JPH03220460A - スケールファクタ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は角速度センサのスケールファクタを測定するス
ケールファクタ測定装置に関する。

［従来の技術］ 車両等の移動体に搭載して移動体の走行軌跡を検出する
ナビゲーション装置には、通常、振動ジャイロ等の角速
度センサを備えてこの角速度センサの出力（移動体の角
速度に比例した出方）を積分演算して移動体のヨーイン
グ角を求めている。

これらの角速度センサは一台一台異なった固有のスケー
ルファクタを有しており、実際の回転角度と角速度セン
サの出力の間には、多少の誤差がある。スケールファク
タとは入力角速度に対するジャイロ出力電圧の最小二乗
近似直線の傾斜のことで単位は［ｍＶ／　（ｄｅｇ／武
）］である、このスケールファクタが変化すると角速度
に対する角速度センサの出力が変わってしまい、精度が
悪くなってしまう。

しかしながら、このスケールファクタは時間が経つに連
れて徐々に変化するために、ナビゲーションシステムの
精度が落ちてきた場合にはスケールファクタを新たに測
定して、ナビゲーションシステムのスケールファクタ調
整用ボリュームを調整したり、ヨーイング角を求めるソ
フト処理に新しいスケールファクタ値を代入する必要が
ある。

従来、加速度センサのスケールファクタを測定する方法
としては、角速度センサを回転角速度が正確で安定な回
転をする回転テーブルの上に来せ、角速度センサの出力
を回転角速度で除すことによりスケールファクタを測定
していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の回転テーブルを使用する方法は、
回転が正確で安定した高性能な回転テーブルが必要であ
り、また、高性能な回転テーブルは重くて大きく、持ち
運びが大変である。そのため例えば車両についている角
速度センサなどのスケールファクタをサービスマンやユ
ーザーの手で簡単に測定することは非常に困難であった
。

本発明は上記従来の欠点を解決するためになされたもの
で、手軽で簡単に角速度センサのスケールファクタを測
定することの出来るスケールファクタ測定装置を提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明は、角速度センサの出
力を積分する積分器と、この積分器の積分値を入力し角
速度センサのスケールファクタを演算する演算装置とを
有し、角速度センサを所定角度回転させることにより角
速度センサのスケールファクタを演算する構成とした。

さらに、演算装置は、積分器に一定電圧を印加した時の
単位時間当たりの出力に角速度センサの回転角度を乗じ
て求めた係数にで積分器の所定角度回転時の出力を除す
ることにより、角速度センサのスケールファクタを演算
する構成とした。

［作用］ この発明によれば、角速度センサを所定角度回転させ、
このときの出力を積分器で積分し、この積分値を演算回
路に入力し、この演算装置では積分器に一定電圧を印加
した時の単位時間当たりの出力に角速度センサの回転角
度を乗じて求めた係数にで積分器の所定角度回転時の出
力を除することにより、角速度センサのスケールファク
タを演算する。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は入
力パルス信号、角速度センサ出力信号及び、積分器出力
の関係図である。第３図は実施例における動作のフロー
チャートである。

第１図中、角速度センサ１は本発明で測定する被測定物
であり、出力として角速度に比例した電圧（角速度ω）
を出力する。

スケールファクタ測定装置１１は角速度センサ出力をＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２と、そのＡ／Ｄ値を時間積
分していくディジタル積分器３と、角速度センサ１を所
定角度回転する前にスタートパルスをを発生するスター
トボタン６と、回転後にストップパルスを発生するスト
ップボタン７と、スタートボタン６、ストップボタン７
からのパルスを入力して演算装置４に出力する入力部５
と、入力部５からのスタート、ストップパルスによりデ
ィジタル積分器３の出力データを取り込みスケールファ
クタを算出する演算装置４から構成される。

なお、実施例ではスタートボタンとストップボタンを別
々に設けたが、１つのボタンでスタートとストップの信
号を出力するようにしても良い。

このような構成のスケールファクタ測定装置の動作につ
いて、第３図のフローチャートを参照して説明する。ま
ずスタートボタン６を押すと、スタートパルスＳ０が入
力部５から演算装置４に出力される。演算装置４ではス
テップ１０１でスタートボタンが押されたことを検出し
、ステップ１０２に移る。ステップ１０２では積分器３
からスタートパルスが入力されたときの角速度センサの
出力の時間積分値 ｘ＝／ωｘｄｔ　　　　（１１ を演算装置４に取り込み記憶する。次に、角速度センサ
１を所定角度θだけ適当なスピードで回転させ１回転終
了後ストップボタン７を押す。尚、回転させるスピード
（回転角速度）は従来の回転テーブルのように一定でな
くても良い。

ストッボタン７が押されると入力部５から演算装置４に
ストップパルスＳ２が入力される１次に、ステップ１０
３でストップボタン７が押されたことを検出するとステ
ップ１０４へ移行し、ステップ１０４では積分器３から
角速度センサ１の出力の時間積分値 ｙ＝ｆω２ｄ　ｔ　　　　ｔ２） を演算装置ｒｉ４に取り込み記憶する。第２図はこれら
の過程における入力パルス信号、角速度センサ出力、積
分器出力の関係を表したものである。

続いてステップ１０５で角速度センサ１を所定角度適当
なスピードで回転させたときの角速度センサ１の出力の
時間積分値 ｚ＝／ω２ｄｔ−／ωｔｄｔ　　　（３１より求める。

続くステップ１０６では（３）式で求めた角速度積分値
Ｚを積分器の係数と回転角度とから求まる糸数にで除す
ることにより（４）式のようにスケールファクタＳＦを
求める。

Ｓ　Ｆ　＝　ｚ　／　ｋ　　　（４１ なお、上述した係数には次のように求める。まず１ｍＶ
の入力を１秒間印加したときの積分器の出力を測定して
おきＳとする。角速度の積分値は角度に比例するために
、Ｓはスケールファクタ１［ｍＶ／　（ｄ　ｅ　ｇ／　
ｓ　）　］の角速度センサを１度回転させたときの積分
値と等しくなる。このＳと上述の角速度センサの回転角
度θを乗じて係数にとする。この値は、スケールファク
タ１［ｍＶ／（ｄｅｇ／ｓ）］の角速度センサを所定角
度０だけ回転させたときの積分値と等しい。

このようにして求めた新しいスケールファクタに基づい
て、ナビゲーションシステムのスケールファクタ調整用
ボリュームを調整したり、ヨーイング角を求めるソフト
処理に新しいスケールファクタを代入することによりヨ
ーイング角を校正することが出来る。

なお、上記実施例ではスタートパルス、ストップパルス
を手動で入力するようにしたが、第４図に示すように角
速度センサを回転テーブル８に乗せ、この回転テーブル
にホトマークセンサ、磁気センサ、マイクロスイッチ等
からなる回転開始位置と回転停止位置を検出する検出手
段９を設け、この検出手段９からの信号をスタートパル
ス、ストップパルスとする構成としても良い。このよう
にすれば角速度センサを回転テーブル８に載せて所定角
度回転テーブル８を回すだけで、自動的にスタートパル
ス、ストップパルスを発生するのでより簡単にスケール
ファクタの測定が出来る。

なお、本発明によるスケールファクタ測定装置をナビゲ
ーションシステムやその他の角速度センサを使用する機
器に内蔵するようにすれば、角速度センサの保守を外部
測定器を用いないで行うことが出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるスケールファクタ測
定装置によれば、従来の測定装置に比べて角速度センサ
を適当なスピードで所定角度回転させるだけで簡単にス
ケールファクタを測定することが出来る。また、本発明
によるスケールファクタ測定装置は従来のように大きく
、高価な回転テーブルを必要としないので、サービスマ
ンやユーザーにも手軽にスケールファクタを測定するこ
とが出来る。

また、本発明によるスケールファクタ測定装置をナビゲ
ーションシステム等の機器に内蔵させることにより使用
されているその場で簡単にスケールファクタの校正を行
うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスケールファクタ測定装置のブロ
ック図、第２図は入力パルス信号、角速度センサ出力信
号及び、積分器出力の関係図、第３図は本発明によるス
ケールファクタ測定装置の動作のフローチャート、第４
図は本発明による他の実施例のブロック図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）角速度センサの出力を積分する積分器と、前記積
   分器の積分値を入力し前記角速度センサのスケールファ
   クタを演算する演算装置とを有し、前記角速度センサを
   所定角度回転させることにより前記角速度センサのスケ
   ールファクタを演算する構成としたことを特徴とするス
   ケールファクタ測定装置。
2. （２）前記演算装置は、前記積分器に一定電圧を印加し
   た時の単位時間当たりの出力に前記角速度センサの回転
   角度を乗じて求めた係数ｋで前記積分器の所定角度回転
   時の出力を除することにより、前記角速度センサのスケ
   ールファクタを演算する構成としたことを特徴とする請
   求項１記載のスケールファクタ測定装置。