JP2008232867A - 移動体の姿勢及び方位検出装置 - Google Patents
移動体の姿勢及び方位検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008232867A JP2008232867A JP2007073816A JP2007073816A JP2008232867A JP 2008232867 A JP2008232867 A JP 2008232867A JP 2007073816 A JP2007073816 A JP 2007073816A JP 2007073816 A JP2007073816 A JP 2007073816A JP 2008232867 A JP2008232867 A JP 2008232867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- moving body
- posture
- orientation
- unit
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
【解決手段】GPSから得られる位置及び速度と慣性センサ出力から、移動体のロール、ピッチ及び擬似方位を算定する。この算定において、角速度センサを用いて移動体の回転時に生じる横滑り角を検出することによって、擬似方位を補正要望の真方位を求め、誤差最小規範に基づいて、フィルタのパラメータ及びウェートを決定する構造のフィルタによって、ロール、ピッチの雑音を低減する技法を用いて高精度のロール及びピッチを得ている。
【選択図】 図2
Description
また、特許文献1記載の技法は単一のGPSアンテナと慣性センサを融合する技法が提唱されている。
Cohen, C.E., Attitude determination using GPS: PhD thesis, Stanford University, Department of Aeronautics and Astronautics, 1992. Gang Lu,Development of a GPS Multi-Antenna System for Attitude Determination, Gang Lu (Ph.D.thesis), December 1994, UCGE Report No. 20073.
第二に、移動体座標系における複数のGPSアンテナ位置が既知であることが要求されるが、現場で計測することは現実的に難しい。第三に、複数のアンテナ構成は装置の小型化、軽量化、低価格化に対して障害となるために用途が限定される。
前記姿勢演算部が、移動体の進行方向は前記ヘディング軸と一致するとの仮定に基づいて前記GPS受信機出力の速度から算定した前記ヘディング軸速度と、該ヘディング軸に直交する成分の前記慣性センサ出力の加速度及び角速度から移動体のロールを算定し、前記ヘディング軸成分速度の所定期間における変化から算定した前記ヘディング軸成分加速度と、該ヘディング軸成分の前記慣性センサ出力の加速度と、ローカル重力を計算するための前記GPS受信機出力の位置から移動体のピッチを算定することを特徴とする。
ここで、右肩添字bは移動体座標系換算値であることを示し、右下添字は各軸成分を示す。また、aは加速度観測量、ωは角速度観測量であり、vは移動体の速度、αは移動体の運動加速度(vの時間微分)、gは移動体の位置で決まるローカル重力である。
横滑り角の推定方法1は、横滑り角Θsは舵角μに比例し、舵角は船の旋回角速度Ωに比例するとの考えに基づいた方法であり、[数6]を用いて推定する。
尚、図2において、GPS速度、位置も利用するものとして説明したが、速度のみ使用することも可能である。
2 GPS受信機
3 慣性センサ
4 演算処理部
5 姿勢演算部
6 横滑り補正部
7 フィルタ部
8 PV比較部
9 姿勢比較部
10 誤差推定部
11 慣性航法演算部
51 観測モデル
52 最適フィルタモデル
53 システム同定部
54 比較部
Claims (6)
- 単一GPSアンテナを有するGPS受信機と慣性センサとで構成される移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記GPS受信機出力と前記慣性センサ観測量を用いて、移動体の姿勢及び方位を算定する姿勢演算部と、
前記姿勢演算部出力のロール及び/或いはピッチの雑音を低減するための、誤差最小規範に基づいてフィルタのパラメータ及びウェートを決定する構造のフィルタ部と、
移動体の旋回時の横滑り角を推定し、該横滑り角推定値で前記姿勢演算部出力の方位を補正する横滑り補正部と、
位置、速度、姿勢及び方位を算定する慣性航法演算処理部と、
前記フィルタ部出力の姿勢と慣性航法演算処理部出力の姿勢を比較し、前記横滑り補正部出力の方位と前記慣性航法演算処理部出力の方位を比較する姿勢比較部と、
前記GPS受信機出力の少なくとも速度と前記慣性航法演算処理部出力の少なくとも速度をそれぞれ比較するPV比較部と、
前記姿勢比較部及び前記PV比較部の出力に基づいて、前記慣性センサ出力誤差及び前記慣性航法演算処理部出力誤差を推定する誤差推定部を備え、
前記誤差推定部で推定された誤差量で前記慣性センサ出力及び慣性航法演算処理部出力を補正することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。 - 請求項1に記載の移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記姿勢演算部は、移動体の進行方向が前記ヘディング軸と一致するとの仮定に基づいて前記GPS受信機出力の速度から算定した前記ヘディング軸速度と、該ヘディング軸に直交する成分の前記慣性センサ出力の加速度及び角速度とから移動体のロールを算定し、
前記ヘディング軸成分速度の所定期間における変化から算定した前記ヘディング軸成分加速度と、該ヘディング軸成分の前記慣性センサ出力の加速度と、ローカル重力を計算するための前記GPS受信機出力の位置から移動体のピッチを算定することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。 - 請求項1に記載の移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記横滑り角推定値は、前記ヘディング軸に直交する垂直軸回りの角速度の比例値で算出するか、または前記垂直軸回りの角速度が予め決められた閾値を超えたときの前記垂直軸回りの角速度を積分して得た方位と前記姿勢演算部出力の方位との差から算出するかのいずれか、若しくは併用で算出することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。 - 請求項2に記載の移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記姿勢演算部のピッチ算定は、前記ヘディング軸成分速度の所定期間における変化から算定した前記ヘディング軸成分加速度を無視して、前記移動体のピッチを算定することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。 - 請求項2に記載の移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記姿勢演算部のピッチ算定は、前記ローカル重力を計算するための位置を外部設定入力するか、または無視して、前記移動体のピッチを算定することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。 - 請求項2に記載の移動体の姿勢及び方位検出装置において、
前記GPS受信機出力が得られないときは、前記姿勢演算部出力のロール及び/或いはピッチは前記フィルタ部ロール及び/或いはピッチを出力することを特徴とする移動体の姿勢及び方位検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007073816A JP5022747B2 (ja) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | 移動体の姿勢及び方位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007073816A JP5022747B2 (ja) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | 移動体の姿勢及び方位検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008232867A true JP2008232867A (ja) | 2008-10-02 |
JP5022747B2 JP5022747B2 (ja) | 2012-09-12 |
Family
ID=39905833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007073816A Expired - Fee Related JP5022747B2 (ja) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | 移動体の姿勢及び方位検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5022747B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010190806A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 方位算出装置、方位算出装置の方位算出方法および方位算出プログラム |
JP2012193965A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 位置標定装置、位置標定装置の位置標定方法および位置標定プログラム |
WO2013114828A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 株式会社デンソー | ヘッドライト制御装置 |
JP2013170903A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Ono Sokki Co Ltd | 計測装置及び計測方法 |
KR20160069025A (ko) * | 2014-12-05 | 2016-06-16 | 건국대학교 산학협력단 | 이동체 항법 시스템 및 방법 |
KR20180052075A (ko) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 애틀랜틱 이너셜 시스템스 리미티드 | 항법 시스템 |
CN114097010A (zh) * | 2019-07-18 | 2022-02-25 | 三菱电机株式会社 | 信息处理装置、程序和信息处理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06201863A (ja) * | 1993-01-06 | 1994-07-22 | Tokimec Inc | ストラップダウン方式の姿勢検出装置 |
JP2002158525A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星追尾用アンテナ制御装置 |
JP2004239643A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Furuno Electric Co Ltd | ハイブリッド航法装置 |
JP2006126148A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Tokimec Inc | 方位姿勢検出装置 |
-
2007
- 2007-03-22 JP JP2007073816A patent/JP5022747B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06201863A (ja) * | 1993-01-06 | 1994-07-22 | Tokimec Inc | ストラップダウン方式の姿勢検出装置 |
JP2002158525A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星追尾用アンテナ制御装置 |
JP2004239643A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Furuno Electric Co Ltd | ハイブリッド航法装置 |
JP2006126148A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Tokimec Inc | 方位姿勢検出装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010190806A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 方位算出装置、方位算出装置の方位算出方法および方位算出プログラム |
JP2012193965A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 位置標定装置、位置標定装置の位置標定方法および位置標定プログラム |
WO2013114828A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 株式会社デンソー | ヘッドライト制御装置 |
JP2013154835A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Denso Corp | ヘッドライト制御装置 |
JP2013170903A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Ono Sokki Co Ltd | 計測装置及び計測方法 |
KR20160069025A (ko) * | 2014-12-05 | 2016-06-16 | 건국대학교 산학협력단 | 이동체 항법 시스템 및 방법 |
KR101665375B1 (ko) | 2014-12-05 | 2016-10-13 | 건국대학교 산학협력단 | 이동체 항법 시스템 및 방법 |
KR20180052075A (ko) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 애틀랜틱 이너셜 시스템스 리미티드 | 항법 시스템 |
KR102432116B1 (ko) * | 2016-11-09 | 2022-08-16 | 애틀랜틱 이너셜 시스템스 리미티드 | 항법 시스템 |
CN114097010A (zh) * | 2019-07-18 | 2022-02-25 | 三菱电机株式会社 | 信息处理装置、程序和信息处理方法 |
CN114097010B (zh) * | 2019-07-18 | 2023-12-12 | 三菱电机株式会社 | 信息处理装置、计算机能读取的记录介质和信息处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5022747B2 (ja) | 2012-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7970491B2 (en) | Robot localization system | |
JP6471749B2 (ja) | 位置姿勢推定装置、画像処理装置及び位置姿勢推定方法 | |
JP5022747B2 (ja) | 移動体の姿勢及び方位検出装置 | |
JP5301762B2 (ja) | キャリア位相相対測位装置 | |
JP4199553B2 (ja) | ハイブリッド航法装置 | |
JP5586994B2 (ja) | 位置標定装置、位置標定装置の位置標定方法および位置標定プログラム | |
US10197681B2 (en) | State calculating device, method of calculating state, and state calculating program | |
EP1857833A1 (en) | A global navigation satellite system (GNSS) receiver with inertial measurement unit (IMU) | |
JP6409346B2 (ja) | 移動距離推定装置 | |
KR101294623B1 (ko) | 저궤도 영상촬영위성의 향상된 지상 정밀자세결정 방법 | |
EP3040680B1 (en) | Magnetic anomaly tracking for an inertial navigation system | |
EP2912407A1 (en) | System and method for water column aided navigation | |
Xu et al. | A novel self-adapting filter based navigation algorithm for autonomous underwater vehicles | |
WO2015104757A1 (ja) | 速度推定装置 | |
WO2016203744A1 (ja) | 測位装置 | |
JP5605539B2 (ja) | 移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラム | |
JP5892845B2 (ja) | キャリブレーション良否判定装置及び方法 | |
JP5164645B2 (ja) | カルマンフィルタ処理における繰り返し演算制御方法及び装置 | |
KR101763911B1 (ko) | 자기장 외란이 심한 환경에서 수중체의 선수각 추정 장치 및 그 방법 | |
JP5180447B2 (ja) | キャリア位相相対測位装置及び方法 | |
JP6531768B2 (ja) | センサ誤差補正装置及び方法 | |
JP2012202749A (ja) | 方位測定装置 | |
RU2754396C1 (ru) | Адаптивный способ коррекции углов ориентации БИНС | |
JP2015102330A (ja) | 移動情報算出装置、移動情報算出方法、移動情報算出プログラム、および移動体 | |
WO2021006243A1 (ja) | アンテナ間相対位置推定方法、アンテナ間相対位置推定装置及びアンテナ間相対位置推定プログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120612 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120618 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |