JPS6244207B2 - - Google Patents
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- JPS6244207B2 JPS6244207B2 JP56002430A JP243081A JPS6244207B2 JP S6244207 B2 JPS6244207 B2 JP S6244207B2 JP 56002430 A JP56002430 A JP 56002430A JP 243081 A JP243081 A JP 243081A JP S6244207 B2 JPS6244207 B2 JP S6244207B2
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- Japan
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- magnetic field
- moving body
- magnetic sensor
- correction
- outputs
- Prior art date
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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
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車、小型船舶などの移動体の進
行方向を計測するための方角計測装置に関するも
のである。
行方向を計測するための方角計測装置に関するも
のである。
従来より上記目的に対して、地磁気による磁石
の回転を応用したいわゆる羅針儀（コンパス）が
実用されているが、この従来の羅針儀は応答速度
が遅く、また機械摩擦増大による精度低下などが
欠点とされている。
の回転を応用したいわゆる羅針儀（コンパス）が
実用されているが、この従来の羅針儀は応答速度
が遅く、また機械摩擦増大による精度低下などが
欠点とされている。
そこで、地磁気の方向を電子的に検知する電子
コンパスが提案されているが、この電子コンパス
により小型船舶、自動車などの移動体上で地磁気
の方向を電子的に検知する場合、その方法の如何
によらず、移動体そのものの持つている磁気の影
響を受けるため、何らかの手段でこれを補償する
必要がある。
コンパスが提案されているが、この電子コンパス
により小型船舶、自動車などの移動体上で地磁気
の方向を電子的に検知する場合、その方法の如何
によらず、移動体そのものの持つている磁気の影
響を受けるため、何らかの手段でこれを補償する
必要がある。
上記目的を達成するために、地磁気を検知する
部分の周囲に複数個の永久磁石を配置する方法も
あるが、完全な補償が困難である上に、調整に長
時間を要する等の欠点がある。従つて従来の電子
コンパスにおいては、その地磁気検知部を含むよ
うに２つの巻線を直交して巻き、移動体を真北
（又は真南）に向けた状態で計測結果が真北（又
は真南）となるよう一方の巻線に供給する電流を
調整し、次に移動体を真東（又は真西）に向けた
状態で計測結果が真東（又は真西）となるよう他
方の巻線に供給する電流を調整することにより、
誤差磁界を打消す方式が用いられている。この方
法によれば、ほぼ完全な補正が行えるが、調整に
先立つて真の東西南北を知る必要があり、また測
定結果を人間が確認しながら調整を行うため、調
整に時間がかかるなどの欠点があつた。
部分の周囲に複数個の永久磁石を配置する方法も
あるが、完全な補償が困難である上に、調整に長
時間を要する等の欠点がある。従つて従来の電子
コンパスにおいては、その地磁気検知部を含むよ
うに２つの巻線を直交して巻き、移動体を真北
（又は真南）に向けた状態で計測結果が真北（又
は真南）となるよう一方の巻線に供給する電流を
調整し、次に移動体を真東（又は真西）に向けた
状態で計測結果が真東（又は真西）となるよう他
方の巻線に供給する電流を調整することにより、
誤差磁界を打消す方式が用いられている。この方
法によれば、ほぼ完全な補正が行えるが、調整に
先立つて真の東西南北を知る必要があり、また測
定結果を人間が確認しながら調整を行うため、調
整に時間がかかるなどの欠点があつた。
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされた
もので、移動体そのものに起因する誤差磁界の補
償を自動的に行い、調整に際し人間の操作が不要
で簡便な方角計測装置を得ることを目的とする。
もので、移動体そのものに起因する誤差磁界の補
償を自動的に行い、調整に際し人間の操作が不要
で簡便な方角計測装置を得ることを目的とする。
ここで、磁気センサ（移動体）を回転させ、複
数の回転位置において該磁気センサから得られる
２方向Ｕ、Ｖ成分に対応する出力信号をプロツト
した場合、その軌跡は円又は楕円となる。そして
この場合、移動体自身の誤差磁界による影響は、
上記２方向出力ＥU，ＥVの検出基準軸の原点から
上記円又は楕円の中心のシフト量に対応してい
る。この発明に係る方角計測装置は、この点に着
目してなされたもので、移動体自身の磁界による
影響を補償するための信号を演算により求めるよ
うにしたものである。
数の回転位置において該磁気センサから得られる
２方向Ｕ、Ｖ成分に対応する出力信号をプロツト
した場合、その軌跡は円又は楕円となる。そして
この場合、移動体自身の誤差磁界による影響は、
上記２方向出力ＥU，ＥVの検出基準軸の原点から
上記円又は楕円の中心のシフト量に対応してい
る。この発明に係る方角計測装置は、この点に着
目してなされたもので、移動体自身の磁界による
影響を補償するための信号を演算により求めるよ
うにしたものである。
即ち、移動体自身の磁気及び地磁気の水平成分
を検出して移動体の進行方向及びこれに垂直な方
向のそれぞれの成分ＥU，ＥVを検知する検知部、
及びこの検知部の周囲に設けられ該検知部に補正
用磁界を印加するためのコイルからなる磁気セン
サと、該磁気センサの回転位置において得られる
センサ出力（ＥUi，ＥVi）が描く円又は楕円軌跡
と上記成分ＥU，ＥVの検出基準軸との交点を求め
て、上記円又は楕円の中心位置ＥUO，ＥVOを求
め、該中心位置が上記検出基準軸の交点（原点）
と一致するよう上記コイルに誤差磁界補償用の電
流を供給する演算手段と、誤差磁界が補償された
磁気検知信号を出力する出力端子とを設けたもの
である。
を検出して移動体の進行方向及びこれに垂直な方
向のそれぞれの成分ＥU，ＥVを検知する検知部、
及びこの検知部の周囲に設けられ該検知部に補正
用磁界を印加するためのコイルからなる磁気セン
サと、該磁気センサの回転位置において得られる
センサ出力（ＥUi，ＥVi）が描く円又は楕円軌跡
と上記成分ＥU，ＥVの検出基準軸との交点を求め
て、上記円又は楕円の中心位置ＥUO，ＥVOを求
め、該中心位置が上記検出基準軸の交点（原点）
と一致するよう上記コイルに誤差磁界補償用の電
流を供給する演算手段と、誤差磁界が補償された
磁気検知信号を出力する出力端子とを設けたもの
である。
この発明においては、磁気検知部に補正用磁界
を印加するためのコイルを設け、このコイルに似
下の手順に従つて得られた誤差磁界補正用の電流
を供給し、移動体自身による誤差磁界を補正す
る。
を印加するためのコイルを設け、このコイルに似
下の手順に従つて得られた誤差磁界補正用の電流
を供給し、移動体自身による誤差磁界を補正す
る。
即ち、移動体を回転させ、その複数の回転位置
における磁気センサ出力ＥUi，ＥViを得る。そし
てこのセンサ出力が描く円又は楕円の軌跡と検出
基準軸との交点を求め、これらより上記円又は楕
円の中心位置を求める。次にこの中心位置が上記
検出基準軸の交点（原点）と一致するよう上記コ
イルに誤差磁界補正用の電流を供給する。
における磁気センサ出力ＥUi，ＥViを得る。そし
てこのセンサ出力が描く円又は楕円の軌跡と検出
基準軸との交点を求め、これらより上記円又は楕
円の中心位置を求める。次にこの中心位置が上記
検出基準軸の交点（原点）と一致するよう上記コ
イルに誤差磁界補正用の電流を供給する。
このようにして移動体自身による誤差磁界が補
正された後は、上記磁気センサからの２方向成分
出力により正確な方向の計測が可能となる。
正された後は、上記磁気センサからの２方向成分
出力により正確な方向の計測が可能となる。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による方角計測装置
を示し、図において、１は移動体に装着され印加
される磁界に対応した２つの信号を出力する磁気
センサであり、磁気検知部１０と補正磁界発生部
１１，１２とから構成されている。補正磁界発生
部１１，１２は、上記検知部１０の周囲に互いに
直交するよう巻回された１組のコイルである。２
０，２１は上記磁気センサ１より得られる２つの
信号をそぞれ増幅して直流信号を出力する増幅
器、２００，２１０は該増幅器２０，２１の出力
が現れる出力端子であり、以上により計測装置本
体５が構成されている。
を示し、図において、１は移動体に装着され印加
される磁界に対応した２つの信号を出力する磁気
センサであり、磁気検知部１０と補正磁界発生部
１１，１２とから構成されている。補正磁界発生
部１１，１２は、上記検知部１０の周囲に互いに
直交するよう巻回された１組のコイルである。２
０，２１は上記磁気センサ１より得られる２つの
信号をそぞれ増幅して直流信号を出力する増幅
器、２００，２１０は該増幅器２０，２１の出力
が現れる出力端子であり、以上により計測装置本
体５が構成されている。
また、３は上記磁気センサ１の複数の回転位置
において上記増幅器２０，２１より得られる複数
組の信号から上記移動体自体により磁界の地球磁
場に与える影響を補償するための少なくとも２つ
の信号を求める演算回路、４は演算回路３の出力
を磁気センサ１の補正磁界発生コイル１１，１２
に印加するのに適した信号に変換する変換回路で
ある。
において上記増幅器２０，２１より得られる複数
組の信号から上記移動体自体により磁界の地球磁
場に与える影響を補償するための少なくとも２つ
の信号を求める演算回路、４は演算回路３の出力
を磁気センサ１の補正磁界発生コイル１１，１２
に印加するのに適した信号に変換する変換回路で
ある。
次に上記演算回路３における演算処理の基本原
理について説明する。
理について説明する。
第２図は磁気センサ１と地磁気Ｈ及び誤差磁界
ＨEの相対関係を示す図であつて、１Ｕ及び１Ｖ
は磁気センサ１の検出基準軸を示す。第２図にお
いて、移動体（図示せず）の持つている磁気によ
る誤差磁界ＨEが零の状態を考える。すなわち磁
気センサ１に対して、一方の検出基準軸１Ｕと角
度θを成して、強さＨの磁界が加わつている状態
を考える。
ＨEの相対関係を示す図であつて、１Ｕ及び１Ｖ
は磁気センサ１の検出基準軸を示す。第２図にお
いて、移動体（図示せず）の持つている磁気によ
る誤差磁界ＨEが零の状態を考える。すなわち磁
気センサ１に対して、一方の検出基準軸１Ｕと角
度θを成して、強さＨの磁界が加わつている状態
を考える。
この場合、磁気センサ１の出力端子１０Ｕ，１
０Ｖに得られる信号をそれぞれev，euとしたと
き、ev，euは次式で与えられる。
０Ｖに得られる信号をそれぞれev，euとしたと
き、ev，euは次式で与えられる。
eu＝K1H・cosθ …(1)
ev＝K2H・sinθ …(2)
ここで、K1，K2は磁気センサ１のそれぞれの
検出基準方向に対する感度にかかわる定数であ
る。上記eu，evは増幅器２０，２１で増幅さ
れ、増幅器２０，２１の出力端子２００，２１０
に出力ＥU，ＥVを得る。この場合、増幅器２０，
２１の増幅度をそれぞれG1，G2とすると、出力
ＥU，ＥVは ＥU＝G1 eu＝K1G1cosθ …(3) ＥV＝G2 ev＝K2G2sinθ …(4) で与えられる。ここでK1G1＝ＫU、K2G2＝ＫVと
おくと、 ＥU＝ＫUＨ・cosθ …(5) ＥV＝ＫVＨ・sinθ …(6) となる。したがつて、磁気センサ１の検出基準軸
１Ｕと地磁気の成す角度θは θ＝tan-1（sinθ／cosθ）＝tan-1（ＫUＥV／Ｋ
VＥU）で与えられる。ここで定数ＫU，ＫVは既知
であるから、増幅器２０，２１の出力信号ＥU，
ＥVより角度θが得られることが判る。したがつ
て検出基準軸１Ｕを移動体の進行方向と一致させ
れば、移動体の進行する方向が計測できる。
検出基準方向に対する感度にかかわる定数であ
る。上記eu，evは増幅器２０，２１で増幅さ
れ、増幅器２０，２１の出力端子２００，２１０
に出力ＥU，ＥVを得る。この場合、増幅器２０，
２１の増幅度をそれぞれG1，G2とすると、出力
ＥU，ＥVは ＥU＝G1 eu＝K1G1cosθ …(3) ＥV＝G2 ev＝K2G2sinθ …(4) で与えられる。ここでK1G1＝ＫU、K2G2＝ＫVと
おくと、 ＥU＝ＫUＨ・cosθ …(5) ＥV＝ＫVＨ・sinθ …(6) となる。したがつて、磁気センサ１の検出基準軸
１Ｕと地磁気の成す角度θは θ＝tan-1（sinθ／cosθ）＝tan-1（ＫUＥV／Ｋ
VＥU）で与えられる。ここで定数ＫU，ＫVは既知
であるから、増幅器２０，２１の出力信号ＥU，
ＥVより角度θが得られることが判る。したがつ
て検出基準軸１Ｕを移動体の進行方向と一致させ
れば、移動体の進行する方向が計測できる。
以上の説明は、第２図において誤差磁界ＨEが
零の場合について行つた。誤差磁界ＨEが零で無
い場合について次に述べる。
零の場合について行つた。誤差磁界ＨEが零で無
い場合について次に述べる。
第２図に示すように、磁気センサ１の検出基準
軸１Ｕに対しφなる角度をなして誤差磁界ＨEが
印加されている場合、同様の計算を行つて ＥU＝ＫU（Hcosθ＋ＨEcosφ） …(8) ＥV＝ＫV（Hsinθ＋ＨEsinφ） …(9) が得られる。この場合、一般的にはtan-1（ＫUＥ
V／ＫVＥU）はθに等しくないため、前述の方法
で移動体の進行する方向を計測した場合、誤差を
生ずる。この誤差をとり除く目的で第１図に示す
ように磁気センサ１には補正磁界発生器１１，１
２が備えられている。即ちこの補正磁界発生部
は、前述のように磁気センサ１の検知部１０の周
囲に互いに直交するごとく巻回された１組のコイ
ル１１，１２であり（第３図参照）、この２つの
コイル１１，１２にそれぞれ電流ＩV，ＩUを流し
た場合、第２図に示すように検知部１０に対して
磁界ＨU，ＨVが印加されることになる。このとき
磁界ＨU，ＨVは定数ＬU，ＬVを使つて次のように
表せる。
軸１Ｕに対しφなる角度をなして誤差磁界ＨEが
印加されている場合、同様の計算を行つて ＥU＝ＫU（Hcosθ＋ＨEcosφ） …(8) ＥV＝ＫV（Hsinθ＋ＨEsinφ） …(9) が得られる。この場合、一般的にはtan-1（ＫUＥ
V／ＫVＥU）はθに等しくないため、前述の方法
で移動体の進行する方向を計測した場合、誤差を
生ずる。この誤差をとり除く目的で第１図に示す
ように磁気センサ１には補正磁界発生器１１，１
２が備えられている。即ちこの補正磁界発生部
は、前述のように磁気センサ１の検知部１０の周
囲に互いに直交するごとく巻回された１組のコイ
ル１１，１２であり（第３図参照）、この２つの
コイル１１，１２にそれぞれ電流ＩV，ＩUを流し
た場合、第２図に示すように検知部１０に対して
磁界ＨU，ＨVが印加されることになる。このとき
磁界ＨU，ＨVは定数ＬU，ＬVを使つて次のように
表せる。
ＨU＝ＬUＩU …(10)
ＨV＝ＬVＩV …(11)
今、磁界ＨUとＨVの合成ベクトルＨCとしたと
き、ＨCとＨEの大きさが等しく、方向が逆であれ
ば誤差磁界を実効的に打消すことができる。した
がつて、誤差磁界を打消すためには、次式が成立
する必要がある。
き、ＨCとＨEの大きさが等しく、方向が逆であれ
ば誤差磁界を実効的に打消すことができる。した
がつて、誤差磁界を打消すためには、次式が成立
する必要がある。
ＨU＝−ＨEcosφ …(12)
ＨV＝−ＨEsinφ …（13）
従来は電流ＩU，ＩVを手動で調整することによ
り、誤差磁界ＨEを打消していたわけである。
り、誤差磁界ＨEを打消していたわけである。
さて、誤差磁界ＨEが存在する状態では、前述
のように、式(8)、(9)が成立するから （ＥＵ／ＫＵ−ＨEcosφ）２＋（ＥＶ／ＫＶ−ＨEsinφ）２＝H2（cos2θ＋sin2θ）＝H2 （14） が成立する。上式を整理すると次式を得る。
のように、式(8)、(9)が成立するから （ＥＵ／ＫＵ−ＨEcosφ）２＋（ＥＶ／ＫＶ−ＨEsinφ）２＝H2（cos2θ＋sin2θ）＝H2 （14） が成立する。上式を整理すると次式を得る。
（ＥＵ−ＫＵＨＥｃｏｓφ）２／ＫＵ ２＋（ＥＶ−ＫＶ
ＨＥｓｉｎφ）２／ＫＶ ２＝H2… （15） 上式は増幅器２０，２１の出力ＥU，ＥVを変数
として考えた場合、ＫU＝ＫVであれば円の方程式
であり、ＫU≠ＫVであれば楕円の方程式である。
この場合、誤差磁界ＨEによる影響は、円又は楕
円の中心からのシフト量に対応している。
ＨＥｓｉｎφ）２／ＫＶ ２＝H2… （15） 上式は増幅器２０，２１の出力ＥU，ＥVを変数
として考えた場合、ＫU＝ＫVであれば円の方程式
であり、ＫU≠ＫVであれば楕円の方程式である。
この場合、誤差磁界ＨEによる影響は、円又は楕
円の中心からのシフト量に対応している。
したがつて、移動体を適宜回転させ、複数個の
θに対してそれぞれ出力ＥU，ＥVを求めることに
より、円又は楕円の中心（ＥUO，ＥVO）が求ま
る。円又は楕円の中心（ＥUO，ＥVO）が求まれ
ば、 ＥUO＝ＫUＨEcosφ …（16） ＥVO＝ＫVＨEsinφ …（17） であるから誤差磁界ＨEを打消すための電流ＩU，
ＩVは次式により求まる。
θに対してそれぞれ出力ＥU，ＥVを求めることに
より、円又は楕円の中心（ＥUO，ＥVO）が求ま
る。円又は楕円の中心（ＥUO，ＥVO）が求まれ
ば、 ＥUO＝ＫUＨEcosφ …（16） ＥVO＝ＫVＨEsinφ …（17） であるから誤差磁界ＨEを打消すための電流ＩU，
ＩVは次式により求まる。
ＩU＝−ＨＥｃｏｓφ／ＬＵ＝−ＥＵＯ／ＫＵＬＵ…
（18） ＩU＝−ＨＥｓｉｎφ／ＬＶ＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶ…
（19） ここで定数ＬU，ＬVは既知であり、多くの場合
定数ＫU，ＫVも既知であるから、円又は楕円の中
心の座標ＥUO，ＥVOを求めることにより、補正に
必要な電流ＩU，ＩVは上記のように簡単な計算で
求まる。また、定数ＫU，ＫVが既知でない場合で
も、測定点を適宜に選ぶことにより、この定数Ｋ
U，ＫVを求めることができる。
（18） ＩU＝−ＨＥｓｉｎφ／ＬＶ＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶ…
（19） ここで定数ＬU，ＬVは既知であり、多くの場合
定数ＫU，ＫVも既知であるから、円又は楕円の中
心の座標ＥUO，ＥVOを求めることにより、補正に
必要な電流ＩU，ＩVは上記のように簡単な計算で
求まる。また、定数ＫU，ＫVが既知でない場合で
も、測定点を適宜に選ぶことにより、この定数Ｋ
U，ＫVを求めることができる。
第４図は最も簡便な計算方法を説明する図であ
つて、横軸ＥU，縦軸ＥVをとつて幅器２０，２１
の出力端子２００，２１０に得られる信号ＥU，
ＥVから決まる点（ＥU，ＥV）の軌跡を楕円で示
している。楕円が横軸、縦軸と交わる点Ｐ，Ｑ，
Ｒ，Ｓの座標をそれぞれＰ（ＥU1、０）、Ｑ
（０、ＥV1）、Ｒ（ＥU2、０）、Ｓ（０、ＥV2）と
すれば、中心Ｏ（ＥUO，ＥVO）の座標成分は ＥUO＝（ＥU1＋ＥU2）／２ …（20） ＥVO＝（ＥV1＋ＥV2）／２ …（21） で求められる。
つて、横軸ＥU，縦軸ＥVをとつて幅器２０，２１
の出力端子２００，２１０に得られる信号ＥU，
ＥVから決まる点（ＥU，ＥV）の軌跡を楕円で示
している。楕円が横軸、縦軸と交わる点Ｐ，Ｑ，
Ｒ，Ｓの座標をそれぞれＰ（ＥU1、０）、Ｑ
（０、ＥV1）、Ｒ（ＥU2、０）、Ｓ（０、ＥV2）と
すれば、中心Ｏ（ＥUO，ＥVO）の座標成分は ＥUO＝（ＥU1＋ＥU2）／２ …（20） ＥVO＝（ＥV1＋ＥV2）／２ …（21） で求められる。
以上述べた補正を第１図に示す装置で実行する
ための手順を以下に示す。先ず第１図の装置に対
し外部から補正を行うべき旨の指示を与えると、
演算回路３はその時点の入力端子２００，２１０
の電圧の如何に関わらず出力端子３００，３１０
の電圧ＲU，ＲVを共に零にする。これにより、変
換回路４の出力端子４００，４１０の信号ＩU，
ＩVも零となり、補正が零、即ち、未補正の状態
となる。
ための手順を以下に示す。先ず第１図の装置に対
し外部から補正を行うべき旨の指示を与えると、
演算回路３はその時点の入力端子２００，２１０
の電圧の如何に関わらず出力端子３００，３１０
の電圧ＲU，ＲVを共に零にする。これにより、変
換回路４の出力端子４００，４１０の信号ＩU，
ＩVも零となり、補正が零、即ち、未補正の状態
となる。
次に、人の操作により磁気センサ１が取り付け
られた移動体を適時回転させると、演算回路３に
入力される信号電圧ＥUi，ＥViは前述のように第
４図に示すような楕円又は円を描く。この時、検
出基準軸ＥU，ＥVと円又は楕円との交点Ｐ（ＥU
１、０）、Ｑ（０、ＥV1）、Ｒ（ＥU2、０）、Ｓ
（０、ＥV2）の値より前記式（20）、（21）に従つ
て中心位置Ｏ（ＥUO，ＥVO）を求める。これに従
つて、中心位置Ｏが検出基準軸ＥU，ＥVの交点
（原点）と一致するように演算回路３の出力端子
３００，３１０の信号電圧として、 ＲU＝−ＥＵＯ／ＫＵＬＵＭＵ …（22） ＲV＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶＭＶ …（23） を出力する。ここで、ＭU，ＭVは変換回路４の変
換係数であり、これより前述のように ＩU＝ＭUＲU＝−ＥＵＯ／ＫＵＬＵ …（18） ＩV＝ＭVＲV＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶ …（19） となり、これらの電流ＩU，ＩVを磁気センサの補
正用コイル１１，１２に流すことにより補正が終
了する。
られた移動体を適時回転させると、演算回路３に
入力される信号電圧ＥUi，ＥViは前述のように第
４図に示すような楕円又は円を描く。この時、検
出基準軸ＥU，ＥVと円又は楕円との交点Ｐ（ＥU
１、０）、Ｑ（０、ＥV1）、Ｒ（ＥU2、０）、Ｓ
（０、ＥV2）の値より前記式（20）、（21）に従つ
て中心位置Ｏ（ＥUO，ＥVO）を求める。これに従
つて、中心位置Ｏが検出基準軸ＥU，ＥVの交点
（原点）と一致するように演算回路３の出力端子
３００，３１０の信号電圧として、 ＲU＝−ＥＵＯ／ＫＵＬＵＭＵ …（22） ＲV＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶＭＶ …（23） を出力する。ここで、ＭU，ＭVは変換回路４の変
換係数であり、これより前述のように ＩU＝ＭUＲU＝−ＥＵＯ／ＫＵＬＵ …（18） ＩV＝ＭVＲV＝−ＥＶＯ／ＫＶＬＶ …（19） となり、これらの電流ＩU，ＩVを磁気センサの補
正用コイル１１，１２に流すことにより補正が終
了する。
このようにして誤差磁界が補正された後は、磁
気センサ１の出力は移動体自身による磁気が補償
されたものとなり、従つて出力端子２００，２１
０に得られる２つの信号により、前述の式(7)に従
つて角度θを求めれば正しい方角を計測すること
ができる。例えば、磁気センサの検出出力（Ｅ
U，ＥV）の何れかが零の時、即ち（０、＋ＥVi）
であれば東、（０、−ＥVi）であれば西、（−ＥUi、
０）であれば南、（＋ＥUi、０）であれば北とな
る。
気センサ１の出力は移動体自身による磁気が補償
されたものとなり、従つて出力端子２００，２１
０に得られる２つの信号により、前述の式(7)に従
つて角度θを求めれば正しい方角を計測すること
ができる。例えば、磁気センサの検出出力（Ｅ
U，ＥV）の何れかが零の時、即ち（０、＋ＥVi）
であれば東、（０、−ＥVi）であれば西、（−ＥUi、
０）であれば南、（＋ＥUi、０）であれば北とな
る。
ここで演算回路３としては、演算が単純である
ため、アナログ回路でも実現できるが、演算に必
要なデータの記憶および計算結果の記憶の必要性
を考えると、デジタル方式、特にマイクロコンピ
ユータを使つた方式が最適である。
ため、アナログ回路でも実現できるが、演算に必
要なデータの記憶および計算結果の記憶の必要性
を考えると、デジタル方式、特にマイクロコンピ
ユータを使つた方式が最適である。
第５図はマイクロコンピユータを使つた演算回
路の構成図であつて、３０は増幅器２０，２１の
出力信号ＥU，ＥVをデジタル信号に変換するため
のAD変換器、３１は演算の制御、データ保持等
を行うマイクロコンピユータ、３２はマイクロコ
ンピユータ３１から出力される信号をアナログ信
号に変換するためのDA変換器である。変換回路
４としては、第３図に示すような構造を持つ磁気
センサ１に対しては電圧−電流変換器が必要であ
るが、第３図においてコイル１１，１２の抵抗が
低い場合には、第６図に示すごとく、抵抗４０，
４１のみから成る回路でも十分である。
路の構成図であつて、３０は増幅器２０，２１の
出力信号ＥU，ＥVをデジタル信号に変換するため
のAD変換器、３１は演算の制御、データ保持等
を行うマイクロコンピユータ、３２はマイクロコ
ンピユータ３１から出力される信号をアナログ信
号に変換するためのDA変換器である。変換回路
４としては、第３図に示すような構造を持つ磁気
センサ１に対しては電圧−電流変換器が必要であ
るが、第３図においてコイル１１，１２の抵抗が
低い場合には、第６図に示すごとく、抵抗４０，
４１のみから成る回路でも十分である。
このようにして磁気センサ１に補正が施されれ
ば、移動体自身による誤差磁界ＨEは磁気センサ
１のコイル１１，１２に流れる電流ＩU，ＩVによ
つて生じる磁界ＨU，ＨVにより打ち消されるた
め、磁界Ｈを正確に測定することができ、移動体
の進行方向を正確に計測することができる。ここ
で、方角の計測は出力端子２００，２１０に得ら
れる信号を他の機器に入力して求めても良いし、
また演算回路３で求めてもよい。
ば、移動体自身による誤差磁界ＨEは磁気センサ
１のコイル１１，１２に流れる電流ＩU，ＩVによ
つて生じる磁界ＨU，ＨVにより打ち消されるた
め、磁界Ｈを正確に測定することができ、移動体
の進行方向を正確に計測することができる。ここ
で、方角の計測は出力端子２００，２１０に得ら
れる信号を他の機器に入力して求めても良いし、
また演算回路３で求めてもよい。
なお、上記誤差磁界を補正するための手順は一
度行えば方角計測の都度行う必要はない。但し自
動車の車体等の移動体の磁化が何らかの原因で変
化したときには、方角計測結果にも誤差が出て来
るようになるので、このようなときには上記補正
が必要となり、これが従来のように人手をほとん
ど必要とせず、自動的に行える所に本発明の効果
がある。
度行えば方角計測の都度行う必要はない。但し自
動車の車体等の移動体の磁化が何らかの原因で変
化したときには、方角計測結果にも誤差が出て来
るようになるので、このようなときには上記補正
が必要となり、これが従来のように人手をほとん
ど必要とせず、自動的に行える所に本発明の効果
がある。
以上のように、本発明によれば、磁気センサと
増幅器とを備えた計測装置本体に演算回路を付加
し、磁気センサの複数回転位置において得られる
複数組の信号から移動体自体の磁界による影響を
補償するための信号を求め、これを計測装置本体
に加えて上記影響を補償するようにしたので、手
動による面倒な補正を行うことなく、誤差磁界の
打消が可能であり、自動車、小型船舶用方角計測
装置としてきわめて有用である。
増幅器とを備えた計測装置本体に演算回路を付加
し、磁気センサの複数回転位置において得られる
複数組の信号から移動体自体の磁界による影響を
補償するための信号を求め、これを計測装置本体
に加えて上記影響を補償するようにしたので、手
動による面倒な補正を行うことなく、誤差磁界の
打消が可能であり、自動車、小型船舶用方角計測
装置としてきわめて有用である。
第１図は本発明の一実施例による方角計測装置
の回路構成図、第２図は磁気センサと地磁気およ
び誤差磁界の相対関係を示す図、第３図は補正磁
界発生用コイルを備えた磁気センサの構造を示す
斜視図、第４図は補正計算の方法を説明するため
の図、第５図はマイクロコンピユータを用いた演
算回路の回路構成図、第６図は変換回路の一例を
示す回路図である。 １……磁気センサ、２０，２１……増幅器、３
……演算回路、５……計測装置本体、６０，６１
……加算器。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
の回路構成図、第２図は磁気センサと地磁気およ
び誤差磁界の相対関係を示す図、第３図は補正磁
界発生用コイルを備えた磁気センサの構造を示す
斜視図、第４図は補正計算の方法を説明するため
の図、第５図はマイクロコンピユータを用いた演
算回路の回路構成図、第６図は変換回路の一例を
示す回路図である。 １……磁気センサ、２０，２１……増幅器、３
……演算回路、５……計測装置本体、６０，６１
……加算器。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動体自体の磁界による影響を補償して該移
動体の進行方向を計測するための信号を出力する
方角計測装置であつて、 上記移動体に装着され、該移動体自体の磁気及
び地磁気の水平成分を検出して、その上記移動体
の進行方向の成分に対応する信号及びこの進行方
向に垂直な方向の成分に対応する信号を出力する
検知部、及びこの検知部の周囲に互いに直交する
よう巻回され該検知部に補正用磁界を印加するた
めの１組の補正磁界発生用コイルからなる磁気セ
ンサと、 該磁気センサより得られる２つの信号をそれぞ
れ増幅して直流信号を出力する増幅器と、 上記磁気センサの複数の回転位置において上記
増幅器より得られる複数組の信号によつて描かれ
る円又は楕円軌跡と上記２方向の検出基準軸との
交点を求めて上記円又は楕円の中心位置を求め、
該中心位置が上記２つの検出基準軸の交点と一致
するよう上記補正磁界発生用コイルに誤差磁界補
正用の電流を供給する演算手段と、 それぞれ上記各増幅器の出力側に接続され、上
記磁気センサより得られる２つの信号を出力する
ための出力端子とを備えたことを特徴とする方角
計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP243081A JPS57116211A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Measuring device for direction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP243081A JPS57116211A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Measuring device for direction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57116211A JPS57116211A (en) | 1982-07-20 |
| JPS6244207B2 true JPS6244207B2 (ja) | 1987-09-18 |
Family
ID=11529039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP243081A Granted JPS57116211A (en) | 1981-01-09 | 1981-01-09 | Measuring device for direction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57116211A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57127807A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-09 | Toyota Motor Corp | Method and device for correcting output for azimuth detector |
| JPS5824810A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-14 | Nippon Soken Inc | 方位検出装置 |
| US4546551A (en) * | 1983-03-24 | 1985-10-15 | Prince Corporation | Electrical control system |
| US4677381A (en) * | 1984-10-19 | 1987-06-30 | Prince Corporation | Flux-gate sensor electrical drive method and circuit |
| US5010653A (en) * | 1988-02-29 | 1991-04-30 | Digicourse, Inc. | Apparatus and method for determining azimuth, pitch and roll |
| US5105548A (en) * | 1988-02-29 | 1992-04-21 | Digicourse, Inc. | Apparatus and method for determining azimuth, pitch and roll |
| US6301794B1 (en) | 1999-05-27 | 2001-10-16 | Johnson Controls, Inc. | Vehicle compass system with continuous automatic calibration |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5148037B2 (ja) * | 1974-02-26 | 1976-12-18 |
-
1981
- 1981-01-09 JP JP243081A patent/JPS57116211A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57116211A (en) | 1982-07-20 |
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