JPS58190711A - 磁気式方位検出装置 - Google Patents

磁気式方位検出装置

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Publication number
JPS58190711A
JPS58190711A JP7392482A JP7392482A JPS58190711A JP S58190711 A JPS58190711 A JP S58190711A JP 7392482 A JP7392482 A JP 7392482A JP 7392482 A JP7392482 A JP 7392482A JP S58190711 A JPS58190711 A JP S58190711A
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JP
Japan
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rotation angle
sensor
magnetic
magnetic azimuth
moving object
Prior art date
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Pending
Application number
JP7392482A
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English (en)
Inventor
Masashi Fuse
布施 雅志
Noboru Tsushima
対馬 登
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
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Publication of JPS58190711A publication Critical patent/JPS58190711A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02Magnetic compasses
    • G01C17/28Electromagnetic compasses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 動車などの移動体に搭載され地磁気の方向を検出して移
動体の進行方向の方位を検出する磁気式方位検出装置に
おいて、上記磁気方位センサの出力に対するオフセット
、感度補正を行なうことによって上記移動体の進行方向
の方位を正確に検出するようにした磁気式方位検出装置
に関するものである。
従来から、磁界の方向を検出する磁気方位センサを用い
て地磁気の方位を検出し移動体の走行方向の方位を検出
することが考慮されている。そして、例えば乗用車など
の移動体に搭載された上記磁気方位センサおよびスピー
ド・センサの出力にもとづいて上記乗用車の現在位置を
抽出し、例えばディスプレイ上に上記乗用車の舟行軌跡
としてプロットさせると共に、道路地図を上記ナイスプ
レイ上に対応づけ、上記プロットが地図上の道路に沿っ
て延びて行くようにしてコースを誘導する移動体用コー
ス誘導装置が開発されつつある。
上記磁気方位センサを用いた移動体用コース誘導装置に
おける基本原理は前述した如く、上記磁気方位センサに
よって検出される地磁気の方位にもとづいて上記移動体
の走行方向の方位を知ることKある。しかしながら、上
記磁気方位センサが例えば乗用車などのように鉄板によ
って構成され九車輛内に搭載された場合には、車輛を構
成する鉄板の帯磁の影會を受けて、上記磁気方位センサ
の出力はオフセットがかかることによって、地磁気の正
確な方位を検出することができ力い。また、上記磁気方
位センサの車輛内における搭載位置によって検出感度に
差異が生じることがある。従って、このようなことから
、ただ単に上記磁気方位センサの出力をその″!マ走行
方向の方位決定のデータとして用いると、現在位!表示
に誤差が生じるという問題がある。
本願出願人らは、上記の問題を解決するため本願出願に
先立って、以下に示すような上記磁気方位センサの出力
に対してオフセット補正、感覚補正等の補正を加え、移
動体の走行方向の方位を正確に検出するようにした磁気
式方位検出装置をそなえた移動体用コース誘導装置を提
案している(例えば特願昭56−127582号)。
つまシ、磁界の方向を検出する例えば第1回国図示の如
き磁気方位センサを用いて地磁気の方向を検出すること
によって移動体の進行方向の方位を検出する。第1回国
図示のいわゆるフラックス・ゲート型の磁気方位センサ
(1)においては、リング・コア(2)に巻回されてい
る励磁コイル(3)に周波数fの交流電流を供給するこ
とによって、リング・コア(2)を飽和・不飽和が繰返
されるように交流励磁する。この状態において、図示の
如く、磁界の弾さl(eを有する磁界(この場合、地磁
気によるもの)が加えられると、直交する検出コイル(
4)。
(5)に上記磁界の強さHeに比例した電圧va−,v
yが発生する。該発生電圧即ち上記磁気方位センサ(1
)の出力vxおよびvyは、上記地磁気ベクトルHeの
X軸およびY軸成分であって、比例定数をKとすると、
次式によって与えられる。即ち、VZ = KHe *
 sinθ そして、上記地磁気の方向に対して磁気方位セイサ(1
)を360°回転させたとすると、該磁気方位センサ(
1)の出力vxとvyとで得られる軌跡は、第1図(刊
図示の如く、 v:t″+vy″= (fHe)” = a’ ・−・
Caで与えられる円!、となる。従って、上記磁気方位
センサ(1)の出力vxおよびvyによって地磁気の方
向即ち磁北方位を求めることができる。その結果、例え
ば上記磁気方位セッサ(1)のY軸方向を移動体の進行
方向に一致させるようにすれば、磁北方向に対する移動
体の進行方向の方位を知ることができる。
しかしながら、上記磁気方位センサ(1)が例えば自動
車などのように鉄板によって構成された車輛内に搭載さ
れた場合には、車輛を構成する鉄板等の残留磁気(車輛
組立時等における帯磁によるもの)によって、上記磁気
方位センサ(1)のX−Y出力はオフセットがかけられ
ることになる。即ち、第4図図示矢印Hrが上記残留磁
気ベクトルを表わし、該残留磁気ベクトルHrによって
上記磁気方位センサ(1)のX−Y出力の原点Oは図示
点0′に変位してしまう。その結果、地磁気ベクトルH
eにもとづく上記磁気方位センサ(1)の出力(Vr、
Vy)の軌跡は第4図図示矢印の如くになる。従って、
地磁気ベクトルHeの方向は図示矢印0′P方向である
にも拘らず、上記磁気方位センサ(1)の出力によって
得られる方位ベクトルは、上記残留磁気ベクトルHrと
地磁気ベクトルHeとの合成ベクトル(第2図図示ベク
トルOP)となり、正確な地磁気の方向を検出すること
ができない。このため、上記オフセットの補正を行なう
ために、従来は第3図に示すように磁気方位センサを搭
載した自動車などのような移動体(6)を360°回転
させて、磁気方位センサの出力vx、vyを得てから、
この出力v、r 、 vyはA/D変換器によシデイジ
タル信号に変換され、ディジタル信号のうちから、X方
向の最大値Vzrnaxすなわち第4図図示矢印(力の
X座標値、X方向の最小値Vzminすなわち第4図図
示矢印(8)のX座標値、Y方向の最大値Vymaxす
なわち第4図図示矢印(9)のX座標値、およびY方向
の最小値Vyminすなわち第4図図示矢印αQのX座
標値を選択する。
次に、このようにして得られ九X、Y方向の最大、最小
値にもとづいて、第4図図示円l、の中心点0′の座標
(にx、dy)すなわち、オフセット補正値を次式で表
わされている演算処理を行なって求めていた。
Vymax + Vymin dy=□ ・・・・・・・・・・・・ □□□しかしな
がら、(ハ)及び(5)式の方法で求めた中心点0′の
座標(0’z、 O’y )は、例えば、第5図図示の
ように、円14のx−Y座標上の最大点あるいは最小点
付近でちょうど外乱を受けた場合、誤差を生じることに
カシ、(至)及び@式で求めた円!4の中心点の位置は
0となって、0点からずれた点を検出することにガる。
本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたものでオシ、
回転角センサを設けて移動体の回転移動による回転角を
検出し、回転角センサの信号で磁気方位センサの出力デ
ィジタル信号から外乱に対する補正が十分に行なうに充
分な数の信号を取シ出してオフセット補正値を決定でき
る磁気式方位検出器を提供することを目的とする。
以下図面を参照しつつ説明する。第6図は本発明による
磁気式方位検出器のブロック図である。
図中磁気方位センサ0υの出力(Vx 、 Vy )は
マルチプレクサ02およびA/D変換器α3によシディ
ジタル信号(x、y )に変換される。ディジタル信号
(x、y )はスイッチSIにより切換えられて、スイ
ッチS+の可動接点を固定接点t、側に切換えることに
よシオフセット補正および感度補正に必要な補正値が以
下の方法によシ決定される。
すなわち、移動体に比較的高精度な回転角センサ04を
設け、移動体が360°回転する間に得られる回転角信
号を選択回路a5に送る。そして、選択回路α$では予
め設定された角度情報と回転角センサ04の回転角信号
とを比較して、所定の回転角に達するごとにA/D変換
器0からのディ・ジタル信号をデータメモリQ61に格
納する。つまυ、予め設定する角度情報が例えば30°
であれば第7図図示の軌跡lII上の(7)ないしくa
の各点に対応するX値y値がそれぞれ12個ずつデータ
メモリ(161に格納される。格納されたデータは補正
処理回路卸に送られて、演算開始スイッチ(18をON
することにより次の(ハ)式および0式に示す平均化処
理が行なわれて、オフセット補正値(!o+Vo)が決
定される。
晃Xム x6=□  °゛°°°°°°゛°°  ■(N=12
、↓=1.2.−N) また、このときデータメモリ(161に格納されたデー
タの中からX値、y値に対して最大値、rmax、 y
maxおよび最小値zmin 、 yminを取り出し
、次のQ式およびC11)式に示す演算処理が行なわれ
て感度補正値KxおよびKyが決定される。
xmax−zmtn 上記の即成および61)式においてAはX軸、Y軸方向
で等しい所望の感度を得るために予め設定された値であ
る。
V十のようにして求められたオフセット補正値(xo 
、 310 )および感度補正値Kx、Kyは補正処理
回路θ9で、スイッチS1の可動接点を固定接点t2側
に切換えて送られてくるA/D変換器α9からのディジ
タル信号<x、y)と次のC33式および制式に示す補
正処理が行なわれ出力信号Cx’、y′)を得る。
x’ =Kx(x−、z。)−−・・C3’ay’=K
y(y−yo)   ・・・・・ [有]そして、補正
処理回路(1’lの出力信号(x’、 y’)は角度情
報処理回路■で次式の演算処理が行なわれ方位角(θ)
が求められる。
求められた方位角(θ)は積算器Cυで次のC351式
および06)弐に示すように速度センサのから送られる
一定距離毎のパルス信号に応じて方位角(θ)が積初さ
れ、予め設定された定数rを乗じて表示装置郵で走行位
置の座標(lx、 ly)が走行するにつれて表示され
る。
1x=rcoSθ   ・・・・・・・・・・ (ハ)
Jy=rsinθ   ・・・・・・・・ (至)以上
に説明した如く、従来補正値を決定するだめの検出点が
特定の箇所(最大、最小点)に限られていたので検出箇
所が少なく、また、検出点で突発的に磁気外乱等が生じ
たときKは一回の補正で正確な補正値が得られなかった
ものに対し、本発明では移動体に設けた回転角センサか
らの回転角に応じた正確な信号で、回転中の任蒼の均等
な角度での位置を検出点として取出し、外乱が生じても
均等な位置での平均化処理で正確な補正値を得ることが
できる等の極めて大きな効果を奏する。
捷た、使用する回転角センサの精度は最初に補正を行な
う時間だけ高鞘度が保障されるものであればよく、電気
的なものでも機掃的なものであってもよい。さらに演算
開始スイッチUの代わりに選択回路(151で、移動体
が360°回転して所定の数のデータが得られると補正
値演算回路α力に信号を送り、補正演算が行なわれるよ
うに構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図CA) 、 (B)は本発明に用いられる磁気方
位センサの一実施例を説明するための説明し〕、第2図
は磁気方位センサの出力におけるオフセットに関する押
明図、第3図ないし第5図は移動体に搭載された場合の
磁り方位センサの出力の態様を説明するための説明図、
第6図は本発明の一実施例構成を示すブロック図、第7
図は本発明の一実施例の11作を説明するための説明図
である。 (1)磁気方位センサ (2)リング・コア(3)励磁
コイル (J 、 (51検出コイル (6)移動体0
1j磁気方位センサ Ozマルチプレクサ(131A/
Dil器 圓回転角センサ 0〜選択回路Oeデータメ
モリ αD補正値演算回路α樟演算開始スイッチ 翰補
正処理回路翰角度情報処理回路 Cυ積算器 @速度セ
ンサ@表示装置 第1 (A) (β)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 移動体に搭載された磁気方位センサと該磁気方位センサ
    の出力に地磁気以外の外乱磁気に対する補正を行なう補
    正処理回路とをそなえ、該補正処理回路において補正さ
    れた上記磁気方位センサの出力にもとづいて、上記移動
    体の進行方向の方位を検出する磁気式方位検出装置にお
    いて、移動体の回転角を検出する回転角センサと、該回
    転角センサの出力信号と予め定められた設定値とを比較
    して所定の回転角に達するたびに上記磁気方位センサか
    らのディジタル信号を出力する選択回路と、該選択回路
    から得られる信号を記憶するデータメモリと、該データ
    メモリから読み出された信号によシ所定の演算処理を行
    ない補正値を決定する補正値演算回路とを備え該補正値
    演算回路の出力が上記補正処理回路に補正情報として与
    えられる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。
JP7392482A 1982-05-01 1982-05-01 磁気式方位検出装置 Pending JPS58190711A (ja)

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JP7392482A JPS58190711A (ja) 1982-05-01 1982-05-01 磁気式方位検出装置

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JP7392482A JPS58190711A (ja) 1982-05-01 1982-05-01 磁気式方位検出装置

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JPS58190711A true JPS58190711A (ja) 1983-11-07

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JP7392482A Pending JPS58190711A (ja) 1982-05-01 1982-05-01 磁気式方位検出装置

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JP (1) JPS58190711A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60129609A (ja) * 1983-12-16 1985-07-10 Suzuki Motor Co Ltd 車両用電子コンパスの補正装置
JPH05264286A (ja) * 1991-05-10 1993-10-12 Mannesmann Kienzle Gmbh 車両の非直線移動を求めるためのデータ用のメモリコストを低減したデータ検出方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60129609A (ja) * 1983-12-16 1985-07-10 Suzuki Motor Co Ltd 車両用電子コンパスの補正装置
JPH05264286A (ja) * 1991-05-10 1993-10-12 Mannesmann Kienzle Gmbh 車両の非直線移動を求めるためのデータ用のメモリコストを低減したデータ検出方法

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