JPH05223589A - ジャイロのオフセット補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】車両の方位を検出する場合、地図マッチング状
態であるときには、所定期間の始めと終りにおける直線
走行時の地図上のリンク方位の変化量に基づいてオフセ
ット補正を行い、非マッチング状態であるときには、所
定期間の始めと終りにおける直線走行時の地磁気方位の
変化量に基づいてジャイロ２１のオフセット補正を行
う。 【効果】車両が長時間にわたって非マッチング状態で走
行し続ける場合でも、適宜オフセット値の補正を行って
オフセットのドリフトの影響を排除して、正しい方位を
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ファイバジャ
イロ、機械式ジャイロ、振動ジャイロ、ガスレートジャ
イロなどのジャイロ（ジャイロ）により車両における方
位を検出するためのオフセット補正方法及びオフセット
補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両において、その進行方向
などの所定の方位を検出するために、ジャイロが広く適
用されている。このジャイロからの出力信号には適当な
処理が施され、車両の走行に伴って生じる方位変化量Δ
θが所定のサンプリング周期ごとに求められて、車両の
現在方位データが作成される。すなわち、車両の現在方
位θは、１回前の方位変化量Δθのサンプリング時点で
求められた方位θ₀ と、方位変化量Δθとを用いて、 θ＝θ₀ ＋Δθ として得られる。

【０００３】このようにして得られた現在方位θは、車
両の現在位置の算出などのために用いられる。例えば車
両において車速センサの出力などから求めた所定時間ご
との走行距離ΔＬと、前記の現在方位θとによって、車
両の走行量の東西方向成分Δｘ（＝ΔＬ× cosθ）と南
北方向成分Δｙ（＝ΔＬ× sinθ）とが求められる。こ
の車両の走行量の各成分を、従前の車両位置データ（Ｐ
ｘ′，Ｐｙ′）の各成分に加算することによって、現在
の車両位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）が得られる。このよう
な車両の位置検出技術は、推測航法などと呼ばれてい
る。

【０００４】ところが、ジャイロでは、停止中や直線走
行中のように、センサ出力が零であるべきときでも、温
度や湿度の影響のために幾らかのオフセット出力が発生
するという傾向がある。このオフセット出力は、車両の
振動などにより生じる一般のノイズ成分とは異なって十
分に長い時間の検出によっても除去することはできず、
時間とともに累積されるという性質を有している。この
オフセット出力が累積されたときには、検出された現在
方位θには大きな誤差が含まれることになって、車両の
現在位置の検出が不正確になる。

【０００５】この不具合を解消するために、オフセット
出力をセンサ出力から差し引いて現在方位θを検出する
ことが従来から提案されている。例えば特公昭５８−３
９３６０号公報には、車両が信号などで停止している期
間のジャイロの出力がオフセットそのものであることを
利用した技術が開示されている。すなわち、車両が停止
している期間中のジャイロの出力からオフセットを検出
し、この検出されたオフセットを走行中のジャイロ出力
から差し引くことによりオフセット補正を実現してい
る。

【０００６】しかしながら、ジャイロのオフセットは、
車両が停止しているか走行しているかにかかわらず、温
度や湿度の変動によってドリフトするという性質を有し
ている。このため、停止中に求めた一定のオフセット値
により、走行中のジャイロ出力の補正を行っても、前記
のドリフトのためにオフセット補正後の値には誤差が含
まれることになる。

【０００７】車両が頻繁に停止する場合や、直線道路を
頻繁に走行する場合には、ドリフトが小さいうちに補正
に用いるオフセット値を補正できるから、前記の問題は
比較的少ないが、信号の少ない道路や高速道路を長距離
走行する場合のように、車両が発進してから停止するま
での時間が長い場合などには、ドリフトが大きくなって
しまい、方位検出の精度が極めて劣化し、ひいては車両
の現在位置の検出が不正確になってしまう。

【０００８】そこで、例えば特開昭６３−１８２５１９
号公報には、直線走行中のジャイロの出力を利用して、
同様なオフセット補正を行う技術が開示されている。こ
の開示技術では、車両が走行中の道路が直線道路である
ことを道路地図データから識別して、この直線道路走行
中のジャイロ出力に基づいて、オフセットの検出が行わ
れている。したがって、長時間停車なしでも走行状態で
ドリフトの値を演算し補正できるので、位置検出誤差を
減少させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の特開
昭６３−１８２５１９号公報の技術では、地図情報を読
出して現在走行中の道路を特定し、その道路が一定距離
以上の直線路であるか否かを判別し、直線路であると判
定すると、オフセットの補正を許可する信号を出してい
た。

