偏移估計裝置、偏移估計方法、偏移估計程序以及信息處理裝置制造方法
【專利摘要】提供一種迅速地估計由地磁傳感器輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移的偏移估計裝置等。偏移估計裝置(40)對由磁傳感器(20)輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計，包括：旋轉(zhuǎn)軸計算部，其獲取由磁傳感器(20)檢測出的多個磁數(shù)據(jù)以及與偏移估計裝置(40)的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的多個角速度數(shù)據(jù)，在配置多個磁數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)空間上，根據(jù)多個磁數(shù)據(jù)中的任意的磁數(shù)據(jù)群和與該磁數(shù)據(jù)群對應(yīng)的各磁數(shù)據(jù)，來確定表示通過經(jīng)由磁數(shù)據(jù)群的平面中心且與平面垂直的直線的多個旋轉(zhuǎn)軸；以及偏移估計部，其根據(jù)多個旋轉(zhuǎn)軸，對由磁傳感器(20)輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
【專利說明】偏移估計裝置、偏移估計方法、偏移估計程序以及信息處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對用于計測方位角的磁傳感器所輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種利用地磁來計測方位角的方位角計測裝置。該方位角計測裝置通常在檢測地磁的同時也檢測由磁體等產(chǎn)生的磁場，因此在計測方位角時,從檢測出的地磁中減去由該磁場引起的信號成分、即偏移而求出方位角。例如在專利文獻(xiàn)I的方位角測量裝置中，使用由三軸磁傳感器檢測出的地磁以及其偏移來計測方位角。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-309227號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明要解決的問題
[0005]如專利文獻(xiàn)I所公開那樣，以往存在利用地磁與偏移來計測方位角的裝置，但是僅使用在三維空間內(nèi)使方位角測量裝置進(jìn)行移動和旋轉(zhuǎn)等而測量到的地磁數(shù)據(jù)來估計偏移，因此無法實現(xiàn)在微小的移動和旋轉(zhuǎn)等的情況下迅速地得到偏移。
[0006]近年來，除了智能電話等便攜式終端的普及以外，平板型終端也不斷普及，以磁傳感器為代表的各種傳感器的搭載也不斷發(fā)展。但是，在僅使用專利文獻(xiàn)I所公開那樣的磁傳感器的輸出來計算磁傳感器的偏移值的情況下，在微小的移動和旋轉(zhuǎn)等的情況下難以高精度地估計偏移，需要使終端較大幅地移動和旋轉(zhuǎn)。
[0007]如果是智能電話那樣的小型便攜式終端，則能夠較容易地立體地移動和旋轉(zhuǎn)，但是平板型終端大于智能電話那樣的便攜式終端，因此難以立體地移動和旋轉(zhuǎn)，從而強(qiáng)烈期望實現(xiàn)即使終端進(jìn)行更小的移動和旋轉(zhuǎn)等也能夠計算出磁傳感器所輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移值而能夠計測方位角的方法。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度地估計由地磁傳感器輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移的偏移估計裝置、偏移估計方法以及信息處理裝置。
_9] 用于解決問題的方案
[0010]用于解決上述問題的偏移估計裝置對三軸的地磁檢測部輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計，該偏移估計裝置具備:第一旋轉(zhuǎn)軸計算部，其獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸；第二旋轉(zhuǎn)軸計算部，其獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及偏移估計部，其根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，來對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
[0011]在此，也可以是，上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量；根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值；以及根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量和上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸。
[0012]或者，也可以是，上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)、上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及第五時刻的磁數(shù)據(jù)、作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算至少兩點以上的上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值，上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述至少兩點以上的上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸。
