JP2005283513A - 慣性航法装置および慣性センサ故障判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冗長系システムを形成するn通りの慣性センサ1−1〜1−nと、センサ出力配分線路7を介して配分出力される慣性データの入力を受けて、それぞれ所定の航法計算を行うn通りの航法計算回路2−1〜2−nと、計算出力配分線路8を介して配分出力される航法計算値ペアの入力を受けて、それぞれ航法計算値ペアの相互差を抽出して出力するn通りの航法計算値比較回路4−1〜4−nと、n通りの航法計算値ペアの相互差を受けて、n軸スキューにおけるセンサ軸の正常性を判定し、正常なセンサ軸を指定する正常性判定信号を出力する判定回路5と、該正常性判定信号により、正常なセンサ軸による航法計算値を選択して出力する航法計算出力回路6とを備えており、航法計算値比較回路4−1〜4−nと判定回路5は、正常性判定回路3の内部構成要素として構成される。
【選択図】 図1
Description
前記n軸スキューにおいて、連続して隣接配置されることのないn通りの3軸スキューの組合わせに対応し、各3軸スキューの慣性センサからの慣性データ入力を受けて航法計算を行い、それぞれシャーシ座標系に対応する航法計算値を出力する第1〜第nの航法計算回路と、
第1〜第nの航法計算回路より出力されるn通りの航法計算値の内より、n通りの航法計算値ペアを選択する条件として、該航法計算値ペアに関与するセンサ軸の組み合わせを、任意の4軸スキューのみに限定することにより得られるn通りの航法計算値ペアの配分出力を受けて、それぞれに該航法計算値ペア間の相互差を抽出して出力するn個の航法計算値比較回路を備え、これらの航法計算値比較回路によるn通りの航法計算値ペア間の相互差を入力とする判定回路であって、全ての航法計算値ペア間の相互差が所定の上限値以内に収まる場合には、n軸スキューに故障軸が無いものと判定し、(n−4)通りの航法計算値ペア間の相互差のみが所定の上限値以内に収まり、且つ他の4通りの航法計算値ペア間の相互差が所定の上限値以内に収まらない場合には、該4通りの航法計算値ペアに対し共通して関与している1センサ軸を故障軸であるものと判定して、これらの判定結果に対応する正常性判定信号を出力する正常性判定回路と、
前記正常性判定信号の入力を受けて、前記第1〜第nの航法計算回路より出力されるn通りの航法計算値の内より、正常性判定信号により指定される正常センサ軸に対応する航法計算値のみを選択して平均化処理を行い、シャーシ座標系に対応する航法計算値として出力する航法計算出力回路と
を備えることを特徴とする慣性航法装置。
前記n軸スキューの軸配置関係が、連続して隣接配置されることのない3軸スキューの組み合わせをn通り選択する第1のステップと、
第1のステップにおいて選択されたn通りの3軸スキューの各組み合わせに対応して、それぞれ3軸スキューの慣性センサからの慣性データを用いて航法計算を行い、シャーシ座標系に対応するn通りの航法計算値を出力する第2のステップと、
前記n通りの航法計算値の内より航法計算値ペアを選択する条件として、該航法計算値ペアに関与するセンサ軸の組み合わせを任意の4軸スキューのセンサ軸に限定して、n通りの航法計算値ペアを選択する第3のステップと、
前記n通りの航法計算値ペアごとにペア相互間の航法計算値を比較照合して、該航法計算値ペアの相互差をn通り抽出する第4のステップと、
前記航法計算値ペアの相互差が全ての航法計算値ペアについて所定の上限値以内に収まる場合には、n軸スキューの全センサ軸に故障軸が無いものとして判定し、そのペア相互間の相互差が(n−4)通りの航法計算値ペアにおいてのみ所定の上限値以内に収まり、他の4通りの航法計算値ペアにおいては所定の上限値以内に収まらない場合には、該4通りの航法計算値ペアに対して共通して関与している1センサ軸に故障ありと判定する第5のステップと
を有することを特徴とする慣性センサ故障判定方法。
なお航法計算値比較回路4−1〜4−5と判定回路5は、正常性判定回路3の内部構成要素として構成されている。
C5(S2,S3,S4,S5)として示している。また、図6の表1には、図5に示されている航法計算値比較回路4−1,4−2,4−3,4−4および4−5における4通りのセンサ軸の組み合わせC1(S1,S2,S3,S4)、C2(S1,S2,S3,S5)、C3(S1,S2,S4,S5), C4(S1,S3,S4,S5)およびC5(S2,S3,S4,S5)に対応して、センサ軸S1,S2,S3,S4およびS5の何れかに故障が生じた場合の判定の様子が○●(○は故障なし、●は故障あり)により表示されている。この表1より明らかなように、センサ軸S1,S2,S3,S4およびS5の全てにおいて故障無しの場合には、各組み合わせC1、C2、C3、C4およびC5の全てに対応して○が示されており、1例としてセンサ軸S1が故障している場合には、該センサ軸S1が関与しているC1、C2、C3およびC4の各組み合わせには、全てにわたり●が示されており、故障センサS1が関与していないC5(S2,S3,S4,S5)の組み合わせにのみ故障なし○が示されている。このことは、他のセンサ軸S2,S3,S4またはS5等が、それぞれ故障している場合においても同様である。前述の判定回路5においては、例えばセンサ軸S1が故障している場合には、図6の表1に示される故障判定基準に沿う形で、故障軸としてのセンサ軸S1が分離識別され、C5(S2,S3,S4,S5)の組み合わせに含まれる4通りのセンサ軸S2,S3,S4およびS5が、故障のないセンサ軸として判定されている。
図2および図3において、先ずステップS1において、円錐の母線に沿う形態にて等間隔に配置されたn軸スキューに設置され、冗長系システムを形成するn個の慣性センサに対応して、該n軸スキューの軸配置として連続して隣接配置されることのない3軸スキューのセンサ軸の組み合わせを、航法計算を行うための対象軸としてn通り選択する。このステップS1において選択されたn通りの3軸スキューのセンサ軸の組み合わせに対応し、ステップS2においては、それぞれの3軸スキューの慣性センサからの慣性データを用いて航法計算を行い、n通りのシャーシ座標系に対応する航法計算値を出力する。ステップS3においては、前記n通りのシャーシ座標系に対応する航法計算値の内より、一対の航法計算値より成る航法計算値ペアを選択する。この選択においては、航法計算値ペアに関与するセンサ軸の組み合わせを、任意の4軸スキューのセンサ軸のみに限定してn通りの航法計算値ペアを選択する。次いでステップS4においては、該n通りの航法計算値ペアについて、それぞれ航法計算値ペア間の相互の計算値の差をとり、航法計算値ペアの相互差としてn通りの相互差を抽出する。ステップS5においては、ステップS4において抽出されたn通りの航法計算値ペアの相互差が、全ての航法計算値ペアについて所定の上限値以内に収まる場合には、n軸スキューの全センサ軸に故障軸が無いものとして判定し、また航法計算値ペアの相互差が(n−4)通りの航法計算値ペアにおいてのみ所定の上限値内に収まり、他の4通りの航法計算値ペアにおいては所定の上限値内に収まらない場合には、該4通りの航法計算値ペアに対して共通して関与している1センサ軸に故障があるものとして判定する。次いで第6のステップにおいては、前記第5のステップにおいて、n軸スキューの全センサ軸に故障軸が存在しないと判定される場合には、前記n通りの全ての航法計算値に対する平均化処理を行い、シャーシ座標系に対応する航法計算値として出力し、また1センサ軸に故障があるものと判定される場合には、前記n通りの航法計算値の内より、故障センサ軸を除く正常なセンサ軸に対応する(n−3)通りの航法計算値のみを選択して平均化処理を行い、シャーシ座標系に対応する航法計算値として出力する。
2−1〜2−n 航法計算回路
3 正常性判定回路
4−1〜4−n 航法計算値比較回路
5 判定回路
6 航法計算出力回路
7 センサ出力配分線路
8 計算出力配分線路
Claims (2)
- センサ軸が、円錐の母線に沿う形態にて等間隔に配置されたn(n≧5)軸スキューにより、冗長系システムを形成するジャイロと加速度計を含むn個の慣性センサと、
前記n軸スキューにおいて、連続して隣接配置されることのないn通りの3軸スキューの組合わせに対応し、各3軸スキューの慣性センサからの慣性データ入力を受けて航法計算を行い、それぞれシャーシ座標系に対応する航法計算値を出力する第1〜第nの航法計算回路と、
第1〜第nの航法計算回路より出力されるn通りの航法計算値の内より、n通りの航法計算値ペアを選択する条件として、該航法計算値ペアに関与するセンサ軸の組み合わせを、任意の4軸スキューのみに限定することにより得られるn通りの航法計算値ペアの配分出力を受けて、それぞれに該航法計算値ペア間の相互差を抽出して出力するn個の航法計算値比較回路を備え、これらの航法計算値比較回路によるn通りの航法計算値ペア間の相互差を入力とする判定回路であって、全ての航法計算値ペア間の相互差が所定の上限値以内に収まる場合には、n軸スキューに故障軸が無いものと判定し、(n−4)通りの航法計算値ペア間の相互差のみが所定の上限値以内に収まり、且つ他の4通りの航法計算値ペア間の相互差が所定の上限値以内に収まらない場合には、該4通りの航法計算値ペアに対し共通して関与している1センサ軸を故障軸であるものと判定して、これらの判定結果に対応する正常性判定信号を出力する正常性判定回路と、
前記正常性判定信号の入力を受けて、前記第1〜第nの航法計算回路より出力されるn通りの航法計算値の内より、正常性判定信号により指定される正常センサ軸に対応する航法計算値のみを選択して平均化処理を行い、シャーシ座標系に対応する航法計算値として出力する航法計算出力回路と
を備えることを特徴とする慣性航法装置。 - センサ軸が、円錐の母線に沿う形態にて等間隔に配置されたn(n≧5)軸スキューに設置されて、冗長系システムを形成するジャイロと加速度計を含むn個の慣性センサ故障判定方法において、
前記n軸スキューの軸配置関係が、連続して隣接配置されることのない3軸スキューの組み合わせをn通り選択する第1のステップと、
第1のステップにおいて選択されたn通りの3軸スキューの各組み合わせに対応して、それぞれ3軸スキューの慣性センサからの慣性データを用いて航法計算を行い、シャーシ座標系に対応するn通りの航法計算値を出力する第2のステップと、
前記n通りの航法計算値の内より航法計算値ペアを選択する条件として、該航法計算値ペアに関与するセンサ軸の組み合わせを任意の4軸スキューのセンサ軸に限定して、n通りの航法計算値ペアを選択する第3のステップと、
前記n通りの航法計算値ペアごとにペア相互間の航法計算値を比較照合して、該航法計算値ペアの相互差をn通り抽出する第4のステップと、
前記航法計算値ペアの相互差が全ての航法計算値ペアについて所定の上限値以内に収まる場合には、n軸スキューの全センサ軸に故障軸が無いものとして判定し、そのペア相互間の相互差が(n−4)通りの航法計算値ペアにおいてのみ所定の上限値以内に収まり、他の4通りの航法計算値ペアにおいては所定の上限値以内に収まらない場合には、該4通りの航法計算値ペアに対して共通して関与している1センサ軸に故障ありと判定する第5のステップと
を有することを特徴とする慣性センサ故障判定方法。
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