・・・・・・(11
). Once the new heading Ah has been calculated, the process moves to step 702, and the processes from step 702 to step 710 are repeated.

上述したステップ702からステップ710までの処理
は、 マイクロコンピュータ内部のタイマーを用いて所
定の時間間隔Ts内で処理を実施するものとすも 以上のように本実施例によれは 所定時間間隔で測定さ
れた左右後輪のパルス数の差分に着目しその差分力く一
定値以上の状態が連続するかどうかで移動体の直進走行
状態を判定し 直進走行状態と判定された区間では車輪
速センサの出力から旋回角を算出し また旋回状態と判
定された区間ではヨーレートセンサの出力から旋回角を
算出して移動体の進行方位を算出している。そのた数 
外部磁界の影響を受けやすい地磁気方位センサを用いる
ことなく、相対方位センサであるヨーレートセンサと車
輪速センサの組合せで正確な車両の進行方位を算出する
ことが可能となる。
The processing from step 702 to step 710 described above is performed within a predetermined time interval Ts using a timer inside the microcomputer.As described above, according to this embodiment, measurements are performed at predetermined time intervals. Focusing on the difference in the number of pulses between the left and right rear wheels, the straight-ahead driving state of the moving object is determined based on whether the difference continues to be above a certain value. The turning angle is calculated from the output, and in the section determined to be in a turning state, the turning angle is calculated from the output of the yaw rate sensor to calculate the moving direction of the moving object. The number
Without using a geomagnetic azimuth sensor that is easily affected by external magnetic fields, it is possible to accurately calculate the heading of the vehicle using a combination of a yaw rate sensor and a wheel speed sensor, which are relative azimuth sensors.

な抵 第3の実施例では直進走行状態をパルス数の差分
nがn≧1またはn≦−1の状態が連続したかどうかで
判定している力丈 これは車輪速センサの感度(分解能
)に応じて判定基準とするパルス数の値をかえても良い
し またパルス数の差分が正負一定方向で連続する前後
の一定区間まで直進走行状態でないとして判定しても良
し〜 また車輪速センサ以外のもα 例えはGPS衛星
からの電波を利用して車両の位置を算出しその位置履歴
から直進走行状態を判定しても良t℃ さらに本実施例
では直進走行状態では車輪速センサの出力か収 また旋
回状態ではヨーレートセンサの出力から車両の旋回角を
算出した力(直進走行状態では車輪速センサの比重を上
(デ、また旋回状態ではヨーレートセンサの比重を上げ
るようにして旋回角の算出には二種類のセンサ出力を重
み付けして用いるようにしても良(℃ 具体的には例え
ばヨーレートセンサの出力にある係数kをかけ、一方の
車輪速センサの出力に(1−k)をかけそれぞれを加算
してkで割ゑ いわゆる相加平均をとればよ(℃ また
相乗平均であってもよ(t ま?=  この重みの係数
にはあらかじめ設定される定数であってもよいし 車両
の速度の関数であってもよいし 旋回するカーブの曲率
半径や、車両が旋回にかかる時間の関数にしてもよ(℃ さらく 直進走行状態でヨーレートセンサの零点を補正
しても良いし 直進走行状態で車輪定数を較正するよう
にしても良(−さらに 車輪速センサで旋回角を求める
場合、本実施例では左右後輪の移動距離の差分とトレッ
ドの比で算出した力(これに用いる左右の車輪は駆動輪
でも従動輪でも(前輪でも後輪でも)良く、また旋回角
算出モデルには極低速時に成立する後輪の軸上に旋回中
心をおくアッカーマンの幾何学的な関係を用いても良し
〜 発明の詳細 な説明したようへ 本発明によれ(′L ヨーレートセ
ンサ、車輪速センサという外乱の影響の受けにくい方位
センサを組み合わせることによって正確な車両の進行方
位を算出することが可能になり、その実用的効果は大き
In the third embodiment, the straight running state is determined based on whether the difference n in the number of pulses is continuously n≧1 or n≦-1.This is the sensitivity (resolution) of the wheel speed sensor. The value of the number of pulses used as the determination standard may be changed depending on the situation.Also, it may be determined that the vehicle is not in a straight running state until a certain section before and after the difference in the number of pulses continues in a constant direction of positive and negative. Nomo α For example, it is possible to calculate the position of the vehicle using radio waves from a GPS satellite and determine whether it is traveling straight from the position history.Furthermore, in this embodiment, when the vehicle is traveling straight, the output of the wheel speed sensor is In addition, in a turning state, the turning angle of the vehicle is calculated from the output of the yaw rate sensor (in a straight-ahead state, the specific gravity of the wheel speed sensor is increased (de), and in a turning state, the specific gravity of the yaw rate sensor is increased to calculate the turning angle). For example, the output of the yaw rate sensor may be multiplied by a certain coefficient k, and the output of one wheel speed sensor may be multiplied by (1-k). Add each of them and divide by k. Take the so-called arithmetic mean (°C. Or you can use the geometric mean (t?) This weighting coefficient may be a constant set in advance, or the weighting