2002 Fiscal Year Annual Research Report
地磁気方位センサとジャイロスコープの航法センサ複合化による自動直進アルゴリズム
Project/Area Number |
02J00338
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
水島 晃 北海道大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 地磁気方位センサ / 振動ジャイロスコープ / 静電容量型傾斜計 / 最小二乗法 / 自動直進走行 / DGPS |
Research Abstract |
1 振動ジャイロを適用した自動直進走行システムの開発 地磁気方位センサ(GDS),振動ジャイロスコープ及び静電容量型傾斜計を使用した低コストな航法センサによる方位推定法を考案し,自動走行システムを構築した。はじめに,傾斜計のノイズを適応線スペクトル強調器(ALE)によって除去した結果,R.M.S.誤差がロール角,ピッチ角共に約80%以上精度を改善することができた。次に,振動ジャイロスコープのドリフトを最小二乗法によって推定した結果,高精度にドリフトを推定することができた。さらに,GDSと振動ジャイロスコープの補正出力を分散重み付け平均(VWA)で融合することで,ジャイロスコープにFOGを使用した場合と同程度の精度が達成された。最後に構築した方位推定法の精度を評価するために自動直進走行試験を行った結果,本論文で考案した方位推定法によって,傾斜計と圧電振動ジャイロスコープを適用した場合でも精度の高い自動直進走行が可能であった。 2 低精度DGPSの導入 内界センサのみによる自動直進走行は,絶対位置を計測することができため,横滑りなどが多発する屋外環境で使用する場合,走行精度の向上には限界があると考えられる。そこで,これまで構築した内界センサの自動走行手法とあわせて,低精度GPSを導入し,信頼性の高い自動直進走行システムの構築を目的とした。 低精度GPSとして,L-Band方式で公称精度1m,計測周期1HzのDGPSを使用した。最小二乗法を適用して,DGPSと振動ジャイロを併用した絶対方位の取得及びドリフト推定法を考案した。走行データを使用して方位推定のシミュレーションを行った結果,1.83°あった振動ジャイロの誤差を0.51°まで抑えることができ,良好にドリフト値を推定し絶対方位を計測できることが明らかとなった。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] 水島 晃: "地磁気方位センサとジャイロスコープの航法センサ複合化による自動直進アルゴリズム(第3報) -振動ジャイロスコープによる方位推定-"農業機械学会誌. 65巻1号. 9 (2003)
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[Publications] Akira Mizushima: "Automatic Navigation of the Agricultural Vehicle by the Geomagnetic Direction Sensor and Gyroscope"Proceeding of the Automation Technology for Off-Road Equipment Conference. 8 (2002)