JPH08210855A - 方位測定装置 - Google Patents
方位測定装置Info
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- JPH08210855A JPH08210855A JP7015150A JP1515095A JPH08210855A JP H08210855 A JPH08210855 A JP H08210855A JP 7015150 A JP7015150 A JP 7015150A JP 1515095 A JP1515095 A JP 1515095A JP H08210855 A JPH08210855 A JP H08210855A
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- angular velocity
- axis
- velocity sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な角速度センサを用いて精度の高い方位
測定を行なうことができる方位測定装置を提供する。 【構成】 互に直交する３軸方向の加速度を測定し、重
力方向を知って水平基準面を想定する３個の加速度計
と、互に直交する方向の３つの角速度データから装置に
印加される回転角速度を知って水平基準面を保持し、水
平基準面上における地球自転角速度成分を計算し、この
地球自転角速度成分が最小となる方向を東西方向、最大
となる方向を南北方向として方位を測定するストラップ
ダウン式の方位計において、水平面内に配置される角速
度センサの向と同一方向及び逆向方向に方向転換できる
補正用角速度センサ１２を設け、この補正用角速度セン
サの検出出力を用いてランダムバイアス誤差を除去し
た。
測定を行なうことができる方位測定装置を提供する。 【構成】 互に直交する３軸方向の加速度を測定し、重
力方向を知って水平基準面を想定する３個の加速度計
と、互に直交する方向の３つの角速度データから装置に
印加される回転角速度を知って水平基準面を保持し、水
平基準面上における地球自転角速度成分を計算し、この
地球自転角速度成分が最小となる方向を東西方向、最大
となる方向を南北方向として方位を測定するストラップ
ダウン式の方位計において、水平面内に配置される角速
度センサの向と同一方向及び逆向方向に方向転換できる
補正用角速度センサ１２を設け、この補正用角速度セン
サの検出出力を用いてランダムバイアス誤差を除去し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は船舶等の方位角（船首
方向の北からのずれ角）を測定する方位測定装置に関
し、特に安価なジャイロ（角速度センサ）を使用し、コ
ストを低減しつつも測定精度を向上させることができる
ストラップダウン方式の方位測定装置を提供しようとす
るものである。
方向の北からのずれ角）を測定する方位測定装置に関
し、特に安価なジャイロ（角速度センサ）を使用し、コ
ストを低減しつつも測定精度を向上させることができる
ストラップダウン方式の方位測定装置を提供しようとす
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来のストラップダウン方式の方
位測定装置の構成を示す。図中１０は方位計全体を示
す。ストラップダウン方式の方位計１０は３個の加速度
センサ１，２，３と、３個の角速度センサ４，５，６と
によって構成される。３個の加速度センサ１，２，３は
各入力軸が互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸と平行する向の姿
勢に取付けられる。尚、各入力軸に付した矢印は、その
方向に加速度が与えられたとき出力される検出信号ａ
ｘ，ａｙ，ａｚをプラスの極性に採ることを意味する。
位測定装置の構成を示す。図中１０は方位計全体を示
す。ストラップダウン方式の方位計１０は３個の加速度
センサ１，２，３と、３個の角速度センサ４，５，６と
によって構成される。３個の加速度センサ１，２，３は
各入力軸が互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸と平行する向の姿
勢に取付けられる。尚、各入力軸に付した矢印は、その
方向に加速度が与えられたとき出力される検出信号ａ
ｘ，ａｙ，ａｚをプラスの極性に採ることを意味する。
【０００３】角速度センサ４，５，６も各入力軸がＸ，
Ｙ，Ｚ軸と平行する向の姿勢に取付けられる。各入力軸
に付した矢印は各入力軸を中心として各矢印方向に回転
入力が与えられるとき出力される角速度検出信号ＧＸ，
ＧＹ，ＧＺをプラス極性の角速度検出信号として処理す
ることを意味している。図６は図５に示したストラップ
ダウン方式の方位計の電気的な接続構造を示す。加速度
センサ１，２，３の検出信号ａｘ，ａｙ，ａｚは各セン
サ１，２，３から直接方位角計算部８に入力される。一
方角速度センサ４，５，６の検出信号は固定バイアス補
正部７を介して方位角計算部８に入力される。
Ｙ，Ｚ軸と平行する向の姿勢に取付けられる。各入力軸
に付した矢印は各入力軸を中心として各矢印方向に回転
入力が与えられるとき出力される角速度検出信号ＧＸ，
ＧＹ，ＧＺをプラス極性の角速度検出信号として処理す
ることを意味している。図６は図５に示したストラップ
ダウン方式の方位計の電気的な接続構造を示す。加速度
センサ１，２，３の検出信号ａｘ，ａｙ，ａｚは各セン
サ１，２，３から直接方位角計算部８に入力される。一
方角速度センサ４，５，６の検出信号は固定バイアス補
正部７を介して方位角計算部８に入力される。
【０００４】方位の決定は次のようにして行なわれる。
先ず加速度センサ１，２，３の加速度検出データから重
力方向を求め、この重力方向から水平基準面を想定す
る。３つの角速度データから方位計１０に印加される回
転速度を求め、水平基準面を保持する。さらに水平基準
面上における地球自転角速度成分を方位角計算部８で演
算し、この地球自転角速度成分が最小となる方向が東西
方向、地球自転角速度成分が最大となる方向が南北であ
るとして計算し、方位を決定する。
先ず加速度センサ１，２，３の加速度検出データから重
力方向を求め、この重力方向から水平基準面を想定す
る。３つの角速度データから方位計１０に印加される回
転速度を求め、水平基準面を保持する。さらに水平基準
面上における地球自転角速度成分を方位角計算部８で演
算し、この地球自転角速度成分が最小となる方向が東西
方向、地球自転角速度成分が最大となる方向が南北であ
るとして計算し、方位を決定する。
【０００５】測定した方位角の精度は、当然のことなが
ら角速度センサ４，５，６の性能に依存する。角速度セ
ンサ４，５，６の性能を主にバイアス（ドリフトとも言
う）と呼ばれる誤差で決まる。バイアスとは、角速度セ
ンサ４，５，６に角速度が入力されない（静止状態）と
きの出力信号の値を言う。因みに、日本付近で方位角精
度０．１°を得るためのバイアス誤差の許容値は、約
０．０２°／（時間）以下の誤差でなければならない。
ら角速度センサ４，５，６の性能に依存する。角速度セ
ンサ４，５，６の性能を主にバイアス（ドリフトとも言
う）と呼ばれる誤差で決まる。バイアスとは、角速度セ
ンサ４，５，６に角速度が入力されない（静止状態）と
きの出力信号の値を言う。因みに、日本付近で方位角精
度０．１°を得るためのバイアス誤差の許容値は、約
０．０２°／（時間）以下の誤差でなければならない。
【０００６】つまり、日本付近の緯度を３５度とする
と、水平面の南北軸まわりの自転角速度ω35は、赤道上
の自転角速度ω0 にｃｏｓ緯度を乗算して求められる。
ω0 ＝１５°／時間とすれば ω35＝１５°／Ｈ×ｃｏｓ３５°＝１２．３°／Ｈ 東からのずれ角度が０．１°の所の自転角速度成分ω
0.1 は ω0.1 ＝１５°／Ｈ×ｓｉｎ０．１°＝０．０２°／Ｈ 従って、角速度センサ４，５，６が０．０２°／Ｈのバ
イアス誤差を持つと、方位は０．１°の誤差を持つこと
になる。
と、水平面の南北軸まわりの自転角速度ω35は、赤道上
の自転角速度ω0 にｃｏｓ緯度を乗算して求められる。
ω0 ＝１５°／時間とすれば ω35＝１５°／Ｈ×ｃｏｓ３５°＝１２．３°／Ｈ 東からのずれ角度が０．１°の所の自転角速度成分ω
0.1 は ω0.1 ＝１５°／Ｈ×ｓｉｎ０．１°＝０．０２°／Ｈ 従って、角速度センサ４，５，６が０．０２°／Ｈのバ
イアス誤差を持つと、方位は０．１°の誤差を持つこと
になる。
【０００７】角速度センサのバイアス値は一般に時間の
経過とともに変動し、サンプル点を増やせば各サンプル
点で得られるバイアス値は正規分布する。このバイアス
値の平均値分（以下固定バイアスと称す）は角速度セン
サの検査時に取得したデータから計算で求め補正するこ
とができる。この補正を固定バイアス補正部７で補正す
るものである。
経過とともに変動し、サンプル点を増やせば各サンプル
点で得られるバイアス値は正規分布する。このバイアス
値の平均値分（以下固定バイアスと称す）は角速度セン
サの検査時に取得したデータから計算で求め補正するこ
とができる。この補正を固定バイアス補正部７で補正す
るものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、角速度セン
サのバイアス値は先にも説明したように、時間の経過と
共に変動する。この変動成分を以下ランダムバイアスと
称することにする。ランダムバイアスの変動幅は予測で
きない。従って方位精度を向上させるためにはランダム
バイアス成分の小さな角速度センサを使用する必要があ
る。
サのバイアス値は先にも説明したように、時間の経過と
共に変動する。この変動成分を以下ランダムバイアスと
称することにする。ランダムバイアスの変動幅は予測で
きない。従って方位精度を向上させるためにはランダム
バイアス成分の小さな角速度センサを使用する必要があ
る。
【０００９】ランダムバイアス成分が小さい角速度セン
サとしては例えばリングレーザジャイロが掲げられる。
リングレーザジャイロを用いることにより、方位精度の
高い方位計を構成することができる。然し乍ら、リング
レーザジャイロは高価であり、然もストラップダウン方
式の方位計では、この高価な角速度センサを３個も用い
なければならないため、方位計全体の価格は極めて高価
なものになる欠点がある。
サとしては例えばリングレーザジャイロが掲げられる。
リングレーザジャイロを用いることにより、方位精度の
高い方位計を構成することができる。然し乍ら、リング
レーザジャイロは高価であり、然もストラップダウン方
式の方位計では、この高価な角速度センサを３個も用い
なければならないため、方位計全体の価格は極めて高価
なものになる欠点がある。
【００１０】この発明の目的は安価な角速度センサを用
いていながら、精度よく方位を測定を行うことができる
ストラップダウン方式の方位計を提供しようとするもの
である。
いていながら、精度よく方位を測定を行うことができる
ストラップダウン方式の方位計を提供しようとするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明では３個の加速
度センサと、３個の角速度センサとによって構成される
ストラップダウン方式の方位計において、３個の角速度
センサを例えば光ファイバコイルを用いて構成される角
速度センサに置替える。光ファイバコイルを用いて構成
される角速度センサは安価である反面ランダムバイアス
成分が大きい特質を持っている。
度センサと、３個の角速度センサとによって構成される
ストラップダウン方式の方位計において、３個の角速度
センサを例えば光ファイバコイルを用いて構成される角
速度センサに置替える。光ファイバコイルを用いて構成
される角速度センサは安価である反面ランダムバイアス
成分が大きい特質を持っている。
【００１２】このため、この発明ではランダムバイアス
成分を除去するために補正用角速度センサを設ける。こ
の補正用角速度センサは回転台に搭載して設けられ、Ｘ
軸及びＹ軸と平行する方向に入力軸が配置された角速度
センサに対して同一の方向及び逆向の方向の姿勢に転換
できるように回転台を回転させる。補正用角速度センサ
の向がＸ軸及びＹ軸と平行する向に配置した角速度セン
サに対して同一方向及び逆向の方向の姿勢に到来する毎
に回転台を停止させ、その停止位置で補正用角速度セン
サからバイアス値を取込む。この取込んだバイアス値を
Ｘ軸及びＹ軸と平行して設けた角速度センサの測定値か
ら引算して、これらの角速度センサの検出信号からラン
ダムバイアス成分を除去する構成としたものである。
成分を除去するために補正用角速度センサを設ける。こ
の補正用角速度センサは回転台に搭載して設けられ、Ｘ
軸及びＹ軸と平行する方向に入力軸が配置された角速度
センサに対して同一の方向及び逆向の方向の姿勢に転換
できるように回転台を回転させる。補正用角速度センサ
の向がＸ軸及びＹ軸と平行する向に配置した角速度セン
サに対して同一方向及び逆向の方向の姿勢に到来する毎
に回転台を停止させ、その停止位置で補正用角速度セン
サからバイアス値を取込む。この取込んだバイアス値を
Ｘ軸及びＹ軸と平行して設けた角速度センサの測定値か
ら引算して、これらの角速度センサの検出信号からラン
ダムバイアス成分を除去する構成としたものである。
【００１３】従ってこの発明の構成によれば、安価な角
速度センサを用いていながら、精度よく方位を測定する
ことができる利点が得られる。
速度センサを用いていながら、精度よく方位を測定する
ことができる利点が得られる。
【００１４】
【実施例】図１にこの発明による方位測定装置２０の構
成を示す。図５と対応する部分には同一符号を付して示
す。この発明ではＸ軸及びＹ軸を含む面と平行する面を
回転面として回転自在に支持した回転台９と、この回転
台９を回転駆動する回転駆動部１１及び回転台９に搭載
した補正用角速度センサ１２とを新たに設ける。この補
正用角速度センサ１２を含めて他の角速度センサ４，
５，６は例えば光ファイバコイルを用いて構成した低価
格の角速度センサを用いるものとする。
成を示す。図５と対応する部分には同一符号を付して示
す。この発明ではＸ軸及びＹ軸を含む面と平行する面を
回転面として回転自在に支持した回転台９と、この回転
台９を回転駆動する回転駆動部１１及び回転台９に搭載
した補正用角速度センサ１２とを新たに設ける。この補
正用角速度センサ１２を含めて他の角速度センサ４，
５，６は例えば光ファイバコイルを用いて構成した低価
格の角速度センサを用いるものとする。
【００１５】回転駆動部１１は例えばパルスモータによ
って構成することができ、例えば図２に示すランダムバ
イアス補正部１３から出力される制御コマンドにより、
補正用角速度センサ１２の向が角速度センサ４の向と同
一方向を向く状態（以下この回転位置を０°位置と称
す）と、補正用角速度センサ１２の向が角速度センサ５
の向と同一方向を向く状態（以下この回転位置を９０°
位置と称す）と、補正用角速度センサ１２の向が角速度
センサ４の向と逆向になる状態（以下この回転位置を１
８０°位置と称す）と、補正用角速度センサ１２の向が
角速度センサ５の向と逆向になる状態（以下この回転位
置を２７０°位置と称す）とで停止するように制御す
る。
って構成することができ、例えば図２に示すランダムバ
イアス補正部１３から出力される制御コマンドにより、
補正用角速度センサ１２の向が角速度センサ４の向と同
一方向を向く状態（以下この回転位置を０°位置と称
す）と、補正用角速度センサ１２の向が角速度センサ５
の向と同一方向を向く状態（以下この回転位置を９０°
位置と称す）と、補正用角速度センサ１２の向が角速度
センサ４の向と逆向になる状態（以下この回転位置を１
８０°位置と称す）と、補正用角速度センサ１２の向が
角速度センサ５の向と逆向になる状態（以下この回転位
置を２７０°位置と称す）とで停止するように制御す
る。
【００１６】ランダムバイアス補正部１３は図２に示す
ように固定バイアス補正部７の後段に設けられ、ランダ
ムバイアス補正部１３でＸ軸及びＹ軸上の角速度検出信
号ｇｘ，ｇｙを補正し、その補正した角速度検出信号ω
ｘ，ωｙが方位角計算部８に入力される。つまり、加速
度センサ１，２，３の各検出出力ａｘ，ａｙ，ａｚは従
来と同様に直接方位角計算部８に入力される。角速度セ
ンサ４，５，６及び補正用角速度センサ１２の検出出力
は固定バイアス補正部７に入力され、予め記憶して用意
した固定バイアスが減算されて除去される。つまり、固
定バイアス補正部７には各角速度センサ４，５，６及び
１２の検査時に測定して求めた固定バイアス値ｄｘ，ｄ
ｙ，ｄｚ，ｄｗを記憶して用意する。各角速度センサ
４，５，６及び１２の検出出力をＧＸ，ＧＹ，ＧＺ，Ｇ
Ｗとすると、固定バイアス補正後の値ｇｘ，ｇｙ，ｇ
ｚ，ｇｗは、 ｇｘ＝ＧＸ−ｄＸ ｇｙ＝ＧＹ−ｄＹ ｇｚ＝ＧＺ−ｄＺ ｇｗ＝ＧＷ−ｄＷ となる。
ように固定バイアス補正部７の後段に設けられ、ランダ
ムバイアス補正部１３でＸ軸及びＹ軸上の角速度検出信
号ｇｘ，ｇｙを補正し、その補正した角速度検出信号ω
