(57)【要約】      （修正有）【課題】空間内の対象物の姿勢を測定する際に、より精度よく傾斜角を検知することが出来る傾斜角演算装置、または、傾斜角演算方法を提供する。【解決手段】加速度を第１の軸、第１の軸に直交する第２の軸、及び第１の軸と第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する３軸加速度センサを有するセンサ部と、加速度の第１の軸方向に分解された第１の軸成分の絶対値と、加速度の第２の軸方向に分解された第２の軸成分の絶対値と、加速度の第３の軸方向に分解された第３の軸成分の絶対値とを比較して、加速度の成分の絶対値のうち最大の絶対値を有する軸に与えられた加速度成分とそれ以外の一方の軸に与えられた加速度成分とによって第１の傾斜角を算出し、最大の加速度の成分の絶対値を有する軸に与えられた加速度成分とそれ以外の他方の軸に与えられた加速度成分とによって第２の傾斜角を算出する演算部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を第１の軸、該第１の軸に直交する第２の軸、及び該第１の軸と該第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する３軸加速度センサを有するセンサ部と、
前記加速度の前記第１の軸方向に分解された第１の軸成分の絶対値と、該加速度の前記第２の軸方向に分解された第２の軸成分の絶対値と、該加速度の前記第３の軸方向に分解された第３の軸成分の絶対値とを比較して、該加速度の成分の絶対値のうち最大の絶対値を有する軸に与えられた該加速度成分とそれ以外の一方の軸に与えられた該加速度成分とによって第１の傾斜角を算出し、該最大の該加速度の成分の絶対値を有する軸に与えられた該加速度成分とそれ以外の他方の軸に与えられた該加速度成分とによって第２の傾斜角を算出する演算部と、
を有することを特徴とする傾斜角演算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の傾斜角演算装置において、
前記加速度は重力加速度であることを特徴とする傾斜角演算装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の傾斜角演算装置において、
前記演算部は、前記傾斜角演算装置が搭載される被搭載物の前記第１の傾斜角及び前記第２の傾斜角を算出することを特徴とする傾斜角演算装置。
【請求項４】
被搭載物に搭載される傾斜角演算装置であって、該傾斜角演算装置は、
ｘｙｚ空間内で前記被搭載物が受ける重力加速度を第１の軸、該第１の軸に直交する第２の軸、及び該第１の軸と該第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する３軸加速度センサを有するセンサ部と、
前記加速度の前記第１の軸方向に分解された第１の軸成分の絶対値と、該加速度の前記第２の軸方向に分解された第２の軸成分の絶対値と、該加速度の前記第３の軸方向に分解された第３の軸成分の絶対値とを比較して、該加速度の成分の絶対値のうち最大の絶対値を有する軸に与えられた該加速度成分とそれ以外の一方の軸に与えられた該加速度成分とによって前記被搭載物の第１の傾斜角を算出し、該最大の該加速度の成分の絶対値を有する軸に与えられた該加速度成分とそれ以外の他方の軸に与えられた該加速度成分とによって該被搭載物の第２の傾斜角を算出する演算部と、
を有することを特徴とする傾斜角演算装置。
【請求項５】
請求項３又は至請求項４に記載の傾斜角演算装置において、
前記第１の傾斜角は前記被搭載物のロール角であり、前記第２の傾斜角は該被搭載物のピッチ角であることを特徴とする傾斜角演算装置。
【請求項６】
ｘｙｚ空間内の被搭載物の傾斜を演算する傾斜角演算方法であって、該傾斜角演算方法は、
前記被搭載物の重力加速度を第１の軸、該第１の軸に直交する第２の軸、及び該第１の軸と該第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する該被搭載物に搭載された３軸加速度センサから該重力加速度の該第１の軸方向に分解された第１の軸成分、該重力加速度の該第２の軸方向に分解された第２の軸成分、及び該重力加速度の該第３の軸方向に分解された第３の軸成分とを出力する第１のステップと、
前記第１の軸成分の絶対値と、前記第２の軸成分の絶対値とを用いて第１の傾斜角を演算し、該第２の軸成分の絶対値と前記第３の軸成分の絶対値とを用いて第２の傾斜角を演算する第２のステップと、
前記第１の軸成分の絶対値よりも前記第２の軸成分の絶対値の方が小さい場合に、前記第１の傾斜角を該第１の軸成分の絶対値と前記第３の軸成分の絶対値とを用いて再度演算し、該第２の軸成分の絶対値よりも該第３の軸成分の絶対値の方が小さい場合に、前記第２の傾斜角を該第１の軸成分の絶対値と該第３の軸成分の絶対値とを用いて再度演算する第３のステップと、
を有することを特徴とする傾斜角演算方法。
【請求項７】
重力加速度を第１の軸、該第１の軸に直交する第２の軸、及び該第１の軸と該第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する３軸加速度センサから該重力加速度の該第１の軸方向に分解された第１の軸成分、該重力加速度の該第２の軸方向に分解された第２の軸成分、及び該重力加速度の該第３の軸方向に分解された第３の軸成分とを出力する第１のステップと、
前記第１の軸成分の絶対値と、前記第２の軸成分の絶対値と、前記第３の軸成分の絶対値とをそれぞれ比較し、最大の絶対値を有する軸を選択する第２のステップと、
前記最大の絶対値を有する軸とそれ以外の一方の軸とに与えられた前記重力加速度の成分を用いて第１の傾斜角を演算し、該最大の絶対値を有する軸とそれ以外の他方の軸とに与えられた該重力加速度の成分を用いて第２の傾斜角を演算する第３のステップと、
を有することを特徴とする傾斜角演算方法。
【請求項８】
請求項７に記載の傾斜角演算方法において、
前記第３のステップは、前記加速度センサが搭載される被搭載物の前記第１の傾斜角及び前記第２の傾斜角を算出することを特徴とする傾斜角演算方法。
【請求項９】
請求項６又は請求項８に記載の傾斜角演算方法において、
前記第１の傾斜角は、前記被搭載物のロール角であり、前記第２の傾斜角は、該被搭載物のピッチ角であることを特徴とする傾斜角演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間内の対象物の姿勢を測定する際に、より精度よく傾斜角を検知することが出来る傾斜角演算装置、または、傾斜角演算方法を提供し、空間内の対象物の姿勢をより正確に測定する技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
３次元空間内である対象物の傾斜を検知する手段として、例えば３軸加速度センサ等のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いたマイクロマシニングセンサを利用することが知られている。例えば３軸加速度センサは、空間内で３軸加速度センサに加速度を与えると、当該加速度をＸ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度、及びＺ軸方向の加速度にそれぞれ分解して検知する能力を有している。これを利用し、３次元加速度センサによって重力加速度がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のどの方向にどれだけ分解されて検知されたのかをもとに、当該３軸加速度センサが重力方向に対してどれだけ傾斜しているかを演算し、当該３軸加速度センサを搭載した被搭載物が空間内でどれだけ傾斜しているのかを求めることが出来る。
【０００３】
以下、図３〜図５を用いて、従来の３軸加速度センサを用いた傾斜角の測定について説明する。
【０００４】
図３に示すように、ｘｙｚ空間内に３軸加速度センサが搭載された被搭載物３００が水平に配置されている。ｘｙｚ空間は、重力加速度の方向と方向が一致する軸をｚ軸とし、ｚ軸に垂直な面をｘｙ平面とする。ｘ軸及びｙ軸は、ｘｙ平面上にそれぞれ直交するように定義される。このとき、図３に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、被搭載物３００に搭載される３軸加速度センサを基準に定義されている。すなわち、前述の通り３軸加速度センサは、加速度をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に分解して検知するものであり、図３に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、加速度が分解されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応している。さらに、説明の便宜上、ここではＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、ｘｙｚ空間のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と一致するように配置される。ここで、水平に配置されるとは、被搭載物３００に搭載された３軸加速度センサにおいてＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の加速度のうち、Ｚ軸方向のみが重力加速度を検知している状態をいう。
【０００５】
図４に示すように、図３の状態からＹ軸を回転軸として被搭載物３００を回転させた場合について説明する。このとき、Ｙ軸を中心として回転させた被搭載物３００のＸＺ平面のＸ軸をｘｙｚ空間のｘｚ平面へ投影させた軸とｘｙｚ空間のｘ軸との成す角をロール角とする。ここでは、例えばロール角が３０度の場合について説明する。
【０００６】
図３から図４への回転は、Ｙ軸を中心とした回転であるため、回転後の図４においてもＹ軸には重力加速度は検知されない。すなわちここでは、被搭載物３００のＸＺ平面とｘｙｚ空間のｘｚ平面とが重なり合っているため、Ｘ軸の回転角がロール角となる。また、ＸＺ平面がｘｚ平面に対して回転しているため、図３でＺ軸のみに検知されていた重力加速度が、図４ではＸ軸とＺ軸のそれぞれに分解されて検出される。このとき、ロール角は、Ｘ軸から検出された加速度と、Ｚ軸から検出された加速度とを用いて、例えば三角関数を用いて演算することによって得られる。なお、ここでは、Ｙ軸を中心に３０度回転させているため、ロール角が３０度であるという結果が得られる。
【０００７】
次に、図５に示すように、図３の状態からＸ軸を回転軸として被搭載３００を回転させた場合について説明する。このとき、Ｘ軸を中心として回転させた被搭載３００のＹＺ平面のＹ軸をｘｙｚ空間のｘｚ平面へ投影させた軸とｘｙｚ空間のｙ軸との成す角度をピッチ角とする。ここでは、例えばピッチ角が３０度の場合について説明する。
【０００８】
図３から図５への回転は、Ｘ軸を中心とした回転であるため、回転後の図５においてもＸ軸には重力加速度は検知されない。すなわちここでは、被搭載物３００のＹＺ平面とｘｙｚ空間のｙｚ平面とが重なり合っているため、Ｙ軸の回転角がピッチ角となる。また、ＹＺ平面がｙｚ平面に対して回転しているため、図３でＺ軸のみに検知されていた重力加速度が、図５ではＹ軸とＺ軸のそれぞれに分解されて検出される。このとき、ピッチ角は、Ｙ軸から検出された加速度とＺ軸から検出された加速度とを用いて、例えば三角関数を用いて演算することによって得られる。ここでは、Ｘ軸を中心に３０度回転させているため、ピッチ角が３０度であるという結果が得られる。
【０００９】
このように、空間内で、加速度センサを搭載する被搭載物３００がどのような姿勢となっているかを、ロール角、ピッチ角の二つの傾斜角を求めることによって検知することが出来る。このとき、ロール角はＸ軸に検出された重力加速度とＺ軸に検出された重力加速度とを用いて求められ、ピッチ角はＹ軸に検出された重力加速度とＺ軸に検出された重力加速度とを用いて求められる。
【００１０】
実際には、被搭載物３００にはロール角とピッチ角が複合して与えられる場合が多い。この場合にも、重力加速度のＸ軸方向成分とＺ軸方向成分とを用いてロール角が、重力加速度のＹ軸方向成分とＺ軸方向成分とを用いてピッチ角がそれぞれ計算される。
【００１１】
しかしながら、このようにしてそれぞれの傾斜角を求める場合、例えばピッチ角が０度付近の場合にロール角を測定する場合には誤差は大きくならないが、例えばピッチ角が９０度に近くなってくるほど誤差が大きくなってしまう問題があった。同様に、例えばロール角が９０度に近い場合にピッチ角を求める場合においても同様に誤差が大きくなってしまう問題があった。
【００１２】
このような問題に対し、例えば特許文献１では、ピッチ角、ロール角に応じた補正係数を設定し角度が大きくなるにつれて補正係数を小さくすることによって課題を解決している（特許文献１、段落［００１７］〜［００２０］）。
【特許文献１】特開２０００−１８０４６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、傾斜角をいくつかの領域に分割し、それぞれに適当な補正係数を設定する方法では、分割された領域内での誤差については依然として改善されず、また、分割する領域の数を増やすほど、補正係数を多く設定することとなり記憶容量の増加、演算速度の低下を招くなどの問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明は、これら課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本願発明の傾斜角演算装置及び傾斜角演算方法は、下記のような特徴を示している。
【００１５】
本願発明の傾斜角演算装置は、加速度を第１の軸、第１の軸に直交する第２の軸、及び第１の軸と第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する３軸加速度センサを有するセンサ部と、加速度の第１の軸方向に分解された第１の軸成分の絶対値と、加速度の第２の軸方向に分解された第２の軸成分の絶対値と、加速度の第３の軸方向に分解された第３の軸成分の絶対値とを比較して、加速度の成分の絶対値のうち最大の絶対値を有する軸に与えられた加速度成分とそれ以外の一方の軸に与えられた加速度成分とによって第１の傾斜角を算出し、最大の加速度の成分の絶対値を有する軸に与えられた加速度成分とそれ以外の他方の軸に与えられた加速度成分とによって第２の傾斜角を算出する演算部と、を有している。
【００１６】
また、本願発明の傾斜角演算方法は、ｘｙｚ空間内の被搭載物の傾斜を演算する傾斜角演算方法であって、傾斜角演算方法は、被搭載物の重力加速度を第１の軸、第１の軸に直交する第２の軸、及び第１の軸と第２の軸からなる第１の面に直交する第３の軸のそれぞれの成分に分解して検知する被搭載物に搭載された３軸加速度センサから重力加速度の第１の軸方向に分解された第１の軸成分、重力加速度の第２の軸方向に分解された第２の軸成分、及び重力加速度の第３の軸方向に分解された第３の軸成分とを出力する第１のステップと、第１の軸成分の絶対値と、第２の軸成分の絶対値とを用いて第１の傾斜角を演算し、第２の軸成分の絶対値と第３の軸成分の絶対値とを用いて第２の傾斜角を演算する第２のステップと、第１の軸成分の絶対値よりも第２の軸成分の絶対値の方が小さい場合に、第１の傾斜角を第１の軸成分の絶対値と第３の軸成分の絶対値とを用いて再度演算し、第２の軸成分の絶対値よりも第３の軸成分の絶対値の方が小さい場合に、第２の傾斜角を第１の軸成分の絶対値と第３の軸成分の絶対値とを用いて再度演算する第３のステップと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の傾斜角演算装置及び傾斜角演算方法によれば、従来の演算装置よりも記憶容量の増加及び演算速度の低下を抑え、かつ精度良く加速度センサが搭載される被搭載物の傾斜角を求めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に示すように、実施例１の本願の傾斜角演算装置１００はセンサ部１１０と、演算部１２０と、出力部１３０とを有している。傾斜角演算装置１００は、傾斜角を求める被搭載物に搭載される（図示せず）。ここで、被搭載物は携帯電話、カメラ、ヘッドマウントディスプレイなどの電子機器や車、船舶、飛行機などの乗り物等のように、実際にどれほど傾斜しているかを知る目的となる物を指す。
【００２０】
センサ部１１０は、加速度を検知する３軸加速度センサ１１１と、３軸加速度センサ１１１が検知したＸ軸方向の加速度を出力する第１の出力部１１２と、３軸加速度センサ１１１が検知したＹ軸方向の加速度を出力する第２の出力部１１３と、３軸加速度センサ１１１が検知したＺ軸方向の加速度を出力する第３の出力部１１４とを有している。本実施例の３軸加速度センサ１１０は、台座部、錘部、台座部と錘部を接続しピエゾ抵抗素子を有する検知部からなる３軸加速度センサであって、加速度に応じて錘部が変位して検知部が撓み、それによってピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化するものである。このピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化に伴って電圧が変化することで加速度を検知している。また、この加速度センサは、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸、及びＸ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面に直交するＺ軸のそれぞれ３つの軸の方向に加速度を分解して検知することが出来る。ここで、本実施例１の３軸加速度センサ１１１は、ピエゾ抵抗素子を有する加速度センサとして説明するが、これに限定されず、与えられた加速度を３軸方向にそれぞれ分解して出力可能な３軸加速度センサであれば良い。例を挙げると、離間した電極間の容量によって加速度を検知する、いわゆる容量型３軸加速度センサや、圧電型３軸加速度センサのように加速度の検知手段の異なるものであってもよい。また、センサ部は、第１の出力部１１２、第２の出力部１１３、及び第３の出力１１４部からの信号をそれぞれ増幅するアンプ部を有しても良い。
【００２１】
演算部１２０は、第１の入力部１２１と、第２の入力部１２２と、第３の入力部１２３と、傾斜角演算部１２４とを有している。第１の入力部１２１は第１の出力部１１２に電気的に接続され、第２の入力部１２２は第２の出力部１１３に電気的に接続され、第３の入力部１２３は第３の出力部１１４に電気的に接続される。傾斜角演算部１２４は、第１の入力部１２１、第２の入力部１２２、及び第３の入力部１２３のそれぞれと電気的に接続される。第１の入力部１２１、第２の入力部１２２、及び第３の入力部１２３からの信号を増幅して傾斜角演算部１２４へ与えるためのアンプ部を有しても良い。
【００２２】
ここで傾斜角の演算について説明する。説明の簡略化のため、ｘｙｚ空間のｘ軸正方向かつｙ軸正方向かつｚ軸正方向に傾斜角演算装置１００を搭載する被搭載物の姿勢が変化する場合について説明する。ｘｙｚ空間全体への適用はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に与えられる重力加速度成分の符号の正負から容易に拡張することが出来るので、ここでは説明を省略する場合がある。
【００２３】
まず、Ｘ軸方向の重力加速度成分ＡＸの絶対値｜ＡＸ｜とＺ軸方向の重力加速度成分ＡＺの絶対値｜ＡＺ｜とを用いてロール角ＲをＡＴＡＮ（アークタンジェント）関数を利用して、Ｒ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＸ｜／｜ＡＺ｜）により計算する。このとき｜ＡＸ｜＞｜ＡＺ｜の場合は、Ｒ＝９０−ＡＴＡＮ（｜ＡＺ｜／｜ＡＸ｜）によりロール角Ｒの計算を行う。
【００２４】
次に、Ｙ軸方向の重力加速度成分ＡＹの絶対値と｜ＡＺ｜とを用いてピッチ角ＰをＡＴＡＮ関数を利用して、Ｐ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＹ｜／｜ＡＺ｜）により計算する。このとき｜ＡＹ｜＞｜ＡＺ｜の場合は、Ｐ＝９０−ＡＴＡＮ（｜ＡＺ｜／｜ＡＹ｜）によりピッチ角を計算する。
【００２５】
さらに、ロール角Ｒが４５度以上となる場合は、ピッチ角Ｐを再計算する。ピッチ角Ｐの再計算は、Ｐ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＹ｜／｜ＡＸ｜）により計算される。すなわち、ピッチ角Ｐを、Ｘ軸方向の重力加速度成分と、Ｙ軸方向の重力加速度成分とによって再計算される。
【００２６】
また、ピッチ角Ｐが４５度以上となる場合は、ロール角Ｒを再計算する。ロール角Ｒの再計算は、Ｒ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＹ｜／｜ＡＸ｜）により計算される。すなわち、ロール角Ｒを、Ｘ軸方向の重力加速度成分と、Ｙ軸方向の重力加速度成分とによって再計算される。
【００２７】
ここで、本実施例では傾斜角の演算にＡＴＡＮを用いて計算したが、本願発明はこれに限定されず、ＡＳＩＮ（アークサイン）、ＡＣＯＳ（アークコサイン）を用いて傾斜角の演算を行ってもよい。
【００２８】
本願発明の傾斜角演算装置１００においては、被搭載物がどの方向に傾いているかの傾斜について検知されるものであるため、上述の二つの再計算が同時に用いられることはない。本願発明の再計算の条件は、言い換えると、各軸の重力加速度成分の絶対値のうちの最大値を有する軸以外の２軸によって傾斜角を演算する場合に誤差が大きくなることから、ロール角、ピッチ角を演算する場合に、どちらの傾斜角を演算する場合においても重力加速度成分の絶対値のうち最大値を有する軸を用いて演算させるためのものである。例えば、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値が最大値を有する場合には、どちらの傾斜角を演算する場合であってもＸ軸方向の重力加速度を用いて行うものである。なお、例えば２軸が同じ値かつ最大値を有する場合、又は３軸とも同じ値となる場合においては、いずれか一つを適宜選択すれば良いことはいうまでもない。さらに、本願発明発明の傾斜角演算装置１００においては、加速度センサの傾斜角と被搭載物の傾斜角とが一致するように搭載されることが好ましく、加速度センサの傾斜角と被搭載物の傾斜角とが一致しない場合には、その差分を演算された加速度センサの傾斜角に加えて出力することが好ましい。
【００２９】
このようにして演算された被搭載物の傾斜角は出力部１３０から出力される。ここで、出力部１３０は複数あっても良く、演算された傾斜角の数に応じて設けられていても良い。
【００３０】
このように、実施例１の本願発明の傾斜角演算装置、及び傾斜角演算方法によれば、傾斜角をいくつかの領域に分割し、それぞれに適当な補正係数を設定することなく傾斜角の演算が可能であるため、補正係数を用いることによる記憶容量の増加、演算速度の低下を招くことなく、全範囲での傾斜角を高精度に求めることが出来る。また、ロール角はＸ軸方向の重力加速度成分とＺ軸方向の重力加速度成分を、ピッチ角はＹ軸方向の重力加速度と、Ｚ軸方向の重力加速度成分を用いてそれぞれ計算するなどのように、傾斜角を演算する軸を固定することなく、出力の精度からロール角、ピッチ角の演算に必要な軸方向を決定するため、より精度の高い傾斜角を演算することが出来る。
【実施例２】
【００３１】
図２に示すように、実施例２の本願の傾斜角演算装置２００はセンサ部２１０と、演算部２２０と、出力部２３０とを有している。傾斜角演算装置２００は、傾斜角を求める被搭載物に搭載される（図示せず）。ここで、被搭載物は実施例１と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００３２】
センサ部２２０は、加速度を検地する３軸加速度センサ２１１と、３軸加速度センサ２１１が検知したＸ軸方向の加速度を出力する第１の出力部２１２と、３軸加速度センサ２１１が検地したＹ軸方向の加速度を出力する第２の出力部２１３と、３軸加速度センサ２１１が検知したＺ軸方向の加速度を出力する第３の出力部２１４と、を有している。センサ部２２０は、本願実施例１のセンサ部１１０と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３３】
演算部２２０は、第１の入力部２２１と、第２の入力部２２２と、第３の入力部２２３と、比較部２２４と、傾斜角演算部２２５とを有している。第１の入力部２２１、第２の入力部２２２、第３の入力部２２３については、本願実施例１の第１の入力部１２１、第２の入力部１２２、第３の入力部１２３と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３４】
比較部２２４は、第１の入力部２２１、第２の入力部２２２、及び第３の入力部２２３からの信号を受け、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＹ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを比較し、それぞれの絶対値の中の最大値を有する軸を一つ選択する。傾斜角演算部２２５は、比較部２２４で選択された軸の重力加速度成分の絶対値と、その他の一方の軸の重力加速度の絶対値とによって第１の傾斜角を演算し、比較部２２４で選択された軸の重力加速度成分の絶対値と、その他の他方の軸の重力加速度の絶対値とによって第２の傾斜角を演算する。例えばＸ軸方向の重力加速度成分の絶対値が最大である場合には、比較部２２４でＸ軸が選択され、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＹ軸方向の重力加速度成分の絶対値、及びＸ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値を用いてそれぞれの傾斜角を演算する。
【００３５】
ここで、Ｘ軸方向の重力加速度の絶対値が最大である場合、ロール角Ｒは、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｒ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＺ｜／｜ＡＸ｜）により計算される。ピッチ角Ｐは、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＹ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｐ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＹ｜／｜ＡＸ｜）により計算される。
【００３６】
Ｙ軸方向の重力加速度の絶対値が最大である場合、ロール角Ｒは、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＹ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｒ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＸ｜／｜ＡＹ｜）により計算される。ピッチ角Ｐは、Ｙ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｐ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＺ｜／｜ＡＹ｜）により計算される。
【００３７】
Ｚ軸方向の重力加速度の絶対値が最大である場合、ロール角Ｒは、Ｘ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｒ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＸ｜／｜ＡＺ｜）により計算される。ピッチ角Ｐは、Ｙ軸方向の重力加速度成分の絶対値とＺ軸方向の重力加速度成分の絶対値とを用い、ＡＴＡＮ関数を利用して、Ｐ＝ＡＴＡＮ（｜ＡＹ｜／｜ＡＺ｜）により計算される。
【００３８】
なお、実施例１の本願発明と同様に、例えば２軸が同じ値かつ最大値を有する場合、又は３軸とも同じ値となる場合においては、いずれか一つを適宜選択すれば良いことはいうまでもない。さらに、本願発明発明の傾斜角演算装置においては、加速度センサの傾斜角と被搭載物の傾斜角とが一致するように搭載されることが好ましく、加速度センサの傾斜角と被搭載物の傾斜角とが一致しない場合には、その差分を演算された加速度センサの傾斜角に加えて出力することが好ましい。
【００３９】
このようにして演算された被搭載の傾斜角は出力部２３０から出力される。ここで、出力部２３０は複数あっても良く、演算された傾斜角の数に応じて設けられていても良い。
【００４０】
このように、実施例２の本願発明の傾斜角演算装置、及び傾斜角演算方法によれば、実施例１と同様の効果を有するとともに、実施例１よりも傾斜角の演算回数を低減することができ、これによってより高速に演算処理することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１における半導体装置を示す概略図。
【図２】本発明の実施例２における半導体装置を示す概略図。
【図３】従来の課題を説明する図。
【図４】従来の課題を説明する図。
【図５】従来の課題を説明する図。
【符号の説明】
【００４２】
１００、２００  …  傾斜角演算装置
１１０，２１０  …  センサ部
１１１、２１１  …  ３軸加速度センサ
１１２，２１２  …  第１の出力部
１１３，２１３  …  第２の出力部
１１４，２１４  …  第３の出力部
１２０、２２０  …  演算部
１２１，２２１  …  第１の入力部
１２２、２２２  …  第２の入力部
１２３、２２３  …  第３の入力部
１２４、２２５  …  傾斜角演算部
２２４  …  比較部
３００  …  被搭載物
【図１】
2007278759.tif 000003
【図２】
2007278759.tif 000004
【図３】
2007278759.tif 000005
【図４】
2007278759.tif 000006
【図５】
2007278759.tif 000007