JPS62105052A

JPS62105052A - 回転角速度検出器の出力感度自動較正方法および装置

Info

Publication number: JPS62105052A
Application number: JP60245211A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Matsuda; 智夫松田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1987-05-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は無人移動機械に搭載される回転角速度検出器の
出力感度自動較正方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

一般釦、回転角速度検出器、例えはガスレートジャイロ
や振動ジャイロの出力感度は、その周囲温度によって＋
１０Ｓ程度の範囲で変動することが知られている。第３
図に示すグラフはガスレートジャイロの出力感度の温度
依存性を示している。

そのため、従来は回転角速度検出器のケースに直接ヒー
タを巻き、ガス温度を一定に保ち、更にその周囲にもう
一層、恒温槽を設けた２重恒温槽構造にする必要があり
た。

また、別の従来技術として、無人車の走行路の形状を利
用する方法もある。即ち、予め較正用屈曲通路を設定し
、この通路に沿りて無人車を移動させ１通路の入口及び
出口においてそれぞれ車輛の通路に対する姿勢角を通路
に沿って予め設定した目標物によりて計測し、この通路
の入口と出口における計測値から車輛の実際の姿勢角の
変化をあられす第１の計測値を算出すると共に、車輛が
上記通路を移動する間の回転角速度検出器の出力を積分
して、この回転角速度検出器により計測した車輛の姿勢
角の変化をあられす第２の計測値を算出し、これら第１
及び第２の計測値を比較することにより、回転角速度検
出器の出力感度誤差を自動的に補正するものである（特
顯昭５９−９７１３６号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、恒温槽を利用して出力感度を一定に保つ
方法は、ガスレートジャイロ自体の消費電力は０．９Ｗ
、始動時間は０．１秒９重量は０．０６Ｋｇと小型軽量
であるにもかかわらず、恒温槽を取りつけるために、消
費電力は４０Ｗ（始動時は１４０Ｗ）、始動時間は１０
分１重量は９　Ｋｇ　となり、無人移動機械に搭載する
には消費電力、始動時間１重量ともに過大であった。

一方、較正用屈曲通路を設けて感度を較正する方法は、
無人移動機械の回転角速度検出器を定期的に較正する必
要があるため、無人移動機械を定期的に較正用屈曲通路
を走行させるか、あるいは走行経路のうち高い頻度で通
過する地点をできるだけ数多く較正用屈曲通路として専
用化して占有せねばならぬため、走行路レイアウトや走
行シーケンスに制約を受ける欠点があった。

本発明は後者の較正用屈曲通路等を設けずに、出力感度
を較正することができる回転角速度検出器の出力感度自
動較正方法および装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明によれ
ば、回転角速度検出器の感度方向に、既知の角速度の回
転振動を強制的に加え、この既知の角速度を示す既知の
信号を基準とし、前記回転角速度検出器の前記既知の角
速度に一応する出力信号の前記基準からの変化分に基づ
いて、その感度を自動的に補正するようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、発振器１は、１０〜２０Ｈｚの範囲の一定
の周波数ｆ０の信号を出力する。発振器１からの信号は
振幅調整器２およびアンプ３、を介して加振コイル４に
加えられる。

回転角速度計５は、回転軸６によりケース７にその感度
方向に回動自在に配設されている。また、回転角速度計
５には磁石８，９およびゴムパツキン１０．１１が設け
られている。

したがりて、上記加振コイル４が周波数ｆ０で付勢され
ると、回転角速度計５は上記感度方向と同方向に周波数
ｆ６で加振される。

回転角速度計５が加振されると、受付コイル１２はその
周波数および振幅に対応する信号を整流回路１３に出力
し、整流回路１３けこの入力信号を整流して直流信号を
加算点１４に加える。加算点１４には振幅設定器１５か
ら所定の振幅を示す信号が加えられており、加算点１４
はこれらの信号の偏差をとって、その偏差信号を振幅調
整器２に出力する。振幅調整器２は上記偏差信号が０に
なるように発振器１から加えられる周波数ｆ０の信号の
振幅を調整する。

これにより、回転角速度計５は周波数ｆ０かつ一定の振
幅で、すなわち所定の角速度で加振されることＫなる。

上記回転角速度計５を収納したケース７は、その感度方
向が無人移動機械の旋回方向と合致するように無人移動
機械に配設される。

さて、無人移動機械が移動中に１回転角速度計５から出
力される信号は、ローパスフィルタ１６およびバンドパ
スフィルタ１７に加えられる、ローパスフィルタ１６は
入力信号のうち１ＱＨｚ　以下の回転角速度を示す信号
のみを通過させ、これをゲイン自動調整回路１８に加え
る。すなわち、移動機械の旋回や路面の凹凸に起因して
発生する回転角速度の周波数は約１０Ｈｚであることが
経験的に知られて℃・ろ。したがって、それ以外の周波
数のものは、大半が車体自身の振動に起因しており、検
出しても車体の走行制御には何ら役に立たぬ雑音である
ため、防振ゴムや防振台のような機械的手段や上記ロー
パスフィルタ１６のような電気的手段によって除去され
る。

バンドパスフィルタ１７は、強制的な加振による角速度
を示す信号成分のみを取り出すもので、入力信号のうち
周波数ｆ０近傍の信号のみを通過させ、これを整流回路
１９に加える。なお、ガスレートジャイロや振動ジャイ
ロ等の回転角速度計５５は、２０Ｈｚ程度の周波数まで
十分に検出することができる。整流回路１９は入力する
信号を整流してゲイン自動調整回路１８に加える。

ゲイン自動調整回路１８は整流回路１９から加わる直流
信号によってゲインの増減を行なうもので、周囲温度の
変化によって回転角速度計５の感度が変化しても、その
変化による影響が出ないようにゲインを調整する。すな
わち、回転角速度計５の出力信号に含まれろ強制的な加
振による信号の振幅は、加振量を一定に制御しているの
で、その出力感度が変化しない限り一定の値をとり、感
度の増減に比例して上記振幅も増減する。したがって、
ある一定温度時における所定の感度を基準とし、その感
度の増減、すなわち整流回路１９からの直流信号の増減
によってゲインを調整する。

このようにして、ゲインを調整され１ゲイン自動調整回
路１８から出力される信号は、回転角速度計５の周囲温
度の変化による感度変化の影響を受けず、車体の旋回に
ともなう角速度を正確に示すものとなる。

第２図は第１図における回転角速度計５からの出力信号
の他の処理例を示すブロック図である。

同図において、回転角速度計５からの出力信号はゲイン
自動調整回路２０を介してローパスフィルタ２１および
バンドパスフィルタ２２に加えられる。なお、ローパス
フィルタ２１およびバンドパスフィルタ２２は第１図に
おけるローパスフィルタ１６およびバンドパスフィルタ
１７と同等のものである。

このバンドパスフィルタ２２を通過し、整流回路２３で
整流された直流信号は加算点２４に加えられろ。加算点
２４の他の入力には設定器２５から所定の感度基準信号
が加えられており、加算点２４はＣれらの信号の偏差を
とり、その偏差信号をゲイン自動調整回路２０に加えろ
。ゲイン自動調整回路２０は上記偏差信号に基づいてゲ
インを自動調整し、上記偏差信号がＯになるようにする
。

なお、本実施徊ｊでは、回転角速度計の加振機構として
加振コイル４と磁石８による非接触式のものを用いたが
、圧電素子（電歪素子）、磁歪素子、加振コイルと鉄片
、圧電フィルム等を利用することもできる。また、振幅
の検出器として受信コイル１２と磁石９による非接触式
の実施例を挙げたが、圧電素子、磁歪素子、圧電フィル
ム、非接触変位計、平面電極（向き合わせて振動振幅を
容量変化として取り出す）を利用することもできる。

また、本実施例では冷凍庫に出入りする無人移動機械に
も対応できるように、運転中に常時加振して回転角速度
計の感度を較正しているが、周囲温度が急変しない工場
等の用途では、タイマー、停止センサ、定位置マーカー
等で間欠的に較正するようにしてもよい。回転角速度計
を簡単な保温ケースの中に入れれば、更に安定化に有効
である、本実施例では、加振周波数として１０〜２０Ｈ
２の範囲のものを使用するようにしたが、もし無人移動
機械が凹凸の少ない路面を走行するならば、無人移動機
械の走行に起因して検出される回転角速度の周波数成分
がもっとも低い値（例えばｌＨｚ以下）となるので、強
制的に加振する周波数を低くすることもできる。また、
逆に回転角速度計の検出周波数の上限が２０Ｈｚよりも
高い場合には、強制的に加振する周波数も高くすること
ができる。

また、車両が停止する毎に感度を較正するようにした場
合には、上記強制的に加振する周波数は全く自由に選ぶ
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれは、温度変化にともな
って回転角速度計本体の感度が変化しても、これを自動
的に較正することができる。また、恒温槽を用いるもの
く比べて、消費電力が少なくて済み、かつ小型軽量化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の回転角速度計からの出力信号の他の処理例を示
すブロック図、第３図は周囲温度２０υの時の感度を１
００％としてガスレートジャイロの出力感度の温度依存
性を示すグラフである。１・・・発振器、２・・・振幅調整器、４・・・加振コ
イル、５・・・回転角速度計、８．９−・・磁石、１０
　、１１−・・ゴムパツキン、１２・・・受信コイル、
１３，１９゜２３・・・整流回路、１５・・・振幅設定
器、１６．２１・・・ローパスフィルタ、１７，２２−
・・バンドパスフィルタ、１８．２０・・・ゲイン自動
調整回路、２５・・・設定器。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転角速度検出器の感度方向に既知の角速度を加
え、該既知の角速度を示す既知の信号を基準とし、前記
回転角速度検出器の前記既知の角速度に対応する出力信
号の前記基準からの変化分に基づいて、その感度を自動
的に補正することを特徴とする回転角速度検出器の出力
感度自動較正方法。
（２）無人移動機械の旋回に起因して発生する第１の角
速度よりも大きく、かつ検出可能範囲内の既知の第２の
角速度で、回転角速度検出器に回転振動を加える加振手
段と、前記回転角速度検出器の出力信号から前記第１の
角速度成分と前記第２の角速度成分とをそれぞれ分別す
る手段と、第２の角速度を示す既知の信号を基準とし、
前記分別した第２の角速度成分の信号の前記基準からの
変化分に基づいて前記第１の角速度成分の信号のゲイン
を調整する手段とを具えた回転角速度検出器の出力感度
自動較正装置。