[发明专利]估计磁传感器的偏移量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于估计磁传感器的偏移量的方法和装置。

背景技术

近年来，在诸如便携式电话的便携式设备或诸如轿车的可移动对象中设置了三维磁传感器，以检测地磁。一般来说，三维磁传感器包括用于将磁场矢量划分为三个方向的分量并检测对应标量的三个磁传感器模块。三维磁传感器输出磁数据，所述磁数据是以从三个磁传感器模块输出的标量作为三个分量的三维矢量数据。

同时，配备有三维磁传感器的诸如便携式电话的设备通常包括产生磁场的电磁部件（诸如可被磁化的各种金属和电路）。在这种情况下，除表示地磁的矢量之外，通过三维磁传感器输出的磁数据还包括表示由设置在设备中的各部件产生的内部磁场的矢量。

因此，为了正确地检测地磁的值，必须执行从由三维磁传感器输出的磁数据中去除表示干扰成分（诸如由设备的各部件产生的内部磁场）的矢量的校正处理。应该通过校正处理从由三维磁传感器输出的磁数据中去除干扰成分，以获得正确的地磁值。这种干扰成分被称为三维磁传感器的偏移量。

由设备的各部件产生的内部磁场是关于设备具有均匀的方向和均匀的量值的磁场。因此，在从设置在设备中的三维磁传感器中发现内部磁场的情况下，即使设备处于任何姿态，内部磁场也被表示为具有均匀的方向和均匀的量值的矢量。

另一方面，地磁是具有针对北磁极的水平分量和由磁倾角确定的垂直分量的磁场。地磁是关于地面具有均匀的方向和均匀的量值的均匀磁场。因此，在设备的姿态关于地面变化的情况下，从设备观看到的地磁的方向也变化。也就是说，当从设置在设备中的三维磁传感器观看时，地磁被表示为具有随着设备的姿态变化而变化的方向以及均匀的量值的矢量。

专利文献1公开了一种分离地磁与内部磁场的方法。通过利用地磁和内部磁场的特性，所公开的方法将在设备的姿态（即三维磁传感器的姿态）变化的同时获得的多个磁数据划分为表示从磁传感器观看时具有一致的方向和量值的内部磁场的分量和表示具有随着三维磁传感器的姿态变化而变化的方向和均匀的量值的地磁的分量，以及计算划分的表示内部磁场的分量作为偏移量。

[专利文献1]日本专利申请公开No.2012-198112

然而，在利用常规方法计算三维磁传感器的偏移量的情况下，必须在充分地改变三维磁传感器的姿态的同时获得多个磁数据。因此，在三维磁传感器的姿态未充分变化的情况下，不能精确地计算偏移量。

发明内容

鉴于以上问题而提出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种偏移量估计方法和装置，即使三维磁传感器的姿态变化小于利用常规方法计算偏移量的情况下所必需的三维磁传感器的姿态变化，所述方法和装置也能够估计偏移量。

为了解决以上问题，本发明提供了一种估计磁传感器的偏移量的方法，所述磁传感器设置在用于检测包括地磁的磁力的设备中，所述设备具有用于检测所述设备的角速度的角速度传感器。本发明的方法包括：基于从角速度传感器输出的并表示检测到的设备的角速度的角速度数据计算表示设备从其基准姿态的姿态变化量的姿态数据；以及计算使预定数量的第一可变矢量与预定数量的第二可变矢量之间的误差最小化的偏移量的估计值，预定数量的第一可变矢量与响应于从角速度传感器输出的角速度数据连续地计算出的预定数量的姿态数据相关联，预定数量的第二可变矢量与从磁传感器连续地输出的并表示检测到的包括地磁的磁力的预定数量的磁数据相关联。通过根据由姿态数据表示的姿态变化量改变基准可变矢量来获得第一可变矢量，所述基准可变矢量表示设备处于基准姿态时的地磁，以及通过从所述磁数据中减去偏移量的估计值来获得第二可变矢量。

根据本发明的偏移量估计方法基于磁数据和角速度数据计算偏移量的估计值。角速度数据是表示设备的姿态变化的数据。设备的姿态变化被以角速度数据正确地表示。

在设备的姿态改变的情况下，姿态变化在三轴直角坐标系中被表达为由从三维磁传感器输出的多个磁数据指示的多个点的分布，用于表达三维磁传感器的检测结果。并且基于所述点的分布形状利用统计方法计算三维磁传感器的偏移量的估计值。也就是说，基于根据设备的姿态变化设置的多个点的分布形状来计算三维磁传感器的偏移量的估计值。因此，关于计算偏移量的估计值的计算，如果可以正确地检测设备的姿态变化并正确地反映检测结果，则可以精确地计算偏移量的估计值。