【００１０】このため、山道など曲がりの多い道路を長
時間走行している場合や、地図上の経路に対するマッチ
ングがとれない場合には、走行中ジャイロのオフセット
補正を行うことができないという欠点があった。そこ
で、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、ジャ
イロのオフセット補正を良好に行って、正確な方位検出
を可能にするオフセット補正方法及びオフセット補正装
置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のオフセット補正
方法は、車両の方位を検出する方位検出方法に適用さ
れ、マッチング状態であるときには、所定期間の始めと
終りにおける直線走行時のリンク方位の変化量に基づい
てオフセット補正を行い、非マッチング状態であるとき
には、所定期間の始めと終りにおける直線走行時の地磁
気方位の変化量に基づいてオフセット補正を行う方法で
ある。

【００１２】また、本発明のオフセット補正装置は、前
記方法を実現する諸手段を有する装置である。

【００１３】

【作用】請求項１及び２記載の発明は同一発明であるの
で、以下請求項２記載のオフセット補正装置の作用につ
いて、図１を用いて説明する。このオフセット補正装置
は、方位検出装置に車両に搭載されて当該車両の方位を
検出するものであり、車両の旋回角速度を検出するジャ
イロ１２と、このジャイロ１２の出力に含まれているオ
フセットを補正するオフセット補正手段８とを備えてお
り、このオフセット補正手段８の出力に基づいて車両の
方位の検出が行われる。

【００１４】オフセット値の補正のために、車両の現在
位置を検出する現在位置検出手段２と、地図上の所定の
座標位置であるノード間を連結するとともに車両が走行
可能な経路に対応するリンク、及び各リンクに沿って車
両が走行するときの当該リンクに固有の方位であるリン
ク方位を各リンクごとに記憶した地図メモリ１とが備え
られている。現在位置検出手段２における現在位置の検
出は任意の方法で行われ、例えばジャイロ１２の出力を
オフセット補正手段８でオフセット補正した値と、車両
の速さを検出する速度センサなどの出力とに基づき、い
わゆる推測航法により行われてもよい。また、ＧＰＳ
（Grobal Positioning System ）衛星からの電波の伝搬
遅延時間を計測することにより車両の現在位置を検出す
る構成であってもよい。

【００１５】現在位置検出手段２で検出された現在位置
情報は、マッチング判定手段３に与えられる。このマッ
チング判定手段３は、現在位置検出手段２での検出位置
の軌跡が地図メモリ１に記憶されたいずれかのリンクと
所定の相関関係にある場合に、マッチング状態であると
判定するものである。すなわち、検出された現在位置
と、地図データ中のリンクとが良好に整合しているとき
にマッチング状態と判定する。マッチング判定手段３が
マッチング状態と判定した時点における現在位置に対応
するリンクのリンク方位は、初期リンク方位記憶手段４
に記憶される。

【００１６】一方、車両が走行中か停止しているかが判
定される。この判定結果は、車両が連続して走行してい
る時間を計測する走行時間計測手段１３に与えられる。
この走行時間計測手段１３にはまた、マッチング判定手
段３での判定結果も与えられている。走行時間計測手段
１３は、初期リンク方位記憶手段４に初期リンク方位が
記憶された後に計測を開始し、車両が走行中であると判
定され、かつマッチング判定手段３でマッチング状態で
あると判定される限りにおいて、車両の走行時間の計測
を継続し、計測された走行時間が所定時間になると終期
リンク方位記憶手段５に書込命令を与える。これによ
り、終期リンク方位記憶手段５では、その時点での現在
位置に対応するリンクの方位が終期リンク方位として記
憶される。

【００１７】走行時間計測手段１３が前記所定時間を計
測する以前に、車両が停止し、又はマッチング状態と判
定されなくなったときには、走行時間計測手段１３の計
測時間はリセットされる。なお、初期リンク方位記憶手
段４と終期リンク方位記憶手段５とは、別個のメモリ素
子で構成されてもよく、また同一のメモリ素子の異なる
記憶領域を用いて構成されてもよい。

【００１８】初期リンク方位記憶手段４及び終期リンク
方位記憶手段５にそれぞれ記憶された初期リンク方位及
び終期リンク方位は第１の方位変化量検出手段６に与え
られる。この第１の方位変化量検出手段は６は、初期リ
ンク方位と終期リンク方位との差から、第１の方位変化
量を求める。一方、ジャイロ１２の出力は、第２の方位
変化量検出手段７に与えられている。この第２の方位変
化量検出手段７は、ジャイロ１２の出力を累積すること
により、第１の方位変化量に対応した第２の方位変化量
を検出するものである。すなわち、第２の方位変化量検
出手段７は、初期リンク方位記憶手段４が初期リンク方
位を記憶したタイミングでジャイロ１２の出力を累積し
始め、終期リンク方位記憶手段５が終期リンク方位を記
憶するタイミングで累積を停止して、そのときの累積値
を第２の方位変化量としてオフセット補正手段８に与え
る。その累積値は方位変化量となる。

【００１９】オフセット補正手段８は、第１の方位変化
量検出手段６と第２の方位変化量検出手段７とからそれ
ぞれ与えられる第１及び第２の方位変化量に基づいて新
たなオフセット値を算出する。第１の方位変化量は、マ
ッチング状態におけるリンク方位に基づいて求められて
いるから、この第１の方位変化量は真の値に極めて近い
値となる。一方、第２の方位変化量はオフセット補正後
のジャイロ１２の出力を累積したものであるから、走行
中に生じたオフセットのドリフト量が累積されている。
したがって、例えば第２の方位変化量から第１の方位変
化量を減じることによりオフセットドリフト量の累積値
が求まることになる。この累積値から、オフセットドリ
フト量が判れば、これに基づいて新たなオフセット値を
求めることができる。この新たなオフセット値はジャイ
ロ１２に与えられる。オフセット値の補正の後には、初
期リンク方位記憶手段４及び終期リンク方位記憶手段５
の各記憶内容がクリアされる。

【００２０】マッチング判定手段３でマッチング状態で
ないと判定される場合は、走行時間計測手段１３は、初
期地磁気方位記憶手段９に初期地磁気方位が記憶された
後に計測を開始し、車両が走行中であると判定される限
りにおいて、車両の走行時間の計測を継続し、計測され
た走行時間が所定時間になると終期地磁気方位記憶手段
１０に書込命令を与える。これにより、終期地磁気方位
記憶手段１０では、その時点での現在位置に対応する地
磁気の方位が終期地磁気方位として記憶される。

【００２１】初期地磁気方位記憶手段９及び終期地磁気
方位記憶手段１０にそれぞれ記憶された初期地磁気方位
及び終期地磁気方位は第３の方位変化量検出手段１１に
与えられる。この第３の方位変化量検出手段は１１は、
初期地磁気方位と終期地磁気方位との差から、第３の方
位変化量を求める。一方、ジャイロ１２の出力は、第４
の方位変化量検出手段７に与えられている。この第４の
方位変化量検出手段７は、ジャイロ１２の出力を累積す
ることにより、第３の方位変化量に対応した第４の方位
変化量を検出するものである。すなわち、第４の方位変
化量検出手段７は、初期地磁気方位記憶手段９が初期地
磁気方位を記憶したタイミングでジャイロ１２の出力を
累積し始め、終期地磁気方位記憶手段１０が終期地磁気
方位を記憶するタイミングで累積を停止して、そのとき
の累積値を第４の方位変化量としてオフセット補正手段
８に与える。その累積値は方位変化量となる。

【００２２】オフセット補正手段８は、第３の方位変化
量検出手段１１と第４の方位変化量検出手段７とからそ
れぞれ与えられる第３及び第４の方位変化量に基づいて
新たなオフセット値を算出する。第４の方位変化量はオ
フセット補正後のジャイロ１２の出力を累積したもので
あるから、走行中に生じたオフセットのドリフト量が累
積されている。したがって、例えば第４の方位変化量か
ら第３の方位変化量を減じることによりオフセットドリ
フト量の累積値が求まることになる。この累積値から、
オフセットドリフト量が判れば、これに基づいて新たな
オフセット値を求めることができる。この新たなオフセ
ット値はジャイロ１２に与えられる。オフセット値の補
正の後には、初期地磁気方位記憶手段９及び終期地磁気
方位記憶手段１０の各記憶内容がクリアされる。

【００２３】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図２は本発明の一実施例のオフセット補正方法
を実施するためのナビゲーション装置の基本的な構成を
示すブロック図である。このナビゲーション装置は車両
に搭載されて用いられ、車両の旋回角速度を検出するジ
ャイロ２１と、車輪の回転速度などの検出により車両の
速さを検出する車速センサ２２とを有し、これらの出力
が与えられる位置検出部２３では、いわゆる推測航法な
どによって車両の現在位置が推定される。この位置検出
部２３には、ジャイロ２１の出力中に含まれるオフセッ
ト値を記憶するオフセットメモリ３１が接続されてお
り、現在位置の推定には、ジャイロ２１の出力からオフ
セット値を差し引いて補正した値が用いられる。位置検
出部２３は、ＣＰＵなど（図示せず）から構成されてお
り、ワークエリアとして機能するメモリ２３ａ（リンク
方位補正関連テーブル，地磁気方位補正関連テーブルな
どを記憶している）や、車両の連続走行時間を計測する
ための連続走行カウンタ２３ｂとを内部に有している。
ジャイロ２１には、光ファイバジャイロ、機械式ジャイ
ロ、振動ジャイロ及びガスレートジャイロなどの各種の
ものを用いることができる。

