(57)【要約】【課題】荷重に応じて変形するシート面に作用する荷重を正確に計測することが可能な技術を提供する。【解決手段】本明細書は、荷重に応じて変形するシート面に作用する荷重を計測する荷重計測装置を開示す。荷重計測装置は、センサ装置と、センサ装置に接続された演算装置を備えている。センサ装置は、シート面に配置された慣性センサと、シート面に配置された力覚センサを備えている。演算装置は、慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得し、慣性センサの検出値に基づいて力覚センサの姿勢角を算出し、算出された姿勢角を用いて力覚センサの検出値を補正する。【選択図】図１
2019113412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重に応じて変形するシート面に作用する荷重を計測する荷重計測装置であって、
センサ装置と、
センサ装置に接続された演算装置を備えており、
センサ装置が、
シート面に配置された慣性センサと、
シート面に配置された力覚センサを備えており、
演算装置が、
慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得し、
慣性センサの検出値に基づいて力覚センサの姿勢角を算出し、
算出された姿勢角を用いて力覚センサの検出値を補正する、荷重計測装置。
【請求項２】
演算装置が、
慣性センサの検出値に基づいてシート面の変形状態を推定し、
推定されたシート面の変形状態に基づいて力覚センサの姿勢角を算出する、請求項１の荷重計測装置。
【請求項３】
演算装置が、
慣性センサおよび力覚センサのうち一部のみを検出対象として設定し、
検出対象の慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得する、請求項１または２の荷重計測装置。
【請求項４】
演算装置が、
以前の検出における慣性センサの検出値から基準となる検出値を減算した偏差またはその偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサを特定し、
特定された慣性センサの近傍に配置された慣性センサおよび力覚センサを以降の検出における検出対象に設定する、請求項３の荷重計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、シート面に作用する荷重を計測する荷重計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シート面に作用する荷重を計測する荷重計測装置が開示されている。荷重計測装置は、センサ装置と、センサ装置に接続された演算装置を備えている。センサ装置は、シート面に配置された力覚センサを備えている。演算装置は、力覚センサから検出値を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１１４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車等の乗物において搭乗者が座るシートには、座り心地を良くするために柔軟な材料が用いられており、シート面は作用する荷重に応じて変形する。特許文献１の技術を、荷重に応じて変形するシート面に適用した場合、シート面の変形に伴って力覚センサの主軸方向が変化して、シート面に作用する荷重を正確に計測することができない。
【０００５】
本明細書では、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、荷重に応じて変形するシート面に作用する荷重を正確に計測することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、荷重に応じて変形するシート面に作用する荷重を計測する荷重計測装置を開示す。荷重計測装置は、センサ装置と、センサ装置に接続された演算装置を備えている。センサ装置は、シート面に配置された慣性センサと、シート面に配置された力覚センサを備えている。演算装置は、慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得し、慣性センサの検出値に基づいて力覚センサの姿勢角を算出し、算出された姿勢角を用いて力覚センサの検出値を補正する。
【０００７】
上記の構成によれば、荷重に応じてシート面が変形し、シート面の変形に伴って力覚センサの主軸方向が変化した場合であっても、演算装置が、慣性センサの検出値に基づいて力覚センサの姿勢角を算出し、算出された姿勢角を用いて力覚センサの検出値を補正するので、シート面に作用する荷重を正確に計測することができる。
【０００８】
上記の荷重計測装置では、演算装置が、慣性センサの検出値に基づいてシート面の変形状態を推定してもよく、推定されたシート面の変形状態に基づいて力覚センサの姿勢角を算出してもよい。
【０００９】
上記の構成によれば、慣性センサと力覚センサがシート面の異なる場所に配置されている場合であっても、慣性センサの検出値に基づいて力覚センサの姿勢角を算出することができる。
【００１０】
上記の荷重計測装置では、演算装置が、慣性センサおよび力覚センサのうち一部のみを検出対象として設定し、検出対象の慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得してもよい。
【００１１】
シート面に配置する慣性センサや力覚センサの個数が多くなると、演算装置がそれぞれの慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得するのに長時間を要することとなる。上記の構成によれば、演算装置が、慣性センサおよび力覚センサのうち一部のみを検出対象として設定し、検出対象の慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得するので、演算装置がそれぞれの慣性センサおよび力覚センサから検出値を取得するのに要する時間を短縮することができる。
【００１２】
上記の荷重計測装置では、演算装置が、以前の検出における慣性センサの検出値から基準となる検出値を減算した偏差またはその偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサを特定してもよく、特定された慣性センサの近傍に配置された慣性センサおよび力覚センサを以降の検出における検出対象に設定してもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、例えば加速度や角速度といった慣性センサの検出値に大きな変動があった箇所の近傍に配置された慣性センサおよび力覚センサを検出対象に設定するので、シート面への荷重の作用の仕方に大きな変動のあった箇所での荷重の様子を、高速で計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例の荷重計測装置２の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例のセンサ装置６がシート面４ａに取り付けられる前の状態を示す上面図である。
【図３】実施例のセンサ装置６がシート面４ａに取り付けられる前の状態を示す断面図である。
【図４】実施例のセンサ装置６がシート面４ａに取り付けられており、シート面４ａに荷重が作用していない状態を示す断面図である。
【図５】実施例のセンサ装置６がシート面４ａに取り付けられており、シート面４ａに荷重が作用している状態を示す断面図である。
【図６】実施例の演算装置８が行なう処理の例を示すフローチャートである。
【図７】実施例の演算装置８が行なう処理の別の例を示すフローチャートである。
【図８】変形例のセンサ装置６がシート面４ａに取り付けられる前の状態を示す上面図である。
【図９】変形例の演算装置８が行なう処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】変形例の演算装置８が行なう処理の別の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施例）
図１は、本実施例の荷重計測装置２の構成を模式的に示している。荷重計測装置２は、例えば自動車等の乗物において搭乗者が座るシート４のシート面４ａに作用する荷重を計測する。荷重計測装置２は、シート面４ａの表面に設けられたセンサ装置６と、センサ装置６に接続された演算装置８を備えている。なお、以下の説明では、シート４が搭載された乗物に固定された座標系を、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）という。
【００１６】
図２−図５に示すように、センサ装置６は、柔軟な支持膜６ａと、支持膜６ａ上に配置された複数の慣性センサ１０および複数の力覚センサ１２を備えている。なお、図１では図示の明瞭化のため、複数の慣性センサ１０と複数の力覚センサ１２の図示が省略されていることに留意されたい。図２に示すように、本実施例の荷重計測装置２では、複数の慣性センサ１０と複数の力覚センサ１２は、支持膜６ａ上にグリッド状に配置されている。本実施例の荷重計測装置２では、複数の慣性センサ１０の個数は、複数の力覚センサ１２の個数に比べて少ない。図示はしないが、それぞれの慣性センサ１０は、３軸の加速度センサと、３軸の角速度センサを備えている。従って、それぞれの慣性センサ１０は、３軸の加速度と、３軸の角速度を検出可能である。また、それぞれの力覚センサ１２は、３軸の荷重を検出可能である。それぞれの慣性センサ１０と、それぞれの力覚センサ１２は、演算装置８に接続されている。
【００１７】
図３に示すように、センサ装置６をシート面４ａに取り付ける前の状態では、それぞれの慣性センサ１０の主軸方向（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、・・・は、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と一致している。また、力覚センサ１２の主軸方向（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・は、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と一致している。
【００１８】
図４に示すように、センサ装置６をシート面４ａに取り付けると、支持膜６ａがシート面４ａの形状にならって変形する。これによって、慣性センサ１０の主軸方向（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、・・・が変化する。また、力覚センサ１２の主軸方向（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・が変化する。
【００１９】
図５に示すように、センサ装置６をシート面４ａに取り付けた状態で、シート面４ａに搭乗者が座ることにより荷重が作用すると、シート面４ａが変形し、支持膜６ａもシート面４ａの変形に追従して変形する。これによって、慣性センサ１０の主軸方向（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、・・・がさらに変化する。また、力覚センサ１２の主軸方向（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・がさらに変化する。なお、慣性センサ１０のうち、シート面４ａにおいて荷重が作用しても変形しない箇所に配置されているもの、すなわち、シート面４ａに荷重が作用しても基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との姿勢の関係が変化しないものを、以下では基準となる慣性センサ１０ａともいう。
【００２０】
図１に示す演算装置８は、センサ装置６の慣性センサ１０および力覚センサ１２の検出値に基づいて、シート面４ａに作用する荷重の分布を出力する。以下では、図６を参照しながら、本実施例の演算装置８が行なう処理について説明する。
【００２１】
ステップＳ２では、演算装置８は、全ての慣性センサ１０および力覚センサ１２に検出値の出力を指示して、それぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値、およびそれぞれの力覚センサ１２の３軸の荷重検出値を取得する。
【００２２】
ステップＳ４では、演算装置８は、シート面４ａの変形状態（プロファイル）を推定する。具体的には、演算装置８は、例えば、それぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値の経時的な変化に基づいて、それぞれの慣性センサ１０が配置された箇所における、シート面４ａの変形状態を特定する。そして、演算装置８は、スプライン関数を用いたフィッティングを行なうことで、シート面４ａの全体の変形状態を推定する。
【００２３】
ステップＳ６では、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。具体的には、演算装置８は、例えば、ステップＳ４で推定したシート面４ａの全体の変形状態に基づいて、それぞれの力覚センサ１２が配置されている箇所におけるシート面４ａの変形状態を特定する。そして、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２が配置されている箇所におけるシート面４ａの変形状態から、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。
【００２４】
ステップＳ８では、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の検出値を補正する。例えば、演算装置８は、力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）から、力覚センサ１２の姿勢角を反映した変換行列Ａを用いて、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換した後の力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を算出する。
【００２５】
【数１】
2019113412.tif 000003
【００２６】
ここで、力覚センサ１２の姿勢角について、Ｘ軸周りの回転角をロール角ψ、Ｙ軸周りの回転角をピッチ角θ、Ｚ軸周りの回転角をヨー角φとすると、変換行列Ａは次式で与えられる。
【００２７】
【数２】
2019113412.tif 000004
【００２８】
ステップＳ１０では、演算装置８は、ステップＳ８で補正されたそれぞれの力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）に基づいて、シート面４ａにおける荷重分布を出力する。ステップＳ１０の後、処理はステップＳ２へ戻る。
【００２９】
図６に示す処理によれば、慣性センサ１０の検出値から推定されるシート面４ａの変形状態を反映して、力覚センサ１２の検出値を補正することができる。これによって、シート面４ａに作用する荷重分布を正確に計測することができる。
【００３０】
なお、演算装置８は、図６に示す処理の代わりに、図７に示す処理を行ってもよい。以下では図７に示す処理について説明する。
【００３１】
ステップＳ１２では、演算装置８は、全ての慣性センサ１０および力覚センサ１２を検出対象に設定する。
【００３２】
ステップＳ１４では、演算装置８は、検出対象の慣性センサ１０および力覚センサ１２に検出値の出力を指示して、それぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値、およびそれぞれの力覚センサ１２の３軸の荷重検出値を取得する。
【００３３】
ステップＳ１６では、演算装置８は、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の近傍におけるシート面４ａの変形状態（プロファイル）を推定する。具体的には、演算装置８は、例えば、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の近傍に配置されたそれぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値の経時的変化に基づいて、それぞれの慣性センサ１０が配置された箇所における、シート面４ａの変形状態を特定する。そして、演算装置８は、スプライン関数を用いたフィッティングを行なうことで、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の近傍におけるシート面４ａの変形状態を推定する。
【００３４】
ステップＳ１８では、演算装置８は、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。具体的には、演算装置８は、例えば、ステップＳ１６で推定したシート面４ａの変形状態に基づいて、それぞれの力覚センサ１２が配置されている箇所におけるシート面４ａの変形状態を特定する。そして、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２が配置されている箇所におけるシート面４ａの変形状態から、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。
【００３５】
ステップＳ２０では、演算装置８は、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の姿勢角に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の検出値を補正する。例えば、演算装置８は、図６に示す処理と同様にして、力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）から、力覚センサ１２の姿勢角を反映した変換行列Ａを用いて、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換した後の力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を算出する。
【００３６】
ステップＳ２２では、演算装置８は、ステップＳ２０で補正されたそれぞれの力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）に基づいて、シート面４ａにおける荷重分布を出力する。なお、ステップＳ１４で検出対象となっていない力覚センサ１２については、以前の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）をそのまま用いてもよい。
【００３７】
ステップＳ２４では、演算装置８は、検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を更新する。ステップＳ２４の後、処理はステップＳ１４に戻る。
【００３８】
ステップＳ２４において、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２は、種々の観点から設定することができる。例えば、演算装置８は、慣性センサ１０におけるＺ方向の加速度の検出値に基づいて、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を特定してもよい。この場合、演算装置８は、まず、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０のＺ方向の加速度の検出値から、基準となる慣性センサ１０ａのＺ方向の加速度の検出値を減算した偏差を算出して、算出された偏差が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。あるいは、演算装置８は、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０のＺ方向の加速度の検出値から、基準となる慣性センサ１０ａのＺ方向の加速度の検出値を減算した偏差を算出して、算出された偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。この場合、Ｚ方向の加速度が大きく変化した箇所の近傍の慣性センサ１０と力覚センサ１２を次の検出対象とすることができる。なお、上記の処理において、Ｚ方向の加速度の代わりに、Ｘ方向またはＹ方向の加速度を用いてもよい。
【００３９】
あるいは、演算装置８は、慣性センサ１０におけるＺ方向の加速度から算出される慣性センサ１０におけるＺ方向の変位量に基づいて、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を設定してもよい。この場合、演算装置８は、まず、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０について算出されるＺ方向の変位量から、基準となる慣性センサ１０ａのＺ方向の変位量を減算した偏差を算出して、算出された偏差が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。あるいは、演算装置８は、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０について算出されるＺ方向の変位量の検出値から、基準となる慣性センサ１０ａのＺ方向の変位量を減算した偏差を算出して、算出された偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。この場合、Ｚ方向の変位量が大きく変化した箇所の近傍の慣性センサ１０と力覚センサ１２を次の検出対象とすることができる。なお、上記の処理において、Ｚ方向の変位量の代わりに、Ｘ方向またはＹ方向の変位量を用いてもよい。
【００４０】
あるいは、演算装置８は、慣性センサ１０におけるＸ軸周りの角速度の検出値に基づいて、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を設定してもよい。この場合、演算装置８は、まず、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０のＸ軸周りの角速度の検出値から、基準となる慣性センサ１０ａのＸ軸周りの角速度の検出値を減算した偏差を算出して、算出された偏差が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。あるいは、演算装置８は、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０のＸ軸周りの角速度の検出値から、基準となる慣性センサ１０ａのＸ軸周りの角速度の検出値を減算した偏差を算出して、算出された偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。この場合、Ｘ軸周りの角速度が大きく変化した箇所の近傍の慣性センサ１０と力覚センサ１２を次の検出対象とすることができる。なお、上記の処理において、Ｘ軸周りの角速度の代わりに、Ｙ軸またはＺ軸周りの角速度を用いてもよい。
【００４１】
あるいは、演算装置８は、慣性センサ１０におけるＸ軸周りの角速度から算出される慣性センサ１０におけるＸ軸周りの回転角（ロール角）に基づいて、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を設定してもよい。この場合、演算装置８は、まず、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０について算出されるＸ軸周りの回転角（ロール角）から、基準となる慣性センサ１０ａのＸ軸周りの回転角（ロール角）を減算した偏差を算出して、算出された偏差が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。あるいは、演算装置８は、全ての慣性センサ１０について、その慣性センサ１０のＸ軸周りの回転角（ロール角）から、基準となる慣性センサ１０ａのＸ軸周りの回転角（ロール角）を減算した偏差を算出して、算出された偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサ１０の近傍の慣性センサ１０および力覚センサ１２を、次に検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２として設定してもよい。この場合、Ｘ軸周りの回転角（ロール角）が大きく変化した箇所の近傍の慣性センサ１０と力覚センサ１２を次の検出対象とすることができる。なお、上記の処理において、Ｘ軸周りの回転角（ロール角）の代わりに、Ｙ軸周りの回転角（ピッチ角）またはＺ軸周りの回転角（ヨー角）を用いてもよい。
【００４２】
図７に示す処理によれば、全ての慣性センサ１０と力覚センサ１２を検出対象とする場合に比べて、演算装置８が検出値の取得に要する時間を短縮することができる。シート面４ａの荷重分布を高速に出力することができる。
【００４３】
上記の実施例では、センサ装置６において、慣性センサ１０と力覚センサ１２が同じ箇所に配置されていない場合について説明したが、例えば図８に示すように、慣性センサ１０と力覚センサ１２が、同じ場所に配置されており、互いに剛に結合されていてもよい。この場合、力覚センサ１２の姿勢角を、慣性センサ１０の検出値から、直接的に求めることができる。この場合、演算装置８は、図９に示す処理を行なうことで、シート面４ａの荷重分布を計測することができる。
【００４４】
ステップＳ３２では、演算装置８は、全ての慣性センサ１０および力覚センサ１２に検出値の出力を指示して、それぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値、およびそれぞれの力覚センサ１２の３軸の荷重検出値を取得する。
【００４５】
ステップＳ３４では、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。具体的には、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２に対応して設けられている慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値の経時的な変化に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。
【００４６】
ステップＳ３６では、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の検出値を補正する。例えば、演算装置８は、図６や図７に示す処理と同様に、力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）から、力覚センサ１２の姿勢角を反映した変換行列Ａを用いて、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換した後の力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を算出する。
【００４７】
ステップＳ３８では、演算装置８は、ステップＳ３６で補正されたそれぞれの力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を用いて、シート面４ａにおける荷重分布を出力する。ステップＳ３８の後、処理はステップＳ３２へ戻る。
【００４８】
図９に示す処理によれば、慣性センサ１０の検出値から算出される力覚センサ１２の姿勢角を反映して、力覚センサ１２の検出値を補正することができる。これによって、シート面４ａに作用する荷重分布を正確に計測することができる。
【００４９】
なお、演算装置８は、図９に示す処理の代わりに、図１０に示す処理を行ってもよい。以下では図１０に示す処理について説明する。
【００５０】
ステップＳ４２では、演算装置８は、全ての慣性センサ１０および力覚センサ１２を検出対象に設定する。
【００５１】
ステップＳ４４では、演算装置８は、検出対象の慣性センサ１０および力覚センサ１２に検出値の出力を指示して、それぞれの慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値、およびそれぞれの力覚センサ１２の３軸の荷重検出値を取得する。
【００５２】
ステップＳ４６では、演算装置８は、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。具体的には、演算装置８は、それぞれの力覚センサ１２に対応して設けられている慣性センサ１０の３軸の加速度検出値および３軸の角速度検出値の経時的な変化に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の姿勢角を算出する。
【００５３】
ステップＳ４８では、演算装置８は、検出対象のそれぞれの力覚センサ１２の姿勢角に基づいて、それぞれの力覚センサ１２の検出値を補正する。例えば、演算装置８は、図６、図７、図９に示す処理と同様にして、力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）から、力覚センサ１２の姿勢角を反映した変換行列Ａを用いて、基準座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換した後の力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を算出する。
【００５４】
ステップＳ５０では、演算装置８は、ステップＳ４８で補正されたそれぞれの力覚センサ１２の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）を用いて、シート面４ａにおける荷重分布を出力する。なお、ステップＳ４４で検出対象となっていない力覚センサ１２については、以前の検出値（Ｆｘ’、Ｆｙ’、Ｆｚ’）をそのまま用いてもよい。
【００５５】
ステップＳ５２では、演算装置８は、図７に示す処理と同様にして、検出対象とする慣性センサ１０および力覚センサ１２を更新する。ステップＳ５２の後、処理はステップＳ４４に戻る。
【００５６】
図１０に示す処理によれば、全ての慣性センサ１０と力覚センサ１２を検出対象とする場合に比べて、演算装置８が検出値の取得に要する時間を短縮することができる。シート面４ａの荷重分布を高速に出力することができる。
【００５７】
以上のように、一実施形態に係る荷重計測装置２は、荷重に応じて変形するシート面４ａに作用する荷重を計測する。荷重計測装置２は、センサ装置６と、センサ装置６に接続された演算装置８を備えている。センサ装置６は、シート面４ａに配置された慣性センサ１０と、シート面４ａに配置された力覚センサ１２を備えている。演算装置８は、慣性センサ１０および力覚センサ１２から検出値を取得し、慣性センサ１０の検出値に基づいて力覚センサ１２の姿勢角を算出し、算出された姿勢角を用いて力覚センサ１２の検出値を補正する。
【００５８】
一実施形態に係る荷重計測装置２では、演算装置８が、慣性センサ１０の検出値に基づいてシート面４ａの変形状態を推定し、推定されたシート面４ａの変形状態に基づいて力覚センサ１２の姿勢角を算出する。
【００５９】
一実施形態に係る荷重計測装置２では、演算装置８が、慣性センサ１０および力覚センサ１２のうち一部のみを検出対象として設定し、検出対象の慣性センサ１０および力覚センサ１２から検出値を取得する。
【００６０】
一実施形態に係る荷重計測装置２では、演算装置８が、以前の検出における慣性センサ１０の検出値から基準となる検出値を減算した偏差またはその偏差の時間変化率が所定のしきい値を超える慣性センサ１０を特定し、特定された慣性センサ１０の近傍に配置された慣性センサ１０および力覚センサ１２を以降の検出における検出対象に設定する。
【００６１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６２】
２：荷重計測装置、４：シート、４ａ：シート面、６：センサ装置、６ａ：支持膜、８：演算装置、１０：慣性センサ、１０ａ：基準となる慣性センサ、１２：力覚センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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