DE102004007775A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen eines Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Auffinden eines Neigungswinkels in einem neigungskompensierten elektronischen Kompass beschrieben. Das Verfahren findet den Neigungswinkel, der für die augenblickliche Umgebung passend ist, um einen genaueren Azimutwinkel zu berechnen, wenn der Azimutwinkel des neigungskompensierten elektronischen Kompasses gemessen wird. Das Verfahren zum Auffinden des optimalen Neigungswinkels in einer festgelegten Umgebung unter Verwendung eines elektronischen Kompasses, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor umfasst, enthält die folgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels, die die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensors bezüglich eines Referenzazimutwinkels angibt; b) falls der elektronische Kompass leicht geneigt ist bezüglich des Referenzazimutwinkels schrittweises Erhöhen eines Neigungswinkels innerhalb eines festgelegten Suchbereichs für den Neigungswinkel und Berechnen von Azimutwinkeln, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind; c) Vergleichen der berechneten Azimutwinkel mit dem festgelegten Referenzazimutwinkel und Auffinden desjenigen Azimutwinkels, der dem Referenzazimutwinkel am nächsten liegt, von den berechneten Azimutwinkeln und d) Setzen des Neigungswinkels, der bei dem gefundenen Azimutwinkel angewendet wird, auf einen bestimmten Neigungswinkel, der einem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist, sodass ein genauerer Azimutwinkel durch den neigungskompensierten elektronischen Kompass, der ...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass, insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen des Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass, der einen Neigungswinkel findet, bevor ein Azimutwinkel erfasst wird, und der für gegenwärtige Umgebungen geeignet ist, und der dadurch auf der Grundlage des bestimmten Neigungswinkels einen genaueren Azimutwinkel des elektronischen Kompasses, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor besitzt, ermittelt.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In jüngster Zeit sind kleine und kostengünstige geomagnetische Sensormodule entwickelt worden. Im Rahmen der zunehmenden Entwicklung der MEMS-Technologie (Micro-Electro Mechanical Systems) sind neue geomagnetische Sensormodule in Chipgröße entwickelt und für eine Vielzahl von Anwendungen benutzt worden. Es besteht jedoch Bedarf an einer speziellen Anwendung, bei der verhindert wird, dass der geomagnetische Sensor horizontal festgehalten wird, um einen Neigungswinkel (einen magnetischen Neigungswinkel) zu beachten, der einen Inklinationswinkel entspricht, woraus die Schwierigkeit resultiert, einen korrekten Azimutwinkel zu berechnen, wenn lediglich ein zweiachsiger geomagnetischer Sensor benutzt wird.
  • Dementsprechend ist es bei der oben erwähnten speziellen Anwendung, bei der der geomagnetische Sensor nicht horizontal festgehalten wird, erforderlich, einen geneigten Zustand oder einen Inklinationszustand zu kompensieren, um einen horizontalen Zustand zu schaffen, und der Azimutwinkel muss in dem horizontalen Zustand ermittelt werden. Zu diesem Zweck müssen ein zweiachsiger geomagnetischer Sensor und ein Beschleunigungssensor zum Erfassen des Neigungsgrades oder der Inklination gleichzeitig benutzt werden, um den Azimuthfehler durch Konvertieren einer geneigten Koordinate in eine horizontale Koordinate auszugleichen.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen allgemeinen dreiachsigen geomagnetischen Sensor und 1b ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen allgemeinen zweiachsigen geomagnetischen Sensor. Der in 1a gezeigte dreiachsige geomagnetische Sensor ist hinsichtlich seines Einbauraumes begrenzt, sodass es schwierig ist, den dreiachsigen geomagnetischen Sensor bei kleinen Multimediageräten usw. einzusetzen. Dementsprechend wurden in jüngster Zeit eine Reihe von Verfahren entwickelt und erforscht, um die geneigte Koordinate unter Verwendung des in 1b gezeigten zweiachsigen geomagnetischen Sensors zu kompensieren.
  • 2 ist ein Blockdiagramm und zeigt einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, der in einem herkömmlichen elektronischen Kompass benutzt wird.
  • Bezug nehmend auf 2 umfasst der zweiachsige geomagnetische Sensor, der in einem herkömmlichen elektronischen Kompass benutzt werden kann, einen geomagnetischen Sensor 21 zum Detektieren eines geomagnetischen Azimutwinkels; einen Beschleunigungssensor 22 zum Erfassen eines geneigten geomagnetischen Winkels bezüglich des Horizonts; eine analogen Prozessor 23 zum Verstärken von durch die Sensoren 21 und 22 erfassten Signalen 21 und 22 und zum Filtern der verstärkten Signale; einen A/D-Wandler 24 zum Umwandeln des Ausgangssignals des analogen Prozessors 23 in ein digitales Signal; und einen digitalen Prozessor 25 zum Berechnen eines geomagnetischen Azimutwinkels auf der Grundlage des von dem A/D-Wandler 24 empfangenen digitalen Signals.
  • In diesem Fall ist der geomagnetische Sensor 21 ein vorgeschriebener Sensor zum Erfassen/Messen der Intensität des Magnetfelds der Erde und umfasst Sen soren für die X-Achse und die Y-Achse, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
  • Ein Verfahren zum Kompensieren des Neigungswinkels bei dem oben beschriebenen herkömmlichen elektronischen Kompass wird nachfolgend beschrieben.
  • Der herkömmliche elektronische Kompass muss die gedrehte Koordinate in eine horizontale Koordinate umwandeln, wobei die nachfolgende Gleichung 1 verwendet Wird, die als Koordinatenumwandlungsgleichung zwischen der geneigten Koordinate und der horizontalen Koordinate dient. Die nachfolgende Gleichung 2 wird als Koordinatenumwandlungsmatrix benutzt.
  • 3a ist ein Diagramm und stellt die Beziehung zwischen der horizontalen Koordinate und der gedrehten Koordinate dar. Bezug nehmend auf 3 bedeutet „Θ" den geneigten Winkel der X-Achse der horizontalen Koordinate, und „Φ" ist der geneigte Winkel der Y-Achse der horizontalen Koordinate. „Xh", „Yh", und „Zh" sind unterschiedliche Werte der horizontalen Koordinate, und „Xmc", „Ymc", und „Zmc" sind unterschiedliche Werte der gedrehten Koordinate.
  • Gleichung 1
    Figure 00030001
  • Gleichung 2
    Figure 00040001
  • Mit der nachfolgenden Gleichung 3 wird der Azimutwinkel „ψ" berechnet. Die Werte „Xmc", „Ymc", und „Zmc" und die Winkel „θ" und „Φ" werden benötigt, um den Azimutwinkel „ψ" zu berechnen. Die Winkel „θ" und „Φ" werden durch einen zweiachsigen Beschleunigungssensor ermitttelt, und die Werte „Xmc" und „Ymc" werden durch einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor erfasst, die oben erwähnten zweiachsigen Sensoren können jedoch den „Zmc"-Wert nicht berechnen.
  • Gleichung 3
    Figure 00040002
  • Die nachfolgende Gleichung 4 beschreibt die Berechnung der Winkel „θ" und „Φ", die durch den Beschleunigungssensor erfasst werden.
  • Gleichung 4
    Figure 00040003
  • Bezug nehmend auf die oben angegebene Gleichung 4 bedeutet „g" die Beschleunigung durch die Erdanziehung, „ax" ist die X-Achsen-Komponente des Beschleunigungssensors, und „ay" ist die Y-Achsen-Komponente des Beschleunigungssensors.
  • Die nachfolgende Gleichung 5 ist durch die zuvor erwähnten Gleichungen 2 und 3 erhalten worden und benötigt einen speziellen Wert „Zh", um den „Zmc"-Wert zu erhalten, wobei die oben erwähnte Gleichung 5 benutzt wird.
  • Gleichung 5
    Figure 00050001
  • 3b ist ein schematisches Diagramm und zeigt den Zusammenhang zwischen dem geomagnetischen Feld und dem horizontalen Koordinatensystem. Bezug nehmend auf 3b sind „Xh", „Yh", und „Zh" unterschiedliche Werte der horizontalen Koordinate, „Xd", „Yd", und „Zd" sind unterschiedliche Werte des geomagnetischen Feldes, „Nm" bedeutet magnetisch Nord (magnetischer Nordpol), und „λ" ist ein spezieller Winkel, nämlich ein Neigungswinkel, der zwischen dem geomagnetischen Feld und dem horizontalen Koordinatensystem gebildet ist.
  • Die nachfolgende Gleichung 6 beschreibt das Verhältnis zwischen dem geomagnetischen Feld und dem horizontalen Koordinatensystem. Die nachfolgende Gleichung 7 beschreibt eine Referenzkoordinate des geomagnetischen Feldes. Die nachfolgende Gleichung 8 ergibt sich aus den erwähnten Gleichungen 6 und 7.
  • Gleichung 6
    Figure 00050002
  • Gleichung 7
    Figure 00050003
  • Gleichung 8
    Figure 00050004
  • Unter der Voraussetzung, dass der Wert „λ" erfasst worden ist, kann der Wert „Zmc" durch die oben erwähnten Gleichungen 5 und 8 berechnet werden, und ein neigungskomensierter Azimutwinkel kann ebenso berechnet werden, wobei lediglich der zweiachsige geomagnetische Sensor benutzt wird.
  • Das zuvor beschriebene herkömmliche Verfahren benutzt den Azimutwinkel unter Verwendung des Neigungswinkels „λ", der zuvor experimentell festgelegt wurde, sodass er den dreiachsigen geomagnetischen Sensor ersetzen kann.
  • Das zuvor erwähnte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass es die Tatsache, dass ein Neigungswinkel, der innerhalb eines Gebäudes erzeugt worden ist, sich von einem Neigungswinkel unterscheidet, der draußen erzeugt worden ist nicht berücksichtigen kann, innerhalb eines bestimmten Gebiets, das denselben Neigungswinkel aufweist, sodass die Größe der Fehlerrate des Neigungswinkels auf ± 6,0 gesetzt worden ist, gemäß dem in 4 gezeigten Azimutwinkel, was zu einer verschlechterten Genauigkeit als Antwort auf den Einfluss von umgebenden magnetischen Substanzen führt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme gemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen eines Neigungswinkels mit einem Neigungswinkel kompensierten elektronischen Kompass anzugeben, das vor dem Detektieren eines Azimutwinkels einen Neigungswinkel bestimmt, der für gegenwärtige (augenblickliche) Umgebungen geeignet ist, und auf diese Weise mit einem elektronischen Kompass, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor aufweist, einen genaueren Azimutwinkel auf der Grundlage des gefundenen Neigungswinkels ermittelt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die oben genannten und weitere Ziele erreicht werden durch die Schaffung eines Verfahrens zum Auffinden eines optimalen Neigungswinkels in einer vorgeschriebenen Umgebung unter Verwendung eines elektronischen Kompasses umfassend einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, umfassend die folgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels, der die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensors bezüglich eines Referenzazimutwinkels „ψ ref" anzeigt; b) falls der elektronische Kompass bezüglich des Referenzazimutwinkels „ψ ref" leicht geneigt ist, stufenweises Erhöhen eines Neigungswinkels „λ" innerhalb eines festgelegten Neigungswinkelsuchbereichs, und Berechnen von Azimutwinkeln „ψ mi", die individuellen Neigungswinkeln zugeordnet sind; c) Vergleichen der berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenen Referenzazimutwinkel „ψ ref", und Finden eines Azimutwinkels, der am nächsten bei dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" liegt, aus den berechneten Azimutwinkeln „ψ mi"; und d) Setzen des Neigungswinkels „λ", angewendet auf den gefundenen Azimutwinkel bei einem spezifischen Neigungswinkel, der dem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist.
  • Ein digitaler Prozessor zur Benutzung in dem zuvor erwähnten Verfahren zum Auffinden des optimalen Neigungswinkels in einer vorgeschriebenen Umgebung unter Verwendung des elektronischen Kompasses, der den zweiachsigen geomagnetischen Sensor umfasst, setzt einen festgelegten Azimutwinkel, der die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensors angibt, auf einen Referenzazimutwinkel „ψ ref"; falls der elektronische Kompass bezüglich des Referenzazimutwinkels „ψ ref" leicht geneigt ist, erhöht er schrittweise den Neigungswinkel „λ" innerhalb eines festgelegten Neigungswinkelsuchbereichs, und berechnet Azimutwinkel „ψ mi", die unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind; vergleicht die berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenen Referenzazimutwinkel „ψ ref", und findet einen Azimutwinkel, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, aus den berechneten Azimutwinkeln „ψ mi"; und setzt den Neigungswinkel „λ", der auf den gefundenen Azimutwinkel angewendet wird, auf einen bestimmten Neigungswinkel, der dem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist.
  • Vorzugsweise kann der digitale Prozessor den Neigungswinkel schrittweise um näherungsweise 1° erhöhen innerhalb des Bereichs von –90° bis +90°, der Nei gungswinkelsuchbereich beträgt näherungsweise „±90°", um Azimutwinkel zu berechnen, die unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen dreiachsigen geomagnetischen Sensor für die Benutzung in einem herkömmlichen elektronischen Kompass,
  • 1b ist eine perspektivische Ansicht und stellt einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor zur Benutzung in dem herkömmlichen elektronischen Kompass dar;
  • 2 ist ein Blockdiagramm und zeigt einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor zur Benutzung in dem herkömmlichen elektronischen Kompass;
  • 3a ist eine schematische Darstellung und zeigt den Zusammenhang zwischen einer horizontalen Koordinate und einer gedrehten Koordinate;
  • 3b ist ein schematisches Diagramm und zeigt den Zusammenhang zwischen dem geomagnetischen Feld und der horizontalen Koordinate;
  • 4 ist eine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, der bei dem herkömmlichen Verfahren zum Bestimmen des Neigungswinkels erzeugt wird;
  • 5 ist ein Flussdiagramm und zeigt das Verfahren für die Suche des Neigungswinkels bei einem neigungswinkelkompensierten elektronischen Kompass gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 ist eine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, der bei dem Verfahren zum Bestimmen des Neigungswinkels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie in unterschiedlichen Zeichnungen dargestellt sind.
  • Der elektronische Kompass gemäß der vorliegenden Erfindung findet einen Neigungswinkel, der für gegenwärtige Umgebungen geeignet ist, vor der Detektion eines Azimutwinkels, und dadurch liefert er einen genaueren Azimutwinkel mittels eines elektronischen Kompasses, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor besitzt, auf der Basis des gefundenen Neigungswinkels. Der oben erwähnte elektronische Kompass wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
  • Der elektronische Kompass, der den zweiachsigen geomagnetischen Sensor umfasst, muss die oben erwähnte Gleichung 3 benutzen, um den Azimutwinkel ψ zu ermitteln, und benötigt den Wert „Zmc", um den korrekten Azimutwinkel ψ zu erhalten.
  • Der zuvor erwähnte elektronische Kompass muss den Wert „sin λ" durch Benutzen der oben erwähnten Gleichungen 5 und 8 berechnen. Genauer gesagt be rechnet der elektronische Kompass gemäß der vorliegenden Erfindung den Wert „sin λ", geeignet für reale Umgebungen, um den korrekten Azimutwinkel zu berechnen, unter Verwendung des zweiachsigen geomagnetischen Sensors, anders als bei dem herkömmlichen Verfahren.
  • 5 ist ein Flussdiagramm und zeigt das Neigungswinkelsuchverfahren, das gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einem neigungskompensierten elektronischen Kompass benutzt wird.
  • Bezug nehmend auf 5 setzt der neigungskompensierte elektronische Kompass einen vorgeschriebenen Azimutwinkel, der die horizontale Lage des geomagnetischen Sensors angibt, im Schritt S41 auf einen Referenzazimutwinkel „ψ ref". Unter der Bedingung, dass der Neigungswinkel nicht mit dem korrekten Neigungswinkel, der für die augenblickliche Umgebung geeignet ist, übereinstimmt, kann der elektronische Kompass den korrekten Azimutwinkel nicht finden, sodass er dann den Azimutwinkel in der horizontalen Lage berechnet und detektiert, in der kein Neigungswinkel vorliegt, um den korrekten Neigungswinkel aufzufinden, und dabei setzt er den detektierten Azimutwinkel auf den Referenzazimutwinkel „ψ ref", im Schritt S41.
  • Fall der elektronische Kompass leicht geneigt ist, bezüglich des Referenzazimutwinkels „ψ ref" im Schritt S42, erhöht der elektronische Kompass den Neigungswinkel „λ" schrittweise innerhalb des festgelegten Neigungswinkelsuchbereichs in den Schritten S43 bis S44, berechnet Azimutwinkel „ψ mi", die unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind, in dem Schritt S45, und speichert die berechneten Azimutwinkel „ψ mi" in dem Schritt S46. In diesem Fall kann der festgelegte Neigungswinkelsuchbereich auf näherungsweise „±90°" in dem Schritt S47 gesetzt werden, und die Schrittweite, die bei der oben beschriebenen schrittweisen Erhöhung des Neigungswinkels „λ" benutzt werden kann, kann näherungsweise auf 1° gesetzt werden.
  • Beispielsweise erhöht der elektronische Kompass den Neigungswinkel „λ" schrittweise um näherungsweise 1° innerhalb des Bereichs von –90° bis +90°, dem Neigungswinkelsuchbereich, derart, dass ein Azimutwinkel, der dem individuellen Neigungswinkel „λ" zugeordnet ist, berechnet wird.
  • In diesem Fall kann die Variable „i", die in dem Azimutwinkel „ψ mi" enthalten ist, auf ganzzahlige Werte von „1" bis „180" gesetzt werden, und ein entsprechender Azimutwinkel, der dem Neigungswinkel, der schrittweise um 1° in dem Bereich von –90° bis +90° erhöht wird, kann auf „ψm1 bis ψm180" gesetzt werden.
  • Der elektronische Kompass vergleicht die berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem festgelegten Referenzazimutwinkel „ψ ref", und findet den Azimutwinkel, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, von den berechneten Azimutwinkeln „ψ mi", in dem Schritt S48. Anders ausgedrückt findet der elektronische Kompass einen bestimmten Azimutwinkel, der die geringste Abweichung von dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" aufweist aus den vielen Azimutwinkeln „ψm1 bis ψm180".
  • Der elektronische Kompass setzt einen Neigungswinkel „λ", der auf den gefundenen Azimutwinkel angewendet wird, auf einen vorgeschriebenen Neigungswinkel für einen entsprechenden Azimutwinkel, in dem Schritt S49. Unter der Voraussetzung, dass der elektronische Kompass einen optimalen Neigungswinkel, der für gegenwärtige Umgebungsbedingungen geeignet ist, vor dem Detektieren eines solchen Azimutwinkels findet und den gefundenen Neigungswinkel setzt, kann der elektronische Kompass für jede Umgebung einen genaueren Azimutwinkel berechnen und festlegen.
  • In dem Fall wenn der Neigungswinkel durch Benutzen des zuvor erwähnten Verfahrens, das in 5 gezeigt ist, berechnet wird, kann der elektronische Kompass die Neigungswinkelfehlerraten beträchtlich reduzieren, die bei unterschiedlichen Azimutwinkeln erzeugt werden, im Vergleich zu dem herkömmlichen Kompass.
  • 6 ist eine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, der durch das Verfahren zum Aufsuchen des Neigungswinkels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
  • Bezug nehmend auf 6 ist die Y-Achse, das heißt die senkrechte Achse, so gewählt, dass sie die Neigungswinkelfehlerraten anzeigt, und die X-Achse, das heißt die horizontale Achse, ist so gewählt, dass sie die Azimutwinkel anzeigt. Der Bereich des Neigungswinkelfehlers im Zusammenhang mit einem bestimmten Azimutwinkel von näherungsweise 360° ist auf näherungsweise „±1°" gesetzt, wie aus 6 ersichtlich ist. Es ist daher erkennbar, dass der elektronische Kompass den Neigungswinkelfehler beträchtlich reduziert und zwar wesentlich stärker als der Neigungswinkelfehler „±6°" des herkömmlichen elektronischen Kompasses.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Bedürfnis nach einem Azimutwinkel, der durch eine Gleichung zum Kompensieren des Neigungswinkels berechnet wird, sodass er näherungsweise mit dem Referenzazimutwinkel übereinstimmt. Auf der Basis dieses Zusammenhangs zwischen dem Azimutwinkel, der in dem geneigten Zustand erzeugt wird und dem Referenzazimutwinkel, berechnet der elektronische Kompass einen Referenzazimutwinkel, der in dem Fall des nicht geneigten Winkels erzeugt wird sowie eine Mehrzahl von Azimutwinkeln, die gemessen werden, wenn der geneigte Winkel erzeugt wird, ferner findet der elektronische Kompass von den gemessenen Azimutwinkeln denjenigen Neigungswinkel, der dem Referenzazimutwinkel am nächsten liegt, und misst den Neigungswinkel der gegenwärtigen Lage, woraus der genaueste Azimutwinkel resultiert, der für die gegenwärtige Umgebung am geeignetsten ist.
  • Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, dass bei dem Verfahren zum Aufsuchen eines Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass gemäß der vorliegenden Erfindung der Kompass einen Neigungswinkel für die gegenwärtige Umgebung findet, bevor ein Azimutwinkel detektiert wird, und dabei einen genaueren Azimutwinkel von dem elektronischen Kompass, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor besitzt, auf der Basis des gefundenen Neigungswinkels erhält.
  • Anders ausgedrückt kann das Suchverfahren für den Neigungswinkel gemäß der vorliegenden Erfindung einen genaueren Azimutwinkel im Vergleich zu dem her kömmlichen Verfahren bestimmen, bei dem eine experimentell ermittelte Konstante an das Berechnungsverfahren für den Neigungswinkel angepasst wird. Je höher der Neigungswinkel ist, desto größer ist der Fehler, der durch einen falschen Neigungswinkel erzeugt wird. Vorausgesetzt, dass das Suchverfahren für Neigungswinkel den Neigungswinkel der gegenwärtigen Lage findet und einen Azimutwinkel berechnet, der dem gefundenen Neigungswinkel zugeordnet ist, kann es einen genaueren Azimutwinkel bestimmen. Falls das Suchverfahren für den Neigungswinkel für unterschiedliche mobile Terminals, beispielsweise PDAs (Personal Digital Assistants) und Mobiltelefone verfügbar gemacht wird, kann ein Benutzer den korrekten Azimutwinkel bestimmen und gleichzeitig ein Display des mobilen Terminals in einem angenehmen Winkel betrachten.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung für Darstellungszwecke offenbart worden sind, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass vielfältige Veränderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Patentansprüche festgelegt wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Auffinden eines optimalen Neigungswinkels in einer vorgeschriebenen Umgebung mit einem elektronischen Kompass, umfassend einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, umfassend die folgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels, der die horizontale Lage des geomagnetischen Sensors angibt, auf einen Referenzazimutwinkel „ψ ref": b) falls der elektronische Kompass leicht geneigt ist bezüglich des Referenzazimutwinkels „ψ ref", schrittweises Erhöhen eines Neigungswinkels „λ" innerhalb eines festgelegten Suchbereichs für den Neigungswinkel, und Berechnen von Azimutwinkeln „ψ mi", die unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind; c) Vergleichen der berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenen Referenzazimutwinkel „ψ ref", und Finden eines Azimutwinkels, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, von den berechneten Azimutwinkeln „ψ mi"; und d) Setzen des Neigungswinkels „λ", der auf den gefundenen Azimutwinkel angewendet wird, auf einen bestimmten Neigungswinkel, der dem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) zum Berechnen des Azimutwinkels „ψ mi" den folgenden Schritt umfasst: b1) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels innerhalb eines Bereichs von –90° bis +90°, in einem Suchbereich für den Neigungswinkel von näherungsweise „±90°", um Azimutwinkel zu berechnen, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) zum Berechnen der Azimutwinkel „ψ mi" den folgenden Schritt umfasst: b2) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels um näherungsweise 1° innerhalb des festgelegten Suchbereichs für den Neigungswinkel, und Be rechnen von Azimutwinkeln, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) zum Berechnen der Azimutwinkel „ψ mi" den folgenden Schritt umfasst: b3) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels um näherungsweise 1° innerhalb des Bereichs von –90° bis +90°, in einem Suchbereich für den Neigungswinkel von näherungsweise „±90°", um Azimutwinkel zu berechnen, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind.
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