JPS5985910A - 磁界ベクトル検出方式 - Google Patents
磁界ベクトル検出方式Info
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- JPS5985910A JPS5985910A JP19536082A JP19536082A JPS5985910A JP S5985910 A JPS5985910 A JP S5985910A JP 19536082 A JP19536082 A JP 19536082A JP 19536082 A JP19536082 A JP 19536082A JP S5985910 A JPS5985910 A JP S5985910A
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- field vector
- vector
- vehicle
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/025—Compensating stray fields
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、地磁気の磁界の向きを基準に自己の向きを知
シ、同時に走行距離を測定するととに゛よシ、自動車等
移動体が自己の位置検出を行なう場合、測定装置または
測定装置を取り付けた移動体が着磁しているとき、該着
磁による誤差を補正すると共に、移動体の向きによって
移動体内の地磁気の磁束密度が異なることによる誤差を
も補正して地磁気磁界ベクトルを検出する方式に関する
ものである。
シ、同時に走行距離を測定するととに゛よシ、自動車等
移動体が自己の位置検出を行なう場合、測定装置または
測定装置を取り付けた移動体が着磁しているとき、該着
磁による誤差を補正すると共に、移動体の向きによって
移動体内の地磁気の磁束密度が異なることによる誤差を
も補正して地磁気磁界ベクトルを検出する方式に関する
ものである。
従来の磁界ベクトルの検出においては、測定装置または
測定装置を取り付けた機器が着磁している場合、磁界ベ
クトル検出装置の方向を任意に変化させたときの磁界ベ
クトルを３点以上測定し、第１図のような座係上に該磁
界ベクトルの先端ＰＩ 、Ｐ２ 、Ｐｓを通る円４を求
め、円の中心の座標業誤差ベクトル（着磁ベクトル）２
とし、測定ベクトルＰより該誤差ベクトルを引き、真の
磁界ベクトル３を求めていた。
測定装置を取り付けた機器が着磁している場合、磁界ベ
クトル検出装置の方向を任意に変化させたときの磁界ベ
クトルを３点以上測定し、第１図のような座係上に該磁
界ベクトルの先端ＰＩ 、Ｐ２ 、Ｐｓを通る円４を求
め、円の中心の座標業誤差ベクトル（着磁ベクトル）２
とし、測定ベクトルＰより該誤差ベクトルを引き、真の
磁界ベクトル３を求めていた。
しかし、磁界ベクトル検出器を車幅等に取り付けた場合
、車輛等が一般に長方形に近い事により、車輛等の地磁
気に対する向きによって、磁界検出器に入沼地磁器の磁
束が変化する。このため車輛ごと磁界ベクトル検出器の
方向を任意に変化させたときの磁界ベクトルの軌跡は、
第２図に示すように、楕円となるため、従来の円の中心
の座標を誤差ベクトルとする計測法では誤差ベクトルを
正確に求めることが不可能であるため、計測誤差が大き
くなるという欠点があった。
、車輛等が一般に長方形に近い事により、車輛等の地磁
気に対する向きによって、磁界検出器に入沼地磁器の磁
束が変化する。このため車輛ごと磁界ベクトル検出器の
方向を任意に変化させたときの磁界ベクトルの軌跡は、
第２図に示すように、楕円となるため、従来の円の中心
の座標を誤差ベクトルとする計測法では誤差ベクトルを
正確に求めることが不可能であるため、計測誤差が大き
くなるという欠点があった。
本発明は、この楕円軌跡を考慮した着磁補正を行なうこ
とによシ、一層精度の高い磁界の方向を検出し、正確な
位置検出を可能にするものであって、以下、図面により
説明する。
とによシ、一層精度の高い磁界の方向を検出し、正確な
位置検出を可能にするものであって、以下、図面により
説明する。
一般に楕円の方程式は
（ｘ−ｏｘ）２＋ α２．（ｙ−ｏｙ）”＝ｔｔ”と表
わされ、この場合変数は、ＯＫ、０７．α。
わされ、この場合変数は、ＯＫ、０７．α。
Ｒの４つである。
