JPS59137812A - 方位センサ - Google Patents
方位センサInfo
- Publication number
- JPS59137812A JPS59137812A JP1221083A JP1221083A JPS59137812A JP S59137812 A JPS59137812 A JP S59137812A JP 1221083 A JP1221083 A JP 1221083A JP 1221083 A JP1221083 A JP 1221083A JP S59137812 A JPS59137812 A JP S59137812A
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- JP
- Japan
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- magnetic sensor
- axis
- sensor
- magnetic
- output
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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)
- Measuring Magnetic Variables (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】
技術分野
この発明は船舶等における自動操作装置に用いられる方
位センサに関する。
位センサに関する。
従来技術
船舶の方向を表わす電気信号を得るために、従来は環状
の；アに巻回゛したコイルから、地球磁界と船の方位と
の差に対応する信号を出力する、いわゆる磁気センサを
磁気コンパスの表示面上に設置シて、磁気コンパスのＮ
（北ン軸に磁気センサのＮ軸を手動によって合わせるこ
と°によって、磁気コンパスの回転量で船舶の方向を表
わす信号を得ていた。
の；アに巻回゛したコイルから、地球磁界と船の方位と
の差に対応する信号を出力する、いわゆる磁気センサを
磁気コンパスの表示面上に設置シて、磁気コンパスのＮ
（北ン軸に磁気センサのＮ軸を手動によって合わせるこ
と°によって、磁気コンパスの回転量で船舶の方向を表
わす信号を得ていた。
しかし上述の従来の方位センサは、磁気センサを人手に
よって操作する必要があり、船舶の自動操縦の妨げとな
る欠点があった。さらにこの従来の方位センサは、磁気
コンパス上に磁気センサを重ねて置くので、操作者の見
る方向によっては磁黴センサによって視界がさえぎられ
、磁気コンパスのＮ軸が見え難いために、上述の調整が
し難いという欠点があった。さらにこの種の方位センサ
は磁気センサの影響によって、磁気コンパスの測定方位
に４°〜５°の誤差を生じるという欠点があった。
よって操作する必要があり、船舶の自動操縦の妨げとな
る欠点があった。さらにこの従来の方位センサは、磁気
コンパス上に磁気センサを重ねて置くので、操作者の見
る方向によっては磁黴センサによって視界がさえぎられ
、磁気コンパスのＮ軸が見え難いために、上述の調整が
し難いという欠点があった。さらにこの種の方位センサ
は磁気センサの影響によって、磁気コンパスの測定方位
に４°〜５°の誤差を生じるという欠点があった。
目的
この発明は従来の方位センサにおける上述の欠点を排除
するため６になされたものであって、磁気コンパスを使
用することなく、磁気センサで船舶等の方位を正確に表
わす信号を自動的に得ることのできる方位センサを提供
することを主たる目的とするものである。
するため６になされたものであって、磁気コンパスを使
用することなく、磁気センサで船舶等の方位を正確に表
わす信号を自動的に得ることのできる方位センサを提供
することを主たる目的とするものである。
発明の要点
上述の目的を達成するために、この発明においては、ジ
ンバルリングに支持した磁気センサの信号によってサー
ボモータを駆動し、このサーボモータによって磁気セン
サのＮ方向を自動的に地球磁場に合致するように磁気セ
ンサをサーボ制御し、磁気センサの回動量から所定の電
気信号を得るように構成される。
ンバルリングに支持した磁気センサの信号によってサー
