[发明专利]电子罗盘

说明书

电子罗盘1具有磁性传感器10，其用于在现场检测地磁的三个轴分量中的预定两个轴分量，并生成与分量的大小对应的两轴磁性感测数据(hx'，hy')；加速度传感器，其用于检测自身加速度的三个轴分量，并生成与三个轴分量的大小对应的三轴加速度感测数据(ax，ay，az)；以及方位角检测单元30，其用于根据两轴磁性感测数据(hx'，hy')、三轴加速度感测数据(ax，ay，az)以及地磁的大小|M|和磁倾角α，计算与地磁的三个轴分量中剩余的未感测的一个轴分量对应的假设磁性感测数据hz'，并通过使用假设的磁性感测数据hz'确定平行于地表面的地磁的分量来检测方位角θ。

技术领域

本发明涉及一种电子罗盘。

背景技术

诸如移动电话和智能手机等许多现代手持通话器设备都设置有电子罗盘(方位角传感器)，用于感测其找到自身所在的方位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：第4552658号日本专利

发明内容

发明要解决的课题

通常，为了正确地感测方位，需要加速度传感器和三轴磁性传感器来考虑相对于地球表面的倾斜角度。然而，三轴磁性传感器通常需要复杂的制造工艺，因此其往往相当昂贵。

在专利文献1中提出了一种能够使用双轴磁性传感器就像使用三轴磁性传感器一样准确地感测方位或位置的技术，双轴磁性传感器没有三轴磁性传感器那么贵。这种传统技术使用一种方法，其包括感测地磁的两个轴分量，然后使用所感测的值估计地磁的第三轴分量。

然而，已知的是，在室内和室外之间即使在同一地点，地磁的大小也不同。因此，例如，当在室内和室外之间移动(例如，当进入或离开建筑物)时地磁的大小可能发生变化的情况下，仅基于地磁的两个轴分量来估计地磁的第三轴分量并不总是那么容易，可能会导致方位角传感精度不足。

鉴于本发明人发现的上述问题，在此公开的本发明的目的为提供一种便宜的电子罗盘，其能够使用双轴磁性传感器准确地感测方位。

解决课题的手段

根据本公开的一个方面，电子罗盘包括：磁性传感器，其在给定位置处感测地磁的三个轴分量中的预定两个轴分量，以生成与相应的分量的大小对应的两轴磁性感测数据；加速度传感器，其感测施加到传感器本身的加速度的三个轴分量，以生成与相应的分量的大小对应的三轴加速度感测数据；方位角检测器，其用于基于两轴磁性感测数据、三轴加速度感测数据以及地磁的大小和磁倾角，计算与地磁的三个轴分量中剩余的未感测的一个轴分量对应的虚拟磁性感测数据，从而确定地磁的地面水平分量以感测方位角(第一配置)。

在具有上述第一配置的电子罗盘中，优选地，方位角检测器用于作为一个处理步骤基于地磁的大小和磁倾角来计算地磁的地面垂直分量(第二配置)。

在具有第二配置的电子罗盘中，方位角检测器可以用于作为一个处理步骤基于三轴加速度感测数据来计算相对于地表面的倾斜角度，以得出旋转矩阵(第三配置)。

在具有第三配置的电子罗盘中，方位角检测器可以用于作为一个处理步骤将由两轴磁性感测数据和虚拟磁性感测数据组合在一起产生的三轴磁性感测数据乘以旋转矩阵，以得出作为虚拟磁性感测数据的函数的地磁的地面水平分量和地面垂直分量(第四配置)。

在具有第四配置的电子罗盘中，方位角检测器可以用于作为一个处理步骤基于已知的地磁的地面垂直分量来计算虚拟磁性感测数据，以确定地磁的地面水平分量。(第五配置)。

在具有第五配置的电子罗盘中，方位角检测器可以用于作为一个处理步骤基于地磁的地面水平分量来感测方位角(第六配置)。