JPH10153427A

JPH10153427A - 方位計

Info

Publication number: JPH10153427A
Application number: JP31455696A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Maki; 一郎槇
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】地磁気センサの互いに直交する出力端子に、
検出感度上のばらつきが存在し、或いは地磁気を乱すよ
うな電磁気雰囲気下で測定が行なわれても、常に高精度
の方位測定が可能な方位計を提供する。【解決手段】地磁気センサ１を回転し、Ｘ軸出力端子
２とＹ軸出力端子３の地磁気出力信号が検出され、可変
利得増幅器４、５で増幅されＡＤ変換器６、７でＡＤ変
換されて信号処理部８に入力され、Ｘ軸出力端子２から
の地磁気出力信号の最大値Ｅ（ｘ）ｍａｘと、最小値Ｅ
（ｙ）ｍｉｎとの差と、Ｙ軸出力端子３からの地磁気出
力信号の最大値Ｅ（ｙ）ｍａｘと、最小値Ｅ（ｙ）ｍｉ
ｎとの差が異なり方位円が楕円であると、両差値の違い
に応じて、信号処理部８は、ファイルから可変利得増幅
器４、５の必要利得を読取り、該利得になるように可変
利得増幅器４、５に制御信号Ｆ１、Ｆ２を入力して方位
を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両に搭載
して使用され、方位を測定する方位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の方位計は、図３に示すように、フ
ラックスゲート型、或いはＭＲ素子型の地磁気センサ５
０のＸ軸出力端子５１と、Ｘ軸出力端子５１に直交する
Ｙ軸出力端子５２とに、Ｘ軸出力端子５１及びＹ軸出力
端子５２の地磁気出力信号を、それぞれ増幅する増幅器
５３、５４が接続され、増幅器５３、５４の出力端子に
は、増幅器５３、５４の出力信号をＡＤ変換するＡＤ変
換器５５、５６が接続され、ＡＤ変換器５５、５６の出
力端子には、ＡＤ変換器５５、５６の出力信号に基づい
て、方位データを演算する信号処理部５７が接続されて
いる。

【０００３】このような構成の従来の方位計では、地磁
気を乱すものがない電磁気雰囲気下で、地磁気センサ５
０を軸芯を中心に回転しながら、各回転角度位置でＸ軸
出力端子５１及びＹ軸出力端子５２の地磁気出力信号を
検出し、Ｘ軸出力端子５１及びＹ軸出力端子５２による
検出値をプロットすると、地磁気センサ５０のＸ軸出力
端子５１とＹ軸出力端子５２とに、検出感度上のばらつ
きがなければ、図４に示すように、プロットの軌跡は方
位円と呼ばれる円を形成する。

【０００４】ここで、Ｙ軸出力端子５２の地磁気出力信
号の正方向を例えば北として、Ｘ軸出力端子５１及びＹ
軸出力端子５２の地磁気出力信号値から方位が算出され
る。この場合、Ｘ軸出力端子５１の地磁気出力信号値を
Ｖｘ、Ｙ軸出力端子５２の地磁気出力信号値をＶｙとす
れば、方位θは次式で表される。

【０００５】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖｙ／Ｖｘ）（１）（１）式から例えばＶｘ＝０であれば、θ＝９０°とな
り方位は北を示すことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の方位計で
は、地磁気センサ５０のＸ軸出力端子５１とＹ軸出力端
子５２とに、検出感度上でばらつきがある場合、或いは
測定雰囲気に鉄板などが存在し地磁気が乱される電磁気
雰囲気下にある場合には、方位円は楕円状に変形し、楕
円の短軸方向の検出感度が低下し、高精度の方位検出が
できなくなる。

【０００７】本発明は、前述した従来の方位計での方位
測定の現状に鑑みてなされたものであり、地磁気センサ
の互いに直交する出力端子に、検出感度上のばらつきが
存在する場合、或いは地磁気を乱すような電磁気雰囲気
下で測定が行なわれた場合でも、常に高精度の方位測定
が可能な方位計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る方位計は、互いに直交する第１軸方向
及び第２軸方向の地磁気をそれぞれ検出する地磁気セン
サと、該地磁気センサの第１軸方向の地磁気出力を増幅
する第１の可変利得増幅器と、前記地磁気センサの第２
軸方向の地磁気出力を増幅する第２の可変利得増幅器
と、前記第１の可変利得増幅器及び前記第２の可変利得
増幅器で増幅された地磁気出力に基づいて、前記第１の
可変利得増幅器及び前記第２の可変利得増幅器の増幅度
を調整する調整手段と、該調整手段で増幅度が調整され
た前記第１の可変利得増幅器及び前記第２の可変利得増
幅器で増幅された地磁気出力に基づいて、方位データを
演算する演算手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明によると、地磁気センサの互いに直
交する出力端子に、検出感度上のばらつきが存在する場
合、或いは地磁気を乱すような電磁気雰囲気下で測定が
行なわれた場合でも、常に高精度の方位測定が可能にな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、互いに直
交する第１軸方向及び第２軸方向の地磁気をそれぞれ検
出する地磁気センサと、該地磁気センサの第１軸方向の
地磁気出力を増幅する第１の可変利得増幅器と、前記地
磁気センサの第２軸方向の地磁気出力を増幅する第２の
可変利得増幅器と、前記第１の可変利得増幅器及び前記
第２の可変利得増幅器で増幅された地磁気出力に基づい
て、前記第１の可変利得増幅器及び前記第２の可変利得
増幅器の増幅度を調整する調整手段と、該調整手段で増
幅度が調整された前記第１の可変利得増幅器及び前記第
２の可変利得増幅器で増幅された地磁気出力に基づい
て、方位データを演算する演算手段とを有することを特
徴とするものであり、地磁気センサの互いに直交する出
力端子に、検出感度上のばらつきが存在する場合、或い
は地磁気を乱すような電磁気雰囲気下で測定が行なわれ
た場合でも、常に高精度の方位測定が行なわれる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記調整手段が、前記地磁気センサの前記
第１軸方向の地磁気出力の最大値と最小値との差が、前
記値磁気センサの前記第２軸方向の値磁気出力の最大値
と最小値との差と等しくなるように、前記第１の可変利
得増幅器及び前記第２の可変利得増幅器の増幅度を調整
することを特徴とするものであり、前記地磁気センサの
前記第１軸方向の地磁気出力の最大値と最小値との差
が、前記値磁気センサの前記第２軸方向の値磁気出力の
最大値と最小値との差と等しくなるように、前記第１の
可変利得増幅器及び前記第２の可変利得増幅器の増幅度
が調整されることにより、地磁気センサの互いに直交す
る出力端子に、検出感度上のばらつきが存在する場合、
或いは地磁気を乱すような電磁気雰囲気下で測定が行な
われた場合でも、常に高精度の方位測定が行なわれる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の方
位計において、前記地磁気センサがフラックスゲート型
の地磁気センサであることを特徴とするものであり、フ
ラックスゲート型の地磁気センサの互いに直交する出力
端子に、検出感度上のばらつきが存在する場合、或いは
地磁気を乱すような電磁気雰囲気下で測定が行なわれた
場合でも、常に高精度の方位測定が行なわれる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記地磁気センサがＭＲ素子型の地磁気セ
ンサであることを特徴とするものであり、ＭＲ素子型の
地磁気センサの互いに直交する出力端子に、検出感度上
のばらつきが存在する場合、或いは地磁気を乱すような
電磁気雰囲気下で測定が行なわれた場合でも、常に高精
度の方位測定が行なわれる。

【００１４】以下に、本発明の一実施の形態を、図１及
び図２を参照して説明する。図１は本実施の形態の全体
構成を示すブロック図、図２は図１の可変利得増幅器の
構成を示す回路説明図である。

【００１５】本実施の形態では、図１に示すように、地
磁気センサ１のＸ軸出力端子２に可変利得増幅器４が、
Ｙ軸出力端子３に可変利得増幅器５がそれぞれ接続さ
れ、可変利得増幅器４の出力端子にはＡＤ変換器６が、
可変利得増幅器５の出力端子にはＡＤ変換器７がそれぞ
れ接続され、ＡＤ変換器６、７の出力端子が、方位デー
タの演算と可変利得増幅器４、５の利得調整を行なう信
号処理部８に接続され、信号処理部８から制御信号Ｆ
１、Ｆ２が、可変利得増幅器４、５にそれぞれ入力され
ている。

【００１６】この信号処理部８は、地磁気センサ１のＸ
軸出力端子２からの地磁気出力信号の最大値、最小値
と、Ｙ軸出力端子３からの地磁気出力信号の最大値、最
小値とに基づいて、方位円が楕円から円になるように、
可変利得増幅器４、５の増幅度を調整する機能と、調整
された増幅度の可変利得増幅器４、５からの地磁気出力
信号に基づいて、方位データを演算する機能とを有して
いる。

【００１７】ここで可変利得増幅器４、５は同一の構成
を有し、図２を参照して可変利得増幅器４について説明
すれば、オペアンプ４ａの反転入力端子と出力端子間
に、抵抗２５及びアナログスイッチ２８の直列接続回
路、抵抗２４及びアナログスイッチ２７の直列接続回
路、抵抗２３及びアナログスイッチ２６の直列接続回路
が、互いに並列に接続され、アナログスイッチ２６、２
７、２８に、信号処理部８からの制御信号Ｆ１が選択入
力され、反転入力端子と地磁気センサ１のＸ軸出力端子
５１間には、抵抗２２が接続されている。

【００１８】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。地磁気センサ１を３６０゜の範囲で、所定の単
位角度ごとに回転しながら、地磁気センサ１のＸ軸出力
端子２からの地磁気出力信号と、Ｙ軸出力端子３からの
地磁気出力信号とにより地磁気が検出され、Ｘ軸出力端
子２から出力される地磁気出力信号は、可変利得増幅器
４で増幅され、ＡＤ変換器６でＡＤ変換されて信号処理
部８に入力され、信号処理部８のメモリに格納される。
同様にして、Ｙ軸出力端子３から出力される地磁気出力
信号は、可変利得増幅器５で増幅され、ＡＤ変換器７で
ＡＤ変換されて信号処理部８に入力され、信号処理部８
のメモリに格納される。

【００１９】信号処理部８では、Ｘ軸出力端子２から出
力される地磁気出力信号の最大値Ｅ（ｘ）ｍａｘと、最
小値Ｅ（ｙ）ｍｉｎとの差Ｅ（ｘ）ｍａｘ−Ｅ（ｘ）ｍ
ｉｎと、Ｙ軸出力端子３から出力される地磁気出力信号
の最大値Ｅ（ｙ）ｍａｘと、最小値Ｅ（ｙ）ｍｉｎとの
差Ｅ（ｙ）ｍａｘ−Ｅ（ｙ）ｍｉｎを演算し、両差値が
異なっていて、方位円が楕円になっているか否かを判定
する。

【００２０】この判定で、両差値が異なっていると判定
されると、両差値の違いに応じて、信号処理部８は、予
めメモリに格納されているファイルから、可変利得増幅
器４、５に必要な利得を読取り、対応する利得が得られ
るように、可変利得増幅器４、５に制御信号Ｆ１、Ｆ２
を入力する。

【００２１】可変利得増幅器４について説明すれば、図
２に示すアナログスイッチ２６、２７、２８の何れかが
選択され、例えばアナログスイッチ２８が選択される
と、アナログスイッチ２８に制御信号が入力され、アナ
ログスイッチ２８がＯＮとなって、可変利得増幅器４の
反転入力端子と出力端子間に、抵抗２５が接続され、可
変利得増幅器４には抵抗２２と抵抗２５との比で利得が
調整設定される。

【００２２】同様にして、可変利得増幅器５に対しても
必要な利得が調整設定され、可変利得増幅器４、５に調
整設定された利得によって、前述のＥ（ｘ）ｍａｘ−Ｅ
（ｘ）ｍｉｎと、Ｅ（ｙ）ｍａｘ−Ｅ（ｙ）ｍｉｎとが
等しくなり、方位円が楕円から円になり、地磁気センサ
５０のＸ軸出力端子５１とＹ軸出力端子５２とに、検出
感度上でばらつきがある場合、或いは測定雰囲気に鉄板
などが存在し地磁気が乱される電磁気雰囲気下にある場
合に生じる測定誤差が補正される。

【００２３】そして、測定誤差の補正のために必要な利
得が調整設定された可変利得増幅器４、５から出力され
る地磁気出力信号に基づいて、信号処理部８では方位デ
ータが演算され、このようにして得られた高精度の方位
データが出力端子９から出力される。

【００２４】以上に説明したように、本実施の形態によ
ると、地磁気センサ５０のＸ軸出力端子５１とＹ軸出力
端子５２とに、検出感度上でばらつきがある場合、或い
は測定雰囲気に鉄板などが存在し地磁気が乱される電磁
気雰囲気下にある場合に、可変利得増幅器４、５の利得
が調整設定され、方位の測定を常に高精度で行なうこと
が可能になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によると、地磁気センサによっ
て、互いに直交する第１軸方向の地磁気と第２軸方向の
地磁気が検出され、第１軸方向の地磁気出力が第１の可
変利得増幅器で増幅され、第２軸方向の地磁気出力が第
２の可変利得増幅器で増幅され、第１の可変利得増幅器
及び第２の可変利得増幅器で増幅された地磁気出力に基
づいて、補正手段によって、第１の可変利得増幅器及び
第２の可変利得増幅器の増幅度が補正され、増幅度が補
正された第１の可変利得増幅器及び第２の可変利得増幅
器の地磁気出力に基づいて、演算手段によって、方位デ
ータが演算されるので、地磁気センサの第１軸方向の地
磁気と第２軸方向の地磁気の検出感度のばらつきや、周
囲の電磁気環境の影響を補償して、常に高精度の方位測
定を行なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示すブロッ
ク図

【図２】図１の可変利得増幅器の構成を示す回路説明図

【図３】従来の方位計の全体構成を示すブロック図

【図４】方位計による方位測定の説明図

【符号の説明】

１地磁気センサ２Ｘ軸出力端子３Ｙ軸出力端子４、５可変利得増幅器６、７ＡＤ変換器８信号処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに直交する第１軸方向及び第２軸方
向の地磁気をそれぞれ検出する地磁気センサと、該地磁
気センサの第１軸方向の地磁気出力を増幅する第１の可
変利得増幅器と、前記地磁気センサの第２軸方向の地磁
気出力を増幅する第２の可変利得増幅器と、前記第１の
可変利得増幅器及び前記第２の可変利得増幅器で増幅さ
れた地磁気出力に基づいて、前記第１の可変利得増幅器
及び前記第２の可変利得増幅器の増幅度を調整する調整
手段と、該調整手段で増幅度が調整された前記第１の可
変利得増幅器及び前記第２の可変利得増幅器で増幅され
た地磁気出力に基づいて、方位データを演算する演算手
段とを有することを特徴とする方位計。
【請求項２】請求項１記載の方位計において、前記調
整手段が、前記地磁気センサの前記第１軸方向の地磁気
出力の最大値と最小値との差が、前記値磁気センサの前
記第２軸方向の値磁気出力の最大値と最小値との差と等
しくなるように、前記第１の可変利得増幅器及び前記第
２の可変利得増幅器の増幅度を調整することを特徴とす
る方位計。
【請求項３】請求項１記載の方位計において、前記地
磁気センサがフラックスゲート型の地磁気センサである
ことを特徴とする方位計。
【請求項４】請求項１記載の方位計において、前記地
磁気センサがＭＲ素子型の地磁気センサであることを特
徴とする方位計。