JP2016045195A - インタフェースアダプタを持つ小型慣性測定ユニット - Google Patents

インタフェースアダプタを持つ小型慣性測定ユニット Download PDF

Info

Publication number
JP2016045195A
JP2016045195A JP2015160100A JP2015160100A JP2016045195A JP 2016045195 A JP2016045195 A JP 2016045195A JP 2015160100 A JP2015160100 A JP 2015160100A JP 2015160100 A JP2015160100 A JP 2015160100A JP 2016045195 A JP2016045195 A JP 2016045195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inertial
interface adapter
measurement unit
sensor
imu
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.)
Pending
Application number
JP2015160100A
Other languages
English (en)
Inventor
マシュー・シュラガー
Schlager Matthew
スコット・スナイダー
Snyder Scott
ダーン・トゥ・ヴァン−キャオ
Tu Van-Cao Dang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of JP2016045195A publication Critical patent/JP2016045195A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5783Mountings or housings not specific to any of the devices covered by groups G01C19/5607 - G01C19/5719
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/003Details of instruments used for damping
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/02Housings
    • G01P1/023Housings for acceleration measuring devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

【課題】慣性測定ユニットのサイズを低減するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】一実施形態において、慣性測定ユニットアセンブリは、未補償センサデータを出力するように構成される少なくとも1つの慣性センサと、少なくとも1つの慣性センサを絶縁するように構成される慣性アイソレータと、インタフェースアダプタとを備え、インタフェースアダプタは少なくとも1つの慣性センサ、慣性インタフェースアダプタおよび慣性インタフェースアダプタを取り付ける運搬手段の間の基準点として使用される少なくとも1つの較正位置合わせピンを含む。さらには、慣性測定ユニットは未補償センサデータを慣性測定ユニットの外部に位置する処理装置に出力するように構成される。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、2014年8月20日に出願した米国仮特許出願第62/039,755号の利益を主張する。
[0002]従来の慣性測定ユニット(IMU)は3部システム(3−part system)である。第1の部分は、典型的に3つのジャイロと3つの加速度計を含む慣性センサである。6つのセンサの出力は、搭載プロセッサであるIMUの第2の部分に送られる。IMUの第3の部分は、慣性センサと搭載プロセッサを収容するだけでなく、通常IMU位置合わせ較正を保持しつつIMUを運搬手段(vehicle)に取り付けるために使用される位置合わせピンの形態である一組の外部基準点を提供する機械的ハウジングである。
[0003]3部システムを収めるのに十分な物理的体積が確保できていたので、この手法は典型的にIMUのエンドユーザに受け入れられてきた。しかしながら、無人航空機(UAV)などのより小さいエンドユーザプラットフォームの進展に伴い、慣性センサ、プロセッサボードおよび機械的ハウジングを含むIMUを収める物理的体積は確保しにくくなりつつある。
米国出願第13/538,235号
[0004]上述の理由のためかつ本明細書を読み、理解することで当業者には明らかになるであろう下述の理由のため、当該技術分野では、限られた空間を有する運搬手段または装置にIMUがよりうまく収まるように、それらのサイズを低減する改善されたシステムおよび方法が必要である。
[0005]本開示の実施形態は、IMUのサイズを低減するためのシステムおよび方法を提供し、また以下明細書を読み、吟味することにより理解されるであろう。
[0006]一実施形態において、慣性測定ユニットアセンブリは、未補償センサデータを出力するように構成される少なくとも1つの慣性センサと、少なくとも1つの慣性センサを絶縁するように構成される慣性アイソレータと、インタフェースアダプタとを備え、インタフェースアダプタは少なくとも1つの慣性センサ、慣性インタフェースアダプタおよび慣性インタフェースアダプタを取り付ける運搬手段の間の基準点として使用される少なくとも1つの較正位置合わせピンを含み、慣性測定ユニットは未補償センサデータを慣性測定ユニットの外部に位置する処理装置に出力するように構成される。
[0007]図面は例示的な実施形態のみを描き、したがって範囲を限定すると見なすべきではないと理解した上で、例示的な実施形態を添付の図面の使用を通してさらに具体的かつ詳細に説明する。
[0008]インタフェースアダプタと慣性アイソレータを持つ小型慣性測定ユニットアセンブリを組み込む運搬手段例のブロック図である。 [0009]インタフェースアダプタと慣性アイソレータを持つ小型慣性測定ユニットアセンブリ例の図である。 [0010]インタフェースアダプタと慣性アイソレータを持つ小型慣性測定ユニットアセンブリを実装するための方法例のフロー図である。
[0011]慣例に従って、様々な説明される特徴は一定の縮尺で描かれるのではなく、例示的な実施形態に関連する特定の特徴を強調するように描かれる。
[0012]以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、特定の例証的な実施形態が例証として示される添付の図面を参照する。しかしながら、他の実施形態を利用してよいし、論理的、機械的、および電気的変更を行ってもよいことを理解するべきである。さらには、図面および本明細書で提示する方法は個別のステップを行ってよい順序を限定すると解釈するべきではない。以下の詳細な説明はしたがって限定的な意味に取るべきではない。
[0013]上述のように、当該技術分野では、限られた空間を持つ運搬手段がIMUを収められるように、IMUのサイズを低減する改善されたシステムおよび方法が必要である。本明細書の実施形態は解決策として「小型IMUアセンブリ」を提供する。本明細書で使用する場合、運搬手段という用語は、小型IMUアセンブリが実装される任意の装置を指す。たとえば、運搬手段としては航空機、自動車、飛翔体、携帯装置などが含まれる。
[0014]図1は、小型IMUアセンブリ102を含む運搬手段例100のブロック図である。小型IMUアセンブリ102は1つまたは複数の慣性センサ104、インタフェースアダプタ106および慣性アイソレータ111を含む。より詳細に下述するように、インタフェースアダプタ106は小型IMUアセンブリ102を運搬手段100に機械的に結合し、慣性アイソレータ111は少なくとも1つの慣性センサ104を絶縁する。その上、小型IMUアセンブリ102は運搬手段100に電気的に接続される。小型IMUアセンブリ102はまた小型IMUアセンブリ102の外部に位置する処理装置114に通信可能に結合される。小型IMUアセンブリ102の外部に位置する外部処理装置114は本明細書では外部処理装置114とも呼ぶ。いくつかの実施形態において、外部処理装置114は運搬手段100に含まれる。他の実施形態において、外部処理装置114は運搬手段100に含まれない。小型IMUアセンブリ102により生成される未補償データ105は外部処理装置114にデータストリーム112を介して送信できる。その上、較正係数110を外部処理装置114上にロードでき、外部処理装置114はそれを使用して未補償データ105から補償済データ116を計算できる。補償済データ116は、加速度、速度、回転、および位置情報などの運搬手段100の姿勢基準データを求めるために使用できる。
[0015]いくつかの実施形態において、1つまたは複数の慣性センサ104は回転センサと加速度センサの両方を含む。例示的な実施形態において、1つまたは複数の慣性センサ104は3つの回転センサと3つの加速度センサを含み、回転センサの各々は互いに直交し、3つの加速度センサの各々は互いに直交する。回転センサは本明細書ではジャイロとも呼ぶ。ジャイロは、リングレーザジャイロ、光ファイバジャイロ、およびスピニングマスジャイロを含むがこれらに限定されない任意の種類であり得る。加速度センサは当該技術分野で公知の任意の加速度計であり得る。
[0016]1つまたは複数の慣性センサ104は1つまたは複数の慣性センサ104により測定される未補償データ105を生成するように構成される。較正係数110を使用することで、補償済データ116を未補償データ105を用いて導出できる。上述のように、補償済データ116は次いで、小型IMUアセンブリ102を設置する運搬手段100の姿勢を求めるために使用できる。
[0017]1つまたは複数の慣性センサ104は小型IMUアセンブリ102へのセンサの組み付けの間に較正される。従来のIMUでは、1つまたは複数の慣性センサ104の較正から導出される係数(本明細書では較正係数110と呼ぶ)は従来のIMUに含まれる処理装置にロードされる。従来のIMU上の処理装置は次いで較正係数を使用して、慣性センサにより得られる生の測定値を補償する。補償済データは次いで同期データストリームを介して運搬手段の処理ユニットに転送され、そこで運搬手段の姿勢が求められる。同期データストリームは通常、RS−485プロトコルなどの差動インタフェースを通して送信される。
[0018]それに反して、本明細書で説明する実施形態において、小型IMUアセンブリ102は処理装置を含まない。代わりに、小型IMUアセンブリ102は小型IMUアセンブリ102の外部に位置する処理装置114に通信可能に結合される。較正係数110は外部処理装置114上にロードされ、小型IMUアセンブリ102は未補償データ105を外部処理装置114にデータストリーム112を介して送信するように構成される。いくつかの実施形態において、データストリームは非同期シリアルデータストリーム112である。他の実施形態において、ユニバーサルシリアルバス(USB)、イーサネット(登録商標)および/または無線伝送などの他の種類のデータストリーム112を使用できる。その結果、小型IMUアセンブリ102はプロセッサを含まないので、従来のIMUよりも小さい体積を占める。
[0019]いくつかの実施形態において、小型IMUアセンブリ102の製造者により決められる較正係数110は小型IMUアセンブリ102の購入者に、小型IMUアセンブリ102が送達されるときに、送達できる。小型IMUアセンブリ102の購入者は次いで較正係数110を外部処理装置114上にロードすることになる。他の実施形態において、較正係数110は小型IMUアセンブリ102に含まれるメモリ108上に記憶できる。較正係数110は次いで外部処理装置114にデータストリーム113を介して送信できる。いくつかの実施形態において、較正係数110を含むデータストリーム113は未補償データ105を含むデータストリーム112と同じインタフェースおよび物理媒体を通して送信される。他の実施形態において、較正係数110は未補償データ105のためのデータストリーム112とは異なるインタフェースを通して送信される。いくつかの実施形態において、較正係数110を含むデータストリーム113は非同期データストリームであり得る。
[0020]小型IMUアセンブリ102が有用な補償済データ116をもたらすために、小型IMUアセンブリ102に対する1つまたは複数の慣性センサ104の配向が既知でなければならない。いくつかの実施形態において、インタフェースアダプタ106と位置合わせピン109をこの目的のために使用する。詳細には、慣性インタフェースアダプタ106に対する慣性センサ104の位置および配向を較正係数110内に含め、外部処理装置114により利用されて未補償データ105から補償済データ116を生成する。
[0021]図2は、インタフェースアダプタ106と慣性アイソレータ111を含む小型IMUアセンブリ例102の図である。上述のように、インタフェースアダプタ106は、インタフェースアダプタ106に対する1つまたは複数の慣性センサ104の位置および配向が既知となるように1つまたは複数の慣性センサ104を配向するために使用される。さらには、インタフェースアダプタ106を装着する運搬手段100に対するインタフェースアダプタ106の位置および配向が既知である。小型IMUアセンブリ102はまた1つまたは複数の慣性センサ104をインタフェースアダプタ106内にロックするスパナナット107を含む。
[0022]IMUアセンブリ102はまた慣性アイソレータ111を含む。IMUアセンブリ102に組み込み得る慣性アイソレータ111の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国出願第13/538,235号でより詳細に説明される。米国出願第13/538,235号で述べられるように、慣性アイソレータ111は、慣性センサ104とインタフェースアダプタ106との間に設けられ、慣性センサ104をインタフェースアダプタ106に機械的に結合するエラストマーから成る。慣性アイソレータ111は慣性センサ104とインタフェースアダプタ106との間の変位(すなわち、相対運動)を可能にする。さらには、慣性アイソレータ111は、インタフェースアダプタ106から慣性センサ104へのエネルギー移動を低減するために、インタフェースアダプタ106からの運動関連エネルギーを吸収する受動絶縁システムとして作用する。
[0023]いくつかの実施形態において、慣性アイソレータ111は略環状形状を有し、慣性センサ104が環状形状の内側に接続され、インタフェースアダプタ106が環状形状の外側に接続される。いくつかの実施形態において、慣性アイソレータ111は上で論じた所望の特徴(たとえば、関連エネルギーを吸収することと変位を可能にすること)と形状(たとえば、環状)を有する一体構造体である。他の実施形態において、慣性アイソレータ111はインタフェースアダプタ106と慣性センサ104との間に設けられる複数の部分から成る。アイソレータの複数の部分は、複数の部分(たとえば、別個の不連続の要素)が集合的にアイソレータの所望の形状(たとえば、略環状形状)を形成するように設け得る。
[0024]インタフェースアダプタ106はまた1つまたは複数の位置合わせピン109を含む。位置合わせピン109は慣性センサ104、インタフェースアダプタ106および小型IMUアセンブリ102を装着する運搬手段100の間の共通の既知の基準点として作用するように構成される。位置合わせピン109の共通の既知の基準点は較正係数110に記憶でき、これが次いで外部処理装置114により使用されて慣性センサ104により生成される未補償データ105から補償済データ116を計算できる。上で論じたように、補償済データ116は次いで、運搬手段100の正確な姿勢データを計算するために使用できる。
[0025]本明細書の実施形態において、本明細書で説明する小型IMUアセンブリ102は処理装置を含まないので、インタフェースアダプタ106は従来のIMU実装のために使用されるハウジングよりも小さくできる。したがって、本開示の小型IMUアセンブリ102は従来のIMUよりも小さい体積を有する。いくつかの例示的な実施形態において、小型IMUアセンブリ102は処理装置を含む従来のIMUの体積のおよそ1/2〜3/5であり得る。
[0026]図3は、小型IMUアセンブリを含み、小型IMUアセンブリがインタフェースアダプタと慣性アイソレータを含む慣性測定ユニットを実装するための方法例300のフロー図である。方法300は、未補償センサデータを、インタフェースアダプタと慣性アイソレータを持つ小型慣性測定ユニット(IMU)アセンブリに含まれる少なくとも1つの慣性センサから小型IMUアセンブリに通信可能に結合され、小型IMUアセンブリの外部に位置する処理装置に出力するステップを備える(ブロック302)。いくつかの実施形態において、未補償センサデータは上で論じた未補償センサデータ105と同じ特性のいくつかまたはすべてを有し得る。さらには、小型IMUアセンブリ、インタフェースアダプタおよび慣性アイソレータはそれぞれ上で論じた小型IMUアセンブリ102、インタフェースアダプタ106および慣性アイソレータ111と同じ特性のいくつかまたはすべてを有し得る。
[0027]その上、いくつかの実施形態において、未補償センサデータは未補償センサデータ105を上記出力するのと同様に処理装置に出力できる。たとえば、いくつかの実施形態において、未補償センサデータは処理装置に、非同期シリアルデータストリームを含めて上述のデータストリーム112と同様のデータストリームを用いて出力できる。
[0028]方法300はさらに、未補償センサデータを処理装置内の較正係数を用いて補償するステップを備え、較正係数はインタフェースアダプタに対する少なくとも1つの慣性センサの位置および配向を含む(ブロック304)。いくつかの実施形態において、処理装置は上で論じた処理装置114と同じ特性のいくつかまたはすべてを有し得る。たとえば、処理装置は、未補償データを生成する慣性センサを設置する運搬手段と同じ運搬手段に設置される慣性航法システムコンピュータに含め得る。しかしながら、処理装置は、未補償データを生成する慣性センサを含む慣性測定ユニットには含めない。
[0029]方法300はさらに、小型IMUアセンブリを設置する運搬手段の慣性状態を補償済センサデータを用いて計算するステップを備える(ブロック306)。いくつかの実施形態において、運搬手段の慣性状態は以下の少なくとも1つを含む:運搬手段の加速度、速度、回転、および位置。
[0030]いくつかの実施形態において、方法300はさらに、較正係数を小型IMUアセンブリから処理装置に出力するステップを備え得る。いくつかの実施形態において、較正係数は、非同期データストリームを含めて上で論じたデータストリーム112、113と同様のデータストリームを通して送信できる。いくつかの他の実施形態において、較正係数は小型IMUアセンブリの購入者に小型IMUアセンブリと共に提供でき、小型IMUアセンブリから処理装置への未補償センサデータの出力に先立って購入者により処理装置上にロードできる。
[0031]本システムおよび方法で使用するメモリは、プロセッサ可読命令またはデータ構造の記憶のために使用される任意の適切な有形かつ非一時的プロセッサ可読媒体であり得る。適切なプロセッサ可読媒体としては、磁気または光媒体などの有形媒体が含まれ得る。たとえば、有形媒体としては、従来のハードディスクなどであるがこれに限定されない物理装置、コンパクトディスク(たとえば、読み出し専用もしくは書き換え可能)、または同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)、ダブルデータレート(DDR)RAM、RAMBUSダイナミックRAM(RDRAM)、スタティックRAM(SRAM)などを含むがこれらに限定されないランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、およびフラッシュメモリなどの不揮発性媒体、などが含まれ得る。
[0032]本システムおよび方法で使用する処理装置は、当業者に公知のように、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の適切な組み合わせを用いて実装できる。これらは、特別に設計される特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)で補う、またはそれらに組み込んでよい。処理装置はまた、本方法およびシステムで使用する様々な処理タスク、計算、および制御機能を行うためのソフトウェアプログラム、ファームウェア、または他のコンピュータ可読命令を持つ機能を含み得る。
[0033]本方法で説明する1つまたは複数の行為は、少なくとも1つのプロセッサにより実行される、プログラムモジュールまたはコンポーネントなどのコンピュータ実行可能命令により実装できる。一般に、プログラムモジュールはルーチン、プログラム、オブジェクト、データコンポーネント、データ構造、アルゴリズムなどを含み、これらが特定のタスクまたは実装する特定の抽象データ型を遂行する。
[0034]様々な処理タスク、計算、および本明細書で説明する方法の動作に使用される他のデータの生成を行うための命令はソフトウェア、ファームウェア、または他のコンピュータもしくはプロセッサ可読命令で実装できる。これらの命令は典型的に、コンピュータ可読命令またはデータ構造の記憶のために使用されるコンピュータ可読媒体を含む任意の適切なコンピュータプログラム製品上に記憶される。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用もしくは専用のコンピュータもしくはプロセッサ、または任意のプログラミング論理装置によりアクセスできる任意の入手可能な媒体であり得る。
実施形態例
[0035]例1は、未補償センサデータを出力するように構成される少なくとも1つの慣性センサと、少なくとも1つの慣性センサを絶縁するように構成される慣性アイソレータと、インタフェースアダプタとを備え、インタフェースアダプタは少なくとも1つの慣性センサ、慣性インタフェースアダプタおよび慣性インタフェースアダプタを取り付ける運搬手段の間の基準点として使用される少なくとも1つの較正位置合わせピンを含み、慣性測定ユニットは未補償センサデータを慣性測定ユニットの外部に位置する処理装置に出力するように構成される、慣性測定ユニットアセンブリを含む。
[0036]例2は例1の慣性測定ユニットを含み、さらに1つまたは複数の慣性センサをインタフェースアダプタに固定するように構成されるスパナナットを備える。
[0037]例3は例1〜2のいずれかの慣性測定ユニットを含み、慣性測定ユニットは未補償センサデータを処理装置に非同期シリアルデータストリームを通して出力するように構成される。
[0038]例4は例1〜3のいずれかの慣性測定ユニットを含み、さらに複数の較正係数を記憶するように構成されるメモリを備え、慣性測定ユニットは複数の較正係数を処理装置に出力するように構成される。
[0039]例5は例4の慣性測定ユニットを含み、慣性測定ユニットは複数の較正係数を処理装置に非同期シリアルデータストリームを通して出力するように構成される。
[0040]例6は例1〜5のいずれかの慣性測定ユニットを含み、少なくとも1つの慣性センサは3つの回転センサを備え、3つの回転センサの各々は互いに直交し、さらに3つの加速度センサを備え、3つの加速度センサの各々は互いに直交する。
[0041]例7は、処理装置と、処理装置に通信可能に結合される慣性測定ユニットとを備え、処理装置は物理的に慣性測定ユニットの外部に位置し、慣性測定ユニットは未補償センサデータを出力するように構成される少なくとも1つの慣性センサと、少なくとも1つの慣性センサを絶縁するように構成される慣性アイソレータと、インタフェースアダプタとを備え、インタフェースアダプタは少なくとも1つの慣性センサ、慣性インタフェースアダプタおよび慣性インタフェースアダプタを取り付ける運搬手段の間の基準点として使用される少なくとも1つの較正位置合わせピンを含み、慣性測定ユニットは未補償センサデータを処理装置に出力するように構成され、処理装置は未補償センサデータを受信し、未補償センサデータを較正係数を用いて補償するように構成された、システムを含む。
[0042]例8は例7のシステムを含み、さらに1つまたは複数の慣性センサをインタフェースアダプタに固定するように構成されるスパナナットを備える。
[0043]例9は例7〜8のいずれかのシステムを含み、慣性測定ユニットは未補償センサデータを処理装置に非同期シリアルデータストリームを通して出力するように構成される。
[0044]例10は例7〜9のいずれかのシステムを含み、慣性測定ユニットはさらに複数の較正係数を記憶するように構成されるメモリを備え、慣性測定ユニットは複数の較正係数を処理装置に出力するように構成される。
[0045]例11は例10のシステムを含み、慣性測定ユニットは複数の較正係数を処理装置に非同期シリアルデータストリームを通して出力するように構成される。
[0046]例12は例7〜11のいずれかのシステムを含み、少なくとも1つの慣性センサは3つの回転センサを備え、3つの回転センサの各々は互いに直交し、さらに3つの加速度センサを備え、3つの加速度センサの各々は互いに直交する。
[0047]例13は例7〜12のいずれかのシステムを含み、処理装置は慣性航法システムコンピュータに含まれる。
[0048]例14は例13のシステムを含み、慣性航法システムコンピュータは運搬手段の加速度、速度、回転、および位置を補償済センサデータに基づいて計算する。
[0049]例15は、未補償センサデータを、インタフェースアダプタと慣性アイソレータを持つ小型慣性測定ユニット(IMU)アセンブリに含まれる少なくとも1つの慣性センサから小型IMUアセンブリに通信可能に結合され、小型IMUアセンブリの外部に位置する処理装置に出力するステップと、未補償センサデータを処理装置内の較正係数を用いて補償するステップであって、較正係数がインタフェースアダプタに対する少なくとも1つの慣性センサの位置および配向を含むステップと、小型IMUアセンブリを設置する運搬手段の慣性状態を補償済センサデータを用いて計算するステップとを備える方法を含む。
[0050]例16は例15の方法を含み、未補償センサデータは処理装置に非同期シリアルデータストリームを用いて出力される。
[0051]例17は例15〜16のいずれかの方法を含み、さらに較正係数を小型IMUアセンブリから処理装置に出力するステップを備える。
[0052]例18は例17の方法を含み、較正係数は処理装置に非同期シリアルデータストリームを用いて出力される
[0053]例19は例15〜18のいずれかの方法を含み、さらに較正係数を小型IMUアセンブリの購入者に提供するステップと、小型IMUアセンブリから処理装置への未補償センサデータの出力に先立って、較正係数を処理装置上にロードするステップとを備える。
[0054]例20は例15〜19のいずれかの方法を含み、慣性状態を計算するステップは以下の少なくとも1つを計算するステップを含む:運搬手段の加速度、速度、回転、および位置。
[0055]特定の実施形態を本明細書で例示し説明してきたが、同じ目的を達成するために計算される任意の配置を、図示する特定の実施形態の代わりに代用してよいことが当業者により認識されるであろう。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることが明らかに意図される。
100 運搬手段
102 小型IMUアセンブリ
104 慣性センサ
105 未補償データ
106 インタフェースアダプタ
107 スパナナット
108 メモリ
109 位置合わせピン
110 較正係数
111 慣性アイソレータ
112 データストリーム
113 データストリーム
114 外部処理装置
116 補償済データ

Claims (3)

  1. 慣性測定ユニットアセンブリ(102)であって、
    未補償センサデータ(105)を出力するように構成される少なくとも1つの慣性センサ(104)と、
    前記少なくとも1つの慣性センサ(104)を絶縁するように構成される慣性アイソレータ(111)と、
    インタフェースアダプタ(106)であって、前記少なくとも1つの慣性センサ(104)、前記慣性インタフェースアダプタ(106)および前記慣性インタフェースアダプタ(106)を取り付ける運搬手段(100)の間の基準点として使用される少なくとも1つの較正位置合わせピン(109)を含む、インタフェースアダプタ(106)と
    を備え、
    前記慣性測定ユニット(102)は、前記未補償センサデータ(105)を前記慣性測定ユニット(102)の外部に位置する処理装置(114)に出力するように構成される、慣性測定ユニットアセンブリ(102)。
  2. 複数の較正係数(110)を記憶するように構成されるメモリ(108)をさらに備え、
    前記慣性測定ユニット(102)は、前記複数の較正係数(110)を前記処理装置(114)に出力するように構成される、請求項1に記載の慣性測定ユニット。
  3. 未補償センサデータを、インタフェースアダプタ及び慣性アイソレータを有する小型慣性測定ユニット(IMU)アセンブリに含まれる少なくとも1つの慣性センサから、前記小型IMUアセンブリに通信可能に結合されて前記小型IMUアセンブリの外部に位置する処理装置に出力するステップ(302)と、
    前記未補償センサデータを前記処理装置内において較正係数を用いて補償するステップであって、前記較正係数は、前記インタフェースアダプタに対する前記少なくとも1つの慣性センサの位置および配向を含む、ステップ(304)と、
    前記小型IMUアセンブリを設置する運搬手段の慣性状態を、補償済みセンサデータを用いて計算するステップ(306)と
    を含む方法。
JP2015160100A 2014-08-20 2015-08-14 インタフェースアダプタを持つ小型慣性測定ユニット Pending JP2016045195A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462039755P 2014-08-20 2014-08-20
US62/039,755 2014-08-20
US14/556,574 US20160054355A1 (en) 2014-08-20 2014-12-01 Compact inertial measurement unit with interface adapter
US14/556,574 2014-12-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016045195A true JP2016045195A (ja) 2016-04-04

Family

ID=53835942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015160100A Pending JP2016045195A (ja) 2014-08-20 2015-08-14 インタフェースアダプタを持つ小型慣性測定ユニット

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160054355A1 (ja)
EP (1) EP2988135A3 (ja)
JP (1) JP2016045195A (ja)
CN (1) CN105424037A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10520317B2 (en) 2016-06-02 2019-12-31 Maliszewski Family 2001 Trust In-situ wheel position measurement using inertial measurement units (IMUs)
DE102017110205A1 (de) * 2017-05-11 2018-11-15 Northrop Grumman Litef Gmbh Inertiales messgerät
CN112236100B (zh) * 2019-04-15 2024-01-02 柯惠Lp公司 校准手术机器人的器械驱动单元的转矩传感器的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212443A (en) * 1978-05-18 1980-07-15 Sperry Corporation Strapped down attitude and heading reference system for aircraft employing skewed axis two-degree-of-freedom rate gyros
US5360236A (en) * 1992-12-14 1994-11-01 Honeywell Inc. Apparatus and methods for mounting an inertial sensor chassis to an aircraft support frame
EP1701135A1 (de) * 2005-03-11 2006-09-13 Delphi Technologies, Inc. Verfahren zum Kalibrieren eines Beschleunigungssensors
EP1872087A4 (en) * 2005-04-19 2012-10-17 Jaymart Sensors Llc MINIATURED INERTIA MEASURING UNIT AND ASSOCIATED PROCEDURES
JP4736866B2 (ja) * 2005-04-28 2011-07-27 株式会社デンソー ナビゲーション装置
JP2007040762A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Toyota Motor Corp 光ジャイロ較正装置、光ジャイロを搭載するロボット及び光ジャイロ較正プログラム
US20070113702A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Honeywell International Inc. Isolation system for an inertial measurement unit
US20110097414A1 (en) * 2007-02-26 2011-04-28 Sandal Roshan Lal Pharmaceutical compositions comprising adsorbate of fenofibrate
US8639415B2 (en) * 2008-08-25 2014-01-28 Trw Automotive U.S., Llc Method for correction of dynamic output signals of inertial sensors having mounting offsets
US20110197414A1 (en) * 2008-10-17 2011-08-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensor arrangement and method for easy installation into a vehicle
US7979231B2 (en) * 2008-11-13 2011-07-12 Honeywell International Inc. Method and system for estimation of inertial sensor errors in remote inertial measurement unit
US20100276194A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Honeywell International Inc. Thin walled inertial measurement unit (imu) packaging jacket with integral flexible flange
US9810549B2 (en) * 2011-01-06 2017-11-07 University Of Utah Research Foundation Systems, methods, and apparatus for calibration of and three-dimensional tracking of intermittent motion with an inertial measurement unit
US8977512B1 (en) * 2011-06-17 2015-03-10 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method and apparatus for alignment harmonization
US20140001687A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Honeywell International Inc. Annular isolator with secondary features

Also Published As

Publication number Publication date
CN105424037A (zh) 2016-03-23
EP2988135A2 (en) 2016-02-24
US20160054355A1 (en) 2016-02-25
EP2988135A3 (en) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160163218A1 (en) Angularly Unbounded Three-Axis Spacecraft Simulator
US10101174B2 (en) Air data aided inertial measurement unit
US8645063B2 (en) Method and system for initial quaternion and attitude estimation
CN108139216B (zh) 用于提供简单而可靠的惯性测量单元的系统和方法
RU2385447C2 (ru) Система управления для транспортных средств
US11958604B2 (en) Unmanned aerial vehicle and method for controlling gimbal thereof
EP3246661A1 (en) Hybrid inertial measurement unit
US11480413B2 (en) Dynamic autopilot
WO2004029549A2 (en) Method and system for processing pulse signals within an inertial navigation system
JP2016045195A (ja) インタフェースアダプタを持つ小型慣性測定ユニット
WO2019205002A1 (zh) 手持云台的姿态解算的方法和云台系统
EP3527948B1 (en) Air data aided inertial measurement unit
CN105043416B (zh) 一种半球谐振陀螺组合在轨故障诊断方法
US9140558B2 (en) Navigation system initialization with inertial data compensation
Xu et al. Research on the calibration method of micro inertial measurement unit for engineering application
CN109631952B (zh) 航天器用光学陀螺组件姿态基准镜安装误差标定方法
ES2774781T3 (es) Compensación de sesgo electrónica para un giroscopio
US9792244B2 (en) Multiple processor architecture with flexible external input/output interface
JP2007107951A (ja) 取付け角度算出装置
JP2017188743A (ja) カメラキャリブレーション装置およびカメラキャリブレーション方法
JP2018027761A (ja) 姿勢制御装置、宇宙機、姿勢制御方法および姿勢制御プログラム
KR102115246B1 (ko) 드론 캘리브레이션 시스템 및 그 방법
US10816676B2 (en) GNSS/INS integration deep inside of inertial sensors
Filatov et al. Dynamic calibration method of inertial measurement units
Luciani et al. MIMU-M-A High Accuracy, Miniature INS based on GNSS and multiple MEMS IMUs