專利名稱：校準(zhǔn)程序及電子羅盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來對(duì)檢測(cè)地磁的磁傳感器的輸出進(jìn)行校正的校準(zhǔn)程序及 具備它的電子羅盤。
背景技術(shù)：
電子羅盤是利用磁傳感器的輸出、根據(jù)基準(zhǔn)方向計(jì)算方位角的設(shè)備。 該電子羅盤由于搭載在便攜電話等的便攜設(shè)備中，所以有因便攜設(shè)備內(nèi)的 周邊部件的磁化的影響而不能正確地計(jì)算方位的情況。即，雖然磁傳感器 在僅發(fā)生對(duì)應(yīng)于地磁的輸出的情況下能夠正確地求出方位，但如果磁傳感
器的周邊部件等磁化，則在磁傳感器的輸出中加上了誤差(offset),不能 得到對(duì)應(yīng)于地磁量的輸出。
作為修正該磁傳感器的輸出的誤差的方法，有如下方法使搭載了電 子羅盤的設(shè)備分別向X軸方向、Y軸方向、Z軸方向旋轉(zhuǎn)、計(jì)算其輸出的 最大值和最小值的平均來修正誤差(專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2005-265414號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù))

發(fā)明內(nèi)容
但是，在以往的誤差修正方法中，根據(jù)分別相對(duì)于X軸、Y軸、Z軸 旋轉(zhuǎn)時(shí)的許多繪圖求出各個(gè)軸的輸出的最大值、最小值，所以運(yùn)算量很多， 有CPU的負(fù)荷較大的問題。此外，由于需要用戶沿X軸、Y軸、Z軸的各 方向旋轉(zhuǎn)設(shè)備，所以有誤差修正操作較復(fù)雜的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)算量較少、并且不讓用戶意識(shí)到而能夠校 正磁傳感器的輸出的校準(zhǔn)程序及電子羅盤。
本發(fā)明的校準(zhǔn)程序，是能夠由計(jì)算機(jī)執(zhí)行、求出磁傳感器的輸出的基 準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)程序，其特征在于，上述校準(zhǔn)程序包括在三維空間中利用上 述磁傳感器的至少4個(gè)輸出作出至少兩個(gè)三角形的順序；求出上述三角形的各自的外接圓的順序；以及求出通過各個(gè)外接圓的中心的法線矢量的交 點(diǎn)作為上述基準(zhǔn)點(diǎn)的順序。
根據(jù)該程序，能夠以較少的運(yùn)算量求出磁傳感器輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁 矢量的原點(diǎn))，能夠進(jìn)行誤差修正。此外，由于用來求出上述基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè) 數(shù)據(jù)僅通過使搭載有羅盤模塊ll的設(shè)備傾斜±30°就能夠得到，所以能夠 不讓用戶意識(shí)到而校正磁傳感器的輸出。
在本發(fā)明的校準(zhǔn)程序中，優(yōu)選的是，求出上述至少4個(gè)輸出，以使其 滿足各輸出間的距離為預(yù)先設(shè)定的距離以上；以及上述至少兩個(gè)三角形 的平面角度以90。為中心在預(yù)先設(shè)定的范圍(A6)以內(nèi)。
在本發(fā)明的校準(zhǔn)程序中，優(yōu)選的是，上述基準(zhǔn)點(diǎn)通過對(duì)上述假想球的 中心群進(jìn)行平均化來求出，上述假想球的中心群是收集多個(gè)上述至少4個(gè) 輸出的組、并根據(jù)各個(gè)至少4個(gè)輸出的組來求出的。在此情況下，優(yōu)選的 是，求出上述至少4個(gè)輸出，以使其滿足各輸出間的距離為預(yù)先設(shè)定的 距離以上；從求出的上述假想球的中心位置到各輸出的距離在預(yù)先設(shè)定的 范圍內(nèi)；以及上述至少兩個(gè)三角形的平面角度以90。為中心在預(yù)先設(shè)定的 范圍(/W)以內(nèi)。
本發(fā)明的電子羅盤的特征在于，具備羅盤模塊，具有磁傳感器；以 及控制單元，包括上述校準(zhǔn)程序和方位計(jì)算程序，上述校準(zhǔn)程序利用上述 磁傳感器的輸出來求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)，上述方位計(jì)算程序利用 上述磁傳感器的輸出來求出方位。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以較少的運(yùn)算量求出磁傳感器輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁 矢量的原點(diǎn))，能夠進(jìn)行誤差修正。此外，由于用來求出上述基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè) 數(shù)據(jù)僅通過使搭載有羅盤模塊ll的設(shè)備傾斜±30°就能夠得到，所以能夠 不讓用戶意識(shí)到而校正磁傳感器的輸出來求出方位。
在本發(fā)明的電子羅盤中，優(yōu)選的是，上述控制單元具有多個(gè)能夠保存 上述至少4個(gè)輸出的緩存器，根據(jù)規(guī)定的條件判斷是否能夠?qū)碜陨鲜龃?傳感器的輸出保存于上述多個(gè)緩存器。
在本發(fā)明的電子羅盤中，優(yōu)選的是，上述控制單元根據(jù)上述磁傳感器 的環(huán)境變化而自動(dòng)地啟動(dòng)上述校準(zhǔn)程序。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子羅盤的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2 (a) 圖2 (d)是用來說明有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的校準(zhǔn)的原理 的圖。
圖3是用來說明收集4點(diǎn)時(shí)的順序的流程圖。 圖4是用來說明通過圖3所示的順序進(jìn)行的4點(diǎn)的收集的概念圖。 圖5是表示將N組的4點(diǎn)收集到緩存器(0) 緩存器(N-l)中的順 序的流程圖。
圖6是表示將N組的4點(diǎn)收集到緩存器(0) 緩存器(N-l)中的順 序的流程圖。
圖7是用來說明通過圖5及圖6所示的順序進(jìn)行的多組的4點(diǎn)的收集 的概念圖。
圖8是用來說明多組的4點(diǎn)的收集時(shí)的緩存器保存狀態(tài)的圖。 圖9是用來說明假想球中心的平均化的密集度的圖。 圖IO是用來說明使用有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的校準(zhǔn)程序的校準(zhǔn)方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地說明。
圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子羅盤的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖1 所示的電子羅盤1主要由羅盤模塊11、和控制部12構(gòu)成。羅盤模塊ll具 有磁傳感器部111。此外，控制部12具有利用磁傳感器部111的輸出求出 方位的方位計(jì)算程序121、和利用磁傳感器部111的輸出求出磁傳感器的輸 出的基準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)程序122。此外，控制部12具有能夠保存至少4個(gè)輸出 的多個(gè)緩存器。
羅盤模塊11的磁傳感器部111的磁傳感器在磁檢測(cè)用中使用對(duì)應(yīng)于至 少3軸的結(jié)構(gòu)。對(duì)于構(gòu)成磁傳感器的傳感器元件的種類沒有特別的限制。 例如，作為傳感器元件，既可以是GMR (Giant MagnetoResistance:巨磁 阻)、AMR (Anisotropic MagnetoResistance:各向異性磁電阻)、TMR (Tunnel MagnetoResistance:隧道磁電阻)等的磁阻效應(yīng)元件，也可以是霍爾元件。此外，在羅盤模塊11中，包含有用來對(duì)磁傳感器部111施加電壓或磁場(chǎng)的 處理部及將來自磁傳感器部111的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的處理部等。
控制部12作為驅(qū)動(dòng)羅盤模塊11的驅(qū)動(dòng)軟件而至少具有方位計(jì)算程序
121和校準(zhǔn)程序122。關(guān)于方位計(jì)算程序121，只要能夠基于來自羅盤模塊 11的磁檢測(cè)信息求出相對(duì)于基準(zhǔn)方向的方位角，則對(duì)于其方法沒有特別的 限制。
校準(zhǔn)程序122是求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)的程序。如果在搭載有 羅盤模塊的設(shè)備的附近存在磁化的部件，則在來自磁傳感器部111的輸出 中加上了誤差而不能得到正確的磁檢測(cè)信息。即，如果是這樣的狀況下， 地磁矢量相對(duì)于磁傳感器輸出的關(guān)系變得不明確，所以通過校準(zhǔn)程序122 求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁矢量的原點(diǎn))(誤差修正)。
校準(zhǔn)程序122是能夠通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行的、求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn) 點(diǎn)的校準(zhǔn)程序，包括在三維空間中利用上述磁傳感器的至少4個(gè)輸出作出 至少兩個(gè)三角形的第1順序、求出上述三角形的各自的外接圓的第2順序、 和求出通過各個(gè)外接圓的中心的法線矢量的交點(diǎn)而作為上述基準(zhǔn)點(diǎn)的第3
圖2 (a) 圖2 (d)是用來說明有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的校準(zhǔn)的原理 的圖。另外，圖2中的假想球是以求出的磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)為中心 的球體，記載在假想球中的X軸、Y軸、Z軸的交點(diǎn)與球體的中心之間的 距離相當(dāng)于誤差。因而，通過以下的順序，求出加入有誤差的狀態(tài)的磁傳 感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁矢量的原點(diǎn))。
在第1順序中，如圖2 (a)所示，求出三維空間中的磁傳感器輸出。 該磁傳感器輸出是在用戶移動(dòng)了搭載有羅盤模塊ll的設(shè)備時(shí)在磁傳感器部 111檢測(cè)到的檢測(cè)數(shù)據(jù)。為了作出后述的兩個(gè)三角形，至少需要4點(diǎn)該檢測(cè) 數(shù)據(jù)。并且，如圖2 (b)所示，利用在第1順序中求出的至少4點(diǎn)的檢測(cè) 數(shù)據(jù)作出三角形21、 22。另夕卜，檢測(cè)數(shù)據(jù)可以僅通過將搭載有羅盤模塊ll 的設(shè)備傾斜±30°左右來得到。
在第2順序中，如圖2 (c)所示，求出三角形21、 22各自的外接圓 23、 24。在圖2 (c)中，外接圓23是三角形21的外接圓，外接圓24是三 角形22的外接圓。求出各外接圓23、 24是為了得到上述假想球的切斷面。在第3順序中，如圖2(d)所示，求出通過各個(gè)外接圓23、 24的中心 的法線矢量25、 26的交點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。法線矢量25是外接圓23的法線矢 量。法線矢量26是外接圓24的法線矢量。如上所述，各個(gè)外接圓23、 24 是假想球的切斷面，作為該切斷面的垂線的法線矢量25、 26通過假想球的 中心。因而，各個(gè)法線矢量25、 26的交點(diǎn)為假想球的中心。這樣，求出作 為假想球的中心的磁傳感器輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁矢量的原點(diǎn))。
這樣，有關(guān)本實(shí)施方式的校準(zhǔn)程序可以通過較少的運(yùn)算量求出磁傳感 器輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁矢量的原點(diǎn))，能夠進(jìn)行誤差修正。此外，在本實(shí)施 方式中，用來求出上述基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以通過將搭載有羅盤模塊ll的 設(shè)備傾斜±30°左右來得到，所以能夠不讓用戶意識(shí)到而校正磁傳感器的 輸出。
在具備本發(fā)明的校準(zhǔn)程序的電子羅盤中，考慮根據(jù)放置羅盤模塊的環(huán) 境、例如溫度變化等而傳感器輸出變動(dòng)。在此情況下，在電子羅盤中，優(yōu) 選地進(jìn)行設(shè)定以便能夠自動(dòng)地校正環(huán)境變化帶來的變動(dòng)。在此情況下，監(jiān) 視由上述校準(zhǔn)程序求出的假想球的半徑(地磁矢量的大小)，檢測(cè)到地磁矢 量變動(dòng)的情況，使校準(zhǔn)程序啟動(dòng)。例如，對(duì)地磁矢量的大小是否變動(dòng)幾十 %進(jìn)行閾值判斷，在超過了該閾值時(shí)使校準(zhǔn)程序啟動(dòng)。通過進(jìn)行這樣的設(shè) 定，能夠不讓用戶意識(shí)到而自動(dòng)地進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠在電子羅盤中總是進(jìn)行 正確的方位計(jì)算。
在本發(fā)明的校準(zhǔn)程序中，為了作出兩個(gè)三角形而至少收集4點(diǎn)。在該4 點(diǎn)的收集方法中，考慮兩個(gè)條件各點(diǎn)間的距離是預(yù)先設(shè)定的距離以上； 以及兩個(gè)三角形的平面角度以90。為中心在預(yù)先設(shè)定的范圍(A0)以內(nèi)。
圖3是用來說明收集4點(diǎn)時(shí)的順序的流程圖。此外，圖4是用來說明 通過圖3所示的順序進(jìn)行的4點(diǎn)的收集的概念圖。在圖3及圖4中，設(shè)任 意的傳感器輸出值為PNEW、收集的4點(diǎn)的傳感器輸出值為PA、 Pb、 Pc、 Pd。 如圖3所示，首先，進(jìn)行第1點(diǎn)的收集并將該傳感器輸出值P庇w設(shè)為Pa
(STll)。接著，進(jìn)行第2點(diǎn)的收集，判斷該傳感器輸出值PNEW是否與PA
相隔規(guī)定距離以上(ST12)，如果相隔規(guī)定距離以上，則將該傳感器輸出值 P呢w作為PB (ST13)。
接著，進(jìn)行第3點(diǎn)的收集，判斷該傳感器輸出值PNEW是否與PA相隔規(guī)定距離以上、以及P恥w是否與PB相隔規(guī)定距離以上(ST14)，如果都相 隔規(guī)定距離以上，則將該傳感器輸出值P旭w作為Pc (ST15)。接著，進(jìn)行 第4點(diǎn)的收集，判斷該傳感器輸出值P他w是否與PA相隔規(guī)定距離以上、 PNEW是否與PB相隔規(guī)定距離以上、以及PNEW是否與Pc相隔規(guī)定距離以上 (ST16)，如果都相隔規(guī)定距離以上，則再判斷兩個(gè)三角形21、 22的平面 角度(兩個(gè)三角形的面所成的角度)是否在90° 士A0的范圍內(nèi)(ST17)。 并且，如果平面角度在90。 士A0的范圍內(nèi)，則將該傳感器輸出值P艦w作 為P。 (ST18)。
在這樣的方法中，由于從隨機(jī)的傳感器輸出中收集符合上述條件的4 點(diǎn)，所以不需要使操作電子羅盤的用戶進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作，就能夠執(zhí)行校準(zhǔn)。
實(shí)際上，因從電子電路產(chǎn)生的噪音、AD變換等的精度，在磁傳感器的 輸出中產(chǎn)生誤差。所以，為了將這樣的誤差排除而正確地求出假想球的中 心(基準(zhǔn)點(diǎn))，優(yōu)選地收集多個(gè)上述那樣的4點(diǎn)的組、并將由各個(gè)4點(diǎn)的組 求出的假想球的中心群平均化。在該平均化中，將認(rèn)為誤差大的密集度較 低的假想球中心群排除，僅對(duì)密集度較高的假想球中心群進(jìn)行平均化。
在該多組的4點(diǎn)的收集方法中，考慮如下三個(gè)條件各點(diǎn)間的距離是 預(yù)先設(shè)定的距離以上；從求出的假想球的中心位置到各點(diǎn)Pa、 Pb、 Pc、 Pd 的距離在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)；以及三角形的平面角度以90。為中心在預(yù)先 設(shè)定的范圍(A0)以內(nèi)。
在收集多組的4點(diǎn)的情況下，使各組的4點(diǎn)都獨(dú)立、任意的繪圖點(diǎn)不 被多組共有。即，繪圖的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為"4點(diǎn)的組數(shù)X4"。在此情況下，準(zhǔn)備 多個(gè)4點(diǎn)收集用緩存器，按照上述圖3所示的順序?qū)鞲衅鬏敵霰４嬖诟?緩存器中。另外，為了使緩存器均等地循環(huán)，從成功進(jìn)行了前次保存的下 一緩存器開始保存繪圖點(diǎn)。
圖5及圖6是表示將N組的4點(diǎn)收集到緩存器(0) 緩存器(N-l)
中的順序的流程圖。另外，在執(zhí)行該順序之前，將緩存器索引(i)初始化 為0。
如圖5所示，判斷在緩存器(i)中是否結(jié)束了 4點(diǎn)收集(ST21)，如 果結(jié)束了4點(diǎn)收集，則更新緩存器索引(ST23)，如果4點(diǎn)收集沒有結(jié)束， 則以上述圖3所示的順序進(jìn)行4點(diǎn)收集(ST22)。接著，判斷通過4點(diǎn)收集得到的傳感器輸出的向緩存器的保存是否結(jié)束(ST24)，如果保存結(jié)束，則 更新緩存器索引(ST23)。將這樣的處理重復(fù)N次。
在緩存器索引的更新中，如圖6所示，將緩存器號(hào)碼i增加l (ST31)， 判斷增加了 1后的數(shù)是否是N以上(ST32)，如果增加了 1以后的數(shù)是N 以上，則將緩存器號(hào)碼i初始化(設(shè)為0) (ST33)。
圖7是用來說明通過圖5及圖6所示的順序進(jìn)行的多組的4點(diǎn)的收集 的概念圖。此外，圖8是用來說明多組的4點(diǎn)的收集時(shí)的緩存器保存狀態(tài) 的圖。
例如，對(duì)傳感器輸出顯示出圖7所示的軌跡、并從其中的多個(gè)繪圖點(diǎn) 群收集多組的4點(diǎn)的情況進(jìn)行說明。這里，對(duì)收集5組4點(diǎn)的情況進(jìn)行說 明。首先，對(duì)于保存預(yù)先準(zhǔn)備的4點(diǎn)的多個(gè)緩存器，如圖8 (a)所示，無 條件地保存最初的繪圖點(diǎn)。即，最初的5個(gè)繪圖點(diǎn)(PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5)作為第1點(diǎn)被保存在各個(gè)緩存器中。
在對(duì)接著收集的繪圖點(diǎn)(PA6)嘗試向各緩存器的保存時(shí)，檢索保存該 繪圖點(diǎn)(PA6)的緩存器。該檢索順序從保存了之前的繪圖點(diǎn)的緩存器的下 一緩存器開始進(jìn)行。這里，由于將之前的繪圖點(diǎn)(PA5)保存在緩存器5中， 所以從緩存器1開始嘗試保存。繪圖點(diǎn)(PA6)由于離各緩存器的第1點(diǎn)(Pa,、 PA2、 PA3、 Pm、 PA5)的距離較短，所以不滿足上述條件，所以被丟棄。對(duì) 于繪圖點(diǎn)(PA7)也為同樣的條件而被丟棄。
對(duì)于接著收集的繪圖點(diǎn)(PB1)，由于與緩存器1的第1點(diǎn)(PA1)相隔 規(guī)定距離以上，所以如圖8 (b)所示，作為緩存器1的第2點(diǎn)保存。同樣， 對(duì)于繪圖點(diǎn)(PB2 PB5)及繪圖點(diǎn)(PC1 PC5)也如圖8 (c)所示，作為第 2點(diǎn) 第3點(diǎn)依次向滿足距離條件的緩存器保存。此外，關(guān)于各緩存器的第 4點(diǎn)，除了距離條件以外，還檢查兩個(gè)三角形的平面角度條件，如果滿足條 件，則如圖8 (d)所示那樣保存。
對(duì)于這樣的多個(gè)緩存器(這里是緩存器1 5)的繪圖點(diǎn)(傳感器輸出) 的保存，不是對(duì)各個(gè)緩存器都保存一組繪圖點(diǎn)(這里是4個(gè)繪圖點(diǎn))后對(duì) 下一緩存器保存的方式，而是以在滿足上述條件之中以得到繪圖點(diǎn)的順序 依次對(duì)緩存器保存的方式進(jìn)行。即，如圖8 (b)、圖8 (c)所示，在一個(gè) 緩存器中還存在保存區(qū)域的狀態(tài)下對(duì)其他緩存器進(jìn)行保存。這樣，對(duì)所有的緩存器判斷上述條件并依次保存得到的繪圖點(diǎn)，由此與在滿足上述條件 的4點(diǎn)的繪圖點(diǎn)聚集為一組后進(jìn)行下一繪圖點(diǎn)的收集的情況相比，能夠通 過更少的收集次數(shù)收集多組的繪圖點(diǎn)，并且以更短的時(shí)間、不讓用戶意識(shí) 到就能夠完成校準(zhǔn)。這種對(duì)多個(gè)緩存器的繪圖點(diǎn)的保存通過控制部12控制。 另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于對(duì)各緩存器均等地依次保存第1點(diǎn) 第4 點(diǎn)的情況進(jìn)行了說明，但由于各緩存器通過固有的條件(距離及平面角度) 進(jìn)行繪圖點(diǎn)的保存，所以各緩存器中的繪圖點(diǎn)充足率也可以不均勻。例如， 在用戶不進(jìn)行使裝置旋轉(zhuǎn)等的用來校準(zhǔn)的特別的操作的情況下，有時(shí)沿著
如圖7中的虛線那樣的軌跡。在此情況下，在點(diǎn)PE雖然也不能保存到緩存 器1中，但能夠滿足緩存器5的保存條件。這樣，對(duì)所有的緩存器判斷條 件而依次保存，由此即使在傳感器的軌跡沒有擴(kuò)大到較大的范圍的情況下 也能夠高效率地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。
根據(jù)這樣得到的多組的4點(diǎn)分別計(jì)算假想球的中心，通過將其平均化 來求出本來的假想球中心。在假想球中心的平均化中，從多個(gè)假想球中心 群中僅將密集度較高的部分平均化。例如，如圖9所示，在計(jì)算了5個(gè)球 中心(d C5)的情況下，將密集度較高的部分(C, C3)的3個(gè)假想球 中心平均化，C4、 C5認(rèn)為噪音較大而除去。通過這樣求出假想球中心，能 夠僅根據(jù)噪音較小的4點(diǎn)的輸出的組求出假想球中心。因此，不僅是對(duì)多 個(gè)假想球中心進(jìn)行簡(jiǎn)單平均的情況，即使與根據(jù)多個(gè)輸出直接進(jìn)行矩陣運(yùn) 算而求出中心的方法相比也能夠減輕噪音的影響而高精度地求出假想球。
密集度的高度，首先在各假想球中心中求出從自身位置(Cn)到其他 假想球中心的距離的總和(Ln)(例如在C,的情況下的各距離(C, C2、 d C3、 d C4、 C, Cs)的總和(L,))，求出距離總和的平均(LAVE= (L,+L.2+L3+L4+Ls) /5)，在U比距離總和的平均(L憑)小或相等的情況 下，認(rèn)為是密集度較高的部分的假想球中心。
接著，對(duì)上述電子羅盤的校準(zhǔn)的方法進(jìn)行說明。圖10是用來說明使用 有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的校準(zhǔn)程序的校準(zhǔn)方法的流程圖。
首先，如果使電子羅盤l啟動(dòng)(ST41)，則判斷是否有環(huán)境變化，即是 否發(fā)生了傳感器漂移(ST42)。這里，在最初啟動(dòng)電子羅盤1時(shí)，進(jìn)行不發(fā) 生傳感器漂移的動(dòng)作。如果沒有發(fā)生傳感器漂移，則控制部12的校準(zhǔn)程序122啟動(dòng)(ST43)。
接著，通過羅盤模塊11的磁傳感器部111得到校準(zhǔn)用的至少4點(diǎn)的檢 測(cè)數(shù)據(jù)(磁傳感器輸出)。在此情況下，為了得到檢測(cè)數(shù)據(jù)，需要用戶將搭 載有羅盤模塊11的設(shè)備移動(dòng)規(guī)定量，所以例如判斷設(shè)備是否移動(dòng)了規(guī)定距 離(ST44)。該判斷通過例如閾值判斷等的方法進(jìn)行。如果設(shè)備移動(dòng)了規(guī)定 距離，則提取4點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)(ST45)，利用該檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過校準(zhǔn)程序求 出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)。
艮口，利用4個(gè)磁傳感器的輸出而作出至少兩個(gè)三角形21、 22 (ST46)。 接著，求出這些三角形21、 22的各自的外接圓23、 24 (ST47)。進(jìn)而，求 出通過各個(gè)外接圓23、 24的中心的法線矢量25、 26的交點(diǎn)，并作為基準(zhǔn) 點(diǎn)(ST48)。由于求出的基準(zhǔn)點(diǎn)為地磁矢量的原點(diǎn)，所以利用該基準(zhǔn)點(diǎn)通過 方位計(jì)算程序121求出方位。
如果因電子羅盤1的環(huán)境變化而發(fā)生傳感器漂移(ST42)，則判斷由校 準(zhǔn)程序122求出的地磁矢量的大小(假想球的半徑)是否變動(dòng)了規(guī)定量 (ST49)。并且，在地磁矢量的大小變動(dòng)了規(guī)定量時(shí)，判斷為需要再校準(zhǔn)， 自動(dòng)地再次進(jìn)行校準(zhǔn)(ST43 ST48)。
這樣，在本發(fā)明的電子羅盤中，能夠以較少的運(yùn)算量求出磁傳感器輸 出的基準(zhǔn)點(diǎn)(地磁矢量的原點(diǎn))，能夠進(jìn)行誤差修正。此外，由于用來求出 上述基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以僅通過將搭載有羅盤模塊的設(shè)備傾斜±30°左
右來得到，所以能夠不使用戶意識(shí)到而校正磁傳感器的輸出來求出方位。 進(jìn)而，由于對(duì)應(yīng)于電子羅盤的環(huán)境變化而自動(dòng)地進(jìn)行再校正，所以能夠不 讓用戶意識(shí)到而總是進(jìn)行正確的方位計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明，由于在三維空間中利用上述磁傳感器的至少4個(gè)輸出作 出至少兩個(gè)三角形，求出上述三角形的各自的外接圓，求出通過各個(gè)外接 圓的中心的法線矢量的交點(diǎn)作為上述基準(zhǔn)點(diǎn)，所以能夠提供運(yùn)算量較少、 并且能夠不讓用戶意識(shí)到而校正磁傳感器的輸出的校準(zhǔn)程序及電子羅盤。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變更來實(shí)施。例如，在 上述實(shí)施方式中，對(duì)于在電子羅盤中羅盤模塊與控制部獨(dú)立地構(gòu)成的情況 進(jìn)行了說明，但在本發(fā)明中，在電子羅盤中羅盤模塊與控制部也可以一體 地構(gòu)成。只要不脫離本發(fā)明的目的的范圍，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
權(quán)利要求
1、一種校準(zhǔn)程序，其是能夠由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的、求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)程序，其特征在于，上述校準(zhǔn)程序包括在三維空間中利用上述磁傳感器的至少4個(gè)輸出來作出至少兩個(gè)三角形的順序；求出上述三角形的各自的外接圓的順序；以及求出通過各個(gè)外接圓的中心的法線矢量的交點(diǎn)并作為上述基準(zhǔn)點(diǎn)的順序。
2、 如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)程序，其特征在于，求出上述至少4個(gè)輸出，以使其滿足各輸出間的距離為預(yù)先設(shè)定的 距離以上；以及上述至少兩個(gè)三角形的平面角度以90。為中心在預(yù)先設(shè)定 的范圍(A6)以內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)程序，其特征在于， 上述基準(zhǔn)點(diǎn)通過對(duì)上述假想球的中心群進(jìn)行平均化來求出，上述假想球的中心群是收集多個(gè)上述至少4個(gè)輸出的組、并根據(jù)各個(gè)至少4個(gè)輸出 的組來求出的。
4、 如權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)程序，其特征在于，求出上述至少4個(gè)輸出，以使其滿足各輸出間的距離為預(yù)先設(shè)定的 距離以上；從求出的上述假想球的中心位置到各輸出的距離在預(yù)先設(shè)定的 范圍內(nèi)；以及上述至少兩個(gè)三角形的平面角度以90。為中心在預(yù)先設(shè)定的 范圍(A0)以內(nèi)。
5、 一種電子羅盤，其特征在于，具備 羅盤模塊，具有磁傳感器；以及控制單元，包括校準(zhǔn)程序和方位計(jì)算程序，上述校準(zhǔn)程序是利用上述 磁傳感器的輸出來求出磁傳感器的輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)的、如權(quán)利要求1 4中任 一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)程序，上述方位計(jì)算程序利用上述磁傳感器的輸出來求出 方位。
6、 如權(quán)利要求5所述的電子羅盤，其特征在于，上述控制單元具有多個(gè)能夠保存上述至少4個(gè)輸出的緩存器，根據(jù)規(guī) 定的條件，判斷是否能夠?qū)碜陨鲜龃艂鞲衅鞯妮敵霰４嬗谏鲜龆鄠€(gè)緩存 器。
7、如權(quán)利要求5或6所述的電子羅盤，其特征在于，上述控制單元根據(jù)上述磁傳感器的環(huán)境變化而自動(dòng)地啟動(dòng)上述校準(zhǔn)程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種校準(zhǔn)程序及電子羅盤。本發(fā)明的校準(zhǔn)程序包括在三維空間中利用磁傳感器的至少4個(gè)輸出作出至少兩個(gè)三角形(21、22)的順序、求出上述三角形(21、22)的各自的外接圓(23、24)的順序、和求出通過各個(gè)外接圓(23、24)的中心的法線矢量(25、26)的交點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)的順序。
文檔編號(hào)G01C17/32GK101438131SQ20078001657
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日
發(fā)明者山田幸光, 川原田勝之, 廣部希世 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社