【００２４】位置検出部２３で検出された現在位置を表
す推定位置データは、ＣＰＵ（中央処理装置）などで構
成された制御部２４に与えられる。制御部２４は、ＣＤ
−ＲＯＭなどで構成された道路地図メモリ２５から前記
推定位置データに対応する地域の道路地図をメモリドラ
イブ２６を介して読み出し、この道路地図とともに前記
推定位置をＣＲＴなどの表示部２７に表示する。この表
示部２７に関連してキー入力部などを備えたコンソール
２８が設けられており、各種の指示入力操作を行うこと
ができる。位置検出部２３からは、推定位置データとと
もに、車両の進行方位（以下「車両の方位」という）を
表す方位データも、制御部２４に与えられ、表示部２７
では車両の方位も同時に表示される。

【００２５】位置検出部２３における位置検出は、前記
の推測航法と、この推測航法により得た推定位置とメモ
リドライブ２６を介して道路地図メモリ２５から読み出
された道路地図とのマッチングをとる地図マッチング法
とを併用して行われる。この地図マッチング法は、車両
の現在位置は必ず道路上の一点であることを利用して、
推定位置を道路地図上の位置に補正する技術である。

【００２６】道路地図メモリ２５には、ノードとリンク
との組合せからなる道路データなどが記憶されている。
ノードとは、道路地図上の所定の座標位置であり、分岐
点や道路の屈曲点などに設定されている。また、リンク
は、ノード間を連結した道路に対応しており、原則とし
て車両はこのリンク上の座標位置のみをとることができ
る。道路データは、ノードデータとリンクデータとから
なる。ノードデータはノード番号及びノードに接続され
るリンクのアドレスなどからなり、リンクデータはリン
ク番号、リンクの始点ノード及び終点ノードのアドレ
ス、リンクの距離、車両がリンクを通過するときの方位
であるリンク方位、ならびに道路種別などからなる。本
実施例では、前記のリンク方位を用いて、ジャイロ２１
のオフセット補正のためのオフセット値が適宜補正され
る。

【００２７】以下では、位置検出部２３における車両の
方位の検出について詳述する。車両の方位の検出は、上
述のように専らジャイロ２１の出力に基づいて行われ
る。ジャイロ２１の出力には、車両の旋回角速度が零の
ときの出力であるオフセットが含まれている。このオフ
セット値はオフセットメモリ３１に記憶されており、位
置検出部２３は、ジャイロ２１の出力からオフセットメ
モリ３１に記憶されたオフセットを差し引くことにより
オフセット補正を行い、このオフセット補正の結果得ら
れた値を累積することによって、車両の方位変化量を検
出する。したがって、初期方位をコンソール２８などか
ら与えることにより、車両の方位が検出されることにな
る。

【００２８】一方、オフセット値は温度や湿度の変化に
よりドリフトするという性質を有しているため、オフセ
ットメモリ３１に記憶された一定のオフセット値を常時
使用することとすると、前記ドリフトによる誤差が累積
されて検出方位に大きな誤差を生じさせてしまう。この
ため、ドリフト量を補正した正しいオフセット値を適宜
検出して、この新しいオフセット値によりオフセット補
正を行うことが必要である。このようなオフセット値の
補正は、できる限り短い時間間隔で行われることが好ま
しく、長時間にわたって一定のオフセット値を用いる
と、検出方位に大きな誤差を生じさせることになりかね
ない。

【００２９】車両が信号などで停止した場合には、この
停止中の真の旋回角速度は零であるから、この停止中の
ジャイロ２１の出力を従前のオフセット値で補正した値
は、オフセットドリフト量そのものとなる。このため、
位置検出部２３は車両が停止するたびごとにオフセット
補正されたジャイロ２１の出力に基づいて、オフセット
ドリフト量を検出し、このオフセットドリフト量を補正
した新たなオフセット値を求め、オフセットメモリ３１
の記憶値を新たなオフセット値に補正する。

【００３０】一方、高速道路などを走行しているときに
は、車両の連続走行時間が長くなるから、車両の走行中
でもオフセット値を新たな値に補正することが必要とな
る。位置検出部２３は内部にＣＰＵなどを含むものであ
り、オフセット値の補正はソフトウェア処理により実現
される。図３〜図６は、オフセット値の補正のための処
理を説明するためのフローチャートである。ステップＳ
１では、車速センサ２２の出力に基づき、車両が走行中
であるかどうかが判断される。車両が走行中でない場合
には、停止時のジャイロの出力に基づいてオフセット値
を補正するので、本発明に係るリンク方位によるオフセ
ット補正や地磁気方位によるオフセット補正は行わず
に、ステップＳ４０、４１の処理をし、リターンする。

【００３１】ステップＳ２では、推測航法などにより検
出された車両の推定位置の軌跡と、この推定位置の近傍
のリンクとの相関度が演算される。そして、所定の相関
関係を有するリンクが存在しており、したがって、当該
リンクと推定位置の軌跡とが良好に整合しているマッチ
ング状態であるかどうかが判断される。マッチング状態
でなければステップＳ８の処理の後に、地磁気方位の評
価手順に入る。

