JPS58200109A - 運動体の運動検出方法 - Google Patents
運動体の運動検出方法Info
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- JPS58200109A JPS58200109A JP57083870A JP8387082A JPS58200109A JP S58200109 A JPS58200109 A JP S58200109A JP 57083870 A JP57083870 A JP 57083870A JP 8387082 A JP8387082 A JP 8387082A JP S58200109 A JPS58200109 A JP S58200109A
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- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
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- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
この発明は、船舶などの゛運動体の運動検出力法に関し
、起動後瞬間的に作動するとともに、十分な種度で検出
が行なえ、かつ、長寿命化を突現できるようにしたもの
である。
、起動後瞬間的に作動するとともに、十分な種度で検出
が行なえ、かつ、長寿命化を突現できるようにしたもの
である。
一般に、運動体はその抱束条件により定まる自由度の中
で各種の運動を行なうが、なかでも船舶。
で各種の運動を行なうが、なかでも船舶。
航空機など流体中の運動体は最大６の自由度を有してお
り、この自由度は、縦揺れ（ピッチング）。
り、この自由度は、縦揺れ（ピッチング）。
横揺れ（ローリング）、偏揺れ（ヨーインク゛）。
水平変位（ヘビインク）、横変位（ソーインク゛）およ
び縦変位（サージング）の各運動に分解することかで趣
る。
び縦変位（サージング）の各運動に分解することかで趣
る。
そして、たとえば船舶、航空機の運動体において、安定
し兵操縦を行々うために前記した各運動を計測１表示す
る場合、あるいは乗員９乗客の乗り心地を改善するため
に強制的に運動制御する場合、各種の運動検出センサが
開発され、また使用されているが、運動の角度変化およ
び角速度変化を検出する場合には、従来より積分ジャイ
ロおよびレイトジャイロが使用されている。
し兵操縦を行々うために前記した各運動を計測１表示す
る場合、あるいは乗員９乗客の乗り心地を改善するため
に強制的に運動制御する場合、各種の運動検出センサが
開発され、また使用されているが、運動の角度変化およ
び角速度変化を検出する場合には、従来より積分ジャイ
ロおよびレイトジャイロが使用されている。
しかし、この種ジャイロは、高速で回転させる必要があ
るため、（υ起動後安定高速回転に達するまで所定の時
間を要し、瞬間的な作動が行なえない、ζ２）高速回転
を支える回転軸の軸受の寿命が短かい２等の欠点がある
。
るため、（υ起動後安定高速回転に達するまで所定の時
間を要し、瞬間的な作動が行なえない、ζ２）高速回転
を支える回転軸の軸受の寿命が短かい２等の欠点がある
。
この発明は、前記の点に留意し・てなされたものであり
、運動体の重心より離れた位置の２点に加速度計を設置
するとともに１両加速度計の電気的出力の和または差と
該和または差の積分あるいは二重積分との各演算を電気
的に処理することにより、運動体の重心の運動および重
心回りの回転運動を検出するものであり、したがって、
起動後瞬間的に検出値が得られるとともに、十分な横変
で検出が行なえ、しかも、ジャイロのように高速回転す
る回転軸の軸受が不要であり、長寿命化を実現でき、前
記従来の欠点をすべて解消できるものである。
、運動体の重心より離れた位置の２点に加速度計を設置
するとともに１両加速度計の電気的出力の和または差と
該和または差の積分あるいは二重積分との各演算を電気
的に処理することにより、運動体の重心の運動および重
心回りの回転運動を検出するものであり、したがって、
起動後瞬間的に検出値が得られるとともに、十分な横変
で検出が行なえ、しかも、ジャイロのように高速回転す
る回転軸の軸受が不要であり、長寿命化を実現でき、前
記従来の欠点をすべて解消できるものである。
つぎにこの発明を、そのｌ実施例の船体の運動検出力法
を示した図面とともに詳細に説明する。
を示した図面とともに詳細に説明する。
第１図に示すように、運動体となる船体（υの重心ＣＧ
）を原点とする８軸座標系を構成する。このきき、Ｘ・
・・縦変位、ｙ・・・横変位、２・・・水平変位。
）を原点とする８軸座標系を構成する。このきき、Ｘ・
・・縦変位、ｙ・・・横変位、２・・・水平変位。
θ・・・横揺れ角、ψ ・・・縦揺れ角、φ・・・偏揺
れ角であり、”＋３’＋ ｚの変位が運動体の重心の運
動と０゛“・１・゛″′′竺；砂Ａ ＊ ｉ ｉ： ａ
ｍ Ｋ Ｏ重心回りの回転運動となる。
れ角であり、”＋３’＋ ｚの変位が運動体の重心の運
動と０゛“・１・゛″′′竺；砂Ａ ＊ ｉ ｉ： ａ
ｍ Ｋ Ｏ重心回りの回転運動となる。
そして、まず、船体（υの基準平面に対し垂直力向の成
分を計測するように、重心ＣＧ）より離れた位置の２点
に対の上下加速度計を設置し、両顎速度計より電気的出
力として取り出された加速度により、船体（１）の横揺
角度（角速度）、縦揺角度（内達反）等を検出する場合
について説明する。
分を計測するように、重心ＣＧ）より離れた位置の２点
に対の上下加速度計を設置し、両顎速度計より電気的出
力として取り出された加速度により、船体（１）の横揺
角度（角速度）、縦揺角度（内達反）等を検出する場合
について説明する。
いま、２つの上下加速度計の位置をそれぞれＶＡ Ｐ
（ｌＩｘ＋、ｌＸＩ、ｌＸＩ） 、 ＶＡ８（ｌｘ２．
ｌｙ２，６ｚ２） とすると、両顎速度計の検出する
値、すなわち加速度ＶＡＩ’ （Ｌ） 、 ＶＡＳ
（ｔ） ハソレ（’ し。
（ｌＩｘ＋、ｌＸＩ、ｌＸＩ） 、 ＶＡ８（ｌｘ２．
ｌｙ２，６ｚ２） とすると、両顎速度計の検出する
値、すなわち加速度ＶＡＩ’ （Ｌ） 、 ＶＡＳ
（ｔ） ハソレ（’ し。
ＶＡＰ （ｔ）＝ −Ｚ ｔｒｂ ９） ｍθ−ＩＸＩ
？ａｂθ＋ｌＹＩθａｕψ−ｆａｋ３ｒｐａｙａθ
−（１）ＶＡＳ （ｔ）＝ −’Ｚ ｃａａψｍθ
−ＩＸ２（ｌｒｃｏａθ＋１！２０朗ψ−ＩＩ朗ψ朗θ
・・・（２）となる。なお、ｆは重力加速度で
ある。
？ａｂθ＋ｌＹＩθａｕψ−ｆａｋ３ｒｐａｙａθ
−（１）ＶＡＳ （ｔ）＝ −’Ｚ ｃａａψｍθ
−ＩＸ２（ｌｒｃｏａθ＋１！２０朗ψ−ＩＩ朗ψ朗θ
・・・（２）となる。なお、ｆは重力加速度で
ある。
ここ・で、両顎速度計の設置場所を適切に選んで、ｌｘ
＋＝ｌｘｐｒ、（ｌＸＩ ｔｈＰｌｙｓ）とすれば−両
者（Ｄ差ｔとって。
＋＝ｌｘｐｒ、（ｌＸＩ ｔｈＰｌｙｓ）とすれば−両
者（Ｄ差ｔとって。
ｖＡｒ （ｖ）−ＶＡ８ （１）〒ｃｔｔｙ＋ −ｅｙ
２＞ ｉｍ９’ ＋＋ ｔａ）、、’
、Ｅ、 ’、、、’４ 九）＝（ＹＡＰ（ｔ）−ＶＡＳ（ｔ））／（１）’ｌ−
１ｙ２）ｃｏａψ”１４） ＋さらに、縦揺れ角ψ
が十分小さいと′すれば。
２＞ ｉｍ９’ ＋＋ ｔａ）、、’
、Ｅ、 ’、、、’４ 九）＝（ＹＡＰ（ｔ）−ＶＡＳ（ｔ））／（１）’ｌ−
１ｙ２）ｃｏａψ”１４） ＋さらに、縦揺れ角ψ
が十分小さいと′すれば。
であるから、
ｉ（す＝ ３コ １９（ｒ）ｄｒ
（ｒａｄ ／ ｓ ）
−１６）θ（ｔ）＝ ＪｏＩｏθ（τ）ｄτｄτ
（ｒａｄ ） ・・・（７）となり、し
たがって１両加速度計で得られた加速度ＹＡＰ（ｔ）、
ＶＡＳ（ｔ）により、船体（υの横揺角速度ｂ（モ）
および横揺角度θ（モ）を求めることができる。、・ま
た、前記両顎速度計の設置場所を適切に選んで、ｌＸＩ
＝ １ｙ２（ｌＸＩ ４１ｘｔ ）とｆｔＬｄ、 ｔ
ｌ）式オヨび（２１式により、両者の差をとって、ＶＡ
Ｐ（ｔ）−ＶＡ８（ｔ）＝ −（Ａ’ｘ ＋ −、ｌｘ
２ ） ｒｐａｋ３θ −（８）しくす＝
−（ＶＡＰ（も）−ＶＡＳ（ｔ）ｌ ／ （Ｊｘ
＋ −ｅｘｅ）ｃｙａθ −（９）さらに、横揺
れ角θが十分小さいとすれば、ψ（も）＝ Ｊｏ
ψ（ｒ）ｄｒ （
ｒａｄ ／ ｓ ） ”
・ ＋１１１ψ（す＝ Ｊ、’ Ｊ：ｇｔ（ｒ）ｄｒ
ｄｒ （ｒａｄ ）
”−（１２となり、したがって、両顎速度計で得られ
た加速度ＶＡＰ （ｔ） 、 ＶＡＳ （ｔ） Ｋ ヨ
リ、船体（１）ノ縦揺れ角速度９１’ （ｔ）および縦
揺れ角度ψ（１）を求めることができる。
（ｒａｄ ／ ｓ ）
−１６）θ（ｔ）＝ ＪｏＩｏθ（τ）ｄτｄτ
（ｒａｄ ） ・・・（７）となり、し
たがって１両加速度計で得られた加速度ＹＡＰ（ｔ）、
ＶＡＳ（ｔ）により、船体（υの横揺角速度ｂ（モ）
および横揺角度θ（モ）を求めることができる。、・ま
た、前記両顎速度計の設置場所を適切に選んで、ｌＸＩ
＝ １ｙ２（ｌＸＩ ４１ｘｔ ）とｆｔＬｄ、 ｔ
ｌ）式オヨび（２１式により、両者の差をとって、ＶＡ
Ｐ（ｔ）−ＶＡ８（ｔ）＝ −（Ａ’ｘ ＋ −、ｌｘ
２ ） ｒｐａｋ３θ −（８）しくす＝
−（ＶＡＰ（も）−ＶＡＳ（ｔ）ｌ ／ （Ｊｘ
＋ −ｅｘｅ）ｃｙａθ −（９）さらに、横揺
れ角θが十分小さいとすれば、ψ（も）＝ Ｊｏ
ψ（ｒ）ｄｒ （
ｒａｄ ／ ｓ ） ”
・ ＋１１１ψ（す＝ Ｊ、’ Ｊ：ｇｔ（ｒ）ｄｒ
ｄｒ （ｒａｄ ）
”−（１２となり、したがって、両顎速度計で得られ
た加速度ＶＡＰ （ｔ） 、 ＶＡＳ （ｔ） Ｋ ヨ
リ、船体（１）ノ縦揺れ角速度９１’ （ｔ）および縦
揺れ角度ψ（１）を求めることができる。
さらに、前記両顎速度計をｙ軸およびｙ軸に対−して対
称の位置に設置した場合、ｌＸＩ ＝＝ −ＩＸ２ 、
１７１ニー１ｙ２ となるため、（１）式および（２
）式により、両者の和をとれば、 ＶＡＰ（Ｌ）＋ＶＡ８（Ｌ）＝−２＜−’ｚ ＋ｙ ＞
ａｂｒｐａｕθ ・（１１となり、ここで
、横揺れ角θおよび縦揺れ角ψが十分小さいとすれば、 ＶＡＩ’（Ｌ）−１−ＶＡ８（Ｌ） ＝＝ −２’ｊ
−２（／ ・・・（１
４１さらに。
称の位置に設置した場合、ｌＸＩ ＝＝ −ＩＸ２ 、
１７１ニー１ｙ２ となるため、（１）式および（２
）式により、両者の和をとれば、 ＶＡＰ（Ｌ）＋ＶＡ８（Ｌ）＝−２＜−’ｚ ＋ｙ ＞
ａｂｒｐａｕθ ・（１１となり、ここで
、横揺れ角θおよび縦揺れ角ψが十分小さいとすれば、 ＶＡＩ’（Ｌ）−１−ＶＡ８（Ｌ） ＝＝ −２’ｊ
−２（／ ・・・（１
４１さらに。
’ｆｆ１（ｃ）＝−−ｔｖＡｐ（ｔ）＋ｖａｓ（ム）ｔ
−ｙ （ｍ／Ｓ２） −１１５１であるから
、 ：１．（ｔ）＝Ｊｏｚ（ｔ）ｄｒ （ｍ／ｓ）
−（１６１ｚ （Ｌ）＝ Ｊｏ％ ｚ
（ｒ）ｄｒ ｄｒ （ｍ）
・・・ＩＩηとなり、したがって、船体（υの重心ＣＧ
）の鉛直力向の運動を知ることができる。
−ｙ （ｍ／Ｓ２） −１１５１であるから
、 ：１．（ｔ）＝Ｊｏｚ（ｔ）ｄｒ （ｍ／ｓ）
−（１６１ｚ （Ｌ）＝ Ｊｏ％ ｚ
（ｒ）ｄｒ ｄｒ （ｍ）
・・・ＩＩηとなり、したがって、船体（υの重心ＣＧ
）の鉛直力向の運動を知ることができる。
つぎに、船体（１］の左右力向の成分を計測するように
１対の左右加速度計を設置ｉｔ Ｌ、該両顎速度計より
電気的出力として欧り出された加速度により、船体（１
３の偏揺角度（角速度）を検出゛する場合について説明
する。
１対の左右加速度計を設置ｉｔ Ｌ、該両顎速度計より
電気的出力として欧り出された加速度により、船体（１
