JP2005233762A - 慣性装置及びそのレベリング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 直交3軸方向の加速度を計測する加速度計と、上記加速度計をロール方向とピッチ方向にそれそれ所定角度回転させる駆動装置と、上記駆動装置の動作によって加速度計がロール方向とピッチ方向にそれぞれ所定角度回転した状態で、上記加速度計で計測された加速度に基いて、加速度計の初期バイアスを出力する演算器とを備える。
【選択図】 図1
Description
この発明では、複数の姿勢での直交3軸の加速度計出力を利用してレベリングを行い、同時に、加速度計の初期バイアス成分δax、δay、δazを計算することを特徴とする。図1は、この発明を実施するための慣性装置の構成を示す、3面図((a)上面図、(b)正面図、(c)右側面図)である。なお、この実施の形態の説明においては、Z軸(ヨー軸)の正方向を下方向と呼び、Z軸の負方向を上方向と呼ぶ。
制御装置6の制御によって、プラットフォーム1の端部がアクチュエータ4のZ軸方向への上下動(伸縮)によって移動させられ、プラットフォーム1が回転移動する。プラットフォーム1の端部4箇所のいずれか2つの電気的接点7がストッパー3に触れると、プラットフォーム1の回転が停止する。これによって、プラットフォーム1の電気的接点7がストッパー3に触れた状態が検知される。
制御装置6は、ストッパー3の電極とプラットフォーム2の電気的接点7とが接しているかどうかを検知する。これによって、ストッパー3の所望の電極がプラットフォーム2の所望の電気的接点7と接触するように、アクチュエータ4の動作を制御する。アクチュエータ4としては様々な方法が考えられるが、小型なアクチュエータ4を得るには制御電圧を印加することによってZ軸方向に伸縮する圧電素子を用いるのが良い。
図2は、プラットフォーム1の電気的接点7の一例を示す斜視図である。図において、プラットフォーム1の上面(表面)の四隅には、電極7-a1、7-a2、7-a3、7-a4がそれぞれ設けられている。また、プラットフォーム1の下面(裏面)の四隅には、電極7-b1、7-b2、7-b3、7-b4がそれぞれ設けられている。図中で、電極7-a1、7-a2及び7-b1、7- b2は、プラットフォーム1のX軸方向に配置されている。また、電極7-a1、7-a4及び7-b1、7- b4は、プラットフォーム1のY軸方向に配置されている。
図において、制御装置6は論理回路(IC)61と、シーケンサ62と、演算回路63で構成される。演算回路63は慣性装置2に接続される。ストッパー3の電極(3-b1、 3-b2、 3-b3、 3-b4)の各接点と、電気的接点7(7-a1、7-a2、7-a3、7-a4と、7-b1、7-b2、7-b3、7-b4)の各接点とが、所謂リミットスイッチ(LS)10を構成している。このリミットスイッチ10の特定の接点(例えば、電極3−b1と電気的接点7−b1)が導通(ON)状態となったとき、この特定の接点からの出力信号は論理回路61に出力される。
このロール方向に既知の角度δRだけ回転させた姿勢で、ステップS5において加速度計の出力を一定時間計測する。計測された加速度計の出力(ax、R、ay、R、az、R)は、制御装置6の演算回路63に出力される。演算回路63では、ステップS6において、加速度計の出力(ax、R、ay、R、az、R)を、数5及び数6に示される演算式に代入する。なお、数5、6において、θR、θP、δax、δay、δazは未知数である。
さらに、ステップS8で、図5(c)に示すように、ピッチ方向(慣性装置2のY軸まわり)に既知の規定角度δPだけ回転させる。このとき、ピッチ角方向への回転は、2つの電気的接点7a-1、7a-2をストッパー3の電極3-b1、3-b2と接触させ、2つの電気的接点7-b3、7-b4をストッパー3の電極3-b3、3-b4と接触させることによって得られる。これにより、ピッチ角方向への回転角度を規定の角度δPに設定することができる。
このピッチ方向に既知の角度δPだけ回転させた姿勢で、ステップS9において加速度計の出力を測定する。計測された加速度計の出力(ax、P、ay、P、az、P)は、制御装置6の演算回路63に出力される。
演算回路63では、ステップS10において、加速度計の出力(ax、R、ay、R、az、R)を、数7及び数8に示される演算式に代入する。なお、数7、8において、θR、θP、δax、δay、δazは未知数である。
なお、ジャイロのレべリング処理も同様にして実施されて、初期バイアス(δax、δay、δaz)が求められる。
Claims (5)
- 直交3軸方向の加速度を計測する加速度計と、
上記加速度計をロール方向とピッチ方向にそれそれ所定角度回転させる駆動装置と、
上記駆動装置の動作によって加速度計がロール方向とピッチ方向にそれぞれ所定角度回転した状態で、上記加速度計で計測された加速度に基いて、当該加速度計の初期バイアスを出力する演算器と
を備えた慣性装置。 - 上記駆動装置は、
上記加速度計を搭載するプラットフォームと、
上記プラットフォームの端部4箇所を、上記加速度計のヨー軸方向に移動可能に支持するアクチュエータと、
上記プラットフォームの各端部の移動区間を制限するストッパと、
を備えたことを特徴とした請求項1記載の慣性装置。 - 上記プラットフォームは端部4箇所の表裏面にそれぞれ端子を有し、
上記ストッパは上記プラットフォームの各端部の表裏面を、それぞれ間に挟む一対の電極を4対有して、
各一対の電極と各端子との接触状態に応じて、上記プラットフォームの回転状態を検出する制御装置を備えたことを特徴とした請求項2記載の慣性装置。 - 上記演算器は、上記加速度計の重力方向に対する初期角度を演算することを特徴とした請求項1記載の慣性装置。
- 加速度計の直交3軸方向の加速度を計測し、当該加速度計の重力に垂直な平面を求める慣性装置のレべリング方法であって、
上記加速度計をロール方向とピッチ方向にそれぞれ所定角度回転させた状態で、それぞれの加速度を計測する第1のステップ、
上記第1のステップで計測された加速度に基いて、上記加速度計の重力に垂直な平面を求める第2のステップ、
によって処理する慣性装置のレべリング方法。
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KR20190001831A (ko) * | 2017-06-28 | 2019-01-07 | 국방과학연구소 | 발사관의 롤 회전을 이용한 관성항법장치 비정렬각 산출 방법 및 그 장치 |
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KR101990404B1 (ko) | 2017-06-28 | 2019-10-01 | 국방과학연구소 | 발사관의 롤 회전을 이용한 관성항법장치 비정렬각 산출 방법 및 그 장치 |
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