JPH06117859A - 振動型ジャイロのドリフト補正及びドリフト値測定方式 - Google Patents

振動型ジャイロのドリフト補正及びドリフト値測定方式

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JPH06117859A
JPH06117859A JP4267161A JP26716192A JPH06117859A JP H06117859 A JPH06117859 A JP H06117859A JP 4267161 A JP4267161 A JP 4267161A JP 26716192 A JP26716192 A JP 26716192A JP H06117859 A JPH06117859 A JP H06117859A
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JP
Japan
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gyro
drift
output signal
vibration
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Application number
JP4267161A
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English (en)
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Makugaban Jiyon
ジョン・マクガバン
Kouji Sewaki
光二 瀬脇
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリフト補正して精度の高い振動型ジャイロ
出力を得る。 【構成】 ジャイロドリフト補正部14は振動型ジャイ
ロ11の出力信号を所定サンプリング周期で取り込むと
共に、サンプリング値と現ドリフト値を比較し、その差
が設定値以下の場合には、振動型ジャイロの出力信号を
零に補正すると共に、サンプリング値を新たなドリフト
値として記憶し、差が設定値以上の場合にはサンプリン
グ値から現ドリフト値を差し引いた値を振動型ジャイロ
の出力信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は振動型ジャイロのドリフ
ト補正及びドリフト値測定方式に係わり、特に自動車に
取り付けられてその加速度を検出する振動型ジャイロの
ドリフト補正方式及びドリフト値測定方式に関する。
【0002】
【従来の技術】振動型ジャイロは図7(a)に示すように
音片型振動子1に駆動用圧電磁器2と検出用圧電磁器3
を接着して構成され、駆動用圧電磁器2に所定周波数の
駆動信号を印加すると振動子1はx軸方向に振動する。
かかる振動状態において、振動子1の中心軸(z軸)に
回転角速度(Ω0)が加わると、元の振動(x軸)に対
し直角方向(y軸)にコリオリ力が生じ、この力をy軸
の検出用圧電磁器3により検出すると回転角速度Ω0
検出できる。
【0003】図7(b)は別の振動型ジャイロの構成図
であり、回転角速度に対す感度を高め、且つドリフト小
さくするために振動子1を三角柱にし、その側面に駆動
用圧電磁器2と検出用圧電磁器3を接着して構成してい
る。振動型ジャイロは静止時の出力電圧が零であること
が理想的であるが、振動子の加工精度、圧電磁器の接着
位置等のバラツキにより零にならずドリフトが存在す
る。図8は自動車に振動型ジャイロを取り付けた場合の
ドリフト説明図であり、aは停止時、bは直進時におけ
るドリフトである。停止時におけるドリフトaは略一定
であるがエンジン回転振動により変動する。また、直進
走行時には、道路状態(舗装、非舗装道路の別)、タイ
ヤ圧、ステアリングの遊び、ドライバの心理状態等に起
因してドリフトは停止時と異なった状況になり、変動成
分も大きくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ドリフトが存在する
と、自動車が実際に旋回中なのか否かを正確に識別でき
ず、しかもドリフトによる回転角速度の検出誤差が生じ
る。ドリフトが一定の場合には振動型ジャイロの出力信
号からドリフト値を差し引いたものを振動型ジャイロの
出力としてドリフト補正することができる。しかし、自
動車の走行中には直進走行であっても種々の振動が振動
型ジャイロに加わるため一定とならず、上記のドリフト
補正方式を単純に採用することができない。以上から本
発明の目的は、振動型ジャイロのドリフトを正確に補正
できるドリフト補正方式を提供することである。本発明
の別の目的は走行環境に応じて変化する振動型ジャイロ
のドリフト値を正しく測定できるドリフト測定方式を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、振動型ジャイロの出力信号を所定サンプリング周期
で取り込むと共に、サンプリング値と現ドリフト値を比
較する手段と、その差が設定値以下の場合には、振動型
ジャイロの出力信号を零に補正すると共に、サンプリン
グ値を新たなドリフト値として記憶する手段と、前記差
が設定値以上の場合にはサンプリング値から現ドリフト
値を差し引いた値を振動型ジャイロの出力信号とする手
段とにより達成される。
【0006】又、上記課題は本発明によれば、所定サン
プリング周期で振動型ジャイロの出力信号を取り込んで
該振動型ジャイロの出力信号の最大値、最小値を更新し
する手段と、車両の走行距離が設定距離以上になって
も、その間、最大値と最小値の差が第1の設定値以上に
ならず、かつ振動型ジャイロの出力信号が第2の設定値
以上にならない場合、車両が直進走行していると判断す
る手段と、直進走行中の振動型ジャイロの出力信号を積
算する手段と、その時間平均値を車両に取付けた振動型
ジャイロのドリフト値とする手段とにより達成される。
【0007】
【作用】振動型ジャイロの出力信号を所定サンプリング
周期で取り込むと共に、サンプリング値と現ドリフト値
を比較し、その差が設定値以下の場合には、振動型ジャ
イロの出力信号を零に補正すると共に、サンプリング値
を新たなドリフト値として記憶し、前記差が設定値以上
の場合にはサンプリング値から現ドリフト値を差し引い
た値を振動型ジャイロの出力信号とする。直進走行中に
ドリフトは変動するがその変動幅は少なく、一定値以下
である。従って、サンプリング値と現ドリフト値(1サ
ンプリング前の値)を比較し、その差に基づいて回転中
か直進中かを判断でき、直進中の場合には振動型ジャイ
ロ出力を零に補正し、回転中は最新のドリフト値を振動
型ジャイロ出力から減算して精度の高い振動型ジャイロ
出力を得ることができる。
【0008】又、所定サンプリング周期で振動型ジャイ
ロの出力信号を取り込んで該振動型ジャイロの出力信号
の最大値、最小値を更新し、車両の走行距離が設定距離
以上になっても、その間、最大値と最小値の差が第1の
設定値以上にならず、かつ振動型ジャイロの出力信号が
第2の設定値以上にならない場合、車両が直進走行して
いると判断し、該直進走行中の振動型ジャイロの出力信
号を積算し、その時間平均値を車両に取付けた振動型ジ
ャイロのドリフト値とする。これにより、走行環境が変
化しても、該走行環境に応じたドリフト値の測定がで
き、振動型ジャイロ出力から該測定したドリフト値を差
し引いて正確な振動型ジャイロ出力を得ることができ
る。
【0009】
【実施例】
(a) 第1の実施例(ドリフト補正)構成 図1は本発明の実施例構成図であり、11は振動型ジャ
イロ、12は振動型ジャイロ出力の低域成分を通過する
ローパスフィルタ、13はフィルタ出力を所定周期でサ
ンプリングしてデジタル値に変換するADコンバータ、
14はADコンバータ出力Ωiを用いて振動型ジャイロ
11のドリフト補正を行なうマイコン構成のジャイロド
リフト補正部である。ジャイロドリフト補正部14は、
サンプリング値と現ドリフト値(1サンプリング前の
値)を比較し、その差に基づいて回転中か直進中かを判
断し、直進中の場合には振動型ジャイロ出力を零に補正
し、回転中の場合には最新のドリフト値を振動型ジャイ
ロ出力から減算する。
【0010】動作 図2は振動型ジャイロのドリフト補正処理の流れ図、図
3はドリフト補正処理の説明図である。自動車のイグニ
ッションキ−がオンされるとエンジン回転が開始し、こ
れと並行してドリフト補正処理の起動が掛かる。ジャイ
ロドリフト補正部14はADコンバータ13から入力さ
れている最初の出力値Ωiを初期ドリフトΩdrfとして取
り込み(ステップ101)、このΩdrfをbaseにし、且
つ回転フラグFRを”0”にする(ステップ102)。
【0011】ついで、サンプリング時間(サンプリング
周期は例えば250msec)になれば(ステップ103)、A
Dコンバータ13より振動型ジャイロ出力Ωiを取り込
み、次式 |Ωi−base|→ΔΩ (1) の演算を行なう(ステップ104)。しかる後、ΔΩが
設定値d(例えば0.1 0/秒)以上かチェックし(ス
テップ105)、以下(ΔΩ<d)であれば直進あるい
は停止中であり、”0”→FRとし、Ωiを新たなbaseと
する(ステップ106、107)。また、振動型ジャイ
ロのドリフト補正出力Ωoutとして零を出力し(ステップ
108)、ステップ103以降の処理を繰り返す。
【0012】一方、ステップ105においてΔΩ≧dで
あれば、回転中であり、回転フラグFRを”1”にし
(ステップ109)、しかる後、次式 Ωi−base→Ωout (2) によりΩoutを求め、これを振動型ジャイロのドリフト
補正出力とし(ステップ110)、以後、ステップ10
3以降の処理を繰り返す。以上の処理を図3(a)に示す
振動型ジャイロ出力Ωiに適用すると、サンプリング時
刻Tsnまでは直進中あるいは停止中であり、ジャイロ出
力は零に補正される(図3(b)の実線参照)。又、サンプ
リング時刻Ts(n+1)において、ΔΩ≧dとなって回転中
となり、以後直進走行となるまで(2)式に基づいてドリ
フト補正される。尚、次に直進走行になるまでサンプリ
ング時刻TsnにおけるΩnがbase(最新のドリフト)とな
っている。そして、サンプリング時刻Tsrにおいて、Δ
Ω<dとなって直進中となり、以後回転中になるまで振
動型ジャイロのドリフト補正出力Ωoutとして零を出力
する。
【0013】(b) 第2の実施例(ドリフト検出)構成 図5は本発明の別の実施例構成図であり、11は振動型
ジャイロ、12は振動型ジャイロ出力の低域成分を通過
するローパスフィルタ、13はフィルタ出力を所定周期
でサンプリングしてデジタル値に変換するADコンバー
タ、15はADコンバータ出力を用いて振動型ジャイロ
11のドリフト測定処理を行なうマイコン構成のジャイ
ロドリフト測定部、16は例えば車輪1回転当たり4個
のパルスを発生する車速センサである。ジャイロドリフ
ト測定部15は、車両が直進しているか判断し、直進走
行中の場合には、振動型ジャイロの出力信号Ωaを積算
し、その時間平均値を振動型ジャイロのドリフトΩavr
とする。尚、直進中か、回転中かの判断は以下のように
行なわれる。直進走行であっても道路の状態(舗装、土
道等)、タイヤ状態、ステアリングの遊び、追い抜き走
行、運転者の心理状況等により、振動型ジャイロ出力は
変動する。従って、直進走行であっても、振動型ジャイ
ロの出力信号Ωaは図5に示すように変動する。そこ
で、車両の走行距離Lが設定距離以上になっても、そ
の間、振動型ジャイロの出力信号Ωaの最大値と最小
値の差dppが第1の設定値Ds以上にならず、かつ振
動型ジャイロの出力信号Ωaが第2の設定値(Ωdrf±A)
を越えない場合、車両が直進走行していると判断する。
尚、Lは車輪125回転(≒200m)、dppは3(0
/秒)、Aは5(0/秒)とする。
【0014】動作 図6は振動型ジャイロのドリフト測定処理の流れ図であ
る。自動車のイグニッションキ−がオンされるとエンジ
ン回転が開始し、これと並行してドリフト値測定処理の
起動が掛かる。ジャイロドリフト測定部15は起動して
から1秒後のADコンバータ13の出力値を初期ドリフ
トΩdrfとして取り込み、Ω1,Ω2を次式 Ωdrf+A→Ω1 Ωdrf−A→Ω2 により計算する。又、Ωdrfを初期のΩmax、Ωminとす
る(ステップ201)。ついで、以後、経過時間Tの計
時と走行距離Laの監視を開始すると共に、振動型ジャ
イロの出力信号Ωaを所定サンプリング周期ΔT毎にサ
ンプリングする(ステップ202)。しかる後、Ωa>Ωm
axであるか、Ωa<Ωminであるかの判断をする(ステッ
プ203、204)。
【0015】Ωa>Ωmaxであれば、Ωaを新たなΩmaxと
し(ステップ205)、Ωa<Ωminであれば、Ωaを新
たなΩminとする(ステップ206)。Ωaが新たなΩmax
またはΩminとなれば、 Ωmax−Ωmin<Ds が成立するか判断する(ステップ207)。Ωmax−Ωmi
n<Dsであれば、あるいはΩmin<Ωa<Ωmaxであれ
ば、 Ω2<Ωa<Ω1 が成立するか判断する(ステップ208)。成立すれ
ば、次式 Ω+Ωa・ΔT→Ω (Ωの初期値は0、ΔTはサンプリ
ング周期) により振動型ジャイロ出力を積算する(ステップ20
9)。ついで、走行距離La(車速センサからの出力パ
ルスを計数することにより得られる)が設定距離L以上
になったか調べ(ステップ210)、La<L以下の場
合には、以後ステップ202以降の処理を繰り返す。
【0016】一方、ステップ207においてΩmax−Ωm
in≧Dsの場合には、直進走行でなく進行方向を回転し
ているから、振動型ジャイロ出力の積算値Ω、経過時間
Ta、走行距離Laをクリアし、又、Ωdrf→Ωmax,Ωmin
とし(初期化:ステップ211)、以後ステップ202以
降の処理を実行する。又、ステップ208においてΩa
≦Ω2又はΩa≧Ω1の場合には、直進走行でなく進行方
向を回転しているから、振動型ジャイロ出力の積算値
Ω、経過時間Ta、走行距離Laをクリアし、又、Ωdrf
→Ωmax,Ωminとし(初期化:ステップ211)、以後ステ
ップ202以降の処理を実行する。
【0017】Ωmax−Ωmin≧Dsとならず、かつ、Ωa≦
Ω2又はΩa≧Ω1となることなく、走行距離Laが設定距
離L以上になれば、ステップ210において「YES」
となり、次式 Ω/Ta→Ωavr により直進走行時における振動型ジャイロ出力の平均値
Ωavrを計算し、該Ωavrをドリフト値として出力する
(ステップ212)。以後、振動型ジャイロ出力の積算
値Ω、経過時間Ta、走行距離Laをクリアし、又、Ωdr
f→Ωmax,Ωminとし(初期化:ステップ213)、ステッ
プ202以降の処理を実行して次の直進走行時における
ドリフトを測定する。尚、測定したドリフト値は第1実
施例における(2)式のbaseとして用いることができる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求
の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能
であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【0018】
【発明の効果】以上本発明によれば、振動型ジャイロの
出力信号を所定サンプリング周期で取り込むと共に、サ
ンプリング値と現ドリフト値を比較し、その差が設定値
以下の場合には、振動型ジャイロの出力信号を零に補正
すると共に、サンプリング値を新たなドリフト値として
記憶し、前記差が設定値以上の場合にはサンプリング値
から現ドリフト値を差し引いた値を振動型ジャイロの出
力信号とするように構成したから、精度の高い振動型ジ
ャイロ出力を得ることができる。
【0019】又、本発明によれば、所定サンプリング周
期で振動型ジャイロの出力信号を取り込んで該振動型ジ
ャイロの出力信号の最大値、最小値を更新し、車両の走
行距離が設定距離以上になっても、その間、最大値と最
小値の差が第1の設定値以上にならず、かつ振動型ジャ
イロの出力信号が第2の設定値以上にならない場合、車
両が直進走行していると判断し、該直進走行中の振動型
ジャイロの出力信号を積算し、その時間平均値を車両に
取付けた振動型ジャイロのドリフト値とするように構成
したから、走行環境が変化しても、該走行環境に応じた
ドリフト値測定ができ、振動型ジャイロ出力から測定し
たドリフト値を差し引いて正確な振動型ジャイロ出力を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例構成図である。
【図2】振動型ジャイロのドリフト補正処理の流れ図で
ある。
【図3】ドリフト補正処理の説明図である。
【図4】本発明の別の実施例構成図である。
【図5】直進中判断の説明図である。
【図6】振動型ジャイロのドリフト測定処理の流れ図で
ある。
【図7】振動型ジャイロの説明図である。
【図8】ドリフト説明図である。
【符号の説明】
11・・振動型ジャイロ 14・・ジャイロドリフト補正部 15・・ジャイロドリフト測定部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角速度を検出する振動型ジャイロのドリ
    フト補正方式において、 振動型ジャイロの出力信号を所定サンプリング周期で取
    り込むと共に、サンプリング値と現ドリフト値を比較
    し、 その差が設定値以下の場合には、振動型ジャイロの出力
    信号を零に補正すると共に、サンプリング値を新たなド
    リフト値として記憶し、 前記差が設定値以上の場合にはサンプリング値から現ド
    リフト値を差し引いた値を振動型ジャイロの出力信号と
    することを特徴とする振動型ジャイロのドリフト補正方
    式。
  2. 【請求項2】 車両の旋回方向の角速度を検出する振動
    型ジャイロのドリフト値測定方式において、 所定サンプリング周期で振動型ジャイロの出力信号を取
    り込んで該振動型ジャイロの出力信号の最大値、最小値
    を更新し、 車両の走行距離が設定距離以上になっても、その間、最
    大値と最小値の差が第1の設定値以上にならず、かつ振
    動型ジャイロの出力信号が第2の設定値以上にならない
    場合、車両が直進走行していると判断し、 該直進走行中の振動型ジャイロの出力信号を積算し、 その時間平均値を車両に取付けた振動型ジャイロのドリ
    フト値とすることを特徴とする振動型ジャイロのドリフ
    ト値測定方式。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990525