温度制御された水晶振動子を用いた小型で高精度な位置・姿勢・絶対方位センサの開発

使用温控晶体振荡器开发紧凑且高精度的位置/姿态/绝对方向传感器

• 批准号: 21K18786
• 负责人: 盛川 仁
• 金额: $ 3.91万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18786/
• 关键词: 水晶振動子センサー; ジャイロ; 加速度計; 絶対方位計; 温度制御

既に実用化，製品化されている水晶振動子を用いたジャイロを恒温槽に入れて温度管理を可能とする装置を開発するために，温度が年間を通じてほぼ一定であるトンネル内にセンサーを設置し，温度変化に対するセンサー出力の感度特性について第一年度に引き続いて検討した。恒温槽を作成する前段階としてトンネル内でジャイロ本体を一定速度で回転させ，温度ドリフトの影響があるかどうかについて種々の回転速度で回転させた結果，一回転に要する時間はセンサーの温度ドリフトに対して十分に短く，恒温槽を製作することなく精度よく真北を同定できる可能性が極めて高いことを確認した。第一年度は半導体部品等の入手性の悪化にともない手持ちの機材を用いたバラックで実験を行ったが第二年度ではある程度完成形を想定した構成で試作を行った。またトンネル内では別途高精度ジャイロを用いて真北の方向を同定し試作機の精度検証を実施可能な環境を構築した。また記録の解析アルゴリズムについても検討を進め，角速度及び並進加速度をそれぞれ１成分ずつ用いた場合に真北を同定する手法及びその際の問題点を明らかにした。すなわち，真北の同定には逐次最小自乗法のような比較的簡易な解析アルゴリズムを用いてジャイロセンサーの回転時の出力信号を逐次処理することで可能であることが明らかとなった。また，センサーの回転前の初期位置への依存性は小さいものの初期位置と基準方向のなす角を精確に測定しておくことが必要であり，そのための仕組みをジャイロセンサーとは独立してターンテーブルに実装することが必要であることがわかった。さらに，角速度および並進加速度をそれぞれ2成分または3成分使ったアルゴリズムの構築にあたっては絶対座標系に対するジャイロのローカル座標系の回転の順番に適切な配慮が必要となる可能性が示唆される結果が得られ，アルゴリズムのさらなる精査が必要であることも明らかになった。

It is possible to use the thermostat thermostat to enter the thermostat temperature management system. During the year, the temperature switch must be adjusted to ensure that the temperature is set in the temperature range, and the temperature sensitivity characteristics are introduced in the first year of the year. The thermostat is made into a thermostat at a certain speed in the front section of the temperature tank, and the temperature response is very short in the first half of the cycle. The thermostat is used to determine the accuracy of the thermostat, the accuracy is the same as that of the true north, the possibility is the same, and the accuracy is high. In the first year, the semifinished products and other chiral parts are used in the chiral equipment, the handheld machine is used to make the equipment, and in the second year, the degree of success is completed. For other high-precision vehicles, the direction of true north is the same as that of the test machine, and the accuracy may affect the environment. The components of angular velocity and acceleration are used to determine the accuracy of the method and the point of the problem. In the real world, it is possible to analyze the output signal when it comes back when it is used to determine the accuracy of the successive minimum customization method. Before returning to the early stage, the position is dependent on the initial position. The basic direction of the position is accurate. The measurement is accurate. The necessary information is correct. The necessary information is required. In terms of angular velocity, angular velocity and acceleration, the components of 3 components make it possible to obtain the necessary information on the basis of the information that is necessary to improve the accuracy of the results.