coefficient may be a constant set in advance. It may be a function of the speed of the turning curve, or it may be a function of the radius of curvature of the turning curve, or the time it takes for the vehicle to turn (℃).The zero point of the yaw rate sensor may be corrected when the vehicle is traveling straight, or it may be a function of the curvature radius of the turning curve or the time it takes for the vehicle to turn. It is also possible to calibrate the wheel constants under running conditions. The left and right wheels can be either driving wheels or driven wheels (front wheels or rear wheels), and the turning angle calculation model uses Ackermann's geometric relationship, which places the turning center on the axis of the rear wheels, which holds true at extremely low speeds. As described in detail, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the traveling direction of the vehicle by combining the yaw rate sensor and the wheel speed sensor, which are direction sensors that are less affected by disturbances. The practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明における第1の実施例の方位検出装置の
ブロック医 第2図は同実施例におけるフローチャート
、第3図は第2の実施例の方位検出装置のブロック医 
第4図は同実施例におけるフローチャート、第5図は同
実施例における現在位置の履歴と進行方向の関係を示す
は 第6図は第3の実施例の方位検出装置のブロックは
 第7図は同実施例におけるフローチャートであムト・
・左車輪速センサ、 2・・・右車輪速センサ、 3・
・・ヨーレートセンサ、 4・・・直進走行検出手段 
5・・・零点算出半没 6・・・方位算出手段、 7・
・・衛星利用測位手段、 8・・・ヨーレートセンサ、
 9・・・直進走行検出手段10・・・零点算出手!、
11・・・方位検出装置12・・・左車輪速センサ、1
3・・・右車輪速センサ、14・・・ヨーレートセンサ
、15・・・第1の旋回角算出手段、16・・・第2の
旋回角算出手段、17・・・旋回角算出手段18・・・
直進走行検出手段、19・・・方位算出手龍代理人の氏
名 弁理士 粟野重孝 はか1名纂 区 第 第 図 第 区
FIG. 1 is a block diagram of a direction detection device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flow chart of the same embodiment, and FIG. 3 is a block diagram of a direction detection device of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart in the same embodiment, FIG. 5 shows the relationship between the history of the current position and the direction of travel in the same embodiment, and FIG. 6 is a block diagram of the direction detection device of the third embodiment. In the flowchart in the same example,
・Left wheel speed sensor, 2... Right wheel speed sensor, 3.
... Yaw rate sensor, 4... Straight running detection means
5... Zero point calculation half sunk 6... Direction calculation means, 7.
... Satellite-based positioning means, 8... Yaw rate sensor,
9... Straight running detection means 10... Zero point calculation hand! ,
11... Orientation detection device 12... Left wheel speed sensor, 1
3... Right wheel speed sensor, 14... Yaw rate sensor, 15... First turning angle calculating means, 16... Second turning angle calculating means, 17... Turning angle calculating means 18.・・・
Straight running detection means, 19...Name of direction calculation hand dragon agent Patent attorney Shigetaka Awano

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)左右車輪の回転数を左右独立に計測する車輪速セ
ンサと、前記車輪速センサで求められた左右車輪の移動
距離から移動体の直線走行状態を検出する直線走行検出
手段と、移動体のヨーレートを検出するヨーレートセン
サと、前記直進走行検出手段で移動体が直進走行状態に
あると判定されたとき前記ヨーレートセンサの零点を較
正する零点算出手段と、前記ヨーレートセンサの出力と
前記零点算出手段で求められたヨーレートセンサの零点
から移動体の進行方位を算出する方位算出手段を備えた
ことを特徴とする方位検出装置。
(1) A wheel speed sensor that measures the number of rotations of left and right wheels independently, a straight-line running detection means that detects a straight-line running state of a moving object from the moving distance of the left and right wheels determined by the wheel speed sensor, and a moving object. a yaw rate sensor that detects the yaw rate of the moving object; a zero point calculation means that calibrates the zero point of the yaw rate sensor when the moving object is determined to be in a straight running state by the straight running detection means; An azimuth detection device comprising azimuth calculation means for calculating the traveling azimuth of a moving object from the zero point of a yaw rate sensor determined by the yaw rate sensor.
(2)車輪速センサに代えて、衛星からの電波を受信し
て移動体の現在位置を測定する衛星利用測位手段を備え
、直進走行検出手段は、前記衛星利用測位手段で求めら
れた移動体の現在位置の履歴から移動体の直進走行状態
を検出することを特徴とする請求項1記載の方位検出装
置。
(2) In place of the wheel speed sensor, a satellite-based positioning means is provided that measures the current position of a moving object by receiving radio waves from a satellite, and the straight-ahead running detection means detects the moving object determined by the satellite-based positioning means. 2. The direction detection device according to claim 1, wherein the straight running state of the moving object is detected from the history of the current position of the moving object.
(3)左右車輪の回転数を左右独立に計測する車輪速セ
ンサと、移動体のヨーレートを検出するヨーレートセン
サと、前記車輪速センサで求められた左右車輪の移動距
離から移動体の旋回角を算出する第1の旋回角算出手段
と、前記ヨーレートセンサで求められた移動体のヨーレ
ートから移動体の旋回角を算出する第2の旋回角算出手
段と、移動体の直進走行状態を検出する直進走行検出手
段と、前記第1の旋回角算出手段と前記第2の旋回角算
出手段の出力に重みづけをして移動体の旋回角を求め、
かつ前記直進走行検出手段で移動体が直進走行状態にあ
ると判定されたとき前記第2の旋回角算出手段の出力よ
り前記第1の旋回角算出手段の出力の重みを増やし、直
進走行状態にないと判定されたとき前記第1の旋回角算
出手段の出力より前記第2の旋回角算出手段の出力の重
みを増やして移動体の旋回角を推定する旋回角推定手段
と、前記旋回角推定手段で算出された移動体の旋回角か
ら移動体の進行方位を算出する方位算出手段を備えたこ
とを特徴とする方位検出装置。
(3) A wheel speed sensor that measures the rotation speed of the left and right wheels independently, a yaw rate sensor that detects the yaw rate of the moving object, and a turning angle of the moving object from the travel distance of the left and right wheels determined by the wheel speed sensor. a first turning angle calculation means for calculating a turning angle of the moving object from the yaw rate of the moving object determined by the yaw rate sensor; Weighting the outputs of the travel detection means, the first turning angle calculation means, and the second turning angle calculation means to determine the turning angle of the moving object;
and when it is determined by the straight-ahead running detection means that the moving object is in a straight-ahead running state, the weight of the output of the first turning angle calculating means is increased by the output of the second turning angle calculating means, and the mobile body is brought into a straight-going running state. a turning angle estimating means for estimating the turning angle of the moving body by increasing the weight of the output of the second turning angle calculating means than the output of the first turning angle calculating means when it is determined that the turning angle is not present, and the turning angle estimating means. A direction detection device comprising a direction calculation means for calculating a traveling direction of a moving object from a turning angle of the moving object calculated by the means.
(4)直進走行検出手段は、車輪速センサの出力から移
動体の直進走行状態を検出することを特徴とする請求項
3記載の方位検出装置。
(4) The azimuth detecting device according to claim 3, wherein the straight-ahead running detecting means detects the straight-ahead running state of the moving body from the output of a wheel speed sensor.
(5)衛星からの電波を受信して移動体の現在位置を測
定する衛星利用測位手段を備え、直進走行検出手段は、
前記衛星利用測位手段で求められた移動体の現在位置の
履歴から移動体の直進走行状態を検出することを特徴と
する請求項3記載の方位検出装置。
(5) A satellite-based positioning means that receives radio waves from a satellite and measures the current position of the moving body, and the straight-ahead running detection means:
4. The azimuth detecting device according to claim 3, wherein the straight running state of the moving object is detected from the history of the current position of the moving object determined by the satellite-based positioning means.
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