JPS6319515A - Azimuth detector - Google Patents
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- JPS6319515A JPS6319515A JP16493886A JP16493886A JPS6319515A JP S6319515 A JPS6319515 A JP S6319515A JP 16493886 A JP16493886 A JP 16493886A JP 16493886 A JP16493886 A JP 16493886A JP S6319515 A JPS6319515 A JP S6319515A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は地磁気によって方位を検出する方位検出装置の
出力補正装置に関するものである。特には、移動体に設
けられた磁性体による磁場歪によって発生する誤差を補
正するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an output correction device for an orientation detection device that detects orientation using earth's magnetism. In particular, it corrects errors caused by magnetic field distortion caused by magnetic bodies provided on the moving body.
従来、このような装置として、特開昭57−14821
0号の「方位検出装置」があり、方位検出部からの直交
する2成分(X、Y方向)の電気信号を人力して移動体
の進行方位を演算し方位信号を発生するとともに、ひず
み量検出スイッチの投入により移動体番1回転以上回転
させた時の前記方位検知部からのX、Y方向の電気信号
によりそれぞれの方向での最大値と最小値を求め、それ
らの値により前記X、Y方向の電気信号が描(円のベク
トル軌跡の中心、すなわち原点移動量を求めて前記方位
検知部からのX、Y方向の電気信号を補正するものが開
示されている。また、このものにおいては、他の実施例
として、上記ひずみ量検出スイッチの投入時に、上記原
点移動の補正の代わりに前記それぞれの方向での最大値
の比をとってゲインデータを得、このゲインデータによ
り前記X、Y方向の電気信号を、そのベクトル軌跡が真
円を描くように補正するものが開示されている。Conventionally, as such a device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-14821
There is a No. 0 "azimuth detection device" that manually calculates the traveling direction of a moving body using two orthogonal electric signals (X, Y directions) from the direction detection section, generates a direction signal, and also calculates the amount of distortion. When the detection switch is turned on and the mobile body rotates one or more revolutions, the maximum and minimum values in each direction are determined from the electric signals in the X and Y directions from the direction detection section, and based on these values, the X, A device is disclosed in which the electric signal in the X and Y directions from the direction detection section is corrected by determining the amount of movement of the center of the vector locus of a circle, that is, the origin, in which the electric signal in the Y direction is drawn. As another embodiment, when the distortion amount detection switch is turned on, gain data is obtained by taking the ratio of the maximum values in the respective directions instead of correcting the movement of the origin, and using this gain data, the A system has been disclosed that corrects an electric signal in the Y direction so that its vector locus draws a perfect circle.
そして、この装置は車両のボディその他の鉄部品の着磁
による誤差を補正するものとして有効なものとなってい
る。This device is effective in correcting errors caused by magnetization of vehicle bodies and other iron parts.
前述の従来の技術においては、車両のボディ棚板その他
の鉄部品の着磁による誤差を補正するものとしては有効
なものであった。The above-mentioned conventional techniques are effective in correcting errors caused by magnetization of vehicle body shelves and other iron parts.
しかし、前述の従来の技術では、ボディ鋼板その他の鉄
部品を含む磁性体による磁場歪によって発生する方位の
誤差を補正することができない。However, the above-mentioned conventional technology cannot correct errors in orientation caused by magnetic field distortion caused by magnetic bodies including body steel plates and other iron parts.
すなわち、空気中に生じる一様な地球磁界中に空気とは
透磁率が異なる物質(例えば磁性体)を置くと、その透
磁率の違いから、地球磁界はその周囲で不均一になり、
その磁気力線の接線方向も偏向される。方位センサの近
傍または周辺に磁性体が存在すれば、当然方位センサが
検出する地球磁界はこれらの磁性体によって歪を生じた
ものであるから、方位センサの出力で示される方位は、
実際の方位とは異なる値となる。In other words, if a substance (such as a magnetic material) with a magnetic permeability different from that of the air is placed in the uniform earth's magnetic field generated in the air, the earth's magnetic field will become non-uniform around it due to the difference in magnetic permeability.
The tangential direction of the magnetic field lines is also deflected. If there are magnetic bodies near or around the orientation sensor, the earth's magnetic field detected by the orientation sensor will naturally be distorted by these magnetic bodies, so the orientation indicated by the output of the orientation sensor will be
The value will be different from the actual direction.
そこで、本発明は方位センサの取り付は位置の地球磁界
に歪を生じる場合にも、正確な方位を得ることができる
方位検出装置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an azimuth detection device that can obtain an accurate azimuth even when the installation of an azimuth sensor causes distortion in the earth's magnetic field at the location.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、前述の目的を達成するために、磁性体を備え
る移動体に、この磁性体に対して所定の位置に取り付け
られ、地磁気の方位を直交する2方向の成′分に分解し
て検出する方位センサと、
任意の方位における、この方位センサの2方向の成分の
出力値によって示される検出方位に前記磁性体が与える
影響度合を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶さ
れた影響度合に基づいて、前記方位センサの2方向の成
分の出力値によって示される検出方位を補正する補正手
段とを備えるという技術的手段を採用する。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured to be attached to a moving body including a magnetic body at a predetermined position with respect to the magnetic body, and to orthogonal to the direction of the earth's magnetic field. an azimuth sensor that separates and detects components in two directions; and a storage means that stores the degree of influence of the magnetic body on the detected azimuth indicated by the output values of the components in the two directions of the azimuth sensor in any given azimuth. and a correction means for correcting the detected orientation indicated by the output values of components in two directions of the orientation sensor based on the degree of influence stored in the storage means.
次に本発明の前述のような構成による作用を説明する0
本発明の移動体は、空気の透磁率とは異なる透磁率の磁
性体を有している。空気中には、地磁気による一様な磁
界が存在する。この磁界は、磁性体の周辺で、その透磁
率の違いから一様でなくなり、磁性体の周辺で磁束の疎
密を生じ磁気力線の接線方向も偏向される。Next, the operation of the above-described configuration of the present invention will be explained.
The moving body of the present invention includes a magnetic body having a magnetic permeability different from that of air. A uniform magnetic field exists in the air due to the earth's magnetism. This magnetic field becomes nonuniform around the magnetic material due to differences in magnetic permeability, causing magnetic flux to become denser and denser around the magnetic material, and the tangential direction of the magnetic lines of force is also deflected.
方位センサは地磁気の方位を直交する2方向の成分に分
解して検出するものである。この方位センサが検出する
地磁気の方位は上記の磁性体によって歪を生じた磁界で
あり、この方位センサの2方向の成分の出力値によって
示される検出方位は、磁性体による歪を含むものである
。ここで、磁性体が方位センサの検出方位に与える影響
度合は磁性体と方位センサとが所定の位置関係にあるこ
とから、磁性体と地磁気による磁界とのなす角に応じて
変化し、この影響度合の変化は、磁性体と方位センサと
の所定の位置関係のもとでは不変である。The orientation sensor detects the geomagnetic orientation by decomposing it into components in two orthogonal directions. The geomagnetic direction detected by this direction sensor is a magnetic field distorted by the above-mentioned magnetic material, and the detected direction indicated by the output values of components in two directions of this direction sensor includes distortion caused by the magnetic material. Here, since the magnetic material and the orientation sensor have a predetermined positional relationship, the degree of influence that the magnetic material has on the detected orientation of the orientation sensor changes depending on the angle between the magnetic material and the magnetic field caused by the earth's magnetism, and this influence The change in degree remains unchanged under a predetermined positional relationship between the magnetic body and the orientation sensor.
記憶手段は、任意の方位における方位センサの2方向の
成分の出力値によって示される検出方位に磁性体が与え
る影響度合を記憶する。The storage means stores the degree of influence of the magnetic body on the detected orientation indicated by the output values of components in two directions of the orientation sensor in any orientation.
補正手段は、記憶手段に記憶された影響度合に基づいて
、方位センサの2方向の成分の出力値によって示される
検出方位を補正する。The correction means corrects the detected orientation indicated by the output values of the two-direction components of the orientation sensor, based on the degree of influence stored in the storage means.
本発明装置は、任意の方位における方位センサの検出方
位に磁性体が与える影響度合を記憶手段に記憶し、この
影響度合に基づいて方位センサの検出方位を補正手段に
よって補正するようにしたため、磁性体によって、方位
センサのヰ食出方位が歪を含むものとなる場合にも、正
確な方位を得ることができる。In the device of the present invention, the degree of influence of the magnetic body on the detected direction of the direction sensor in a given direction is stored in the storage means, and the direction detected by the direction sensor is corrected by the correction means based on this degree of influence. Accurate orientation can be obtained even if the orientation of the orientation sensor includes distortion depending on the body.
本発明を、車両の直進方向の方位を検出する装置に応用
した一実施例について説明する。An embodiment in which the present invention is applied to a device for detecting the straight direction direction of a vehicle will be described.
まず本実施例の構成を図面に基づいて説明する。First, the configuration of this embodiment will be explained based on the drawings.
第2図は、本実施例の構成を示すブロック構成図である
。1は方位検出部であり、方位センサ10は強磁性体の
磁心IC上に励磁巻線ID、および互いに直交するよう
に出力巻線IA、1B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3図(1))を出力する。磁心IC内の
磁界は方位センサ10に加わる地磁気の水平分力Hと地
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より取り出され、コンデンサと抵抗か
らなる同構成のフィルタ12A。FIG. 2 is a block configuration diagram showing the configuration of this embodiment. Reference numeral 1 denotes an orientation detection section, and the orientation sensor 10 includes an excitation winding ID and output windings IA and 1B wound orthogonally to each other on a magnetic core IC made of a ferromagnetic material. Reference numeral 11 denotes an oscillation circuit which outputs a rectangular wave signal A (FIG. 3 (1)) in order to excite the excitation winding ID at a frequency f. The magnetic field inside the magnetic core IC changes according to the sum of the horizontal component force H of the earth's magnetism applied to the orientation sensor 10 and the horizontal component force of the earth's magnetic distortion, H + h, and an output proportional to the magnetic field inside the magnetic core IC is output. A filter 12A is taken out from the windings IA and IB and has the same configuration as that of a capacitor and a resistor.
12Bにより周波数2f成分の出力X、 Y (第3図
(21,、(31)が得られる。この出力X、Yを増幅
回路13A、13Bを用いて増幅した後、タイミング回
路14よりの信号C(第3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、1
5b点に直流の出力χ、yが得られる。12B, the outputs X, Y ((21, 31) of the frequency 2f component are obtained. After amplifying these outputs X, Y using the amplifier circuits 13A and 13B, the signal C from the timing circuit 14 (Fig. 3 (4)), if the hold circuits 15A and 15B sample and hold, the point 15a, 1
Direct current outputs χ and y are obtained at point 5b.
これらの出力χ、yは制御部2に入力され、A/Dコン
バータ21でマイクロコンピュータ22に入力可能なデ
ータにA/D変換されて、マイクロコンピュータ22に
入力される。These outputs χ and y are input to the control unit 2, A/D converted by the A/D converter 21 into data that can be input to the microcomputer 22, and input to the microcomputer 22.
このマイクロコンピュータ22は、読み出し専用メモリ
であるROM23と、書き込み読み出し可能なメモリで
あるRAM24とを備える。さらに、マイクロコンピュ
ータ22には着磁補正スイッチ3からの信号が入力され
、液晶表示装置4を駆動する液晶駆動回路25と接続さ
れている。This microcomputer 22 includes a ROM 23 that is a read-only memory and a RAM 24 that is a writable and readable memory. Further, the microcomputer 22 receives a signal from the magnetization correction switch 3 and is connected to a liquid crystal drive circuit 25 that drives the liquid crystal display device 4 .
第4図は、車両における方位検出部lおよび制御部2の
配置を示す図であり、方位検出部1および制御部2は、
車両Mのダツシュボード内部に、車両Mの直進方向(矢
印F)に固定されている。FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the direction detection section 1 and the control section 2 in the vehicle, and the direction detection section 1 and the control section 2 are
It is fixed inside the dash board of the vehicle M in the straight forward direction of the vehicle M (arrow F).
着磁補正スイッチ3は運転者によって操作されるため、
運転者が操作できる位置に設けられており、液晶表示装
置4も運転者が容易に視認できる位置に設けられる。Since the magnetization correction switch 3 is operated by the driver,
It is provided at a position where the driver can operate it, and the liquid crystal display device 4 is also provided at a position where the driver can easily see it.
次に本実施例の作動について図面に基づいて説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained based on the drawings.
第2図の出力巻線IAの出力は、第5図のχ軸に対応し
、出力巻線IBの出力は、第5図のy軸に対応する。な
お、第5図のy軸方向は磁北の方向とし、便宜上、磁北
と地理的北極とは一致しているものとして説明する。The output of output winding IA in FIG. 2 corresponds to the χ axis in FIG. 5, and the output of output winding IB corresponds to the y axis in FIG. Note that the y-axis direction in FIG. 5 is the direction of magnetic north, and for convenience, the description will be made assuming that magnetic north and the geographic north pole coincide.
車両Mのボディその他の鉄部品の着磁等による誤差がな
い場合の各出力巻線IA、IBの出力は+1)、 +2
)式により表わせる。When there is no error due to magnetization of the body or other iron parts of vehicle M, the output of each output winding IA and IB is +1), +2
) can be expressed by the formula.
X=に、Bs1n θ ・−・・・
・(11Y=に、Bcos θ ・
・・・・・(2)(1)、 (21式において、θは各
出力巻線が地磁気による磁界となす角であり、K、、に
、は、それぞれの出力巻線の出力ゲインに依存する係数
であり、Bは地磁気による磁束密度である。To X=, Bs1n θ ・−・・
・(11Y=, Bcos θ ・
...(2)(1), (In formula 21, θ is the angle that each output winding makes with the magnetic field caused by the earth's magnetism, and K,..., depends on the output gain of each output winding. B is the magnetic flux density due to the earth's magnetism.
これらのχ軸成分、y軸成分は、それぞれ第4図X、Y
の曲線で示される。These χ-axis components and y-axis components are shown in Figure 4, X and Y, respectively.
is shown by the curve.
図には、円の場合を図示する。The figure shows the case of a circle.
次にボディその他の鉄部品の着磁により、磁束密度Be
が誤差として地磁気より磁束密度に重畳されると、出力
巻線IA、IBのそれぞれの出力は、+31. (51
式で表わされる。Next, by magnetizing the body and other iron parts, the magnetic flux density Be
is superimposed on the magnetic flux density from the earth's magnetism as an error, the output of each of the output windings IA and IB becomes +31. (51
It is expressed by the formula.
X ’ =に、 Bs1n θ十に、Be5in ψ
・・・・・・(3)Y ’ = K、 Bcos θ+
に、Becosψ ・旧・・(4)ここで、Beは、着
磁による磁束密度、ψは着磁による磁界と車両直進方向
Fとのなす角である。X' =, Bs1n θ0, Be5in ψ
・・・・・・(3) Y' = K, Bcos θ+
Becos ψ Old... (4) Here, Be is the magnetic flux density due to magnetization, and ψ is the angle formed by the magnetic field due to magnetization and the straight vehicle traveling direction F.
上記の(3)式は曲線X′で示され、(4)式は曲L’
NY’で示される。そして、これらの+31. +41
式で表され上記の(31,(41式の誤差成分KXBe
sinψ。The above equation (3) is shown by the curve X', and the equation (4) is shown by the curve L'
Indicated by NY'. And these +31. +41
The error component KXBe of the above equation (31, (41)
sinψ.
K、13esin ψf示されるベクトル■、が着磁を
方位センサ10が検出する方位ベクトル(誤差ベクトル
)である。The vector {circle around (2)} shown by K, 13esin ψf is the azimuth vector (error vector) in which the azimuth sensor 10 detects magnetization.
とのように、方位セン+10の出力が示す力持ベクトル
が描く軌跡は円または楕円となり、車両Mのボディ鋼板
その他の鉄部孔が着磁すると、その着磁による磁束によ
って、方位ベクトルが描く軌跡は円または楕円のままそ
の中心が移動する。As shown in the above, the trajectory drawn by the force vector indicated by the output of the direction sensor +10 becomes a circle or an ellipse, and when the body steel plate or other iron part hole of the vehicle M is magnetized, the magnetic flux caused by the magnetization causes the trajectory drawn by the direction vector to become a circle or an ellipse. remains a circle or ellipse and its center moves.
このような着磁に伴う誤差を補正するものとしては、着
磁した円または楕円の中心を求め、これに塞づいて、方
位センサ10の出力を補正するものが従来より知られて
いる。As a method for correcting such an error caused by magnetization, a method is conventionally known in which the center of a magnetized circle or ellipse is found and the center is filled in to correct the output of the orientation sensor 10.
以上は、方位セン+lOか検出する地磁気竪よ為磁界が
一様であるときの作動であ為。以下では、方位センサ1
0の近傍に磁性体が存在する場合について説明する。The above is the operation when the magnetic field is uniform because it is a geomagnetic vertical direction that detects orientation + lO. Below, orientation sensor 1
A case where a magnetic substance exists near 0 will be explained.
方位センサ10は、前述の構成でも述べたまうに、車両
Mの直進方向Fと、方位セン+10の出力巻Ll I
Aとが平行となるように取り付けられている。As mentioned in the above-mentioned configuration, the direction sensor 10 detects the straight direction F of the vehicle M and the output winding Ll I of the direction sensor +10.
It is attached so that it is parallel to A.
@6図は車両病に搭載された状態での方位センサ10の
取り付は位置Pと、その近くの磁性体球Bとの位置関係
を薗示したものであ為。@Figure 6 shows the positional relationship between the position P and the magnetic ball B nearby when the orientation sensor 10 is installed in a vehicle.
なお、方位センサ10の近くの磁性体は球としたが、こ
れは説明を簡単にするため磁性体を球に近似したもので
あり、実際には例えば液晶表示装置4の支持鉄枠等の複
雑な形状をしたものであり、第6図のようにひとつの磁
性体が存在するだけでなく、方位センサitの開面には
ボディ鋼板その他の鉄部孔等の磁性体が無数に存在する
。Note that the magnetic material near the orientation sensor 10 is assumed to be a sphere, but this is an approximation of the magnetic material to a sphere to simplify the explanation. In addition to having one magnetic body as shown in FIG. 6, there are countless magnetic bodies such as holes in the body steel plate and other iron parts on the open surface of the orientation sensor IT.
さて、第6図の磁性体球Bと方位センサlOの位置Pと
の相対的位置関係と、車両Mにおける方位セン+10の
取り付は関係を維持したまま、車両Mが全方位にわたっ
て回転すると、第6図に示すように、磁性体球りの周面
を方位センサ10が回転することになる。磁性体球Bの
周囲の地磁気による磁界は、この磁性体球Bによって歪
を生じているから、方位センサ10はこの番んだ磁界を
検出してしまう。このような歪んだ磁界を検出した場合
の方位センサ10の2方向の成分め出り値X、Yによっ
て示される力位ベクトルs< 本# h< 一回転した
時に描く軌跡は、磁性体球BL方位モンサ10の位置P
との位置関係に応じて変化し、磁性体球Bの方向に歪ん
だ楕円となる。Now, when the vehicle M rotates in all directions while maintaining the relative positional relationship between the magnetic ball B and the position P of the orientation sensor IO in FIG. 6 and the attachment of the orientation sensor +10 in the vehicle M, As shown in FIG. 6, the orientation sensor 10 rotates around the circumferential surface of the magnetic ball. Since the magnetic field caused by the earth's magnetism around the magnetic sphere B is distorted by the magnetic sphere B, the orientation sensor 10 detects this magnetic field. When such a distorted magnetic field is detected, the force position vector s< Book # h< indicated by the two-direction component values X and Y of the orientation sensor 10 is Direction Monsa 10 position P
It changes depending on the positional relationship with the magnetic sphere B, and becomes an ellipse distorted in the direction of the magnetic sphere B.
第7図は、磁性体球Bと方位センサ10との位置関係を
変化させ、それぞれの位置関係で方位ベクトルが描く軌
跡と、東西南北(w、a、s、N)に相当する方位ベク
トルを図示したものである。FIG. 7 shows the locus drawn by the azimuth vector in each positional relationship and the azimuth vector corresponding to east, west, north, south (w, a, s, N) by changing the positional relationship between the magnetic sphere B and the azimuth sensor 10. This is what is illustrated.
第7図に示すように、方位センサ10の方位ベクトルが
描く軌跡は歪んだ楕円となり、その楕円の歪み方は方位
センサ10と磁性体球Bとの位置関係および距離に応じ
て変化する。また、木来指すべき方位と、方位センサ1
0が検出する方位とはずれている。例えば第6図に示し
た位置Pに方位センサ10を固定すると、この方位セン
サ10の方位ベクトルが描く軌跡は第7図の楕円Pcと
なる。また、北(N)を指すべきときの方位センサ10
の力位ベクトルは、西(W)に績いている。As shown in FIG. 7, the trajectory drawn by the orientation vector of the orientation sensor 10 becomes a distorted ellipse, and the way the ellipse is distorted changes depending on the positional relationship and distance between the orientation sensor 10 and the magnetic sphere B. In addition, the direction that Kiri should point and the direction sensor 1
0 is different from the detected direction. For example, when the azimuth sensor 10 is fixed at the position P shown in FIG. 6, the locus drawn by the azimuth vector of the azimuth sensor 10 becomes an ellipse Pc in FIG. 7. Also, the direction sensor 10 when pointing north (N)
The force position vector of is directed to the west (W).
こめような方位ベクトルが描く楕円は、方位センサ10
と磁性体との位置関係で定まり、方位のずれも定十名、
シかも、方位センサ10を車両に搭載した状態では、方
位センサ10と周囲の磁性体との位置関係は固定される
ため、この方位センサlOの方位ベクトルが描り軌跡と
方位のずれは一定となる。The ellipse drawn by the directional vector is the ellipse of the azimuth sensor 10.
It is determined by the positional relationship between the
However, when the orientation sensor 10 is mounted on a vehicle, the positional relationship between the orientation sensor 10 and the surrounding magnetic material is fixed, so the orientation vector of the orientation sensor 10 is drawn, and the deviation between the trajectory and the orientation is constant. Become.
そこで本発明は、この方位のずれを予め測定しておき、
方位センサ10の出力をこれに基づいて補正する。Therefore, the present invention measures this azimuth deviation in advance, and
The output of the direction sensor 10 is corrected based on this.
第8図に本実施例のマイクロコンピュータ22の作動を
示すフローチャートを図示する。FIG. 8 shows a flowchart showing the operation of the microcomputer 22 of this embodiment.
本実施例のマイクロコンピュータ22は、電源投入とと
もに第8図のフローチャートの実行を開始する。The microcomputer 22 of this embodiment starts executing the flowchart shown in FIG. 8 when the power is turned on.
ステップ801では、メモリの初期設定を行なう。In step 801, memory initialization is performed.
ステップ801では、着磁補正スイッチ3の開閉を判定
する。これが開いていれば(OFFであれば)“No”
に分岐し、閉じていれば(ONであれば)“Yes”に
分岐する。“Yes”に分岐するとステップ803に進
む。In step 801, it is determined whether the magnetization correction switch 3 is open or closed. If this is open (if OFF) “No”
If it is closed (ON), it branches to "Yes". If it branches to “Yes”, the process advances to step 803.
ステップ803では、ボディel仮その他の銖部品の着
磁による方位センサ10の検出方位の誤差を演算する。In step 803, an error in the detected orientation of the orientation sensor 10 due to the magnetization of the body EL and other bolt parts is calculated.
これは、例えば車両Mを略−回転させ、この間の所定の
方位ベクトルに基づいて演算される。ステップ803の
処理を終了すると、ステップ804に進む。また、ステ
ップ802で“No”に分岐した場合にもステップ80
4に進む。This is calculated, for example, by approximately rotating the vehicle M and based on a predetermined azimuth vector during this rotation. Upon completion of the process in step 803, the process advances to step 804. Also, if the branch is “No” at step 802, step 800
Proceed to step 4.
ステップ804では、方位センサ10の2方向の成分の
出力値χ、yを入力する。ここでは、A/Dコンバータ
21でA/D変換されたディジタル値Aχ、Ayが入力
される。In step 804, output values χ and y of components in two directions of the orientation sensor 10 are input. Here, digital values Aχ and Ay that have been A/D converted by the A/D converter 21 are input.
ステップ805では、着磁補正を行なう。つまり、ステ
ップ803にて演算された着磁誤差に基づいて、Aχを
Aχ′に、AyをAy′に補正する。In step 805, magnetization correction is performed. That is, based on the magnetization error calculated in step 803, Aχ is corrected to Aχ' and Ay is corrected to Ay'.
ステップ806では、着磁補正されたAχ′とAy′と
に基づいて、検出方位角DCを演算実る。In step 806, the detected azimuth DC is calculated based on the magnetization-corrected Aχ' and Ay'.
このDtは下記の(5)弐によって演算される1、・−
べ]ステップ807では、磁性体による歪を補・正する
。つまり、第9図に示すDt−Dr子テーブルより、検
出方位角Dtから真の方位角Drを求める。This Dt is calculated by the following (5) 2, 1, -
In step 807, distortion caused by the magnetic material is corrected. That is, the true azimuth Dr is determined from the detected azimuth Dt using the Dt-Dr table shown in FIG.
この第9図のDt−Dr子テーブル、ROM23にあら
かじめ記憶されている。本実′施例では、第2図に図示
した方位検出装置を、車両Mに搭載した状態で検出方位
角Dtと真の方位角Drとのテーブルを作成した。第9
図のものは、全方位を16分割し、それぞれの方位にお
ける検出方位角Dtと真の方位角Drとを対応させてい
る。そして、16分割されたそれぞれの方位の間は、線
形補間によって直線にて近似して、検出方位角Dtから
真の方位角Drを求める。The Dt-Dr child table shown in FIG. 9 is stored in the ROM 23 in advance. In this embodiment, a table of the detected azimuth Dt and the true azimuth Dr was created with the azimuth detecting device shown in FIG. 2 mounted on the vehicle M. 9th
In the diagram, all directions are divided into 16, and the detected azimuth Dt and true azimuth Dr in each direction are made to correspond. Then, the true azimuth Dr is obtained from the detected azimuth Dt by approximating a straight line between each of the 16 divided azimuths by linear interpolation.
ステップ808では、ステップ807で求められた真の
方位角Drに基づいて、液晶表示装置4に方位を表示す
る。そして、ステップ802に戻り、上述のフローチャ
ートを繰り返す。In step 808, the azimuth is displayed on the liquid crystal display device 4 based on the true azimuth Dr obtained in step 807. Then, the process returns to step 802 and repeats the above-described flowchart.
以上のような本実施例の構成および作動により、本実施
例の方位検出装置は、車両Mに搭載された磁性体によっ
て発生する地球磁界の歪による方位センサ10の検出方
位角の誤差を補正し、本来示されるべき真の方位角を求
めることができる。With the configuration and operation of this embodiment as described above, the azimuth detection device of this embodiment corrects the error in the detected azimuth angle of the azimuth sensor 10 due to the distortion of the earth's magnetic field generated by the magnetic material mounted on the vehicle M. , the true azimuth that should originally be indicated can be found.
本実施例の構成は、以上に述べたようなものであるが、
この各構成には種々の他の実施例を適用できる。例えば
、本実施例の方位検出装置1の方位センサ10は、トロ
イダルコアに巻線を施したフランクスゲート型のもので
あるが、ホール効果を有する2つのホール素子を直交さ
せて設けても同様な方位センサを構成できる。また、本
実施例での方位表示は、液晶表示装置4に16分割方位
としてなされるが、ドツトマトリクス型の液晶表示装置
や、CRT表示装置などを用いて無段階に方位を表示す
ることや、車両の走行案内をする車両用ナビゲーション
装置に、本実施例装置で得られた方位を出力するように
してもよい。The configuration of this embodiment is as described above, but
Various other embodiments can be applied to each of these configurations. For example, the orientation sensor 10 of the orientation detection device 1 of this embodiment is a Franks gate type in which a toroidal core is wound. A direction sensor can be configured. Further, although the orientation in this embodiment is displayed on the liquid crystal display device 4 as a 16-division orientation, it is also possible to display the orientation steplessly using a dot matrix type liquid crystal display device, a CRT display device, etc. The orientation obtained by the device of this embodiment may be output to a vehicle navigation device that provides travel guidance for the vehicle.
前述の実施例では、第9図のようなりt−Dr子テーブ
ルあらかじめ作成し、記憶させておき、16分割された
各方位間は直線補間しているが、方位の表示を16分割
表示に限るならば、第10図に示すようなりG Dr
子テーブルもよい。これは、16分割された各方位の境
界となる検出方位角Dtと表示すべき方位とを対応づけ
て記憶させたものである。このような場合、検出方位角
Dtがどの範囲にあるかを判定することにより、N。In the above embodiment, a t-Dr child table as shown in FIG. 9 is created and stored in advance, and linear interpolation is performed between each of the 16 divided directions, but the direction display is limited to the 16 divided display. Then, as shown in Figure 10, G Dr
Child tables are also good. This stores the detected azimuth Dt, which is the boundary between each of the 16 divided azimuths, and the azimuth to be displayed in association with each other. In such a case, N is determined by determining in which range the detected azimuth Dt falls.
NNE、NE〜NNWの16方位を求めることができる
。例えば、検出方位角Dt=15 (’)の場合、方位
は“N”である。16 directions of NNE, NE to NNW can be determined. For example, when the detected azimuth angle Dt=15 ('), the azimuth is "N".
前述の実施例では、テーブルのきざみは真の方位角Dr
の方が22.5°毎の等間隔であるが、検出方位角Dt
の方を等間隔にしても良く、また方位円の楕円の長軸お
よび短軸方向をテーブルのポイントに含めれば、きざみ
はさらに広く (ポイント数を少なく)シても、方位精
度を確保できる。In the example described above, the increments of the table are the true azimuth angle Dr
is evenly spaced every 22.5°, but the detected azimuth angle Dt
Alternatively, if the major and minor axes of the ellipse of the azimuth circle are included in the points of the table, the azimuth accuracy can be ensured even if the increments are wider (fewer points).
このテーブルのきざみ、すなわちポイント数は検出方位
角Dtから真の方位角Drへ変換する際の精度に影響を
与えるため、テーブルに必要なROM23のメモリ容量
、および方位精度の両方を考慮して適正に選ばなければ
ならない。The increments of this table, that is, the number of points, affect the accuracy when converting the detected azimuth Dt to the true azimuth Dr, so it is appropriate to consider both the memory capacity of the ROM 23 required for the table and the azimuth accuracy. must be selected.
また、前述の実施例では検出方位角Dtと真の方位角D
rの変換をテーブルを用いて行なったが、これを近似式
により変換することも可能である。Furthermore, in the above embodiment, the detected azimuth Dt and the true azimuth D
Although the conversion of r was performed using a table, it is also possible to convert this using an approximate expression.
第11図および第12図は三角関数で近似した例を示し
ており、検出方位角Dtと真の方位角Drの差がDt−
Dr#ΔDsin (2Dt−φ)で近似できること
から、Dr’;Dt−ΔDsin (2Dt−φ)に
より真の方位角Drを計算する。これは、磁性体をひと
つとみなすことができ、しかもそれが略球体とみなすこ
とができる場合に適用できる。11 and 12 show examples of approximation using trigonometric functions, and the difference between the detected azimuth Dt and the true azimuth Dr is Dt-
Since it can be approximated by Dr#ΔDsin (2Dt-φ), the true azimuth Dr is calculated by Dr';Dt-ΔDsin (2Dt-φ). This can be applied when the magnetic body can be regarded as one, and moreover, can be regarded as a substantially spherical body.
磁性体が明らかに複数あるか、その形状が球体または回
転楕円体としてみなせないような場合には、DtとDr
との差の変換は複雑な関数となる。しかしこの場合も、
DtとDrとの差の関数は磁性体と方位センサとの位置
関係に基づいて不変であるのでこの関数を多項式近似し
てやればよい。When there are clearly multiple magnetic bodies or their shape cannot be considered as a sphere or spheroid, Dt and Dr
The conversion of the difference between is a complex function. But in this case too,
Since the function of the difference between Dt and Dr remains unchanged based on the positional relationship between the magnetic body and the orientation sensor, this function may be approximated by a polynomial.
このようにして、検出方位角Dtから真の方位角Drを
近似式によって求めるようにすれば、テーブルを記憶す
るためのメモリ容量の必要がない。If the true azimuth Dr is determined from the detected azimuth Dt using an approximate expression in this way, there is no need for memory capacity for storing a table.
さらに、方位角変換テーブルまたは、近似式は真の方位
角Drと検出方位角Dtの関係を実験により測定するこ
とにより作成されるが、方位センサ10の取り付は位置
における地球磁界を電磁気理論により解析することによ
り作成してもよい。Furthermore, although the azimuth angle conversion table or approximate expression is created by experimentally measuring the relationship between the true azimuth angle Dr and the detected azimuth angle Dt, the mounting of the azimuth sensor 10 is based on the electromagnetic theory of the earth's magnetic field at the position. It may be created by analysis.
また、車両に搭載される前に、あらかじめ方位角変換テ
ーブルを作成しておくのではなく、車両に搭載した後、
操作者がいくつかの基準となる方位を入力し、その時の
方位センサの検出方位を求めて、テーブルを作成しても
よい。こうすれば、車両に搭載される各種の機器により
、車両毎に異なる地球磁界の歪も補正できる。In addition, instead of creating an azimuth angle conversion table in advance before it is installed on a vehicle,
The table may be created by the operator inputting several reference directions and determining the direction detected by the direction sensor at that time. In this way, distortions in the earth's magnetic field, which vary from vehicle to vehicle, can be corrected by various devices mounted on the vehicle.
第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明を通
用した一実施例である方位検出装置のブロック構成図、
第3図は第2図に示す方位検出装置各部の波形図、第4
図は車両における方位検出装置の搭載状態を示す斜視図
、第5図ないし第7図は、第2図に示す方位検出装置の
作動説明図、第8図は第2図に示す方位検出装置のマイ
クロコンピュータ22の作動を示すフローチャート、第
9図は第2図に示す方位検出装置のROM23に記憶さ
れる方位角変換テーブル、第10図は他の実施例として
の方位角変換テーブル、第11図および第12図は近似
式により検出方位角から真の方位角を求める他の実施例
の説明図である。
1・・・方位検出部、IA・・・出力巻線(χ軸)、I
B・・・出力巻mCy軸)、2・・・制御部、3・・・
着磁補正スイッチ、4・・・液晶表示装置221・・・
A/Dコンバータ、22・・・マイクロコンピュータ、
23・・・ROM、24・・・RAM、25・・・液晶
駆動回路。FIG. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, and FIG. 2 is a block configuration diagram of a direction detecting device that is an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a waveform diagram of each part of the direction detection device shown in Figure 2.
The figure is a perspective view showing the mounting state of the direction detection device on a vehicle, FIGS. 5 to 7 are illustrations of the operation of the direction detection device shown in FIG. 2, and FIG. A flowchart showing the operation of the microcomputer 22, FIG. 9 is an azimuth conversion table stored in the ROM 23 of the azimuth detection device shown in FIG. 2, FIG. 10 is an azimuth conversion table as another embodiment, and FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram of another embodiment in which the true azimuth angle is determined from the detected azimuth angle using an approximation formula. 1... Orientation detection unit, IA... Output winding (χ axis), I
B...Output winding mCy axis), 2...Control unit, 3...
Magnetization correction switch, 4...Liquid crystal display device 221...
A/D converter, 22... microcomputer,
23...ROM, 24...RAM, 25...Liquid crystal drive circuit.
Claims (3)
定の位置に取り付けられ、地磁気の方位を直交する2方
向の成分に分解して検出する方位センサと、 任意の方位における、この方位センサの2方向の成分の
出力値によって示される検出方位に前記磁性体が与える
影響度合を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶さ
れた影響度合に基づいて、前記方位センサの2方向の成
分の出力値によって示される検出方位を補正する補正手
段とを備えることを特徴とする方位検出装置。(1) An azimuth sensor that is attached to a moving object including a magnetic material at a predetermined position relative to the magnetic material and detects the direction of the earth's magnetic field by decomposing it into components in two orthogonal directions; a storage means for storing the degree of influence of the magnetic body on the detected direction indicated by the output values of the components in the two directions of the direction sensor; An azimuth detecting device comprising: a correction means for correcting a detected azimuth indicated by an output value of a component.
における前記方位センサの2方向の成分の出力値によっ
て示される検出方位との関係を記憶することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の方位検出装置。(2) The storage means stores a relationship between an arbitrary direction and a detected direction indicated by output values of components in two directions of the direction sensor in this arbitrary direction. The direction detection device according to item 1.
任意の方位と前記検出方位との関係に基づいて、前記検
出方位を前記任意の方位に補正することを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の方位検出装置。(3) The correction means corrects the detected orientation to the arbitrary orientation based on the relationship between the arbitrary orientation stored in the storage means and the detected orientation. The direction detection device according to item 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16493886A JPS6319515A (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Azimuth detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16493886A JPS6319515A (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Azimuth detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6319515A true JPS6319515A (en) | 1988-01-27 |
Family
ID=15802694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16493886A Pending JPS6319515A (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Azimuth detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6319515A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0386563U (en) * | 1989-12-20 | 1991-09-02 | ||
JP2007271584A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nec Corp | Azimuth angle detection method |
US7352177B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-04-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Three-axis fluxgate-type magnetism detecting device and method |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP16493886A patent/JPS6319515A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0386563U (en) * | 1989-12-20 | 1991-09-02 | ||
US7352177B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-04-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Three-axis fluxgate-type magnetism detecting device and method |
US7755353B2 (en) | 2003-11-26 | 2010-07-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Three-axis fluxgate-type magnetism detecting device |
JP2007271584A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nec Corp | Azimuth angle detection method |
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