JPS6218842B2 - - Google Patents

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JPS6218842B2
JPS6218842B2 JP56141412A JP14141281A JPS6218842B2 JP S6218842 B2 JPS6218842 B2 JP S6218842B2 JP 56141412 A JP56141412 A JP 56141412A JP 14141281 A JP14141281 A JP 14141281A JP S6218842 B2 JPS6218842 B2 JP S6218842B2
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
phase
coil
wave signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP56141412A
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English (en)
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JPS5842913A (ja
Inventor
Tetsuyuki Kondo
Akira Matsubara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5842913A publication Critical patent/JPS5842913A/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
    • G01C17/30Earth-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)
  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転コイルにより地磁気を検出して
自動車の方位を測定する自動車用方位計に関する
ものである。
地磁気により方位を測定する手段としては、(1)
磁石を回転可能に支持して磁石が地磁気のN、S
方向に指示するコンパス、(2)回転コイルに誘起す
る地磁気による電圧から地磁気のN、Sに対する
方位を測定する回転コイル磁力計、(3)強磁性体の
コアを用いたトランスの出力側の第2次高調波が
外部磁界に比例することを利用したフラツクスゲ
ート磁力計、(4)磁界中のプロトンが、磁界H0
プロトンの核磁気モーメントγとによりω=γ・
H0の角速度ωで歳差運動を行なうことを利用し
たプロトン磁力計、(5)アルカリ原子のエネルギ準
位が磁界中のゼーマン効果によりいくつかのゼー
マン副準位に分裂することを利用した光ポンピン
グ磁力計、(6)ホール効果を利用したホール素子磁
力計等がある。
自動車用としては、廉価な構成で正確な方位を
測定できると共に、方位情報をマイクロプロセツ
サ等により処理できることが望ましい。又自動車
の車体は鉄で構成されるのが一般的であるから、
車体自身による磁場の影響を考慮しなければなら
ない。前記(1)〜(6)のうち、(1)は構成が簡単である
が目視観測のみで方位情報信号を得ることができ
ないと共に、車体磁気により誤動作するものであ
り、又(4)〜(5)は構成が複雑化する欠点がある。又
(6)は精度を向上させることが困難である。従つて
(2)又は(3)が適切であるが、(3)はコアの飽和特性を
利用するため、絶対測定ができない故に、絶対測
定が可能なものとして(2)の回転コイル磁力計が自
動車用として、好適である。
本発明は、回転コイルにより地磁気を検出する
と共に、車体磁気による誤差を補正して、正確な
自動車の方位を測定することを目的とするもので
ある。以下実施例について詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例のブロツク線図であ
り、1はコイル、2は円板、3は円板2の1個所
の孔、磁石等を検出して位置基準信号を出力する
フオトセンサ、磁気センサ等のセンサ、4はコイ
ル1及び円板2を回転させるモータ、5は増幅
器、6はローパスフイルタ、7はレベル変換回
路、8は位相同期ループ回路、9はカウンタ、1
0は誤差補償回路、11は加算器、12はゼロク
ロス検出回路、13はラツチ回路、14は方位表
示器、15はマイクロプロセツサ、16は車速セ
ンサ、17はマツプ表示器である。
コイル1はモータ4により一定回転数で回転さ
れるので、地磁気及び車体磁気に応じた誘起電圧
が発生し、増幅器5により増幅されてノイズ成分
を除く為にローパスフイルタ6に加えられる。又
センサ3は円板2と対向して配置され、円板2の
1回転で1パルスの位置基準信号を出力するもの
で、レベル変換回路7により例えばTTL(トラ
ンジスタ・トランジスタ・ロジツク)レベルに変
換され、位相同期ループ回路8に位相同期信号と
して入力され、且つカウンタ9にリセツト信号と
して入力される。
位相同期ループ回路8は公知の種々の構成を用
いることができ、誤差補償回路10には位置基準
信号の1周期で1サイクルとなる矩形波信号を加
え、カウンタ9には、位置基準信号の周期を360
の整数分の1としたパルスを加える。
誤差補償回路10は第2図に示す構成を有し、
21は移相回路、22はサイン波信号を出力する
為のローパスフイルタ、23は振幅調整回路であ
り、位相同期ループ回路8からの矩形波信号が移
相回路21により位相が調整され、ローパスフイ
ルタ23により矩形波信号の基本波のサイン波信
号が取出され、振幅調整回路23により振幅が調
整された補正用サイン波信号が出力されて加算器
11に加えられる。この補正用サイン波信号は、
