JP3502031B2 - Position control method and device using GPS - Google Patents
Position control method and device using GPSInfo
- Publication number
- JP3502031B2 JP3502031B2 JP2000317486A JP2000317486A JP3502031B2 JP 3502031 B2 JP3502031 B2 JP 3502031B2 JP 2000317486 A JP2000317486 A JP 2000317486A JP 2000317486 A JP2000317486 A JP 2000317486A JP 3502031 B2 JP3502031 B2 JP 3502031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- command value
- jump
- gps
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 8
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 241000406668 Loxodonta cyclotis Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、ＧＰＳ位置信号
を利用して誘導制御や位置制御を行う船舶や飛行機、車
両等における位置制御方法とその装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position control method and apparatus for a ship, an airplane, a vehicle or the like which performs guidance control and position control using GPS position signals.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来か
ら、ＧＰＳ(global positioning system）、ＤＧＰＳ
（この明細書では総称して「ＧＰＳ」という）によって
船舶や飛行機、車両等の位置制御が行われているが、近
年、ＧＰＳの精度向上にともなってＧＰＳ位置信号を利
用した誘導制御や位置制御が行われるケースが増加して
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, GPS (global positioning system) and DGPS have been used.
Although position control of ships, airplanes, vehicles, etc. is performed by (collectively referred to as "GPS" in this specification), in recent years, as the accuracy of GPS is improved, guidance control and position control using GPS position signals are performed. There are an increasing number of cases.
【０００３】このＧＰＳは、複数の人工衛星を使って三
角測量の原理で高精度な位置を特定するものであるが、
使用している衛星を他の衛星に切換える時に、位置信号
が数ｍから数十ｍジャンプする、ＧＰＳ位置信号の跳躍
（以下「ジャンプ」ともいう）という現象がある。This GPS uses a plurality of artificial satellites to specify a highly accurate position based on the principle of triangulation.
There is a phenomenon of jumping of a GPS position signal (hereinafter also referred to as “jump”) in which the position signal jumps from several meters to several tens of meters when the satellite in use is switched to another satellite.
【０００４】このようなＧＰＳ位置信号のジャンプを生
じると、ＧＰＳ信号を利用して位置制御を行うシステム
においては急激な位置偏差を生じたと認識し、その位置
へ制御対象を移動させるために操作量を急激に変動させ
たりして、制御系に悪影響をおよぼしてしまう。When such a jump of the GPS position signal occurs, it is recognized that a rapid position deviation has occurred in the system for controlling the position using the GPS signal, and the operation amount for moving the control target to that position is recognized. Abruptly fluctuate and adversely affect the control system.
【０００５】そこで、この現象による誤差を除去しよう
とする従来技術として、特開平８−６８８４９号報記載
の発明がある。この発明は船舶の航法装置に関するもの
であり、最適推定フィルタ部で最も確からしい船舶の状
態値を推定演算し、船位跳躍処理部でＧＰＳにおける測
位データの跳躍が判定され、位置信号からかかる跳躍を
除去することにより、ＧＰＳに起因する誤差を除去して
正確に自船の位置を測位しようとしている。その詳細
は、まず、その変化率を計測し、その変化率に判定値
（変化率の上限）を与えてＧＰＳデータ跳躍現象の発生
を判定する。次に、判定値を超えた場合には、最適推定
フィルタの修正量をゼロにしてＧＰＳデータの跳躍によ
る影響を除去している。つまり、この発明は、ＧＰＳデ
ータ跳躍により、ＧＰＳ測位に関する緯度・経度の変化
率が増大したとき、最適推定フィルタへの修正量を調整
することで問題を回避する最適推定フィルタに関する特
許である。Therefore, as a conventional technique for eliminating the error caused by this phenomenon, there is an invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-68849. The present invention relates to a navigation device for a ship, in which the most probable state value of the ship is estimated and calculated by an optimum estimation filter unit, and jumping of positioning data in GPS is determined by a ship position jump processing unit, and the jumping from the position signal is detected. By removing the error, it is attempted to remove the error caused by GPS and accurately measure the position of the own ship. Specifically, first, the rate of change is measured, and a determination value (upper limit of rate of change) is given to the rate of change to determine the occurrence of the GPS data jump phenomenon. Next, when the judgment value is exceeded, the correction amount of the optimum estimation filter is set to zero to remove the influence of jumping of the GPS data. That is, the present invention is a patent for an optimal estimation filter that avoids the problem by adjusting the correction amount to the optimal estimation filter when the rate of change in latitude / longitude related to GPS positioning increases due to GPS data jump.
【０００６】しかしながら、このように信号ジャンプ分
を除去してしまうと、真値からずれた場所を推定位置と
してしまう恐れがある。しかも、常にジャンプ分を除去
すると、制御対象が真値から大きくずれてしまうおそれ
もある。However, if the signal jump is removed in this way, there is a risk that a position deviated from the true value will be the estimated position. Moreover, if the jump component is always removed, the controlled object may be largely deviated from the true value.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明に係る位置制御方法は、制御対象
の位置指令値と制御対象のＧＰＳ位置信号とを比較し、
位置指令値との偏差信号で制御対象の位置をフィードバ
ック制御している時にＧＰＳ位置信号が大きくジャンプ
する異常値を検知したら、そのジャンプした信号と同じ
値のジャンプ信号をフィードバック制御のループ外で前
記ＧＰＳ位置信号と比較する前の位置指令値に足し合わ
せて見かけ上制御偏差が変化しないようにし、その後、
前記フィードバック制御のループ外で位置指令値に足し
合わせたジャンプ信号を減衰させて制御対象の操作量が
急激に変動しないようにしている。このＧＰＳ位置信号
の異常値は、今回値と前回値の差でジャンプ（跳躍）現
象の発生を判定できる。そして、ＧＰＳ位置信号には手
を加えずに位置指令値を補正して制御偏差を見かけ上変
化させないようにすることにより、船体位置の指令値が
大きく変動するのを避けることができ、その後、指令値
の補正値を少しずつ減衰させてＧＰＳ位置信号となるよ
うに修正することにより、ＧＰＳの測位精度を保持して
常にＧＰＳ位置信号による真値に近い場所に位置制御す
ることができる。In order to solve the above-mentioned problems, the position control method according to the present invention is a controlled object.
The position command value of is compared with the GPS position signal of the controlled object,
The position of the controlled object is fed back with the deviation signal from the position command value.
Upon detecting an abnormal value GPS position signal is larger jumps when Tsu is click controls, before a jump signal having the same value as the jump signal outside the loop of the feedback control
It is added to the position command value before comparison with the GPS position signal so that the apparent control deviation does not change.
Outside the loop of the feedback control, the jump signal added to the position command value is attenuated to reduce the operation amount of the controlled object.
I try not to change suddenly . As for the abnormal value of the GPS position signal, the occurrence of the jump (jumping) phenomenon can be determined by the difference between the current value and the previous value. Then, by correcting the position command value without modifying the GPS position signal so that the control deviation does not seem to change, it is possible to avoid a large change in the command value of the hull position. By correcting the correction value of the command value little by little so as to obtain the GPS position signal, it is possible to maintain the positioning accuracy of the GPS and perform the position control at a position close to the true value by the GPS position signal at all times.
【０００８】 前記位置指令値に足し合わせた信号を減
衰させる減衰パラメータを任意に設定して減衰速度を好
ましい速度に設定するようにすれば、制御対象やジャン
プ量等に応じて減衰速度を好ましい速度（時間）に設定
することができる。[0008] The damping rate is preferably set by arbitrarily setting a damping parameter for damping the signal added to the position command value.
If the speed is set to a better speed, the damping speed can be set to a preferable speed (time) according to the controlled object, the jump amount, and the like.
【０００９】 また、本願発明に係る位置制御装置は、
制御対象の位置指令値をコントローラに入力し、該制御
対象の位置をＧＰＳ位置信号で検知し、該ＧＰＳ位置信
号を前記位置指令値と比較手段で比較して該位置指令値
との偏差信号を前記コントローラに入力することにより
フィードバック制御するＧＰＳ位置制御システムにおい
て、前記位置指令値をコントローラに入力する経路の前
記ＧＰＳ位置信号を位置指令値と比較する比較手段の上
流側に、前記ＧＰＳ位置信号のジャンプを検知する信号
ジャンプ検知部と、該ジャンプした位置信号と同じジャ
ンプ信号を前記フィードバック制御のループ外で前記位
置指令値に足し合わせて見かけ上制御偏差が変化しない
ようにした後、足し合わせたジャンプ信号を減衰させる
信号減衰部とを有する指令値生成部を設けて前記制御対
象の操作量が急激に変動しないようにしている。この制
御装置によれば、ＧＰＳ位置信号の異常値を検知したと
しても、通常のフィードバック制御のループの外に設け
た指令値生成部で位置指令値を補正して制御偏差を見か
け上変化しないようにするので、フィードバック制御ル
ープに影響を及ぼすことなく、制御対象の操作量が急激
に変動するのを防止することができる。これにより、Ｇ
ＰＳの測位精度を保持して常にＧＰＳ位置信号による真
値に近い場所に位置制御することができる。Further, the position control device according to the present invention is
Input the position command value of the controlled object to the controller and
The position of the target is detected by the GPS position signal, and the GPS position signal is detected.
