JP7501209B2 - 表示装置、変位計測装置及び表示方法 - Google Patents
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Description
被計測物の所定の部位の第1の部分に配置されている第1の慣性センサーから出力される信号に基づく第1の信号と、前記所定の部位の前記第1の部分とは異なる第2の部分に配置されている第2の慣性センサーから出力される信号に基づく第2の信号と、を取得するセンサー信号取得部と、
前記第1の信号に基づく第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの変位を算出し、前記第2の信号に基づく第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの変位を算出する変位算出部と、
前記第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの方位を算出し、前記第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの方位を算出する方位算出部と、
前記第1の慣性センサーの前記変位と前記第1の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第1の部分の座標を算出し、前記第2の慣性センサーの前記変位と前記第2の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第2の部分の座標を算出する座標算出部と、
を含む。
被計測物の所定の部位の第1の部分に配置されている第1の慣性センサーから出力される信号に基づく第1の信号と、前記所定の部位の前記第1の部分とは異なる第2の部分に配置されている第2の慣性センサーから出力される信号に基づく第2の信号と、を取得するセンサー信号取得工程と、
前記第1の信号に基づく第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの変位を算出し、前記第2の信号に基づく第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの変位を算出する変位算出工程と、
前記第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの方位を算出し、前記第4の信号に
基づいて前記第2の慣性センサーの方位を算出する方位算出工程と、
前記第1の慣性センサーの前記変位と前記第1の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第1の部分の座標を算出し、前記第2の慣性センサーの前記変位と前記第2の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第2の部分の座標を算出する座標算出工程と、
前記第1の部分の前記座標と、前記第2の部分の前記座標と、に基づいて、前記第1の部分に対する前記第2の部分の相対変位量を算出する相対変位量算出工程と、
前記相対変位量に基づくオブジェクトを表示する表示工程と、
を含む。
1-1.第1実施形態
1-1-1.変位計測装置を用いた変位計測システムの概要
図1は、本実施形態の変位計測装置1を用いた被計測物の変位計測システムの概要を説明するための図である。
ンサー3e,3fの各々が配置されている部分の座標と、に基づいて、基準となる慣性センサー3dが配置されている部分に対する慣性センサー3e,3fの各々が配置されている部分の相対変位量を算出してもよい。これらの相対変位量は、右側ロアアームの前側のアームの変形量及び後側のアームの変形量に相当する。
図4は、第1実施形態の変位計測装置1の構成例を示す図である。図4に示すように、変位計測装置1は、処理回路100、記憶回路110、N個のアナログフロントエンド(AFE:Analog Front End)120、操作部130、及び通信部140を含む。Nは2以上の所定の整数である。なお、変位計測装置1は、図4の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
img軸で定義される。また、システム座標系は、地表に対して向きが変わらない絶対座標系であり、X軸、Y軸及びZ軸で定義される。そして、変位計測装置1の初期状態において、すなわち計測開始時である時刻t=0において、第nの仮想センサーの位置は第nの慣性センサー3の位置と一致する。換言すれば、時刻t=0において、システム座標系での第nの慣性センサー3及び第nの仮想センサーの座標は一致し、ともに(Xn(0),Yn(0),Zn(0))である。また、時刻t=0において、第nの仮想センサーのローカル座量系はシステム座標系と一致する。すなわち、ximg軸の方向はX軸の方向と一致し、yimg軸の方向はY軸の方向と一致し、zimg軸の方向はZ軸の方向と一致する。
t)は、x軸加速度値axn(t)、y軸加速度値ayn(t)、z軸加速度値azn(t)を有し、時刻tにおける角速度データgn(t)は、x軸角速度値gxn(t)、y軸角速度値gyn(t)及びz軸角速度値gzn(t)を有する。
図13は、第1実施形態の変位計測装置1による変位計測の手順を示すフローチャート図である。
109のN)、工程S110において、変位計測装置1は、時刻t=0、番号n=n+1に設定し、工程S102~S108を再び行う。
以上に説明したように、第1実施形態の変位計測装置1は、第1の慣性センサー3から出力される信号に基づいて、第1の慣性センサー3の変位及び方位を算出し、第2の慣性センサー3から出力される信号に基づいて、第2の慣性センサー3の変位及び方位を算出する。そして、第1の慣性センサー3は車両4aの所定の部位の第1の部分に配置され、第2の慣性センサー3は当該所定の部位の第2の部分に配置されている。したがって、第1実施形態の変位計測装置1によれば、第1の慣性センサー3の変位及び方位に基づいて当該所定の部位の第1の部分の座標を算出し、第2の慣性センサー3の変位及び方位に基づいて当該所定の部位の第2の部分の座標を算出することができる。さらに、第1実施形態の変位計測装置1によれば、当該所定の部位の第1の部分の座標だけでなく第2の部分の座標も算出するので、当該所定の部位の位置を精度よく算出することができる。
以下、第2実施形態の変位計測装置1について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第1実施形態と異なる内容について説明する。
1の信号を第3の信号に換算し、第2の信号を第4の信号に換算し、変位算出部103が、第1の慣性センサー3の変位及び第2の慣性センサー3の変位を算出し、方位算出部104が、第1の慣性センサー3の方位及び第2の慣性センサー3の方位を算出し、座標算出部105が第1の部分の座標及び第2の部分の座標を算出し、相対変位量算出部106が第1の部分に対する第2の部分の相対変位量を算出する。
を積分して方位差分ベクトルΔrn(t+Δt)を算出し、方位ベクトルrn(t)に方位差分ベクトルΔrn(t+Δt)を加算して方位ベクトルrn(t+Δt)を算出する。
以下、本実施形態の表示方法について、上記の各実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明する。
図18は、本実施形態の表示方法を行うための表示システムの構成例を示す図である。図18の例では、表示システム200では、複数の被計測物4である車両4aの各々に、変位計測装置1、複数の慣性センサー3及び撮像部7が搭載されている。また、複数の車両4aの各々に、車両情報収集装置8が搭載されていてもよい。
図20は、本実施形態の表示方法の手順を示すフローチャート図である。
なくとも1つの指標値を示すオブジェクトを含む表示情報を生成する。工程S302において、対象となる指標値は、表示情報生成装置210の不図示の操作部から入力される信号に基づいて選択されてもよいし、表示装置220からの選択信号に基づいて選択されてもよい。
以下に示すように、本実施形態の表示方法としては、例えば、複数の車両4aによるレースにおいて視聴者やピットのクルーに各種の情報を表示する表示方法が挙げられる。
を行うことができる。
被計測物の所定の部位の第1の部分に配置されている第1の慣性センサーから出力される信号に基づく第1の信号と、前記所定の部位の前記第1の部分とは異なる第2の部分に配置されている第2の慣性センサーから出力される信号に基づく第2の信号と、を取得するセンサー信号取得部と、
前記第1の信号に基づく第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの変位を算出し、前記第2の信号に基づく第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの変位を算出する変位算出部と、
前記第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの方位を算出し、前記第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの方位を算出する方位算出部と、
前記第1の慣性センサーの前記変位と前記第1の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第1の部分の座標を算出し、前記第2の慣性センサーの前記変位と前記第2の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第2の部分の座標を算出する座標算出部と、
を含む。
前記第1の部分の前記座標と、前記第2の部分の前記座標と、に基づいて、前記第1の部分に対する前記第2の部分の相対変位量を算出する相対変位量算出部を含んでもよい。
第1の回転行列を用いて、前記第1の信号を第1の仮想センサーから出力される前記第3の信号に換算し、第2の回転行列を用いて、前記第2の信号を第2の仮想センサーから出力される前記第4の信号に換算するキャリブレーション部を含み、
初期状態において、
前記第1の仮想センサーの位置は前記第1の慣性センサーの位置と一致し、かつ、前記第1の仮想センサーのローカル座量系はシステム座標系と一致し、
前記第2の仮想センサーの位置は前記第2の慣性センサーの位置と一致し、かつ、前記第2の仮想センサーのローカル座量系は前記システム座標系と一致し、
前記変位算出部は、
前記第3の信号に含まれる加速度信号を2重積分して前記第1の慣性センサーの前記変位を算出し、
前記第4の信号に含まれる加速度信号を2重積分して前記第2の慣性センサーの前記変位を算出し、
前記方位算出部は、
前記第3の信号に含まれる角速度信号を積分して前記第1の慣性センサーの方位の差分
を算出し、当該方位の差分に基づいて前記第1の慣性センサーの前記方位を算出し、
前記第4の信号に含まれる角速度信号を積分して前記第2の慣性センサーの方位の差分を算出し、当該方位の差分に基づいて前記第2の慣性センサーの前記方位を算出してもよい。
前記センサー信号取得部は、
所定の期間に前記第1の信号及び前記第2の信号を取得し、
前記所定の期間が終了した後に、
前記変位算出部が、前記第1の慣性センサーの前記変位及び前記第2の慣性センサーの前記変位を算出し、
前記方位算出部が、前記第1の慣性センサーの前記方位及び前記第2の慣性センサーの前記方位を算出し、
前記座標算出部が前記第1の部分の前記座標及び前記第2の部分の前記座標を算出してもよい。
前記センサー信号取得部は、
所定の期間に前記第1の信号及び前記第2の信号を取得し、
前記所定の期間が終了する前に、
前記変位算出部が、前記第1の慣性センサーの前記変位及び前記第2の慣性センサーの前記変位を算出し、
前記方位算出部が、前記第1の慣性センサーの前記方位及び前記第2の慣性センサーの前記方位を算出し、
前記座標算出部が前記第1の部分の前記座標及び前記第2の部分の前記座標を算出してもよい。
被計測物の所定の部位の第1の部分に配置されている第1の慣性センサーから出力される信号に基づく第1の信号と、前記所定の部位の前記第1の部分とは異なる第2の部分に配置されている第2の慣性センサーから出力される信号に基づく第2の信号と、を取得するセンサー信号取得工程と、
前記第1の信号に基づく第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの変位を算出し、前記第2の信号に基づく第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの変位を算出する変位算出工程と、
前記第3の信号に基づいて前記第1の慣性センサーの方位を算出し、前記第4の信号に基づいて前記第2の慣性センサーの方位を算出する方位算出工程と、
前記第1の慣性センサーの前記変位と前記第1の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第1の部分の座標を算出し、前記第2の慣性センサーの前記変位と前記第2の慣性センサーの前記方位とに基づいて、前記第2の部分の座標を算出する座標算出工程と、
前記第1の部分の前記座標と、前記第2の部分の前記座標と、に基づいて、前記第1の
部分に対する前記第2の部分の相対変位量を算出する相対変位量算出工程と、
前記相対変位量に基づくオブジェクトを表示する表示工程と、
を含む。
前記被計測物に搭載されている第2の撮像部が撮影した前記被計測物が走行するコースを含む映像を取得する映像取得工程と、
前記相対変位量と前記映像とを同期させる同期工程と、
を含み、
前記表示工程において、
前記映像に前記オブジェクトを重ねて表示してもよい。
前記オブジェクトは、前記被計測物の重心の変位量の情報を含んでもよい。
前記相対変位量は、前記被計測物のサスペンションの変位量を含んでもよい。
前記相対変位量は、前記被計測物のフロントウィングの変位量を含んでもよい。
前記相対変位量は、前記被計測物のリアウィングの変位量を含んでもよい。
前記オブジェクトは、前記被計測物のタイヤの摩耗の情報を含んでもよい。
前記オブジェクトは、前記相対変位量に基づく複数の指標値を有するレーダーチャートを含んでもよい。
Claims (16)
- 車両に搭載されている慣性センサーから出力された出力信号に基づいて算出された前記車両の変位量に基づいて、
前記車両の変位を視覚的に認識可能な画像情報として表示部に表示し、
前記画像情報は、
前記車両に取付けられているタイヤのタイヤ情報に係るオブジェクトを含む、表示装置。 - 請求項1において、
前記タイヤ情報に係るオブジェクトは、
右フロントタイヤに係るオブジェクトと、
左フロントタイヤに係るオブジェクトと、
右リアタイヤに係るオブジェクトと、
左リアタイヤに係るオブジェクトと、
を含む、表示装置。 - 請求項1または2において、
前記タイヤ情報は、タイヤの摩耗量に基づく情報である、表示装置。 - 請求項1乃至3の何れか一項において、
前記画像情報は、
前記車両の重心の変位に係るオブジェクトを含む、表示装置。 - 請求項4において、
前記画像情報は、
レーダーチャートを含み、
前記タイヤ情報に係るオブジェクト及び前記車両の重心の変位に係るオブジェクトは、
前記レーダーチャートに表示されている、表示装置。 - 請求項1乃至5の何れか一項において、
前記画像情報は、
複数のドライバーがそれぞれ運転する車両の変位に基づいた複数のオブジェクトを比較して表示した画像情報を含む、表示装置。 - 請求項1乃至6の何れか一項において、
前記画像情報は、
前記車両の道路を走行している車両映像を含む、表示装置。 - 請求項7において、
前記道路は、サーキットのコースである、表示装置。 - 請求項1乃至8の何れか一項において、
前記車両のエンジンモードは、
クルージングモード、ローパワーモード、エコモード、ハイパワーモード、及びオーバーレブモードの何れかである、表示装置。 - 請求項1乃至9の何れか一項において、
前記慣性センサーは、
加速度センサー、角速度センサー、及び慣性計測ユニットのうち少なくとも何れかである、表示装置。 - 車両に搭載されている慣性センサーから出力された出力信号に基づいて算出された前記車両の変位量に基づいて、
前記車両の変位を視覚的に認識可能な画像情報として表示部に表示し、
前記画像情報は、
前記車両の重心の変位に係るオブジェクトを含む、表示装置。 - 請求項11において、
前記画像情報は、
前記車両の道路を走行している車両映像を含む、表示装置。 - 請求項12において、
前記車両映像は、前記車両の重心の変位に係るオブジェクトと同期している、表示装置。 - 請求項12又は13において、
前記道路は、サーキットのコースである、表示装置。 - 請求項11乃至14の何れか一項において、
前記車両のエンジンモードは
クルージングモード、ローパワーモード、エコモード、ハイパワーモード、及びオーバーレブモードの何れかである、表示装置。 - 請求項11乃至15の何れか一項において、
前記慣性センサーは、
加速度センサー、角速度センサー、及び慣性計測ユニットのうち少なくとも何れかである、表示装置。
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