JPH0650246B2

JPH0650246B2 - 磁気式方位検出装置

Info

Publication number: JPH0650246B2
Application number: JP11922683A
Authority: JP
Inventors: 幹雄神田; 登対馬; 雅志布施
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPS6010116A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、移動体内に設置された磁気方位センサによつ
て地磁気方位を検出し、移動体の進行方向を表示させる
ための磁気式方位検出装置に関し、特に鉄板等強磁性体
で構成されている移動体に上記磁気方位センサが設置さ
れた場合の該磁気方位センサの出力に対するオフセツト
補正および感度補正の補正装置をそなえた磁気式方位検
出装置に関するものである。

従来、地磁気方位を検出する磁気方位センサ（例えば、
ホール素子、磁気抵抗素子、フラツクスゲート磁力計
等）の出力にもとづいて自動車などの移動体の走行方向
を表示する装置が種々開発され提案されている。上記磁
気方位センサ１は第１図に図示されている如く、直交す
るＸ，Ｙの２方向（例えば、Ｘ方向は東西方向、Ｙ方向
は南北方向）に検出方向を有し、地磁気ＨのＸ成分およ
びＹ成分の出力ｘおよびｙが増幅器２および３を介して
それぞれ出力される。

いま、第１図に図示されている如く、地磁気ＨがＹ軸に
対して角度θだけ交差する方向に入射される場合につい
て考えると、上記Ｘ，Ｙ方向の出力ｃおよびｙは次式
(a)によつて表わされる。即ちなお、上記式(a)におけるＫ_１，Ｋ_２は、それぞれＸ方
向、Ｙ方向検出素子（図示省略）の感度係数である。

更に、上記磁気方位センサ１を水平面内で３６０°回転
させたときに得られる該磁気方位センサ１の出力ｘ，ｙ
の合成された軌跡は、上記感度係数がＫ_１＝Ｋ_２＝Ｋの
理想的な場合を考えると、第２図に図示されている如
く、ｘ^２＋ｙ^２＝（ＫＨｓｉｎθ）^２＋（ＫＨｃｏｓθ）^２
＋＝（ＫＨ）^２＝ａ^２で与えられる円₁となる。

また、上記地磁気Ｈの入射角θは、で表わすことができる。

しかし、この様な磁気方位センサが、鉄板等強磁性体で
構成された自動車などに設置された場合には、車体の前
後方向と左右方向での磁束の通り方に差が生じるため、
Ｘ方向、Ｙ方向で入射磁気ベクトルの強さが異なる。ま
た車体の鉄板は組立加工時などに着磁され、その結果、
車体内に設置された磁気方位センサには、地磁気ベクト
ルと車体の着磁から発生する磁気ベクトルとが合成され
た磁気ベクトルが入力する。

その結果、磁気方位センサを設置した車輌が水平面で３
６０°回転した場合に得られるｘ，ｙ出力の軌跡は、第
３図₂に図示されている如く、中心点ＯがＯ′に移行
するいわゆるオフセツト状態が生じたり、またＸ方向と
Ｙ方向との最大出力値が異なる楕円となり、正確な地磁
気方位の検出ができなくなつてしまうという欠点があつ
た。

そこで、本願発明者らは、上記の如き欠点を解決するた
めに、下記の如き磁気式方位検出装置を特願昭56-12758
2号（特開昭58-28611号）でもつて提案した。該提案の
磁気式方位検出装置は、上記オフセツト補正の手段とし
て、上記磁気方位センサのＸ方向およびＹ方向の出力ｘ
およびｙそれぞれの最大値、最小値の平均値を求めるこ
とによつて、オフセツト補正値を決定する手段が考慮さ
れている。即ち、例えば第４図に図示されている如く、
上記磁気方位センサを設置した車輌を１周させて得られ
る該磁気方位センサの出力ｘおよびｙの軌跡は、第５図
図示楕円₃によつて表われる。そして、該楕円₃のＸ
方向の最大値ｘ_max，最小値ｘ_minおよびＹ方向の最大値
ｙ_max、最小値ｙ_minを求めることによつて、Ｘ，Ｙ座標
上のオフセツト点Ｏ′の座標（ｘ_０，ｙ_０）は、次式に
よつて表わすことができる。

