JPS5834314A - 方位検出装置 - Google Patents
方位検出装置Info
- Publication number
- JPS5834314A JPS5834314A JP13309081A JP13309081A JPS5834314A JP S5834314 A JPS5834314 A JP S5834314A JP 13309081 A JP13309081 A JP 13309081A JP 13309081 A JP13309081 A JP 13309081A JP S5834314 A JPS5834314 A JP S5834314A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- outputs
- signal
- vehicle
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- Pending
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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
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
- G01C17/30—Earth-inductor compasses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
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。
る方位検出装置に関するものである。
従来の方位検出装置においては、車両の残留磁気等によ
る地磁気のひずみを外部に取)付ける補正用磁石によシ
袖正していた。
る地磁気のひずみを外部に取)付ける補正用磁石によシ
袖正していた。
この従来の構成では、車両の残留磁気等による地磁気の
ひずみを打ち消すため外部に取り付ける補正用磁石の位
置、個数、強さなどいろいろな面からの考慮が必要とな
シ、その補正は複雑なものとなシ、壕だ、車両毎に地磁
気のひずみの特性が異なるため、車両毎に異なった補正
が必要となる。
ひずみを打ち消すため外部に取り付ける補正用磁石の位
置、個数、強さなどいろいろな面からの考慮が必要とな
シ、その補正は複雑なものとなシ、壕だ、車両毎に地磁
気のひずみの特性が異なるため、車両毎に異なった補正
が必要となる。
さらに、車両の残留磁気等による地磁気のひずみの経時
変化の影撞を取シ除くことが困難である。
変化の影撞を取シ除くことが困難である。
本発明け」二記問題に鑑みたもので、方位検知部からの
直交する2成分の゛rli気信号の任意の3組の値から
前記2成分の電気信号による円のベクトル軌跡のオフセ
ット量(バを所定タイミング時に演算・記憶し、このオ
フ七ツ) figにより前記方位検知部からの電気信号
を常時Mli正することによって、移動体の残留磁気等
による地磁気のひずみ及びその経時変化による影曽をな
くして移動体の正確な進行方位に対応する方位信号を発
生することができる方位検出装置を提供することを目的
としている。
直交する2成分の゛rli気信号の任意の3組の値から
前記2成分の電気信号による円のベクトル軌跡のオフセ
ット量(バを所定タイミング時に演算・記憶し、このオ
フ七ツ) figにより前記方位検知部からの電気信号
を常時Mli正することによって、移動体の残留磁気等
による地磁気のひずみ及びその経時変化による影曽をな
くして移動体の正確な進行方位に対応する方位信号を発
生することができる方位検出装置を提供することを目的
としている。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図はその一実施例を示す電気結線図であって、方位
検知上ンサlOは強磁性体の磁心IC」−に励磁巻線I
D、および互いに直交するように出力巻線IA、IBが
それぞれ巻かれている。11は発振回路で励磁巻線ID
を周波数fで励磁するために矩形波信号A(第2図(1
))を出力する。磁心IC内の磁界は方位検知上ンサl
Oに加わる地磁気の水平分力Hの地磁気のひずみの水平
分力りの和、H+hに応じて変化し、この磁心IC内の
磁界に比例した出力がそれぞれ出力巻線IA、IBより
取シ出され、コンデンサと抵抗からなる同構成のフィル
タ12A、12Bにより周波数2f成分の出力X、Y(