ボモータを駆動し、このサーボモータによって磁気セン
サのＮ方向を自動的に地球磁場に合致するように磁気セ
ンサをサーボ制御し、磁気センサの回動量から所定の電
気信号を得るように構成される。
実施例
以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。
第１図において、ジンバルリング１には、トロイダルコ
アに２巻線を設けた公知の磁気センサ２がそのコア面が
水平に維持されるように支持される。ジンバルリング１
に垂直方向に固定されたコ該円板４の中心に取り付けら
れた軸５はギア６ａ、６ｂ、６ｃ、５ｄを介してサーボ
モータ７の回転軸に連結されている。
アに２巻線を設けた公知の磁気センサ２がそのコア面が
水平に維持されるように支持される。ジンバルリング１
に垂直方向に固定されたコ該円板４の中心に取り付けら
れた軸５はギア６ａ、６ｂ、６ｃ、５ｄを介してサーボ
モータ７の回転軸に連結されている。
上記軸５には３条のスリップリング８が固定され、この
スリップリング８を介して磁気センサ２のコイルがサー
ボ増幅器９に接続され、該サーボ増幅器９の出力端子は
サーボモータ７と接続されている。
スリップリング８を介して磁気センサ２のコイルがサー
ボ増幅器９に接続され、該サーボ増幅器９の出力端子は
サーボモータ７と接続されている。
上記取付枠３の上部枠３ａは軸１０を介してコード板１
１に連結され、該コード板１１の両面には、該コード板
１１に設けた、第３図に示すようなコード孔Ｈを読み取
る投受光器１２が設けられている。１３は投受光器１２
の出力をディジタル信号に変換するエンコーダである。
１に連結され、該コード板１１の両面には、該コード板
１１に設けた、第３図に示すようなコード孔Ｈを読み取
る投受光器１２が設けられている。１３は投受光器１２
の出力をディジタル信号に変換するエンコーダである。
第２図はサーボ増幅器９の回路図であって、磁気センサ
２に適した所定周期の矩形パルスがパルス発生器２０か
ら位相回路２１．２２に印加され、該位相回路２１．２
２からそれぞれ、互いに電気角で９０°の位相差を有す
る正、負の矩形パルスが磁気センサ２の巻°線２ａ、２
ｂの端子Ｑ、Ｑに供給される。
２に適した所定周期の矩形パルスがパルス発生器２０か
ら位相回路２１．２２に印加され、該位相回路２１．２
２からそれぞれ、互いに電気角で９０°の位相差を有す
る正、負の矩形パルスが磁気センサ２の巻°線２ａ、２
ｂの端子Ｑ、Ｑに供給される。
磁気センサ２は巻線２ａ 、 ２ｂによって定まる磁界
のＮ軸２Ｃと地球磁界のＮ軸との偏差に応じた極性と大
きさを有するパルスを端子Ｓから出力し、その出力はフ
ィルタ２３を介して演算増幅器２４に印加される。演算
増幅器２４の出力端子は、トランジスタ２５，２．６の
ベースに接続される。
のＮ軸２Ｃと地球磁界のＮ軸との偏差に応じた極性と大
きさを有するパルスを端子Ｓから出力し、その出力はフ
ィルタ２３を介して演算増幅器２４に印加される。演算
増幅器２４の出力端子は、トランジスタ２５，２．６の
ベースに接続される。
トランジスタ２５．２６は同期整流回路を形成しており
、トランジスタ２５．２６のエミッタ出力はそれぞれ抵
抗２７．２８を介して加算回路２９に接続されており、
該加算回路２９からは、磁気センサ２の出力信号に応じ
た大きさと極性をもった直流信号が得られる。
、トランジスタ２５．２６のエミッタ出力はそれぞれ抵
抗２７．２８を介して加算回路２９に接続されており、
該加算回路２９からは、磁気センサ２の出力信号に応じ
た大きさと極性をもった直流信号が得られる。
加算回路２９の出力は極性判別回路３０の入力端子なら
びに増幅器３１に接続される。極性判別器３０の出力端
子はサーボモータ制御回路３２の正逆信号端子に接続さ
れる。また増幅器３１の出力端子は増幅器３３を介して
サーボモータ制御回路３２のサーボ信号入力端子に接続
されている。
びに増幅器３１に接続される。極性判別器３０の出力端
子はサーボモータ制御回路３２の正逆信号端子に接続さ
れる。また増幅器３１の出力端子は増幅器３３を介して
サーボモータ制御回路３２のサーボ信号入力端子に接続
されている。
上記の構成によって、・船の方位に応じて磁気センサ２
のＮ軸２ｃが地球磁、界のＮ軸から東方向が西方向かの
いずれかにずれると、演算増幅器２４からはその偏角の
大きさと方向に応じた大きさと位相をもった信号が生じ
て、この信号はトランジスタ２５．２６で同期整流され
、加算回路２９の出力端子にはそのずれ量に応じた大き
さと東にずれているか西にずれているかに対応して正又
は負の直流信号を生じる。
のＮ軸２ｃが地球磁、界のＮ軸から東方向が西方向かの
いずれかにずれると、演算増幅器２４からはその偏角の
大きさと方向に応じた大きさと位相をもった信号が生じ
て、この信号はトランジスタ２５．２６で同期整流され
、加算回路２９の出力端子にはそのずれ量に応じた大き
さと東にずれているか西にずれているかに対応して正又
は負の直流信号を生じる。
いまたとえば磁気センサ２のＮ軸が地球磁界のＮ軸から
東方向へずれているとき、上記直流信号が正であるとす
ると、この正極性の信号によって極性判別器３０は出力
１１〃を生じ、サーボモータ制御回路３２はサーボモー
タ７をたとえば反時計方向に回転するように動作する。
東方向へずれているとき、上記直流信号が正であるとす
ると、この正極性の信号によって極性判別器３０は出力
１１〃を生じ、サーボモータ制御回路３２はサーボモー
タ７をたとえば反時計方向に回転するように動作する。
また増幅器３３からは磁気センサ２のずれ量に応じた大
きさの信号をサーボモータ制御回路３２に印加する。
きさの信号をサーボモータ制御回路３２に印加する。
上記の動作の結果サーボモータ７によって円板４が反時
計方向に回転して、取付枠３、吹寸ルリング１も回転し
て磁気センサ２を西向きに回動させる。
計方向に回転して、取付枠３、吹寸ルリング１も回転し
て磁気センサ２を西向きに回動させる。
そして磁気センサ２のＮ軸が地球磁界のＮ軸と一致する
と、磁気センサ２の出力が０となって、増幅器３２のサ
ーボ信号入力端子も０ボルトとなり、サーボモータ７は
停止する。
と、磁気センサ２の出力が０となって、増幅器３２のサ
ーボ信号入力端子も０ボルトとなり、サーボモータ７は
停止する。
もし磁気センサ２が西向きにずれた場合には、磁気セン
サ２の出力は前述の場合と逆位相となるので加算回路２
９の出力は、たとえば負となり、極性判別回路３０の出
力は０となる。そしてこのときのサーボ信号入力端子へ
の電圧の大きさに応じて、サーボモータ７は時計方向に
回転して、円板４、磁気センサ２が時計方向に、即ち東
向きに回転して、磁気センサ２のＮ軸を地球磁界のＮ軸
と一致させる。
サ２の出力は前述の場合と逆位相となるので加算回路２
９の出力は、たとえば負となり、極性判別回路３０の出
力は０となる。そしてこのときのサーボ信号入力端子へ
の電圧の大きさに応じて、サーボモータ７は時計方向に
回転して、円板４、磁気センサ２が時計方向に、即ち東
向きに回転して、磁気センサ２のＮ軸を地球磁界のＮ軸
と一致させる。
上述のようにして、サーボモータ７が回転し、円板４が
回転すると、取付枠３も回転し、軸１０を介して、コー
ド板１１も回転する。コード板１１に穿孔されたコード
の内容を投受光器１２が読み取って、コード板１１の回
転角度即ち船の方位を表わす信号を生じる。
回転すると、取付枠３も回転し、軸１０を介して、コー
ド板１１も回転する。コード板１１に穿孔されたコード
の内容を投受光器１２が読み取って、コード板１１の回
転角度即ち船の方位を表わす信号を生じる。
上述のコード板１１には、Ｎ軸を７６°として７６〜４
３５までの交番２進符号をパターン化している。
３５までの交番２進符号をパターン化している。
この理由は０００〜３５９までの符号をパターン化する
と表１に示すように０００°と３５９°との間の符号の
変化が、他の箇所と異なり符号の内容が変化するビット
が５ケ所もあり、これらを全部同時に変化させることは
困難である。したがって７６〜４３５の符号を用いると
表２に示すように上述のような急激な変化がない。
と表１に示すように０００°と３５９°との間の符号の
変化が、他の箇所と異なり符号の内容が変化するビット
が５ケ所もあり、これらを全部同時に変化させることは
困難である。したがって７６〜４３５の符号を用いると
表２に示すように上述のような急激な変化がない。
表 １
ｄ８ｄ７ ｄ５ ｄ５ ｄ４ ｄ３ ｄ２ｄ
ｌ ｄＱｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｌ） ３５９°１１１０１０１００ 表 ２ １８ ｄ７ ｄ５ ｄ５ ｄ４ ｄ３ ｄ
