WO2023229002A1 - オフセット算出装置、方位角センサ、電子機器、オフセット算出方法 - Google Patents

オフセット算出装置、方位角センサ、電子機器、オフセット算出方法 Download PDF

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WO2023229002A1
WO2023229002A1 PCT/JP2023/019472 JP2023019472W WO2023229002A1 WO 2023229002 A1 WO2023229002 A1 WO 2023229002A1 JP 2023019472 W JP2023019472 W JP 2023019472W WO 2023229002 A1 WO2023229002 A1 WO 2023229002A1
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WO
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point
data point
data
offset
virtual
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PCT/JP2023/019472
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匡 小林
将文 清家
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ローム株式会社
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    • 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
    • G01C17/32—Electron compasses
    • 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
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Definitions

  • the present disclosure relates to an offset calculation device, an azimuth sensor, an electronic device, and an offset calculation method.
  • the azimuth angle sensor measures the azimuth angle by detecting the direction of geomagnetism.
  • the geomagnetic field to be measured is extremely weak. Therefore, in order to accurately detect the azimuth angle, it is necessary to use a magnetic field that exists in the surrounding environment (such as a magnetic field generated inside the set equipped with the azimuth sensor, or a strong magnet placed around the azimuth sensor). It is necessary to detect the true geomagnetism by canceling offsets caused by magnetic fields (magnetic fields, etc.) or offsets caused by the performance of the azimuth sensor itself.
  • the offset of the azimuth sensor constantly changes both temporally and spatially. Therefore, in order to accurately detect the azimuth angle, it is necessary to cancel the offset of the azimuth sensor rapidly and continuously.
  • Patent Document 1 disclosed by the applicant of the present application can be mentioned.
  • Patent Document 1 discloses a point collection method for drawing a magnetic sphere in addition to an offset correction calculation method that is the core technology of magnetic calibration. This conventional technology has excellent calibration accuracy and is still used by many vendors.
  • the offset calculation device disclosed herein selects any one point as a first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points of a three-axis coordinate system, and Among the detected data, one point that is separated by a first distance or more from the first data point is selected as a second data point, and from the straight line determined by the first data point and the second data point among the plurality of magnetic detection data. A point separated by a second distance or more is selected as a third data point, and a third distance or more from a plane determined by the first data point, the second data point, and the third data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a distant point as a fourth data point, and uniformly moving the first data point, the second data point, and the third data point in parallel so that the fourth data point coincides with the origin.
  • a first virtual data point, a second virtual data point, and a third virtual data point are derived, and each of the curved surface passing through the origin and the first virtual data point, the second virtual data point, and the third virtual data point are
  • the offset value of the magnetic detection data is derived by deriving a virtual offset point for which the sum of the distances from and to is the minimum, and by translating the virtual offset point so as to return the amount of translation to the original value.
  • the offset calculation device disclosed in this specification selects any one point as a first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points of a three-axis coordinate system, and out of the magnetic detection data, one point separated by a first distance or more from the first data point is selected as a second data point, and is determined by the first data point and the second data point among the plurality of magnetic detection data.
  • One point separated from the straight line by a second distance or more is selected as a third data point, and a third point is selected from a plane defined by the first data point, the second data point, and the third data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a point separated by a distance or more is selected as a fourth data point, and a fourth data point is selected from each of the first data point, the second data point, the third data point, and the fourth data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a point separated by a distance or more is selected as a fifth data point, and the first data point, second data point, third data point, and fourth data point are arranged so that the fifth data point coincides with the origin.
  • a first virtual data point, a second virtual data point, a third virtual data point, and a fourth virtual data point are derived, and a curved surface passing through the origin and the first virtual data point,
  • a virtual offset point is derived that minimizes the sum of the distances from each of the second virtual data point, the third virtual data point, and the fourth virtual data point, and the virtual offset is adjusted so that the parallel movement is returned to the original value.
  • An offset value of the magnetic detection data is derived by moving the point in parallel.
  • the offset calculation method disclosed in this specification selects any one point as the first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points in a three-axis coordinate system, and selecting one point away from the first data point by a first distance or more as a second data point among the plurality of magnetic detection data; and the first data point and the second data among the plurality of magnetic detection data.
  • magnetic calibration can be performed more easily.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the azimuth angle sensor 1.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the first embodiment of offset calculation processing.
  • FIG. 3 is an XYZ coordinate space diagram showing the first embodiment of offset calculation processing.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a first example of data search processing.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of selecting the third data point.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of selection of the fourth data point.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a second example of data search processing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a second embodiment of offset calculation processing.
  • FIG. 9 is an XYZ coordinate space diagram showing the maximum and minimum values of the three axes.
  • FIG. 10 is an external view of the smartphone.
  • FIG. 11 is an external view of the tablet terminal.
  • FIG. 12 is an external view of the smart watch.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the azimuth angle sensor 1. As shown in FIG.
  • the azimuth sensor 1 of this configuration example includes a magnetic detection section 10, an offset correction section 20, an offset calculation section 30, and an azimuth calculation section 40.
  • the magnetic detection unit 10 (corresponding to a magnetic detection device) includes a magnetic sensor 10X that detects magnetism in the X-axis direction, a magnetic sensor 10Y that detects magnetism in the Y-axis direction, and a magnetic sensor that detects magnetism in the Z-axis direction. 10Z, and generates three-axis magnetic detection data (Hx, Hy, Hz).
  • a magnetic detection element of each of the magnetic sensors 10X, 10Y, and 10Z for example, a Hall element or an MR [magnetoresistance] element may be used.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis may be designed to be orthogonal to each other.
  • Hx ⁇ Hx ⁇ Hx0, Hy ⁇ Hy ⁇ Hy0, and Hz ⁇ Hz ⁇ Hz0 Hx ⁇ Hx ⁇ Hx0, Hy ⁇ Hy ⁇ Hy0, and Hz ⁇ Hz ⁇ Hz0.
  • the offset calculation process offset update process
  • offset correction section 20, offset calculation section 30, and azimuth calculation section 40 are depicted as independent processing blocks, but these processing blocks are implemented by a CPU [central processing unit] or a DSP [digital It can be centrally implemented using a signal processor.
  • ⁇ Offset calculation process (first embodiment)> 2 and 3 are a flowchart and an XYZ coordinate space diagram, respectively, showing the first embodiment of the offset calculation process in the offset calculation unit 30. Note that unless otherwise specified, it is assumed that the offset calculation unit 30 executes each step in FIG. Hereinafter, a detailed explanation will be given in order, focusing on FIG. 2 and referring to FIG. 3 as appropriate.
  • step S1 offset values (Hx0, Hy0, Hz0) are set or updated. Note that the initial value is (0, 0, 0).
  • step S2 three-axis magnetic detection data (Hx, Hy, Hz) is constantly acquired, and its offset correction is performed (Hx ⁇ Hx-Hx0, Hy ⁇ Hy-Hy0, Hz ⁇ Hz-Hz0 ). Note that the main body that executes this step S2 is the offset correction section 20.
  • step S3 the offset-corrected magnetic detection data (Hx, Hy, Hz) is referred to, and a predetermined algorithm is used to calculate the first data point P1 to the fourth data point P4 (or the first data point P1 to the fourth data point P4). 5 data points P5) are constantly searched. Note that the data search process in step S3 will be described in detail later.
  • step S4 it is determined whether the data search process in step S3 has been completed. Here, if a yes determination is made, the flow proceeds to step S5, and if a no determination is made, the flow is returned to step S3.
  • step S4 if a negative determination is made in step S4, the flow loops through step S3 and step S4.
  • the data search process in step S3 is continued until the data points (data point group) are collected.
  • step S5 as the first step of the offset calculation process, the fourth data point P4 (or the fifth data point P5) obtained in the data search process in step S3 is It is translated in parallel to the origin O (0, 0, 0), and the other three (or four) points are also translated in the same way.
  • a virtual offset point C' is calculated that minimizes the sum of the distances between the curved surface H passing through the origin O and each of the virtual data points P1' to P3' (or virtual data points P1' to P4').
  • the virtual offset point C' is (Hx0', Hy0', Hz0' )
  • a virtual offset point C' is derived that minimizes the value of the function FH of the curved surface H expressed by the following equation (1).
  • step S7 the first data point P1 to the fourth data point P4 (or the first data point P1 to the fifth data point P5) are cleared, and the virtual offset point is By moving C' in parallel, the original offset point C (Hx0, Hy0, Hz0) (corresponding to the offset value of the magnetic detection unit 10) is derived.
  • step S1 the flow returns to step S1 and the above series of processes is repeated.
  • the offset of the azimuth angle sensor 1 which constantly changes both temporally and spatially, can be canceled continuously at high speed, making it possible to detect the azimuth angle with high precision.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a first example of the data search process in step S3 (see FIG. 2 above). Unless otherwise specified, it is assumed that the offset calculation unit 30 is the main entity that executes each step in FIG.
  • step S11 any one point is selected as the first data point P1 (Hx1, Hy1, Hz1) among the plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points in the three-axis coordinate system. selected.
  • magnetic detection data obtained immediately after starting the azimuth sensor 1 or pressing the magnetic calibration start button may be immediately selected as the first data point P1 (Hx1, Hy1, Hz1). good.
  • step S12 one point away from the first data point P1 by a first distance d1 or more from the plurality of magnetic detection data is selected as the second data point P2 (Hx2, Hy2, Hz2). That is, the second data point P2 is selected so that the following equation (2) holds true.
  • step S13 among the plurality of magnetic detection data, one point that is more than a second distance d2 from the straight line L determined by the first data point P1 and the second data point P2 is set as the third data point P3 (Hx3, Hy3 , Hz3).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of selecting the third data point P3.
  • the symbol "x" in the above formula is a cross product operation symbol, and the left side of the above formula is the length of the perpendicular line drawn from the third data point P3 to the straight line L (i.e., the length of the perpendicular line drawn from the third data point P3 to the straight line L). (distance from P3).
  • step S13 one point that is separated by a second distance d2 or more from each of the first data point P1 and the second data point P2 may be selected as the third data point P3. That is, the third data point P3 may be selected so that the following equations (4a) and (4b) are satisfied.
  • the angle formed by the vectors P1P2 and P1P3 is set to ⁇ 1, and the vectors P2P1 and P2P3 are When the angle formed is ⁇ 2, an additional condition may be imposed that ⁇ 1 and ⁇ 2 are both acute angles (0° ⁇ 1 ⁇ 90° and 0° ⁇ 2 ⁇ 90°).
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are expressed by the following equations (5a) and (5b), respectively.
  • step S14 among the plurality of magnetic detection data, one point that is more than a third distance d3 from the plane S determined by the first data point P1, the second data point P2, and the third data point P3 is the fourth data point P4 ( Hx4, Hy4, Hz4).
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of selection of the fourth data point P4.
  • the symbol " ⁇ " in the above equation is the inner product operation symbol, and the left side of the above equation is the length of the perpendicular line drawn from the fourth data point P4 to the plane S (that is, the length of the perpendicular line drawn from the fourth data point P4 to the plane S). (distance from P4).
  • the normal unit vector n0 can be derived using the following equation (7).
  • a second data point P2 is selected to derive a straight line L
  • a third data point P3 that is a certain distance from the straight line L is selected to derive a plane S
  • a fourth data point that is a certain distance from the plane S in the vertical direction is selected.
  • a method is adopted in which P4 is selected and a three-dimensional surface (sphere) is derived.
  • first distance d1, second distance d2, and third distance d3 explained so far depends on the magnitude of geomagnetism at the current location (generally 20 to 80 ⁇ T, 40 to 50 ⁇ T in Japan). It may also be possible to select.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a second example of the data search process in step S3 (see FIG. 2 above).
  • the second example in this figure is based on the previously mentioned first example (FIG. 4), but a step S15 for selecting the fifth data point P5 is added. Therefore, the redundant explanation of steps S11 to S14 will be omitted, and the explanation will focus on step S15.
  • step S15 among the plurality of magnetic detection data, the first data point P1, the second data point P2, the third data point P3, and the fourth data point P4 are selected.
  • One point separated by a fourth distance d4 or more from each is selected as the fifth data point P5 (Hx5, Hy5, Hz5). That is, the fifth data point P5 may be selected so that the following equations (8a), (8b), (8c), and (8d) hold true.
  • the fifth data point P5 is treated as a reference data point that is translated in parallel to the origin O (0, 0, 0) in the offset calculation process described above (particularly step S5 in FIG. 2). In this way, any one point that is not any of the first data point P1, second data point P2, third data point P3, and fourth data point P4 may be selected as the reference data point.
  • the fourth distance d4 may be selected depending on the magnitude of the geomagnetic field at the current location, similar to the first distance d1, the second distance d2, and the third distance d3.
  • seven-point correction has the advantage of high offset calculation accuracy.
  • the user is required to make an unnatural movement (for example, a figure-of-eight movement), it is difficult to collect Z-axis data points in a 3-axis coordinate system, and it takes a long time to determine the data points.
  • There are disadvantages such as a relatively long time.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a second embodiment of offset calculation processing. Note that, unless otherwise specified, it is assumed that the offset calculation unit 30 executes each step in FIG.
  • step S21 it is determined whether a certain period of time has elapsed since the start of this flow. Here, if a negative determination is made, the flow proceeds to step S22. On the other hand, if the determination is yes, this flow is ended for the purpose of reducing power consumption.
  • step S22 a process for acquiring data points necessary for the offset calculation process is performed.
  • step S21 a process for acquiring data points necessary for the four-point correction (see FIGS. 4 to 7 mentioned above) is performed.
  • step S23 After the data point acquisition process is performed in step S22, it is determined in step S23 whether or not the four-point correction is completed. Here, if a negative determination is made, the flow proceeds to step S24. On the other hand, if the determination is yes, the flow advances to step S30.
  • step S23 a determination is made in step S24 as to whether or not four data points have been collected.
  • step S25 the flow advances to step S25.
  • steps S21 to S24 are repeatedly looped until the data points necessary for the four-point correction are collected.
  • step S24 If a YES determination is made in step S24, a four-point correction calculation process is performed in step S25. Note that the calculation process in step S24 is the same as in the first embodiment (steps S5 to S7 in FIG. 2 and FIG. 3). Therefore, duplicate explanations will be omitted.
  • step S26 it is determined whether the offset value calculated in the previous calculation process satisfies a predetermined first application determination condition (details will be described later). A judgment is made. That is, in step S26, it is determined whether the derivation of the offset value by the four-point correction has been successful.
  • step S27 if a YES determination is made, the flow advances to step S27.
  • step S29 As a result, the collected data points are cleared (discarded) as unsatisfactory, and the flow returns to step S21.
  • step S27 the offset value is set as the one calculated by the four-point correction.
  • step S28 a flag is set to indicate that the four-point correction has been completed. Since this flag is set, a yes determination is made in step S23.
  • step S29 the data points collected for the four-point correction are cleared (discarded), and the flow returns to step S21.
  • the data points collected for the 4-point correction may be used for the 7-point correction. In that case, step S29 may be skipped.
  • step S22 processing for acquiring data points necessary for the 7-point correction is performed. More specifically, in step S22, offset-corrected magnetic detection data (Hx, Hy, Hz) is acquired in order to obtain six maximum and minimum values for each of the three axes and one arbitrary point other than these. Data point search processing is performed with reference to .
  • FIG. 9 is an XYZ coordinate space diagram showing the maximum and minimum values of the three axes.
  • the maximum value of the X-axis component is Hx (max)
  • the corresponding maximum X-axis data point is Pa (Hx (max), *, *).
  • the minimum value of the X-axis component is Hx (min)
  • the corresponding minimum X-axis data point is Pb (Hx (min), *, *).
  • the maximum value Hy (max) and minimum value Hy (min) of the Y-axis component, and the maximum value Hz (max) and minimum value Hz (min) of the Z-axis component are also , as above, there are maximum and minimum data points for each axis.
  • step S23 it is determined in step S23 whether or not the four-point correction is completed. If the four-point correction has been completed, a yes determination is made in this step. Therefore, the flow proceeds to step S30.
  • step S23 a determination is made in step S30 as to whether seven data points have been collected.
  • step S31 the flow advances to step S31.
  • step S21 the flow returns to step S21. That is, steps S21 to S23 and S30 are repeatedly looped until the data points necessary for the 7-point correction are collected.
  • step S31 a seven-point correction calculation process is performed in step S31.
  • the calculation process in step S31 is basically the same as in the first embodiment (steps S5 to S7 in FIG. 2 and FIG. 3) except that the number of data points increases from 4 to 7.
  • a reference data point P7 is arbitrarily selected from data points P1 to P7 including the maximum and minimum values of each axis of the three-axis coordinate system.
  • Virtual data points P1' to P6' are derived by uniformly translating each of the data points P1 to P7 so that the data points coincide with the origin O.
  • a virtual offset point C' is calculated where the sum of the distances between the curved surface H1 passing through the origin O and the virtual data points P1' to P6' is the minimum (see equation (1) above).
  • the offset value C of the magnetic detection data is derived by moving the virtual offset point C' in parallel so as to restore the above-mentioned parallel movement.
  • offset value derived by the 4-point correction
  • offset value the offset value derived by the 7-point correction
  • second offset value the offset value derived by the 7-point correction
  • step S32 it is determined whether the second offset value calculated in the previous calculation process satisfies a predetermined second application judgment condition (details will be described later). A determination is made. That is, in step S32, it is determined whether the derivation of the second offset value by the seven-point correction was successful. Here, if a YES determination is made, the flow advances to step S33. On the other hand, if the determination is no, the flow advances to step S29. As a result, the collected data points are cleared (discarded) as unsatisfactory, and the flow returns to step S21.
  • step S33 the second offset value is set as the second offset value calculated by the 7-point correction. After that, the series of flows ends.
  • four-point correction which takes a short execution time, is first performed. After the offset value has been successfully derived by the four-point correction, seven-point correction is subsequently attempted in order to further improve the accuracy of the azimuth angle sensor 1. If the second offset value derived by the 7-point correction is successfully derived, the offset value derived by the 4-point correction is discarded, and the second offset value newly derived by the 7-point correction is updated as the true offset value. (overwritten).
  • this flow can be started not only when the azimuth angle sensor 1 is activated, but also when a change occurs in the environmental magnetic field. For example, when deterioration in azimuth accuracy is detected, the offset value based on the four-point correction and the second offset value based on the seven-point correction may be re-derived, respectively.
  • ⁇ Offset value application judgment conditions> In the offset calculation process (FIG. 8) of the second embodiment, it is desirable to determine that derivation of the offset value by the four-point correction has been successful as quickly as possible in step S26. Therefore, the first application determination condition in step S26 may be set relatively loosely. On the other hand, in step S32, it is desirable to increase the accuracy of the second offset value by seven-point correction as much as possible. Therefore, the second application determination condition in step S32 may be set more strictly than the first application determination condition in step S26.
  • the above first application determination condition and second application determination condition may be arbitrarily set depending on the surrounding environment and product form.
  • the magnitude of magnetism calculated from the sensor output value M is expressed by the following equation (9).
  • the magnitude M0 of geomagnetism may be set to a known value in advance, or may be set to an average value calculated from past sensor output values.
  • the first application determination condition in step S26 may be set as M0- ⁇ M ⁇ M0+ ⁇ (where ⁇ >0).
  • the second application determination condition in step S32 may be set as M0- ⁇ + ⁇ M ⁇ M0+ ⁇ - ⁇ (however, ⁇ > ⁇ >0).
  • ⁇ Application to electronic equipment> 10 to 12 are external views showing examples of electronic devices (smartphone 100, tablet terminal 200, and smart watch 300) each including the azimuth sensor 1.
  • electronic devices smart watch 100, tablet terminal 200, and smart watch 300
  • the azimuth angle sensor 1 described above as an electronic compass in each device, it is possible to accurately detect the direction in which the user is facing.
  • a GPS global positioning system
  • an electronic compass it is possible to improve the positional accuracy of a map application or navigation application.
  • the above-mentioned azimuth angle sensor 1 can also be installed in a watch or other wearable device.
  • the offset calculation device disclosed herein selects any one point as a first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points of a three-axis coordinate system, and Among the detected data, one point that is separated by a first distance or more from the first data point is selected as a second data point, and from the straight line determined by the first data point and the second data point among the plurality of magnetic detection data. A point separated by a second distance or more is selected as a third data point, and a third distance or more from a plane determined by the first data point, the second data point, and the third data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a distant point as a fourth data point, and uniformly moving the first data point, the second data point, and the third data point in parallel so that the fourth data point coincides with the origin.
  • a first virtual data point, a second virtual data point, and a third virtual data point are derived, and each of the curved surface passing through the origin and the first virtual data point, the second virtual data point, and the third virtual data point are A configuration in which an offset value of the magnetic detection data is derived by deriving a virtual offset point for which the sum of distances between composition).
  • the offset calculation device disclosed in this specification selects any one point as a first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points of a three-axis coordinate system, and out of the magnetic detection data, one point separated by a first distance or more from the first data point is selected as a second data point, and is determined by the first data point and the second data point among the plurality of magnetic detection data.
  • One point separated from the straight line by a second distance or more is selected as a third data point, and a third point is selected from a plane defined by the first data point, the second data point, and the third data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a point separated by a distance or more is selected as a fourth data point, and a fourth data point is selected from each of the first data point, the second data point, the third data point, and the fourth data point among the plurality of magnetic detection data.
  • a point separated by a distance or more is selected as a fifth data point, and the first data point, second data point, third data point, and fourth data point are arranged so that the fifth data point coincides with the origin.
  • a first virtual data point, a second virtual data point, a third virtual data point, and a fourth virtual data point are derived, and a curved surface passing through the origin and the first virtual data point,
  • a virtual offset point is derived that minimizes the sum of the distances from each of the second virtual data point, the third virtual data point, and the fourth virtual data point, and the virtual offset is adjusted so that the parallel movement is returned to the original value.
  • the configuration is such that an offset value of the magnetic detection data is derived by moving a point in parallel (a second configuration).
  • the offset calculation device connects the center of gravity of a triangle determined by the first data point, the second data point, and the third data point and one point of the plurality of magnetic detection data.
  • the offset calculation device includes at least one connecting at least one of the first data point, the second data point, and the third data point and one point of the plurality of magnetic detection data.
  • At least one of the first distance, the second distance, and the third distance is selected depending on the magnitude of geomagnetism at the current location. (Fifth configuration) may also be used.
  • the offset calculation device calculates N values (however, The reference data point was removed by uniformly moving each data point in parallel so that the reference data point arbitrarily selected from the data points with N ⁇ 7) coincided with the origin (N-1).
  • N values however, The reference data point was removed by uniformly moving each data point in parallel so that the reference data point arbitrarily selected from the data points with N ⁇ 7 coincided with the origin (N-1).
  • a configuration (sixth configuration) may be adopted in which the second offset value of the magnetic detection data is derived by moving the offset point in parallel.
  • the offset calculation device when the second offset value is successfully derived within a predetermined time after deriving the offset value, the second offset value is overwritten as the offset value, and the second offset value is overwritten within the predetermined time. If derivation of the second offset value is not successful, the offset value may be maintained (seventh configuration).
  • the conditions for determining whether or not the derivation of the second offset value is successful are stricter than the conditions for determining whether or not the derivation of the offset value is successful. configuration).
  • the offset calculation device may have a configuration (ninth configuration) that re-derives the offset value and the second offset value when a deterioration in azimuth accuracy is detected.
  • the azimuth angle sensor disclosed in this specification includes a magnetic detection device configured to generate the magnetic detection data of three axes, and a magnetic detection device configured to generate the magnetic detection data of the three axes, and a magnetic detection device configured to derive the offset value of the magnetic detection data.
  • an offset calculation device according to any one of the first to ninth configurations configured, an offset correction device configured to correct the offset value of the magnetic detection data, and azimuth angle data from the corrected magnetic detection data.
  • an azimuth calculation device configured to generate the following (a tenth configuration).
  • the electronic device disclosed in this specification has a configuration (eleventh configuration) including the azimuth sensor according to the tenth configuration.
  • the offset calculation method disclosed in this specification selects any one point as the first data point from among a plurality of magnetic detection data sequentially acquired as data points in a three-axis coordinate system, and selecting one point away from the first data point by a first distance or more as a second data point among the plurality of magnetic detection data; and the first data point and the second data among the plurality of magnetic detection data.

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Abstract

オフセット算出装置は、例えば、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点（Ｐ１）として選択し、第１データ点（Ｐ１）から第１距離（ｄ１）以上離れた１点を第２データ点（Ｐ２）として選択し、第１データ点（Ｐ１）及び第２データ点（Ｐ２）により定まる直線から第２距離（ｄ２）以上離れた１点を第３データ点（Ｐ３）として選択し、第１データ点（Ｐ１）、第２データ点（Ｐ２）及び第３データ点（Ｐ３）により定まる平面から第３距離（ｄ３）以上離れた１点を第４データ点（Ｐ４）として選択する。そして、第１データ点（Ｐ１）、第２データ点（Ｐ２）、第３データ点（Ｐ３）及び第４データ点（Ｐ４）を用いて磁気検出データのオフセット値を導出する。

Description

オフセット算出装置、方位角センサ、電子機器、オフセット算出方法
　本開示は、オフセット算出装置、方位角センサ、電子機器、及び、オフセット算出方法に関する。
　方位角センサ（地磁気センサ）は、地磁気の方向を検出することにより、方位角を測定する。ただし、測定対象の地磁気は非常に微弱である。従って、方位角を精度良く検出するためには、周囲環境に存在する磁場（方位角センサを搭載したセットの内部で発生する磁場、又は、方位角センサの周囲に置かれた強力マグネットなどが発する磁場など）に起因するオフセット、又は、方位角センサ自体の性能に起因するオフセットをキャンセルして、真の地磁気を検出する必要がある。
　方位角センサのオフセットは、時間的にも空間的にも絶えず変化する。従って、方位角を精度良く検出するためには、方位角センサのオフセットを高速かつ継続的にキャンセルし続ける必要がある。
　オフセット補正方法としては、使用するユーザが意図的に手動補正する方法と、ユーザが意図しない間に自動補正する方法があり、ユーザの利便性向上及び方位角センサの精度向上を鑑みると、後者の方法を採用することが望ましい。
　なお、上記に関連する従来技術の一例としては、本願出願人により開示された特許文献１を挙げることができる。
特開２０１６－１３３３４３号公報
　特許文献１の従来技術では、磁気キャリブレーションの基幹技術であるオフセット補正計算方法に加えて、磁気球を描くための点収集方法が開示されている。この従来技術は、キャリブレーション精度に優れており、未だ多くのベンダーに採用されている。
　ただし、上記の従来技術では、３軸座標系にまんべんなく広がる６点（より望ましくは３軸それぞれの最大値及び最小値＋任意の１点）のセンサデータを抽出した後、磁気キャリブレーション（独自の補正計算式によるオフセット算出）が行われていた。そのため、キャリブレーション実行時間が長くなり、消費電力が大きくなるという課題があった。
　また、３軸毎にある程度離れた最大値及び最小値を抽出するためには、ユーザに方位角センサを大きく（例えば８の字を描くように）動かしてもらう必要がある。最近では、ユーザの日常動作から８の字動作で得られるような点を抽出して磁気キャリブレーションを行うシステムも存在する。しかしながら、質の高いキャリブレーション結果を得るためには、やはり８の字動作で得られるような広範囲の点列が必要であり、より簡易な動きによる磁気キャリブレーション技術が求められていた。
　本明細書中に開示されているオフセット算出装置は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出し、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する。
　また、本明細書中に開示されているオフセット算出装置は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点それぞれから第４距離以上離れた１点を第５データ点として選択し、前記第５データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点、第３仮想データ点及び第４仮想データ点を導出し、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点、前記第３仮想データ点及び前記第４仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する。
　また、例えば、本明細書に開示されているオフセット算出方法は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択するステップと、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択するステップと、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択するステップと、前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出するステップと、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点との距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出するステップと、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出するステップと、を備える。
　なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。
　本開示によれば、より簡易に磁気キャリブレーションを実施することが可能となる。
図１は、方位角センサ１の全体構成を示すブロック図である。 図２は、オフセット算出処理の第１実施形態を示すフローチャートである。 図３は、オフセット算出処理の第１実施形態を示すＸＹＺ座標空間図である。 図４は、データ探索処理の第１例を示すフローチャートである。 図５は、第３データ点の選択例を示す図である。 図６は、第４データ点の選択例を示す図である。 図７は、データ探索処理の第２例を示すフローチャートである。 図８は、オフセット算出処理の第２実施形態を示すフローチャートである。 図９は、３軸の最大値・最小値を示すＸＹＺ座標空間図である。 図１０は、スマートフォンの外観図である。 図１１は、タブレット端末の外観図である。 図１２は、スマートウォッチの外観図である。
＜全体構成＞
　図１は、方位角センサ１の全体構成を示すブロック図である。本構成例の方位角センサ１は、磁気検出部１０と、オフセット補正部２０と、オフセット算出部３０と、方位角演算部４０と、を有する。
　磁気検出部１０（＝磁気検出装置に相当）は、Ｘ軸方向の磁気を検出する磁気センサ１０Ｘと、Ｙ軸方向の磁気を検出する磁気センサ１０Ｙと、Ｚ軸方向の磁気を検出する磁気センサ１０Ｚを含み、３軸の磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を生成する。なお、磁気センサ１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚそれぞれの磁気検出素子としては、例えば、ホール素子を利用してもよいし、ＭＲ［magnetoresistance］素子を利用してもよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交するように設計すればよい。
　オフセット補正部２０（＝オフセット補正装置に相当）は、オフセット算出部３０で算出されたオフセット値（＝３軸の磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）にそれぞれ含まれるオフセット成分（Ｈｘ０，Ｈｙ０，Ｈｚ０））を用いて磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を補正する。オフセット補正処理により、Ｈｘ←Ｈｘ－Ｈｘ０、Ｈｙ←Ｈｙ－Ｈｙ０、Ｈｚ←Ｈｚ－Ｈｚ０となる。
　オフセット算出部３０（＝オフセット算出装置に相当）は、オフセット補正済みである磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を常時監視し、磁気検出部１０のオフセット値（Ｈｘ０，Ｈｙ０，Ｈｚ０）を逐次更新する。オフセット算出処理（オフセット更新処理）については後ほど詳述する。
　方位角演算部４０（＝方位角演算装置に相当）は、オフセット補正済みの磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）から方位角データＳｏを生成する。
　なお、本図では、オフセット補正部２０、オフセット算出部３０、及び、方位角演算部４０をそれぞれ独立した処理ブロックとして描写したが、これらの処理ブロックは、ＣＰＵ［central　processing　unit］又はＤＳＰ［digital　signal　processor］などを用いて一元的に実装することができる。
＜オフセット算出処理（第１実施形態）＞
　図２及び図３は、それぞれ、オフセット算出部３０におけるオフセット算出処理の第１実施形態を示すフローチャート及びＸＹＺ座標空間図である。なお、特に言及されない限り、図２における各ステップの実行主体は、オフセット算出部３０であるものとする。以下では、図２を主としつつ、図３を適宜参照しながら、順を追って詳細に説明する。
　まず、ステップＳ１では、オフセット値（Ｈｘ０，Ｈｙ０，Ｈｚ０）の設定ないし更新が行われる。なお、初期値は（０，０，０）である。
　次に、ステップＳ２では、３軸の磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）が常時取得されて、そのオフセット補正が行われる（Ｈｘ←Ｈｘ－Ｈｘ０，Ｈｙ←Ｈｙ－Ｈｙ０，Ｈｚ←Ｈｚ－Ｈｚ０）。なお、本ステップＳ２の実行主体は、オフセット補正部２０である。
　次に、ステップＳ３では、オフセット補正済みの磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を参照して、所定のアルゴリズムで第１データ点Ｐ１～第４データ点Ｐ４（又は第１データ点Ｐ１～第５データ点Ｐ５）が常時探索される。なお、ステップＳ３におけるデータ探索処理については、後ほど詳述する。
　ステップＳ４では、ステップＳ３におけるデータ探索処理が完了したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合にはフローがステップＳ５に進められ、ノー判定が下された場合にはフローがステップＳ３に戻される。
　なお、ステップＳ４でノー判定が下された場合には、フローがステップＳ３とステップＳ４をループすることになる。つまり、ステップＳ５～Ｓ７のオフセット算出処理を実行するに先立ち、参照対象として妥当なデータ点群（＝後述のオフセット点Ｃを中心とするＸＹＺ座標空間内で比較的均等に分散していると考えられるデータ点群）が集まるまで、ステップＳ３におけるデータ探索処理が継続される。
　一方、ステップＳ４でイエス判定が下された場合、ステップＳ５では、オフセット算出処理の第１ステップとして、ステップＳ３におけるデータ探索処理で得られた第４データ点Ｐ４（又は第５データ点Ｐ５）が原点Ｏ（０，０，０）に平行移動され、さらに、その他の３点（又は４点）も同様にそれぞれ平行移動される。
　なお、第４データ点Ｐ４を原点Ｏに平行移動した場合には、３点の第１仮想データ点Ｐ１’、第２仮想データ点Ｐ２’及び第３仮想データ点Ｐ３’が導出される。また、第５データ点Ｐ５を原点Ｏに平行移動した場合には、４点の第１仮想データ点Ｐ１’、第２仮想データ点Ｐ２’、第３仮想データ点Ｐ３’及び第４仮想データ点Ｐ４’が導出される。
　なお、本実施形態のオフセット算出処理（以下では、便宜上「４点補正」と呼ばれる場合がある）で実際の演算に供されるデータ点は、４点（又は５点）のみである。従って、オフセット算出部３０には、合計４点分（又は５点分）のレジスタを用意しておけば足りるので、６点（又は７点）或いはそれ以上のデータ点が必要となる従来構成（以下では、便宜上「７点補正」と呼ばれる場合がある）と比べて、回路規模またはソフトウェアコードサイズを大幅に縮小することが可能となる。
　ステップＳ６では、原点Ｏを通る曲面Ｈと仮想データ点Ｐ１’～Ｐ３’（又は仮想データ点Ｐ１’～Ｐ４’）それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点Ｃ’が算出される。具体的には、仮想データ点Ｐｉ’を（Ｈｘｉ’，Ｈｙｉ’，Ｈｚｉ’）（本図の例ではｉ＝１～３）とし、仮想オフセット点Ｃ’を（Ｈｘ０’，Ｈｙ０’，Ｈｚ０’）としたときに、次の（１）式で表される曲面Ｈの関数ＦＨの値を最小化するような仮想オフセット点Ｃ’が導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、上記（１）式で表される曲面Ｈの関数ＦＨは、仮想オフセット点Ｃ’を中心とする半径ｒの球面が原点Ｏを通る（ｒ＝｜ＯＣ’｜）と仮定して導出されたものである。
　最後に、ステップＳ７では、第１データ点Ｐ１～第４データ点Ｐ４（又は第１データ点Ｐ１～第５データ点Ｐ５）がクリアされ、先の平行移動分を元に戻すように仮想オフセット点Ｃ’を平行移動することにより、本来のオフセット点Ｃ（Ｈｘ０，Ｈｙ０，Ｈｚ０）（磁気検出部１０のオフセット値に相当）が導出される。
　その後、フローはステップＳ１に戻されて上記一連の処理が繰り返される。その結果、時間的にも空間的にも絶えず変化する方位角センサ１のオフセットが高速かつ継続的にキャンセルし続けられるので、方位角を精度良く検出することが可能となる。
＜データ探索処理（第１例）＞
　図４は、ステップＳ３（先出の図２を参照）におけるデータ探索処理の第１例を示すフローチャートである。特に言及しない限り、図４における各ステップの実行主体は、オフセット算出部３０であるものとする。
　本フローが開始されると、ステップＳ１１では、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち、任意の１点が第１データ点Ｐ１（Ｈｘ１，Ｈｙ１，Ｈｚ１）として選択される。例えば、ステップＳ１１では、方位角センサ１の起動直後、又は、磁気キャリブレーション開始ボタンの押下直後に得られた磁気検出データを第１データ点Ｐ１（Ｈｘ１，Ｈｙ１，Ｈｚ１）として即時選択してもよい。
　次に、ステップＳ１２では、複数の磁気検出データのうち、第１データ点Ｐ１から第１距離ｄ１以上離れた１点が第２データ点Ｐ２（Ｈｘ２，Ｈｙ２，Ｈｚ２）として選択される。すなわち、次の（２）式が成立するように、第２データ点Ｐ２が選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　続いて、ステップＳ１３では、複数の磁気検出データのうち、第１データ点Ｐ１及び第２データ点Ｐ２により定まる直線Ｌから第２距離ｄ２以上離れた１点が第３データ点Ｐ３（Ｈｘ３，Ｈｙ３，Ｈｚ３）として選択される。
　図５は、第３データ点Ｐ３の選択例を示す図である。
　本図で示したように、ステップＳ１３では、例えば、第１データ点Ｐ１と第２データ点Ｐ２とを結ぶベクトルＰ１Ｐ２、及び、第１データ点Ｐ１と複数の磁気検出データの１点（＝第３データ点Ｐ３の候補点）とを結ぶベクトルＰ１Ｐ３がそれぞれ導出されて、次の（３）式が成立するように、第３データ点Ｐ３が選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　なお、上式中の符号「×」は、外積演算記号であり、上式の左辺は、直線Ｌに対して第３データ点Ｐ３から下ろした垂線の長さ（すなわち直線Ｌと第３データ点Ｐ３との距離）に相当する。
　また、例えば、ステップＳ１３では、第１データ点Ｐ１及び第２データ点Ｐ２それぞれから第２距離ｄ２以上離れた１点を第３データ点Ｐ３として選択してもよい。すなわち、次の（４ａ）式及び（４ｂ）式が成立するように、第３データ点Ｐ３を選択してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　上記の（４ａ）式及び（４ｂ）式において、第２距離ｄ２については、ｄ２＝ｄ１であってもよいが、厳密にはｄ２＝√５×ｄ１／２以上に設定することが望ましい。
　また、第３データ点Ｐ３が第１データ点Ｐ１と第２データ点Ｐ２により定まる直線Ｌ上で選択されないように、ベクトルＰ１Ｐ２とベクトルＰ１Ｐ３とが成す角をθ１とし、ベクトルＰ２Ｐ１とベクトルＰ２Ｐ３とが成す角をθ２としたとき、θ１及びθ２がいずれも鋭角（０°＜θ１＜９０°かつ０°＜θ２＜９０°）という追加条件を課してもよい。
　なお、θ１及びθ２は、それぞれ、次の（５ａ）式及び（５ｂ）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　図４に戻り、フローチャートの説明を続ける。
　ステップＳ１４では、複数の磁気検出データのうち、第１データ点Ｐ１、第２データ点Ｐ２及び第３データ点Ｐ３により定まる平面Ｓから第３距離ｄ３以上離れた１点が第４データ点Ｐ４（Ｈｘ４，Ｈｙ４，Ｈｚ４）として選択される。
　図６は、第４データ点Ｐ４の選択例を示す図である。
　本図で示したように、ステップＳ１４では、例えば、第１データ点Ｐ１、第２データ点Ｐ２及び第３データ点Ｐ３により定まる三角形の重心Ｍ（（Ｈｘ１＋Ｈｘ２＋Ｈｘ３）／３，（Ｈｙ１＋Ｈｙ２＋Ｈｙ３）／３，（Ｈｚ１＋Ｈｚ２＋Ｈｚ３）／３）と、複数の磁気検出データの１点（＝第４データ点Ｐ４の候補点）とを結ぶベクトルＭＰ４が導出される。そして、ベクトルＭＰ４と平面Ｓの法線単位ベクトルｎ０との内積が第３距離ｄ３以上であれば、その１点が第４データ点Ｐ４として選択される。すなわち、次の（６）式が成立するように、第４データ点Ｐ４が選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　なお、上式中の符号「・」は、内積演算記号であり、上式の左辺は、平面Ｓに対して第４データ点Ｐ４から下ろした垂線の長さ（すなわち平面Ｓと第４データ点Ｐ４との距離）に相当する。
