CN101208578A - 电子罗盘系统 - Google Patents

Abstract

一种电子罗盘系统包括磁性传感器电路，其具有传感地球磁场矢量的垂直分量的至少两个传感元件。处理电路连接到传感器电路以筛选、处理和计算方向。处理电路可以作为地球磁场矢量相对强度的函数来确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收的输出信号中。磁性传感器电路可以包括包含于具有从其延伸用于安装到电路板的多个引线的公共集成插件中的三个磁场传感元件。传感元件不需要彼此垂直或者与电路板平行或垂直。电子罗盘系统特别适用于交通工具后视镜装配中的实现。

Description

电子罗盘系统

相关申请的交叉引用

[0001]本申请是2002年8月2日提交的美国专利申请10/210,910号的部分继续申请，其要求关于2002年3月1日提交的美国临时专利申请60/360,723号的35 U.S.C.§119(e)下的优先权权益。

[0002]本申请也要求关于2003年2月24日提交的美国临时专利申请60/449,828号的35 U.S.C.§119(e)下的优先权权益。

[0003]上面申请的每个的全部公开内容在此引用作为参考。

技术领域

[0004]本发明一般地涉及一种用于交通工具的电子罗盘，尤其涉及具有改进数据筛选和/或方向确定的电子罗盘。

背景技术

[0005]电子罗盘作为汽车中的配件已经变得日益流行。典型电子罗盘电路10的一般结构在图1中显示。特别地，一种典型电子罗盘电路包括磁性传感电路12，其包括Y轴传感器13和X轴传感器14。磁性传感器电路12连接到处理电路15，其在软件代码的控制下操作以处理由传感器电路12提供的数据，基于这种处理校准罗盘电路，以及基于由传感器电路12提供的数据确定交通工具的方向。处理电路15连接到非易失性存储器16，其存储校准数据使得罗盘不需要每个点火周期重新校准。计算的交通工具方向从处理电路15发送到方向显示器18以显示给交通工具乘客。方向显示器典型地包括在架空控制台或后视镜装配中。用户输入开关20也可以提供，其使得用户能够与处理电路15交互以便使处理电路15改变显示在显示器18上的信息，手动重新校准，和/或输入交通工具当前运行的地区。另外，电源电路22被提供，用于从交通工具的电池或点火装置接收12伏特电源，并且将电源转换成对罗盘电路10的各个组件有用的功率电平。

[0006]在该现有技术系统中，Y轴传感器13被提供以传感垂直于交通工具运行方向的磁场，而X轴传感器14被提供以传感与交通工具运行方向一致的磁场。传感器13和14典型地平行于地球表面而安装。通过这种安装，如果没有磁场分量由Y轴传感器13传感到，并且正磁场分量由X轴传感器14传感到，处理电路15将确定交通工具朝向北方。类似地，如果没有磁场分量由Y轴传感器传感到并且负磁场分量由X轴传感器传感到，处理电路15将确定交通工具朝向南方。类似地，如果没有磁场分量由X轴传感器传感到并且正磁场分量由Y轴传感器传感到，处理电路15将确定交通工具朝向东方。如果没有磁场分量由X轴传感器传感到并且负磁场分量由Y轴传感器传感到，处理电路15将确定交通工具朝向西方。如果相等的正磁场分量由X和Y轴传感器传感到，处理电路将确定交通工具是否朝向东北。如果相等的负磁场分量由X和Y轴传感器传感到，处理电路将确定交通工具朝向西南。如果与由Y轴传感器传感到的负磁场分量的绝对值相等的正磁场分量由X轴传感器传感到，处理电路将确定交通工具是否朝向西北。如果由X轴传感器传感到的负磁场分量的绝对值等于由Y轴传感器传感到的正磁场分量的值，处理电路将确定交通工具朝向东南。在理想的环境下，如果当交通工具旋转通过360°的圈时磁性传感器的输出级相对于X和Y轴绘制，绘图将形成圆，如图2中圆A所描绘的。

[0007]因为这种电子罗盘通常仅显示八个不同的方向(N，NE，E，SE，S，SW，W，和NW)并且因为由X和Y轴传感器传感的磁场分量不总为零且不总相等，罗盘处理电路通常计算相对于X和Y轴的方向角φ，并且将该方向角与定义八个不同方向显示的每个之间的边界的角度阈值相比较。因此，圆形绘图A，如图2中所示，有效地分割成与八个不同显示方向相对应的八个45°的角度段。因此罗盘处理电路仅确定方向角φ位于哪个段中来确定八个方向中显示哪个。

[0008]如上所述，理想的环境将是X和Y轴传感器13和14的输出级形成相对于X和Y轴传感器的圆形绘图A，理想的圆的中心位于坐标系的原点。但是，实际上，X和Y传感器的输出在X和Y坐标平面上的绘图经常不形成理想的圆，这个圆的中心也不与坐标平面的原点重合。特别地，绘图可能稍微椭圆并且在X和Y方向上从原点偏移，如图2中绘图B所描绘的。当实际绘图不是理想的圆并且具有从原点偏移的中心点时，处理电路不能使用简单的方向角计算来确定适当的方向。圆形绘图的这种移位和形变典型地由交通工具中可能更改X和Y轴传感器传感的磁场的含铁材料的作用而产生。为了使方向计算容易，罗盘电路被校准以解决交通工具对传感磁场的影响。

[0009]不仅罗盘电路必须初始校准，而且因为由交通工具中含铁材料对磁场产生的影响随着时间变化并且因为可能仅暂时的磁场的外部影响的事实，它必须连续地再校准。例如，安装在车顶的天线的添加当经过由大量含铁材料制成的物体例如铁路轨道，桥，和大的建筑物时，或者当交通工具移动通过洗车处时可能引起磁场读数的波动。因此，电子罗盘电路的校准和连续再校准已经收到很大的关注。

[0010]在颁发给Van Lente等人的美国专利4,953,305号中，具有自动连续校准的电子罗盘系统被描述。该专利公开一种校准技术，借此来自传感器的数据随着交通工具运行通过许多360°的圈而累积，并且转换成X-Y坐标平面上的数据点。处理电路确定沿着Y轴的累积数据的最大值(Y_max)，沿着Y轴的最小值(Y_min)，沿着X轴的最大值(X_max)，以及沿着X轴的最小值(X_min)。从沿着X轴的最大和最小值中，沿着X轴的跨度可以在X_min和X_max之间计算。类似地，从沿着Y轴的最大和最小值中，Y_min和Y_max之间沿着Y轴的跨度可以计算。如果这些跨度不相等，处理电路可以调节X和Y轴传感器中一个或全部两个的增益，直到跨度彼此相等。该处理被执行以将数据的任何椭圆绘图在进一步处理之前转换成数据的圆形绘图。随后，来自X和Y传感器的最大和最小值用来计算绘图B的中心点(X_B，Y_B)(参看图2)。X和Y误差值(X_E和Y_E)然后计算并随后用来偏移每个数据点，当它分别从X和Y传感器接收时。一旦罗盘已经初始校准，它继续基于随后沿着X和Y轴累积的最大和最小值自动地再校准。

[0011]在上述‘305专利中公开的自动校准例程的一个问题在于，它通常需要交通工具运行许多360°的圈以获得使系统具有校准精确的置信度的足够数据。这给交通工具制造商提出一个问题，其必须在将交通工具装载到交通工具搬运机上以递送到经销商之前驾驶每个交通工具通过几个圈。不幸地，在装配工厂经常没有足够的空间使得每个交通工具在这种圈中驾驶，即时存在空间，该过程花费宝贵的时间。如果交通工具递送到代理商而没有驾驶通过足够的圈，客户可能购买交通工具或者测试驾驶具有未校准罗盘的交通工具。在这种情况下，客户可能错误地被引导认为罗盘不正常工作从而产生关于罗盘的多余的报修申请。

[0012]几个专利针对上述问题公开各种方法。在Geschke等人的美国专利6,192,315号中，公开一种校准例程，借此罗盘在安装于交通工具中之前基于罗盘安装于其中的特定型号的期望交通工具磁性来初始校准。该初始校准被使用，直到交通工具另外通过运行经过大量360°的圈而获得足够的数据。一旦足够的数据获得，罗盘切换到最近获得的校准数据，然后罗盘使用前述‘305专利中的技术继续再校准。

[0013]颁发给Olson等人的美国专利5,737,226号公开一种校准技术，借此处理电路确定从传感器获得的原始数据是否暗示罗盘不再精确地计算。在这种情况下，处理电路使用假定的半径获得以多于预先确定角度分离的两个端点。使用假定的半径，圆的两个可能中心点被表现。‘226专利公开获得两个端点之间的中间数据点，其用于识别两个中心点中哪个用于校准以及随后当确定交通工具方向时使用。

[0014]Parks等人的美国专利6,301,794号公开一种校准例程，其中每当满足指定标准的三个数据点获得时，罗盘再校准。一旦获得满足指定标准的三个数据点，包括平均和间隔标准，圆的中心使用圆的公式计算，使得圆将必须包括这三个数据点。

[0015]颁发给Al-Attar的美国专利4,807,462号公开一种罗盘校准例程，其基于三个数据点的获取来校准罗盘。用于校准的圆的中心通过确定连接三个数据点中相邻点的两条线的中垂线的交叉点来确定。

[0016]虽然上述专利每个都公开一种更快速校准罗盘的校准例程，公开的技术中的一些过度活跃，在于它们太频繁地再校准因此倾向于因临时的磁场干扰而产生校准误差，或者它们不够快速地响应实际上更永久的磁场变化的改变。另外，上述校准例程中每个通过假设三到四个点确切地位于圆的圆周附近来计算圆的中心。如下面更详细说明的，这些点中任何一个可能从事实上将更好地拟合获得的数据的圆的圆周偏移是可能的。此外，上述专利中没有一个公开考虑到交通工具的颠簸或者地球磁场矢量的垂直分量强度的校准例程。因此，如果上述罗盘中任何一个被安装使得它的传感器提供在相对于交通工具可移动的结构，例如后视镜装配的外壳中，这些系统将不能对外壳的移动提供快速且精确的响应。

[0017]颁发给Bugno等人的共同转让美国专利6,023,229和6,140,933号公开在后视镜外壳中安装罗盘传感器的各种技术，该后视镜外壳可以相对于它安装于其中的交通工具水平和垂直地在枢轴上旋转。特别地，用于检测镜子外壳，从而传感器何时倾斜的各种机制被公开。当镜子外壳的倾斜被检测到时，指示倾斜已经发生的信号发送到罗盘处理电路，使得处理电路不另外假设任何剧烈变化在磁场矢量中发生。然后处理电路确定恰好在倾斜信号之前获得的数据点与恰好在倾斜信号之后检测的那些之间的矢量差，以用于误差补偿信号。在‘229专利中，公开一种机制，其中在Z轴中对准的第三磁性传感器被提供。Z轴传感器输出用来确定当突变首先在X和Y传感器输出中传感时倾斜是否发生。处理电路将依赖于突变是否也在Z轴传感器中检测到，通过识别误差矢量或通过重新初始化校准来响应X和Y传感器输出的任何这种突变。但是，该罗盘系统不利用Z轴传感器确定方向或识别用于校准的圆的中心。

发明内容

[0018]根据本发明的第一实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的三个分量，并且产生代表这三个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；用于测量磁性传感器电路的颠簸和滚动的颠簸和滚动传感电路；以及连接到磁性传感器电路以及颠簸和滚动传感电路的处理电路，用于接收输出信号，补偿测量的颠簸和滚动的传感分量，作为至少两个补偿传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号。

[0019]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于：接收来自磁性传感器电路的输出信号，确定地球磁场矢量的相对强度，作为地球磁场矢量相对强度的函数确定是否太多噪声存在于从磁性传感器电路接收的输出信号中，如果输出信号中不存在太多的噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算的方向或者如果太多噪声存在于输出信号中代表先前方向的方向信号。

[0020]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘装配包括：定义与其安装表面相对应的平面的电路板；安装在电路板上、用于传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路，其中磁性传感器电路包括至少两个磁场传感元件，每个具有灵敏轴，其中磁场传感元件中至少一个被定位，使得其灵敏轴在下面两个方向的一个上定向：(a)不垂直且不平行于电路板的平面，以及(b)不垂直于至少两个磁场传感元件的另一个的灵敏轴；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于接收输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号。

[0021]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的后视镜装配包括：配置以安装到交通工具并且具有镜子外壳的镜子安装结构，安装在镜子外壳中的镜子；由镜子安装结构支撑的电路板；安装在电路板上、用于传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路，其中磁性传感器电路包括包含于具有从其延伸用于安装到电路板的多个引线的公共集成插件中的三个磁场传感元件；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号。

[0022]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘配件包括：包括用于连接电力组件的连接器的电路板；以及安装在电路板上并且电连接到与电力组件通信的连接器的处理电路，其中处理电路连接到磁性传感器电路，用于接收代表地球磁场矢量的至少两个分量的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，其中处理电路被配置以使用与不同类型电子组件相关的至少两种不同信号格式通信，并且其中处理电路用来与连接到连接器的电力组件通信的特定信号格式是可选择的。

[0023]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；连接到磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及连接到处理电路的显示器，用于接收方向信号并且显示计算的方向，该显示器还配置以显示至少一个地区以及该地区内罗盘当前被校准的地理磁性变化区的地区表示。

[0024]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，其中处理电路连接到交通工具电力组件以接收交通工具当前运行的时区的指示，该处理电路作为交通工具当前运行的时区的地理磁性变化的函数来补偿方向计算。

[0025]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于：接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，产生代表计算方向的方向信号，以周期间隔存储计算方向的历史样品，分析存储的历史样品以确定交通工具最频繁运行于传感分量的哪四组值，从处理电路已经识别为对应于北、南、东和西方向的传感分量的四组值中计算交通工具最频繁运行的传感分量的四组值的变化，以及作为计算出的变化的函数，补偿方向计算。

[0026]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于：接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为从输出信号获得的值的均方根的函数计算从磁性传感器电路接收的输出信号的噪声级，如果噪声级超过阈值噪声级确定是否太多噪声存在于从磁性传感器电路接收的输出信号中，如果输出信号中不存在太多噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向或者如果输出信号中存在太多噪声代表先前方向的方向信号。

[0027]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于：接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为从输出信号获得的值的均方差的函数计算从磁性传感器电路接收的输出信号的噪声级，如果噪声级超过阈值噪声级确定是否太多噪声存在于从磁性传感器电路接收的输出信号中，如果输出信号中不存在太多噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向或者如果输出信号中存在太多噪声代表先前方向的方向信号。

[0028]根据本发明的另一种实施方案，在具有导电材料包含于其中的导电挡风玻璃以及具有位于导电挡风玻璃附近的磁性传感器电路的电子罗盘系统的交通工具中，该磁性传感器电路传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个分量的输出信号，改进包括：连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及补偿由导电挡风玻璃产生的电场对由磁性传感器电路传感的磁场的影响的补偿装置。

[0029]根据本发明的另一种实施方案，一种在电路板上安装磁性传感元件的方法包括：在电路板的第一部分上安装第一磁性传感元件；在电路板的第二部分上安装第二磁性传感元件；弯曲电路板的第二部分以相对于第一磁性传感元件重定向第二磁性传感元件；以及相对于电路板的第一部分固定电路板的第二部分，以保持第一和第二磁性传感元件的重定向位置。

[0030]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路。该处理电路提供用于：接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，产生代表计算方向的方向信号，监控输出信号以识别代表大约90度的交通工具转弯的交通工具方向变化，存储在任何大约90度的交通工具转弯之前和之后即刻运行的那些交通工具方向的传感分量，从处理电路已经识别为对应于北、南、东和西方向的传感分量的四组值中计算存储的传感分量的变化，以及作为计算出的变化的函数，补偿方向计算。

[0031]根据本发明的另一种实施方案，一种用于交通工具的电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，其中处理电路确定交通工具当前运行于多个地区的哪个中，并且作为交通工具当前运行的地区的地理磁性变化的函数补偿方向计算，其中处理电路通过监控交通工具方向以及每个交通工具方向上运行的时间来监控相对于多个地区的交通工具位置的变化，确定交通工具当前运行于哪个地区中。

[0032]根据本发明的另一个实施方案，一种电子罗盘系统被提供以在具有包括摺合式敞篷车顶和遮阳蓬顶中一个的交通工具装备的交通工具中使用。该电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；以及连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及补偿交通工具装备打开或关闭状态的变化对由磁性传感器电路传感的磁场的影响的补偿装置。

[0033]根据本发明的另一种实施方案，一种电子罗盘系统被提供以在具有能够不利地影响罗盘系统操作的至少一个交通工具配件的交通工具中使用。该电子罗盘系统包括：传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号的磁性传感器电路；连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及其中当检测到交通工具配件对磁场的影响时，处理电路立即补偿交通工具配件对由磁性传感器电路传感的磁场的影响，而不需要来自交通工具配件的信号。

[0034]本发明的这些和其他特征、优点和目的将通过参考下面的说明书、权利要求和附随附图由本领域技术人员进一步熟悉和理解。

附图说明

[0035]在附图中：

[0036]图1是现有技术电子罗盘电路的框图形式的电路图；

[0037]图2是说明由现有技术电子罗盘系统使用的校准技术的图；

[0038]图3是根据本发明构造的电子罗盘电路的框图形式的电路图；

[0039]图4是包括本发明电子罗盘电路的至少一部分的后视镜装配的正面的正视图；

[0040]图5是具有安装在镜子外壳中的磁性传感元件的后视镜装配侧面部分切去的正视图；

[0041]图6是具有安装在后视镜装配安装结构安装底部的磁性传感元件的后视镜装配侧面部分切去的正视图；

[0042]图7是显示传感元件安装在镜子外壳内的后视镜装配顶部的平面图；

[0043]图8是由罗盘传感的、相对于世界球体的局部球体的图；

[0044]图9是相对于各种坐标轴由罗盘传感的局部球体的图；

[0045]图10是相对于由罗盘传感的局部球体绘制的样品数据集的图；

[0046]图11是显示根据第一实施方案的罗盘处理电路的各种操作状态以及它们彼此的关系的状态图；

[0047]图12A-12D共同地是由本发明第一实施方案的电子罗盘的处理电路执行的罗盘流程控制例程的流程图；

[0048]图13是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的噪声分析子例程的流程图；

[0049]图14是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的第一点集构建子例程的流程图；

[0050]图15是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的最佳拟合中心点调节子例程的流程图；

[0051]图16是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的最佳拟合半径调节子例程的流程图；

[0052]图17是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的方向计算子例程的流程图；

[0053]图18是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的角度桶更新子例程的流程图；

[0054]图19是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的第二点集构建子例程的流程图；

[0055]图20是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的局部球体拟合计算子例程的流程图；

[0056]图21是在图12A-12D的罗盘流程控制例程期间调用的点集复位子例程的流程图；

[0057]图22A-22G共同地是由本发明第二实施方案的电子罗盘的处理电路执行的罗盘流程例程的流程图；

[0058]图23是显示罗盘传感器数据和相关近似几何形状的绘图的图；

[0059]图24A是罗盘传感器安装于其上的电路板一部分的俯视图；

[0060]图24B是图24A中所示电路板侧面的正视图；

[0061]图24C是部分150a向上弯曲的图24A中所示电路板侧面的正视图；

[0062]图24D是保持器放置在电路板弯曲部分周围的图24A中所示电路板侧面的正视图；

[0063]图25是磁性传感元件集成到安装在镜子外壳内的公共集成传感器插件中的后视镜装配侧面部分切去的正视图；

[0064]图26是图25的集成传感器插件的放大正视图；

[0065]图27是图25和26中所示集成传感器插件的透视图；

[0066]图28是根据本发明另一种实施方案的集成传感器插件的正视图；

[0067]图29是图28中所示集成传感器插件的俯视图；

[0068]图30是根据本发明实施方案的组合母/子电路板装配的分解透视图；

[0069]图31是根据本发明的噪声分析函数的框图；

[0070]图32是图31中所示噪声分析函数的更详细框图；

[0071]图33是显示当噪声系数＝10，延迟截取＝-3，且最大延迟＝32时，延迟信号与定义为DX2²+DY2²+DZ2²平方根的噪声信号之间关系的图；

[0072]图34是显示当噪声系数＝10，延迟截取＝-4，且最大延迟＝32时，延迟信号与定义为DX2²+DY2²+DZ2²平方根的噪声信号之间关系的图；

[0073]图35是划分成相等大小的十二个角度桶的圆形绘图；

[0074]图36是从交通工具位于美国密歇根泽兰时镜子外壳的移动产生的罗盘读数的示范绘图；

[0075]图37是从交通工具位于台湾台北时镜子外壳的移动产生的罗盘读数的示范绘图；

[0076]图38显示在镜子外壳的移动发生之前和之后罗盘处理电路已知的信息的绘图；

[0077]图39是以示意形式显示根据本发明另一种实施方案的罗盘系统的电路图；

[0078]图40是用于交通工具中使用的典型电子装备的典型开/关激活信号的信号时序图；

[0079]图41是用于交通工具中使用的电子装备并且提供到本发明罗盘电路的新的开/关激活信号的信号时序图；

[0080]图42A是交通工具被测量在各种方向运行的秒数的绘图；

[0081]图42B是当根据筛选技术90°的转弯需要在接受样品之前进行时在各个方向上采样或发生次数的绘图；

[0082]图42C是当使用进一步的筛选借此大于±20°的所有点从主峰中去除时在各个方向上采样或发生次数的绘图；

[0083]图43是根据本发明构造的示范图形罗盘显示器的正视图；

[0084]图44A是根据本发明构造的后视镜装配侧面的正视图；

[0085]图44B是根据本发明构造的后视镜装配后面的正视图；

[0086]图44C是根据本发明构造的后视镜装配上面的平面图；

[0087]图45A是根据本发明构造的后视镜装配正面的正视图；以及

[0088]图45B是根据本发明构造的后视镜装配上面的平面图。

具体实施方式

[0089]图3显示根据本发明构造的电子罗盘电路100。罗盘电路100包括磁性传感器(也就是磁力计)电路102，其具有传感地球磁场矢量的垂直分量并且产生代表传感分量的输出信号的至少两个传感器元件104和106。在本发明的一些实施方案中，第三传感器108优选地提供以传感地球磁场矢量的第三垂直分量。电子罗盘电路100还包括处理电路110，其连接到磁性传感器电路102，用于接收来自传感器电路102的输出信号。

[0090]处理电路110作为地球磁场矢量的传感分量的函数计算交通工具方向。处理电路110也产生代表计算方向的方向信号。该方向信号可以提供到交通工具中的任何其他电子组件，并且优选地提供到将交通工具方向的指示提供给交通工具乘客的方向指示器设备114。方向指示器可以配置以提供交通工具方向的可视或可听指示。优选地，方向指示器114是可视地显示交通工具方向的显示设备。但是，应当理解，由处理电路110产生的方向信号可以经由离散布线或者经由连接到交通工具总线的交通工具总线接口120提供到交通工具内的任何其他电子组件，例如导航系统等。这种导航系统可以例如直接显示方向或者根据交通工具的当前方向修改显示地图的方向。方向信号可以经由专用线路或交通工具或局域总线，例如LIN或CAN总线发送到导航系统，方向指示器(也就是显示器)，或者另外的交通工具配件或组件。对于到专用线路的连接，接口例如RS 485接口可以使用。

[0091]如上所述，方向信号优选地提供到显示设备形式的方向指示器114。显示设备可以字母数字混合编制格式显示方向(也就是，N，NE，E，SE，S，SW，W和NW)。适当显示器的实例在共同转让美国专利6,346,698号中公开，在此引用其全部内容作为参考。在该专利中公开的显示器不仅显示方向信息，而且同时显示从外部温度传感器122提供的当前外部温度。作为选择，如果温度或其他信息提供在同一显示器上，但是不同时，适当且常规用户输入开关116可以提供以允许用户卷动，在之间切换，或者选择性地激活和去激活罗盘、温度，和/或其他显示信息。

[0092]一种备用形式的显示器在共同转让美国专利6,356,376号中公开，在此引用其全部内容作为参考。特别地，公开一种提供图形格式的方向指示的图形罗盘显示器。在该专利中公开的任何其他形式的显示器可以作为选择被使用，包括真空荧光显示器，LED显示器，有机LED显示器，液晶显示器，发光聚合体显示器等。

[0093]磁性传感器电路102可以具有在适用的情况下修改以提供来自另外磁性传感器108的输出的任何常规构造。磁性传感器电路可以使用磁通量闸门，磁感应，磁阻抗，或磁阻传感器。磁阻传感器的实例在美国专利5,632,092号中公开，在此引用其全部内容作为参考。优选地，磁性传感器电路102根据由Timothy R.Friend等人于2001年11月20日提交的、名称为“MAGNETOMETER HAVING ADYNAMICALLY ADJUSTABLE BIAS SETTING AND ELECTRONICVEHICLE COMPASS INCOPRORATING THE SAME(具有可动态调节的偏磁设置的磁力计以及包括其的电子交通工具罗盘)”的共同转让美国专利6,653,831号中公开的任何实施方案来构造，在此引用其全部内容作为参考。应当注意，在磁性传感器电路中使用的任何微处理电路可以与处理电路110中任何这种电路集成，然后适当地编程以执行两个电路的全部必需功能。作为选择，微处理电路可以独立地维护。

[0094]电子罗盘电路110还可以包括非易失性存储器112，其可以在处理电路110外部或者包含在其组件的一个内部。处理电路110将利用非易失性存储器112来存储最佳拟合近似数据和需要在点火周期之间继续存在的任何其他信息，如果系统由交通工具点火装置供以动力。

[0095]电子罗盘电路100也可以连接到全球定位系统(GPS)接收器118。来自GPS 118的信息可以直接发送到处理电路110，或者通过交通工具总线和总线接口120或者通过局域总线间接发送。来自GPS118或来自任何其他定位系统，例如GLONASS或LORAN的信息可以由处理电路110用于各种目的。特别地，信息可以用来识别交通工具当前运行在哪个地区中，使得处理电路110可以利用将在该特定地区中传感的、对应于磁北极与真实北极的偏差的适当磁场偏差。另外，来自GPS 118的信息可以用来获得交通工具的速度，运行的距离，或者仅仅交通工具当前是否正在移动。GPS信息118也可以用来计算交通工具方向，并且这种交通工具方向可以与使用磁性传感器电路102计算的相比较，以便确定是否需要重新近似或重新校准。GPS信息由罗盘电路的这种使用在由Robert R.Turnbull等人于2000年6月28日提交的、名称为“REARVIEW MIRROR WITH INTEGRATED MICROWAVERECEIVER(具有集成微波接收器的后视镜)”的共同转让美国专利6,407,712号，以及由Robert R.Turnbull等人于2001年4月5日提交的、名称为“VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLYINCORPORATING COMMUNICATION SYSTEM(包括通信系统的交通工具后视镜装配)”的美国专利申请发表2002/0032510 A1号中详细地公开，在此引用其全部内容作为参考。LORAN接收器和/或天线包括在后视镜装配中的系统在由Robert R.Turnbull于2001年6月15日提交的、名称为“AUTOMOTIVE MIRROR WITH INTEGRATEDLORAN COMPONENTS(具有集成LORAN组件的汽车镜)”的共同转让美国专利6,539,306号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0096]如上所述，处理电路110可以经由交通工具总线接口120连接到交通工具总线。在交通工具总线上提供、将对处理电路110有用的信息将包括交通工具的速度、运行的距离、交通工具静止还是移动，以及交通工具的方向盘是否正在转动。可能有用的其他信息可以由在交通工具中提供的磁倾计或其他形式的滚动传感器提供。

[0097]如图3中所示，罗盘电路110还可以包括从交通工具电池或点火装置连接到电源线的电源电路124。电源124将从交通工具提供的电源转换成对罗盘电路中各种电子组件有用的电压。如果来自交通工具电池或点火装置的电压超过12伏特，可以使用例如在共同转让美国专利6,262,831号中公开的电源电路，在此引用其全部内容作为参考。

[0098]如下面描述的，电子罗盘电路100的全部或部分安装在交通工具后视镜装配上或其中。但是，应当理解，罗盘电路100的全部或部分可以安装在交通工具内的其他位置，例如架空控制台，连接到前面挡风玻璃的控制台，交通工具A支柱上的控制台，交通工具的仪表板中，或者任何其他位置。例如，传感器104，106，和可选地108可以安装在后视镜装配上或其中，而罗盘系统的剩余部分可以位于交通工具内的其他位置，例如架空控制台或仪表板中。传感器的输出可以用于其他交通工具系统例如导航系统，头灯控制系统，和/或远程通信系统。

[0099]图4是包括至少字母数字混合编制显示器形式的方向指示器114的后视镜装配140的正视图。图5显示这种后视镜装配的侧视图，其部分切去以显示装配140的镜子外壳144中传感器104，106，和可选传感器108到电路板150的安装。图6显示后视镜装配140的侧视图，但是传感器104，106和108安装在位于后视镜装配140的安装结构145安装底部146中的电路板150上。图7显示图4和5中所示镜子装配140的俯视图。如图4～7中每个中所示，后视镜装配140包括以枢轴转动地连接到安装结构145的镜子外壳144，安装结构145又可以安装到交通工具挡风玻璃内部或者作为选择可以安装到沿着交通工具挡风玻璃顶部延伸的车顶结构或顶篷。外壳144包括位于外壳144前面外围附近以保持镜子元件128在适当位置的前盖142。

[0100]镜子元件128优选地是响应外加电压信号改变反射率的电致变色镜子元件。如图3中所示，罗盘电路100的处理电路110可以连接到电致变色(EC)驱动电路126，其又提供驱动电压到电致变色镜子元件128以及到任何外部电致变色镜子元件。处理电路110然后可以编程以响应环境/强光传感器130的输出信号。特别地，强光传感器被放置以传感来自交通工具后面的光，而环境光传感器通常位于镜子外壳144的相对侧以传感交通工具前面的环境光能级。通过响应由传感器130传感的光能级，处理电路110然后可以控制EC驱动电路126从而控制电致变色镜子元件128以及任何外部电致变色镜子元件的反射率。适当的EC驱动电路在本领域中众所周知，其一个实例在共同转让美国专利6,247,819号中公开，在此引用其全部内容作为参考。后视镜装配140可以包括适当的用户输入开关116以允许用户激活或去激活电致变色镜的反射率的自动控制。指示器LED 132等可以提供以指示电致变色镜是否处于自动状态中。

[0101]用户输入开关116可以具有在后视镜装配上或者在交通工具中的其他配件上常规使用的任何形式。用户输入开关的适当结构在名称均为“REARVIEW MIRROR WITH BUTTONS INCORPORATINGDISPLAY(具有包括按钮的显示器的后视镜)”的共同转让美国专利6,407,468和6,420,800号中公开，在此引用其全部内容作为参考。另一种适当结构在名称为“MIRROR WITH IMPROVED BUTTONCONSTRUCTION(具有改良按钮结构的镜子)”的共同转让美国专利6,471,362号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0102]如图4中所示，方向指示器显示器114可以位于镜子元件128的后面，透明玻璃在镜子128的反射面中形成以便允许方向通过镜子观看。但是，镜子128也可以构造以包括在上述共同转让美国专利6,356,376号中公开的任何特征。该专利公开允许位于镜子后面的显示器的观看而不完全消除显示器前面的反射率的各种镜子结构。此外应当理解，适当的显示器114或其他方向指示器可以提供在前盖114上或附近，安装结构145上或附近，或者接近或远离后视镜装配140的配件，例如仪表板，架空控制台等中。另外的信息显示器可以包括在镜子装配中，例如在美国专利6,170,956号中公开的乘客侧充气式气囊指示器显示器，在此引用其全部内容作为参考。

[0103]如图5中所示，磁性传感器元件104，106，和108可以安装到在镜子外壳144中提供的电路板150。电路板150可以垂直、水平，或者以任何其他方向提供。传感器可以通常定向，使得X轴传感器104具有通常与交通工具纵轴(也就是运行方向)平行对准的轴，而Y轴传感器106其轴相对于交通工具通常水平且横向并且垂直于X轴传感器106的轴而对准。X轴和Y轴传感器104和106因此可以对准，其轴位于水平面中。Z轴传感器108，如果提供的话，可以其轴通常垂直地安装。Z轴传感器108的轴优选地垂直于传感器104和106的轴。如下面进一步描述的，传感器可以通过解决其方向相对于电路板和/或交通工具的变化而以相对于电路板和交通工具的任何方向安装在电路板150上。同样，如果这种结构经由坐标变换等解决，传感器不一定必须安装，使得它们的轴彼此垂直。

[0104]如果传感器安装在镜子外壳144中，优选地可以在镜子外壳144中提供倾斜传感器(没有显示)以传感镜子外壳144从而传感器元件何时手工地倾斜，特别是如果Z轴传感器108没有另外使用。适当的倾斜传感器的实例在共同转让美国专利6,023,229和6,140,933号中公开，在此引用其全部内容作为参考。但是，如下面将描述的，如果Z轴传感器108被提供，倾斜传感器可以另外不需要。

[0105]图6显示传感器104，106和108安装在安装结构145安装底部146的备用结构。将传感器104，106和108安装在安装底部146中的优点在于它们将保持在相对于交通工具的固定关系中。

[0106]磁性传感器的另一种适当安装实现在名称为“SYSTEMFOR CONTROLLING EXTERIOR VEHICLE LIGHTS(用于控制外部车灯的系统)”的共同转让美国专利6,587,573号中公开，在此引用其全部内容作为参考。在该专利申请中，罗盘传感器公开为安装到在连接到镜子安装底部的外壳内可调节定位的支撑结构。在该申请中公开的支撑结构也用来支撑在头灯控制系统和/或雨传感系统中使用的照相机系统。该支撑元件在外壳内可调节定位以保证照相机通常相对于交通工具水平安装。因为不同交通工具上挡风玻璃的角度可以显著不同，在另外固定外壳内调节照相机和罗盘传感器角度的能力使得该结构能够在各种交通工具型号平台中使用，而不需要为每种不同交通工具重新设计每个这种镜子安装结构。以这种方式安装罗盘传感器的优点是不仅保证X和Y传感器相对于交通工具水平地安装，而且当例如交通工具位于目标前方时从照相机获得的图像可以使用，以保证连接到交通工具挡风玻璃之后罗盘传感器的适当方向。

[0107]图24A-24D说明将罗盘传感器104，106，和108安装到电路板150的方法。特别地，Y轴和Z轴传感器106和108平行于电路板150的表面并且彼此垂直地安装。X轴传感器初始地平行于Y轴传感器106安装在电路板150的部分150a上。部分150a被穿孔或者另外由切去的插槽与电路板剩余部分分离，除了将传感器104电连接到电路板150剩余部分的两条导线或迹线。如图24C中所示，部分150a从电路板150的剩余部分弯曲，使得它和传感器104垂直于电路板150的表面而对准。以这种方法，传感器104可以使用常规安装过程安装并且被安装使其轴垂直于其他两个传感器106和108的轴。传感器104和直立的电路板部分150a然后可以使用多种技术中任何一种固定在该位置。根据一种这种技术，具有多个弹性腿702的保持器700可以在直立部分150a和传感器104上及周围滑动，弹性腿嵌入相应的孔径150b中。

[0108]虽然上述方法关于三个传感器安装到电路板而描述，当仅两个传感器被安装时(也就是，当仅使用传感器104和106)时，相同的技术可以使用。

[0109]图25-27显示将罗盘传感器安装到电路板例如镜子装配140中的电路板的另一种方法。在该方法中，罗盘传感器104，106和108集成到公共集成传感器插件720中使得它们的轴彼此垂直。通过将传感器集成在公共插件720中，集成插件720随后可以使用常规电路组装机器安装到电路板150。另外，插件可以具有保证相对于电路板的一致安装方向的一个或多个定位凸起和/或凹槽。在图25-27中所示的实施方案中，集成的传感器插件720形状为立方体，传感器106和108在插件720中定向，使得当插件720安装到电路板时它们的轴平行于电路板150。如上所述，传感器104-108优选地是磁感应，但可能是磁阻抗，磁阻等。虽然插件720所示具有六个引线(每个传感器两个)，插件可以被构造仅具有四个引线(每个传感器一个，以及对所有传感器的公共端子)。

[0110]如图27中所示，当三个传感器安装在立方体形的插件中，它们的轴彼此垂直时，存在集成传感器不需要的大比率的插件体积。该部分所示为传感器插件720的区域722。因此，如下所述，这种区域722可以被消除以减小容纳罗盘传感器所需的交通工具配件(也就是镜子外壳)内的体积。这种切去顶端的立方体集成罗盘插件的实例参考图28和29在下面描述。

[0111]除了去除额外的插件体积，本发明的一个方面在于使得设计者不受安装传感器使得它们的轴平行或垂直于它们连接到的电路板的限制。假如传感器被放置使得它们的轴彼此垂直，它们可以相对于电路板的任何方向安装。如下面进一步描述的，坐标变换可以在罗盘处理器代码中实现以校正方向的变化，借此X轴传感器垂直于电路板(和/或平行于交通工具运行的方向)而对准并且Y轴传感器在水平面上平行于电路板(和/或水平且垂直于交通工具运行的方向)而对准。因此，组合上面两个概念使得传感器以类似于图28和29中所示的方式安装，其中先前实施方案的立方体被截去顶部以去除额外区域722，并且翻转以类似棱锥形集成传感器插件750。这种插件结构是有利的，在于它具有足够小的体积，可以在镜子外壳的支撑肋之间延伸而不需要更改它们。

[0112]为了补偿传感器方向的移位，坐标变换可以编程到处理电路110的代码中。这种变换可以使用欧拉旋转函数来执行。该函数涉及：(a)原始框架S围绕x轴以角度α旋转到参考框架S’；(b)参考框架S’围绕y’轴以角度β旋转到参考框架S”；以及(c)参考框架S”围绕z”轴以角度γ旋转到参考坐标框架S”’。这种变换可以由下面的线性方程表示：

$\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xm}\\ \mathrm{Ym}\\ \mathrm{Zm}\end{array}\right|=\left|\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\α}\right)\cos \left(\mathrm{\β}\right)\cos \left(\mathrm{\γ}\right)-\sin \left(\mathrm{\α}\right)s\left(\mathrm{\γ}\right)& \cos \left(\mathrm{\β}\right)\cos \left(\mathrm{\γ}\right)s\left(\mathrm{\α}\right)+\cos \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)& -\cos \left(\mathrm{\γ}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)\\ -\cos \left(\mathrm{\γ}\right)\sin \left(\mathrm{\α}\right)-\cos \left(\mathrm{\α}\right)c\left(\mathrm{\β}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)& \cos \left(\mathrm{\α}\right)c\left(\mathrm{\γ}\right)-\cos \left(\mathrm{\β}\right)s\left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)& \sin \left(\mathrm{\β}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)\\ \cos \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)& \sin \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)& \cos \left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right|\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xs}\\ \mathrm{Ys}\\ \mathrm{Zs}\end{array}\right|$

其中α＝45°，β＝-35.26439°，γ＝0°

所以，

$\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xm}\\ \mathrm{Ym}\\ \mathrm{Zm}\end{array}\right|=\left|\begin{array}{ccc}0.577350& 0.577350& 0.577350\\ -0.707107& 0.707107& 0\\ -0.408248& -0.408248& 0.816497\end{array}\right|\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xs}\\ \mathrm{Ys}\\ \mathrm{Zs}\end{array}\right|$

[0113]相同的坐标变换可以用来补偿当在镜子外壳中时罗盘传感器的倾斜和旋转。例如，镜子外壳的平均倾斜和旋转可以成为上面变换中α，β和/或γ值的因素。作为选择，通过在集成传感器插件中对准传感器使得至少一个传感器更接近地与相对于交通工具运行的期望方向对准，变换计算可以进一步简化。

[0114]可以使用的传感器插件的一种形式是由Aichi Steel和Aichi-MI研制的磁阻抗传感器插件。该插件包括以彼此垂直的方向在集成电路中形成的两个磁阻抗(MI)传感器。包括三个MI传感器的另一种Aichi-MI传感器集成电路是可用的。相同的传感器封装技术可以用来将传感器与罗盘传感器电路的其他组件包括处理电路110的微处理器集成。这种MI技术不同于磁感应技术在于MI传感器产生到传感感应器上核心的电连接。另外，传感器大小与现有传感器相比较可以非常小，因此可以与所需信号处理集成电路一起嵌入到小的SMT插件中。因为它们的小尺寸，MI传感器不能单独放置在镜子外壳中，但是可以放置在安装臂/管中或者连接到通道安装。MI传感器也可以包括于包含传感器例如光传感器等的多传感器装配中。MI传感器的磁心材料可以是无定形或纳米结晶体，基于钴或铁。各种磁心几何形状可以使用，例如条状，带状或线状。线状磁心将易于具有比条状或带状高的有效磁导率，这导致较好的灵敏度。

[0115]图30显示根据本发明的电路板装配800和相关罗盘电路的一种实施方案。如所示，电路板装配800包括主(或母)板802和可选的子板804，其包括几种不同形式的显示器114中任何一种以及相关显示驱动电路(没有显示)。安装在母板802上的处理电路110优选地编程以利用子板804(如果存在的话)上特定形式显示器110的适当显示驱动信号。这可以通过用驱动它将被使用的特定形式显示器的适当代码编程处理电路110来实现。但是，优选地，处理电路110用驱动它将被使用的所有类型显示器的代码编程，并且适当代码手工或自动地选择。为了允许处理电路110自动地选择适当的驱动代码以用来驱动两种或多种形式显示器的任何一种(例如上述真空荧光，图形标记，LCD，和LED显示器)，某种即插即用型功能可以添加到子卡804上的显示驱动电路。作为选择，将子板804连接到母板802的连接器806a和806b的连接器引脚的一些可以具有到地或电源的连接的特有组合，使得处理电路110将能够基于引脚连接来确定显示器的类型从而选择适当的代码用于驱动子卡上的特定显示器，如果存在的话。

[0116]同样如图30中所示，接口808可以连接到母电路板802并且电连接到处理电路110。作为选择，接口808可以安装到子板例如804(具有或不具有显示器114)。接口808可以是RS 485接口或者连接到显示器或交通工具方向将发送到的其他电子组件的任何其他串行接口。这种组件或显示器可以被提供代替显示器114及其子板804，或者除例如显示器之外。组件或显示器可以位于母板802位于其中的镜子装配或交通工具配件中其他位置，或者可以远离它们放置。接口808因此作为选择可以是到交通工具总线或者到局域总线的LIN或CAN接口。优选地，处理电路110用适当地格式化经由所有可能形式接口发送以及发送到所有形式显示器和组件的交通工具方向信号的代码编程。处理电路110因此可以识别接口的类型和连接的组件或显示器的类型，并且以适当格式发送交通工具方向信号。

[0117]如果期望将GPS天线安装到后视镜装配140，天线可以根据名称为“MICROWAVE ANTENNA FOR USE IN A VEHICLE(在交通工具中使用的微波天线)”的共同转让美国专利6,396,446号的讲授来安装，在此引用其全部内容作为参考。另一种适当的天线在名称为“VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCORPORATINGCOMMUNICATION SYSTEM(包括通信系统的交通工具后视镜装配)”的共同转让美国专利申请发表2002/0032510 A1号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0118]描述了电子罗盘系统的硬件之后，由处理电路110执行的发明过程的一般概述在下面提供。在一般概述之后，说明发明概念中一些的一种实现的第一实施方案详细描述参考图11-21提供。

[0119]如上所述，在优选实施方案中，磁性传感器电路102包括基本上垂直放置的Z轴传感元件108，以传感垂直于由X和Y轴传感器104和106传感的分量的磁场分量。因此，发明过程优选地将数据映射在三维坐标系中。理想地，映射的数据然后将对应于球体而不是单个固定平面中的圆。

[0120]为了更好地说明本发明的原理，现在参考图8，其显示修改以解决真实北极与磁北极的偏差，以及传感器方向相对于交通工具的移动的罗盘磁性传感器的坐标系。更具体地说，“世界球体”的一部分与标记为X_w，Y_w，Z_w的坐标平面一起描绘，其中X_w坐标轴与交通工具的运行方向对准且通常水平(也就是与地球表面相切)，Z_w坐标轴是垂直的(也就是指向地球的中心)，且Y_w坐标轴是水平的且垂直于交通工具的运行方向横向放置。

[0121]真实北极(也就是地球旋转轴的北极)实际上不对应于磁北极，因此磁性罗盘必须解决磁偏角D，其对应于对于罗盘位于的地球表面上的特定位置磁北极与真实北极的角度偏差。与地球表面上各种地区相关的磁偏角D的映射容易已知和可用。为了解决磁偏角，第二坐标平面用虚线显示并且标记为X_v，Y_v，Z_v，其中X_v和Y_v轴同样地围绕Z_w，Z_v轴从X_w和Y_w轴简单地旋转角度D。

[0122]假设理想条件并且罗盘传感器永远固定地安装在交通工具中，其中X轴传感器在交通工具运行方向上对准，Z轴传感器优选地垂直对准，且Y轴传感器与X和Z轴传感器垂直地对准，仅需要从传感的地球磁场矢量相对于X和Y传感器形成的角度φ中减去磁偏角D以获得交通工具的真实方向。但是，当传感器安装在可以关于交通工具移动的外壳，例如后视镜外壳144(参看图5和7)上，并且镜子外壳围绕垂直的Z轴以角度φ_m旋转时(参看图7)，传感器坐标系的X_m和Y_m坐标轴以相同角度φ_m相对于X_v和Y_v坐标轴旋转，而Z_m轴保持与Z_w轴重合。如果镜子旋转角φ_m假定或者可以识别，它可以与磁偏角D一起从方向角中减去以提供精确的方向。

[0123]当镜子外壳144围绕其水平横向轴(也就是，它的Y_m轴)倾斜以适应不同高度的驾驶员(参看图5)时，计算变得愈加复杂。围绕Y_m轴的这种倾斜保持作为结果的Y_r轴与Y_m轴重合，但是以角度θ_m从X_m和Z_m轴旋转X_r和Z_r轴。

[0124]如上所述，交通工具的磁性，像除地球磁场之外的外部磁场一样，影响传感器传感的磁场。如果不存在这种影响并且传感器不相对于水平倾斜(也就是θ_m＝0°)，从传感器获得的数据的绘图将经过围绕与圆具有相同半径和中心点的球体表面的圆，中心点将对应于坐标平面的原点，半径将对应于地球磁场矢量的量值，并且圆将位于平行于传感器的水平X-Y坐标平面的平面中(也就是，z分量值将保持至少局部恒定)。但是，倾斜镜子使得保持水平的圆以倾斜角θ_m相对于X-Y平面倾斜，因此z分量值作为交通工具方向的函数而变化。如果仅X和Y传感器输出被考虑和绘制，X-Y平面中的数据将呈现椭圆形。镜子的倾斜可以通过基于平均人的平均倾斜角引入假定的镜子倾斜角θ_m来解决，或者它可以通过监控当交通工具被驾驶通过360°转动角时从Z轴传感器获得的数据的变化来测量。

[0125]交通工具磁性和外部磁场的影响典型地引起局部球体的中心(sc_xs，sc_ys，sc_zs)与传感器坐标系的原点(x₀，y₀，z₀)的剧烈移位。因为圆点的x，y和z值为零，该移位的补偿可以通过在从原点延伸到磁性传感器数据相应点(rdg_xs，rdg_ys，rdg_zs)的每个矢量RDG中减去从原点延伸到世界球体中心的矢量SC来进行(同样参看图9和10)。该补偿通过将局部球体中心点的x，y和z值(sc_xs，sc_ys，sc_zs)减到从传感器获得的每个数据点(rdg_xs，rdg_ys，rdg_zs)来实现。作为结果的矢量V从局部球体的中心延伸到数据点。如图8和9中所示，局部球体具有半径矢量RS(具有量值rs_xsr)和最初假定然后通过下面进一步描述的近似序列重新计算的中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)。为了帮助近似过程，误差矢量VE可以通过从矢量V中减去当前半径RS来对于点(rdg_xs，rdg_ys，rdg_zs)确定。这种误差矢量VE可以对从传感器获得的每个数据点计算，然后平均或者另外用来确定近似数据(也就是中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)和半径rs_xsr)的质量。如下面进一步描述的，中心点和半径可以随后改变以获得到从传感器获得的数据的“最佳拟合”解，其具有最低的平均误差。提供最佳拟合的中心点和半径然后可以存储以随后在从最近传感器读数中确定方向角φ_s从而待显示的交通工具方向时使用。

[0126]尤其可以用来校正方向角并且确定镜子外壳144何时移动并触发重新近似或重新校准的球位置(或倾斜和/或旋转)传感器的使用在共同转让美国专利6,023,229和6,140,933号中描述，在此引用其全部内容作为参考。

[0127]在许多交通工具中，驾驶员位置足够一致以至于镜子围绕垂直轴的角度调节φ_m的变化典型地从一个驾驶员到下一个而相对小，使得该变化的校正可能比补偿当镜子的位置和/或角定向相对于干扰场改变时交通工具中该场影响的变化而较为不重要。该问题对于两个球形镜子安装最显著，除了角定向的变化之外基本位置调节可以对其进行。镜子位置传感器对于两个球形镜子安装也更复杂。此外，许多镜子在地球磁场的垂直分量基本上大于水平分量的世界部分中使用，使得在一些情况下，镜子外壳围绕水平轴Y_m的倾斜增量θ_m可以对罗盘读数具有是围绕垂直轴Z_m的相同量值的旋转φ_m的几倍大的影响。

[0128]对于使用安装在镜子外壳的罗盘的驾驶员，可能合理的情景是调节镜子到非常不同位置的两个或多个驾驶员一起行驶和共享驾驶。在这种情况下，运行可能通常长时间在一个方向上，所以连续或半连续地评价和更新近似并且基于基本上小于360°甚至基本上小于180°或甚至90°的进行方向的范围进行有效的近似调节的镜子是期望的。应用标准以确定最佳拟合近似数据何时令人满意以显示方向信息是期望的。将该确定比基于例如由累积转弯跨越的角度的最小阈值更多地基于使用的近似几何形状拟合样品数据的质量同样也是期望的。例如，拟合的质量可以由与最小二乘法相关的标准测量。然后，当拟合近似几何形状时每个样品数据点的误差平方的平均值通常低并且在可接受范围内时，以及优选地当它也收敛到主要最小值时，近似几何形状可以用作方向信息计算和显示的基础。即使当由样品点跨越的方向的总变化小，也许在90°以下，这可以成立，并且误差平方平均值的接受标准可以是设定的阈值或者是取决于其他因素的变量。这是一个实例，拟合质量的许多其他测量可以使用，并且接受标准可以用于罗盘数据的其他或另外使用。

[0129]在上面的场景中，方向的最大改变的一些可能在驾驶员离开公路之后重新进入公路交通从而引起驾驶员的改变时发生。快速且可靠地获取并筛选读数的系统期望利用经常在驾驶员开始一段旅行时发生的运行方向的快速且经常相对大的变化。如从下面描述中显然，本发明的罗盘系统表现出这些期望特征。

[0130]由传感器读出的原始数据点可以被筛选和/或与多个读数平均。其他数据例如范围和标准偏差可以与作为稳定性指示器的读数一起包括。可选的数据转换可以应用，其可以包括下面讨论的一种或多种转换。可以作为工厂校准的一部分确定并存储的定标因子可以被应用以近似、校准，或仅均衡磁力计读数的方向分量的两个或多个的增益。点可以可选地基于用读数汇集的统计数据，同样可选地基于点如何拟合当前近似几何形状，同样可选地基于读数的垂直Z轴分量如何与当前样品点的一致，也许基于另外的标准来评价。如果数据点在这些评价下合格并且如果近似几何形状合格用作处理读数的磁性数据的基础，基于获取数据点的方向指示产生且可选地显示。处理的磁力计数据也可以用于其他目的。

[0131]点被评价以记录或立即包含在有效样品集中，并且当前存储的有效和无效点为状态的改变和样品集中可能的删除或替换而评价。样品集然后集合并维持。好的样品集的发展通常提高罗盘读数的精确度并且用作对近似需求的变化相对快速响应的基础，该近似需求尤其由磁性传感器包含在可移动镜子外壳的镜子的调节产生。

[0132]接下来，样品点的分析被执行以提供从磁力计读数中提取方向信息所需的数据。这么做的一种优选方法是选择且也许精制一种图案，其特征在于例如因为改变交通工具方向磁力计读数对地球磁场的响应的图案的一种指纹，并且当它假设改变方向时统计地拟合该图案到记录在交通工具中的一组磁力计读数。来自该图案拟合过程的数据然后用于从来自其他磁性干扰源，特别是交通工具中的那些的干扰效应中提取主要因为地球磁场的随后读数的分量。在提取过程中获得的提取读数和/或数据然后用来计算方向。虽然不一定在每种实施方案中，拟合算法可以产生指示拟合质量的数，这优选地在寻找给出近似最佳拟合的图案的修改和/或定向的迭代序列中使用。由上面的数指示的拟合质量优选地也用作其他决定基于的变量的一个。例如，拟合质量可以用作当近似何时令人满意用作处理和输出方向指示的基础的部分基础。如果图案的不同起始条件导致拟合过程中收敛到不同的局部最小值，拟合质量可以用来部分地确定选择哪个作为最佳拟合。在这种情况下，如果局部最小值中一个不是明确的最佳拟合，这可能导致禁止拟合用作计算方向信息和精制样品集以解决无法决定的基础。优选地，用于拟合算法的计算过程的部分可以用于其他使用。

[0133]作为实例，在优选实施方案中，读数与近似图案的距离以矢量形式计算，作为考虑中每个读数的上述误差矢量VE。距离的平方，也就是误差矢量量值的平方在拟合计算中使用，并且误差矢量的分量在有效预测迭代过程中图案的下一个位置或者更改的算法中使用，以确定近似最佳拟合。此外，用来确定误差矢量的计算直接用来将误差矢量转换到期望基础坐标系。同样，确定点与图案的距离时计算的角度在确定给定读数的方向角时直接有用，也许也确定哪些读数彼此相邻以及近似地测量它们的间隔。点与近似最佳拟合图案的距离可以用作在用来确定最佳拟合图案的样品集中增加或拒绝点或者接受或拒绝确定当前方向时使用的点的部分基础。在优选配置中，同一计算的基本部分用来分析样品集的每个点，其又作为评价拟合质量的计算的一部分，来确定迭代序列中下一个拟合近似，以及应用当前最佳拟合图案来处理各个读数以进行其质量的部分评价和确定相关方向。

[0134]如上所述，近似几何形状可以可选地连续或周期性地调节以更好地拟合样品点。例如，如果近似图案或几何形状是球体，球体的半径可以调节。球体的半径依赖于正在使用的近似类型通常与地球磁场的强度或者与其水平分量相关。在任何一种情况下，该参数应当对于给定位置稳定，即使当干扰例如交通工具磁化模式的改变或者传感器安装于其中的镜子的调节发生时。特别地当传感器安装在镜子中时，期望在镜子位置改变之后快速地从而使用最少量的数据调节近似。对于这种改变，最佳拟合半径不可能改变很多，如果完全，此外，半径的良好确定通常需要围绕近似图案良好分布的样品点。赞成保留近似几何形状的先前最佳拟合半径直到样品点的分布和质量有利地给出正确调节该值的数据是明智的。通过使用先前确定的半径，可以有效地利用更有限的样品集以快速且足够地响应罗盘近似中所需的改变。优选地，延伸该方法到其他参数，也就是面对近似的改变或者交通工具环境中期望相对短期的改变，建立可以根据参数的相对稳定性调节以获得近似最佳拟合的一般参数层次。对这些变化最稳定的参数值优选地保持直到可能导致改良设置的数据可用。

[0135]在一些实施方案中，可能存在期望切换到不同的近似参考图案而不是仅调节现有图案的情况，例如在圆形和椭圆参考图案之间，或者也许在二维和三维图案之间切换。

[0136]近似图案然后与有效样品点比较并且给出拟合质量的指示。拟合质量的数字指示和分析例如最小二乘法拟合是期望的。随后，可以进行产生更好拟合的、对近似图案的形状和/或位置的改变的预测。这些近似可以在从简单地步进通过可能选择的阵列到计算绝对或增量修改的范围内变化以用来确定用于次最佳拟合近似的图案。此外，为了限制程序大小和计算时间，可能优选地利用与其他必需计算例如用来测量拟合质量的那些共享中间数值结果的预测过程。预测然后可以迭代地应用以跳到近似最佳拟合。

[0137]当初始开始时或者在近似的主要移位之后，样品集可以限制在近似几何形状的非常小的部分。在这种情况下，增加另外的约束以便用有限的样品集实现相当精确的近似可能是有利的。例如，当其半径大致等于地球磁场水平分量的近似球体被使用时，球体的中心通常应当大致落于由磁场矢量经过的圆的中心，当交通工具旋转通过整个圆时。在这种情况下，近似球体的中心将大致落入样品点的圆的水平面中。这也近似是由样品点重心的垂直分量定义的水平面。因此，当样品点没有足够好地分布以定义该平面时，例如将近似球体的中心限制到包含样品点重心的水平面(相等或不相等的权可以指定给每个点)可能是有利的。

[0138]另外的问题可能出现，特别是当样品集中的样品点跨越全部范围的有限部分时，以及当样品集不包含彼此相当分离的至少三个点时。在这些情况下，难以区分球体的正确中心和通常相对于样品集中的点的第一个的镜像的中心点。在收敛到正确中心点时产生问题的另一个起始中心位置是通常位于连接刚才描述的两个中心点的线的中垂线上的位置。在这种情况下，例如，使用在书面记录中其他位置描述的预测器，收敛将是这样的，即它将首先通常放置点的重心接近近似球体，然后它将慢慢地朝向正确的中心或不正确的镜像中心收敛。处理该问题的优选方法是例行地，或者在存在关于收敛质量的任何问题的情况下，尝试可能例如通常落于围绕样品点重心的圆上的几个起始中心点。对于每个起始点，迭代应当执行以实现给定起始点的近似最佳拟合。然后，对于每个起始位置与近似最佳拟合相对应的中心应当被比较，并且如果它们不近似为同一点，每个的拟合质量应当比较。如果一个的拟合质量基本上好于其他，它对应的中心应当是所选的一个。否则，样品集应当精制直到最高质量的最佳拟合对于单个近似最佳拟合中心点而获得。

[0139]作为生产校准的一部分，优选地测量磁性传感器对每个传感方向的相对增益。然后优选地存储校准常数并且应用这些常数到随后由磁力计获取的每个读数，以便优选地校准并且至少均衡磁力计对每个传感轴的相对增益。当存在给出固有椭圆响应图案的条件时，预先定标数据使得圆形或球体拟合过程然后可以使用可能是优选的。特别是当传感器安装在镜子中时，使额定垂直轴平行于电路板的近似垂直面通常是方便的。但是，在交通工具中，镜子中的电路板通常不在中央驾驶员的垂直位置。假定一个传感器，比方说Y轴传感器，也平行于电路板并且在水平面中，围绕该轴进行坐标旋转以建立X和Y轴通常落入中央驾驶员的水平面中并且转换后的Z轴对于中央驾驶员额定垂直的坐标系是优选的。

[0140]对于第一优选实施方案，球体选作近似图案。在优选方案中，近似半径优选地设置为当交通工具在圆中旋转时通常由磁性读数跟踪的圆将在其最佳拟合位置近似地形成该球体赤道的值。优选地，仅当具有相对高质量且具有相对好分布的一组样品点可用时调节该半径。然后，优选地，例如，迭代通过一组试验半径以找到拟合良好且样品点落入近似球体赤道附近的一个。一旦合理的中心点已经建立，除了下面描述的情况，优选地使用先前建立的中心点作为新迭代的起始点。同样可能优选地，使用每个样品点的误差矢量总和的平均值作为矢量增加到先前的中心点以为迭代过程中的连续步骤建立新的中心点。迭代序列优选地继续，直到几个连续迭代的中心的改变在阈值之下。

[0141]当拟合的质量有问题时，如由相对高的近似误差指示所指示的，类似于或者大致等价于下面概述的那些的另外迭代也应当在这里应用。

[0142]在一些实施方案中，优选地不仅计算，而且关于同一点集中的每个点存储，该点拟合近似几何形状数据图案有多好的指示。这可能是质量指示或者误差指示例如与近似图案的距离的平方。同样优选地，关于样品点集保存样品点获取的时间或至少相对顺序的指示。这例如，可能是序号，时间和日期，或者英里数。样品点获取的顺序可以通过基于先进先出(FIFO)在存储器中存储样品点来维持。

[0143]对于给定样品点集，质量/误差指示和伴随描述可以与样品点集的每个点一起存储。然后点可以根据对每个点计算的角度φ来排序。然后，在排序列表中彼此相邻的点对，包括包含第一的对和排序列表中的项目，可以当作相邻点。与该对的每个点相关的角度以360°为模的角度φ的差的量值可以用作相邻点的各个对的两个成员之间间隔的指示。

[0144]类似于用来寻找重心的可选计算对于确定样品点的分布中心是有用的。每个样品点可以例如被指定假设质量为一，然后质心的x分量等于集合中点的x分量的平均值。y和z分量类似地分别等于成员点的y分量的平均值和成员点的z分量的平均值。

[0145]存在应用选择标准的许多可能技术。通常，给定作为替换现有有效样品点中一个的候选的新点，首先应该执行关于是否进行替换的决定，其次如果进行替换，现有有效样品集中哪个点将被替换。应用标准的一种方法是例如，暂时地、连续地，并且一次一个地用候选点替换现有有效样品集的每个点。对于单个样品点被候选点的每个暂时替换，计算根据需要应用，并且比较结果以应用替换标准所需的信息被记录。记录的结果然后与彼此以及与现有样品集的类似数据相比较，看是否任何替换都满足组合的标准，并且如果是，选择替换哪个成员将最好地满足标准。然后，如果没有替换是令人满意的，样品集不改变并且候选点不用作样品集的有效成员。否则，产生最有利结果的替换被保持，并且被替换的点或者丢弃或者指定到无效集合。

[0146]接下来，当进行每个替换时最大和次大间隔的角度被记录，并且每个替换的这些结果与彼此以及与原始样品集中的最大和次大间隔的结果相比较，以确定任何可能替换的稳定性并且排列该标准下稳定性的选项。

[0147]原始样品集的重心以及具有每个替换的样品集的重心被比较，并且以与用于上述间隔评价类似的方法排列。

[0148]优选地，当改变在图案中检测到时，最终清除较老的点并且至少知道获取的相对时间。当拟合新图案的数据需要与不拟合的数据相分离时，该信息是有用的。这里，点集的分离或划分可以部分地基于它们获取的顺序。优先保持良好拟合图案并且关于获取的统计数据显示稳定的读取被进行的数据，以及赞成丢弃较差拟合或者在噪声条件下获取的数据也是好的。

[0149]地球磁场的垂直分量以及因交通工具内磁场的垂直分量对测量的垂直场分量的另外影响应当相对稳定，即使当在水平面上进行转弯时。读数的垂直分量的基本变化可能由瞬时条件或者由导致更永久的近似移位的改变引起。如果改变是瞬时的，测量的点可能不是用作样品点或者方向计算的良好点。如果移位是长时期或者半永久的，对正确地重新近似罗盘的相对快的响应可能需要。在任何一种情况下，特定点场强的垂直分量与垂直分量的主要平均值，或者可能与特定点集的垂直分量的平均值的比较在确定特定读数何时不能够拟合当前图案时是有用的。这种改变是瞬时还是相对永久的确定优选地部分通过累积读数的历史来进行。如果在读数的垂直分量中存在相对稳定的移位，近似的移位是可能的。这里，在移位首次检测到之后存储典型读数所以读数可以为包含在新的近似样品集中而评价是有利的，并且清除近似移位之前获取的点或者使其无效可能是有利的。如果读数的垂直分量在短距离或驾驶时期之后通常返回到先前或主要值，改变可以认为是瞬时的，并且具有移位的值最好从样品集中清除。

[0150]当传感器安装在可移动镜子装配中时，可以改变近似的镜子调节经常恰好在驾驶员开始新部分的旅程之前或者正好在这时进行。例如当离开汽车道并转入街道上时，当离开停车位置并转入街道上时，或者当围绕苜蓿叶型交叉运行以进入高速公路时，转弯可能进行。这些情况可能经常表现出在变化方向上快速收集数据点的最佳机会。该数据可能在对罗盘近似进行快速校正时非常有用。但是，在获得更多点以确认近似确实改变之前快速地清除所有现有数据是危险的。这些点的获取和临时存储，继之以它们随后作为有效样品点的鉴定具有当数据可用时获取点同时行使警告以避免在它稳定且不短暂的合理验证之前用可能证明为有问题的数据清除好的数据点的优点。

[0151]除了前述之外，罗盘系统接收交通工具是否移动的指示可能是有利的。例如，如果交通工具没有移动，罗盘系统可以被配置以不更新显示的方向或者改变存储的近似几何形状(或者相关点集)。这样，当传感器安装在镜子外壳中并且驾驶员在交通工具静止期间调节镜子时，显示的方向不改变。这将是有利的，因为如果方向在交通工具不移动时改变，驾驶员不可能相信罗盘正常操作。交通工具是否移动的指示可以是从交通工具中仅指示交通工具静止还是移动的另一个组件(例如GPS)发送的信号的形式。信号将不需要指示交通工具运行的速度，而仅指示它是否移动。根据本发明的一些实施方案，代表交通工具速度的信号可以仍然用来确定交通工具是否静止。另外，罗盘可以被编程以假设交通工具正在移动，如果最小的噪声级(例如多于2mG)存在于指定时间段从传感器读取的数据中。作为选择，麦克风或振动传感器可以用来确定交通工具是否在移动。

[0152]描述了本发明的近似过程后面的一般原理之后，实现上面概念中一些的第一实施方案的更具体实例在下面描述。但是，本发明并不局限于该实例中的细节。

[0153]处理电路110优选地被编程以作为状态机操作。图11显示操作的各种状态以及用来改变状态的标准。关于进入或退出任何状态的更详细信息进一步参考从图12A开始的流程图描述。关于图11中所示的状态图，处理电路首先在POWER_ON状态150中操作，当交通工具点火装置使用时。如果罗盘的近似几何形状先前从没有被计算，没有近似数据将存储在非易失性存储器(NVM)112中，从而使得处理电路110进入APPROXIMATE状态152。处理电路保持在APPROXIMATE状态152中，直到获得满足某种标准的指定数目的数据点。从这些点中，近似最佳拟合数据被获得并存储在NVM 112中随后用来计算和显示交通工具方向。处理电路110然后进入LEARN状态156。如果交通工具随后关闭然后再次开启，处理电路110进入POWER_ON状态150中的状态图。但是，这次，有效的近似数据已经存储在NVM 112中，因此，处理电路110将进入INITIALIZE状态154。在INITIALIZE状态期间，处理电路110处理来自传感器的数据，直到获得满足某种标准的最小数目的点，同时使用存储在NVM 112中的近似数据计算和显示交通工具方向。这里，处理电路110进入LEARN状态156。在LEARN状态期间，处理电路110继续累积满足某种标准的另外数据点以在更新先前在APPROXIMATE或INITIALIZE状态中获得的近似数据时使用。如下面将进一步描述，如果这些数据点中任何一个与近似地理图案(也就是局部球体)的外表面相隔一段距离，使得误差矢量VE的量值超过预先确定的阈值，处理电路110设置重新拟合标记为TRUE，清除先前获得的所有数据点，并且再次进入INITIALIZE状态154，电路保持在那里直到获得满足指定标准的最小数目的点。

[0154]当处理电路110处于LEARN状态156中并且已经获得超过进入LEARN状态所需最少数据点的指定数目的数据点时，处理电路110进入LOCK状态158，它保持在那里直到识别到超过指定最大值的误差矢量VE的量值。这里，处理电路将返回到INITIALIZE状态154同时设置重新拟合标记为TRUE并且清除所有先前获得的数据点。否则，处理电路110保持在LOCK状态158中。每当最近产生的近似数据与存储在NVM 112中的近似数据之间的差超过限制时，NVM中旧的近似数据被新的近似数据覆盖。

[0155]图12A说明当执行罗盘流程控制算法200时由处理电路110执行的步骤。处理电路110在该例程下执行的第一步骤是接收来自磁性传感器电路102的数据，其代表从磁性传感器电路102获得的最近原始磁力计点的X，Y和Z坐标。处理电路110然后执行步骤202，其是对在图13中说明的噪声分析子例程204的调用。

[0156]噪声分析子例程204用来筛选和平滑从传感器电路102接收的原始磁力计点(rawMagPoint)。在步骤206中，处理电路110首先使用基于下列公式的指数平滑法筛选原始磁力计点：

EX1_n＝α_x1×X1_n+(1-α_x1)EX1_n-1

EY1_n＝α_y1×Y1_n+(1-α_y1)EY1_n-1

EZ1_n＝α_z1×Z1_n+(1-α_z1)EZ1_n-1

其中α_x1＝α_y1＝α_z1＝0.5并且X1_n，Y1_n，Z1_n分别等于rawMagPoint的X，Y，或Z分量值。在该公式中，EX1_n-1，EY1_n-1，EZ1_n-1分别表示先前筛选的原始数据点的相应X，Y或Z分量值。但是，当第一数据点由罗盘系统获得时，EX1_n-1，EY1_n-1，EZ1_n-1简单地设置分别等于X1_n，Y1_n，Z1_n，因为不存在平滑第一rawMagPoint的数据。筛选的rawMagPoint(EX1_n，EY1_n，EZ1_n)然后传递到步骤208，在那里下面公式中α_x2＝α_y2＝α_z2＝0.25的第二指数平滑滤波器使用：

EX2_n＝α_x2×EX1_n+(1-α_x2)EX2_n-1

EY2_n＝α_y2×EY1_n+(1-α_y2)EY2_n-1

EZ2_n＝α_z2×EZ1_n+(1-α_z2)EZ2_n-1

如上所示，在优选实施方案中，α_x1＝α_y1＝α_z1＝0.5且α_x2＝α_y2＝α_z2＝0.25。但是，这些值可以基于噪声级和期望性能而改变。例如，设置α_z1＝0.125且α_z2＝0.0625将产生更严重平滑的Z数据从而对数据集中噪声条件的较小响应。在这些公式中，(EX2_n-1，EY2_n-1，EZ2_n-1)表示先前筛选的newMagPoint的相应X，Y或Z分量值。通过使用第二筛选步骤，增益因随着频率增加的两个滤波器之间固有相位延迟而增加。但是，应当理解，该第二筛选步骤是可选的。然后，在步骤210中，处理电路110将(EX2_n，EY2_n，EZ2_n)的值存储在变量newMagPoint中(newMagPoint＝(EX2_n，EY2_n，EZ2_n))。

[0157]框206中第一指数平滑滤波器的输出的变化然后通过将它与步骤208中的第二指数平滑滤波器的输出的变化相比较来分析。在步骤212中执行的该分析基于测量的变化量，和基于自从显著量的变化出现以后过去的时间量指定质量图。因此，该步骤有效地计算两次筛选的数据点位置的一阶导数，其代表筛选数据点位置的变化率(也就是类似于速度)。这可以写成如下：

DX1_n＝EX1_n-EX2_n-1

DY1_n＝EY1_n-EY2_n-1

DZ1_n＝EZ1_n-EZ2_n-1

[0158]在步骤214中，处理电路110计算两次筛选数据点位置的二阶导数，其代表数据点位置变化率的变化率(也就是类似于加速度)，使用公式：

DX2_n＝DX1_n-DX1_n-1

DY2_n＝DY1_n-DY1_n-1

DZ2_n＝DZ1_n-DZ1_n-1

其中DX2_n-1，DY2_n-1，DZ2_n-1是对先前的rawMagPoint获得的DX2_n，DY2_n，DZ2_n的先前值。步骤206-214对于rawMagPoint的每个X，Y和Z值而执行，然后结果矢量的量值D2_n(D2_n＝SQRT(DX2_n ²+DY2_n ²+DZ2_n ²))首先在步骤216中与预定义值HIGH_LEVEL比较。如果D2_n的量值(量值D2_n)超过HIGH_LEVEL，处理电路110执行步骤218，其中变量延迟计数器设置等于常数LONG_DELAY，并且变量噪声级设置等于常数NOISY，在将处理流程返回到罗盘流程控制例程200的步骤240(图12A)之前。

[0159]如果，在步骤216中，处理电路110确定量值D2_n不超过HIGH_LEVEL，它前进到步骤220，在那里它将量值D2_n和常数MED_LEVEL相比较。如果量值D2_n超过MED_LEVEL，处理电路110前进到步骤222，在那里它设置变量延迟计数器等于延迟计数器的先前值或常数MED DELAY中的较大者。处理电路110也在步骤222中设置噪声级等于NOISY，在返回到罗盘流程控制例程200步骤240之前。

[0160]如果量值D2_n不超过HIGH_LEVEL或MED_LEVEL，处理电路110前进到步骤224，在那里它确定量值D2_n是否超过常数LOW_LEVEL。如果在步骤224中常数LOW_LEVEL被超过，处理电路110设置变量延迟计数器等于延迟计数器的先前值或常数SHORT_DELAY中的较大者，同时也设置变量噪声级为NOISY(步骤226)，在返回到例程200中的步骤240之前。

[0161]如果量值D2_n没有超过LOW_LEVEL，处理电路110在前进到确定延迟计数器是否大于零的步骤230之前在步骤228中递减延迟计数器。如果延迟计数器大于零，处理电路110在返回到例程200中的步骤240之前在步骤232中设置噪声级为QUIET。如果在步骤230中，处理电路110确定延迟计数器不超过零，它前进到步骤234，其中它设置噪声级等于SILENT，在例程200中的步骤240之前。在步骤216-226中使用的不同值可以是例如HIGH_LEVEL＝25，MED_LEVEL＝15，LOW_LEVEL＝5，LONG_DELAY＝8，MED_DELAY＝4，以及SHORT_DELAY＝2。

[0162]在图31-34中，噪声分析例程的备用实现被说明。图31显示噪声分析例程的高级框图，其接收X，Y和Z传感器的原始传感器数据并且提供筛选的X，Y和Z传感器数据以及噪声级的指示。当噪声级为“SILENT”时，所有罗盘操作执行。当噪声级为“QUIET”时，对点集中的点的修改被禁止。当噪声级为“NOISY”时，对点集中的点的修改被禁止并且对罗盘状态的修改被禁止。显示的方向是罗盘状态的成员，因此当“NOISY”条件存在时不会修改。输出NOISY，QUIET，和SILENT评价为TRUE，当它们相应的值大于零时。详细框图在图32中显示。

[0163]如图32中所示，来自磁力计102的原始数据X提供到第一指数滤波器820，其类似于图13中框206的筛选功能，其中α＝0.5。第一滤波器820的输出EX1应用到第二指数滤波器822以及到下面描述的功能框824。第二滤波器822类似于图13的框208的筛选功能，其中α＝0.25。第二滤波器822的输出EX2应用到功能框824。功能框824执行类似于图13的框212的功能并且提供供给到功能框826的输出DX1。功能框826执行与图13的框214类似的功能并且提供输出DX2。来自磁力计102的Y和Z原始数据的类似筛选和处理被执行，并且值DX2，DY2，和DZ2应用到框828。

[0164]框828平方DX2，DY2和DZ2的值的每个并且将平方值加起来。指定为“噪声”的框828的输出应用到框830，其将框828的输出“噪声”除以预定义值“噪声系数”，并且取该值的平方根，且将它加上预定义值“延迟截取”以产生输出“延迟”。输出“延迟”应用到功能框832并且代表NOISY的条件。换句话说，如果“延迟”的值大于零，NOISY为TRUE并且NOISY条件因此发现存在。

[0165]框832使用值“延迟”和预定义值“最大延迟”计算函数MIN的值，并且使用值“延迟”和零计算函数MAX的值。MAX和MIN的值提供到框834和838。功能框834再次使用值“延迟”重新计算函数MAX的值但是用值“峰值”代替零。“峰值”的值来源于框836的输出，其从框834的输出中减去值“1”。框834的输出代表QUIET的条件。换句话说，如果框834的输出大于零，QUIET为TRUE并且QUIET条件因此发现存在。

[0166]框834的输出也应用到框838，其将框834输出的值加上框832的输出。框838的输出由反相器840反转，反相器840的输出代表SILENT的条件。换句话说，如果框840的输出大于零，SILENT为TRUE并且SILENT条件因此发现存在。

[0167]延迟信号与定义为DX2²+DY2²+DZ2²平方根的噪声信号之间的关系如图33中所示，其中噪声系数＝10，延迟截取＝-3，且最大延迟＝32。

[0168]随着近似球体的半径增大，磁性噪声在问题中变小。例如，在美国密歇根泽兰，半径大约为180mG。如果希望忽略多于感兴趣信号的10％的当前噪声，那么将涉及18-20mG范围内的噪声级。在新加坡，半径为大约400mG。在这种情况下，关注的噪声级将多于两倍大。因此，基于地球磁场水平强度(由近似球体的半径表示)适应系统的响应将有利。这可以简单通过调节“延迟截取”的值来实现。例如：

半径       延迟截取

≤128mG    -2

≤256mG    -3

≤512mG    -4

[0169]延迟信号与定义为DX2²+DY2²+DZ2²平方根的噪声信号之间的关系如图34中所示，其中噪声系数＝10，延迟截取＝-4，且最大延迟＝32。

[0170]返回参考图12A，在步骤240中，处理电路110确定它当前是否处于POWER_ON状态中。如果是，处理电路110继续执行步骤242，其中它确定有效的近似半径rs_xsr是否存储在NVM 112中。最初，没有这种半径将存储在非易失性存储器中，除非预近似数据预先存储在罗盘中。如果没有有效的半径存储在NVM 112中，处理电路110前进到步骤244，其中它设置它的状态为APPROXIMATE。然后，处理流过连接器“1”到步骤246，其在图12B中显示。

[0171]在步骤246中，处理电路110确定噪声级是否为SILENT。如果不是，处理电路110返回到罗盘流程控制例程200，在那一点新的rawMagPoint在再次执行上述噪声分析例程204之前获得。然后处理电路110在步骤318中确定它处于APPROXIMATION状态中，并且继续返回到步骤246并继续循环通过步骤200到246(以及步骤318)，直到噪声级为SILENT时。实现该结果花费的时间长度取决于接收的数据的一致性以及它因将另外设置的延迟计数器的长度初始变化的程度。一旦噪声级为SILENT，处理电路110执行步骤248，其是对图14中所示构造点集距离子例程250的调用。

[0172]在优选实现中，上电之后例如十秒的延迟被增加，期间磁力计数据被收集并且运行通过噪声滤波器。但是，构造点集距离例程250不被调用直到十秒钟延迟过去之后。这防止各种磁性瞬时现象引起不正确的点被学习。这些瞬时现象可能由电池充电，开门，镜子位置调节等内部引起。瞬时现象也可能由例如气泵的存在，金属汽车间门，停车坪的金属横梁等外部地引起。在延迟过去之后，每当新的磁力计数据可用时构造点集距离例程250被调用直到找到两个点。这指示磁场在变化，最可能因为交通工具的移动。交通工具运行中标记然后被设置以跟踪该事件。当该事件发生时，两个学习的点被丢弃并且构造点集距离例程250被调用以开始重新用Point[1]构件点集。作为选择，交通工具移动标记可以使用。

[0173]在构造点集距离例程250中，处理电路110首先在步骤252中确定变量numPoints是否大于零。最初，该变量设置为“0”使得第一次通过该例程时，处理电路将前进到步骤254，在那里它将newMagPoint的最新值添加到在下文称作“点集”的阵列中的Point[1]。点集存储多个磁力计数据点，直到由常数TOTAL_POINTS指定的限制，其可以是例如等于十二，使得总共十二个点存储在点集中，其中numPoints连续从“1”递增到TOTAL_POINTS。存储在点集中的数据点随后用于近似局部球体的中心点并且确定球体的半径，其一起构成然后用来提供确定交通工具方向的相对基础的近似数据。

[0174]除了在步骤254中添加newMagPoint到点集之外，处理电路递增变量numPoints然后将控制返回到罗盘流程控制例程200步骤280(图12B)。在步骤280中，处理电路确定变量numPoints是否大于或等于常数MINFIT_POINTS。如果不，处理电路然后返回到步骤200，在那里新的rawMagPoint被获得并经历噪声分析子例程204。处理电路110然后用从子例程204获得的新的MagPoint继续进行以再次进入构造点集距离子例程250，假设噪声级为SILENT。否则，处理电路110继续获得新的rawMagPoints直到噪声级再次为SILENT。

[0175]当第二次进入构造点集距离子例程250时，numPoints的值不再等于零因此处理电路执行步骤256，其中它确定numPoints的值是否大于一。因为第二次通过该子例程时numPoints的值将不超过一，处理电路然后将前进到步骤258，其中它将确定newMagPoint与点集中的Point[1]之间的距离。然后，在步骤260中，处理电路确定该距离是否超过变量minDist，其定义如下：

minDist＝2×defRadius×sin(MIN_ANGLE/2)

其中MIN_ANGLE＝2×π/(3×TOTAL_POINTS)

defRadius的值是预置常数例如150，或者优选地，存储在NVM 112中的近似半径的值。因此，最小距离(minDist)是获得并用于近似目的的TOTAL_POINTS的数目的函数。如果这样获得的两点之间的距离不超过minDist，子例程返回到步骤200以获取新的数据点并且继续直到获得与第一获取点距离大于minDist的第二个newMagPoint时，在这种情况下处理电路执行步骤262，其中它将newMagPoint加到点集Point[2]位置中同时也递增numPoints的值。然后处理电路返回到步骤200以获取和筛选新的rawMagPoint。

[0176]在获取点集中的第一个两点之后，处理电路然后将经过上述步骤并且将再次进入构造点集距离子例程250，假如噪声级保持为SILENT。当进入构造点集距离子例程250时，处理电路将前进到步骤264因为numPoints的值将超过一。

[0177]在步骤264中，处理电路找到与最近获得的newMagPoint最近的、存储在点集中的两个点。第一次通过流程图的该路径时，两个点对应于两个先前获得的点，Point[1]和Point[2]。然后，在步骤266中，处理电路将确定点集中最近的点与newMagPoint之间的距离是否超过变量newPointDist的值，其定义如下：

newPointDist＝2×defRadius×sin(NEW_POINT_ANGLE/2)

其中NEW_POINT_ANGLE＝2×π/TOTAL_POINTS

如果该距离超过newPointDist的值，处理电路递增numPoints的值然后将newMagPoint增加到点集的位置Point[numPoints]中(步骤268)。处理电路然后返回到步骤200，在那里rawMagPoint获得然后处理。再次，假设噪声级仍然为SILENT，构造点集距离子例程250将再次被执行。该子例程将继续在步骤248中调用直到numPoints的值等于或大于常数MINFIT_POINTS，其可能例如设置为等于四。

[0178]假设子例程250再次进入，并且在步骤266中处理电路确定最近的距离不超过值newPointDist，处理电路在步骤270中在newMagPoint的方向上调节最近点的位置。例如，如果newMagPoint的X，Y和Z值的任何一个大于最近点的X，Y和Z点，最近点的这种X，Y，和Z值可能每个递增值例如“1”。类似地，如果newMagPoint的X，Y或Z值的任何一个小于最近点的任何值，最近点的相应X，Y或Z值可以递减值例如“1”。随后，在步骤272中，处理电路找到点集中其位置刚才被调节的点以及最接近它的点之间的距离。然后，在步骤274中，如果处理电路确定该距离小于值minDist，它前进到步骤276，在那里它复位其位置被调节的点的位置到其原始位置。否则，处理电路仅返回到步骤200而不首先执行步骤276。这后两个步骤被执行以保证点集中的点不使其位置被调节以便然后变得太过接近点集中的另外点。这保证点维持在围绕局部球体的外围适当间隔的关系中。

[0179]一旦numPoints的值大于或等于MINFIT_POINTS，处理前进到步骤282(图12B)，在那里它设置近似最佳拟合中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)为点集中所有点的平均值并且设置最佳拟合半径rs_xsr为常数MIN_RADIUS。该步骤是在经过迭代子例程调节最佳拟合点和调节最佳拟合半径之前使用的初始步骤，迭代子例程在随后步骤283中调用并在下面描述，以基于误差尺度对该近似数据做进一步调节以便提供最佳拟合近似局部球体。如图15中所示，调节最佳拟合点子例程284首先对当前存储在点集中的每个点确定值(ve_xs，ve_ys，ve_zs)(步骤286)。给定点的ve_xs的值是矢量VE的X分量。如上所述并且图8～10中所示，矢量VE是误差矢量，其是从近似局部球体的中心延伸到点集中的特定数据点的矢量V，与计算的近似半径矢量RS(具有量值rs_xsr)之间的差。值ve_ys和ve_zs分别对应于矢量VE的Y和Z分量值。

[0180]在步骤286之后，处理电路执行步骤288，其中它将点集中所有点的平均值(ve_xs，ve_ys，ve_zs)加到当前近似中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)。然后，在执行调节最佳拟合半径子例程290时，处理电路确定点集中每个点的值v_xsr(步骤292)。值v_xsr对应于关于图8～10如上所述的矢量V的量值。然后，处理电路设置近似半径rs_xsr为点集中所有点的v_xsr的平均值(步骤292)。然后，在步骤296中，变量vErrXrLimit设置为等于rs_xsr/2并且变量中心移位限制设置为等于rs_xsr/4。这些变量的意义将在下面进一步讨论。

[0181]为了计算newMagPoint的误差矢量，获取图9中所示场强的磁力计读数RDG(或者流程图中newMagPoint)，

RDG＝(rdg_xs，rdg_ys，rdg_zs)＝newMagPoint

并且近似球体中心处的场强

SC＝(sc_xs，sc_ys，sc_zs)

以得到矢量V

V＝RDG-SC＝(v_xs，v_ys，v_zs)

矢量V然后关于Z_s轴旋转，给出新坐标空间X_i，Y_i，Z_i

φ_s＝arctan(v_ys/v_xs)

v_xi＝v_xs×cos(φ_s)+v_ys×sin(φ_s)

然后关于Z_i轴旋转，给出新坐标空间X_sr，Y_sr，Z_sr

θ_s＝arctan(v_zs/v_xi)

v_xsr＝v_xi×cos(θ_s)+v_z×sin(θ_s)，v_ysr＝0，v_zsr＝0

结果项v_xsr是矢量V的量值。误差矢量VE定义为

VE＝V-RS

为了确定误差矢量VE的量值，从矢量V的量值中减去近似球体的量值：

ve_xsr＝v_xsr-rs_xsr

最后，误差矢量的各个分量通过执行回到坐标空间X_s，Y_s，Z_s的旋转来确定

ve_xs＝ve_xsr×cos(θ_s)×cos(φ_s)

ve_ys＝ve_xsr×cos(θ_s)×sin(φ_s)

ve_zs＝ve_xsr×sin(θ_s)

[0182]如将对本领域技术人员显然的，调节最佳拟合点子例程284和调节最佳拟合半径子例程290基于误差尺度调节近似中心点数据，以相对于获得的数据点迭代地确定近似几何图案(在该情况下球体)的最佳拟合。然后，在这两个子例程执行之后返回到图12B中的步骤300，其中当前计算的近似中心点和半径以覆盖先前存储的近似数据的方式存储在NVM 112中，处理然后前进到步骤302，在那里处理电路进入LEARN状态。

[0183]步骤302之后，处理电路然后在步骤304中执行调用图17中说明的方向子例程306。方向子例程306具有输入，由噪声分析子例程204产生、当前存储在newMagPoint中的值。然后处理电路在步骤308中确定值噪声级是否设置等于NOISY。如果是，处理电路退出方向子例程并且返回到罗盘流程控制例程的步骤200，在那里获得新的rawMagPoint。

[0184]如果处理电路在步骤308中确定噪声级没有设置为NOISY，(也就是它或者为QUIET或者为SILENT)，处理电路执行步骤310，其中存储在NVM 112中的近似中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)和半径rs_xsr用来计算newMagPoint的方向角φ_s，ve_xsr，和误差矢量(ve_xs，ve_ys，ve_zs)。用来确定这些值的方法如先前描述的，除了存储在NVM 112中的近似中心点被使用，代替当前的近似中心点。

[0185]然后，在步骤312中，处理电路确定对于newMagPoint计算的值ve_xsr是否超过预先在调节最佳拟合半径子例程290(图16)的步骤296中设置的变量vErrXrLimit。如果ve_xsr的值超过该限制，处理返回到图12A中的步骤200而不显示方向。否则，如果该误差矢量足够小，处理电路在步骤314中计算真正的方向。真正的方向等于φ_s-φ_m-D(如果磁性传感器安装在镜子外壳144中)，其中φ_m是镜子旋转角(图7)并且D是关于图8～10在上面讨论的磁偏角。

[0186]在步骤304中的调用之后执行方向子例程306之后，处理返回到步骤200，处理电路现在处于LEARN状态中，如在步骤302中设置的。例程将在步骤200中再次获得新的rawMagPoint并且如先前关于每个新的rawMagPoint执行的执行噪声分析子例程204。然后，处理电路将在步骤240中确定它不再处于POWER_ON状态中并且同样在步骤318中不再处于APPROXIMATE状态中。然后，它将在步骤320中确定它不再处于INITIALIZE状态中，在那种情况下它将在步骤322中确定它是否处于LEARN状态中。如果处理电路处于LEARN状态中，它将然后前进到步骤350(图12C)，否则它将处于LOCK状态中，在那种情况下它将前进到图12D中的步骤470。

[0187]如果交通工具处于LEARN状态或者任何其他状态中时交通工具点火装置关闭，当动力经由开启交通工具点火装置而恢复时，处理电路将初始地进入POWER_ON状态。处理电路将从步骤200开始并且前进到步骤240，在那种情况下它将确定它实际上处于POWER_ON状态中并且将前进到步骤242。现在，假设有效半径rs_xsr存储在NVM112中，处理电路将在前进到步骤326之前前进到它将设置状态为INITIALIZE状态的步骤324。在步骤326中，近似中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)与半径rs_xsr一起从NVM 112中取回并且用作当前近似中心点和半径。然后处理前进到图12B中所示的步骤328。

[0188]在步骤328中，处理电路确定变量噪声级是否为SILENT。如果不是，处理电路在步骤330中调用方向子例程306，返回到步骤200以处理新的rawMagPoint，然后前进到步骤240，在那里确定它不再处于POWER_ON状态中。在这种情况下，它将通过确定它不处于APPROXIMATE状态中的步骤318继续到它将确定它是否处于INITIALIZE状态中的步骤320。处理然后返回到步骤328。该循环继续直到噪声级为SILENT时。如果噪声级为SILENT，步骤332执行，借此子例程构造点集距离250被调用。构造点集距离子例程250然后连续地执行并且方向子例程被调用(步骤330)，只要噪声级为SILENT，直到numPoints大于或等于常数MINFIT_POINTS时(步骤334)。构造点集距离的执行是必需的，因为当交通工具点火装置关闭时点集中所有值被清除。每当交通工具关闭时清除点集中的值允许罗盘系统快速地重新近似，如果新的驾驶员随后进入交通工具并且移动磁性传感器可能安装于其中的镜子外壳144的位置。

[0189]一旦点集中的足够数目的点已经获得，处理电路前进到步骤336，其中调节最佳拟合点和调节最佳拟合半径子例程被调用。然后，在步骤338中，处理电路计算当前近似中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)与当前存储在NVM 112中的点之间的差。如果这些点之间的差超过在步骤296中设置的变量中心移位限制(步骤340)，处理电路在继续执行当前计算的近似中心点和半径以覆盖先前存储的近似数据的方式存储在NVM 112中的步骤300之前，在步骤342中设置重新拟合标记为TRUE。处理然后前进到步骤302，在那里处理电路进入LEARN状态。如果，在步骤340中，处理电路确定当前计算的近似中心点与先前存储在NVM 112中的点之间的差不超过变量中心移位限制，处理电路前进到步骤302，跳过步骤342和300。在步骤302中，状态设置为LEARN并且方向子例程在步骤304中调用。在方向子例程之后，处理返回到罗盘流程控制例程中的步骤200或者新的rawMagPoint获得并处理。控制然后经过确定处理电路处于LEARN状态中的步骤322。处理电路然后前进到步骤350(图12C)，在那里确定值噪声级是否为SILENT。如果不是，方向子例程在步骤352中调用，在那里如果噪声级为QUIET交通工具方向将更新，否则方向将不更新并且例程将返回到步骤200以处理新的rawMagPoint和随后的rawMagPoint，直到噪声级为SILENT时。一旦噪声级为SILENT，处理电路执行步骤354，其中它调用图18中说明的UpdateAngleBucket(更新角度桶子)例程356。

[0190]更新角度桶子例程356用于建立数目与点集中的点的总数相对应的许多角度桶，该数目存储在常数TOTAL_POINTS中。当点的总数是十二，例如存在十二个角度桶时，每个对应于360°圆的相互排斥的30°段。角度桶指定为angleBucket[1]～angleBucket[TOTAL_POINTS]形式的线性阵列。因此，例如angleBucket[1]将对应于0°～29°的角度，angleBucket[2]将对应于30°～59°的角度等。存在的角度桶越多，角度桶对应的角度范围越小。相反地，角度桶越少，与每个角度桶相关的角度范围越大。存储在角度桶阵列中的值对应于存储在点集中的相关Point[索引]的索引。如果“0”存储在角度桶中，这指示点集中没有相关的点存储在该特定角度桶中。如下面将进一步描述的，如果负值存储在角度桶中，这意思是其索引对应于存储在角度桶中负数绝对值的点集中Point[索引]具有与另外的角度桶相关的角度，但是另外的角度桶已经满了。注意，仅一个点允许与任何一个角度桶相关。这保证点围绕近似圆的圆周适当间隔。目的是用点集中的不同且单个点填充每个角度桶，其中每个角度桶具有正值。

[0191]与当前样品点集中的每个传感器数据点相关的方向角φ_s优选地用来以从具有最小相关方向角的点开始并且以具有最大相关方向角的点结束的顺序排列这些点。角度应当以360°为模表示，包括0°的角度增量看作它们通常将具有罗盘读数。其他单位例如弧度或习惯单位可以用来表示角度测量。

[0192]更新角度桶子例程356中的第一步是将所有角度桶置零(步骤358)。这使得角度桶可以被重新指定点集中的点。然后，在步骤360中，角度φ_s对点集中的第一个点(也就是Point[1])计算，并且φ_s的值用来识别这个点对应于哪个角度桶。然后，在步骤362中，处理电路确定所选角度桶是否具有“0”值。如果是，点集中点的索引存储在该角度桶中(步骤364)。例如，如果第一点是Point[1]，那么索引值“1”存储在所选角度桶中。然后，在步骤366中，确定点集中是否存在任何另外的点将指定到角度桶。如果是，处理电路110对点集中下一个点计算φ_s并且使用该角度选择相应的角度桶(步骤360)。如果所选角度桶具有“0”值存储在那里，处理再次前进到步骤364，在那里点集中点的索引存储在所选角度桶中。该过程继续直到处理电路在步骤366中确定点集中不存在另外的点将指定。在这种情况下，处理电路然后执行步骤368以确定是否存在来自步骤370的任何存储的索引。如果没有，更新角度桶子例程356完成并且处理返回到步骤376(图12C)。

[0193]在更新角度桶子例程356中，如果步骤360中所选点集中的点具有角度φ_s使得所选角度桶先前为另一个点所选，角度桶中的值不再是“0”并且这将在步骤362中确定使得处理电路然后将前进到步骤370，在那里它将存储点集中最近所选点的索引以随后在步骤368和374中使用。例程然后将在步骤372中继续寻找点集中另外的点，同时累积对应于已经指定的角度桶的任何点的另外索引。然后，一旦所有点已经指定，处理继续到步骤368，在那里确定是否存在已经在步骤370中存在的任何存储的索引。如果是，处理电路将存储索引的负数放置在另外具有零值的角度桶中。因此，例如，如果Point[2]已经指定给angleBucket[5]，angleBucket[5]将具有存储在那里的值“2”。然后，如果Point[7]具有对应于已经存储值“2”的angleBucket[5]角度范围的角度φ_s，处理将在步骤370中存储索引“7”，其将在步骤368中识别。处理然后将“-7”放置在值为“0”的未使用角度桶的一个中。注意，总是存在具有“0”值的角度桶，因为角度桶的数目对应于可能在点集中的点的最大数目。非对应角度桶中负索引数的意义将在下面进一步讨论。一旦点集中所有点已经以某种方式指定到角度桶，处理返回到图12C中的步骤376。

[0194]在步骤376中，确定numPoints的当前值是否小于TOTAL_POINTS。如果numPoints等于TOTAL_POINTS，处理前进到步骤378，其中执行关于是否存在小于零的任何角度桶条目的确定(也就是，任何负条目)。如果没有，处理前进到步骤380，在那里处理电路设置到LOCK状态中。近似中心点和半径然后存储在NVM 112中(步骤382)并且方向子例程在步骤384中调用。处理然后返回到步骤200(图12A)。

[0195]如果在步骤376中确定numPoints小于TOTAL_POINTS或者在步骤378中存在存储在任何角度桶中的任何负值，处理电路前进到步骤386，在那里图19中显示的构造点集角度子例程388被调用。

[0196]构造点集角度子例程388在更新角度桶子例程356已经执行之后调用。但是，构造点集角度子例程388利用最新获得的newMagPoint作为输入，而更新角度桶子例程仅利用存储在点集中的那些点。构建点集角度子例程的目的是在可能的情况下将newMagPoint指定到点集中的点，并且指定新的点到角度桶。该处理在步骤390中开始，其中角度φ_s对于newMagPoint而计算并且用来选择具有角度φ_s落入其中的角度范围的角度桶。在步骤392中，确定所选角度桶是否具有存储在其中的负值。如果是，处理电路通过看存储在该角度桶中的值的绝对值来识别点集中哪个点与该角度桶相关，并且用newMagPoint的X，Y和Z值替换存储在点集的该点中的X，Y和Z值(步骤394)。处理电路进一步将该替换点的索引的正值存储在所选角度桶中使得newMagPoint现在关联在该特定角度桶中。处理然后将返回到图12C中的步骤408。如果所选角度桶在步骤392中确定不具有负值，在步骤396中确定所选角度桶是否等于零。如果它不等于零，意思是另一个点已经指定给该角度桶，在角度桶中指定的点集中点的位置以关于构造点集距离子例程250的步骤270在上面描述的方式在newMagPoint的方向上调节(步骤398)。否则，如果所选角度桶等于零，处理电路在步骤400中确定任何角度桶是否具有负值。如果没有，numPoints的值递增，newMagPoint增加到点集索引numPoints处，并且所选角度桶设置为numPoints的值使得newMagPoint现在与所选角度桶相关联(步骤402)。

[0197]如果在步骤400中处理电路确定存在一些具有负索引存储于其中的角度桶，它执行步骤404，其中点集中的点由存储在角度桶中的负索引的绝对值识别并且newMagPoint数据改写先前存储在点集中所识别点中的任何数据，然后该被改写点的索引存储在先前具有值“0”的所选角度桶中。具有负索引的角度桶然后指定值“0”。处理然后返回到图12C中所示流程步骤408处，其是对如图20中所示计算拟合球体子例程410的调用。

[0198]该子例程中的第一步是确定点集中所有点的平均θ_s(步骤412)。点集中每个点的θ_s通过对点集中每个点计算θ_s＝arctan(v_zs/v_xi)来获得。应当记住θ_s角度代表传感器坐标的X，Y平面的偏移。当X，Y平面平行于地球表面时θ_s角度的偏移将无意义。X，Y平面的任何倾斜将导致θ_s偏移。理想地，由点集中的点形成的圆应当全部落入尽可能接近X，Y平面的平面中。但是，实际上，每个点可能具有由Z传感元件108传感的不同Z分量，从而提供不同的θ_s值。

[0199]在步骤412中对点集中所有点计算平均θ_s之后，处理电路在步骤414中确定numPoints是否等于TOTAL_POINTS。如果是，平均θ_s值在步骤416中与值LOW_LIMIT相比较。如果平均θ_s不超过LOW_LIMIT，处理在返回到步骤430(图12C)之前前进到步骤420，在那里调节最佳拟合点和调节最佳拟合半径子例程被调用。否则，处理前进到步骤418，在那里近似半径rs_sr设置为常数MIN_RADIUS。随后，在步骤420中，调节最佳拟合点子例程被调用然后处理返回到图12C中的步骤430。

[0200]如果在步骤414中numPoints的值不等于TOTAL_POINTS，处理电路在步骤422中确定numPoints的值是否大于或等于值FIT_POINTS，当TOTAL_POINTS的值为十二时其可能例如为八。如果numPoints的值大于或等于FIT_POINTS时，处理电路在步骤424中确定θ_s的平均是否大于值MED_LIMIT。如果不，处理返回到图12C中的步骤430，否则处理前进到设置近似半径rs_xsr为MIN_RADIUS的步骤418并且在返回到步骤430之前在步骤420中调用调节最佳拟合点和调节最佳拟合半径子例程。如果numPoints的值不等于TOTAL_POINTS并且不超过FIT_POINTS，处理电路在步骤426中确定平均θ_s是否超过值HIGH_LIMIT。如果平均θ_s不超过HIGH_LIMIT，处理前进到图12C中的步骤430，否则它在返回之前首先执行步骤418和420。如将对本领域技术人员显然，平均θ_s的不同限制依赖于点集中点的数目而应用。点越多，允许的限制越低。在这种情况下，球体的半径太大，因为点集的点形成太过远离球体赤道的环(也就是球体的半径大于点集中点的圆的半径)。通过将球体半径减小到MIN_RADIUS，点的圆的圆形半径然后将拟合在球体上点的圆内并且球体的大小减小。球体越小，点集的点将越可能落在球体赤道附近，这是期望的。随后，调节最佳拟合点和调节最佳拟合半径子例程将移动半径和中心回到点的圆，如果已经不在那里。在步骤416，424，和426中使用的不同限制可以例如是LOW_LIMIT＝5°，MED_LIMIT＝10°，以及HIGH_LIMIT＝20°。

[0201]返回参考图12C，在步骤430中，处理电路找到点集中ve_xsr的最大值。如果最大值ve_xsr超过vErrXrLimit(步骤432)，处理电路在步骤434中调用复位点集子例程436。复位点集子例程436在图21中显示并且从步骤438开始，其中重新拟合标记设置等于TRUE。然后，在步骤440中，点集中的每个点复位为零。处理然后返回到图12C中的步骤442，在那里处理电路的状态设置为INITIALIZE并且处理返回到步骤200以开始重新累积点集的点。

[0202]如果在步骤432中最大值ve_xsr没有超过限制，处理电路在步骤444中确定numPoints的值是否小于FIT_POINTS。如果numPoints小于FIT_POINTS，方向子例程在返回到图12A中的步骤200之前在步骤446中调用。但是，如果numPoints等于或大于FIT_POINTS，处理电路在步骤448中计算当前近似中心点(sc_xs，sc_ys，sc_zs)与当前存储在NVM 112中的近似中心点之间的差。如果差大于中心移位限制(步骤450)，处理电路在步骤446中执行方向子例程然后返回到步骤200之前前进到步骤452，在那里它通过改写先前的近似数据将最近的近似中心点和半径保存在NVM 112中。

[0203]如果近似中心点之间的差不超过中心移位限制，处理电路在步骤454中检查重新拟合标记是否设置为TRUE。如果没有，处理在返回到步骤200之前进行到方向子例程被调用的步骤446。否则，如果重新拟合标记为TRUE，重新拟合标记然后在步骤456中设置为FALSE并且最近获得的近似中心点，以及半径，在步骤454中改写NVM 112中的近似数据。再次，步骤452之后，方向子例程446在返回到步骤200之前调用。

[0204]如果处理电路设置在LOCK状态中，这将在当它没有肯定地响应它是否处于任何其他状态中的确定时流过图12A中所示罗盘流程控制例程200时确定。因此，处理将前进到图12D中的步骤470，其中执行噪声级是否为SILENT的确定。如果不，处理在返回到图12A中的步骤200之前在步骤472中调用方向子例程。这将继续直到噪声级为SILENT时，在那种情况下步骤474将执行，其中更新角度桶子例程356被调用。随后，构造点集角度子例程388将在步骤476中调用，然后计算拟合球体子例程410将在步骤478中调用。再次，点集中点的ve_xsr的最大值将在步骤480中确定，并且最大值ve_xsr将在步骤482中与vErrXrLimit比较。如果最大值ve_xsr超过该限制，在返回到图12A中的步骤200之前，处理电路将前进到将调用复位点集子例程436的步骤486，随后在步骤488中进入INITIALIZE状态。

[0205]如果在步骤482中最大值ve_xsr不超过限制，处理电路执行步骤490，其中它计算当前近似中心点与当前存储在NVM 112中的近似中心点之间的差。如果在步骤492中这些点之间的差超过中心移位限制，在步骤494中执行方向子例程然后返回到步骤200之前，最近的近似中心点和半径存储在NVM 112中代替先前的近似数据(步骤496)。如果近似中心点之间的差不超过中心移位限制，步骤496被绕过，并且在返回到步骤200之前，方向子例程在步骤494中调用。

[0206]上述方法的轻微变化在下面描述。图35显示具有十二个角度桶的圆，每个由唯一的30°弧定义。点以下面的方式添加到角度桶。

[0207]1.如果目标角度桶已经包含点，那么现有点通过将它在新点的方向上移动来修改。

[0208]2.如果角度桶是空的，那么相邻角度桶被测试。如果任何一个相邻桶包含不相关的点(定义为属于另一个角度桶的点)，那么不相关的点从相邻桶中移除并且新的点放置在目标角度桶中。

[0209]3.如果相邻桶正确填充，那么所有桶被测试看是否一个包含不相关的点。如果不相关的点被找到，那么它被移除并且新的点放置在目标角度桶中。

[0210]4.如果没有找到不相关的点，那么新的点添加到点集并且添加到目标角度桶。

[0211]无论何时点集被修改，新的近似球体被计算。如果存在少于12个点，并且满的角度桶的数目是八个或更多，那么新的近似球体与存储在NVM中的近似球体之间的差被计算。如果差大于存储球体半径的¹/₄，那么新的近似球体以下面的方式存储：

[0212]1.新的近似球体半径与先前的八个半径平均以确定存储到NVM中的近似球体的半径。

[0213]2.如果满的角度桶的数目是八个或更少，那么保存到NVM的近似球体中心点通过取新的近似球体与存储在NVM中的球体之间的差，将差除以八，然后将它加到存储在NVM中的球体来计算。这具有将旧的NVM中心点朝向新的近似中心点移动两个中心点之间距离的1/8的效果。

[0214]3.如果满的角度桶的数目是九，然后移动的距离是差的¹/₄。

[0215]4.如果满的角度桶的数目是十，那么移动的距离是差的¹/₂。

[0216]5.以及，如果满的角度桶的数目是十一或十二，新的近似球体中心点仅替换存储在NVM中的旧的中心点。

[0217]只要点集中点的数目保持小于12，NVM中存储的近似球体的修改可以仅在新的点添加到点集之后发生。一旦NVM中的近似球体已经更新，新的点必须在NVM可以再次修改之前添加。换句话说，如果点集中存在八个点并且新的近似球体距离存储的近似球体大于半径的¹/₄，那么到存储球体的更新将以指定方式发生。没有另外的NVM更新可以发生，直到点集中的点数变成九或更多，即使间隔变得大于半径的¹/₄。一旦点集中所有12个点都被指定，该限制不再适当。十二个满的角度桶的首次出现将自动触发如上所述到NVM的拷贝，但是只有当间隔变得大于半径的¹/₄时。

[0218]虽然本发明第一实施方案的电子罗盘通常描述为具有三个传感元件，上面讨论的各个方面以及方面的组合代表对仅具有两个传感元件的罗盘电路的新的改进。因此，本发明并不局限于具有三个传感元件的系统。

[0219]二维或三维的罗盘补偿技术被设计以校正因硬和软磁场效应导致的罗盘误差。这些误差，虽然经常大，通常非常慢，因此通过使用各种自适应算法充分校正。交通工具场变化可以由外部源例如铁路线、电源线、洗车处、车顶天线等引起。

[0220]经常存在适应速度与校准点-定义为罗盘被认为正确补偿的点-稳定性之间的折中。上面讨论并且在美国专利申请发表2003/0167121 A1号中的方法提供具有最小稳定性损失的快速补偿。

[0221]任何非固定罗盘传感器，例如位于移动交通工具中的传感器，将经历颠簸和滚动的动态作用。与较静态的硬和软磁场效应相比较，颠簸和滚动导致连续的误差，其最经常因成本和信号处理限制而不对路上交通工具校正。颠簸和滚动传感器的使用是需要更精确方向信息的领域中的惯例。特别地，在航空和航海电子罗盘设计中通过使用两个另外的传感器-一个测量罗盘的颠簸，另一个测量滚动，来提供电子万向是惯例。电子万向实时地校正因传感器颠簸和滚动引起的罗盘方向误差。共同转让美国专利6,140,933号公开在汽车罗盘中使用磁倾计以校正传感器安装在其中的镜子外壳的倾斜。

[0222]最后，在磁场传感器位于外壳倾斜的变化是静态颠簸和/或滚动变化的镜子外壳中的情况下，可能存在颠簸和滚动的静态效应。给定足够时间，大多数自适应罗盘补偿技术将提供与这种静态颠簸/滚动变化相关的误差的某种级别的校正。这里是三轴罗盘特别适当的情况，因为传感器偏离水平的倾斜将导致水平和垂直方向上传感磁场的大移位。如果该事件可以快速地检测，那么它可以快速地校正，例如上面和美国专利申请发表2003/0167121 A1号中讲授的。

[0223]如果颠簸和/或滚动的静态变化对两轴罗盘发生，合理的校正可以通过以在静态变化发生之前经历的场与静态变化发生之后之间的差修改罗盘补偿-经常称作其校准值-来实现，如美国专利6,023,299，6,140,933和6,418,376号中公开的。但是，对于三轴罗盘，以测量变化的量更新校准值在一些情况下可能导致方向误差的增加而不是最小化误差。如果位置传感器可用，那么一旦检测到传感器位置的变化，必须找到另一种技术来更新罗盘校准。

[0224]现有技术已经讲授使用位置探测器来确定传感器颠簸/滚动的静态变化已经发生。类似地，电子万向是校正传感器颠簸/滚动的动态变化的充分理解的技术。可行的颠簸/滚动传感器通过使用AnalogDevice±2g双轴加速计，ADXL202E来制造。另外的好处可以通过适当的筛选以获得动态和静态颠簸/滚动变化，允许校正因颠簸/滚动的动态变化引起的方向误差来获得，并且补偿因颠簸/滚动的静态变化而改变。

[0225]图36和37显示对于两个不同地理位置y轴附近传感器10°倾斜的效应。

[0226]下面的表格包括上面两个位置，并且显示另外的三个。

位置	主场	倾斜	水平场(半径)
				耶洛奈夫	596.5mG	81.6度	87.0mG
泽兰	559.5mG	71.0度	182.3mG
				悉尼	574.2mG	-64.5度	247.6mG
台北	451.9mG	36.4度	363.9mG
				新加坡	421.6mG	-15.8度	405.6mG

[0227]目的在于给定现有校准点C0，以及两个点，在移位之前即刻获得的P0和在移位之后即刻获得的P1，确定新的校准点，C1。如果主场和倾斜已知，计算C1的实际值将是个简单的问题。但是，仅水平场R已知。不存在罗盘地理位置的任何知识，因此主场和倾斜不知道。图38显示知道什么。

[0228]使用C0，P0和P1，那么下面的矢量可以定义。

A＝(P1_x-C0_x，P1_y-C0_y，P1_z-C0_z)以及

B＝(P1_x-P0_x，P1_y-P0_y，P1_z-P0_z)其中

C0＝(C0_x，C0_y，C0_z)，P0＝(P0_x，P0_y，P0_z)，P1＝(P1_x，P1_y，P1_z)

[0229]定义矢量A方向上的单位矢量是N＝A/|A|并且B在A方向上的投影为  p＝(A·B)/|A|。那么点C1’＝C0+p＊N。代入给出解C1’＝C0+(A·B)/|A||A|。

[0230]作为选择，如果半径R也已知，那么单位矢量可以在-A方向上定义为U＝-A/|A|，导致C1’＝P1-R＊U，或者C1’＝P1-R＊A/|A|。

[0231]总之，存在三种方法：

方法1，移位法：C1由从C0由P1和P2定义的矢量确定，给出C”

方法2，投影法：C1’＝C0+(A·B)/|A||A|

方法3，半径法：C1’＝P1-R*A/|A|

[0232]只有方法1在前面的讲授中描述。方法3最精确，但是需要或者通过获得由P0和C0定义的矢量的量值，或者由一些其他方法例如上面和美国专利发表申请2003/0167121 A1号中所示知道R。同样，方法3需要平方根来确定|A|，而平方根不需要以计算|A||A|。

[0233]在该实例中，旋转围绕y轴，所以y的值不改变。因此，所示点坐标是Point＝(x，z)，P1从10°旋转产生。

位置	C0	P0	P1	期望C1	矢量长度
						耶洛奈夫	(0.0，-590.1)	(87.0，-590.1)	(188.1，-566.1)	(102.5，-581.2)	102.9
泽兰	(0.0，-528.9)	(182.3，-528.9)	(271.4，-489.3)	(91.9，-520.9)	92.2
						悉尼	(0.0，518.0)	(247.6，518.0)	(153.9，553.2)	(-90.0，510.2)	90.3
台北	(0.0，-267.9)	(363.9，-267.9)	(404.9，-200.7)	(46.5，-263.9)	46.7
						新加坡	(0.0，116.0)	(405.6，116.0)	(379.3，184.7)	(-20.1，114.2)	20.2

[0234]新计算的校准点C1’与期望点C1和计算点C1’之间矢量的量值一起从每个方法中显示。该量值误差与由点C0和C1定义的期望矢量的长度相比较以获得百分数误差。

位置	方法1C’(x，z)	误差(mG)	误差％	方法2C’(x，z)	误差(mG)	误差％	方法3C’(x，z)	误差(mG)	误差％
										耶洛奈夫	(101.1，-566.1)	15.2	15％	(102.5，-577.0)	4.2	4％	(101.8，-577.1)	4.1	4％
泽兰	(89.1，-489.3)	31.7	34％	(92.9，-515.3)	5.6	6％	(91.0，-515.6)	5.4	6％
										悉尼	(-93.7，553.2)	43.2	48％	(81.4，499.4)	13.8	15％	(-87.5，498.0)	12.5	14％
台北	(41.0，-200.7)	63.4	136％	(50.7，-259.5)	6.1	13％	(45.9，-260.3)	3.7	8％
										新加坡	(-26.3，184.7)	70.8	350％	(-13.4，113.6)	6.7	33％	(-19.8，112.4)	1.8	9％

[0235]清楚地，方法2和3是在方法1上的显著改进。

[0236]如果颠簸和滚动传感器可用，那么这些传感器的输出可以用来校正罗盘传感器的动态以及静态倾斜。图38是这种电路的框图，其可以连接到罗盘处理电路110的微处理器。

[0237]再次，Analog Device ADXL202E是可以将加速度转换成倾斜的一种可能的双轴倾斜传感器900。合理值是R1＝125kΩ，R2和R3＝425kΩ，C1和C2＝0.47μF，C3和C4＝4.7μF。这些值为稳定操作而选择，并且匹配应用于磁力计数据的筛选特性。所以，及时，任何测量的颠簸或滚动误差将与相应测量的磁场相匹配。

[0238]当其灵敏轴垂直于重力(平行于地球表面)时加速计对倾斜最敏感。一旦来自加速计的输出信号已经转换成在-1g和+1g之间变化的加速度，以度为单位的输出由下面计算：

pitch＝asin(Ax/1g)

roll＝asin(Ay/1g)

[0239]测量的颠簸(pitch)和滚动(roll)可以包括在上面以及美国专利申请发表2003/0167121 A1号中讲授的方法中。在计算平均磁场之后(在噪声滤波器之后)即刻，以及在更新点集中的点或者确定当前方向之前，通过使用测量的颠簸和滚动角执行返回到地球表面的坐标旋转。

[0240]使用右手坐标系并且定义右手旋转为正角旋转，那么下面的公式用来执行坐标变换，其中筛选的磁力计点是(Hx，Hy，Hz)，然后旋转回地球平面的点是：

Hex＝Hx＊cos(pitch)-Hy＊sin(roll)sin(pitch)-Hz＊cos(roll)sin(pitch)

Hey＝Hy＊cos(roll)-Hz＊sin(roll)

Hez＝Hx＊sin(pitch)+Hy＊sin(roll)cos(pitch)-Hz＊cos(roll)sin(pitch)

[0241]本发明的第二实施方案具有与第一实施方案的几处类似。例如，相同的硬件可以用来实现两种实施方案。第二实施方案的具体实例在下面描述，但是不同之处在于它仅使用X和Y轴传感器并旦它绘制出二维近似几何图案。然而，下面描述的第二实施方案可以被修改以包括第三传感器和/或三维地操作传感器。

[0242]像第一实施方案一样，第二实施方案利用作为通过几次迭代确定的最佳拟合图案的近似几何图案得到交通工具方向。当数据从磁性传感器获得时，数据首先被处理以确定数据点是否稳定。稳定的数据点然后被处理以产生在参考列表中维持的一列参考数据点，最近的参考数据点在顶部。当较老的参考点被重新访问时，它们移动到列表的顶部。因此陈旧的点如下面进一步说明地从堆栈底部丢弃。参考点用来确定最佳拟合几何近似图案从而确定用来确定交通工具方向的校准点。近似几何图案基于参考点的X和Y值，假定的半径R，以及用来允许近似几何形状是圆形或椭圆的椭圆常数K通过几次迭代来计算。一旦最佳拟合近似图案被确定(也就是提供最低误差尺度值的图案)，误差尺度用来确定置信水平。置信水平可以另外地基于列表中参考点的数目以及交通工具运行的距离和/或时间来确定。如下面进一步说明，置信水平然后用来设置确定刚才读取的磁性数据点是否足够稳定以用作罗盘系统随后校准的参考点的阈值。置信水平也可以用来确定稳定的磁性数据点是否可以添加到参考列表或者与列表上已经存在的点平均。该过程的细节在下面参考剩余的附图进一步描述。

[0243]第二实施方案的具体实例的主过程流程图在图22A中显示。主过程500从硬件初始化的步骤502开始。这包括I/O，存储器，磁力计和显示器的初始化。然后，在步骤504中，罗盘电路100的处理电路110(图3)确定存储在非易失性存储器(NVM)112中的数据是否有效。如果无效(如当在新的交通工具中初始启动时的情况)，过程进行到去校准子例程506，其参考图22B在下面详细描述。否则，如果NVM 112中存在有效数据，处理电路110确定是否对良好的校准解累积并存储了足够的参考点(例如四个或更多参考点)。如果没有，去校准子例程506执行。否则，过程前进到步骤510，其中事件驱动和背景任务启动。当过程从去校准例程506返回时，过程也进行到步骤510。在步骤510期间执行的事件和背景任务包括磁场处理任务(图22C)，稳定点处理(图22D)，以及显示更新任务(图22E)。这些任务在下面进一步描述。

[0244]事件驱动和背景任务执行之后，处理电路110前进到步骤512，其中它执行任何空闲任务或例程。这种空闲任务或例程参考图22F和22G在下面描述并且包括识别最佳拟合几何近似图案的过程。

[0245]只要交通工具点火装置保持开启，步骤510和512连续执行。一旦交通工具点火装置关闭，过程从步骤502开始。这样，去校准子例程506将仅在交通工具点火装置激活之后执行。

[0246]如图22B中所示，去校准子例程506从步骤520开始，其中学习的参考点的数目设置为零。这允许最新的校准解基于新的参考点。当磁性传感器安装在镜子外壳中时这可能是有意义的，因为新的驾驶员可能已经在点火周期之间进入交通工具并且倾斜或旋转镜子外壳。另一个优点是丢弃当交通工具在制造期间运行离开装配线时获得的瞬时数据。

[0247]接下来，在步骤522中，处理电路110设置误差尺度为高值。这被执行以保证置信水平为低水平从而降低磁性数据点有资格作为参考点的阈值需求，这又更快地提供用来校准罗盘系统的参考点列表。

[0248]在步骤524中，处理电路110设置变量为默认值，例如设置假定半径R和椭圆常数K为默认值。在优选实现中，半径设置为200mG并且椭圆常数设置为K＝128。这些变量使用的方式在下面进一步描述。

[0249]然后，在步骤526中，信息写到NVM 112中。这种信息可以包括半径和椭圆常数的当前值，并且也可以包括数据点的数目和误差尺度值。随后，去校准例程506完成并且过程返回到图22A中所示主过程500的步骤510。

[0250]如上所述，在主过程500的步骤510中执行的事件驱动和背景任务的一个包括在图22C中说明的磁场处理任务530。磁场处理任务530以例如4～20Hz的周期性采样率执行。如所示，这种处理中的第一步是从磁力计传感器532中读取数据。该原始数据然后被筛选，然后x和y值的平均值以及二阶导数在步骤534中计算。特别地，在该过程中，原始数据x和y的筛选值(x_f和y_f)计算如下：

x_f＝(x+x_avg)/2

y_f＝(y+y_avg)/2

其中上面两个公式中的x_avg和y_avg是如下计算的先前计算移动加权平均值：

x_avg＝(x_f+x_avg*6)/7

y_avg＝(y_f+y_avg＊6)/7

然后，新的一阶导数dx_new和dy_new如下计算：

dx_new＝x_f-x_avg

dy_new＝y_f-y_avg

二阶导数d²x和d²y如此计算：

d²x＝dx_new-dx_prev

d²y＝dy_new-dy_prev

其中dx_prev和dy_prev是先前计算的一阶导数。当上面的计算完成时，dx_new和dy_new的值然后分别存储在dx_prev和dy_prev中，并且平均值x_avg和y_avg使用上面的公式更新以包含新筛选的数据点。

[0251]然后，在步骤536中，处理电路110评价现有参考数据点集的置信水平。如上所述，置信水平作为误差尺度，参考数据点集中数据点数目的函数，并且也可能是运行距离和/或交通工具运行时间的函数来确定。更具体地说，如果参考列表中参考点的数目小于或等于指定数目(例如4个点)或者平均误差大于第一阈值(例如8000)，处理电路110设置置信水平为LOW。平均误差是近似几何图案拟合当前数据集多好的测量，并且在下面结合图22G更详细地描述。如果指定LOW置信水平的两个条件中没有一个满足，处理电路110确定参考列表中参考数据点的数目是否在预先确定的范围内(例如5～6个点)或者平均误差是否大于第二阈值(例如4000)而小于第一阈值。如果任一条件为真，处理电路设置置信水平为MEDIUM。如果指定LOW或MEDIUM置信水平的条件都不为真，处理电路设置置信水平为HIGH。

[0252]基于置信水平，在步骤538中阈值然后对于时间延迟、点间隔、确定原始数据是否有噪声、运动和交通工具稳定性而设置。例如，如果置信水平为LOW，噪声阈值设置为25mG并且时间延迟设置为2秒，如果置信水平为MEDIUM，噪声阈值设置为15mG并且时间延迟设置为6秒，并且如果置信水平为HIGH，噪声阈值设置为5mG并且时间延迟设置为8秒。时间延迟用来保证数据足够稳定以用作参考点，因此，现有参考点和解中的置信水平越高，替换现有参考点变得越难。而且，置信水平越低，系统将越快速地获取和接受新的参考点来计算具有更高置信水平的解。确定交通工具是否正在移动的阈值可以是例如2mG的固定值，或者可以是作为置信水平函数的变量。当确定数据是否已经在噪声阈值以下足够长的时间段以被认为稳定时，时间延迟可以与结合图13在先前实施方案中使用的类似的方式使用。基于置信水平的点间隔的阈值结合图22D中步骤552在下面进一步描述。

[0253]在步骤540中，处理电路110计算噪声级。噪声级计算如下：

噪声级＝SQUAREROOT[(d²x)²+(d²y)²]

因为平方根函数的计算是低成本处理器的耗时处理，可以通过估算噪声级的平方来实现类似，但较少耗时的结果。作为选择，噪声级可以使用均方根或均方差来计算。例如，噪声级可以设置等于¹/₂log[(d²x)²+(d²y)²]。

[0254]在步骤542中，处理电路110基于计算的噪声级和步骤538中上面确定的阈值来确定交通工具是否在移动。因此，如果交通工具被认为正在移动，如果噪声级超过阈值(例如2mG)。噪声特征可以对每个交通工具型号而不同，并且如果交通工具型号提前已知，结合罗盘安装于其中的交通工具使用的噪声阈值可以在安装之后或安装之前工厂预先装载。处理电路110可以执行用于表征噪声何时可归因于交通工具移动的已知数字信号处理技术。同样，处理电路可以要求噪声级超过阈值长达预先确定的时间，例如2秒。然后，在步骤544中，处理电路110基于噪声标记是否设置来确定方向是否稳定。当计算的噪声级超过建立的噪声阈值时噪声标记首先被设置，并且保持设置直到噪声级落到噪声阈值之下并且保持在阈值之下长达建立的时间延迟。

[0255]在步骤546中，处理电路确定交通工具是否在移动，数据是否稳定，以及数据是否有噪声。如果这些条件每个都成立，处理电路110执行稳定点处理子例程548。否则，磁场处理子例程530终止并且控制器返回到主过程500。噪声级和平均值与阈值相比较以确定数据是否有噪声。当噪声或运动被传感时，倒数计秒定时器启动。任何噪声或稳定性的丢失将以与关于图13在上面描述的类似的方式复位计数器。

[0256]稳定点处理子例程548通常在图22D中说明。如图22D中所示，子例程中的第一步(步骤550)是找到包含在参考点列表中距离在磁场处理子例程530中获得的稳定数据点最近和第二近的点。然后，在步骤552中，处理电路基于置信水平、当前半径和参考点列表中包含的点数建立新数据点的最小间隔。有助于较大最小间隔的条件包括高的置信水平，大的半径，以及列表中大量的参考点。作为实例，对于LOW置信水平，最小间隔可以设置为当前半径/3(典型地大约67mG)，对于MEDIUM置信水平，最小间隔可以设置为当前半径/2(典型地大约100mG)，对于HIGH置信水平，最小间隔可以设置为当前半径×3/4(典型地大约150mG)。然后，在步骤554中，处理电路确定参考列表中最近的点与新的稳定数据点之间的间隔距离是否大于步骤552中建立的最小间隔。如果距离大于最小间隔，过程前进到步骤556，其中新的稳定数据点作为新的参考点添加到参考列表。因为将最近参考点存储在列表顶部是优选的，每个参考点在存储器堆栈中向下移动一个位置，并且如果存储器堆栈溢出，最后的参考点被删除。否则，先前参考数据点的每个被维持。然后，在步骤558中，新的数据点添加到堆栈的顶部并且参考点的列表在步骤560中存储在NVM中，在返回到磁场处理子例程530之前，其又返回到主过程500。

[0257]如果，在步骤554中，处理电路确定最近的点与新的数据点之间的距离不大于最小间隔需求，处理电路在步骤562中确定最近的数据点是否已经位于参考点列表的顶部。如果是，过程前进到步骤568。否则，步骤564和566首先执行。在步骤564中，处理电路重新排列堆栈以将最近的参考点移动到堆栈的顶部。在步骤566中，NVM标记被设置以指示NVM写入将随后需要。

[0258]在步骤568中，处理电路确定第二近的点是否太接近新的数据点。如果第二近的数据点在距离新数据点的固定距离(例如75mG)中或者在作为最小间隔(例如，最小间隔的当前值)和/或半径的函数定义的距离中，这可能发生。不将这种点一起平均的一个原因是S曲线可能使得两个点拉在一起从而引起损失的分辨率。因此，如果第二近的点太过接近，过程前进到步骤572。否则，如果第二近的点不太接近，处理电路在前进到步骤572之前首先执行步骤570。在步骤570中，当前数据点与现在处于堆栈顶部的最近的点平均，并且平均值放回到堆栈中的第一位置。

[0259]在步骤572中，处理电路确定NVM标记是否已经设置或者堆栈顶部的点是否已经移动最小数目的毫高斯。NVM标记用来使到NVM的写入次数达到最小以延长NVM的寿命。如果这些条件中任一为真，处理电路在返回之前在步骤560中写到NVM，否则它仅返回到主过程例程500而不写到NVM。点移动的毫高斯的最小数目例如是30毫高斯。

[0260]每当稳定的数据点被获取使得参考点列表用最近的数据连续更新时，图24D中公开的过程执行。这保证罗盘的校准将使用最近的稳定参考点连续更新。

[0261]在主过程例程500的步骤510中执行的另外的事件驱动和背景任务是图22E中所示的更新显示子例程580。该子例程优选地使用数据的短期平均值以周期性基础执行，例如每两秒钟。长期平均值可以用来提供更多的筛选。

[0262]更新显示子例程580以步骤582中确定是否足够的参考点已经对良好的解而获得开始。如果，例如足够的参考点(例如4个点)还没有获得以便保证精确的校准，显示的方向不更新。一旦足够的参考点已经获得，过程前进到步骤584，在那里处理电路确定噪声标记是否被设置。如果噪声标记被设置，系统不利用有噪声的数据来更新方向显示。因此，显示不更新直到步骤584中确定接收的数据不再有噪声时。接下来，在步骤586中，执行关于平均值是否位置太远离近似几何图案的确定。如果平均值太远离近似几何形状，方向不更新。另一方面，如果平均值足够接近近似图案，过程前进到步骤588。与近似几何图案周边的可接受距离的典型范围是0.5R和1.5R。作为选择，寻找最佳拟合椭圆例程604中的误差公式可以仅在该点使用，并且值与预先确定的阈值比较。

[0263]在步骤588中，交通工具方向从校准点到最近数据的平均值而计算。这如本领域中通常已知地通过将平均数据点的ΔY值(y_avg-y_cal)乘以或除以K/128的值然后计算反正切来执行。新计算的方向然后在步骤590中显示，然后过程返回到主过程例程500。

[0264]主过程例程500的步骤512中执行的空闲任务参考图22F和22G在下面描述。特别地，如图22F中所示，第一步600是确定是否存在足够的参考点为良好的解而存储在参考列表中。再次，在优选实施方案中，四个数据点通常对于良好的解而足够。如果没有足够的参考点，过程返回到主过程例程500并且该过程继续直到足够的参考点为良好的解而获得时。当获得足够的参考点时，步骤602被执行，其中关键变量拷贝到临时工作拷贝。例如，这将包括参考点列表，最佳拟合几何图案的半径，图案的椭圆常数K，以及图案的中心校准点的工作拷贝。然后，寻找最佳拟合椭圆例程604执行。寻找最佳拟合椭圆子例程604关于图22G在下面进一步描述。

[0265]该最佳拟合过程604通过设置最佳误差尺度值为高值例如10,000来开始(步骤606)。然后通过计算存储在参考列表中的参考点的平均X和Y值进行关于近似圆的校准中心点的初始估计(步骤608)。初始地，使用默认半径值R＝200mG(步骤610)并且使用默认椭圆常数K＝128(步骤612)。第二实施方案的优选实现使用下面的公式来定义近似几何图案：

(x_avg-x_cal)²+(K/128(y_avg-y_cal))²＝R²

[0266]如对本领域技术人员显然，上面的公式是圆的公式，除了将椭圆常数引入公式的值K/128。通过初始设置K为128，近似几何形状的初始猜测是具有200mG半径的圆并且中心点对应于参考列表中参考点的平均X和Y值。如步骤614中指示的，穷举迭代搜索对于中心点(x_cal，y_cal)，半径R，和椭圆常数K而进行，这导致最低误差尺度从而提供对包含在参考列表中的参考点的最佳拟合。如步骤616中说明，误差值对于每个参考点而确定并且求和以确定误差尺度。更具体地说，相对于近似几何形状的特定参考点的误差使用下面的公式计算：

误差＝ABS[(x-x_cal)²+(K/128(y-y_cal))²-R²]

[0267]在步骤616中，处理电路标记哪个参考点具有最高的误差并且该误差量被保存。然后，在步骤620中，误差尺度通过将来自所有参考点的误差求和来计算。然后，在步骤622中，最坏数据点的影响通过从误差和中减去它的误差而去除。然后，在步骤624中，处理电路确定这样计算的误差和是否低于至今获得的最佳误差和。如果误差低于先前最佳拟合，x_cal，y_cal，R和K的值被存储(步骤626)，在前进到进行关于x_cal，y_cal，R和K的全部值是否已经测试的确定的步骤628之前。如果否，过程前进到步骤630，借此下一组x_cal，y_cal，R和K值通过循环返回通过步骤616-628来尝试。该循环继续直到在步骤628中所有值已经测试时，在那种情况下循环完成(步骤632)并且基于最佳拟合算法的平均误差通过将每个参考点的误差的总和除以参考列表中参考点的数目来计算。该值用来确定如上所述的置信水平。过程然后返回到空闲例程512中的步骤634。

[0268]在确定哪个值将在步骤630中接下来尝试时，优选实现首先以10mG的增量递增值x_cal直到参考数据点x位置平均值之上400mG的值，然后随后以10mG的增量递减x_cal的值直到它到达-400mG的值。然后，使用获得最佳拟合(也就是最低误差尺度)的x_cal的值，y_cal的值以类似的方式递增然后递减。一旦这些步骤已经完成，x_cal的值在至此获得的最佳拟合参考点的1mG间距中以10mG递增，然后在1mG间距中以10mG递减。提供最低误差尺度的x_cal的值然后存储并当类似地在1mG增量中递增和递减y_cal时使用。一旦最佳值x_cal和y_cal已经以这种方式确定，半径R的值以类似的方式递增和递减以获得最佳半径拟合。类似地，K的值然后递增和递减以调节近似图案的椭圆度以获得最佳拟合。

[0269]在优选实现中，参考列表限制为八个参考点。但是，应当理解，包括在列表中的参考点的数目可能依赖于期望的分辨率以及处理电路的处理速度而改变。通常，包括在参考列表中的参考点越多，识别最佳拟合近似图案所需的处理时间将越长。另外，虽然目前优选的最佳拟合算法已经在上面描述，可以提供更快近似和/或更强近似的其他最佳拟合算法可以使用。

[0270]完成寻找最佳拟合椭圆子例程604之后，处理电路返回到空闲子例程512的步骤634(图22F)。在步骤634中，最佳拟合的校准点、半径、椭圆常数和误差尺度拷贝回到由主过程例程利用的存储器位置，使得新的解可以在计算和显示交通工具方向时使用。在步骤636中，确定校准点是否移动足够的量以证明将新的信息写入非易失性存储器是合理的。如果是，在返回到主过程例程之前，信息在步骤638中写入NVM。步骤636被执行以限制到NVM的写入次数从而延长NVM的寿命。

[0271]图23说明可以通过本发明的实践获得的特定优点。如图23中所示，数据点A-H代表顺序获得的参考数据点，数据点A是第一个获得的参考数据点。如上所述，这些参考点将存储在多达八个或更多参考点的列表中。同样如上面讨论的，最佳拟合近似几何图案可能从少至四个参考数据点确定。这里，在图23中所示的实例中，第一个四个参考数据点A-D产生具有中心校准点(x_cal，y_cal)的最佳拟合近似图案M。

[0272]在参考数据点E获得时，该参考数据点E添加到参考列表的顶部。但是，因为参考点E与近似地理图案M的距离非常大，参考数据点E可能从用来迭代地选择或重新选择，根据情况可能是近似图案M的那些参考数据点中排除。是否排除参考数据点的决定可能基于多于预先确定阈值的误差尺度的增长，或者由多于预先确定距离的近似图案M的校准中心点的移动而确定。

[0273]随后，当参考数据点F添加到参考列表时，参考数据点F可能也基于使用点E和F而产生的误差尺度的增长而排除。当参考数据点G获得时类似的结果将适用。但是，当参考数据点H获得时，点E-H将构成足够数目的点来保证它们自己的最佳拟合近似图案的解。因此，在这一点，点A-D可能从解中排除，或者如果对于每组点A-D和E-H分别存在两个良好的近似图案，两个解可以被存储并且随后用于确定交通工具方向。最佳拟合点E-H的最佳拟合几何图案N将被利用，因为点E-H是八个参考点中最近获得的。当例如上面讨论的情况发生时，两组独立的参考列表然后可以存储并独立地更新。因此，例如，当与参考数据点E-H最佳拟合的另外的参考数据点随后获得时，该新的参考数据点将替换两个列表的一个中但不一定在另一个列表中的参考数据点A。这使得两个独立的解能够同时存储并且两个解中最佳拟合最近参考数据点的一个被选择。当磁性传感器安装在后视镜外壳中，两个不同的驾驶员使用交通工具并且调节镜子位置到两个不同的各自位置时，这种情景是可能的。当引起获得的数据点位置的临时移位的临时磁性交通工具干扰存在时，这也可以发生。因此，当更接近地拟合两个近似图案中第一个(例如图案M)的参考数据点获得时，系统可以还原到该第一个近似图案，以便更快速地适应镜子外壳位置的改变或交通工具磁性的改变。

[0274]如上所述，随着近似解的置信水平增加，新的参考点的筛选阈值也相应增加。因此，可能花费更长时间来学习参考列表中的最后几个参考点，或者置换或修改参考列表中的参考点。结果，系统对于传感的交通工具磁性的任何突然变化的响应，例如参考图23上面描述的，可能不像期望的一样快。通过利用两个独立的参考列表，一个具有比另一个低的筛选阈值，系统可以更快速地学习新的参考点并且适应传感的交通工具磁性的这种突然变化。

[0275]当罗盘传感器位于交通工具中电力操作的装备附近时，这种装备可能产生引起罗盘传感器读数中的不精确的破坏磁场。虽然一些专利，例如美国专利4,953,305号，通过连续地重新校准罗盘系统来解决这种问题，这种重新校准经常花费太多时间补偿破坏效应，结果当交通工具配件不再操作时也花费太长时间来调节返回。美国专利5,511,319和6,286,222号中公开通过有线连接接收指示这种破坏装备何时操作的信号，使得罗盘处理电路可以基于作为装配操作的结果对传感磁场的预测变化来更快速地补偿由装配产生的影响的罗盘系统。但是，这种预测难以精确地进行，因此当这种交通工具装备被操作时罗盘传感器读数可能不精确。例如，破坏可以由负载电阻的变化、制造差异、电池电压波动、传感器灵敏度变化，和机械对准变化而引起。同样，这种有线连接不总是可能或可实践的。例如，不是所有交通工具装配都输出指示它们何时操作的信号。此外，交通工具装配例如遮阳蓬顶和摺合式敞篷车顶的控制器不产生表示遮阳蓬顶或摺合式敞篷车顶的打开或关闭状态的信号，而仅在打开或关闭期间产生信号(如果遮阳蓬顶或摺合式敞篷车顶自动地打开或关闭)。特别地最近的金属摺合式顶盖取决于它们的打开或关闭状态可以引起对交通工具磁性的显著变化。

[0276]最近已经添加到交通工具中、可以引起对传感磁场的破坏的交通工具装配的一种其他形式是交通工具挡风玻璃的导电玻璃的使用。这种导电玻璃包括许多非常细的线或小板条的透明导电材料，其具有足够的电阻使得当电流通过这些导电条或线时，热量产生以便加热挡风玻璃从而清除挡风玻璃的雪、冰和雾。这种导电玻璃或电子配件的典型开/关信号在图40中显示。

[0277]本发明使用几种补偿装置解决与这些电子交通工具配件对传感磁场的影响的不精确预测相关的问题。这种补偿装置的第一种是通过更改这些配件操作的控制方案结合相对于提供到交通工具配件的开/关信号安排罗盘采样的时间来补偿的控制器。特别地，如图41中所示，当提供到破坏性交通工具配件的功率处于低或关闭状态时，罗盘将以上面指示的规则采样率进行采样。但是，当破坏性交通工具配件开启时，激活信号的功率级增加。但是，本发明打算在高和低激活状态之间周期性脉冲交通工具配件并且安排周期性激活信号的低功率期间罗盘传感器读取的时间。为了实现这一点，给出交通工具配件状态的信号将经由简单的线或总线连接发送到罗盘处理电路。罗盘处理电路110将使用该信号同步罗盘传感器的采样。采样率可以在配件开和关状态之间变化。如果使用多个配件，处理电路可以接收每个配件的独立信号或者可以处理信号以确定所有配件何时关闭或处于低功率周期中。配件的脉冲可以彼此同步以保证罗盘传感器采样的足够关闭时间间隔。用来激活交通工具配件的各种信号可以经由交通工具总线、局部总线、专用线路，和/或无线通信发送到罗盘处理电路。

[0278]虽然上面的补偿装置描述为结合导电挡风玻璃使用，该补偿方法可以用于补偿来自其他交通工具配件例如风扇、鼓风机、灯、挡风玻璃雨刷等的噪声。

[0279]用于补偿由导电挡风玻璃引起的电场的影响的另一种形式补偿装置是车窗控制器，其通过以周期性交替方式更改电流的方向和加热的挡风玻璃的部分，或者至少在罗盘传感器附近区域中配置或形成导电条纹图案，使得每个其他条纹或者每个其他几个条纹被配置以与相邻条纹相反的方向通过电流，来减小影响。以这种方法，两个不同且相反的磁场将在挡风玻璃处产生，其至少在罗盘传感器附近彼此清零。以类似的方法，挡风玻璃中一半上的导电条纹可以与挡风玻璃另一半上的导电条纹相反的极性驱动，以便至少在罗盘传感器位于那里的挡风玻璃的中间清零每侧产生的场。这种分裂系统可以用电串联以便保持电连接的数目为两个这种连接。再一种补偿装置将是在产生磁场的车窗或镜子中提供的补偿线圈，其清零由加热的车窗产生的磁场。再一种补偿装置是选择性地位于罗盘传感器位置或其附近的导电或其他屏蔽涂层。

[0280]可以用来补偿由加热挡风玻璃、除霜装置、挡风玻璃雨刷和其他交通工具配件产生的磁场的另一种补偿装置是数字信号处理器(DSP)或改进的罗盘处理电路形式的监控电路，其监控至少一个罗盘传感器的输出同时寻找传感器输出信号电平以与由交通工具配件产生的场引起的一致方式的上升和下降。优选地，DSP或处理电路监控两个或三个罗盘传感器的输出以寻找与噪声源相对应的特征。当交通工具配件正在操作时DSP或改进的处理电路然后可以忽略传感器输出信号，否则使用预测的补偿。这种补偿可以是以已知的量偏移校准圆的中心，或者参考图23如上所述使用不同的最佳拟合近似图案。当由噪声源引起的传感器输出的特征消失时，处理电路可以移回最初的最佳拟合近似图案。上述监控技术可以免除提供交通工具配件激活信号到罗盘处理电路的布线需求。

[0281]DSP也可以用来监视作为由交通工具配件产生的磁场的结果叠加在传感器读数上的交通工具配件驱动信号的脉冲宽度。DSP然后可以限制罗盘传感器读数的分析直到脉冲信号处于低电平时。

