JPH0861956A - 方位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤差が小さく、かつ比較的安価な方位センサ
を提供する。 【構成】 方位軸に複数のレートセンサ１₁ 〜１_n を取
付け、各センサより出力される方位角速度ωψ₁ 〜ωψ
_n を平均化部２で平均化し、その平均値ωψa を積分部
３に入力し、積分して方位角ψを得る。その方位角ψを
初期方位角加算部４に入力して初期方位角ψ₀ と加算し
て、現在方位角ψ＋ψ₀ を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、方位レートセンサを
用いて、運動体（例えば車両、航空機、ロボット等）の
方位角（ある基準方位からの変位角）を測定する方位セ
ンサに関し、特に安価で低精度のレートセンサを複数使
用し精度を向上させた方位センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレートセンサを用いた方位センサ
１０は、図２のような構成であった。１は方位軸（鉛直
軸）に取り付けられたレートセンサ（角速度センサ）で
あり、運動体の方位軸まわりの回転角速度ωψを測定す
る。２は積分器であり、方位軸まわりの角速度を積分し
方位角ψを計算する。３は初期方位角加算部であり、予
め設定された初期方位角ψ₀ を方位角ψに加算する。こ
れは積分定数を与えることに対応するものである。この
演算結果として、運動体の現在方位角ψ＋ψ₀がリアル
タイムに得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方位センサはバ
イアスと呼ばれるレートセンサの誤差（入力が零でも出
力が零にならないゲタのような誤差）もいっしょに積分
されるので、方位角出力の誤差が時間と共に増加する欠
点があった。この対策として高価な高精度レートセンサ
を用いることもできるが、全体の価格が高くなる欠点が
ある。

【０００４】この発明の目的は従来の欠点を解決して、
方位角誤差が小さく且つ比較的安価な方位センサを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は方位レートセ
ンサを複数個持ち、これらレートセンサの角速度出力を
平均した上で積分計算するので、レートセンサのバイア
ス誤差が互いに打ち消され又は軽減され、確率的に方位
角出力の誤差が軽減される。

【０００６】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明によるブロック図である。１は方位
軸にとりつけられた複数個のレートセンサ１₁ 〜１_n で
ある。２は複数のレートセンサ出力の平均ωψa を計算
する。３は積分器であり、方位軸まわりの角速度ωψa
を積分し方位角ψを計算する。４は初期方位角加算部で
あり、予め設定した初期方位角ψ₀ を方位角ψに加算す
る。これは積分定数を与えることに対応する。

【０００７】方位レートセンサ１₁ 〜１_n の出力を平均
すると方位角速度測定値の誤差が改善される理由を次に
示す。一般に方位レートセンサのバイアス誤差は、時間
軸でみるとゼロを中心に正規分布をしている。またある
時刻でみると、複数個の方位レートセンサの各々の誤差
もゼロを中心に正規分布していると考えられる。

【０００８】複数のレートセンサの出力を平均化するこ
とで、誤差同士も平均化されサンプル数が多ければ平均
化部２の出力ωψa に含まれる誤差分は平均誤差≒０に
近づく。このように平均化することで誤差同士がキャン
セルされるので、複数のレートセンサとしては安価な低
精度のものを用いることができる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、方位レー
トセンサを複数個設けそれらの出力を平均化することに
より、それぞれの誤差分同士をキャンセルし方位角精度
を向上させることができる。しかも複数のセンサは低精
度のものでよく、極めて安価に得られるので、方位セン
サ全体の経済化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】従来の方位センサのブロック図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方位軸に取付けられた複数の方位レート
   センサと、 それら複数の方位レートセンサより出力される角速度の
   平均値を求める平均化部と、 その平均化部より出力される前記角速度の平均値を積分
   して方位角を求める積分部と、 その積分部より出力される前記方位角に初期方位角を加
   算して、現在の方位角を求める初期方位角加算部とより
   成る方位センサ。