【００３２】ステップＳ２でマッチング状態であると判
断されると、ステップＳ３において、カウンタＣ１の計
数値を判定する。カウンタＣ１は過去のジャイロ方位と
リンク方位とがふらつかず安定していて直線走行中であ
ると判定され、かつジャイロ方位とリンク方位の値がメ
モリに記録されるごとに１つずつ繰り上がるものである
（ステップＳ１９参照）。カウンタＣ１が０、すなわち
ジャイロ方位とリンク方位の値がメモリ２３ａに記録さ
れていない時は、ステップＳ９に進み、直前のジャイロ
方位が安定しているか調べる。具体的には、一定時間
（例えば０．１秒）ごとに取り入れられた過去のジャイ
ロ方位データに基づいて、一定時間（例えば３秒）の各
データの変化が基準値以下であるかどうかチェックされ
る。直前の走行のうちジャイロの出力が基準値以下であ
る計数値が所定数（例えば３０，３秒に相当する）以上
あればジャイロの方位は安定していると判断される。ま
た、ステップＳ１０では、直前のリンク方位が安定して
いるか調べる。具体的には、前記と同じように、一定走
行距離ごとに取り入れられ蓄積されたリンク方位データ
に基づいて、各データの変化が基準値以下であるかどう
かチェックされ基準値以下である場合のみ計数され、基
準値以下であるケースが所定数以上あればリンクの方位
は安定していると判断される。安定していると判断され
れば、サンプリングされたジャイロ方位データとリンク
方位データは、ステップＳ１１においてそれぞれ初期方
位としてメモリ２３ａに記憶される。その後、ステップ
Ｓ１９に進み、カウンタＣ１を１つ繰り上げる。

【００３３】ステップＳ３でカウンタＣ１の計数値が１
以上であれば、ステップＳ４において前記初期方位を基
にしてジャイロの出力である角速度を積算してジャイロ
方位を求める。次にステップＳ５において前記初期方位
を基にして地図のリンク方位差を積算してリンク方位を
求める。そして、ステップＳ６においてステップＳ４０
でクリアされた時点からの経過時間ｔ１を連続走行カウ
ンタ１６から読出し、Ｔ１秒（例えば１００秒）経過し
たかどうかを調べる。Ｔ１秒経過していなければステッ
プＳ７に進み、カウンタＣ１の計数を開始した時点から
の経過時間ｔ２をチェックする。経過時間ｔ２がＴ１秒
の３倍の時間（３００秒）であるＴ２秒により少なけれ
ばステップＳ１９に進み、カウンタＣ１を１つ繰り上げ
る。その後、地磁気方位の評価を行う（ステップＳ１９
以降）。

【００３４】リターンの後、再びステップＳ６にたどり
着くと、ステップＳ６において経過時間ｔ１がＴ１秒経
過しているかどうか調べ、経過していれば、ステップＳ
１２に進み、ステップＳ１０と同じく直前のリンク方位
が安定しているか念のため調べる。このように直前のリ
ンク方位の安定を調べるのは、リンク方位が安定してい
る直線走行時の方が正確なオフセット値が求められるか
らである。逆にいえば、経過時間がＴ１秒を経過するま
での中間時点では、直線走行していなくとも十分正確な
オフセット値を求めることができることになる。安定し
ていれば、ステップＳ１３に進み、ジャイロ積算方位と
リンク変化積算方位とを比較する。もし、 ジャイロ積算方位＞リンク変化積算方位 ならば、カウンタＣ２を１つアップし、 ジャイロ積算方位＜リンク変化積算方位 ならば、カウンタＣ２を１つダウンする。そして、経過
時間ｔ１を０に戻してステップＳ７に移る。

【００３５】ステップＳ７では経過時間ｔ２をチェック
する。Ｔ１秒の３倍の時間（３００秒）Ｔ２より少なけ
れば、ステップＳ１９に進み、カウンタＣ１を１つ繰り
上げる。その後、地磁気方位の評価を行う（ステップＳ
２０以降）。リターンの後、再びステップＳ６にたどり
着くと、経過時間ｔ１が再度Ｔ１秒経過しているか調
べ、経過していれば、ステップＳ１２に進み、ステップ
Ｓ１０と同じく直前のリンク方位が安定しているか念の
ため調べる。安定していれば、ステップＳ１３に進み、
積算されたジャイロ積算方位とリンク変化積算方位とを
比較する。カウンタＣ２のアップダウンの手順は前述し
たとおりである。そして、経過時間ｔ１を０に戻してス
テップＳ７に移る。

【００３６】ステップＳ７では経過時間ｔ２をチェック
する。Ｔ２秒（３００秒）以上であれば、ステップＳ１
５，Ｓ１６に進む。ステップＳ１５ではステップＳ９と
同じく直前のジャイロ方位が安定しているか念のため調
べる。ステップＳ１６ではステップＳ１０と同じく直前
のリンク方位が安定しているか念のため調べる。そし
て、ステップＳ１７に進み、記憶されたジャイロ積算方
位とリンク変化積算方位とを比較し、比較結果に応じて
カウンタＣ２をアップダウンする。そして、ステップＳ
１８で最終のリンク方位を記憶する。

【００３７】以上のように、「ジャイロ積算方位とリン
ク変化積算方位とを比較する」手順をステップＳ１３に
おいて２回、ステップＳ１７において１回、合計３回行
うことになる。したがって、 ジャイロ積算方位＞リンク変化積算方位 または ジャイロ積算方位＜リンク変化積算方位 である状態が連続して３回続けば、カウンタＣ２は＋３
または−３になっている。連続して３回続かなければ、
カウンタＣ２は＋２から−２までのいずれかの値をとっ
ている。

【００３８】次に、地磁気方位の評価を行う（ステップ
Ｓ２０〜ステップＳ３５）。この地磁気方位の評価手順
は、リンク方位の評価手順（ステップＳ２〜ステップＳ
１８）とほぼ同じである。ステップＳ２０では、カウン
タＣ３の計数値を判定する。カウンタＣ３はジャイロ方
位と地磁気方位とがふらつかず安定していて直線走行中
であると判定され、かつジャイロ方位データと地磁気方
位データがメモリに記録されるごとに１つずつ繰り上が
るものである。カウンタＣ３が０、すなわちジャイロ方
位と地磁気方位がメモリ２３ａに記録されていない時
は、ステップＳ２４に進み、直前のジャイロ方位が安定
しているか調べる。また、ステップＳ２５では、地磁気
方位が正常かどうかを調べる。具体的には地磁気方位円
の半径が正常な値から大きくずれていると正常でないと
判断する。地磁気方位が正常の場合、ステップＳ２６に
おいて直前の地磁気方位が安定しているか調べる。具体
的には、一定時間ごとに取り入れられ蓄積された地磁気
方位データに基づいて、過去８回のデータの変化がチェ
ックされる。そして最大値と最小値との差が基準値以内
に収まっているかどうかチェックされ、収まっている場
合のみ安定とされる。これにより、瞬時的なバラツキに
よる悪影響を避けることができる。以上のジャイロ方位
データと地磁気方位データは、ステップＳ２７において
メモリに初期方位として記憶されると、ステップＳ４２
に進み、カウンタＣ３を１つ繰り上げる。

【００３９】ステップＳ２０でカウンタＣ３の計数値が
１以上であれば、ステップＳ２１においてジャイロの出
力を積算して現在のジャイロ方位を求める。次にステッ
プＳ２２において地磁気方位差を積算して現在の地磁気
の方位を求める。そして、ステップＳ２３においてステ
ップＳ４１でクリアされた時点からの経過時間ｔ３を読
出し、Ｔ３秒（例えば１００秒）経過したかどうかを調
べる。Ｔ３秒経過していなければステップＳ３１以下に
進む。

【００４０】リターンの後、再びステップＳ２３にたど
り着く。ステップＳ２３において経過時間ｔ３がＴ３秒
経過していれば、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２
６と同じく直前の地磁気方位が安定しているか念のため
調べる。安定していれば、ステップＳ２９に進み、記憶
されたジャイロ積算方位と地磁気方位とを比較し、その
結果に応じてカウンタＣ４を１つずつアップダウンす
る。そして、経過時間ｔ３を０に戻してステップＳ３１
に移る。

【００４１】ステップＳ３１ではカウンタＣ３の計数を
開始してからの経過時間ｔ４をチェックする。経過時間
ｔ４がＴ３秒の３．５倍の時間（３５０秒）に相当する
時間Ｔ４未満であれば、ステップＳ４２に進み、カウン
タＣ３を１つ繰り上げ、リターンする。Ｔ４をＴ２より
も少し長くしたのは、リンク方位データと地磁気方位デ
ータとを並行して収集していった場合、先にリンク方位
によるオフセット補正が行われるようにしたからであ
る。これは、リンク方位によるオフセット補正のほうが
より正確であるという知見に基づく。したがって、地磁
気方位によるオフセット補正は、山道走行やフリー走行
（地図マッチング状態でない走行）になり、リンク方位
による補正が途中で働かなくなった場合に、初めて行わ
れることになる。

【００４２】リターンの後、再びステップＳ２３にたど
り着く。ステップＳ２３において経過時間ｔ３がＴ３秒
経過していれば、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２
６と同じく直前の地磁気方位が安定しているか念のため
調べる。安定していれば、ステップＳ２９に進み、記憶
されたジャイロ積算方位と地磁気方位とを比較する。そ
して、経過時間ｔ３を０に戻してステップＳ３１に移
る。

