[发明专利]光纤陀螺仪的异常检测装置

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及检测光纤陀螺仪的异常的装置。

背景技术

[0002]加速度传感器和角速度传感器被用于控制诸如机器人的可移动体的姿态。机器人彼此正交的三轴被称为X轴、Y轴、和Z轴。在X轴、Y轴、和Z轴的延伸方向上的加速度由相应的三个加速度传感器进行检测。关于X轴、Y轴、和Z轴的角速度由相应的三个角速度传感器进行检测。通过对角速率传感器的输出进行时间积分来获取关于轴的角度或姿态角，并计算侧倾角、俯仰角和横摆角。

[0003]公开号为2004-268730的日本专利申请描述了使用关于加速度的数据和关于从陀螺仪传感器传送的姿态的数据来执行姿态控制的技术。

[0004]但是，由于姿态角是通过对角速度进行时间积分而求得的，因而角速度传感器的偏移和漂移将逐渐累加。因此，如果偏移等较大，其将逐渐形成非常大的值，该值随着时间增加和偏离。如果使用光纤陀螺仪，则可以实现带有较小漂移量的高准确度的角速度探测。但是，由于光纤陀螺仪使用光路，很难提取内信号，这提出了难于检测异常的问题。

发明内容

[0005]本发明提供能够容易地检测光纤陀螺仪中的异常的装置。

[0006]本发明的第一方案包含：采样器，其在预定的时间内对光纤陀螺仪的顺时针信号和逆时针信号中分别包含的脉冲进行采样，并对各信号的脉冲数进行计数，所述脉冲的周期与顺时针方向上的角速度和逆时针方向上的角速度相应；及异常判定器，其基于所述顺时针信号的脉冲数和所述逆时针信号的脉冲数是否各小于预定的阈值来判定所述光纤陀螺仪的异常。

[0007]光纤陀螺仪输出周期与角速度相应的脉冲。利用了如果光纤陀螺仪中发生诸如断路等异常则不输出本应正常输出的脉冲的事实，本发明的第一方案通过比较脉冲数与预定阈值的量，容易且可靠地判定光纤陀螺仪的异常。当移动体顺时针(CW)旋转时，脉冲在顺时针信号中产生。当移动体逆时针(CCW)旋转时，脉冲在逆时针信号中产生。如果任一信号的脉冲数大于或等于预定阈值，则能够判定光纤陀螺仪正常运行。如果各信号的脉冲数小于预定值，则能够判定光纤陀螺仪中发生了某种异常。本发明的第一方案使用现有的脉冲数计数回路用以检测角速度，而不对回路作任何本质上的修改，且通过利用脉冲数计数回路的计数结果完成异常检测。

[0008]另外，本发明的第二方案包含：检测器，其检测光纤陀螺仪的顺时针信号和逆时针信号中分别包含的脉冲的量化噪声，所述脉冲的周期与顺时针方向上的角速度和逆时针方向上的角速度相应；及异常判定器，其基于所述量化噪声的存在/不存在来判定所述光纤陀螺仪的异常。

[0009]本发明的第二方案中，从光纤输出与角速度相应的脉冲。因此，当移动体不旋转而是处于静止时，不输出脉冲，即得不到用以检测光纤陀螺仪的正常/异常的脉冲数。但是，光纤陀螺仪产生源自光相位差的脉冲输出，该光相位差是基于萨尼亚克(Sagnac)效应由与旋转相关的光路差引起的。当该相位差被变换为脉冲输出时，经常发生与光的抖动等相关的量化噪声。因此，尽管当移动物体处于静止时，通过检测该量化噪声，也可以检测光纤陀螺仪的异常。

[0010]根据本发明的各个方案，可以容易地检测光纤陀螺仪的异常。

附图说明

[0011]从下文参照附图对示例的实施方式的说明，本发明的上述的和其他的目的、特性和优点将显而易见，其中相同或相应的部分将以相同的数字标记，其中：

图1是第一实施方式的结构框图；

图2是第二实施方式的结构框图；及

图3是第三实施方式的结构框图。

具体实施方式

[0012]下面参照附图对本发明的实施方式进行描述。

[0013]第一实施方式

图1表示第一实施方式的结构框图。光纤陀螺仪(FOG)10设置在诸如机器人等移动体中的预定位置上。