[0282]补偿交通工具配件噪声的另一种补偿装置是改进的罗盘处理电路，其分析每个轴中的所有罗盘传感器输出信号以寻找将仅识别交通工具配件的操作或者进一步识别正在操作的特定交通工具配件的特征。处理电路然后可以选择最佳补偿该特定交通工具的适当补偿技术。特征可以编码到激活信号中，使得当交通工具配件激活时特定序列的脉冲产生。例如，一个配件可能具有90％的工作周期而另一个具有98％的工作周期。罗盘系统也可以寻找电池电压的变化来确定交通工具和/或交通工具配件是否正在操作。

[0283]补偿由交通工具配件产生的磁场的另一种补偿装置是用AC信号驱动配件并且使用在补偿由AC电源线产生的噪声的共同未决美国专利6,653,831号中公开的技术的控制器。更具体地说，该专利公开一种磁力计，其通过以AC电源线频率的两倍获取读数来拒绝AC电源线噪声。这样，读数以120Hz获取。然后来自每个传感器的每两个连续的读数平均，这消除由AC电源线产生的磁场的影响。这样，为了消除由交通工具配件产生的噪声的效应，可以用来驱动或激活交通工具配件的信号频率的两倍从传感器中获取读数，然后平均来自每个传感器的每两个连续的读数。

[0284]如上所述，期望能够立即且精确地补偿由交通工具配件引起的交通工具磁性的噪声或变化。这可以通过经由有线或无线连接接收来自噪声源的信号实现。这种有线连接可以是专用线路，或局部或交通工具范围的总线。适当无线连接例如红外和RF，例如BLUETOOTH^TM连接可以使用。如果有线或无线连接不可能或不现实，罗盘电路可以监控罗盘传感器输出以寻找已知噪声源的磁性特征，以便以已知或可预测的量调节由罗盘系统使用的几何近似图案以补偿识别的噪声。这种调节优选地执行而不需要完全重新校准例程的执行，更可能通过以预先确定的偏移量移动当前几何近似图案或者切换到每当噪声存在时使用的第二几何近似图案来实现。如果交通工具配件是改变状态而当处于特定状态中时不产生恒定噪声，而是引起对交通工具磁性的改变的一种(也就是遮阳蓬顶和摺合式敞篷车顶)，罗盘系统可以监控传感器输出以寻找与已知或预测当配件状态改变时发生的那些相对应的输出电平的变化。再次，配件状态的改变对罗盘传感器输出电平的影响可以通过以已知或可预测的量调节由罗盘系统使用的几何近似图案来补偿。使用这种技术，罗盘系统可以精确且动态地适应遮阳蓬顶或摺合式敞篷车顶的打开或关闭而不需要任何有线连接或外部电信号。此外，当由交通工具配件引起的影响检测到时罗盘系统的补偿装置可以立即执行该补偿而不需要重新校准，并且一旦交通工具配件的影响被去除可以立即返回到已校准状态。另外，打开的遮阳蓬顶或摺合式敞篷车顶的影响可以通过监控与当打开或关闭遮阳蓬顶或摺合式敞篷车顶的马达激活时存在的噪声相对应的罗盘传感器输出信号中的特征来预期。当信号去激活时，罗盘处理电路可以立即选择在车顶或遮阳篷顶处于打开状态的校准期间确定的第二几何近似图案，因此一旦摺合式敞篷车顶或遮阳蓬顶打开立即校准。

[0285]监控电路监控的特征磁场影响可以定标为交通工具电池电压的函数。交通工具配件例如导电挡风玻璃产生作为交通工具电池电压的函数变化的特征噪声。监控电路因此也可以监控电池电压并且定标它监控的磁场特征以确定交通工具配件是否打开。

[0286]放置在交通工具中的电子罗盘典型地需要用户设置交通工具当前位于的地区使得罗盘处理电路可以利用该位置识别信息为该特定地区建立偏差补偿。这种补偿是必需的以校正真实北极和磁北极的偏差。因为该偏差的影响在围绕地球的各种地区中不同，先前的罗盘系统需要被通知交通工具位于其中的地区。

[0287]虽然新车销售商可以手工地为客户设置地区，客户可以跨越国家而移动或旅行使得交通工具在其他地区驾驶。当前罗盘系统因此将需要用户知道他们何时已经跨入不同的地区并且记得手工设置他们罗盘中的地区。因为许多用户不知道如何在他们的罗盘中初始地设置他们的地区或者当运行到不同地区时忘记这样做，存在已经发生的许多报修申请，如果用户简单地正确设置地区这些报修申请将不会发生。

[0288]如上讨论的，GPS系统可以用来识别交通工具位置并且可以参考查询表来确定地区和正确的罗盘校正。但是，GPS信号不总是对罗盘系统可用，因为GPS天线和接收器不是包括在所有交通工具中，并且另外可能不在罗盘系统可以访问其交通工具位置识别信号的位置。因此，本发明的一个方面在于当没有设置地区时增加罗盘系统的精确度。而且，如下面进一步描述的，本发明可以消除对设置地区或提供地区的精确指示的需求。

[0289]北美洲大多数公路是接近北、南、东、西网格。换句话说，大多数公路通常是直的并且向北和南或者东和西延伸。基于该事实，本发明的罗盘系统可以被编程以便确定当沿着北/南或东/西公路运行时的磁性变化，然后使用该变化作为补偿罗盘方向的机制。罗盘系统确定交通工具是否正在北/南或西/东公路上运行的能力可以依赖于接近90°的转弯是否最后执行来验证。美国大陆的地区都落入美国大陆四十八个州内额定的大约±20°内。因此，如果交通工具在系统容差(±20°)内接近北/南/东/西并且进行大约90°的转弯，方向和主要方向之间的差用来慢慢地改变变化计算。使用足够的平均，合理的结果可以获得。

[0290]在具有可移动传感器的系统中，例如罗盘传感器位于后视镜外壳中的那些，地区和镜子目标的结果可以用来补偿不仅仅区域，而且同样镜子位置。代替±20°，地区加上期望的镜子角度和变化可以使用。

[0291]此外，如果校准点的置信高并且交通工具在相对恒定的方向上运行一长段时间(也就是几小时)，交通工具在长期旅行，并且可能跨越几个磁性变化区是合理的。变化中的小偏移可以在这种长期旅行期间以规则间隔添加或减去，例如每小时0.5°。在极端地区中，北/南旅行可能引起可以使用类似技术补偿的变化。

[0292]在上述校准方法中，存储在RAM中定义稳定点的四个点将同样可能以90°分隔。这四个点的旋转可以用于镜子旋转和地区校正。

[0293]利用上述技术的一个优点在于当前地区是大约每个4.2°。因此，手工选择地区的当前技术仅可能导致地区内大约4°的误差。但是，本发明可以补偿每个地区内的小变化从而提供更精确的补偿。

[0294]在交通工具运行的常见方向的统计分析的支持中，显示交通工具在某些方向上运行的频率统计的三个绘图被显示。图42A是交通工具被测量在各种方向上运行的秒数的绘图。图42B显示在根据筛选技术接受样品之前需要进行90°转弯时在各种方向上的采样或出现次数的绘图。清楚地，这去除许多在90°间隔之间存在的样品。图42C显示具有进一步筛选的数据从而距离主峰大于±20度的所有点被去除。清楚地，存在交通工具运行的这种四个主峰，其将对应于北、南、东和西运行。这些峰与0°，90°，180°，和270°的偏差因此可以测量并用来在显示方向之前补偿罗盘读数。

[0295]确定交通工具位于其中的地区的适当补偿的另一种技术是提供说明所选地区的改进的图形显示。这允许用户直观地确认所选地区。但是，因为存在如此多地区，可能难以精确地说明所选地区或者驾驶员可能难以准确地确定他们所处的地区。为了帮助上述自动地区检测方法，说明特定地区的时区的图形显示(也就是国家，大陆等)可以被提供。这种显示的一个实例如图43中所示。如说明的，四个时区显示在美国的图形地图上，时区中一个被照亮或不照亮或者与其他时区不同地照亮，以显示交通工具当前所处的时区。这将提供精确的反馈给用户使得他们可以适当地选择交通工具所处的适当时区。这种显示和选择方案比用于北美洲的当前十五个不同地理磁性区直观得多，因为驾驶员更可能知道时区而不是地理磁性区。时区的自动源也可以使用，例如RDS无线电(CT-Clock时间)，和/或参考(NIST(WWVB，WWV))或局部产生的时间参考，这通常由用户手工地或者使用GPS自动地对时区调节。这种时钟可以在罗盘位于其中的后视镜或其他交通工具配件内的显示器中实现，或者另外提供在交通工具内远处同时经由总线或独立的线发送时区到罗盘系统。以优选的形式，图形显示器可以美国专利6,356,376号中公开的方式构造，在此引用其全部内容作为参考。作为选择，显示器可以字母数字混合编制格式显示时区，而不是作为图形表示。

[0296]虽然减少数目的地区呈现给用户，当与上述自动地区检测方法相结合时，良好的精确度仍然可以获得。地区计算的结果将被截取到所选地区附近(例如用户接口地区大小的一半)的合理装置。这保护可能引起先前方法较不精确的奇怪交通路线图。当存储历史样品并分析存储的历史样品时，对在点火周期期间第一和/或最后检测的方向变化发生之前和之后获得的交通工具方向样品给予较少的权重的另外改进可以进行。这是因为当交通工具在脱离不在网格上的街道的车道上时这些交通工具方向采样可能发生并经常可见。另一种保护奇怪交通路线图的方法是随着时间过去平均传感器输出。

[0297]虽然优选地使用二阶导数来计算噪声级，数字滤波器可以作为选择或另外地使用以减小噪声级。另外，好处可以由工厂校准或增益的预置(典型地，以mG为单位)来获得。

[0298]本发明已经描述为将电子罗盘系统包括在后视镜装配的镜子外壳内。本领域技术人员应当理解，各种其他交通工具配件和组件可以整体地或部分地以及以各种组合包括在后视镜装配中。这种交通工具配件和组件可以安装到镜子外壳、镜子安装、镜子安装或外壳的附加装置，其中或其上，或者在与后视镜装配相关的控制台或其他外壳中。另外，任何这种交通工具配件可以彼此共享组件，例如处理器、传感器、电源、线束和插头、显示器、开关、天线等。其他交通工具配件、组件或特征的实例在下面进一步描述。

[0299]图44A-44C显示上述电子罗盘系统的任何一种包含于其中的后视镜装配900a的另一种实施方案。如图44A-44C中说明的，镜子装配900a包括前盖902和外壳904。前盖和外壳组合以定义除反射元件901以及信息显示器905a和905b之外特征的包含的镜子外壳。共同转让美国专利6,102,546，D410,607，6,407,468，6,420,800和6,471,362号，在此引用其全部内容作为参考，描述可以与本发明一起使用的各种前盖、外壳和相关按钮结构的实例。

[0300]如图44A-44C中描绘的，镜子装配可以包括第一和第二麦克风910a和910b。与本发明一起使用的麦克风的实例在共同转让美国专利申请09/444,176号，美国专利6,614,911号，美国专利申请发表US2002/0110256 A1号，以及PCT申请PCT/US02/32386号中描述，在此引用其全部内容作为参考。虽然两个麦克风显示安装在镜子外壳904的背面，一个或多个这种麦克风可以安装在镜子装配的顶部(如图45A和45B中所示)，在镜子装配的底部，或者镜子外壳或前盖的任何位置。优选地，两个麦克风910a和910b被包括，每端附近一个，到镜子装配中镜子外壳背面凹入部分912a和912b内。如图44A中所示，麦克风构造有在麦克风外壳918内变换器916附近延伸的声坝914。该优选结构的另外细节在共同转让国际PCT专利PCT/US02/32386号中公开，在此引用其全部内容作为参考。包括麦克风的音频系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0301]如图45A和45B中所示，单个麦克风910提供在镜子装配900b的顶面上。在该结构中，优选地在麦克风外壳918中以类似于上面参考的国际PCT申请PCT/US02/32386号和美国专利申请发表US2002/0110256 A1号中公开的方式包括两个变换器。

[0302]镜子装配900可以包括第一和第二照明装配920a和920b。与本发明一起使用的各种照明装配和照明器在共同转让美国专利5,803,579，6,335,548，6,441,943，6,521,916，和6,523,976号，以及共同转让美国专利申请09/723,675，10/078,906，和10/230,804(现在美国专利申请发表号2003/0043590 A1)号中描述，在此引用其全部内容作为参考。每个照明装配优选地包括反射器，透镜和照明器(没有显示)。通常可能安置两个照明装配来照明前面的乘客座位区并且通常安置第二个以照明驾驶员座位区。作为选择，可能仅存在一个照明两种座位区的照明装配和/或可能存在另外的照明器装配例如一个照明中间的控制台区、架空控制台区或前面座位之间的区域。

[0303]镜子装配900也可以包括第一和第二开关922a和922b。与本发明一起使用的适当开关在共同转让美国专利6,407,468，6,420,800，6,426,568，6,614,579，和6,471,362号中详细描述，在此引用其全部内容作为参考。这些开关可以被包括以控制照明装配、显示器、镜子反射率、话音激活系统、罗盘系统、电话系统、高速公路收费所接口、遥测系统、头灯控制器、雨传感器、气压监控系统、导航系统、车道偏离警告系统、自适应巡航控制系统等。在这里或者作为参考引用的参考文献中描述的任何其他显示器或系统可以包括在相关交通工具内的任何位置，并且可以使用开关来控制。

[0304]镜子装配900也可以包括第一和第二指示器924a和924b。与本发明一起使用的各种指示器在共同转让美国专利5,803,579，6,335,548，6,441,943，6,521,916，和6,523,976号，以及共同转让美国专利申请09/723,675，10/078,906，和10/230,804(现在美国专利申请发表号2003/003590 A1)号中描述，在此引用其全部内容作为参考。这些指示器可以指示显示器、镜子反射率、话音激活系统、罗盘系统、电话系统、高速公路收费所接口、遥测系统、头灯控制器、雨传感器、安全系统等的状态。在这里或者作为参考引用的参考文献中描述的任何其他显示器或系统可以包括在相关交通工具内的任何位置，或者可以具有由指示器描述的状态。

[0305]镜子装配900还可以包括分别用作强光和环境传感器的第一和第二光传感器926和928。在本发明中使用的优选光传感器在共同转让美国专利5,923,027，6,313,457，6,359,274，6,379,013和6,402,328号，美国专利申请10/043,977(现在美国专利申请发表号US2002/0056806 A1)和10/068,540(现在美国专利申请发表号US2003/0127583 A1)号中详细描述，在此引用其全部内容作为参考。强光传感器926和/或环境传感器928自动地控制自动调光反射元件的反射率以及信息显示器和/或逆光的强度。强光传感器926也可以用来传感尾随交通工具的头灯并且环境传感器用来检测系统正在其中操作的环境照明条件。在另一种实施方案中，天空传感器930可以包括以检测通常相关交通工具上面和前面的光能级。天空传感器930可以用来自动地控制自动调光元件的反射率，受控交通工具的外部光和/或信息显示器的强度。镜子装配还可以包括太阳负荷传感器，用于传感朝向交通工具的驾驶员侧和乘客侧的光能级以便控制交通工具的气候控制系统。

[0306]另外，镜子装配900可以包括位于镜子前盖902中的第一，第二，第三，第四和第五操作员接口932a-932e。每个操作员接口显示为包括背光信息显示器“A”，“AB”，“A1”，“C”，和“12”。应当理解，这些操作员接口可以包括在相关交通工具中的任何位置，例如镜子外壳、配件模块、仪表板、架空控制台、控制板、座位、中心控制台等中。适当的开关结构在共同转让美国专利6,407,468，6,420,800，6,426,568，6,614,579，和6,471,362号中详细描述，在此引用其全部内容作为参考。这些操作员接口可以控制照明装配、显示器、镜子反射率、话音激活系统、罗盘系统、电话系统、高速公路收费所接口、遥测系统、头灯控制器、雨传感器、轮胎气压监控系统、导航系统、车道偏离警告系统、自适应巡航控制系统。在这里或者作为参考引用的参考文献中描述的任何其他显示器或系统可以包括在相关交通工具内的任何位置，并且可以使用单个或多个操作员接口来控制。例如，用户可以编程单个或多个显示器以描述预先确定的信息或者可以编程一个或多个显示器来滚动通过一系列信息，或者可以使用相关传感器输入而输入与某种操作装备相关的设定点以当给定事件发生时显示某种信息。在一种实施方案中，例如，给定显示器可以处于未照亮状态中直到发动机温度在阈值之上，显示器然后自动地设置以显示发动机温度。另一个实例是位于交通工具后面的接近度传感器可以连接到控制器并且与后视镜中的显示器组合以向驾驶员指示到目标的距离；显示可以配置成长度与给定距离成比例的条。

[0307]虽然这些另外特征的具体位置和数目在图44A-44C以及45A和45B中描绘，应当理解更少或更多的各个设备可以包括在相关交通工具中的任何位置，或者如在此引用的参考文献中描述的。

[0308]用于将镜子装配安装到交通工具中或到挡风玻璃898，或者到交通工具车顶结构的镜子安装903被包括。应当理解，许多配件可以包括到安装903中或者到连接到安装903的外壳952中，例如雨传感器、照相机、头灯控制、另外的微处理器、另外的信息显示器、罗盘传感器等。这些系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0309]镜子装配900在图44A中显示还包括罗盘传感器模块(没有显示)可以安装于其上的电路板960，以及具有输入/输出总线接口(没有显示)的子板962。

[0310]来自传感器926和928中任一或二者的电输出信号可以用作到控制器(没有显示)的输入以控制反射元件901的反射率以及，或者，显示器905a和905b中任何一个或全部的强度。与其一起使用的各种控制电路的细节在共同转让美国专利5,883,605，5,956,012，6,084,700，6,222,177，6,224,716，6,247,819，6,249,369，6,392,783和6,402,328号中描述，在此引用其全部内容作为参考。这些系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0311]虽然罗盘传感器模块描述为安装到电路板960，应当理解，传感器模块可以位于安装903，位置接近镜子装配900的配件模块952内，或者相关交通工具中的任何其他位置，例如控制板下，架空控制台，中心控制台，车尾行李箱，发动机机舱中等。上述罗盘系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0312]电路板960可以包括控制器(没有显示)，例如微处理器，并且子板962可以包括信息显示器905a。微处理器可以例如接收来自罗盘传感模块的信号并且处理信号并发送信号到子板以控制显示器905a指示相应的交通工具方向。如在这里和作为参考在此引用的参考文献中描述的，控制器可以接收来自光传感器，雨传感器(没有显示)，自动交通工具外部光控制器(没有显示)，麦克风，全球定位系统(没有显示)，电信系统(没有显示)，操作员接口和许多其他设备的信号，并且控制信息显示器以提供适当的可视指示。

[0313]用来控制罗盘系统的控制器(或多个控制器)可以至少部分地控制镜子反射率、外部光、雨传感器、罗盘、信息显示器、挡风玻璃雨刷、加热器、除霜装置、除雾器、空调、电话系统、导航系统、安全系统、轮胎气压监控系统、汽车间门打开发送器、遥控无钥匙门禁系统、遥测系统、话音识别系统例如基于数字信号处理器的话音激活系统，以及交通工具速度。控制器796(或多个控制器)可以接收来自与任何设备相关的开关和或传感器的信号，以自动地操作这里或作为参考在此引用的参考文献中描述的任何其他设备。控制器可以至少部分地位于镜子装配外部或者可以包括位于交通工具中别处的第二控制器或遍及交通工具的另外控制器。各个处理器可以被配置以经由BLUETOOTH^TM协议，无线通信，经由交通工具总线，经由CAN总线或任何其他适当的通信串行或并行地通信。多引脚连接器接口964可以为这种外部连接而提供。

[0314]如共同转让美国专利5,990,469，6,008,486，6,130,421，6,130,448，6,255,639，6,049,171，5,837,994，6,403,942，6,281,632，6,291,812，6,469,739，6,465,963，6,429,594，6,587,573，6,611,610，6,621,616，6,653,614，和6,379,013号，以及美国专利申请60/404,879，60/394,583，10/235,476(现在美国专利申请号2003/0107323 A1)，以及10/208,142号中描述的外部光控制系统，在此引用其全部内容作为参考，可以根据本发明而包括。这些系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。如美国专利6,587,573号中公开的，罗盘传感器和成像传感器阵列950可以位于连接到安装903的配件外壳952中。

[0315]湿度传感器和挡风玻璃雾检测系统在共同转让美国专利5,923,027，6,617,564，和6,313,457号以及美国专利申请09/970,728(现在美国专利申请发表号US 2003/0069674 A1)号中描述，在此引用其全部内容作为参考。这些系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0316]共同转让美国专利6,262,831号，在此引用其全部内容作为参考，描述与本发明一起使用的电源。这些系统可以至少部分地集成在与信息显示器的共同控制中和/或可以与信息显示器共享组件。另外，由此控制的这些系统和/或设备的状态可以显示在相关信息显示器上。

[0317]镜子装配还可以包括用于接收和/或发送RF信号的一个或多个天线940。适当的接收、发送、和/或处理电路可以进一步包括在镜子装配中或者连接到镜子装配。这种天线可以用于蜂窝式电话系统，BLUETOOTH^TM发送/接收系统，遥控无钥匙门禁(RKE)系统，可训练汽车间门打开系统，轮胎气压监控系统，全球定位卫星系统，LORAN系统等。在适当的情况下，这些系统的一些可以共享共同的天线，以及接收、发送、处理和显示电路。包括在后视镜装配中的轮胎气压监控系统的实例在共同转让美国专利6,215,389和6,431,712号以及美国专利申请09/359,144和09/949,955(现在美国专利申请发表号US2003/0048178 A1)号中公开，在此引用其全部内容作为参考。包括在后视镜装配中的GPS系统的实例在共同转让美国专利6,166,698，6,297,781，6,396,446号，以及美国专利发表申请US 2002/0032510 A1号中公开，在此引用其全部内容作为参考。包括在后视镜装配中的LORAN系统的实例在共同转让美国专利6,539,306号中公开，在此引用其全部内容作为参考。包括在后视镜装配中的电话/远程通信系统以及BLUETOOTH^TM系统的实例在共同转让美国专利申请US2002/0032510 A1号中公开，在此引用其全部内容作为参考。包括在后视镜装配中的可训练汽车间门打开系统和RKE系统的实例在美国专利6,091,343号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0318]镜子还可以包括用于发送/接收信息到和从镜子装配以及可能地到和从交通工具的红外线(IR)发送器/接收器。这种后视镜装配的实例在共同转让美国专利6,407,712号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0319]镜子装配还可以包括一个或多个相同或不同类型的显示器。不同类型显示器的实例包括真空荧光、LCD、反转LCD、LED、有机LED、点阵、背光标记等。对于目的在于同时显示大量信息的显示器，共同转让美国专利6,346,698号中公开的显示器可以使用。在此引用其全部内容作为参考。背光标记板显示器的实例在共同转让美国专利6,170,956，6,572,233，和6,356,376号以及美国专利申请09/586,813号中公开，在此引用其全部内容作为参考。在后视镜中使用的各种显示器在共同转让美国专利6,356,376号和美国专利申请发表US 2002/0154379A1号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0320]后视镜装配外壳中交通工具配件的布线可以运行通过安装托架或者沿着挡风玻璃(如果安装托架没有延伸到顶篷)在通道安装下面。镜子装配外壳中配件的布线路径通过安装托架的后视镜装配的实例在共同转让美国专利6,467,919号中公开，在此引用其全部内容作为参考。

[0321]虽然本发明已经描述为以位于后视镜装配外壳内的传感器实现，传感器可以安装在后视镜装配的安装底部或任何其他位置。此外，本发明电子罗盘各种组件的任何或全部可以安装在交通工具中其他位置。此外应当理解，本发明的某些实施方案在交通工具例如陆上交通工具(也就是汽车、卡车、运动型多用途车(SUV)、火车、摩托车、自行车、机动自行车、小型摩托车、摩托雪橇、全地形越野车(ATV)、军车)中，以及其他交通工具例如飞机、海洋船只，和水陆两用交通工具中是新颖且有用的。

[0322]虽然本发明描述为利用处理，借此从磁性传感电路输出的信号参考彼此在二维或三维坐标系中绘制，类似的方法可以是独立地处理和分析信号，然后比较独立分析的结果以达到类似的结果。

[0323]仅优选实施方案的上面的描述被考虑。本发明的修改将由本领域技术人员以及创造或使用发明的人想到。因此，应当理解，附图中显示和上面描述的实施方案仅用于说明目的而不打算限制本发明的范围，本发明的范围由根据专利法的法则说明的下面的权利要求所定义，包括等价物的原则。

Claims (103)

1.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

处理电路，连接到所述磁性传感器电路，用于：

接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，

确定地球磁场矢量的相对强度，

作为地球磁场矢量相对强度的函数确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收的输出信号中，

如果输出信号中不存在太多的噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及

如果太多噪声存在于输出信号中，产生代表计算的方向或者代表优先方向的方向信号。

2.根据权利要求1的电子罗盘系统，其中当输出信号的变化超过阈值噪声级时，所述处理电路确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收的输出信号中。

3.根据权利要求2的电子罗盘系统，其中所述处理电路还确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收以更新用来校正罗盘系统的数据的输出信号中，当太多噪声存在时所述处理电路不更新用来校准罗盘系统的数据。

4.根据权利要求3的电子罗盘系统，其中所述处理电路：

当输出信号的变化超过阈值噪声级时，确定太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收以更新用来校准罗盘系统的数据的输出信号中，以及

当从输出信号的变化最后超过阈值噪声级时开始一个确定的时间段还没有过去时，确定太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收以更新方向信号的输出信号中。

5.根据权利要求4的电子罗盘系统，其中在方向信号可以更新之前必须消逝的时间段作为地球磁场强度的函数被设置。

6.根据权利要求4的电子罗盘系统，其中阈值噪声级作为地球磁场的函数被设置。

7.根据权利要求1的电子罗盘系统，其中所述处理电路还确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收以更新用来校准罗盘系统的数据的输出信号中，当太多噪声存在时所述处理电路不更新用来校准罗盘系统的数据。

8.根据权利要求7的电子罗盘系统，其中当输出信号的变化超过阈值噪声级时，所述处理电路确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收以更新用来校准罗盘系统的数据的输出信号中。

9.一种用于交通工具的电子罗盘装配，包括：

电路板，定义与其安装表面相对应的平面；

安装在所述电路板上的磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号，其中所述磁性传感器电路包括至少两个磁场传感元件，每个具有灵敏轴，其中所述磁场传感元件中至少一个被定位使得其灵敏轴在下面两个方向的一个上定向：(a)不垂直且不平行于所述电路板的平面，以及(b)不垂直于所述至少两个磁场传感元件的另一个的灵敏轴；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号。

10.根据权利要求9的电子罗盘装配，其中所述磁性罗盘传感器电路包括三个磁场传感元件，其没有一个垂直于或平行于所述电路板的平面。

11.根据权利要求9的电子罗盘装配，其中所述磁性传感器电路包括包含于具有从其延伸用于安装到所述电路板的多个引线的公共集成插件中的三个磁场传感元件。

12.根据权利要求9的电子罗盘装配，其中所述处理电路执行坐标变换以解决所述磁场传感元件中至少一个的定位，使得其灵敏轴在下面两个方向的一个上定位：(a)不垂直且不平行于所述电路板的平面，以及(b)不垂直于所述至少两个磁场传感元件中另一个的灵敏轴。

13.根据权利要求12的电子罗盘装配，其中所述处理电路执行具有x轴，y轴和z轴的原始参考框架S的坐标变换，通过：

(a)原始参考框架S以角度α围绕x轴旋转到具有x′轴，y′轴和z′轴的参考框架S′；

(b)参考框架S′以角度β围绕y′轴旋转到具有x″轴，y″轴和z″轴的参考框架S″；以及

(c)参考框架S″以角度γ围绕z″轴旋转到参考框架S″′。

14.根据权利要求13的电子罗盘装配，其中所述处理电路使用下面的线性公式执行坐标变换：

$\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xm}\\ \mathrm{Ym}\\ \mathrm{Zm}\end{array}\right|=\left|\begin{array}{ccc}\cos \left(\mathrm{\α}\right)\cos \left(\mathrm{\β}\right)\cos \left(\mathrm{\γ}\right)-\sin \left(\mathrm{\α}\right)s\left(\mathrm{\γ}\right)& \cos \left(\mathrm{\β}\right)\cos \left(\mathrm{\γ}\right)s\left(\mathrm{\α}\right)+\cos \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)& -\cos \left(\mathrm{\γ}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)\\ -\cos \left(\mathrm{\γ}\right)s\mathrm{in}\left(\mathrm{\α}\right)-\cos \left(\mathrm{\α}\right)c\left(\mathrm{\β}\right)s\mathrm{in}\left(\mathrm{\γ}\right)& \cos \left(\mathrm{\α}\right)c\left(\mathrm{\γ}\right)-\cos \left(\mathrm{\β}\right)s\left(\mathrm{\α}\right)s\mathrm{in}\left(\mathrm{\γ}\right)& \sin \left(\mathrm{\β}\right)\sin \left(\mathrm{\γ}\right)\\ \cos \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)& \sin \left(\mathrm{\α}\right)\sin \left(\mathrm{\β}\right)& \cos \left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right|\left|\begin{array}{c}\mathrm{Xs}\\ \mathrm{Ys}\\ \mathrm{Zs}\end{array}\right|$

15.一种用于交通工具的后视镜装配，包括：

镜子安装结构，配置以安装到交通工具并且具有镜子外壳；

安装在所述镜子外壳中的镜子；

由所述镜子安装结构支撑的电路板；

安装在所述电路板上的磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号，其中所述磁性传感器电路包括三个磁场传感元件，它们包含于一个公共集成插件中，该公共集成插件具有从其延伸用于安装到所述电路板的多个引线；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号。

16.根据权利要求15的后视镜装配，其中所述电路板定义与其安装表面相对应的平面，其中所述磁场传感元件每个具有灵敏轴，并且其中所述磁场传感元件中至少一个被定位使得其灵敏轴在下面两个方向的一个上定向：(a)不垂直且不平行于所述电路板的平面，以及(b)不垂直于所述至少两个磁场传感元件的另一个的灵敏轴。

17.一种用于交通工具的电子罗盘配件，包括：

电路板，包括用于连接电力组件的连接器；以及

处理电路，安装在所述电路板上并且电连接到与电力组件通信的所述连接器，其中所述处理电路连接到磁性传感器电路，用于接收代表地球磁场矢量的至少两个分量的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，

其中所述处理电路被配置以使用与不同类型电子组件相关的至少两种不同信号格式通信，并且其中所述处理电路用来与连接到所述连接器的电力组件通信的特定信号格式是可选择的。

18.根据权利要求17的电子罗盘配件，其中所述电子组件是显示驱动电路。

19.根据权利要求18的电子罗盘配件，其中所述显示驱动电路安装在子电路板上，所述电路板每个包括电连接所述电路板的连接器。

20.根据权利要求19的电子罗盘配件，其中所述子电路板的所述连接器具有对安装于其上的显示驱动电路的类型特有的连接器配置。

21.根据权利要求20的电子罗盘配件，其中所述处理电路基于所述子电路板连接器的连接器配置自动地选择用来与所述显示驱动电路通信的特定信号格式。

22.根据权利要求17的电子罗盘配件，其中电子组件安装在子电路板上，所述电路板每个包括电连接所述电路板的连接器。

23.根据权利要求22的电子罗盘配件，其中所述子电路板的所述连接器具有对安装于其上的电子组件的类型特有的连接器配置。

24.根据权利要求23的电子罗盘配件，其中所述处理电路基于所述子电路板连接器的连接器配置自动地选择用来与所述电子组件通信的特定信号格式。

25.根据权利要求17的电子罗盘配件，其中所述电子组件是交通工具总线接口电路。

26.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及

连接到所述处理电路的显示器，用于接收所述方向信号并且显示计算的方向，所述显示器还配置以显示至少一个地区以及该地区内罗盘当前被校准的地理磁性变化区的地区表示。

27.根据权利要求26的电子罗盘系统，其中显示在所述显示器上的地理磁性变化区是交通工具位于其中的时区。

28.根据权利要求27的电子罗盘系统，其中所述处理电路连接到交通工具电力组件，其用于接收交通工具位于其中的时区可以从其中识别的信息。

29.根据权利要求28的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是RDS无线电。

30.根据权利要求28的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是GPS接收器。

31.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及

连接到所述处理电路的显示器，用于接收所述方向信号并且显示计算的方向，所述显示器还配置以显示罗盘当前被校准的时区。

32.根据权利要求31的电子罗盘系统，其中所述处理电路连接到交通工具电力组件，其用于接收交通工具位于其中的时区可以从其中识别的信息。

33.根据权利要求32的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是RDS无线电。

34.根据权利要求32的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是GPS接收器。

35.根据权利要求31的电子罗盘系统，其中所述显示器是显示地区及其各种时区的地理表示的图形显示器。

36.根据权利要求31的电子罗盘系统，其中所述显示器是字母数字混合编制的显示器。

37.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，

其中所述处理电路连接到交通工具电力组件以接收交通工具当前运行的时区的指示，所述处理电路作为交通工具当前运行的时区的地理磁性变化的函数来补偿方向计算。

38.根据权利要求37的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是RDS无线电。

39.根据权利要求37的电子罗盘系统，其中所述交通工具电力组件是GPS接收器。

40.根据权利要求37的电子罗盘系统，其中所述处理电路还适用于：

以周期间隔存储计算方向的历史样品，

分析存储的历史样品以确定交通工具最频繁运行于传感分量的哪四组值，

从处理电路已经识别为对应于北、南、东和西方向的传感分量的四组值中计算交通工具最频繁运行的传感分量的四组值的变化，以及

作为计算出的变化的函数，补偿方向计算。

41.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于

接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，

作为传感分量的函数计算交通工具的方向，

产生代表计算方向的方向信号，

以周期间隔存储计算方向的历史样品，

分析存储的历史样品以确定交通工具最频繁运行于传感分量的哪四组值，

从处理电路已经识别为对应于北、南、东和西方向的传感分量的四组值中计算交通工具最频繁运行的传感分量的四组值的变化，以及

作为计算出的变化的函数，补偿方向计算。

42.根据权利要求41的电子罗盘系统，其中所述磁性传感器电路安装在交通工具后视镜装配的镜子外壳中，并且其中由所述处理电路执行的补偿用来补偿镜子外壳相对于交通工具的旋转。

43.根据权利要求41的电子罗盘系统，其中由所述处理电路执行的补偿用来补偿地理磁性变化。

44.根据权利要求41的电子罗盘系统，其中当存储历史样品并且分析存储的历史样品时，所述处理电路排除与在不等于大约90度转弯的转弯之前或之后运行的方向相对应的样品。

45.根据权利要求41的电子罗盘系统，其中当存储历史样品并且分析存储的历史样品时，所述处理电路对于在点火周期期间第一次检测的方向变化发生之前和之后获得的样品给予较少的权重。

46.根据权利要求41的电子罗盘系统，其中当存储历史样品并且分析存储的历史样品时，所述处理电路对于在点火周期期间最后检测的方向变化发生之前和之后获得的样品给予较少的权重。

47.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于：

接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，

作为从输出信号获得的值的均方根的函数计算从所述磁性传感器电路接收的输出信号的噪声级，

如果噪声级超过阈值噪声级确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收的输出信号中，

如果输出信号中不存在太多噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及

如果输出信号中存在太多噪声，产生代表计算方向或者代表优先方向的方向信号。

48.根据权利要求47的电子罗盘系统，其中所述处理电路计算来自所述罗盘传感器电路的输出信号的二阶导数，并且其中所述处理电路将噪声级作为计算的二阶导数的均方根的函数计算。

49.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于：

接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，

作为从输出信号获得的值的均方差的函数计算从所述磁性传感器电路接收的输出信号的噪声级，

如果噪声级超过阈值噪声级确定是否太多噪声存在于从所述磁性传感器电路接收的输出信号中，

如果输出信号中不存在太多噪声，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及

如果输出信号中存在太多噪声，产生代表计算方向或者代表优先方向的方向信号。

50.根据权利要求49的电子罗盘系统，其中所述处理电路计算来自所述罗盘传感器电路的输出信号的二阶导数，并且其中所述处理电路将噪声级作为计算的二阶导数的均方差的函数计算。

51.在具有导电材料包含于其中的导电挡风玻璃以及具有位于导电挡风玻璃附近的磁性传感器电路的电子罗盘系统的交通工具中，该磁性传感器电路传感地球磁场矢量的至少两个分量并且产生代表该至少两个分量的输出信号，一种改进包括：

连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及

补偿由导电挡风玻璃产生的电场对由磁性传感器电路传感的磁场的影响的补偿装置。

52.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿转置包括当导电挡风玻璃激活时提供脉冲激活信号到包含在导电挡风玻璃中的导电材料的控制器，该脉冲激活信号在高和低功率激活状态之间脉冲，所述控制器将识别脉冲激活信号何时处于低功率激活状态中的信号提供到所述处理电路，其中所述处理电路定时来自磁性传感器电路的输出信号的采样，使得样品不在脉冲激活信号处于低功率激活状态时获取，以便防止当噪声由导电挡风玻璃产生时磁性传感器电路的输出信号的样品的读取。

53.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括在罗盘传感器电路附近提供的线圈，以产生将当导电挡风玻璃激活时由导电挡风玻璃产生的磁场清零的磁场。

54.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括导电挡风玻璃的导电材料的导电条纹的图案，其中在罗盘传感器电路附近延伸的至少相邻的第一和第二导电条纹形成图案，使得电流以与通过相邻第二导电条纹的电流相反的方向通过第一导电条纹，以便产生彼此清零的磁场。

55.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括非常细的导线的图案，其中在罗盘传感器电路附近延伸的至少相邻的第一和第二导线被定位使得电流以与通过相邻第二导线的电流相反的方向通过第一导线，以便产生彼此清零的磁场。

56.根据权利要求51的交通工具改进，其中导电玻璃窗上的导电材料在至少两个部分中提供并且所述补偿装置包括周期性地更改电流施加到部分的方向的车窗控制器。

57.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括位于导电挡风玻璃和罗盘传感器电路之间的磁性屏蔽涂层。

58.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括监控电路，其监控磁性传感器电路的输出以识别输出信号电平的以与由导电挡风玻璃引起的磁场导致的相符合的方式的上升和下降。

59.根据权利要求58的交通工具改进，其中当输出信号电平的这种上升和下降被识别时，监控电路阻止处理电路对输出信号的采样。

60.根据权利要求58的交通工具改进，其中所述监控电路是数字信号处理器。

61.根据权利要求58的交通工具改进，其中所述监控电路是所述处理电路的一部分。

62.根据权利要求58的交通工具改进，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场三个正交分量的三个输出信号的三个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部三个的输出信号，以识别输出信号电平的以由导电挡风玻璃引起的磁场产生的相符合的方式的上升和下降。

63.根据权利要求58的交通工具改进，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场两个正交分量的两个输出信号的两个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部两个的输出信号，以识别输出信号电平的以由导电挡风玻璃引起的磁场产生的相符合的方式的上升和下降。

64.根据权利要求58的交通工具改进，其中所述处理电路基于从传感分量获得的第一组参考数据点来选择第一近似几何图案，并且当参考第一近似几何图案时作为传感分量的至少两个的函数计算交通工具的方向。

65.根据权利要求64的交通工具改进，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中在所述监控电路识别到输出信号电平的以由导电挡风玻璃引起的磁场产生的相符合的上升和下降期间，所述处理电路的所述部分基于接收的参考数据点来选择第二近似几何图案，并且利用第二近似几何图案计算交通工具的方向。

66.根据权利要求65的交通工具改进，其中在所述监控电路没有识别到输出信号电平的以由导电挡风玻璃引起的磁场产生的相符合方式的上升和下降期间，所述处理电路的所述部分利用第一近似几何图案计算交通工具的方向。

67.根据权利要求64的交通工具改进，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中，在所述监控电路识别到输出信号电平的以由导电挡风玻璃引起的磁场产生的相符合方式的上升和下降期间，所述处理电路的所述部分以与当激活时由导电挡风玻璃产生的输出信号电平的变化相对应的偏移量移动第一近似几何图案。

68.根据权利要求51的交通工具改进，其中所述补偿装置包括使用具有预先确定频率的周期性激活信号来激活导电挡风玻璃的控制器，其中所述处理电路以激活信号的预先确定频率的两倍采样罗盘传感器的输出信号，所述处理电路平均输出信号的样品并且减去任何DC偏差以消除由导电挡风玻璃产生的噪声的效应。

69.根据权利要求51的交通工具改进，其中包含在导电挡风玻璃中的导电材料以非常细的线或透明条纹的形式提供。

70.根据权利要求51的交通工具改进，其中包含在导电挡风玻璃中的导电材料以透明条纹的形式提供。

71.根据权利要求51的交通工具改进，其中当检测到导电挡风玻璃的激活时，所述补偿装置立即补偿由导电挡风玻璃产生的电场对由磁性传感器电路传感的磁场的影响。

72.一种在电路板上安装磁性传感元件的方法，该方法包括：

在电路板的第一部分上安装第一磁性传感元件；

在电路板的第二部分上安装第二磁性传感元件；

弯曲电路板的第二部分以相对于第一磁性传感元件重定向第二磁性传感元件；以及

相对于电路板的第一部分固定电路板的第二部分，以保持第一和第二磁性传感元件的重定向位置。

73.根据权利要求72的方法，还包括将第三磁性传感元件安装在电路板的第一部分上。

74.根据权利要求73的方法，其中第三磁性传感元件基本上垂直于第一磁性传感元件而安装在电路板的第一部分上。

75.根据权利要求74的方法，其中第二磁性传感元件安装在电路板的第二部分上并且重定向以基本上垂直于第一和第三磁性传感元件。

76.根据权利要求72的方法，其中第二磁性传感元件安装在电路板的第二部分上并且重定向以基本上垂直于第一磁性传感元件。

77.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于：

接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，

作为传感分量的函数计算交通工具的方向，

产生代表计算方向的方向信号，

监控输出信号以识别代表大约90度的交通工具转弯的交通工具方向变化，

存储在任何大约90度的交通工具转弯之前和之后即刻运行的那些交通工具方向的传感分量，

从处理电路已经识别为对应于北、南、东和西方向的传感分量的四组值中计算存储的传感分量的变化，以及

作为计算出的变化的函数，补偿方向计算。

78.根据权利要求77的电子罗盘系统，其中如果确定传感分量在先前存储的其他传感分量的可接受范围内，所述处理电路存储在任何大约90度的交通工具转弯之前和之后即刻运行的那些交通工具方向的传感分量。

79.根据权利要求77的电子罗盘系统，其中如果确定交通工具沿着这些方向运行至少预先确定的时间段，所述处理电路存储在任何大约90度的交通工具转弯之前和之后即刻运行的那些交通工具方向的传感分量。

80.一种用于交通工具的电子罗盘系统，包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；以及

连接到所述磁性传感器电路的处理电路，用于接收来自所述磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号，其中所述处理电路确定交通工具当前运行于多个地区的哪个中，并且作为交通工具当前运行的地区的地理磁性变化的函数补偿方向计算，

其中所述处理电路通过监控交通工具方向以及每个交通工具方向上运行的时间来监控相对于多个地区的交通工具位置的变化，确定交通工具当前运行于哪个地区中。

81.一种在具有包括摺合式敞篷车顶和遮阳蓬顶中一个的交通工具装备的交通工具中使用的电子罗盘系统，所述电子罗盘系统包括：

磁性传感器电路，用于传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；

连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及

补偿交通工具装备打开或关闭状态的变化对由磁性传感器电路传感的磁场的影响的补偿装置。

82.根据权利要求81的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括监控电路，其监控磁性传感器电路的输出以识别输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化。

83.根据权利要求82的电子罗盘系统，其中所述监控电路是数字信号处理器。

84.根据权利要求82的电子罗盘系统，其中所述监控电路是所述处理电路的一部分。

85.根据权利要求82的电子罗盘系统，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场三个正交分量的三个输出信号的三个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部三个的输出信号，以识别输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化。

86.根据权利要求82的电子罗盘系统，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场两个正交分量的两个输出信号的两个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部两个的输出信号，以识别输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化。

87.根据权利要求82的电子罗盘系统，其中所述处理电路基于从传感分量获得的第一组参考数据点来选择第一近似几何图案，并且当参考第一近似几何图案时作为传感分量的至少两个的函数计算交通工具的方向。

88.根据权利要求87的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中在所述监控电路识别到输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分基于接收的参考数据点来选择第二近似几何图案，并且利用第二近似几何图案计算交通工具的方向。

89.根据权利要求88的电子罗盘系统，其中在所述监控电路没有识别到输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分利用第一近似几何图案计算交通工具的方向。

90.根据权利要求87的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中，在所述监控电路识别到输出信号电平的以由交通工具装备的打开或关闭状态引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分以与当激活时由导电挡风玻璃产生的输出信号电平的变化相对应的偏移量移动第一近似几何图案。

91.根据权利要求81的电子罗盘系统，其中当检测到引起交通工具装备的打开或关闭状态变化的激活信号时，所述补偿装置立即补偿由交通工具装备的打开或关闭状态引起的电场对由磁性传感器电路传感的磁场的影响。

92.一种在具有能够不利地影响罗盘系统操作的至少一个交通工具配件的交通工具中使用的电子罗盘系统，所述电子罗盘系统包括：

磁性传感器电路，传感地球磁场矢量的至少两个分量，并且产生代表该至少两个传感分量的输出信号；

连接到磁性传感器电路的处理电路，用于采样来自磁性传感器电路的输出信号，作为传感分量的函数计算交通工具的方向，以及产生代表计算方向的方向信号；以及

其中当检测到交通工具配件对磁场的影响时，所述处理电路立即补偿交通工具配件对由磁性传感器电路传感的磁场的影响，而不需要来自交通工具配件的信号。

93.根据权利要求92的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括监控电路，其监控磁性传感器电路的输出以识别输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化。

94.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述监控电路是数字信号处理器。

95.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述监控电路是所述处理电路的一部分。

96.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场三个正交分量的三个输出信号的三个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部三个的输出信号，以识别输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化。

97.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述磁性传感器电路包括用于提供代表地球磁场两个正交分量的两个输出信号的两个传感元件，其中所述监控电路监控所述传感元件的全部两个的输出信号，以识别输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化。

98.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述处理电路基于从传感分量获得的第一组参考数据点来选择第一近似几何图案，并且当参考第一近似几何图案时作为传感分量的至少两个的函数计算交通工具的方向。

99.根据权利要求98的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中在所述监控电路识别到输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分基于接收的参考数据点来选择第二近似几何图案，并且利用第二近似几何图案计算交通工具的方向。

100.根据权利要求99的电子罗盘系统，其中在所述监控电路没有识别到输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分利用第一近似几何图案计算交通工具的方向。

101.根据权利要求98的电子罗盘系统，其中所述补偿装置包括所述处理电路的一部分，其中，在所述监控电路识别到输出信号电平的以由交通工具配件引起的相符合方式的变化期间，所述处理电路的所述部分以与当激活时由交通工具配件引起的输出信号电平的变化相对应的偏移量移动第一近似几何图案。

102.根据权利要求92的电子罗盘系统，其中当检测到交通工具配件变化的激活时，所述补偿装置立即补偿由交通工具装备的打开或关闭状态引起的电场对由磁性传感器电路传感的磁场的影响。

103.根据权利要求93的电子罗盘系统，其中所述监控电路监控交通工具电池的电压并且监控磁性传感器电路的输出以识别输出信号电平的以由看作交通工具电池电压的函数的交通工具配件引起的相符合方式的变化。

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