The position command value is compared with the position command value by a comparison means.
Feedback controlled by inputting a deviation signal to the controller with the GPS position control system, before the path for inputting the position command value to the controller
On the comparison means for comparing the GPS position signal with the position command value
The flow side, a signal jump detector for detecting the jumping of the GPS position signal, the same Ja and the position signal the jump
And a signal attenuator for attenuating the added jump signal after adding a pump signal to the position command value outside the loop of the feedback control so that the apparent control deviation does not change. A value generator is provided to provide the control pair.
The elephant operation amount is kept from fluctuating . According to this control device, even if an abnormal value of the GPS position signal is detected, the position command value is corrected by the command value generation unit provided outside the normal feedback control loop so that the control deviation does not change apparently. Therefore, it is possible to prevent the operation amount of the controlled object from fluctuating rapidly without affecting the feedback control loop. This makes G
It is possible to maintain the positioning accuracy of PS and always perform position control to a place close to the true value by the GPS position signal.
【００１０】さらに、信号減衰部に、位置指令値に足し
合わせた信号を減衰させる減衰パラメータを任意に設定
できる機能を具備させれば、制御対象やジャンプ量等に
応じて減衰速度を好ましい速度（時間）に設定できる装
置を構成することができる。Further, if the signal attenuator is provided with a function capable of arbitrarily setting an attenuation parameter for attenuating the signal added to the position command value, the attenuation speed can be set to a desired speed (speed) in accordance with the controlled object, the jump amount, etc. It is possible to configure a device that can be set to (time).
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を
示す制御装置のブロック図である。制御対象は位置制御
を行う対象物であり、船舶や飛行機、車両等であるが、
この実施形態では、船舶を例に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control device showing an embodiment of the present invention. The control target is an object for position control, such as a ship, an airplane, or a vehicle.
In this embodiment, a ship will be described as an example.
【００１２】図示するように、位置指令値１がコントロ
ーラ２に入力され、このコントローラ２でアクチュエー
タ３を駆動することにより、制御対象である船体４が位
置制御される。この制御している船体４の位置は、ＧＰ
Ｓ５を用いて検知した位置信号６で検知され、この位置
信号６が比較手段７に入力され、位置指令値１との偏差
信号８（ずれ量）が前記コントローラ２に入力されて、
フィードバック制御されている。As shown in the figure, the position command value 1 is input to the controller 2, and the controller 2 drives the actuator 3 to control the position of the hull 4 to be controlled. The position of this controlling hull 4 is GP
The position signal 6 detected using S5 is detected, this position signal 6 is input to the comparison means 7, and the deviation signal 8 (deviation amount) from the position command value 1 is input to the controller 2,
It is feedback controlled.
【００１３】そして、前記位置指令値１をコントローラ
２へ入力する経路９と、位置信号６を比較手段７へフィ
ードバックする経路１０との間に、位置信号６がジャン
プする異常値（以下「ジャンプ信号」という）を検知し
たら、その時のジャンプ信号によって位置指令値１が急
激に変化しないようにする指令値生成部１１が設けられ
ている。Then, between the path 9 for inputting the position command value 1 to the controller 2 and the path 10 for feeding back the position signal 6 to the comparison means 7, an abnormal value (hereinafter referred to as "jump signal") at which the position signal 6 jumps. ") Is detected, a command value generation unit 11 is provided to prevent the position command value 1 from changing abruptly by the jump signal at that time.
【００１４】この指令値生成部１１には、ＧＰＳ５で検
知した位置信号６がジャンプしたか否かを判断する信号
ジャンプ検知ロジック１２と、この信号ジャンプ検知ロ
ジック１２で検知したジャンプ信号を受けて前記位置指
令値１に信号を出力する信号減衰ロジック１３とが設け
られている。The command value generation unit 11 receives a signal jump detection logic 12 for determining whether or not the position signal 6 detected by the GPS 5 has jumped, and a jump signal detected by the signal jump detection logic 12 to receive the signal. A signal attenuation logic 13 that outputs a signal to the position command value 1 is provided.
【００１５】前記信号ジャンプ検知ロジック１２は、Ｇ
ＰＳ５の位置信号６を常時監視しており、前回の位置信
号６との差からジャンプ信号Δｋを検知した場合、その
ジャンプ信号Δｋに同期させて、位置指令値１を同じ値
分ジャンプさせるように信号減衰ロジック１３を介して
信号Ｙｋ（例えば、数値信号）が出力される。これによ
り、位置偏差が急激に変化しないようにしている。つま
り、前記ＧＰＳ５の位置信号６に大きな変化がない通常
の場合には、この信号ジャンプ検知ロジック１２から位
置指令値１側に出力される信号はゼロであり、異常値を
検知した場合にのみ、そのジャンプ信号Δｋと同じ値の
信号Ｙｋが信号減衰ロジック１３を介して出力される。The signal jump detection logic 12 has a G
The position signal 6 of the PS 5 is constantly monitored, and when the jump signal Δk is detected from the difference from the previous position signal 6, the position command value 1 is jumped by the same value in synchronization with the jump signal Δk. A signal Yk (for example, a numerical signal) is output via the signal attenuation logic 13. This prevents the position deviation from changing rapidly. That is, in a normal case where the position signal 6 of the GPS 5 does not change significantly, the signal output from the signal jump detection logic 12 to the position command value 1 side is zero, and only when an abnormal value is detected, A signal Yk having the same value as the jump signal Δk is output via the signal attenuation logic 13.
【００１６】前記信号減衰ロジック１３は、前記信号ジ
ャンプ検知ロジック１２から位置指令値１へ付加したジ
ャンプ信号Δｋと同じ他の信号Ｙｋを、ジャンプ前の値
まで長い時間をかけて少しずつ滑らかに減衰させるもの
である。つまり、前記信号ジャンプ検知ロジック１２で
異常値を検知したら、そのジャンプ信号Δｋ分の値を位
置指令値１に足し合わせて位置信号に大きな変化がなか
ったようにした後、その位置指令値１を、ジャンプ信号
Δｋ分を足し合わせる前の位置指令値１にまで滑らかに
戻していくように制御している。The signal attenuating logic 13 smoothly attenuates another signal Yk, which is the same as the jump signal Δk added to the position command value 1 from the signal jump detecting logic 12, to a value before the jump over a long period of time gradually. It is what makes me. That is, when the signal jump detection logic 12 detects an abnormal value, the value of the jump signal Δk is added to the position command value 1 so that there is no large change in the position signal, and then the position command value 1 is changed. , The jump signal Δk is controlled so as to smoothly return to the position command value 1 before the addition.
【００１７】図２は位置信号ジャンプ時の時系列推移の
一例を示すグラフである。このグラフでは、ＧＰＳ位置
信号と位置指令値と位置偏差の時系列推移を横軸に示し
ている。図１に示す構成には、その符号を付して説明す
る。FIG. 2 is a graph showing an example of time series transition at the time of position signal jump. In this graph, the horizontal axis shows the time series transition of the GPS position signal, the position command value, and the position deviation. The components shown in FIG. 1 will be described with the reference numerals.
【００１８】ＧＰＳ５で検知した位置信号６をフィード
バック経路１０から比較手段７に入力している制御状態
で、ｃ点で、位置信号が予め設定された判定値以上とな
る異常値を検知したら、その異常値をジャンプ信号Δｋ
と判断し、そのジャンプ信号Δｋと同じ値の信号Δｋ分
が位置指令値へ足し合わされる。そのため、このｃ点で
ジャンプ信号が発生したとしても、コントローラ２に入
力される位置偏差（偏差信号８）に大きな変化を生じる
ことはない。この時のＧＰＳ位置信号のジャンプは信号
ジャンプ検知ロジック１２で検知され、検知されたジャ
ンプ信号Δｋと同じ値の信号Ｙｋが位置指令値１へ出力
されると共に、信号減衰ロジック１３に記憶される。In the control state in which the position signal 6 detected by the GPS 5 is input to the comparing means 7 from the feedback path 10, if an abnormal value at which the position signal exceeds the preset judgment value is detected at point c, Abnormal value jump signal Δk
Then, the signal Δk having the same value as the jump signal Δk is added to the position command value. Therefore, even if a jump signal is generated at this point c, the position deviation (deviation signal 8) input to the controller 2 does not change significantly. The jump of the GPS position signal at this time is detected by the signal jump detection logic 12, and the signal Yk having the same value as the detected jump signal Δk is output to the position command value 1 and stored in the signal attenuation logic 13.
