JPS61181912A - 方位センサ - Google Patents
方位センサInfo
- Publication number
- JPS61181912A JPS61181912A JP60022264A JP2226485A JPS61181912A JP S61181912 A JPS61181912 A JP S61181912A JP 60022264 A JP60022264 A JP 60022264A JP 2226485 A JP2226485 A JP 2226485A JP S61181912 A JPS61181912 A JP S61181912A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angular velocity
- sensor
- vibration type
- zero
- output
- 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.)
- Pending
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- Gyroscopes (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】
竜業上の利用分野
本発明はジャイロスコープ、特に振動を用いた方位セン
サに関するものである。
サに関するものである。
従来の技術
従来、ジャイロスコープを用いた慣性航法装置として、
飛行機・船舶のような移動する物体の方位を知る方法と
して、機械式の回転ジャイロが主に使われている。
飛行機・船舶のような移動する物体の方位を知る方法と
して、機械式の回転ジャイロが主に使われている。
これは安定した方位が得られるが機械式であることから
装置が大がかシであシ、コストも高く、小型化が望まれ
る民生用機器への応用は困難であるＯ 一方、回転力を使わずに物体を振動させて励振された検
知用素子からコリオリの力を検出する振動型角速度セン
サがある。多くは圧電式と電磁式のメカニズムを採用し
ている構造のものがみられる。これらはジャイロを構成
する質量の運動が一定角速度の回転運動ではなく、振動
によっている、従ってΩなる角速度が加わった場合、コ
リオリの力は質量の振動数と等しい振動数の振動トルク
として生じるものである。
装置が大がかシであシ、コストも高く、小型化が望まれ
る民生用機器への応用は困難であるＯ 一方、回転力を使わずに物体を振動させて励振された検
知用素子からコリオリの力を検出する振動型角速度セン
サがある。多くは圧電式と電磁式のメカニズムを採用し
ている構造のものがみられる。これらはジャイロを構成
する質量の運動が一定角速度の回転運動ではなく、振動
によっている、従ってΩなる角速度が加わった場合、コ
リオリの力は質量の振動数と等しい振動数の振動トルク
として生じるものである。
このトルクによる振動を検出すること（よって角速度を
測定するのが振動型角速度セ／すの原理であシ、特に圧
電体を用いたセンサが多く開発されている（日本航空宇
宙学会誌第２３巻第２６７号３３９〜３４５０ページ）
。
測定するのが振動型角速度セ／すの原理であシ、特に圧
電体を用いたセンサが多く開発されている（日本航空宇
宙学会誌第２３巻第２６７号３３９〜３４５０ページ）
。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記の原理にもとづく構成では角速度がゼ
ロの場合に励振させる質量とコリオリの力を検知する質
量が一体となっているために、不要振動を生ずることに
起因してノイズが発生しだシ、温度の影響を受けやすい
という問題点を有しておシ、多くの特長を有しながら基
本的に駆動によるもれ信号の変化分を検知するシステム
であることから慣性航法には適さないものであった。
ロの場合に励振させる質量とコリオリの力を検知する質
量が一体となっているために、不要振動を生ずることに
起因してノイズが発生しだシ、温度の影響を受けやすい
という問題点を有しておシ、多くの特長を有しながら基
本的に駆動によるもれ信号の変化分を検知するシステム
であることから慣性航法には適さないものであった。
又、温度の影響をなくするために恒温槽内に保持して温
度によるドリフトを除去することが考えられるが、その
制御には高精度な温度制御が要求される。そのために一
般的には温度を使用範囲温度の上限にヒーターにて加熱
する方法がとられるので消費電力が大きくなってしまい
、価格、信頼性、形状等に実用上問題が多くなる。
度によるドリフトを除去することが考えられるが、その
制御には高精度な温度制御が要求される。そのために一
般的には温度を使用範囲温度の上限にヒーターにて加熱
する方法がとられるので消費電力が大きくなってしまい
、価格、信頼性、形状等に実用上問題が多くなる。
問題点を解決するための手段
そこで上記問題点を解決する本発明は絶対方位を知るこ
とができる地磁気センサを角速度が発生ンサとして機能
するように構成したものである。
とができる地磁気センサを角速度が発生ンサとして機能
するように構成したものである。
作 用
本発明は上記した構成によって、振動型角速度センサを
レートジャイロに用いることによって生ずるゼロ点のド
リフトを地磁気を用いた方位センサに参照しながらドリ
フトによる信号であるのか、角速度の信号であるのかを
判断して角速度信号を出すようにして正確な方位を示す
こととなる。
レートジャイロに用いることによって生ずるゼロ点のド
リフトを地磁気を用いた方位センサに参照しながらドリ
フトによる信号であるのか、角速度の信号であるのかを
判断して角速度信号を出すようにして正確な方位を示す
こととなる。
実施例
以下本発明の一実施例の方位センサについて図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
図は本発明の第１の実施例における方位センサのブロッ
ク図を示すものである。この図において、は振動型角速
度センサ、２は地磁気センサ、３は微分回路、４は比較
器である。
ク図を示すものである。この図において、は振動型角速
度センサ、２は地磁気センサ、３は微分回路、４は比較
器である。
以上のように構成された方位センサについて、以下図を
用いてその動作を説明する。
用いてその動作を説明する。
地磁気センサ１は地球の微弱な地磁気を検知するもので
あり、位置によって違ったり、鉄橋、トンネル、踏み切
り、ピル、高電圧線の近くで地磁気の乱れにより、うま
く作動しない時もあるが、昔から絶対方位を知ることが
できるセンサとして広く用いられている。そのままでは
上記した理由による誤差が大きく自動車等の慣性航法用
としては適さないのでこれらの外乱による影響を低減さ
せるために改良されてきている。現状の地磁気センサは
回転コアタイプが一般的であシ、磁性体コアにコイルを
巻きつけてコイル位置をコイル位置検出フォトインタラ
プタの信号で処理し方位信号を出すものである。その他
にはホール素子を用いて検出してもよい。
あり、位置によって違ったり、鉄橋、トンネル、踏み切
り、ピル、高電圧線の近くで地磁気の乱れにより、うま
く作動しない時もあるが、昔から絶対方位を知ることが
できるセンサとして広く用いられている。そのままでは
上記した理由による誤差が大きく自動車等の慣性航法用
としては適さないのでこれらの外乱による影響を低減さ
せるために改良されてきている。現状の地磁気センサは
回転コアタイプが一般的であシ、磁性体コアにコイルを
巻きつけてコイル位置をコイル位置検出フォトインタラ
プタの信号で処理し方位信号を出すものである。その他
にはホール素子を用いて検出してもよい。
地磁気センサは磁気乱れによる変化以外には安定である
。一方圧型振動型角速度センサ１は慣性系によるコリオ
リカの検出方式であシ、方位を知るためには出力信号を
積分することになる、それにはゼロ点の入力が重要で、
その後の、温度・時間による変化が積分されるので角度
誤差となる。
。一方圧型振動型角速度センサ１は慣性系によるコリオ
リカの検出方式であシ、方位を知るためには出力信号を
積分することになる、それにはゼロ点の入力が重要で、
その後の、温度・時間による変化が積分されるので角度
誤差となる。
自動車の慣性航法システムでは自動車が停車中の時はそ
の時の角速度信号をゼロにする方法をとると補正できる
ことになるが、連続走行中に温度変化によるドリフトが
発生した場合には角度の誤差となる。ここで１０００／
！３の角速度の時の振動型センサの出力を５■とした時
には１ ｍＶ ７時間のゼロドリフト量が必要となって
くる。
の時の角速度信号をゼロにする方法をとると補正できる
ことになるが、連続走行中に温度変化によるドリフトが
発生した場合には角度の誤差となる。ここで１０００／
！３の角速度の時の振動型センサの出力を５■とした時
には１ ｍＶ ７時間のゼロドリフト量が必要となって
くる。
振動型角速度センサ１は慣性系による検出方式であるの
でレートジャイロの特性として地磁気の影響は全くない
のでゼロ点の基準が常に参照できるようなセンサがあれ
ば精度よく方位を知ることができる。
でレートジャイロの特性として地磁気の影響は全くない
のでゼロ点の基準が常に参照できるようなセンサがあれ
ば精度よく方位を知ることができる。
振動型角速度センサの角速度信号と地磁気センサ２の信
号を微分回路３を通して角速度信号とした２つの信号を
比較器４で比較し、ゼロ点の基準を地磁気センサ２から
求め、角速度の測定をレートジャイロである圧電振動型
角速度センサ１から行なうようにする。
号を微分回路３を通して角速度信号とした２つの信号を
比較器４で比較し、ゼロ点の基準を地磁気センサ２から
求め、角速度の測定をレートジャイロである圧電振動型
角速度センサ１から行なうようにする。
ここで圧電振動型角速度センサ１の出力が角速度以外の
ノイズによって出力されても、地磁気センサ２の微分出
力がゼロであればその出力はノイズと判断し、角度換算
は実行しない。一方、地磁気センサ２の出力が磁界の乱
れにより出ている時には圧電振動型角速度センサ１の出
力はゼロであるから、角度換算への実行はゼロである。
ノイズによって出力されても、地磁気センサ２の微分出
力がゼロであればその出力はノイズと判断し、角度換算
は実行しない。一方、地磁気センサ２の出力が磁界の乱
れにより出ている時には圧電振動型角速度センサ１の出
力はゼロであるから、角度換算への実行はゼロである。
角度換算の実行は地磁気センサ２と振動型角速度センサ
１の両方の角速度出力としである時のみ、圧電振動型角
速度センサ１の出力でもって角度換算を実行するように
構成して正確な方位を知る。
１の両方の角速度出力としである時のみ、圧電振動型角
速度センサ１の出力でもって角度換算を実行するように
構成して正確な方位を知る。
以上のように本実施例によれば圧電振動型角速度センサ
を角速度の検出に用い、地磁気による方位センサの微分
信号を角速度ゼロの比較センサとして設けることにより
、振動型角速度センサの振動ノイズ、周囲温度変化によ
るゼロ点ドリフトを壁シ除いて正確な方位を示す慣性航
法用センサを実現することができる。
を角速度の検出に用い、地磁気による方位センサの微分
信号を角速度ゼロの比較センサとして設けることにより
、振動型角速度センサの振動ノイズ、周囲温度変化によ
るゼロ点ドリフトを壁シ除いて正確な方位を示す慣性航
法用センサを実現することができる。
発明の効果
の２つのセンサを用いて、振動型角速度センサを角速度
の検出に用い、地磁気による方位センサを角速度ゼロの
比較センサとして構成することによって、振動によるノ
イズ、あるいは温度変化によるゼロ点ドリフトを取り除
いて、正確な角速度信号を検出することができる。
の検出に用い、地磁気による方位センサを角速度ゼロの
比較センサとして構成することによって、振動によるノ
イズ、あるいは温度変化によるゼロ点ドリフトを取り除
いて、正確な角速度信号を検出することができる。
図は本発明の第１の実施例における方位センサのブロッ
ク図である。 １・・・・・・振動型角速度センサ、２・・・・・・地
磁気センサ、３・・・・・・微分回路、４・・・・・・
比較器。
ク図である。 １・・・・・・振動型角速度センサ、２・・・・・・地
磁気センサ、３・・・・・・微分回路、４・・・・・・
比較器。
Claims (1)
- コリオリ力を検出する圧電振動型角速度センサと地磁
気を用いた方位センサの２つのセンサを用いてなり、前
記圧電振動型角速度センサを角速度の検出に用い、前記
地磁気を用いた方位センサを角速度ゼロの比較センサと
して構成したことを特徴とする方位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022264A JPS61181912A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 方位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022264A JPS61181912A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 方位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181912A true JPS61181912A (ja) | 1986-08-14 |
Family
ID=12077908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022264A Pending JPS61181912A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 方位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181912A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01277712A (ja) * | 1988-04-30 | 1989-11-08 | Nec Home Electron Ltd | 方位検出装置 |
| JPH0238916A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Nec Home Electron Ltd | 角速度計測装置 |
| JPH03189514A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-19 | Hitachi Ltd | 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 |
| JP2010214586A (ja) * | 1994-12-01 | 2010-09-30 | Snap On Technol Inc | トルク角度レンチ |
-
1985
- 1985-02-07 JP JP60022264A patent/JPS61181912A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01277712A (ja) * | 1988-04-30 | 1989-11-08 | Nec Home Electron Ltd | 方位検出装置 |
| JPH0238916A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Nec Home Electron Ltd | 角速度計測装置 |
| JPH03189514A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-19 | Hitachi Ltd | 自動車用ジャイロセンサのドリフト補正方式 |
| JP2010214586A (ja) * | 1994-12-01 | 2010-09-30 | Snap On Technol Inc | トルク角度レンチ |
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