JP2016031283A - Angular velocity sensor device and method for correcting angular velocity sensor - Google Patents
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Abstract
【課題】 角速度センサを用いる際に、精度良くオフセットを補償することを可能にする角速度センサ装置および角速度センサ補正方法を提供する。【解決手段】 運動体に設けられ、運動体が水平方向で向きを変えたときの角速度を検出する角速度センサ10と、角速度センサ10に併設され、重力方向を基準とした傾斜角度を検出する加速度センサ20と、角速度センサ10と加速度センサ20の両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ回転する駆動部30と、角速度センサ10と加速度センサ20とが所定角度だけ回転されたときに、角速度センサ10が検出した角速度を積算して第1の傾斜角度を算出し、所定角度だけ回転されたときに加速度センサ20が検出した第2の傾斜角度と、第1の傾斜角度との差を基に、運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を補償する処理部40とを備える。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angular velocity sensor device and an angular velocity sensor correction method capable of accurately compensating an offset when using an angular velocity sensor. SOLUTION: An angular velocity sensor 10 that is provided in a moving body and detects an angular velocity when the moving body changes its direction in the horizontal direction, and an acceleration that is attached to the angular velocity sensor 10 and detects an inclination angle based on the direction of gravity. The sensor 20, the drive unit 30 that rotates both the angular velocity sensor 10 and the acceleration sensor 20 in the gravity direction or the opposite direction by a predetermined angle from the horizontal direction, and the angular velocity sensor 10 and the acceleration sensor 20 are rotated by a predetermined angle. Sometimes, the angular velocity detected by the angular velocity sensor 10 is integrated to calculate the first inclination angle, and the second inclination angle detected by the acceleration sensor 20 when rotated by a predetermined angle, the first inclination angle, And a processing unit 40 that compensates for an angle when the moving body changes its direction in the horizontal direction. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、アンテナ装置等に用いられる角速度センサ装置および角速度センサ補正方法に関する。 The present invention relates to an angular velocity sensor device and an angular velocity sensor correction method used for an antenna device or the like.
角速度センサは、ジャイロセンサや振動ジャイロなどと呼ばれ、アンテナ装置の衛星通信アンテナの姿勢制御や、車両の位置検出など各種の分野で用いられている。例えば、船舶に搭載されるアンテナ装置の場合、角速度センサは傾斜計と共に衛星の追尾に用いられている。つまり、衛星の位置情報と、GPS(Global Positioning System)から得られる船舶の位置情報とを基にアンテナの向きを決める(例えば、特許文献1、2参照。)。このとき、アンテナ装置は、アンテナの仰角を固定し、方位方向にアンテナを360度回転して衛星を探す。
The angular velocity sensor is called a gyro sensor or a vibration gyro, and is used in various fields such as attitude control of a satellite communication antenna of an antenna device and vehicle position detection. For example, in the case of an antenna device mounted on a ship, an angular velocity sensor is used for tracking a satellite together with an inclinometer. That is, the antenna orientation is determined based on satellite position information and ship position information obtained from GPS (Global Positioning System) (see, for example,
しかし、海上の船舶は波の影響等で揺れることがある。また、船舶は航行しているので、舳先も変わる。このために、アンテナを仰角に固定する際や、方位方向にアンテナを回転する際に、船舶の揺れを補償する必要がある。 However, marine ships may shake due to the effects of waves. Also, since the ship is navigating, the tip changes. For this reason, when the antenna is fixed at an elevation angle or when the antenna is rotated in the azimuth direction, it is necessary to compensate for the shaking of the ship.
船舶の揺れには、ピッチ(Pitch)、ロール(Roll)、ヨウ(Yaw)、ターン(Turn)がある。ピッチ・ロールは船舶の上下左右の揺れであり、ヨウ・ターンは船舶の舳先が変わる水平方向の揺れである。ロール・ピッチについては、重力方向を基に船舶の傾斜を検出する傾斜計と、慣性により船舶の傾斜を検出する角速度センサとが用いられる。また、ヨウ・ターンについては、慣性により船舶の傾斜を検出する角速度センサが用いられる。ここで、重力方向とは、重力により物体が引っ張られる方向である。 Ship shake includes pitch, roll, yaw, and turn. The pitch roll is the vertical and horizontal swing of the ship, and the yaw turn is the horizontal swing that changes the tip of the ship. For the roll pitch, an inclinometer that detects the inclination of the ship based on the direction of gravity and an angular velocity sensor that detects the inclination of the ship by inertia are used. For the yaw turn, an angular velocity sensor that detects the inclination of the ship by inertia is used. Here, the gravity direction is a direction in which an object is pulled by gravity.
ところで、先に述べた、船舶の揺れを補償する方法には次の課題がある。船舶の揺れの中でピッチ・ロールについては傾斜計と角速度センサとを用いるので、角速度センサのオフセットを傾斜計で補正することができ、精度の良い補償を行うことができる。一方、ヨウ・ターンは水平方向の揺れであるので、ヨウ・ターンについては角速度センサだけを用いている。この角速度センサのオフセットは補正することができないため、精度の良い補償を行うことができない。この課題は、角速度センサに特有のものであり、車両の位置検出等に角速度センサを用いる場合にも同様に発生する。 By the way, the above-described method for compensating for the shaking of the ship has the following problems. Since an inclinometer and an angular velocity sensor are used for pitch and roll during the shaking of a ship, the offset of the angular velocity sensor can be corrected by the inclinometer, and a highly accurate compensation can be performed. On the other hand, since the yaw turn is a horizontal swing, only the angular velocity sensor is used for the yaw turn. Since the offset of the angular velocity sensor cannot be corrected, accurate compensation cannot be performed. This problem is unique to the angular velocity sensor, and similarly occurs when the angular velocity sensor is used for vehicle position detection or the like.
この発明の目的は、前記の課題を解決し、角速度センサを用いる際に、精度良くオフセットを補償することを可能にする角速度センサ装置および角速度センサ補正方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an angular velocity sensor device and an angular velocity sensor correction method capable of solving the above-described problems and accurately compensating for an offset when using an angular velocity sensor.
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、運動体に設けられ、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角速度を検出する第1のセンサと、前記第1のセンサに併設され、重力方向を基準とした傾斜角度を検出する第2のセンサと、前記第1のセンサと前記第2のセンサの両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ回転する駆動手段と、前記第1のセンサと前記第2のセンサとが所定角度だけ回転されたときに、前記第1のセンサが検出した角速度を積算して第1の傾斜角度を算出し、前記所定角度だけ回転されたときに前記第2のセンサが検出した第2の傾斜角度と、前記第1の傾斜角度との差を基に、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を補償する処理部と、を備えることを特徴とする角速度センサ装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
請求項1の発明では、第1のセンサは運動体に設けられ、さらに、第2のセンサが第1のセンサに併設されている。第1のセンサは、運動体が水平方向で向きを変えたときの角速度を検出し、第2のセンサは、重力方向を基準とした傾斜角度を検出する。駆動手段は、第1のセンサと第2のセンサの両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ回転する。そして、処理部は、第1のセンサと第2のセンサとが所定角度だけ回転されたときに、第1のセンサが検出した角速度を積算して第1の傾斜角度を算出し、所定角度だけ回転されたときに第2のセンサが検出した第2の傾斜角度と、第1の傾斜角度との差を基に、運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を補償する。 According to the first aspect of the present invention, the first sensor is provided on the moving body, and further the second sensor is provided alongside the first sensor. The first sensor detects an angular velocity when the moving body changes its direction in the horizontal direction, and the second sensor detects an inclination angle based on the direction of gravity. The driving means rotates both the first sensor and the second sensor in the gravitational direction or in the opposite direction by a predetermined angle from the horizontal direction. Then, when the first sensor and the second sensor are rotated by a predetermined angle, the processing unit calculates the first tilt angle by integrating the angular velocities detected by the first sensor, and only the predetermined angle. Based on the difference between the second tilt angle detected by the second sensor when rotated and the first tilt angle, the angle when the moving body changes its direction in the horizontal direction is compensated.
