JP2004309461A - 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム - Google Patents
方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004309461A JP2004309461A JP2004040502A JP2004040502A JP2004309461A JP 2004309461 A JP2004309461 A JP 2004309461A JP 2004040502 A JP2004040502 A JP 2004040502A JP 2004040502 A JP2004040502 A JP 2004040502A JP 2004309461 A JP2004309461 A JP 2004309461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- azimuth
- angle
- primary
- horizontal plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Navigation (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
【解決手段】方位測定装置100は、水平面210上の磁北を示すX軸、水平面210においてX軸に直交するY軸、および水平面210に直交するZ軸からなる3次元空間における装置本体120の方位を測定する。方位測定装置100は、装置本体120が指し示す方向となるx軸と水平面210とのなすx軸傾斜角βgと、x軸に直交するy軸と水平面210とのなすy軸傾斜角αgとを検出する傾斜角検出部302と、x軸およびy軸が水平面210上の軸となるように変換する変換部331と、X軸と変換部331によって変換されたx軸とのなす1次方位角θ1を算出する1次方位角算出部332と、x軸傾斜角βgおよびy軸傾斜角αgと1次方位角θ1とに基づいて、変換部331による変換がおこなわれたことによって1次方位角θ1に含まれた方位誤差角Δθを抽出する方位誤差角抽出部333とを備える。
【選択図】 図3
Description
(方位測定装置のハードウェア構成)
まず、この発明の実施の形態にかかる方位測定装置のハードウェア構成について説明する。図1は、この発明の実施の形態にかかる方位測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1において、方位測定装置100は、CPU101と、ROM102と、RAM103と、HDD(ハードディスクドライブ)104と、HD(ハードディスク)105と、ディスプレイ106と、I/F(インターフェース)107と、入力キー108と、A/D変換器109と、x軸磁気センサ110と、y軸磁気センサ111と、z軸磁気センサ112と、GPS(Global Positioning System)レシーバ113と、A/D変換器114と、x軸傾斜センサ115と、y軸傾斜センサ116と、z軸傾斜センサ117と、を備えている。また、各構成部は、バス118によってそれぞれ接続されている。
つぎに、この発明の実施の形態にかかる方位測定装置100の機能的構成について説明する。図3は、この発明の実施の形態にかかる方位測定装置100の機能的構成を示すブロック図である。図3において、方位測定装置100は、地磁気量検出部301と、傾斜角検出部302と、方位角算出部303と、から構成されている。
Δθ=δ+ω×Wθ×sinθ1・・・(14)
なお、位相差ωは、正の場合は「+1」、負の場合は「−1」の値をとる。
θ2a=θ1−Δθ・・・(18)
θ2b=θ1−Δθ−D・・・(19)
つぎに、この発明の実施の形態にかかる2次方位角の算出原理について説明する。図6および図7は、この発明の実施の形態にかかる2次方位角の算出原理をあらわすグラフであり、1次方位角θ1と方位誤差角Δθとの関係をあらわしている。図6および図7において、横軸は、1次方位角θ1をあらわしており、縦軸は、方位誤差角Δθをあらわしている。この図6において、ロール角αgおよびピッチ角βgの組み合わせごとに、1次方位角θ1と方位誤差角Δθとの関係をあらわす変動関数601〜606がプロットされている。また、このプロットされた変動関数601〜606は、真の方位角である2次方位角を方位誤差角Δθ=0とした場合に、変換部331による変換処理によって1次方位角θ1に含まれていることとなった誤差量をあらわすものである。
つぎに、この発明の実施の形態にかかる方位算出処理手順(その1)について説明する。図8は、この発明の実施の形態にかかる方位算出処理手順(その1)を示すフローチャートである。図8において、まず、x軸、y軸およびz軸磁気センサ110〜112の出力から、x軸方向、y軸方向およびz軸方向の地磁気量を検出する(ステップS801)。また、x軸およびy軸傾斜センサ115,116の出力から、x軸傾斜角(ピッチ角βg)およびy軸傾斜角(ロール角αg)を検出する(ステップS802)。
120 装置本体
301 地磁気量検出部
302 傾斜角検出部
303 方位角算出部
θ1 1次方位角
θ2(θ2a,θ2b) 2次方位角
Δθ 方位誤差角
αg ロール角(y軸傾斜角)
βg ピッチ角(x軸傾斜角)
D 偏角
Claims (13)
- 水平面上の磁北を示すX軸、前記水平面においてX軸に直交するY軸、および前記水平面に直交するZ軸からなる3次元空間における装置本体の方位を測定する方位測定装置であって、
前記装置本体が指し示す方向をx軸とした場合に、当該x軸と前記水平面とのなすx軸傾斜角と、前記x軸に直交するy軸と前記水平面とのなすy軸傾斜角とを検出する傾斜角検出手段と、
前記傾斜角検出手段によって検出されたx軸傾斜角およびy軸傾斜角を用いて、前記x軸および前記y軸が前記水平面上の軸となるように変換する変換手段と、
前記磁北を示すX軸と前記変換手段によって変換されたx軸とのなす1次方位角を算出する1次方位角算出手段と、
前記傾斜角検出手段によって検出されたx軸傾斜角およびy軸傾斜角と、前記1次方位角算出手段によって算出された1次方位角と、に基づいて、前記変換手段による変換がおこなわれたことによって前記1次方位角に含まれた方位誤差角を抽出する方位誤差角抽出手段と、
を備えることを特徴とする方位測定装置。 - 前記方位誤差角は、
前記傾斜角検出手段によって検出された各傾斜角の方向および大きさに基づく一定量の第1の誤差角を含むことを特徴とする請求項1に記載の方位測定装置。 - 前記方位誤差角は、
前記1次方位角算出手段によって算出された1次方位角の値にしたがって前記第1の誤差角が変動する変動量をあらわす第2の誤差角を含むことを特徴とする請求項2に記載の方位測定装置。 - 前記1次方位角算出手段によって算出された1次方位角と、前記方位誤差角抽出手段によって抽出された方位誤差角と、に基づいて、前記装置本体の方位をあらわす2次方位角を算出する2次方位角算出手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の方位測定装置。
- 現在位置における偏角の入力を受け付ける偏角入力手段を備え、
前記2次方位角算出手段は、
さらに、前記偏角入力手段によって入力された偏角に基づいて、前記装置本体の方位をあらわす2次方位角を算出することを特徴とする請求項4に記載の方位測定装置。 - 前記x軸の方向、前記y軸の方向、または、前記x軸および前記y軸に直交するz軸の方向のうち、いずれか一つの軸(以下、「第1軸」という)の方向の地磁気量を検出する第1軸地磁気量検出手段と、
前記x軸、前記y軸および前記z軸の方向のうち、前記第1軸以外の軸(以下、「第2軸」という)の方向の地磁気量を検出する第2軸地磁気量検出手段と、
前記X軸、前記Y軸および前記Z軸の各地磁気量が合成された現在位置における合成地磁気量の入力を受け付ける合成地磁気量入力手段と、
前記合成地磁気量入力手段によって入力された現在位置における合成地磁気量と、前記第1軸および第2軸地磁気量検出手段によって検出された前記第1軸および第2軸の方向の地磁気量とに基づいて、前記x軸、前記y軸および前記z軸の軸方向のうち、前記第1軸および第2軸以外の軸(以下、「第3軸」という)方向の地磁気量を算出する地磁気量算出手段と、
前記第1軸〜第3軸方向の地磁気量に基づいて、前記磁北を示すX軸と前記変換手段によって変換されたx軸とのなす1次方位角を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の方位測定装置。 - 水平面上の磁北を示すX軸、前記水平面においてX軸に直交するY軸、および前記水平面に直交するZ軸からなる3次元空間における装置本体の方位を測定する方位測定方法であって、
前記装置本体が指し示す方向をx軸とした場合に、当該x軸と前記水平面とのなすx軸傾斜角と、前記x軸に直交するy軸と前記水平面とのなすy軸傾斜角とを検出する傾斜角検出工程と、
前記傾斜角検出工程によって検出されたx軸傾斜角およびy軸傾斜角を用いて、前記x軸および前記y軸が前記水平面上の軸となるように変換する変換工程と、
前記磁北を示すX軸と前記変換工程によって変換されたx軸とのなす1次方位角を算出する1次方位角算出工程と、
前記傾斜角検出工程によって検出されたx軸傾斜角およびy軸傾斜角と、前記1次方位角算出工程によって算出された1次方位角と、に基づいて、前記変換工程による変換がおこなわれたことによって前記1次方位角に含まれた方位誤差角を抽出する方位誤差角抽出工程と、
を含むことを特徴とする方位測定方法。 - 前記方位誤差角は、
前記傾斜角検出工程によって検出された各傾斜角の方向および大きさに基づく一定量の第1の誤差角を含むことを特徴とする請求項7に記載の方位測定方法。 - 前記方位誤差角は、
前記1次方位角算出工程によって算出された1次方位角の値にしたがって前記第1の誤差角が変動する変動量をあらわす第2の誤差角を含むことを特徴とする請求項8に記載の方位測定方法。 - 前記1次方位角算出工程によって算出された1次方位角と、前記方位誤差角抽出工程によって抽出された方位誤差角と、に基づいて、前記装置本体の方位をあらわす2次方位角を算出する2次方位角算出工程を含むことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一つに記載の方位測定方法。
- 現在位置における偏角を入力する偏角入力工程を含み、
前記2次方位角算出工程は、
さらに、前記偏角入力工程によって入力された偏角に基づいて、前記装置本体の方位をあらわす2次方位角を算出することを特徴とする請求項10に記載の方位測定方法。 - 前記x軸の方向、前記y軸の方向、または、前記x軸および前記y軸に直交するz軸の方向のうち、いずれか一つの軸(以下、「第1軸」という)の方向の地磁気量を検出する第1軸地磁気量検出工程と、
前記x軸、前記y軸および前記z軸の方向のうち、前記第1軸以外の軸(以下、「第2軸」という)の方向の地磁気量を検出する第2軸地磁気量検出工程と、
前記X軸、前記Y軸および前記Z軸の各地磁気量が合成された現在位置における合成地磁気量を入力する合成地磁気量入力工程と、
前記合成地磁気量入力工程によって入力された現在位置における合成地磁気量と、前記第1軸および第2軸地磁気量検出工程によって検出された前記第1軸および第2軸の方向の地磁気量とに基づいて、前記x軸、前記y軸および前記z軸の軸方向のうち、前記第1軸および第2軸以外の軸(以下、「第3軸」という)方向の地磁気量を算出する地磁気量算出工程と、
前記第1軸〜第3軸方向の地磁気量に基づいて、前記磁北を示すX軸と前記変換工程によって変換されたx軸とのなす1次方位角を算出することを特徴とする請求項7〜11のいずれか一つに記載の方位測定方法。 - 請求項7〜12のいずれか一つに記載の方位測定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする方位測定プログラム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004040502A JP4381162B2 (ja) | 2003-03-27 | 2004-02-17 | 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム |
US10/809,546 US20040187328A1 (en) | 2003-03-27 | 2004-03-26 | Method and device for measuring directional, and computer program |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003086843 | 2003-03-27 | ||
JP2004040502A JP4381162B2 (ja) | 2003-03-27 | 2004-02-17 | 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004309461A true JP2004309461A (ja) | 2004-11-04 |
JP4381162B2 JP4381162B2 (ja) | 2009-12-09 |
Family
ID=32993041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004040502A Expired - Fee Related JP4381162B2 (ja) | 2003-03-27 | 2004-02-17 | 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040187328A1 (ja) |
JP (1) | JP4381162B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226952A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Yamaha Corp | 地磁気緯度センサ |
JP2007139429A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Citizen Electronics Co Ltd | 磁気方位検出装置及びその方位演算方法 |
US7407741B2 (en) * | 2005-08-05 | 2008-08-05 | Fujifilm Corporation | Photothermographic material |
US10338536B2 (en) | 2016-03-28 | 2019-07-02 | Seiko Epson Corporation | Electronic timepiece |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100541081B1 (ko) * | 2003-06-24 | 2006-01-11 | 삼성전기주식회사 | 전자 나침반용 신호 처리기 |
US6962001B2 (en) * | 2003-11-10 | 2005-11-08 | The Research Institute For Electric And Magnetic Materials | Magnetic north detecting device and magnetic north detecting method |
EP1767900A4 (en) * | 2004-07-15 | 2010-01-20 | Amosense Co Ltd | MOBILE TERMINAL DEVICE |
KR100620957B1 (ko) * | 2004-12-13 | 2006-09-19 | 삼성전기주식회사 | 방위각을 측정하는 지자기센서 및 그 방법 |
JP4463737B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2010-05-19 | ソフトバンクモバイル株式会社 | プログラム開発システム |
KR100799536B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2008-01-31 | 한국전자통신연구원 | 2축 지자계 센서의 경사각 오차를 보상하기 위한 가상축 지자계 데이터 추정 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 방위각 산출 시스템 |
KR100655937B1 (ko) * | 2005-11-25 | 2006-12-11 | 삼성전자주식회사 | 방위각을 산출하는 지자기 센서 및 그 방법 |
WO2008122905A1 (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-16 | Nxp B.V. | Sensor compensation in orientation sensing system |
KR101698681B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2017-01-23 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 지자기력의 수평 경사각 산출 방법 및 이를 이용한 장치 |
JP6667002B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2020-03-18 | ローム株式会社 | 電子コンパス |
CN110274586B (zh) * | 2019-01-16 | 2020-10-09 | 北京大学 | 包含多光系原子磁力仪方向误差补偿的航空磁补偿方法 |
EP3926298A1 (fr) | 2020-06-17 | 2021-12-22 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Instrument de navigation avec compensation d'inclinaison et méthode associée |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IL78889A (en) * | 1986-05-23 | 1989-09-28 | Elbit Computers Ltd | Electronic magnetic compass system |
US5525901A (en) * | 1993-02-02 | 1996-06-11 | Beaudreau Electric, Inc. | Sensor systems for monitoring and measuring angular position in two or three axes |
US5953683A (en) * | 1997-10-09 | 1999-09-14 | Ascension Technology Corporation | Sourceless orientation sensor |
JP3857499B2 (ja) * | 2000-05-12 | 2006-12-13 | セイコーインスツル株式会社 | 電子方位計の補正機構、これを備えた電子方位計及び電子方位計付電子時計 |
US6536123B2 (en) * | 2000-10-16 | 2003-03-25 | Sensation, Inc. | Three-axis magnetic sensor, an omnidirectional magnetic sensor and an azimuth measuring method using the same |
US6539639B2 (en) * | 2000-12-06 | 2003-04-01 | Honeywell International Inc. | Monitoring accuracy of an electronic compass |
US6543146B2 (en) * | 2000-12-06 | 2003-04-08 | Honeywell International, Inc. | Electronic compass and compensation of large magnetic errors for operation over all orientations |
US6836971B1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-01-04 | Honeywell International Inc. | System for using a 2-axis magnetic sensor for a 3-axis compass solution |
-
2004
- 2004-02-17 JP JP2004040502A patent/JP4381162B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-26 US US10/809,546 patent/US20040187328A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226952A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Yamaha Corp | 地磁気緯度センサ |
US7407741B2 (en) * | 2005-08-05 | 2008-08-05 | Fujifilm Corporation | Photothermographic material |
JP2007139429A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Citizen Electronics Co Ltd | 磁気方位検出装置及びその方位演算方法 |
JP4611178B2 (ja) * | 2005-11-14 | 2011-01-12 | シチズン電子株式会社 | 磁気方位検出装置及びその方位演算方法 |
US10338536B2 (en) | 2016-03-28 | 2019-07-02 | Seiko Epson Corporation | Electronic timepiece |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040187328A1 (en) | 2004-09-30 |
JP4381162B2 (ja) | 2009-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4381161B2 (ja) | 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム | |
US10641625B2 (en) | Method and apparatus for calibrating a magnetic sensor | |
JP4381162B2 (ja) | 方位測定装置、方位測定方法、および方位測定プログラム | |
US8514066B2 (en) | Accelerometer based extended display | |
CN1323282C (zh) | 补偿地磁传感器姿态误差的设备和方法 | |
JP4252555B2 (ja) | 傾斜センサおよびこれを用いた方位計測装置 | |
US20120245885A1 (en) | Positioning device, positioning method, program, and recording medium | |
US20110248706A1 (en) | Method and system for navigation using magnetic dipoles | |
US20080122785A1 (en) | Portable display with improved functionality | |
US10242152B2 (en) | Method and apparatus for determining attitude of an object | |
JP2007500350A (ja) | 3軸コンパスソリューションのための2軸磁気センサを使用するシステム | |
Cho et al. | A calibration technique for a two‐axis magnetic compass in telematics devices | |
JP2005061969A (ja) | 方位角計測装置及び方位角計測方法 | |
Wei et al. | Novel rotation scheme for dual-axis rotational inertial navigation system based on body diagonal rotation of inertial measurement unit | |
KR100799536B1 (ko) | 2축 지자계 센서의 경사각 오차를 보상하기 위한 가상축 지자계 데이터 추정 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 방위각 산출 시스템 | |
Baillie et al. | Rolling, rotating and imagining in a virtual mobile world | |
JP2006275523A (ja) | 電子方位装置および記録媒体 | |
CN111272159A (zh) | 基于终端的指南针校准方法、装置、存储介质和终端 | |
JP2005265414A (ja) | 電子方位計及び記録媒体 | |
JP2006133154A (ja) | 地磁気センサ及びこの地磁気センサを備えた移動体表示装置 | |
JP2006337333A (ja) | 3軸型電子コンパス及びこれを用いた方位検出方法 | |
CN109716064B (zh) | 电子罗盘 | |
RU145937U1 (ru) | Устройство автономной коррекции курсового угла летательного аппарата | |
JP3008813B2 (ja) | 方位出力装置 | |
JP2008216266A (ja) | 回転角度計測装置及び回転角度計測方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090817 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090908 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090915 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141002 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |