JP2680900B2 - Gyro offset removal method - Google Patents

Gyro offset removal method

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JP2680900B2
JP2680900B2 JP22775589A JP22775589A JP2680900B2 JP 2680900 B2 JP2680900 B2 JP 2680900B2 JP 22775589 A JP22775589 A JP 22775589A JP 22775589 A JP22775589 A JP 22775589A JP 2680900 B2 JP2680900 B2 JP 2680900B2
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data
time
gyro
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buffer memory
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賢司 岡本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は光フアイバジヤイロ、振動ジヤイロ、機械式
ジヤイロなどの旋回角速度検出センサを用いて、自動車
の旋回角速度を検出しようとする際に問題となる出力オ
フセツト除去の問題に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a problem of removing output offset, which is a problem when trying to detect a turning angular velocity of a vehicle using a turning angular velocity detection sensor such as an optical fiber gyro, a vibration gyro, or a mechanical gyro.

【従来の技術】[Prior art]

第1図に、自動車の旋回角をジヤイロを用いて検出
し、自動車の進行する方位を求めるシステムの構成を示
す。 車輪の回転角速度を求める車輪速センサと、自動車の
車体の回転角速度を検出するジヤイロがある。ジヤイロ
は光フアイバジヤイロ、振動ジヤイロ、機械式ジヤイロ
のいずれでもよい。一次元でも二次元でもよいが、ある
車体に固定された軸のまわりに車体が回転する角速度を
検出する。 角速度に応じたデータが出力されるので、これを積分
する事により車体の方位が求められる。 進行距離は、車輪速センサが一定距離走行する毎に生
ずるパルスを積算することによつて求められる。 時刻ごとの微分進行距離と方位とが分ると、ある基準
点を原点とし直交座標系を想定した場合、この座標系で
の自動車の位置が計算されることになる。これがこのシ
ステムの出力で、ある座標系での位置と、自動車の方位
が与えられる。 このシステムの出力は、たとえばメモリ装置に記録さ
れている地図データと照合し、地図上に自身の位置を求
めて表示するナビゲーシヨンシステムや、自身の位置を
中央管理システムに無線などで連絡するようなロケーシ
ヨンシステムに利用される。 実際には、ジヤイロの出力は回転角速度に比例する電
圧出力となる。その電圧出力をAD変換器によつてデジタ
ル値に変換し、コンピユータシステムに一定時間間隔で
入力する。コンピユータシステムではそれを積算して方
位値とする。
FIG. 1 shows the configuration of a system that detects the turning angle of a vehicle using a gyro and obtains the direction in which the vehicle is traveling. There are a wheel speed sensor that determines the rotational angular velocity of the wheel, and a gyro that detects the rotational angular velocity of the vehicle body of the automobile. The gyro may be an optical fiber gyro, a vibration gyro, or a mechanical gyro. It may be one-dimensional or two-dimensional, but it detects the angular velocity at which the vehicle body rotates about an axis fixed to a certain vehicle body. Since the data corresponding to the angular velocity is output, the orientation of the vehicle body can be obtained by integrating the data. The traveling distance is obtained by accumulating pulses generated every time the wheel speed sensor travels a certain distance. When the differential traveling distance and the azimuth at each time are known, the position of the vehicle in this coordinate system will be calculated when an orthogonal coordinate system is assumed with a certain reference point as the origin. This is the output of this system, which gives the position in a coordinate system and the orientation of the car. The output of this system is collated with the map data recorded in the memory device, for example, the navigation system that seeks and displays the position of the user on the map, or the position of the user can be notified to the central management system by radio or the like. It is used for various location systems. In reality, the output of the gyro is a voltage output proportional to the rotational angular velocity. The voltage output is converted into a digital value by an AD converter and input to the computer system at fixed time intervals. In the computer system, it is integrated to obtain the bearing value.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

ここで問題とするのは、ジヤイロの出力値に含まれる
オフセツトとそのドリフトである。 回転角速度が0であれば、ジヤイロの出力値が0であ
るべきである。しかし、実際にはそうでない。回転角速
度が0である時の、ジヤイロ出力値の0からのずれをオ
フセツトという。オフセツトは不変ではなく時間的に変
動する。時間的な変動をドリフトという。 ジヤイロの出力値から、オフセツトを除去しておく必
要がある。オフセツトを除去したものが回転角速度を示
す真の値である。 ジヤイロの出力値からオフセツトを除去しておかない
と、コンピユータ内での積算誤差として増大し、計算さ
れた方位は、本来の正しい方位から外れてゆく事にな
る。積分によつて方位を求めるから、オフセツトが存在
すればその影響が累積してゆく。正確なオフセツトを除
去しなければならない。 オフセツト値を求めるために、自動車が信号などで停
車している時のジヤイロ出力を平均してこれをオフセツ
ト値とする。そして、走行中はジヤイロ出力からオフセ
ツト値を差し引いて真の値を求めるようにする。 自動車が停車している時は、車体の回転角速度が0で
あるはずである。この時のジヤイロの出力はオフセツト
分だけを含むはずである。 しかし実際は第2図に示すように、停車中であつて
も、ジヤイロの出力は一定でなく微少変動する。ある一
定値のまわりに微少変動することもあるが、これから外
れた値のまわりで微少変動する事もある。微少変動分は
振幅も周期も小さいがこれは短周期ノイズという事がで
きる。これに反して一定値から外れるように変動するこ
ともあり、これは振幅も周期も比較的大きいので長周期
ノイズという。 このように停車中といつてもジヤイロの出力は一定で
なくノイズを含んだ波形となる。 しかし、停車中のジヤイロ出力がオフセツトを与える
事は確かであろう。停車中のジヤイロ出力の平均値をも
つてオフセツト値とするのは妥当である。 平均値といつてもいろいろなとり方がある。たとえ
ば、停車中のある時期について、ある短い時間で平均す
るという事が考えられる。この場合は長周期ノイズの影
響を除去することが難しい。 やはり最も正確なのは、停車中の時間全体にわたつて
ジヤイロ出力を時間平均することであろう。 そうすると問題となるのは、自動車が停止した時刻t1
と、走行し始めた時刻t2とを正確に知ることである。 自動車の走行速度は、通常タイヤの回転をパルスに変
換する機構を設け、これより得ている(車輪速セン
サ)。自動車が走行しているか停車しているのかという
判断はそのパルスの有無によつて行なう。すなわち車輪
速センサのパルスが存在すれば走行中とし、パルスがな
ければ停車中と判断するのである。 しかし厳密にいえば、車輪速センサのパルスの有無に
よつて走行、停車を判定するのは正しくない。 停車しようとする時、及び再び走行しようとする時に
は、車輪速パルスの分解能に応じ、自動車が動いている
のに車輪速パルスが出力されない時間が必ず存在する。 第2図に於て自動車が速度を緩め停車し、再び走行し
始める場合のジヤイロ出力(a)と、車輪速パルス
(b)とを示している。 停止した時間t1より先に(t3)、車輪速パルスが発生
しなくなる。最後の車輪速パルスの発生時刻t3と、停止
時t1の間の時間は実際には走行しているが、車輪速セ
ンサによれば停止しているようにみえる期間である。 反対に、発車した瞬間は、走行開始時t2より後に車輪
速パルスが発生する(t4)。発車時t3とパルス発生時刻
t4の間の時間も、実際には走行しているが、車輪速セ
ンサによれば停止しているようにみえる期間である。 車輪速パルスにより停車中であることを判断し、t3
t4の間で時間平均すると、実際の停車時であるt1〜t2
間での時間平均とは違つた値が得られる。 欲しいオフセツト値Δは、ジヤイロ出力をΩ(t)と
して、 であるが、車輪速パルスを停車の判断に用いると、 が得られる事になる。 とΔとは積分範囲が違うので異なる値を与える。期間
、は短いので平均値 に与える影響が無視できるように思えるがそうではな
い。 第2図(a)に示すように、ジヤイロ出力は走行中と
停車中で著しく違う。たとえ速度が小さくてもジヤイロ
出力の変動の振幅は大きく周期も長い。停車中はジヤイ
ロ出力が極めて小さくなる。このため、t3〜t4でジヤイ
ロ出力Ω(t)を積分すると、、の期間の影響が優
越する。これを(t4−t3)で割るのであるから、t1〜t2
の期間での平均値Δと全く異なる値となつてしまう。 走行中のジヤイロ出力が積分中に入ると、そのような
大きい誤差を引きおこすのであるから、これを排除すれ
ばよいと考えられる。 そこで例えば、停車中の短い期間、で平均操作し
てオフセツトを求めるという事も考えられる。しかしこ
のようにすると長周期ノイズの影響を受けやすくなり、
やはり誤差を伴う。 停車中であつてしかも十分に長い時間ジヤイロ出力を
平均してオフセツトを求めるのが望ましい。 自動車が停車中であつてしかもできるだけ長い時間ジ
ヤイロ出力を積算し平均値を求める事のできる方法を提
供することが本発明の目的である。
The problem here is the offset included in the output value of the gyro and its drift. If the rotational angular velocity is 0, the output value of the gyro should be 0. But not really. The deviation of the gyro output value from 0 when the rotational angular velocity is 0 is called an offset. Offsets are not invariant but time-varying. Fluctuations over time are called drifts. It is necessary to remove the offset from the output value of the gyro. The value obtained by removing the offset is the true value indicating the rotational angular velocity. If the offset is not removed from the output value of the gyro, it will increase as a cumulative error in the computer, and the calculated heading will deviate from the original correct heading. Since the azimuth is obtained by integration, if the offset exists, its influence will be accumulated. The exact offset must be removed. In order to obtain the offset value, the gyro output when the vehicle is stopped due to a traffic signal is averaged to obtain the offset value. Then, while traveling, the offset value is subtracted from the gyro output to obtain the true value. When the vehicle is stopped, the angular velocity of the vehicle body should be zero. The output of the gyro at this time should include only the offset. However, as shown in FIG. 2, the output of the gyro is not constant and fluctuates slightly even when the vehicle is stopped. It may fluctuate around a certain value, but it may fluctuate around a value outside this range. The minute fluctuation has a small amplitude and a small cycle, but it can be said that this is short cycle noise. On the contrary, it may fluctuate so as to deviate from a constant value, and this is called long-period noise because its amplitude and period are relatively large. In this way, the output of the gyro is not constant and has a waveform including noise whenever the vehicle is stopped. However, it is certain that the gyro output while stopped will give an offset. It is reasonable to use the average value of the gyro output when the vehicle is stopped as the offset value. There are always various ways to use the average value. For example, it may be possible to average a certain period when the vehicle is stopped for a certain short time. In this case, it is difficult to remove the influence of long period noise. Perhaps the most accurate would be to time average the gyro output over the entire stoppage time. The problem then is that the time t 1
