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ジャイロレートオフセット除去方法

国内特許コード P150012593
整理番号 S2014-0587-N0
掲載日 2015年11月25日
出願番号 特願2014-039939
公開番号 特開2015-165190
出願日 平成26年2月28日(2014.2.28)
公開日 平成27年9月17日(2015.9.17)
発明者
  • 久米 達哉
出願人
  • 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構
発明の名称 ジャイロレートオフセット除去方法
発明の概要 【課題】ジャイロレートオフセットの変動に追従し、簡易な構成で、かつジャイロの反転にも追従するとともに、地球自転のようなジャイロの反転に追従しないレートオフセット成分をも除去することができる、簡便なジャイロレートオフセット除去方法、ジャイロ装置を提供する。
【解決手段】ジャイロ1と、位置保障された測定対象面2及び前記測定対象面2との位置が保障された基準エッジ5aとの位置関係を利用しながら前記ジャイロ1を前記測定対象面2に垂直な反転軸3cを中心に周期的に反転させ、ジャイロレートオフセットの変動に追従してジャイロレートオフセットを除去するとともに、前記ジャイロ1の反転前後のジャイロ角度検出値の差分値の時間変化量から、前記ジャイロ1の反転に関係なく加わるジャイロレートオフセット成分を検出し、除去する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


回転角度をジャイロにより検出測定する場合にレートオフセットが存在すると、検出角速度を積分して得られる検出角度にはオフセット値が時間的に積分された角度誤差も含まれることになる。従って、正確な角度検出、測定を実施するためには、ジャイロは、レートオフセットが極く小さくなければならない。



従来のレートオフセットの除去方法として、次の技術が知られている。
(1)ジャイロを一定時間静止させ、得られた信号をレートオフセットと定め、その後の測定値から静止状態の信号(値)を測定値から差し引く方法。
(2)図1に示すように、ジャイロ角度検出方向と直交する方向に、周期的にジャイロを搖動し、得られた信号からレートオフセット分を除去する方法(特許文献1)。
(3)図2に示すように、ジャイロ角度検出方向と直交する方向に、ジャイロを反転させ得られた信号からレートオフセット分を除去する方法(特許文献2)。



しかしながら、上記従来のレートオフセット除去方法(1)は、ジャイロレートオフセットの変動に追従した除去をすることができない。(2)の方法では、レートオフセット値の変動に追従し除去することが可能であるが装置が複雑となる。(3)の方法では、ジャイロの反転に追従するレートオフセット成分を除去することができるが、地球自転のように、ジャイロの反転に追従しないレートオフセット成分を除去することができない。

産業上の利用分野


本発明は、ジャイロを用いた角度検出において大きな誤差要因となるレートオフセット(角速度誤差)を除去する方法に関する。ジャイロレートオフセット(単に、レートオフセットということもある)とは、ジャイロが静止状態では角速度出力値が0でなければならないところ、実際に出力される角速度値(信号値)のことである。

特許請求の範囲 【請求項1】
ジャイロと、位置保障された測定対象面及び前記測定対象面との位置が保障された基準エッジとの位置関係を利用しながら前記ジャイロを前記測定対象面に垂直な反転軸を中心に周期的に反転させ、ジャイロレートオフセットの変動に追従してジャイロレートオフセットを除去するとともに、
前記ジャイロの反転前後のジャイロ角度検出値の差分値の時間変化量から、前記ジャイロの反転に関係なく加わるジャイロレートオフセット成分を検出し、除去することを特徴とするジャイロレートオフセット除去方法。

【請求項2】
前記基準エッジが、1本の基準バー又は2本の基準バーであることを特徴とする請求項1に記載のジャイロレートオフセット除去方法。

【請求項3】
前記基準エッジが、1本の基準バーと1点又は1本の柱、或いは、3点又は3本の柱であることを特徴とする請求項1に記載のジャイロレートオフセット除去方法。

【請求項4】
ジャイロレートオフセット変動、ジャイロ反転及びジャイロ反転に追随しないジャイロレートオフセットを除去できるジャイロ装置であって、
測定対象面に載置される底面、側面を備えた枠と、
前記枠に固定したジャイロと、
前記測定対象面に対して垂直な位置に固定された第一基準エッジと、
前記第一基準エッジと直角をなして前記測定対象面に対して垂直な位置に固定された第三基準エッジと、
を備え、
ジャイロレートオフセットを検出するに際し、
前記枠の対向する2面を、交互に前記第一基準エッジ及び第三基準エッジに当接させる反転を繰り返すことを特徴とするジャイロ装置。

【請求項5】
ジャイロレートオフセット変動、ジャイロ反転及びジャイロ反転に追随しないジャイロレートオフセットを除去できるジャイロ装置のジャイロユニットであって、
測定対象面に載置される底面、前記底面に垂直に起立する第一面、前記底面に垂直に起立しかつ前記第一面に平行な第二面、前記第一面及び第二面に対して直角で前記底面に連設する第三面、前記第一面及び第二面に対して直角かつ前記第三面と平行で前記底面に連設する第四面を備えた枠と、
前記枠に固定されたジャイロと、
からなることを特徴とするジャイロユニット。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014039939thum.jpg
出願権利状態 公開
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