JP4586596B2 - Program for correcting portable information terminal and geomagnetic sensor - Google Patents
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Description
本発明は、現在地を表示するGPS(Global Positioning System)ナビゲーション機能を搭載した携帯情報端末に係り、特に、搭載される地磁気センサのオフセットの補正を行う携帯情報端末および地磁気センサの補正用プログラムに関する。 The present invention relates to a portable information terminal equipped with a GPS (Global Positioning System) navigation function for displaying a current location, and more particularly to a portable information terminal for correcting an offset of a mounted geomagnetic sensor and a correction program for the geomagnetic sensor.
近年、地磁気を検出する地磁気センサと、地図を表示するための表示画面と、地図のDB(Data Base)とを備え、この地磁気センサによって検出された地磁気に基づいて方位測定を行う、所謂、ナビゲーション機能を有する携帯電話機、モバイル機といった、携帯情報端末が知られている。測定された方位は、地図の表示に利用される。一例として挙げると、位置検出を行うGPSシステムによって得た現在位置情報に基づいた地図を、携帯電話機の向き(方位)に合わせて表示する機能を有する携帯電話機が登場している。 2. Description of the Related Art In recent years, a so-called navigation that includes a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism, a display screen for displaying a map, and a map DB (Data Base), and performs orientation measurement based on the geomagnetism detected by the geomagnetic sensor. Mobile information terminals such as mobile phones and mobile devices having functions are known. The measured azimuth is used to display a map. As an example, mobile phones having a function of displaying a map based on current position information obtained by a GPS system that performs position detection in accordance with the direction (direction) of the mobile phone have appeared.
ところで、従来の地磁気センサは、スピーカ等や電子部品とともに携帯電話機内部に搭載される。かかるスピーカ等から漏れる磁場や、強い外部磁場により、電子部品のパッケージ等の金属が着磁され、これから漏れる磁場が存在するため、地磁気センサはこれらの携帯電話機内部に存在する磁場をも検出してしまう。これらの磁場の影響により、かかる方位円の中心は原点からシフトする。このシフトをオフセットという。このようなオフセットがあると、地磁気センサの測定値に基づいてオフセットがないことを前提として算出した方位は、実際の方位と異なってしまう。そのため地磁気センサの測定値から該オフセットを補正する必要がある。 By the way, the conventional geomagnetic sensor is mounted inside a mobile phone together with a speaker and electronic parts. Magnetic fields leaking from such speakers and strong external magnetic fields magnetize metal such as electronic component packages, and there are magnetic fields leaking from this, so the geomagnetic sensor also detects the magnetic fields present inside these mobile phones. End up. Due to the influence of these magnetic fields, the center of the azimuth circle is shifted from the origin. This shift is called offset. If there is such an offset, the azimuth calculated on the assumption that there is no offset based on the measured value of the geomagnetic sensor will be different from the actual azimuth. Therefore, it is necessary to correct the offset from the measured value of the geomagnetic sensor.
しかし、携帯電話機内部に存在する磁場は、温度変化や経時変化によって強度や方向が変化し、上述したオフセットが変化するため、従来の地磁気センサを内部に搭載した携帯電話機においては、例えば、使用前に地磁気センサのオフセットの補正を行う必要がある。オフセットの補正は、携帯電話機を1周以上回転させつつその間磁気センサの測定を行うキャリブレーションに基づいて行うことができる。 However, the strength and direction of the magnetic field present inside the mobile phone changes due to temperature changes and changes over time, and the above-described offset changes. Therefore, in a mobile phone equipped with a conventional geomagnetic sensor, for example, before use In addition, it is necessary to correct the offset of the geomagnetic sensor. The offset can be corrected based on calibration in which the mobile phone is rotated one or more times while the magnetic sensor is measured.
ここで、感度方向として水平面内の二軸(X軸、Y軸方向)をもつ地磁気センサを搭載した携帯電話機を一定の磁場の下、水平に保ったままゆっくりと等速度にて1周以上回転させて、地磁気センサの出力をモニタするとある円を描く。この円を方位円という。このような方位円は、理想的にはX軸、Y軸の交差する原点を中心とし、所定の半径を有するものとなる。 Here, a mobile phone equipped with a geomagnetic sensor having two axes in the horizontal plane (X-axis and Y-axis directions) as the sensitivity direction is slowly rotated at a constant speed for one round or more while keeping it horizontal under a certain magnetic field. When the output of the geomagnetic sensor is monitored, a circle is drawn. This circle is called a bearing circle. Such an azimuth circle ideally has a predetermined radius centered at the origin where the X and Y axes intersect.
この間における、X軸、Y軸方向のそれぞれの地磁気センサの検出値の最大値から最小値を減算して2で割った値をそれぞれの地磁気センサの感度情報とし、最大値と最小値とを加算して2で割った値をオフセット情報として、X軸、Y軸方向の地磁気センサの検出結果から該オフセットを除去することにより、地磁気センサの測定値を補正して、前述した方位測定に使用する測定値を得ている。 The value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the detection value of each geomagnetic sensor in the X-axis and Y-axis directions and dividing by 2 is used as the sensitivity information of each geomagnetic sensor, and the maximum value and the minimum value are added. Then, the value divided by 2 is used as offset information, and the offset is removed from the detection result of the geomagnetic sensor in the X-axis and Y-axis directions, thereby correcting the measured value of the geomagnetic sensor and using it for the above-described azimuth measurement. The measured value is obtained.
しかしながら、上述した従来の地磁気センサの補正方法を用いる携帯電話機においては、地磁気センサの検出値の最大値、最小値を求めるため、携帯電話機を平面上において1周以上回転させる必要がある。しかも、携帯電話機の回転速度が速すぎると、真の最大値、最小値を検出できなくなる場合が発生し、逆に遅すぎると、読み取りデータ数が膨大になり、メモリがオーバフローする等、回転速度が一定の範囲から外れた場合に、補正の精度が劣化したり、補正ができなくなってしまい、該携帯電話機の回転速度を微調整しつつ回転させなくてはならないというという問題があった。また、上述した携帯電話機において、ユーザからみると、該携帯電話機を回転させることによって、キャリブレーションが本当にうまくいったかを確認し難いという問題もあった。 However, in the mobile phone using the above-described conventional correction method of the geomagnetic sensor, it is necessary to rotate the mobile phone one or more times on the plane in order to obtain the maximum value and the minimum value of the detection value of the geomagnetic sensor. Moreover, if the rotation speed of the mobile phone is too fast, the true maximum and minimum values may not be detected. Conversely, if the rotation speed is too slow, the number of read data becomes enormous and the memory overflows. When the value of the mobile phone is out of a certain range, there is a problem that the accuracy of correction deteriorates or cannot be corrected, and the mobile phone must be rotated while finely adjusting the rotation speed. Further, in the above-described mobile phone, there is a problem that it is difficult to confirm whether the calibration is really successful by rotating the mobile phone from the viewpoint of the user.
こうしたことに対応して、例えば、特許文献1には、3軸(X軸、Y軸、Z軸方向)の磁気センサを用いて、該磁気センサのX軸およびY軸方向についてのキャリブレーンョン動作中にZ軸周りの回転角を測定し、該回転角が90°から180°の間に分布したり、90°と180°との間を往復するような動作が起きた場合、該磁気センサによる測定を実行し、該測定値により補正されたオフセット計測値によって該磁気センサの測定値を補正する方位角計測装置が記載されている。該方位角計測装置は、上述したキャリブレーション動作の開始のときに自分が向いている方向を上にして(ヘディングアップ)地図情報を画面に表示し、表示された地図情報が実際の現地の状況と一致していない場合、該地図情報が実際の現地の状況と一致するまで、ユーザに上述した回転を行わせることによりキャリブレーションを数回行う。ここで、ユーザは該地図情報が実際の現地の状況と一致したことをもってキャリブレーションを停止する。
Corresponding to this, for example,
しかし、該公報に係る発明においても、キャリブレーションを行うためには、従来と同様に、該方位角計測装置を手に持って回転させるので、該方位角計測装置の回転速度を微調整することが困難であり、前述した問題を解決することはできない。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、本体を回転させることなく、搭載される地磁気センサのオフセットの補正を行うことができる携帯情報端末および携帯情報端末の制御装置に組み込まれる地磁気センサの補正用プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a portable information terminal and a portable information terminal control device capable of correcting an offset of a mounted geomagnetic sensor without rotating the main body. It is intended to provide a correction program for a geomagnetic sensor incorporated in the system.
上記目的を達成するために、この発明では、以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、地磁気センサと、位置情報を取得する位置情報取得手段と、地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、前記地磁気センサの出力および前記位置情報ならびに前記地図情報に基づいて現在地における地図を表示する表示手段と、前記地図を任意の回転方向、角度に回転させる地図回転手段と、前記地図と前記現在地の景観とが一致した場合、前記地図の回転方向および角度に応じて前記地磁気センサのオフセット値を更新するキャリブレーション手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The invention according to
請求項2に係る発明は、携帯情報端末の制御用コンピュータに、地磁気センサの出力および位置情報ならびに地図情報に基づいて現在地における地図を表示するステップと、前記地図を任意の回転方向、角度に回転させるステップと、前記地図と前記現在地の景観とが一致した場合、前記地図の回転方向および角度に応じて前記地磁気センサのオフセット値を更新するステップとを実行させるための地磁気センサの補正用プログラムを提供する。
これらの発明によれば、従来のように携帯情報端末自体を回転させる代わりに、携帯情報端末に表示された地図が回転した量に基づいて、オフセット値のキャリブレーションが行われる。
The invention according to
According to these inventions, the offset value is calibrated based on the amount of rotation of the map displayed on the portable information terminal instead of rotating the portable information terminal itself as in the prior art.
本発明によれば、地図を現在地の景観と一致するように、回転速度を微調整しつつ回転させることにより、従来のように携帯情報端末自体を回転させるのに比して、キャリブレーションを簡単な操作によって行うことができる効果がある。また、地図が現在地の景観と一致したことをもって、キャリブレーションが本当にうまくいったことを確認し易くなる効果がある。 According to the present invention, by rotating the map while finely adjusting the rotation speed so as to match the scenery of the current location, the calibration can be performed more easily than when the portable information terminal itself is rotated. There is an effect that can be performed by simple operation. In addition, there is an effect that it is easy to confirm that the calibration is really successful when the map matches the landscape of the current location.
