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JP6346466B2 - Magnetic data correction device - Google Patents
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JP6346466B2 - Magnetic data correction device - Google Patents

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Description

本発明は、磁気データ補正装置に関し、より詳細には、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な磁気データ補正装置に関する。 The present invention relates to a magnetic data correction equipment, and more particularly relates to the acquired magnetic data correction equipment capable of magnetic data removing accurately the influence of the soft iron effect.

従来からコンパスセンサは、携帯端末や自動車などの移動体など、一定の方向に進行する電子機器の進行方向を感知する手段として広く用いられている。
この種のコンパスセンサは、地球上に存在する微弱な磁場を検出することで、地磁気の方向(方位角)を測定することができる。しかしながら、電子機器で使用されているコンパスセンサの中には、周囲に実装されている強磁性部品の影響により測定した方位角に誤差が生じてしまうものがある。例えば、スピーカや磁化したヒンジ部品など保持力の大きな硬磁性部品は周囲に強い磁場(オフセット磁場)を与える。この硬磁性体による周囲にオフセット磁場を与える現象をハードアイアン効果という。
Conventionally, a compass sensor has been widely used as a means for sensing the traveling direction of an electronic device that travels in a certain direction, such as a mobile terminal or a moving body such as an automobile.
This type of compass sensor can measure the direction (azimuth angle) of geomagnetism by detecting a weak magnetic field existing on the earth. However, some compass sensors used in electronic equipment may cause an error in the measured azimuth angle due to the influence of ferromagnetic components mounted in the surrounding area. For example, hard magnetic parts having a large holding force such as speakers and magnetized hinge parts give a strong magnetic field (offset magnetic field) to the surroundings. The phenomenon of applying an offset magnetic field around the hard magnetic material is called a hard iron effect.

図1は、ハードアイアン効果を説明するための模式図で、ハードアイアン効果を受けたコンパスセンサが、XY平面で回転動作した時の出力値の軌跡を示している。コンパスセンサがオフセット磁場を与えられたことで、出力円の中心が原点から偏移していることがわかる。ハードアイアン効果により、地磁気とオフセット磁場が合わさった磁場をコンパスセンサが観測すると、正しい方位角は得られなくなる。しかし、ハードアイアン効果の影響は、例えば、特許文献1に記載のオフセット磁場推定技術を用いることで取り除くことが可能である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the hard iron effect, and shows a locus of output values when the compass sensor that has received the hard iron effect rotates on the XY plane. It can be seen that the center of the output circle is shifted from the origin because the compass sensor is given an offset magnetic field. If the compass sensor observes a magnetic field that combines geomagnetism and offset magnetic field due to the hard iron effect, the correct azimuth angle cannot be obtained. However, the influence of the hard iron effect can be removed by using, for example, the offset magnetic field estimation technique described in Patent Document 1.

一方で、近年携帯端末で多く採用されている磁性シートやSUS(ステンレス;サス)板金などの比透磁率の高い軟磁性部品も、コンパスセンサの方位角誤差の一因となっている。軟磁性体は、周囲の磁場を歪ませる性質を持っており、この現象をソフトアイアン効果という。
図2は、軟磁性部品の近傍のソフトアイアン効果を説明するための模式図で、軟磁性部品によるソフトアイアン(SI)効果を示したシミュレーション図である。中央の長方形が軟磁性部品を、破線が磁力線を表している。軟磁性部品の近傍の磁力線が、軟磁性部品に引き寄せられるように曲がっているのが分かる。
On the other hand, soft magnetic parts with high relative permeability such as magnetic sheets and SUS (stainless steel) sheet metal, which are widely used in portable terminals in recent years, also contribute to the azimuth error of the compass sensor. Soft magnetic materials have the property of distorting the surrounding magnetic field, and this phenomenon is called the soft iron effect.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the soft iron effect in the vicinity of the soft magnetic component, and is a simulation diagram showing the soft iron (SI) effect by the soft magnetic component. A central rectangle represents a soft magnetic component, and a broken line represents a magnetic field line. It can be seen that the lines of magnetic force in the vicinity of the soft magnetic component are bent so as to be attracted to the soft magnetic component.

図3は、ソフトアイアン効果を説明するための模式図で、ソフトアイアン効果を受けたコンパスセンサが、XY平面で回転動作した時の出力値の軌跡を示している。磁束が軟磁性部品に引き寄せられた影響で、出力円が真円から楕円に変化していることがわかる。ソフトアイアン効果により曲げられた地磁気をコンパスセンサが測定すると、正しい方位角は得られなくなる。携帯端末などの各々の部品が非常に近接した状態で実装されている電子機器では、上述したような軟磁性部品の影響によるコンパスセンサの方位角誤差が大きな問題となっている。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the soft iron effect, and shows a locus of output values when the compass sensor that has received the soft iron effect rotates on the XY plane. It can be seen that the output circle changes from a perfect circle to an ellipse due to the influence of the magnetic flux attracted to the soft magnetic component. If the compass sensor measures the geomagnetism bent by the soft iron effect, the correct azimuth angle cannot be obtained. In an electronic device in which each component such as a portable terminal is mounted in a very close state, the compass sensor azimuth error due to the influence of the soft magnetic component as described above is a big problem.

したがって、携帯端末などに実装されているコンパスセンサが近傍の軟磁性部品が引き起こすソフトアイアン効果の影響下にある場合、正確な方位角を得るためにはセンサが取得したデータを補正する必要がある。例えば、特許文献2には、歪み率(Distortion factor)と較正品質度を導入してコンパスセンサのデータを較正するようにした歪み計算方法及びその装置が提案されている。この歪み計算方法は、(a)コンパスセンサを360度回転させつつ、2軸磁気力界からなるコンパスセンサによって獲得された磁気力データを獲得するステップと、(b)獲得したデータによって生成された形態を楕円関数でフィッティングするステップと、(c)獲得したデータとフィッティングした楕円関数を、原点が中心となる円形に変換するステップと、(d)楕円関数または獲得したデータの主軸が横軸に対して傾いた角度を用いて磁場の歪み程度を示す歪み率とを計算するステップとを有するものである。   Therefore, when a compass sensor mounted on a portable terminal or the like is under the influence of a soft iron effect caused by a nearby soft magnetic component, it is necessary to correct the data acquired by the sensor in order to obtain an accurate azimuth angle. . For example, Patent Document 2 proposes a distortion calculation method and apparatus for calibrating compass sensor data by introducing a distortion factor and a calibration quality level. The strain calculation method includes (a) a step of acquiring magnetic force data acquired by a compass sensor composed of a biaxial magnetic force field while rotating the compass sensor by 360 degrees, and (b) generated by the acquired data. Fitting the form with an elliptic function, (c) converting the acquired data and the fitted elliptic function into a circle centered at the origin, and (d) the main axis of the elliptic function or the acquired data on the horizontal axis. And a step of calculating a distortion rate indicating a degree of distortion of the magnetic field using an angle inclined with respect to the magnetic field.

特表2004−517329号公報JP-T-2004-517329 特開2008−76397号公報JP 2008-76397 A

コンパスセンサが取得する磁気の大きさは、コンパスセンサを搭載する機器の状態によっても変化することがある。
図4(a),(b)は、状態の際に伴うソフトアイアン効果の影響の差異を説明したグラフデータを示す図で、コンパスセンサが搭載されたクラムシェル型携帯電話を地磁気環境下で回転動作させた時のコンパスセンサの出力値の軌跡を示している。図4(a)は筐体を閉じた状態を示し、図4(b)は筐体を開いた状態を示している。
The magnitude of magnetism acquired by the compass sensor may change depending on the state of the device on which the compass sensor is mounted.
4 (a) and 4 (b) are graphs illustrating the difference in the influence of the soft iron effect that accompanies the state, and a clamshell mobile phone equipped with a compass sensor is rotated in a geomagnetic environment. The locus of the output value of the compass sensor when operated is shown. FIG. 4A shows a state where the casing is closed, and FIG. 4B shows a state where the casing is opened.

図4(a)に示すような筐体を閉じた状態と、図4(b)に示すような筐体を開いた状態とでは、コンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響が異なるため、描く軌跡が一致していない。上述した特許文献2は、コンパスセンサを搭載する機器の状態を考慮していないため、補正精度が悪いという問題がある。また、コンパスセンサを搭載する機器の状態を考慮していないため、機器の状態が変化する度に補正動作を行なわなければならないという問題がある。   Since the influence of the soft iron effect received by the compass sensor differs between the closed state as shown in FIG. 4A and the opened state as shown in FIG. Does not match. Since the above-mentioned Patent Document 2 does not consider the state of a device on which a compass sensor is mounted, there is a problem that correction accuracy is poor. In addition, since the state of the device on which the compass sensor is mounted is not taken into account, there is a problem that a correction operation must be performed every time the state of the device changes.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な磁気データ補正装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, it is an object to provide the acquired magnetic data correction equipment capable of magnetic data removing accurately the influence of the soft iron effect was It is in.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、n(nは2以上の整数)軸の磁気検出部(20)から得られる磁気データを補正する磁気データ補正装置(3)において、前記磁気データを取得する磁気データ取得部(22)と、前記磁気データ補正装置(3)が搭載される電子機器の状態を示す状態情報を出力する状態情報出力部(33)から前記状態情報を取得する状態情報取得部(23)と、前記状態情報と、前記磁気データを前記n軸の座標空間上に分布させて得られる分布形状をn次元球に補正するための補正パラメータと、が対応づけられた補正パラメータ情報を複数記憶する補正パラメータ情報記憶部(25)と、前記状態情報取得部(23)が取得する前記状態情報に基づいて、前記補正パラメータ情報記憶部(25)に記憶される複数の補正パラメータ情報の中から補正パラメータ情報を選択する補正パラメータ情報選択部(24)と、前記補正パラメータ情報選択部(24)が選択した補正パラメータ情報に含まれる補正パラメータを用いて前記磁気データを補正する磁気データ補正部(26)と、を備えていることを特徴とする。   The present invention has been made in order to achieve such an object. The invention according to claim 1 is directed to obtaining magnetic data obtained from an n-axis magnetic detector (20) (n is an integer of 2 or more). In the magnetic data correction device (3) to be corrected, the magnetic data acquisition unit (22) that acquires the magnetic data and the state information that indicates the state of the electronic device in which the magnetic data correction device (3) is mounted A state information acquisition unit (23) that acquires the state information from the information output unit (33), and the distribution shape obtained by distributing the state information and the magnetic data on the coordinate space of the n-axis is an n-dimensional sphere. Based on the state information acquired by the correction parameter information storage unit (25) for storing a plurality of correction parameter information associated with the correction parameter for correcting to the state information acquired by the state information acquisition unit (23), A correction parameter information selection unit (24) for selecting correction parameter information from among a plurality of correction parameter information stored in the positive parameter information storage unit (25), and a correction parameter selected by the correction parameter information selection unit (24) And a magnetic data correction unit (26) for correcting the magnetic data using a correction parameter included in the information.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記磁気データ補正部(26)は、前記磁気データに含まれる前記磁気検出部(20)の周囲に存在する軟磁性体の影響を前記磁気データから取り除く補正を行うことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記状態情報出力部は、物理量を検知する物理量検知部を備え、前記物理量検知部の出力に基づいて前記状態情報を出力することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the magnetic data correction unit (26) is a soft magnet that exists around the magnetic detection unit (20) included in the magnetic data. The correction is performed to remove the influence of the body from the magnetic data.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the state information output unit includes a physical quantity detection unit that detects a physical quantity, and the state based on an output of the physical quantity detection unit. It is characterized by outputting information.

また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記状態情報は、前記電子機器を構成する部材の配置に関する情報、前記電子機器を構成する部材同士の距離に関する情報、前記電子機器を構成する部材同士の角度に関する情報、前記電子機器を構成する部材にかかる応力に関する情報、前記電子機器の温度に関する情報及び前記電子機器の湿度に関する情報からなる群から選ばれる少なくとも一つの情報であることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the state information includes information on arrangement of members constituting the electronic device, information on a distance between members constituting the electronic device, At least one selected from the group consisting of information on the angle between members constituting the electronic device, information on stress applied to the member constituting the electronic device, information on the temperature of the electronic device, and information on the humidity of the electronic device It is characterized by being information.

また、請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の発明において、前記物理量検知部は、加速度センサ、角度センサ、角速度センサ、磁気センサ、応力センサ、温度センサ、湿度センサ、光センサ、超音波センサからなる群から選ばれる少なくとも一つのセンサであることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、前記状態情報出力部は、前記電子機器に印加される磁場の大きさに関する情報を出力し、前記補正パラメータ情報選択部は、前記状態情報と前記磁場の大きさに関する情報に基づいて前記補正パラメータ情報を選択することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4, wherein the physical quantity detection unit includes an acceleration sensor, an angle sensor, an angular velocity sensor, a magnetic sensor, a stress sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, and an optical sensor. It is at least one sensor selected from the group consisting of a sensor and an ultrasonic sensor.
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the state information output unit outputs information on the magnitude of a magnetic field applied to the electronic device, and The correction parameter information selection unit selects the correction parameter information based on the state information and information on the magnitude of the magnetic field.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明において、前記補正パラメータとして、同一状態・同一種類の複数の電子機器に対する各々の補正パラメータの平均値を用いることを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の発明において、マイクロプロセッサによって前記磁気データ補正部(26)が制御されることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein an average value of each correction parameter for a plurality of electronic devices of the same state and the same type is used as the correction parameter. It is characterized by that.
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the magnetic data correction section (26) is controlled by a microprocessor.

また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記補正パラメータ情報記憶部(25)と前記磁気データ補正部(26)が異なるマイクロプロセッサによって制御されることを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記補正パラメータ情報記憶部(25)を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfa、前記磁気データ補正部(26)を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfbとした時、fa及びfbが、fa>fbの関係を満たすことを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, characterized in that the correction parameter information storage unit (25) and the magnetic data correction unit (26) are controlled by different microprocessors. To do.
According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the invention, the driving frequency of the microprocessor that manages the correction parameter information storage unit (25) is fa, and the magnetic data correction unit (26) is managed. When the driving frequency of the microprocessor is fb, fa and fb satisfy the relationship of fa> fb.

また、請求項1に記載の発明は、コンピュータを、請求項1乃至10のいずれかに記載の磁気データ補正装置として機能させるプログラムである。 The invention of claim 1 1, a computer, Ru program der to function as a magnetic data correction device according to any one of claims 1 to 10.

本発明によれば、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な磁気データ補正装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize the acquired magnetic data correction equipment capable of magnetic data removing accurately the influence of the soft iron effect was.

ハードアイアン効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a hard iron effect. 軟磁性部品の近傍のソフトアイアン効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the soft iron effect of the vicinity of a soft-magnetic component. ソフトアイアン効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a soft iron effect. 状態の際に伴うソフトアイアン効果の影響の差異を説明したグラフデータを示す図である。It is a figure which shows the graph data explaining the difference of the influence of the soft iron effect in the case of a state. 本発明に係る磁気データ補正装置の実施形態を説明するためのブロック構成図である。It is a block block diagram for demonstrating embodiment of the magnetic data correction apparatus which concerns on this invention. 電子機器の状態の具体例を説明した模式図である。It is the schematic diagram explaining the specific example of the state of an electronic device. 本発明に係る磁気データ補正装置で用いる磁気データの補正パラメータ作成装置の実施例を説明するためのブロック構成図である。It is a block block diagram for demonstrating the Example of the correction parameter creation apparatus of the magnetic data used with the magnetic data correction apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る磁気データ補正方法を説明するためのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating the magnetic data correction method which concerns on this invention. 本発明に係る磁気データ補正方法で用いる磁気データの補正パラメータ作成方法を説明するためのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating the correction parameter creation method of the magnetic data used with the magnetic data correction method which concerns on this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図5は、本発明に係る磁気データ補正装置の実施形態を説明するためのブロック構成図である。図中符号3は磁気データ補正装置、20は磁気検出部、21は誤差原因、22は磁気データ取得部、23は状態情報取得部、24は補正パラメータ選択部、25は補正パラメータ情報記憶部、26は磁気データ補正部、27は補正データ出力部、33は状態情報出力部を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a block diagram for explaining an embodiment of the magnetic data correction apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 3 denotes a magnetic data correction device, 20 a magnetic detection unit, 21 an error cause, 22 a magnetic data acquisition unit, 23 a state information acquisition unit, 24 a correction parameter selection unit, 25 a correction parameter information storage unit, Reference numeral 26 denotes a magnetic data correction unit, 27 denotes a correction data output unit, and 33 denotes a state information output unit.

状態情報取得部23は、磁気データ補正装置3が搭載される電子機器の状態を示す状態情報を出力する状態情報出力部33に接続される。符号32は、図7に基づいて後述する補正パラメータ作成装置の補正パラメータ出力部で、補正パラメータ情報記憶部25に接続される。また、符号Pは磁気検出部20の測定対象を示している。
本発明の磁気データ補正装置3は、磁気を検出する磁気検出部20から得られる磁気データを補正する磁気データ補正装置である。磁気検出部20は磁気データ取得部22に接続され、この磁気データ取得部22は磁気データ補正部26に接続されている。一方、状態情報取得部23は補正パラメータ情報選択部24に接続され、この補正パラメータ情報選択部24は補正パラメータ情報記憶部25に接続され、この補正パラメータ情報記憶部25は磁気データ補正部26に接続されている。また、磁気データ補正部26は補正データ出力部27に接続されている。
The state information acquisition unit 23 is connected to a state information output unit 33 that outputs state information indicating the state of the electronic device in which the magnetic data correction device 3 is mounted. Reference numeral 32 denotes a correction parameter output unit of a correction parameter creation device, which will be described later with reference to FIG. A symbol P indicates a measurement target of the magnetic detection unit 20.
The magnetic data correction device 3 of the present invention is a magnetic data correction device that corrects magnetic data obtained from the magnetic detection unit 20 that detects magnetism. The magnetic detection unit 20 is connected to a magnetic data acquisition unit 22, and the magnetic data acquisition unit 22 is connected to a magnetic data correction unit 26. On the other hand, the state information acquisition unit 23 is connected to a correction parameter information selection unit 24, the correction parameter information selection unit 24 is connected to a correction parameter information storage unit 25, and the correction parameter information storage unit 25 is connected to a magnetic data correction unit 26. It is connected. The magnetic data correction unit 26 is connected to a correction data output unit 27.

つまり、磁気データ取得部22は、磁気検出部20から出力される磁気データを取得する。補正パラメータ情報記憶部25は、後述する図7に記載の補正パラメータ作成装置における補正パラメータ出力部32からの電子機器などの状態毎の補正パラメータ出力を受け、磁気データ補正装置3の状態と、磁気データを補正するための補正パラメータとが対応づけられた補正パラメータ情報を複数記憶する。   That is, the magnetic data acquisition unit 22 acquires the magnetic data output from the magnetic detection unit 20. The correction parameter information storage unit 25 receives a correction parameter output for each state of the electronic device or the like from the correction parameter output unit 32 in the correction parameter generation device described in FIG. A plurality of correction parameter information associated with correction parameters for correcting data are stored.

上述のように、n(nは2以上の整数)軸の磁気検出部20から得られる磁気データをn軸の座標空間上に分布させる場合、磁気検出部20の周囲に軟磁性体が存在すると、その分布形状はn次元楕円体となる。補正パラメータはこの分布形状をn次元球に補正するためのパラメータであり、磁気データに含まれる軟磁性体の影響を取り除くためのパラメータである。   As described above, when the magnetic data obtained from the n-axis magnetic detection unit 20 is distributed on the n-axis coordinate space, a soft magnetic material exists around the magnetic detection unit 20. The distribution shape is an n-dimensional ellipsoid. The correction parameter is a parameter for correcting the distribution shape to an n-dimensional sphere, and is a parameter for removing the influence of the soft magnetic material included in the magnetic data.

状態情報取得部23は、磁気データ補正装置3が搭載される電子機器の状態を示す状態情報を状態情報出力部33から取得する。また、補正パラメータ情報選択部24は、状態情報取得部23が取得した状態情報に基づいて、補正パラメータ情報記憶部25に記憶される複数の補正パラメータ情報の中から補正パラメータ情報を選択する。
磁気データ補正部26は、補正パラメータ情報選択部24が選択した補正パラメータ選択命令に基づいて、補正パラメータ情報記憶部25に記憶されている補正パラメータ情報に含まれる補正パラメータを用いて磁気データを補正し、補正済み磁気データを補正データ出力部27に出力する。
The status information acquisition unit 23 acquires status information indicating the status of the electronic device in which the magnetic data correction device 3 is mounted from the status information output unit 33. Further, the correction parameter information selection unit 24 selects correction parameter information from among a plurality of correction parameter information stored in the correction parameter information storage unit 25 based on the state information acquired by the state information acquisition unit 23.
Based on the correction parameter selection command selected by the correction parameter information selection unit 24, the magnetic data correction unit 26 corrects the magnetic data using the correction parameters included in the correction parameter information stored in the correction parameter information storage unit 25. Then, the corrected magnetic data is output to the correction data output unit 27.

このように、磁気データ補正装置を搭載する電子機器の状態と、磁気データを補正するための補正パラメータとが対応づけられた補正パラメータ情報を補正パラメータ情報記憶部25に記憶させる。誤差原因21の影響を受けた磁気データを磁気データ取得部22が取得する。電子機器の状態を状態情報取得部23が検知し、補正パラメータ選択部24に通達する。   In this way, the correction parameter information storage unit 25 stores correction parameter information in which the state of the electronic device on which the magnetic data correction device is mounted and the correction parameter for correcting the magnetic data are associated with each other. The magnetic data acquisition unit 22 acquires the magnetic data affected by the error cause 21. The state information acquisition unit 23 detects the state of the electronic device and notifies the correction parameter selection unit 24.

補正パラメータ選択部24は、通達された状態に適した磁気データ補正パラメータを補正パラメータ情報記憶部から選択し、磁気データ補正部26に通達する。磁気データ補正部26は、取得した磁気データに補正パラメータ選択部24により選択された補正パラメータを適用させる。補正データ出力部27は、補正パラメータを適用した磁気データを出力する。 The correction parameter selection unit 24 selects a magnetic data correction parameter suitable for the notified state from the correction parameter information storage unit and notifies the magnetic data correction unit 26. The magnetic data correction unit 26 applies the correction parameter selected by the correction parameter selection unit 24 to the acquired magnetic data. The correction data output unit 27 outputs magnetic data to which the correction parameter is applied.

また、測定対象Pは、自然界に存在する磁場や磁場発生手段から発生した磁場を表しており、具体的には、地磁気等が該当する。本発明の磁気データ補正装置3は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの電子機器に搭載されている。
磁気データ取得部22は、磁気検出部20から出力された磁気データを取得する。磁気検出部20の具体例としては地磁気を検出するコンパスセンサがこれにあたる。誤差原因21は、測定対象Pに干渉し、磁気データ取得部22で取得する磁気データに誤差を生じさせる。具体的には、ソフトアイアン効果の影響を及ぼす軟磁性体が誤差原因21に該当する。
The measurement object P represents a magnetic field that exists in nature or a magnetic field generated by a magnetic field generating means, and specifically corresponds to geomagnetism or the like. The magnetic data correction device 3 of the present invention is mounted on an electronic device such as a smartphone or a tablet terminal.
The magnetic data acquisition unit 22 acquires the magnetic data output from the magnetic detection unit 20. A specific example of the magnetic detection unit 20 is a compass sensor that detects geomagnetism. The error cause 21 interferes with the measurement target P and causes an error in the magnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit 22. Specifically, a soft magnetic material affected by the soft iron effect corresponds to the error cause 21.

ところで、図4で示したように電子機器を構成する部材の配置や、部材間の距離、角度によってソフトアイアン効果の影響は変化する。
また、軟磁性体を含む強磁性体は温度によって磁気特性が変化することが知られている。例えばフェライトは、一般的に温度上昇に伴い透磁率も上昇し、ある温度で極大値を取ったのちに今度は減少に転じ、更に温度が上昇しキュリー温度に到達すると透磁率が1となり磁性が消失するという性質を持っている。強磁性体の種類によっては温度上昇に比例して透磁率が低下していくものもあるなど、多種多様な温度特性を有している。つまり、温度に因ってコンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響は異なってくる。
By the way, as shown in FIG. 4, the influence of the soft iron effect varies depending on the arrangement of the members constituting the electronic apparatus, the distance between the members, and the angle.
In addition, it is known that the magnetic properties of ferromagnetic materials including soft magnetic materials change depending on the temperature. For example, ferrite generally increases in permeability with increasing temperature, and after reaching a maximum value at a certain temperature, it starts to decrease. When the temperature further rises and reaches the Curie temperature, the permeability becomes 1 and the magnetism is increased. It has the property of disappearing. Some types of ferromagnets have a wide variety of temperature characteristics, such as the magnetic permeability decreasing in proportion to the temperature rise. That is, the influence of the soft iron effect received by the compass sensor varies depending on the temperature.

また、電子機器の高周波ノイズ対策や、近距離無線通信、ワイヤレス充電等の性能向上のために多く用いられている軟磁性シートは、温度や湿度により伸縮する可能性があり、軟磁性シートの変形に伴いコンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響は異なってくる。
また、電子機器の筐体を強く押す・握るなどして、筐体に使われている軟磁性部品が応力を受け変形した場合、コンパスと軟磁性部品との位置関係が変化することによりコンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響は異なってくる。また、磁性体によっては応力を受けることで透磁率が変化するビラリ効果を起こすものもあり、このビラリ効果によりコンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響は異なってくる。
In addition, soft magnetic sheets that are often used for high-frequency noise countermeasures for electronic devices, short-range wireless communication, wireless charging, etc. may expand and contract depending on temperature and humidity. As a result, the influence of the soft iron effect on the compass sensor is different.
In addition, when the soft magnetic parts used in the housing are deformed by stress due to strong pressing or gripping of the housing of the electronic device, the compass sensor changes due to the positional relationship between the compass and the soft magnetic components changing. The effect of the soft iron effect on is different. In addition, some magnetic materials cause a billiary effect in which the magnetic permeability is changed by receiving stress, and the effect of the soft iron effect received by the compass sensor differs depending on this billily effect.

また、電子機器を構成する軟磁性部品にある一定以上の磁場が印加されると、軟磁性部品が磁気飽和を起こす。それに伴い透磁率が変化するため、コンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響は異なってくる。
状態情報出力部33は、例えば、電子機器を構成する部材の配置、電子機器を構成する部材同士の距離や角度、電子機器を構成する部材にかかる応力、電子機器の温度や湿度、電子機器を構成する部材が磁気飽和しているかどうかといった電子機器の状態を示す状態情報を出力する。
In addition, when a certain or higher magnetic field is applied to the soft magnetic parts constituting the electronic device, the soft magnetic parts cause magnetic saturation. As the magnetic permeability changes accordingly, the influence of the soft iron effect received by the compass sensor differs.
The state information output unit 33 includes, for example, the arrangement of members constituting the electronic device, the distance and angle between the members constituting the electronic device, the stress applied to the member constituting the electronic device, the temperature and humidity of the electronic device, and the electronic device. Status information indicating the status of the electronic device such as whether or not the constituent members are magnetically saturated is output.

また、状態情報出力部33は、物理量を検出する物理量検出部を備え、物理量検出部の出力に基づいて状態情報を算出して出力する。物理量検出部は、例えば、角度、角速度、加速度、磁気、温度、湿度、応力、光強度、超音波強度等の物理量を検知する。物理量検出部としては、例えば、加速度センサ、角度センサ、角速度センサ、磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、応力センサ、光センサ、超音波センサ等を用いることができる。   The state information output unit 33 includes a physical quantity detection unit that detects a physical quantity, and calculates and outputs state information based on the output of the physical quantity detection unit. The physical quantity detection unit detects physical quantities such as angles, angular velocities, accelerations, magnetism, temperature, humidity, stress, light intensity, and ultrasonic intensity. As the physical quantity detection unit, for example, an acceleration sensor, an angle sensor, an angular velocity sensor, a magnetic sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a stress sensor, an optical sensor, an ultrasonic sensor, or the like can be used.

電子機器を構成する部材の配置、電子機器を構成する部材同士の距離や角度などの位置関係は、例えば、磁場発生源と磁気検出部を用いることによって検出することができる。具体的には、電子機器を構成する部材に磁石等の磁場発生源を取り付け、その磁場発生源から発生する磁場の大きさを検知することにより検出することができる。
同様に、光発生源と光センサや、超音波発生源と超音波センサを用いることにより電子機器を構成する部材の配置、電子機器を構成する部材同士の距離や角度を検出することができる。
The positional relationship such as the arrangement of members constituting the electronic device and the distance and angle between the members constituting the electronic device can be detected by using, for example, a magnetic field generation source and a magnetic detection unit. Specifically, it can be detected by attaching a magnetic field generation source such as a magnet to a member constituting the electronic apparatus and detecting the magnitude of the magnetic field generated from the magnetic field generation source.
Similarly, by using a light generation source and an optical sensor or an ultrasonic generation source and an ultrasonic sensor, it is possible to detect the arrangement of members constituting the electronic device and the distance and angle between the members constituting the electronic device.

電子機器を構成する部材同士の角度は、加速度センサによっても検出することができる。具体的には、角度を計測する部材に加速度センサを取り付けて、重力方向に対する部材の傾斜角を検出することによって、部材同士がなす角を算出することができる。
磁気飽和しているかどうかは、例えば、磁気検出部を用いることによって検出することができる。具体的には、軟磁性部品に印加される磁場大きさを磁気検出部が取得し、軟磁性部品の磁気飽和が引き起こされる値以上かどうかを判断することで、磁気飽和が起こっているか否かを検出することができる。
The angle between members constituting the electronic device can also be detected by an acceleration sensor. Specifically, the angle formed by the members can be calculated by attaching an acceleration sensor to the member for measuring the angle and detecting the inclination angle of the member with respect to the direction of gravity.
Whether or not the magnetic saturation is achieved can be detected by using, for example, a magnetic detection unit. Specifically, whether the magnetic saturation has occurred by determining whether or not the magnitude of the magnetic field applied to the soft magnetic component is equal to or greater than a value that causes the magnetic saturation of the soft magnetic component. Can be detected.

後述するように、磁気データ補正装置3を搭載する電子機器の状態によって最適な補正パラメータは大きく変わることから、電子機器の状態によって補正パラメータを使い分けることにより、磁気データを精度良く補正することが可能となる。
また、磁気データ補正部26は、磁気データに含まれる磁気検出部の周囲に存在する軟磁性部品の影響を磁気データから取り除く補正を行う。
As will be described later, since the optimum correction parameter varies greatly depending on the state of the electronic device on which the magnetic data correction device 3 is mounted, the magnetic data can be accurately corrected by properly using the correction parameter depending on the state of the electronic device. It becomes.
In addition, the magnetic data correction unit 26 performs correction to remove the influence of soft magnetic components existing around the magnetic detection unit included in the magnetic data from the magnetic data.

また、補正パラメータとして、同一状態・同一種類である複数の電子機器に対する各々の補正パラメータの平均値を用いる。また、マイクロプロセッサによって磁気データ補正部26が制御される。また、補正パラメータ情報記憶部25と磁気データ補正部26が異なるマイクロプロセッサによって制御される。
また、補正パラメータ情報記憶部25を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfa、磁気データ補正部26を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfbとした時、fa及びfbが、fa>fbの関係を満たしている。
Further, as a correction parameter, an average value of correction parameters for a plurality of electronic devices in the same state and the same type is used. The magnetic data correction unit 26 is controlled by the microprocessor. The correction parameter information storage unit 25 and the magnetic data correction unit 26 are controlled by different microprocessors.
Further, when the driving frequency of the microprocessor managing the correction parameter information storage unit 25 is fa and the driving frequency of the microprocessor managing the magnetic data correction unit 26 is fb, fa and fb satisfy the relationship of fa> fb. ing.

図6(a)乃至(e)は、電子機器の状態の具体例を説明した模式図である。図6(a)乃至(e)に示すように、クラムシェル型携帯端末を開いた状態(図6(b))、閉じた状態(図6(a))、また、ヒンジ部で端末の液晶部を反転させて閉じた状態(図6(c))、筐体が任意の温度を超えた状態(図6(e))を示している。なお、図6(d)は筐体のみの状態(通常状態)を示している。   6A to 6E are schematic diagrams illustrating specific examples of states of electronic devices. As shown in FIGS. 6 (a) to 6 (e), the clamshell portable terminal is opened (FIG. 6 (b)), closed (FIG. 6 (a)), and the liquid crystal of the terminal at the hinge portion. FIG. 6C shows a state in which the part is reversed and closed (FIG. 6C), and a state in which the casing exceeds an arbitrary temperature (FIG. 6E). FIG. 6D shows a state of only the housing (normal state).

例えば、クラムシェル型携帯電話など筐体の可動により磁気検出部と軟磁性部品の位置関係が変化する場合、可動に伴いソフトアイアン効果の影響も変化する。上述した図4は、クラムシェル型携帯電話で使用されている磁気検出部を、地磁気環境下で回転動作させた時の出力値の軌跡を示している図であるが、筐体を閉じた状態と開いた状態とでは、描く軌跡が一致しないことがわかる。これは、コンパスセンサが受けるソフトアイアン効果の影響が携帯電話の状態により異なっているためである。   For example, when the positional relationship between the magnetic detection unit and the soft magnetic component changes due to the movement of the casing such as a clamshell mobile phone, the influence of the soft iron effect also changes with the movement. FIG. 4 described above is a diagram illustrating a locus of an output value when the magnetic detection unit used in the clamshell type mobile phone is rotated in a geomagnetic environment, but the housing is closed. It can be seen that the traces drawn do not match in the open state. This is because the influence of the soft iron effect received by the compass sensor differs depending on the state of the mobile phone.

補正パラメータ選択部24は、状態情報取得部23が通達した状態の情報を基に、状態に適した磁気データ補正パラメータを補正パラメータ情報記憶部25から選択し、磁気データ補正部26に通達する。
また、補正パラメータ情報記憶部25は、予め作成された状態毎の磁気データ補正パラメータを記憶保持している。磁気データ取得部22が磁気検出部の場合、電子機器の状態に合わせたSI補正パラメータが補正パラメータ情報記憶部25に記憶される。
The correction parameter selection unit 24 selects a magnetic data correction parameter suitable for the state from the correction parameter information storage unit 25 based on the state information notified by the state information acquisition unit 23, and notifies the magnetic data correction unit 26.
In addition, the correction parameter information storage unit 25 stores and holds magnetic data correction parameters for each state created in advance. When the magnetic data acquisition unit 22 is a magnetic detection unit, SI correction parameters that match the state of the electronic device are stored in the correction parameter information storage unit 25.

磁気検出部から得られる測定値をN次元ベクトルHm、ソフトアイアン効果の影響がないときの磁場をN次元ベクトルHt、軟鉄性体物質に因るソフトアイアン効果の影響を表す行列をN次元行列G、オフセット磁場をN次元ベクトルOとすると、磁気検出部から得られる測定値Hmは、
Hm=G・Ht+O
で表される。
The measured value obtained from the magnetic detection unit is the N-dimensional vector Hm, the magnetic field when there is no influence of the soft iron effect is the N-dimensional vector Ht, and the matrix representing the influence of the soft iron effect caused by the soft iron substance is the N-dimensional matrix G When the offset magnetic field is an N-dimensional vector O, the measured value Hm obtained from the magnetic detection unit is
Hm = G · Ht + O
It is represented by

したがって、ソフトアイアン効果の影響がないときの磁場Htは、以下の式により算出される。
Ht=G−1・Hm−G−1・O
と表される。
ここで、ソフトアイアン効果の影響を表す行列Gとオフセット磁場Oを事前に測定しておけば、Htを算出することが可能となる。
Therefore, the magnetic field Ht when there is no influence of the soft iron effect is calculated by the following equation.
Ht = G- 1 , Hm-G- 1 , O
It is expressed.
Here, if the matrix G representing the influence of the soft iron effect and the offset magnetic field O are measured in advance, Ht can be calculated.

磁気データ補正部26は、補正パラメータ選択部24が選択した磁気データ補正パラメータを補正パラメータ情報記憶部25からロードし、予め定められた演算処理に基づいて、取得した磁気データを補正磁気データに変換する。
補正データ出力部27は、磁気データ補正部26で算出された補正磁気データを出力する。磁気データが磁場データの場合、ソフトアイアン補正パラメータを適用した補正後の磁場データを用いて方位角演算を行うことで、ソフトアイアン効果による方位角誤差の補正を行うことができる。
The magnetic data correction unit 26 loads the magnetic data correction parameter selected by the correction parameter selection unit 24 from the correction parameter information storage unit 25, and converts the acquired magnetic data into corrected magnetic data based on a predetermined calculation process. To do.
The correction data output unit 27 outputs the correction magnetic data calculated by the magnetic data correction unit 26. When the magnetic data is magnetic field data, the azimuth angle error due to the soft iron effect can be corrected by performing the azimuth calculation using the corrected magnetic field data to which the soft iron correction parameter is applied.

なお、同一モデル・同一状態の電子機器複数台から算出した磁気データ補正パラメータの要素の平均値を算出したパラメータを、磁気データ補正パラメータとして利用することで、同一モデル・同一状態の電子機器全てに対して補正が可能となる。これにより、工場で電子機器毎に磁気データ補正パラメータを算出する必要がなくなるため、現実的なコストで大量の電子機器の誤差を補正することが可能となる。   In addition, by using the parameter that calculates the average value of the elements of the magnetic data correction parameter calculated from a plurality of electronic devices of the same model and the same state as the magnetic data correction parameter, it can be applied to all electronic devices of the same model and the same state. On the other hand, correction is possible. This eliminates the need to calculate a magnetic data correction parameter for each electronic device at the factory, and thus it is possible to correct a large amount of errors in the electronic device at a realistic cost.

また、本発明は、電子機器に搭載されているマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラーユニット(以下、MCUという)によって制御され実施することができる。マイクロプロセッサとは、1つの半導体チップ上に演算回路、制御回路、入出力回路などを集積化し、複雑な演算や外部装置の制御などを行う集積回路である。パソコン、携帯電話、電卓、時計や様々な家電製品、各種の製造装置など幅広い分野で用いられている。   Further, the present invention can be controlled and implemented by a microprocessor or a microcontroller unit (hereinafter referred to as MCU) mounted on an electronic device. A microprocessor is an integrated circuit that integrates an arithmetic circuit, a control circuit, an input / output circuit, and the like on a single semiconductor chip to perform complex arithmetic operations and control external devices. It is used in a wide range of fields, including personal computers, mobile phones, calculators, watches, various home appliances, and various manufacturing equipment.

MCUとは、パソコン等に使われる汎用マイクロプロセッサと比較すると、自己充実性と低価格性を重視したタイプのマイクロプロセッサであり、CPUコア、プログラムを格納するメモリ、一つ以上のタイマー、外部周辺機器と通信するための入出力部により構成されている。
近年のモバイル端末の高性能・多機能化に伴い、端末全体のシステムを統括制御するマイクロプロセッサ(以下、メインプロセッサという)の消費電力増大や、大量のタスクを同時に行うことによる処理能力の低下が課題となっている。この課題への対応の一つとして、複数のMCUを用いて処理を分担させることで、メインプロセッサの負荷分散や消費電力の低減を図っている。
MCU is a type of microprocessor that emphasizes self-sufficiency and low cost compared to general-purpose microprocessors used in personal computers, etc., and includes a CPU core, memory for storing programs, one or more timers, and external peripherals. It consists of an input / output unit for communicating with the device.
With the recent increase in performance and functionality of mobile terminals, there has been an increase in power consumption of the microprocessor (hereinafter referred to as the main processor) that controls the entire system of the terminal and a decrease in processing capacity due to simultaneous execution of a large number of tasks. It has become a challenge. As one of responses to this problem, the processing is shared by using a plurality of MCUs, thereby distributing the load on the main processor and reducing the power consumption.

例えば、センサデバイスを専用で制御するMCUを用いて、バッチ処理を活用して効率的にデータ処理を行うことで、各種センサで磁気データを取得する度に消費電力の大きなメインプロセッサを起動させる必要がなくなるため、メインプロセッサがアイドル状態に留まる時間が増え端末全体の消費電力を抑えることができる。そのため、センサデバイスを専用で制御するMCUは、メインプロセッサよりも処理能力が低く、消費電力が低いものが使用される。   For example, it is necessary to start a main processor with high power consumption every time magnetic data is acquired by various sensors by using a MCU that exclusively controls the sensor device to efficiently perform data processing using batch processing. Therefore, the time that the main processor stays in the idle state increases, and the power consumption of the entire terminal can be suppressed. Therefore, an MCU that exclusively controls the sensor device has a processing capability lower than that of the main processor and consumes less power.

本発明においても磁気データ補正部26をセンサデバイス用MCUで制御させることで、低消費電力で磁気データの補正を実施することができる。なお、センサデバイス専用のMCUで使用されるメモリは一般的に容量が小さいため、大量の補正パラメータを保管する補正パラメータ情報記憶部25をMCU上で構築するのが難しい可能性がある。その場合は、補正パラメータ情報記憶部25をメインプロセッサが制御する大容量メモリ上で構築し、磁気データ補正部26をMCU上で制御することで上記問題を回避できる。 Also in the present invention, the magnetic data correction unit 26 is controlled by the sensor device MCU, so that the magnetic data can be corrected with low power consumption. In addition, since the memory used by the MCU dedicated to the sensor device generally has a small capacity, it may be difficult to construct the correction parameter information storage unit 25 that stores a large amount of correction parameters on the MCU. In that case, the above-mentioned problem can be avoided by constructing the correction parameter information storage unit 25 on a large-capacity memory controlled by the main processor and controlling the magnetic data correction unit 26 on the MCU.

図8は、本発明に係る磁気データ補正方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
本発明の磁気データ補正方法は、磁気を検出する磁気検出部20から得られる磁気データを補正する磁気データ補正装置3における磁気データ補正方法である。
磁気データ取得部22により磁気データを取得するステップ(S81)と、補正パラメータ情報記憶部25により、磁気データ補正装置3の状態と、磁気データを補正するための補正パラメータとが対応づけられた補正パラメータ情報を複数記憶するステップ(S82)と、状態情報取得部23により磁気データ補正装置3の状態を検知するステップ(S83)と、補正パラメータ情報選択部24により、磁気データ補正装置3の状態に基づいて、補正パラメータ情報記憶部25に記憶される複数の補正パラメータ情報の中から補正パラメータ情報を選択するステップ(S84)と、磁気データ補正部26により、補正パラメータ情報選択部24が選択した補正パラメータ情報に含まれる補正パラメータを用いて磁気データを補正するステップ(S85)とを有している。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the magnetic data correction method according to the present invention.
The magnetic data correction method of the present invention is a magnetic data correction method in the magnetic data correction device 3 for correcting magnetic data obtained from the magnetic detection unit 20 for detecting magnetism.
A step (S81) of acquiring magnetic data by the magnetic data acquisition unit 22, and a correction in which the state of the magnetic data correction device 3 is associated with the correction parameter for correcting the magnetic data by the correction parameter information storage unit 25. A step of storing a plurality of parameter information (S82), a step of detecting the state of the magnetic data correction device 3 by the state information acquisition unit 23 (S83), and a state of the magnetic data correction device 3 by the correction parameter information selection unit 24. Based on the correction parameter information selected from the plurality of correction parameter information stored in the correction parameter information storage unit 25 (S84), the correction selected by the correction parameter information selection unit 24 by the magnetic data correction unit 26 is performed. Step for correcting magnetic data using correction parameters included in parameter information (S85) and a.

また、磁気データを補正するステップ(S85)は、磁気データに含まれる磁気検出部20の周囲に存在する軟磁性体の影響を磁気データから取り除く補正を行う。また、状態を検知するステップ(S83)は、磁気データ補正装置3を構成する部品又は磁気データ補正装置3に付属される部品の何れかの位置関係が変化したことを検知する。
また、補正パラメータ情報を選択するステップ(S84)は、磁気データの大きさに基づいて補正パラメータ情報を選択する。また、補正パラメータとして、同一状態・同一種類にある複数の電子機器に対する各々の補正パラメータの平均値を用いることができる。
In the step of correcting the magnetic data (S85), correction is performed to remove the influence of the soft magnetic material existing around the magnetic detection unit 20 included in the magnetic data from the magnetic data. In the state detection step (S83), it is detected that the positional relationship between any of the components constituting the magnetic data correction device 3 or the components attached to the magnetic data correction device 3 has changed.
The step of selecting correction parameter information (S84) selects the correction parameter information based on the size of the magnetic data. Further, as a correction parameter, an average value of each correction parameter for a plurality of electronic devices in the same state and the same type can be used.

また、マイクロプロセッサによって磁気データ補正部26が制御される。また、補正パラメータ情報記憶部25と磁気データ補正部26が異なるマイクロプロセッサによって制御される。
また、補正パラメータ情報記憶部25を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfa、磁気データ補正部26を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfbとした時、fa及びfbが、fa>fbの関係を満たす。
The magnetic data correction unit 26 is controlled by the microprocessor. The correction parameter information storage unit 25 and the magnetic data correction unit 26 are controlled by different microprocessors.
Further, when the driving frequency of the microprocessor managing the correction parameter information storage unit 25 is fa and the driving frequency of the microprocessor managing the magnetic data correction unit 26 is fb, fa and fb satisfy the relationship of fa> fb. .

このように、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な磁気データ補正方法を実現することができる。
また、磁気データ補正プログラムは、コンピュータにより、上述した磁気データ補正方法の各ステップを実行するためのプログラムである。
図7は、本発明に係る磁気データ補正装置で用いる磁気データの補正パラメータ作成装置を説明するためのブロック構成図である。図中符号1は任意磁場発生装置、2は電子機器、31は補正パラメータ作成部、32補正パラメータ出力部、120は磁気検出部、121は誤差原因、122は磁気データ取得部を示している。この補正パラメータ出力部32は、上述した図5における補正パラメータ情報記憶部25に接続されている。
As described above, it is possible to realize a magnetic data correction method capable of accurately removing the influence of the soft iron effect from the acquired magnetic data.
The magnetic data correction program is a program for executing each step of the magnetic data correction method described above by a computer.
FIG. 7 is a block diagram for explaining a magnetic data correction parameter creation apparatus used in the magnetic data correction apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an arbitrary magnetic field generator, 2 denotes an electronic device, 31 denotes a correction parameter creation unit, 32 correction parameter output unit, 120 denotes a magnetic detection unit, 121 denotes an error cause, and 122 denotes a magnetic data acquisition unit. The correction parameter output unit 32 is connected to the correction parameter information storage unit 25 in FIG. 5 described above.

本発明の補正パラメータ作成装置は、磁気検出部120からの磁気データを取得する磁気データ取得部122と、この磁気データ取得部122及び任意磁場発生装置1に接続されている補正パラメータ作成部31と、この補正パラメータ作成部31に接続されている補正パラメータ出力部32とを備えている。
任意磁場発生装置1は、任意の磁気データを発生させる任意磁気データ発生装置を意味し、具体的には、3軸ヘルムホルツコイルを使用するのが好ましい。3軸ヘルムホルツコイルは、X,Y,Z軸其々の方向において同じ直径の2つ同心円コイルで構成し、コイル間の間隔を半径に等しくなる様に配置した装置である。
The correction parameter creation device of the present invention includes a magnetic data acquisition unit 122 that acquires magnetic data from the magnetic detection unit 120, and a correction parameter generation unit 31 that is connected to the magnetic data acquisition unit 122 and the arbitrary magnetic field generation device 1. A correction parameter output unit 32 connected to the correction parameter creation unit 31 is provided.
The arbitrary magnetic field generator 1 means an arbitrary magnetic data generator that generates arbitrary magnetic data. Specifically, it is preferable to use a three-axis Helmholtz coil. The triaxial Helmholtz coil is a device that is composed of two concentric coils having the same diameter in the X, Y, and Z axis directions, and the distance between the coils is equal to the radius.

通常、ヘルムホルツコイルのコイル部は、銅線を巻いたものであり、銅線を流れる電流値を測定することで2つのコイル間の空間に発生する磁界強度を決定できる。通常のコイルと比較して、より広い範囲に置いて均一な磁界を発生させることが可能であり、しかも理論値と一致した強度の磁界を発生できる装置であるため、磁気検出部の検査や製品の磁気による影響の検査に多く使用されている。   Normally, the coil portion of the Helmholtz coil is a copper wire wound, and the magnetic field strength generated in the space between the two coils can be determined by measuring the current value flowing through the copper wire. Compared with ordinary coils, it is possible to generate a uniform magnetic field over a wider range and to generate a magnetic field with a strength that matches the theoretical value. It is often used to inspect the effects of magnetism.

補正パラメータ作成部31は、任意磁場発生装置1が発生した磁気データの大きさと、磁気データ取得部122で取得した磁気データの値を比較し、磁気データ補正パラメータを算出する。
磁気検出部から得られる測定値をN次元ベクトルHm、既知の磁場をN次元ベクトルHa、軟磁性体によるソフトアイアン効果の影響を表す行列をN次元行列G、オフセット磁場をN次元ベクトルOとすると、磁気検出部から得られる測定値Hmは、
Hm=G・Ha+O
で表される。
The correction parameter creation unit 31 compares the magnitude of the magnetic data generated by the arbitrary magnetic field generator 1 with the value of the magnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit 122, and calculates a magnetic data correction parameter.
When the measured value obtained from the magnetic detection unit is an N-dimensional vector Hm, a known magnetic field is an N-dimensional vector Ha, a matrix representing the influence of a soft iron effect by a soft magnetic material is an N-dimensional matrix G, and an offset magnetic field is an N-dimensional vector O. The measured value Hm obtained from the magnetic detection unit is
Hm = G · Ha + O
It is represented by

従って、ソフトアイアン効果の影響を表す行列Gは下記の式により算出される。
G=(Hm−O)・Ha−1
オフセット磁場Oを事前に測定しておけば、Gを算出することが可能となる。
これを電子機器の状態毎に演算し、電子機器の状態毎の補正パラメータG−1を算出する。
Accordingly, the matrix G representing the influence of the soft iron effect is calculated by the following equation.
G = (Hm-O) .Ha -1
If the offset magnetic field O is measured in advance, G can be calculated.
This is calculated for each state of the electronic device, and a correction parameter G- 1 for each state of the electronic device is calculated.

補正パラメータ出力部32は、補正パラメータ作成部31で作成された磁気データ補正パラメータを出力する。勿論、磁気データ補正装置3で利用される磁気データ補正パラメータは、図3に示される補正パラメータ作成装置によって作成された補正パラメータに限定するものではない。
つまり、本発明の補正パラメータ作成装置は、磁気を検出する磁気検出部120から得られる磁気データを補正する磁気データ補正装置における補正パラメータ作成装置である。
The correction parameter output unit 32 outputs the magnetic data correction parameter created by the correction parameter creation unit 31. Of course, the magnetic data correction parameters used in the magnetic data correction device 3 are not limited to the correction parameters created by the correction parameter creation device shown in FIG.
That is, the correction parameter creation device of the present invention is a correction parameter creation device in a magnetic data correction device that corrects magnetic data obtained from the magnetic detection unit 120 that detects magnetism.

補正パラメータ作成部31は、任意磁場発生装置1が発生した磁場の大きさと、磁気データ取得部121で取得した磁気データの値を比較し、磁気データ補正パラメータを算出する。補正パラメータ出力部32は、補正パラメータ作成部31で作成された磁気データ補正パラメータを出力する。
このようにして、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な補正パラメータ作成装置を実現することができる。
The correction parameter creation unit 31 compares the magnitude of the magnetic field generated by the arbitrary magnetic field generator 1 with the value of the magnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit 121, and calculates a magnetic data correction parameter. The correction parameter output unit 32 outputs the magnetic data correction parameter created by the correction parameter creation unit 31.
In this way, it is possible to realize a correction parameter creation device that can accurately remove the influence of the soft iron effect from the acquired magnetic data.

図9は、本発明に係る磁気データ補正方法で用いる磁気データの補正パラメータ作成方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
本発明の補正パラメータ作成方法は、磁気を検出する磁気検出部120から得られる磁気データを補正する磁気データ補正方法おける補正パラメータ作成方法である。
補正パラメータ作成部31により、任意磁場発生装置1が発生した磁場の大きさと、磁気データ取得部121で取得した磁気データの値を比較し、磁気データ補正パラメータを算出するステップ(S91)と、補正パラメータ出力部32により、補正パラメータ作成部31で作成された磁気データ補正パラメータを出力するステップ(S92)とを有している。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a magnetic data correction parameter creation method used in the magnetic data correction method according to the present invention.
The correction parameter creation method of the present invention is a correction parameter creation method in a magnetic data correction method for correcting magnetic data obtained from the magnetic detection unit 120 for detecting magnetism.
A step of calculating a magnetic data correction parameter by comparing the magnitude of the magnetic field generated by the arbitrary magnetic field generator 1 with the value of the magnetic data acquired by the magnetic data acquisition unit 121 by the correction parameter creation unit 31 (S91), and correction The parameter output unit 32 includes a step (S92) of outputting the magnetic data correction parameter created by the correction parameter creation unit 31.

このようにして、取得した磁気データからソフトアイアン効果の影響を精度よく取り除くことが可能な補正パラメータ作成方法を実現することができる。
また、補正パラメータ作成プログラムは、コンピュータにより、上述した補正パラメータ作成方法の各ステップを実行するためのプログラムである。
In this way, it is possible to realize a correction parameter creation method capable of accurately removing the influence of the soft iron effect from the acquired magnetic data.
The correction parameter creation program is a program for executing each step of the above-described correction parameter creation method by a computer.

P 測定対象
1 任意磁場発生装置
2 電子機器
3 磁気データ補正装置
20,120 磁気検出部
21,121 誤差原因
22,122 磁気データ取得部
23 状態情報取得部
24 補正パラメータ選択部
25 補正パラメータ情報記憶部
26 磁気データ補正部
27 補正データ出力部
31 補正パラメータ作成部
32 補正パラメータ出力部
33 状態情報出力部
P Measurement object 1 Arbitrary magnetic field generator 2 Electronic device 3 Magnetic data correction device 20, 120 Magnetic detection unit 21, 121 Error cause 22, 122 Magnetic data acquisition unit 23 State information acquisition unit 24 Correction parameter selection unit 25 Correction parameter information storage unit 26 Magnetic Data Correction Unit 27 Correction Data Output Unit 31 Correction Parameter Creation Unit 32 Correction Parameter Output Unit 33 Status Information Output Unit

Claims (11)

n(nは2以上の整数)軸の磁気検出部から得られる磁気データを補正する磁気データ補正装置において、
前記磁気データを取得する磁気データ取得部と、
前記磁気データ補正装置が搭載される電子機器の状態を示す状態情報を出力する状態情報出力部から前記状態情報を取得する状態情報取得部と、
前記状態情報と、前記磁気データを前記n軸の座標空間上に分布させて得られる分布形状をn次元球に補正するための補正パラメータと、が対応づけられた補正パラメータ情報を複数記憶する補正パラメータ情報記憶部と、
前記状態情報取得部が取得する前記状態情報に基づいて、前記補正パラメータ情報記憶部に記憶される複数の補正パラメータ情報の中から補正パラメータ情報を選択する補正パラメータ情報選択部と、
前記補正パラメータ情報選択部が選択した補正パラメータ情報に含まれる補正パラメータを用いて前記磁気データを補正する磁気データ補正部と、
を備えていることを特徴とする磁気データ補正装置。
In a magnetic data correction device for correcting magnetic data obtained from a magnetic detection unit of n (n is an integer of 2 or more) axis,
A magnetic data acquisition unit for acquiring the magnetic data;
A state information acquisition unit that acquires the state information from a state information output unit that outputs state information indicating a state of an electronic device in which the magnetic data correction device is mounted;
Correction that stores a plurality of correction parameter information in which the state information and a correction parameter for correcting a distribution shape obtained by distributing the magnetic data on the coordinate space of the n-axis to an n-dimensional sphere are associated with each other A parameter information storage unit;
A correction parameter information selection unit that selects correction parameter information from a plurality of correction parameter information stored in the correction parameter information storage unit based on the state information acquired by the state information acquisition unit;
A magnetic data correction unit that corrects the magnetic data using a correction parameter included in the correction parameter information selected by the correction parameter information selection unit;
A magnetic data correction apparatus comprising:
前記磁気データ補正部は、前記磁気データに含まれる前記磁気検出部の周囲に存在する軟磁性体の影響を前記磁気データから取り除く補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の磁気データ補正装置。   The magnetic data correction unit according to claim 1, wherein the magnetic data correction unit performs correction to remove, from the magnetic data, an influence of a soft magnetic material existing around the magnetic detection unit included in the magnetic data. apparatus. 前記状態情報出力部は、物理量を検知する物理量検知部を備え、前記物理量検知部の出力に基づいて前記状態情報を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気データ補正装置。   The magnetic data correction device according to claim 1, wherein the state information output unit includes a physical quantity detection unit that detects a physical quantity, and outputs the state information based on an output of the physical quantity detection unit. 前記状態情報は、
前記電子機器を構成する部材の配置に関する情報、前記電子機器を構成する部材同士の距離に関する情報、前記電子機器を構成する部材同士の角度に関する情報、前記電子機器を構成する部材にかかる応力に関する情報、前記電子機器の温度に関する情報及び前記電子機器の湿度に関する情報からなる群から選ばれる少なくとも一つの情報であることを特徴とする請求項3に記載の磁気データ補正装置。
The state information is
Information on the arrangement of the members constituting the electronic device, information on the distance between the members constituting the electronic device, information on the angle between the members constituting the electronic device, information on the stress applied to the members constituting the electronic device The magnetic data correction device according to claim 3, wherein the magnetic data correction device is at least one information selected from the group consisting of information on the temperature of the electronic device and information on the humidity of the electronic device.
前記物理量検知部は、加速度センサ、角度センサ、角速度センサ、磁気センサ、応力センサ、温度センサ、湿度センサ、光センサ、超音波センサからなる群から選ばれる少なくとも一つのセンサであることを特徴とする請求項3又は4に記載の磁気データ補正装置。   The physical quantity detection unit is at least one sensor selected from the group consisting of an acceleration sensor, an angle sensor, an angular velocity sensor, a magnetic sensor, a stress sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an optical sensor, and an ultrasonic sensor. The magnetic data correction apparatus according to claim 3 or 4. 前記状態情報出力部は、前記電子機器に印加される磁場の大きさに関する情報を出力し、前記補正パラメータ情報選択部は、前記状態情報と前記磁場の大きさに関する情報に基づいて前記補正パラメータ情報を選択することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の磁気データ補正装置。   The state information output unit outputs information regarding the magnitude of the magnetic field applied to the electronic device, and the correction parameter information selection unit selects the correction parameter information based on the state information and information regarding the magnitude of the magnetic field. The magnetic data correction apparatus according to claim 1, wherein the magnetic data correction apparatus is selected. 前記補正パラメータとして、同一状態・同一種類の複数の電子機器に対する各々の補正パラメータの平均値を用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の磁気データ補正装置。   7. The magnetic data correction apparatus according to claim 1, wherein an average value of each correction parameter for a plurality of electronic devices of the same state and the same type is used as the correction parameter. マイクロプロセッサによって前記磁気データ補正部が制御されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の磁気データ補正装置。   8. The magnetic data correction apparatus according to claim 1, wherein the magnetic data correction unit is controlled by a microprocessor. 前記補正パラメータ情報記憶部と前記磁気データ補正部が異なるマイクロプロセッサによって制御されることを特徴とする請求項8に記載の磁気データ補正装置。 9. The magnetic data correction apparatus according to claim 8, wherein the correction parameter information storage unit and the magnetic data correction unit are controlled by different microprocessors. 前記補正パラメータ情報記憶部を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfa、前記磁気データ補正部を管理するマイクロプロセッサの駆動周波数をfbとした時、fa及びfbが、
fa>fb
の関係を満たすことを特徴とする請求項9に記載の磁気データ補正装置。
When the driving frequency of the microprocessor that manages the correction parameter information storage unit is fa and the driving frequency of the microprocessor that manages the magnetic data correction unit is fb, fa and fb are:
fa> fb
The magnetic data correction apparatus according to claim 9, wherein the relationship is satisfied.
コンピュータを、請求項1乃至10のいずれかに記載の磁気データ補正装置として機能させるプログラム A program that causes a computer to function as the magnetic data correction device according to any one of claims 1 to 10 .
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