JP2798815B2 - 角度算出装置 - Google Patents
角度算出装置Info
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- JP2798815B2 JP2798815B2 JP3110750A JP11075091A JP2798815B2 JP 2798815 B2 JP2798815 B2 JP 2798815B2 JP 3110750 A JP3110750 A JP 3110750A JP 11075091 A JP11075091 A JP 11075091A JP 2798815 B2 JP2798815 B2 JP 2798815B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動ジャイロ等の角度検
出センサを用いて回転角度を演算する角度算出装置に係
り、特に自動車などに搭載したナビゲーションシステム
に用いられる角度算出装置に関する。
出センサを用いて回転角度を演算する角度算出装置に係
り、特に自動車などに搭載したナビゲーションシステム
に用いられる角度算出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両に取付けた振動ジャイロ
から出力される角速度に応じた信号を用いて車両の回転
角度を算出する角度算出装置がある。
から出力される角速度に応じた信号を用いて車両の回転
角度を算出する角度算出装置がある。
【０００３】図４は従来の角度算出装置の例である。車
両等に取付けられた振動ジャイロ１１は車両等の角速度
に応じた信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器１２は振動ジャイ
ロ１１から出力された信号をアナログからデジタルに変
換し、角速度データ変換部１３はＡ／Ｄ変換器１２から
出力されるデータを角速度データに変換し、角度演算部
１４は角速度データ変換部１３より出力される角速度デ
ータを用いて角度を演算する。
両等に取付けられた振動ジャイロ１１は車両等の角速度
に応じた信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器１２は振動ジャイ
ロ１１から出力された信号をアナログからデジタルに変
換し、角速度データ変換部１３はＡ／Ｄ変換器１２から
出力されるデータを角速度データに変換し、角度演算部
１４は角速度データ変換部１３より出力される角速度デ
ータを用いて角度を演算する。
【０００４】振動ジャイロ１１は、横断面がＮ角形（但
しＮは３もしくは５以上の整数）の柱状の振動体と、振
動体の少なくとも１つの側面に形成される検出用圧電素
子と、振動体の検出用圧電素子が形成されていない側面
に形成され、振動体を振動させるための駆動用圧電素子
を含み、振動体長手方向の軸を中心として回転すると、
振動方向に直交する方向にコリオリ力が働き、このコリ
オリ力によって振動体の振動方向が変わり、検出用圧電
素子に出力電圧が発生し、この出力電圧を角速度信号と
して出力するものである。
しＮは３もしくは５以上の整数）の柱状の振動体と、振
動体の少なくとも１つの側面に形成される検出用圧電素
子と、振動体の検出用圧電素子が形成されていない側面
に形成され、振動体を振動させるための駆動用圧電素子
を含み、振動体長手方向の軸を中心として回転すると、
振動方向に直交する方向にコリオリ力が働き、このコリ
オリ力によって振動体の振動方向が変わり、検出用圧電
素子に出力電圧が発生し、この出力電圧を角速度信号と
して出力するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の角度算出
装置では、図５の(a)に示すように、車両が停止してい
る時（エンジンをかけていない状態）、すなわち、車両
が回転運動していない時でも振動ジャイロから出力され
る信号は０とならず、オフセット電圧(Ωoff)を含んで
いる。このため、停止していてもあたかも回転している
ようになり、回転角度は零とならず、図５の(b)に示す
ように増大する問題があった。又、図６の(a)に示すよ
うに、車両が停止してエンジンをかけた状態において
は、車両の振動等により不要な角速度を発生してしま
い、該不要な角速度による角度変動が発生して、図６の
(b)に示すように回転角度が変動する問題があった。
尚、図６の(b)には、オフセットの影響も含まれてい
る。そして、このオフセット電圧及び振動分により走行
中においても正しい角度算出ができない問題があった。
以上から、本発明の目的はオフセット電圧や車両の振動
等による角度変動を除去することができる角度算出装置
を提供することである。
装置では、図５の(a)に示すように、車両が停止してい
る時（エンジンをかけていない状態）、すなわち、車両
が回転運動していない時でも振動ジャイロから出力され
る信号は０とならず、オフセット電圧(Ωoff)を含んで
いる。このため、停止していてもあたかも回転している
ようになり、回転角度は零とならず、図５の(b)に示す
ように増大する問題があった。又、図６の(a)に示すよ
うに、車両が停止してエンジンをかけた状態において
は、車両の振動等により不要な角速度を発生してしま
い、該不要な角速度による角度変動が発生して、図６の
(b)に示すように回転角度が変動する問題があった。
尚、図６の(b)には、オフセットの影響も含まれてい
る。そして、このオフセット電圧及び振動分により走行
中においても正しい角度算出ができない問題があった。
以上から、本発明の目的はオフセット電圧や車両の振動
等による角度変動を除去することができる角度算出装置
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
て、車両が走行中であるか停止中であるかを判別する監
視部と、停止中における角速度信号を平均化してオフセ
ット値を算出するオフセット算出部と、走行中における
角速度信号からオフセット値をキャンセルして角速度を
算出する角度算出部と、オフセットキャンセルして得ら
れた角速度が予め設定されたスレッショルドレベル以上
のときのみ、該角速度に基づいて回転角度を演算する角
度演算部により達成される。
て、車両が走行中であるか停止中であるかを判別する監
視部と、停止中における角速度信号を平均化してオフセ
ット値を算出するオフセット算出部と、走行中における
角速度信号からオフセット値をキャンセルして角速度を
算出する角度算出部と、オフセットキャンセルして得ら
れた角速度が予め設定されたスレッショルドレベル以上
のときのみ、該角速度に基づいて回転角度を演算する角
度演算部により達成される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、車速センサから出力されたパ
ルスにより車両が走行中であるか停止中であるかを判別
し、オフセット算出部で停止中における角速度信号を平
均化してオフセット値を算出し、走行中における角速度
データからオフセット値をキャンセルして角速度信号を
算出し、前記得られた角速度信号により回転角度を演算
し、オフセット電圧による角度変動を少なくする。
ルスにより車両が走行中であるか停止中であるかを判別
し、オフセット算出部で停止中における角速度信号を平
均化してオフセット値を算出し、走行中における角速度
データからオフセット値をキャンセルして角速度信号を
算出し、前記得られた角速度信号により回転角度を演算
し、オフセット電圧による角度変動を少なくする。
【０００８】又、角速度のスレッショルドレベルを設定
しておき、オフセットキャンセルして得られた角速度信
号がスレッショルドレベル以下の時は車両の振動による
ものとして無視し、スレッショルドレベル以上の時、該
角速度信号を用いて回転角度を演算し、車両の振動によ
る角度変動をなくす。
しておき、オフセットキャンセルして得られた角速度信
号がスレッショルドレベル以下の時は車両の振動による
ものとして無視し、スレッショルドレベル以上の時、該
角速度信号を用いて回転角度を演算し、車両の振動によ
る角度変動をなくす。
【０００９】
【実施例】全体の構成 図１は本発明の実施例構成図である。
【００１０】図１において、車両に取付けられた振動ジ
ャイロ１は車両等の角速度に応じた信号を出力し、Ａ／
Ｄ変換器２は振動ジャイロ１から出力された信号をアナ
ログからデジタルに変換し、角速度データ変換部３はＡ
／Ｄ変換器２から出力される角速度データを数回サンプ
リングすることにより平均化し、その平均化した角速度
データをオフセット算出部６及び角速度算出部７に出力
する。
ャイロ１は車両等の角速度に応じた信号を出力し、Ａ／
Ｄ変換器２は振動ジャイロ１から出力された信号をアナ
ログからデジタルに変換し、角速度データ変換部３はＡ
／Ｄ変換器２から出力される角速度データを数回サンプ
リングすることにより平均化し、その平均化した角速度
データをオフセット算出部６及び角速度算出部７に出力
する。
【００１１】車速センサ４は、走行中の車速に応じたパ
ルスを出力し、車速監視部５は車速センサ４から出力さ
れたパルスにより走行中か停車中かを判別し、停車して
いる時には、オフセット算出部６に停車中であることを
示す信号ＳＴＰを出力する。尚、車両のサイドブレ−キ
４′の状態をも考慮して、走行中であるか停止中である
かを判別すればより正確に停止中を検出できる。
ルスを出力し、車速監視部５は車速センサ４から出力さ
れたパルスにより走行中か停車中かを判別し、停車して
いる時には、オフセット算出部６に停車中であることを
示す信号ＳＴＰを出力する。尚、車両のサイドブレ−キ
４′の状態をも考慮して、走行中であるか停止中である
かを判別すればより正確に停止中を検出できる。
【００１２】オフセット算出部６は、車速監視部５から
停車中信号ＳＴＰが出力されると、角速度データ変換部
３より出力された角速度データを数秒平均化し、該平均
化した値をオフセット値（Ωoff)として角速度算出部７
に出力する。角速度算出部７は、角速度データ変換部３
より出力された角速度データ（Ω）よりオフセット値
（Ωoff)をキャンセルし、該オフセットキャンセルされ
た角速度が予め振動分を除去するために設定されている
スレッショルドレベル（Ωthr)より大きいか判別し、角
速度を角度演算部８に出力する。角度演算部８は、角速
度算出部７から出力された角速度を積分することにより
回転角度を演算する。
停車中信号ＳＴＰが出力されると、角速度データ変換部
３より出力された角速度データを数秒平均化し、該平均
化した値をオフセット値（Ωoff)として角速度算出部７
に出力する。角速度算出部７は、角速度データ変換部３
より出力された角速度データ（Ω）よりオフセット値
（Ωoff)をキャンセルし、該オフセットキャンセルされ
た角速度が予め振動分を除去するために設定されている
スレッショルドレベル（Ωthr)より大きいか判別し、角
速度を角度演算部８に出力する。角度演算部８は、角速
度算出部７から出力された角速度を積分することにより
回転角度を演算する。
【００１３】角度算出制御 図２は角度算出処理の流れ図である。車両に取付けた振
動ジャイロ１から角速度に応じた信号が出力されると、
Ａ／Ｄ変換器２により角速度信号をアナログからデジタ
ルに変換し、角速度データ変換部３でＡ／Ｄ変換器２に
より出力される信号を数回サンプリングして平均化し、
角速度データΩを発生する（ステップ１０１）。オフセ
ット算出部６は、走行中であるか停止中であるかを、車
速監視部５からの信号により判断する。尚、停止中の場
合には、車速監視部５はオフセット算出部６に停車中で
あることを示す停止中信号ＳＴＰを出力する（ステップ
１０２）。
動ジャイロ１から角速度に応じた信号が出力されると、
Ａ／Ｄ変換器２により角速度信号をアナログからデジタ
ルに変換し、角速度データ変換部３でＡ／Ｄ変換器２に
より出力される信号を数回サンプリングして平均化し、
角速度データΩを発生する（ステップ１０１）。オフセ
ット算出部６は、走行中であるか停止中であるかを、車
速監視部５からの信号により判断する。尚、停止中の場
合には、車速監視部５はオフセット算出部６に停車中で
あることを示す停止中信号ＳＴＰを出力する（ステップ
１０２）。
【００１４】停車中であれば、オフセット算出部６は角
速度データ変換部３で変換した角速度信号をサンプリン
グして平均化し（ステップ１０３）、再度停車中である
かを確認し（ステップ１０４）、停車中であれば、角速
度信号を平均化した回数が予定数に達しているかを確認
し（ステップ１０５）、予定数に達している時は、平均
化した値をオフセット値（Ωoff）として角速度算出部
７に出力する（ステップ１０６）。又、予定数に達して
いない時には、再度角速度データのサンプリングをして
予定数に達するまで平均化を繰り返す（ステップ１０
３、１０４、１０５）。
速度データ変換部３で変換した角速度信号をサンプリン
グして平均化し（ステップ１０３）、再度停車中である
かを確認し（ステップ１０４）、停車中であれば、角速
度信号を平均化した回数が予定数に達しているかを確認
し（ステップ１０５）、予定数に達している時は、平均
化した値をオフセット値（Ωoff）として角速度算出部
７に出力する（ステップ１０６）。又、予定数に達して
いない時には、再度角速度データのサンプリングをして
予定数に達するまで平均化を繰り返す（ステップ１０
３、１０４、１０５）。
【００１５】一方、前記ステップ１０３において、走行
中であれば、角速度算出部７は角速度データ変換部３よ
り出力された角速度信号（Ω）から、オフセット値（Ω
off)を減算することにより得られた角速度信号（Ωa)を
算出する（Ω−Ωoff→Ωa,ステップ１０７）。
中であれば、角速度算出部７は角速度データ変換部３よ
り出力された角速度信号（Ω）から、オフセット値（Ω
off)を減算することにより得られた角速度信号（Ωa)を
算出する（Ω−Ωoff→Ωa,ステップ１０７）。
【００１６】ついで、角速度算出部７は角速度信号Ωa
が、予め設定されている角速度のスレッショルドレベル
（θthr)以上かを判別し、スレッショルドレベル以上の
時は角速度Ωaを角度演算部８に入力し、スレッショル
ドレベル以下の時は振動によるものとして角速度Ωaを
角度演算部８には入力しない（ステップ１０８）。角度
算出部８は角速度Ωaが入力されると次式 θ ＝ θOLD+Δθ ・・・（１） Δθ ＝ Ωa・ｔ ・・・（２） ＝ Ωa・Ａｖ／ｆｓ により求める。但し、前回迄の累計角度をθOLD、微小
変化角度をΔθ、角速度アベレ−ジング時のサンプリン
グ周波数をｆｓ、サンプリング回数をＡｖとしている。
が、予め設定されている角速度のスレッショルドレベル
（θthr)以上かを判別し、スレッショルドレベル以上の
時は角速度Ωaを角度演算部８に入力し、スレッショル
ドレベル以下の時は振動によるものとして角速度Ωaを
角度演算部８には入力しない（ステップ１０８）。角度
算出部８は角速度Ωaが入力されると次式 θ ＝ θOLD+Δθ ・・・（１） Δθ ＝ Ωa・ｔ ・・・（２） ＝ Ωa・Ａｖ／ｆｓ により求める。但し、前回迄の累計角度をθOLD、微小
変化角度をΔθ、角速度アベレ−ジング時のサンプリン
グ周波数をｆｓ、サンプリング回数をＡｖとしている。
【００１７】図３は、本発明の角速度電圧と演算角度の
特性図である。車両が停車している時、角速度データを
平均化して、オフセット値（Ωoff)を求め、該オフセッ
ト値をキャンセルするから、角速度算出部７からは、図
３の(a)に示すように、オフセット電圧を含まない角速
度信号が出力される。又、オフセットキャンセルされた
角速度信号が予め振動分を除去するために設定されてい
るスレッショルドレベル（Ωthr，図３の(a)参照)より
小さい場合には、振動によるものとして無視し、大きい
場合のみ角度演算部に出力して角度演算するようにして
いるから、角速度電圧は等価的に、図３の(b)に示すよ
うになり、角度は図３の(c)に示すようになる。
特性図である。車両が停車している時、角速度データを
平均化して、オフセット値（Ωoff)を求め、該オフセッ
ト値をキャンセルするから、角速度算出部７からは、図
３の(a)に示すように、オフセット電圧を含まない角速
度信号が出力される。又、オフセットキャンセルされた
角速度信号が予め振動分を除去するために設定されてい
るスレッショルドレベル（Ωthr，図３の(a)参照)より
小さい場合には、振動によるものとして無視し、大きい
場合のみ角度演算部に出力して角度演算するようにして
いるから、角速度電圧は等価的に、図３の(b)に示すよ
うになり、角度は図３の(c)に示すようになる。
【００１８】
【本発明の効果】以上、本発明によれば、車両が走行中
であるか停止中であるかを判別する監視部と、停止中に
おける角速度信号を平均化してオフセット値を算出する
オフセット算出部と、走行中における角速度信号からオ
フセット値をキャンセルして角速度を算出する角度算出
部と、オフセットキャンセルして得られた角速度が予め
設定されたスレッショルドレベル以上のときのみ、該角
速度に基づいて回転角度を演算する角度演算部を設けて
回転角度を演算するように構成したから、オフセット電
圧による角度変動や車両の振動による角度変動を除去し
て正しい角度算出をすることができる。
であるか停止中であるかを判別する監視部と、停止中に
おける角速度信号を平均化してオフセット値を算出する
オフセット算出部と、走行中における角速度信号からオ
フセット値をキャンセルして角速度を算出する角度算出
部と、オフセットキャンセルして得られた角速度が予め
設定されたスレッショルドレベル以上のときのみ、該角
速度に基づいて回転角度を演算する角度演算部を設けて
回転角度を演算するように構成したから、オフセット電
圧による角度変動や車両の振動による角度変動を除去し
て正しい角度算出をすることができる。
【図１】本発明の実施例構成図である。
【図２】本発明の角度算出処理の流れ図である。
【図３】本発明の角速度電圧と演算角度の特性図であ
る。
る。
【図４】従来の全体構成図である。
【図５】オフセット電圧を含む角速度電圧と演算角度の
特性図である。
特性図である。
【図６】車両の振動等を含む角速度電圧と演算角度の特
性図である。
性図である。
４ 車速センサ ５ 車速監視部 ６ オフセット算出部 ７ 角速度算出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 19/00 - 19/72
Claims (1)
- 【請求項１】 車両に取付けた角度検出センサから出力
される角速度信号を用いて車両の回転角度を算出する角
度算出装置において、 車両が走行中であるか停止中であるかを判別する監視部
と、 停止中における角速度信号を平均化してオフセット値を
算出するオフセット算出部と、 走行中における角速度信号からオフセット値をキャンセ
ルして角速度を算出する角度算出部と、 オフセットキャンセルして得られた角速度が予め設定さ
れたスレッショルドレベル以上のときのみ、該角速度に
基づいて回転角度を演算する角度演算部を有することを
特徴とする角度算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3110750A JP2798815B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 角度算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3110750A JP2798815B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 角度算出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306936A JPH05306936A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2798815B2 true JP2798815B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=14543609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3110750A Expired - Lifetime JP2798815B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 角度算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798815B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032591A (ja) | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Alpine Electronics Inc | 角速度算出装置およびそのオフセット決定方法並びに車両停車検出装置 |
| US9008996B2 (en) | 2008-07-02 | 2015-04-14 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Moving body positioning device |
| JP2016223793A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 多摩川精機株式会社 | 路面凹凸計測装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117068A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスレ−トジヤイロのドリフト補正装置 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3110750A patent/JP2798815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05306936A (ja) | 1993-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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