(57)【要約】  電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの垂直成分を感知するための少なくとも２つの感知素子を有する磁気センサ回路を備えている。このセンサ回路には処理回路が結合されて、ヘッディングをフィルタリングし、処理しそして計算する。処理回路は、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうかを地磁界ベクトルの相対的強度の関数として決定することができる。磁気センサ回路は、共通の一体化パッケージに収容された３つの磁界感知素子を含むことができ、複数のリードが回路板に取り付けるためにそこから延びている。これら感知素子は、互いに垂直であったり、回路板に対して平行又は垂直であったりする必要はない。電子コンパスシステムは、乗物のバックミラーアッセンブリにおいて実施するのに特に良く適している。
2007524805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、地磁界ベクトルの相対的強度を決定し、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうかを前記地磁界ベクトルの相対的強度の関数として決定し、前記出力信号に非常に多くのノイズが存在しない場合には、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そして前記出力信号に非常に多くのノイズが存在する場合には前記計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項２】
前記処理回路は、前記出力信号の変化がスレッシュホールドノイズレベルを越えたときに、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうか決定する、請求項１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３】
前記処理回路は、更に、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新するために、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうか決定し、前記処理回路は、非常に多くのノイズが存在するときには、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新しない、請求項２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４】
前記処理回路は、
前記出力信号の変化がスレッシュホールドノイズレベルを越えたときには、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新するために、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在することを決定し、そして
前記出力信号の変化がスレッシュホールドノイズレベルを最後に越えたときから規定の時間周期がまだ経過しないときには、前記ヘッディング信号を更新するために、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在することを決定する、
請求項３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項５】
前記ヘッディング信号を更新できるまでに経過しなければならない時間周期は、地磁界の強度の関数としてセットされる、請求項４に記載の電子コンパスシステム。
【請求項６】
前記スレッシュホールドノイズレベルは、地磁界の関数としてセットされる、請求項４に記載の電子コンパスシステム。
【請求項７】
前記処理回路は、更に、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新するために、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうか決定し、前記処理回路は、非常に多くのノイズが存在するときには、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新しない、請求項１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８】
前記処理回路は、前記出力信号の変化がスレッシュホールドノイズレベルを越えたときには、前記コンパスシステムの校正に使用されるデータを更新するために、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうか決定する、請求項７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９】
乗物用の電子コンパスアッセンブリにおいて、
取り付け面に対応する平面を画成する回路板と、
前記回路板に取り付けられる磁気センサ回路であって、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
を備え、前記磁気センサ回路は、感度軸を各々有する少なくとも２つの磁界感知素子を含み、これらの磁界感知素子の少なくとも１つは、その感度軸が、（ａ）前記回路板の平面に対して非垂直及び非平行、そして（ｂ）前記少なくとも２つの磁界感知素子の別の感知素子の感度軸に対して非垂直、という２つの方向の一方を向くように配置され、そして更に、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路、
を備えた電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１０】
前記磁気コンパスセンサ回路は、３つの磁界感知素子を備え、そのいずれも、前記回路板の平面に垂直でも平行でもない、請求項９に記載の電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１１】
前記磁気センサ回路は、共通の一体化パッケージに収容された３つの磁界感知素子を含み、複数のリードがそこから延びて前記回路板に取り付けられる、請求項９に記載の電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１２】
前記処理回路は、少なくとも１つの前記磁界感知素子の位置を考慮するように座標変換を行って、その感度軸が、（ａ）前記回路板の平面に対して非垂直及び非平行、そして（ｂ）前記少なくとも２つの磁界感知素子の別の感知素子の感度軸に対して非垂直、という２つの方向の一方を向くようにする、請求項９に記載の電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１３】
前記処理回路は、
（ａ）オリジナル基準フレームＳをｘ軸の周りで角度αだけ回転して、ｘ’軸、ｙ’軸及びｚ’軸を有する基準フレームＳ’とし、
（ｂ）前記基準フレームＳ’をｙ’軸の周りで角度βだけ回転して、ｘ”軸、ｙ”軸及びｚ”軸を有する基準フレームＳ”とし、そして
（ｃ）前記基準フレームＳ”をｚ”軸の周りで角度γだけ回転して座標フレームＳ”’とする、
ことにより、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有するオリジナル基準フレームＳの座標変換を実行する、請求項１２に記載の電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１４】
前記処理回路は、次の一次方程式を使用して座標変換を実行する、
2007524805.tif 000008
請求項１３に記載の電子コンパスアッセンブリ。
【請求項１５】
乗物用のバックミラーアッセンブリにおいて、
乗物に取り付けるよう構成され、ミラーハウジングを有するミラー取り付け構造体と、
前記ミラーハウジングに取り付けられたミラーと、
前記ミラー取り付け構造体に支持された回路板と、
前記回路板に取り付けられ、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路であって、共通の一体化パッケージに収容された３つの磁界感知素子を含み、前記回路板に取り付けるための複数のリードがそこから延びているような磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備えたバックミラーアッセンブリ。
【請求項１６】
前記回路板は、その取り付け面に対応する平面を画成し、前記磁界感知素子の各々は、感度軸を有し、そして前記磁界感知素子の少なくとも１つは、その感度軸が、（ａ）前記回路板の平面に対して非垂直及び非平行、そして（ｂ）前記少なくとも２つの磁界感知素子の別の感知素子の感度軸に対して非垂直、という２つの方向の一方を向くように配置される、請求項１５に記載のバックミラーアッセンブリ。
【請求項１７】
乗物用の電子コンパスサブアッセンブリにおいて、
電気的コンポーネントを接続するためのコネクタを含む回路板と、
前記回路板に取り付けられそして前記コネクタに電気的に結合されて前記電気的コンポーネントと通信するための処理回路であって、更に、磁気センサ回路に結合されて、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を表わす出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備え、前記処理回路は、異なる形式の電子コンポーネントに関連した少なくとも２つの異なる信号フォーマットを使用して通信するように構成され、且つ前記コネクタに接続された電気的コンポーネントと通信するために前記処理回路により使用される特定の信号フォーマットを選択することができる、電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項１８】
前記電子的コンポーネントは、ディスプレイドライバ回路である、請求項１７に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項１９】
前記ディスプレイドライバ回路はドーター回路板に取り付けられ、そして前記回路板の各々は、前記回路板を電気的に結合するコネクタを備えた、請求項１８に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２０】
前記ドーター回路板の前記コネクタは、そこに取り付けられるディスプレイドライバ回路の形式に対して独特のコネクタ構成を有する、請求項１９に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２１】
前記処理回路は、前記ドーター回路板のコネクタのコネクタ構成に基づいて前記ディスプレイドライバ回路と通信するのに使用される特定信号フォーマットを自動的に選択する、請求項２０に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２２】
前記電子的コンポーネントはドーター回路板に取り付けられ、前記回路板の各々は、前記回路板を電気的に結合するコネクタを備えた、請求項１７に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２３】
前記ドーター回路板の前記コネクタは、そこに取り付けられる電子的コンポーネントの形式に対して独特のコネクタ構成を有する、請求項２２に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２４】
前記処理回路は、前記ドーター回路板のコネクタのコネクタ構成に基づいて前記電子的コンポーネントと通信するのに使用される特定信号フォーマットを自動的に選択する、請求項２３に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２５】
前記電子的コンポーネントは乗物のバスインターフェイス回路である、請求項１７に記載の電子コンパスサブアッセンブリ。
【請求項２６】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
前記処理回路に結合されて、前記ヘッディング信号を受信しそして前記計算されたヘッディングを表示するためのディスプレイであって、更に、少なくとも１つの地理的領域の地理的表示と、コンパスを現在校正するところの地理的領域内の地理的磁気分散ゾーンとを表示するように構成されたディスプレイと、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項２７】
前記ディスプレイに表示される前記地理的磁気分散ゾーンは、乗物が位置する時間ゾーンである、請求項２６に記載の電子コンパスシステム。
【請求項２８】
前記処理回路は、乗物が位置する時間ゾーンを識別できるところの情報を受信するために乗物の電気的コンポーネントに結合される、請求項２７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項２９】
前記乗物の電気的コンポーネントはＲＤＳ無線である、請求項２８に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３０】
前記乗物の電気的コンポーネントはＧＰＳ受信器である、請求項２８に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３１】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
前記処理回路に結合されて、前記ヘッディング信号を受信しそして前記計算されたヘッディングを表示するためのディスプレイであって、更に、コンパスを現在校正するところの時間ゾーンを表示するように構成されたディスプレイと、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項３２】
前記処理回路は、乗物が位置する時間ゾーンを識別できるところの情報を受信するために乗物の電気的コンポーネントに結合される、請求項３１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３３】
前記乗物の電気的コンポーネントはＲＤＳ無線である、請求項３２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３４】
前記乗物の電気的コンポーネントはＧＰＳ受信器である、請求項３２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３５】
前記ディスプレイは、地理的領域の地理的表示及びその種々の時間ゾーンを表示するグラフィックディスプレイである、請求項３１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３６】
前記ディスプレイはアルファニューメリックディスプレイである、請求項３１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３７】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備え、前記処理回路は、乗物の電気的コンポーネントに結合されて、乗物が現在走行している時間ゾーンの指示を受け取り、更に、前記処理回路は、乗物が現在走行している時間ゾーンに対する地理的磁気分散の関数としてヘッディング計算を補償する、というように構成された電子コンパスシステム。
【請求項３８】
前記乗物の電気的コンポーネントはＲＤＳ無線である、請求項３７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項３９】
前記乗物の電気的コンポーネントはＧＰＳ受信器である、請求項３７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４０】
前記処理回路は、更に、
前記計算されたヘッディングの経歴サンプルを周期的間隔で記憶し、
前記記憶された経歴サンプルを分析して、前記感知された成分の値のどの４つのセットにおいて乗物が最も頻繁に走行するか決定し、
前記処理回路が東西南北のヘッディングに対応するものとして識別した前記感知された成分の値の４つのセットからの、乗物が最も頻繁に走行する前記感知された成分の値の４つのセットの分散を計算し、そして
前記計算された分散の関数として前記ヘッディングの計算を補償する、
というように適応される請求項３７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４１】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、その計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生し、前記計算されたヘッディングの経歴サンプルを周期的間隔で記憶し、その記憶された経歴サンプルを分析して、前記感知された成分の値のどの４つのセットにおいて乗物が最も頻繁に走行するか決定し、処理回路が東西南北のヘッディングに対応するものとして識別した前記感知された成分の値の４つのセットからの、乗物が最も頻繁に走行する前記感知された成分の値の４つのセットの分散を計算し、そしてその計算された分散の関数として前記ヘッディングの計算を補償するための処理回路と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項４２】
前記磁気センサ回路は、乗物のバックミラーアッセンブリのミラーハウジングに取り付けられ、そして前記処理回路により実行される前記補償は、乗物に対するミラーハウジングの回転を補償する、請求項４１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４３】
前記処理回路により実行される前記補償は、地理的磁気分散を補償する、請求項４１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４４】
前記経歴サンプルを記憶し、そしてその記憶された経歴サンプルを分析するときに、前記処理回路は、約９０°の転回に等しくない転回の前又は後に走行したヘッディングに対応するサンプルを除外する、請求項４１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４５】
前記経歴サンプルを記憶し、そしてその記憶された経歴サンプルを分析するときに、前記処理回路は、イグニッションサイクル中に生じる最初に検出されるヘッディング変化の前及び後に得られるサンプルに低い重みを与える、請求項４１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４６】
前記経歴サンプルを記憶し、そしてその記憶された経歴サンプルを分析するときに、前記処理回路は、イグニッションサイクル中に生じる最後に検出されるヘッディング変化の前及び後に得られるサンプルに低い重みを与える、請求項４１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４７】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記磁気センサ回路から受信した出力信号からノイズレベルを、それら出力信号から導出された値の実効値の関数として計算し、ノイズレベルがスレッシュホールドノイズレベルを越える場合には前記磁気センサ回路から受信した出力信号に著しく多くのノイズが存在するかどうか決定し、著しく多くのノイズが出力信号に存在しない場合には、乗物のヘッディングを前記感知された成分の関数として計算し、そして著しく多くのノイズが出力信号に存在する場合には、前記計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項４８】
前記処理回路は、前記コンパス感知回路からの出力信号の二次導関数を計算し、そして前記処理回路は、前記計算された二次導関数の実効値の関数としてノイズレベルを計算する、請求項４７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項４９】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記磁気センサ回路から受信した出力信号からノイズレベルを、それら出力信号から導出された値の平均二乗エラーの関数として計算し、ノイズレベルがスレッシュホールドノイズレベルを越える場合には前記磁気センサ回路から受信した出力信号に著しく多くのノイズが存在するかどうか決定し、著しく多くのノイズが出力信号に存在しない場合には、乗物のヘッディングを前記感知された成分の関数として計算し、そして著しく多くのノイズが出力信号に存在する場合には、前記計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項５０】
前記処理回路は、前記コンパス感知回路からの出力信号の二次導関数を計算し、そして前記処理回路は、前記計算された二次導関数の平均二乗エラーの関数としてノイズレベルを計算する、請求項４９に記載の電子コンパスシステム。
【請求項５１】
導電性材料が合体された導電性風防ガラスと、該導電性風防ガラスの付近に配置された磁気センサ回路を有する電子コンパスシステムとを備え、前記磁気センサ回路が、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するような乗物において、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号をサンプリングし、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する、導電性風防ガラスにより生じた電界の作用を補償するための補償手段と、
を備えた改良。
【請求項５２】
前記補償手段は、前記導電性風防ガラスをアクチベートすべきときに前記導電性風防ガラスに組み込まれた導電性材料にパルス状アクチベーション信号を供給するためのコントローラを備え、このパルス状アクチベーション信号は、高電力アクチベーション状態と低電力アクチベーション状態との間でパルス付勢され、前記コントローラは、パルス状アクチベーション信号が低電力アクチベーション状態にあるときを指示する信号を前記処理回路へ供給し、前記処理回路は、前記磁気センサ回路から出力信号をサンプリングするタイミングをとって、前記パルス状アクチベーション信号が低電力アクチベーション状態にあるときにサンプルが得られないようにし、前記導電性風防ガラスによりノイズが発生されたときに前記磁気センサ回路の出力信号のサンプルを読み取るのを防止する、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５３】
前記補償手段は、前記導電性風防ガラスがアクチベートされたときに前記導電性風防ガラスにより発生される磁界をゼロ化する磁界を発生するために前記コンパスセンサ回路の付近に設けられたコイルを備えた、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５４】
前記補償手段は、前記導電性風防ガラスの導電性材料の導電性ストリップのパターンを備え、前記コンパスセンサ回路の至近へと延びる少なくとも第１及び第２の隣接する導電性ストリップは、その第１導電性ストリップに流れる電流が、それに隣接する第２導電性ストリップに流れる電流とは逆方向に流れて、互いにゼロ化する磁界を形成するパターンとされる、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５５】
前記補償手段は、非常に細いワイヤのパターンを備え、前記コンパスセンサ回路の至近へと延びる少なくとも第１及び第２の隣接するワイヤは、その第１ワイヤに流れる電流が、それに隣接する第２ワイヤに流れる電流とは逆方向に流れて、互いにゼロ化する磁界を形成するパターンとされる、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５６】
前記導電性風防ガラスの導電性材料は、少なくとも２つの部分で設けられ、そして前記補償手段は、それらの部分に電流を通流させる方向を周期的に交番させる窓コントローラを備えた、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５７】
前記補償手段は、前記導電性風防ガラスと前記コンパスセンサ回路との間に配置された磁気シールドコーティングを備えた、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５８】
前記補償手段は、前記磁気センサ回路の出力を監視して、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別するための監視回路を備えた、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項５９】
前記監視回路は、出力信号のレベルのそのような上昇及び下降が識別されたときには前記処理回路による出力信号のサンプリングを防止する、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６０】
前記監視回路はデジタル信号プロセッサである、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６１】
前記監視回路は前記処理回路の一部分である、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６２】
前記磁気センサ回路は、地磁界の３つの直交成分を表わす３つの出力信号を供給するための３つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別するために３つ全部の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６３】
前記磁気センサ回路は、地磁界の２つの直交成分を表わす２つの出力信号を供給するための２つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別するために両方の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６４】
前記処理回路は、前記感知された成分から導出された基準データポイントの第１セットに基づき第１の近似幾何学パターンを選択し、そしてその第１の近似幾何学パターンを参照する間に少なくとも２つの前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算する、請求項５８に記載の乗物の改良。
【請求項６５】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、受信した基準データポイントに基づいて第２の近似幾何学パターンを選択し、そしてこの第２の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項６４に記載の乗物の改良。
【請求項６６】
前記監視回路が、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別しない時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項６５に記載の乗物の改良。
【請求項６７】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記導電性風防ガラスで生じる磁界により発生されるものと一貫した仕方でその出力信号のレベルが上昇及び下降するのを識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学的パターンを、アクチベート時に前記導電性風防ガラスにより生じる出力信号のレベルのシフトに対応するオフセットだけシフトさせる、請求項６４に記載の乗物の改良。
【請求項６８】
前記補償手段は、所定の周波数を有する周期的アクチベーション信号を使用して前記導電性風防ガラスをアクチベートするコントローラを備え、前記処理回路は、前記アクチベーション信号の所定の周波数の２倍で前記コンパスセンサ回路の出力信号をサンプリングし、前記処理回路は、前記出力信号のサンプルを平均化し、そしてＤＣオフセットを減算して、前記導電性風防ガラスにより生じるノイズの影響を排除する、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項６９】
前記導電性風防ガラス内に合体される導電性材料は、非常に細いワイヤ又は透明ストリップの形態で設けられる、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項７０】
前記導電性風防ガラス内に合体される導電性材料は、透明ストリップの形態で設けられる、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項７１】
前記補償手段は、前記導電性風防ガラスのアクチベーションを検出した際に前記磁気センサ回路により感知される磁界に対する、前記導電性風防ガラスにより生じる電界の作用を直ちに補償する、請求項５１に記載の乗物の改良。
【請求項７２】
回路板に磁気感知素子を取り付ける方法において、
前記回路板の第１部分に第１の磁気感知素子を取り付けるステップと、
前記回路板の第２部分に第２の磁気感知素子を取り付けるステップと、
前記回路板の第２部分を屈曲させて、前記第２の磁気感知素子を前記第１の磁気感知素子に対して再方向付けするステップと、
前記回路板の第２部分を前記回路板の第１部分に対して固定して、前記第１及び第２の磁気感知素子の再方向付けされた位置を保持するステップと、
を備えた方法。
【請求項７３】
前記回路板の第１部分に第３の磁気感知素子を取り付けるステップを更に備えた、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記第３の磁気感知素子は、前記第１の磁気感知素子に実質的に垂直に前記回路板の第１部分に取り付けられる、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記第２の磁気感知素子は、前記回路板の第２部分に取り付けられ、そして前記第１及び第３の磁気感知素子に実質的に垂直となるように再方向付けされる、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記第２の磁気感知素子は、前記回路板の第２部分に取り付けられ、そして前記第１の磁気感知素子に実質的に垂直となるように再方向付けされる、請求項７２に記載の方法。
【請求項７７】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、その計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生し、出力信号を監視して、約９０°の乗物転回を表わす乗物ヘッディングの変化を識別し、約９０°の乗物転回の直前及び直後に走行した乗物ヘッディングに対する前記感知された成分を記憶し、処理回路が東西南北のヘッディングに対応するものとして識別した前記感知された成分の値の４つのセットからの、前記記憶された感知された成分の分散を計算し、そしてその計算された分散の関数として前記ヘッディングの計算を補償するための処理回路と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項７８】
前記処理回路は、約９０°の乗物転回の直前及び直後に走行した乗物ヘッディングに対する前記感知された成分を、前記感知された成分が、既に記憶されている他の感知された成分の許容境界内にあると決定された場合に記憶する、請求項７７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項７９】
前記処理回路は、約９０°の乗物転回の直前及び直後に走行した乗物ヘッディングに対する前記感知された成分を、前記乗物がこれらのヘッディングに沿って少なくとも所定時間周期中走行する場合に記憶する、請求項７７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８０】
乗物用の電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備え、前記処理回路は、複数の地理的ゾーンのどこを乗物が現在走行しているか決定し、そして乗物が現在走行している地理的ゾーンに対する地理的磁気分散の関数として前記ヘッディングの計算を補償し、そして
前記処理回路は、乗物ヘッディングと、各乗物ヘッディングにおける走行時間とを監視することで、複数の地理的ゾーンに対する乗物位置の変化を監視することにより、どの地理的ゾーンを乗物が現在走行しているか決定する、
というように構成された電子コンパスシステム。
【請求項８１】
コンバーティブルトップ及びサンルーフの１つより成る乗物装置を有する乗物に使用するための電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号をサンプリングし、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する前記乗物装置の開状態又は閉状態の変化の作用を補償するための補償手段と、
を備えた電子コンパスシステム。
【請求項８２】
前記補償手段は、前記磁気センサ回路の出力を監視して、前記乗物装置の開状態又は閉状態により生じるものと一貫した仕方での前記出力信号のレベルの変化を識別する監視回路を備えた、請求項８１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８３】
前記監視回路はデジタル信号プロセッサである、請求項８２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８４】
前記監視回路は前記処理回路の一部分である、請求項８２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８５】
前記磁気センサ回路は、地磁界の３つの直交成分を表わす３つの出力信号を供給するための３つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記乗物装置の開状態又は閉状態で生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別するために３つ全部の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項８２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８６】
前記磁気センサ回路は、地磁界の２つの直交成分を表わす２つの出力信号を供給するための２つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記乗物装置の開状態又は閉状態で生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別するために両方の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項８２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８７】
前記処理回路は、前記感知された成分から導出された基準データポイントの第１セットに基づき第１の近似幾何学パターンを選択し、そしてその第１の近似幾何学パターンを参照する間に少なくとも２つの前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算する、請求項８２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８８】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記乗物装置の開状態又は閉状態で生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、受信した基準データポイントに基づいて第２の近似幾何学パターンを選択し、そしてこの第２の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項８７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項８９】
前記監視回路が、前記乗物装置の開状態又は閉状態で生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別しない時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項８８に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９０】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記乗物装置の開状態又は閉状態で生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学的パターンを、アクチベート時に前記導電性風防ガラスにより生じる出力信号のレベルのシフトに対応するオフセットだけシフトさせる、請求項８７に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９１】
前記補償手段は、前記乗物装置の開状態又は閉状態に変化を生じさせるアクチベーション信号を検出した際に前記磁気センサ回路により感知される磁界に対する、前記乗物装置の開状態又は閉状態により生じる電界の作用を直ちに補償する、請求項８１に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９２】
コンパスシステムの動作に悪影響を及ぼし得る少なくとも１つの乗物アクセサリーを有する乗物に使用するための電子コンパスシステムにおいて、
地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、
前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路から出力信号をサンプリングし、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、
を備え、前記処理回路は、前記乗物アクセサリーからの信号を必要とせずに、磁界に対する前記乗物アクセサリーの作用を検出した際に、前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する前記乗物アクセサリーの作用を直ちに補償する、
というように構成された電子コンパスシステム。
【請求項９３】
前記補償手段は、前記磁気センサ回路の出力を監視して、前記乗物アクセサリーにより生じるものと一貫した仕方での前記出力信号のレベルの変化を識別する監視回路を備えた、請求項９２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９４】
前記監視回路はデジタル信号プロセッサである、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９５】
前記監視回路は前記処理回路の一部分である、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９６】
前記磁気センサ回路は、地磁界の３つの直交成分を表わす３つの出力信号を供給するための３つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記乗物アクセサリーで生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別するために３つ全部の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９７】