【００１９】そして、位置指令値１に足し合わされたジ
ャンプ信号Δｋ分が、信号減衰ロジック１３によって時
間と共に緩やかに減衰させられる。つまり、信号ジャン
プ検知ロジック１２がジャンプ信号Δｋを検知した場
合、信号減衰ロジック１３は、まず入力信号をそのまま
出力し、時間と共にそれを減衰させるような関数または
アルゴリズムとなっている。The jump signal Δk added to the position command value 1 is gradually attenuated by the signal attenuation logic 13 with time. That is, when the signal jump detection logic 12 detects the jump signal Δk, the signal attenuating logic 13 first outputs the input signal as it is, and has a function or algorithm that attenuates it with time.
【００２０】図３は、このような制御装置の指令値生成
部における処理の流れを示すフローチャートである。こ
のフローチャートに基づいて指令値生成部１１における
処理の流れを詳細に説明する。FIG. 3 is a flow chart showing the flow of processing in the command value generator of such a control device. The flow of processing in the command value generation unit 11 will be described in detail based on this flowchart.
【００２１】ｋはサンプル数であり、１サイクル毎に１
を加算している状態で(e) 、信号ジャンプ検知ロジック
１２でジャンプ発生の有無を検知し(f) 、ジャンプ発生
として「ＹＥＳ」を検知した場合、位置指令値１へ出力
する信号Ｙｋをそのジャンプ信号Δｋと同じ値とし(g)
、その信号Ｙｋを出力する(h) 。K is the number of samples and is 1 for each cycle.
In the state where (e) is added, the presence or absence of a jump is detected by the signal jump detection logic 12 (f), and when "YES" is detected as the jump occurrence, the signal Yk to be output to the position command value 1 is detected. Same value as jump signal Δk (g)
, And outputs the signal Yk (h).
【００２２】そして、次のサイクルでジャンプ発生の有
無を検知し(f) 、ジャンプ発生が「ＮＯ」の場合、所定
の減衰パラメータｐを前回出力信号Ｙｋ-1に掛けて信号
Ｙｋを算出し(i) 、その信号Ｙｋを出力して(h) 、ジャ
ンプ発生時にジャンプ信号Δｋと同じ値で出力した信号
Ｙｋを減衰させていく。Then, the presence or absence of a jump occurrence is detected in the next cycle (f), and when the jump occurrence is "NO", a predetermined attenuation parameter p is multiplied by the previous output signal Yk -1 to calculate the signal Yk ( i) The signal Yk is output (h), and when the jump occurs, the signal Yk output with the same value as the jump signal Δk is attenuated.
【００２３】その後は、信号Ｙｋを減衰させるように、
前回の出力信号Ｙｋ-1に減衰パラメータｐを掛けた値の
Ｙｋが算出されて(i) 出力される(h) 。After that, in order to attenuate the signal Yk,
A value Yk obtained by multiplying the previous output signal Yk -1 by the attenuation parameter p is calculated (i) and output (h).
【００２４】このようなフローチャートで構成された信
号減衰ロジック１３により、位置指令値１に足し合わさ
れたジャンプ信号Δｋ分が時間と共に緩やかに減衰する
ように戻される。By the signal attenuation logic 13 constructed by such a flow chart, the jump signal Δk added to the position command value 1 is returned so as to be gradually attenuated with time.
【００２５】なお、減衰信号Ｙｋは、前回のサンプル時
刻の信号Ｙｋ-1と前々回のサンプル時刻の信号Ｙｋ-2と
を用いて、「Ｙｋ＝ｐ・Ｙｋ-1＋ｑ・Ｙｋ-2 （０＜ｐ
＜１，０＜ｑ＜１） ｐ，ｑ：減衰パラメータ」のよう
に定めてもよい。この減衰信号Ｙｋは、制御対象や制御
量に応じて決定すればよい。The attenuation signal Yk is calculated by using the signal Yk -1 at the previous sampling time and the signal Yk -2 at the sampling time two times before the last, "Yk = pYk -1 + qYk -2 (0 < p
<1, 0 <q <1) p, q: damping parameter ”. The attenuation signal Yk may be determined according to the control target and the control amount.
【００２６】図４は減衰パラメータを決定する信号減衰
ロジックの出力例を示すグラフである。このグラフは、
ジャンプ信号Δを１に正規化したときの信号減衰ロジッ
クの出力例を示すものである。横軸はＴ時間間隔でサン
プリングした時のサンプル数ｋを表し、縦軸は出力信号
Ｙｋを表している。このグラフに示すパラメータｐは、
出力信号Ｙｋの減衰の早さを表すパラメータであり、０
＜ｐ＜１の範囲で設定され、値が小さい程、減衰が速く
なっている。この信号減衰ロジックによって出力される
信号Ｙｋは位置指令値１に足し合わされるので、位置指
令値１の変化に対する制御系の応答特性を考慮してパラ
メータｐが調整される。FIG. 4 is a graph showing an output example of the signal attenuation logic for determining the attenuation parameter. This graph is
7 shows an output example of the signal attenuation logic when the jump signal Δ is normalized to 1. The horizontal axis represents the number of samples k when sampling at T time intervals, and the vertical axis represents the output signal Yk. The parameter p shown in this graph is
It is a parameter indicating the speed of attenuation of the output signal Yk, and is 0
It is set within the range of <p <1, and the smaller the value, the faster the attenuation. Since the signal Yk output by this signal attenuation logic is added to the position command value 1, the parameter p is adjusted in consideration of the response characteristic of the control system with respect to the change of the position command value 1.
【００２７】以上説明したように、この位置制御装置に
よれば、ＧＰＳ位置信号６の今回値と前回値との差でＧ
ＰＳデータのジャンプ現象の発生を判定し、船体位置の
位置指令値を変更するだけであり、フィードバックルー
プの特性が崩れず、また制御性能が変わらない点で優れ
ており、位置信号６がジャンプしても船体４を制御する
アクチュエータ３が船体４の位置を移動させるために急
激な操作を行ったりしない。As described above, according to this position control device, the difference between the current value and the previous value of the GPS position signal 6 is G.
It is excellent in that it determines the occurrence of a jump phenomenon in PS data and changes the position command value of the hull position, does not degrade the characteristics of the feedback loop, and does not change the control performance, and the position signal 6 jumps. However, the actuator 3 for controlling the hull 4 does not perform a sudden operation to move the position of the hull 4.
【００２８】しかも、ＧＰＳデータには手を加えずに位
置補正値を補正し、位置偏差を見かけ上変化させないよ
うにしているので、ＧＰＳの測位精度を保持し、常に真
値に近い場所で制御することができる。Moreover, since the position correction value is corrected without changing the GPS data to prevent the position deviation from changing apparently, the positioning accuracy of GPS is maintained and the control is always performed at a place close to the true value. can do.
【００２９】なお、上述した実施形態では船舶を例に説
明したが、飛行機や地上ビークル等の車両の場合でも、
ジャンプ信号Δｋを適宜設定すれば、それぞれの制御状
態において、好ましい制御を行うことができる。Although the above embodiment has been described by taking a ship as an example, even in the case of a vehicle such as an airplane or a ground vehicle,
By appropriately setting the jump signal Δk, preferable control can be performed in each control state.
【００３０】また、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。The above-described embodiment is an embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention, and the invention is not limited to the above-described embodiment.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。The present invention is carried out in the form as described above and has the following effects.
【００３２】位置指令値の制御信号に大きな変動を生じ
ることなく、常にＧＰＳ位置信号による真値に近い場所
で制御対象を位置制御することが可能となる。It is possible to always control the position of the controlled object at a location close to the true value of the GPS position signal without causing a large fluctuation in the control signal of the position command value.
【図１】本願発明の一実施形態を示す制御装置のブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram of a control device showing an embodiment of the present invention.
【図２】位置信号の時系列推移例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a time series transition example of a position signal.
【図３】図１に示す制御装置の指令値生成部における処
理の流れを示すフローチャートであ3 is a flowchart showing a processing flow in a command value generation unit of the control device shown in FIG.
【図４】減衰パラメータを決定する信号減衰ロジックの
出力例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an output example of a signal attenuation logic that determines an attenuation parameter.