即ち、従つて、上記磁気方位センサの出力ｘ，ｙから上記オフ
セツト補正値ｘ_０，ｙ_０を次式のように減算することに
よつてオフセツト補正が可能となる。

即ち、このようにして補正されたｘ′，ｙ′の軌跡は、第５図
図示楕円₄となる。

更に、例えばボリウム等でＸ方向検出用増幅器とＹ方向
検出用増幅器との増幅度の調整即ち感度補正処理を行な
うことによつて、Ｘ，Ｙ方向の出力最大値を等しくする
という手段が提案されている。

上記提案の磁気式方位検出装置は、正常な地磁気のみを
検出する場合には、正確な地磁気方位を検出することが
可能であるが、磁気方位センサの出力ｘ，ｙの最大値ま
たは最小値附近で突発的な磁気外乱（本願発明者らの実
験的研究によれば、例えば車輌が大口径の水道鉄管上を
通過した場合、或は大きなビルの横を通過する場合に発
生することが判明している）の影響を受けた場合には、
正しいオフセツト補正が行なわれないことが判明した。
即ち、例えば第６図図示₅の如く、Ｙ方向最大値ｙ_max
として正常値よりも大きな値が偶発的に取込まれた場合
には、Ｙ方向のオフセツト補正値にもとづくオフセツト補正によれば、オフセツト座標点
は点Ｏ″となり、本来求められるべき点Ｏ′とずれて補
正されることになる。なお、第６図図示例においては、
Ｙ方向最大値のみを取り上げて説明したが、Ｙ方向最小
値またはＸ方向最大値、最小値についても同様なことが
起り得る。このように、上記オフセツト補正値ｘ_０，ｙ
_０をそれぞれの最大値および最小値のみから求める上記
提案の磁気式方位検出装置による地磁気方位の検出は不
安定であり、再現性の良いオフセツト補正を期待できな
い場合もあり得る。また、感度補正を行なうようにして
も、Ｘ，Ｙ両方向について磁気方位センサの設置場所変
更の度に実施しなければならないため、補正作業が実に
煩雑となる。

本発明は、上記の如き問題点を解決することを目的と
し、第５図を参照して前述した如く、磁気方位センサが
搭載された車輌を一周３６０°回転するように走行させ
て得られる上記磁気方位センサの出力ｘ，ｙのデータの
うち、それぞれの最大値から順にデータを抽出すると共
に最小値から順にデータを抽出し、それぞれのデータに
ついてそれぞれ平均値を求め、当該平均値にもとづいて
帯域幅を求めておき、さらにもう一度上記車輌を一周３
６０°回転させて得られる上記磁気方位センサの出力
ｘ，ｙのデータのうち、上記夫々の帯域幅を満足するデ
ータを抽出して各帯域幅毎に平均値を求め、該平均値に
もとづいてオフセツト補正値、感度補正値を得、精度が
良く、しかも再現性のあるオフセツト補正、感度補正を
行なうことのできる磁気式方位検出装置を提供すること
を目的としている。以下図面を参照しつつ説明する。

第７図(イ)および(ロ)は本発明におけるオフセツト補正お
よび感度補正に関する基本原理を説明するための説明
図、第８図(イ)および(ロ)は本発明における帯域幅を説明
するための説明図、第９図は本発明の一実施例構成を示
すブロック図である。

先づ、第７図を参照して本発明における補正原理につい
て説明する。即ち、第４図に示す様に水平面上で車輌４
が３６０°回転した時に得られる磁気方位センサのｘ，
ｙ出力のデータの中から、地磁気方位の東西方向におけ
る夫々のｘ出力値のＮ個のデータ、南北方向における夫
々のｙ出力値のＮ個のデータをそれぞれ平均し、磁気方
位センサの補正に必要な東西南北データを求め、次式によつてオフセツト値（ｘ_０，ｙ_０）が決
定される。