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図2に示すように、携帯電話機MPは、操作キー類を有する筐体1と、両面に液晶表示部を有する筐体2とから構成される。尚、図2(a)に示すように、筐体1の短手の辺に沿うX軸および筐体1の長手の辺に沿うY軸ならびに筐体1の厚み方向の辺に沿い、鉛直上向きに伸びるZ軸を想定する。尚、X軸およびY軸ならびにZ軸は互いに直交する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the mobile phone MP includes a
筐体1および筐体2は、各筐体の短辺において連結部を介して連結され、一方の筐体が他方の筐体に対して回動可能なように構成されており、2つの筐体が筐体の厚み方向に沿って重なった状態となるように折り畳むことができる。
The
ここで、携帯電話機MPの各筐体の各面を以下のように定義する。すなわち、筐体1の操作キー類を有する面を操作面とし、操作面と反対の面を背面とする。また、筐体2の面のうち、表示部18a(表示手段)が設けられている面を主表示面とし、主表示面と反対の面を表の面とする。
Here, each surface of each housing of the mobile phone MP is defined as follows. That is, the surface having the operation keys of the
また、この携帯電話機MPは、GPSによる測位機能を有すると共に、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式の通信機能を有している。 The mobile phone MP has a positioning function by GPS and a communication function of a CDMA (Code Division Multiple Access) system.
図1において、同実施形態による携帯電話機MPは、RFアンテナ8と、表示部18a、18bと、マイク27と、受話音用スピーカ28と、地磁気センサモジュール30(地磁気センサ)と、着信音用スピーカ41と、CPU(Central Processing Unit)101(表示手段)(キャリブレーション手段)と、ROM(Read Only Memory)102(地図情報記憶手段)と、RAM(Random Access Memory)103と、RF(Radio Frequency)送受信部104と、キー入力部105と、音声処理部107と、GPS受信部108(位置情報取得手段)と、音源部109と、GPSアンテナ110(位置情報取得手段)と、バスライン120とから構成される。尚、上述した携帯電話機MPの構成は、従来におけるGPSを搭載した携帯電話機と同様である。
In FIG. 1, a mobile phone MP according to the embodiment includes an
RFアンテナ8がRF送受信部104に接続される。マイク27および受話音用スピーカ28が音声処理部107に接続される。着信音用スピーカ41が音源部109に接続される。GPSアンテナ110がGPS受信部108に接続される。
The
RFアンテナ8は図示しない無線基地局と電波の送受信を行う。RF送受信部104は信号の送受信に係る処理を行う。このRF送受信部104は、局部発振器等を備え、受信時にRFアンテナ8から出力された受信信号に対して予め定められた周波数の局部発信信号を混合することにより、受信信号を中間周波数(IF)の受信IF信号に変換し、内部の変復調部へ出力する。該変復調部は、受信IF信号を予め定められた周波数のベースバンド信号に変換すると共に、このベースバンド信号をデジタル信号に変換し、内部のCDMA部へ出力する。該CDMA部は、および受信された信号の復号化処理を行い、変復調部から出力されたベースバンド信号を復号化する。
The
また、RF送受信部104内のCDMA部は、送信用の信号を符号化してベースバンド信号に変換し、変復調部へ出力し、変復調部は、CDMA部から出力された送信用のデジタルのベースバンド信号によってIF周波数の信号の変調を行うことにより、アナログ信号に変換して、さらにRF信号へ周波数変換し、該RF信号をRFアンテナ8へ出力する。
Also, the CDMA unit in the
音声処理部107は、通話時の音声に係る処理を行う。この音声処理部107は、通話時にマイク27から出力されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、送信用の信号としてRF送受信部104内のCDMA部へ出力する。また、音声処理部107は、通話時にRF送受信部104内のCDMA部によって復号化された音声データを示す信号に基づいて、着信音用スピーカ28を駆動するためのアナログの駆動信号を生成し、着信音用スピーカ28へ出力する。マイク27は、ユーザによって入力された音声に基づいた音声信号を生成し、音声処理部107へ出力する。着信音用スピーカ28は、音声処理部107から出力された信号に基づいて、通話の相手の音声を発生する。
The
GPSアンテナ110は、GPS衛星から送信された電波を受信し、この電波に基づいた受信信号をGPS受信部108へ出力する。GPS受信部108はこの受信信号を復調し、受信信号に基づいて、GPS衛星の正確な時刻情報や電波の伝播時間等の情報を取得する。GPS受信部108は取得した情報に基づいて、3以上のGPS衛星までの距離を算出し、三角測量の原理により、3次元空間上の位置(緯度・経度・高度等)(位置情報)を算出する。
The
CPU101は携帯電話機MP内部の各部を制御する。このCPU101は、RF送受信部104、音声処理部107、GPS受信部108、地磁気センサモジュール30、ROM102、RAM103、キー入力部105および表示部18a、18bと、バスライン120を介して制御信号あるいはデータの入出力を行う。
The
ROM102は、CPU101が実行する各種のプログラムを記憶する。また、出荷検査時に測定された地磁気センサモジュール30の初期特性値等を記憶する。また、実使用時において、オフセットの補正が必要であるか否かの基準となるオフセット基準データを記憶する。オフセット基準データとは、出荷検査時に測定された地磁気センサモジュール30によって測定された出力の方位円の半径をさすものとし、初期オフセット値と地磁気強度とからなる。また、ROM102は地図データのDBとしての領域を有し、該領域において地図情報を記憶する。
The
RAM103は、CPU101によって処理されるデータ等を一時的に記憶する。また、RAM103は、後述するように、地磁気センサモジュール30のオフセット計測値および測定データをも記憶する。
The
音源部109は、着信音用スピーカ41を備え、着信やメール受信等を、音によってユーザに報知する。また、コンテンツサーバからダウンロードしたコンテンツデータによって生成された楽音を再生する。尚、着信音用スピーカ41は図2(d)に示すように、筐体1の背面に設けられる。
The
キー入力部105は、図2(a)に示すように、電話を受けるときに使用する開始キー3、電話を終了するとき、または電源のオン/オフに使用する終了キー4と、数値キーおよびコードキーからなるテンキー5と、およびリダイアルキー7と、カーソル操作用のカーソルキー9a、9b(地図回転手段)、9c、9dと、各キー操作による動作指示の確定に使用される確認ボタン10と、漢字・数字等の変換用の変換キー11等を備え、ユーザによる操作結果を示す信号をCPU101へ出力する。
As shown in FIG. 2A, the
カーソルキー9a、9bは、それぞれ、表示部18aに表示される地図MAPaを左右に回転させる機能が割り当てられており、一回の押下により地図MAPaが一定の角度だけ回転するようにしており、結果的に、カーソルキー9aまたは9bを押下しているときのみ地図MAPaが回転し、カーソルキー9aまたは9bが開放される(押下されなくなる)と地図MAPaの回転が停止するようなっている。
Each of the
表示部18a、18bは、液晶表示器によって構成され、電子メールを送信する際に作成された文章の文字情報、各種メニューの内容等を含む各種データ、さらにはその詳細な内容等が表示されるようになっている。表示部18aは筐体2の主表示面に設けられ、液晶表示部18bは筐体2の表の面に設けられる。
The
地磁気センサモジュール30は、図3に示すような構成であり、同一水平面上に設定されて、互いに直交するX軸、Y軸の各々の軸方向(感磁方向)の地磁気(磁界)を検出するGMR(Giant Magnetoresistive)素子からなる磁気センサ31、32と、磁気センサ31、32の検出出力信号SxもしくはSy(方位情報)を選択的に出力する切換器33と、切換器33の出力信号を増幅する増幅器34と、増幅器34の出力信号のA/D(Analog/Digital)変換を行うA/Dコンバータ35と、A/Dコンバータ35の出力信号を地磁気センサモジュール30の外部に出力するためのI/F(インターフェイス)部36とを備えている。尚、地磁気センサモジュール30は、磁気センサ31、32の感磁方向が、前述したX軸およびY軸とそれぞれ平行になるように、図2(a)に示すように、筐体1内の中央部に取り付けられている。これにより、地磁気センサモジュール30の感磁方向がX軸およびY軸となる。以上、2軸の地磁気センサモジュール30について説明したが、3軸の地磁気センサモジュールを必要とする場合、上述したX軸およびY軸に対して互いに垂直にZ軸を設定し、該Z軸方向を感磁方向とする磁気センサを追加する。
The
磁気センサ31、32は、X軸方向、Y軸方向の地磁気の強さに応じた検出出力信号Sx、Syを出力する。切換器33は、磁気センサ31、32の検出出力信号Sx、Syを選択的に増幅器34の入力端へ出力する。増幅器34は切換器33から出力された磁気センサ31もしくは32の検出出力信号SxもしくはSyを増幅してA/Dコンバータ35に出力する。A/Dコンバータ35は、検出出力信号SxもしくはSyをディジタル化し、I/F(インターフェイス)部36を介して、バスライン120に出力する。
The
次に、携帯電話機MPの方位測定方法の原理について、説明する。尚、本実施形態においては、携帯電話機MPの操作面がほぼ水平な状態にて置かれ、地磁気センサモジュール30に加わる外部磁界が地磁気のみであるとして説明する。ここで、携帯電話機MPの方位angとは、携帯電話機MPの筐体1の操作面がほぼ水平である場合において、図2(a)に示す携帯電話機MPの操作面手前部(例えば、マイク27)から連結部の中央に向うベクトル、即ちY軸の正方向に向うベクトルの方位のこととする。また、上述した検出出力信号SxおよびSyをX軸、Y軸をそれぞれ横軸、縦軸にしたグラフにプロットすると、図4に示すような方位円を描く。
Next, the principle of the direction measuring method of the mobile phone MP will be described. In the present embodiment, description will be made assuming that the operation surface of the mobile phone MP is placed in a substantially horizontal state and the external magnetic field applied to the
このとき、携帯電話機MPの上方向(Y軸方向)の方位を求めると、方位angの基準(0°)は北であり、同方位angは東、南、および、西の順に回転するにつれて、それぞれ90°、180°および270°となる。尚、中間の方位もそれぞれの出力値により求まる。 At this time, when the upward direction (Y-axis direction) of the mobile phone MP is obtained, the reference (0 °) of the direction ang is north, and the same direction ang rotates in the order of east, south, and west. They are 90 °, 180 ° and 270 °, respectively. The intermediate direction is also obtained from each output value.
ところで、地磁気は南から北に向う磁界である。従って、携帯電話機MPの筐体1の操作面がほぼ水平である場合、地磁気センサモジュール30のX軸方向の磁気センサ31およびY軸方向の磁気センサ32の出力は、余弦波状、および正弦波状にそれぞれ変化する。
By the way, geomagnetism is a magnetic field from south to north. Therefore, when the operation surface of the
以上のことから、携帯電話機MPの方位angは以下の(a)〜(d)に場合分けして求めることができる。
(a)Sx、Syについて、Sx>0、且つ、|Sx|>|Sy|が成立すると、方位ang=tan−1(Sy/Sx)となる。
(b)Sx<0、且つ、|Sx|>|Sy|が成立すると、ang=180°+tan−1(Sy/Sx)となる。
(c)Sy>0、且つ、|Sx|<|Sy|が成立すると、ang= 90°−tan−1(Sx/Sy)となる。
(d)Sy<0、且つ、|Sx|<|Sy|が成立すると、ang=270°−tan−1(Sx/Sy)となる。
但し、上記(a)〜(d)の何れかにより求められた方位angが負の場合は、同方位angに360°を加えた値を方位angとする。また、求められた方位angが360°以上であれば、同方位aから360°を減じた値を方位angとする。
From the above, the azimuth ang of the mobile phone MP can be obtained in the following cases (a) to (d).
(A) For Sx and Sy, when Sx> 0 and | Sx |> | Sy | are satisfied, the azimuth ang = tan −1 (Sy / Sx).
(B) When Sx <0 and | Sx |> | Sy | are satisfied, ang = 180 ° + tan −1 (Sy / Sx).
(C) When Sy> 0 and | Sx | <| Sy | are satisfied, ang = 90 ° -tan −1 (Sx / Sy).
(D) When Sy <0 and | Sx | <| Sy | are satisfied, ang = 270 ° −tan −1 (Sx / Sy).
However, when the azimuth ang obtained by any one of the above (a) to (d) is negative, a value obtained by adding 360 ° to the same azimuth ang is defined as the azimuth ang. Further, when the obtained azimuth ang is 360 ° or more, a value obtained by subtracting 360 ° from the same azimuth a is set as the azimuth ang.
しかし、携帯電話機MP内には、前述したように、着信用スピーカ28に代表されるように多くの永久磁石部品が含まれ、これらの部品から磁場が漏洩している。そのため、携帯電話機MP内の予め定められた箇所に配置された地磁気センサモジュール30には、これらの永久磁石部品による漏洩磁界(地磁気以外による外部磁界)が加わっている。この結果、X軸方向の磁気センサ31の出力は、漏洩磁界のX軸成分に応じた出力だけシフト(平行移動)し、同様に、Y軸方向の磁気センサ32の出力は、漏洩磁界のY軸成分に応じたオフセットだけシフトし(オフセット)、それぞれのシフトした出力を「オフセット計測値」という。そのため、携帯電話機MPにおいて正確な方位を測定するためには、上述したオフセット計測値を測定値から差し引くといった、演算により、オフセットを除去して測定値の補正を行う必要がある。
However, as described above, the mobile phone MP includes many permanent magnet parts as represented by the
次に、本実施形態による携帯電話機MPの地磁気センサモジュール30のオフセットのキャリブレーションの動作を説明する。オフセットのキャリブレーションとは、オフセット計測値を求めるための外部磁気を測定することをいう。
Next, the offset calibration operation of the
ここで、図5に示すように、ユーザHuが、通りSTRの方向を向き、且つ、本発明の実施形態における携帯電話機MPを、筐体1を水平に保って、通りSTRの方向に真っ直ぐに向けて携帯して立っている状態を想定する。
Here, as shown in FIG. 5, the user Hu faces in the direction of the street STR, and holds the mobile phone MP in the embodiment of the present invention straight in the direction of the street STR while keeping the
先ず、携帯電話機MPの電源が投入され、携帯電話機MPの動作が開始する。以下、図5、図6〜図7に示すフローチャートおよび図8〜9を参照して、携帯電話機MPの地磁気センサモジュール30のオフセットのキャリブレーションの動作を説明する。
First, the power of the mobile phone MP is turned on, and the operation of the mobile phone MP is started. Hereinafter, the offset calibration operation of the
先ず、オフセットのキャリブレーションを指示するキャリブレーション開始ボタン(トリガーキー、図示しない)が押される。次に、CPU101がGPS受信部108からGPSデータを受信し、該GPSデータから現在の位置情報を取得し、前述した携帯電話機MPの方位測定の原理より、地磁気センサモジュール30から現在の方位情報を取得し、取得した位置情報および方位情報に基づいて、図8(a)に示すように、表示部18aに地図MAPaを表示する(ステップSp1)。このとき、表示部18aにおいて、携帯電話機MPを携帯しているユーザHuの存在位置である現在位置PPと、携帯電話機MPの方位angの基準である方向を示す矢印ARとが、地図MAPaの上に表示される。
First, a calibration start button (trigger key, not shown) for instructing offset calibration is pressed. Next, the
次に、左右回転ボタンであるカーソルキー9a、または9bのいずれかが押下されたか否かが判断される(ステップSp2)。判断が「NO」であった場合、地図MAPaは回転せず、ステップSp1に戻り、以下のステップSp1〜Sp2の動作が繰り返される。
Next, it is determined whether or not any of the
一方、ステップSp2における判断が「YES」であった場合、ステップSp3に移行し、例えば、カーソルキー9aが押された場合、地図MAPa全体が現在位置PPを中心に左方向に回転する。
尚、カーソルキー9bにはカーソルキー9aとは逆に、地図MAPaを右方向に回転させる機能を持たせる。これにより、矢印ARを通りSTRの道路と平行にする動作を容易にしている。また、カーソルキー9aまたは9bを押下したときの地図MAPaの回転速度を選択できるようにしてもよい。例えば、矢印ARと通りSTR道路とが平行に近づいたところでユーザが遅い回転速度を選択することにより、正確に合わせることができる。
On the other hand, if the determination in step Sp2 is “YES”, the process proceeds to step Sp3. For example, when the cursor key 9a is pressed, the entire map MAPa rotates leftward about the current position PP.
The cursor key 9b has a function of rotating the map MAPa in the right direction, contrary to the cursor key 9a. This facilitates the operation of passing through the arrow AR and parallel to the STR road. Further, the rotation speed of the map MAPa when the cursor key 9a or 9b is pressed may be selected. For example, when the user selects a slow rotation speed when the arrow AR and the STR road approach in parallel, the user can accurately adjust the speed.
