JPH03235019A - 電磁位置方向検知器 - Google Patents
電磁位置方向検知器Info
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- JPH03235019A JPH03235019A JP2336905A JP33690590A JPH03235019A JP H03235019 A JPH03235019 A JP H03235019A JP 2336905 A JP2336905 A JP 2336905A JP 33690590 A JP33690590 A JP 33690590A JP H03235019 A JPH03235019 A JP H03235019A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 22
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G3/00—Aiming or laying means
- F41G3/005—Aiming or laying means with means for correcting the parallax between the sighting means and the muzzle axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G3/00—Aiming or laying means
- F41G3/22—Aiming or laying means for vehicle-borne armament, e.g. on aircraft
- F41G3/225—Helmet sighting systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
Landscapes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は与えられた空間における可動物体の位置および
方向を検出するようなされた電磁的検知器、特にパイロ
ットが着用するヘルメットサイトを備えたヘルメットの
航空機内での正確な位置を検出する検知器に関する。
方向を検出するようなされた電磁的検知器、特にパイロ
ットが着用するヘルメットサイトを備えたヘルメットの
航空機内での正確な位置を検出する検知器に関する。
電磁位置および方向検知器は一般にジエネレタにより交
互に励起される３個のコイルを有する非可動の発信器と
、同様に３個のコイルを具え、上記発信器の各コイルの
励起により誘起された信号を上記コイルにより供給する
ようなされた可動センサと、上記センサの各コイルと接
続され、上記センサの位置および方向を上記誘起された
信号の関数として決定し得る計算手段とをもっている。
互に励起される３個のコイルを有する非可動の発信器と
、同様に３個のコイルを具え、上記発信器の各コイルの
励起により誘起された信号を上記コイルにより供給する
ようなされた可動センサと、上記センサの各コイルと接
続され、上記センサの位置および方向を上記誘起された
信号の関数として決定し得る計算手段とをもっている。
航空機内におけるヘルメットの位置を検出する場合、上
記航空機のコックビットが上記空間に相当し、上記ヘル
メットが上記可動物体に相当する。
記航空機のコックビットが上記空間に相当し、上記ヘル
メットが上記可動物体に相当する。
上述された検知器は例えばフランス特許２．４５８，８
３８および米国特許 ４．３９６，８８５に記載されている。空間中における
可動物体の位置および方向を決定する場合、上記発信器
は上記空間内のある固定位置を占め、上記センサが可動
物体に取付けられる。可動物体のある位置において、発
信器の３個のコイルの励起による３個の信号が上記セン
サの夫々のコイルに誘起され、従って全部で９個の誘起
された信号が上記物体の位置および方向の計算に使用さ
れる。
３８および米国特許 ４．３９６，８８５に記載されている。空間中における
可動物体の位置および方向を決定する場合、上記発信器
は上記空間内のある固定位置を占め、上記センサが可動
物体に取付けられる。可動物体のある位置において、発
信器の３個のコイルの励起による３個の信号が上記セン
サの夫々のコイルに誘起され、従って全部で９個の誘起
された信号が上記物体の位置および方向の計算に使用さ
れる。
この計算には上記電気励起ジェネレータから計算器に至
る各チャネルの不完全による誤差か悪影響を与え、事実
これらのチャネルは発信および受信の際における利得誤
差、不正確性、非直線性およびドリフトを示す。
る各チャネルの不完全による誤差か悪影響を与え、事実
これらのチャネルは発信および受信の際における利得誤
差、不正確性、非直線性およびドリフトを示す。
米国特許４，０５４，８８１には上記可動センサに加え
て１個の静止アンテナを具え、この静止アンテナに誘起
された信号が検知器の発信チャネル中に負帰還されて上
記発信器から生じる電磁界のレベルを一定に保つような
された電磁式位置方向検知器が示されている。このよう
な検知器は上記発信チャネルの誤差を除去することがで
きるが、上記センサから（センサを含む）上記計算手段
まで（計算手段を含まず）に設けられた種々の回路成分
の利得誤差を除去することができない。
て１個の静止アンテナを具え、この静止アンテナに誘起
された信号が検知器の発信チャネル中に負帰還されて上
記発信器から生じる電磁界のレベルを一定に保つような
された電磁式位置方向検知器が示されている。このよう
な検知器は上記発信チャネルの誤差を除去することがで
きるが、上記センサから（センサを含む）上記計算手段
まで（計算手段を含まず）に設けられた種々の回路成分
の利得誤差を除去することができない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は上述の課題を解決しあるいは少くもそれを減少しう
る位置および方向検知器を提供するにある。
的は上述の課題を解決しあるいは少くもそれを減少しう
る位置および方向検知器を提供するにある。
本発明により、電気励起ジェネレータと、このジェネレ
ータにより交互に励起されるよう接続された３個のコイ
ルを有する固定発信器と、同様に３個のコイルを有しか
つ上記発信器と電磁的に結合されて、上記発信器の各コ
イルの励起により誘起された信号をこれらのコイルから
供給する可動センサと、上記センサの各コイルと接続さ
れる計算手段であって、上記誘起された信号の関数とし
て上記センサの位置および方向を、上記励起ジェネレー
タとこの計算手段間の信号利得の不正確性をも考慮して
決定する計算手段と、上記励起ジェネレータと上記計算
手段との間に電磁結合されて上記誘起された信号に基く
計算を修正するための基準信号を上記計算手段に提供す
る固定のセンサとを備えた電磁位置方向検知器が設けら
れる。
ータにより交互に励起されるよう接続された３個のコイ
ルを有する固定発信器と、同様に３個のコイルを有しか
つ上記発信器と電磁的に結合されて、上記発信器の各コ
イルの励起により誘起された信号をこれらのコイルから
供給する可動センサと、上記センサの各コイルと接続さ
れる計算手段であって、上記誘起された信号の関数とし
て上記センサの位置および方向を、上記励起ジェネレー
タとこの計算手段間の信号利得の不正確性をも考慮して
決定する計算手段と、上記励起ジェネレータと上記計算
手段との間に電磁結合されて上記誘起された信号に基く
計算を修正するための基準信号を上記計算手段に提供す
る固定のセンサとを備えた電磁位置方向検知器が設けら
れる。
例えば、空間中における可動物体の位置および方向を決
定する場合、上記発信器は上記空間内のある固定位置に
設けられ、上記センサが可動物体に取付けられる。可動
物体のある位置において発信器の３個のコイルの励振に
よる信号が上記センサの夫々のコイルに誘起され、従っ
て全部で９個の誘起された信号が上記物体の位置および
方向の計算に使用される。上記計算に当り上記電気励起
ジェネレータから上記計算手段に至る各チャネルに生じ
る種々の誤差が障害となる。これらの障害は上記固定の
センサを上記ジェネレータと上記計算手段との間に電磁
結合させ、それより得られる基準信号を上記計算手段に
供給することにより除去される。
定する場合、上記発信器は上記空間内のある固定位置に
設けられ、上記センサが可動物体に取付けられる。可動
物体のある位置において発信器の３個のコイルの励振に
よる信号が上記センサの夫々のコイルに誘起され、従っ
て全部で９個の誘起された信号が上記物体の位置および
方向の計算に使用される。上記計算に当り上記電気励起
ジェネレータから上記計算手段に至る各チャネルに生じ
る種々の誤差が障害となる。これらの障害は上記固定の
センサを上記ジェネレータと上記計算手段との間に電磁
