(57)【要約】【課題】大きな着磁変動があったとしても、常に高精度な地磁気方位角が検出できる磁気方位検出装置を提供すること。【解決手段】２つの磁気素子と、磁気信号を座標点情報へと変換する磁気信号演算処理手段と、磁気座標点情報記憶手段と、磁気座標点記憶手段で記憶された座標点分布を内包する正ｎ角形（但しｎは３の倍数）を、２次元座標面上に描画する正ｎ角形描画手段と、正ｎ角形の各辺から最も近い座標点をｎ個選択する最近接座標点選択手段と、当該座標点情報から円の中心座標点を算出する円中心座標点算出手段と、中心座標点に基づいて磁気信号を補正して、地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段と、を有する構成とした。【選択図】図１
2008190939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの磁気素子を略直交に配置して、当該磁気素子から出力される磁気信号を座標点へ変換した磁気座標点情報に基づき、機器の着磁により変動する当該磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位検出装置において、
前記磁気信号を演算処理により磁気座標点情報へと変換する磁気信号演算処理手段と、
前記磁気座標点情報を３個以上記憶する磁気座標点情報記憶手段と、
前記磁気座標点記憶手段で記憶された座標点分布を内包する正ｎ角形（但しｎは３の倍数）を、２次元座標面上に描画する正ｎ角形描画手段と、
前記正ｎ角形の各辺から最も近い座標点をｎ個選択する最近接座標点選択手段と、
前記最近接座標点選択手段により選択されたｎ個の磁気座標点情報から、少なくとも３個の前記座標点を円周上に含む円の中心座標点を算出する円中心座標点算出手段と、
前記円の中心座標点に基づいて前記磁気座標点情報を補正して得られる前記補正後の磁気座標点情報を用いて、前記地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段と、
を有することを特徴とする磁気方位検出装置。
【請求項２】
前記正ｎ角形の何れか一辺が、前記２次元座標面における何れかの座標軸と略平行を為している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気方位検出装置。
【請求項３】
前記正ｎ角形のｎは、６以上の３の倍数であり、
前記円中心座標点算出手段は、（ｎ÷３）個の前記円の中心座標点を算出する手段であり、
前記円中心座標点算出手段と前記磁気方位算出手段との間に、前記（ｎ÷３）個の円の中心座標点の平均値を求める円中心座標点平均化手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気方位検出装置。
【請求項４】
３つの磁気素子を略直交に配置して、当該磁気素子から出力される磁気信号を座標点へ変換した磁気座標点情報に基づき、機器の着磁により変動する当該磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位検出装置において、
前記磁気信号を演算処理により磁気座標点情報へと変換する磁気信号演算処理手段と、
前記磁気座標点情報を４個以上記憶する磁気座標点記憶手段と、
前記磁気座標点記憶手段で記憶された座標点分布を内包する正ｎ面体（但しｎ＝４、８、１２、２０のいずれか）を、３次元座標面上に描画する正ｎ面体描画手段と、
前記正ｎ面体の各面から最も近い座標点をｎ個選択する最近接座標点選択手段と、
前記最近接座標点選択手段により選択されたｎ個の磁気座標点情報から、少なくとも４個の前記座標点を球面上に含む球の中心座標点を算出する球中心座標点算出手段と、
前記球の中心座標点に基づいて前記磁気座標点情報を補正して得られる前記補正後の磁気座標点情報を用いて、前記地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段と、
を有することを特徴とする磁気方位検出装置。
【請求項５】
前記正ｎ面体の何れか一面が、前記３次元座標面におけるｘ−ｙ面、ｙ−ｚ面またはｚ−ｘ面の何れかの面と略平行を為している
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気方位検出装置。
【請求項６】
前記正ｎ面体のｎは、８、１２、２０のいずれかであり、
前記球中心座標点算出手段は、（ｎ÷４）個の前記球の中心座標点を算出する手段であり、
前記球中心座標点算出手段と前記磁気方位算出手段との間に、前記（ｎ÷４）個の球の中心座標点の平均値を求める球中心座標点平均化手段を更に有する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の磁気方位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つまたは３つの磁気素子を略直交に配置して成る２軸型または３軸型の磁気方位検出装置に関するものであり、更に詳しくは、着磁変動の補正をより簡潔且つ高精度にすることを目的として、磁気座標点の選択方法を改善した磁気方位検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、磁場の強さを検知できる磁気素子の小型化・高性能化が著しく、このような磁気素子を組み合わせることで、地磁気方位角を高精度に検出できる磁気方位検出装置の技術開発が急速化している。
【０００３】
まず従来の２軸型磁気方位検出装置の構成及び処理手順について説明する。図９は、従来の２軸型磁気方位検出装置の構成及び処理手順を示す概念図である。図１０は、従来の２軸型磁気方位検出装置において、磁気信号演算処理手段で得られた磁気座標点情報のうち、着磁ベクトルと周回円分布の関係を図示化した二次元座標図である。
【０００４】
この図９で示すように、従来の２軸型磁気方位検出装置４５は、略直交に配置して成る２つ磁気素子１ａ、１ｂと、その磁気素子１ａ、１ｂが検知した磁気信号３５ａ、３５ｂを２次元の磁気座標点情報３６へと変換処理して出力する磁気信号演算処理手段２と、この磁気座標点情報３６を格納する磁気座標点情報記憶手段３とを有する。また、本装置は、磁気座標点情報記憶手段３を参照して、記憶磁気座標点情報３７から３点以上の任意の座標点を選んで選択磁気座標点情報３８を出力する座標点選択手段３１と、選択された任意の選択磁気座標点情報３８を用いて、当該座標点のうち３点をその円周上に持つような円の中心座標点１２を算出して出力する円中心座標点算出手段６と、この円中心座標点１２に基づいて磁気座標点情報３６に含まれる着磁を補正して得られる補正後の磁気座標点情報から地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段７と、から構成される。
【０００５】
ここで着磁とは、２軸型磁気方位検出装置４５及びそれを搭載した機器に含まれる磁性体部品が、使用される外部の磁場環境によって磁化してしまう現象のことである。このような着磁が発生すると、図１０で示すように、本来検出したい地磁気方位ベクトル３２と着磁ベクトル３３が合成されてしまい、正確な地磁気方位角を算出することができなくなる。
【０００６】
そのため、この２軸型磁気方位検出装置４５では、それを搭載した機器全体を周回動作させて、地磁気方位ベクトル３２による磁気座標点の周回円分布８を描き、前述の座標点選択手段３１において、そのうちから任意の３点の磁気座標点１１ａ〜１１ｃを選択する。そして、前述の円中心座標点算出手段６により周回円分布８の円中心座標点１２を算出することで、差し引くべき着磁ベクトル３３を見積もることができる。こうして見積もられた着磁ベクトル３３に基づき、磁気方位算出手段７において磁気素子１ａ、１ｂからの磁気信号３５ａ、３５ｂを着磁補正することで、正確な地磁気方位角を算出することができる。
【０００７】
ところで、このような２軸型磁気方位検出装置４５では、それを構成する磁気素子や演算処理回路が物理的な揺らぎ誤差を持つ影響で、出力される磁気座標点の周回円分布８自体も誤差を持ってしまう。その為、上記座標点選択手段３１において、互いに近い距離の３点を選んでしまうと、周回円分布８の円中心座標点１２を大幅に誤って算出してしまう可能性がある。従って、座標点選択手段３１においては、可能な限り離れあった３点の磁
気座標点を選択する必要があるが、そのような選択を工夫する演算方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００８】
図１１は、従来の２軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、座標点選択手段の処理を図示化した二次元座標図である。
【０００９】
図１１で示すように、ここで提案されている演算方法とは、まず現在着磁前の状態における着磁ベクトル座標点を原点として定め、磁気座標点の周回円分布８の各点を象限領域毎に区分けする。そして、第１〜４象限のうち、任意の３つの象限領域夫々において候補の磁気座標点を選び出し（図１１では第1、第２、第３象限）、更に互いに所定距離以上離れているかどうか（即ち図中の所定距離領域３４ａ〜３４ｃが互いに重なり合わないかどうか）を判定した上で、夫々の象限領域から最適な３点の磁気座標点１１ａ〜１１ｃを選択する。以上の演算方法を座標点選択手段３１に適用することで、離れあった３点の磁気座標点を選択することができるので、周回円分布８が多少の誤差を含んでいたとしても、比較的高精度な円中心座標点１２を算出することができるようになる。
【００１０】
【特許文献１】特許第２６８１３３５号公報（第７頁、図３（ｃ））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したような演算方法による座標点選択手段３１は、現在着磁状態とその前の状態が比較的近い場合でなければ、適切に機能させることができない。即ち、図１１中において、現在着磁状態下の周回円分布８の円中心座標点１２と座標原点とが、比較的近い距離でなければ、周回円分布８を象限領域に区分けすることができなくなる。従って、瞬時に大きな着磁変動があった場合（現在着磁状態下の周回円の中心座標点と座標原点とが大きく離れた場合）には対応できないという問題があった。
【００１２】
また、互いに所定距離以上離れているという判定を採用する都合上、この２軸型磁気方位検出装置４５ではその所定距離を演算係数として予め規定しておく必要がある。しかしこの所定距離の演算係数は、周回円分布８の半径が既知である場合は有効であるが、外部の磁場環境が変動し、周回円分布８の半径が変化するような状況下では、予め規定するような方法では対処できず、従って常に最適な３点の磁気座標点を選び出すことができる保証が無かった。
【００１３】
そこで、本発明は、上述したような問題を解決し、着磁変動の補正をより簡潔且つ高精度にすることができる磁気方位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の磁気方位検出装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１５】
本発明による磁気方位検出装置は、２つの磁気素子を略直交に配置して、当該磁気素子から出力される磁気信号を座標点へ変換した磁気座標点情報に基づき、機器の着磁により変動する当該磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気信座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位検出装置において、磁気信号を演算処理により磁気座標点情報へと変換する磁気信号演算処理手段と、磁気座標点情報を３個以上記憶する磁気座標点情報記憶手段と、磁気座標点記憶手段で記憶された座標点分布を内包する正ｎ角形（但しｎは３の倍数）を、２次元座標面上に描画する正ｎ角形描画手段と、正ｎ角形の各辺から最も近い座標点をｎ個選択する最近接座標点選択手段と、最近接座標点選択手段により選択されたｎ個の磁気座標点情報から、少なくとも３個の座標点を円周上に含む円の中心
座標点を算出する円中心座標点算出手段と、円の中心座標点に基づいて磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明による磁気方位検出装置は、前述した正ｎ角形の何れか一辺が、２次元座標面における何れかの座標軸と略平行を為していることを特徴とするものである。
【００１７】
また更に、本発明による磁気方位検出装置は、前述した正ｎ角形のｎが６以上の３の倍数であり、円中心座標点算出手段が、（ｎ÷３）個の円の中心座標点を算出する手段であり、円中心座標点算出手段と磁気方位算出手段との間に、（ｎ÷３）個の円の中心座標点の平均値を求める円中心座標点平均化手段を更に有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明による磁気方位検出装置は、３つの磁気素子を略直交に配置して、当該磁気素子から出力される磁気信号を座標点へ変換した磁気座標点情報に基づき、機器の着磁により変動する当該磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位検出装置において、磁気信号を演算処理により磁気座標点情報へと変換する磁気信号演算処理手段と、磁気座標点情報を４個以上記憶する磁気座標点記憶手段と、磁気座標点記憶手段で記憶された座標点分布を内包する正ｎ面体（但しｎ＝４、８、１２、２０のいずれか）を、３次元座標面上に描画する正ｎ面体描画手段と、正ｎ面体の各面から最も近い座標点をｎ個選択する最近接座標点選択手段と、最近接座標点選択手段により選択されたｎ個の磁気座標点情報から、少なくとも４個の座標点を球面上に含む球の中心座標点を算出する球中心座標点算出手段と、球の中心座標点に基づいて磁気座標点情報を補正して得られる補正後の磁気座標点情報を用いて、地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明による磁気方位検出装置は、前述した正ｎ面体の何れか一面が、３次元座標面におけるｘ−ｙ面、ｙ−ｚ面またはｚ−ｘ面の何れかの面と略平行を為していることを特徴とするものである。
【００２０】
また更に、本発明による磁気方位検出装置は、前述した正ｎ面体のｎが、８、１２、２０のいずれかであり、球中心座標点算出手段が、（ｎ÷４）個の球の中心座標点を算出する手段であり、球中心座標点算出手段と磁気方位算出手段との間に、（ｎ÷４）個の球の中心座標点の平均値を求める球中心座標点平均化手段を更に有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による磁気方位検出装置では、上述した様な構成及び動作原理を採用する事により、簡潔な演算処理でより高精度な中心座標点算出、即ち着磁補正を行うことができ、従って従来技術の磁気方位検出装置と比較して、より正確な地磁気方位角を迅速に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例における磁気方位検出装置の構成及び処理手順について説明する。尚、本発明の構成における同部分については背景技術と同符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００２３】
まず、本発明の磁気方位検出装置の第一の実施例について説明する。図１は、本発明の第一の実施例における２軸型磁気方位検出装置の構成例と処理手順例を示す概念図である。
【００２４】
図１の概念図に示すように、本発明による２軸型磁気方位検出装置４１は、略直交に配置して成る２つ磁気素子１ａ、１ｂと、磁気信号演算処理手段２と、磁気座標点情報記憶手段３と、円中心座標点算出手段６と、磁気方位算出手段７とを有する点、およびそれらの手段を通して為される処理手順は従来技術と同様であるが、従来の２軸型磁気方位検出装置における座標点選択手段３１（図９参照）に代えて、正三角形描画手段４と最近接座標点選択手段５を導入した点が異なっている。
【００２５】
更に、本実施例における２軸型磁気方位検出装置４１では、正三角形描画手段４で描画する正三角形の底辺が、２次元座標軸のうちのｘ軸と略平行になっている点も特徴である。
【００２６】
ここで、本実施例における２軸型磁気方位検出装置４１の処理手順のうち、上述した正三角形描画手段４と最近接座標点選択手段５で為される演算方法について図１および図２を用いて詳説する。図２は、正三角形描画手段と最近接座標点選択手段の演算方法を図示化した２次元座標図である。
【００２７】
図２で示すように、図１に示した２軸型磁気方位検出装置４１を搭載した機器全体を周回動作させると、２次元座標面上に磁気座標点で周回円分布８が描かれる。続いて、正三角形描画手段４によりこの周回円分布８を内包するように正三角形９を描画する。この正三角形９の底辺１０ａを数式で表すと、
ｙ＝α    ・・・（１）
右側の辺１０ｂは、
√３ｘ＋ｙ＝β    ・・・（２）
左側の辺１０ｃは、
−√３ｘ＋ｙ＝γ    ・・・（３）
となる。
【００２８】
続いて、上記のような正三角形情報（図１における三角形情報３９ａに相当する）に基づいて図１に示す最近接座標点選択手段５により、周回円分布８に含まれる磁気座標点のうち、各辺に最も近接した磁気座標点１１ａ〜１１ｃを選択する。具体的な演算方法を述べると、まず底辺１０ａに最も近接した磁気座標点を得るには、周回円分布８に含まれる磁気座標点全てのｙ成分を上記式（１）に代入し、その中で最もαの値が小さくなる磁気座標点１１ａを選択する。また、右側の辺１０ｂに最も近接した磁気座標点を得るには、周回円分布８に含まれる磁気座標点全てのｘ成分およびｙ成分を式（２）に代入し、最もβの値が大きくなる磁気座標点１１ｂを選択する。また更に、左側の辺１０ｃについても、周回円分布８に含まれる磁気座標点全てのｘ成分およびｙ成分を式（３）に代入し、最もγの値が大きくなる磁気座標点１１ｃを選択する。
【００２９】
以上のような演算方法に基づいた正三角形描画手段４と最近接座標点選択手段５を経るだけで、周回円分布８を為す磁気座標点の中から、可能な限り互いに離れ合った３点の磁気座標点１１ａ〜１１ｃを簡単に選択することが可能となる。そして、ここで選択された最適な３点の磁気座標点１１ａ〜１１ｃを用いて円中心座標算出手段６での処理を行うことで、例え磁気座標点が揺らぎ誤差を含んでいたとしても、周回円分布８の円中心座標点１２を最大限高精度に算出することでき、従って、磁気方位算出手段７において高精度な着磁補正を行うことにより、正確な地磁気方位角を検出することが可能となる。
【００３０】
また、本発明による２軸型磁気方位検出装置４１では、背景技術で述べたような、着磁変動前の着磁ベクトルを原点とした象限領域区分けという演算手段を一切必要としない。そのため、外部の磁場環境が劇的に変化し、例え大きな着磁変動（即ち周回円分布８の中心座標点１２の大きな移動）が生じようとも、２次元座標面上の如何なる場所においても
式（１）〜式（３）に基づく演算を適用することが可能となる。従って、外部の磁場環境変化に対して柔軟に対応し、常に正確な地磁気方位角を検出することが可能となる。
【００３１】
またそればかりでなく、本発明による２軸型磁気方位検出装置４１では、背景技術で述べたような、磁気座標点間の離れ具合を判定する所定距離という演算係数を予め規定する必要が無い。そのため、外部磁場そのものの強さが変化し、周回円分布８の半径がいくら変動したとしても、上記同様に式（１）〜式（３）に基づく演算を適用することができる。
【００３２】
また更に、本実施例では、正三角形描画手段４の中で、正三角形９の底辺１０ａを２次元座標面のｘ軸と略平行としてあるが、このように規定すると、最近接判定の演算式である式（１）がｘ成分と乗算係数を含まないこととなる。そのため、正三角形の何れかの辺がx軸y軸とも平行を為していない場合と比較すると、より演算式が簡潔になり、最近接座標点選択手段５における演算負荷を著しく軽減することが可能となる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の磁気方位検出装置の第二の実施例について説明する。図３は、本発明の第二の実施例における２軸型磁気方位検出装置の構成例と処理手順例を示す概念図である。
【００３４】
図３に示すように、第二実施例の２軸型磁気方位検出装置４２は、第一実施例の２軸型磁気方位検出装置４１における正三角形描画手段４に代えて、正ｎ角形描画手段１３（ｎは６以上の３の倍数値）を導入した点、および円中心座標点算出手段６と磁気方位算出手段７の間に円中心座標点平均化手段１４を導入した点と、そして円中心座標点算出手段６においてｎ個の磁気座標点から（ｎ÷３）個の円中心座標点を算出する点、が異なっている。
【００３５】
以上に述べた２軸型磁気方位検出装置４２の構成のうち、ｎ＝６とした場合の、正ｎ角形描画手段１３と最近接座標点選択手段５と円中心座標点平均化手段１４で為される演算処理について、図３および図４を用いて簡単に説明する。図４は、本発明の第二の実施例における２軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正ｎ角形描画手段（ｎ＝６）と最近接座標点選択手段と円中心座標点平均化手段の処理を図示化した二次元座標図である。
【００３６】
図４で示すように、まず図３に示した正ｎ角形描画手段１３（ｎ＝６）において、得られた周回円分布８を内包するような正六角形１５を描く。次に、この正ｎ角形情報３９ｂ（ｎ＝６）に基づいて最近接座標点選択手段５により、各６辺に最も近い磁気座標点１１ｄ〜１１ｉを選択する（演算式による詳説は割愛する）。このようにして得られた６点の磁気座標点１１ｄ〜１１ｉのうち、周回順で交互に選別して３点ずつ２つの組、即ち磁気座標点１１ｄ、１１ｆ、１１ｈと磁気座標点１１ｅ、１１ｇ、１１ｉとに分ける。
【００３７】
続いて、円中心座標点算出手段６において、上記２組の磁気座標点から２つの中心座標点を算出する（図４では図示しない）。最後に、図３に示す円中心座標点平均化手段１４において、２つの円中心座標点１２の平均値をとって、平均円中心座標点１６を算出して磁気方位算出手段７に出力する。
【００３８】
このように算出された平均円中心座標点１６は、第一実施例の２軸型磁気方位検出装置４１において計算された円中心座標点１２と比較すると、平均化処理されている分だけ誤差による影響が少なくなり、周回円分布８のより高精度な中心座標点を算出することが可能となる。なお、本実施例ではｎ＝６の場合のみを示したが、平均化処理の回数に応じて誤差の影響は少なくすることができるため、ｎ≧９の３の倍数値の場合においては更に高
精度な中心座標点を算出することが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
次に、第一実施例の２軸型磁気方位検出装置４１の機能を拡張し、３次元的に地磁気方位角を検出できる３軸型磁気方位検出装置４３の実施例について説明する。図５は、本発明の第三の実施例における３軸型磁気方位検出装置の構成例と処理手順例を示す概念図である。
【００４０】
図５の概念図に示すように、本発明による３軸型磁気方位検出装置４３は、略直交に配置して成る３つ磁気素子１ａ〜１ｃと、その磁気素子１ａ〜１ｃが検知した磁気信号３５ａ〜３５ｃを３次元の磁気座標点情報３６へと変換処理して出力する磁気信号演算処理手段２と、これら磁気座標点情報３６を格納する磁気座標点情報記憶手段３とを有して構成される。また、本装置は、磁気座標点情報記憶手段３を参照して得られる記憶磁気座標点情報３７に基づき周回球分布を内包する正四面体を、三次元座標空間状で描いて得られる正四面体情報４０ａとともに記憶磁気座標点情報３７とを出力する正四面体描画手段２０と、この正四面体の各辺に最も近接する４点の選択磁気座標点３８を選んで出力する最近接座標点選択手段５と、選択磁気座標点３８をその球面上に持つような球の球中心座標点２６を算出して出力する球中心座標点算出手段２１と、算出した球中心座標点２６に基づいて、磁気信号３５ａ〜３５ｃの着磁を補正した補正後の磁気信号を用いて地磁気方位角を算出する磁気方位算出手段７とを有して構成される。
【００４１】
更に、本実施例における３軸型磁気方位検出装置４３では、正四面体描画手段２０で描画する正四面体の底面が、３次元座標の基準面のうち、ｘ―ｙ面と略平行になっている点も特徴である。
【００４２】
続いて、本実施例における３軸型磁気方位検出装置４３の処理手順のうち、上述した正四面体描画手段２０と最近接座標点選択手段５で為される演算方法について図５および図６を用いて詳説する。図６は、図５に示した正四面体描画手段と最近接座標点選択手段の演算方法を図示化した３次元座標図である。
【００４３】
図６で示すように、図５に示した３軸型磁気方位検出装置４３を搭載した機器全体を３次元的に周回動作させると、３次元座標空間上に磁気座標点で周回球分布２２が描かれる。続いて、正四面体描画手段２０によりこの周回球分布２２を内包するように正四面体２３を描画する。この正四面体２３の底面２４ａを数式で表すと、
ｚ＝κ    ・・・（４）
手前右側の面２４ｂは、
√２ｘ＋√６ｙ＋ｚ＝ζ    ・・・（５）
手前左側の面２４ｃは、
√２ｘ−√６ｙ＋ｚ＝η    ・・・（６）
奥側の面２４ｄは、
−２√２ｘ＋ｚ＝ξ    ・・・（７）
となる。
【００４４】
続いて、上記の正四面体情報４０ａに基づいて図５に示した最近接座標点選択手段５により、周回球分布２２に含まれる磁気座標点のうち、各面に最も近接した磁気座標点を選択する。具体的な演算方法を述べると、まず底面２４ａに最も近接した磁気座標点を得るには、周回球分布２２に含まれる磁気座標点全てのｚ成分を式（４）に代入し、その中で最もκの値が小さくなる磁気座標点２５ａを選択する。また、手前右側の面２４ｂに最も近接した磁気座標点を得るには、周回球分布２２に含まれる磁気座標点全てのｘ成分、ｙ成分、ｚ成分を式（５）に代入し、最もζの値が大きくなる磁気座標点２５ｂを選択する
。また更に、手前左側の面２４ｃに最も近接した磁気座標点を得るには、周回球分布２２に含まれる磁気座標点全てのｘ成分、ｙ成分、ｚ成分を式（６）に代入し、最もηの値が大きくなる磁気座標点２５ｃを選択する。最後に、奥側の面２４ｄについては、周回球分布２２に含まれる磁気座標点全てのｘ成分およびｚ成分を式（７）に代入し、最もξの値が大きくなる磁気座標点２５ｄを選択する。
【００４５】
以上のような演算方法に基づいた正四面体描画手段２０と最近接座標点選択手段５を経るだけで、周回球分布２２を為す磁気座標点の中から、可能な限り互いに離れ合った４点の磁気座標点２５ａ〜２５ｄを簡単に選択することが可能となる。そして、ここで選択された最適な４点の磁気座標点２５ａ〜２５ｄを用いて球中心座標算出手段２１を実行することで、例え磁気座標点が誤差を含んでいたとしても、周回球分布２２の球中心座標点２６を最大限高精度に算出することでき、従って、磁気方位算出手段７において高精度な着磁補正を行うことにより、正確な３次元の地磁気方位角を検出することが可能となる。
【００４６】
また、本実施例による３軸型磁気方位検出装置４３では、第一および第二実施例で述べた２軸型磁気方位検出装置４１、４２と同様に、例え外部の磁場環境が劇的に変化し、大きな着磁変動（即ち周回球分布の中心座標点の大きな移動）が生じようとも、３次元座標空間上の如何なる場所においても式（４）〜式（７）に基づく演算を適用することが可能となる。従って、外部の磁場環境変化に対して柔軟に対応し、常に正確な地磁気方位角を検出することが可能となる。
【００４７】
またそればかりでなく、本実施例による３軸型磁気方位検出装置４３では、第一および第二実施例で述べた２軸型磁気方位検出装置４１、４２と同様に、背景技術で述べたような、磁気座標点間の離れ具合を判定する所定距離という演算係数を予め規定する必要が無い。そのため、外部磁場そのものの強さが変化し、周回球分布２２の半径がいくら変動したとしても、上記同様に式（４）〜式（７）に基づく演算を適用することができる。
【００４８】
また更に、本実施例では、正四面体描画手段２０の中で、正四面体の底面を３次元座標空間のｘ−ｙ面と略平行としてあるが、このように規定すると、最近接判定の演算式である式（４）および式（７）が、式（５）と式（６）と比較して、より簡単な式にできるという利点がある。そのため、正四面体の何れかの面がｘ−ｙ面、ｙ−ｚ面、ｚ−ｘ面とも平行を為していない場合と比較すると、より演算式が簡潔になり、最近接座標点選択手段５における演算負荷を著しく軽減することが可能となる。
【実施例４】
【００４９】
次に、本発明の磁気方位検出装置の第四の実施例について説明する。図７は、本発明の第四の実施例における３軸型磁気方位検出装置の構成例と処理手順例を示す概念図である。
【００５０】
図７に示すように、第四実施例の３軸型磁気方位検出装置４４は、第三実施例の３軸型磁気方位検出装置４３における正四面体描画手段２０に代えて、正ｎ面体描画手段２８（ｎ＝８、１２、２０）を導入した点、および球中心座標点算出手段２１と磁気方位算出手段７の間に球中心座標点平均化手段２９を導入した点と、そして球中心座標点算出手段２１においてｎ個の磁気座標点から（ｎ÷４）個の球中心座標点を算出する点、が異なっている。
【００５１】
以上に述べた３軸型磁気方位検出装置４４の構成のうち、ｎ＝８とした場合の、正ｎ面体描画手段２８と最近接座標点選択手段５と球中心座標点平均化手段２９で為される演算処理について、図７および図８を用いて簡単に説明する。図８は、本発明の第四の実施例における３軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正ｎ角形描画手段（ｎ＝８）と最近
接座標点選択手段と円中心座標点平均化手段の処理を図示化した三次元座標図である。
【００５２】
図８で示すように、まず図７に示した正ｎ面体描画手段２８（ｎ＝８）において、得られた周回球分布２２を内包するような正八面体３０を描く。次に、正ｎ面体描画手段２８から出力される正ｎ面体情報４０ｂ（ｎ＝８）に基づいて、最近接座標点選択手段５により、各８面（演算式の詳説は割愛する）に最も近い磁気座標点８点を選択し（図８中では図示しない）、互いに隣り合わない面によって選ばれた磁気座標点４点２組から２つの球中心座標点を算出する（図８中では図示しない）。最後に、図７に示した球中心座標点平均化手段２９において、２つの球中心座標点の平均値をとって、平均球中心座標点２７を算出して出力する。
【００５３】
このように、上述の演算手順によって算出された平均球中心座標点２７は、第一実施例に対する第二実施例の２軸型磁気方位検出装置４１、４２の効果と同様に、平均化処理されている分だけ磁気座標点の揺らぎ誤差による影響が少なくなり、周回球分布２２のより高精度な中心座標点を算出することが可能となる。なお、本実施例ではｎ＝８の場合のみを示したが、平均化処理の回数に応じて誤差の影響は少なくすることができるため、ｎ＝１２、２０の場合においては、更に高精度な中心座標点を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一の実施例における２軸型磁気方位検出装置の構成および処理手順を示した概念図である。
【図２】本発明の第一の実施例における２軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正三角形描画手段と最近接座標点選択手段の処理を図示化した二次元座標図である。
【図３】本発明の第二の実施例における２軸型磁気方位検出装置の構成および処理手順を示した概念図である。
【図４】本発明の第二の実施例における２軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正ｎ角形描画手段（ｎ＝６）と最近接座標点選択手段と円中心座標点平均化手段の処理を図示化した二次元座標図である。
【図５】本発明の第三の実施例における３軸型磁気方位検出装置の構成および処理手順を示した概念図である。
【図６】本発明の第三の実施例における３軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正四面体描画手段と最近接座標点選択手段の処理を図示化した三次元座標図である。
【図７】本発明の第四の実施例における３軸型磁気方位検出装置の構成および処理手順を示した概念図である。
【図８】本発明の第四の実施例における３軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、正ｎ角形描画手段（ｎ＝８）と最近接座標点選択手段と円中心座標点平均化手段の処理を図示化した三次元座標図である。
【図９】従来の２軸型磁気方位検出装置の構成および処理手順を示した概念図である。
【図１０】従来の２軸型磁気方位検出装置において、磁気信号演算処理手段２で得られた磁気座標点情報のうち、着磁ベクトルと周回円分布８の関係を図示化した二次元座標図である。
【図１１】従来の２軸型磁気方位検出装置の処理手順のうち、座標点選択手段の処理を図示化した二次元座標図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ〜１ｃ    磁気素子
２    磁気信号演算処理手段
３    磁気座標点情報記憶手段
４    正三角形描画手段
５    最近接座標点選択手段
６    円中心座標点算出手段
７    磁気方位算出手段
８    周回円分布
９    正三角形
１０ａ  底辺
１０ｂ  右側の辺
１０ｃ  左側の辺
１１ａ〜１１ｉ  磁気座標点
１２  円中心座標点
１３  正ｎ角形描画手段
１４  円中心座標点平均化手段
１５  正六角形
１６  平均円中心座標点
２０  正四面体描画手段
２１  球中心座標点算出手段
２２  周回球分布
２３  正四面体
２４ａ  底面
２４ｂ  手前右側の面
２４ｃ  手前左側の面
２４ｄ  奥側の面
２５ａ〜２５ｄ  磁気座標点
２６  球中心座標点
２７  平均球中心座標点
２８  正ｎ面体描画手段（ｎ≧８）
２９  球中心座標点平均化手段
３０  正八面体
３５ａ〜３５ｃ  磁気信号
３６  磁気座標点情報
３７  記憶磁気座標点情報
３８  選択磁気座標点情報
３９ａ  正三角形情報
３９ｂ  正ｎ角形情報
４０ａ  正四面体情報
４０ｂ  正ｎ面体情報
４１  ２軸型磁気方位検出装置
４２  ２軸型磁気方位検出装置
４３  ３軸型磁気方位検出装置
４４  ３軸型磁気方位検出装置
【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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