前記磁気センサ回路は、地磁界の２つの直交成分を表わす２つの出力信号を供給するための２つの感知素子を備え、前記監視回路は、前記乗物アクセサリーで生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別するために両方の前記感知素子の出力信号を監視する、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９８】
前記処理回路は、前記感知された成分から導出された基準データポイントの第１セットに基づき第１の近似幾何学パターンを選択し、そしてその第１の近似幾何学パターンを参照する間に少なくとも２つの前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算する、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【請求項９９】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記乗物アクセサリーで生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、受信した基準データポイントに基づいて第２の近似幾何学パターンを選択し、そしてこの第２の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項９８に記載の電子コンパスシステム。
【請求項１００】
前記監視回路が、前記乗物アクセサリーで生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別しない時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学パターンを使用して、乗物のヘッディングを計算する、請求項９９に記載の電子コンパスシステム。
【請求項１０１】
前記補償手段は、前記処理回路の一部分を含み、前記監視回路が、前記乗物アクセサリーで生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別する時間中に、前記処理回路の前記一部分は、前記第１の近似幾何学的パターンを、アクチベート時に前記乗物アクセサリーにより生じる出力信号のレベルのシフトに対応するオフセットだけシフトさせる、請求項９８に記載の電子コンパスシステム。
【請求項１０２】
前記補償手段は、前記乗物アクセサリーに変化を生じさせるアクチベーションを検出した際に前記磁気センサ回路により感知される磁界に対する、前記乗物装置の開状態又は閉状態により生じる電界の作用を直ちに補償する、請求項９２に記載の電子コンパスシステム。
【請求項１０３】
前記監視回路は、乗物バッテリの電圧を監視すると共に、前記磁気センサ回路の出力を監視して、乗物バッテリの電圧の関数として取り出される、前記乗物アクセサリーにより生じるものと一貫した仕方での出力信号のレベルの変化を識別する、請求項９３に記載の電子コンパスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、乗物用の電子コンパスに係り、より詳細には、データフィルタリング及び／又はヘッディング決定を改良した電子コンパスに係る。
【０００２】
関連出願へのクロスレファレンス：
本出願は、２００２年３月１日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／３６０，７２３号について３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）のもとで優先権を請求する、２００２年８月２日に出願された米国特許出願第１０／２１０，９１０号の一部継続出願である。
【０００３】
又、本出願は、２００３年２月２４日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／４４９，８２８号について３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）のもとで優先権を請求する。
【０００４】
上記特許出願各々の開示全体を参考としてここに援用する。
【背景技術】
【０００５】
電子コンパスは、自動車においてアクセサリーとして次第に普及してきている。典型的な電子コンパス回路１０の一般的構造が図１に示されている。より詳細には、典型的な電子コンパス回路は、Ｙ軸センサ１３及びＸ軸センサ１４を含む磁気センサ回路１２を備えている。この磁気センサ回路１２は、処理回路１５に結合され、この処理回路は、ソフトウェアコードの制御のもとで動作して、センサ回路１２により供給されるデータを処理し、このような処理に基づいてコンパス回路を校正し、そしてセンサ回路１２により与えられたデータに基づいて乗物のヘッディングを決定する。処理回路１５は、イグニッションサイクルごとにコンパスを再校正する必要がないように校正データを記憶する不揮発性メモリ１６に結合される。校正された乗物ヘッディングは、処理回路１５からヘッディングディスプレイ１８へ送信され、乗物の乗員に表示される。ヘッディングディスプレイは、通常、オーバーヘッドコンソール又はバックミラーアッセンブリに組み込まれる。又、ユーザ入力スイッチ２０を設けてもよく、これは、ユーザが処理回路１５と対話して、処理回路１５が、ディスプレイ１８に表示される情報を変更できるようにし、手動で再校正できるようにし、及び／又は乗物が現在走行している地理的ゾーンを入力できるようにする。更に、乗物のバッテリ又はイグニッションから１２ボルト電力を受け取り、その電力を、コンパス回路１０の種々のコンポーネントに有用な電力レベルへ変換するための電源回路２２も設けられる。
【０００６】
この従来のシステムでは、乗物の走行方向に垂直な磁界を感知するためにＹ軸センサ１３が設けられ、一方、乗物の走行方向と一線の磁界を感知するためにＸ軸センサ１４が設けられる。両センサ１３及び１４は、通常、地表面に平行に取り付けられる。このような取り付け状態では、Ｙ軸センサ１３により磁界成分が感知されず、Ｘ軸センサ１４により正の磁界成分が感知された場合には、処理回路１５は、乗物が北を向いていると決定する。同様に、Ｙ軸センサ１３により磁界成分が感知されず、Ｘ軸センサ１４により負の磁界成分が感知された場合には、処理回路１５は、乗物が南を向いていると決定する。同様に、Ｘ軸センサにより磁界成分が感知されず、Ｙ軸センサにより正の磁界成分が感知された場合には、処理回路１５は、乗物が東を向いていると決定する。Ｘ軸センサにより磁界成分が感知されず、Ｙ軸センサにより負の磁界成分が感知された場合には、処理回路１５は、乗物が西を向いていると決定する。等しい正の磁界成分がＸ及びＹ軸の両センサにより感知された場合には、処理回路は、乗物が東北を向いていると決定する。等しい負の磁界成分がＸ及びＹ軸の両センサにより感知された場合には、処理回路は、乗物が南西を向いていると決定する。Ｘ軸センサにより感知される正の磁界成分が、Ｙ軸センサにより感知される負の磁界成分の絶対値に等しい場合には、処理回路は、乗物が北西を向いていると決定する。Ｘ軸センサにより感知される負の磁界成分の絶対値が、Ｙ軸センサにより感知される正の磁界成分の値に等しい場合には、処理回路は、乗物が東南を向いていると決定する。理想的な環境のもとで、乗物が３６０°のループを経て転回したときに磁気センサの出力レベルをＸ及びＹ軸に対してプロットした場合には、図２に円Ａとして示すように、プロットが円を形成する。
【０００７】
このような電子コンパスは、一般に、８個の異なるヘッディング（Ｎ、ＮＥ、Ｅ、ＳＥ、Ｓ、ＳＷ、Ｗ及びＮＷ）しか表示せず、そしてＸ及びＹ軸センサにより感知される磁界成分は常にゼロではなく且つ常に等しくないので、コンパス処理回路は、一般に、Ｘ及びＹ軸に対するヘッディング角度φを計算し、そしてこのヘッディング角度を、８個の異なる各ヘッディング表示間の境界を定義する角度スレッシュホールドと比較する。従って、円形プロットＡは、図２に示すように、８個の異なる表示ヘッディングに対応する８個の４５°の角度セグメントに有効に分割される。従って、コンパス処理回路は、８個のヘッディングのどれを表示すべきか決定するために、ヘッディング角度φがどのセグメントに存在するかを決定するだけである。
【０００８】
上述したように、理想的な環境は、Ｘ及びＹ軸センサ１３及び１４の出力レベルが、Ｘ及びＹ軸センサに対して円形プロットＡを形成し、完全な円の中心が座標系の原点に来るときである。しかしながら、実際には、Ｘ及びＹ座標平面におけるＸ及びＹセンサの出力のプロットは、完全な円を形成せず、又、このような円の中心が座標面の原点に一致しないことがしばしばある。より詳細には、プロットが若干楕円形となり、且つＸ及びＹの両方向が、図２にプロットＢで示すように原点からずれることがある。実際のプロットが完全な円ではなく、且つその中心ポイントが原点からずれるときには、処理回路は、簡単なヘッディング角度計算を使用して適切なヘッディングを決定することができない。円形プロットのこのようなずれ及び歪みは、通常、Ｘ及びＹ軸センサにより感知される磁界を変更し得る乗物の鉄材料の影響により生じる。ヘッディングの計算を容易に行えるように、コンパス回路は、感知された磁界に対する乗物の影響を考慮するために校正される。
【０００９】
コンパス回路を最初に校正しなければならないだけでなく、乗物の鉄材料により生じる磁界に対する影響が時間と共に変化するために、且つ磁界に対する外部からの一時的に過ぎない影響のために、コンパス回路を連続的に再校正もしなければならない。例えば、屋根に取り付けるアンテナを追加すると、多量の鉄材料を伴う物体、例えば、鉄道の線路や橋や大きなビルディングの近くを通るとき、或いは乗物が洗車機を通るときに、磁界の読みに変動を生じさせることがある。従って、電子コンパス回路の校正及び連続的な再校正が多大な注目を集めている。
【００１０】
ファン・レンテ氏等の米国特許第４，９５３，３０５号には、自動連続構成機能を有する電子コンパスシステムが説明されている。この特許は、乗物が多数の３６０°ループを経て走行するときにセンサからのデータを累積し、そしてＸ−Ｙ座標平面上のデータポイントへと変換する校正技術を開示している。処理回路は、Ｙ軸に沿った累積データの最大値（Ｙmax）、Ｙ軸に沿った最小値（Ｙmin）、Ｘ軸に沿った最大値（Ｘmax）、及びＸ軸に沿った最小値（Ｘmin）を決定する。Ｘ軸に沿った最大値及び最小値から、Ｘ軸に沿ったスパンをＸminとＸmaxとの間で計算することができる。同様に、Ｙ軸に沿った最大値及び最小値から、ＹminとＹmaxとの間のＹ軸に沿ったスパンを計算することができる。これらのスパンが等しくない場合には、処理回路は、これらのスパンが互いに等しくなる時間まで、Ｘ軸及びＹ軸センサの一方又は両方の利得を調整することができる。この処理は、データの楕円プロットを、更なる処理の前にデータの円形プロットへと変換するように実行される。それに続いて、Ｘ及びＹセンサからの最大値及び最小値を使用して、プロットＢの中心ポイント（ＸE、ＹE）を計算する（図２を参照）。次いで、Ｘ及びＹエラー値（ＸE及びＹE）を計算し、その後、これを使用して、各データポイントがＸ及びＹセンサから各々受け取られたときにそれをずらす。コンパスが最初に校正されると、その後にＸ軸及びＹ軸に沿って累積される最大値及び最小値に基づいて自動的に再校正し続ける。
【００１１】
前記‘３０５特許に開示された自動校正ルーチンに伴う１つの問題は、校正が正確であるという確信をシステムがもつに充分なデータを得るために乗物が多数の３６０°ループを走行することを一般に必要とすることである。これは、乗物を乗物キャリアにロードしてディーラーへ配送する前に多数のループを経て各乗物を運転しなければならないという問題を乗物製造者に課する。不都合なことに、組立工場には、各乗物をこのようなループで運転するに充分なスペースがないことが多く、もしスペースがあったとしても、そのプロセスには貴重な時間を要する。乗物が充分なループを経て運転されずにディーラーへ配送された場合には、顧客は、コンパス非校正状態で、乗物を購入するか、さもなければ、乗物をテスト運転することになる。この場合、顧客は、誤って、コンパスが機能不良であると信じ込み、従って、コンパスに対して不必要な保証クレームをつけることになる。
【００１２】
多数の特許が、前記問題に対して種々の解決策を開示している。ジェシュキ氏等の米国特許第６，１９２，３１５号には、コンパスを乗物にインストールする前に、コンパスがインストールされる特定モデルに対して予想される乗物の磁気に基づいて、最初に校正を行う校正ルーチンが開示されている。この最初の校正は、乗物が多数の３６０°ループを走行することにより充分なデータを取得するときまで使用される。充分なデータが得られると、コンパスは、より最近取得された校正データへとスイッチされ、次いで、コンパスは、前記‘３０５特許の技術を使用して連続的に再校正される。
【００１３】
オルソン氏等の米国特許第５，７３７，２２６号は、センサから得た生のデータが、コンパスがもはや正確に校正されないことを示唆するかどうかを、処理回路により決定するような校正技術を開示している。この場合、処理回路は、仮定した半径を使用して所定の角度以上離間された２つのエンドポイントを得る。その仮定した半径を使用して、円に対する２つの潜在的な中心ポイントが与えられる。この‘２２６特許は、２つのエンドポイント間の中間データポイントを得て、これを使用して、２つの中心ポイントのどちらを校正に使用し、又、その後、乗物のヘッディングを決定するときに使用するかを識別することを開示している。
【００１４】
パークス氏等の米国特許第６，３０１，７９４号は、指定の基準を満足する３つのデータポイントが得られるたびにコンパスを再校正するような校正ルーチンを開示している。平均化及び間隔どり基準を含む指定の基準を満足する３つのデータポイントが得られると、円に対する方程式を使用して円が必ず３つのデータポイントを含むように円の中心が計算される。
【００１５】
アル−アター氏の米国特許第４，８０７，４６２号は、３つのデータポイントの取得に基づいてコンパスを校正するコンパス校正ルーチンを開示している。校正に使用される円の中心は、３つのデータポイントの隣接ポイントを結ぶ２本の線の垂直二等分線の交点を決定することにより決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した特許の各々は、コンパスをより迅速に校正する校正ルーチンを開示するが、その開示された技術のあるものは、あまりに頻繁に再校正を行い、従って、一時的な磁界擾乱による校正エラーの傾向があるという点で過剰にアクティブであるか、或いはより永久的な性質の磁界分散の変化に対して充分迅速に応答しないかのいずれかである。更に、上述した校正ルーチンの各々は、３つから４つのポイントが円の周囲に厳密に配置されることを仮定して円の中心を計算する。以下に詳細に説明するように、これらポイントのいずれかが、得られたデータに実際に良好に適合する円の周囲からずれることが考えられる。更に、上述した特許の中で、乗物のピッチ又は地磁界ベクトルの垂直成分の強度を考慮する校正ルーチンを開示したものは皆無である。従って、バックミラーアッセンブリのハウジングのように、乗物に対して可動な構造体にセンサを設けるようにして、上述したコンパスのいずれかが取り付けられた場合には、これらシステムは、ハウジングの移動に対して迅速且つ正確な応答を与えることができない。
【００１７】
バグノ氏等の共通に譲渡された米国特許第６，０２３，２２９号及び第６，１４０，９３３号は、バックミラーハウジングにコンパスセンサを取り付け、バックミラーハウジングを、それが取り付けられる乗物に対して水平及び垂直に枢着回転できるようにする種々の技術を開示している。より詳細には、ミラーハウジング、ひいては、センサが傾斜したときにそれを検出する種々のメカニズムが開示されている。ミラーハウジングの傾斜が検出されると、コンパスの処理回路に信号が送信されて、傾斜が生じたことを指示し、さもなければ、処理回路は、磁界ベクトルに急激な変化が生じると仮定しない。次いで、処理回路は、傾斜信号の直前に得られたデータポイントと、傾斜信号の直後に得られたデータポイントとの間の差のベクトルを決定し、これは、エラー補償信号に使用される。‘２２９特許には、Ｚ軸に整列された第３の磁気センサが設けられるメカニズムが開示されている。Ｚ軸センサの出力を使用して、Ｘ及びＹセンサの出力に急激な変化が最初に感知されたときに傾斜が生じたかどうか決定する。処理回路は、Ｘ及びＹセンサ出力におけるこのような急激な変化に応答して、Ｚ軸センサにも急激な変化が検出されたかどうかに基づいて、エラーベクトルを識別するか、又は校正を再開する。しかしながら、このコンパスシステムは、Ｚ軸センサを使用して、ヘッディングを決定したり、又は校正に使用される円の中心を識別したりするものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの３つの成分を感知し、そしてその感知された３つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路のピッチ及びロールを測定するためのピッチ及びロール感知回路と、前記磁気センサ回路並びにピッチ及びロール感知回路に結合された処理回路であって、出力信号を受け取って、前記感知された成分を前記測定されたピッチ及びロールに対して補償し、該補償された、感知された成分のうちの少なくとも２つの成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そして該計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備えている。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、該磁気センサ回路から出力信号を受信し、地磁界ベクトルの相対的強度を決定し、前記磁気センサ回路から受信した出力信号に非常に多くのノイズが存在するかどうかを前記地磁界ベクトルの相対的強度の関数として決定し、前記出力信号に非常に多くのノイズが存在しない場合には、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そして前記出力信号に非常に多くのノイズが存在する場合には前記計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備えている。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスアッセンブリは、取り付け面に対応する平面を画成する回路板と、該回路板に取り付けられる磁気センサ回路であって、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路とを備え、該磁気センサ回路は、感度軸を各々有する少なくとも２つの磁界感知素子を含み、これら磁界感知素子の少なくとも１つは、その感度軸が、（ａ）回路板の平面に対して非垂直及び非平行、そして（ｂ）前記少なくとも２つの磁界感知素子の別の１つの感度軸に対して非垂直、という２つの方向の一方を向くように配置され、そして更に、前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路も備えている。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用のバックミラーアッセンブリは、乗物に取り付けるように構成され、ミラーハウジングを有するミラー取り付け構造体と、ミラーハウジングに取り付けられたミラーと、前記ミラー取り付け構造体に支持された回路板と、該回路板に取り付けられ、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路であって、共通の一体化パッケージに収容された３つの磁界感知素子を含み、前記回路板に取り付けるための複数のリードがそこから延びているような磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、その磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備えている。
【００２２】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスサブアッセンブリは、電気的コンポーネントを接続するためのコネクタを含む回路板と、該回路板に取り付けられそして前記コネクタに電気的に結合されて前記電気的コンポーネントと通信するための処理回路であって、更に、磁気センサ回路に結合されて、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を表わす出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備え、この処理回路は、異なる形式の電子コンポーネントに関連した少なくとも２つの異なる信号フォーマットを使用して通信するように構成され、且つ前記コネクタに接続された電気的コンポーネントと通信するために処理回路により使用される特定の信号フォーマットを選択することのできる電子コンパスサブアッセンブリ。
【００２３】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、該磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、該処理回路に結合されて、前記ヘッディング信号を受信しそして前記計算されたヘッディングを表示するためのディスプレイであって、少なくとも１つの地理的領域の地理的表示と、コンパスを現在校正するところの地理的領域内の地理的磁気分散ゾーンとを表示するように更に構成されたディスプレイと、を備えている。
【００２４】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、該磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備え、この処理回路は、乗物の電気的コンポーネントに結合されて、乗物が現在走行している時間ゾーンの指示を受け取り、更に、この処理回路は、乗物が現在走行している時間ゾーンに対する地理的磁気分散の関数としてヘッディング計算を補償する。
【００２５】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、該磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、その計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生し、その計算されたヘッディングの経歴サンプルを周期的間隔で記憶し、その記憶された経歴サンプルを分析して、前記感知された成分の値のどの４つのセットにおいて乗物が最も頻繁に走行するか決定し、処理回路が東西南北のヘッディングに対応するものとして識別した前記感知された成分の値の４つのセットからの、乗物が最も頻繁に走行する前記感知された成分の値の４つのセットの分散を計算し、そしてその計算された分散の関数としてヘッディング計算を補償するための処理回路と、を備えている。
【００２６】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、その磁気センサ回路から出力信号を受信し、この磁気センサ回路から受信した出力信号からノイズレベルを、それら出力信号から導出された値の実効値(root mean square)の関数として計算し、ノイズレベルがスレッシュホールドノイズレベルを越える場合には前記磁気センサ回路から受信した出力信号に著しく多くのノイズが存在するかどうか決定し、著しく多くのノイズが出力信号に存在しない場合には、乗物のヘッディングを前記感知された成分の関数として計算し、そして著しく多くのノイズが出力信号に存在する場合には、その計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備えている。
【００２７】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、その磁気センサ回路から出力信号を受信し、この磁気センサ回路から受信した出力信号からノイズレベルを、それら出力信号から導出された値の平均二乗エラー(mean square error)の関数として計算し、ノイズレベルがスレッシュホールドノイズレベルを越える場合には前記磁気センサ回路から受信した出力信号に著しく多くのノイズが存在するかどうか決定し、著しく多くのノイズが出力信号に存在しない場合には、乗物のヘッディングを前記感知された成分の関数として計算し、そして著しく多くのノイズが出力信号に存在する場合には、その計算されたヘッディング又は以前のヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備えている。
【００２８】
本発明の別の実施形態によれば、導電性材料が合体された導電性風防ガラスと、該導電性風防ガラスの付近に配置された磁気センサ回路を有する電子コンパスシステムとを備え、前記磁気センサ回路が、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するような乗物において、その改良は、前記磁気センサ回路に結合された処理回路であって、前記磁気センサ回路からの出力信号をサンプリングし、感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する導電性風防ガラスにより生じた電界の作用を補償するための補償手段とを備えている。
【００２９】
本発明の別の実施形態によれば、回路板に磁気感知素子を取り付ける方法は、回路板の第１部分に第１の磁気感知素子を取り付けるステップと、回路板の第２部分に第２の磁気感知素子を取り付けるステップと、前記回路板の第２部分を屈曲させて、前記第２の磁気感知素子を前記第１の磁気感知素子に対して再方向付けするステップと、前記回路板の第２部分を前記回路板の第１部分に対して固定して、前記第１及び第２の磁気感知素子の再方向付けされた位置を保持するステップと、を備えている。
【００３０】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路とを備えている。この処理回路は、磁気センサ回路から出力信号を受信し、その感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、その計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生し、出力信号を監視して、約９０°の乗物転回を表わす乗物ヘッディングの変化を識別し、約９０°の乗物転回の直前及び直後に走行した乗物ヘッディングに対する前記感知された成分を記憶し、処理回路が東西南北のヘッディングに対応するものとして識別した前記感知された成分の値の４つのセットからの、前記記憶された感知された成分の分散を計算し、そしてその計算された分散の関数として前記ヘッディング計算を補償するために設けられている。
【００３１】
本発明の別の実施形態によれば、乗物用の電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、磁気センサ回路から出力信号を受信し、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備え、この処理回路は、複数の地理的ゾーンのどこを乗物が現在走行しているか決定し、そして乗物が現在走行している地理的ゾーンに対する地理的磁気分散の関数として前記ヘッディング計算を補償し、そして前記処理回路は、乗物のヘッディングと、各乗物ヘッディングにおける走行時間とを監視することで、複数の地理的ゾーンに対する乗物位置の変化を監視することにより、どの地理的ゾーンを乗物が現在走行しているか決定する。
【００３２】
本発明の別の実施形態によれば、コンバーティブルトップ及びサンルーフの１つより成る乗物装置を有する乗物に使用するための電子コンパスシステムが提供される。この電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、磁気センサ回路から出力信号をサンプリングし、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する前記乗物装置の開状態又は閉状態の変化の作用を補償するための補償手段と、を備えている。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、コンパスシステムの動作に悪影響を及ぼし得る少なくとも１つの乗物アクセサリーを有する乗物に使用するための電子コンパスシステムが提供される。この電子コンパスシステムは、地磁界ベクトルの少なくとも２つの成分を感知し、そしてその感知された少なくとも２つの成分を表わす出力信号を発生するための磁気センサ回路と、該磁気センサ回路に結合された処理回路であって、磁気センサ回路から出力信号をサンプリングし、前記感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算し、そしてその計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号を発生するための処理回路と、を備え、この処理回路は、前記乗物アクセサリーからの信号を必要とせずに、磁界に対する前記乗物アクセサリーの作用を検出した際に、前記磁気センサ回路により感知された磁界に対する前記乗物アクセサリーの作用を直ちに補償する。
【００３４】
本発明のこれら及び他の特徴、効果、及び目的は、当業者であれば、以下の説明、特許請求の範囲及び添付図面から更に理解され且つ明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図３は、本発明により構成された電子コンパス回路１００を示す。このコンパス回路１００は、地磁界ベクトルの垂直成分を感知すると共に、その感知された成分を表わす出力信号を発生するための少なくとも２つのセンサ素子１０４及び１０６を有する磁気センサ（即ち磁力計）回路１０２を備えている。本発明のある実施形態では、地磁界ベクトルの第３の垂直成分を感知するために第３のセンサ１０８が設けられるのが好ましい。電子コンパス回路１００は、更に、磁気センサ回路１０２から出力信号を受け取るために磁気センサ回路１０２に結合された処理回路１１０も備えている。
【００３６】
処理回路１１０は、地磁界ベクトルの感知された成分の関数として乗物のヘッディングを計算する。又、処理回路１１０は、計算されたヘッディングを表わすヘッディング信号も発生する。このヘッディング信号は、乗物の他の電子コンポーネントへ供給することもでき、好ましくは、乗物の乗員に乗物のヘッディングの指示を与えるヘッディング指示装置１１４へ供給される。ヘッディング指示装置は、乗物ヘッディングの可視又は可聴指示を与えるように構成できる。好ましくは、ヘッディング指示装置１１４は、乗物のヘッディングを可視表示するためのディスプレイ装置である。しかしながら、処理回路１１０により発生されるヘッディング信号は、個別の配線を経て、又は乗物のバスに結合された乗物バスインターフェイス１２０を経て、乗物内の他の電気的コンポーネント、例えば、ナビゲーションシステム等へ供給できることが明らかである。このようなナビゲーションシステムは、例えば、ヘッディングを直接表示することもできるし、又は表示された地図の方向を乗物の現在のヘッディングに基づいて変更することもできる。ヘッディング信号は、ナビゲーションシステムに送信されてもよいし、ヘッディング指示装置（即ちディスプレイ）に送信されてもよいし、或いは専用ライン、乗物又はローカルエリアバス、例えば、ＬＩＮ又はＣＡＮバスを経て別の乗物アクセサリー又はコンポーネントに送信されてもよい。専用ラインに接続するためには、ＲＳ４８５インターフェイスのようなインターフェイスを使用してもよい。
【００３７】
上述したように、ヘッディング信号は、ディスプレイ装置の形態のヘッディング指示装置１１４へ供給されるのが好ましい。ディスプレイ装置は、ヘッディングをアルファニューメリックフォーマット（即ち、Ｎ、ＮＥ、Ｅ、ＳＥ、Ｓ、ＳＷ、Ｗ及びＮＷ）で表示することができる。適当なディスプレイの例が、参考としてここに全開示を援用する共通に譲渡された米国特許第６，３４６，６９８号に開示されている。この特許に開示されたディスプレイは、ヘッディング情報を表示するだけでなく、外部温度センサ１２２から与えられる現在の外部温度も同時に表示する。或いは又、温度又は他の情報を、同時ではなく、同じディスプレイに与えるべきである場合には、適当な従来のユーザ入力スイッチ１１６を設けて、ユーザが、コンパス、温度及び／又は他の表示情報をスクロールし、それらの間でトグルし、或いは選択的にアクチベート及びデアクチベートするのを許してもよい。
【００３８】
参考として全開示をここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，３５６，３７６号に別の形態のディスプレイが開示されている。より詳細には、ヘッディング指示をグラフィックフォーマットで与えるためのグラフィックコンパスディスプレイが開示されている。真空蛍光ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、有機ＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイ、発光ポリマーディスプレイ等を含む、この特許に開示された他の形態のディスプレイのいずれを使用してもよい。
【００３９】
磁気センサ回路１０２は、付加的な磁気センサ１０８からの出力を適宜に与えるように変更されたいずれかの従来構造のものでよい。磁気センサ回路は、磁束ゲート、磁気誘導、磁気インピーダンス、又は磁気抵抗センサでよい。磁気抵抗センサの例が、参考としてここに全開示を援用する米国特許第５，６３２，０９２号に開示されている。好ましくは、磁気センサ回路１０２は、２００１年１１月２０日に出願された「MAGNETOMETER HAVING A DYNAMICALLY ADJUSTABLE BIAS SETTING AND ELECTRONIC VEHICLE COMPASS INCORPORATING THE SAME」と題するチモシーＲフレンド氏等の共通に譲渡された米国特許第６，６５３，８３１号に開示されたいずれかの実施形態に基づいて構成される。磁気センサ回路に使用されるマイクロ処理回路を、処理回路１１０内のそのような回路と一体化して、両回路の必要な全ての機能を実行するように適切にプログラムできることに注意されたい。或いは又、マイクロ処理回路を個別に維持することもできる。
【００４０】
電子コンパス回路１００は、更に、処理回路１１０の外部でもよいし又はそのコンポーネントの１つの中に合体されてもよい不揮発性メモリ１１２を含むことができる。処理回路１１０は、不揮発性メモリ１１２を使用して、最良適合近似データと、システムが乗物のイグニッションにより付勢される場合にイグニッションサイクルとサイクルとの間に生き残ることが必要な他の情報とを記憶する。
【００４１】
又、電子コンパス回路１００は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信器１１８に結合することもできる。ＧＰＳ１１８からの情報は、処理回路１１０へ直接送信されてもよいし、或いは乗物バス及びバスインターフェイス１２０を経て又はローカルエリアバスを経て間接的に送信されてもよい。ＧＰＳ１１８からの情報、或いはＧＬＯＮＡＳＳ又はＬＯＲＡＮのような他のポジショニングシステムからの情報が、処理回路１１０により種々の目的で使用されてもよい。より詳細には、この情報を使用して、どの地理的ゾーンに乗物が現在走行しているか識別することができ、従って、処理回路１１０は、その特定の地理的ゾーンで感知される実際のＮ極からの磁気Ｎ極のオフセットに対応する適切な磁界オフセットを使用することができる。更に、ＧＰＳ１１８からの情報を使用して、乗物の速度、走行距離、或いは単に乗物が現在移動しているかどうかを導出することもできる。又、ＧＰＳ１１８からの情報を使用して、乗物のヘッディングを計算することもでき、そしてこのような乗物のヘッディングを、磁気センサ回路１０２を使用して計算されたものと比較して、再近似又は再校正が必要かどうか決定することもできる。コンパス回路によるＧＰＳ情報のこのような使用は、参考としてここに全開示を援用する、２０００年６月２８日に出願された「REARVIEW MIRROR WITH INTEGRATED MICROWAVE RECEIVER」と題するロバートＲターンバル氏等の共通に譲渡された米国特許第６，４０７，７１２号、及び２００１年４月５日に出願された「VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCORPORATING COMMUNICATION SYSTEM」と題するロバートＲターンバル氏等の米国特許出願公告第２００２／００３２５１０Ａ１号に詳細に開示されている。ＬＯＲＡＮ受信器及び／又はアンテナがバックミラーアッセンブリに合体されたシステムが、参考としてここに全開示を援用する、２００１年６月１５日に出願された「AUTOMOTIVE MIRROR WITH INTEGRATED LORAN COMPONENTS」と題するロバートＲターンバル氏等の共通に譲渡された米国特許第６，５３９，３０６号に開示されている。
【００４２】
上述したように、処理回路１１０は、乗物バスインターフェイス１２０を経て乗物バスに結合することができる。乗物バスに与えられる情報で、処理回路１１０にとって有用な情報は、乗物の速度、走行距離、乗物が静止しているか移動しているか、及び乗物の操向輪が回転されているかどうかを含む。他の有用な情報は、乗物に設けられた傾斜計又は他の形態のロールセンサにより与えることができる。
【００４３】
図３に示すように、コンパス回路１００は、更に、乗物バッテリ又はイグニッションのいずれかからの電源ラインに結合された電源回路１２４を含むことができる。この電源１２４は、乗物から供給される電力を、コンパス回路の種々の電子的コンポーネントに有用な電圧に変換する。乗物バッテリ又はイグニッションのいずれかからの電圧が１２ボルトを越える場合には、参考としてここに全開示を援用する共通に譲渡された米国特許第６，２６２，８３１号に開示されたような電源回路を使用することができる。
【００４４】
以下に述べるように、電子コンパス回路１００の全部又は一部分が乗物のバックミラーアッセンブリ上又はその中に取り付けられる。しかしながら、コンパス回路１００の全部又は一部分が、乗物内のどこに取り付けられてもよく、例えば、オーバーヘッドコンソール、前面の風防ガラスに取り付けられたコンソール、乗物のＡピラーのコンソール、乗物の計装パネル又は他の位置に取り付けられてもよい。例えば、センサ１０４、１０６及び任意であるが１０８は、バックミラーアッセンブリ上又はその中に取り付けられてもよく、一方、コンパスシステムの他部分は、乗物のどこか、例えば、オーバーヘッドコンソール又は計装パネルに配置されてもよい。センサの出力は、乗物の他のシステム、例えば、ナビゲーションシステム、ヘッドランプ制御システム及び／又はテレマティックシステムに使用することができる。
【００４５】
図４は、少なくともアルファニューメリックディスプレイの形態のヘッディング指示装置１１４を組み込んだバックミラーアッセンブリ１４０の前面図である。図５は、このようなバックミラーアッセンブリの側面図で、アッセンブリ１４０のミラーハウジング１４４内の回路板１５０へのセンサ１０４、１０６及び任意のセンサ１０８の取り付けを示すために部分的に破断されている。図６は、バックミラーアッセンブリ１４０の側面図であるが、センサ１０４、１０６及び１０８がバックミラーアッセンブリ１４０の取り付け構造体１４５の取り付けフット１４６内に配置された状態を示している。図７は、図４及び５に示すミラーアッセンブリ１４０の上面図である。図４から７の各々に示すように、バックミラーアッセンブリ１４０は、取り付け構造体１４５に枢着結合されたミラーハウジング１４４を備え、取り付け構造体１４５は、次いで、乗物の風防ガラスの内側に取り付けることもできるし、或いは乗物の風防ガラスの上部に沿って延びるルーフ構造体又はヘッドライナーに取り付けることもできる。ハウジング１４４は、ミラー素子１２８を位置保持するためにハウジング１４４の前部周囲に配置されたベゼル１４２を備えている。
