KR102006029B1 - 방위각 계산장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방위각 계산장치 및 그 방법에 관한 것으로, 일정한 수의 데이터를 취득하고, 오프셋 계산을 종래의 확률적 계산 방법이 아닌 기하학적 방법을 통하여 수행함으로써 메모리 사용량을 감소시킴과 아울러, 데이터 취득 및 오프셋을 계산하는 연산량을 감소시켜 더욱 빠르게 오프셋을 계산할 수 있고, 중간 필터를 통하여 노이즈 성분을 제거함으로써, 오프셋 계산에 사용되는 데이터의 신뢰도를 높여 정밀한 오프셋 값을 계산할 수 있다. 또한, 오프셋 보조 계산부를 사용함으로써, 기하학적, 확률적 방법으로 오프셋을 계산하기 전에 대략적으로 기준점을 변경한 후 오프셋을 계산함으로써 방위각 계산의 응답 속도를 높일 수 있으며, 방위각의 변화없이 오프셋의 값만 변경된 경우라면, 새로운 오프셋 계산 없이도 정확한 방위각 계산을 수행할 수 있다.

Description

방위각 계산장치 및 그 방법{Method and Apparatus for calculation azimuth}

본 발명은 방위각 계산장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정된 자기장으로부터 오프셋 성분을 제거하여 방위각을 계산하는 방위각 계산장치 및 그 방법에 관한 것이다.

지자기를 검출하여 방위각을 산출하는 방위각 계측 장치는, 지자기(정상 자계)와 방위각 계측 장치 이외의 다른 부품 등에 의해 발생하는 지자기 이외의 자계(비정상 자계)를 구별하는 것이 중요하다. 비정상 자계는 측정된 자기 데이터군으로부터 적절한 수단을 이용하여 오프셋(기준점)으로서 산출된다. 즉, 측정된 자기값에서 이 오프셋을 뺌으로써 원하는 지자기값을 구할 수 있다.

이 오프셋은, 방위각 계측 장치에 부수된 자성체(예를 들어, 메모리 카드, CPU, 스피커, 코일 등)의 동작 여부 등에 의해 크게 변화한다. 혹은, 방위각 계측 장치의 사용자가, 오프셋의 계산치를 부적절하다고 판단하여, 의도적으로 재계산을 요구하는 경우도 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0036078호(2006년04월13일)에는 방위각의 측정을 위해 취득한 자기 데이터군으로부터, 상황에 따라서 신속하게 또는 고정밀도의 오프셋을 산출하기 위한 방위각 계측 장치 및 방위각 계측 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 방위각 계측 장치 및 방위각 계측 방법은, 다량의 2축 또는 3축의 데이터를 필요로 하고, 오프셋 계산에 통계적 방법을 사용하기 때문에 메모리의 사용량이 증가하고 응답 속도가 느려지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0036078호(2006년04월13일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 일정한 주기와 일정한 수의 데이터만으로 기하학적(geometrical) 연산을 수행하여 측정된 자기장으로부터 오프셋 성분을 제거함으로써 보다 신속하고 정확하게 방위각을 계산할 수 있는 방위각 계산장치 및 그 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 방위각 계산장치는, 2축 또는 3축 자기장을 센싱하는 자기 센서; 최소 3개의 오프셋 데이터를 선정하는 오프셋 계산 데이터 선정부; 상기 선정된 오프셋 데이터로 기하학적 방법으로 오프셋을 계산하는 감도 및 오프셋 보정 계산부; 및 상기 계산된 오프셋을 통하여 방위각을 계산하는 방위각 계산부를 포함한다.

상기 자기장에서 노이즈를 제거하는 중간 필터부;를 더 포함하고, 상기 중간 필터부는, 연속적으로 들어오는 데이터를 크기 순으로 정렬한 후 중간 데이터를 선택할 수 있다.

상기 오프셋 계산 데이터 선정부에서 선정되는 오프셋은 적어도 3개 이상의 데이터인 것이 바람직하다.

상기 오프셋 계산 데이터 선정부는, 측정된 데이터군 중에서 서로 간의 거리 차이가 가장 큰 두 개의 값을 주계산 데이터로 사용하며, 상기 두개의 값 사이에 존재하는 최소 하나 이상의 데이터를 보조 데이터로 사용할 수 있다.

상기 감도 및 오프셋 보정 계산부는, 상기 두 개의 주 계산 데이터를 각각 원의 중심점으로 하고 반지름 r인 두 개의 원의 교차점 중 상기 보조 데이터에서 먼 값을 새로운 오프셋 기준점으로 할 수 있다.

또한, 오프셋 계산 보조부를 더 포함하되, 현재 측정된 데이터가 지자기가 아니라고 판별된 경우에, 이전의 데이터가 지자기일 경우, 현재 데이터와 이전 데이터 차이 만큼을 이전의 오프셋 기준점에서 차감하여 새로운 오프셋 기준점으로 설정하여 오프셋 계산을 수행할 수 있다.

또한, 상기 자기 센서에서 센싱된 자기장 전압을 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 전압을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환부; 상기 전압값의 오프셋을 감소시키는 초핑 제어부; 상기 전압값을 X, Y, Z의 3축 자기장으로 분리하여 상기 중간 필터부에 전달하는 자기장 분리부; 및 상기 자기장의 지자기 여부를 판단하여 지자기일 경우 새로운 오프셋 갱신 없이 방위각 계산을 수행하고, 지자기가 아닐 경우 오프셋 계산을 수행시키는 자기장 검사부를 더 포함할 수 있다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 방위각 계산방법은, 출력 데이터가 지자기가 아닐 경우 오프셋 데이터를 선정하는 단계; 상기 선정된 오프셋 데이터로 오프셋을 계산하되, 상기 오프셋 변동 범위를 판단하여 미리 설정된 기준값 범위 이내이면, 해당 오프셋을 적용하고 상기 기준값 범위를 초과할 경우 해당 오프셋을 적용하지 않는 단계; 및 상기 계산된 오프셋을 통하여 방위각을 계산하는 단계;를 포함하며, 상기 오프셋 데이터를 선정하는 단계는, 측정된 데이터군 중에서 서로 간의 거리 차이가 가장 큰 두 개의 값을 주 계산 데이터로 사용하며, 상기 두 개의 값 사이에 존재하는 최소 하나 이상의 데이터를 보조 데이터로 사용한다. 상기 노이즈를 제거하는 단계는 연속적으로 들어오는 데이터를 크기 순으로 정렬한 후 중간 데이터를 선택할 수 있다.

상기 선정되는 오프셋은 적어도 3개 이상의 데이터인 것이 바람직하다.

상기 출력 데이터는 자기장을 측정하여 X, Y, Z의 3축 자기장으로 분리한 후, 노이즈를 제거시킨 데이터이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 방위각 계산장치 및 그 방법에 의하면, 일정한 수의 데이터(예로서, 최소 3개의 데이터)를 취득하고, 오프셋 계산을 종래의 확률적 계산 방법이 아닌 기하학적 방법을 통하여 수행함으로써 메모리 사용량을 감소시킴과 아울러, 데이터 취득 및 오프셋을 계산하는 연산량을 감소시켜 더욱 빠르게 오프셋을 계산할 수 있다.

또한, 중간 필터를 통하여 노이즈 성분을 제거함으로써, 오프셋 계산에 사용되는 데이터의 신뢰도를 높여 정밀한 오프셋 값을 계산할 수 있다.

또한, 오프셋 보조 계산부를 사용함으로써, 기하학적, 확률적 방법으로 오프셋을 계산하기 전에 대략적으로 기준점을 변경한 후 오프셋을 계산함으로써 방위각 계산의 응답 속도를 높일 수 있으며, 방위각의 변화 없이 오프셋의 값만 변경된 경우라면, 새로운 오프셋 계산 없이도 정확한 방위각 계산을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산방법을 나타낸 순서도.
도 3은 오프셋 변동에 따른 측정 데이터군을 나타낸 개념도.
도 4는 선택된 3개의 데이터로 오프셋을 구하는 방법을 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방위각 계산장치를 나타낸 블록도.
도 6은 도 5에 따른 오프셋 계산 보조 방법을 설명하기 위한 개념도.

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 그 중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산장치를 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산장치에서, 도면부호 1은 자기센서, 2는 증폭부, 3은 A/D 변환부, 4는 초핑 제어부, 5는 자기장 분리부, 6은 중간 필터부, 7은 자기장 검사부, 8은 오프셋 계산을 위한 데이터 선정부, 9는 감도 및 오프셋 보정 계산부, 10은 방위각 계산부이다.

먼저, 자기장이 인가되면 자기센서(1)를 통하여 자기장의 값이 전압으로 변환되고, 이 변환된 전압은 증폭부(2)를 거쳐 소정 레벨로 증폭된 후 A/D 변환부(3)에 입력이 된다.

또한, 자기장에서 전압으로 변환될 때 신호보다 큰 오프셋이 포함되어 있는데, 초핑 제어부(4)에서 초핑을 통하여 오프셋을 감소시키게 된다.

A/D 변환부(3)의 출력은 2축 또는 3축 데이터가 혼합된 값인데 자기장 분리부(5)에서 이를 X, Y의 2축 또는 X, Y, Z의 3축 자기장으로 분리하게 된다.

상기 분리된 데이터는 주변의 순간적인 노이즈가 포함될 수 있는데, 중간 필터부(6)를 통하면 순간적인 노이즈 성분이 제거되며, 이 데이터를 자기장 검사부(7)에서 지자기 여부를 판별하게 되는데 이전에 계산된 오프셋 자기장 값으로 오프셋을 제거한 후 지자기 여부를 판별한다.

만약 중간 필터부(6)의 출력이 지자기 데이터로 판단되면(예: 도 3의 원 안쪽) 새로운 오프셋 갱신 없이 기존 오프셋 값을 이용하여 방위각 계산을 수행한다. 만약 지자기가 아니라면 오프셋 계산 데이터 선정부(8)에서 오프셋 계산을 위한 데이터를 선정한 후 감도 및 오프셋 보정 계산부(9)에서 오프셋을 계산한다. 이때, 최소 3개의 데이터만으로 오프셋을 계산할 수 있다.

따라서, 방위각 계산부(10)는 상기 계산된 오프셋을 통하여 정확한 방위각을 계산한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산방법을 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 방위각 계산방법은 먼저, 시스템을 시작하여 초기 값을 설정한 후, 자기장 데이터를 취득한다(S101~S102).

즉, 자기센서(1)를 통하여 인가된 자기장의 값이 전압으로 변환되고, 이 변환된 전압은 증폭부(2)를 거쳐 소정 레벨로 증폭된 후 A/D 변환부(3)에 입력이 된다. 또한, 자기장에서 전압으로 변환될 때 초핑 제어부(4)에서 초핑 동작을 통하여 오프셋을 감소시키게 된다. 또한, A/D 변환부(3)의 출력은 3축 데이터가 혼합된 값인데 자기장 분리부(5)에서 이를 X, Y, Z의 3축 자기장으로 분리하게 된다. 3축으로 분리된 데이터는 주변의 순간적인 노이즈가 포함될 수 있는데, 중간 필터부(6)를 통하면 순간적인 노이즈 성분이 제거될 수 있다.

이때, 중간 필터부(6)는 연속적으로 들어오는 데이터를 크기 순으로 정렬한 후 전체 데이터의 가운데 있는 데이터를 선택한다(S103).

예를 들어, 총 데이터 수를 5라고 하고 연속적으로 들어오는 데이터가 5, 8, 8, 3, 6이라고 하였을 때, 이를 크기 순으로 정렬하면 8, 8, 6, 5, 3이 된다. 이때, 선택하는 데이터는 가장 가운데 데이터로, [(총 데이터 수)+1]/2로 세 번째 값이 된다. 즉, 가장 큰 데이터로부터 3번째 데이터 즉, 6이 선택된다.

이렇게 하면 순간적인 노이즈 성분을 제거할 뿐만이 아니라 수집되는 데이터 군들 중에서 가장 안정적인 데이터가 선택되며 이 데이터가 오프셋 계산 데이터로 사용되기 때문에 오프셋 계산의 정밀도를 높일 수 있다.

이후, 자기장 검사부(7)에서 지자기 여부를 판별하게 되는데 이전에 계산된 오프셋 자기장 값으로 오프셋을 제거한 후 지자기 여부를 판별한다(S104).

여기서, 지자기 여부는 X, Y 평면상에서 Z축에 대한 복각 및 X, Y, Z축의 자기장의 크기로 판별하게 된다. 예를 들어 한국에서는 Z축 복각은 45도, 지자기는 50uT 수준이다. 이 기준값에 근거하여 측정된 자기장 값이 지자기로 판별되면, 오프셋 계산 없이 방위각 계산을 수행하게 되며, 지자기가 아니라면 오프셋 계산을 위한 데이터를 선정하게 된다(S105).

즉, 중간 필터부(6)의 출력이 지자기라면 새로운 오프셋 갱신 없이 방위각 계산을 수행하고, 지자기가 아니라면 오프셋 계산 데이터 선정부(8)에서 오프셋 계산을 위한 데이터를 선정한 후 감도 및 오프셋 보정 계산부(9)에서 오프셋을 계산한다. 이때, 최소 3개의 데이터만으로 오프셋을 계산할 수 있다.

오프셋 계산 데이터는 최소 3개이나, 정확도를 높이기 위하여 3개 이상의 데이터를 사용할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에서는 오프셋 계산을 위해 선정된 최소 3개의 데이터로 오프셋을 계산 한다(S106).

이후, 상기에서 선정된 최소 3개의 데이터로 오프셋을 계산 한 후, 오프셋 변동 범위를 판단한다(S107).

상기 판단결과 계산된 오프셋이 신뢰할 수 있는 수준이면, 즉 미리 설정된 기준값 범위 이내이면 해당 오프셋을 적용하여 새로운 값으로 갱신하고, 상기 기준값 범위를 초과할 경우에는 해당 오프셋을 적용하지 않고 오프셋 갱신 없이 즉, 이전 오프셋을 적용하여 방위각을 계산한다(S108~S110).

도 3은 오프셋 변동에 따른 측정 데이터군을 나타낸 개념도로서, 변화된 오프셋 기준점으로 측정된 데이터를 보여준다. 도면에서 부호 A는 측정된 자기장이 지자기를 범위에 있을 때의 오프셋 값이며, B는 변화된 오프셋 값이다. C, D는 주 계산 데이터이며, E는 보조계산 데이터이다. F는 C-B-D의 형성 각이며, 90°~180°의 값을 가진다. r은 B로부터 측정된 데이터군까지의 거리로서 이값이 지자기 값이다. 본 발명은 상기 C, D, E, r의 값으로부터 변화된 오프셋 값 B를 계산할 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 오프셋 계산을 위한 최소한의 데이터 3개를 선정 방법을 설명한다.

상기 오프셋 계산 데이터 선정부(8)는, 측정된 데이터군 중에서 서로 간의 거리 차이가 가장 큰 두 개의 값을 주계산 데이터로 사용하며, 상기 두개의 값 사이에 존재하는 최소 하나 이상의 데이터를 보조 데이터로 사용한다. 이를 위하여 먼저, 일정 수의 2축 또는 3축의 데이터를 저장하고 저장된 복수 개의 데이터를 통해 다음 수학식 1의 연산을 수행한다.

여기서, Xmax, Xmin, Ymax, Ymin은 중간 필터 출력 값, Xavg, Yavg는 평균 값을 의미한다. 상기 출력 데이터들을 X 값의 크기 순으로 정렬하여 가장 큰 값이 Xmax, 가장 작은 값이 Xmin으로 선정한다. 상기 출력 데이터들을 Y 값의 크기 순으로 정렬하여 가장 큰 값이 Ymax, 가장 작은 값이 Ymin으로 선정한다.

그리고 상기 Xdiff 가 Ydiff 보다 더 크다면, 주 계산 데이터 두 개는 Xmax, Xmin 이고, 보조 계산 데이터는 Xavg와 가장 가까운 값이 된다. 그렇지 않다면, 주 계산 데이터 두 개는 Ymax, Ymin 이고, 보조 계산 데이터는 Yavg와 가장 가까운 값이 된다. 도 4는 선택된 3개의 데이터로 오프셋을 구하는 방법을 나타낸 개념도로서, 도시된 도면을 참조하여 최소 3개의 데이터로 오프셋을 계산하기 위한 방법을 더욱 상세히 설명한다.

상기 감도 및 오프셋 보정 계산부(9)는, 두 개의 주 계산 데이터를 각각 원의 중심점으로 하고 반지름 r인 두 개의 원의 교차점 중 보조 데이터에서 먼 값을 새로운 오프셋 기준점으로 한다.

즉, 도면에서 부호 C, D는 선정된 주 계산 데이터이고, E는 선정된 보조 계산 데이터이다. 변경된 오프셋 기준점 B와 C, D의 거리는 r(지자기)이므로, C번을 중심으로 반지름 r을 가지는 원과, D을 중심으로 반지름 r를 가지는 원의 교차점인 a1, a2 중 하나가 오프셋 기준점이 된다.

C의 좌표를X1, Y1, D의 좌표를 X2, Y2, B의 좌표를 Ox, Oy, E를 X3, Y3이라고 한다면, 다음의 수학식 2 및 3과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2 및 3에서 Ox, Oy를 변수로 하는 2원 2차 연립 방정식(원의 방정식)으로 두 개의 근이 존재한다. 따라서, a1, a2는 방정식의 근 이며, 이둘 중 보조 계산 데이터 E와 거리가 더 큰 것 즉, a1이 새로운 오프셋 기준점이 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방위각 계산장치를 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 5에 따른 오프셋 계산 보조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

여기서, 도면부호 1은 자기센서, 2는 증폭부, 3은 A/D 변환부, 4는 초핑 제어부, 5는 자기장 분리부, 6은 중간 필터부, 7은 자기장 검사부, 8은 오프셋 계산을 위한 데이터 선정부, 9는 감도 및 오프셋 보정 계산부, 10은 방위각 계산부를 포함하는 구성은 도 1을 통하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하다.

다만, 본 발명의 다른 실시예에서는 오프셋 계산 보조부(11)를 더 포함하는 것으로, 기하학적, 확률적 방법으로 오프셋을 계산하기 전에 대략적으로 기준점을 변경한 후 오프셋을 계산함으로써 방위각 계산의 응답 속도를 높일 수 있다. 또한, 방위각의 변화 없이 오프셋의 값만 변경된 경우라면, 새로운 오프셋 계산 없이도 정확한 방위각 계산을 수행할 수 있다.

오프셋 계산 보조부(11)는 현재 측정된 데이터가 지자기가 아니라고 판별된 경우에, 이전의 데이터가 지자기일 경우, 현재 데이터와 이전 데이터 차이 만큼을 이전의 오프셋 기준점에서 차감하여 새로운 오프셋 기준점으로 설정하여 오프셋 계산을 수행한다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 현재 측정된 데이터를 C1(Xc, Yc)이라고 하고, 바로 이전에 측정된 데이터가 P1(Xp, Yp)라고 하였을 때, P1은 지자기로 판별되고 C1은 지자기가 아니라고 판별된 경우에, 수학식

를 기준으로 오프셋 기준점에 (Xc-Xp), (Yc-Yp)를 차감한 값을 새로운 오프셋 기준점으로 변경 후 오프셋 계산을 수행한다. 여기서 “a”는 상황에 따라 가변 가능한 값이다.

이때, a를 0으로 설정하면, 항상 보조 오프셋 계산을 수행하며, 지자기(r)의 두 배 이상으로 설정한다면, 급격한 오프셋 변화에만 보조 오프셋 계산을 수행하게 된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 방위각 계산장치 및 그 방법에 의하면, 일정한 수의 데이터를 취득하고, 오프셋 계산을 종래의 확률적 계산 방법이 아닌 기하학적 방법을 통하여 수행함으로써 메모리 사용량을 감소시킴과 아울러, 데이터 취득 및 오프셋을 계산하는 연산량을 감소시켜 더욱 빠르게 오프셋을 계산할 수 있다.

또한, 중간 필터를 통하여 노이즈 성분을 제거함으로써, 오프셋 계산에 사용되는 데이터의 신뢰도를 높여 정밀한 오프셋 값을 계산할 수 있다. 또한, 오프셋 보조 계산부를 사용함으로써, 기하학적, 확률적 방법으로 오프셋을 계산하기 전에 대략적으로 기준점을 변경한 후 오프셋을 계산함으로써 방위각 계산의 응답 속도를 높일 수 있으며, 방위각의 변화 없이 오프셋의 값만 변경된 경우라면, 새로운 오프셋 계산 없이도 정확한 방위각 계산을 수행할 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

1 : 자기센서 2 : 증폭부
3 : A/D 변환부 4 : 초핑 제어부
5 : 자기장 분리부 6 : 중간 필터부
7 : 자기장 검사부 8 : 데이터 선정부
9 : 감도 및 오프셋 보정 계산부 10 : 방위각 계산부
11 : 오프셋 계산 보조부

Claims (14)

1. 2축 또는 3축 자기장을 센싱하는 자기 센서;
   최소 3개의 오프셋 데이터를 선정하되, 측정된 데이터군 중에서 서로 간의 거리 차이가 가장 큰 두 개의 값을 주계산 데이터로 사용하며, 상기 두개의 값 사이에 존재하는 최소 하나 이상의 데이터를 보조 데이터로 사용하는 오프셋 계산 데이터 선정부;
   상기 선정된 오프셋 데이터로 기하학적 방법으로 오프셋을 계산하는 감도 및 오프셋 보정 계산부; 및
   상기 계산된 오프셋을 통하여 방위각을 계산하는 방위각 계산부를 포함하며,
   상기 감도 및 오프셋 보정 계산부는, 상기 두 개의 주 계산 데이터를 각각 원의 중심점으로 하고 반지름 r인 두 개의 원의 교차점 중 상기 보조 데이터에서 먼 값을 새로운 오프셋 기준점으로 하는 방위각 계산장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 자기장에서 노이즈를 제거하는 중간 필터부;를 더 포함하고,
   상기 중간 필터부는,
   연속적으로 들어오는 데이터를 크기 순으로 정렬한 후 중간 데이터를 선택하는 방위각 계산장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   오프셋 계산 보조부를 더 포함하되,
   현재 측정된 데이터가 지자기가 아니라고 판별된 경우에, 이전의 데이터가 지자기일 경우, 현재 데이터와 이전 데이터 차이 만큼을 이전의 오프셋 기준점에서 차감하여 새로운 오프셋 기준점으로 설정하여 오프셋 계산을 수행하는 방위각 계산장치.
   
7. 제 2항에 있어서,
   상기 자기 센서에서 센싱된 자기장 전압을 증폭하는 증폭부;
   상기 증폭된 전압을 디지털값으로 변환하는 A/D 변환부;
   상기 전압값의 오프셋을 감소시키는 초핑 제어부;
   상기 전압값을 X, Y, Z의 3축 자기장으로 분리하여 상기 중간 필터부에 전달하는 자기장 분리부; 및
   상기 자기장의 지자기 여부를 판단하여 지자기일 경우 새로운 오프셋 갱신 없이 방위각 계산을 수행하고, 지자기가 아닐 경우 오프셋 계산을 수행시키는 자기장 검사부;를 더 포함하는 방위각 계산장치.
   
8. 출력 데이터가 지자기가 아닐 경우, 오프셋 데이터를 선정하는 단계;
   상기 선정된 오프셋 데이터로 오프셋을 계산하되, 상기 오프셋 변동 범위를 판단하여 미리 설정된 기준값 범위 이내이면, 해당 오프셋을 적용하고 상기 기준값 범위를 초과할 경우 해당 오프셋을 적용하지 않는 단계; 및
   상기 계산된 오프셋을 통하여 방위각을 계산하는 단계;를 포함하며
   상기 오프셋 데이터를 선정하는 단계는,
   측정된 데이터군 중에서 서로 간의 거리 차이가 가장 큰 두 개의 값을 주 계산 데이터로 사용하며,
   상기 두 개의 값 사이에 존재하는 최소 하나 이상의 데이터를 보조 데이터로 사용하고,
   상기 선정된 오프셋 데이터를 이용하여, 상기 두 개의 주 계산 데이터를 각각 원의 중심점으로 하고 반지름 r인 두 개의 원의 교차점 중 상기 보조 데이터에서 먼 값을 새로운 오프셋 기준점으로 계산하는 방위각 계산방법.
   
9. 삭제
10. 제 8항에 있어서,
    상기 선정되는 오프셋은 적어도 3개 이상의 데이터인 것을 특징으로 하는 방위각 계산방법.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 3개의 데이터를 선정하는 단계는,
    일정 수의 2축 또는 3축의 데이터를 저장하는 단계;
    상기 저장된 복수 개의 데이터를 통해 다음 수학식 1의 연산을 수행하여 Xdiff 와 Ydiff를 구하는 단계;
    상기 Xdiff 와 Ydiff 중 더 큰 값의 데이터 두 개를 선택하고, 이 데이터 두 개를 주 계산 데이터 C, D로 선정하는 단계; 및
    상기 단계에서 Xdiff가 선택되었다면, Xavg와 가장 근접한 X 값을 갖는 데이터를 선택하고, Ydiff가 선택되었다면, Yavg와 가장 근접한 Y 값을 갖는 데이터를 선택하는 단계;
    상기 Xavg 혹은 Yavg와 근접한 데이터로 선택한 데이터를 보조계산 데이터 E로 선정하는 단계;를 포함하는 방위각 계산방법.
    [수학식 1]
    

    

    
    여기서, Xmax, Xmin, Ymax, Ymin은 중간 필터 출력 값, Xavg, Yavg는 평균 값이다.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 선정된 3개의 데이터로 오프셋을 계산하는 단계는
    변경된 오프셋 기준점 B과 각각의 주 계산 데이터 C, D의 거리 r을 구하는 단계;
    상기 주 계산 데이터 C를 중심으로 반지름 r을 가지는 원과, 상기 주 계산 데이터 D를 중심으로 반지름 r를 가지는 원을 구하고, 각각의 교차점인 a1, a2 중 하나를 오프셋 기준점을 설정하는 단계;
    상기 주 계산 데이터 C의 좌표를X1, Y1, 상기 주 계산 데이터 D의 좌표를 X2, Y2, 상기 변경된 오프셋 기준점 B의 좌표를 Ox, Oy, 상기 보조계산 데이터 E를 X3, Y3이라고 하고, 다음의 수학식 2 및 3으로부터 구해지는 방정식의 근 a1 또는 a2중 보조 계산 데이터 E와 거리가 더 큰 데이터를 오프셋으로 계산하는 단계;를 포함하는 방위각 계산방법.
    [수학식 2]
    

    

    
    [수학식 3]
    

    

    
    
13. 제 8항에 있어서,
    오프셋 계산 보조부 단계를 더 포함하되,
    현재 측정된 데이터를 C1(Xc, Yc)이라고 하고, 바로 이전에 측정된 데이터가 P1(Xp, Yp)라고 하였을 때, P1은 지자기로 판별되고 C1은 지자기가 아니라고 판별된 경우에, 수학식

    

    를 기준으로 오프셋 기준점에 (Xc-Xp), (Yc-Yp)를 차감한 값을 새로운 오프셋으로 설정한 후 오프셋 계산을 수행하는 방위각 계산방법.
    
14. 삭제

Images