物理量测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种物理量运算装置，具备：同类型的多个物理量传感器，其每隔规定时间检测物理量；运算部，其基于在各时刻由多个物理量传感器分别检测出的物理量计算出输出值；以及判别部，其基于关于紧前的检测时刻计算出的输出值和在当前的检测时刻由多个物理量传感器分别检测出的物理量来进行规定的判别，运算部基于判别部的判别结果计算出各时刻的输出值。该物理量运算装置无需使用特殊的滤波器，便能抑制功耗、装置尺寸以及运算电路所承受的负荷，并且能够通过抑制噪声来进行高精度的物理量运算。

Physical Measurement Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】物理量测定装置
本专利技术涉及具备同类型的多个物理量传感器的物理量测定装置。
技术介绍
专利文献1中记载的运动测定装置将由角速度传感器检测出的三个轴向的角速度分量转换为四元数，并且将由加速度传感器检测出的三个轴向的加速度分量转换为四元数，将从加速度分量转换得到的四元数作为观测值，应用卡尔曼滤波器对从角速度分量转换得到的四元数进行修正，由此，力求通过迅速的运算以较高的精度求取步行时的下肢的动作角度等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-217053号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1的运动测定装置中，是使用角速度传感器和加速度传感器并且实施滤波的运算，因此存在功耗增大，用于设置不同种类的多个传感器和分别与它们相对应的电路的面积也增大，并且运算电路所承受的负荷也增大的课题。另一方面，作为位置的计算方法，虽然也有通过对由加速度传感器检测出的加速度进行累计(积分)来进行的计算方法，但是在从加速度累计算出速度、进而从速度累计算出位置的过程中，加速度数据中所包含的噪声信号重叠，因此存在难以进行高精度的位置计算的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种物理量运算装置，其无需使用卡尔曼滤波器等特殊的滤波器，便能抑制功耗、装置尺寸以及运算电路所承受的负荷，并且通过抑制噪声，能够进行高精度的物理量运算。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术的物理量测定装置的特征在于，具备：同类型的多个物理量传感器，其在每隔规定时间的各检测时刻检测物理量；运算部，其基于在各检测时刻由多个物理量传感器分别检测出的物理量来计算出输出值；以及判别部，其基于关于紧前的检测时刻计算出的输出值和在当前的检测时刻由多个物理量传感器分别检测出的物理量来进行规定的判别，运算部基于判别部的判别结果，计算出对于各时刻的输出值。由此，无需使用特殊的滤波器，便能抑制功耗、装置尺寸以及运算电路所承受的负荷，并且，通过抑制噪声，能够进行高精度的物理量运算。在本专利技术的物理量测定装置中，优选为，多个物理量传感器是两个物理量传感器，并且判别部判别：在当前的检测时刻由两个物理量传感器检测出的物理量之间是否存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值，运算部在于当前的检测时刻由两个物理量传感器检测出的物理量之间存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值时，将在当前的检测时刻由两个物理量传感器检测出的物理量的平均值作为关于当前的检测时刻的输出值，在于当前的检测时刻由两个物理量传感器检测出的物理量之间不存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值时，将关于当前的检测时刻检测出的两个物理量中接近关于紧前的检测时刻计算出的输出值的物理量作为关于当前的检测时刻的输出值。由此，无需使用特殊的滤波器、复杂的电路，并且能够可靠且容易地抑制噪声。在本专利技术的物理量测定装置中，优选为，输出值将由多个物理量传感器分别在最初的时刻检测出的物理量的平均值作为初始的输出值。由此，只要计算出平均值即可，因此能够减小运算电路所承受的负荷，从而能够迅速且正确地进行运算部、判别部的处理。在本专利技术的物理量测定装置中，优选为，具备切换部，该切换部对多个物理量传感器中的进行动作的物理量传感器的数量进行切换。由此，在希望优先做到低功耗时，能够减少进行动作的物理量传感器的数量，另外，能够通过增加进行动作的物理量传感器的数量来提高测定精度。在本专利技术的物理量测定装置中，优选为，所述判别部根据由所述多个物理量传感器分别检测出的物理量的比较，来进行所述物理量测定装置的故障判定。由此，能够识别物理量传感器的故障，因此能够迅速采取对物理量传感器进行更换、对进行动作的物理量传感器的数量进行切换等应对措施，从而能够维持物理量测定的精度。专利技术效果根据本专利技术，无需使用卡尔曼滤波器等特殊的滤波器，便能抑制功耗、装置尺寸以及运算电路所承受的负荷，并且通过抑制噪声，能够进行高精度的物理量运算。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式的物理量测定装置的结构的框图。图2是示出利用本专利技术的实施方式的物理量测定装置的输出值设定的处理流程的流程图。图3是示出检测出的加速度和输出值的设定例的图。图4是示出检测出的加速度和输出值的设定例的图。图5是示出以静止的状态放置一个加速度传感器时的、检测输出相对于经过时间的变化的图表。图6是示出以静止的状态放置两个加速度传感器时的、检测输出的平均值相对于经过时间的变化的图表。图7是示出以静止的状态放置物理量测定装置时的、输出值相对于经过时间的变化的图表。图8是示出根据图5～图7所示的值分别计算出的3σ相对于经过时间的变化的图表。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式的物理量测定装置。在本实施方式中，将说明使用两个加速度传感器来作为物理量传感器的情况，但本专利技术中的物理量传感器并不局限于加速度传感器，也能够应用于例如角速度传感器、气压传感器、光传感器、温度传感器、重量传感器等。图1是示出本实施方式的物理量测定装置10的结构的框图。如图1所示，物理量测定装置10具备第一加速度传感器11、第二加速度传感器12、控制部13、运算部14、判别部15以及存储部16。第一加速度传感器11和第二加速度传感器12是同类型的传感器，在每隔规定时间、例如每隔10ms的检测时刻，分别检测出作为物理量的加速度，并将检测结果输出至控制部13。这里，同类型的传感器是指按照相同的原理来检测相同的物理量的单一类型的传感器。加速度传感器11、12是对质量沿加速度的方向移动时的力进行检测的传感器，例如，由支承质量的梁和检测梁的挠曲的应变传感器构成。由应变传感器检测出的应变量与所述力成正比。由质量、梁以及应变传感器构成的传感器部设置有三组，各梁的挠曲方向分别朝向三个轴的方向，以便能够对相互正交的基准坐标轴的三个轴向上的加速度进行检测。控制部13控制运算部14和判别部15的动作，另外，响应于检测的时刻，将第一加速度传感器11和第二加速度传感器12的检测数据向运算部14或判别部15输出。然后，根据判别部15的判别结果，使运算部14执行规定的输出值的运算。运算部14基于在每隔上述规定时间的各检测时刻由第一加速度传感器11和第二加速度传感器12分别检测出的加速度，根据控制部13的控制而计算出输出值。所计算出的输出值经由控制部13保存于存储部16中，并且向判别部15输出。判别部15基于关于紧前的检测时刻由运算部14计算出的输出值和在当前的检测时刻由第一加速度传感器11和第二加速度传感器12分别检测出的加速度，根据控制部13的控制来进行规定的判别。该判别结果经由控制部13向运算部14输出，在运算部14中，基于判别部15的判别结果，计算出各检测时刻的输出值。这里，起动物理量测定装置10时的初始的输出值优选设为由第一加速度传感器11和第二加速度传感器12分别在最初的检测时刻检测出的加速度的平均值。作为判别部15中的判别，有如下判别：在当前的检测时刻由第一加速度传感器11和第二加速度传感器12分别检测出的两个加速度之间是否存在关于紧前的检测时刻由运算部14计算出的输出值。在运算部14中，根据该判别结果，以下面(1)或(2)的方式计算出输出值。(1)在当前的检测时刻由第一加速度传感器11和第二加速度传感器12检测出的加速度之间存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理量测定装置，其特征在于，具备：同类型的多个物理量传感器，其在每隔规定时间的各检测时刻检测物理量；运算部，其基于在所述各检测时刻由所述多个物理量传感器分别检测出的物理量来计算出输出值；以及判别部，其基于关于紧前的检测时刻计算出的输出值和在当前的检测时刻由所述多个物理量传感器分别检测出的物理量来进行规定的判别，所述运算部基于所述判别部的判别结果，计算出各时刻的输出值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.15 JP 2016-1808051.一种物理量测定装置，其特征在于，具备：同类型的多个物理量传感器，其在每隔规定时间的各检测时刻检测物理量；运算部，其基于在所述各检测时刻由所述多个物理量传感器分别检测出的物理量来计算出输出值；以及判别部，其基于关于紧前的检测时刻计算出的输出值和在当前的检测时刻由所述多个物理量传感器分别检测出的物理量来进行规定的判别，所述运算部基于所述判别部的判别结果，计算出各时刻的输出值。2.根据权利要求1所述的物理量测定装置，其特征在于，所述多个物理量传感器是两个物理量传感器，所述判别部判别：在当前的检测时刻由所述两个物理量传感器检测出的物理量之间是否存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值，当在当前的检测时刻由所述两个物理量传感器检测出的物理量之间存在关于紧前的检测时刻计算出的输出值...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田幸光，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP