JPH0329697Y2 - - Google Patents

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JPH0329697Y2
JPH0329697Y2 JP1984101678U JP10167884U JPH0329697Y2 JP H0329697 Y2 JPH0329697 Y2 JP H0329697Y2 JP 1984101678 U JP1984101678 U JP 1984101678U JP 10167884 U JP10167884 U JP 10167884U JP H0329697 Y2 JPH0329697 Y2 JP H0329697Y2
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gas rate
gyro
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turntable
angle
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は無人搬送車や無人フオーク等の移動ロ
ボツトの誘導方式を実現するために用いられるジ
ヤイロに適用し得るジヤイロ較正装置に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a gyro calibration device that can be applied to a gyro used to realize a guidance system for mobile robots such as automatic guided vehicles and unmanned forks.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば無人搬送車のような移動ロボツトの誘導
方式の1つとして慣性誘導方式がある。これは走
行コース上に電線や反射テープ等の誘導媒体を設
けることなく、移動ロボツト自らが自分の位置、
方向(姿勢角)を時々刻々と計測し、あらかじめ
移動ロボツトの制御装置が記憶しているコースに
追従するように操舵、走行させる方式である。
For example, an inertial guidance method is one of the guidance methods for mobile robots such as automatic guided vehicles. This allows the mobile robot to determine its own position, without installing guiding media such as electric wires or reflective tape on the running course.
This method measures the direction (attitude angle) from moment to moment, and steers and moves the robot to follow a course that is stored in advance by the mobile robot's control device.

この方式を実現するためにはジヤイロが必要不
可欠である。ジヤイロにはジンバルとロータを用
いた機械式ジヤイロやレートジヤイロとHeガス
流と熱線風速計を用いたガスレートジヤイロ等が
あるが、ここではガスレートジヤイロで統一す
る。
A gyroscope is essential to realize this method. There are various types of gyroscopes, such as mechanical gyroscopes that use gimbals and rotors, rate gyroscopes, and gas rate gyroscopes that use He gas flow and hot wire anemometers, but here we will standardize on gas rate gyroscopes.

慣性誘導方式の場合、自らの位置及び方向の検
出精度はこのジヤイロの精度に大きく依存する。
特にガスレートジヤイロはその温度安定性や時間
安定性が悪い。それ故ある一定の精度を維持する
ためには、時々ジヤイロの較正をする必要があ
る。即ち、ガスレートジヤイロの場合、それに加
わるガスレートジヤイロ本体の角速度に比例した
出力電圧が得られるが、その角速度と出力電圧の
変換係数(以下、スケールフアクタと呼ぶ)の値
が温度や時間と共に変化する。その値はロボツト
の位置、方向を計算する時用いられるが、あらか
じめ制御装置で記憶した値に対して、大きく変化
してしまうと誤差が累積してしまうので、その変
化をなるべく小さくするためある時間ごとにスケ
ールフアクタを較正する必要がある。
In the case of the inertial guidance method, the accuracy of detecting its own position and direction depends largely on the accuracy of this gyro.
In particular, gas rate gyroscopes have poor temperature stability and temporal stability. Therefore, it is necessary to calibrate the gyro from time to time to maintain a certain level of accuracy. In other words, in the case of a gas rate gyro, an output voltage proportional to the angular velocity of the gas rate gyro body applied to it is obtained, but the value of the conversion coefficient (hereinafter referred to as a scale factor) between the angular velocity and the output voltage varies depending on the temperature and the output voltage. Change over time. This value is used when calculating the robot's position and direction, but if it changes significantly from the value stored in advance in the control device, errors will accumulate, so in order to minimize the change, it is necessary to wait for a certain period of time. It is necessary to calibrate the scale factor every time.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかし、この較正即ちスケールフアクタの測定
はガスレートジヤイロを回転させる必要があり、
現状では、移動ロボツトを適当な角度だけ旋回さ
せる間ガスレートジヤイロ出力を積分し、その結
果の値と旋回した角度とからスケールフアクタを
較正している。しかしロボツト本体が旋回した角
度は何らかの方法で外部から測定する必要があ
り、今は人間に頼らざるを得ない。さらにジヤイ
ロの精度を上げようとすると、この較正を1時間
毎に行なう必要があるといつた事態にもなりかね
ず、極めて不便であり移動ロボツト本来の能力を
活かしきれないという問題点がある。
However, this calibration, or measurement of scale factors, requires rotating the gas rate gyroscope.
Currently, the gas rate gyroscope output is integrated while the mobile robot is turned by an appropriate angle, and the scale factor is calibrated from the resulting value and the turning angle. However, the angle at which the robot body has turned needs to be measured externally by some method, and currently we have no choice but to rely on humans. Furthermore, if an attempt is made to improve the accuracy of the gyroscope, it may become necessary to perform this calibration every hour, which is extremely inconvenient and poses the problem of not being able to fully utilize the original capabilities of the mobile robot.

本考案はこのような不具合をなくし、自動的に
ガスレートジヤイロのスケールフアクタの較正を
行ない得るジヤイロ較正装置を提供することを目
的とするものである。
The object of the present invention is to eliminate such problems and provide a gyro calibration device that can automatically calibrate the scale factor of a gas rate gyro.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案によるジヤイロ較正装置はターンテーブ
ル上に設置されたガスレートジヤイロと、このガ
スレートジヤイロの出力電圧を入力しこれをデジ
タル化するA/Dコンバータと、このA/Dコン
バータの出力信号を入力し前記ガスレートジヤイ
ロの回転角を求めて移動ロボツトの軌道を計算す
る移動ロボツト制御装置と、この移動ロボツト制
御装置から出力される出力信号により制御され前
記ターンテーブルの回転を制御する手段とを具備
してなることを特徴とするものである。
The gyro calibration device according to the present invention includes a gas rate gyro installed on a turntable, an A/D converter that inputs the output voltage of the gas rate gyro and digitizes it, and an output signal of the A/D converter. a mobile robot controller that calculates the trajectory of the mobile robot by inputting the rotation angle of the gas rate gyroscope; and means that controls the rotation of the turntable by being controlled by an output signal output from the mobile robot controller. It is characterized by comprising the following.

〔作用〕[Effect]

本考案によれば、移動ロボツト内にガスレート
ジヤイロだけを回転させるターンテーブルを設
け、且つその回転角を正確に検出する機構を設け
ることにより、ガスレートジヤイロの較正をロボ
ツト本体を回転させずに、且つ自動的に行なえる
ようにして前記従来の問題点を解消し得るように
したものである。
According to the present invention, by providing a turntable in the mobile robot that rotates only the gas rate gyro and a mechanism that accurately detects the rotation angle, the gas rate gyro can be calibrated by rotating the robot body. The above-mentioned problems of the conventional art can be solved by making it possible to perform the process automatically and without having to do so.

〔実施例〕〔Example〕

本考案の一実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は本考案の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第2図は第1図におけるガスレートジヤイ
ロの出力電圧の変化を示す図、第3図A,Bは第
1図におけるターンテーブルの具体例を示す図
で、第3図Aは平面図、第3図Bは側面図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing changes in the output voltage of the gas rate gyroscope in FIG. 1, and FIGS. 3A and B are turn diagrams in FIG. FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view of a specific example of the table.

第1図〜第3図A,Bにおいて、1はガスレー
トジヤイロ、2はA/Dコンバータ、3は移動ロ
ボツト制御装置、4はターンテーブル、5はモー
タドライバ、6は回転台、7はステツピングモー
タ、8はカツプリング、9はソレノイドであり、
通常はガスレートジヤイロ1の出力電圧をA/D
コンバータ2でデジタル化しそのデータを移動ロ
ボツト制御装置3に送り、そこで積分(加算)
し、回転角θを求め、移動ロボツトの軌道を計算
する(この場合ターンテーブル4とジヤイロ1は
ロボツト本体に対して静止)。次に較正時には、
ロボツトを静止させ、ターンテーブル4をある特
定の角度だけ回転するように、移動ロボツト制
御装置3からモータドライバ5にパルスを出力す
る。即ち加えたパルス数に比例した角度だけター
ンテーブル4駆動用のステツピングモータ7が回
転するので、ターンテーブル4の回転角を制御で
きる。ターンテーブル4とジヤイロ1は同軸で回
転するので、その回転がジヤイロ1に伝わる。
In Figs. 1 to 3 A and B, 1 is a gas rate gyroscope, 2 is an A/D converter, 3 is a mobile robot controller, 4 is a turntable, 5 is a motor driver, 6 is a rotating table, and 7 is a Stepping motor, 8 is a coupling, 9 is a solenoid,
Normally, the output voltage of gas rate gyro 1 is A/D.
The converter 2 digitizes the data and sends it to the mobile robot controller 3, where it is integrated (added).
Then, the rotation angle θ is determined and the trajectory of the mobile robot is calculated (in this case, the turntable 4 and the gyro 1 are stationary with respect to the robot body). Then when calibrating,
A pulse is output from the mobile robot control device 3 to the motor driver 5 so as to keep the robot stationary and rotate the turntable 4 by a certain angle. That is, since the stepping motor 7 for driving the turntable 4 rotates by an angle proportional to the number of applied pulses, the rotation angle of the turntable 4 can be controlled. Since the turntable 4 and the gyro 1 rotate coaxially, the rotation is transmitted to the gyro 1.

上記本考案の一実施例において、ガスレートジ
ヤイロ出力電力υ(V)は1゜/secの角速度に対して
F(V)の電圧が発生する。A/Dコンバータ2でそ
の電圧をある設定時間Δtでサンプリングしなが
らデジタル化する。移動ロボツト制御装置3では
このデジタルデータをN個分加算し、回転角θを
求める。
In one embodiment of the present invention described above, the gas rate gyro output power υ (V) is for an angular velocity of 1°/sec.
A voltage of F (V) is generated. The A/D converter 2 digitizes the voltage while sampling it at a certain set time Δt. The mobile robot control device 3 adds N pieces of this digital data to determine the rotation angle θ.

θ=1/FN 〓 ・υ・Δt (deg) (1) ここでE(V/1゜/sec)がスケールフアクタで
あり、この値が不正確の場合(1)式より回転角θの
誤差となる。そこで、次のようにして正確なFの
値を求めジヤイロの較正をする。
θ=1/F N 〓 ・υ・Δt (deg) (1) Here, E (V/1°/sec) is the scale factor, and if this value is inaccurate, the rotation angle θ can be calculated from equation (1). This will result in an error of Therefore, the accurate value of F is determined and the gyro is calibrated as follows.

まず、ターンテーブル4を角度だけ回転させ
る。これはターンテーブル4をステツピングモー
タ7で回転させるとすると角度が何パルスに相
当するかを移動ロボツト制御装置3であらかじめ
計算しておけばよい。またこの角度は較正時、
常に同じ値でよいので前もつてパルス数を記憶し
ておけばよい。このようにしてターンテーブル4
が角度だけ回転すると、それにつれて第2図の
ようにガスレートジヤイロ1の出力が変化する。
これをΔtごとにA/Dコンバータ2でA/D変
換し、移動ロボツト制御装置3で回転が止まるま
で加算する。この回転の開始と終了は移動ロボツ
ト制御装置3からモータドライバ5へ送るパルス
の最初と最後のタイミングに合わせればよい。加
算された結果は(1)式のうちN 〓 ・υ・Δtに相当し、
ターンテーブル4の回転角度はθに相当する。
それ故、これらの値からスケールフアクタFを計
算することが出来る。
First, the turntable 4 is rotated by an angle. If the turntable 4 is rotated by the stepping motor 7, the mobile robot control device 3 may calculate in advance how many pulses the angle corresponds to. Also, when calibrating this angle,
The number of pulses can be memorized in advance since it can always be the same value. In this way, turntable 4
When rotates by an angle, the output of the gas rate gyro 1 changes accordingly as shown in FIG.
This is A/D converted by the A/D converter 2 every Δt, and added by the mobile robot control device 3 until the rotation stops. The start and end of this rotation may be synchronized with the first and last timings of pulses sent from the mobile robot control device 3 to the motor driver 5. The added result corresponds to N 〓 ・υ・Δt in equation (1),
The rotation angle of the turntable 4 corresponds to θ.
Therefore, the scale factor F can be calculated from these values.

よつて、次に通常のモードの時先の較正モード
で求めたスケールフアクタFを用いて(1)式により
移動ロボツトの時々刻々の位置方向を計算すれば
よい。
Therefore, next time in the normal mode, the momentary position direction of the mobile robot can be calculated using equation (1) using the scale factor F obtained in the previous calibration mode.

次にターンテーブル4の具体例の詳細を第3図
A,Bについて説明すると、ガスレートジヤイロ
1を回転台6上に取り付け、それの中心とステツ
ピングモータ7の軸をカツプリング8を介して接
続する。ステツピングモータ7は移動ロボツトの
適当な場所に固定する。
Next, the details of a specific example of the turntable 4 will be explained with reference to FIGS. 3A and 3B. The gas rate gyroscope 1 is mounted on the rotary table 6, and the center thereof and the shaft of the stepping motor 7 are connected via the coupling 8. Connecting. The stepping motor 7 is fixed at a suitable location on the mobile robot.

ガスレートジヤイロ1には電線供給ケーブルお
よび出力ケーブルがそれぞれ接続されるため、そ
の回転角を±90゜程度の範囲に押える必要がある。
しかしこの制限はジヤイロの較正については全く
問題にならず、ターンテーブル4の回転を±90゜
に制限すればよい。(即ち回転角は±90゜以下に
設定する)。又、較正方法として90゜の回転で右回
転のスケールフアクタの値を求め、次に反対方向
に90゜の回転で左回転のスケールフアクタの値を
求めれば、ガスレートジヤイロ1の位置は較正時
を除いて常に同じ位置となり、ケーブルに負担を
かけずにすむ。
Since the electric wire supply cable and the output cable are respectively connected to the gas rate gyroscope 1, it is necessary to keep the rotation angle within a range of approximately ±90°.
However, this limitation does not pose any problem when calibrating the gyro, and it is sufficient to limit the rotation of the turntable 4 to ±90°. (In other words, the rotation angle should be set to ±90° or less). Also, as a calibration method, if you calculate the value of the scale factor for clockwise rotation by rotating 90 degrees, and then calculate the value of the scale factor for counterclockwise rotation by rotating 90 degrees in the opposite direction, the position of gas rate dial 1 can be determined. is always in the same position except during calibration, eliminating the need to put strain on the cable.

又第3図A,Bに示されている如く、通常モー
ドのときは、ソレノイド9から突出している爪で
回転台6が固定されている。ジヤイロの較正時に
は移動ロボツ制御装置3からソレノイド9に通電
し、突出している爪を収納することにより回転台
6は回動自在となるようになされている。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the normal mode, the rotary table 6 is fixed by a claw protruding from the solenoid 9. When calibrating the gyroscope, a solenoid 9 is energized from the mobile robot control device 3, and the protruding pawl is retracted so that the rotary table 6 can rotate freely.

なお上記本考案の一実施例におけるステツピン
グモータ7の代わりにサーボモータとロータリエ
ンコーダを設け、パルス数で回転角を決定する代
わりにロータリエンコーダで回転角を検出し、そ
の値をサーボモータにフイードバツクし、設定し
た角度に等しい角度だけ回転させるようにしても
可能である。
In addition, a servo motor and a rotary encoder are provided in place of the stepping motor 7 in the embodiment of the present invention, and instead of determining the rotation angle by the number of pulses, the rotation angle is detected by the rotary encoder, and the value is fed back to the servo motor. However, it is also possible to rotate by an angle equal to the set angle.

本考案によればガスレートジヤイロ1の較正精
度はターンテーブル4の回転角検出精度で決定さ
れ、例えばステツピングモータ7を使えば90゜の
回転に対して0.1゜程度の精度でスケールフアクタ
Fを較正出来る。
According to the present invention, the calibration accuracy of the gas rate gyro 1 is determined by the rotation angle detection accuracy of the turntable 4. For example, if the stepping motor 7 is used, the scale factor can be determined with an accuracy of about 0.1° for a rotation of 90°. F can be calibrated.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上により本考案によれば、ガスレートジヤイ
ロだけの回転機構を設けることによつて、移動ロ
ボツト本体を回転させることなく、自動的にかつ
短時間にガスレートジヤイロのスケールフアクタ
の較正を行なうことが出来る。さらにこの較正を
利用してガスレートジヤイロの自己診断を行なう
ことが出来るので信頼性向上につながる等の優れ
た効果が奏せられるものである。
As described above, according to the present invention, by providing a rotation mechanism for only the gas rate gyro, the scale factor of the gas rate gyro can be calibrated automatically and in a short time without rotating the mobile robot body. It can be done. Furthermore, this calibration can be used to perform self-diagnosis of the gas rate gyro, resulting in excellent effects such as improved reliability.

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

第1図は本考案の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第2図は第1図におけるガスレートジヤイ
ロの出力電圧の変化を示す図、第3図A,Bは第
1図におけるターンテーブルの具体例を示す図
で、第3図Aは平面図、第3図Bは側面図であ
る。 1……ガスレートジヤイロ、2……A/Dコン
バータ、3……移動ロボツト制御装置、4……タ
ーンテーブル、5……モータドライバ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing changes in the output voltage of the gas rate gyroscope in FIG. 1, and FIGS. 3A and B are turn diagrams in FIG. FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view of a specific example of the table. 1... Gas rate dial, 2... A/D converter, 3... Mobile robot control device, 4... Turntable, 5... Motor driver.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ターンテーブル上に設置されたガスレートジヤ
イロと、このガスレートジヤイロの出力電圧を入
力しこれをデジタル化するA/Dコンバータと、
このA/Dコンバータの出力信号を入力し前記ガ
スレートジヤイロの回転角を求めて移動ロボツト
の軌道を計算する移動ロボツト制御装置と、この
移動ロボツト制御装置から出力される出力信号に
より制御され前記ターンテーブルの回転を制御す
る手段とを具備してなることを特徴とするジヤイ
ロ較正装置。
A gas rate gyro installed on a turntable, an A/D converter that inputs the output voltage of this gas rate gyro and digitizes it,
A mobile robot controller inputs the output signal of this A/D converter and calculates the rotation angle of the gas rate gyroscope to calculate the trajectory of the mobile robot. A gyro calibration device comprising means for controlling rotation of a turntable.
JP1984101678U 1984-07-05 1984-07-05 gyro calibration device Granted JPS6117619U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1984101678U JPS6117619U (en) 1984-07-05 1984-07-05 gyro calibration device

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JP1984101678U JPS6117619U (en) 1984-07-05 1984-07-05 gyro calibration device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6117619U JPS6117619U (en) 1986-02-01
JPH0329697Y2 true JPH0329697Y2 (en) 1991-06-25

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH06100615B2 (en) * 1986-09-30 1994-12-12 日産自動車株式会社 Angular velocity calibrator
JP2015114286A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 旭化成株式会社 Calibration device and calibration method of angular velocity sensor

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JPS6117619U (en) 1986-02-01

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