１…位置指令値 ２…コントローラ ３…アクチュエータ ４…船体 ５…ＧＰＳ ６…位置信号 ７…比較手段 ８…偏差信号 ９…経路 １０…経路 １１…指令値生成部 １２…信号ジャンプ検知ロジック １３…信号減衰ロジック 1 ... Position command value 2 ... Controller 3 ... Actuator 4 ... hull 5 ... GPS 6 ... Position signal 7 ... Comparison means 8 ... Deviation signal 9 ... Route 10 ... Route 11 ... Command value generation unit 12 ... Signal jump detection logic 13 ... Signal attenuation logic
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 行伸 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 中島 健一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)発明者 斎藤 泰夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 池田 浩 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平９−44244（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288824（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−68849（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−5417（ＪＰ，Ａ) 特開2000−131088（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 5/00 - 5/14 G01C 21/00 G05D 1/00 - 1/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukinobu Kawano 1-1 Kawasaki-cho Akashi-shi, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries Ltd. Akashi factory (72) Inventor Kenichi Nakajima 1-1 Kawasaki-cho Akashi-shi Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Akashi Plant (72) Inventor, Yasuo Saito, 3-1, 1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside Kobe Plant (72) Hiroshi Ikeda, Higashi-kawasaki, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Machi 3-1-1 Kawasaki Heavy Industries Ltd. (56) References JP-A-9-44244 (JP, A) JP-A-5-288824 (JP, A) JP-A-8-68849 (JP, A) JP-A-9-5417 (JP, A) JP-A 2000-131088 (JP, A) JP-A 8-43516 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 5/00-5/14 G01C 21/00 G05 D 1/00-1/12
Claims (4)
Ｓ位置信号とを比較し、位置指令値との偏差信号で制御
対象の位置をフィードバック制御している時にＧＰＳ位
置信号が大きくジャンプする異常値を検知したら、その
ジャンプした信号と同じ値のジャンプ信号をフィードバ
ック制御のループ外で前記ＧＰＳ位置信号と比較する前
の位置指令値に足し合わせて見かけ上制御偏差が変化し
ないようにし、その後、前記フィードバック制御のルー
プ外で位置指令値に足し合わせたジャンプ信号を減衰さ
せて制御対象の操作量が急激に変動しないようにするＧ
ＰＳを用いた位置制御方法。1. A position command value of a controlled object and a GP of the controlled object
Compare with S position signal and control with deviation signal from position command value
When an abnormal value that the GPS position signal greatly jumps is detected during feedback control of the target position, a jump signal with the same value as the jumped signal is fed back.
Before comparison with the GPS position signal outside the loop of control
Of the feedback control so that the apparent control deviation does not change.
G you like the operation amount of the control target does not vary abruptly attenuates the jump signal obtained by adding the position command value outside flop
Position control method using PS.
せる減衰パラメータを任意に設定して減衰速度を好まし
い速度に設定するようにしたことを特徴とする請求項１
記載のＧＰＳを用いた位置制御方法。2. A damping speed is preferably set by arbitrarily setting a damping parameter for damping a signal added to a position command value.
2. The speed is set to a high speed.
A position control method using the described GPS.
入力し、該制御対象の位置をＧＰＳ位置信号で検知し、
該ＧＰＳ位置信号を前記位置指令値と比較手段で比較し
て該位置指令値との偏差信号を前記コントローラに入力
することによりフィードバック制御するＧＰＳ位置制御
システムにおいて、 前記位置指令値をコントローラに入力する経路の前記Ｇ
ＰＳ位置信号を位置指令値と比較する比較手段の上流側
に、前記ＧＰＳ位置信号のジャンプを検知する信号ジャ
ンプ検知部と、該ジャンプした位置信号と同じジャンプ
信号を前記フィードバック制御のループ外で前記位置指
令値に足し合わせて見かけ上制御偏差が変化しないよう
にした後、足し合わせたジャンプ信号を減衰させる信号
減衰部とを有する指令値生成部を設けて前記制御対象の
操作量が急激に変動しないようにしたことを特徴とする
ＧＰＳ位置制御システムにおける制御装置。3. A position command value to be controlled is sent to a controller.
Input, the position of the controlled object is detected by a GPS position signal,
The GPS position signal is compared with the position command value by a comparison means.
