JPH11190743A - 移動体搭載用三軸加速度検出装置 - Google Patents
移動体搭載用三軸加速度検出装置Info
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- JPH11190743A JPH11190743A JP9359415A JP35941597A JPH11190743A JP H11190743 A JPH11190743 A JP H11190743A JP 9359415 A JP9359415 A JP 9359415A JP 35941597 A JP35941597 A JP 35941597A JP H11190743 A JPH11190743 A JP H11190743A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 重力加速度のＸ軸方向成分の影響を除去した
補正Ｘ軸方向加速度信号を得ることができる移動体搭載
用三軸加速度検出装置を提供することにある。 【解決手段】 傾斜検出手段６は、三軸加速度センサ１
の出力、特にＺ軸方向加速度信号に基づいて移動体の傾
斜角度と傾斜方向とを求める。重力加速度成分演算手段
５は、傾斜角度と傾斜方向とに基づいて重力加速度のＸ
軸方向成分を求め、重力加速度のＸ軸方向成分に対応す
るＸ軸方向重力加速度信号Ｖgxを出力する。補正演算手
段８は、Ｘ軸方向加速度信号ＶX にＸ軸方向重力加速度
信号Ｖgxを加減算して、移動体の傾斜により発生する重
力加速度成分が原因となって生じる誤差分を除去した補
正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'を出力する。
補正Ｘ軸方向加速度信号を得ることができる移動体搭載
用三軸加速度検出装置を提供することにある。 【解決手段】 傾斜検出手段６は、三軸加速度センサ１
の出力、特にＺ軸方向加速度信号に基づいて移動体の傾
斜角度と傾斜方向とを求める。重力加速度成分演算手段
５は、傾斜角度と傾斜方向とに基づいて重力加速度のＸ
軸方向成分を求め、重力加速度のＸ軸方向成分に対応す
るＸ軸方向重力加速度信号Ｖgxを出力する。補正演算手
段８は、Ｘ軸方向加速度信号ＶX にＸ軸方向重力加速度
信号Ｖgxを加減算して、移動体の傾斜により発生する重
力加速度成分が原因となって生じる誤差分を除去した補
正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体に搭載され
る三軸加速度検出装置に関するものであり、特に重力加
速度の影響を補正した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力す
ることができる三軸加速度検出装置に関するものであ
る。
る三軸加速度検出装置に関するものであり、特に重力加
速度の影響を補正した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力す
ることができる三軸加速度検出装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のカーナビゲーション・システム
では、自動車の位置を特定するために、自動車の走行距
離を演算している。走行距離の演算方式は種々提案され
ている。その中に、三軸加速度検出装置から得られる進
行方向の加速度信号（三軸加速度センサのＸ軸方向を車
両のＸ軸方向即ち進行方向と一致させているものとし
て、以下Ｘ軸方向加速度信号と言う）を用いて、自動車
の走行距離を演算する演算方法が知られている。このよ
うな演算方法を用いる場合、Ｘ軸方向加速度信号の精度
が走行距離の演算精度を決定する。
では、自動車の位置を特定するために、自動車の走行距
離を演算している。走行距離の演算方式は種々提案され
ている。その中に、三軸加速度検出装置から得られる進
行方向の加速度信号（三軸加速度センサのＸ軸方向を車
両のＸ軸方向即ち進行方向と一致させているものとし
て、以下Ｘ軸方向加速度信号と言う）を用いて、自動車
の走行距離を演算する演算方法が知られている。このよ
うな演算方法を用いる場合、Ｘ軸方向加速度信号の精度
が走行距離の演算精度を決定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら三軸加速
度検出装置に用いる三軸加速度センサとして、重錘を固
定したダイアフラムの変形に応じて重錘に作用する加速
度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対
応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ
軸方向加速度信号を出力する三軸加速度センサを用いた
場合には、走行距離の演算精度が悪くなることが分かっ
た。
度検出装置に用いる三軸加速度センサとして、重錘を固
定したダイアフラムの変形に応じて重錘に作用する加速
度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対
応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ
軸方向加速度信号を出力する三軸加速度センサを用いた
場合には、走行距離の演算精度が悪くなることが分かっ
た。
【０００４】これは自動車が坂道を走行している場合に
は、重錘に作用する重力加速度のＸ軸方向成分が、三軸
加速度センサで検出する加速度のＸ軸方向加速度成分に
加わるためである。すなわち上り坂では、重力加速度の
Ｘ軸方向成分の分だけ三軸加速度センサで検出するＸ軸
方向加速度成分が小さくなり、下り坂では、重力加速度
のＸ軸方向成分の分だけ三軸加速度センサで検出するＸ
軸方向加速度成分が大きくなるからである。
は、重錘に作用する重力加速度のＸ軸方向成分が、三軸
加速度センサで検出する加速度のＸ軸方向加速度成分に
加わるためである。すなわち上り坂では、重力加速度の
Ｘ軸方向成分の分だけ三軸加速度センサで検出するＸ軸
方向加速度成分が小さくなり、下り坂では、重力加速度
のＸ軸方向成分の分だけ三軸加速度センサで検出するＸ
軸方向加速度成分が大きくなるからである。
【０００５】本発明の目的は、重力加速度のＸ軸方向成
分の影響を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を得ること
ができる移動体搭載用三軸加速度検出装置を提供するこ
とにある。
分の影響を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を得ること
ができる移動体搭載用三軸加速度検出装置を提供するこ
とにある。
【０００６】本発明の他の目的は、別個に傾斜検出手段
を用意することなく、三軸加速度センサの出力から傾斜
角度及び傾斜方向を検出することができる移動体搭載用
三軸加速度検出装置を提供することにある。
を用意することなく、三軸加速度センサの出力から傾斜
