JP5079660B2 - 地磁気センサの補正データテーブル作成装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヘリコプタ等の航空機に搭載して基地局へと画像伝送するための自動指向空中線装置に組み込まれ、指向性アンテナの方位制御に使用する地磁気センサの角度出力の補正に使用するための補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置及び方法に関する。

ヘリコプタＴＶ中継システムでは、ヘリコプタで上空から撮影した映像や画像等をヘリコプタに搭載した指向性アンテナで基地局へ伝送する中継技術が一般に行われている。この伝送システムでは移動するヘリコプタから指向性アンテナを絶えず基地局へ向けて電波を正確に送信する必要がある。この種の伝送システムに使用される自動指向空中線装置としては、本出願人による「アンテナ指向制御装置」等がある。

先ず、従来のアンテナ指向制御装置の一例について図１３を参照して説明する。この装置は、ＧＰＳ（ Global Positioning System）を使用して当該ヘリコプタの位置情報を検出する位置情報検出部１と、当該ヘリコプタの位置を過去の位置均等補完情報から０．１秒毎に予測する位置予測演算部１ａと、地磁気センサを使用して当該ヘリコプタの基準方位を検出する基準方位検出部２と、目的とする基地局の位置情報を入力する基地局位置情報部３と、当該ヘリコプタの位置情報、基準方位、及び目的とする基地局の位置情報に基づいて、当該ヘリコプタに搭載されている指向性アンテナ６をアンテナ方位角駆動部５により指向させるのに必要なアンテナ方位角を演算処理して求めて指向性アンテナ６を制御する演算制御部４とを備えている。

演算制御部４は、ＧＰＳによる位置情報検出部１と地磁気センサによる方位検出部２から当該ヘリコプタが現在向かっている位置および方位による方位ベクトルを算出するアンテナ方位角演算部４ａと、位置情報検出部１と基地局位置情報部３から当該ヘリコプタから目的の基地局へ指向させる方位ベクトルを算出する基地局方位角制御部４ｂと、アンテナ方位角演算部４ａと基地局方位角演算部４ｂから得た方位ベクトルの減算処理をし、現在向いている指向アンテナ６が回転すべき角度を算出する目的方位角演算部４ｃと、目的方位角演算部４ｃで算出された角度で指向アンテナ６が指向するようにアンテナ方位角駆動部５を制御するアンテナ方位角制御部４ｄとから構成されている。地磁気センサは基準方位を検出する上で特に重要な構成要素である（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９５５４４２号公報

上記アンテナ指向制御装置では、ＧＰＳによりヘリコプタの位置情報を検出し、地磁気センサによりヘリコプタの方位角を検出しており、この方位角検出に誤差があると、指向性アンテナの方位制御に誤差が生じることになる。通常、ヘリポート内の周囲近傍に鉄骨構造物等がない場所に方位マーカを施したコンパスチェックエリアが設けられており、ヘリコプタがこのコンパスチェックエリア上空を浮上旋回しながら方位角を変えながら誤差を求めてコンパスの校正を行っている。なお、コンパスチェックエリアは、図１１に示したように、コンパスチェックエリアの０°が北を示し、東，南，西の方位角はそれぞれ９０°，１８０°，２７０°である。

また、地磁気センサは地球上の磁気の強さにより方位を検出し、磁北からの相対的角度を出力するものであり、この地磁気センサの周りに磁界を発生する装置や地磁気を乱す鉄骨構造物等が存在すると誤差が生じるし、地磁気センサによる誤差の発生の程度は、その地磁気センサを含む装置やこの装置が装備される機体構造等によっても異なるために、地磁気センサに生じる誤差の値を一義的に設定することはできない。さらに、地磁気センサの誤差は地磁気センサの回転軸を中心とする０°から３６０°の方位角で均一ではなく、各方位角で微妙に異なっているために、その方位角毎に誤差を把握する必要があり、その誤差の修正作業が極めて煩雑である。

また、ヘリコプタにアンテナ指向制御装置が搭載されている場合は、コンパスの方位指示が極めて高精度である必要があり、地磁気センサからの磁北を０°とした各方位角の角度出力の誤差を修正することなく、アンテナ指向制御装置で方位制御して指向性アンテナから基地局に向かって画像伝送したとすると、その電波を受信した基地局の受信画像は劣化したものとなる。基地局で受信した受信画像の劣化を防止するには、アンテナ指向制御装置に組み込まれる地磁気センサによる角度出力の正確な誤差を把握して指向性アンテナを方位制御する必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、地磁気センサの角度出力が自動指向空中線装置の構成及び該装置が装着された機体等が異なったとしても地磁気センサによる角度出力に誤差が含まれ、指向性アンテナの方位制御に際して角度出力の誤差を補正値により迅速に補正可能とする補正データテーブルが作成できる地磁気センサの補正データテーブル作成装置及び方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ヘリコプタに搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に使用する補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置であって、
角度出力を得る地磁気センサと、
前記地磁気センサを、磁北を基準とした所定の基準角度に回転させる旋回部と、
磁北を基準とした基準角度と前記地磁気センサの角度出力との誤差を修正するための補正値を記憶する補正値メモリと、
前記補正値の表示と処理選択釦とを有する表示選択部と、
前記表示選択部からの選択出力に応じて前記地磁気センサからの角度出力の補正値を算出し、該補正値による補正データテーブルを前記補正値メモリに作成し、前記表示選択部に補正値を表示する表示制御角度処理部と
を備えたことを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の地磁気センサの補正データテーブル作成装置であって、
前記基準角度に対応する誤差角度を円グラフとして前記表示選択部に表示することを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成装置である。

また、請求項３の発明は、ヘリコプタに搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に使用する補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置の地磁気センサの補正データテーブル作成方法であって、
前記補正データテーブル作成装置の表示制御角度処理部が、
既補正値を補正値メモリから読み込んで表示選択部に表示するステップと、
磁北を基準とした基準角度に応じて前記地磁気センサの軸が該基準角度となるように、該地磁気センサを旋回部により旋回させるステップと、
前記地磁気センサからの角度出力と前記既補正値とに基づく誤差角度を前記表示選択部に表示するステップと、
前記誤差角度の所定数の平均値を算出するステップと、
前記平均値に基づいて新補正値を算出するステップと、
前記旋回部により前記基準角度が一周して得られる各前記基準角度における前記新補正値に基づいて、前記基準角度間の角度の補間値を演算処理して算出するステップと、
前記新補正値と前記補間値とを作成し前記補正値メモリに補正データテーブルとして記憶するステップと
を有することを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成方法である。

請求項１の発明によれば、磁北を基準として所定の方位角（基準角度：０度〜３３０度）に応じた地磁気センサによる角度出力の補正値が得られ、地磁気センサの角度出力に対する基準角度の補正値による補正データテーブルを作成することができ、自動指向空中線装置をヘリコプタ等の航空機に搭載した状態で補正データテーブルを利用して補正値により補正した基準角度に基づいて指向性アンテナの方位制御を正確に行うことができる利点があり、航空機に搭載された指向性アンテナを基地局に正確に指向させて画像データを伝送するとこができ、基地局での受信画像の劣化を防止することができる。

また、請求項２の発明によれば、円グラフにより前回の補正値と新たな補正値との誤差を一覧表示することができるので、基準角度毎のバラツキを把握することが可能となり、この円グラフにより誤差が大きい場合には、前のシステムとの相違点を調べることによって、地磁気センサに影響している装置を把握し速やかに改善することが可能である。

また、請求項３の発明によれば、前回の補正値（既補正値）と新たな補正値とを比較して修正した補正値による補正データテーブルが作成されるので、補正値が極端に異なる場合でも速やかに誤差を修正できるし、例えば、測位し直すことも可能となるので正確な補正値を得ることができ、ヘリコプタに装備された指向性アンテナを基地局に正確に方位制御して画像データを伝送することが可能であって、基地局では受信画像の劣化を防止することができる。また、基準角度間の中間の数値は補間演算処理により算出して得ることができるので、基準角度の補正に要する調整作業を簡便なものにできる利点がある。実際の運用では、各基準角度に対応した補正値と補間値とが書き込まれた補正データテーブルを使用し、指向性アンテナを正確に方位制御することができるし、指向性アンテナの方位制御を速やかに行うことができる利点がある。

以下、本発明に係る地磁気センサの補正データテーブル作成装置及び方法の一実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る地磁気センサの補正データテーブル作成装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は本発明に係る地磁気センサの補正データテーブル作成方法の一実施形態を示すフローチャート図であり、図３は図２のフローチャート図に続くフローチャート図である。図４は本実施形態におけるコンパス補正表示部を示している。図５は磁北の基準角度である０度の検証（０度検証）をする際の初期画面を示し、図６は０度検証におけるサンプリング終了選択画面を示し、図７は０度検証における検証結果表示画面を示しており、他の基準角度の３０°，６０°，…，３００°，３３０°におけるコンパス補正においても同様の初期画面、サンプリング終了選択画面、検証結果表示画面を有する。図８は０度検証におけるデータ取り込み機能説明画面を示している。図９はコンパス補正画面における修正値算出終了時の表示画面を示し、図１０（ａ），（ｂ）はコンパス補正画面における補間値算出時の表示画面を示し、（ａ）は補間値算出前であり、（ｂ）は補間値算出後の表示画面である。図１１はヘリコプタのコンパスチェックエリアを示した図であり、図１２は誤差角度グラフの表示図である。

ヘリコプタＴＶ中継システムに使用するヘリコプタには、指向性アンテナとその自動指向空中線装置（アンテナ指向制御装置）が搭載されており、本実施形態は、この自動指向空中線装置に組み込まれる補正データテーブル作成装置に関し、補正データテーブル作成装置は地磁気センサからの角度出力により指向性アンテナを正確に指向する際に用いる補正データテーブルを作成する装置である。因みに、自動指向空中線装置は、ヘリコプタから上空で撮影した画像や映像等を指向性アンテナにより基地局に伝送するための装置であり、補正データテーブル作成装置は、自動指向空中線装置を支援して、地磁気センサからの角度出力の誤差を補正し、ヘリコプタから基地局の方位角度を正確に測位する際に使用する装置である。なお、指向性アンテナの方位制御には、ヘリコプタと基地局との位置情報と飛行高度等とが関連するが地磁気センサの角度出力のみの補正について説明する。

この補正データテーブル作成装置は、図１に示すように、地磁気センサ１０、地磁気センサ１０の旋回部１１、補正値メモリ１２、表示制御角度処理部１３、表示選択部１４から構成されている。地磁気センサ１０は地上の磁界の強さによる角度出力を発生し、角度出力から磁北の基準角度を０°とし各方位角の基準角度に応じた角度出力が得られる。また、航空機の機首方向が基準角度０°となるように設定され、機首が向く方位が基準角度０°に対して何度であるかを検知する際に使用される。旋回部１１は地磁気センサ１０の旋回機構であり、地磁気センサ１０の軸を基準角度と一致するように回転させる機能を有し、ステッピングモータ、或いはヘリコプタ等の航空機を含む。また、旋回部１１は指向性アンテナを方位制御する際の旋回機構として用いる。補正値メモリ１２は補正データテーブルを作成するための補正値の記憶部である。表示制御角度処理部１３は、地磁気センサ１０、旋回部１１、補正値メモリ１２、表示選択部１４の各機能部と接続された演算制御部である。表示選択部１４は表示部と処理選択釦とを有し、例えばタッチパネルが用いられる。

表示制御角度処理部１３は、旋回部１１により地磁気センサ１０が旋回することにより、地磁気センサ１０からは磁北を基準角度０°として所定の基準角度における角度出力が入力されるとともに、補正値メモリ１２への補正値の書き込みと補正値メモリ１２からの補正値の読み出しを行ったり、角度出力に基づく角度データを演算処理し、得られた補正値を表示選択部１４に表示したり、さらには、表示選択部１４からの選択情報を受けてデータの移動や演算処理をする機能を有する。また、旋回部１１がステッピングモータである場合、表示制御角度処理部１３は、機首を磁北に向けて地磁気センサ１０を所定の方位角度に回動させるための駆動信号をステッピングモータに供給し地磁気センサ１０を基準角度に正確に回転させる機能を有する。なお、旋回部１１が機体である場合は、機首をコンパスチェックエリアの各方位角に向けることにより、地磁気センサ１０を旋回させて各方位角に応じた角度出力を得ることができる。

表示選択部１４には、補正値メモリ１２に書き込まれた補正値の表示、誤差角度や修正値の表示、並びに操作スイッチの画面表示により選択信号を出力する処理選択釦を有し、選択信号は表示制御角度処理部１３に入力される。また、表示選択部１４は、補正値メモリ１２に書き込まれた補正値を補正データテーブルとして表示したり、全方位角に渡る誤差角度を表示する機能を有する。

次に、本実施形態における補正値と補間値による補正データテーブルの作成について説明する。本実施形態では旋回部１１が設けられ、旋回部１１で地磁気センサ１０を軸を基準として回転させて補正値を求めている。先ず、本実施形態の理解を容易とするために、地磁気センサ１０の旋回動作をヘリコプタで行う場合について説明する。この実施形態の場合、旋回部１１がヘリコプタに相当し、ヘリコプタに搭載される補正データテーブル作成装置は自動指向空中線装置（アンテナ指向制御装置）に組み込まれている。

基地局の方位検出に影響を与える地磁気の測定には、先ず、ヘリコプタを、図１１に示す予め周囲の鉄筋構造物等による地磁気が比較的安定しているコンパスチェックエリアを使用する。ヘリコプタは、コンパスチェックエリアの０°の軸と地磁気センサ１０の磁北（基準角度０°）とが一致するようにヘリコプタを駐機し、続いて、機首を方位角０°から３０°刻みで３３０°まで旋回させて０°へと機体を一周させる。なお、ヘリコプタを旋回する際のコンパスの０°は磁北に合わせてある。地磁気センサ１０からは各基準角度（０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）における角度出力が出力される。

表示選択部１４には、表示制御角度処理部１３による表示画面制御によって、図９に示す磁気センサ補正画面が表示され、磁気センサ補正画面には、磁気センサ補正画面Ｅ１、誤差角度グラフ表示画面Ｅ２等が表示される。図９の磁気センサ補正画面の磁気センサ補正画面Ｅ１には、「現補正値」、「補正後の誤差角度」及び「修正値」の欄が設けられ、その初期画面の「現補正値」、「補正後の誤差角度」及び「修正値」の欄に、数値は表示されていない。また、コンパス補正表示部Ｅ１には、「補正値読込」釦ｂ１，「補間値算出」釦ｂ２，「書き込み」釦ｂ３，「誤差角度グラフ表示」釦ｂ４が設けられている。「基準角度」の欄には、０°から１５°刻みで３４５°まで誤差角度の各数値が表示され、各誤差角度数値が選択釦となっており、例えば、基準角度の「０°」を選択すると、図５の０度検証画面が表示される。

また、コンパス補正表示部Ｅ１の「補正値読込」釦ｂ_１ を選択することにより前に設定した既補正値が「現補正値」の欄に表示される。図４の拡大図を参照すると、コンパス補正表示部Ｅ１の「補正値読込」釦ｂ_１ を操作すると、「現補正値」の欄に既補正値と同じ値が画面表示される。なお、初期状態では既補正値は存在しないので、最初の各基準角度に初期設定値とし「０．００」が既補正値として読み込まれる。既補正値は補正メモリ１２に記録されている。

先ず、コンパス補正表示部Ｅ１の基準角度（０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）の基準角度「０°」を選択したとすると、図５の０度検証画面が表示選択部１４に表示される。表示選択部１４からは、選択信号（０度旋回信号）が表示制御角度処理部１３に入力され、機首又は旋回部１１を方位角０°に旋回する。なお、基準角度「０°」の場合、機体は磁北を向いているので旋回する必要はない。基準角度「３０°」又は「６０°」などの数値が選択されると、３０度又は６０度旋回信号に基づいて、その基準角度に応じて旋回部１１が地磁気センサ１０を旋回させる。なお、地磁気センサ１０の旋回動作はヘリコプタの操縦士が機首と方位角度とが一致するように旋回してもよいし、旋回部１１にステッピングモータ等が用いられている場合、機首を磁北に向けてステッピングモータ等により地磁気センサ１０を正確に旋回させ、地磁気センサ１０から磁北を基準とする方位角に応じた角度出力を得るようにしてもよい。なお、地磁気センサ１０からの角度出力には誤差角度が含まれ、複数の誤差角度を平準化して得られる誤差角度に基づいて補正値が算出される。

表示制御角度処理部１３には、へリコプタ等の旋回により、各基準角度における複数の角度出力が取得されると、図５の「補正後のコンパスデータ」の欄には、基準角度０°における地磁気センサ１０からの角度出力から求めた誤差角度が表示される。ここで、補正値の算出について説明すると、図５の「補正後のコンパスデータ」の欄に表示された誤差角度は準誤差角度であり、補正値は、表示制御角度処理部１３の補正値算出手段により、算出される。補正値算出手段には、準補正値算出手段（既補正値−角度出力＝準補正値）と平均値算出手段と修正値算出手段とが含まれる。誤差角度の算出は、準補正値算出手段（既補正値−角度出力＝準補正値）で求められた準補正値を平均値算出手段により平準化することにより求める。その後、修正値算出手段により既補正値から誤差角度を減算して最終的に修正値が求められ、この修正値を各基準角度における地磁気センサ１０の角度出力の補正値としている。

図５〜図８を参照して説明すると、図５に示すように、基準角度０°における０度検証を複数回実行することによって、図５の「補正後のコンパスデータ」の欄には、０．２０，０．３０…と図示したように準補正値が表示される。なお、表示を停止する場合は「表示停止」釦ｃ１を選択し、次に、「サンプリング開始」釦ｃ２を選択すると、表示制御角度処理部１３による平均値算出手段により、「補正後コンパスデータ」に表示された複数の補正値のサンプリングを開始し、図６に示すように、「サンプリング開始」釦ｃ２が「サンプリング終了」釦ｃ２と表示が変わり、「サンプリング終了」釦ｃ２を選択すると今までの加算結果をその所定数で割った準補正値の平均値が誤差角度である。誤差角度が求められると、図７に示すように、「検証結果」として「０．１５」が表示される。なお、地磁気センサ１０の角度出力による角度データは変動幅が少ないため、加算平均により求めることができる。

次いて、図７の「データ取り込み」釦ｃ３を選択すると、図８に示すように、コンパス補正画面Ｅ１の「補正後の誤差角度」に「検証結果」である「０．１５」の数値が基準角度「０°」の欄の「補正後の誤差角度」の列に表示される。その「修正値」の欄には「現補正値」を「検証結果」である誤差角度「０．１５」で減算した修正値「３．１０」が表示される。このように、修正値は表示制御角度処理部１３による修正値算出手段による演算により求められる。修正値算出手段は、先に説明したように、既補正値（現補正値）から平準化して得た誤差角度を減算する演算手段である。

図９に示すように、コンパス補正表示部Ｅ１には、０°から３０°刻みに３３０°までの基準角度における修正値が０度検証と同様に各角度における角度検証が実行した後、３０°刻みの「補正後の誤差角度」と「修正値」の各数値が補正値メモリ１２に記録されるその後、中間の基準角度１５°、４５°、７５°、…、３４５°の各中間の修正値が求められる。中間の修正値は、コンパス補正表示部Ｅ１の「補間値算出」釦ｂ２を選択することによって、表示制御角度処理部１３による補間値算出手段により求めることができる。中間の補間値の算出は、例えば、補間法により演算処理により求められる。補間法は、基準角度前後の修正値を減算して得られた差分を両者の数値に近似するように、差分を平均して基準角度前後の何れかに加算して求められる。このようにして得られた中間の基準角度１５°、４５°、７５°、…、３４５°の修正値は、「修正値」の欄に表示されるととに補正値メモリ１２に記録される。これらの修正値は、最終的に各基準角度に対応した補正値として補正値メモリ１２に書き込まれる。

図１０（ａ），（ｂ）によるコンパス補正表示部Ｅ１の推移を参照して補間値について説明すると、補間値は、図１０（ａ）のコンパス補正表示部Ｅ１の「補間値算出」釦ｂ２を選択することにより、補間値算出手段により算出される。算出された補間値は、図１０（ｂ）の画面のように、１５°、４５°、７５°、…、３４５°に対応する「修正値」の欄の空白領域に表示される。なお、「補正後の誤差角度」の中間値は算出しない。続いて、「書き込み」釦ｂ３を選択すると補正値メモリ１３に補間値が記録されて補正データテーブルの補正データが作成される。補正データテーブルの各データは、指向性アンテナの方位制御の際の補正データとして利用する。

また、図９に示すように、コンパス補正表示部Ｅ１には、「誤差角度グラフ表示」釦ｂ４が設けられ、磁気センサ補正表示画面には「誤差角度グラフ」Ｅ２が設けられており、全方位に渡る基準角度の修正値と補間値が求められた後、「誤差角度グラフ表示」釦ｂ３を選択すると、「誤差角度グラフ」Ｅ２には「補正後の誤差角度」の補正データによる円グラフが表示される。「誤差角度グラフ」Ｅ２の表示例は図１２に示した。誤差角度グラフの０は初期補正値（０．００）のレベルを示し、そのレベルより誤差の極性と誤差量を示すことにより、全方位に渡る基準角度０°〜３６０°の誤差の傾向が一目で確認することができる。

次に、本実施形態の補正データテーブル作成方法について図２，図３のフローチャートを参照して説明する。なお、ヘリコプタに搭載した自動指向空中線装置には、本実施形態の補正データテーブル作成装置が組み込まれ、へリコプタはコンパスチェックエリア上で、表示制御角度処理部１３の演算制御部により、図２，図３のフローチャートの制御プログラムによる手順に従って補正データテーブルを作成する。

先ず、へリコプタはコンパスチェックエリアの０°に機首を向けて駐機する。表示選択部１４の表示画面には、図９の磁気センサ補正画面が表示されており、なお、先に説明したように、初期状態では基準角度「０°，…，３４５°」に対応する「現補正値」，「補正後の誤差角度」，「修正値」の欄の各データの表示は無くブランク状態で表示される。

補正データテーブルの作成操作を開始する。先ず、ステップＳ１では、図９の磁気センサ補正画面のコンパス補正表示部Ｅ１の画面の「補正値読込」釦ｂ１が選択されたか否かを表示制御角度処理部１３の制御部で判定し、ステップＳ１において、ＹＥＳの場合はステップＳ２に進み、ＮＯの場合はエンドに進んで制御プログラムの実行を終了する。

ステップＳ２では、表示制御角度処理部１３が前に補正した既補正値、或いは既補正値が存在しない場合、初期設定値（０．００）を補正値メモリ１２から読み出して「現補正値」とし表示し、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、操作者が図４の表示画面から基準角度（１０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）の何れを選択し、基準角度の選択データを表示制御角度処理部１３に入力しステップＳ４に進む。

ステップＳ４では選択された基準角度に応じて旋回部１１を作動させて地磁気センサ１０を旋回させてステップＳ５に進む。詳しくは、ヘリコプタを地磁気センサ１０の中心軸を、ステップＳ３で選択した基準角度（１０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）と同一となるように旋回する。この旋回動作を複数回行うことによって、所定の基準角度における地磁気センサ１０からの角度出力が複数得られる。なお、旋回部１１がステッピングモータである場合は、浮上したヘリコプタの機首を磁北を基準とする方位角０°の状態とし旋回部１１を回転させて各基準角度での地磁気センサ１０の角度出力を得る。

表示制御角度処理部１３が各基準角度における地磁気センサ１０からの角度出力を取得した後、ステップＳ５にて、各基準角度の検証を実行する。角度出力と現補正値（既補正値）との差を準補正値算出手段にて演算処理し、選択した基準角度における準補正値を求めて、図５の補正後コンパスデータの表示部に表示し、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、図５の「サンプリング開始」釦ｃ２が選択されたか否かを表示制御角度処理部１３で判定し、選択されたと判定した場合、ステップＳ７に進み、選択しない場合は、ステップＳ５に戻り、改めて地磁気センサ１０からの角度出力と現補正値（既補正値）との差を取り表示する。

ステップＳ７では、「補正後のコンパスデータ」に表示した各準補正値のデータのサンプリングを開始し、準補正値の各データを表示制御角度処理部１３の平均値算出手段に取り込み、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、図６の「サンプリング終了」釦ｃ２が選択されたか否かを判定し、選択された場合、ステップＳ９に進み、選択されない場合、ステップＳ７に戻る。

ステップＳ９では、平均値算出手段により演算処理し、サンプリング終了後の「補正後のコンパスデータ」の欄に表示した複数個の準補正値の合計値を所定サンプリング数で除して平均値を求め、誤差平均値として「検証結果」の欄に表示し、ステップＳ１０に進む。例えば、図７に示すように、平均化した「検証結果」とし誤差平均値が「０．１５」と表示される。

ステップＳ１０では、図７の「データ取り込み」釦ｃ３が選択されたか否かを判定し、選択されない場合、「データ取り込み」釦ｃ３が選択されるまで待機状態とする。選択されると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、現補正値との誤差平均値とにより演算処理が修正値算出手段により演算処理して修正値を算出する。修正値は現補正値に誤差平均値を加算した値であり、この修正値を新補正値とする。ステップＳ１１にて新修正値を算出した後、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ９で求めた誤差平均値とステップＳ１１で求めた修正値とを、図８のコンパス補正表示部Ｅ１に示すように、「補正後の誤差角度」と「修正値」の欄に誤差平均値と修正値を表示し、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、コンパスチェックエリアを１周して得られた各基準角度（１０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）における角度出力が処理されたか否かを判定をする。ステップＳ１３において、コンパスチェックエリアを１周していない場合、ステップＳ３に戻り、次の基準角度について同様に算出をし、「誤差角度」と「修正値」とを求める。コンパスチェックエリアを１周した場合、１周した場合のコンパス補正表示部Ｅ１は、図９の「誤差角度」と「修正値」の各欄に数値が表示され、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、図９に示す「補間値算出」釦ｂ２が選択されたか否かが判定され、選択された場合、ステップＳ１５に進み、選択されない場合、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１５では、各基準角度（１０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）の間の補正値である補間値が表示制御角度処理部１３の補間値算出手段により算出される。補間値の算出は基準角度間の中間の値を直線補間で算出し、ステップＳ１６に進む。算出結果は図１０（ｂ）のように表示される。図１０（ｂ）では、例えば、基準角度０°と３０°の修正値はそれぞれ３．１０、１．７０であり、基準角度１５°における補間値（修正値）は直線補間であるので２．４０となる。

ステップＳ１６では、図１０（ｂ）のコンパス補正表示部Ｅ１の「書き込み」釦ｂ３が選択されたか否かが表示制御角度処理部１３の制御部にて判定され、選択された場合、ステップＳ１７に進み、選択されない場合、ステップＳ１４に戻る。ステップＳ１７では、修正値（補間値）が補正値メモリ１２に新補間値として記憶される。例えば、図１０（ｂ）の「修正値」の欄の各新補間値が補正値メモリ１２に記憶され、制御プログラムの動作が終了する。

ステップＳ１〜Ｓ１３は、基準角度（１０°，３０°，６０°，…，３００°，３３０°）の修正値を補正値算出手段により演算処理するステップであり、ステップＳ１４〜Ｓ１７は、基準角度間の中間の補間値を補間値値算出手段により演算処理するステップである。

次に、本実施形態による補正値の使用例について説明する。例えば、ヘリコプタが磁北へ向かって飛行中にヘリコプタから基地局へ送信する場合に、基地局が北東の方向にあるとする。北東の方向は磁北方向に対して４５°の方向となる。基準角度４５°の修正値は図１０（ｂ）から１．７５であるので、地磁気センサ１０の角度出力が４６．７５°となるときに正確に北東の方向となる。４３．２５°は、北東の方向の方位角度が４５°であり、この値４５°に補正値１．７５を加算することで得られる。さらに、地磁気の偏差を理科年表より得てその偏差が３°とすれば、磁気センサ１０の角度出力が４６．２５°のときに真北基準の４５°となる。従って、基地局方向へ正確には地磁気センサ１０の角度出力が４６．２５°となるように旋回部１１を旋回させれば指向性アンテナは正確に基地局に指向させることができる。なお、この補正値はヘリコプタに搭載される機器が変更される度に更新する必要がある。

上記のように、本実施形態は、ヘリコプタ等の航空機に搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に用いる補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置であって、角度出力を得る地磁気センサ１０と、地磁気センサ１０を、磁北を基準とした所定角度に回転させる旋回部１１と、磁北を基準とした方位角度と地磁気センサ１０の基準角度に応じた角度出力との誤差を修正するための補正値を記憶する補正値メモリ１２と、補正値の表示と処理選択釦とを有する表示選択部１４と、表示選択部１４からの選択出力に応じて地磁気センサ１０からの角度出力の補正値を算出し、この補正値による補正データテーブルを補正値メモリ１０に作成し、表示選択部１４に補正値を表示する表示制御角度処理部１３とを備えた地磁気センサの補正データテーブル作成装置であり、表示制御角度処理部１３には、補正値算出手段（準補正値算出手段、平均値算出手段、修正値算出手段）及び補間値算出手段を備えている。なお、旋回部１１はヘリコプタやステッピングモータ等であり、指向性アンテナを基地局に方位制御するに適した装置はステッピングモータ等の制御モータである。指向性アンテナは、補正データテーブルの補正データに基づいて、図１３のアンテナ方位角駆動部５を駆動させることによって、基地局へ正確に方位制御することができる。

また、本実施形態は、ヘリコプタ等の航空機に搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に用いる補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置の地磁気センサの補正データテーブル作成方法であって、補正データテーブル作成装置の表示制御角度処理部１３が、既補正値を補正値メモリから読み込んで表示選択部１４に表示するステップと、磁北を基準とした基準角度に応じて地磁気センサ１０の軸が基準角度となるように、地磁気センサ１０を旋回部１１により旋回させるステップと、地磁気センサ１０からの角度出力と前記既補正値とに基づく誤差角度を表示選択部１４に表示するステップと、前記誤差角度の所定数の平均値を算出するステップと、この平均値に基づいて新補正値を算出するステップと、旋回部１１により基準角度が一周して得られる各基準角度における新補正値に基づいて、前記基準角度間の角度の補間値を演算処理して算出するステップと、新補正値と補間値とを作成し補正値メモリ１２に補正データテーブルとして記憶するステップとを実行する地磁気センサの補正データテーブル作成方法である。なお、ヘリコプタが一周する間に、正確な方位角に対応する地磁気センサ１０からの角度出力（基準角度）を全て取得し、次のステップで補間値を設定するようにしてもよいし、また、ヘリコプタの機首を磁北に向けている間に、旋回部１１のステッピングモータを回転させて地磁気センサ１０からの角度出力（基準角度）を全て取得するようにしてもよい。

また、本実施形態の地磁気センサの補正データテーブル作成方法では、前記基準角度に対応する前記誤差角度を円グラフとして前記表示選択部に表示するステップを含んでおり、円グラフの上側を基準角度０°として表示する。

本発明の活用例としては、ヘリコプタなどの機体に搭載された指向性アンテナから基地局へ向けて画像データを伝送する際に用いられる地磁気センサからの角度出力の正確な補正値が得られるため、自動指向空中線装置により指向性アンテナを正確な方位制御を行うことができ、ヘリコプタから撮影した映像を基地局へ確実に伝送することができる。

本発明に係る地磁気センサの補正データテーブル作成装置の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る地磁気センサの補正データテーブル作成方法の一実施形態を示すフローチャート図である。 図２のフローチャート図に続くフローチャート図である。 本実施形態における表示選択部に表示したコンパス補正表示部の表示図である。 本実施形態の０度検証における初期画面の表示図である。 本実施形態の０度検証におけるサンプリング終了選択画面の表示図である。 本実施形態の０度検証における検証結果表示画面の表示図である。 本実施形態の０度検証におけるデータ取り込み機能説明画面の表示図である。 本実施形態のコンパス補正画面における修正値算出終了時の表示画面の表示図である。 （ａ），（ｂ）はコンパス補正画面における補間値算出前と後の表示画面の表示図である。 エアポートに設けられるコンパスチェックエリアを示した図である。 本実施形態における表示選択部に表示される誤差角度グラフを示す図である。 従来のアンテナ指向制御装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 磁気センサ
１１ 旋回部
１２ 補正値メモリ
１３ 表示制御角度処理部
１４ 表示選択部

Claims (3)

1. 航空機に搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に使用する補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置であって、
   角度出力を得る地磁気センサと、
   前記地磁気センサを、磁北を基準とした所定の基準角度に回転させる旋回部と、
   磁北を基準とした基準角度と前記地磁気センサの角度出力との誤差を修正するための補正値を記憶する補正値メモリと、
   前記補正値の表示と処理選択釦とを有する表示選択部と、
   前記表示選択部からの選択出力に応じて前記地磁気センサからの角度出力の補正値を算出し、該補正値による補正データテーブルを前記補正値メモリに作成し、前記表示選択部に補正値を表示する表示制御角度処理部と
   を備えたことを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成装置。
2. 請求項１に記載の地磁気センサの補正データテーブル作成装置であって、
   前記基準角度に対応する誤差角度を円グラフとして前記表示選択部に表示することを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成装置。
3. 航空機に搭載して基地局との画像伝送をするための自動指向空中線装置に組み込まれ、地磁気センサによる指向性アンテナの方位制御に使用する補正データテーブルを作成する補正データテーブル作成装置の地磁気センサの補正データテーブル作成方法であって、
   前記補正データテーブル作成装置の表示制御角度処理部が、
   既補正値を補正値メモリから読み込んで表示選択部に表示するステップと、
   磁北を基準とした基準角度に応じて前記地磁気センサの軸が該基準角度となるように、該地磁気センサを旋回部により旋回させるステップと、
   前記地磁気センサからの角度出力と前記既補正値とに基づく誤差角度を前記表示選択部に表示するステップと、
   前記誤差角度の所定数の平均値を算出するステップと、
   前記平均値に基づいて新補正値を算出するステップと、
   前記旋回部により前記基準角度が一周して得られる各前記基準角度における前記新補正値に基づいて、前記基準角度間の角度の補間値を演算処理して算出するステップと、
   前記新補正値と前記補間値とを作成し前記補正値メモリに補正データテーブルとして記憶するステップと
   を有することを特徴とする地磁気センサの補正データテーブル作成方法。

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