JPH1194573A - 移動体用位置姿勢測定装置 - Google Patents
移動体用位置姿勢測定装置Info
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- JPH1194573A JPH1194573A JP25070197A JP25070197A JPH1194573A JP H1194573 A JPH1194573 A JP H1194573A JP 25070197 A JP25070197 A JP 25070197A JP 25070197 A JP25070197 A JP 25070197A JP H1194573 A JPH1194573 A JP H1194573A
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Abstract
化したことを検出して、位置を検出する慣性測位装置に
おいて、時間の経過と共に方位角がずれてしまうことを
阻止し、方位角を精度よく維持する装置を提供する。 【解決手段】 地磁気センサによって基準方位を検出
し、その基準方位を基に走行方位を検出し、この走行方
位によってジャイロで検出した走行方位角を修正し、ジ
ャイロで検出した走行方位角が時間の経過と共にずれて
しまうことを阻止する構成とした。
Description
ような移動体の位置を測定し、自動運転させるような場
合に用いることができる移動体用位置姿勢測定装置に関
する。
るように、複数の人工衛星が発信する各人工衛星の軌道
情報、時間情報等を受信し解読することにより、その受
信点の位置を計算により算出する測位システムである。
このGPS測位システムには1台の受信機が独立して位
置を算出する独立型と、衛星からの情報を受信して位置
を算出する機能に加えて基準局から発信される補正デー
タを受信し、算出した位置情報を補正する型式の差動型
とが存在する。
衛星から送られて来る情報は所定の時間間隔で送られて
来るため、位置の算出結果は例えば1秒間隔で出力さ
れ、位置の算出時点間に空白時間が存在する。このた
め、例えば移動体を自動運転させるような制御を行なう
には情報の更新速度が不足し、安全な自動運転を約束で
きない不都合がある。
ジャイロ、加速度センサ等の検出器を用いた慣性測位装
置とGPS測位装置とを組合せたハイブリッド型の移動
体用位置姿勢測定装置が考えられている。このハイブリ
ッド型の移動体用位置姿勢測定装置によればGPS測位
装置が出力する測位データの間を慣性測位装置が出力す
る測位データにより補間することができ、常時最新の位
置情報を得ることができることから、移動体の自動運転
等にも利用することができる利点が得られる。
置姿勢測定装置の概略の構成を示す。図中10はハイブ
リッド型位置姿勢測定装置の全体を指す。ハイブリッド
型位置姿勢測定装置10は上述したGPS測位装置20
と、慣性測位装置30とによって構成される。GPS測
位装置20にはGPS受信装置21が接続され、GPS
受信装置21で受信した4個の衛星の情報をGPS測位
装置20に入力する。GPS測位装置20は4個の衛星
の情報を演算処理して慣性測位装置30に例えば1秒間
隔に測位データを出力する。
向の角速度を検出するジャイロ31X,31Y,31Z
と、3軸方向の加速度を検出する加速度センサ32X,
32Y,32Z等が接続され、GPS測位装置20が出
力する測位データ(座標位置)を元に、この測位データ
が指し示す座標位置から、例えばジャイロ31X,31
Y,31Zの検出信号により走行方位角の変化を検出
し、また加速度センサ32X,32Y,32Zの検出信
号により速度の変化を検出する等して、時々刻々の位置
を算出し位置出力端子33に出力する。慣性測位装置3
0による補間はGPS測位装置20の位置データの出力
周期の間を例えば1/10の周期で補間する。
に姿勢出力端子34、速度出力端子35、方位角出力端
子36が設けられ、各出力端子34〜36にそれぞれ姿
勢を表わすロール角、ピッチ角、走行速度、走行方向を
表わす走行方位角が出力される。
の慣性測位装置30は3個のジャイロ31X,31Y,
31Zと、3個の加速度センサ32X,32Y,32Z
の検出信号により位置の補間値、ロール角、ピッチ角、
走行速度、走行方向を表わす方位角等を算出し出力して
いる。
位装置30に入力すると、慣性測位装置30はジャイロ
31X、31Y、31Zにより測定する走行方位と、加
速度センサ32X、32Y、32Zにより測定する走行
速度の変化により時々刻々の位置を算出し、位置データ
を補間する。従ってGPS測位装置20が出力する位置
データの間を補間する位置の算出精度はジャイロ及び加
速度センサの検出精度に影響され、高価なジャイロ及び
加速度センサを使用しなければならない。然も精度が低
い安価なジャイロを用いた慣性測位置によれば、検出す
る方位が序々にずれてしまう現象が発生し、このために
精度の低いジャイロを用いた慣性測位装置30で補間す
る位置データは信頼性が低く、実用に耐えない不都合も
ある。
置に用いる慣性測位装置30は、検出精度の高い(方位
の維持精度が高い)ジャイロと加速度センサを装備した
高価な慣性測位装置を用いている。この発明の目的は安
価な慣性測位装置でも充分に精度の高い位置及び方位角
を検出することができる移動体用位置姿勢測定装置を提
供しようとするものである。
装置と慣性測位装置とによって構成されるハイブリッド
型移動体用位置姿勢測定装置に地磁気センサを用いた方
位角検出装置を付設し、この方位角検出装置により、ジ
ャイロによって検出した走行方位角を修正し、ジャイロ
によって検出した方位角が時間の経過と共にずれてしま
うことを阻止する構成としたものである。
位角は、方位の検出精度は高いものの応答性が悪く、移
動体の自動操舵のような制御には不向きである。これに
対し、ジャイロで構成される慣性測位装置30で検出さ
れる走行方位角は応答性が良く、走行方位の変化を高速
で検出できる利点がある反面、ジャイロの性能によって
方位の維持性が悪く、時間の経過と共に方位が漸次ずれ
てしまう欠点を持つ。従って従来はこの方位角のずれが
少ない高価なジャイロを用いている。
走行方位角によって、ジャイロが検出した走行方位角を
補正し、慣性測位装置で検出する走行方位角が時間の経
過と共に、漸次ずれてしまうことを阻止し、これによっ
て走行方位角の検出精度を向上させることにより、慣性
測位装置が補間する位置データの信頼性を向上させ、安
価なジャイロで済ませることができるように構成したも
のである。
置姿勢測定装置の一実施例を示す。図中10は図3と同
様に移動体用位置姿勢測定装置の全体を示す。移動体用
位置姿勢測定装置10はGPS測位装置20と慣性測位
装置30とによって構成される。この発明では慣性測位
装置30に付属して地磁気センサ41X,41Y,41
Zを具備した方位角検出装置40を設ける。地磁気セン
サ41X,41Y,41Zは例えば図2に示すように移
動体50の走行方向Xと地磁気センサ41Xの検出軸を
一致させ、走行方向Xと直交するY方向に地磁気センサ
41Yを装着し、これらX方向とY方向と直交するZ軸
方向(垂直方向)に地磁気センサ41Z(図2には特に
図示しない)を配置し、これら3軸方向の地磁気センサ
41X,41Y,41Zで検出される地磁気の成分によ
り例えば基準方位として北方位を決定し、その北方位と
自己の進行方位Xとの偏差を算出し、走行方位角φm を
算出する。
X,31Y,31Zの検出信号を演算器37Aに入力
し、演算器37Aで垂直軸周りの角速度ωを算出し、こ
の角速度ωを回路37cに供給し、回路37cで走行方
位角φを算出し、その走行方位角φを出力端子36に出
力すると共に、走行方位角φを加算器37Dに入力し、
この加算器37Dで方位角検出装置40で検出した走行
方位角φm との差を求める。加算回路37Dからはジャ
イロ31X,31Y,31Zによって検出した走行方位
角φと、方位角検出装置40で算出した走行方位角φm
との方位誤差値Δφを出力させ、この方位誤差値Δφを
回路37Eで必要に応じてk倍に増幅し、加算回路37
Bで角速度ωに加算し、走行方位角φを補正する構成と
したものである。
Y,31Zで検出される走行方位角φが時間の経過と共
に順次ずれていくことを阻止することができ、正確な方
位を維持することができる。
地磁気センサ41X,41Y,41Zによって検出した
走行方位角φm によってジャイロ31X,31Y,31
Zで検出した走行方位角φを修正したから慣性測位装置
30が持つ時間の経過と共に方位角がずれてしまう現象
を阻止することができる。従って慣性測位装置30の全
体の測位精度を向上できる利点が得られる。
するため、ジャイロ31X,31Y,31Zは走行方位
角の変化分を検出するだけの精度を持てばよいから、高
価なジャイロ、つまり方位維持精度の高いジャイロを使
用しなくても済む。従って慣性測位装置30を安価に作
ることができる利点も得られる。
図。
るための平面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 A.複数の人工衛星が発信する軌道情
報、時間情報等を受信解読し、その受信点の位置を算出
するGPS測位装置と、 B.複数のジャイロと、複数の加速度センサとを具備
し、これら複数のジャイロ及び複数の加速度センサの検
出値によって上記GPS測位装置の測位出力点間の位置
を補間すると共に、自己の姿勢を測定する慣性測位装置
と、によって構成される移動体用位置姿勢測定装置にお
いて、 C.地磁気センサを設け、この地磁気センサによって基
準方位を検出し、この基準方位を基に上記慣性測位装置
で検出する方位角と位置を修正する構成としたことを特
徴とする移動体用位置姿勢測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25070197A JPH1194573A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 移動体用位置姿勢測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25070197A JPH1194573A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 移動体用位置姿勢測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1194573A true JPH1194573A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17211765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25070197A Pending JPH1194573A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 移動体用位置姿勢測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1194573A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-09-16 JP JP25070197A patent/JPH1194573A/ja active Pending
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