專利名稱：方位數據計算方法、方位傳感器單元及便攜式電子裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用方位測量數據進行校準(偏移校正)的技術，其通過使用地磁傳感器來確定方位方向，特別涉及一種方位數據計算方法、一種方位傳感器單元，以及一種便攜式電子裝置，即使當從三軸地磁傳感器獲得的測量數據被限制在一個特定的平面時，其也能執行適當的校準，由此確定正確的方位方向。
背景技術：
已知一種諸如手機等的傳統便攜式終端，該終端設置有用于檢測地磁的磁傳感器，并基于該磁傳感器檢測的地磁來確定方向。例如，該確定的方位方向用來顯示正確方向的地圖。近來市場上出現了一種新型便攜式終端，其裝有用于檢測位置的GPS(全球衛星定位系統)接收器，其以依照便攜式終端相對于方位方向的朝向使地圖定向這樣的方式顯示其當前位置周圍的地圖。
然而，由于存在從安裝在便攜式終端中的擴音器、麥克風、電子零部件的磁化金屬封裝等泄漏出的外來磁場，所以，安裝在便攜式終端中的磁傳感器檢測的是地磁和便攜式終端內部的電子零部件等產生的其它磁場混合而成的磁場。該外來磁場可以導致方位方向測量中的變化偏移。因此，有必要進行校準以校正由于便攜式終端內部的電子零部件等等產生的磁場所引起的磁誤差(即偏移)。在便攜式終端裝有兩軸地磁傳感器的情況下，校準以這樣的方式執行即，用戶將便攜式終端旋轉例如180度以收集便攜式終端旋轉期間來自磁傳感器的測量數據，以便基于該測量數據來估算偏移。
關于如上述的安裝在便攜式終端中的磁傳感器的校準，例如有在專利文獻1中公開的技術。在該技術中，便攜式終端以規定角度進行轉動，基于在各角度中通過磁傳感器測量的數據，計算出偏移，從而可以不依賴轉動速度而進行校準。另一方面，已知具有如下方法，即，避開上述麻煩的操作，對檢測地磁的兩軸或三軸的磁檢測單元進行改變，重復取得輸出數據，在坐標上確定基準點而計算對于輸出數據的偏移信息(例如參考專利文獻2)。根據這種方法，通過統計方法推定基準點的坐標，使輸出數據組至基準點的距離的變化最小，在此基礎上計算出偏移，由此，用戶僅需要使測量單元的朝向任意的變換，就可以執行校準。
專利文獻1特開2004-12416號公報專利文獻2WO 2004/003476發明內容但是，即使是專利文獻1中記述的方法，也需要用戶必須有意識地轉動安裝了磁傳感器的便攜式裝置來進行該校準，雖然與現有方法相比并不繁雜，但是由于要迫使用戶進行用于校準的操作，所以對用戶來說仍然是繁雜的操作。另外，特別是三軸地磁傳感器的情況下，為了進行校準，需要三軸的數據，所以更加迫使用戶進行繁雜的操作。另外，在專利文獻2所記述的方法中，需要存儲至少包含上一個輸出數據的多個輸出數據，求出基于該多個輸出數據推定的基準點(進行偏移的推定)后，在對比該多個基準點的基礎上，將適當的值作為偏移進行計算，并在對比基準點和各輸出數據后無法得到合適的偏移的情況下，將不需要的測量數據全部進行A/D變換并存儲，由此，存在負載變大的問題。
因此，本發明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種方位數據計算方法、一種方位傳感器單元及便攜式電子裝備，其不需要強迫用戶進行繁雜的操作，而且減輕與偏移計算相關的過大負載，同時執行校準。
本發明提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；基于與此前存儲的測量數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；將已經存儲的偏移值更新為上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量數據，計算方位數據的步驟。
另外本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；判斷該測量后的磁場數據是否上溢或下溢，當判斷出該測量后的磁場數據上溢或者下溢時，進行校正以使該測量后的磁場數據進入規定的范圍內的步驟；根據與此前存儲的測量后的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量后的磁場數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量后的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；將已經存儲的偏移值更新為上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據，計算方位數據的步驟。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；根據與此前存儲的測量后的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量后的磁場數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量后的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；在該有效的偏移值大于規定值時，基于從所述測量后的磁場數據中去除該偏移值的測量后的磁場數據，使處理返回到判斷所述測量后的磁場數據的存儲判斷的步驟的步驟；在該有效的偏移值小于規定值時，將已經存儲的偏移值更新為在上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據，計算方位數據的步驟。
另外，本發明提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據；測量數據存儲單元，其存儲該磁場數據；測量數據存儲判斷單元，其根據與此前存儲的磁場數據之間的距離，判斷是否需要將所述磁場數據存儲在該測量數據存儲單元中；偏移計算單元，其基于存儲在所述測量數據存儲單元中的磁場數據計算出偏移值；偏移有效性判斷單元，其將用于計算該偏移值的多個測量數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效；偏移存儲部，其將已經存儲的偏移值更新為在該偏移有效性判斷單元中判斷為有效的偏移值；偏移設定單元，其將存儲在該偏移存儲部中的偏移值和已經存儲的偏移值相加；計算器，其從所述磁場數據中去除該偏移設定單元中設定的偏移值；以及方位測量單元，其用存儲在所述偏移存儲部中的偏移值校正所述磁場數據而計算方位數據。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，還具有積分器，其對從所述計算器輸出的磁場數據進行積分。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，還具有檢測部，其監視所述磁場數據并檢測上溢或下溢，在該檢測部檢測到數據的上溢或下溢時，向所述計算器輸入校正值，以解除數據的上溢或下溢。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有偏移大小判斷單元，其將由偏移有效性判斷單元判斷為有效的偏移值與預定的規定值進行比較，當該偏移值大于規定值時，將該該偏移值輸出到所述計算器，當該偏移值小于規定值時，將該偏移值輸出到所述方位測量單元。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有下述單元中的至少一個溫度校正值計算單元，其根據檢測溫度的溫度傳感器及檢測出的溫度計算校正值，將該計算出的校正值輸出到所述方位測量單元；以及傾斜校正值計算單元，其根據檢測傾斜的傾斜傳感器及該檢測出的傾斜計算校正值，將該計算出的校正值輸出到所述方位測量單元。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有溫度傳感器，其檢測溫度；溫度校正值計算單元，其根據該檢測出的溫度計算出校正值；傾斜傳感器，其檢測傾斜；傾斜校正值計算單元，其根據該檢測出的傾斜計算校正值；以及校正數據判斷單元，其將所述溫度校正值計算單元及傾斜校正值計算單元中計算出的校正值和此前的校正值進行比較，判斷是否將該校正值輸出到所述方位測量單元。
另外，本發明還提出一種具有上述權利要求4至權利要求9中記載的方位傳感器單元。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；基于在坐標上所述測量數據與預先存儲在存儲單元中的所有測量數據之間的各個距離，判斷是否需要將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；在上述步驟中判斷出需要存儲的情況下，將所述測量數據順序存儲在所述存儲單元中的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有將用于計算所述偏移值的多個測量數據按每個軸成分進行比較，在每個軸成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷所述計算出的偏移值有效的步驟，在上述步驟中判斷出所述計算出的偏移值有效的情況下，更新所述偏移值的步驟將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，判斷是否需要存儲所述測量數據的步驟，在所述坐標上的各個距離大于或等于規定值的情況下，將所述測量數據存儲在所述存儲單元中。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有按照使用方位數據的應用程序的要求，將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，從所述存儲單元中刪除該規定數量的測量數據中最早的數據，同時將需要存儲的新測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值進行校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
另外，本發明還提出一種方位數據計算方法，其特征在于，具有將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，用需要存儲的新測量數據替換存儲在所述存儲單元中的位于與該新測量數據最近方位的測量數據更替后進行存儲的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據；數據存儲判斷單元，其根據該測量出的磁場數據與此前存儲的測量出的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量出的磁場數據；偏移值計算單元，其基于存儲的數據計算出偏移值；偏移值有效性判斷單元，其將用于計算該偏移值的多個測量出的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效；數據存儲判斷再執行單元，其在該有效的偏移值大于規定值時，基于從所述測量后的磁場數據中去除該偏移值的測量后的磁場數據，再次執行所述測量后的磁場數據的存儲判斷；更新單元，其在該有效的偏移值小于規定值時，將已經存儲的偏移值更新為在上述步驟中判斷為有效的偏移值；以及計算單元，其用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據而計算方位數據。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；判斷單元，其基于在坐標上所述測量數據與預先存儲在存儲單元中的所有測量數據之間的各個距離，判斷是否需要將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；存儲單元，其在上述步驟中判斷出需要存儲的情況下，將所述測量數據順序存儲在所述存儲單元中；偏移值計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有測量單元，其按照使用方位數據的應用程序的要求，將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；存儲單元，其將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；控制單元，其當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，從所述存儲單元中刪除該規定數量的測量數據中最早的數據，同時將需要存儲的新測量數據存儲在所述存儲單元中；計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
另外，本發明還提出一種方位傳感器單元，其特征在于，具有測量單元，其將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；存儲單元，其將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；控制單元，其當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，用需要存儲的新測量數據替換存儲在所述存儲單元中的位于與該新測量數據最近方位的測量數據而進行存儲；計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
發明的效果根據本發明，具有不迫使用戶進行繁雜的操作、能夠適當、正確地執行地磁傳感器的校準的效果。另外還具有減輕與計算偏移相關的過大負載、同時能夠適當、正確地執行地磁傳感器的校準的效果。
圖1示出依據本發明的便攜式電子裝置(便攜式終端)結構框圖。
圖2示出根據實施方式1的方位傳感器單元結構的框圖。
圖3是根據實施方式1的與方位數據輸出有關的流程圖。
圖4示出根據實施方式1的方位傳感器單元變型實例的結構框圖。
圖5示出根據實施方式2的方位傳感器單元結構的框圖。
圖6是根據實施方式2與方位數據輸出有關的流程圖。
圖7示出根據實施方式2的方位傳感器單元變型實例的結構框圖。
圖8示出根據實施方式3的方位傳感器單元結構的框圖。
圖9是根據實施方式3與方位數據輸出有關的流程圖。
圖10示出根據實施方式4的方位傳感器芯片結構的框圖。
圖11示出根據實施方式4的方位傳感器單元結構的框圖。
圖12示出根據實施方式4的方位傳感器單元變型實例的結構框圖。
圖13A示出便攜式終端的坐標系(定義)的示意圖。
圖13B示出地面坐標系的示意圖。
具體實施例方式
現在，參考
本發明的具體實施方式
。
圖1是表示本發明便攜式電子裝置的一個實施方式的結構框圖，其將CDMA(碼分多址)通信方式的便攜式通信終端(下文稱為便攜式終端)的電氣構成作為框圖示出。
附圖中彼此公有的部分標以相同的參考標號。
如圖1所示，本形式的便攜式終端1包括天線101和106、RF(射頻)部分102、調制解調器部分103、CDMA部分104、語音處理部分105、GPS接收部分107、主控部分108、ROM109、RAM110、通報單元111、定時器部分112、主操作部分113、SW 114、電子攝像部分116、顯示部分117、觸摸屏118、輔助操作部分115、以及方位傳感器單元200。
如圖1所示，天線101與未顯示的無線電基站交換無線電波。RF部分102執行與信號發送和接收有關的處理。RF部分102裝備有本機振蕩器等等。接收時，RF部分102將指定頻率的本機振蕩器信號與從天線101接收到的信號混合，以將接收到的信號轉換成中頻(IF)的接收IF信號，并將它輸出給調制解調器部分103。發射時，RF部分102將給指定頻率的本機振蕩器信號與中頻發射IF信號混合，以將發射IF信號轉換成發射頻率的發射信號，然后將它輸出到天線101。
調制解調器部分103對接收信號進行解調并調制發射信號。調制解調器部分103裝備有本機振蕩器等，將來自RF部分102的接收IF信號轉換成指定頻率的基帶信號，并將基帶信號轉換成數字信號，然后輸出數字信號到CDMA部分104。另一方面，調制解調器部分103將來自CDMA部分104的發射用數字基帶信號轉換成發射模擬信號，并將它轉換成指定頻率的發射IF信號，然后將它輸出到RF部分102。
CDMA部分104對發射信號進行編碼并對接收到的信號進行解碼。CDMA部分104對從調制解調器部分103輸出的基帶信號進行解碼。另一方面，CDMA部分104對發射信號進行編碼，并將編碼的基帶信號輸出到調制解調器部分103。
語音處理部分105進行關于通話期間的語音的處理。語音處理部分105在通話期間從麥克風(MIC)輸出的模擬語音信號轉換為數字信號，并將其作為發射信號輸出到CDMA部分104。另一方面，語音處理部分105基于通話期間被CDMA部分104解碼的表示語音數據的信號，生成驅動揚聲器(SP)的模擬驅動信號，并將之輸出到揚聲器(SP)。麥克風(MIC)基于用戶輸入的聲音生成語音信號，并將其輸出到語音處理部分105。揚聲器(SP)基于語音處理部分105輸出的信號，發出通話伙伴的聲音。
GPS天線106接收GPS衛星(未顯示)發射的無線電波，并基于無線電波將接收到的信號輸出到GPS接收部分107。GPS接收部分107解調接收到的信號，并基于接收到的信號獲得信息，比如每個GPS衛星的精確時間信息以及傳播時間。GPS接收部分107基于獲得的信息計算其到三個或更多個GPS衛星的距離，以基于三角測量原理計算在三維空間(緯度、經度、高度等)中的位置。
主控部分108包括CPU(中央處理器)等等，其控制便攜式終端1的每個內部部分。主控部分108通過RF部分102、調制解調器部分103、CDMA部分104、語音處理部分105、GPS接收部分107、方位傳感器單元200、ROM109、RAM110、以及總線，輸出控制信號或者數據，方位傳感器單元將在下面說明。ROM109存儲主控部分108執行的各種程序，以及裝運檢驗時測量的溫度傳感器和傾斜傳感器的初始特性值等等。RAM110臨時存儲主控制器108要處理的數據等等。
通報單元111包括例如揚聲器、振動器、和/或發光二極管，它們通過使用聲音、振動、和/或發光來通知用戶有電話或e-mail到來。計時器部分112具有計時功能，用以產生表示年、月、日、星期、時刻等的時間信息。主操作部分113包括用戶操作的輸入字符的輸入鍵、轉換成漢語字符或數字等的轉換鍵、光標鍵、電源開/關鍵、通話鍵、重撥鍵等；其將表示操作結果的信號輸出到主控部分108。打開/關閉開關(SW)114是用于檢測折疊式便攜終端的打開開始和關閉結束的開關。
方位傳感器單元200包括磁傳感器(1)至(3)，其用于檢測互相正交的x軸、y軸、以及z軸的磁場；用于檢測溫度的溫度傳感器；物理量傳感器，其用于檢測便攜式終端1的傾斜；以及處理各個傳感器的檢測結果的處理部件。詳細說明將在下面使用附圖2描述。
電子攝像部分116包括光學透鏡和諸如CCD(電荷耦合裝置)等攝像裝置。攝像裝置將通過光學透鏡在其攝像平面形成的被拍對象圖像轉換成模擬信號，并將該模擬信號轉換成數字信號，然后將該數字信號輸出到主控部分108。顯示部分117包括液晶顯示屏等，其基于從主控部分108輸出的顯示信號，在其上顯示圖像或字符。觸摸屏118與包含在顯示部分117中的液晶顯示屏的表面集成一體，其將對應于用戶操作的信號輸出到主控部分108中。輔助操作部分115包括用于顯示切換的按鈕開關等等。
下面，使用附圖2至4來說明第一實施方式。
如圖2所示，依據本實施方式的方位傳感器單元包括測量數據存儲判斷單元201；測量數據存儲單元202；偏移計算單元203；偏移有效性判斷單元204；偏移存儲單元205；偏移設定單元206；方位測量單元207；以及方位傳感器芯片300。方位傳感器芯片300進一步包括磁傳感器部分301、切換單元302、放大器303、加法器304、D/A轉換器305、偏移存儲部分306、以及A/D轉換器307。
校準時，測量數據存儲判斷單元20 1執行與諸如判斷是否將測量數據存儲于測量數據存儲單元202中等數據存儲有關的處理，該測量數據用對應于磁傳感器輸出的數字信號表示。這里校準意味著進行下述步驟，即，測量外部磁力，基于得到的測量數據計算偏移值，將計算出的偏移值作為地磁傳感器的偏移進行更新(設定)。測量數據存儲單元202從測量數據存儲判斷單元201捕獲數據，并按預定存儲方法(詳細說明將在下面描述)存儲數據。
偏移計算單元203基于在校準期間獲得的測量數據計算偏移值(詳細說明將在下面描述)。偏移有效性判斷單元204判斷通過偏移計算單元203計算出的偏移值的有效性(詳細說明將在下面描述)。
偏移存儲單元205在預先存儲偏移值的情況下，將該偏移值更新為被偏移有效性判斷單元204判斷為有效的偏移值并存儲。偏移設定單元206將偏移存儲部分306中存儲的偏移值和從偏移存儲單元205輸出的偏移值進行累加，并將累加值輸出到偏移存儲部分306中。方位測量單元207根據后述的A/D轉換器307輸入的磁場數據測量方位方向。
一般而言，磁傳感器的偏移可能包括磁傳感器特有的偏移、受外圍電路影響的偏移、以及在其它零部件影響下磁場紊亂引起的偏移。其中，磁傳感器特有的偏移和外圍電路影響的偏移取相對恒定值。因此，這些值可以預先測量并預存在偏移設定單元206中。
磁傳感器部分301包括磁傳感器(1)至(3)、以及未顯示的傳感器初始化單元(1)至(3)，該傳感器初始化單元用于在電源開啟后初始化每個磁傳感器。當施加強磁場時，磁傳感器中每個磁體的磁化方向被改變或扭轉。為避免這種情況，傳感器初始化單元(1)至(3)被設置用于使每個磁傳感器(1)至(3)復位到其初始狀態。
切換單元302對來自磁傳感器部分301的磁傳感器(1)至(3)的磁場數據進行切換，按順序地輸入到放大器303。加法器304從來自放大器303的輸出中減去通過D/A轉換器305從對應于每個磁傳感器(1)至(3)的偏移值經D/A轉換后的模擬信號。A/D轉換器307將加法器304的輸出轉換成數字信號，并將它輸出給到方位測量單元207。另外，加法器304也可以配置在放大器303的前方，根據切換單元302對放大前的測場數據進行減法處理。這種情況下，進行減法的信號需要是與放大前的磁場數據對應的偏移值。
下面，使用附圖3說明其具體處理。
如圖3所示，例如，當需要方位測量的應用程序(導航軟件等使用方位數據的應用程序)等被激活時，方位傳感器單元200響應應用程序的請求而觸發以執行測量(步驟101)。具體而言，可以考慮在固定時間間隔激活觸發。還有其它可能的觸發方法，例如，響應應用程序端的方位測量請求而觸發，以及當推測方位方向可能變化時激活觸發，將其作為監視便攜式終端中另一個設備的結果(例如，當輸入電子攝像部分116的圖象數據發生變化(圖象流逝)的時機等)。
在這里，在固定時間間隔觸發的方法是周期性地執行數據測量。由于無論何時從應用程序發出測量方位的請求，僅需要輸出先前測量數據，因此這種方法具有短響應時間的優點。響應來自應用程序的方位測量請求而觸發的方法能夠使測量的次數最小。因此，這種方法具有降低不經濟功耗的優點。盡管便攜式終端中的另一個裝置正在運行是一個必要條件，但依據另外一個裝置的狀態來觸發的方法具有上述兩種方法結合的優點。
當激活測量觸發器時，根據從磁傳感器部分301輸入的數據測量磁場數據，并轉換為數字數據，然后將其輸出到測量數據存儲判斷單元201和方位測量單元207(步驟102)。測量數據存儲判斷單元201執行判斷是否將數據存儲到測量數據存儲單元202中的處理(步驟103)。
測量數據存儲判斷單元202基于下面將要說明的判斷方法，參考存儲在測量數據存儲判斷單元202中的數據，判斷輸入的數據是否存儲在測量數據存儲單元202中。當其判斷輸入數據應當被存儲時，將數據存儲在測量數據存儲單元202中。
作為判斷方法及存儲方法，具有(1)存儲所有的數據的方法；(2)根據測量數據存放單元202中有無存儲的數據進行判斷，僅在沒有數據時存儲的方法。這些方法中，具有可以防止數據集中在方位球的一部分上的優點。另外，已經存在數據的情況下，作為是否存儲數據的判斷方法及存儲方法，具有(3)通過是否與此前存儲的數據離一定的距離進行判斷，僅在離開大于固定值的距離的情況下進行存儲的方法。
另外，在這里，測量值(Hx1，Hy1，Hz1)與(Hx2，Hy2，Hz2)之間的距離如方程式1所示。另外，距離是指在方位空間坐標上，各坐標點之間的距離。
(Hx1-Hx2)2+(Hy1-Hy2)2+(Hz1-Hz2)2.]]>另外，還具有(4)僅在與存儲完畢的所有數據在坐標上離開大于固定值的距離的情況下進行存儲的方法。(3)及(4)的方法中，可以防止數據集中在方位球的一部分上。雖然累積數據需要時間，但是數據具有優異的均勻性。
另外，作為固定值優選在3.98(A/M)左右。
測量數據存儲單元202捕獲來自測量數據存儲判斷單元201的數據，并基于下面將要說明的存儲方法將其存儲(步驟104)，然后詢問偏移計算觸發單元(未顯示)“是否應當將數據輸出到偏移計算單元203”。偏移計算觸發單元基于下面將要說明的偏移計算的觸發方法對是否應當將數據輸出到偏移計算單元203作出應答。當測量數據存儲單元202接收到輸出數據給偏移計算單元203的指令時，其將存儲的數據輸出到偏移計算單元203。
這里，作為數據的存儲方法，具有(1)按讀取順序累積數據，偏移計算觸發單元產生觸發使偏移計算處理結束時，刪除全部數據，重新開始累積數據的方法。另外，還有(2)按讀取順序累積數據，存儲規定數量的數據后，在讀取新數據時，刪除最早的數據的同時存儲該新數據，總是保持規定量的新數據的方法。另外，還有(3)按讀取順序累積數據，偏移計算觸發單元產生觸發使偏移計算處理結束時，從舊數據中刪除一部分數據后開始累積數據的方法。以及還具有(4)按值的順序累積數據，存儲規定數量的數據后，將需要存儲的新數據替換最近方位的數據，從而存儲新數據的方法。(1)的方法中，具有處理負載較低的優點。另外，(2)的方法中，具有易于提高校準的頻度從而可以在最短時間校正偏移的優點。(3)的方法中，在短期間內能夠校正偏移，另一方面也會存在校準計算負載變大的問題。但是，比起上述方法，具有偏移的計算頻度降低，可以減輕計算處理的負載的優點。(4)的方法中，偏移變動大于方位球的情況下，雖然任何時候都殘留不需要的數據，但是數據的密度可以保持均勻性。
另外還可以是如下的方法，即，按值的順序累積數據，存儲規定數量的數據后，將需要存儲的新數據替換最近方位的數據，從而存儲新數據。這種情況下，偏移變動的規模較小時，與所述前面的方法相比，具有數據密度可以保持均勻性的優點，另一方面，偏移變動大于方位球的半徑的情況下，存在總是殘留不需要的數據的危險性。另外，方位球是指與磁傳感器的偏移對應的方位空間上的1點為中心，半徑與地磁強度對應的球。
另外，關于偏移計算的觸發，具有以下進行觸發的方法，即，(1)數據達到規定數量后，進行觸發，(2)數據達到規定數量后，從上次偏移計算開始經過規定時間后進行觸發，(3)數據大于或等于4點時，間隔規定時間進行觸發。(1)的方法中，由于數據數量固定，所以具有基于數據數量的精度穩定的優點。(2)的方法中，在短時間內進行校準，可以在短時間內校正偏移值。(3)的方法中，可以避免總是無法進行校準動作的狀況。
然后，當從測量數據存儲單元202提供測量數據給偏移計算單元203時，基于這些測量數據計算偏移(步驟105)。
下面說明偏移計算算法。
如果測量數據用(xi，yi，zi) (i＝1，...，N)表示，要求出的偏移值用(X0，Y0，Z0)表示，方位球的半徑用R表示，則下式成立(xi-X0)2+(yi-Y0)2+(zi-Z0)2＝R2。
這時，最小平方誤差ε定義如下[方程式2]ϵ=Σ{(xi-X0)2+(yi-Y0)2+(zi-Z0)2-R2}2]]>=Σ{(xi2+yi2+zi2)-2xiX0-2yiY0-2ziZ0+(X02+Y02+Z02)-R2}2]]>如果，ai＝xi2+yi2+zi2，bi＝-2xi，ci＝-2yi，di＝-2zi，D＝(X02+Y02+Z02)-R2......(1)，ε則由如下的方程式3確定[方程式3]ε＝∑(ai+biX0+ciY0+diZ0+D)2。
在這里，為了簡化計算，D視為獨立變量。最小平方誤差ε為最小的條件通過將ε對變量X0、Y0、Z0、D求導，得到以下的方程式4。
∂ϵ∂X0=2Σ(ai+biX0+ciY0+diZ0+D)bi=0∂ϵ∂Y0=2Σ(ai+biX0+ciY0+diZ0+D)ci=0∂ϵ∂Z0=2Σ(ai+biX0+ciY0+diZ0+D)di=0∂ϵ∂D=2Σ(ai+biX0+ciY0+diZ0+D)=0]]>作為結果，以下的方程式5成立[方程式5] [bc][bd][b][bc][cc][cd][c][bd][cd][dd][d][b][c][d]NX0Y0Z0D=-[ab]-[ac]-[ad]-[a]]]>其中，[m]為方程式6。
[m]=Σi=1Nmi]]>通過對上述聯立方程進行求解，獲得最小平方誤差ε取最小值時的X0、Y0、Z0、D。此外，R由公式(1)確定。
在計算出偏移值以后，偏移有效性判斷單元204判斷偏移值的有效性(步驟106)。具體而言，根據計算出的偏移值及方位圈(球)的半徑、以及存儲在存儲數據存儲單元202中的測量數據，可以計算出以下的方程式7的值。
σ=1RNΣi=1N{(xi-X0)2+(yi-Y0)2+(zi-Z0)2}-(Σi=1N(xi-X0)2+(yi-Y0)2+(zi-Z0)2)2N2]]>wx=Max(xi)-Min(xi)R]]>wy=Max(yi)-Min(yi)R]]>wz=Max(zi)-Min(zi)R]]>其中，Max(xi)表示測量數據x1、......、xN的最大值，Min(xi)表示測量數據x1、......、xN的最小值。此外，σ是一個標準偏差。分別判斷上面這些值是否滿足方程式8判斷標準，并且僅當其滿足標準時，估算的偏移值被判斷為有效。
σ＜Fwx＞Gwy＞G
wz＞G其中，F優選取約0.1，以及G優選取約1。
然后，當判斷偏移值為有效時，存儲在方位測量單元207中的存儲單元(未顯示)中存儲的偏移值被更新(步驟107)。方位測量單元207基于存儲單元中新近更新的偏移值進行操作，以將偏移從輸入測量數據中去除，并通過下列方法中的任意一個計算方位方向(步驟108)。
1)例如，假定便攜式終端在水平面上，基于如下確定方位方向如果Abs(Hx)＜Abs(Hy)并且Hy＞0，那么方向(度)＝-arctan(Hx/Hy)*180/π，如果Abs(Hx)＜Abs(Hy)并且Hy＜0，那么方向(度)＝180-arctan(Hx/Hy)*180/π，如果Abs(Hx)＞Abs(Hy)并且Hx＞0，那么方向(度)＝90+arctan(Hx/Hy)*180/π，如果Abs(Hx)＞Abs(Hy)并且Hx＜0，那么方向(度)＝270+arctan(Hx/Hy)*180/π。
2)假定便攜式終端以一個角度a(rad)傾斜，基于如下確定方位方向這時Hy′＝Hycos(a)-Hz′sin(a)，如果Abs(Hx)＜Abs(Hy′)并且Hy＞0，那么方向(度)＝-arctan(Hx/Hy′)*180/π，如果Abs(Hx)＜Abs(Hy′)并且Hy＜0，那么方向(度)＝180-arctan(Hx/Hy′)*180/π，如果Abs(Hx)＞Abs(Hy′)并且Hx＞0，那么方向(度)＝90+arctan(Hx/Hy′)*180/π，如果Abs(Hx)＞Abs(Hy′)并且Hx＜0，那么方向(度)＝270+arctan(Hx/Hy′)*180/π。
在上面的等式子中，Hx、Hy和Hz分別是磁傳感器的輸出，方位方向指向y軸，磁北(magnetic north)是零度。
由于對用戶來說，將便攜式終端保持在水平位置相對容易，所以方法1)具有容易精確地獲得方位的優點。另一方面，由于方法2)以便攜式終端在用戶通常握持它的角度范圍內傾斜的這樣一種條件確定方位方向，所以能夠確定大體上正確的方位方向。然而，可能難以使便攜式終端指向一個穩定的方向，因此不能對精度期望太高。
如此獲得的方位數據被輸出給例如顯示部分117或類似裝置，并在其上面進行顯示(步驟109)。
圖4表示本實施方式變型的例子，其中，積分器309被設置在加法器304的輸出端上。積分器309被設置用來在模擬值計算中均分測量數據的微小變量，所以能夠提高測量精度。這種變型結構適用于下面將要說明的所有其它實施方式。
下面將使用附圖5至7說明實施方式2。
如圖5所示，實施方式2所涉及的方位傳感器單元，除了在實施方式1的結構之外，還具有監視放大器303的輸出的上溢/下溢檢測部308。上溢/下溢檢測部308檢測放大器303的輸出是否落入下一級A/D轉換器307的輸入范圍之內。當上溢或下溢發生時，基于上溢/下溢檢測部308檢測結果的值被輸入到偏移設定單元206中，以使放大器303的輸出落入下一級A/D轉換器307的輸入范圍之內。當偏移存儲單元205預先存儲偏移值時，偏移設定單元206進行操作以將從上溢/下溢檢測部308輸入的值和偏移存儲單元205中先前存儲的值彼此累加，從而設定一個將被存儲在偏移存儲部分306中的偏移值。
下面，使用附圖6說明具體處理。
如圖6所示，例如，當激活需要方位測量的應用程序或類似程序時，方位傳感器單元200以與實施方式1中一樣的方式被觸發來執行測量(步驟201)。當激活測量觸發器時，首先根據從磁傳感器部分301輸入的數據首先測量磁數據，然后將測量的磁數據發送給放大器(步驟202)。
在此之后，上溢/下溢檢測部308檢測放大器303的輸出是否落入下一級A/D轉換器307的輸入范圍之內，當發生上溢或下溢時，通過和該放大器303的輸出相加，將進入下級A/D轉換器307的輸入范圍的值(以下稱為“基于上溢/下溢檢測部308的檢測結果的值”)輸入偏移設定單元206后(步驟204)，轉移至下一步驟(步驟203)。如果沒有發生上溢或下溢，那么不經由步驟203而轉移至步驟204。然后，根據從磁傳感器部分輸入的數據重新測量磁場數據，并轉換為數字測量數據，然后輸出到測量數據存儲判斷單元201和方位測量單元207中(步驟205)。
測量數據存儲判斷單元201執行判斷是否將數據存儲在測量數據存儲單元202中的處理(步驟206)。當判斷存儲測量數據時，將其存儲在測量數據存儲單元202中(步驟207)，而當判斷不存儲測量數據時，程序返回至步驟201。
測量數據存儲單元202捕獲來自測量數據存儲判斷單元201的數據，并基于下述存儲方法將其存儲(步驟207)，并詢問偏移計算觸發單元(未顯示)關于數據是否應被輸出到偏移計算單元203。基于上述觸發方法，偏移計算觸發單元對數據是否應被輸出到偏移計算單元203作出應答。當接收到將數據輸出到偏移計算單元203的指令時，存儲的數據被輸出到偏移計算單元203。
偏移計算單元203一接收到從測量數據存儲單元202輸入的測量數據，就根據上述偏移計算算法計算偏移(步驟208)。在偏移值計算出之后，偏移有效性判斷單元204判斷偏移值的有效性(步驟209)。當偏移被判斷為有效時，方位測量單元207的存儲單元(未顯示)中存儲的偏移值被更新(步驟210)。
另一方面，方位測量單元207基于存儲單元中新近更新的偏移值進行操作，以將偏移從輸入測量數據中去除，并計算方位方向(步驟211)。如此獲得的方位數據被輸出到例如便攜式終端的顯示部分117中，并顯示在顯示部分117上(步驟212)。
圖7是實施方式2的變型例子，和實施方式2的結構的不同點在于沒有偏移存儲部205。即，在偏移設定單元206中，基于上溢/下溢檢測部308的檢測結果的值直接存儲到偏移存儲部中。由此，成為如下結構，即，測量數據進入A/D轉換器307的輸入范圍，該測量數據的偏移由通過偏移計算單元203求出的偏移值進行校正。在這樣一種結構中，上溢/下溢校正主要通過硬件處理進行，而在上溢/下溢消除之后，校正主要通過軟件處理進行。這使得不僅可以降低電路負荷，而且可以降低軟件處理負荷。
根據本實施方式，上溢/下溢檢測部檢測上溢或者下溢，當檢測到上溢或下溢時，加法器304基于上溢/下溢檢測值對測量數據進行校正，這使得降低A/D轉換器307執行A/D轉換需要的時間成為可能，并因此能在短時間內計算出準確的方位方向。此外，如果是進入范圍內的校正和偏移校正分開的電路結構，那么也能夠降低電路負荷和軟件處理負荷。
下面，將使用附圖8和9說明實施方式3。
如圖8所示，依據實施方式3的方位傳感器單元包括偏移大小判斷單元208，而不是實施方式1中設置的偏移設定單元206和偏移存儲單元205。
偏移大小判斷單元208判斷被判斷為有效的偏移值是否大于預先規定的指定值。當偏移值比指定值大時，將該偏移值輸出到偏移存儲部分306，而當偏移值比指定值小時，將該偏移值輸出到方位測量單元207。
下面，使用附圖9說明具體處理。
如圖9所示，例如，當需要方位測量的應用程序等被激活時，方位傳感器單元200以與實施方式1中一樣的方式被觸發來執行測量(步驟301)。當激活測量觸發器時，根據從磁傳感器部分301輸入的數據測量磁場數據，并將其轉換成數字測量數據，然后輸出到測量數據存儲判斷單元201和方位測量單元207(步驟302)。
測量數據存儲判斷單元201執行判斷是否將數據存儲在測量數據存儲單元202中的處理(步驟303)。當判斷存儲測量數據時，將測量數據存儲在測量數據存儲單元202中(步驟304)，而當判斷不存儲測量數據時，程序返回到步驟301。
測量數據存儲單元202捕獲來自測量數據存儲判斷單元201的數據，并基于上述的存儲方法將其存儲(步驟304)，以及詢問偏移計算觸發單元(未顯示)關于數據是否應被輸出到偏移計算單元203。基于上述觸發方法，偏移計算觸發單元對數據是否應被輸出到偏移計算單元203作出應答。當接收到將數據輸出到偏移計算單元203的指令時，測量數據存儲單元202將存儲的數據輸出到偏移計算單元203。
偏移計算單元203一接收到從測量數據存儲單元202輸入的測量數據，就根據上述偏移計算算法計算偏移(步驟305)。在偏移值計算出之后，偏移有效性判斷單元204判斷該偏移值的有效性(步驟306)。
然后，對判斷為有效的偏移值是否比預先規定的預定值大進行判斷(步驟307)。當偏移值比預定值大時，將偏移值輸出到偏移存儲部分306(步驟308)，而當偏移值比預定值小時，將偏移值輸出到方位測量單元207。然后，更新存儲在方位測量單元207的存儲單元(未顯示)中的偏移值(步驟309)。
另一方面，在步驟302之后，方位測量單元207將偏移從輸入測量數據中去除，并基于該數據計算方位方向(步驟310)。如此獲得的方位數據被輸出到例如便攜式終端的顯示部分117，并顯示在顯示部分117上(步驟311)。
根據本實施方式，在偏移有效性判斷單元204判斷偏移有效后，偏移大小判斷單元208檢測偏移的大小。當檢測到的大小比預定參考值大時，偏移值被輸出到偏移存儲部分306。輸出的偏移值與偏移存儲部分306中先前的偏移值彼此相加，相加后的偏移值通過D/A轉換器305轉換成模擬信號。加法器304從測量數據中減去轉換的模擬信號。這使得降低通過A/D轉換器307進行A/D轉換需要的時間成為可能，并因此能夠在短時間內計算出精確的方位方向。即，檢測判斷有效性后的偏移值的大小，由于該值較大的情況下，不使用方位測量而在方位傳感器芯片側進行偏移校正，所以并不以較大值的偏移值執行軟件處理，從而減輕軟件處理的處理負載。
下面，將使用附圖10至12說明實施方式4。
如圖10所示，依據實施方式4的方位傳感器芯片300除了包括實施方式1中的組件外，進一步包括和放大器303的輸出同時經由切換單元312進行連接的溫度傳感器310、傾斜傳感器311。此外，如圖11所示，方位傳感器單元200進一步包括經由方位傳感器芯片300的A/D轉換器輸入由磁傳感器部輸出的數據的溫度校正值計算單元209和傾斜校正值計算單元210。
溫度傳感器310監視方位傳感器芯片300的溫度，并將數據通過方位傳感器芯片300的A/D轉換器307輸出到方位傳感器單元200的溫度校正值計算單元209。溫度校正值計算單元209預先存儲溫度和校正值的函數，所以其將與輸入溫度數據對應的校正值輸出到方位測量單元207。具體而言，如果校準時的溫度為TO、估計偏移為OF、溫度系數為A(在裝運檢驗時測量并存儲在ROM109中)、測量時的溫度為T，以及每個磁傳感器測量的值為SO，在去除校正的溫度偏移后，磁數據S1由下式給出S1＝S0-{OF+A(T-TO)}。
在上述等式中，A(T-TO)表示輸入溫度數據的校正值。
傾斜傳感器311監視方位傳感器芯片300的傾斜，并將數據通過方位傳感器芯片300的A/D轉換器307輸出到方位傳感器單元200的傾斜校正值計算單元210。傾斜校正值計算單元210通過下面將要說明的方法計算仰角β和斜拱角γ，并將它們輸出到方位測量單元207。
通過舉便攜式終端1的情況作為例子，對傾斜校正進行詳細說明。
如圖13A所示，首先定義便攜式終端1的坐標系。換言之，便攜式終端1的天線101的方位角用α表示，仰角用β表示，斜拱角(對天線軸向的旋轉角)用γ表示。這些符號在箭頭方向表示為正。而且，在天線方向的單位向量用Vy表示，在垂直于終端單元-2(天線101和方位傳感器芯片300被安置的一側)的表面(例如，圖13中的99部分)方向的單位向量用Vz表示，與Vy和Vz都正交的單位向量用Vx表示。應當注意，每個單位向量的箭頭方向為正。然后，如圖13B所示，地面坐標系用X、Y、Z表示，Y軸指向北。
這里，地面坐標系中的重力定義為G＝(0，0，Gz)。而且，便攜式終端坐標系中的重力定義為g＝(gx，gy，gz)。這里假定便攜式終端坐標系中的重力能夠被傾斜傳感器檢測到。不用說，地面坐標系中的重力已知。
這樣，便攜式終端坐標系中的重力g和地面坐標系中的重力G用下式表示(Gx，Gy，Gz)BC＝(gx，gy，gz)，其中BC通過方程式9、方程式10表示。
B=1000cosβsinβ0-sinβcosβ]]>[方程式10]C=cosγ0-sinγ010sinγ0cosγ]]>根據這些關系，BC用方程式11表示。
BC=cosγ0-sinγsinβsinγcosβsinβcosγcosβsinγ-sinβcosβcosγ]]>因此，便攜式終端坐標系中的重力g由方程式12表示。
(gx,gy,gz)=(0,0,Gz)cosγ0-sinγsinβsinγcosβsinβcosγcosβsinγ-sinβcosβcosγ]]>=Gz(cosβsinγ,-sinβ,cosβ,cosγ)]]>根據上式，仰角β和斜拱角γ如方程式13求出。
β=arctan(-gygx2+gz2)]]>γ=arctan(gxgz),gz≥0180(deg)+arctan(gxgz),gz<0]]>當方位測量單元207接收到仰角β和斜拱角γ后，就根據下面將要說明的計算算法確定方位角α和地磁仰角θ。
如果便攜式終端坐標系中的地磁是h＝(hx，hy，hz)，地面坐標系中的地磁是H＝(0，Hy，Hz)，給出下式(0，Hy，Hz)ABC＝(hx，hy，hz)，其中A、B、C如方程式14所示。
A=cosα-sinα0sinαcosα0001]]>B=1000cosβsinβ0-sinβcosβ]]>C=cosγ0-sinγ010sinγ0cosγ]]>由這些關系可以推出方程式15。
(0，Hy，Hz)A＝(hx，hy，hz)C-1B-1≡(hx′，hy′，hz′)因此(hx′，hy′，hz′)＝(Hysinα，Hycosα，Hz)。所以，在便攜式終端坐標系中，能夠基于輸入仰角β、輸入斜拱角γ和測量的地磁h定義(hx′，hy′，hz′)。這里，如果地面坐標系中的地磁H已知，就可以確定方位角α。地磁仰角θ也通過方程式16求出。
θ=arctanhz′hx′2+hy′2]]>這樣，根據本實施方式，不但能夠有效地去除由外圍零部件等等磁場中的變化所導致的每個磁傳感器的偏移影響，而且也能夠有效地去除由溫度變化和傾斜變化所導致的偏移影響。
圖12是本實施方式的一個變型例子，其中，校正數據判斷單元211被設置在溫度校正值計算單元209和傾斜校正值計算單元210的輸出端上。校正數據判斷單元211具有存儲單元(未顯示)，其將溫度校正值計算單元209和傾斜校正值計算單元210的輸出數據與上次存儲的輸出數據進行比較。然后，當該輸出數據包含一個指定角度或更大角度的變化時，該數據被輸出到方位測量單元207。
這樣，根據本實施方式，校正數據判斷單元211判斷來自溫度校正值計算單元209和傾斜校正值計算單元210的數據，以判斷是否將該數據輸出到方位測量單元207。這樣能夠降低方位測量單元207上的處理負荷。
上面，參考
了本發明的具體實施方式
，但具體結構并不限于上述那些實施方式，并且只要不脫離本發明范圍，可以包括任何其它的結構。例如，在本發明實施方式的方位傳感器單元中設置用于計算磁傳感器輸出的組件，但它并不限于這樣一種配置，計算器也可以設置在終端單元的主控部分中。
工業實用性根據本發明具有不給用戶施加額外負擔就能夠執行校準以輸出精確方位的效果。
它也具有這樣的效果，即，提供了一種方位傳感器單元，其能夠輸出精確方位，同時能夠降低D/A轉換器和存儲器的負荷。
權利要求
1.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；基于與此前存儲的測量數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；將已經存儲的偏移值更新為上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量數據，計算方位數據的步驟。
2.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；判斷該測量后的磁場數據是否上溢或下溢，當判斷出該測量后的磁場數據上溢或者下溢時，進行校正以使該測量后的磁場數據進入規定的范圍內的步驟；根據與此前存儲的測量后的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量后的磁場數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量后的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；將已經存儲的偏移值更新為上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據，計算方位數據的步驟。
3.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；根據與此前存儲的測量后的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量后的磁場數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量后的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；在該有效的偏移值大于規定值時，基于從所述測量后的磁場數據中去除該偏移值的測量后的磁場數據，使處理返回到所述測量后的磁場數據的存儲判斷步驟的步驟；在該有效的偏移值小于規定值時，將已經存儲的偏移值更新為在上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據，計算方位數據的步驟。
4.一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據；測量數據存儲單元，其存儲該磁場數據；測量數據存儲判斷單元，其根據與此前存儲的磁場數據之間的距離，判斷是否需要將所述磁場數據存儲在該測量數據存儲單元中；偏移計算單元，其基于存儲在所述測量數據存儲單元中的磁場數據計算出偏移值；偏移有效性判斷單元，其將用于計算該偏移值的多個測量數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效；偏移存儲部，其將已經存儲的偏移值更新為在該偏移有效性判斷單元中判斷為有效的偏移值并進行存儲；偏移設定單元，其將存儲在該偏移存儲部中的偏移值和已經存儲的偏移值相加；計算器，其從所述磁場數據中去除該偏移設定單元中設定的偏移值；以及方位測量單元，其用存儲在所述偏移存儲部中的偏移值校正所述磁場數據而計算方位數據。
5.根據權利要求4所述的方位傳感器單元，其特征在于，還具有積分器，其對從所述計算器輸出的磁場數據進行積分。
6.根據權利要求4所述的方位傳感器單元，其特征在于，還具有檢測部，其監視所述磁場數據并檢測上溢或下溢，在該檢測部檢測到數據的上溢或下溢時，向所述計算器輸入校正值，以解除數據的上溢或下溢。
7.根據權利要求4所述的方位傳感器單元，其特征在于，具有偏移大小判斷單元，其將由偏移有效性判斷單元判斷為有效的偏移值與預定的規定值進行比較，當該偏移值大于規定值時，將該該偏移值輸出到所述計算器，當該偏移值小于規定值時，將該偏移值輸出到所述方位測量單元。
8.根據權利要求4所述的方位傳感器單元，其特征在于，具有下述單元中的至少一個溫度校正值計算單元，其根據檢測溫度的溫度傳感器及檢測出的溫度計算校正值，將該計算出的校正值輸出到所述方位測量單元；以及傾斜校正值計算單元，其根據檢測傾斜的傾斜傳感器及該檢測出的傾斜計算校正值，將該計算出的校正值輸出到所述方位測量單元。
9.根據權利要求4所述的方位傳感器單元，其特征在于，具有溫度傳感器，其檢測溫度；溫度校正值計算單元，其根據該檢測出的溫度計算出校正值；傾斜傳感器，其檢測傾斜；傾斜校正值計算單元，其根據該檢測出的傾斜計算校正值；以及校正數據判斷單元，其將所述溫度校正值計算單元及傾斜校正值計算單元中計算出的校正值和此前的校正值進行比較，判斷是否將該校正值輸出到所述方位測量單元。
10.一種便攜式電子裝置，其特征在于，具有上述權利要求4至權利要求9中任意一項所述的方位傳感器單元。
11.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；基于在坐標上所述測量數據與預先存儲在存儲單元中的所有測量數據之間的各個距離，判斷是否需要將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；在上述步驟中判斷出需要存儲的情況下，將所述測量數據順序存儲在所述存儲單元中的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
12.根據權利要求11所述的方位數據計算方法，其特征在于，具有將用于計算所述偏移值的多個測量數據按每個軸成分進行比較，在每個軸成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷所述計算出的偏移值有效的步驟，在上述步驟中判斷出所述計算出的偏移值有效的情況下，在更新所述偏移值的步驟中，將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值。
13.根據權利要求11所述的方位數據計算方法，其特征在于，在判斷是否需要存儲所述測量數據的步驟中，在所述坐標上的各個距離大于或等于規定值的情況下，將所述測量數據存儲在所述存儲單元中。
14.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有按照使用方位數據的應用程序的要求，將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，從所述存儲單元中刪除該規定數量的測量數據中最早的數據，同時將需要存儲的新測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值進行校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
15.一種方位數據計算方法，其特征在于，具有將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量的步驟；將所述測量數據存儲在所述存儲單元中的步驟；當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，用需要存儲的新測量數據替換存儲在所述存儲單元中的位于與該新測量數據最近方位的測量數據而進行存儲的步驟；基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值的步驟；將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值的步驟；以及用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據的步驟。
16.一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據；數據存儲判斷單元，其根據該測量出的磁場數據與此前存儲的測量出的磁場數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量出的磁場數據；偏移值計算單元，其基于存儲的數據計算出偏移值；偏移值有效性判斷單元，其將用于計算該偏移值的多個測量出的磁場數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效；數據存儲判斷再執行單元，其在該有效的偏移值大于規定值時，基于從所述測量后的磁場數據中去除該偏移值的測量后的磁場數據，再次執行所述測量后的磁場數據的存儲判斷；更新單元，其在該有效的偏移值小于規定值時，將已經存儲的偏移值更新為在上述步驟中判斷為有效的偏移值；以及計算單元，其用該更新后的偏移值校正所述測量后的磁場數據而計算方位數據。
17.一種方位傳感器單元，其特征在于，具有磁場數據測量單元，其將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；判斷單元，其基于在坐標上所述測量數據與預先存儲在存儲單元中的所有測量數據之間的各個距離，判斷是否需要將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；存儲單元，其在上述步驟中判斷出需要存儲的情況下，將所述測量數據順序存儲在所述存儲單元中；偏移值計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
18.一種方位傳感器單元，其特征在于，具有測量單元，其按照使用方位數據的應用程序的要求，將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；存儲單元，其將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；控制單元，其當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，從所述存儲單元中刪除該規定數量的測量數據中最早的數據，同時將需要存儲的新測量數據存儲在所述存儲單元中；計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
19.一種方位傳感器單元，其特征在于，具有測量單元，其將地磁傳感器檢測出的磁場作為測量數據進行順序測量；存儲單元，其將所述測量數據存儲在所述存儲單元中；控制單元，其當存儲在所述存儲單元中的測量數據的數量達到規定數量時，用需要存儲的新測量數據替換存儲在所述存儲單元中的位于與該新測量數據最近方位的測量數據而進行存儲；計算單元，其基于存儲在所述存儲單元中的多個測量數據計算偏移值；更新單元，其將預先設定的偏移值更新為計算出的所述偏移值；以及計算單元，其用所述更新后的偏移值校正所述測量數據而計算方位數據。
全文摘要
本發明提供一種方位數據計算方法，其具有輸入來自地磁傳感器的數據而測量磁場數據的步驟；基于與此前存儲的測量數據之間的距離，判斷是否需要存儲該測量數據的步驟；基于存儲的數據計算偏移值的步驟；將用于計算該偏移值的多個測量數據按每個成分進行比較，在每個成分的最大值和最小值之間的差大于或等于規定值時，判斷該計算出的偏移值有效的步驟；將已經存儲的偏移值更新為上述步驟中判斷為有效的偏移值的步驟；以及用該更新后的偏移值校正所述測量數據，計算方位數據的步驟。
文檔編號G01R33/02GK101023324SQ200580025698
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月29日 優先權日2004年7月29日
發明者佐藤秀樹, 涌井幸夫, 大村昌良 申請人:雅馬哈株式會社
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