【００４６】
ミラー素子１２８は、印加電圧信号に応答して反射率を変化するエレクトロクロミックなミラー素子であるのが好ましい。図３に示すように、コンパス回路１００の処理回路１１０は、エレクトロクロミック（ＥＣ）駆動回路１２６に結合され、この回路は、次いで、エレクトロクロミックミラー素子１２８及び外部のエレクトロクロミックミラー素子にも駆動電圧を与える。次いで、処理回路１１０は、周囲光／眩光センサ１３０の出力信号に応答するようにプログラムすることもできる。より詳細には、眩光センサは、乗物の後方からの光を感知するように配置され、一方、周囲光センサは、一般に、乗物の前方の周囲光レベルを感知するようにミラーハウジング１４４の反対側に配置される。センサ１３０により感知された光レベルに応答することにより、処理回路１１０は、次いで、ＥＣ駆動回路１２６を制御し、ひいては、エレクトロクロミックミラー素子１２８及び外部のエレクトロクロミックミラー素子の反射率を制御することができる。適当なＥＣ駆動回路は、この技術でよく知られており、その一例が、参考としてここに全開示を援用する共通に譲渡された米国特許第６，２４７，８１９号に開示されている。バックミラーアッセンブリ１４０は、ユーザがエレクトロクロミックミラーの反射率の自動制御をアクチベート又はデアクチベートするのを許すために適当なユーザ入力スイッチ１１６を含んでもよい。指示ＬＥＤ１３２等は、エレクトロクロミックミラーが自動状態にあるかどうかを指示するために設けられる。
【００４７】
ユーザ入力スイッチ１１６は、バックミラーアッセンブリ又は乗物内の他のアクセサリーに従来使用されるいかなる形態をもつこともできる。ユーザ入力スイッチに適した構造が、参考としてここに全開示を援用する、両方とも「REARVIEW MIRROR WITH BUTTONS INCORPORATING DISPLAY」と題する共通に譲渡された米国特許第６，４０７，４６８号及び第６，４２０，８００号に開示されている。別の適当な構造が、参考としてここに全開示を援用する「MIRROR WITH IMPROVED BUTTON CONSTRUCTION」と題する共通に譲渡された米国特許第６，４７１，３６２号に開示されている。
【００４８】
図４に示すように、ヘッディング指示ディスプレイ１１４は、ミラー素子１２８の後方に設けることができ、ミラーを通してヘッディングを見ることができるようにミラー１２８の反射面に透明窓が形成される。しかしながら、ミラー１２８は、上述した共通に譲渡された米国特許第６，３５６，３７６号に開示されたいずれかの特徴を組み込むように構成されてもよい。この特許は、ミラーの後方に配置されたディスプレイを、そのディスプレイの前方の反射率を完全に排除せずに、見ることのできる種々のミラー構造を開示している。適当なディスプレイ１１４又は他のヘッディング指示装置を、ベゼル１１４又はその付近に設けてもよいし、取り付け構造体１４５又はその付近に設けてもよいし、或いはバックミラーアッセンブリ１４０の近傍又はそこから離れたアクセサリー、例えば、計装パネル、オーバーヘッドコンソール等に設けてもよいことが更に明らかであろう。参考としてここに全開示を援用する米国特許第６，１７０，９５６号に開示された乗客側部膨張可能制限指示ディスプレイのような付加的な情報ディスプレイをミラーアッセンブリに組み込んでもよい。
【００４９】
図５に示すように、磁気センサ素子１０４、１０６及び１０８は、ミラーハウジング１４４に設けられた回路板１５０に取り付けることができる。回路板１５０は、垂直、水平又は他の方向に設けることができる。これらセンサは、Ｘ軸センサ１０４がその軸を乗物の長手軸（即ち走行方向）に一般的に平行に整列させ、そしてＹ軸センサ１０６がその軸を一般に水平及び乗物に対して横方向に且つＸ軸センサ１０６の軸に対して垂直に整列させるように、一般的に方向付けされる。従って、Ｘ軸及びＹ軸センサ１０４及び１０６は、両方とも、それらの軸が水平面に存在するように整列される。Ｚ軸センサ１０８は、もし設けられる場合には、その軸が一般的に垂直になるように取り付けることができる。Ｚ軸センサ１０８の軸は、センサ１０４及び１０６の軸に垂直であるのが好ましい。以下に詳細に述べるように、これらセンサは、回路板及び／又は乗物に対するそれらの方向の変化を考慮することにより、回路板及び乗物に対していかなる方向で回路板１５０に取り付けることもできる。又、これらセンサは、必ずしもそれらの軸が互いに垂直になるように取り付けられなくてもよいが、これは、座標変換等によりそのような構成が考慮された場合である。
【００５０】
センサがミラーハウジング１４４に取り付けられる場合に、特に、Ｚ軸センサ１０８が使用されなければ、ミラーハウジング１４４、ひいては、センサ素子が手で傾斜されたときを感知するために、ミラーハウジング１４４内に傾斜センサ（図示せず）を設けるのが好ましい。適当な傾斜センサの例が、参考としてここに全開示を援用する共通に譲渡された米国特許第６，０２３，２２９号及び第６，１４０，９３３号に開示されている。しかしながら、以下に述べるように、Ｚ軸センサ１０８が設けられる場合には、傾斜センサは不要となる。
【００５１】
図６は、センサ１０４、１０６及び１０８が取り付け構造体１４５の取り付けフット１４６内に取り付けられる別の構造を示す。センサ１０４、１０６及び１０８を取り付けフット１４６に取り付ける効果は、それらが乗物に対して固定関係に維持されることである。
【００５２】
磁気センサのための別の適当な取り付け実施形態が、参考としてここに全開示を援用する「SYSTEM FOR CONTROLLING EXTERIOR VEHICLE LIGHTS」と題する共通に譲渡された米国特許第６，５８７，５７３号に開示されている。この特許では、コンパスセンサは、ミラー取り付けフットに取り付けられたハウジング内に調整可能に配置される支持構造体に取り付けられるものとして開示されている。又、この特許に開示された支持構造体は、ヘッドランプ制御システム及び／又は雨感知システムに使用するためのカメラシステムを支持するのにも使用される。カメラが乗物に対して一般的に水平に取り付けられるよう確保するためにハウジング内に支持部材が調整可能に配置される。異なる乗物の風防ガラスの角度が著しく変化し得るので、固定ハウジング内でのカメラ及びコンパスセンサの角度を調整できることで、異なる乗物ごとにこのようなミラー取り付け構造体の各々を再設計する必要なく、この構造体を種々の乗物モデルプラットホームに使用することができる。このようにコンパスセンサを取り付ける効果は、Ｘ及びＹセンサが乗物に対して水平に取り付けられるように確保するだけでなく、例えば、乗物がターゲットの前方に位置するときにカメラから得た映像を使用して、乗物の風防ガラスへの取り付け後にコンパスセンサの適切な方向付けを確保することである。
【００５３】
図２４Ａ−２４Ｄは、回路板１５０にコンパスセンサ１０４、１０６及び１０８を取り付ける方法を示す。より詳細には、Ｙ軸及びＺ軸センサ１０６及び１０８は、回路板１５０の表面に平行に且つ互いに垂直に取り付けられる。Ｘ軸センサは、最初に、回路板１５０の部分１５０ａにおいてＹ軸センサ１０６に平行に取り付けられる。部分１５０ａは、穿孔が設けられるか、さもなければ、回路板１５０の残部へセンサ１０４を電気的に結合する２本のワイヤ又はトレースを除いて欠切スロットにより回路板の残部から分離される。図２４Ｃに示すように、部分１５０ａは、回路板１５０の残部から曲げられて、それとセンサ１０４が回路板１５０の表面に垂直に整列されるようにする。このように、センサ１０４は、従来の取り付けプロセスを使用して取り付けできると共に、その軸が他の２つのセンサ１０６及び１０８両方の軸に垂直になるように取り付けられる。次いで、センサ１０４及び直立した回路板部分１５０ａは、種々の技術のいずれか１つを使用して、この位置に固定することができる。このような１つの技術によれば、複数の弾力性レッグ７０２を有するリテーナ７００を、直立した部分１５０ａ及びセンサ１０４上及びその周りにスライドさせ、弾力性レッグをその対応孔１５０ｂにスナップ嵌合させることができる。
【００５４】
上述した方法は、回路板に３つのセンサを取り付けることについて説明したが、２つのセンサのみが取り付けられるときにも（即ち、センサ１０４及び１０６だけが使用されるときにも）、同じ技術を使用することができる。
【００５５】
図２５−２７は、ミラーアッセンブリ１４０の回路板のような回路板にコンパスセンサを取り付けるための別の方法を示す。この方法では、コンパスセンサ１０４、１０６及び１０８は、それらの軸が互いに垂直になるように共通の一体化センサパッケージ７２０へと一体化される。センサを共通のパッケージ７２０に一体化することにより、一体化パッケージ７２０は、その後、従来の回路ポピュレーションマシンを使用して回路板１５０に取り付けることができる。更に、パッケージは、回路板に対して一貫した取り付け方向を確保するために１つ以上の位置合わせ突起及び／又はグルーブを有してもよい。図２５−２７に示す実施形態では、一体化センサパッケージ７２０は、このパッケージ７２０が回路板に取り付けられたときにセンサ１０６及び１０８の軸が回路板１５０と平行になるようにセンサ１０６及び１０８がパッケージ７２０内で方向付けされた立体形状にされる。上述したように、センサ１０４−１０８は、磁気誘導型であるのが好ましいが、磁気インピーダンス型、磁気抵抗型、等でもよい。パッケージ７２０は、６本のリード（各センサに２本）をもつものとして示されているが、４本のみのリード（各センサに１本及び全センサに対する共通の端子）で構成されてもよい。
【００５６】
図２７に示すように、３つのセンサが、それらの軸が互いに垂直な状態で、立体型パッケージに取り付けられたときには、パッケージの体積の著しい割合が、センサの一体化に必要とされない。この部分が、センサパッケージ７２０の領域７２２として示されている。従って、以下に述べるように、このような領域７２２は、コンパスセンサを収容するのに必要な乗物アクセサリー（即ちミラーハウジング）内の体積を減少するために排除されてもよい。このような裁断立体の一体化コンパスパッケージの一例を、図２８及び２９を参照して以下に説明する。
【００５７】
過剰なパッケージ体積を除去するのに加えて、本発明の態様は、センサが接続される回路板に対してセンサの軸が平行又は垂直になるようにセンサを取り付けるという制約から設計者を解放することである。センサの軸が互いに垂直になるようにセンサが配置されるならば、回路板に対して任意の方向でセンサを取り付けることができる。以下に詳細に述べるように、方向の分散を修正して、Ｘ軸センサが回路板に垂直に（及び／又は乗物の走行方向に平行に）整列され、且つＹ軸センサが水平面内で回路板に平行に（及び／又は乗物の走行方向に水平及び垂直に）整列されるように、コンパスプロセッサコードで座標変換を実施することができる。従って、前記２つの概念を結合すると、図２８及び２９に示したものと同様にセンサを取り付けることができ、即ち従来の実施形態の立体を裁断して過剰領域７２２を除去すると共に、それをひっくり返して、ピラミッド形状に似せた一体化センサパッケージ７５０とすることができる。このようなパッケージ構造は、変更を必要とせずにミラーハウジングの支持リブ間に延び得るに充分なほど体積が小さいという点で効果的である。
【００５８】
センサの方向のシフトを補償するために、処理回路１１０のコードへの座標変換をプログラムすることができる。このような変換は、オイラーの回転関数を使用して実行することができる。この関数は、（ａ）オリジナルフレームＳをｘ軸の周りで角度αだけ基準フレームＳ’へと回転すること、（ｂ）基準フレームＳ’をｙ’軸の周りで角度βだけ基準フレームＳ”へと回転すること、及び（ｃ）基準フレームＳ”をｚ”軸の周りで角度γだけ基準座標フレームＳ”’へと回転することを含む。このような変換は、次の一次方程式により表わすことができる。
2007524805.tif 000003
但し、α＝４５°、β＝−３５．２６４３９°、γ＝０°
従って、次のようになる。
2007524805.tif 000004
【００５９】
この同じ座標変換を使用して、コンパスセンサがミラーハウジングにあるときにコンパスセンサの傾斜及び回転を補償することができる。例えば、ミラーハウジングの平均傾斜及び回転を、上記変換においてα、β及び／又はγへ因数分解することができる。或いは又、一体化センサパッケージ内のセンサを整列して、センサの少なくとも１つが乗物の走行に対して希望の方向で更に厳密に整列されるようにすることにより、変換の計算を更に簡単化することができる。
【００６０】
使用することのできるセンサパッケージの一形式は、アイチスチール及びアイチＭＩにより開発された磁気インピーダンス型センサパッケージである。このパッケージは、集積回路において互いに垂直の方向に形成された２つの磁気インピーダンス（ＭＩ）型センサを含む。３個のＭＩセンサを合体した別のアイチＭＩセンサ集積回路も入手できる。同じセンサパッケージング技術を使用して、センサを、処理回路１１０のマイクロプロセッサを含むコンパスセンサ回路の他のコンポーネントと合体することもできる。このようなＭＩ技術は、ＭＩセンサが感知インダクタのコアへの電気的接続を形成するという点で、磁気誘導技術とは異なる。更に、センサのサイズは、既存のセンサに比して非常に小さくすることができ、従って、必要な信号処理集積回路と共に小さなＳＭＴパッケージに埋め込むことができる。サイズが小さいために、ＭＩセンサは、それだけでミラーハウジングに配置することができず、取り付けアーム／チューブに配置するか又はチャンネルマウントに取り付けられる。又、ＭＩセンサは、ホトセンサ等のセンサを含むマルチセンサアッセンブリに組み込まれてもよい。ＭＩセンサのコア材料は、アモルファス又はナノ結晶、コバルト又は鉄系でよい。ストリップ、リボン又はワイヤのような種々のコア形状を使用することができる。ワイヤコアは、ストリップ又はリボンより有効透磁率が高い傾向があり、良好な感度を生じさせる。
【００６１】
図３０は、本発明による回路板アッセンブリ８００及びそれに関連したコンパス回路の一実施形態を示す。図示されたように、回路板アッセンブリ８００は、メイン（即ちマザー）ボード８０２と、任意のドーターボード８０４とを含み、これは、多数の異なる形式のいずれか１つのディスプレイ１１４及びそれに関連したディスプレイドライバ回路（図示せず）を含む。マザーボード８０２に取り付けられた処理回路１１０は、ドーターボード８０４（もしあれば）上の特定形式のディスプレイ１１４に適したディスプレイ駆動信号を使用するようにプログラムされるのが好ましい。これは、使用する特定形式のディスプレイを駆動するのに適したコードで処理回路１１０を再プログラムすることにより達成することができる。しかしながら、処理回路１１０は、使用できる全ての形式のディスプレイを駆動するためのコードでプログラムされるのが好ましく、その適当なコードは、手動で又は自動的に選択される。処理回路１１０が、２つ以上の形式のディスプレイ（例えば、上述した真空蛍光、グラフィック表示、ＬＣＤ及びＬＥＤディスプレイ）のいずれか１つを駆動するのに使用する適切な駆動コードを自動的に選択できるようにするために、あるプラグ・アンド・プレイ型の機能をドーターカード８０４のディスプレイ駆動回路に追加することができる。或いは又、ドーターボード８０４をマザーボード８０２に接続するコネクタ８０６ａ及び８０６ｂのコネクタピンの幾つかが、接地点又は電源への接続の独特の組み合わせを有していて、処理回路１１０が、そのピン接続に基づいてディスプレイの形式を決定し、ひいては、ドーターカードがもしあればその上の特定のディスプレイを駆動するのに使用する適切なコードを選択できるようにしてもよい。
【００６２】
又、図３０に示すように、インターフェイス８０８がマザー回路板８０２に取り付けられて、処理回路１１０に電気的に結合される。或いは又、インターフェイス８０８は、８０４のようなドーターボード（ディスプレイ１１４を伴う又は伴わない）に取り付けることもできる。インターフェイス８０８は、ＲＳ４８５インターフェイスでもよいし、又は乗物のヘッディングを送信すべきディスプレイ又は他の電気的コンポーネントに接続するための他のシリアルインターフェイスでもよい。このようなコンポーネント又はディスプレイは、ディスプレイ１１４及びそのドーターボード８０４に代わって設けられてもよいし、又はこのようなディスプレイに加えて設けられてもよい。このコンポーネント又はディスプレイは、マザーボード８０２が収容されるミラーアッセンブリ又は乗物アクセサリーのどこかに配置されてもよいし、或いはそこから離れて配置されてもよい。従って、インターフェイス８０８は、乗物バス又はローカルエリアバスへのＬＩＮ又はＣＡＮインターフェイスでよい。処理回路１１０は、全ての考えられる形態のインターフェイスを経て全ての形態のディスプレイ及びコンポーネントへ送信するために乗物ヘッディング信号を適切にフォーマットするためのコードでプログラムされるのが好ましい。従って、処理回路１１０は、インターフェイスの形式、及び接続されるコンポーネント（１つ又は複数）又はディスプレイ（１つ又は複数）の形式を識別し、そして乗物ヘッディング信号を適切なフォーマットで送信することができる。
【００６３】
バックミラーアッセンブリ１４０にＧＰＳアンテナを取り付けることが望まれる場合には、アンテナは、参考としてここに全開示を援用する「MICROWAVE ANTENNA FOR USE IN A VEHICLE」と題する共通に譲渡された米国特許第６，３９６，４４６号の教示に基づいて取り付けることができる。別の適当なアンテナが、参考としてここに全開示を援用する「VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCORPORATING COMMUNICATION SYSTEM」と題する共通に譲渡された米国特許出願公告第２００２／００３２５１０Ａ１に開示されている。
【００６４】
電子コンパスシステムのハードウェアについて説明したが、処理回路１１０により実行されるべき本発明のプロセスに一般的な概要を以下に述べる。一般的な概要に続いて、本発明の幾つかの概念の１つの実施を示す第１実施形態を、図１１−２１を参照して詳細に説明する。
【００６５】
上述したように、好ましい実施形態において、磁気センサ回路１０２は、Ｘ軸及びＹ軸センサ１０４及び１０６により感知される成分に垂直な磁界成分を感知するために実質的に垂直に配置されたＺ軸感知素子１０８を備えている。従って、本発明のプロセスは、三次元座標系にデータをマップするのが好ましい。理想的には、マップされたデータは、単一の固定平面における円ではなく球に対応する。
【００６６】
本発明の原理を良く説明するため、磁気Ｎ極からの真のＮ極のオフセットと、乗物に対するセンサ方向のシフトとを考慮するように変更されたコンパスの磁気センサの座標系を示す図８について説明する。より詳細には、「ワールド球(world sphere)」の一部分が、ＸW、ＹW、ＺWと示された座標平面と共に示されており、ここで、ＸW座標軸は、乗物の走行方向に整列され、そして一般的に水平であり（即ち地表面に正接し）、ＺW座標軸は、垂直であり（即ち地球の中心を指し）、そしてＹW座標軸は、水平で、乗物の走行方向に垂直に横方向に配置される。
【００６７】
真のＮ極（即ち地球の回転軸のＮ極）は、実際には磁気Ｎ極に対応しておらず、それ故、磁気コンパスは、コンパスが位置する地表面上の特定の位置に対する実際のＮ極からの磁気Ｎ極の角度的オフセットに対応する偏角Ｄを考慮しなければならない。地表面上の種々の地理的ゾーンに対する偏角Ｄのマッピングは、容易に分かり且つ入手可能である。偏角を考慮するために、第２の座標面が破線で示されて、ＸV、ＹV、ＺVと表わされ、ここで、ＸV及びＹV軸は、ＸW及びＹW軸からＺW及びＺV軸の周りを単に角度Ｄだけ等しく回転されたものである。
【００６８】
理想的な条件を仮定すると共に、Ｘ軸センサを乗物の走行方向に整列し、Ｚ軸センサを完全に垂直に整列し、且つＹ軸センサをＸ軸及びＺ軸の両センサに垂直に整列させた状態でコンパスセンサが乗物に永久的に固定取り付けされたと仮定すれば、乗物の真のヘッディングを導出するのに、感知された地磁界ベクトルがＸ軸及びＹ軸センサに対して形成する角度φから偏角Ｄを減算するだけでよい。しかしながら、乗物に対して移動し得るハウジング、例えば、バックミラーハウジング１４４（図５及び７）にセンサが取り付けられ、そしてミラーハウジングが垂直Ｚ軸の周りで角度φに回転されると（図７）、センサ座標系のＸm及びＹm座標軸は、ＸV及びＹV座標軸に対して同じ角度φmだけ回転し、一方、Ｚm軸は、ＺW軸と一致したままである。ミラーの回転角度φmが仮定されるか、又はそれを識別できるとすれば、これを偏角Ｄと共にヘッディング角度から減算して、正確なヘッディングを与えることができる。
【００６９】
身長の異なる運転者を受け容れるためにミラーハウジング１４４をその水平横軸（即ちそのＹm軸）の周りで傾斜したときには計算が著しく複雑になる（図５を参照）。Ｙm軸の周りでのこのような傾斜は、それにより生じるＹr軸をＹm軸と一致した状態に維持するが、Ｘr及びＺr軸を角度θmだけＸm及びＺm軸から回転させる。
【００７０】
上述したように、乗物の磁気、並びに地磁界以外の外部磁界は、センサにより感知される磁界に影響を及ぼす。このような影響がなくそしてセンサが水平に対して傾斜していない（即ちθm＝０°）場合には、センサから得られるデータのプロットが、円と同じ半径及び中心ポイントを有する球の表面の周りで円を横断し、その中心ポイントが座標平面の原点に対応し、その半径が地磁界ベクトルの大きさに対応し、そして円がセンサの水平Ｘ−Ｙ座標平面に平行な平面内に存在することになる（即ちｚ成分値が少なくともローカルで一定に保たれる）。しかしながら、ミラーを傾斜すると、水平に保たれた円を、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜角θmだけ傾斜させ、従って、ｚ成分値は、乗物の方向の関数として変化する。Ｘ及びＹセンサ出力だけを考慮してプロットした場合には、Ｘ−Ｙ平面のデータが楕円に見えることになる。ミラーの傾斜は、平均的な個人の平均的な傾斜角に基づいて仮定したミラー傾斜角θmを因数分解することにより考慮することもできるし、或いは乗物が３６０°の転回角を経て運転されるときにＺ軸センサから得られるデータの分散を監視することにより測定することもできる。
【００７１】
乗物の磁気及び外部磁界の影響は、通常、センサの座標系の原点（ｘ0、ｙ0、ｚ0）からローカル球の中心（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）を劇的にシフトさせる。原点は、ｘ、ｙ及びｚの値がゼロであるから、このシフトの補償は、原点からワールド球の中心へと延びるベクトルｓｃを、原点から対応する磁気センサデータポイント（ｒｄｇxs、ｒｄｇys、ｒｄｇzs）へと延びる各ベクトルＲＤＧから減算することにより行うことができる（図９及び１０も参照）。この補償は、センサから得られた各データポイント（ｒｄｇxs、ｒｄｇys、ｒｄｇzs）に対するローカル球の中心ポイントのｘ、ｙ及びｚ値（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）を減算することにより達成される。それにより得られるベクトルＶは、ローカル球の中心からデータポイントへと延びる。図８及び９の両方に示すように、ローカル球は、半径ベクトルＲＳ（大きさｒｓxsrをもつ）及び中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）を有し、これは、最初に仮定され、次いで、以下に述べる近似シーケンスを経て再計算される。近似処理を助けるために、現在半径ＲＳをベクトルＶから減算することによりポイント（ｒｄｇxs、ｒｄｇys、ｒｄｇzs）に対するエラーベクトルＶＥを決定することができる。このようなエラーベクトルＶＥは、センサから得られた各データポイントに対して計算され、次いで、平均化されるか、さもなければ、近似データ（即ち中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）及び半径ｒｓxsr）を決定するのに使用される。以下に詳細に述べるように、中心ポイント及び半径は、最低平均エラーを有するセンサから得たデータに対して「最良適合(best fit)」解を得るように後で変更されてもよい。最良適合を与える中心ポイント及び半径は、最新のセンサの読みからのヘッディング角度θS、ひいては、表示されるべき乗物ヘッディングを確かめる際に後で使用するために記憶することができる。
【００７２】
参考としてここに全開示を援用する共通に譲渡された米国特許第６，０２３，２２９号及び第６，１４０，９３３号には、とりわけ、ヘッディング角度を修正し、いつミラーハウジング１４４が移動されたか決定し、そして再近似又は再校正をトリガーするのに使用できるボール位置（又は傾斜及び／又は回転）センサの使用が説明されている。
【００７３】
多くの乗物では、運転者の位置は、充分に一貫したもので、垂直軸の周りでのミラーの角度調整の変化φmは、通常、ある運転者から次の運転者へと比較的僅かであり、従って、この変化に対する修正は、ミラーの位置及び／又は角度方向が乗物の擾乱フィールドに対して変化するときにこのフィールドの作用の変化を補償するよりも重要度が低いものとなる。この問題は、角度方向の変化に加えて実質的な位置調整を行う２ボールミラーマウントに対して最も顕著となる。又、ミラー位置センサも、２ボールミラーマウントに対してより複雑なものとなる。更に、ミラーの多くは、地磁界の垂直成分が水平成分よりも実質的に大きなワールドの部分に使用され、従って、ある場合に、水平軸Ｙmの周りでのミラーハウジングの傾斜θmが増加すると、垂直軸Ｚmの周りでの同じ大きさの回転φmより数倍も大きな作用をコンパスの読みに与えることになる。
【００７４】
ミラーハウジングに取り付けられるコンパスを使用する運転者の場合に、良く起こり勝ちな筋書きは、ミラーを広く異なる位置へ調整する２人以上の運転者が運転を分担して一緒に走行することである。このような場合に、走行が、一般に、一方向に長時間続くことがあり、従って、近似を連続的又は準連続的に評価及び更新し、そして実質的に３６０°未満、更に実質的に１８０°又は９０°未満である走行方向のレンジに基づいて有効近似調整を行うミラーが望ましいものとなる。最良適合近似データがヘッディング情報を表示するのに満足なものであるときを決定するための基準を適用するのが望ましい。又、この決定については、例えば、累積される転回により及ぼされる角度に対する最小スレッシュホールドよりも、使用する近似幾何学形状がサンプルデータに適合するところのクオリティに、より重きを置くのが望ましい。例えば、適合のクオリティは、最小二乗に関連した基準により測定することができる。次いで、近似幾何学形状を適合するときに各サンプルデータポイントに対するエラーの二乗の平均が一般的に低く、受け容れられる範囲内にあるとき、そして好ましくは、それが優勢な最小値へと収斂するときには、その近似幾何学形状を、ヘッディング情報を計算及び表示するための基礎として使用することができる。これは、サンプルポイントにより及ぼされる方向の全変化が僅かで、おそらく９０°より充分小さいときに言えることであり、エラーの二乗平均に対する受け容れ基準は、設定スレッシュホールド、又は他のファクタに基づく変数でよい。これは、一例であり、適合のクオリティの多数の他の測定を使用してもよいし、コンパスデータの他の又は付加的な使用に対して受け容れ基準を使用してもよい。
【００７５】
上記筋書きにおいて、運転者がハイウェイを出て運転者の交代を行った後にハイウェイ交通に再入したときには、幾つかの最大の方向変化が生じ得る。運転者が旅程のあるセグメントを開始するときにしばしば生じる迅速で且つしばしば比較的大きな走行方向の変化の利点を取り入れるためには、読みを迅速に且つ確実に取得しそして選別するシステムが望まれる。以下の説明から明らかなように、本発明のコンパスシステムは、これらの望ましい特徴を示す。
【００７６】
センサにより読み取られた生のデータポイントは、フィルタされ及び／又は多数の読みと平均化されてもよい。分散及び標準偏差のような他のデータが、安定性指示子として読みと共に含まれてもよい。以下に述べる変換の１つ以上を含む任意のデータ変換が適用されてもよい。磁力計の読みの２つ以上の方向成分に対して利得を近似し、校正し、又は単に等化するために、工場校正の一部分として決定して記憶することのできる倍率係数を適用してもよい。データポイントは、読みと共にコンパイルされる統計学的データに基づいて評価されるのも任意であるし、又、それらポイントが現在の近似幾何学形状にいかに適合するかに基づいて評価されるのも任意であるし、更に、読みの垂直Ｚ軸成分が現在サンプルポイントのそれといかに一致するか及びおそらくは付加的な基準にも基づいて評価されるのも任意である。データポイントがこれらの評価のもとで適格となり、そして近似幾何学形状が読みに対する磁気データを処理するための基礎として使用するのに適格となる場合には、取得したデータポイントに基づくヘッディング指示が発生され、そして任意に表示される。又、処理された磁力計データは、他の目的で使用されてもよい。
【００７７】
ポイントは、アクティブなサンプルセットにロギングするため又はそこに直ちに含ませるために評価され、そして現在記憶されているアクティブ及びインアクティブなポイントは、状態の変化に対し及びサンプルセットにおける考えられる削除又は交換に対して評価される。次いで、サンプルセットは、アッセンブルされ、維持される。良好なサンプルセットの開発は、一般に、コンパスの読みの精度を改善すると共に、とりわけ、磁気センサが可動ミラーハウジングに収容される場合にミラーの調整から生じる近似要件の移行に対する比較的迅速な応答のための基礎として働く。
【００７８】
次いで、サンプルポイントの分析を行って、磁力計の読みからヘッディング情報を抽出するのに必要なデータを与える。これを行う好ましいやり方は、例えば、変化する乗物方向による地磁界に対する磁力計の読みの応答パターンの一種のフィンガープリントの特性であるパターンを選択しておそらく精錬し、そしてこのパターンを、乗物が変化する方向をとるときに乗物に記録される磁力計の読みのセットに統計学的に適合させることである。次いで、このパターン適合プロセスからのデータを使用して、主として、特に乗物内の他の磁気擾乱ソースからの擾乱作用からの地磁界によるその後の読みの成分を抽出する。次いで、この抽出プロセスで得られた抽出された読み及び／又はデータを使用して、ヘッディング方向を計算する。各実施形態に必要とされるものではないが、適合アルゴリズムは、適合のクオリティを指示する番号を発生することができ、これは、近似最良適合を与えるパターンの変更及び／又は方向を見出すために反復シーケンスにおいて使用されるのが好ましい。この番号で指示される適合のクオリティは、他の判断の基礎となる変数の１つとしても使用されるのが好ましい。例えば、適合のクオリティは、近似が、ヘッディング指示を処理して出力するための基礎として使用するのに満足であるときを決定するための部分的な基礎として使用されてもよい。パターンのための異なるスタート条件が、適合プロセスにおける異なるローカル最小値への収斂を招く場合には、適合のクオリティを使用して、どの１つを最良の適合として選択すべきかを一部分決定することができる。このケースにおいて、ローカル最小値の１つが明確な最良の適合でない場合には、ヘッディング情報を計算しそしてサンプルセットを精錬するための基礎としての適合の使用を禁止させ、判断しかねるのを解消してもよい。適合アルゴリズムに使用される計算プロセスの成分が他の使用にもサービスできるのが好ましい。
【００７９】
例えば、好ましい実施形態において、近似パターンから読みまでの距離は、該当する各読みに対する上述したエラーベクトルＶＥとしてベクトル形態で計算される。この距離の二乗、即ちエラーベクトルの大きさの二乗は、適合計算に使用され、そしてエラーベクトルの成分は、近似最良適合を決定するための反復プロセスにおいてパターンの次の位置又はそれに対する変更を効果的に予想するためのアルゴリズムに使用される。更に、エラーベクトルを決定するのに使用される計算は、エラーベクトルを希望の基本的座標系へ直接変換するのに使用される。又、パターンからポイントまでの距離の決定で計算された角度は、所与の読みに対するヘッディング角度を決定するのに直接的に有用であると共に、おそらく、どの読みが互いに隣接するか決定し且つそれらの間隔を近似的に計測するのにも有用である。近似最良適合パターンからポイントまでの距離は、最良適合パターンを決定するのに使用されるサンプルセット内のポイントを追加又は拒絶するか、或いは現在ヘッディングの決定に使用するためのポイントを受け容れ又は拒絶するための部分的な基礎として使用されてもよい。好ましい構成においては、同じ計算の実質的な部分を使用して、適合のクオリティを評価するための計算の一部分としてサンプルセットの各ポイントを順次に分析し、反復シーケンスにおいて次の適合近似を決定し、そして現在の最良の適合パターンを個々の読みの処理に適用して、それらのクオリティの部分的評価を行うと共に、それに関連したヘッディングを決定する。
【００８０】
上述したように、近似幾何学形状は、任意であるが、サンプルポイントに良好に適合するように連続的に又は周期的に調整されてもよい。例えば、近似パターン又は幾何学形状が球である場合には、球の半径を調整することができる。球の半径は、通常、使用される近似の形式に基づいて、地磁界の強度又はその水平成分に関係している。いずれにせよ、このパラメータは、乗物の磁化パターンの変化や、センサが取り付けられたミラーの調整のような擾乱が生じたときでも、所与のローカル性に対して安定していなければならない。特に、センサがミラーに取り付けられているときには、近似を迅速に調整し、ひいては、ミラー位置の変化の後に最小量のデータで調整することが望まれる。このような変化に対して、最良適合半径は、もしあっても著しく変化するおそれはなく、更に、半径を良好に決定するには、通常、サンプルポイントが近似パターンの周りに充分分布されることを必要とする。この値を適切に調整するデータを与えるためにサンプルポイントの分布及びクオリティが好ましいものとなるまで、近似幾何学形状に対して以前の最良適合の半径の保持を好むのが賢明である。以前に決定された半径を使用することにより、コンパス近似の必要な変化に迅速且つ充分に応答するために、より限定されたサンプルセットの有効な使用をなすことができる。この解決策を他のパラメータにも拡張するのが好ましく、即ち、近似の変化に直面して、又は乗物環境で予想される比較的短時間の変化において、パラメータの相対的安定性に基づき、近似最良適合を得るように調整できるパラメータの一般的ハイアラーキーを確立するのが好ましい。これらの変化に対して最も安定なパラメータの値は、改善された設定をおそらく生じるデータが入手できるまで保持されるのが好ましい。
【００８１】
ある実施形態では、既存のパターンを単に調整するのではなく、異なる近似基準パターンへスイッチし、例えば、円形と楕円形の基準パターンの間、又はおそらく二次元と三次元のパターンの間でスイッチするのが望ましいケースも存在し得る。
【００８２】
次いで、近似パターンがアクティブなサンプルポイントと比較され、そして適合のクオリティの指示が与えられる。適合のクオリティの数値指示及び最小二乗適合のような分析が望まれる。その後、良好な適合を生じる近似パターンの形状及び／又は位置への変化の予想を行うことができる。これらの近似は、考えられる選択の配列を経て単に歩進することから、次の最良適合近似に対して使用すべきパターンを決定するために適用すべき絶対値又は変更増分を計算することまでの範囲である。更に、プログラムのサイズ及び計算時間を制限するために、中間数値結果を、適合のクオリティの測定に使用されるもののような他の必要な計算と共有する予想プロセスを利用するのが好ましい。この予想は、次いで、近似最良適合へ進むように繰り返し適用することができる。
【００８３】
最初にスタートするとき又は近似における主要シフトの後にスタートするときには、サンプルセットを近似幾何学形状の非常に小さな部分へ拘束することができる。このようなケースでは、限定されたサンプルセットで適度に正確な近似を得るために付加的な制約を追加するのが効果的である。例えば、半径が地磁界の水平成分にほぼ等しい近似球が使用されるときには、球の中心は、通常、乗物が完全な円を描いて転回するときに磁界ベクトルにより横断される円の中心にほぼ入らねばならない。このようなケースでは、近似球の中心は、サンプルポイントの円の水平面にほぼ入る。又、これは、ほぼ、サンプルポイントの重心の垂直成分により定義された水平面でもある。従って、サンプルポイントがこの平面を定義するに充分なほど良好に分布されないときには、例えば、近似球の中心を、サンプルポイントの重心を含む水平面に制限するのが効果的である（各ポイントに等しい重みが指定されてもよいし異なる重みが指定されてもよい）。
【００８４】
特に、サンプルセット内のサンプルポイントが全範囲の限定された部分に及ぶとき、及びサンプルセットが互いに適度に分離した少なくとも３つのポイントを含まないときには、別の問題が生じ得る。これらのケースでは、球の正しい中心を、一般にサンプルセット内のポイントに対する第１のものの鏡像である中心ポイントから区別することが困難である。適切な中心ポイントへの収斂に問題を生じる別のスタート中心位置は、上述した２つの中心ポイントを結ぶ垂直二等分線上に一般的に存在する。このケースでは、例えば、本書のどこかで述べた予想では、収斂は、最初、ポイントの重心を一般的に近似球の近くに配置し、次いで、正しい中心又は誤った鏡像中心のいずれかに向けてゆっくり収斂する。この問題を取り扱う好ましいやり方は、定常的に、或いは収斂のクオリティについて何ら疑問がある場合に、例えば、サンプルポイントの重心の周りの円に一般的に入る多数のスタート中心ポイントを試みることである。各スタートポイントに対し、そのスタートポイントが与えられる近似最良適合を達成するように反復を実行しなければならない。次いで、各スタート位置の近似最良適合に対応する中心を比較しなければならず、そしてそれらがほぼ同じポイントでない場合には、その各々に対する適合のクオリティを比較しなければならない。あるものに対する適合のクオリティが、他のものより実質的に良好である場合には、それに対応する中心が、選択されたものでなければならない。さもなければ、単一の近似最良適合中心ポイントに対して最高クオリティの最良適合が得られるまでサンプルセットを精錬しなければならない。
【００８５】
製造校正の一部分として磁気センサの相対的利得をその感知方向ごとに測定するのが好ましい。次いで、校正定数を記憶すると共に、これらの定数を、磁力計によりその後に得られる各読みに適用して、磁力計の相対的利得をその感知軸の各々に対して校正しそして少なくとも等化するのが好ましい。本来楕円形の応答パターンを与える条件があるときには、円又は球の適合プロセスを次いで使用できるようにデータを予めスケーリングするのが好ましい。特に、センサがミラーに取り付けられるときには、公称垂直軸を回路板の近似垂直面と平行にするのが通常便利である。しかしながら、乗物においては、ミラー内の回路板は、通常、中間の運転者に対して垂直位置にない。１つのセンサ、例えば、Ｙ軸センサが回路板と平行で且つ水平面にあると仮定すれば、この軸の周りで座標の回転を行って、Ｘ及びＹ軸が中間の運転者に対して一般的に水平面内に入り且つ変換されたＺ軸が中間の運転者に対して公称垂直であるような座標系を確立するのが好ましい。
【００８６】
第１の好ましい実施形態については、近似パターンとして球が選択される。好ましい構成では、近似半径は、乗物が円を描いて転回するときに磁気の読みにより一般的にトレースされる円が、最良の適合位置においてこの球の赤道をほぼ形成するところの値にセットされるのが好ましい。比較的クオリティが高く且つ比較的良好な分布を有するサンプルポイントのセットが得られるときだけこの半径を調整するのが好ましい。次いで、例えば、試みの半径のセットを通して反復して、適合が良好で且つサンプルポイントが近似球の赤道付近に入るところの半径を見出すのが好ましい。以下に述べる状況を除いて、適度な中心ポイントが確立されると、以前に確立された中心ポイントを新たな反復に対するスタートポイントとして使用するのが好ましい。又、各サンプルポイントに対するエラーベクトルの和の平均を、以前の中心ポイントに追加するためのベクトルとして使用して、反復プロセスにおける次々のステップに対する新たな中心ポイントを確立するのも好ましい。この反復シーケンスは、多数の次々の反復に対する中心の変化がスレッシュホールド値より下がるまで続けられるのが好ましい。
【００８７】
適合のクオリティに疑問があることが、近似に対する比較的高いエラー指示で示されたときには、以下に述べるものと同様の又はそれにほぼ等しい付加的な反復をここでも適用しなければならない。
【００８８】
ある実施形態では、ポイントがいかに充分に近似幾何学形状データパターンに適合するかの指示を計算するだけでなく、同じポイントセットにおける各ポイントと共に記憶もすることが好ましい。これは、近似パターンからの距離の二乗のようなクオリティ指示又はエラー指示でよい。又、サンプルポイントセットでサンプルポイントが取得された時間又は少なくとも相対的順序の指示をセーブするのも好ましい。これは、例えば、シーケンス番号、日付、又はマイレージでよい。サンプルポイントの取得の順序は、サンプルポイントをメモリに先入れ先出し（ＦＩＦＯ）ベースで記憶することにより維持される。
【００８９】
所与のサンプルポイントセットに対して、クオリティ／エラー指示及びそれに付随する記述が、サンプルポイントセットの各ポイント共に記憶されてもよい。次いで、ポイントは、各ポイントに対して計算された角度φに基づいて順序付けすることができる。次いで、順序付けされたリストにおいて互いに隣接するポイントの対であって、順序付けされたリストの第１及びエントリーより成る対を含むものは、隣接ポイントとみなすことができる。この対の各ポイントに関連した角度に対して角度φモジュロ３６０°の差の大きさは、隣接ポイントの各対の２つのメンバー間の間隔の指示として使用することができる。
【００９０】
重心を見出すのに使用されるものと同様の任意の計算は、サンプルポイントの分布の中心を決定するのに有用である。各サンプルポイントには、例えば、１の仮説質量を指定することができ、そして質量の中心のｘ成分は、そのセットにおけるポイントのｘ成分の平均に等しくされる。同様に、ｙ及びｚ成分は、各々、メンバーポイントのｙ成分の平均、及びメンバーポイントのｚ成分の平均に等しくされる。
【００９１】
選択基準を適用するための技術は多数のものが考えられる。一般に、既存のアクティブなサンプルポイントの１つに置き換わる候補である新たなポイントが与えられると、第１に、置き換えを行うべきかどうかの判断をしなければならず、そして第２に、置き換えを行うべきである場合には、既存のアクティブなサンプルセットのどのポイントを置き換えるべきか判断しなければならない。基準を適用する１つのやり方は、例えば、一時的に、次々に、そして一度に１つ、既存のアクティブなサンプルセットの各ポイントを候補ポイントに置き換えることである。単一のサンプルポイントを候補ポイントに各々一時的に置き換える場合には、必要に応じて計算が適用されると共に、置き換えの基準を適用するために結果を比較するに必要な情報がログされる。ログされた結果は、次いで、互いに且つ既存のデータセットに対する同様のデータと比較され、いずれかの置き換えが結合基準を満足するかどうか調べ、そしてもしそうであれば、基準を最良に満足するためにメンバーのどの１つを置き換えるべきか選択する。次いで、満足な置き換えがない場合には、サンプルセットが交換されず、候補ポイントは、サンプルセットのアクティブなメンバーとして使用されない。さもなければ、最も好ましい結果を生じる置き換えが保持され、そして置き換えられたポイントは、破棄されるか、又はインアクティブなセットに指定される。
【００９２】
次いで、各々の置き換えがなされるときに最も大きな間隔及び次に最も大きな間隔に対する角度がログされ、そして各々の置き換えに対する結果が互いに且つオリジナルサンプルセットにおける最も大きな間隔及び次に最も大きな間隔に対する結果と比較され、考えられる置き換えのいずれかの適合性を決定すると共に、この基準のもとでの適合性に対するオプションをランク付けする。
【００９３】
オリジナルサンプルセット及び各置き換えを伴うサンプルセットに対する重心が、上述した間隔の評価に使用されたものと同様に、比較されそしてランク付けされる。
【００９４】
より古いポイントを最終的にパージし、そしてパターンに変化が検出されたときに少なくとも相対的な取得時間を知るのが好ましい。この情報は、新たなパターンに適合するデータを、そうでないデータから分離することが必要なときに有用となる。ここでは、ポイントのセットの分離又は区切りは、それらを取得した順序に一部分基づいて行われてもよい。又、パターンに良く適合するデータであって、取得に関する統計学的データが安定な読み取りが行われたことを指示するデータを保持することに優先順位を与えるのが良いと共に、適合性が悪いか又はノイズの多い状態のもとで取得したデータを拒絶するのが好ましい。
【００９５】
地磁界の垂直成分と、乗物内の地磁界の垂直成分による測定垂直磁界成分への付加的な作用とは、水平平面内で転回が行われるときでも比較的安定でなければならない。読みの垂直成分における実質的な変化は、過渡的な状態、又はより永久的なシフトを近似に生じさせる変化、のいずれかにより生じ勝ちである。変化が過渡的である場合には、測定ポイントは、サンプルポイントとして使用するにも、ヘッディングの計算にも良好でない。シフトが長時間続くか又は半永久的である場合には、コンパスを適切に再近似するための比較的迅速な応答が必要となる。いずれにせよ、特定のポイントに対する磁化強度の垂直成分と、垂直成分の優勢な平均との比較、又はおそらく特定のポイントグループに対する垂直成分の平均との比較は、特定の読みが現在パターンにおそらく適合しないときを決定する上で有用である。このような変化が過渡的であるか又は比較的永久的であるかの決定は、読みの経歴を累算することにより一部分行われるのが好ましい。読みの垂直成分に比較的安定したシフトがある場合には、近似にもシフトがおそらく生じる。ここでは、シフトが最初に検出された後に代表的な読みを記憶して、読みを、新たな近似サンプルセットに含ませることについて評価できるようにするのが効果的であると共に、近似シフトがインアクティブになる前にポイントをパージするか又は取得するのが効果的である。短い距離又は運転時間後に、読みの垂直成分が一般に以前の値又は優勢な値に戻る場合には、変化が過渡的なものであると仮定し、そしてシフトを有する値がサンプルセットから最良にパージされる。
【００９６】
センサが可動ミラーアッセンブリに取り付けられるときには、運転者が旅程の新たな部分を開始する直前に又はそのときに、近似を変化させることのあるミラー調整がしばしば行われる。例えば、私道からバックして車道へ転回するとき、駐車位置からバックして車道へ転回するとき、又はクローバーの葉型のインターチェンジを周って高速道路へ入るときには、おそらく転回が行われる。これらの状況は、変化する方向においてデータポイントを迅速に収集する最良の機会をしばしば与えることができる。このデータは、コンパスの近似を迅速に修正する上で潜在的に非常に有用である。しかしながら、近似が真に変化したことを確認するために、より多くのポイントを得る前に、全ての既存データを迅速にパージすることは危険である。これらポイントを取得して一時的に記憶した後に、有効なサンプルポイントであるとして後で適格とすることは、安定していて一時の過渡状態ではないという合理的な確認がある前に問題であることが立証され得るデータを伴う良好なデータポイントのパージを回避するように注意を引きながらデータが得られるときにポイントを取得するという利点を有する。
【００９７】
以上に加えて、コンパスシステムが、乗物が移動しているかどうかの指示を受け取るのが有益である。例えば、乗物が移動していない場合には、コンパスシステムは、表示されたヘッディングを更新せず、又、記憶された近似幾何学形状（又はそれに関連したポイントセット）を変更しないように構成することができる。このように、センサがミラーハウジングに取り付けられ、そして乗物が静止している時間中に運転者がミラーを調整するときには、表示されたヘッディングは変化しない。これは、乗物が移動していない間にヘッディングが変化した場合に運転者はコンパスが適切に動作していると信じ難いので、効果的である。乗物が移動しているかどうかの指示は、乗物内の別のコンポーネント（ＧＰＳのような）から送信される信号であって、乗物が静止しているか移動しているかを単に指示する信号の形態でよい。この信号は、乗物が走行している速度を指示する必要はなく、それが移動しているかどうか指示するだけでよい。しかしながら、本発明のある実施形態によれば、乗物の速度を表わす信号を使用して、乗物が静止しているかどうか決定することができる。更に、コンパスは、指定の時間周期にわたってセンサから読み取られたデータに最小ノイズレベル（例えば、２ｍＧより大きい）が存在する場合には乗物が移動していると仮定するようにプログラムすることができる。或いは又、マイクロホン又は振動センサを使用して、乗物が移動しているかどうか決定してもよい。
【００９８】
以上、本発明の近似プロセスの背後にある一般的な概念を説明したが、上記概念の幾つかを実施する第１の実施形態を以下に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、この特定例に限定されるものではない。
【００９９】
処理回路１１０は、状態マシンとして動作するようにプログラムされるのが好ましい。図１１は、種々の動作状態と、状態を変化させるのに使用される基準とを示す。状態の入口又は出口に関するより詳細な情報は、図１２Ａで始まるフローチャートを参照して更に説明する。図１１に示す状態図を参照すれば、処理回路は、先ず、乗物のイグニッションが係合されたときにＰＯＷＥＲ＿ＯＮ（電源オン）状態１５０で動作する。コンパスの近似幾何学形状が以前に計算されたことがない場合には、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）１１２に近似データが記憶されておらず、従って、処理回路１１０を「近似」（ＡＰＰＲＯＸＩＭＡＴＥ）状態１５２に入れる。処理回路は、ある基準を満足する指定数のデータポイントが得られるまで、「近似」状態１５２に留まる。これらのポイントから、近似最良適合データが得られてＮＶＭ１１２に記憶され、その後、これを使用して、乗物ヘッディングを計算して表示する。処理回路１１０は、次いで、「学習」（ＬＥＡＲＮ）状態１５６に入る。乗物がその後にオフになり、次いで、再びオンになると、処理回路１１０は、状態図のＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態１５０に入る。しかしながら、このときには、有効な近似データがＮＶＭ１１２に記憶されており、従って、処理回路１１０は、「初期化」（ＩＮＩＴＩＡＬＩＺＥ）状態１５４に入る。この「初期化」状態中に、処理回路１１０は、ある基準を満足する最小数のポイントが得られるまでセンサからのデータを処理すると同時に、ＮＶＭ１１２に記憶された近似データを使用して乗物ヘッディングを計算して表示する。この時点で、処理回路１１０は、「学習」状態１５６に入る。この「学習」状態中に、処理回路１１０は、「近似」又は「初期化」のいずれかの状態で以前に得られた近似データを更新するのに使用するために、ある基準を満足する付加的なデータポイントを累算し続ける。以下に詳細に述べるように、これらデータポイントのいずれかが、近似地理的パターン（即ちローカル球）の外面からある距離だけ離間されて、エラーベクトルＶＥの大きさが所定のスレッシュホールドを越える場合には、処理回路１１０は、ｒｅｆｉｔＦｌａｇを真（ＴＲＵＥ）にセットし、以前に得られた全てのデータポイントをクリアし、そして「初期化」状態１５４に再入し、回路は、指定の基準を満足する最小数のポイントが再び得られるまでそこに留まる。
【０１００】
処理回路１１０が「学習」状態１５６にあって、この「学習」状態に入るのに必要な最小データポイントを上回る指定数のデータポイントを得ると、処理回路１１０は、「ロック」（ＬＯＣＫ）状態１５８に入り、指定の最大値を越えるエラーベクトルＶＥの大きさが識別されるときまでそこに留まる。この点において、処理回路は、「初期化」状態１５４に復帰し、ｒｅｆｉｔＦｌａｇを「真」にセットすると共に、以前に得た全てのデータポイントをクリアする。さもなければ、処理回路１１０は、「ロック」状態１５８に留まる。最も現在発生された近似データと、ＮＶＭ１１２に記憶された近似データとの間の差が限界を越えるたびに、ＮＶＭの古い近似データが新たな近似データによりオーバーライトされる。
【０１０１】
図１２Ａは、コンパスフロー制御アルゴリズム２００を実行する間に処理回路１１０により実行されるステップを示す。このルーチンのもとで処理回路１１０が実行する第１ステップは、磁気センサ回路１０２からデータを受け取ることであり、これは、磁気センサ回路１０２から得た最新の生の磁力計ポイントのＸ、Ｙ及びＺ座標を表わす。次いで、処理回路１１０は、ステップ２０２を実行し、これは、図１３に示されたＮｏｉｓｅＡｎａｌｙｓｉｓサブルーチン２０４へのコールである。
【０１０２】
ＮｏｉｓｅＡｎａｌｙｓｉｓサブルーチン２０４は、磁気センサ回路１０２から受け取った生の磁力計ポイント（ｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔ）をフィルタリングしそして平滑化するのに使用される。ステップ２０６において、処理回路１１０は、先ず、次の式に基づく指数関数的平滑化を使用して生の磁力計ポイントをフィルタリングする。
ＥＸ１n＝αx1ｘＸ１n＋（１−αx1）ＥＸ１n-1
ＥＹ１n＝αy1ｘＹ１n＋（１−αy1）ＥＹ１n-1
ＥＺ１n＝αz1ｘＺ１n＋（１−αz1）ＥＺ１n-1
但し、αx1＝αy1＝αz1＝０．５であり、そしてＸ１n、Ｙ１n、Ｚ１nは、各々、ｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔのＸ、Ｙ又はＺ成分値に等しい。この式において、ＥＸ１n-1、ＥＹ１n-1、ＥＺ１n-1は、各々、以前にフィルタリングされた生のデータポイントの対応するＸ、Ｙ又はＺ成分値を表わす。しかしながら、第１データポイントがコンパスシステムにより得られると、第１のｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを平滑化すべきところのデータがないので、ＥＸ１n-1、ＥＹ１n-1、ＥＺ１n-1は、各々、Ｘ１n、Ｙ１n、及びＺ１nに単に等しくセットされる。フィルタリングされたｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔ（ＥＸ１n、ＥＹ１n、ＥＺ１n）は、次いで、ステップ２０８へ通され、ここで、αx2＝αy2＝αz2＝０．２５を伴う第２の指数関数的平滑化を次の式に使用する。
ＥＸ２n＝αx2ｘＥＸ１n＋（１−αx2）ＥＸ２n-1
ＥＹ２n＝αy2ｘＥＹ１n＋（１−αy2）ＥＹ２n-1
ＥＺ２n＝αz2ｘＥＺ１n＋（１−αz2）ＥＺ２n-1
上述したように、好ましい実施形態では、αx1＝αy1＝αz1＝０．５及びαx2＝αy2＝αz2＝０．２５である。しかしながら、これらの値は、ノイズレベル及び希望の性能に基づいて変化し得る。例えば、αz1＝０．１２５及びαz2＝０．０６２５にセットすると、より強く平滑化されたＺデータが得られ、ひいては、データセットにおけるノイズ状態に対する応答性が低くなる。これらの式において、（ＥＸ２n-1、ＥＹ２n-1、ＥＺ２n-1）は、以前にフィルタリングされたｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔのそれに対応するＸ、Ｙ又はＺ成分値を表わす。第２のフィルタリングステップを使用することにより、２つのフィルタ間の固有の位相遅延により利得が追加され、これは周波数と共に増加する。しかしながら、この第２のフィルタリングステップは任意であることが明らかである。次いで、ステップ２１０において、処理回路１１０は、変数ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔ（ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔ＝（ＥＸ２n、ＥＹ２n、ＥＺ２n））における（ＥＸ２n、ＥＹ２n、ＥＺ２n）の値を記憶する。
【０１０３】
次いで、ブロック２０６における第１の指数関数的平滑フィルタの出力の変化は、これを、ステップ２０８における第２の指数関数的平滑フィルタの出力の変化と比較することにより、分析される。ステップ２１２で実行されるこの分析は、測定された変化の量と、著しい変化の量が生じて以来経過した時間の長さとに基づいてクオリティの指数を指定する。従って、このステップは、２回フィルタリングされたデータポイントの位置の第１導関数を効果的に計算し、これは、フィルタリングされたデータポイントの位置の変化率（即ち速度と同様）を表わす。これは、次のように書き表すことができる。
ＤＸ１n＝ＥＸ１n−ＥＸ２n-1
ＤＹ１n＝ＥＹ１n−ＥＹ２n-1
ＤＺ１n＝ＥＺ１n−ＥＺ２n-1
【０１０４】
ステップ２１４において、処理回路１１０は、次の式を使用して、データポイントの位置の変化率の変化率（即ち加速度と同様）を表わす、２回フィルタリングされたデータポイントの位置の第２導関数を計算する。
ＤＸ２n＝ＤＸ１n−ＤＸ１n-1
ＤＹ２n＝ＤＹ１n−ＤＹ１n-1
ＤＺ２n＝ＤＺ１n−ＤＺ１n-1
但し、ＤＸ２n-1、ＤＹ２n-1、ＤＺ２n-1は、以前のｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔに対して得られたＤＸ２n、ＤＹ２n、ＤＺ２nの以前の値である。ステップ２０６−２１４は、ｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔの各Ｘ、Ｙ及びＺ値に対して実行され、次いで、それにより得られるベクトルＤ２n（Ｄ２n＝ＳＱＲＴ（ＤＸ２n2＋ＤＹ２n2＋ＤＺ２n2））の大きさが、ステップ２１６において、規定値ＨＩＧＨ＿ＬＥＶＥＬと比較される。Ｄ２nの大きさ（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２n）がＨＩＧＨ＿ＬＥＶＥＬを越える場合には、処理回路１１０はステップ２１８を実行し、ここで、変数ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒは、定数ＬＯＮＧ＿ＤＥＬＡＹに等しくセットされ、そして変数ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌは、定数ＮＯＩＳＹに等しくセットされ、その後、プロセスフローは、ＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチン２００のステップ２４０（図１２Ａ）に復帰する。
【０１０５】
ステップ２１６において、ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nがＨＩＧＨ＿ＬＥＶＥＬを越えないと処理回路１１０が決定する場合には、ステップ２２０へ進み、ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nを定数ＭＥＤ＿ＬＥＶＥＬと比較する。ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nがＭＥＤ＿ＬＥＶＥＬを越える場合には、処理回路１１０がステップ２２２へ進み、ここで、変数ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒを、ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒの以前の値又は定数ＭＥＤ＿ＤＥＬＡＹの大きい方に等しくセットする。又、処理回路１１０は、ステップ２２２において、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌをＮＯＩＳＹに等しくセットした後に、ＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチン２００のステップ２４０に復帰する。
【０１０６】
ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nがＨＩＧＨ＿ＬＥＶＥＬもＭＥＤ＿ＬＥＶＥＬも越えない場合には、処理回路１１０がステップ２２４へ進み、ここで、ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nが定数ＬＯＷ＿ＬＥＶＥＬを越えるかどうか決定する。ステップ２２４において定数ＬＯＷ＿ＬＥＶＥＬを越える場合には、処理回路１１０は、変数ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒを、そのｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒの以前の値又は定数ＳＨＯＲＴ＿ＤＥＬＡＹの大きい方に等しくセットする一方、変数ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌをＮＯＩＳＹにセットし（ステップ２２６）、その後に、ルーチン２００のステップ２４０へ復帰する。
【０１０７】
ＭａｇｎｉｔｕｄｅＤ２nがＬＯＷ＿ＬＥＶＥＬを越えない場合には、処理回路１１０は、ステップ２２８においてｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒを減少し、その後、ステップ２３０へ進み、ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒが０より大きいかどうか決定する。ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒが０より大きい場合には、処理回路１１０は、ステップ２３２においてｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌをＱＵＩＥＴにセットし、その後、ルーチン２００のステップ２４０に復帰する。ステップ２３０において、ｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒが０を越えないと処理回路１１０が決定する場合には、ステップ２３４へ進み、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌをＳＩＬＥＮＴに等しくセットした後に、ルーチン２００のステップ２４０に復帰する。ステップ２１６−２２６で使用される異なる値は、例えば、ＨＩＧＨ＿ＬＥＶＥＬ＝２５、ＭＥＤ＿ＬＥＶＥＬ＝１５、ＬＯＷ＿ＬＥＶＥＬ＝５、ＬＯＮＧ＿ＤＥＬＡＹ＝８、ＭＥＤ＿ＤＥＬＡＹ＝４、及びＳＨＯＲＴ＿ＤＥＬＡＹ＝２でよい。
【０１０８】
図３１−３４には、ノイズ分析ルーチンの別の実施形態が示されている。図３１は、Ｘ、Ｙ及びＺセンサに対する生のセンサデータを受け取り、そしてフィルタリングされたＸ、Ｙ及びＺセンサデータをｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌの指示と共に与えるノイズ分析機能の高レベルブロック図を示す。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌが「ＳＩＬＥＮＴ」であるときには、全てのコンパス動作が実行される。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌが「ＱＵＩＥＴ」であるときには、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントに対する変更が禁止される。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌが「ＮＯＩＳＹ」であるときには、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントに対する変更が禁止されると共に、ＣｏｍｐａｓｓＳｔａｔｅへの変更も禁止される。表示されたヘッディングは、ＣｏｍｐａｓｓＳｔａｔｅのメンバーであり、従って、「ＮＯＩＳＹ」状態が存在するときには変更されない。出力ＮＯＩＳＹ、ＱＵＩＥＴ、及びＳＩＬＥＮＴは、それらの各々の値が０より大きいときに「真」として評価される。図３２は、詳細なブロック図である。
【０１０９】
図３２に示すように、磁力計１０２からの生のデータＸは、図１３のブロック２０６のフィルタリング機能と同様である第１の指数関数フィルタ８２０に供給され、α＝０．５である。この第１フィルタ８２０の出力ＥＸ１は、以下に述べる第２の指数関数フィルタ８２２及び機能的ブロック８２４に供給される。第２フィルタ８２２は、図１３のブロック２０８のフィルタリング機能と同様であり、α＝０．２５である。第２フィルタ８２２の出力ＥＸ２は、機能的ブロック８２４に供給される。この機能的ブロック８２４は、図１３のブロック２１２と同様の機能を果たして、出力ＤＸ１を与え、これは、機能的ブロック８２６へ送られる。この機能的ブロック８２６は、図１３のブロック２１４と同様の機能を果たし、出力ＤＸ２を発生する。磁力計１０２からのＹ及びＺの生のデータの同様のフィルタリング及び処理が実行され、そして値ＤＸ２、ＤＹ２及びＤＺ２がブロック８２８へ送られる。
【０１１０】
ブロック８２８は、ＤＸ２、ＤＹ２及びＤＺ２の値を二乗し、そしてその二乗した値を一緒に加算する。「ｎｏｉｓｅ」と示されたブロック８２８の出力は、ブロック８３０に印加され、該ブロックは、ブロック８２８の出力「ｎｏｉｓｅ」を規定値「ｎｏｉｓｅＦａｃｔｏｒ」で除算し、その値の平方根をとり、そしてそれに規定値「ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ」を加算して、出力「ｄｅｌａｙ」を発生する。この出力「ｄｅｌａｙ」は、機能ブロック８３２に印加され、ＮＯＩＳＹの状態を表わす。換言すれば、「ｄｅｌａｙ」の値が０より大きい場合には、ＮＯＩＳＹが「真」であり、従って、ＮＯＩＳＹ状態が存在することが分かる。
【０１１１】
ブロック８３２は、値「ｄｅｌａｙ」及び規定値「ｍａｘＤｅｌａｙ」を使用して関数ＭＩＮの値を計算すると共に、値「ｄｅｌａｙ」及びゼロを使用して関数ＭＡＸの値を計算する。ＭＡＸ及びＭＩＮの値は、ブロック８３４及び８３８に送られる。機能的ブロック８３４は、値「ｄｅｌａｙ」を使用して関数ＭＡＸの値を再び計算するが、値「ｐｅａｋ」をゼロに置き換える。「ｐｅａｋ」の値は、ブロック８３６の出力から導出され、これは、ブロック８３４の出力から「１」の値を減算する。ブロック８３４の出力は、ＱＵＩＥＴの状態を表わす。換言すれば、ブロック８３４の出力がゼロより大きい場合には、ＱＵＩＥＴが「真」となり、従って、ＱＵＩＥＴ状態が存在することが分かる。
【０１１２】
又、ブロック８３４の出力は、ブロック８３８にも印加され、これは、ブロック８３４の出力の値をブロック８３２の出力に加算する。ブロック８３８の出力は、インバーター８４０により反転され、その出力は、ＳＩＬＥＮＴの状態を表わす。換言すれば、ブロック８４０の出力が０より大きい場合には、ＳＩＬＥＮＴが「真」であり、従って、ＳＩＬＥＮＴ状態が存在することが分かる。
【０１１３】
ＤＸ２2＋ＤＹ２2＋ＤＺ２2の平方根として定義される遅延信号とノイズ信号との間の関係が、ｎｏｉｓｅＦａｃｔｏｒ＝１０、ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ＝−３、そしてｍａｘＤｅｌａｙ＝３２のときに、図３３に示されている。
【０１１４】
磁気ノイズは、近似球の半径が増加するにつれてほとんど問題でなくなる。例えば、米国ミシガン州ジーランドでは、半径が約１８０ｍＧである。当該信号の１０％を越えて存在するノイズを無視することが望まれる場合に、１８−２０ｍＧの範囲におけるノイズレベルに関連したものとなる。シンガポールでは、半径が約４００ｍＧである。このケースでは、当該ノイズレベルが２倍以上大きい。それ故、地磁界の水平強度（近似球の半径により表わされた）に基づきシステムの応答を適応させることが有益である。これは、「ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ」の値を調整することにより簡単に達成できる。例えば、次のようになる。
半径 ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ
≦１２８ｍＧ                        −２
≦２５６ｍＧ                        −３
≦５１２ｍＧ                        −４
【０１１５】
ＤＸ２2＋ＤＹ２2＋ＤＺ２2の平方根として定義される遅延信号とノイズ信号との間の関係が、ｎｏｉｓｅＦａｃｔｏｒ＝１０、ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ＝−４、そしてｍａｘＤｅｌａｙ＝３２のときに、図３４に示されている。
【０１１６】
図１２Ａに戻ると、ステップ２４０において、処理回路１１０は、現在、ＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態であるかどうか決定する。もしそうであれば、処理回路１１０は、ステップ２４２を実行するように進み、有効近似半径ｒｓxsrがＮＶＭ１１２に記憶されたかどうか決定する。最初、予めの近似データがコンパスに以前に記憶されない限り、このような半径は不揮発性メモリに記憶されない。有効な半径がＮＶＭ１１２に記憶されていないとすれば、処理回路１１０は、ステップ２４４へ進み、その状態を「近似」にセットする。次いで、プロセスは、接続部「１」を経て、図１２Ｂに示されたステップ２４６へ流れる。
【０１１７】
ステップ２４６において、処理回路１１０は、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるかどうか決定する。もしそうでなければ、処理回路１１０は、ＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチン２００へ復帰し、その点において、新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔがアタッチされた後に、上述したＮｏｉｓｅＡｎａｌｙｓｉｓサブルーチン２０４を再び実行する。次いで、処理回路１１０は、ステップ３１８において、「近似」状態にあることを決定し、そしてステップ２４６へ戻り、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴになるときまでステップ２００から２４６（及びステップ３１８）のループを通り続ける。この結果を得るのに要する時間長さは、受け取られるデータの一貫性と、セットされるｄｅｌａｙＣｏｕｎｔｅｒの長さによりそれが最初にどの程度変化するかに依存する。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであると、処理回路１１０は、図１４に示すＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０へのコールであるステップ２４８を実行する。
【０１１８】
好ましい実施形態では、電源オンの後の例えば１０秒の遅延が追加され、その間に、磁力計データが収集され、ノイズフィルタに通される。しかしながら、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅルーチン２５０は、１０秒の遅延が経過するまでコールされない。これは、種々の磁気的過渡状態が誤ったポイントを学習させるのを防止する。これらの過渡状態は、バッテリの充電や、ドアを開くことや、ミラー位置の調整等から内部で生じ得る。又、過渡状態は、ガスポンプ、金属のガレージドア、駐車場の金属ビーム等の存在のように、外部から生じることもある。遅延が経過した後に、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅルーチン２５０は、２つのポイントが見つかるまで、新たな磁力計データが得られるたびにコールされる。これは、おそらく乗物の移動により磁界が変化することを指示する。次いで、この事象を追跡するために、ＶｅｈｉｃｌｅＵｎｄｅｒｗａｙフラグがセットされる。この事象が生じると、２つの学習されたポイントが破棄され、そしてＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅルーチン２５０がコールされて、Ｐｏｉｎｔ［１］を伴うポイントセットの構築を新たにスタートする。或いは又、乗物移動フラグが使用されてもよい。
【０１１９】
ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅルーチン２５０において、処理回路１１０は、先ず、ステップ２５２において、変数ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがゼロより大きいかどうか決定する。最初に、この変数は、「０」にセットされ、従って、このルーチンを最初に通るときに、処理回路は、ステップ２５４へ進み、そこで、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔの最新の値を、以下「ＰｏｉｎｔＳｅｔ」と称されるアレーのＰｏｉｎｔ［１］に追加する。ＰｏｉｎｔＳｅｔは、複数の磁力計データポイントを、定数ＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳで指定される限界まで記憶し、この定数は、例えば、１２に等しく、従って、ＰｏｉｎｔＳｅｔには全部で１２ポイントが記憶され、ｎｕｍＰｏｉｎｔは、「１」からＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳへと次々に増加される。ＰｏｉｎｔＳｅｔに記憶されたデータポイントは、ローカル球の中心ポイントを近似しそして球の半径を決定するためにその後に使用され、これらは一緒に近似データを構成し、これを使用して、乗物ヘッディングを決定するための相対的ベースを与える。
【０１２０】
ステップ２５４においてＰｏｉｎｔＳｅｔにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔを追加するのに加えて、処理回路は、変数ｎｕｍＰｏｉｎｔｓを増加し、次いで、制御をＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチン２００のステップ２８０（図１２Ｂ）へ返送する。このステップ２８０において、処理回路は、変数ｎｕｍＰｏｉｎｔｓが定数ＭＩＮＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上であるかどうか決定する。もしそうでなければ、処理回路は、ステップ２００へ復帰し、そこで、新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔが得られ、ノイズ分析サブルーチン２０４を受ける。次いで、処理回路１１０は、サブルーチン２０４から得た新たなＭａｇＰｏｉｎｔで進んで、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであれば、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０に再び入る。さもなければ、処理回路１１０は、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌが再びＳＩＬＥＮＴになるまで新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを達成し続ける。
【０１２１】
ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０に２回目に入ると、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値はもはやゼロに等しくなく、従って、処理回路はステップ２５６を実行し、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値が１より大きいかどうか決定する。ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値は、このサブルーチンを２回目に通るときに１を越えないので、処理回路は、次いで、ステップ２５８へ進み、ここで、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔとＰｏｉｎｔＳｅｔのＰｏｉｎｔ［１］との間の距離を決定する。次いで、ステップ２６０において、処理回路は、この距離が変数ｍｉｎＤｉｓｔを越えるかどうか決定し、これは、次のように定義される。
ｍｉｎＤｉｓｔ＝２ｘｄｅｆＲａｄｉｕｓｘｓｉｎ（ＭＩＮ＿ＡＮＧＬＥ／２）
但し、ＭＩＮ＿ＡＮＧＬＥ＝２ｘπ／（３ｘＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳ）
ｄｅｆＲａｄｉｕｓの値は、例えば、１５０のプリセット定数であるか、或いは好ましくは、ＮＶＭ１１２に記憶された近似半径の値である。従って、最小距離（ｍｉｎＤｉｓｔ）は、近似の目的で得て使用するためのＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳの数の関数である。このようにして得た２つのポイント間の距離がｍｉｎＤｉｓｔを越えない場合には、サブルーチンがステップ２００へ復帰して、新たなデータポイントを取得し、これは、第１の取得したポイントからｍｉｎＤｉｓｔより大きな距離だけ離間された第２のｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔが得られるときまで続けられ、ここで、処理回路はステップ２６２を実行して、Ｐｏｉｎｔ［２］位置のＰｏｉｎｔＳｅｔにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔを追加する一方、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値を増加する。次いで、処理回路は、ステップ２００へ復帰して、新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを取得しフィルタする。
【０１２２】
ＰｏｉｎｔＳｅｔの最初の２つのポイントを取得した後に、処理回路は、上述したステップを通り、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴに留まるならば、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０に再入する。ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０に入ると、処理回路は、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値が１を越えるので、ステップ２６４へ進む。
【０１２３】
ステップ２６４において、処理回路は、ＰｏｉｎｔＳｅｔに記憶された２つのポイントで、最近得られたｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔに最も近い２つのポイントを見出す。フロー図のこの経路を最初に通るときに、２つのポイントは、以前に得られた２つのポイントＰｏｉｎｔ［１］及びＰｏｉｎｔ［２］に対応する。次いで、ステップ２６６において、処理回路は、ＰｏｉｎｔＳｅｔの最も近いポイントとｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔとの間の距離が変数ｎｅｗＰｏｉｎｔＤｉｓｔの値を越えるかどうか決定し、この変数は、次のように定義される。