請求項2の発明は、請求項1に記載の角速度センサ装置において、前記処理部は、前記第1の傾斜角度と前記第2の傾斜角度との差を基に、前記第1のセンサのオフセットを算出し、前記第1のセンサが前記運動体の水平方向の角速度を検出したときに、この検出した角速度から前記オフセットを除いて、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を算出する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the angular velocity sensor device according to the first aspect, the processing unit is configured to offset the first sensor based on a difference between the first tilt angle and the second tilt angle. When the first sensor detects the horizontal angular velocity of the moving body, the offset is removed from the detected angular velocity, and the angle when the moving body changes its direction in the horizontal direction is calculated. It is characterized by calculating.
請求項3の発明は、請求項1に記載の角速度センサ装置において、前記処理部は、前記第1の傾斜角度と前記第2の傾斜角度との差を、前記第1のセンサの誤差とし、前記第1のセンサが前記運動体の水平方向の角速度を検出したときに、この検出した角速度から算出した角度を前記誤差で補償し、補償した角度を前記運動体が水平方向で向きを変えた角度とする、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the angular velocity sensor device according to the first aspect, the processing unit sets a difference between the first tilt angle and the second tilt angle as an error of the first sensor, When the first sensor detects the angular velocity in the horizontal direction of the moving body, the angle calculated from the detected angular velocity is compensated by the error, and the moving body changes its direction in the horizontal direction. It is characterized by an angle.
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の角速度センサ装置において、前記駆動手段は前記基板を所定角度だけ回転する、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the angular velocity sensor device according to any one of the first to third aspects, the driving unit rotates the substrate by a predetermined angle.
請求項5の発明は、運動体に設けられた第1のセンサが、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角速度を検出し、前記第1のセンサに併設された第2のセンサが、重力方向を基準とした傾斜角度を検出し、前記第1のセンサと前記第2のセンサの両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ駆動手段により回転し、前記第1のセンサと前記第2のセンサとが所定角度だけ回転されたときに、前記第1のセンサが検出した角速度を処理部により積算して第1の傾斜角度を算出し、前記所定角度だけ回転されたときに前記第2のセンサが検出した第2の傾斜角度と、前記第1の傾斜角度との差を基に、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を前記処理部により補償する、ことを特徴とする角速度センサ補正方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, the first sensor provided in the moving body detects an angular velocity when the moving body changes its direction in the horizontal direction, and the second sensor is provided alongside the first sensor. Detects the tilt angle with respect to the direction of gravity, and rotates both the first sensor and the second sensor by a driving means in the direction of gravity or the opposite direction by a predetermined angle from the horizontal direction, When the first sensor and the second sensor are rotated by a predetermined angle, the angular velocity detected by the first sensor is integrated by a processing unit to calculate a first inclination angle, and the first sensor is rotated by the predetermined angle. When the moving body changes its direction in the horizontal direction based on the difference between the second tilt angle detected by the second sensor and the first tilt angle, the processing unit Compensation by angular velocity sensor It is.
請求項1と請求項5の発明によれば、第1のセンサの角速度から算出した傾斜角度と、第2のセンサが検出した傾斜角度との差を用いて、運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を補償するので、第1のセンサに発生する誤差を補償することができる。 According to the first and fifth aspects of the present invention, the moving body is oriented in the horizontal direction using the difference between the tilt angle calculated from the angular velocity of the first sensor and the tilt angle detected by the second sensor. Since the angle at the time of change is compensated, an error generated in the first sensor can be compensated.
請求項2の発明によれば、第1のセンサのオフセットを、第2のセンサを利用して算出するので、第1のセンサに発生する正確なオフセットを得ることができる。この結果、この発明によれば、第1のセンサの検出信号からオフセットをキャンセルして、移動体の方向転換等で生じる角度をそれぞれ精度良く得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the offset of the first sensor is calculated using the second sensor, an accurate offset generated in the first sensor can be obtained. As a result, according to the present invention, it is possible to cancel the offset from the detection signal of the first sensor, and to accurately obtain the angles generated by the direction change of the moving body.
