JPH11142428A - 加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置 - Google Patents
加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置Info
- Publication number
- JPH11142428A JPH11142428A JP9308403A JP30840397A JPH11142428A JP H11142428 A JPH11142428 A JP H11142428A JP 9308403 A JP9308403 A JP 9308403A JP 30840397 A JP30840397 A JP 30840397A JP H11142428 A JPH11142428 A JP H11142428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- accelerometer
- platform
- servo
- axis
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡素な構成で重力加速度の影響をキャンセル
した加速度を出力することができる加速度計用サーボプ
ラットホームを提供する。 【解決手段】 傾斜計７が出力するＸ軸周りのロール角
φに基づいて制御部９によりＸ軸サーボモータ４が制御
され、受台２は、Ｘ軸が水平面に平行になるようにサー
ボ制御される。傾斜計８が出力するＹ軸周りのピッチ角
θに基づいて制御部１０によりＹ軸サーボモータ５が制
御され、プラットホーム３は、Ｙ軸が水平面に平行にな
るようにサーボ制御される。プラットホーム３上の加速
度計６は水平面上の２軸、例えば、図示機体座標系のＸ
軸およびＹ軸方向の各加速度を検出することができる。
傾斜計７，８は、加速度の影響を受けない原理で対地傾
斜角度を検出するものを用いる。
した加速度を出力することができる加速度計用サーボプ
ラットホームを提供する。 【解決手段】 傾斜計７が出力するＸ軸周りのロール角
φに基づいて制御部９によりＸ軸サーボモータ４が制御
され、受台２は、Ｘ軸が水平面に平行になるようにサー
ボ制御される。傾斜計８が出力するＹ軸周りのピッチ角
θに基づいて制御部１０によりＹ軸サーボモータ５が制
御され、プラットホーム３は、Ｙ軸が水平面に平行にな
るようにサーボ制御される。プラットホーム３上の加速
度計６は水平面上の２軸、例えば、図示機体座標系のＸ
軸およびＹ軸方向の各加速度を検出することができる。
傾斜計７，８は、加速度の影響を受けない原理で対地傾
斜角度を検出するものを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度計用のサー
ボプラットホームおよびこのサーボプラットホームを用
いた飛行制御装置に関するものである。特に、ホビー用
ラジオコントロールヘリコプター（以下単に、Ｒ／Ｃヘ
リコプターという）の飛行制御装置に用いて好適なもの
である。
ボプラットホームおよびこのサーボプラットホームを用
いた飛行制御装置に関するものである。特に、ホビー用
ラジオコントロールヘリコプター（以下単に、Ｒ／Ｃヘ
リコプターという）の飛行制御装置に用いて好適なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】Ｒ／Ｃヘリコプターを定速走行させたり
空中静止状態の維持をすることは、機体が風に流される
ため、ラジオコントロールの操作だけでは飛行を安定さ
せることが簡単にはできなかった。Ｒ／Ｃヘリコプター
の飛行をサーボ制御すればよいが、そのためには、対地
速度あるいは対地加速度を検出する必要がある。ここで
は、対地加速度を検出する方法を検討する。ヘリコプタ
ーは、機体の傾きが推進力になるため、加速（減速を含
む）時には機体を傾斜させる。したがって、機体の加速
度は、機体の傾斜角度に関連する。しかし、風の影響で
機体が傾斜状態で空中に静止している場合もあるので、
機体の加速度を傾斜角度から単純には検出できない。
空中静止状態の維持をすることは、機体が風に流される
ため、ラジオコントロールの操作だけでは飛行を安定さ
せることが簡単にはできなかった。Ｒ／Ｃヘリコプター
の飛行をサーボ制御すればよいが、そのためには、対地
速度あるいは対地加速度を検出する必要がある。ここで
は、対地加速度を検出する方法を検討する。ヘリコプタ
ーは、機体の傾きが推進力になるため、加速（減速を含
む）時には機体を傾斜させる。したがって、機体の加速
度は、機体の傾斜角度に関連する。しかし、風の影響で
機体が傾斜状態で空中に静止している場合もあるので、
機体の加速度を傾斜角度から単純には検出できない。
【０００３】Ｒ／Ｃヘリコプターの飛行をサーボ制御す
る場合、市販されている汎用の加速度計そのものでは、
Ｒ／Ｃヘリコプターの機体を傾斜させることによって発
生する機体の加速度に対し、同時に重力加速度が反対方
向に加わる。しかも、重力加速度の方が絶対値が大きい
ため、加速度計からは機体の加速度と逆向きの合成加速
度が出力されてしまうことになる。したがって、加速度
計の出力をそのまま用いて機体の飛行制御をすることが
できなかった。この問題点を図４，図５を参照して説明
する。
る場合、市販されている汎用の加速度計そのものでは、
Ｒ／Ｃヘリコプターの機体を傾斜させることによって発
生する機体の加速度に対し、同時に重力加速度が反対方
向に加わる。しかも、重力加速度の方が絶対値が大きい
ため、加速度計からは機体の加速度と逆向きの合成加速
度が出力されてしまうことになる。したがって、加速度
計の出力をそのまま用いて機体の飛行制御をすることが
できなかった。この問題点を図４，図５を参照して説明
する。
【０００４】図４は、従来のＲ／Ｃヘリコプターの水平
飛行時の説明図である。図中、６は加速度計、２１は機
体、２２は振子、３１は固定プラットホーム、Ａは機体
底面、Ｂは機体垂直軸、Ｃは固定プラットホーム平面で
ある。水平飛行時において、機体２１の機体底面Ａは、
水平面と並行であり機体垂直軸Ｂは鉛直方向となる。機
体底面Ａに固定プラットホーム３１が固定され、固定プ
ラットホーム平面Ｃも水平面と平行であり、この上に加
速度計６が固定されている。加速度計６は、固定プラッ
トホーム平面Ｃ上で直交する２軸の各方向の加速度を検
出する２個の加速度センサを備えている。
飛行時の説明図である。図中、６は加速度計、２１は機
体、２２は振子、３１は固定プラットホーム、Ａは機体
底面、Ｂは機体垂直軸、Ｃは固定プラットホーム平面で
ある。水平飛行時において、機体２１の機体底面Ａは、
水平面と並行であり機体垂直軸Ｂは鉛直方向となる。機
体底面Ａに固定プラットホーム３１が固定され、固定プ
ラットホーム平面Ｃも水平面と平行であり、この上に加
速度計６が固定されている。加速度計６は、固定プラッ
トホーム平面Ｃ上で直交する２軸の各方向の加速度を検
出する２個の加速度センサを備えている。
【０００５】右の図に示すように、加速度計６は原理的
に重りあるいは振子２２を内蔵している。振子２２で説
明すると、この振子２２が加速度を受けると、振子２２
が加速度の方向とは逆方向に振れる。この振れの力を、
例えば圧電素子を用い、圧電素子に加わった力に応じて
生じる電荷を検出することにより加速度を測定する。水
平飛行時には重力加速度の影響がないので加速度計６を
固定プラットホーム３１に直接取り付けても問題なく、
加速度計６の出力をそのまま飛行制御に使用することが
できる。
に重りあるいは振子２２を内蔵している。振子２２で説
明すると、この振子２２が加速度を受けると、振子２２
が加速度の方向とは逆方向に振れる。この振れの力を、
例えば圧電素子を用い、圧電素子に加わった力に応じて
生じる電荷を検出することにより加速度を測定する。水
平飛行時には重力加速度の影響がないので加速度計６を
固定プラットホーム３１に直接取り付けても問題なく、
加速度計６の出力をそのまま飛行制御に使用することが
できる。
【０００６】図５は、従来のＲ／Ｃヘリコプターの傾斜
飛行時の説明図である。図中、図４と同様な部分には同
じ符号を付して説明を省略する。機体２１を図示右側に
傾斜させることによって右方向に機体の加速度が発生す
る。しかし、機体２１とともに加速度計６が傾くと、加
速度計６の中の振子２２は、重力加速度の影響を受ける
ため、機体２１が傾斜すると重力加速度が余分に加わ
り、この重力加速度は、機体の加速度による振子２２の
振れに対し振子２２を反対方向に振らせるように加わ
る。しかも、重力加速度の絶対値の方が大きいため合成
加速度は機体の加速度と逆向きとなる。したがって、加
速度計の出力をそのまま使用して飛行のサーボ制御をす
れば、機体２１は更に傾いて加速されるように制御され
ることになり、サーボ制御ができない。
飛行時の説明図である。図中、図４と同様な部分には同
じ符号を付して説明を省略する。機体２１を図示右側に
傾斜させることによって右方向に機体の加速度が発生す
る。しかし、機体２１とともに加速度計６が傾くと、加
速度計６の中の振子２２は、重力加速度の影響を受ける
ため、機体２１が傾斜すると重力加速度が余分に加わ
り、この重力加速度は、機体の加速度による振子２２の
振れに対し振子２２を反対方向に振らせるように加わ
る。しかも、重力加速度の絶対値の方が大きいため合成
加速度は機体の加速度と逆向きとなる。したがって、加
速度計の出力をそのまま使用して飛行のサーボ制御をす
れば、機体２１は更に傾いて加速されるように制御され
ることになり、サーボ制御ができない。
【０００７】そのため、機体の対地加速度は、水平面な
ど一定の面上で検出する必要がある。実機の航空機にお
ける慣性航法装置においては、姿勢制御をしたり径路長
を求める目的のために、水平に保たれたプラットホーム
に加速度計およびジャイロを載置している。しかし、プ
ラットホームの水平が保てなくなったときには、ジャイ
ロの慣性系を基準として補正をするものであり、精度は
高いが、装置規模が非常に大きく、ホビー用のＲ／Ｃヘ
リコプター等に採用できるようなものではない。
ど一定の面上で検出する必要がある。実機の航空機にお
ける慣性航法装置においては、姿勢制御をしたり径路長
を求める目的のために、水平に保たれたプラットホーム
に加速度計およびジャイロを載置している。しかし、プ
ラットホームの水平が保てなくなったときには、ジャイ
ロの慣性系を基準として補正をするものであり、精度は
高いが、装置規模が非常に大きく、ホビー用のＲ／Ｃヘ
リコプター等に採用できるようなものではない。
【０００８】また、従来より、バーチカルジャイロで簡
単に水平面を作り、この水平面上に加速度計を載置する
ものがある。しかし、加速度計からの出力信号の取り出
し線や軸受けの摩擦などにより誤差が蓄積されるという
問題がある。
単に水平面を作り、この水平面上に加速度計を載置する
ものがある。しかし、加速度計からの出力信号の取り出
し線や軸受けの摩擦などにより誤差が蓄積されるという
問題がある。
【０００９】一方、産業用Ｒ／Ｃヘリコプター用のセン
サ信号処理装置が知られている。このセンサ信号処理装
置によれば、３軸加速度計の出力（前後軸、左右軸、上
下軸）における重力加速度の影響を、３軸ジャイロの出
力（ロール、ピッチ、ヨー）および磁気方位センサの出
力を用いた演算でキャンセルして、機体座標系の前後
軸、左右軸、上下軸の各方向に独立した加速度を出力す
ることができる。しかし、このセンサ信号処理装置は、
座標変換行列の演算を行って仮想の水平面を演算上で作
り出すというものであるため、装置規模が大きく、ホビ
ー用のＲ／Ｃヘリコプターには、価格および装置の大き
さの点で採用が難しかった。
サ信号処理装置が知られている。このセンサ信号処理装
置によれば、３軸加速度計の出力（前後軸、左右軸、上
下軸）における重力加速度の影響を、３軸ジャイロの出
力（ロール、ピッチ、ヨー）および磁気方位センサの出
力を用いた演算でキャンセルして、機体座標系の前後
軸、左右軸、上下軸の各方向に独立した加速度を出力す
ることができる。しかし、このセンサ信号処理装置は、
座標変換行列の演算を行って仮想の水平面を演算上で作
り出すというものであるため、装置規模が大きく、ホビ
ー用のＲ／Ｃヘリコプターには、価格および装置の大き
さの点で採用が難しかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、簡素な構成で重
力加速度の影響をキャンセルした加速度を出力すること
ができる加速度計用サーボプラットホームおよびこの加
速度計用サーボプラットホームを用いた飛行制御装置を
提供することを目的とするものである。
題点を解決するためになされたもので、簡素な構成で重
力加速度の影響をキャンセルした加速度を出力すること
ができる加速度計用サーボプラットホームおよびこの加
速度計用サーボプラットホームを用いた飛行制御装置を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、加速度計用サーボプラットホームにおいて、
加速度計が載置されるプラットホームと、該プラットホ
ームを第１および第２の軸の回りにそれぞれ回動させる
第１，第２の駆動装置と、前記プラットホームの前記第
１および第２の軸の周りの対地傾斜角度を加速度の影響
を受けることなく検出する第１および第２の傾斜検出装
置と、該第１および第２の傾斜検出装置の出力に基づい
て前記第１および第２の駆動装置をサーボ制御すること
により前記加速度計が水平方向の加速度を検出するよう
に前記プラットホームを制御する制御手段を有するもの
である。したがって、加速度計が重力加速度の影響を受
けることなく機体の加速度を検出することを可能とする
サーボプラットホームを簡素な構成で実現することがで
きる。
おいては、加速度計用サーボプラットホームにおいて、
加速度計が載置されるプラットホームと、該プラットホ
ームを第１および第２の軸の回りにそれぞれ回動させる
第１，第２の駆動装置と、前記プラットホームの前記第
１および第２の軸の周りの対地傾斜角度を加速度の影響
を受けることなく検出する第１および第２の傾斜検出装
置と、該第１および第２の傾斜検出装置の出力に基づい
て前記第１および第２の駆動装置をサーボ制御すること
により前記加速度計が水平方向の加速度を検出するよう
に前記プラットホームを制御する制御手段を有するもの
である。したがって、加速度計が重力加速度の影響を受
けることなく機体の加速度を検出することを可能とする
サーボプラットホームを簡素な構成で実現することがで
きる。
【００１２】請求項２に記載の発明においては、飛行体
に搭載される請求項１に記載の加速度計用サーボプラッ
トホーム、前記加速度計用サーボプラットホームに載置
される前記加速度計、前記飛行体の推進駆動手段、およ
び、推進駆動制御手段を有し、前記推進駆動制御手段
は、前記加速度計の出力を用いて前記推進駆動制御手段
をサーボ制御するものである。したがって、重力加速度
の影響を受けない加速度計の出力を用いて飛行体の推進
駆動手段をサーボ制御することができ、風の影響を受け
ずに飛行状態を制御することができる。特に、Ｒ／Ｃヘ
リコプターの定速飛行や空中静止状態の安定制御をさせ
ることが容易になる。
に搭載される請求項１に記載の加速度計用サーボプラッ
トホーム、前記加速度計用サーボプラットホームに載置
される前記加速度計、前記飛行体の推進駆動手段、およ
び、推進駆動制御手段を有し、前記推進駆動制御手段
は、前記加速度計の出力を用いて前記推進駆動制御手段
をサーボ制御するものである。したがって、重力加速度
の影響を受けない加速度計の出力を用いて飛行体の推進
駆動手段をサーボ制御することができ、風の影響を受け
ずに飛行状態を制御することができる。特に、Ｒ／Ｃヘ
リコプターの定速飛行や空中静止状態の安定制御をさせ
ることが容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の加速度計用サー
ボプラットホームの実施の一形態の制御系のブロック構
成図である。図２は、本発明の加速度計用サーボプラッ
トホームの実施の一形態の機構図である。図中、６は図
４の加速度計６と同様な加速度計である。１は基台、２
は受台、３はプラットホーム、４はＸ軸サーボモータ、
５はＹ軸サーボモータ、６は加速度計、７，８は傾斜
計、９，１０は制御部、１１，１２は軸受である。
ボプラットホームの実施の一形態の制御系のブロック構
成図である。図２は、本発明の加速度計用サーボプラッ
トホームの実施の一形態の機構図である。図中、６は図
４の加速度計６と同様な加速度計である。１は基台、２
は受台、３はプラットホーム、４はＸ軸サーボモータ、
５はＹ軸サーボモータ、６は加速度計、７，８は傾斜
計、９，１０は制御部、１１，１２は軸受である。
【００１４】先に、図２を参照して機械的構造を説明す
る。基台１には、Ｙ軸サーボモータ５と軸受１２とによ
り受台２が揺動自在に支持されＹ軸周りに自由に傾斜で
きる。この受台２には、Ｘ軸サーボモータ４と軸受４に
よりプラットホーム３が揺動自在に支持されＸ軸周りに
自由に傾斜できる。その結果、プラットホーム３は、Ｘ
軸サーボモータ４とＹ軸サーボモータ５とによってＸ軸
およびＹ軸の周りの角度がサーボ制御される。したがっ
て、全体として２軸傾斜計を備えた２軸サーボプラット
ホームが構成され、この上に加速度計６が載置される。
この図には示していないが、図１に示す傾斜計７，８も
このプラットホーム３上に載置されている。基台１はＲ
／Ｃヘリコプターの機体２１に固定される。
る。基台１には、Ｙ軸サーボモータ５と軸受１２とによ
り受台２が揺動自在に支持されＹ軸周りに自由に傾斜で
きる。この受台２には、Ｘ軸サーボモータ４と軸受４に
よりプラットホーム３が揺動自在に支持されＸ軸周りに
自由に傾斜できる。その結果、プラットホーム３は、Ｘ
軸サーボモータ４とＹ軸サーボモータ５とによってＸ軸
およびＹ軸の周りの角度がサーボ制御される。したがっ
て、全体として２軸傾斜計を備えた２軸サーボプラット
ホームが構成され、この上に加速度計６が載置される。
この図には示していないが、図１に示す傾斜計７，８も
このプラットホーム３上に載置されている。基台１はＲ
／Ｃヘリコプターの機体２１に固定される。
【００１５】図１において、Ｘ軸の方向を機体の前方向
とし、Ｙ軸の方向を機体の左方向とする。傾斜計７が出
力するＸ軸周りのロール角φに基づいて制御部９により
Ｘ軸サーボモータ４が制御され、受台２は、Ｘ軸が水平
面に平行になるようにサーボ制御される。同様に、傾斜
計８が出力するＹ軸周りのピッチ角θに基づいて制御部
１０によりＹ軸サーボモータ５が制御され、プラットホ
ーム３は、Ｙ軸が水平面に平行になるようにサーボ制御
される。したがって、プラットホーム３は水平になるよ
うに制御される。その結果、機体の傾斜にかかわらず、
プラットホーム３上の加速度計６は水平面上の２軸、例
えば、図示機体座標系のＸ軸すなわち、前後方向、およ
び，Ｙ軸すなわち左右方向の各加速度を検出することが
できる。
とし、Ｙ軸の方向を機体の左方向とする。傾斜計７が出
力するＸ軸周りのロール角φに基づいて制御部９により
Ｘ軸サーボモータ４が制御され、受台２は、Ｘ軸が水平
面に平行になるようにサーボ制御される。同様に、傾斜
計８が出力するＹ軸周りのピッチ角θに基づいて制御部
１０によりＹ軸サーボモータ５が制御され、プラットホ
ーム３は、Ｙ軸が水平面に平行になるようにサーボ制御
される。したがって、プラットホーム３は水平になるよ
うに制御される。その結果、機体の傾斜にかかわらず、
プラットホーム３上の加速度計６は水平面上の２軸、例
えば、図示機体座標系のＸ軸すなわち、前後方向、およ
び，Ｙ軸すなわち左右方向の各加速度を検出することが
できる。
【００１６】傾斜計７，８は、加速度の影響を受けない
かまたは受けにくい原理に基づいて地球の水平面あるい
は鉛直軸に対する角度（以下、対地傾斜角度という）を
検出することができるものを用いる。このような傾斜計
を用いれば、機体２１に加速度が生じたときにもこれに
影響されずに対地傾斜角度を検出することができる。
かまたは受けにくい原理に基づいて地球の水平面あるい
は鉛直軸に対する角度（以下、対地傾斜角度という）を
検出することができるものを用いる。このような傾斜計
を用いれば、機体２１に加速度が生じたときにもこれに
影響されずに対地傾斜角度を検出することができる。
【００１７】具体例としては、慣性系を用いた傾斜計の
出力を近似的に対地傾斜角度としたものがある。慣性系
を用いた傾斜計としては、例えば、慣性航法装置に使用
されるレート積分ジャイロがある。この他、角速度セン
サであるピエゾジャイロを用い、この出力を角度検出器
内部あるいは制御部で積分して角度を検出すればよい。
ピエゾジャイロは、自動車の４ＷＳ（アクティブ４ホイ
ールステアリング）システムにおいて、車両のヨー角度
を検出するのに使用されている。
出力を近似的に対地傾斜角度としたものがある。慣性系
を用いた傾斜計としては、例えば、慣性航法装置に使用
されるレート積分ジャイロがある。この他、角速度セン
サであるピエゾジャイロを用い、この出力を角度検出器
内部あるいは制御部で積分して角度を検出すればよい。
ピエゾジャイロは、自動車の４ＷＳ（アクティブ４ホイ
ールステアリング）システムにおいて、車両のヨー角度
を検出するのに使用されている。
【００１８】図３は、本発明の加速度計用プラットホー
ムの実施の一形態を搭載したＲ／Ｃヘリコプターの傾斜
飛行時の説明図である。図中、図４，図１と同様な部分
には同じ符号を付して説明を省略する。ただし、この図
においてＣはプラットホーム３の平面とする。サーボプ
ラットホームは、省略図示してプラットホーム３のみを
図示している。機体２１を図示右側に傾斜させて右方向
に推進力を与えるとき、機体２１の機体底面Ａは、水平
面に対して傾斜角、図示の例では、ロール角φで傾斜す
るものとする。このとき機体２１の垂直軸Ｂも鉛直軸に
対して同じロール角φで傾斜する。このとき、プラット
ホーム３は機体２１の傾斜角と反対方向に傾くようにサ
ーボ制御する。プラットホーム平面Ｃが機体底面Ａに対
してなすロール角をφP として、φP ＝φとなるように
プラットホーム３をサーボ制御することによりプラット
ホーム平面Ｃが水平面に平行となるようにする。
ムの実施の一形態を搭載したＲ／Ｃヘリコプターの傾斜
飛行時の説明図である。図中、図４，図１と同様な部分
には同じ符号を付して説明を省略する。ただし、この図
においてＣはプラットホーム３の平面とする。サーボプ
ラットホームは、省略図示してプラットホーム３のみを
図示している。機体２１を図示右側に傾斜させて右方向
に推進力を与えるとき、機体２１の機体底面Ａは、水平
面に対して傾斜角、図示の例では、ロール角φで傾斜す
るものとする。このとき機体２１の垂直軸Ｂも鉛直軸に
対して同じロール角φで傾斜する。このとき、プラット
ホーム３は機体２１の傾斜角と反対方向に傾くようにサ
ーボ制御する。プラットホーム平面Ｃが機体底面Ａに対
してなすロール角をφP として、φP ＝φとなるように
プラットホーム３をサーボ制御することによりプラット
ホーム平面Ｃが水平面に平行となるようにする。
【００１９】その結果、プラットホーム３に加速度計６
を載置すれば、重力加速度の影響を受けずに機体の加速
度のみを検出することができ、加速度計６の出力をその
ままＲ／Ｃヘリコプターの推進駆動制御に用いることが
できる。すなわち、Ｒ／Ｃヘリコプターまたはラジオコ
ントロール操縦装置に推進駆動制御部を設け、加速度計
６のＸ軸方向（前後方向）およびＹ軸方向（左右方向）
の検出出力を直接用いることによってＲ／Ｃヘリコプタ
ーの推進駆動部をサーボ制御することにより、例えば、
定速飛行あるいは空中静止状態を維持するように飛行を
サーボ制御することができる。
を載置すれば、重力加速度の影響を受けずに機体の加速
度のみを検出することができ、加速度計６の出力をその
ままＲ／Ｃヘリコプターの推進駆動制御に用いることが
できる。すなわち、Ｒ／Ｃヘリコプターまたはラジオコ
ントロール操縦装置に推進駆動制御部を設け、加速度計
６のＸ軸方向（前後方向）およびＹ軸方向（左右方向）
の検出出力を直接用いることによってＲ／Ｃヘリコプタ
ーの推進駆動部をサーボ制御することにより、例えば、
定速飛行あるいは空中静止状態を維持するように飛行を
サーボ制御することができる。
【００２０】なお、上述した説明では、傾斜計７は、ロ
ール角φを直接に出力し、傾斜計８はピッチ角θを直接
に出力するものとしたが、傾斜計７，８の傾斜検出軸が
Ｘ軸，Ｙ軸からずれていてももよく、この場合、傾斜計
７，８の直接の出力を演算してロール角φおよびピッチ
角θを出力するようにしてもよい。また、傾斜計７，８
内のセンサ自体は角速度を検出するものであっても、こ
れを積分して実質的に角度を傾斜計が出力したり、制御
部９，１０において、センサが出力する角速度を積分し
てＸ軸，Ｙ軸サーボモータ４，５を制御するものであっ
てもよい。この場合も、実質的に傾斜計を備えていると
いうことができる。
ール角φを直接に出力し、傾斜計８はピッチ角θを直接
に出力するものとしたが、傾斜計７，８の傾斜検出軸が
Ｘ軸，Ｙ軸からずれていてももよく、この場合、傾斜計
７，８の直接の出力を演算してロール角φおよびピッチ
角θを出力するようにしてもよい。また、傾斜計７，８
内のセンサ自体は角速度を検出するものであっても、こ
れを積分して実質的に角度を傾斜計が出力したり、制御
部９，１０において、センサが出力する角速度を積分し
てＸ軸，Ｙ軸サーボモータ４，５を制御するものであっ
てもよい。この場合も、実質的に傾斜計を備えていると
いうことができる。
【００２１】上述した説明では、傾斜計７，８をプラッ
トホーム３上に載置したが、傾斜計７は受台２に載置し
てもよい。この他、傾斜計７，８を基台１あるいは機体
２１に直接的に固定することも可能である。機体２１と
プラットホーム３との間の角度に応じて傾斜計７，８の
出力をプラットホーム３上での傾斜角度に換算してサー
ボ制御すればよい。また、プラットホーム３が水平面と
平行となる状態におけるプラットホーム３の基台１に対
する傾斜角度が任意であってもサーボ制御は調整可能で
ある。そのため、プラットホーム３が自由に揺動可能な
範囲であれば、基台１は機体２１に対して任意の角度で
取り付けることができ、機体に合ったセッティングが可
能となる。なお、３軸目となる鉛直方向の加速度を検出
する場合には、別に縁由置く軸の加速度を検出する加速
度センサを設ければよく、この加速度計はプラットホー
ム３または機体２１の任意の場所に取り付けることがで
きる。
トホーム３上に載置したが、傾斜計７は受台２に載置し
てもよい。この他、傾斜計７，８を基台１あるいは機体
２１に直接的に固定することも可能である。機体２１と
プラットホーム３との間の角度に応じて傾斜計７，８の
出力をプラットホーム３上での傾斜角度に換算してサー
ボ制御すればよい。また、プラットホーム３が水平面と
平行となる状態におけるプラットホーム３の基台１に対
する傾斜角度が任意であってもサーボ制御は調整可能で
ある。そのため、プラットホーム３が自由に揺動可能な
範囲であれば、基台１は機体２１に対して任意の角度で
取り付けることができ、機体に合ったセッティングが可
能となる。なお、３軸目となる鉛直方向の加速度を検出
する場合には、別に縁由置く軸の加速度を検出する加速
度センサを設ければよく、この加速度計はプラットホー
ム３または機体２１の任意の場所に取り付けることがで
きる。
【００２２】上述した説明では、特に本発明を実施する
のに好適なＲ／Ｃヘリコプターの例を説明したが、ラジ
オコントロール飛行機など、水平面に対して傾く場合が
ある移動体の加速度検出あるいは移動制御などに用いる
こともでき、重力加速度の影響を受けずに移動体の加速
度を検出することができる。
のに好適なＲ／Ｃヘリコプターの例を説明したが、ラジ
オコントロール飛行機など、水平面に対して傾く場合が
ある移動体の加速度検出あるいは移動制御などに用いる
こともでき、重力加速度の影響を受けずに移動体の加速
度を検出することができる。
【００２３】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明によれば、重力の影響を受けにくい加速度計用サーボ
プラットホーム、および、加速度計を用いた飛行制御装
置の小型化および簡素化をはかることができるという効
果がある。その結果、装置を低価格で供給することがで
きる。また、サーボプラットホームの姿勢角のニュート
ラルポイントを機体に合わせて任意に設定できたり、メ
カ的なストラップダウン方式が可能である。風の影響を
受けずに飛行状態を制御することができ、特に、Ｒ／Ｃ
ヘリコプターの定速飛行や空中静止状態の安定制御をさ
せることが容易になる。
明によれば、重力の影響を受けにくい加速度計用サーボ
プラットホーム、および、加速度計を用いた飛行制御装
置の小型化および簡素化をはかることができるという効
果がある。その結果、装置を低価格で供給することがで
きる。また、サーボプラットホームの姿勢角のニュート
ラルポイントを機体に合わせて任意に設定できたり、メ
カ的なストラップダウン方式が可能である。風の影響を
受けずに飛行状態を制御することができ、特に、Ｒ／Ｃ
ヘリコプターの定速飛行や空中静止状態の安定制御をさ
せることが容易になる。
【図１】本発明の加速度計用サーボプラットホームの実
施の一形態の制御系のブロック構成図である。
施の一形態の制御系のブロック構成図である。
【図２】本発明の加速度計用サーボプラットホームの実
施の一形態の機構図である。
施の一形態の機構図である。
【図３】本発明の加速度計用プラットホームの実施の一
形態を搭載したＲ／Ｃヘリコプターの傾斜飛行時の説明
図である。
形態を搭載したＲ／Ｃヘリコプターの傾斜飛行時の説明
図である。
【図４】従来のＲ／Ｃヘリコプターの水平飛行時の説明
図である。
図である。
【図５】従来のＲ／Ｃヘリコプターの傾斜飛行時の説明
図である。
図である。
１ 基台、２ 受台、３ プラットホーム、４ Ｘ軸サ
ーボモータ、５ Ｙ軸サーボモータ、６ 加速度計、
７，８ 傾斜計、９，１０ 制御部、１１，１２軸受、
６ 加速度計、２１ 機体、２２ 振子、３１ 固定プ
ラットホーム
ーボモータ、５ Ｙ軸サーボモータ、６ 加速度計、
７，８ 傾斜計、９，１０ 制御部、１１，１２軸受、
６ 加速度計、２１ 機体、２２ 振子、３１ 固定プ
ラットホーム
Claims (2)
- 【請求項１】 加速度計が載置されるプラットホーム
と、該プラットホームを第１および第２の軸の回りにそ
れぞれ回動させる第１，第２の駆動装置と、前記プラッ
トホームの前記第１および第２の軸の周りの対地傾斜角
度を加速度の影響を受けることなく検出する第１および
第２の傾斜検出装置と、該第１および第２の傾斜検出装
置の出力に基づいて前記第１および第２の駆動装置をサ
ーボ制御することにより前記加速度計が水平方向の加速
度を検出するように前記プラットホームを制御する制御
手段を有することを特徴とする加速度計用サーボプラッ
トホーム。 - 【請求項２】 飛行体に搭載される請求項１に記載の加
速度計用サーボプラットホーム、前記加速度計用サーボ
プラットホームに載置される前記加速度計、前記飛行体
の推進駆動手段、および、推進駆動制御手段を有し、前
記推進駆動制御手段は、前記加速度計の出力を用いて前
記推進駆動制御手段をサーボ制御することを特徴とする
飛行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308403A JPH11142428A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308403A JPH11142428A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142428A true JPH11142428A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17980652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9308403A Withdrawn JPH11142428A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142428A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100360942C (zh) * | 2005-05-15 | 2008-01-09 | 中北大学 | 三轴微加速度计轴心差角的四点测试方法 |
| CN103683053A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 悬挂设备用调平装置 |
| CN103760915A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-04-30 | 国家电网公司 | 悬挂设备调平方法 |
| CN111572715A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 姿态调整装置及调整控制方法、光学浮标 |
| CN116224459A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 华中光电技术研究所(中国船舶集团有限公司第七一七研究所) | 一种基于双轴伺服结构的重力仪及其调平和测量方法 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP9308403A patent/JPH11142428A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100360942C (zh) * | 2005-05-15 | 2008-01-09 | 中北大学 | 三轴微加速度计轴心差角的四点测试方法 |
| CN103683053A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-03-26 | 国家电网公司 | 悬挂设备用调平装置 |
| CN103760915A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-04-30 | 国家电网公司 | 悬挂设备调平方法 |
| CN111572715A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 姿态调整装置及调整控制方法、光学浮标 |
| CN116224459A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 华中光电技术研究所(中国船舶集团有限公司第七一七研究所) | 一种基于双轴伺服结构的重力仪及其调平和测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4989466A (en) | Gyroscopically stabilized sensor positioning system | |
| JP5482047B2 (ja) | 速度算出装置、速度算出方法及びナビゲーション装置 | |
| US6681649B2 (en) | Inertial control and measurement system | |
| JP2017136914A (ja) | 無人回転翼機 | |
| JP4109767B2 (ja) | 無人ヘリコプタの飛行制御システム | |
| CN101269683A (zh) | 基于姿态控制的平衡式独轮小车 | |
| US11420728B2 (en) | Aircraft and control method for same | |
| JP7584787B2 (ja) | 無人航空機および無人航空機の操縦方法 | |
| JP2008052362A (ja) | 自律移動装置 | |
| JP2017193208A (ja) | 小型無人航空機 | |
| JP7534780B2 (ja) | 無人航空機 | |
| CN106123883A (zh) | 球体转子三轴陀螺仪 | |
| WO2020066889A1 (ja) | 無人航空機 | |
| JP2004268730A (ja) | 無人ヘリコプタの姿勢制御方法 | |
| Stingu et al. | Design and implementation of a structured flight controller for a 6DoF quadrotor using quaternions | |
| US6354163B1 (en) | Mitigating gimbal induced disturbances in CMG arrays | |
| JP6973124B2 (ja) | 飛翔機 | |
| US4136844A (en) | Quasi-inertial attitude reference platform | |
| JPH11142428A (ja) | 加速度計用サーボプラットホームおよび飛行制御装置 | |
| Algrain et al. | Accelerometer based line-of-sight stabilization approach for pointing and tracking systems | |
| US20130138377A1 (en) | Method for compensating drift in a position measuring device | |
| CN100545579C (zh) | 适用于高速旋转体的半捷联式姿态测量方法 | |
| JP2018090095A (ja) | 無人飛行装置、荷物運搬方法及びプログラム | |
| JPH0611354A (ja) | 移動体の慣性検出手段の初期座標値設定方法と装置 | |
| US20100263463A1 (en) | Gyro Stabilization System for Suspended Platform |
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: 20050201 |