FI77932B - Fjaerrkompass. - Google Patents

Description

1 77932

Kaukonäyttökompa s s i

Keksinnön kohteena on kaukonäyttökompassi, jossa on primäärisenä tuntoelimenä magneettikompassi. Keksintö 5 koskee myöskin menetelmää suunnan määrittämiseksi keksinnön mukaisella kaukonäyttökompassilla. .Kompanssilla mitataan halutun suunnan, esimerkiksi kulkusuunnan, ja kart-tapohjoisen välistä kulmaa. Tarkemmin kyse on järjestelystä, jossa perinteistä magneettikompassia käytetään ilmai-10 semaan maan magneettikentän horisontaalikomponentin suunta, ja tämä magneettikompassin antama informaatio siirretään anturijärjestelyin edelleen prosessoitavaksi. Prosessoinnin yhteydessä kompensoidaan sekä eksymä että eranto.

15 Kirjassa "Magnetic Compasses and Magnetometers",

Alfred Hine, University of Toronto (1968), luokitellaan keksinnön kohteena olevaa kompassia muistuttavat kompassit kaukonäyttökompasseiksi (transmitting compasses). Kaukonäyttökompassit luokitellaan edelleen toisaalta mag-20 neettikompassia primäärisenä tuntoelimenä käyttäviin ja toisaalta sähkömagneettiseen induktioon perustiva primäärisiä tuntoelimiä käyttäviin kompasseihin. Keksinnön kohde kuuluu siten ensinmainittuun ryhmään.

Tunnettuja anturijärjestelyjä suuntaa ilmaisevan 25 signaalin tai signaalien tuottamiseksi magneettikompas-: sista ovat mm. seuraavat a) anturimagneettiin perustuvat järjestelty. Näissä signaaligeneraattorin osana oleva anturimagneetti kääntyy varsinaisen kompassimagneetin luoman kentän mukaisesti 30 ja ohjaa signaaligeneraattoria. Signaaligeneraattori voi olla esimerkiksi alla lueteltujen kohtien b tai c mukainen, b) kapasitiivinen järjestely, jossa kompassi on joko osa kondensaattoria tai kondensaattoreita tai kompassi ohjaa käntyessään säädettävää kondensaattoria tai kon- 35 densaattoreita, c) resistiiviset järjestelyt, joissa kompassi on osa nestemäistä vastussiltaa tai joissa se ohjaa tehtävään soveltuvaa potentiometria, 2 77932 d) optinen järjestely, jossa kompassiruusu ja siinä oleva aukko tai aukot päästävät valoa valotransistoreille eri tavoin riippuen valotransistoreiden ja kompassiruusun välisestä kulmasta. Suuntainformaatio saadaan kääntämällä 5 mekaanisesti valoantureita, kunnes haluttu vakiotilanne on palautettu, e) optinen järjestely, jossa kompassiin on kiinnitetty optinen koodilevy, jonka asentoa luetaan valodiodien ja valotransistoreiden avulla, ja 10 f) induktiivinen järjestely, joissa kompassin ai heuttama magneettikenttä ohjaa kelajärjestelyjen välityksellä suuntasignaalia tai signaaleja.

Saadulla signaalilla tai signaaleilla voidaan joko ohjata etäisnäyttöä suoraan tai vaihtoehtoisesti signaa-15 lia tai signaaleja vahvistetaan ja muuten käsitellään, ennen kuin sillä ohjataan etäisnäyttöjä. Varsinkin erilaisissa automaattiohjauslaitteissa käytetään yleisesti järjestelyä, jossa suuntasignaalin tuottavaa anturia käännetään magneettikompassin kääntymisen mukaisesti siten, että an-20 turin tuottaman signaalin arvo pysyy vakiona (north seeking compasses). Suunta on tällöin pääteltävissä anturin asennosta.

Edellä kuvattuihin periaatteisiin perustuvissa kompasseissa on puutteita, joihin keksinnön mukaisella kompas-25 silla saadaan aikaan ratkaisevia parannuksia: - järjestelyt, joissa etäisnäyttöä ohjataan suoraan anturijärjestelystä saadulla analogisella signaalilla ovat usein epätarkkoja, koska näyttöä ohjaava signaali on heikko, - järjestelyt, joissa anturia käännetään signaali-30 arvon säilyttämiseksi haluttuna (north seeking magnetic device), vaativat anturin kääntömekanismeja, - analogisissa järjestelyissä ylipäänsä suuntatie-toa ei voida taltioida esimerkiksi keskikurssin laskemista silmälläpitäen, *’ 35 - magneettikompassi antureineen on usein kookas käytettäväksi esimerkiksi pienveneissä, 3 77932 - optiseen koodilevyyn perustuva järjestely vaikeuttaa magneettikompassin valmistusta, ja - useimpien sähkökompassien virrankulutus estää niiden soveltamisen, milloin virrankulutusta on rajoitettava.

5 Tällainen käyttöympäristö saattaa olla esimerkiksi purjevene.

Keksinnön mukaisen ratkaisun avulla saadaan aikaan ratkaiseva parannus edellä esitetyissä epäkohdissa. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle kaukonäyttökompassille 10 on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle ovat puolestaan tunnusomaisia patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa kuvatut piirteet.

Keksinnön tärkeimpinä etuina voidaan mainita seuraa- 15 vat seikat: - magneettikompassi antureineen voi olla normaalia venekompassia pienempi. Haluttaessa se voidaan sijoittaa siten, että lukema katsotaan suoraan magneettikompassis-ta, ja elektronisesti tuotettua suuntainformaatiota käyte- 20 tään ainoastaan vaativissa olosuhteissa tai automaattioh-jauslaitteiden tarpeisiin, - anturit, prosessointilaitteet sekä näyttö voidaan markkinoida myös lisävarusteeksi ennalta valittuihin mag-neettikompassityyppeihin, 25 - erannon ja eksymän huomioon otto tapahtuu digi taalisesti. Mitään kompensointimagneetteja tai muita vastaavia mekanismeja ei tarvita. Kompassin virittäminen eksymän ja erannon osalta tapahtuu käyttöympäristössä, ja viritystulos talletetaan haihtumattomaan muistiin, 30 - suuntainformaatio on käytettävissä digitaalises sa muodossa, mikä mahdollistaa sen hyödyntämisen mitä moninaisimpiin tarkoituksiin. Esimerkiksi kaukonäyttöjen lukumäärä ja laatu ei ole millään lailla teknisesti rajoitettu, 35 - anturijärjestelmä on sekä mekaanisesti että mag- 4 77932 neettisesti irrallaan kompassimagneeteista, jolloin se ei häiritse magneettikompassin toimintaa, - käytettävien antureiden lämpötilastabiilisuus on hyvä, ja analoginen signaalinkäsittely on vähäistä. Täten 5 koko järjestelmän stabiilisuus on hyvä, - kaikki sähköiset toiminnot voivat hyödyntää samaa tasajännitevirtalähdettä, ja keksinnön mukaisen anturi järjestelmän virrankulutus on useimpia tunnettuja järjestelyjä pienempi.

10 Seuravaassa keksintöä selitetään yksityiskohtaises ti viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 on kaavio kompassin kokonaisjärjestleystä käytettäessä neulakompassia ja kahta anturia, kuva 2 on esimerkki siitä, kuin anturit sijoitetaan 15 magneettikompassin ytheyteen neulakompassia käytettäessä, kuvat 3a, 3b ja 3c esittävät esimerkkiä antureilta saatavista signaaleista magenettikompassin osoittaman poh-joissuunnan ja antureiden kiinnitysalustan välisen kulman funktiona sekä taulukoita, joiden käyttöön suunnanmääritys-20 menetelmä I perustuu, kuvat 4a ja 4b esittävät suunnanmääritysmenetelmäs-sä II saatavia signaaleja ja käytettävää taulukkoa, ja kuvat 5a ja 5b esittävät suunnanmääritysmenetelmäs-sä III saatavia signaaleja ja käytettävää taulukkoa.

25 Kuvan 1 mukaisesti primäärisenä suunta-anturina käy tetään normaalia neula- tai muuta magneettikompassia 1.

Tämän alle kiinnitetään kaksi tai useampia magnetoresis-tiivistä anturia 2 riippuen käytettävästä signaalien käsittelyperiaatteesta. Anturit kiinnitetään kompassin run-30 koon. Mikäli antureita on enemmän kuin kaksi, kytketään ne prosessoriin 3 samalla periaatteella kuin kuvan 1 anturit. Antureilta saadut signaalit johdetaan kuvan 1 mukaisesti vahvistimille 4 ja edelleen valitsijan 5 kautta A/D-muuntimelle 6. Riittävä tarkkuus saavutetaan 8 bitin 35 muuntimella. Kuvaan on jätetty piirtämättä mahdolliset antureiden lämpötilakompensointiin liittyvät piirit.

5 77932

Kuvassa 2 on antureiden sijoittaminen esitetty tarkemmin neulakomppassin 1 ja kahden anturin 2 tapauksessa. Esi-merkkianturina on käytetty Philipsin magnetoresistiivistä anturia (Philips: Electronic components and materials, 5 Technical publication 102). Toiminnaltaan anturi on vas- tussilta, jonka vastuksien resistanssit muuttuvat vastuksiin kohdistuvan magneettikentän funtkiona. Vastussillan navoista saatava jännitesignaali on magneettikompassin aiheuttaman kentän funktio. Signaalin arvo riippuu anturin ja 10 kompassin osoittaman magneettipohjöisen välisestä kulmasta siten, että signaali on syklinen ja syklin pituus on 360 astetta. Signaali muistuttaa jossain määrin sinikäyrää.

Esimerkki saaduista signaaliarvoista kulman funktiona neulakompassin ja kahden anturin tapauksessa on kuvassa 15 3a. Signaalin amplitudi ja muoto voivat poiketa esimerkin tapauksesta anturin valmistustoleranssien ja anturin kiinnityskohdasta aiheutuvien muutosten puitteissa. Lisäksi erilaisilla magneettikompasseilla signaalin muoto on erilainen. Antureiden sijoittaminen kompassiin ja toisiinsa 20 nähden ei ole mitenkään kriittistä. Paras lopputulos saavutetaan kuitenkin sijoittamalla anturit lähelle kompassin akselia ja toisiinsa nähden siten, että signaalien laakeat alueet eivät satu samalle kohdalle. Edullinen vaihe-ero (kulma © kuvassa 2 ja kuvassa 3a) on kahden antu-25 rin tapauksessa 90 astetta ja kolmen anturin tapauksessa 120 astetta.

Kuvissa 1 ja 2 on kuvattu antureiden sijoittamista neulakompassin tapauksessa. Useat navigoinnissa käytettävät kompassit käsittävät kuitenkin kaksi yhdensuuntaista mag-30 nettiä, jotka sijaitsevat symmetrisesti ripustuspisteeseen nähden. Keksinnön mukainen anturijärjestelmä on käyttökelpoinen myös tällaisissa tapauksissa. Tällöin antureiden sijoittamisesta riippuen saattaa signaali poiketa edellä kuvatusta siten, että siinä on kaksi maksimi- ja kaksi mi-35 nimikohtaa 360 asteen sykliä kohti. Edullinen antureiden 6 77932 sijoituspaikka tällaisille kompasseille on tutkittava kom-passityyppikohtaisesti. Vaihe-erot voidaan valita kuten edellä: kahden anturin tapauksessa 90 astetta ja kolmen anturin tapauksessa 120 astetta.

5 Kuvissa 1 ja 2 esitetyt anturiratkaisut ovat ainoas taan esimerkkejä. Teknisesti on mahdollista valmistaa anturi, joissa kaikki magnetoresistiiviset elementit ja tarkoituksenmukainen osa signaalin käsittelystä on integroitu samalle piirille.

10 Kahdelta anturilta saatu binäärinen anturiarvokombi- naatio määrittää antureiden kiinnitysalustan ja kompassin osoittaman magneettipohjoisen välisen kulman yksiselitteisesti.

Kulman määrittäminen perustuu numeerisiin taulukko-15 hakumenetelmiin, joita kuvataan alla. Taulukkohakumenetel-mät edellyttävät signaalien tason ja muodon säilymistä vakaana.

Signaalien taso voidaan tarkistaa ja haluttaessa muuttaa taulukoituja referenssiarvoja vastaaviksi kääntä-20 mällä kompassi ympäri erityisessä testimoodissa, jolloin prosessori lukee anturiarvoja jatkuvasti, ja etsii kunkin anturin minimilukeman ja maksimilukeman. Vertaamalla näitä talletettuihin antureiden minimi- ja maksimiarvoihin saadaan selville onko anturi/magneettikompassi -yhdistelmän 25 toiminta säilynyt ennallaan. Signaalin taso ja käytössä oleva alue saadaan halutuksi korjaamalla A/D-muuntimelta saatua arvoa seuraavien kaavojen (1)...(3) mukaan.

Merkinnät: A skaalattu anturilukema 30 X A/D-muuntimelta saatu lukema ΜΙΝχ A/D-muuntimelta saatu minimiarvo ΜΑΧχ A/D-muuntimelta saatu maksimiarvo MINR talletetun referenssi-signaalin minimiarvo MAXr talletetun referenssi-signaalin maksimiarvo 35 VI vakio, jolla asetetaan haluttu lukeman minimi arvo V2 vakio, jolla asetetaan haluttu amplitudi 77932 (1) A = VI + V2·(Χ-ΜΙΝχ)

(2) VI = MIN

x (3) V2 = (MAXR-MINR)/(ΜΑΧχ-ΜΙΝχ)

Testimoodissa prosessori määrittää automaattisesti 5 VI:n, MIN :n ja V2:n arvon.

Seuraavassa esitetään 3 vaihtoehtoista suunnanmää-ritysmenetelmää. Kussakin suunta määritetään käytännöllisistä syistä kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa käytetään taulukkoa tai taulukoita, jotka on luotu liitet-10 täessä magneettikompassi ja anturit toisiinsa (kuvat 3b, 4b, 5b). Toisessa vaiheessa saatua suuntatietoa korjataan kyseeessä olevassa käyttöympäristössä luotua korjaustau-lukkoa (kuva 3c) käyttäen.

Suunnanmääritys hoidetaan ohjelmallisesti. Lähtö-15 kohtana suunnanmäärityksessä käytetään yllä kuvatulla tavalla skaalattuja anturilukemia. Käytettävät taulukot ja ohjelmat on talletettu haihtumattomaan muistiin. Sopiva muistityyppi on esimerkiksi EEPROM, johon käyttöympäristöstä riippuva eksymätaulukko (kuva 3c) on käytännöllistä 20 tallettaa.

Suunnanmääritysmenetelmä I kahdella anturilla

Yhdistettäessä magneettikompassia ja kahta magneto-resistiivistä anturia luodaan taulukko, jossa riittävän pienin välein valituille kompassisuunnille talletaan kum-25 mankin anturin arvo ao. kompassisuunnalle. Sopiva väli on 5 tai 10 asetetta. Taulukon muoto ilmenee kuvasta 3b. Taulukkoon varataan tilat 360 anturiarvoparille. Anturiarvo-parit talletetaan ao. kulmaa vastaavalle taulukon riville.

Käyttöympäristössä luodaan toinen taulukko, jonka 30 avulla eliminoidaan sekä eksymä että eranto. Taulukkoon talletetaan halutuille kompassisuunnille (eli vastaaville taulukon riveille) niillä vallitseva yhteenlaskettu eksymä ja eranto. Esimerkki tästä taulukosta on kuvassa 3c. Jatkossa tätä taulukkoa kutsutaan eksymätaulukoksi.

35 Suunnanmääritysmenetelmä toimii siten, että kuvan 8 77932 3b mukaisesta taulukosta etsitään saatua anturiarvoparia parhaiten vastaava arvopari. Magneettikompassin näyttämän pohjoissuunnan ja anturin kiinnitysalustan välinen kulma on se taulukon vaakarivin järjestysnumero (numerointi aloi-5 tetaan nollasta), jolta paras anturiarvokombinaatio löytyy. Ennen suuntatiedon siirtämistä näyttöön vähennetään siitä kuvan 3c eksymätaulukosta asianomaista suuntaa vastaava eksymän ja erannon summa. Sovellutuksesta riippuen on suuntatiedon suodattaminen mahdollisesti tarpeellista ennen sen 10 näyttöä.

Taulukkohaun helpottamiseksi täydennetään kuvien 3b ja 3c mukaiset taulukot siten, että kaikissa positioissa on asianomaista suuntaa vastaavat arvot. Täydentäminen tapahtuu olettaen anturiarvot (kuva 3b) ja yhteenlasketut ek-15 symä- ja erantoarvot lineaarisiksi mitattujen suuntien välillä. Lineaarisuusoletuksesta aiheutuva virhe on sitä pienempi, mitä tiuhemmin välein taulukkoon on talletettu mitattuja arvoja.

Suunnanhakumenetelmän yksityiskohtia voidaan muutel-20 la perusajatuksen muuttumatta. Tämä perusajatus voidaan pu-kea seuraavaan muotoon:

Suunta arvioidaan käyttäen anturia, jonka lukema on lähempänä ao. anturin kaikkien lukemien keskiarvoa. Tällöin pysytään aina alueella, jossa anturilukeman suuntariippu-25 vuus on lähes lineaarinen.

Koska anturiarvot ovat syklisiä syklin ollessa 360 astetta, tarvitaan toisen anturin lukemaa määrittämään onko haettu suunta syklin ensimmäisen vai toisen puoliskon alueella.

30 Koska magneettikompassilla on oma hitautensa ja so velluksesta riippuen myöskään kompassin kiinnitysalusta ei käänny kovin nopeasti, voidaan perättäisiä suunta-arvoja etsiä läheltä toisiaan. Mikäli suuntatiedon prosessointi on muutenkin riittävän nopeaa ei tätä ominaisuutta tarvit-35 se hyödyntää (algoritmin kohta 1).

9 77932

Alla esitetään suunnanmääritysmenetelmä I algoritmi-muodossa.

Merkitään seuraavasti S(i) anturin i lukema, i=1...2 5 Aste(j,i) kuvan 3b mukainen taulukko, johon on täy dennetty puuttuvat anturiarvokombinaatiot, j=0...359, i=l... 2 PUO(i) anturin i taulukoitujen lukemien ASTE(j,i) 10 keskiarvo, i=1...2 KOR(j) kuvan 3c mukainen eksymätaulukko, johon on talletettu korjaustermi kullekin suunnalle, j=0...359 APROK taulukon ASTE(j,i) avulla etsitty suunta- 15 aproksimaatio SUUNTA korjattu suuntatieto

Algoritmi etenee seuraavasti: 0. luetaan ja skaalataan anturiarvot (S(l) ja S (2) 1. jos kompassi on käynnistetty aiemmin ja suunta- 20 aproksimaatiolla APROK on arvo, asetetaan A=APROK-5 ja B=APROK+5. Mikäli A tai B ei asetu välille 0...359, annetaan välin ulkopuolelta arvon saaneelle muuttujalle arvo 0 tai 359 sen mukaan kumpi on lähempänä edellä laskettua arvoa. Suunnan-25 määritystä jatketaan kohdasta 5, 2. jos S(l) on suhteellisesti lähempänä PUO(l):tä kuin S(2) PUO(2):ta asetetaan K=1 ja L=2 muuten K=2 ja L=1 3. selataan arvoja ASTE(J,K) aloittaen arvosta 30 ASTE(0,K) ja lopettaen arvoon ASTE(359,K) 20 as teen välein kunnes erotus S(K)-ASTE(j,K) vaihtaa etumerkkiä. Merkataan tällöin B=j ja A=edellinen käytetty j:n arvo. Mikäli erotus on 0 jollakin käytetyllä j:n arvolla asetetaan C=j, 35 4. testataan, onko seuraavien erotusten etumerkki 10 ^7932 sama: S(L)-PUO(L) ja ASTE(A,L)-PUO(L). Jos etumerkki on sama ja muuttujalle C saatiin arvo edellä kohdassa 3 merkataan APR0K=C ja siirrytään kohtaan 6. Jos etumerkki on sama mutta muuttujalle 5 C ei saatu arvoa edellä kohdassa 3 jatketaan koh dasta 5. Jos erotukset ovat erimerkkiset jatketaan taulukon ASTE(J,K) selausta kohdassa 3, 5. selataan arvoja ASTE(j,K) 1 asteen välein välillä j =A. . . B, kunnes erotuksen ASTE(j,K)-S(K) itseis- 10 arvo saavuttaa miniminsä. Kun minimi on saavutet tu asetetaan APROK=j ja siirrytään kohtaan 6. Mikäli minimikohtaa ei löydy palataan kohtaan 3, 6. tarkistetaan (tarpeellinen ainoastaan käytettäessä 2-magneettista kompassia), että ASTE(APROK,L)= 15 S(L) riittävällä tarkkuudella. Mikäli ehto ei to teudu jatketaan taulukon ASTE selausta kohdassa 3. Mikäli ehto toteutuu lasketaan SUUNTA=APROK-KOR(APROK) ja aloitetaan uusi suunnanmääritys kohdasta 0.

20 Suunnanmääritysmenetelmä II kahdella anturilla

Menetelmässä käytetään pohjana samaa kuvan 3b mukaista taulukkoa kuin edellisessäkin menetelmässä, ja taulukko täydennetään käsittämään kaikki suunnat välillä 0...359 astetta kuten yllä on kuvattu. Sen sijaan että suunta mää-25 rättäisiin suoraan tätä taulukkoa käyttäen luodaan siitä kaksi uutta taulukkoa, joiden muoto ja sisältö on esitetty kuvassa 4b.

Perusajatuksena on luoda kummallekin anturille taulukko, johon on talletettu kutakin mahdollista anturiluke-30 maa vastaavat suuntalukemat. Koska anturisignaali on syklinen ja syklin pituus on360 astetta, vastaa kutakin anturi-arvoa (anturin minimi- ja maksimiarvoa lukuunottamatta) kaksi suuntalukemaa. Ylläkuvatut taulukot luodaan liitettäessä magneettikompassia ja antureita toisiinsa. Kaksi-35 magneettisen kompassin tapauksessa voi antureiden sijoituk- 11 779 3 2 sesta riippuen yhtä anturilukemaa vastata jopa neljä suun-talukemaa. Seuraavassa käsitellään ainoastaan yksimagneet-tisen neulakompassin tapausta.

Kuvista 4a ja 4b selviää suunnanmääritysmenetelmän 5 periaate. Anturilukemaa S(l) vastaavat suunnat X3 ja X4. Anturilukemaa S (2) vastaavat suunnat Xl ja X2. Kaksi suunnista X1...X4 pitää olla samoja (tietyn toleranssin puitteissa) . Tehtäväksi jää löytää nämä kaksi suuntaa ja päätellä, kumpi suunnista on luotettavampi eli kumman suunnan 10 osalta anturilukema on lineaarisella alueella.

Algoritmi etenee seuraavasti: 0. luetaan ja skaalataan anturiarvot S (1) ja S (2) 1. etsitään (kuvan 4 merkintöjä käyttäen) minimi seu-raavista erotuksista:JX1-X2 j,|xi-X4|,JX2-X31, 15 X2-X4| 2. valitaan minimierotuksen tekijöistä se, jota vastaava anturiarvo on suhteellisesti lähempänä ao. anturin kaikkien arvojen keskiarvoa. Aseta APROK=valittu minimierotuksen tekijä (kuvan 4 20 tapauksessa X2) 3. laske SUUNTA=APROK-KOR(APROK). Palaa kohtaan 0. Kohdassa 3 käytetty taulukko KOR on kuvattu suunnan- määritysmenetelmä I:n yhteydessä.

Suunnanmääritysmenetelmän II etuna on sen nopeus, 25 koska mitään iterointia ei tarvita. Haittana on suunnan-määritysmenetelmää I suurempi muistitilan tarve.

Suunnanmääritysmenetelmä III kolmella anturilla Eräs tapa kompensoida mahdollisia signaalitasojen muutoksia on määrittää suunta käyttämällä kahden anturin 30 lukeman suhdetta pohjana suunnan määritykselle. Tällöin on tarpeen vähintään kolme anturia, joista käytetään niitä kahta, jotka ovat lähinnä ao. antureiden kaikkien lukemien keskiarvoa 1. sijaitsevat lineaarisella alueella.

Signaalien syklisyydestä johtuen saa kahden antu-35 rin signaalien suhde saman arvon kahdessa syklin pisteessä.

i2 77932

Kolmatta anturia käytetään suoritettaessa valintaa näiden kahden pisteen välillä (vrt. kuva 5a).

Perustaulukkona menetelmässä käytetään kuvan 3b mukaista taulukkoa kolmelle anturille sovitettuna. Magneet-5 tikompassia ja antureita toisiinsa liitettäessä lasketaan tästä taulukosta uusi taulukko, johon on talletettu jokaiselle kulmalle (0...359) kuvan 5b mukaisesti seuraavat suhdeluvut: S(l)/S(2) anturin 1 lukema jaettuna anturin 2 luke- 10 maila S(l)/S(3) anturin 1 lukema jaettuna anturin 3 luke malla S (2)/S(3) anturin 2 lukema jaettuna anturin 3 lukemalla 15 Käytetään samoja merkintöjä kuin suunnanmääritysme- netelmä I:n tapauksessa, lukuunottamatta ASTE-taulukkoa: ASTE(j,k) kuvan 5b mukainen taulukko johon on kullekin suunnalle j talletettu yllä kuvatut suhdeluvut.

20 j=0...359 ja k=1...3

Algoritmi etenee seuraavasti : 0. luetaan ja skaalataan anturiarvot S(1)...S(3) 1. jos kompassi on käynnistetty aikaisemmin ja suun-ta-aproksimaatiolla APROK on arvo, asetetaan 25 A=APROK-5 ja B=APROK+5. Mikäli A tai B ei asetu välille 0...359, annetaan välin ulkopuolelta arvon saaneelle muuttujalle arvo 0 tai 359 sen mukaan kumpi on lähempänä edellä laskettua arvoa, Suunnanmääritystä jatketaan kohdasta 4, 30 2. valitaan suhdeluvun laskemista varten anturiluke- mista S(1)...S(3) ne kaksi lukemaa, jotka sijaitsevat suhteellisesti lähinnä samojen antureiden lukemien keskiarvoa PUO(1)...PUO(3). Lasketaan valittujen anturilukemien suhde samassa järjes-35 tyksessä missä ne on talletettu taulukkoon 13 77932 ASTE(j,k). Merkataan tätä suhdetta kirjaimella L. k:lie asetetaan vastaava arvo, jotka jatkossa merkataan K:11a, 3. selataan arvoja ASTE(j,K) aloittaen arvosta 5 ASTE(0,K) ja lopettaen arvoon ASTE(359,K) 20 as teen välein kunnes erotus L-ASTE(j,K) vaihtaa etumerkkiä. Merkataan tällöin B=j, ja A=edellinen käytetty j:n arvo. Mikäli erotus on 0 jollakin käytetyllä j:n arvolla asetetaan C-j, 10 4. selataan arvoja ASTE(j,K) 1 asteen välein välillä j=A...B, kunnes erotus ASTE(j,K)-L saavuttaa mi-niminsä. Kun minimi on saavutettu asetetaan APROK= j ja siirrytään kohtaan 5. Ellei minimikohtaa saavuteta jatketaan arvojen ASTE(j,K) selaamista 15 kohdassa 3, 5. valitaan M=1...3 siten että M on erisuuri kuin K. Verrataan arvoa ASTE(APROK,M) vastaavaan anturi-lukemista laskettuun suhteeseen. Mikäli nämä ovat riittävän lähellä toisiaan lasketaan SUUNTA= 20 APROK-KOR(APROK) ja aloitetaan uusi suunnanmää- ritys kohdasta 0. Mikäli suhteet eivät ole riittävän lähellä toisiaan, jatketaan taulukon ASTE(j,K) selaamista kohdassa 3.

Claims (7)

14 77932

1. Kaukonäyttökompassi, jossa on primäärisenä tuntoelimenä magneettikompassi (1), tunnettu 5 siitä, että siinä on kaksi tai useampia magneettikom-passin (1) runkoon kiinnitettyjä antureja (2), joiden toiminta perustuu magneettisen aineen resistanssin riippuvuuteen niihin kohdistuvasta magneettikentästä, ja jotka on A/D-muuntimen (6) kautta kytketty signaalinkä-10 sittelyprosessorille (3).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaukonäyttökompassi, tunnettu siitä, että anturit (2) koostuvat magnetoresistiivisten elementtien muodostamasta siltakytkennästä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kauko näyttökompassi , tunnettu siitä, että kukin anturi (2) on liitäntäelektroniikan (4,5) kautta kytketty A/D-muuntimelle (5).

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukai-20 nen kaukonäyttökompassi» tunnettu siitä, että antureja on kaksi ja niiden vaihe-ero on 90°.

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen kaukonäyttökompassi, tunnettu siitä, että antureja on 3 ja niiden keskinäinen vaihe-ero on 120°.

6. Menetelmä suunnan määrittämiseksi patentti vaatimuksen 1 mukaisella kaukonäyttökompassi11a, tunnettu siitä, että muutetaan antureilta (2) saadut signaalit digitaalisiksi A/D-muuntimen (6) avulla, skaalataan A/D-muuntimelta (6) saadut anturilukemat, alus-30 tavan suunta-arvion saamiseksi verrataan skaalattuja an-turilukemia suoraan eri suuntia vastaaviin referenssi-arvoihin tai verrataan valittujen anturilukemien suhdetta talletettuihin suhdelukemiin, ja määritellään lopullinen suunta summaamalla alustava suunta-arvio tau-35 lukoidun asianomaista suuntaa vastaavan eranto- ja ek- is 77932 symäarvon (E) kanssa, joka eranto- ja eksymäarvo luodaan laitteen tosiasiallisissa käyttöolosuhteissa ja talletetaan haihtumattomaan muistiin.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että skaalauksessa käytettävät vakiot lasketaan pyöräyttämällä laite ympäri erityisessä testimoodissa ja vertaamalla saatujen signaaliarvojen minimiä ja maksimia haluttuihin minimi- ja maksimiarvoihin. ie 77932