【００４３】ステップＳ３１で経過時間ｔ４をチェック
する。Ｔ３秒の３．５倍に相当する時間（３５０秒）Ｔ
４が経過していれば、ステップＳ３２，Ｓ３３に進む。
ステップＳ３２ではステップＳ２５と同じく直前の地磁
気方位が正常かどうかを調べる。ステップＳ３３ではス
テップＳ２６と同じく直前の地磁気方位が安定している
か念のため調べる。そしてステップＳ３４ではステップ
Ｓ２４と同じく直前のジャイロ方位が安定しているか調
べる。そして、ステップＳ３５に進み、記憶されたジャ
イロ積算方位と地磁気変化方位とを比較する。

【００４４】以上のように、「ジャイロ積算方位と地磁
気変化方位とを比較する」手順をステップＳ２９におい
て２回、ステップＳ３５において１回、合計３回行うこ
とになる。次に、ジャイロのオフセット補正を行う（ス
テップＳ３６〜ステップＳ３９）。すなわち、メモリに
記憶されたリンク方位又は地磁気方位と、ジャイロ方位
との差を計算することによって、オフセットの変化量が
求められる。

【００４５】ステップＳ３７で、オフセットの変化量が
異常に高いかどうかをチェックし、高くなければ、ステ
ップＳ３８で、前記ステップＳ１３及びステップＳ１７
でチェックした結果、又は前記ステップＳ２９及びステ
ップＳ３５でチェックした結果に応じてオフセット補正
をするかどうかを決定する。決定法は、次のとおりであ
る。すなわち、前記カウンタＣ２又はＣ４が３又は−３
になっているかどうかを調べ、３又は−３になっている
ときのみ、オフセット補正をする。この理由は、もしカ
ウンタＣ２又はＣ４が３又は−３になっていないとき
は、ジャイロの方位とリンクの方位又は地磁気方位との
大小関係は、３回の測定のいずれかにおいて逆転したと
いうことになり、ジャイロの方位又はリンク方位若しく
は地磁気方位は不安定であり、オフセット補正するに足
る信頼性がないとみなすことができるからである。決定
した場合はステップＳ３９においてオフセット補正をす
る。

【００４６】その後、ステップＳ４０及びステップＳ４
１において、メモリ２３ａの内容をいずれもクリアし
て、リターンする。以上のように本実施例によれば、車
両が所定時間Ｔ２にわたって連続走行する場合には、道
路地図メモリ２５から３回読み出したリンク方位がいず
れもジャイロ方位より大きいか小さい場合にのみ、最後
のリンク方位を用いて所定時間Ｔ２の時間間隔における
方位変化量を検出し、その一方でジャイロ２１のオフセ
ット補正後の出力を積算して方位変化量を検出し、、２
つの方位変化量に基づいてオフセットドリフト量を求
め、このオフセットドリフト量を用いてオフセット値を
補正している。このようにして、車両が長時間連続走行
する場合であっても、走行中にオフセット値の補正を行
わせることができるようになり、例えば信号の少ない道
路や高速道路走行中の場合でもジャイロ２１の出力に基
づいて検出された車両の方位に大きな誤差を生じさせる
ことを防ぐことができる。これにより、車両の位置検出
精度の向上にも寄与することができ、車両の現在位置や
車両の進行方向を正確に表示器２７に表示させることが
できるようになる。また、前述の特開昭６３−１８２５
１９号公報に開示された先行技術のようにずっと直線道
路を走行していなくても、オフセット値の補正を行え
る。

【００４７】ただし、地図マッチング状態でなくなった
時には、車両が時間Ｔ４（Ｔ４＞Ｔ２）にわたって連続
走行する場合には、道路地図メモリ２５から３回読み出
した地磁気方位を用いて所定時間Ｔ４の期間における方
位変化量を検出し、その一方でジャイロ２１のオフセッ
ト補正後の出力を積算して方位変化量を検出し、２つの
方位変化量に基づいてオフセットドリフト量を求め、こ
のオフセットドリフト量を用いてオフセット値を補正す
る。このようにして、車両が地図マッチング状態でない
場合であっても、走行中にオフセット値の補正を行わせ
ることができるようになり、ジャイロ２１の出力に基づ
いて検出された車両の方位に大きな誤差を生じさせるこ
とを防ぐことができる。

【００４８】なお、前記実施例では、図３のステップＳ
１で、車両が走行中でない場合でも停止時間が短いとき
には、停止時のジャイロの出力に基づいてオフセット値
を補正しない場合があるので、「停止時のジャイロの出
力に基づいてオフセット値の補正が行われたかどうか」
を判断するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を
変更しない限りにおいて、種々の変更を施すことが可能
である。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明のオフセット補正方
法及びオフセット補正装置によれば、車両が長時間にわ
たって連続して走行し続ける場合や地図マッチング状態
がとれない場合であっても、ジャイロの出力に含まれる
オフセットの変動を適宜検出して、従前のオフセット値
を正しいオフセット値に補正することができる。これに
より、ジャイロのオフセット補正を良好に行って方位検
出精度を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオフセット補正装置の原理的な構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例のオフセット補正方法が適用
されるナビゲーション装置の基本的な構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】オフセット値の補正のための動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図４】オフセット値の補正のための動作を説明するた
めのフローチャート（図３の続き）である。