　また、法線単位ベクトルｎ０については、次の（７）式により導出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　また、例えば、ステップＳ１４では、先出の重心Ｍを導出することなく、第１データ点Ｐ１、第２データ点Ｐ２及び第３データ点Ｐ３の少なくとも一つと、複数の磁気検出データの１点（＝第４データ点Ｐ４の候補点）とをそれぞれ結ぶ少なくとも一つのベクトルＰｉＰ４（ただしｉ＝１～３）を導出し、少なくとも一つのベクトルＰｉＰ４と平面Ｓの法線単位ベクトルｎ０との内積が第３距離ｄ３以上であれば、その１点を第４データ点Ｐ４として選択してもよい。
　このように、上記一連のデータ探索処理では、３軸毎に最大値及び最小値（合計６点）を導出する手法ではなく、複数の磁気検出データのうち、互いにある程度離れた第１データ点Ｐ１及び第２データ点Ｐ２を選択して直線Ｌを導出し、直線Ｌからある程度離れた第３データ点Ｐ３を選択して平面Ｓを導出し、平面Ｓから鉛直方向にある程度離れた第４データ点Ｐ４を選択して立体面（球）を導出する手法が採用されている。
　本手法によれば、磁気キャリブレーションに必要なデータ点の探索工数が少なくなる。従って、ソフトウェアを軽量化することができるので、より低消費電力のマイコンでもソフトウェアを動作させることが可能となる。
　また、本手法を採用すれば、ユーザに方位角センサ１を大きく（例えば８の字を描くように）動かしてもらう必要がほとんどなくなる。従って、ユーザの利便性を向上することが可能となる。
　さらに、上記一連のデータ探索処理であれば、局所的に偏在しているデータ点群から不適切なオフセット算出結果が得られる危険性を未然に低減することができる。従って、方位角センサ１の精度を損なうことなく、データ点数を削減することが可能となる。
　なお、これまでに説明した第１距離ｄ１、第２距離ｄ２及び第３距離ｄ３のうち、少なくとも一つは、現在地の地磁気の大きさ（一般には２０～８０μＴ、日本では４０～５０μＴ）に応じて選択可能としてもよい。
＜データ探索処理（第２例）＞
　図７は、ステップＳ３（先出の図２を参照）におけるデータ探索処理の第２例を示すフローチャートである。本図の第２例は、先出の第１例（図４）を基本としつつ、第５データ点Ｐ５を選択するためのステップＳ１５が追加されている。そこで、ステップＳ１１～Ｓ１４については、重複した説明を省略し、ステップＳ１５について重点的に説明する。
　ステップＳ１４にて第４データ点Ｐ４が選択された後、ステップＳ１５では、複数の磁気検出データのうち、第１データ点Ｐ１、第２データ点Ｐ２、第３データ点Ｐ３及び第４データ点Ｐ４それぞれから第４距離ｄ４以上離れた１点が第５データ点Ｐ５（Ｈｘ５，Ｈｙ５，Ｈｚ５）として選択される。すなわち、次の（８ａ）式、（８ｂ）式、（８ｃ）式及び（８ｄ）式が成立するように、第５データ点Ｐ５を選択してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　なお、第５データ点Ｐ５は、先述のオフセット算出処理（特に図２のステップＳ５）において、原点Ｏ（０，０，０）へ平行移動される基準データ点として取り扱われる。このように、第１データ点Ｐ１、第２データ点Ｐ２、第３データ点Ｐ３及び第４データ点Ｐ４のいずれでもない任意の１点を基準データ点として選択しても構わない。
　また、第４距離ｄ４は、第１距離ｄ１、第２距離ｄ２及び第３距離ｄ３と同じく、現在地の地磁気の大きさに応じて選択してもよい。
＜高速化と高精度化の両立に関する考察＞
　ところで、これまでに説明してきた７点補正と４点補正には、それぞれ、使用上のメリットとデメリットが存在する。
　例えば、７点補正には、オフセットの算出精度が高いというメリットがある。ただし、７点補正では、ユーザに不自然な動作（例えば８の字動作）が要求されること、３軸座標系でＺ軸のデータ点が採集しづらいこと、及び、データ点の確定に要する時間が比較的長いことなどのデメリットが伴う。
　一方、４点補正では、ユーザの日常動作（例えば時計を見る動作）によりオフセット算出が可能であること、データ点の収集が容易であること、及び、データ点の確定に要する時間が比較的短いことなどのメリットがある。ただし、４点補正では、７点補正と比べてオフセットの算出精度が低下する場合もあり得る。
　そのため、７点補正と４点補正のいずれかが択一的に採用された製品及びアプリケーションでは、オフセット算出処理の高速化と高精度化を両立することが難しい。例えば、方位角センサの迅速なオフセット補正が求められる製品において、７点補正が採用される場合には、オフセット算出処理が間に合わないおそれがある。これに対して、４点補正が採用される場合には、オフセットの算出時間が大幅に短縮される一方、オフセットの算出精度に問題が出てくる場合もあり得る。
　以下では、上記の考察に鑑み、高速化と高精度化を両立し得るオフセット算出処理の第２実施形態を提案する。
＜オフセット算出処理（第２実施形態）＞
　図８は、オフセット算出処理の第２実施形態を示すフローチャートである。なお、特に言及されない限り、図８における各ステップの実行主体は、オフセット算出部３０であるものとする。
　本フローが開始されると、ステップＳ２１では、本フローが開始されてから一定時間が経過したか否かの判定が行われる。ここで、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２２に進められる。一方、イエス判定が下された場合には、消費電力の削減を目的として本フローが終了される。
　ステップＳ２１でノー判定が下された場合、ステップＳ２２では、オフセット算出処理に必要なデータ点の取得処理が行われる。特に、本フローが開始されてから４点補正が完了するまでの間、ステップＳ２１では、４点補正に必要なデータ点の取得処理（先出の図４～図７を参照）が行われる。
　ステップＳ２２でデータ点の取得処理が行われた後、ステップＳ２３では、４点補正が完了したか否かの判定が行われる。ここで、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２４に進められる。一方、イエス判定が下された場合には、フローがステップＳ３０に進められる。
　ステップＳ２３でノー判定が下された場合、ステップＳ２４では、データ点が４点収集されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には、フローがステップＳ２５に進められる。一方、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２１に戻される。つまり、４点補正に必要なデータ点が収集されるまで、ステップＳ２１～Ｓ２４が繰り返しループされる。
　ステップＳ２４でイエス判定が下された場合、ステップＳ２５では、４点補正の計算処理が行われる。なお、ステップＳ２４での計算処理は、第１実施形態（図２のステップＳ５～Ｓ７及び図３）と同様である。そのため、重複した説明は省略される。
　ステップＳ２５で４点補正の計算処理が行われた後、ステップＳ２６では、先の計算処理で算出されたオフセット値が所定の第１適用判定条件（詳細は後述）を満足しているか否かの判定が行われる。すなわち、ステップＳ２６では、４点補正によるオフセット値の導出が成功したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には、フローがステップＳ２７に進められる。一方、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２９に進められる。その結果、収集済みのデータ点が不満足なものとしてクリア（破棄）され、フローがステップＳ２１に戻される。
　ステップＳ２６でイエス判定が下された場合、ステップＳ２７では、４点補正で算出されたオフセット値として設定される。
　その後、ステップＳ２８では、４点補正が完了した旨のフラグが立てられる。本フラグが立てられていることにより、ステップＳ２３では、イエス判定が下されることになる。
　また、ステップＳ２９では、４点補正のために収集されたデータ点がクリア（破棄）され、フローがステップＳ２１に戻される。ただし、４点補正のために収集されたデータ点は、７点補正で流用されてもよい。その場合、ステップＳ２９はスキップされ得る。
　４点補正の完了によりフローがステップＳ２１に戻された後、ステップＳ２２では、７点補正に必要なデータ点の取得処理が行われる。より具体的に述べると、ステップＳ２２では、３軸それぞれの最大値・最小値６点とこれら以外の任意の１点を取得するために、オフセット補正済みの磁気検出データ（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を参照して、データ点の探索処理が実施される。
　図９は、３軸の最大値・最小値を示すＸＹＺ座標空間図である。本図の例において、Ｘ軸成分の最大値はＨｘ（ｍａｘ）であり、これに対応するＸ軸最大データ点はＰａ（Ｈｘ（ｍａｘ），＊，＊）である。一方、Ｘ軸成分の最小値はＨｘ（ｍｉｎ）であり、これに対応するＸ軸最小データ点はＰｂ（Ｈｘ（ｍｉｎ），＊，＊）である。
　なお、本図では明示されていないが、Ｙ軸成分の最大値Ｈｙ（ｍａｘ）及び最小値Ｈｙ（ｍｉｎ）、並びに、Ｚ軸成分の最大値Ｈｚ（ｍａｘ）及び最小値Ｈｚ（ｍｉｎ）についても、上記と同様、各軸毎の最大データ点及び最小データ点が存在する。
　図８に戻り、本フローの説明を続ける。ステップＳ２２でデータ点の取得処理が行われた後、ステップＳ２３では、４点補正が完了したか否かの判定が行われる。４点補正が完了している場合には、本ステップでイエス判定が下される。従って、フローがステップＳ３０に進められる。
　ステップＳ２３でイエス判定が下された場合、ステップＳ３０では、データ点が７点収集されたか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には、フローがステップＳ３１に進められる。一方、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２１に戻される。つまり、７点補正に必要なデータ点が収集されるまで、ステップＳ２１～Ｓ２３及びＳ３０が繰り返しループされる。
　ステップＳ３０でイエス判定が下された場合、ステップＳ３１では、７点補正の計算処理が行われる。ステップＳ３１での計算処理は、データ点の個数が４点から７点に増える以外、基本的には第１実施形態（図２のステップＳ５～Ｓ７及び図３）と同様である。
　簡単に述べると、ステップＳ３１では、４点補正によるオフセット値の導出後、３軸座標系の各軸の最大値及び最小値を含むデータ点Ｐ１～Ｐ７から任意に択一された基準データ点Ｐ７を原点Ｏと一致させるように各々のデータ点Ｐ１～Ｐ７を一様に平行移動することにより仮想データ点Ｐ１’～Ｐ６’が導出される。次に、原点Ｏを通る曲面Ｈ１と仮想データ点Ｐ１’～Ｐ６’との距離の総和が最小となる仮想オフセット点Ｃ’が算出される（先出の（１）式を参照）。そして、上記の平行移動分を元に戻すように仮想オフセット点Ｃ’を平行移動することにより、磁気検出データのオフセット値Ｃが導出される。
　なお、４点補正により導出されるオフセット値と、７点補正により導出されるオフセット値とを明確に区別するために、以下では、前者をそのまま「オフセット値」と呼び、後者を「第２オフセット値」と呼ぶ場合がある。
　ステップＳ３１で７点補正の計算処理が行われた後、ステップＳ３２では、先の計算処理で算出された第２オフセット値が所定の第２適用判定条件（詳細は後述）を満足しているか否かの判定が行われる。すなわち、ステップＳ３２では、７点補正による第２オフセット値の導出が成功したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下された場合には、フローがステップＳ３３に進められる。一方、ノー判定が下された場合には、フローがステップＳ２９に進められる。その結果、収集済みのデータ点が不満足なものとしてクリア（破棄）され、フローがステップＳ２１に戻される。
　ステップＳ３２でイエス判定が下された場合、ステップＳ３３では、７点補正で算出された第２オフセット値として設定される。その後、一連のフローが終了される。
　上記フローによれば、まず実行時間が短い４点補正が実施される。４点補正によるオフセット値の導出が成功した後、さらに方位角センサ１の精度を高めるべく、引き続いて７点補正が試行される。７点補正による第２オフセット値の導出が成功した場合には、４点補正により導出されたオフセット値が破棄され、７点補正により新たに導出された第２オフセット値が真のオフセット値として更新（上書き）される。
　一方、４点補正によるオフセット値の導出後、一定時間が経過するまでに７点補正による第２オフセット値の導出が成功しなかった場合には、４点補正により導出された設定済みのオフセット値が破棄されることなくそのまま維持される。
　このように、２つのアルゴリズムが共に活用されることにより、４点補正及び７点補正それぞれのメリットが享受される。従って、高速化と高精度化を両立し得るオフセット算出処理が可能となる。
　なお、本フローは、方位角センサ１の起動時だけでなく、環境磁場に変化が生じた場合などにも開始され得る。例えば、方位精度の悪化が検出されたときに、４点補正によるオフセット値及び７点補正による第２オフセット値がそれぞれ再導出されてもよい。
＜オフセット値の適用判定条件＞
　第２実施形態のオフセット算出処理（図８）において、ステップＳ２６では、できるだけ迅速に４点補正によるオフセット値の導出が成功したと判定されることが望ましい。そこで、ステップＳ２６の第１適用判定条件は、比較的緩めに設定されるとよい。一方、ステップＳ３２では、７点補正による第２オフセット値の精度をできるだけ高める方が望ましい。そこで、ステップＳ３２の第２適用判定条件は、ステップＳ２６の第１適用判定条件よりも厳しく設定されるとよい。もちろん、上記の第１適用判定条件及び第２適用判定条件は、周辺環境及び製品形態によって任意に設定され得る。
　例えば、センサ出力値をＸ＝（ｘ，ｙ，ｚ）とし、補正計算によって得られるオフセット値をＸ０＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とした場合、センサ出力値Ｘから算出される磁気の大きさＭは、次の（９）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　オフセット値Ｘ０が適用可能か否かの判定処理では、磁気の大きさＭとセンサ周辺の地磁気の大きさＭ０（ただしＭ０＞０）との差分値（Ｍ－Ｍ０）が所定の許容範囲内に収まっているか否かが判定されてもよい。なお、地磁気の大きさＭ０は、予め既知の値が設定されてもよいし、過去のセンサ出力値から算出される平均値が設定されてもよい。
　例えば、ステップＳ２６の第１適用判定条件は、Ｍ０－α＜Ｍ＜Ｍ０＋α（ただしα＞０）と設定されてもよい。一方、ステップＳ３２の第２適用判定条件は、Ｍ０－α＋β＜Ｍ＜Ｍ０＋α－β（ただしα＞β＞０）と設定されてもよい。
＜電子機器への適用＞
　図１０～図１２は、それぞれ、方位角センサ１を備える電子機器の一例（スマートフォン１００、タブレット端末２００、及びスマートウォッチ３００）を示す外観図である。各機器の電子コンパスとして、先に説明した方位角センサ１を搭載することにより、ユーザの向いている方向を正確に検出することができる。特に、ＧＰＳ［global　positioning　system］と電子コンパスを併用すれば、地図アプリ又はナビゲーションアプリでの位置精度を高めることが可能となる。
　また、先述の方位角センサ１は、時計又はその他のウェアラブルデバイスにも搭載することが可能である。
＜総括＞
　以下では、上記で説明した種々の実施形態について総括的に述べる。
　本明細書中に開示されているオフセット算出装置は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出し、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する構成（第１の構成）とされている。
　また、本明細書中に開示されているオフセット算出装置は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点それぞれから第４距離以上離れた１点を第５データ点として選択し、前記第５データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点、第３仮想データ点及び第４仮想データ点を導出し、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点、前記第３仮想データ点及び前記第４仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する構成（第２の構成）とされている。
　また、第１又は第２の構成によるオフセット算出装置は、前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる三角形の重心と前記複数の磁気検出データの１点とを結ぶベクトルを導出し、前記ベクトルと前記平面の法線単位ベクトルとの内積が前記第３距離以上であれば、その１点を前記第４データ点として選択する構成（第３の構成）にしてもよい。
　また、第１又は第２の構成によるオフセット算出装置は、前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点の少なくとも一つと前記複数の磁気検出データの１点とをそれぞれ結ぶ少なくとも一つのベクトルを導出し、前記少なくとも一つのベクトルと前記平面の法線単位ベクトルとの内積が前記第３距離以上であれば、その１点を前記第４データ点として選択する構成（第４の構成）にしてもよい。
　また、第１～第４いずれかの構成によるオフセット算出装置において、前記第１距離、前記第２距離及び前記第３距離の少なくとも一つは、現在地の地磁気の大きさに応じて選択される構成（第５の構成）にしてもよい。
　また、第１～第５いずれかの構成によるオフセット算出装置は、前記オフセット値の導出後、前記磁気検出データについて、前記３軸座標系の各軸の最大値及び最小値を含むＮ個（ただしＮ≧７）のデータ点から任意に択一された基準データ点を原点と一致させるように各々のデータ点を一様に平行移動することにより、前記基準データ点を除いた（Ｎ－１）個の仮想データ点を導出した上で、前記原点を通る曲面と各々の仮想データ点との距離の総和が最小となる仮想オフセット点を算出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより、前記磁気検出データの第２オフセット値を導出する構成（第６の構成）にしてもよい。
　第６の構成によるオフセット算出装置は、前記オフセット値の導出後、所定時間内に前記第２オフセット値の導出が成功したときには、前記オフセット値として前記第２オフセット値が上書きされ、前記所定時間内に前記第２オフセット値の導出が成功しなかったときには、前記オフセット値が維持される構成（第７の構成）にしてもよい。
　第７の構成によるオフセット算出装置において、前記第２オフセット値の導出が成功したか否かの判定条件は、前記オフセット値の導出が成功したか否かの判定条件よりも厳しい構成（第８の構成）にしてもよい。
　第６～第８いずれかの構成によるオフセット算出装置は、方位精度の悪化が検出されたときに前記オフセット値及び前記第２オフセット値を再導出する構成（第９の構成）にしてもよい。
　また、例えば、本明細書に開示されている方位角センサは、３軸の前記磁気検出データを生成するように構成された磁気検出装置と、前記磁気検出データの前記オフセット値を導出するように構成された第１～第９いずれかの構成によるオフセット算出装置と、前記磁気検出データの前記オフセット値を補正するように構成されたオフセット補正装置と、補正済みの前記磁気検出データから方位角データを生成するように構成された方位角演算装置と、を備える構成（第１０の構成）とされている。
　また、例えば、本明細書中に開示されている電子機器は、上記第１０の構成による方位角センサを備える構成（第１１の構成）とされている。
　また、例えば、本明細書に開示されているオフセット算出方法は、３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択するステップと、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択するステップと、前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択するステップと、前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出するステップと、前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点との距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出するステップと、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出するステップと、を備える構成（第１２の構成）とされている。
＜その他の変形例＞
　なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本開示の技術的範囲は、特許請求の範囲により規定されるものであって、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
　　　１　　方位角センサ
　　　１０　　磁気検出部
　　　１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚ　　磁気センサ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）
　　　２０　　オフセット補正部
　　　３０　　オフセット算出部
　　　４０　　方位角演算部
　　　１００　　スマートフォン
　　　２００　　タブレット端末
　　　３００　　スマートウォッチ
　　　Ｃ　　オフセット点
　　　Ｃ’　　仮想オフセット点
　　　ｄ１～ｄ４　　第１距離～第４距離
　　　Ｈ　　曲面
　　　Ｌ　　直線
　　　Ｍ　　重心
　　　Ｏ　　原点
　　　Ｐ１～Ｐ５　　第１データ点～第５データ点
　　　Ｐ１’～Ｐ４’　　第１仮想データ点～第４仮想データ点
　　　Ｓ　　平面

Claims (12)

  1. 　３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、
    　前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出し、
    　前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、
    　前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する、オフセット算出装置。
  2. 　３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択し、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択し、
    　　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点それぞれから第４距離以上離れた１点を第５データ点として選択し、
    　前記第５データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点、前記第３データ点及び前記第４データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点、第３仮想データ点及び第４仮想データ点を導出し、
    　前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点、前記第３仮想データ点及び前記第４仮想データ点それぞれとの距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出し、
    　前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出する、オフセット算出装置。
  3. 　前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる三角形の重心と前記複数の磁気検出データの１点とを結ぶベクトルを導出し、前記ベクトルと前記平面の法線単位ベクトルとの内積が前記第３距離以上であれば、その１点を前記第４データ点として選択する、請求項１又は２に記載のオフセット算出装置。
  4. 　前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点の少なくとも一つと前記複数の磁気検出データの１点とをそれぞれ結ぶ少なくとも一つのベクトルを導出し、前記少なくとも一つのベクトルと前記平面の法線単位ベクトルとの内積が前記第３距離以上であれば、その１点を前記第４データ点として選択する、請求項１又は２に記載のオフセット算出装置。
  5. 　前記第１距離、前記第２距離及び前記第３距離の少なくとも一つは、現在地の地磁気の大きさに応じて選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載のオフセット算出装置。
  6. 　前記オフセット値の導出後、前記磁気検出データについて、前記３軸座標系の各軸の最大値及び最小値を含むＮ個（ただしＮ≧７）のデータ点から任意に択一された基準データ点を原点と一致させるように各々のデータ点を一様に平行移動することにより、前記基準データ点を除いた（Ｎ－１）個の仮想データ点を導出した上で、前記原点を通る曲面と各々の仮想データ点との距離の総和が最小となる仮想オフセット点を算出し、前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより、前記磁気検出データの第２オフセット値を導出する、請求項１～５のいずれか一項に記載のオフセット算出装置。
  7. 　前記オフセット値の導出後、所定時間内に前記第２オフセット値の導出が成功したときには、前記オフセット値として前記第２オフセット値が上書きされ、前記所定時間内に前記第２オフセット値の導出が成功しなかったときには、前記オフセット値が維持される、請求項６に記載のオフセット算出装置。
  8. 　前記第２オフセット値の導出が成功したか否かの判定条件は、前記オフセット値の導出が成功したか否かの判定条件よりも厳しい、請求項７に記載のオフセット算出装置。
  9. 　方位精度の悪化が検出されたときに前記オフセット値及び前記第２オフセット値を再導出する、請求項６～８のいずれか一項に記載のオフセット算出装置。
  10. 　前記磁気検出データを生成するように構成された磁気検出装置と、
    　前記磁気検出データの前記オフセット値を導出するように構成された請求項１～９のいずれか一項に記載のオフセット算出装置と、
    　前記磁気検出データの前記オフセット値を補正するように構成されたオフセット補正装置と、
    　補正済みの前記磁気検出データから方位角データを生成するように構成された方位角演算装置と、
    　を備える、方位角センサ。
  11. 　請求項１０に記載の方位角センサを備える、電子機器。
  12. 　３軸座標系のデータ点として順次取得される複数の磁気検出データのうち任意の１点を第１データ点として選択するステップと、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点から第１距離以上離れた１点を第２データ点として選択するステップと、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点及び前記第２データ点により定まる直線から第２距離以上離れた１点を第３データ点として選択するステップと、
    　前記複数の磁気検出データのうち前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点により定まる平面から第３距離以上離れた１点を第４データ点として選択するステップと、
    　前記第４データ点を原点と一致させるように前記第１データ点、前記第２データ点及び前記第３データ点を一様に平行移動することにより、第１仮想データ点、第２仮想データ点及び第３仮想データ点を導出するステップと、
    　前記原点を通る曲面と前記第１仮想データ点、前記第２仮想データ点及び前記第３仮想データ点との距離の総和が最小となる仮想オフセット点を導出するステップと、
    　前記平行移動分を元に戻すように前記仮想オフセット点を平行移動することにより前記磁気検出データのオフセット値を導出するステップと、
    　を備える、オフセット算出方法。
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