そして、ユーザによって、図8(b)に示すように、矢印ARと、通りSTRの道路とが平行になり、地図MAPaと現在地の景観とが一致したことが確認され、カーソルキー9aが開放され、確認ボタン10が押下されたか否かが判断される(ステップSp4)。判断が「NO」であった場合、ステップSp3に戻り、以下のステップSp3〜Sp4の動作が繰り返される。
Then, as shown in FIG. 8 (b), the user confirms that the arrow AR and the street STR road are parallel, the map MAPa and the current landscape match, and the cursor key 9a is released. Then, it is determined whether or not the
一方、ステップSp4における判断が「YES」であった場合、ステップSp5に移行し、地図を回転させた方向および角度から仮のオフセット値が算出される。以上の動作により、地図MAPaが回転した量より、仮のオフセット値が算出される。 On the other hand, if the determination in step Sp4 is “YES”, the process proceeds to step Sp5, and a temporary offset value is calculated from the direction and angle in which the map is rotated. With the above operation, a temporary offset value is calculated from the amount of rotation of the map MAPa.
ここで、ステップSp5における、携帯電話機MPの地磁気センサモジュール30のオフセットのキャリブレーションの動作の詳細を図9(a)〜(b)を参照して説明する。 このとき、地図MAPaが現在地の景観と比較して角度α°だけ傾いており、角度α°だけ地図MAPaを回転させて、地図MAPbに移行させることを想定する。
Here, details of the offset calibration operation of the
このとき、図9(a)に、原点である点Oに置かれた携帯電話機MPから、矢印によって示された点P1を計測したときに実際に計測される点P1’を示す。上述したように、携帯電話機MPの表示部18aに、地図MAPaが現在地の景観と比較して角度α°だけ傾いていたのを修正したために、図中の矢印の延長線である、直線OP1と角度α°をなす直線(点線)OP1’と方位円との交点の近傍の磁気データが計測されることによって、実際には点P1’が計測されるということになる。そのため、図9(b)に示すように、直線OP1と平行であり、且つ、点P1’を通る直線P1’P1’’(一点鎖線)の上のどこかに実際の原点であるO’があることになる。これにより、Y軸成分は確定しないが、X軸成分が確定した実際の原点O’が得られることになる。ここで、原点Oから実際の原点O’までのベクトルが、仮のオフセット値となり、該オフセット値によって、RAM103に格納されているオフセット値が更新される。
At this time, FIG. 9A shows a point P1 'actually measured when the point P1 indicated by the arrow is measured from the mobile phone MP placed at the point O which is the origin. As described above, since the map MAPa is tilted by the angle α ° compared to the current location on the
上述したように、実際の原点O’はY軸成分が確定していないため、以下の手順によって、実際の原点O’のY軸成分を確定する。 As described above, since the Y axis component of the actual origin O ′ has not been determined, the Y axis component of the actual origin O ′ is determined by the following procedure.
すなわち、図9(c)に示すように、現在の原点Oから直線P1’P1’’に引いた垂線との交点を新しい原点である原点O’とする。そして、携帯電話機MPの位置を原点Oから新しい原点O’に移動し、上述した方向と同一、または、180°の方位差以外の角度により示される方位に携帯電話機MPを向ける。このとき、原点O’はY軸成分が確定していない仮の原点であるため、地図MAPbが現在地の景観と比較して傾いている。そこで、角度β°だけ地図MAPbを回転させて、地図MAPbを現在地の景観と一致させることを想定する。 That is, as shown in FIG. 9C, the intersection point of the perpendicular line drawn from the current origin O to the straight line P1'P1 '' is set as the new origin O '. Then, the position of the cellular phone MP is moved from the origin O to the new origin O ′, and the cellular phone MP is directed in the direction indicated by the same angle as described above or by an angle other than the azimuth difference of 180 °. At this time, since the origin O ′ is a provisional origin where the Y-axis component is not determined, the map MAPb is tilted compared to the landscape of the current location. Therefore, it is assumed that the map MAPb is rotated by an angle β ° so that the map MAPb matches the landscape of the current location.
次に、ステップSp1と同様に、CPU101がGPS受信部108からGPSデータを受信し、該GPSデータから現在の位置情報を取得し、地磁気センサモジュール30から現在の方位情報を取得し、取得した位置情報および方位情報に基づいて、表示部18aに地図を表示する(ステップSp6)。このとき、表示部18aにおいて、携帯電話機MPを携帯しているユーザHuの存在位置である現在位置PPと、携帯電話機MPの方位angの基準である方向を示す矢印ARとが、地図の上に表示される。
Next, as in step Sp1, the
次に、ステップSp2と同様に、左右回転ボタンであるカーソルキー9a、または9bのいずれかが押下されたか否かが判断される(ステップSp7)。判断が「NO」であった場合、地図は回転せず、ステップSp6に戻り、以下のステップSp6〜Sp7の動作が繰り返される。
Next, as in step Sp2, it is determined whether or not any of the
一方、ステップSp7における判断が「YES」であった場合、ステップSp8に移行し、地図全体が回転する。そして、ステップSp4と同様に、ユーザによって、矢印ARと、通りSTRの道路とが平行になり、地図と現在地の景観とが一致したことが確認され、カーソルキー9aまたは9bが開放され、確認ボタン10が押下されたか否かが判断される(ステップSp9)。判断が「NO」であった場合、ステップSp8に戻り、以下のステップSp8〜Sp9の動作が繰り返される。 On the other hand, if the determination in step Sp7 is “YES”, the process proceeds to step Sp8 and the entire map rotates. Then, as in step Sp4, the user confirms that the arrow AR and the street STR road are parallel, the map and the current landscape match, the cursor key 9a or 9b is released, and the confirmation button It is determined whether or not 10 has been pressed (step Sp9). If the determination is “NO”, the process returns to step Sp8, and the following operations in steps Sp8 to Sp9 are repeated.
一方、ステップSp9における判断が「YES」であった場合、ステップSp10に移行し、地図を回転させた方向および角度から正式なオフセット値が算出される。以上の動作により、地図MAPaが回転した量より、正式なオフセット値が算出される。 On the other hand, if the determination in step Sp9 is “YES”, the process proceeds to step Sp10, and a formal offset value is calculated from the direction and angle in which the map is rotated. With the above operation, a formal offset value is calculated from the amount of rotation of the map MAPa.
ここで、ステップSp10における、携帯電話機MPの地磁気センサモジュール30のオフセットのキャリブレーションの動作の詳細を図9(d)を参照して説明する。 このとき、地図が現在地の景観と比較して角度β°だけ傾いており、角度β°だけ地図を回転させることを想定する。
Here, details of the offset calibration operation of the
このとき、図9(d)に、原点である点O’に置かれた携帯電話機MPから、矢印によって示された点P2を計測したときに実際に計測される点P2’を示す。上述したように、携帯電話機MPの表示部18aに、地図MAPaが現在地の景観と比較して角度β°だけ傾いていたのを修正したために、図中の矢印の延長線である、直線O’P2と角度β°をなす直線(点線)O’P2’と方位円との交点の近傍の磁気データが計測されるということになる。そして、図9(b)に示す事項と同様に、図9(d)に示すように、直線O’P2と平行であり、且つ、点P2’を通る直線P2’P2’’ (一点鎖線) に対して原点O’から垂線を引き、該垂線と直線P2’P2’’との交点を最終的な原点である原点O’’とする。これにより、Y軸成分も確定し、実際の原点O’’が得られることになる。そして、原点Oから最終的な原点O’’までのベクトルが正式なオフセット値となり、該オフセット値によって、RAM103に格納されている、前述した仮のオフセット値が更新される。
At this time, FIG. 9D shows a point P2 'that is actually measured when the point P2 indicated by the arrow is measured from the mobile phone MP placed at the point O' that is the origin. As described above, since the map MAPa is tilted by an angle β ° as compared with the scenery of the current location on the
次に、更新されたオフセット値に基づいて、ステップSp1、6と同様に、CPU101がGPS受信部108からGPSデータを受信し、該GPSデータから現在の位置情報を取得し、地磁気センサモジュール30から現在の方位情報を取得し、取得した位置情報および方位情報に基づいて、表示部18aに地図を表示する(ステップSp11)。そして、携帯電話機MPの地磁気センサモジュール30のオフセットのキャリブレーションの動作が終了する。
Next, based on the updated offset value, the
以上のように、本実施形態によれば、携帯電話機MPを手中に固定したまま、カーソルキー9aまたは9bを押下することにより、オフセットの影響により現在地の景観に比して一定の角度だけ傾斜している地図MAPaを、回転速度を微調整しつつ回転させて現在地の景観と一致させ、該回転量から該オフセット値を算出し、該オフセット値によって、RAM103に格納されているオフセット値を更新することが可能になる。そのため、従来のように携帯電話機MP自体を回転させてオフセットのキャリブレーションを行うのに比して、キャリブレーションを簡単な操作によって行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, by pressing the cursor key 9a or 9b while the mobile phone MP is fixed in the hand, the mobile phone MP is tilted by a certain angle as compared to the landscape of the current location due to the influence of the offset. The map MAPa is rotated while finely adjusting the rotation speed so as to match the landscape of the current location, the offset value is calculated from the rotation amount, and the offset value stored in the
また、本実施形態においては、キャリブレーションの終了後、携帯電話機MPの表示部18aにおいて、現在地の景観と一致した地図MAPbが表示されるため、ユーザは、該地図の向きが現在地の景観と一致していることをもって、該キャリブレーションが本当にうまくいったかを視覚的に確認することができる。
Further, in the present embodiment, after the calibration is completed, the map MAPb that matches the landscape of the current location is displayed on the
ここで、ナビゲーションを使用する場合においても、目安となる建物等の位置関係によって、その場所における方位を認識することが多いと思われるが、例えば、携帯電話機MPを道路と平行なもの(例、適当な建造物)に当てて、現在地の景観と携帯電話機MPの筐体1および2との方位をきっちり合わせることにより、建造物等の正確な方位の情報を利用して、地磁気センサモジュール30のキャリブレーションを行うこともできるので、本発明は有効である。
Here, even in the case of using navigation, it seems that the orientation at the place is often recognized depending on the positional relationship of the building or the like as a guide. For example, the mobile phone MP is parallel to the road (for example, The appropriate position of the
尚、本実施形態においては、地磁気センサとして、GMR素子を想定したが、地磁気センサの種類はこれに限定されず、TMR(Tunneling Magnetoresistive)素子、MR(Magnetoresistive)素子等の磁気抵抗効果素子や、ホール素子、MI(Magneto Impedance)素子、フラックスゲートセンサ等、どんなものでもよい。
特に、ホール素子のような特性の温度変化の激しい素子では、温度によるオフセット変化を補正するために使用できる。またMI素子のような着磁しやすいものでは、素子自身の着磁による影響の除去手段として有効である。
In the present embodiment, the GMR element is assumed as the geomagnetic sensor, but the type of the geomagnetic sensor is not limited to this, and a magnetoresistive effect element such as a TMR (Tunneling Magnetoresistive) element, MR (Magnetoresistive) element, Any element such as a Hall element, an MI (Magneto Impedance) element, or a fluxgate sensor may be used.
In particular, an element such as a Hall element that has a severe temperature change can be used to correct an offset change due to temperature. An element that is easily magnetized, such as an MI element, is effective as means for removing the influence of the element itself.
また、本実施形態においては、カーソルキー9aまたは9bの一回の押下により地図MAPaが一定の角度だけ回転するようして、結果的に、カーソルキー9aまたは9bを押下しているときのみ地図MAPaが回転し、カーソルキー9aまたは9bを押下しなくなると地図MAPaの回転が停止するようにしたが、以下のようにして、地図MAPaを自動的に回転させて地図MAPaと現在地の景観とを一致させてもよい。すなわち、CPU101の制御プログラムにおいて、調整モードをサポートし、特定のキー操作によって該調整モードに移行するようにし、カーソルキー9aまたは9bの押下により、地図MAPaが自動回転して、地図MAPaが現在地の景観と一致したときに確認ボタン10を押下することにより、地図MAPaを停止させてもよい。結果的に、地図MAPaと現在地の景観とを一致させることができれば、どんな方法でもよい。
In the present embodiment, the map MAPa is rotated by a certain angle by one press of the cursor key 9a or 9b. As a result, the map MAPa is only pressed when the cursor key 9a or 9b is pressed. Rotate the map and stop the MAPA rotation when the cursor key 9a or 9b is not pressed. However, the map MAPa is automatically rotated to match the map MAPa and the current landscape as follows. You may let them. That is, in the control program of the
また、本実施形態においては、図6〜図7に示すフローチャートのステップSp1〜Sp5の処理と、ステップSp6〜Sp10の処理とにより、2回の地図補正によってオフセット値を決定しているが、例えば、携帯電話機MPの表示部18aに表示される地図の縮尺によっては、オフセット値の精度の要求が高くならない場合もあり、ステップSp1〜Sp5の処理によって求められる仮のオフセット値をそのまま使用してもよい。また、ステップSp6〜Sp10の処理を繰り返すことにより、地図補正を3回以上行うようにして、オフセット値の精度をさらに高めるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the offset value is determined by two map corrections by the processing of steps Sp1 to Sp5 and the processing of steps Sp6 to Sp10 in the flowcharts shown in FIGS. Depending on the scale of the map displayed on the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change in the range which does not deviate from the summary of this invention is also included.
1、2・・・筐体、3・・・開始キー、4・・・終了キー、5・・・テンキー、7・・・リダイアルキー、8・・・RF(Radio Frequency)アンテナ、9a、9b・・・カーソルキー(地図回転手段)、9c、9d・・・カーソルキー、10・・・確認ボタン、11・・・変換キー、18a・・・表示部(表示手段)、18b・・・表示部、27・・・マイク、28・・・受話音用スピーカ、30・・・地磁気センサモジュール(地磁気センサ)、31、32・・・磁気センサ、33・・・切換器、34・・・増幅器、35・・・、A/D(Analog/Digital)コンバータ、36・・・I/F(インターフェイス)部、41・・・着信音用スピーカ、101・・・CPU(Central Processing Unit)(表示手段)(キャリブレーション手段)、102・・・ROM(Read Only Memory)(地図情報記憶手段)、103・・RAM(Random Access Memory)、104・・・RF(Radio Frequency)送受信部、105・・・キー入力部、107・・・音声処理部、108・・・GPS(Global Positioning System)受信部(位置情報取得手段)、109・・・音源部、110・・・GPSアンテナ(位置情報取得手段)、120・・・バスライン、AR・・・矢印、Hu・・・ユーザ、MAPa、MAPb・・・地図、MP・・・携帯電話機、PP・・・現在位置、STR・・・通り
DESCRIPTION OF
Claims (2)
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
前記地磁気センサの出力および前記位置情報ならびに前記地図情報に基づいて現在地における地図を表示する表示手段と、
前記地図を任意の回転方向、角度に回転させる地図回転手段と、
前記地図と前記現在地の景観とが一致した場合、前記地図の回転方向および角度に応じて前記地磁気センサのオフセット値を更新するキャリブレーション手段と、
を備えたことを特徴とする携帯情報端末。 A geomagnetic sensor,
Position information acquisition means for acquiring position information;
Map information storage means for storing map information;
Display means for displaying a map of the current location based on the output of the geomagnetic sensor and the position information and the map information;
Map rotation means for rotating the map in an arbitrary rotation direction and angle;
When the map and the landscape of the current location match, calibration means for updating the offset value of the geomagnetic sensor according to the rotation direction and angle of the map;
A portable information terminal comprising:
地磁気センサの出力および位置情報ならびに地図情報に基づいて現在地における地図を表示するステップと、
前記地図を任意の回転方向、角度に回転させるステップと、
前記地図と前記現在地の景観とが一致した場合、前記地図の回転方向および角度に応じて前記地磁気センサのオフセット値を更新するステップと、
を実行させるための地磁気センサの補正用プログラム。
To the control computer of the portable information terminal,
Displaying a map of the current location based on the output and position information of the geomagnetic sensor and map information;
Rotating the map in an arbitrary rotation direction and angle;
When the landscape of the map and the current location match, updating the offset value of the geomagnetic sensor according to the rotation direction and angle of the map;
Program for correcting the geomagnetic sensor to execute
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