JPH1144539A - Signal processor for inertia sensor - Google Patents

Signal processor for inertia sensor

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JPH1144539A
JPH1144539A JP9215538A JP21553897A JPH1144539A JP H1144539 A JPH1144539 A JP H1144539A JP 9215538 A JP9215538 A JP 9215538A JP 21553897 A JP21553897 A JP 21553897A JP H1144539 A JPH1144539 A JP H1144539A
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Japan
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signal
output signal
sensor output
sensor
drift
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Application number
JP9215538A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohito Takahata
智史 高畠
Original Assignee
Murata Mfg Co Ltd
株式会社村田製作所
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processor for inertia sensor which can detect a physical amount, e.g. an angle or an angular speed, with small error while shortening the waiting time. SOLUTION: A stop determining section 3 determines the stationary state of a piezoelectric signal gyro 2 after turn on power, and starting drifts δ1 , δ2 , δ3 being outputted from an A/D converting section 5 during that interval are sampled at a predictive value operating section 6. The predictive value operating section 6 operates the predictive value d(t) of a subsequent starting drift based on the sampling data δ1 , δ2 , δ3 . Since the predictive value d(t) of a starting drift is subtracted from a sensor output signal S(t) at a synthesizing section 12, an integrating section 12 receives the sensor output signal S(t) from which the starting drift is subtracted.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は慣性センサの信号処理装置に関する。 The present invention relates to relates to a signal processing device of the inertial sensor. 具体的には、圧電体を応用した慣性センサ、たとえば振動ジャイロや加速度センサ等を用いた3次元データ入力装置、ポインティングデバイス、カーナビゲーションシステム等に利用する慣性センサの信号処理装置に関する。 Specifically, the inertial sensor which applies a piezoelectric material, for example a vibration gyro, an acceleration sensor, or the like 3-dimensional data input device using a pointing device, a signal processing unit of the inertial sensor to be used for car navigation system or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION

(圧電振動ジャイロ)慣性センサのうち、圧電体を利用した振動ジャイロ(以下、圧電振動ジャイロという)を用いた場合を例として説明する。 (Piezoelectric vibrating gyroscope) of the inertial sensor, a vibration gyro (hereinafter, referred to as a piezoelectric vibrating gyroscope) using a piezoelectric element will be described as an example the case of using the. 圧電振動ジャイロは、 The piezoelectric vibration gyro,
その角度や方向の変化を検出するために用いられるが、 Although used to detect the change in the angle and direction,
その圧電振動ジャイロからは角速度信号が出力される。 Its angular velocity signal from the piezoelectric vibrating gyroscope is output.
圧電振動ジャイロから出力された角速度信号は、増幅器、緩衝器、フィルタ等の所定のアナログ回路を経た後、A/D(アナログ/デジタル)変換部にてデジタル信号に変換される。 The angular velocity signal outputted from the piezoelectric vibrating gyro amplifier, buffer, after a predetermined analog circuits such as filters, are converted by A / D (analog / digital) converter into a digital signal. デジタル信号に変換された角速度信号は、角度信号として用いられる用途では、通常マイクロプロセッサ(CPU)によりソフトウエアのアルゴリズムで積分処理がなされ、角度信号に変換される。 Transformed angular velocity signals to digital signals, in applications for use as an angle signal, the integration processing by software algorithm by conventional microprocessor (CPU) is performed, it is converted into an angle signal.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve

(起動ドリフト)しかしながら、このような圧電振動ジャイロにあっては、電源投入直後には出力変動が示される。 (Start drift) However, in such a piezoelectric vibrating gyroscope, the output fluctuation immediately after power is shown. 例えば、時刻t=0に電源投入すると共に圧電振動ジャイロに角速度を印加すると、圧電振動ジャイロから出力されるセンサ出力信号は、図1に示すように変化する。 For example, applying an angular velocity in the piezoelectric vibrating gyro as well as power-on time t = 0, the sensor output signal outputted from the piezoelectric vibrating gyro changes as shown in FIG. ここで、圧電振動ジャイロに角速度が加わらないよう圧電振動ジャイロを固定した状態で、時刻t=0に電源投入すると、圧電振動ジャイロからは角速度信号を含まない出力変動のみが出力される。 Here, in a state of fixing the piezoelectric vibrating gyro to avoid angular velocity is applied to the piezoelectric vibrating gyro, when the power is turned on at time t = 0, only the output variation without the angular velocity signal from the piezoelectric vibrating gyroscope is output. このときのセンサ出力信号の様子を図2に示す。 It shows the state of the sensor output signal at this time to FIG. 従って、通常、圧電振動ジャイロのセンサ出力信号には、圧電振動ジャイロに加わっている角速度を示す角速度信号に図2のような出力変動が重畳していることが分かる。 Therefore, usually, the sensor output signal of the piezoelectric vibrating gyroscope, it can be seen that the output fluctuation as shown in FIG. 2 is superimposed on the angular velocity signal indicating the angular velocity being applied to the piezoelectric vibrating gyro. この出力変動を起動ドリフトといい、図2に示すように、電源投入(t=0) Called the output fluctuation start drift, as shown in FIG. 2, the power is turned on (t = 0)
直後から時間T1の間、起動ドリフトが続いている。 Between immediately after the time T1, it is followed by a start-up drift.

【0004】この起動ドリフトは、通電後の温度上昇に伴う回路各部における回路定数の変動、振動片に圧電素子を貼り付けるための接着剤に連続的な応力が印加されてストレスが加わることによる物性変化、振動片自体のQm(機械的Q)の変動、あるいは圧電定数の変動等、 [0004] The start drift properties due to variation of circuit constants in the individual circuit components with increasing temperature after energization, a continuous stress in the adhesive for attaching the piezoelectric element is applied to the vibrating piece stress applied changes, fluctuations in the variation, or the piezoelectric constant of the Qm of the resonator element itself (mechanical Q),
さまざまな要因が重なったものと考えられる。 It is believed that a variety of factors overlap. このため圧電振動ジャイロ個々に、その起動ドリフトの変化する様子は異なっており、起動ドリフトの持続時間T1も各々異なっている。 For this purpose piezoelectric vibrating gyro individual, how the change of the start drift are different, it is different each also the duration T1 of the start drift.

【0005】このような起動ドリフトの生じている圧電振動ジャイロに対して、電源投入直後から角速度信号(デジタル信号)を積分処理すると、本来発生していない角度データや速度データが積算出力されることになり、正確な角度検知や速度検知に支障をきたす恐れがある。 [0005] the piezoelectric vibrating gyro occurring such activation drift being integration converted angular velocity signal (digital signal) immediately after the power is turned on, the angle data and the speed data that is not inherently is integrated output now, there is a risk that interfere with the accurate angle detection and speed detection.

【0006】このような不都合を回避するため、従来の信号処理装置では、電源投入直後一定時間の間圧電振動ジャイロを静止状態に保ち、起動ドリフトの持続時間T [0006] To avoid such an inconvenience, the conventional signal processing device will maintain between piezoelectric vibrating gyro immediately after power given time in a stationary state, start drift of duration T
1が経過して起動ドリフトが安定するのを待ち、センサ出力信号から起動ドリフトの安定値δ infを減算したものを角速度信号として積分等の処理を行なうようにしている。 Wait for startup drift 1 elapses to stabilize, and from the sensor output signal minus the stable value [delta] inf start drift to perform processing of the integration such as an angular velocity signal.

【0007】しかしながら、このように電源投入直後一定時間圧電振動ジャイロを静止状態に保つ方法では、電源投下後起動ドリフトが安定するまで数分間待つ必要があり、例えば圧電振動ジャイロを角度検知センサに応用した場合、その間の数分間、角度検知センサを静止状態に保たなければならない不都合があった。 However, in the method of maintaining this way immediately after the power is turned on a predetermined time piezoelectric vibrating gyro in a stationary state, there after the power dropped start drift is necessary to wait a few minutes to stabilize, for example, applying a piezoelectric vibrating gyro angle sensor If you, during a few minutes, there is an inconvenience that must keep the angle detection sensor in a stationary state.

【0008】また、起動ドリフトの影響を低減する方法としては、圧電振動ジャイロの出力部にハイパス・フィルタを挿入して不要直流(DC)成分を除去する方法がある。 Further, as a method for reducing the effects of activation drift, there is a method of removing an unnecessary direct current (DC) component by inserting a high-pass filter at the output of the piezoelectric vibrating gyro.

【0009】しかし、ハイパス・フィルタを用いる方法では、定常旋回運動や定加速度運動が加わった場合、直流成分の角速度信号や加速度信号が除去され、本来必要とされる信号までもが不必要に除去されることになり、 [0009] However, in the method of using a high-pass filter, if the normal turning movement and a constant acceleration motion is applied, the angular velocity signal and the acceleration signal of the DC component is removed, even unnecessarily removed until a signal is originally required to be will be,
正確な角度や速度の検知に支障をきたす可能性があった。 There can interfere with accurate detection of the angle and speed.

【0010】(温度ドリフト)また、このような圧電振動ジャイロについては、雰囲気温度の変化による振動子の物性的変化や回路定数の変化等により、図3に示すような出力特性のオフセット変動(以下、温度ドリフトという)を示すことが多い。 [0010] (temperature drift) As for such a piezoelectric vibrating gyroscope, due to changes in physical properties change and the circuit constant of the oscillator due to changes in ambient temperature, the offset variation of the output characteristics shown in FIG. 3 (hereinafter , often show) that the temperature drift.

【0011】このような温度ドリフトが発生した場合にも、センサ出力信号(デジタル信号)を積分処理すると、誤った角度データや速度データが積算出力されることになり、正確な角度検知や速度検知に支障をきたしていた。 [0011] Even when such a temperature drift occurs, the sensor output signal (digital signal) integrating process will be wrong angle data and the speed data is accumulated output, the exact angle detection and speed detection I was disturbed to.

【0012】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より短時間の待機時間で、角度や加速度等の物理量を小さな誤差で検知することができ、また定常旋回運動や定加速度運動の場合でも、必要な信号成分を損うことなく角度や速度等を検知しうる慣性センサの信号処理装置を提供することにある。 [0012] The present invention has been made in view of the shortcomings of prior art on ordination, it is an object in a shorter time of the wait time, to detect a physical quantity such as angles and accelerations in a small error in that the can, also even if the normal turning movement and a constant acceleration motion, provides a signal processing apparatus of the inertial sensor that can detect the angle and speed, etc. without impairing the required signal components.

【0013】 [0013]

【発明の開示】請求項1に記載の慣性センサの信号処理装置は、不要な信号成分を含んだセンサ出力信号から不要信号成分を除去して信号処理を行なう慣性センサの信号処理装置であって、慣性センサの電源投入後、静止状態に保たれている間に慣性センサから出力されるセンサ出力信号を測定し、得られた測定データに基づいてそれ以降の不要信号成分の値を予測する予測演算手段と、慣性センサから出力されたセンサ出力信号から前記予測演算手段で予測された不要信号成分の予測値を減算する信号合成手段と、を備えたことを特徴としている。 The signal processing apparatus of the inertial sensor according to claim 1 DISCLOSURE OF THE INVENTION A signal processing device of an inertial sensor for removing the signal processing undesired signal components from the sensor output signal including the unnecessary signal components after power-on of the inertial sensor, the sensor output signal output from the inertial sensor to measure while being held stationary, on the basis of the obtained measurement data to predict the value of the subsequent undesired signal component prediction calculation means, is characterized and signal combining means for subtracting the predicted value of the predicted unwanted signal components in the prediction operation unit from the sensor output signal output from the inertial sensor, further comprising a.

【0014】請求項1に記載の慣性センサの信号処理装置にあっては、電源投入後、慣性センサが静止状態に保たれている間に慣性センサから出力されている不要信号を測定し、この期間にサンプリングした不要信号の値から将来の不要信号の値を予測することができる。 [0014] In the signal processor of the inertial sensor according to claim 1, after power is measured unwanted signal output from the inertial sensor while the inertial sensor is held stationary, the it is possible to predict the value of future unwanted signal from the value of the unwanted signals sampled in the period. 従って、慣性センサが動作開始した後に、不要信号の予測値をセンサ出力信号から減算することにより、不要信号を含まない真のセンサ出力信号を求めることができる。 Therefore, after the inertial sensor starts operating, by subtracting the prediction value of the unwanted signal from the sensor output signal, it is possible to determine the true sensor output signal which does not include an unnecessary signal.

【0015】よって、不要信号の影響を低減することができ、慣性センサの測定精度を向上させることができる。 [0015] Thus, it is possible to reduce the effect of unwanted signals, it is possible to improve the measurement accuracy of the inertial sensor. しかも、本発明では、不要信号を予測することによって不要信号の影響を低減しているので、起動ドリフトが安定するまで待つ従来方式のように長い時間慣性センサを静止状態に保って待つ必要がなく、電源投入後に速やかに計測動作に移行させることができる。 Moreover, in the present invention, since it becomes possible to reduce the effect of unwanted signals by predicting a required signal, it is not necessary to wait for a long time inertial sensor as in the conventional method in which starting drift waits to stabilize kept stationary it can be transferred quickly to the measurement operation after power-on. また、ハイパス・フィルタを用いる方法のように、本来必要とされる信号までもが不必要に除去される恐れもない。 Further, as a method of using a high-pass filter, there is no fear that even a signal which is originally required is unnecessarily removed.

【0016】不要信号の予測は、静止状態に保たれた慣性センサから出力されるセンサ出力信号をべき級数で近似したり、センサ出力信号をデータ保持手段に保持されている不要信号データと比較したり、対数関数で近似したりすることにより行なわせることができる。 The prediction of the unwanted signal is compared or approximated by series sensor output signal to the output from the inertial sensor which is kept stationary, unnecessary signal data held sensor output signal to the data holding means or it may be performed by or approximated by a logarithmic function.

【0017】請求項2に記載の慣性センサの信号処理装置は、環境変化に伴うオフセット変動を含んだセンサ出力信号からオフセット変動を低減して信号処理を行なう慣性センサの信号処理装置であって、慣性センサから出力されたセンサ出力信号から低周波数成分を抽出し、当該センサ出力信号とその低周波数成分を比較することによって慣性センサが静止状態にあるか否かを判定する手段と、慣性センサが静止状態にあると判定された場合には、当該センサ出力信号の低周波数成分に基づいてそれ以降のオフセット変動の値を予測する予測演算手段と、 The signal processing apparatus of the inertial sensor according to claim 2 is a signal processing device of an inertial sensor for reduction to the signal processing offset variation from the sensor output signal including an offset variation caused by environmental changes, low frequency components extracted from the sensor output signal output from the inertial sensor, and means for determining whether the inertial sensor is at rest by comparing the sensor output signal and the low frequency components, the inertial sensor If it is determined that the stationary state, the predictive calculation means for predicting the value of the subsequent offset variation based on the low frequency components of the sensor output signal,
慣性センサから出力されたセンサ出力信号から前記予測演算手段で予測された不要信号成分の予測値を減算する信号合成手段と、を備えたことを特徴としている。 Is characterized in that the sensor output signal output from the inertial sensor and a signal combining means for subtracting the predicted value of the predicted unwanted signal components in the predictive calculation means.

【0018】請求項2に記載の慣性センサの信号処理装置にあっては、センサ出力信号とその低周波数成分を比較することによって慣性センサが静止しているか否か判定し、静止中にサンプリングした温度ドリフト等のオフセット変動の値から将来のオフセット変動の値を予測することができる。 [0018] In the signal processor of the inertial sensor according to claim 2, it determines whether the inertial sensor is stationary by comparing the sensor output signal and its low frequency components and sampled in still it is possible to predict the value of a future offset fluctuation from the value of the offset variation of the temperature drift and the like. 従って、慣性センサが動作開始した後に、オフセット変動の予測値をセンサ出力信号から減算することにより、オフセット変動を含まない真のセンサ出力信号を求めることができる。 Therefore, after the inertial sensor starts operating, by subtracting the prediction value of the offset variation from the sensor output signal, it is possible to determine the true sensor output signal which does not include the offset fluctuation.

【0019】よって、オフセット変動の影響を低減することができ、慣性センサの測定精度を向上させることができる。 [0019] Thus, it is possible to reduce the influence of offset variation, it is possible to improve the measurement accuracy of the inertial sensor. しかも、本発明では、オフセット変動を予測することによってオフセット変動の影響を低減しているので、起動ドリフトが安定するまで待つ従来方式のように長い時間慣性センサを静止状態に保って待つ必要がなく、電源投入後に短い待機時間で計測動作に移行させることができる。 Moreover, in the present invention, since it becomes possible to reduce the effect of offset fluctuation by predicting the offset variation, there is no need to wait for a long time inertial sensor as in the conventional method in which starting drift waits to stabilize kept stationary , it can be shifted to the measuring operation in a short waiting time after power-on. また、ハイパス・フィルタを用いる方法のように、本来必要とされる信号までもが不必要に除去されることがない。 Further, as a method of using a high-pass filter, never even signals that are originally required is unnecessarily removed.

【0020】オフセット変動の予測も、静止状態に保たれた慣性センサから出力されるセンサ出力信号をべき級数で近似したり、センサ出力信号をデータ保持手段に保持されているオフセット変動データと比較したり、対数関数で近似したりすることにより行なわせることができる。 [0020] Prediction of offset fluctuation is also compared or approximated by series sensor output signal to the output from the inertial sensor which is kept stationary, and the offset variation data held sensor output signal to the data holding means or it may be performed by or approximated by a logarithmic function.

【0021】 [0021]

【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

(第1の実施形態)図4は本発明の一実施形態による圧電信号ジャイロの信号処理装置1であって、圧電振動ジャイロ(ジャイロセンサ)2からのセンサ出力信号S (First Embodiment) FIG. 4 is a piezoelectric signal gyro signal processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, the sensor output signal S from the piezoelectric vibrating gyro (gyroscope) 2
(t)を処理するための信号処理装置1を示している。 It shows a signal processing device 1 for processing (t).
信号処理装置1は、増幅器、緩衝器、フィルタ等からなるアナログ回路部4、A/D変換部5、停止判定部3, The signal processing apparatus 1 includes an amplifier, buffer, an analog circuit unit 4 consisting of a filter or the like, A / D converter 5, the stop determination unit 3,
予測演算部6、電源投入後経過時間計測用タイマー7、 Prediction calculation unit 6, after power elapsed time measuring timer 7,
サンプリング時間計測用タイマー8、メモリ9および積分処理部10を備えている。 Sampling time measuring timer 8, a memory 9, and the integration processing unit 10.

【0022】圧電振動ジャイロ2から出力されたセンサ出力信号S(t)は、増幅器、緩衝器、フィルタ等からなるアナログ回路部4を経た後、A/D変換部5でデジタル信号に変換される。 The output from the piezoelectric vibrating gyro 2 sensor output signal S (t) amplifier, buffer, after passing through an analog circuit portion 4 formed of filter or the like, is converted into a digital signal by the A / D converter 5 . A/D変換部5でデジタル信号に変換されたセンサ出力信号S(t)[便宜上、時間t A / D conversion unit 5 is converted into a digital signal the sensor output signal S (t) [convenience, time t
の連続関数として表記する]は、信号分岐部11において3方向に分岐され、一方へ分岐されたセンサ出力信号S(t)は予測演算部6へ導かれ、他方へ分岐されたセンサ出力信号S(t)は停止判定部3へ導かれ、さらに他方へ分岐されたセンサ出力信号S(t)は合成器12 The denoted as a continuous function] is branched at the signal branching unit 11 in three directions, is branched to one sensor output signal S (t) is led to the prediction computation unit 6, the sensor output signal S which is branched to the other (t) is led to the stop determination unit 3, further branches to other sensor output signal S (t) is synthesizer 12
へ導かれる。 It is guided to.

【0023】電源投入後経過時間計測用タイマー7は、 [0023] the power is turned on after the lapse of time measurement for the timer 7,
信号処理装置1の電源投入から所定時間T2の間、停止判定部3及び予測演算部6へタイマー信号qを出力する。 Between power-on of the signal processing device 1 for a predetermined time T2, outputs a timer signal q to the stop determination unit 3 and the prediction computation unit 6. この所定時間T2とは、電源投入後、圧電振動ジャイロ2が十分に動き出さず、ほぼ静止状態に保たれていると考えられる時間である。 The predetermined time T2, after the power is turned on, the piezoelectric vibrating gyro 2 is not Ugokidasa sufficiently, the time that would have been maintained substantially stationary. 圧電振動ジャイロ2は、電源を投入されても通常はただちに角速度が加わることは少ない。 The piezoelectric vibratory gyroscope 2 is normally Immediately seldom angular velocity is applied be powered on. 例えば、コンピュータ等のポインティングデバイスなどでは、電源を投入してから圧電振動ジャイロ2 For example, such a pointing device such as a computer, a piezoelectric vibrating gyro 2 from turning on the power
を操作するのが普通であって、電源がオフになっている圧電振動ジャイロ2を操作している途中で電源をオンに投入することはない。 A usual to operate, does not power is turned on the power in the middle of operating the piezoelectric vibrating gyro 2 is turned off. また、カーナビゲーションシステム等に用いられている場合には、その電源をオンにしてから自動車を発車させるのが普通である。 Further, when used in the car navigation system and the like, it is common to departure the car after the power on. 従って、圧電振動ジャイロ2の電源を投入した後、ある程度の時間は圧電信号ジャイロ2には通常角速度は印加されておらず、時間T2は電源投入時における通常の圧電振動ジャイロ停止時間よりも短いめに定めることができる。 Therefore, when the power is supplied to the piezoelectric vibrating gyro 2, not normally angular velocity is applied to the piezoelectric signal gyro 2 some time, the time T2 is because shorter than the normal piezoelectric vibrating gyro downtime at power-on it can be determined in.

【0024】停止判定部3はこの時間T2内において、 The stop determination unit 3 is within this period T2,
圧電振動ジャイロ2が停止していて角速度が印加されていないことを確認するものであって、通常、起動ドリフトは角速度信号よりも周波数が低く、しかも角速度信号に比べて小さな信号であることを根拠としている。 Be one piezoelectric vibrating gyro 2 to verify that the angular velocity have stopped is not applied, usually grounds the start drift is lower in frequency than the angular velocity signal, yet a small signal compared to the angular velocity signal It is set to. すなわち、電源投入後経過時間計測用タイマー7によって計測されている所定時間T2の間、停止判定部3は、電源投入直後の値S 0を基準としてセンサ出力信号S(t) That is, for a predetermined time T2 which is measured by the power-on after the elapsed time measuring timer 7, stop determination unit 3, the sensor output signal value S 0 immediately after power based S (t)
がしきい値±Vth内にあれば[すなわち、−Vth≦S There if within a threshold ± Vth [i.e., -Vth ≦ S
(t)−S 0 ≦+Vth]、センサ出力信号S(t)には角速度信号が含まれておらず圧電振動ジャイロ2は停止していると判定する。 (T) -S 0 ≦ + Vth ], the piezoelectric vibratory gyroscope 2 does not include an angular velocity signal to the sensor output signal S (t) is determined to be stopped. また、しきい値±Vthを超えていれば[S(t)−S 0 ≦−Vth,又は+Vth≦S(t) Further, if exceeding the threshold ± Vth [S (t) -S 0 ≦ -Vth, or + Vth ≦ S (t)
−S 0 ]、センサ出力信号S(t)が角速度信号を含んでいて圧電振動ジャイロ2は停止していないと判定する。 -S 0], the piezoelectric vibrating gyro 2 sensor output signal S (t) is include an angular velocity signal is judged not to be stopped. この停止判定部3による判定結果は予測演算部6へ伝えられ、圧電振動ジャイロ2が停止していると判定された場合には、予測演算部6は起動ドリフトを予測演算してセンサ出力信号S(t)を補正する。 Results determined by the stop determination unit 3 is transmitted to the prediction computation unit 6, when the piezoelectric vibrating gyro 2 is determined to be stopped, the prediction computation unit 6 sensor output signal by prediction calculation activation drift S to correct a (t). ただし、所定時間T2内であっても圧電信号ジャイロ2が停止していないと判定された場合には、予測演算部6は起動ドリフトの予測演算を行なわず、センサ出力信号S(t)の補正も行なわない。 However, when the piezoelectric signal gyros 2 even within the predetermined time T2 is determined not to be stopped, the prediction computation unit 6 does not perform the prediction operation start drift, correction of the sensor output signal S (t) not performed as well.

【0025】予測演算部6は、停止判定部3から停止判定の信号を受け取った場合には、電源投入後経過時間計測用タイマー7からタイマー信号qを受信している間(電源投入後T2時間)、一定の時間間隔ΔTでセンサ出力信号S(t)、すなわち起動ドリフトδ(t)をサンプリングする。 The prediction computation unit 6, the stop from the determination unit 3 when it receives a signal of the determination stopped, while receiving a timer signal q from power after elapsed time measuring timer 7 (after power T2 hours ), constant time intervals ΔT in sensor output signal S (t), i.e. samples drift δ (t) is started. このサンプリング時間をt 1 ,t 2 (= The sampling time t 1, t 2 (=
1 +ΔT),t 3 (=t 2 +ΔT)とすると、予測演算部6は、3つの起動ドリフトの値δ(t 1 ),δ t 1 + ΔT), when t 3 (= t 2 + ΔT ) to the prediction calculating unit 6, the value of the three start drift δ (t 1), δ
(t 2 ),δ(t 3 )をサンプリングし、この起動ドリフトのサンプリングデータδ(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t (T 2), samples the δ (t 3), the sampling data of the start drift δ (t 1), δ ( t 2), δ (t
3 )に基づいて所定時間T2経過後の起動ドリフト(不要信号成分)の値δ(t)を予測演算する。 3) on the basis of predicting calculation value δ (t) is the start drift after a predetermined time T2 has elapsed (undesired signal component). このサンプリング時間の間隔ΔTは、サンプリング時間計測用タイマー8によって計測される。 Interval ΔT of the sampling time is measured by the sampling time measuring timer 8. 一方、予測演算部6は、タイマー信号qの受信時間T2の間は、受信している起動ドリフトのサンプリングデータδ(t 1 ),δ(t 2 ), On the other hand, the prediction calculating unit 6, during the reception time T2 of the timer signal q, sampling data of the received and is activated drift δ (t 1), δ ( t 2),
δ(t 3 )をそのまま合成器12へ出力し、タイマー信号qの受信時間T2が経過すると、予測演算した起動ドリフトの値(予測値)d(t)を合成器12へ出力する。 output [delta] (t 3) as it is to the synthesizer 12, the reception time T2 of the timer signal q has elapsed, and outputs the prediction computed start drift value (predicted value) d (t) to the combiner 12. なお、角速度信号ω(t)は起動ドリフトよりも周波数が高いので、予測演算部6の前にローパスフィルタ(LPF)を挿入して角速度信号ω(t)をカットするようにしてもよい。 Since the angular velocity signal omega (t) has a higher frequency than the start drift, by inserting a low pass filter (LPF) may be cut angular velocity signal omega (t) to the previous prediction computation unit 6.

【0026】A/D変換部5から出力されて信号分岐部11で分岐された他方のセンサ出力信号S(t)は、合成器12において、予測演算部6から出力される起動ドリフトのサンプリングデータδ(t 1 ),δ(t 2 ),δ The A / D output from the converting unit 5 the signal is branched at the branch portion 11 a other sensor output signal S (t) in the combiner 12, sampling data of the startup drift output from the prediction computation unit 6 δ (t 1), δ ( t 2), δ
(t 3 )[t 1 ,t 2 ,t 3 ≦T2]もしくは起動ドリフトの予測値d(t)[t>T2]を減算される。 (T 3) is subtracted [t 1, t 2, t 3 ≦ T2] or start drift estimated value d (t) [t> T2 ]. こうしてセンサ出力信号S(t)から起動ドリフトの予測値d Thus estimated value d start drift from the sensor output signal S (t)
(t)を減算された補正信号A(t)=S(t)−d (T) is subtracted correction signal A (t) = S (t) -d
(t)[後述のように、これは角速度信号ω(t)にほぼ等しい]は積分処理部10へ入力され、積分処理部1 (T) [as described below, which is substantially equal to the angular velocity signal omega (t) is] is inputted to the integration processing unit 10, the integration processing unit 1
0において角度信号に変換される。 It is converted into angle signal at 0.

【0027】なお、上記信号処理装置1の各部構成のうちA/D変換部5以外は、通常マイクロプロセッサを用いたソフトウエアのアルゴリズムとして実現される。 [0027] Incidentally, other than A / D converter 5 of the structure of each part of the signal processing apparatus 1 is implemented as a software algorithm using an ordinary microprocessor. また、A/D変換部5を含んだ1チップマイコン(CP Also contained A / D converter 5 1-chip microcomputer (CP
U)を用いてもよい。 U) may be used.

【0028】つぎに、本発明の信号処理装置1により起動ドリフトを除去して角速度信号のみを求め、精度の高い角度情報を出力する原理を説明する。 Next, it obtains only the angular velocity signal to remove the activation drift by the signal processing apparatus 1 of the present invention, illustrating the principle of outputting highly accurate angle information. なお、以下の説明においては、便宜上センサ出力信号等をアナログ信号として表現する。 In the following description, for convenience it represents the sensor output signals as an analog signal.

【0029】信号処理装置1が電源投入されると、同時に電源投入後経過時間計測用タイマー7がスタートして停止判定部3は圧電振動ジャイロ2が静止状態にあるか否かを判定する。 [0029] When the signal processing device 1 is powered on, the stop determination unit 3 to start the elapsed time measuring timer 7 after power simultaneously determines whether the piezoelectric vibrating gyro 2 is at rest. タイマー信号qが出力されている時間T2の間に、停止判定部3によって圧電振動ジャイロ2 During the time T2 the timer signal q is output, the piezoelectric vibratory gyroscope 2 by the stop determination unit 3
が静止状態にあると判定されると、圧電振動ジャイロ2 When There it is determined that the stationary state, the piezoelectric vibrating gyro 2
からは、角速度信号を含まない起動ドリフトδ(t)だけのセンサ出力信号S(t)が出力されていると判断される。 From is determined that the start drift without the angular velocity signal [delta] (t) by the sensor output signal S (t) is output. このとき予測演算部6はサンプリング時間ΔT毎に起動ドリフトδ(t)をサンプリングする。 In this case the prediction computation unit 6 samples the start drift [delta] (t) for each sampling time [Delta] T.

【0030】起動ドリフトδ(t)は、従来例に関連して述べたように種々の要因が重なって発生すると考えられるが、複数の要因が重なって起動ドリフトが生じる場合であっても、起動ドリフトは図2に示した曲線のような挙動を示す。 The start drift [delta] (t) is a variety of factors as discussed in connection with the conventional example is considered to be generated by overlapping, even if the start drift overlap several factors occurs, starting drift behaves like a curve shown in FIG. 多数の圧電振動ジャイロ等の慣性センサについて起動ドリフトのデータを集めた結果、起動ドリフト曲線の増加はほぼ一定の減衰率で小さくなる傾向にあることが分かった。 The inertial sensor such as a large number of piezoelectric vibrating gyro results collected data start drift, it was found that the increase in activation drift curve is substantially smaller tendency at a constant attenuation factor.

【0031】いま、信号処理装置1の電源を投入した後、サンプリング時間t 1 ,t 2 (=t 1 +ΔT),t [0031] Now, when the power is supplied to the signal processing apparatus 1, the sampling time t 1, t 2 (= t 1 + ΔT), t
3 (=t 2 +ΔT)[≦T2]において予測演算部6でサンプリングされた起動ドリフトをδ 1 =δ(t 1 ),δ 2 3 (= t 2 + ΔT) [≦ T2] the start drift sampled by the prediction calculator 6 in δ 1 = δ (t 1) , δ 2
=δ(t 2 ),δ 3 =δ(t 3 )とする。 = Δ (t 2), δ 3 = δ a (t 3). 時刻t 1及びt 2 Time t 1 and t 2
間の起動ドリフト曲線の傾き(δ 2 −δ 1 )/ΔTに対する時刻t 2及びt 3間の起動ドリフト曲線の傾き(δ 3 Slope of the start drift curve between (δ 21) / slope of the start drift curve between time t 2 and t 3 for [Delta] T ([delta] 3 -
δ 2 )/ΔTの減衰率κは、次の(1)式で表わされる。 [delta] 2) / attenuation factor of [Delta] T kappa is expressed by the following equation (1).

【0032】 [0032]

【数1】 [Number 1]

【0033】起動ドリフトδ(t)が、時刻t 3以降も、サンプリング時間ΔT毎に一定の減衰率κで増加が抑制されてゆくと仮定すると、時間ΔT毎の時刻t m The start drift [delta] (t) is also the time t 3 or later, increases at a constant attenuation factor κ every sampling time [Delta] T is assumed to Yuku is suppressed, the time for each time [Delta] T t m =
3 +(m−3)ΔT[m=4〜n]とt m+1における起動ドリフトδ m =δ(t m ),δ m +1 =δ(t m+1 )の偏差δ m+1 −δ mは順次、次の(2A)〜(2N)式で表わされる。 t 3 + (m-3) ΔT [m = 4~n] and t m + 1 start drift [delta] m = [delta] in (t m), δ m +1 = δ (t m + 1) deviation of the [delta] m + the 1 - [delta m sequentially, is expressed by the following (2A) ~ (2N) equation. δ 4 −δ 3 =κ(δ 3 −δ 2 ) …(2A) δ 5 −δ 4 =κ(δ 4 −δ 3 )=κ 2 (δ 3 −δ 2 ) …(2B) δ 6 −δ 5 =κ(δ 5 −δ 4 )=κ 3 (δ 3 −δ 2 ) …(2C) … … … δ n −δ n-1 =κ(δ n-1 −δ n-2 )=κ n-3 (δ 3 −δ 2 ) …(2N) これら(2A)〜(2N)式を各辺毎に加えると、次の(3)式が得られる。 δ 4 -δ 3 = κ (δ 3 -δ 2) ... (2A) δ 5 -δ 4 = κ (δ 4 -δ 3) = κ 2 (δ 3 -δ 2) ... (2B) δ 6 -δ 5 = κ (δ 5 -δ 4 ) = κ 3 (δ 3 -δ 2) ... (2C) ... ... ... δ n -δ n-1 = κ (δ n-1 -δ n-2) = κ n -3 (δ 3 -δ 2) ... (2N) the addition of these (2A) ~ (2N) equation for each side, the following equation (3) is obtained.

【0034】 [0034]

【数2】 [Number 2]

【0035】従って、上記(3)式のκに上記(1)式を代入することにより、時刻t n =t 3 +(n−3)ΔT[ただし、nは4以上の整数]における起動ドリフトδ nを、 [0035] Thus, by substituting the above equation (1) to the κ of equation (3), the time t n = t 3 + (n -3) ΔT [ Here, n is an integer of 4 or more] activation in the drift the δ n,
次の(4)式のようなべき級数にて表現できる。 Next (4) can be expressed by the power series such should as formula.

【0036】 [0036]

【数3】 [Number 3]

【0037】従って、信号処理装置1の電源投入から時間T2の間、停止判定部3によって圧電振動ジャイロ2 [0037] Thus, during the time T2 from the power-on of the signal processing apparatus 1, the piezoelectric vibratory gyroscope 2 by the stop determination unit 3
が静止状態にあるか否かを判定し、圧電振動ジャイロ2 There is judged whether at rest, the piezoelectric vibrating gyro 2
が静止状態にあってA/D変換部5から起動ドリフトδ Start drift δ but be in a stationary state from the A / D converter 5
(t)のみが出力されていると判断された場合には、この時間T2の間に予測演算部6で起動ドリフトの値δ (T) when it is determined that only has been output, the value of the start drift prediction computation unit 6 during this time T2 [delta]
(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t 3 )を実測すれば、電源投入から時刻t 3よりも後の時刻t n =t 3 +(n−3)Δ (T 1), δ (t 2), δ if (t 3) measuring the time t n = t 3 + (n -3) after time t 3 from power Δ
Tにおける起動ドリフトの値δ(t n )を(4)式に基づいて予測することができる。 The value of the start drift in T [delta] a (t n) (4) can be predicted on the basis of the equation. 図5[なお、図5においては、起動ドリフトは、便宜上誇張して描いてある]における2点鎖線は、(4)式により予測演算された起動ドリフトδ(t)の予測曲線を示している。 5 [Note that in Figure 5, activation drift convenience are exaggerated] chain line two points on shows predicted curve of (4) start drift δ predicted calculated by equation (t) . このようにして実測値δ(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t 3 )に基づいて求めた時刻t n (n≧4)における起動ドリフトの予測値をd(t)と記せば、上記(4)式より起動ドリフトの予測値d(t)(ただし、t>t 3 )は次の(5)式で表わされる。 In this way, the measured value δ (t 1), δ ( t 2), if Write down the [delta] (t 3) based on the obtained time t n the predicted value of the start drift in (n ≧ 4) d (t ) the (4) predicted value of start drift from the equation d (t) (provided that, t> t 3) is expressed by the following equation (5).

【0038】 [0038]

【数4】 [Number 4]

【0039】一方、圧電振動ジャイロ2は、静止状態にあると判定された場合には、電源投入からT2時間が経過する以前の時刻t 1 〜t 3には起動ドリフトδ(t)のみのセンサ信号出力を出力しているが、電源投入からT On the other hand, the piezoelectric vibrating gyro 2, when it is determined that the stationary state, the sensor of the previous time t 1 ~t 3 to T2 time from power has passed start drift [delta] (t) only While outputting the signal output, T from power
2時間が経過した以降の時間t n (n≧4)においては、角速度信号ω(t)に起動ドリフトδ(t)が重畳したセンサ出力信号S(t)=ω(t)+δ(t)が出力されている。 In the time after two hours have elapsed t n (n ≧ 4), the angular velocity signal omega (t) to the start drift [delta] (t) sensor superposed output signal S (t) = ω (t ) + δ (t) There has been output. 電源投入後T2時間静止状態にあって、 In the T2 hours a stationary state after the power is turned on,
T2時間経過後に角速度を印加された圧電振動ジャイロ2から出力されるセンサ出力信号S(t)=ω(t)+ Sensor output signal is outputted from the piezoelectric vibrating gyro 2 applied to the angular velocity after the time T2 elapses S (t) = ω (t) +
δ(t)の例を図5に実線で示す。 Examples of [delta] (t) indicated by a solid line in FIG.

【0040】従って、信号処理装置1の合成器12により、センサ出力信号S(t)=ω(t)+δ(t)から起動ドリフトの予測値d(t)を減算すると、合成器1 [0040] Accordingly, the synthesizer 12 of the signal processing apparatus 1, the sensor output signal S (t) = ω (t) + δ is subtracted an estimate d (t) of the boot drift from (t), the synthesizer 1
2から出力される補正信号A(t)は、 A(t)=S(t)−d(t) =ω(t)+〔δ(t)−d(t)〕 となる。 Output from the second correction signal A (t) becomes A (t) = S (t) -d (t) = ω (t) + [δ (t) -d (t)]. ここで、起動ドリフトの予測値d(t)に十分精度があれば、 δ(t)−d(t)≒0 とすることができるので、合成器12から出力される補正信号A(t)は、 A(t)≒ω(t) となり、補正信号A(t)は角速度信号ω(t)を表わすことになる。 Here, if sufficient precision prediction value d (t) of the start drift, δ (t) -d (t) can be the ≒ 0, the correction signal A output from the synthesizer 12 (t) is, a (t) ≒ ω (t), and the correction signal a (t) would be indicative of a velocity signal ω (t). このようにして求められた補正信号A Correction signal A obtained in this way
(t)もしくは角速度信号ω(t)を図5に破線で示す。 (T) or the angular velocity signal ω (t) is indicated by a broken line in FIG.

【0041】図6に示すものは、予測演算部6において、起動ドリフトの予測値d(t)を算出するためのアルゴリズムを示すフロー図である。 The one shown in Figure 6, the prediction computation unit 6 is a flow diagram illustrating an algorithm for calculating the predicted value d (t) of the start drift. このフロー図に従えば、信号処理装置1の電源が投入されて予測演算部6が電源投入後経過時間計測用タイマー7からタイマー信号qを受信し、停止判定部3から圧電信号ジャイロ2が静止しているとの信号を受信すると(S1)、カウンタをN=1にリセットする(S2)。 According to this flowchart, receives the signal processing apparatus 1 is powered-on by the timer signal from the prediction computation unit 6 is powered on after time measuring timer 7 q, piezoelectric signal gyro 2 from the stop determining unit 3 still Upon receiving a signal to be (S1), and resets the counter to N = 1 (S2). カウンタがリセットされると、サンプリング時間計測用タイマー8がスタートし(S3)、一定のサンプリング時間ΔTが経過するまで待機する(S4)。 When the counter is reset, and start sampling time measuring timer 8 (S3), a constant sampling time ΔT waits until passage (S4).

【0042】サンプリング時間ΔTが経過してサンプリング時間計測用タイマー8がタイムアップすると、カウンタの値Nが3以下であるか判定する(S5)。 [0042] determines the sampling time measuring timer 8 sampling time ΔT has elapsed times up, whether the value N of the counter is 3 or less (S5). カウンタの値Nが3以下であれば、電源投入後経過時間計測用タイマー7からタイマー信号qを受信しているかどうか確認し(S6)、タイマー信号qを受信していれば圧電振動ジャイロから出力されている起動ドリフトδ If the counter value N is 3 or less, whether to confirm the power on after the elapsed time measuring timer 7 is receiving a timer signal q (S6), the output from the piezoelectric vibrating gyro if the receive timer signals q start drift δ that is
(t N )をサンプリングする(S7)。 (T N) for sampling (S7). 尚、タイマー信号qを受信していなければ、電源投入後のT2時間を経過したので、予測演算部6における処理を中止する(S Incidentally, unless receiving a timer signal q, since the elapsed time T2 after power, to stop the process in the prediction calculating unit 6 (S
10)。 10).

【0043】起動ドリフトδ(t N )のサンプリングが終わると、カウンタの値を1増加させ(S8)、サンプリング時間計測用タイマー8をリセットして再スタートさせ(S9)、ステップS4以降の処理を再び実行する。 The start drift δ the sampling is completed the (t N), the value of the counter is increased 1 (S8), resets the sampling time measuring timer 8 is restarted (S9), the processing of step S4 and subsequent steps to run again.

【0044】上記のような処理を繰り返すことにより、 [0044] By repeating the process as described above,
予測演算部6は起動ドリフトδ(t 1 ),δ(t 2 ),δ Prediction calculation unit 6 starts drift δ (t 1), δ ( t 2), δ
(t 3 )を取得してメモリ9に格納する。 (T 3) to obtain the stored in the memory 9.

【0045】こうして起動ドリフトδ(t 1 ),δ [0045] Thus, start-up drift δ (t 1), δ
(t 2 ),δ(t 3 )の値が取得されると、カウンタの値はN=4になるので、予測演算部6は、ステップS5で分岐して起動ドリフト予測値算出処理へ移行する(S1 (T 2), the value of [delta] (t 3) is obtained, the counter value since the N = 4, the prediction calculating unit 6 moves to start drift prediction value calculation processing branches at step S5 (S1
1)。 1). すなわち、予測演算部6は、既にメモリ9に格納している起動ドリフトδ(t 1 ),δ(t 2 ),δ That is, the prediction calculating unit 6 starts drift [delta] (t 1) which stores already in the memory 9, δ (t 2), δ
(t 3 )の値を用いて前記(5)式から起動ドリフトの予測値d(t N )を算出して合成器12へ送出する(S1 (T 3) using said value (5) to calculate the predicted value d (t N) of the boot drift from the equation and sends it to the synthesizer 12 (S1
2)。 2). 起動ドリフトの予測値d(t)を出力し終えると、カウンタの値を1増加させ(S13)、サンプリング時間計測用タイマー8をリセットして再スタートさせ(S14)、ステップS4以降の処理を繰り返す。 When the activation drift finishes outputting the predicted value d (t) of the value of the counter is increased 1 (S13), resets the sampling time measuring timer 8 is restarted (S14), and repeats the subsequent processing step S4 .

【0046】予測演算部6は、上記のような処理を繰り返すことにより、起動ドリフトの予測値d(t 4 ),d The prediction computation unit 6 repeats the processing described above, the predicted value d startup drift (t 4), d
(t 5 ),d(t 6 ),…を所定時間ΔT毎に合成器12 (T 5), d (t 6), synthesizer and ... for every predetermined time [Delta] T 12
へ出力する。 To output to.

【0047】図7は合成器12における補正値算出のためのアルゴリズムを示すフロー図である。 [0047] FIG. 7 is a flow diagram showing an algorithm for correction value calculation in the combiner 12. 合成器12 Combiner 12
は、A/D変換部5から出力されたセンサ出力信号S A sensor output from the A / D converter 5 outputs the signal S
(t)をサンプリングする(S21)と共に予測演算部6から出力された起動ドリフトの予測値d(t)を受信すると(S22)、これらの値に基づいて補正信号A (T) the sampling (S21) with the receiving the predicted value d (t) of the output start drift from the prediction calculation section 6 (S22), the correction signal A based on these values
(t)=S(t)−d(t)を演算し(S23)、演算した補正信号A(t)を角速度信号ω(t)として積分処理部10へ出力する。 (T) = calculates the S (t) -d (t) (S23), and outputs the calculated correction signal A (t) is the integral processing section 10 as an angular velocity signal omega (t).

【0048】本発明の信号処理装置1にあっては、このような方法によってセンサ出力信号から起動ドリフトを除去すれば、起動ドリフトが安定する以前においても、 [0048] In the signal processing apparatus 1 of the present invention, by removing the boot drift from the sensor output signal by such a method, even before the start drift is stabilized,
起動ドリフトを予測してセンサ出力信号から起動ドリフトを除去することができるので、圧電振動ジャイロ2に角速度を印加するまでの待ち時間T2を例えば10秒程度に非常に短くすることができる。 Since the start drift predict can be removed start drift from the sensor output signal can be very low latency T2 before applying an angular velocity to the piezoelectric vibrating gyro 2, for example, about 10 seconds.

【0049】(第2の実施形態)つぎに、本発明の別な実施形態による信号処理装置1を説明する。 [0049] (Second Embodiment) Next, a signal processing device 1 according to another embodiment of the present invention. この実施形態による信号処理装置1も、図4に示したような構成を有している。 Signal processing device 1 according to this embodiment also has a configuration as shown in FIG. しかし、予測演算部6における予測演算の方法が第1の実施形態とは異なっている。 However, the method of the prediction calculation in the prediction calculating unit 6 is different from that of the first embodiment. この実施形態は、以下に説明するように、起動ドリフトの実測値δ This embodiment, as described below, the measured value of the start drift δ
(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t 3 )に基づいて起動ドリフトを参照データで近似することにより、起動ドリフトの予測値を求めるものである。 (T 1), δ (t 2), by the activation drift is approximated by the reference data on the basis of δ (t 3), and requests the predicted value of the start drift.

【0050】静止状態にあると判断された圧電振動ジャイロ等の慣性センサから出力される起動ドリフトは、電源投入後より図2に示したように変動している。 The start drift output from the inertial sensor of the piezoelectric vibrating gyro or the like which is judged to be in the stationary state is changed as shown from after power in FIG. この起動ドリフトを表わす曲線は慣性センサ毎に異なっているが、同じような変化傾向を示している。 Curve representing the start drift are different for each inertial sensor shows a similar changing tendency. そこで、静止状態にある圧電振動ジャイロについて、そこから出力される起動ドリフトを実測し、その実測値に統計的処理を施して起動ドリフトをいくつかのパターンとして表わした。 Therefore, the piezoelectric vibrating gyro at rest, and measuring the activation drift output therefrom, showing the start drift as some patterns by performing statistical processing on the measured values. このパターンが上記参照データであって、メモリ9 This pattern is a the reference data, a memory 9
内に格納されている。 It is stored within. 例えば、図9に破線で示すようなP 1 〜P 8の8パターン(パターン数が多いほど予測精度は向上する)の関数が参照データとしてメモリ9に格納されている。 For example, (as prediction accuracy are often pattern number increased to) 8 patterns P 1 to P 8, as shown by the broken line in FIG. 9 is stored in the memory 9 as a function reference data. 以下、図8に示すフロー図と図9の説明図に従って当該実施形態を説明する。 Hereinafter, the embodiment will be described according to a flowchart and diagram of Figure 9 shown in FIG. なお、図9でも参照データは誇張して表わしている。 The reference data even 9 is exaggerated.

【0051】t=0に電源投入されると、電源投入後経過時間計測用タイマー7がT2時間の間タイマー信号q [0051] When powered on t = 0, the timer signal q between the elapsed time measuring timer 7 after power T2 hours
を出力し、停止判定部3は圧電振動ジャイロ2が静止状態にあるか否かを判定する。 Outputs, stop determination unit 3 determines whether or not the piezoelectric vibrating gyro 2 is at rest. 圧電振動ジャイロ2が静止状態にあると判断された場合には、予測演算部6は、時刻t 1 ,t 2 ,t 3にA/D変換部5から出力されるセンサ出力信号、すなわち起動ドリフトの実測値δ When the piezoelectric vibrating gyro 2 is determined to be in a stationary state, the prediction calculating unit 6, times t 1, t 2, the sensor output signal to be outputted t 3 from the A / D converter 5, i.e. start drift measured value of δ
(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t 3 )をサンプリングする(S31)。 (T 1), δ (t 2), sampling the δ (t 3) (S31) . なお、このサンプリング時間は一定の時間間隔のものである必要はなく、時間T2が経過する前であれば任意の時刻でよい。 Incidentally, the sampling time need not be of a fixed time interval may be any time as long as before the time T2 has elapsed. また、サンプリング数もここで説明するように3点に限らない。 Further, not limited to the three points as the number of samples is also described here.

【0052】つぎに、メモリ9から同じ時刻t 1 ,t 2 Next, the same time from the memory 9 t 1, t 2,
3における参照データP 1 〜P 8の各値を抽出する(S extracting the values of the reference data P 1 to P 8 in the t 3 (S
32)。 32). 各時刻t 1 ,t 2 ,t 3における参照データP Reference data P at each time t 1, t 2, t 3
j (j=1〜8)が関数P j (t 1 ),P j (t 2 ),P j (j = 1~8) is a function P j (t 1), P j (t 2), P
j (t 3 )で表わされるとすると、それぞれの参照データP jについて各時刻における起動ドリフトの実測値δ When represented by j (t 3), the measured value of the start drift at each time for each of the reference data P j [delta]
(t 1 ),δ(t 2 ),δ(t 3 )との差分ΔP (T 1), δ (t 2), the difference ΔP between the [delta] (t 3)
j (t 1 ),ΔP j (t 2 ),ΔP j (t 3 )を求める(S3 j (t 1), ΔP j (t 2), determining the ΔP j (t 3) (S3
3)。 3). ΔP j (t 1 )=|P j (t 1 )−δ(t 1 )| ΔP j (t 2 )=|P j (t 2 )−δ(t 2 )| ΔP j (t 3 )=|P j (t 3 )−δ(t 3 )| …(6) ΔP j (t 1) = | P j (t 1) -δ (t 1) | ΔP j (t 2) = | P j (t 2) -δ (t 2) | ΔP j (t 3) = | P j (t 3) -δ ( t 3) | ... (6)

【0053】参照パターンP 1 〜P 8のそれぞれについて、これらの差分の平均値 ΔP j MEAN =[ΔP j (t 1 )+ΔP j (t 2 )+ΔP j (t [0053] For each of the reference patterns P 1 to P 8, the average of these difference values ΔP j MEAN = [ΔP j ( t 1) + ΔP j (t 2) + ΔP j (t
3 )]/3 を演算し(S34)、これらの偏差の平均値Δ 3)] / 3 calculates the (S34), the average value of these deviations Δ
1 MEAN ,ΔP 2 MEAN ,…,ΔP 8 M E ANを大小比較してその最小値を検索し抽出する(S35)。 P 1 MEAN, ΔP 2 MEAN, ..., to find the minimum value by comparing the magnitude of [Delta] P 8 M E AN extracted (S35).

【0054】例えば、図9の場合でいうと、ΔP 2 MEAN [0054] For example, when referred to in the case of FIG. 9, ΔP 2 MEAN
の値が最も小さいので、参照データP 2で表わされる関数が最も良く起動ドリフトを近似していると判断し、当該参照データP 2に基づいて時間t 3より後の任意の時間における起動ドリフトの値を予測する(S36)。 Since the smallest value, it is determined that the function represented by the reference data P 2 is approximated best start drift, the start drift at any time after the time t 3 based on the reference data P 2 to predict the value (S36). すなわち、起動ドリフトの予測値d(t)=P 2 (t)とする。 That is, the predicted value d (t) of the start drift = P 2 and (t).

【0055】こうして圧電振動ジャイロ2の起動ドリフトδ(t)を近似する参照データが決定されると、予測演算部6は当該参照データ、例えばP 2 (t)に基づいて起動ドリフトの予測値d(t)=P 2 (t)を合成器12へ出力する。 [0055] Thus the reference data that approximates the start drift of the piezoelectric vibrating gyro 2 [delta] (t) is determined, the prediction calculating unit 6 the reference data, for example, the predicted value of the start drift based on P 2 (t) d (t) = P 2 (t) to the combiner 12. この結果、合成器12ではA/D変換部5より出力されたセンサ出力信号S(t)をサンプリングし(S37)、そのセンサ出力信号S(t)から予測演算部6で演算された起動ドリフトの予測値d(t) As a result, the output from the synthesizer 12, A / D converter 5 the sensor output signal S (t) is sampled (S37), the calculated start drift prediction computation unit 6 from the sensor output signal S (t) of the predicted value d (t)
を減算し(S38)、図8に実線で示すような補正信号A(t)=S(t)−d(t)を積分処理部10へ送出する(S39)。 Subtracted (S38), the correction signal as shown by the solid line A (t) = S a (t) -d (t) and sends it to the integration section 10 in FIG. 8 (S39). この補正信号A(t)は起動ドリフトを除去されているので、ほぼ角速度信号ω(t)のみを表わしている。 The correction signal A (t) is because it is removed starting drift, represents only approximately angular velocity signal ω (t).

【0056】(第3の実施形態)多数の圧電振動ジャイロ等の慣性センサについて参照データを作成した結果、 [0056] (Third Embodiment) multiple piezoelectric vibrating gyro results of creating reference data for inertial sensor,
上記参照データは対数関数によってほぼ近似できることが分かった。 The reference data was found to be nearly approximated by a logarithmic function. そこで、この実施形態では、圧電振動ジャイロ2の起動ドリフトを、次のような対数関数(自然対数または常用対数) δ(t)=C 1・log(C 2・t+C 3 ) で近似する方法を用いた。 Therefore, in this embodiment, the start drift of the piezoelectric vibrating gyro 2, the method for approximating a logarithmic function as follows (natural logarithm or logarithm) δ (t) = C 1 · log (C 2 · t + C 3) Using. ここで、C 1 ,C 2 ,C 3は定数であって、任意の時刻t 1 ,t 2 ,t 3 (≦T2)における起動ドリフトの実測値δ(t 1 ),δ(t 2 ),δ Here, C 1, C 2, C 3 is a constant, the measured value [delta] (t 1) of the start drift at an arbitrary time t 1, t 2, t 3 (≦ T2), δ (t 2), δ
(t 3 )から決定する方法である。 A method for determining the (t 3). すなわち、3つの連立方程式 δ(t 1 )=C 1・log(C 2・t 1 +C 3 ) δ(t 2 )=C 1・log(C 2・t 2 +C 3 ) δ(t 3 )=C 1・log(C 2・t 3 +C 3 ) を解くことによってC 1 ,C 2 ,C 3が決定される。 That is, the three simultaneous equations δ (t 1) = C 1 · log (C 2 · t 1 + C 3) δ (t 2) = C 1 · log (C 2 · t 2 + C 3) δ (t 3) = C 1, C 2, C 3 are determined by solving a C 1 · log (C 2 · t 3 + C 3). こうして、圧電振動ドリフトの出力信号からC 1 ,C 2 ,C 3 Thus, C 1, C 2, C 3 from the output signal of the piezoelectric vibrating drift
が決定されると、予測演算部6は、 d(t)=C 1・log(C 2・t+C 3 ) …(7) によって起動ドリフトの値を予測し、その予測値d When There is determined, the prediction calculating unit 6, d (t) = C 1 · log (C 2 · t + C 3) ... (7) by predicting the value of the start drift, the predicted value d
(t)をセンサ出力信号S(t)から減算して補正信号A(t)、すなわち角速度信号ω(t)を出力する。 By subtracting the (t) from the sensor output signal S (t) correction signal A (t), and outputs i.e. the angular velocity signal ω a (t).

【0057】(第4の実施形態)図10は本発明のさらに別な実施形態による圧電振動ジャイロ2の信号処理装置21の構成を示すブロック図であって、環境変化に伴うオフセット変動、特に温度ドリフトを補正する機能を備えた信号処理装置21を示している。 [0057] FIG. 10 (Fourth Embodiment) A block diagram showing a configuration of a signal processing device 21 of the piezoelectric vibrating gyro 2 according to still another embodiment of the present invention, the offset fluctuation due to environmental changes, particularly temperature It shows a signal processing device 21 having a function of correcting the drift.

【0058】この実施形態にあっては、圧電振動ジャイロ2から出力されたセンサ出力信号S(t)は、アナログ回路部4を経てA/D変換部5でデジタル信号に変換された後、信号分岐部11において3方向に分岐される。 [0058] In the present embodiment, the piezoelectric vibrating gyro 2 output from the sensor output signal S (t) is converted into a digital signal by the A / D converter 5 via the analog circuit unit 4, the signal in the branch portion 11 is branched into three directions. そのうち一方へ分岐されたセンサ出力信号S(t) Branches of which the one sensor output signal S (t)
は合成器12へ導かれ、他方へ分岐されたセンサ出力信号S(t)は停止判定部23へ導かれ、さらに他方へ分岐されたセンサ出力信号S(t)はローパスフィルタ(LPF)22を通過した後、予測演算部6へ導かれる。 Is directed to the combiner 12, the branches sensor output signal S (t) and the other is led to the stop determination unit 23 further sensor output signal is branched to the other S (t) is a low-pass filter (LPF) 22 after passing through, guided to the prediction computation unit 6.

【0059】停止判定部23は、A/D変換部5から出力されたセンサ出力信号S(t)と予測演算部6から出力される温度ドリフトの予測値d(t)に基づいて、次のようにして圧電振動ジャイロ2が停止しているか否かを判断するものである。 [0059] stop determination unit 23, based on the predicted value of temperature drift which is outputted from the prediction computation unit 6 and the A / D output from the converting unit 5 a sensor output signal S (t) d (t), the following the piezoelectric vibratory gyroscope 2 by way is one which determines whether or not the stop. 温度ドリフトδ(t)[温度ドリフトについても、起動ドリフトと同じ記号を用いる] Temperature drift [delta] (t) [the temperature drift, using the same symbols as start drift]
は、一般に、検出すべき角速度信号ω(t)に比較して十分低い周波数成分であると考えることができるから、 Generally, because compared to the angular velocity signal to be detected omega (t) can be considered to be sufficiently low frequency components,
ローパスフィルタ22を通過させてセンサ出力信号S It passed through a low-pass filter 22 sensor output signal S
(t)から低周波数成分を分離することによって温度ドリフトδ(t)だけを分離できる。 It can be separated only temperature drift [delta] (t) by separating the low frequency components from (t). 従って、センサ出力信号S(t)のうち温度ドリフトδ(t)のみがローパスフィルタ22を通過して予測演算部6に入り、予測演算部6からは後述のように温度ドリフトの予測値d Therefore, temperature drift [delta] (t) only enters the prediction computation unit 6 through a low-pass filter 22, the predicted value d of the temperature drift as described below from the prediction computation unit 6 of the sensor output signal S (t)
(t)が出力される。 (T) is output.

【0060】A/D変換部5からのセンサ出力信号S [0060] sensor output signal from the A / D converter 5 S
(t)と予測演算部6からの温度ドリフトδ(t)の予測値が停止判定部23へ送信されると、停止判定部23 When the predicted value of the temperature drift [delta] (t) from (t) and the prediction computation unit 6 is transmitted to the stop determination unit 23, the stop determination unit 23
は予測演算部6から出力されている温度ドリフトの予測値d(t)を基準としてセンサ出力信号S(t)の大きさを評価する。 Evaluates the magnitude of the predicted value d (t) sensor output signal S based on the temperature drift which is outputted from the prediction calculation section 6 (t). つまり、停止判定部23は、センサ出力信号S(t)から予測演算部6の出力である温度ドリフトの予測値d(t)を減算してほぼ角速度信号ω(t) That is, the stop determination unit 23, the sensor output signal S (t) substantially angular velocity signal by subtracting the estimated value d (t) of the temperature drift which is the output of the prediction computation unit 6 from omega (t)
≒S(t)−d(t)を求め、図11に示すように、この角速度信号ω(t)の大きさが一定範囲内にあること、すなわち、−Vth<ω(t)<Vthであることを検出すると、圧電振動ジャイロ2が停止していると判断して停止判定時間計測用タイマー24をスタートさせる。 ≒ seek S (t) -d (t), as shown in FIG. 11, the magnitude of the angular velocity signal omega (t) is within a certain range, i.e., at -Vth <ω (t) <Vth When it is detected that the certain, piezoelectric vibrating gyro 2 to start the stop determining time measuring timer 24 judges that has stopped.
そして、当該タイマー24によって所定時間T3を計測し、所定時間T3の間、温度ドリフトδ(t)が所定範囲[−Vth<ω(t)<Vth]内に止まっていることが検出されると、圧電振動ジャイロ2が静止状態にあると確認し、温度ドリフトδ(t)の測定を促す停止判定信号uを予測演算部6へ出力する。 Then, measures the predetermined time T3 by the timer 24, for a predetermined time T3, when it is detected that the temperature drift [delta] (t) is stopped within a predetermined range [-Vth <ω (t) <Vth] , it confirms that the piezoelectric vibrating gyro 2 is stationary, and outputs a stop determination signal u prompting the measurement temperature drift [delta] (t) to the prediction computation unit 6.

【0061】なお、停止判定部23は、合成器12から出力される角速度信号ω(t)を直接モニターすることによって圧電振動ジャイロ2が停止しているか否かを判定するように構成しても差し支えない(図示せず)。 [0061] Incidentally, the stop determination unit 23, be configured to determine whether the piezoelectric vibrating gyro 2 is stopped by monitoring the angular velocity signal output from the synthesizer 12 omega (t) directly no problem (not shown).

【0062】予測演算部6は、停止判定部23から停止判定信号uを受信すると、サンプリング時間計測用タイマー8によって計測される一定の時間間隔ΔTをもって、ローパスフィルタ22を通して抽出された温度ドリフトδ(t)をサンプリングする。 [0062] prediction computation unit 6 receives the stop determination signal u from the stop determination unit 23, with a certain time interval ΔT measured by the sampling time measuring timer 8, the temperature is extracted through the low-pass filter 22 drift [delta] ( t) for sampling. 図11に示すように、このサンプリング時間をt 1 ,t 2 =t 1 +ΔT,t 3 As shown in FIG. 11, the sampling time t 1, t 2 = t 1 + ΔT, t 3
=t 2 +ΔTとすると、予測演算部6は、3つの温度ドリフトの値δ 1 =δ(t 1 ),δ 2 =δ(t 2 ),δ 3 =δ = When t 2 + [Delta] T, the prediction calculating unit 6, the value of the three temperature drift δ 1 = δ (t 1) , δ 2 = δ (t 2), δ 3 = δ
(t 3 )をサンプリングし、この温度ドリフトのサンプリングデータδ 1 ,δ 2 ,δ 3に基づいて時刻tにおける温度ドリフトの予測値d(t)を演算する。 (T 3) sampling the sampling data [delta] 1 of the temperature drift, [delta] 2, calculates a predicted value d (t) of the temperature drift at time t based on the [delta] 3.

【0063】この実施形態においても、予測演算部6 [0063] Also in this embodiment, the prediction computation unit 6
は、停止判定時間T3の経過後、3つの温度ドリフトの値δ 1 ,δ 2 ,δ 3をサンプリングしている間は、そのままサンプリングデータδ 1 ,δ 2 ,δ 3を合成器12へ出力し、予測演算のためのデータδ 1 ,δ 2 ,δ 3をサンプリングし終えると、予測演算した温度ドリフトの予測値d(t)を合成器12へ出力する。 The duration of its sampling after a stop determination time T3, 3 one value [delta] 1 of the temperature drift, [delta] 2, the [delta] 3 is directly output sampling data [delta] 1, [delta] 2, the [delta] 3 to the combiner 12 , data [delta] 1 for prediction calculation, the [delta] 2, finishes sampling [delta] 3, and outputs predicted value d of the temperature drift predicted calculates (t) to the combiner 12.

【0064】図12は、予測演算部6において、上記のようにして温度ドリフトの予測値d(t)を演算するためのアルゴリズムを示す図である。 [0064] Figure 12, in the prediction computation unit 6 is a diagram showing an algorithm for as described above to calculate the predicted value d (t) of the temperature drift. すなわち、停止判定部23は、予測演算部6から出力される温度ドリフトδ That is, the stop determination unit 23, the temperature drift δ output from the prediction calculation section 6
(t)とA/D変換部5からのセンサ出力信号S(t) (T) and A / D sensor output signal S from the conversion unit 5 (t)
とから圧電振動ジャイロ2が静止状態あるか否かを監視しており(S41)、圧電振動ジャイロ2が静止状態にあると判定すると(時刻t 0 )、停止判定時間計測用タイマー24をスタートさせ、停止判定時間T3の間圧電振動ジャイロ2が静止状態にあるか否かを判断する(S The piezoelectric vibratory gyroscope 2 monitors whether a stationary state (S41), the piezoelectric vibrating gyro 2 is determined to be in a stationary state (time t 0), to start the stop determining time measuring timer 24 from the , it is determined whether between the piezoelectric vibrating gyro second stop determination time T3 is at rest (S
41,S42)。 41, S42). 停止判定時間T3の間、圧電信号ジャイロ2が継続して静止状態にあることが確認されると、 During the stop determination time T3, when it is confirmed that the piezoelectric signal gyro 2 is in continuation to the stationary state,
カウンタをj=1にリセットし(S43)、ローパスフィルタ22から出力されている温度ドリフトδ(t)の値をサンプリングする(S44)。 Reset the counter to j = 1 (S43), samples the value of the temperature drift δ being output from the low pass filter 22 (t) (S44). ついで、温度ドリフトのサンプリング値δ(t)をメモリ9に格納する(S Then, stored sampled values ​​of the temperature drift δ (t) to the memory 9 (S
45)。 45). ついで、サンプリング時間計測用タイマー8をスタートさせ、サンプリング時間ΔTが経過するのを待つ(S46)。 Then, to start the sampling time measuring timer 8, wait for the sampling time ΔT has elapsed (S46). サンプリング時間ΔTが経過してサンプリング時間計測用タイマー8がタイムアップすると、カウンタのカウント値jを1増加させ(S47)、カウンタのカウント値jが3以下であるか否かを判定する(S When the sampling time measuring timer 8 sampling time ΔT has elapsed times out, the count value j of the counter is increased 1 (S47), the count value j of the counter is equal to or more than 3 (S
48)。 48). カウンタのカウント値jが3以下であれば、ステップS44へ戻って処理を繰り返す。 If the count value j of the counter is 3 or less, the process returns to step S44. これによって温度ドリフトのサンプリングデータδ 1 ,δ 2 ,δ 3がサンプリングされる。 This temperature drift sampling data δ 1, δ 2, δ 3 are sampled.

【0065】起動ドリフトのサンプリングデータδ 1 [0065] of the start-up drift sampling data δ 1,
δ 2 ,δ 3がメモリ9に格納し終えると、カウンタのカウント値はj=4となるので(S49)、これ以後は、所定時間ΔT毎に(S47)起動ドリフトの予測値δ [delta] 2, the [delta] 3 finishes stored in the memory 9, the count value of the counter becomes j = 4 (S49), which thereafter, at every predetermined time [Delta] T (S47) the predicted value of the start drift [delta]
(t)が予測演算される(S49)。 (T) is the prediction calculation (S49).

【0066】予測演算部6において、温度ドリフトの予測値d(t)を求める方法は、起動ドリフトの場合と同様であって、詳細は繰り返しになるので省略するが、温度ドリフトの変動が比較的緩やかな場合には、前記(5) [0066] In the prediction computation unit 6, a method for obtaining the prediction value d (t) of the temperature drift is a similar to the case of activation drift, is omitted details Again, variations of the temperature drift is relatively If loose, the (5)
式のべき級数によって近似する方法、図9のように予め実測値に基づいて求められた参照データで近似する方法、前記(7)式のような対数関数で近似する方法などを用いることができる。 It can be used a method of approximating by power series equation, a method for approximating the reference data obtained based on the actually measured values ​​as shown in FIG. 9, or a method of approximating a logarithmic function such as the equation (7) .

【0067】A/D変換部5から出力されて信号分岐部11で分岐された他方のセンサ出力信号S(t)は、合成器12において、予測演算部6から出力される温度ドリフトのサンプリングデータδ 1 ,δ 2 ,δ 3もしくは温度ドリフトの予測値d(t)を減算される。 [0067] A / D output from the converting unit 5 the signal is branched at the branch portion 11 a other sensor output signal S (t) in the combiner 12, sampling data of the temperature drift which is outputted from the prediction computation unit 6 δ 1, δ 2, is subtracted the predicted value of [delta] 3 or temperature drift d (t). こうしてセンサ出力信号S(t)から温度ドリフトの予測値d Thus estimated value d of the temperature drift from the sensor output signal S (t)
(t)を減算された補正信号A(t)=S(t)−d (T) is subtracted correction signal A (t) = S (t) -d
(t)≒ω(t)は、積分処理部10へ入力され、積分処理部10において角度信号に変換される。 (T) ≒ ω (t) is input to the integration processing unit 10 is converted into an angle signal in the integration processing unit 10.

【0068】従って、この実施形態においては、温度ドリフトのような環境変化に伴うオフセット変動を低減して角速度や角度等の検出精度を向上させることができる。 [0068] Thus, in this embodiment, it is possible to improve the detection accuracy such as an angular velocity and angle to reduce the offset variation caused by environmental changes such as temperature drift.

【0069】なお、上記のいずれの実施形態においても、積分処理部10を省略し、角速度信号を直接出力するようにしてあっても差し支えない。 [0069] In any of the embodiments described above, omitting the integration processing unit 10, even each other so as to output an angular velocity signal directly no problem.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】電源投入後に、圧電振動ジャイロから出力されるセンサ出力信号の例を示す図である。 After [1] power-on, is a diagram showing an example of a sensor output signal outputted from the piezoelectric vibrating gyro.

【図2】電源投入後に、圧電振動ジャイロから出力される起動ドリフトを示す図である。 After 2 shows power-on, is a diagram illustrating a start drift is outputted from the piezoelectric vibrating gyro.

【図3】圧電振動ジャイロのセンサ出力信号に含まれる温度ドリフトを示す図である。 3 is a diagram showing a temperature drift contained in the piezoelectric vibrating gyro sensor output signal.

【図4】本発明の一実施形態における圧電振動ジャイロの信号処理装置の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a structure of a piezoelectric vibrating gyro signal processing apparatus in an embodiment of the present invention; FIG.

【図5】同上の信号処理装置において、起動ドリフトの予測値を求めて角速度信号のみを積分処理部へ出力するための原理を説明する説明図である。 In the signal processor of FIG. 5 Id is an explanatory diagram for explaining the principle for outputting only the angular velocity signal to the integration processor seeking a predicted value of start drift.

【図6】同上の予測演算部における起動ドリフト予測処理のためのアルゴリズムを示すフロー図である。 6 is a flow diagram showing an algorithm for boot drift prediction processing in the prediction computation unit; FIG.

【図7】同上の合成器における補正値算出処理のためのアルゴリズムを示すフロー図である。 7 is a flow diagram showing an algorithm for the correction value calculation processing in the synthesizer of the same.

【図8】本発明の別な実施形態による信号処理回路における補正値算出処理のためのアルゴリズムを示すフロー図である。 8 is a flow diagram showing an algorithm for the correction value calculation processing in the signal processing circuit according to another embodiment of the present invention.

【図9】同上の説明図である。 FIG. 9 is an explanatory view of the same.

【図10】本発明のさらに別な実施形態による圧電振動ジャイロの信号処理装置の構成を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a structure of a piezoelectric vibrating gyro signal processing apparatus according to still another embodiment of the invention; FIG.

【図11】同上の信号処理装置において、温度ドリフトの予測値を求めて角速度信号のみを積分処理部へ出力するための原理を説明する説明図である。 In the signal processing apparatus 11 Id is an explanatory diagram for explaining the principle for outputting only the angular velocity signal to the integration processor seeking a predicted value of temperature drift.

【図12】同上の予測演算部における温度ドリフト予測処理のためのアルゴリズムを示すフロー図である。 12 is a flowchart showing an algorithm for the temperature drift prediction processing in the prediction computation unit; FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2 圧電振動ジャイロ 3 停止判定部 6 予測演算部 10 積分処理部 22 ローパスフィルタ 23 停止判定部 S(t) センサ出力信号 ω(t) 角速度信号 δ(t) 起動ドリフト又は温度ドリフト d(t) 起動ドリフト又は温度ドリフトの予測値 2 piezoelectric vibrating gyro 3 stop determination unit 6 prediction computation unit 10 integration processing unit 22 a low-pass filter 23 stop determination unit S (t) sensor output signal omega (t) the angular velocity signal [delta] (t) start drift or temperature drift d (t) started the predicted value of the drift or temperature drift

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 不要な信号成分を含んだセンサ出力信号から不要信号成分を低減して信号処理を行なう慣性センサの信号処理装置であって、 慣性センサの電源投入後、静止状態に保たれている間に慣性センサから出力されるセンサ出力信号を測定し、得られた測定データに基づいてそれ以降の不要信号成分の値を予測する予測演算手段と、 慣性センサから出力されたセンサ出力信号から前記予測演算手段で予測された不要信号成分の予測値を減算する信号合成手段と、を備えた慣性センサの信号処理装置。 1. A signal processing apparatus for an inertial sensor for reduction to the signal processing undesired signal components from the sensor output signal including the unnecessary signal components, after power-on of the inertial sensors, are held stationary from the sensor output signal is measured, and the prediction calculation means based on the obtained measurement data to predict the value of the subsequent unwanted signal components, the sensor output signal output from the inertial sensor output from the inertial sensor while in the predicted predicted in operation means and signal combining means for subtracting the predicted value of the unnecessary signal component, the signal processing device of the inertial sensor equipped with.
  2. 【請求項2】 環境変化に伴うオフセット変動を含んだセンサ出力信号からオフセット変動を低減して信号処理を行なう慣性センサの信号処理装置であって、 慣性センサから出力されたセンサ出力信号から低周波数成分を抽出し、当該センサ出力信号とその低周波数成分を比較することによって慣性センサが静止状態にあるか否かを判定する手段と、 慣性センサが静止状態にあると判定された場合には、当該センサ出力信号の低周波数成分に基づいてそれ以降のオフセット変動の値を予測する予測演算手段と、 慣性センサから出力されたセンサ出力信号から前記予測演算手段で予測された不要信号成分の予測値を減算する信号合成手段と、を備えた慣性センサの信号処理装置。 2. A signal processing apparatus for an inertial sensor for reduction to the signal processing offset variation from the sensor output signal including an offset variation caused by environmental changes, the low frequency from the sensor output signal output from the inertial sensor when extracting the component, it is determined the sensor output signal and means for determining whether or not the inertial sensor is at rest by comparing the low frequency components, the inertial sensor is in a static state, and prediction calculation means for predicting the value of the subsequent offset variation based on the low frequency components of the sensor output signal, the predicted value of the unnecessary signal components is predicted by the prediction arithmetic means from the sensor output signal output from the inertial sensor the signal processing apparatus of the inertial sensor and a signal combining means for subtracting the.
  3. 【請求項3】 前記予測演算手段は、センサ出力信号の低周波数成分もしくは静止状態にあると判断された慣性センサから出力されるセンサ出力信号を測定し、得られた測定データをべき級数で近似することにより、それ以降の不要信号成分又はオフセット変動の値を予測することを特徴とする、請求項1又は2に記載の慣性センサの信号処理装置。 Wherein said prediction calculating means, approximated by the low frequency components or a sensor output signal outputted from the inertial sensor is determined that the stationary state was measured, the measurement data obtained power series of the sensor output signal by, characterized by predicting the value of the subsequent undesired signal component or offset variation, the signal processor of the inertial sensor according to claim 1 or 2.
  4. 【請求項4】 慣性センサの不要信号成分もしくはオフセット変動に関するデータを保持するデータ保持手段を有し、 前記予測演算手段は、センサ出力信号の低周波数成分もしくは静止状態にあると判断された慣性センサから出力されるセンサ出力信号を測定し、得られた測定データを前記データと比較することにより、それ以降の不要信号成分又はオフセット変動の値を予測することを特徴とする、請求項1又は2に記載の慣性センサの信号処理装置。 4. A has a data holding unit for holding data relating to undesired signal component or offset variation of the inertial sensor, the prediction calculating means, the inertial sensor is determined to be in the low frequency components or quiescent state of the sensor output signal measuring the sensor output signal outputted from by the measurement data obtained are compared with the data, characterized by predicting the value of the subsequent undesired signal component or offset variation, according to claim 1 or 2 the signal processing apparatus of the inertial sensor according to.
  5. 【請求項5】 前記予測演算手段は、センサ出力信号の低周波数成分もしくは静止状態にあると判断された慣性センサから出力されるセンサ出力信号を測定し、得られた測定データを対数関数で近似することにより、それ以降の不要信号成分又はオフセット変動の値を予測することを特徴とする、請求項1又は2に記載の慣性センサの信号処理装置。 Wherein said prediction calculating means, the sensor output signal output from the low-frequency component or the inertial sensor is determined that the stationary state of the sensor output signal is measured, approximating the measurement data obtained by the logarithmic function by, characterized by predicting the value of the subsequent undesired signal component or offset variation, the signal processor of the inertial sensor according to claim 1 or 2.
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