JPH09511333A - 冗長センサの自動較正 - Google Patents
冗長センサの自動較正Info
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- JPH09511333A JPH09511333A JP7525231A JP52523195A JPH09511333A JP H09511333 A JPH09511333 A JP H09511333A JP 7525231 A JP7525231 A JP 7525231A JP 52523195 A JP52523195 A JP 52523195A JP H09511333 A JPH09511333 A JP H09511333A
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Abstract
(57)【要約】
出力信号の組合せと既知の値との差に基づいて第1の組の誤差信号を計算することによって冗長センサ・システムのセンサを較正し、事前選択されたセンサ間のパリティと所定の値との差に基づいて第2の組の誤差信号を計算し、第1および第2の組の誤差信号から、誤差のある個別のセンサの出力信号に付加してそれらの出力を修正する複数の較正信号を計算するシステム。
Description
【発明の詳細な説明】
冗長センサの自動較正
発明の背景 1.発明の分野
本発明は、システムで使用されるセンサの自動較正に関し、より特定的には冗
長センサ(同じ条件を検知する複数組のセンサ)の自動較正に係わる。2.従来の技術の説明
航空機で使用される慣性センサ(ジャイロおよび加速度計)などのセンサを使
用する多くのシステムは、時々センサを自動的に較正して時間の経過に伴う累積
ドリフトの効果を取り除く必要がある。航空機の応用分野では、通常、3基のジ
ャイロと3基の加速度計を使用して、飛行中に発生する回転変化と加速度変化を
検知する。次に、コンピュータが動作してこれらの変化から航空機の姿勢、位置
、および速度を判断する。
これらの読取り値の誤差を防ぐために、空港ターミナルなどで位置と速度がわ
かっているときにセンサを較正することが習慣になっている。コンピュータは、
(航空機がターミナルにあるときのように)実際の位置と速度がわかっていると
き、センサがドリフトした場合にどのセンサがドリフトしたかを判断し、補正信
号を生成してその誤差のあるセンサを補正することができる。このような従来技
術のシステムを第1図に示す。
第1図で、G1、G2、およびG3と符号が付され、参照番号11、13、お
よび15によって識別されている1組の3基のジャイロが、線17、19、およ
び21で加算回路23、25、および27と線29、31、および33を介して
ナビゲーション・プロセッサ35に出力信号を供給する様子が図示されている。
同様に、第1図には、A1、A2、およびA3と符号が付され、参照番号37
、39、および41によって識別されている1組の3基の加速度計が、出力信号
を
線43、45、および47で加算回路49、51、および53と、線55、57
、および59を介してナビゲーション・プロセッサ35に供給する様子が図示さ
れている。
ナビゲーション・プロセッサ35は、ジャイロ11、13、および15と加速
度計37、39、および41からの信号に従って動作し、線61で緯度を示す信
号を発生し、線63で経度を示す信号、線65で高度を示す信号、線67で北方
向速度を示す信号、線69で東方向速度を示す信号、線71で垂直速度を示す信
号を発生する。これらの信号は、それぞれ加算回路73、75、77、79、8
1および83を介して線85、87、89、91、93、および95で「ナビゲ
ーション自動較正」ボックス100として示されているボックスと、任意の所望
の航空機表示器(図示せず)とに送られる。ナビゲーション・プロセッサ35と
ナビゲーション自動較正ボックス100は、説明のために2つの別々のボックス
として図示したが、これらを組み合わせて、単一のボックス内に収容されたコン
ピュータを備えた単一の総合プロセッサにすることもできることを理解されたい
。
加算回路73〜83は、端子101、103、105、107、109、およ
び111から線113、115、117、119、121、および123をそれ
ぞれ介して追加の入力信号を受信することが図示されている。航空機が(空港タ
ーミナルなどでの)既知の位置および速度である場合、既知の緯度、経度、高度
、北方向速度、東方向速度、および垂直速度をそれぞれ表す信号が端子101〜
111に送られ、加算回路73〜83で組み合わされて、ナビゲーション・プロ
セッサ35から線61〜71で送られる出力信号間に相違または誤差があればそ
れがナビゲーション自動較正ボックス100に送られる。これらの入力信号から
、ナビゲーション自動較正ボックス100は、もし誤差のあるものがあればどの
ジャイロおよび加速度計に誤差があるかを計算し、もし誤差があるものがあれば
線125、127、129、131、133、および135で修正信号を生成す
るように動作して、ジャイロおよび加速度計からの誤差信号に修正信号を付加す
るようにそれらの信号が加算回路23、49、25、51、27、および53に
それぞれフィードバックされ、したがって所望の修正較正が行われる。
第1図の従来技術のシステムは、1組までのセンサ(この事例では3基のジャ
イロと3基の加速度計)を使用する場合に満足できる。しかし、冗長システムは
、複数組のセンサ(この事例では、これは4基以上のジャイロまたは加速度計あ
るいはその両方)を使用する。第1図に示す構成の従来の技術では、特定のジャ
イロおよび加速度計が修正較正を必要とするのかを判断できるだけの十分な情報
を受け取ることができない。
発明の概要
本発明は、センサ・パリティの概念を使用して冗長センサの自動較正の問題を
解決する。センサ・パリティは、冗長センサ出力の整合性を測定し、整合してい
ない場合にはパリティ・エラー信号を生成するように機能する。センサ・パリテ
ィ・エラー信号は、パリティ冗長較正ボックスに独立して送られ、パリティ冗長
較正ボックスはナビゲーション自動較正ボックスからもセンサ誤差信号を受信し
、もし誤差のあるジャイロおよび加速度計があれば、この2組の信号からどの特
定のジャイロおよび加速度計が誤差があるか判断し、誤差のあるセンサ信号に付
加する修正較正信号を生成して自動較正を行う。
図面の簡単な説明
第1図は、従来の技術のブロック図である。
第2図は、本発明のブロック図である。
好ましい実施例の詳細な説明
第2図に、参照番号211、213、215、217、219、および221
によって識別された第1の冗長な組のセンサ(この事例では6基のジャイロG1
〜G6)と、識別番号223、225、227、229、231、および233
によって識別された第2の冗長な組のセンサ(この事例では6基の加速度計A1
〜A6)を図示する。ジャイロ211〜221の出力信号が線235、237、
239、241、243、および245を介して加算回路247、249、25
1、253、255、および257にそれぞれ送られると同時に、加速度計22
3〜233の出力信号が線259、261、263、265、267、および2
69を介して加算回路271、273、275、277、279、および281
に送られる。加算回路247〜257はジャイロ出力信号を生成し、線283、
285、287、289、291、および293を介してナビゲーション・プロ
セッサ295に送り、線297、299、301、303、305、および30
7を介してセンサ・パリティ・エラー・ボックス310に送る。同様に、加算回
路271〜281は加速度計223〜233の出力を生成し、線311、313
、315、317、319、および321を介してナビゲーション・プロセッサ
295に送り、線323、325、327、329、331、および333を介
してセンサ・パリティ・エラー・ボックス310に送る。第1図のように、ナビ
ゲーション・プロセッサ295は、線335で経度出力信号を生成し、線337
で緯度出力信号、線339で高度出力信号、線341で北方向速度信号、線34
3で東方向速度信号、線345で垂直速度信号を生成するが、これらの信号は第
1図の場合のように3つではなく、6つのジャイロ入力信号と6つの加速度計の
入力信号から導き出され、したがってこの冗長性のために若干正確さが増す点が
異なる。線335〜345上の信号は加算回路347、349、351、353
、355、および357に送られ、線359、361、363、365、367
、および369を介してナビゲーション自動較正ボックス370に送られる。第
1図のように、加算回路347〜357はそれぞれ端子371、373、375
、377、379、および381から線383、385、387、389、39
1、および393を介して追加の入力信号を受け取る様子が図示されている。そ
れぞれ既知の緯度、経度、高度、北方向速度、東方向速度、および垂直速度を示
す信号が、端子371〜381に送られ、加算回路347〜357で組み合わさ
れ、ナビゲーション・プロセッサ295から線359〜369で送られる出力信
号間に相違または誤差があればそれがナビゲーション自動較正ボックス370に
送られる。しかしここでは、3基を超えるジャイロと3基を超える加速度計があ
るため、ナビゲーション自動較正ボックス370は、ジャイロおよび加速度計に
誤差がある場合にどの特定のジャイロおよび加速度計に誤差があるかを判断する
ことができない。しかし、ナビゲーション自動較正ボックス370は、線395
、397、399、401、403、および405でセンサ誤差を部分的に示す
信号
を線395、397、399、401、403、および405で「マッパ」41
0に供給することができる。
同様にして、センサ・パリティ・エラー・ボックス310は、線297〜30
7からのジャイロ入力信号と線323〜333からの加速度計入力信号に作用し
て、線411、413、415、417、419、および421てパリティ・エ
ラー信号を生成し、それらをパリティ自動較正ボックス430に送る。ジャイロ
と加速度計がそれぞれ3基を超えるため、パリティ自動較正ボックス430は、
たとえば冗長センサ出力の様々な重み付き値の加算であるパリティ値を計算する
ことができる。所望のパリティ値がわかっており、したがってパリティ自動較正
ボックス430は線431、433、435、437、439、および441で
、センサ誤差を部分的に示す6つの信号を発生して「マッパ」410に供給する
。
12個の入力信号を受け取るマッパ410は、もしあれば、どの特定のジャイ
ロ211〜221および加速度計223〜233が誤差のある信号を供給してい
るかを判断することができ、ジャイロ211〜221および加速度計223〜2
33からの信号に付加する修正信号を生成して、線453、455、457、4
59、461、463、465、467、469、471、473、および47
5で加算回路247〜257(ジャイロの場合)と加算回路271〜281(加
速度計の場合)に送り、修正較正信号を生成する。
第1図の場合と同様に、説明のためにナビゲーション・プロセッサ295とナ
ビゲーション自動較正ボックス370とセンサ・パリティ・エラー・ボックス3
10とパリティ自動較正ボックス430を別々のボックスとして図示したが、こ
れらはすべて単一のプロセッサまたはコンピュータの一部とすることができ、こ
れらを1つのボックスに組み合わせることができる。
ナビゲーション・プロセッサ295のアルゴリズム式は以下のようになる。
式:
出力:
高度 =∫νz−he
北方向速度=νxcos(α)−νysin(α)
東方向速度=νxsin(α)+νycos(α)
垂直速度=νz
上記で、
m g =ジャイロ信号(ナビゲーンョン・プロセッサ・ボックスおよびセンサ・
パリティ・エラー・ボックスへの入力信号)のベクトル
m a =加速度計信号(ナビゲーション・プロセッサ・ボックスおよびセンサ・
パリティ・エラー・ボックスへの入力信号)のベクトル
C =航空機ボディ・フレームからローカルレベル・フレームへの変換行列
D =ローカルレベル・フレームから大地基準フレームへの変換行列=
dijはi番目の行とj番目の列におけるDの要素
g =下げ振り重力ベクトル
ρ =大地を基準としたローカルレベル・フレームの角速度ベクトル
Ω =慣性フレームに対する大地の角速度ベクトル
a B =航空機の非重力加速度ベクトル
ω B =慣性フレームを基準とした航空機の角速度ベクトル
he =高度安定信号
{.}=エンクローズド・ベクトルの歪対称実現
上記のベクトルは、a Bおよびω Bが航空機のボディ・フレームにあり、m gお
よびm aがセンサ入力軸フレームにある以外は、すべてローカルレベル・フレー
ム内の構成要素を使用して表されている。
ナビゲーション自動較正ボックス370のアルゴリズム式は以下の通りである
。
b n =b n(-)+K(y−φb n(-))
上式で、
b n(-)=航空機ボディ・フレームにおいて、前もって推定し、まだセンサ出力
修正値として適用されていないセンサ誤差のベクトル
y =測定されたナビゲーション誤差
φ =センサ誤差によるナビゲーション誤差を予測する感度行列
すなわち、センサ誤差b nを仮定した場合、予測ナビゲーション誤差
はφb nによって求められる。
K =カルマン推定量によって計算したものなどゲイン行列
センサ・パリティ・エラー・ボックス310のアルゴリズム式は以下の通りで
ある。
式:
P g =V gm g
P a =V am a
Vgは以下の2つの特性を満たすように定義される
Vaは以下の2つの特性を満たすように定義される
上式で、
m g = ジャイロ信号(ナビゲーション・プロセッサ・ボックスおよびセンサ
・パリティ・エラー・ボックスへの入力信号)のベクトル
m a =加速度計信号(ナビゲーション・プロセッサ・ボックスとセンサ・パリ
ティ・エラー・ボックスへの入力信号)のベクトル
P g =ジャイロ・パリティ・エラーのベクトル
P a =加速度計パリティ・エラーのベクトル
Vg =ジャイロ・パリティ係数行列
Va =加速度計パリティ係数行列
Hg =航空機ボディ・フレームからジャイロ入力軸フレームへの変換行列
Ha =航空機ボディ・フレームから加速度計入力軸フレームへの変換行列
パリティ自動較正ボックス430のアルゴリズム式は以下の通りである。
上式で、
μ g =推定ジャイロ・ミスアラインメントおよびスケール係数のベクトル
μ a =推定加速度計ミスアラインメントおよびスケール係数のベクトル
P g =ジャイロ・パリティ・エラーのベクトル
P a =加速度計パリティ・エラーのベクトル
hφ=ジャイロ誤差によるジャイロ・パリティ・エラーを予測する感度行列
すなわち、ジャイロ誤差x gを仮定して、予測パリティ・エラーはhφ x g
によって求められる。
hv =加速度計誤差による加速度計パリティ・エラーを予測する感度行列
すなわち、加速度計誤差x aを仮定して、予測パリティ・エラーはh vx a
によって求められる。
Δφx、Δφy、Δφz=航空機フレームにおける増分角運動の構成要素
Δvx、Δvy、Δvz=航空機フレームにおける増分速度の構成要素
Kg =ゲイン行列、カルマン推定量によって計算したものなど。
Ka =ゲイン行列、カルマン推定量によって計算したものなど。
マッパ385のアルゴリズム式は以下の通りである。
式:
上式で、
b g =ジャイロ入力軸フレームにおける合計ジャイロ誤差修正ベクトル
b a =加速度計入力軸フレームにおける合計ジャイロ誤差修正ベクトル
したがって、既存の構成部品の低費用でしかも有効な使用により、冗長センサ
の自動較正システムが実現されたことがわかる。当業者なら多くの変更を思いつ
くであろう。たとえば、本発明を説明するためにジャイロと加速度計を使用した
が、他のセンサも使用することができる。また、6基のジャイロと6基の加速度
計を示したが、本発明は3基を超える任意の数のジャイロおよび加速度計と共に
機能する。また、3方向の位置および速度で使用するための本発明を説明したが
、3方向すべてを使用する必要があるわけではない。好ましい実施形態では、た
とえば高度を他の計器によって検知し、本発明では自動較正しない。したがって
、本発明はこの好ましい実施形態の説明に関連して使用した特定の装置に限定さ
れるものではなく、以下の請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1996年1月11日
【補正内容】
補正請求の範囲
1.冗長な複数の別々の独立した条件応答センサと共に使用する較正装置であっ
て、
センサの出力信号を受信し、センサによって検知された条件から導き出された
所望の条件を示す出力信号を生成するように接続された第1のコンピュータ手段
と、
第1のコンピュータ手段から出力信号を受信し、それらを前記条件の既知の値
と比較してセンサからの誤差を部分的に示す第1の複数の信号を生成するように
接続された第2のコンピュータ手段と、
センサの出力信号を受信し、所定の値を持つ事前選択された組合せのセンサの
重み付き出力信号間の差を示すパリティ信号を生成するように接続された第3の
コンピュータ手段と、
パリティ信号を受信し、センサからの誤差を部分的に示す第2の複数の信号を
生成する第4のコンピュータ手段と、
第2および第4のコンピュータ手段から第1および第2の複数の信号を受信し
、個々のセンサが生じさせた誤差を示す誤差修正信号を生成するように接続され
たマッパと、
誤差修正信号をセンサの出力に接続し、誤差のあるセンサの出力信号を修正し
てそれらを較正するフィードバック手段と
を備える装置。
2.フィードバック手段が、センサからの信号にフィードバック信号を付加する
加算手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
3.センサが少なくとも4個のジャイロを含み、第1のコンピュータ手段からの
所望の条件が位置であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
4.位置条件が少なくとも経度と緯度と緯度であることを特徴とする請求項3に
記載の装置。
5.センサが少なくとも4個の加速度計を含み、所望の条件が速度であることを
特徴とする請求項1に記載の装置。
6.速度条件が少なくとも北方向と東方向の速度を含むことを特徴とする請求項
5に記載の装置。
7.センサが6個のジャイロと6個の加速度計を含み、第1のコンピュータ手段
からの所望の条件が少なくとも経度、緯度、北方向の速度、および東方向の速度
であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
8.第2のコンピュータ手段が、実際の経度、緯度、北方向の速度、および東方
向の速度を示す入力信号を受信し、それらを第1のコンピュータ手段からの信号
と比較するようにも接続されていることを特徴とする請求項7に記載の装置。
9.第1のコンピュータ手段からの所望の条件が経度、緯度、高度、北方向の速
度、東方向の速度、および垂直方向の速度であることを特徴とする請求項7に記
載の装置。
10.第3のコンピュータ手段が、6個のジャイロの出力信号を異なる方法で組
み合わせて3つのパリティ信号を生成し、6個の加速度計の出力信号を組み合わ
せてさらに3つのパリティ信号を生成するように動作することを特徴とする請求
項7に記載の装置。
11.それぞれが、出力信号に誤差が含まれている可能性がある、条件を示す出
力信号を生成する冗長な複数の別々の独立したセンサを較正する方法であって、
a)センサの出力信号を組み合わせて前記条件を示す第1の組合せ信号を生成
するステップと、
b)第1の組合せ信号を前記条件の既知の値を示す信号と比較し、差があれば
その差を示す第1の誤差信号を生成するステップと、
c)センサの出力信号を組み合わせてパリティ条件を示す第2の組合せ信号を
生成するステップと、
d)組合せ信号と所望の値との間に差があればその差を示す第2の誤差信号を
第2の組合せ信号から生成するステップと、
e)第1および第2の誤差信号から、複数のセンサが発生した誤差を示す複数
の較正信号を計算するステップと、
f)較正信号をセンサの出力信号と組み合わせてその較正を行うステップと
を含む方法。
12.センサが3個を超えるジャイロであり、第1の組合せ出力信号が位置を示
す信号を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
13.センサが3個を超えるジャイロと3個を超える加速度計であり、第1の組
合せ出力信号が位置および速度を示す信号を含むことを特徴とする請求項11に
記載の方法。
14.センサが航空機の少なくとも6個のジャイロと6個の加速度計であり、第
1の組合せ信号が、航空機の少なくとも2方向の位置を示す第1の組の信号と航
空機の2方向の速度を示す第2の組の信号を含むことを特徴とする請求項11に
記載の方法。
15.2方向が緯度と経度であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
16.センサが航空機の少なくとも6個のジャイロと6個の加速度計であり、第
1の組合せ信号が、航空機の3方向の位置を示す第1の組の信号と、航空機の3
方向の速度を示す第2の組の信号を含むことを特徴とする請求項11に記載の方
法。
17.第1の組の信号が緯度、経度、および高度を示すことを特徴とする請求項
16に記載の方法。
18.各センサが少なくとも4個の独立した軸のうちの1つの軸に沿った条件を
示す出力信号を生成する、冗長条件応答システムにおいて少なくとも4個の独立
したセンサと共に使用する較正装置であって、
センサから少なくとも4つの出力信号を受信し、前記出力信号を分解して3つ
の所定の直交する軸に沿った条件を示す3つの分解された出力信号を生成するよ
うに接続された第1のコンピュータ手段と、
前記3つの分解された出力信号を前記直交する軸に沿った条件の既知の値と比
較する手段と、
3つの比較された信号を受信して3つの比較された信号を受信し、分解された
信号と既知の値との間に誤差があればその誤差を部分的に示す3つの比較された
誤差信号を生成するように接続された第2のコンピュータ手段と、
センサから少なくとも4つの出力信号を受信し、所定の値を持つ少なくとも4
個のセンサの所定の組合せの重み付き出力信号間に差があればその差を示す少な
くとも1つのパリティ信号を生成するように接続された第3のコンピュータ手段
と、
少なくとも1つのパリティ信号を受信し、少なくとも4個のセンサからの誤差
を部分的に示す少なくとも1つのパリティ・エラー信号を生成するように接続さ
れた第4のコンピュータ手段と、
比較された誤差信号と少なくとも1つのパリティ・エラー信号を受信し、個々
のセンサによって生成された誤差を示す少なくとも4つの誤差修正信号を生成す
るように接続されたマッパ手段と、
少なくとも4つの誤差修正信号をセンサの出力に接続し、誤差のあるセンサの
出力信号を修正し、したがってそれらを較正するフィードバック手段とを備える
較正装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.冗長条件応答センサと共に使用する較正装置であって、 センサの出力信号を受信し、センサによって検知された条件から導き出された 所望の条件を示す出力信号を生成するように接続された第1のコンピュータ手段 と、 第1のコンピュータ手段から出力信号を受信し、それらを前記条件の既知の値 と比較してセンサからの誤差を部分的に示す第1の複数の信号を生成するように 接続された第2のコンピュータ手段と、 センサの出力信号を受信し、所定の値を持つ事前選択された組合せのセンサの 重み付き出力信号間の差を示すパリティ信号を生成するように接続された第3の コンピュータ手段と、 パリティ信号を受信し、センサからの誤差を部分的に示す第2の複数の信号を 生成する第4のコンピュータ手段と、 第2および第4のコンピュータ手段から第1および第2の複数の信号を受信し 、個々のセンサが生じさせた誤差を示す誤差修正信号を生成するように接続され たマッパと、 誤差修正信号をセンサの出力に接続し、誤差のあるセンサの出力信号を修正し てそれらを較正するフィードバック手段とを備える装置。 2.フィードバック手段が、センサからの信号にフィードバック信号を付加する 加算手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。 3.センサが少なくとも4個のジャイロを含み、第1のコンピュータ手段からの 所望の条件が位置であることを特徴とする請求項1に記載の装置。 4.位置条件が少なくとも経度と緯度と緯度であることを特徴とする請求項3に 記載の装置。 5.センサが少なくとも4個の加速度計を含み、所望の条件が速度であることを 特徴とする請求項1に記載の装置。 6.速度条件が少なくとも北方向と東方向の速度を含むことを特徴とする請求項 5に記載の装置。 7.センサが6個のジャイロと6個の加速度計を含み、第1のコンピュータ手段 からの所望の条件が少なくとも経度、緯度、北方向の速度、および東方向の速度 であることを特徴とする請求項1に記載の装置。 8.第2のコンピュータ手段が、実際の経度、緯度、北方向の速度、および東方 向の速度を示す入力信号を受信し、それらを第1のコンピュータ手段からの信号 と比較するようにも接続されていることを特徴とする請求項7に記載の装置。 9.第1のコンピュータ手段からの所望の条件が経度、緯度、高度、北方向の速 度、東方向の速度、および垂直方向の速度であることを特徴とする請求項7に記 載の装置。 10.第3のコンピュータ手段が、6個のジャイロの出力信号を異なる方法で組 み合わせて3つのパリティ信号を生成し、6個の加速度計の出力信号を組み合わ せてさらに3つのパリティ信号を生成するように動作することを特徴とする請求 項7に記載の装置。 11.それぞれが、出力信号に誤差が含まれている可能性がある、条件を示す出 力信号を生成する冗長な複数のセンサを較正する方法であって、 a)センサの出力信号を組み合わせて前記条件を示す第1の組合せ信号を生成 するステップと、 b)第1の組合せ信号を前記条件の既知の値を示す信号と比較し、差があれば その差を示す第1の誤差信号を生成するステップと、 c)センサの出力信号を組み合わせてパリティ条件を示す第2の組合せ信号を 生成するステップと、 d)組合せ信号と所望の値との間に差があればその差を示す第2の誤差信号を 第2の組合せ信号から生成するステップと、 e)第1および第2の誤差信号から、複数のセンサが発生した誤差を示す複数 の較正信号を計算するステップと、 f)較正信号をセンサの出力信号と組み合わせてその較正を行うステップとを 含む方法。 12.センサが3個を超えるジャイロであり、第1の組合せ出力信号が位置を示 す信号を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。 13.センサが3個を超えるジャイロと3個を超える加速度計であり、第1の組 合せ出力信号が位置および速度を示す信号を含むことを特徴とする請求項11に 記載の方法。 14.センサが航空機の少なくとも6個のジャイロと6個の加速度計であり、第 1の組合せ信号が、航空機の少なくとも2方向の位置を示す第1の組の信号と航 空機の2方向の速度を示す第2の組の信号を含むことを特徴とする請求項11に 記載の方法。 15.2方向が緯度と経度であることを特徴とする請求項14に記載の方法。 16.センサが航空機の少なくとも6個のジャイロと6個の加速度計であり、第 1の組合せ信号が、航空機の3方向の位置を示す第1の組の信号と、航空機の3 方向の速度を示す第2の組の信号を含むことを特徴とする請求項11に記載の方 法。 17.第1の組の信号が緯度、経度、および高度を示すことを特徴とする請求項 16に記載の方法。
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US5608631A (en) * | 1993-03-16 | 1997-03-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting acceleration of motor vehicle with high accuracy and anti-skid control apparatus using the same |
EP0720004B1 (de) * | 1994-12-27 | 2000-02-16 | LITEF GmbH | FDIC-Verfahren zur Minimierung von Messfehlern in einer Messanordnung von redundanten Sensoren |
US6308134B1 (en) | 1996-12-27 | 2001-10-23 | Magellan Dis, Inc. | Vehicle navigation system and method using multiple axes accelerometer |
US5956660A (en) * | 1997-07-23 | 1999-09-21 | Analogic Corporation | Personal inertial surveying system |
US6532419B1 (en) | 1998-09-23 | 2003-03-11 | Magellan Dis, Inc. | Calibration of multi-axis accelerometer in vehicle navigation system |
FR2789172B1 (fr) * | 1999-02-02 | 2001-04-13 | Sextant Avionique | Appareil a gyrometres et accelerometres pour la determination des attitudes d'un aerodyne |
DE10049684B4 (de) * | 2000-10-07 | 2008-08-21 | Eads Deutschland Gmbh | Vollautomatischer Messinstrumenten-Eichfehlerreduzierer |
US6925413B2 (en) * | 2001-12-14 | 2005-08-02 | Robert Bosch Gmbh | Method and system for detecting a spatial movement state of moving objects |
US6757641B1 (en) | 2002-06-28 | 2004-06-29 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multi sensor transducer and weight factor |
US7228249B2 (en) * | 2002-11-19 | 2007-06-05 | General Motors Corporation | Methods and apparatus for determining the condition of a sensor and identifying the failure thereof |
US7204123B2 (en) * | 2004-03-26 | 2007-04-17 | Honeywell International Inc. | Accuracy enhancement of a sensor during an anomalous event |
DE102004021635B4 (de) * | 2004-05-03 | 2012-02-23 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zum fehlersicheren Erfassen von Messwerten in einer Steuereinheit |
JP2006176084A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Advics:Kk | 車両挙動センサの検出値補正方法 |
US7915936B2 (en) * | 2007-02-19 | 2011-03-29 | Honeywell International Inc. | Output signal error detection, circumvention, signal reconstruction and recovery |
US20090254274A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-10-08 | Kulik Victor | Navigation system for providing celestial and terrestrial information |
US8136383B2 (en) * | 2007-08-28 | 2012-03-20 | Westerngeco L.L.C. | Calibrating an accelerometer |
US20100076710A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-25 | Caterpillar Inc. | Machine sensor calibration system |
US8359178B2 (en) * | 2009-03-04 | 2013-01-22 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for identifying erroneous sensor outputs |
US9706948B2 (en) * | 2010-05-06 | 2017-07-18 | Sachin Bhandari | Inertial sensor based surgical navigation system for knee replacement surgery |
US9000910B2 (en) | 2010-06-25 | 2015-04-07 | Industrial Scientific Corporation | Multi-sense environmental monitoring device and method |
US9010170B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-04-21 | Westerngeco L.L.C. | Method and apparatus to test an accelerometer |
US9217805B2 (en) | 2010-10-01 | 2015-12-22 | Westerngeco L.L.C. | Monitoring the quality of particle motion data during a seismic acquisition |
DE102011006427A1 (de) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Drehratensensor und Verfahren zur Kalibrierung eines Drehratensensors |
US9742373B2 (en) | 2011-10-31 | 2017-08-22 | The Regents Of The University Of Michigan | Method of manufacturing a temperature-compensated micromechanical resonator |
WO2014055147A2 (en) | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Industrial Scientific Corporation | Alarm enhancing protective cover for safety instruments with optional calibration chamber |
FR3000219B1 (fr) * | 2012-12-26 | 2015-01-09 | Sagem Defense Securite | Procede de comparaison de deux centrales inertielles solidaires d'un meme porteur |
US20140283578A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Qualcomm Incorporated | Mobile device and vehicle mounted sensor calibration |
US20150192440A1 (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-09 | InvenSense, Incorporated | Systems and Methods for Initiating Calibration of a Sensor |
CN104061928B (zh) * | 2014-06-26 | 2017-05-03 | 北京控制工程研究所 | 一种自主择优使用星敏感器信息的方法 |
CN104344836B (zh) * | 2014-10-30 | 2017-04-19 | 北京航空航天大学 | 一种基于姿态观测的冗余惯导系统光纤陀螺系统级标定方法 |
US10533965B2 (en) | 2016-04-19 | 2020-01-14 | Industrial Scientific Corporation | Combustible gas sensing element with cantilever support |
WO2017184702A1 (en) | 2016-04-19 | 2017-10-26 | Industrial Scientific Corporation | Worker safety system |
IL249050B (en) * | 2016-11-17 | 2018-03-29 | Elbit Systems Ltd | Self-calibrating inertial measurement method and system |
US11246187B2 (en) | 2019-05-30 | 2022-02-08 | Industrial Scientific Corporation | Worker safety system with scan mode |
CN115047213B (zh) * | 2021-03-09 | 2023-04-21 | 北京大学 | 一种提高mems加速度计长期稳定性的方法 |
CN114205174B (zh) * | 2022-02-17 | 2022-05-17 | 深圳市三江电气有限公司 | 基于网络化实现多感知数据交汇传输的传感器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3549108A (en) * | 1968-03-25 | 1970-12-22 | Honeywell Inc | Control apparatus |
US4254465A (en) * | 1978-08-03 | 1981-03-03 | Dynamic Sciences International, Inc. | Strap-down attitude and heading reference system |
US4327437A (en) * | 1980-07-30 | 1982-04-27 | Nasa | Reconfiguring redundancy management |
US5166882A (en) * | 1989-03-31 | 1992-11-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System for calibrating a gyro navigator |
US5194872A (en) * | 1990-11-14 | 1993-03-16 | Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Inertial navigation system with automatic redundancy and dynamic compensation of gyroscope drift error |
-
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