JP3234963B2 - Attitude angle detection method of angular velocity sensor type attitude angle detection device - Google Patents

Attitude angle detection method of angular velocity sensor type attitude angle detection device

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JP3234963B2
JP3234963B2 JP05002594A JP5002594A JP3234963B2 JP 3234963 B2 JP3234963 B2 JP 3234963B2 JP 05002594 A JP05002594 A JP 05002594A JP 5002594 A JP5002594 A JP 5002594A JP 3234963 B2 JP3234963 B2 JP 3234963B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無線操縦式無人ヘリコ
プタ、水上あるいは水中を走航する船舶、シールド式掘
削装置等の姿勢角や進行方向を検出する角速度センサ式
姿勢角検出装置の姿勢角検出方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an attitude angle detecting type attitude angle detecting apparatus for detecting the attitude angle and traveling direction of a radio-controlled unmanned helicopter, a ship traveling on or underwater, a shield type excavator, and the like. It relates to a detection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば農薬散布用の無線操縦式無
人ヘリコプタは、操縦者からのパイロット指令信号によ
って機体の方位、傾斜角度等を遠隔操作によって制御す
る構造になっていた。そして、この種の無人ヘリコプタ
では、操縦を容易に行うことができるように、パイロッ
ト指令信号によって定められた方位、傾斜角度等に対し
て機体の実際の方位、傾斜角度等が風等の外乱によって
変化したとしても機体の姿勢を自動的に修正する姿勢制
御装置を設けることが望まれていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a radio-controlled unmanned helicopter for spraying pesticides, for example, has a structure in which the azimuth, inclination angle, etc. of an airframe are remotely controlled by a pilot command signal from a pilot. In this type of unmanned helicopter, the actual azimuth, inclination angle, etc. of the aircraft are affected by disturbances such as wind, etc. with respect to the azimuth, inclination angle, etc., determined by the pilot command signal so that maneuvering can be performed easily. It has been desired to provide an attitude control device that automatically corrects the attitude of the aircraft even if it changes.

【0003】この姿勢制御装置としては、機体がその左
右、前後および上下方向の軸線に対して何度回っている
かを各軸毎に角速度センサを用いて求めるように構成す
ることが考えられる。
It is conceivable that the attitude control device is configured to obtain the number of rotations of the body with respect to its left, right, front and rear, and vertical axes by using an angular velocity sensor for each axis.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、発明者らが
行った実験によれば、角速度センサとして精度の高いも
のを使用したとしても機体の姿勢角を高精度に検出する
ことはできなかった。これは、角速度センサを機体に取
付けるときの位置精度が低いことに起因していた。
However, according to an experiment conducted by the inventors, even if a high-precision angular velocity sensor is used, the attitude angle of the body cannot be detected with high accuracy. This was due to the low positional accuracy when attaching the angular velocity sensor to the body.

【0005】すなわち、機体の左右、前後および上下方
向の軸線と、これらの軸線上に配置される各角速度セン
サの軸線とが一致せず、3個の角速度センサの検出軸線
が互いに直交しないからであった。このため、例えば上
下方向の軸線回りのみに機体を回したときに、本来であ
れば角速度を検出しないはずの左右方向の軸線上の角速
度センサや前後方向の軸線上の角速度センサが位置ずれ
に起因する角速度を検出してしまう。
That is, since the axes of the left, right, front and rear and up and down directions of the body do not coincide with the axes of the angular velocity sensors disposed on these axes, the detection axes of the three angular velocity sensors are not orthogonal to each other. there were. For this reason, for example, when the aircraft is turned only around the vertical axis, the angular velocity sensor on the horizontal axis and the angular velocity sensor on the longitudinal axis, which should not normally detect the angular velocity, are caused by misalignment. The detected angular velocity.

【0006】このような不具合は各角速度センサの取付
け位置の精度を高めれば解消することができるが、角速
度センサ取付け部を厳格な精度をもって加工し、さらに
精密な位置調整を行わなければならず、コストが高くな
ってしまう。
[0006] Such a problem can be solved by increasing the accuracy of the mounting position of each angular velocity sensor. However, the angular velocity sensor mounting portion must be machined with strict accuracy and more precise position adjustment must be performed. The cost increases.

【0007】しかも、角速度センサは、通常はケース内
にセンサ本体を収納して組立てられており、センサ本体
の検出軸線がケースの基準となる軸線に対して位置ずれ
を起こしていると、上述したようにケースを機体に対し
て高精度に組付けたとしても、結局は軸ずれを起こして
しまう。このセンサ本体をケースに対して位置決めする
ときの精度をも高めようとすると、コストはさらに高く
なってしまう。
In addition, the angular velocity sensor is usually assembled with the sensor body housed in a case, and the detection axis of the sensor body is displaced from the reference axis of the case. Even if the case is attached to the body with high accuracy as described above, the shaft will eventually be misaligned. If the accuracy of positioning the sensor body with respect to the case is also increased, the cost will be further increased.

【0008】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、取付け位置精度を高めるというコス
トアップとなる手法を採らずに、角速度センサを使用し
て姿勢角を高精度に検出することができるようにするこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an attitude angle can be detected with high accuracy by using an angular velocity sensor without employing a method of increasing the mounting position accuracy which increases the cost. The purpose is to be able to.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る角速度
センサ式姿勢角検出装置の姿勢角検出方法は、鉛直方向
の軸線回りの角速度を検出する鉛直軸用角速度センサ
と、互いに直交しかつ前記鉛直方向に対して直交する
X,Y方向の軸線回りの角速度を検出するX軸用角速度
センサ、Y軸用角速度センサとが取付けられた姿勢角検
出装置を、鉛直方向の軸線回りに回転する回転テーブル
に前記鉛直軸用角速度センサの軸線を鉛直方向に向けて
載置させて回転させ、回転テーブルが回転しているとき
のX軸用角速度センサおよびY軸用角速度センサの出力
値をそれぞれ鉛直軸回りの誤差値として不揮発性メモリ
に記憶させておき、この姿勢角検出装置が移動物に搭載
された後は鉛直方向の軸線回りに回るときにX軸用角速
度センサおよびY軸用角速度センサの出力値から前記誤
差値をそれぞれ差し引いて真の角速度を求め、この真の
角速度に基づいて角度を求めるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an attitude angle of an angular velocity sensor type attitude angle detection apparatus, comprising: a vertical axis angular velocity sensor for detecting an angular velocity about a vertical axis; The attitude angle detecting device to which the X-axis angular velocity sensor and the Y-axis angular velocity sensor for detecting the angular velocities around the X and Y axes orthogonal to the vertical direction is rotated about the vertical axis. The axis of the angular velocity sensor for the vertical axis is placed on the rotary table in the vertical direction and rotated, and the output values of the angular velocity sensor for the X axis and the angular velocity sensor for the Y axis when the rotary table is rotating are respectively vertical. An error value about the axis is stored in a non-volatile memory, and after the attitude angle detecting device is mounted on a moving object, when it rotates around a vertical axis, the angular velocity sensor for the X axis and the Y axis Obtains a true angular velocity from the output value of the speed sensor by subtracting each said error value, in which determining the angle based on the true angular velocity.

【0010】第2の発明に係る角速度センサ式姿勢角検
出装置の姿勢角検出方法は、第1の発明に係る角速度セ
ンサ式姿勢角検出装置の姿勢角検出方法において、姿勢
角検出装置を移動物に搭載する以前に、X軸用角速度セ
ンサの軸線を鉛直方向に向けて回転テーブルによって回
転させ、回転テーブルが回転しているときの鉛直軸用角
速度センサおよびY軸用角速度センサの出力値をそれぞ
れX軸回りの誤差値として不揮発性メモリに記憶させ、
この姿勢角検出装置が移動物に搭載された後はX軸の軸
線回りに回るときに鉛直軸用角速度センサおよびY軸用
角速度センサの出力値から前記X軸回りの誤差値を差し
引いて真の角速度を求め、この真の角速度に基づいて角
度を求めるものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an attitude angle detecting method for an angular velocity sensor type attitude angle detecting apparatus according to the first aspect, wherein the attitude angle detecting apparatus is a moving object. Before mounting on the X-axis angular velocity sensor, the axis of the X-axis angular velocity sensor is rotated by a rotary table in the vertical direction, and the output values of the vertical axis angular velocity sensor and the Y-axis angular velocity sensor when the rotary table is rotating are respectively The error value around the X axis is stored in the nonvolatile memory,
After the attitude angle detecting device is mounted on a moving object, when the device rotates around the axis of the X axis, the error value around the X axis is subtracted from the output values of the angular velocity sensor for the vertical axis and the angular velocity sensor for the Y axis to obtain a true value. The angular velocity is determined, and the angle is determined based on the true angular velocity.

【0011】第3の発明に係る角速度センサ式姿勢角検
出装置の姿勢角検出方法は、前記第2の発明に係る角速
度センサ式姿勢角検出装置の姿勢角検出方法において、
姿勢角検出装置を移動物に搭載する以前に、Y軸用角速
度センサの軸線を鉛直方向に向けて回転テーブルによっ
て回転させ、回転テーブルが回転しているときの鉛直軸
用角速度センサおよびX軸用角速度センサの出力値をそ
れぞれY軸回りの誤差値として不揮発性メモリに記憶さ
せ、この姿勢角検出装置が移動物に搭載された後はY軸
の軸線回りに回るときに鉛直軸用角速度センサおよびX
軸用角速度センサの出力値から前記Y軸回りの誤差値を
差し引いて真の角速度を求め、この真の角速度に基づい
て角度を求めるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the attitude angle detecting method of the angular velocity sensor type attitude angle detecting device according to the second aspect of the present invention, wherein:
Before mounting the attitude angle detection device on a moving object, the axis of the Y-axis angular velocity sensor is turned by a rotary table in the vertical direction, and when the rotary table is rotating, the vertical axis angular velocity sensor and the X-axis The output value of the angular velocity sensor is stored in a nonvolatile memory as an error value around the Y axis, and after the attitude angle detection device is mounted on the moving object, when the rotation angle about the Y axis is reached, the angular velocity sensor for the vertical axis and X
The true angular velocity is obtained by subtracting the error value around the Y-axis from the output value of the shaft angular velocity sensor, and the angle is obtained based on the true angular velocity.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、3個の角速度センサの軸線
が互いに直交しないことに起因して生じる角速度の誤差
は電気的に補正される。
In the present invention, the angular velocity error caused by the axes of the three angular velocity sensors not being orthogonal to each other is electrically corrected.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図7に
よって詳細に説明する。なお、本実施例では、無線操縦
式無人ヘリコプタの姿勢角を検出する例について説明す
る。図1は本発明に係る姿勢角検出方法によって姿勢角
を検出する無人ヘリコプタの概略構成図、図2は本発明
に係る姿勢角検出方法によって姿勢角を検出する姿勢角
検出装置の全体構成を示すブロック図、図3は姿勢角検
出装置の要部の構成を示すブロック図、図4は姿勢角検
出装置の概略構成を示す斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, an example will be described in which the attitude angle of the wirelessly-controlled unmanned helicopter is detected. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an unmanned helicopter that detects an attitude angle by an attitude angle detection method according to the present invention, and FIG. 2 shows an overall configuration of an attitude angle detection device that detects an attitude angle by an attitude angle detection method according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of the attitude angle detecting device, and FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the attitude angle detecting device.

【0014】図5は回転テーブル上での誤差値検出工程
を説明するためのブロック図、図6は回転テーブル上で
の誤差値検出手順を説明するためのグラフ、図7は姿勢
角検出装置を無人ヘリコプタに搭載した後の角速度検出
手順を説明するための図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining an error value detecting step on the rotary table, FIG. 6 is a graph for explaining an error value detecting procedure on the rotary table, and FIG. It is a figure for explaining an angular velocity detection procedure after mounting in an unmanned helicopter.

【0015】これらの図において、1は移動物としての
無人ヘリコプタの機体、2はメインロータ、3はテール
ロータ、4は前記メインロータ2およびテールロータ3
を回転駆動するエンジンである。5はこのエンジン4の
回転数を制御するエンジンコントローラサーボモータ、
6は前記メインロータ2の傾斜角やピッチ角を制御する
コレクティブサーボモータ、7は前記テールロータ3の
ピッチ角を制御するラダーサーボモータで、これらのサ
ーボモータ5〜7は本発明に係る姿勢角検出装置として
のコントローラ8によって制御される構造になってい
る。
In these figures, 1 is an unmanned helicopter body as a moving object, 2 is a main rotor, 3 is a tail rotor, 4 is the main rotor 2 and the tail rotor 3
This is the engine that drives the rotation. 5 is an engine controller servo motor for controlling the number of revolutions of the engine 4;
6 is a collective servo motor for controlling the inclination angle and pitch angle of the main rotor 2, 7 is a ladder servo motor for controlling the pitch angle of the tail rotor 3, and these servo motors 5 to 7 are for detecting the attitude angle according to the present invention. The structure is controlled by a controller 8 as a device.

【0016】9は機体1に搭載された受信機で、この受
信機9は送信機10が発信したパイロット指令信号を受
信部9aが受信してコントローラ8に出力すると共に、
コントローラ8からの制御信号を前記サーボモータ5〜
7に伝えるアンプ9bを内蔵している。なお、この機体
1には、図示してはいないが農薬を空中から散布するた
めの農薬散布装置が装着されている。
Reference numeral 9 denotes a receiver mounted on the body 1. The receiver 9 receives a pilot command signal transmitted from the transmitter 10 by the receiving unit 9a and outputs the pilot command signal to the controller 8.
The control signal from the controller 8
7 is built in. Although not shown, the machine 1 is equipped with a pesticide spraying device for spraying pesticides from the air.

【0017】前記コントローラ8は、機体1の互いに直
交する3つの主方位(左右、前後および上下方向)に対
する角度や機体の高度、鉛直方向に対する加速度等を後
述する各種センサを使用して検出し、送信機10から送
られたパイロット指令信号によって設定された目標飛行
状態となるように制御する構造になっている。ここで、
前記センサとしては、機体1の左右方向の軸線(X軸)
回りの角度を検出する傾斜計としての加速度センサ11
および角速度センサ12と、機体1の前後方向の軸線
(Y軸)回りの角度を検出する傾斜計としての加速度セ
ンサ13および角速度センサ14と、機体1の鉛直方向
の軸線(Z軸)回りの角度を検出する地磁気方位センサ
15および角速度センサ16と、機体1の鉛直方向に対
する加速度を検出するための鉛直方向加速度センサ17
と、機体1の高度を検出するための高度センサ18と、
エンジン4の回転数を検出するエンジン回転数検出セン
サ19(図2)である。
The controller 8 detects the angle of the body 1 with respect to three main directions (left and right, front and rear, and up and down directions) orthogonal to each other, the altitude of the body, acceleration in the vertical direction, and the like using various sensors described later. The structure is such that the target flight state set by the pilot command signal sent from the transmitter 10 is controlled. here,
As the sensor, the horizontal axis (X axis) of the body 1
Acceleration sensor 11 as inclinometer for detecting rotation angle
And an angular velocity sensor 12, an acceleration sensor 13 and an angular velocity sensor 14 as inclinometers for detecting an angle around the longitudinal axis (Y axis) of the body 1, and an angle around a vertical axis (Z axis) of the body 1 Azimuth sensor 15 and angular velocity sensor 16 for detecting the acceleration, and vertical acceleration sensor 17 for detecting the acceleration of the body 1 in the vertical direction
An altitude sensor 18 for detecting the altitude of the aircraft 1;
An engine speed detection sensor 19 (FIG. 2) for detecting the speed of the engine 4.

【0018】これらのセンサのうちX軸の加速度センサ
11はY軸方向への加速度から機体1のY軸が鉛直方向
に対して何度傾斜しているかを検出し、X軸の角速度セ
ンサ12は機体1がX軸回りに回転するときの角速度を
検出するように構成されている。また、Y軸の加速度セ
ンサ13はX軸方向への加速度から機体1のX軸が鉛直
方向に対して何度傾斜しているかを検出し、Y軸の角速
度センサ14は機体1がY軸回りに回転するときの角速
度を検出するように構成されている。
Among these sensors, the X-axis acceleration sensor 11 detects how many degrees the Y-axis of the body 1 is inclined with respect to the vertical direction from the acceleration in the Y-axis direction. It is configured to detect an angular velocity when the body 1 rotates around the X axis. The Y-axis acceleration sensor 13 detects how much the X-axis of the body 1 is inclined with respect to the vertical direction based on the acceleration in the X-axis direction, and the Y-axis angular velocity sensor 14 detects that the body 1 rotates around the Y-axis. It is configured to detect the angular velocity when rotating.

【0019】さらに、地磁気方位センサ15は例えば機
体のY軸が北方位に対して何度回っているかを検出し、
Z軸の角速度センサ16は機体1がZ軸回りに回転する
ときの角速度を検出するように構成されている。加え
て、鉛直方向加速度センサ17は機体1のZ軸方向への
加速度から同方向に対しての加速度を検出するように構
成され、高度センサ18は機体1と地表との距離を光学
的に検出するように構成されている。さらにまた、エン
ジン回転数検出センサ19は、エンジン4のクランク軸
(図示せず)の回転を検出するように構成されている。
Further, the geomagnetic azimuth sensor 15 detects, for example, how many times the Y-axis of the fuselage has turned with respect to the north azimuth,
The Z-axis angular velocity sensor 16 is configured to detect an angular velocity when the body 1 rotates around the Z-axis. In addition, the vertical acceleration sensor 17 is configured to detect acceleration in the Z-axis direction of the aircraft 1 in the Z-axis direction, and the altitude sensor 18 optically detects the distance between the aircraft 1 and the ground. It is configured to be. Further, the engine speed detection sensor 19 is configured to detect the rotation of a crankshaft (not shown) of the engine 4.

【0020】そして、前記各軸毎の角速度センサ12,
14,16、加速度センサ11,13,17および地磁
気方位センサ15は、本実施例では図4に示すベースブ
ロック20にそれぞれ取付けられ、このベースブロック
20を介して機体1に支持固定されている。なお、図4
においては地磁気方位センサ15は図示を省略してある
が、Z軸を検出軸としてベースブロック20に固定され
ている。
The angular velocity sensor 12 for each axis
In this embodiment, 14, 16, the acceleration sensors 11, 13, 17 and the geomagnetic azimuth sensor 15 are attached to a base block 20 shown in FIG. 4, and are supported and fixed to the body 1 via the base block 20. FIG.
In the figure, the geomagnetic azimuth sensor 15 is not shown, but is fixed to the base block 20 using the Z axis as a detection axis.

【0021】ベースブロック20は、X−Y平面と平行
に形成された底板20aと、X−Z平面と平行に形成さ
れた後板20bと、Y−Z平面と平行に形成された側板
20cとが一体に設けられており、前記底板20aに角
速度センサ12,14,16、鉛直方向加速度センサ1
7が固定され、後板20bにX軸方向の加速度センサ1
1が固定され、側板20cにY軸方向の加速度センサ1
3が固定されている。また、このベースブロック20
は、底板20a、後板20bおよび側板20cのうち互
いに隣接するもの同士が結合されてなる角の稜線が機体
1のX軸、Y軸およびZ軸に一致するように機体1に取
付けられている。そして、各角速度センサ12,14,
16はこのX軸、Y軸およびZ軸に検出軸線が平行にな
るように取付けられている。なお、これらの角速度セン
サ12,14,16としては、本実施例では光ファイバ
ジャイロが採用されている。
The base block 20 includes a bottom plate 20a formed parallel to the XY plane, a rear plate 20b formed parallel to the XZ plane, and a side plate 20c formed parallel to the YZ plane. Are provided integrally, and the bottom plate 20a is provided with angular velocity sensors 12, 14, 16 and a vertical acceleration sensor 1
7 is fixed, and the acceleration sensor 1 in the X-axis direction is
1 is fixed, and the acceleration sensor 1 in the Y-axis direction is attached to the side plate 20c.
3 is fixed. In addition, this base block 20
Is attached to the body 1 such that the corner ridge formed by joining mutually adjacent ones of the bottom plate 20a, the rear plate 20b, and the side plate 20c coincides with the X, Y, and Z axes of the body 1. . Then, each of the angular velocity sensors 12, 14,
Reference numeral 16 is attached so that the detection axis is parallel to the X axis, Y axis and Z axis. In this embodiment, an optical fiber gyro is employed as each of the angular velocity sensors 12, 14, and 16.

【0022】コントローラ8は、図2に示すように、機
体1の実際の姿勢角を前記各種センサの出力値から演算
する姿勢角演算装置21と、この姿勢角演算装置21に
よって求められた機体1の実際の姿勢角を後述する目標
姿勢角に近づけると共に、飛行方向、エンジン回転数お
よび高度を目標値に近づけるように前記サーボモータ5
〜7を制御する飛行状態制御用CPU22等から構成さ
れている。この飛行状態制御用CPU22は、送信機1
0から送られたパイロット指令信号に基づいて目標姿勢
角、目標飛行方向および目標飛行速度等の目標値を演算
する目標値演算処理手段と、上述したように前記サーボ
モータ5〜7を制御する各アクチュエータ制御量演算処
理手段を備えている。
As shown in FIG. 2, the controller 8 calculates an actual attitude angle of the airframe 1 from the output values of the various sensors. Of the servo motor 5 so that the actual attitude angle of the servo motor 5 approaches a target attitude angle to be described later, and the flight direction, engine speed and altitude approach target values.
-7 are controlled by a flight state control CPU 22 and the like. The flight state control CPU 22 includes the transmitter 1
Target value calculation processing means for calculating target values such as a target attitude angle, a target flight direction, and a target flight speed based on a pilot command signal sent from 0; and a control unit for controlling the servomotors 5 to 7 as described above. An actuator control amount calculation processing means is provided.

【0023】前記姿勢角演算装置21は、図3に示すよ
うに、各種演算を行うCPU23と、このCPU23に
前記各センサおよび前記飛行状態制御用CPU22を接
続するインターフェイスとから形成されている。
As shown in FIG. 3, the attitude angle calculation device 21 is formed of a CPU 23 for performing various calculations, and an interface for connecting the sensors and the flight state control CPU 22 to the CPU 23.

【0024】CPU23は、各角速度センサ12,1
4,16が実際に検出した角速度と不揮発性メモリ24
に記憶された誤差角速度とを用いて真の角速度としての
補正角速度を求める補正角速度演算処理手段25と、こ
の補正角速度演算処理手段25が求めた補正角速度を前
記加速度センサ11,13および地磁気方位センサ15
によって検出された角度に加算して現在の姿勢角を求め
る姿勢角演算処理手段26とから構成されている。
The CPU 23 controls each of the angular velocity sensors 12, 1
4 and 16 and the actually detected angular velocity and the non-volatile memory 24
Correction angular velocity calculation processing means 25 for obtaining a corrected angular velocity as a true angular velocity using the error angular velocity stored in the storage means, and the corrected angular velocity obtained by the corrected angular velocity calculation processing means 25 for the acceleration sensors 11, 13 and the geomagnetic azimuth sensor. Fifteen
And a posture angle calculation processing means 26 for obtaining the current posture angle by adding the angle to the angle detected by the above.

【0025】前記不揮発性メモリ24は、後述する誤差
検出工程によって予め設定された各角速度センサ12,
14,16の誤差角速度が記憶されている。この誤差角
速度とは、X軸回り角速度を検出するX軸回り角速度セ
ンサ12であれば、図4に示すベースブロック20に取
付けられた状態でこの角速度センサ12をベースブロッ
ク20と共にZ軸回りに回したときに検出される角速度
KXZと、Y軸回りに回したときに検出される角速度KXY
のことである。本来であれば、X軸回りの角速度センサ
12はZ軸やY軸回りに回したとしても角速度を検出す
ることはない筈であるが、この角速度センサ12はセン
サ本体12aの軸線がセンサケース12bの基準線に対
して傾斜していたり、センサケース12bの基準線がベ
ースブロック20のX軸に対して傾斜したりする関係か
ら、上述した誤差角速度KXZ,KXYが生じる。
The non-volatile memory 24 stores each of the angular velocity sensors 12 and
The error angular velocities of 14 and 16 are stored. This error angular velocity means that if the angular velocity sensor 12 detects the angular velocity around the X axis, the angular velocity sensor 12 is rotated around the Z axis together with the base block 20 in a state where the angular velocity sensor 12 is attached to the base block 20 shown in FIG. Angular velocity KXZ detected when turning, and angular velocity KXY detected when turning around the Y axis
That is. Normally, the angular velocity sensor 12 around the X axis should not detect the angular velocity even if it is rotated around the Z axis or the Y axis. Or the reference line of the sensor case 12b is inclined with respect to the X axis of the base block 20, the above-described error angular velocities KXZ and KXY are generated.

【0026】これと同様に、Y軸回りの角速度センサ1
4およびZ軸回りの角速度センサ16も誤差を生じるの
で、その誤差も不揮発性メモリ24に記憶されている。
Y軸回りの角速度センサ14が出力する誤差角速度は、
それがZ軸回りに回されたときの誤差角速度KYZと、X
軸回りに回されたときの誤差角速度KYXである。また、
Z軸回りの角速度センサ16が出力する誤差角速度は、
それがX軸回りに回されたときの誤差角速度KZXと、Y
軸回りに回されたときの誤差角速度KZYである。
Similarly, the angular velocity sensor 1 around the Y axis
Since the angular velocity sensors 16 around the 4 and Z axes also cause errors, the errors are also stored in the nonvolatile memory 24.
The error angular velocity output by the angular velocity sensor 14 around the Y axis is
Error angular velocity KYZ when it is rotated around the Z axis, and X
It is the error angular velocity KYX when turned around the axis. Also,
The error angular velocity output by the angular velocity sensor 16 around the Z axis is:
Error angular velocity KZX when it is rotated around the X axis, and Y
It is the error angular velocity KZY when turned around the axis.

【0027】なお、上述した誤差角速度は、後述する誤
差検出工程において、誤差が生じる軸回りに回ったとき
の単位角速度当たりの値として設定されている。例え
ば、X軸回りの角速度センサ12をZ軸回りに回したと
きの誤差角速度KXZは、そのときにZ軸回りの角速度セ
ンサ16によって検出された角速度で除して求められて
いる。すなわち、Z軸回りの角速度が大きくなればなる
ほど誤差角速度が大きくなるので、前記誤差角速度KXZ
にZ軸回りの角速度センサ16での出力値を乗算するよ
うにしている。この乗算は後述する補正角速度演算処理
手段25が行う。
The above-described error angular velocity is set as a value per unit angular velocity when it is rotated around an axis where an error occurs in an error detection step described later. For example, the error angular velocity KXZ when the angular velocity sensor 12 around the X axis is rotated around the Z axis is obtained by dividing the angular velocity by the angular velocity detected by the angular velocity sensor 16 around the Z axis at that time. That is, as the angular velocity around the Z axis increases, the error angular velocity increases.
Is multiplied by the output value of the angular velocity sensor 16 around the Z axis. This multiplication is performed by a correction angular velocity calculation processing means 25 described later.

