JPH02151710A - ジャイロセンサ制御装置 - Google Patents
ジャイロセンサ制御装置Info
- Publication number
- JPH02151710A JPH02151710A JP30742688A JP30742688A JPH02151710A JP H02151710 A JPH02151710 A JP H02151710A JP 30742688 A JP30742688 A JP 30742688A JP 30742688 A JP30742688 A JP 30742688A JP H02151710 A JPH02151710 A JP H02151710A
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- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は無人走行装置などの姿勢制御に用いられるジャ
イロセンサ制御装置に関する。
イロセンサ制御装置に関する。
（従来の技術）
従来無人走行車等の姿勢を制御するために用いられてい
るジャイロセンサ制御装置は、例えば、予め与えられた
基準角度にもとづいて今走行している無人走行装置が何
傾動いていかという情報を無人走行装置に内蔵しである
マイクロコンピュータにフィードバックし、マイクロコ
ンピュータにより、このときの情報にもとづいて無人走
行装置の姿勢を修正させる制御を行なうようにしている
。
るジャイロセンサ制御装置は、例えば、予め与えられた
基準角度にもとづいて今走行している無人走行装置が何
傾動いていかという情報を無人走行装置に内蔵しである
マイクロコンピュータにフィードバックし、マイクロコ
ンピュータにより、このときの情報にもとづいて無人走
行装置の姿勢を修正させる制御を行なうようにしている
。
第３図は、この種のジャイロセンサの制御装置の一例を
示すもので、ジャイロセンサ１から出力される角速度デ
ータｆω（アナログ信号）をアンプ２を通し増幅しｋｆ
ωとする。そして、このアンプ２からの出力をＡ／Ｄ変
換器３に与え、デジタル信号に変換したのち積分回路４
に与えて角速度データを、単位時間で積分し、最終的な
角度データθを出力するようにしている。この場合、Ａ
／Ｄ変換器３と積分回路４は、マイクロコンピュータ５
により制御されるようになる。
示すもので、ジャイロセンサ１から出力される角速度デ
ータｆω（アナログ信号）をアンプ２を通し増幅しｋｆ
ωとする。そして、このアンプ２からの出力をＡ／Ｄ変
換器３に与え、デジタル信号に変換したのち積分回路４
に与えて角速度データを、単位時間で積分し、最終的な
角度データθを出力するようにしている。この場合、Ａ
／Ｄ変換器３と積分回路４は、マイクロコンピュータ５
により制御されるようになる。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、このようなジャイロセンサ制御装置では微小
な電圧を使用しているためジャイロセンサ１からの出力
がアンプ２を通る時に重畳される高周波の電源系のノイ
ズ、アンプ２からＡ／Ｄ変換器３を通る時、源信号に重
畳するノイズ、極わずかな突発性のノイズなどに敏感に
反応してしまうことがあり誤った角度データを出力する
ことがある。このため走行装置自体は静止しているにも
かかわらず時間が経過するに従って徐々に出力角度が変
化してしまう問題点があった。これは時間が経過するほ
ど、ノイズが重畳した角速度データｆωを積分するため
角度データθが変化してしまうからである。
な電圧を使用しているためジャイロセンサ１からの出力
がアンプ２を通る時に重畳される高周波の電源系のノイ
ズ、アンプ２からＡ／Ｄ変換器３を通る時、源信号に重
畳するノイズ、極わずかな突発性のノイズなどに敏感に
反応してしまうことがあり誤った角度データを出力する
ことがある。このため走行装置自体は静止しているにも
かかわらず時間が経過するに従って徐々に出力角度が変
化してしまう問題点があった。これは時間が経過するほ
ど、ノイズが重畳した角速度データｆωを積分するため
角度データθが変化してしまうからである。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ノイズによ
る角度データの誤変換を防止でき、高精度の制御が得ら
れるジャイロセンサ制御装置を提供することを目的とす
る。
る角度データの誤変換を防止でき、高精度の制御が得ら
れるジャイロセンサ制御装置を提供することを目的とす
る。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
本発明は、ジャイロセンサからのアナログ信号に重畳さ
れる高周波の電源系ノイズに対して低域フィルタを設け
るとともにアナログ信号をデジタル信号に変換する際の
源信号に重畳するノイズおよび突発性のノイズに対して
は指数平滑処理及び移動平均化処理を実行するデジタル