【図５】オフセット値の補正のための動作を説明するた
めのフローチャート（図４の続き）である。

【図６】オフセット値の補正のための動作を説明するた
めのフローチャート（図５の続き）である。

【符号の説明】

２１ ジャイロ ２２ 車速センサ ２３ 位置検出部 ２３ａ メモリ ２３ｂ 連続走行カウンタ ２４ 制御部 ２５ 道路地図メモリ ３１ オフセットメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の旋回角速度を検出するジャイロの出
   力に含まれているオフセットを補正し、このオフセット
   補正後のジャイロの出力に基づいて車両の方位を検出す
   る方位検出方法に適用される方法であって、 車両の現在位置を検出し、検出した位置の軌跡と車両が
   走行可能な経路に対応するリンクとが所定の相関関係に
   あるときにマッチング状態であると判定し、所定の相関
   関係にないときにマッチング状態でないと判定し、マッ
   チング状態であると判定したときは、以下の(a) の方法
   を採用してオフセットの補正を行い、マッチング状態で
   ないと判定したときは、以下の(b) の方法を採用してオ
   フセットの補正を行うことを特徴とするジャイロのオフ
   セット補正方法。 (a) 車両が所定期間にわたって連続して走行していると
   判定し、この期間にわたって終始マッチング状態である
   と判定し、かつ、この期間の始めと終りの時点において
   それぞれ直線走行していると判定した場合におけるリン
   ク方位の変化量を第１の方位変化量として検出し、この
   第１の方位変化量に対応する期間におけるジャイロ出力
   の累積値を第２の方位変化量として検出し、前記第１の
   方位変化量及び第２の方位変化量の比較に基づいてオフ
   セット補正を行う。 (b) 車両が所定期間にわたって連続して走行していると
   判定し、かつ、この期間の始めと終りの時点においてそ
   れぞれ直線走行していると判定した場合における地磁気
   方位の変化量を第３の方位変化量として検出し、この第
   ３の方位変化量に対応する期間におけるジャイロ出力の
   累積値を第４の方位変化量として検出し、前記第３の方
   位変化量及び第４の方位変化量の比較に基づいてオフセ
   ット補正を行う。
2. 【請求項２】車両の旋回角速度を検出するジャイロと、
   このジャイロの出力に基づいて車両の方位を検出する方
   位検出装置において、 地図上の所定の座標位置であるノード間を連結するとと
   もに車両が走行可能な経路に対応するリンク、及び各リ
   ンクに沿って車両が走行するときの方位であるリンク方
   位を各リンクごとに記憶した地図メモリ(1) と、 車両の現在位置を検出する手段(2) と、 車両の検出位置の軌跡と前記地図メモリ(1) に記憶され
   たいずれかのリンクとが所定の相関関係にあるときに、
   マッチング状態であると判定する手段(3) と、 マッチング状態であると判定された場合に、車両が直線
   走行していることを条件に、車両の現在位置に対応する
   前記リンク方位を初期リンク方位として記憶する手段
   (4) と、 前記初期リンク方位の記憶後、所定期間にわたって車両
   が連続して走行しており、かつ、当該期間にわたって前
   記マッチング状態が継続していると判定された場合に、
   車両が直線走行していることを条件にこの時点における
   車両の現在位置に対応する前記リンク方位を終期リンク
   方位として記憶する手段(5) と、 前記初期リンク方位と終期リンク方位とから第１の方位
   変化量を検出する手段(6) と、 この第１の方位変化量に対応する期間におけるジャイロ
   の出力の累積値を第２の方位変化量として検出する手段
   (7) と、 前記第１の方位変化量と第２の方位変化量とに基づいて
   オフセット値を補正する手段(8) と、 マッチング状態でないと判定された場合に、車両が直線
   走行していることを条件に、車両の現在位置に対応する
   地磁気方位を初期地磁気方位として記憶する手段(9)
   と、 前記初期地磁気方位の記憶後、所定期間にわたって車両
   が連続して走行しており、かつ、車両が直線走行してい
   ることを条件にこの時点における車両の現在位置に対応
   する前記リンク方位を終期地磁気方位として記憶する手
   段(10)と、 前記初期地磁気方位と終期地磁気方位とから第３の方位
   変化量を検出する手段(11)と、 この第３の方位変化量に対応する期間におけるジャイロ
   の出力の累積値を第４の方位変化量として検出する手段
   (7) と、 前記第３の方位変化量と第４の方位変化量とに基づいて
   オフセット値を補正する手段(8) と、を含むことを特徴
   とするオフセット補正装置。