JP2573667B2 - Direction measurement device - Google Patents
Direction measurement deviceInfo
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- JP2573667B2 JP2573667B2 JP63200813A JP20081388A JP2573667B2 JP 2573667 B2 JP2573667 B2 JP 2573667B2 JP 63200813 A JP63200813 A JP 63200813A JP 20081388 A JP20081388 A JP 20081388A JP 2573667 B2 JP2573667 B2 JP 2573667B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、移動体の進行方位を計測する方位計測装
置に関し、特にその誤差補正機構に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an azimuth measuring device for measuring a traveling azimuth of a moving object, and more particularly to an error correction mechanism thereof.
移動体の進行方位を地磁気を利用して計測する装置と
しては２軸のフラックスゲートセンサを用いる方式が一
般的である。これは、地磁気の水平分力を移動体の進行
方向成分およびこれに直角な成分に分けて計測し、この
２つの計測値から進行方位を計測するものである。しか
し、自動車などの移動体は強磁性体である鉄を構造部材
として多用しており、これらの鉄は通常多かれ少なかれ
帯磁している。その結果、地磁気を検出すべき上記フラ
ックツゲートセンサは、地磁気および移動体の帯磁によ
る誤差磁界をベクトル的に合成した磁界を計測すること
になり、当然ながら方位計測において誤差を生ずること
になる。As a device for measuring the traveling direction of a moving object using geomagnetism, a method using a two-axis fluxgate sensor is generally used. In this method, the horizontal component of the terrestrial magnetism is measured by dividing it into a traveling direction component of the moving body and a component perpendicular thereto, and the traveling direction is measured from these two measured values. However, mobile bodies such as automobiles frequently use ferromagnetic iron as a structural member, and these irons are usually more or less magnetized. As a result, the above-mentioned flat gate sensor for detecting the geomagnetism measures a magnetic field obtained by combining the geomagnetic field and the error magnetic field due to the magnetization of the moving object in a vector manner, and naturally causes an error in the azimuth measurement.
この移動体自体の帯磁による誤差を除く方法が、例え
ば特公昭62−44207号公報に開示されており、第４図に
よりこの従来の方位計測装置について説明する。A method for removing the error due to the magnetization of the moving body itself is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-44207, and this conventional azimuth measuring device will be described with reference to FIG.
同図において、１は２軸の磁気検出部分10を含み、図
示しない移動体に装着され印加される磁界の水平成分に
対応した２つの信号を出力する磁気センサである。ま
た、11,12は磁気検出部分10の周囲に互いに直交するよ
うに巻回された磁気センサ１の補償巻線であって、これ
らの巻線に電流を流す事によって磁気検出部分10に任意
の磁界を発生させることができる。20U,20Vは磁気セン
サ１の２つの出力端子10U,10Vに生ずる電気信号を増幅
するための増幅器であり、それぞれの出力端子200,210
には直流電圧が得られる。30は演算回路であって、図示
しないマイクロコンピュータ,A/D変換回路,D/A変換回路
などから構成され、磁気センサ１の複数の回転位置にお
いて増幅器20U,20V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。４は変換回路
であって、演算回路30の２つの出力端子300,310に得ら
れる電気信号を電流に変換し、それぞれ端子400,410を
介して補償巻線11,12に上記変換された電流を供給す
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnetic sensor that includes a two-axis magnetic detection portion 10 and that is mounted on a moving body (not shown) and outputs two signals corresponding to the horizontal component of the applied magnetic field. Numerals 11 and 12 denote compensation windings of the magnetic sensor 1 wound around the magnetic detection portion 10 so as to be orthogonal to each other. A magnetic field can be generated. 20U and 20V are amplifiers for amplifying electric signals generated at the two output terminals 10U and 10V of the magnetic sensor 1, and the output terminals 200 and 210 respectively.
Provides a DC voltage. Reference numeral 30 denotes an arithmetic circuit, which includes a microcomputer (not shown), an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, and the like. At least two signals for compensating the influence of the magnetic field on the earth's magnetic field by the moving object itself are obtained. A conversion circuit 4 converts an electric signal obtained at the two output terminals 300 and 310 of the arithmetic circuit 30 into a current, and supplies the converted current to the compensation windings 11 and 12 via the terminals 400 and 410, respectively.
第５図は第４図における磁気センサ１を上記移動体に
設置した場合の当該センサ近傍の磁界の様子を模式的に
あらわした図である。上記のごとく、磁気センサ１は略
水平な２軸（２方向）の検出機能を有しており、その一
方の検出軸を1U、他方を1Vとする。磁気センサ１は検出
軸1Uが上記移動体の中心線と略平行となるよう設置され
る。第５図において、Ｈは地磁気の水平分力をあらわ
し、検出軸1Uとθとなる角度を成しており、上記移動体
が地磁気の方向である磁北より角度θだけ西を向いてい
る状態を示している。HEは上記移動体の帯磁による誤差
磁界としての磁界をあらわし、検出軸1Uとφとなる角度
を成している。この結果、磁気センサ１には検出軸1Uと
αなる角度で大きさHCの磁界が印加されることになる。
磁気センサ１はHCからH,HEを分離して計測できないた
め、計測されたHCから求められる方位角はαとなって、
α−θだけ角度誤差を生ずる。引用している特公昭62−
44207号公報にはHEを分離計測するための手順が詳述さ
れているが、以下に要点のみを述べる。上記移動体がゆ
るやかに旋回した場合、第４図において、地磁気に起因
する磁界Ｈはその大きさが一定のままでθが変化する
が、移動体の帯磁に起因する磁界HEについては、θにか
かわらずその大きさHEおよびφは一定である。したがっ
て、磁気センサ１の２つの出力端子10U,10Vに得られる
電気信号をそれぞれ増幅器20U,20Vで増幅して２つの出
力端子200,210に得られる電圧をそれぞれEU,EVとする
と、Ｋを定数として次式で与えられる。FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of a magnetic field near the sensor when the magnetic sensor 1 in FIG. 4 is installed on the moving body. As described above, the magnetic sensor 1 has a detection function of two substantially horizontal axes (two directions), one of the detection axes being 1U and the other being 1V. The magnetic sensor 1 is installed such that the detection axis 1U is substantially parallel to the center line of the moving body. In FIG. 5, H represents the horizontal component of terrestrial magnetism, forms an angle of θ with the detection axis 1U, and shows a state in which the moving body faces west by an angle θ from magnetic north, which is the direction of terrestrial magnetism. Is shown. H E represents a magnetic field as an error magnetic field due to magnetization of the moving object at an angle to be detected shaft 1U and phi. As a result, a magnetic field of magnitude H C is applied to the magnetic sensor 1 at an angle of α with the detection axis 1U.
Since the magnetic sensor 1 can not be measured by separating H, the H E from H C, azimuth angle determined from the measured H C is a alpha,
An angle error occurs by α-θ. Cited Japanese Patent Publication Sho 62-
The 44207 JP are detailed instructions for separating measure H E but describe only main points below. When the moving body slowly turns, in FIG. 4, the magnetic field H caused by the terrestrial magnetism changes in θ while its magnitude remains constant, but the magnetic field H E caused by the magnetization of the moving body becomes θ , And their sizes HE and φ are constant. Therefore, the two output terminals 10U of the magnetic sensor 1, 10V to the obtained electric signals, respectively amplifiers 20 U, a voltage obtained amplified by the two output terminals 200 and 210 at 20V each E U, when the E V, constant K Is given by the following equation.
EU＝Ｋ（Hcosθ＋HEcosφ） ……（１） EV＝Ｋ（Hsinθ＋HEsinφ） ……（２） 前述のように上記移動体を旋回することにより、演算
回路30では旋回の各時点でEU,EVが計測される事になる
が、それらの計算値の中でEUの最大，最小値をそれぞれ
EU1,EU2、EVの最大，最小値をEV1、EV2とすると
（１），（２）式から次式が得られる。E U = K (Hcos θ + H E cos φ) (1) E V = K (Hsin θ + H E sin φ) (2) By turning the moving body as described above, the arithmetic circuit 30 at each time of the turning. E U and E V are measured, and the maximum and minimum values of E U are calculated from the calculated values.
If the maximum and minimum values of E U1 , E U2 , and E V are E V1 and E V2 , the following equations are obtained from the equations (1) and (2).
EU1＝Ｋ（Ｈ＋HEcosφ） ……（３） EU2＝Ｋ（−Ｈ＋HEcosφ） ……（４） EV1＝Ｋ（Ｈ＋HEsinφ） ……（５） EV2＝Ｋ（−Ｈ＋HEsinφ） ……（６） （３）〜（６）式を用いることにより次式を得る。E U1 = K (H + H E cosφ) (3) E U2 = K (−H + H E cos φ) (4) E V1 = K (H + H E sin φ) (5) E V2 = K (−H + H) E sinφ) (6) The following equation is obtained by using the equations (3) to (6).
HEcosφ＝（EU1＋EU2）/2K ……（７） HEsinφ＝（EV1＋EV2）/2K ……（８） 上記（７），（８）式が示すHEcosφ,HEsinφは上記
移動体の帯磁に起因する誤差磁界の検出軸1U成分，検出
軸1V成分である事は自明である。演算回路30は計測値E
U1,EU2,EV1,EV2から上記（７），（８）式に示す計算を
行うことにより、帯磁の大きさとその方向を知る事がで
きるからこれを打ち消すような電気信号を出力端子300,
310に出力し、変換回路４を経由して、補償巻線11,12に
電流を流すことができる。この補償巻線11,12に流す電
流によって発生する磁界をそれぞれ−HEcosφ，−HEsin
φとしたとき、−HEcosφ，−HEsinφの合成磁界−HEに
よってHEを打ち消す事により上記移動体の帯磁による誤
差を除く事ができる。以上が引用した特公昭62−44207
号公報に述べられている方位誤差除去の方式であり、自
動車などの多くの磁性体を構造部材として使用している
移動体の方位計測としては有用な技術である。H E cos φ = (E U1 + E U2 ) / 2K (7) H E sin φ = (E V1 + E V2 ) / 2K (8) H E cos φ, H expressed by the above equations (7) and (8) It is obvious that E sinφ is the detection axis 1U component and the detection axis 1V component of the error magnetic field caused by the magnetization of the moving body. The arithmetic circuit 30 calculates the measured value E
U1, E U2, E V1, E above from V2 (7), (8) by performing the calculation shown in the expression magnetized size as the electric signal output terminal that cancels this because it is possible to know the direction 300,
The current is output to the compensating windings 11 and 12 via the conversion circuit 4. The magnetic fields generated by the currents flowing through the compensating windings 11 and 12 are -H E cosφ and -H E sin
when the φ, -H E cosφ, by canceling the H E by a synthetic magnetic field -H E of -H E sin [phi can excluding errors due magnetization of the moving object. The above cited Japanese Patent Publication No. 62-44207
This is a technique for removing an azimuth error described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, which is a useful technique for measuring the azimuth of a moving body such as an automobile using many magnetic materials as structural members.
