JP3412092B2 - Gyro drift cancellation device on vehicle - Google Patents
Gyro drift cancellation device on vehicleInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両上のジャイロのド
リフトキャンセル装置に関し、特に、これに限定する意
図ではないが、本発明者が特願平5−191189号
(特開平7−43165号公報)に提示したドリフトキ
ャンセル装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、圧電振動ジャイロのようなある
種のセンサは、直流成分を含む信号を出力するが、その
直流レベルは一般に温度や湿度に応じて変動する。この
種の信号の直流レベルのドリフトは、検出感度を上げる
ために信号を増幅する増幅器のゲインを大きくすると顕
著になり、それによって検出誤差が増大する。
【0003】このような直流レベルの変動に伴なう誤差
の発生を抑えるために、従来より、センサの出力に、直
流成分を遮断するコンデンサ結合回路が設置される。こ
のコンデンサ結合回路の出力には直流成分が現われない
ので、ドリフトが除去された信号が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサ結合回路は、直流成分だけでなく、周波数の低い交
流成分をも減衰させるので、信号に非常に低い周波数の
交流成分が含まれる場合には、検出したい信号の一部分
が欠落又は減衰する。例えば、圧電振動ジャイロを利用
して自動車の進行方向の変化角速度を検出する場合、自
動車の進行方向がゆっくりと変化すると、それに対応し
て、圧電振動ジャイロの出力には、非常に周波数の低い
交流成分が現われる。従って、ゆっくりとした進行方向
の変化をも正しく検出するためには、コンデンサ結合回
路を使用することなく、圧電振動ジャイロの出力信号を
直接参照する必要があるので、直流レベルのドリフトが
問題になる。
【0005】また、コンデンサ結合回路の時定数を大き
くすれば、周波数の低い交流成分の減衰を低減しうる
が、時定数を大きくするのには限界がある。即ち、コン
デンサの容量が大きくなるので回路が大型化するし、時
定数の大きな回路はコンデンサの漏れ電流が小さくても
大きな電圧変動が生じ、増幅器の出力に新たな直流レベ
ルのドリフトが生じる。
【0006】従って本発明は、車両上のジャイロの直流
レベルのドリフトをキャンセルして正確な信号を出力す
るとともに、周波数の低い信号成分が減衰したり欠落す
るのを防止することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の車両上ジャイロのドリフトキャンセル装置
は、直流成分と交流成分を含む検出信号を出力する車両
上のジャイロ(11);前記検出信号を入力し増幅して
出力信号を生成する増幅手段(15);直流レベルのベ
−ス信号を出力するベ−ス信号生成手段(16);前記
ベ−ス信号を前記増幅手段の入力に加算又は減算する合
成手段(1B);前記検出信号のレベルと前記ベ−ス信
号のレベルとを参照し、それらの差分が予め定めた第1
のしきい値より大きいか否かを識別する第1の識別手段
(24,25);前記差分が第1のしきい値より大きい
状態が第1の時間以上継続した時に、その時間内の前記
検出信号の平均レベル(Vb)を計算する第1の平均計
算手段(23b,27,28a);前記平均レベルに応
じて、前記ベ−ス信号生成手段が出力するベ−ス信号の
レベルを変更する、ベ−スレベル変更手段(28b);
前記車両の速度に対応して低速では大きく高速では小さ
い第2のしきい値(Vw)を設定するしきい値設定手段
(30);前記増幅手段の出力信号のレベル(VS2)
を参照し、該信号のレベルと予め定めたその信号の零レ
ベル(Vc)との差分が第2のしきい値(Vw)以内か
否かを識別する第2の識別手段(2A,2B);第2の
時間内に前記出力信号のレベルを繰り返し参照し、出力
信号のレベルと予め定めたその信号の零レベルとの差分
が第2のしきい値以内の時にのみ、その検出信号のレベ
ルをサンプリングし、第2の時間内にサンプリングされ
た複数のレベルの平均(Mc)を計算する第2の平均計
算手段(2C,2F);該第2の平均計算手段が計算し
た平均と前記零レベルとの差(ΔVd)が所定(Vt
h)以上であると、該平均に基づいて前記零レベルを修
正する、零レベル調整手段(2J,2K);及び、前記
出力信号のレベルと前記零レベルとの差に応じた信号を
出力する信号出力手段(22);を備える。
【0008】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。
【0009】
【作用】本発明の車両上ジャイロのドリフトキャンセル
装置によれば、増幅手段は、検出信号とベ−ス信号とを
加算又は減算した信号を増幅する。そして、前記検出信
号のレベルと前記ベ−ス信号のレベルとの差分が第1の
しきい値(ΔV)より大きい状態が長時間(例えば25
秒)継続した時には、その時間内の前記検出信号の平均
レベルを第1の平均計算手段が計算し、この平均レベル
に対応して、前記ベ−ス信号のレベルが自動的に変更さ
れる。信号出力手段は、前記出力信号のレベルと零レベ
ルとの差に応じた信号を出力する。この零レベルは、零
レベル調整手段によって自動的に調整される。即ち、所
定時間(例えば15秒)内に前記出力信号のレベルを繰
り返し参照し、出力信号のレベルと零レベルとの差分が
第2のしきい値(Vw)以内の時にサンプリングされた
多数のレベル(VS2)の平均(Mc)と、前記零レベ
ルとの差が所定以上であると、該平均(Mc)に基づい
て前記零レベルが修正される。
【0010】ところで、車両の位置変化速度は車速に比
例するので同一角速度の方向変化であっても位置および
方向の変化速度は車速に比例して異なるので、高速では
圧電振動ジャイロの極力微細な出力変動(角速度信号の
レベル変化)を摘出しうるのが好ましい。
【0011】そこで本発明の車両上ジャイロのドリフト
キャンセル装置は、上記のごとく、車両の速度(V)に対
応して低速では大きく高速では小さいしきい値(Vw)を設
定するしきい値設定手段(30)、を備える。
【0012】これにより、高速では圧電振動ジャイロの
微細な出力変動(角速度信号のレベル変化)が摘出され
る。高速の場合車両の転舵時間は短く、この間のドリフ
トレベルの変化は実質上考えられないので、高速時にド
リフトを角速度信号と誤摘出する可能性は実質上ない。
低速の場合は角速度信号の摘出感度は、高速の場合に比
較して相対的にやや低いが、低速であるので車速と角速
度(タ−ン速度)による車両位置変化速度および方向変
化速度が遅いので、車両位置認識誤差は僅少に留まる。
【0013】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【0014】
【実施例】本発明を実施する装置の構成例を図1に示
す。図1の装置は、自動車に搭載して使用しうる方位測
定装置である。図1を参照すると、この装置には圧電振
動ジャイロ11,基準電圧源12,バッファ13,増幅
器14,15,D/A変換器16,A/D変換器17,
マイクロコンピュ−タ18,減算器19,1B,加算器
1A,1C,アンテナANT,GPS受信機1D及びG
PS復調器1Eが備わっている。
【0015】この実施例で用いている圧電振動ジャイロ
11は、株式会社 村田製作所製のモデルENC−05
Sであり、基準電圧入力端子R,信号出力端子S,電源
端子Vcc及びア−ス端子Gを備えている。この圧電振動
ジャイロ11は、1つの軸を中心とする回転の角速度に
比例する電圧を信号出力端子Sに出力する。この実施例
では、方位を検出するために、回転の軸を垂直方向に向
けて圧電振動ジャイロ11を配置してある。
【0016】検出される角速度を積分することにより圧
電振動ジャイロ11の回転角度(即ち自動車の回転角
度)が得られるので、ある時点で検出した基準方位と、
角速度から求めた回転角度とに基づいて、自動車の方位
(進行方向)を求めることができる。この実施例におい
ては、GPS受信機1D及びGPS復調器1Eを用いて
GPS測位を実施し、正確な基準方位を検出している。
但し、GPS測位を実施するには比較的長い時間を要す
るので、それを実施するだけでは、時々刻々と変化する
方位をリアルタイムで検出できない。そこでこの実施例
では、GPS測位による基準方位の検出と、圧電振動ジ
ャイロ11を用いた回転角度の検出とを組合せて、リア
ルタイムの方位検出を実現している。
【0017】ところで、圧電振動ジャイロ11は、その
仕様によれば、回転がない時には、Vref±500mVの範
囲内の直流電圧Voを出力端子Sに出力し、最大角速度
で回転する時には、Vo+72mVの電圧を出力する。
また、出力電圧に比較的大きなドリフトが生じるので、
コンデンサ結合回路を介して直流成分をカットし、出力
端子Sの信号を取り出すことが標準的な使用方法とされ
ている。しかしながら、コンデンサ結合回路を使用する
と、非常に周波数の低い信号成分は大幅に減衰もしくは
欠落してしまうので、自動車の回転角速度のようにゆっ
くりと変化する信号成分をも必要とする用途において
は、都合が悪い。そこでこの実施例では、マイクロコン
ピュ−タ18を用いて特別な制御を実施し、コンデンサ
結合回路を設けることなく、圧電振動ジャイロ11の出
力レベルのドリフトをキャンセルしている。
【0018】圧電振動ジャイロ11の信号出力端子Sか
ら出力される信号Vinは、バッファ13を通り、減算器
19及び1Bにそれぞれ印加される。減算器19におい
て、信号Vinから基準電圧源12が出力する一定の基準
電圧(直流電圧)Vrefを引いた電圧が増幅器14に入
力され増幅される。また、減算器1Bにおいて、信号V
inからD/A変換器16が出力するベ−ス信号Vbaseを
引いた電圧が増幅器15に入力され増幅される。この例
では、増幅器14のゲインA1は1.8であり、増幅器
15のゲインA2は28.6になっている。加算器1A
において、増幅器14の出力信号と基準電圧Vrefとを
加算した結果が信号VS1になり、増幅器15の出力信
号と基準電圧Vrefとを加算した結果が信号VS2にな
る。これらの信号VS1及びVS2は、それぞれ、A/
D変換器17を介してマイクロコンピュ−タ18に入力
される。
【0019】基準電圧Vrefはこの例では2.5Vであ
る。本来、信号Vinは、図7の最上段に示すように、回
転がない時にはVrefと同一の電圧になり、正転方向の
角速度を検出すると電圧が増大し、逆転方向の角速度を
検出すると電圧が減少する。しかし実際には、ドリフト
が生じるので、図7の中段及び下段に示すように、回転
がない時の信号Vinの電圧は基準電圧Vrefから変位
し、変位量は時間の経過に伴なって変化する。従って例
えば、(Vin−Vref)をA1倍に増幅してからそれにV
refを加算する場合、図7に示すように、信号Vinの電
圧のドリフトに伴なって増幅後の電圧の静止レベル(回
転しない時のレベル)が大きく変動するので、大きな回
転角速度が現われると、信号が飽和レベルに達して正し
いレベルが検出できなくなる。またいずれにしても、信
号の静止レベルが変動すると、信号の電圧と回転角速度
との対応がずれるので、回転角速度の検出誤差が生じ
る。
【0020】そこでこの実施例では、まず、信号Vinの
静止レベルが変動しても、増幅度が大きい増幅器15の
出力に得られる信号VS2のレベルが飽和しないよう
に、信号Vinの実際の静止レベルに近いレベルのベ−ス
信号Vbaseを生成し、このベ−ス信号Vbaseを用いて増
幅器15のオフセットを自動的に調整している。これに
より、図8に示すように信号Vinの静止レベルが基準電
圧Vrefから大きく変位した場合でも、振幅が大きい信
号のレベルが飽和するのを防止しうる。なおこの実施例
では、信号Vinの静止レベルを検出するために、その信
号を増幅器14で増幅した信号VS1を参照している
が、直接、信号Vinのレベルを参照してもよい。
【0021】マイクロコンピュ−タ18の動作を図2及
び図3に示す。図3がメインル−チンであり、図2はタ
イマ割込1のル−チンである。装置の電源がオンする
と、ステップ31で、まず初期化を実行しこれにおい
て、車速Vを算出するための、車速同期パルスに応答す
るパルス割込(図4の(a))およびタイマ割込2(図
4の(b)を許可する。次にGPS測位演算を実行し、
出力無効フラグをクリアし、タイマ割込1(図2)を許
可する。
【0022】マイクロコンピュ−タ18には、車軸の所
定小角度の回転につき1パルスの車速同期パルスが与え
られ、パルス割込およびタイマ割込2が許可されると、
コンピュ−タ18は、車速同期パルスが1パルス到来す
る毎に図4の(a)に示す割込み処理を実行する。すな
わち、パルスカウントレジスタRVCを1カウントアッ
プ(レジスタのデ−タを1インクレメントしたものに更
新)する(41)。タイマ割込2が許可されるとマイク
ロコンピュ−タ18は、割込タイマ2(プログラムタイ
マ)をスタ−トして、割込タイマ2がタイムオ−バする
とこれに応答して、割込タイマ2を再スタ−トして図4
の(b)に示すタイマ割込2を実行する。すなわち、パ
ルスカウントレジスタRVCのデ−タRVCより車速V
を算出しこれを車速レジスタVに書込んで(42)、パ
ルスカウントレジスタRVCをクリアする(43)。割
込タイマ2の時限値をTt2とすると、車速Vは、このT
t2の間の車速同期パルスの発生数(RVC)に比例す
る。この関係に基づいて車速Vがステップ42で算出さ
れて車速レジスタVに書込まれる。この更新書込みがT
t2で行なわれるので、車速レジスタVには最新の車速が
常時確保されている。
【0023】再度図3を参照すると、GPS測位演算で
は、3個以上の衛星から受信した情報をGPS受信機1
D及びGPS復調器1Eを介して入力し、これらの情報
に基づいて所定の計算を実施して進行方向の方位を求
め、ここで求めた方位を基準方位ψrefとする。ステッ
プ31でタイマ割込1が許可されると、タイマ割込1の
要求が発生する毎に、図2のタイマ割込1のル−チンが
実行される。この実施例では、タイマ割込1の要求は2
0msec 毎に周期的に発生する。
【0024】図2を参照してタイマ割込1のル−チンを
説明する。ステップ21では、2つの信号VS1及びV
S2を、それぞれA/D変換器17でサンプリングしA
/D変換した結果を入力する。ステップ22では、サン
プリングした信号VS2の値から零レベルVcを減算し
た結果、即ち回転角速度ωに対応する値をレジスタRω
にストアする。次のステップ23aでは、レジスタRr
とレジスタRωの内容を加算して結果をレジスタRrに
ストアし、次のステップ23bでは、レジスタRtの内
容とサンプリングした信号VS1の値を加算してその結
果をレジスタRtにストアする。即ち、レジスタRrに
は回転角速度ωの積算値が保持され、レジスタRtには
信号VS1の積算値が保持される。
【0025】続くステップ24では、サンプリングした
信号VS1の値を、上側しきい値レベルVbase+ΔVと
比較し、ステップ25では、信号VS1の値を下側しき
い値レベルVbase−ΔVと比較する。しきい値ΔVは、
この例では56mVに定めてある。そして、信号VS1
の値が前記上側及び下側のしきい値以内であればステッ
プ26に進み、この範囲を外れている時には、ステップ
27に進む。即ち、信号VS1の値とベ−ス信号Vbase
とがほぼ等しい時にはステップ26に進み、両者の偏差
が大きい時にはステップ27に進む。
【0026】ステップ27では、レジスタTbaseの内容
に1を加算した後、Tbaseの内容を参照し、それが25
秒以上か否かを識別する。タイマ割込の周期が20mse
c であり、Tbaseの内容は20msec 毎に1増加するの
で、実際にはステップ27で、Tbaseの内容と1250
(=50×25)とを比較する。Tbaseの内容が25秒
未満の時には次にステップ2Aに進むが、Tbaseの内容
が25秒以上の時にはステップ28a,28b,29の
処理を実行した後でステップ2Aに進む。また、25秒
が経過する前に、信号VS1の値が前記上側及び下側の
しきい値以内になると、ステップ26でレジスタTbase
及びRtの内容がクリアされる。つまり、25秒間継続
して、信号VS1の値が前記上側及び下側のしきい値の
範囲を外れると、ステップ28aに進む。
【0027】ステップ28aでは、レジスタRtに保持
されている25秒間の間にサンプリングされた信号VS
1の積算値をその間のサンプリング数N25(=1250)
で割り、その結果、即ち信号VS1の25秒間の平均値
Vbを求め、更にこの平均値Vbを入力信号Vinの平均
レベルに換算した値をレジスタVb2にストアする。次
のステップ28bでは、レジスタVb2の内容をD/A
変換器16に出力する。これによって、ベ−ス信号Vba
seの電圧が更新される。つまり、信号Vinの25秒間の
平均値がVbaseの新しい電圧になる。
【0028】例えば図8に示すように、信号Vinのドリ
フトによって、その静止レベルは基準電圧Vref からず
れるが、信号VS1の電圧の平均値を、ベ−ス信号Vba
seとして出力し、ずれが大きくなる度にベ−ス信号Vba
seを逐次更新することにより、ベ−ス信号Vbaseの電圧
を信号Vin(及びVS1)の静止レベルに近づけること
ができ、それによって、信号Vinからその直流成分を除
去した信号だけを増幅器15で増幅することができるの
で、信号VS2の静止レベルが基準電圧Vrefに近づ
く。従って、信号Vinの振幅が大きい(角速度が大き
い)場合でも、図7に示すような電圧の飽和は、信号V
S2には生じにくい。
【0029】再び図2を参照して説明する。ステップ2
8bでベ−ス信号Vbaseを更新した時には、次のステッ
プ29で、出力無効フラグをセットし、レジスタRr,
Rt,Tbaseの内容をクリアする。即ち、ベ−ス信号V
baseが変化すると、信号VS2の静止レベルがステップ
状に大幅に変化するし、ベ−ス信号Vbaseを更新する前
のデ−タは比較的大きな誤差を含んでいる可能性が高い
ので、それらの影響を受けるデ−タを無効にする。
【0030】ステップ30では、車速Vに対応するしき
い値Vwを算出して設定する。車速Vは車速レジスタV
から読み出し、プログラム上設定されている算出式
Vw=Vwo−(Vwo−a)V/Vv
に従った演算でしきい値Vwを算出して、しきい値レジ
スタVwに書込む。この算出式に従った、車速Vとしき
い値Vwの関係を図5に示す。
【0031】ステップ2Aでは、信号VS2の値をしき
い値レベルVc+Vwと比較し、次のステップ2Bでは、
信号VS2の値をしきい値レベルVc−Vwと比較する。
VwはレジスタVwのデ−タが示す値である。VS2>V
c+Vwならステップ2Aから2Dに進み、VS2>V
c−Vwならステップ2Bから2Dに進む。またVS2
がしきい値レベルVc−VwとVc+Vwとの範囲内に
ある時には、ステップ2Cに進む。しきい値Vwは、こ
の例では7.3mVに定めてある。
【0032】ステップ2Cでは、まず、レジスタRt2
の内容にサンプリングした信号VS2の値を加算してそ
の結果をレジスタRt2にストアし、レジスタCsの内
容に1を加算する。レジスタRt2には、信号VS2の
値の積算値が保持され、レジスタCsには、Rt2に積
算したVS2のデ−タ数が保持される。
【0033】次のステップ2D1で、レジスタTwの内
容に1を加算する。次のステップ2D2でサンプル数を
検証する。この内容を図6に示す。ここではまず参照回
数カウント用のレジスタCsoの内容に1を加算する(4
4)。そしてレジスタCsoの参照回数Csoに対するレジ
スタCsのサンプル回数Csの比Cs/Csoを算出し
て、これが56.2%以上であるかをチェックする(4
5)。そうであると零レベル校正のためのサンプル数が
十分であるので、次のチェック2D3(図2)に進む。
56.2%未満であると、例えば現在の15秒の時間カ
ウント区間内に図9に示す摘出すべき高レベルVS2
(Vc+Vwを越えるレベル)があって、その間参照回
数レジスタCsoはカウントアップしているが、サンプル
回数レジスタCsはカウントを停止しているので、零レ
ベルサンプル数(図9のVc+Vw未満のレベルの摘出
回数)が少な過ぎるので、この現在の15秒の時間カウ
ント区間およびその中のこれまでのデ−タをキャンセル
して新たな15秒の時間カウントとデ−タ収集を開始す
るため、レジスタRt2,Cs,CsoおよびTwをク
リアして(46)、メインル−チンに戻る。
【0034】さて、上述の検証(2D2)で、Cs/C
soが56.2%以上であったときには、図2の次のステ
ップ2D3で、レジスタTwの内容を15秒と比較す
る。実際には、Twの内容と750(=50×15)と
を比較する。Tw≧15秒であると、次にステップ2E
に進む。
【0035】ステップ2Eでは、レジスタCsの内容と
422とを比較する。即ち、15秒の間にレジスタRt
2に積算したVS2のデ−タ数と422とを比較する。
そしてCs>422なら次にステップ2Fに進み、そう
でなければステップ2Gに進む。ステップ2Fでは、レ
ジスタRt2の内容をレジスタCsの内容で割り、その
結果、即ち15秒間でサンプリングされたCs個のデ−
タの平均値を、レジスタMcにストアする。
【0036】次のステップ2Hでは、レジスタMpに有
効なデ−タが存在するか否かを調べ、デ−タが存在する
時には、ステップ2Iに進み、なければステップ2Lに
進む。ステップ2Lでは、レジスタMcの値をレジスタ
Mpにストアする。
【0037】ステップ2Iでは、レジスタMcの内容
(今回の平均値)とレジスタMpの内容(前回の平均
値)との差分の絶対値をΔVdとし、次のステップ2J
ではステップ2Iで求めた差分ΔVdをしきい値Vth
と比較する。しきい値Vthは、この例では2.44m
Vに定めてある。ΔVd>Vth、即ち信号VS2の1
5秒間のVc±Vw範囲内のデ−タの平均値が、前回の
それに比べてVth以上変化していると、次にステップ
2Kを実行する。ステップ2Kでは、レジスタMcの内
容、即ち今回の平均値を、新しい零レベルVcとし、レ
ジスタMpにストアする。また、レジスタRt2,C
s,Cso,Twの内容をクリアする。
【0038】ステップ2CでレジスタRt2に積算され
るデ−タ(VS2)は、図9に示すように、零レベルV
cに対して非常に狭い範囲(±Vw)にあり、角速度の
信号成分が現われる時には、信号VS2のレベルがVc
±Vwの範囲を外れるので、ステップ2Fで求められる
平均値(Mc)は、15秒の間の信号VS2が静止レベ
ルであった時の平均レベルになる。ドリフトによって、
例えば静止レベルが時間とともに増大又は減少すると、
今回の平均値(Mc)と前回の平均値(Mp)との差
(ΔVd)がしきい値Vthより大きくなり、ステップ
2Kで零レベルVcが自動的に更新される。従って、零
レベルVcは、常時、実際の静止レベルに近づくように
調整される。このため、ステップ22でレジスタRωに
ストアされるデ−タは、圧電振動ジャイロ11が検出し
た回転角速度になる。
【0039】図3を参照して説明する。出力無効フラグ
がセットされていない時には、ステップ34が実行され
る。ステップ34では、GPS測位演算によって求めら
れた基準方位ψref に、レジスタRrに保持された回転
角速度の積算値、即ち回転角度を加算してその結果を現
在の方位デ−タとする。そしてこの方位デ−タを外部に
出力する。
【0040】また、信号Vinのドリフトによってその静
止レベルとベ−ス信号Vbaseとの差が大きくなり、出力
無効フラグがセットされると、ステップ33が実行され
る。ステップ33では、まず割込を禁止し、各種レジス
タの内容をクリアした後、GPS測位演算を実行し、零
レベルVcを初期化し、出力無効フラグをクリアし、割
込を許可する。回転角度(Rrの内容)はクリアされ、
GPS測位演算により新しい基準方位ψref が検出され
る。
【0041】上記実施例の装置により、ドリフトを検出
して零レベルVcを逐次修正した時と、Vcの更新をし
なかった時のそれぞれの検出方位の変化を測定した結果
を図10に示す。この実験は、装置を静止状態に設置
し、ドリフトの影響のみが変化として現われる条件で実
施した。図10を参照すると、実施例の装置により、ド
リフトの影響を充分に抑制し、正確な回転角度(方位)
を検出しうることが分かる。
【0042】なお、上記実施例においては、圧電振動ジ
ャイロを用いて自動車の進行方向の方位を検出する場合
を説明したが、同様にドリフトを生じる直流成分を含む
信号を出力する他の様々な検出器の信号を処理する場合
にも、上記実施例と同様に本発明を実施しうる。
【0043】なお、図1に示す増幅器14を省略して信
号VS1の代わりに信号Vinを参照するようにしてもよ
いが、その場合にはベ−ス信号Vbaseの制御誤差が多少
増大する。
【0044】
【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、コンデン
サ結合回路を設置することなく、検出器出力の直流レベ
ルのドリフトをキャンセルするので、ドリフト以外のゆ
っくりとした信号の変化が欠落したり減衰するのを防止
して、正確な信号を読取ることができる。
【0045】車両の速度(V)に対応して低速では大きく
高速では小さいしきい値(Vw)を設定するしきい値設定手
段(30)を含むものとした。これにより、高速では圧電振
動ジャイロの微細な出力変動(角速度信号のレベル変
化)が摘出される。高速の場合車両の転舵時間は短く、
この間のドリフトレベルの変化は実質上考えられないの
で、高速時にドリフトを角速度信号と誤摘出する可能性
は実質上ない。低速の場合は角速度信号の摘出感度は、
高速の場合に比較して相対的にやや低いが、低速である
ので車速と角速度(タ−ン速度)による車両位置変化速
度および方向変化速度が遅いので、車両位置認識誤差は
僅少に留まる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyro drift canceling device on a vehicle, and more particularly, though not intended to limit the invention, to the present invention. No. 191189
The present invention relates to an improvement of a drift cancellation device presented in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43165 . 2. Description of the Related Art Some types of sensors, such as a piezoelectric vibrating gyroscope, output a signal containing a DC component, and the DC level generally varies according to temperature and humidity. The DC level drift of this type of signal becomes significant when the gain of the amplifier for amplifying the signal is increased to increase the detection sensitivity, thereby increasing the detection error. [0003] In order to suppress the occurrence of errors due to such fluctuations in the DC level, a capacitor coupling circuit that cuts off the DC component is conventionally provided at the output of the sensor. Since no DC component appears at the output of the capacitor coupling circuit, a signal from which drift has been removed is obtained. [0004] However, since the capacitor coupling circuit attenuates not only the DC component but also the AC component having a low frequency, the capacitor coupling circuit may be used when the signal contains an AC component having a very low frequency. , A part of the signal to be detected is missing or attenuated. For example, when using a piezoelectric vibrating gyroscope to detect a changing angular velocity in the traveling direction of a car, if the traveling direction of the car changes slowly, the output of the piezoelectric vibrating gyroscope will have a very low frequency alternating current. Ingredients appear. Therefore, in order to correctly detect a slow change in the traveling direction, it is necessary to directly refer to the output signal of the piezoelectric vibrating gyroscope without using a capacitor coupling circuit, so that the DC level drift becomes a problem. . If the time constant of the capacitor coupling circuit is increased, the attenuation of the low-frequency AC component can be reduced, but there is a limit in increasing the time constant. That is, since the capacity of the capacitor becomes large, the circuit becomes large. In a circuit having a large time constant, a large voltage fluctuation occurs even if the leakage current of the capacitor is small, and a new DC level drift occurs in the output of the amplifier. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to cancel a drift of a DC level of a gyro on a vehicle and output an accurate signal, and to prevent a signal component having a low frequency from being attenuated or missing. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, a drift cancel apparatus for a gyro on a vehicle according to the present invention is provided.
A gyro (11) on a vehicle for outputting a detection signal including a DC component and an AC component; amplification means (15) for inputting and amplifying the detection signal to generate an output signal; A base signal generating means for outputting (16); a synthesizing means (1B) for adding or subtracting the base signal to or from an input of the amplifying means; refer to the level of the detection signal and the level of the base signal. And the difference between them is a predetermined first
First discriminating means (24, 25) for discriminating whether or not the difference is larger than a first threshold value; when a state in which the difference is larger than the first threshold value has continued for a first time or more, First average calculating means (23b, 27, 28a) for calculating the average level (Vb) of the detection signal; changing the level of the base signal output by the base signal generating means according to the average level Base level changing means (28b);
Threshold value setting means (30) for setting a second threshold value (Vw) which is large at a low speed and small at a high speed corresponding to the speed of the vehicle; the level (VS2) of the output signal of the amplifying means
And a second identification means (2A, 2B) for identifying whether or not the difference between the level of the signal and a predetermined zero level (Vc) of the signal is within a second threshold (Vw). Repeatedly referring to the level of the output signal within a second time, and only when the difference between the level of the output signal and a predetermined zero level of the signal is within a second threshold value, Averaging means (2C, 2F) for calculating the average (Mc) of a plurality of levels sampled within a second time; the average calculated by the second averaging means and the zero The difference (ΔVd) from the level is a predetermined value (Vt
If it is h) above, modifying the zero level on the basis of the average, the zero level adjusting means (2J, 2K); and to output a signal corresponding to the difference between the level and the zero level of the output signal signal output means (22); Ru equipped with. The symbols shown in the parentheses indicate the reference numerals of the corresponding elements in the embodiments described later for reference, but each component of the present invention is a specific element in the embodiments. It is not limited to only. The drift cancellation of the gyro on the vehicle according to the present invention.
According to the apparatus , the amplifying means amplifies a signal obtained by adding or subtracting the detection signal and the base signal. A state in which the difference between the level of the detection signal and the level of the base signal is larger than the first threshold value (ΔV) is for a long time (for example, 25 seconds).
When (sec) continues, the first average calculating means calculates the average level of the detection signal within that time, and the level of the base signal is automatically changed in accordance with the average level. The signal output means outputs a signal corresponding to the difference between the level of the output signal and the zero level. This zero level is automatically adjusted by the zero level adjusting means. That is, the level of the output signal is repeatedly referred to within a predetermined time (for example, 15 seconds), and a number of levels sampled when the difference between the level of the output signal and the zero level is within the second threshold value (Vw). If the difference between the average (Mc) of (VS2) and the zero level is equal to or greater than a predetermined value, the zero level is corrected based on the average (Mc). Since the position change speed of the vehicle is proportional to the vehicle speed, even if the direction changes at the same angular speed, the change speed of the position and direction differs in proportion to the vehicle speed. It is preferable that fluctuation (level change of the angular velocity signal) can be extracted. Therefore , the drift of the gyro on the vehicle according to the present invention.
Cancellation device, as described above, comprises a threshold value setting means (30), for setting a small threshold (Vw) is greater high speed at a low speed corresponding to the speed of the vehicle (V). Thus, at a high speed, a minute output fluctuation (a level change of the angular velocity signal) of the piezoelectric vibrating gyroscope is extracted. In the case of a high speed, the turning time of the vehicle is short, and a change in the drift level during this period is practically inconceivable. Therefore, there is substantially no possibility of erroneously extracting the drift as an angular velocity signal at a high speed.
In the case of low speed, the extraction sensitivity of the angular velocity signal is relatively slightly lower than in the case of high speed, but since it is low speed, the vehicle position change speed and the direction change speed due to the vehicle speed and angular speed (turn speed) are slow. However, the vehicle position recognition error is negligible. Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of an apparatus for carrying out the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is an azimuth measuring apparatus which can be mounted on a vehicle and used. Referring to FIG. 1, a piezoelectric vibrating gyroscope 11, a reference voltage source 12, a buffer 13, amplifiers 14, 15, a D / A converter 16, an A / D converter 17,
Microcomputer 18, subtractors 19 and 1B, adders 1A and 1C, antenna ANT, GPS receivers 1D and G
A PS demodulator 1E is provided. The piezoelectric vibrating gyroscope 11 used in this embodiment is a model ENC-05 manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd.
S, which has a reference voltage input terminal R, a signal output terminal S, a power supply terminal Vcc, and an earth terminal G. The piezoelectric vibrating gyroscope 11 outputs a voltage proportional to the angular velocity of rotation about one axis to a signal output terminal S. In this embodiment, in order to detect the azimuth, the piezoelectric vibrating gyroscope 11 is arranged with the axis of rotation directed vertically. The rotation angle of the piezoelectric vibrating gyroscope 11 (ie, the rotation angle of the vehicle) is obtained by integrating the detected angular velocity.
The azimuth (traveling direction) of the vehicle can be obtained based on the rotation angle obtained from the angular velocity. In this embodiment, the GPS positioning is performed by using the GPS receiver 1D and the GPS demodulator 1E, and an accurate reference direction is detected.
However, since it takes a relatively long time to perform the GPS positioning, it is not possible to detect the azimuth that changes every moment in real time only by performing the GPS positioning. Therefore, in this embodiment, real-time azimuth detection is realized by combining detection of a reference azimuth by GPS positioning and detection of a rotation angle using the piezoelectric vibrating gyroscope 11. According to the specifications, the piezoelectric vibrating gyroscope 11 outputs a DC voltage Vo within the range of Vref ± 500 mV to the output terminal S when there is no rotation, and a voltage of Vo + 72 mV when rotating at the maximum angular velocity. Is output.
Also, since a relatively large drift occurs in the output voltage,
It is standard practice to cut out the DC component via a capacitor coupling circuit and extract the signal at the output terminal S. However, when a capacitor coupling circuit is used, a signal component having a very low frequency is greatly attenuated or lost. Therefore, in a case where a signal component that changes slowly, such as an angular velocity of an automobile, is also required, it is convenient. Is bad. Therefore, in this embodiment, a special control is performed using the microcomputer 18 to cancel the drift of the output level of the piezoelectric vibrating gyroscope 11 without providing a capacitor coupling circuit. The signal Vin output from the signal output terminal S of the piezoelectric vibrating gyroscope 11 passes through the buffer 13 and is applied to the subtracters 19 and 1B, respectively. In the subtracter 19, a voltage obtained by subtracting a constant reference voltage (DC voltage) Vref output from the reference voltage source 12 from the signal Vin is input to the amplifier 14 and amplified. Further, in the subtractor 1B, the signal V
A voltage obtained by subtracting the base signal Vbase output from the D / A converter 16 from in is input to the amplifier 15 and amplified. In this example, the gain A1 of the amplifier 14 is 1.8 and the gain A2 of the amplifier 15 is 28.6. Adder 1A
, The result of adding the output signal of the amplifier 14 and the reference voltage Vref becomes a signal VS1, and the result of adding the output signal of the amplifier 15 and the reference voltage Vref becomes a signal VS2. These signals VS1 and VS2 are respectively A /
The data is input to the microcomputer 18 via the D converter 17. The reference voltage Vref is 2.5 V in this example. Originally, the signal Vin has the same voltage as Vref when there is no rotation as shown at the top of FIG. 7, and the voltage increases when the angular velocity in the forward direction is detected, and increases when the angular velocity in the reverse direction is detected. Decrease. However, in practice, drift occurs, so that the voltage of the signal Vin when there is no rotation is displaced from the reference voltage Vref as shown in the middle and lower parts of FIG. 7, and the amount of displacement changes over time. . Therefore, for example, after (Vin-Vref) is amplified by A1 times,
When ref is added, as shown in FIG. 7, the static level of the amplified voltage (the level at the time of non-rotation) fluctuates greatly with the drift of the voltage of the signal Vin. The signal reaches the saturation level and the correct level cannot be detected. In any case, if the static level of the signal fluctuates, the correspondence between the voltage of the signal and the rotational angular velocity shifts, and a rotational angular velocity detection error occurs. Therefore, in this embodiment, first, even if the static level of the signal Vin fluctuates, the actual static level of the signal Vin is controlled so that the level of the signal VS2 obtained at the output of the amplifier 15 having a large amplification degree does not saturate. Is generated, and the offset of the amplifier 15 is automatically adjusted using the base signal Vbase. As a result, even when the quiescent level of the signal Vin greatly deviates from the reference voltage Vref as shown in FIG. 8, the level of the signal having a large amplitude can be prevented from being saturated. In this embodiment, in order to detect the static level of the signal Vin, the signal VS1 obtained by amplifying the signal Vin by the amplifier 14 is referred to. However, the level of the signal Vin may be directly referred to. The operation of the microcomputer 18 is shown in FIGS. FIG. 3 shows the main routine, and FIG. 2 shows the routine of the timer interrupt 1. When the power of the apparatus is turned on, in step 31, initialization is first performed, in which a pulse interrupt (FIG. 4A) and a timer interrupt 2 for calculating a vehicle speed V in response to a vehicle speed synchronization pulse are performed. ((B) of FIG. 4 is permitted. Next, the GPS positioning calculation is executed,
Clear the output invalid flag and enable timer interrupt 1 (Fig. 2). The microcomputer 18 is supplied with one vehicle speed synchronizing pulse for a predetermined small angle rotation of the axle, and when pulse interruption and timer interruption 2 are permitted,
The computer 18 executes the interrupt processing shown in FIG. 4A every time one vehicle speed synchronizing pulse arrives. That is, the pulse count register RVC is incremented by one (the data of the register is updated to one which is incremented by one) (41). When the timer interrupt 2 is permitted, the microcomputer 18 starts the interrupt timer 2 (program timer). When the time of the interrupt timer 2 is over, the microcomputer 18 responds thereto. Is restarted, and FIG.
The timer interrupt 2 shown in FIG. That is, the vehicle speed V is obtained from the data RVC of the pulse count register RVC.
Is calculated and written in the vehicle speed register V (42), and the pulse count register RVC is cleared (43). If the time limit value of the interrupt timer 2 is Tt2, the vehicle speed V becomes
It is proportional to the number of generated vehicle speed synchronization pulses (RVC) during t2. Based on this relationship, the vehicle speed V is calculated in step 42 and written into the vehicle speed register V. This update write is T
Since the processing is performed at t2, the latest vehicle speed is always secured in the vehicle speed register V. Referring again to FIG. 3, in the GPS positioning calculation, information received from three or more satellites is transmitted to the GPS receiver 1.
D and input via the GPS demodulator 1E, and based on the information, perform a predetermined calculation to determine the azimuth in the traveling direction, and set the azimuth obtained here as the reference azimuth ψref. When the timer interrupt 1 is permitted in step 31, the routine of the timer interrupt 1 of FIG. 2 is executed every time a request for the timer interrupt 1 occurs. In this embodiment, the request for timer interrupt 1 is 2
It occurs periodically every 0 msec. Referring to FIG. 2, the routine of timer interrupt 1 will be described. In step 21, two signals VS1 and V
S2 is sampled by the A / D converter 17 and A2
/ D conversion result is input. In step 22, the result obtained by subtracting the zero level Vc from the value of the sampled signal VS2, that is, the value corresponding to the rotational angular velocity ω is stored in the register Rω.
Store in In the next step 23a, the register Rr
And the contents of the register Rω are added, and the result is stored in the register Rr. In the next step 23b, the contents of the register Rt and the value of the sampled signal VS1 are added, and the result is stored in the register Rt. That is, the integrated value of the rotational angular velocity ω is held in the register Rr, and the integrated value of the signal VS1 is held in the register Rt. In the following step 24, the value of the sampled signal VS1 is compared with the upper threshold level Vbase + ΔV, and in step 25, the value of the signal VS1 is compared with the lower threshold level Vbase−ΔV. The threshold ΔV is
In this example, it is set to 56 mV. Then, the signal VS1
If the value is within the upper and lower threshold values, the process proceeds to step 26. If the value is out of the range, the process proceeds to step 27. That is, the value of the signal VS1 and the base signal Vbase
When the values are substantially equal, the process proceeds to step 26, and when the difference between the two is large, the process proceeds to step 27. In step 27, after adding 1 to the contents of the register Tbase, the contents of Tbase are referred to and
Identify whether it is seconds or more. Timer interrupt cycle is 20 ms
c, and the content of Tbase increases by 1 every 20 msec.
(= 50 × 25). If the content of Tbase is less than 25 seconds, the process proceeds to step 2A. If the content of Tbase is 25 seconds or more, the process proceeds to steps 2a, 2b, and 29, and then proceeds to step 2A. If the value of the signal VS1 falls within the upper and lower threshold values before 25 seconds elapse, the register Tbase is set in step 26.
And Rt are cleared. That is, when the value of the signal VS1 is out of the range of the upper and lower threshold values continuously for 25 seconds, the process proceeds to step 28a. In step 28a, the signal VS sampled for 25 seconds held in the register Rt is output.
The integration value of 1 is sampled by the number of samplings N25 (= 1250)
The result, that is, the average value Vb of the signal VS1 for 25 seconds is obtained, and the value obtained by converting the average value Vb to the average level of the input signal Vin is stored in the register Vb2. In the next step 28b, the contents of the register Vb2 are stored in the D / A
Output to the converter 16. As a result, the base signal Vba
The voltage of se is updated. That is, the average value of the signal Vin for 25 seconds becomes the new voltage of Vbase. For example, as shown in FIG. 8, the quiescent level of the signal Vin shifts from the reference voltage Vref due to the drift of the signal Vin, but the average value of the signal VS1 is changed to the base signal Vba.
output as se, and every time the deviation increases, the base signal Vba
By successively updating se, the voltage of the base signal Vbase can be brought close to the quiescent level of the signal Vin (and VS1), whereby only the signal whose DC component has been removed from the signal Vin is amplified by the amplifier 15. Therefore, the quiescent level of the signal VS2 approaches the reference voltage Vref. Therefore, even when the amplitude of the signal Vin is large (the angular velocity is large), the saturation of the voltage as shown in FIG.
