JP2015094630A5 - - Google Patents

Description

加速度センサー１１は、ローカル座標系の３軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）について移動体の加速度ベクトルを検出する。加速度センサー１１としては、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサーが用いられる。加速度センサー１１が計測した値は、ローカル座標系で計測した移動体の加速度となる。

処理部１００は、図３に示すように、加速度センサー１１が検出した加速度を例えば第３周波数ｆ３（例えばｆ３＝１００Ｈｚ）でサンプリングし加速度をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２１と、加速度のバイアスを補正する加速度バイアス補正部１２２と、第３周波数ｆ３にてサンプリングされた加速度をｍ（ｍは２以上の整数で、（ｆ３／ｆ２）−１＜ｍ≦ｆ３／ｆ２を満たす。例えばｍ＝５）個加算平均して、第２周波数ｆ２の出力周波数にて加速度を出力する加算平均部１２３とを有する。図４に示すように、処理部１００では、加速度センサー１１からの加速度はＡ／Ｄ変換後にバイアスが除去され（ＳＴ２１）、５個の加速度が加算平均される（ＳＴ２２）。

式（１）の左辺は、時刻ｔ＋τ_２における姿勢である。Ｃ（ｔ）は、時刻ｔにおける姿勢の回転行列である。Ｃ_{ｃｈａｎｇｅ}は、時刻ｔから時刻ｔ＋τ_２の期間における姿勢変化である。式（１）の右辺のマイナス項は地球の自転の影響を表す。地球の自転の影響は省略しても良い。

次に式（８）で求められた加速度と、過去に求めた速度とを用いて、下記の式（９）を演算して、Ｅフレームでの速度を求める。ｖ_ｅｂ ^ｅ（ｔ）は、時刻ｔにおけるＥフレームに対するＢフレームの速度を、Ｅフレームで表したものである。なお、式（９）では、右辺の第３，４項にて重力と地球の自転の影響が考慮されている。

…（９）

Claims (10)

1. センサー素子からの信号に基づいて移動体の角速度信号を検出する検出部と、
   前記検出部からのアナログの信号をデジタルの信号に変換し、第１の周波数ｆ１で出力するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部からの信号に基づき前記第１の周波数より低い周波数である第２周波数ｆ２で前記移動体の姿勢変化を算出する姿勢変化算出部と、
   を有することを特徴とするセンサー用ＩＣ。
2. 請求項１記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   前記姿勢変化算出部は、
   ｅｘｐ（［αｉｂｂ（ｔ＋τ１）］×）ｅｘｐ（［αｉｂｂ（ｔ＋２τ１）］×）・・
   ・ｅｘｐ（［αｉｂｂ（ｔ＋ｋτ１）］×）
   を演算する、センサー用ＩＣ。
   ただし、τ１＝１／ｆ１であり、ｋは（ｆ１／ｆ２）−１＜ｋ≦ｆ１／ｆ２を満たす整数であり、ｔは時刻であり、［αｉｂｂ（ｔ＋ｎτ１）］は時刻ｔ＋ｎτ１（ただしｎは１≦ｎ≦ｋを満たす整数）における前記角速度から求めた回転行列である。
3. 請求項１または２に記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   外部から入力されるコマンド信号に基づいて前記姿勢変化算出部を制御する制御部をさらに有することを特徴とするセンサー用ＩＣ。
4. 請求項３に記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   前記制御部は、前記コマンド信号に基づいて前記姿勢変化算出部での算出演算の開始と終了を設定することを特徴とするセンサー用ＩＣ。
5. 請求項１または２に記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   外部から入力されるコマンド信号をデコードするコマンドデコーダと、
   前記コマンドデコーダでのデコード結果に基づいて、前記姿勢変化算出部を制御する値が設定されるレジスタと、
   をさらに有することを特徴とするセンサー用ＩＣ。
6. 請求項５に記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   前記コマンドデコーダは、前記コマンド信号に基づいて前記姿勢変化算出部での算出演算の開始及び終了を前記レジスタに設定することを特徴とするセンサー用ＩＣ。
7. 請求項２に記載のセンサー用ＩＣにおいて、
   前記姿勢変化算出部は、ｅｘｐ（［α（ｔ＋ｎτ１）］×）の近似演算を実施する加算器及び乗算器を含むハードウェアにて構成されることを特徴とするセンサー用ＩＣ。
8. センサー素子と、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサー用ＩＣと、
   を有することを特徴とするセンサーデバイス。
9. センサー素子と、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサー用ＩＣと、
   を有することを特徴とする電子機器。
10. センサー素子と、
    請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサー用ＩＣと、
    を有することを特徴とする移動体。