JP6993779B2 - 慣性計測装置 - Google Patents
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Description
従来、下記特許文献1,2に開示されるように、ジャイロスコープの温度勾配の補正が行われる。
IMUにおける慣性センサは、大抵、それらの動作温度範囲にわたって較正されるが、通常、熱勾配に起因するウォームアップ性能ドリフト誤差及びヒステリシスを受ける。検出構造における温度勾配は、バイアス及びスケール因子などの性能パラメータに影響を与える応力/ひずみ特性を招く。検出要素と、制御電子回路と、温度検出要素との間の温度差は、較正及び試験中には小さくあり得、または一貫性があり得、特定の熱環境条件及び起動ルーチンを満たすときには、最小誤差しか観測されない。しかしながら、大きな自己発熱効果を伴う不安定的な熱環境または急速起動シナリオにおける動作中では、コンポーネント間の温度の相違は、慣性センサ性能において準最適な熱補正及び関連するパラメトリック誤差を招く。そのような誤差は、多くの場合、スイッチオンから定常状態熱動作へのジャイロスコープまたは加速度計のバイアスシフトについての「ウォームアップドリフト」、または熱チャンバまたはより高いレベルの動作システムにおいて熱的に傾斜したときの出力の「ヒステリシス」として特徴づけられる。
Claims (4)
- 慣性計測装置であって、
慣性計測値を出力するように配置された少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサと、各MEMSベースの慣性センサに空間的に関連する一次温度センサであって、前記各MEMSベースの慣性センサに隣接して位置づけられた、物理的に分離された温度センサである、または、慣性センサそれ自体によって形成された、一次温度センサと、前記一次温度センサと異なる空間的位置をその各々が有するとともに、前記各MEMSベースの慣性センサの周囲の互いに異なる空間的位置にその各々が配置された、複数の二次温度センサと、を備えており、前記一次温度センサ及び二次温度センサの各々が、異なる温度計測値を出力するように配置されており、前記異なる温度計測値を処理して空間的温度勾配出力を決定するように構成されたプロセッサを備え、前記プロセッサが、さらに、前記空間的温度勾配出力に基づいて、慣性計測値のための補正または関連するパラメトリック誤差を決定するように構成され、
前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、MEMS基板を備え、少なくとも一つの二次温度センサが、前記MEMS基板に位置付けられており、
さらに、
前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、集積回路を備えており、少なくとも一つの二次温度センサが、前記集積回路の一部を形成する、または、
前記プロセッサが、プリント回路基板に位置付けられており、少なくとも一つの二次温度センサが、同一のプリント回路基板上に位置付けられる、または、
少なくとも一つの二次温度センサが、ホストシステムのための電気コネクタにまたはそこに接触して位置付けられる、
ことを備えた、慣性計測装置。 - 前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、共振周波数で共振するように駆動される振動構造ジャイロスコープを備えており、前記一次温度センサが、前記共振周波数に基づいて温度計測値を出力するように配置された、請求項1に記載の慣性計測装置。
- 前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、加速度計を備えており、前記一次温度センサが、前記加速度計の空間的位置におけるまたはその付近の温度を計測するように配置された、請求項1または2に記載の慣性計測装置。
- MEMSベースの慣性計測装置における熱勾配の補正方法であって、
少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサによる慣性計測出力を受信することと、
各MEMSベースの慣性センサに空間的に関連する一次温度センサによる温度計測出力を受信することであって、前記各MEMSベースの慣性センサに隣接して位置づけられた、物理的に分離された温度センサである、または、慣性センサそれ自体によって形成された、一次温度センサによる温度計測出力を受信することと、
前記一次温度センサと異なる空間的位置をその各々が有するとともに、前記各MEMSベースの慣性センサの周囲の互いに異なる空間的位置にその各々が配置された複数の二次温度センサによる異なる温度計測出力を受信することと、
前記異なる温度計測を処理して空間的温度勾配出力を決定することと、
前記空間的温度勾配出力に基づいて、慣性計測値のための補正または関連するパラメトリック誤差を決定することと、
を備え、
前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、MEMS基板を備え、少なくとも一つの二次温度センサが、前記MEMS基板に位置付けられており、
さらに、
前記少なくとも一つのMEMSベースの慣性センサが、集積回路を備えており、少なくとも一つの二次温度センサが、前記集積回路の一部を形成する、または、
プロセッサが、プリント回路基板に位置付けられており、少なくとも一つの二次温度センサが、同一のプリント回路基板上に位置付けられる、または、
少なくとも一つの二次温度センサが、ホストシステムのための電気コネクタにまたはそこに接触して位置付けられる、
ことを備えた、慣性計測装置における熱勾配の補正方法。
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