JP3367461B2 - Moving body attitude angle detection device - Google Patents

Moving body attitude angle detection device

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JP3367461B2
JP3367461B2 JP10471199A JP10471199A JP3367461B2 JP 3367461 B2 JP3367461 B2 JP 3367461B2 JP 10471199 A JP10471199 A JP 10471199A JP 10471199 A JP10471199 A JP 10471199A JP 3367461 B2 JP3367461 B2 JP 3367461B2
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angular velocity
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angle
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敏明 山下
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体上にて移
動体の粗精度姿勢角ならびに精精度姿勢角速度を計測
し、それらの信号から現在の移動体姿勢角情報を高精度
に推定する移動体の姿勢角検出装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a movement for measuring a coarse posture angle and a precise posture angular velocity of a moving body on a moving body and highly accurately estimating current posture angle information of the moving body from those signals. The present invention relates to a body posture angle detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平7−167871号公報には、車
載用ナビゲーション装置において、GPSにより現在か
ら過去一定時間前までの平均進行方位を算出し、角速度
センサのオフセット値を走行中に補正することで、自車
方位の推定精度を向上させるようにした角速度センサ出
力補正装置が記載されている。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-167871 discloses that a vehicle-mounted navigation device calculates an average heading from a current time to a certain past time by GPS and corrects an offset value of an angular velocity sensor during traveling. Then, an angular velocity sensor output correction device that improves the estimation accuracy of the vehicle azimuth is described.

【0003】特開平8−14922号公報には、ドリフ
トの生じやすい回転角速度センサや誤差の大きい車速セ
ンサを用いても、精度のよい測位ができるようにした車
載用測位装置が記載されている。この測位装置は、車両
の位置を検出する位置センサである車速センサ及び圧電
振動ジャイロと、複数の衛星が発射する信号からそれぞ
れの衛星と車両との相対位置を検出する衛星情報検出手
段又は相対速度検出手段であるGPSと、位置センサ又
は衛星情報検出手段の出力の少なくとも一方から車両の
絶対位置を測位する測位手段である測位ル−チンと、衛
星からの情報に基づき位置センサの検出位置を補正する
センサ出力補正手段であるジャイロ補正ル−チンとを備
えている。また、この特開平8−14922号公報に
は、ジャイロの時間当りの方位変化量と衛星情報から求
めた時間当りの方位変化量との関連をカルマンフィルタ
を用いて求め、方位角計算手段の計算定数を補正するこ
とで、補正量の増加に伴って増える誤差を予測し補正す
ることが記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-14922 discloses a vehicle-mounted positioning device that enables accurate positioning even if a rotational angular velocity sensor that easily causes a drift or a vehicle speed sensor that has a large error is used. This positioning device includes a vehicle speed sensor and a piezoelectric vibration gyro that are position sensors for detecting the position of the vehicle, and satellite information detecting means or relative speed for detecting the relative position of each satellite from the signals emitted by a plurality of satellites. GPS as a detection means, a positioning routine as a positioning means for positioning the absolute position of the vehicle from at least one of the outputs of the position sensor and the satellite information detection means, and the detected position of the position sensor is corrected based on the information from the satellite. And a gyro correction routine which is a sensor output correction means. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 14922/1996, the relation between the azimuth change amount per hour of the gyro and the azimuth change amount per time obtained from the satellite information is obtained by using a Kalman filter, and the calculation constant of the azimuth angle calculating means. It is described that the error that increases as the correction amount increases is predicted and corrected by correcting the error.

【0004】特開平9−5105号公報には、移動体に
搭載された姿勢指示器からの姿勢角及び方位指示器から
の方位角度並びにGPS航法装置からのGPS速度を慣
性航法装置に初期値として入力することにより、移動体
の移動中における慣性航法装置の調定を高精度にかつ短
時間で行なえるようにした慣性航法装置の移動中におけ
る調定演算方法が記載されている。慣性航法装置とGP
S航法装置と状態推定カルマンフィルタとでハイブリッ
ド航法装置が構成されている。慣性航法装置からの慣性
航法データと、GPS航法装置からのGPS航法データ
は、加減算器で加減算処理された後、状態推定カルマン
フィルタに入力される。状態推定カルマンフィルタで処
理された慣性用誤差補正は慣性航法装置に入力されると
ともに、状態推定カルマンフィルタらのGPS用誤差補
正はGPS航法装置に入力される。GPS航法装置から
の初期速度は慣性航法装置に入力される。ハイブリッド
航法装置は飛行体等の移動体に搭載されており、姿勢指
示器からの初期姿勢角及び方向指示器からの初期方位角
が慣性航法装置に入力される。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-5105, an inertial navigation device uses an attitude angle from a posture indicator mounted on a moving body, an azimuth angle from a azimuth indicator, and a GPS speed from a GPS navigation device as initial values for the inertial navigation device. There is described a method for calculating a settling operation of an inertial navigation device during movement, which enables highly accurate and short-time adjustment of the inertial navigation device during movement of a moving body by inputting. Inertial navigation system and GP
A hybrid navigation device is configured by the S navigation device and the state estimation Kalman filter. The inertial navigation data from the inertial navigation device and the GPS navigation data from the GPS navigation device are subjected to addition / subtraction processing by an adder / subtractor and then input to the state estimation Kalman filter. The inertial error correction processed by the state estimation Kalman filter is input to the inertial navigation device, and the GPS error corrections of the state estimation Kalman filter and the like are input to the GPS navigation device. The initial velocity from the GPS navigation device is input to the inertial navigation device. The hybrid navigation device is mounted on a moving body such as a flying body, and an initial attitude angle from an attitude indicator and an initial azimuth angle from a direction indicator are input to the inertial navigation device.

【0005】図2は従来の車載用測位装置の一例を示す
ブロック構成図である。従来の車載用測位装置100
は、GPS101と、ジャイロ102と、車速センサ1
03と、方位角計算手段104と、方位角補正手段10
5と、相対速度検出手段106と、積算距離計算手段1
07と、積算距離補正手段108と、測位手段109と
からなる。符号110はGPS方位信号、符号111は
GPS車速信号である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional vehicle-mounted positioning device. Conventional vehicle-mounted positioning device 100
Is a GPS 101, a gyro 102, and a vehicle speed sensor 1
03, azimuth calculation means 104, and azimuth correction means 10
5, relative speed detecting means 106, and total distance calculating means 1
07, integrated distance correction means 108, and positioning means 109. Reference numeral 110 is a GPS azimuth signal, and reference numeral 111 is a GPS vehicle speed signal.

【0006】従来の車載用測位装置100は、GPS1
01によって検出されるGPS方位信号110およびG
PS車速信号111を基準信号とし、方位角計算手段1
04によって算出される方位角に対しては、GPS方位
信号110を用いた方位角補正手段105によって方位
角を補正し、積算距離計算手段107によって算出され
る車の積算距離に対しては、GPS車速信号111を用
いた積算距離補正手段108によって積算距離を補正す
ることで、ジャイロ102ならびに車速センサ103か
ら得られる測位値の精度を向上させるとともに、測位手
段109においてはそれらの値に加え相対速度検出手段
106から発生する車の相対速度の値を用いることで、
より高精度な測位を行なえるようにしている。
A conventional vehicle-mounted positioning device 100 has a GPS 1
GPS direction signals 110 and G detected by 01
Using the PS vehicle speed signal 111 as a reference signal, the azimuth calculation means 1
For the azimuth angle calculated by 04, the azimuth angle correction means 105 using the GPS azimuth signal 110 corrects the azimuth angle, and for the integrated distance of the vehicle calculated by the integrated distance calculation means 107, the GPS By correcting the integrated distance by the integrated distance correction means 108 using the vehicle speed signal 111, the accuracy of the positioning value obtained from the gyro 102 and the vehicle speed sensor 103 is improved, and the positioning means 109 adds the relative speed in addition to those values. By using the value of the relative speed of the vehicle generated from the detection means 106,
It enables more accurate positioning.

【0007】一般にGPS101のデータ検出周期は長
く、さらに車の状況によって衛星からの電波を受信でき
ない場合もあるが、従来の車載用測位装置100では、
測位センサとしてジャイロ102と車速センサ103と
の二通りの手段を装備することで、GPS101のデー
タ検出に関して持つ欠点を補い、電波状況に左右されな
い安定した測位を可能にしている。
Generally, the data detection cycle of the GPS 101 is long, and the radio wave from the satellite may not be received depending on the condition of the vehicle. However, in the conventional vehicle-mounted positioning device 100,
By equipping the gyro 102 and the vehicle speed sensor 103 as a positioning sensor, the disadvantages of the GPS 101 regarding data detection are compensated for, and stable positioning that is not affected by radio wave conditions is enabled.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示したような構成をとる従来の車載用測位装置100で
は、GPS101とジャイロ102の他に車速センサ1
03と搭載する必要があることから、車両全体の搭載重
量を増加させるとともに、車速センサ103の配置スペ
ースなど物理的制約条件を課すこととなる。さらに、車
速センサ103を一般の車に搭載する場合、GPS10
1やジャイロ102の場合と比べ、搭載車両の大幅な改
良が必要となるため、安価な車速センサ103を用いて
もコストを削減する効果は少ない。
However, in the conventional vehicle-mounted positioning device 100 having the configuration shown in FIG. 2, the vehicle speed sensor 1 is provided in addition to the GPS 101 and the gyro 102.
No. 03 is required, the weight of the entire vehicle to be mounted is increased and a physical constraint condition such as an arrangement space for the vehicle speed sensor 103 is imposed. Further, when the vehicle speed sensor 103 is mounted on a general vehicle, the GPS 10
As compared with the case of the No. 1 or the gyro 102, the mounted vehicle needs to be greatly improved, and thus the cost reduction effect is small even if the inexpensive vehicle speed sensor 103 is used.

【0009】また、ジャイロ102または車速センサ1
03からの検出信号を補正する方位角補正手段105ま
たは積算距離補正手段108は、GPSデータに対し静
的な補正機能(GPSデータのサンプル周期が一定であ
ると仮定した上で、その一定サンプル周期で得られたG
PSデータを用いるパラメータ固定のカルマンフィルタ
によりジャイロ102または車速センサ103の検出信
号を補正する機能)しか持たないため、電波遮蔽などに
よりGPS101からのデータが予め設定したサンプル
周期毎に受信できない場合には、方位角補正手段105
または積算距離補正手段108における補正機能が充分
機能せず、ジャイロ102と車速センサ103とを併用
しても車両の測位精度を維持することは困難な状況とな
る。
Further, the gyro 102 or the vehicle speed sensor 1
The azimuth angle correction unit 105 or the integrated distance correction unit 108 that corrects the detection signal from the signal 03 is a static correction function for GPS data (on the assumption that the sampling period of GPS data is constant, G obtained in
Since it has only the function of correcting the detection signal of the gyro 102 or the vehicle speed sensor 103 by the Kalman filter whose parameter is fixed using PS data), when the data from the GPS 101 cannot be received at each preset sampling period due to radio wave shielding, Azimuth correction means 105
Alternatively, the correction function of the integrated distance correction unit 108 does not sufficiently function, and it is difficult to maintain the positioning accuracy of the vehicle even if the gyro 102 and the vehicle speed sensor 103 are used together.

【0010】また、特開平7−167871号公報に開
示された従来の角速度センサ出力補正装置では、GPS
の受信が前提となっていることから、路上でGPSの受
信が困難もしくは通信遅延状況となった場合には、角速
度センサのオフセットを補正することは不可能となり、
自車方位の推定精度を向上させることができないという
問題点がある。
Further, in the conventional angular velocity sensor output correction device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-167871, the GPS
Since it is premised that the reception of GPS is difficult, it becomes impossible to correct the offset of the angular velocity sensor when GPS reception is difficult or a communication delay situation occurs on the road.
There is a problem that the estimation accuracy of the own vehicle direction cannot be improved.

【0011】[0011]

【発明の目的】この発明はこのような課題を解決するた
めなされたもので、ジャイロなどの精角速度センサとG
PSもしくは搭載アンテナで検出されるアンテナ指向情
報などの粗姿勢角検出手段とをセンサとして移動体に搭
載し姿勢角を推定する構成において、精角速度センサに
より検出される精角速度信号を角速度データメモリに格
納し、粗姿勢角検出手段により検出される粗姿勢角信号
を姿勢角データメモリに格納し、電波遮蔽や通信遅延に
よってデータのサンプリング周期が変化する可能性の高
い粗姿勢角検出手段に対し、そのデータのサンプリング
周期をデータサンプリング周期検出器によって検出し、
その変動するサンプリング周期にも対応可能な姿勢角補
正アルゴリズムを持つ姿勢角推定器を備えることで、ど
のような状況でも姿勢角を高精度で推定できる移動体姿
勢角検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a precise angular velocity sensor such as a gyro and a G sensor.
In a configuration in which a PS or a coarse attitude angle detecting means such as antenna orientation information detected by an on-board antenna is used as a sensor to estimate the attitude angle in a moving body, the precise angular velocity signal detected by the precise angular velocity sensor is stored in an angular velocity data memory. The coarse attitude angle signal stored by the coarse attitude angle detection means is stored in the attitude angle data memory, and the coarse attitude angle detection means is likely to change the data sampling cycle due to radio wave shielding or communication delay. The data sampling period detector detects the sampling period of the data,
An object of the present invention is to provide a mobile body posture angle detection device that can highly accurately estimate a posture angle in any situation by including a posture angle estimator having a posture angle correction algorithm that can cope with the fluctuating sampling period. And

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る移動体姿勢角検出装置は、移動体の姿勢
角を検出して出力する粗姿勢角検出手段と、この粗姿勢
角検出手段から出力された粗姿勢角信号を複数サンプル
分保持する姿勢角データメモリと、移動体の角速度を検
して出力する精角速度センサと、この精角速度センサ
から出力された精角速度信号を複数サンプル分保持する
角速度データメモリと、粗姿勢角検出手段における出力
の時間間隔に基づいて粗姿勢角信号のサンプリング周期
を検出するとともに精角速度センサにおける出力の時間
間隔に基づいて精角速度信号のサンプリング周期を検
するデータサンプリング周期検出器と、姿勢角データメ
モリが出力する姿勢角データ列信号と角速度データメモ
リが出力する角速度データ列信号とデータサンプリング
周期検出器が出力する姿勢角データ列のサンプリング周
期信号及び角速度データ列のサンプリング周期信号に
づいて移動体の姿勢角を推定する姿勢角推定器とを備え
て構成される。
In order to solve the above problems, a moving body posture angle detecting apparatus according to the present invention includes a coarse posture angle detecting means for detecting and outputting a posture angle of a moving body, and the rough posture angle detecting means. Posture angle data memory for holding a plurality of samples of the coarse posture angle signal output from the means, a precise angular velocity sensor for detecting and outputting the angular velocity of the moving body, and the precise angular velocity sensor
Output from the coarse attitude angle detection means and the angular velocity data memory that holds the precise angular velocity signals output from
Sampling period of coarse attitude angle signal based on the time interval of
And the output time of the precise angular velocity sensor
Data sampling period detector and angular velocity data string signal attitude angle data sequence signal and the angular velocity data memory to output the attitude angle data memory is output and the data sampling period detector that detect the sampling period of the fine angular velocity signal based on the interval There constructed and a posture angle estimator for estimating an attitude angle of the mobile object group <br/> Zui in the sampling period signal sampling cycle signal and angular velocity data string of the attitude angle data sequence output.

【0013】姿勢角データメモリには、粗姿勢角検出手
段で検出された粗姿勢角信号が複数サンプル分保持され
る。角速度データメモリには、精角速度センサで検出さ
れた精角速度信号が複数サンプル分保持される。データ
サンプリング周期検出器は、粗姿勢角信号ならびに精角
速度信号のサンプリング周期をそれぞれ検出する。姿勢
角推定器は、姿勢角データ列信号,角速度データ列信
号,姿勢角データ列のサンプリング周期信号ならびに角
速度データ列のサンプリング周期信号とに基づいて移動
体の姿勢角を推定する。
The attitude angle data memory holds a plurality of samples of the coarse attitude angle signals detected by the coarse attitude angle detecting means. The angular velocity data memory holds a plurality of samples of the precise angular velocity signals detected by the precise angular velocity sensor. The data sampling period detector detects the sampling periods of the coarse posture angle signal and the precise angular velocity signal, respectively. The posture angle estimator estimates the posture angle of the moving body based on the posture angle data sequence signal, the angular velocity data sequence signal, the sampling period signal of the posture angle data sequence, and the sampling period signal of the angular velocity data sequence.

【0014】このようにこの発明に係る移動体姿勢角検
出装置は、粗姿勢角信号ならびに精角速度信号のサンプ
リング周期を検出し、検出したサンプリング周期に基づ
いて移動体の姿勢角を推定する構成としたので、電波遮
蔽など影響によってサンプリング周期が変動した場合で
も、高精度な姿勢角信号を安定に生成できる。
As described above, the moving body posture angle detecting apparatus according to the present invention detects the sampling period of the coarse posture angle signal and the precise angular velocity signal, and estimates the posture angle of the moving body based on the detected sampling period. Therefore, even if the sampling cycle changes due to the influence of radio wave shielding, a highly accurate attitude angle signal can be stably generated.

【0015】なお、粗姿勢角検出手段は、GPS単体、
または、複数のGPSからなるDGPSを用いて構成す
ることができる。また、粗姿勢角検出手段は、移動体に
搭載された衛星追尾アンテナの指向角誤差信号を利用す
る構成としてもよい。さらに、粗姿勢角検出手段は、車
速センサの出力を積分する手段で構成してもよい。GP
S,DGPS,衛星追尾アンテナの指向角誤差信号,車
速の積分値等を利用することで、粗姿勢角検出手段を容
易に構成することができる。
The coarse attitude angle detecting means is a GPS unit,
Alternatively, it can be configured by using a DGPS including a plurality of GPSs. Further, the coarse attitude angle detecting means may be configured to use the pointing angle error signal of the satellite tracking antenna mounted on the moving body. Further, the coarse attitude angle detecting means may be constituted by means for integrating the output of the vehicle speed sensor. GP
The coarse attitude angle detection means can be easily configured by using the S, DGPS, the pointing angle error signal of the satellite tracking antenna, the integrated value of the vehicle speed, and the like.

【0016】精角速度センサは、ジャイロを用いて構成
するのが望ましい。ジャイロを用いることで、精角速度
センサを容易に構成することができる。
It is desirable that the precise angular velocity sensor is constructed by using a gyro. By using the gyro, the accurate angular velocity sensor can be easily configured.

【0017】姿勢角推定器は、姿勢角データ列信号及び
そのサンプリング周期信号を用いたスプライン関数によ
って姿勢角データ列信号のデータ補間をし、これによっ
て得られたスプライン関数プロファイルに基づき、粗姿
勢角検出手段によって次回検出される粗姿勢角信号予測
値θαを生成し、角速度データ列信号及びそのサンプリ
ング周期信号から積分計算を用いて姿勢角算出値θβを
算出し、粗姿勢角信号予測値θαに対する重みをm、姿
勢角算出値θβに対する重みをnとして、次の式1を用
いて姿勢角推定値θγを算出する。 θγ=(mθα+nθβ)/(m+n) ・・・ (式1)
The attitude angle estimator is provided with the attitude angle data string signal and
According to the spline function using the sampling period signal
The posture angle data string signal is interpolated, and
Based on the spline function profile obtained by
Prediction of coarse attitude angle signal detected next time by the force angle detection means
The value θα is generated, and the angular velocity data string signal and its sample
Posture angle calculated value θβ using integral calculation from the
Calculate the weight for the rough attitude angle signal predicted value θα, m,
The following formula 1 is used, where n is the weight for the calculated force angle θβ.
Then, the posture angle estimated value θγ is calculated. θγ = (mθα + nθβ) / (m + n) (Equation 1)

【0018】又は、姿勢角推定器は、姿勢角データ列信
号に含まれる最新の粗姿勢角信号、角速度データ列信号
に含まれる最新の精角速度信号、及び当該粗姿勢角信号
及び当該精角速度信号のサンプリング周期信号に対し
て、動的カルマンフィルタを適用することにより移動体
の姿勢角と精角速度センサのドリフト値を推定し姿勢角
推定値を発生する
Alternatively, the attitude angle estimator is used to transmit the attitude angle data string.
The latest coarse attitude angle signal and angular velocity data string signal included in the No.
The latest precise angular velocity signal included in
And the sampling period signal of the precise angular velocity signal
By applying a dynamic Kalman filter
The attitude angle and the drift value of the precise angular velocity sensor are estimated and the attitude angle is calculated.
Generate an estimate .

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0020】図1はこの発明に係る移動体姿勢角検出装
置のブロック構成図である。この発明に係る移動体姿勢
角検出装置10は、姿勢角推定器11と、精角速度セン
サ12と、粗姿勢角検出手段13と、角速度データメモ
リ14と、姿勢角データメモリ15と、データサンプリ
ング周期検出器16とからなる。11aは姿勢角推定信
号、12aは精角速度信号、13aは粗姿勢角信号、1
4aは角速度データ列信号、15aは姿勢角データ列信
号、16aはサンプリング周期信号である。姿勢角推定
信号11aとは、角速度データ列信号14aの積分計算
により得られる姿勢角相当の値に対し、その中に含まれ
る精角速度センサ12のノイズ及び計測誤差の積分値を
姿勢角データ列信号15aの補間処理により導出する姿
勢角値をもとに推定し、その推定値を姿勢角相当値から
取り除いたものである。
FIG. 1 is a block diagram of a moving body posture angle detecting device according to the present invention. A mobile body posture angle detection device 10 according to the present invention includes a posture angle estimator 11, a precise angular velocity sensor 12, a coarse posture angle detection means 13, an angular velocity data memory 14, an posture angle data memory 15, and a data sampling cycle. And a detector 16. 11a is a posture angle estimation signal, 12a is a precise angular velocity signal, 13a is a coarse posture angle signal, 1
4a is an angular velocity data sequence signal, 15a is a posture angle data sequence signal, and 16a is a sampling period signal. The attitude angle estimation signal 11a is a value corresponding to the attitude angle obtained by the integral calculation of the angular velocity data string signal 14a, and the integrated value of noise and measurement error of the precise angular velocity sensor 12 contained therein is the attitude angle data string signal. It is estimated based on the posture angle value derived by the interpolation processing of 15a, and the estimated value is removed from the posture angle equivalent value.

【0021】この発明に係る移動体姿勢角検出装置10
は、精角速度センサ12で検出する精角速度信号12a
と粗姿勢角検出手段13で検出する粗姿勢角信号13a
とを各サンプリング周期毎に得て、これらの精角速度信
号12aと粗姿勢角信号13aとを角速度データメモリ
14と姿勢角データメモリ15とにそれぞれ格納すると
ともに、それぞれの検出信号12a,13aのサンプリ
ング周期をデータサンプリング周期検出器16によって
検出する構成に特徴があり、姿勢角推定器11において
角速度データ列信号14a、姿勢角データ列信号15a
およびサンプリング周期信号16aに基づく移動体の姿
勢角推定を実施することで、高精度な姿勢角の推定を安
定的に実現可能とするものである。
A mobile body posture angle detecting device 10 according to the present invention.
Is the precise angular velocity signal 12a detected by the precise angular velocity sensor 12.
And a coarse attitude angle signal 13a detected by the coarse attitude angle detecting means 13
And for each sampling period ,
No. 12a and the coarse attitude angle signal 13a are stored in the angular velocity data memory 14 and the attitude angle data memory 15, respectively, and the sampling cycle of each detection signal 12a, 13a is detected by the data sampling cycle detector 16. Therefore, the attitude angle estimator 11 uses the angular velocity data string signal 14a and the attitude angle data string signal 15a.
By estimating the posture angle of the moving body based on the sampling period signal 16a, it is possible to stably realize highly accurate posture angle estimation.

【0022】移動体の角速度である精角速度信号12a
は、安定したサンプリングと高精度検出が可能なジャイ
ロなどの精角速度センサ12によって検出され、角速度
データメモリ14ならびにデータサンプリング周期検出
器16へ入力される。
A precise angular velocity signal 12a, which is the angular velocity of the moving body.
Is detected by a precise angular velocity sensor 12 such as a gyro that can perform stable sampling and high precision detection, and is input to an angular velocity data memory 14 and a data sampling period detector 16.

【0023】移動体姿勢角である粗姿勢角信号13a
は、GPSや衛星追尾用車載アンテナの指向角誤差信号
検出器など衛星情報を用いる粗姿勢角検出手段13によ
って検出され、姿勢角データメモリ15ならびにデータ
サンプリング周期検出器16へ入力される。
Coarse posture angle signal 13a which is the posture angle of the moving body.
Is detected by the coarse attitude angle detecting means 13 using satellite information, such as a GPS or a directivity angle error signal detector of a vehicle-mounted antenna for satellite tracking, and is input to an attitude angle data memory 15 and a data sampling period detector 16.

【0024】角速度データメモリ14は、最も古く保持
しておいたサンプリングデータを最新の精角速度信号1
2aで常時置き換えながら、サンプリングした順番で最
大10サンプリング分程度格納し、それを角速度データ
列信号14aとして出力する。
The angular velocity data memory 14 uses the latest precise angular velocity signal 1 for the sampling data that is stored oldest.
While being constantly replaced by 2a, a maximum of about 10 samplings is stored in the order of sampling and is output as the angular velocity data string signal 14a.

【0025】姿勢角データメモリ15は、角速度データ
メモリ14同様、検出した粗姿勢角信号13aで古いサ
ンプリングデータを常時置き換えながら、サンプリング
した順番で最大10サンプリング分程度格納し、それを
姿勢角データ列信号15aとして出力する。
Like the angular velocity data memory 14, the attitude angle data memory 15 stores old sampling data for the detected coarse attitude angle signal 13a at all times, and stores up to about 10 samplings in the order of sampling, which is stored as an attitude angle data string. The signal 15a is output.

【0026】データサンプリング周期検出器16は、内
蔵する2つのタイマーを用いて検出する精角速度信号1
2aおよび粗姿勢角信号13aのデータ間隔を計測し、
それらをまとめてサンプリング周期信号16aとして出
力する。
The data sampling period detector 16 detects the precise angular velocity signal 1 using two built-in timers.
2a and coarse attitude angle signal 13a data interval is measured,
They are collectively output as the sampling period signal 16a.

【0027】姿勢角推定器11は、生成した角速度デー
タ列信号14a、姿勢角データ列信号15aならびにサ
ンプリング周期信号16aを用いて、姿勢角データ列信
号15aの補間処理と角速度データ列信号14aの積分
計算によって得られる2つの姿勢角データを比較するこ
とで、精角速度センサ12のノイズおよび計測誤差を推
定し、その結果を姿勢角推定信号11aとして発生す
る。
The attitude angle estimator 11 uses the generated angular velocity data string signal 14a, the attitude angle data string signal 15a and the sampling period signal 16a to interpolate the attitude angle data string signal 15a and integrate the angular velocity data string signal 14a. By comparing the two attitude angle data obtained by calculation, the noise and measurement error of the precise angular velocity sensor 12 are estimated, and the result is generated as the attitude angle estimation signal 11a.

【0028】本発明では、例えば特開平8−14922
号公報に示された従来装置において仮定されているGP
Sやジャイロなど姿勢角および姿勢角速度が事前に設定
した一定サンプリング周期で検出できるという点を一般
化し、サンプリング周期の変動に対応できる構成とする
ことで、特に姿勢角など衛星情報を用いて検出する信号
が電波遮蔽などにより検出できない場合や通信遅延など
に対しても適応的に移動体姿勢角推定を実施することが
可能となる。その結果、環境変動に対しロバストな移動
体の姿勢角検出が容易に実現できる。
In the present invention, for example, JP-A-8-14922 is used.
The GP assumed in the conventional device disclosed in the publication
By generalizing the point that the attitude angle and attitude angular velocity such as S and gyro can be detected at a preset constant sampling cycle, and by adopting a configuration that can cope with the variation of the sampling cycle, satellite information such as the attitude angle is used for detection. It is possible to adaptively estimate the posture angle of the mobile body even when the signal cannot be detected due to radio wave shielding or communication delay. As a result, it is possible to easily realize the posture angle detection of the moving body that is robust against environmental changes.

【0029】次に、本発明の第2の実施の形態では、姿
勢角推定器11において、姿勢角データメモリ15が発
生する姿勢角データ列信号15aとデータサンプリング
周期検出器16が発生するサンプリング周期信号16a
とに基づき、スプライン関数によって離散的な姿勢角デ
ータ列信号15aのデータ補間を実施するとともに、ス
プライン関数プロファイルから粗姿勢角検出手段13に
より次回検出される粗姿勢角信号13aの値を予測する
ことで粗姿勢角信号予測値を生成し、角速度データ列信
号14aに基づきサンプリング周期信号16aを用いた
積分計算により算出する姿勢角算出値と粗姿勢角信号予
測値との間で重み付け平均値を取ることで姿勢角推定信
11aを発生する構成とした。以下に詳しく説明す
る。
Next, in the second embodiment of the present invention, in the attitude angle estimator 11, the attitude angle data string signal 15a generated by the attitude angle data memory 15 and the sampling cycle generated by the data sampling cycle detector 16 are used. Signal 16a
Based on the above, while performing the data interpolation of the discrete attitude angle data string signal 15a by the spline function, and predicting the value of the coarse attitude angle signal 13a detected next time by the coarse attitude angle detecting means 13 from the spline function profile. To generate a rough attitude angle signal prediction value, and take a weighted average value between the attitude angle calculation value calculated by integration calculation using the sampling period signal 16a based on the angular velocity data string signal 14a and the rough attitude angle signal prediction value. Thus, the posture angle estimation signal 11a is generated. Detailed description below
It

【0030】ここでスプライン関数として3次スプライ
ン関数を姿勢角データ列信号15aに適用し、そこから
予測される粗姿勢角信号予測値をθα、角速度データ列
信号14aに基づきサンプリング周期信号16aを用い
た積分計算により算出する姿勢角算出値をθβとする
と、符号11aで示す姿勢角推定信号θγは次に示す式
1によって導出できる。 θγ=(mθα+nθβ)/(m+n) ・・・ (式1) ただし、mは粗姿勢角信号予測値に対する重み、nは姿
勢角算出値に対する重みであり、これらは予め設定して
おく必要がある。
Here, a cubic spline function as a spline function is applied to the attitude angle data string signal 15a, and a rough attitude angle signal predicted value predicted therefrom is θα, and the sampling period signal 16a is used based on the angular velocity data string signal 14a. If the posture angle calculation value calculated by the integral calculation is θβ, the posture angle estimation signal θγ indicated by reference numeral 11a can be derived by the following Equation 1. θγ = (mθα + nθβ) / (m + n) (Equation 1) Here, m is a weight for the rough posture angle signal predicted value, and n is a weight for the posture angle calculated value, and these must be set in advance. .

【0031】姿勢角推定器11においては、粗姿勢角信
号予測値θαならびに姿勢角算出値θβを生成するとと
もに、それらの値に対し式1を用いることで姿勢角推定
信号θγを発生することが可能となる。
In the attitude angle estimator 11, the rough attitude angle signal predicted value θα and the attitude angle calculated value θβ are generated, and the attitude angle estimated signal θγ can be generated by using Equation 1 for these values. It will be possible.

【0032】この結果、電波遮蔽などにより粗姿勢角検
出手段13において粗姿勢角信号13aが検出できなく
なった場合でも、姿勢角推定器11において粗姿勢角信
号予測値θαを用いることで、精角速度信号12aから
算出する姿勢角算出値θβを補正し、姿勢角推定信号
(11a)θγの要求精度を維持することができる。
As a result, even when the coarse attitude angle detection means 13 cannot detect the coarse attitude angle signal 13a due to radio wave shielding or the like, the attitude angle estimator 11 uses the rough attitude angle signal predicted value θα to obtain the precise angular velocity. It is possible to correct the posture angle calculation value θβ calculated from the signal 12a and maintain the required accuracy of the posture angle estimation signal (11a) θγ.

【0033】従来においても、ジャイロなど精角速度セ
ンサに対する補正法が多く見られるが、本発明の第2の
実施の形態では、過去の粗姿勢角信号13aの補間およ
び変動プロファイルをスプライン関数により導出し、そ
こから次回に粗姿勢角検出手段13で検出される粗姿勢
角信号13aを予測し、精角速度信号12aの積分計算
により生成する姿勢角算出値を修正することを可能とし
ており、従来とは全く異なる効果が得られる。またここ
ではスプライン関数として3次スプライン関数をあげて
いるが、これ以外にもB−スプライン関数なども適用可
能である。
Many correction methods for a precise angular velocity sensor such as a gyro have been found in the past, but in the second embodiment of the present invention, the interpolation and fluctuation profile of the past coarse attitude angle signal 13a are derived by a spline function. It is possible to predict the rough posture angle signal 13a detected by the rough posture angle detecting means 13 from the next time, and correct the posture angle calculation value generated by the integral calculation of the precise angular velocity signal 12a. A completely different effect can be obtained. Although a cubic spline function is used as the spline function here, a B-spline function or the like can also be applied.

【0034】さらに、本発明の第3の実施の形態では、
姿勢角推定器11において、姿勢角データメモリ15内
に格納され姿勢角データ列信号15aに含まれる最新の
粗姿勢角信号13a(すなわち粗姿勢角検出手段13に
よって検出された最新の粗姿勢角信号13a)と、角速
度角データメモリ14内に格納され角速度データ列信号
14aに含まれる最新の精角速度信号12a(すなわち
精角速度センサ12によって検出された最新の精角速度
信号12a)と、データサンプリング周期検出器16に
より検出する精角速度センサ12および粗姿勢角検出手
段13のサンプリング周期信号16aとを用いて、動的
カルマンフィルタの適用により精角速度センサ12のド
リフト値と姿勢角推定信号11aを推定し姿勢角推定信
号11aを発生する構成とした。
Furthermore, in the third embodiment of the present invention,
In the attitude angle estimator 11, the latest coarse attitude angle signal 13a stored in the attitude angle data memory 15 and included in the attitude angle data string signal 15a (that is, the latest coarse attitude angle signal detected by the coarse attitude angle detecting means 13). 13a), the latest precise angular velocity signal 12a (that is, the latest precise angular velocity signal 12a detected by the precise angular velocity sensor 12) stored in the angular velocity data memory 14 and included in the angular velocity data string signal 14a, and data sampling cycle detection. Using the precise angular velocity sensor 12 detected by the detector 16 and the sampling period signal 16a of the coarse posture angle detection means 13, the drift value of the precise angular velocity sensor 12 and the posture angle estimation signal 11a are estimated by applying the dynamic Kalman filter. The configuration is such that the estimated signal 11a is generated.

【0035】動的カルマンフィルタとは、特開平8−1
4922号公報に示された従来の車載用測位装置に適用
されているカルマンフィルタとは異なり、電波遮蔽など
状況により変動する粗姿勢角検出手段13のデータサン
プリング周期に対しても動的に対応できるもので、その
結果、姿勢角推定信号11aの精度劣化を防ぐことが可
能となる。
The dynamic Kalman filter is described in JP-A-8-1.
Different from the Kalman filter applied to the conventional vehicle-mounted positioning device disclosed in Japanese Patent No. 4922, it is possible to dynamically respond to the data sampling cycle of the coarse attitude angle detection means 13 which varies depending on the situation such as radio wave shielding. As a result, it is possible to prevent the accuracy deterioration of the attitude angle estimation signal 11a.

【0036】ここで、i番目に推定された姿勢角推定信
号11aをz^ (以下「Z(i)a」と記す。)、
推定されたドリフト値をw^ (以下「W(i)a」
と記す。)とした時、ここから精角速度センサ12のサ
ンプリング周期τi+1(以下「τ(i+1)」と記
す。)を用いて積分計算によりi+1番目の姿勢角値と
して算出した姿勢角推定信号z^i+1 (以下「Z
(i+1)b」と記す。)およびドリフト値w^i+1
(以下「W(i+1)b」と記す。以下、これらと同
じように各記号を記すものとする。)は次に示す式2に
よって算出される。
Here, the i-th estimated posture angle estimation signal 11a is z ^ i + (hereinafter referred to as "Z (i) a"),
The estimated drift value is represented by w ^ i + (hereinafter “W (i) a”).
Is written. ), The attitude angle estimation signal z ^ i + 1 calculated as the i + 1-th attitude angle value by integral calculation using the sampling cycle τ i + 1 (hereinafter referred to as “τ (i + 1)”) of the precise angular velocity sensor 12 from here. (Hereinafter “Z
(I + 1) b ”. ) And the drift value w ^ i + 1
- (Hereinafter, described as "W (i + 1) b". Hereinafter, each symbol will be described similarly to these.) Is calculated by the following Expression 2.

【0037】[0037]

【数1】 [Equation 1]

【0038】次に、式2で得られた姿勢角推定信号Z
(i+1)bおよびドリフト値W(i+1)bを、i+
1番目の粗姿勢角信号Y(i+1)とi番目に検出した
粗姿勢角信号Y(i)との間のサンプリング周期T(i
+1)から構成される動的カルマンフィルタによって補
正する。
Next, the attitude angle estimation signal Z obtained by the equation 2
Let (i + 1) b and drift value W (i + 1) b be i +
The sampling period T (i between the first coarse attitude angle signal Y (i + 1) and the i-th detected coarse attitude angle signal Y (i)
It is corrected by the dynamic Kalman filter composed of +1).

【0039】動的カルマンフィルタは次式によって構成
され、i+1番目の姿勢角推定信号Z(i+1)bが生
成される。
The dynamic Kalman filter is constructed by the following equation, and the i + 1th attitude angle estimation signal Z (i + 1) b is generated.

【0040】[0040]

【数2】 [Equation 2]

【0041】ただし、σvは精角速度センサ12のラン
ダムノイズ値、σuは精角速度センサ2のランダムウォ
ークノイズ値、Rは粗姿勢角検出手段のノイズの共分散
値、P(1)は2×2の設計パラメータ行列である。ま
た、iは1から始まるサンプリングの順番を示す整数、
Ψ(i+1)は状態遷移行列、T(i+1)はi+1番
目のデータサンプリング周期、Mは観測行列、Q(i+
1)は状態ノイズ共分散行列、S(i+1)はカルマン
フィルタシーケンス中間変数行列、K(i+1)はカル
マンゲイン、P(i+1)は状態共分散行列である。式
3および式5の中に粗姿勢角検出手段13により検出し
たi+1番目のデータサンプリング周期が陽に含まれて
おり、ここからこのフィルタを動的カルマンフィルタと
呼ぶ。ここで「陽に含まれる」とは、(3)式中にi+
1番目のデータサンプリング周期T(i+1)が含まれ
ているということ、つまりΨ(i+1)は変数T(i+
1)を要素の一部とする行列であるということを意味す
る。
Where σv is the random noise value of the precise angular velocity sensor 12, σu is the random walk noise value of the precise angular velocity sensor 2, R is the covariance value of the noise of the rough attitude angle detecting means, and P (1) is 2 × 2. Is a design parameter matrix of. In addition, i is an integer indicating the sampling order starting from 1,
Ψ (i + 1) is the state transition matrix, T (i + 1) is the i + 1th data sampling period, M is the observation matrix, and Q (i +
1) is a state noise covariance matrix, S (i + 1) is a Kalman filter sequence intermediate variable matrix, K (i + 1) is a Kalman gain, and P (i + 1) is a state covariance matrix. Expressions 3 and 5 explicitly include the (i + 1) th data sampling cycle detected by the coarse attitude angle detection means 13, and this filter will be referred to as a dynamic Kalman filter. Here, “included in the sun” means i + in the formula (3).
That the first data sampling period T (i + 1) is included, that is, Ψ (i + 1) is the variable T (i +
It means that the matrix has 1) as a part of the elements.

【0042】姿勢角推定器11において式2〜式9で示
された動的カルマンフィルタを構成することで、変動す
る粗姿勢角検出手段13のデータサンプリング周期に対
応した姿勢角推定を実施することが可能となる。
By constructing the dynamic Kalman filter represented by the equations 2 to 9 in the attitude angle estimator 11, it is possible to carry out the attitude angle estimation corresponding to the data sampling cycle of the coarse attitude angle detecting means 13. It will be possible.

【0043】この結果、電波遮蔽などの影響で粗姿勢角
検出手段13で検出する粗姿勢角信号13aのサンプリ
ング周期が変動した場合でも、姿勢角推定器11におい
て動的カルマンフィルタを適用することで、精角速度信
号12aから算出する姿勢角算出値を補正し、高精度な
姿勢角推定信号11aを安定的に生成することができ
る。
As a result, even if the sampling cycle of the coarse attitude angle signal 13a detected by the coarse attitude angle detecting means 13 changes due to the influence of radio wave shielding, the attitude angle estimator 11 applies the dynamic Kalman filter, The posture angle calculation value calculated from the precise angular velocity signal 12a can be corrected, and the highly accurate posture angle estimation signal 11a can be stably generated.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
姿勢角検出装置をデータメモリ、サンプリング周期検出
器ならびにそれに対応した推定アルゴリズムを持つ姿勢
角推定器などにより構成しているため、移動体の姿勢角
を電波遮蔽などの影響に寄らず常に一定の精度で安定的
に推定することが可能となり、また移動体状態量に対す
る新たな検出手段(センサ)を必要としないため、その
実現は非常に容易である。
As described above, according to the present invention,
Since the attitude angle detector is composed of a data memory, sampling period detector, and attitude angle estimator that has an estimation algorithm corresponding to it, the attitude angle of the moving object is always constant regardless of the influence of radio wave shielding. Since it is possible to stably estimate, and a new detection means (sensor) for the state quantity of the moving body is not required, the realization thereof is very easy.

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

【図1】この発明に係る移動体姿勢角検出装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a moving body posture angle detection device according to the present invention.

【図2】従来の車載用測位装置の一例を示すブロック構
成図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional vehicle-mounted positioning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 移動体姿勢角検出装置 11 姿勢角推定器 11a 姿勢角推定信号 12 精角速度センサ 12a 精角速度信号 13 粗姿勢角検出手段 13a 粗姿勢角信号 14 角速度データメモリ 14a 角速度データ列信号 15 姿勢角データメモリ 15a 姿勢角データ列信号 16 データサンプリング周期検出器 16a サンプリング周期信号 10 Moving body posture angle detection device 11 Attitude angle estimator 11a Attitude angle estimation signal 12 Precision angular velocity sensor 12a Precision angular velocity signal 13 Coarse attitude angle detection means 13a Coarse attitude angle signal 14 Angular velocity data memory 14a Angular velocity data string signal 15 Posture angle data memory 15a Posture angle data string signal 16 Data sampling period detector 16a Sampling period signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−239236(JP,A) 特開 平7−234131(JP,A) 特開 平7−280575(JP,A) 特開 平7−286853(JP,A) 特開 平8−68849(JP,A) 特開 平8−313278(JP,A) 特開 平7−301541(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 19/00 G01B 21/22 G01C 21/16 G01S 5/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-239236 (JP, A) JP-A-7-234131 (JP, A) JP-A-7-280575 (JP, A) JP-A-7- 286853 (JP, A) JP 8-68849 (JP, A) JP 8-313278 (JP, A) JP 7-301541 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01C 19/00 G01B 21/22 G01C 21/16 G01S 5/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 移動体の姿勢角を検出して出力する粗姿
勢角検出手段と、 前記粗姿勢角検出手段から出力された粗姿勢角信号を複
数サンプル分保持する姿勢角データメモリと、 前記移動体の角速度を検出して出力する精角速度センサ
と、 前記精角速度センサから出力された精角速度信号を複数
サンプル分保持する角速度データメモリと、 前記粗姿勢角検出手段における出力の時間間隔に基づい
て粗姿勢角信号のサンプリング周期を検出するととも
に、前記精角速度センサにおける出力の時間間隔に基づ
いて精角速度信号のサンプリング周期を検出するデータ
サンプリング周期検出器と、 前記姿勢角データメモリが出力する姿勢角データ列信号
と前記角速度データメモリが出力する角速度データ列信
号と前記データサンプリング周期検出器が出力する姿勢
角データ列及び角速度データ列のサンプリング周期信号
とから前記移動体の姿勢角を推定し姿勢角推定値を発生
する姿勢角推定器とを備え、 この姿勢角推定器は、前記姿勢角データ列信号及びその
前記サンプリング周期信号を用いたスプライン関数によ
って前記姿勢角データ列信号のデータ補間をし、これに
よって得られたスプライン関数プロファイルに基づき、
前記粗姿勢角検出手段によって次回検出される粗姿勢角
信号予測値θαを生成し、前記角速度データ列信号及び
その前記サンプリング周期信号から積分計算を用いて姿
勢角算出値θβを算出し、粗姿勢角信号予測値θαに対
する重みをm、姿勢角算出値θβに対する重みをnとし
て、次の式1を用いて姿勢角推定値θγを算出する、 θγ=(mθα+nθβ)/(m+n) ・・・ (式1) ことを特徴とする移動体姿勢角検出装置。
1. A posture angle of a moving body is detected.Then outputRough appearance
Bias angle detection means, The coarse attitude angle detecting meansOutput fromCoarse attitude angle signal
Attitude angle data memory that holds several samples, Detects the angular velocity of the moving bodyThen outputPrecision angular velocity sensor
When, The accurate angular velocity sensorOutput fromMultiple accurate angular velocity signals
Angular velocity data memory that holds samples, The coarse attitude angle detecting meansOutput time interval atBased on
And the sampling period of the coarse attitude angle signal is detected.
And the precise angular velocity sensorOutput time interval atBased on
Data to detect the sampling rate of the accurate angular velocity signal
A sampling period detector, Posture angle data string signal output from the posture angle data memory
And the angular velocity data string output from the angular velocity data memory
And the posture output by the data sampling period detector
Corner data stringas well asSampling period signal of angular velocity data string
And fromThe aboveEstimate the posture angle of the moving body and generate the estimated posture angle value
Attitude angle estimatorWith and This attitude angle estimator includes the attitude angle data sequence signal and its
According to the spline function using the sampling period signal
Then, the data of the posture angle data string signal is interpolated and
Based on the obtained spline function profile,
Rough attitude angle detected next time by the rough attitude angle detecting means
A predicted signal value θα is generated, and the angular velocity data string signal and
Figure using the integral calculation from the said sampling period signal
Calculate the bias angle calculation value θβ and compare it with the rough attitude angle signal predicted value θα.
Is m, and the weight for the calculated posture angle θβ is n.
Then, the posture angle estimated value θγ is calculated using the following Equation 1, θγ = (mθα + nθβ) / (m + n) (Equation 1) A mobile body posture angle detection device.
【請求項2】 移動体の姿勢角を検出して出力する粗姿
勢角検出手段と、 前記粗姿勢角検出手段から出力された粗姿勢角信号を複
数サンプル分保持する姿勢角データメモリと、 前記移動体の角速度を検出して出力する精角速度センサ
と、 前記精角速度センサから出力された精角速度信号を複数
サンプル分保持する角速度データメモリと、 前記粗姿勢角検出手段における出力の時間間隔に基づい
て粗姿勢角信号のサンプリング周期を検出するととも
に、前記精角速度センサにおける出力の時間間隔に基づ
いて精角速度信号のサンプリング周期を検出するデータ
サンプリング周期検出器と、 前記姿勢角データメモリが出力する姿勢角データ列信号
と前記角速度データメモリが出力する角速度データ列信
号と前記データサンプリング周期検出器が出力する姿勢
角データ列及び角速度データ列のサンプリング周期信号
とから前記移動体の姿勢角を推定し姿勢角推定値を発生
する姿勢角推定器とを備え、 この姿勢角推定器は、前記姿勢角データ列信号に含まれ
る最新の前記粗姿勢角信号、前記角速度データ列信号に
含まれる最新の前記精角速度信号、及び当該粗姿勢角信
号及び当該精角速度信号のサンプリング周期信号に対し
て、動的カルマンフィルタを適用することにより前記移
動体の姿勢角と前記精角速度センサのドリフト値を推定
し姿勢角推定値を発生する、 ことを特徴とする移動体姿勢角検出装置。
2.Coarse figure that detects and outputs the posture angle of the moving body
Bias angle detection means, The coarse attitude angle signal output from the coarse attitude angle detecting means is decoded.
Attitude angle data memory that holds several samples, A precise angular velocity sensor for detecting and outputting the angular velocity of the moving body
When, A plurality of precise angular velocity signals output from the precise angular velocity sensor
Angular velocity data memory that holds samples, Based on the time interval of the output in the coarse attitude angle detection means
And the sampling period of the coarse attitude angle signal is detected.
Based on the time interval of the output from the accurate angular velocity sensor.
Data to detect the sampling rate of the accurate angular velocity signal
A sampling period detector, Posture angle data string signal output from the posture angle data memory
And the angular velocity data string output from the angular velocity data memory
And the posture output by the data sampling period detector
Sampling period signal for angular data sequence and angular velocity data sequence
And estimate the posture angle of the moving body from
And an attitude angle estimator that This attitude angle estimator is included in the attitude angle data string signal.
The latest coarse attitude angle signal and angular velocity data string signal
The latest accurate angular velocity signal included and the rough attitude angle signal
Signal and the sampling period signal of the precise angular velocity signal
And applying the dynamic Kalman filter
Estimate the posture angle of the moving body and the drift value of the precise angular velocity sensor
Generate an attitude angle estimate, A mobile body posture angle detection device.
【請求項3】 前記粗姿勢角検出手段は、GPS単体ま
たは複数のGPSからなるDGPS(ディファレンシャ
ル測位方式)を用いて構成したことを特徴とする請求項
1又は2記載の移動体姿勢角検出装置。
Wherein the coarse attitude angle detecting means, claims, characterized by being configured using the DGPS consisting GPS alone or more GPS (Differential positioning method)
The mobile body posture angle detection device according to 1 or 2 .
【請求項4】 前記粗姿勢角検出手段は、移動体に搭載
された衛星追尾アンテナの指向角誤差信号を利用して構
成したことを特徴とする請求項1又は2記載の移動体姿
勢角検出装置。
Wherein said crude attitude angle detecting means, mounted on the satellite directional angle error signal of the tracking antenna utilizing, characterized by being configured according to claim 1 or 2 mobile attitude angle detection according to the mobile apparatus.
【請求項5】 前記粗姿勢角検出手段は、車速センサの
出力を積分する手段を用いて構成したことを特徴とする
請求項1又は2記載の移動体姿勢角検出装置。
5. The rough attitude angle detecting means is configured by using means for integrating the output of the vehicle speed sensor.
The mobile body posture angle detection device according to claim 1 .
【請求項6】 前記精角速度センサは、ジャイロを用い
て構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の移動
体姿勢角検出装置。
6. The moving body posture angle detection device according to claim 1 , wherein the precise angular velocity sensor is configured by using a gyro.
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