ｘ，ωｙが方位角計算部８に入力される。つまり、加速
度センサ１，２，３の各検出出力ａｘ，ａｙ，ａｚは従
来と同様に直接方位角計算部８に入力される。角速度セ
ンサ４，５，６及び補正用角速度センサ１２の検出出力
は固定バイアス補正部７に入力され、予め記憶して用意
した固定バイアスが減算されて除去される。つまり、固
定バイアス補正部７には各角速度センサ４，５，６及び
１２の検査時に測定して求めた固定バイアス値ｄｘ，ｄ
ｙ，ｄｚ，ｄｗを記憶して用意する。各角速度センサ
４，５，６及び１２の検出出力をＧＸ，ＧＹ，ＧＺ，Ｇ
Ｗとすると、固定バイアス補正後の値ｇｘ，ｇｙ，ｇ
ｚ，ｇｗは、 ｇｘ＝ＧＸ−ｄＸ ｇｙ＝ＧＹ−ｄＹ ｇｚ＝ＧＺ−ｄＺ ｇｗ＝ＧＷ−ｄＷ となる。
【００１７】ランダムバイアス補正部１３には角速度セ
ンサ４，５，１２に関してランダムバイアス補正値ｄ
ｘ，ｄｙ，ｄｗを記憶して用意する。このランダムバイ
アス補正値ｄｘ，ｄｙ，ｄｗは当初は零が記憶される。
ランダムバイアス補正後の角速度信号をωｘ，ωｙ，ω
ｗとすると、 ωｘ＝ｇｘ−ｄｘ ωｙ＝ｇｙ−ｄｙ ωｗ＝ｇｗ−ｄｗ となる。
ンサ４，５，１２に関してランダムバイアス補正値ｄ
ｘ，ｄｙ，ｄｗを記憶して用意する。このランダムバイ
アス補正値ｄｘ，ｄｙ，ｄｗは当初は零が記憶される。
ランダムバイアス補正後の角速度信号をωｘ，ωｙ，ω
ｗとすると、 ωｘ＝ｇｘ−ｄｘ ωｙ＝ｇｙ−ｄｙ ωｗ＝ｇｗ−ｄｗ となる。
【００１８】ランダムバイアス補正値ｄｘ，ｄｙ，ｄｗ
の算出方法は以下の如くして行なわれる。 回転台９を０°位置に停止させ、この状態で角速度
センサ４と補正用角速度センサ１２の検出出力をω
ｘ0 ，ωｗ0 として読込み記憶する。 回転台９を９０°位置に停止させ、この状態で角速
度センサ５と補正用角速度センサ１２が出力する検出出
力をωｙ90，ωｗ90として読込み記憶する。
の算出方法は以下の如くして行なわれる。 回転台９を０°位置に停止させ、この状態で角速度
センサ４と補正用角速度センサ１２の検出出力をω
ｘ0 ，ωｗ0 として読込み記憶する。 回転台９を９０°位置に停止させ、この状態で角速
度センサ５と補正用角速度センサ１２が出力する検出出
力をωｙ90，ωｗ90として読込み記憶する。
【００１９】 回転台９を１８０°位置に停止させ、
この状態で角速度センサ４と補正用角速度センサ１２が
出力する検出出力をωｘ180 ，ωｗ180 として読込み記
憶する。 回転台９を２７０°位置に停止させ、この状態で角
速度センサ５と補正用角速度センサ１２が出力する検出
出力をωｙ270 ，ωｗ270 として読込み記憶する。
この状態で角速度センサ４と補正用角速度センサ１２が
出力する検出出力をωｘ180 ，ωｗ180 として読込み記
憶する。 回転台９を２７０°位置に停止させ、この状態で角
速度センサ５と補正用角速度センサ１２が出力する検出
出力をωｙ270 ，ωｗ270 として読込み記憶する。
【００２０】次の演算を行なう。 Ａ＝ωｘ0 −ωｗ0 Ｂ＝ωｘ180 ＋ωｗ180 Ｃ＝ωｙ90−ωｗ90 Ｄ＝ωｙ270 ＋ωｗ270 この状態における角速度センサ４のランダムバイアス補
正後の残差δｘと、補正用角速度センサ１２のランダム
バイアス補正後の残差δwxは、 δｘ＝（Ａ＋Ｂ）／２ δwx＝（Ｂ−Ａ）／２ で得られる。
正後の残差δｘと、補正用角速度センサ１２のランダム
バイアス補正後の残差δwxは、 δｘ＝（Ａ＋Ｂ）／２ δwx＝（Ｂ−Ａ）／２ で得られる。
【００２１】角速度センサ５と補正用角速度センサ１２
に関しても同様にして、 δｙ＝（Ｃ＋Ｄ）／２ δｗy ＝（Ｄ−Ｃ）／２ で得られる。ここで、δｘ，δwxが（Ａ＋Ｂ）／２、
（Ｂ−Ａ）／２及び（Ｃ＋Ｄ）／２、（Ｄ−Ｃ）／２の
演算で得られる理由を図３を用いて説明する。
に関しても同様にして、 δｙ＝（Ｃ＋Ｄ）／２ δｗy ＝（Ｄ−Ｃ）／２ で得られる。ここで、δｘ，δwxが（Ａ＋Ｂ）／２、
（Ｂ−Ａ）／２及び（Ｃ＋Ｄ）／２、（Ｄ−Ｃ）／２の
演算で得られる理由を図３を用いて説明する。
【００２２】尚、ここでは角速度センサ４と１２のペア
についてだけ説明する。回転台９が０°位置に停止した
状態でωｘ0 ，ωｗ0 を測定した時点の入力軸Ｘを中心
とする物理的な回転角速度をω0 とすると、 ωｘ0 ＝ω0 ＋δｘ ωｗ0 ＝ω0 ＋δwx 回転台９が１８０°位置で停止した時点の入力軸Ｘを中
心とする物理的な回転角速度をω180 とすると、ω180
は図３に示すようにωＸ180 に対して逆極性で出力され
るが、残差δwxは０°の時と同一極性で出力される。
についてだけ説明する。回転台９が０°位置に停止した
状態でωｘ0 ，ωｗ0 を測定した時点の入力軸Ｘを中心
とする物理的な回転角速度をω0 とすると、 ωｘ0 ＝ω0 ＋δｘ ωｗ0 ＝ω0 ＋δwx 回転台９が１８０°位置で停止した時点の入力軸Ｘを中
心とする物理的な回転角速度をω180 とすると、ω180
は図３に示すようにωＸ180 に対して逆極性で出力され
るが、残差δwxは０°の時と同一極性で出力される。
【００２３】ωｘ180 ＝ω180 ＋δｘ ωｗ180 ＝−ω180 ＋δwx Ａ＝ωｘ0 −ωｗ0 ＝ω0 ＋δｘ−ω0 −δwx Ｂ＝ωｘ180 ＋ωｗ180 ＝ω180 ＋δｘ−ω180 ＋δwx このＡとＢは、図３でωｗ180 を反転して表示すること
により、 Ａ＝δｘ−δwx Ｂ＝δｘ＋δwx であることが一目で理解できる。
により、 Ａ＝δｘ−δwx Ｂ＝δｘ＋δwx であることが一目で理解できる。
【００２４】よって （Ａ＋Ｂ）／２＝δｘ （Ｂ−Ａ）／２＝δwx が得られる。残差δｘとδwx及びδｙとδwyランダムバ
イアス補正値ｄｘ，ｄwx及びｄｙ，ｄwyにフィードバッ
クする。
イアス補正値ｄｘ，ｄwx及びｄｙ，ｄwyにフィードバッ
クする。
【００２５】ｄｘn ＝ｄｘn-1 ＋δｘ ｄwxn ＝ｄwxn-1 ＋δwx ｄｙn ＝ｄｙn-1 ＋δｙ ｄwyn ＝ｄwyn-1 ＋δwy 尚、δwxとδwyはセンサ１２のランダムバイアス値であ
るから、ほぼ等しい値となり、センサ１２の補正として
どちらを使ってもよい。
るから、ほぼ等しい値となり、センサ１２の補正として
どちらを使ってもよい。
【００２６】尚、ｎはフィードバック前後の関係を表わ
す。上記測定と演算とフィードバックは定期的、例えば
数１０秒毎に実施する。図４にランダムバイアス補正値
ｄｘとｄｙの更新の様子を示す。残差δｘとδwx及びδ
ｙとδwyがそれぞれバイアス補正残差計算部１３Ａでペ
アで算出される。この残差δｘとδwx及びδｙとδwyを
補正値更新部１３Ｂと１３Ｃで前回求められて記憶され
ているランダムバイアス補正値ｄｘn-1 ，ｄｙn-1 に加
算し、ランダムバイアス補正値ｄｘn とｄｙn を更新す
る。
す。上記測定と演算とフィードバックは定期的、例えば
数１０秒毎に実施する。図４にランダムバイアス補正値
ｄｘとｄｙの更新の様子を示す。残差δｘとδwx及びδ
ｙとδwyがそれぞれバイアス補正残差計算部１３Ａでペ
アで算出される。この残差δｘとδwx及びδｙとδwyを
補正値更新部１３Ｂと１３Ｃで前回求められて記憶され
ているランダムバイアス補正値ｄｘn-1 ，ｄｙn-1 に加
算し、ランダムバイアス補正値ｄｘn とｄｙn を更新す
る。
【００２７】更新されたランダムバイアス補正値ｄｘn
とｄｙn を用いて固定バイアス補正した角速度信号をｇ
ｘとｇｙをランダムバイアス補正し、ランダムバイアス
補正した角速度信号ωｘ，ωｙを得る。尚、上述では補
正用角速度センサをＸ軸とＹ軸に関してだけ設けた例を
説明したが、Ｚ軸に関しても補正用角速度センサを設け
てもよい。この場合の補正用角速度センサは上向と下向
の姿勢に転換できる回転台に搭載すればよい。
とｄｙn を用いて固定バイアス補正した角速度信号をｇ
ｘとｇｙをランダムバイアス補正し、ランダムバイアス
補正した角速度信号ωｘ，ωｙを得る。尚、上述では補
正用角速度センサをＸ軸とＹ軸に関してだけ設けた例を
説明したが、Ｚ軸に関しても補正用角速度センサを設け
てもよい。この場合の補正用角速度センサは上向と下向
の姿勢に転換できる回転台に搭載すればよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
補正用角速度センサ１２を設け、この補正用角速度セン
サ１２の姿勢をＸ軸とＹ軸を入力軸ＧＸ，ＧＹとする角
速度センサ４と５に対して同一方向及び逆向方向に転換
し、その姿勢の転換毎にランダムバイアスを測定し、ラ
ンダムバイアス補正値を更新する動作を周期的に繰返す
構成としたから、ランダムバイアス値が漸次変化してい
く、いわゆるドリフトが発生しても、そのドリフトを除
去して常に正しい測定結果を得ることができる。
補正用角速度センサ１２を設け、この補正用角速度セン
サ１２の姿勢をＸ軸とＹ軸を入力軸ＧＸ，ＧＹとする角
速度センサ４と５に対して同一方向及び逆向方向に転換
し、その姿勢の転換毎にランダムバイアスを測定し、ラ
ンダムバイアス補正値を更新する動作を周期的に繰返す
構成としたから、ランダムバイアス値が漸次変化してい
く、いわゆるドリフトが発生しても、そのドリフトを除
去して常に正しい測定結果を得ることができる。
【００２９】従って比較的精度が低い安価な角速度セン
サを用いても、精度の高い方位測定結果を得ることがで
きる大きな利点が得られる。
サを用いても、精度の高い方位測定結果を得ることがで
きる大きな利点が得られる。
【図１】この発明の一実施例を説明するための配置図。
【図２】この発明の電気的な回路構成を示すブロック
図。
図。
【図３】この発明の要部の動作を説明するためのグラ
フ。
フ。
【図４】この発明の要部の動作を説明するためのブロッ
ク図。
ク図。
【図５】従来の技術を説明するための配置図。
【図６】従来の技術の動作を説明するためのブロック
図。
図。
１，２，３ 加速度センサ ４，５，６ 角速度センサ ７ 固定バイアス補正部 ８ 方位角計算部 ９ 回転台 １１ 回転駆動部 １２ 補正用角速度センサ １３ ランダムバイアス補正部
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａ．相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方
向に与えられる加速度を検出する３個の加速度センサ
と、 Ｂ．同じくＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれを中心とする回
転を検出する３個の角速度センサと、 Ｃ．上記Ｘ軸及びＹ軸を含む面を回転面として支持され
た回転台と、 Ｄ．この回転台に搭載され、回転台の回転に伴なって回
転入力軸が上記Ｘ軸とＹ軸のそれぞれに平行する姿勢及
び逆向の平行する姿勢に到来する毎に停止され、その停
止毎に回転角速度を検出する補正用角速度センサと、 Ｅ．この補正用角速度センサの検出信号を補正用角速度
センサの検出軸と平行な姿勢及び逆向の平行する姿勢に
ある上記Ｘ軸及びＹ軸の検出信号から減算し、上記Ｘ軸
及びＹ軸を中心とする角速度検出値に含まれるランダム
バイアス誤差を除去するランダムバイアス補正部と、 Ｆ．このランダムバイアス補正部でランダムバイアス誤
差が除去された角速度信号と、上記加速度センサから得
られる加速度とによって方位を算出する方位角計算部
と、 を具備して構成したことを特徴とする方位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015150A JPH08210855A (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 方位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015150A JPH08210855A (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 方位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210855A true JPH08210855A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11880781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7015150A Withdrawn JPH08210855A (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 方位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210855A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008032741A1 (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | Asahi Kasei Emd Corporation | Physical quantity measuring apparatus and signal processing method thereof |
| JP2011061471A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| WO2012066821A1 (ja) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | 古野電気株式会社 | 角速度検出装置、角速度検出方法、移動状態検出装置およびナビゲーション装置 |
| WO2014156288A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 住友精密工業株式会社 | 方位検出装置 |
-
1995
- 1995-02-01 JP JP7015150A patent/JPH08210855A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008032741A1 (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-20 | Asahi Kasei Emd Corporation | Physical quantity measuring apparatus and signal processing method thereof |
| JPWO2008032741A1 (ja) * | 2006-09-12 | 2010-01-28 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 物理量計測装置及びその信号処理方法 |
| KR101065871B1 (ko) * | 2006-09-12 | 2011-09-19 | 아사히 가세이 일렉트로닉스 가부시끼가이샤 | 물리량 계측 장치 및 그의 신호 처리 방법 |
| US8150657B2 (en) | 2006-09-12 | 2012-04-03 | Asahi Kasei Emd Corporation | Physical quantity measuring instrument and signal processing method thereof |
| JP2011061471A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Canon Inc | 撮像装置 |
| WO2012066821A1 (ja) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | 古野電気株式会社 | 角速度検出装置、角速度検出方法、移動状態検出装置およびナビゲーション装置 |
| JP5643334B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2014-12-17 | 古野電気株式会社 | 角速度検出装置、角速度検出方法、移動状態検出装置およびナビゲーション装置 |
| WO2014156288A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 住友精密工業株式会社 | 方位検出装置 |
| US9441968B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-09-13 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Direction detector |
| JPWO2014156288A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-02-16 | 住友精密工業株式会社 | 方位検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |