JPH0658758A - 方位検出装置 - Google Patents

方位検出装置

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JPH0658758A
JPH0658758A JP20994492A JP20994492A JPH0658758A JP H0658758 A JPH0658758 A JP H0658758A JP 20994492 A JP20994492 A JP 20994492A JP 20994492 A JP20994492 A JP 20994492A JP H0658758 A JPH0658758 A JP H0658758A
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JP
Japan
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data
distance
calculating
calculated
magnetization
Prior art date
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Pending
Application number
JP20994492A
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English (en)
Inventor
Hidehiko Kinoshita
英彦 木下
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定のポイントに於けるデータを必要とする
事なく、順次入力されるデータによって移動体の1周旋
回時の出力信号の円軌跡の中心を算出し、車体の着磁に
よる影響を補正する事が出来る方位検出装置を得る。 【構成】 順次入力されるデータの中で適当な距離だけ
離れた2データを結ぶ垂直二等分線を算出し、垂直二等
分線を傾きによって複数個のセクタに分類し、全セクタ
に一定個数以上のデータが格納されると各セクタの代表
値を算出し、各セクタの代表値との距離の自乗和が最小
となるポイントを最小自乗法により算出し移動体の1周
旋回時の出力信号の円軌跡の中心を推定し、推定された
中心のデータを基に車体の着磁による影響を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、方位検出部からの信
号により、移動体、例えば車両の進行方向に対応する方
位信号を発生する方位検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両内に地磁気センサを用いた方位計を
搭載する場合、車両自体の磁化(以後、車体の着磁とい
う)による磁界の影響を受ける事はよく知られている。
この車体の着磁は個々の車両で異なり、しかも経時変化
や外部環境による強制磁化などによって常に変動を伴う
ものであり、実際に使用する場合にはこの様な車体の着
磁による影響を除く為の補正が必要となる。
【0003】従来、車体の着磁による影響を補正できる
方位検出装置として、特公平3−1929号公報に示さ
れた方式のものが知られている。従来の方位検出装置の
構成として、この発明の一実施例に係る図1を援用し
て、その説明をする。
【0004】図1に於いて、1は車両に搭載され地磁気
を探知する地磁気センサ、11は地磁気センサ1の磁気
コア(図示せず)に巻かれ励振周波数fで励磁される励
磁コイル、12は磁気コアの外周に巻かれたY側2次コ
イル、13はY側2次コイル12と直交して巻かれたX
側2次コイル、20は励磁コイル11に励磁信号を送出
する励磁回路である。
【0005】21,22はそれぞれ励磁周波数の偶数次
周波数を増幅するバンドパスフィルタ、23,24はそ
れぞれバンドパスフィルタ21,22の信号を整流し直
流増幅する直流増幅器、25,26はそれぞれ直流増幅
器23,24の出力電圧をディジタル信号に変換するA
/D変換器、27,28はディジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A変換器、29,30は入力電圧に比
例した電流を出力する電圧/電流変換器、31はマイク
ロコンピュータ、32は進行方位を表示する表示回路を
示す。
【0006】従来技術の動作について、図について説明
する。図1に於いて、地磁気センサ1のY側2次コイル
12及びX側2次コイル13にはそれぞれeX ,eY
る電圧が発生する。 eX =KH cosθ eY =KH sinθ ここでKは定数、Hは地磁気の水平分力、θは地磁気の
水平分力とX側2次コイル13とのなす角度である。
【0007】車体の着磁による影響のない場合、車両の
1周旋回時の出力信号VX ,VY の軌跡は図2に示す破
線の様に原点Oを中心とした円となるので、eX ,eY
が求まれば、上式からθが算出でき、車両の進行方位が
得られる。ところが、車体の着磁による磁界ベクトルが
存在する場合、車両の1周旋回時の出力信号VX ,VY
の軌跡は図2に示す実線の円軌跡になる。円の中心は車
体の着磁による磁界ベクトルの方向にその大きさに比例
して原点Oから移動する。
【0008】図2に示す車体の着磁による磁界ベクトル
OPはX軸成分VXO及びY軸成分VYOが決まれば決まる
ものである。車両の1周旋回時のY軸,X軸に於ける出
力信号VY ,VX の値をそれぞれ図2に示す様にVA
B ,VC ,VD とすれば、VYO及びVXOは次の式で求
められる。 VYO=(VA +VB )/2 VXO=(VC +VD )/2
【0009】即ち、マイクロコンピュータ31は、車両
の旋回時、VA ,VB ,VC ,VDをディジタル値とし
て検出し、上式の計算をする事により、着磁量VYO ,V
XOを求める事が出来る。マイクロコンピュータ31に於
いて着磁量VYO ,VXOがディジタル量で算出されると、
マイクロコンピュータ31から−VYO ,−VXOに対応す
るディジタル量が出力され、それぞれD/A変換器2
7,28でアナログ値に変換される。
【0010】この変換されたそれぞれのアナログ値に応
じて−VYO ,−VXOに比例した電流がそれぞれY側2次
コイル12及びX側2次コイル13に流される。この電
流によってY側2次コイル12及びX側2次コイル13
に発生する磁界は、直流増幅器23,24の出力信号段
階での電圧換算値で−VYO ,−VXOとなり、車体の着磁
による磁界ベクトルをキャンセルする事になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の方位検出装置
は、以上の様に車体の着磁による影響を補正しているの
で、特定のポイントに於けるデータ、即ち円軌跡のX接
片或いはY接片の値を必要とする為、図3に示す様に車
両の1周旋回時の出力信号VX ,VY の円軌跡がX軸と
交差しない場合にX接片VC ,VD が存在しない為、 VXO=(VC +VD )/2 なる式にてVXOを算出する事が出来ないという問題点が
あった。
【0012】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、車両の1周旋回時の出力信号V
X ,VY の円軌跡がX軸若しくはY軸と交差しない場合
にも、車体の着磁による磁界ベクトルをキャンセルする
事が出来る方位検出装置を得る事を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る方位検出
装置は2データ間の距離を算出し適当な距離かどうかを
判定する距離判定手段と、その判定結果に従って2デー
タを結ぶ線分の垂直二等分線の式を算出する垂直二等分
線算出手段と、算出された垂直二等分線を傾きによって
複数個のセクタに分類し全てのセクタに一定個数以上の
データが格納されると各セクタの代表を算出する代表算
出手段と、各代表からの距離の自乗和が最小となるポイ
ントを算出して車両の1周旋回時の出力信号の円軌跡の
中心を算出する中心推定手段を備えたものである。
【0014】
【作用】この発明に於いては、2データ間の距離が一定
値以上離れている場合に、2データを結ぶ線分の垂直二
等分線の式を算出し、算出された垂直二等分線を複数個
のセクタに分類し全てのセクタに一定個数以上のデータ
が格納されると各セクタの代表を算出し、各代表からの
距離の自乗和が最小となるポイントを算出して車両の1
周旋回時の出力信号の円軌跡の中心を算出する。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例による方位検出装置の構
成を示すブロック図である。図1の構成は、従来の技術
の欄で述べたのでその説明は省略し、マイクロコンピュ
ータ31によるデータ処理機能が従来装置と異なってい
る。
【0016】次に動作について説明する。前述の様に地
磁気センサ1のY側2次コイル12及びX側2次コイル
13にはそれぞれeX ,eY なる電圧が発生する。 eX =KH cosθ eY =KH sinθ
【0017】eX ,eY が求まれば、上式からθを算出
する事が出来る。eX ,eY はそれぞれバンドパスフィ
ルタ21,22、直流増幅器23,24を経て電圧信号
X,VY になり、A/D変換器25,26を経てディ
ジタル量に変換され、変換されたディジタル量を用いて
マイクロコンピュータ31による角度計算によって角度
θが算出され、表示回路32で車両の進行方向が表示さ
れる。
【0018】ところが、車両の着磁による磁界ベクトル
が存在する場合、車両の1周旋回時の出力信号VX ,V
Y の軌跡は図2あるいは図3に示す実線の円軌跡の様に
なる。円の中心は車体の着磁による磁界ベクトルの方向
にその大きさに比例して原点Oから移動する。この場合
図2では、N方向に車両を向けたときの角度誤差はαと
なる。
【0019】図2や図3に示す車体の着磁による磁界ベ
クトルに比例するベクトルOPはX軸成分VXO、及びY
軸成分VYOが決まれば決まるものであり、ベクトルOP
はマイクロコンピュータ31の内部で演算処理され求め
られる。マイクロコンピュータ31の内部での演算アル
ゴリズムを図4乃至図6について説明する。
【0020】図6に於いて、スタートすると、ステップ
101では、Y側2次コイル12及びX側2次コイル1
3が検出する磁界に相当する電圧VX ,VY をそれぞれ
A/D変換器25,26でディジタル値に変換して取り
入れ記憶する。ステップ102では、前回取り入れたデ
ータと今回取り入れたデータとの比較を行い、2データ
間の距離が一定値以上かどうかの判定を行う。
【0021】ここで、前回データをA:(VXA ,
YA)、今回データをB:(VXB ,VYB)とした時、距
離Dは例えば、 D2 =(VXA−VXB)2+(VYA−VYB)2 なる式で与えられる値でも良いし、 D=MAX(|VXA−VXB|,|VYA−VYB|) なる式で与えられる値でも良い。(但し、|X|はXの
絶対値、MAX(|X|,|Y|)は|X|,|Y|の
うち小さくない方を表わす。)
【0022】2データ間の距離Dが一定値以下の時はス
テップ101に戻り再度データの取り込みを行う。2デ
ータ間の距離Dが一定値以上の場合はステップ103に
進む。ステップ103では距離が一定値以上離れた2点
A,Bを結ぶ線分の垂直二等分線の式を算出する。
【0023】A:(VXA ,VYA)、B:(VXB ,VYB
とすると、2点A,Bを結ぶ線分の二等分線の式lAB
図4に示す様に、 lAB:(VXA−VXB){x−((VXA+VXB)/2)} +(VYA−VYB){y−((VYA+VYB)/2)}=0 で表わされる。
【0024】ステップ104では図5に示す様にステッ
プ103で求められた直線を傾きによって4つのセクタ
に分類し、セクタ毎に記憶部に式を記憶していく。ステ
ップ105では、全セクタに一定個数以上のデータが記
憶されたかどうかの判定を行い、一定個数以上のデータ
が記憶されていない場合には、ステップ101に戻り再
度データの取り込みを行う。一定個数以上のデータが記
憶されている場合にはステップ106に進む。
【0025】ステップ106では各セクタに含まれる直
線群の代表を算出する。図5に於いてはセクタ1の代表
がL1 、セクタ2の代表がL2 、セクタ3の代表が
3 、セクタ4の代表がL4 である。ここで例えば、セ
クタ1に含まれる直線群をli :ai x +bi y =1と
した時のセクタ1の代表L1 は、 L1 :ax+by=1(a,bはそれぞれai ,bi
相加平均)で表す事が出来る。ステップ107ではステ
ップ106で求めた各代表からの距離の自乗和がもっと
も小さいポイントを最小自乗法により算出する。
【0026】ステップ107で求めたポイントは車両の
1周旋回時の出力信号VX ,VY の円軌跡の中心であ
り、図2あるいは図3の点P(VXO ,VYO)が求められ
た事になる。
【0027】マイクロコンピュータ31に於いて車両の
着磁による磁界ベクトルがOP(VXO ,VYO)がディジ
タル量で算出されると、マイクロコンピュータ31から
−VXO ,−VYOに対応するディジタル量が出力され、そ
れぞれD/A変換器27,28でアナログ値に変換され
る。この変換されたそれぞれのアナログ量に応じて−V
XO ,−VYOに比例した電流が電圧/電流変換器29,3
0からそれぞれY側2次コイル12及びX側2次コイル
13に流される。
【0028】この電流によってY側2次コイル12及び
X側2次コイル13に発生する磁界は、直流増幅器2
3,24の出力信号段階での電圧換算値で−VXO ,−V
YOとなり、車体の着磁による磁界ベクトルをキャンセル
することになる。よって、マイクロコンピュータ31は
この磁界ベクトルがキャンセルされた地磁気センサ1の
出力信号を用いて従来と同様に車両の進行方位を算出
し、表示回路32に表示させることができる。
【0029】
【発明の効果】以上の様にこの発明によれば、順次入力
されるデータを基に垂直二等分線を算出する手段を設
け、算出された垂直二等分線の代表線を算出し、各代表
線から車両の1周旋回時の出力信号の円軌跡の中心を算
出する様に構成したので、特定のポイントに於けるデー
タ、即ち円軌跡のX接片或いはY接片の値を必要とする
事なく、車両の1周旋回時の出力信号の円軌跡の中心を
算出する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による一実施例の方位検出装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】この発明による一実施例等の動作を説明するた
めの説明図である。
【図3】車両の1周旋回時の出力信号の円軌跡がX軸と
交差しない場合の図である。
【図4】この発明による一実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図5】この発明による一実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図6】この発明による一実施例の動作を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 地磁気センサ 31 マイクロコンピュータ 32 表示回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体に取り付けられ、地磁気の成分を
    直交する2成分にて検知する地磁気センサ、該地磁気セ
    ンサの出力信号から上記移動体の進行方位と地磁気の水
    平分力の方向との成す角度を算出する角度算出手段、該
    角度算出手段によって算出された角度信号を用いて上記
    移動体の進行方位を表示する表示部、上記角度算出手段
    に入力される2データ間の距離を算出し適当な距離かど
    うかを判定する距離判定手段、その判定結果に従って上
    記入力された2データ間を結ぶ線分の垂直二等分線の式
    を算出する垂直二等分線算出手段、上記算出された垂直
    二等分線をその傾きによって複数個のセクタに分類し全
    てのセクタに一定個数以上のデータが格納されると各セ
    クタの代表線を算出する代表算出手段、上記算出された
    各セクタの代表線からの距離の自乗和が最小となるポイ
    ントを算出し、上記移動体の1周旋回時の上記出力信号
    の円軌跡の中心を算出する中心推定手段を備えた事を特
    徴とする方位検出装置。
JP20994492A 1992-08-06 1992-08-06 方位検出装置 Pending JPH0658758A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7197343B2 (en) 2001-07-10 2007-03-27 Yamaha Corporation Portable electronic apparatus with azimuth measuring function, magnetic sensor suitable for the apparatus, and azimuth measuring method for the apparatus
KR100735494B1 (ko) * 2006-06-12 2007-07-04 삼성전기주식회사 방위각 측정장치 및 그 측정방법
US7278219B2 (en) 2005-10-19 2007-10-09 Aichi Micro Intelligent Corporation Magnetic compass
US7930133B2 (en) 2006-02-21 2011-04-19 Yamaha Corporation Magnetic-sensor controller, magnetism measurement apparatus, offset setting method, and computer-readable medium on which offset setting program is recorded
JP2014021838A (ja) * 2012-07-20 2014-02-03 Nintendo Co Ltd 情報処理プログラム、情報処理装置、情報処理システム、および、姿勢算出方法

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