WO2012159804A1 - Magnetic sensor device and method for establishing an item of information relating to a magnetic field strength component in the direction of at least one spatially fixed spatial axis - Google Patents

Magnetic sensor device and method for establishing an item of information relating to a magnetic field strength component in the direction of at least one spatially fixed spatial axis Download PDF

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WO2012159804A1
WO2012159804A1 PCT/EP2012/055702 EP2012055702W WO2012159804A1 WO 2012159804 A1 WO2012159804 A1 WO 2012159804A1 EP 2012055702 W EP2012055702 W EP 2012055702W WO 2012159804 A1 WO2012159804 A1 WO 2012159804A1
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field strength
axis
magnetic field
magnetic
measuring
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PCT/EP2012/055702
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Weiss
Daniel Schifferdecker
Julian Bartholomeyczik
Sergej Scheiermann
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Robert Bosch Gmbh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02Magnetic compasses
    • G01C17/28Electromagnetic compasses
    • G01C17/32Electron compasses

Definitions

  • the invention relates to a magnetic sensor device. Furthermore, the invention relates to a method for determining information relating to a magnetic
  • Coordinate system is often determined in such a freely movable magnetic sensor also its position in relation to the fixed coordinate system, or a position of its three measuring axes with respect to the fixed coordinate system. Taking into account the determined position of the magnetic measuring device, or the determined position of the three measuring axes, one for a
  • the invention provides a magnetic sensor device having the features of claim 1, a compass device having the features of claim 7, a method for determining information regarding a magnetic field strength component in the direction of at least one stationary axis with the features of claim 8 and a method for setting at least one Cardinal direction with the features of claim 10.
  • the present invention enables a reduction of a
  • the accuracy requirement can be significantly reduced, or the determination / measurement of the magnetic intensity quantity in the direction of this measuring axis can be omitted if necessary.
  • the power consumption during the determination / measurement of the magnetic field strength quantity in the direction of the specific measuring axis can be significantly reduced. This is especially true in a mobile magnetic sensor device, such as a
  • Magnetic sensor device as a subunit of a mobile consumer electronic device, advantageous.
  • the magnetic sensor device can be equipped with a battery having a reduced battery capacity.
  • the magnetic sensor device is cheaper and / or less executable.
  • the present invention in particular over a conventional magnetic field determination in three spatial axes with constant quality of measurement ensures the advantage of reducing power consumption. Compared to a conventional one
  • technology of the invention achieves greater accuracy of the determined magnetic field distribution with (almost) the same energy consumption.
  • Magnetic sensor device and the corresponding method circumventable because they do not measure the measurement axis unless it is unfavorably aligned.
  • the present invention is particularly suitable for use in one
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart illustrating a second embodiment of the method.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of
  • the magnetic sensor device shown schematically in FIG. 1 has a
  • the spatial position measuring device 10 is designed to determine a spatial position information with respect to an alignment of at least one sensor axis predetermined measuring axis of the magnetic sensor device with respect to at least one stationary spatial axis.
  • the at least one sensor axis which is the most sensor-resistant / sensor-fixed can be understood to mean a direction fixed / unconfigurable in relation to the magnetic sensor device.
  • the alignment of the at least one sensor-strong measuring axis to the magnetic sensor device remains constant even when the magnetic sensor device is rotated about at least one axis of rotation, while the orientation of the at least a sensor-strong measuring axis to the at least one stationary spatial axis / for an external viewer by means of rotation of the magnetic sensor device is changeable.
  • the at least one stationary spatial axis can in particular be the gravitational axis.
  • the spatial position measuring device 10 is designed to determine the spatial position information with respect to an alignment of the at least one sensor-measuring axis of the magnetic sensor device with respect to a stationary coordinate system with two or three axes as the at least one stationary spatial axis.
  • one of the axes of the fixed coordinate system may be aligned parallel to / corresponding to the axis of gravity.
  • space-position measuring device 10 is not such a stationary
  • the spatial position measuring device 10 can be designed, for example, as the spatial position information, a pitch angle and / or a roll angle of a sensor coordinate coordinate system with an x-measuring axis, a y-measuring axis and a z-measuring axis as the at least one sensor-sensor axis with respect to a stationary coordinate system comprising the gravitational axis (earth coordinate system) to be determined as the at least one stationary spatial axis.
  • a pitch angle and / or a roll angle of a sensor coordinate coordinate system with an x-measuring axis, a y-measuring axis and a z-measuring axis as the at least one sensor-sensor axis with respect to a stationary coordinate system comprising the gravitational axis (earth coordinate system) to be determined as the at least one stationary spatial axis.
  • the space-position measuring device 10 is not limited to determining the pitch angle and / or the roll angle as spatial position information.
  • Space position information can be determined by means of the spatial position measuring device 10.
  • the space-position measuring device 10 may, for example, a
  • Space-measuring device 10 a three-axis / three-channel
  • Acceleration sensor device is an orientation / orientation of
  • Magnetic sensor device or the at least one sensor-sensing measuring axis of the magnetic sensor device relative to a fixed coordinate system with the gravitational axis (Earth coordinate system), eg as (negative) z-axis, reliable fixable.
  • the space-position measuring device 10 is not on an equipment with an acceleration sensor device or on a particular embodiment of the
  • the magnetic sensor device also has a magnetic measuring device 12 which is designed to have at least one magnetic field strength quantity with respect to one
  • Magnetic sensor device determines.
  • the magnetic measuring device 12 determines at least one magnetic field strength quantity in terms of size
  • the magnetic measuring device 12 may, for example, as a triaxial
  • Magnetic measuring device may be formed, whereby in particular three magnetic field strength magnitudes can be reliably determined / measured as field strength components of the magnetic field with respect to the x-measuring axis, the y-measuring axis and the z-measuring axis.
  • the magnetic measuring device 12 has three subunits 12x, 12y and 12z, each for determining the magnetic field strength magnitude with respect to the field strength component in the direction of a sensor-fixed predetermined
  • Measuring axis are designed, the measuring axes of the three subunits 12x, 12y and 12z give the most sensitive coordinate system.
  • the magnetic measuring device 12 used in the magnetic sensor device is not limited to such a configuration.
  • the magnetic sensor device has a control device 14, to which a spatial position information signal 16 with the spatial position information determined by the spatial position measuring device 10 can be provided.
  • the control device 16 is designed to determine, taking into account the spatial position information, at least one nominal measured quantity of the at least one magnetic field strength quantity.
  • the control device 14 is designed to output to the magnetic measuring device 12 a control signal 18 corresponding to the at least one predetermined target measured quantity.
  • the magnetic measuring device 12 can be controlled by means of the control signal 18 in such a way that the at least one magnetic field strength quantity can be determined in accordance with the at least one specified target measured quantity.
  • the magnetic sensor device described here offers the possibility of optimizing the at least one target sample size in consideration of the spatial position information / the spatial information signal 16.
  • control device 14 is adapted to the target measured size of a sensor-strong measuring axis taking into account a derived from the spatial position information / spatial information signal 16 deviation of the sensor-sensing axis of a preferred orientation, a fixed axis and / or a stationary plane set. This can also be described in such a way that the control device 14 of the at least one sensor-measuring axis under
  • the spatial position information signal 16 assigns a specific meaning / relevance, and determines the at least one target devisgüssenn douche accordingly.
  • the current consumption of the magnetic measuring device 12 can be reduced by determining a reduction in the nominal measured value of this measuring axis when determining the magnetic field strength in the direction of this measuring axis.
  • assigning a low importance / relevance to a measurement axis by setting a comparatively high / good target measurement size of this measurement axis is a reliable
  • Magnetic measuring device 12 when determining the at least one magnetic field strength size optimized, while ensuring that a magnetic field strength magnitude in the direction of an advantageous oriented measuring axis with a comparatively high / good quality measurement can be determined.
  • the control device 14 may be designed in this way for magnetic field strength quantities in the direction of different sensor-measuring axes to set different target sample sizes. If, due to the orientation of a measuring axis, a high / good quality of measurement is not necessary when determining the associated magnetic field strength quantity, the energy consumption can be reduced by determining the associated nominal size of the measured quantity when determining this magnetic field strength quantity. At the same time, when determining another magnetic field strength quantity in the direction of a further measuring axis, which currently lies in such a way that a high / good measuring quality remains
  • Determining the other magnetic field strength magnitude is desirable to ensure reliable determination of the other magnetic field strength magnitude.
  • the energy consumed in determining the magnetic field strength quantities can be determined in terms of
  • control device 20 is additionally designed as an x-target measured quantity of a magnetic field strength magnitude of a field strength component in the direction of the x-measuring axis proportional to a cosine of the pitch angle, a y-target value as the at least one target measured quantity.
  • the control device 14 can be designed, for example, to have at least one setpoint measuring time for determining the at least one magnetic field strength variable
  • At least one desired energization duration for determining the at least one
  • control signal 18 may be three supply current signals 18x, 18y and 18z, which are respectively connected to a subunit 12x, 12y and 12z of
  • Magnetic measuring device 12 are available. The feasibility of the
  • controller 14 is not limited to this example.
  • the magnetic sensor device has an evaluation device 20, to which a sensor signal 22 with the at least one determined magnetic field strength quantity from the magnetic measuring device 12 and the spatial position information signal 16 from the spatial position measuring device 10 can be provided.
  • the evaluation device 20 is designed, taking into account the spatial position information and the at least one magnetic field strength magnitude information with respect to a magnetic
  • the at least one location axis may correspond to the at least one (fixed) space axis.
  • the statements made above on the at least one spatial axis can be applied to the at least one local axis.
  • Information signal 24 with the definable information can be output by means of the evaluation device 20.
  • the information signal 24 may, for example, be forwarded to a display device (not shown).
  • the evaluation device 20 is designed to take into account the spatial position information and the at least one magnetic field strength quantity a magnetic field strength distribution in a direction perpendicular to the
  • the magnetic sensor device is particularly useful for geomagnetic application.
  • Magnetic field components perpendicular to the earth's surface usually contain no relevant geomagnetic information, in particular with respect to the orientation of the individual cardinal directions.
  • To determine a cardinal direction, in particular the north cardinal direction only the magnetic field components are to be evaluated parallel to the earth's surface.
  • the insertion of the magnetic sensor device is not limited to geomagnetic use. Since the power consumption preferably only when determining at least one magnetic field strength magnitude for a measuring axis of less (current)
  • the control device 14 and the evaluation device 20 are not limited to a separate training.
  • the functions of the devices 14 and 20 can also be implemented in a common processor device 26 / logic, which performs both the position compensation and the setting of the at least one target sample size.
  • Such implementations in a control software on a processor, by means of which the devices 10 and 12 are controllable and / or evaluable, are easily executable.
  • the magnetic sensor device Due to the optimization of their energy consumption, the magnetic sensor device with a cost-effective and / or little space required
  • Energy storage device such as a battery, be equipped.
  • the magnetic sensor device is part of a
  • the compass device can be a
  • Cardio-directional fixing device which is designed to include under
  • FIG. 2 shows a flowchart for illustrating a first embodiment of the method.
  • the method shown schematically in FIG. 2 can be carried out, for example, by means of the magnetic sensor device described above.
  • the practicability of the method is not limited to the use of such a magnetic sensor device.
  • At least one measuring device fixed predetermined measuring axis of a magnetic measuring device with respect to at least one with respect to the at least one local axis constantly aligned stationary spatial axis determined.
  • the at least one measuring device fixed predetermined / measuring device fixed measuring axis and the at least one fixed predetermined / fixed spatial axis are already described above.
  • the at least one stationary spatial axis can correspond to the at least one location axis.
  • a magnetic sensor which is designed to determine a magnetic field strength quantity with respect to (at least) one field strength component of a magnetic field in its (outer) environment in the direction of the at least one measuring device fixed measuring axis can be used as the magnetic measuring device.
  • the magnetic measuring device can be a three-axis
  • a pitch angle and / or a roll angle of a sensor-resistant are predetermined in method step S1
  • the stationary coordinate system preferably has at least one axis equal to the axis of gravity.
  • the desired measured-product size of a specific measuring axis can be determined in particular such that the desired measured-product size is increased if the relevant measuring axis is oriented in the direction of at least one (predetermined) stationary preferred direction and / or in one of two ( predetermined) fixed preferred directions spanned plane lies. Accordingly, the target measurement size can be reduced if the associated measuring axis is aligned at a large intermediate angle / inclination angle inclined to the at least one stationary preferred direction and / or by a large
  • Measuring axis have a minimum value, in particular zero.
  • step S2 as at least one target sample size an x target sample size of a magnetic field strength quantity of a
  • Field strength component are set in the direction of the x-measuring axis proportional to a cosine of the pitch angle.
  • the cosine of the pitch angle is a variable which ensures that, in the case of an advantageous alignment of the x-measuring axis, the associated magnetic field strength quantity is determined with a good desired measured-product size.
  • a y target measured quantity of a magnetic field strength quantity of a field strength component in the direction of the y measuring axis may be proportional to a sine of the roll angle, a product of a sine of the pitch angle and the sine of the roll angle or a maximum of the sine of the roll angle and the product of the roll angle Sine of the pitch angle and the sine of the roll angle are set.
  • a z-target measured quantity of a magnetic field strength quantity of a field strength component in the direction of the z-measuring axis in the step S2 may be proportional to the sine of the roll angle, a product of the sine of the pitch angle and a cosine of the roll angle or a maximum of the sine of the Rolling angle and the product of the sine of the pitch angle and the cosine of the roll angle are set.
  • step S2 energy consumption can be reduced if the z-axis is unfavorably aligned.
  • the feasibility of the method step S2 is not limited to the listed examples for target sample size. Further advantageous procedures for determining the at least one desired sample size will be described below.
  • step S3 the magnetic measuring device is added
  • the at least one determined magnetic field strength quantity can in particular be a magnetic field strength and / or a current strength of a measuring coil.
  • the at least one determined magnetic field strength quantity can also be a variable which can be converted into a magnetic field strength by means of an evaluation.
  • Other quantities can also be determined as the at least one magnetic field strength quantity.
  • the respective magnetic field strength variable is determined reliably and / or with good accuracy, while in alignment of the measuring axis away from the at least one preferred direction and / or the plane spanned by two preferred directions plane the energy consumption is reduced when determining the associated magnetic field strength magnitude.
  • a magnetic field strength variable is reliably and / or determined with good accuracy, while no or only a small amount of energy to determine a magnetic field strength magnitude of one of the fixed preferred direction and / or the (preferred) fixed plane away meter fixed measurement axis is consumed.
  • the power consumption of the magnetic measuring device is thus optimized. Because of avoiding unnecessary energy consumption for one
  • Determining a magnetic field strength quantity of a disadvantageously oriented measuring axis can be used for carrying out the method also an inexpensive and / or little space-consuming energy storage device, such as a cheap / small battery. It also eliminates the need for frequent
  • a magnetic field intensity distribution in a plane oriented perpendicular to the gravitational direction can be set as information.
  • the executability of the process step S4 is not limited to this example.
  • the method described in the upper paragraph can be used to define at least one cardinal direction.
  • an optional method step S5 can be executed.
  • at least one cardinal direction preferably the north direction / heading, is determined in consideration of the specified information.
  • the method for determining at least one cardinal direction is not limited to such a method step S4.
  • FIG. 3 shows a flow chart for illustrating a second embodiment of the method.
  • Cardinal direction preferably the north direction / heading to determine. It should be noted here that the feasibility of the described below
  • an acceleration measurement is performed.
  • a triaxial acceleration sensor can be used.
  • the spatial position / orientation / position of a sensor-strong coordinate system relative to the stationary axis of gravity can be reliably determined.
  • This can also be described as a measurement of the spatial position / orientation / position of the gravitational field in relation to the three axes of the acceleration sensor.
  • a pitch angle ⁇ and a roll angle ⁇ are produced in a method step S1 1
  • the setpoint sample sizes are determined for the subsequent magnetic field determination. This can also be described as a determination of the signal components of the individual magnetic sensor axes for a later-performed evaluation / heading calculation. Due to the below-mentioned advantageous values for the target measured material variables, a simplified determination of the magnetic field components perpendicular to the gravitational axis is ensured.
  • the target measured-product variables can be set so that no additional calculation steps are to be performed.
  • the x-signal component CBX is defined / calculated as x-target measured-product variable with:
  • the y-signal component CBY is defined / calculated as y-target measured-product quantity with:
  • the z-signal component CBZ is defined as the z-target sample size with:
  • the magnetic field in the external environment is determined / measured in accordance with the set target measured quantity.
  • the set target measured quantity e.g. a three-axis magnetic sensor or three separate magnetic sensors are used as the magnetic measuring device.
  • the power consumption Ex, Ey and Ez of the individual measurements is specified according to the set target measured value.
  • the signal quality of individual determined (magnetic field strength) values Bx, By and Bz is reduced in accordance with the specified target measured value variables. The reduction in signal quality can be up to switching off
  • Sensors / sensor subunits take place, which can also be described as switching off a single measuring axis.
  • the total power consumption can thus be for the
  • Method steps S15 to S17 are significantly reduced, without causing the information derived from the magnetic field components / the values Bx, By and Bz due to a deterioration of the signal quality.
  • the distribution of the magnetic field components in a plane oriented perpendicular to the gravitational axis can be determined. For example, this can be done for the magnetic field component Bx + in a stationary x-axis oriented perpendicular to the gravitational axis with:
  • the magnetic field component By + can be determined in a stationary y-axis aligned perpendicular to the gravitational axis with:
  • Magnetic field components can be used perpendicular to the gravitational axis Therme, which have already been determined to determine the contribution rates as targettechnikglügrösse. Thus, the overall computational effort in the execution of the method is not increased.
  • the north cardinal direction / heading ⁇ can be determined. This can be done, for example, according to:
  • the sensor-oriented coordinate system of the x-measuring axis, the y-measuring axis and the z-measuring axis can be aligned with respect to the gravitational axis such that the pitch angle ⁇ and the roll angle ⁇ are equal to 0 °.
  • the above equations (GI 4) and (GI 5) are thus simplified as follows:
  • Magnetic component omitted in the direction of the y-measuring axis, or the measurement quality can be significantly reduced.

Abstract

The invention relates to a magnetic sensor device with a spatial position measurement apparatus for establishing an item of spatial position information (φ, Φ), relating to a measurement axis fixed with respect to the sensor, in respect of at least one spatially fixed spatial axis, a magnetic measurement apparatus for establishing at least one magnetic field strength variable in the direction of the at least one measurement axis fixed with respect to the sensor, and an evaluation apparatus for determining an item of information relating to a magnetic field strength component in the direction of at least one spatially fixed spatial axis taking into account the item of spatial position information (φ, Φ) and the at least one magnetic field strength variable, said evaluation apparatus additionally comprising a control apparatus for determining at least one intended measurement-quality variable (CBX, CBY, CBZ) of the at least one magnetic field strength variable taking into account the item of spatial position information (φ, Φ) and appropriate actuation of the magnetic measurement apparatus. Moreover, the invention relates to a method for establishing an item of information relating to a magnetic field strength component in the direction of at least one spatially fixed spatial axis.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Magnetsensorvorrichtung und Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer magnetischen Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer ortsfesten Ortsachse  Magnetic sensor device and method for determining information relating to a magnetic field strength component in the direction of at least one stationary location axis
Die Erfindung betrifft eine Magnetsensorvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer magnetischen The invention relates to a magnetic sensor device. Furthermore, the invention relates to a method for determining information relating to a magnetic
Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer ortsfesten Ortsachse. Field strength component in the direction of at least one stationary location axis.
Stand der Technik State of the art
In der DE 10 2007 024 866 A1 ist ein induktiver Magnetsensor beschrieben, welcher frei im Raum verstellbar ist. Für die Bestimmung einer räumlichen Verteilung einer In DE 10 2007 024 866 A1 an inductive magnetic sensor is described, which is freely adjustable in space. For the determination of a spatial distribution of a
magnetischen Feldstärke eines Magnetfelds bezüglich eines ortsfesten magnetic field strength of a magnetic field with respect to a stationary
Koordinatensystems wird bei einem derartigen frei verstellbaren Magnetsensor häufig auch dessen Stellung in Bezug zu dem ortsfesten Koordinatensystem, bzw. eine Stellung seiner drei Messachsen in Bezug zu dem ortsfesten Koordinatensystem, ermittelt. Unter Berücksichtigung der ermittelten Stellung der Magnetmesseinrichtung, bzw. der ermittelten Stellung der drei Messachsen, kann anschließend eine für ein Coordinate system is often determined in such a freely movable magnetic sensor also its position in relation to the fixed coordinate system, or a position of its three measuring axes with respect to the fixed coordinate system. Taking into account the determined position of the magnetic measuring device, or the determined position of the three measuring axes, one for a
Koordinatensystem aus den drei Messachsen mittels der Magnetmesseinrichtung bestimmte Magnetfeldverteilung in die Verteilung der magnetischen Feldstärke in dem ortsfesten Koordinatensystem umgerechnet werden. Coordinate system of the three measuring axes by means of the magnetic measuring device specific magnetic field distribution in the distribution of the magnetic field strength in the fixed coordinate system to be converted.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung schafft eine Magnetsensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Kompassvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein Verfahren zum Ermitteln einer Information bezüglich einer magnetischen Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer ortsfesten Ortsachse mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Festlegen mindestens einer Himmelsrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteile der Erfindung The invention provides a magnetic sensor device having the features of claim 1, a compass device having the features of claim 7, a method for determining information regarding a magnetic field strength component in the direction of at least one stationary axis with the features of claim 8 and a method for setting at least one Cardinal direction with the features of claim 10. Advantages of the invention
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reduzierung einer The present invention enables a reduction of a
Messgenauigkeitsanforderung an die Bestimmung der Magnetfeldstärke-Größe in Richtung mindestens einer dem Sensor fest vorgegebenen Messachse unter Measurement accuracy requirement for the determination of the magnetic field strength magnitude in the direction of at least one fixed to the sensor measurement axis below
Berücksichtigung der Ausrichtung der mindestens einen Messachse. Dabei kann die Genauigkeitsanforderung signifikant reduziert werden, bzw. die Ermittlung/Messung der Magnetstärke-Größe in Richtung dieser Messachse kann gegebenenfalls entfallen. Auf diese Weise ist der Stromverbrauch bei der Ermittlung/Messung der Magnetfeldstärke- Größe in Richtung der bestimmten Messachse signifikant reduzierbar. Dies ist vor allem bei einer mobilen Magnetsensorvorrichtung, beispielsweise bei einer Consideration of the orientation of the at least one measuring axis. In this case, the accuracy requirement can be significantly reduced, or the determination / measurement of the magnetic intensity quantity in the direction of this measuring axis can be omitted if necessary. In this way, the power consumption during the determination / measurement of the magnetic field strength quantity in the direction of the specific measuring axis can be significantly reduced. This is especially true in a mobile magnetic sensor device, such as a
Magnetsensorvorrichtung als Untereinheit eines mobilen Konsumelektronikgeräts, vorteilhaft. Magnetic sensor device as a subunit of a mobile consumer electronic device, advantageous.
Aufgrund des reduzierbaren Stromverbrauchs der Magnetmesseinrichtung kann die Magnetsensorvorrichtung mit einer Batterie mit einer reduzierten Batteriekapazität ausgestattet werden. Somit ist die Magnetsensorvorrichtung kostengünstiger und/oder kleiner ausführbar. Due to the reducible power consumption of the magnetic measuring device, the magnetic sensor device can be equipped with a battery having a reduced battery capacity. Thus, the magnetic sensor device is cheaper and / or less executable.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet insbesondere gegenüber einer herkömmlichen Magnetfeldbestimmung in drei Raumachsen mit gleichbleibender Messgüte den Vorteil der Reduzierung des Stromverbrauchs. Gegenüber einer herkömmlichen The present invention, in particular over a conventional magnetic field determination in three spatial axes with constant quality of measurement ensures the advantage of reducing power consumption. Compared to a conventional one
zweidimensionalen Magnetfeldbestimmung unter Verwendung von nur zwei fest/konstant vorgegebenen Messachsen wird mittels der im Weiteren beschriebenen Two-dimensional magnetic field determination using only two fixed / constant predetermined measuring axes is described by means of the below
erfindungsgemäßen Technologie bei (nahezu) gleichem Energieverbrauch eine größere Genauigkeit der ermittelten Magnetfeldverteilung erreicht. technology of the invention achieves greater accuracy of the determined magnetic field distribution with (almost) the same energy consumption.
Eine herkömmliche dreiachsige Magnetfeldmessung mit gleichbleibender Messgüte weist gegenüber der erfindungsgemäßen Magnetsensorvorrichtung und dem A conventional three-axis magnetic field measurement with a constant quality of measurement has with respect to the magnetic sensor device according to the invention and the
korrespondierenden Verfahren einen (deutlich) höheren Energieverbrauch auf. Wird statt der herkömmlichen dreiachsigen Magnetfeldmessung mit gleichbleibender Messgüte lediglich eine herkömmliche zweiachsige Magnetfeldmessung mit gleichbleibender Messgüte durchgeführt, so treten bei großen Roll- und Nickwinkeln signifikante corresponding procedures a (significantly) higher energy consumption. If, instead of the conventional three-axis magnetic field measurement with constant measurement quality, only a conventional two-axis magnetic field measurement is carried out with constant quality of measurement, then significant occur at large roll and pitch angles
Ungenauigkeit am ermittelten Ergebnis auf. Dieser Nachteil ist mittels der Inaccuracy on the result determined. This disadvantage is by means of
erfindungsgemäßen Magnetsensorvorrichtung und des korrespondierenden Verfahrens umgehbar, da diese auf das Vermessen einer Messachse lediglich dann verzichten, wenn diese unvorteilhaft ausgerichtet ist. Magnetic sensor device according to the invention and the corresponding method circumventable because they do not measure the measurement axis unless it is unfavorably aligned.
Die vorliegende Erfindung eignet sich vor allem für eine Anwendung in einem The present invention is particularly suitable for use in one
lagekompensierten Kompass. position compensated compass.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further features and advantages of the present invention are explained below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the
Magnetsensorvorrichtung;  Magnetic sensor device;
Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des FIG. 2 is a flow chart illustrating a first embodiment of the present invention
Verfahrens; und  process; and
Fig. 3 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens. 3 is a flow chart illustrating a second embodiment of the method.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of
Magnetsensorvorrichtung. Magnetic sensor device.
Die in Fig. 1 schematisch wiedergegebene Magnetsensorvorrichtung weist eine The magnetic sensor device shown schematically in FIG. 1 has a
Raumlagemesseinrichtung 10 auf. Die Raumlagemesseinrichtung 10 ist dazu ausgelegt, eine Raumlage-Information bezüglich einer Ausrichtung mindestens einer sensorfest vorgegebenen Messachse der Magnetsensorvorrichtung in Bezug zu zumindest einer ortsfesten Raumachse zu ermitteln. Unter der mindestens einen sensorfesten/sensorfest vorgegebenen Messachse kann eine in Bezug zu der Magnetsensorvorrichtung fest/unverstellbar vorgegebene Richtung verstanden werden. Insbesondere kann darunter verstanden werden, dass die Ausrichtung der mindestens einen sensorfesten Messachse zu der Magnetsensorvorrichtung auch bei einem Drehen der Magnetsensorvorrichtung um mindestens eine Drehachse konstant bleibt, während die Ausrichtung der mindestens einen sensorfesten Messachse zu der zumindest einen ortsfesten Raumachse/für einen externen Betrachter mittels einer Drehung der Magnetsensorvorrichtung veränderbar ist. Space-measuring device 10 on. The spatial position measuring device 10 is designed to determine a spatial position information with respect to an alignment of at least one sensor axis predetermined measuring axis of the magnetic sensor device with respect to at least one stationary spatial axis. The at least one sensor axis which is the most sensor-resistant / sensor-fixed can be understood to mean a direction fixed / unconfigurable in relation to the magnetic sensor device. In particular, it can be understood that the alignment of the at least one sensor-strong measuring axis to the magnetic sensor device remains constant even when the magnetic sensor device is rotated about at least one axis of rotation, while the orientation of the at least a sensor-strong measuring axis to the at least one stationary spatial axis / for an external viewer by means of rotation of the magnetic sensor device is changeable.
Entsprechend kann unter der mindestens einen ortsfesten Raumachse eine Accordingly, under the at least one stationary spatial axis a
Richtung/Achse verstanden werden, welche unabhängig von einer Be understood direction / axis, which is independent of one
Lage/Stellung/Ausrichtung der Magnetsensorvorrichtung im Raum ist. Die mindestens eine ortsfeste Raumachse kann insbesondere die Gravitationsachse sein.  Location / position / orientation of the magnetic sensor device in space is. The at least one stationary spatial axis can in particular be the gravitational axis.
Vorzugsweise ist die Raumlagemesseinrichtung 10 dazu ausgelegt, die Raumlage- Information bezüglich einer Ausrichtung der mindestens einen sensorfesten Messachse der Magnetsensorvorrichtung in Bezug zu einem ortsfesten Koordinatensystem mit zwei oder drei Achsen als der zumindest einen ortsfesten Raumachse zu ermitteln. Preferably, the spatial position measuring device 10 is designed to determine the spatial position information with respect to an alignment of the at least one sensor-measuring axis of the magnetic sensor device with respect to a stationary coordinate system with two or three axes as the at least one stationary spatial axis.
Beispielsweise kann eine der Achsen des ortsfesten Koordinatensystems parallel zu/entsprechend der Gravitationsachse ausgerichtet sein. Die Ausbildung der For example, one of the axes of the fixed coordinate system may be aligned parallel to / corresponding to the axis of gravity. The training of
Raumlagemesseinrichtung 10 ist jedoch nicht auf ein derartiges ortsfestes However, space-position measuring device 10 is not such a stationary
Koordinatensystem limitiert. Coordinate system limited.
Die Raumlagemesseinrichtung 10 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, als die Raumlage-Information einen Nickwinkel und/oder einen Rollwinkel eines sensorfest vorgegebenen Koordinatensystems mit einer x-Messachse, einer y-Messachse und einer z-Messachse als der mindestens einen sensorfesten Messachse in Bezug zu einem ortsfesten Koordinatensystem umfassend die Gravitationsachse (Erdkoordinatensystem) als der zumindest einen ortsfesten Raumachse zu ermitteln. Die The spatial position measuring device 10 can be designed, for example, as the spatial position information, a pitch angle and / or a roll angle of a sensor coordinate coordinate system with an x-measuring axis, a y-measuring axis and a z-measuring axis as the at least one sensor-sensor axis with respect to a stationary coordinate system comprising the gravitational axis (earth coordinate system) to be determined as the at least one stationary spatial axis. The
Raumlagemesseinrichtung 10 ist jedoch nicht auf ein Ermitteln des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels als Raumlage-Information limitiert. Als Alternative oder als Ergänzung zu mindestens einem der hier genannten Winkel kann auch eine andere Größe als  However, the space-position measuring device 10 is not limited to determining the pitch angle and / or the roll angle as spatial position information. As an alternative or in addition to at least one of the angles mentioned here, a size other than
Raumlage-Information mittels der Raumlagemesseinrichtung 10 ermittelbar sein. Space position information can be determined by means of the spatial position measuring device 10.
Die Raumlagemesseinrichtung 10 kann beispielsweise eine The space-position measuring device 10 may, for example, a
Beschleunigungssensoreinrichtung umfassen. Insbesondere kann die Include acceleration sensor device. In particular, the
Raumlagemesseinrichtung 10 eine dreiachsige/dreikanalige Space-measuring device 10 a three-axis / three-channel
Beschleunigungssensoreinrichtung aufweisen/sein. Mittels einer dreiachsigen Have / be acceleration sensor device. By means of a triaxial
Beschleunigungssensoreinrichtung ist eine Orientierung/Ausrichtung der Acceleration sensor device is an orientation / orientation of
Magnetsensorvorrichtung, bzw. der mindestens einen sensorfesten Messachse der Magnetsensorvorrichtung, relativ zu einem ortsfesten Koordinatensystem mit der Gravitationsachse (Erdkoordinatensystem), z.B. als (negativer) z-Achse, verlässlich festlegbar. Die Raumlagemesseinrichtung 10 ist jedoch nicht auf eine Ausstattung mit einer Beschleunigungssensoreinrichtung oder auf eine bestimmte Ausbildung der Magnetic sensor device, or the at least one sensor-sensing measuring axis of the magnetic sensor device relative to a fixed coordinate system with the gravitational axis (Earth coordinate system), eg as (negative) z-axis, reliable fixable. However, the space-position measuring device 10 is not on an equipment with an acceleration sensor device or on a particular embodiment of the
Beschleunigungssensoreinrichtung beschränkt. Die Magnetsensorvorrichtung weist auch eine Magnetmesseinrichtung 12 auf, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe bezüglich einer Accelerometer sensor device limited. The magnetic sensor device also has a magnetic measuring device 12 which is designed to have at least one magnetic field strength quantity with respect to one
Feldstärkekomponente eines Magnetfelds in einer Umgebung der Field strength component of a magnetic field in an environment of
Magnetsensorvorrichtung zu ermitteln. Dabei ermittelt die Magnetmesseinrichtung 12 mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe als Größe bezüglich der Magnetic sensor device to determine. In this case, the magnetic measuring device 12 determines at least one magnetic field strength quantity in terms of size
Magnetfeldstärkekomponente in Richtung der mindestens einen sensorfesten Messachse. Die Magnetmesseinrichtung 12 kann beispielsweise als dreiachsige Magnetic field strength component in the direction of the at least one sensor-strong measuring axis. The magnetic measuring device 12 may, for example, as a triaxial
Magnetmesseinrichtung ausgebildet sein, wodurch insbesondere drei Magnetfeldstärke- Größen als Feldstärkekomponenten des Magnetfelds in Bezug zu der x-Messachse, der y-Messachse und der z-Messachse verlässlich ermittelbar/messbar sind. In einer vorteilhaften Ausbildungsform weist die Magnetmesseinrichtung 12 drei Untereinheiten 12x, 12y und 12z auf, welche jeweils zum Ermitteln der Magnetfeldstärke-Größe bezüglich der Feldstärkekomponente in Richtung einer sensorfest vorgegebenen Magnetic measuring device may be formed, whereby in particular three magnetic field strength magnitudes can be reliably determined / measured as field strength components of the magnetic field with respect to the x-measuring axis, the y-measuring axis and the z-measuring axis. In an advantageous embodiment, the magnetic measuring device 12 has three subunits 12x, 12y and 12z, each for determining the magnetic field strength magnitude with respect to the field strength component in the direction of a sensor-fixed predetermined
Messachse ausgelegt sind, wobei die Messachsen der drei Untereinheiten 12x, 12y und 12z das sensorfeste Koordinatensystem ergeben. Die in der Magnetsensorvorrichtung eingesetzte Magnetmesseinrichtung 12 ist jedoch nicht auf eine derartige Ausbildung limitiert. Measuring axis are designed, the measuring axes of the three subunits 12x, 12y and 12z give the most sensitive coordinate system. However, the magnetic measuring device 12 used in the magnetic sensor device is not limited to such a configuration.
Außerdem weist die Magnetsensorvorrichtung eine Steuereinrichtung 14 auf, an welche ein Raumlage-Informations-Signal 16 mit der von der Raumlagemesseinrichtung 10 ermittelten Raumlage-Information bereitstellbar ist. Die Steuereinrichtung 16 ist dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung der Raumlage-Information mindestens eine Soll- Messgütegröße der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe festzulegen. Zusätzlich ist die Steuereinrichtung 14 dazu ausgelegt, ein der mindestens einen festgelegten Soll- Messgütegröße entsprechendes Steuersignal 18 an die Magnetmesseinrichtung 12 auszugeben. Die Magnetmesseinrichtung 12 ist mittels des Steuersignals 18 so steuerbar, dass die mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Messgütegröße ermittelbar ist. In addition, the magnetic sensor device has a control device 14, to which a spatial position information signal 16 with the spatial position information determined by the spatial position measuring device 10 can be provided. The control device 16 is designed to determine, taking into account the spatial position information, at least one nominal measured quantity of the at least one magnetic field strength quantity. In addition, the control device 14 is designed to output to the magnetic measuring device 12 a control signal 18 corresponding to the at least one predetermined target measured quantity. The magnetic measuring device 12 can be controlled by means of the control signal 18 in such a way that the at least one magnetic field strength quantity can be determined in accordance with the at least one specified target measured quantity.
Auch bei der Verwendung eines herkömmlichen Modells für die Magnetmesseinrichtung 12 ist deren Energieverbrauch beim Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke- Größe im Allgemeinen abhängig von der mindestens einen Soll-Messgütegröße. Da bei einem herkömmlichen Magnetsensor die mindestens eine Soll-Messgütegröße, wie beispielsweise einer Messgenauigkeit und/oder einer Signalqualität, jedoch fest vorgegeben ist, ist auch der Energieverbrauch des herkömmlichen Magnetsensors nicht variierbar/optimierbar. Even if a conventional model for the magnetic measuring device 12 is used, its energy consumption when determining the at least one magnetic field intensity quantity is generally dependent on the at least one desired sample size. There at However, a conventional magnetic sensor, the fixed at least one target material size, such as a measurement accuracy and / or a signal quality, but the energy consumption of the conventional magnetic sensor is not variable / optimized.
Demgegenüber bietet die hier beschriebene Magnetsensorvorrichtung (auch bei der Verwendung eines herkömmlichen Modells für die Magnetmesseinrichtung 12) die Möglichkeit, über ein Festlegen der mindestens einen Soll-Messgütegröße unter Berücksichtigung der Raumlage-lnformation/des Raumlage-Informations-Signals 16 zu optimieren. In contrast, the magnetic sensor device described here (even with the use of a conventional model for the magnetic measuring device 12) offers the possibility of optimizing the at least one target sample size in consideration of the spatial position information / the spatial information signal 16.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 14 dazu ausgelegt, die Soll-Messgütegröße einer sensorfesten Messachse unter Berücksichtigung einer aus der Raumlage- Information/dem Raumlage-Informations-Signal 16 hergeleiteten Abweichungsgröße der sensorfesten Messachse von einer bevorzugten Ausrichtung, einer ortsfesten Achse und/oder einer ortfesten Ebene festzulegen. Man kann dies auch so umschreiben, dass die Steuereinrichtung 14 der mindestens einen sensorfesten Messachse unter Preferably, the control device 14 is adapted to the target measured size of a sensor-strong measuring axis taking into account a derived from the spatial position information / spatial information signal 16 deviation of the sensor-sensing axis of a preferred orientation, a fixed axis and / or a stationary plane set. This can also be described in such a way that the control device 14 of the at least one sensor-measuring axis under
Berücksichtigung der Raumlage-lnformation/des Raumlage-Informations-Signals 16 eine bestimmte Bedeutung/Relevanz zuweist, und die mindestens eine Soll-Messgütegröße entsprechend festlegt. Bei einer Zuweisung einer niedrigen Bedeutung/Relevanz für eine Messachse kann durch eine Reduktion einer Soll-Messgütegröße dieser Messachse der Stromverbrauch der Magnetmesseinrichtung 12 beim Ermitteln der Magnetfeldstärke- Größe in Richtung dieser Messachse gesenkt werden. Ebenso ist bei einer Zuweisung einer niedrigen Bedeutung/Relevanz für eine Messachse durch ein Festlegen einer vergleichsweise hohen/guten Soll-Messgütegröße dieser Messachse ein verlässlichesConsidering the spatial position information / the spatial position information signal 16 assigns a specific meaning / relevance, and determines the at least one target Maßgügrößengröße accordingly. With an assignment of a low significance / relevance for a measuring axis, the current consumption of the magnetic measuring device 12 can be reduced by determining a reduction in the nominal measured value of this measuring axis when determining the magnetic field strength in the direction of this measuring axis. Similarly, when assigning a low importance / relevance to a measurement axis by setting a comparatively high / good target measurement size of this measurement axis is a reliable
Bestimmen der Magnetfeldstärke-Größe in Richtung dieser Messachse bewirkbar. Mittels eines Festlegens der Soll-Messgütegröße unter Berücksichtigung der Raumlage- lnformation/des Raumlage-Informations-Signals 16 und eines entsprechenden Determining the magnetic field strength size in the direction of this measuring axis effected. By means of setting the target measured size, taking into account the spatial position information / spatial information signal 16 and a corresponding
Ansteuerns der Magnetmesseinrichtung 12 ist somit der Energieverbrauch der Driving the magnetic measuring device 12 is thus the energy consumption of
Magnetmesseinrichtung 12 beim Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe optimierbar, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, das eine Magnetfeldstärke-Größe in Richtung einer vorteilhaft ausgerichteten Messachse mit einer vergleichsweise hohen/guten Messgüte ermittelbar ist. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, auf diese Weise für Magnetfeldstärke-Größen in Richtung unterschiedlicher sensorfester Messachsen unterschiedliche Soll-Messgütegrößen festzulegen. Sofern aufgrund der Ausrichtung einer Messachse eine hohe/gute Messgüte beim Ermitteln der zugehörigen Magnetfeldstärke- Größe nicht notwendig ist, kann durch Reduzieren der zugehörigen Soll-Messgütegröße der Energieverbrauch beim Ermitteln dieser Magnetfeldstärke-Größe reduziert werden. Gleichzeitig bleibt beim Ermitteln einer anderen Magnetfeldstärke-Größe in Richtung einer weiteren Messachse, welche aktuell so liegt, dass eine hohe/gute Messgüte beim Magnetic measuring device 12 when determining the at least one magnetic field strength size optimized, while ensuring that a magnetic field strength magnitude in the direction of an advantageous oriented measuring axis with a comparatively high / good quality measurement can be determined. In particular, the control device 14 may be designed in this way for magnetic field strength quantities in the direction of different sensor-measuring axes to set different target sample sizes. If, due to the orientation of a measuring axis, a high / good quality of measurement is not necessary when determining the associated magnetic field strength quantity, the energy consumption can be reduced by determining the associated nominal size of the measured quantity when determining this magnetic field strength quantity. At the same time, when determining another magnetic field strength quantity in the direction of a further measuring axis, which currently lies in such a way that a high / good measuring quality remains
Ermitteln der anderen Magnetfeldstärke-Größe wünschenswert ist, ein verlässliches Bestimmen der anderen Magnetfeldstärke-Größe gewährleistet. Somit kann die beim Bestimmen der Magnetfeldstärke-Größen verbrauchte Energie hinsichtlich der Determining the other magnetic field strength magnitude is desirable to ensure reliable determination of the other magnetic field strength magnitude. Thus, the energy consumed in determining the magnetic field strength quantities can be determined in terms of
variierenden Bedeutung der verschiedenen Messachsen optimiert werden. varying importance of different measuring axes can be optimized.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuereinrichtung 20 zusätzlich dazu ausgelegt, als die mindestens eine Soll-Messgütegröße eine x-Soll-Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer Feldstärkekomponente in Richtung der x- Messachse proportional zu einem Kosinus des Nickwinkels, eine y-Soll-In an advantageous development, the control device 20 is additionally designed as an x-target measured quantity of a magnetic field strength magnitude of a field strength component in the direction of the x-measuring axis proportional to a cosine of the pitch angle, a y-target value as the at least one target measured quantity.
Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer Feldstärkekomponente in Sample size of a magnetic field strength quantity of a field strength component in
Richtung der y-Messachse proportional zu einem Maximum aus einem Sinus des Direction of the y measuring axis proportional to a maximum of a sine of the
Rollwinkels und einem Produkt eines Sinus des Nickwinkels und des Sinus des Roll angle and a product of a sine of the pitch angle and the sine of the
Rollwinkels und/oder eine z-Soll-Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer Feldstärkekomponente in Richtung der z-Messachse proportional zu einem Rolling angle and / or a z-target measured size of a magnetic field strength magnitude of a field strength component in the direction of the z-measuring axis proportional to a
Maximum aus dem Sinus des Rollwinkels und einem Produkt des Sinus des Maximum of the sine of the roll angle and a product of the sine of the
Nickwinkels und eines Kosinus des Rollwinkels festzulegen. Die auf diese Weise festlegbaren Soll-Messgütegrößen entsprechen somit den Ausrichtungen der Pitch angle and a cosine of the roll angle. The set target sizes that can be set in this way thus correspond to the orientations of the
sensorfesten Messachsen bezüglich der Lage der Messachsen im Raum. Wie unten ausgeführt wird, sind in diesem Fall keine zusätzlichen Rechenschritte zum Sensor-strong measuring axes with regard to the position of the measuring axes in the room. As will be explained below, in this case there are no additional calculation steps for
Festlegen der Soll-Messgütegrößen auszuführen. Weitere vorteilhafte Specifying the set target sizes. Further advantageous
Vorgehensweisen zum Festlegen der mindestens einen Soll-Messgütegröße Procedures for specifying the at least one target sample size
werden unten noch beschrieben. Die Steuereinrichtung 14 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, mindestens eine Soll-Messzeit zum Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe, will be described below. The control device 14 can be designed, for example, to have at least one setpoint measuring time for determining the at least one magnetic field strength variable,
mindestens eine Soll-Bestromungsdauer zum Ermitteln der mindestens einen at least one desired energization duration for determining the at least one
Magnetfeldstärke-Größe, und/oder mindestens eine Soll-Stromstärke eines Magnetic field strength magnitude, and / or at least one desired current strength of a
während des Ermitteins der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe during the determination of the at least one magnetic field strength quantity
bereitgestellten Stroms als die mindestens eine Soll-Messgütegröße festzulegen. provided stream as the at least one target sample size set.
Insbesondere kann das Steuersignal 18 drei Versorgungsstrom-Signale 18x, 18y und 18z umfassen, welche jeweils an eine Untereinheit 12x, 12y und 12z der In particular, the control signal 18 may be three supply current signals 18x, 18y and 18z, which are respectively connected to a subunit 12x, 12y and 12z of
Magnetmesseinrichtung 12 bereitstellbar sind. Die Ausbildbarkeit der Magnetic measuring device 12 are available. The feasibility of the
Steuereinrichtung 14 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Des Weiteren weist die Magnetsensorvorrichtung eine Auswerteeinrichtung 20 auf, an welche ein Sensorsignal 22 mit der mindestens einen ermittelten Magnetfeldstärke-Größe von der Magnetmesseinrichtung 12 und das Raumlage-Informations-Signal 16 von der Raumlagemesseinrichtung 10 bereitstellbar sind. Die Auswerteeinrichtung 20 ist dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung der Raumlage-Information und der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe eine Information bezüglich einer magnetischen However, controller 14 is not limited to this example. Furthermore, the magnetic sensor device has an evaluation device 20, to which a sensor signal 22 with the at least one determined magnetic field strength quantity from the magnetic measuring device 12 and the spatial position information signal 16 from the spatial position measuring device 10 can be provided. The evaluation device 20 is designed, taking into account the spatial position information and the at least one magnetic field strength magnitude information with respect to a magnetic
Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer in Bezug zu der mindestens einen ortsfesten Raumachse konstant ausgerichteten (ortsfesten) Ortsachse festzulegen.  Field strength component in the direction of at least one with respect to the at least one stationary spatial axis constantly aligned (stationary) location axis set.
Vorzugsweise kann die mindestens eine Ortsachse der mindestens einen (ortsfesten) Raumachse entsprechen. Auf die mindestens eine Ortsachse sind insbesondere die oben gemachten Ausführungen zu der mindestens einen Raumachse anwendbar. Ein Preferably, the at least one location axis may correspond to the at least one (fixed) space axis. In particular, the statements made above on the at least one spatial axis can be applied to the at least one local axis. One
Informationssignal 24 mit der festlegbaren Information ist mittels der Auswerteeinrichtung 20 ausgebbar. Das Informationssignal 24 kann beispielsweise an eine (nicht skizzierte) Anzeigeeinrichtung weiterleitbar sein. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Auswerteeinrichtung 20 dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung der Raumlage-Information und der mindestens einen Magnetfeldstärke- Größe eine magnetische Feldstärkeverteilung in einer senkrecht zu der  Information signal 24 with the definable information can be output by means of the evaluation device 20. The information signal 24 may, for example, be forwarded to a display device (not shown). In an advantageous development, the evaluation device 20 is designed to take into account the spatial position information and the at least one magnetic field strength quantity a magnetic field strength distribution in a direction perpendicular to the
Gravitationsrichtung ausgerichteten Ebene als Information festzulegen und als Gravity direction aligned plane as information and as
Informationssignal 24 auszugeben. In diesem Fall ist die Magnetsensorvorrichtung insbesondere für eine geomagnetische Anwendung verwendbar. Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Erdoberfläche beinhalten in der Regel keine relevanten geomagnetischen Informationen, insbesondere bezüglich der Ausrichtung der einzelnen Himmelsrichtungen. Zum Ermitteln einer Himmelsrichtung, insbesondere der Nord-Himmelsrichtung, sind lediglich die Magnetfeldkomponenten parallel zur Erdoberfläche auszuwerten. Eine Ausbildung der Auswerteeinrichtung 20 zum Festlegen einer magnetischen Output information signal 24. In this case, the magnetic sensor device is particularly useful for geomagnetic application. Magnetic field components perpendicular to the earth's surface usually contain no relevant geomagnetic information, in particular with respect to the orientation of the individual cardinal directions. To determine a cardinal direction, in particular the north cardinal direction, only the magnetic field components are to be evaluated parallel to the earth's surface. An embodiment of the evaluation device 20 for setting a magnetic
Feldstärkeverteilung lediglich in einer senkrecht zu der Gravitationsrichtung Field strength distribution only in a direction perpendicular to the gravitational direction
ausgerichteten Ebene ermöglicht somit eine vereinfachte und schneller ausführbare Bestimmung von Himmelsrichtungen und ist deshalb vorteilhaft. Das Einsetzen der Magnetsensorvorrichtung ist jedoch nicht auf eine geomagnetische Verwendung beschränkt. Da der Stromverbrauch bevorzugter Weise lediglich beim Ermitteln mindestens einer Magnetfeldstärke-Größe für eine Messachse von geringer (aktueller) aligned plane thus allows a simplified and faster executable determination of cardinal directions and is therefore advantageous. However, the insertion of the magnetic sensor device is not limited to geomagnetic use. Since the power consumption preferably only when determining at least one magnetic field strength magnitude for a measuring axis of less (current)
Signifikanz/Bedeutung reduziert wird, ist er nicht mit einer Verschlechterung einer Signal- zu-Rausch-Qualität der unter Berücksichtigung der Raumlage-Information und der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe festgelegten Information verbunden. Dies ist für viele Anwendungsformen der Magnetsensorvorrichtung vorteilhaft. Significance / meaning is reduced, it is not associated with a deterioration of a signal-to-noise quality of the information determined taking into account the spatial position information and the at least one magnetic field strength magnitude. This is advantageous for many applications of the magnetic sensor device.
Die Steuereinrichtung 14 und die Auswerteeinrichtung 20 sind nicht auf eine getrennte Ausbildung limitiert. Beispielsweise können die Funktionen der Einrichtungen 14 und 20 auch in einer gemeinsamen Prozessoreinrichtung 26/Logik implementiert werden, welche sowohl die Lagekompensation als auch das Festlegen der mindestens einen Soll- Messgütegröße durchführt. Solche Implementierungen in einer Steuersoftware auf einem Prozessor, mittels welchem die Einrichtungen 10 und 12 ansteuerbar und/oder auswertbar sind, sind einfach ausführbar. The control device 14 and the evaluation device 20 are not limited to a separate training. For example, the functions of the devices 14 and 20 can also be implemented in a common processor device 26 / logic, which performs both the position compensation and the setting of the at least one target sample size. Such implementations in a control software on a processor, by means of which the devices 10 and 12 are controllable and / or evaluable, are easily executable.
Aufgrund der Optimierung ihres Energieverbrauchs kann die Magnetsensorvorrichtung mit einer kostengünstigen und/oder wenig Bauraum benötigenden Due to the optimization of their energy consumption, the magnetic sensor device with a cost-effective and / or little space required
Energiespeichervorrichtung, wie beispielsweise einer Batterie, ausgestattet sein. Energy storage device, such as a battery, be equipped.
Außerdem ist kein häufiges Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung trotz einer vergleichsweise hohen Benutzung der Magnetsensorvorrichtung erforderlich. In addition, no frequent recharging of the energy storage device is required despite a comparatively high use of the magnetic sensor device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Magnetsensorvorrichtung Teil einer In an advantageous development, the magnetic sensor device is part of a
Kompassvorrichtung. In diesem Fall kann die Kompassvorrichtung eine Compass device. In this case, the compass device can be a
Himmelsrichtungs-Festlegeinrichtung umfassen, welche dazu ausgelegt ist, unter Cardio-directional fixing device, which is designed to include under
Berücksichtung der von der Magnetsensorvorrichtung ausgegebenen Information mindestens eine Himmelsrichtung festzulegen und anzuzeigen. Auf diese Weise ist ein lagekompensierter Kompass realisierbar. Mittels der Information kann aus dem Considering the information output from the magnetic sensor device information to set and display at least one direction. In this way, a position compensated compass can be realized. By means of the information can from the
gemessenen dreidimensionalen Magnetfeld, vorzugsweise aus den measured three-dimensional magnetic field, preferably from the
Magnetfeldkomponenten parallel zur Erdoberfläche, die Nordrichtung (das sogenannte Heading) festgelegt werden. Da zur Bestimmung des Headings lediglich die Magnetic field components parallel to the earth's surface, the north direction (the so-called heading) are determined. As for the determination of the heading only the
Magnetfeldkomponenten parallel zur Erdoberfläche auszuwerten sind, kann mittels der hier beschriebenen Magnetsensorvorrichtung die Energie zum (genauen) Messen der Magnetfeldkomponente senkrecht zur Erdoberfläche eingespart werden. Die Magnetsensorvorrichtung kann außerdem dazu ausgelegt sein, die im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Bezüglich weiterer Funktionen der Magnetsensorvorrichtung wird deshalb auf die nachfolgenden Verfahren verwiesen. Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens. Magnetic field components are to be evaluated parallel to the earth's surface, the energy for (accurate) measuring the magnetic field component perpendicular to the earth's surface can be saved by means of the magnetic sensor device described here. The magnetic sensor device may also be configured to carry out the method steps described below. With regard to further functions of the magnetic sensor device, reference is therefore made to the following methods. FIG. 2 shows a flowchart for illustrating a first embodiment of the method.
Das in Fig. 2 schematisch dargestellte Verfahren kann beispielsweise mittels der oben beschriebenen Magnetsensorvorrichtung ausgeführt werden. Die Ausführbarkeit des Verfahrens ist jedoch nicht auf die Verwendung einer derartigen Magnetsensorvorrichtung beschränkt. The method shown schematically in FIG. 2 can be carried out, for example, by means of the magnetic sensor device described above. However, the practicability of the method is not limited to the use of such a magnetic sensor device.
In einem Verfahrensschritt S1 wird eine Raumlage-Information bezüglich einer In a method step S1, a spatial position information relating to a
Ausrichtung mindestens einer messeinrichtungsfest vorgegebenen Messachse einer Magnetmesseinrichtung in Bezug zu zumindest einer gegenüber der zumindest einen Ortsachse konstant ausgerichteten ortsfesten Raumachse ermittelt. Beispiele für die mindestens eine messeinrichtungsfest vorgegebene/messeinrichtungsfeste Messachse und die mindestens eine ortsfest vorgegebene/ortsfeste Raumachse sind oben schon beschrieben. Vorzugsweise kann die mindestens eine ortsfeste Raumachse der mindestens einen Ortsachse entsprechen. Alignment of at least one measuring device fixed predetermined measuring axis of a magnetic measuring device with respect to at least one with respect to the at least one local axis constantly aligned stationary spatial axis determined. Examples of the at least one measuring device fixed predetermined / measuring device fixed measuring axis and the at least one fixed predetermined / fixed spatial axis are already described above. Preferably, the at least one stationary spatial axis can correspond to the at least one location axis.
Dabei kann als Magnetmesseinrichtung ein magnetischer Sensor verwendet werden, welcher dazu ausgelegt ist, eine Magnetfeldstärke-Größe bezüglich (mindestens) einer Feldstärkekomponente eines magnetischen Felds in seiner (äußeren) Umgebung in Richtung der mindestens einen messeinrichtungsfesten Messachse zu bestimmen. In this case, a magnetic sensor which is designed to determine a magnetic field strength quantity with respect to (at least) one field strength component of a magnetic field in its (outer) environment in the direction of the at least one measuring device fixed measuring axis can be used as the magnetic measuring device.
Beispielsweise kann die Magnetmesseinrichtung eine dreiachsige For example, the magnetic measuring device can be a three-axis
Magnetmesseinrichtung sein. Be magnetic measuring device.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden in dem Verfahrensschritt S1 ein Nickwinkel und/oder ein Rollwinkel eines sensorfest vorgegebenen In an advantageous embodiment of the method, a pitch angle and / or a roll angle of a sensor-resistant are predetermined in method step S1
Koordinatensystems mit einer x-Messachse, einer y-Messachse und einer z-Messachse als der mindestens einen messeinrichtungsfesten Messachse in Bezug zu einem ortsfesten Koordinatensystem als Raumlage-Information ermittelt. Bevorzugter Weise has das ortsfeste Koordinatensystem mindestens eine Achse gleich der Gravitationsachse. Mittels mindestens eines dieser Winkel lässt sich das nachfolgend beschriebene  Coordinate system with an x-measuring axis, a y-measuring axis and a z-measuring axis as the at least one measuring device fixed measuring axis with respect to a fixed coordinate system determined as spatial position information. The stationary coordinate system preferably has at least one axis equal to the axis of gravity. By means of at least one of these angles can be described below
Verfahren besonders vorteilhaft ausführen. In einem anschließenden Verfahrensschritt S2 wird unter Berücksichtigung der ermittelten Raumlage-Information mindestens eine Soll-Messgütegröße mindestens einer im Execute method particularly advantageous. In a subsequent method step S2, taking into account the ascertained spatial position information, at least one desired measured-product quantity is at least one in the
Weiteren zu bestimmenden/ermittelnden Magnetfeldstärke-Größe in Richtung der mindestens einen messeinrichtungsfesten Messachse festgelegt. Insbesondere können für verschiedene Messachsen der Magnetmesseinrichtung unterschiedliche Soll- Messgütegrößen festgelegt werden. Wie unten genauer beschrieben wird, kann die Soll- Messgütegröße einer bestimmten Messachse insbesondere so festgelegt werden, dass die Soll-Messgütegröße gesteigert wird, wenn die betreffende Messachse in Richtung mindestens einer (vorgegebenen) ortsfesten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist und/oder in einer von zwei (vorgegebenen) ortsfesten Vorzugsrichtungen aufgespannten Ebene liegt. Entsprechend kann die Soll-Messgütegröße reduziert werden, wenn die zugehörige Messachse um einen großen Zwischenwinkel/Neigungswinkel geneigt zu der mindestens einen ortsfesten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist und/oder um einen großen Further to be determined / determined magnetic field strength size in the direction of at least one measuring device fixed measuring axis. In particular, different desired measured-product variables can be defined for different measuring axes of the magnetic measuring device. As will be described in more detail below, the desired measured-product size of a specific measuring axis can be determined in particular such that the desired measured-product size is increased if the relevant measuring axis is oriented in the direction of at least one (predetermined) stationary preferred direction and / or in one of two ( predetermined) fixed preferred directions spanned plane lies. Accordingly, the target measurement size can be reduced if the associated measuring axis is aligned at a large intermediate angle / inclination angle inclined to the at least one stationary preferred direction and / or by a large
Zwischenwinkel/Neigungswinkel geneigt zu einer von zwei ortsfesten Vorzugsrichtungen aufgespannten Ebene ausgerichtet ist. Die Soll-Messgütegröße kann insbesondere mit Zunahme des mindestens einen Zwischenwinkels stetig abnehmen. Vorzugsweise bei einem Zwischenwinkel von 90° kann die Soll-Messgütegröße für die betreffende Intermediate angle / inclination angle inclined to a plane spanned by two fixed preferred directions plane is aligned. The target measured size may decrease steadily, in particular as the at least one intermediate angle increases. Preferably, at an intermediate angle of 90 °, the target Maßgüektröße for the relevant
Messachse einen minimalen Wert, insbesondere Null, aufweisen. Measuring axis have a minimum value, in particular zero.
Beispielsweise kann in dem Verfahrensschritt S2 als mindestens eine Soll- Messgütegröße eine x-Soll-Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer For example, in the method step S2, as at least one target sample size an x target sample size of a magnetic field strength quantity of a
Feldstärkekomponente in Richtung der x-Messachse proportional zu einem Kosinus des Nickwinkels festgelegt werden. Der Kosinus des Nickwinkels ist eine Größe, welche gewährleistet, dass bei einer vorteilhaften Ausrichtung der x-Messachse die zugehörige Magnetfeldstärke-Größe mit einer guten Soll-Messgütegröße ermittelt wird. Field strength component are set in the direction of the x-measuring axis proportional to a cosine of the pitch angle. The cosine of the pitch angle is a variable which ensures that, in the case of an advantageous alignment of the x-measuring axis, the associated magnetic field strength quantity is determined with a good desired measured-product size.
Demgegenüber wird bei einer unvorteilhaften Ausrichtung der x-Messachse durch die Vorgage der Soll-Messgütegröße proportional zu dem Kosinus des Nickwinkels verhindert, dass ein zu hoher Energieverbrauch für das Bestimmen einer kaum relevanten Magnetfeldstärke-Größe zu befürchten ist. Ebenso kann eine y-Soll-Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer Feldstärkekomponente in Richtung der y-Messachse proportional zu einem Sinus des Rollwinkels, einem Produkt eines Sinus des Nickwinkels und dem Sinus des Rollwinkels oder einem Maximum aus dem Sinus des Rollwinkels und dem Produkt des Sinus des Nickwinkels und dem Sinus des Rollwinkels festgelegt werden. Somit ist gewährleistet, dass für das Bestimmen der Magnetfeldstärke-Größe in Richtung der y-Messachse eine Menge an Energie verbraucht wird, welche Proportional zu der Relevanz der Ausrichtung der y-Messachse ist. Des Weiteren kann eine z-Soll- Messgütegröße einer Magnetfeldstärke-Größe einer Feldstärkekomponente in Richtung der z-Messachse in dem Verfahrensschritt S2 proportional zu dem Sinus des Rollwinkels, einem Produkt des Sinus des Nickwinkels und eines Kosinus des Rollwinkels oder einem Maximum aus dem Sinus des Rollwinkels und dem Produkt des Sinus des Nickwinkels und des Kosinus des Rollwinkels festgelegt werden. Bei einer vorteilhaften Ausrichtung der z-Messachse ist somit eine vorteilhafte Güte der zugehörigen Magnetfeldstärke- Größe gewährleistet. Gleichzeitig ist der Energieverbrauch bei einer unvorteilhaften Ausrichtung der z-Messachse reduzierbar. Die Ausführbarkeit des Verfahrensschritt S2 ist jedoch nicht auf die aufgezählten Beispiele für Soll-Messgütegrößen beschränkt. Weitere vorteilhafte Vorgehensweisen zum Festlegen der mindestens einen Soll-Messgütegrößen werden unten noch beschrieben. In contrast, in a disadvantageous alignment of the x-measuring axis by the Vorgage the target Maßgü either size proportional to the cosine of the pitch angle prevents that too high energy consumption for determining a barely relevant magnetic field strength size is to be feared. Also, a y target measured quantity of a magnetic field strength quantity of a field strength component in the direction of the y measuring axis may be proportional to a sine of the roll angle, a product of a sine of the pitch angle and the sine of the roll angle or a maximum of the sine of the roll angle and the product of the roll angle Sine of the pitch angle and the sine of the roll angle are set. This ensures that an amount of energy which is proportional is consumed for determining the magnetic field strength quantity in the direction of the y measuring axis to the relevance of the orientation of the y measuring axis. Further, a z-target measured quantity of a magnetic field strength quantity of a field strength component in the direction of the z-measuring axis in the step S2 may be proportional to the sine of the roll angle, a product of the sine of the pitch angle and a cosine of the roll angle or a maximum of the sine of the Rolling angle and the product of the sine of the pitch angle and the cosine of the roll angle are set. In an advantageous alignment of the z-measuring axis thus an advantageous quality of the associated magnetic field strength is guaranteed size. At the same time, energy consumption can be reduced if the z-axis is unfavorably aligned. However, the feasibility of the method step S2 is not limited to the listed examples for target sample size. Further advantageous procedures for determining the at least one desired sample size will be described below.
In einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird die Magnetmesseinrichtung dazu In a further method step S3, the magnetic measuring device is added
angesteuert, mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe bezüglich einer controlled, at least one magnetic field strength magnitude with respect to a
Feldstärkekomponente eines Magnetfelds in einer Umgebung der Magnetmesseinrichtung in Richtung der mindestens einen messeinrichtungsfesten Messachse zu ermitteln. Dabei erfolgt das Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Messgütegröße. Nach einem Festlegen von unterschiedlichen Soll-Messgütegrößen werden für die einzelnen Messachsen  Field strength component of a magnetic field in an environment of the magnetic measuring device in the direction of at least one measuring device fixed measuring axis to determine. In this case, the determination of the at least one magnetic field strength quantity takes place in accordance with the at least one specified target measured quantity. After specifying different target sample sizes, the individual measuring axes are set
unterschiedliche Sollwerte eingehalten. Die mindestens eine ermittelte Magnetfeldstärke- Größe kann insbesondere eine magnetische Feldstärke und/oder eine Stromstärke einer Messspule sein. Die mindestens eine ermittelte Magnetfeldstärke-Größe kann auch eine mittels einer Auswertung in eine Magnetfeldstärke umwandelbare Größe sein. Weitere Größen können als die mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe ebenfalls ermittelt werden. maintained different setpoints. The at least one determined magnetic field strength quantity can in particular be a magnetic field strength and / or a current strength of a measuring coil. The at least one determined magnetic field strength quantity can also be a variable which can be converted into a magnetic field strength by means of an evaluation. Other quantities can also be determined as the at least one magnetic field strength quantity.
Man kann den Verfahrensschritt S3 auch so umschreiben, dass bei einer Ausrichtung einer messeinrichtungsfesten Messachse mit einem kleinen It is also possible to rewrite the method step S3 in such a way that with an alignment of a measuring device-fixed measuring axis with a small measuring axis
Zwischenwinkel/Neigungswinkel zu einer ortsfesten Vorzugsachse und/oder zu einer von zwei (vorgegebenen) ortsfesten Vorzugsrichtungen aufgespannten Ebene eine große/hohe Soll-Messgütegröße beim Ermitteln der zugehörigen Magnetfeldstärke-Größe eingehalten wird. Demgegenüber wird bei einer Ausrichtung der messeinrichtungsfesten Messachse in einem großen Zwischenwinkel/Neigungswinkel zu der mindestens einen ortsfesten Vorzugsachse und/oder zu einer von zwei ortsfesten Vorzugsachsen aufgespannten Ebene eine vergleichsweise kleine Soll-Messgütegröße eingehalten. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass bei einer bevorzugten Ausrichtung der Messachse die jeweilige Magnetfeldstärke-Größe verlässlich und/oder mit einer guten Messgenauigkeit ermittelt wird, während bei einer Ausrichtung der Messachse weg von der mindestens einen Vorzugsrichtung und/oder der von zwei Vorzugsrichtungen aufgespannten Ebene der Energieverbrauch beim Ermitteln der zugehörigen Magnetfeldstärke-Größe reduziert wird. Intermediate angle / inclination angle to a stationary preferred axis and / or to one of two (predetermined) fixed preferred directions plane spanned a large / high target Maßgütegröße in determining the associated magnetic field strength size is met. In contrast, a comparatively small desired measured material size is maintained when the measuring device-fixed measuring axis is oriented at a large intermediate angle / angle of inclination to the at least one stationary preferred axis and / or to a plane spanned by two stationary preferred axes. This is associated with the advantage that in a preferred orientation of the measuring axis, the respective magnetic field strength variable is determined reliably and / or with good accuracy, while in alignment of the measuring axis away from the at least one preferred direction and / or the plane spanned by two preferred directions plane the energy consumption is reduced when determining the associated magnetic field strength magnitude.
Das hier beschriebene Verfahren gewährleistet den Vorteil, dass für eine The method described here ensures the advantage that for a
messeinrichtungsfeste Messachse in einer ortsfesten Vorzugsrichtung und/oder in einer (bevorzugten) ortsfesten Ebene eine Magnetfeldstärke-Größe verlässlich und/oder mit einer guten Messgenauigkeit bestimmt wird, während keine oder nur eine geringe Energie zum Ermitteln einer Magnetfeldstärke-Größe einer von der ortsfesten Vorzugsrichtung und/oder der (bevorzugten) ortsfesten Ebene weggerichteten messeinrichtungsfeste Messachse verbraucht wird. Der Stromverbrauch der Magnetmesseinrichtung ist somit optimierbar. Aufgrund des Vermeidens eines unnötigen Energieverbrauchs für einmeasuring device fixed measuring axis in a fixed preferred direction and / or in a (preferred) stationary plane a magnetic field strength variable is reliably and / or determined with good accuracy, while no or only a small amount of energy to determine a magnetic field strength magnitude of one of the fixed preferred direction and / or the (preferred) fixed plane away meter fixed measurement axis is consumed. The power consumption of the magnetic measuring device is thus optimized. Because of avoiding unnecessary energy consumption for one
Ermitteln einer Magnetfeldstärke-Größe einer unvorteilhaft ausgerichteten Messachse kann für das Ausführen des Verfahrens auch eine kostengünstige und/oder wenig Bauraum benötigende Energiespeichervorrichtung, wie beispielsweise eine billige/kleine Batterie, verwendet werden. Außerdem entfällt die Notwendigkeit eines häufigen Determining a magnetic field strength quantity of a disadvantageously oriented measuring axis can be used for carrying out the method also an inexpensive and / or little space-consuming energy storage device, such as a cheap / small battery. It also eliminates the need for frequent
Wiederaufladens der Energiespeichervorrichtung für ein oftmaliges Ausführen des Verfahrens. Recharging the energy storage device for a frequent execution of the method.
In einem Verfahrensschritt S4 wird die Information bezüglich der magnetischen In a method step S4, the information relating to the magnetic
Feldstärkekomponente in Richtung der zumindest einen ortsfesten Ortsachse Field strength component in the direction of the at least one stationary location axis
festgelegt/ausgegeben. Dies erfolgt unter Berücksichtigung der Raumlage-Information und der mindestens einen (ermittelten/bestimmten) Magnetfeldstärke-Größe. set / output. This takes place taking into account the spatial position information and the at least one (determined / determined) magnetic field strength quantity.
Beispielsweise kann eine magnetische Feldstärkeverteilung in einer senkrecht zu der Gravitationsrichtung ausgerichteten Ebene als Information festgelegt werden. Die Ausführbarkeit des Verfahrensschritts S4 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. For example, a magnetic field intensity distribution in a plane oriented perpendicular to the gravitational direction can be set as information. However, the executability of the process step S4 is not limited to this example.
In einer Weiterbildung kann das in dem oberen Absatz beschriebene Verfahren zum Festlegen von zumindest einer Himmelsrichtung benutzt werden. Dazu kann nach dem Festlegen der Information in dem Verfahrensschritt S4 ein optionaler Verfahrensschritt S5 ausgeführt werden. In dem Verfahrensschritt S5 wird mindestens eine Himmelsrichtung, vorzugsweise die Nord-Richtung/das Heading, unter Berücksichtung der festgelegten Information festgelegt. Für das Ausführen des Verfahrensschritts S5 ist es ausreichend, wenn in dem Verfahrensschritt S4 lediglich die Magnetfeldkomponenten parallel zur Erdoberfläche/senkrecht zur Gravitationsachse festgelegt werden. Das Verfahren zum Festlegen mindestens einer Himmelsrichtung ist jedoch nicht auf einen derartigen Verfahrensschritt S4 limitiert. In a further development, the method described in the upper paragraph can be used to define at least one cardinal direction. For this purpose, after setting the information in method step S4, an optional method step S5 can be executed. In method step S5, at least one cardinal direction, preferably the north direction / heading, is determined in consideration of the specified information. For carrying out method step S5, it is sufficient if in method step S4 only the magnetic field components are set parallel to the earth's surface / perpendicular to the gravitational axis. However, the method for determining at least one cardinal direction is not limited to such a method step S4.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens. FIG. 3 shows a flow chart for illustrating a second embodiment of the method.
Das in Fig. 3 schematisch wiedergegebene Verfahren wird ausgeführt, um eine The method shown schematically in Fig. 3 is carried out to a
Himmelsrichtung, vorzugsweise die Nordrichtung/das Heading, festzulegen. Es wird hier darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit der im Weiteren beschriebenen Cardinal direction, preferably the north direction / heading to determine. It should be noted here that the feasibility of the described below
Verfahrensschritte jedoch nicht auf diesen Verwendungszweck beschränkt ist. Ebenso ist die Ausführbarkeit der Verfahrensschritte nicht auf die Verwendung der oben Procedural steps, however, is not limited to this purpose. Likewise, the feasibility of the process steps is not based on the use of the above
beschriebenen Magnetsensorvorrichtung limitiert. limited magnetic sensor device described.
In einem Verfahrensschritt S10 wird eine Beschleunigungsmessung durchgeführt. Dazu kann ein dreiachsiger Beschleunigungssensor eingesetzt werden. Auf diese Weise lässt sich die Raumlage/Ausrichtung/Stellung eines sensorfesten Koordinatensystems bezüglich der ortsfesten Gravitationsachse verlässlich bestimmen. Man kann dies auch als Messung der Raumlage/Ausrichtung/Stellung des Erd-Gravitationsfeldes in Bezug zu den drei Achsen des Beschleunigungssensors bezeichnen. In a method step S10, an acceleration measurement is performed. For this purpose, a triaxial acceleration sensor can be used. In this way, the spatial position / orientation / position of a sensor-strong coordinate system relative to the stationary axis of gravity can be reliably determined. This can also be described as a measurement of the spatial position / orientation / position of the gravitational field in relation to the three axes of the acceleration sensor.
Unter Berücksichtung der in dem Verfahrensschritt S10 ermittelten Raumlage-Information werden in einem Verfahrensschritt S1 1 ein Nickwinkel φ und ein Rollwinkel Φ Taking into account the spatial position information determined in method step S10, a pitch angle φ and a roll angle φ are produced in a method step S1 1
bestimmt/berechnet. Bezüglich der Definition des Nickwinkels φ und des Rollwinkels Φ wird auf die Literatur verwiesen. determined / calculated. With regard to the definition of the pitch angle φ and the roll angle Φ, reference is made to the literature.
In den Verfahrensschritten S12 bis S14 werden die Soll-Messgütegrößen für die nachfolgende Magnetfeldbestimmung festgelegt. Man kann dies auch als ein Festlegen der Signalanteile der einzelnen Magnetsensorachsen für eine später ausgeführte Auswertung/Headingberechnung bezeichnen. Aufgrund der nachfolgend genannten vorteilhaften Werte für die Soll-Messgütegrößen ist ein vereinfachtes Bestimmen der Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Gravitationsachse gewährleistet. Außerdem können in den Verfahrensschritten S12 bis S14 die Soll-Messgütegrößen so festgelegt werden, dass keine zusätzlichen Rechenschritte auszuführen sind. In dem Verfahrensschritt S12 wird als x-Soll-Messgütegröße der x-Signalanteil CBX festgelegt/berechnet mit: In method steps S12 to S14, the setpoint sample sizes are determined for the subsequent magnetic field determination. This can also be described as a determination of the signal components of the individual magnetic sensor axes for a later-performed evaluation / heading calculation. Due to the below-mentioned advantageous values for the target measured material variables, a simplified determination of the magnetic field components perpendicular to the gravitational axis is ensured. In addition, in the method steps S12 to S14, the target measured-product variables can be set so that no additional calculation steps are to be performed. In method step S12, the x-signal component CBX is defined / calculated as x-target measured-product variable with:
(GM ) CBX = cos(cp); (GM) CBX = cos (cp);
Man kann dies auch so umschreiben, dass ein x-Beitragsanteil der Komponente des Magnetfelds in Richtung der x-Messachse als x-Soll-Messgütegröße berechnet wird. This can also be described in such a way that an x contribution component of the component of the magnetic field in the direction of the x measurement axis is calculated as the x target measurement material variable.
Korrespondierend dazu wird in dem Verfahrensschritt S13 der y-Signalanteil CBY als y- Soll-Messgütegröße festgelegt/berechnet mit: Correspondingly, in the method step S13, the y-signal component CBY is defined / calculated as y-target measured-product quantity with:
(Gl 2) CBY = Max(sin(0); sin(cp)* sin(O)); (G1 2) CBY = Max (sin (0); sin (cp) * sin (0));
Außerdem wird in dem Verfahrensschritt S14 der z-Signalanteil CBZ als z-Soll- Messgütegröße festgelegt mit: In addition, in the method step S14, the z-signal component CBZ is defined as the z-target sample size with:
(Gl 3) CBZ = Max(sin(0); sin(cp)* cos(O)); (G1 3) CBZ = Max (sin (0); sin (cp) * cos (0));
In den folgenden Verfahrensschritten S15 bis S17 wird das Magnetfeld in der äußeren Umgebung (Erd-Magnetfeld) entsprechend der festgelegten Soll-Messgütegrößen ermittelt/gemessen. Dazu können z.B. ein dreiachsiger Magnetsensor oder drei voneinander getrennt angeordnete Magnetsensoren als Magnetmesseinrichtung verwendet werden. Der Stromverbrauch Ex, Ey und Ez der einzelnen Messungen wird entsprechend der festgelegten Soll-Messgütegrößen vorgegeben. Mittels der Vorgabe des Stromverbrauchs Ex, Ey und Ez erfolgt eine Reduktion der Signalqualität einzelner ermittelter (Magnetfeldstärke-)Werte Bx, By und Bz entsprechend der festgelegten Soll- Messgütegrößen. Die Reduktion der Signalqualität kann bis zum Abschalten von In the following method steps S15 to S17, the magnetic field in the external environment (earth magnetic field) is determined / measured in accordance with the set target measured quantity. For this, e.g. a three-axis magnetic sensor or three separate magnetic sensors are used as the magnetic measuring device. The power consumption Ex, Ey and Ez of the individual measurements is specified according to the set target measured value. By means of the specification of the power consumption Ex, Ey and Ez, the signal quality of individual determined (magnetic field strength) values Bx, By and Bz is reduced in accordance with the specified target measured value variables. The reduction in signal quality can be up to switching off
Sensoren/Sensoruntereinheiten erfolgen, was auch als ein Abschalten einer einzelnen Messachse umschreibbar ist. Der Gesamt-Stromverbrauch kann somit für die Sensors / sensor subunits take place, which can also be described as switching off a single measuring axis. The total power consumption can thus be for the
Verfahrensschritte S15 bis S17 erheblich reduziert werden, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der aus den Magnetfeldkomponenten/den Werten Bx, By und Bz abgeleiteten Information aufgrund einer Verschlechterung der Signalqualität kommt. Method steps S15 to S17 are significantly reduced, without causing the information derived from the magnetic field components / the values Bx, By and Bz due to a deterioration of the signal quality.
In einem (nicht dargestellten) weiteren Verfahrensschritt kann unter Berücksichtigung der ermittelten Werte Bx, By und Bz die Verteilung der Magnetfeldkomponenten in einer senkrecht zu der Gravitationsachse ausgerichteten Ebene bestimmt werden. Beispielweise kann dies für die Magnetfeldkomponente Bx+ in einer senkrecht zu der Gravitationsachse ausgerichteten ortsfesten x-Ortsachse erfolgen mit: In a further method step (not shown), taking into account the determined values Bx, By and Bz, the distribution of the magnetic field components in a plane oriented perpendicular to the gravitational axis can be determined. For example, this can be done for the magnetic field component Bx + in a stationary x-axis oriented perpendicular to the gravitational axis with:
(Gl 4) Bx+ = Bx*cos(cp)+By*sin(cp)* sin(0)+Bz* sin(cp)* cos(O); (Gl 4) Bx + = Bx * cos (cp) + By * sin (cp) * sin (0) + Bz * sin (cp) * cos (O);
Ebenso kann die Magnetfeldkomponente By+ in einer senkrecht zu der Gravitationsachse ausgerichteten ortsfesten y-Ortsachse ermittelt werden mit: Likewise, the magnetic field component By + can be determined in a stationary y-axis aligned perpendicular to the gravitational axis with:
(Gl 5) By+ = By*cos(0)-Bz* sin(O); (Eq 5) By + = By * cos (0) -Bz * sin (O);
Man kann die in dem oberen Absatz beschriebene Vorgehensweise auch als Projektion des gemessenen Magnetfelds in die Ebene senkrecht zur Gravitationsachse/parallel zur Erdoberfläche bezeichnen. Dabei fällt auf, dass für die Berechnung der The procedure described in the above paragraph can also be described as a projection of the measured magnetic field into the plane perpendicular to the axis of gravity / parallel to the earth's surface. It is noticeable that for the calculation of
Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Gravitationsachsen Therme verwendbar sind, welche bereits zur Ermittlung der Beitragsanteile als Soll-Messgütegrößen ermittelt wurden. Somit ist der Gesamt-Rechenaufwand bei der Ausführung des Verfahrens nicht gesteigert. Magnetic field components can be used perpendicular to the gravitational axis Therme, which have already been determined to determine the contribution rates as target Maßglügrösse. Thus, the overall computational effort in the execution of the method is not increased.
In einem weiteren Verfahrensschritt kann die Nord-Himmelsrichtung/das Heading Ψ bestimmt werden. Dies kann beispielsweise ausgeführt werden gemäß: In a further method step, the north cardinal direction / heading Ψ can be determined. This can be done, for example, according to:
(Gl 6) Ψ = atan2(By/Bx); (Gl 6) Ψ = atane 2 (By / Bx);
Nachfolgend wird noch anhand von zwei Beispielen dargestellt, dass der In the following it will be shown by two examples that the
Energieverbrauch mittels des Ausführens des in den vorhergehenden Absätzen beschriebenen Verfahrens deutlich reduzierbar ist. Energy consumption by means of carrying out the method described in the preceding paragraphs is significantly reduced.
Beispielsweise kann das sensorfeste Koordinatensystem aus der x-Messachse, der y- Messachse und der z-Messachse so gegenüber der Gravitationsachse ausgerichtet sein, dass der Nickwinkel φ und der Rollwinkel Φ gleich 0° sind. Die oben aufgeführten Gleichungen (Gl 4) und (Gl 5) vereinfachen sich somit wie folgt: For example, the sensor-oriented coordinate system of the x-measuring axis, the y-measuring axis and the z-measuring axis can be aligned with respect to the gravitational axis such that the pitch angle φ and the roll angle Φ are equal to 0 °. The above equations (GI 4) and (GI 5) are thus simplified as follows:
(Gl 7) Bx+ = Bx; (Eq 7) Bx + = Bx;
(Gl 8) By+ = By; Das Messen/Bestimmen der Magnetfeldkomponente in Richtung der z-Messachse kann somit entfallen, bzw. der Stromverbrauch zum Messen dieser Achse kann stark reduziert werden. Ebenso kann das sensorfeste Koordinatensystem gegenüber der Gravitationsachse so ausgerichtet sein, dass der Rollwinkel Φ 90° beträgt, während der Nickwinkel φ gleich 0° ist. Die oben aufgeführten Gleichungen (Gl 4) und (Gl 5) vereinfachen sich somit: (Eq 8) By + = By; The measurement / determination of the magnetic field component in the direction of the z measuring axis can thus be dispensed with, or the power consumption for measuring this axis can be greatly reduced. Similarly, the most sensitive coordinate system relative to the gravitational axis may be oriented so that the roll angle Φ is 90 °, while the pitch angle φ is equal to 0 °. The equations (Gl 4) and (Gl 5) listed above are thus simplified:
(Gl 9) Bx+ = Bx; (GI 9) Bx + = Bx;
(Gl 10) By+ = -Bz; (G10) By + = -Bz;
Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel das Bestimmen/Messen der Thus, in this embodiment, determining / measuring the
Magnetfeldkomponente in Richtung der y-Messachse entfallen, bzw. die Messqualität signifikant reduziert werden. Magnetic component omitted in the direction of the y-measuring axis, or the measurement quality can be significantly reduced.

Claims

Ansprüche claims
1 . Magnetsensorvorrichtung mit einer Raumlagemesseinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, eine 1 . Magnetic sensor device with a spatial position measuring device (10), which is designed to a
Raumlage-Information (16, φ, Φ) bezüglich einer Ausrichtung mindestens einer sensorfest vorgegebenen Messachse der Magnetsensorvorrichtung in Bezug zu zumindest einer ortsfesten Raumachse zu ermitteln; einer Magnetmesseinrichtung (12, 12x, 12y, 12z), welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) bezüglich einer Feldstärkekomponente eines Magnetfelds in einer Umgebung der  Spatial position information (16, φ, Φ) with respect to an alignment of at least one sensor axis predetermined measuring axis of the magnetic sensor device with respect to at least one stationary spatial axis to determine; a magnetic measuring device (12, 12x, 12y, 12z) which is designed to have at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) relative to a field strength component of a magnetic field in an environment of
Magnetsensorvorrichtung in Richtung der mindestens einen sensorfest vorgegebenen Messachse zu ermitteln; und einer Auswerteeinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, unter  Magnetic sensor device to determine in the direction of at least one sensor axis predetermined measurement axis; and an evaluation device (20), which is designed to, under
Berücksichtigung der Raumlage-Information (16, φ, Φ) und der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) eine Information (24, Bx+, By+) bezüglich einer magnetischen Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer in Bezug zu der mindestens einen ortsfesten Raumachse konstant ausgerichteten Ortsachse festzulegen und auszugeben; gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (14), welche dazu ausgelegt ist, unter  Considering the spatial position information (16, φ, Φ) and the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) information (24, Bx +, By +) with respect to a magnetic field strength component towards at least one with respect to at least define and output a stationary spatial axis constantly aligned spatial axis; characterized by a control device (14) which is designed to be under
Berücksichtigung der Raumlage-Information (16, φ, Φ) mindestens eine Soll- Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) der mindestens einen Magnetfeldstärke- Größe (22, Bx, By, Bz) festzulegen und ein der mindestens einen festgelegten Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) entsprechendes Steuersignal (18, 18x, 18y, 18z) an die Magnetmesseinrichtung (12, 12x, 12y, 12z) auszugeben, wobei die Magnetmesseinrichtung (12, 12x, 12y, 12z) mittels des  Taking into account the spatial position information (16, φ, Φ) at least one set target size (CBX, CBY, CBZ) of the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) and one of the at least one specified target measured size ( CBX, CBY, CBZ) to the magnetic measuring device (12, 12x, 12y, 12z) corresponding to the magnetic measuring device (12, 12x, 12y, 12z) output, wherein the magnetic measuring device (12, 12x, 12y, 12z) by means of
Steuersignals (18, 18x, 18y, 18z) so steuerbar ist, dass die mindestens eine Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) ermittelbar ist. Control signal (18, 18x, 18y, 18z) is controllable so that the at least one Magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) can be determined according to the at least one specified target measured size (CBX, CBY, CBZ).
Magnetsensorvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Steuereinrichtung (14) zusätzlich dazu ausgelegt ist, mindestens eine Soll-Messzeit zum Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz), mindestens eine Soll-Bestromungsdauer zum Ermitteln der mindestens einen Magnetic sensor device according to claim 1, wherein the control device (14) is additionally designed to have at least one desired measurement time for determining the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz), at least one desired energization duration for determining the at least one
Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz), und/oder mindestens eine Soll- Stromstärke eines während des Ermitteins der mindestens einen Magnetic field strength magnitude (22, Bx, By, Bz), and / or at least one desired current strength of at least one during the determination of the
Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) bereitgestellten Stroms (18x, 18y, 18z) als die mindestens eine Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) festzulegen. Magnetic field strength magnitude (22, Bx, By, Bz) provided current (18x, 18y, 18z) as the at least one target Maßgügrößengröße (CBX, CBY, CBZ) set.
Magnetsensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Magnetic sensor device according to claim 1 or 2, wherein the
Auswerteeinrichtung (20) zusätzlich dazu ausgelegt ist, unter Evaluation device (20) is additionally designed to be under
Berücksichtigung der Raumlage-Information (16, φ, Φ) und der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) eine magnetische Considering the spatial position information (16, φ, Φ) and the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) a magnetic
Feldstärkeverteilung (Bx+, By+) in einer senkrecht zu der Gravitationsrichtung ausgerichteten Ebene als Information (24, Bx+, By+) festzulegen und auszugeben. Field strength distribution (Bx +, By +) in a direction perpendicular to the direction of gravity aligned plane as information (24, Bx +, By +) set and output.
Magnetsensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Raumlagemesseinrichtung (10) eine dreiachsige Magnetic sensor device according to one of the preceding claims, wherein the spatial position measuring device (10) has a three-axis
Beschleunigungssensoreinrichtung umfasst. Accelerometer sensor device comprises.
Magnetsensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Raumlagemesseinrichtung (10) zusätzlich dazu ausgelegt ist, als die Raumlage-Information (16, φ, Φ) einen Nickwinkel (cp) und einen Rollwinkel (Φ) eines sensorfest vorgegebenen Koordinatensystems mit einer x- Messachse, einer y-Messachse und einer z-Messachse als der mindestens einen sensorfesten Messachse in Bezug zu einem ortsfesten Magnetic sensor device according to one of the preceding claims, wherein the spatial position measuring device (10) is additionally designed as the spatial position information (16, φ, Φ) a pitch angle (cp) and a roll angle (Φ) of a sensor coordinate coordinate system with a x-measuring axis , a y-measuring axis and a z-measuring axis as the at least one sensor-strong measuring axis with respect to a stationary
Koordinatensystem umfassend die Gravitationsachse als der zumindest einen ortsfesten Raumachse zu ermitteln. Coordinate system comprising the gravitational axis as the at least one fixed spatial axis to determine.
Magnetsensorvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (14) zusätzlich dazu ausgelegt ist, als die mindestens eine Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) eine x-Soll-Messgütegröße (CBX) einer Magnetfeldstärke- Größe (Bx) einer Feldstärkekomponente in Richtung der x-Messachse proportional zu einem Kosinus des Nickwinkels (cp), eine y-Soll- Messgütegröße (CBY) einer Magnetfeldstärke-Größe (By) einer Magnetic sensor device according to claim 5, wherein the control device (14) is additionally designed as the at least one target material size (CBX, CBY, CBZ) an x target measured quantity (CBX) of a magnetic field strength quantity (Bx) of a field strength component in the direction of the x measuring axis proportional to a cosine of the pitch angle (cp), a y target measured quantity (CBY) a magnetic field strength size (By) one
Feldstärkekomponente in Richtung der y-Messachse proportional zu einem Maximum aus einem Sinus des Rollwinkels (Φ) und einem Produkt eines Sinus des Nickwinkels (cp) und des Sinus des Rollwinkels (Φ) und/oder eine z- Soll-Messgütegröße (CBZ) einer Magnetfeldstärke-Größe (Bz) einer Field strength component in the direction of the y-measuring axis proportional to a maximum of a sine of the roll angle (Φ) and a product of a sine of the pitch angle (cp) and the sine of the roll angle (Φ) and / or z target Sollgügrößengröße (CBZ) a Magnetic field strength size (Bz) one
Feldstärkekomponente in Richtung der z-Messachse proportional zu einem Maximum aus dem Sinus des Rollwinkels (Φ) und einem Produkt des Sinus des Nickwinkels (cp) und eines Kosinus des Rollwinkels (Φ) festzulegen. Field strength component in the direction of the z-measuring axis proportional to a maximum of the sine of the roll angle (Φ) and a product of the sine of the pitch angle (cp) and a cosine of the roll angle (Φ) set.
Kompassvorrichtung mit einer Magnetsensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einer Himmelsrichtungs-Festlegeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der von der Magnetsensorvorrichtung ausgegebenen Information (24) mindestens eine Himmelsrichtung (Ψ) festzulegen und anzuzeigen. A compass device comprising a magnetic sensor device according to any one of the preceding claims; and a compass direction setting device configured to set and display at least one cardinal direction (Ψ) in consideration of the information (24) output from the magnetic sensor device.
Verfahren zum Ermitteln einer Information (24, Bx+, By+) bezüglich einer magnetischen Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer ortsfesten Ortsachse mit den Schritten: Method for determining information (24, Bx +, By +) with respect to a magnetic field strength component in the direction of at least one stationary spatial axis, comprising the steps:
Ermitteln einer Raumlage-Information (16, φ, Φ) bezüglich einer Ausrichtung mindestens einer messeinrichtungsfest vorgegebenen Messachse einer Magnetmesseinrichtung in Bezug zu zumindest einer gegenüber der zumindest einen Ortsachse konstant ausgerichteten ortsfesten RaumachseDetermining a spatial position information (16, φ, Φ) with respect to an alignment of at least one measuring device fixed predetermined measuring axis of a magnetic measuring device with respect to at least one stationary relative to the at least one spatial axis stationary spatial axis
(S1 ); (S1);
Ansteuern der Magnetmesseinrichtung zum Ermitteln mindestens Driving the magnetic measuring device to determine at least
Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) bezüglich einer Magnetic field strength magnitude (22, Bx, By, Bz) with respect to a
Feldstärkekomponente eines Magnetfelds in einer Umgebung der Magnetmesseinrichtung in Richtung der mindestens einen Field strength component of a magnetic field in an environment of Magnetic measuring device in the direction of at least one
messeinrichtungsfest vorgegebenen Messachse; und measuring device fixed predetermined measuring axis; and
Festlegen der Information (24, Bx+, By+) unter Berücksichtigung der Raumlage-Information (16, φ, Φ) und der mindestens einen Magnetfeldstärke Größe (22, Bx, By, Bz) (S4); gekennzeichnet durch die Schritte: Setting the information (24, Bx +, By +) in consideration of the space information (16, φ, Φ) and the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) (S4); characterized by the steps:
Festlegen mindestens einer Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) unter Defining at least one desired measured material quantity (CBX, CBY, CBZ) of the at least one magnetic field strength quantity (22, Bx, By, Bz) below
Berücksichtigung der Raumlage-Information (16, φ, Φ); und Consideration of the spatial position information (16, φ, Φ); and
Ansteuern der Magnetmesseinrichtung zum Ermitteln der mindestens einen Magnetfeldstärke-Größe (22, Bx, By, Bz) entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) (S3). Activating the magnetic measuring device for determining the at least one magnetic field intensity quantity (22, Bx, By, Bz) corresponding to the at least one specified target measured quantity (CBX, CBY, CBZ) (S3).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei als Raumlage-Information (16, φ, Φ) ein Nickwinkel (cp) und ein Rollwinkel (Φ) eines sensorfest vorgegebenen Koordinatensystems mit einer x-Messachse, einer y-Messachse und einer z- Messachse als der mindestens einen sensorfesten Messachse in Bezug zu einem ortsfesten Koordinatensystem als der zumindest einen ortsfesten Raumachse ermittelt werden, und wobei als die mindestens eine Soll- Messgütegröße (CBX, CBY, CBZ) eine x-Soll-Messgütegröße (CBX) einer Magnetfeldstärke-Größe (Bx) einer Feldstärkekomponente in Richtung der x- Messachse proportional zu einem Kosinus des Nickwinkels (cp), eine y-Soll- Messgütegröße (CBY) einer Magnetfeldstärke-Größe (By) einer A method according to claim 8, wherein as the spatial position information (16, φ, Φ) a pitch angle (cp) and a roll angle (Φ) of a sensor-fixed predetermined coordinate system with an x-measuring axis, a y-measuring axis and a z-measuring axis than the at least a sensorfesten measuring axis with respect to a stationary coordinate system as the at least one stationary spatial axis are determined, and wherein as the at least one target Maßglüße size (CBX, CBY, CBZ) an x-target-measured size (CBX) of a magnetic field strength-size (Bx) a field strength component in the direction of the x-measurement axis proportional to a cosine of the pitch angle (cp), a y-target measurement quantity (CBY) of a magnetic field strength magnitude (By) a
Feldstärkekomponente in Richtung der y-Messachse proportional zu einem Maximum aus einem Sinus des Rollwinkels (Φ) und einem Produkt eines Sinus des Nickwinkels (cp) und des Sinus des Rollwinkels (Φ) und/oder eine z Soll-Messgütegröße (CBZ) einer Magnetfeldstärke-Größe (Bz) einer Feldstärkekomponente in Richtung der z-Messachse proportional zu einem Maximum aus dem Sinus des Rollwinkels (Φ) und einem Produkt des Sinus des Nickwinkels (cp) und eines Kosinus des Rollwinkels (Φ) festgelegt werden Verfahren zum Festlegen mindestens einer Himmelsrichtung (Ψ) mit den Schritten: Field strength component in the direction of the y-measuring axis proportional to a maximum of a sine of the roll angle (Φ) and a product of a sine of the pitch angle (cp) and the sine of the roll angle (Φ) and / or a z target Maßgüektröße (CBZ) of a magnetic field strength Size (Bz) of a field strength component in the direction of the z measuring axis proportional to a maximum of the sine of the roll angle (Φ) and a product of the sine of the pitch angle (cp) and a cosine of the roll angle (Φ) are set Method for defining at least one cardinal direction (Ψ) with the steps:
Ermitteln einer Information (24, Bx+, By+) bezüglich einer magnetischen Feldstärkekomponente in Richtung zumindest einer ortsfesten Ortsachse gemäß dem Verfahren nach Anspruch 8 oder 9; und Determining information (24, Bx +, By +) with respect to a magnetic field strength component in the direction of at least one stationary location axis according to the method of claim 8 or 9; and
Festlegen der mindestens einen Himmelsrichtung (H^unter Berücksichtigung der ermittelten Information (S5). Defining the at least one cardinal direction (H ^ taking into account the determined information (S5).
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