JPH051914A - 着磁ベクトル補正方法 - Google Patents
着磁ベクトル補正方法Info
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- JPH051914A JPH051914A JP3153383A JP15338391A JPH051914A JP H051914 A JPH051914 A JP H051914A JP 3153383 A JP3153383 A JP 3153383A JP 15338391 A JP15338391 A JP 15338391A JP H051914 A JPH051914 A JP H051914A
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- magnetization
- magnetization vector
- instantaneous
- magnetized
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自立型ナビゲーション装置において車体着磁
が発生したときにその既知の着磁ベクトルから未知の着
磁ベクトルへ補正する方法に関し、ユーザに負担を与え
ることなく微小な着磁ベクトル量の変化を補正して着磁
ベクトル量を検出しうる方法を提供する。 【構成】 基準位置から移動体の着磁状態を示す磁気円
の中心へ向かう着磁ベクトルを検出するステップ１０１
と、基準位置から移動体の進行方向へ向かう地磁気検出
ベクトルを検出する１０２と、磁気円の中心から移動体
の進行方向へ向かう瞬時方位ベクトルを算出するステッ
プ１０３と、瞬時方位ベクトルのベクトルの大きさの過
去の平均値から平均地磁気強度を算出しこの平均地磁気
強度に基づき１以下の正の実数である重み付け係数を算
出するステップ１０４と、着磁ベクトルを補正するため
の概略瞬時着磁ベクトルを算出するステップ１０５と、
着磁ベクトルと重み付け係数と概略瞬時着磁ベクトルと
から補正後の着磁ベクトルを算出するステップ１０６
と、を有して構成される。
が発生したときにその既知の着磁ベクトルから未知の着
磁ベクトルへ補正する方法に関し、ユーザに負担を与え
ることなく微小な着磁ベクトル量の変化を補正して着磁
ベクトル量を検出しうる方法を提供する。 【構成】 基準位置から移動体の着磁状態を示す磁気円
の中心へ向かう着磁ベクトルを検出するステップ１０１
と、基準位置から移動体の進行方向へ向かう地磁気検出
ベクトルを検出する１０２と、磁気円の中心から移動体
の進行方向へ向かう瞬時方位ベクトルを算出するステッ
プ１０３と、瞬時方位ベクトルのベクトルの大きさの過
去の平均値から平均地磁気強度を算出しこの平均地磁気
強度に基づき１以下の正の実数である重み付け係数を算
出するステップ１０４と、着磁ベクトルを補正するため
の概略瞬時着磁ベクトルを算出するステップ１０５と、
着磁ベクトルと重み付け係数と概略瞬時着磁ベクトルと
から補正後の着磁ベクトルを算出するステップ１０６
と、を有して構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、着磁ベクトルを補正す
る方法に係り、より詳しくは、自立型ナビゲーション装
置において車体着磁が発生したときにその既知の着磁ベ
クトルから未知の着磁ベクトルへ補正する方法に関す
る。
る方法に係り、より詳しくは、自立型ナビゲーション装
置において車体着磁が発生したときにその既知の着磁ベ
クトルから未知の着磁ベクトルへ補正する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車が踏切、鉄橋等を通過する際に、
それらが発生する磁界によって車体の磁化状態が変化す
ることがある。これを着磁現象又は車体着磁と呼ぶ。図
９に示すように、この着磁現象により自動車に取付けら
れた地磁気センサの出力も磁気円がＣ1 からＣ2 へ移動
するような変化を受けたり、あるいは着磁ベクトルがＭ
1 からＭ2 へ変化するような着磁を受ける。自立型ナビ
ゲーション装置では、方位ベクトルは常に新たな着磁ベ
クトルから求められなければならないので、着磁前の着
磁ベクトルからそれを算出すると真の方位ベクトルがＲ
2 であるのに対し見かけ上Ｒ1 のようになり方位を誤る
こととなる。ここに、ＳA は基準点０からの地磁気検出
ベクトルである。
それらが発生する磁界によって車体の磁化状態が変化す
ることがある。これを着磁現象又は車体着磁と呼ぶ。図
９に示すように、この着磁現象により自動車に取付けら
れた地磁気センサの出力も磁気円がＣ1 からＣ2 へ移動
するような変化を受けたり、あるいは着磁ベクトルがＭ
1 からＭ2 へ変化するような着磁を受ける。自立型ナビ
ゲーション装置では、方位ベクトルは常に新たな着磁ベ
クトルから求められなければならないので、着磁前の着
磁ベクトルからそれを算出すると真の方位ベクトルがＲ
2 であるのに対し見かけ上Ｒ1 のようになり方位を誤る
こととなる。ここに、ＳA は基準点０からの地磁気検出
ベクトルである。
【０００３】このような誤りを避けるため、車を１回転
させ新たな着磁ベクトルを求める旋回補正、又は１回転
補正と呼ばれる方法がある。この方法を図１０を用いて
説明する。図１０に示すように、ｘ方向の着磁量である
Ｖx の最大値Ｖxmaxと、最小値Ｖxmin、ｙ方向の着磁量
であるＶy の最大値Ｖymaxと、最小値Ｖyminとがわかれ
ば、磁気円中心Ｐの座標、すなわち着磁ベクトルＭの先
端座標が、
させ新たな着磁ベクトルを求める旋回補正、又は１回転
補正と呼ばれる方法がある。この方法を図１０を用いて
説明する。図１０に示すように、ｘ方向の着磁量である
Ｖx の最大値Ｖxmaxと、最小値Ｖxmin、ｙ方向の着磁量
であるＶy の最大値Ｖymaxと、最小値Ｖyminとがわかれ
ば、磁気円中心Ｐの座標、すなわち着磁ベクトルＭの先
端座標が、
【０００４】
【数１】
として求められ、これにより着磁ベクトルＭが求められ
るのである。しかし、この方法は自動車を回転させる場
所が必要であり、場所があっても煩雑な手順が必要であ
るなど、ユーザに大きな負担をかけるという欠点を有し
ている。
るのである。しかし、この方法は自動車を回転させる場
所が必要であり、場所があっても煩雑な手順が必要であ
るなど、ユーザに大きな負担をかけるという欠点を有し
ている。
【０００５】そこで、この欠点を解決する補正方法とし
て、角速度センサを併用して新たな着磁ベクトルを求め
る方法が知られている。この方法を図１１を用いて説明
する。まず、角速度センサの出力を積分した後、角度出
力ｖx 、ｖy に変換して図１１（Ｂ）に示すように地磁
気センサ平面上にプロットする。
て、角速度センサを併用して新たな着磁ベクトルを求め
る方法が知られている。この方法を図１１を用いて説明
する。まず、角速度センサの出力を積分した後、角度出
力ｖx 、ｖy に変換して図１１（Ｂ）に示すように地磁
気センサ平面上にプロットする。
【０００６】その点の座標を（ｖx 、ｖy ）とし、地磁
気センサと角速度センサの偏差を常に監視する。地磁気
センサ出力は図１１（Ａ）に示されているので両者の偏
差をそれぞれσx 、σy とすると σx ＝Ｖx −ｖx …（２） σy ＝Ｖy −ｖy …（３） で与えられる。地磁気センサに踏切等の外乱磁界が加わ
らなければ、すなわち異常がなければ、σx ＝ｋ1 （一
定）、σy ＝ｋ2 （一定）であるので、σx ＝０、σy
＝０として一旦初期化した後にσx 、σy を監視する。
そこで、σx 、σ y ＜ｋ（ｋ：スレッショルドを示す定
数）ならば着磁は起きていないとし、σx 、σy ≧ｋな
らば着磁が起きたと判定する。
気センサと角速度センサの偏差を常に監視する。地磁気
センサ出力は図１１（Ａ）に示されているので両者の偏
差をそれぞれσx 、σy とすると σx ＝Ｖx −ｖx …（２） σy ＝Ｖy −ｖy …（３） で与えられる。地磁気センサに踏切等の外乱磁界が加わ
らなければ、すなわち異常がなければ、σx ＝ｋ1 （一
定）、σy ＝ｋ2 （一定）であるので、σx ＝０、σy
＝０として一旦初期化した後にσx 、σy を監視する。
そこで、σx 、σ y ＜ｋ（ｋ：スレッショルドを示す定
数）ならば着磁は起きていないとし、σx 、σy ≧ｋな
らば着磁が起きたと判定する。
【０００７】そして、図１２に示すように、着磁前の着
磁ベクトルＭn-1に偏差ベクトルΣ（成分：σx 、
σy ）を加えたものを新たな着磁ベクトルＭn とするの
である。ここに、ベクトル量として、 Ｍn ＝Ｍn-1 ＋Σ …（４） の関係がある。このように角速度センサを併用方法によ
れば、ユーザに負担をかけることなく新たな着磁ベクト
ルを求めることができる。
磁ベクトルＭn-1に偏差ベクトルΣ（成分：σx 、
σy ）を加えたものを新たな着磁ベクトルＭn とするの
である。ここに、ベクトル量として、 Ｍn ＝Ｍn-1 ＋Σ …（４） の関係がある。このように角速度センサを併用方法によ
れば、ユーザに負担をかけることなく新たな着磁ベクト
ルを求めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この角速度セ
ンサ併用法はスレッショルド値ｋをどのような値に設定
すればよいかという点に難しさがある。また、σx 、σ
y の値がｋ未満のときは車体着磁が起きないと仮定した
が、一般に磁性体は、非常に小さな磁界以外ではヒステ
リシス特性を持つため、大なり小なり着磁する。従っ
て、この方法では微小な着磁ベクトル量の変化は修正で
きないという欠点を持つ。
ンサ併用法はスレッショルド値ｋをどのような値に設定
すればよいかという点に難しさがある。また、σx 、σ
y の値がｋ未満のときは車体着磁が起きないと仮定した
が、一般に磁性体は、非常に小さな磁界以外ではヒステ
リシス特性を持つため、大なり小なり着磁する。従っ
て、この方法では微小な着磁ベクトル量の変化は修正で
きないという欠点を持つ。
【０００９】そこで、本発明は、ユーザに負担を与える
ことなく微小な着磁ベクトル量の変化を補正して着磁ベ
クトル量を検出しうる方法を提供することを目的とす
る。
ことなく微小な着磁ベクトル量の変化を補正して着磁ベ
クトル量を検出しうる方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、図１に示すように基準位置
から移動体の着磁状態を示す磁気円の中心位置へ向かう
着磁ベクトルＭn-1 を検出する着磁ベクトル検出ステッ
プ１０１と、基準位置から移動体の進行方向へ向かう地
磁気検出ベクトルＳn を検出する地磁気検出ベクトル検
出ステップ１０２と、磁気円の中心位置から移動体の進
行方向へ向かい方向角θmnを有する瞬時方位ベクトルＲ
n を下記の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ１０３
と、瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒn の過
去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、この平均
地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重み付
け係数ｈn を算出する係数算出ステップ１０４と、着磁
ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時着磁ベクトル
Ｈn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ１０
５と、着磁ベクトルＭn- 1 と重み付け係数ｈn と概略瞬
時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクトルＭn を
下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０６
と、を有して構成される。
に、請求項１記載の発明は、図１に示すように基準位置
から移動体の着磁状態を示す磁気円の中心位置へ向かう
着磁ベクトルＭn-1 を検出する着磁ベクトル検出ステッ
プ１０１と、基準位置から移動体の進行方向へ向かう地
磁気検出ベクトルＳn を検出する地磁気検出ベクトル検
出ステップ１０２と、磁気円の中心位置から移動体の進
行方向へ向かい方向角θmnを有する瞬時方位ベクトルＲ
n を下記の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ１０３
と、瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒn の過
去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、この平均
地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重み付
け係数ｈn を算出する係数算出ステップ１０４と、着磁
ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時着磁ベクトル
Ｈn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ１０
５と、着磁ベクトルＭn- 1 と重み付け係数ｈn と概略瞬
時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクトルＭn を
下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０６
と、を有して構成される。
【００１１】また、請求項２記載の発明は、図２に示す
ように基準位置から移動体の着磁状態を示す磁気円の中
心位置へ向かう着磁ベクトルＭn-1 を検出する着磁ベク
トル検出ステップ１０１と、基準位置から移動体の進行
方向へ向かう地磁気検出ベクトルＳn を検出する地磁気
検出ベクトル検出ステップ１０２と、角速度センサから
の出力を取り込み、この角速度センサからの出力に基づ
き地磁気ベクトルとの差である偏差ベクトルΣ（σx 、
σy ）を算出する偏差ベクトル算出ステップ１０７と、
この偏差ベクトルΣの成分σx 又はσy が所定の値以上
か未満かを判別する判別ステップ１０８と、この判別ス
テップ１０８において、偏差ベクトルΣの成分σx 又は
σy が所定の値以上であれば、補正後の着磁ベクトルＭ
n を下記の式 Ｍn ＝Ｍn-1 ＋Σ により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０９
と、判別ステップ１０８において、偏差ベクトルΣの成
分σx 、σy が所定の値未満の場合に、磁気円の中心位
置から前記移動体の進行方向へ向かい方向角θmnを有す
る瞬時方位ベクトルＲn を下記の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ１０３
と、瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒn の過
去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、この平均
地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重み付
け係数ｈn を算出する係数算出ステップ１０４と、着磁
ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時着磁ベクトル
Ｈn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ１０
５と、着磁ベクトルＭn- 1 と重み付け係数ｈn と概略瞬
時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクトルＭn を
下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０６
と、を有して構成される。
ように基準位置から移動体の着磁状態を示す磁気円の中
心位置へ向かう着磁ベクトルＭn-1 を検出する着磁ベク
トル検出ステップ１０１と、基準位置から移動体の進行
方向へ向かう地磁気検出ベクトルＳn を検出する地磁気
検出ベクトル検出ステップ１０２と、角速度センサから
の出力を取り込み、この角速度センサからの出力に基づ
き地磁気ベクトルとの差である偏差ベクトルΣ（σx 、
σy ）を算出する偏差ベクトル算出ステップ１０７と、
この偏差ベクトルΣの成分σx 又はσy が所定の値以上
か未満かを判別する判別ステップ１０８と、この判別ス
テップ１０８において、偏差ベクトルΣの成分σx 又は
σy が所定の値以上であれば、補正後の着磁ベクトルＭ
n を下記の式 Ｍn ＝Ｍn-1 ＋Σ により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０９
と、判別ステップ１０８において、偏差ベクトルΣの成
分σx 、σy が所定の値未満の場合に、磁気円の中心位
置から前記移動体の進行方向へ向かい方向角θmnを有す
る瞬時方位ベクトルＲn を下記の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ１０３
と、瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒn の過
去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、この平均
地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重み付
け係数ｈn を算出する係数算出ステップ１０４と、着磁
ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時着磁ベクトル
Ｈn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ１０
５と、着磁ベクトルＭn- 1 と重み付け係数ｈn と概略瞬
時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクトルＭn を
下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ１０６
と、を有して構成される。
【００１２】
【作用】上記構成を有する請求項１記載の発明によれ
ば、容易に測定・検出可能な着磁ベクトルＭn-1 と、地
磁気検出ベクトルＳn とから瞬時方位ベクトルＲn を算
出し、この瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒ
n の過去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、こ
の平均地磁気強度ｒonから重み付け係数ｈn が算出でき
る。そして、Ｓn とｒonとベクトルＲn の方向角である
θmnとから概略瞬時着磁ベクトルＨn を求め、このベク
トルＨn とｈn とにより着磁ベクトルＭn-1 を補正して
真の着磁ベクトルＭn を求めることができる。
ば、容易に測定・検出可能な着磁ベクトルＭn-1 と、地
磁気検出ベクトルＳn とから瞬時方位ベクトルＲn を算
出し、この瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさｒ
n の過去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、こ
の平均地磁気強度ｒonから重み付け係数ｈn が算出でき
る。そして、Ｓn とｒonとベクトルＲn の方向角である
θmnとから概略瞬時着磁ベクトルＨn を求め、このベク
トルＨn とｈn とにより着磁ベクトルＭn-1 を補正して
真の着磁ベクトルＭn を求めることができる。
【００１３】また、請求項２記載の発明によれば、角速
度センサからの出力から求められる偏差ベクトルΣの成
分σx 、σy と所定の値との大小関係に応じて、成分σ
x 、σy が所定値以上のときはＭn ＝Ｍn-1 ＋Σにより
補正後の着磁ベクトルＭn を求めることができる。ま
た、成分σx 、σy が所定値未満のときは請求項１記載
の手順と同様にして、Ｍn-1 とＨn とｈn とから補正後
の着磁ベクトルＭn を算出することができる。
度センサからの出力から求められる偏差ベクトルΣの成
分σx 、σy と所定の値との大小関係に応じて、成分σ
x 、σy が所定値以上のときはＭn ＝Ｍn-1 ＋Σにより
補正後の着磁ベクトルＭn を求めることができる。ま
た、成分σx 、σy が所定値未満のときは請求項１記載
の手順と同様にして、Ｍn-1 とＨn とｈn とから補正後
の着磁ベクトルＭn を算出することができる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。第１実施例 図３乃至図５に、本発明の第１実施例を示す。まず、図
３に示すように、既知の着磁ベクトルをＭn-1 とし、求
めようとする新たな未知の着磁ベクトルをＭn とする。
この場合、方位ベクトルとしては、瞬時の方位ベクトル
Ｒn が、 Ｒn ＝ｒn ・ｅｘｐ（ｊθmn） …（５） （ｒn ：ベクトルの大きさ、θmn：ベクトルの方位）と
して、平均方位ベクトルＲonが、 Ｒon＝ｒon・ｅｘｐ（ｊθon） …（６） （ｒon：大きさ、θon：方位） として考えられる。瞬時の方位ベクトルＲn は磁気的な
外乱によって、その大きさと方位が大きく変化するベク
トルである。また平均方位ベクトルＲonは「平均」と表
現したように方位も大きさも急激に変化しないベクトル
で「平均的には正しい方位を示す」と考えられるベクト
ルである。
て説明する。第１実施例 図３乃至図５に、本発明の第１実施例を示す。まず、図
３に示すように、既知の着磁ベクトルをＭn-1 とし、求
めようとする新たな未知の着磁ベクトルをＭn とする。
この場合、方位ベクトルとしては、瞬時の方位ベクトル
Ｒn が、 Ｒn ＝ｒn ・ｅｘｐ（ｊθmn） …（５） （ｒn ：ベクトルの大きさ、θmn：ベクトルの方位）と
して、平均方位ベクトルＲonが、 Ｒon＝ｒon・ｅｘｐ（ｊθon） …（６） （ｒon：大きさ、θon：方位） として考えられる。瞬時の方位ベクトルＲn は磁気的な
外乱によって、その大きさと方位が大きく変化するベク
トルである。また平均方位ベクトルＲonは「平均」と表
現したように方位も大きさも急激に変化しないベクトル
で「平均的には正しい方位を示す」と考えられるベクト
ルである。
【００１５】ここで概略瞬時の着磁ベクトルという考え
方を導入する。これを図示のようにＨn とすると、観測
や測定により検出できる地磁気検出ベクトルはＳn なの
で、図３より、 Ｓn ＝Ｈn ＋ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） …（７） の関係があるから、 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） …（８） となる。
方を導入する。これを図示のようにＨn とすると、観測
や測定により検出できる地磁気検出ベクトルはＳn なの
で、図３より、 Ｓn ＝Ｈn ＋ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） …（７） の関係があるから、 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） …（８） となる。
【００１６】すなわち、概略瞬時の着磁ベクトルＨ
n は、検出ベクトルＳn から、方位としては瞬時方位ベ
クトルＲn の方位θmnを、大きさとして平均方位ベクト
ルＲonの大きさｒonをもつベクトルｒon・ｅｘｐ（ｊθ
mn）を差引いたものと言うことができる。
n は、検出ベクトルＳn から、方位としては瞬時方位ベ
クトルＲn の方位θmnを、大きさとして平均方位ベクト
ルＲonの大きさｒonをもつベクトルｒon・ｅｘｐ（ｊθ
mn）を差引いたものと言うことができる。
【００１７】そして、求めようとする着磁ベクトルＭn
は、既知の着磁ベクトルＭn-1 と上記の概略瞬時の着磁
ベクトルＨn とから、重み付け係数ｈn （ｈn ：０≦ｈ
n ≦１なる実数）を変数とすると下記の式で与えられ
る。 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn …（９） この場合、ｒ′on、ｒonを、それぞれｒn の過去数回、
又はそれ以上の回数求めた値の平均値として、ｈn は
（ｒn −ｒon）、又は（ｒ′on−ｒon）に比例するよう
に、すなわち磁気的な外乱が大きいときは１に近づき、
外乱が小さく安定なときは０に近づくように選ぶ。例え
ばｈn は次の式で与えられるようにする。 ｈn ＝（１−γ）・ｈn-1 ＋γ・｜（ｒ′on−ｒon）／ｒon｜ …（１０） ここで、γは定数、例えば０．００５などの値であり、
ｈn の初期値ｈ0 は１とする。ｒn 、ｒ′on、ｒonおよ
びｈn の経時変化を図４に示す。
は、既知の着磁ベクトルＭn-1 と上記の概略瞬時の着磁
ベクトルＨn とから、重み付け係数ｈn （ｈn ：０≦ｈ
n ≦１なる実数）を変数とすると下記の式で与えられ
る。 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn …（９） この場合、ｒ′on、ｒonを、それぞれｒn の過去数回、
又はそれ以上の回数求めた値の平均値として、ｈn は
（ｒn −ｒon）、又は（ｒ′on−ｒon）に比例するよう
に、すなわち磁気的な外乱が大きいときは１に近づき、
外乱が小さく安定なときは０に近づくように選ぶ。例え
ばｈn は次の式で与えられるようにする。 ｈn ＝（１−γ）・ｈn-1 ＋γ・｜（ｒ′on−ｒon）／ｒon｜ …（１０） ここで、γは定数、例えば０．００５などの値であり、
ｈn の初期値ｈ0 は１とする。ｒn 、ｒ′on、ｒonおよ
びｈn の経時変化を図４に示す。
【００１８】図４に示すように、ｈn は磁気状態によっ
て変化するので、Ｍn も同時に変化する。すなわち、外
乱が大きいときはＭnはＨn に重みが増し、安定なとき
はＭ n-1 に重みが増すようになっている。
て変化するので、Ｍn も同時に変化する。すなわち、外
乱が大きいときはＭnはＨn に重みが増し、安定なとき
はＭ n-1 に重みが増すようになっている。
【００１９】上記の例では過去の平均値ｒ′on、ｒonを
用いたが、もちろんこれはｒonのみを用いてもよい。こ
の場合は、 ｈn ＝（１−γ）・ｈn-1 ＋γ・｜（ｒ′n −ｒon）／ｒon｜ …（１１） として算出することができる。このｒ′on、ｒonは平均
値であるが、単なる平均値以外にも ｒ′on（１−ｈn-1 ）・ｒ′on-1＋ｈn-1 ・ｒn …（１２） ｒon＝（１−ｈn-1 ）・ｒon-1＋ｈn-1 ・ｒ′on …（１３） としてもよい。
用いたが、もちろんこれはｒonのみを用いてもよい。こ
の場合は、 ｈn ＝（１−γ）・ｈn-1 ＋γ・｜（ｒ′n −ｒon）／ｒon｜ …（１１） として算出することができる。このｒ′on、ｒonは平均
値であるが、単なる平均値以外にも ｒ′on（１−ｈn-1 ）・ｒ′on-1＋ｈn-1 ・ｒn …（１２） ｒon＝（１−ｈn-1 ）・ｒon-1＋ｈn-1 ・ｒ′on …（１３） としてもよい。
【００２０】この場合ｒ′on、ｒonの初期値、すなわち
ｒ′oo、ｒooには既知の地磁気強度（磁気円半径）を設
定する。図５に、上記の第１実施例に係る着磁ベクトル
検出方法のフローチャートを示す。図６は、踏切を通過
して左へある角度だけ２回Ｌ1 、Ｌ2と曲がった場合を
想定し、Ｈn ベクトルがどのように動くかを示した図で
ある。踏切通過時は、すでに説明したようにＨn ベクト
ルは図５におけるベクトルＨnoである。その後２回の左
折Ｌ1 、Ｌ2 によりＨn1、Ｈn2へと変化して行く。そし
て求める着磁ベクトルＭn に漸近して行く。このように
この方法によれば走行（左右折）すればするほど求めた
い着磁ベクトルに漸近的に近づいて行く。従って、この
方法は前記の旋回補正法や角速度センサ併用法の欠点を
是正した方法ということができる。
ｒ′oo、ｒooには既知の地磁気強度（磁気円半径）を設
定する。図５に、上記の第１実施例に係る着磁ベクトル
検出方法のフローチャートを示す。図６は、踏切を通過
して左へある角度だけ２回Ｌ1 、Ｌ2と曲がった場合を
想定し、Ｈn ベクトルがどのように動くかを示した図で
ある。踏切通過時は、すでに説明したようにＨn ベクト
ルは図５におけるベクトルＨnoである。その後２回の左
折Ｌ1 、Ｌ2 によりＨn1、Ｈn2へと変化して行く。そし
て求める着磁ベクトルＭn に漸近して行く。このように
この方法によれば走行（左右折）すればするほど求めた
い着磁ベクトルに漸近的に近づいて行く。従って、この
方法は前記の旋回補正法や角速度センサ併用法の欠点を
是正した方法ということができる。
【００２１】第２実施例
上記の第１実施例においては、図７に示すように、新旧
の磁気円がちょうど重なってしまう方位ＡE 、例えばこ
の方位で直進を続けた場合には、Ｈn ＝Ｍn-1 となり、
左右折しない限りＨn はＭn に近づかないという問題点
がある。そこでこれを是正するために第１実施例の方法
に前記の角速度センサ併用法を併用した方法が第２実施
例である。すなわち、角速度センサ併用法を粗調整とし
て採用し、Ｍn の近傍に一旦近づけた後に第１実施例の
方法で微調整して真の着磁ベクトルＭn に近づけるので
ある。
の磁気円がちょうど重なってしまう方位ＡE 、例えばこ
の方位で直進を続けた場合には、Ｈn ＝Ｍn-1 となり、
左右折しない限りＨn はＭn に近づかないという問題点
がある。そこでこれを是正するために第１実施例の方法
に前記の角速度センサ併用法を併用した方法が第２実施
例である。すなわち、角速度センサ併用法を粗調整とし
て採用し、Ｍn の近傍に一旦近づけた後に第１実施例の
方法で微調整して真の着磁ベクトルＭn に近づけるので
ある。
【００２２】図８に、この第２実施例に係る着磁ベクト
ル検出方法のフローチャートを示す。
ル検出方法のフローチャートを示す。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ユーザに負担を与えることなく微小な着磁ベクトル量の
変化を修正しつつ着磁ベクトル量を検出することができ
る。
ユーザに負担を与えることなく微小な着磁ベクトル量の
変化を修正しつつ着磁ベクトル量を検出することができ
る。
【図１】本発明の原理説明図（１）である。
【図２】本発明の原理説明図（２）である。
【図３】本発明の第１実施例の方法を説明する図であ
る。
る。
【図４】図２における係数値等の時間的変化を示す図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第１実施例の構成を示すフローチャー
トである。
トである。
【図６】本発明の第１実施例の作用を説明する図であ
る。
る。
【図７】本発明の第１実施例における問題点を説明する
図である。
図である。
【図８】本発明の第２実施例の構成を示すフローチャー
トである。
トである。
【図９】車体着磁による磁気円の変化を示す図である。
【図１０】旋回補正による着磁ベクトル検出方法を示す
図である。
図である。
【図１１】地磁気センサと角速度センサ上の偏差を示す
図である。
図である。
【図１２】角速度センサを併用した着磁ベクトル検出方
法を示す図である。
法を示す図である。
１〜１３…ステップ
Ａ…進行方向
Ａ0 …最初の進行方向
Ａ1 …１回目左折後の進行方向
Ａ2 …２回目左折後の進行方向
ＡE …新旧の磁気円が一致する方位
Ｃ…磁気円
Ｃ1 、Ｃn-1 …着磁前の磁気円
Ｃ2 、Ｃn …着磁後の磁気円
Ｈn …概略瞬時の着磁ベクトル
Ｈn0…踏切通過後のＨn ベクトル
Ｈn1…１回目左折後のＨn ベクトル
Ｈn2…２回目左折後のＨn ベクトル
Ｍ…着磁ベクトル
Ｍ1 、Ｍn-1 …磁界変化を受ける前の着磁ベクトル
Ｍ2 、Ｍn …磁界変化を受けた後の着磁ベクトル
Ｏ…基準位置
Ｐ…磁気円の中心
Ｐ1 、Ｐn-1 …着磁前の磁気円の中心
Ｐ2 、Ｐn …着磁後の磁気円の中心
Ｒ1 …見かけ上の方位ベクトル
Ｒ2 …真の方位ベクトル
Ｒn …瞬時の方位ベクトル
Ｒ0n…平均方位ベクトル
ＳA 、Ｓn …検出ベクトル
Ｖx …ｘ方向の着磁量
Ｖy …ｙ方向の着磁量
ｖx …ｘ方向の角速度量
ｖy …ｙ方向の角速度量
Σ…偏差ベクトル
σx …ｘ方向の偏差量
σy …ｙ方向の偏差量
Claims (2)
- 【請求項１】 基準位置から移動体の着磁状態を示す磁
気円の中心位置へ向かう着磁ベクトルＭn-1 を検出する
着磁ベクトル検出ステップ（１０１）と、前記基準位置
から前記移動体の進行方向へ向かう地磁気検出ベクトル
Ｓn を検出する地磁気検出ベクトル検出ステップ（１０
２）と、前記磁気円の中心位置から前記移動体の進行方
向へ向かい方向角θmnを有する瞬時方位ベクトルＲn を
下記の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ（１０
３）と、前記瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさ
の過去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、当該
平均地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重
み付け係数ｈn を算出する係数算出ステップ（１０４）
と、前記着磁ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時
着磁ベクトルＨn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ（１
０５）と、前記着磁ベクトルＭn-1 と重み付け係数ｈn
と概略瞬時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクト
ルＭn を下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ（１０
６）と、を有することを特徴とする着磁ベクトル補正方
法。 - 【請求項２】 基準位置から移動体の着磁状態を示す磁
気円の中心位置へ向かう着磁ベクトルＭn-1 を検出する
着磁ベクトル検出ステップ（１０１）と、前記基準位置
から前記移動体の進行方向へ向かう地磁気検出ベクトル
Ｓn を検出する地磁気検出ベクトル検出ステップ（１０
２）と、角速度センサからの出力を取り込み、当該角速
度センサからの出力に基づき地磁気ベクトルとの差であ
る偏差ベクトルΣ（σx 、σy ）を算出する偏差ベクト
ル算出ステップ（１０７）と、当該偏差ベクトルΣの成
分σx 又はσy が所定の値以上か未満かを判別する判別
ステップ（１０８）と、当該判別ステップ（１０８）に
おいて、前記偏差ベクトルΣの成分σx 又はσ y が所定
の値以上であれば、補正後の着磁ベクトルＭn を下記の
式 Ｍn ＝Ｍn-1 ＋Σ により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ（１０
９）と、前記判別ステップ（１０８）において、前記偏
差ベクトルΣの成分σx 又はσ y が所定の値未満の場合
に、前記磁気円の中心位置から前記移動体の進行方向へ
向かい方向角θmnを有する瞬時方位ベクトルＲn を下記
の式 Ｒn ＝Ｓn −Ｍn-1 により算出する瞬時方位ベクトル算出ステップ（１０
３）と、前記瞬時方位ベクトルＲn のベクトルの大きさ
の過去の平均値から平均地磁気強度ｒonを算出し、当該
平均地磁気強度ｒonに基づき１以下の正の実数である重
み付け係数ｈn を算出する係数算出ステップ（１０４）
と、前記着磁ベクトルＭn-1 を補正するための概略瞬時
着磁ベクトルＨn を下記の式 Ｈn ＝Ｓn −ｒon・ｅｘｐ（ｊθmn） により算出する概略瞬時着磁ベクトル算出ステップ（１
０５）と、前記着磁ベクトルＭn-1 と重み付け係数ｈn
と概略瞬時着磁ベクトルＨn とから補正後の着磁ベクト
ルＭn を下記の式 Ｍn ＝（１−ｈn ）・Ｍn-1 ＋ｈn ・Ｈn により算出する補正後着磁ベクトル算出ステップ（１０
６）と、を有することを特徴とする着磁ベクトル補正方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153383A JPH051914A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 着磁ベクトル補正方法 |
| US07/901,921 US5349529A (en) | 1991-06-25 | 1992-06-22 | Method of correcting magnetization vector |
| GB9213431A GB2257251B (en) | 1991-06-25 | 1992-06-24 | Method of correcting magnetization vector |
| DE4220722A DE4220722A1 (de) | 1991-06-25 | 1992-06-24 | Verfahren zur korrektur eines magnetisierungsvektors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153383A JPH051914A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 着磁ベクトル補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051914A true JPH051914A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15561279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3153383A Pending JPH051914A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 着磁ベクトル補正方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5349529A (ja) |
| JP (1) | JPH051914A (ja) |
| DE (1) | DE4220722A1 (ja) |
| GB (1) | GB2257251B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010089920A1 (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機の室内機、及び空気調和機 |
| WO2011030612A1 (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-17 | シャープ株式会社 | 空気調和機 |
| WO2011158309A1 (ja) * | 2010-06-14 | 2011-12-22 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機の室内機、及び空気調和機 |
| WO2012017575A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4083557B2 (ja) * | 2002-12-11 | 2008-04-30 | 三菱電機株式会社 | 方位指示装置 |
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| US7225551B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-06-05 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Electronic compass and method for tracking vehicle rotation |
| WO2005119356A2 (en) | 2004-05-28 | 2005-12-15 | Erik Jan Banning | Interactive direct-pointing system and calibration method |
| EP1798519A4 (en) | 2004-10-07 | 2012-06-06 | Yamaha Corp | GEOMAGNETIC SENSOR, GEOMAGNETIC SENSOR CORRECTION METHOD, TEMPERATURE SENSOR, TEMPERATURE SENSOR CORRECTION METHOD, AND GEOMAGNETIC DETECTION DEVICE |
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| US9423252B2 (en) | 2012-09-11 | 2016-08-23 | Apple Inc. | Using clustering techniques to improve magnetometer bias estimation |
| US9151610B2 (en) | 2013-06-08 | 2015-10-06 | Apple Inc. | Validating calibrated magnetometer data |
| US10914795B2 (en) * | 2019-02-20 | 2021-02-09 | Crocus Technology Inc. | Apparatus and method for magnetic sensor output compensation based upon ambient temperature |
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| DE3644683A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| DE3644681A1 (de) * | 1986-12-30 | 1988-07-14 | Bosch Gmbh Robert | Navigationsverfahren fuer fahrzeuge mit elektronischem kompass |
| GB2213937B (en) * | 1987-12-17 | 1992-01-22 | Plessey Co Plc | Navigation compass calibration |
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1991
- 1991-06-25 JP JP3153383A patent/JPH051914A/ja active Pending
-
1992
- 1992-06-22 US US07/901,921 patent/US5349529A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-24 GB GB9213431A patent/GB2257251B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-24 DE DE4220722A patent/DE4220722A1/de not_active Ceased
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| WO2010089920A1 (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機の室内機、及び空気調和機 |
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| GB9213431D0 (en) | 1992-08-05 |
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| US5349529A (en) | 1994-09-20 |
| GB2257251A (en) | 1993-01-06 |
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