角度及び傾斜方向を検出することができる移動体搭載用
三軸加速度検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このダイアフ
ラムに対して固定された重錘に作用する加速度によるダ
イアフラムの変形に応じて重錘に作用する加速度のＸ軸
方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対応するＸ
軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ軸方向加
速度信号を出力する三軸加速度センサを具備し、三軸加
速度センサのＸ軸を移動体の進行方向に沿わせるように
移動体に搭載される移動体搭載用三軸加速度検出装置を
改良の対象とする。ダイアフラムは、一般的には金属製
であるがその材質は任意である。そして一般的にはダイ
アフラムの外周部は、加速度が作用した重錘の変位また
は移動を許容する空間を形成するようにして台座に支持
される。三軸加速度センサは、静電容量の変化を利用す
るものや、応力を受けると自発分極電荷を発生する圧電
セラミックス基板を用いるもの等種々のものを用いるこ
とができる。
ラムに対して固定された重錘に作用する加速度によるダ
イアフラムの変形に応じて重錘に作用する加速度のＸ軸
方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対応するＸ
軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ軸方向加
速度信号を出力する三軸加速度センサを具備し、三軸加
速度センサのＸ軸を移動体の進行方向に沿わせるように
移動体に搭載される移動体搭載用三軸加速度検出装置を
改良の対象とする。ダイアフラムは、一般的には金属製
であるがその材質は任意である。そして一般的にはダイ
アフラムの外周部は、加速度が作用した重錘の変位また
は移動を許容する空間を形成するようにして台座に支持
される。三軸加速度センサは、静電容量の変化を利用す
るものや、応力を受けると自発分極電荷を発生する圧電
セラミックス基板を用いるもの等種々のものを用いるこ
とができる。
【０００８】そして移動体とは、一般的には、自動車、
オートバイ及び自転車等の車両であり、移動体が無人で
移動するものであってもよいのは勿論である。また移動
体の進行方向とは、自動車であればシャーシが延びる前
後方向であり、三軸加速度センサはシャーシの中心部に
設置するのが好ましい。
オートバイ及び自転車等の車両であり、移動体が無人で
移動するものであってもよいのは勿論である。また移動
体の進行方向とは、自動車であればシャーシが延びる前
後方向であり、三軸加速度センサはシャーシの中心部に
設置するのが好ましい。
【０００９】本発明においては、移動体の傾斜角度と傾
斜方向を求める傾斜検出手段を用いる。この傾斜検出手
段は、主要部が機械式のものでもよいし、また電気的に
傾斜角度と傾斜方向を検出するものでもよく、その構成
は任意である。但し、三軸加速度センサの出力（Ｘ軸方
向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ軸方向加速度
信号）に基いて、移動体の傾斜角度と傾斜方向を求める
ことができる傾斜検出手段を用いれば、物理的に別個の
傾斜検出手段を用意する必要がなくなるので、構成が簡
単になるだけでなく、全体の寸法もコンパクトにするこ
とができる。
斜方向を求める傾斜検出手段を用いる。この傾斜検出手
段は、主要部が機械式のものでもよいし、また電気的に
傾斜角度と傾斜方向を検出するものでもよく、その構成
は任意である。但し、三軸加速度センサの出力（Ｘ軸方
向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ軸方向加速度
信号）に基いて、移動体の傾斜角度と傾斜方向を求める
ことができる傾斜検出手段を用いれば、物理的に別個の
傾斜検出手段を用意する必要がなくなるので、構成が簡
単になるだけでなく、全体の寸法もコンパクトにするこ
とができる。
【００１０】三軸加速度センサの出力には、移動体の傾
斜角度及び傾斜方向に関する情報が含まれている。移動
体のＸ軸（移動体の進行方向に延びる仮想の軸）の角度
（Ｘ軸が水平軸また水平面に対して傾斜する角度）が変
わる場合について見ると、移動体がそのＸ軸を傾斜させ
るように移動を開始するかまたは傾斜した状態から水平
な状態に戻ろうとするときに（自動車が坂道を上り始め
るときや、坂道を終了するとき等に）、Ｚ軸方向加速度
信号にはその傾斜に応じた信号の変化が現われる。上り
始めで一方の極性の信号の変化が発生すると、上りの終
了で他方の極性の信号の変化が発生する。これは自動車
でみれば、前輪が坂道に入ってから後輪が坂道に入るま
で、または前輪が坂道を抜けてから後輪が坂道を抜ける
までの間において、Ｚ軸方向の加速度に変化が生じるた
めである。そしてこの変化のピーク値と傾斜角度の変化
分θとの間には、正比例の関係がある。具体的には、移
動体のＹ軸には傾斜がなく、Ｘ軸についてのみ傾斜があ
る場合において、ピーク値＝ｋ（θ／２）の関係が生じ
る。ここでｋは定数である。
斜角度及び傾斜方向に関する情報が含まれている。移動
体のＸ軸（移動体の進行方向に延びる仮想の軸）の角度
（Ｘ軸が水平軸また水平面に対して傾斜する角度）が変
わる場合について見ると、移動体がそのＸ軸を傾斜させ
るように移動を開始するかまたは傾斜した状態から水平
な状態に戻ろうとするときに（自動車が坂道を上り始め
るときや、坂道を終了するとき等に）、Ｚ軸方向加速度
信号にはその傾斜に応じた信号の変化が現われる。上り
始めで一方の極性の信号の変化が発生すると、上りの終
了で他方の極性の信号の変化が発生する。これは自動車
でみれば、前輪が坂道に入ってから後輪が坂道に入るま
で、または前輪が坂道を抜けてから後輪が坂道を抜ける
までの間において、Ｚ軸方向の加速度に変化が生じるた
めである。そしてこの変化のピーク値と傾斜角度の変化
分θとの間には、正比例の関係がある。具体的には、移
動体のＹ軸には傾斜がなく、Ｘ軸についてのみ傾斜があ
る場合において、ピーク値＝ｋ（θ／２）の関係が生じ
る。ここでｋは定数である。
【００１１】Ｚ軸方向加速度信号から傾斜情報を得るた
めには、ノイズを除去する必要がある。ノイズの多く
は、移動体の移動時に加わる振動に基づくノイズであ
る。この種のノイズは周波数が高いことが分かっている
ので、帯域フィルタを用いて所定の周波数（例えば１０
Ｈｚまたは５Ｈｚ）以上の周波数成分を除去してＺ軸方
向低周波信号ＶLZを得る。そしてこのＺ軸方向低周波信
号ＶLZに現われる信号の変化のピーク値を求め、このピ
ーク値から傾斜角度の変化分と傾斜方向を検出する。圧
電セラミック基板に発生する自発分極電荷に基いてＺ軸
方向加速度信号を得る場合には、圧電セラミックス基板
に加わる応力の変化がなくなると、自発分極電荷がなく
なるため、傾斜の開始時、傾斜角度の変更時、傾斜の終
了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZにはピークを持ったパル
ス状の信号変化が現われる。したがってピーク値を検出
することが容易である。静電容量の変化を利用して加速
度を検出するタイプの三軸加速度センサの出力を利用す
る場合には、傾斜の開始時、傾斜角度の変更時、傾斜の
終了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZに変化が現われるの
で、微分回路を用いてＺ軸方向低周波信号ＶLZを微分
し、微分信号からピーク値を得るようにすればよい。但
し実際には、移動体のＹ軸も傾斜するのが一般的である
から、このＹ軸の傾斜も考慮して傾斜角度を求める必要
がある。
めには、ノイズを除去する必要がある。ノイズの多く
は、移動体の移動時に加わる振動に基づくノイズであ
る。この種のノイズは周波数が高いことが分かっている
ので、帯域フィルタを用いて所定の周波数（例えば１０
Ｈｚまたは５Ｈｚ）以上の周波数成分を除去してＺ軸方
向低周波信号ＶLZを得る。そしてこのＺ軸方向低周波信
号ＶLZに現われる信号の変化のピーク値を求め、このピ
ーク値から傾斜角度の変化分と傾斜方向を検出する。圧
電セラミック基板に発生する自発分極電荷に基いてＺ軸
方向加速度信号を得る場合には、圧電セラミックス基板
に加わる応力の変化がなくなると、自発分極電荷がなく
なるため、傾斜の開始時、傾斜角度の変更時、傾斜の終
了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZにはピークを持ったパル
ス状の信号変化が現われる。したがってピーク値を検出
することが容易である。静電容量の変化を利用して加速
度を検出するタイプの三軸加速度センサの出力を利用す
る場合には、傾斜の開始時、傾斜角度の変更時、傾斜の
終了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZに変化が現われるの
で、微分回路を用いてＺ軸方向低周波信号ＶLZを微分
し、微分信号からピーク値を得るようにすればよい。但
し実際には、移動体のＹ軸も傾斜するのが一般的である
から、このＹ軸の傾斜も考慮して傾斜角度を求める必要
がある。
【００１２】圧電セラミックス基板を用いた三軸加速度
センサを用いる場合の傾斜検出手段では、まずＸ軸方向
加速度信号及びＺ軸方向加速度信号から振動等によって
発生する高い周波数成分を除去したＸ軸方向低周波信号
ＶLX及びＺ軸方向低周波信号ＶLZを出力する帯域フィル
タを設ける。そしてピーク値検出手段により帯域フィル
タから出力されるＺ軸方向低周波信号ＶLZのピーク値を
検出する。次に、累積ピーク値記憶手段によって、順次
検出されるピーク値をその極性に応じて順次加減算しな
がら累積して累積ピーク値Ｖipとして記憶する。例え
ば、移動体にＸ軸の傾斜だけを生じさせるような直線状
の一定傾斜角度の坂道を移動体が上り始めたときに発生
する信号変化のピーク値が＋Ｖp であるとすると、その
坂道が終了したときに発生するピーク値は−Ｖp であ
り、これを累積するとＶp −Ｖp ＝０となってその時点
での傾斜角度が０となる。したがって累積ピーク値に基
づいて、移動体の傾斜角度と傾斜方向を検出することが
可能になる。但し、実際には移動体のＹ軸の傾斜も存在
するため、ピーク値を検出したときのＸ軸方向低周波信
号ＶLXと累積ピーク値Ｖipとから移動体のＸ軸の傾斜角
度θx と傾斜方向とを求める傾斜方向及び傾斜角度決定
手段を設けている。この傾斜方向及び傾斜角度決定手段
は，arctan（Ｖip／ＶLX）により傾斜角度θx を求め、
累積ピーク値Ｖipの極性により傾斜方向を決定する。
センサを用いる場合の傾斜検出手段では、まずＸ軸方向
加速度信号及びＺ軸方向加速度信号から振動等によって
発生する高い周波数成分を除去したＸ軸方向低周波信号
ＶLX及びＺ軸方向低周波信号ＶLZを出力する帯域フィル
タを設ける。そしてピーク値検出手段により帯域フィル
タから出力されるＺ軸方向低周波信号ＶLZのピーク値を
検出する。次に、累積ピーク値記憶手段によって、順次
検出されるピーク値をその極性に応じて順次加減算しな
がら累積して累積ピーク値Ｖipとして記憶する。例え
ば、移動体にＸ軸の傾斜だけを生じさせるような直線状
の一定傾斜角度の坂道を移動体が上り始めたときに発生
する信号変化のピーク値が＋Ｖp であるとすると、その
坂道が終了したときに発生するピーク値は−Ｖp であ
り、これを累積するとＶp −Ｖp ＝０となってその時点
での傾斜角度が０となる。したがって累積ピーク値に基
づいて、移動体の傾斜角度と傾斜方向を検出することが
可能になる。但し、実際には移動体のＹ軸の傾斜も存在
するため、ピーク値を検出したときのＸ軸方向低周波信
号ＶLXと累積ピーク値Ｖipとから移動体のＸ軸の傾斜角
度θx と傾斜方向とを求める傾斜方向及び傾斜角度決定
手段を設けている。この傾斜方向及び傾斜角度決定手段
は，arctan（Ｖip／ＶLX）により傾斜角度θx を求め、
累積ピーク値Ｖipの極性により傾斜方向を決定する。
【００１３】本発明では、重力加速度成分演算手段が、
このように検出した傾斜角度と傾斜方向とに基づいて重
力加速度のＸ軸方向成分を求めて、重力加速度のＸ軸方
向成分に対応するＸ軸方向重力加速度信号を出力する。
そして補正演算手段は、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向
重力加速度信号を加減算して、移動体の傾斜により発生
する重力加速度成分が原因となって生じる誤差分を除去
した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力する。なおこの演算
で用いるＸ軸方向加速度信号として、前述のＸ軸方向低
周波信号のように高い周波数成分（ノイズ）を除去した
ものを用いると精度が高くなる。
このように検出した傾斜角度と傾斜方向とに基づいて重
力加速度のＸ軸方向成分を求めて、重力加速度のＸ軸方
向成分に対応するＸ軸方向重力加速度信号を出力する。
そして補正演算手段は、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向
重力加速度信号を加減算して、移動体の傾斜により発生
する重力加速度成分が原因となって生じる誤差分を除去
した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力する。なおこの演算
で用いるＸ軸方向加速度信号として、前述のＸ軸方向低
周波信号のように高い周波数成分（ノイズ）を除去した
ものを用いると精度が高くなる。
【００１４】本発明のように、重力加速度のＸ軸方向成
分を求め、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向重力加速度信
号を加減算して、重力加速度成分が原因となって生じる
誤差分を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力できる
ようにすると、速度や移動距離の演算精度が高くなる利
点がある。
分を求め、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向重力加速度信
号を加減算して、重力加速度成分が原因となって生じる
誤差分を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力できる
ようにすると、速度や移動距離の演算精度が高くなる利
点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の移動
体搭載用三軸加速度検出装置を自動車のナビゲーション
・システムに使用する場合の実施の形態の一例のブロッ
ク図である。同図において、１は三軸加速度センサであ
る。この三軸加速度センサの基本構成は図２に示す通り
である。図において１１は、センサ本体であり、このセ
ンサ本体はＸ軸方向加速度を検出するＸ軸方向加速度検
出用電極、Ｙ軸方向加速度を検出するＹ軸方向加速度検
出用電極及びＺ軸方向加速度を検出するＺ軸方向加速度
検出用電極を含む電極パターン１２が表面に形成され且
つ裏面にこの電極パターン１２と対向する対向電極パタ
ーン１３が形成され、Ｘ軸方向加速度検出用電極と、Ｙ
軸方向加速度検出用電極及びＺ軸方向加速度検出用電極
と対向電極パターン１３との間の部分が分極処理されて
いる圧電セラミックス基板１４とを備えている。圧電セ
ラミックス基板１４は、金属製またはガラス製等のダイ
アフラム１５にエポキシ系の接着剤を介して接合されて
いる。ダイアフラム１５の中央部には、接着剤等の適宜
の接合手段を介して重錘１６が固定されている。そして
ダイアフラム１５の外周部は重錘１６の変位（移動）を
許容するように構成された台座１７によって支持されて
いる。なお図示していないが、重錘１６に作用する加速
度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対
応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ
軸方向加速度信号を出力する処理回路が設けられて三軸
加速度センサが構成されている。なおこのタイプの三軸
加速度センサの基本原理については、国際公開ＷＯ９３
／０２３４２（ＰＣＴ／ＪＰ９２／００８８２号）に示
されている。
の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の移動
体搭載用三軸加速度検出装置を自動車のナビゲーション
・システムに使用する場合の実施の形態の一例のブロッ
ク図である。同図において、１は三軸加速度センサであ
る。この三軸加速度センサの基本構成は図２に示す通り
である。図において１１は、センサ本体であり、このセ
ンサ本体はＸ軸方向加速度を検出するＸ軸方向加速度検
出用電極、Ｙ軸方向加速度を検出するＹ軸方向加速度検
出用電極及びＺ軸方向加速度を検出するＺ軸方向加速度
検出用電極を含む電極パターン１２が表面に形成され且
つ裏面にこの電極パターン１２と対向する対向電極パタ
ーン１３が形成され、Ｘ軸方向加速度検出用電極と、Ｙ
軸方向加速度検出用電極及びＺ軸方向加速度検出用電極
と対向電極パターン１３との間の部分が分極処理されて
いる圧電セラミックス基板１４とを備えている。圧電セ
ラミックス基板１４は、金属製またはガラス製等のダイ
アフラム１５にエポキシ系の接着剤を介して接合されて
いる。ダイアフラム１５の中央部には、接着剤等の適宜
の接合手段を介して重錘１６が固定されている。そして
ダイアフラム１５の外周部は重錘１６の変位（移動）を
許容するように構成された台座１７によって支持されて
いる。なお図示していないが、重錘１６に作用する加速
度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分及びＺ軸方向成分に対
応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ軸方向加速度信号及びＺ
軸方向加速度信号を出力する処理回路が設けられて三軸
加速度センサが構成されている。なおこのタイプの三軸
加速度センサの基本原理については、国際公開ＷＯ９３
／０２３４２（ＰＣＴ／ＪＰ９２／００８８２号）に示
されている。
【００１６】なお図１の三軸加速度センサ１は、そのＸ
軸方向（２つのＸ軸方向加速度検出用電極が並ぶ方向に
沿って延びる仮想の軸）が自動車の進行方向（自動車の
シャーシの前後方向）となるように自動車のシャーシの
中央に配置される。三軸加速度センサ１の出力には、自
動車の傾斜角度及び傾斜方向に関する情報が含まれてい
る。自動車のＸ軸の角度（Ｘ軸が水平軸また水平面に対
して傾斜する角度）が変わる場合について見ると、自動
車が坂道を上り始めるときや、坂道を終了するとき等
に、Ｚ軸方向加速度信号ＶZ にはその傾斜に応じた信号
の変化が現われる。Ｚ軸方向加速度信号ＶZ から傾斜情
報を得るためには、ノイズを除去する必要がある。ノイ
ズの多くは、自動車の走行時に発生する振動が原因とな
って発生するノイズである。この種のノイズは周波数が
高いことが分かっているので、帯域フィルタ２を用いて
所定の周波数（１０Ｈｚまたは５Ｈｚ）以上の周波数成
分を除去したＺ軸方向低周波信号ＶLZを得ている。この
例では、後の信号処理の関係からＸ軸方向加速度信号Ｖ
X も帯域フィルタ２によりノイズを除去している。
軸方向（２つのＸ軸方向加速度検出用電極が並ぶ方向に
沿って延びる仮想の軸）が自動車の進行方向（自動車の
シャーシの前後方向）となるように自動車のシャーシの
中央に配置される。三軸加速度センサ１の出力には、自
動車の傾斜角度及び傾斜方向に関する情報が含まれてい
る。自動車のＸ軸の角度（Ｘ軸が水平軸また水平面に対
して傾斜する角度）が変わる場合について見ると、自動
車が坂道を上り始めるときや、坂道を終了するとき等
に、Ｚ軸方向加速度信号ＶZ にはその傾斜に応じた信号
の変化が現われる。Ｚ軸方向加速度信号ＶZ から傾斜情
報を得るためには、ノイズを除去する必要がある。ノイ
ズの多くは、自動車の走行時に発生する振動が原因とな
って発生するノイズである。この種のノイズは周波数が
高いことが分かっているので、帯域フィルタ２を用いて
所定の周波数（１０Ｈｚまたは５Ｈｚ）以上の周波数成
分を除去したＺ軸方向低周波信号ＶLZを得ている。この
例では、後の信号処理の関係からＸ軸方向加速度信号Ｖ
X も帯域フィルタ２によりノイズを除去している。
【００１７】ノイズを含まないＺ軸方向低周波信号ＶLZ
に現われる信号の変化は、自動車の傾斜角度と傾斜方向
とを示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
自動車が坂を上り始めると、Ｚ軸方向低周波信号ＶLZに
は一方の極性の信号Ｐ１の変化が発生する。そして自動
車が上り坂を終了する時点でＺ軸方向低周波信号ＶLZに
は他方の極性の信号Ｐ２の変化が発生する。これは自動