フィルタを設けることにより、ノイズ成分を除去できる
ようにしたものである。
れる高周波の電源系ノイズに対して低域フィルタを設け
るとともにアナログ信号をデジタル信号に変換する際の
源信号に重畳するノイズおよび突発性のノイズに対して
は指数平滑処理及び移動平均化処理を実行するデジタル
フィルタを設けることにより、ノイズ成分を除去できる
ようにしたものである。
（作 用）
本発明によれば、高周波の電源系のノイズについては、
アナログ信号の時点で低域フィルタにより除去でき、そ
れ以外のノイズについてもデジタル信号に変換した後に
指数平滑処理及び移動平均処理によるデジタルフィルタ
により除去できるようになり、それぞれのノイズが信号
と分離しやすい時点で除去できることからノイズ成分を
確実に除去することができ、ノイズによる角度データの
誤変換を防止することができる。
アナログ信号の時点で低域フィルタにより除去でき、そ
れ以外のノイズについてもデジタル信号に変換した後に
指数平滑処理及び移動平均処理によるデジタルフィルタ
により除去できるようになり、それぞれのノイズが信号
と分離しやすい時点で除去できることからノイズ成分を
確実に除去することができ、ノイズによる角度データの
誤変換を防止することができる。
（実施例）
以下本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。
第１図は同実施例の制御系ブロック図を示すもので、こ
こでは、ジャイロセンサとしてガスレートを使用してい
る。この場合、ガスレートジャイロセンサ１１から出力
される無人走行装置の状態に応じた角速度データｆω（
アナログ信号）は、低域フィルタ１２を通してアンプ１
３に与えられる。そしてアンプ１３より出力される角速
度データｋｆωをＡ／Ｄ変換器１４に与えアナログ信号
からデジタル信号に変換させる。次に、デジタル信号に
変換された角速度データｋｆωは積分回路１５に与えら
れ、角速度データｋｆωを単位時間で積分することで、
角度データθに変換する。そして、この角度データθは
指数平滑処理及び移動平均化処理部１６に与えられ、各
処理が実行され最終的に角度データＦｓｉとして出力さ
れる。ここで、Ａ／Ｄ変換器１４、積分回路１５、指数
平滑処理及び移動平均化処理部１６は、マイクロコンピ
ュータ１７により制御されている。
こでは、ジャイロセンサとしてガスレートを使用してい
る。この場合、ガスレートジャイロセンサ１１から出力
される無人走行装置の状態に応じた角速度データｆω（
アナログ信号）は、低域フィルタ１２を通してアンプ１
３に与えられる。そしてアンプ１３より出力される角速
度データｋｆωをＡ／Ｄ変換器１４に与えアナログ信号
からデジタル信号に変換させる。次に、デジタル信号に
変換された角速度データｋｆωは積分回路１５に与えら
れ、角速度データｋｆωを単位時間で積分することで、
角度データθに変換する。そして、この角度データθは
指数平滑処理及び移動平均化処理部１６に与えられ、各
処理が実行され最終的に角度データＦｓｉとして出力さ
れる。ここで、Ａ／Ｄ変換器１４、積分回路１５、指数
平滑処理及び移動平均化処理部１６は、マイクロコンピ
ュータ１７により制御されている。
次に、以上のように構成した実施例の作用を説明する。
いま、ガスレートジャイロセンサ１１からの角速度デー
タｆω（アナログ信号）に高周波の電源系のノイズが重
畳されると、このノイズは低域フィルタ１２により除去
される。この場合、低域フィルタ１２は、ｆ ｃ＝１０
０Ｈｚ〜３００Ｈｚの間に設定することにより、良好な
ノイズ除去効果が得られる。
タｆω（アナログ信号）に高周波の電源系のノイズが重
畳されると、このノイズは低域フィルタ１２により除去
される。この場合、低域フィルタ１２は、ｆ ｃ＝１０
０Ｈｚ〜３００Ｈｚの間に設定することにより、良好な
ノイズ除去効果が得られる。
こうして、低域フィルタ１２によりノイズ除去された角
速度データｆωはアンプ１３を通してｋｆωに増巾され
る。次いで、Ａ／Ｄ変換器１４に与えられアナログ信号
からデジタル信号に変換され、さらに積分回路１５によ
り単位時間毎に積分され角度データθとして出力される
。そして、この状態から、Ａ／Ｄ変換の際に源信号に重
畳されるノイズや突発性のノイズに対する除去を指数・
ト滑、移動Ｎ１也均化処理部１６により実行する。まず
指数平滑処理を行うための数式を下式に示す。
速度データｆωはアンプ１３を通してｋｆωに増巾され
る。次いで、Ａ／Ｄ変換器１４に与えられアナログ信号
からデジタル信号に変換され、さらに積分回路１５によ
り単位時間毎に積分され角度データθとして出力される
。そして、この状態から、Ａ／Ｄ変換の際に源信号に重
畳されるノイズや突発性のノイズに対する除去を指数・
ト滑、移動Ｎ１也均化処理部１６により実行する。まず
指数平滑処理を行うための数式を下式に示す。
５ｉ−Ｋ・θ十（１−Ｋ）・５ｉ−１・・・（１）Ｓ：
指数平滑された角度データ に：指数平滑係数（０＜Ｋ＜１．） Ｓｔ−１指数平滑された前回の角度データこの処理は、
源信号に重畳するノイズ成分に対し、差分演算を用いて
微分近似することにより源信号中のノイズ成分を除去す
る役目をはたしている。
指数平滑された角度データ に：指数平滑係数（０＜Ｋ＜１．） Ｓｔ−１指数平滑された前回の角度データこの処理は、
源信号に重畳するノイズ成分に対し、差分演算を用いて
微分近似することにより源信号中のノイズ成分を除去す
る役目をはたしている。
ここで、指数平滑係数Ｋについては、Ｏ＜Ｋ＜１の範囲
で設定可能であるが、（１）式よりにζ１では平滑効果
が少なく、Ｋζ０では平滑効果が大きくなる。従って単
位時間当りの角度変化量が大きい場合には、ノイズ除去
効果を、失わない範囲でＫを１に近づけなければならな
い。そこで、本実施例では０．８＜ Ｋ ＜ ０．９
に設定している。
で設定可能であるが、（１）式よりにζ１では平滑効果
が少なく、Ｋζ０では平滑効果が大きくなる。従って単
位時間当りの角度変化量が大きい場合には、ノイズ除去
効果を、失わない範囲でＫを１に近づけなければならな
い。そこで、本実施例では０．８＜ Ｋ ＜ ０．９
に設定している。
そして指数平滑処理を行った後に移動平均化処理を行う
。次に移動ｉ１４均化処理を行うための数式を下式に示
す。
。次に移動ｉ１４均化処理を行うための数式を下式に示
す。
Ｆｓｉ：角度データの最終値
ｍ：平均化係数（ｍ＞１）
Ｓｌ ：指数平滑された角度データ
この処理は突発性のノイズに対し、平均化させることに
より除去する役目をはたしている。ここで、移動平均化
係数ｍについてはｍ＞１の範囲で設定可能であるが、（
２）式よりｒｎ＞１に設定すると、演算結果は正常な源
信号の変化（振幅）もノイズと一緒に平滑してしまい、
また、サンプル間隔が長くなってしまうため源信号の変
化（周期）が遅れてしまいノイズ除去効果が失われてし
まう。そこで、本実施例ではｍ＜１０に設定している。
より除去する役目をはたしている。ここで、移動平均化
係数ｍについてはｍ＞１の範囲で設定可能であるが、（
２）式よりｒｎ＞１に設定すると、演算結果は正常な源
信号の変化（振幅）もノイズと一緒に平滑してしまい、
また、サンプル間隔が長くなってしまうため源信号の変
化（周期）が遅れてしまいノイズ除去効果が失われてし
まう。そこで、本実施例ではｍ＜１０に設定している。
第２図にこのような指数平滑処理および移動平均化処理
を実行するためのフローチャートを示す。
を実行するためのフローチャートを示す。
この場合、ステップＡ１においてＹＥＳならば、ステッ
プＡ２に進み、上述した（１）式の指数平滑処理を実行
する。次いでステップＡ３の処理を施したのちステップ
Ａ４に進み、ここでＹＥＳならばステップＡ５において
、−１−述した（２）式の移動平均処理を実行する。な
お、ステップＡ１においてＮｏならばステップＡ６の処
理を施し、処理を終了する。また、ステップＡ４におい
てＮＯの場合も直ちに処理を終了する。
プＡ２に進み、上述した（１）式の指数平滑処理を実行
する。次いでステップＡ３の処理を施したのちステップ
Ａ４に進み、ここでＹＥＳならばステップＡ５において
、−１−述した（２）式の移動平均処理を実行する。な
お、ステップＡ１においてＮｏならばステップＡ６の処
理を施し、処理を終了する。また、ステップＡ４におい
てＮＯの場合も直ちに処理を終了する。
したがって、このようにすれば低域フィルタ１２により
、アナログ信号の時点で高周波の電源系のノイズを除去
し、指数平滑処理及び移動平均化処理部１６により、デ
ジタル信号にて源信号に重畳したノイズや突発性のノイ
ズを除去することができるようになるのでノイズによる
角度データの誤変換がなくなり微少な角速度データでも
正確に角度データとして出力できる高精度なガスレート
ジャイロセンサ制御装置が得られることになる。
、アナログ信号の時点で高周波の電源系のノイズを除去
し、指数平滑処理及び移動平均化処理部１６により、デ
ジタル信号にて源信号に重畳したノイズや突発性のノイ
ズを除去することができるようになるのでノイズによる
角度データの誤変換がなくなり微少な角速度データでも
正確に角度データとして出力できる高精度なガスレート
ジャイロセンサ制御装置が得られることになる。
なお、上述の実施例ではガスレートジャイロセンサから
の出力に対するノイズ除去について述べたが、こま式の
ジャイロセンサについても上述と同様にして高精度なこ
ま式ジャイロセンサ制御装置を実現することも可能であ
る。
の出力に対するノイズ除去について述べたが、こま式の
ジャイロセンサについても上述と同様にして高精度なこ
ま式ジャイロセンサ制御装置を実現することも可能であ
る。
［発明の効果］
本発明によれば、無人走行装置等の姿勢制御に用いられ
るジャイロセンサ制御装置において、ジャイロセンサか
ら出力されるアナログ信号に重畳されるノイズに対して
低域フィルタを設けたことにより除去し得、さらにアナ
ログ信号からデジタル信号に変換する際に重畳するノイ
ズに対して、指数・ｌ’滑処理及び移動平均化処理のい
わゆるデジタルフィルタにより除去し得るので、ノイズ
による角度データの誤変換を防止でき、微少な角速度の
変化でも正確に角度データ変換が可能になり高精度なジ
ャイロセンサ制御が得られることになる。
るジャイロセンサ制御装置において、ジャイロセンサか
ら出力されるアナログ信号に重畳されるノイズに対して
低域フィルタを設けたことにより除去し得、さらにアナ
ログ信号からデジタル信号に変換する際に重畳するノイ
ズに対して、指数・ｌ’滑処理及び移動平均化処理のい
わゆるデジタルフィルタにより除去し得るので、ノイズ
による角度データの誤変換を防止でき、微少な角速度の
変化でも正確に角度データ変換が可能になり高精度なジ
ャイロセンサ制御が得られることになる。
第１図は本発明の一実施例を示す制御系ブロック図、第
２図は、同実施例での指数平滑処理および移動平均化処
理を説明するためのフローチャート、第３図は従来のジ
ャイロセンサ制御装置の一例を示す制御系ブロックであ
る。 １１・・・ガスレートジャイロセンサ、１２・・・低域
フィルタ、１３・・・アンプ、１４・・・Ａ／Ｄ変換器
、１５・・・積分回路、１６・・・指数平滑、移動平均
化処理、１７ ・・・マイクロコンピュータ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図
２図は、同実施例での指数平滑処理および移動平均化処
理を説明するためのフローチャート、第３図は従来のジ
ャイロセンサ制御装置の一例を示す制御系ブロックであ
る。 １１・・・ガスレートジャイロセンサ、１２・・・低域
フィルタ、１３・・・アンプ、１４・・・Ａ／Ｄ変換器
、１５・・・積分回路、１６・・・指数平滑、移動平均
化処理、１７ ・・・マイクロコンピュータ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 図
Claims (1)
- 被制御装置の状態に応じたアナログ信号を出力するジ
ャイロセンサと、このジャイロセンサより出力されるア
ナログ信号に重畳されるノイズを除去する低域のフィル
タ手段と、このフィルタ手段を通して得られるアナログ
信号をデジタル信号に変換する変換手段および該変換手
段より得られるデジタル信号を単位時間で積分する積分
手段を有する信号処理手段と、上記デジタル信号への変
換の際に重畳されるノイズを除去する指数平滑処理およ
び移動平均化処理を行なうデジタルフィルタ手段とを具
備したことを特徴とするジャイロセンサ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30742688A JPH02151710A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | ジャイロセンサ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30742688A JPH02151710A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | ジャイロセンサ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151710A true JPH02151710A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17968919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30742688A Pending JPH02151710A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | ジャイロセンサ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02151710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006047144A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Denso Corp | 振動型角速度センサ |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP30742688A patent/JPH02151710A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006047144A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Denso Corp | 振動型角速度センサ |
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