請求項3の発明によれば、第1のセンサの誤差を、第2のセンサを利用して算出するので、第1のセンサに発生する誤差を正確に得ることができる。この結果、この発明によれば、第1のセンサの検出信号から誤差をキャンセルして、移動体の方向転換等で生じる角度変化を精度良く得ることができる。 According to the third aspect of the invention, since the error of the first sensor is calculated using the second sensor, the error generated in the first sensor can be accurately obtained. As a result, according to the present invention, the error can be canceled from the detection signal of the first sensor, and the angle change caused by the change of direction of the moving body can be obtained with high accuracy.
請求項4の発明によれば、基板を回転することで、第1のセンサと第2のセンサとを、簡便な構成で所定角度だけ回転することができる。
According to the invention of
次に、この発明の各実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
この実施の形態による角速度センサ装置は、船舶(運動体)に搭載される衛星通信用のアンテナ装置に設けられ、船舶の揺れであるヨウ・ターンを補償するために用いられる。この角速度センサ装置の一例を図1に示す。図1の角速度センサ装置は、角速度センサ10、加速度センサ20、駆動部30、および処理部40を備えている。角速度センサ10と加速度センサ20と処理部40とは、図2(a)に示すように、基板50に取り付けられている。
(Embodiment 1)
The angular velocity sensor device according to this embodiment is provided in an antenna device for satellite communication mounted on a ship (moving body), and is used to compensate a yaw turn that is a shake of the ship. An example of this angular velocity sensor device is shown in FIG. The angular velocity sensor device of FIG. 1 includes an
基板50は四角形の板状体である。基板50の表面には、図2(a)、(b)に示すように、角速度センサ10が取り付けられ、角速度センサ10に対して加速度センサ20が併設されている。さらに、基板50の表面には処理部40が取り付けられている。なお、図2(b)は、図2(a)の矢印aの方向から見た側面図つまり左側面図である。基板50の一端には、駆動部30が取り付けられている。
The
駆動部30はモータ31とシャフト32とを備えている。シャフト32は基板50の一端に取り付けられている棒状のものである。この実施の形態では、シャフト32は、船舶の進行方向101に対して直角になるように配置されている。モータ31は、処理部40の制御によってシャフト32を回転する。つまり、図2(b)の矢印102に示すように、モータ31は、処理部40からの制御信号により、基板50を水平方向から垂直方向に90度回転して、基板50を立ち上げる。また、逆に、処理部40からの制御信号により、基板50を垂直方向から水平方向に戻す。通常、基板50の表面が水平方向にされている。
The
なお、この実施の形態では、駆動部30としてモータ31とシャフト32とを用いたが、この構成に限定されることはない。例えば、電磁力を用いたものや、スプリングを用いたものなど、駆動部30には各種のものがある。
In this embodiment, the
角速度センサ10は、船舶が方向転換したときに発生する角速度を検出する。このために、例えば図3(a)、(b)に示すように、船舶の進行方向101に対して、角速度センサ10は、X軸、Y軸、Z軸の中のZ軸回りで発生する角速度を検出する。この実施の形態では、船舶の進行方向101が角速度センサ10のY軸になっている。そして、船舶の進行方向に対して直角にX軸がある。角速度センサ10は、角速度を検出すると、この角速度を表す検出信号を処理部40に出力する。こうした角速度センサ10については、測定軸が少なくとも2軸あればよい。また、測定軸が1軸の角速度センサを2つ組み合わせて用いてもよい。
The
角速度センサ10からの検出信号にはオフセットが含まれ、通常、このオフセットの値は大きい。つまり、衛星を探査するとき、アンテナ装置に内蔵されている角速度センサ10が使用されるが、方位方向の角度を検出するための角速度センサ10のオフセットが大きく、アンテナ装置のアンテナを衛星方向に正確に向けることができない。この実施の形態は、この大きい値のオフセットを補正するものである。
The detection signal from the
なお、角速度センサ10としては、ジャイロセンサやコリオリ力センサなどがある。
Examples of the
加速度センサ20は、基板50に取り付けられているので、角速度センサ10と連動し、かつ、水平方向に対する傾きを検出する。つまり、駆動部30により基板50が水平方向に対して90度回転して傾斜したとき、加速度センサ20は、重力方向を基準にした基板50の傾斜角度を検出する。そして、加速度センサ20は、検出した傾斜角度を表す検出信号を処理部40に出力する。
Since the
例えば図3(a)、(c)に示すように、加速度センサ20のZ軸は重力方向を向いているので、加速度センサ20はZ軸方向に1G(G:重力加速度)を検出し、基板50が90度回転すると、加速度センサ20はZ軸方向に0Gを検出する。また、例えば加速度センサ20のY軸は水平方向を向いているので、加速度センサ20はY軸方向に0Gを検出し、基板50が90度回転すると、加速度センサ20はY軸方向に1Gを検出する。つまり、加速度センサ20は、基板50の傾斜に応じた検出信号を生成する。この実施の形態では、加速度センサ20は、Y軸方向で検出した加速度変化を検出信号として処理部40に出力する。
For example, as shown in FIGS. 3A and 3C, since the Z axis of the
こうした加速度センサ20については、測定軸が少なくとも1軸あればよい。また、角速度センサ10には、予め加速度センサが内蔵されているものがある。これにより、基板50の加速度センサ20の代わりに、角速度センサ10に内蔵されている加速度センサを利用することも可能である。
Such an
処理部40は、各種処理を行う処理回路41(図1)と、データを保存する記憶回路42(図1)とを備える。そして、処理部40は、角速度センサ10からの検出信号と加速度センサ20からの検出信号とを基にして、角速度センサ10のオフセットを算出するための処理等を行う。以下では、処理部40の処理回路41が行う処理について、この実施の形態による角速度センサ装置の作用つまり角速度センサ補正方法と共に説明する。
The
処理回路41は、角速度センサ装置に対する電源投入等で初期状態になると、オフセット算出処理を行う。このオフセット算出処理の一例を図4に示す。処理回路41は、オフセット算出処理を開始すると、駆動部30に制御信号を送る(ステップS1)。これにより、駆動部30のモータ31は、シャフト32を回転して、表面が水平方向に向いている基板50を90度回転し、基板50の表面を垂直方向に向ける。つまり、駆動部30は基板50を立ち上げる。これにより、角速度センサ10と加速度センサ20も基板50と共に90度回転する。
The
ステップS1の後、処理回路41は、時間の計測を開始する(ステップS2)。この後、処理回路41は、角速度センサ10から検出信号を受け取り(ステップS3)、検出信号が表す角速度を記憶回路42に保存する(ステップS4)。ステップS4の後、ステップS2で計測している時間が所定時間を経過したかどうかを判定する(ステップS5)。所定時間は、基板50が駆動部30による90度回転を終了する時間である。
After step S1, the
ステップS5で所定時間が経過していなければ、処理回路41は、処理をステップS3に戻す。これにより、処理回路41は、ステップS3で角速度センサ10からの次の検出信号を受け取り、ステップS4で角速度を保存する。このように、所定時間が経過していなければ、処理回路41は、ステップS3とステップS4を繰り返して、順次に角速度を記憶回路42に保存していく。
If the predetermined time has not elapsed in step S5, the
処理回路41は、ステップS5で所定時間が経過したと判定すると、記憶回路42に保存した角速度を積算して、傾斜角度を算出する(ステップS6)。このときには、基板50が駆動部30により90度回転した状態にあり、つまり、基板50が立ち上がった状態にあり、処理回路41は、加速度センサ20から検出信号を受け取る(ステップS7)。ステップS7が終了すると、処理回路41は、ステップS6で算出した傾斜角度と、ステップS7で受け取った検出信号が表す傾斜角度との差を算出する(ステップS8)。
When determining that the predetermined time has elapsed in step S5, the
この後、処理回路41は、ステップS8で算出した差と記憶回路42に保存されている全部の角速度とを基に、角速度センサ10のオフセットを算出し(ステップS9)、算出したオフセットを記憶回路42に保存する(ステップS10)。ステップS8で算出した2つの傾斜角度の差には、角速度センサ10から受け取った各検出信号に含まれるオフセットが反映されている。この結果、ステップS9では、ステップS8で算出した差と、保存している角速度の全数とを基に、各検出信号に含まれるオフセットを算出することができる。
Thereafter, the
ステップS10が終了すると、処理回路41は、駆動部30に制御信号を送る(ステップS11)。これにより、駆動部30のモータ31は、シャフト32を回転して、表面が垂直方向にある基板50を90度回転し、基板50の表面を水平方向にする。この結果、基板50の角速度センサ10は、船舶の揺れであるヨウ・ターンを測定可能な状態になる。ステップS11が終了すると、処理回路41はオフセット算出処理を終了する。
When step S10 ends, the
オフセット算出処理が終了すると、処理回路41は、角速度センサ10から検出信号を受け取ると、記憶回路42に保存しているオフセットで検出信号を補正する。つまり、処理回路41は、検出信号からオフセットをキャンセルする。そして、処理回路41は、各検出信号を基に船舶のヨウ・ターンによる舳先の変化した角度を算出し、算出結果を次段の装置(図示を省略)に出力する。
When the offset calculation process is completed, when the
このように、この実施の形態によれば、角速度センサ10のオフセットを、角速度センサ10と連動する加速度センサ20を利用して算出するので、角速度センサ10に発生するオフセットを正確に算出することができる。そして、角速度センサ10の検出信号からオフセットをキャンセルして、正確な角速度をそれぞれ得ることができる。
As described above, according to this embodiment, since the offset of the
これにより、処理回路41は、角速度センサ10を用いて、船舶の水平方向の揺れであるヨウ・ターンを、精度良く補償することができる。つまり、アンテナ装置のアンテナを方位方向に回転する際に、船舶の揺れを精度よく補償することができる。また、角速度センサ10のオフセットをキャンセルすることにより、衛星探査範囲や時間を短縮することができる。
As a result, the
(実施の形態2)
実施の形態1では、角速度センサ10の検出信号から算出した傾斜角度と、加速度センサ20の検出信号が表す傾斜角度との差を基に、角速度センサ10に含まれるオフセットを処理回路41が算出する。この実施の形態では、処理回路41は、角速度センサ10の検出信号から算出した傾斜角度と、加速度センサ20の検出信号が表す傾斜角度との差を、誤差として算出する。つまり、
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
誤差=角速度の積分値−重力加速度
である。こうした誤差算出処理を図5に示す。この誤差算出処理のステップS31〜S38は、先の図4のステップS1〜S8と同じであるので、これらの説明を省略する。
Error = integral value of angular velocity−gravity acceleration. Such an error calculation process is shown in FIG. Since steps S31 to S38 of this error calculation process are the same as steps S1 to S8 of FIG. 4 described above, their description is omitted.
処理回路41は、ステップS38で2つの傾斜角度の差を算出した後、算出した差を誤差として記憶回路42に保存する(ステップS39)。ステップS39が終了すると、処理回路41は駆動部30に制御信号を送る(ステップS40)。これにより、駆動部30のモータ31は、シャフト32を回転して、基板50の表面を水平方向にする。ステップS40が終了すると、処理回路41は誤差算出処理を終了する。
After calculating the difference between the two tilt angles in step S38, the
この後、処理回路41は、角速度センサ10からの角速度の積分値を算出して船舶の水平方向の揺れであるヨウ・ターンを表す角度を得る。この後、処理回路41は、ヨウ・ターンを表す角度から、記憶回路42に記憶している誤差を差し引く。これにより、船舶のヨウ・ターンを表す精度の良い角度を得ることができる。
Thereafter, the
この発明は、アンテナ装置に限定されることはなく、角速度センサを用いる各種の装置、例えば車両に搭載されているカーナビゲーション、工作機械、ロボットアームなどに利用可能である。 The present invention is not limited to an antenna device, and can be used for various devices using an angular velocity sensor, such as a car navigation system, a machine tool, and a robot arm mounted on a vehicle.
10 角速度センサ(第1のセンサ)
20 加速度センサ(第2のセンサ)
30 駆動部(駆動手段)
31 モータ
32 シャフト
40 処理部
41 処理回路
42 記憶回路
50 基板
10 Angular velocity sensor (first sensor)
20 Acceleration sensor (second sensor)
30 Drive unit (drive means)
31
Claims (5)
前記第1のセンサに併設され、重力方向を基準とした傾斜角度を検出する第2のセンサと、
前記第1のセンサと前記第2のセンサの両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ回転する駆動手段と、
前記第1のセンサと前記第2のセンサとが所定角度だけ回転されたときに、前記第1のセンサが検出した角速度を積算して第1の傾斜角度を算出し、前記所定角度だけ回転されたときに前記第2のセンサが検出した第2の傾斜角度と、前記第1の傾斜角度との差を基に、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を補償する処理部と、
を備えることを特徴とする角速度センサ装置。 A first sensor that is provided on a moving body and detects an angular velocity when the moving body changes its direction in the horizontal direction;
A second sensor that is attached to the first sensor and detects an inclination angle based on the direction of gravity;
Driving means for rotating both the first sensor and the second sensor in a gravitational direction or the opposite direction by a predetermined angle from a horizontal direction;
When the first sensor and the second sensor are rotated by a predetermined angle, the angular velocity detected by the first sensor is integrated to calculate a first tilt angle, and the first sensor and the second sensor are rotated by the predetermined angle. A processing unit that compensates for an angle when the moving body changes its direction in the horizontal direction based on a difference between the second tilt angle detected by the second sensor and the first tilt angle. When,
An angular velocity sensor device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ装置。 The processing unit calculates an offset of the first sensor based on a difference between the first tilt angle and the second tilt angle, and the first sensor uses the horizontal angular velocity of the moving body. When the is detected, the offset is removed from the detected angular velocity to calculate the angle when the moving body changes its direction in the horizontal direction,
The angular velocity sensor device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ装置。 The processing unit sets the difference between the first tilt angle and the second tilt angle as an error of the first sensor, and the first sensor detects the horizontal angular velocity of the moving body. In addition, the angle calculated from the detected angular velocity is compensated by the error, and the compensated angle is set to an angle at which the moving body changes its direction in the horizontal direction.
The angular velocity sensor device according to claim 1.
前記駆動手段は前記基板を所定角度だけ回転する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の角速度センサ装置。 A substrate on which the first sensor and the second sensor are provided;
The driving means rotates the substrate by a predetermined angle;
The angular velocity sensor device according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記第1のセンサに併設された第2のセンサが、重力方向を基準とした傾斜角度を検出し、
前記第1のセンサと前記第2のセンサの両方を重力方向またはその逆方向に、水平方向から所定角度だけ駆動手段により回転し、
前記第1のセンサと前記第2のセンサとが所定角度だけ回転されたときに、前記第1のセンサが検出した角速度を処理部により積算して第1の傾斜角度を算出し、
前記所定角度だけ回転されたときに前記第2のセンサが検出した第2の傾斜角度と、前記第1の傾斜角度との差を基に、前記運動体が水平方向で向きを変えたときの角度を前記処理部により補償する、
ことを特徴とする角速度センサ補正方法。 A first sensor provided on the moving body detects an angular velocity when the moving body changes direction in a horizontal direction;
A second sensor provided alongside the first sensor detects an inclination angle based on the direction of gravity;
Both the first sensor and the second sensor are rotated by a driving means by a predetermined angle from the horizontal direction in the gravity direction or in the opposite direction,
When the first sensor and the second sensor are rotated by a predetermined angle, the angular velocity detected by the first sensor is integrated by the processing unit to calculate the first tilt angle,
When the moving body changes its direction in the horizontal direction based on the difference between the second tilt angle detected by the second sensor when the second sensor is rotated by the predetermined angle and the first tilt angle. The angle is compensated by the processing unit;
An angular velocity sensor correction method characterized by the above.
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