JPH05248882A - 慣性装置 - Google Patents
慣性装置Info
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- JPH05248882A JPH05248882A JP4981292A JP4981292A JPH05248882A JP H05248882 A JPH05248882 A JP H05248882A JP 4981292 A JP4981292 A JP 4981292A JP 4981292 A JP4981292 A JP 4981292A JP H05248882 A JPH05248882 A JP H05248882A
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- Japan
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- inertia
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- inertial
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車などの慣性体の速度誤差を正確に計測
することで、カルマンフィルタ4に対する観測値の精度
を向上させ、慣性データの補正精度を向上させる。 【構成】 ジャイロ装置1,加速度計2などの測定器か
らの出力が供給される慣性データ計算部3と、この慣性
データ計算部3で得られる慣性データから誤差期待値X
を演算する補正データ演算部4と、慣性データの中、慣
性体の停止状態における停止データを補正データ演算部
4に入力させる入力手段10と、慣性データ計算部3で
得られた慣性データを、補正データ演算部4で得られた
補正データである誤差推定値により補正して出力する出
力補正部5とから構成される。
することで、カルマンフィルタ4に対する観測値の精度
を向上させ、慣性データの補正精度を向上させる。 【構成】 ジャイロ装置1,加速度計2などの測定器か
らの出力が供給される慣性データ計算部3と、この慣性
データ計算部3で得られる慣性データから誤差期待値X
を演算する補正データ演算部4と、慣性データの中、慣
性体の停止状態における停止データを補正データ演算部
4に入力させる入力手段10と、慣性データ計算部3で
得られた慣性データを、補正データ演算部4で得られた
補正データである誤差推定値により補正して出力する出
力補正部5とから構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は自動車,船舶,航空機
などの移動慣性体に適用して好適な慣性体のデータを計
測する慣性装置に関し、特に慣性体の位置、速度、姿勢
角などを高精度に算出する装置を提供したものである。
などの移動慣性体に適用して好適な慣性体のデータを計
測する慣性装置に関し、特に慣性体の位置、速度、姿勢
角などを高精度に算出する装置を提供したものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の慣性データ出力装置の一例
を示すもので、ジャイロ装置1から得られる角速度信号
および加速度計2から得られる加速度信号はそれぞれ慣
性データ計算部3に入力され、この慣性データ計算部3
で加速度、角速度、座標変換行列、位置、速度などのデ
ータ(データAとする)が算出される。またこの慣性デ
ータ計算部3からは、データAと同一の物理量をもつ純
慣性データ(データBとする)も得られる。
を示すもので、ジャイロ装置1から得られる角速度信号
および加速度計2から得られる加速度信号はそれぞれ慣
性データ計算部3に入力され、この慣性データ計算部3
で加速度、角速度、座標変換行列、位置、速度などのデ
ータ(データAとする)が算出される。またこの慣性デ
ータ計算部3からは、データAと同一の物理量をもつ純
慣性データ(データBとする)も得られる。
【0003】一方、外部基準信号発生装置として基準速
度計6が設けられ、これより得られる速度基準信号VR
と、上述した慣性データ計算部3から得られる信号のう
ちの速度信号VINE とが誤差計算部7に入力されて速度
誤差が計算され、速度誤差信号ΔVが得られる。この速
度誤差信号ΔVは、ΔV=VINE −VR となる。誤差計
算部7からの速度誤差信号ΔVと、上述した慣性データ
計算部3からのデータA(加速度、角速度、座標変換行
列、位置、速度など)とが補正データ演算部4に入力さ
れる。この補正データ演算部4としては、通常カルマン
フィルタが使用される。誤差計算部6からは常時、速度
誤差信号ΔVが得られ、これに基づいてカルマンフィル
タ4で姿勢、速度、位置の補正データ(データCとす
る)が演算され、このデータCが出力補正部5に供給さ
れる。出力補正部5では純慣性データBから補正データ
Cを差し引く計算が実行される。これにより補正後の慣
性データDが得られる。
度計6が設けられ、これより得られる速度基準信号VR
と、上述した慣性データ計算部3から得られる信号のう
ちの速度信号VINE とが誤差計算部7に入力されて速度
誤差が計算され、速度誤差信号ΔVが得られる。この速
度誤差信号ΔVは、ΔV=VINE −VR となる。誤差計
算部7からの速度誤差信号ΔVと、上述した慣性データ
計算部3からのデータA(加速度、角速度、座標変換行
列、位置、速度など)とが補正データ演算部4に入力さ
れる。この補正データ演算部4としては、通常カルマン
フィルタが使用される。誤差計算部6からは常時、速度
誤差信号ΔVが得られ、これに基づいてカルマンフィル
タ4で姿勢、速度、位置の補正データ(データCとす
る)が演算され、このデータCが出力補正部5に供給さ
れる。出力補正部5では純慣性データBから補正データ
Cを差し引く計算が実行される。これにより補正後の慣
性データDが得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この装置では外部基準
信号となる速度基準信号VR を供給して誤差を抑えるよ
うにしているが、この速度基準信号VR にも誤差が含ま
れ、これを常時精度良く得ることは困難であった。この
発明は慣性体が停止状態にあるときに得られるデータか
ら慣性データ計算部の誤差を補正することで、上述した
問題点を解決したものである。
信号となる速度基準信号VR を供給して誤差を抑えるよ
うにしているが、この速度基準信号VR にも誤差が含ま
れ、これを常時精度良く得ることは困難であった。この
発明は慣性体が停止状態にあるときに得られるデータか
ら慣性データ計算部の誤差を補正することで、上述した
問題点を解決したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めこの発明においては、ジャイロ装置1,加速度計2な
どの測定器からの出力が供給されて慣性体の姿勢,速
度,位置などの慣性データを計算する慣性データ計算部
3と、この慣性データから誤差推定値を演算する補正デ
ータ演算部4と、慣性データの中、慣性体の停止状態に
おけるデータを補正データ演算部4に入力させる入力手
段10と、慣性データ計算部3で得られた慣性データ
を、補正データ演算部4で得られた補正データである誤
差推定値により補正して出力する出力補正部5とから構
成され、従来の方式で速度誤差ΔVを、ΔV=VINE −
VR をとして算出していた代わりに、慣性体が停止した
時には基準速度VR は、VR =0であることから、この
時速度誤差信号ΔVは、ΔV=VINE はであることを利
用して補正データを演算する。
めこの発明においては、ジャイロ装置1,加速度計2な
どの測定器からの出力が供給されて慣性体の姿勢,速
度,位置などの慣性データを計算する慣性データ計算部
3と、この慣性データから誤差推定値を演算する補正デ
ータ演算部4と、慣性データの中、慣性体の停止状態に
おけるデータを補正データ演算部4に入力させる入力手
段10と、慣性データ計算部3で得られた慣性データ
を、補正データ演算部4で得られた補正データである誤
差推定値により補正して出力する出力補正部5とから構
成され、従来の方式で速度誤差ΔVを、ΔV=VINE −
VR をとして算出していた代わりに、慣性体が停止した
時には基準速度VR は、VR =0であることから、この
時速度誤差信号ΔVは、ΔV=VINE はであることを利
用して補正データを演算する。
【0006】
【作用】慣性体の停止時、慣性データ計算部3で得られ
る速度データが速度誤差信号として補正データ演算部4
に入力手段10によって入力されて精度の高い誤差推定
値を得る。
る速度データが速度誤差信号として補正データ演算部4
に入力手段10によって入力されて精度の高い誤差推定
値を得る。
【0007】
【実施例】この発明に係わる慣性体のデータ出力装置の
一例を図1を参照して説明する。図において図3と対応
する部分には同一符号を付加してその説明を省略する。
この実施例では慣性体例えば自動車の停止状態を検出す
る停止状態検出器8が設けられ、この停止状態検出器8
で得られる検出出力が次段の停止/移動検出器9に入力
され、この停止/移動検出器9からの出力により、入力
手段10としてのスイッチがオン,オフ制御される。即
ちスイッチ10は慣性体の停止状態でオンされ、移動状
態でオフされる。
一例を図1を参照して説明する。図において図3と対応
する部分には同一符号を付加してその説明を省略する。
この実施例では慣性体例えば自動車の停止状態を検出す
る停止状態検出器8が設けられ、この停止状態検出器8
で得られる検出出力が次段の停止/移動検出器9に入力
され、この停止/移動検出器9からの出力により、入力
手段10としてのスイッチがオン,オフ制御される。即
ちスイッチ10は慣性体の停止状態でオンされ、移動状
態でオフされる。
【0008】なおこの実施例では慣性体の停止状態を検
出する停止状態検出器8およびその出力が入力される停
止/移動検出器9を設けて、慣性体の停止時に自動的に
スイッチ10をオンするようにしているが、慣性体が停
止したとき、手動でスイッチ10をオンし、移動中はオ
フするようにしてもよく、この場合にはこれら慣性体の
停止状態を検出する停止状態検出器8およびその出力が
入力される停止/移動検出器9を必要としない。
出する停止状態検出器8およびその出力が入力される停
止/移動検出器9を設けて、慣性体の停止時に自動的に
スイッチ10をオンするようにしているが、慣性体が停
止したとき、手動でスイッチ10をオンし、移動中はオ
フするようにしてもよく、この場合にはこれら慣性体の
停止状態を検出する停止状態検出器8およびその出力が
入力される停止/移動検出器9を必要としない。
【0009】この構成による補正データ演算部(カルマ
ンフィルタ)4の処理を図2に示す処理フローを参照し
て説明する。また各処理はコンピュータの処理周期ごと
に実行される。 ステップ21:誤差期待値(誤差推定値)Xに共分散を
与えるカルマンフィルタ処理前の共分散行列PK (−)
が、誤差方程式の中の伝播行列F(前回の計算値
FK-1 )に応じて更新される。伝播行列Fは慣性体の運
動状態を表す成分(加速度、角速度、座標変換行列、位
置、速度)で構成され、これらの慣性データ成分(デー
タA)は慣性データ計算部3よりカルマンフィルタ4に
常時取り込まれる。
ンフィルタ)4の処理を図2に示す処理フローを参照し
て説明する。また各処理はコンピュータの処理周期ごと
に実行される。 ステップ21:誤差期待値(誤差推定値)Xに共分散を
与えるカルマンフィルタ処理前の共分散行列PK (−)
が、誤差方程式の中の伝播行列F(前回の計算値
FK-1 )に応じて更新される。伝播行列Fは慣性体の運
動状態を表す成分(加速度、角速度、座標変換行列、位
置、速度)で構成され、これらの慣性データ成分(デー
タA)は慣性データ計算部3よりカルマンフィルタ4に
常時取り込まれる。
【0010】ステップ22:前回計算されたカルマンフ
ィルタ処理後の誤差期待値XK-1 (+)が、前回計算さ
れた伝播行列FK-1 により更新される。これにより慣性
体の移動中も運動による誤差の変化に追従した誤差期待
値XK をもつことができ、この誤差期待値XK (データ
C)はカルマンフィルタ4から出力補正部5に供給され
る。上述した計算は慣性体の移動/停止に係わらず常時
実行される。
ィルタ処理後の誤差期待値XK-1 (+)が、前回計算さ
れた伝播行列FK-1 により更新される。これにより慣性
体の移動中も運動による誤差の変化に追従した誤差期待
値XK をもつことができ、この誤差期待値XK (データ
C)はカルマンフィルタ4から出力補正部5に供給され
る。上述した計算は慣性体の移動/停止に係わらず常時
実行される。
【0011】ステップ23:慣性体の停止/移動を判定
する。慣性体が移動中であると判定された場合はステッ
プ21に戻って上述したステップ21〜22の処理が繰
り返して実行される。慣性体が停止したと判定された場
合は、次のステップ24に移行される。 ステップ24:カルマンフィルタの原理に基づいて、誤
差期待値XK の共分散行列PK の和を最小にする計算が
実行される。
する。慣性体が移動中であると判定された場合はステッ
プ21に戻って上述したステップ21〜22の処理が繰
り返して実行される。慣性体が停止したと判定された場
合は、次のステップ24に移行される。 ステップ24:カルマンフィルタの原理に基づいて、誤
差期待値XK の共分散行列PK の和を最小にする計算が
実行される。
【0012】ステップ25:ステップ24で得られたカ
ルマンゲインKK により、カルマンフィルタ処理前の共
分散行列PK (−)が更新される。 ステップ26:ステップ24で得られたカルマンゲイン
KK により、カルマンフィルタ処理前の誤差期待値XK
(−)が更新される。ステップ26における観測値ZK
は慣性データ計算部3からのデータ中の慣性速度データ
(データEとする)であり、慣性体の停止時にこの慣性
速度データEがカルマンフィルタ4に与えられる。慣性
体が停止状態にある場合は、ステップ26の処理が終了
するとステップ21に戻り上述したステップ21〜26
の処理が繰り返して実行される。
ルマンゲインKK により、カルマンフィルタ処理前の共
分散行列PK (−)が更新される。 ステップ26:ステップ24で得られたカルマンゲイン
KK により、カルマンフィルタ処理前の誤差期待値XK
(−)が更新される。ステップ26における観測値ZK
は慣性データ計算部3からのデータ中の慣性速度データ
(データEとする)であり、慣性体の停止時にこの慣性
速度データEがカルマンフィルタ4に与えられる。慣性
体が停止状態にある場合は、ステップ26の処理が終了
するとステップ21に戻り上述したステップ21〜26
の処理が繰り返して実行される。
【0013】なお慣性データ計算部3からは、純慣性デ
ータBが得られ、これが出力補正部5に供給され、出力
補正部5では純慣性データBから補正データCを差し引
く計算が実行されることは図3の場合と同様である。。
これにより補正後の慣性データDが得られる。なおこの
実施例では、慣性データ計算部3から慣性体の加速度,
角速度データが停止/移動検出部9に供給されており、
停止検出器8から停止情報が得られても、慣性体がスリ
ップ状態にある場合、または停止検出器8の故障の場合
などに備えて停止検出器8の判断が正確か否かを検知し
ている。したがって実際上車両のタイヤがロック状態に
あって停止検出器8から停止情報が得られても、車両が
移動中であればスイッチ10はオンされず、誤った計算
の実行が回避される。
ータBが得られ、これが出力補正部5に供給され、出力
補正部5では純慣性データBから補正データCを差し引
く計算が実行されることは図3の場合と同様である。。
これにより補正後の慣性データDが得られる。なおこの
実施例では、慣性データ計算部3から慣性体の加速度,
角速度データが停止/移動検出部9に供給されており、
停止検出器8から停止情報が得られても、慣性体がスリ
ップ状態にある場合、または停止検出器8の故障の場合
などに備えて停止検出器8の判断が正確か否かを検知し
ている。したがって実際上車両のタイヤがロック状態に
あって停止検出器8から停止情報が得られても、車両が
移動中であればスイッチ10はオンされず、誤った計算
の実行が回避される。
【0014】
【発明の効果】この発明に係わる慣性装置によれば、慣
性体の停止時、慣性データ計算部3で得られる停止デー
タ(速度誤差信号)が、カルマンフィルタ4に入力され
て誤差推定値の更新が実行され、走行中はこの更新値の
伝播が実行される。従ってこの装置では従来の基準速度
計6で得られる誤差を含まないので、装置の速度誤差を
正確に計測でき、カルマンフィルタ4に対する観測値の
精度が向上される効果がある。
性体の停止時、慣性データ計算部3で得られる停止デー
タ(速度誤差信号)が、カルマンフィルタ4に入力され
て誤差推定値の更新が実行され、走行中はこの更新値の
伝播が実行される。従ってこの装置では従来の基準速度
計6で得られる誤差を含まないので、装置の速度誤差を
正確に計測でき、カルマンフィルタ4に対する観測値の
精度が向上される効果がある。
【図1】この発明に係わる慣性装置の一例を示す系統
図。
図。
【図2】図1のカルマンフィルタによる処理を示すフロ
ー。
ー。
【図3】従来の慣性装置を示す系統図。
Claims (1)
- 【請求項1】 ジャイロ装置,加速度計などの測定器か
らの出力が供給されて慣性体の姿勢,速度,位置などの
慣性状態を計算する慣性データ計算部と、 この慣性データ計算部で得られた慣性データから、誤差
推定値を演算する補正データ演算部と、 上記慣性データ計算部で得られた慣性データの中、慣性
体の停止状態におけるデータを慣性データ誤差として上
記補正データ演算部に入力させる入力手段と、 上記慣性データ計算部で得られた慣性データを、上記補
正データ演算部で得られた補正データである誤差推定値
により補正して出力する出力補正部と、から構成された
ことを特徴とする慣性装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4981292A JPH05248882A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 慣性装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4981292A JPH05248882A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 慣性装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05248882A true JPH05248882A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12841540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4981292A Pending JPH05248882A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 慣性装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05248882A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008082931A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Honeywell Internatl Inc | 慣性航法を使用した実時間位置測量のための方法及び装置 |
JP2008542782A (ja) * | 2005-08-01 | 2008-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 角速度センサの零点補正装置および補正方法 |
US8718937B2 (en) | 2005-09-28 | 2014-05-06 | Honeywell International Inc. | Methods and apparatus for real time position surveying using inertial navigation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63182518A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 車載用ナビゲ−シヨン装置 |
JPH01270612A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 車両用慣性航法装置 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4981292A patent/JPH05248882A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63182518A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 車載用ナビゲ−シヨン装置 |
JPH01270612A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 車両用慣性航法装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008542782A (ja) * | 2005-08-01 | 2008-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 角速度センサの零点補正装置および補正方法 |
US8718937B2 (en) | 2005-09-28 | 2014-05-06 | Honeywell International Inc. | Methods and apparatus for real time position surveying using inertial navigation |
JP2008082931A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Honeywell Internatl Inc | 慣性航法を使用した実時間位置測量のための方法及び装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950801 |