ジャイロ

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ジャイロ

概要

正式名称は「ジャイロスコープ」と呼ばれる、空間センサ?の一種。

「角速度」を検出するセンサ一般を言うことから「レートセンサ」ともいわれる。

  • 回転の慣性を使用する機械式(地球ゴマの原理)
  • コリオリの力を利用する振動・気体を使用した物
  • サニャック効果を利用する光学式

などが主な種類である。

近年では特にMEMS技術を利用した非常に小型のジャイロが携帯電話やスマートフォン、カメラの手ぶれ防止機能、カーナビ、車の姿勢制御(特に近々取り付け義務化が始まる横滑り防止装置はこれが必須)等に使われる。

性能の指標としては一般に

「度/時間」

で表される。この値が小さいほど、ゆっくりとした「角速度」を検出できることになり、感度や分解能が高いことを意味する。例えば、最高性能の光学式リングレーザージャイロは地球の自転を検出する事のできる性能を持つ。これを三軸組み合わせれば、GPSなどを用いなくても地球上での自らの位置を独立して検出できるそうである。逆にカメラの手ぶれ補正などは、非常にこの角速度が早いのでそれほど高性能のジャイロを付ける必要は無い。

このあたりは一般的なセンサの感覚(短い距離の方が検知が難しい)とは異なり「角速度」で現される事に注意する必要がある。

このほかにも、用途によっては制止性能に注意する必要がある。止まっている時にはきちんと制止している事を示す値を出さなければならないのだが、これの誤差が大きいとどんどん値が積算してしまう。これを補正する技術はあるが、自由度の高い装置(航空機等の飛翔体?や、流体上に乗っている船舶など)ではこの補正はなかなか難しく、この誤差が大きくなると使えない。これはMEMSジャイロが高性能になってきているにもかかわらず、航空機の航法装置に機械式ジャイロが使われ続ける理由の一つ出そうである。

なお「加速度」を検出するのは「加速度計」であり、ジャイロは「角速度」を検出するものであることに注意。

この加速度計と組み合わせて、6自由度を検出するようになれば空間上の物体の姿勢を知ることができる。

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