３の偏揺角度（角速度）を検出゛する場合について説明
する。
２つの左右加速度針の位置をそれぞれＬＡＬ’（ｌｘ
＋ 。
＋ 。
ｅｙｉ、１ｚ１）、ＬＡＳ（４ｘ２．ｌｘ２，１ｚ２）
とすると１両加速度計の検出する加速度ＬＡＰ （Ｌ）
、 ＬＡＳ （ｔ）はそれぞれ。
とすると１両加速度計の検出する加速度ＬＡＰ （Ｌ）
、 ＬＡＳ （ｔ）はそれぞれ。
ＬＡＰ（す＝−九叫θ−６Ｘｌｊｍθ
−ｇ ｚ＋ ｉｊ＋ｆｓｉｎθ ・・・ｔ
１８１ＬＡＳ （も）”−Ｙｍθ −１ｘ２ａａｕθ−
ＪＺ２．１−４４Ｓｉｎθ ・・・１１
となる。
１８１ＬＡＳ （も）”−Ｙｍθ −１ｘ２ａａｕθ−
ＪＺ２．１−４４Ｓｉｎθ ・・・１１
となる。
ここで１両左右加速度計の設置場所を適切に選んで、
１ＺＩ＝ＩＩＺ２ （ｌｘｌ ＃１Ｘ２）とすｔｌｊ
、両者ｏ差をとって、 ＬＡＰ（ｔ）−ＬＡＱｔ）＝ −（ｌｘ ＋ −ｌｘ
２ ） ｒｌｒａｙａσ ・［ｉ（も）＝ −
（ＬＡＰ（も）−ＬＡＳ（ｔ） ） ／ （ｌｘｌ −
１ｘ２）ｍａθ −ｔａｎさらに、横揺れ角θが十分小
さいとすれば、であるから、 φ（ｔ）−ＩｏＩｏφ（ｒ）ｄｒ ｄｒ （ｒ
ａｄ ） −（２４）となり、船体（１）の偏
揺れ角速度；（ｔ）および偏揺れ角度φ（Ｌ）を求める
仁とができる。
１ＺＩ＝ＩＩＺ２ （ｌｘｌ ＃１Ｘ２）とすｔｌｊ
、両者ｏ差をとって、 ＬＡＰ（ｔ）−ＬＡＱｔ）＝ −（ｌｘ ＋ −ｌｘ
２ ） ｒｌｒａｙａσ ・［ｉ（も）＝ −
（ＬＡＰ（も）−ＬＡＳ（ｔ） ） ／ （ｌｘｌ −
１ｘ２）ｍａθ −ｔａｎさらに、横揺れ角θが十分小
さいとすれば、であるから、 φ（ｔ）−ＩｏＩｏφ（ｒ）ｄｒ ｄｒ （ｒ
ａｄ ） −（２４）となり、船体（１）の偏
揺れ角速度；（ｔ）および偏揺れ角度φ（Ｌ）を求める
仁とができる。
首／と１両左右加速度計の設置場所を適切に選んで、／
ｘ＋ ：＝−ｌｘ２ 、 ／Ｚｌ ＝＝ −１ｚ、ｓ＋
とすれば、前記＋１８１ 、ｔおよびｆｉ１式により、
両者の和をとって、１、ＡＩ’（Ｌ）＋ＬＡＳ （ｔ、
）＝ −２九加θ＋２９ｓ１ｎθ −・
・１２５＋さらに、横揺れ角θが十分小さいとすれば。
ｘ＋ ：＝−ｌｘ２ 、 ／Ｚｌ ＝＝ −１ｚ、ｓ＋
とすれば、前記＋１８１ 、ｔおよびｆｉ１式により、
両者の和をとって、１、ＡＩ’（Ｌ）＋ＬＡＳ （ｔ、
）＝ −２九加θ＋２９ｓ１ｎθ −・
・１２５＋さらに、横揺れ角θが十分小さいとすれば。
−ｌ、ＡＩ’（ｔ）−） ＬＡＳ （も）＃−２９・
・・ Ｑｏ； （１−１＝ −−（ＬＡＰ（も）＋
ＬＡＳ （も）） （ｍ／８２）
・ ｔ２９であるから。
・・ Ｑｏ； （１−１＝ −−（ＬＡＰ（も）＋
ＬＡＳ （も）） （ｍ／８２）
・ ｔ２９であるから。
ｙ（Ｌ）＝Ｊｏｙ（τ）ｄｒ （ｍ／Ｓ）
・・・（至）ｙ（Ｌ）−＝■。Ｊｏｙ（τ）ｄτ
ｄτ （ｍ） ・ｎとなり、した
がって、船体（υの重心（０）の横力向の運動を知るこ
とができる。
・・・（至）ｙ（Ｌ）−＝■。Ｊｏｙ（τ）ｄτ
ｄτ （ｍ） ・ｎとなり、した
がって、船体（υの重心（０）の横力向の運動を知るこ
とができる。
つぎに、データ処理について説明する。
力の加速度計により得られた加速度の電気的信号をデー
タレコーダで記録する場合、前記信号に船Ｓ（υの主機
等の撮動が含まれるため、第２図に示すように、対の加
速度計（２３，１３）からの加速度信号ｔ−１しゃ断層
波数８ルのローパスフィル！ （５） 。
タレコーダで記録する場合、前記信号に船Ｓ（υの主機
等の撮動が含まれるため、第２図に示すように、対の加
速度計（２３，１３）からの加速度信号ｔ−１しゃ断層
波数８ルのローパスフィル！ （５） 。
（６）に通して出力し、約４０秒間の記録をサンプリン
グタイム４Ｑｍ８で行ない、演算回路（７）で両顎速度
信号の和、差、１回積分、二重積分等の演算を行なう。
グタイム４Ｑｍ８で行ない、演算回路（７）で両顎速度
信号の和、差、１回積分、二重積分等の演算を行なう。
すなわち１両加速度計（２）、 ＋３１が上下加速度計
である場合には、前記したように、演算回路（７）にお
いて、船体（υの横揺れ角度θ（モ）、横揺れ角速度θ
（Ｌ）、縦揺れ角度ψ（モ）、縦揺れ角速度？ （１）
等の演算を行ない１両加速度計１２３．１３）か左右脚
、速度計である場合には、演算回路（７）において、船
体（０行なう。
である場合には、前記したように、演算回路（７）にお
いて、船体（υの横揺れ角度θ（モ）、横揺れ角速度θ
（Ｌ）、縦揺れ角度ψ（モ）、縦揺れ角速度？ （１）
等の演算を行ない１両加速度計１２３．１３）か左右脚
、速度計である場合には、演算回路（７）において、船
体（０行なう。
そして、まず、計測された現象（変位、速度。
加速度）の性質により、得られたデータが「平均値が０
０分布」であると仮定し、次の■式を用いて各データｘ
ｉと平均値との差Ｘｉを求め、Ｘｉを用いて微積分の演
算を行なう。
０分布」であると仮定し、次の■式を用いて各データｘ
ｉと平均値との差Ｘｉを求め、Ｘｉを用いて微積分の演
算を行なう。
Ｘ１＝ｘｉ−（Σｘｉ）／Ｎ
−、、＠１＝１ つぎに、微分演算に際しては、数値微分の際に生じる高
周波数成分を除くために、町）式によって、データの移
動平均値Ｘｉを求める。
−、、＠１＝１ つぎに、微分演算に際しては、数値微分の際に生じる高
周波数成分を除くために、町）式によって、データの移
動平均値Ｘｉを求める。
ここで、Ｍ＝５とした場合、サンプリングタイムΔｔ１
が４ＱＦＩＩ８であることにより、しゃ断層波数ｆ＝ｌ
／２ＭΔむ＝ｌ／４００＝２．６庵のローパスフィルタ
を通したこととおおむね等しいと考えられる。
が４ＱＦＩＩ８であることにより、しゃ断層波数ｆ＝ｌ
／２ＭΔむ＝ｌ／４００＝２．６庵のローパスフィルタ
を通したこととおおむね等しいと考えられる。
さらに、微係数については（３４式を用いて求める。
、ｄＸｉ−
ｙ１＝１丁＝＝（Ｘｉ＋＋ −Ｘｔ ） ／Δも
・・憫つぎに、積分演算に際しては嗅式を用いて
行なう。
・・憫つぎに、積分演算に際しては嗅式を用いて
行なう。
ｙｎ＋＋ −ｙ＋ ＝ ｙ（リ−ｙ（ｏ）−Ｊ。７（
ｔ）ｄｔ −・・１：ｉ；１諺Σ Ｘ ｉΔｔ（ｎ
＝ｔ／Δｔ） ・・・（タリ１＝１ ここで、計測時間が短かいと、すなわち、データ数が少
ないと、得られたデータにおいて完全には「平均値＝０
」の分布にならないため、前記圓式で求めたＸｉにδ（
定数）なる誤差が含まれていることＫなる。この誤差は
積分演算によって累積されるため°、（制式で得られた
結果は。
ｔ）ｄｔ −・・１：ｉ；１諺Σ Ｘ ｉΔｔ（ｎ
＝ｔ／Δｔ） ・・・（タリ１＝１ ここで、計測時間が短かいと、すなわち、データ数が少
ないと、得られたデータにおいて完全には「平均値＝０
」の分布にならないため、前記圓式で求めたＸｉにδ（
定数）なる誤差が含まれていることＫなる。この誤差は
積分演算によって累積されるため°、（制式で得られた
結果は。
ｙ（ｔ）＝＝ ）’ （Ｌ） ｒｅａｌ 十ａ ｔ
−１３４１となっている。こ
のｄｔによる誤差を除くためには、ｙ（も声αｔ＋β
・・・（陶とおいて、最
小自乗法によりα、βを決定し１次の嘱式によりｙ （
ｔ）ｒｅａｘ を求めればよい。
−１３４１となっている。こ
のｄｔによる誤差を除くためには、ｙ（も声αｔ＋β
・・・（陶とおいて、最
小自乗法によりα、βを決定し１次の嘱式によりｙ （
ｔ）ｒｅａｘ を求めればよい。
ｙ （ｔ） ｒｅａ１＝ ｙ （ｔ）−αｔ
°°°閃さらに、積分の初期１１．ｉ
ｉ、Ｙ（０）については、１３（支）式で得られた結果
が「平均値＝０」の分布になるように決定すればよい。
°°°閃さらに、積分の初期１１．ｉ
ｉ、Ｙ（０）については、１３（支）式で得られた結果
が「平均値＝０」の分布になるように決定すればよい。
そして、第３図は実際に船体（υの横揺れ角度（る第１
加算器、（９）は加速度の計測系における０点ドリフト
、オフセント電圧を除去するバイパスフィルタであり、
ドリフト、オフセット電圧が積分されるのを防止する。
加算器、（９）は加速度の計測系における０点ドリフト
、オフセント電圧を除去するバイパスフィルタであり、
ドリフト、オフセット電圧が積分されるのを防止する。
四は船体（υのエンジン、振動などによる加速度の高周
波成分を除去する９４１０−パスフイルタ、（Ｉｌｌは
ｆｉ２加算器、 ０２１は積分器、ｕ３は第２０−バス
フイルタでアリ、％ｌローパスフィルタ四の出口に残る
演算器自身のオフセット電圧が積分されるのを防止する
。
波成分を除去する９４１０−パスフイルタ、（Ｉｌｌは
ｆｉ２加算器、 ０２１は積分器、ｕ３は第２０−バス
フイルタでアリ、％ｌローパスフィルタ四の出口に残る
演算器自身のオフセット電圧が積分されるのを防止する
。
さらに、第４図は、１５０’の４９．方位より波長２８
ｍ。
ｍ。
波高Ｑ、’ｉ３７７２のうねりがある海□上において、
全長２７．６０ ｙｎ、 ｔ＃水量６２）／、巡航速度
６ｏｋＦｎ／ＪＩｒの船体（１）の動揺を測定し、前記
第８図の回路を用いて演算した結果を示し、同図（ａ）
および（ｂ）はそれぞれ向上下加速度計により計測され
た加速度ＶＡＰ（１＝） オＪ： ヒＶＡＳ （Ｌ）、
＋ｉＪ 図（ｃ）ｔｄ 両論ａ 度ＶＡｆ’ （ｔ）
、 ＶＡＳ（Ｌ）の差の積分値、すなわち横揺れ角速
度＃ （ＶＡＩ’−ＶＡＳ ）、同図＜（Ｊ）はレイト
ジャイロにょシ直接計測された横揺れ角速度θｒ、同図
（ｅ）は前記横揺れ角速度ｔｌ （ＶＡＰ−ＶＡＳ ）
（Ｄｆｆ分１ｉｉ、 ｔナワち横揺し角度ｔ） （ＶＡ
ｔ’ ＋ ＶＡＳ ）、同図（ｆ）ハハ−＋ （カ／ｌ
／ジャイロにより直接計測された横揺ｔ１角度θｒであ
り。
全長２７．６０ ｙｎ、 ｔ＃水量６２）／、巡航速度
６ｏｋＦｎ／ＪＩｒの船体（１）の動揺を測定し、前記
第８図の回路を用いて演算した結果を示し、同図（ａ）
および（ｂ）はそれぞれ向上下加速度計により計測され
た加速度ＶＡＰ（１＝） オＪ： ヒＶＡＳ （Ｌ）、
＋ｉＪ 図（ｃ）ｔｄ 両論ａ 度ＶＡｆ’ （ｔ）
、 ＶＡＳ（Ｌ）の差の積分値、すなわち横揺れ角速
度＃ （ＶＡＩ’−ＶＡＳ ）、同図＜（Ｊ）はレイト
ジャイロにょシ直接計測された横揺れ角速度θｒ、同図
（ｅ）は前記横揺れ角速度ｔｌ （ＶＡＰ−ＶＡＳ ）
（Ｄｆｆ分１ｉｉ、 ｔナワち横揺し角度ｔ） （ＶＡ
ｔ’ ＋ ＶＡＳ ）、同図（ｆ）ハハ−＋ （カ／ｌ
／ジャイロにより直接計測された横揺ｔ１角度θｒであ
り。
同図（山および（「）は参考までに記しである。なお、
前記上下加速度計はカンチレバータイプのピックアンプ
を用いている。
前記上下加速度計はカンチレバータイプのピックアンプ
を用いている。
ところで、前記演算により得られた横揺れ角度または横
揺れ角速度の検出精度は、ジャイロで計測された真の横
揺れ角度または横揺れ角速度との一致度で評価すること
ができるが、この一致度を評価する場合１次の８つのパ
ラメータを用いて行、１１ なうことができる。なお、ｆ （ｔ）を演算により得ら
１れた横揺れ角度Ｃまたは横揺れ角速度）、！（
りをジャイロで検出された真の横揺れ角度（または横揺
れ内達噴）とする。
揺れ角速度の検出精度は、ジャイロで計測された真の横
揺れ角度または横揺れ角速度との一致度で評価すること
ができるが、この一致度を評価する場合１次の８つのパ
ラメータを用いて行、１１ なうことができる。なお、ｆ （ｔ）を演算により得ら
１れた横揺れ角度Ｃまたは横揺れ角速度）、！（
りをジャイロで検出された真の横揺れ角度（または横揺
れ内達噴）とする。
ここで、演算による横揺れ角度（角速度）ｆ（りと真の
横揺れ角度（角速度）ｆ（ｔ）とが全く一致し。
横揺れ角度（角速度）ｆ（ｔ）とが全く一致し。
ｆ （ｔ）＝ ｆ （ｔ） Ｔあれば、Ａ ＝１ 、
Ｂ ＝ｏ、 Ｃ＝１ とスルコとができ、また、Ａ、
Ｂ、Ｃがこれに近づけば近づくほど、一致度が高いと評
価することができる。
Ｂ ＝ｏ、 Ｃ＝１ とスルコとができ、また、Ａ、
Ｂ、Ｃがこれに近づけば近づくほど、一致度が高いと評
価することができる。
そして、５ＰＪ４図において、同図（ｄ）の真の横揺れ
角速度θｒＫ力する同図（０）の横揺れ角速度θ（ＶＡ
Ｐ−ＶＡＳ ）の一致度および同図（「）の真の横揺れ
角度θｒに対する同図（ｅ）の横揺れ角度θ（ＶＡＰ
−ＶＡＳ ）の一致度はそれぞれ次表に示すようになる
。
角速度θｒＫ力する同図（０）の横揺れ角速度θ（ＶＡ
Ｐ−ＶＡＳ ）の一致度および同図（「）の真の横揺れ
角度θｒに対する同図（ｅ）の横揺れ角度θ（ＶＡＰ
−ＶＡＳ ）の一致度はそれぞれ次表に示すようになる
。
者の差を積分および二重積分すれば、船体（１）の横揺
ｉ角度および横揺れ角速度を十分な精度で検出できるこ
とがわかり、同様にして、縦揺れ角度（角速度） 、
ＩＪ４揺れ角度（角速度）１重心の鉛直力向の運動、ｖ
４力向の運動等を精度よく得ることができるものであり
、しかも、対の加速度計を用いるのみでよいため、従来
の高速回転を書するジャイロやレイトジャイロを用いた
隙の欠点をすべて解消することができ、起動後の瞬間的
な作動を可能にし、作動開始時の船体（ＩＪの姿勢に無
関係に検出が行なえるとともに、半永久的な長寿命化を
実現できるものである。
ｉ角度および横揺れ角速度を十分な精度で検出できるこ
とがわかり、同様にして、縦揺れ角度（角速度） 、
ＩＪ４揺れ角度（角速度）１重心の鉛直力向の運動、ｖ
４力向の運動等を精度よく得ることができるものであり
、しかも、対の加速度計を用いるのみでよいため、従来
の高速回転を書するジャイロやレイトジャイロを用いた
隙の欠点をすべて解消することができ、起動後の瞬間的
な作動を可能にし、作動開始時の船体（ＩＪの姿勢に無
関係に検出が行なえるとともに、半永久的な長寿命化を
実現できるものである。
なお、前記数値計算の際に行なった移動平均および最小
自乗法はアナログ的にはそれぞれローパスフィルタおよ
びバイパスフィルタに対応している。したがって、加速
度計を船体（１）等の運動体の動揺のピックアップとし
て信号をアナログ的に処理する際には、これらの演算と
等価な周波数特性を有するバンドフィルタを使用するこ
とにより。
自乗法はアナログ的にはそれぞれローパスフィルタおよ
びバイパスフィルタに対応している。したがって、加速
度計を船体（１）等の運動体の動揺のピックアップとし
て信号をアナログ的に処理する際には、これらの演算と
等価な周波数特性を有するバンドフィルタを使用するこ
とにより。
前述の計算上同様の結果を得ることができるものでるる
。
。
さらに、前記実施例では、運動体が船体（υである場合
について説明したが、他の運動体においても同様に行な
えるものである。
について説明したが、他の運動体においても同様に行な
えるものである。
図面はこの＠川の運動体の運ＩＪ）Ｊ検出力法のｌ実施
例を示し、第１図は運動体となる船体の座標系および動
揺の説明用斜視図、第２図およびｆｉ８図はそれぞれ要
部のブロックダイヤグラム、第４図（ａ）〜（０はそれ
ぞれ実測値ならびに該実測値にもとすく演算結果の波形
図である。 （υ・・・船体、（Ｇ）・・・重心、＜２＋、ｔａ）・
・・加速度計。 代理人 弁理士 藤田龍太部 ０発 明 者 信岡啓 大阪市西区江戸堀１丁目６番１４ 号日立造船株式会社内 ０発 明 者 山本博敬 大阪市西区江戸堀１丁目６番１４ 号日立造船株式会社内
例を示し、第１図は運動体となる船体の座標系および動
揺の説明用斜視図、第２図およびｆｉ８図はそれぞれ要
部のブロックダイヤグラム、第４図（ａ）〜（０はそれ
ぞれ実測値ならびに該実測値にもとすく演算結果の波形
図である。 （υ・・・船体、（Ｇ）・・・重心、＜２＋、ｔａ）・
・・加速度計。 代理人 弁理士 藤田龍太部 ０発 明 者 信岡啓 大阪市西区江戸堀１丁目６番１４ 号日立造船株式会社内 ０発 明 者 山本博敬 大阪市西区江戸堀１丁目６番１４ 号日立造船株式会社内
Claims (1)
- ■ 運動体の重心より離れた位置の２点に当該運動体の
加速度を電気的出力として取り出す加速度計τ設置し、
前記両肌速度計の出力の和または差と該第１または差の
積分あるいは二重積分との各演算を電気的に処理し、前
記運動体の重心の運動および重心回りの回転運動を検出
することを特徴とする運−ｂ体の運動検出力法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083870A JPS58200109A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 運動体の運動検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083870A JPS58200109A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 運動体の運動検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200109A true JPS58200109A (ja) | 1983-11-21 |
Family
ID=13814693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57083870A Pending JPS58200109A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 運動体の運動検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200109A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233563A (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-20 | Tokyo Keiki Co Ltd | 加速度計測装置 |
| JPH02124705U (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-15 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127130A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 動揺計 |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP57083870A patent/JPS58200109A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127130A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 動揺計 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233563A (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-20 | Tokyo Keiki Co Ltd | 加速度計測装置 |
| JPH02124705U (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-15 |
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