DE3720130A1

DE3720130A1 - Richtungssucher

Info

Publication number: DE3720130A1
Application number: DE19873720130
Authority: DE
Inventors: Michiyo Suyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1987-12-17
Also published as: GB2193321B; GB2193321A; GB8714063D0; JPH0629729B2; US4866627A; DE3720130C2; JPS62294906A; KR900004374B1; KR880000799A

Description

Die Erfindung betrifft einen zur Verwendung in einem Navigationssystem eines Fahrzeuges bestimmten Richtungssucher (Richtungsdetektor), der geeignet ist, die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges auf der Basis des Erdmagnetismus zu ermitteln.

Es gibt viele Navigationssysteme dieser Art. Sie arbeiten nach einem Prinzip, das in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In Fig. 1 wird die horizontale Komponente H des Erdmagnetismus, welche nachfolgend "Erdmagnetismus H" genannt wird, durch einen Erdmagnetismus-Sensor erfaßt (detektiert), der auf oder an einem Fahrzeug, z. B. einem Automobil, installiert ist, dessen Längsachse einen Winkel THETA zur Richtung des Erdmagnetismus H, beispielsweise zur Richtung Nord, bildet. Das heißt, der Sensor 2 erfaßt eine Feldkomponente H _Y (= H cos THETA) des Erdmagnetismus H, die parallel ist zur Bewegungsrichtung A des Fahrzeuges 1, und eine Feldkomponente H _x (= H sin THETA) senkrecht zur Richtung A, und liefert elektrische Signale x und y, beispielsweise in Form von entsprechenden Spannungen. Die elektrischen Signale x und y werden in geeigneter Weise verstärkt. Somit können die elektrischen Signale x und y ausgedrückt werden durch die Gleichungen

x = K h _x = K H sin THETA (1a)
y = K h _y = K H cos THETA (1b)

worin K einen Magnetismus-/Spannungs-Umwandlungs-Koeffizienten darstellt.

Die erfaßten Signale x und y werden auf Null geeicht, wenn die Feldkomponenten H _x und H _y Null sind, so daß die Größe der Signale x und y proportional ist der Intensität der jeweiligen Komponenten H _x und H _y und als Referenzwerte benutzt werden können.

Fig. 2 zeigt ein rechtwinkliges x-y-Koordinatensystem, in welchem Punkte, die durch die Werte der elektrischen Signale x und y bestimmt sind, eingezeichnet sind. Ein geometrischer Ort für diese Punkte bildet einen Kreis O ₁ und der Winkel THETA, z. B. die Richtung THETA des Fahrzeuges 1, ist gegeben durch die Gleichung

THETA = tan^-1(x/y) (2)

Da die Richtung des Erdmagnetismus H mit der geografischen Richtung Nord nicht übereinstimmt, gibt es einen Fehler, nämlich eine Abweichung, zwischen diesen Werten. Die Abweichung ist in ihrem Wert vom Gebiet auf der Erde abhängig. In dieser Beschreibung wird aus Gründen der Vereinfachung der Erklärung jedoch angenommen, daß es keine Abweichung gibt.

Es ist bekannt, daß aufgrund der Magnetisierung von magnetischem Material der verschiedenen Teile, aus denen das Fahrzeug zusammengesetzt ist, die Richtung THETA, die nach der Gleichung (2) berechnet wird, nicht immer zutreffend ist.

Zur ausführlichen Darlegung dieses Sachverhaltes wird in Fig. 3 und 4 das Fahrzeug 1 einem magnetischen Feld H _v ausgesetzt ist, das in Fig. 3 gezeigt ist und von solchen magnetisierten Teilen des Fahrzeuges stammt. Unter Berücksichtigung des magnetischen Feldes H _v wird das magnetische Feld, das vom Erdmagnetismus-Sensor 2 detektiert werden kann, zu einem magnetischen Feld H _e, das sich zusammensetzt aus dem Erdmagnetismus H und dem magnetischen Feld H _v. Koordinatenpunkte (x, y), (x _v, y _v) und (x _e, y _e) der Signale des Sensors 2 entsprechend den Koordinaten (H _x, H _y), (H _vx, H _vy) und (H _ex, H _ey) sind in Fig. 4 dargestellt. Somit sind die Signale x _e und y _e des Sensors 2 darzustellen durch die Gleichungen

x _e = x + x _v = K H sin THETA + x _v (3a)
y _e = y + y _v = K H cos THETA + y _v (3b)

wobei der Winkel THETA_e, der aus den Signalen x _e und y _e abzuleiten ist, entsprechend der Gleichung (2) bestimmt wird durch die Gleichung

THETA_e = tang^-1(x _e/y _e) (4)

Somit läßt sich die zutreffende Richtung THETA hieraus nicht bestimmen.

Da jedoch das Feld H _v, das durch das Fahrzeug 1 erzeugt wird, ein permanentes Magnetfeld darstellt und dessen Stärke und Richtung in Bezug auf die Bewegungsrichtung A des Fahrzeuges konstant sind, bleiben die in Fig. 4 dargestellten Koordinaten (x _v, y _v) des dem magnetischen Feld H _v entsprechenden Signals selbst dann unverändert, wenn die Richtung A sich ändert. Deshalb wird der geometrische Ort der Koordinaten (x _e, y _e) des Erfassungssignals beim einmaligen Umlauf des Fahrzeuges auf einer Kreisspur zu einem Kreis O ₂ mit einem Mittelpunkt (x _v, y _v), wie dies aus den Gleichungen (3a) und (3b) hervorgeht. Daher kann durch Ermittlung der Mittelpunkt-Koordinaten (x _v, y _v) des Kreises O ₂ aus den Erfassungssignalen x _e und y _e die wahre Richtung THETA durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

THETA = tan^-1[(x _e - x _v)/(y _e - y _v)] (5)

Die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 1 48 210/1982 offenbart eine Technik, durch welche die wahre Richtung THETA ermittelt werden kann durch Eliminierung der Einflüsse des magnetischen Feldes H _v auf der Basis des oben erwähnten Prinzips. Im einzelnen werden aus den Erfassungssignalen x und y, die der Erdmagnetismus-Sensor 2 liefert, wenn das Fahrzeug einmal auf einer Keisspur umläuft, Maximumwerte x _max und y _max sowie Minimumwerte x _min und y _min auf den entsprechenden Achsen des rechtwinkligen x-y-Koordinatensystems gespeichert. Die Erfassungssignale x _v und y _v entsprechend dem magnetischen Feld H _v werden erhalten als Koordinaten des Mittelpunktes des Kreises O ₂ nach folgenden Gleichungen:

x _v = (x _max + x _min)/2 (6a)
y _v = (y _max + y _min)/2 (6b)

Daher ist es möglich, durch Durchfahren einer Kreisspur mit dem Fahrzeug 1 in einer geeigneten Zeit die Erfassungssignale x _v und y _v zu erhalten und durch Ausführung der Gleichung (5) die wahre Richtung THETA zu bestimmen.

Ist jedoch das Fahrzeug 1 beispielsweise ein Automobil, wird es während seiner Bewegung Erschütterungen ausgesetzt. Deshalb kann das magnetische Feld H _v sich stufenweise ändern, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, obwohl diese Änderung vernachlässigbar sein kann, wenn sie z. B. über einen Tag ausgemittelt wird. Wenn aber das Automobil einen Schienenstrang eines mit Gleichstrom betriebenen Eisenbahnsystems zu einem Zeitpunkt t _o kreuzt, kann es zusätzlich magnetisiert werden durch ein magnetisches Feld, das von einem Gleichstrom erzeugt wird, der durch die Schienen und Leitungen ler Eisenbahnanlage fließt. Hierdurch können Stärke und Richtung des Feldes H _v beträchtlich verändert werden. Nach einer derartigen Änderung des Feldes H _v muß das Automobil erneut eine Kreisspur durchfahren, um Signale x _v und y _v entsprechend dem geänderten Feld H _v zu erhalten. Dies ist in der Praxis sehr schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Richtungssucher für einen beweglichen Körper zu schaffen, bei dem eine Änderung des magnetischen Feldes H _v automatisch kompensiert werden kann, ohne daß der bewegliche Körper ein spezielles Manöver durchzuführen hat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Richtungssucher folgende Merkmale enthält: Einen Erdmagnetismus-Sensor, Magnesierungs-Korrekturmittel zum Erhalt eines Korrekturwertes entsprechend der Stärke des magnetischen Feldes und Korrektur-Berichtigungsmittel, die auf zwei Paare von Erfassungssignalen vom Erdmagnetismus-Sensor reagieren, um eine senkrechte Halbierende des Streckenabschnittes zu erhalten, der zwei Koordinatenpunkte entsprechend den zwei Signalpaaren verbindet, und um den Korrekturwert von den Magnetisierungs-Korrekturmitteln für die Stärke des magnetischen Feldes zu berichtigen auf der Basis von Koordinaten eines Schnittpunktes einer Linie, die von einem Koordinatenpunkt entsprechend dem Korrekturwert der Magnetsierungs-Korekturmittel ausgeht und sich senkrecht zu diesem Streckenabschnitt erstreckt.

Erfindungsgemäß wird der Korrekturwert durch Korrektur-Berichtigungsmittel berichtigt auf der Grundlage von zwei Paaren von Erfassungssignalen des Erdmagnetismus-Sensor, wobei die Erfassungssignale entsprechend dem berichtigten Korrekturwert korrigiert werden.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 und 2 das Prinzip des Richtungssuchers unter der Annahme, daß kein Eigen-Magnetfeld existiert,

Fig. 3 und 4 das Prinzip des Richtungssuchers unter der Voraussetzung, daß ein Eigen-Magnetfeld existiert,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Änderung des Eigen-Magnetfeldes mit der Zeit,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung eines Funktionsprinzips für ein Korrekturwert-Berichtigungsmittel von Fig. 6,

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Ausführungsform gemäß Fig. 6 im einzelnen,

Fig. 9a und 9b Flußdiagramme zur Darstellung der Wirkungsweise eines Mikrocomputers von Fig. 8, und

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Wirkungsweise des Mikrocomputers einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Fig. 6 bis 9a beschrieben.

2n Fig. 6 enthält das Naviagtionssystem einen Erdmagnetismus-Sensor 2, der mit dem von Fig. 1 übereinstimmt, ein Magnetisierungs-Korrekturmittel 3 zur Korrektur von Erfassungssignalen x und y, die durch den Erdmagnetismus-Sensor 2 erhalten werden, auf der Basis eines Paares von Korrekturwerten x _o und y _o, durch welche ein Einfluß eines magnetischen Feldes H _v ausgeglichen wird, entsprechend den folgenden Gleichungen:

x _h = x-x _o (7a)
y _h = y-y _o (7b)

wobei ein Paar von korrigierten Erfassungssignalen x _h und y _h gebildet wird. Ferner umfaßt das Navigationssystem ein Mittel 4 zur Durchführung einer ersten Korrektur, welches durch die Handhabung eines Schalters 5 in Betrieb gesetzt wird, um die Erfassungssignale x und y beim Durchlauf des beweglichen Körpers durch eine Kreisspur zu erfassen und zu speichern, um Erfassungssignale x _v und y _v entsprechend dem magnetischen Feld H _v nach den Gleichungen (6a) und (6b) zu erhalten und die Werte x _v und y _v zu den Korrekturwerten x _o und y _o zu setzen für die spätere Nutzung in den Magnetisierungs-Korrekturmitteln 3. Außerdem umfaßt das Navigationssystem Korrektur-Berichtigungsmittel 6, die auf die Erfassungssignale x und y des Sensors 2 ansprechen, zur Berichtigung der korrigierten Werte x _o und y _o, derart, daß die Werte sich den Koordinaten (x _v, y _v) in einem rechtwinkligen x-y-Koordinatensystem annähern entsprechend dem geänderten magnetischen Feld H _v. Weiterhin umfaßt das Navigationssystem Mittel 7 zur Winkelberechnung, die auf die Korrektur-Erfassungssignalde x _o und y _o der Magnetisierungs-Korrekturmittel 3 ansprechen, um eine Richtung THETA_h entsprechend der Gleichung

THETA_h = tan^-1(x _h/y _h) (8)

zu bestimmen, sowie Anzeigemittel 8 zur Anzeige der Richtung THETA_h von den Mitteln 7 zur Winkelberechnung. Die Baugruppen mit den Bezugszeichen 3, 4 6 und 7 bilden eine Steuereinheit 9.

Ein Prinzip der Wirkungsweise der Korrektur-Berichtigungsmittel 6 werden anhand von Fig. 7 näher beschrieben. Es wird angenommen, daß in einem rechtwinkligen x-y-Koordinatensystem Koordinaten des magnetischen Feldes H _v dargestellt werden durch (x _v, y _v) bzw. (x _v2, y _v2), daß Koordinaten entsprechend dem Paar von Erfassungssignalen, die nach Änderung des magnetischen Feldes H _v erhalten werden, durch (x _l, y _l) bzw. (x _n, y _n) dargestellt werden, und daß Werte, die durch die Korrekturwerte x _o und y _o der Magnetisierungs-Korrekturmittel 3 vor Änderung des Feldes H _v festgelegt sind, durch x _v bzw. y _v dargestellt werden.

Die senkrechte Halbierende l der Verbindungsstrecke zwischen den Koordinaten (x _l, y _l) und (x _n, y _n) entsprechend den Erfassungssignalen, die nach Änderung des Feldes H _v in H _v2 erhalten werden, verläuft notwendigerweise durch die Koordinaten (x _v2, y _v2), die dem Feld H _v2 entsprechen und Koordinaten des Schnittpunktes der Geraden l und einer senkrechten Geraden repräsentieren, die von den Koordinaten (x _v1, y _v1) entsprechend dem Feld H _v1 ausgeht und zur Geraden 1 durch (x _p, y _p) hinführt. Zwischen den Koordinaten (x _v1, y _v1), (x _v2, y _v2) und (x _p, y _p) besteht folgende Beziehung:

(x _v2-x _p)² + (y _v2-y _p)² ist gleich oder kleiner als
(x _v1-x _p)² + (x _v1-x _p)² (9)

Deshalb werden die Koordinaten (x _p, y _p) des Schnittpunktes gleich den Koordinaten des Feldes H _v2 oder kommen ihnen wenigstens näher als die Koordinaten (x _o, y _o), die den Korrekturwerten vor der Änderung des magnetischen Feldes H _v in H _v1 mit den Koordinaten (x _v1, y _v1) entsprechen. Nachdem sich das magnetische Feld geändert hat, werden somit die Komponenten x _p und y _p der Koordinaten (x _p, y _p) des Schnittpunktes als Korrekturwerte x _o und y _o gesetzt. Durch Wiederholung dieser Operation ist es möglich, die Korrekturwerte x _o und y _o an die Komponenten x _v2 und y _v2 entsprechend dem magnetischen Feld H _v2 anzunähern, d. h. an die Korrekturwerte, die notwendig sind, um den Einfluß der magnetischen Feldes H _v2 zu kompensieren.

Fig. 8 zeigt die Ausführungsform von Fig. 6 in größerer Ausführlichkeit, wobei die gleichen Komponenten die gleichen Bezugszahlen aufweisen. In Fig. 8 umfaßt die Steuereinheit 9 einen Wechselspannungs-/Gleichspannungswandler 10 zum Konvertieren der Erfassungssignale x und y vom Erdmagnetismus-Sensors 2 in digitale Werte, einen Mikrocomputer 11, zusammengesetzt aus einem Eingangskreis 11 a, einem Speicher 11 b, einer Zentraleinheit (CPU) 11 c und einem Ausgangskreis 11 d, und einen Anzeigetreiber 12, der auf ein Ausgangssignal des Computers 11 zum Treiben der Anzeigeeinrichtung 8 reagiert. Die Anzeigeeinrichtung 8, welche ein Anzeigefeld mit Flüssigkristallen aufweisen kann, hat Anzeigesegmente 8 a bis 8 h, die von einem Ausgang des Treibers 12 angesteuert werden, um jeweils eines der Segmente zum Aufleuchten zu bringen zur Anzeige der Richtung THETA_h.

Die Arbeitsweise des Computers 11 wird anhand der Flußdiagramme der Fig. 9a und 0b beschrieben.

Wenn in Fig. 9a eine Energiequelle (nicht dargestellt) durch Betätigung eines Schalters 5 zugeschaltet wird, werden der Erdmagnetismus-Sensor 2, der Steuerkreis 9 und die Anzeigeeinrichtung 8 in Betrieb gesetzt. Das bedeutet, der Sensor 2 beginnt mit der Erfassung des Erdmagnetismus H und liefert entsprechend seiner x- bzw. y-Komponenten die Erfassungssignale x und y, die durch den Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Wandler 10 konvertiert und als digitalisierte Signale an den Computer 11 weitergegeben werden.

Der Computer 11 führt, angefangen bei Schritt 101, ein Hauptprogramm aus, wie in Fig. 9a dargestellt ist. Bei Schritt 101 wird festgestellt, ob der Schalter 5 eingeschaltet ist oder nicht. Falls ja, wird in Schritt 102 das erste Korrekturprogramm zur Erlangung der Korrekturwerte x _o und y _o ausgeführt.

Die Arbeitsweise der Magnetisierungs-Korrekturmittel 3 wird in den Schritten 103 und 104 dargestellt. Das bedeutet, die Erfassungssignale x und y werden bei Schritt 103 eingegeben und dann bei Schritt 104 die Korrektur-Erfassungssignale x _h und y _h gemäß den Gleichungen (7a) und (7b) ermittelt.

Dann wird bei Schritt 105 die Richtung THETA_h gemäß Gleichung (8) ermittelt und das Signal THETA_h bei Schritt 106 an den Anzeigetreiber 12 gegeben. Die Schritte 105 und 106 entsprechen dem Arbeitsgang der Winkelberechnungsmittel 7. Der Anzeigetreiber 12 treibt die Anzeigeeinrichtung 8, um die Anzeige der Richtung THETA_h durch Aufleuchten eines geeigneten der Anzeigesegmente 8 a bis 8 h zu veranlassen.

Innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer T wird danach das Programm auf Schritt 101 zurückgeführt und der gleiche Durchlauf so lange wiederholt, bis die Zeitdauer T abläuft.

Sollte die Zeitdauer T ablaufen, während der Arbeitsvorgang der Magnetisierungs-Korrekturmittel 3 durch die Stufen 101 bis 107 wiederholt wird, wird ein Korrektur-Berichtigungsprogramm bei Schritt 108 ausgeführt, das im Flußdiagramm von Fig. 9b dargestellt ist.

Im Korrektur-Berichtigungsprogramm wird festgestellt, ob in Schritt 201 die Ausführung dieses Programms zum ersten Mal stattfindet oder nicht. Falls ja, werden die in Schritt 103 erhaltenen Erfassungssignale x und y in Schritt 202 als Referenz-Erfassungssignale x _l und y _l festgehalten, worauf zum Hauptprogramm gemäß Fig. 9a zurückgekehrt wird.

Wenn in Schritt 201 festgestellt wird, daß das Berichtigungsprogramm nicht zum ersten Mal benutzt wird, werden bei Schritt 203 neueste, in Schritt 103 ermittelte Erfassungssignale x und y als aktuelle Erfassungssignale x _n und y _n festgehalten. Dann wird in Schritt 204 festgestellt, ob die Strecke [(x _n-x _l)² + (y _n-y _l)²]^1/2 -zwischen den Koordinatenpunkten, die den aktuellen Erfassungssignalen x _n und y _n und den jeweiligen Referenz-Erfassungssignalen x _l und y _l entsprechen, gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert p ₁. Falls ja, werden die Korrekturwerte x _o und y _o innerhalb der Schritte 205 bis 208 berichtigt. Falls nein, wird zum Hauptprogramm gemäß Fig. 9a zurückgekehrt.

Um den Berichtigungsvorgang ausführlicher zu beschreiben, wird in Schritt 205 die senkrechte Halbierende l in Bezug auf die Koordinaten (x _l, y _l) und (x _n, y _n) der entsprechenden Erfassungssignale ermittelt.

Angenommen, die senkrechte Halbierende l wird ausgedrückt durch die Funktion

y = ax + b (10)

Die Konstanten a und b sind durch folgende Gleichungen gegeben:

a = (x _n - x _l) / (y _n - y _l) (10a)
b = [(x _l ²+y _l ²) - (x _n ²+y _n ²)] /2 (y _l-y _n) (10b)

Dann werden in Schritt 206 die Koordinaten (x _p, y _p) des Schnittpunktes der Halbierenden l mit einer Geraden, welche sich von den den Korrekturwerten x _o und y _o entsprechenden Koordinaten (x _o, y _o) senkrecht zur Halbierenden l erstreckt, ermittelt.

Die Koordinaten (x _p, y _p) sind gegeben durch die Gleichungen

x _p = [x _o + a(y _o-b)] / (a ² + 1) (11a)
y _p = ax _o + b (11b)

Wenn die Koordinatenkomponenten y _l und y _n einander gleich sind, wird die Gleichung der senkrechten Halbierenden l zu

x = (x _l + x _n) / 2 (12)

Daher ergeben sich die Koordinaten (x _p, y _p) durch

x _p = (x _l + x _n) / 2 (13a)
y _p = y _o (13b)

Im Schritt 207 werden dann die Komponenten x _p und y _p der Koordinaten (x _p, y _p) als entsprechende Korrekturwerte x _o und y _o festgelegt. Nachdem in Schritt 209 die Korrektursignale x _n und y _n als Referenz-Erfassungssignale x _l und y _l festgelegt wurden, wird zum Hauptprogramm zurückgekehrt.

Dementsprechend wird, wenn das Fahrzeug 1 während seiner Bewegung die Richtung A ändert, während der obige Vorgang kontinuierlich ausgeführt wird, in den Schritten 205 bis 208 der Korrekturvorgang für die Korrekturwerte durchgeführt, so daß die Korrekturwerte x _o und y _o sich den wahren Korrekturwerten x _v2 und y _v2 annähern, die zur Eliminierung des Einflusses des Magnetfeldes H _v2 erforderlich sind. Wenn das Feld H _v2 während der Wiederholung obiger Schritte weiter verändert wird, nähern sich die nach obigem Verfahren ermittelten Korrekturwerte x _o und y _o ebenfalls den richtigen Korrekturwerten an, die zum Ausgleich des geänderten Magnetfeldes erforderlich sind. In dem Fall, wo sich das Feld H _v von Zeit zu Zeit ändert, können daher die Korrekturwerte x _o und y _o während einer normalen Bewegung des Fahrzeuges 1 automatisch berichtigt werden, ohne daß es notwendig wird, daß das Fahrzeug eine Schleife fährt, wie dies im Schritt 102 des ersten Korrekturprogrammes nötig ist. Im Ergebnis zeigen die in Schritt 104 ermittelten Korrektur-Erfassungswerte x _h und y _h stets eine genauere Richtung des Fahrzeuges an.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform, die eine besondere Ausbildung des Korrektur-Berichtigungsprogrammes von Fig. 9b in den Stufen 209 bis 211 zeigt. Im Schritt 209 wird festgestellt, ob die Strecke [(x _n-x _n-l)² + (y _n-y _n-l)²]^1/2- zwischen den einem laufenden Korrektursignal entsprechenden Koordinatenpunkten (x _n, y _n) und den einem vorangegangenen Korrektursignal entsprechenden Koordinatenpunkten (x _n-l, y _n-l) gleich oder größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert p ₂. Falls ja, werden die laufenden Erfassungssignale x _n und y _n in Schritt 210 als Referenz-Erfassungssignale x _l und y _l festgehalten. Falls nein, läuft das Programm weiter durch die Schritte 204 bis 208, die mit denen von Fig. 9a identisch sind, um die laufenden Erfassungssignale x _n und y _n wie auch die vorherigen Erfassungssignale x _n-l und y _n-l in Schritt 211 für nachfolgende Arbeitsabläufe einzustellen.

Demgemäß hat die Ausführungsform gemäß Fig. 10 die gleiche Wirkung wie die vorhergehend beschriebene Ausführungsform und bringt außerdem den zusätzlichen Effekt, daß durch Berücksichtigung der Tatsache, daß die Strecke zwischen den Koordinatenpunkten während der Zeitdauer T sich auf einen gleich großen oder größeren Wert geändert hat als dem vorbestimmten Wert p ₂, das Auftreten einer plötzlichen Änderung des Magnetfeldes, wie in Fig. 5 dargestellt, angezeigt wird, so daß ein irrtümliches Operieren mit Korrekturwerten x _o und y _o verhindert wird, die auf Erfassungssignalen x _l und y _l vor der Änderung des Magnetfeldes und auf Erfassungssignalen x _n und y _n nach der Änderung beruhen, d. h. auf einem Satz von Signalpaaren mit unterschiedlichen erforderlichen Korrekturwerten.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Korrekturwerte x _o und y _o berichtigt, wenn die Strecke zwischen den Koordinatenpunkten (x _l, y _l) und (x _n, y _n) gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert p ₁, wie in Schritt 204 vorgesehen. Der Grund dafür ist die Verhinderung des wesentlichen Anwachsens eines Operationsfehlers der Halbierenden l, wenn die Strecke zu klein ist und Erfassungsfehler in den Erfassungssignalen x _l und y _l sowie x _n und y _n vorhanden sind.

Es ist daher möglich, falls ein solcher Erfassungsfehler vernachlässigbar ist, die Korrekturwerte x _o und y _o auf der Grundlage der vorangegangenen und laufenden Signale x _n-l, y _n-l, x _n und y _n ohne Benutzung von Schritt 204 zu verwenden.

Obgleich die Erfindung anhand eines Automobils als Fahrzeug beschrieben worden ist, kann sie auch in Verbindung mit jedem anderen Fahrzeug wie z. B. Schiff oder Flugzeug Verwendung finden.

Wie bereits oben erwähnt, können erfindungsgemäß die Korrekturwerte für die sich ändernde Stärke des Magnetfeldes von Zeit zu Zeit automatisch berichtigt werden, um so die genaue Anpassung an das Magnetfeld zu erreichen.

Claims

1. Richtungssucher zur Benutzung an einem beweglichen Fahrzeug, gekennzeichnet durch

- einen am Fahrzeug (1) montierten Erdmagnetismus-Sensor (2) zur Erfassung eines Paares von orthogonalen Komponenten einer horizontalen Erdmagnetismus-Komponente, der ein Paar von Erfassungssignalen liefert, die jeweils den orthogonalen Komponenten entsprechen,
- Magnetisierungs-Korrekturmittel (3) zur Korrektur des Erfassungssignal-Paares durch ein Paar von Korrekturwerten, die notwendig sind, um den Einfluß des von dem Fahrzeug selbst hervorgerufenen Magnetfeldes auszugleichen, und zur Lieferung eines Paares von korrigierten Erfassungssignalen, und
- Korrektur-Berichtigungsmittel (6), um eine rechtwinklige Halbierende (Streckenhalbierende) einer Strecke zu erhalten, die zwei Koordinatenpunkte entsprechend den vom Erdmagnetismus-Sensor erhaltenen Paar von Erfassungssignalen und dem Paar von korrigierten Erfassungssignalen der Magnetisierungs-Korrekturmittel in einem rechtwinkligen Koordinatensystem verbindet, um die Korrekturwerte auf der Grundlage von Koordinatenkomponenten eines Schnittpunktes der rechtwinkligen Halbierenden (Streckenhalbierenden) mit einer Linie, die sich senkrecht von einem den Korrekturwerten entsprechenden Punkt zur rechtwinkligen Halbierenden (Streckenhalbierenden) erstreckt.

2. Richtungssucher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur-Berichtigungsmittel (6) die Korrekturwerte berichtigen, wenn eine Strecke zwischen Koordinatenpunkten, die einem Paar von laufenden Erfassungssignalen vom Erdmagnetismus-Sensor entsprechen, und einem Paar vorherigen Erfassungsdaten vom Erdmagnetismus-Sensor, die als Referenz-Erfassungssignale gespeichert sind, gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert.

3. Richtungssucher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwert-Berichtigungsmittel (6) ein Paar von laufenden Erfassungssignalen des Erdmagnetismus-Sensor als Referenz-Erfassungssignal-Paar benutzen, um die rechtwinklige Halbierende (Streckenhalbierende) zu erhalten, wenn eine Strecke zwischen Koordinatenpunkten, die dem laufenden Erfassungssignalpaar und einem vom Erdmagnetismus-Sensor erhaltenen, nach Erhalt des laufenden Erfassungssignalpaares für eine vorbestimmte Zeitdauer gespeicherten Erfassungssignalpaar entsprechen, gleich oder größer wird als ein zweiter vorbestimmter Wert.

4. Richtungssucher zur Benutzung an einem beweglichen Fahrzeug, gekennzeichnet durch

- einen am Fahrzeug (1) montierten Erdmagnetismus-Sensor (2) zur Erfassung eines Paares von orthogonalen Komponenten einer horizontalen Erdmagnetismus-Komponente, der ein Paar von Erfassungssignalen liefert, die jeweils den orthogonalen Komponenten entsprechen,
- erste Korrekturmittel (4), die auf ein Ausgangssignal des Sensors reagieren, um Korrekturwerte zu erhalten,
- Magnetisierungs-Korrekturmittel (3) zur Korrektur des elektrischen Signalpaares mit den von den ersten Korrekturmitteln erhaltenen Korrekturwerten zur Lieferung eines Paares von korrigierten elektrischen Signalen,
- Korrektur-Berichtigungsmittel (6) zum Erhalt einer rechtwinkligen Halbierenden (Streckenhalbierenden) einer zwei Koordinatenpunkte in einem rechtwinkligen Koordinatensystem verbindenden Strecke, wobei die beiden Koordinatenpunkte dem Erfassungssignalpaar des Erdmagnetismus-Sensor und dem durch die Magnetisierungs-Korrekturmittel korrigierten Signalpaar entsprechen, um die Korrekturwerte zu berichtigen auf der Grundlage von Koordinatenkomponenten eines Schnittpunktes der rechtwinkligen Halbierenden (Streckenhalbierenden) mit einer Linie, die sich senkrecht von einem den Korrekturwerten entsprechenden Punkt zur rechtwinkligen Halbierenden (Streckenhalbierenden) erstreckt,
- Winkelberechnungsmittel (7), die auf das Ausgangssignal des Magnetisierungs-Korrekturmittels reagieren, zur Berechnung eines Winkels zwischen der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges und der Richtung der horizontalen Komponente des Erdmagnetismus, und
- Anzeigemittel (8) zur Anzeige des Winkels.

5. Richtungssucher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Korrekturmittel (4), die Magnetisierungs-Korrekturmittel (3), die Korrektur-Berichtigungsmittel (6) und die Winkelberechnungsmittel (7) eine Steuereinrichtung (9) bilden und daß die Steuereinrichtung (9) einen Wechselspannungs-/Gleichspannungswandler (10), der mit dem Ausgang des Erdmagnetismus-Sensor (2) verbunden ist, einen Mikrocomputer (11) und einen Anzeige-Treiber (12), der mit der Anzeigeeinrichtung (8) verbunden ist, besitzt.