JP6518752B2 - デュアル振動パターン共振型ジャイロスコープ - Google Patents
デュアル振動パターン共振型ジャイロスコープ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6518752B2 JP6518752B2 JP2017230285A JP2017230285A JP6518752B2 JP 6518752 B2 JP6518752 B2 JP 6518752B2 JP 2017230285 A JP2017230285 A JP 2017230285A JP 2017230285 A JP2017230285 A JP 2017230285A JP 6518752 B2 JP6518752 B2 JP 6518752B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration pattern
- gyroscope
- axis
- resonant gyroscope
- resonant
- 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.)
- Active
Links
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 33
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
- G01C19/5677—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially two-dimensional vibrators, e.g. ring-shaped vibrators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Description
以下に、上記各実施形態から把握できる技術思想を記載する。
(付記1)
共振型ジャイロスコープであって、
受感軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々で共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を備える共振型ジャイロスコープ。
(付記2)
前記共振型ジャイロスコープは、半球共振型ジャイロスコープ(HRG)として構成される、付記1に記載の共振型ジャイロスコープ。
(付記3)
多軸ジャイロスコープシステムであって、
前記多軸ジャイロスコープシステムのX軸を中心とした回転を測定するように構成された第1の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのY軸を中心とした回転を測定するように構成された第2の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのZ軸を中心とした回転を測定するように構成された第3の共振型ジャイロスコープと、を備え、
前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープの各々は、
X軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々において共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を含む、多軸ジャイロスコープシステム。
(付記4)
前記コントローラは、
前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、および
前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、を交互に実行するように構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
(付記5)
前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで力再平衡化方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第1の測定値を供給し、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで全角度方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第2の測定値を供給するように構成され、
前記コントローラは、前記第1の測定値と前記第2の測定値とを組み合わせて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
(付記6)
前記コントローラは、前記振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第2の較正を提供するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第1の較正を提供するように構成され、
前記コントローラは、前記第1および第2の較正を組み合わせて、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
Claims (15)
- 共振型ジャイロスコープであって、
受感軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々で共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記共振型ジャイロスコープを較正するように構成されたコントローラと、を備える共振型ジャイロスコープ。 - 前記複数の振動パターンモードは、第1の周波数を有する第1の振動パターンモードと、前記第1の周波数よりも高い第2の周波数を有する第2の振動パターンモードと、を含む、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記複数の振動パターンモードは、N=2の振動パターンモードと、N=3の振動パターンモードと、を含む、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正するように構成される、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記コントローラは、
前記振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正すること、および
前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正すること、を交互に実行するように構成される、請求項4に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで力再平衡化方法により前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第1の測定値を供給し、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで全角度方法により共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第2の測定値を供給するように構成され、
前記コントローラは、前記第1の測定値と前記第2の測定値とを組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの第2の較正を提供するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの第1の較正を提供するように構成され、
前記コントローラは、前記第1および第2の較正を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープを較正するアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記複数のフォーサー信号を生成して前記受感軸に対して軸対称で前記共振器の振動共鳴運動を提供するように構成される、請求項1に記載の共振型ジャイロスコープ。
- 多軸ジャイロスコープシステムのX軸を中心とした回転を測定するように構成された第1の共振型ジャイロスコープとして構成された請求項1に記載の共振型ジャイロスコープを備える多軸ジャイロスコープシステムであって、
前記多軸ジャイロスコープシステムのY軸を中心とした回転を測定するように構成された第2の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのZ軸を中心とした回転を測定するように構成された第3の共振型ジャイロスコープと、を備える多軸ジャイロスコープシステム。 - 共振型ジャイロスコープを制御するための方法であって、
第1の周波数を有する第1の組のフォーサー信号を生成すること、
前記第1の周波数よりも高い第2の周波数を有する第2の組のフォーサー信号を生成すること、
前記共振型ジャイロスコープに関連付けられた複数の電極のうちの少なくとも一部分に前記第1および第2の組のフォーサー信号の各々を同時に供給することであって、前記複数の電極は、第1の振動パターンモードおよび第2の振動パターンモードの各々で同時に共振器の実質的に周期的な動きを提供するように受感軸の周りに配置される、前記第1および第2の組のフォーサー信号の各々を供給すること、
前記共振器の実質的に周期的な運動に応じて複数の電極の少なくとも一部分に関連付けられた複数のピックオフ信号を測定して、前記受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正すること、
を備える方法。 - 前記共振器の実質的に周期的な運動を提供することは、
N=2の振動パターンモードおよびN=3の振動パターンモードの各々で同時に前記共振器の実質的に周期的な運動を提供することを含む、請求項10に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
前記第1の振動パターンモードに関連付けられた第1のピックオフ信号に応じて、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、前記較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正することを含む、請求項10記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
第1の持続時間において、前記第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、前記較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正すること、
第2の持続時間において、前記複数の第2のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の第2のピックオフ信号を測定し、前記較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正すること、を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
力再平衡化方法で第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号に応じて共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第1の測定値を取得するとともに同時に、全角度方法で前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号に応じて共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第2の測定値を取得すること、
アルゴリズムを用いて前記第1の測定値および前記第2の測定値を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定すること、を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
前記第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号を測定し、第1の較正信号に応じて共振型ジャイロスコープの第1の較正を取得するとともに同時に、第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、第2の較正信号に応じて共振型ジャイロスコープの第2の較正を取得すること、
アルゴリズムを用いて前記第1の較正および前記第2の較正を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定すること、を含む、請求項10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/368,206 | 2016-12-02 | ||
US15/368,206 US20180156634A1 (en) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | Dual-vibratory pattern resonator gyroscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018091845A JP2018091845A (ja) | 2018-06-14 |
JP6518752B2 true JP6518752B2 (ja) | 2019-05-22 |
Family
ID=60409221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017230285A Active JP6518752B2 (ja) | 2016-12-02 | 2017-11-30 | デュアル振動パターン共振型ジャイロスコープ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180156634A1 (ja) |
EP (1) | EP3330665B1 (ja) |
JP (1) | JP6518752B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11073393B2 (en) | 2019-01-16 | 2021-07-27 | Northrop Grumman Systems Corporation | Coriolis vibratory gyroscope control system |
US11073391B2 (en) | 2019-09-26 | 2021-07-27 | Northrop Grumman Systems Corporation | Coriolis vibratory accelerometer system |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0001294D0 (en) * | 2000-01-20 | 2000-03-08 | British Aerospace | Multi-axis sensing device |
WO2004085963A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-07 | Bae Systems Plc | A rate sensing device |
US7739896B2 (en) * | 2007-03-15 | 2010-06-22 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Self-calibration of scale factor for dual resonator class II coriolis vibratory gyros |
US7912664B2 (en) * | 2008-09-11 | 2011-03-22 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Self calibrating gyroscope system |
US8996919B2 (en) * | 2012-03-13 | 2015-03-31 | Invensense, Inc. | Method and system providng a self-test on one or more sensors coupled to a device |
FR2991044B1 (fr) * | 2012-05-24 | 2014-05-09 | Sagem Defense Securite | Centrale inertielle a gyroscopes vibrants montes sur un carrousel et procede de mesure angulaire |
US9671247B2 (en) * | 2014-07-16 | 2017-06-06 | Innalabs Limited | Method for calibrating vibratory gyroscope |
KR102535479B1 (ko) * | 2016-09-09 | 2023-05-26 | 넥스트나브, 엘엘씨 | 불안정한 센서를 캘리브레이트하기 위한 시스템 및 방법 |
-
2016
- 2016-12-02 US US15/368,206 patent/US20180156634A1/en not_active Abandoned
-
2017
- 2017-11-20 EP EP17202551.2A patent/EP3330665B1/en active Active
- 2017-11-30 JP JP2017230285A patent/JP6518752B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018091845A (ja) | 2018-06-14 |
EP3330665A2 (en) | 2018-06-06 |
EP3330665B1 (en) | 2022-07-06 |
US20180156634A1 (en) | 2018-06-07 |
EP3330665A3 (en) | 2018-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6600672B2 (ja) | 半球共振型ジャイロスコープ | |
US10520331B2 (en) | Calibration system and method for whole angle gyroscope | |
EP2696169B1 (en) | Force-rebalance coriolis vibratory gyroscope | |
KR101178692B1 (ko) | 코리올리 자이로스코프 | |
JP5554930B2 (ja) | 自己較正を備えた容量性バルク弾性波ディスク・ジャイロスコープ | |
KR101665021B1 (ko) | 마이크로자이로스코프 | |
US6481283B1 (en) | Coriolis oscillating gyroscopic instrument | |
US8136382B2 (en) | Self-calibration of scale factor for dual resonator class II Coriolis vibratory gyros | |
JP6514790B2 (ja) | ジャイロスコープ | |
US10113873B2 (en) | Whole angle MEMS gyroscope | |
US20130167639A1 (en) | Inertial Sensors Using Piezoelectric Transducers | |
EP3056858B1 (en) | Vibrating-mass gyroscope systems and method | |
JP6278604B2 (ja) | バイアス補正機能を備えた振動型ジャイロ | |
FI126070B (en) | Improved ring gyroscope structure and gyroscope | |
JP6518752B2 (ja) | デュアル振動パターン共振型ジャイロスコープ | |
JP2020165977A (ja) | 振動マスジャイロスコープシステム | |
Maslov et al. | Methods to eliminate nonlinearity of electrostatic control sensors of the wave solid-state gyroscope | |
CN116940804A (zh) | 具有平面结构的振动陀螺仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6518752 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |