JP7004155B2 - Magnetic offset value calculation method and magnetic offset value calculation program, electronic equipment - Google Patents

Magnetic offset value calculation method and magnetic offset value calculation program, electronic equipment Download PDF

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Description

本発明は、地磁気を検出するための磁気センサにおける磁気オフセット値算出方法、及び、磁気オフセット値算出プログラム、並びに、磁気センサを備え、当該磁気オフセット値算出方法を適用した電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device provided with a magnetic offset value calculation method in a magnetic sensor for detecting geomagnetism, a magnetic offset value calculation program, and a magnetic sensor, and to which the magnetic offset value calculation method is applied.

近年、携帯電話機やスマートフォン（高機能携帯電話機）、ナビゲーション端末、スポーツウォッチ等の携帯型（又は装着型）の電子機器の分野において、位置情報や地図情報を利用した種々のサービスが提供されている。これらの電子機器は、一般に磁気センサ（電子コンパスともいう）を備え、この磁気センサにより検出された地磁気に基づいて、方位を測定する手法が採用されている。 In recent years, various services using location information and map information have been provided in the field of portable (or wearable) electronic devices such as mobile phones, smartphones (high-performance mobile phones), navigation terminals, and sports watches. .. These electronic devices are generally equipped with a magnetic sensor (also referred to as an electronic compass), and a method of measuring the direction based on the geomagnetism detected by the magnetic sensor is adopted.

ところで、上述したような電子機器には、磁気センサの他にも様々な電子部品が搭載されているため、磁気センサの周囲にはスピーカや着磁した電子部品の金属パッケージ等から漏れる磁気が存在している。また、電子機器の使用環境によっては周囲に強い磁界が存在している場合もある。そのため、電子機器に搭載された磁気センサは、本来の検出対象である地磁気に加え、電子機器内部の電子部品等から発生する磁界や電子機器の周囲の磁界が合成された磁界を検出することになる。これにより、着磁状態で磁気センサにより検出された地磁気の測定値に基づいて算出された方位は、実際の（正確な）方位とは異なることになる。このような問題を解決するために、電子機器内部の電子部品等から発生する磁界に起因する誤差（以下、「磁気オフセット」と記す）分を補正するためのキャリブレーション処理が必要になる。 By the way, since various electronic components other than the magnetic sensor are mounted on the electronic device as described above, magnetism leaking from the speaker, the metal package of the magnetized electronic component, etc. exists around the magnetic sensor. is doing. Further, depending on the usage environment of the electronic device, a strong magnetic field may exist in the surroundings. Therefore, the magnetic sensor mounted on the electronic device detects the magnetic field generated from the electronic components inside the electronic device and the magnetic field around the electronic device in addition to the geomagnetism that is the original detection target. Become. As a result, the azimuth calculated based on the measured value of the geomagnetism detected by the magnetic sensor in the magnetized state will be different from the actual (accurate) azimuth. In order to solve such a problem, a calibration process for correcting an error (hereinafter referred to as "magnetic offset") caused by a magnetic field generated from an electronic component or the like inside an electronic device is required.

従来、磁気センサのキャリブレーション処理による磁気オフセットの推定手法は、種々提案されている。例えば特許文献１には、３軸方向の地磁気を検出する磁気センサの方向を任意に変化させて取得された磁気データが球面上に分布することを利用して、磁気センサにより取得された磁気データ群の各点の近傍に、球面が位置するような特定の球の中心座標を統計的手法によって推定し、その中心座標に基づいてオフセット情報（オフセット値）を算出する手法が記載されている。 Conventionally, various methods for estimating the magnetic offset by the calibration process of the magnetic sensor have been proposed. For example, Patent Document 1 describes magnetic data acquired by a magnetic sensor by utilizing the fact that magnetic data acquired by arbitrarily changing the direction of a magnetic sensor that detects geomagnetism in three axes is distributed on a spherical surface. A method of estimating the center coordinates of a specific sphere such that a spherical surface is located near each point of the group by a statistical method and calculating offset information (offset value) based on the center coordinates is described.

特許第４３９１４１６号公報Japanese Patent No. 4391416

上述した特許文献１に開示された、磁気センサのオフセット値の取得方法においては、磁気データの取得期間中に磁気センサの向きを任意に変化させる必要がある。 In the method for acquiring the offset value of the magnetic sensor disclosed in Patent Document 1 described above, it is necessary to arbitrarily change the direction of the magnetic sensor during the acquisition period of the magnetic data.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、ユーザによるキャリブレーション処理に伴い、磁気データの取得期間中に磁気センサの向きを任意に変化させることなく、磁気センサのオフセット補正を行うことができる磁気オフセット値算出方法及び磁気オフセット値算出プログラム、電子機器を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention can perform offset correction of the magnetic sensor in accordance with the calibration process by the user without arbitrarily changing the direction of the magnetic sensor during the acquisition period of the magnetic data. It is an object of the present invention to provide a magnetic offset value calculation method, a magnetic offset value calculation program, and an electronic device.

本発明に係る磁気オフセット値算出方法は、
地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう方位測定装置の磁気オフセット値算出方法であって、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出するとともに、前記円周の中心座標を算出するステップと、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出するステップと、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出して前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする。 The method for calculating the magnetic offset value according to the present invention is
The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
It is a method of calculating a magnetic offset value of an orientation measuring device that measures an orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A step of extracting a specific plane in which the circumference to be formed exists and calculating the center coordinates of the circumference, and
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. Steps to do and
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. Based on, the step of calculating the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line and calculating the magnetic offset value of the orientation measuring device, and
It is characterized by including.

本発明によれば、ユーザによるキャリブレーション処理に伴い、磁気データの取得期間中に磁気センサの向きを任意に変化させることなく、磁気センサのオフセット補正を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform offset correction of the magnetic sensor without arbitrarily changing the direction of the magnetic sensor during the acquisition period of the magnetic data in accordance with the calibration process by the user.

本発明に係る電子機器の複数の適用例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the plurality of application examples of the electronic device which concerns on this invention. 本発明に係る電子機器の一実施形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one Embodiment of the electronic device which concerns on this invention. 一実施形態に係る電子機器における制御方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control method in the electronic device which concerns on one Embodiment. 磁気センサにより取得される磁気データの分布例とオフセット補正との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the distribution example of magnetic data acquired by a magnetic sensor, and offset correction. 一実施形態に係るキャリブレーション処理（その１）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration process (the 1) which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るキャリブレーション処理（その２）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration process (the 2) which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るキャリブレーション処理（その３）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration process (the 3) which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るキャリブレーション処理（その４）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration process (the 4) which concerns on one Embodiment.

以下、本発明に係る磁気オフセット値算出方法及び磁気オフセット値算出プログラム、電子機器について、実施形態を示して詳しく説明する。 Hereinafter, the magnetic offset value calculation method, the magnetic offset value calculation program, and the electronic device according to the present invention will be described in detail by showing embodiments.

＜電子機器＞
まず、本発明に係る磁気オフセット値算出方法及び磁気オフセット値算出プログラムを適用可能な電子機器について説明する。
図１は、本発明に係る電子機器の複数の適用例を示す概略構成図である。また、図２は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示す機能ブロック図である。 <Electronic equipment>
First, an electronic device to which the magnetic offset value calculation method and the magnetic offset value calculation program according to the present invention can be applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a plurality of application examples of the electronic device according to the present invention. Further, FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the electronic device according to the present invention.

本発明に係る電子機器は、例えば位置情報や地図情報を利用した種々のサービスをユーザに提供するための機能を備えた、携帯型又は装着型の電子機器に適用される。具体的には、電子機器は、例えば図１（ａ）に示すような腕時計型やリストバンド型の外観のスポーツウォッチ１０や、図１（ｂ）に示すような登山時等に携行するアウトドア機器（例えばＧＰＳロガーやナビゲーション端末）２０、図１（ｃ）に示すようなスマートフォン３０やタブレット端末等に適用される。以下、説明の都合上、これらの機器を「電子機器１００」と総称する。 The electronic device according to the present invention is applied to a portable or wearable electronic device having a function for providing various services using, for example, location information and map information to a user. Specifically, the electronic device is, for example, a sports watch 10 having a watch-type or wristband-type appearance as shown in FIG. 1 (a), or an outdoor device to be carried when climbing a mountain as shown in FIG. 1 (b). (For example, a GPS logger or a navigation terminal) 20, a smartphone 30 as shown in FIG. 1 (c), a tablet terminal, or the like. Hereinafter, for convenience of explanation, these devices are collectively referred to as "electronic device 100".

本実施形態に係る電子機器１００は、例えば図２に示すように、磁気センサ（磁気データ取得部）１１０と、加速度センサ１２２及び角速度センサ（ジャイロセンサ；角速度取得部）１２４を備えたモーションセンサ１２０と、ＧＰＳ受信回路（位置情報取得部）１３０と、入出力インターフェース部（以下、「入出力Ｉ／Ｆ部」と記す）１４０と、入力操作部１５０と、出力部１６０と、演算回路部１７０と、メモリ部１８０と、電源供給部１９０と、を有している。ここで、演算回路部１７０は、少なくとも本発明における中心座標算出部、直線抽出部、磁気オフセット値算出部の各構成に対応する。 As shown in FIG. 2, for example, the electronic device 100 according to the present embodiment is a motion sensor 120 including a magnetic sensor (magnetic data acquisition unit) 110, an acceleration sensor 122, and an angular velocity sensor (gyro sensor; angular velocity acquisition unit) 124. , GPS receiving circuit (position information acquisition unit) 130, input / output interface unit (hereinafter referred to as "input / output I / F unit") 140, input operation unit 150, output unit 160, and arithmetic circuit unit 170. And a memory unit 180 and a power supply unit 190. Here, the arithmetic circuit unit 170 corresponds to at least each configuration of the center coordinate calculation unit, the straight line extraction unit, and the magnetic offset value calculation unit in the present invention.

また、図２においては、図１に示した各電子機器に本発明を適用した場合に、磁気データ、又は、磁気データに基づいて算出される方位を利用した種々のサービスを、ユーザに提供する際に必要とされる構成も併せて示す。なお、後述する磁気オフセット値算出方法を適用した磁気センサ１１０のキャリブレーション処理を実現するためには、図２に示した構成のうち、少なくとも磁気センサ１１０と、角速度センサ１２４と、ＧＰＳ受信回路１３０等の位置情報取得手段とが演算回路部１７０に接続された構成を有していればよく、入出力Ｉ／Ｆ部１４０や出力部１６０は必ずしも有していなくてもよい。 Further, in FIG. 2, when the present invention is applied to each of the electronic devices shown in FIG. 1, the user is provided with magnetic data or various services using an orientation calculated based on the magnetic data. The configuration required at the time is also shown. In order to realize the calibration process of the magnetic sensor 110 to which the magnetic offset value calculation method described later is applied, at least the magnetic sensor 110, the angular velocity sensor 124, and the GPS receiving circuit 130 are included in the configuration shown in FIG. It suffices to have a configuration in which the position information acquisition means such as the above is connected to the arithmetic circuit unit 170, and the input / output I / F unit 140 and the output unit 160 do not necessarily have.

磁気センサ１１０は、電子機器１００の周辺の磁場の大きさ及び方向を検知する３軸磁気センサであって、互いに直交する３軸方向における磁場の大きさを検出して磁気データとして出力する。磁気センサ１１０が検知する磁場は、その場所の地磁気に加え、磁気センサ１１０の近傍に存在する磁石や磁性体等により生じる周辺磁場を含んでいる。この磁気データは、例えば、演算回路部１７０において電子機器１００を基準とする方位を算出する際に用いられる。磁気センサ１１０により取得される磁気データは、時間データに関連付けられて後述するメモリ部１８０の所定の記憶領域に保存される。 The magnetic sensor 110 is a three-axis magnetic sensor that detects the magnitude and direction of the magnetic field around the electronic device 100, and detects the magnitude of the magnetic field in the three-axis directions orthogonal to each other and outputs it as magnetic data. The magnetic field detected by the magnetic sensor 110 includes, in addition to the geomagnetism at that location, an ambient magnetic field generated by a magnet, a magnetic material, or the like existing in the vicinity of the magnetic sensor 110. This magnetic data is used, for example, in the arithmetic circuit unit 170 when calculating the orientation with respect to the electronic device 100. The magnetic data acquired by the magnetic sensor 110 is associated with the time data and stored in a predetermined storage area of the memory unit 180, which will be described later.

モーションセンサ１２０は、少なくとも加速度センサ１２２と、角速度センサ（ジャイロセンサ）１２４とを含み、ユーザの身体の動きや運動状態、電子機器１００に加わる特定方向の力等を検出する。加速度センサ１２２は、ユーザの身体の動きに応じて電子機器１００に生じる移動速度の変化の割合（加速度）を計測する。加速度センサ１２２は、３軸加速度センサを有し、互いに直交する３軸方向の各々に沿った加速度成分（加速度信号）を検出して、センサデータとして加速度データを出力する。 The motion sensor 120 includes at least an acceleration sensor 122 and an angular velocity sensor (gyro sensor) 124, and detects the movement and motion state of the user's body, the force applied to the electronic device 100 in a specific direction, and the like. The acceleration sensor 122 measures the rate (acceleration) of the change in the moving speed that occurs in the electronic device 100 according to the movement of the user's body. The acceleration sensor 122 has a three-axis acceleration sensor, detects acceleration components (acceleration signals) along each of the three axes orthogonal to each other, and outputs acceleration data as sensor data.

また、角速度センサ１２４は、ユーザの身体の動きに応じて電子機器１００に生じる移動方向の変化（角速度）を計測する。角速度センサ１２４は、３軸角速度センサを有し、上記加速度データを規定する、互いに直交する３軸について、各軸に沿った回転運動の回転方向に生じる角速度成分（角速度信号）を検出して、センサデータとして角速度データを出力する。加速度センサ１２２及び角速度センサ１２４により取得されるセンサデータ（加速度データ、角速度データ）は、時間データに関連付けられてメモリ部１８０の所定の記憶領域に保存される。なお、本実施形態においては、モーションセンサ１２０として加速度センサ１２２と角速度センサ１２４を有する場合について示したが、後述するキャリブレーション処理を実現するためには、少なくとも角速度センサ１２４を有していればよい。 Further, the angular velocity sensor 124 measures a change in the moving direction (angular velocity) that occurs in the electronic device 100 according to the movement of the user's body. The angular velocity sensor 124 has a three-axis angular velocity sensor, and detects an angular velocity component (angular velocity signal) generated in the rotational direction of the rotational motion along each axis for the three axes orthogonal to each other, which defines the acceleration data. Outputs angular velocity data as sensor data. The sensor data (acceleration data, angular velocity data) acquired by the acceleration sensor 122 and the angular velocity sensor 124 is associated with the time data and stored in a predetermined storage area of the memory unit 180. In the present embodiment, the case where the acceleration sensor 122 and the angular velocity sensor 124 are provided as the motion sensor 120 has been shown, but in order to realize the calibration process described later, it is sufficient to have at least the angular velocity sensor 124. ..

ＧＰＳ受信回路１３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System；全地球測位システム）を構成する複数のＧＰＳ衛星からの電波を、ＧＰＳアンテナ（図示を省略）を介して受信することにより、緯度、経度情報に基づく地理的な位置情報を取得して、測位データ（位置データ）として出力する。ここで、電子機器１００を任意の方向に向けているときや、電子機器１００を携帯又は装着したユーザが移動しているときに、ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データは、演算回路部１７０において電子機器１００が向いている方位や移動方向を算出する際に用いられる。ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データは、時間データに関連付けられてメモリ部１８０の所定の記憶領域に保存される。 The GPS receiving circuit 130 receives radio waves from a plurality of GPS satellites constituting a GPS (Global Positioning System) via a GPS antenna (not shown), and is based on latitude and longitude information. Acquires geographical position information and outputs it as positioning data (position data). Here, the positioning data acquired by the GPS receiving circuit 130 when the electronic device 100 is pointed in an arbitrary direction or when the user carrying or wearing the electronic device 100 is moving is the arithmetic circuit unit 170. It is used when calculating the direction and the moving direction in which the electronic device 100 is facing. The positioning data acquired by the GPS receiving circuit 130 is associated with the time data and stored in a predetermined storage area of the memory unit 180.

なお、上記ＧＰＳ受信回路１３０は、ＧＰＳ以外の衛星測位システム、例えばＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）や我が国の地域航法衛星システムである準天頂衛星システムＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System）等にも対応して、それらの衛星からの到来電波も受信し、より高い精度で現在位置の３次元座標と現在時刻とを算出できるものでも良い。その場合、以下の説明においてＧＰＳ受信回路１３０による測位動作について記述した際には、上記ＧＰＳ以外の衛星測位システムによる測位動作も合わせて実行するものとする。 The GPS receiving circuit 130 also supports satellite positioning systems other than GPS, such as GLONASS (Global Navigation Satellite System) and the quasi-zenith satellite system QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), which is a regional navigation satellite system in Japan. Therefore, it may be possible to receive the incoming radio waves from those satellites and calculate the three-dimensional coordinates of the current position and the current time with higher accuracy. In that case, when the positioning operation by the GPS receiving circuit 130 is described in the following description, the positioning operation by the satellite positioning system other than the GPS is also executed.

また、本実施形態においては、ユーザが携帯する電子機器１００の地理的な位置情報を取得する手段（位置情報取得部）として、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信回路１３０を備えた形態を一例として示したが、本発明はこれに限定されるものではない。少なくとも電子機器１００の大まかな現在位置を示す情報を取得することができるものであれば、例えば、Ｗｉ‐Ｆｉ（Wireless Fidelity；登録商標）等の無線通信方式においてアクセスポイントが有する位置情報を取得するものであってもよいし、携帯電話等の回線網における基地局を利用した三角測量により位置情報を取得するものであってもよい。また、近距離無線通信方式に利用されるビーコン信号により位置情報を取得するものであってもよい。 Further, in the present embodiment, as a means (position information acquisition unit) for acquiring the geographical position information of the electronic device 100 carried by the user, a form including a GPS receiving circuit 130 for receiving radio waves from GPS satellites is provided. Although shown as an example, the present invention is not limited thereto. If it is possible to acquire at least information indicating a rough current position of the electronic device 100, the location information possessed by the access point in a wireless communication method such as Wi-Fi (Wireless Fidelity; registered trademark) is acquired. It may be one, or it may be one that acquires location information by triangular survey using a base station in a line network such as a mobile phone. Further, the position information may be acquired by the beacon signal used in the short-range wireless communication system.

入出力Ｉ／Ｆ部１４０は、電子機器１００の外部の周辺機器や情報機器、通信ネットワーク等（図示を省略）との間で、有線や無線を用いた所定の通信形式により各種のデータや信号を入出力又は送受信する。入出力Ｉ／Ｆ部１４０は、例えば、身体の他の部位に装着したセンサ機器との間で、心拍データ等の生体情報を送受信したり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置やネットワーク上のサーバとの間で、取得した磁気データやセンサデータ等を送受信したり、地図情報等を取得したりする。 The input / output I / F unit 140 communicates with external peripheral devices, information devices, communication networks, etc. (not shown) of the electronic device 100 in a predetermined communication format using wired or wireless, and various data and signals. Is input / output or transmitted / received. The input / output I / F unit 140 can send and receive biological information such as heartbeat data to and from sensor devices attached to other parts of the body, and can be used with information processing devices such as personal computers and servers on networks. It sends and receives acquired magnetic data, sensor data, etc., and acquires map information, etc.

入力操作部１５０は、例えば図１に示した電子機器１００（スポーツウォッチ１０やアウトドア機器２０、スマートフォン３０等）の筐体に設けられた操作スイッチ１５２やタッチパネル１５４等を有している。入力操作部１５０は、例えば、電子機器１００の動作電源やＧＰＳ受信回路１３０における測位動作のオン、オフ操作、アプリケーションソフトウェアの操作、各構成における機能設定等の、各種の入力操作に用いられる。 The input operation unit 150 has, for example, an operation switch 152 and a touch panel 154 provided in the housing of the electronic device 100 (sports watch 10, outdoor device 20, smartphone 30, etc.) shown in FIG. The input operation unit 150 is used for various input operations such as on / off operation of the operating power supply of the electronic device 100 and the positioning operation in the GPS receiving circuit 130, operation of application software, and function setting in each configuration.

出力部１６０は、電子機器１００の筐体に設けられた表示部１６２や音響部１６４、振動部（図示を省略）等を有している。出力部１６０は、少なくとも上述した磁気センサ１１０により取得される磁気データに基づく方位や、モーションセンサ１２０により取得されるセンサデータ、ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データに基づく位置情報や地図情報、アラーム等の、各種の情報を視覚や聴覚、触覚等を通してユーザに提供又は報知する。 The output unit 160 has a display unit 162, an acoustic unit 164, a vibration unit (not shown) and the like provided in the housing of the electronic device 100. The output unit 160 has at least orientation based on the magnetic data acquired by the magnetic sensor 110 described above, sensor data acquired by the motion sensor 120, position information and map information based on the positioning data acquired by the GPS receiving circuit 130, and the like. Provide or notify users of various types of information such as alarms through visual, auditory, and tactile sensations.

演算回路部１７０は、計時機能を備えたＣＰＵ（中央演算処理装置）やＭＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算処理装置であって、動作クロックに基づいて、所定の制御プログラムやアルゴリズムプログラムを実行する。これにより、演算回路部１７０は、磁気センサ１１０やモーションセンサ１２０におけるセンシング動作や、ＧＰＳ受信回路１３０における測位動作、後述する磁気センサ１１０のキャリブレーション処理や方位算出処理、出力部１６０における情報提供動作等の、各種の動作を制御する。なお、磁気センサ１１０のキャリブレーション処理を含む電子機器１００の制御方法については、詳しく後述する。 The arithmetic circuit unit 170 is an arithmetic processing unit such as a CPU (central processing unit) or MPU (microprocessor) having a timing function, and executes a predetermined control program or algorithm program based on an operating clock. As a result, the arithmetic circuit unit 170 has a sensing operation in the magnetic sensor 110 and the motion sensor 120, a positioning operation in the GPS receiving circuit 130, a calibration process and an orientation calculation process of the magnetic sensor 110 described later, and an information providing operation in the output unit 160. Control various operations such as. The control method of the electronic device 100 including the calibration process of the magnetic sensor 110 will be described in detail later.

メモリ部１８０は、上述した磁気センサ１１０により取得される磁気データや、モーションセンサ１２０により取得されるセンサデータ、ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データ等を、時間データに関連付けて所定の記憶領域に保存する。また、メモリ部１８０は、演算回路部１７０において実行される処理動作により生成される各種データや、磁気センサ１１０のオフセット値を所定の記憶領域に保存する。また、メモリ部１８０は、磁気センサ１１０やモーションセンサ１２０、ＧＰＳ受信回路１３０等の、各構成における動作を制御するための制御プログラムや、上記の磁気データや角速度データ等に基づいて、磁気センサ１１０のキャリブレーション処理を実行するためのアルゴリズムプログラムを保存する。なお、これらのプログラムは、演算回路部１７０に予め組み込まれているものであってもよい。また、メモリ部１８０は、その一部又は全部が、例えばメモリカード等のリムーバブル記憶媒体としての形態を有し、電子機器１００に対して着脱可能に構成されているものであってもよい。 The memory unit 180 associates the magnetic data acquired by the above-mentioned magnetic sensor 110, the sensor data acquired by the motion sensor 120, the positioning data acquired by the GPS receiving circuit 130, and the like with the time data, and a predetermined storage area. Save to. Further, the memory unit 180 stores various data generated by the processing operation executed by the arithmetic circuit unit 170 and the offset value of the magnetic sensor 110 in a predetermined storage area. Further, the memory unit 180 is based on a control program for controlling the operation of each configuration such as the magnetic sensor 110, the motion sensor 120, and the GPS receiving circuit 130, and the magnetic sensor 110 based on the above magnetic data, angular velocity data, and the like. Save the algorithm program to perform the calibration process of. It should be noted that these programs may be preliminarily incorporated in the arithmetic circuit unit 170. Further, the memory unit 180 may have a part or all of the memory unit 180 in the form of a removable storage medium such as a memory card, and may be configured to be removable from the electronic device 100.

電源供給部１９０は、電子機器１００内部の各構成に駆動用電力を供給する。電源供給部１９０は、電子機器１００が携帯型の機器である場合には、例えば市販のボタン型電池等の一次電池や、リチウムイオン電池等の二次電池が適用される。また、電源供給部１９０は、上記の一次電池や二次電池のほか、振動や光、熱、電磁波等のエネルギーにより発電する環境発電（エナジーハーベスト）技術による電源等を、単独で、或いは、併用して適用するものであってもよい。 The power supply unit 190 supplies driving power to each configuration inside the electronic device 100. When the electronic device 100 is a portable device, the power supply unit 190 is applied, for example, a primary battery such as a commercially available button type battery or a secondary battery such as a lithium ion battery. In addition to the above primary and secondary batteries, the power supply unit 190 uses energy harvesting (energy harvesting) technology to generate electricity from energy such as vibration, light, heat, and electromagnetic waves, either alone or in combination. And may be applied.

＜電子機器の制御方法＞
次に、本実施形態に係る電子機器における制御方法について、図面を参照して説明する。ここで、以下のフローチャートに示す電子機器の制御方法は、本発明に係る磁気オフセット値算出方法を適用した磁気センサ１１０のキャリブレーション処理を含むものであって、上述した演算回路部１７０が所定の制御プログラム及びアルゴリズムプログラムに従って処理を実行することにより実現される。 <Control method for electronic devices>
Next, the control method in the electronic device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. Here, the control method of the electronic device shown in the following flowchart includes a calibration process of the magnetic sensor 110 to which the magnetic offset value calculation method according to the present invention is applied, and the above-mentioned arithmetic circuit unit 170 is predetermined. It is realized by executing the process according to the control program and the algorithm program.

図３は、本実施形態に係る電子機器における制御方法の一例を示すフローチャートである。図４は、磁気センサにより取得される磁気データの分布例とオフセット補正との関係を示す概念図である。また、図５～図８は、本実施形態に係るキャリブレーション処理を説明するための図である。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control method in the electronic device according to the present embodiment. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a relationship between an example of distribution of magnetic data acquired by a magnetic sensor and offset correction. Further, FIGS. 5 to 8 are diagrams for explaining the calibration process according to the present embodiment.

本実施形態に係る電子機器１００の制御方法においては、磁気センサ１１０と、モーションセンサ１２０である角速度センサ１２４と、位置情報取得手段であるＧＰＳ受信回路１３０とを備えた電子機器１００において、例えば図３のフローチャートに示すような一連の処理が実行される。 In the control method of the electronic device 100 according to the present embodiment, in the electronic device 100 including the magnetic sensor 110, the angular velocity sensor 124 which is the motion sensor 120, and the GPS receiving circuit 130 which is the position information acquisition means, for example, FIG. A series of processes as shown in the flowchart of 3 is executed.

まず、ユーザが入力操作部１５０を操作することにより、電源供給部１９０から電子機器１００内部の各構成に駆動用電力が供給されて、電子機器１００が起動する。これにより、演算回路部１７０は、磁気センサ１１０及びモーションセンサ１２０によるセンシング動作、ＧＰＳ受信回路１３０による測位動作を含む通常処理を実行する（ステップＳ１０２）。 First, when the user operates the input operation unit 150, driving power is supplied from the power supply unit 190 to each configuration inside the electronic device 100, and the electronic device 100 is activated. As a result, the arithmetic circuit unit 170 executes normal processing including a sensing operation by the magnetic sensor 110 and the motion sensor 120 and a positioning operation by the GPS receiving circuit 130 (step S102).

この通常処理において、磁気センサ１１０を備えた電子機器１００を一定の地磁気を有する第１環境の中で回転や移動させながら磁気センサ１１０により取得される複数の磁気データを、磁気センサ１１０の３軸を座標軸とする３次元座標空間上でプロットした場合、各磁気データに対応する座標点は、例えば図４中央に示すように、概ね球面Ｓｐ上に分布する。この球面Ｓｐを有する球の中心点Ｐａは、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群の基準点を示し、球の半径Ｒは、地磁気の大きさ（強さ）に対応する。 In this normal processing, a plurality of magnetic data acquired by the magnetic sensor 110 while rotating or moving the electronic device 100 provided with the magnetic sensor 110 in a first environment having a constant geomagnetism are collected by three axes of the magnetic sensor 110. When plotted on a three-dimensional coordinate space having the above as a coordinate axis, the coordinate points corresponding to each magnetic data are generally distributed on the spherical Sp, as shown in the center of FIG. 4, for example. The center point Pa of the sphere having the spherical surface Sp indicates a reference point of the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110, and the radius R of the sphere corresponds to the magnitude (strength) of the geomagnetism.

この球の中心点Ｐａは、磁気センサ１１０が電子機器１００の周辺磁場の影響を受けて着磁すると、３次元座標空間の基準点（原点）Ｐｃに対してずれ（＝オフセット）を生じる。この場合、球の中心点Ｐａと基準点Ｐｃとの差分に相当するオフセット値（図中、「オフセットベクトル」と表記）を算出して、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群に対して、算出されたオフセット値を差し引くオフセット補正を行うことにより、磁気センサ１１０の周辺磁場の影響を除去して、電子機器１００を基準とする正確な方位を算出することができる。 When the magnetic sensor 110 is magnetized under the influence of the peripheral magnetic field of the electronic device 100, the center point Pa of the sphere is displaced (= offset) with respect to the reference point (origin) Pc in the three-dimensional coordinate space. In this case, an offset value (denoted as "offset vector" in the figure) corresponding to the difference between the center point Pa of the sphere and the reference point Pc is calculated, and the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 is subjected to the calculation. By performing the offset correction by subtracting the calculated offset value, the influence of the peripheral magnetic field of the magnetic sensor 110 can be removed, and the accurate orientation with respect to the electronic device 100 can be calculated.

ここで、電子機器１００の周辺の環境が、例えば、周辺磁場が強まる、或いは、磁場の方向が変わる第２環境に変化した場合、その周辺磁場の変化の影響を受けて磁気センサ１１０が検知する磁場も変化することになる。すなわち、磁気センサ１１０は、本来の検出対象である地磁気に加え、電子機器内部の電子部品等から発生する磁界や周辺磁場の変化分がさらに合成された磁界を検出することになる。そのため、この第２環境で磁気センサ１１０により取得される磁気データ群（図中、「着磁後の磁気データ群」と表記）に対応する座標点の３次元座標空間での分布は、図４右下に示すように、オフセット値が算出された当初の磁気データ群に対応する座標点の分布（球面Ｓｐ及びその球の中心点Ｐａ）の３次元座標空間上の位置から変化（移動）することになる（図中、球面Ｓｐ′及びその球の中心点Ｐａ′）。このため、この環境で取得された磁気データ群に対して、当初算出されたオフセット値を用いた補正を行うと、算出される方位が正確な方位とは異なってしまうことになる。この場合、オフセット値を算出し直す必要がある。 Here, when the environment around the electronic device 100 changes to, for example, a second environment in which the peripheral magnetic field is strengthened or the direction of the magnetic field changes, the magnetic sensor 110 detects it under the influence of the change in the peripheral magnetic field. The magnetic field will also change. That is, the magnetic sensor 110 detects a magnetic field in which changes in a magnetic field generated from an electronic component inside an electronic device or a peripheral magnetic field are further combined in addition to the geomagnetism that is the original detection target. Therefore, the distribution of the coordinate points corresponding to the magnetic data group (referred to as “magnetic data group after magnetization” in the figure) acquired by the magnetic sensor 110 in this second environment in the three-dimensional coordinate space is shown in FIG. As shown in the lower right, the distribution of coordinate points (spherical surface Sp and the center point Pa of the sphere) corresponding to the initial magnetic data group for which the offset value was calculated changes (moves) from the position on the three-dimensional coordinate space. (In the figure, the spherical surface Sp'and the center point Pa'of the sphere). Therefore, if the magnetic data group acquired in this environment is corrected using the initially calculated offset value, the calculated azimuth will be different from the accurate azimuth. In this case, it is necessary to recalculate the offset value.

そこで、本実施形態に係る制御方法においては、上記の通常処理の実行中に、演算回路部１７０がオフセット値の変化を監視して、このオフセット値が変化したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、演算回路部１７０は、磁気センサ１１０により取得された磁気データ群に対して、現在のオフセット値を用いた補正を行ったときに、その補正後の磁気データ群に対応する座標点が３次元座標空間の基準点（原点）Ｐｃを中心にした球面上に分布しているか否かを判定する。そして、補正後の磁気データ群に対応する座標点がこの球面上に分布していない場合、すなわち、補正後の磁気データ群に対応する座標点が分布する球体の中心座標が３次元座標空間の基準点（原点）Ｐｃの座標からずれている場合には、演算回路部１７０は、現在のオフセット値は適切でなく、オフセット値が現在のオフセット値から変化していると判定し（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、キャリブレーション処理を起動する（ステップＳ１０６）。 Therefore, in the control method according to the present embodiment, during the execution of the above-mentioned normal processing, the arithmetic circuit unit 170 monitors the change in the offset value and executes a process of determining whether or not the offset value has changed. (Step S104). Specifically, when the arithmetic circuit unit 170 corrects the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 using the current offset value, the coordinates corresponding to the corrected magnetic data group. It is determined whether or not the points are distributed on the spherical surface centered on the reference point (origin) Pc in the three-dimensional coordinate space. Then, when the coordinate points corresponding to the corrected magnetic data group are not distributed on this spherical surface, that is, the center coordinates of the sphere in which the coordinate points corresponding to the corrected magnetic data group are distributed are in the three-dimensional coordinate space. If it deviates from the coordinates of the reference point (origin) Pc, the arithmetic circuit unit 170 determines that the current offset value is not appropriate and the offset value has changed from the current offset value (step S104). Yes), the calibration process is started (step S106).

或いは、演算回路部１７０は、一定期間取得した磁気データに対応する座標点と中心点Ｐａとの距離（図４に示した球の半径Ｒ、すなわち地磁気の大きさ）、又は、補正後の磁気データと基準点Ｐｃとの距離にバラツキが生じている場合には、オフセット値が変化していると判定し（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、キャリブレーション処理を起動する（ステップＳ１０６）。 Alternatively, the arithmetic circuit unit 170 may use the distance between the coordinate point corresponding to the magnetic data acquired for a certain period of time and the center point Pa (radius R of the sphere shown in FIG. 4, that is, the magnitude of the geomagnetism), or the corrected magnetism. If there is a variation in the distance between the data and the reference point Pc, it is determined that the offset value has changed (Yes in step S104), and the calibration process is started (step S106).

一方、現在のオフセット値を用いた補正後の磁気データ群に対応する座標点が３次元座標空間の基準点Ｐｃを中心にした球面上に分布していて、当該磁気データと基準点Ｐｃとの距離にバラツキが生じていない場合には、演算回路部１７０は、オフセット値は現在のオフセット値から変化していないと判定し（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０２に戻って通常処理を継続する。 On the other hand, the coordinate points corresponding to the corrected magnetic data group using the current offset value are distributed on the spherical surface centered on the reference point Pc in the three-dimensional coordinate space, and the magnetic data and the reference point Pc are distributed. If there is no variation in the distance, the arithmetic circuit unit 170 determines that the offset value has not changed from the current offset value (No in step S104), returns to step S102, and continues the normal processing.

なお、ステップＳ１０４におけるオフセット値の算出が必要か否かの判定処理は、ユーザに特に意識させることなくバックグラウンドで実行される。また、オフセット値の算出が必要か否かの判定処理は、上述した手法に限定されるものではない。例えば、ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データ（緯度、経度情報）に基づいて導出される当該地点の地磁気の大きさ（強さ）と、磁気センサ１１０により取得される磁気データに基づいて算出される磁気センサ出力ベクトルの大きさとを比較して、その差が所定の閾値以上である場合にはオフセット値の算出が必要と判定するものであってもよい。 The process of determining whether or not the offset value needs to be calculated in step S104 is executed in the background without making the user particularly aware of it. Further, the process of determining whether or not the offset value needs to be calculated is not limited to the above-mentioned method. For example, it is calculated based on the magnitude (strength) of the geomagnetism at the point derived based on the positioning data (latitude, longitude information) acquired by the GPS receiving circuit 130 and the magnetic data acquired by the magnetic sensor 110. It may be determined that it is necessary to calculate the offset value when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value by comparing with the magnitude of the magnetic sensor output vector.

ここで、電子機器１００の現在位置を示す緯度、経度情報に基づいて、当該地点の地磁気の大きさ（強さ）を求める手法としては、例えば、全地球的な規模ではＩＧＲＦ（International Geomagnetic Reference Field；国際標準地球磁場）を用いて求めることができ、また、日本国内等の局所的な規模では国土地理院が公表している磁気図や近似式を用いて求めることができる。また、他の手法として、緯度、経度情報と地磁気の大きさを対応付けたリストデータを予めメモリ部１８０等に格納しておき、ＧＰＳ受信回路１３０により取得される測位データ（緯度、経度情報）に基づいて、当該リストデータを参照して地磁気の大きさを抽出するものであってもよい。 Here, as a method for obtaining the magnitude (strength) of the geomagnetism at the relevant point based on the latitude and longitude information indicating the current position of the electronic device 100, for example, on a global scale, IGRF (International Geomagnetic Reference Field) It can be obtained using the international standard earth's magnetic field), and on a local scale such as in Japan, it can be obtained using the magnetic map or approximate formula published by the Geographical Survey Institute. Further, as another method, list data in which latitude and longitude information and the magnitude of geomagnetism are associated is stored in advance in the memory unit 180 or the like, and positioning data (latitude, longitude information) acquired by the GPS receiving circuit 130. Based on the above, the magnitude of geomagnetism may be extracted with reference to the list data.

以下、本実施形態に適用されるキャリブレーション処理について、具体的に説明する。
まず、演算回路部１７０は、図５に示すように、磁気センサ１１０により取得した磁気データ群に対応する、３次元座標空間における座標点の分布に基づいて、３次元座標空間の特定の平面ＦＮ上に形成される円周（又は、円弧）ＣＮの中心座標ＰＮを取得しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮとは、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群が分布する球面ＳｐＮを、特定の平面ＦＮにより切断した場合の断面形状である半径ＲＮの円周の中心座標であって、後述するオフセット値算出処理に使用される重要なパラメータである。この円周ＣＮの中心座標ＰＮは、後述するステップＳ１１０～Ｓ１１８の一連の処理により算出される。したがって、磁気センサ１１０により磁気データの測定を始めた直後や、十分な数の磁気データが収集されていない状態では、演算回路部１７０は、ステップＳ１０８において「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１０～Ｓ１１８の一連の処理を実行する。 Hereinafter, the calibration process applied to the present embodiment will be specifically described.
First, as shown in FIG. 5, the arithmetic circuit unit 170 has a specific plane F in the three-dimensional coordinate space based on the distribution of coordinate points in the three-dimensional coordinate space corresponding to the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110. It is determined whether or not the center coordinates PN of the circumference (or arc) CN formed on N are acquired (step S108). Here, the center coordinate PN of the circumference CN formed on the plane F N is a case where the spherical surface Sp N in which the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 is distributed is cut by a specific plane F N. It is the center coordinate of the circumference of the radius RN which is the cross - sectional shape of, and is an important parameter used in the offset value calculation process described later. The center coordinates PN of the circumference CN are calculated by a series of processes of steps S110 to S118 described later. Therefore, immediately after the magnetic data measurement is started by the magnetic sensor 110, or in a state where a sufficient number of magnetic data are not collected, the arithmetic circuit unit 170 determines “No” in step S108, and steps S110 to S110 to A series of processes of S118 is executed.

すなわち、特定の平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮが取得されていない場合には、演算回路部１７０は、所定のサンプリング周波数で、移動している電子機器１００の磁気センサ１１０により時間の経過とともに複数の磁気データ（磁気データ群）を取得するとともに、モーションセンサ１２０の角速度センサ１２４により複数の角速度データ（角速度データ群）を取得する（ステップＳ１１０）。取得した磁気データ群及び角速度データ群は、メモリ部１８０の所定の記憶領域に保存される。また、このとき、演算回路部１７０は、モーションセンサ１２０の加速度センサ１２２により複数の加速度データ（加速度データ群）、及び、ＧＰＳ受信回路１３０により電子機器１００の現在位置を求めるための測位データ（緯度、経度情報）を同時に取得して、メモリ部１８０の所定の記憶領域に保存する。 That is, when the center coordinate PN of the circumference CN formed on the specific plane F N is not acquired, the arithmetic circuit unit 170 is the electronic device 100 moving at a predetermined sampling frequency. A plurality of magnetic data (magnetic data group) are acquired by the magnetic sensor 110 with the passage of time, and a plurality of angular velocity data (angular velocity data group) are acquired by the angular velocity sensor 124 of the motion sensor 120 (step S110). The acquired magnetic data group and angular velocity data group are stored in a predetermined storage area of the memory unit 180. At this time, the arithmetic circuit unit 170 uses the acceleration sensor 122 of the motion sensor 120 to obtain a plurality of acceleration data (acceleration data group), and the GPS receiving circuit 130 to obtain the current position of the electronic device 100 (latitude). , Longitude information) at the same time and store it in a predetermined storage area of the memory unit 180.

次いで、演算回路部１７０は、３次元座標空間において磁気データ群が分布する球面ＳｐＮを切断し、その断面を有する特定の平面ＦＮをすでに抽出しているか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２において、特定の平面ＦＮがすでに抽出されている場合（ステップＳ１１２のＹｅｓ）には、演算回路部１７０は、磁気データ群から当該平面ＦＮ上に存在しているとみなせる磁気データを取得する（ステップＳ１１６）。 Next, the arithmetic circuit unit 170 cuts the spherical surface Sp N in which the magnetic data group is distributed in the three-dimensional coordinate space, and determines whether or not a specific plane F N having a cross section thereof has already been extracted (step S112). .. In step S112, when a specific plane F N has already been extracted (Yes in step S112), the arithmetic circuit unit 170 selects magnetic data that can be regarded as existing on the plane F N from the magnetic data group. Acquire (step S116).

一方、特定の平面ＦＮが抽出されていない場合（ステップＳ１１２のＮｏ）には、演算回路部１７０は、当該平面ＦＮを抽出した後（ステップＳ１１４）に、磁気データ群から当該平面ＦＮ上に存在しているとみなせる磁気データを取得する（ステップＳ１１６）。 On the other hand, when the specific plane F N is not extracted (No in step S112), the arithmetic circuit unit 170 extracts the plane F N (step S114), and then the plane F N is taken from the magnetic data group. Acquire magnetic data that can be considered to exist on the top (step S116).

ここで、ステップＳ１１４において、特定の平面ＦＮを抽出する処理は、具体的には、磁気データが３次元の方向データ（ｒ，θ，φ）として取得されている場合、演算回路部１７０は、まず、それらの磁気データ群から、角度成分（θ，φ）が異なる少なくとも３個の磁気データ（第１の磁気データ）を選別又は抽出する。そして、演算回路部１７０は、図６（ａ）に示すように、選別した３個の磁気データに対応する座標点をｘｙｚの３次元座標空間にプロットしたとき、これらの３点（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）が含まれる平面ＦＮを抽出する。 Here, in step S114, in the process of extracting a specific plane F N , specifically, when the magnetic data is acquired as three-dimensional direction data (r, θ, φ), the arithmetic circuit unit 170 First, at least three magnetic data (first magnetic data) having different angular components (θ, φ) are selected or extracted from those magnetic data groups. Then, as shown in FIG. 6A, the arithmetic circuit unit 170 plots the coordinate points corresponding to the three selected magnetic data in the three-dimensional coordinate space of xyz, and these three points (x 1 , 1, Extract the plane F N containing y 1 , z 1 ), (x 2 , y 2 , z 2 ), (x 3 , y 3 , z 3 ).

そして、演算回路部１７０は、取得した磁気データ群から、上記の算出された平面ＦＮ上に存在しているとみなせる磁気データ（第２の磁気データ）を取捨選択する。具体的には、演算回路部１７０は、図６（ｂ）に示すように、各磁気データについて平面ＦＮへの垂線を引いて、平面ＦＮまでの距離（垂線距離）が所定の閾値Ｈth以下であるか否かを判定する。演算回路部１７０は、垂線距離が閾値Ｈth以下である場合には、当該磁気データに対応する座標点は平面ＦＮ上に存在しているとみなして、その磁気データを選択して取得する（ステップＳ１１６）。一方、垂線距離が閾値Ｈthより大きい場合には当該磁気データに対応する座標点は平面ＦＮ上には存在していないとみなす。ここで、垂線距離を判定する基準となる閾値Ｈthは、電子機器１００が使用される環境（例えば日本国内）における、一般的な地磁気の強さである４５０ミリガウス（ｍＧ）程度に比較して、極めて微小な数値（例えば±１ミリガウス程度）に設定される。これにより、平面ＦＮのごく近傍に位置する磁気データの座標点のみが平面ＦＮ上に存在するものとみなされる。 Then, the arithmetic circuit unit 170 selects magnetic data (second magnetic data) that can be regarded as existing on the calculated plane NF from the acquired magnetic data group. Specifically, as shown in FIG. 6B, the arithmetic circuit unit 170 draws a perpendicular line to the plane F N for each magnetic data, and the distance to the plane F N (perpendicular line distance) is a predetermined threshold value Hth. It is determined whether or not it is as follows. When the perpendicular distance is equal to or less than the threshold value Hth, the arithmetic circuit unit 170 considers that the coordinate point corresponding to the magnetic data exists on the plane NF , and selects and acquires the magnetic data ( Step S116). On the other hand, when the perpendicular distance is larger than the threshold value Hth, it is considered that the coordinate point corresponding to the magnetic data does not exist on the plane NF . Here, the threshold value Hth, which is a reference for determining the perpendicular distance, is about 450 milligauss (mG), which is a general geomagnetic strength in an environment in which an electronic device 100 is used (for example, in Japan). It is set to a very small value (for example, about ± 1 milligauss). As a result, it is considered that only the coordinate points of the magnetic data located in the immediate vicinity of the plane F N exist on the plane F N.

次いで、演算回路部１７０は、上記の平面ＦＮ上に分布する磁気データを含んで形成される円周ＣＮを推定し、その円周ＣＮの中心座標ＰＮを算出する（ステップＳ１１８）。具体的には、円周ＣＮの中心座標ＰＮを（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）、当該円周ＣＮの半径をＲＮとした場合、図６（ｃ）に示すような中心座標ＰＮ及び半径ＲＮからなる球は、次の（１１）式で表される。
（ｘ－ＸＮ）２＋（ｙ－ＹＮ）２＋（ｚ－ＺＮ）２＝ＲＮ ２ ・・・（１１） Next, the arithmetic circuit unit 170 estimates the circumference CN formed by including the magnetic data distributed on the plane F N , and calculates the center coordinate PN of the circumference CN (step S118). .. Specifically, when the center coordinates PN of the circumference C N are (X N , Y N , Z N ) and the radius of the circumference C N is RN , the center as shown in FIG. 6 (c). The sphere consisting of the coordinates PN and the radius RN is expressed by the following equation (11).
(X-X N ) 2 + (y-Y N ) 2 + (z-Z N ) 2 = RN 2 ... (11)

また、上記のステップＳ１１４において抽出した平面ＦＮは、次の（１２）式の方程式で表される。ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは係数であって、平面ＦＮに垂直な法線ベクトルは（ａ、ｂ、ｃ）で表される。
ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０ ・・・（１２） Further, the plane F N extracted in step S114 is represented by the equation of the following equation (12). Here, a, b, c, and d are coefficients, and the normal vector perpendicular to the plane F N is represented by (a, b, c).
ax + by + cz + d = 0 ... (12)

（１２）式において、中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）は上記の平面ＦＮ上であるので、次の（１３）式が成り立つ。
ａＸＮ＋ｂＹＮ＋ｃＺＮ＋ｄ＝０
ＺＮ＝－（ａＸＮ＋ｂＹＮ＋ｄ）／ｃ ・・・（１３）
ここで、Ａ＝－ａ／ｃ、Ｂ＝－ｂ／ｃ、Ｃ＝－ｄ／ｃとおくと、（１３）式は、次の（１４）式で表される。
ＺＮ＝ＡＸＮ＋ＢＹＮ＋Ｃ ・・・（１４） In the equation (12), since the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) are on the above plane F N , the following equation (13) holds.
aX N + bY N + cZ N + d = 0
Z N =-(aX N + bY N + d) / c ... (13)
Here, if A = −a / c, B = −b / c, and C = −d / c, the equation (13) is represented by the following equation (14).
Z N = AX N + BY N + C ... (14)

以上から次の（１５）式が成り立つ。
(ｘ－ＸＮ)２＋(ｙ－ＹＮ)２＋{ｚ－(ＡＸＮ＋ＢＹＮ＋Ｃ)}２＝ＲＮ ２・・・（１５）
平面ＦＮ上に分布する磁気データ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）から円周ＣＮの中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）までの距離ｄｉは次の（１６）式で表される。 From the above, the following equation (15) holds.
(x-X N ) 2 + (y-Y N ) 2 + {z- (AX N + BY N + C)} 2 = RN 2 ... (15)
The distance di from the magnetic data (x i , y i , z i ) distributed on the plane F N to the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) of the circumference CN is as follows (16). It is expressed by an expression.

Figure 0007004155000001
Figure 0007004155000001

ここで、次の(１７)式のように、距離ｄｉの二乗値と半径ＲＮの二乗値との差を推定誤差εｉと定義する。
εｉ＝ｄｉ ２－ＲＮ ２ ・・・（１７）
さらに、次の（１８）式のように、推定誤差εｉの二乗総和値Ｓを定義する。そして、この二乗総和値Ｓが最小となるような中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）を算出する。
Ｓ＝Σεｉ ２ ・・・（１８） Here, the difference between the squared value of the distance di and the squared value of the radius RN is defined as the estimation error ε i as in the following equation (17).
ε i = di 2 - RN 2 ... (17)
Further, the sum of squares S of the estimation error ε i is defined as in the following equation (18). Then, the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) such that the sum of squares S is minimized are calculated.
S = Σε i 2 ... (18)

そして、演算回路部１７０は、図７（ａ）に示すように、上記の一連の処理により算出した円周ＣＮの中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）を通り、平面ＦＮに垂直な直線ＬＮを算出する。ここで、図５、図７（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群が分布する球面ＳｐＮを有する球の中心座標Ｐｂは、算出された直線ＬＮ上に存在すると推定することができる。 Then, as shown in FIG. 7A, the arithmetic circuit unit 170 passes through the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) of the circumference CN calculated by the above series of processes, and the plane F Calculate a straight line L N perpendicular to N. Here, as shown in FIGS. 5 and 7 (b), the center coordinates Pb of the sphere having the spherical surface Sp N in which the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 is distributed exists on the calculated straight line L N. Then it can be estimated.

その後、演算回路部１７０は、ステップＳ１０８に戻って、３次元座標空間の特定の平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮを取得しているか否かを再度判定する処理を実行する。 After that, the arithmetic circuit unit 170 returns to step S108 and determines again whether or not the center coordinate PN of the circumference CN formed on the specific plane F N of the three-dimensional coordinate space is acquired. To execute.

ステップＳ１０８において、特定の平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮが取得されている場合には、演算回路部１７０は、オフセット値算出処理を含む以下の一連の処理（ステップＳ１２０～Ｓ１２４）を実行する。 In step S108, when the center coordinates PN of the circumference CN formed on the specific plane F N are acquired, the arithmetic circuit unit 170 performs the following series of processes including the offset value calculation process ( Steps S120 to S124) are executed.

本実施形態においては、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群が分布する球面ＳｐＮを有する球の中心座標Ｐｂを算出することにより、磁気センサ１１０のオフセット値を算出する。具体的には、演算回路部１７０は、図８（ａ）に示すように、まず、電子機器１００を一の地点から二の地点に移動する際に、磁気センサ１１０により取得される磁気データＡ、Ｂに対応する座標点の時間変化を監視して地磁気ベクトルを追尾することにより、地磁気ベクトルの変化速度から角速度を計算する磁気ジャイロとして使用して、３次元座標の基準点Ｐｃを基準とし、磁気データＡ、Ｂに対応する座標点間の各軸周りの回転角βを算出する。また、演算回路部１７０は、磁気センサ１１０により磁気データＡ、Ｂを取得した同じタイミングで、角速度センサ１２４により磁気センサ１１０を有する電子機器１００の角速度データを取得して、球の中心座標Ｐｂを基準とし、磁気データＡ、Ｂに対応する座標点間の各軸周りの回転角αを算出する。 In the present embodiment, the offset value of the magnetic sensor 110 is calculated by calculating the center coordinates Pb of the sphere having the spherical surface SpN in which the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 is distributed. Specifically, as shown in FIG. 8A, the arithmetic circuit unit 170 first moves the electronic device 100 from one point to two points, and the magnetic data A acquired by the magnetic sensor 110. , B is used as a magnetic gyro to calculate the angular velocity from the change speed of the geomagnetic vector by monitoring the time change of the coordinate point corresponding to B, and using the reference point Pc of the three-dimensional coordinates as a reference. The rotation angle β around each axis between the coordinate points corresponding to the magnetic data A and B is calculated. Further, the arithmetic circuit unit 170 acquires the angular velocity data of the electronic device 100 having the magnetic sensor 110 by the angular velocity sensor 124 at the same timing when the magnetic data A and B are acquired by the magnetic sensor 110, and obtains the center coordinates Pb of the sphere. As a reference, the rotation angle α around each axis between the coordinate points corresponding to the magnetic data A and B is calculated.

ここで、磁気センサ１１０に磁気オフセットが無い場合には、磁気データＡ、Ｂから算出した回転角βと、磁気データＡ、Ｂと同じタイミングで角速度センサ１２４により取得された角速度データから算出した回転角αとは等しくなる（β＝α）。一方、磁気センサ１１０が磁気オフセットを有している場合には、図４に示したように、磁気センサ１１０は本来の検出対象である地磁気ベクトルに加え、周辺磁場に起因する磁気オフセットベクトルが合成されたベクトル（合成ベクトル）が検出されることになるため、磁気センサ１１０により取得された磁気データＡ、Ｂから算出した回転角βと、角速度センサ１２４により取得された角速度データから算出した回転角αとは等しくない（β≠α）。また、図７（ｂ）に示したように、磁気センサ１１０により取得される磁気データ群が分布する球面ＳｐＮを有する球の中心座標Ｐｂは、磁気オフセットベクトルに対応し、球面ＳｐＮを切断する特定の平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮを通り、平面ＦＮに垂直な直線ＬＮ上に存在する。 Here, when the magnetic sensor 110 has no magnetic offset, the rotation angle β calculated from the magnetic data A and B and the rotation calculated from the angular velocity data acquired by the angular velocity sensor 124 at the same timing as the magnetic data A and B. It is equal to the angle α (β = α). On the other hand, when the magnetic sensor 110 has a magnetic offset, as shown in FIG. 4, the magnetic sensor 110 synthesizes a magnetic offset vector caused by an ambient magnetic field in addition to the geomagnetic vector which is the original detection target. Since the obtained vector (composite vector) is detected, the rotation angle β calculated from the magnetic data A and B acquired by the magnetic sensor 110 and the rotation angle calculated from the angular velocity data acquired by the angular velocity sensor 124. Not equal to α (β ≠ α). Further, as shown in FIG. 7B, the center coordinates Pb of the sphere having the spherical surface Sp N in which the magnetic data group acquired by the magnetic sensor 110 is distributed corresponds to the magnetic offset vector and cuts the spherical surface Sp N. It exists on a straight line L N that passes through the center coordinates PN of the circumference CN formed on the specific plane F N and is perpendicular to the plane F N.

そこで、演算回路部１７０は、上記の各条件に基づいて、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、３次元座標空間の原点である基準点Ｐｃと、磁気センサ１１０により取得された磁気データＡ、Ｂに対応する各座標点と、直線Ｌ（直線ＬＮに対応する）上に存在する球の中心座標Ｐｂと、をそれぞれ頂点とし、角速度データから計測された回転角α、磁気データＡ、Ｂから算出した回転角β、及び、球の半径Ｒに対応し、測位データに基づいて導出される現在位置の地磁気の大きさＭを有する三角錐を特定する（ステップＳ１２０）。 Therefore, based on each of the above conditions, the arithmetic circuit unit 170 is acquired by the reference point Pc, which is the origin of the three-dimensional coordinate space, and the magnetic sensor 110, as shown in FIGS. 8A and 8B. The rotation angle α and magnetism measured from the angular velocity data, with each coordinate point corresponding to the magnetic data A and B and the center coordinate Pb of the sphere existing on the straight line L (corresponding to the straight line RN ) as vertices, respectively. A triangular pyramid having a rotation angle β calculated from the data A and B and a geomagnetic magnitude M at the current position derived based on the positioning data corresponding to the radius R of the sphere is specified (step S120).

この三角錐は、図８（ａ）、（ｂ）に示した各パラメータに基づいて一義的に決定されるものであり、基準点Ｐｃから球の中心座標Ｐｂに向かうベクトルが磁気オフセットベクトルに対応し、球の中心座標Ｐｂから球面Ｓｐ上に分布する磁気データＡ、Ｂに対応する座標点に向かうベクトルが地磁気ベクトルに対応する。これにより、特定された三角錐に基づいて着磁状態における磁気オフセット値を推定することができる。なお、電子機器１００の現在位置の地磁気の大きさは、ステップＳ１０４において説明したように、ＩＧＲＦを用いて求めるものであってもよいし、国土地理院が公表している磁気図や近似式を用いて求めるものであってもよいし、電子機器１００内に予め保存されたリストデータを用いて求めるものであってもよい。 This triangular pyramid is uniquely determined based on the parameters shown in FIGS. 8A and 8B, and the vector from the reference point Pc to the center coordinate Pb of the sphere corresponds to the magnetic offset vector. Then, the vector from the center coordinate Pb of the sphere to the coordinate points corresponding to the magnetic data A and B distributed on the spherical surface Sp corresponds to the geomagnetic vector. This makes it possible to estimate the magnetic offset value in the magnetized state based on the specified triangular pyramid. The magnitude of the geomagnetism at the current position of the electronic device 100 may be obtained by using IGRF as described in step S104, or a magnetic diagram or an approximate formula published by the Geographical Survey Institute may be used. It may be obtained by using it, or it may be obtained by using list data stored in advance in the electronic device 100.

具体的には、演算回路部１７０は、特定された三角錐の一辺に対応する磁気オフセットベクトルを規定する球の中心座標Ｐｂ（Ｃｘ,Ｃｙ,Ｃｚ）を算出することにより、磁気センサ１１０のオフセット値を求める（ステップＳ１２２）。図５、図７（ｂ）に示したように、球の中心座標Ｐｂ（Ｃｘ,Ｃｙ,Ｃｚ）は、特定の平面ＦＮ上に形成される円周ＣＮの中心座標ＰＮを通り、特定の平面ＦＮに垂直な直線ＬＮ（図８（ａ）では直線Ｌ）上に存在することから、平面ＦＮに垂直な法線ベクトル（ａ，ｂ，ｃ）、及び、平面ＦＮ上の円周ＣＮの中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）を用いて、次の（２１）式のように表される。ここで、ｐは係数である。 Specifically, the arithmetic circuit unit 170 calculates the center coordinates Pb (Cx, Cy, Cz) of the sphere that defines the magnetic offset vector corresponding to one side of the specified triangular pyramid, thereby offsetting the magnetic sensor 110. Find the value (step S122). As shown in FIGS. 5 and 7 (b), the center coordinates Pb (Cx, Cy, Cz) of the sphere pass through the center coordinates PN of the circumference CN formed on the specific plane F N. Since it exists on a straight line L N perpendicular to a specific plane F N (straight line L in FIG. 8A), a normal vector (a, b, c) perpendicular to the plane F N and a plane F N. Using the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) of the circumference CN above, it is expressed as the following equation (21). Here, p is a coefficient.

Figure 0007004155000002
Figure 0007004155000002

また、３次元座標における球の中心座標Ｐｂと球面ＳｐＮ上に分布する磁気データＡ、Ｂに対応する座標点との間の距離は、球の半径であって、地磁気の大きさ（地磁気ベクトルの長さ）Ｍに対応することから、次の（２２）式のように表され、（２３）式の関係が得られる。ここで、磁気データＢに対応する座標点を（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）で表す。 Further, the distance between the center coordinate Pb of the sphere in the three-dimensional coordinates and the coordinate points corresponding to the magnetic data A and B distributed on the spherical surface Sp N is the radius of the sphere, and the magnitude of the geomagnetism (geomagnetic vector). Since it corresponds to (length) M, it is expressed as the following equation (22), and the relation of equation (23) is obtained. Here, the coordinate points corresponding to the magnetic data B are represented by (X B , Y B , Z B ).

Figure 0007004155000003
Figure 0007004155000003

（２３）式において、平面ＦＮに垂直な法線ベクトル（ａ，ｂ，ｃ）、平面ＦＮ上の円周ＣＮの中心座標ＰＮ（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）、及び、磁気データＢに対応する座標点（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）は既知であることから、係数ｐを算出することができる。算出された係数ｐを（２１）式に代入することにより、球の中心座標Ｐｂ（Ｃｘ,Ｃｙ,Ｃｚ）が算出されて磁気オフセット値として決定される。 In equation (23), the normal vector (a, b, c) perpendicular to the plane F N , the center coordinates PN (X N , Y N , Z N ) of the circumference CN on the plane F N , and Since the coordinate points (X B , Y B , Z B ) corresponding to the magnetic data B are known, the coefficient p can be calculated. By substituting the calculated coefficient p into the equation (21), the center coordinates Pb (Cx, Cy, Cz) of the sphere are calculated and determined as the magnetic offset value.

ここで、上述した一連の処理により算出された中心座標Ｐｂは、近傍に配置された電子部品等の着磁による影響を受けた磁気センサ１１０の新たなオフセット値（オフセットベクトル）である。算出されたオフセット値は、演算回路部１７０によりメモリ部１８０の所定の記憶領域に上書き保存されて、オフセット値が更新される（ステップＳ１２４）。 Here, the center coordinate Pb calculated by the series of processes described above is a new offset value (offset vector) of the magnetic sensor 110 affected by the magnetization of electronic components or the like arranged in the vicinity. The calculated offset value is overwritten and saved in a predetermined storage area of the memory unit 180 by the arithmetic circuit unit 170, and the offset value is updated (step S124).

なお、上述したオフセット値算出処理においては、磁気センサ１１０により取得した任意の磁気データを含む、特定の平面上の円周の中心座標を通り、平面に垂直な直線上に球の中心座標が存在すると推定して、既知のパラメータにより特定された三角錐の一辺に対応する磁気オフセットベクトルを規定する球の中心座標を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、２つ以上の平面について同様の手法を用いて、それぞれ個別の三角錐を特定して球の中心座標を個別に算出し、統計的手法を用いて一の球の中心座標を決定するものであってもよい。これによれば、球の中心座標であるオフセット値の算出精度をさらに向上させることができる。 In the offset value calculation process described above, the center coordinates of the sphere are present on a straight line perpendicular to the plane, passing through the center coordinates of the circumference on a specific plane including arbitrary magnetic data acquired by the magnetic sensor 110. Then, the case of calculating the center coordinates of the sphere defining the magnetic offset vector corresponding to one side of the triangular pyramid specified by the known parameters has been described, but the present invention is not limited thereto. That is, in the present invention, using the same method for two or more planes, individual triangular pyramids are specified, the center coordinates of the spheres are calculated individually, and the center coordinates of one sphere are calculated using a statistical method. It may be the one that determines. According to this, it is possible to further improve the calculation accuracy of the offset value which is the center coordinate of the sphere.

その後、演算回路部１７０は、磁気センサ１１０により取得された磁気データ（図４に示した中心点Ｐａ′の球面Ｓｐ′に分布するデータ群、又は、図８（ａ）に示した中心座標Ｐｂの球面Ｓｐに分布するデータ群）に対して、メモリ部１８０に保存されている更新されたオフセット値を用いて補正を行うことにより、電子機器１００を基準とする方位を算出する。なお、演算回路部１７０は、上記のステップＳ１２４の後にステップＳ１０２の通常処理に戻って、通常処理として方位算出処理を実行するものであってもよい。 After that, the arithmetic circuit unit 170 uses the magnetic data acquired by the magnetic sensor 110 (data group distributed on the spherical surface Sp'of the center point Pa'shown in FIG. 4 or the center coordinates Pb shown in FIG. 8 (a). The orientation with respect to the electronic device 100 is calculated by correcting the data group distributed on the spherical surface Sp) using the updated offset value stored in the memory unit 180. The arithmetic circuit unit 170 may return to the normal processing of step S102 after the above step S124 and execute the direction calculation processing as the normal processing.

なお、図３に示したフローチャートにおいては図示を省略したが、演算回路部１７０は、上述した一連の処理動作の実行中、処理動作を中断又は終了させる入力操作や動作状態の変化を常時監視して、当該入力操作や状態変化を検出した場合には、処理動作を強制的に終了する。具体的には、演算回路部１７０は、実行中の機能やアプリケーションの終了や、ユーザによる動作電源の遮断操作、電源供給部１９０における電池残量の低下、その他動作状態の異常等を検出した場合には、一連の処理動作を強制的に中断して終了する。 Although not shown in the flowchart shown in FIG. 3, the arithmetic circuit unit 170 constantly monitors the input operation for interrupting or terminating the processing operation and the change in the operating state during the execution of the series of processing operations described above. When the input operation or the state change is detected, the processing operation is forcibly terminated. Specifically, when the arithmetic circuit unit 170 detects the termination of a function or application being executed, the operation of shutting off the operating power supply by the user, the decrease in the remaining battery level in the power supply unit 190, or any other abnormality in the operating state. Forcibly interrupts a series of processing operations and ends.

また、上述した一連の処理動作においては、ステップＳ１０４においてオフセット値が変化したことに伴ってオフセット値の算出が必要と判定された場合に、ステップＳ１０６以降のキャリブレーション処理を実行する制御方法を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、モーションセンサ１２０が有する加速度センサ１２２から出力される加速度データや角速度センサ１２４から出力される角速度データに基づいて電子機器１００を携帯又は装着したユーザが曲がり角などを曲がって移動方向が変化したことが検知された際に、上述したステップＳ１０６以降のキャリブレーション処理を自動的に実行して、取得した磁気データ群が分布する球面を有する球の中心座標を算出することにより、磁気センサ１１０のオフセット値を算出するものであってもよい。 Further, in the series of processing operations described above, a control method for executing the calibration process after step S106 when it is determined in step S104 that the offset value needs to be calculated due to the change in the offset value is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, a user carrying or wearing the electronic device 100 turns a corner or the like and changes the moving direction based on the acceleration data output from the acceleration sensor 122 of the motion sensor 120 or the angular speed data output from the angular speed sensor 124. When is detected, the calibration process after step S106 described above is automatically executed, and the center coordinates of the sphere having the spherical surface in which the acquired magnetic data group is distributed are calculated, thereby offsetting the magnetic sensor 110. The value may be calculated.

このように、本実施形態においては、３軸の磁気センサ１１０により取得された磁気データに対応する座標点を３次元座標上にプロットした際に、磁気データ群が球面上に分布することに基づいて、統計的手法により当該球面を特定の平面により切断した場合の断面形状である円周、及び、当該円周の中心座標を推定する。ここで、円周の中心座標を通り、特定の平面に垂直な直線上には、磁気データ群が分布する球面を有する球の中心座標が存在する。そして、電子機器１００を一の地点から二の地点に移動する際に、磁気センサ１１０により取得される磁気データに対応する座標点の変化を監視することにより、磁気センサ１１０を磁気ジャイロとして使用して取得した３次元座標の基準点Ｐｃにおける回転角βと、角速度センサ１２４により同時期に取得した角速度データに基づく回転角αと、一及び二の地点に対応する磁気データの各座標点と、ＧＰＳ受信回路１３０により同時期に取得した測位データに基づく現在位置における地磁気の大きさと、に基づいて規定される三角錐を特定する。そして、上記の直線上に存在し、特定された三角錐の一辺に対応する磁気オフセットベクトルを規定する球の中心座標を算出することにより、磁気センサ１１０のオフセット値として決定する。 As described above, in the present embodiment, it is based on the fact that the magnetic data group is distributed on the spherical surface when the coordinate points corresponding to the magnetic data acquired by the three-axis magnetic sensor 110 are plotted on the three-dimensional coordinates. Then, the circumference, which is the cross-sectional shape when the spherical surface is cut by a specific plane, and the center coordinates of the circumference are estimated by a statistical method. Here, on a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to a specific plane, the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which a group of magnetic data is distributed exists. Then, when the electronic device 100 is moved from one point to two points, the magnetic sensor 110 is used as a magnetic gyro by monitoring the change of the coordinate point corresponding to the magnetic data acquired by the magnetic sensor 110. The rotation angle β at the reference point Pc of the three-dimensional coordinates acquired in the above process, the rotation angle α based on the angular velocity data acquired by the angular velocity sensor 124 at the same time, and the respective coordinate points of the magnetic data corresponding to the first and second points. The triangular pyramid defined based on the magnitude of the geomagnetism at the current position based on the positioning data acquired at the same time by the GPS receiving circuit 130 is specified. Then, by calculating the center coordinates of the sphere existing on the above straight line and defining the magnetic offset vector corresponding to one side of the specified triangular pyramid, it is determined as the offset value of the magnetic sensor 110.

これにより、本実施形態においては、磁気データ群が分布する球面を切断する特定の平面上に、磁気センサ１１０により取得された磁気データが分布する程度の（換言すると、磁気センサ１１０により取得された、少なくとも３点の磁気データにより特定の平面、又は、当該平面上の円周を規定することができる程度の）、電子機器１００の小さな動きであっても、磁気センサのオフセット値を算出することができる。したがって、本実施形態においては、キャリブレーション処理に伴い、ユーザが携帯又は装着する電子機器に対して磁気センサの向きを任意に変化させるような特定の動作等を必要とせず（すなわち、電子機器をほとんど動かすことなく）、簡易な動作で磁気センサのオフセット補正を良好に行うことができる。 As a result, in the present embodiment, the magnetic data acquired by the magnetic sensor 110 is distributed on a specific plane that cuts the spherical surface on which the magnetic data group is distributed (in other words, it is acquired by the magnetic sensor 110). , The offset value of the magnetic sensor is calculated even for a small movement of the electronic device 100 (to the extent that the magnetic data of at least three points can define a specific plane or the circumference on the plane). Can be done. Therefore, in the present embodiment, the calibration process does not require a specific operation or the like to arbitrarily change the direction of the magnetic sensor with respect to the electronic device carried or worn by the user (that is, the electronic device is used. The offset correction of the magnetic sensor can be performed well with a simple operation (with almost no movement).

また、本実施形態においては、オフセット値の変化を監視して、キャリブレーション処理を実行するか否かの判断処理や、取得した磁気データに基づくオフセット値算出処理等を含む一連の処理動作を、ユーザに特に意識させることなくバックグラウンドで実行する。したがって、本実施形態に係る電子機器によれば、ユーザが意識して特定の動作や操作を行わなくても、磁気センサのキャリブレーション処理（オフセット補正）を自動で実行して、正確な方位を算出することができる。 Further, in the present embodiment, a series of processing operations including monitoring the change of the offset value, determining whether to execute the calibration process, the offset value calculation process based on the acquired magnetic data, and the like are performed. Run in the background without making the user aware. Therefore, according to the electronic device according to the present embodiment, the calibration process (offset correction) of the magnetic sensor is automatically executed without the user consciously performing a specific operation or operation to obtain an accurate direction. Can be calculated.

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
The inventions described in the original claims of the present application are described below.

（付記）
［１］
地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう方位測定装置の磁気オフセット値算出方法であって、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出するとともに、前記円周の中心座標を算出するステップと、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出するステップと、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出して前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする磁気オフセット値算出方法。 (Additional note)
[1]
The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
It is a method of calculating a magnetic offset value of an orientation measuring device that measures an orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A step of extracting a specific plane in which the circumference to be formed exists and calculating the center coordinates of the circumference, and
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. Steps to do and
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. Based on, the step of calculating the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line and calculating the magnetic offset value of the orientation measuring device, and
A method for calculating a magnetic offset value, which comprises.

［２］
前記球の中心座標を算出して前記磁気オフセット値を決定するステップは、
前記３次元座標の原点と、前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した任意の２つの前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標と、をそれぞれ頂点とする三角錐を特定して、前記三角錐の一辺を規定する前記球の中心座標を算出することにより前記磁気オフセット値を求めることを特徴とする［１］に記載の磁気オフセット値算出方法。 [2]
The step of calculating the center coordinates of the sphere and determining the magnetic offset value is
On the straight line with the origin of the three-dimensional coordinates, the coordinate points corresponding to any two of the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit when moving from the one point to the two points. The magnetic offset value is obtained by specifying the center coordinates of the sphere that is presumed to exist and the triangular pyramid having the origin as the apex, and calculating the center coordinates of the sphere that defines one side of the triangular pyramid. The magnetic offset value calculation method according to [1], which is a feature.

［３］
前記第１の回転角度は、前記３次元座標の原点を基準とし、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点間の各軸周りの回転角であり、
前記第２の回転角度は、前記球の中心座標を基準とし、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点間の各軸周りの回転角であり、
前記地磁気の大きさデータは、前記球の中心座標と、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点との間の距離に対応することを特徴とする［２］に記載の磁気オフセット値算出方法。 [3]
The first rotation angle is a rotation angle around each axis between the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data with reference to the origin of the three-dimensional coordinates.
The second rotation angle is a rotation angle around each axis between the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data with reference to the center coordinates of the sphere.
The magnetic offset value calculation method according to [2], wherein the geomagnetic magnitude data corresponds to a distance between the center coordinates of the sphere and the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data. ..

［４］
前記磁気オフセット値が変化したか否かを判定するステップを、さらに有し、
前記オフセット値が変化したと判定されたときに、前記円周の中心座標を算出するステップと、前記球の中心座標が存在すると推定される前記直線を算出するステップと、前記磁気オフセット値を算出するステップと、を実行することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の磁気オフセット値算出方法。 [4]
Further, it has a step of determining whether or not the magnetic offset value has changed.
When it is determined that the offset value has changed, the step of calculating the center coordinates of the circumference, the step of calculating the straight line presumed to have the center coordinates of the sphere, and the calculation of the magnetic offset value. The method for calculating a magnetic offset value according to any one of [1] to [3], wherein the step is performed.

［５］
前記方位測定装置の移動動作を検知するステップを、さらに有し、
前記方位測定装置の移動方向が変化したことが検知されたときに、前記円周の中心座標を算出するステップと、前記球の中心座標が存在すると推定される前記直線を算出するステップと、前記磁気オフセット値を算出するステップと、を実行することを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載の磁気オフセット値算出方法。 [5]
Further, it has a step of detecting the moving motion of the directional measuring device.
A step of calculating the center coordinates of the circumference when it is detected that the moving direction of the orientation measuring device has changed, a step of calculating the straight line presumed to have the center coordinates of the sphere, and the above. The method for calculating a magnetic offset value according to any one of [1] to [4], wherein the step of calculating the magnetic offset value and the step of calculating the magnetic offset value are executed.

［６］
地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう方位測定装置の磁気オフセット値算出プログラムであって、
コンピュータに、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出させるとともに、前記円周の中心座標を算出させるステップと、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出させるステップと、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出させて前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出させるステップと、
を実行させることを特徴とする磁気オフセット値算出プログラム。 [6]
The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
It is a magnetic offset value calculation program of an orientation measuring device that measures an orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
On the computer
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A step of extracting a specific plane in which the circumference to be formed exists and calculating the center coordinates of the circumference, and
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. And the steps to make
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. Based on, the step of calculating the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line and calculating the magnetic offset value of the orientation measuring device,
A magnetic offset value calculation program characterized by executing.

［７］
地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう電子機器であって、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出するとともに、前記円周の中心座標を算出する中心座標算出部と、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出する直線抽出部と、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出して前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出する磁気オフセット値算出部と、
を含むことを特徴とする電子機器。 [7]
The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
An electronic device that measures orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A center coordinate calculation unit that extracts the specific plane in which the formed circumference exists and calculates the center coordinates of the circumference,
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. Straight line extractor and
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. A magnetic offset value calculation unit that calculates the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line based on the above, and calculates the magnetic offset value of the orientation measuring device.
An electronic device characterized by containing.

１００ 電子機器
１１０ 磁気センサ
１２０ モーションセンサ
１２２ 加速度センサ
１２４ 角速度センサ
１３０ ＧＰＳ受信回路
１４０ 入出力Ｉ／Ｆ部
１７０ 演算回路部
１８０ メモリ部 100 Electronic equipment 110 Magnetic sensor 120 Motion sensor 122 Accelerometer 124 Angular velocity sensor 130 GPS reception circuit 140 Input / output I / F section 170 Calculation circuit section 180 Memory section

Claims (7)

地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう方位測定装置の磁気オフセット値算出方法であって、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出するとともに、前記円周の中心座標を算出するステップと、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出するステップと、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出して前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする磁気オフセット値算出方法。 The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
It is a method of calculating a magnetic offset value of an orientation measuring device that measures an orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A step of extracting a specific plane in which the circumference to be formed exists and calculating the center coordinates of the circumference, and
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. Steps to do and
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. Based on, the step of calculating the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line and calculating the magnetic offset value of the orientation measuring device, and
A method for calculating a magnetic offset value, which comprises. 前記球の中心座標を算出して前記磁気オフセット値を決定するステップは、
前記３次元座標の原点と、前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した任意の２つの前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標と、をそれぞれ頂点とする三角錐を特定して、前記三角錐の一辺を規定する前記球の中心座標を算出することにより前記磁気オフセット値を求めることを特徴とする請求項１に記載の磁気オフセット値算出方法。 The step of calculating the center coordinates of the sphere and determining the magnetic offset value is
On the straight line with the origin of the three-dimensional coordinates, the coordinate points corresponding to any two of the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit when moving from the one point to the two points. The magnetic offset value is obtained by specifying the center coordinates of the sphere that is presumed to exist and the triangular pyramid having the origin as the apex, and calculating the center coordinates of the sphere that defines one side of the triangular pyramid. The magnetic offset value calculation method according to claim 1, which is characterized. 前記第１の回転角度は、前記３次元座標の原点を基準とし、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点間の各軸周りの回転角であり、
前記第２の回転角度は、前記球の中心座標を基準とし、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点間の各軸周りの回転角であり、
前記地磁気の大きさデータは、前記球の中心座標と、前記２つの地磁気データに対応する前記座標点との間の距離に対応することを特徴とする請求項２に記載の磁気オフセット値算出方法。 The first rotation angle is a rotation angle around each axis between the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data with reference to the origin of the three-dimensional coordinates.
The second rotation angle is a rotation angle around each axis between the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data with reference to the center coordinates of the sphere.
The magnetic offset value calculation method according to claim 2, wherein the geomagnetic magnitude data corresponds to a distance between the center coordinates of the sphere and the coordinate points corresponding to the two geomagnetic data. .. 前記磁気オフセット値が変化したか否かを判定するステップを、さらに有し、
前記オフセット値が変化したと判定されたときに、前記円周の中心座標を算出するステップと、前記球の中心座標が存在すると推定される前記直線を算出するステップと、前記磁気オフセット値を算出するステップと、を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気オフセット値算出方法。 Further, it has a step of determining whether or not the magnetic offset value has changed.
When it is determined that the offset value has changed, the step of calculating the center coordinates of the circumference, the step of calculating the straight line presumed to have the center coordinates of the sphere, and the calculation of the magnetic offset value. The method for calculating a magnetic offset value according to any one of claims 1 to 3, wherein the step is performed. 前記方位測定装置の移動動作を検知するステップを、さらに有し、
前記方位測定装置の移動方向が変化したことが検知されたときに、前記円周の中心座標を算出するステップと、前記球の中心座標が存在すると推定される前記直線を算出するステップと、前記磁気オフセット値を算出するステップと、を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気オフセット値算出方法。 Further, it has a step of detecting the moving motion of the directional measuring device.
A step of calculating the center coordinates of the circumference when it is detected that the moving direction of the orientation measuring device has changed, a step of calculating the straight line presumed to have the center coordinates of the sphere, and the above. The method for calculating a magnetic offset value according to any one of claims 1 to 4, wherein the step of calculating the magnetic offset value and the step of calculating the magnetic offset value are executed. 地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう方位測定装置の磁気オフセット値算出プログラムであって、
コンピュータに、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出させるとともに、前記円周の中心座標を算出させるステップと、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出させるステップと、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて、前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出させて前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出させるステップと、
を実行させることを特徴とする磁気オフセット値算出プログラム。 The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
It is a magnetic offset value calculation program of an orientation measuring device that measures an orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
On the computer
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A step of extracting a specific plane in which the circumference to be formed exists and calculating the center coordinates of the circumference, and
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. And the steps to make
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. Based on, the step of calculating the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line and calculating the magnetic offset value of the orientation measuring device,
A magnetic offset value calculation program characterized by executing. 地磁気データを取得する磁気データ取得部と、
角速度データを取得する角速度取得部と、
位置データを取得する位置情報取得部と、を備え、
前記磁気データ取得部により取得した地磁気データに基づいて方位測定を行なう電子機器であって、
前記方位測定装置が一の地点から二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した複数の前記地磁気データに基づいて、３次元座標空間内の前記地磁気データに対応する座標点により形成される円周が存在する特定の平面を抽出するとともに、前記円周の中心座標を算出する中心座標算出部と、
前記円周の中心座標を通り、前記平面に垂直な直線であって、前記３次元座標空間内で前記複数の地磁気データが分布する球面を有する球の中心座標が存在すると推定される直線を算出する直線抽出部と、
前記方位測定装置が前記一の地点から前記二の地点に移動する際に、前記磁気データ取得部により取得した前記地磁気データに対応する前記座標点と、前記地磁気データに基づいて算出した第１の回転角度と、前記角速度取得部により取得した前記角速度データに基づいて算出した第２の回転角度と、前記位置情報取得部により取得した前記位置データに基づいて規定される前記地磁気の大きさデータと、に基づいて前記直線上に存在すると推定される前記球の中心座標を算出して前記方位測定装置の磁気オフセット値を算出する磁気オフセット値算出部と、
を含むことを特徴とする電子機器。 The magnetic data acquisition unit that acquires geomagnetic data, and
An angular velocity acquisition unit that acquires angular velocity data,
It is equipped with a position information acquisition unit that acquires position data.
An electronic device that measures orientation based on the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit.
When the orientation measuring device moves from one point to two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data in the three-dimensional coordinate space are based on the plurality of geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit. A center coordinate calculation unit that extracts the specific plane in which the formed circumference exists and calculates the center coordinates of the circumference,
Calculate a straight line that passes through the center coordinates of the circumference and is perpendicular to the plane, and is estimated to have the center coordinates of a sphere having a spherical surface in which the plurality of geomagnetic data are distributed in the three-dimensional coordinate space. Straight line extractor and
When the orientation measuring device moves from the one point to the two points, the coordinate points corresponding to the geomagnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit and the first calculated based on the geomagnetic data. The rotation angle, the second rotation angle calculated based on the angular velocity data acquired by the angular velocity acquisition unit, and the geomagnetic magnitude data defined based on the position data acquired by the position information acquisition unit. A magnetic offset value calculation unit that calculates the center coordinates of the sphere estimated to exist on the straight line based on the above, and calculates the magnetic offset value of the orientation measuring device.
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