車と坂との関係で見れば、自動車の前輪が坂道に入って
から後輪が坂道に入るまで、または前輪が坂道を抜けて
から後輪が坂道を抜けるまでの間において、Ｚ軸方向
（上下方向）の加速度に変化が生じるためである。そし
てこの信号Ｐ１及びＰ２の変化のピーク値と傾斜角度の
変化分Δθとの間には、正比例の関係がある。具体的に
は、自動車のＹ軸（シャーシの前後方向をＸ軸方向とし
たときにこのＸ軸方向と横方向で直交する方向）には傾
斜がなく、Ｘ軸についてのみ傾斜がある（自動車のＸ軸
と水平軸または水平面ＨＬとの間にのみ傾斜がある）場
合において、信号Ｐ１及びＰ２のピーク値Ｖｐと傾斜角
度θとの間にはＶｐ＝ｋ（θ／２）の関係が生じる。こ
こでｋは定数である。但し実際には、坂道はＹ軸方向に
も傾斜して、自動車はＸ軸方向だけでなくＹ軸方向にも
傾斜しているのが一般的であるから、このＹ軸の傾斜も
考慮して傾斜角度を求める必要がある。
に現われる信号の変化は、自動車の傾斜角度と傾斜方向
とを示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、
自動車が坂を上り始めると、Ｚ軸方向低周波信号ＶLZに
は一方の極性の信号Ｐ１の変化が発生する。そして自動
車が上り坂を終了する時点でＺ軸方向低周波信号ＶLZに
は他方の極性の信号Ｐ２の変化が発生する。これは自動
車と坂との関係で見れば、自動車の前輪が坂道に入って
から後輪が坂道に入るまで、または前輪が坂道を抜けて
から後輪が坂道を抜けるまでの間において、Ｚ軸方向
（上下方向）の加速度に変化が生じるためである。そし
てこの信号Ｐ１及びＰ２の変化のピーク値と傾斜角度の
変化分Δθとの間には、正比例の関係がある。具体的に
は、自動車のＹ軸（シャーシの前後方向をＸ軸方向とし
たときにこのＸ軸方向と横方向で直交する方向）には傾
斜がなく、Ｘ軸についてのみ傾斜がある（自動車のＸ軸
と水平軸または水平面ＨＬとの間にのみ傾斜がある）場
合において、信号Ｐ１及びＰ２のピーク値Ｖｐと傾斜角
度θとの間にはＶｐ＝ｋ（θ／２）の関係が生じる。こ
こでｋは定数である。但し実際には、坂道はＹ軸方向に
も傾斜して、自動車はＸ軸方向だけでなくＹ軸方向にも
傾斜しているのが一般的であるから、このＹ軸の傾斜も
考慮して傾斜角度を求める必要がある。
【００１８】この例のように圧電セラミック基板に発生
する自発分極電荷に基づいてＺ軸方向加速度信号を得る
場合には、圧電セラミックス基板に加わる応力の変化が
なくなると、自発分極電荷がなくなるため、図３（Ｂ）
及び（Ｄ）に示すように傾斜の開始時、傾斜角度の変更
時、傾斜の終了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZにはピーク
を持ったパルス状の信号Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ11〜Ｐ16の変化
が現われる。したがって特に微分回路等の信号処理回路
を用いることなくピーク値を持った信号を検出すること
ができる。
する自発分極電荷に基づいてＺ軸方向加速度信号を得る
場合には、圧電セラミックス基板に加わる応力の変化が
なくなると、自発分極電荷がなくなるため、図３（Ｂ）
及び（Ｄ）に示すように傾斜の開始時、傾斜角度の変更
時、傾斜の終了時にＺ軸方向低周波信号ＶLZにはピーク
を持ったパルス状の信号Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ11〜Ｐ16の変化
が現われる。したがって特に微分回路等の信号処理回路
を用いることなくピーク値を持った信号を検出すること
ができる。
【００１９】圧電セラミックス基板を用いた三軸加速度
センサ１を用いるには、図１に示すように帯域フィルタ
２から出力されたＺ軸方向低周波信号ＶLZをピーク値検
出手段３に入力してピーク値を検出する。ピーク値検出
手段３は、公知の電圧サンプリングホールド回路により
構成することができ、帯域フィルタ２から出力されたＺ
軸方向低周波信号ＶLZに含まれる信号Ｐ１等のピーク値
Ｖp とその極性を検出する。例えば、サンプリング周期
は１〜５ｍsec であり、１つの信号Ｐ１の周期は例えば
５０ｍsec 程度である。したがってほぼ正確なピーク値
を検出することが可能である。
センサ１を用いるには、図１に示すように帯域フィルタ
２から出力されたＺ軸方向低周波信号ＶLZをピーク値検
出手段３に入力してピーク値を検出する。ピーク値検出
手段３は、公知の電圧サンプリングホールド回路により
構成することができ、帯域フィルタ２から出力されたＺ
軸方向低周波信号ＶLZに含まれる信号Ｐ１等のピーク値
Ｖp とその極性を検出する。例えば、サンプリング周期
は１〜５ｍsec であり、１つの信号Ｐ１の周期は例えば
５０ｍsec 程度である。したがってほぼ正確なピーク値
を検出することが可能である。
【００２０】次に、累積ピーク値記憶手段４によって、
順次検出されるピーク値Ｖp をその極性に応じて順次加
減算しながら累積して累積ピーク値Ｖipとして記憶す
る。例えば、図３（Ａ）に示すように自動車にＸ軸の傾
斜だけを生じさせるような直線状の一定傾斜角度の坂道
を自動車が上り始めたときに発生する信号Ｐ１の変化の
ピーク値が＋Ｖp であるとすると、その坂道が終了した
ときに発生するピーク値は−Ｖp となり、これを累積す
るとＶp −Ｖp ＝０となってその時点での傾斜角度は０
となる。また図３（Ｃ）に示すように、坂の途中で角度
の変更がある場合には、最初の信号Ｐ11のピーク値Ｖp1
1 と、２番目の信号Ｐ12のピーク値Ｖp12と、３番目の
信号Ｐ13のピーク値−Ｖp13 とが加算されて、Ｖp11 ＋
Ｖp12 −Ｖp13 ＝０となる。坂道を降りる場合には、４
番目の信号Ｐ14のピーク値−Ｖp14と、５番目の信号Ｐ1
5のピーク値Ｖp15 と６番目の信号Ｐ16のピーク値ＶP16
とが加算されて−Ｖp14 ＋Ｖp15 ＋ＶP16 ＝０とな
る。したがって累積ピーク値Ｖipとその極性に基づい
て、自動車の傾斜角度と傾斜方向とを検出することが可
能になる。累積ピーク値記憶手段４は、例えばピーク値
検出手段３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、このデジタル信号を加減算するカウンタ回路を
構成するマイクロコンピュータ等を用いて構成すること
ができる。カウンタ回路のカウント値はマイクロコンピ
ュータのメモリに記憶される。
順次検出されるピーク値Ｖp をその極性に応じて順次加
減算しながら累積して累積ピーク値Ｖipとして記憶す
る。例えば、図３（Ａ）に示すように自動車にＸ軸の傾
斜だけを生じさせるような直線状の一定傾斜角度の坂道
を自動車が上り始めたときに発生する信号Ｐ１の変化の
ピーク値が＋Ｖp であるとすると、その坂道が終了した
ときに発生するピーク値は−Ｖp となり、これを累積す
るとＶp −Ｖp ＝０となってその時点での傾斜角度は０
となる。また図３（Ｃ）に示すように、坂の途中で角度
の変更がある場合には、最初の信号Ｐ11のピーク値Ｖp1
1 と、２番目の信号Ｐ12のピーク値Ｖp12と、３番目の
信号Ｐ13のピーク値−Ｖp13 とが加算されて、Ｖp11 ＋
Ｖp12 −Ｖp13 ＝０となる。坂道を降りる場合には、４
番目の信号Ｐ14のピーク値−Ｖp14と、５番目の信号Ｐ1
5のピーク値Ｖp15 と６番目の信号Ｐ16のピーク値ＶP16
とが加算されて−Ｖp14 ＋Ｖp15 ＋ＶP16 ＝０とな
る。したがって累積ピーク値Ｖipとその極性に基づい
て、自動車の傾斜角度と傾斜方向とを検出することが可
能になる。累積ピーク値記憶手段４は、例えばピーク値
検出手段３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、このデジタル信号を加減算するカウンタ回路を
構成するマイクロコンピュータ等を用いて構成すること
ができる。カウンタ回路のカウント値はマイクロコンピ
ュータのメモリに記憶される。
【００２１】また、ピーク値Ｖp を検出したときのＸ軸
方向低周波信号ＶLXと累積ピーク値Ｖipとから自動車の
Ｘ軸の傾斜角度θx と傾斜方向を求める傾斜方向及び傾
斜角度決定手段５を設けている。この傾斜方向及び傾斜
角度決定手段５では，θx ＝arctan（Ｖip／ＶLX）の式
により傾斜角度θx を求め、累積ピーク値Ｖipの極性に
より傾斜方向を決定する。傾斜方向及び傾斜角度決定手
段５は、前述の累積ピーク値記憶手段４を構成するマイ
クロコンピュータを用いて簡単に構成することができ
る。
方向低周波信号ＶLXと累積ピーク値Ｖipとから自動車の
Ｘ軸の傾斜角度θx と傾斜方向を求める傾斜方向及び傾
斜角度決定手段５を設けている。この傾斜方向及び傾斜
角度決定手段５では，θx ＝arctan（Ｖip／ＶLX）の式
により傾斜角度θx を求め、累積ピーク値Ｖipの極性に
より傾斜方向を決定する。傾斜方向及び傾斜角度決定手
段５は、前述の累積ピーク値記憶手段４を構成するマイ
クロコンピュータを用いて簡単に構成することができ
る。
【００２２】この例では、帯域フィルタ２、ピーク値検
出手段３、累積ピーク値記憶手段４、傾斜方向及び傾斜
角度決定手段５によって、自動車の傾斜角度と傾斜方向
を検出する傾斜検出手段６が構成されている。なお図示
していないが、累積ピーク値記憶手段４の記憶内容を０
にする即ちリセットするリセット回路が設けられてい
る。したがってこの装置を始動する場合には、平地にお
いてリセット回路を動作させて累積ピーク値記憶手段４
をリセットすればよい。
出手段３、累積ピーク値記憶手段４、傾斜方向及び傾斜
角度決定手段５によって、自動車の傾斜角度と傾斜方向
を検出する傾斜検出手段６が構成されている。なお図示
していないが、累積ピーク値記憶手段４の記憶内容を０
にする即ちリセットするリセット回路が設けられてい
る。したがってこの装置を始動する場合には、平地にお
いてリセット回路を動作させて累積ピーク値記憶手段４
をリセットすればよい。
【００２３】そしてこの例では、重力加速度成分演算手
段７において、このように検出した傾斜角度θx に基づ
いて重力加速度ＧのＸ軸方向成分Ｇx ＝Ｇsin θx を求
めて、重力加速度のＸ軸方向成分Ｇx に対応するＸ軸方
向重力加速度信号Ｖgxを出力する。このＸ軸方向重力加
速度信号Ｖgxには、傾斜方向に応じて極性が付与されて
いる。重力加速度成分演算手段７も、前述の累積ピーク
値記憶手段４を構成するマイクロコンピュータを用いて
構成される。
段７において、このように検出した傾斜角度θx に基づ
いて重力加速度ＧのＸ軸方向成分Ｇx ＝Ｇsin θx を求
めて、重力加速度のＸ軸方向成分Ｇx に対応するＸ軸方
向重力加速度信号Ｖgxを出力する。このＸ軸方向重力加
速度信号Ｖgxには、傾斜方向に応じて極性が付与されて
いる。重力加速度成分演算手段７も、前述の累積ピーク
値記憶手段４を構成するマイクロコンピュータを用いて
構成される。
【００２４】補正演算手段８は、Ｘ軸方向加速度信号Ｖ
X またはＸ軸方向低周波信号ＶLXにＸ軸方向重力加速度
信号Ｖgxを加減算して、自動車の傾斜により発生する重
力加速度成分Ｇx が原因となって生じる誤差分を除去し
た補正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'を出力する。この例では
演算精度を高めるためにＸ軸方向低周波信号ＶLXを用い
ている。具体的には、上り坂であれば、補正Ｘ軸方向加
速度信号ＶX'はＶX'＝ＶX ＋ＶgxまたはＶX'＝ＶLX＋Ｖ
gxとなり、下り坂であれば補正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'
はＶX'＝ＶX −ＶgxまたはＶX'＝ＶLX−Ｖgxと演算され
る。三軸加速度センサ１の処理回路が帯域フィルタを含
んでいる場合には、帯域フィルタ２は不要であり、Ｘ軸
方向加速度信号はＸ軸方向低周波信号そのものとなる。
X またはＸ軸方向低周波信号ＶLXにＸ軸方向重力加速度
信号Ｖgxを加減算して、自動車の傾斜により発生する重
力加速度成分Ｇx が原因となって生じる誤差分を除去し
た補正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'を出力する。この例では
演算精度を高めるためにＸ軸方向低周波信号ＶLXを用い
ている。具体的には、上り坂であれば、補正Ｘ軸方向加
速度信号ＶX'はＶX'＝ＶX ＋ＶgxまたはＶX'＝ＶLX＋Ｖ
gxとなり、下り坂であれば補正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'
はＶX'＝ＶX −ＶgxまたはＶX'＝ＶLX−Ｖgxと演算され
る。三軸加速度センサ１の処理回路が帯域フィルタを含
んでいる場合には、帯域フィルタ２は不要であり、Ｘ軸
方向加速度信号はＸ軸方向低周波信号そのものとなる。
【００２５】補正Ｘ軸方向加速度信号ＶX'を用いて自動
車の速度や走行距離を演算すると、従来よりも正確な速
度や走行距離を得ることができる。したがってこの例の
移動体搭載用三軸加速度検出装置を搭載したナビゲーシ
ョン・システムの位置検出精度は従来よりも大幅に向上
する。
車の速度や走行距離を演算すると、従来よりも正確な速
度や走行距離を得ることができる。したがってこの例の
移動体搭載用三軸加速度検出装置を搭載したナビゲーシ
ョン・システムの位置検出精度は従来よりも大幅に向上
する。
【００２６】なお自動車のＹ軸方向の傾斜角度及び傾斜
方向も検出することが可能であり、自動車の傾斜により
発生する重力加速度成分ＧY が原因となって生じる誤差
分を除去した補正Ｙ軸方向加速度信号ＶY'を得ることも
可能である。その場合には、帯域フィルタ２にＸ軸方向
加速度信号に代えてＹ軸方向加速度信号を入力し、Ｙ軸
方向低周波信号ＶLYを得て、このＹ軸方向低周波信号Ｖ
LYを傾斜方向及び傾斜角度決定手段５に入力する。傾斜
方向及び傾斜角度決定手段５では、θY ＝arctan（Ｖip
／ＶLY）の式により傾斜角度θY を求め、累積ピーク値
Ｖipの極性により傾斜方向を決定する。そして重力加速
度成分演算手段７では、重力加速度ＧのＹ軸方向成分Ｇ
Y ＝Ｇsin θY を求め、また傾斜方向を考慮してＹ軸方
向重力加速度信号Ｖgyを得る。最後に、補正演算手段８
でＹ軸方向加速度信号ＶY またはＹ軸方向低周波信号Ｖ
LYにＹ軸方向重力加速度信号Ｖgyを加減算して、自動車
の傾斜により発生する重力加速度成分ＧY が原因となっ
て生じる誤差分を除去した補正Ｙ軸方向加速度信号ＶY'
を得ることができる。
方向も検出することが可能であり、自動車の傾斜により
発生する重力加速度成分ＧY が原因となって生じる誤差
分を除去した補正Ｙ軸方向加速度信号ＶY'を得ることも
可能である。その場合には、帯域フィルタ２にＸ軸方向
加速度信号に代えてＹ軸方向加速度信号を入力し、Ｙ軸
方向低周波信号ＶLYを得て、このＹ軸方向低周波信号Ｖ
LYを傾斜方向及び傾斜角度決定手段５に入力する。傾斜
方向及び傾斜角度決定手段５では、θY ＝arctan（Ｖip
／ＶLY）の式により傾斜角度θY を求め、累積ピーク値
Ｖipの極性により傾斜方向を決定する。そして重力加速
度成分演算手段７では、重力加速度ＧのＹ軸方向成分Ｇ
Y ＝Ｇsin θY を求め、また傾斜方向を考慮してＹ軸方
向重力加速度信号Ｖgyを得る。最後に、補正演算手段８
でＹ軸方向加速度信号ＶY またはＹ軸方向低周波信号Ｖ
LYにＹ軸方向重力加速度信号Ｖgyを加減算して、自動車
の傾斜により発生する重力加速度成分ＧY が原因となっ
て生じる誤差分を除去した補正Ｙ軸方向加速度信号ＶY'
を得ることができる。
【００２７】上記例では、傾斜検出手段６として三軸加
速度センサ１の出力信号を用いて、自動車の傾斜角度と
傾斜方向を検出するものを用いている。しかしながら本
発明は、三軸加速度センサ１の出力信号を用いて自動車
の傾斜角度と傾斜方向を検出する傾斜検出手段６を用い
る場合に限定されるものではなく、機械式のジャイロの
ように機械的に自動車の傾斜角度と傾斜方向とを検出し
て信号を出力する傾斜検出手段を用いてもよい。またそ
の他の構成の傾斜検出手段を用いて自動車の傾斜角度及
び傾斜方向のデータを得てもよい。
速度センサ１の出力信号を用いて、自動車の傾斜角度と
傾斜方向を検出するものを用いている。しかしながら本
発明は、三軸加速度センサ１の出力信号を用いて自動車
の傾斜角度と傾斜方向を検出する傾斜検出手段６を用い
る場合に限定されるものではなく、機械式のジャイロの
ように機械的に自動車の傾斜角度と傾斜方向とを検出し
て信号を出力する傾斜検出手段を用いてもよい。またそ
の他の構成の傾斜検出手段を用いて自動車の傾斜角度及
び傾斜方向のデータを得てもよい。
【００２８】また上記例は、圧電セラミックス基板を用
いた圧電型の三軸加速度センサを用いているが、静電容
量の変化に基づいて加速度を検出するタイプの三軸加速
度センサを用いる場合にも本発明はできるものであり、
三軸加速度センサの構造及び種類には限定されない。
いた圧電型の三軸加速度センサを用いているが、静電容
量の変化に基づいて加速度を検出するタイプの三軸加速
度センサを用いる場合にも本発明はできるものであり、
三軸加速度センサの構造及び種類には限定されない。
【００２９】
【発明の効果】本発明のように、重力加速度のＸ軸方向
成分を求め、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向重力加速度
信号を加減算して、重力加速度成分が原因となって生じ
る誤差分を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力でき
るようにすると、速度や移動距離の演算精度が高くなる
利点がある。
成分を求め、Ｘ軸方向加速度信号にＸ軸方向重力加速度
信号を加減算して、重力加速度成分が原因となって生じ
る誤差分を除去した補正Ｘ軸方向加速度信号を出力でき
るようにすると、速度や移動距離の演算精度が高くなる
利点がある。
【図１】本発明の移動体搭載用三軸加速度検出装置を自
動車のナビゲーション・システムに使用する場合の実施
の形態の一例のブロック図である。
動車のナビゲーション・システムに使用する場合の実施
の形態の一例のブロック図である。
【図２】図１の実施例で用いる三軸加速度センサの基本
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図３】（Ａ）は自動車と坂との関係の一例を示す図で
あり、（Ｂ）は図３（Ａ）の関係において発生するＺ軸
方向低周波信号ＶLZを示しており、また（Ｃ）は自動車
と坂との関係の他の例を示す図であり、（Ｄ）は図３
（Ｃ）の関係にいおいて発生するＺ軸方向低周波信号Ｖ
LZを示している。
あり、（Ｂ）は図３（Ａ）の関係において発生するＺ軸
方向低周波信号ＶLZを示しており、また（Ｃ）は自動車
と坂との関係の他の例を示す図であり、（Ｄ）は図３
（Ｃ）の関係にいおいて発生するＺ軸方向低周波信号Ｖ
LZを示している。
１ 三軸加速度センサ ２ 帯域フィルタ ３ ピーク値検出手段 ４ 累積ピーク値記憶手段 ５ 傾斜方向及び傾斜角度決定手段 ６ 傾斜検出手段 ７ 重力加速度成分演算手段 ８ 補正演算手段
Claims (5)
- 【請求項１】 ダイアフラムに対して固定された重錘に
作用する加速度による前記ダイアフラムの変形に応じて
前記重錘に作用する加速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成
分及びＺ軸方向成分に対応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ
軸方向加速度信号及びＺ軸方向加速度信号を出力する三
軸加速度センサを具備し、前記三軸加速度センサのＸ軸
が移動体の進行方向に沿うように移動体に搭載される移
動体搭載用三軸加速度検出装置であって、 前記移動体の傾斜角度と傾斜方向を求める傾斜検出手段
と、 前記傾斜角度と前記傾斜方向とに基づいて前記重力加速
度のＸ軸方向成分を求めて、前記重力加速度のＸ軸方向
成分に対応するＸ軸方向重力加速度信号を出力する重力
加速度成分演算手段と、 前記Ｘ軸方向加速度信号に前記Ｘ軸方向重力加速度信号
を加減算して、前記移動体の傾斜により発生する重力加
速度成分が原因となって生じる誤差分を除去した補正Ｘ
軸方向加速度信号を出力する補正演算手段とを備えてな
る移動体搭載用三軸加速度検出装置。 - 【請求項２】 ダイアフラムに対して固定された重錘に
作用する加速度による前記ダイアフラムの変形に応じて
前記重錘に作用する加速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成
分及びＺ軸方向成分に対応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ
軸方向加速度信号及びＺ軸方向加速度信号を出力する三
軸加速度センサを具備し、前記三軸加速度センサのＸ軸
が移動体の進行方向に沿うように移動体に搭載される移
動体搭載用加速度検出装置であって、 前記三軸加速度センサの出力に基づいて前記移動体の傾
斜角度と傾斜方向とを求める傾斜検出手段と、 前記傾斜角度と前記傾斜方向とに基づいて前記重力加速
度のＸ軸方向成分を求めて、前記重力加速度のＸ軸方向
成分に対応するＸ軸方向重力加速度信号を出力する重力
加速度成分演算手段と、 前記Ｘ軸方向加速度信号に前記Ｘ軸方向重力加速度信号
を加減算して、前記移動体の傾斜により発生する重力加
速度成分が原因となって生じる誤差分を除去した補正Ｘ
軸方向加速度信号を出力する補正演算手段とを備えてな
る移動体搭載用三軸加速度検出装置。 - 【請求項３】 Ｘ軸方向加速度を検出するＸ軸方向加速
度検出用電極、Ｙ軸方向加速度を検出するＹ軸方向加速
度検出用電極及びＺ軸方向加速度を検出するＺ軸方向加
速度検出用電極を含む電極パターンが表面に形成され且
つ裏面に前記電極パターンと対向する対向電極パターン
が形成され、前記Ｘ軸方向加速度検出用電極、前記Ｙ軸
方向加速度検出用電極及び前記Ｚ軸方向加速度検出用電
極と前記対向電極パターンとの間の部分が分極処理され
ている圧電セラミックス基板と、 前記圧電セラミックス基板が接合されるダイアフラム
と、 前記ダイアフラムに対して固定された重錘と、 前記重錘に作用する加速度のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成
分及びＺ軸方向成分に対応するＸ軸方向加速度信号、Ｙ
軸方向加速度信号及びＺ軸方向加速度信号を出力する処
理回路とを備えた三軸加速度センサを具備し、移動体の
進行方向に前記三軸加速度センサのＸ軸を沿わせるよう
にして前記移動体に搭載される移動体搭載用加速度検出
装置であって、 前記三軸加速度センサから出力されるＸ軸方向加速度信
号及びＺ軸方向加速度信号に基づいて前記移動体の傾斜
角度と傾斜方向とを求める傾斜検出手段と、 前記傾斜角度と前記傾斜方向とに基づいて前記重力加速
度のＸ軸方向成分を求めて、前記重力加速度のＸ軸方向
成分に対応するＸ軸方向重力加速度信号を出力する重力
加速度成分演算手段と、 前記Ｘ軸方向加速度信号に前記Ｘ軸方向重力加速度信号
を加減算して、前記移動体の傾斜により発生する重力加
速度成分が原因となって生じる誤差分を除去した補正Ｘ
軸方向加速度信号を出力する補正演算手段とを備えてな
る移動体搭載用三軸加速度検出装置。 - 【請求項４】 前記傾斜検出手段は、前記Ｘ軸方向加速
度信号及び前記Ｚ軸方向加速度信号から振動等によって
発生する高い周波数成分を除去したＸ軸方向低周波信号
ＶLX及びＺ軸方向低周波信号ＶLZを出力する帯域フィル
タと、 前記帯域フィルタから出力される前記Ｚ軸方向低周波信
号ＶLZのピーク値を検出するピーク値検出手段と、 順次検出されるピーク値をその極性に応じて順次加減算
しながら累積して累積ピーク値Ｖipとして記憶する累積
ピーク値記憶手段と、 前記ピーク値を検出したときの前記Ｘ軸方向低周波信号
ＶLXと前記累積ピーク値Ｖipとから前記移動体のＸ軸の
傾斜角度θx と傾斜方向を求める傾斜方向及び傾斜角度
決定手段とを具備してなる請求項３に記載の三軸加速度
検出装置。 - 【請求項５】 前記傾斜方向及び傾斜角度決定手段は，
arctan（Ｖip／ＶLX）により前記傾斜角度θx を求め、
前記累積ピーク値Ｖipの極性により前記傾斜方向を決定
することを特徴とする請求項３に記載の三軸加速度検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9359415A JPH11190743A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 移動体搭載用三軸加速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9359415A JPH11190743A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 移動体搭載用三軸加速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190743A true JPH11190743A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18464391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9359415A Withdrawn JPH11190743A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 移動体搭載用三軸加速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11190743A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145151A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | 加速度検出装置および加速度センサのドリフト誤差補正方法ならびにそれを用いたニュートラル制御装置 |
| JP2008151655A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 加速度解析装置、加速度解析方法及びソフトウェアプログラム |
| JP2010123040A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Oki Semiconductor Co Ltd | 重力軸判定装置及びこれを用いたモバイル端末装置 |
| WO2010134411A1 (ja) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | 古野電気株式会社 | 移動状態検出装置 |
| JP2014228471A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 能美防災株式会社 | 構造物劣化診断システム |
| JP2014228472A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 能美防災株式会社 | 構造物劣化診断システム |
| JP2014238716A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 能美防災株式会社 | 構造物劣化診断システム |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9359415A patent/JPH11190743A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
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