And to know exactly the time t 2 when the vehicle started to travel. The traveling speed of an automobile is usually obtained by providing a mechanism for converting the rotation of tires into pulses (wheel speed sensor). The determination as to whether the vehicle is running or stopped is made based on the presence or absence of the pulse. That is, if there is a pulse from the wheel speed sensor, it is determined that the vehicle is running, and if there is no pulse, it is determined that the vehicle is stopped. However, strictly speaking, it is not correct to judge whether the vehicle is running or stopped based on the presence / absence of a pulse from the wheel speed sensor. When the vehicle is going to stop and the vehicle is going to run again, there is always a time in which the wheel speed pulse is not output although the vehicle is moving, depending on the resolution of the wheel speed pulse. FIG. 2 shows the gyro output (a) and the wheel speed pulse (b) when the vehicle slows down and stops and then starts traveling again. The wheel speed pulse does not occur before the stopped time t 1 (t 3 ). The time between the time t 3 when the last wheel speed pulse is generated and the time t 1 when the vehicle is stopped is a period in which the vehicle actually travels but appears to be stopped by the wheel speed sensor. On the contrary, at the moment of departure, a wheel speed pulse is generated after the start of running t 2 (t 4 ). Departure time t 3 and pulse generation time
The time period from t 4 is also a period in which the vehicle actually travels but seems to be stopped by the wheel speed sensor. It is judged from the wheel speed pulse that the vehicle is stopped, and t 3 ~
When the average time between t 4,違Tsuta value is obtained from the time average of between t 1 ~t 2 is a time of actual stop. The desired offset value Δ is gyro output as Ω (t) However, if the wheel speed pulse is used to determine whether the vehicle is stopped, Will be obtained. Since Δ and Δ have different integration ranges, different values are given. Period is short, so average value It seems that the effect on the can be ignored, but it is not. As shown in FIG. 2 (a), the gyro output is significantly different between when the vehicle is running and when the vehicle is stopped. Even if the speed is low, the amplitude of fluctuation of the gyro output is large and the period is long. The gyro output becomes extremely small while the vehicle is stopped. Therefore, when the gyro output Ω (t) is integrated at t 3 to t 4 , the influence of the period of and is superior. Since this is divided by (t 4 −t 3 ), t 1 ~ t 2
The value will be completely different from the average value Δ during the period. When the gyro output during running enters the integration, such a large error is caused, and it is considered that this should be eliminated. Therefore, for example, it is conceivable that the offset is calculated by averaging during a short period while the vehicle is stopped. However, this makes it more susceptible to long-period noise,
After all there is an error. It is desirable to obtain the offset by averaging the gyro outputs while the vehicle is stopped and for a sufficiently long time. It is an object of the present invention to provide a method in which a gyro output can be integrated and an average value can be obtained while the vehicle is stopped and as long as possible.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前期の目的を達成するため、本発明のジヤイロオフセ
ツト除去法は、 車輪の回転角速度を検出する車輪速センサにより走
行距離を求め、 移動体の角速度を求めるジヤイロ出力を積分し移動
体の方位を演算する移動体搭載システムにおいて、 移動体の停車中のジヤイロ出力からオフセツト値を
求めその後オフセツト値を差引くことでジヤイロ出力を
補正する方法であつて、 ジヤイロ出力をサンプリングしたデータを一時格納
するバツフアメモリと、 バツフアメモリからあふれ出るデータを積算するブ
ロツクと、 積数したデータ個数をカウントするカウンタブロツ
クと、 積算したデータをデータ個数で割つて平均値を求め
る演算装置とからなり、 走行距離センサが停止を示した後一定時間後からバ
ツフアメモリにデータを格納し始め、 バツフアメモリからあふれるデータを前記積算ブロ
ツクによつて積算し、 同時に積算されたデータの数を前記カウンタブロツ
クにより計数し、 続いて走行を開始した時点に前記積算データをデー
タの数で割ることによつて平均値を求め、 バツフアメモリの内容を捨て去り 前記平均値をオフセツト値とする、 ようにしたものである。 第3図は本発明のジヤイロオフセツト除去法の概略構
成を示す。最上段の波形列は車輪速パルスである。2段
目の打点はジヤイロデータのサンプリング点を示してい
る。D1、D2、…というようにサンプリング時刻ごとにデ
ータが出力され、バツフアメモリ1に入力される。 バツフアメモリ1はジヤイロ出力データを一時期たく
わえておくために用いる。ただし通常のメモリ構成では
なく、メモリが一杯になると、いちばん最初に入れたデ
ータから順にあふれ出るような構成となつている。 つまり先入れ、先出しのメモリである。これはジヤイ
ロデータ出力の平均操作に遅延を与え、前述第2図の
、のような期間のデータを平均操作から排除する事
が目的である。 バツフアメモリからあふれ出たデータは、積分ブロツ
ク2によつて積算される。また同時に積算されたデータ
個数もカウンタブロツク3によりカウントされる。デー
タ個数nにより、データの積算値を割る事により、あふ
れたデータについて平均値 を求める。 ここで注意すべきことは2つある。 ひとつはの「走行距離センサが停止を示した後一定
時間後からバツフアメモリにデータを格納し始め」とい
う事である。これは第2図の期間を平均操作から除く
ためである。 もうひとつはバツフアメモリ1を使い、あふれ出たデ
ータを平均操作するということである。平均をとつた時
刻においてバツフアメモリ1内に記憶されているデータ
は平均操作に含まれない。これは第2図の期間を平均
操作から除くためである。
In order to achieve the purpose of the previous term, the gyro offset removal method of the present invention is to determine the traveling distance by a wheel speed sensor that detects the rotational angular velocity of the wheel, and integrate the gyro output to determine the angular velocity of the moving body to determine the direction of the moving body. In a mobile unit-equipped system that calculates the gyro output, the offset value is subtracted from the gyro output while the mobile unit is stopped, and the gyro output is corrected by temporarily storing the gyro output sampled data. It consists of a buffer memory, a block that accumulates the data that overflows from the buffer memory, a counter block that counts the number of accumulated data, and an arithmetic unit that divides the accumulated data by the number of data to obtain an average value. After a certain period of time, the data begins to be stored in the buffer memory and A) The data overflowing from the memory is integrated by the integration block, the number of data integrated at the same time is counted by the counter block, and then the integrated data is divided by the number of data at the time when the running is started. The average value is obtained, the contents of the buffer memory are discarded, and the average value is used as the offset value. FIG. 3 shows a schematic structure of the gyro offset removing method of the present invention. The top row of waveforms is the wheel speed pulse. The dots on the second row indicate the sampling points of the gyro data. Data is output at each sampling time such as D 1 , D 2 , ... And is input to the buffer memory 1. The buffer memory 1 is used for temporarily storing the gyro output data. However, it is not a normal memory configuration, but when the memory is full, it is configured so that the data inserted first will overflow. In other words, it is a first-in first-out memory. The purpose of this is to delay the averaging operation of the gyro data output and exclude the data in the period as shown in FIG. 2 from the averaging operation. The data overflowing from the buffer memory is integrated by the integration block 2. In addition, the number of pieces of data accumulated at the same time is also counted by the counter block 3. By dividing the integrated value of the data by the number of data n, the average value of the overflowed data Ask for. There are two things to note here. One is that "the data starts to be stored in the buffer memory after a certain period of time after the mileage sensor indicates the stop". This is because the period shown in FIG. 2 is excluded from the averaging operation. The other is to use the buffer memory 1 and average the overflowed data. The data stored in the buffer memory 1 at the time of averaging is not included in the averaging operation. This is because the period shown in FIG. 2 is excluded from the averaging operation.

【実 施 例】【Example】

自動車が停車すると車輪速パルスが途切れる(第2図
のt3)。しかし、車輪速パルスが途切れても、その後、
t1時刻まで自動車が動いているので、それを見込んで一
定時間Taだけ待つ。これをここでは前待ち時間Taという
ことにする。Taだけ待つた時刻をt5とする。 t3+Ta=t5 (3) である。t5はt1より後になるようにする。つまり、車輪
速パルスが途切れて(t3)から、自動車が停止する
(t1)までの時間(t1−t3)の最大値または最大値より
大きい値として、前待ち時間Taを予め決定しておく。 Ta≧max{t1−t3} (4) である。max{…}というのは群{…}の最大値という
ことである。 車輪速パルスが途断えて(t3)から、Ta時間後にバツ
フアメモリ1にジヤイロデータを入力してゆく。つまり
時刻t3〜t5のジヤイロデータははじめからバツフアメモ
リ1に入力されない。t5からデータD1、D2、…が入力さ
れてゆく。これは完全に停車した後のジヤイロデータ出
力である。 バツフアメモリの容量をmとする。データはバツフア
メモリ1に順時格納されてゆく。m番目のデータが格納
されるまで、バツフアメモリからデータはあふれ出さな
い。しかし、m番目のデータが入ると、メモリセルが一
杯になるので、さらにデータが入ると、最初のデータD1
から順にメモリからあふれ出てゆく。 あふれ出たデータの個数をnとする。この数nをカウ
ンタブロツク3がカウントする。あふれ出たデータD1
…の積算値を積算ブロツク2が演算する。 カウンタブロツクの出力をS、積算ブロツクの出力を
Qとする。 S=n (5) である。このままでは、時刻tとnとの対応が分りにく
い。そこで、時刻tでのジヤイロ出力Ω(t)との関係
について説明する。サンプリング間隔をτとする。 Ta=τh (7) Tb=τm (8) とおく。Taは先に述べたように車輪速パルスがなくなつ
てから、バツフアメモリへデータを入力し始めるまでの
時間である。 Tbというのはバツフアメモリのメモリセルの数mによ
つてもたらされる遅延時間である。Ta、Tbは期間、
を平均操作から外すために設けられる遅延時間である。 (5)、(6)式は、t5以降の任意の時刻tと、次の
ように関連づけられる。 S=(t−t5−Tb)/τ (9) データの数nの計数はt5から直ちに開始されるのでは
なく、データがバツフアメモリを通過するのに要する時
間Tbを経た後に開始される。であるから、時刻tまでの
時間は(t−t5−Tb)である。τごとにデータがひとつ
出力されるので、データ数nは、これをτで割つた値と
して(9)で与えられる。 データのあふれ出る時刻は(t5+Tb)からであり、時
刻tまでこれを積算するので、Qの積分範囲は(t5
Tb)からτまでである。しかし、バツフアメモリを通る
のにTbだけの時間がかかるので、時刻tに出力されたデ
ータは実はt−Tbの値である。そこで被積分函数はΩ
(t−Tb)となる。 ただし、DkとΩ(t)とは同じジヤイロデータであ
る。独立変数、サフイツクスの与えかたが違うのでノー
テーシヨンを変えている。Dkは時刻t5からτごとにサン
プリングした値であるので、tとnに t=t5+(n−1)τ (11) という関係があり、このとき Dn=Ω(t) (12) である。ただし、これは時刻tにバツフアメモリの出力
に与えられるものではない。(12)の値は時刻t+Tb
バツフアメモリ出力に現われる。Tbだけ遅れるのであ
る。 Q/Sを計算すれば平均値が与えられることになる。た
だし、任意の時刻でQ/Sを求めるというのではない。 そうではなくて、車輪速パルスが再び入力された時点
(第2図のt4)で積算データの平均値を求める。これを
オフセツト値とする。オフセツト値 が求まるから、次に走行を開始した時はみかけのジヤイ
ロ出力からオフセツト値 を差引いたものを真のジヤイロ出力とする。これから自
動車の角速度を演算する。 時刻t4でQ/Sを求めて平均操作するという事は、
(5)、(6)式できまる値をt=t4まで計算し、Q/S
を計算するという事である。nについていえば、これは
時刻t5からTbだけ遅れて計数を開始しt4で停止するので
あるから、 である。これは時刻t4よりTb時間だけ以前のt6時刻まで
の、パルス数として考えることができる。 新しく定義した時刻t6は、実際に自動車が発進した時
刻t2より以前でなければならない。つまり、自動車が発
進して(t2)から、車輪速パルスが出る時刻(t4)まで
の最大値よりTbが長いものでなければならない。(t4
t2)は自動車の車輪の停止位置により、発進の工合いに
より変わるが、この最大値は確定できる値である。 Tb≧max{t4−t2} (16) さて積算ブロツクで積算した値はD1からDnまでの和で
あるが(14)式からnというのは、時刻t6のサンプル番
号である事が分る。つまり、データはt5〜t6の間のもの
が積算されているのである。 t5〜t6のサンプル数がnで、この間のデータの積算値
がQであるので、Q/Sがt5〜t6のジヤイロ出力の平均値
を与えている事になる。 同じ事は(9)、(10)の式を用いても説明する事が
できる。t=t4(車輪速パルスが生じた時刻)に於て、
Q/Sを演算するのであるから、その結果は となる。ただし、(17)から(18)への式の変換におい
て、t−Tbをtと置きかえている。(18)から、Q/Sがt
5〜t6のデータ出力の時間平均であることが明白に分
る。 このようにして、自動車が停止した時刻より後の時刻
t5から、自動車が発進する直前の時刻t6までのジヤイロ
出力の平均値が求められる。自動車が動いている時のジ
ヤイロ出力データが平均操作の中に含まれる事はない。 ただし、本発明の場合、実質的な停車時間が短い場合
にも自動的にオフセツト値が計算されてしまう。この場
合、長周期ノイズの影響を全く含まない値によりオフセ
ツト補正がなされてしまう可能性がある。このような可
能性を考えて、平均する時間が短い場合にはその値を採
用しないで捨てる。もしくは前回のオフセツト計算値と
荷重平均を行なうといつた処理もあわせて行う事が考え
られる。
When the car stops, the wheel speed pulse is interrupted (t 3 in Fig. 2). However, even if the wheel speed pulse is interrupted, after that,
Since the car is moving up to time t 1 , anticipate it and wait for a certain time Ta. This is referred to as the front waiting time T a here. The time when waiting for T a is set as t 5 . t 3 + T a = t 5 (3). t 5 should be after t 1 . In other words, the previous waiting time T a is set in advance as the maximum value of the time (t 1 −t 3 ) from when the wheel speed pulse is interrupted (t 3 ) to when the vehicle stops (t 1 ) or a value greater than the maximum value. Make a decision. T a ≧ max {t 1 −t 3 } (4). max {...} means the maximum value of the group {...}. From the wheel speed pulse is Todan Ete (t 3), slide into entering the Jiyairodeta to the buffer memory 1 after T a time. That Jiyairodeta of time t 3 ~t 5 is not input from the beginning to the buffer memory 1. Data D 1 , D 2 , ... Are input from t 5 . This is the gyro data output after a complete stop. Let the capacity of the buffer memory be m. The data is sequentially stored in the buffer memory 1. The data does not overflow from the buffer memory until the mth data is stored. However, when the mth data is input, the memory cell becomes full, so when more data is input, the first data D 1
The memory overflows in order. The number of overflowed data is n. The counter block 3 counts this number n. Overflowing data D 1 ,
The integrated block 2 calculates the integrated value of. Let S be the output of the counter block and Q be the output of the integration block. S = n (5) It is. As it is, it is difficult to understand the correspondence between the times t and n. Therefore, the relationship with the gyro output Ω (t) at time t will be described. Let τ be the sampling interval. T a = τh (7) T b = τm (8) As described above, T a is the time from when the wheel speed pulse disappears to when data input to the buffer memory starts. T b is a delay time caused by the number m of memory cells in the buffer memory. T a and T b are periods,
Is a delay time that is provided to remove from the average operation. Expressions (5) and (6) are associated with an arbitrary time t after t 5 as follows. S = (t−t 5 −T b ) / τ (9) The counting of the number of data n does not start immediately at t 5 , but after the time T b required for the data to pass through the buffer memory. Therefore, the time until the time t is (t−t 5 −T b ). Since one data is output for each τ, the number of data n is given by (9) as a value obtained by dividing this by τ. Overflowing time of the data is from (t 5 + T b), because it integrates so far time t, the integral range of Q is (t 5 +
T b ) to τ. However, since it takes T b to pass through the buffer memory, the data output at time t is actually the value of t−T b . So the integrand is Ω
(T−T b ). However, D k and Ω (t) are the same gyro data. Since the way of giving the independent variable and the suffix is different, the notification is changed. Since D k is a value sampled at every τ from time t 5 , there is a relationship of t = t 5 + (n−1) τ (11) between t and n, and at this time, D n = Ω (t) ( 12) However, this is not given to the output of the buffer memory at time t. The value of (12) appears at the buffer memory output at time t + T b . It is delayed by T b . If Q / S is calculated, the average value will be given. However, Q / S is not calculated at any time. Instead, the average value of the integrated data is obtained at the time when the wheel speed pulse is input again (t 4 in FIG. 2). This is the offset value. Offset value Therefore, the offset value will be calculated from the apparent gyro output the next time the vehicle starts running. What is subtracted is the true gyro output. From this, the angular velocity of the car is calculated. Obtaining Q / S at time t 4 and performing averaging means
Calculate the value that can be calculated by equations (5) and (6) up to t = t 4, and then Q / S
Is to calculate. As for n, it starts counting with a delay of T b from time t 5 and stops at t 4 , It is. This of from time t 4 to T b only time earlier t 6 time, it can be considered as a number of pulses. Time t 6, which was newly defined must be actually earlier than the time t 2 when the automobile was starting. That is, T b must be longer than the maximum value from the time the vehicle starts (t 2 ) to the time when the wheel speed pulse appears (t 4 ). (T 4
Although t 2 ) changes depending on the starting position and the starting position, the maximum value of t 2 ) is a determinable value. T b ≧ max {t 4 −t 2 } (16) Now, the value integrated by the integration block is the sum of D 1 to D n. From equation (14), n is the sample number at time t 6. I know there is something. That is, the data is the one between the t 5 ~t 6 are integrated. Since the number of samples from t 5 to t 6 is n and the integrated value of the data during this period is Q, it means that Q / S gives the average value of the gyro output from t 5 to t 6 . The same thing can be explained by using the equations (9) and (10). At t = t 4 (time when the wheel speed pulse occurs),
Since it calculates Q / S, the result is Becomes However, in the conversion of the expression from (17) to (18), t−T b is replaced with t. From (18), Q / S is t
It is seen apparent that 5 ~t 6 is a time average of data output. In this way, the time after the time the car stopped
From t 5 , the average value of the gyro output until time t 6 immediately before the vehicle starts moving is obtained. The gyro output data when the car is moving is not included in the averaging operation. However, in the case of the present invention, the offset value is automatically calculated even when the actual stop time is short. In this case, offset correction may be performed with a value that does not include the influence of long-period noise. Considering such a possibility, when the averaging time is short, the value is not adopted and is discarded. Alternatively, if the previous offset calculation value and weighted averaging are performed, it is conceivable to perform some processing together.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明の利点は次のとおりである。 停車中のオフセツト値としてサンプリングするジヤ
イロ出力のデータ数を限定しないため、ほとんど全停車
時間にわたつてサンプリングして、これを平均操作する
事ができる。長周期ノイズの影響などがない。より正確
な平均値を求めることができる。 バツフアメモリを用いて、ジヤイロデータの列がバ
ツフアメモリを通過し、あふれ出たものについて平均演
算をしている。車輪速パルスが出た時のバツフアメモリ
内部のデータを平均値を求めるデータとしては使用せ
ず、捨て去つている。これによつて、自動車が動きはじ
めてから車輪速パルスが入るまでの期間のジヤイロ出
力データをオフセツト値の計算から外すことができる。
従つてバツフアメモリのサイズmは、停車状態から発進
し車輪速パルスがでるまでの時間分のデータを格納でき
るより少し大きいものとする必要がある。 停止しようとする時は車輪速パルスが出なくなつて
Ta時間、バツフアメモリへジヤイロデータを格納しな
い。このため車輪速パルスが出なくなつてから自動車が
停車するまでのジヤイロ出力が平均値計算の中に含まれ
ないようになる。 停車時間の大小に拘わらず正確なオフセツト値が求
まる。 オフセツトドリフトの含まれるナビゲーシヨンシス
テム、ロケーシヨンシステムに組込んで使用すると効果
的である。
The advantages of the present invention are as follows. Since the number of data of the gyro output to be sampled as the offset value while the vehicle is stopped is not limited, the data can be sampled over almost the entire stop time and averaged. There is no effect of long period noise. More accurate average value can be obtained. The buffer memory is used to average the gyro data strings that have passed through the buffer memory and overflowed. The data in the buffer memory when the wheel speed pulse is output is not used as the data for obtaining the average value and is discarded. As a result, the gyro output data in the period from when the vehicle starts to move until when the wheel speed pulse comes in can be excluded from the calculation of the offset value.
Therefore, the size m of the buffer memory needs to be a little larger than the data for the time from when the vehicle is stopped to when the wheel speed pulse is generated. When you try to stop, the wheel speed pulse stops
Gyro data is not stored in the buffer memory for T a time. Therefore, the gyro output from the time when the wheel speed pulse is not output to the time when the vehicle is stopped is not included in the average value calculation. An accurate offset value can be obtained regardless of the size of the stop time. It is effective to use it by incorporating it into a navigation system or location system that includes offset drift.

【図面の簡単な説明】 第1図は車輪速センサとジヤイロとから自動車の方位、
位置を求めるシステムの概略構成図。 第2図は自動車が走行、停止、走行という動作をする時
のジヤイロ出力と車輪速パルスの波形図。 第3図は自動車が走行、停止、走行する時の本発明によ
る平均演算を説明するための図。 1……バツフアメモリ 2……積算ブロツク 3……カウンタブロツク t1……自動車が停止した時刻 t2……自動車が発進した時刻 t3……停止する直前であつて車輪速パルスが出なくなつ
た時刻 t4……発進した直後であつて最初の車輪速パルスが生じ
た時刻 t5……本発明においてジヤイロデータの積算を開始する
時刻 t6……本発明においてジヤイロデータの積算値をデータ
数で割つて平均値を求める時刻
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows the direction of an automobile from a wheel speed sensor and a gyro,
The schematic block diagram of the system which calculates | requires a position. FIG. 2 is a waveform diagram of a gyro output and wheel speed pulse when the automobile runs, stops, and runs. FIG. 3 is a diagram for explaining the average calculation according to the present invention when the automobile runs, stops, and runs. 1 ... Buffer memory 2 ... Integration block 3 ... Counter block t 1 ...... The time when the car stopped t 2 ...... The time when the car started t 3 ...... The wheel speed pulse stopped immediately before the stop Time t 4 ...... Time at which the first wheel speed pulse is generated immediately after starting t 5 ...... Time when integration of gyro data is started in the present invention t 6 ...... In the present invention, the integrated value of gyro data is divided by the number of data Time to calculate the average value

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車輪の回転角速度を検出する車輪速センサ
により走行距離を求め、移動体の角速度を求めるジヤイ
ロ出力を積分し移動体の方位を演算する移動体搭載シス
テムにおいて、移動体の停車中のジヤイロ出力からオフ
セツト値を求めその後オフセツト値を差引くことでジヤ
イロ出力を補正する方法であつて、ジヤイロ出力をサン
プリングしたデータを一時格納するバツフアメモリと、
バツフアメモリからあふれ出るデータを積算するブロツ
クと、積算したデータ個数をカウントするカウンタブロ
ツクと、積算したデータをデータ個数で割つて平均値を
求める演算装置とからなり、走行距離センサが停止を示
した後一定時間後からバツフアメモリにデータを格納し
始め、バツフアメモリからあふれるデータを前記積算ブ
ロツクによつて積算し、同時に積算されたデータの数を
前記カウンタブロツクにより計数し、続いて走行を開始
した時点に、前記積算データをデータの数で割ることに
よつて平均値を求め、バツフアメモリの内容を捨て去
り、前記平均値をオフセツト値とする事を特徴とするジ
ヤイロのオフセツト除去法。
1. A moving body mounting system for calculating a traveling distance by a wheel speed sensor for detecting a rotational angular velocity of a wheel, and integrating a gyro output for obtaining an angular velocity of the moving body to calculate an azimuth of the moving body. A method for correcting the gyro output by obtaining the offset value from the gyro output and then subtracting the offset value, a buffer memory for temporarily storing the data sampled from the gyro output,
It consists of a block that accumulates the data that overflows from the buffer memory, a counter block that counts the number of accumulated data, and an arithmetic unit that divides the accumulated data by the number of data to obtain an average value. Starting to store the data in the buffer memory after a fixed time, the data overflowing from the buffer memory is integrated by the integration block, and the number of the simultaneously integrated data is counted by the counter block, and at the time when the running is started, A gyro offset removing method, wherein an average value is obtained by dividing the integrated data by the number of data, the contents of the buffer memory are discarded, and the average value is used as an offset value.
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