(57)【要約】      （修正有）【課題】応答性を悪化させることなく振動成分を除去した加速度データを得ることを可能とする、慣性計測装置を提供すること。【解決手段】加速度データ処理構造５は、慣性計測装置１０における加速度データ処理のためのものであって、振動センサ（ＡＣ加速度センサ）２と、ＤＣ加速度センサ１に入力された振動成分を除去する演算を行う演算処理部３とからなる構成とする。演算処理部３としては、姿勢角演算のために慣性計測装置１０に設けられているＭＰＵ等を用いることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動センサ（ＡＣ加速度センサ）と、ＤＣ加速度センサに入力された振動成分を除去する演算を行う演算処理部とからなることを特徴とする、慣性計測装置の加速度データ処理構造。
【請求項２】
請求項１に記載の加速度データ処理構造と、ＤＣ加速度センサと備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
【請求項３】
ジャイロセンサを備えていることを特徴とする、請求項２に記載の慣性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は慣性計測装置およびその加速度データ処理構造に係り、特に、姿勢角演算に使用する加速度センサデータの処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、慣性計測装置において加速度センサに入力された振動成分の除去は、ローパスフィルタを設定し、信号を減衰させることにより行われている。すなわち、取得される加速度出力は、ローパスフィルタによって信号が減衰されたものである。
【０００３】
加速度センサにおける振動成分除去技術については従来、特許出願等もなされている。たとえば後掲特許文献１には、ドリフト誤差の補正精度の向上を図ることができる加速度センサとして、停車状態から走行状態へ移行する際の加速度センサ信号に含まれる車体振動成分を除去する振動成分除去手段と、振動成分除去後の加速度センサ信号に基づく補正値により加速度センサ信号のゼロ点位置を補正するゼロ点補正手段とからなる装置が開示されている。ここでも振動成分除去手段としては、検知された複数の加速度センサ信号に対するフィルタ処理が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７８２６７号公報「加速度検出装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、慣性計測装置では、重力の分力を用いて姿勢角を算出するが、振動などにより重力以外の加速度が入力されると、姿勢角に誤差が生じる。したがって、振動成分の除去が必要である。しかし、従来技術のようなローパスフィルタ設定による振動除去方法では、応答性が悪化し、速い動きの加速度の変動に追従しにくくなる。応答性を悪化させることなく振動成分を除去できる技術が望まれる。
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、応答性を悪化させることなく振動成分を除去した加速度データを得ることを可能とする、慣性計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、加速度センサの他に振動センサを搭載し、振動センサによって得られた振動成分を加速度出力から除算することによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
〔１〕  振動センサ（ＡＣ加速度センサ）と、ＤＣ加速度センサに入力された振動成分を除去する演算を行う演算処理部とからなることを特徴とする、慣性計測装置の加速度データ処理構造。
〔２〕  〔１〕に記載の加速度データ処理構造と、ＤＣ加速度センサと備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
〔３〕  ジャイロセンサを備えていることを特徴とする、〔２〕に記載の慣性計測装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の慣性計測装置およびその加速度データ処理構造は上述のように構成されるため、これらによれば、応答性を悪化させることなく、振動成分が除去された安定した加速度データを得ることができる。すなわち、加速度センサの出力から振動センサの出力を除算することで、ローパスフィルタを設定した場合よりも応答性が低下せず、安定した加速度データが得られ、そのデータから姿勢角を演算した場合に、振動による誤差を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明加速度データ処理構造および慣性計測装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の加速度データ処理構造における作用を示す説明図である。
【図３】本発明慣性計測装置の別の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明加速度データ処理構造および慣性計測装置の基本構成を示すブロック図である。図示するように本加速度データ処理構造５は、慣性計測装置１０における加速度データ処理のためのものであって、振動センサ（ＡＣ加速度センサ）２と、ＤＣ加速度センサ１に入力された振動成分を除去する演算を行う演算処理部３とからなることを、主たる構成とする。図示するように演算処理部３としては、姿勢角演算のために慣性計測装置１０に設けられているＭＰＵ等を用いることができる。
【００１２】
振動センサ（ＡＣ加速度センサ）２は、振動子の振動により角速度や加速度等を検出するセンサであり、帯域にある入力加速度に応答する加速度センサである。静止または等速度運動状態での加速度を検出できる静的加速度（ＤＣ成分）を検出するＤＣ加速度センサに対し、加速度の時間的変化を検出する動的加速度（ＡＣ成分）を検出する。振動検出では、振動によって発生する慣性力や加速度の変化が、振動センサ（ＡＣ加速度センサ）２によって検知される。
【００１３】
図２は、図１の加速度データ処理構造における作用を示す説明図である。図示するように本発明加速度データ処理構造５によれば、ＤＣ加速度センサ１に入力された振動成分は、演算処理部３において、振動センサ２により検知された振動センサ出力（ＡＣ加速度信号）が除算されることによって除去され、振動成分の除去された加速度データが得られる。すなわち演算処理部３では、下式の演算がなされて、振動成分の除去された加速度データが出力される。
ＤＣ加速度信号（振動成分を含み得る）  −  ＡＣ加速度信号（振動成分）
【００１４】
本発明ではこのように、ＤＣ加速度センサ１によって得られた加速度出力（ＤＣ加速度信号）中の振動成分を振動センサ（ＡＣ加速度センサ）２により検知して演算処理部３にて除算することで、従来のローパスフィルタを用いる方式よりも、速い応答を保ったままで、振動成分を除去し、誤差を抑制することができる。
【００１５】
なお、加速度データ処理構造５と、ＤＣ加速度センサ１と備えてなる慣性計測装置１０自体も、本発明の範囲内である。
図３は、本発明慣性計測装置の別の構成を示すブロック図である。図示するように本発明慣性計測装置３１０は、ジャイロセンサ３４を備えた構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の慣性計測装置およびその加速度データ処理構造によれば、応答性を悪化させることなく、振動成分が除去された安定した加速度データを得ることができる。したがって、慣性計測装置の製造、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００１７】
１、３１…ＤＣ加速度センサ
２、３２…振動センサ（ＡＣ加速度センサ）
３、３３…演算処理部
５、３５…加速度データ処理構造
１０、３１０…慣性計測装置
３４…ジャイロセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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