JPH033190B2 - - Google Patents
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- JPH033190B2 JPH033190B2 JP54080970A JP8097079A JPH033190B2 JP H033190 B2 JPH033190 B2 JP H033190B2 JP 54080970 A JP54080970 A JP 54080970A JP 8097079 A JP8097079 A JP 8097079A JP H033190 B2 JPH033190 B2 JP H033190B2
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- magnetic field
- vector
- field vector
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- error
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、測定装置又は測定装置を取り付けた
機器が着磁している場合あるいは測定装置がオフ
セツト誤差を発生している場合に於ても、それら
の影響を除去することのできる磁界ベクトル検出
方式に関する。
機器が着磁している場合あるいは測定装置がオフ
セツト誤差を発生している場合に於ても、それら
の影響を除去することのできる磁界ベクトル検出
方式に関する。
磁界ベクトルの検出に於て、測定装置又は測定
装置を取り付けた機器が着磁している場合および
測定装置が自からもつているオフセツト誤差ベク
トルを発生している場合、測定した磁界ベクトル
は真の磁界ベクトルとそれらの誤差ベクトルとの
合成ベクトルとして検出され真の磁界ベクトルが
検出できない欠点がある。さらに磁気双極子の位
置と大きさを用いた方式があるが、検出器が複数
個必要なこと、また複数個の着磁を完全に２対の
磁気ダイポールに等価できない等の欠点がある。
装置を取り付けた機器が着磁している場合および
測定装置が自からもつているオフセツト誤差ベク
トルを発生している場合、測定した磁界ベクトル
は真の磁界ベクトルとそれらの誤差ベクトルとの
合成ベクトルとして検出され真の磁界ベクトルが
検出できない欠点がある。さらに磁気双極子の位
置と大きさを用いた方式があるが、検出器が複数
個必要なこと、また複数個の着磁を完全に２対の
磁気ダイポールに等価できない等の欠点がある。
本発明は、１個の磁界ベクトル検出器で、測定
装置又は測定装置を取り付けた機器の着磁による
誤差ベクトル及び測定装置の発生するオフセツト
誤差ベクトルのある場合でも、正確に磁界ベクト
ルの計測ができるようにしたもので、以下その方
式について詳細に説明する。
装置又は測定装置を取り付けた機器の着磁による
誤差ベクトル及び測定装置の発生するオフセツト
誤差ベクトルのある場合でも、正確に磁界ベクト
ルの計測ができるようにしたもので、以下その方
式について詳細に説明する。
まず２次元の磁界ベクトル検出の場合について
説明する。
説明する。
第１図は、誤差ベクトルの発生の状況を示した
ものである。OPは測定しようとする真の磁界ベ
クトル、OBは測定装置の発生するオフセツト誤
差ベクトル、ODは測定装置又はそれを取りつけ
た機器の着磁による誤差ベクトルである。従つて
実際に計測される磁界ベクトルは、OB及びOD
の合成ベクトルOO′とOPとの合成ベクトルOP′と
なつてしまう。そこで、測定装置を磁界ベクトル
OPに対して回転すると、計測される磁界ベクト
ルOP′は一定の法則で変化する。
ものである。OPは測定しようとする真の磁界ベ
クトル、OBは測定装置の発生するオフセツト誤
差ベクトル、ODは測定装置又はそれを取りつけ
た機器の着磁による誤差ベクトルである。従つて
実際に計測される磁界ベクトルは、OB及びOD
の合成ベクトルOO′とOPとの合成ベクトルOP′と
なつてしまう。そこで、測定装置を磁界ベクトル
OPに対して回転すると、計測される磁界ベクト
ルOP′は一定の法則で変化する。
この状態を示したのが第２図で、OO′は第１図
の誤差ベクトルOBとODの合成誤差ベクトル
OO′に相当する。磁界ベクトルOPn（ｍ＝１、２、
３、…）は、測定装置の回転と共に図OP1、
OP2、OP3と回転するが、誤差ベクトルOO′は回
転しない固定のベクトルである。従つて、計測さ
れる磁界ベクトルOPn′（ｍ＝１、２、…）は正
しい磁界ベクトルOPnと誤差ベクトルOO′の合成
ベクトルとなるため、O′を中心とする円周上を
動くことになる。そこで二次元の場合少なくとも
３回以上の計測を行うと円の中心O′を求めるこ
とができる。すなわち計測される磁界ベクトル
OPn′（ｍ＝１、２、…）の座標を（xn、yn）
（ｍ＝１、２、…）とし、誤差ベクトルOO′の座
標を（x0、y0）とすると、 （x0−xn）2＋（y0−yn）2＝R2 ……(1) ただし（ｍ＝１、２、…）Ｒは円の半径であ
る。
の誤差ベクトルOBとODの合成誤差ベクトル
OO′に相当する。磁界ベクトルOPn（ｍ＝１、２、
３、…）は、測定装置の回転と共に図OP1、
OP2、OP3と回転するが、誤差ベクトルOO′は回
転しない固定のベクトルである。従つて、計測さ
れる磁界ベクトルOPn′（ｍ＝１、２、…）は正
しい磁界ベクトルOPnと誤差ベクトルOO′の合成
ベクトルとなるため、O′を中心とする円周上を
動くことになる。そこで二次元の場合少なくとも
３回以上の計測を行うと円の中心O′を求めるこ
とができる。すなわち計測される磁界ベクトル
OPn′（ｍ＝１、２、…）の座標を（xn、yn）
（ｍ＝１、２、…）とし、誤差ベクトルOO′の座
標を（x0、y0）とすると、 （x0−xn）2＋（y0−yn）2＝R2 ……(1) ただし（ｍ＝１、２、…）Ｒは円の半径であ
る。
なる方程式が成りたつ。ここで未知数はx0、y0、
Ｒの３つが存在することから、最低限３つの連立
方程式があれば、誤差ベクトルOO′の座標（x0、
y0）を求めることができることになる。つまり、
少くとも３回以上の計測を行うことにより誤差ベ
クトルOO′を求めることができる。さらに詳しく
は、３回の計測磁界ベクトルをOP1′、OP2′、
OP3′とし、この座標点をそれぞれ（x1、y1）、
（x2、y2）、（x3、y3）とすると、(1)式から （x0−x1）2＋（y0−y1）2＝Ｒ ……(2) （x0−x2）2＋（y0−y2）2＝Ｒ ……(3) （x0−x3）2＋（y0−y3）2＝Ｒ ……(4) の連立方程式が得られ、これより x0＝（y3−y2）（y2−y1）（y3−y3）＋x1 2
（y3−y2）＋x2 2（y1−y3）＋x3 2（y2−y1）／２｛x1（
y3−y2）＋x2（y1−y3）＋x3（y2−y1）｝……(5) y0＝−（x3−x2）（x2−x1）（x1−x3）＋y1
2（x3−x2）＋y2 2（x1−x3）＋y3 2（x2−x1）／２｛y1
（x3−x2）＋y2（x1−x3）＋y3（x2−x1）｝……(6) なる解、つまり誤差ベクトルが求まる。このほか
にも、異なる２点間の垂直２等分線の交点から円
の中心を求める方法、円の半径は一定であること
から最小２乗法により円の中心をサーチする方法
等がある。
Ｒの３つが存在することから、最低限３つの連立
方程式があれば、誤差ベクトルOO′の座標（x0、
y0）を求めることができることになる。つまり、
少くとも３回以上の計測を行うことにより誤差ベ
クトルOO′を求めることができる。さらに詳しく
は、３回の計測磁界ベクトルをOP1′、OP2′、
OP3′とし、この座標点をそれぞれ（x1、y1）、
（x2、y2）、（x3、y3）とすると、(1)式から （x0−x1）2＋（y0−y1）2＝Ｒ ……(2) （x0−x2）2＋（y0−y2）2＝Ｒ ……(3) （x0−x3）2＋（y0−y3）2＝Ｒ ……(4) の連立方程式が得られ、これより x0＝（y3−y2）（y2−y1）（y3−y3）＋x1 2
（y3−y2）＋x2 2（y1−y3）＋x3 2（y2−y1）／２｛x1（
y3−y2）＋x2（y1−y3）＋x3（y2−y1）｝……(5) y0＝−（x3−x2）（x2−x1）（x1−x3）＋y1
2（x3−x2）＋y2 2（x1−x3）＋y3 2（x2−x1）／２｛y1
（x3−x2）＋y2（x1−x3）＋y3（x2−x1）｝……(6) なる解、つまり誤差ベクトルが求まる。このほか
にも、異なる２点間の垂直２等分線の交点から円
の中心を求める方法、円の半径は一定であること
から最小２乗法により円の中心をサーチする方法
等がある。
以上のように誤差ベクトルOO′を求めることが
できそのベクトルを計測した磁界ベクトルOPn′
（ｍ＝１、２、３、…）から差し引くことにより
正しい磁界ベクトル（図ではO′Pn′に相当する）
を求めることができる。
できそのベクトルを計測した磁界ベクトルOPn′
（ｍ＝１、２、３、…）から差し引くことにより
正しい磁界ベクトル（図ではO′Pn′に相当する）
を求めることができる。
次に、３次元の磁界ベクトル検出の場合にも、
検出器の方向を変えた場合計測される磁界ベクト
ルは、スカラ量が一定であるため誤差ベクトルを
中心とする球面上を動くことは、明白である。従
つて３次元の場合は計測される磁界ベクトル
OPn′（ｍ＝１、２、…）の座標を（xn、yn、
zn）（ｍ＝１、２、…）、誤差ベクトルOO′を
（x0、y0、z0）とすると （x0−xn）2＋（y0−ｙ）2＋（z0−z1）2＝R2 ……(7) より未知数がx0、y0、z0、Ｒの４つとなるため、
少なくとも４回以上の計測を行えば球の中心が求
まり誤差ベクトルが求まる。
検出器の方向を変えた場合計測される磁界ベクト
ルは、スカラ量が一定であるため誤差ベクトルを
中心とする球面上を動くことは、明白である。従
つて３次元の場合は計測される磁界ベクトル
OPn′（ｍ＝１、２、…）の座標を（xn、yn、
zn）（ｍ＝１、２、…）、誤差ベクトルOO′を
（x0、y0、z0）とすると （x0−xn）2＋（y0−ｙ）2＋（z0−z1）2＝R2 ……(7) より未知数がx0、y0、z0、Ｒの４つとなるため、
少なくとも４回以上の計測を行えば球の中心が求
まり誤差ベクトルが求まる。
なお、第１図、第２図では本測定装置の持つ座
標系を基準としたベクトルとして測定したもので
ある。すなわち、第１図、第２図に示した座標Ｘ
−Ｙは、本測定装置の座標として定義したもので
ある。
標系を基準としたベクトルとして測定したもので
ある。すなわち、第１図、第２図に示した座標Ｘ
−Ｙは、本測定装置の座標として定義したもので
ある。
第３図は本発明方式の一実施例であつて、１は
２次元または３次元の磁界ベクトル検出器、２は
インタフエース回路、３はデータ処理部で制御回
路４、演算回路５、記憶回路６から成る。
２次元または３次元の磁界ベクトル検出器、２は
インタフエース回路、３はデータ処理部で制御回
路４、演算回路５、記憶回路６から成る。
まず２次元または３次元磁界ベクトル検出器１
で得られた誤差を含む磁界ベクトル信号OPr′を
（ｒ＝１、２、３…）をインタフエース回路２に
より磁界ベクトルデジタル信号に変換し、データ
処理部３に加える。さらにデータ処理部３では、
制御回路４であらかじめ定められた手順により３
方向以上（或は３次元の場合４方向以上）の磁界
ベクトルデジタル信号OPr′（ｒ＝１、２、３、
…）を取り込んで記憶回路６に記憶させ、記憶し
た３方向以上の磁界ベクトル・デジタル信号を使
用して演算回路５により誤差ベクトルOO′を計算
し、さらに記憶回路６に記憶させる。
で得られた誤差を含む磁界ベクトル信号OPr′を
（ｒ＝１、２、３…）をインタフエース回路２に
より磁界ベクトルデジタル信号に変換し、データ
処理部３に加える。さらにデータ処理部３では、
制御回路４であらかじめ定められた手順により３
方向以上（或は３次元の場合４方向以上）の磁界
ベクトルデジタル信号OPr′（ｒ＝１、２、３、
…）を取り込んで記憶回路６に記憶させ、記憶し
た３方向以上の磁界ベクトル・デジタル信号を使
用して演算回路５により誤差ベクトルOO′を計算
し、さらに記憶回路６に記憶させる。
これ以後は、あらためて２次元または３次元磁
界ベクトル検出器１で得られた磁界ベクトル信号
OP′をインタフエース回路２を介してデータ処理
部３に加え、記憶回路６に記憶している誤差ベク
トルOO′量を差引く演算を行つて誤差を取り除い
た計測ベクトルOPとして磁界ベクトル計測出力
とする。
界ベクトル検出器１で得られた磁界ベクトル信号
OP′をインタフエース回路２を介してデータ処理
部３に加え、記憶回路６に記憶している誤差ベク
トルOO′量を差引く演算を行つて誤差を取り除い
た計測ベクトルOPとして磁界ベクトル計測出力
とする。
インタフエース回路２は、データ処理部３に含
め、制御信号によりインタフエース動作を制御す
る方法も考えられるし、処理部では誤差を取り除
いた計測ベクトルOPを単に出力するだけではな
く、移動体の速度情報、加速度情報等を取り込む
ことにより、さらに移動体の航跡を求め現在位置
を求める等の処理応用も考えられる。
め、制御信号によりインタフエース動作を制御す
る方法も考えられるし、処理部では誤差を取り除
いた計測ベクトルOPを単に出力するだけではな
く、移動体の速度情報、加速度情報等を取り込む
ことにより、さらに移動体の航跡を求め現在位置
を求める等の処理応用も考えられる。
以上説明したように、１つの磁界ベクトル検出
器（２次元、又は３次元の磁界ベクトル検出器
で、Ｘ、Ｙ軸又はＸ、Ｙ、Ｚ軸を１つで、又は各
軸を個々に求めるもの）により、測定装置又は測
定装置を取りつけた機器の着磁、及び測定装置の
オフセツト誤差がある場合でも、正確な磁界ベク
トルの計測ができる。
器（２次元、又は３次元の磁界ベクトル検出器
で、Ｘ、Ｙ軸又はＸ、Ｙ、Ｚ軸を１つで、又は各
軸を個々に求めるもの）により、測定装置又は測
定装置を取りつけた機器の着磁、及び測定装置の
オフセツト誤差がある場合でも、正確な磁界ベク
トルの計測ができる。
このことから、特に船舶、航空機、自動車等、
移動する物体上で、正確な地磁気ベクトル（その
方位と、大きさ）を計測することができる。この
場合には、着磁及びオフセツト誤差が時々刻々変
化しても移動物体が常にその方位を変えている場
合が多いため、最新の計測ベクトルによつて誤差
ベクトルを求めることができる。従つて、常に正
確な地磁気ベクトルを計測できるため、特に有効
である。
移動する物体上で、正確な地磁気ベクトル（その
方位と、大きさ）を計測することができる。この
場合には、着磁及びオフセツト誤差が時々刻々変
化しても移動物体が常にその方位を変えている場
合が多いため、最新の計測ベクトルによつて誤差
ベクトルを求めることができる。従つて、常に正
確な地磁気ベクトルを計測できるため、特に有効
である。
第１図は、誤差ベクトル発生の状態を示す図、
第２図は本発明の原理を示す図、第３図は本発明
の一実施例を示す図である。 １……磁界ベクトル検出器、２……インタフエ
ース回路、３……データ処理部、４……制御回
路、５……演算回路、６……記憶回路。
第２図は本発明の原理を示す図、第３図は本発明
の一実施例を示す図である。 １……磁界ベクトル検出器、２……インタフエ
ース回路、３……データ処理部、４……制御回
路、５……演算回路、６……記憶回路。
Claims (1)
- １ 均一磁界の磁界ベクトル（方向および大き
さ）を求める２次元あるいは３次元の磁界ベクト
ル検出器において、あらかじめ磁界ベクトル検出
器の方向を測定しようとする方向を含めて少くと
も３方向あるいは４方向以上に任意に変えて前記
磁界ベクトルを測定し、測定した複数のベクトル
の終点の座標を通る円あるいは球の中心を求め、
該円あるいは球の中心座標を終点とするベクトル
を誤差ベクトルとし、前記測定しようとする方向
で測定した磁界ベクトルより該誤差ベクトルを減
算することにより真の前記磁界ベクトルを検出す
ることを特徴とする磁界ベクトル検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097079A JPS566169A (en) | 1979-06-27 | 1979-06-27 | Method and device for magnetic-field vector detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097079A JPS566169A (en) | 1979-06-27 | 1979-06-27 | Method and device for magnetic-field vector detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS566169A JPS566169A (en) | 1981-01-22 |
| JPH033190B2 true JPH033190B2 (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=13733364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8097079A Granted JPS566169A (en) | 1979-06-27 | 1979-06-27 | Method and device for magnetic-field vector detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS566169A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3123180A1 (de) * | 1981-06-11 | 1983-01-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Korrekturverfahren und -einrichtung fuer eine magnetfeldsonde |
| JPS58115376A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-09 | Alps Electric Co Ltd | 磁気方位検出装置 |
| JPH0749232A (ja) * | 1992-03-13 | 1995-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用方位検出装置 |
| EP1605232A3 (en) | 2004-06-11 | 2010-12-29 | Yamaha Corporation | Method and apparatus for measuring magnetic offset of geomagnetic sensor and portable electronic apparatus |
| WO2006011276A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Yamaha Corporation | 方位処理装置、方位処理方法、方位処理プログラム、方位測定装置、傾斜オフセットの補正方法、方位計測方法、方位センサユニット及び携帯電子機器 |
| WO2006011184A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Yamaha Corporation | 方位処理装置、方位処理方法、方位処理プログラム、方位測定装置及び地理情報表示装置 |
| US8065083B2 (en) | 2004-07-23 | 2011-11-22 | Yamaha Corporation | Azimuth processing device, azimuth processing method, azimuth processing program, direction finding device, tilt offset correcting method, azimuth measuring method, compass sensor unit, and portable electronic device |
| EP1793200A4 (en) * | 2004-07-23 | 2012-01-04 | Yamaha Corp | DIRECTION PROCESSING, DIRECTION PROCESSING METHOD, DIRECTION PROCESSING PROGRAM, STEERING MEASURING INSTRUMENT, INCLINATION OFFSET CORRECTION METHOD, DIRECTION MEASURING METHOD, DIRECTION SENSOR, AND ELECTRONIC DEVICE P |
| WO2006011238A1 (ja) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Yamaha Corporation | 方位データ演算方法、方位センサユニットおよび携帯電子機器 |
| JP4915996B2 (ja) | 2006-10-06 | 2012-04-11 | 株式会社リコー | センサ・モジュール、補正方法、プログラム及び記録媒体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594671B2 (ja) * | 1978-03-27 | 1984-01-31 | 日本電信電話株式会社 | 磁界ベクトル検出方式 |
-
1979
- 1979-06-27 JP JP8097079A patent/JPS566169A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS566169A (en) | 1981-01-22 |
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