[0013]也可以是，上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量；根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值；以及根據(jù)上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量和上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸。
[0014]也可以是，上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)、上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及第六時刻的磁數(shù)據(jù)、作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算至少兩點以上的上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值，上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述至少兩點以上的上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸。
[0015]也可以是，上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第一時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第一時刻對應(yīng)的第一方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第二時刻對應(yīng)的第二方向余弦矩陣；根據(jù)上述第一方向余弦矩陣和上述第二方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一差分方向余弦矩陣；以及根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣和上述第一差分方向余弦矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣以及上述第一磁數(shù)據(jù)和上述第二磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值，上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第三時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第三時刻對應(yīng)的第三方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第四時刻對應(yīng)的第四方向余弦矩陣；根據(jù)上述第三方向余弦矩陣以及上述第四方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二差分方向余弦矩陣；以及根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣和上述第二差分方向余弦矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣以及上述第三磁數(shù)據(jù)和上述第四磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
[0016]也可以是，根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量。
[0017]也可以是，根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量。
[0018]也可以是，上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第一時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第一時刻對應(yīng)的第一方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第二時刻對應(yīng)的第二方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第五時刻對應(yīng)的第五方向余弦矩陣；根據(jù)上述第一方向余弦矩陣以及上述第二方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述地磁檢測部的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一差分方向余弦矩陣，根據(jù)上述第二方向余弦矩陣以及上述第五方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第三差分方向余弦矩陣；根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述地磁檢測部的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)上述第三差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二旋轉(zhuǎn)角度；以及根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)角度、上述第二旋轉(zhuǎn)角度、上述第一磁數(shù)據(jù)、上述第二磁數(shù)據(jù)以及上述第五磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
[0019]也可以是，上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算:根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第三時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第三時刻對應(yīng)的第三方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算與上述第四時刻對應(yīng)的第四方向余弦矩陣；根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算與上述第六時刻對應(yīng)的第六方向余弦矩陣；根據(jù)上述第三方向余弦矩陣以及上述第四方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二差分方向余弦矩陣；根據(jù)上述第四方向余弦矩陣以及上述第六方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第四差分方向余弦矩陣；根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第三旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)上述第四差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第四旋轉(zhuǎn)角度；以及根據(jù)上述第三旋轉(zhuǎn)角度、上述第四旋轉(zhuǎn)角度、上述第三磁數(shù)據(jù)、上述第四磁數(shù)據(jù)以及上述第六磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
[0020]也可以是，上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)是基于角度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、角加速度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
[0021]用于解決上述問題的偏移估計方法具備以下步驟:第一旋轉(zhuǎn)軸計算步驟，獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸；第二旋轉(zhuǎn)軸計算步驟，獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及偏移估計步驟，其根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，來對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
[0022]用于解決上述問題的偏移估計程序用于使計算機(jī)對三軸的地磁檢測部輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計，該偏移估計程序的特征在于，使計算機(jī)進(jìn)行以下動作:獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸；獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
[0023]用于解決上述問題的信息處理裝置具備:上述偏移估計裝置；地磁檢測部；以及角速度檢測部。[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠高精度地估計由地磁傳感器輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的物理量計測系統(tǒng)的整體概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0027]圖2是表示偏移估計裝置的功能的一例的框圖。
[0028]圖3是表示物理量計測裝置中的物理量計測動作的一例的流程圖。
[0029]圖4是示意性地表示在地磁的大小不發(fā)生變化的環(huán)境下時刻經(jīng)過時的地磁數(shù)據(jù)的分布狀況、偏移值以及旋轉(zhuǎn)軸信息的關(guān)系的圖。
[0030]圖5是表示插座單元的應(yīng)用例的圖。
[0031]圖6是示意性地表示從時刻t+Ι起時間進(jìn)一步經(jīng)過的時刻t+2時的測量數(shù)據(jù)的關(guān)系的圖。
[0032]圖7是示意性地表示根據(jù)在不同的時刻t、t+l、t+2測量得到的磁數(shù)據(jù)群以及符合的DCM數(shù)據(jù)群而計算出的旋轉(zhuǎn)軸信息和平面等的關(guān)系的圖。
[0033]圖8是從多個旋轉(zhuǎn)軸估計偏移時的示意圖。
[0034]圖9是示意性地表示在地磁的大小不發(fā)生變化的環(huán)境下時刻經(jīng)過時的地磁數(shù)據(jù)的分布狀況、偏移值以及旋轉(zhuǎn)軸信息的關(guān)系的圖。
[0035]圖10在二維平面上表示圖9中的圓平面440的圖。
【具體實施方式】
[0036](第一實施方式)
[0037]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】包含本發(fā)明的偏移估計裝置的物理量計測系統(tǒng)的一個實施方式。實施方式所涉及的物理量計測系統(tǒng)100是以下系統(tǒng):例如被搭載于便攜式電話機(jī)、PDA (Personal Digital Assistant:個人數(shù)字助理)、平板型終端等便攜式設(shè)備,在用戶移動便攜式設(shè)備時，用于對作為地磁以外的信號成分的偏移進(jìn)行估計并計測方位角。
[0038]圖1是表示物理量計測系統(tǒng)100的整體概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0039]物理量計測系統(tǒng)100具備物理量計測裝置(方位角計測裝置)10和運算部200。
[0040]物理量計測裝置10具有磁傳感器(地磁檢測部)20、旋轉(zhuǎn)量傳感器(旋轉(zhuǎn)量檢測部)21、數(shù)據(jù)獲取部30以及偏移估計裝置40。
[0041]磁傳感器20用于檢測地磁。在本實施方式中，例如對由X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向構(gòu)成的檢測三個成分的地磁的磁傳感器的情況進(jìn)行說明，但是也可以是檢測四個成分以上的地磁的磁傳感器。
[0042]旋轉(zhuǎn)量傳感器21能夠檢測旋轉(zhuǎn)量并輸出旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)即可。作為旋轉(zhuǎn)量，考慮角度、角速度、角加速度等，作為旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，考慮角度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、角加速度數(shù)據(jù)等。
[0043]旋轉(zhuǎn)量傳感器的種類并不特別限定，也可以是角度傳感器、加速度傳感器。另外，還能夠使用來自對已知的外部磁場進(jìn)行檢測的磁傳感器的信息來計算旋轉(zhuǎn)量，因此也可以將磁傳感器使用于旋轉(zhuǎn)量傳感器。另外，也可以使用在進(jìn)行規(guī)定的旋轉(zhuǎn)的情況下發(fā)出信號的設(shè)備作為旋轉(zhuǎn)量傳感器。在本實施例中，使用角速度傳感器作為旋轉(zhuǎn)量傳感器。[0044]數(shù)據(jù)獲取部30通過反復(fù)獲取由磁傳感器20檢測出的地磁數(shù)據(jù)以及由角速度傳感器21檢測出的角速度數(shù)據(jù)，來以數(shù)字信號或者模擬信號獲取由多個地磁數(shù)據(jù)和多個角速度數(shù)據(jù)構(gòu)成的矢量物理量數(shù)據(jù)群。
[0045]本實施方式的數(shù)據(jù)獲取部30還在上述矢量物理量數(shù)據(jù)群為模擬信號的情況下，對其進(jìn)行放大處理、濾波處理以及A/D變換處理而輸出到偏移估計裝置40，但是也可以不進(jìn)行A/D變換處理而保持模擬信號的狀態(tài)進(jìn)行輸出?；蛘撸瑪?shù)據(jù)獲取部30也可以在A/D變換處理之后例如進(jìn)行平均化處理等濾波處理。
[0046]對于上述矢量物理量數(shù)據(jù)群為數(shù)字信號的情況，在數(shù)據(jù)獲取部30中也可以進(jìn)行期望的數(shù)字信號處理、例如平均化處理等濾波處理。
[0047]偏移估計裝置40根據(jù)上述矢量物理量數(shù)據(jù)群計算DCM(DireCtionCosineMatrix:方向余弦矩陣)數(shù)據(jù)以及各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角以及俯仰角)。將這些矢量物理量數(shù)據(jù)群、DCM數(shù)據(jù)以及各種角數(shù)據(jù)存儲到偏移估計裝置40內(nèi)的存儲器。
[0048]而且，偏移估計裝置40使用所存儲的DCM數(shù)據(jù)群、各種角數(shù)據(jù)群以及矢量物理量數(shù)據(jù)群來計算后述的旋轉(zhuǎn)軸方向矢量以及后述的旋轉(zhuǎn)軸信息。
[0049]并且，偏移估計裝置40根據(jù)計算出的旋轉(zhuǎn)軸信息群估計矢量物理量數(shù)據(jù)群所包含的基準(zhǔn)點，將估計出的多個基準(zhǔn)點中可靠度高的基準(zhǔn)點估計為偏移。
[0050]運算部200根據(jù)由物理量計測裝置10獲取到的矢量物理量數(shù)據(jù)群和估計出的偏移來計算系統(tǒng)所需的信息。
[0051 ] 圖2是表示偏移估計裝置40的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0052]偏移估計裝置40具有分配部41、DCM計算部42、各種角計算部43、數(shù)據(jù)選擇部44、旋轉(zhuǎn)軸計算部45、基準(zhǔn)點估計部46、可靠性判斷部47以及參數(shù)管理部48。
[0053]分配部41從數(shù)據(jù)獲取部30獲取矢量物理量數(shù)據(jù)群D1，根據(jù)后級的處理內(nèi)容，按每個種類分配該矢量物理量數(shù)據(jù)群D1。在本實施方式中，分配部41將矢量物理量數(shù)據(jù)群Dl分別輸出到DCM計算部42、各種角計算部43以及數(shù)據(jù)選擇部44。
[0054]DCM計算部42根據(jù)所輸入的矢量物理量數(shù)據(jù)群計算DCM數(shù)據(jù)Rl。
[0055]各種角計算部43根據(jù)從DCM計算部42輸出的DCM數(shù)據(jù)Rl來計算各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)Al。
[0056]數(shù)據(jù)選擇部44被輸入來自分配部41的矢量物理量數(shù)據(jù)群Dl、來自DCM計算部42的DCM數(shù)據(jù)Rl以及來自各種角計算部43的各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)Al并將其例如存儲到存儲器。
[0057]并且，數(shù)據(jù)選擇部44使用在參數(shù)管理部48內(nèi)設(shè)定的參數(shù)來判斷上述例如存儲在存儲器中的矢量物理量數(shù)據(jù)群D1、DCM數(shù)據(jù)群Rl以及各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)群Al是否為規(guī)定的條件(適合于后級的基準(zhǔn)點估計部46中的處理的數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)選擇部44例如在判斷對象的數(shù)據(jù)值為參數(shù)以下的情況下，判斷為滿足規(guī)定的條件，將矢量物理量數(shù)據(jù)群Dl、DCM數(shù)據(jù)群Rl以及各種角數(shù)據(jù)群Al輸出到旋轉(zhuǎn)軸計算部45。
[0058]旋轉(zhuǎn)軸計算部45使用矢量物理量數(shù)據(jù)群Dl、DCM數(shù)據(jù)群Rl以及各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)群Al,計算由旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量以及旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸信息，該旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量由規(guī)定的坐標(biāo)軸系(在本實施方式中，例如三軸)構(gòu)成。在后文中說明該計算處理。[0059]而且，旋轉(zhuǎn)軸計算部45判斷計算出的旋轉(zhuǎn)軸信息是否為適合于后級的基準(zhǔn)點估計部46中的處理的數(shù)據(jù)，在判斷為適合的情況下，將旋轉(zhuǎn)軸信息例如存儲到存儲器。
[0060]基準(zhǔn)點估計部46使用計算出的旋轉(zhuǎn)軸信息群RL1，使用在參數(shù)管理部48中設(shè)定的參數(shù)，通過分析方法來估計基準(zhǔn)點的坐標(biāo)。在本實施方式中，例如對使用三軸磁傳感器20來檢測地磁的情況進(jìn)行說明，因此將檢測出的地磁數(shù)據(jù)群所分布的球面的中心稱為基準(zhǔn)點。
[0061]可靠性判斷部47判斷由基準(zhǔn)點估計部46估計出的基準(zhǔn)點的可靠度(在本實施方式中，例如是否以系統(tǒng)能夠允許的誤差進(jìn)行了估計)，將判斷為可靠度高的基準(zhǔn)點作為偏移而輸出。用于判斷基準(zhǔn)點的可靠度的方法可考慮各種方法。然而，存在以下方法:按照后述的參數(shù)，計算基準(zhǔn)點的可靠性信息，將該可靠性信息與判斷值進(jìn)行比較而設(shè)為可靠度的指標(biāo)。此外，在本實施方式中，將基準(zhǔn)點估計部46和可靠性判斷部47 —起稱為偏移估計部。
[0062]上述判斷值可以是一個也可以是多個。在存在多個判斷值的情況下，也可以根據(jù)多個判斷值各自與上述可靠性信息的比較結(jié)果，將可靠度劃分為多個分區(qū)。在該情況下，也可以僅輸出可靠度為最高分區(qū)的情況下的偏移，但是并不限定于此。例如在將可靠度劃分為“優(yōu)”、“良”、“可”、“不可”這四個分區(qū)的情況下，有時不僅限定于“優(yōu)”而在成為“良”或者“可”的可靠度的情況下也輸出偏移在使用者的便利性方面更理想。
[0063]另外，可靠性判斷部47可以輸出上述可靠性信息或者可靠度，也可以輸出可靠性信息和可靠度兩者。
[0064]參數(shù)管理部48對與偏移估計有關(guān)的各種參數(shù)進(jìn)行管理。參數(shù)管理部48通過根據(jù)偏移估計裝置40中的處理狀況來變更與偏移估計有關(guān)的各種參數(shù)，來對偏移估計裝置40整體的行為進(jìn)行管理使得估計出符合其處理狀況的最佳偏移。
[0065]作為參數(shù)，例如存在測量參數(shù)、判斷值、計算參數(shù)等，將這些按若干等級保存到表中。
[0066]參數(shù)管理部48也可以對照處理狀況從多個等級中選擇一個等級，用以上述選擇的等級表示的參數(shù)對物理量計測裝置100的行為進(jìn)行管理?；蛘?，參數(shù)管理部48也可以對照處理狀況使參數(shù)的各種項目連續(xù)地變化?；蛘?，參數(shù)管理部48也可以輸出當(dāng)前所使用的參數(shù)的管理狀態(tài)。
[0067]以下，說明本實施方式的物理量計測裝置10的動作。
[0068]首先，參照圖3說明物理量計測處理中的物理量計測裝置10的動作。
[0069]圖3是表示物理量計測裝置10中的物理量計測的動作的流程圖。
[0070]在步驟SI中，檢測由多個成分構(gòu)成的矢量物理量。具體地說，磁傳感器20檢測由三個成分構(gòu)成的地磁，并且角速度傳感器21檢測角速度。
[0071]在步驟S2中，數(shù)據(jù)獲取部30獲取檢測出的矢量物理量。在本實施方式中，為了容易進(jìn)行偏移估計裝置40中的處理，數(shù)據(jù)獲取部30例如根據(jù)獲取到的數(shù)據(jù)的種類，進(jìn)行放大處理、濾波處理以及A/D變換處理。
[0072]在步驟S3中，偏移估計裝置40的分配部41對由數(shù)據(jù)獲取部30獲取到的多種矢量物理量數(shù)據(jù)進(jìn)行分配而輸出到后級。
[0073]在步驟S4中，偏移估計裝置40使用在步驟S3中分配的矢量物理量數(shù)據(jù)來計算DCM數(shù)據(jù)以及各種角數(shù)據(jù)。具體地說，偏移估計裝置40的DCM計算部42根據(jù)所輸入的矢量物理量來計算DCM數(shù)據(jù)Rl，偏移估計裝置40的各種角計算部43根據(jù)從DCM計算部42輸出的DCM數(shù)據(jù)Rl來計算各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)A1。
[0074]在步驟S5中，偏移估計裝置40的數(shù)據(jù)選擇部44判斷在步驟S4中計算出的DCM數(shù)據(jù)、各種角數(shù)據(jù)、在步驟S3中分配的矢量物理量數(shù)據(jù)是否為適合于基準(zhǔn)點估計部46中的處理的數(shù)據(jù)。其結(jié)果，在判斷為適合的情況下，數(shù)據(jù)選擇部44選擇該DCM數(shù)據(jù)、各種角數(shù)據(jù)以及矢量物理量數(shù)據(jù)，例如存儲到存儲器。
[0075]在步驟S6中，偏移估計裝置40的旋轉(zhuǎn)軸計算部45根據(jù)DCM數(shù)據(jù)群、各種角數(shù)據(jù)群以及矢量物理量數(shù)據(jù)群，計算由旋轉(zhuǎn)軸方向矢量以及旋轉(zhuǎn)軸上坐標(biāo)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)軸信息。而且，旋轉(zhuǎn)軸計算部45判斷計算出的旋轉(zhuǎn)軸信息數(shù)據(jù)是否為適合于基準(zhǔn)點估計部46中的處理的數(shù)據(jù)。其結(jié)果，在判斷為適合的情況下，旋轉(zhuǎn)軸計算部45將該旋轉(zhuǎn)軸信息例如存儲到存儲器。
[0076]在步驟S7中，偏移估計裝置40的基準(zhǔn)點估計部46使用旋轉(zhuǎn)軸信息群、根據(jù)規(guī)定的評價式，對矢量物理量數(shù)據(jù)群所包含的基準(zhǔn)點進(jìn)行估計。
[0077]在步驟S8中，偏移估計裝置40的可靠性判斷部47判斷估計出的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)的可靠度，將判斷為可靠度高的基準(zhǔn)點作為偏移而輸出。
[0078][參數(shù)管理部的動作]
[0079]接著，說明參數(shù)管理部48的動作。
[0080]在參數(shù)管理部48中，在檢測出物理量計測裝置10的內(nèi)部狀態(tài)的變化或者物理量計測裝置10的測量環(huán)境的變化的情況下，根據(jù)其檢測結(jié)果變更要使用的參數(shù)。
[0081][偏移估計裝置的動作]
[0082]接著，說明偏移估計裝置40的動作。
[0083]在偏移估計裝置40中，根據(jù)由數(shù)據(jù)獲取部30獲取到的至少兩種測量數(shù)據(jù)中一種測量數(shù)據(jù)來計算DCM數(shù)據(jù)，根據(jù)計算出的DCM數(shù)據(jù)來計算橫擺角、傾側(cè)角和俯仰角。而且，偏移估計裝置40根據(jù)需要而將DCM數(shù)據(jù)、橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角以及測量數(shù)據(jù)例如存儲到存儲器。根據(jù)所存儲的DCM數(shù)據(jù)群、各種角數(shù)據(jù)群(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)以及測量數(shù)據(jù)群，按照預(yù)先決定的過程對由數(shù)據(jù)獲取部30輸出的至少兩種數(shù)據(jù)中的一種數(shù)據(jù)所包含的基準(zhǔn)點進(jìn)行估計，在進(jìn)行可靠性的判斷之后，作為偏移而輸出。在此，根據(jù)計算出的DCM數(shù)據(jù)來計算橫擺角、傾側(cè)角以及俯仰角。然而，也可以通過其它方法來計算橫擺角、傾側(cè)角以及俯仰角，這是顯而易見的。
[0084]在本實施方式中，使用DCM數(shù)據(jù)群、各種角數(shù)據(jù)群(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)、測量數(shù)據(jù)群沿著決定的過程進(jìn)行運算，由此與僅根據(jù)一種測量數(shù)據(jù)群來對測量數(shù)據(jù)群所包含的偏移進(jìn)行估計相比，在三維空間中的微小移動、旋轉(zhuǎn)、運動時也能夠估計偏移。
[0085]關(guān)于用于計算DCM數(shù)據(jù)以及各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)的測量數(shù)據(jù)，可以是由數(shù)據(jù)獲取部30獲取到的數(shù)據(jù)本身，也可以使用為了降低噪聲的影響而對測量數(shù)據(jù)群實施一些運算處理(例如平均化處理)而得到的數(shù)據(jù)。另外，關(guān)于計算旋轉(zhuǎn)軸信息時使用的測量數(shù)據(jù)也同樣，可以直接使用由數(shù)據(jù)獲取部30獲取到的數(shù)據(jù)，也可以使用為了降低噪聲的影響而對測量數(shù)據(jù)群實施一些運算處理(例如平均化處理)而得到的數(shù)據(jù)。
[0086]并且，關(guān)于計算旋轉(zhuǎn)軸信息時使用的DCM數(shù)據(jù)、各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角)也同樣，可以直接使用由DCM計算部42計算出的DCM數(shù)據(jù)以及由各種角計算部43計算出的各種角數(shù)據(jù)(橫擺角、傾側(cè)角和俯仰角)，也可以使用為了減小計算時產(chǎn)生的誤差、由測量數(shù)據(jù)內(nèi)包含的噪聲引起的偏差對計算出的DCM數(shù)據(jù)群和橫擺角、傾側(cè)角、俯仰角數(shù)據(jù)群實施一些運算處理(例如平均化處理)而得到的數(shù)據(jù)。
[0087][運算部200的動作]
[0088]圖1示出的物理量計算系統(tǒng)100在運算部200中通常接收由物理量計測裝置10的數(shù)據(jù)獲取部30獲取到的測量數(shù)據(jù)以及由基準(zhǔn)點估計部40估計出的偏移來計算系統(tǒng)所需的信息。
[0089]例如，磁傳感器20為三軸磁傳感器，在以檢測地磁并計算方位角為目的的方位角計測裝置的情況下，首先根據(jù)估計出的偏移以及獲取到的測量數(shù)據(jù)來計算地磁的值，接著計算方位角。
[0090]具體地說，當(dāng)將由可靠性判斷部47輸出的偏移設(shè)為0=(0X，Oy, Oz)并且將具備物理量計測系統(tǒng)100的便攜式設(shè)備例如水平(磁傳感器X測量軸、y測量軸處于水平面上)時的磁測量數(shù)據(jù)設(shè)為M=(Mx，My，Mz)時，通過以下式表示X測量軸相對于磁北的方位Θ。
[0091][式1]
[0092]
【權(quán)利要求】
1.一種偏移估計裝置，對三軸的地磁檢測部輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計，該偏移估計裝置的特征在于，具備: 第一旋轉(zhuǎn)軸計算部，其獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸； 第二旋轉(zhuǎn)軸計算部，其獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及 偏移估計部，其根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，來對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量； 根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值；以及 根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量和上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)、上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及第五時刻的磁數(shù)據(jù)、作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算至少兩點以上的上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值， 上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述至少兩點以上的上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量； 根據(jù)作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值；以及 根據(jù)上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量和上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)、上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及第六時刻的磁數(shù)據(jù)、作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算至少兩點以上的上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值， 上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部根據(jù)上述至少兩點以上的上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第一時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第一時刻對應(yīng)的第一方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第二時刻對應(yīng)的第二方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第一方向余弦矩`陣和上述第二方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一差分方向余弦矩陣；以及 根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣和上述第一差分方向余弦矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣以及上述第一磁數(shù)據(jù)和上述第二磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值， 上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第三時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第三時刻對應(yīng)的第三方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第四時刻對應(yīng)的第四方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第三方向余弦矩陣以及上述第四方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二差分方向余弦矩陣；以及 根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣和上述第二差分方向余弦矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣以及上述第三磁數(shù)據(jù)和上述第四磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偏移估計裝置，其特征在于， 根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的偏移估計裝置，其特征在于，根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸的方向矢量。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第一旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第一時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第一時刻對應(yīng)的第一方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第二時刻對應(yīng)的第二方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第五時刻對應(yīng)的第五方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第一方向余弦矩陣以及上述第二方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述地磁檢測部的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一差分方向余弦矩陣，根據(jù)上述第二方向余弦矩陣以及上述第五方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第三差分方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第一差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述地磁檢測部的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)上述第三差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第二時刻與上述第五時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二旋轉(zhuǎn)角度；以及 根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)角度、 上述第二旋轉(zhuǎn)角度、上述第一磁數(shù)據(jù)、上述第二磁數(shù)據(jù)以及上述第五磁數(shù)據(jù)，來計算上述第一旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述第二旋轉(zhuǎn)軸計算部進(jìn)行以下計算: 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第三時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來計算與上述第三時刻對應(yīng)的第三方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算與上述第四時刻對應(yīng)的第四方向余弦矩陣； 根據(jù)與上述第一時刻以前的時刻對應(yīng)的方向余弦矩陣以及上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻以前的時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算與上述第六時刻對應(yīng)的第六方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第三方向余弦矩陣以及上述第四方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第二差分方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第四方向余弦矩陣以及上述第六方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第 六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第四差分方向余弦矩陣； 根據(jù)上述第二差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第三旋轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)上述第四差分方向余弦矩陣，來計算與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第四時刻與上述第六時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的第四旋轉(zhuǎn)角度；以及 根據(jù)上述第三旋轉(zhuǎn)角度、上述第四旋轉(zhuǎn)角度、上述第三磁數(shù)據(jù)、上述第四磁數(shù)據(jù)以及上述第六磁數(shù)據(jù)，來計算上述第二旋轉(zhuǎn)軸上的坐標(biāo)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中的任一項所述的偏移估計裝置，其特征在于， 上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)是基于角度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、角加速度數(shù)據(jù)中的任一個的數(shù)據(jù)。
12.—種偏移估計方法，其特征在于，具備以下步驟: 第一旋轉(zhuǎn)軸計算步驟，獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸； 第二旋轉(zhuǎn)軸計算步驟，獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及 偏移估計步驟，其根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，來對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
13.一種偏移估計程序，用于使計算機(jī)對三軸的地磁檢測部輸出的磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計，該偏移估計程序的特征在于，使計算機(jī)進(jìn)行以下動作: 獲取上述地磁檢測部輸出的第一時刻的磁數(shù)據(jù)和第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第一時刻與上述第二時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第一時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第二時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第一旋轉(zhuǎn)軸； 獲取上述地磁檢測部輸出的第三時刻的磁數(shù)據(jù)和第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及作為與上述地磁檢測部在相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，在以上述地磁檢測部輸出的上述磁數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的坐標(biāo)空間上，根據(jù)上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)和上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)以及相當(dāng)于上述第三時刻與上述第四時刻之間的期間的上述旋轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)，來計算使基于上述第三時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值旋轉(zhuǎn)到基于上述第四時刻的磁數(shù)據(jù)的坐標(biāo)值時的第二旋轉(zhuǎn)軸；以及 根據(jù)上述第一旋轉(zhuǎn)軸與上述第二旋轉(zhuǎn)軸會聚的坐標(biāo)值，對上述地磁檢測部的上述磁數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行估計。
14.一種信息處理裝置，其特征在于，具備: 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的偏移估計裝置； 地磁檢測部；以及 角速度檢測部。`
【文檔編號】G01C17/38GK103874904SQ201380003470
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】譽(yù)田正宏, 山下昌哉 申請人:旭化成株式會社