JPS63274815A - 地磁気センサを用いた方角測定方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は地磁気センサを用い、それを回転させ乍ら方角
を測定する方法に関するものである。

〈従来の技術及びその問題点〉 現在酸る地点での方角を調べるにはコンパスと地図によ
って方角を調べるか、又は地磁気を測定することによっ
て方角を検知する方法があり、これには微弱な地磁気を
電気信号に増幅変換し地磁気を検知する構成の地磁気セ
ンサ（例えばＷａｔｓｏｎ社製）があり、この地磁気セ
ンサは電源電圧・電ｍ＋６〜＋４０ＶＤＣ，４０１１１
人ｍａｘ：測定範囲±１０００ミリガウス（±４■）：
感度２５０ミリガウス１■：　　リニアルティーエラー
±０５％以下二周波数応答ＤＣ〜２０［（２：出力イン
ピーダンス７００Ｑ以下の性能を持つものであり、これ
によって各方向への検出電圧は第３図に示す波形図とな
る。っまり十電圧の最高値が磁北を示しそれより下降し
てＯｖが東、更に一電圧の最大値が南、それより上昇し
再びＯｖが西となり、検出される電圧によってその方角
を知ることが山−来るものである。即ち例えば十の最大
値の磁北とＯｖの東との間の線上の各電圧がそれに相応
する方角、例えば北北東１０°という様になるのである
。

しかし乍ら上記磁気センサでは地球上の各地域によって
磁北に対する最大値が変わり又は囲りの障書物によって
も最大値が変化する為に、その都度最大値の電圧から各
々方角に相応する電圧を検出しなければならず、煩雑と
なり更に誤差が生じ易くなるという問題がある。

本発明方法では上記諸問題を解消する為に、上記磁気セ
ンサを回転させ、その磁気センサがら検出される電圧の
最大値の位置をそれと同期回転するロータリーエンコー
ダによって検出する如き方法を提供ずろことを目的とす
るものである。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明方法の上記目的は次の如き方法によって達成でき
る。即ちその要旨は地磁気を電気信号に増幅変換し、磁
北に対し最大の正の電圧値を示す構成の地磁気センサと
ロータリーエンコーダとを同回転速度で回転せしめ、そ
の地点での上記地磁気センサから検出される最大の正の
電圧値、最大の負の電圧値、或いは零の電圧値の時点で
の上記ロータリーエンコーダの回転角度を検出しそれを
基準とし、上記地磁気センサの方角の変化によって検出
される上記ロータリーエンコーダの回転角度と上記基準
とされる回転角度との差を検出し、方角を検知すること
を特徴とする地磁気センサを用いた方角測定方法である
。

〈実施例並びに作用〉 以下本発明方法に係る地磁気センサを用いた方角測定方
法を、その実施例を示す図面を参酌し乍ら詳述する。

本発明方法では地磁気を電気信号に増幅変換し、磁北に
対して最大値を示す構成の地磁気センサ（本実施例では
１Ｖａｔｓｏｎ社製ＦＧＭ　−Ｇ１００Ａ）を使用した
。又ロータリーエンコーダとしては、回転位置と原点位
置が検出できろ構成のものを使用した。

即ち、上記地磁気センサと上記ロータリーエンコーダの
回転数を同期させる為に、第１図に示す如く回転軸（１
）上端に水平状に円板（２）を架設し、同円板（２）上
に地磁気センサ（３）を載置し、同地磁気センサ（３）
を回転自在とする。なお上記地磁気センサ（３）への入
出力は上記回転軸（１）下部にロータリーコネクター（
４）を設けることで支障無く電源が供給でき、かつ検出
電圧が得ろことができる構成とした。更に上記回転軸（
１）周縁部に歯車（５）を周設し、同歯車（５）にそれ
と同歯数の歯車（５′）を直接あるいは間接的に歯合さ
せ、同歯車（５′）の回転軸（１′）にロータリーエン
コーダ（６）の回転軸を連結するものである。第１図に
示す実施例にあっては、互いに同歯数の歯車（５）、　
（５′）をそれとは別体の歯車（５”）を介して歯合せ
しめ、この歯車（５″）を駆動用としている。即ち上記
地磁気センサ（３）の回転数は、上記歯車（５′）を介
して上記ロータリーエンコーダ（６）の回転数と同期せ
しめ、地磁気センサ（３）を回転させる為には、上記歯
車（５″）を駆動モータ（７）によって駆動回転させる
構成とするものである。本実施例では上記地磁気センサ
（３）に上記駆動モータ（７）による磁気の影響を与え
ない様に動力伝達ワイヤー（８）によって遠隔より回転
させる構成とした。

なお上記地磁気センサとロータリーエンコーダの回転数
を同期とする構成としては、歯車を介さずに直接に上記
ロータリーエンコーダの回転軸に地磁気センサを直結さ
せる方法も考えられる。

又地磁気センサにできるだけ磁気の影響を与えない様な
構成とする事が望ましく、上記回転軸、歯車及びケース
を構成する材料は総て非磁性体とした。

上記述べた方法によって構成される装置本体Ａの地磁気
センサ（３）を回転させると、第２図に示す様な波形図
を繰り返す事となり、その時の上記ロータリーエンコー
ダ（６）からの出力パルスをカウンターに入力して計数
し、原点信号によりリセットすることによりロータリー
エンコーダ（６）位置をとらえる事ができるから例えば
分解能３６０のロータリーエンコーダ（６）を使用すれ
ば該ロータリーエンコーダ（６）からのパルス１ケが１
°に相当することになり、これによって角度が判断でき
る。

この事により上記地磁気センサ（３）から検知され−る
電圧、例えば磁北に対して最大値を示す時の上記ロータ
リーエンコーダ（６）の回転角度を０°とすれば、常に
その地点での上記地磁気センサ（３）の示すｉ大値ａの
時のロータリーエンコーダ（６）の検出角度はＯｏを示
すことと成る。この状態から上記装置本体Ａの方角が移
動等によって変わると、その状態での地磁気センサ（３
）の示す図中想像線で示す波形の最大値ａ′の時のロー
タリーエンコーダ（６）の検出角度が前の地点での０°
からずれた角度を示す事となり、それによって前の地点
での磁北に対しての角度のずれによって正確な方角を読
取れる事になる。つまり前の地点での角度データとの比
較によって磁北に対して何度の傾きを持っているかを検
出することによって正確な方角を算出するものである。

なお対象とする上記地磁気センサ（３）の電圧値は、例
えば負の最大値、或いは零値に設定する事も可能である
が、負の最大値に設定する場合では検出回路自体が通常
圧の電圧を対象として回路が組込まれている為に、使用
するに当っては煩雑さを伴う事となり、又零値に設定す
る場きは、上記地磁気センサ（３）の−回転毎に２回零
値が検出されるので、区別するのに困難性を伴う為、磁
北に対する正の最大値を対象とする事が最も適する。

以上の構成より成る本発明方法による装置本体Ａを例え
ば車両に積載し、走行距離データと併せてコンピュータ
処理し、車両が磁北に対して何度の傾きを持っているか
を検出し、地図上にその位置を入力すれば直ちに車両の
走行位置を検知ずろ事が出来ろものである。

〈発明の効果〉 以上性べて来た如く本発明方法によれば地磁気センサを
回転させ、磁北に対する正の電圧値が最大の時のロータ
リーエンコーダの回転角度を検出し方角が変わった時の
正の電圧値が最大の時のロータリーエンコーダの回転角
度とのずれを算出することで磁北に対しての正確な方角
を検知するものであり、この場合地域或いは障害物によ
る電圧値の高低に関係無く、方角を検知する事が可能と
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による装置本体の一実施例を示す説
明図、第２図１．を地磁気センサの回転時の出力状態を
示す波形図、第３図は本発明方法に用いる地磁気センサ
の出力特性を示す波形図である。 図中、　　　　（３）地磁気センサ （６）・ロータリーエンコーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、地磁気を電気信号に増幅変換し、磁北に対し最大の
   正の電圧値を示す構成の地磁気センサとロータリーエン
   コーダとを同回転速度で回転せしめ、その地点での上記
   地磁気センサから検出される最大の正の電圧値、最大の
   負の電圧値、或いは零の電圧値の時点での上記ロータリ
   ーエンコーダの回転角度を検出しそれを基準とし、上記
   地磁気センサの方角の変化によって検出される上記ロー
   タリーエンコーダの回転角度と上記基準とされる回転角
   度との差を検出し、方角を検知することを特徴とする地
   磁気センサを用いた方角測定方法。