２ｄ１ ｄ０７６° ００１１０１０１０ ４３５° １０１１０１０１０ 第４図は投受光器１２とエンコーダ１３を示す回路図で
あって、投受光器１２はコード板１１のコードの各ビッ
ト列に対応した９組のフォ トカプラＰ１〜Ｐ９にてな
り、各フォトカプラの受光トランジスタは排他的オア回
路Ｅ１〜Ｅ９に接続されてい号。
ｌ ｄＱｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｌ） ３５９°１１１０１０１００ 表 ２ １８ ｄ７ ｄ５ ｄ５ ｄ４ ｄ３ ｄ
２ｄ１ ｄ０７６° ００１１０１０１０ ４３５° １０１１０１０１０ 第４図は投受光器１２とエンコーダ１３を示す回路図で
あって、投受光器１２はコード板１１のコードの各ビッ
ト列に対応した９組のフォ トカプラＰ１〜Ｐ９にてな
り、各フォトカプラの受光トランジスタは排他的オア回
路Ｅ１〜Ｅ９に接続されてい号。
排他的オア回路Ｅ１〜Ｅ９の出力端子は全加算器ｕ１
、 Ｕ２に接続され、全加算器０１ 、 Ｕ２から、フ
ォトカプラＰ１〜Ｐ９の出力に対応した純２進信号を生
じる。
、 Ｕ２に接続され、全加算器０１ 、 Ｕ２から、フ
ォトカプラＰ１〜Ｐ９の出力に対応した純２進信号を生
じる。
フォトカプラＰ１〜Ｐ９で得られた交番２進符号の信号
は、排他的オア回路Ｅ１〜Ｅ９で純２進符号に変換され
、純２進符号の信号は全加算器ｕ１．ｕ２で７６だけ減
算される。
は、排他的オア回路Ｅ１〜Ｅ９で純２進符号に変換され
、純２進符号の信号は全加算器ｕ１．ｕ２で７６だけ減
算される。
全加算器Ｕ１． Ｕ２の入力端子Ａ１〜Ａ８には排他的
オア回路Ｅ１〜Ｅ９からの信号を加え、入力端子Ｂ１〜
Ｂ８には−７６の信号を加える。全加算ＦＩＪｒのキャ
リ一端子Ｃは桁上げ出力で２５６を越える値の場合出力
され、排他的オア回路ＥＩＯで、このキャリーと排他的
オア回路Ｅ１の出力相との排他的論理和を取り、端子Ｓ
９に出力される。
オア回路Ｅ１〜Ｅ９からの信号を加え、入力端子Ｂ１〜
Ｂ８には−７６の信号を加える。全加算ＦＩＪｒのキャ
リ一端子Ｃは桁上げ出力で２５６を越える値の場合出力
され、排他的オア回路ＥＩＯで、このキャリーと排他的
オア回路Ｅ１の出力相との排他的論理和を取り、端子Ｓ
９に出力される。
次に動作の一例を示すと、排他的オア回路８１〜句の入
力が００１１０１０１０（７６） であればＥｌ−勾
の出力、即ち全加算器Ｕ１． Ｕ２の入力匈〜Ａ１は１
０１００１１００となる。この結果、町〜Ｂ８のデータ
によって１０１１０１００即ち−７６を加算する。
力が００１１０１０１０（７６） であればＥｌ−勾
の出力、即ち全加算器Ｕ１． Ｕ２の入力匈〜Ａ１は１
０１００１１００となる。この結果、町〜Ｂ８のデータ
によって１０１１０１００即ち−７６を加算する。
そして、排他的オアゲー１− Ｅｌの出力相と全加算器
Ｕ１のキャリーＣとの排他的論理和を排他的オアゲート
Ｅ１０でとると、その出力Ｓ９は０となり、結局端子Ｓ
９〜Ｓ１にｏｏｏｏｏｏｏｏｏが得られる。端子５９〜
Ｓ１の出力は純２進である。
Ｕ１のキャリーＣとの排他的論理和を排他的オアゲート
Ｅ１０でとると、その出力Ｓ９は０となり、結局端子Ｓ
９〜Ｓ１にｏｏｏｏｏｏｏｏｏが得られる。端子５９〜
Ｓ１の出力は純２進である。
４３５°の場合には同じように全加算器０１ 、 Ｕ２
で−７６の加算が行なわれて、端子Ｓ９〜Ｓ１には１０
１１００１１１（３５９）が得られる。
で−７６の加算が行なわれて、端子Ｓ９〜Ｓ１には１０
１１００１１１（３５９）が得られる。
効果
以上詳述したように、この発明は方位検出用の磁気セン
サとモータとを連結して、磁気センサのＮ軸と地球磁界
のＮ軸とが一致するように磁気センサをサーボ制御する
ようにしたから、磁気センサを地１球羅界に自動的に合
致させることができるようになり、し光がって船舶等の
方位を表わす信号を自動的に得ることができ自動操縦が
可能になる。また、この発明は磁気センサを磁気コンパ
スに装着する必要がないので、磁気センサの磁Ｗによる
磁気コンパスの測定の誤差の影響がなくなり、正確な方
位を検出できる。さらに磁気コンパスの画面を磁気セン
サで見えなくなるという障害もなくなる。
サとモータとを連結して、磁気センサのＮ軸と地球磁界
