(57)【要約】【課題】移動体の姿勢角を比較的小規模の構成で高精度に計測する姿勢角計測装置を提供する。【解決手段】航法制御器８により、現在位置情報ａｐに基づいて、移動体の第１の状態情報ｓａ及び同移動体に対する制御目標に対応する指令信号ｃａが出力され、レート推定器４により、加速度情報ａｃ及び現在位置情報ａｐに基づいて移動体の第２の角速度情報ａｑが推定され、判定器５により、第１の角速度情報ａｊ及び第２の角速度情報ａｑに対して、信頼度情報ｒａに基づいて精度の優劣が判定され、精度の優れている方が選択されて角速度情報ａｍとして出力され、姿勢角決定器７により、加速度情報ａｃに所定の演算が行われて第２の角度情報が算出されると共に、第１の角度情報ａｎが入力され、信頼度情報ｒａに基づいて、同第２の角度情報と第１の角度情報ａｎとが周波数的に分解されて加演算が行われることにより、高精度の姿勢角ａｔが決定されて出力される。【選択図】図１
2008256381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の状態を計測して姿勢角を計測する姿勢角計測装置であって、
前記移動体の加速度情報を検出する加速度情報検出手段と、
前記移動体の第１の角速度情報を検出する角速度情報検出手段と、
前記移動体の現在位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記加速度情報及び現在位置情報に基づいて前記移動体の第２の角速度情報を推定する角速度情報推定手段と、
前記第１の角速度情報及び第２の角速度情報に対して、与えられた信頼度情報に基づいて精度の優劣を判定し、前記精度の優れている方を選択する判定選択手段と、
該判定選択手段で選択された前記第１の角速度情報又は第２の角速度情報を積分して第１の角度情報を生成して出力する積分手段と、
前記加速度情報に所定の演算を行って第２の角度情報を算出すると共に、前記積分手段から出力された前記第１の角度情報を入力し、前記信頼度情報に基づいて、前記第２の角度情報と前記第１の角度情報とを周波数的に分解して所定の演算を行うことにより、前記姿勢角を決定して出力する姿勢角決定手段と、
前記現在位置情報に基づいて、前記移動体の第１の状態情報、及び前記移動体に対する制御目標に対応する指令信号を出力する航法制御手段と、
前記姿勢角決定手段から出力される前記姿勢角及び前記航法制御手段から出力される前記指令信号に基づいて、前記姿勢角が前記制御目標に近付くように前記移動体を制御するための制御信号を出力すると共に前記移動体の第２の状態情報を出力する制御手段と、
前記第１の状態情報及び第２の状態情報に基づいて、前記移動体の状態を反映した前記信頼度情報を生成する信頼度情報生成手段とから構成されていることを特徴とする姿勢角計測装置。
【請求項２】
前記角速度情報推定手段は、
前記現在位置情報を微分することにより前記移動体の並進速度と回転速度との和を微分結果として求めると共に、前記加速度情報を積分して前記移動体の並進速度を積分結果として求め、前記微分結果及び積分結果に基づいて前記第２の角速度情報を求める構成とされていることを特徴とする請求項１記載の姿勢角計測装置。
【請求項３】
前記姿勢角決定手段は、
前記信頼度情報に基づいて高域遮断周波数が設定され、前記加速度情報の高域ノイズ成分を除去する低域通過フィルタと、
前記信頼度情報に基づいて低域遮断周波数が設定され、前記第１の角度情報の低域ノイズ成分を除去する高域通過フィルタとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の姿勢角計測装置。
【請求項４】
移動体の状態を計測して姿勢角を計測する姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法であって、
前記移動体の加速度情報を検出する加速度情報検出処理と、
前記移動体の第１の角速度情報を検出する角速度情報検出処理と、
前記移動体の現在位置情報を取得する位置情報取得処理と、
前記加速度情報及び現在位置情報に基づいて前記移動体の第２の角速度情報を推定する角速度情報推定処理と、
前記第１の角速度情報及び第２の角速度情報に対して、与えられた信頼度情報に基づいて精度の優劣を判定し、前記精度の優れている方を選択する判定選択処理と、
該判定選択処理で選択された前記第１の角速度情報又は第２の角速度情報を積分して第１の角度情報を生成して出力する積分処理と、
前記加速度情報に所定の演算を行って第２の角度情報を算出すると共に、前記積分処理から出力された前記第１の角度情報を入力し、前記信頼度情報に基づいて、前記第２の角度情報と前記第１の角度情報とを周波数的に分解して所定の演算を行うことにより、前記姿勢角を決定して出力する姿勢角決定処理と、
前記現在位置情報に基づいて、前記移動体の第１の状態情報、及び前記移動体に対する制御目標に対応する指令信号を出力する航法制御処理と、
前記姿勢角決定処理から出力される前記姿勢角及び前記航法制御処理で出力される前記指令信号に基づいて、前記姿勢角が前記制御目標に近付くように前記移動体を制御するための制御信号を出力すると共に前記移動体の第２の状態情報を出力する制御処理と、
前記第１の状態情報及び第２の状態情報に基づいて、前記移動体の状態を反映した前記信頼度情報を生成する信頼度情報生成処理とを行うことを特徴とする姿勢角計測方法。
【請求項５】
前記角速度情報推定処理では、
前記現在位置情報を微分することにより前記移動体の並進速度と回転速度との和を微分結果として求めると共に、前記加速度情報を積分して前記移動体の並進速度を積分結果として求め、前記微分結果及び積分結果に基づいて前記第２の角速度情報を求めることを特徴とする請求項４記載の姿勢角計測方法。
【請求項６】
前記姿勢角決定処理では、
前記信頼度情報に基づいて高域遮断周波数が設定される低域通過フィルタにより、前記加速度情報の高域ノイズ成分を除去し、
前記信頼度情報に基づいて低域遮断周波数が設定される高域通過フィルタにより、前記第１の角度情報の低域ノイズ成分を除去することを特徴とする請求項４又は５記載の姿勢角計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、姿勢角計測装置及び該姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法に係り、たとえば自動車や航空機などの移動体、特に、小型軽量化が要求されている小型の無人飛行機などの姿勢を計測して自律制御する場合に用いて好適な姿勢角計測装置及び該姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の自動飛行などに使用されるＩＮＳ（Inertial Navigation System  、慣性航法装置）では、同航空機の姿勢角を計測するための姿勢角計測装置にジャイロセンサが用いられている。また、姿勢角計測装置として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を応用した小型のジャイロセンサを用いることが提案されている。さらに、ＩＮＳについては、ジャイロセンサとＧＰＳ（Global Positioning System ）装置とを組み合わせ、カルマンフィルタアルゴリズムを用いることも提案されている。
【０００３】
従来、この種の技術としては、たとえば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された移動体の状態量計測方法では、ＧＰＳ受信機により長周期（Ｔ１）で移動体の位置、ジャイロ（ジャイロセンサ）により移動体の角速度、及び加速度計により短周期（Ｔ２）で加速度が計測される。信号同期部により、Ｔ１／Ｔ２の整数比以上のタイミング信号が発生し、これに同期するように、角速度及び加速度の値が補正される。状態量演算部では、タイミング信号の周期で、補正された加速度データが積分されて姿勢角が求められ、補正された加速度が積分されて速度、さらに積分されて位置が求められる。カルマンフィルタでは、ＧＰＳ受信機からの位置信号を観測値として、状態量演算部からの姿勢角や位置が入力されて周期Ｔ１毎に移動体の位置などが推定される。同フィルタからの位置信号は、状態量演算部の補正に用いられる。
【特許文献１】特開平７−２３９２３６号公報（要約書、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の姿勢角計測装置では、次のような問題点があった。
すなわち、ＩＮＳで用いられるジャイロセンサは、高精度であるが、小型化が困難である。また、ＭＥＭＳを応用した小型のジャイロセンサは、粗精度であるため、自動飛行の制御への応用が困難であり、さらに、ジャイロセンサとＧＰＳとを組み合わせたＩＮＳでは、カルマンフィルタアルゴリズムが用いられるため、動作速度が演算装置の処理速度に依存し、高速動作が困難になるという問題点がある。このため、小型軽量化が要求されている移動体（たとえば、全長１ｍ以下の無人の小型飛行機など）にＩＮＳを搭載して自動飛行を実現することが困難である。また、従来では、移動体の状態をセンサから推定することに留まり、小型で粗精度のジャイロセンサを用いた装置では、移動体の状態を正確に推定することができないという問題点がある。
【０００５】
また、従来では、加速度センサとジャイロセンサとを組み合わせて使用する方法が検討され、同ジャイロセンサから出力される角速度を積分すると、角度が算出される。ところが、算出された角度は、ドリフト成分が含まれているため、精度が不十分である。また、移動体が静止状態では、加速度センサのから出力される加速度から姿勢角が求められるが、重力加速度以外の加速度が常に存在する状態（たとえば、飛行体や車両が旋回している状態など）では、その加速度成分により、角度の精度が不十分である。このため、これらの加速度センサとジャイロセンサとを組み合わせて飛行体などの制御を目的とする精度を得るには、高性能なものが必要となり、装置の小型軽量化が難しい。また、ＧＰＳを用いてカルマンフィルタを実装した場合は、回路規模が大きくなる。したがって、これらの従来の方法では、姿勢角の精度を向上し、かつ装置を小型軽量化することが難しいという問題点がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された状態量計測方法では、カルマンフィルタなどが用いられ、装置のハード構成の規模が大きくかつ複雑なものとなるため、上記の問題点は、改善されない。
【０００７】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、移動体の姿勢角を比較的小規模のハード構成で高精度に計測する姿勢角計測装置及び該姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、移動体の状態を計測して姿勢角を計測する姿勢角計測装置に係り、前記移動体の加速度情報を検出する加速度情報検出手段と、前記移動体の第１の角速度情報を検出する角速度情報検出手段と、前記移動体の現在位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記加速度情報及び現在位置情報に基づいて前記移動体の第２の角速度情報を推定する角速度情報推定手段と、前記第１の角速度情報及び第２の角速度情報に対して、与えられた信頼度情報に基づいて精度の優劣を判定し、前記精度の優れている方を選択する判定選択手段と、該判定選択手段で選択された前記第１の角速度情報又は第２の角速度情報を積分して第１の角度情報を生成して出力する積分手段と、前記加速度情報に所定の演算を行って第２の角度情報を算出すると共に、前記積分手段から出力された前記第１の角度情報を入力し、前記信頼度情報に基づいて、前記第２の角度情報と前記第１の角度情報とを周波数的に分解して所定の演算を行うことにより、前記姿勢角を決定して出力する姿勢角決定手段と、前記現在位置情報に基づいて、前記移動体の第１の状態情報、及び前記移動体に対する制御目標に対応する指令信号を出力する航法制御手段と、前記姿勢角決定手段から出力される前記姿勢角及び前記航法制御手段から出力される前記指令信号に基づいて、前記姿勢角が前記制御目標に近付くように前記移動体を制御するための制御信号を出力すると共に前記移動体の第２の状態情報を出力する制御手段と、前記第１の状態情報及び第２の状態情報に基づいて、前記移動体の状態を反映した前記信頼度情報を生成する信頼度情報生成手段とから構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の姿勢角計測装置に係り、前記角速度情報推定手段は、前記現在位置情報を微分することにより前記移動体の並進速度と回転速度との和を微分結果として求めると共に、前記加速度情報を積分して前記移動体の並進速度を積分結果として求め、前記微分結果及び積分結果に基づいて前記第２の角速度情報を求める構成とされていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の姿勢角計測装置に係り、前記姿勢角決定手段は、前記信頼度情報に基づいて高域遮断周波数が設定され、前記加速度情報の高域ノイズ成分を除去する低域通過フィルタと、前記信頼度情報に基づいて低域遮断周波数が設定され、前記第１の角度情報の低域ノイズ成分を除去する高域通過フィルタとを有する
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、移動体の状態を計測して姿勢角を計測する姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法に係り、前記移動体の加速度情報を検出する加速度情報検出処理と、前記移動体の第１の角速度情報を検出する角速度情報検出処理と、前記移動体の現在位置情報を取得する位置情報取得処理と、前記加速度情報及び現在位置情報に基づいて前記移動体の第２の角速度情報を推定する角速度情報推定処理と、前記第１の角速度情報及び第２の角速度情報に対して、与えられた信頼度情報に基づいて精度の優劣を判定し、前記精度の優れている方を選択する判定選択処理と、該判定選択処理で選択された前記第１の角速度情報又は第２の角速度情報を積分して第１の角度情報を生成して出力する積分処理と、前記加速度情報に所定の演算を行って第２の角度情報を算出すると共に、前記積分処理から出力された前記第１の角度情報を入力し、前記信頼度情報に基づいて、前記第２の角度情報と前記第１の角度情報とを周波数的に分解して所定の演算を行うことにより、前記姿勢角を決定して出力する姿勢角決定処理と、前記現在位置情報に基づいて、前記移動体の第１の状態情報、及び前記移動体に対する制御目標に対応する指令信号を出力する航法制御処理と、前記姿勢角決定処理から出力される前記姿勢角及び前記航法制御処理で出力される前記指令信号に基づいて、前記姿勢角が前記制御目標に近付くように前記移動体を制御するための制御信号を出力すると共に前記移動体の第２の状態情報を出力する制御処理と、前記第１の状態情報及び第２の状態情報に基づいて、前記移動体の状態を反映した前記信頼度情報を生成する信頼度情報生成処理とを行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の姿勢角計測方法に係り、前記角速度情報推定処理では、前記現在位置情報を微分することにより前記移動体の並進速度と回転速度との和を微分結果として求めると共に、前記加速度情報を積分して前記移動体の並進速度を積分結果として求め、前記微分結果及び積分結果に基づいて前記第２の角速度情報を求める
ことを特徴としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の姿勢角計測方法に係り、前記姿勢角決定処理では、前記信頼度情報に基づいて高域遮断周波数が設定される低域通過フィルタにより、前記加速度情報の高域ノイズ成分を除去し、前記信頼度情報に基づいて低域遮断周波数が設定される高域通過フィルタにより、前記第１の角度情報の低域ノイズ成分を除去することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の構成によれば、航法制御手段により、現在位置情報に基づいて、移動体の第１の状態情報及び同移動体に対する制御目標に対応する指令信号が出力され、角速度情報推定手段により、加速度情報及び現在位置情報に基づいて移動体の第２の角速度情報が推定され、判定手段により、第１の角速度情報及び第２の角速度情報に対して、信頼度情報生成手段から与えられた信頼度情報に基づいて精度の優劣が判定され、精度の優れている方が選択されて角速度情報として出力され、姿勢角決定手段により、加速度情報検出手段で検出された加速度情報に所定の演算が行われて第２の角度情報が算出されると共に、積分手段から出力された第１の角度情報が入力され、上記信頼度情報に基づいて、上記第２の角度情報と第１の角度情報とが周波数的に分解されて加減や重み付け平均などによる所定の演算が行われる。これにより、高精度の姿勢角が決定されて出力されるので、たとえば小型飛行機などの移動体に対する高精度の制御系を構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ジャイロセンサの角速度情報に加え、加速度センサの加速度情報及びＧＰＳの現在位置情報から角速度を演算する手段を設け、さらに、航法制御器で移動（飛行）状態を監視し、移動体の状態を反映した信頼度情報に基づいて高精度の角速度を選択することにより、高精度の姿勢角が得られる姿勢角計測装置及び該姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法を提供する。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の一実施例である姿勢角計測装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の姿勢角計測装置は、たとえば無人の小型飛行機（移動体）などに搭載され、同図に示すように、加速度センサ１と、ジャイロセンサ２と、ＧＰＳ（Global Positioning System ）３と、レート推定器４と、判定器５と、積分器６と、姿勢角決定器７と、航法制御器８と、制御器９と、信頼度情報生成器１０とから構成されている。加速度センサ１は、移動体の加速度情報ａｃを検出する。ジャイロセンサ２は、移動体の第１の角速度情報ａｊを検出する。ＧＰＳ３は、図示しない３つ以上の衛星からの各信号電波を受信して、移動体の現在位置情報ａｐを取得する。
【００１７】
レート推定器４は、加速度情報ａｃ及び現在位置情報ａｐに基づいて移動体の第２の角速度情報ａｑを推定する。特に、この実施例では、レート推定器４は、現在位置情報ａｐを微分（経度方向の位置の微分及び緯度方向の位置の微分）することにより移動体の並進速度と回転速度（角速度）との和を微分結果として求めると共に、加速度情報ａｃを積分して同移動体の並進速度を積分結果として求め、同微分結果及び積分結果に基づいて第２の角速度情報ａｑを求める。判定器５は、第１の角速度情報ａｊ及び第２の角速度情報ａｑに対して、信頼度情報生成器１０から与えられた信頼度情報ｒａに基づいて精度の優劣を判定し、同精度の優れている方を選択して角速度情報ａｍとして出力する。積分器６は、判定器５から出力された角速度情報ａｍを積分して第１の角度情報ａｎを生成して出力する。
【００１８】
姿勢角決定器７は、加速度センサ１で検出された加速度情報ａｃに所定の演算を行って第２の角度情報を算出すると共に、積分器６から出力された第１の角度情報ａｎを入力し、信頼度情報ｒａに基づいて、上記第２の角度情報と第１の角度情報ａｎとを周波数的に分解して加減を行うことにより、姿勢角ａｔを決定して出力する。特に、この実施例では、姿勢角決定器７は、図示しない低域通過フィルタ（ＬＰＦ）及び高域通過フィルタ（ＨＰＦ）を有している。ＬＰＦは、信頼度情報ｒａに基づいて高域遮断周波数が設定され、加速度情報ａｃの高域ノイズ成分を除去する。ＨＰＦは、信頼度情報ｒａに基づいて低域遮断周波数が設定され、第１の角度情報ａｎの低域ノイズ成分を除去する。
【００１９】
航法制御器８は、現在位置情報ａｐに基づいて、移動体の第１の状態情報ｓａ及び同移動体に対する制御目標に対応する指令信号ｃａを出力する。制御器９は、姿勢角決定器７から出力される姿勢角ａｔ及び航法制御手器８から出力される指令信号ｃａに基づいて、同姿勢角ａｔが上記制御目標に近付くように移動体を制御するための制御信号ｃｂを出力すると共に同移動体の第２の状態情報ｓｂを出力する。信頼度情報生成器１０は、第１の状態情報ｓａ及び第２の状態情報ｓｂに基づいて、移動体の状態を反映した信頼度情報ｒａを生成する。
【００２０】
次に、この例の姿勢角計測装置に用いられる姿勢角計測方法の処理内容について説明する。
この姿勢角計測装置では、加速度センサ１により、移動体の加速度情報ａｃが検出される（加速度情報検出処理）。ジャイロセンサ２により、移動体の第１の角速度情報ａｊが検出される（角速度情報検出処理）。ＧＰＳ３により、移動体の現在位置情報ａｐが取得される（位置情報取得処理）。レート推定器４により、加速度情報ａｃ及び現在位置情報ａｐに基づいて移動体の第２の角速度情報ａｑが推定される（角速度情報推定処理）。特に、この実施例では、レート推定器４により、次式（１），（２），（３）に基づいて、第２の角速度情報ａｑが求められる。
【００２１】
すなわち、式（１）により、現在位置情報ａｐを微分（経度方向の位置の微分及び緯度方向の位置の微分）することにより、移動体の並進速度と回転速度（角速度）との和が求められる。
【数１】
2008256381.tif 000003
【００２２】
式（１）から、式（２）が導かれる。
【数２】
2008256381.tif 000004
【００２３】
式（２）は、式（３）で表される。
【数３】
2008256381.tif 000005
【００２４】
これにより、第２の角速度情報ａｑとして、角速度（ωｘ，ωｙ，ωｚ）が求められる。
第１の角速度情報ａｊ及び第２の角速度情報ａｑは、判定器５により、信頼度情報生成器１０から与えられた信頼度情報ｒａに基づいて精度の優劣が判定され、精度の優れている方が選択されて角速度情報ａｍとして出力される（判定選択処理）。判定器５から出力された角速度情報ａｍは、積分器６で積分されて第１の角度情報ａｎが生成されて出力される（積分処理）。姿勢角決定器７により、加速度センサ１で検出された加速度情報ａｃに三角関数を用いた所定の演算が行われて第２の角度情報が算出されると共に、積分器６から出力された第１の角度情報ａｎが入力され、信頼度情報ｒａに基づいて、上記第２の角度情報と第１の角度情報ａｎとが周波数的に分解されて加減や重み付け平均による演算が行われることにより、姿勢角ａｔが決定されて出力される（姿勢角決定処理）。特に、この実施例では、信頼度情報ｒａに基づいて高域遮断周波数が設定されるＬＰＦにより、加速度情報ａｃの高域ノイズ成分（たとえば、移動体の振動など）が除去され、信頼度情報に基づいて低域遮断周波数が設定されるＨＰＦにより、第１の角度情報ａｎの低域ノイズ成分（たとえば、ドリフト成分など）が除去される。
【００２５】
航法制御器８により、現在位置情報ａｐに基づいて、移動体の第１の状態情報ｓａ及び同移動体に対する制御目標に対応する指令信号ｃａが出力される（航法制御処理）。この場合、航法制御器８では、各制御軸（ロール、ピッチ、ヨー、モータ）の変化量に基づいて第１の状態情報ｓａが生成される。制御器９により、姿勢角決定器７から出力される姿勢角ａｔ及び航法制御手器８から出力される指令信号ｃａに基づいて、同姿勢角ａｔが上記制御目標に近付くように移動体を制御するための制御信号ｃｂが出力されると共に同移動体の第２の状態情報ｓｂが出力される（制御処理）。この場合、制御器９では、指令信号ｃａ（たとえば、上昇指令、下降指令、旋回指令、直進指令、停止指令など）に基づいて第２の状態情報ｓｂが生成される。
【００２６】
信頼度情報生成器１０により、第１の状態情報ｓａ及び第２の状態情報ｓｂに基づいて、移動体の状態を反映した信頼度情報ｒａが生成される（信頼度情報生成処理）。これにより、上記判定器５では、信頼度情報ｒａに基づいて、上記各制御軸の変化が大きいと予想される場合は、ジャイロセンサ２から出力される第１の角速度情報ａｊが選択される一方、変化が小さいと予想される場合は、レート推定器４から出力される第２の角速度情報ａｑが選択される。なお、この場合、選択ではなく、第１の角速度情報ａｊと第２の角速度情報ａｑとの重み付け平均による演算により角速度情報ａｍを算出するようにしても良い。
【００２７】
以上のように、この実施例では、航法制御器８により、現在位置情報ａｐに基づいて、移動体の第１の状態情報ｓａ及び同移動体に対する制御目標に対応する指令信号ｃａが出力され、レート推定器４により、加速度情報ａｃ及び現在位置情報ａｐに基づいて移動体の第２の角速度情報ａｑが推定され、判定器５により、第１の角速度情報ａｊ及び第２の角速度情報ａｑに対して、信頼度情報生成器１０から与えられた信頼度情報ｒａに基づいて精度の優劣が判定され、精度の優れている方が選択されて角速度情報ａｍとして出力され、姿勢角決定器７により、加速度センサ１で検出された加速度情報ａｃに三角関数を用いた所定の演算が行われて第２の角度情報が算出されると共に、積分器６から出力された第１の角度情報ａｎが入力され、信頼度情報ｒａに基づいて、上記第２の角度情報と第１の角度情報ａｎとが周波数的に分解されて加減や重み付け平均による演算が行われることにより、高精度の姿勢角ａｔが決定されて出力されるので、小型飛行機などに対する高精度の制御系が構築される。また、判定器５や姿勢角決定器７は、カルマンフィルタなどを必要とせず、切換えや低次のフィルタなどで構成され、高度な演算処理能力を必要としない。
【００２８】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、移動体は、無人の小型飛行機に限らず、他の有人の飛行体などでも良い。また、位置情報取得手段として、ＧＰＳ３が用いられているが、たとえば、ヨーロッパで計画されている「Ｇａｌｉｌｅｏ」や、日本で計画されている「準天頂衛星」が実用化されたとき、これらを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、自動車や航空機などの移動体の姿勢を計測して自律制御する場合全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施例である姿勢角計測装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      加速度センサ（加速度情報検出手段）
２      ジャイロセンサ（角速度情報検出手段）
３      ＧＰＳ（位置情報取得手段）
４      レート推定器（角速度情報推定手段）
５      判定器（判定選択手段）
６      積分器（積分手段）
７      姿勢角決定器（姿勢角決定手段）
８      航法制御器（航法制御手段）
９      制御器（制御手段）
１０      信頼度情報生成器（信頼度情報生成手段）
【図１】
2008256381.tif 000006