CH683128A5

CH683128A5 - Portable electronic compass for use in and outside vehicle - has orthogonal sensors for measurement of magnetic fields and compensates for interference fields when used in vehicle

Info

Publication number: CH683128A5
Application number: CH951/92A
Authority: CH
Inventors: Hans Gloor
Original assignee: Recta Sa
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1994-01-14

Abstract

The electronic compass includes a magnetic field measuring system and is equipped to be used in two operational modes: either in the field or in a vehicle as a car compass. When used in a vehicle, it is attached by a holder and interference fields from the vehicle are compensated by an electronic circuit. In both modes of operation, the same display is used. The magnetic field measuring system comprises three probes for measurements in orthogonal directions. Different measuring systems may be used for the two modes of operation. Pref. inclination compensation is provided to compensate for the position of the vehicle. USE/ADVANTAGE - In motorcar, ship, aeroplane, bicycle, sailing boat, paraglider etc. Detects and compensates for inclination and vertical geomagnetic field components.

Description

1 1

CH 683 128 A5 CH 683 128 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen tragbaren elektronischen Fahrzeugkompass nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Verwendung des Kompasses. The invention relates to a portable electronic vehicle compass according to the preamble of claim 1, and a use of the compass.

Magnetkompasse haben sich als wenig geeignet erwiesen zum Gebrauch in Fahrzeugen, da sich die Kompensation der Störfelder nur sehr schwierig bewerkstelligen lässt. Die üblichen tragbaren Handkompasse sind nicht mit Kompensationsmitteln ausgerüstet und anderseits sind magnetische Fahrzeugkompasse wegen der besonderen Anzeige sowie den internen Kompensationsmitteln für den Handgebrauch ausserhalb des Fahrzeuges nicht geeignet. Es sind viele elektronische Fahrzeugkompasse entwickelt worden und viele Patente betreffend Kompasse bezw. Kompensationsverfahren der Störfelder sind bekannt. Diese Geräte sind aber wegen Grösse, Anzeige und Stromverbrauch nicht für tragbaren Gebrauch geeignet. Magnetic compasses have proven to be unsuitable for use in vehicles, since it is very difficult to compensate for the interference fields. The usual portable handheld compasses are not equipped with compensating means and, on the other hand, magnetic vehicle compasses are not suitable for manual use outside the vehicle because of the special display and the internal compensating means. Many electronic vehicle compasses have been developed and many patents related to compasses. Compensation methods for the interference fields are known. However, these devices are not suitable for portable use due to their size, display and power consumption.

Das Ziel der Erfindung ist somit einen elektronischen Kompass herzustellen, der kostengünstig ist, der die Möglichkeit hat die Störfelder eines Fahrzeuges zu kompensieren, der die Neigung des Fahrzeuges ausgleicht, der eine vertikale Erdfeldkomponente korrigiert, damit man grössere Reisen unternehmen kann ohne jeweils an dem Kompass etwas zu verändern und der auch als Handkom-pass im Feld gebraucht werden kann. The aim of the invention is thus to produce an electronic compass which is inexpensive, which has the possibility of compensating for the interference fields of a vehicle, which compensates for the inclination of the vehicle, which corrects a vertical earth field component, so that longer journeys can be made without the compass in each case to change something that can also be used as a handheld passport in the field.

Erfindungsgemäss wird dies mittels der im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. According to the invention, this is achieved by means of the features listed in claim 1.

Dieser universell verwendbare Kompass kann ein bekanntes Mittel aufweisen um die genaue Lage zu erkennen. Ebenfalls wird eine vertikale Erdmagnetfeldkomponente detektiert und deren Einfluss auf die Anzeige durch eine elektronische Schaltung eliminiert. This universally usable compass can have a known means of recognizing the exact position. A vertical earth magnetic field component is also detected and its influence on the display is eliminated by an electronic circuit.

Die Detektion erfolgt durch ein eingebautes Magnetfeldmesssystem, das z.B. drei Sensoren aufweist, die untereinander in einem rechtwinkligen Koordinatensystem angeordnet sind. Eindimensionale Sensoren sind sehr kostengünstig. Es ist jedoch auch möglich zusätzliche oder andere Magnetfeldmesssysteme einzubauen, um die verschiedenen Komponenten untereinander zu trennen. Bei allen erwähnten Anwendungen des Kompasses wird immer die gleiche Anzeige angesteuert, wobei Schalter vorgesehen sind, um den Kompass zu eichen, um die Störfelder zu kompensieren, um die genaue Lage des Kompasses feststellen zu können, um vom Messmodus Handgebrauch zur Anwendung in einem Fahrzeug umschalten zu können, um eine Beleuchtung ein- und auszuschalten, um eine feste Richtungsanzeige oder eine Referenzrichtung zu aktivieren, um von einer Batteriespeisung auf eine Stromspeisung durch das Fahrzeug umzuschalten, um vertikale Erdfelder zu messen und zu kompensieren, um den Messmodus, Batteriespannung, Grösse der Störfelder, Datum, Zeit, Zeitzonen, Winkeldifferenz geografischer zum magnetischen Pol, Messbereitschaft usw. anzuzeigen und um den Kompass ein- und auszuschalten. The detection is carried out by a built-in magnetic field measuring system, e.g. has three sensors, which are arranged one below the other in a rectangular coordinate system. One-dimensional sensors are very inexpensive. However, it is also possible to install additional or different magnetic field measuring systems in order to separate the different components from one another. In all of the compass applications mentioned, the same display is always actuated, switches being provided to calibrate the compass, to compensate for the interference fields, to be able to determine the exact position of the compass, to switch from the measurement mode manual use to use in a vehicle to be able to switch lights on and off, to activate a fixed direction indicator or a reference direction, to switch from battery supply to vehicle power supply, to measure and compensate for vertical earth fields, to measure mode, battery voltage, size of the Display interference fields, date, time, time zones, angular difference more geographically to the magnetic pole, readiness to measure, etc. and to switch the compass on and off.

Der Autokompass kann so ausgebildet werden, dass er in einer beliebigen Lage in einem Fahrzeug montiert werden kann. Bei jeder Lageänderung muss er im Prinzip jeweils neu geeicht werden, da die Störfelder nach Lage des Kompasses einen anderen Einfluss auf die Magnetfelddetektion ausüben. Es ist auch denkbar, dass ein Mikroprozessor so programmiert ist, dass er nach einem oder mehreren Eichvorgängen je nach der Lage des Kompasses den Einfluss der Störfelder auf die Magnetfeldanzeige automatisch kompensiert. The auto compass can be designed so that it can be mounted in any position in a vehicle. In principle, each time the position changes, it must be re-calibrated because the interference fields have a different influence on the magnetic field detection depending on the position of the compass. It is also conceivable that a microprocessor is programmed such that it automatically compensates for the influence of the interference fields on the magnetic field display after one or more calibration processes, depending on the position of the compass.

Die Anzeige kann eine feste Richtungsanzeige aufweisen, damit der Fahrer oder beim Gebrauch als Handkompass sich in der vorbestimmten Richtung bewegen kann. Beim Gebrauch als Handkompass kann noch eine Peilvorrichtung eingebaut werden, um eine bestimmte Richtung oder Geländewinkel feststellen zu können. The display can have a fixed directional display so that the driver or when using it as a handheld compass can move in the predetermined direction. When used as a handheld compass, a direction finder can be installed to determine a specific direction or terrain angle.

Ein Eichvorgang des in einem Fahrzeug montierten Kompasses kann folgendermassen vor sich gehen: A calibration process of the compass mounted in a vehicle can proceed as follows:

Beispiel A: Example A:

Man führt während des Eichvorgangs einen Vollkreis mit dem Fahrzeug durch und die Störfelder werden dadurch berechnet. You perform a full circle with the vehicle during the calibration process and the interference fields are calculated.

Beispiel B: Example B

1. Drücken einer Taste zur Einleitung eines Eichvorganges 1. Press a key to initiate a calibration process

2. Drücken einer Setztaste zum Messen der ersten Störfelder 2. Press a set key to measure the first interference fields

3. Drehen des Fahrzeuges um 180 Grad 3. Turn the vehicle 180 degrees

4. Drücken der Setztaste zum Messen der zweiten Störfelder und zum Vergleichen der gemessenen zweiten mit den ersten Störfeldern und Mitteln derselben. 4. Press the set key to measure the second interference fields and to compare the measured second interference fields with the first interference fields and average them.

Der Fahrzeugkompass kann zusätzlich zur Magnetfeldanzeige eine feste Richtungsanzeige aufweisen, die ermöglicht bei der Handbetriebsart oder im Fahrzeug eine vorbestimmte Richtung anzupeilen. In addition to the magnetic field display, the vehicle compass can have a fixed direction display, which makes it possible to aim at a predetermined direction in manual mode or in the vehicle.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in der Figur dargestellt: An example embodiment of the invention is shown in the figure:

Es zeigt Fig. 1 ein Schema der elektronischen Schaltung. In jeder Richtung x, y, z eines Koordinatensystems wirkt je eine Sonde 1, 2, 3 in einem Magnetfeldmesssystem, die individuell an einem Verstärker 4 und an einem Phasenmesser 5 verbunden sind. Alle drei Sonden geben die Signale einem Mikroprozessor 6 ab. Zusätzlich ist ein Lagedetektor 9, der die Lage des Kompasses feststellt an einem Verstärker und einem Phasenmesser 7 und dem Mikroprozessor 6 angeschlossen. Dieser wertet die erhaltenen Signale aus, ermöglicht eine Kompensation der Störfelder, der Lage des Kompasses, der vertikalen Erdfelder usw. und zeigt das Resultat auf der Anzeige 14 an mittels der Ansteu-erung 13. Ein Wählschalter 15 ermöglicht die Anzeige der gewünschten Grösse. Ein anderer Schalter 16 kann eine Beleuchtung 19 der Anzeige 14 einschalten, die je nach der Umgebungshelligkeit, die durch eine Photozelle 18 gemessen wird, mehr oder weniger beleuchtet um Energie zu sparen. 1 shows a diagram of the electronic circuit. In each direction x, y, z of a coordinate system, one probe 1, 2, 3 acts in a magnetic field measuring system, which are individually connected to an amplifier 4 and a phase meter 5. All three probes emit the signals to a microprocessor 6. In addition, a position detector 9, which detects the position of the compass, is connected to an amplifier and a phase meter 7 and the microprocessor 6. This evaluates the signals received, enables compensation of the interference fields, the position of the compass, the vertical earth fields, etc. and shows the result on the display 14 by means of the control 13. A selector switch 15 enables the desired size to be displayed. Another switch 16 can switch on an illumination 19 of the display 14 which, depending on the ambient brightness measured by a photocell 18, illuminates more or less in order to save energy.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

2 2nd

3 3rd

CH 683 128 A5 CH 683 128 A5

Beim Eichvorgang müssen die Resultate der Störfelder in verschiedenen Lagen des Fahrzeuges in einem Gedächtnis 20 gespeichert werden, nachher durch den Mikroprozessor 6 ausgewertet und ge-mittelt werden, damit die Anzeige die richtige Richtung anzeigen kann und der Kompensationswert der Korrektur wegen des Fahrzeugs während des Gebrauchs als Handkompass erhalten bleibt. During the calibration process, the results of the interference fields in different positions of the vehicle must be stored in a memory 20, then evaluated and averaged by the microprocessor 6 so that the display can indicate the correct direction and the compensation value of the correction due to the vehicle during use preserved as a handheld compass.

Claims

1. Portable electronic vehicle compass, characterized in that it is equipped with a magnetic field measurement system in such a way that it can be used as a car compass in a first operating mode as a portable compass in the field and in a second operating mode in or by means of a holder in a vehicle Individual interference fields of the vehicle in the second operating mode can be compensated for by an electronic circuit and that the same display can be controlled in both operating modes.

2. Vehicle compass according to claim 1, characterized in that the magnetic field measuring system consists of more than one probe which measure in different, in particular at right angles to each other.

3. Vehicle compass according to "Claim 1 or 2, characterized in that different magnetic field measuring systems are available for both operating modes.

4. Vehicle compass according to one of claims 1 to 3, characterized in that it can be used in any position.

5. Vehicle compass according to one of claims 1 to 4, characterized in that means for tilt compensation are provided in order to compensate for the position of the vehicle and / or for the position when worn and / or for errors due to vertical earth fields.

6. Vehicle compass according to one of claims 1 to 5, characterized in that the display has an illumination, the light intensity can be controlled by a light sensor according to the ambient brightness.

7. Vehicle compass according to one of claims 1 to 6, characterized in that it can be powered by an external power supply.

8. Vehicle compass according to one of claims 1 to 7, characterized in that the display additionally has a fixed directional display which can be set, activated or deleted by means and / or that a device for direction finding is available.

9. Vehicle compass according to one of claims 1 to 8, characterized in that an adjustable device for compensating for the declination is present.

10. Use of the portable electronic vehicle compass according to one of claims 1 to 9 in a motor vehicle, ship, airplane, bicycle, delta glider, paraglider.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd