CN101023324A - 方位数据计算方法、方位传感器单元及便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方位数据计算方法，其具有：输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；基于与此前存储的测量数据之间的距离，判断是否需要存储该测量数据的步骤；基于存储的数据计算偏移值的步骤；将用于计算该偏移值的多个测量数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；将已经存储的偏移值更新为上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及用该更新后的偏移值校正所述测量数据，计算方位数据的步骤。

Description

方位数据计算方法、方位传感器单元及便携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种利用方位测量数据进行校准(偏移校正)的技术，其通过使用地磁传感器来确定方位方向，特别涉及一种方位数据计算方法、一种方位传感器单元，以及一种便携式电子装置，即使当从三轴地磁传感器获得的测量数据被限制在一个特定的平面时，其也能执行适当的校准，由此确定正确的方位方向。

背景技术

已知一种诸如手机等的传统便携式终端，该终端设置有用于检测地磁的磁传感器，并基于该磁传感器检测的地磁来确定方向。例如，该确定的方位方向用来显示正确方向的地图。近来市场上出现了一种新型便携式终端，其装有用于检测位置的GPS(全球卫星定位系统)接收器，其以依照便携式终端相对于方位方向的朝向使地图定向这样的方式显示其当前位置周围的地图。

然而，由于存在从安装在便携式终端中的扩音器、麦克风、电子零部件的磁化金属封装等泄漏出的外来磁场，所以，安装在便携式终端中的磁传感器检测的是地磁和便携式终端内部的电子零部件等产生的其它磁场混合而成的磁场。该外来磁场可以导致方位方向测量中的变化偏移。因此，有必要进行校准以校正由于便携式终端内部的电子零部件等等产生的磁场所引起的磁误差(即偏移)。在便携式终端装有两轴地磁传感器的情况下，校准以这样的方式执行：即，用户将便携式终端旋转例如180度以收集便携式终端旋转期间来自磁传感器的测量数据，以便基于该测量数据来估算偏移。

关于如上述的安装在便携式终端中的磁传感器的校准，例如有在专利文献1中公开的技术。在该技术中，便携式终端以规定角度进行转动，基于在各角度中通过磁传感器测量的数据，计算出偏移，从而可以不依赖转动速度而进行校准。另一方面，已知具有如下方法，即，避开上述麻烦的操作，对检测地磁的两轴或三轴的磁检测单元进行改变，重复取得输出数据，在坐标上确定基准点而计算对于输出数据的偏移信息(例如参考专利文献2)。根据这种方法，通过统计方法推定基准点的坐标，使输出数据组至基准点的距离的变化最小，在此基础上计算出偏移，由此，用户仅需要使测量单元的朝向任意的变换，就可以执行校准。

专利文献1：特开2004-12416号公报

专利文献2：WO 2004/003476

发明内容

但是，即使是专利文献1中记述的方法，也需要用户必须有意识地转动安装了磁传感器的便携式装置来进行该校准，虽然与现有方法相比并不繁杂，但是由于要迫使用户进行用于校准的操作，所以对用户来说仍然是繁杂的操作。另外，特别是三轴地磁传感器的情况下，为了进行校准，需要三轴的数据，所以更加迫使用户进行繁杂的操作。另外，在专利文献2所记述的方法中，需要存储至少包含上一个输出数据的多个输出数据，求出基于该多个输出数据推定的基准点(进行偏移的推定)后，在对比该多个基准点的基础上，将适当的值作为偏移进行计算，并在对比基准点和各输出数据后无法得到合适的偏移的情况下，将不需要的测量数据全部进行A/D变换并存储，由此，存在负载变大的问题。

因此，本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种方位数据计算方法、一种方位传感器单元及便携式电子装备，其不需要强迫用户进行繁杂的操作，而且减轻与偏移计算相关的过大负载，同时执行校准。

本发明提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；基于与此前存储的测量数据之间的距离，判断是否需要存储该测量数据的步骤；基于存储的数据计算偏移值的步骤；将用于计算该偏移值的多个测量数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；将已经存储的偏移值更新为上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及用该更新后的偏移值校正所述测量数据，计算方位数据的步骤。

另外本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；判断该测量后的磁场数据是否上溢或下溢，当判断出该测量后的磁场数据上溢或者下溢时，进行校正以使该测量后的磁场数据进入规定的范围内的步骤；根据与此前存储的测量后的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量后的磁场数据的步骤；基于存储的数据计算偏移值的步骤；将用于计算该偏移值的多个测量后的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；将已经存储的偏移值更新为上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据，计算方位数据的步骤。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；根据与此前存储的测量后的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量后的磁场数据的步骤；基于存储的数据计算偏移值的步骤；将用于计算该偏移值的多个测量后的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；在该有效的偏移值大于规定值时，基于从所述测量后的磁场数据中去除该偏移值的测量后的磁场数据，使处理返回到判断所述测量后的磁场数据的存储判断的步骤的步骤；在该有效的偏移值小于规定值时，将已经存储的偏移值更新为在上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据，计算方位数据的步骤。

另外，本发明提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：磁场数据测量单元，其输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据；测量数据存储单元，其存储该磁场数据；测量数据存储判断单元，其根据与此前存储的磁场数据之间的距离，判断是否需要将所述磁场数据存储在该测量数据存储单元中；偏移计算单元，其基于存储在所述测量数据存储单元中的磁场数据计算出偏移值；偏移有效性判断单元，其将用于计算该偏移值的多个测量数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效；偏移存储部，其将已经存储的偏移值更新为在该偏移有效性判断单元中判断为有效的偏移值；偏移设定单元，其将存储在该偏移存储部中的偏移值和已经存储的偏移值相加；计算器，其从所述磁场数据中去除该偏移设定单元中设定的偏移值；以及方位测量单元，其用存储在所述偏移存储部中的偏移值校正所述磁场数据而计算方位数据。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，还具有积分器，其对从所述计算器输出的磁场数据进行积分。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，还具有检测部，其监视所述磁场数据并检测上溢或下溢，在该检测部检测到数据的上溢或下溢时，向所述计算器输入校正值，以解除数据的上溢或下溢。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有偏移大小判断单元，其将由偏移有效性判断单元判断为有效的偏移值与预定的规定值进行比较，当该偏移值大于规定值时，将该该偏移值输出到所述计算器，当该偏移值小于规定值时，将该偏移值输出到所述方位测量单元。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有下述单元中的至少一个：温度校正值计算单元，其根据检测温度的温度传感器及检测出的温度计算校正值，将该计算出的校正值输出到所述方位测量单元；以及倾斜校正值计算单元，其根据检测倾斜的倾斜传感器及该检测出的倾斜计算校正值，将该计算出的校正值输出到所述方位测量单元。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：温度传感器，其检测温度；温度校正值计算单元，其根据该检测出的温度计算出校正值；倾斜传感器，其检测倾斜；倾斜校正值计算单元，其根据该检测出的倾斜计算校正值；以及校正数据判断单元，其将所述温度校正值计算单元及倾斜校正值计算单元中计算出的校正值和此前的校正值进行比较，判断是否将该校正值输出到所述方位测量单元。

另外，本发明还提出一种具有上述权利要求4至权利要求9中记载的方位传感器单元。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；基于在坐标上所述测量数据与预先存储在存储单元中的所有测量数据之间的各个距离，判断是否需要将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；在上述步骤中判断出需要存储的情况下，将所述测量数据顺序存储在所述存储单元中的步骤；基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有将用于计算所述偏移值的多个测量数据按每个轴成分进行比较，在每个轴成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断所述计算出的偏移值有效的步骤，在上述步骤中判断出所述计算出的偏移值有效的情况下，更新所述偏移值的步骤将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，判断是否需要存储所述测量数据的步骤，在所述坐标上的各个距离大于或等于规定值的情况下，将所述测量数据存储在所述存储单元中。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：按照使用方位数据的应用程序的要求，将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，从所述存储单元中删除该规定数量的测量数据中最早的数据，同时将需要存储的新测量数据存储在所述存储单元中的步骤；基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值进行校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

另外，本发明还提出一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，用需要存储的新测量数据替换存储在所述存储单元中的位于与该新测量数据最近方位的测量数据更替后进行存储的步骤；基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：磁场数据测量单元，其输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据；数据存储判断单元，其根据该测量出的磁场数据与此前存储的测量出的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量出的磁场数据；偏移值计算单元，其基于存储的数据计算出偏移值；偏移值有效性判断单元，其将用于计算该偏移值的多个测量出的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效；数据存储判断再执行单元，其在该有效的偏移值大于规定值时，基于从所述测量后的磁场数据中去除该偏移值的测量后的磁场数据，再次执行所述测量后的磁场数据的存储判断；更新单元，其在该有效的偏移值小于规定值时，将已经存储的偏移值更新为在上述步骤中判断为有效的偏移值；以及计算单元，其用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据而计算方位数据。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：磁场数据测量单元，其将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；判断单元，其基于在坐标上所述测量数据与预先存储在存储单元中的所有测量数据之间的各个距离，判断是否需要将所述测量数据存储在所述存储单元中；存储单元，其在上述步骤中判断出需要存储的情况下，将所述测量数据顺序存储在所述存储单元中；偏移值计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及计算单元，其用更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：测量单元，其按照使用方位数据的应用程序的要求，将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；存储单元，其将所述测量数据存储在所述存储单元中；控制单元，其当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，从所述存储单元中删除该规定数量的测量数据中最早的数据，同时将需要存储的新测量数据存储在所述存储单元中；计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及计算单元，其用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

另外，本发明还提出一种方位传感器单元，其特征在于，具有：测量单元，其将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；存储单元，其将所述测量数据存储在所述存储单元中；控制单元，其当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，用需要存储的新测量数据替换存储在所述存储单元中的位于与该新测量数据最近方位的测量数据而进行存储；计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及计算单元，其用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

发明的效果

根据本发明，具有不迫使用户进行繁杂的操作、能够适当、正确地执行地磁传感器的校准的效果。另外还具有减轻与计算偏移相关的过大负载、同时能够适当、正确地执行地磁传感器的校准的效果。

附图说明

图1示出依据本发明的便携式电子装置(便携式终端)结构框图。

图2示出根据实施方式1的方位传感器单元结构的框图。

图3是根据实施方式1的与方位数据输出有关的流程图。

图4示出根据实施方式1的方位传感器单元变型实例的结构框图。

图5示出根据实施方式2的方位传感器单元结构的框图。

图6是根据实施方式2与方位数据输出有关的流程图。

图7示出根据实施方式2的方位传感器单元变型实例的结构框图。

图8示出根据实施方式3的方位传感器单元结构的框图。

图9是根据实施方式3与方位数据输出有关的流程图。

图10示出根据实施方式4的方位传感器芯片结构的框图。

图11示出根据实施方式4的方位传感器单元结构的框图。

图12示出根据实施方式4的方位传感器单元变型实例的结构框图。

图13A示出便携式终端的坐标系(定义)的示意图。

图13B示出地面坐标系的示意图。

具体实施方式

现在，参考附图说明本发明的具体实施方式。

图1是表示本发明便携式电子装置的一个实施方式的结构框图，其将CDMA(码分多址)通信方式的便携式通信终端(下文称为便携式终端)的电气构成作为框图示出。

附图中彼此公有的部分标以相同的参考标号。

如图1所示，本形式的便携式终端1包括天线101和106、RF(射频)部分102、调制解调器部分103、CDMA部分104、语音处理部分105、GPS接收部分107、主控部分108、ROM109、RAM110、通报单元111、定时器部分112、主操作部分113、SW 114、电子摄像部分116、显示部分117、触摸屏118、辅助操作部分115、以及方位传感器单元200。

如图1所示，天线101与未显示的无线电基站交换无线电波。RF部分102执行与信号发送和接收有关的处理。RF部分102装备有本机振荡器等等。接收时，RF部分102将指定频率的本机振荡器信号与从天线101接收到的信号混合，以将接收到的信号转换成中频(IF)的接收IF信号，并将它输出给调制解调器部分103。发射时，RF部分102将给指定频率的本机振荡器信号与中频发射IF信号混合，以将发射IF信号转换成发射频率的发射信号，然后将它输出到天线101。

调制解调器部分103对接收信号进行解调并调制发射信号。调制解调器部分103装备有本机振荡器等，将来自RF部分102的接收IF信号转换成指定频率的基带信号，并将基带信号转换成数字信号，然后输出数字信号到CDMA部分104。另一方面，调制解调器部分103将来自CDMA部分104的发射用数字基带信号转换成发射模拟信号，并将它转换成指定频率的发射IF信号，然后将它输出到RF部分102。

CDMA部分104对发射信号进行编码并对接收到的信号进行解码。CDMA部分104对从调制解调器部分103输出的基带信号进行解码。另一方面，CDMA部分104对发射信号进行编码，并将编码的基带信号输出到调制解调器部分103。

语音处理部分105进行关于通话期间的语音的处理。语音处理部分105在通话期间从麦克风(MIC)输出的模拟语音信号转换为数字信号，并将其作为发射信号输出到CDMA部分104。另一方面，语音处理部分105基于通话期间被CDMA部分104解码的表示语音数据的信号，生成驱动扬声器(SP)的模拟驱动信号，并将之输出到扬声器(SP)。麦克风(MIC)基于用户输入的声音生成语音信号，并将其输出到语音处理部分105。扬声器(SP)基于语音处理部分105输出的信号，发出通话伙伴的声音。

GPS天线106接收GPS卫星(未显示)发射的无线电波，并基于无线电波将接收到的信号输出到GPS接收部分107。GPS接收部分107解调接收到的信号，并基于接收到的信号获得信息，比如每个GPS卫星的精确时间信息以及传播时间。GPS接收部分107基于获得的信息计算其到三个或更多个GPS卫星的距离，以基于三角测量原理计算在三维空间(纬度、经度、高度等)中的位置。

主控部分108包括CPU(中央处理器)等等，其控制便携式终端1的每个内部部分。主控部分108通过RF部分102、调制解调器部分103、CDMA部分104、语音处理部分105、GPS接收部分107、方位传感器单元200、ROM109、RAM110、以及总线，输出控制信号或者数据，方位传感器单元将在下面说明。ROM109存储主控部分108执行的各种程序，以及装运检验时测量的温度传感器和倾斜传感器的初始特性值等等。RAM110临时存储主控制器108要处理的数据等等。

通报单元111包括例如扬声器、振动器、和/或发光二极管，它们通过使用声音、振动、和/或发光来通知用户有电话或e-mail到来。计时器部分112具有计时功能，用以产生表示年、月、日、星期、时刻等的时间信息。主操作部分113包括用户操作的输入字符的输入键、转换成汉语字符或数字等的转换键、光标键、电源开/关键、通话键、重拨键等；其将表示操作结果的信号输出到主控部分108。打开/关闭开关(SW)114是用于检测折叠式便携终端的打开开始和关闭结束的开关。

方位传感器单元200包括磁传感器(1)至(3)，其用于检测互相正交的x轴、y轴、以及z轴的磁场；用于检测温度的温度传感器；物理量传感器，其用于检测便携式终端1的倾斜；以及处理各个传感器的检测结果的处理部件。详细说明将在下面使用附图2描述。

电子摄像部分116包括光学透镜和诸如CCD(电荷耦合装置)等摄像装置。摄像装置将通过光学透镜在其摄像平面形成的被拍对象图像转换成模拟信号，并将该模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号输出到主控部分108。显示部分117包括液晶显示屏等，其基于从主控部分108输出的显示信号，在其上显示图像或字符。触摸屏118与包含在显示部分117中的液晶显示屏的表面集成一体，其将对应于用户操作的信号输出到主控部分108中。辅助操作部分115包括用于显示切换的按钮开关等等。

下面，使用附图2至4来说明第一实施方式。

如图2所示，依据本实施方式的方位传感器单元包括测量数据存储判断单元201；测量数据存储单元202；偏移计算单元203；偏移有效性判断单元204；偏移存储单元205；偏移设定单元206；方位测量单元207；以及方位传感器芯片300。方位传感器芯片300进一步包括磁传感器部分301、切换单元302、放大器303、加法器304、D/A转换器305、偏移存储部分306、以及A/D转换器307。

校准时，测量数据存储判断单元20 1执行与诸如判断是否将测量数据存储于测量数据存储单元202中等数据存储有关的处理，该测量数据用对应于磁传感器输出的数字信号表示。这里校准意味着进行下述步骤，即，测量外部磁力，基于得到的测量数据计算偏移值，将计算出的偏移值作为地磁传感器的偏移进行更新(设定)。测量数据存储单元202从测量数据存储判断单元201捕获数据，并按预定存储方法(详细说明将在下面描述)存储数据。

偏移计算单元203基于在校准期间获得的测量数据计算偏移值(详细说明将在下面描述)。偏移有效性判断单元204判断通过偏移计算单元203计算出的偏移值的有效性(详细说明将在下面描述)。

偏移存储单元205在预先存储偏移值的情况下，将该偏移值更新为被偏移有效性判断单元204判断为有效的偏移值并存储。偏移设定单元206将偏移存储部分306中存储的偏移值和从偏移存储单元205输出的偏移值进行累加，并将累加值输出到偏移存储部分306中。方位测量单元207根据后述的A/D转换器307输入的磁场数据测量方位方向。

一般而言，磁传感器的偏移可能包括磁传感器特有的偏移、受外围电路影响的偏移、以及在其它零部件影响下磁场紊乱引起的偏移。其中，磁传感器特有的偏移和外围电路影响的偏移取相对恒定值。因此，这些值可以预先测量并预存在偏移设定单元206中。

磁传感器部分301包括磁传感器(1)至(3)、以及未显示的传感器初始化单元(1)至(3)，该传感器初始化单元用于在电源开启后初始化每个磁传感器。当施加强磁场时，磁传感器中每个磁体的磁化方向被改变或扭转。为避免这种情况，传感器初始化单元(1)至(3)被设置用于使每个磁传感器(1)至(3)复位到其初始状态。

切换单元302对来自磁传感器部分301的磁传感器(1)至(3)的磁场数据进行切换，按顺序地输入到放大器303。加法器304从来自放大器303的输出中减去通过D/A转换器305从对应于每个磁传感器(1)至(3)的偏移值经D/A转换后的模拟信号。A/D转换器307将加法器304的输出转换成数字信号，并将它输出给到方位测量单元207。另外，加法器304也可以配置在放大器303的前方，根据切换单元302对放大前的测场数据进行减法处理。这种情况下，进行减法的信号需要是与放大前的磁场数据对应的偏移值。

下面，使用附图3说明其具体处理。

如图3所示，例如，当需要方位测量的应用程序(导航软件等使用方位数据的应用程序)等被激活时，方位传感器单元200响应应用程序的请求而触发以执行测量(步骤101)。具体而言，可以考虑在固定时间间隔激活触发。还有其它可能的触发方法，例如，响应应用程序端的方位测量请求而触发，以及当推测方位方向可能变化时激活触发，将其作为监视便携式终端中另一个设备的结果(例如，当输入电子摄像部分116的图象数据发生变化(图象流逝)的时机等)。

在这里，在固定时间间隔触发的方法是周期性地执行数据测量。由于无论何时从应用程序发出测量方位的请求，仅需要输出先前测量数据，因此这种方法具有短响应时间的优点。响应来自应用程序的方位测量请求而触发的方法能够使测量的次数最小。因此，这种方法具有降低不经济功耗的优点。尽管便携式终端中的另一个装置正在运行是一个必要条件，但依据另外一个装置的状态来触发的方法具有上述两种方法结合的优点。

当激活测量触发器时，根据从磁传感器部分301输入的数据测量磁场数据，并转换为数字数据，然后将其输出到测量数据存储判断单元201和方位测量单元207(步骤102)。测量数据存储判断单元201执行判断是否将数据存储到测量数据存储单元202中的处理(步骤103)。

测量数据存储判断单元202基于下面将要说明的判断方法，参考存储在测量数据存储判断单元202中的数据，判断输入的数据是否存储在测量数据存储单元202中。当其判断输入数据应当被存储时，将数据存储在测量数据存储单元202中。

作为判断方法及存储方法，具有(1)存储所有的数据的方法；(2)根据测量数据存放单元202中有无存储的数据进行判断，仅在没有数据时存储的方法。这些方法中，具有可以防止数据集中在方位球的一部分上的优点。另外，已经存在数据的情况下，作为是否存储数据的判断方法及存储方法，具有：(3)通过是否与此前存储的数据离一定的距离进行判断，仅在离开大于固定值的距离的情况下进行存储的方法。

另外，在这里，测量值(Hx1，Hy1，Hz1)与(Hx2，Hy2，Hz2)之间的距离如方程式1所示。另外，距离是指在方位空间坐标上，各坐标点之间的距离。

[方程式1]

$\sqrt{{(\mathrm{Hx}1-\mathrm{Hx}2)}^2+{(\mathrm{Hy}1-\mathrm{Hy}2)}^2+{(\mathrm{Hz}1-\mathrm{Hz}2)}^2}.$

另外，还具有(4)仅在与存储完毕的所有数据在坐标上离开大于固定值的距离的情况下进行存储的方法。(3)及(4)的方法中，可以防止数据集中在方位球的一部分上。虽然累积数据需要时间，但是数据具有优异的均匀性。

另外，作为固定值优选在3.98(A/M)左右。

测量数据存储单元202捕获来自测量数据存储判断单元201的数据，并基于下面将要说明的存储方法将其存储(步骤104)，然后询问偏移计算触发单元(未显示)“是否应当将数据输出到偏移计算单元203”。偏移计算触发单元基于下面将要说明的偏移计算的触发方法对是否应当将数据输出到偏移计算单元203作出应答。当测量数据存储单元202接收到输出数据给偏移计算单元203的指令时，其将存储的数据输出到偏移计算单元203。

这里，作为数据的存储方法，具有(1)按读取顺序累积数据，偏移计算触发单元产生触发使偏移计算处理结束时，删除全部数据，重新开始累积数据的方法。另外，还有(2)按读取顺序累积数据，存储规定数量的数据后，在读取新数据时，删除最早的数据的同时存储该新数据，总是保持规定量的新数据的方法。另外，还有(3)按读取顺序累积数据，偏移计算触发单元产生触发使偏移计算处理结束时，从旧数据中删除一部分数据后开始累积数据的方法。以及还具有(4)按值的顺序累积数据，存储规定数量的数据后，将需要存储的新数据替换最近方位的数据，从而存储新数据的方法。(1)的方法中，具有处理负载较低的优点。另外，(2)的方法中，具有易于提高校准的频度从而可以在最短时间校正偏移的优点。(3)的方法中，在短期间内能够校正偏移，另一方面也会存在校准计算负载变大的问题。但是，比起上述方法，具有偏移的计算频度降低，可以减轻计算处理的负载的优点。(4)的方法中，偏移变动大于方位球的情况下，虽然任何时候都残留不需要的数据，但是数据的密度可以保持均匀性。

另外还可以是如下的方法，即，按值的顺序累积数据，存储规定数量的数据后，将需要存储的新数据替换最近方位的数据，从而存储新数据。这种情况下，偏移变动的规模较小时，与所述前面的方法相比，具有数据密度可以保持均匀性的优点，另一方面，偏移变动大于方位球的半径的情况下，存在总是残留不需要的数据的危险性。另外，方位球是指与磁传感器的偏移对应的方位空间上的1点为中心，半径与地磁强度对应的球。

另外，关于偏移计算的触发，具有以下进行触发的方法，即，(1)数据达到规定数量后，进行触发，(2)数据达到规定数量后，从上次偏移计算开始经过规定时间后进行触发，(3)数据大于或等于4点时，间隔规定时间进行触发。(1)的方法中，由于数据数量固定，所以具有基于数据数量的精度稳定的优点。(2)的方法中，在短时间内进行校准，可以在短时间内校正偏移值。(3)的方法中，可以避免总是无法进行校准动作的状况。

然后，当从测量数据存储单元202提供测量数据给偏移计算单元203时，基于这些测量数据计算偏移(步骤105)。

下面说明偏移计算算法。

如果测量数据用(x_i，y_i，z_i)  (i＝1，...，N)表示，要求出的偏移值用(X0，Y0，Z0)表示，方位球的半径用R表示，则下式成立：

(x_i-X0)²+(y_i-Y0)²+(z_i-Z0)²＝R²。

这时，最小平方误差ε定义如下：

[方程式2]

$\mathrm{\ϵ}=\mathrm{\Σ}{\{{(x_i-X0)}^2+{(y_i-Y0)}^2+{(z_i-Z0)}^2-R^2\}}^2$

$=\mathrm{\Σ}{\{({x_i}^2+{y_i}^2+{z_i}^2)-2x_{i}X0-2y_{i}Y0-2z_{i}Z0+({X0}^2+{Y0}^2+{Z0}^2)-R^2\}}^2$

如果，a_i＝x_i ²+y_i ²+z_i ²，

b_i＝-2x_i，

c_i＝-2y_i，

d_i＝-2z_i，

D＝(X0²+Y0²+Z0²)-R²......(1)，

ε则由如下的方程式3确定：

[方程式3]

ε＝∑(a_i+b_iX0+c_iY0+d_iZ0+D)²。

在这里，为了简化计算，D视为独立变量。最小平方误差ε为最小的条件通过将ε对变量X0、Y0、Z0、D求导，得到以下的方程式4。

[方程式4]

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{\∂X0}=2\mathrm{\Σ}(a_i+b_{i}X0+c_{i}Y0+d_{i}Z0+D)b_i=0\\ \frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{\∂Y0}=2\mathrm{\Σ}(a_i+b_{i}X0+c_{i}Y0+d_{i}Z0+D)c_i=0\\ \frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{\∂Z0}=2\mathrm{\Σ}(a_i+b_{i}X0+c_{i}Y0+d_{i}Z0+D)d_i=0\\ \frac{\∂\mathrm{\ϵ}}{\∂D}=2\mathrm{\Σ}(a_i+b_{i}X0+c_{i}Y0+d_{i}Z0+D)=0\end{array}\right.$

作为结果，以下的方程式5成立：

[方程式5]

$\left[\begin{array}{cccc}\left[\mathrm{bb}\right]& \left[\mathrm{bc}\right]& \left[\mathrm{bd}\right]& \left[b\right]\\ \left[\mathrm{bc}\right]& \left[\mathrm{cc}\right]& \left[\mathrm{cd}\right]& \left[c\right]\\ \left[\mathrm{bd}\right]& \left[\mathrm{cd}\right]& \left[\mathrm{dd}\right]& \left[d\right]\\ \left[b\right]& \left[c\right]& \left[d\right]& N\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}X0\\ Y0\\ Z0\\ D\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-\left[\mathrm{ab}\right]\\ -\left[\mathrm{ac}\right]\\ -\left[\mathrm{ad}\right]\\ -\left[a\right]\end{array}\right]$

其中，[m]为方程式6。

[方程式6]

$\left[m\right]=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i$

通过对上述联立方程进行求解，获得最小平方误差ε取最小值时的X0、Y0、Z0、D。此外，R由公式(1)确定。

在计算出偏移值以后，偏移有效性判断单元204判断偏移值的有效性(步骤106)。具体而言，根据计算出的偏移值及方位圈(球)的半径、以及存储在存储数据存储单元202中的测量数据，可以计算出以下的方程式7的值。

[方程式7]

$\mathrm{\σ}=\frac{1}{R}\sqrt{\frac{N\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\{{(x_i-X0)}^2+{(y_i-Y0)}^2+{(z_i-Z0)}^2\}-{\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{(x_i-X0)}^2+{(y_i-Y0)}^2+{(z_i-Z0)}^2}\right)}^2}{N^2}}$

$w_x=\frac{\mathrm{Max}\left(x_i\right)-\mathrm{Min}\left(x_i\right)}{R}$

$w_y=\frac{\mathrm{Max}\left(y_i\right)-\mathrm{Min}\left(y_i\right)}{R}$

$w_z=\frac{\mathrm{Max}\left(z_i\right)-\mathrm{Min}\left(z_i\right)}{R}$

其中，Max(x_i)表示测量数据x₁、......、x_N的最大值，Min(x_i)表示测量数据x₁、......、x_N的最小值。此外，σ是一个标准偏差。分别判断上面这些值是否满足方程式8判断标准，并且仅当其满足标准时，估算的偏移值被判断为有效。

[方程式8]

σ＜F

w_x＞G

w_y＞G

w_z＞G

其中，F优选取约0.1，以及G优选取约1。

然后，当判断偏移值为有效时，存储在方位测量单元207中的存储单元(未显示)中存储的偏移值被更新(步骤107)。方位测量单元207基于存储单元中新近更新的偏移值进行操作，以将偏移从输入测量数据中去除，并通过下列方法中的任意一个计算方位方向(步骤108)。

1)例如，假定便携式终端在水平面上，基于如下确定方位方向：

如果Abs(Hx)＜Abs(Hy)并且Hy＞0，那么方向(度)＝-arctan(Hx/Hy)*180/π，

如果Abs(Hx)＜Abs(Hy)并且Hy＜0，那么方向(度)＝180-arctan(Hx/Hy)*180/π，

如果Abs(Hx)＞Abs(Hy)并且Hx＞0，那么方向(度)＝90+arctan(Hx/Hy)*180/π，

如果Abs(Hx)＞Abs(Hy)并且Hx＜0，那么方向(度)＝270+arctan(Hx/Hy)*180/π。

2)假定便携式终端以一个角度a(rad)倾斜，基于如下确定方位方向：

这时Hy′＝Hycos(a)-Hz′sin(a)，

如果Abs(Hx)＜Abs(Hy′)并且Hy＞0，那么方向(度)＝-arctan(Hx/Hy′)*180/π，

如果Abs(Hx)＜Abs(Hy′)并且Hy＜0，那么方向(度)＝180-arctan(Hx/Hy′)*180/π，

如果Abs(Hx)＞Abs(Hy′)并且Hx＞0，那么方向(度)＝90+arctan(Hx/Hy′)*180/π，

如果Abs(Hx)＞Abs(Hy′)并且Hx＜0，那么方向(度)＝270+arctan(Hx/Hy′)*180/π。

在上面的等式子中，Hx、Hy和Hz分别是磁传感器的输出，方位方向指向y轴，磁北(magnetic north)是零度。

由于对用户来说，将便携式终端保持在水平位置相对容易，所以方法1)具有容易精确地获得方位的优点。另一方面，由于方法2)以便携式终端在用户通常握持它的角度范围内倾斜的这样一种条件确定方位方向，所以能够确定大体上正确的方位方向。然而，可能难以使便携式终端指向一个稳定的方向，因此不能对精度期望太高。

如此获得的方位数据被输出给例如显示部分117或类似装置，并在其上面进行显示(步骤109)。

图4表示本实施方式变型的例子，其中，积分器309被设置在加法器304的输出端上。积分器309被设置用来在模拟值计算中均分测量数据的微小变量，所以能够提高测量精度。这种变型结构适用于下面将要说明的所有其它实施方式。

下面将使用附图5至7说明实施方式2。

如图5所示，实施方式2所涉及的方位传感器单元，除了在实施方式1的结构之外，还具有监视放大器303的输出的上溢/下溢检测部308。上溢/下溢检测部308检测放大器303的输出是否落入下一级A/D转换器307的输入范围之内。当上溢或下溢发生时，基于上溢/下溢检测部308检测结果的值被输入到偏移设定单元206中，以使放大器303的输出落入下一级A/D转换器307的输入范围之内。当偏移存储单元205预先存储偏移值时，偏移设定单元206进行操作以将从上溢/下溢检测部308输入的值和偏移存储单元205中先前存储的值彼此累加，从而设定一个将被存储在偏移存储部分306中的偏移值。

下面，使用附图6说明具体处理。

如图6所示，例如，当激活需要方位测量的应用程序或类似程序时，方位传感器单元200以与实施方式1中一样的方式被触发来执行测量(步骤201)。当激活测量触发器时，首先根据从磁传感器部分301输入的数据首先测量磁数据，然后将测量的磁数据发送给放大器(步骤202)。

在此之后，上溢/下溢检测部308检测放大器303的输出是否落入下一级A/D转换器307的输入范围之内，当发生上溢或下溢时，通过和该放大器303的输出相加，将进入下级A/D转换器307的输入范围的值(以下称为“基于上溢/下溢检测部308的检测结果的值”)输入偏移设定单元206后(步骤204)，转移至下一步骤(步骤203)。如果没有发生上溢或下溢，那么不经由步骤203而转移至步骤204。然后，根据从磁传感器部分输入的数据重新测量磁场数据，并转换为数字测量数据，然后输出到测量数据存储判断单元201和方位测量单元207中(步骤205)。

测量数据存储判断单元201执行判断是否将数据存储在测量数据存储单元202中的处理(步骤206)。当判断存储测量数据时，将其存储在测量数据存储单元202中(步骤207)，而当判断不存储测量数据时，程序返回至步骤201。

测量数据存储单元202捕获来自测量数据存储判断单元201的数据，并基于下述存储方法将其存储(步骤207)，并询问偏移计算触发单元(未显示)关于数据是否应被输出到偏移计算单元203。基于上述触发方法，偏移计算触发单元对数据是否应被输出到偏移计算单元203作出应答。当接收到将数据输出到偏移计算单元203的指令时，存储的数据被输出到偏移计算单元203。

偏移计算单元203一接收到从测量数据存储单元202输入的测量数据，就根据上述偏移计算算法计算偏移(步骤208)。在偏移值计算出之后，偏移有效性判断单元204判断偏移值的有效性(步骤209)。当偏移被判断为有效时，方位测量单元207的存储单元(未显示)中存储的偏移值被更新(步骤210)。

另一方面，方位测量单元207基于存储单元中新近更新的偏移值进行操作，以将偏移从输入测量数据中去除，并计算方位方向(步骤211)。如此获得的方位数据被输出到例如便携式终端的显示部分117中，并显示在显示部分117上(步骤212)。

图7是实施方式2的变型例子，和实施方式2的结构的不同点在于没有偏移存储部205。即，在偏移设定单元206中，基于上溢/下溢检测部308的检测结果的值直接存储到偏移存储部中。由此，成为如下结构，即，测量数据进入A/D转换器307的输入范围，该测量数据的偏移由通过偏移计算单元203求出的偏移值进行校正。在这样一种结构中，上溢/下溢校正主要通过硬件处理进行，而在上溢/下溢消除之后，校正主要通过软件处理进行。这使得不仅可以降低电路负荷，而且可以降低软件处理负荷。

根据本实施方式，上溢/下溢检测部检测上溢或者下溢，当检测到上溢或下溢时，加法器304基于上溢/下溢检测值对测量数据进行校正，这使得降低A/D转换器307执行A/D转换需要的时间成为可能，并因此能在短时间内计算出准确的方位方向。此外，如果是进入范围内的校正和偏移校正分开的电路结构，那么也能够降低电路负荷和软件处理负荷。

下面，将使用附图8和9说明实施方式3。

如图8所示，依据实施方式3的方位传感器单元包括偏移大小判断单元208，而不是实施方式1中设置的偏移设定单元206和偏移存储单元205。

偏移大小判断单元208判断被判断为有效的偏移值是否大于预先规定的指定值。当偏移值比指定值大时，将该偏移值输出到偏移存储部分306，而当偏移值比指定值小时，将该偏移值输出到方位测量单元207。

下面，使用附图9说明具体处理。

如图9所示，例如，当需要方位测量的应用程序等被激活时，方位传感器单元200以与实施方式1中一样的方式被触发来执行测量(步骤301)。当激活测量触发器时，根据从磁传感器部分301输入的数据测量磁场数据，并将其转换成数字测量数据，然后输出到测量数据存储判断单元201和方位测量单元207(步骤302)。

测量数据存储判断单元201执行判断是否将数据存储在测量数据存储单元202中的处理(步骤303)。当判断存储测量数据时，将测量数据存储在测量数据存储单元202中(步骤304)，而当判断不存储测量数据时，程序返回到步骤301。

测量数据存储单元202捕获来自测量数据存储判断单元201的数据，并基于上述的存储方法将其存储(步骤304)，以及询问偏移计算触发单元(未显示)关于数据是否应被输出到偏移计算单元203。基于上述触发方法，偏移计算触发单元对数据是否应被输出到偏移计算单元203作出应答。当接收到将数据输出到偏移计算单元203的指令时，测量数据存储单元202将存储的数据输出到偏移计算单元203。

偏移计算单元203一接收到从测量数据存储单元202输入的测量数据，就根据上述偏移计算算法计算偏移(步骤305)。在偏移值计算出之后，偏移有效性判断单元204判断该偏移值的有效性(步骤306)。

然后，对判断为有效的偏移值是否比预先规定的预定值大进行判断(步骤307)。当偏移值比预定值大时，将偏移值输出到偏移存储部分306(步骤308)，而当偏移值比预定值小时，将偏移值输出到方位测量单元207。然后，更新存储在方位测量单元207的存储单元(未显示)中的偏移值(步骤309)。

另一方面，在步骤302之后，方位测量单元207将偏移从输入测量数据中去除，并基于该数据计算方位方向(步骤310)。如此获得的方位数据被输出到例如便携式终端的显示部分117，并显示在显示部分117上(步骤311)。

根据本实施方式，在偏移有效性判断单元204判断偏移有效后，偏移大小判断单元208检测偏移的大小。当检测到的大小比预定参考值大时，偏移值被输出到偏移存储部分306。输出的偏移值与偏移存储部分306中先前的偏移值彼此相加，相加后的偏移值通过D/A转换器305转换成模拟信号。加法器304从测量数据中减去转换的模拟信号。这使得降低通过A/D转换器307进行A/D转换需要的时间成为可能，并因此能够在短时间内计算出精确的方位方向。即，检测判断有效性后的偏移值的大小，由于该值较大的情况下，不使用方位测量而在方位传感器芯片侧进行偏移校正，所以并不以较大值的偏移值执行软件处理，从而减轻软件处理的处理负载。

下面，将使用附图10至12说明实施方式4。

如图10所示，依据实施方式4的方位传感器芯片300除了包括实施方式1中的组件外，进一步包括和放大器303的输出同时经由切换单元312进行连接的温度传感器310、倾斜传感器311。此外，如图11所示，方位传感器单元200进一步包括经由方位传感器芯片300的A/D转换器输入由磁传感器部输出的数据的温度校正值计算单元209和倾斜校正值计算单元210。

温度传感器310监视方位传感器芯片300的温度，并将数据通过方位传感器芯片300的A/D转换器307输出到方位传感器单元200的温度校正值计算单元209。温度校正值计算单元209预先存储温度和校正值的函数，所以其将与输入温度数据对应的校正值输出到方位测量单元207。具体而言，如果校准时的温度为TO、估计偏移为OF、温度系数为A(在装运检验时测量并存储在ROM109中)、测量时的温度为T，以及每个磁传感器测量的值为SO，在去除校正的温度偏移后，磁数据S1由下式给出：

S1＝S0-{OF+A(T-TO)}。

在上述等式中，A(T-TO)表示输入温度数据的校正值。

倾斜传感器311监视方位传感器芯片300的倾斜，并将数据通过方位传感器芯片300的A/D转换器307输出到方位传感器单元200的倾斜校正值计算单元210。倾斜校正值计算单元210通过下面将要说明的方法计算仰角β和斜拱角γ，并将它们输出到方位测量单元207。

通过举便携式终端1的情况作为例子，对倾斜校正进行详细说明。

如图13A所示，首先定义便携式终端1的坐标系。换言之，便携式终端1的天线101的方位角用α表示，仰角用β表示，斜拱角(对天线轴向的旋转角)用γ表示。这些符号在箭头方向表示为正。而且，在天线方向的单位向量用Vy表示，在垂直于终端单元-2(天线101和方位传感器芯片300被安置的一侧)的表面(例如，图13中的99部分)方向的单位向量用Vz表示，与Vy和Vz都正交的单位向量用Vx表示。应当注意，每个单位向量的箭头方向为正。然后，如图13B所示，地面坐标系用X、Y、Z表示，Y轴指向北。

这里，地面坐标系中的重力定义为G＝(0，0，Gz)。而且，便携式终端坐标系中的重力定义为g＝(gx，gy，gz)。这里假定便携式终端坐标系中的重力能够被倾斜传感器检测到。不用说，地面坐标系中的重力已知。

这样，便携式终端坐标系中的重力g和地面坐标系中的重力G用下式表示：

(Gx，Gy，Gz)BC＝(gx，gy，gz)，

其中BC通过方程式9、方程式10表示。

[方程式9]

$B=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\β}\\ 0& -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]$

[方程式10]

$C=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& 0& -\sin \mathrm{\γ}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\γ}& 0& \cos \mathrm{\γ}\end{array}\right]$

根据这些关系，BC用方程式11表示。

[方程式11]

$\mathrm{BC}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& 0& -\sin \mathrm{\γ}\\ \sin \mathrm{\β}\sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\β}\cos \mathrm{\γ}\\ \cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\γ}& -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\cos \mathrm{\γ}\end{array}\right]$

因此，便携式终端坐标系中的重力g由方程式12表示。

[方程式12]

$(\mathrm{gx},\mathrm{gy},\mathrm{gz})=(\mathrm{0,0},\mathrm{Gz})\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& 0& -\sin \mathrm{\γ}\\ \sin \mathrm{\β}\sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\β}& \sin \mathrm{\β}\cos \mathrm{\γ}\\ \cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\γ}& -\sin \mathrm{\β}& \cos \mathrm{\β}\cos \mathrm{\γ}\end{array}\right]$

$=\mathrm{Gz}(\cos \mathrm{\β}\sin \mathrm{\γ},-\sin \mathrm{\β},\cos \mathrm{\β},\cos \mathrm{\γ})$

根据上式，仰角β和斜拱角γ如方程式13求出。

[方程式13]

$\mathrm{\β}=\arctan (-\frac{\mathrm{gy}}{\sqrt{{\mathrm{gx}}^2+{\mathrm{gz}}^2}})$

$\mathrm{\&gamma;}=\left\{\begin{array}{c}\arctan \left(\frac{\mathrm{gx}}{\mathrm{gz}}\right),\mathrm{gz}\&GreaterEqual;0\\ 180\left(\mathrm{deg}\right)+\arctan \left(\frac{\mathrm{gx}}{\mathrm{gz}}\right),\mathrm{gz}<0\end{array}\right.$

当方位测量单元207接收到仰角β和斜拱角γ后，就根据下面将要说明的计算算法确定方位角α和地磁仰角θ。

如果便携式终端坐标系中的地磁是h＝(hx，hy，hz)，地面坐标系中的地磁是H＝(0，Hy，Hz)，给出下式：

(0，Hy，Hz)ABC＝(hx，hy，hz)，

其中A、B、C如方程式14所示。

[方程式14]

$A=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\&alpha;}& -\sin \mathrm{\&alpha;}& 0\\ \sin \mathrm{\&alpha;}& \cos \mathrm{\&alpha;}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

$B=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\&beta;}& \sin \mathrm{\&beta;}\\ 0& -\sin \mathrm{\&beta;}& \cos \mathrm{\&beta;}\end{array}\right]$

$C=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\&gamma;}& 0& -\sin \mathrm{\&gamma;}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\&gamma;}& 0& \cos \mathrm{\&gamma;}\end{array}\right]$

由这些关系可以推出方程式15。

[方程式15]

(0，Hy，Hz)A＝(hx，hy，hz)C^-1B^-1≡(hx′，hy′，hz′)

因此

(hx′，hy′，hz′)＝(Hysinα，Hycosα，Hz)。所以，在便携式终端坐标系中，能够基于输入仰角β、输入斜拱角γ和测量的地磁h定义(hx′，hy′，hz′)。这里，如果地面坐标系中的地磁H已知，就可以确定方位角α。地磁仰角θ也通过方程式16求出。

[方程式16]

$\mathrm{\&theta;}=\arctan \frac{{\mathrm{hz}}^{\&prime;}}{\sqrt{{\mathrm{hx}}^{\&prime;2}+{\mathrm{hy}}^{\&prime;2}}}$

这样，根据本实施方式，不但能够有效地去除由外围零部件等等磁场中的变化所导致的每个磁传感器的偏移影响，而且也能够有效地去除由温度变化和倾斜变化所导致的偏移影响。

图12是本实施方式的一个变型例子，其中，校正数据判断单元211被设置在温度校正值计算单元209和倾斜校正值计算单元210的输出端上。校正数据判断单元211具有存储单元(未显示)，其将温度校正值计算单元209和倾斜校正值计算单元210的输出数据与上次存储的输出数据进行比较。然后，当该输出数据包含一个指定角度或更大角度的变化时，该数据被输出到方位测量单元207。

这样，根据本实施方式，校正数据判断单元211判断来自温度校正值计算单元209和倾斜校正值计算单元210的数据，以判断是否将该数据输出到方位测量单元207。这样能够降低方位测量单元207上的处理负荷。

上面，参考附图说明了本发明的具体实施方式，但具体结构并不限于上述那些实施方式，并且只要不脱离本发明范围，可以包括任何其它的结构。例如，在本发明实施方式的方位传感器单元中设置用于计算磁传感器输出的组件，但它并不限于这样一种配置，计算器也可以设置在终端单元的主控部分中。

工业实用性

根据本发明具有不给用户施加额外负担就能够执行校准以输出精确方位的效果。

它也具有这样的效果，即，提供了一种方位传感器单元，其能够输出精确方位，同时能够降低D/A转换器和存储器的负荷。

Claims (19)

1.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；

基于与此前存储的测量数据之间的距离，判断是否需要存储该测量数据的步骤；

基于存储的数据计算偏移值的步骤；

将用于计算该偏移值的多个测量数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；

将已经存储的偏移值更新为上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及

用该更新后的偏移值校正所述测量数据，计算方位数据的步骤。

2.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；

判断该测量后的磁场数据是否上溢或下溢，当判断出该测量后的磁场数据上溢或者下溢时，进行校正以使该测量后的磁场数据进入规定的范围内的步骤；

根据与此前存储的测量后的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量后的磁场数据的步骤；

基于存储的数据计算偏移值的步骤；

将用于计算该偏移值的多个测量后的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；

将已经存储的偏移值更新为上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及

用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据，计算方位数据的步骤。

3.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据的步骤；

根据与此前存储的测量后的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量后的磁场数据的步骤；

基于存储的数据计算偏移值的步骤；

将用于计算该偏移值的多个测量后的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效的步骤；

在该有效的偏移值大于规定值时，基于从所述测量后的磁场数据中去除该偏移值的测量后的磁场数据，使处理返回到所述测量后的磁场数据的存储判断步骤的步骤；

在该有效的偏移值小于规定值时，将已经存储的偏移值更新为在上述步骤中判断为有效的偏移值的步骤；以及

用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据，计算方位数据的步骤。

4.一种方位传感器单元，其特征在于，具有：

磁场数据测量单元，其输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据；

测量数据存储单元，其存储该磁场数据；

测量数据存储判断单元，其根据与此前存储的磁场数据之间的距离，判断是否需要将所述磁场数据存储在该测量数据存储单元中；

偏移计算单元，其基于存储在所述测量数据存储单元中的磁场数据计算出偏移值；

偏移有效性判断单元，其将用于计算该偏移值的多个测量数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效；

偏移存储部，其将已经存储的偏移值更新为在该偏移有效性判断单元中判断为有效的偏移值并进行存储；

偏移设定单元，其将存储在该偏移存储部中的偏移值和已经存储的偏移值相加；

计算器，其从所述磁场数据中去除该偏移设定单元中设定的偏移值；以及

方位测量单元，其用存储在所述偏移存储部中的偏移值校正所述磁场数据而计算方位数据。

5.根据权利要求4所述的方位传感器单元，其特征在于，还具有：积分器，其对从所述计算器输出的磁场数据进行积分。

6.根据权利要求4所述的方位传感器单元，其特征在于，还具有：

检测部，其监视所述磁场数据并检测上溢或下溢，在该检测部检测到数据的上溢或下溢时，向所述计算器输入校正值，以解除数据的上溢或下溢。

7.根据权利要求4所述的方位传感器单元，其特征在于，具有：

偏移大小判断单元，其将由偏移有效性判断单元判断为有效的偏移值与预定的规定值进行比较，当该偏移值大于规定值时，将该该偏移值输出到所述计算器，当该偏移值小于规定值时，将该偏移值输出到所述方位测量单元。

8.根据权利要求4所述的方位传感器单元，其特征在于，具有下述单元中的至少一个：

温度校正值计算单元，其根据检测温度的温度传感器及检测出的温度计算校正值，将该计算出的校正值输出到所述方位测量单元；以及

倾斜校正值计算单元，其根据检测倾斜的倾斜传感器及该检测出的倾斜计算校正值，将该计算出的校正值输出到所述方位测量单元。

9.根据权利要求4所述的方位传感器单元，其特征在于，具有：

温度传感器，其检测温度；

温度校正值计算单元，其根据该检测出的温度计算出校正值；

倾斜传感器，其检测倾斜；

倾斜校正值计算单元，其根据该检测出的倾斜计算校正值；以及

校正数据判断单元，其将所述温度校正值计算单元及倾斜校正值计算单元中计算出的校正值和此前的校正值进行比较，判断是否将该校正值输出到所述方位测量单元。

10.一种便携式电子装置，其特征在于，具有：

上述权利要求4至权利要求9中任意一项所述的方位传感器单元。

11.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；

基于在坐标上所述测量数据与预先存储在存储单元中的所有测量数据之间的各个距离，判断是否需要将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；

在上述步骤中判断出需要存储的情况下，将所述测量数据顺序存储在所述存储单元中的步骤；

基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；

将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

12.根据权利要求11所述的方位数据计算方法，其特征在于，

具有将用于计算所述偏移值的多个测量数据按每个轴成分进行比较，在每个轴成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断所述计算出的偏移值有效的步骤，

在上述步骤中判断出所述计算出的偏移值有效的情况下，在更新所述偏移值的步骤中，将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值。

13.根据权利要求11所述的方位数据计算方法，其特征在于，

在判断是否需要存储所述测量数据的步骤中，在所述坐标上的各个距离大于或等于规定值的情况下，将所述测量数据存储在所述存储单元中。

14.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

按照使用方位数据的应用程序的要求，将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；

将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；

当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，从所述存储单元中删除该规定数量的测量数据中最早的数据，同时将需要存储的新测量数据存储在所述存储单元中的步骤；

基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；

将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值进行校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

15.一种方位数据计算方法，其特征在于，具有：

将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量的步骤；

将所述测量数据存储在所述存储单元中的步骤；

当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，用需要存储的新测量数据替换存储在所述存储单元中的位于与该新测量数据最近方位的测量数据而进行存储的步骤；

基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值的步骤；

将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值的步骤；以及用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据的步骤。

16.一种方位传感器单元，其特征在于，具有：

磁场数据测量单元，其输入来自地磁传感器的数据而测量磁场数据；

数据存储判断单元，其根据该测量出的磁场数据与此前存储的测量出的磁场数据之间的距离，判断是否需要存储该测量出的磁场数据；

偏移值计算单元，其基于存储的数据计算出偏移值；

偏移值有效性判断单元，其将用于计算该偏移值的多个测量出的磁场数据按每个成分进行比较，在每个成分的最大值和最小值之间的差大于或等于规定值时，判断该计算出的偏移值有效；

数据存储判断再执行单元，其在该有效的偏移值大于规定值时，基于从所述测量后的磁场数据中去除该偏移值的测量后的磁场数据，再次执行所述测量后的磁场数据的存储判断；

更新单元，其在该有效的偏移值小于规定值时，将已经存储的偏移值更新为在上述步骤中判断为有效的偏移值；以及

计算单元，其用该更新后的偏移值校正所述测量后的磁场数据而计算方位数据。

17.一种方位传感器单元，其特征在于，具有：

磁场数据测量单元，其将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；

判断单元，其基于在坐标上所述测量数据与预先存储在存储单元中的所有测量数据之间的各个距离，判断是否需要将所述测量数据存储在所述存储单元中；

存储单元，其在上述步骤中判断出需要存储的情况下，将所述测量数据顺序存储在所述存储单元中；

偏移值计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；

更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及

计算单元，其用更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

18.一种方位传感器单元，其特征在于，具有：

测量单元，其按照使用方位数据的应用程序的要求，将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；

存储单元，其将所述测量数据存储在所述存储单元中；

控制单元，其当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，从所述存储单元中删除该规定数量的测量数据中最早的数据，同时将需要存储的新测量数据存储在所述存储单元中；

计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；

更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及

计算单元，其用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

19.一种方位传感器单元，其特征在于，具有：

测量单元，其将地磁传感器检测出的磁场作为测量数据进行顺序测量；

存储单元，其将所述测量数据存储在所述存储单元中；

控制单元，其当存储在所述存储单元中的测量数据的数量达到规定数量时，用需要存储的新测量数据替换存储在所述存储单元中的位于与该新测量数据最近方位的测量数据而进行存储；

计算单元，其基于存储在所述存储单元中的多个测量数据计算偏移值；

更新单元，其将预先设定的偏移值更新为计算出的所述偏移值；以及

计算单元，其用所述更新后的偏移值校正所述测量数据而计算方位数据。

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