• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eswird ein Verfahren zum Auffinden eines Neigungswinkels in einemneigungskompensierten elektronischen Kompass beschrieben. Das Verfahren findetden Neigungswinkel, der fürdie augenblickliche Umgebung passend ist, um einen genaueren Azimutwinkelzu berechnen, wenn der Azimutwinkel des neigungskompensierten elektronischenKompasses gemessen wird. Das Verfahren zum Auffinden des optimalenNeigungswinkels in einer festgelegten Umgebung unter Verwendungeines elektronischen Kompasses, der einen zweiachsigen geomagnetischenSensor umfasst, enthältdie folgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels,die die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensors bezüglich einesReferenzazimutwinkels angibt; b) falls der elektronische Kompassleicht geneigt ist bezüglichdes Referenzazimutwinkels schrittweises Erhöhen eines Neigungswinkels innerhalbeines festgelegten Suchbereichs für den Neigungswinkel und Berechnenvon Azimutwinkeln, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnetsind; c) Vergleichen der berechneten Azimutwinkel mit dem festgelegtenReferenzazimutwinkel und Auffinden desjenigen Azimutwinkels, derdem Referenzazimutwinkel am nächstenliegt, 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 eingenauerer Azimutwinkel durch den neigungskompensierten elektronischenKompass, der ...
    公开号:DE102004007775A1
    申请号:DE200410007775
    申请日:2004-02-18
    公开日:2005-07-14
    发明作者:Won Tae Yongin Choi；Ha Woong Jeong；Han Chul Yongin Jo；Jin Yong Suwon Kang；Chang Hyun Yongin Kim；Oh Jo Suwon Kwon
    申请人:Samsung Electro Mechanics Co Ltd；
    IPC主号:G01C17-32
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einesNeigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischen Kompass,insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmendes Neigungswinkels mit einem neigungskompensierten elektronischenKompass, der einen Neigungswinkel findet, bevor ein Azimutwinkelerfasst wird, und der fürgegenwärtigeUmgebungen geeignet ist, und der dadurch auf der Grundlage des bestimmtenNeigungswinkels einen genaueren Azimutwinkel des elektronischenKompasses, der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor besitzt,ermittelt.
    [0002] InjüngsterZeit sind kleine und kostengünstigegeomagnetische Sensormodule entwickelt worden. Im Rahmen der zunehmendenEntwicklung der MEMS-Technologie(Micro-Electro Mechanical Systems) sind neue geomagnetische Sensormodulein Chipgröße entwickeltund füreine Vielzahl von Anwendungen benutzt worden. Es besteht jedochBedarf an einer speziellen Anwendung, bei der verhindert wird, dassder geomagnetische Sensor horizontal festgehalten wird, um einenNeigungswinkel (einen magnetischen Neigungswinkel) zu beachten,der einen Inklinationswinkel entspricht, woraus die Schwierigkeitresultiert, einen korrekten Azimutwinkel zu berechnen, wenn lediglichein zweiachsiger geomagnetischer Sensor benutzt wird.
    [0003] Dementsprechendist es bei der oben erwähntenspeziellen Anwendung, bei der der geomagnetische Sensor nicht horizontalfestgehalten wird, erforderlich, einen geneigten Zustand oder einenInklinationszustand zu kompensieren, um einen horizontalen Zustandzu schaffen, und der Azimutwinkel muss in dem horizontalen Zustandermittelt werden. Zu diesem Zweck müssen ein zweiachsiger geomagnetischerSensor und ein Beschleunigungssensor zum Erfassen des Neigungsgradesoder der Inklination gleichzeitig benutzt werden, um den Azimuthfehlerdurch Konvertieren einer geneigten Koordinate in eine horizontaleKoordinate auszugleichen.
    [0004] 1 ist eine perspektivische Ansicht undzeigt einen allgemeinen dreiachsigen geomagnetischen Sensor und 1b ist eine perspektivischeAnsicht und zeigt einen allgemeinen zweiachsigen geomagnetischenSensor. Der in 1a gezeigtedreiachsige geomagnetische Sensor ist hinsichtlich seines Einbauraumesbegrenzt, sodass es schwierig ist, den dreiachsigen geomagnetischenSensor bei kleinen Multimediagerätenusw. einzusetzen. Dementsprechend wurden in jüngster Zeit eine Reihe vonVerfahren entwickelt und erforscht, um die geneigte Koordinate unterVerwendung des in 1b gezeigtenzweiachsigen geomagnetischen Sensors zu kompensieren.
    [0005] 2 ist ein Blockdiagrammund zeigt einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, der in einem herkömmlichenelektronischen Kompass benutzt wird.
    [0006] Bezugnehmend auf 2 umfasstder zweiachsige geomagnetische Sensor, der in einem herkömmlichenelektronischen Kompass benutzt werden kann, einen geomagnetischenSensor 21 zum Detektieren eines geomagnetischen Azimutwinkels;einen Beschleunigungssensor 22 zum Erfassen eines geneigtengeomagnetischen Winkels bezüglichdes Horizonts; eine analogen Prozessor 23 zum Verstärken vondurch die Sensoren 21 und 22 erfassten Signalen 21 und 22 undzum Filtern der verstärktenSignale; einen A/D-Wandler 24 zum Umwandeln des Ausgangssignalsdes analogen Prozessors 23 in ein digitales Signal; undeinen digitalen Prozessor 25 zum Berechnen eines geomagnetischenAzimutwinkels auf der Grundlage des von dem A/D-Wandler 24 empfangenendigitalen Signals.
    [0007] Indiesem Fall ist der geomagnetische Sensor 21 ein vorgeschriebenerSensor zum Erfassen/Messen der Intensität des Magnetfelds der Erdeund umfasst Sen soren fürdie X-Achse und die Y-Achse, die rechtwinklig zueinander angeordnetsind.
    [0008] EinVerfahren zum Kompensieren des Neigungswinkels bei dem oben beschriebenenherkömmlichen elektronischenKompass wird nachfolgend beschrieben.
    [0009] Derherkömmlicheelektronische Kompass muss die gedrehte Koordinate in eine horizontaleKoordinate umwandeln, wobei die nachfolgende Gleichung 1 verwendetWird, die als Koordinatenumwandlungsgleichung zwischen der geneigtenKoordinate und der horizontalen Koordinate dient. Die nachfolgendeGleichung 2 wird als Koordinatenumwandlungsmatrix benutzt.
    [0010] 3a ist ein Diagramm undstellt die Beziehung zwischen der horizontalen Koordinate und dergedrehten Koordinate dar. Bezug nehmend auf 3 bedeutet „Θ" den geneigten Winkelder X-Achse der horizontalen Koordinate, und „Φ" ist der geneigte Winkel der Y-Achseder horizontalen Koordinate. „Xh", „Yh", und „Zh" sind unterschiedlicheWerte der horizontalen Koordinate, und „Xmc", „Ymc", und „Zmc" sind unterschiedlicheWerte der gedrehten Koordinate.
    [0011] Mitder nachfolgenden Gleichung 3 wird der Azimutwinkel „ψ" berechnet. Die Werte „Xmc", „Ymc", und „Zmc" und die Winkel „θ" und „Φ" werden benötigt, umden Azimutwinkel „ψ" zu berechnen. DieWinkel „θ" und „Φ" werden durch einenzweiachsigen Beschleunigungssensor ermitttelt, und die Werte „Xmc" und „Ymc" werden durch einenzweiachsigen geomagnetischen Sensor erfasst, die oben erwähnten zweiachsigenSensoren könnenjedoch den „Zmc"-Wert nicht berechnen.
    [0012] Dienachfolgende Gleichung 4 beschreibt die Berechnung der Winkel „θ" und „Φ", die durch den Beschleunigungssensorerfasst werden.
    [0013] Bezugnehmend auf die oben angegebene Gleichung 4 bedeutet „g" die Beschleunigungdurch die Erdanziehung, „ax" ist die X-Achsen-Komponentedes Beschleunigungssensors, und „ay" ist die Y-Achsen-Komponente des Beschleunigungssensors.
    [0014] Dienachfolgende Gleichung 5 ist durch die zuvor erwähnten Gleichungen 2 und 3 erhaltenworden und benötigteinen speziellen Wert „Zh", um den „Zmc"-Wert zu erhalten,wobei die oben erwähnteGleichung 5 benutzt wird.
    [0015] 3b ist ein schematischesDiagramm und zeigt den Zusammenhang zwischen dem geomagnetischenFeld und dem horizontalen Koordinatensystem. Bezug nehmend auf 3b sind „Xh", „Yh", und „Zh" unterschiedlicheWerte der horizontalen Koordinate, „Xd", „Yd", und „Zd" sind unterschiedlicheWerte des geomagnetischen Feldes, „Nm" bedeutet magnetisch Nord (magnetischerNordpol), und „λ" ist ein speziellerWinkel, nämlichein Neigungswinkel, der zwischen dem geomagnetischen Feld und demhorizontalen Koordinatensystem gebildet ist.
    [0016] Dienachfolgende Gleichung 6 beschreibt das Verhältnis zwischen dem geomagnetischenFeld und dem horizontalen Koordinatensystem. Die nachfolgende Gleichung7 beschreibt eine Referenzkoordinate des geomagnetischen Feldes.Die nachfolgende Gleichung 8 ergibt sich aus den erwähnten Gleichungen6 und 7.
    [0017] Unterder Voraussetzung, dass der Wert „λ" erfasst worden ist, kann der Wert „Zmc" durch die oben erwähnten Gleichungen5 und 8 berechnet werden, und ein neigungskomensierter Azimutwinkelkann ebenso berechnet werden, wobei lediglich der zweiachsige geomagnetischeSensor benutzt wird.
    [0018] Daszuvor beschriebene herkömmlicheVerfahren benutzt den Azimutwinkel unter Verwendung des Neigungswinkels „λ", der zuvor experimentellfestgelegt wurde, sodass er den dreiachsigen geomagnetischen Sensorersetzen kann.
    [0019] Daszuvor erwähnteVerfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass es die Tatsache, dassein Neigungswinkel, der innerhalb eines Gebäudes erzeugt worden ist, sichvon einem Neigungswinkel unterscheidet, der draußen erzeugt worden ist nichtberücksichtigenkann, innerhalb eines bestimmten Gebiets, das denselben Neigungswinkelaufweist, sodass die Größe der Fehlerratedes Neigungswinkels auf ± 6,0gesetzt worden ist, gemäß dem in 4 gezeigten Azimutwinkel,was zu einer verschlechterten Genauigkeit als Antwort auf den Einflussvon umgebenden magnetischen Substanzen führt.
    [0020] Dementsprechendwurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die oben erwähnten Problemegemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzum Bestimmen eines Neigungswinkels mit einem Neigungswinkel kompensiertenelektronischen Kompass anzugeben, das vor dem Detektieren eines Azimutwinkelseinen Neigungswinkel bestimmt, der für gegenwärtige (augenblickliche) Umgebungengeeignet ist, und auf diese Weise mit einem elektronischen Kompass,der einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor aufweist, einen genauerenAzimutwinkel auf der Grundlage des gefundenen Neigungswinkels ermittelt.
    [0021] Gemäß der vorliegendenErfindung könnendie oben genannten und weitere Ziele erreicht werden durch die Schaffungeines Verfahrens zum Auffinden eines optimalen Neigungswinkels ineiner vorgeschriebenen Umgebung unter Verwendung eines elektronischenKompasses umfassend einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, umfassenddie folgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels,der die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensors bezüglich einesReferenzazimutwinkels „ψ ref" anzeigt; b) fallsder elektronische Kompass bezüglichdes Referenzazimutwinkels „ψ ref" leicht geneigt ist,stufenweises Erhöheneines Neigungswinkels „λ" innerhalb einesfestgelegten Neigungswinkelsuchbereichs, und Berechnen von Azimutwinkeln „ψ mi", die individuellenNeigungswinkeln zugeordnet sind; c) Vergleichen der berechnetenAzimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenenReferenzazimutwinkel „ψ ref", und Finden einesAzimutwinkels, der am nächstenbei dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" liegt, aus den berechnetenAzimutwinkeln „ψ mi"; und d) Setzen desNeigungswinkels „λ", angewendet aufden gefundenen Azimutwinkel bei einem spezifischen Neigungswinkel,der dem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist.
    [0022] Eindigitaler Prozessor zur Benutzung in dem zuvor erwähnten Verfahrenzum Auffinden des optimalen Neigungswinkels in einer vorgeschriebenenUmgebung unter Verwendung des elektronischen Kompasses, der denzweiachsigen geomagnetischen Sensor umfasst, setzt einen festgelegtenAzimutwinkel, der die horizontale Lage eines geomagnetischen Sensorsangibt, auf einen Referenzazimutwinkel „ψ ref"; falls der elektronische Kompass bezüglich desReferenzazimutwinkels „ψ ref" leicht geneigt ist,erhöhter schrittweise den Neigungswinkel „λ" innerhalb eines festgelegten Neigungswinkelsuchbereichs,und berechnet Azimutwinkel „ψ mi", die unterschiedlichenNeigungswinkeln zugeordnet sind; vergleicht die berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenenReferenzazimutwinkel „ψ ref", und findet einenAzimutwinkel, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, aus den berechnetenAzimutwinkeln „ψ mi"; und setzt den Neigungswinkel „λ", der auf den gefundenenAzimutwinkel angewendet wird, auf einen bestimmten Neigungswinkel,der dem entsprechenden Azimutwinkel zugeordnet ist.
    [0023] Vorzugsweisekann der digitale Prozessor den Neigungswinkel schrittweise um näherungsweise1° erhöhen innerhalbdes Bereichs von –90° bis +90°, der Nei gungswinkelsuchbereichbeträgtnäherungsweise „±90°", um Azimutwinkelzu berechnen, die unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnet sind.
    [0024] Dieoben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegendenErfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibungunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen erläutert,in denen:
    [0025] 1 ist eine perspektivische Ansicht undzeigt einen dreiachsigen geomagnetischen Sensor für die Benutzungin einem herkömmlichenelektronischen Kompass,
    [0026] 1b isteine perspektivische Ansicht und stellt einen zweiachsigen geomagnetischenSensor zur Benutzung in dem herkömmlichenelektronischen Kompass dar;
    [0027] 2 istein Blockdiagramm und zeigt einen zweiachsigen geomagnetischen Sensorzur Benutzung in dem herkömmlichenelektronischen Kompass;
    [0028] 3a isteine schematische Darstellung und zeigt den Zusammenhang zwischeneiner horizontalen Koordinate und einer gedrehten Koordinate;
    [0029] 3b istein schematisches Diagramm und zeigt den Zusammenhang zwischen demgeomagnetischen Feld und der horizontalen Koordinate;
    [0030] 4 isteine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, derbei dem herkömmlichen Verfahrenzum Bestimmen des Neigungswinkels erzeugt wird;
    [0031] 5 istein Flussdiagramm und zeigt das Verfahren für die Suche des Neigungswinkelsbei einem neigungswinkelkompensierten elektronischen Kompass gemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; und
    [0032] 6 isteine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, derbei dem Verfahren zum Bestimmen des Neigungswinkels gemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
    [0033] Nachfolgendwerden bevorzugte Ausführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf diebeigefügtenZeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnliche Elementemit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie in unterschiedlichenZeichnungen dargestellt sind.
    [0034] Derelektronische Kompass gemäß der vorliegendenErfindung findet einen Neigungswinkel, der für gegenwärtige Umgebungen geeignet ist,vor der Detektion eines Azimutwinkels, und dadurch liefert er einen genauerenAzimutwinkel mittels eines elektronischen Kompasses, der einen zweiachsigengeomagnetischen Sensor besitzt, auf der Basis des gefundenen Neigungswinkels.Der oben erwähnteelektronische Kompass wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
    [0035] Derelektronische Kompass, der den zweiachsigen geomagnetischen Sensorumfasst, muss die oben erwähnteGleichung 3 benutzen, um den Azimutwinkel ψ zu ermitteln, und benötigt denWert „Zmc", um den korrektenAzimutwinkel ψ zuerhalten.
    [0036] Derzuvor erwähnteelektronische Kompass muss den Wert „sin λ" durch Benutzen der oben erwähnten Gleichungen5 und 8 berechnen. Genauer gesagt be rechnet der elektronische Kompassgemäß der vorliegendenErfindung den Wert „sin λ", geeignet für realeUmgebungen, um den korrekten Azimutwinkel zu berechnen, unter Verwendungdes zweiachsigen geomagnetischen Sensors, anders als bei dem herkömmlichen Verfahren.
    [0037] 5 istein Flussdiagramm und zeigt das Neigungswinkelsuchverfahren, dasgemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung bei einem neigungskompensierten elektronischen Kompassbenutzt wird.
    [0038] Bezugnehmend auf 5 setzt der neigungskompensierteelektronische Kompass einen vorgeschriebenen Azimutwinkel, der diehorizontale Lage des geomagnetischen Sensors angibt, im SchrittS41 auf einen Referenzazimutwinkel „ψ ref". Unter der Bedingung, dass der Neigungswinkelnicht mit dem korrekten Neigungswinkel, der für die augenblickliche Umgebunggeeignet ist, übereinstimmt,kann der elektronische Kompass den korrekten Azimutwinkel nichtfinden, sodass er dann den Azimutwinkel in der horizontalen Lage berechnetund detektiert, in der kein Neigungswinkel vorliegt, um den korrektenNeigungswinkel aufzufinden, und dabei setzt er den detektiertenAzimutwinkel auf den Referenzazimutwinkel „ψ ref", im Schritt S41.
    [0039] Fallder elektronische Kompass leicht geneigt ist, bezüglich desReferenzazimutwinkels „ψ ref" im Schritt S42,erhöhtder elektronische Kompass den Neigungswinkel „λ" schrittweise innerhalb des festgelegten Neigungswinkelsuchbereichsin den Schritten S43 bis S44, berechnet Azimutwinkel „ψ mi", die unterschiedlichenNeigungswinkeln zugeordnet sind, in dem Schritt S45, und speichertdie berechneten Azimutwinkel „ψ mi" in dem Schritt S46.In diesem Fall kann der festgelegte Neigungswinkelsuchbereich aufnäherungsweise „±90°" in dem Schritt S47gesetzt werden, und die Schrittweite, die bei der oben beschriebenenschrittweisen Erhöhungdes Neigungswinkels „λ" benutzt werden kann,kann näherungsweiseauf 1° gesetztwerden.
    [0040] Beispielsweiseerhöhtder elektronische Kompass den Neigungswinkel „λ" schrittweise um näherungsweise 1° innerhalbdes Bereichs von –90° bis +90°, dem Neigungswinkelsuchbereich,derart, dass ein Azimutwinkel, der dem individuellen Neigungswinkel „λ" zugeordnet ist,berechnet wird.
    [0041] Indiesem Fall kann die Variable „i", die in dem Azimutwinkel „ψ mi" enthalten ist, aufganzzahlige Werte von „1" bis „180" gesetzt werden,und ein entsprechender Azimutwinkel, der dem Neigungswinkel, der schrittweiseum 1° indem Bereich von –90° bis +90° erhöht wird,kann auf „ψm1 bis ψm180" gesetzt werden.
    [0042] Derelektronische Kompass vergleicht die berechneten Azimutwinkel „ψ mi" mit dem festgelegtenReferenzazimutwinkel „ψ ref", und findet denAzimutwinkel, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, von den berechnetenAzimutwinkeln „ψ mi", in dem SchrittS48. Anders ausgedrücktfindet der elektronische Kompass einen bestimmten Azimutwinkel,der die geringste Abweichung von dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" aufweist aus denvielen Azimutwinkeln „ψm1 bis ψm180".
    [0043] Derelektronische Kompass setzt einen Neigungswinkel „λ", der auf den gefundenenAzimutwinkel angewendet wird, auf einen vorgeschriebenen Neigungswinkelfür einenentsprechenden Azimutwinkel, in dem Schritt S49. Unter der Voraussetzung,dass der elektronische Kompass einen optimalen Neigungswinkel, der für gegenwärtige Umgebungsbedingungengeeignet ist, vor dem Detektieren eines solchen Azimutwinkels findetund den gefundenen Neigungswinkel setzt, kann der elektronischeKompass fürjede Umgebung einen genaueren Azimutwinkel berechnen und festlegen.
    [0044] Indem Fall wenn der Neigungswinkel durch Benutzen des zuvor erwähnten Verfahrens,das in 5 gezeigt ist, berechnet wird, kann der elektronischeKompass die Neigungswinkelfehlerraten beträchtlich reduzieren, die beiunterschiedlichen Azimutwinkeln erzeugt werden, im Vergleich zudem herkömmlichenKompass.
    [0045] 6 isteine grafische Darstellung und zeigt den Neigungswinkelfehler, derdurch das Verfahren zum Aufsuchen des Neigungswinkels gemäß dem bevorzugtenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
    [0046] Bezugnehmend auf 6 ist die Y-Achse, das heißt die senkrechteAchse, so gewählt,dass sie die Neigungswinkelfehlerraten anzeigt, und die X-Achse,das heißtdie horizontale Achse, ist so gewählt, dass sie die Azimutwinkelanzeigt. Der Bereich des Neigungswinkelfehlers im Zusammenhang miteinem bestimmten Azimutwinkel von näherungsweise 360° ist aufnäherungsweise „±1°" gesetzt, wie aus 6 ersichtlichist. Es ist daher erkennbar, dass der elektronische Kompass denNeigungswinkelfehler beträchtlichreduziert und zwar wesentlich stärkerals der Neigungswinkelfehler „±6°" des herkömmlichenelektronischen Kompasses.
    [0047] Gemäß der vorliegendenErfindung besteht ein Bedürfnisnach einem Azimutwinkel, der durch eine Gleichung zum Kompensierendes Neigungswinkels berechnet wird, sodass er näherungsweise mit dem Referenzazimutwinkel übereinstimmt.Auf der Basis dieses Zusammenhangs zwischen dem Azimutwinkel, derin 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 eineMehrzahl von Azimutwinkeln, die gemessen werden, wenn der geneigteWinkel erzeugt wird, ferner findet der elektronische Kompass vonden gemessenen Azimutwinkeln denjenigen Neigungswinkel, der demReferenzazimutwinkel am nächstenliegt, und misst den Neigungswinkel der gegenwärtigen Lage, woraus der genauesteAzimutwinkel resultiert, der fürdie gegenwärtigeUmgebung am geeignetsten ist.
    [0048] Ausder vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, dass bei dem Verfahrenzum Aufsuchen eines Neigungswinkels mit einem neigungskompensiertenelektronischen Kompass gemäß der vorliegendenErfindung der Kompass einen Neigungswinkel für die gegenwärtige Umgebungfindet, bevor ein Azimutwinkel detektiert wird, und dabei einengenaueren Azimutwinkel von dem elektronischen Kompass, der einenzweiachsigen geomagnetischen Sensor besitzt, auf der Basis des gefundenenNeigungswinkels erhält.
    [0049] Andersausgedrücktkann das Suchverfahren fürden Neigungswinkel gemäß der vorliegendenErfindung einen genaueren Azimutwinkel im Vergleich zu dem her kömmlichenVerfahren bestimmen, bei dem eine experimentell ermittelte Konstantean das Berechnungsverfahren fürden Neigungswinkel angepasst wird. Je höher der Neigungswinkel ist,desto größer istder Fehler, der durch einen falschen Neigungswinkel erzeugt wird.Vorausgesetzt, dass das Suchverfahren für Neigungswinkel den Neigungswinkelder gegenwärtigen Lagefindet und einen Azimutwinkel berechnet, der dem gefundenen Neigungswinkelzugeordnet ist, kann es einen genaueren Azimutwinkel bestimmen.Falls das Suchverfahren fürden Neigungswinkel fürunterschiedliche mobile Terminals, beispielsweise PDAs (PersonalDigital Assistants) und Mobiltelefone verfügbar gemacht wird, kann einBenutzer den korrekten Azimutwinkel bestimmen und gleichzeitig einDisplay des mobilen Terminals in einem angenehmen Winkel betrachten.
    [0050] Obwohldie bevorzugten Ausführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung fürDarstellungszwecke offenbart worden sind, ist es für einenFachmann auf diesem Gebiet klar, dass vielfältige Veränderungen, Ergänzungenund Ersetzungen möglichsind, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durchdie Patentansprüchefestgelegt wird.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Verfahren zum Auffinden eines optimalen Neigungswinkelsin einer vorgeschriebenen Umgebung mit einem elektronischen Kompass,umfassend einen zweiachsigen geomagnetischen Sensor, umfassend diefolgenden Schritte: a) Setzen eines festgelegten Azimutwinkels,der die horizontale Lage des geomagnetischen Sensors angibt, aufeinen Referenzazimutwinkel „ψ ref": b) falls derelektronische Kompass leicht geneigt ist bezüglich des Referenzazimutwinkels „ψ ref", schrittweises Erhöhen einesNeigungswinkels „λ" innerhalb einesfestgelegten Suchbereichs fürden Neigungswinkel, und Berechnen von Azimutwinkeln „ψ mi", die unterschiedlichenNeigungswinkeln zugeordnet sind; c) Vergleichen der berechnetenAzimutwinkel „ψ mi" mit dem vorgeschriebenenReferenzazimutwinkel „ψ ref", und Finden einesAzimutwinkels, der dem Referenzazimutwinkel „ψ ref" am nächsten ist, von den berechneten Azimutwinkeln „ψ mi"; und d) Setzendes Neigungswinkels „λ", der auf den gefundenenAzimutwinkel 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 Schrittumfasst: b1) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels innerhalbeines Bereichs von –90° bis +90°, in einemSuchbereich fürden Neigungswinkel von näherungsweise „±90°", um Azimutwinkelzu berechnen, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnetsind.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Schritt b) zum Berechnen der Azimutwinkel „ψ mi" den folgenden Schrittumfasst: b2) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels umnäherungsweise1° innerhalbdes festgelegten Suchbereichs fürden Neigungswinkel, und Be rechnen von Azimutwinkeln, die den unterschiedlichenNeigungswinkeln zugeordnet sind.
    [4] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Schritt b) zum Berechnen der Azimutwinkel „ψ mi" den folgenden Schrittumfasst: b3) schrittweises Erhöhen des Neigungswinkels umnäherungsweise1° innerhalbdes Bereichs von –90° bis +90°, in einemSuchbereich fürden Neigungswinkel von näherungsweise „±90°", um Azimutwinkelzu berechnen, die den unterschiedlichen Neigungswinkeln zugeordnetsind.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    EP2773920B1|2019-07-24|System und verfahren zur verbesserung von orientierungsdaten
    KR101893180B1|2018-08-29|교정 방법 및 계측 용구
    US9182229B2|2015-11-10|Enhanced position measurement systems and methods
    USRE45023E1|2014-07-22|Three-axis magnetic sensor, an omnidirectional magnetic sensor and an azimuth measuring method using the same
    EP1607718B1|2015-09-23|Vermessungsinstrument und elektronisches Speichermedium
    JP5666533B2|2015-02-12|Sensor-based orientation system
    US8401571B2|2013-03-19|Mobile electronic system
    US8061049B2|2011-11-22|Magnetometer accuracy and use
    KR101061756B1|2011-09-02|이동 디바이스의 고도를 결정하는 방법 및 장치
    CN1249453C|2006-04-05|3轴磁传感器、全方位磁传感器及使用它们的方位测定方法
    US7319511B2|2008-01-15|Surveying instrument and electronic storage medium
    Včelák et al.2005|AMR navigation systems and methods of their calibration
    TWI225154B|2004-12-11|Acceleration measuring apparatus with calibration function
    JP6283152B2|2018-02-21|ハンドヘルド測地デバイスによるグラフィック支援遠隔位置測定
    US7822545B2|2010-10-26|Mobile terminal with navigation function
    KR100595617B1|2006-06-30|이동 통신 단말기의 기울기 표시 방법
    US8037758B2|2011-10-18|Angular velocity detection apparatus
    US9250328B2|2016-02-02|Graphics-aided remote position measurement with handheld geodesic device
    US6836971B1|2005-01-04|System for using a 2-axis magnetic sensor for a 3-axis compass solution
    JP5043358B2|2012-10-10|傾斜角演算方法及び傾斜角演算装置
    US5369889A|1994-12-06|Single gyro northfinder
    CA2711406C|2014-02-18|Method and system for testing and calibrating an accelerometer of an electronic device
    JP4205930B2|2009-01-07|携帯用自律航法装置
    EP2160019B1|2011-03-09|Bildgebungsgerät, verfahren, systemintegrierte schaltung und programm
    EP2883272B1|2016-06-15|Ausrichtungsbestimmung für antennen und dergleichen
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CN1627040A|2005-06-15|
    US6957156B2|2005-10-18|
    US20050143917A1|2005-06-30|
    KR100568285B1|2006-04-05|
    KR20050059361A|2005-06-20|
    JP3860580B2|2006-12-20|
    CN100468005C|2009-03-11|
    JP2005172787A|2005-06-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    DE3422490C2|1984-06-16|1993-03-04|Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De||
    EP1388727A1|2002-08-06|2004-02-11|Chan-Gook Park|Vorrichtung und Verfahren zur Azimutwinkelberechnung|DE102009000152A1|2009-01-12|2010-07-15|Robert Bosch Gmbh|Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich von Kombisensoren, insbesondere neigungskompensierten elektronischen Kompassen, mit einer Beschleunigungs-Sensorkomponente und einer geomagnetischen Sensorkomponente|USRE33708E|1983-07-20|1991-10-08|Baroid Technology, Inc.|Surveying of boreholes using shortened non-magnetic collars|
    IL92239A|1989-11-07|1993-04-04|Israel State|Magnetic compass|
    US6543146B2|2000-12-06|2003-04-08|Honeywell International, Inc.|Electronic compass and compensation of large magnetic errors for operation over all orientations|
    US6651003B2|2001-07-30|2003-11-18|Innovative Design Solutions, Inc.|Method of automatic continuous calibration for an electric compass|
    DE60232945D1|2001-11-22|2009-08-27|Yamaha Corp|Elektronisches Gerät|
    US6701631B1|2002-12-23|2004-03-09|Inco Limited|Convertible directional azimuth and dip measuring modular compass and method|KR100555656B1|2003-08-27|2006-03-03|삼성전자주식회사|복각 검출 기능을 지원하는 지자기 센서 및 그 검출 방법|
    KR100594971B1|2004-01-09|2006-06-30|삼성전자주식회사|지자기 센서를 이용한 입력장치 및 이를 이용한 입력신호생성방법|
    KR100571795B1|2004-02-06|2006-04-18|삼성전자주식회사|복각 검출 기능을 지원하는 지자기 센서 및 그 방법|
    KR100620957B1|2004-12-13|2006-09-19|삼성전기주식회사|방위각을 측정하는 지자기센서 및 그 방법|
    US7102549B1|2005-03-31|2006-09-05|Agere Systems Inc.|Method and apparatus for programmable codeword encoding and decoding using truncated codewords|
    EP1715292A1|2005-04-21|2006-10-25|Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd.|Verfahren zum Kippausgleich bei zweiachsigem geomagnetischem Sensor und Beschleunigungssensor, sowie Vorrichtung dafür|
    CN101241009B|2007-12-28|2010-06-09|北京科技大学|一种磁电子罗盘误差补偿方法|
    US9760186B2|2010-01-06|2017-09-12|Cm Hk Limited|Electronic device for use in motion detection and method for obtaining resultant deviation thereof|
    US8510966B2|2010-03-30|2013-08-20|Jack A. Ekchian|Method and apparatus for hysteresis reduction in displacement of sensors|
    CN103548032B|2011-04-15|2016-10-05|兰德马克绘图国际公司|使用微震事件数据的水力裂缝表征的系统和方法|
    US8843338B2|2011-07-29|2014-09-23|Nokia Corporation|Processing Data for Calibration|
    CN105277995B|2014-06-20|2019-06-11|中兴通讯股份有限公司|地磁传感器的干扰补偿方法及装置|
    法律状态:
    2005-07-14| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-03-13| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: LINDNER BLAUMEIER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, 9040 |
    2014-07-04| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2014-08-12| R003| Refusal decision now final|
    2014-10-23| R003| Refusal decision now final|Effective date: 20140812 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]