It is unlikely to occur in S2. Referring again to FIG. Step 2
8b, when the base signal Vbase is updated, the output invalid flag is set in the next step 29, and the registers Rr,
Clear the contents of Rt and Tbase. That is, the base signal V
When the base changes, the quiescent level of the signal VS2 greatly changes in a stepwise manner, and the data before updating the base signal Vbase is likely to include a relatively large error. Invalidate the affected data. In step 30, a threshold value Vw corresponding to the vehicle speed V is calculated and set. The vehicle speed V is the vehicle speed register V
The threshold value Vw is calculated by an operation according to a calculation formula Vw = Vwo- (Vwo-a) V / Vv set on the program, and is written into the threshold value register Vw. FIG. 5 shows the relationship between the vehicle speed V and the threshold value Vw according to this calculation formula. In step 2A, the value of the signal VS2 is compared with the threshold level Vc + Vw, and in the next step 2B,
The value of the signal VS2 is compared with the threshold level Vc-Vw.
Vw is a value indicated by the data of the register Vw. VS2> V
If c + Vw, the process proceeds from step 2A to 2D, where VS2> V
If it is c-Vw, the process proceeds from step 2B to 2D. VS2
Is within the range between the threshold levels Vc-Vw and Vc + Vw, the process proceeds to step 2C. The threshold value Vw is set to 7.3 mV in this example. In step 2C, first, the register Rt2
Is added to the content of the sampled signal VS2, the result is stored in the register Rt2, and 1 is added to the content of the register Cs. The register Rt2 holds the integrated value of the value of the signal VS2, and the register Cs holds the data number of VS2 integrated into Rt2. In the next step 2D1, 1 is added to the contents of the register Tw. In the next step 2D2, the number of samples is verified. This is shown in FIG. Here, first, 1 is added to the content of the reference count register Cso (4
4). Then, a ratio Cs / Cso of the number of times of sampling Cs of the register Cs to the number of times of reference Cso of the register Cso is calculated, and it is checked whether this is 56.2% or more (4).
5). If so, the number of samples for the zero level calibration is sufficient, so the process proceeds to the next check 2D3 (FIG. 2).
If it is less than 56.2%, for example, the high level VS2 to be extracted shown in FIG.
(A level exceeding Vc + Vw), the reference count register Cso is counting up during that time, but the sample count register Cs has stopped counting, so the number of zero-level samples (extraction of a level less than Vc + Vw in FIG. 9). Since the number of times is too small, the current 15-second time count section and the data therein are canceled to start a new 15-second time count and data collection. Cs, Cso and Tw are cleared (46), and the process returns to the main routine. Now, in the above verification (2D2), Cs / C
If so is 56.2% or more, the content of the register Tw is compared with 15 seconds in the next step 2D3 in FIG. Actually, the content of Tw is compared with 750 (= 50 × 15). If Tw ≧ 15 seconds, then step 2E
Proceed to. In step 2E, the contents of the register Cs and 422 are compared. That is, during the 15 seconds, the register Rt
422 is compared with the data number of VS2 integrated to 2.
If Cs> 422, the process proceeds to step 2F; otherwise, the process proceeds to step 2G. In step 2F, the content of the register Rt2 is divided by the content of the register Cs, and as a result, Cs data sampled in 15 seconds is obtained.
The average value of the data is stored in the register Mc. In the next step 2H, it is checked whether or not valid data exists in the register Mp. When there is data, the flow proceeds to step 2I, and if not, the flow proceeds to step 2L. In step 2L, the value of the register Mc is stored in the register Mp. In step 2I, the absolute value of the difference between the content of the register Mc (current average value) and the content of the register Mp (previous average value) is set to ΔVd, and the next step 2J
Then, the difference ΔVd obtained in step 2I is set to the threshold value Vth
Compare with The threshold value Vth is 2.44 m in this example.
V. ΔVd> Vth, that is, 1 of signal VS2
If the average value of the data within the range of Vc ± Vw for 5 seconds has changed by Vth or more from the previous value, step 2K is executed next. In step 2K, the content of the register Mc, that is, the current average value is set as a new zero level Vc and stored in the register Mp. Further, the registers Rt2, C
Clear the contents of s, Cso, Tw. The data (VS2) integrated in the register Rt2 in step 2C has a zero level V as shown in FIG.
c is in a very narrow range (± Vw), and when the signal component of the angular velocity appears, the level of the signal VS2 becomes Vc
Since the value is out of the range of ± Vw, the average value (Mc) obtained in step 2F is the average level when the signal VS2 is at the static level for 15 seconds. By drift
For example, if the static level increases or decreases over time,
The difference (ΔVd) between the current average value (Mc) and the previous average value (Mp) becomes larger than the threshold value Vth, and the zero level Vc is automatically updated in step 2K. Therefore, the zero level Vc is always adjusted so as to approach the actual stationary level. Therefore, the data stored in the register Rω in step 22 is the rotational angular velocity detected by the piezoelectric vibrating gyroscope 11. A description will be given with reference to FIG. When the output invalid flag is not set, step 34 is executed. In step 34, the integrated value of the rotational angular velocity, that is, the rotational angle held in the register Rr, is added to the reference azimuth ψref obtained by the GPS positioning calculation, and the result is used as the current azimuth data. The azimuth data is output to the outside. When the difference between the stationary level and the base signal Vbase increases due to the drift of the signal Vin and the output invalid flag is set, step 33 is executed. In step 33, first, the interrupt is prohibited, the contents of various registers are cleared, the GPS positioning operation is executed, the zero level Vc is initialized, the output invalid flag is cleared, and the interrupt is permitted. The rotation angle (Rr content) is cleared,
A new reference direction ψref is detected by the GPS positioning calculation. FIG. 10 shows the results of measuring the change in the detected azimuth when the zero level Vc is sequentially corrected by detecting the drift and when the Vc is not updated by the apparatus of the above embodiment. In this experiment, the apparatus was set in a stationary state, and the experiment was performed under the condition that only the influence of the drift appears as a change. Referring to FIG. 10, the apparatus according to the embodiment sufficiently suppresses the influence of the drift and provides an accurate rotation angle (azimuth).
Can be detected. In the above-described embodiment, the case where the direction of travel of the vehicle is detected by using the piezoelectric vibrating gyroscope has been described. The present invention can be carried out in the same manner as in the above-described embodiment when processing the signal of the device. Although the amplifier 14 shown in FIG. 1 may be omitted and the signal Vin may be referred to instead of the signal VS1, the control error of the base signal Vbase slightly increases. As described above, according to the present invention, the DC level drift of the detector output is canceled without installing a capacitor coupling circuit, so that a slow signal change other than the drift is lost. The signal can be read accurately by preventing the signal from attenuating or attenuating. A threshold setting means (30) for setting a large threshold value (Vw) at a low speed and a small threshold value at a high speed corresponding to the speed (V) of the vehicle is included. Thereby, at high speed, a minute output fluctuation (level change of the angular velocity signal) of the piezoelectric vibrating gyroscope is extracted. The turning time of the vehicle is short at high speed,
Since the change in the drift level during this period is substantially unthinkable, there is substantially no possibility that the drift will be erroneously detected as an angular velocity signal at high speed. In the case of low speed, the extraction sensitivity of the angular velocity signal is
Although the speed is relatively low compared to the high speed, the speed is low and the vehicle position change speed and the direction change speed due to the vehicle speed and the angular speed (turn speed) are low.
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 図1のマイクロコンピュ−タのタイマ割込1
の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図3】 図1のマイクロコンピュ−タのメインル−チ
ンを示すフロ−チャ−トである。
【図4】 (a)は図1のマイクロコンピュ−タのパル
ス割込の内容を示すフロ−チャ−トであり、(b)はタ
イマ割込2の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図5】 図2に示す「Vwを算出」30で算出するV
wと車速Vの関係を示すグラフである。
【図6】 図2に示す「サンプル数の検証」2D2の内
容を示すフロ−チャ−トである。
【図7】 図1に示す圧電振動ジャイロ11が出力する
信号とそれを増幅した信号の例を示す波形図である。
【図8】 図1の装置の信号Vin,VS2及びベ−ス信
号のレベルを示す波形図である。
【図9】 図1の装置の信号VS2,零レベルVc及び
しきい値レベルを示す波形図である。
【図10】 図1の装置のドリフトの測定結果を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
11:圧電振動ジャイロ 12:基準電圧源
13:バッファ 14,15:増幅器
16:D/A変換器 17:A/D変換器
18:マイクロコンピュ−タ
19,1B:減算器 1A,1C:加算器
1D:GPS受信機 1E:GPS復調器
VS1,VS2:信号 Vref :基準電圧
Vbase:ベ−ス信号 Vc:零レベルBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus according to an embodiment. FIG. 2 shows a timer interrupt 1 of the microcomputer of FIG.
Is a flowchart showing the contents of the above. FIG. 3 is a flowchart showing a main routine of the microcomputer of FIG. 1; 4A is a flowchart showing the contents of a pulse interrupt of the microcomputer of FIG. 1, and FIG. 4B is a flowchart showing the contents of a timer interrupt 2. . FIG. 5 is a diagram showing a V calculated by “Calculate Vw” 30 shown in FIG.
5 is a graph showing a relationship between w and a vehicle speed V. FIG. 6 is a flowchart showing the contents of “verification of sample number” 2D2 shown in FIG. 2; 7 is a waveform diagram showing an example of a signal output from the piezoelectric vibrating gyroscope 11 shown in FIG. 1 and a signal obtained by amplifying the signal. 8 is a waveform chart showing the levels of signals Vin and VS2 and a base signal of the apparatus of FIG. 9 is a waveform diagram showing signals VS2, zero level Vc, and threshold levels of the device of FIG. FIG. 10 is a graph showing measurement results of drift of the apparatus of FIG. 1; [Description of Signs] 11: Piezoelectric vibration gyro 12: Reference voltage source 13: Buffer 14, 15: Amplifier 16: D / A converter 17: A / D converter 18: Microcomputer 19, 1B: Subtractor 1A , 1C: adder 1D: GPS receiver 1E: GPS demodulator VS1, VS2: signal Vref: reference voltage Vbase: base signal Vc: zero level
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−191812(JP,A) 特開 平4−62419(JP,A) 特開 平3−279809(JP,A) 特開 平2−38916(JP,A) 特開 平7−43165(JP,A) 特開 昭63−182519(JP,A) 特開 昭60−183518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 19/00 - 19/72 G01P 9/04 G01C 21/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-191812 (JP, A) JP-A-4-62419 (JP, A) JP-A-3-279809 (JP, A) JP-A-2- 38916 (JP, A) JP-A-7-43165 (JP, A) JP-A-63-182519 (JP, A) JP-A-60-183518 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 19/00-19/72 G01P 9/04 G01C 21/00
Claims (1)
する車両上のジャイロ; 前記検出信号を入力し増幅して出力信号を生成する増幅
手段; 直流レベルのベ−ス信号を出力するベ−ス信号生成手
段; 前記ベ−ス信号を前記増幅手段の入力に加算又は減算す
る合成手段; 前記検出信号のレベルと前記ベ−ス信号のレベルとを参
照し、それらの差分が予め定めた第1のしきい値より大
きいか否かを識別する第1の識別手段; 前記差分が第1のしきい値より大きい状態が第1の時間
以上継続した時に、その時間内の前記検出信号の平均レ
ベルを計算する第1の平均計算手段; 前記平均レベルに応じて、前記ベ−ス信号生成手段が出
力するベ−ス信号のレベルを変更する、ベ−スレベル変
更手段; 前記車両の速度に対応して低速では大きく高速では小さ
い第2のしきい値を設定するしきい値設定手段; 前記増幅手段の出力信号のレベルを参照し、該信号のレ
ベルと予め定めたその信号の零レベルとの差分が第2の
しきい値以内か否かを識別する第2の識別手段; 第2の時間内に前記出力信号のレベルを繰り返し参照
し、出力信号のレベルと予め定めたその信号の零レベル
との差分が第2のしきい値以内の時にのみ、その検出信
号のレベルをサンプリングし、第2の時間内にサンプリ
ングされた複数のレベルの平均を計算する第2の平均計
算手段; 該第2の平均計算手段が計算した平均と前記零レベルと
の差が所定以上であると、該平均に基づいて前記零レベ
ルを修正する、零レベル調整手段;及び、 前記出力信号のレベルと前記零レベルとの差に応じた信
号を出力する信号出力手段; を備える車両上ジャイロのドリフトキャンセル装置。(57) [Claim 1] A gyro on a vehicle for outputting a detection signal including a DC component and an AC component; Amplifying means for receiving and amplifying the detection signal to generate an output signal; DC level A base signal generating means for outputting a base signal; a synthesizing means for adding or subtracting the base signal to or from an input of the amplifying means; and a level of the detection signal and a level of the base signal. And first identification means for identifying whether or not the difference is greater than a predetermined first threshold value; when the state in which the difference is greater than the first threshold value has continued for a first time or more. First average calculating means for calculating an average level of the detection signal within the time; changing a level of a base signal output by the base signal generating means according to the average level; Level changing means; corresponding to the speed of the vehicle Threshold setting means for setting a second threshold value which is large at low speeds and small at high speeds; a difference between the level of the output signal of the amplifying means and a predetermined zero level of the signal is referred to Second identification means for identifying whether or not is within a second threshold value; repeatedly referring to the level of the output signal within a second time, and determining the output signal level and the predetermined zero level of the signal; Second average calculating means for sampling the level of the detection signal only when the difference between the two is within a second threshold value and calculating the average of a plurality of levels sampled within a second time; When the difference in the average calculating means and average is calculated with the zero level of is at a predetermined or higher, modifying the zero level on the basis of the average, the zero level adjusting means; and, level with the zero level of the output signal Signal according to the difference Vehicle on gyro drift canceling apparatus comprising; output signal output means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07843094A JP3412092B2 (en) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Gyro drift cancellation device on vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP07843094A JP3412092B2 (en) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Gyro drift cancellation device on vehicle |
Publications (2)
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