JP2009002744A - 傾斜計 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造を有し、即応性の改善された傾斜計を提供する。
【解決手段】3軸加速度センサ1と、3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)によって求めた合成加速度Aを出力する合成加速度算出部2と、合成加速度Aの1[G]からの偏差値を求め、その値が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部3と、計測可否判定部から計測命令を受けたとき、3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、θx=tan−1(Ax/Az)によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、θy=tan−1(Ay/Az)によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部4を備える。
【選択図】図1
【解決手段】3軸加速度センサ1と、3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)によって求めた合成加速度Aを出力する合成加速度算出部2と、合成加速度Aの1[G]からの偏差値を求め、その値が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部3と、計測可否判定部から計測命令を受けたとき、3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、θx=tan−1(Ax/Az)によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、θy=tan−1(Ay/Az)によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部4を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、測定対象物に取付けられてその傾斜状態を検出する傾斜計に関するものである。
従来の傾斜計としては、例えば、振り子と、ロータリーエンコーダ、光電式変位センサ、磁気センサまたは磁気誘導式ピックアップ等とを組み合わせ、振り子の角度変位を検出することによって傾斜角を測定するものがある(例えば、特許文献1、2参照)。
しかし、これらの振り子の角度変位を検出する形式の傾斜計は、測定対象物が運動している間は正確な測定値が得られず、また、測定対象物が静止する時も、振り子の慣性運動が止むまでの間は正確な測定を行うことができず即応性に欠けていた。したがって、この種の傾斜計は運動する物体の傾斜状態を測定するのに適したものではなかった。
そこで、運動する物体の傾斜状態を正確に測定するべく、例えば、加速度センサとジャイロとの組み合わせからなる傾斜計等の、振り子を使用しない種々の傾斜計がこれまでに提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、かかる傾斜計は、いずれも構造が複雑であり、製造コストが高くつくという問題があった。
したがって、本発明の課題は、簡単な構造を有し、即応性の改善された傾斜計を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、3軸加速度センサと、前記3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)
によって求めた合成加速度Aを出力する合成加速度算出部と、前記合成加速度算出部から出力された前記合成加速度Aの1[G]からの偏差を求め、該偏差が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部と、前記計測可否判定部から前記計測命令を受けたとき、前記3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
θx=tan−1(Ax/Az)
によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、
θy=tan−1(Ay/Az)
によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部と、を備えたことを特徴とする傾斜計を構成したものである。
A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)
によって求めた合成加速度Aを出力する合成加速度算出部と、前記合成加速度算出部から出力された前記合成加速度Aの1[G]からの偏差を求め、該偏差が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部と、前記計測可否判定部から前記計測命令を受けたとき、前記3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
θx=tan−1(Ax/Az)
によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、
θy=tan−1(Ay/Az)
によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部と、を備えたことを特徴とする傾斜計を構成したものである。
上記構成において、好ましくは、前記計測可否判定部は、前記偏差が1[G]の5%以下の範囲内にあるとき、前記計測命令を出力するようになっている。あるいは、前記3軸加速度センサは、MEMSとして形成されていることが好ましい。
本発明によれば、単一の3軸加速度センサを使用し、3軸加速度センサの各軸の出力値から合成加速度を求め、合成加速度が1[G]またはその近傍の値であるときは、測定対象物に重力加速度のみが作用し、重力以外の外力は作用していないと判定し、その時の3軸加速度検出値に基づいて傾斜角を算出するようにしたので、非常に簡単な構造において測定対象物の傾斜状態を瞬時にかつ正確に測定することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例による傾斜計の概略構成を示すブロック図である。図1を参照して、本発明によれば、3軸加速度センサ1が備えられる。この実施例では、3軸加速度センサ1は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)として形成されており、x軸方向、y軸方向およびz軸方向それぞれの加速度の検出値をアナログ出力する。
また、本発明によれば、3軸加速度センサ1の3軸の検出値出力に基づき、合成加速度を求める合成加速度算出部2が備えられる。合成加速度検出部2は、3軸加速度センサ1のアナログ出力をデジタル信号に変換する(図示されない)A/D変換器を有している。
合成加速度算出部2は、A/D変換器によってデジタル変換された、x軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)
によって求めた合成加速度Aを出力する。
A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)
によって求めた合成加速度Aを出力する。
本発明によれば、また、合成加速度算出部2から出力された合成加速度Aの1[G]からの偏差を求め、該偏差が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部3が備えられる。
このように、合成加速度Aの1[G]からの偏差に基づいて計測命令を出力するようにしたのは、合成加速度Aが1[G]またはその近傍の値をとるときは、3軸加速度センサ1、すなわち傾斜計には重力加速度gのみが生じ、重力以外の外力が作用していないことを表しており、よって、このときの傾斜角の検出値には誤差が殆ど生じないと考えられるからである。そして、この実施例においては、計測可否判定部3は、偏差が1[G]の5%以下の範囲内にあるとき、計測命令を出力する。
このように、合成加速度Aの1[G]からの偏差に基づいて計測命令を出力するようにしたのは、合成加速度Aが1[G]またはその近傍の値をとるときは、3軸加速度センサ1、すなわち傾斜計には重力加速度gのみが生じ、重力以外の外力が作用していないことを表しており、よって、このときの傾斜角の検出値には誤差が殆ど生じないと考えられるからである。そして、この実施例においては、計測可否判定部3は、偏差が1[G]の5%以下の範囲内にあるとき、計測命令を出力する。
さらに、計測可否判定部から計測命令を受けたとき、3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、図2に示した幾何学的配置に従って、
θx=tan−1(Ax/Az)
によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、
θy=tan−1(Ay/Az)
によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部4が備えられる。
θx=tan−1(Ax/Az)
によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、
θy=tan−1(Ay/Az)
によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部4が備えられる。
[実施例]
本発明による傾斜計を、無人搬送システムのフォークに適用し、フォームの傾斜状態をモニタリングする実験を行った。この実験では、図3に示すように、本発明による傾斜計10をフォーク11の先端部に取り付けた。この場合、3軸加速度センサのy軸がフォーク11の根元に向かってのび、z軸が上向きにのびるように配置した。そして、フォーク11を作動させ、傾斜計10からの検出値の出力に基づいて傾斜角(ロール角)を測定し、測定値を経過時間に対してプロットして図4のグラフを得た。図4のグラフ中、VALIDは、計測可否判定部3による傾斜角測定の可否の判定動作を示し、ONは、傾斜角測定が可と判定した(よって計測命令を出力した)ときを、OFFは、傾斜角測定が不可と判定したときをそれぞれ表す。
本発明による傾斜計を、無人搬送システムのフォークに適用し、フォームの傾斜状態をモニタリングする実験を行った。この実験では、図3に示すように、本発明による傾斜計10をフォーク11の先端部に取り付けた。この場合、3軸加速度センサのy軸がフォーク11の根元に向かってのび、z軸が上向きにのびるように配置した。そして、フォーク11を作動させ、傾斜計10からの検出値の出力に基づいて傾斜角(ロール角)を測定し、測定値を経過時間に対してプロットして図4のグラフを得た。図4のグラフ中、VALIDは、計測可否判定部3による傾斜角測定の可否の判定動作を示し、ONは、傾斜角測定が可と判定した(よって計測命令を出力した)ときを、OFFは、傾斜角測定が不可と判定したときをそれぞれ表す。
この実験において、合成加速度Aの1[G]からの偏差が1[G]の5%以下の範囲内にないときは、傾斜計10の計測可否判定部3から傾斜角算出部4に計測命令が出力されず、よって、傾斜計10から測定値は出力されないが、この間は、その直前の傾斜計10からの出力値を測定値として保持するようにしている(図4のグラフ中の水平部分参照)。それによって、運動するフォーク11の傾斜状態を、実用上支障が生じない精度で、連続的にモニタリングすることができる。
1 3軸加速度センサ
2 合成加速度算出部
3 計測可否判定部
4 傾斜角算出部
10 傾斜計
11 フォーク
2 合成加速度算出部
3 計測可否判定部
4 傾斜角算出部
10 傾斜計
11 フォーク
Claims (3)
- 3軸加速度センサと、
前記3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
A=√(Ax 2+Ay 2+Az 2)
によって求めた合成加速度Aを出力する合成加速度算出部と、
前記合成加速度算出部から出力された前記合成加速度Aの1[G]からの偏差を求め、該偏差が所定の範囲内にあるとき、計測命令を出力する計測可否判定部と、
前記計測可否判定部から前記計測命令を受けたとき、前記3軸加速度センサからのx軸出力値Ax、y軸出力値Ayおよびz軸出力値Azに基づき、
θx=tan−1(Ax/Az)
によって求めたx軸方向の傾斜角θx、または、
θy=tan−1(Ay/Az)
によって求めたy軸方向の傾斜角θyまたはその両方を計測値として出力する傾斜角算出部と、を備えたことを特徴とする傾斜計。 - 前記計測可否判定部は、前記偏差が1[G]の5%以下の範囲内にあるとき、前記計測命令を出力することを特徴とする請求項1に記載の傾斜計。
- 前記3軸加速度センサは、MEMSとして形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の傾斜計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007162796A JP2009002744A (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 傾斜計 |
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JP2007162796A Pending JP2009002744A (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 傾斜計 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105571615A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-11 | 大连陆海科技股份有限公司 | 船用双轴倾角传感器的校准方法及*** |
JP2018004157A (ja) * | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 斜傾矯正装置および斜傾矯正方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001501315A (ja) * | 1997-07-25 | 2001-01-30 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の慣性状態を求める方法および装置 |
JP2006047156A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Nissin Kogyo Co Ltd | 車載用装置および加速度センサの傾斜角度検出方法 |
JP2006267112A (ja) * | 2006-04-05 | 2006-10-05 | Wacoh Corp | 加速度検出システム |
-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007162796A patent/JP2009002744A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001501315A (ja) * | 1997-07-25 | 2001-01-30 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の慣性状態を求める方法および装置 |
JP2006047156A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Nissin Kogyo Co Ltd | 車載用装置および加速度センサの傾斜角度検出方法 |
JP2006267112A (ja) * | 2006-04-05 | 2006-10-05 | Wacoh Corp | 加速度検出システム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105571615A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-11 | 大连陆海科技股份有限公司 | 船用双轴倾角传感器的校准方法及*** |
CN105571615B (zh) * | 2015-12-29 | 2019-01-01 | 大连陆海科技股份有限公司 | 船用双轴倾角传感器的校准方法及*** |
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A521 | Written amendment |
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