のＮ軸とが一致するように磁気センサをサーボ制御する
ようにしたから、磁気センサを地１球羅界に自動的に合
致させることができるようになり、し光がって船舶等の
方位を表わす信号を自動的に得ることができ自動操縦が
可能になる。また、この発明は磁気センサを磁気コンパ
スに装着する必要がないので、磁気センサの磁Ｗによる
磁気コンパスの測定の誤差の影響がなくなり、正確な方
位を検出できる。さらに磁気コンパスの画面を磁気セン
サで見えなくなるという障害もなくなる。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第
１図の実施例に用いられる電気回路図、第３図はコード
板のパターンの一例を示す図、第４図はエンコーダの一
例を示す回路図である。 １・・・ジンバルリング ２・・・磁気センサ ７・・・サーボモータ ９・・・サーボ増幅器 １１・・・コード板 特許出願人 ユニカス工業株式会社
１図の実施例に用いられる電気回路図、第３図はコード
板のパターンの一例を示す図、第４図はエンコーダの一
例を示す回路図である。 １・・・ジンバルリング ２・・・磁気センサ ７・・・サーボモータ ９・・・サーボ増幅器 １１・・・コード板 特許出願人 ユニカス工業株式会社
Claims (2)
- （１） ジンバルリングに支持され、船の方位と地球
磁界との差に応じた信号を出力する磁気センサと、上記
ジンバルリングを介して磁気センサを方位角方向に駆動
するモータと、磁気センサの出力に応じて、該磁気セン
サのＮ軸と地球磁界のＮ軸と合致するように、モータを
駆動するサーボ制御手段とを備えたことを特徴とする方
位センサ。 - （２）磁気センサの回動量を表わす信号を生じる手段を
さらに設けた特許請求の範囲第１項に記載の方位センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221083A JPS59137812A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 方位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221083A JPS59137812A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 方位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137812A true JPS59137812A (ja) | 1984-08-08 |
Family
ID=11799018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221083A Pending JPS59137812A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 方位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137812A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140205U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-26 | ||
| CN105807150A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 永磁取向环检测系统及方法 |
-
1983
- 1983-01-27 JP JP1221083A patent/JPS59137812A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140205U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-26 | ||
| CN105807150A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 永磁取向环检测系统及方法 |
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