車体磁気による誤差を補正するように、位相及び
振幅が調整されるものである。従つて加算器11
の出力は地磁気の検出信号となり、ゼロクロス検
出回路12に加えられ、ゼロクロス点が検出され
てラツチ回路13にストローブ信号として加えら
れ、カウンタ9のカウント内容がラツチされる。
ラツチ回路13の内容は方位表示器14に加え
られ、例えば、方位分解能に応じた数の発光ダイ
オードを配置し、カウンタ9のカウント内容のデ
コードにより選択した発光ダイオードを点灯して
方位を表示する。液晶表示器を用いた場合は、デ
コード結果に応じて電極に電圧を印加して方位を
表示する。又アナログ表示器を用いた場合は、
DA変換器を設けてアナログ信号により指針等を
駆動して方位を表示する。
又マイクロプロセツサ15は車速センサ16か
らの車速情報とラツチ回路13からの方位情報と
により、マツプ表示器17に現在位置を表示さ
せ、又出発点からの方位距離を演算して表示させ
ることができる。
第3図は動作説明図であり、同図aは位置基準
信号を示し、位相同期ループ回路8は、この位置
基準信号に同期した周期Tの矩形波信号を同図b
に示すように出力して誤差補償回路10に加え、
又同図gに示す逓倍したパルス信号をカウンタ9
に加える。誤差補償回路10のローパスフイルタ
22により同図cに示すサイン波信号が取出され
る。なお同図cは移相回路21による移相を零と
した場合について示すものである。
コイル1に誘起した電圧がローパスフイルタ6
を介して加算器11に加えられる信号が、第3図
dに示すものとし、誤差補償回路10の振幅調整
回路23で振幅を調整された補正用サイン波信号
を第3図eに示すものとすると、加算器11の出
力信号は同図fに示すものとなる。ゼロクロス検
出回路12は加算器11の出力信号のゼロクロス
点のうち例えば正から負へ変化するときのゼロク
ロス点を検出する。従つて第3図fに示す出力信
号に対してゼロクロス検出信号は同図hに示すも
のとなる。
カウンタ9は位置基準信号によりリセツトさ
れ、位相同期ループ回路8からのパルス信号をカ
ウントし、ゼロクロス検出信号をストローブ信号
としてカウント内容をラツチ回路13にラツチす
るものであるから、リセツトからストローブ信号
が出力されるまでの期間T′のパルス信号数は第
3図iに示すものとなる。従つて基準位置からの
方位角θはθ=(T′/T)×360゜となる。第3図
gに示すパルス信号の周期をT/360とすれば、
方位角θは1゜の分解能で測定できることにな
り、T/3600とすれば0.1゜の分解能で測定でき
ることになる。
車体磁気による誤差について以下説明する。例
えば自動車が第4図に示すように、磁北Nに対し
て磁東E側にθの角度で走行している場合、地磁
気Heと車体磁気Hpとのベクトル和の磁界が前述
のコイル1に作用することになる。従つて地磁気
Heに対して平行な磁界成分Hp1と直角な磁界成
分Hp2とは、 Hp1=He+Hpl・cosθ+Hpw・sinθ ………(1) Hp2=Hpl・sinθ−Hpw・cosθ ………(2) となる。なお、Hpl、Hpwは車体磁気Hpの自動
車進行方向に平行及び垂直な磁界成分である。
従つて車体磁気による方位誤差Δθpは次式で
表わされるものとなる。
Δθp=tan-1(Hp2/Hp1)=tan-1〔Hpl・sinθ−Hpw・cosθ/He+Hpl・cosθ+Hpw・s
inθ〕 (Hpl/Hesinθ)−(Hpw/Hecosθ)(sinθcosα−cosθsinα)Hp/He K・sin(θ−α) ………(3) 但し、Hpl≪He、Hpw≪He、K=Hp/Heである。
コイル1に誘起する電圧Esは、地磁気Heによ
る誘起電圧Eeと車体磁気Hpによる誘起電圧Epと
の合成電圧で、例えば第5図に示すものとなる。
従つて、 Es=Ee+Ep=Ke・sinωt+Kp・sin(ωt−γ)=Ke・sinωt+Kp(sinωtcosγ−cosωtsinγ) =(Ke+Kp・cosγ)sinωt−Kp・sinγcosωt=√(+・)22 ・sin(ωt+β) ………(4) 但し、β=tan-1Kp・sinγ/Ke+Kp・co
sγ、γ=地磁気と 車体磁気との角である。
コイル1の誘起電圧Esの振幅は、自動車の方
向により変化するもので、振幅をf(γ)とする
と、 f(γ)=√(+・)22=√2+2・・+22
2
sin2γ =√2・・+22………(5) となり、第6図に示すように、自動車の方向によ
り振幅が変化する。即ち、f(0)=Ke+Kp、
f(π)=Ke−Kpとなり、 Kp=f(0)−f(π)/2 ………(6) によりKpが求められる。従つて補正信号
Ep′は、 Ep′=−Kp・sin(ωt−γ) ………(7) とすれば良いことになり、振幅Kpを振幅調整回
路23により調整し、位相γを移相回路21で調
整すれば良いことになる。
コイル1の具体例としては、巻数を1000、コイ
ルの面積を161mm2(各辺の長さ7mm、23mm)、回転
数を2400r.p.mとしたとき、最大1.3mVの地磁気
の検出信号が得られた。
以上説明したように、本発明は、モータ4によ
つて一定回転速度で回転されて地磁気を検出する
コイル1と、このコイル1の回転基準位置を検出
するセンサ3と、このセンサ3からの位置基準信
号に位相同期した矩形波信号及び方位角測定用の
パルス信号を出力する位相同期ループ回路8と、
位置基準信号によりリセツトされ、位相同期ルー
プ回路8からのパルス信号をカウントするカウン
タ9と、位相同期ループ回路8からの矩形波信号
をローパスフイルタ22等によりサイン波信号に
変換すると共に、移相回路21、振幅調整回路2
3等により位相及び振幅が調整された補正用サイ
ン波信号を出力する誤差補償回路10と、コイル
1の検出信号と補正用サイン波信号とを加算して
