【手続補正書】
【提出日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸回りの角速度情報と、加速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸方向の加速度情報と、を取得するセンサー情報取得部と、
前記センサー情報取得部が取得した前記３軸回りの角速度情報と前記３軸方向の加速度情報とに基づいて、仮想３次元空間における姿勢角と位置座標を算出する姿勢情報算出部と、を含み、
前記姿勢情報算出部は、
前記３軸方向の加速度情報から得られる慣性座標系加速度ベクトルに基づいて固定座標系速度ベクトルを算出し、当該固定座標系速度ベクトルに対応づけて前記仮想３次元空間における前記位置座標を算出する、姿勢情報算出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記姿勢情報算出部は、
前記３軸回りの角速度情報と３軸方向の加速度情報に基づいて、前記仮想３次元空間における前記姿勢角と前記位置座標を特定するために必要な所与のパラメーターを更新する姿勢情報更新部と、
前記姿勢情報更新部が更新した後の前記パラメーターを、所与の拘束条件に従い修正する姿勢情報修正部と、
前記姿勢情報修正部が修正した後の前記パラメーターに基づいて、前記仮想３次元空間における前記姿勢角と前記位置座標を算出する姿勢情報生成部と、を含み、
前記姿勢情報更新部は、
前記慣性座標系加速度ベクトルと時刻ｋ−１における修正後の前記固定座標系速度ベクトルに基づいて、時刻ｋにおける前記固定座標系速度ベクトルを更新する速度ベクトル更新手段を含み、
前記姿勢情報修正部は、
前記固定座標系速度ベクトルのノルムを０とする拘束条件に従い、前記速度ベクトル更新手段が更新した時刻ｋにおける前記固定座標系速度ベクトルを修正する速度ベクトル修正手段を含み、
前記姿勢情報生成部は、
前記速度ベクトル修正手段が修正した時刻ｋにおける前記固定座標系速度ベクトルに対応づけて前記仮想３次元空間における前記位置座標を生成する位置座標生成手段を含む、姿勢情報算出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記速度ベクトル更新手段は、
前記慣性座標系加速度ベクトルを、時刻ｋ−１における前記固定座標系姿勢角ベクトルに基づいて回転させて前記固定座標系加速度ベクトルに変換し、当該固定座標系加速度ベクトルから固定座標系重力加速度ベクトルを減算し、減算結果を所定の単位時間で１階積分して単位時間固定座標系速度ベクトルを算出し、時刻ｋ−１における修正後の前記固定座標系速度ベクトルに前記単位時間固定座標系速度ベクトルを加算することにより時刻ｋにおける前記固定座標系速度ベクトルを更新する、姿勢情報算出装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記位置座標生成手段は、
時刻ｋにおける修正後の前記固定座標系速度ベクトルを、時刻ｋにおける前記位置座標とする、姿勢情報算出装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記姿勢情報算出部は、
前記３軸回りの角速度情報から得られる慣性座標系角速度ベクトルに基づいて固定座標系姿勢角ベクトルを算出し、当該固定座標系姿勢角ベクトルに基づいて前記仮想３次元空間における前記姿勢角を算出し、
前記姿勢情報更新部は、
前記慣性座標系角速度ベクトルと時刻ｋ−１における修正後の前記固定座標系姿勢角ベクトルに基づいて、時刻ｋにおける前記固定座標系姿勢角ベクトルを更新する姿勢角ベクトル更新手段を含み、
前記姿勢情報修正部は、
前記慣性座標系加速度ベクトルに基づく拘束条件に従い、前記姿勢角ベクトル更新手段が更新した時刻ｋにおける前記固定座標系姿勢角ベクトルを修正する姿勢角ベクトル修正手段を含み、
前記姿勢情報生成部は、
修正後の前記固定座標系姿勢角ベクトルに基づいて、前記仮想３次元空間における前記姿勢角を生成する姿勢角生成手段を含む、姿勢情報算出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記姿勢角ベクトル更新手段は、
前記慣性座標系角速度ベクトルを所定の単位時間で１階積分して単位時間回転角クオータ二オンを算出し、時刻ｋ−１における修正後の前記固定座標系姿勢角ベクトルに前記単位時間回転角クオータ二オンを作用させることにより時刻ｋにおける前記固定座標系姿勢角ベクトルを更新する、姿勢情報算出装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記姿勢角生成手段は、
時刻ｋにおける修正後の前記固定座標系姿勢角ベクトルを、時刻ｋにおける前記姿勢角とする、姿勢情報算出装置。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれかにおいて、
前記センサー情報取得部は、
温度センサーが検出する温度情報を受け取り、
前記姿勢情報更新部は、
前記温度情報に対応づけられた角速度センサーのオフセットと時刻ｋ−１における修正後の前記角速度センサーのオフセットに基づいて、時刻ｋにおける前記角速度センサーのオフセットを更新する角速度オフセット更新手段と、
前記温度情報に対応づけられた加速度センサーのオフセットと時刻ｋ−１における修正後の前記加速度センサーのオフセットに基づいて、時刻ｋにおける前記加速度センサーのオフセットを更新する加速度オフセット更新手段と、を含み、
前記姿勢情報修正部は、
所与の拘束条件に従い、前記角速度オフセット更新手段が更新した時刻ｋにおける前記角速度センサーのオフセットを修正する角速度オフセット修正手段と、
所与の拘束条件に従い、前記加速度オフセット更新手段が更新した時刻ｋにおける前記加速度センサーのオフセットを修正する加速度オフセット修正手段と、を含む、姿勢情報算出装置。
【請求項９】
互いに交差する３軸回りの角速度情報をそれぞれ検出する角速度センサーと、
互いに交差する３軸方向の加速度情報をそれぞれ検出する加速度センサーと、
請求項１乃至８のいずれかに記載の姿勢情報算出装置と、を含む、姿勢情報算出システム。
【請求項１０】
角速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸回りの角速度情報と、
加速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸方向の加速度情報と、に基づいて仮想３次元空間における姿勢角と位置座標を算出する姿勢情報算出方法であって、
前記３軸回りの角速度情報と前記３軸方向の加速度情報を取得するセンサー情報取得ステップと、
前記センサー情報取得ステップにおいて取得した前記３軸回りの角速度情報と前記３軸方向の加速度情報に基づいて、前記仮想３次元空間における前記姿勢角と前記位置座標を算出する姿勢情報算出ステップと、を含み、
前記姿勢情報算出ステップにおいて、
前記３軸方向の加速度情報から得られる慣性座標系加速度ベクトルに基づいて固定座標系速度ベクトルを算出し、当該固定座標系速度ベクトルに対応づけて前記仮想３次元空間における前記位置座標を算出する、姿勢情報算出方法。
【請求項１１】
角速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸回りの角速度情報と、
加速度センサーがそれぞれ検出する互いに交差する３軸方向の加速度情報と、に基づいて仮想３次元空間における姿勢角と位置座標を算出する姿勢情報算出プログラムであって、
前記３軸回りの角速度情報と前記３軸方向の加速度情報に基づいて、前記仮想３次元空間における前記姿勢角と前記位置座標を算出する姿勢情報算出部としてコンピューターを機能させ、
前記姿勢情報算出部は、
前記３軸方向の加速度情報から得られる慣性座標系加速度ベクトルに基づいて固定座標系速度ベクトルを算出し、当該固定座標系速度ベクトルに対応づけて前記仮想３次元空間における前記位置座標を算出する、姿勢情報算出プログラム。