JP2015148457A - 慣性センサの性能評価方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、慣性センサの変位に再現性を持たせ、定量的に慣性センサの性能評価を行うことができる慣性センサの性能評価方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明による慣性センサの性能評価方法は、角速度計及び加速度計を含む慣性センサをリニアガイドに搭載する工程と、制御手段の制御によりリニアガイドを駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ慣性センサを変位させるとともに、角速度計及び加速度計により角速度及び加速度を計測する工程と、計測された角速度及び加速度に基づく演算により慣性センサの速度及び変位量を求める工程と、演算により求められた慣性センサの速度及び変位量と、リニアガイドの駆動による慣性センサの速度及び変位量とを比較する工程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、角速度計及び加速度計を含む慣性センサの性能を評価するための慣性センサの性能評価方法に関する。
例えば下記の特許文献１等に示されているように、角速度計及び加速度計を含む慣性センサが利用されている。このような慣性センサの製造時等には、慣性センサの性能を評価することが必要とされる。社内技術のため特に文献は挙げないが、従来の慣性センサの性能評価方法は以下の通りである。すなわち、予め規定されたルートに沿って人手により慣性センサを変位させ、その際に計測された角速度計及び加速度計に基づく演算により慣性センサの速度及び変位量を求める。そして、この作業を複数回繰り返して行い、演算により求められた速度及び変位量のばらつきを評価する。
特開２００５−７７２６７号公報
上記のような従来の慣性センサの性能評価方法では、人手により慣性センサを変位させていたので、慣性センサの変位に再現性が無く、定量的に慣性センサの性能評価を行うことが難しい。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、慣性センサの変位に再現性を持たせ、定量的に慣性センサの性能評価を行うことができる慣性センサの性能評価方法を提供することである。
本発明に係る慣性センサの性能評価方法は、角速度計及び加速度計を含む慣性センサをリニアガイドに搭載する工程と、制御手段の制御によりリニアガイドを駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ慣性センサを変位させるとともに、角速度計及び加速度計により角速度及び加速度を計測する工程と、計測された角速度及び加速度に基づく演算により慣性センサの速度及び変位量を求める工程と、演算により求められた慣性センサの速度及び変位量と、リニアガイドの駆動による慣性センサの速度及び変位量とを比較する工程とを含む。
本発明の慣性センサの性能評価方法によれば、制御手段の制御によりリニアガイドを駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ慣性センサを変位させ、演算により求められた慣性センサの速度及び変位量とリニアガイドの駆動による慣性センサの速度及び変位量とを比較するので、慣性センサの変位に再現性を持たせ、定量的に慣性センサの性能評価を行うことができる。
本発明の実施の形態１による慣性センサの性能評価方法を実施するためのリニアガイドを示す説明図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による慣性センサ３の性能評価方法を実施するためのリニアガイドを示す説明図である。図において、リニアガイド１は、駆動部１０、ガイドレール１１及び搭載部１２を有している。
駆動部１０は、モータ１０ａと、モータ１０ａにより回転駆動される長手状のボールネジ１０ｂとを含んでいる。ガイドレール１１は、ボールネジ１０ｂと平行に延在されたレール体である。搭載部１２は、ボールネジ１０ｂに螺合された部材により構成されており、モータ１０ａによるボールネジ１０ｂの回転駆動により、ガイドレール１１に案内されて変位される。
リニアガイド１には、コンピュータ等により構成された制御手段２が接続されている。リニアガイド１の動作は、制御手段２によって制御される。
次に、図１のリニアガイド１を用いた慣性センサ３の性能評価方法について説明する。慣性センサ３は、３軸の角速度計３０及び加速度計３１を含むものである。詳細には、角速度計３０はＭＥＭＳジャイロであり、加速度計３１はＭＥＭＳ加速度計である。ＭＥＭＳジャイロ及びＭＥＭＳ加速度計は、周知のＭＥＭＳ（Micro Electrical Mechanical System)と呼称されるシリコン板をエッチング処理によって加工した静電容量型の構造を有するジャイロ及び加速度計であり、一般に小型であるが精度が比較的低いという特徴を有している。
このような慣性センサ３の性能評価を行う場合、まず慣性センサ３をリニアガイド１の搭載部１２に搭載する。
その次に、制御手段２の制御によりリニアガイド１を駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ慣性センサ３を変位させるとともに、角速度計３０及び加速度計３１により角速度及び加速度を計測する。計測された角速度及び加速度は、慣性センサ３に設けられているか、又は慣性センサ３に接続された記憶手段に格納される。
その次に、計測された角速度及び加速度に基づいて演算により慣性センサ３の速度及び変位量を求める。
その次に、演算により求められた慣性センサ３の速度及び変位量と、リニアガイド１の駆動による慣性センサ３の速度及び変位量とを比較する。リニアガイド１の駆動による慣性センサ３の速度及び変位量は、制御手段２の制御によるものであり既知である。そして、演算により求められた慣性センサ３の速度及び変位量と、リニアガイド１の駆動による慣性センサ３の速度及び変位量との誤差が所定範囲内であれば、慣性センサ３の性能が良好であると評価できる。
このような慣性センサ３の性能評価方法では、制御手段２の制御によりリニアガイド１を駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ慣性センサ３を変位させ、演算により求められた慣性センサ３の速度及び変位量とリニアガイド１の駆動による慣性センサ３の速度及び変位量とを比較するので、慣性センサ３の変位に再現性を持たせ、定量的に慣性センサの性能評価を行うことができる。
このような構成は、精度が比較的低いＭＥＭＳジャイロ及びＭＥＭＳ加速度計を有する慣性センサ３に特に有効である。すなわち、慣性センサ３を人手により変位させて性能を評価しようとすると、センサ自体の誤差に加えて、人手により変位させたことよる誤差も性能評価の結果に含まれてしまうため、性能評価の信頼性が極めて低くなってしまう。そこで、本実施の形態の構成により慣性センサ３の変位に再現性を持たせることにより、性能評価の結果に含まれる誤差を小さくでき、性能評価の信頼性を向上できる。
１ リニアガイド
２ 制御手段
３ 慣性センサ
３０ 角速度計
３１ 加速度計

Claims (2)

  1. 角速度計及び加速度計を含む慣性センサをリニアガイドに搭載する工程と、
    制御手段の制御により前記リニアガイドを駆動することによって所定の速度にて所定の変位量だけ前記慣性センサを変位させるとともに、前記角速度計及び加速度計により角速度及び加速度を計測する工程と、
    計測された前記角速度及び加速度に基づく演算により前記慣性センサの速度及び変位量を求める工程と、
    前記演算により求められた前記慣性センサの速度及び変位量と、前記リニアガイドの駆動による前記慣性センサの速度及び変位量とを比較する工程と
    を含むことを特徴とする慣性センサの性能評価方法。
  2. 前記角速度計はＭＥＭＳジャイロであり、前記加速度計はＭＥＭＳ加速度計であることを特徴とする請求項１記載の慣性センサの性能評価方法。
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