したがって、第２図中Ｐｔ 、 Ｐ２ 、Ｐｓ −Ｐ４
に示す如く、車幅に取シ付けた磁界ベクトル検出器１１
の方向を少なくとも、４方向以上任意に変えたときの磁
界ベクトルを測定することにより、上記４つの変数を特
定ｊることかできる。
に示す如く、車幅に取シ付けた磁界ベクトル検出器１１
の方向を少なくとも、４方向以上任意に変えたときの磁
界ベクトルを測定することにより、上記４つの変数を特
定ｊることかできる。
このようにして決定された楕円の中心座標（Ｑｘ、Ｑｙ
）と楕円率αおよび内接する円の半径Ｒを算出し、これ
に基づいて任意の方向で測定された磁界ベクトルＰを補
正することにょシ、正確な地磁気の磁界ベクトルの向き
を知ることができる。
）と楕円率αおよび内接する円の半径Ｒを算出し、これ
に基づいて任意の方向で測定された磁界ベクトルＰを補
正することにょシ、正確な地磁気の磁界ベクトルの向き
を知ることができる。
第３図は本発明の方式を実施する装置の構成例を示す図
であり、磁界ベクトル検出器１１の出力はＡ／Ｄ変換器
１２にょシ、アナログ値をデジタルに変換し、処理部１
３に送られ、前後方向の傾斜計１４および左右方向の傾
斜計１４′の出方も同様にＡ／Ｄ変換器１２にょシデジ
タル変換され、処理部１３に送られる。さらに、車輛の
移動量は車軸に取シ付けられた距離パルス検出器１５の
出力として処理部１３に送られる。
であり、磁界ベクトル検出器１１の出力はＡ／Ｄ変換器
１２にょシ、アナログ値をデジタルに変換し、処理部１
３に送られ、前後方向の傾斜計１４および左右方向の傾
斜計１４′の出方も同様にＡ／Ｄ変換器１２にょシデジ
タル変換され、処理部１３に送られる。さらに、車輛の
移動量は車軸に取シ付けられた距離パルス検出器１５の
出力として処理部１３に送られる。
本発明の方式によシ磁界ベクトルを測定するには、ます
車輛に取り付けた磁界ベクトル検出器１１の向きを、車
輌ごと少なくとも４方向以上任意に変えたときのその向
き毎の磁界ベクトルを測定し、これを一時メモリ１８に
記憶させる。
車輛に取り付けた磁界ベクトル検出器１１の向きを、車
輌ごと少なくとも４方向以上任意に変えたときのその向
き毎の磁界ベクトルを測定し、これを一時メモリ１８に
記憶させる。
処理部１３は一時メモリ１８に記憶されたデータを処理
し、楕円の中心座標（ＯＸ、０７）と楕円率αおよび内
接する円の半径Ｒを算出し、この値を誤差補正値メモリ
１６に記憶させる。
し、楕円の中心座標（ＯＸ、０７）と楕円率αおよび内
接する円の半径Ｒを算出し、この値を誤差補正値メモリ
１６に記憶させる。
この時、道路等の傾きによυ車輛が傾くと、磁界ベクト
ル検出器１１が傾き、同検出器１１で検出される地磁気
ベクトルが変化することになる。
ル検出器１１が傾き、同検出器１１で検出される地磁気
ベクトルが変化することになる。
したがって、この傾きによる誤差を発生しないようにす
るため、前後方向の傾斜計１４および左右方向の傾斜計
１４′の値によシ、磁界ベクトル検出器１１の値は補正
されて、処理部１３に送られるＯ 以後、任意の向きにおける磁界ベクトルが測定されると
、その情報はＡ／Ｄ変換器１２を経て処理部１３に送ら
れ、ここで誤差補正値メモリ１６からの補正情報によシ
修正を受けて表示部１７へ送られる。
るため、前後方向の傾斜計１４および左右方向の傾斜計
１４′の値によシ、磁界ベクトル検出器１１の値は補正
されて、処理部１３に送られるＯ 以後、任意の向きにおける磁界ベクトルが測定されると
、その情報はＡ／Ｄ変換器１２を経て処理部１３に送ら
れ、ここで誤差補正値メモリ１６からの補正情報によシ
修正を受けて表示部１７へ送られる。
これを第２図で説明するならば、測定磁界ベクトル１
（ＯＰ）を楕円修正してベクトル１′を引くことによ
シ、真の地磁気ベクトル３ （ＯＨ）を得ることとなる
。あるいはまた、測定磁界ベクトルｉ （ｏｐ）から
先に着磁ベクトル２ （００’）を引き、次いで楕円修
正をしてもよい。
（ＯＰ）を楕円修正してベクトル１′を引くことによ
シ、真の地磁気ベクトル３ （ＯＨ）を得ることとなる
。あるいはまた、測定磁界ベクトルｉ （ｏｐ）から
先に着磁ベクトル２ （００’）を引き、次いで楕円修
正をしてもよい。
以上の方法による着磁誤差および移動体が長方形である
ために生じる誤差が充分補正されたか否かは、次のよう
な方法によって確認することができる。
ために生じる誤差が充分補正されたか否かは、次のよう
な方法によって確認することができる。
すなわち、本件発明の磁界ベクトル検出方式を用いた位
置検出装置を搭載した車輛を予め定められたコースに沿
って走行させ、出発点へ帰着させる。そしてこの間、位
置検出装置に表示された表示上の車輛位置を連続的に記
録していき、同一座標上に予め定められ実際に走行した
コースと位置検出装置上に表示されたコースを描く。補
正が完全であれば、この両者は一致して重なる筈である
が、完全でない場合には、第４図の実線と点線に示すと
とくズレが生じ、出発点と帰着点が異なった位置に現わ
れる。
置検出装置を搭載した車輛を予め定められたコースに沿
って走行させ、出発点へ帰着させる。そしてこの間、位
置検出装置に表示された表示上の車輛位置を連続的に記
録していき、同一座標上に予め定められ実際に走行した
コースと位置検出装置上に表示されたコースを描く。補
正が完全であれば、この両者は一致して重なる筈である
が、完全でない場合には、第４図の実線と点線に示すと
とくズレが生じ、出発点と帰着点が異なった位置に現わ
れる。
第４図中、２１は車輛の実際の出発点であり、位１６１
検出装置の表示もこの点が自己の位置を示すよう調整さ
れている。２３は予め定められ実際に走行したコース、
２２は位置検出装置の表示が示した移動の軌跡であシ、
２４はその帰着点であるＯ この座標のＮ軸は地磁気の磁界方向であシ、Ｅ軸はＮ軸
と直角をなす座標軸である。
検出装置の表示もこの点が自己の位置を示すよう調整さ
れている。２３は予め定められ実際に走行したコース、
２２は位置検出装置の表示が示した移動の軌跡であシ、
２４はその帰着点であるＯ この座標のＮ軸は地磁気の磁界方向であシ、Ｅ軸はＮ軸
と直角をなす座標軸である。
そして今、車輛の前後方向に着磁誤差が残っているとす
れば、Ｎ軸方向の距離誤差として現われ、車輛の左右方
向の着磁誤差が残っていると、Ｅ軸方向の距離誤差とし
て現われる。
れば、Ｎ軸方向の距離誤差として現われ、車輛の左右方
向の着磁誤差が残っていると、Ｅ軸方向の距離誤差とし
て現われる。
そこで車輛のＥ軸方向の移動量を△ＥＳＮ軸方向の移動
量をΔＮとする。これらは、それぞれ一時メモリ１８に
記憶される。
量をΔＮとする。これらは、それぞれ一時メモリ１８に
記憶される。
ここで第４図に示す様に誤差のＥ軸方向成分を△ｅ、Ｎ
軸方向成分を△ｎ１ｎ１上下方向上△ｈとすると、車輛
の左右方向の着磁誤差△ｘ１および前後方向の着磁誤差
Δｙは で表わされる。
軸方向成分を△ｎ１ｎ１上下方向上△ｈとすると、車輛
の左右方向の着磁誤差△ｘ１および前後方向の着磁誤差
Δｙは で表わされる。
の座標軌跡が半径Ｒの円になっているものとする。
また、前後方向の傾斜計の補正係数βは、で表わされる
。ただし、ｔは走行した距離である０ そして、△Ｅ、ΔＮは一時メモリ１８に記憶されておシ
、また△ｅ１△ｎ１△ｈ及びｔは位置検出装置自身が把
握している情報であるから、これらの情報に基づいて、
上記の式（１）、（２Ｌ （３）の計算処理を処理部１
３で行なわせることは容易であシ、この計算処理の結果
に基づいて、誤差補正値メモリ１６内の補正値を修正す
ることによって、よシ正確な磁界ベクトルの検出を行な
うことができる。
。ただし、ｔは走行した距離である０ そして、△Ｅ、ΔＮは一時メモリ１８に記憶されておシ
、また△ｅ１△ｎ１△ｈ及びｔは位置検出装置自身が把
握している情報であるから、これらの情報に基づいて、
上記の式（１）、（２Ｌ （３）の計算処理を処理部１
３で行なわせることは容易であシ、この計算処理の結果
に基づいて、誤差補正値メモリ１６内の補正値を修正す
ることによって、よシ正確な磁界ベクトルの検出を行な
うことができる。
以上説明した様に、本発明によれば、どんな形状の車輛
に於いても、その誤差ベクトルを高精度で算出すること
が可能であり、車輛の傾斜側と紹み合わせることにより
、車輛の進行方向を３次元で求めることが可能であり、
そしてこの進行方向と車軸から得られる走行距離情報と
から、出発点に対する相対位置座標を３次元で求めるこ
とが可能となシ、高精度な車輛の位置計測、道案内、山
岳等の３次°元物体の構造解析等に応用可能であるとい
う利点を有する。
に於いても、その誤差ベクトルを高精度で算出すること
が可能であり、車輛の傾斜側と紹み合わせることにより
、車輛の進行方向を３次元で求めることが可能であり、
そしてこの進行方向と車軸から得られる走行距離情報と
から、出発点に対する相対位置座標を３次元で求めるこ
とが可能となシ、高精度な車輛の位置計測、道案内、山
岳等の３次°元物体の構造解析等に応用可能であるとい
う利点を有する。
第１図は着磁による誤差ベクトル及び真の地磁気磁界ベ
クトルの検出方法例を示す図、第２図は、着磁による誤
差の他に搭載移動体の形状による楕円誤差がある場合の
着磁誤差ベクトルと真の地磁気磁界ベクトルの検出方法
例を示す図、第３図は不発ｌ１ｌＪの方式を実施する装
置の構成例を示す図、第４図は車輛の実走行による着磁
誤差の補正方法を示す図である。 １・・・・・・・・・測定磁界ベクトル（ｏｐ） 、２
・間曲着磁ベクトル（００′）、３・・・・・・・・・
真の地磁気べの軌跡（円の場合）、５・四相磁界ベクト
ルの軌跡（楕円の場合）、１１・凹曲磁界ベクトル検出
器、１２・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１３・・・
・・曲処理部、１４・間曲前後方向の傾斜計、１４ｒ・
曲間左右方向の傾斜側、１５・・・・・・・・・距離パ
ルス検出器、１６・凹曲誤差補正値メモリ、１７・曲面
表示部、１８・曲曲一時メモリ、２１・・・・・曲車輛
の出発点、２２・開開位置検出装置の表示が示した移動
の軌跡、２３・凹曲予め定められ実際に走行したコース
、２４・間曲位置検出装置の表示が示した帰着点 代理人 弁理士 本 間 崇第 ３ 図 悴 ４ 図
クトルの検出方法例を示す図、第２図は、着磁による誤
差の他に搭載移動体の形状による楕円誤差がある場合の
着磁誤差ベクトルと真の地磁気磁界ベクトルの検出方法
例を示す図、第３図は不発ｌ１ｌＪの方式を実施する装
置の構成例を示す図、第４図は車輛の実走行による着磁
誤差の補正方法を示す図である。 １・・・・・・・・・測定磁界ベクトル（ｏｐ） 、２
・間曲着磁ベクトル（００′）、３・・・・・・・・・
真の地磁気べの軌跡（円の場合）、５・四相磁界ベクト
ルの軌跡（楕円の場合）、１１・凹曲磁界ベクトル検出
器、１２・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１３・・・
・・曲処理部、１４・間曲前後方向の傾斜計、１４ｒ・
曲間左右方向の傾斜側、１５・・・・・・・・・距離パ
ルス検出器、１６・凹曲誤差補正値メモリ、１７・曲面
表示部、１８・曲曲一時メモリ、２１・・・・・曲車輛
の出発点、２２・開開位置検出装置の表示が示した移動
の軌跡、２３・凹曲予め定められ実際に走行したコース
、２４・間曲位置検出装置の表示が示した帰着点 代理人 弁理士 本 間 崇第 ３ 図 悴 ４ 図
Claims (1)
- 一定の平行磁界中において、該磁界の向きを検出するこ
とによシ検出装置の該磁界に対する相対的な向きをｆｆ
１ｌＪ定する磁界ベクトル検出方式であって、該装置奮
順次４つ以上の向きに向きを変えてそれぞれその向きで
磁界ベクトルを測定し、これらの磁界ベクトル情報を一
時メモリに記憶させた後、該一時メモリのベクトル情報
を処理部に加え、そこで着磁眼差ベクトル及び楕円誤差
を算出し、該算出結果を誤差補正値メモリに記憶させて
おき、以後任意の向きＫおけるＩｌｌ定磁界ベクトルを
前記処理部で前記誤差補正値メモリからのｔｐｔ報によ
って修正して表示部へ送ることを特徴とする磁界ベクト
ル検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19536082A JPS5985910A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 磁界ベクトル検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19536082A JPS5985910A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 磁界ベクトル検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985910A true JPS5985910A (ja) | 1984-05-18 |
| JPH04201B2 JPH04201B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=16339876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19536082A Granted JPS5985910A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 磁界ベクトル検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985910A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4698912A (en) * | 1985-12-11 | 1987-10-13 | The Laitram Corporation | Magnetic compass calibration |
| US4738031A (en) * | 1985-03-13 | 1988-04-19 | Alberter Guenter | Method for establishing the driving direction of a vehicle with an electronic compass |
| KR100620957B1 (ko) | 2004-12-13 | 2006-09-19 | 삼성전기주식회사 | 방위각을 측정하는 지자기센서 및 그 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776411A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-13 | Toyota Motor Corp | Method and apparatus for correcting output of azimuth detector |
| JPS57127807A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-09 | Toyota Motor Corp | Method and device for correcting output for azimuth detector |
-
1982
- 1982-11-09 JP JP19536082A patent/JPS5985910A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776411A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-13 | Toyota Motor Corp | Method and apparatus for correcting output of azimuth detector |
| JPS57127807A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-09 | Toyota Motor Corp | Method and device for correcting output for azimuth detector |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738031A (en) * | 1985-03-13 | 1988-04-19 | Alberter Guenter | Method for establishing the driving direction of a vehicle with an electronic compass |
| US4698912A (en) * | 1985-12-11 | 1987-10-13 | The Laitram Corporation | Magnetic compass calibration |
| KR100620957B1 (ko) | 2004-12-13 | 2006-09-19 | 삼성전기주식회사 | 방위각을 측정하는 지자기센서 및 그 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04201B2 (ja) | 1992-01-06 |
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