JP2018091845A - デュアル振動パターン共振型ジャイロスコープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つの例は、共振型ジャイロスコープを含む。共振型ジャイロスコープは、受感軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な動きに静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムを含む。センサシステムは、共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される。共振型ジャイロスコープはまた、複数の別個の振動パターンの各々において同時に共振器の実質的に周期的な動きを提供するように複数のフォーサー信号を生成して、実質的に周期的な動きに関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定する。
【選択図】図1
Description
以下に、上記各実施形態から把握できる技術思想を記載する。
(付記1)
共振型ジャイロスコープであって、
受感軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々で共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を備える共振型ジャイロスコープ。
(付記2)
前記共振型ジャイロスコープは、半球共振型ジャイロスコープ(HRG)として構成される、付記1に記載の共振型ジャイロスコープ。
(付記3)
多軸ジャイロスコープシステムであって、
前記多軸ジャイロスコープシステムのX軸を中心とした回転を測定するように構成された第1の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのY軸を中心とした回転を測定するように構成された第2の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのZ軸を中心とした回転を測定するように構成された第3の共振型ジャイロスコープと、を備え、
前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープの各々は、
X軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々において共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を含む、多軸ジャイロスコープシステム。
(付記4)
前記コントローラは、
前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、および
前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、を交互に実行するように構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
(付記5)
前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで力再平衡化方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第1の測定値を供給し、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで全角度方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第2の測定値を供給するように構成され、
前記コントローラは、前記第1の測定値と前記第2の測定値とを組み合わせて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
(付記6)
前記コントローラは、前記振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第2の較正を提供するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第1の較正を提供するように構成され、
前記コントローラは、前記第1および第2の較正を組み合わせて、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、付記3に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
Claims (20)
- 共振型ジャイロスコープであって、
受感軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々で共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を備える共振型ジャイロスコープ。 - 前記複数の振動パターンモードは、第1の周波数を有する第1の振動パターンモードと、前記第1の周波数よりも高い第2の周波数を有する第2の振動パターンモードと、を含む、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記複数の振動パターンモードは、N=2の振動パターンモードと、N=3の振動パターンモードと、を含む、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記複数のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正可能である、請求項1の共振型ジャイロスコープ。
- 前記コントローラは、
前記振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正すること、および
前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープを較正すること、を交互に実行するように構成される、請求項4に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで力再平衡化方法により前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第1の測定値を供給し、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで全角度方法により共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第2の測定値を供給するように構成され、
前記コントローラは、前記第1の測定値と前記第2の測定値とを組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの第2の較正を提供するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記共振型ジャイロスコープの第1の較正を提供するように構成され、
前記コントローラは、前記第1および第2の較正を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープを較正するアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載された共振型ジャイロスコープ。 - 前記コントローラは、前記複数のフォーサー信号を生成して前記受感軸に対して軸対称で前記共振器の振動共鳴運動を提供するように構成される、請求項1に記載の共振型ジャイロスコープ。
- 前記共振型ジャイロスコープは、半球共振型ジャイロスコープ(HRG)として構成される、請求項1に記載の共振型ジャイロスコープ。
- 多軸ジャイロスコープシステムのX軸を中心とした回転を測定するように構成された第1の共振型ジャイロスコープとして構成された請求項1に記載の共振型ジャイロスコープを備える多軸ジャイロスコープシステムであって、
前記多軸ジャイロスコープシステムのY軸を中心とした回転を測定するように構成された第2の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのZ軸を中心とした回転を測定するように構成された第3の共振型ジャイロスコープと、を備える多軸ジャイロスコープシステム。 - 共振型ジャイロスコープを制御するための方法であって、
第1の周波数を有する第1の組のフォーサー信号を生成すること、
前記第1の周波数よりも高い第2の周波数を有する第2の組のフォーサー信号を生成すること、
前記共振型ジャイロスコープに関連付けられた複数の電極のうちの少なくとも一部分に前記第1および第2の組のフォーサー信号の各々を同時に供給することであって、前記複数の電極は、第1の振動パターンモードおよび第2の振動パターンモードの各々で同時に共振器の実質的に周期的な動きを提供するように受感軸の周りに配置される、前記第1および第2の組のフォーサー信号の各々を供給すること、
前記共振器の実質的に周期的な運動に応じて複数の電極の少なくとも一部分に関連付けられた複数のピックオフ信号を測定して、前記受感軸を中心とした回転を測定すること、を備える方法。 - 前記共振器の実質的に周期的な運動を提供することは、
N=2の振動パターンモードおよびN=3の振動パターンモードの各々で同時に前記共振器の実質的に周期的な運動を提供することを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
前記第1の振動パターンモードに関連付けられた第1のピックオフ信号に応じて、前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正することを含む、請求項11記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
前記第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに同時に、前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正すること、
前記複数の第2のピックオフ信号に応じて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の第2のピックオフ信号を測定し、較正信号に応じて前記共振型ジャイロスコープを較正すること、
第1の持続時間と第2の持続時間とを連続的に交互に繰り返すこと、を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
力再平衡化方法で第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号に応じて共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第1の測定値を取得するとともに同時に、全角度方法で前記第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号に応じて共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転の第2の測定値を取得すること、
アルゴリズムを用いて前記第1の測定値および前記第2の測定値を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定すること、を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数のピックオフ信号を測定することは、
前記第1の振動パターンモードに関連付けられた複数の第1のピックオフ信号を測定し、第1の較正信号に応じて共振型ジャイロスコープの第1の較正を取得するとともに同時に、第2の振動パターンモードに関連付けられた複数の第2のピックオフ信号を測定し、第2の較正信号に応じて共振型ジャイロスコープの第2の較正を取得すること、
アルゴリズムを用いて前記第1の較正および前記第2の較正を組み合わせて前記共振型ジャイロスコープの受感軸を中心とした回転を測定すること、を含む、請求項11に記載の方法。 - 多軸ジャイロスコープシステムであって、
前記多軸ジャイロスコープシステムのX軸を中心とした回転を測定するように構成された第1の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのY軸を中心とした回転を測定するように構成された第2の共振型ジャイロスコープと、
前記多軸ジャイロスコープシステムのZ軸を中心とした回転を測定するように構成された第3の共振型ジャイロスコープと、を備え、
前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープの各々は、
X軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸の周りに配置され、複数の電極に供給される複数のフォーサー信号に基づいて共振器を実質的に周期的な運動に静電的にさせるように構成された複数の電極を含むセンサシステムであって、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の指示を提供するように構成される前記センサシステムと、
別個の複数の振動パターンモードの各々において共振器の実質的に周期的な運動を提供するための複数のフォーサー信号を同時に生成して、前記実質的に周期的な運動に関連付けられた複数のピックオフ信号に応じて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するように構成されたコントローラと、を含む、多軸ジャイロスコープシステム。 - 前記コントローラは、
前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、および
前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードでX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するとともに、前記複数の振動パターンのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正すること、を交互に実行するように構成される、請求項17に記載された多軸ジャイロスコープシステム。 - 前記コントローラは、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで力再平衡化方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第1の測定値を供給し、前記複数の振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで全角度方法により前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転の第2の測定値を供給するように構成され、
前記コントローラは、前記第1の測定値と前記第2の測定値とを組み合わせて前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのX軸、Y軸、及びZ軸のうちの対応する軸を中心とした回転を測定するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項17に記載された多軸ジャイロスコープシステム。 - 前記コントローラは、前記振動パターンモードのうちの第2の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第2の較正を提供するとともに、前記複数の振動パターンモードのうちの第1の振動パターンモードで前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープの第1の較正を提供するように構成され、
前記コントローラは、前記第1および第2の較正を組み合わせて、前記第1、第2、及び第3の共振型ジャイロスコープのうちの対応する共振型ジャイロスコープを較正するためのアルゴリズムを実行するようにさらに構成される、請求項17に記載された多軸ジャイロスコープシステム。
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