第2図(2) 、 (3) )が得られる。この出力x
、yを増巾回路13A、13Bを用いて増l」した後、
タイミング回路14よシの信号C(第2図(4))にて
ホールド回路15A、15Bでサンプルホールドすれば
15a点、151)点に1ffIff、の出力X、yが
得られる。
検知上ンサlOは強磁性体の磁心IC」−に励磁巻線I
D、および互いに直交するように出力巻線IA、IBが
それぞれ巻かれている。11は発振回路で励磁巻線ID
を周波数fで励磁するために矩形波信号A(第2図(1
))を出力する。磁心IC内の磁界は方位検知上ンサl
Oに加わる地磁気の水平分力Hの地磁気のひずみの水平
分力りの和、H+hに応じて変化し、この磁心IC内の
磁界に比例した出力がそれぞれ出力巻線IA、IBより
取シ出され、コンデンサと抵抗からなる同構成のフィル
タ12A、12Bにより周波数2f成分の出力X、Y(
第2図(2) 、 (3) )が得られる。この出力x
、yを増巾回路13A、13Bを用いて増l」した後、
タイミング回路14よシの信号C(第2図(4))にて
ホールド回路15A、15Bでサンプルホールドすれば
15a点、151)点に1ffIff、の出力X、yが
得られる。
そして、出力巻線IBに対してθなる角度をなして地磁
気の水平分力Hが印加され、またψなる角度をなして地
磁気のひずみの水平分力りが印加された場合、出力x+
yは次式で表わされる。
気の水平分力Hが印加され、またψなる角度をなして地
磁気のひずみの水平分力りが印加された場合、出力x+
yは次式で表わされる。
X=K]、(Hsj、no+hsinψ)→−に2Xy
=に1 (HcosO+hcosψ)+に2X上式にお
いてKlは方位検知部lの増幅度、K2X。
=に1 (HcosO+hcosψ)+に2X上式にお
いてKlは方位検知部lの増幅度、K2X。
K2yは方位検知部lのひずみである。そして、車両つ
まシ0を:360°回転させた場合、方位検知部1の出
力xty(lsa点、15b点)のベク)/し軌跡は第
3図に示すような半径K I Hで、X軸方向にに1h
E11nψ+に2X、、Y軸方向にに1″bcosψ+
に2yだけ原点移動した実線で示すような円となる。
まシ0を:360°回転させた場合、方位検知部1の出
力xty(lsa点、15b点)のベク)/し軌跡は第
3図に示すような半径K I Hで、X軸方向にに1h
E11nψ+に2X、、Y軸方向にに1″bcosψ+
に2yだけ原点移動した実線で示すような円となる。
ここでX軸方向のオフセット量をxo(−Kzhsin
ψ十に2X)、y軸方向のオフセット量をyo (=に
1hcosψ+に2y)とすル、!: 車両の残留磁気
等による地磁気のひずみの変化でオフセットMXO1y
O即ち半径KIHの円の中心(xot yo )が変化
することになる。ここで第3図に示すように前記出力X
、yの任意の3 Allの値(xt、 yI L (X
213/’2 )及び(X3゜、Y3)から円の中心(
”+ yo )の値を次式よシ求めると (KiH) =(xt−xo ) −)(yl−yo
)”=(X2−XO) +CV2−y’)2−(xs−
xo ) +ff3−、YO) ”となる。従って前記
出力X、yの任意の3組の値(Xll yx L (
X21 yg )及び(xs、ys)よシオフセット量
xo、yoが求まシ、このオフセット量XO及びyoで
前記方位検知部1の出力X及びyをそれぞれ補正した値
X’(=X −X O)及びy’c=y−yo)のθに
関するベクトル軌跡は第3図の点線で示すよう表原点中
心の円となる。
ψ十に2X)、y軸方向のオフセット量をyo (=に
1hcosψ+に2y)とすル、!: 車両の残留磁気
等による地磁気のひずみの変化でオフセットMXO1y
O即ち半径KIHの円の中心(xot yo )が変化
することになる。ここで第3図に示すように前記出力X
、yの任意の3 Allの値(xt、 yI L (X
213/’2 )及び(X3゜、Y3)から円の中心(
”+ yo )の値を次式よシ求めると (KiH) =(xt−xo ) −)(yl−yo
)”=(X2−XO) +CV2−y’)2−(xs−
xo ) +ff3−、YO) ”となる。従って前記
出力X、yの任意の3組の値(Xll yx L (
X21 yg )及び(xs、ys)よシオフセット量
xo、yoが求まシ、このオフセット量XO及びyoで
前記方位検知部1の出力X及びyをそれぞれ補正した値
X’(=X −X O)及びy’c=y−yo)のθに
関するベクトル軌跡は第3図の点線で示すよう表原点中
心の円となる。
第1図において、2は演算部で公知のマイクロコンピュ
ータシステムを用いて第4図に示す演Jに処理を実行す
る。第4図に示す演算処理は、前記、方位検知部1の出
力X、yを読み込み、この出力X、yからオフセラ)J
fixo、yo(初期値はともに$)を減算した補正値
x’(=x−xo)及び−I X′ y’<−y−yo>よシθ=tan(−了)寿る演算を
行ない車両の進行方位に対応する方位信号θを出力する
。
ータシステムを用いて第4図に示す演Jに処理を実行す
る。第4図に示す演算処理は、前記、方位検知部1の出
力X、yを読み込み、この出力X、yからオフセラ)J
fixo、yo(初期値はともに$)を減算した補正値
x’(=x−xo)及び−I X′ y’<−y−yo>よシθ=tan(−了)寿る演算を
行ない車両の進行方位に対応する方位信号θを出力する
。
次に第1図に示す車両の駆動シャフト43または車輪の
回転に連動する磁石からなる回転体42と、この回転体
42のN−8極に応じて開閉を行なうリードスイッチ4
1からなる車速センサ4からの車速信号より求めた車速
塵と設定速度とを比較し、車Jf度が設定速度(例えば
50Km/h)以上の時で、かつθ1(初期値は零)と
前記方位信号θとの差の絶対値が設定値(例えば300
)以上となる時の出力X+Vの補正値x /、y lの
3組の値によfixo’、yo’ を求め、さらにそ
れまでのオフセット祉xo、VOにそのxo’、yo’
を加えることによシ新しいオフセット量xo、yo
を求めて記ta b、オフセット、ht X ’ +
V ’が求まった後は方位検知部1の出力x、yよシ前
記オフセット祇XO+、YOをそれぞれ減算した補正値
x1. ylよシ車両進行方位に対応する方位信号0を
求め出力する。
回転に連動する磁石からなる回転体42と、この回転体
42のN−8極に応じて開閉を行なうリードスイッチ4
1からなる車速センサ4からの車速信号より求めた車速
塵と設定速度とを比較し、車Jf度が設定速度(例えば
50Km/h)以上の時で、かつθ1(初期値は零)と
前記方位信号θとの差の絶対値が設定値(例えば300
)以上となる時の出力X+Vの補正値x /、y lの
3組の値によfixo’、yo’ を求め、さらにそ
れまでのオフセット祉xo、VOにそのxo’、yo’
を加えることによシ新しいオフセット量xo、yo
を求めて記ta b、オフセット、ht X ’ +
V ’が求まった後は方位検知部1の出力x、yよシ前
記オフセット祇XO+、YOをそれぞれ減算した補正値
x1. ylよシ車両進行方位に対応する方位信号0を
求め出力する。
なお、この演算部2を含む方位検出装置はこの装置専用
の電源スィッチのオンによる電源供給(車両のイグニッ
ションキースイッチのオンによる電源供給でもよい)を
受けて作動状態になり、また前記ひずみ員はこの電源ス
ィッチのオンオフ状態に係わシなく記憶(不揮発記憶)
されるように構成されている。
の電源スィッチのオンによる電源供給(車両のイグニッ
ションキースイッチのオンによる電源供給でもよい)を
受けて作動状態になり、また前記ひずみ員はこの電源ス
ィッチのオンオフ状態に係わシなく記憶(不揮発記憶)
されるように構成されている。
なお、上記実施例では方位検知部lの出力X。
yの補正値x’、 y’の3組の値(Xl、yl)。
(X21 y2)及び(X31 ya )の抽出条件と
して、瞬時的な異常値を抽出するのを防ぐため車両があ
る設定速度以上でかつ、オフセラ) fA: X O。
して、瞬時的な異常値を抽出するのを防ぐため車両があ
る設定速度以上でかつ、オフセラ) fA: X O。
yOを求める精度を向上させるため車両の回転がある設
定値以上となる場合を考えたが、瞬時的な異常値の抽出
を防ぐ方法としてtiiJ記補正値x’、 ylの値の
(X’ 十y’ )がある設定範囲にある時のみ抽
出可能としてもよいことは明白である。
定値以上となる場合を考えたが、瞬時的な異常値の抽出
を防ぐ方法としてtiiJ記補正値x’、 ylの値の
(X’ 十y’ )がある設定範囲にある時のみ抽
出可能としてもよいことは明白である。
また、」二記実施例では、補正値x1. ylの任意の
3組の値によシxo’、yo’を求め、さらにそれまで
のオフセット量xo、yoにそのxo’、yo’を加え
て新しいオフセットbixo、yoを求めるものを示し
たが、Qi両の速度および車両の回転が設定値以上とな
る時のB、1力X+Vの3組の値により新しいオフセラ
) f7rX O、yOを直接求めるようにしてもよい
。
3組の値によシxo’、yo’を求め、さらにそれまで
のオフセット量xo、yoにそのxo’、yo’を加え
て新しいオフセットbixo、yoを求めるものを示し
たが、Qi両の速度および車両の回転が設定値以上とな
る時のB、1力X+Vの3組の値により新しいオフセラ
) f7rX O、yOを直接求めるようにしてもよい
。
さらに、車両の速度および車両の回転が設定値以上の時
の補正イIRx ′、 y tの任意の3組の値を求め
るものを示したが、車両の速度が設定値以上の時の補正
値X′の値が予め定めた3つの値XI、X2゜XS(そ
れぞれの値の曲は適当な数だけ離れている)のいずれか
に411当した時のy′の値を記憶し、所足距14II
(例えば1〜2Km)走行するまでに3つの幀xl、x
2.xsに列するy′の値をすべて記憶した時にオフセ
ット量xo、yoを演算・記憶するようにしてもよい。
の補正イIRx ′、 y tの任意の3組の値を求め
るものを示したが、車両の速度が設定値以上の時の補正
値X′の値が予め定めた3つの値XI、X2゜XS(そ
れぞれの値の曲は適当な数だけ離れている)のいずれか
に411当した時のy′の値を記憶し、所足距14II
(例えば1〜2Km)走行するまでに3つの幀xl、x
2.xsに列するy′の値をすべて記憶した時にオフセ
ット量xo、yoを演算・記憶するようにしてもよい。
また、これは先に示したようにy′の代わシにyを用い
て直接オフセット量xo、yoを求めるものに適用して
もよい。
て直接オフセット量xo、yoを求めるものに適用して
もよい。
さらに、オフセット量xo、yoを更新する演算を車両
の運転中に行なうものを示したが、ひずみ量検出スイッ
チを設け、地磁気が正常な場所において1、車両を回転
させ、方位検知部lからの任意の3組の出力X、yによ
ってオフセラ) 皿XO。
の運転中に行なうものを示したが、ひずみ量検出スイッ
チを設け、地磁気が正常な場所において1、車両を回転
させ、方位検知部lからの任意の3組の出力X、yによ
ってオフセラ) 皿XO。
yOを求めるようにしてもよい。
さらに、車両の速度が設定値以上の時のx’、 y’の
組、あるいはX、yの組の値を複数記憶しておき、その
うちの任意の3組の値によシオフセット量を複数求め、
その平均をとって新しいオフセット量を求めるようにし
てもよい。
組、あるいはX、yの組の値を複数記憶しておき、その
うちの任意の3組の値によシオフセット量を複数求め、
その平均をとって新しいオフセット量を求めるようにし
てもよい。
さらに、出力X、yのペク) /l/軌跡が真円となら
ずに楕円となる場合には、楕円の計算式を用いてオフセ
ット蓋を求めるようにしてもよい。
ずに楕円となる場合には、楕円の計算式を用いてオフセ
ット蓋を求めるようにしてもよい。
また方位検知センサ10としてリングコアタイプフラッ
クスゲートセンサを示したが、その代わシに、他のフラ
ックスゲートセンサ、ホール素子等を用いてもよい。
クスゲートセンサを示したが、その代わシに、他のフラ
ックスゲートセンサ、ホール素子等を用いてもよい。
(9)
演算によらなくても、レベル比較によって2N分割の方
位信号としてもよい。
位信号としてもよい。
さらに、演算部2はマイクロコンピュータシステムによ
るデジタル処理ではなくアナログ的に比較回路、加減算
回路等を組み合わせても実現できる。
るデジタル処理ではなくアナログ的に比較回路、加減算
回路等を組み合わせても実現できる。
さらに、本方位検出装置は、車両だけでなく、船舶、飛
行機、その他の測定器に応用してもよい。
行機、その他の測定器に応用してもよい。
以上述べたように本発明では、方位検知部からの直交す
る2成分の電気信号の任意の3組の値により前記2成分
の電気信号による円のベクトル軌跡のオフセット祉を所
定タイミング時に演算・記憶し、このひずみ量によシ前
記方位検知部からの電気信号を常時補正し、この補正し
た電気信号によシ方位を演算し方位信号を発生している
から、移動体の残留磁気等による地磁気のひずみの影響
を受けることなく、またその地磁気のひずみの経年変化
を考慮して移動体の正確な進行方位に対応する方位信号
を発生することができるという優れた効果がある。
る2成分の電気信号の任意の3組の値により前記2成分
の電気信号による円のベクトル軌跡のオフセット祉を所
定タイミング時に演算・記憶し、このひずみ量によシ前
記方位検知部からの電気信号を常時補正し、この補正し
た電気信号によシ方位を演算し方位信号を発生している
から、移動体の残留磁気等による地磁気のひずみの影響
を受けることなく、またその地磁気のひずみの経年変化
を考慮して移動体の正確な進行方位に対応する方位信号
を発生することができるという優れた効果がある。
(10’ )
第1図は本発明の一実施例を示す電気結線図、第2図(
1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)は方位検知
部の作動説明に供する電圧波形図、第3図は方位検知部
の作動説明、及び演算部の演算処理の説明に供する説明
図、第4図は演算部の演算処理を示す演算流れ図である
。 l・・・方位検知部、2・−演算部、10・・・方位検
知センサ、4・・・車速センサ。 代理人弁理士 間部 隆 (11) >I>l>1>
1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)は方位検知
部の作動説明に供する電圧波形図、第3図は方位検知部
の作動説明、及び演算部の演算処理の説明に供する説明
図、第4図は演算部の演算処理を示す演算流れ図である
。 l・・・方位検知部、2・−演算部、10・・・方位検
知センサ、4・・・車速センサ。 代理人弁理士 間部 隆 (11) >I>l>1>
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 移動体に取シ付けられ、地磁気の方位を直交する2成分
にて検知する方位検知部と、該方位検知部からの直交す
る2成分の電気信号により方位を演算し方位信号を発生
する演算部を有する方位検出装置に於いて、 前記演算部は、前記方位検知部からの直交する2成分の
電気信号の任意の3組の値より前記2成分の電気信号に
よる円のベクトル軌跡のオフセット量を所定タイミング
時に演算・記憶し、このオフセット量により前記方位検
知部からの直交する2成分のWc電気信号補正する機能
を有することを特徴とする方位検出装置d0
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13309081A JPS5834314A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 方位検出装置 |
US06/355,622 US4497034A (en) | 1981-08-05 | 1982-03-08 | Heading detecting apparatus |
DE19823208483 DE3208483A1 (de) | 1981-08-05 | 1982-03-09 | Kursermittlungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13309081A JPS5834314A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 方位検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5834314A true JPS5834314A (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=15096609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13309081A Pending JPS5834314A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-24 | 方位検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5834314A (ja) |
Cited By (12)
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---|---|---|---|---|
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-
1981
- 1981-08-24 JP JP13309081A patent/JPS5834314A/ja active Pending
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