(57)【要約】    【課題】  新たに製品を用意することなく、慣性計測装置が持つ機能を拡張することができ、また、使用者が拡張機能の中から必要な機能を選択し、使用す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】  慣性計測装置は、これが備えるセンサ基板２上に、本装置の機能拡張用である一または複数種類の専用拡張ユニットを着脱自在に接続するための単一仕様の拡張用共通コネクタ３を備えている構成とする。専用拡張ユニットを構成するものとしては、ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール等がある。【選択図】  図１
2016176803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本装置の機能拡張用である一または複数種類の専用拡張ユニットを着脱自在に接続するための、単一仕様の拡張用共通コネクタを備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
【請求項２】
前記拡張用共通コネクタは、センサ基板上に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の慣性計測装置。
【請求項３】
前記専用拡張ユニットは、拡張基板およびその上に設けられた拡張機能部からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の慣性計測装置。
【請求項４】
前記専用拡張ユニットは、下記（Ｕ）記載の拡張機能部の少なくともいずれかを含む一または複数種類が用意されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の慣性計測装置。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【請求項５】
前記専用拡張ユニットが前記拡張用共通コネクタに接続された状態であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の慣性計測装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の慣性計測装置に接続可能な専用拡張ユニットであって、拡張基板およびその上に設けられた拡張機能部からなることを特徴とする、専用拡張ユニット。
【請求項７】
前記拡張機能部が下記（Ｕ）のいずれかであることを特徴とする、請求項６に記載の専用拡張ユニット。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【請求項８】
請求項１または２に記載の慣性計測装置の拡張用共通コネクタに、前記専用拡張ユニットを接続することにより行うことを特徴とする、慣性計測装置の機能拡張方法。
【請求項９】
本装置の機能拡張用として一または複数種類の専用拡張ユニットが付属しており、該専用拡張ユニットを着脱自在に接続するための単一仕様の拡張用共通コネクタを備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
【請求項１０】
前記専用拡張ユニットは、下記（Ｕ）記載の拡張機能部の少なくともいずれかを含む一または複数種類が用意されていることを特徴とする、請求項９に記載の慣性計測装置。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は慣性計測装置、専用拡張ユニット、および慣性計測装置の機能拡張方法に係り、特に、慣性センサ（ジャイロ、加速度計）を用いた慣性計測装置の機能を拡張することのできる、慣性計測装置、専用拡張ユニット、および慣性計測装置の機能拡張方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
慣性計測装置は、移動体、飛翔等の位置、姿勢計測に用いられているが、一つの製品に必要な機能がすべて予め実装されており、使用者は必要な機能が実装された製品を調達し、それを使用していた。したがって、その製品にはない他の機能を使用したい場合には、当該機能の実装された別の種類の製品を調達し、それを使用していた。
【０００３】
慣性計測装置については従来、多くの技術的提案がなされている。たとえば後掲特許文献１には、ＧＰＳ測定結果に加えて車両走行状態を利用する高精度のナビゲーション・システムとして、慣性センサから得られる加速度と角速度を用いて予め複数の車両走行状態を定義し、ＩＮＳに搭載された慣性センサから車両の各座標軸における加速度と角速度を受信してそれらを評価することで車両の現在の走行状態を判別し、判別された車両走行状態に応じた値を測定値としてカルマン・フィルタに送り、カルマン・フィルタ処理を行って車両の位置、速度および姿勢の最適な推定値を得るという構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、受信機ダイバーシティを達成するための装置として、複数のアンテナ、アンテナセレクタ、および慣性センサからの入力データを備えたプロセッサを含む無線ユニットにおいて、プロセッサをアンテナ上で受け取られた信号の組合せを計算するダイバーシティプロセッサとし、慣性センサからの入力データに応答してアンテナセレクタに対しアンテナを選択するように命じる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７６３８９号公報「ナビゲーション・システムおよびナビゲーション方法」
【特許文献２】特開２０１２−２５７２６７号公報「センサに基づいた無線受信ダイバーシティのための装置および方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、上記各文献開示技術も含め従来の慣性計測装置では上述の通り、一つの製品に必要な機能がすべて予め実装・固定された仕様であるため、使用者が、その製品にはない他の機能を使用したい場合には、当該機能の実装・固定された仕様の別の種類の製品を調達し、それを使用する必要があった。たとえば、ＧＰＳ機能に替えて無線機能あるいはその他の別の機能を使用したい場合などは、各機能がそれぞれ実装された慣性計測装置を揃える必要があり、不便であった。
【０００７】
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、新たに製品を用意することなく、慣性計測装置が持つ機能を拡張することができ、また、使用者が拡張機能の中から必要な機能を選択し、使用す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】
【０００８】
本願発明者は上記課題について検討した結果、センサ基板上に搭載された単一仕様の拡張用共通コネクタに拡張用の専用拡張ユニットを接続することにより、ＧＰＳ機能や無線、ＣＡＮ通信など、さまざまな機能を使用できる慣性計測装置とし、ユニットを交換するだけで使用者は必要な機能を選択できる構成と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。
【０００９】
〔１〕  本装置の機能拡張用である一または複数種類の専用拡張ユニットを着脱自在に接続するための、単一仕様の拡張用共通コネクタを備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
〔２〕  前記拡張用共通コネクタは、センサ基板上に設けられていることを特徴とする、〔１〕に記載の慣性計測装置。
〔３〕  前記専用拡張ユニットは、拡張基板およびその上に設けられた拡張機能部からなることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の慣性計測装置。
〔４〕  前記専用拡張ユニットは、下記（Ｕ）記載の拡張機能部の少なくともいずれかを含む一または複数種類が用意されていることを特徴とする、〔１〕ないし〔３〕のいずれかに記載の慣性計測装置。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【００１０】
〔５〕  前記専用拡張ユニットが前記拡張用共通コネクタに接続された状態であることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載の慣性計測装置。
〔６〕  〔１〕または〔２〕に記載の慣性計測装置に接続可能な専用拡張ユニットであって、拡張基板およびその上に設けられた拡張機能部からなることを特徴とする、専用拡張ユニット。
〔７〕  前記拡張機能部が下記（Ｕ）のいずれかであることを特徴とする、〔６〕に記載の専用拡張ユニット。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【００１１】
〔８〕  〔１〕または〔２〕に記載の慣性計測装置の拡張用共通コネクタに、前記専用拡張ユニットを接続することにより行うことを特徴とする、慣性計測装置の機能拡張方法。
〔９〕  本装置の機能拡張用として一または複数種類の専用拡張ユニットが付属しており、該専用拡張ユニットを着脱自在に接続するための単一仕様の拡張用共通コネクタを備えていることを特徴とする、慣性計測装置。
〔１０〕  前記専用拡張ユニットは、下記（Ｕ）記載の拡張機能部の少なくともいずれかを含む一または複数種類が用意されていることを特徴とする、〔９〕に記載の慣性計測装置。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【発明の効果】
【００１２】
本発明の慣性計測装置、専用拡張ユニット、および慣性計測装置の機能拡張方法は上述のように構成されるため、これによれば、新たに製品を用意することなく、慣性計測装置が持つ機能を拡張することができ、また、使用者が拡張機能の中から必要な機能を選択し、使用することができる。
【００１３】
つまり本発明によれば、単一仕様の拡張用共通コネクタを通して拡張用の適宜の専用拡張ユニットを接続、交換することにより、新たに製品を用意することなく、ＧＰＳ機能や無線、ＣＡＮ通信などのさまざまな機能を必要に応じて、一つの慣性計測装置において実現することができる。使用者は、専用拡張ユニットを交換するだけで、それらの拡張機能の中から必要な機能を選択して使用することができる。本発明では、単一仕様の拡張用共通コネクタが１つあるだけの構成によって、複数の専用拡張ユニットを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の慣性計測装置の要部構成例を示す側面図である。
【図２】機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である（ＧＰＳ機能）。
【図３】機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能）。
【図４】機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である（無線機能）。
【図５】機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である（ＳＤカード機能）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
慣性計測装置には、慣性センサ（ジャイロ、加速度計）が搭載されているが、そのセンサ基板２上に、本装置の機能拡張用である一または複数種類の専用拡張ユニット（図示せず。）を着脱自在に接続するための、単一仕様の拡張用共通コネクタ３を備えていることを、本発明慣性計測装置は主たる構成とする。
【００１６】
図２は、機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である。本例は、ＧＰＳ機能を拡張する例であり、本慣性計測装置の拡張用共通コネクタ３に、専用拡張ユニットとして、ＧＰＳ機能拡張ユニット１０が接続・搭載された例である。ＧＰＳ機能拡張ユニット１０は、拡張基板１４およびその上に設けられた拡張機能部であるところのＧＰＳモジュール１５、ＧＰＳコネクタ１６およびそれに接続するＧＰＳアンテナ１７からなる。
【００１７】
使用者は、たとえばＧＰＳを使用して慣性計測装置の精度を向上させたいと考えた場合、専用拡張ユニットとしてＧＰＳ機能拡張ユニット１０を選択し、図示するように拡張用共通コネクタ３に接続すればよい。これにより使用者は、従来の慣性計測装置単体では使用できなかったＧＰＳの機能を、別の慣性計測装置製品を用意することなく、使用できるようになる。もちろん、他の専用拡張ユニットとの交換は自由自在に行える。なお、かかる慣性計測装置の拡張用共通コネクタ３に専用拡張ユニットを接続することにより行う機能拡張方法もまた、本発明の範囲内である。
【００１８】
本発明慣性計測装置に接続可能な専用拡張ユニットの範囲は、自由に設計できるが、たとえば、下記（Ｕ）記載の拡張機能部の少なくともいずれかを含む一または複数種類をその範囲としてもよい。もちろん、これに限定されるものではない。
（Ｕ）ＧＰＳモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、無線モジュール、ＳＤカード用モジュール、ＣＡＮモジュール、ＲＳ４２２モジュール、充電回路モジュール
【００１９】
図３は、機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である。本例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能を拡張する例であり、本慣性計測装置の拡張用共通コネクタ３に、専用拡張ユニットとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能拡張ユニット２０が接続・搭載された例である。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能拡張ユニット２０は、拡張基板２４およびその上に設けられた拡張機能部であるところのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール２５からなる。なお、図中の「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」は登録商標である。
【００２０】
使用者は、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用して慣性計測装置の精度を向上させたいと考えた場合、専用拡張ユニットとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能拡張ユニット２０を選択し、図示するように拡張用共通コネクタ３に接続すればよい。これにより使用者は、従来の慣性計測装置単体では使用できなかったＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の機能を、別の慣性計測装置製品を用意することなく、使用できるようになる。もちろん、他の専用拡張ユニットとの交換は自由自在に行える。
【００２１】
図４は、機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である。本例は、無線機能を拡張する例であり、本慣性計測装置の拡張用共通コネクタ３に、専用拡張ユニットとして、無線機能拡張ユニット３０が接続・搭載された例である。無線機能拡張ユニット３０は、拡張基板３４およびその上に設けられた拡張機能部であるところの無線モジュール３５からなる。
【００２２】
使用者は、慣性計測装置においてたとえば無線を使用したいと考えた場合、専用拡張ユニットとして無線機能拡張ユニット３０を選択し、図示するように拡張用共通コネクタ３に接続すればよい。これにより使用者は、従来の慣性計測装置単体では使用できなかった無線の機能を、別の慣性計測装置製品を用意することなく、使用できるようになる。もちろん、他の専用拡張ユニットとの交換は自由自在に行える。
【００２３】
図５は、機能拡張された本発明の慣性計測装置の例について要部構成を示す側面図である。本例は、ＳＤカード機能を拡張する例であり、本慣性計測装置の拡張用共通コネクタ３に、専用拡張ユニットとして、ＳＤカード機能拡張ユニット４０が接続・搭載された例である。ＳＤカード機能拡張ユニット４０は、拡張基板４４およびその上に設けられた拡張機能部であるところのＳＤカードモジュール４５からなる。
【００２４】
使用者は、慣性計測装置においてたとえばＳＤカードを使用したいと考えた場合、専用拡張ユニットとしてＳＤカード機能拡張ユニット３０を選択し、図示するように拡張用共通コネクタ３に接続すればよい。これにより使用者は、従来の慣性計測装置単体では使用できなかったＳＤカードの機能を、別の慣性計測装置製品を用意することなく、使用できるようになる。もちろん、他の専用拡張ユニットとの交換は自由自在に行える。
【００２５】
なお、専用拡張ユニットが拡張用共通コネクタ３に接続・搭載された状態の慣性計測装置や、各種専用拡張ユニット自体もまた、本発明の範囲内である。さらに、機能拡張用として一または複数種類の専用拡張ユニットが付属していて、これらを着脱自在に接続するための単一仕様の拡張用共通コネクタを備えている慣性計測装置もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の慣性計測装置、専用拡張ユニット、および慣性計測装置の機能拡張方法によれば、新たに製品を用意することなく、慣性計測装置が持つ機能を拡張することができ、また、使用者が拡張機能の中から必要な機能を選択し、使用することができる。したがって、当該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】
【００２７】
２…センサ基板
３…拡張用共通コネクタ
１０…ＧＰＳ機能拡張ユニット
１４、２４、３４、４４…拡張基板
１５…ＧＰＳモジュール
１６…ＧＰＳコネクタ
１７…ＧＰＳアンテナ
２０…Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能拡張ユニット
２５…Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール
３０…無線機能拡張ユニット
３５…無線モジュール
４０…ＳＤカード機能拡張ユニット
４５…ＳＤカードモジュール
【図１】
2016176803.tif 000003
【図２】
2016176803.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016176803.tif 000006
【図５】
2016176803.tif 000007