(57)【要約】      （修正有）【課題】  様々な配置位置及び配置方向で乗物へ搭載可能なコンパスを提供する。【解決手段】  コンパスシステムは、未加工のコンパス読取り値を提供可能な電子コンパスと、この電子コンパスの位置に関する少なくとも一の調整要素と、前記未加工のコンパス読取り値と前記少なくとも一の調整要素とを基に補正されたコンパス読取り値を選択的に与える補正装置から構成される。電子コンパスの位置に関する少なくとも一の調整要素は定義され、メモリに記憶される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加工のコンパス読取り値を提供可能な電子コンパスと、
前記電子コンパスの位置に関する少なくとも一の調整要素と、
前記未加工のコンパス読取り値と前記少なくとも一の調整要素とを基に補正されたコンパス読取り値を選択的に与える補正装置から成ることを特徴とするコンパスシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記電子コンパスが配置される乗物を更に有することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のコンパスシステムにおいて、前記電子コンパスは少なくとも一の面に対して少なくとも既知の角度で前記乗物に搭載され、少なくとの一つの調整要素は少なくとも一つの既知の角度を有することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記少なくとも一の調整要素は複数の調整要素面であることを特徴とするコンパスシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記少なくとも一の調整要素はヨー角と、ピッチ角と、ロール角と、他の装置に対する近接度の内少なくとも一つを含むことを特徴とするコンパスシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記電子コンパスに接続され、前記補正されたコンパス読取り値を表示可能な表示部を更に有することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記電子コンパスが配置されるハウジングを更に有することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記補正装置は前記電子コンパスに含まれていることを特徴とするコンパスシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記補正装置は前記電子コンパスに含まれていないことを特徴とするコンパスシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のコンパスシステムにおいて、前記少なくとも一の調整要素を記憶し、前記補正装置に前記少なくとも一の調整要素を与えるメモリを更に有することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンパスシステムにおいて、前記メモリは前記電子コンパスに含まれていることを特徴とするコンパスシステム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のコンパスシステムにおいて、前記メモリは前記電子コンパスに含まれていないことを特徴とするコンパスシステム。
【請求項１３】
電子コンパスの位置を補正する電子コンパス位置補正方法であって、
前記電子コンパスの位置に関する少なくとも一の調整要素を定義する工程と、
前記少なくとも一の調整要素をメモリに記憶する工程から成ることを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記少なくとも一の調整要素及び前記電子コンパスにより与えられる未加工のコンパス読取り値とを基に補正されたコンパス読取り値を提供する工程を更に含むことを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記電子コンパスを乗物に配置する工程を更に含むことを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記電子コンパスを少なくとも一の面に対して少なくとも既知の角度で前記乗物に搭載する工程を更に含み、少なくとも一つの調整要素は少なくとも一つの既知の角度を有することを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記少なくとも一の調整要素は複数の調整要素面であることを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記少なくとも一の調整要素はヨー角と、ピッチ角と、ロール角と、他の装置に対する近接度の内少なくとも一つを含むことを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記電子コンパスに接続され、前記補正されたコンパス読取り値を表示可能な表示部を更に有することを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記補正されたコンパス読取り値は前記電子コンパスに含まれていない補正装置により与えられる。
【請求項２１】
請求項１３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記電子コンパスが配置されるハウジングを更に有することを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記電子コンパスは、前記補正されたコンパス読取り値を提供するために使用する補正装置を含むことを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記少なくとも一の調整要素を前記補正装置に与えるメモリを更に有することを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記メモリは前記電子コンパスに含まれていることを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の電子コンパス位置補正方法において、前記メモリは前記電子コンパスに含まれていないことを特徴とする電子コンパス位置補正方法。
【請求項２６】
未加工のコンパス読取り値を提供可能な電子コンパス手段と、
調整要素を記憶するメモリ手段と、
未加工のコンパス読取り値を調整し、補正されたコンパス読取り値を提供することを特徴とするコンパスシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のコンパスシステムにおいて、前記電子コンパス手段は乗物に配置されることを特徴とするコンパスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その搭載位置に関わらず使用する電子式コンパスを構成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の乗物は、運転手及び乗員（以下、ユーザと総称する）が、この乗物を操縦するのを補助する装置を備えている。このナビゲーション補助装置は増加傾向にある。乗物搭載のコンパスの方向を判断するためにプリント回路基板を用いたデジタルコンパス等の電子コンパスは、ユーザが乗物を操縦する際に該ユーザに有益なナビゲーション情報を提供する。また、乗物中のその他の装置は、コンパスが提供するナビゲーション情報を利用できるという利点がある。例えば、全地球測位システム（GPS）ナビゲーションシステムは、GPSシステム単独では精度が低い低速走行または安定速度走行時に、GPS情報を補足するためにコンパス情報を用いる場合がある。
【０００３】
乗物にコンパスを搭載することには利点があるが、現時点ではもっぱら費用がかかる。例えば、スペースが制限されたり、乗物のデザインが様々なので、コンパス用の回路基板を異なる乗物に多種多様な配置や位置で取り付けなくてはならない。ある種類の乗物では、回路基板は、乗物の前部の方を向くように、表を上にして取り付けられる。あるいは、回路基板は、別の種類の乗物では、乗物前部に対して十分な角度で裏返し状態で取り付けられる。コンパスが乗物の乗員に有益な情報を提供できるようにするには、回路基板の配置位置や配置方向の差異を補正する必要がある。しかしながら、特定取付け（installation-specific）属性を補正する必要性があり、異なる取付け構成を有する異なる乗物に対して単一のコンパスを取り付ける上で妨げとなっていた。そこで、現在乗物にコンパスを搭載することは乗物メーカ及びその提供者にとってはもっぱら費用がかかり、非効率的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、乗物中での異なった取付け構成を補正することができるコンパスが求められている。特に、単一のコンパスを様々な配置位置及び配置方向で乗物に搭載することを可能にするため、コンパスの出力を補正できるようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のコンパスシステムは、未加工のコンパス読取り値を提供可能な電子コンパスと、この電子コンパスの位置に関する少なくとも一の調整要素と、前記未加工のコンパス読取り値と前記少なくとも一の調整要素とを基に補正されたコンパス読取り値を選択的に与える補正装置から構成される。さらに、少なくとも一つの調整要素は定義され、メモリに記憶される。いくつかの実施形態は電子コンパスが搭載されている乗物を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（システムの概要）
図１の概略図に、乗物１２に搭載されたコンパスシステム１０の模式的な実施形態を示す。コンパスシステム１０は、多様な乗物１２に用いることができる。本実施の形態の場合では、乗物１２は、例えば自動車またはトラックだが、飛行機、ボート、ヘリコプタ、オートバイ、自転車、熱気球、潜水艦、飛行船その他ユーザをある場所から他の場所へ移動させるための装置であってもよい。また、コンパスシステム１０は、乗物１２中に配置されていなくても機能しかつ動作することができるため、乗物１２中に配置されていない場合の実施形態も可能である。
【０００７】
コンパスシステム１０は、例えば、コンパスハウジング１４と、接続部１８に接続されたコンパス表示部１６とから構成される。なお、後述するように、これら構成要素のうちの幾つかまたは全てを備えていない場合の実施の形態も可能である。
【０００８】
コンパスハウジング１４は、任意的なものだが、好ましい構成要素であり、全体的または部分的に回路基板２０を収容する。回路基板２０は、例えば、既知の電子式またはデジタル式のコンパスから構成される。後述するように、接続部１８はフレキシブルなので、自動車のデザイナが様々な場所、搭載方向及び搭載角度でコンパスハウジング１４及び／または回路基板２０を配置することができるようになる。
【０００９】
コンパス表示部１６は、コンパスが示す方位を、乗物の操縦者等の人間のユーザに対して表示するために用いられる。なお、コンパス表示部１６が、外気温度、燃費、走行距離等のその他の操縦者情報を表示するようにしてもよい。コンパス表示部１６は、例えば、既知のオーバーヘッド式のものであったり、あるいはミラー式のものであってもよい。コンパスシステム１０からのナビゲーション情報の主な用途は、人間のユーザではなく、他の装置で利用されることなので、コンパス表示部１６を任意の構成要素としてもよい。しかしながら、人間のユーザが利用できるとよい点を踏まえ、コンパス表示部１６は乗物１２内に含まれているとよい。コンパス表示部１６は、実質的に、乗物１２の室内のどこにでも配置することができるが、例えば、乗物の計器盤に配置される。なお、コンパス表示部１６は、ユーザが乗物１２の中で様々な位置に適宜移動させることができるような構成としてもよい。
【００１０】
更に、コンパスシステム１０は、２以上のコンパス表示部１６を備えてもよい。この場合は、それぞれは異なるが全体としては広範囲なコンパス表示部１６が、コンパスシステム１０に組み込まれることになる。異なるコンパス表示部１６により、ユーザが異なる場面でコンパスシステム１０と情報の授受ができるようになる。また、コンパス表示部１６は、ボタン、タッチスクリーン、その他当業者にとって既知な入力装置等から構成される入力機構を備えていてもよく、この場合は、後述するように、ユーザが調整要素２２を設定し直すことができる。
【００１１】
コンパス表示部１６は、前述のように回路基板２０に接続され、あるいは、接続部１８を介してコンパスハウジング１４に接続される。接続部１８は、有線、無線あるいは有線と無線との両方を合わせた技術を含む当業者にとって自明なものである。コンパス表示部１６及び／または回路基板２０は、乗物１２中の通信バスに接続するためのシリアルポート等を備えてもよく、この場合は接続部１８が通信バスを備えてもよい。様々な種類の有線及び無線接続と同様に、乗物１２中で通信バスを使用することについては、当業者にとって自明である。コンパスシステム１０が乗物１２中で使用される場合は、接続部１８により、自動車のデザイナが実質的にコンパスハウジング１４及び／または回路基板２０を乗物１２中の様々な場所へと配置することができるようになる。
【００１２】
回路基板２０、即ち電子コンパスは、コンパスが指し示す方位であって、コンパス表示部１６に表示される方位等の方位情報を判断する。上述したように、回路基板２０は、コンパスハウジング１４により、少なくとも部分的に覆われている。
【００１３】
回路基板２０は、配置位置、配置方向及び／または乗物１２中での取付け角度を補正するために必要な情報を記憶するためのメモリ２４を備える。以下で詳細に説明するように、回路基板２０は回路基板２０の配置方向を補正するために調整要素２２を用いるプロセッサ２６等から構成される補正装置を備える。図示しないが、メモリ２４及び／またはプロセッサ２６は、回路基板２０とは別途に配置されてもよい。例えば、接続部１８が乗物１２中の通信バスを構成する場合では、メモリ２４及びプロセッサ２６は、乗物１２の異なる様々な構成要素に配置されたり、それらと関連付けられていてもよい。なお、一般的に、メモリ２４及びプロセッサ２６の位置がコンパスシステム１０の動作に本質的な影響を与えるわけではない。
【００１４】
（調整要素）
調整要素２２は、概して、予め定められた座標系に関連する回路基板２０及び／または他の対象物に関連する。調整要素２２は、コンパスの配置方向及び／または配置位置を補正する処理に関連する情報を含めてもよい。コンパスシステム１０によるコンパスが示す方位等のコンパス読取り値についての必要な調整を判断するために、多数の調整要素２２が用いられる。コンパスシステム１０によるコンパス読取り値に対して必要な調整を判断する際の調整要素２２の例及びその使用方法を以下に説明する。一般的に、調整要素２２は、他の装置に対する近接度、ヨー角（yaw angle）、ロール角（roll angle）及び／またはピッチ角のうちの１以上を含むが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
例えば、回路基板２０近傍にある特定の構成要素または装置が、コンパス読取り値を狂わせたり、干渉したり、あるいはコンパス読取り値の精度を低下させる場合に、特定の種類の装置に対しての近接度が重要であることは明らかである。このような装置への近接の程度は、メモリ２４に記憶された適切な調節要素２２とともに既知のヒューリスティック（heuristics）を用いるために調整することができる。
【００１６】
本実施の形態で説明したもの以外の調整要素２２を本発明の要旨から逸脱しない範囲で用いることもできる。つまり、本発明の新規な特徴点は、回路基板２０の異なる配置位置及び配置方向が適切な調整要素２２によって調整可能な点である。
【００１７】
（プロセスフロー）
コンパス装置用の回路基板２０の取付けに関連する情報、即ち調整要素２２を識別して記憶するためのプロセスを図２Aのプロセスフロー図に示す。以下に説明するステップ４０〜４４の順序については、あくまでも一例であり、本発明の要旨から逸脱しない範囲で変更してもよい。
【００１８】
ステップ４０において、調整要素２２を識別する。このステップでは、調整要素（構成係数とも言う）に関連する可能性がある要素を考慮する。例えば、回路基板２０は、特定のヨー角及びロール角で乗物１２内に取り付けられている。また、回路基板２０は、コンパス読取り値に何らかの形で影響を及ぼす装置の近傍に取り付けられている。従って、これらの要素や場合によってはその他の要素をこのステップにおいて識別する。
【００１９】
ステップ４２において、調整要素２２をメモリ２４に記憶する。コンパスシステム１０が乗物１２内に備え付けられる場合は、該コンパスシステム１０が乗物１２内に備え付けられる前後に調整要素２２が記憶される。更に、いくつかの実施形態の場合では、上述したように、コンパスシステム１０を使用する際に、ユーザが、新たな調整要素２２を変更または提供する入力をする。
【００２０】
ステップ４４において、回路基板２０及びその他のコンパス構成要素を配置する。このような配置により、乗物１２への取付けが行われる。
【００２１】
図２Bは調整要素２２がコンパスシステム１０の出力を補正するプロセスを示している。
【００２２】
ステップ５０において、回路基板２０はプロセッサ２６にコンパス読取り値を与える。このステップで与えられる、コンパス読取り値を、回路基板２０の配置位置及び／または配置方向を補正するための調整が未だされていないので、「未加工の」コンパス読取り値とも言う。即ち、このステップでは調整要素２２を未だ考慮に入れていない。
【００２３】
ステップ５２において、メモリ２４は、プロセッサ２６に調整要素２２を与える。
【００２４】
ステップ５４において、プロセッサ２６は、ステップ５０で得られた未加工のコンパス読取り値に対して調整要素２２を適用する補正ヒューリスティックを行い、これによって補正後のコンパス読取り値を得る。
【００２５】
ステップ５６において、回路基板２０は、コンパス表示部１６または上述したような乗物１２中のその他の装置に、ステップ５４で得られた補正後のコンパス読取り値を出力する。
【００２６】
（調整要素の模式的な利用）
調整要素についての以下の説明は、あくまでも一例であり、本発明を限定するためのものではない。また、以下で実践される調整要素以外の調整要素を、本発明の要旨から逸脱しない限り用いてもよい。
【００２７】
図３〜６にはヨー（yaw）及びロール（roll）としてよく知られている２つの調整要素２２を採用した場合の例が示されている。ここで、ヨーは、乗物の垂直軸を中心とした回路基板２０の回転（即ち、水平面における回路基板２０と乗物１２との位置合わせの角度差）を示し、ロールは、乗物の長手軸を中心とした回転（即ち、垂直面における回路基板２０と乗物１２との位置合わせの角度差）を示す。なお、第３の調整要素である「ピッチ」（pitch）を３次元空間で回路基板２０のどんな配置方向でも完全に表現するのに用いることが可能である。同図において、回路基板２０の配置については、ピッチが０度で一定に保たれるように制限されているものとする。更に、図示を簡単にするため、調整要素２２が例示的に使用されている特定の実施の形態では、ロール値が次の２つの値を取るように制限されている。即ち、回路基板２０が表を上にして配置される０度と、回路基板２０が裏返しに配置されている１８０度の２つの場合である。
【００２８】
ここで、Compass_Mountingは、例えば、調整要素のセットである（ヨー，ロール）のような、調整要素の組み合わせを表す。補正後のコンパス読取り値を得るために未加工のコンパス読取り値に調整要素を適用する手法については、種々ある。例えば、ピッチが０度でロールが０または１８０度の場合のヒューリスティックの一例を表１に示す。
［表１］
Raw_Angleが未加工のコンパス読取り値と等しく、Compensated_Angleが補正後のコンパス読取り値と等しいものとする。ここで、
Roll = 180 degreesの場合は、
Compensated_Angles = [(360-Raw_Angle) - Yaw + 360]; modulo 360 
そうでない場合は、
Compensated_Angles = (Raw_Angle - Yaw + 360)modulo 360. 
かかるヒューリスティックを回路基板２０の取り付け配置方向用の適切な調整要素値とともに用いることにより、補正後のコンパス読取り値を回路基板２０の搭載配置方向から独立したものとすることが可能となる。これにより、コンパスシステム１０は、種々の異なる回路基板の搭載状況に応じてCompass_Mounting情報を用いることが可能となる。これによってそれぞれコンパスの搭載要件が異なる乗物１２でコンパス回路基板２０及びコンパスハウジング１４を共通して用いることができるといった自由度が増すという効果がある。
【００２９】
Compass_Mounting情報等の調整要素は、回路基板２０上のメモリ２４に直接供給され、特定の搭載配置及び角度を補正する際に使用する。なお、Compass_Mounting情報は、回路基板２０の出力を補正するため、例えば乗物１２内に位置して接続部１８に接続されたメモリ２４のような外部ソースから回路基板２０に供給されてもよい。この場合は、回路基板２０のプロセッサ２６またはその他の位置にあるプロセッサ２６が補正を行うようにするとよい。
【００３０】
通信メッセージによって調整要素２２、例えば、Compass_Mounting情報が回路基板２０に供給され、この回路基板２０が表１に例示的に示したようなヒューリスティックに従ってコンパスが指し示す方位を補正する。調整要素２２が回路基板２０に適切に供給される限り、通信メッセージの形式については特に限定しないが、一例としては、通信回路２０がCompass_Mounting情報を伝達する２バイトのメッセージを受信する。下位９バイトでヨー角の情報を伝達し、また、本実施の形態では、ロール角は２つの値に制限されているので、１０番目のビットでロール角を伝達する。
【００３１】
図３は、コンパスシステム１０に関して取り得る1組のデフォルト設定を示している。具体的には、回路基板２０のヨー角が０度で、この回路基板２０のロール角が０度の場合が図３に示されている。
【００３２】
回路基板２０の取付け構成の更なる例を図４〜６に示す。
【００３３】
図４に、デフォルトヨー角度で裏返しに搭載された回路基板２０を示す。このポジションでは、コンパスハウジング１４と回路基板２０とは、接続部１８に対するコネクタが乗物の後部に向いた状態で、このハウジングが裏返しになるような方向で配置されている。Compass_Mounting情報は[0, 180]であり、ヨー角が０度でロール角が１８０度である。
【００３４】
９０度のヨー角で表が上を向くように配置された回路基板２０を図５に示す。このポジションでは、コンパスハウジング１４は、コネクタが乗物の操縦者側に向けられた状態で右側面上を向くように配置されている。Compass_Mounting情報は、[90, 0]で、ヨー角が９０度でロール角が０度である。
【００３５】
９０度のヨー角で裏返しに取り付けられた回路基板２０を図６に示す。このポジションでは、コンパスハウジング１４は、コネクタが乗物の操縦者側に向けられた状態で、裏返しになるような方向で配置されている。Compass_Mounting情報は、[90, 180]で、ヨー角が９０度でロール角が１８０度である。
【００３６】
（他の実施形態）
上記実施の形態は、あくまでも本発明を説明するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。上述以外の実施形態及びその応用が可能であることは、上記実施の形態の記載から自明である。本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲の記載及び当該特許請求の範囲に記載された対象に相当する均等物の範囲を勘案して定められるべきである。コンパスシステム及び該システムに係る方法について、さらなる発展が生じ得ることは、予期及び意図されることであり、本発明はそのような予期及び意図される自明な発展についても包含する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】乗物に取り付けられた、本発明の一実施の形態に係るコンパスシステムの一例を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施の形態に係る電子コンパスのポジションに関連する調整要素を識別し、記録し、使用するためのプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施の形態に係る電子コンパスのポジションに関連する調整要素を識別し、記録し、使用するためのプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るデフォルトの調整要素を示す図である。
【図４】デフォルトのヨー角で裏返しに取り付けられた、本発明の一実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図５】９０度のヨー角で右側が上になるように取り付けられた、本発明の一実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図６】９０度のヨー角で裏返しに取り付けられた、本発明の一実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
2006098401.tif 000004
【図２Ｂ】
2006098401.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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2006098401.tif 000020
2006098401.tif 000021
2006098401.tif 000022
2006098401.tif 000023
【図１】
2006098401.tif 000024
【図２Ａ】
2006098401.tif 000025
【図２Ｂ】
2006098401.tif 000026
【図３】
2006098401.tif 000027
【図４】
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【図５】
2006098401.tif 000029
【図６】
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