(57)【要約】【課題】特に方位儀の測定地の経緯度を精確に測定する、方位儀の自動リセット及び方位測定方法を提供する。【解決手段】  方位儀における直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、異なる方位角に対して経緯度の測定を行ない、サンプリングして対応する二つの弦波信号を出力し、それら直交する二つの弦波信号の振幅値を比較した後、それらの間の比例を得ると共に、二つの弦波信号の振幅値を等しくし、更に、各直交する弦波信号の最大値及び最小値から平均値を算出して、二つの弦波信号の正・負振幅を等し、  そして、前記ステップにより調整を行なった二つの弦波信号を方位儀による測定の基準値とし、その後、該直交する二つの磁気感知素子により測定を行なって、その出力された磁気信号を等しくした後、基準信号値と比較し、精確に且つ速やかに方位角を算出する。【選択図】図３
2005195466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、複数の方位角をサンプリングして第一弦波信号と第二弦波信号を得るステップと、
第一弦波信号と第二弦波信号のどちらか一方を拡大或いは縮小して、第一弦波信号と第二弦波信号との振幅を等しくするステップと、
第一弦波信号と第二弦波信号のそれぞれの最大値と最小値により、第一弦波信号と第二弦波信号の平均値を算出するステップと、
第一弦波信号と第二弦波信号の平均値を第一弦波信号と第二弦波信号のゼロ値にして、第一弦波信号と第二弦波信号の正・負振幅を等しくし、その中の正・負振幅の等しい第一弦波信号と第二弦波信号をリセット基準値とするステップと、を有することを特徴とする方位儀の自動リセット方法。
【請求項２】
少なくとも９０度の方位角ごとに、前記二つの磁気感知素子によりサンプリングを行なうことを特徴とする請求項１に記載の方位儀の自動リセット方法。
【請求項３】
更に、第一弦波信号の最大値Ｘmaxと第二弦波信号の最大値Ｙmaxとを比較して比例Ｒ＝Ｘmax／Ｙmaxを得ると共に、その比例を第二弦波信号と掛け合わせて第一弦波信号の振幅と第二弦波信号の振幅とを等しくするステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方位儀の自動リセット方法。
【請求項４】
更に、第一弦波信号の最大値Ｘmaxと第二弦波信号の最大値Ｙmaxとを比較して比例Ｒ＝Ｘmax／Ｙmaxを得ると共に、その比例を第一弦波信号に掛け合わせて第二弦波信号の振幅と第二弦波信号の振幅とを等しくするステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方位儀の自動リセット方法。
【請求項５】
前記請求項３に記載される方位儀の自動リセット方法により自動リセットが完了した方位儀の方位角測定方法において、
直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、測定すべき方位角において第一磁気感知値及び第二磁気感知値を得るステップと、
第二磁気感知値と比例Ｒとを掛け合わせるステップと、
第一磁気感知値と第一弦波信号の振幅とを比較すると共に、前記比例Rを掛けた第二磁気感知値と第二弦波信号の振幅とを比較して、その比較結果により該測定すべき方位角を得るステップと、を有することを特徴とする方位儀の方位角測定方法。
【請求項６】
前記請求項４に記載される方位儀の自動リセット方法により自動リセットが完了した方位儀の方位角測定方法において、
直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、測定すべき方位角において第一磁気感知値及び第二磁気感知値を得るステップと、
第一磁気感知値と比例Ｒとを掛け合わせるステップと、
第一磁気感知値と第一弦波信号の振幅とを比較すると共に、第二磁気感知値と第二弦波信号の振幅とを比較して、該測定すべき方位角を得るステップと、を有することを特徴とする方位儀の方位測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に方位儀の測定地の経緯度を精確に測定する、方位儀の自動リセット及び方位測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、方位儀には機械式或いは電子式の二種類を有する。前者は早期のものであり、その特徴は、安価であるが方位指向性及び認識性に優れない。また、後者は測定精度及び認識性に優れており、登山者などによく利用されている。
【０００３】
更に、前記電子式の磁気方位測定技術は、主に直交するように組合わされる二組の磁気感知素子により、現在地の地磁気を感知してその弦波信号を出力すると共に、回路処理での計算によって磁気感知素子から弦波信号の代表方位を出力して表示することから、使用時には、機械式のように方位儀における指針と方位表に対する位置の動作を微調整しなくても精確な方位を測定できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記電子式の方位儀は回路により方位を算出するので、毎回その基準値を設定し、磁気感知素子から入力された弦波信号により計算を行なう必要がある。即ちこれは方位儀にリセット機能を設けなければ、現在地の方位を精確に測定できないということである。  
また、従来の方位儀のリセット方式は、二つの磁気感知素子を直交状に設置して、互いに垂直する方向に対して測定を行ない、それら測定した、直交する特性を有する垂直方向の二つの弦波信号を、その後の移動方位の算出に寄与させるため、これら互いに垂直する二つの測定値をゼロ方向角の基準値とする。また、磁気感知素子から出力される弦波信号は測定地の経緯度に比例しているので、測定地が高経緯度である場合は、出力される弦波信号の振幅は増大するが、測定地における経緯度の差が大きい場合は、二つの磁気感知素子から出力された弦波信号の振幅の差も大きくなる。故に、若しこの位置でリセット調整してリセット基準値（Ｘ０，Ｙ０）を算出した場合、移動後の位置（Ｘ，Ｙ）の方位計算による数値に誤差が生じるので、図５に示すように、方位儀による方位指示の精確度が低下してしまう。
【０００５】
上述した事情に鑑み、本願発明は、特に方位儀の測定地の経緯度を精確に測定する、方位儀の自動リセット及び方位測定方法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】
【０００６】
上述した課題を解決するため、  
本発明は、  
直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、複数の方位角をサンプリングして第一弦波信号と第二弦波信号を得るステップと、  
第一弦波信号と第二弦波信号のどちらか一方を拡大或いは縮小して、第一弦波信号と第二弦波信号との振幅を等しくするステップと、  
第一弦波信号と第二弦波信号のそれぞれの最大値と最小値により、第一弦波信号と第二弦波信号の平均値を算出するステップと、  
第一弦波信号と第二弦波信号の平均値を第一弦波信号と第二弦波信号のゼロ値にして、第一弦波信号と第二弦波信号の正・負振幅を等しくし、その中の正・負振幅の等しい第一弦波信号と第二弦波信号をリセット基準値とするステップと、を有することを特徴とする方位儀の自動リセット方法、を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
（作用）  
本発明は上記の課題を解決するものであり、方位儀において直交状に設けられる二つの磁気感知素子により得られる複数の異なる方位角に対して直交する二つの第一弦波信号と第二弦波信号に基づいて、第一弦波信号と第二弦波信号のどちらか一方を調整し、第一弦波信号の振幅と第二弦波信号の振幅とを等しくすると共に、第一弦波信号と第二弦波信号の最大値と最小値により、第一弦波信号と第二弦波信号の平均値を算出し、これらの平均値を方位儀のリセット基準値とする。  
更に、前記リセット方法では、予め二つの磁気感知素子より出力される弦波信号から最大値及び最小値をサンプリングするが、二つの弦波信号のサンプリング値の差が大きいことによる方位の読み取りへの影響を防ぐために、第一・第二弦波信号の振幅を調整して等しくし、その後、リセット基準値（垂直方向の二つの基準値）を算出しする。そして、そのリセット調整を行なった方位儀を移動させて測定を開始した時、二つの磁気感知素子が共に測定した方位角の、直交する二つの弦波信号を出力すると共に、測定すべき直交する二つの弦波信号の振幅を調整し、リセット基準値の振幅の比較を行なって現在の測定地の方位角を得る。  
故に、本発明の方法によれば、経緯度の異なりが大きい位置においてリセット作業を行なうことができると共に、影響を受けずに方位測定値を精確に求めることができる。
【０００８】
（発明の効果）  
本発明は上記の構成を有し、方位角のサンプリングや磁気感知値の振幅を同様に調整するステップにより、如何なる経緯度においてもリセットすることができるので、移動後の方位の指示を精確に行なうことができる。また、現在の方位儀による方位の計算は記憶及び演算能力を有するマイクロプロセッサによって方位情報の提供を行なうが、更にレーザー距離測定装置を組合わせることにより登山者等に対して的確に且つ精確に移動情報（方位、距離など）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る方位儀の自動リセット方法の流れ図であり、図２は本発明に係る方位儀の自動リセット方法における二つの弦波信号のサンプリング波形であり、図３は本発明に係る方位儀の方位角測定方法の流れ図であり、図４は本発明に係る方位儀の方位角測定方法において測定した方位角の角度を示す図である。
【００１１】
図１の流れ図に示すように、本発明の自動リセット方法は方位儀中において直交状に設けられる二つの磁気感知素子によりリセットプロセスを行なうものである。以下、更に詳しく説明する。  
第一弦波信号の方位と第二弦波信号の方位との差が９０度となるように、直交状に設けられる二つの磁気感知素子により、複数の異なる方位角をサンプリングして第一弦波信号と第二弦波信号を出力するステップと  
図２に示すように、第一弦波信号と第二弦波信号のどちらか一方を拡大或いは縮小して、第一弦波信号の振幅Ｓｘと第二弦波信号の振幅ＳYとを等しくするステップと、  
第一弦波信号と第二弦波信号の最大値Ｘmax Ｙmaxと最小値Ｘmin Ｙminにより、第一弦波信号と第二弦波信号の平均値Ｘbase Ｙbaseを算出するステップと、  
第一弦波信号と第二弦波信号の平均値Ｘbase Ｙbaseを第一弦波信号と第二弦波信号のゼロ値にすることにより、第一弦波信号と第二弦波信号の正・負振幅を等しくするステップと、を有する。
【００１２】
前記第一のステップにおいては、少なくとも９０度の方位角ごとに、前記直交する磁気感知素子をサンプリングしてそれぞれ四つの磁気感知値（X１，X２，X３，X４）（Y１，Y２，Y３，Y４）を求め、それら四つの磁気感知値を比較することにより、最大値ＸmaxＹmaxと最小値ＸminＹminを得て、第三のステップにおいて行なわれる平均値の算出に用いられる。  
以下に、該第三のステップにおいて行なわれる平均値の算出に用いる二つの算式を示す。
【００１３】
【数１】
2005195466.tif 000003
【００１４】
【数２】
2005195466.tif 000004
【００１５】
また、前記第二のステップでは、第一弦波信号の最大値X４と第二弦波信号の最大値Y３を比較し比例Ｒ１＝X４/Y３を得て、その比例を第二弦波信号に掛け合わせ、或いは、比例Ｒ２＝Y３/X４を得て、その比例を第一弦波信号に掛け合わせて第一弦波信号の振幅と第二弦波信号の振幅を等しくさせる。
【００１６】
更に、図３の流れ図に示すように、本発明の方位儀の方位計算プロセスは、  
直交状に設けられる二つの磁気感知素子を測定すべき方位角に位置させることにより、方位角を測定して第一磁気感知値及び第二磁気感知値を得るステップと、  
第一磁気感知値を第一・第二弦波信号の比例Ｒ２に掛け合わせ、或いは第二磁気感知値を第一・第二弦波信号の比例Ｒ１に掛け合わせて、第一・第二磁気感知値の振幅と第一・第二弦波信号とを等しくするステップと、  
第一磁気感知値とリセットした第一弦波信号の振幅とを比較すると共に、第二磁気感知値とリセットした第二弦波信号の振幅とを比較し、方位角を得るステップと、を有する。
【００１７】
上述したように、前記方法によればリセットした二つの第一・第二弦波信号の正・負振幅は等しいので、図４に示すような正円形となるような方位空間を得ることができ、この正円形の方位空間は更に四つの象限区域に区画される。  
以下、方位測定について詳細に説明する。  
図４に示すように、二つの磁気感知値の振幅を同様に調整し、二つの磁気感知値を正円上に位置させる。  
この時、二つの磁気感知値の振幅値から平均値（ＸbaseＹbase）を減算すると、二つの測定値（Ｘ，Ｙ）はどの象限区域に位置するかを判断する。例えば、それら二つの基準値が共に正値となった場合は、第一象限区域に位置すると判断する。  
更にその後、方位角を算出すると、測定値（Ｘ，Ｙ）が正円上に示される。故に、予め二つの磁気感知値の振幅値が等しいか判断でき、若し等しい場合には、方位角が象限において４５度となり、反対に等しくない場合は、二つの測定値を三角関数に用いて角度（θ）を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る方位儀の自動リセット方法の流れ図である。
【図２】本発明に係る方位儀の自動リセット方法における二つの弦波信号のサンプリング波形である。
【図３】本発明に係る方位儀の方位角測定方法の流れ図である。
【図４】本発明に係る方位儀の方位角測定方法において測定した方位角の角度を示す図である。
【図５】従来の方位儀の方位角測定方法において測定した方位角の角度を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ｘmax…第一弦波信号の最大値
Ｙmax…第二弦波信号の最大値
【図１】
2005195466.tif 000005
【図２】
2005195466.tif 000006
【図３】
2005195466.tif 000007
【図４】
2005195466.tif 000008
【図５】
2005195466.tif 000009