【0028】補正角速度演算処理手段25は、各角速度
センサ12,14,16によって検出された実際の角速
度ωX,ωY,ωZ から前記誤差角速度に誤差発生軸回り
の角速度を乗算したものを差し引いて真の角速度を求め
るように構成されている。詳述すると、例えばZ軸回り
角速度センサ16が角速度を検出しているときには、X
軸回り角速度センサ12、Y軸回り角速度センサ14の
出力値から、それぞれZ軸回りの誤差角速度KXZ,KYZ
にZ軸回りの角速度センサ16の出力ωZ を乗じたもの
を差し引く。これによってX軸回りの角速度センサ1
2、Y軸回りの角速度センサ14が出力する角速度の真
の値が求められる。そして、この真の角速度を姿勢角演
算処理手段26に出力するように構成されている。
The corrected angular velocity calculating means 25 subtracts the error angular velocity multiplied by the angular velocity around the error generating axis from the actual angular velocity ωX, ωY, ωZ detected by each of the angular velocity sensors 12, 14, 16 to calculate the true value. Is determined. More specifically, for example, when the Z-axis angular velocity sensor 16 detects the angular velocity, X
The error angular velocities KXZ and KYZ around the Z-axis are obtained from the output values of the angular gyration sensor 12 and the Y-axis gyration sensor 14, respectively.
Multiplied by the output ωZ of the angular velocity sensor 16 about the Z axis is subtracted. Thereby, the angular velocity sensor 1 around the X axis
2. The true value of the angular velocity output by the angular velocity sensor 14 about the Y axis is obtained. The true angular velocity is output to the attitude angle calculation processing means 26.

【0029】これと同様に、補正角速度演算処理手段2
5は、X軸回りの角速度センサ12が角速度を検出して
いるときには、Y軸回りの角速度センサ14およびZ軸
回りの角速度センサ16によって検出された角速度の真
の値を姿勢角演算処理手段26に出力する。また、Y軸
回りの角速度センサ14が角速度を検出しているときに
は、X軸回りの角速度センサ12およびZ軸回りの角速
度センサ16によって検出された角速度の真の値を姿勢
角演算処理手段26に出力する。
Similarly, the correction angular velocity calculation processing means 2
5, when the angular velocity sensor 12 around the X-axis is detecting angular velocity, the true value of the angular velocity detected by the angular velocity sensor 14 around the Y-axis and the angular velocity sensor 16 around the Z-axis is used as the attitude angle calculation processing means 26. Output to When the angular velocity sensor 14 around the Y axis detects the angular velocity, the true value of the angular velocity detected by the angular velocity sensor 12 around the X axis and the angular velocity sensor 16 around the Z axis is sent to the attitude angle calculation processing means 26. Output.

【0030】すなわち、機体1の現在の各軸回りの真の
角速度がω′X,ω′Y,ω′Z として姿勢各演算処理手
段26に出力されることになる。
That is, the current true angular velocities of the body 1 around the respective axes are output to the attitude calculation processing means 26 as ω′X, ω′Y, ω′Z.

【0031】前記姿勢各演算処理手段26は、離陸以前
の機体静止時に機体1の傾斜角度、方位の初期値を検出
してこの値を不図示のメモリに記憶させ、離陸後は前記
補正角速度演算処理手段15が求めた真の角速度ω
X′,ωY′,ωZ′ を積分してなる真の角度を前記初期
値に加算して現在の姿勢角を求めるように構成されてい
る。離陸以前に求める傾斜角度は加速度センサ11,1
3の出力値を用い、方位は地磁気方位センサ15の出力
値を用いている。また、機体1が静止している状態であ
ることを検出するには、角速度センサ12,14,16
が一定時間の間に予め定めた値より小さい値を継続して
出力したことを検出することによって行う。
The attitude processing means 26 detects the initial values of the inclination angle and azimuth of the aircraft 1 when the aircraft is stationary before takeoff, stores these values in a memory (not shown), and calculates the corrected angular velocity after takeoff. True angular velocity ω obtained by processing means 15
The present attitude angle is obtained by adding a true angle obtained by integrating X ′, ωY ′, ωZ ′ to the initial value. The inclination angle required before takeoff is the acceleration sensor 11,1
3, and the azimuth uses the output value of the geomagnetic azimuth sensor 15. To detect that the body 1 is stationary, the angular velocity sensors 12, 14, 16
Is continuously output during the predetermined period of time with a value smaller than a predetermined value.

【0032】すなわち、この姿勢角演算処理手段26が
求めた現在の姿勢角が前記飛行状態制御用CPU22に
入力され、この飛行状態制御用CPU22が前記姿勢角
に基づいて飛行方向、高度、エンジン回転数を制御する
ことになる。
That is, the current attitude angle obtained by the attitude angle calculation processing means 26 is input to the flight state control CPU 22, and the flight state control CPU 22 calculates the flight direction, altitude, engine rotation based on the attitude angle. You will control the number.

【0033】次に、前記誤差値を求める手法について説
明する。先ず、角速度センサ12,14,16が取付け
られたベースブロック20を図4に示すように回転テー
ブル27に載置させて固定する。この回転テーブル27
は、鉛直方向の軸線回りに所定回転数をもって回転する
構造になっている。そして、この回転テーブル27にベ
ースブロック20を載せるに当たっては、先ず、ベース
ブロック20の軸線Zが鉛直方向を指向するようにす
る。すなわち、図4に示した状態でベースブロック20
を回転テーブル27に固定する。本実施例では、ベース
ブロック27には図5に示すようにコントローラ8のC
PU23および不揮発性メモリ24等を角速度センサと
共に取付けておく。そして、各角速度センサ12,1
4,16をA/D変換機28を介してCPU23に接続
しておく。すなわち、本実施例ではベースブロック20
も姿勢角検出装置の一部を構成することになる。
Next, a method for obtaining the error value will be described. First, the base block 20 to which the angular velocity sensors 12, 14, 16 are mounted is fixed on a rotary table 27 as shown in FIG. This rotary table 27
Has a structure that rotates at a predetermined number of revolutions around a vertical axis. When placing the base block 20 on the rotary table 27, first, the axis Z of the base block 20 is directed in the vertical direction. That is, in the state shown in FIG.
Is fixed to the rotary table 27. In the present embodiment, as shown in FIG.
The PU 23 and the non-volatile memory 24 are mounted together with the angular velocity sensor. Then, each of the angular velocity sensors 12, 1
4 and 16 are connected to the CPU 23 via the A / D converter 28. That is, in this embodiment, the base block 20
Also constitute a part of the attitude angle detecting device.

【0034】次に、このように回転テーブル27にベー
スブロック20を取付けた後、図6に示すように、回転
テーブル27を静止させた状態で10秒間だけ各角速度
センサによって角速度を検出させる。そして、この10
秒間に検出された角速度の平均値を各角速度センサの初
期角速度ωX0,ωY0,ωZ0としてCPU23の不図示の
メモリに記憶させる。これは、予めCPU23に記憶さ
れた誤差検出プログラムに基づいて行われる。すなわ
ち、CPU23は姿勢角を演算するプログラムの他に、
誤差検出工程において角速度センサの誤差を検出して後
述するように不揮発性メモリ24に記憶させるプログラ
ムも記憶されている。
Next, after the base block 20 is mounted on the rotary table 27 as described above, the angular velocity is detected by each angular velocity sensor for 10 seconds while the rotary table 27 is stationary as shown in FIG. And this 10
The average value of angular velocities detected per second is stored in a memory (not shown) of the CPU 23 as initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 of each angular velocity sensor. This is performed based on an error detection program stored in the CPU 23 in advance. That is, in addition to the program for calculating the attitude angle, the CPU 23
A program for detecting an error of the angular velocity sensor in the error detecting step and storing the detected error in the nonvolatile memory 24 as described later is also stored.

【0035】その後、回転テーブル27を予め定めた回
転数をもって回転させ、回転テーブル27が一定回転数
で回っているときに各角速度センサによって角速度を検
出させる。このときは10秒間に検出された角速度の平
均値を各角速度センサの実角速度ωX,ωY,ωZ として
CPU23のメモリに記憶させる。このように実角速度
ωX,ωY,ωZ を検出した後、回転テーブル27を停止
させる。
Thereafter, the rotary table 27 is rotated at a predetermined rotational speed, and the angular velocity is detected by each angular velocity sensor when the rotary table 27 is rotating at a constant rotational speed. At this time, the average value of the angular velocities detected for 10 seconds is stored in the memory of the CPU 23 as the actual angular velocities ωX, ωY, ωZ of each angular velocity sensor. After detecting the actual angular velocities ωX, ωY, ωZ in this way, the rotary table 27 is stopped.

【0036】次いで、各角速度センサの実角速度ωX,
ωY,ωZ から初期角速度ωX0,ωY0,ωZ0を差し引い
て角速度増加分ΔωX,ΔωY,ΔωZ をそれぞれ求め
る。そして、X軸回りの角速度センサ12の角速度増加
分ΔωX およびY軸回りの角速度センサ14の角速度増
加分ΔωY を、Z軸回りの角速度センサ16での角速度
増加分ΔωZ でそれぞれ除して単位角速度当たりの誤差
角速度KXZ,KYZを求める。このように誤差角速度KX
Z,KYZを求めた後、CPU23はそれを不揮発性メモ
リ24に記憶させる。
Next, the actual angular velocities ωX,
The initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 are subtracted from ωY, ωZ to obtain angular velocity increments ΔωX, ΔωY, ΔωZ, respectively. Then, the angular velocity increase ΔωX of the angular velocity sensor 12 about the X axis and the angular velocity increase ΔωY of the angular velocity sensor 14 about the Y axis are divided by the angular velocity increase ΔωZ of the angular velocity sensor 16 around the Z axis, respectively. Are obtained. Thus, the error angular velocity KX
After obtaining Z and KYZ, the CPU 23 stores them in the nonvolatile memory 24.

【0037】このようにZ軸回りの誤差角速度を求めた
後は、X軸回りの誤差角速度を求める。このときには、
ベースブロック20を回転テーブル27から一度外し、
ベースブロック20のX軸が鉛直方向を指向するように
して再び固定する。そして、前記同様に静止状態で初期
角速度ωX0,ωY0,ωZ0を検出させ、しかる後に前記同
様に回転テーブル27を回転させて実角速度ωX,ωY,
ωZ を検出させる。角速度検出方法はZ軸回りの誤差を
検出するときと同様にする。
After the error angular velocity about the Z axis is obtained in this manner, the error angular velocity about the X axis is obtained. At this time,
Once the base block 20 is removed from the turntable 27,
The base block 20 is fixed again so that the X axis is oriented in the vertical direction. Then, the initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 are detected in a stationary state as described above, and then the rotary table 27 is rotated similarly to the above to obtain the actual angular velocities ωX, ωY,
ωZ is detected. The method of detecting the angular velocity is the same as when detecting an error around the Z axis.

【0038】その後、実角速度ωX,ωY,ωZ から初期
角速度ωX0,ωY0,ωZ0を差し引いて角速度増加分Δω
X,ΔωY,ΔωZ を求め、さらに、Y軸回り角速度セン
サ14の角速度増加分ΔωYおよびZ軸回り角速度セン
サ16の角速度増加分ΔωZをX軸回り角速度センサ1
2の角速度増加分ΔωX でそれぞれ除して単位角速度当
たりの誤差角速度KYX、KZXを求める。このように誤差
角速度KYX,KZXを求めた後、CPU23はそれを不揮
発性メモリ24に記憶させる。
Thereafter, the initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 are subtracted from the actual angular velocities ωX, ωY, ωZ, and the angular velocity increase Δω
X, ΔωY, and ΔωZ are obtained, and the angular velocity increment ΔωY of the Y-axis angular velocity sensor 14 and the angular velocity increment ΔωZ of the Z-axis angular velocity sensor 16 are calculated as the X-axis angular velocity sensor 1.
The error angular velocities KYX and KZX per unit angular velocity are obtained by dividing by the angular velocity increment ΔωX of 2. After obtaining the error angular velocities KYX and KZX in this manner, the CPU 23 stores them in the nonvolatile memory 24.

【0039】また、Z軸、X軸回りの誤差角速度を求め
た後は、Y軸回りの誤差角速度を求める。このときも前
記同様にベースブロック20を回転テーブル27から一
度外し、ベースブロック20のY軸が鉛直方向を指向す
るようにして再び固定する。そして、静止状態で初期角
速度ωX0,ωY0,ωZ0を検出させ、しかる後に回転テー
ブル27を回転させて実角速度ωX,ωY,ωZ を検出さ
せる。角速度検出方法はZ軸、X軸回りの誤差を検出す
るときと同様にする。
After the error angular velocities around the Z axis and the X axis are obtained, the error angular velocities around the Y axis are obtained. At this time, similarly, the base block 20 is once removed from the rotary table 27 and fixed again so that the Y axis of the base block 20 is directed in the vertical direction. Then, in the stationary state, the initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 are detected, and then the rotary table 27 is rotated to detect the actual angular velocities ωX, ωY, ωZ. The method of detecting the angular velocity is the same as when detecting an error around the Z axis and the X axis.

【0040】その後、実角速度ωX,ωY,ωZ から初期
角速度ωX0,ωY0,ωZ0を差し引いて角速度増加分Δω
X,ΔωY,ΔωZ を求め、さらに、X軸回り角速度セン
サ12の角速度増加分ΔωXおよびZ軸回り角速度セン
サ16の角速度増加分ΔωZをY軸回り角速度センサ1
4の角速度増加分ΔωY でそれぞれ除して単位角速度当
たりの誤差角速度KXY、KZYを求める。このように誤差
角速度KXY,KZYを求めた後、CPU23はそれを不揮
発性メモリ24に記憶させる。
Thereafter, the initial angular velocities ωX0, ωY0, ωZ0 are subtracted from the actual angular velocities ωX, ωY, ωZ, and the angular velocity increase Δω
X, ΔωY, and ΔωZ are obtained, and the angular velocity increment ΔωX of the X-axis angular velocity sensor 12 and the angular velocity increment ΔωZ of the Z-axis angular velocity sensor 16 are calculated based on the Y-axis angular velocity sensor 1.
Error angular velocities KXY and KZY per unit angular velocity are obtained by dividing by the angular velocity increment ΔωY of 4 respectively. After obtaining the error angular velocities KXY and KZY in this manner, the CPU 23 stores the same in the nonvolatile memory 24.

【0041】このようにX,Y,Z軸回りのそれぞれの
誤差角速度を不揮発性メモリ24に記憶させることによ
って誤差検出工程が終了する。角速度センサ等が取付け
られたベースブロック20は、この誤差検出工程を経た
後に機体1に搭載される。
By storing the respective error angular velocities around the X, Y, and Z axes in the non-volatile memory 24, the error detection process is completed. The base block 20 to which the angular velocity sensor and the like are attached is mounted on the body 1 after passing through this error detection step.

【0042】上述した誤差検出工程によって誤差角速度
が記憶されたコントローラ8を使用すると、図7に示す
ように、X軸回り角速度センサ12によって検出された
実際の角速度ωX は、Y軸回り角速度センサ14、Z軸
回り角速度センサ16が角速度ωY,ωZを出力している
ときにはωY×KYXの値と、ωZ×KZXの値とがそれぞれ
差し引かれて真の角速度ωX′ に変えられることにな
る。また、同様にしてY軸回り角速度センサ14によっ
て検出された実際の角速度ωY は、X軸回り角速度セン
サ12、Z軸回り角速度センサ16が角速度ωX,ωZを
出力しているときにはωX×KXYの値と、ωZ×KZYの値
とがそれぞれ差し引かれて真の角速度 ωY′に変えられ
ることになる。さらに、Z軸回り角速度センサ16によ
って検出された実際の角速度ωZ も、X軸回り角速度セ
ンサ12、Y軸回り角速度センサ14が角速度ωX,ωY
を出力しているときにはωX×KXZの値と、ωY×KYZの
値とがそれぞれ差し引かれて真の角速度 ωZ′ に変え
られる。
When the controller 8 in which the error angular velocity is stored in the above-described error detection step is used, as shown in FIG. 7, the actual angular velocity ωX detected by the X-axis angular velocity sensor 12 is converted to the Y-axis angular velocity sensor 14. When the Z-axis angular velocity sensor 16 outputs the angular velocities ωY and ωZ, the value of ωY × KYX and the value of ωZ × KZX are subtracted, respectively, to be changed to the true angular velocity ωX ′. Similarly, the actual angular velocity ωY detected by the Y-axis angular velocity sensor 14 is the value of ωX × KXY when the X-axis angular velocity sensor 12 and the Z-axis angular velocity sensor 16 output the angular velocities ωX and ωZ. And the value of ωZ × KZY are subtracted from each other to be changed to the true angular velocity ωY ′. Further, the actual angular velocity ωZ detected by the Z-axis angular velocity sensor 16 is also determined by the X-axis angular velocity sensor 12 and the Y-axis angular velocity sensor 14 by the angular velocities ωX and ωY.
Is output, the value of ωX × KXZ and the value of ωY × KYZ are subtracted from each other to be changed to the true angular velocity ωZ ′.

【0043】したがって、3個の角速度センサ12,1
4,16の各センサ本体12a,14a,16aの検出
軸線が互いに直交しないことに起因して生じる角速度の
誤差を電気的に補正することができる。このため、各角
速度センサ12,14,16のセンサ本体12a,14
a,16aをケース12b,14b,16bに厳格な精
度をもって取付けたり、各角速度センサ12,14,1
6をベースブロック20に高精度に位置決めしたりする
必要がなくなる。
Therefore, the three angular velocity sensors 12, 1
It is possible to electrically correct the angular velocity error caused by the detection axes of the sensor bodies 12a, 14a, 16a being not orthogonal to each other. For this reason, the sensor bodies 12a, 14 of the angular velocity sensors 12, 14, 16
a, 16a are attached to the cases 12b, 14b, 16b with strict accuracy.
There is no need to position the 6 on the base block 20 with high accuracy.

【0044】なお、本実施例では誤差角速度としてX,
Y,Z軸の3軸回りに対して求める例を示したが、Z軸
回りの誤差角速度のみを求めてX軸回り角速度センサ1
2、Y軸回り角速度センサ14が検出した角速度ωX,
ωYを補正しさえすれば、ヘリコプタの姿勢であれば比
較的高精度に制御することができる。また、角速度セン
サ12,14,16を機体1に取付けるためのベースブ
ロック20としては、本実施例で示したように板状物を
3方向へ延ばしたような構造に限定されるものではな
く、その構造は適宜変更することができる。
In this embodiment, the error angular velocities X,
An example has been described in which the angular velocity is obtained for three axes around the Y and Z axes.
2. The angular velocity ωX detected by the angular velocity sensor 14 around the Y axis,
As long as .omega.Y is corrected, the attitude of the helicopter can be controlled with relatively high accuracy. Further, the base block 20 for attaching the angular velocity sensors 12, 14, 16 to the body 1 is not limited to a structure in which a plate-like object is extended in three directions as shown in the present embodiment. The structure can be changed appropriately.

【0045】さらに、本実施例では、本発明に係る姿勢
角検出方法を無人ヘリコプタの姿勢角検出方法に適用し
た例を示したが、水上あるいは水中を走行する船舶の姿
勢角を検出したり、シールド式掘削装置の進行方向を検
出するときにも適用することができる。
Further, in this embodiment, an example is shown in which the attitude angle detecting method according to the present invention is applied to the attitude angle detecting method of an unmanned helicopter, but the attitude angle of a ship traveling on water or underwater can be detected. The present invention can also be applied when detecting the traveling direction of a shield type excavator.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る角速度
センサ式姿勢角検出装置の姿勢角検出方法は、互いに直
交する3軸毎に角速度センサが取付けられた姿勢角検出
装置を移動物に搭載する以前に、回転テーブルによって
検出軸回りに回転させてこの検出軸とは直交する他の2
軸の角速度センサの出力値を誤差値として不揮発性メモ
リに記憶させ、この姿勢角検出装置が移動物に搭載され
た後は前記検出軸回りに回るときに前記2軸の角速度セ
ンサの出力値から誤差値を差し引くようにしたため、3
個の角速度センサの軸線が互いに直交しないことに起因
して生じる角速度の誤差を電気的に補正することができ
る。
As described above, the attitude angle detecting method of the angular velocity sensor type attitude angle detecting apparatus according to the present invention mounts, on a moving object, an attitude angle detecting apparatus in which angular velocity sensors are attached for every three axes orthogonal to each other. Prior to the rotation, the rotary table is used to rotate around the detection axis so that the other two axes perpendicular to the detection axis are rotated.
The output value of the angular velocity sensor of the axis is stored as an error value in a non-volatile memory, and after the attitude angle detecting device is mounted on a moving object, when the attitude angle detection device rotates around the detection axis, the output value of the angular velocity sensor of the two axes is calculated. Since the error value was subtracted, 3
An angular velocity error caused by the axes of the angular velocity sensors not being orthogonal to each other can be electrically corrected.

【0047】したがって、角速度センサの本体をケース
に厳格な精度をもって取付けたり、各角速度センサを姿
勢角検出装置に高精度に位置決めしたりする必要がなく
なる。このため、角速度センサを製造するときや姿勢角
検出装置での角速度センサ取付け部を加工するときに必
要以上に精度を高める必要がないので、コストアップと
なるのを防ぎつつ高精度に角速度を検出することができ
るようになる。
Therefore, there is no need to mount the main body of the angular velocity sensor to the case with strict accuracy, or to position each angular velocity sensor with high accuracy in the attitude angle detecting device. For this reason, it is not necessary to increase the accuracy more than necessary when manufacturing the angular velocity sensor or processing the mounting part of the angular velocity sensor with the attitude angle detection device, so it is possible to detect the angular velocity with high accuracy while preventing cost increase Will be able to

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る姿勢角検出方法によって姿勢角を
検出する無人ヘリコプタの概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an unmanned helicopter that detects an attitude angle by an attitude angle detection method according to the present invention.

【図2】本発明に係る姿勢角検出方法によって姿勢角を
検出する姿勢角検出装置の全体構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an overall configuration of a posture angle detection device that detects a posture angle by a posture angle detection method according to the present invention.

【図3】姿勢角検出装置の要部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the attitude angle detection device.

【図4】姿勢角検出装置の概略構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a posture angle detection device.

【図5】回転テーブル上での誤差値検出工程を説明する
ためのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining an error value detecting step on a turntable.

【図6】回転テーブル上での誤差値検出手順を説明する
ためのグラフである。
FIG. 6 is a graph for explaining an error value detection procedure on a turntable.

【図7】姿勢角検出装置を無人ヘリコプタに搭載した後
の角速度検出手順を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an angular velocity detection procedure after the attitude angle detection device is mounted on an unmanned helicopter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 コントローラ 12 角速度センサ 14 角速度センサ 16 角速度センサ 20 ベースブロック 21 姿勢角演算装置 24 不揮発性メモリ 25 補正角速度演算手段 27 回転テーブル 8 Controller 12 Angular velocity sensor 14 Angular velocity sensor 16 Angular velocity sensor 20 Base block 21 Posture angle computing device 24 Non-volatile memory 25 Correction angular velocity computing means 27 Rotary table

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鉛直方向の軸線に対して回るときの角速
度を検出する鉛直軸用角速度センサと、互いに直交しか
つ前記鉛直方向に対して直交するX,Y方向の軸線に対
して回るときの角速度を検出するX軸用角速度センサ、
Y軸用角速度センサとが取付けられた姿勢角検出装置
を、鉛直方向の軸線回りに回転する回転テーブルに前記
鉛直軸用角速度センサの軸線を鉛直方向に向けて載置さ
せて回転させ、回転テーブルが回転しているときのX軸
用角速度センサおよびY軸用角速度センサの出力値をそ
れぞれ鉛直軸回りの誤差値として不揮発性メモリに記憶
させておき、この姿勢角検出装置が移動物に搭載された
後は鉛直方向の軸線回りに回るときにX軸用角速度セン
サおよびY軸用角速度センサの出力値から前記誤差値を
それぞれ差し引いて真の角速度を求め、この真の角速度
に基づいて角度を求めることを特徴とする角速度センサ
式姿勢角検出装置の姿勢角検出方法。
1. An angular velocity sensor for a vertical axis for detecting an angular velocity when rotating about an axis in a vertical direction, and an angular velocity sensor for rotating in X and Y directions orthogonal to each other and orthogonal to the vertical direction. X-axis angular velocity sensor that detects angular velocity,
An attitude angle detection device having an angular velocity sensor for Y-axis mounted thereon is rotated by placing the axis of the angular velocity sensor for vertical axis in a vertical direction on a rotary table that rotates about an axis in a vertical direction, and rotating the rotary table. The output values of the angular velocity sensor for the X axis and the angular velocity sensor for the Y axis when are rotating are stored in a nonvolatile memory as error values about the vertical axis, respectively, and this attitude angle detecting device is mounted on a moving object. After that, when turning around the vertical axis, the error value is subtracted from the output values of the X-axis angular velocity sensor and the Y-axis angular velocity sensor to obtain the true angular velocity, and the angle is determined based on the true angular velocity. An attitude angle detecting method of an angular velocity sensor type attitude angle detecting device, characterized in that:
【請求項2】 請求項1記載の角速度センサ式姿勢角検
出装置の姿勢角検出方法において、姿勢角検出装置を移
動物に搭載する以前に、X軸用角速度センサの軸線を鉛
直方向に向けて回転テーブルによって回転させ、回転テ
ーブルが回転しているときの鉛直軸用角速度センサおよ
びY軸用角速度センサの出力値をそれぞれX軸回りの誤
差値として不揮発性メモリに記憶させ、この姿勢角検出
装置が移動物に搭載された後はX軸の軸線回りに回ると
きに鉛直軸用角速度センサおよびY軸用角速度センサの
出力値から前記X軸回りの誤差値を差し引いて真の角速
度を求め、この真の角速度に基づいて角度を求めること
を特徴とする角速度センサ式姿勢角検出装置の姿勢角検
出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the axis of the X-axis angular velocity sensor is oriented vertically before mounting the attitude angle detector on a moving object. The attitude angle detecting device is rotated by a rotary table, and output values of the angular velocity sensor for the vertical axis and the angular velocity sensor for the Y axis when the rotary table is rotating are respectively stored in a nonvolatile memory as error values about the X axis. After it is mounted on a moving object, when it turns around the axis of the X axis, the true angular velocity is obtained by subtracting the error value about the X axis from the output values of the angular velocity sensor for the vertical axis and the angular velocity sensor for the Y axis. An attitude angle detection method of an angular velocity sensor type attitude angle detection apparatus, wherein an angle is obtained based on a true angular velocity.
【請求項3】 請求項2記載の角速度センサ式姿勢角検
出装置の姿勢角検出方法において、姿勢角検出装置を移
動物に搭載する以前に、Y軸用角速度センサの軸線を鉛
直方向に向けて回転テーブルによって回転させ、回転テ
ーブルが回転しているときの鉛直軸用角速度センサおよ
びX軸用角速度センサの出力値をそれぞれY軸回りの誤
差値として不揮発性メモリに記憶させ、この姿勢角検出
装置が移動物に搭載された後はY軸の軸線回りに回ると
きに鉛直軸用角速度センサおよびX軸用角速度センサの
出力値から前記Y軸回りの誤差値を差し引いて真の角速
度を求め、この真の角速度に基づいて角度を求めること
を特徴とする角速度センサ式姿勢角検出装置の姿勢角検
出方法。
3. The attitude angle detecting method of an angular velocity sensor type attitude angle detecting device according to claim 2, wherein the axis of the Y-axis angular velocity sensor is oriented vertically before mounting the attitude angle detecting device on a moving object. The attitude angle detecting device is rotated by a rotary table, and the output values of the angular velocity sensor for the vertical axis and the angular velocity sensor for the X axis when the rotary table is rotating are stored in a nonvolatile memory as error values about the Y axis. After the is mounted on the moving object, when turning around the axis of the Y axis, the error value around the Y axis is subtracted from the output values of the angular velocity sensor for the vertical axis and the angular velocity sensor for the X axis to obtain a true angular velocity. An attitude angle detection method of an angular velocity sensor type attitude angle detection apparatus, wherein an angle is obtained based on a true angular velocity.
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