JPH04295714A - 角速度検出装置 - Google Patents
角速度検出装置Info
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- JPH04295714A JPH04295714A JP3060030A JP6003091A JPH04295714A JP H04295714 A JPH04295714 A JP H04295714A JP 3060030 A JP3060030 A JP 3060030A JP 6003091 A JP6003091 A JP 6003091A JP H04295714 A JPH04295714 A JP H04295714A
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- Japan
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- point voltage
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- time
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などのナビゲー
ションシステムにおける角速度検出装置に関するもので
ある。
ションシステムにおける角速度検出装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】角速度検出装置に用いる振動ジャイロは
、恒弾性金属の振動子に圧電体を張り付けて振動させ、
コリオリ力を検出する音片型や、音叉型等が開発されて
いる。小型，軽量，安価という特徴を持つために、この
角速度検出装置は近年ビデオカメラの画振れ検出用セン
サ等に利用されはじめている。また、自動車のナビゲー
ションシステムの方位検出用センサとしても検討されて
いるが、実用化には至っていない。
、恒弾性金属の振動子に圧電体を張り付けて振動させ、
コリオリ力を検出する音片型や、音叉型等が開発されて
いる。小型，軽量，安価という特徴を持つために、この
角速度検出装置は近年ビデオカメラの画振れ検出用セン
サ等に利用されはじめている。また、自動車のナビゲー
ションシステムの方位検出用センサとしても検討されて
いるが、実用化には至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その原因として、振動
ジャイロの出力電圧のゼロ点電圧が経時的に変化するゼ
ロ点ドリフトという現象があげられる。振動ジャイロの
ゼロ点電圧（角速度入力がない静止状態での振動ジャイ
ロの出力電圧）をＶ０とし、振動ジャイロの出力をＶω
とすると、角速度入力による出力分はＶω−Ｖ０で計算
されるが、ゼロ点電圧が変化した場合角速度入力による
出力分と区別できず、その変化量が時間的に累積されて
角度誤差になる。
ジャイロの出力電圧のゼロ点電圧が経時的に変化するゼ
ロ点ドリフトという現象があげられる。振動ジャイロの
ゼロ点電圧（角速度入力がない静止状態での振動ジャイ
ロの出力電圧）をＶ０とし、振動ジャイロの出力をＶω
とすると、角速度入力による出力分はＶω−Ｖ０で計算
されるが、ゼロ点電圧が変化した場合角速度入力による
出力分と区別できず、その変化量が時間的に累積されて
角度誤差になる。
【０００４】このような振動ジャイロのゼロ点ドリフト
としては、外気温度の変化によるドリフトがあげられ、
その対策として外気温度が変化してもセンサの温度が変
化しないように、センサを恒温槽に入れたり、断熱層で
覆う等の方式が提案されている。しかし、ゼロ点ドリフ
トを検討する中で、外気温度が一定であっても電源を投
入後から安定するまでにある時間の間ゼロ点電圧がドリ
フトすることが判明した。
としては、外気温度の変化によるドリフトがあげられ、
その対策として外気温度が変化してもセンサの温度が変
化しないように、センサを恒温槽に入れたり、断熱層で
覆う等の方式が提案されている。しかし、ゼロ点ドリフ
トを検討する中で、外気温度が一定であっても電源を投
入後から安定するまでにある時間の間ゼロ点電圧がドリ
フトすることが判明した。
【０００５】図４は外気温度一定の条件で、静止状態で
の振動ジャイロの電源投入時からのゼロ点電圧の時間的
な変化（ゼロ点ドリフト）の一例を示したものである。 例えば図４の場合、ゼロ点が安定するまでに電源投入後
約１０分の時間が必要になる。このゼロ点ドリフトが存
在した場合、電源投入後１０分間ゼロ点を補正しなけれ
ば約４８°の累積角度誤差が発生することになり、電源
を投入してからゼロ点が安定するまで精度のよい方位検
出ができないという問題点を有していた。
の振動ジャイロの電源投入時からのゼロ点電圧の時間的
な変化（ゼロ点ドリフト）の一例を示したものである。 例えば図４の場合、ゼロ点が安定するまでに電源投入後
約１０分の時間が必要になる。このゼロ点ドリフトが存
在した場合、電源投入後１０分間ゼロ点を補正しなけれ
ば約４８°の累積角度誤差が発生することになり、電源
を投入してからゼロ点が安定するまで精度のよい方位検
出ができないという問題点を有していた。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電源投入時からのゼロ点ドリフトによる累積角度誤
差が小さく、電源投入直後から高精度の方位検出ができ
る角速度検出装置を提供することを目的とする。
で、電源投入時からのゼロ点ドリフトによる累積角度誤
差が小さく、電源投入直後から高精度の方位検出ができ
る角速度検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、振動ジャイロと、この振動ジャイロの電源
投入時からのゼロ点電圧の経時変化を記憶した補正用メ
モリと、この補正用メモリに記憶されたゼロ点電圧の経
時変化を振動ジャイロの出力電圧から差し引く演算部と
を備えたものである。
に本発明は、振動ジャイロと、この振動ジャイロの電源
投入時からのゼロ点電圧の経時変化を記憶した補正用メ
モリと、この補正用メモリに記憶されたゼロ点電圧の経
時変化を振動ジャイロの出力電圧から差し引く演算部と
を備えたものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、振動ジャイロの電源投入時か
らのゼロ点のドリフトによる累積角度誤差が減少する。 すなわち、電源投入直後の振動ジャイロのゼロ点電圧を
Ｖ０、ある時点での振動ジャイロのゼロ点電圧ドリフト
を含んだ出力をＶω＋Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）とすると、補
正用メモリには電源投入時からのゼロ点電圧ドリフト特
性であるＶｄｒｉｆｔ（ｔ）が記憶されているため、振
動ジャイロの出力電圧からＶｄｒｉｆｔ（ｔ）を差し引
くことによりゼロ点電圧ドリフトによる影響の無いＶω
−Ｖ０を得ることができる。
らのゼロ点のドリフトによる累積角度誤差が減少する。 すなわち、電源投入直後の振動ジャイロのゼロ点電圧を
Ｖ０、ある時点での振動ジャイロのゼロ点電圧ドリフト
を含んだ出力をＶω＋Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）とすると、補
正用メモリには電源投入時からのゼロ点電圧ドリフト特
性であるＶｄｒｉｆｔ（ｔ）が記憶されているため、振
動ジャイロの出力電圧からＶｄｒｉｆｔ（ｔ）を差し引
くことによりゼロ点電圧ドリフトによる影響の無いＶω
−Ｖ０を得ることができる。
【０００９】さらに、補正用メモリが消去，書換え可能
であれば、経年変化により振動ジャイロの電源投入時か
らのゼロ点電圧ドリフトの特性が変化した場合にも、駐
車中などにゼロ点電圧ドリフトの特性を測定してデータ
を更新することができ、長期にわたり補正効果を維持す
ることができる。
であれば、経年変化により振動ジャイロの電源投入時か
らのゼロ点電圧ドリフトの特性が変化した場合にも、駐
車中などにゼロ点電圧ドリフトの特性を測定してデータ
を更新することができ、長期にわたり補正効果を維持す
ることができる。
【００１０】
（実施例１）以下本発明の一実施例の角速度検出装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明一
実施例を用いたナビゲーションシステムのブロック図を
示すものである。１１は振動ジャイロ、１２は速度セン
サ、１３は地図データ入力部、１４は補正用メモリ、１
５は演算部、１６は表示部である。
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明一
実施例を用いたナビゲーションシステムのブロック図を
示すものである。１１は振動ジャイロ、１２は速度セン
サ、１３は地図データ入力部、１４は補正用メモリ、１
５は演算部、１６は表示部である。
【００１１】図３は本実施例における振動ジャイロ１１
の具体例として音叉型のものを示す。１ａ，１ｂは検出
用圧電素子、２は駆動用圧電素子、３は電極ブロック、
４は支持棒、５はベース、６は接合部材、７は検知軸で
ある。駆動用圧電素子２と検知用圧電素子１ａ，１ｂは
検知軸７に平行で、かつ互いに接合部材６により直交接
合され、駆動用圧電素子２の一方の自由端が電極ブロッ
クに半田付けされて音叉構造を構成している。駆動用圧
電素子２は、交流信号を印加することにより電極ブロッ
ク３を通じ、音叉振動を行う。駆動用圧電素子２に接合
された検知用圧電素子１ａ，１ｂは互いに逆方向の速度
で振動することになり、このとき検知軸７方向に角速度
が入力されると検知用圧電素子１ａ，１ｂにコリオリの
力が作用する。コリオリの力による検知用圧電素子１ａ
，１ｂのたわみから発生する電気信号はその速度と入力
角速度の外積に比例するため、角速度を検出することが
できる。
の具体例として音叉型のものを示す。１ａ，１ｂは検出
用圧電素子、２は駆動用圧電素子、３は電極ブロック、
４は支持棒、５はベース、６は接合部材、７は検知軸で
ある。駆動用圧電素子２と検知用圧電素子１ａ，１ｂは
検知軸７に平行で、かつ互いに接合部材６により直交接
合され、駆動用圧電素子２の一方の自由端が電極ブロッ
クに半田付けされて音叉構造を構成している。駆動用圧
電素子２は、交流信号を印加することにより電極ブロッ
ク３を通じ、音叉振動を行う。駆動用圧電素子２に接合
された検知用圧電素子１ａ，１ｂは互いに逆方向の速度
で振動することになり、このとき検知軸７方向に角速度
が入力されると検知用圧電素子１ａ，１ｂにコリオリの
力が作用する。コリオリの力による検知用圧電素子１ａ
，１ｂのたわみから発生する電気信号はその速度と入力
角速度の外積に比例するため、角速度を検出することが
できる。
【００１２】補正用メモリ１４には、あらかじめ振動ジ
ャイロ１１の電源投入時からのゼロ点電圧の経時変化（
ゼロ点電圧ドリフト特性）Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）が記憶さ
れたＲＯＭを用いている。図２に見られるように電源投
入後約１０分経過すればゼロ点電圧は安定するため、電
源投入後１０分間のゼロ点ドリフト特性が記憶されてい
る。
ャイロ１１の電源投入時からのゼロ点電圧の経時変化（
ゼロ点電圧ドリフト特性）Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）が記憶さ
れたＲＯＭを用いている。図２に見られるように電源投
入後約１０分経過すればゼロ点電圧は安定するため、電
源投入後１０分間のゼロ点ドリフト特性が記憶されてい
る。
【００１３】電源投入後、振動ジャイロ１１のゼロ点電
圧Ｖ０が演算部１５に読み込まれる。以降、振動ジャイ
ロ１１からのゼロ点電圧ドリフトを含んだ出力Ｖω＋Ｖ
ｄｒｉｆｔ（ｔ）は演算部１５の中で補正用メモリ１４
のデータＶｄｒｉｆｔ（ｔ）をもとにして補正され、ゼ
ロ点ドリフトの影響の無いＶω−Ｖ０が算出される。さ
らに、Ｖω−Ｖ０を角速度に変換するための補正係数を
かけて時間的に累積することにより自動車が回転した角
度が求まり、速度センサ１２による走行距離から走行軌
跡を演算して表示部１６に表示することができる。
圧Ｖ０が演算部１５に読み込まれる。以降、振動ジャイ
ロ１１からのゼロ点電圧ドリフトを含んだ出力Ｖω＋Ｖ
ｄｒｉｆｔ（ｔ）は演算部１５の中で補正用メモリ１４
のデータＶｄｒｉｆｔ（ｔ）をもとにして補正され、ゼ
ロ点ドリフトの影響の無いＶω−Ｖ０が算出される。さ
らに、Ｖω−Ｖ０を角速度に変換するための補正係数を
かけて時間的に累積することにより自動車が回転した角
度が求まり、速度センサ１２による走行距離から走行軌
跡を演算して表示部１６に表示することができる。
【００１４】図２は、電源投入時からの方位計算の流れ
図である。センサ出力はサンプリング時間Δｔ１ごとに
サンプリングされ、自動車の方位はθ（ｎ）＝θ（ｎ−
１）＋ａ（Ｖ（ｎ）−Ｖ０−Ｖｄｒｉｆｔ（ｋ））で計
算される。ａは電圧値を角速度に変換するための補正係
数である。出荷前に測定されたセンサのゼロ点電圧ドリ
フト特性Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）は、あるサンプリング時間
Δｔ２ごとに、Ｖｄｒｉｆｔ（ｋ）としてＲＯＭ上に記
憶されている。 Δｔ２はＲＯＭの記憶容量に依存し、Δｔ１と等しいか
もしくはΔｔ１の整数倍に設定されている。電源投入時
から１０分間は図に示すような演算によりゼロ点補正が
なされることになる。
図である。センサ出力はサンプリング時間Δｔ１ごとに
サンプリングされ、自動車の方位はθ（ｎ）＝θ（ｎ−
１）＋ａ（Ｖ（ｎ）−Ｖ０−Ｖｄｒｉｆｔ（ｋ））で計
算される。ａは電圧値を角速度に変換するための補正係
数である。出荷前に測定されたセンサのゼロ点電圧ドリ
フト特性Ｖｄｒｉｆｔ（ｔ）は、あるサンプリング時間
Δｔ２ごとに、Ｖｄｒｉｆｔ（ｋ）としてＲＯＭ上に記
憶されている。 Δｔ２はＲＯＭの記憶容量に依存し、Δｔ１と等しいか
もしくはΔｔ１の整数倍に設定されている。電源投入時
から１０分間は図に示すような演算によりゼロ点補正が
なされることになる。
【００１５】以上のように本実施例によれば、振動ジャ
イロ１１の電源投入時からのゼロ点電圧ドリフト特性を
補正用メモリ１４に記憶させて、振動ジャイロ１１の出
力を補正するようにしたため、電源投入後のゼロ点電圧
ドリフトによる累積角度誤差を小さくすることができる
。
イロ１１の電源投入時からのゼロ点電圧ドリフト特性を
補正用メモリ１４に記憶させて、振動ジャイロ１１の出
力を補正するようにしたため、電源投入後のゼロ点電圧
ドリフトによる累積角度誤差を小さくすることができる
。
【００１６】（実施例２）本実施例では、実施例１の補
正用メモリ１４をＲＯＭにかえて電気的に消去，書換え
可能なＥＥＰＲＯＭを用いた。このことにより、経年変
化により振動ジャイロの電源投入時からのゼロ点電圧ド
リフト特性が変化した場合にも、駐車中などにゼロ点電
圧ドリフト特性を測定してデータを更新することができ
、長期にわたり補正効果を維持することができる。
正用メモリ１４をＲＯＭにかえて電気的に消去，書換え
可能なＥＥＰＲＯＭを用いた。このことにより、経年変
化により振動ジャイロの電源投入時からのゼロ点電圧ド
リフト特性が変化した場合にも、駐車中などにゼロ点電
圧ドリフト特性を測定してデータを更新することができ
、長期にわたり補正効果を維持することができる。
【００１７】なお、実施例１，２において振動ジャイロ
１１は音叉型でも音片型でも適応でき、構造にはよらな
い。
１１は音叉型でも音片型でも適応でき、構造にはよらな
い。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源投入
後のゼロ点ドリフトによる累積角度誤差を小さくするこ
とができ、電源投入直後から高精度の方位検出を行うこ
とができる。
後のゼロ点ドリフトによる累積角度誤差を小さくするこ
とができ、電源投入直後から高精度の方位検出を行うこ
とができる。
【００１９】さらに、消去，書換え可能な補正用メモリ
を用いることで、経年変化により振動ジャイロの電源投
入時からのゼロ点電圧ドリフト特性が変化した場合にも
、駐車中などにゼロ点電圧ドリフト特性を測定してデー
タを更新することができ、長期にわたり高精度な方位検
出を維持できる。
を用いることで、経年変化により振動ジャイロの電源投
入時からのゼロ点電圧ドリフト特性が変化した場合にも
、駐車中などにゼロ点電圧ドリフト特性を測定してデー
タを更新することができ、長期にわたり高精度な方位検
出を維持できる。
【図１】本発明の第１の実施例の角速度検出装置を用い
たナビゲーションシステムのブロック図
たナビゲーションシステムのブロック図
【図２】同実施
例の方位計算の流れを示す流れ図
例の方位計算の流れを示す流れ図
【図３】同実施例の振
動ジャイロの一例を示す正面図
動ジャイロの一例を示す正面図
【図４】外気温度一定の
条件で、静止状態での振動ジャイロの電源投入時からの
ゼロ点電圧ドリフトの特性図
条件で、静止状態での振動ジャイロの電源投入時からの
ゼロ点電圧ドリフトの特性図
１１ 振動ジャイロ
１２ 速度センサ
１３ 地図データ入力部
１４ 補正用メモリ
１５ 演算部
１６ 表示部
Claims (2)
- 【請求項１】振動ジャイロと、この振動ジャイロの電源
投入時からのゼロ点電圧の経時変化を記憶した補正用メ
モリと、この補正用メモリに記憶されたゼロ点電圧の経
時変化を振動ジャイロの出力電圧から差し引く演算部と
を備えた角速度検出装置。 - 【請求項２】補正用メモリが消去，書換え可能であるこ
とを特徴とする請求項１記載の角速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060030A JPH04295714A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 角速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060030A JPH04295714A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 角速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295714A true JPH04295714A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13130266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3060030A Pending JPH04295714A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 角速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04295714A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5906653A (en) * | 1995-12-01 | 1999-05-25 | Fujitsu Ten Limited | Navigation system and gyroscopic device |
| WO2014122917A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 株式会社デンソー | 車両用ナビゲーション装置 |
| CN111536999A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-14 | 浙江中星光电子科技有限公司 | 陀螺仪的零点电压校准方法、装置、设备及介质 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3060030A patent/JPH04295714A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5906653A (en) * | 1995-12-01 | 1999-05-25 | Fujitsu Ten Limited | Navigation system and gyroscopic device |
| WO2014122917A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 株式会社デンソー | 車両用ナビゲーション装置 |
| JP2014153215A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Denso Corp | 車両用ナビゲーション装置 |
| US9470544B2 (en) | 2013-02-08 | 2016-10-18 | Denso Corporation | Vehicle navigation apparatus |
| CN111536999A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-14 | 浙江中星光电子科技有限公司 | 陀螺仪的零点电压校准方法、装置、设备及介质 |
| CN111536999B (zh) * | 2020-05-27 | 2023-03-31 | 浙江中星光电子科技有限公司 | 陀螺仪的零点电压校准方法、装置、设备及介质 |
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