Te feedback controlled by inputting a deviation signal between the position command value to the controller in the GPS position control system, the G path for inputting the position command value to the controller
Upstream of the comparing means for comparing the PS position signal with the position command value
In a signal jump detector for detecting the jumping of the GPS position signal, on the same jump <br/> signal and a position signal the jump apparent sum on the position instruction value outside the loop of the feedback control system deviation Of the controlled object by providing a command value generating section having a signal attenuating section for attenuating the added jump signal .
A control device in a GPS position control system, characterized in that an operation amount is prevented from fluctuating rapidly .
た信号を減衰させる減衰パラメータを任意に設定できる
機能を具備させたことを特徴とする請求項３記載のＧＰ
Ｓ位置制御システムにおける制御装置。4. The GP according to claim 3, wherein the signal attenuating section is provided with a function capable of arbitrarily setting an attenuation parameter for attenuating the signal added to the position command value.
A control device in the S position control system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317486A JP3502031B2 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Position control method and device using GPS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317486A JP3502031B2 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Position control method and device using GPS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122654A JP2002122654A (en) | 2002-04-26 |
| JP3502031B2 true JP3502031B2 (en) | 2004-03-02 |
Family
ID=18796264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000317486A Expired - Fee Related JP3502031B2 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Position control method and device using GPS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502031B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5063023B2 (en) * | 2006-03-31 | 2012-10-31 | キヤノン株式会社 | Position / orientation correction apparatus and position / orientation correction method |
| TWI453450B (en) * | 2011-05-18 | 2014-09-21 | Inst Information Industry | Positioning device and positioning method therrof |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05288824A (en) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Japan Radio Co Ltd | Gps reception apparatus |
| JPH0843516A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gps receiving apparatus |
| JPH0868849A (en) * | 1994-08-31 | 1996-03-12 | Tokimec Inc | Navigation system for vessel |
| JPH095417A (en) * | 1995-06-22 | 1997-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gps receiving device |
| JP3598597B2 (en) * | 1995-07-27 | 2004-12-08 | 神鋼電機株式会社 | Driving control device for unmanned vehicles |
| JP2000131088A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | Movement analyzer for mobile object |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000317486A patent/JP3502031B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002122654A (en) | 2002-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11169524B2 (en) | Heading control device and heading control method for ship | |
| Sasiadek et al. | Sensor fusion based on fuzzy Kalman filtering for autonomous robot vehicle | |
| US10507899B2 (en) | Motion control device and motion control method for ship | |
| Sasiadek et al. | Fuzzy adaptive Kalman filtering for INS/GPS data fusion | |
| CA2367690C (en) | Advanced ship autopilot system | |
| US7243009B2 (en) | Parameter optimization method, parameter optimization apparatus, parameter optimization program, and marine vessel navigation control apparatus | |
| US9676464B2 (en) | Stabilized directional control systems and methods | |
| US7389165B2 (en) | Attitude angle control apparatus, attitude angle control method, attitude angle control apparatus control program, and marine vessel navigation control apparatus | |
| US8050630B1 (en) | Method for monitoring the operation of a global position system receiver | |
| EP0743582B1 (en) | Method and apparatus for the linear real time estimation of an aircraft center of gravity | |
| WO2011125466A1 (en) | Ship main engine control system and method | |
| CN112432644B (en) | Unmanned ship integrated navigation method based on robust adaptive unscented Kalman filtering | |
| US20070265810A1 (en) | Closed loop hybridising device with monitoring of the measurement integrity | |
| JP2008116370A (en) | Mobile location positioning device | |
| JP2019184566A (en) | Vehicle and vehicle position estimation device | |
| JP2008213681A (en) | Automatic steering device for vessel | |
| WO2015109025A1 (en) | Active disturbance rejection for electrical power steering system | |
| JP5577807B2 (en) | Flying object guidance device | |
| JP3502031B2 (en) | Position control method and device using GPS | |
| JP3472831B2 (en) | Ship route control method and apparatus, and ship | |
| JP2008230484A (en) | Automatic steering device and automatic steering method | |
| RU2323464C2 (en) | Method and device for controlling a guided missile by means of a drive which tracks orientation of trajectory | |
| JP2023182949A (en) | Azimuth control device and azimuth control method for ship | |
| Sasiadek et al. | Fuzzy adaptive Kalman filtering for INS/GPS data fusion and accurate positioning | |
| Kui et al. | Research on internal damping algorithm of marine inertial navigation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3502031 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313118 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |