專利名稱：電子羅盤系統的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及車輛電子羅盤，具體涉及有改進數據濾波和/或航向確定的電子羅盤。
背景技術：
電子羅盤作為汽車的附件已變得越來越普遍。圖1表示典型電子羅盤電路10的總體結構。具體地說，典型電子羅盤電路包括磁傳感器電路12，它包含Y軸傳感器13和X軸傳感器14。磁傳感器電路12耦合到處理電路15，處理電路15的工作是在軟件代碼的控制下處理傳感器電路12提供的數據，基于這種處理校準羅盤電路，和基于感器電路12提供的數據確定車輛航向。處理電路15耦合到存儲校準數據的非易失性存儲器16，因此，在每次點火循環時不需要再校準羅盤。從處理電路15發送的計算車輛航向到航向顯示器18，為的是給車輛占用人顯示航向。航向顯示器通常合并在頂部儀表板或后視鏡組件中。還可以配置用戶輸入開關20，能使用戶與處理電路15交互作用，為了使處理電路15改變顯示器18上顯示的信息，手動方式重新校準，和/或輸入車輛當前正在行進的地理區域。此外，提供功率源電路22，可以從車輛電池或點火中接收12伏電源，和把功率轉換成羅盤電路10中各個元件所用的功率電平。
在這種現有技術的系統中，Y軸傳感器13用于檢測與車輛行進方向垂直的磁場，而X軸傳感器14用于檢測與車輛行進方向一致的磁場。兩個傳感器13和14通常安裝成與地球表面平行。利用這種安裝方式，若Y軸傳感器13沒有檢測到磁場分量和X軸傳感器14檢測到正的磁場分量，則處理電路15確定該車輛航向是朝北。類似地，若Y軸傳感器沒有檢測到磁場分量和X軸傳感器檢測到負的磁場分量，則處理電路15確定該車輛航向是朝南。同樣地，若X軸傳感器沒有檢測到磁場分量和Y軸傳感器檢測到正的磁場分量，則處理電路15確定該車輛航向是朝東。若X軸傳感器沒有檢測到磁場分量和Y軸傳感器檢測到負的磁場分量，則處理電路15確定該車輛航向是朝西。若X軸傳感器和Y軸傳感器檢測到相等的正磁場分量，則處理電路確定該車輛航向是東北。若X軸傳感器和Y軸傳感器檢測到相等的負磁場分量，則處理電路確定該車輛航向是西南。若X軸傳感器檢測到的正磁場分量等于Y軸傳感器檢測到負磁場分量的絕對值，則處理電路確定該車輛航向是西北。若X軸傳感器檢測到的負磁場分量絕對值等于Y軸傳感器檢測到的正磁場分量，則處理電路確定該車輛航向是東南。在理想的情況下，在車輛轉過360度的環路之后，若把磁傳感器檢測的輸出電平相對于X軸和Y軸畫出，則如圖2中所示的圓A。
因為這種電子羅盤通常僅顯示8個不同的航向(N，NE，E，SE，S，SW，W，和NW)，又因為X軸傳感器和Y軸傳感器檢測到的磁場分量不總是為零和不總是相等，羅盤處理電路通常計算相對于X軸和Y軸的航向角φ，并把這個航向角與角度閾值進行比較，該閾值確定8個不同航向顯示中每個方向之間的邊界。因此，把圖2所示的圓形曲線A有效地分割成對應于8個不同顯示航向的8個角度區。所以，羅盤處理電路僅僅確定航向角φ是在哪個角度區以確定顯示8個航向中的哪個航向。
如上所述，理想的情況是Y軸傳感器13和X軸傳感器14的輸出電平形成相對于Y軸傳感器和X軸傳感器的圓形曲線A，其理想圓的中心是在坐標系統的原點。然而，實際上，X和Y坐標平面上X和Y傳感器輸出的曲線圖往往不能形成理想的圓，而且這個圓的中心也不與坐標平面原點一致。具體地說，該曲線圖可能像個橢圓，且在X方向和Y方向上與原點之間有偏離，如圖2中曲線B所示。若實際的曲線不是理想的圓且其中心點偏離原點，則處理電路不能利用簡單的航向角計算以確定正確的航向。這種圓形曲線的位移和畸邊通常是由車輛中鐵磁材料的效應造成的，它可以改變X軸傳感器和Y軸傳感器檢測的磁場。為了使航向計算變得容易，對羅盤電路進行校準以考慮車輛對檢測磁場的影響。
不但必須對羅盤電路作最初的矯正，而且必須連續地再校準，這是由于車輛中鐵磁材料對磁場造成的影響是隨時間變化的，還由于對磁場的外部影響可能僅是暫時的。例如，車頂上安裝的天線在通過具有大量鐵磁材料的物體時可以引起磁場讀數的起伏，例如，鐵路軌道，橋梁，和大的建筑物，或當車輛運動通過洗車站時。所以，電子羅盤電路的校準和再校準有引起人們很大的注意。
在給Van Lente等人的美國專利No.4,953,305中，描述一種有自動連續校準的電子羅盤系統。這個專利公開一種校準技術，其中當車輛行進通過多個360°環路時，把傳感器的數據進行累積，并把這些數據轉換成X-Y坐標平面上的數據點。處理電路確定沿Y軸的累積數據最大值(Ymax)，沿Y軸的最小值(Ymin)，沿X軸的最大值(Xmax)，和沿X軸的最小值(Xmin)。根據沿X軸的最大值和最小值，可以計算Xmin與Xmax之間沿X軸的變化范圍。類似地，根據沿Y軸的最大值和最小值，可以計算Ymin與Ymax之間沿Y軸的變化范圍。若這些變化范圍不相等，則在這兩個變化范圍相等之前，處理電路可以調整X軸傳感器和Y軸傳感器中一個或兩個傳感器的增益。實施這個過程的目的是為了在下一步處理之前把數據的橢圓形曲線轉變成數據的圓形曲線。隨后，利用來自X傳感器和Y傳感器的最大值和最小值計算曲線B(見圖2)的中心點(XE，YE)。然后，計算和隨后利用X和Y的誤差值(XE和YE)，在從X傳感器和Y傳感器接收到時，分別用于偏置每個數據點。一旦羅盤完成了最初校準，基于沿X軸和Y軸隨后累積的最大值和最小值，它連續地自動再校準。
與上述′305專利中公開的自動校準程序有關的一個問題是，它通常要求車輛行進多個360°環路以獲得足夠的數據，使系統確信該校準是準確的。這給車輛制造商提出一個問題，在把車輛裝入到車輛運載裝置以交付給車輛銷售商之前，他必須駕駛每個車輛通過多個環路。遺憾的是，在裝配車間往往沒有足夠的空間允許在這些環路上駕駛每個車輛，即使有這樣的空間，該過程需要耗費寶貴的時間。若交付給銷售商的車輛沒有行駛通過足夠數目的環路，則客戶可能購買或試車未校準羅盤的車輛。在這種情況下，可能錯誤地使客戶相信羅盤的工作不正常，因此，對羅盤提出不必要的擔保要求。
幾個專利公開了解決上述問題的各種方法。在給Geschke等人的美國專利No.6,192,315中公開一種校準程序，其中基于正安裝羅盤的特定模型的預期車輛磁性，在安裝到車輛中之前最初校準羅盤。在車輛行進通過多個360°環路以獲得足夠的數據之前，利用這個最初的校準。一旦獲得足夠的數據，羅盤切換到最新獲得的校準數據，然后，利用上述′305專利中的技術，對羅盤連續地再校準。
給Olson等人的美國專利No.5,737,226公開一種校準技術，其中處理電路確定從傳感器得到的原始數據是否建議不再需要精確地校準羅盤。在這種情況下，處理電路利用假設的半徑得到間隔大于預定角度的兩個端點。利用這假設的半徑，給出圓的兩個可能中心點。′226專利公開得到這兩個端點之間的中間數據點，利用它識別兩個中心點中哪個中心點可用于校準和隨后在確定車輛航向時使用。
給Parks等人的美國專利No.6,301,794公開一種校準程序，其中在每次得到滿足特定準則的三個數據點時對羅盤重新校準。一旦得到滿足特定準則的三個數據點，它包括求平均和間隔準則，利用圓的公式計算圓中心，因此該圓必然包含這三個數據點。
給Al-Attar的美國專利No.4,807,462公開一種羅盤校準程序，它是基于采集三個數據點對羅盤進行校準。通過確定垂直二等分兩條直線的相交點，這兩條直線連接三個數據點中相鄰的點，可以確定用于校準的圓中心。
雖然上述專利中的每個專利公開一種快速校準羅盤的校準程序，公開的一些技術或是過于敏感，需要頻繁地再校準，因此，暫時的磁場擾動容易產生校準誤差，或它們對磁場變化的響應不夠快速地變化，實際上是永久性的。此外，每個上述校準程序對圓中心的計算是假設3個至4個點準確地分布在圓周上。如以下更詳細地解釋的，這些點中的任何一點可能偏離圓的周邊，而該圓實際上較好地擬合得到的點。此外，上述專利公開的校準技術都沒有考慮車輛的俯仰或地球磁場矢量的豎直分量強度。因此，若任何上述的羅盤是這樣安裝的，它的傳感器是在相對于車輛可移動的結構上，例如，后視鏡組件的外殼，則這些系統不能對外殼的運動提供快速和準確的響應。
給Bugno等人的共同轉讓美國專利No.6,023,229和6,140,933公開了安裝羅盤傳感器到后視鏡外殼中的各種技術，它可以安裝成與車輛成水平和垂直的樞軸連接。具體地說，公開各種檢測后視鏡外殼和傳感器傾斜的機構。在檢測到后視鏡外殼傾斜時，發送信號到羅盤處理電路，指出已發生傾斜，從而使處理電路不采用發生任何劇烈變化的磁場矢量。然后，處理電路確定傾斜信號之前得到的數據點與傾斜信號之后得到的數據點之間矢量差作為誤差補償信號。在′229專利中，公開一種沿Z軸對準的第三個磁傳感器的機構。一旦首先在X傳感器和Y傳感器輸出中檢測到劇烈的變化，則利用Z軸傳感器確定是否發生傾斜。處理電路響應于X傳感器和Y傳感器中的這種劇烈變化，或通過識別誤差矢量或通過重新啟動校準，它取決于Z軸傳感器是否檢測到劇烈的變化。然而，這種羅盤系統沒有利用Z軸傳感器確定航向或識別校準時使用的圓中心。
發明內容
按照本發明第一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，模擬從三個測定分量導出的三維幾何圖形，在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量，在參照選取的模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，確定幾何圖形，在參照幾何圖形的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，確定誤差矢量幅度，該矢量是從幾何圖形的周邊延伸到三個測定垂直分量中最新的測定分量，以及若誤差矢量幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，迭代地選取模擬幾何圖形，在參照幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。處理電路配置成(a)建立多個角存儲桶，每個角存儲桶對應于模擬幾何圖形中互不相交的角度范圍；(b)累積包含多個數據點的點組，每個數據點對應于其他數據點以外在不同車輛航向讀出的測定分量；(c)計算該點組中數據點的航向角；(d)選取數據點的航向角是在某個角度范圍內的角存儲桶；(e)分配數據點到步驟(d)中選取的角存儲桶；(f)重復步驟(c)至(e)，直至所有的數據點已分配到角存儲桶；和(g)基于該點組中的數據點，調整模擬幾何圖形。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的一個分量，該分量垂直于其他傳感器的測定分量，和產生代表該測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯來自每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，利用給最新數據點比以前數據點較大權重的加權平均，應用平滑濾波器以平滑該數據點，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的分量，該分量垂直于其他傳感器器的測定分量，和用于產生代表測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，確定數據點位置相對于至少一個以前數據點的二階導數，比較二階導數的幅度與第一閾值以確定檢測元件的輸出數據信號是否有噪聲，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的一個分量，該分量垂直于其他傳感器測定的分量，和產生代表測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，通過監測檢測電平的變化，確定檢測元件輸出數據信號的噪聲電平，設置延遲計數器作為噪聲電平的函數，在延遲計數器終止之前避免利用幾何模擬的輸出數據信號，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，選取橢圓模擬幾何圖形，在參照橢圓模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的若干個參考數據點確定校準點，確定噪聲閾值隨作為若干個參考點的函數計算當前校準點，確定測定分量是否大于噪聲閾值，若測定分量不大于噪聲閾值，則在參照校準點的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的多個參考數據點，確定模擬幾何圖形，確定噪聲閾值作為模擬幾何圖形與參考數據點擬合程度的函數，該參考數據點用于確定模擬幾何圖形，若測定分量不大于噪聲閾值，則在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，至少包含第一檢測元件和第二檢測元件，每個檢測元件用于檢測地球磁場矢量基本橫向的垂直分量，和第三檢測元件，用于檢測地球磁場矢量的基本縱向分量，所述檢測元件安裝在反射鏡外殼中，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，通過監測車輛行進通過預定車輛航向范圍期間的所述第三檢測元件，確定反射鏡外殼的傾斜角，補償第一檢測元件和第二檢測元件測定分量的反射鏡外殼傾斜角，計算車輛航向作為第一檢測元件和第二檢測元件測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的第一組參考數據點，選取第一模擬幾何圖形，在參照第一模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，產生代表計算航向的航向信號，基于在選取第一模擬幾何圖形之后接收的參考數據點，選取第二模擬幾何圖形，若第二模擬幾何圖形與第一模擬幾何圖形有很大的不同，則利用第二模擬幾何圖形，以及若隨后得到的參考數據點更好地擬合第一模擬幾何圖形，則重新選取第一模擬幾何圖形。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，確定模擬幾何圖形，在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
按照本發明另一個實施例，一種車輛電子羅盤包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；俯仰滾轉檢測電路，用于測量磁傳感器電路的俯仰和滾轉；和耦合到磁傳感器電路和俯仰滾轉檢測電路的處理電路，用于接收輸出信號，補償測量俯仰和滾轉的測定分量，計算車輛航向作為至少兩個補償測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
在參照以下的技術說明，權利要求書和附圖之后，本發明的這些和其他的特征，優點和目的對于專業人員是顯而易見的。
在這些附圖中圖1是現有技術電子羅盤電路的電子電路方框圖；圖2是現有技術電子羅盤系統利用的校準技術曲線圖；圖3是按照本發明構造的電子羅盤電路的電子電路方框圖；圖4是至少包含本發明部分電子羅盤電路的后視鏡組件的前正視圖；圖5是反射鏡外殼內安裝磁檢測元件的后視鏡組件中切去部分側面的正視圖；圖6是后視鏡組件的安裝結構底部安裝磁檢測元件的后視鏡組件中切去部分側面的正視圖；圖7是反射鏡外殼內安裝磁檢測元件的后視鏡組件頂部的平面圖；圖8是羅盤檢測的本地球面相對于世界球面的曲線圖；圖9是羅盤檢測的本地球面相對于各個坐標軸的曲線圖；圖10是羅盤檢測的樣本數據組相對于本地球面的曲線圖；圖11是按照第一個實施例羅盤處理電路的各個運行狀態的狀態圖及它們之間的關系；圖12A-12D是本發明第一個實施例電子羅盤處理電路執行的羅盤流程控制程序的流程圖匯集；圖13是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的噪聲分析子程序的流程圖；圖14是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的第一點組構造子程序的流程圖；圖15是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的最佳擬合中心點調整子程序的流程圖；圖16是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的最佳擬合半徑調整子程序的流程圖；圖17是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的航向計算子程序的流程圖；圖18是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的角存儲桶更新子程序的流程圖；圖19是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的第二點組構造子程序的流程圖；圖20是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的本地球面擬合計算子程序的流程圖；圖21是圖12A-12D中羅盤流程控制程序期間調用的點組重新設置子程序的流程圖；圖22A-22G是本發明第二個實施例電子羅盤處理電路執行的羅盤流程程序的流程圖匯集；圖23是羅盤傳感器數據和相關模擬幾何圖形的曲線圖；圖24是按照本發明噪聲分析功能的方框圖；圖25是圖24所示噪聲分析功能的更詳細方框圖；圖26是延遲信號與定義為DX22+DY22+DZ22平方根的噪聲信號之間關系的曲線圖，其中noiseFactor＝10，delayIntercept＝-3，和maxDelay＝32；圖27是延遲信號與定義為DX22+DY22+DZ22平方根的噪聲信號之間關系的曲線圖，其中noiseFactor＝10，delayIntercept＝-4，和maxDelay＝32；圖28是分成12個相同大小的角存儲桶的圓形曲線圖；圖29是位于Zeeland，Michigan，USA的車輛反射鏡外殼位移導致的羅盤讀數典型圖形；圖30是位于Taipei，Taiwan的車輛反射鏡外殼位移導致的羅盤讀數典型圖形；圖31表示在反射鏡外殼發生位移之前和之后羅盤處理電路獲得的信息曲線圖；圖32是按照本發明另一個實施例羅盤系統的示意圖形式電路圖；圖33A是按照本發明構造的后視鏡組件側面的正視圖；圖33B是按照本發明構造的后視鏡組件后部的正視圖；圖33C是按照本發明構造的后視鏡組件頂部的平面圖；圖34A是按照本發明構造的后視鏡組件前部的正視圖；圖34B是按照本發明構造的后視鏡組件頂部的平面圖。
具體實施例方式
圖3表示按照本發明構造的電子羅盤電路100。羅盤電路100包括至少有兩個檢測元件104和106的磁傳感器(即，地磁儀)電路102，用于檢測地球磁場矢量的垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號。在本發明的一些實施例中，最好提供第三個傳感器108，用于檢測地球磁場矢量的第三個垂直分量。電子羅盤電路100還包括耦合到磁傳感器電路102的處理電路110，用于接收來自傳感器電路102的輸出信號。
處理電路110計算車輛航向作為地球磁場矢量中測定分量的函數。處理電路110還產生代表計算航向的航向信號。這個航向信號可以提供給車輛中的任何其他電子元件，且最好提供給航向指示器裝置114，航向指示器裝置114提供車輛航向指示給車輛占用人。航向指示器可以配置成提供車輛航向的視覺或聽覺指示。最好是，航向指示器114是顯示裝置，用于直觀顯示車輛航向。然而，應當理解，處理電路110產生的航向信號可以經離散布線或經耦合到車輛總線的車輛總線接口120提供給車輛內的任何其他電子元件，例如，導航系統等。例如，這種導航系統能夠直接顯示航向或按照車輛的當前航向改變顯示地圖的方向。經專用線路或車輛或局域總線，例如，LIN或CAN總線，可以發送航向信號到導航系統，航向指示器(即，顯示器)，或其他的車輛附件或元件。為了與專用線路的連接，可以利用諸如RS485接口的接口。
如上所述，航向信號最好提供給顯示裝置形式的航向指示器114。顯示裝置可以顯示字母數字格式的航向(即，N，NE，E，SE，S，SW，W，和NW)。在共同轉讓的美國專利No.6,346,689中公開一個合適顯示器的例子。這個專利中公開的顯示器不僅顯示航向信息，還同時顯示從外部溫度傳感器122提供的當前外界溫度。或者，若要在同一個顯示器上顯示溫度或其他信息，但不是同時顯示，可以提供合適和常規的用戶輸入開關116，允許用戶卷屏，切換，或有選擇地激活或去激活羅盤，溫度，和/或其他的顯示信息。
在共同轉讓的美國專利No.6,356,376中公開另一種形式的顯示器。具體地說，公開一種圖形羅盤顯示器，用于提供圖形格式的航向指示。還可以利用這個專利中公開的其他形式顯示器，包括真空熒光顯示器，LED顯示器，有機LED顯示器，液晶顯示器，發光聚合物顯示器，等等。
磁傳感器電路102可以是任何常規的結構，它改變成提供另一個傳感器108的輸出。磁傳感器電路可以利用磁通門傳感器，磁感應傳感器，磁阻抗傳感器，或磁電阻傳感器。美國專利No.5,632,092中公開磁電阻傳感器的例子。最好是，磁傳感器電路102的結構是按照Timothy R.Friend等人于2001年11月20日申請的共同轉讓美國專利No.09/989,559中公開的任何實施例，其標題為“MAGNETOMETER HAVING A DYNAMICALLY ADJUSTABLEBIAS SETTING AND ELECTRONIC VEHICLE COMPASSINCORPORATING THE SAME”。應當注意，磁傳感器電路中利用的任何微處理電路可以與處理電路110中的任何這種電路集成，然后進行合適地編程以完成這兩個電路所有必需的功能。或者，可以分開地保持微處理電路。
電子羅盤電路110還可以包含非易失性存儲器112，它可以是在處理電路110的外部，或可以內部合并到它的一個元件中。處理電路110利用非易失性存儲器112存儲最佳擬合的模擬數據，以及系統是由車輛點火供電的情況下在點火循環之間需要存留的任何其他信息。
電子羅盤電路100還可以耦合到全球定位系統(GPS)接收器118。來自GSP 118的信息可以直接發送到處理電路110或間接地通過車輛總線和總線接口120或通過局域總線。處理電路110可以利用來自GSP 118或諸如GLONASS或LORAN的任何其他定位系統的信息以實現各種目的。具體地說，可以利用該信息識別車輛當前行進在哪個地理區域，因此，處理電路110可以利用正確的磁場偏移，它相當于該特定地理區域中檢測到磁北極與實際北極的偏移。此外，可以利用GSP 118的信息導出車輛的速度，行進的距離，或者是車輛是否在運動的信息。還可以利用GSP 118的信息計算車輛航向以及把這個車輛航向與利用磁傳感器電路102計算的航向進行比較，為的是確定是否需要再模擬或再校準。在Robert R.Turnbull等人于2000年6月28日申請的共同轉讓美國專利No.6,407,712中，其標題為“REARVIEW MIRROR WITH INTEGRATED MICROWAVERECEIVER”，以及在Robert R.Turnbull等人于2001年4月5日申請的美國專利申請出版物No.2002/0032510 A1中，其標題為“VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLY INCORPORATINGCOMMUNICATION SYSTEM”，詳細地公開羅盤電路利用的這種GSP信息。在Robert R.Turnbull等人于2001年6月15日申請的共同轉讓美國專利申請出版物No.2002/0193946 A1中公開這樣一種系統，其標題為“AUTOMOTIVE MIRROR WITH INTEGRATEDLORAN COMPONENTS”，在該系統中LORAN接收器和/或天線合并到后視鏡組件。
如上所述，處理電路110可以經車輛總線接口120耦合到車輛總線。車輛總線上提供的信息對于處理電路110是有用的，該信息包括車輛速度，行進距離，車輛是靜止或運動的，和車輛的轉向盤是否正在轉動。車輛上的傾角儀或其他形式滾轉傳感器可以提供有用的其他信息。
如圖3所示，羅盤電路110還可以包括功率源電路124，它從車輛電池或點火系統耦合到電源線。功率源124把從車輛提供的功率轉換成羅盤電路中各種電子元件可利用的電壓。在車輛電池或點火系統中電壓大于12伏的情況下，可以利用諸如共同轉讓美國專利申請No.6,262,831中公開的功率源電路。
如以下所描述的，全部或部分的電子羅盤電路100安裝在車輛的后視鏡組件上或組件內。然而，可以理解，全部或部分的羅盤電路100可以安裝在車輛內的任何地方，例如，頂部儀表板，安裝在前擋風玻璃的儀表板，車輛A柱子上的儀表板，車輛的儀表盤，或任何其他的位置。例如，傳感器104，106和任選的傳感器108可以安裝在后視鏡組件上或組件內，而羅盤系統的其余部分可以處在車輛的任何位置，例如，頂部儀表板或儀表盤。傳感器的輸出可用于其他的車輛系統，例如，導航系統，前燈控制系統，和/或遠程信息處理系統。
圖4是至少包含字母數字顯示形式航向指示器114的后視鏡組件140正視圖。圖5表示這種后視鏡組件的側視圖，其切開部分用于展示安裝到組件140的反射鏡外殼144內電路板150的傳感器104，106和任選傳感器108。圖6表示后視鏡組件140的側視圖，但電路板150上安裝的傳感器104，106和108設置在后視鏡組件140中安裝結構145的安裝底部146。圖7表示圖4和5所示后視鏡組件140的頂視圖。如圖4至圖7中的每個附圖所示，后視鏡組件140包含樞軸耦合到安裝結構145的反射鏡外殼144，安裝結構145又可以安裝到車輛擋風玻璃的內側，或可以安裝到頂部結構或沿車輛擋風玻璃頂部延伸的headliner。外殼144包含儀表框142，儀表框142放置在外殼144正面的周邊以使反射鏡單元128定位。
反射鏡單元128最好是電致變色鏡單元，它改變反射率以響應所加的電壓信號。如圖3所示，羅盤電路100的處理電路110可以耦合到電致變色(EC)驅動電路126，驅動電路126又提供驅動電壓給電致變色鏡單元128以及電致變色鏡單元以外的任何單元。可以對處理電路110編程以響應環境/眩光傳感器130的輸出信號。具體地說，眩光傳感器是這樣設置的，它可以檢測來自車輛后部的光，而環境光傳感器通常設置在反射鏡外殼144的相反側，可以檢測車輛前方的環境光強度。響應于傳感器130檢測的光強，處理電路110可以控制EC驅動電路126，從而控制電致變色鏡單元128以及電致變色鏡單元以外任何單元的反射率。合適的EC驅動電路是眾所周知的，在共同轉讓的美國專利No.6,247,819中公開一個EC驅動電路的例子。后視鏡組件140可以包含合適的用戶輸入開關116，允許用戶激活或去激活電致變色鏡反射率的自動控制。可以提供指示器LED 132等單元以指出電致變色鏡是否處在自動狀態。
用戶輸入開關116可以有后視鏡組件上或車輛內任何附件上通常利用的任何形式。在共同轉讓的美國專利No.6,407,468和6,420,800中公開用戶輸入開關的合適結構，其標題為“REARVIEW MIRRORWITH BUTTONS INCORPORATING DISPLAY”。另一種合適的結構是在共同轉讓的美國專利No.6,471,362中公開，其標題為“MIRROR WITH IMPROVED BUTTON CONSTRUCTION”。
如圖4所示，航向指示顯示器114可以安裝在后視鏡單元128之后，其透明窗口制成在后視鏡128的反射面上，允許通過后視鏡觀看航向。然而，后視鏡128還可以有這樣的結構，它包含上述共同轉讓的美國專利No.6,356,376中公開的特征。這個專利公開各種反射鏡結構，允許觀看放置在后視鏡之后的顯示器，但沒有完全消除顯示器前面的反射性。還應當理解，合適的顯示器114或其他的航向指示器可以放置在儀表框142上或其附近，或在安裝結構145上或其附近，或在后視鏡組件140附近或遠離該附件。附加的信息顯示器可以合并在反射鏡組件中，例如，美國專利No.6,170,956中所公開的乘客側面充氣抑制指示顯示器。
如圖5所示，磁傳感器單元104，106，和108可以安裝到反射鏡外殼144中的電路板150上。電路板150可以是豎直的，水平的，或任何其他的取向，只要傳感器大致是這樣的取向，X軸傳感器104的軸大致與車輛的縱軸(即，行進方向)平行，而Y軸傳感器106的軸相對于車輛大致是水平和橫向的并與X軸傳感器104垂直。因此，X軸傳感器104和Y軸傳感器106可以是這樣安排的，它們的軸都是在水平面上。如果有Z軸傳感器108，則它可以安排成其軸是大致豎直的。Z軸傳感器108的軸最好垂直于傳感器104和傳感器106的軸。
若傳感器安裝到反射鏡外殼144上，則最好是在反射鏡外殼144內安裝傾斜傳感器(未畫出)，用于檢測反射鏡外殼和傳感器單元用人工方式發生的傾斜，特別是在不利用Z軸傳感器108的情況下。在共同轉讓的美國專利No.6,023,229和6,140,933中公開合適傾斜傳感器的例子。然而，如以下所描述的，若配置Z軸傳感器108，則傾斜傳感器不是必需的。
圖6表示傳感器104，106，和108安裝到安裝結構145安裝底部146內的另一種結構。在安裝底部146內安裝傳感器104，106，和108的優點是，它們與車輛之間可以保持固定的關系。
在共同轉讓的美國專利申請No.09/800,460中公開另一種磁傳感器的合適安裝方案，其標題為“SYSTEM FOR CONTROLLINGEXTERIOR VEHICLE LIGHTS”。在這個專利申請中，羅盤傳感器安裝到支承結構上，在與反射鏡安裝底部連接的外殼內可以調整該結構的位置。還利用這個申請中公開的支承結構以支承前燈控制系統和/或雨水檢測系統中的攝像機系統。外殼內的支承件可以調整位置以保證安裝的攝像機相對于車輛大致成水平方向。因為不同車輛上擋風玻璃的角度差別很大，在固定的外殼內調整攝像機和羅盤傳感器的能力可以使它適用于各種車輛模型平臺的結構，而不必重新設計每種不同車輛的每個反射鏡安裝結構。按照這種方式安裝羅盤傳感器的優點是，不但保證X和Y傳感器相對于車輛是水平安裝的，而且可以利用從攝像機得到的圖像，例如，當車輛放置在目標的前方時，可以保證羅盤傳感器粘貼到車輛擋風玻璃之后有正確的取向。
可以利用的一種形式傳感器包裝是Aichi Steel和Aichi-MI開發的磁阻抗傳感器包裝。這種包裝包含兩個磁阻抗(MI)傳感器，它們按照互相垂直的取向制成在集成電路上。另一種Aichi-MI傳感器集成電路包含三個MI傳感器。相同的傳感器包裝技術可用于集成傳感器與羅盤傳感器電路的其他元件，它包含處理電路110的微處理器。這種MI技術不同于磁感應技術，MI傳感器與檢測電感器上的磁心形成電路連接。此外，與現有的傳感器比較，這種傳感器的尺寸可以做得極小，因此，它可以與所需的信號處理集成電路一起埋入到小型SMT包裝中。由于它們具有很小的尺寸，MI傳感器不但可以放置在反射鏡外殼中，而且可以放置在安裝臂/管中，或連接到管道座上。MI傳感器還可以合并到多傳感器組件中，它包含諸如光電傳感器的傳感器。MI傳感器的磁心材料可以是鈷或鐵基的非晶體或納晶。可以利用的各種磁心幾何形狀是條狀，帶狀，或線狀。線狀磁心往往比條狀或帶狀有較高的有效磁導率，從而有較高的靈敏度。
在需要安裝GPS天線到后視鏡組件140的情況下，天線的安裝可以按照共同轉讓的美國專利No.6,396,446中描述的技術，其標題為“MICROWAVE ANTENNA FOR USE IN A VEHICLE”。在共同轉讓的美國專利申請出版物No.2002/0032510 A1中公開另一種合適的天線，其標題為“VEHICLE REARVIEW MIRROR ASSEMBLYINCORPORATING COMMUNICATION SYSTEM”。
我們已描述了電子羅盤系統的硬件，以下給出處理電路110執行本發明過程的綜述。在綜述之后，參照圖11-21詳細描述說明本發明概念的第一個實施例。
如上所述，在這個優選實施例中，磁傳感器電路102包含大致豎直安排的Z軸檢測元件108，用于檢測與X軸傳感器104和Y軸傳感器106檢測分量垂直的磁場分量。因此，本發明的過程最好是在三維坐標系統中變換數據。理想的是，變換的數據對應于一個球面，而不是單個固定平面上的圓。
為了更好地說明本發明的原理，現在參照表示羅盤的磁傳感器坐標系統的圖8，它改變成說明真正北極與磁北極的偏移和傳感器取向相對于車輛的位移。更具體地說，我們畫出部分的“世界球面”以及標記為Xw，Yw，Zw的坐標平面，其中Xw坐標軸與車輛的行進方向對準且大致是水平的(即，與地球表面相切)，Zw坐標軸是豎直的(即，指向地球的中心)，而Yw坐標軸是水平的，且橫向設置成與車輛的行進方向垂直。
真正北極(即，地球轉軸的北極)實際上與磁北極不一致，所以，磁針羅盤必須考慮到磁傾角D，它相當于磁北極與放置羅盤的地球表面上特定位置的實際北極之間角偏移。磁傾角D相對于地球表面上各個地理區域的變換是已知和容易得到的。為了說明磁傾角，用虛線和標記Xv，Yv，Zv表示第二坐標平面，其中Xv軸和Yv軸只是從Xw軸和Yw軸繞Zw，Zv軸相等地轉動了角度D。
假設理想的條件，羅盤傳感器是永久性固定地安裝到車輛上，其中X軸傳感器與車輛的行進方向對準，Z軸傳感器完全沿豎直的方向對準，而Y軸傳感器與X軸傳感器和Z軸傳感器垂直對準，我們似乎只需要從檢測的地球磁場矢量相對于X軸傳感器和Y軸傳感器形成的角度φ減去磁傾角D以導出車輛的真正航向。然而，當傳感器安裝到相對于車輛可以運動的外殼上時，例如，后視鏡外殼144(見圖5和7)，傳感器坐標系統的Xm和Ym坐標軸相對于Xv和Yv坐標軸轉動相同的角度φm，而Zm軸保持與Zw軸一致。只要假設或可以識別反射鏡轉動角φm，則它可以從航向角以及磁傾角D中減去以給出正確的航向。
若反射鏡外殼144相對于它的水平橫軸(即，它的Ym軸)是傾斜的以適應不同高度的駕駛員(見圖5)，則計算就變得非常復雜。這種相對于Ym軸的傾斜可以保持得到的Yr軸與Ym軸一致，但從Xm和Zm軸轉動Xr和Zr軸一個角度θm。
如上所述，車輛的磁性以及地球磁場以外的外磁場都影響傳感器檢測的磁場。若沒有這些影響以及傳感器相對于水平方向不傾斜(即，θm＝0°)，則從傳感器得到的數據曲線是橫切球面上的圓，該球面與圓有相同的半徑和中心點，而中心點對應于坐標平面的原點，半徑對應于地球磁場矢量的幅度，該圓是在平行于傳感器的水平X-Y坐標平面的平面上(即，z分量值至少局部保持恒定)。然而，傾斜反射鏡使保持水平的圓相對于X-Y平面形成傾斜角θm，因此，z分量值作為車輛方向的函數而變化。若僅僅考慮和畫出X和Y傳感器的輸出，則X-Y平面上的數據呈現橢圓形。基于一般人的平均傾斜角，可以把假設的反射鏡傾斜角θm作為因子考慮反射鏡的傾斜，或者，當車輛行駛通過360°的轉角時，通過監測從Z軸傳感器得到的數據變化測量反射鏡的傾斜。
車輛磁性和外磁場的影響通常使本地球面的中心(scxs，scys，sczs)與傳感器坐標系統的原點(x0，y0，z0)發生很大的位移。因為原點的x，y，和z值為0，補償這個位移可以從每個矢量RDG中減去矢量SC得到，矢量SC是從原點延伸到世界球面的中心，而矢量RDG是從原點延伸到磁傳感器數據的對應點(rdgxs，rdgys，rdgzs)(見圖9和10)。這個補償是通過從傳感器得到的每個數據點(rdgxs，rdgys，rdgzs)減去本地球面中心點的x，y，和z值(scxs，scys，sczs)完成的。合成矢量V是從本地球面的中心延伸到該數據點。如圖8和9所示，本地球面的半徑矢量為RS(其幅度為rsxsr)和中心點為(scxs，scys，sczs)，最初它是假設的，然后通過以下描述的模擬序列進行重新計算。為了有助于模擬過程，從矢量V中減去當前的半徑RS，可以確定該點(rdgxs，rdgys，rdgzs)的誤差矢量VE。可以計算從傳感器得到每個數據點的誤差矢量VE，然后取平均或利用它確定模擬數據(即，中心點(scxs，scys，sczs)和半徑rsxsr)的質量。如以下所描述的，隨后可以改變中心點和半徑以得到與從傳感器得到數據有“最佳擬合”解，該解有最小的平均誤差。然后，可以存儲提供最佳擬合的中心點和半徑，隨后可根據最新的傳感器讀數確定航向角φs，從而可以顯示車輛航向。
共同轉讓的美國專利No.6,023,229和6,140,933描述利用球定位(或傾斜和/轉動)傳感器校正航向角和確定反射鏡外殼144已運動，從而觸發再模擬或再校準。
在許多車輛中，駕駛員位置對于不同的駕駛員是足夠一致的，反射鏡圍繞豎直軸的角度調整φm的變化通常是相對地小，因此，校正這種變化與補償車輛中擾動磁場效應的變化比較是不重要的，當反射鏡的位置和/或角度取向相對于這個擾動磁場發生變化時。對于兩個球面反射鏡裝置，這個問題是最顯著的，除了角度取向變化以外還有大的位置調整。在兩個球面反射鏡裝置中，反射鏡位置傳感器也是很復雜的。此外，許多反射鏡用于地球磁場的豎直分量遠遠大于水平分量的部分世界中，因此，在某些情況下，反射鏡外殼繞水平軸Ym的傾斜角θm增量對于羅盤讀數的影響幾倍于繞豎直軸Zm轉動相同幅度φm角所產生的影響。
對于利用反射鏡外殼安裝羅盤的駕駛員，合理的方案是，調整反射鏡到很大不同位置的兩個或多個駕駛員一起旅行和分擔駕駛。在這種情況下，車輛可能在較長的時間內大致沿一個方向行進，因此，需要有這樣的反射鏡，它連續或準連續地評價和更新模擬并基于行進方向的范圍作出有效的模擬調整，行進方向的范圍遠遠小于360°，和甚至遠遠小于180°或90°。需要利用這樣的準則，它確定用于顯示航向信息的最佳擬合的模擬數據在何時是令人滿意的。還需要基于與擬合樣本數據的模擬幾何質量十分有關的這個確定，它相對于累積轉數跨越角度的最小閾值。例如，可以利用與最小二乘方有關的準則測量擬合質量。然后，在擬合模擬幾何中每個樣本數據點的誤差平方平均值一般較低并在可接受的范圍內時，最好是，在它還收斂到主要的最小值時，可以利用模擬幾何作為計算和顯示航向信息的基礎。即使樣本點跨越方向的總變化是小的，或許遠遠小于90°，這可以是正確的，誤差平方平均值的可接受準則可以是設置的閾值或與其他因素有關的變量。這是一個例子，可以利用許多其他擬合質量的測量方法，且可接受準則可用于其他或附加的羅盤數據。
在以上的方案中，一些最大變化的方向可以發生在駕駛員從高速公路退出再進入高速公路時駕駛員的變化。需要一種快速和可靠地獲取和篩選讀數的系統，利用快速和往往相對大的行進方向變化，它通常發生在駕駛員開始的一段旅程。根據以下的描述可以明白，本發明的羅盤系統展示這些所需的特征。
傳感器讀出的原始數據點可以被濾波和/或利用多個讀數取平均。可以包括諸如分布和標準偏差的其他數據作為穩定性指示器的讀數。可以應用任選的數據轉換，它可以包括以下討論的一種或多種轉換。可以確定和存儲比例因子作為部分的工廠校準，它可用于模擬，校準，或均衡地磁儀讀數中兩個或多個方向分量的增益。在與該讀數匯編的統計數據基礎上，在數據點擬合當前模擬幾何的基礎上，以及在該讀數的豎直Z軸分量與當前樣本點的讀數如何一致和附加準則的基礎上，可以任選地評價數據點。若在這些評價下的數據點是合格的，以及若模擬幾何作為處理磁場數據讀數的基礎是合格的，則產生和任選地顯示基于獲取數據點的航向指示。處理的地磁儀數據還可用于其他的目的。
評價數據點是用于登錄或立刻包含在激活的樣本組，而當前存儲的激活和非激活數據點評價是用于狀態的變化或樣本組中的刪除或替換。然后匯編和保持樣本組。良好樣本組的發展通常改進羅盤讀數的準確性并作為相對快速響應于模擬要求中位移的基礎，位移是由于反射鏡的調整，而磁傳感器包含在可移動的反射鏡外殼中。
其次，完成樣本點的分析以提供從地磁儀讀數獲取航向信息所需的數據。一種優選的方法是選取和精煉圖形，該圖形是地磁儀讀數響應于地球磁場的圖形指紋特征，這是由于改變的車輛方向和統計擬合這個圖形到變化取向的車輛中記錄的一組地磁儀讀數。然后，來自這個圖形擬合過程的數據用于提取隨后讀數的分量，它主要是由于來自其他磁擾動源的擾動效應的地球磁場，特別是在車輛內的磁擾動源。提取的讀數和/或提取過程中得到的數據用于計算航向。雖然在每個實施例中不是必需的，擬合算法可以產生指出擬合質量的數字，這個數字最好用于迭代序列中以找到給出近似最佳擬合圖形的改動和/或取向。最好還利用上述數字所示的擬合質量作為其他判定基礎的一個變量。例如，擬合質量可用作確定擬合是滿意的部分基礎，它可用作處理和輸出航向指示的基礎。若圖形的不同開始條件導致收斂于擬合過程中不同的本地最小值，則擬合質量可用于部分確定選取哪個作為最佳擬合。在這種情況下，若一個本地最小值不是明確的最佳擬合，則可以禁止使用該擬合作為計算航向信息的基礎并精煉該樣本組以解決不確定性。最好是，用于擬合算法的計算過程的成分可以有其他的用途。
作為例子，在一個優選實施例中，以矢量形式計算讀數與模擬圖形的距離作為每個讀數的上述誤差矢量VE。距離的平方，即，誤差矢量幅度的平方，用在擬合計算中，而誤差矢量的分量用在算法中，可以有效地預測迭代過程中圖形的位置或變化以確定近似的最佳擬合。此外，用于確定誤差矢量的計算直接用于轉換誤差矢量到所需的基礎坐標系統。此外，在根據圖形確定該點距離中計算的角度直接用于確定給定讀數的航向角，或許還可以確定哪些讀數互相接近和近似地測定它們的間隔。該點與近似的最佳擬合圖形的距離可以用作增加或拒絕樣本組中點的部分基礎，它可用于確定最佳擬合圖形，或接收或拒絕用于確定當前航向的點。在這個優選配置中，大部分的相同計算用于分析樣本組中的每點，它又作為部分的計算以評價擬合質量，確定迭代序列中下一個擬合近似，和應用當前的最佳擬合圖形以處理各個讀數，從而部分地評價它們的質量和確定相關的航向。
如上所述，可以連續或周期性地調整模擬幾何圖形以便更好地擬合樣本點。例如，若模擬圖形或幾何形狀是球面，則可以調整球面的半徑。球面的半徑通常與地球磁場強度或其水平分量有關，它取決于所使用的模擬類型。在任何情況下，這個參數對于給定的位置應當是穩定的，即使發生諸如車輛磁化圖形的變化或對安裝傳感器的反射鏡進行調整。具體地說，當傳感器安裝在反射鏡上時，理想的情況是，在反射鏡位置變化之后，以最小的數據量快速地調整模擬圖形。對于這種變化，最佳擬合半徑不可能改變很大，即使有也很小，此外，正確確定半徑通常需要在模擬圖形上有均勻分布的樣本點。優先保留模擬圖形中以前的最佳擬合半徑是明智的，直至樣本點的分布和質量適合于給出正確調整這個數值的數據。利用以前確定的半徑，可以有效利用較局限的樣本組以便快速和合適地響應于羅盤模擬中所需的變化。最好是，也把這個方法擴展到其他的參數，即，建立可以調整參數的一般層次以得到近似的最佳擬合，它是根據在模擬變化時或在預期車輛環境的相對短期變化時參數有相對穩定性。最好保留在這些變化中參數有最穩定的數值，直至得到可能導致改進設置的數據。
在一些實施例中，可能有這樣一些情況，需要變換到不同的模擬參照圖形，而不僅僅是調整現有的圖形，例如，在圓形與橢圓形參照圖形之間的變換，或許是在二維圖形與三維圖形之間的變換。
然后，把模擬圖形與激活樣本點進行比較，并給出擬合質量的指示。擬合質量的數字表示和諸如最小二乘方擬合的分析是理想的。隨后，可以預測模擬圖形的形狀和/或位置的變化以獲得更好餓擬合。這些模擬的范圍可以從階躍通過可能選擇的陣列到計算絕對或增量改動以確定用于下一個最佳擬合的模擬圖形。此外，為了限制程序大小和計算時間，最好是利用預測過程，它與其他的必需計算分享中間數字結果，例如，用于測量擬合質量的計算。可以迭代地應用預測到以達到近似的最佳擬合。
在模擬的最初開始或主要位移之后，樣本組可以局限于非常小部分的模擬幾何。在這種情況下，有利的是增加其他的約束，為的是利用有限的樣本組獲得合理的準確模擬。例如，在利用其半徑大致相當于地球磁場水平分量的模擬球面時，當車輛轉動通過完整的圓時，球面中心通常應當大致落在磁場矢量所經歷的圓中心。在這種情況下，模擬球面的中心大致落在樣本點圓的水平面上。這大致也是樣本點重心的豎直分量確定的水平面。因此，當樣本點的分布不是足夠均勻地以確定這個平面時，有利的是約束模擬球面的中心到包含樣本點重心的水平面(可以給每點分配相等或不相等的權重)。
另一個可能發生的問題是，樣本組中的樣本點分布在整個范圍的有限部分，且樣本組沒有至少包含互相足夠分開的三個點。在這些情況下，很難區分球面的正確中心與樣本組中相對于各點的第一點鏡像的中心點。另一個給出收斂到正確中心點問題的開始中心位置是在大致連接所描述的兩個中心點直線的垂直平分線上。在這種情況下，例如，利用以上描述的預測器，收斂是這樣的，它首先放置數據點的重心接近于模擬球面，然后，慢慢地收斂到正確的中心或不正確的鏡像中心。處理該問題的優選方法是例行地或在出現收斂質量問題的情況下，嘗試幾個開始中心點，這些點可能大致落在圍繞樣本點重心的圓上。對于每個開始點，應當進行迭代操作以獲得給定開始點近似的最佳擬合。然后，對于每個開始位置，應當比較對應于近似最佳擬合的中心，若它們大致不是相同的點，則應當比較每點的擬合質量。若一個點的擬合質量遠遠優于其他點的擬合質量，則與它對應的點應當是我們所選取的點。否則，應當精煉樣本組，直至得到關于單個近似最佳擬合中心點最高質量的最佳擬合。
最好是，對于它的每個檢測方向，測量磁傳感器的相對增益作為部分的生產校準。而且，最好是存儲校準常數和應用這些常數到每個讀數，地磁儀隨后采用該讀數以校準或至少均衡地磁儀每個檢測軸的相對增益。若存在給出固有橢圓響應圖形的條件，則最好預先定標數據，然后，可以利用圓或球面擬合過程。具體地說，若傳感器安裝到反射鏡上，則通常方便的是使標稱豎直軸平行于電路板的近似豎直面。然而，在車輛中，反射鏡上的電路板對于一般駕駛員通常不是在豎直位置。假設Y軸傳感器也平行于電路板且在水平面上，最好是圍繞這個軸作坐標轉動以建立X和Y軸大致落在一般駕駛員的水平面的坐標系統，而轉變的Z軸對于一般駕駛員是標稱豎直的。
對于第一個優選實施例，選取球面作為模擬圖形。在一個優選實施例中，模擬半徑最好設置成這樣的數值，當車輛在圓中轉彎時，磁傳感器讀數記錄的圓在它的最佳擬合位置上近似地形成這個球面的赤道。最好是，僅當有這樣一組樣本點時調整這個半徑，該組樣本點有相對高的質量和有相對好的分布。最好是，例如，迭代通過一組試驗半徑以找到一個良好擬合和多個樣本點落在模擬球面赤道附近的半徑。一旦建立合理的中心點，除了以下描述的情況以外，最好利用以前建立的中心點作為新迭代的起始點。最好是，利用每個樣本點誤差矢量之和的平均值作為矢量增加到以前的中心點以建立迭代過程中相繼步驟的新中心點。迭代序列最好是繼續進行，直至幾個相繼迭代的中心變化是在閾值以下。
當擬合質量是可疑時，如相對高的模擬誤差指示所指出的，此處還應當應用類似于或大致相當于以下描述的附加迭代。
在一些實施例中，最好是，不但計算而且還給相同點組中的每與點存儲一個指示，關于該點擬合模擬幾何數據圖形的程度。這可以是質量指示或誤差指示，例如，與模擬圖形之間距離的平方。最好是，存儲時間的指示或至少是采集樣本點的相對順序以及樣本點組。例如，這可以是順序編號，時間和日期，或行駛里數。通過按照先進先出(FIFO)的基礎存儲樣本點到存儲器中，可以保持樣本點的采集順序。
對于給定的樣本點組，可以存儲樣本點組中每點的質量/誤差指示和伴隨的描述。然后，可以根據計算每點的φ角排列各點的順序。有序列表中相鄰的各個點對，包括第一個和排列最后一個構成的點對，可以認為它們是相鄰的兩個點。可以利用與每個點對相關角度的角度φ模360°差的幅度作為各個相鄰點對中兩個元素之間的間隔指示。
類似于找到重心的任選計算對于確定樣本點的分布中心是有用的。例如，可以給每個樣本點分配一個假設的質量，于是，質量中心的x分量等于該組中各點x分量的平均值。類似地，y分量和z分量分別等于各點的y分量和z分量的平均值。
有各種應用選擇準則的可能方法。一般地說，給出一個新點，它是替換一個現有激活樣本點的候選點，首先應當作出是否替換的決定，其次，如果需要替換，則需要替換現有激活樣本點組中哪個點。一種應用選擇定則的方法是，例如，暫時地，相繼地，和利用候選點一次替換一個現有激活樣本組中的每點。在每次利用候選點暫時替換單個樣本點時，根據需要進行計算，并記錄應用替換準則比較結果所需的信息。然后，把記錄的結果互相比較，并與現有樣本組中類似的數據進行比較，以便知道該替換是否滿足組合的準則，如果滿足，則選取哪個候選點進行替換可以實現最佳滿足該準則。然后，如果沒有滿意的替換，則不改變樣本組，以及候選點不用作樣本組的激活點。否則，保留產生最優結果的替換，以及丟棄被替換的點，或把它分配到非激活組。
其次，在每次替換時，記錄最大間隔和次最大間隔的角度，并把每次替換的這些結果互相比較，再與原始樣本組中最大間隔和次最大間隔的結果進行比較，以便確定任何可能替換的合適性以及在這個準則下合適性的選擇進行分類。
把原始樣本組的重心和每個替換樣本組的重心進行比較，并按照類似于上述評價間隔的方式進行分類。
最好是，在檢測到圖形變化時，最終清除較舊的點和至少知道相對的采集時間。當擬合新圖形的數據需要與不擬合的數據分開時，這個信息是有用的。此處，點組的分開或劃分可以部分地基于獲取這些數據的順序。最好是，優先保留擬合圖形很好的數據以及具有穩定讀數所采集的統計數據，優先拒絕擬合不好的數據或在噪聲條件下獲取的數據。
地球磁場的豎直分量和對測量豎直磁場分量的附加效應應當相對地穩定，即使在水平面上作了多次轉動，附加效應是由于車輛內豎直磁場分量造成的。豎直分量讀數的重大變化很可能是由瞬態條件或導致更永久的模擬位移的變化造成的。若該變化是瞬態的，則測量點可能不是用作樣本點或航向計算的良好點。若位移是長的或半永久性的，則可能需要對正確再模擬羅盤有較快的響應。在任何的情況下，特定點的磁場強度豎直分量與占優勢的豎直分量平均值或與特定點組的豎直分量平均值進行比較，對于確定具體讀數不可能擬合當前圖形的情況是有用的。確定這種變化是暫時或相對永久的最好是部分地由讀數累積史作出。若讀數的豎直分量中有相對穩定的位移，則可能有模擬的位移。此處，有利的是在首先檢測到位移之后存儲代表性度數，因此，可以評價該讀數，使它包含在新模擬樣本組中，有利的是清除或在模擬位移非激活之前獲取的數據。若讀數的豎直分量在短的距離或駕駛周期之后通常還原到以前或占優勢數值，則可以假設該變化是瞬態的，最好從樣本組中清除有位移的數值。
若傳感器安裝到可移動的反射鏡組件，則可以改變模擬的反射鏡調整往往是在駕駛員開始新的旅程之前或剛開始時進行，在退出公路和轉入街道時，在退出停車場和轉入街道時，或在圍繞四葉式立體交叉行進到高速公路時，很可能有多次轉動。這些情況往往提供快速收集變化取向數據點的最佳機會。這種數據對于快速校正羅盤模擬是非常有用的。然而，在得到更多點以確認模擬已確實改變之前，快速地清除全部現有點是冒險的。在獲取和暫時存儲這些點之后證實這些點是有效樣本點具有這樣的優點，它可以對得到的數據進行慎重考慮，為的是避免清除良好的數據點以及在合理確認之前可能證明是有問題的數據，這些數據是穩定的，且不是經過的瞬態。
除了上述的內容以外，羅盤系統接收車輛是否運動的指示是有益的。例如，若車輛不在運動，則羅盤系統可以配置成不更新顯示的航向或改變存儲的模擬幾何圖形(或相關的點組)。按照這種方式，若傳感器安裝到反射鏡外殼中和駕駛員在車輛穩定時調整反射鏡，則顯示的航向不發生變化。這是有利的，因為駕駛員不可能相信羅盤是正常地工作，如果航向在車輛不運動時發生變化。車輛是否在運動的指示可以是從車輛中另一個元件(例如，GPS)發射信號的形式，該元件指出車輛究竟是穩定或運動的。該信號不必指出車輛行進的速度，而僅僅說明車輛是否在運動。按照本發明的一些實施例，代表車輛速度的信號仍然可用于確定車輛是否為穩定的。此外，可以對羅盤進行編程，若從傳感器讀出的數據在超過一段預定的時間周期內有最小的噪聲電平(例如，大于2mG)，則假設車輛是運動的。或者，微音器或振動傳感器可用于確定車輛是否在運動。
我們已經描述了本發明模擬過程的一般概念，以下描述體現某些上述概念的第一個實施例中更具體的例子。然而，本發明不局限于這個例子中的具體細節。
最好是，對處理電路110進行編程作為狀態機運行。圖11表示各種運行狀態和用于改變狀態的準則。參照從圖12A開始的流程圖，進一步描述關于進入或退出任何狀態的更詳細信息。關于圖11所示的狀態圖，在啟動車輛點火時，處理電路首先工作在POWER_ON狀態150。若以前從未計算過羅盤的模擬幾何，則在非易失性存儲器(NVM)112中沒有存儲的模擬數據，從而使處理電路110進入APPROXIMATE狀態152。在得到滿足某個準則的規定數目數據點之前，處理電路保持在APPROXIMATE狀態152。根據這些數據點，得到模擬的最佳擬合數據并存儲到NVM 112，隨后用于計算和顯示車輛航向。然后，處理電路110進入LEARN狀態156。若車輛隨后息火并再次點火，則處理電路110進入狀態圖中POWER_ON狀態150。然而，此時的有效模擬數據已存儲到NVM 112，因此，處理電路110進入INITIALIZE狀態154。在INITIALIZE狀態期間，處理電路110處理來自傳感器的數據，直至得到滿足某個準則的最小數目數據點，與此同時，利用NVM 112中存儲的模擬數據，計算和顯示車輛航向。此時，處理電路110進入LEARN狀態156。在LEARN狀態期間，處理電路110繼續累積滿足某個準則的附加數據點，用于更新以前在APPROXIMATE或INITIALIZE狀態中得到的模擬數據。如以下更詳細討論的，若這些數據點中的任何數據點與模擬地理圖形的外表面(即，本地球面)之間有一段距離，使誤差矢量VE的幅度大于預定的閾值，則處理電路110設置refitFlag為TRUE，清除所有以前得到的數據點，和重新進入INITIALIZE狀態154，在再次得到滿足規定準則的最小數目數據點之前，處理電路保留在該狀態。
當處理電路110是在LEARN狀態156并得到規定數目的數據點時，該數目超過進入LEARN狀態所要求的最小數據點，處理電路110就進入LOCK狀態158，直至誤確認差矢量VE的幅度超過規定的最大值。此時，處理電路回到INITIALIZE狀態154，并設置refitFlag為TRUE，和清除所有以前得到的數據點。否則，處理電路110保留在LOCK狀態158。每當最新產生的模擬數據與NVM 112中存儲的模擬數據之差值大于某個極限時，NVM中舊的模擬數據被新的模擬數據改寫。
圖12A說明處理電路110在執行羅盤流程控制算法200時完成的步驟。處理電路110在這個程序中完成的第一步是從磁傳感器電路102接收數據，它代表從磁傳感器電路102得到的最新原始地磁儀數據點的X，Y和Z坐標。然后，處理電路110執行步驟202，該步驟調用圖13所示的NoiseAnalysis子程序204。
NoiseAnalysis子程序204用于濾波和平滑從傳感器電路102接收到的原始地磁儀數據點(rawMagPoint)。在步驟206，利用基于以下公式的指數平滑操作，處理電路110首先濾波原始地磁儀數據點EX1n＝αx1×X1n+(1-αx1)EX1n-1EY1n＝αy1×Y1n+(1-αy1)EY1n-1EZ1n＝αz1×Z1n+(1-αz1)EZ1n-1其中αx1＝αy1＝αz1＝0.5，和X1n，Y1n，Z1n分別等于rawMagPoint的X，Y，或Z分量值。在這個公式中，EX1n-1，EY1n-1，EZ1n-1分別代表以前濾波原始數據點的對應X，Y，或Z分量值。然而，當羅盤系統得到第一數據點時，EX1n-1，EY1n-1，和EZ1n-1分別設置成等于EX1n，EY1n和EZ1n，因為沒有可以平滑第一個rawMagPoint的數據。然后，濾波的rawMagPoint(EX1n，EY1n，EZ1n)傳輸到步驟208，按照以下的公式利用第二個指數平滑濾波器，其中αx2＝αy2＝αz2＝0.25EX2n＝αx2×EX1n+(1-αx2)EX2n-1EY2n＝αy2×EY1n+(1-αy2)EYn-1EZ2n＝αz2×EZ1n+(1-αz2)EZ2n-1如上所述，在一個優選實施例中，αx1＝αy1＝αz1＝0.5，和αx2＝αy2＝αz2＝0.25。然而，這些值是基于噪聲電平和所要求的性能而變化的。例如，設置αz1＝0.125和αz2＝0.0625導致更深度平滑的Z數據，因此對數據組中的噪聲條件響應較小。在這些公式中，(EX2n-1，EY2n-1，EZ2n-1)代表以前濾波newMagPoint的對應X，Y，或Z分量值。利用第二個濾波步驟，因為兩個濾波器之間固有的相位延遲使增益增加，且它隨頻率而增大。然而，應當理解，這第二個濾波步驟是任選的。然后在步驟210，處理電路110在變量newMagPoint中存儲(EX2n，EY2n，EZ2n)的值(newMagPoint＝(EX2n，EY2n，EZ2n))。
然后，在方框206中分析第一個指數平滑濾波器輸出的變化，把它與步驟208中第二個指數平滑濾波器輸出的變化進行比較。基于測得的變化量和發生顯著變化量之后過去的時間量，在步驟212中完成的這個分析分配質量指數。因此，這個步驟實際上是計算二次濾波數據點位置的一階導數，它代表濾波數據點位置的變化率(即，類似于速度)。這可以寫成以下的公式DX1n＝EX1n-EX2n-1DY1n＝EY1n-EY2n-1DZ1n＝EZ1n-EZ2n-1在步驟214，處理電路110計算二次濾波數據點位置的二階導數，它代表濾波數據點位置變化率的變化率(即，類似于加速度)，其中利用以下的公式DX2n＝DX1n-DX1n-1
DY2n＝DY1n-DY1n-1DZ2n＝DZ1n-DZ1n-1其中DX2n-1，DY2n-1，DZ2n-1是以前rawMagPoint得到DX2n，DY2，DZ2的以前值。步驟206-214是對rawMagPoint中每個X，Y和Z值進行的，然后在步驟216，首先把合成矢量D2n的幅度(D2n＝SQRT(DX2n2+DY2n2+DZ2n2))與HIGH_LEVEL的預定值進行比較。若D2n的幅度(Magnitude D2n)大于HIGH_LEVEL，則處理電路110執行步驟218，其中在過程流程返回到CompassFlowControl程序200中的步驟240(圖12A)之前，設置變量delayCounter等于常數LONG_DELAY，和設置變量noiseLevel等于常數NOISY。
在步驟216中，若處理電路110確定Magnitude D2n不大于HIGHLEVEL，則它進行到步驟220，把Magnitude D2n與常數MED_LEVEL進行比較。若Magnitude D2n大于MED_LEVEL，則處理電路110進行到步驟222，其中它設置變量delayCounter等于delayCounter的以前值或常數MED_DELAY中較大的一個。在返回到CompassFlowControl程序200中的步驟240之前，處理電路110還在步驟222設置noiseLevel等于NOISY。
若Magnitude D2n不大于HIGH_LEVEL或MED_LEVEL，則處理電路110進行到步驟224，其中它確定Magnitude D2n是否大于常數LOW_LEVEL。若在步驟224大于常數LOW_LEVEL，則處理電路110設置變量delayCounter等于delayCounter的以前值或常數SHORT_DELAY中較大的一個，而在返回到程序200中的步驟240之前，設置變量noiseLevel等于NOISY(步驟226)。
若Magnitude D2n不大于LOW_LEVEL，則在進行到步驟230之前，處理電路110在步驟228使delayCounter減1，在步驟230確定delayCounter是否大于0。若delayCounter大于0，則在返回到程序200中的步驟240之前，處理電路110在步驟232設置noiseLevel等于QUIET。在步驟230，若處理電路1101確定delayCounter不大于0，則在程序200的步驟240之前，它進行到步驟234，其中設置noiseLevel等于SILENT。步驟216-226中使用不同的值可以是，例如，HIGH_LEVEL＝25，MED_LEVEL＝15，LOW_LEVEL＝5，LONGDELAY＝8，MED_DELAY＝4，和SHORT_DELAY＝2。
在圖24-27中，描述噪聲分析程序的另一個實施方案。圖24表示噪聲分析功能的高級方框圖，它接收X，Y，和Z傳感器的原始傳感器數據，并提供濾波的X，Y，和Z傳感器數據和noiseLevel指示。當noiseLevel是“SILENT”時，完成所有的羅盤操作。當noiseLevel是“QUIET”時，禁止對PointSet中的數據點作改動。當noiseLevel是“NOISY”時，禁止對PointSet中的數據點作改動以及禁止對CompassState的醫療。顯示的航向是CompassState的元素，因此，當存在“NOISY”條件時，不對它進行改動。當它們各自的值大于0時，對輸出NOISY，QUIET，和SILENT的評價是TRUE。圖25表示詳細的方框圖。
如圖25所示，來自地磁儀102的原始數據X提供給第一個指數濾波器820，濾波器820類似于圖13所示功能塊206的濾波功能，其中α＝0.5。第一個濾波器820的輸出EX1提供給第二個指數濾波器822和以下描述的功能塊824。第二個濾波器822類似于圖13所示功能塊208的濾波功能，其中α＝0.25。第二個濾波器822的輸出EX2提供給功能塊824。功能塊824完成類似于圖13所示功能塊212的功能，并提供DX1到功能塊826。功能塊826完成類似于圖13所示功能塊214的功能并提供輸出DX2。對地磁儀102的Y和Z原始數據完成類似的濾波和處理操作，以及DX2，DY2，和DZ2的數值提供給功能塊828。
功能塊828對DX2，DY2，和DZ2的每個數值取平方和把這些平方值相加。標記為“noise”的功能塊828的輸出提供給功能塊830，功能塊830把功能塊828的輸出“noise”除以預定的數值“noiseFactor”并取該值的平方根，再把它相加到預定的數值“delayIntercept”以產生輸出“delay”。輸出“delay”提供給功能塊832并代表NOISY的條件。換句話說，若“delay”的數值大于0，則NOISY是TRUE，因此找到存在NOISY的條件。
功能塊832利用數值“delay”和預定數值“maxDelay”計算函數MIN的數值，以及利用數值“delay”和0計算函數MAX的數值。MAX和MIN的數值提供給功能塊834和838。再次利用數值“delay”但用數值“peak”替換0，功能塊834重新計算函數MAX的數值。從功能塊836的輸出導出“peak”的數值，功能塊836從功能塊834的輸出中減去數值“1”。功能塊834的輸出代表QUIET的條件。換句話說，若功能塊834的輸出大于0，則QUIET是TRUE，因此找到存在QUIET的條件。
功能塊834的輸出還提供給功能塊838，功能塊838把功能塊834的輸出值與功能塊832的輸出值相加。功能塊838的輸出被反相器840求逆，反相器840的輸出代表SILENT的條件。換句話說，若功能塊840的輸出大于0，則SILENT是TRUE，因此找到存在SILENT的條件。
圖26表示延遲信號與DX22+DY22+DZ22的平方根定義的噪聲信號之間關系，其中noiseFactor＝10，delayIntercept＝-3，和maxDelay＝32。
當模擬球面的半徑增大時，磁噪聲變得不重要。例如，在USA的Michigan，Zeeland，球面半徑約為180mG。若我們希望忽略大于信號10％時的任何噪聲，則我們關心的噪聲電平是在18-20mG的范圍內。在Singapore，球面半徑約為400mG。在這種情況下，我們關心的噪聲電平大于它的2倍。所以，基于地球磁場的水平強度(用模擬球面的半徑表示)，適應于系統響應是有利的。這可以通過調整“delayIntercept”的數值來完成。例如，半徑delayIntercept≤128mG-2≤256mG-3≤512mG-4圖27表示延遲信號與DX22+DY22+DZ22的平方根定義的噪聲信號之間關系，其中noiseFactor＝10，delayIntercept＝-4，和maxDelay＝32。
再參照圖12A，在步驟240，處理電路110確定當前是否在POWER_ON狀態。如果是，則處理電路110進行到執行步驟242，在步驟242確定有效的模擬半徑rsxsr是否存儲在NVM 112。最初，非易失性存儲器中沒有存儲這種半徑，除非在羅盤中以前存儲了預模擬數據。只要在NVM 112中沒有存儲有效半徑，處理電路110進行到步驟244，其中設置它的狀態到APPROXIMATE。然后，該過程通過連接器“1”進入到圖12B所示的步驟246。
在步驟246，處理電路110確定noiseLevel是否為SILENT。如果不是，則處理電路110返回到CompassFlowControl程序200，其中在再次執行上述的NoiseAnalysis子程序204之前，得到新的rawMagPoint。然后，在步驟318，處理電路110確定它是在APPROXIMATE狀態并返回到步驟246，以及繼續循環通過步驟200至246(和步驟318)，直至noiseLevel是SILENT。獲得這個結果所需的時間長度取決于接收數據的一致性和它最初變化的程度，這是由于設置delayCounter的長度。一旦noiseLevel是SILENT，則處理電路110執行步驟248，它調用圖14所示的BuildPointSetDistance子程序250。
在一個優選實施例中，例如，在接通電源之后增加10秒的延遲，在此期間收集地磁儀數據并使它通過噪聲濾波器。然而，在10秒延遲到期之前，不調用BuildPointSetDistance子程序250。這可以避免各種磁場瞬態造成學習不正確的數據點。這些瞬態可以由電池充電，開門，反射鏡位置調整等內部原因造成。這些瞬態也可以有外部原因造成，例如，存在氣泵，金屬車庫門，停車場斜坡的金屬桿，等等。在延遲到期之后，在每次有新的地磁儀數據時，調用BuildPointSetDistance子程序250，直至找到兩個數據點。這指出磁場正在發生變化，最可能的原因是車輛的運動。然后，設置VehicleUnderway標志以跟蹤這個事件。當這個事件發生時，丟棄這兩個學習數據點，并調用BuildPointSetDistance子程序250以開始利用Point[1]更新PointSet的構造。或者，可以利用車輛運動的標志。
在BuildPointSetDistance子程序250中，在步驟252，處理電路110首先確定變量numPoints是否大于0。最初，這個變量設置為“0”，所以，在第一次通過這個子程序時，處理電路前進到步驟254，在以下稱之為“PointSet”的陣列中增加newMagPoint的最新值到Point[1]。PointSet存儲多個地磁儀數據點，一直到常數TOTAL_POINTS規定的限制，例如，它可以是12個數據點，全部12個數據點存儲到PointSet，其中numPoints是相繼地從“1”增大到TOTAL_POINTS。隨后利用PointSet中存儲的這些數據點，用于模擬本地球面的中心點和確定該球面的半徑，它們一起構成模擬數據以提供確定車輛航向的相對基礎。
除了在步驟254中增加newMagPoint到PointSet中以外，處理電路給變量numPoints增1并在步驟280(圖12B)返回控制到CompassFlowControl程序200。在步驟280，處理電路確定變量numPoints是否大于或等于常數MINFIT_POINTS。如果不是，則處理電路返回到步驟200，其中得到新的rawMagPoint并服從于NoiseAnalysis子程序204。然后，處理電路110利用從子程序204得到的newMagPoint，再次進入BuildPointSetDistance子程序250，只要noiseLevel是SILENT。否則，處理電路110繼續得到新的rawMagPoint，直至noiseLevel再次是SILENT。
在第二次進 BuildPointSetDistance子程序250之后，numPoints的數值不再等于0，因此處理電路110執行步驟256，它確定numPoints的數值是否大于1。因為numPoints的數值在第二次通過這個子程序之后不大于1，然后，處理電路110進行到步驟258，它確定newMagPoint與PointSet中Point[1]之間的距離。然后，在步驟260，處理電路確定這個距離是否大于變量minDist，它的定義是以下所示minDist＝2×defRadius×sin(MIN_ANGLE/2)其中MIN_ANGLE＝2×/(3×TOTAL_POINTS)
defRadius的數值或是預置的常數，例如，150，或最好是NVM 112中存儲的模擬半徑數值。因此，最小距離(minDist)是得到和用于模擬的TOTAL_POINTS數目的函數。若得到的兩個數據點之間距離不大于minDist，則子程序返回到步驟200以獲得新的數據點，并繼續進行到獲得第二個newMagPoint，直至它與第一個獲得的數據點之間距離大于minDist，在此情況下，處理電路110執行步驟262，它增加newMagPoint到Point[2]位置中的PointSet，與此同時，還使numPoints的數值增1。然后，處理電路返回到步驟200以獲取和濾波新的rawMagPoint。
在PointSet中獲得前兩個數據點之后，處理電路就經過上述的步驟，并重新進入BuildPointSetDistance子程序250，只要noiseLevel仍保持SILENT。在進入BuildPointSetDistance子程序250之后，處理電路進行到步驟264，因為numPoints的數值大于1。
在步驟264，處理電路在PointSet中找到與最新得到的newMagPoint最接近的兩個存儲數據點。第一次通過流程圖中這個路徑，這兩個數據點對應于兩個以前得到的點，即，Point[1]和Point[2]。然后，在步驟266，處理電路確定PointSet中最接近點與newMagPoint之間的距離是否大于變量newPointDist的數值，它的定義如以下所示newPointDist＝2×defRadius×sin(NEW＿POINTANGLE/2)其中NEW_POINT_ANGLE＝2×/TOTAL_POINTS若這個距離大于newPointDist的數值，則處理電路給numPoints的數值增1，然后把newMagPoint增加到位置Point[numPoints]中的PointSet(步驟268)。然后，處理電路返回到步驟200，它得到新的rawMagPoint并進行處理。同樣，假設noiseLevel仍保持SILENT，再執行BuildPointSetDistance子程序250。在步驟248繼續調用這個子程序，直至numPoints的數值等于或大于常數MINFIT_POINTS，例如，該常數可以設置成等于4。
假設再次進入子程序250，而在步驟266，處理電路確定最接近的距離不大于數值newPointDist，處理電路在步驟270沿newMagPoint的方向調整最接近點的位置。例如，若newMagPoint的X，Y，和Z值中任何一個數值大于最接近數據點的X，Y，和Z值，則最接近數據點的X，Y，和Z值可以各自增加數值“1”。類似地，若newMagPoint的X，Y，或Z值中任何一個數值小于最接近點的數值，則最接近數據點的對應X，Y，和Z值可以減小數值“1”。隨后，在步驟272，處理電路找到PointSet中剛才調整的數據點與該點最接近點之間的距離。然后，在步驟274，若處理電路確定這個距離小于數值minDist，則它進行到步驟276，其中復位調整數據點位置到它的原始位置。否則，處理電路沒有首先執行步驟276就返回到步驟200。完成這后兩個步驟是保證PointSet中的數據點沒有調整后的位置，使它與PointSet中的另一點變得不太接近。這確保這些數據點在本地球面周邊上有合適的間隔關系。
一旦numPoints的數值大于或等于MINFIT_POINTS，則過程進行到步驟282(圖12B)，其中它設置模擬的最佳擬合中心點(scxs，scys，sczs)等于PointSet中所有數據點的平均值和設置最佳擬合半徑rsxsr等于常數MIN_RADIUS。這個步驟是在進入通過迭代子程序AdiustBestFitPoint和AdiustBestFitRadius之前使用的最初步驟，在以下描述的隨后步驟283中調用這兩個迭代子程序，可以基于誤差度量進一步調整這個模擬數據，以提供最佳擬合的模擬本地球面。如圖15所示，AdjustBestFitPoint子程序284首先確定PointSet中當前存儲每點的數值(vexs，veys，vezs)(步驟286)。給定點的vexs數值是矢量VE的X分量。如以上圖8至10所示，矢量VE是誤差矢量，它是矢量V與計算的模擬半徑矢量RS(幅度為rsxsr)之差，其中矢量V是從模擬本地球面的中心延伸到PointSet中的特定數據點。veys和vezs的數值分別對應于矢量VE的Y分量值和Z分量值。
在步驟286之后，處理電路執行步驟288，其中它增加PointSet中所有數據點的平均值(vexs，veys，vezs)到當前的模擬中心點(scxs，scys，sczs)。然后，在執行AdjustBestFitRadius子程序290時，處理電路確定PointSet中每個數據點的數值vxsr(步驟292)。數值vxsr對應于以上參照圖8至10所描述的矢量V幅度。然后，處理電路設置模擬半徑rsxsr等于PointSet中所有數據點的vxsr平均值(步驟294)。然后，在步驟296，設置變量vErrLimit等于rsxsr/2和變量centerShiftLimit等于rsxsr/4。以下進一步討論這些變量的意義。
為了計算newMagPoint的誤差矢量，我們采用圖9所示磁場強度RDG的地磁儀讀數(或流程圖中的newMagPoint)，RDG＝(rdgxs，rdgys，rdgzs)＝newMagPoint和模擬球面中心的磁場強度SC＝(scxs，scys，sczs)可以找到矢量V。
V＝RDG-SC＝(vxs，vys，vzs)然后，使矢量V圍繞Zs轉動，它給出新的坐標空間Xi，Yi，Ziφs＝arctan(vys/vxs)vxi＝vxs×cos(φs)+vys×sin(φs)然后，圍繞Zi轉動，它給出新的坐標空間Xsr，Ysr，Zsrθs＝arctan(vzs/vxi)vxsr＝vxi×cos(es)+vz×sin(θs)，vysr＝0，vzsr＝0。
得到的項vxsr是矢量V的幅度。矢量VE的定義為VE＝V-RS為了確定誤差矢量VE的幅度，我們從矢量V的幅度中減去模擬球面的幅度。
vexsr＝vxsr-rsxsr最后，通過轉動返回到坐標空間Xs，Ys，Zs，確定誤差矢量的各個分量vexs＝vexsr×cos(θs)×cos(φs)veys＝vexsr×cos(θs)×sin(φs)vezs＝vexsr×sin(θs)專業人員顯然知道，AdjustBestFitPoint子程序284和AdjustBestFitRadius子程序290基于誤差度量調整模擬中心點數據，用于迭代地確定模擬幾何圖形(在這個情況下是球面)相對于得到數據點的最佳擬合。然后，在執行這兩個子程序之后返回到圖12B中的步驟300，在步驟300，當前計算的模擬中心點和半徑存儲到NVM 112，為了改寫以前存儲的模擬數據，然后，該過程進行到步驟302，處理電路進入到LEARN狀態。
在步驟302之后，處理電路執行步驟304以調用圖17所示的Heading子程序306。Heading子程序306的輸入是當前存儲在newMagPoint中的數值，它是由NoiseAnalysis子程序204產生的。然后，在步驟308，處理電路確定數值noiseLevel是否設置成等于NOISY。如果是，則處理電路退出Heading子程序并返回到CompassFlowControl程序的步驟200，其中得到新的rawMagPoint。
若處理電路在步驟308確定noiseLevel不設置為NOISY(即，它是QUIET或SILENT)，則處理電路執行步驟310，其中NVM 112中存儲的模擬中心點(scxs，scys，sczs)和半徑rsxsr用于計算航向角φs，vexsr和newMagPoint的誤差矢量(vexs，veys，vezs)。用于確定這些值的方法是以前描述的方法，不同的是，利用NVM 112中存儲的模擬中心點替換當前的模擬中心點。
然后，在步驟312，處理電路確定計算newMagPoint的數值vexsr是否大于變量vErrXrLimit，變量vErrXrLimit是以前在AdjustBestFitRadius子程序290的步驟290(圖16)中設置的。若vexsr的數值大于這個限制，則過程返回到圖12A中的步驟200而不顯示航向。否則，若這個誤差矢量是足夠地小，則處理電路在步驟314計算True Heading。True Heading等于φs-φm-D(若磁傳感器安裝到反射鏡外殼144)，其中φm是反射鏡轉動角(圖7)，而D是以上參照圖8至10討論的磁偏角。
在執行步驟304中調用的Heading子程序306之后，過程返回到步驟200，現在處理電路電路是步驟302中設置的LEARN狀態。在步驟200，該程序再次得到新的rawMagPoint并執行NoiseAnalysis子程序204，如同以前對每個新的rawMagPoint一樣執行。然后，處理電路在步驟240確定，它不再是在POWER_ON狀態，而且還在步驟318確定，它不是在APPROXIMATE狀態。然后，在步驟320確定，它不是在INITALIZE狀態，在此情況下，在步驟322確定它是否在LEARN狀態。若處理電路是在LEARN狀態，則它進行到步驟350(圖12C)，否則，它是在LOCK狀態，在此情況下，它進行到圖12D中的步驟470。
在車輛點火被熄滅而車輛是在LEARN狀態或任何其他狀態的情況下，當電源是通過接通車輛點火恢復時，處理電路最初進入到POWER_ON狀態。處理電路就從步驟200開始，并進行到步驟240，在此情況下，它確定確實是在POWER_ON狀態，并進行到步驟242。現在，假設有效半徑rsxsr存儲在NVM 112，處理電路進行到步驟324，在進行到步驟326之前它設置狀態到INITALIZE狀態。在步驟326，從NVM 112中檢索模擬中心點(scxs，scys，sczs)和半徑rsxsr，把它們用作當前的模擬中心點和半徑。然后，過程進行到圖12B所示的步驟328。
在步驟328，處理電路確定變量noiseLevel是否為SILENT。如果不是，則處理電路在步驟330調用Heading子程序306，回到步驟200以處理新的rawMagPoint，以及然后進行到步驟240，其中確定它不再是在POWER_ON狀態，在這個情況下，它進行到步驟318，若確定它不是在APPROXIMATE狀態，則進行到步驟320，步驟320確定它是在INITIALIZE狀態。然后，過程返回到步驟328。這個循環繼續進行，直至noiseLevel是SILENT。若noiseLevel是SILENT，則執行步驟332，其中調用BuildPointSetDistance子程序250。然后，只要noiseLevel是SILENT，則連續執行BuildPointSetDistance子程序250和調用Heading子程序(步驟330)，直至numPoints大于或等于常數MINFIT_POINTS(步驟334)。執行BuildPointSetDistance是必需的，因為當車輛點火熄滅時，PointSet中的所有數值被清零。每次在車輛熄滅時清零PointSet中的數值可以使羅盤系統這樣的事件中快速地重新模擬，其中新的駕駛員隨后進入車輛并移動可能安裝磁傳感器的反射鏡外殼144位置。
一旦在PointSet中得到足夠數量的數據點，則處理電路進行到步驟336，其中調用AdjustBestFitPoint子程序和AdjustBestFitRadius子程序。然后，在步驟338，處理電路計算當前的模擬中心點(scxs，scys，sczs)與NVM 112中存儲的數據點之間差值。若這些數據點之間的差值大于步驟296中設置的變量centerShiftLimit(步驟340)，則在進行到執行步驟300之前，處理電路在步驟342中設置refitFlag為TRUE，而在步驟300，當前計算的模擬中心點和半徑存儲在NVM 112以改寫以前存儲的模擬數據。然后，過程進行到步驟302，處理電路進入到LEARN狀態。在步驟340，若處理電路確定當前計算的模擬中心點與NVM 112中以前存儲的中心點之間差值不大于變量centerShiftLimit，則處理電路前進到步驟302而跳過步驟342和300。在步驟302，該狀態設置為LEARN和在步驟304調用Heading子程序。在Heading子程序之后，過程返回到CompassFlowControl程序中的步驟200或得到新的rawMagPoint并進行處理。然后，控制流程通過步驟322，其中確定處理電路是在LEARN狀態。然后，處理電路進行到步驟350(圖12C)，其中確定數值noiseLevel是否為SILENT。如果不是，則在步驟352調用Heading子程序，若noiseLevel是QUIET，則更新車輛航向，否則不更新車輛航向，和程序返回到步驟200以處理新的rawMagPoint和隨后的rawMagPoint，直至noiseLevel是SILENT。一旦noiseLevel是SILENT，則處理電路執行步驟354，它調用圖18所示的UpdateAngleBucket子程序356。
UpdateAngleBucket子程序356的目的是建立對應于PointSet中總點數的若干個angleBuckets，該數目存儲在常數TOTAL_POINTS中。例如，若點的總數是12，則有12個angleBuckets，每個angleBucket對應于360°圓中互不相交的30°分段。把angleBuckets標志為angleBucket[1]至angleBucket[TOTAL_POINTS]的線性陣列。例如，angleBucket[1]對應于0°至29°，angleBucket[2]對應于30°至59°，等等。angleBuckets的數目越多，則angleBuckets對應的角度范圍就越小。相反，angleBuckets的數目越少，與每個angleBuckets相關的角度范圍就越大。angleBucket陣列中存儲的數值對應于PointSet中存儲的相關Point[index]的指數。若“0”存儲在angleBucket，則表示在這個特定angleBucket中存儲的PointSet中沒有相關的點。如以下進一步描述的，若angleBucket中存儲負的數值，則意味著PointSet中的Point[index]有與不同angleBucket相關的角度，Point[index]的指數對應于angleBucket中存儲的負數絕對值，但那個不同的angleBucket已滿。請注意，僅有一個數據點可以與任何一個angleBucket相關。這是保證這些點是合適地分布在模擬圓面的周邊上。它的目的是在每個angleBucket中填充PointSet中不同的單個點，其中每個angleBucket有正的數值。
與當前樣本PointSet中每個傳感器數據點相關的航向角φs最好是按照這些點的順序排列，從有最小相關航向角的點開始到有最大相關航向角的點結束。航向角應當配置成角度增量的模360°，它包含羅盤讀數中的0°角度增量。可以利用諸如弧度或習慣單位的其他單位表示角度測量結果。
UpdateAngleBucket子程序356中的第一步對于所有的angleBuckets是0(步驟358)。這可以使ngleBuckets是PointSet中最近重賦值的點。然后，在步驟360，計算PointSet中第一點(即，Point[1])的角度φs，φs的值用于識別這個點對應于哪個angleBucket。然后，在步驟362，處理電路確定選取的angleBucket數值是否為“0”。如果是，則PointSet中該點的指數存儲到這個angleBucket(步驟364)。例如，若第一點是Point[1]，則指數值“1”存儲到選取的angleBucket。然后，在步驟366，它確定PointSet中是否有任何更多的點分配到angleBucket。如果是，則處理電路110計算PointSet中下一個點的φs，并利用這個角度選取對應的angleBucket(步驟360)。若選取的angleBucket有存儲的值“0”，則該過程再進行到步驟364，其中PointSet中點的指數存儲到選取的angleBucket。這個過程繼續進行，直至處理電路在步驟366中確定PointSet中沒有更多的點需要指定。在這種情況下，處理電路執行步驟368以確定是否有步驟370中存儲的任何指數。如果沒有，則完成UpdateAngleBucket子程序356，和過程回到步驟376(圖12C)。
在UpdateAngleBucket子程序356，若步驟360選取PointSet中一個點的角度為φs，而該選取的angleBucket是以前給另一個點選取的，則angleBucket中的值不再為“0”，而這是在步驟362中確定的，于是，處理電路前進到步驟370，其中它存儲PointSet中最新選取點的指數供以后在步驟368和374中使用。該程序繼續在步驟372尋找更多的點，同時累積對應于已分配angleBucket中任何點的附加指數。然后，一旦已分配所有的點，則該過程進行到步驟368，它確定是否有步驟370中存儲的任何指數。如果是，則處理電路在有0值的angleBucket中放置存儲指數的負值。因此，例如，若Point[2]已分配到angleBucket[5]，則angleBucket[5]有存儲的值[2]。然后，若Point[7]有對應于angleBucket[5]角度范圍的角度φs，angleBucket[5]已存儲了值[2]，則該過程在步驟370存儲指數“7”，它是在步驟368中被識別的。然后，該過程把“-7”值放置在一個其值為“0”的未使用angleBuckets中。請注意，總是有一個其值為“0”的angleBucket，因為angleBuckets的數目對應于PointSet中點的最大的數目。以下進一步討論非對應angleBucket中負指數的意義。一旦PointSet中所有的點按照某種方式已分配到angleBucket，則該過程回到圖12C中的步驟376。
在步驟376，它確定numPoints的當前值是否小于TOTALPOINT。若numPoints等于TOTAL_POINT，則該過程進行到步驟378，其中作出是否有小于0的angleBucket項(即，任何負的項)的決定。如果沒有，則該過程進行到步驟380，其中不設置處理電路到LOCK狀態。然后，模擬中心點和半徑存儲在NVM 112(步驟382)以及在步驟384調用Heading子程序。然后，該過程回到步驟200(圖12A)。
若在步驟376確定numPoints小于TOTAL_POINT，或在步驟378確定angleBuckets中有存儲的任何負值，則處理電路進行到步驟386，其中它調用圖19所示BuildPointSetAngle子程序388。
在執行了UpdateAngleBucket子程序356之后調用BuildPointSetAngle子程序388。然而，BuildPointSetAngle子程序388利用最新得到的newMagPoint作為輸入，而UpdateAngleBucket子程序僅僅利用PointSet中存儲的那些點。BuildPointSetAngle子程序的目的是分配newMagPoint到PointSet中的點，和分配新的點到angleBucket。這個過程是從步驟390開始，其中計算newMagPoint的角度φs并利用它選取角度φs所在范圍內的angleBucket。在步驟392，它確定選取的angleBucket是否有其中存儲的負值。如果有，則處理電路識別PointSet中哪個點是與該angleBucket有關，它是通過查看該angleBucket中存儲值的絕對值，以及利用newMagPoint的X，Y，和Z值替換PointSet中存儲點的X，Y，和Z值(步驟394)。處理電路還存儲選取angleBucket中替換點的正指數值，因此，newMagPoint現在是與那個特定的angleBucket相關。然后，該過程返回到圖12C中的步驟408。若在步驟392確定選取的angleBucket沒有負值，則在步驟396確定選取的angleBucket是否等于0。如果不等于0，這意味著另一個點已分配到該angleBucket，則在newMagPoint的方向按照上述關于BuildPointSetDistance子程序250(圖14)的方式調整angleBucket中規定的PointSet中點的位置。否則，如果選取的angleBucket等于0，則處理電路在步驟400確定angleBucket是否有負值。如果沒有，則給numPoints的值增1，把newMagPoint添加到指數numPoints的PointSet中，而選取的angleBucket設置成numPoints的值，因此，newMagPoint現在是與選取的angleBucket相關(步驟402)。
在步驟400，若處理電路確定其中有存儲負指數的一些angleBuckets，則它執行步驟404，其中負指數絕對值識別PointSet中的點存儲到angleBucket，和利用newMagPoint數據改寫PointSet中所識別點中以前存儲的任何數據，然后，改寫點的指數存儲到以前有“0”值的選取angleBucket中。給過去有負指數的angleBucket分配“0”值。該過程返回到圖12C中所示流程的步驟408，它調用圖20所示的CalcFittingSphere子程序410。
這個子程序中的第一步是確定PointSet中所有點的平均θs(步驟412)。通過計算PointSet中每個點的θs＝arctan(vzs/vxi)，找到PointSet中每個點的θs。應當記住，θs角代表與傳感器坐標上X，Y平面的偏差。當X，Y平面與地球表面平行時，θs角的變化為0。X，Y平面的任何傾斜就導致θs角的變化。理想的是，PointSet中各點形成的圓應當落在與X，Y平面盡可能接近的平面內。然而，在實際上，每個點可以有Z檢測元件108檢測的不同Z分量，因此給出不同的θs角。
在步驟412計算PointSet中所有點的平均θs之后，在步驟414，處理電路確定numPoints是否等于TOTAL_POINTS。如果是，則在步驟416把平均θs值與LOW_LIMIT值進行比較。若平均θs不大于LOW_LIMIT，則過程進行到步驟420，其中在返回到步驟430(圖12C)之前，調用AdjustBestFitPoint和AdjustBestFitRadius子程序。否則，該過程進行到步驟418，其中設置模擬半徑rssr為常數MIN_RADIUS。隨后，在步驟420調用AdjustBestFitPoint和過程返回到圖12C中的步驟430。
若在步驟414中numPoints的值不等于TOTAL_POINTS，則處理電路在步驟422確定numPoints的值是否大于或等于FIT_POINT，例如，當TOTAL_POINTS為12時，FIT_POINT的值為8。若numPoints的值大于或等于TOTAL_POINTS，則處理電路在步驟424確定θs的平均值是否大于MED_LIMIT。如果不是，則過程返回到圖12C中的步驟430，否則，處理電路進行到步驟418，其中它設置模擬半徑rsxsr為MIN_RADIUS，并在返回到步驟430之前調用AdjustBestFitPoint和AdiustBestFitRadius子程序。若numPoints的值不等于TOTALPOINTS，且不大于FIT_POINT，則處理電路在步驟426確定θs的平均值是否大于HIGH_LIMIT值。若θs的平均值不大于HIGH_LIMIT，則過程進行到圖12C中的步驟430，否則在返回之前它首先執行步驟418和420。專業人員知道，對平均θs應用不同的極限，它取決于PointSet中的點數。點數越多，則允許的極限就越小。在這種情況下，球面的半徑太大，因為PointSet中各點形成的環與球赤道相隔太遠(即，該球面的半徑大于PointSet中各點圓的半徑)。通過減小球面的半徑到MIN_RADIUS，各點圓的圓半徑就適合于在球面上各點的圓內和減小球面的尺寸。球面越小，則PointSet中的各點越可能在球赤道附近，這是我們所需要的。隨后，AdjustBestFitPoint和AdjustBestFitRadius子程序移動該半徑和中心回到各點的圓外，如果它不是已在那里。例如，步驟416，624，和426中使用的不同極限可以是LOW_LIMIT＝5°，MED_LIMIT＝10°，和HIGH_LIMIT＝20°。
回到圖12C，在步驟430，處理電路找到PointSet中vexsr的最大值。若最大值vexsr大于vErrXrLimit(步驟432)，則處理電路在步驟434調用ResetPointSet子程序436。圖21表示ResetPointSet子程序436并從步驟438開始，它設置refitFlag等于TRUE。然后，在步驟440，PointSet中的每點復位到0。該過程返回到圖12C中的步驟442，其中處理電路的狀態設置為INITIALIZE，而過程返回到步驟200以開始重新累積PointSet中的點。
若在步驟432中vexsr最大值不大于極限，則處理電路在步驟444確定numPoints的值是否小于FIT_POINTS。若numPoints的值小于FIT_POINTS，則在返回到圖12A中的步驟200之前調用Heading子程序。然而，若numPoints等于或大于FIT_POINTS，則處理電路在步驟448計算當前的模擬中心點(scxs，scys，sczs)與NVM 112中目前存儲的模擬中心點之差值。若差值大于centerShiftLimit(步驟450)，則處理電路進行到步驟452，它在NVM 112中存儲最新的模擬中心點和半徑，在執行步驟446中的Heading子程序之前，改寫以前的模擬數據，然后返回到步驟200。
若模擬中心點之間差值不大于centerShiftLimit，則處理電路在步驟454檢查refitFlag是否設置為TRUE。如果不是，則該過程進行到步驟446，在返回到步驟200之前調用Heading子程序。否則，若refitFlag是TRUE，則在步驟456設置refitFlag為FALSE，和在步驟452，最新得到的模擬中心點和半徑改寫NVM 112中的模擬數據。同樣，在步驟454之后，在返回到步驟200之前調用Heading子程446。
若處理電路設置而LOCK狀態，這是在流程通過圖12A所示的CompassFlowControl子程序中確定的，若它不是明確地響應于它是否在任何其他狀態的確定。因此，該過程進行到圖12D中的步驟470，它確定noiseLevel是否為SILENT。如果不是，則在返回到圖12A中步驟200之前，該過程在步驟472調用Heading子程序。這個過程一直繼續到noiseLevel是SILENT，在此情況下，執行調用UpdateAngleBucket子程序356的步驟474。隨后，在步驟476調用BuildPointSetAngle子程序388，以及在步驟478調用CalcFittingSphere子程序410。再一次，在步驟480確定PointSet中各點vexsr的最大值，和在步驟482把vexsr的最大值與vErrXrLimit進行比較。若vexsr的最大值大于這個極限，則處理電路進行到步驟486，它調用ResetPointSet子程序436，并在返回到圖12A中的步驟200之前進入到INITIALIZE狀態。
若在步驟482vexsr的最大值不大于這個極限，則處理電路執行步驟490，它計算當前的模擬中心點與NVM 112中目前存儲的模擬中心點之間差值。若在步驟492中這些點之間差值大于centerShiftLimit，則在執行步驟494中的Heading子程序之前，最新的模擬中心點和半徑存儲到NVM 112中以替換以前的模擬數據(步驟496)，并隨后返回到步驟200。若模擬中心點之間差值不大于centerShiftLimit，則旁路步驟496，并在返回到步驟200之前，在步驟494調用Heading子程序。
以下描述與上述方法的微小變化。圖28表示有12個角存儲桶的圓，每個存儲桶是由唯一的30°弧度確定。按照以下的方式把點添加到角存儲桶中1.若目標角存儲桶已包含一個點，則通過沿新點的方向移動它而改變現有的點。
2.若角存儲桶是空的，則測試相鄰的角存儲桶。若任一個相鄰存儲桶包含一個外來點(定義為屬于另一個角存儲桶的點)，則從相鄰角存儲桶去除外來點，并把新的點放置在目標角存儲桶。
3.若相鄰的角存儲桶是合適充滿的，則測試所有的角存儲桶以檢查角存儲桶中是否包含外來點。若找到外來點，則去除該外來點，并把新點放置在目標角存儲桶。
4.若沒有找到外來點，則新點添加到PointSet和目標角存儲桶。
每當改變PointSet時，計算新的模擬球面。若點的數目小于12個，和滿角存儲桶的數目是8個或更多，則計算新的模擬球面與NVM中存儲的模擬球面之差值。若差值大于存儲球面半徑的1/4，則按照以下方式存儲新的模擬球面1.把新的模擬球面半徑與以前8個半徑取平均以確定在NVM中存儲的模擬球面半徑。
2.若滿角存儲桶的數目是8個或小于8個，則計算存儲到NVM中的模擬球面中心點，其中取出新的模擬球面與NVM中存儲球面之差，把它除以8，然后把這個數添加到NVM存儲的球面上。這具有移動舊的NVM中心點到新的模擬中心點的效應，移動的距離是兩個中心點之間距離的1/8。
3.若滿角存儲桶的數目是9個，則移動的距離是差值的1/4。
4.若滿角存儲桶的數目是10個，則移動的距離是差值的1/2。
5.若滿角存儲桶的數目是10或11個，則利用工作新的模擬球面中心點替換NVM中存儲的舊中心點。
只要PointSet中點的數目小于12，只有在新點添加到PointSet之后，可以改變NVM中存儲的模擬球面。一旦NVM中的模擬球面被更新，則在再次改變NVM之前必須添加新點。換句話說，若PointSet中有8個點，和新的模擬球面與存儲的模擬球面之間的間隔大于半徑的1/4，則按照上述的方式更新存儲的球面。在PointSet中點的數目變成9個或更多之前，NVM不發生附加的更新，即使兩個球面之間的間隔大于半徑的1/4。一旦在PointSet中分配所有12個點，這個限制不再成立。如以上所描述的，首先發生的12個滿角存儲桶自動地觸發副本到NVM中，但只有當二者之間的間隔大于半徑的1/4時。
雖然本發明第一個實施例的電子羅盤描述成有三個檢測元件，但是以上討論的各種特征以及特征的組合是對僅有兩個檢測元件的羅盤電路的改進。所以，本發明不局限于有三個檢測元件的系統。
二維或三維中的羅盤補償技術設計成校正由于硬磁場或軟磁場效應造成的羅盤誤差。雖然這些誤差往往較大，但通常變化很慢，因此，可以利用各種自適應算法進行恰當的校正。車輛磁場變化可以由外部因素造成，例如，鐵路線，電源線，洗車站，屋頂天線，等等。
在自適應速度與校準點的穩定性之間往往有折衷方案，校準點定義為已正確地補償羅盤的點。以上討論的方法在穩定性損失最小的情況下提供非常快速的補償。
任何非固定的羅盤傳感器，例如，放置在運動車輛中的傳感器，可以經歷俯仰和滾轉的動態效應。與靜態的硬磁場和軟磁場效應比較，俯仰和滾轉導致連續的誤差，由于成本和信號處理的約束，這些誤差對于陸地車輛通常是不能校正的。在要求較精確的航向信息領域，通常利用俯仰和滾轉傳感器。具體地說，在航空和航海電子羅盤設計中通常是提供電子常平環，其中利用兩個附加的傳感器，一個傳感器測量羅盤的俯仰，而另一個傳感器測量羅盤的滾轉。電子常平環實時地校正因傳感器俯仰和滾轉造成的羅盤航向誤差。共同轉讓的美國專利No.6,140,933公開了在汽車羅盤中利用傾角計以校正安裝了傳感器的反射鏡外殼傾斜。
最后，在反射鏡外殼中放置磁場傳感器的情況下，可以出現俯仰和滾轉的靜態效應，其中外殼傾斜的變化是靜態的俯仰和/或滾轉變化。給出合適的時間，最適應的羅盤補償技術提供與這種靜態俯仰/滾轉變化相關誤差的校正水平。此處的情況特別適合于三軸羅盤，因為傳感器偏離水平方向的傾斜導致水平和豎直方向上檢測磁場的很大偏移。若可以檢測到這種事件，如上所述，可以很快地進行校正。
若靜態變化發生在二軸羅盤的俯仰和/或滾轉，則通過改變羅盤補償靜態變化發生之前與靜態變化發生之后的差值，往往稱之為它的校準值，可以獲得合理的校正，如在美國專利No.6,023,299，6,140,933，和6,418,376中所公開的。然而，對于三軸羅盤，在某些情況下，利用測量的變化量更新校準值可以使航向誤差增大而不是減小誤差。若我們有位置傳感器，一旦檢測到傳感器位置的變化，則必須找到更新羅盤校準的另一種技術。
現有技術告訴我們利用位置傳感器以確定傳感器俯仰/滾轉中發生的靜態變化。類似地，電子常平操作是用于校正傳感器俯仰/滾轉中動態變化的熟知技術。利用Analog Devices ±2g Dual-AxisAccelerometer，ADXL202E，可以制成可行的俯仰/滾轉傳感器。通過合適的濾波操作以得到動態和靜態俯仰/滾轉變化，可以獲得附加的優點，它允許校正因俯仰/滾轉動態變化造成的航向誤差，并補償因俯仰/滾轉靜態變化造成的變化。
圖29和30表示傳感器在兩個不同地理位置上相對于y軸傾斜10°的效應。
以下的表包括以上兩個位置并說明其他的三個位置。
其目的是，給出現有的校準點C0，以及兩個點P0和P1，確定新的校準點C1，其中P0是在位移之前找到的點，而P1是在位移之后找到的點。若主磁場和傾角是已知的，則計算C1的實際值是很簡單的。然而，我們僅知道水平磁場R。我們不知道羅盤餓地理位置，因此就不知道主磁場和傾角。圖31展示我們所知道的。利用C0，P0和P1，可以定義以下的矢量。
A＝(P1x-C0x，P1y-C0y，P1z-C0z)和B＝(P1x-P0x，P1y-P0y，P1z-P0z)其中C0＝(C0x，C0y，C0z)，P0＝(P0x，P0y，P0z)，P1＝(P1x，P1y，P1z)沿矢量A的方向定義單位矢量N＝A/|A|，而B沿A方向的投影是p＝(A·B)/|A|。于是，點C1′＝C0+p*N。進行替換給出解C1′＝C0+(A·B)/|A||A|。
或者，若半徑R也是已知的，則單位矢量可以定義為沿-A的方向，U＝-A/|A|，我們得到C1′＝P1-R*U，或C1′＝P1-R*A/|A|。
總之，我們有三種方法方法1，位移法C1的確定是根據P1和P2定義的矢量，從C0給出C″。
方法2，投影法C1′＝C0+(A·B)/|A||A|。
方法3，半徑法C1′＝P1-R*|A||A|。
在以上的內容中僅描述方法1。方法3是最準確的，但是它要求知道R，或通過找到P0和C0定義矢量的幅度，或利用以上所示和美國專利申請No.10/210,910中描述的一些其他手段。此外，方法3要求平方根以確定|A|，而計算|A||A|不需要知道平方根。
在這個例子中，轉動是繞y軸，所以，y的值是不變的。因此，點的坐標表示為Point＝(x，z)，P1是轉動10°得到的。
表中展示根據每種方法新計算的校準點C1′以及預期頂C1與計算點C1′之間矢量的幅度。把這個誤差幅度與點C0和C1定義的預期矢量幅度進行比較以得到百分比誤差。
顯而易見，方法2和方法3大大優于方法1。
若我們有俯仰和滾轉傳感器，則這些傳感器的輸出可用于校正羅盤傳感器的動態和靜態傾斜。圖32是這種電路的方框圖，該電路可以耦合到羅盤處理電路110的微處理器。
此外，模擬裝置ADXL202E是一種可行的雙軸傾斜傳感器900，它可以把加速度轉換成傾斜角。合理的數值是R1＝125k，R2和R3＝425k，C1和C2＝0.47μF，C3和C4＝4.7μF。選取這些數值以獲得穩定的運行，和匹配可應用于地磁儀數據的濾波特性。所以，任何測量的俯仰或滾轉誤差可以及時地與對應的測量磁場匹配。
當加速度計的檢測軸垂直于重力時(與地球表面平行)，加速度計對于傾斜是最靈敏的。一旦把加速度計的輸出信號轉換成在-1g與+1g之間變化的加速度，則可以計算以度數表示的輸出值pitch＝asin(Ax/1g)roll＝asin(Ay/1g)測量的俯仰和滾轉可以包含在以上描述的方法中。在計算平均磁場之后(在噪聲濾波器之后)，以及在更新PointSet中數據點或確定當前航向之前，利用測量的俯仰角和滾轉角，從完成坐標轉動回到地球平面。
利用右手坐標系統，和規定順時針轉動為正的角度轉動，則利用以下的公式完成坐標變換，其中濾波的地磁儀點是(Hx，Hy，Hz)，則轉動回到地球平面的點是Hex＝Hx*cos(pitch)-Hy*sin(roll)sin(pitch)-Hz*cos(roll)sin(pitch)Hey＝Hy*cos(roll)-Hz*sin(roll)Hez＝Hx*sin(pitch)+Hy*sin(roll)cos(pitch)-Hz*cos(roll)sin(pitch)本發明的第二個實施例與第一個實施例有許多類似之處。例如，可以利用相同的硬件實現這兩個實施例。然而，以下描述的第二個實施例具體例子的區別是，它僅利用X軸和Y軸傳感器，以及它畫出二維模擬幾何圖形。然而，可以改變以下描述的第二個實施例，使它包含第三個傳感器和/或在三維空間中運算傳感器數據。
與第一個實施例類似，第二個實施例利用模擬幾何圖形推導出車輛航向，該圖形是通過幾次迭代確定的最佳擬合圖形。當從磁傳感器得到數據時，首先處理該數據以確定數據點是否穩定。然后，處理穩定的數據點以建立參考數據點的列表，參考列表中保持這些數據點，其中最新參考數據點是在頂部。在重新訪問較舊的參考點時，它們被移動到列表的頂部。因此，如以下所解釋的，從堆棧的底部淘汰廢棄的參考點。利用參考點確定最佳擬合的幾何模擬圖形和用于確定車輛航向的校準點。基于參考點的X和Y值，假設的半徑R，和橢圓常數K，K用于模擬幾何圖形是圓或橢圓，通過幾次迭代計算模擬幾何圖形。一旦確定最佳擬合的模擬圖形(即，給出最小誤差度量值的圖形)，則利用誤差度量確定置信級。基于列表中參考點的數目，和車輛行進的距離和/或時間，可以附加地確定置信級。如以下進一步所解釋的，利用置信級設置閾值以確定剛才讀出的磁數據點是否足夠穩定，它可用作隨后校準羅盤系統的參考點。置信級還可用于確定穩定的磁數據點是否可以添加到參考列表中或與列表中現有的點取平均。以下參照其余的附圖，進一步描述這個過程的細節。
圖22A表示第二個實施例中具體例子的主過程流程圖。主過程500是從步驟502開始，其中硬件被初始化。這包括I/O，存儲器，地磁儀和顯示器的初始化。然后，在步驟504，羅盤電路100(圖3)的處理電路110確定非易失性存儲器(NVM)112中存儲的數據是否有效。如果不是(如在新車輛最初起動之后的情況)，則過程進行到以下參照圖22B描述的去校準子程序506。否則，若在NVM 112中存在有效數據，則處理電路110確定是否累積和存儲足夠多的參考點以獲得良好的校準(例如，4個或更多的參考點)。如果沒有，則執行去校準子程序506。否則，過程進行到步驟510，其中開始事件驅動和背景任務，當過程從校準子程序506返回時，該過程還進行到步驟510。在步驟510期間完成的事件和背景任務包括磁場處理任務(圖22C)，穩定點處理(圖22D)，和顯示更新任務(圖22E)。以下進一步描述這些任務。
在執行事件驅動和背景任務之后，處理電路110進行到步驟512，其中它完成任何的空閑任務或程序。以下參照圖22F和22G描述這種空閑任務或程序，它包括識別最佳擬合的幾何模擬圖形過程。
只要車輛點火仍然接通，則步驟510和512是連續進行的。一旦車輛點火熄滅，則過程就從步驟502開始。因此，去校準子程序506僅僅是在車輛點火激勵之后進行的。
如圖22B所示，去校準子程序506是從步驟520開始，其中設置學習參考點的數目為0。這可以使最新校準的解是基于最新的參考點。若磁傳感器安裝到反射鏡外殼中，這可能是重要的，因為新駕駛員可能已進入點火循環與傾斜或轉動反射鏡外殼之間的車輛。另一個優點是放棄瞬態數據，這些數據可能是在車輛制造期間從裝配線下來得到的數據。
其次，在步驟522，處理電路110設置誤差度量為高值。這樣做是保證置信級是在低水平，從而降低磁數據點作為合格參考點的閾值要求，它又可以更快速地增加參考點的列表，它們用于校準羅盤系統。
在步驟524，處理電路110設置變量為缺省值，例如，設置假設的半徑R和橢圓常數K為缺省值。在這個優選實施方案中，半徑設置為200mG，而橢圓常數設置為K＝128。以下進一步描述利用這些變量的方法。
然后，在步驟526，把信息寫入到NVM 112。這種信息可以包括半徑和橢圓常數的當前值，而且還可以包括數據點數目和誤差度量值。隨后，完成去校準子程序506，和該過程返回到圖22A所示主過程500中的步驟510。
如上所述，在主過程500中步驟510執行的一個事件驅動和背景任務包括圖22C所示的磁場處理任務530。例如，在4Hz與20Hz之間的周期性抽樣速率下執行磁場處理任務530。如圖所示，這個處理中的第一步是讀出地磁儀傳感器532的數據。然后，在步驟534，對這個原始數據進行濾波和計算x和y值的平均值和二階導數。具體地說，在這個過程中，按照以下公式計算原始數據x和y的濾波值(xf和yf)xf＝(x+xavg)/2yf＝(y+yavg)/2其中上述兩個公式中的xavg和yavg是以前計算的運行加權平均值，它是按照以下的公式進行計算
xavg＝(xf+xavg*6)/7yavg＝(yf+yavg*6)/7然后，計算新的一階導數dxnew和dynewdxnew＝xf-xavgdynew＝yf-yavg因此，按照如下計算二階導數d2x和d2yd2x＝dxnew-dxprevd2y＝dynew-dyprev其中dxprev和dxprev是以前計算的一階導數。一旦完成上述的計算，則在dxprev和dyprev中分別存儲dxnew和dynew的值，以及利用以上的公式更新xavg和yavg的平均值以包含新的濾波數據點。
然后，在步驟536，處理電路110評價現有參考數據點組的置信級。如上所述，確定置信級作為誤差度量，參考數據點組中數據點數目的函數，而且還可以是車輛行進距離和/或時間的函數。更具體地說，若參考列表中的參考點數目小于或等于規定的數目(例如，4個點)或平均誤差大于第一閾值(例如，8000)，則處理電路110設置置信級為LOW。平均誤差是模擬幾何圖形擬合當前數據組優劣程度的量度，并在以下結合圖22G給予更詳細的描述。若分配LOW置信級的兩個條件中的任何一個條件都不滿足，則處理電路110確定參考列表中參考數據點的數目是否在預定的范圍內(例如，5至6個點)或平均誤差是否大于第二閾值(例如，4000)但小于第一閾值。若任何一個條件是真的，則處理電路設置置信級為MEDIUM。若分配LOW或MEDIUM置信級的任何一個條件都不是真的，則處理電路設置置信級為HIGH。
基于置信級，設置時間延遲，點間隔的閾值，在步驟538，確定原始數據是否有噪聲，運動，和航向穩定性。例如，若置信級是LOW，則噪聲閾值設置為25mG，和時間延遲設置為2秒；若置信級是MEDIUM，則噪聲閾值設置為15mG，和時間延遲設置為6秒；和若置信級是HIGH，則噪聲閾值設置為5mG，和時間延遲設置為8秒。時間延遲用于保證作為參考點的數據是足夠穩定，因此，現有參考點和解的置信級越高，則替換現有參考點就變得越困難。此外，置信級越低，則系統獲取和接受新的參考點以計算具有較高置信級的解就越快。確定車輛是否運動的閾值可以是固定值，例如，2mG，或可以是作為置信級函數的變量。若確定在足夠長的時間周期內低于噪聲閾值的數據是否可以為穩定，則可以按照類似于參照圖13的以上實施例中的使用方式利用時間延遲。基于置信級確定點間隔的閾值是以下結合圖22D中步驟522所詳細描述的。
在步驟540，處理電路110計算噪聲電平。按照以下公式計算噪聲電平噪聲電平＝SQUAREROOT[(d2x)2+(d2y)2]因為平方根函數的計算對于低成本處理器是耗費時間的過程，但通過估算噪聲電平的平方，我們可以獲得類似但較省時間的結果。或者，利用均方根或均方誤差，可以計算噪聲電平。例如，噪聲電平可以設置成等于1/2log[(d2x)2+(d2y)2]在步驟542，基于計算的噪聲電平和以上步驟538確定的閾值，處理電路110確定車輛是否在運動。因此，若噪聲電平大于閾值(例如，2mG)，則認為車輛是在運動。噪聲簽名可以隨每個車輛模型而變化，若車輛模型是事先知道的，則與安裝羅盤的車輛結合使用的噪聲閾值可以在安裝之后或安裝之前是由工廠預裝入的。處理電路110可以執行已知的數字信號處理技術，用于描述歸因于車輛運動的噪聲。此外，處理電路可以要求噪聲電平是在預定時間下大于閾值，例如，2秒。然后，在步驟544，處理電路110可以基于設置的噪聲標志確定車輛是否為穩定的。若計算的噪聲電平大于建立的噪聲閾值，則首先設置噪聲標志，并在噪聲電平是在噪聲閾值以下并在建立的時間延遲下保持在閾值以下之前保持該設置。
在步驟546，處理電路確定車輛是否在運動，數據是否穩定，和數據是否沒有噪聲。若這些條件中每個條件都是真的，則處理電路110執行穩定點處理子程序548。否則，磁場處理子程序430被終止，和控制器返回到主過程500。把噪聲電平和平均值與閾值進行比較以確定數據是否有噪聲。若檢測到噪聲或運動，則初始化遞減計數定時器。任何的噪聲或穩定性損失就參照以上圖13所描述的類似方式復位計數器。
圖22D大致表示穩定點處理子程序548。如圖22D所示，該子程序中的第一步(步驟550)是找到與磁場處理子程序530中得到的穩定數據點最接近和次接近的點，這些點包含在參考點的列表中。然后，在步驟552，基于置信級，當前半徑，和參考點列表中包含的點數，處理電路建立新數據點的最小間隔。對較大的最小間隔有貢獻的條件包括高置信級，大的半徑，和列表中大的參考點數。作為一個例子，對于LOW置信級，最小間隔可以設置為當前半徑/3(通常約為67mG)；對于MEDIUM置信級，最小間隔可以設置為當前半徑/2(通常約為100mG)；對于HIGH置信級，最小間隔可以設置為當前半徑×3/4(通常約為150mG)。然后，在步驟554，處理電路確定參考列表中最接近點與新穩定數據點之間的間隔距離是否大于步驟552中建立的最小間隔。若該距離大于最小間隔，則過程進行到步驟556，其中新的穩定數據點添加到參考列表中作為新的參考點。因為最好存儲最新的參考點到列表的頂部，每個參考點在存儲器堆棧中向下位移一個位置，而當存儲器堆棧溢出時，就刪除最后的參考點。否則，保持每個以前的參考數據點。然后，在步驟558，新的數據點添加到堆棧的頂部，和在返回到磁場處理子程序530之前，在步驟560存儲參考點列表到NVM，子程序530再返回到主過程500。
在步驟554，若處理電路確定最接近點與新數據點之間的距離不大于最小間隔要求，則在步驟562，處理電路確定最接近的數據點是否已在參考點列表的頂部。如果是，則過程進行到步驟568。否則，首先執行步驟564和566。在步驟564，處理電路重新安排堆棧，把最接近參考點移動到堆棧的頂部。在步驟566，設置NVM標志以指出以后需要NVM寫入。
在步驟568，處理電路確定次接近點是否與新的數據點太接近。若次接近點是在離新數據點的固定距離(例如，75mG)內或在作為最小間隔(例如，當前間隔的最小值)和/或半徑的函數所規定的距離內，則可以發生這種情況。不對這些點取平均的一個理由是，S曲線可以使這兩個點拉在一起，從而失去分辨率。因此，若次接近點是太接近，則過程進行到步驟572。否則，若次接近點不是太接近，則在進行到步驟572之前，處理電路首先執行步驟570。在步驟570，對當前數據點與現在處在堆棧頂部的最接近數據點取平均，并把平均值放回到堆棧中的第一個位置。
在步驟572，處理電路確定是否已設置NVM標志，或堆棧頂部的點是否已移動最小毫高斯數。NVM標志用于使寫入到NVM的次數最小以延長NVM的壽命。若這些條件中的任何一個條件都是真的，則在返回之前處理電路在步驟560寫入到NVM，否則，它只是返回到主過程程序500而不寫入到NVM。例如，數據點移動的最小毫高斯數可以是30毫高斯。
在每次執行圖24D中公開的過程時，得到一個穩定的數據點，從而利用最新數據連續地更新參考點的列表。這可以保證利用最新的穩定參考點連續地更新羅盤的校準。
主過程程序500的步驟510中完成的附加事件驅動和背景任務是圖22E所示的更新顯示子程序580。最好是在周期性基礎上利用數據的短時期平均值完成這個子程序，例如，每2秒完成一次。可以利用長時期平均值以提供更多的濾波。
更新顯示子程序580是從步驟582開始，它確定否有足夠的參考點于得到良好的解。例如，若沒有得到保證準確校準的足夠參考點，則不更新顯示航向。一旦得到足夠的參考點，則過程進行到步驟584，其中處理電路確定是否已設置噪聲標志。若已設置噪聲標志，則系統不利用有噪聲數據更新航向顯示。因此，在步驟584作出接收數據不再是有噪聲的確定之前，不更新顯示。其次，在步驟586，作出關于平均值是否與模擬幾何圖形太遠離的確定。若平均值與模擬幾何圖形太遠離，則不更新顯示航向。另一方面，若平均值足夠接近于模擬幾何圖形，則過程進行到步驟588。與模擬幾何圖形周邊之間典型的可接受距離限制是0.5R和1.5R。或者，Find Best-Fit Ellipse子程序604中的誤差公式僅可用于這個點以及與預定閾值可比較的數值。
在步驟588，根據最新數據平均值的校準點，計算車輛航向。專業人員通常知道，這是把平均數據點的Y值(yavg-ycal)乘或除以數值K/128和然后計算反正切完成的。在步驟590，顯示新計算的航向，然后，過程返回到主過程程序500。
以下參照圖22F和22G描述主過程程序500的步驟512中所完成的空閑任務。具體地說，如圖22F所示，第一步600是確定參考列表中是否存儲足夠參考點以獲得良好解。同樣地，在該優選實施例中，通常有4個數據點足以獲得良好解。若沒有足夠的參考點，則該過程返回到主過程程序500，且這個過程繼續進行直到有足夠參考點以獲得良好解。當獲得足夠參考點時，就執行重要變量復制到暫時工作副本的步驟602。例如，這可以包括參考點列表的工作副本，最佳擬合幾何圖形的半徑，圖形的橢圓常數K，和圖形的中心校準點。然后，執行找到最佳擬合橢圓子程序604。以下參照圖22G描述最佳擬合橢圓子程序604。
這個最佳擬合過程604是從設置最佳誤差度量值為高值開始，例如，10,000(步驟606)。然后，作出關于模擬圓校準中心點的最初估算，它是通過計算參考列表中存儲的參考點X和Y平均值(步驟608)。最初，利用R＝200mG的缺省半徑值(步驟610)和利用K＝128的缺省橢圓常數(步驟612)。第二個實施例的優選實施方案利用以下的公式確定模擬幾何圖形(xavg-xcal)2+(K/128(yavg-ycal)2)＝R2專業人員顯然知道，以上的公式是圓的公式，不同的是引入橢圓常數到公式中的數值K/128。通過最初設置K＝128，最初猜想的模擬幾何圖形是半徑為200mG的圓和中心點對應于參考列表中參考點的X和Y平均值。如步驟614所指出的，對中心點(xcal，ycal)，半徑R，和橢圓常數K作窮舉式迭代搜索，它得到最低的誤差度量，從而提供與參考列表中所含參考點有最佳的擬合。如步驟616所說明的，確定每個參考點的誤差值并求和以確定誤差度量。更具體地說，利用以下的公式計算特定參考點相對于模擬幾何圖形的誤差誤差＝ABS[(x-xcal)2+(K/128(y-ycal))2-R2]在步驟618，處理電路標志哪個參考點有最高誤差并存儲這個誤差量。然后，在步驟620，通過對所有參考點的誤差求和計算誤差度量。然后，在步驟622，從誤差和中減去它的誤差，從而去除最壞數據點的效應。然后，在步驟624，處理電路確定如此計算的誤差之和是否小于目前得到的最佳誤差和。若該誤差小于以前的最佳擬合，則在進行到步驟628之前存儲xcal，ycal，R，和K的值(步驟626)，步驟628確定是否已測試所有的xcal，ycal，R，和K值。如果沒有，則該過程進行到步驟630，其中回環通過步驟616-628，檢驗下一組的xcal，ycal，R，和K值。這個環路繼續進行直至在步驟628已測試所有的值，在此情況下完成環路(步驟632)和基于最佳擬合算法計算平均誤差，這是把每個參考點的誤差之和除以參考列表中的參考點數目。這個值用于確定以上描述的置信級。然后，該過程返回到空閑程序512中的步驟634。
在步驟630中確定下次檢驗哪些值時，優選的實施方案首先給xcal值增大10mG增量直至大于參考數據點x部分平均值的400mG，然后，連續地使xcal值減小10mG增量直至它到達數值-400mG。然后，利用得到最佳擬合的xcal值(即，最小誤差度量)，按照類似的方式增大和減小ycal的值。一旦完成這些步驟，則在至今找到的最佳擬合參考點附近，使xcal值以1mG的步長增大10mG，和以1mG的步長減小10mG。然后，在類似地以1mG的步長增大和減小ycal的同時，存儲和利用有最小誤差度量的xcal值。一旦按照這種方式確定xcal和ycal的最佳值，則按照類似的方式增大和減小半徑R的值以得到最佳半徑擬合。同樣地，增大和減小K值以調整模擬圖形的橢圓率以得到最佳擬合。
在這個優選實施方案中，參考列表是限于8個參考點。然而，應當理解，列表中包含的參考點數目可以變化，它取決于所要求的分辨率以及處理電路的處理速度。一般地說，參考列表中包含的參考點越多，則識別最佳擬合的模擬圖形需要更多的處理時間。此外，雖然以上描述了當前優選的最佳擬合算法，但可以利用具有更快模擬和/或更健壯模擬的其他最佳擬合算法。
在完成尋找最佳擬合橢圓子程序604之后，處理電路返回到空閑子程序512中的步驟634(圖22F)。在步驟634，把最佳擬合的校準點，半徑，橢圓常數，和誤差度量復制到主處理程序利用的存儲器位置，因此，在計算和顯示車輛航向時可以利用新的解決方案。在步驟636，它確定校準點是否已位移足夠量以證實寫入新的信息到非易失性存儲器。如果是，則在回到主處理程序之前，在步驟638寫入信息到NVM。完成步驟636是為了限制寫入到NVM中的數目，從而延長NVM的壽命。
圖23說明通過本發明的實踐可以實現的具體優點。如圖23所示，數據點A-H代表順序得到的參考數據點，其中數據點A是第一個得到的參考數據點。如上所述，這些參考點存儲到高達8個或更多參考點的列表中。也是以上所討論的，根據少至4個參考數據點，可以確定最佳擬合的模擬幾何圖形。此處，在圖23所示的例子中，前4個參考數據點A-D得到最佳擬合的模擬圖形M，它的中心校準點是(xcal，ycal)。
在得到參考數據點E時，這個參考數據點E添加到參考列表的頂部。然而，因為參考點E與模擬幾何圖形M的距離非常大，可能有這樣的情況，參考數據點E可以排除在用于迭代地選取或重新選取模擬圖形M的那些參考數據點以外。基于誤差度量的增加超過預定的閾值，或模擬圖形M中校準中心點移動的距離超過預定的距離，可以作出是否排除參考數據點的決定。
隨后，當參考數據點F添加到參考列表中時，基于利用參考數據點E和F導致誤差度量的增加，也可以排除參考數據點F。類似的結果可應用于得到參考數據點G。然而，在得到參考數據點H時，參考數據點E-H就構成足夠的點數以確保它們有最佳擬合模擬圖形的解決方案。因此，在此時，可以從解決方案中排除參考數據點A-D，或者，每組參考點A-D和E-H分別有兩個良好的模擬圖形，則可以存儲和隨后利用兩個解決方案以確定車輛航向。可以利用最佳擬合參考點E-H的最佳擬合幾何圖形N，因為參考點E-H是8個參考點中最新得到的參考點。若發生以上討論的情況，則可以存儲和分別更新兩個單獨組的參考列表。因此，若隨后得到與參考數據點E-H最佳擬合的其他參考數據點，則這個新的參考數據點就替換兩個列表中一個列表的參考數據點A，但不必在另一個列表中。這可以同時存儲兩個單獨的解決方案，選取的兩個解決方案中最佳擬合最新參考數據點的一個方案。這種情況是可能的，若磁傳感器安裝到后視鏡外殼中，且兩個不同的駕駛員使用車輛和調整反射鏡位置到兩個不同的位置。還可以發生這樣的情況，若存在暫時的磁車輛擾動，從而使得到數據點的定位產生暫時的位移。因此，若得到的參考數據點最擬合兩個模擬圖形中的第一個圖形(例如，圖形M)，則系統可以重新返回到第一個模擬圖形，為的是更快地適應于反射鏡外殼位置的變化或車輛磁性的變化。
如上所述，當模擬解決方案中的置信級增大時，新參考點的濾波閾值也相應地增大。因此，它可能需要更長的時間學習參考列表中的最新幾個參考點，或替換或改變參考列表中的參考點。因此，系統對檢測車輛磁性突然變化的響應可能沒有我們所需要的那樣快，如以上參照圖23所描述的情況。利用兩個單獨的參考列表，其中一個列表比另一個列表有較低的濾波閾值，系統可以更快地學習新的參考點并調整到檢測車輛磁性的這種突然變化。
本發明所描述的是在后視鏡組件的反射鏡外殼內包含電子羅盤系統。專業人員可以理解，在后視鏡組件中可以包含各種其他的車輛附件和元件，或全部，或部分以及各種組合。這些車輛附件和元件可以安裝到反射鏡外殼，反射鏡支架，與反射鏡支架或外殼的連接件，或儀表板或與后視鏡組件相關的其他外殼。此外，任何這些車輛附件可以互相分享元件，例如，處理器，傳感器，功率源，線束，和插頭，顯示器，開關，天線，等等。以下進一步描述其他的車輛附件，元件或特征的例子。
圖33A-33C表示另一個實施例的后視鏡組件900a，其中包含上述的電子羅盤系統。如圖33A-33C所示，后視鏡組件900a包括儀表玻璃框902和外殼904。玻璃框與機殼的組合以限定反射鏡外殼，它包含反射元件901和信息顯示器905a和905b等的特征。共同轉讓的美國專利No.6,102,546，D410,607，6,407,468，6,420,800和6,471,362描述可用于本發明的各種儀表玻璃框，機殼和相關按鈕結構的例子。
如圖33A-33C所示，反射鏡組件可以包括第一微音器910a和第一微音器910b。用于本發明的微音器例子是在共同轉讓的美國專利申請No.09/444,176和09/724,119，美國專利申請出版物No.US2002/0110256 A1和PCT申請No.PCT/US02/32386中描述。雖然這兩個微音器安裝在反射鏡機殼904的背面，一個或多個這種微音器可以安裝到反射鏡組件的頂部(如圖34A和34B所示)，反射鏡組件的底部，或反射鏡機殼或儀表玻璃框內的任何地方。最好是，兩個微音器910a和910b包含在凹槽部分912a和912b內的反射鏡機殼背面上的反射鏡組件中，每個端部附近有一個微音器。如圖33A所示，微音器的結構是在微音器外殼918內有圍繞換能器916延伸的聲阻尼914。這個優選結構的其他細節是在共同轉讓的PCT申請No.PCT/US02/32386中描述。包含微音器的音頻系統可以在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
如圖34A和34B所示，在反射鏡組件900b的頂部配置單個微音器910。在這種結構中，最好是在微音器外殼918內包含兩個換能器，其方式類似于上述國際PCT申請No.PCT/US02/32386和美國專利申請出版物No.US 2002/0110256 A1中所公開的。
反射鏡組件900可以包括第一照明裝置920a和第二照明裝置920b。用于本發明的各種照明裝置和照明器是在共同轉讓的美國專利No.5,803,579，6,335,548，6,441,943，6,521,916，和6,523,976以及共同轉讓的美國專利申請No.09/723,675，10/078,906，和10/230,804中描述的。每個照明裝置最好包括反射器，透鏡和照明器(未畫出)。通常可以有兩個照明裝置以照明前乘客座位區和照明駕駛員座位區。或者，僅僅有照明這兩個座位區的一個照明裝置和/或可以有附加的照明裝置，例如，用于照明中心控制面板區，頂部控制面板區或前座位區之間區域的照明裝置。
反射鏡組件900還可以包括第一開關922a和第二開關922b。用于本發明的合適開關是在共同轉讓的美國專利No.6,407,468，6,420,800，6,426,568，和6,471,362以及共同轉讓的美國專利申請出版物No.US 2002/0024713 A1中詳細描述。可以合并這些開關以控制照明裝置，顯示器，反射鏡反射率，話控系統，羅盤系統，電話系統，高速公路收費所接口，遙信系統，前燈控制器，雨水傳感器，輪胎壓力監測系統，導航系統，離巷警告系統，自適應車速控制系統，等等。此處描述的或在上述參考文件內的任何其他顯示器或系統可以合并到相關車輛內的任何位置并可以利用開關進行控制。
反射鏡組件900還可以包括第一指示器924a和第二指示器924b。用于本發明的各種指示器是在共同轉讓的美國專利No.5,803,579，6,335,548，6,441,943，6,521,916和6,523,976以及共同轉讓的美國專利申請No.09/723,675，10/078,906，和10/230,804中描述的。這些指示器可以指出顯示器的狀態，反射鏡反射率，話控系統，羅盤系統，電話系統，高速公路收費所接口，遙信系統，前燈控制器，雨水傳感器，安全系統，等等。此處描述的或在上述參考文件內的任何其他顯示器或系統可以合并到相關車輛內的任何位置并可以有指示器描述的狀態。
反射鏡組件900還可以包括作為眩光傳感器的第一光傳感器926和作為環境傳感器的第二光傳感器928。用于本發明的優選光傳感器是在共同轉讓的美國專利No.5,923,027，6,313,457，6,359,274，6,379,013，和6,402,328，美國專利申請出版物No.US2002/0056806 A1和美國專利申請No.10/068,540中詳細描述。眩光傳感器926和/或環境傳感器928自動控制自變光反射元件的反射率以及信息顯示和/或背面光照的強度。眩光傳感器926還可用于檢測拖車的前燈，而環境傳感器928用于檢測系統正在運行的環境光照明條件。在另一個實施例中，可以包含天空傳感器930并用于檢測相關車輛之上或前面的光強。天空傳感器930可用于自動控制自變光元件的反射率，受控車輛的外部燈光和/或信息顯示的強度。反射鏡組件還可以包括太陽負載傳感器，用于檢測射向車輛駕駛員側和乘客側的光強，為的是控制車輛的氣候控制系統。
此外，反射鏡組件可以包括位于反射鏡玻璃框上的第一，第二，第三，第四，和第五操作員接口932a-932e。圖示的每個操作員接口包含背面光照的信息顯示“A”，“AB”，“A1”，“C”，和“12”。應當明白，這些操作員接口可以包含在相關車輛的任何地方，例如，在反射鏡機殼，附件模塊，儀器面板，頂部控制板，儀表盤，座位，中心控制板，等等。合適的開關結構在共同轉讓的美國專利No.6,407,468，6,420,800，6,426,568，和6,471,362，以及共同轉讓的美國專利申請出版物No.US2002/0024713 A1中詳細描述。這些操作員接口可以控制照明裝置，顯示器，反射鏡反射率，話控系統，羅盤系統，電話系統，高速公路收費所接口，遙信系統，前燈控制器，雨水傳感器，輪胎壓力監測系統，導航系統，離巷警告系統，自適應車速控制系統，等等。此處描述的或在上述參考文件內的任何其他顯示器或系統可以合并到相關車輛內的任何位置并可以利用操作員接口進行控制。例如，用戶可以給顯示器編程以描述預定的信息，或可以給顯示器編程以滾動通過一系列信息，或可以輸入與某個工作設備相關的設置點，以及在給定事件發生之后，顯示與傳感器輸入相關的某個信息。在一個實施例中，例如，在發動機溫度超過閾值之前，給定的顯示可以是在非照明狀態，然后，顯示器自動地設置成顯示發動機溫度。另一個例子是，位于車輛后部的接近傳感器可以連接到控制器并與后視鏡中的顯示器組合，可以給駕駛員指出與某個物體的距離；該顯示可以配置成條狀，其長度正比于給定的距離。
雖然圖33A-33C和34A-34B描述這些附加特征的具體位置和數目，但是應當明白，或多或少的各個裝置可以合并到相關的車輛內，如在上述參考文件中所描述的。
反射鏡支架903是用于安裝車輛內的反射鏡裝置到擋風玻璃898或車頂結構。應當明白，附件的主機可以包含在支架903或外殼952中，粘貼到支架903，例如，雨水傳感器，攝像機，前燈控制器，附加的微處理器，附加的信息顯示器，羅盤傳感器，等等。這些系統可以在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
圖33A所示的反射鏡組件900還包括可以在其上面安裝羅盤傳感器模塊(未畫出)的電路板960，和具有輸入/輸出總線接口(未畫出)的子電路板962。
一個或兩個傳感器926和928的電輸出信號可用作控制器(未畫出)的輸入，用于控制反射元件901的反射率，或顯示器905a和905b中任何一個或兩個的強度。此處使用的各種控制電路的細節是在共同轉讓的美國專利No.5,883,605，5,956,012，6,084,700，6,222,177，6,224,716，6,247,819，6,249,369，6,392,783，和6,402,328中描述。這些系統可以在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
雖然描述的羅盤傳感器模塊安裝在電路板960上，但是應當明白，傳感器模塊可以放置在支架903內，與接近反射鏡組件900上的附件模塊952上，或相關車輛內的任何位置，例如，在儀表盤以下，頂部控制板，中心控制板，總導管，發動機艙，等等。上述的羅盤系統可以在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
電路板960可以包括控制器(未畫出)，例如，微處理器，而子電路板962可以包括信息顯示器905a。微處理器可以從羅盤傳感器模塊接收信號，以及處理信號和發射信號到子電路板以控制顯示器905a，用于指出對應的車輛航向。如此處描述和在上述參考文件內，控制器可以從光傳感器，雨水傳感器(未畫出)，自動車輛外部燈光控制器(未畫出)，微音器，全球定位系統(未畫出)，電信系統(未畫出)，操作員接口，和其他裝置的主機接收信號，并控制信息顯示器以提供合適的視覺指示。
用于控制羅盤系統的控制器至少可以部分地控制反射鏡反射率，外部燈光，雨水傳感器，羅盤，信息顯示器，雨刷，加熱器，去霜器，去霧器，空調，電話系統，導航系統，安全系統，輪胎壓力監測系統，車庫門開啟發射器，遠程無鑰匙入口，遙測系統，話音識別系統，例如，數字信號處理器基話控系統，和車速。控制器796(未畫出)可以接收來自開關和/或與此處描述和參考文件中描述裝置的信號，用于自動操作此處描述和參考文件中描述的任何其他裝置。控制器至少可以部分地放置在反射鏡組件之外，或可以包括車輛中任何位置的第二個控制器，或車輛內的附加控制器。各個處理器可以配置成串行，并行地通過車輛總線，CAN總線，或任何其他合適的通信裝置借助于BLUETOOTHTM協議，無線通信進行通信。這些外部連接器可以有多插針連接器的接口964。
按照本發明可以包含外部光控系統，如在共同轉讓的美國專利No.5,990,469，6,008,486，6,130,421，6,130,448，6,255,639，6,049,171，5,837,994，6,403,942，6,281,632，6,291,812，6,469,739，6,465,963，6,429,594，和6,379,013，美國專利申請出版物No.US 2002/0005472 A1和美國專利申請No.09/528,389，09/678,586，09/800,460，60/404,879，60/394,583，10/235,476，和10/208,142中所描述的。這些系統在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。如在美國專利申請No.09/800,460中所公開的，羅盤傳感器和成像傳感器陣列950可以放置在連接到支架903的附件外殼952中。
在共同轉讓的美國專利No.5,923,027和6,313,457以及美國專利申請No.09/970,728和09/970,962中描述濕度傳感器和擋風玻璃霧氣檢測器系統。這些系統在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
共同轉讓的美國專利No.6,262,831描述用于本發明的功率源。這些系統在共同的控制下至少部分地可以與信息顯示器集成和/或可以與信息顯示器分享元件。此外，這些系統的狀態和/或其控制裝置的狀態可以顯示在相關的信息顯示器上。
反射鏡組件還可以包括一個或多個天線940，用于接收和/或發射RF信號。合適的接收，發射，和/或處理電路還可以包含在或連接到反射鏡組件。這種天線可用于蜂窩式電話系統，BLUETOOTHTM發射/接收系統，遠程無鑰匙入口(RKE)系統，可訓練車庫門開啟系統，輪胎壓力監測系統，全球定位衛星系統，LORAN系統，等等。這些系統中的一些系統可以分享共同天線和接收，發射，處理，和顯示電路。在共同轉讓的美國專利No.6,215,389和6,431,712以及美國專利申請No.09/359,144和09/949,955中公開后視鏡組件中包含輪胎壓力監測系統的例子。在共同轉讓的美國專利No.6,166,698，6,297,781，6,396,446，以及在美國專利申請出版物No.US2002/0032510 A1中公開后視鏡組件中包含GPS系統的例子。在共同轉讓的美國專利申請出版物No.US2002/0193946 A1中公開后視鏡組件中包含LORAN系統的例子。在美國專利申請No.US2002/0032510 A1中公開后視鏡組件中包含電話/遠程信息處理系統和BLUETOOTHTM系統的例子。在美國專利No.6,091,343中公開后視鏡組件中包含可訓練車庫門開啟系統和RKE系統。
反射鏡還可以包括紅外(IR)發射器/接收器，用于發射信息到反射鏡組件和從反射鏡組件接收信息以及發射信息到車輛和從車輛接收信息。在共同轉讓的美國專利申請No.6,407,712中公開這種后視鏡組件的例子。
反射鏡組件還可以包括一個或多個相同或不同類型的顯示器。不同類型的顯示器例子包括真空熒光，LCD，反向LCD，LED，有機LED，點矩陣，背光標記，等等。對于同時顯示大量信息的顯示器，可以利用在共同轉讓的美國專利No.6,346,698中公開的顯示器。在共同轉讓的美國專利No.6,170,956和6,356,376，以及美國專利申請No.09/586,813和09/664,151中公開背光標記面板顯示器的例子。在共同轉讓的美國專利No.6,356,376和在美國專利申請出版物No.US2002/0154379 A1中公開用于后視鏡的各種顯示器。
后視鏡組件外殼中車輛附件的布線可以在管道下穿過裝配架并沿擋風玻璃(若安裝支架沒有延伸到headliner)。在共同轉讓的美國專利No.6,467,919中公開后視鏡組件的例子，其中反射鏡組件外殼中的附件布線穿過裝配架。
雖然本發明描述成是在后視鏡組件外殼內放置傳感器實現的，但是傳感器可以安裝到裝配底座或在后視鏡組件的任何其他位置。此外，本發明電子羅盤的任何或所有各種元件可以安裝在車輛中的任何位置。還可以理解，本發明的某些實施例是新穎的并可用于各種車輛，例如，陸地車輛(即，汽車，卡車，體育運動車輛(SUV)，火車，摩托車，自行車，機動和腳踏兩用車，滑行車，雪地汽車，全地形越野車(ATV)，軍用車輛)以及其他的運載工具，例如，飛機，海上船只，和水陸兩用車。
雖然本發明描述成利用這樣一個過程，從磁傳感器電路輸出的信號表示在二維或三維坐標系統中，但類似的方法可用于單獨地處理和分析信號，然后，比較單獨分析的結果以得到類似的結果。
以上的描述僅僅參照一些優選的實施例。專業人員和實現或利用本發明的人員可以對本發明進行改動。所以，應當明白，附圖中畫出和描述的實施例僅僅用于說明的目的，而不是對本發明范圍的限制，按照專利法原理解釋的本發明范圍是受以下權利要求書的限制。
權利要求
1.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，模擬從三個測定分量導出的三維幾何圖形，在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
2.按照權利要求1的電子羅盤，還包括耦合到所述處理電路的航向指示器，用于接收航向信號和提供車輛航向指示給車輛占用人。
3.按照權利要求2的電子羅盤，其中所述航向指示器是顯示器。
4.按照權利要求1的電子羅盤，其中三維幾何圖形是代表與測定分量中導出的數據點最佳擬合的模擬圖形。
5.按照權利要求1的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路模擬三維幾何圖形。
6.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量，在參照選取的模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
7.按照權利要求6的電子羅盤，還包括耦合到所述處理電路的航向指示器，用于接收航向信號和提供車輛航向指示給車輛占用人。
8.按照權利要求6的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是圓。
9.按照權利要求6的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是橢圓。
10.按照權利要求6的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是三維幾何圖形。
11.按照權利要求6的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是球面。
12.按照權利要求6的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是橢球面。
13.按照權利要求6的電子羅盤，其中最初假設模擬幾何圖形和基于最初假設計算誤差度量，在誤差度量最小化之前，改變假設的模擬幾何圖形，然后利用具有最小誤差度量的改變模擬幾何圖形以確定車輛航向，從而確定最佳擬合的模擬幾何圖形。
14.按照權利要求6的電子羅盤，其中基于測定分量通過重復地比較和改變模擬幾何圖形的迭代處理，確定最佳擬合的模擬幾何圖形。
15.按照權利要求6的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
16.按照權利要求6的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
17.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，確定幾何圖形，在參照幾何圖形的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，確定誤差矢量的幅度，該矢量是從幾何圖形的周邊延伸到三個測定垂直分量中最新的測定分量，以及若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
18.按照權利要求17的電子羅盤，還包括耦合到所述處理電路的航向指示器，用于接收航向信號和提供車輛航向指示給車輛占用人。
19.按照權利要求18的電子羅盤，其中所述航向指示器是顯示器。
20.按照權利要求17的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路確定幾何圖形。
21.按照權利要求17的電子羅盤，其中所述處理電路確定從三個測定分量導出的三維幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
22.按照權利要求17的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
23.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，迭代地選取模擬幾何圖形，在參照幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
24.按照權利要求23的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是圓。
25.按照權利要求23的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是橢圓。
26.按照權利要求23的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是三維幾何圖形。
27.按照權利要求26的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是球面。
28.按照權利要求26的電子羅盤，其中模擬幾何圖形是橢球面。
29.按照權利要求23的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
30.按照權利要求23的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路迭代地選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
31.按照權利要求23的電子羅盤，其中所述處理電路迭代地選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
32.按照權利要求23的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從選取的模擬幾何圖形周邊延伸到最新的測定分量，以及若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
33.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號，所述處理電路還配置成(a)建立多個角存儲桶，每個角存儲桶對應于模擬幾何圖形中互不相交的角度范圍，(b)累積包含多個數據點的點組，每個數據點對應于其他數據點以外在不同車輛航向讀出的測定分量，(c)計算該點組中數據點的航向角，(d)選取數據點的航向角是在某個角度范圍內的角存儲桶，(e)分配數據點到步驟(d)中選取的角存儲桶，(f)重復步驟(c)至(e)，直至所有的數據點已分配到角存儲桶，和(g)基于該點組中的數據點，調整模擬幾何圖形。
34.按照權利要求33的電子羅盤，其中所述處理電路還配置成(h)若需要替換的點對應于給不同數據點分配的角存儲桶，則利用新的數據點替換該點組中的數據點。
35.按照權利要求33的電子羅盤，其中基于至少5個數據點，每個數據點存儲在分開的角存儲桶，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
36.按照權利要求33的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
37.按照權利要求33的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
38.按照權利要求33的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，以及若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
39.按照權利要求33的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
40.一種車輛電子羅盤，包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的一個分量，該分量垂直于其他傳感器的測定分量，和產生代表該測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯來自每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，利用給最新數據點比以前數據點較大權重的加權平均，應用平滑濾波器以平滑該數據點，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
41.按照權利要求40的電子羅盤，其中所述處理電路應用的平滑濾波器是指數平滑濾波器。
42.按照權利要求40的電子羅盤，其中所述處理電路選取模擬幾何圖形，和在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
43.按照權利要求42的電子羅盤，其中模擬幾何圖形的選取是基于從測定分量導出的至少5個參考數據點。
44.按照權利要求42的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
45.按照權利要求42的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，以及若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
46.按照權利要求42的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
47.按照權利要求40的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
48.一種車輛電子羅盤，包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的一個分量，該分量垂直于其他傳感器器的測定分量，和產生代表測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，確定數據點位置相對于至少一個以前數據點的二階導數，比較二階導數的幅度與第一閾值以確定檢測元件的輸出數據信號是否有噪聲，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
49.按照權利要求48的電子羅盤，其中若二階導數的幅度大于第一閾值，則所述處理電路設置延遲計數器作為二階導數大于第一閾值范圍的函數，和在延遲計數器終止之前避免利用模擬的輸出數據信號。
50.按照權利要求48的電子羅盤，其中利用給接收的數據點比以前數據點較大權重的加權平均，所述處理電路應用平滑濾波器以平滑接收的數據點。
51.按照權利要求48的電子羅盤，其中所述處理電路選取模擬幾何圖形，和在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
52.按照權利要求51的電子羅盤，其中模擬幾何圖形的選取是基于從測定分量導出的至少5個參考數據點。
53.按照權利要求51的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
54.按照權利要求51的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
55.按照權利要求51的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
56.按照權利要求48的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
57.一種車輛電子羅盤，包括至少包含兩個檢測元件的磁傳感器電路，每個檢測元件檢測地球磁場矢量的一個分量，該分量垂直于其他傳感器測定的分量，和產生代表測定分量的輸出數據信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出數據信號，關聯每個所述檢測元件的輸出數據信號以建立數據點，通過監測檢測電平的變化，確定檢測元件輸出數據信號的噪聲電平，設置延遲計數器作為噪聲電平的函數，在延遲計數器終止之前避免利用幾何模擬的輸出數據信號，計算車輛航向作為最新數據點的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
58.按照權利要求57的電子羅盤，其中若噪聲電平大于噪聲閾值，則所述處理電路不利用最新數據點更新航向。
59.按照權利要求57的電子羅盤，其中所述處理電路在每次接收到數據點時給延遲計數器增1，它導致噪聲電平大于閾值電平的確定。
60.按照權利要求57的電子羅盤，其中所述處理電路在每次接收到數據點時給延遲計數器減1，它導致噪聲電平不大于閾值電平的確定。
61.按照權利要求57的電子羅盤，其中所述處理電路選取模擬幾何圖形，和在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
62.按照權利要求61的電子羅盤，其中模擬幾何圖形的選取是基于從測定分量導出的至少5個參考數據點。
63.按照權利要求61的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
64.按照權利要求61的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
65.按照權利要求61的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
66.按照權利要求57的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
67.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，選取橢圓模擬幾何圖形，在參照橢圓模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
68.按照權利要求67的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路選取橢圓模擬幾何圖形。
69.按照權利要求67的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬橢圓幾何圖形，該數據點選取對應于隨時間的測定分量。
70.按照權利要求67的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從橢圓模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
71.按照權利要求67的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變模擬幾何圖形，所述處理電路迭代地選取橢圓模擬幾何圖形。
72.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的若干個參考數據點確定校準點，確定噪聲閾值隨作為若干個參考點的函數計算當前校準點，確定測定分量是否大于噪聲閾值，若測定分量不大于噪聲閾值，則在參照校準點的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
73.按照權利要求72的電子羅盤，其中通過選取確定校準點相對位置的模擬幾何圖形，所述處理電路確定校準點。
74.按照權利要求73的電子羅盤，其中基于5個參考數據點，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
75.按照權利要求73的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
76.按照權利要求73的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與參考數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形。
77.按照權利要求73的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢量的幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
78.按照權利要求73的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
79.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的多個參考數據點，確定模擬幾何圖形，確定噪聲閾值作為模擬幾何圖形與參考數據點擬合程度的函數，該參考數據點用于確定模擬幾何圖形，若測定分量不大于噪聲閾值，則在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
80.按照權利要求79的電子羅盤，其中基于至少5個參考數據點，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
81.按照權利要求79的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
82.按照權利要求79的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
83.按照權利要求79的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢量幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
84.按照權利要求79的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
85.一種安裝在車輛后視鏡外殼中的電子羅盤，包括磁傳感器電路，至少包含第一檢測元件和第二檢測元件，每個檢測元件用于檢測地球磁場矢量基本橫向的垂直分量，和第三檢測元件，用于檢測地球磁場矢量的基本縱向分量，所述檢測元件安裝在反射鏡外殼中，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，通過監測車輛行進通過預定車輛航向范圍期間的所述第三檢測元件，確定反射鏡外殼的傾斜角，補償第一檢測元件和第二檢測元件測定分量的反射鏡外殼傾斜角，計算車輛航向作為第一檢測元件和第二檢測元件測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
86.按照權利要求85的電子羅盤，其中車輛航向的預定范圍包括在車輛行進通過約360度期間所計算的航向。
87.按照權利要求85的電子羅盤，其中所述處理電路選取模擬幾何圖形，和在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
88.按照權利要求87的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路選取模擬幾何圖形。
89.按照權利要求87的電子羅盤，其中所述處理電路選擇與選取數據點構成最佳擬合的模擬幾何圖形，該數據點對應于隨時間的測定分量。
90.按照權利要求87的電子羅盤，其中所述處理電路確定誤差矢量的幅度，該矢量是從模擬幾何圖形的周邊延伸到最新的測定分量，和若誤差矢的量幅度不大于預定的閾值，則產生代表計算航向的航向信號。
91.按照權利要求87的電子羅盤，其中基于隨時間的測定分量通過重復地比較和改變幾何圖形，所述處理電路迭代地選取模擬幾何圖形。
92.按照權利要求85的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，且其中所述處理電路選取從三個測定分量導出的三維模擬幾何圖形，和在參照三維幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數。
93.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的第一組參考數據點，選取第一模擬幾何圖形，在參照第一模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，產生代表計算航向的航向信號，基于在選取第一模擬幾何圖形之后接收的參考數據點，選取第二模擬幾何圖形，若第二模擬幾何圖形與第一模擬幾何圖形有很大的不同，則利用第二模擬幾何圖形，以及若隨后得到的參考數據點更好地擬合第一模擬幾何圖形，則重新選取第一模擬幾何圖形。
94.按照權利要求93的電子羅盤，其中基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，所述處理電路第一模擬幾何圖形和第二模擬幾何圖形中的一個圖形。
95.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，利用至少一個第一閾值，從測定分量導出第一組參考數據點，基于第一組參考數據點，選取第一模擬幾何圖形，在參照第一模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，產生代表計算航向的航向信號，利用比第一閾值更嚴格的至少一個第二閾值，從測定分量導出第二組參考數據點，基于第二組參考數據點，選取第二模擬幾何圖形，若第二模擬幾何圖形與第一模擬幾何圖形有很大的不同，則利用第二模擬幾何圖形，以及若隨后得到的參考數據點更好地擬合第一模擬幾何圖形，則重新選取第一模擬幾何圖形。
96.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的至少兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的至少5個參考數據點，確定模擬幾何圖形，在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
97.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，若測定分量展示大于最小噪聲閾值的噪聲電平，則確定車輛正在運動，計算車輛航向作為至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號，其中在車輛不運動時，所述處理電路不改變顯示的航向。
98.按照權利要求97的電子羅盤，其中若噪聲電平在預定時間大于最小噪聲閾值，則所述處理電路確定改車輛正在運動。
99.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于至少檢測地球磁場矢量的兩個垂直分量，和產生代表該測定分量的輸出信號；和耦合到所述磁傳感器電路的處理電路，用于接收輸出信號，基于從測定分量導出的參考數據點，確定模擬幾何圖形，計算代表模擬幾何圖形擬合參考數據點程度的誤差度量，在參照模擬幾何圖形的同時，計算車輛航向作為該至少兩個測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
100.按照權利要求99的電子羅盤，其中最初假設模擬幾何圖形和基于最初假設計算誤差度量，在誤差度量最小化之前，改變假設的模擬幾何圖形，然后利用具有最小誤差度量的改變模擬幾何圖形以確定車輛航向，從而確定模擬幾何圖形。
101.按照權利要求99的電子羅盤，其中計算的誤差度量用于建立置信級，置信級用于建立與原始數據點比較的閾值，從而確定原始數據點是否可以考慮為參考數據點。
102.一種車輛電子羅盤，包括磁傳感器電路，用于檢測地球磁場矢量的三個垂直分量，和產生代表該三個測定分量的輸出信號；俯仰滾轉檢測電路，用于測量磁傳感器電路的俯仰和滾轉；和耦合到所述磁傳感器電路和所述俯仰滾轉檢測電路的處理電路，用于接收輸出信號，補償測得俯仰和滾轉的測定分量，計算車輛航向作為至少兩個補償測定分量的函數，和產生代表計算航向的航向信號。
103.按照權利要求102的電子羅盤，其中通過完成坐標變換，以下的公式用于補償測得俯仰(pitch)和滾轉(roll)的測定分量(Hx，Hy，Hz)，補償的測定分量(Hex，Hey，Hez)是Hex＝Hx*cos(pitch)-Hy*sin(roll)sin(pitch)-Hz*cos(roll)sin(pitch)Hey＝Hy*cos(roll)-Hz*sin(roll)Hez＝Hx*sin(pitch)+Hy*sin(roll)cos(pitch)-Hz*cos(roll)sin(pitch)。
104.按照權利要求102的電子羅盤，其中所述俯仰滾轉檢測電路是加速度計，它有轉變成在-g與+g之間變化的加速度輸出信號，其中輸出信號轉變成以度數表示的測量俯仰和滾轉pitch＝asin(Ax/1g)roll＝asin(Ay/1g)。
105.按照權利要求1，6，17，23，或102的電子羅盤，其中所述磁傳感器電路包括設置在后視鏡組件中的磁阻抗傳感器。
全文摘要
一種電子羅盤系統(100)包括至少有兩個檢測元件(104，106，108)的磁傳感器電路(102)，用于檢測地球磁場矢量的垂直分量。處理電路(110)耦合到傳感器電路，用于濾波，處理，和計算航向。處理電路還選取模擬幾何圖形，例如，球面，橢球面，橢圓或圓，確定數據點相對于模擬圖形的誤差度量，調整模擬圖形以減小誤差，從而得到最佳擬合圖形。若噪聲電平沒有噪聲且在識別新的最佳擬合圖形之前，則最佳擬合圖形用于計算每個相繼傳感器讀數的航向。電子羅盤系統特別適合于安裝在車輛后視鏡組件(140)中。
文檔編號G01C17/38GK1639542SQ03805031
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月28日 優先權日2002年3月1日
發明者哈羅德·C·奧克斯, 喬恩·H·貝克特爾, 馬克·D·伯格諾 申請人:金泰克斯公司