車体磁気Hpによる信号成分を除いて地磁気Heに
よる信号成分を出力する為の加算器11と、その
出力信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検
出回路12と、ゼロクロス検出信号によりカウン
タ9のカウント内容をラツチするラツチ回路1
と、方位表示器14とを備えたものであり、位相
同期ループ回路8からのパルス信号を所望の方位
分解能が得られる同期とすることができると共
に、車体磁気Hpによる誤差を補償できるから、
高精度の方位測定が可能となる。
従つてマイクロプロセツサ15により方位情報
と車速情報とを処理すれば、マツプ表示も容易で
あり、このようなマイクロプロセツサ15を用い
た場合は、カウンタ9やラツチ回路13等をマイ
クロプロセツサ15の機能で実現することもでき
る。又自動車内の複数個所に回転コイル等の磁気
センサを配置し、車体磁気分布を求めて車体磁気
による誤差を自動補正することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロツク線図、第2
図は誤差補償回路のブロツク線図、第3図は本発
明の実施例の動作説明図、第4図は地磁気と車体
磁気との関係説明図、第5図はコイルの誘起電圧
と地磁気及び車体磁気による誘起電圧との説明
図、第6図は自動車方位とコイル誘起電圧の振幅
との一例の説明図である。 1はコイル、2は円板、3はセンサ、4はモー
タ、5は増幅器、6はローパスフイルタ、7はレ
ベル変換回路、8は位相同期ループ回路、9はカ
ウンタ、10は誤差補償回路、11は加算器、1
2はゼロクロス検出回路、13はラツチ回路、1
4は方位表示器、15はマイクロプロセツサ、1
6は車速センサ、17はマツプ表示器、21は移
相回路、22はローパスフイルタ、23は振幅調
整回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一定回転速度で回転されて地磁気を検出する
    コイル、該コイルの回転基準位置を検出するセン
    サ、該センサからの位置基準信号に位相同期した
    矩形波信号及び方位角測定用のパルス信号を出力
    する位相同期ループ回路、前記位置基準信号によ
    りリセツトされ、且つ前記パルス信号をカウント
    するカウンタ、ローパスフイルタにより前記矩形
    波信号をサイン波信号に変換すると共に、移相回
    路及び振幅調整回路により位相及び振幅を調整し
    た補正用サイン波信号を出力する誤差補償回路、
    前記コイルの検出信号と前記補正用サイン波信号
    とを加算して車体磁気による信号成分を除去する
    加算器、該加算器の出力信号のゼロクロス点を検
    出するゼロクロス検出回路、該ゼロクロス検出回
    路からのゼロクロス検出信号により前記カウンタ
    のカウント内容をラツチし、自動車の方位を示す
    情報信号を出力するラツチ回路とを備えたことを
    特徴とする自動車用方位計。
JP14141281A 1981-09-08 1981-09-08 自動車用方位計 Granted JPS5842913A (ja)

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JP14141281A JPS5842913A (ja) 1981-09-08 1981-09-08 自動車用方位計

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JP14141281A JPS5842913A (ja) 1981-09-08 1981-09-08 自動車用方位計

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Publication Number Publication Date
JPS5842913A JPS5842913A (ja) 1983-03-12
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ID=15291397

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6231283A (ja) * 1985-08-02 1987-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録再生装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714710A (en) * 1980-07-01 1982-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bearing meter

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714710A (en) * 1980-07-01 1982-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bearing meter

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6231283A (ja) * 1985-08-02 1987-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録再生装置

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JPS5842913A (ja) 1983-03-12

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