JPH0319927B2 - - Google Patents
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- JPH0319927B2 JPH0319927B2 JP56123370A JP12337081A JPH0319927B2 JP H0319927 B2 JPH0319927 B2 JP H0319927B2 JP 56123370 A JP56123370 A JP 56123370A JP 12337081 A JP12337081 A JP 12337081A JP H0319927 B2 JPH0319927 B2 JP H0319927B2
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- Japan
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- azimuth
- distortion
- orthogonal
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-
- 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
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
- G01C17/30—Earth-inductor compasses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、方位検知部からの信号により、移動
体、例えば車両の進行方向に対応する方位信号を
発生する方位検出装置に関するものである。
体、例えば車両の進行方向に対応する方位信号を
発生する方位検出装置に関するものである。
従来の方位検出装置においては、車両の残留磁
気等による地磁気のひずみを例えば外部に取り付
ける補正用磁石により補正していた。
気等による地磁気のひずみを例えば外部に取り付
ける補正用磁石により補正していた。
この従来の構成では、車両の残留磁気等による
地磁気のひずみを打ち消すため格外部に取り付け
る補正用磁石の位置、個数、強さなどいろいろな
面からの考慮が必要となり、その補正は複雑なも
のとなり、また、車両毎に地磁気のひずみの特性
が異なるため、車両毎に異なつた補正が必要とな
る。また方位検知部の信号そのものがひずんでい
る場合もあるため正確な地磁気の方位を検知する
ことができなかつた。
地磁気のひずみを打ち消すため格外部に取り付け
る補正用磁石の位置、個数、強さなどいろいろな
面からの考慮が必要となり、その補正は複雑なも
のとなり、また、車両毎に地磁気のひずみの特性
が異なるため、車両毎に異なつた補正が必要とな
る。また方位検知部の信号そのものがひずんでい
る場合もあるため正確な地磁気の方位を検知する
ことができなかつた。
本発明は上記問題に鑑みたもので、移動体の乗
員の煩雑な補正操作を必要とすることなく、地磁
気の歪み量を自動的に補正することにより、常に
正確な移動体の方位が容易に検出できるようにす
ることを目的とする。
員の煩雑な補正操作を必要とすることなく、地磁
気の歪み量を自動的に補正することにより、常に
正確な移動体の方位が容易に検出できるようにす
ることを目的とする。
そこで本願発明では、第６図に示す如く、移動
体に取り付けられ、地磁気の方位を直交する２成
分にて検知する方位検知部１と、該方位検知部か
らの直交する２成分の電気信号により方位を演算
し方位信号を発生する演算部２を有する方位検出
装置において、 前記演算部は、前記方位検知部からの直交する
２成分の電気信号のどちらか一方が、あらかじめ
定められた所定値に等しいかどうかを所定周期毎
に自動的に判定する判定手段２Ａと、 前記直交する２成分の電気信号のうちの一方
が、前記所定値に等しいと判定された時に、前記
電気信号の他方の値とあらかじめ定められた基準
値とを比較演算し、この他方の値に対する地磁気
の歪み量を自動的に演算し記憶する歪み量演算記
憶手段２Ｂと、 前記直交する２成分の電気信号を前記歪み量演
算記憶手段に記憶された地磁気の歪み量に基づい
て自動的に補正する歪み量補正手段２Ｃと、 前記補正された直交する２成分の電気信号によ
り方位を演算する方位演算手段２Ｄとを備えると
いう技術的手段を採用する。
体に取り付けられ、地磁気の方位を直交する２成
分にて検知する方位検知部１と、該方位検知部か
らの直交する２成分の電気信号により方位を演算
し方位信号を発生する演算部２を有する方位検出
装置において、 前記演算部は、前記方位検知部からの直交する
２成分の電気信号のどちらか一方が、あらかじめ
定められた所定値に等しいかどうかを所定周期毎
に自動的に判定する判定手段２Ａと、 前記直交する２成分の電気信号のうちの一方
が、前記所定値に等しいと判定された時に、前記
電気信号の他方の値とあらかじめ定められた基準
値とを比較演算し、この他方の値に対する地磁気
の歪み量を自動的に演算し記憶する歪み量演算記
憶手段２Ｂと、 前記直交する２成分の電気信号を前記歪み量演
算記憶手段に記憶された地磁気の歪み量に基づい
て自動的に補正する歪み量補正手段２Ｃと、 前記補正された直交する２成分の電気信号によ
り方位を演算する方位演算手段２Ｄとを備えると
いう技術的手段を採用する。
本発明では、直交する２成分の電気信号のうち
の一方があらかじめ定めた所定値に等しくなつた
とき、他方の値の地磁気の歪み量があらかじめ定
めた基準値（例えば、直交する２成分のベクトル
軌跡の円の半径Ｒ）と特定の関係にあることに着
目し、この他方の値と基準値とが比較演算されて
前記歪み量が繰り返し更新され、正確な地磁気の
歪み量が算出される。そして、この歪み量により
補正された前記電気信号に基づいて、方位が演算
される。
の一方があらかじめ定めた所定値に等しくなつた
とき、他方の値の地磁気の歪み量があらかじめ定
めた基準値（例えば、直交する２成分のベクトル
軌跡の円の半径Ｒ）と特定の関係にあることに着
目し、この他方の値と基準値とが比較演算されて
前記歪み量が繰り返し更新され、正確な地磁気の
歪み量が算出される。そして、この歪み量により
補正された前記電気信号に基づいて、方位が演算
される。
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図はその一実施例を示す電気結線図であ
つて、方位検知センサ１０は強磁性体の磁心１ｃ
上に励磁巻線１Ｄ、および互いに直交するように
出力巻線１Ａ，１Ｂがそれぞれ巻かれている。１
１は発振回路で、励磁巻線１Ｄを周波数で励磁
するために矩形波信号Ａ（第２図１）を出力する。
磁心１ｃ内の磁界は方位検知センサ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
ｈの和、Ｈ＋ｈに応じて変化し、この磁心１Ｃ内
の磁界に比例した出力がそれぞれ出力巻線１Ａ，
１Ｂより取り出され、コンデンサと抵抗からなる
同構成のフイルタ１２Ａ，１２Ｂにより周波数2
成分の出力Ｘ，Ｙ（第２図２，３）が得られる。
この出力Ｘ，Ｙを増巾回路１３Ａ，１３Ｂを用い
て増巾した後、タイミング回路１４よりの信号Ｃ
（第２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、１５ｂ点に直
流の出力ｘ，ｙが得られる。
る。第１図はその一実施例を示す電気結線図であ
つて、方位検知センサ１０は強磁性体の磁心１ｃ
上に励磁巻線１Ｄ、および互いに直交するように
出力巻線１Ａ，１Ｂがそれぞれ巻かれている。１
１は発振回路で、励磁巻線１Ｄを周波数で励磁
するために矩形波信号Ａ（第２図１）を出力する。
磁心１ｃ内の磁界は方位検知センサ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
ｈの和、Ｈ＋ｈに応じて変化し、この磁心１Ｃ内
の磁界に比例した出力がそれぞれ出力巻線１Ａ，
１Ｂより取り出され、コンデンサと抵抗からなる
同構成のフイルタ１２Ａ，１２Ｂにより周波数2
成分の出力Ｘ，Ｙ（第２図２，３）が得られる。
この出力Ｘ，Ｙを増巾回路１３Ａ，１３Ｂを用い
て増巾した後、タイミング回路１４よりの信号Ｃ
（第２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、１５ｂ点に直
流の出力ｘ，ｙが得られる。
そして、出力巻線１Ｂに対してθなる角度をな
して地磁気の水平分力Ｈが印加され、またφなる
角度をなして地磁気のひずみの水平分力ｈが印加
された場合、出力ｘ，ｙは次式で表される。
して地磁気の水平分力Ｈが印加され、またφなる
角度をなして地磁気のひずみの水平分力ｈが印加
された場合、出力ｘ，ｙは次式で表される。
ｘ＝K1（Hsinθ＋hsinφ）＋K2x
ｙ＝K1（Hcosθ＋hcosφ）＋K2y
上式においてK1は方位検知部１の増幅度、
K2x，K2yは方位検知部１のひずみである。
K2x，K2yは方位検知部１のひずみである。
また、上式において、K1・ｈ・sinφ＋K2xおよ
びK1・ｈ・cosφ＋K2yは車両に着磁した残留磁気
が出力巻線１Ｂに扱ぼす成分であるため、経年変
化や、車両が外部の強力な磁界中を通過しない限
り、車両の進行方向の変化に関係なく、一定の値
となる。
びK1・ｈ・cosφ＋K2yは車両に着磁した残留磁気
が出力巻線１Ｂに扱ぼす成分であるため、経年変
化や、車両が外部の強力な磁界中を通過しない限
り、車両の進行方向の変化に関係なく、一定の値
となる。
そして、車両を一回転させると、地磁気と出力
巻線１Ｂとの角度θは、0゜から360゜変化し、これ
に応じて上式の出力ｘ，ｙ（１５ａ点、１５ｂ点）
も変化し、出力ｘ，ｙを成分とするベクトル軌跡
は円となる。
巻線１Ｂとの角度θは、0゜から360゜変化し、これ
に応じて上式の出力ｘ，ｙ（１５ａ点、１５ｂ点）
も変化し、出力ｘ，ｙを成分とするベクトル軌跡
は円となる。
すなわち、上式をそれぞれ２乗し、加算して、
整理すると、 ｛ｘ−（K1・ｈ・sinφ＋K2x）｝2＋ ｛ｙ−（K1・ｈ・cosφ＋K2y）｝2＝ （K1H）2となり、ｘ，ｙのベクトル軌跡は、第３
図に示すような半径K1Hで、ｘ軸方向にK1・h.
sinφ＋K2x，ｙ軸方向にK1・ｈ・cosφ＋K2yだけ
原点移動した円となる。
整理すると、 ｛ｘ−（K1・ｈ・sinφ＋K2x）｝2＋ ｛ｙ−（K1・ｈ・cosφ＋K2y）｝2＝ （K1H）2となり、ｘ，ｙのベクトル軌跡は、第３
図に示すような半径K1Hで、ｘ軸方向にK1・h.
sinφ＋K2x，ｙ軸方向にK1・ｈ・cosφ＋K2yだけ
原点移動した円となる。
第１図において、２は演算部で公知のマイクロ
コンピユータシステムを用いて第４図に示すフロ
ーチヤートの演算処理を実行する。まず、方位検
知部１の出力ｘ，ｙをステツプ１０１にて読み込
み、原点移動量xpffset，ypffset（ステツプ１００に
て初期値はそれぞれ零）を歪み量補正手段をなす
ステツプ１０２にてそれぞれ減算して、原点移動
量を除いた出力ｘ，ｙの値x′，y′を求める。但
し、原点移動量xpffset．ypffsetの初期値は零である
ため、最初のうちはx′，y′の値は正確な原点移動
量を除いた値ではないが、以下の演算を繰り返す
ことにより正確な値に近づく。即ち、判定手段と
してのステツプ１０３，１０４にてこのx′，y′の
どちらかが零の時、他方のy′またはx′の方位検知
部１の出力ｘ，ｙのベクトル軌跡の半径K1Hに
相当する定数Ｒ（基準値）とから、原点移動xpffset
またはypffsetを歪み量演算記憶手段をなすステツ
プ１０７〜１１２にて求めて記憶する（車両の運
転状態に係わりなく記憶する）。
コンピユータシステムを用いて第４図に示すフロ
ーチヤートの演算処理を実行する。まず、方位検
知部１の出力ｘ，ｙをステツプ１０１にて読み込
み、原点移動量xpffset，ypffset（ステツプ１００に
て初期値はそれぞれ零）を歪み量補正手段をなす
ステツプ１０２にてそれぞれ減算して、原点移動
量を除いた出力ｘ，ｙの値x′，y′を求める。但
し、原点移動量xpffset．ypffsetの初期値は零である
ため、最初のうちはx′，y′の値は正確な原点移動
量を除いた値ではないが、以下の演算を繰り返す
ことにより正確な値に近づく。即ち、判定手段と
してのステツプ１０３，１０４にてこのx′，y′の
どちらかが零の時、他方のy′またはx′の方位検知
部１の出力ｘ，ｙのベクトル軌跡の半径K1Hに
相当する定数Ｒ（基準値）とから、原点移動xpffset
またはypffsetを歪み量演算記憶手段をなすステツ
プ１０７〜１１２にて求めて記憶する（車両の運
転状態に係わりなく記憶する）。
つまり、原点移動量xpffset＝０、ypffset＝０の時
は第７図ａのように、ｘとx′、及びｙとy′は一致
しており、例えば、Ａ点に軌跡がある場合、ｘ＝
x′＝０で、ｙ＝y′≧０であるので、ステツプ１０
８にてｙ−Ｒなる演算を行ない、新たなypffsetを
求める。従つて、第７図ｂのようなｘ，x′軸の関
係となる。この時点では、yottsetは第３図の原
点移動量（K1・ｈ・cosφ＋K2y）と正確にはまだ
一致していない。
は第７図ａのように、ｘとx′、及びｙとy′は一致
しており、例えば、Ａ点に軌跡がある場合、ｘ＝
x′＝０で、ｙ＝y′≧０であるので、ステツプ１０
８にてｙ−Ｒなる演算を行ない、新たなypffsetを
求める。従つて、第７図ｂのようなｘ，x′軸の関
係となる。この時点では、yottsetは第３図の原
点移動量（K1・ｈ・cosφ＋K2y）と正確にはまだ
一致していない。
次に、第７図ｂにおいて、軌跡が例えばＢ点に
なつたとすると、y′＝０でx′＜０となるのでステ
ツプ１１２にてxpffset＝ｘ＋Ｒなる演算を行ない、
新たなxpffsetを求める。従つて、第７図ｃのよう
なｙ，y′軸の関係となる。
なつたとすると、y′＝０でx′＜０となるのでステ
ツプ１１２にてxpffset＝ｘ＋Ｒなる演算を行ない、
新たなxpffsetを求める。従つて、第７図ｃのよう
なｙ，y′軸の関係となる。
そして、第７図ｃにおいて、ａ図のように再び
x′＝０のＣ点になつたとき、上記のようにypffset
を再演算する（y′＜０のため、ステツプ１０９に
てypffset＝ｙ＋Ｒとなる）。
x′＝０のＣ点になつたとき、上記のようにypffset
を再演算する（y′＜０のため、ステツプ１０９に
てypffset＝ｙ＋Ｒとなる）。
このように、x′＝０，ｙ＝０のような定められ
たｘまたはｙの所定の時に原点移動量yottsetま
たはxpffsetを求めることを繰り返せば、第３図に
示す原点移動量（K1・ｈ・sinφ＋K2x）と（K1・
ｈ・cosφ＋K2y）とが第５図に示すひずみ量すな
わち原点移動量xpffsetとypffsetとして求められる。
たｘまたはｙの所定の時に原点移動量yottsetま
たはxpffsetを求めることを繰り返せば、第３図に
示す原点移動量（K1・ｈ・sinφ＋K2x）と（K1・
ｈ・cosφ＋K2y）とが第５図に示すひずみ量すな
わち原点移動量xpffsetとypffsetとして求められる。
x′およびy′が零でない時は、方位演算手段をな
すステツプ１０５にてこのx′およびy′からθ＝
tan-1（x′／y′）なる演算を行い、車両の進行方位に 対応する方位信号θをステツプ１０６にて出力す
る。
すステツプ１０５にてこのx′およびy′からθ＝
tan-1（x′／y′）なる演算を行い、車両の進行方位に 対応する方位信号θをステツプ１０６にて出力す
る。
なお、この演算部２を含む方位検出装置はこの
装置専用の電源スイツチのオンによる電源供給
（車両イグニツシヨンキースイツチのオンによる
電源供給でもよい）を受て作動状態になり、また
前記ひずみ量はこの電源スイツチのオンオフ状態
に係わりなく記憶（不揮発記憶）されるように構
成されている。
装置専用の電源スイツチのオンによる電源供給
（車両イグニツシヨンキースイツチのオンによる
電源供給でもよい）を受て作動状態になり、また
前記ひずみ量はこの電源スイツチのオンオフ状態
に係わりなく記憶（不揮発記憶）されるように構
成されている。
なお、記実施例では方位検知センサ１０として
リングコアタイプフラツクスゲートセンサを示し
たが、その代わりに、他のフラツクスゲートセン
サ、ホール素子等を用いてもよい。
リングコアタイプフラツクスゲートセンサを示し
たが、その代わりに、他のフラツクスゲートセン
サ、ホール素子等を用いてもよい。
さらに、方位信号θは、tan-1（x′／y′）なる演算
によらなくても、レベル比較によつて2N分割の
方位信号としてもよい。
方位信号としてもよい。
さらに、算部２はマイクロコンピユータシステ
ムによるデジタル処理ではなくアナログ的に比較
回路、加減算回路等を組み合わせても実現でき
る。
ムによるデジタル処理ではなくアナログ的に比較
回路、加減算回路等を組み合わせても実現でき
る。
さらに、本方位検出装置は、車両だけでなく、
船舶、飛行機、その他の測定器に応用してもよ
い。さらに、上記実施例では、x′，y′のどちらか
が零の時の他方のy′またはx′を用いて演算したが
x′，y′の値が零でないある決められた値の時の他
方のy′またはx′の値を用いても良い。
船舶、飛行機、その他の測定器に応用してもよ
い。さらに、上記実施例では、x′，y′のどちらか
が零の時の他方のy′またはx′を用いて演算したが
x′，y′の値が零でないある決められた値の時の他
方のy′またはx′の値を用いても良い。
以上述べたように本発明では、移動体の乗員
は、移動体を普通に運転しているだけで方位補正
が自動的に行われ、補正のための煩わしい操作が
不要になるという優れた効果がある。
は、移動体を普通に運転しているだけで方位補正
が自動的に行われ、補正のための煩わしい操作が
不要になるという優れた効果がある。
しかも、移動体が移動中に順次ひずみ量が補正
されるから移動体の残留磁気等による地磁気のひ
ずみおよび方位検出部のひずみが変化しても自動
的にひずみ量も変わり移動体の正確な進行方位に
対応する方位信号を容易に発生することができる
という優れた効果がある。
されるから移動体の残留磁気等による地磁気のひ
ずみおよび方位検出部のひずみが変化しても自動
的にひずみ量も変わり移動体の正確な進行方位に
対応する方位信号を容易に発生することができる
という優れた効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す電気結線図、
第２図１，２，３，４は方位検知部の作動説明に
供する電圧波形図、第３図は方位検知部の作動説
明に供する説明図、第４図は演算部の演算処理を
示す演算流れ図、第５図は演算部の演算処理の説
明に供する説明図、第６図は本発明の構成を示す
ブロツク図、第７図は演算部の演算過程を説明す
るための説明図である。 １…方位検知部、２…演算部、２Ａ…判定手
段、２Ｂ…歪み量演算記憶手段、２Ｃ…歪み量補
正手段、２Ｄ…方位演算手段、１０…方位検知セ
ンサ。
第２図１，２，３，４は方位検知部の作動説明に
供する電圧波形図、第３図は方位検知部の作動説
明に供する説明図、第４図は演算部の演算処理を
示す演算流れ図、第５図は演算部の演算処理の説
明に供する説明図、第６図は本発明の構成を示す
ブロツク図、第７図は演算部の演算過程を説明す
るための説明図である。 １…方位検知部、２…演算部、２Ａ…判定手
段、２Ｂ…歪み量演算記憶手段、２Ｃ…歪み量補
正手段、２Ｄ…方位演算手段、１０…方位検知セ
ンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動体に取り付けられ、地磁気の方位を直交
する２成分にて検知する方位検知部と、該方位検
知部からの直交する２成分の電気信号により方位
を演算し方位信号を発生する演算部を有する方位
検出装置において、 前記演算部は、前記方位検知部からの直交する
２成分の電気信号のどちらか一方が、あらかじめ
定められた所定値に等しいかどうかを所定周期毎
に自動的に判定する判定手段と、 前記直交する２成分の電気信号のうちの一方
が、前記所定値に等しいと判定された時に、前記
電気信号の他方の値とあらかじめ定められた基準
値とを比較演算し、この他方の値に対する地磁気
の歪み量を自動的に演算し記憶する歪み量演算記
憶手段と、 前記直交する２成分の電気信号を前記歪み量演
算記憶手段に記憶された地磁気の歪み量に基づい
て自動的に補正する歪み量補正手段と、 前記補正された直交する２成分の電気信号によ
り方位を演算する方位演算手段とを備えることを
特徴とする方位検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12337081A JPS5824810A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 方位検出装置 |
| US06/355,622 US4497034A (en) | 1981-08-05 | 1982-03-08 | Heading detecting apparatus |
| DE19823208483 DE3208483A1 (de) | 1981-08-05 | 1982-03-09 | Kursermittlungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12337081A JPS5824810A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 方位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5824810A JPS5824810A (ja) | 1983-02-14 |
| JPH0319927B2 true JPH0319927B2 (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=14858897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12337081A Granted JPS5824810A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 方位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824810A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848811A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用方位計 |
| AU4353085A (en) * | 1984-05-22 | 1985-12-13 | K. Tschannen-Elektronik A.G. | Electronic compass |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116211A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for direction |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12337081A patent/JPS5824810A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5824810A (ja) | 1983-02-14 |
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