しかしながら、このような技術で移動体の帯磁の影響
を除いても、さらに誤差の要因が存在する。移動体には
多くの電気装置が搭載されており、それらの電気装置に
供給される電流が給電線を流れることにより磁界を発生
する。このような給電線に流れる電流による磁界はその
大半のものが方位計測に対してわずかな影響しか与えな
いが、給電線そのものが磁気センサ１の近傍に位置し、
また、その電流が大きい場合には、無視できない影響を
磁気方位計測に与える。この問題を解決する方法がたと
えば特開昭60−123721号公報に開示されている。これ
は、航空機用磁気コンパスが、電熱風防に流れる電流に
起因する磁界によって誤差を生ずる事を解決しようとす
るものであるが、その技術は一般的に応用できるもので
ある。However, even if the influence of the magnetization of the moving body is removed by such a technique, there is still an error factor. Many electric devices are mounted on a moving body, and a current supplied to those electric devices flows through a power supply line to generate a magnetic field. Most of the magnetic field due to the current flowing in such a feed line has only a small effect on the azimuth measurement, but the feed line itself is located near the magnetic sensor 1,
In addition, when the current is large, a non-negligible effect is exerted on the magnetic azimuth measurement. A method for solving this problem is disclosed in, for example, JP-A-60-123721. This is to solve the problem that the magnetic compass for aircraft causes an error due to the magnetic field caused by the current flowing through the electrothermal windshield, but the technology is generally applicable.
第６図は上記引用例に開示された装置の構成図で、１
は磁気センサ、90L,90Rは電熱風防、17L,17Rは抵抗体、
14L,14Rは、上記抵抗体17L,17Rへの給電を制御するため
のリレーの接点、K1,K2は上記リレーの制御コイルであ
る。また、L1,L2は磁気センサ１の近傍に設置されたコ
イルであり、リレーの制御コイルK1,K2にそれぞれ直列
接続されている。磁気センサ１は電熱風防90L,90Rを構
成する抵抗体17L,17Rの比較的近傍に設置されるために
リレー接点14L,14Rが開成して抵抗体17L,17Rに電流が流
れると、この電流によって磁気センサ１の近傍にも誤差
磁界が発生し、方位計測に誤差を生ずる。この抵抗体17
L,17Rに流れる電流に起因する磁界を打ち消して誤差を
除く目的で設置されているのがコイルL1,L2である。ス
イッチ12L,12Rが閉成するとリレーの制御コイルK1,K2に
は電源Ｅ・ＳからコイルL1,L2を経由して給電され、こ
の結果、接点14L,14Rが閉成される。このとき、コイルL
1,L2にも給電されるため各々のコイルは消去磁界を発生
する。このコイルL1,L2が発生する磁界が磁気センサ１
の近傍において、接点14L,14Rの閉成により電源Ｅ・Ｓ
から抵抗体17L,17Rに流れる電流による磁界と大きさが
等しく、かつ極性が反対になるように調節することによ
り、電熱風防90R,90Lに流れる電流による誤差磁界を除
く事ができ、方位計測の誤差も除くことができる。FIG. 6 is a block diagram of the device disclosed in the above cited example.
Is a magnetic sensor, 90L and 90R are electrothermal windshields, 17L and 17R are resistors,
Reference numerals 14L and 14R denote relay contacts for controlling power supply to the resistors 17L and 17R, and K 1 and K 2 denote control coils of the relay. L 1 and L 2 are coils installed near the magnetic sensor 1 and are connected in series to the control coils K 1 and K 2 of the relay, respectively. Since the magnetic sensor 1 is installed relatively close to the resistors 17L and 17R constituting the electrothermal windshields 90L and 90R, when the relay contacts 14L and 14R are opened and a current flows through the resistors 17L and 17R, the current is generated. An error magnetic field is also generated near the magnetic sensor 1, causing an error in azimuth measurement. This resistor 17
The coils L 1 and L 2 are provided for the purpose of canceling the error by canceling the magnetic field caused by the current flowing through L and 17R. Switch 12L, 12R is in the control coil K 1, K 2 in the closing relay is powered via a coil L 1, L 2 from the power source E · S, a result, the contact 14L, 14R are closed. At this time, coil L
1, each coil to be powered to L 2 generates the erasing magnetic field. The magnetic field generated by the coils L 1 and L 2 is the magnetic sensor 1
Near the power supply E · S by closing the contacts 14L and 14R.
By adjusting so that the magnitude is the same as the magnetic field due to the current flowing through the resistors 17L and 17R, and the polarity is opposite, the error magnetic field due to the current flowing through the electrothermal windshield 90R and 90L can be eliminated. Errors can also be eliminated.
従来の方位計測装置は以上のように構成されているの
で、誤差磁界の源（引例では電熱風防）と、磁気センサ
の相互の位置関係が、正確に固定されている事が要件で
あり、たとえば、自動車等の給電線のように組付時にそ
の固定されるべき位置に余裕が有り、固定位置にバラツ
キを有する場合には、誤差磁界の源により発生する磁界
を打ち消すためのコイル（引例ではコイルL1,L2）の通
電により発生させた磁界により打ち消すことが出来ず、
磁気センサ１にそれらの磁界の差分の影響が出る為適用
が困難である。また、磁気センサとは別に打ち消し用コ
イルを設置する必要があるため価格が上昇する等の課題
があった。Since the conventional azimuth measurement device is configured as described above, it is necessary that the mutual positional relationship between the source of the error magnetic field (in the reference, the electrothermal windshield) and the magnetic sensor be accurately fixed. If there is a margin in the position to be fixed at the time of assembly such as a power supply line of an automobile or the like and there is a variation in the fixed position, a coil for canceling the magnetic field generated by the source of the error magnetic field (in the reference, the coil L 1 , L 2 ) cannot be canceled by the magnetic field generated by energizing,
It is difficult to apply the magnetic sensor 1 because of the influence of the difference between the magnetic fields. In addition, there is a problem that the cost is increased due to the necessity of installing a canceling coil separately from the magnetic sensor.
この発明は上記のような課題を解決するために成され
たもので、新たに磁界補償のためのコイル等を設置する
ことなしに、変動要因を持った誤差磁界の源からの方位
誤差の影響を正確に除くことにより、正確な方位計測の
可能な方位計測装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and does not require a new coil or the like for compensating a magnetic field. It is an object of the present invention to obtain an azimuth measuring device capable of accurate azimuth measurement by accurately removing.
この発明に係る方位計測装置は、方位の計測にあたっ
て無視できない磁気的影響を与える電気装置の作動状態
を示す電気信号を入力信号とする事により、移動体の旋
回時に得られる磁気センサの出力信号に基づいて地磁気
以外の帯磁の影響程度を誤差磁界計測手段により計測し
て電気作動装置の作動状態毎に区別して記憶し、この計
測結果に基づき前記電気装置の作動，非作動に応じて適
切な補償を行い、高精度の方位計測値を方位計測手段に
より得るようにしたものである。The azimuth measuring device according to the present invention uses an electric signal indicating an operating state of an electric device that has a non-negligible magnetic effect in measuring an azimuth as an input signal, thereby obtaining an output signal of a magnetic sensor obtained when the moving body turns. The degree of influence of magnetism other than geomagnetism is measured based on the error magnetic field measurement means, and stored separately for each operating state of the electric actuator. Based on the measurement result, appropriate compensation is made according to the operation or non-operation of the electric apparatus. And a highly accurate azimuth measurement value is obtained by the azimuth measurement means.
この発明における方位計測装置は、どのような電気装
置が作動状態あるいは非作動状態であるかの情報を得
て、各状態において移動体の帯磁の程度を計測するため
の旋回を行う事により、誤差磁界計測手段が電気装置の
各状態における補償すべき値の誤差磁界計測値の組を得
ることができ、方位計測時には、この補償すべき値の組
の中から適切な値を電気装置の作動状態に応じて選択す
る事により常に適切な方位の補償動作を方位計測手段に
より行うものである。The azimuth measuring device according to the present invention obtains information on what kind of electric device is in an operating state or a non-operating state, and performs a turn to measure the degree of magnetization of the moving body in each state, thereby obtaining an error. The magnetic field measurement means can obtain a set of error magnetic field measurement values of values to be compensated in each state of the electric device, and at the time of azimuth measurement, select an appropriate value from the set of values to be compensated for the operating state of the electric device. , The azimuth measuring means always performs an appropriate azimuth compensation operation.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明による方位計測装置の内部構成および外
部の電気装置との電気的接続の様子を示す図面、第２図
は磁気センサとしての磁気検出部分10（以下、磁気セン
サ10と称す。）と磁気的擾乱の源である給電線7lの位置
関係をあらわす模式図である。第１図において、第４図
の従来例と同じ部分又は相当部分には同符号を付し、図
示しない移動体に搭載され磁気センサ10は直交する２軸
の検出機能を有しており、２つの出力電気信号が出力端
子10U,10Vに得られる。20U,20Vは増幅器であり、その出
力には磁気センサ10の２つの直交する略水平な検出軸1
U,1V（図示せず、但し、1Uは上記移動体の中心線と略平
行方向）に平行な磁界の強さと方向に比例した直流電圧
EU,EVがそれぞれ得られる。EU,EVはA/D変換器22により
デジタル信号に変換されマイクロコンピュータ３に入力
されるように構成されている。５は一端がマイクロコン
ピュータ３に接続され他端が接地された帯磁計測指令ス
イッチ（以下「補正スイッチ」と称する）である。7Mは
上記移動体に搭載された電気装置を一般的にあらわした
もので、具体的にはたとえば自動車におけるブロアモー
タである。7Sは電気装置7Mの動作指令スイッチ、7Tはス
イッチ7Sと電気装置7Mの接続点、7lはスイッチ7Sから電
気装置7Mへの給電線である。８は動作指令スイッチ7Sと
接地間に接続された直流電源である。マイクロコンピュ
ータ３は複数の出力端子320を有しており、方位計測結
果を図示しない他の部分もしくは他の装置へ信号で出力
する。なお、点線で囲った100の部分が方位計測装置の
本質的な部分である。磁気センサ10と給電線7lは第２図
に示すように距離ｒだけ離れて配設されている。したが
って給電線7lにＩなる大きさの電流が流れると磁気セン
サ10の部分にはHd＝I/2πｒなる擾乱磁界が発生する。
一般に自動車などの移動体においては、給電線7lの配置
される位置等には若干の自由度が有るために磁気センサ
10との距離ｒおよび両者の相対的な角度はあらかじめ正
確に設定しておくことは困難である。なお、上記マイク
ロコンピュータ３は誤差磁界計測手段および方位計測手
段として機能する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a drawing showing the internal configuration of the azimuth measuring device according to the present invention and how it is electrically connected to an external electric device, and FIG. 2 is a magnetic detecting portion 10 as a magnetic sensor (hereinafter referred to as a magnetic sensor 10). FIG. 5 is a schematic diagram showing a positional relationship between a power supply line 7l and a magnetic disturbance source. In FIG. 1, the same or corresponding parts as in the conventional example of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the magnetic sensor 10 mounted on a moving body (not shown) has a detection function of two orthogonal axes. Two output electric signals are obtained at the output terminals 10U and 10V. 20U and 20V are amplifiers whose outputs are two orthogonal and substantially horizontal detection axes 1 of the magnetic sensor 10.
DC voltage proportional to the strength and direction of the magnetic field parallel to U, 1V (not shown, where 1U is substantially parallel to the center line of the moving body)
E U and E V are obtained respectively. E U, E V is configured to be inputted to the microcomputer 3 are converted into digital signals by the A / D converter 22. Reference numeral 5 denotes a magnetism measurement command switch (hereinafter referred to as a "correction switch") having one end connected to the microcomputer 3 and the other end grounded. 7M generally represents an electric device mounted on the moving body, specifically, for example, a blower motor in an automobile. 7S is an operation command switch of the electric device 7M, 7T is a connection point between the switch 7S and the electric device 7M, and 71 is a power supply line from the switch 7S to the electric device 7M. Reference numeral 8 denotes a DC power supply connected between the operation command switch 7S and the ground. The microcomputer 3 has a plurality of output terminals 320, and outputs a direction measurement result to another portion (not shown) or another device as a signal. Note that the portion 100 surrounded by a dotted line is an essential portion of the azimuth measuring device. The magnetic sensor 10 and the power supply line 71 are arranged at a distance r as shown in FIG. Therefore H d = I / 2.pi.r becomes disturbing magnetic field is generated in the portion of the magnetic sensor 10 when the magnitude of current flow comprising I to the feed line 7l.
In general, in mobile objects such as automobiles, there is some degree of freedom in the position where
It is difficult to accurately set the distance r to 10 and the relative angle between them in advance. The microcomputer 3 functions as an error magnetic field measurement unit and an azimuth measurement unit.
次に、帯磁量計測のプロセスについて説明する。ま
ず、電気装置7Mが非作動すなわちスイッチ7Sが開成の状
態で補正スイッチ５を所定時間だけ閉成することにより
マイクロコンピュータ３は帯磁量計測モードに入る。こ
のとき、マイクロコンピュータ３は端子7Tの電圧を計測
し、その端子電圧がほぼ零である事から今回の帯磁量計
測はケース１であると判断する。その後、図示しない上
記移動体を旋回させることにより、EU,EVの値が変化す
るが、マイクロコンピュータはEU,EVの複数組のデータ
を計測し、その最大値EU1,EV1、最小値EU2,EV2から
（７），（８）式に示す計算処理を行い ケース１の帯磁量 を求め、図示しないマイクロコンピュータ３内の記憶部
分に記憶する。Next, the process of measuring the amount of magnetization will be described. First, the microcomputer 3 enters the magnetic quantity measurement mode by closing the correction switch 5 for a predetermined time while the electric device 7M is not operated, that is, the switch 7S is open. At this time, the microcomputer 3 measures the voltage of the terminal 7T, and since the terminal voltage is almost zero, it is determined that the current measurement of the magnetic quantity is Case 1. Then, by pivoting the movable body, not shown, E U, the value of E V is changed, the microcomputer measures the plurality of sets of data for E U, E V, the maximum value E U1, E V1 From the minimum values E U2 and E V2 , the calculation shown in equations (7) and (8) is performed, Is obtained and stored in a storage unit in the microcomputer 3 (not shown).
次に、スイッチ7Sを閉成し、電気装置7Mを作動状態に
して再び補正スイッチ５を閉成することによりマイクロ
コンピュータ３は再度帯磁量計測モードに入る。この場
合、端子7Tの電圧は零ではなく上記移動体の直流電源８
の電圧にほぼ等しいから、マイクロコンピュータ３はケ
ース２の帯磁量計測と判断し、上記移動体の旋回後、
（9A）式と同様の計算処理を行い、ケース２の帯磁量H
U2,HV2を求め、図示しない記憶部分のHU1,HV1とは異る
番地に記憶する。Next, the switch 7S is closed, the electric device 7M is activated, and the correction switch 5 is closed again, so that the microcomputer 3 enters the magnetic quantity measurement mode again. In this case, the voltage of the terminal 7T is not zero, and
The microcomputer 3 determines that the magnetizing amount of the case 2 is measured, and after the turning of the moving body,
The same calculation processing as in the equation (9A) is performed, and the magnetic quantity H of the case 2 is calculated.
U2, seeking H V2, stored in yl addresses the H U1, H V1 storage portion (not shown).
即ち、ケース２の場合には、上記移動体の旋回により
マイクロコンピュータ３がEU,EVの複数組のデータを計
測し、その最大値・最小値Ｅ′U1,E′V1,E′U2,E′V2か
ら（9A）式と同様にして、 ケース２の帯磁量 を求める。但し、（9A），（9B）式において、HU1,HU2
は検出軸1U成分による誤差磁界の水平成分の各ケースの
大きさ、HV1,HV2は検出軸1V成分による誤差磁界の水平
成分の各ケースの大きさである。That is, in case 2, the microcomputer 3 measures a plurality of sets of data of E U and E V by turning the moving body, and obtains the maximum and minimum values E ′ U1 , E ′ V1 and E ′ U2. , E 'From V2, the amount of magnetization of case 2 in the same way as in equation (9A) Ask for. However, in equations (9A) and (9B), H U1 , H U2
Are the magnitudes of the horizontal component of the error magnetic field due to the 1U component of the detection axis, and H V1 and H V2 are the magnitudes of the horizontal component of the error magnetic field due to the 1V component of the detection axis.
即ち、ケース1,2であれ、上記（9A），（9B）式を統
一した下記（９）式によりその帯磁量（誤差磁界の水平
成分の大きさ）HU,HVを求めることができる。上記移動
体の旋回により得られたEU,EVの複数組のデータの最大
値をEUA,EVA、最小値をEUI,EVIとすると、 が成立する。That is, in the cases 1 and 2, the magnetic quantities (magnitude of the horizontal component of the error magnetic field) H U and H V can be obtained by the following equation (9) which unifies the above equations (9A) and (9B). . Assuming that the maximum value of a plurality of sets of data of E U and E V obtained by the turning of the moving object is E UA and E VA and the minimum values are E UI and E VI , Holds.
通常の方位計測モードにおいては、マイクロコンピュ
ータ３は常時方位決定の前に端子7Tの電圧を計測し、ケ
ース１（電気装置非作動）であるか、ケース２（電気装
置作動）であるかを判断し、A/D変換器22を経由して計
測されたEU,EVに対して ケース１であれば、 ケース２であれば、 但し、EU0は検出軸1U磁界成分から得られた上記移動
体の方位計測値成分、EV0は検出軸1V磁界成分から得ら
れた上記移動体の方位計測値成分で、EU0とベクトル的
に直交する。In the normal azimuth measurement mode, the microcomputer 3 always measures the voltage of the terminal 7T before determining the azimuth, and determines whether it is the case 1 (electric device not operating) or the case 2 (electric device operating). However , in case 1 for E U and E V measured via the A / D converter 22, In case 2, However, E U0 azimuth measurement value components of the moving body obtained from the detection axis 1U field components, E V0 is the azimuth measurement value components of the moving body obtained from the detection axis 1V field components, E U0 and vectorially Orthogonal to.
（10）式または（11）式で示される計算処理をほどこ
す事により、上記移動体の帯磁および電気装置7Mの作動
による擾乱磁界の影響を除いた上記移動体の真の計測が
可能となる。もちろん上記移動体の進行方位角θは θ＝tan-1（EV0/EU0） ……（12） として計算されるから、出力端子320を介して図示しな
い他の部分又は他の装置へ方位信号をθの形で出力する
事ができる。By performing the calculation processing represented by the expression (10) or (11), the true measurement of the moving body becomes possible without the influence of the magnetic field of the moving body and the disturbance magnetic field due to the operation of the electric device 7M. . Of course, the traveling azimuth angle θ of the moving object is calculated as θ = tan −1 (E V0 / E U0 ) (12). The signal can be output in the form of θ.
以上説明した計算は第１図においてマイクロコンピュ
ータ３で実行されるわけであるが、この計算の手順を第
３図に示すフローチャートに沿って説明する。ステップ
S100のスタート処理ではメモリーのクリアなど初期設定
を行い、次にステップS101において、EU,EVを読み込
む。これは実際には第１図のA/D変換器22によって磁気
センサ10の出力端子10U,10Vから増幅器20U,20Vをそれぞ
れ経たそれらの入力信号EU,EVをデジタル変換し、マイ
クロコンピュータ３に入力する事になる。次にステップ
S102において、帯磁補正モードであるか否かを判定す
る。これは、補正スイッチ５がONされて補正モードに入
った後でかつ補正動作が完了していない場合にのみYES
と判定される。補正モードでなければ、処理は方位計測
モードであり、ステップS110へ移るが、補正モードであ
ればステップS103へと移行する。ステップS103において
は、計測・変換されたEU,EVをマイクロコンピュータ３
の図示しない記憶回路に順次記憶・蓄積する。次にステ
ップS104において、上記記憶されたデータが上記（９）
式による帯磁量計算に必要なだけそろったか否かを判定
する。もしも、データ量が不足であればNOと判定され、
再びステップS101へ移行して、同様の動作を繰り返す。The calculation described above is executed by the microcomputer 3 in FIG. 1. The procedure of this calculation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Steps
In the start process S100 performs initialization such as clearing memory, then in step S101, reads E U, the E V. This is actually an output terminal 10U of the magnetic sensor 10, an amplifier from 10V 20 U, 20V was subjected their respective input signals E U, the E V digital conversion by the A / D converter 22 of FIG. 1, the microcomputer 3 Will be entered. Next step
In S102, it is determined whether or not the current mode is the magnetization correction mode. This is only after the correction switch 5 has been turned on and the correction mode has been entered, and only when the correction operation has not been completed.
Is determined. If the mode is not the correction mode, the process is the azimuth measurement mode, and the process proceeds to step S110. If the mode is the correction mode, the process proceeds to step S103. Step In S103, the measurement-transformed E U, the microcomputer 3 E V
Are sequentially stored and stored in a storage circuit (not shown). Next, in step S104, the stored data is stored in (9)
It is determined whether or not the necessary amount for the calculation of the magnetic susceptibility by the formula is obtained. If the data amount is insufficient, NO is determined,
The process returns to step S101 to repeat the same operation.
上記（９）式の計算が可能なだけデータがそろってお
ればYESと判定され、ステップS105において、上記
（９）式に示す計算式により、HU,HVを求める。次にス
テップS106において、マイクロコンピュータ３は端子7T
の電圧状態を計測し、スイッチ7Sが閉成し電気装置7Mが
給電されている状態であれば「負荷オン」と判定し、そ
うでなければ「負荷オフ」と判定する。負荷オンであれ
ばステップS107において、図示しない記憶回路にHU1＝H
U,HV1＝HVとして記憶し、負荷オフであればステップS10
8によってHU1,HV1とは異る番地に割りあてられたHU2,H
V2にそれぞれHU2＝HU,HV2＝HVとして記憶する。いずれ
の場合も、ステップS109において補正モードを示すフラ
グをクリアして補正完了とし、再びステップS101にもど
る。ステップS102において補正モードでないと判定され
た場合はステップS110において、端子7Tの状態を計測し
て負荷オン／オフの判定を行う。ここで負荷オンと判定
された場合はステップS111により帯磁量としてHU1,HV1
を読み出し、上記（10）式にもとづきEU0＝EU−KHU1,E
V0＝EV−KHV1とする。また、ステップS110において負荷
オフと判定された場合はステップS112により上記（11）
式にもとづきEU0＝EU−KHU2,EV0＝EV−KHV2なる計測を
行う。但し、ステップS111又はS112でのEU,EVはステッ
プS101にて読み込んだ最新の方位計測データである。こ
のようにしてステップS113の入口では、電気装置7Mの作
動状態に応じた帯磁補正の行われたデータEU0,EV0が得
られる。ステップS113ではEU0,EV0を用いて方位計算を
行う。ここで行う方位計算は、方位データを使用する図
示しない他の装置又は部分が必要なデータを得るよう適
宜選べるが、たとえば、上記（12）式で示すθ＝tan-1
（EV0/EU0）などの計算を行う。次にステップS114にお
いてステップS113で求めた方位データを図示しない他の
装置又は部分に出力端子320から出力した後再びステッ
プS101へもどり同様の動作を繰り返す。If there is enough data to calculate the above equation (9), it is determined as YES, and in step S105, H U and H V are obtained by the above equation (9). Next, in step S106, the microcomputer 3 connects the terminal 7T
Is measured, and if the switch 7S is closed and the electric device 7M is supplied with power, it is determined that the load is on, and if not, it is determined that the load is off. If the load is on, in step S107, the storage circuit (not shown) stores H U1 = H
U , H V1 = H V is stored, and if the load is off, step S10
H U2 , H assigned to addresses different from H U1 , H V1 by 8
Each H U2 = H U to V2, stored as H V2 = H V. In any case, the flag indicating the correction mode is cleared in step S109 to complete the correction, and the process returns to step S101. If it is determined in step S102 that the current mode is not the correction mode, in step S110, the state of the terminal 7T is measured to determine whether the load is on or off. If it is determined that the load is on, H U1 , H V1
And E U0 = E U −KH U1 , E based on the above equation (10).
V0 = E V- KH V1 . If it is determined in step S110 that the load is off, the above-mentioned (11) is performed in step S112.
Performing E U0 = E U -KH U2, E V0 = E V -KH V2 becomes measurement based on the formula. However, E U, E V in the step S111 or S112 is the newest azimuth measurement data read in step S101. In this way, at the entrance to step S113, data EU0 and EV0 that have been subjected to magnetization correction according to the operating state of the electric device 7M are obtained. In step S113, azimuth calculation is performed using E U0 and E V0 . In the azimuth calculation performed here, other devices or parts (not shown) using the azimuth data can be appropriately selected so as to obtain necessary data. For example, θ = tan −1 shown in the above equation (12)
(E V0 / E U0 ). Next, in step S114, the azimuth data obtained in step S113 is output to another device or part (not shown) from the output terminal 320, and the process returns to step S101 again to repeat the same operation.
なお、磁気センサとしてフラックスゲートセンサを用
いる場合は、マイクロコンピュータ３で求めたKHU1,KH
V1又はKHU2,KHV2をD/A変換器を介して補償巻線11,12へ
電流（但し、電流の方向は、KHU1,KHV1又はKHU2,KHV2に
−の符号がつく方向）の形で供給することにより（10）
式又は（11）式と同様の効果が得られる。この場合には
誤差磁界が消去されるために最新のEU,EVが方位データ
となり、θ＝tan-1（EV/EU）として求めることができ
る。When a flux gate sensor is used as the magnetic sensor, KH U1 , KH
V1 or KH U2 , KH V2 is supplied to the compensation windings 11 and 12 via the D / A converter. (However, the direction of the current is the direction in which KH U1 , KH V1 or KH U2 , KH V2 has a minus sign.) (10)
An effect similar to that of the equation (11) is obtained. In this case, since the error magnetic field is eliminated, the latest E U and E V become azimuth data, and can be obtained as θ = tan −1 (E V / E U ).
これまでの説明では、磁気的擾乱を与える電気装置
が、ただ１つの場合について述べてきたが、複数個の電
気装置が擾乱源として考えられる場合は、すべての電気
装置の作動，非作動が判別できる電気信号をマイクロコ
ンピュータ３に接続し、ケース1,ケース2,……ケースｎ
のｎ個のケースについて前述の過程と同様の動作により
補正すべき値の組がｎ個得られるから、これらにもとづ
き計算値EU,EVに対して（10）式，（11）式と同様の計
算をほどこすことにより、常に正しい方位を求めるため
のEU0,EV0が得られる。なおこの場合、ｎ個のすべての
ケースについて帯磁量計測がなされなかった場合（一部
が未完）は、もっとも条件の似かよっているケースのデ
ータから推定するか、あるいは似かよったデータで代用
するなどの方策により、方位計測値の精度を改善するこ
とができる。In the above description, only one electric device that causes magnetic disturbance has been described. However, when a plurality of electric devices are considered as a disturbance source, activation and non-operation of all the electric devices are determined. Connect the electrical signals that can be made to the microcomputer 3 and make the case 1, case 2,... Case n
Since the set of to be corrected value by the same operation as the n for the case of the foregoing process are obtained n pieces, based on these calculated values E U, relative to E V (10) formula, and (11) By performing the same calculation, E U0 and E V0 for always obtaining the correct orientation can be obtained. In this case, when the magnetic susceptibility is not measured for all n cases (partially incomplete), it is estimated from the data of the case with the most similar condition, or substituted by the similar data. The measure can improve the accuracy of the azimuth measurement.
以上のようにこの発明によれば、方位計測装置に対し
て磁気擾乱を与える電気装置の作動・非作動ごとの補正
データを作成し、方位計測時には電気装置の作動時、非
作動時に応じた前記補正データを使い分けるように構成
したので、これらの電気装置の作動による磁気的擾乱を
除く事により方位計測の精度向上をはかる事ができる。
また、本機能の追加に対して必要な物は、上記のように
電気装置の作動状態を示す電気信号の配線のみであり、
電気装置の給電線等から発生する誤差磁界を除くための
コイルを設置する必要がなく、きわめて少い価格上昇で
高精度の方位を得られる効果がある。As described above, according to the present invention, correction data is generated for each operation and non-operation of the electric device that applies magnetic disturbance to the azimuth measurement device, and the azimuth measurement is performed when the electric device is activated or deactivated according to the non-operation. Since the correction data is selectively used, it is possible to improve the accuracy of the azimuth measurement by eliminating magnetic disturbance due to the operation of these electric devices.
Also, the only thing necessary for the addition of this function is the wiring of the electric signal indicating the operation state of the electric device as described above,
There is no need to install a coil for removing an error magnetic field generated from a power supply line or the like of an electric device, and there is an effect that a highly accurate orientation can be obtained with a very small price increase.
第１図はこの発明の一実施例による装置構成を示す回路
構成図、第２図は第１図中の磁気センサと給電線との相
対的位置関係の一例を示す説明図、第３図は第１図中の
マイクロコンピュータの動作を示すフロー図、第４図は
従来装置の回路構成図、第５図は従来の各磁気の相対的
位置関係を示す説明図、第６図は誤差補償する従来装置
の回路構成図である。 図中、1,10……磁気センサ、３……マイクロコンピュー
タ、7l……給電線、7M……電気装置、7S……スイッチ、
Ｒ……直流電源、22……A/D変換器。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an apparatus configuration according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a relative positional relationship between a magnetic sensor and a feeder line in FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a flow chart showing the operation of the microcomputer in FIG. 1, FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the conventional device, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between conventional magnets, and FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a conventional device. In the figure, 1,10 ... magnetic sensor, 3 ... microcomputer, 7l ... power supply line, 7M ... electric device, 7S ... switch
R: DC power supply, 22: A / D converter. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
定して上記移動体の進行方位を計測する方位計測装置に
おいて、略直交する水平の２軸に対しての検出機能を有
する磁気センサと、上記移動体に設置された少なくとも
１つの電気装置の作動，非作動時ごとに上記移動体を旋
回させて得た上記磁気センサの出力信号に基づいて該磁
気センサに及ぼす地磁気以外の誤差磁界の水平成分を計
測し、上記電気装置の作動、非作動時ごとに応じて上記
誤差磁界の水平成分の計測値を区別して記憶する誤差磁
界計測手段と、方位計測時には上記磁気センサの出力信
号を、上記電気装置の作動，非作動時に応じて上記誤差
磁界計測手段から読出した誤差磁界計測値に基づいて補
償し、上記移動体の方位を表わす方位計測値を得る方位
計測手段とを備えたことを特徴とする方位計測装置。An azimuth measuring device installed on a moving body for measuring a traveling component of the moving body by measuring a horizontal component of terrestrial magnetism, the magnetic sensor having a detecting function for two substantially orthogonal horizontal axes. And an error magnetic field other than terrestrial magnetism exerted on the magnetic sensor based on an output signal of the magnetic sensor obtained by turning the movable body each time at least one of the electric devices installed on the movable body is activated and deactivated. Error magnetic field measurement means for measuring and measuring the horizontal component of the electric device, distinguishing and storing the measured value of the horizontal component of the error magnetic field according to each time of operation or non-operation of the electric device. Azimuth measurement means for compensating based on the error magnetic field measurement value read from the error magnetic field measurement means depending on whether the electric device is operating or not, and obtaining an azimuth measurement value representing the azimuth of the moving body. Azimuth measuring device, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200813A JP2573667B2 (en) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | Direction measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200813A JP2573667B2 (en) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | Direction measurement device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249108A JPH0249108A (en) | 1990-02-19 |
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Family
ID=16430624
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280514A (en) * | 1985-06-06 | 1986-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus for detecting azimuth of vehicle |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63200813A patent/JP2573667B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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