JP2011185868A - 方位検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 初期姿勢のときのX0−Y0−Z0軸の三次元座標上で地磁気ベクトルを検知する。その後、角速度検知部で角速度を検知し、角速度を積分して積算し、X軸回りの角度変化量θpとY軸回りの角度変化量θrを求める。最新の座標点データが得られたときに、三次元座標をX軸回りに角度変化量θpだけ戻し、Y軸回りに角度変化量θrだけ戻すと、Z軸回りの回転角度、すなわち方位の変化角度αを算出できる。
【選択図】図5
Description
前記磁気検知部に、X軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるX軸センサと、Y軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるY軸センサ、およびZ軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるZ軸センサが搭載され、
前記演算部で、
(a)前記X軸センサと前記Y軸センサおよび前記Z軸センサの検知出力に基づいて、磁気ベクトルの向きを三次元座標上の座標点データとして求め、
(b)前記角速度検知部で検知されたX軸回りの角速度とY軸回りの角速度をそれぞれ積分して、初期姿勢を起点とするX軸回りの角度変化量θpおよびY軸回りの角度変化量θrを求め、
前記角度変化量θpとθrを用いて、前記(a)の検知出力を補正することを特徴とするものである。
(c)測定時の座標点データを得たときに、それまでの前記角度変化量θpおよび前記角度変化量θrだけ三次元座標を戻し、戻した三次元座標上での座標点データと初期姿勢のときに得られた初期座標点データとから、Z軸回りの磁気ベクトルの相対的な角度変化量αを求めることができる。
この方位検知装置1は、電源が投入された直後または使用を開始するときに、キャリブレーションが行なわれる。キャリブレーションは、方位検知装置1を搭載した携帯機器のディスプレイに表示される指示などに基づいて行われる。キャリブレーションは、使用者が方位検知装置1を任意の方向へ数回だけ回転させることで行われる。
演算部8では、積分された角度変化量θpとθrの値が得られているときに、三次元座標の向きを、X軸回りに角度変化量θpだけ戻し、Y軸回りに角度変化量θrだけ戻す演算が行われる。この演算は、一定時間を空けて定期的に行われ、または、新たな座標点データDが取得される度に行われる。図5に示すように、この演算により、三次元座標のX−Yの平面座標を、図4に示す初期姿勢のときのX0−Y0の平面座標と同じ面に戻すことができる。
2 磁気検知部
3 X軸センサ
4 Y軸センサ
5 Z軸センサ
6 磁場データ検知部
7 メモリ
8 演算部
11 角速度検知部
12 X軸ジャイロ
13 Y軸ジャイロ
14 検知回路
15 積分計算部
Da 初期姿勢の座標点データ
Db X軸回りの角度変化量とY軸回りの角度変化量を復元したときの座標点データ
X0−Y0−Z0 初期姿勢の三次元座標
X1−Y1−Z0 軸回りの角度変化量とY軸回りの角度変化量を復元したときの三次元座標
V 地磁気ベクトル
θp,θr 角度変化量
Claims (6)
- 互いに直交するX軸とY軸およびZ軸が基準軸として決められた磁気検知部と、X軸回りの角速度とY軸回りの角速度を検知する角速度検知部と、演算部とを有し、
前記磁気検知部に、X軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるX軸センサと、Y軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるY軸センサ、およびZ軸が磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるZ軸センサが搭載され、
前記演算部で、
(a)前記X軸センサと前記Y軸センサおよび前記Z軸センサの検知出力に基づいて、磁気ベクトルの向きを三次元座標上の座標点データとして求め、
(b)前記角速度検知部で検知されたX軸回りの角速度とY軸回りの角速度をそれぞれ積分して、初期姿勢を起点とするX軸回りの角度変化量θpおよびY軸回りの角度変化量θrを求め、
前記角度変化量θpとθrを用いて、前記(a)の検知出力を補正することを特徴とする方位検知装置。 - 前記(b)の次に、
(c)測定時の座標点データを得たときに、それまでの前記角度変化量θpおよび前記角度変化量θrだけ三次元座標を戻し、戻した三次元座標上での座標点データと初期姿勢のときに得られた初期座標点データとから、Z軸回りの磁気ベクトルの相対的な角度変化量αを求める請求項1記載の方位検知装置。 - 前記X軸センサと前記Y軸センサおよび前記Z軸センサで地磁気を検知することで、地磁気の方位に対する角度変化量αが求められる請求項1または2記載の方位検知装置。
- 初期姿勢のときの初期座標点データをメモリに記憶し、前記(c)で戻した三次元座標上での座標点データと、メモリに記憶されていた初期座標点データとから、角度変位量αが求められる請求項1ないし3のいずれかに記載の方位検知装置。
- 前記(c)で戻した三次元座標上での座標点データのX座標およびY座標と、初期座標点データのX座標およびY座標とから、前記角度変化量αが求められる請求項1ないし4のいずれかに記載の方位検知装置。
- 前記角速度検知部に、コリオリ力を検知してX軸回りの角速度を検知する振動型のX軸ジャイロと、コリオリ力を検知してY軸回りの角速度を検知する振動型のY軸ジャイロとが設けられている請求項1ないし5のいずれかに記載の方位検知装置。
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