信息处理设备制造技术

按照本技术的一个实施例的运动测量设备包括控制单元。所述控制单元：从包含在空间内运动的检测对象的动态加速度分量和静态加速度分量的3个轴向的加速度中，提取检测对象的动态加速度分量；和从所述动态加速度分量，生成检测对象的姿态的运动学物理量的变化，作为控制信号。

Information Processing Equipment

A motion measurement device according to one embodiment of the technology includes a control unit. The control unit: extracts the dynamic acceleration component of the detected object from the three axial accelerations of the dynamic acceleration component and the static acceleration component of the detected object which are included in the space motion; and generates the change of the kinematics physical quantity of the detected object's attitude from the dynamic acceleration component as the control signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信息处理设备
本技术涉及测量例如用户的身体运动的轨迹的信息处理设备。
技术介绍
近年来，在运动科学、人类科学等领域中，开发了分析人类或物体的运动的设备。作为这种设备，已知从附着到检测对象的加速度传感器、陀螺传感器等的输出，测量运动的惯性传感器式设备、利用相机，对附着于检测对象的多个标记成像，然后处理相机图像，以测量运动的光学式设备，等等。在利用惯性传感器的处理中，为了从惯性传感器的输出计算移动距离或方向，在利用加速度传感器的情况下，需要进行两次积分，或者在利用角速度传感器的情况下，需要进行一次积分(例如，参见专利文献1)。具体地，从陀螺传感器获得的3个轴向的角速度被积分，以获得姿态角，然后从所述姿态角，估计并获得重力分量。随后从自加速度传感器获得的3个轴向的加速度中，减去从先前计算的姿态角获得的重力分量，计算对于整体坐标系的加速度，并对其进行二重积分，从而获得在整体坐标系中的位置。引文列表专利文献专利文献1：日本专利申请公开No.2004-264060
技术实现思路
技术问题然而，在检测对象移动的情况下，在要由陀螺传感器获得的姿态角中出现误差，并且该误差随时间积累。因此，要由陀螺传感器获得的重力加速度分量没有从自加速度传感器计算的加速度中被充分消除。于是，通过对其中重力加速度分量未被充分消除的这种加速度积分而计算出的位置信息不正确，获得的位置信息包含传感器输出值的累积误差，并且发散，从而没有正确地获得检测对象的运动的轨迹等。鉴于如上所述的情况，本技术的一个目的是提供一种能够更精确地获得检测对象的运动学物理量的变化的信息处理设备。问题的解决方案按照本技术的一个实施例的信息处理设备包括控制器单元。所述控制器单元从包含在空间内运动的检测对象的动态加速度分量和静态加速度分量的加速度中，提取检测对象的动态加速度分量，并从所述动态加速度分量，生成检测对象的运动学物理量的变化，作为控制信号。在上面说明的信息处理设备中，由于控制器单元被配置成提取动态加速度分量，并基于从中充分消除静态加速度分量的加速度，生成检测对象的运动学物理量的变化，作为控制信号，因此能够更正确地把握检测对象的运动学物理量，比如加速度、速度、位置或距离。换句话说，由于控制信号是基于从中充分消除静态加速度分量(重力加速度分量)的加速度生成的，因此，能够减少由剩余的静态加速度分量引起的误差的累积，从而能够更正确地获得计算的检测对象的运动学物理量。所述控制器单元可从动态加速度分量，计算检测对象在所述空间内的位置的时间变化，并基于所述位置的时间变化，生成控制信号。由于这种构成，能够把握检测对象的位置的时间变化，即，检测对象的运动的轨迹。所述控制器单元包括加速度运算单元，所述加速度运算单元例如基于具有与加速度对应的交流波形的第一检测信号，和具有其中对应于加速度的交流分量叠加在直流分量上的输出波形的第二检测信号，对于3个轴向中的每个轴向，提取动态加速度分量和静态加速度分量。所述加速度运算单元可包括基于第一检测信号与第二检测信号之间的差分信号，从加速度中提取静态加速度分量的运算电路。由于这种构成，可以从加速度信息提取静态加速度分量。所述加速度运算单元还可包括调整各个信号的增益，以致第一检测信号和第二检测信号具有相同电平的增益调整电路。所述加速度运算单元还可包括基于所述差分信号，计算校正系数，并通过利用所述校正系数，校正第一检测信号和第二检测信号之一的校正电路。所述控制器单元还可包括角速度运算单元，所述角速度运算单元基于第三检测信号，计算绕所述3个轴每一个的角速度，所述第三检测信号包含与绕所述3个轴每一个的角速度相关的信息。信息处理设备还可包括获取加速度的检测器单元。所述检测器单元可包括传感器元件。所述传感器元件包括具有通过接收加速度而可运动的可动部分的元件主体，输出第一检测信号的压电式第一加速度检测器单元，所述第一检测信号包含与作用于所述可动部分的3个轴向每一个的加速度相关的信息，和输出第二检测信号的非压电式第二加速度检测器单元，所述第二检测信号包含与作用于所述可动部分的3个轴向每一个的加速度相关的信息。在这样的传感器元件中，压电式第一加速度检测器单元和非压电式第二加速度检测器单元都检测动态加速度分量(AC分量)，比如运动加速度，但是非压电式第二加速度检测器单元不仅可以检测AC分量，而且可以检测静态加速度分量(DC分量)，比如重力加速度。在这点上，在本技术中，所述传感器元件被配置成利用这些第一和第二加速度传感器单元的检测方法的差异，从这些输出(第一检测信号和第二检测信号)中分离和提取动态加速度分量和静态加速度分量。通过利用这样的传感器元件，能够精确地测量作用于检测对象的动态加速度，从而能够正确地把握检测对象的位置。所述第二加速度检测器单元可包括设置到所述可动部分的压阻式加速度检测元件。或者，所述第二加速度检测器单元可包括设置到所述可动部分的静电式加速度检测元件。专利技术的有益效果如上所述，按照本技术，能够更正确地获得检测对象的诸如加速度、速度、位置或距离之类的运动学物理量的变化。应注意记载在这里的效果未必是限制性的，可以产生记载在本公开中的任意效果。附图说明图1是表示按照本技术的一个实施例的运动测量设备的示意构成的方框图。图2是说明运动测量设备的应用例子的示意图。图3是运动测量设备的系统构成图。图4是表示运动测量设备的主要部分的基本构成的方框图。图5是表示设置在运动测量设备中的惯性传感器中的加速度运算单元的构成例子的电路图。图6是惯性传感器中的加速度传感器元件的正面侧的示意透视图。图7是加速度传感器元件的背面侧的示意透视图。图8是加速度传感器元件的平面图。图9A是说明传感器元件的主要部分的运动的状态的示意侧视断面图，表示未施加加速度的状态。图9B是说明传感器元件的主要部分的运动的状态的示意侧视断面图，表示发生沿着x轴方向的加速度的状态。图9C是说明传感器元件的主要部分的运动的状态的示意侧视断面图，表示发生沿着z轴方向的加速度的状态。图10是表示惯性传感器中的加速度运算单元的构成例子的电路图。图11是表示加速度运算单元中的对于一个轴向的处理块的示图。图12是说明不同检测方法中，多个加速度传感器的输出特性的示图。图13是说明加速度运算单元的作用的示图。图14是说明加速度运算单元的作用的示图。图15是说明加速度运算单元的作用的示图。图16是说明加速度运算单元的作用的示图。图17是说明加速度运算单元的作用的示图。图18是说明加速度运算单元的作用的示图。图19是表示加速度运算单元的处理过程的例子的流程图。图20是说明运动测量系统的操作例子的流程图。图21是说明运动测量系统的另一应用例子的示意图。具体实施方式下面参考附图，说明按照本技术的一个实施例。本技术适用于所谓的运动捕捉系统等，基于来自传感器的信息，测量检测对象的运动学物理量的变化，所述传感器附着到作为检测对象的人或另外的运动物体。[设备的概况]图1是表示按照本技术的一个实施例的运动测量设备的示意构成的方框图。图2是说明运动测量设备的应用例的示意图。如图1中所示，本实施例的运动测量设备1包括传感器设备1A和终端设备1B，传感器设备1A包括检测器单元40和控制器单元50，终端设备1B包括显示单元407。运动测量设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信息处理设备，包括控制器单元，所述控制器单元从包含在空间内运动的检测对象的动态加速度分量和静态加速度分量的3个轴方向的加速度中，提取检测对象的动态加速度分量，以及根据所述动态加速度分量生成检测对象的运动学物理量的变化，作为控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.11 JP 2016-2209611.一种信息处理设备，包括控制器单元，所述控制器单元从包含在空间内运动的检测对象的动态加速度分量和静态加速度分量的3个轴方向的加速度中，提取检测对象的动态加速度分量，以及根据所述动态加速度分量生成检测对象的运动学物理量的变化，作为控制信号。2.按照权利要求1所述的信息处理设备，其中所述控制器单元根据所述动态加速度分量计算检测对象在所述空间内的位置的时间变化，以及基于所述位置的时间变化生成控制信号。3.按照权利要求1所述的信息处理设备，其中所述控制器单元包括加速度运算单元，所述加速度运算单元基于具有与加速度对应的交流波形的第一检测信号，和具有其中对应于加速度的交流分量叠加在直流分量上的输出波形的第二检测信号，对于所述3个轴方向，提取动态加速度分量和静态加速度分量。4.按照权利要求3所述的信息处理设备，其中所述加速度运算单元包括基于第一检测信号与第二检测信号之间的差分信号从加速度中提取静态加速度分量的运算电路。5.按照权利要求4所述的信息处理设备，其中所述加速度运算单元还包括调整各个信号的增益使得第一检测信号和第二检测信号具有相同电平的增益...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下功诚，椛泽秀年，村越象，松本智宏，濑上雅博，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP