【東芝】小型化と世界最高レベルの精度を両立した物体の動きや姿勢を検出する「慣性センサーモジュール」と、同モジュールを用いた「可搬型ジャイロコンパス」を開発

２０２４－９－２
株式会社　東芝
東芝電波プロダクツ株式会社


小型化と世界最高レベルの精度を両立した物体の動きや姿勢を検出する「慣性センサーモジュール」と、同モジュールを用いた「可搬型ジャイロコンパス」を開発
～慣性センサーモジュールは太平洋航路をGPSなしで飛行可能な精度を達成。
可搬型ジャイロコンパスは防衛用途にも適用可能な方位推定を実現～

概要
　株式会社東芝（以下、東芝）は、物体の動きや位置を検出する慣性計測装置のキーパーツである慣性センサーについて、小型化と世界最高レベルの精度を両立した「慣性センサーモジュール」の開発に成功し、東芝電波プロダクツ株式会社（以下、東芝電波プロダクツ）は、東芝の開発技術を応用し、持ち運び可能なサイズの「ジャイロコンパス」を開発しました。

　慣性センサーは、物体の動きや姿勢を検出するためのセンサーで、代表的なものとして物体の回転や向きの変化を検出する「ジャイロセンサー」と物体の速度の変化を検出する「加速度センサー」があります。センサーは物体そのものに搭載することから、GPS等の電波が届かないビル陰や水中、暗くてカメラで対応できないトンネルや屋内暗所などでも物体の動きや姿勢を正確に検出することができ、スマートフォンの画面の向きを自動に変える機能や歩数計に用いられている他、自動車、航空機など多くの製品に組み込まれています。モビリティの自動化の進展に伴い、移動ロボットやドローンへの搭載などその利用用途は拡大していますが、小型のモビリティにも搭載できるコンパクトなセンサーは精度が十分ではないという課題がありました。
　今般東芝が開発した慣性センサーモジュールは、独自のMEMS技術(*1)を活用し小型化しつつ、ジャイロセンサーは0.01dph(*2)以下、加速度センサーは1µG(*3)以下のバイアス安定性(*4)を実現し、ジャイロセンサーと加速度センサーいずれも、小型モジュールとしては世界最高レベル(*5)の精度を達成しました。高精度な慣性計測装置は「ナビゲーショングレード」と呼ばれ、航空機に搭載すれば太平洋航路をGPSなしで飛行可能な精度とされています。本技術の活用により、どのような環境においてもモビリティが自己の動きや位置を高精度に推定することができ、インフラ点検の無人化や完全自動運転の実現に貢献できます。

　また、東芝電波プロダクツは、今般東芝が開発した「ジャイロセンサー」のモジュールを用いて、持ち運び可能なサイズのジャイロコンパスを開発しました。一般的な方位磁石が地球の磁場を利用して北を指すのに対して、ジャイロコンパスは地球の自転を基にして真北を指します。磁気の影響を受けないという特徴があり、船舶や航空機などに使用されます。今般開発したジャイロコンパスは可搬サイズでありながら0.056°の方位角精度で真北を推定することに成功しました。0.056°の方位角精度は、極めて高い正確性が求められる防衛分野でレーダーなどの設置方向を決める際にも用いることができる精度であり、防衛以外の分野でも、土木工事における正確な測量、地中の掘削における精密な方角推定など、幅広い場面での活用が見込めます。