結合させ、それより得られる基準信号を上記計算手段に
供給することにより除去される。
本発明による電磁式位置および方向検知器の実施例を添
付の図面を参照して説明する。
付の図面を参照して説明する。
第１図に示される本発明による電磁式位置および方向検
知器は回路成分８以外は既知の検知器と同様な構成で、
固定された発信器と可動のセンサとの間の電磁結合を利
用し、その構成は次の成分よりなっている。
知器は回路成分８以外は既知の検知器と同様な構成で、
固定された発信器と可動のセンサとの間の電磁結合を利
用し、その構成は次の成分よりなっている。
・・・励起用信号とパーティンヨン信号を発生する電気
信号ジェネレータ２と； ・・３個の増幅器２１，２２．２３を通じて上記信号ジ
ェネレータ２からの信号を受け、空間中に夫々判別しつ
る状態で発生する固定された発信器３と、ここに独立し
た状態とはこれら磁界の方向か夫々異なっており、３つ
の磁界かすべて同一の平面に含まれていないことを意味
する。
信号ジェネレータ２と； ・・３個の増幅器２１，２２．２３を通じて上記信号ジ
ェネレータ２からの信号を受け、空間中に夫々判別しつ
る状態で発生する固定された発信器３と、ここに独立し
た状態とはこれら磁界の方向か夫々異なっており、３つ
の磁界かすべて同一の平面に含まれていないことを意味
する。
・・・上記空間内の１点に位置し、上記発信器より発生
された上記３つの磁界を互いに直角な座標軸上に受入れ
る可動センサ４と； ・・・上記センサ４中に上記３つの磁界ベクトルの夫々
に応じて誘起された全部で９個の成分を上記センサの上
記空間中ての位置および方向を決定するため処理する処
理装置。
された上記３つの磁界を互いに直角な座標軸上に受入れ
る可動センサ４と； ・・・上記センサ４中に上記３つの磁界ベクトルの夫々
に応じて誘起された全部で９個の成分を上記センサの上
記空間中ての位置および方向を決定するため処理する処
理装置。
上記発信器３および可動センサ４は夫々３個の互いに独
立した座標軸に沿って配置されたコイル３１．３２．３
３および４１，４２．４３を持っている。
立した座標軸に沿って配置されたコイル３１．３２．３
３および４１，４２．４３を持っている。
上記処理装置はまた一般に上記センサ４の出力側から直
列に設けられたマルチプレクサ５、増幅器５０．同期復
調器６、アナログ−ディジタル変換器７、およびマイク
ロプロセッサよりなる計算手段１からなっている。計算
手段１は上記信号ジェネレータ２をトリガーし、これに
より信号ジェネレータ２は継続した複数の供給サイクル
中に送信器のコイル３１，３２．３３を順次別個に付勢
する励起信号を出力する。上記ジェネレータ２はまた、
１個のサイクルスタート信号とそれに続いて１サイクル
期間中規則的に配置された９個のパルスよりなる１個の
サイクルパーティション信号を上記マルチプレクサ５の
制御入力端子に与える。
列に設けられたマルチプレクサ５、増幅器５０．同期復
調器６、アナログ−ディジタル変換器７、およびマイク
ロプロセッサよりなる計算手段１からなっている。計算
手段１は上記信号ジェネレータ２をトリガーし、これに
より信号ジェネレータ２は継続した複数の供給サイクル
中に送信器のコイル３１，３２．３３を順次別個に付勢
する励起信号を出力する。上記ジェネレータ２はまた、
１個のサイクルスタート信号とそれに続いて１サイクル
期間中規則的に配置された９個のパルスよりなる１個の
サイクルパーティション信号を上記マルチプレクサ５の
制御入力端子に与える。
これにより上記マルチプレクサ５は上記センサ４の３個
のコイル４１，４２．４３を順次別個に、上記発信器の
各コイルが励起される各サイクル期間中、上記増幅器５
０の入力側と接続せしめる。
のコイル４１，４２．４３を順次別個に、上記発信器の
各コイルが励起される各サイクル期間中、上記増幅器５
０の入力側と接続せしめる。
その結果、上記マルチプレクサ５は上記各サイクル期間
中発信器３の３個のコイルによりセンサ４の夫々のコイ
ルに誘起された信号に対応する９個の信号を出力する。
中発信器３の３個のコイルによりセンサ４の夫々のコイ
ルに誘起された信号に対応する９個の信号を出力する。
電気信号ジェネレータ２かトリガーされると同時に上記
ジェネレータ２よりパーティション信号か継続的に同期
復調器６に加えられ、これにより復調器６は増幅器５０
から供給される信号を復調する。このパーティンヨン信
号はまた上記計算手段１にも加えられて、上記変換器７
を経て復調器６より計算手段１に加えられる信号の発生
源の識別を可能にする。
ジェネレータ２よりパーティション信号か継続的に同期
復調器６に加えられ、これにより復調器６は増幅器５０
から供給される信号を復調する。このパーティンヨン信
号はまた上記計算手段１にも加えられて、上記変換器７
を経て復調器６より計算手段１に加えられる信号の発生
源の識別を可能にする。
センサ４の発信器３に対する位置および方向を得るため
には主として２つの方法がある。
には主として２つの方法がある。
その第１は電磁気の法則を使用するものですべての点に
おける電磁界を予想する数式を与える。
おける電磁界を予想する数式を与える。
上記センサより得られる９個の測定値よりセンサの位置
のみに依存し、その回転に依存しない特定Ｂ１・Ｂ１．
Ｂ２・Ｂ２．Ｂ３・Ｂ３が計算される。これらの価と電
磁法則とからセンサの発信器に対する位置が計算される
。
のみに依存し、その回転に依存しない特定Ｂ１・Ｂ１．
Ｂ２・Ｂ２．Ｂ３・Ｂ３が計算される。これらの価と電
磁法則とからセンサの発信器に対する位置が計算される
。
この位置が与えられると９個の電磁界成分が発信器の位
置に基いて計算され、これらの成分をセンサの同様な成
分と比較することによりセンサの発信器に対する回転が
計算される。
置に基いて計算され、これらの成分をセンサの同様な成
分と比較することによりセンサの発信器に対する回転が
計算される。
上記２つの方法の第２は明確に規定された指向性を有す
るセンサについて空間内における上記電磁界に関する既
に観測された値を使用するもので、これにより近距離に
ある金属物体、あるいは発信器およびセンサの電磁的欠
陥に原因する誤差を除去することができる。
るセンサについて空間内における上記電磁界に関する既
に観測された値を使用するもので、これにより近距離に
ある金属物体、あるいは発信器およびセンサの電磁的欠
陥に原因する誤差を除去することができる。
これらの方法の何れにおいても発信、受信および測定回
路の正確度か位置および方向測定の精度に直接影響する
。
路の正確度か位置および方向測定の精度に直接影響する
。
以下に記載される検知量は上記欠点を除去するもので上
述の２つの位置方向測定方法の何れにも適用し得る。上
記検知器において受信器（センサ）の各コイルと基準コ
イルとの間の構成上の相違は無視し得るかあるいは既知
であることが要求される。
述の２つの位置方向測定方法の何れにも適用し得る。上
記検知器において受信器（センサ）の各コイルと基準コ
イルとの間の構成上の相違は無視し得るかあるいは既知
であることが要求される。
第１図に示す検知器は従来の検知器に比べて、１個のコ
イルよりなる固定センサ８が設けられている点か異なっ
ており、この１個のコイルの位置および方向は発信器３
の座標について正確に既知である。この固定センサ８の
コイル出力は可動センサ４のコイル４１，４２．４３の
出力と同様に処理される。すなわち、上記コイルに誘起
された信号はマルチプレクサ５に加えられる。従ってマ
ルチプレクサ５は既知の検知器のそれに比べてさらに１
個の信号を受入れ、このため信号ジェネレータ２から加
えられるパーティンヨン信号はサイクルスタートパルス
に次いで９個ではなく１２個のパルスが１サイクル期間
中に規則正しく配置されるよう形成され、これにより発
信器３の３個のコイルの内の１個のコイルか励起される
毎に４個のセンサコイルに誘起された信号が受信される
。
イルよりなる固定センサ８が設けられている点か異なっ
ており、この１個のコイルの位置および方向は発信器３
の座標について正確に既知である。この固定センサ８の
コイル出力は可動センサ４のコイル４１，４２．４３の
出力と同様に処理される。すなわち、上記コイルに誘起
された信号はマルチプレクサ５に加えられる。従ってマ
ルチプレクサ５は既知の検知器のそれに比べてさらに１
個の信号を受入れ、このため信号ジェネレータ２から加
えられるパーティンヨン信号はサイクルスタートパルス
に次いで９個ではなく１２個のパルスが１サイクル期間
中に規則正しく配置されるよう形成され、これにより発
信器３の３個のコイルの内の１個のコイルか励起される
毎に４個のセンサコイルに誘起された信号が受信される
。
固定センサ８に誘起された信号の測定値は、上述の位置
および方向検知の第１の方法においては、この信号か有
すべき理論値と比較され、また第２の方法においては電
磁界の試験期間中上記センサに誘起された値と比較され
、これにより可動センサについては１サイクル毎に９回
の測定により発信、受信およびＭ１１回路における誤差
が修正される。このような修正については２つの互いに
異なる場合について詳述される。
および方向検知の第１の方法においては、この信号か有
すべき理論値と比較され、また第２の方法においては電
磁界の試験期間中上記センサに誘起された値と比較され
、これにより可動センサについては１サイクル毎に９回
の測定により発信、受信およびＭ１１回路における誤差
が修正される。このような修正については２つの互いに
異なる場合について詳述される。
第１の場合において第１図に示す検知器はその３個の発
信チャネルおよびその受信チャネルにおいて線形（リニ
ヤ）であり、かつその測定中受信チャネルが利得誤差Ｇ
ｒを示し、各発信チャネルが利得誤差Ｇｅｊを示すもの
と仮定する。ここにｊは発信コイルについて上記参照数
字から３０を引いて得られた数である。すなわち、発信
器３のコイル３１，３２．３３はコイルｊ−１，２，３
で示され、センサ４のコイル４１，４２．４３はｉ−１
，２，３で示される。
信チャネルおよびその受信チャネルにおいて線形（リニ
ヤ）であり、かつその測定中受信チャネルが利得誤差Ｇ
ｒを示し、各発信チャネルが利得誤差Ｇｅｊを示すもの
と仮定する。ここにｊは発信コイルについて上記参照数
字から３０を引いて得られた数である。すなわち、発信
器３のコイル３１，３２．３３はコイルｊ−１，２，３
で示され、センサ４のコイル４１，４２．４３はｉ−１
，２，３で示される。
発信チャネルＪのコイルとセンサ４のコイルｉ−１，２
または３との間の磁気結合Ｍｉｊの計算は従って全体と
して利得誤差Ｇｅｊ−Ｇｒを有する。第４のコイルであ
る固定センサ８のコイルとチャネルｊのコイルとの間の
磁気結合Ｍ４ｊの計算も同様な誤差Ｇｅｊ−Ｇｒを含む
。これらの計算された磁気結合は次の式で表わされる。
または３との間の磁気結合Ｍｉｊの計算は従って全体と
して利得誤差Ｇｅｊ−Ｇｒを有する。第４のコイルであ
る固定センサ８のコイルとチャネルｊのコイルとの間の
磁気結合Ｍ４ｊの計算も同様な誤差Ｇｅｊ−Ｇｒを含む
。これらの計算された磁気結合は次の式で表わされる。
Ｍｉ ｊ−Ｇｅ ｊ −Ｇｒ −Ｍ’ ｉ ｊＭ４ｊ
−Ｇｅｊ−Ｇｒ−Ｍ’ ４ｊ 上式中Ｍ’ｉｊおよびＭ’４ｊは考慮された磁気結合の
真の値を示す。従って可動センサ４の位置および方向を
決定する計算中上記結合の真の値は次の式で表わされる
。
−Ｇｅｊ−Ｇｒ−Ｍ’ ４ｊ 上式中Ｍ’ｉｊおよびＭ’４ｊは考慮された磁気結合の
真の値を示す。従って可動センサ４の位置および方向を
決定する計算中上記結合の真の値は次の式で表わされる
。
Ｍ’ ｉ ｊｓ−Ｍｉ ｊ ＃Ｍ’ ４ ｊ／Ｍ４
ｊＭｉｊおよびＭ４ｊは計算し得るためＭ′ ｉｊも上
式により計算し得られる。また上述の第１の位置・方向
決定方法においてＭ’４ｊはセンサ８について計算され
た結合の理論値を与え、上述の第２の位置・方向決定方
法においてこれは電磁界の実験的測定により与えられ値
を示す。
ｊＭｉｊおよびＭ４ｊは計算し得るためＭ′ ｉｊも上
式により計算し得られる。また上述の第１の位置・方向
決定方法においてＭ’４ｊはセンサ８について計算され
た結合の理論値を与え、上述の第２の位置・方向決定方
法においてこれは電磁界の実験的測定により与えられ値
を示す。
考慮すべき第２の場合は検知器の発信チャネルおよび受
信チャネルが線形（リニヤ）でない場合である。この場
合発信器のコイルｊの制御レベルをｅｊとすると、その
実際の発信レベルｅ′ ｊは関数ｆｊ（ｅｊ）で表わさ
れる。またセンサ４のコイルｉで実際に受信されたレベ
ルをｒｉとすると、計算されたレベルｒ′ｉは関数ｇ（
ｒｉ）で表わされる。
信チャネルが線形（リニヤ）でない場合である。この場
合発信器のコイルｊの制御レベルをｅｊとすると、その
実際の発信レベルｅ′ ｊは関数ｆｊ（ｅｊ）で表わさ
れる。またセンサ４のコイルｉで実際に受信されたレベ
ルをｒｉとすると、計算されたレベルｒ′ｉは関数ｇ（
ｒｉ）で表わされる。
これら関数ｆｊおよびｇを
多項式
％式％
で表わし、ｒ １−Ｍｌ ｊ−ｅ’ ｊを代入すると
ｒ′ ｉ−ａ十ｂ−ｂｊ−Ｍｉ」・ｅｊ＋ｂ−Ｃｊ−Ｍ
ｉｊ−ｅｊ２Ｃ−Ｍｉｊ２・（ｂｊ２・ｅｊ２＋Ｃｊ２
・ｅｊ４＋２ｂｊ−ｃｊｅｊ３）＋・・・ ＋ かえられる。この式において関数 ｒ’ １−ｈｉ ｊ （ｅ ｊ）の１次の係数をＫｉ
ｊて示すと、これは検知器が線形（リニヤ）である場合
の利得誤差Ｇｅｊ−Ｇｒに対応し Ｋｉｊ−ｂ−ｂｊ Ｍｉｊ で表わされる。従って、検知器は次のように使用される
。
ｒ′ ｉ−ａ十ｂ−ｂｊ−Ｍｉ」・ｅｊ＋ｂ−Ｃｊ−Ｍ
ｉｊ−ｅｊ２Ｃ−Ｍｉｊ２・（ｂｊ２・ｅｊ２＋Ｃｊ２
・ｅｊ４＋２ｂｊ−ｃｊｅｊ３）＋・・・ ＋ かえられる。この式において関数 ｒ’ １−ｈｉ ｊ （ｅ ｊ）の１次の係数をＫｉ
ｊて示すと、これは検知器が線形（リニヤ）である場合
の利得誤差Ｇｅｊ−Ｇｒに対応し Ｋｉｊ−ｂ−ｂｊ Ｍｉｊ で表わされる。従って、検知器は次のように使用される
。
異なるレベルｅｊにおける引続いた発信により関数ｈｌ
Ｊおよびｈ４ｊの１次の関数Ｋｉｊおよびに４ｊか決定
される。
Ｊおよびｈ４ｊの１次の関数Ｋｉｊおよびに４ｊか決定
される。
第１の方法による計算の場合はＭ４ｊを求めることによ
り利得誤差ｂ−ｂｊか決定される。
り利得誤差ｂ−ｂｊか決定される。
ｂ −ｂ ｊ −に４ ｊ／Ｍ４ ｊ
また、Ｍｉ ｊ−Ｋｉ ｊ／ｂ−ｂ ｊ＝Ｋｉ ｊ −
Ｍ４ ｊ／に４ ｊ 電磁界の実験的測定による処理の場合はに’４ｊか先ず
求められ、測定値に４ｊと比較され、これを用いて２系
列の測定間の関数誤差従って Ｍｉ ｊ −に’ ｉ ｊ −に４ ｊ／に４
ｊが求められる。
Ｍ４ ｊ／に４ ｊ 電磁界の実験的測定による処理の場合はに’４ｊか先ず
求められ、測定値に４ｊと比較され、これを用いて２系
列の測定間の関数誤差従って Ｍｉ ｊ −に’ ｉ ｊ −に４ ｊ／に４
ｊが求められる。
第２図は本発明の検知器の他の実施例を示す。
この実施例においては第１図の実施例に示されたセンサ
８のような自由空間中の固定センサ８の代りに３個の変
圧器９ａ、９ｂ、９ｃを用いて測定の基準が与えられる
。これら変圧器の１次巻線は第１図の検知器の場合と同
様な発信器３の各コイルと直列に接続される。例えば変
圧器９ａの１次巻線は発信器３のコイル３１と直列に接
続される。
８のような自由空間中の固定センサ８の代りに３個の変
圧器９ａ、９ｂ、９ｃを用いて測定の基準が与えられる
。これら変圧器の１次巻線は第１図の検知器の場合と同
様な発信器３の各コイルと直列に接続される。例えば変
圧器９ａの１次巻線は発信器３のコイル３１と直列に接
続される。
一方これら変圧器の２次巻線はマルチプレクサ５の出力
側と増幅器５０の入力端との間に直列に配置される。こ
れらの回路成分は、マルチプレクサか単に３個の人力信
号を要する以外、第１図の成分５および５０と同様であ
る。これら変圧器の２次巻線と並列にスイッチ９１，９
２．９３が設けられ、第１図について前述されたパーテ
ィション信号により制御される。その他の回路構成につ
いては、第２図の構成は第１図の構成と等しい。
側と増幅器５０の入力端との間に直列に配置される。こ
れらの回路成分は、マルチプレクサか単に３個の人力信
号を要する以外、第１図の成分５および５０と同様であ
る。これら変圧器の２次巻線と並列にスイッチ９１，９
２．９３が設けられ、第１図について前述されたパーテ
ィション信号により制御される。その他の回路構成につ
いては、第２図の構成は第１図の構成と等しい。
第２図の実施例において、上記パーティション信号は１
個のサイクルスタートパルスとそれに続いてそのサイク
ル期間中規則正しく配置された、１２個ではなく１８個
のパルスとからなっている。
個のサイクルスタートパルスとそれに続いてそのサイク
ル期間中規則正しく配置された、１２個ではなく１８個
のパルスとからなっている。
これら１８個の引続いたパルス中奇数番目のパルスが、
単に発信器３と可動センサ４との間の電磁結合のみか使
用される公知の検知器の場合と同様にマルチプレクサ５
に加えられ、発信器３の夫々のコイルから可動センサ４
の夫々のコイルに誘起された信号を時分割多重化するよ
う使用される。
単に発信器３と可動センサ４との間の電磁結合のみか使
用される公知の検知器の場合と同様にマルチプレクサ５
に加えられ、発信器３の夫々のコイルから可動センサ４
の夫々のコイルに誘起された信号を時分割多重化するよ
う使用される。
一方上記パルス中偶数番目の９個のパルスはデコーダ１
０を制御し、スイッチ９ａ、９ｂ、９ｃの中の１個のス
イッチのみを開放（ＯＦＦ）するよう使用される。上記
スイッチが２次巻線に接続された変圧器の１次巻線を通
じて発信器３のコイルに励起信号が加えられ、上記スイ
ッチの開放（ＯＦＦ）は上記励起信号に応じて誘起され
た３つの誘起信号の夫々についてその半周期の間行われ
る。
０を制御し、スイッチ９ａ、９ｂ、９ｃの中の１個のス
イッチのみを開放（ＯＦＦ）するよう使用される。上記
スイッチが２次巻線に接続された変圧器の１次巻線を通
じて発信器３のコイルに励起信号が加えられ、上記スイ
ッチの開放（ＯＦＦ）は上記励起信号に応じて誘起され
た３つの誘起信号の夫々についてその半周期の間行われ
る。
変圧器９ａ、９ｂ、９ｃにより夫々与えられる追加の結
合係数Ｋｊ （ｊ＝１． ２． ３）は利得誤差を除去
し、発信器のコイルｊとセンサのコイルｉとの間の磁気
結合の真の値Ｍｉｊを与えることを可能にする。ここに
１およびｊは第１図について述べたと同様の意味をもっ
ている。第１図についての計算に用いられたと同様な基
準を用いることにより、変圧器か用いられた場合は ｒｉｌ−（Ｋｊ＋Ｍ’ １ｊ）Ｇｅｊ＊Ｇｒ−ｅｊ変
圧器が用いられない場合 ｒ ｉ２−Ｍ’ ｉ ｊ −Ｇｅ ｊ −Ｇｒ−ｅ ｊ
従って ｒｉｌ−ｒｉ２−Ｋｊ−Ｇｅｊ−ＧｒΦｅｊＧ
ｅｊ−Ｇｒ−ｅｊ−（ｒｉｌ−ｒｉ２）／Ｋｊこれより
Ｍ’ １ｊ＝Ｋｊ−ｒｉ２／（ｒｉｌ−ｒｉ２）が
得られる。Ｋｊが既知でありｒｉｌおよびｒ１２は計算
により得られるので、発信器３のコイルｊとセンサ４の
コイルとの間の結合係数の真の値Ｍ’ｉｊが計算器１に
より計算される。
合係数Ｋｊ （ｊ＝１． ２． ３）は利得誤差を除去
し、発信器のコイルｊとセンサのコイルｉとの間の磁気
結合の真の値Ｍｉｊを与えることを可能にする。ここに
１およびｊは第１図について述べたと同様の意味をもっ
ている。第１図についての計算に用いられたと同様な基
準を用いることにより、変圧器か用いられた場合は ｒｉｌ−（Ｋｊ＋Ｍ’ １ｊ）Ｇｅｊ＊Ｇｒ−ｅｊ変
圧器が用いられない場合 ｒ ｉ２−Ｍ’ ｉ ｊ −Ｇｅ ｊ −Ｇｒ−ｅ ｊ
従って ｒｉｌ−ｒｉ２−Ｋｊ−Ｇｅｊ−ＧｒΦｅｊＧ
ｅｊ−Ｇｒ−ｅｊ−（ｒｉｌ−ｒｉ２）／Ｋｊこれより
Ｍ’ １ｊ＝Ｋｊ−ｒｉ２／（ｒｉｌ−ｒｉ２）が
得られる。Ｋｊが既知でありｒｉｌおよびｒ１２は計算
により得られるので、発信器３のコイルｊとセンサ４の
コイルとの間の結合係数の真の値Ｍ’ｉｊが計算器１に
より計算される。
本発明は上述の実施例に拘束されるものではなく、例え
ば第２図に示した構成において変圧器９ａ； ９ｂ、
９ｃの２次巻線を、マルチプレクサ５の出力と直列に接
続するかわりにマルチプレクサ５の入力側に６個の入力
信号を与えるよう並列に接続してもよい。この場合パー
ティンヨン信号は１サイクル当り１個のサイクルスター
トパルスと、そのサイクル期間中規則正しく配列された
１２個のパルスとから形成し、これにより発信器３のコ
イルの１つがジェネレータ２から励起信号を受ける場合
、可動センサ４の３個のコイル中に誘起された信号と共
に、その１次巻線が上記励起信号を受入れる（換言すれ
ばその１次巻線か励起される発信器の各コイルと直列に
接続された）変圧器の２次巻線中に誘起された信号か引
続いて参照される。
ば第２図に示した構成において変圧器９ａ； ９ｂ、
９ｃの２次巻線を、マルチプレクサ５の出力と直列に接
続するかわりにマルチプレクサ５の入力側に６個の入力
信号を与えるよう並列に接続してもよい。この場合パー
ティンヨン信号は１サイクル当り１個のサイクルスター
トパルスと、そのサイクル期間中規則正しく配列された
１２個のパルスとから形成し、これにより発信器３のコ
イルの１つがジェネレータ２から励起信号を受ける場合
、可動センサ４の３個のコイル中に誘起された信号と共
に、その１次巻線が上記励起信号を受入れる（換言すれ
ばその１次巻線か励起される発信器の各コイルと直列に
接続された）変圧器の２次巻線中に誘起された信号か引
続いて参照される。
本発明による検知器によりその発信チャネルの利得誤差
と共にセンサから計算器に至る種々の回路の利得誤差そ
の他か除去し得られる。
と共にセンサから計算器に至る種々の回路の利得誤差そ
の他か除去し得られる。
１・・・計算手段、２・・・信号ジェネレータ、２１２
２．２３・・・増幅器、３・・・固定の発信器、３１゜
３２．３３・・・発信器３のコイル、４・・・可動セン
サ、４１．４２．４３・・・センサ４のコイル、５・・
・マルチプレクサ、５０・・増幅器、６・・・同期復調
器、７・・・アナログ−ディジタル器、８・・・固定セ
ンサ、９ａ、９ｂ、９ｃｍ変圧器、９Ｌ ９２，９３
＝−スイッチ、１０・・・デコーダ。
２．２３・・・増幅器、３・・・固定の発信器、３１゜
３２．３３・・・発信器３のコイル、４・・・可動セン
サ、４１．４２．４３・・・センサ４のコイル、５・・
・マルチプレクサ、５０・・増幅器、６・・・同期復調
器、７・・・アナログ−ディジタル器、８・・・固定セ
ンサ、９ａ、９ｂ、９ｃｍ変圧器、９Ｌ ９２，９３
＝−スイッチ、１０・・・デコーダ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電気励起ジェネレータと、このジェネレータにより
交互に励起されるよう接続された３個のコイルを有する
固定発信器と、同様に３個のコイルを有しかつ前記発信
器と電磁的に結合されて、前記発信器の各コイルの励起
により誘起された信号をこれらのコイルから供給する可
動センサと、前記センサの各コイルと接続される計算手
段であって、前記誘起された信号の関数として前記セン
サの位置および方向を、前記励起ジェネレータとこの計
算手段間の信号利得の不正確性をも考慮して決定する計
算手段と、前記励起ジェネレータと前記計算手段との間
に電磁結合されて前記誘起された信号に基く計算を修正
するための基準信号を前記計算手段に供給する固定のセ
ンサとを備えた電磁位置方向検知器。 ２、前記非可動のセンサが前記発信器の各コイルの励起
により誘起された信号を供給する１個のコイルよりなり
、この信号が前記結合により前記計算手段に送られて基
準信号として使用されるようになされた請求項１記載の
電磁位置方向検知器。 ３、前記非可動のセンサが、夫々が１次巻線と２次巻線
とを有する３個の変圧器からなり、これらの変圧器の前
記一次巻線は夫々前記発信器の３個のコイルと直列に接
続され、これら変圧器の前記２次巻線は夫々前記可動セ
ンサの３個のコイルと前記計算装置との間に直列に接続
され、前記２次巻線はまた夫々３個のスイッチにより並
列接続され、前記スイッチの夫々はそれがオンされた時
、それと並列接続された前記２次巻線を短絡し、前記オ
ン期間の一部において前記巻線と直列接続されたコイル
から前記発信器のコイルの励起に伴って誘起された信号
を供給し、また前記並列接続されたスイッチがオフされ
た時前記２次巻線の夫々が前記基準信号として作用する
結合出力信号を供給するようなされた請求項１記載の検
知器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8915881 | 1989-12-01 | ||
| FR8915881A FR2655415B1 (fr) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Detecteur electromagnetique de position et d'orientation. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235019A true JPH03235019A (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=9388039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2336905A Pending JPH03235019A (ja) | 1989-12-01 | 1990-11-30 | 電磁位置方向検知器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5109194A (ja) |
| EP (1) | EP0450243B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03235019A (ja) |
| CA (1) | CA2031133A1 (ja) |
| DE (1) | DE69005614T2 (ja) |
| FR (1) | FR2655415B1 (ja) |
| HK (1) | HK83696A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054928A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Reideikku:Kk | 方位測定方法及び測定装置 |
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