但し：ｘ_０：ｘ出力値に対するオフセツト値。

ｙ_０：ｙ出力値に対するオフセツト値。

▲_Ｅ▼：東方向ｘ出力値Ｎ個の平均値であつてｘ出力
値の大きなものから順にＮ個抽出して平均したもの（以
下、東方向平均値と呼ぶ）。

▲_Ｗ▼：西方向ｘ出力値Ｎ個の平均値であつて、ｘ出
力値の小さなものから順にＮ個抽出して平均したもの
（以下、西方向平均値と呼ぶ）。

▲_Ｓ▼：南方向ｙ出力値のＮ個の平均値であつて、ｙ
出力値の小さなものから順にＮ個抽出して平均したもの
（以下、南方向平均値と呼ぶ）。

▲_Ｎ▼：北方向ｙ出力値のＮ個の平均値であつて、ｙ
出力値の大きなものから順にＮ個抽出して平均したもの
（以下、北方向平均値と呼ぶ）。

上記東西南北方向の平均値▲_Ｅ▼，▲_Ｗ▼，▲_Ｓ
▼および▲_Ｎ▼について詳しく説明すると、東方向平
均値▲_Ｅ▼は、ｘ出力値の最大値ｘ_max(1)から大きな
順にｘ_max(N)までのＮ個を抽出して平均したものであ
る。即ち、同様にして、西方向平均値▲_Ｗ▼とは、最小値から小
さい順に抽出されたＮ個のｘ出力値の平均値である。即
ち、同様にして、南方向平均値▲_Ｓ▼、北方向平均値▲
_Ｎ▼とは、である。なお、上記東西南北方向の平均値▲_Ｅ▼，▲
_Ｗ▼，▲_Ｓ▼および▲_Ｎ▼は、第７図(イ)に図示
されている通りである。

また、ｘ，ｙ出力の感度の補正として、上記で得られた
データを利用し、東方向に対応する最大値と西方向に対
応する最小値との差、および北方向に対応する最大値と
南方向に対応する最小値との差の両方の差が等しくなる
ように感度補正を行う。磁気方位センサのオフセツト後
の出力（ｘ−ｘ_０），（ｙ−ｙ_０）の最大値があらかじ
め定められた値、たとえばＡ′なる値になる様にする。
東西方向の最大値は（▲_Ｅ▼−▲_Ｗ▼）／２で表わ
され、また南北方向の最大値は（▲_Ｎ▼−▲_Ｓ▼）
／２で表わすことができる。従つて東西、南北両方向の
感度を一様にするために次の式で感度係数Ｋ_ｘ，Ｋ_ｙを
決める。

（但し、Ａ＝２Ａ’）以上の結果より、磁気方位センサの補正出力はとなり、ｘ，ｙ出力の最大値はＡ′となる。このような
補正を行なうことによつて第４図に示されている様に車
両４が３６０°回転した時に磁気方位センサの補正後の
出力ｘ′，ｙ′が描く軌跡は第７図(ロ)に示す様な半径
Ａ′の円₇となり、地磁気方位を正確に検出すること
ができる。

以上、本発明における磁気方位センサの出力に対する補
正の基本原理について説明したが、各方位（東西南北方
位）のデータをより正確なものにして補正値の再現性を
向上させ、補正ごとのばらつきを小さくすることであり
本出願人らの実験によれば、補正値のばらつきによる方
位誤差により大きな影響を与えるのはオフセツト値であ
ることが知られている。また、感度補正係数は、オフセ
ツト値よりもばらつきが少なく再現性のよいことも知ら
れている。

そこで、本発明は、車両を少なくとも２度３６０°以上
回転させて各方位（東西南北方位）のデータを２度取り
込み、第１回目の各方位（東西南北方位）のデータをも
とに各方位（東西南北方位）での帯域幅を設定し、該帯
域幅を満足する第２回目の各方位（東西南北方位）での
データを、各帯域幅についてそれぞれＭ個づつサンプリ
ングして各帯域幅での平均値を求め、各方位（東西南北
方位）での該平均値の最大値及び最小値と第１回目に設
定された各方位（東西南北方位）の帯域幅とを比較し、
該平均値が最適な該帯域幅内の値である場合のみ再現性
があるものと判断し、第２回目で求められた各方位（東
西南北方位）での平均値にもとづいてオフセツト値（ｘ
_０，ｙ_０）および感度補正係数（Ｋ_ｘ，Ｋ_ｙ）を求める
ことを提案するものである。この場合、感度補正係数は
第１回目と第２回目とに大きな違いはないことが実験的
に知られているので、第２回目で計算したものをそのま
ま用いることができる。

第９図に図示されている本発明の一実施例の説明に先立
ち、第８図を参照して本発明で言うところの上記帯域幅
の概念について説明する。

本発明における帯域幅は、第１回目のオフセツト値にも
とづいて第８図(イ)に図示されているように設定される
ものである。例えば、第１回目のオフセツト値が（ｘ
_０１，ｙ_０１）であるとすると、該オフセツト値ｘ_０１
およびｙ_０１を基準にして設定される境界線（−ｘ_Ｐ，
＋ｘ_Ｐ）および（−ｙ_Ｐ，＋ｙ_Ｐ）によつて区分される
領域を帯域幅と呼ぶ。該帯域幅は磁気方位センサの感度
によつて決定されるものである。つまり、Ｘ出力の最大
振幅およびＹ出力の最大振幅の比にもとづいて決められ
るものである。詳述すれば、例えば第１回目の各方位
（東西南北の方位）の平均値が、であつたとすると、前記第(1)式によりオフセツト値
（ｘ_０１，ｙ_０１）を求め、該オフセツト値（ｘ_０１，
ｙ_０１）にもとづいて、南北方向は磁気ベクトルのＸ成
分および東西方向は磁気ベクトルのＹ成分に対する帯域
幅（−Ｐ％ないし＋Ｐ％）を下式(3)にもとづいて求め
る。

但し、ｘ_Ｐ，ｙ_ＰはＸ方向およびＹ方向の磁気センサ出
力の最大振幅のＰ％の値である。

また、第２回目の各方位（東西南北方位）でのデータは
後述する各方位（東西南北方位）の帯域幅を全て満足す
るものが、有効なデータとしてＭ個抽出されて、夫々の
該帯域幅の平均値が求められる。以下、東方位を例とし
て述べる。言うまでもなく東方位の例の場合にはＸ方向
の値に誤差が導入されるおそれがあるものである（Ｙ方
向には第６図に関連して示した如き異常値が導入される
ことは少ない）。このために、Ｙ方向における帯域幅内
を対象領域とし、各帯域幅内でのＸ方向の値についての
平均を考えるようにする。なおＹ方向の値については予
めｙ_０１−ｙ_Ｐ＜Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍ＜ｙ_０１＋ｙ_Ｐを
満足するデータのみを選択している（東方位の場合）の
で後述する第１回目と第２回目との照合チエツクは行わ
なくても足りる。

（但し、Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｍ＞ｘ_０１）なお、上式は東方位の場合について帯域幅の設定条件お
よび平均値を求める演算式を示したが、北、西および南
方位に関しても同様である。

但し、さらに、上記各方位（東西南北の各方位）の夫々の帯域
幅での該平均値が第８図(ロ)に示される帯域幅を満足す
る値であるかどうかの判定を行なう。該帯域幅は、各方
位（東西南北の各方位）における南北方向磁気ベクトル
のＸ成分および東西方向磁気ベクトルのＹ成分に対する
帯域幅（−ｘ_Ｐ，＋ｘ_Ｐ，−ｙ_Ｐ，＋ｙ_Ｐ）で示される
範囲である。例えば東方位について言えば次のような判
定が行われる。即ち、上記を求め、それがＸ方向の値が第８図(ロ)に示す東方位で
の図示斜線内に入つているか否かを判定する。勿論、言
うまでもなく北方位について言えば上記判定はを求めて行う。

このように帯域幅を考慮して判定を行うようにした理由
は、例えば第６図図示の如き異常値は、異常値を含まな
い帯域内のデータと対比して初めて判定され得るもので
あるからである。

上記の如く、求められた当該平均値が上記帯域幅を満足
すれば第１回目と第２回目のオフセツト値に再現性があ
ると判断できるので、第２回目の該帯域幅の各方位（東
西南北方位）の該平均値にもとづいて、次式(4),(5)に
よりオフセツト値（ｘ_０２，ｙ_０２）および感度補正係
数（Ｋ_ｘ２，Ｋ_ｙ２）を求める。

但し、Ａは予め定められた感度定数。

上記比較演算を行ない、該平均値が該第２帯域幅を満足
しない場合には、第２回目で求められた各方位（東西南
北方位）の夫々の該平均値の最大値および最小値を第１
回目の各方位平均値としてオフセツト値を再演算し、再
度各方位での帯域幅を設定したうえで、上記第２回目の
データを取り直す。

もしくは、補正を行なつた場所に磁気的外乱のあつたこ
とを示すものであるので、再び時間あるいは場所を変え
て再補正を行なう。このように車輌を２周回転させてオ
フセツト値の再現性を判定することによつて補正の精度
が向上し、従つて正確な方位表示が可能となる。

上述の如く、第１回目の測定結果と第２回目の測定結果
とを比較チエツクして、異常データを排除するが、より
正確には、次のように３つの帯域幅を考慮したチエツク
を行うことが好ましい。以下この場合について説明す
る。

この場合における帯域幅は、第１回目のオフセツト値に
もとづいて第９図(イ)に図示されているように設定され
るものである。例えば、第１回目のオフセツト値が（ｘ
_０１，ｙ_０１）であるとすると、該オフセツト値ｘ_０１
およびｙ_０１を基準にして設定される境界線（−３
ｘ_Ｐ，−ｘ_Ｐ，＋ｘ_Ｐ，＋３ｘ_Ｐ）および（−３ｙ_Ｐ，
−ｙ_Ｐ，＋ｙ_Ｐ，＋３ｙ_Ｐ）によつて区分される領域を
帯域幅と呼ぶ。該帯域幅は磁気方位センサの感度によつ
て決定されるものである。つまり、Ｘ出力の最大振幅お
よびＹ出力の最大振幅の比にもとづいて決められるもの
である。詳述すれば、例えば第１回目の各方位（東西南
北の方位）の平均値が、であつたとすると、前記第(1)式によりオフセツト値
（ｘ_０１，ｙ_０１）を求め、該オフセツト値（ｘ_０１，
ｙ_０１）にもとづいて、南北方向は磁気ベクトルのＸ成
分および東西方向は磁気ベクトルのＹ成分に対する第１
帯域幅（−３Ｐ％〜−Ｐ％）、第２帯域幅（−Ｐ％〜＋
Ｐ％）および第３帯域幅（＋Ｐ％〜＋３Ｐ％）を下式
(3)にもとづいて求める。

また、第２回目の各方位（東西南北方位）でのデータは
後述する各方位（東西南北方位）の帯域幅を全て満足す
るものが、有効なデータとしてＭ個抽出されて、夫々の
該帯域幅の平均値が求められる。以下、東方位を例とし
て述べる。言うまでもなく東方位の例の場合にはＸ方向
の値に誤差が導入されるおそれがあるものである（Ｙ方
向には第６図に関連して示した如き異常値が導入される
ことは少ない）。このために、Ｙ方向における第１帯域
幅内、Ｙ方向における第２帯域幅内、Ｙ方向における第
３帯域幅内を対象領域とし、各帯域幅内でのＸ方向の値
とＹ方向の値とについての平均を考えるようにする。

なお、Ｙ方向の値については、予めｙ_０１−３ｙ_Ｐ＜Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍ＜ｙ_０１−ｙ_Ｐ
を満足するデータのみを選択している（東方位の場合）
ので後述する第１回目と第２回目との照合チエツクは行
わなくても足りる。

（ｉ）東方位第１帯域幅（−３ｙ_Ｐ〜−３ｙ_Ｐ）（但し、Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｍ＞ｘ_０１）（ii）東方位第２帯域幅（−ｙ_Ｐ〜＋ｙ_Ｐ）ｙ_０１−ｙ_Ｐ＜Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍ＜ｙ_０１＋ｙ_Ｐを
満足するデータについて（但し、Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｍ＞ｘ_０１）（iii）東方位第３帯域幅（＋ｙ_Ｐ〜−３ｙ_Ｐ）ｙ_０１＋ｙ_Ｐ＜Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍ＜ｙ_０１＋３ｙ_Ｐ
を満足するデータについて（但し、Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｍ＞Ｘ_０１）なお、上式は東方位の場合について帯域幅の設定条件お
よび平均値を求める演算式を示したが、北、西および南
方位に関しても同様である。

但し、さらに、上記各方位（東西南北の各方位）の夫々の帯域
幅での該平均値のうちの最大値および最小値を求め、第
９図(ロ)に示される第２帯域幅を満足する値であるかど
うかの判定を行なう。該第２帯域幅は、各方位（東西南
北方位）における南北方向磁気ベクトルのＸ成分および
東西方向磁気ベクトルのＹ成分に対する第２帯域幅（−
ｘ_Ｐ，＋ｘ_Ｐ，−ｙ_Ｐ，＋ｙ_Ｐ）で示される範囲であ
る。例えば東方位について言えば次のような判定が行わ
れる。即ち、上記と上記と上記のうちの最大値および最小値を求め、それらＸ方向の値
が第９図(ロ)に示す東方位での図示斜線内に入つている
か否かを判定する。勿論、言うまでもなく北方位につい
て言えば上記判定はととのうちの最大値および最小値を求めて行う。

このように３つの帯域幅を考慮して判定を行うようにし
た理由は、例えば第６図図示の如き異常値が北方位に生
じているものとしたとき、北方位第２帯域幅（−ｘ_Ｐ〜
＋ｘ_Ｐ）内のみのデータを利用したとすると、第６図図
示の異常値が異常値として判定されないおそれがあるか
らである。換言すれば、異常値は、異常値を含まない帯
域内のデータと対比して初めて判定され得るものである
からである。

上記の如く、求められた当該平均値が該第２帯域幅を満
足すれば第１回目と第２回目のオフセツト値に再現性が
あると判断できるので、第２回目の該第２帯域幅の各方
位（東西南北方位）の該平均値にもとづいて、次式(6),
(7)によりオフセツト値（ｘ_０２，ｙ_０２）および感度
補正係数（Ｋ_ｘ２，Ｋ_ｙ２）を求める。

但し、Ａは予め定められた感度定数。

次に、第１０図図示実施例について説明する。図中の符
号５は磁気方位センサであり、入射磁気ベクトルのＸ成
分、Ｙ成分に対応する直流電圧ｘ，ｙを出力する。６は
マルチプレクサであつて上記磁気方位センサ５からの出
力値ｘ，ｙを交互に後述するＡ／Ｄコンバータ７に送出
するもの。７はＡ／Ｄコンバータ、８は切換えスイツチ
であり、ｔ₁がＳ₂またはＳ₃に接続された時には初期の
補正値演算モードとなり、端子Ｓ₁側へ接続された時に
は通常の方位表示モードとなる。また９ないし１２は第
１の比較回路、１３ないし１６は第１のデータ・メモリ
である。

比較回路９は、上記磁気方位センサ５からマルチプレク
サ６、Ａ／Ｄコンバータ７、切換えスイツチ８を介して
送られてくるＸ，Ｙ出力のうちＸ出力の最大値から大き
い順に例えば１０個、即ちｘ_max(1)ないしｘ_max(10)を
選択しデータ・メモリ１３に格納する。本発明に述べる
ところの東方向データがデータ・メモリ１３に格納され
ることになる。

同様にしてデータ・メモリ１４には西方向データ、デー
タ・メモリ１５には南方向データ、データ・メモリ１６
には北方向データが格納されることになる。１７は第１
の平均化処理部であり、１８の制御スイツチから車両が
３６０°以上回転した指示を受け、第１の補正演算用の
データである平均値を計算する。３２は第１周目のデータにより、前記した
第(3)式によつて求められた（ｘ_Ｐ，ｙ_Ｐ）にもどつい
て各方位（東西南北方位）の第１帯域幅ないし第３帯域
幅の演算を行ない、該帯域幅は帯域幅メモリ３３に格納
される。また、制御スイツチ１８から第１周目のデータ
処理が終了した指示を受けると切換えスイツチ８が端子
Ｓ₂から端子Ｓ₃に切換えられて第２周目のデータを取り
込み始める。１９ないし２２は第２の比較回路、２３な
いし２６はカウンタ２７ないし３０は第２のデータメモ
リである。

比較回路１９は、上記磁気方位センサ５からマルチプレ
クサ６、Ａ／Ｄコンバータ７、切換えスイツチ８を介し
て送られてくるＸ，Ｙ出力のうち帯域幅メモリ３３に格
納されている第１帯域幅ないし第３帯域幅を満足するデ
ータを選択しデータ・メモリ２７に格納する。本発明に
述べるところの東方向データがデータ・メモリ２７に格
納されると共に該格納データの個数がカウント２３によ
つて計数される。

同様にしてデータ・メモリ２８には西方向データ、デー
タ・メモリ２９には南方向データ、データ・メモリ３０
には北方向データが格納されることになる。

カウンタ２３はデータ・メモリ２７に格納されたデータ
の個数がＭ個以上になると制御スイツチ１８に通知す
る。同様にカウンタ２４は、データ・メモリ２８に格納
されたデータの個数がＭ個以上になると、カウンタ２５
およびカウンタ２６はデータ・メモリ２９およびデータ
・メモリ３０に格納されたデータの個数がＭ個以上にな
ると夫々制御スイツチ１８に通知する。

３１は第２の平均化処理部であり、第２周目のデータ取
込みが終了すると制御スイツチ１８の指示により第２周
目の各方位における夫々の帯域幅の平均値の演算を行な
い、各方位での最大値および最小値が第２の補正値演算
部３４に送出され、第２の補正値演算部３４において前
述した第(6)および第(7)式にもとづいてオフセツト値
（ｘ_０２，ｙ_０２）および感度補正係数（Ｋ_ｘ２，Ｋ
_ｙ２）を演算する。

３６は判定器であり、第２周目の各方位での最大値およ
び最小値が帯域幅メモリ３３に格納されている前述した
第２帯域幅を満足するかどうかを判定する。

もし、満足しなければ表示ランプ３５を点燈させ、再補
正を指示する。満足する場合は、第２の補正値演算部３
４で求められたオフセツト値（ｘ_０２，ｙ_０２）は、オ
フセツト値メモリ３８に、またおよび感度補正係数（Ｋ
_ｘ２，Ｋ_ｙ２）は感度補正値メモリ３７に格納される。

３９は補正演算処理部であり、上記感度補正値メモリ３
７に格納されている感度補正係数（Ｋ_ｘ２，Ｋ_ｙ２）と
上記オフセツト値メモリ３８に格納されているオフセツ
ト値（ｘ_０２，ｙ_０２）を用いて下記第(8)式にもとづ
いてオフセツトおよび感度の補正を行なう。

但し、ｘおよびｙは切換スイツチ８の端子Ｓ₁を介して
転送される磁気方位センサ５の出力である。

４０は方位演算部であつて、本願明細書冒頭に説明した
方位角を求め、表示装置４１に送出する。表示装置４１は、磁
気方位センサ５を搭載した移動体の進行方位を表示する
ものである。

以上、説明した如く、本発明によれば、鉄板等強磁性体
によつて構成された移動体に設置された磁気方位センサ
の出力に対するオフセツト補正に用いられる補正値は従
来の１周だけ回転して得られる補正値に比べ、はるかに
ばらつきの少ない、再現性のよいものとなる。なお、本
実施例における第１回目の取込みデータ数を１０個とし
たが、データ数は多い方が精度が向上するのは言うまで
もない。しかし本発明のように２周目のデータを１周目
で設定した帯域幅により求めるため、データ数を少なく
しても正確な補正値を得ることは十分に可能であるか
ら、高精度な磁気式方位検出装置を提供することがで
き、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる磁気方位センサの説明図、
第２図ないし第６図は鉄板等強磁性体によつて構成され
た移動体に搭載された磁気方位センサの出力軌跡の各種
態様を説明するための説明図、第７図(イ)、(ロ)は本発明
におけるオフセツト補正および感度補正に関する基本原
理を説明するための説明図、第８図(イ)、(ロ)は本発明に
おける帯域幅を説明するための説明図、第９図(イ)、(ロ)
は本発明における他の実施例における帯域幅を説明する
ための説明図、第１０図は本発明の他の実施例構成を示
すブロック図である。図中、５は磁気方位センサ、６はマルチプレクサ、７は
Ａ／Ｄコンバータ、８は切換スイツチ、９ないし１２は
第１の比較回路、１３ないし１６は第１のデータ・メモ
リ、１７は第１の平均化処理部、１８は制御スイツチ、
１９ないし２２は第２の比較回路、２３ないし２６はカ
ウンタ、２７ないし３０は第２のデータ・メモリ、３１
は第２の平均化処理部、３２は第１の帯域幅演算部、３
３は帯域幅メモリ、３４は第２の補正値演算部、３５は
表示ランプ、３６は判定器、３７は感度補正値メモリ、
３８はオフセツト値メモリ、３９は補正演算処理部、４
０は方位演算部、４１は表示装置を表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体に搭載されて直交するＸ，Ｙの２軸
方向に検出方向をもつて地磁気を検出する磁気方位セン
サと、該磁気方位センサの出力に対してオフセツト補正
および感度補正を行なう補正演算処理部とをそなえた磁
気式方位検出装置において、上記移動体をほぼ水平に少なくとも３６０度回転させ、
この間の上記磁気方位センサのＸ出力値およびＹ出力値
の夫々の最大値から複数個のデータおよび最小値から複
数個のデータを抽出し、当該夫々の複数個からなるデー
タ群の平均値即ち、上記Ｘ出力値の最大値群の平均値および最小値群の平均値上記Ｙ出力値の最大値群の平均値および最小値群の平均値を求める演算と、当該演算結果にもとづいて下記第(1)
式に示されているオフセツト値（ｘ_０，ｙ_０）を求める
演算と、下記第(2)式に示されている感度補正係数（Ｋ
_Ｘ，Ｋ_Ｙ）を求める演算とを行なう補正演算部をそなえ
ると共に、上記移動体の回転を少なくとも２回行なつて、第１回目
で得られる該平均値にもとづいて夫々の平均値に対する単一の帯域幅を演算
し設定する帯域幅演算部と、第２回目で得られる上記磁気方位センサのＸ出力値およ
びＹ出力値について複数個抽出されて得られるデータに
もとづいて当該データの平均値を求める演算と、当該夫
々の平均値が第１回目の回転に際して上記帯域幅演算部
により設定された基準となるべき帯域内に位置するか否
かについての比較判定を行なう判定演算部とをそなえ、当該判定演算部の演算結果にもとづいて上記補正演算処
理部における磁気方位センサの出力補正を行なうように
構成されていることを特徴とする磁気式方位検出装置。但し、Ａは予め定められた感度定数。
【請求項２】移動体に搭載されて直交するＸ，Ｙの２軸
方向に検出方向をもつて地磁気を検出する磁気方位セン
サと、該磁気方位センサの出力に対してオフセツト補正
および感度補正を行なう補正演算処理部とをそなえた磁
気式方位検出装置において、上記移動体をほぼ水平に少なくとも３６０度回転させ、
この間の上記磁気方位センサのＸ出力値およびＹ出力値
の夫々の最大値から複数個のデータおよび最小値から複
数個のデータを抽出し、当該夫々の複数個からなるデー
タ群の平均値即ち、上記Ｘ出力値の最大値群の平均値および最小値群の平均値上記Ｙ出力値の最大値群の平均値および最小値群の平均値を求める演算と、当該演算結果にもとづいて下記第(1)
式に示されているオフセツト値（ｘ_０，ｙ_０）を求める
演算と、下記第(2)式に示されている感度補正係数（Ｋ
_Ｘ，Ｋ_Ｙ）を求める演算とを行なう補正演算部をそなえ
ると共に、上記移動体の回転を少なくとも２回行なつて、第１回目
で得られる該平均値にもとづいて夫々の平均値に対する帯域幅を演算して上
記４個の各平均値ごとに第１の帯域幅と第２の帯域幅と
第３の帯域幅とを設定する帯域幅演算部と、第２回目で得られる上記磁気方位センサのＸ出力値およ
びＹ出力値のうち当該夫々の第１の帯域幅内と第２の帯
域幅内と第３の帯域幅内にあるものについて、複数個抽
出されて得られるデータにもとづいて当該データの平均
値を求める演算と、当該夫々の帯域毎の３個の平均値の
うちの最大値および最小値が第１回目の回転に際して上
記帯域幅演算部により設定された基準となるべき帯域内
に位置するか否かについての比較判定を行なう判定演算
部とをそなえ、当該判定演算部の演算結果にもとづいて上記補正演算処
理部における磁気方位センサの出力補正を行なうように
構成されていることを特徴とする磁気式方位検出装置。但し、Ａは予め定められた感度定数。