ｎｅｗＰｏｉｎｔＤｉｓｔ＝２ｘｄｅｆＲａｄｉｕｓｘｓｉｎ（ＮＥＷ＿ＰＯＩＮＴ＿ＡＮＧＬＥ／２）
但し、ＮＥＷ＿ＰＯＩＮＴ＿ＡＮＧＬＥ＝２ｘπ／ＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳ
この距離がｎｅｗＰｏｉｎｔＤｉｓｔの値を越える場合には、処理回路は、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値を増加し、次いで、位置Ｐｏｉｎｔ［ｎｕｍＰｏｉｎｔｓ］におけるＰｏｉｎｔＳｅｔにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔを追加する（ステップ２６８）。処理回路は、次いで、ステップ２００に復帰し、そこで、ｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを得て処理する。再び、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴに留まると仮定すれば、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０が再び実行される。このサブルーチンは、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値が、例えば、４に等しくセットされる定数ＭＩＮＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上になるときまで、ステップ２４８においてコールされ続ける。
【０１２４】
サブルーチン２５０にもう一度入り、そしてステップ２６６において、処理回路が、最も近い距離が値ｎｅｗＰｏｉｎｔＤｉｓｔを越えないと決定すると仮定すれば、処理回路は、ステップ２７０において、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔの方向に最も近いポイントの位置を調整する。例えば、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔのＸ、Ｙ及びＺ値のいずれかが、最も近いポイントのＸ、Ｙ及びＺ値より大きい場合には、最も近いポイントのこのようなＸ、Ｙ及びＺ値を、各々、例えば「１」の値だけ増加することができる。同様に、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔのＸ、Ｙ又はＺ値のいずれかが、最も近いポイントのいずれかの値より低い場合には、最も近いポイントのそれに対応するＸ、Ｙ又はＺ値を、例えば「１」の値だけ減少することができる。その後、ステップ２７２において、処理回路は、位置がちょうど調整されたＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントと、それに最も近いポイントとの間の距離を見出す。次いで、ステップ２７４において、処理回路が、この距離が値ｍｉｎＤｉｓｔより小さいと決定した場合には、ステップ２７６へ進み、位置がちょうど調整されたポイントの位置をそのオリジナルの位置にリセットする。さもなければ、処理回路は、ステップ２７６を最初に実行せずにステップ２００に単に復帰する。これら後者の２つのステップは、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントが、ＰｏｉｎｔＳｅｔの別のポイントにあまりに近づき過ぎるようにその位置を調整しないよう確保するために実行される。これは、ポイントがローカル球の周囲で充分に離間された関係に維持されるよう確保する。
【０１２５】
ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＭＩＮＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上になると、プロセスはステップ２８２（図１２Ｂ）へ進み、ここで、近似最良適合中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）をＰｏｉｎｔＳｅｔの全ポイントの平均値にセットすると共に、最良適合半径ｒｓxsrを定数ＭＩＮ＿ＲＡＤＩＵＳにセットする。このステップは、反復サブルーチンＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔ及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓを通して進む前に使用される初期ステップであり、これらサブルーチンは、その後のステップ２８３においてコールされ、そして以下に述べるように、エラーメトリックに基づいてこの近似データへの更なる調整を行い、最良適合の近似ローカル球を与える。図１５に示すように、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔサブルーチン２８４は、最初に、ＰｏｉｎｔＳｅｔに現在記憶されている各ポイントに対して値（ｖｅxs、ｖｅys、ｖｅzs）を決定する（ステップ２８６）。所与のポイントに対するｖｅxsの値は、ベクトルＶＥのＸ成分である。上記で述べそして図８−１０に示されたように、ベクトルＶＥは、近似ローカル球の中心からＰｏｉｎｔＳｅｔの特定データポイントまで延びるベクトルＶと、計算された近似半径ベクトルＲＳ（大きさｒｓxsrをもつ）との間の差であるエラーベクトルである。値ｖｅys及びｖｅzsは、各々、ベクトルＶＥのＹ及びＺ成分値に対応する。
【０１２６】
ステップ２８６の後に、処理回路は、ステップ２８８を実行し、ＰｏｉｎｔＳｅｔの全ポイントに対する平均値（ｖｅxs、ｖｅys、ｖｅzs）を現在近似中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）に加算する。次いで、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチン２９０を実行するときに、処理回路は、ＰｏｉｎｔＳｅｔの各ポイントに対して値ｖxsrを決定する（ステップ２９２）。この値ｖxsrは、図８から１０について上述したように、ベクトルＶの大きさに対応する。次いで、処理回路は、近似半径ｒｓxsrを、ＰｏｉｎｔＳｅｔの全ポイントに対するｖxsrの平均値にセットする（ステップ２９２）。次いで、ステップ２９６において、変数ｖＥｒｒＸｒＬｉｍｉｔがｒｓxsr／２に等しくセットされると共に、変数ｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔがｒｓxsr／４に等しくセットされる。これら変数の意義について、以下に詳細に述べる。
【０１２７】
ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔのエラーベクトルを計算するために、図９に示す磁界強度ＲＤＧ（又はフロー図のｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔ）
ＲＤＧ＝（ｒｄｇxs、ｒｄｇys、ｒｄｇzs）＝ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔ
及び近似球の中心における磁界強度
ＳＣ＝（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）
の磁力計の読みを得て、ベクトルＶを見出す。
Ｖ＝ＲＤＧ−ＳＣ＝（ｖxs、ｖys、ｖzs）
次いで、ベクトルＶをＺS軸の周りで回転して、新たな座標空間Ｘi、Ｙi、Ｚiを与える。
φs＝ａｒｃｔａｎ（ｖys／ｖxs）
ｖxi＝ｖxsｘｃｏｓ（φS）＋ｖysｘｓｉｎ（φS）
次いで、Ｚi軸の周りで回転して、新たな座標空間Ｘsr、Ｙsr、Ｚsrを与える。
θs＝ａｒｃｔａｎ（ｖzs／ｖxi）
ｖxsr＝ｖxiｘｃｏｓ（θs）＋ｖzｘｓｉｎ（θs）、ｖysr＝０、ｖzsr＝０
それにより得られる項ｖxsrは、ベクトルＶの大きさである。エラーベクトルＶＥは、次のように定義される。
ＶＥ＝Ｖ−ＲＳ
エラーベクトルＶＥの大きさを決定するために、ベクトルＶの大きさから近似球の大きさを減算する。
ｖｅxsr＝ｖxsr−ｒｓxsr
最終的に、エラーベクトルの個々の成分は、座標空間Ｘs、Ｙs、Ｚsへ戻る回転を実行することにより決定される。
ｖｅxs＝ｖｅxsrｘｃｏｓ（θs）ｘｃｏｓ（φs）
ｖｅys＝ｖｅxsrｘｃｏｓ（θs）ｘｓｉｎ（φs）
ｖｅzs＝ｖｅxsrｘｓｉｎ（θs）
【０１２８】
当業者に明らかなように、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔサブルーチン２８４及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチン２９０は、エラーメトリックに基づいて近似中心ポイントデータを調整し、得られるデータポイントに対する近似幾何学形状パターン（この場合は球）の最良適合を繰り返し決定する。次いで、これら２つのサブルーチンの実行後に図１２Ｂのステップ３００に復帰し、ここで、現在計算された近似中心ポイント及び半径は、以前に記憶された近似データをオーバーライトするようにＮＶＭ１１２に記憶され、次いで、プロセスはステップ３０２へ進み、処理回路が「学習」状態に入る。
【０１２９】
ステップ３０２に続いて、処理回路はステップ３０４を実行し、図１７に示すヘッディングサブルーチン３０６をコールする。ヘッディングサブルーチン３０６は、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔに現在記憶されている値である入力を有し、これは、ノイズ分析サブルーチン２０４により発生される。次いで、処理回路は、ステップ３０８において、値ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＮＯＩＳＹに等しくセットされたかどうか決定する。もしそうであれば、処理回路は、ヘッディングサブルーチンを退出して、ＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチンのステップ２００に復帰し、新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔが得られる。
【０１３０】
処理回路が、ステップ３０８においてｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＮＯＩＳＹにセットされていない（即ち、ＱＵＩＥＴ又はＳＩＬＥＮＴのいずれかである）と決定した場合には、処理回路はステップ３１０を実行し、ＮＶＭ１１２に記憶された近似中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）及び半径ｒｓxsrを使用して、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔに対するヘッディング角度φs、ｖｅxsr及びエラーベクトル（ｖｅxs、ｖｅys、ｖｅzs）を計算する。これらの値を決定するのに使用される方法は、ＮＶＭ１１２に記憶された近似中心ポイントが現在の近似中心ポイントに代わって使用されること以外、前記で説明した通りである。
【０１３１】
次いで、ステップ３１２において、処理回路は、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔに対して計算された値ｖｅxsrが、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチン２９０（図１６）のステップ２９６において以前にセットされた変数ｖＥｒｒＸｒＬｉｍｉｔを越えるかどうか決定する。ｖｅxsrの値がこの限界を越える場合には、プロセスは、ヘッディングを表示せずに、図１２Ａのステップ２００に復帰する。さもなければ、このエラーベクトルが充分に小さい場合には、処理回路は、ステップ３１４において真のヘッディングを計算する。真のヘッディングは、φs−φm−Ｄに等しく（磁気センサがミラーハウジング１４４内に取り付けられる場合）、ここで、φmは、ミラーの回転角度（図７）であり、そしてＤは、図８から１０について上述した偏角である。
【０１３２】
ステップ３０４のコールに続いてヘッディングサブルーチン３０６を実行した後に、プロセスはステップ２００に復帰し、処理回路は、今や、ステップ３０２においてセットされた「学習」状態にある。ルーチンは、ステップ２００において新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを再び得て、各々の新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔに対して以前に実行されたようにノイズ分析サブルーチン２０４を実行する。次いで、処理回路は、ステップ２４０において、もはやＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態にないことを決定すると共に、ステップ３１８において、「近似」状態にもないことを決定する。次いで、ステップ３２０において、「初期化」状態にないことを決定し、この場合には、ステップ３２２において、「学習」状態にあるかどうか決定する。処理回路が「学習」状態にある場合には、ステップ３５０（図１２Ｃ）へ進み、さもなければ、「ロック」状態にあって、この場合は、図１２Ｄのステップ４７０へ進む。
【０１３３】
乗物が「学習」状態又は他の状態にある間に乗物のイグニッションがオフにされた場合には、処理回路は、乗物のイグニッションをオンにすることで電力が回復されたときに、最初に、ＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態に入る。処理回路は、ステップ２００で始まって、ステップ２４０へ進み、この場合は、それが実際にＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態にあったことを決定し、そしてステップ２４２へ進む。ここで、有効半径ｒｓxsrがＮＶＭ１１２に記憶されていると仮定すれば、処理回路はステップ３２４へ進んで、状態を「初期化」状態にセットした後に、ステップ３２６へ進む。ステップ３２６では、近似中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）がＮＶＭ１１２から半径ｒｓxsrと共に検索され、そして現在の近似中心ポイント及び半径として使用される。次いで、プロセスは、図１２Ｂに示すステップ３２８へ進む。
【０１３４】
ステップ３２８では、処理回路は、変数ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるかどうか決定する。もしそうでなければ、処理回路は、ステップ３３０においてヘッディングサブルーチン３０６をコールし、ステップ２００に復帰して新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを処理し、そしてステップ２４０へ進み、もはやＰＯＷＥＲ＿ＯＮ状態にないことを決定する。この場合に、「近似」状態にないことを決定するステップ３１８を経て、ステップ３２０へ進み、ここで、「初期化」状態にあることを決定する。次いで、プロセスは、ステップ３２８に復帰する。これは、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるときまでループし続ける。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴである場合には、ステップ３３２が実行され、サブルーチンＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅ２５０がコールされる。次いで、このＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０が連続的に実行され、そしてｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴである限り、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓが定数ＭＩＮＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上になる（ステップ３３４）ときまで、ヘッディングサブルーチンがコールされる（ステップ３３０）。ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅの実行は、乗物のイグニッションがオフにされたときにはＰｏｉｎｔＳｅｔの全ての値がクリアされるので必要となる。乗物がオフにされるたびにＰｏｉｎｔＳｅｔの値をクリアすることは、新たな運転者がその後に乗物に入って、磁気センサが取り付けられたミラーハウジング１４４の位置をシフトする場合に、コンパスシステムが迅速に再近似を行うのを許す。
【０１３５】
ＰｏｉｎｔＳｅｔに充分な数のポイントが得られると、処理回路は、ステップ３３６へ進み、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔ及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチンがコールされる。次いで、ステップ３３８において、処理回路は、現在の近似センターポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）と、ＮＶＭ１１２に現在記憶されているポイントとの間の差を計算する。これらポイント間の差が、ステップ２９６でセットされた変数ｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔを越える（ステップ３４０）場合には、処理回路は、ステップ３４２においてｒｅｆｉｔＦｌａｇを「真」にセットした後に、ステップ３００を実行するように進み、ここで、現在計算された近似センターポイント及び半径が、以前に記憶された近似データにオーバーライトするようにＮＶＭ１１２に記憶される。次いで、プロセスは、ステップ３０２へ進み、処理回路は「学習」状態に入る。ステップ３４０において、処理回路が、現在計算された近似センターポイントと、ＮＶＭ１１２に現在記憶されているポイントとの間の差が変数ｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔを越えないと決定する場合には、処理回路は、ステップ３４２及び３００をスキップして、ステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、状態が「学習」にセットされ、そしてステップ３０４においてヘッディングサブルーチンがコールされる。このヘッディングサブルーチンに続いて、プロセスがＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチンのステップ２００へ復帰するか、又は新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔが得られて処理される。次いで、制御は、ステップ３２２を通して流れ、処理回路が「学習」状態にあるかどうか決定される。次いで、処理回路はステップ３５０（図１２Ｃ）へ進み、値ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるかどうか決定する。もしそうでなければ、ヘッディングサブルーチンがステップ３５２においてコールされ、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＱＵＩＥＴである場合には乗物のヘッディングが更新され、さもなければ、ヘッディングは更新されず、ルーチンはステップ２００へ復帰し、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴになるときまで新たなｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔ及びその後のｒａｗＭａｇＰｏｉｎｔを処理する。ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴになると、処理回路はステップ３５４を実行し、図１８に示すＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６をコールする。
【０１３６】
ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６は、定数ＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳに記憶されたＰｏｉｎｔＳｅｔ内の全ポイント数に数字的に対応する多数のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓを確立する目的を果たす。全ポイント数が例えば１２である場合には、３６０°の円の相互に排他的な３０°セグメントに各々対応する１２個のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓが存在する。ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓは、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［１］からａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［ＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳ］の形態の直線的アレーとして指定される。従って、例えば、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［１］は、０°から２９°の角度に対応し、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［２］は、３０°から５９°の角度に対応し、等々となる。ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓが多いほど、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに対応する角度範囲が狭くなる。逆に、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓが少ないほど、各ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに関連した角度範囲が広くなる。ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔアレーに記憶される値は、ＰｏｉｎｔＳｅｔに記憶された関連Ｐｏｉｎｔ［ｉｎｄｅｘ］のインデックスに対応する。ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに「０」が記憶された場合には、この特定のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶されたＰｏｉｎｔＳｅｔに関連ポイントが存在しないことを示す。以下に詳細に述べるように、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに負の値が記憶された場合には、そのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶された負の数の絶対値にインデックスが対応するところのＰｏｉｎｔＳｅｔのＰｏｉｎｔ［ｉｎｄｅｘ］は、異なるａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに関連した角度を有するが、その異なるａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔは既にいっぱいであることを意味する。１つのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに関連することが許されるのは、１つのポイントに過ぎないことに注意されたい。これは、ポイントが近似円の周囲に充分に離間されることを確保する。その目的は、各ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが正の値をもつように、各ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔをＰｏｉｎｔＳｅｔの異なる単一のポイントで埋めることである。
【０１３７】
現在サンプルＰｏｉｎｔＳｅｔの各センサデータポイントに関連したヘッディング角度φsは、最小の関連ヘッディング角度を有するポイントで始めて、最大の関連ヘッディング角度を有するポイントで終わる順序でこれらポイントを配列するのに使用されるのが好ましい。角度は、コンパスの読みで通常そうであるように処理された０°を含む角度増分でモジュロ３６０°で表わさねばならない。ラジアン又は慣習的単位のような他の単位を使用して角度測定値を表わしてもよい。
【０１３８】
ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６の第１ステップは、全てのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓをゼロにすることである（ステップ３５８）。これは、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓにＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントをフレッシュに再指定するのを許す。次いで、ステップ３６０において、ＰｏｉｎｔＳｅｔの第１ポイント（即ちＰｏｉｎｔ［１］）に対して角度φsが計算され、このφsの値を使用してこのポイントがどのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに対応するか識別する。次いで、ステップ３６２において、処理回路は、選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが値「０」を有するかどうか決定する。もうしそうであれば、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントのインデックスがこのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶される（ステップ３６８）。例えば、第１ポイントがＰｏｉｎｔ［１］である場合には、インデックス値「１」がその選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶される。次いで、ステップ３６６において、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに指定されるべきより多くのポイントがＰｏｉｎｔＳｅｔにあるかどうか決定される。もしそうであれば、処理回路１１０は、ＰｏｉｎｔＳｅｔの次のポイントに対してφsを計算し、そしてこの角度を使用して、対応するａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔを選択する（ステップ３６０）。選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに値「０」が記憶される場合には、プロセスは再びステップ３６４へ進み、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントのインデックスがその選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶される。このプロセスは、処理回路が、ステップ３６６において、指定すべきより多くのポイントがＰｏｉｎｔＳｅｔにないことを決定するまで続けられる。この場合には、処理回路はステップ３６８を実行し、ステップ３７０からの何らかの記憶されたインデックスがあるかどうか決定する。もしなければ、ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６は終了となり、プロセスはステップ３７６（図１２Ｃ）に復帰する。
【０１３９】
ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６において、ステップ３６０で選択されたＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントが角度φsを有していて、選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが別のポイントに対して以前に選択されている場合には、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔの値はもはや「０」ではなく、そしてこれはステップ３６２において決定され、処理回路は、次いで、ステップ３７０へ進み、ＰｏｉｎｔＳｅｔの最も最近選択されたポイントのインデックスを、ステップ３６８及び３７４に後で使用するために記憶する。次いで、ルーチンは、ステップ３７２においてＰｏｉｎｔＳｅｔの更なるポイントを探し続けながら、既に指定されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに対応する任意のポイントの付加的なインデックスを累積する。次いで、全てのポイントが指定されると、プロセスはステップ３６８へと続き、そこで、ステップ３７０において生じた記憶されたインデックスがあるかどうか決定される。もしそうであれば、処理回路は、記憶されたインデックスの負の値を、ゼロの値を有するａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに入れる。従って、例えば、Ｐｏｉｎｔ［２］がａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［５］に既に指定されている場合には、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔ［５］に値「２」が記憶されることになる。次いで、Ｐｏｉｎｔ［７］が、値「２」を既に記憶しているａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓ［５］の角度範囲に対応する角度φsを有する場合には、プロセスは、ステップ３７０において、インデックス「７」を記憶し、これは、ステップ３６８において識別される。次いで、プロセスは、値が「０」である未使用のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓの１つに「−７」を入れる。ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓの数は、ＰｏｉｎｔＳｅｔに存在し得るポイントの最大数に対応するので、「０」の値を有するａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが常に存在することに注意されたい。非対応のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔにおける負のインデックス数の意義は、以下で説明する。ＰｏｉｎｔＳｅｔの全てのポイントが何らかの仕方でａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに指定されると、プロセスは図１２Ｃのステップ３７６に復帰する。
【０１４０】
ステップ３７６において、ｎｕｍＰｏｉｎｔの現在値がＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳより小さいかどうか決定される。ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳに等しい場合には、プロセスはステップ３７８へ進み、ゼロより小さいａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔエントリー（即ち負のエントリー）があるかどうかの決定がなされる。もしなければ、プロセスはステップ３８０へ進み、処理回路は「ロック」状態にセットされる。次いで、近似中心ポイント及び半径がＮＶＭ１１２に記憶され（ステップ３８２）、そしてステップ３８４においてヘッディングサブルーチンがコールされる。次いで、プロセスは、ステップ２００（図１２Ａ）へ復帰する。
【０１４１】
ステップ３７６において、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳより小さいことが決定されるか、又はステップ３７８において、いずれかのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓに負の値が記憶されていることが決定された場合には、処理回路は、ステップ３８６へ進み、図１９に示すＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＡｎｇｌｅサブルーチン３８８がコールされる。
【０１４２】
ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＡｎｇｌｅサブルーチン３８８は、ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６が実行された後にコールされる。しかしながら、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＡｎｇｌｅサブルーチン３８８は、最も最近得られたｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔを入力として使用し、一方、ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチンは、ＰｏｉｎｔＳｅｔに記憶されたポイントしか使用しない。ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＡｎｇｌｅサブルーチンの目的は、可能な場合にＰｏｉｎｔＳｅｔ内のポイントにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔを指定すると共に、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに新たなポイントを指定することである。このプロセスは、ステップ３９０で始まり、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔに対して角度φsが計算され、これを使用して、角度φsが入る角度範囲を有するａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが選択される。ステップ３９２において、選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに負の値が記憶されているかどうか決定される。もしそうであれば、処理回路は、ＰｏｉｎｔＳｅｔ内のどのポイントがそのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに関連しているかを、そのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶された値の絶対値を見ることにより識別し、そしてＰｏｉｎｔＳｅｔのそのポイントに記憶されたポイントに対するＸ、Ｙ及びＺ値をｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔのＸ、Ｙ及びＺ値と置き換える（ステップ３９４）。処理回路は、更に、選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔｓにおけるその置き換えられたポイントのインデックスの正の値を記憶し、ここで、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔがその特定のａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔにおいて関連付けられるようにする。次いで、プロセスは、図１２Ｃのステップ４０８へ復帰する。選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが、ステップ３９２において、負の値を有していないと決定された場合に、ステップ３９６において、その選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔがゼロに等しいかどうかの決定がなされる。これがゼロに等しくなく、別のポイントがそのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに既に指定されていることを意味する場合には、そのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔで指定されたＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるポイントの位置が、ＢｕｉｌｄＰｏｉｎｔＳｅｔＤｉｓｔａｎｃｅサブルーチン２５０（図１４）のステップ２７０について上述したようにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔの方向に調整される（ステップ３９８）。さもなければ、選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔがゼロに等しい場合には、処理回路は、ステップ４００において、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔが負の値を有するかどうか決定する。もしそうでなければ、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値が増加され、そのインデックスｎｕｍＰｏｉｎｔｓにおいてＰｏｉｎｔＳｅｔにｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔが加算され、そして選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔがｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値にセットされ、従って、ここで、ｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔが選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに関連付けされる（ステップ４０２）。
【０１４３】
ステップ４００において、処理回路が、負のインデックスが記憶された幾つかのａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔがあると決定した場合には、ステップ４０４を実行して、ａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶された負のインデックスの絶対値及びｎｅｗＭａｇＰｏｉｎｔデータにより識別されたＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントが、ＰｏｉｎｔＳｅｔのその識別されたポイントに以前に記憶されたデータの上に書き込まれ、そしてそのオーバーライトされたポイントのインデックスが、以前に値「０」を有していた選択されたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔに記憶される。次いで、負のインデックスを有していたａｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔには、値「０」が指定される。次いで、プロセスは、図１２Ｃに示すフローのステップ４０８に復帰し、これは、図２０に示すＣａｌｃＦｉｔｔｉｎｇＳｐｈｅｒｅサブルーチン４１０へのコールである。
【０１４４】
このサブルーチンの第１ステップは、ＰｏｉｎｔＳｅｔの全ポイントに対して平均θsを決定することである（ステップ４１２）。ＰｏｉｎｔＳｅｔの各ポイントのθsは、ＰｏｉｎｔＳｅｔの各ポイントに対してθs＝ａｒｃｔａｎ（ｖzs／ｖxi）を計算することにより見出される。角度θsは、センサ座標のＸ、Ｙ平面からの偏差を表わすことを銘記されたい。角度θsの変化は、Ｘ、Ｙ平面が地表面と平行なときにゼロになる。Ｘ、Ｙ平面の傾斜は、θs変化を生じさせる。理想的に、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントにより形成される円は、Ｘ、Ｙ平面にできるだけ接近した平面内に完全に入らねばならない。しかしながら、実際には、各ポイントは、Ｚ感知素子１０８により感知される異なるＺ成分を有し、異なるθs値を与えることがある。
【０１４５】
ステップ４１２においてＰｏｉｎｔＳｅｔの全ポイントに対する平均値θsを計算した後に、処理回路は、ステップ４１４において、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳに等しいかどうか決定する。もしそうであれば、平均値θsがステップ４１６において値ＬＯＷ＿ＬＩＭＩＴと比較される。平均値θsがＬＯＷ＿ＬＩＭＩＴを越えない場合には、プロセスがステップ４２０へ進み、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔ及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチンがコールされた後に、ステップ４３０（図１２Ｃ）へ復帰する。さもなければ、プロセスは、ステップ４１８へ進み、近似半径ｒｓsrが定数ＭＩＮ＿ＲＡＤＩＵＳにセットされる。その後、ステップ４２０において、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔサブルーチンがコールされ、次いで、プロセスは、図１２Ｃのステップ４３０へ復帰する。
【０１４６】
ステップ４１４においてｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳに等しくない場合には、処理回路は、ステップ４２２において、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳの値以上であるかどうか決定し、これは、例えば、ＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳの値が１２であるときに８である。ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上である場合には、処理回路は、ステップ４２４において、θsの平均が値ＭＥＤ＿ＬＩＭＩＴより大きいかどうか決定する。もしそうでなければ、プロセスは、図１２Ｃのステップ４３０に復帰し、さもなければ、ステップ４１８へ進み、そこで、近似半径ｒｓxsrをＭＩＮ＿ＲＡＤＩＵＳにセットすると共に、ステップ４２０においてＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔ及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチンをコールした後に、ステップ４３０へ復帰する。ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＴＯＴＡＬ＿ＰＯＩＮＴＳに等しくなく且つＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳを越えない場合には、処理回路が、ステップ４２６において、平均値θsがＨＩＧＨ＿ＬＩＭＩＴの値を越えるかどうか決定する。平均値θsがＨＩＧＨ＿ＬＩＭＩＴの値を越えない場合には、プロセスが図１２Ｃのステップ４３０へ進み、さもなければ、先ず、ステップ４１８及び４２０を実行した後に、復帰となる。当業者に明らかなように、ＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるポイントの数に基づいて平均値θsに対する異なる限界が適用される。ポイントが多いほど、許容限界が低くなる。この場合に、球の半径は大き過ぎる。というのは、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントが球の赤道から遥かに離間されたリングを形成するからである（即ち、球の半径は、ＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるポイントの円の半径より大きい）。球の半径をＭＩＮ＿ＲＡＤＩＵＳに減少することにより、ポイントの円の円半径は、球上のポイントの円内に適合し、そして球のサイズが減少される。球が小さいほど、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントは、球の赤道の近くに入り、これは、望ましいことである。その後に、ＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＰｏｉｎｔ及びＡｄｊｕｓｔＢｅｓｔＦｉｔＲａｄｉｕｓサブルーチンが半径及び中心をポイントの円へと移動して戻す（まだそこにない場合）。ステップ４１６、４２４及び４２６で使用される異なる限界は、例えば、ＬＯＷ＿ＬＩＭＩＴ＝５°、ＭＥＤ＿ＬＩＭＩＴ＝１０°、及びＨＩＧＨ＿ＬＩＭＩＴ＝２０°でよい。
【０１４７】
図１２Ｃに戻ると、ステップ４３０において、処理回路は、ＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるｖｅxsrの最大値を見出す。最大のｖｅxsrがｖＥｒｒＸｒＬｉｍｉｔを越える場合には（ステップ４３２）、処理回路は、ステップ４３４においてＲｅｓｅｔＰｏｉｎｔＳｅｔサブルーチン４３６をコールする。このＲｅｓｅｔＰｏｉｎｔＳｅｔサブルーチン４３６は、図２１に示されており、ｒｅｆｉｔＦｌａｇが「真」に等しくセットされるステップ４３８で始まる。次いで、ステップ４４０において、ＰｏｉｎｔＳｅｔにおける各ポイントがゼロにリセットされる。次いで、プロセスは、図１２Ｃのステップ４４２へ復帰し、処理回路の状態が「初期化」にセットされると共に、プロセスがステップ２００へ復帰して、ＰｏｉｎｔＳｅｔに対するポイントの再累積を開始する。
【０１４８】
ステップ４３２において最大ｖｅxsrが限界を越えない場合に、処理回路は、ステップ４４４において、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓの値がＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳより小さいかどうか決定する。ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳより小さい場合には、ステップ４４６においてヘッディングサブルーチンがコールされた後に、図１２Ａのステップ２００へ復帰する。しかしながら、ｎｕｍＰｏｉｎｔｓがＦＩＴ＿ＰＯＩＮＴＳ以上である場合には、処理回路は、ステップ４４８において、現在近似中心ポイント（ｓｃxs、ｓｃys、ｓｃzs）と、ＮＶＭ１１２に現在記憶されている近似中心ポイントとの間の差を計算する。この差がｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔより大きい場合には（ステップ４５０）、処理回路は、ステップ４５２へ進んで、最も最新の近似中心ポイント及び半径を、以前の近似データにオーバーライトすることによりＮＶＭ１１２にセーブした後に、ステップ４４６においてヘッディングサブルーチンを実行し、次いで、ステップ２００へ復帰する。
【０１４９】
近似中心ポイント間の差がｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔを越えない場合には、処理回路は、ステップ４５４において、ｒｅｆｉｔＦｌａｇが「真」にセットされたかどうかチェックする。もしそうでなければ、プロセスはステップ４４６へ進み、ヘッディングサブルーチンがコールされた後に、ステップ２００へ復帰する。さもなければ、ｒｅｆｉｔＦｌａｇが「真」である場合には、ｒｅｆｉｔＦｌａｇがステップ４５６において「偽」にセットされ、そして最も最近得られた近似中心ポイント及び半径が、ステップ４５４において、ＮＶＭ１１２の近似データにオーバーライトされる。この場合も、ステップ４５２に続いて、ヘッディングサブルーチン４４６がコールされ、その後、ステップ２００に復帰する。
【０１５０】
処理回路が「ロック」状態にセットされた場合には、それが、図１２Ａに示すＣｏｍｐａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌルーチン２００を経て進む際に、他の状態のいずれかにあるという決定に肯定的に応答しないときに決定される。従って、プロセスは、図１２Ｄのステップ４７０へ進み、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるかどうかの決定がなされる。もしそうでなければ、プロセスは、ステップ４７２においてヘッディングサブルーチンをコールした後に、図１２Ａのステップ２００へ復帰する。これは、ｎｏｉｓｅＬｅｖｅｌがＳＩＬＥＮＴであるときまで続き、このとき、ステップ４７４が実行されて、ＵｐｄａｔｅＡｎｇｌｅＢｕｃｋｅｔサブルーチン３５６がコールされる。その後に、ＢｕｉｄＰｏｉｎｔＳｅｔＡｎｇｌｅサブルーチン３８８がステップ４７６においてコールされ、次いで、ＣａｌｃＦｉｔｔｉｎｇＳｐｈｅｒｅサブルーチン４１０がステップ４７８においてコールされる。ここでも、ＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントに対するｖｅxsrの最大値がステップ４８０において決定され、そしてその最大のｖｅxsrがステップ４８２においてｖＥｒｒＸｒＬｉｍｉｔと比較される。最大のｖｅxsrがこの限界を越える場合には、処理回路はステップ４８６へ進んで、ＲｅｓｅｔＰｏｉｎｔＳｅｔサブルーチン４３６をコールした後に、ステップ４８８において「初期化」状態に入り、その後、図１２Ａのステップ２００へ戻る。
【０１５１】
ステップ４８２において最大のｖｅxsrが限界を越えない場合には、処理回路は、ステップ４９０を実行して、現在近似中心ポイントと、ＮＶＭ１１２に現在記憶されている近似中心ポイントとの間の差を計算する。これらポイント間の差がステップ４９２においてｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔを越える場合には、最も最新の近似中心ポイント及び半径が、以前の近似データに代わってＮＶＭ１１２に記憶され（ステップ４９６）、その後、ステップ４９４においてヘッディングサブルーチンを実行し、次いで、ステップ２００へ復帰する。近似中心ポイント間の差がｃｅｎｔｅｒＳｈｉｆｔＬｉｍｉｔを越えない場合には、ステップ４９６がバイパスされ、そしてステップ４９４でヘッディングサブルーチンがコールされ、その後、ステップ２００へ復帰する。
【０１５２】
前記方法に対する若干の変更を以下に説明する。図３５は、独特の３０°の弧によって各々定義された１２個のアングルバケットを有する円を示している。アングルバケットにポイントが次のように追加される。
【０１５３】
１．ターゲットアングルバケットが既にポイントを含む場合には、既存のポイントは、それを新たなポイントの方向に移動することで変更される。
【０１５４】
２．アングルバケットが空の場合には、隣接するアングルバケットがテストされる。隣接するバケットが異質のポイント（別のアングルバケットに属するポイントとして定義される）を含む場合には、その異質のポイントが隣接バケットから除去され、そして新たなポイントがターゲットアングルバケットに入れられる。
【０１５５】
３．隣接バケットが適切に埋められた場合には、全てのバケットをテストして、異質のポイントを含むかどうか調べる。異質のポイントが見つかった場合には、それが除去され、そして新たなポイントがターゲットアングルバケットに入れられる。
【０１５６】
４．異質なポイントが見つからない場合には、新たなポイントがＰｏｉｎｔＳｅｔ及びターゲットアングルバケットに追加される。
【０１５７】
ＰｏｉｎｔＳｅｔが変更されるときには新たな近似球が計算される。ポイントが１２より少なく、そしていっぱいのアングルバケットの数が８以上の場合には、新たな近似球と、ＮＶＭに記憶された近似球との間の差が計算される。この差が、記憶された球の半径の１／４より大きい場合には、新たな近似球が次のように記憶される。
【０１５８】
１．新たな近似球の半径が以前の８個の半径で平均化され、ＮＶＭに記憶すべき近似球の半径を決定する。
【０１５９】
２．いっぱいのアングルバケットの数が８個以下である場合には、ＮＶＭにセーブされる近似球の中心ポイントは、新たな近似球と、ＮＶＭに記憶された球との間の差を取り出し、その差を８で除算し、そしてそれをＮＶＭに記憶された球に加算することにより計算される。これは、古いＮＶＭの中心ポイントを、新たな近似中心ポイントに向かって、２つの中心ポイント間の距離の１／８だけ移動させるという作用を有する。
【０１６０】
３．いっぱいのアングルバケットの数が９である場合には、移動距離は、差の１／４である。
【０１６１】
４．いっぱいのアングルバケットの数が１０である場合には、移動距離は、差の１／２である。
【０１６２】
５．いっぱいのアングルバケットの数が１１又は１２である場合には、新たな近似球の中心ポイントが、ＮＶＭにセーブされた古い中心ポイントに単に置き換わる。
【０１６３】
ＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるポイントの数が１２未満に保たれる限り、ＮＶＭに記憶された近似球の変更は、ＰｏｉｎｔＳｅｔに新たなポイントが追加された後でなければ生じ得ない。ＮＶＭにおける近似球が更新されると、ＮＶＭを再び変更できる前に新たなポイントを追加しなければならない。換言すれば、ＰｏｉｎｔＳｅｔに８個のポイントがあり、そして新たな近似球が、記憶された近似球からの半径の１／４より大きい場合には、記憶された球に対する更新が規定の仕方で行われる。たとえ分離が半径の１／４より大きくなっても、ＰｏｉｎｔＳｅｔにおけるポイントの数が９以上になるまで、ＮＶＭに対する付加的な更新を行うことができない。この制限は、ＰｏｉｎｔＳｅｔの１２個の全ポイントが指定されると、もはや課せられない。１２個のいっぱいのアングルバケットが最初に発生すると、分離が半径の１／４より大きくなった場合だけ、上述したようにＮＶＭへのコピーが自動的にトリガーされる。
【０１６４】
本発明の第１の実施形態の電子コンパスは、３つの感知素子を有するものとして一般的に説明したが、上述した種々の態様及びそれら態様の組み合わせは、感知素子を２つしかもたないコンパス回路に対する新規な改良を表わす。それ故、本発明は、３つの感知素子を有するシステムに限定されない。
【０１６５】
ハード及びソフトの磁界作用によるコンパスエラーを修正するために、二次元又は三次元のコンパス補償技術が指定される。これらエラーは、しばしば大きなものとなるが、通常、非常にゆっくりしたものであり、従って、種々の適応アルゴリズムの使用により充分に修正することができる。乗物の磁界変化は、鉄道線路、送電線、洗車機、ルーフアンテナ等の外部ソースにより生じ得る。
【０１６６】
校正ポイントの適応速度と安定性との間にはしばしば妥協があり、コンパスが正しく補償されると考えられるポイントとして定義される。上記で述べそして米国特許出願公告第２００３／０１６７１２１Ａ１号にも説明された方法は、安定性のロスが最小の状態で非常に迅速な補償を提供する。
【０１６７】
移動する乗物に配置されたセンサのような非固定のコンパスセンサは、ピッチ及びロールの動的な作用を経験する。より静的なハード及びソフトの磁界作用に比して、ピッチ及びロールは、コスト及び信号処理の制約のために陸上乗物についてはあまり頻繁に修正されない連続的なエラーを生じさせる。ピッチ及びロールセンサの使用は、より正確なヘッディング情報を必要とする分野では一般的な慣習である。より詳細には、航空及び海洋電子コンパス設計では、一方がコンパスのピッチを測定するもので、他方がロールを測定するものである２つの付加的なセンサを使用することにより、電子ジンバルを設けるのが一般的な慣習である。電子ジンバルは、センサのピッチ及びロールによりコンパスのヘッディングエラーをリアルタイムで修正する。共通に譲渡された米国特許第６，１４０、９３３号は、自動車コンパスに傾斜計を使用して、センサが取り付けられたミラーハウジングの傾斜を修正することを開示している。
【０１６８】
最終的に、ミラーハウジングに配置された磁界センサのケースでは、ハウジングの傾斜の変化が静的なピッチ及び／又はロールの変化であるようなピッチ及びロールの静的な作用がある。充分な時間が与えられると、ほとんどの適応コンパス補償技術は、このような静的なピッチ及びロール変化に関連したエラー対してあるレベルの修正を与える。ここでは、３軸コンパスが特に良く適している。というのは、水平からのセンサの傾斜が、水平及び垂直の両方向において感知磁界に大きなシフトを生じるからである。この事象を迅速に検出できる場合には、上記及び米国特許出願公告第２００３／０１６７１２１Ａ１号にも教示されたように、それを迅速に修正することができる。
【０１６９】
２軸コンパスのピッチ及び／又はロールに静的な変化が生じた場合には、校正値としばしば称されるコンパス補償を、米国特許第６，０２３，２９９号、第６，１４０，９３３号及び第６，４１８，３７６号に開示されたように、静的変化の発生前及び発生後に経験する磁界間の差だけ変更することにより、適度な修正を得ることができる。しかしながら、３軸コンパスの場合には、測定された変化の量だけ校正値を更新すると、ある場合には、エラーを最小にするのではなく、ヘッディングエラーが増大することもある。位置センサが使用できる場合には、センサ位置の変化が検出されたときにコンパス校正を更新するための別の技術を見出さねばならない。
【０１７０】
従来技術では、位置検出器を使用して、センサのピッチ／ロールの静的な変化が生じたことを決定することが教示されている。同様に、電子ジンバルは、センサピッチ／ロールの動的な変化を修正するための良く理解された技術である。可変ピッチ／ロールセンサは、アナログ装置±２ｇ二重軸加速度計ＡＤＸＬ２０２Ｅを使用することにより作られる。適切なフィルタリングを行って、動的及び静的な両方のピッチ／ロール変化を得て、ピッチ／ロールの動的な変化によるヘッディングエラーの修正及びピッチ／ロールの静的な変化による補償変化を許すことにより付加的な利益を得ることができる。
【０１７１】
図３６及び３７は、２つの異なる地理的位置に対するｙ軸の周りでのセンサの１０°傾斜の作用を示す。
【０１７２】
以下のテーブルは、上記２つの位置を含み、更に３つの付加的な位置を示す。
2007524805.tif 000005
【０１７３】
その目的は、既存の校正ポイントＣ０と、２つのポイント、即ちシフトの直前に見つかったＰ０、及びシフトの直後に見つかったＰ１とが与えられると、新たな校正ポイントＣ１を決定することである。主フィールド及び傾斜度が既知である場合には、Ｃ１の実際の値を計算することは簡単である。しかしながら、水平フィールドＲだけは既知である。コンパスの地理的位置は分からず、従って、主フィールド及び傾斜度は未知である。図３８は、何が既知であるか示している。
【０１７４】
Ｃ０、Ｐ０及びＰ１を使用して、次のベクトルを定義することができる。
Ａ＝（Ｐ１x−Ｃ０x、Ｐ１y−Ｃ０y、Ｐ１z−Ｃ０z）、及び
Ｂ＝（Ｐ１x−Ｐ０x、Ｐ１y−Ｐ０y、Ｐ１z−Ｐ０z）、
但し、Ｃ０＝（Ｃ０x、Ｃ０y、Ｃ０z）、Ｐ０＝（Ｐ０x、Ｐ０y、Ｐ０z）、
Ｐ１＝（Ｐ１x、Ｐ１y、Ｐ１z）
【０１７５】
ベクトルＡの方向の単位ベクトルをＮ＝Ａ／｜Ａ｜と定義し、そしてＡの方向におけるＢの投影をｐ＝（Ａ・Ｂ）／｜Ａ｜と定義する。従って、ポイントＣ１’＝Ｃ０＋ｐ＊Ｎとなる。代入すると、解Ｃ１’＝Ｃ０＋（Ａ・Ｂ）／｜Ａ｜｜Ａ｜となる。
【０１７６】
或いは又、半径Ｒも既知である場合には、単位ベクトルを、−Ａの方向にＵ＝−Ａ／｜Ａ｜と定義することができ、Ｃ１’＝Ｐ１−Ｒ＊Ｕ又はＣ１’＝Ｐ１−Ｒ＊Ａ／｜Ａ｜となる。
【０１７７】
要約すれば、次の３つの方法がある。
方法１、シフト方法：Ｃ”が与えられると、Ｃ０からＰ１及びＰ２により定義されたベクトルでＣ１が決定される。
方法２、投影方法：Ｃ１’＝Ｃ０＋（Ａ・Ｂ）／｜Ａ｜｜Ａ｜
方法３、半径方法：Ｃ１’＝Ｐ１−Ｒ＊Ａ／｜Ａ｜
【０１７８】
以前の技術では方法１のみ説明した。方法３は、最も正確であるが、Ｐ０及びＣ０により定義されたベクトルの大きさを見出すか、又は上記及び米国特許出願公告第２００３／０１６７１２１Ａ１号に示されたような何らかの他の手段によりＲを知ることが必要である。又、方法３は、｜Ａ｜を決定するための平方根を必要とするが、｜Ａ｜｜Ａ｜を計算するための平方根は必要とされない。
【０１７９】
この例では、回転がｙ軸の周りであり、従って、ｙの値は変化しない。ここでは、示されたポイント座標がポイント＝（ｘ、ｚ）であり、Ｐ１は１０°の回転から生じる。
2007524805.tif 000006
【０１８０】
新たに計算された校正ポイントＣ１’は、予想ポイントＣ１と計算されたポイントＣ１’との間のベクトルの大きさと共に、各方法から示される。この大きさエラーは、ポイントＣ０及びＣ１により定義された予想ベクトルの長さと比較され、パーセントエラーを得る。
2007524805.tif 000007
【０１８１】
明らかに、方法２及び３は、方法１に勝る著しい改善である。
【０１８２】
ピッチ及びロールセンサが使用できる場合には、これらセンサの出力を使用して、コンパスセンサの動的及び静的の両傾斜を修正することができる。図３９は、コンパス処理回路１１０のマイクロプロセッサに結合できる回路のブロック図である。
【０１８３】
この場合も、アナログ装置ＡＤＸＬ２０２Ｅは、加速度を傾斜に変換することができる１つの考えられる二重軸傾斜センサ９００である。適当な値は、Ｒ１＝１２５ｋΩ、Ｒ２及びＲ３＝４２５ｋΩ、Ｃ１及びＣ２＝０．４７μＦ、Ｃ３及びＣ４＝４．７μＦである。これらの値は、安定な動作のために選択されたものであり、且つ磁力計データに適用されるフィルタ特性にマッチングするためのものである。従って、いずれ、測定されたピッチ又はロールエラーは、それに対応する測定された磁界とマッチングされる。
【０１８４】
加速度計は、その感知軸が重力に垂直である（地表面に平行である）ときに最も傾斜に敏感となる。加速度計からの出力信号が、−１ｇと＋１ｇとの間で変化する加速度に変換されると、度数の出力は、次のように計算される。
ピッチ＝ａｓｉｎ（Ａｘ／１ｇ）
ロール＝ａｓｉｎ（Ａｙ／１ｇ）
【０１８５】
測定されたピッチ及びロールは、上記及び米国特許出願公告第２００３／０１６７１２１Ａ１号に教示された方法に組み込むことができる。平均磁界を計算する直後（ノイズフィルタの後）であって、且つＰｏｉｎｔＳｅｔのポイントを更新するか又は現在ヘッディングを決定する前に、測定されたピッチ及びロール角度を使用して地球平面に座標を回転して戻す。
【０１８６】
右手座標系を使用し、そして右手回転を正の角度の回転として定義すると、次の式を使用して座標変換が行われ、ここで、フィルタリングされた磁力計ポイントを（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）とすると、地球表面へ回転して戻されるポイントは、次のようになる。
Ｈｅｘ＝Ｈｘ＊ｃｏｓ（ピッチ）−Ｈｙ＊ｓｉｎ（ロール）ｓｉｎ（ピッチ）−Ｈｚ＊ｃｏｓ（ロール）ｓｉｎ（ピッチ）
Ｈｅｙ＝Ｈｙ＊ｃｏｓ（ロール）−Ｈｚ＊ｓｉｎ（ロール）
Ｈｅｚ＝Ｈｘ＊ｓｉｎ（ピッチ）＋Ｈｙ＊ｓｉｎ（ロール）ｃｏｓ（ピッチ）−Ｈｚ＊ｃｏｓ（ロール）ｓｉｎ（ピッチ）
【０１８７】
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態に対して多数の類似性を有する。例えば、同じハードウェアを使用して両実施形態を具現化することができる。しかしながら、以下に述べる第２の実施形態の特定例は、Ｘ及びＹ軸センサのみを使用する限りにおいて、二次元の近似幾何学形状パターンをプロットするという点で相違する。しかし、以下に述べる第２の実施形態は、第３のセンサを合体し及び／又はセンサデータを三次元で操作するように変更することができる。
【０１８８】
第１の実施形態と同様に、第２の実施形態は、多数の繰り返しを経て決定された最良適合パターンである近似幾何学形状パターンを使用して乗物ヘッディングを導出する。磁気センサからデータが得られたときに、そのデータは、先ず、データポイントが安定であるかどうか決定するように処理される。次いで、安定なデータポイントが処理されて、最も最新の基準データポイントが最上部となるような基準リストに維持された基準データポイントのリストを作成する。古い基準ポイントが改定されると、それらは、リストの最上部へ移動される。従って、すたれたポイントは、以下に述べるように、スタックの最下部からドロップアウトされる。基準ポイントは、最良適合の幾何学形状近似パターンを決定するのに使用され、ひいては、乗物ヘッディングの決定に用いられる校正ポイントを決定するのに使用される。近似幾何学形状パターンは、基準ポイントのＸ及びＹ値、仮定した半径Ｒ、及び近似幾何学形状が円形又は楕円形のいずれかであるのを許すのに使用される楕円定数Ｋに基づいて、多数の繰り返しを経て計算される。最良適合近似パターンが決定されると（即ち、最低のエラーメトリック値を与えるパターン）、エラーメトリックを使用して信頼レベルが決定される。この信頼レベルは、更に、リスト内にある基準ポイントの数、及び乗物走行の距離及び／又は時間に基づいて決定することができる。以下に詳細に述べるように、次いで、この信頼性レベルを使用して、ちょうど読み取られた磁気データポイントがコンパスシステムのその後の校正の基準ポイントとして使用するのに充分なほど安定しているかどうか決定するためのスレッシュホールドをセットする。又、信頼性レベルを使用して、安定な磁気データポイントを基準リストに追加できるか又はリストに既にあるポイントで平均化できるかを決定することもできる。このプロセスの詳細は、残りの添付図面を参照して以下に説明する。
【０１８９】
図２２Ａは、第２の実施形態の特定例に対するメインプロセスのフロー図である。メインプロセス５００は、ハードウェアが初期化されるステップ５０２で始まる。これは、Ｉ／Ｏ、メモリ、磁力計及びディスプレイの初期化を含む。次いで、ステップ５０４において、コンパス回路１００（図３）の処理回路１１０は、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）１１２に記憶されたデータが有効であるかどうか決定する。もしそうでなければ（新たな乗物の最初の始動時のように）、プロセスは、図２２Ｂを参照して以下に詳細に述べる校正解除(decalibrate)サブルーチン５０６へ進む。さもなければ、ＮＶＭ１１２に有効なデータがある場合には、処理回路１１０は、良好な校正解決策に充分な基準ポイント（例えば、４つ以上の基準ポイント）が累積及び記憶されているかどうか決定する。もしそうでなければ、校正解除サブルーチン５０６が実行される。さもなければ、プロセスは、ステップ５１０へ進み、事象駆動及びバックグランドタスクがスタートされる。プロセスが校正解除ルーチン５０６から復帰すると、プロセスはステップ５１０に進む。ステップ５１０の間に実行される事象及びバックグランドタスクは、磁界処理タスク（図２２Ｃ）、安定ポイント処理（図２２Ｄ）、及びディスプレイ更新タスク（図２２Ｅ）を含む。これらのタスクは、以下に詳細に説明する。
【０１９０】
事象駆動及びバックグランドタスクの実行に続いて、処理回路１１０は、ステップ５１２へ進み、アイドルタスク又はルーチンを実行する。このようなアイドルタスク又はルーチンは、図２２Ｆ及び２２Ｇを参照して以下に説明するが、最良適合の幾何学形状近似パターンを識別するプロセスを含む。
【０１９１】
ステップ５１０及び５１２は、乗物のイグニッションがオンに留まる限り連続的に実行される。乗物のイグニッションがオフにされると、プロセスはステップ５０２で始まる。従って、校正解除サブルーチン５０６は、乗物イグニッションの作動に続いて実行されるだけである。
【０１９２】
図２２Ｂに示すように、校正解除サブルーチン５０６は、ステップ５２０で始まり、学習した基準ポイントの数がゼロにセットされる。これは、最も新しい校正解決策をフレッシュな基準ポイントに基づいたものとするのを許す。これは、磁気センサがミラーハウジングに取り付けられたときに意義がある。というのは、新たな運転者がイグニッションサイクルとサイクルとの間に乗物に入ってミラーハウジングを傾斜又は回転させることがあるからである。別の効果は、乗物が製造中に組立ラインに沿って移動するときに得られる過渡的データを廃棄することである。
【０１９３】
次いで、ステップ５２２において、処理回路１１０は、エラーメトリックを高い値にセットする。これは、信頼性レベルが低いレベルであることにより、磁気データポイントが基準ポイントとして適格であるためのスレッシュホールド要求を下げ、ひいては、コンパスシステムを校正するのに使用される基準ポイントのリストをより迅速にポピュレートするのを確保するために行われる。
【０１９４】
ステップ５２４において、処理回路１１０は、変数をデフォールトレベルにセットし、例えば、仮定した半径Ｒ及び楕円定数Ｋをデフォールト値にセットする。好ましい実施形態では、半径が２００ｍＧにセットされそして楕円定数がＫ＝１２８にセットされる。これら変数を使用する仕方は、以下で詳細に説明する。
【０１９５】
次いで、ステップ５２６において、情報がＮＶＭ１１２に書き込まれる。このような情報は、半径及び楕円定数の現在値を含み、そしてデータポイントの数及びエラーメトリック値を含むこともできる。その後、校正解除ルーチン５０６が完了となり、プロセスは、図２２Ａに示すメインプロセス５００のステップ５１０に復帰する。
【０１９６】
上述したように、メインプロセス５００のステップ５１０で実行される事象駆動及びバックグランドタスクの１つは、図２２Ｃに示す磁界処理タスク５３０を含む。この磁界処理タスク５３０は、例えば、４から２０Ｈｚの周期的サンプリングレートで実行される。図示されたように、このような処理における第１ステップは、磁力計センサ５３２からデータを読み取ることである。この生のデータは、次いで、フィルタリングされ、次いで、ｘ及びｙ値の平均値と第２導関数がステップ５３４において計算される。より詳細には、このプロセスでは、生のデータｘ及びｙのフィルタリングされた値（ｘf及びｙf）が次のように計算される。
ｘf＝（ｘ＋ｘavg）／２
ｙf＝（ｙ＋ｙavg）／２
但し、上記２つの式におけるｘavg及びｙavgは、次のように計算される以前に計算された連続重み付け平均値である。
ｘavg＝（ｘf＋ｘavg＊６）／７
ｙavg＝（ｙf＋ｙavg＊６）／７
次いで、新たな第１の導関数ｄｘnew及びｄｙnewは、次のように計算される。
ｄｘnew＝ｘf−ｘavg
ｄｙnew＝ｙf−ｙavg
従って、第２の導関数ｄ2ｘ及びｄ2ｙは、次のように計算される。
ｄ2ｘ＝ｄｘnew−ｄｘprev
ｄ2ｙ＝ｄｙnew−ｄｙprev
ここで、ｄｘprev及びｄｙprevは、以前に計算された第１導関数である。上記計算が完了すると、ｄｘnew及びｄｙnewの値が各々ｄｘprev及びｄｙprevに記憶され、そして平均値ｘavg及びｙavgは、上記式を使用して新たなフィルタリングされたデータポイントを合体するように適応される。
【０１９７】
次いで、ステップ５３６において、処理回路１１０は、既存の基準データポイントセットの信頼性レベルを評価する。上述したように、信頼性レベルは、エラーメトリック、基準データポイントセットにおけるデータポイントの数の関数として決定されると共に、乗物の走行距離及び／又は走行時間の関数であってもよい。より詳細には、処理回路１１０は、基準リストにおける基準ポイントの数が指定数（例えば、４ポイント）以下であるか、或いは平均エラーが第１スレッシュホールド（例えば、８０００）より大きい場合に、信頼性レベルを「低」にセットする。平均エラーは、近似幾何学形状パターンが現在データセットにいかに良好に適合するかの尺度であり、図２２Ｇに関連して以下に詳細に説明する。「低」信頼性レベルを指定するための２つの条件をいずれも満足しない場合には、処理回路１１０は、基準リストにおける基準データポイントの数が所定範囲（例えば、５から６ポイント）内であるかどうか、又は平均エラーが第２スレッシュホールド（例えば、４０００）より大きいが第１スレッシュホールドより小さいかどうかを決定する。いずれかの条件が真である場合には、処理回路は、信頼性レベルを「中間」にセットする。「低」又は「中間」信頼性レベルを指定するための条件がどれも真でない場合には、処理回路は、信頼性レベルを「高」にセットする。
【０１９８】
次いで、ステップ５３８において、信頼性レベルに基づいて、時間遅延、ポイント間隔、生データがノイズ性であるかどうかの決定、動き、及びヘッディングの安定性に対するスレッシュホールドがセットされる。例えば、信頼性レベルが「低」である場合には、ノイズスレッシュホールドが２５ｍＧにセットされそして時間遅延が２秒にセットされ、信頼性レベルが「中間」である場合には、ノイズスレッシュホールドが１５ｍＧにセットされそして時間遅延が６秒にセットされ、そして信頼性レベルが「高」である場合には、ノイズスレッシュホールドが５ｍＧにセットされそして時間遅延が８秒にセットされる。時間遅延は、データが基準ポイントとして使用するのに充分なほど安定であることを確保するのに使用され、従って、既存の基準ポイント及び解における信頼性レベルが高いほど、既存の基準ポイントに置き換わるのが困難となる。更に、信頼性レベルが低いほど、より高い信頼性レベルで解を計算するためにシステムが新たな基準ポイントを取得し受け容れるのがより迅速になる。乗物が移動しているかどうか決定するためのスレッシュホールドは、例えば、２ｍＧの固定値であってもよいし、又は信頼性レベルの関数として可変であってもよい。時間遅延は、データが、安定と考えられるに充分なほど長い時間周期中、ノイズスレッシュホールドより低かったかどうか決定するときに、図１３を参照して述べた前記実施形態に使用されたのと同様に使用されてもよい。信頼性レベルに基づくポイント間隔のスレッシュホールドは、図２２Ｄのステップ５５２に関連して以下に述べるように決定される。
【０１９９】
ステップ５４０において、処理回路１１０は、ノイズレベルを計算する。ノイズレベルは、次のように計算される。
ノイズレベル＝ＳＱＵＡＲＥＲＯＯＴ［（ｄ2ｘ）2＋（ｄ2ｙ）2］
平方根関数の計算は、低コストのプロセッサにとって時間のかかるプロセスであるから、ノイズレベルの二乗を評価することにより、同様であるが、あまり時間のかからない結果を得ることができる。或いは又、ノイズレベルは、実効値(root mean square)又は平均二乗エラー(mean square error)を使用して計算されてもよい。例えば、ノイズレベルは、１／２ｌｏｇ［（ｄ2ｘ）2＋（ｄ2ｙ）2］に等しくセットされてもよい。
【０２００】
ステップ５４２において、処理回路１１０は、計算されたノイズレベルと、ステップ５３８で決定されたスレッシュホールドとに基づいて乗物が移動しているかどうか決定する。従って、乗物は、ノイズレベルがスレッシュホールド（例えば、２ｍＧ）を越える場合に移動していると考えられる。ノイズ符号は、各乗物モデルに対して変化してもよく、そしてコンパスがインストールされる乗物に関連して使用されるべきノイズスレッシュホールドは、インストールの後に、又は乗物モデルが前もって分かる場合にはインストール前に工場で予めロードされてもよい。処理回路１１０は、ノイズが乗物の移動に起因するときを特徴付けるための既知のデジタル信号処理技術を実行することができる。又、処理回路は、ノイズレベルが、例えば、２秒のような所定時間中、スレッシュホールドを越えることを必要としてもよい。次いで、ステップ５４４において、処理回路１１０は、ノイズフラグがセットされたかどうかに基づいてヘッディングが安定であるかどうか決定する。ノイズフラグは、最初、計算されたノイズレベルが確立されたノイズスレッシュホールドを越えたときにセットされ、そしてノイズレベルがノイズスレッシュホールドより下がって、確立された時間遅延中そのスレッシュホールドより低く留まるまで、セット状態に保たれる。
【０２０１】
ステップ５４６において、処理回路は、乗物が移動しているかどうか、データが安定であるかどうか、そしてデータにノイズがないかどうか決定する。これら条件の各々が真である場合に、処理回路１１０は、安定ポイント処理サブルーチン５４８を実行する。さもなければ、磁界処理サブルーチン５３０が終了となり、コントローラは、メインプロセス５００へ復帰する。ノイズレベル及び平均値をスレッシュホールドと比較して、データにノイズがあるかどうか決定する。ノイズ又は動きが感知された場合には、カウントダウンタイマーが初期化される。ノイズ又は安定性のロスは、図１３を参照して上述したのと同様にカウンタをリセットする。
【０２０２】
安定ポイント処理サブルーチン５４８は、図２２Ｄに一般的に示されている。図２２Ｄに示すように、サブルーチンの第１ステップ（ステップ５５０）は、磁界処理サブルーチン５３０で得られた安定なデータポイントに対して、基準ポイントのリストに含まれた最も近いポイント及び２番目に近いポイントを見つけることである。次いで、ステップ５５２において、処理回路は、信頼性レベル、現在半径、及び基準ポイントのリストに含まれたポイントの数に基づいて、新たなデータポイントに対する最小の間隔を確立する。大きな最小間隔に起因する条件は、高い信頼性レベルと、大きな半径と、リスト内の多数の基準ポイントとを含む。例えば、「低」信頼性レベルの場合、最小間隔は、現在半径／３（通常、約６７ｍＧ）にセットされ、「中間」信頼性レベルの場合、最小半径は、現在半径／２（通常、約１００ｍＧ）にセットされ、そして「高」信頼性レベルの場合、最小半径は、現在半径ｘ３／４（通常、約１５０ｍＧ）にセットされる。次いで、ステップ５５４において、処理回路は、基準リストの最も近いポイントと新たな安定なデータポイントとの間の間隔距離が、ステップ５５２で確立された最小間隔より大きいかどうか決定する。この距離が最小間隔より大きい場合には、プロセスはステップ５５６へ進み、新たな安定データポイントが新たな基準ポイントとして基準リストに追加される。最も最近の基準ポイントをリストの最上部に記憶するのが好ましいが、基準ポイントの各々は、メモリスタックにおいて１位置だけシフトダウンされ、そしてメモリスタックがオーバーフローした場合に最後の基準ポイントが削除される。さもなければ、以前の基準データポイントの各々が維持される。次いで、ステップ５５８において、新たなデータポイントがスタックの最上部に追加され、そしてステップ５６０において、基準ポイントのリストがＮＶＭに記憶され、その後、磁界処理サブルーチン５３０に復帰し、次いで、メインルーチン５００に復帰する。
【０２０３】
ステップ５５４において、処理回路が、最も近いポイントと新たなデータポイントとの間の距離が最小間隔要求以下であることを決定した場合には、処理回路は、ステップ５６２において、最も近いデータポイントが基準ポイントのリストの最上部に既に位置しているかどうか決定する。もしそうであれば、プロセスはステップ５６８へ進む。さもなければ、ステップ５６４及び５６６が最初に実行される。ステップ５６４において、処理回路は、最も近い基準ポイントをスタックの最上部へ移動するようにスタックを再構成する。ステップ５６６において、ＮＶＭの書き込みがその後に必要になることを指示するために、ＮＶＭフラグがセットされる。
【０２０４】
ステップ５６８において、処理回路は、２番目に近いポイントが新たなデータポイントに近づき過ぎているかどうか決定する。これは、２番目に近いデータポイントが、新たなデータポイントから固定距離（例えば、７５ｍＧ）以内にあるか、或いは最小間隔（例えば、最小間隔の現在値）及び／又は半径の関数として定義された距離内にある場合に起こり得る。このようなポイントを平均化しない１つの理由は、Ｓ曲線が２つのポイントを一緒に引っ張って無意味の解像度(lost resolution)を生じさせるためである。従って、２番目に近いポイントが近づき過ぎている場合には、プロセスはステップ５７２へ進む。さもなければ、２番目に近いポイントが近づき過ぎていない場合には、処理回路は、最初に、ステップ５７０を実行した後に、ステップ５７２へ進む。ステップ５７０において、現在データポイントが、今やスタックの最上部にある最も近いポイントと平均化され、そして平均値がスタック内の第１位置に戻される。
【０２０５】
ステップ５７２において、処理回路は、ＮＶＭフラグがセットされたかどうか、或いはスタックの最上部のポイントが最小ミリガウス数で移動されたかどうか決定する。ＮＶＭフラグを使用して、ＮＶＭへの書き込み回数を最小にし、ＮＶＭの寿命を延長する。これらの条件のいずれかが真である場合には、処理回路は、ステップ５６０においてＮＶＭへ書き込みを行った後に、復帰するか、さもなければ、ＮＶＭに書き込みを行わずにメインプロセスルーチン５００に単に復帰する。ポイントが移動されるところの最小ミリガウス数は、例えば、３０ミリガウスでよい。
【０２０６】
図２４Ｄに示すプロセスは、安定なデータポイントが取得されるたびに実行され、基準ポイントのリストが最も最近のデータで連続的に更新されるようにする。これは、最も最近の安定な基準ポイントを使用してコンパスの校正が連続的に更新されるよう確保する。
【０２０７】
メインプロセスルーチン５００のステップ５１０で実行される付加的な事象駆動及びバックグランドタスクは、図２２Ｅに示す表示更新サブルーチン５８０である。このサブルーチンは、データの短時間平均値を使用して、例えば、２秒ごとの周期的ベースで実行されるのが好ましい。長時間平均を使用して、より多くのフィルタリングを行ってもよい。
【０２０８】
表示更新サブルーチン５８０は、良好な解に対して充分な基準ポイントが得られたかどうかをステップ５８２で決定することで始まる。例えば、正確な校正を確保するに充分な基準ポイント（例えば、４ポイント）が得られない場合には、表示されたヘッディングが更新されない。充分な基準ポイントが得られると、プロセスはステップ５８４へ進み、処理回路は、ノイズフラグがセットされたかどうか決定する。ノイズフラグがセットされた場合には、システムは、ノイズデータを使用してヘッディング表示を更新することはしない。従って、受信したデータにもはやノイズがないという決定がステップ５８４においてなされるときまで、表示は更新されない。次いで、ステップ５８６において、平均値が近似幾何学形状パターンからあまり離れ過ぎて位置しているかどうかの決定がなされる。平均値が近似幾何学形状パターンから離れ過ぎている場合には、ヘッディングが更新されない。一方、平均値が近似パターンに充分近づいている場合には、プロセスはステップ５８８へ進む。近似幾何学形状パターンの周囲からの許容距離に対する典型的な限界は、０．５Ｒ及び１．５Ｒである。或いは又、最良適合楕円探索ルーチン６０４におけるエラー方程式は、この点においてのみ使用され、その値が所定スレッシュホールドと比較されてもよい。
【０２０９】
ステップ５８８において、最も最近のデータの平均値に対する校正ポイントから乗物ヘッディングが計算される。これは、平均データポイントのΔＹ値（ｙavg−ｙcal）にＫ／１２８の値を乗算するか又はそれで除算し、次いで、この技術で一般的に知られた逆タンジェントを計算することにより行われる。新たに計算されたヘッディングは、次いで、ステップ５９０で表示され、プロセスは、次いで、メインプロセスルーチン５００へ復帰する。
【０２１０】
メインプロセスルーチン５００のステップ５１２で実行されるアイドルタスクは、図２２Ｆ及び２２Ｇを参照して以下に説明する。より詳細には、図２２Ｆに示すように、第１ステップ６００は、良好な解のために基準リストに充分な基準ポイントが記憶されているかどうか決定することである。この場合も、好ましい実施形態では、良好な解のために４つのデータポイントで一般的に充分である。充分な基準ポイントがない場合には、プロセスはメインプロセスルーチン５００へ復帰し、このプロセスは、良好な解に対して充分な基準ポイントが得られるときまで続けられる。充分な基準ポイントが得られると、ステップ６０２が実行され、重要な変数が一時的な作用コピーへ複写される。例えば、これは、基準ポイントリスト、最良適合幾何学形状パターンの半径、パターンの楕円定数Ｋ、及びパターンの中心校正ポイントの作用コピーを含む。次いで、最良適合楕円探索ルーチン６０４が実行される。最良適合楕円探索ルーチン６０４は、図２２Ｇを参照して以下に説明する。
【０２１１】
この最良適合プロセス６０４は、最良エラーメトリック値を、１００００のような高い値にセットすることによりスタートする（ステップ６０６）。基準リストに記憶された基準ポイントの平均値Ｘ及びＹを比較することにより近似円の校正中心ポイントに関して初期推定がなされる（ステップ６０８）。最初に、Ｒ＝２００ｍＧのデフォールト半径値が使用され（ステップ６１０）、そしてＫ＝１２８のデフォールト楕円定数が使用される（ステップ６１２）。第２の好ましい実施形態の好ましい実施は、次の式を使用して、近似幾何学形状パターンを定義する。
（ｘavg−ｘcal）2＋（Ｋ／１２８（ｙavg−ｙcal））2＝Ｒ2
【０２１２】
当業者に明らかなように、上記式は、楕円定数を式に導入する値Ｋ／１２８を除き、円に対するものである。最初にＫを１２８にセットすることにより、近似幾何学形状に対する初期推定は、半径が２００ｍＧで且つ中心ポイントが基準リスト内の基準ポイントの平均Ｘ及びＹ値に対応する円に対するものである。ステップ６１４に示すように、中心ポイント（ｘcal、ｙcal）、半径Ｒ、及び楕円定数Ｋであって、最低エラーメトリックを生じ、ひいては、基準リストに含まれた基準ポイントに対して最良の適合を与える楕円定数に対して、徹底的な繰り返しサーチがなされる。ステップ６１６に示すように、各基準ポイントに対してエラー値が決定され、そして加算されて、エラーメトリックを決定する。より詳細には、近似幾何学形状に対する特定基準ポイントのエラーは、次の式を用いて計算される。
エラー＝ＡＢＳ［（ｘ−ｘcal）2＋（Ｋ／１２８（ｙ−ｙcal））2−Ｒ2］
【０２１３】
ステップ６１６において、処理回路は、基準ポイントのどれが最も高いエラーを有するかについてフラグを立て、このエラーの量がセーブされる。次いで、ステップ６２０において、全基準ポイントからのエラーを加算することによりエラーメトリックが計算される。次いで、ステップ６２２において、最悪のデータポイントの影響が、エラーの和からそのエラーを減算することにより除去される。次いで、ステップ６２４において、処理回路は、このように計算されたエラーの和が、それまでに得られた最良のエラー和より低いかどうか決定する。エラーがそれ以前の最良の適合より低い場合には、ｘcal、ｙcal、Ｒ及びＫの値が記憶され（ステップ６２６）、その後、ステップ６２８へ進み、ここで、ｘcal、ｙcal、Ｒ及びＫの全ての値がテストされたかどうかの決定がなされる。もしそうでなければ、プロセスはステップ６３０へ進み、ステップ６１６−６２８を経てループバックすることで、ｘcal、ｙcal、Ｒ及びＫ値の次のセットが試みられる。このループは、ステップ６２８で全ての値がテストされるまで続けられ、この場合に、ループは完了となり（ステップ６３２）、そして各基準ポイントに対するエラーの和を基準リストにおける基準ポイントの数で除算することにより、最良適合アルゴリズムに基づく平均エラーが計算される。この値を使用して、上述したように信頼性レベルが決定される。次いで、プロセスは、アイドルルーチン５１２のステップ６３４へ復帰する。
【０２１４】
ステップ６３０においてどの値を次に試みるかを決定する際に、好ましい実施形態では、先ず、値ｘcalが、１０ｍＧ増分で、基準データポイントのｘ部分の平均値より高い４００ｍＧの値まで増加され、その後、ｘcalの値は、１０ｍＧ増分で、−４００ｍＧの値に達するまで減少される。次いで、最良適合（即ち最低エラーメトリック）に達したｘcalの値を使用して、ｙcalの値が同様に増加及び減少される。これらの段階が行われると、ｘcalの値が、それまでに見つかった最良適合基準ポイントの周りで、１ｍＧステップで１０ｍＧだけ増加され、次いで、１ｍＧステップで１０ｍＧだけ減少される。次いで、最低エラーメトリックを与えるｘcalの値が記憶されて使用される一方、ｙcalを１ｍＧ増分で同様に増加及び減少する。このようにして、最良の値ｘcal及びｙcalが決定されると、半径Ｒの値が同様に増加及び減少されて、最良の半径適合を得る。同様に、Ｋの値が増加及び減少されて、近似パターンの楕円性を調整し、最良適合を得る。
【０２１５】
好ましい実施形態では、基準リストが８つの基準ポイントに制限される。しかしながら、リストに含まれる基準ポイントの数は、希望の解像度及び処理回路の処理速度に基づいて変化し得ることが明らかである。一般に、基準リストに含まれる基準ポイントが多いほど、最良適合近似パターンを識別するに必要な処理時間が長くなる。更に、現在の好ましい最良適合アルゴリズムを上述したが、より速い近似及び／又はより健全な近似のいずれかを与える他の最良適合アルゴリズムを使用してもよい。
【０２１６】
最良適合楕円探索サブルーチン６０４が完了すると、処理回路は、アイドルサブルーチン５１２のステップ６３４（図２２Ｆ）に復帰する。このステップ６３４において、最良適合の校正ポイント、半径、楕円定数及びエラーメトリックは、メイン処理ルーチンにより使用されるメモリ位置にコピーして戻され、新たな解を使用して乗物ヘッディングが計算され表示される。ステップ６３６において、校正ポイントが、不揮発性メモリに新たな情報を正当に書き込むのに充分な量だけシフトされたかどうか決定される。もしそうであれば、ステップ６３８において、情報がＮＶＭに書き込まれた後に、処理がメイン処理ルーチンへ復帰される。ステップ６３６は、ＮＶＭへの書き込みの回数を制限し、ひいては、ＮＶＭの寿命を延長させるために実行される。
【０２１７】
図２３は、本発明を実施することにより得られる特定の効果を示す。図２３に示すように、データポイントＡ−Ｈは、順次に得られる基準データポイントを表わし、データポイントＡは、最初に得られる基準データポイントである。上述したように、これらの基準ポイントは、８個以上の基準ポイントのリストに記憶される。又、上述したように、最良適合近似幾何学形状パターンを、４つ程度のデータポイントから決定することができる。従って、図２３に示す例では、最初の４つの基準データポイントＡ−Ｄが、中心校正ポイント（ｘcal、ｙcal）を有する最良適合近似パターンＭを生じさせる。
【０２１８】
基準データＥが得られるときに、この基準データポイントＥは、基準リストの最上部に追加される。しかしながら、近似地理的パターンＭから基準ポイントＥまでの距離は非常に大きいので、基準データポイントＥは、近似パターンＭを場合によって繰り返し選択又は再選択するのに使用される基準データポイントから除外されてもよい。基準データポイントを除外すべきかどうかの判断は、所定のスレッシュホールドより大きくエラーメトリックが増加するか、或いは所定距離より大きく近似パターンＭの校正中心ポイントが移動するかに基づいて行われてもよい。
【０２１９】
それに続いて、基準データポイントＦが基準リストに追加されるときには、ポイントＥ及びＦを使用することから生じるエラーメトリックの増加に基づいて、基準データポイントＦが除外されてもよい。基準データポイントＧが得られるときにも同様の結果が適用される。しかしながら、基準データポイントＨが得られるときには、ポイントＥ−Ｈは、最良適合近似パターンのそれら自身の解を保証するに充分な数のポイントを構成する。従って、この点において、ポイントＡ−Ｄは、解から除外されるか、或いはポイントＡ−Ｄ及びＥ−Ｈの各セットに対して２つの良好な近似パターンが各々ある場合には、２つの解を記憶し、そしてその後、乗物ヘッディングを決定するのに使用できる。ポイントＥ−Ｈに最良適合する最良適合幾何学形状パターンＮは、ポイントＥ−Ｈが８個の基準ポイントのうちの最も最近得られたものであるので、使用される。上述したような状況が生じたときには、基準リストの２つの個別のセットが記憶されて、別々に更新される。従って、例えば、基準データポイントＥ−Ｈに最良適合する付加的な基準データポイントがその後に得られると、この新たな基準データポイントは、２つのリストの一方における基準データポイントＡに置き換わるが、必ずしも他方のリストのものには置き換わらない。これは、２つの別々の解を同時に記憶するのを許すが、最も最近の基準データポイントに最良適合する２つの解の一方が選択される。このような筋書きは、おそらく、磁気センサがバックミラーハウジングに取り付けられ、そして２人の異なる運転者が乗物を使用し、ミラー位置を２つの異なる各々の位置に調整するときである。又、これは、乗物の一時的な磁気擾乱が存在して、得られたデータポイントの位置に一時的なシフトを生じさせるときにも生じ得る。従って、２つの近似パターン（例えば、パターンＭ）の第１パターンにより厳密に適合する基準データポイントが得られたときには、システムはその第１近似パターンに復帰して、ミラーハウジング位置の変化又は乗物磁気状態の変化に迅速に適応することができる。
【０２２０】
上述したように、近似解の信頼性レベルが高くなるにつれて、新たな基準ポイントに対するフィルタリングスレッシュホールドも対応的に増加する。従って、基準リストにおける最後の幾つかの基準ポイントを学習するか、或いは基準リストにおける基準ポイントを置き換え又は変更するのに長い時間を要することがある。その結果、図２３を参照して上述したように、感知された乗物磁気状態の急激な変化に対するシステムの応答は、望ましいほど迅速でないことがある。一方が他方より低いフィルタリングスレッシュホールドをもつ２つの別々の基準リストを使用することにより、システムは、新たな基準ポイントをより迅速に学習して、感知された乗物磁気状態の急激な変化に対して調整することができる。
【０２２１】
コンパスセンサが乗物内の電気作動装置付近に配置されたときには、このような装置が障害磁界を生じて、コンパスセンサの読みに不正確さを引き起こすことがある。米国特許第４，９５３，３０５号のような幾つかの特許は、コンパスシステムを連続的に再校正することによりこのような問題に対処するが、このような再校正は、障害作用を補償するのにしばしば長い時間を要すると共に、その後に、乗物のアクセサリーがもはや作動されないときに調整して戻すのにも長い時間を要する。米国特許第５，５１１，３１９号、及び第６，２８６，２２２号は、このような障害装置が作動されるときにそれを指示する信号をワイヤード接続を経て受信し、コンパス処理回路が、その装置により生じる作用を、その装置の動作の結果として感知磁界に対する予想される変化に基づいてより迅速に補償できるようにするコンパスシステムを開示している。しかしながら、このような予想を厳密に行うことは困難であり、従って、コンパスセンサの読みは、このような乗物装置が作動されるときには正確でないことがある。例えば、負荷抵抗の変化、製造変動、バッテリ電圧の変動、センサ感度変化、及び機械的整列の変化によって障害が生じ得る。又、このようなワイヤード接続は、常に可能ではないし、又、実際的でもない。例えば、全ての乗物装置が、それが作動しているときを指示する信号を出力するというのではない。更に、サンルーフやコンバーティブルトップのような乗物装置のコントローラは、そのサンルーフやコンバーティブルトップの開又は閉状態を表わす信号を発生せず、開きつつあるか又は閉じつつある間に信号を発生するだけである（サンルーフ又はコンバーティブルトップが自動的に開閉される場合）。特に最近のメタルコンバーティブルハードトップは、それらが開状態であるか閉状態であるかに基づいて乗物の磁気に著しい変化を生じさせる。
【０２２２】
乗物に最近追加されている乗物装置で、感知される磁界に障害を引き起こし得る乗物装置の１つの他の形式は、乗物の導電性風防ガラスの使用である。このような導電性ガラスは、電流を流したときに熱が発生されて風防ガラスを加熱し、ひいては、雪や氷や霧の風防ガラスをクリアにするに充分な抵抗値を有する透明な導電性材料の多数の非常に細いワイヤ又は小さなストリップを含む。このような導電性ガラス又は電子アクセサリーに対する典型的なオン／オフ信号が図４０に示されている。
【０２２３】
本発明は、多数の補償手段を使用して、感知された磁界に対するこれら電気的乗物アクセサリーの作用の不正確な予想に関連した問題を克服する。このような補償手段の第１は、これら乗物アクセサリーに供給されるオン／オフ信号に対してコンパスサンプルのタイミングを取ることに関連してこれらのアクセサリーを作動する制御機構を変更することで補償を行うコントローラである。より詳細には、図４１に示すように、障害を生じ得る乗物アクセサリーに供給される電力が低又はオフ状態にあるときに、コンパスは、上述した規則的なサンプリングレートでサンプルを取り出す。しかしながら、障害を生じ得る乗物アクセサリーがオンにされると、アクチベーション信号の電力レベルが増加する。しかしながら、本発明は、乗物アクセサリーを周期的に高アクチベーション状態と低アクチベーション状態との間でパルス付勢し、そして周期的アクチベーション信号の低電力中にコンパスセンサの読み取りをタイミング合わせすることを意図する。これを達成するために、乗物アクセサリーの状態を与える信号が、簡単なワイヤ又はバス接続のいずれかを経てコンパス処理回路へ送信される。コンパス処理回路１１０は、この信号を使用して、コンパスセンサによるサンプリングの同期を取る。サンプルレートは、アクセサリーのオン状態とオフ状態との間で変化し得る。多数のアクセサリーが使用される場合には、処理回路は、各アクセサリーに対する個別の信号を受信してもよいし、又は信号を処理して、全てのアクセサリーがオフ又は低電力サイクルにあるときを決定してもよい。アクセサリーのパルス付勢は、コンパスセンサのサンプリングに対して充分なオフ時間間隔を確保するために互いに同期させることができる。乗物アクセサリーをアクチベートするのに使用される種々の信号は、乗物バス、ローカルバス、専用ワイヤ（１つ又は複数）及び／又はワイヤレス通信を経てコンパス処理回路へ送信されてもよい。
【０２２４】
前記コンパス手段は、導電性風防ガラスに関連して使用されるものとして説明したが、この補償方法は、ファン、送風機、ライト、風防ガラスのワイパー等の他の乗物アクセサリーからのノイズを補償するのに使用されてもよい。
【０２２５】
導電性風防ガラスにより生じる電界の作用を補償するための補償手段の別の形式は、電流の方向及び加熱される風防ガラスの部分を周期的変更形態で変更するか、或いは少なくともコンパスセンサに接近したエリアにおける導電性ストリップを、１つおきのストリップ又は何本かおきのストリップ群がその隣接ストリップとは逆方向に電流を通流するように構成又はパターン化することにより、作用を減少する窓コントローラである。このようにして、２つの異なる逆向きの磁界が風防ガラスに発生されて、少なくともコンパスセンサの付近で互いにゼロ化する。同様に、風防ガラスの一方の半分の導電性ストリップを、風防ガラスの他方の半分の導電性ストリップとは逆の極性で駆動して、少なくともコンパスセンサが配置される風防ガラスの中間に各側で発生される磁界をゼロ化することができる。このような分割システムは、電気的に直列に結合して、電気的接続の数を２つのこのような接続に保持することができる。更に別の補償手段は、窓又はミラーに設けられて、加熱された窓により発生されるものをゼロ化する磁界を発生する補償コイルである。更に別の補償手段は、コンパスセンサの位置又はその周りに選択的に配置された導電性又は他のシールドコーティングである。
【０２２６】
加熱された風防ガラス、デフロスター、風防ガラスワイパー及び他の乗物アクセサリーにより発生される磁界を補償するのに使用できる別の補償手段は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は変更型コンパス処理回路の形態の監視回路であって、少なくとも１つのコンパスセンサの出力を監視しながら、乗物アクセサリーにより発生される磁界により生じるものと一貫した状態でのセンサ出力信号のレベルの上昇及び下降を探索する監視回路である。ＤＳＰ又は処理回路は、２つ又は３つのコンパスセンサの出力を監視して、ノイズソースに対応する符号を探索するのが好ましい。ＤＳＰ又は変更型処理回路は、次いで、乗物アクセサリーが動作しているときにセンサ出力信号を無視するか、又はさもなければ、予想型補償を使用することができる。このような補償は、校正円の中心を既知の量だけオフセットするか、或いは図２３を参照して上述したように、異なる最良適合近似パターンを使用することである。ノイズソースにより生じるセンサ出力の符号が消えると、処理回路は、最初の最良適合近似パターンにシフトして戻ることができる。上述した監視技術は、乗物アクセサリーアクチベーション信号をコンパス処理回路に与えるための配線の必要性を排除することができる。
【０２２７】
又、ＤＳＰを使用して、乗物アクセサリーにより発生される磁界の結果としてセンサの読みに重畳される乗物アクセサリー駆動信号のパルス巾を見張ることもできる。次いで、ＤＳＰは、コンパスセンサの読みの分析を、パルス信号が低レベルにあるときに限定することができる。
【０２２８】
乗物アクセサリーのノイズを補償するための更に別の補償手段は、各軸の全てのコンパスセンサ出力信号を、乗物アクセサリーの動作を単に識別するか、又は動作している特定の乗物アクセサリーを更に識別する符号について分析する変更型コンパス処理回路である。次いで、処理回路は、その特定の乗物を最良に補償する適切な補償技術を選択することができる。符号は、乗物アクセサリーがアクチベートされるときに独特のパルスシーケンスが発生されるようにアクチベーション信号にエンコードされてもよい。例えば、１つのアクセサリーは、９０％のデューティサイクルを有し、一方、別のアクセサリーは、９８％のデューティサイクルを有してもよい。又、コンパスシステムは、バッテリ電圧の変化を探索して、乗物及び／又は乗物アクセサリーが動作しているかどうか決定してもよい。
【０２２９】
乗物アクセサリーにより発生される磁界を補償するための更に別の補償手段は、ＡＣ信号でアクセサリーを駆動するコントローラであって、共通に譲渡された米国特許第６，６５３，８３１号に開示された技術を使用して、ＡＣ電源ラインにより発生されたノイズを補償するためのコントローラである。より詳細には、この特許は、ＡＣ電源ラインの周波数の２倍で読みを得ることによりＡＣ電源ラインノイズを除去する磁力計を開示している。従って、読みは、１２０Ｈｚで得られる。次いで、各センサからの各２つの連続する読みが平均化され、これは、ＡＣ電源ラインにより発生された磁界の作用を打ち消す。従って、乗物アクセサリーにより発生されるノイズの作用を打ち消すために、乗物アクセサリーを駆動又はアクチベートするのに使用される信号の周波数の２倍でセンサから読みを得て、各センサからの各２つの連続する読みを平均化することができる。
【０２３０】
上述したように、乗物アクセサリーにより生じる乗物磁気の変化又はノイズを直ちに且つ正確に補償できることが望まれる。これは、ノイズソースからワイヤード接続又はワイヤレス接続を経て信号を受信することにより達成できる。このようなワイヤード接続は、専用ラインでもよいし、或いはローカル又は乗物規模のバスでもよい。赤外線又はＲＦのような適当なワイヤレス接続、例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）接続を使用することもできる。ワイヤード又はワイヤレス接続が不可能又は実際的でない場合には、コンパス回路は、既知のノイズソースの磁気符号についてコンパスセンサの出力を監視し、コンパスシステムにより使用される幾何学的近似パターンを、既知の又は予想可能な量だけ調整して、識別されたノイズを補償することができる。このような調整は、完全な再校正ルーチンの実行を必要とせずに行われるのが好ましいが、現在の幾何学的近似パターンを所定オフセットだけシフトするか、又はノイズが生じるたびに使用される第２の幾何学的近似パターンへスイッチングすることにより行われてもよい。乗物アクセサリーが、特定の状態にあるときに一定のノイズを発生せずに状態を変化するが、乗物磁気に対する変化を生じさせるもの（即ちサンルーフやコンパーティブルトップ）である場合には、コンパスシステムは、アクセサリーの状態が変化したときに発生すると知られているか又は予想されるものに対応する出力レベルのシフトに対してセンサの出力を監視することができる。この場合も、アクセサリーの状態変化がコンパスセンサの出力レベルに及ぼす作用は、コンパスシステムにより使用される幾何学的近似パターンを既知の又は予想可能な量だけ調整することにより補償できる。このような技術を使用して、コンパスシステムは、ワイヤード接続又は外部の電気的信号を必要とせずにサンルーフ又はコンパーティブルトップの開閉に対して正確に且つ動的に調整を行うことができる。更に、コンパスシステムの補償手段は、乗物アクセサリーにより生じる作用を検出した際に再校正を必要とせずにこの補償を直ちに実行して、乗物アクセサリーの作用が取り除かれると、校正状態に直ちに復帰することができる。更に、開いたサンルーフ又はコンパーティブルトップの作用は、コンパスセンサの出力信号内の符号であって、サンルーフ又はコンパーティブルトップを開閉するためのモーターがアクチベートされたときに生じるノイズに対応する符号を監視することにより、予想することができる。信号のデアクチベーションの際に、コンパス処理回路は、コンパーティブルトップ又はサンルーフが開いた状態で校正中に決定された第２の幾何学的近似パターンを直ちに選択することができ、それ故、コンパーティブルトップ又はサンルーフが開いたときに直ちに校正を行うことができる。
【０２３１】
監視回路が監視する符号磁界作用は、乗物バッテリの電圧の関数としてスケーリングされてもよい。導電性風防ガラスのような乗物アクセサリーは、乗物バッテリ電圧の関数として変化する符号ノイズを発生する。従って、監視回路は、バッテリ電圧も監視して、それが監視する磁界符号をスケーリングし、乗物アクセサリーが動作しているかどうか決定することもできる。
【０２３２】
乗物に配置される電子コンパスは、通常、乗物が現在位置する地理的ゾーンをユーザがセットして、コンパス処理回路がこの位置識別情報を使用して、その特定の地理的ゾーンに対するオフセット補償を確立できるようにすることを必要とする。このような補償は、真のＮ極及び磁気Ｎ極のオフセットを修正するために必要とされる。このオフセットの作用は、世界中の種々の地理的領域で異なるので、従来のコンパスシステムは、乗物が位置する地理的ゾーンを通知することが必要であった。
【０２３３】
新たなカーディーラーは、顧客の地理的ゾーンを手動でセットできるが、顧客は、国を横切って移動又は走行して、乗物が他のゾーンで駆動されることがある。従って、現在のコンパスシステムは、それらが異なる地理的ゾーンへ横断したときにユーザがそれを知りそしてコンパスにそのゾーンを手動でセットするよう思い出すことを必要とする。多くのユーザは、それらの地理的ゾーンをコンパスに最初にいかにセットするか知らなかったり、又は異なるゾーンへ走行したときにそれを行うのを忘れたりするので、ユーザが地理的ゾーンを単に適切にセットしさえすれば生じることのない多数の保証上のクレイムが発生している。
【０２３４】
上述したように、ＧＰＳシステムは、乗物の位置を識別するのに使用することができ、そしてルックアップテーブルは、地理的ゾーン及び適切なコンパス修正を決定するために参照することができる。しかしながら、ＧＰＳ信号は、コンパスシステムに常に利用できるのではない。というのは、ＧＰＳアンテナ及び受信器が全ての乗物に組み込まれているのではなく、又、コンパスシステムがその乗物位置識別信号にアクセスできる場所にいないこともあるためである。従って、本発明の態様は、ゾーンが設定されないときにコンパスシステムの精度を高めることである。更に、本発明は、以下に詳細に述べるように、ゾーンをセットする必要性又はゾーンの正確な指示を与える必要性を排除できる。
【０２３５】
北アメリカのほとんどの道路は、東西南北の碁盤目に接近している。換言すれば、ほとんどの道路は、一般にまっすぐで、東西又は南北に延びている。この事実に基づき、本発明のコンパスシステムは、東／西又は南／北の道路に沿って走行する間に磁気分散(variance)を決定し、次いで、この分散を、コンパスヘッディングを補償するためのメカニズムとして使用するようにプログラムすることができる。乗物が東／西又は南／北の道路に沿って走行しているかどうか決定するためのコンパスシステムの能力は、ほぼ９０°の転回が最後になされたかどうかに基づいて検証することができる。米国大陸の地理的ゾーンは、全て、米国大陸の４８州内において公称約±２０°以内に入る。従って、乗物がシステムの裕度（±２０°）内でほぼ東／西／南／北にあり、そして約９０°の転回がなされた場合には、そのヘッディングと一次ヘッディングとの間の差を使用して、分散の計算をゆっくりシフトする。充分な平均化で、適度な結果を得ることができる。
【０２３６】
可動センサを伴うシステム、例えば、コンパスセンサがバックミラーハウジングに配置されたシステムでは、地理的ゾーン及びミラーの照準の結果を使用して、ゾーンだけでなく、ミラー位置についても、補償を行うことができる。±２０°に代わって、ゾーンと予想されるミラー角度及び変動の和を使用してもよい。
【０２３７】
更に、校正ポイントの信頼性が高く且つ乗物が比較的一定の方向に長時間（即ち数時間）にわたって走行する場合には、乗物が長い旅程にあり、多数の磁気変化ゾーンを横断し得ると考えるのが妥当である。このような長い旅程の間には、毎時間０．５°といった規則的な間隔で分散の小さなシフトを追加又は減算してもよい。末端ゾーンでは、南／北の走行が、同様の技術を用いて補償できる変動を引き起こす。
【０２３８】
上述した校正方法では、安定性のポイントを定義するＲＡＭに記憶された４つのポイントが、おそらく、９０°分離される。これら４つのポイントの回転を、ミラーの回転及びゾーンの修正に使用することができる。
【０２３９】
上述した技術を使用する１つの効果は、現在の地理的ゾーンが各々約４．２°となることである。従って、地理的ゾーンを手動で選択する現在の技術は、ゾーン内に約４°のエラーしか生じない。しかしながら、本発明は、各地理的ゾーン内の小さな分散を補償し、従って、より正確な補償を与えることができる。
【０２４０】
乗物走行の通常方向の統計学的分析をサポートするために、乗物がある方向に走行する頻度の統計学的情報を示す３つのプロットが図示されている。図４２Ａは、種々のヘッディングでの走行に対して乗物が測定された秒数をプロットしたものである。図４２Ｂは、フィルタリング技術としてサンプルを受け容れる前に９０°の転回を行うことが要求されるときに種々のヘッディングにおけるサンプル数又は発生数をプロットしたものである。明らかに、これは、９０°間隔と間隔との間に存在する多数のサンプルを除去する。図４２Ｃは、優勢なピークから±２０°より大きな全てのポイントが除去されるように、更なるフィルタリングを伴うデータを示す。従って、明らかに、乗物走行には、東西南北走行に対応する４つの主たるピークがある。従って、０°、９０°、１８０°及び２７０°からのこれらピークの分散を測定し、これを使用して、コンパスの読みを補償した後に、ヘッディングを表示することができる。
【０２４１】
乗物が位置する地理的ゾーンに対する適切な補償を決定するための別の技術は、選択された地理的ゾーンを示す改良された表示グラフィックを与えることである。これは、ユーザが、選択されたゾーンを視覚的に確認するのを許す。しかしながら、非常に多数のゾーンがあるので、選択されたゾーンを正確に照明することは困難であり、又、運転者が、どのゾーンに位置するかを厳密に決定することが困難である。上述した自動ゾーン検出方法を助成するために、特定の地理的領域（即ち、国、大陸等）に対するタイムゾーンを示すグラフィックディスプレイが設けられてもよい。このようなディスプレイの一例が図４３に示されている。図示されたように、米国のグラフィック地図に４つのタイムゾーンが示され、これらタイムゾーンの１つが照明又は非照明とされるか、さもなければ、他のゾーンとは異なる状態で照明されて、乗物が現在位置するタイムゾーンを示す。これは、正確なフィードバックをユーザに与え、乗物が位置する適切なタイムゾーンを適切に選択できるようにする。このような表示及び選択機構は、北アメリカについて使用されている現在の１５の異なる地理的磁気ゾーンより著しく直観的である。というのは、運転者が、地理的な磁気ゾーンよりタイムゾーンの方が非常に分かり易いからである。又、ＲＤＳラジオ（ＣＴ−クロックタイム）、及び／又はリファレンス（ＮＩＳＴ（ＷＷＶＢ、ＷＷＶ））、或いはローカルで発生される時間基準のような、タイムゾーンの自動ソースを使用してもよく、これは、通常、タイムゾーンに対してユーザにより手動で調整されるか又はＧＰＳを使用して自動的に調整される。このようなクロックは、コンパスが配置されたバックミラー又は他の乗物アクセサリー内でディスプレイにおいて実施されてもよいし、或いは乗物内の離れた位置に設けられてバス又は個別ワイヤを経てコンパスシステムへタイムゾーンを送信してもよい。好ましい形態では、グラフィックディスプレイを、参考としてここに全開示を援用する米国特許第６，３５６，３７６号に開示されたように構成してもよい。或いは又、このディスプレイは、グラフィック表示ではなく、アルファニューメリックフォーマットでタイムゾーンを表示してもよい。
【０２４２】
減少された数のゾーンがユーザに表示されるが、上述した自動ゾーン検出方法と結合されると、良好な精度が依然として得られる。ゾーン計算の結果は、選択されたゾーンの周りの適度な構成（例えば、ユーザインターフェイスゾーンサイズの半分）で切り取られる。これは、以前の方法の精度を低下させることのある奇数交通パターンに対して保護する。経歴サンプルを記憶しそして記憶された経歴サンプルを分析するときにはイグニッションサイクル中に最初及び／又は最後に検出されるヘッディング変化が生じる前後に得られる乗物ヘッディングサンプルに小さな重みを与えると、付加的な改善を得ることができる。これは、碁盤の目上になく頻繁に見られない街路から外れた車道に乗物があるときにこれらの乗物ヘッディングサンプルが生じることがあるためである。奇数交通パターンに対して保護する別のやり方は、ある時間にわたってセンサの出力を平均化することである。
【０２４３】
第２導関数を使用してノイズレベルを計算するのが好ましいが、それとは別に又はそれに加えてデジタルフィルタを使用してノイズレベルを減少することができる。更に、工場での校正及び利得（通常ｍＧ単位）のプリセットにより利益を得ることもできる。
【０２４４】
本発明は、電子コンパスシステムをバックミラーアッセンブリのミラーハウジング内に組み込むものとして説明した。当業者であれば、種々の他の乗物アクセサリー及びコンポーネントをバックミラーアッセンブリに全体的又は部分的に且つ種々の組み合わせで組み込めることが明らかであろう。このような乗物アクセサリー及びコンポーネントは、ミラーハウジング、ミラーマウント、ミラーマウント又はハウジングへのアタッチメント内、その上、又はそれに対して取り付けることもできるし、或いはバックミラーアッセンブリに関連したコンソール又は他のハウジング内に取り付けることもできる。更に、このような乗物アクセサリーは、プロセッサ、センサ、電源、ワイヤハーネス及びプラグ、ディスプレイ、スイッチ、アンテナ等のコンポーネントを互いに共有してもよい。他の乗物アクセサリー、コンポーネント又は特徴の例を以下に詳細に述べる。
【０２４５】
図４４Ａ−Ｃは、上述した電子コンパスシステムのいずれかが組み込まれる別の実施形態のバックミラーアッセンブリ９００ａを示す。図４４Ａ−４４Ｃに示すように、ミラーアッセンブリ９００ａは、ベゼル９０２及びケース９０４を備えている。これらベゼル及びケースは、反射素子９０１及び情報ディスプレイ９０５ａ及び９０５ｂに加えて、特徴部を組み込むためのミラーハウジングを画成するように結合される。参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，１０２，５４６号、第Ｄ４１０，６０７号、第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、及び第６，４７１，３６２号は、本発明に使用することのできる種々のベゼル、ケース、及びそれに関連したボタン構造体の例を説明している。
【０２４６】
図４４Ａ−４４Ｃに示すように、ミラーアッセンブリは、第１及び第２のマイクロホン９１０ａ及び９１０ｂを含むことができる。本発明に使用するためのマイクロホンの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許出願第０９／４４４，１７６号、米国特許第６，６１４，９１１号、米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１１０２５６Ａ１号、及びＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０２／３２３８６号に説明されている。２つのマイクロホンが、ミラーケース９０４の裏面に取り付けられて示されているが、１つ以上のこのようなマイクロホンを、ミラーアッセンブリの頂部に取り付けることもできるし（図４５Ａ及び４５Ｂに示すように）、ミラーアッセンブリの底部、或いはミラーケース又はベゼル内のどこかに取り付けることもできる。２つのマイクロホン９１０ａ及び９１０ｂは、ミラーアッセンブリの各端付近に１つづつ、ミラーケースの背面においてくぼんだ部分９１２ａ及び９１２ｂに組み込まれるのが好ましい。図４４Ａに示すように、マイクロホンは、音響ダム９１４がマイクロホンハウジング９１８内のトランスジューサ９１６の周りに延びるようにして構成される。この好ましい構成の付加的な細部は、参考としてここに援用する共通に譲渡された国際ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０２／３２３８６号に開示されている。マイクロホンを含むオーディオシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。
【０２４７】
図４５Ａ及び４５Ｂに示すように、単一のマイクロホン９１０がミラーアッセンブリ９００ｂの上面に設けられている。この構造では、前記国際ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０２／３２３８６号、及び米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１１０２５６Ａ１号に開示されたのと同様にマイクロホンハウジング９１８に２つのトランスジューサを含むのが好ましい。
【０２４８】
ミラーアッセンブリ９００は、第１及び第２の照明アッセンブリ９２０ａ及び９２０ｂを含むことができる。本発明に使用するための種々の照明アッセンブリ及び照明装置が、参考としてここに援用する、共通に譲渡された米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、及び第６，５２３，９７６号、並びに共通に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号、第１０／０７８，９０６号、及び第１０／２３０，８０４号（現在、米国特許出願公告第２００３／００４３５９０Ａ１号）に説明されている。各照明アッセンブリは、反射器、レンズ及び照明装置（図示せず）を備えているのが好ましい。前乗客席エリアを照明するように一般的に配置されたものと、運転席エリアを照明するように一般的に配置された第２のものとの２つの照明アッセンブリがあってもよい。或いは又、両座席エリアを照明する１つの照明アッセンブリだけでもよいし、及び／又は中央コンソールエリア、頭上コンソールエリア、又は前座席間のエリアを照明するような付加的な照明アッセンブリがあってもよい。
【０２４９】
又、ミラーアッセンブリ９００は、第１及び第２のスイッチ９２２ａ及び９２２ｂを含んでもよい。本発明に使用するのに適したスイッチは、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、第６，４２６，５６８号、第６，６１４，５７９号、及び第６，４７１，３６２号に詳細に説明されている。これらのスイッチは、照明アッセンブリ、ディスプレイ、ミラー反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金所インターフェイス、テレメトリーシステム、ヘッドライトコントローラ、降雨センサ、タイヤ圧監視システム、ナビゲーションシステム、レーン逸脱警報システム、適応クルーズ制御システム等を制御するために組み込むことができる。ここに述べるか又は参考として援用する参照文献に述べられた他のディスプレイ又はシステムは、関連乗物内の任意の位置に組み込まれてもよいし、スイッチを使用して制御されてもよい。
【０２５０】
又、ミラーアッセンブリ９００は、第１及び第２のインジケータ９２４ａ及び９２４ｂを含むこともできる。本発明に使用するための種々のインジケータが、参考としてここに援用する米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、及び第６，５２３，９７６号、並びに共通に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号、第１０／０７８，９０６号、及び第１０／２３０，８０４号（現在、米国特許出願公告第２００３／００３５９０Ａ１号）に説明されている。これらのインジケータは、ディスプレイ、ミラー反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金所インターフェイス、テレメトリーシステム、ヘッドライトコントローラ、降雨センサ、セキュリティシステム等の状態を指示することができる。ここに述べるか又は参考として援用する参照文献に述べられた他のディスプレイ又はシステムは、関連乗物内の任意の位置に組み込まれてもよいし、インジケータにより指示された状態を有してもよい。
【０２５１】
ミラーアッセンブリ９００は、更に、眩光及び周囲光センサとして各々作用する第１及び第２の光センサ９２６及び９２８を含むことができる。本発明に使用するのに好ましい光センサは、参考としてここに援用する、共通に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，３１３，４５７号、第６，３５９，２７４号、第６，３７９，０１３号、及び第６，４０２，３２８号、米国特許出願第１０／０４３，９７７号（現在、米国特許出願公告第ＵＳ２００２／００５６８０６Ａ１号）、及び第１０／０６８，５４０号（現在、米国特許出願公告第ＵＳ２００３／０１２７５８３Ａ１号）に詳細に説明されている。眩光センサ９２６及び／又は周囲光センサ９２８は、自己調光反射素子の反射率と、情報ディスプレイ及び／又はバックライトの輝度とを自動的に制御する。又、眩光センサ９２６は、トレーラー乗物のヘッドライトを感知するのにも使用され、そして周囲光センサは、システムが動作している周囲光線状態を検出するのに使用される。別の実施形態では、スカイ(sky)センサ９３０が、一般的に関連乗物の上及び前方の光レベルを検出するように組み込まれ配置される。このスカイセンサ９３０は、自己調光素子の反射率、被制御乗物の外部光、及び／又は情報ディスプレイの輝度を自動的に制御するのに使用できる。ミラーアッセンブリは、更に、乗物の運転者側及び乗客側に向かう光レベルを感知して、乗物の気候制御システムを制御するための太陽負荷(sun-load)センサを備えてもよい。
【０２５２】
更に、ミラーアッセンブリ９００は、ミラーベゼル９０２に配置された第１、第２、第３、第４及び第５のオペレータインターフェイス９３２ａ−９３２ｅを含むこともできる。各オペレータインターフェイスは、バックライト情報ディスプレイ「Ａ」、「ＡＢ」、「Ａ１」、「Ｃ」及び「１２」を含むように示されている。これらのオペレータインターフェイスは、関連乗物のどこかに組み込むことができ、例えば、ミラーケース、アクセサリーモジュール、計装パネル、オーバーヘッドコンソール、ダッシュボード、座席、センターコンソール等に組み込めることが理解されよう。適当なスイッチ構造体が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，４０７，４６８号、第６，４２０，８００号、第６，４２６，５６８号、第６，６１４，５７９号、及び第６，４７１，３６２号に詳細に説明されている。これらのオペレータインターフェイスは、照明アッセンブリ、ディスプレイ、ミラー反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金所インターフェイス、テレメトリーシステム、ヘッドライトコントローラ、降雨センサ、タイヤ圧監視システム、ナビゲーションシステム、レーン逸脱警報システム、適応クルーズ制御システム等を制御することができる。ここに述べるか又は参考として援用する参照文献に述べられた他のディスプレイ又はシステムは、関連乗物内の任意の位置に組み込まれてもよいし、オペレータインターフェイス（１つ又は複数）を使用して制御されてもよい。例えば、ユーザは、所定の情報を示すようにディスプレイ（１つ又は複数）をプログラムしてもよいし、一連の情報をスクロールするようにディスプレイ（１つ又は複数）をプログラムしてもよいし、或いはある操作装置に関連したセットポイントを関連センサ入力と共に入力して、所定事象の発生時にある情報を表示するようにしてもよい。例えば、一実施形態では、所与のディスプレイは、エンジンの温度がスレッシュホールドより高くなるまで非照明状態とされ、次いで、ディスプレイは、エンジンの温度を表示するように自動的にセットされる。別の例としては、乗物の後部に配置された接近センサをコントローラに接続し、そしてバックミラーのディスプレイに結合して、物体までの距離を運転者に指示することができ、即ちディスプレイは、所与の距離に比例する長さを有するバーとして構成されてもよい。
【０２５３】
これら付加的な特徴部の特定の位置及び数が図４４Ａ−４４Ｃ及び図４５Ａ、４５Ｂに示されているが、ここに援用する参照文献に示すように、それより少数又は多数の個々の装置を関連乗物内の任意の位置に組み込めることが理解されよう。
【０２５４】
ミラーアッセンブリを乗物内で風防ガラス８９８又は乗物のルーフ構造体に取り付けるためのミラーマウント９０３が含まれる。降雨センサ、カメラ、ヘッドライド制御器、付加的なマイクロプロセッサ、付加的な情報ディスプレイ、コンパスセンサ等の多数のアクセサリーを、マウント９０３、又は該マウント９０３に取り付けられたハウジング９５２に組み込んでもよいことが理解されよう。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態をその関連情報ディスプレイに表示してもよい。
【０２５５】
ミラーアッセンブリ９００は、図４４Ａにおいて、コンパスセンサモジュール（図示せず）が取り付けられる回路板９６０と、入力／出力バスインターフェイス（図示せず）を伴うドーターボード９６２とを更に含むように示されている。
【０２５６】
センサ９２６及び９２８のいずれか又は両方からの電気的出力信号をコントローラ（図示せず）への入力として使用して、反射素子９０１の反射率、及び／又はディスプレイ９０５ａ及び９０５ｂのいずれか１つ又は全部の輝度を制御することもできる。これと共に使用するための種々の制御回路の詳細が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第５，８８３，６０５号、第５，９５６，０１２号、第６，０８４，７００号、第６，２２２，１７７号、第６，２２４，７１６号、第６，２４７，８１９号、第６，２４９，３６９号、第６，３９２，７８３号、及び第６，４０２，３２８号に説明されている。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態をその関連情報ディスプレイに表示してもよい。
【０２５７】
コンパスセンサモジュールは、回路板９６０に取り付けられるものとして説明したが、センサモジュールは、マウント９０３内に配置されてもよく、アクセサリーモジュール９５２は、ミラーアッセンブリ９００の近く、又は関連乗物内の任意の位置、例えば、ダッシュボードの下、オーバーヘッドコンソール内、センターコンソール内、トランク内、エンジン区画内、等に配置されてもよいことが理解されよう。上述したコンパスシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態をその関連情報ディスプレイに表示してもよい。
【０２５８】
回路板９６０は、マイクロプロセッサのようなコントローラ（図示せず）を備えてもよく、又、ドーターボード９６２は、情報ディスプレイ９０５ａを備えてもよい。マイクロプロセッサは、例えば、コンパスセンサモジュールから信号（１つ又は複数）を受信し、それら信号を処理し、そしてそれら信号をドーターボードへ送信して、ディスプレイ９０５ａを制御し、それに対応する乗物ヘッディングを指示する。ここに説明され、そしてここに援用した参照文献にも説明されたように、コントローラは、光センサ（１つ又は複数）、降雨センサ（１つ又は複数）（図示せず）、自動的乗物外部光コントローラ（１つ又は複数）（図示せず）、マイクロホン（１つ又は複数）、グローバルポジショニングシステム（図示せず）、テレコミュニケーションシステム（図示せず）、オペレータインターフェイス（１つ又は複数）、及び多数の他の装置から信号（１つ又は複数）を受信し、そして適切な視覚指示を与えるように情報ディスプレイ（１つ又は複数）を制御することができる。
【０２５９】
コンパスシステムを制御するのに使用されるコントローラ（１つ又は複数）は、ミラー反射率、外部の光、降雨センサ、コンパス、情報ディスプレイ、風防ガラスワイパー、ヒーター、デフロスター、デフォッガー、エアコンディショナー、電話システム、ナビゲーションシステム、セキュリティシステム、タイヤ圧監視システム、ガレージドアオープニング送信器、リモートキーレスエントリー、テレメトリーシステム、デジタル信号プロセッサをベースとする音声作動システムのような音声確認システム、及び乗物の速度を、少なくとも一部分、制御することができる。コントローラ７９６（１つ又は複数）は、ここに説明されそしてここに援用した参照文献にも説明されたいずれかの装置に関連したスイッチ及び／又はセンサから信号を受信して、ここに説明され又はここに援用した参照文献に説明された他の装置を自動的に操作することができる。コントローラは、ミラーアッセンブリの外部に少なくとも一部分配置されてもよいし、或いは乗物のどこかに第２のコントローラを含むか又は乗物全体にわたり付加的なコントローラを含んでもよい。個々のプロセッサは、シリアルに、パラレルに、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）プロトコルにより、ワイヤレス通信により、乗物バスを経て、ＣＡＮバスを経て、又は他の適当な通信により、通信するように構成できる。このような外部接続のために、マルチピンコネクタインターフェイス９６４を設けることができる。
【０２６０】
参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第５，９９０，４６９号、第６，００８，４８６号、第６，１３０，４２１号、第６，１３０，４４８号、第６，２５５，６３９号、第６，０４９，１７１号、第５，８３７，９９４号、第６，４０３，９４２号、第６，２８１，６３２号、第６，２９１，８１２号、第６，４６９，７３９号、第６，４６５，９６３号、第６，４２９，５９４号、第６，５８７，５７３号、第６，６１１，６１０号、第６，６２１，６１６号、第６，６５３，６１４号、及び第６，３７９，０１３号、並びに米国特許出願第６０／４０４，８７９号、第６０／３９４，５８３号、第１０／２３５，４７６号（現在、米国特許出願公告第２００３／０１０７３２３Ａ１号）、及び第１０／２０８，１４２号に説明された外部光制御システムは、本発明に基づいて組み込むことができる。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。米国特許第６，５８７，５７３号に開示されたように、コンパスセンサ及び像形成センサアレー９５０は、両方とも、マウント９０３にアタッチされたアクセサリーハウジング９５２に収容することができる。
【０２６１】
水分センサ及び風防ガラスフォグ検出システムは、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，６１７，５６４号、及び第６，３１３，４５７号、並びに米国特許出願第０９／９７０，７２８（現在、米国特許出願公告第ＵＳ２００３／００６９６７４Ａ１号）に説明されている。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。
【０２６２】
参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，２６２，８３１号には、本発明に使用するための電源が説明されている。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。
【０２６３】
ミラーアッセンブリは、更に、ＲＦ信号を受信及び／又は送信するための１つ以上のアンテナ９４０を含むことができる。ミラーアッセンブリには、更に、適当な受信、送信、及び／又は処理回路が含まれてもよい。このようなアンテナは、セルラー電話システム、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）送信／受信システム、リモートキーレスエントリー（ＲＫＥ）システム、トレーニング可能なガレージドアオープナーシステム、タイヤ圧監視システム、グローバルポジショニング衛星システム、ＬＯＲＡＮシステム等に使用することができる。これらシステムの幾つかは、共通のアンテナと、受信、送信、処理及びディスプレイ回路を適宜に共有することができる。バックミラーアッセンブリに組み込まれるタイヤ圧監視システムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，２１５，３８９号及び第６，４３１，７１２号、並びに米国特許出願第０９／３５９，１４４号及び第０９／９４９，９５５号（現在、米国特許出願公告第ＵＳ２００３／００４８１７８Ａ１号）に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるＧＰＳシステムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，１６６，６９８号、第６，２９７，７８１号、及び第６，３９６，４４６号、並びに米国特許出願公告第ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるＬＯＲＡＮシステムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，５３９，３０６号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれる電話／テレマティックシステム及びＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）システムの両方の例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許出願公告第ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるトレーニング可能なガレージドアオープニングシステム及びＲＫＥシステムの例が、参考としてここに援用する米国特許第６，０９１，３４３号に開示されている。
【０２６４】
ミラーは、更に、ミラーアッセンブリとの間で及びおそらくは乗物との間で情報を送信／受信するための赤外線（ＩＲ）送信器／受信器を含むことができる。このようなバックミラーアッセンブリの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，４０７，７１２号に開示されている。
【０２６５】
更に、ミラーアッセンブリは、１つ以上の同じ又は異なる形式のディスプレイを含むことができる。異なる形式のディスプレイは、例えば、真空蛍光、ＬＣＤ、逆ＬＣＤ、ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、ドットマトリクス、バックライト指示等を含む。著しい量の情報を同時に表示するように意図されたディスプレイについては、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，３４６，６９８号に開示されたディスプレイを使用することができる。バックライト指示パネルディスプレイの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，１７０，９５６号、第６，５７２，２３３号、及び第６，３５６，３７６号、並びに米国特許出願第０９／５８６，８１３号に開示されている。バックミラーに使用される種々のディスプレイは、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，３５６，３７６号、及び米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１５４３７９Ａ１号に開示されている。
【０２６６】
バックミラーアッセンブリハウジングにおける乗物アクセサリーの配線は、取り付けブラケットを通り、そしてチャンネルマウントの下を風防ガラスに沿って（取り付けブラケットがヘッドライナーへと予め延びていない場合）延びることができる。ミラーアッセンブリハウジング内のアクセサリーの配線が取り付けブラケットを通して引き回されるバックミラーアッセンブリの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，４６７，９１９号に開示されている。
【０２６７】
本発明は、バックミラーアッセンブリのハウジング内にセンサを配置して実施されるものとして説明したが、センサは、バックミラーアッセンブリの取り付けフット又は他の位置に取り付けることもできる。更に、本発明の電子コンパスの種々のコンポーネントのいずれか又は全部を乗物のどこにでも取り付けることができる。本発明のある実施形態は、新規なもので、陸上用乗物（即ち、自動車、トラック、スポーツユーティリティビヒクル（ＳＵＶ）、列車、オートバイ、自転車、原動機付き自転車、スクーター、スノーモービル、全地形ビヒクル（ＡＴＶ）、軍用乗物）のような乗物、並びに航空機、船舶及び水陸両用乗物のような他の乗物に有用であることが更に明らかであろう。
【０２６８】
本発明は、磁気感知回路から出力された信号を二次元又は三次元座標系において互いに参照してプロットするプロセスを使用するものとして説明したが、信号を別々に処理及び分析して、その別々の分析結果を比較し、同様の結果に至るという同様の解決策でもよい。
【０２６９】
前記説明は、好ましい実施形態に過ぎないと考えられる。当業者であれば、本発明の種々の変更が明らかであろう。それ故、添付図面に示して説明した実施形態は、本発明を例示するものに過ぎず、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２７０】
【図１】従来の電子コンパス回路のブロック形態の電気回路図である。
【図２】従来の電子コンパスシステムにより使用される校正技術を示すグラフである。
【図３】本発明により構成された電子コンパス回路のブロック形態の電気回路図である。
【図４】本発明の電子コンパス回路の少なくとも一部分を組み込んだバックミラーアッセンブリの前面図である。
【図５】磁気感知素子がミラーハウジング内に取り付けられたバックミラーアッセンブリの部分破断側面図である。
【図６】磁気感知素子がバックミラーアッセンブリの取り付け構造体の取り付けフットに取り付けられたバックミラーアッセンブリの部分破断側面図である。
【図７】感知素子がミラーハウジング内に取り付けられたバックミラーアッセンブリの上部を示す平面図である。
【図８】コンパスにより感知されるワールド球に対するローカル球のグラフである。
【図９】種々の座標軸に対してコンパスにより感知されるローカル球のグラフである。
【図１０】コンパスにより感知されたローカル球に対してプロットされたサンプルデータセットのグラフである。
【図１１】第１の実施形態に基づくコンパス処理回路の種々の動作状態及びそれらの互いの関係を示す状態図である。
【図１２Ａ】本発明の第１実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロー制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２Ｂ】本発明の第１実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロー制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２Ｃ】本発明の第１実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロー制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２Ｄ】本発明の第１実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロー制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされるノイズ分析サブルーチンのフローチャートである。
【図１４】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされる第１ポイントセットビルディングサブルーチンのフローチャートである。
【図１５】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされる最良適合中心ポイント調整サブルーチンのフローチャートである。
【図１６】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされる最良適合半径調整サブルーチンのフローチャートである。
【図１７】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされるヘッディング計算サブルーチンのフローチャートである。
【図１８】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされるアングルバケット更新サブルーチンのフローチャートである。
【図１９】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされる第２ポイントセットビルディングサブルーチンのフローチャートである。
【図２０】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされるローカル球適合計算サブルーチンのフローチャートである。
【図２１】図１２Ａ−１２Ｄのコンパスフロー制御ルーチン中にコールされるポイントセットリセットサブルーチンのフローチャートである。
【図２２Ａ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｂ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｃ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｄ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｅ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｆ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２２Ｇ】本発明の第２実施形態の電子コンパスの処理回路により実行されるコンパスフロールーチンのフローチャートである。
【図２３】コンパスセンサデータ及びそれに関連した近似幾何学形状をプロットしたグラフである。
【図２４Ａ】コンパスセンサが取り付けられた回路板の一部分を示す上面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａに示す回路板の側面図である。
【図２４Ｃ】部分１５０ａが上方に曲げられた図２４Ａに示す回路板の側面図である。
【図２４Ｄ】回路板の屈曲部分の周りにリテーナが配置された図２４Ａに示す回路板の側面図である。
【図２５】ミラーハウジング内に取り付けられた共通の一体化センサパッケージに磁気感知素子が一体化されたバックミラーアッセンブリの部分破断側面図である。
【図２６】図２５の一体化センサパッケージの拡大図である。
【図２７】図２５及び２６に示す一体化センサパッケージの斜視図である。
【図２８】本発明の別の実施形態による一体化センサパッケージの正面図である。
【図２９】図２８に示す一体化センサパッケージの上面図である。
【図３０】本発明の実施形態によるマザー／ドーター結合回路板アッセンブリの分解斜視図である。
【図３１】本発明によるノイズ分析機能のブロック図である。
【図３２】図３１に示すノイズ分析機能を詳細に示すブロック図である。
【図３３】ｎｏｉｓｅＦａｃｔｏｒ＝１０、ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ＝−３、及びｍａｘＤｅｌａｙ＝３２であるときにＤＸ２2＋ＤＹ２2＋ＤＺ２2の平方根として定義されたノイズ信号と遅延信号との間の関係を示すグラフである。
【図３４】ｎｏｉｓｅＦａｃｔｏｒ＝１０、ｄｅｌａｙＩｎｔｅｒｃｅｐｔ＝−４、及びｍａｘＤｅｌａｙ＝３２であるときにＤＸ２2＋ＤＹ２2＋ＤＺ２2の平方根として定義されたノイズ信号と遅延信号との間の関係を示すグラフである。
【図３５】等しいサイズの１２個のアングルバケットへと分割された円形プロットである。
【図３６】米国ミシガン州ジーランドに位置する間に乗物のミラーハウジングのシフトから生じるコンパスの読みを一例としてプロットしたものである。
【図３７】台湾の台北に位置する間に乗物のミラーハウジングのシフトから生じるコンパスの読みを一例としてプロットしたものである。
【図３８】ミラーハウジングのシフトが生じる前後にコンパス処理回路に知られた情報をプロットしたものである。
【図３９】本発明の別の実施形態によるコンパスシステムを示す回路図である。
【図４０】乗物に使用する典型的な電気的装置に使用される典型的なオン／オフアクチベーション信号の信号タイミング図である。
【図４１】乗物に使用する電気的装置に使用され、本発明のコンパス回路に供給される新規なオン／オフアクチベーション信号の信号タイミング図である。
【図４２Ａ】種々のヘッディングでの走行に対して乗物が測定された秒数をプロットしたものである。
【図４２Ｂ】フィルタリング技術としてサンプルを受け容れる前に９０°の転回を行うことが要求されるときに種々のヘッディングにおけるサンプル数又は発生数をプロットしたものである。
【図４２Ｃ】優勢なピークから±２０°より大きな全てのポイントが除去されるように、更なるフィルタリングが使用されるときの種々のヘッディングにおけるサンプル数又は発生数をプロットしたものである。
【図４３】本発明により構成されたグラフィックコンパスディスプレイを例示する前面図である。
【図４４Ａ】本発明により構成されたバックミラーアッセンブリの側面図である。
【図４４Ｂ】本発明により構成されたバックミラーアッセンブリの後面図である。
【図４４Ｃ】本発明により構成されたバックミラーアッセンブリの上面図である。
【図４５Ａ】本発明により構成されたバックミラーアッセンブリの前面図である。
【図４５Ｂ】本発明により構成されたバックミラーアッセンブリの上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２１】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３５】
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【図４０】
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【図４１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４６】
図４４Ａ−４４Ｃに示すように、ミラーアッセンブリは、第１及び第２のマイクロホン９１０ａ及び９１０ｂを含むことができる。本発明に使用するためのマイクロホンの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許出願第０９／４４４，１７６号、米国特許第６，６１４，９１１号、米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１１０２５６Ａ１号、及びＰＣＴ出願第ＷＯ０３／０４１２８５号に説明されている。２つのマイクロホンが、ミラーケース９０４の裏面に取り付けられて示されているが、１つ以上のこのようなマイクロホンを、ミラーアッセンブリの頂部に取り付けることもできるし（図４５Ａ及び４５Ｂに示すように）、ミラーアッセンブリの底部、或いはミラーケース又はベゼル内のどこかに取り付けることもできる。２つのマイクロホン９１０ａ及び９１０ｂは、ミラーアッセンブリの各端付近に１つづつ、ミラーケースの背面においてくぼんだ部分９１２ａ及び９１２ｂに組み込まれるのが好ましい。図４４Ａに示すように、マイクロホンは、音響ダム９１４がマイクロホンハウジング９１８内のトランスジューサ９１６の周りに延びるようにして構成される。この好ましい構成の付加的な細部は、参考としてここに援用する共通に譲渡されたＰＣＴ出願第ＷＯ０３／０４１２８５号に開示されている。マイクロホンを含むオーディオシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４７】
図４５Ａ及び４５Ｂに示すように、単一のマイクロホン９１０がミラーアッセンブリ９００ｂの上面に設けられている。この構造では、前記ＰＣＴ出願第ＷＯ０３／０４１２８５号、及び米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１１０２５６Ａ１号に開示されたのと同様にマイクロホンハウジング９１８に２つのトランスジューサを含むのが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４８】
ミラーアッセンブリ９００は、第１及び第２の照明アッセンブリ９２０ａ及び９２０ｂを含むことができる。本発明に使用するための種々の照明アッセンブリ及び照明装置が、参考としてここに援用する、共通に譲渡された米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、第６，５２３，９７６号、第６，６７０，２０７号及び第６，８０５，４７４号、並びに共通に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号に説明されている。各照明アッセンブリは、反射器、レンズ及び照明装置（図示せず）を備えているのが好ましい。前乗客席エリアを照明するように一般的に配置されたものと、運転席エリアを照明するように一般的に配置された第２のものとの２つの照明アッセンブリがあってもよい。或いは又、両座席エリアを照明する１つの照明アッセンブリだけでもよいし、及び／又は中央コンソールエリア、頭上コンソールエリア、又は前座席間のエリアを照明するような付加的な照明アッセンブリがあってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５０】
又、ミラーアッセンブリ９００は、第１及び第２のインジケータ９２４ａ及び９２４ｂを含むこともできる。本発明に使用するための種々のインジケータが、参考としてここに援用する米国特許第５，８０３，５７９号、第６，３３５，５４８号、第６，４４１，９４３号、第６，５２１，９１６号、第６，５２３，９７６号、第６，６７０，２０７号及び第６，８０５，４７４号、並びに共通に譲渡された米国特許出願番号第０９／７２３，６７５号に説明されている。これらのインジケータは、ディスプレイ、ミラー反射率、音声作動システム、コンパスシステム、電話システム、高速道路料金所インターフェイス、テレメトリーシステム、ヘッドライトコントローラ、降雨センサ、セキュリティシステム等の状態を指示することができる。ここに述べるか又は参考として援用する参照文献に述べられた他のディスプレイ又はシステムは、関連乗物内の任意の位置に組み込まれてもよいし、インジケータにより指示された状態を有してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５１】
ミラーアッセンブリ９００は、更に、眩光及び周囲光センサとして各々作用する第１及び第２の光センサ９２６及び９２８を含むことができる。本発明に使用するのに好ましい光センサは、参考としてここに援用する、共通に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，３１３，４５７号、第６，３５９，２７４号、第６，３７９，０１３号、第６，４０２，３２８号、６，６７９，６０８号、及び第６，８３１，２６８号に詳細に説明されている。眩光センサ９２６及び／又は周囲光センサ９２８は、自己調光反射素子の反射率と、情報ディスプレイ及び／又はバックライトの輝度とを自動的に制御する。又、眩光センサ９２６は、トレーラー乗物のヘッドライトを感知するのにも使用され、そして周囲光センサは、システムが動作している周囲光線状態を検出するのに使用される。別の実施形態では、スカイ(sky)センサ９３０が、一般的に関連乗物の上及び前方の光レベルを検出するように組み込まれ配置される。このスカイセンサ９３０は、自己調光素子の反射率、被制御乗物の外部光、及び／又は情報ディスプレイの輝度を自動的に制御するのに使用できる。ミラーアッセンブリは、更に、乗物の運転者側及び乗客側に向かう光レベルを感知して、乗物の気候制御システムを制御するための太陽負荷(sun-load)センサを備えてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６０】
参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第５，９９０，４６９号、第６，００８，４８６号、第６，１３０，４２１号、第６，１３０，４４８号、第６，２５５，６３９号、第６，０４９，１７１号、第５，８３７，９９４号、第６，４０３，９４２号、第６，２８１，６３２号、第６，２９１，８１２号、第６，４６９，７３９号、第６，４６５，９６３号、第６，４２９，５９４号、第６，５８７，５７３号、第６，６１１，６１０号、第６，６２１，６１６号、第６，６５３，６１４号、第６，３７９，０１３号、第６，８６１，８０９号、及び第６，７７４，９８８号、並びに米国特許出願第公告第ＵＳ２００４−０１４３３８０Ａ１号、及びＵＳ２００４−０００８４１０Ａ１号に説明された外部光制御システムは、本発明に基づいて組み込むことができる。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。米国特許第６，５８７，５７３号に開示されたように、コンパスセンサ及び像形成センサアレー９５０は、両方とも、マウント９０３にアタッチされたアクセサリーハウジング９５２に収容することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６１】
水分センサ及び風防ガラスフォグ検出システムは、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，６１７，５６４号、第６，３１３，４５７号、及び第６，６８１，１６３号に説明されている。これらのシステムは、共通の制御器において、情報ディスプレイと少なくとも部分的に一体化されてもよいし、及び／又は情報ディスプレイとコンポーネントを共有してもよい。更に、これらシステム及び／又はそれにより制御される装置の状態は、関連情報ディスプレイに表示されてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６３】
ミラーアッセンブリは、更に、ＲＦ信号を受信及び／又は送信するための１つ以上のアンテナ９４０を含むことができる。ミラーアッセンブリには、更に、適当な受信、送信、及び／又は処理回路が含まれてもよい。このようなアンテナは、セルラー電話システム、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）送信／受信システム、リモートキーレスエントリー（ＲＫＥ）システム、トレーニング可能なガレージドアオープナーシステム、タイヤ圧監視システム、グローバルポジショニング衛星システム、ＬＯＲＡＮシステム等に使用することができる。これらシステムの幾つかは、共通のアンテナと、受信、送信、処理及びディスプレイ回路を適宜に共有することができる。バックミラーアッセンブリに組み込まれるタイヤ圧監視システムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，２１５，３８９号、第６，４３１，７１２号、第６，８６１，９４２号、及び第６，５９６，９３５号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるＧＰＳシステムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，１６６，６９８号、第６，２９７，７８１号、及び第６，３９６，４４６号、並びに米国特許出願公告第ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるＬＯＲＡＮシステムの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，５３９，３０６号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれる電話／テレマティックシステム及びＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）システムの両方の例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許出願公告第ＵＳ２００２／００３２５１０Ａ１号に開示されている。バックミラーアッセンブリに組み込まれるトレーニング可能なガレージドアオープニングシステム及びＲＫＥシステムの例が、参考としてここに援用する米国特許第６，０９１，３４３号に開示されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６５】
更に、ミラーアッセンブリは、１つ以上の同じ又は異なる形式のディスプレイを含むことができる。異なる形式のディスプレイは、例えば、真空蛍光、ＬＣＤ、逆ＬＣＤ、ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、ドットマトリクス、バックライト指示等を含む。著しい量の情報を同時に表示するように意図されたディスプレイについては、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，３４６，６９８号に開示されたディスプレイを使用することができる。バックライト指示パネルディスプレイの例が、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，１７０，９５６号、第６，５７２，２３３号、第６，３５６，３７６号、及び第６，８７０，６５５号に開示されている。バックミラーに使用される種々のディスプレイは、参考としてここに援用する共通に譲渡された米国特許第６，３５６，３７６号、及び米国特許出願公告第ＵＳ２００２／０１５４３７９Ａ１号に開示されている。