CN110073173B

CN110073173B - 信号处理装置及信号处理方法

Info

Publication number: CN110073173B
Application number: CN201780077816.6A
Authority: CN
Inventors: 高桥祐
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2021-12-31
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: US20210341348A1; US11703411B2; JP6791265B2; CN110073173A; US20190293514A1; WO2018110539A1; US11221269B2; JPWO2018110539A1

Abstract

信号处理方法具有下述步骤：从输出与物理变化相应地上升、与物理变化相反的物理变化相应地下降的信号的传感器，对信号进行接收的步骤；以及在接收到的信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，对延迟进行校正的步骤。

Description

信号处理装置及信号处理方法

技术领域

本发明涉及信号处理装置及信号处理方法。

背景技术

以往，已知输出与伸缩相对应的信号的伸缩传感器。伸缩传感器具有测定体(“物体”的一个例子)，该测定体的电阻值与被施加的力相应地变化(“物理变化”的一个例子)。而且，伸缩传感器对测定体的电阻值进行测量，由此能够对伸缩传感器的伸缩或者施加至伸缩传感器的应力进行检测。

作为如上所述的伸缩传感器的一个例子，举出作为测定体而使用碳纳米管(carbon nanotube：下面，简记为CNT)的CNT应变传感器(例如，参照专利文献1或者专利文献2)。CNT具有电阻值与施加至CNT的力相应地变化这样的性质。因此，通过对在CNT应变传感器中设置的CNT的电阻值进行测量，从而能够对CNT应变传感器的伸缩或者施加至CNT应变传感器的应力进行检测。另外，作为伸缩传感器的其他例而举出线绳传感器，其将使用导电性纤维和橡胶纤维而伸缩的线绳采用为测定体，通过对线绳的电阻值进行测量而对线绳的伸缩量进行检测(参照非专利文献1)。

专利文献1：日本特开2013－104796号公报

专利文献2：日本特开2015－147038号公报

专利文献3：日本特开2016－136989号公报

专利文献4：日本专利4422728号

非专利文献1：並川真也，以及另2人，“伸縮による抵抗変化を利用した組紐センサの基礎検討”，インタラクション2016、一般社団法人情報処理学会、p.396-401

发明内容

在如CNT应变传感器或者线绳传感器这样的、输出与测定体的电阻值相对应的信号电平的输出信号的伸缩传感器中，存在下述倾向，即，在伸缩传感器的伸长时和伸缩传感器的收缩时输出信号成为非对称。输出信号成为非对称是指，输出信号的上升和下降之中的一者相对于另一者延迟。例如，在与伸缩传感器的伸长相应地输出信号上升、与伸缩传感器的收缩相应地输出信号下降这样的伸缩传感器的情况下，与输出信号的上升相比较，下降延迟。其原因被认为是，例如，由于在伸缩传感器中设置的橡胶纤维等的粘弹性，伸缩传感器的收缩时与伸缩传感器的伸长时相比较，存在伸缩传感器变形为松弛的倾向。伸缩传感器大多被利用为用于对安装者的动作进行测量的可穿戴传感器，但由于上述非对称性，存在下述问题，即，与安装者的动作相对应的追随性在伸长时和收缩时是不同的。

本发明就是鉴于以上所说明的课题而提出的，其目的之一在于，在与物理变化相应地输出信号上升、与该物理变化相反的物理变化相应地输出信号下降的传感器的输出信号成为非对称的情况下，消除其非对称性。

本发明所涉及的信号处理方法，其特征在于，具有下述步骤：从输出与物理变化相应地上升、与所述物理变化相反的物理变化相应地下降的信号的传感器，对所述信号进行接收的步骤；以及在接收到的所述信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，对所述延迟进行校正的步骤。

本发明所涉及的信号处理装置，其特征在于，具有：接收单元，其从输出与物理变化相应地上升、与所述物理变化相反的物理变化相应地下降的信号的传感器，对所述信号进行接收；以及信号处理单元，其在由所述接收单元接收的信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，进行对所述延迟进行校正的处理。

附图说明

图1是表示包含本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置10A的信号处理系统的结构例的图。

图2是表示该信号处理系统所包含的伸缩传感器20的输出信号波形的一个例子的图。

图3是表示与该伸缩传感器20相对应的标准线性固体模型的一个例子的图。

图4是表示由该信号处理装置10A的信号处理单元110A执行的卡尔曼滤波处理的流程的流程图。

图5是用于说明在用于验证本实施方式的效果的模拟中使用的数据的图。

图6是表示该模拟结果的图。

图7是表示该模拟结果的图。

图8是表示该模拟结果的图。

图9是表示本实施方式的向实测数据的应用结果的图。

图10是表示包含本发明的第2实施方式所涉及的信号处理装置10B的信号处理系统的结构例的图。

图11是用于说明在该信号处理装置10B的增益设定部116中存储的增益表的储存内容的图。

图12是用于对本实施方式的效果进行说明的图。

具体实施方式

下面，参照附图而对本发明的实施方式进行说明。

(A：第1实施方式)

图1是表示包含本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置10A的信号处理系统的结构例的图。在信号处理装置10A连接有动作捕捉用的数据手套等使用了伸缩传感器20的可穿戴传感器。信号处理装置10A例如是DSP(Digital Signal Processor)，是对伸缩传感器20的输出信号实施本发明特有的处理而输出的装置。本实施方式中的伸缩传感器20为CNT应变传感器。伸缩传感器20具有作为测定体的CNT。而且，伸缩传感器20输出与伸缩传感器20的伸长相应地上升、与伸缩传感器20的收缩相应地下降的信号。

伸缩传感器20的输出信号，在伸缩传感器20的伸长时和收缩时成为非对称。具体地说，本实施方式中的伸缩传感器20的输出信号的下降与上升相比较而延迟。图2是表示伸缩传感器20的理想的输出信号波形和实际的输出信号波形的一个例子的图。在图2中，理想的输出信号波形由波形G01表示，实际的输出信号波形由波形G02表示。如果将图2的波形G01和波形G02进行比较，则明确可知，虽然实际的输出信号波形的上升与理想的输出信号波形的上升大致一致，但实际的输出信号波形的下降与理想的输出信号波形的下降相比较而延迟。

本实施方式的信号处理装置10A，是对伸缩传感器20的输出信号的非对称性进行校正的装置。具体地说，本实施方式所涉及的信号处理装置10A对伸缩传感器20的输出信号的下降的延迟进行校正。

如图1所示，信号处理装置10A具有接收单元100和信号处理单元110A。本实施方式中的接收单元100是用于经由信号线等而与伸缩传感器20电连接的输入端子。但是，作为接收单元100也可以通过采用无线通信电路而构成为信号处理装置10A和伸缩传感器20进行无线连接。总之，接收单元100只要接收伸缩传感器20的输出信号即可。接收单元100将从伸缩传感器20接收到的信号发送至信号处理单元110A。信号处理单元110A针对由接收单元100接收到的信号实施对该信号的下降的延迟进行校正的信号处理而向后级的装置输出。在本实施方式中，伸缩传感器20假定为具有CNT等测定体和具有粘弹性的橡胶等材料，在此基础上，通过图3所示的标准线性固体模型对伸缩传感器20进行模型化。而且，本实施方式所涉及的信号处理单元110A，使用基于对伸缩传感器20进行了模型化的标准线性固体模型而确定的卡尔曼滤波器，执行对伸缩传感器20的输出信号的非对称性进行校正的卡尔曼滤波处理。

如图3所示，在本实施方式中采用的标准线性固体模型中，伸缩传感器20具有：线性弹簧等弹性要素210、与弹性要素210并联连接的线性弹簧等弹性要素220、以及与弹性要素220串联连接的缓冲部等惯性要素230。下面，将弹性要素210的弹簧系数由“E₁”表示，将弹性要素220的弹簧系数由“E₂”表示，将惯性要素230的粘性系数由“η”表示。另外，将接收单元100所涉及的伸缩传感器20的输出信号的接收周期由“Δ_t”表示。例如，“Δ_t”可以是从时刻(t－1)至时刻t为止的时间长度。

在该情况下，在标准线性固体模型中，表示时刻t的伸缩传感器20的伸缩的大小的应变ε(t)，如下面的式(1)所示，能够使用时刻(t－1)的伸缩传感器20的应变ε(t－1)、在时刻t施加至伸缩传感器20的应力σ(t)和在时刻(t－1)施加至伸缩传感器20的应力σ(t－1)而表示。

[式1]

在将系数α₁、系数α₂、系数α₃及系数α₄分别按照下面的式(2)～式(5)进行规定的情况下，能够将式(1)变形为下面的式(6)。

[式2]

ε(t)＝α₁α₂σ(t)-α₁α₃σ(t-1)+α₄ε(t-1)…(6)

而且，在将表示在时刻t对应变ε(t)施加的干扰的正态随机数设为“e_ε”，将表示在时刻(t+1)对应力σ(t+1)施加的干扰的正态随机数设为“e_σ”的情况下，基于上述的式(6)，能够导出下面的式(7)。在本实施方式中，将下面的式(7)采用为在信号处理单元110A中应用的卡尔曼滤波器中的状态方程式。即，在本实施方式所涉及的卡尔曼滤波器中，如下面的式(7)所示，采用将应变ε(t)、应力σ(t+1)和应力σ(t)设为状态变量的状态方程式。

[式3]

另外，在本实施方式中，将下面的式(8)采用为在信号处理单元110A中应用的卡尔曼滤波器中的观测方程式。在这里，式(8)的值“R(t)”是从时刻t的伸缩传感器20的输出信号所表示的电压值进行换算的电阻值。另外，式(8)的值“c”是将在伸缩传感器20中产生的应变ε(t)和电阻值R(t)相关联的系数。

[式4]

信号处理单元110A将伸缩传感器20的输出信号所表示的电阻值R(t)作为输入，按照式(7)及式(8)而执行卡尔曼滤波器的处理。由此，信号处理单元110A对状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))进行更新，以使得例如状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))的推定值的平方期待误差变得最小。而且，信号处理单元110A将通过卡尔曼滤波器的处理而进行了更新的状态变量即应力σ(t)向后级的装置输出。

图4是表示由信号处理单元110A执行的卡尔曼滤波处理的流程的流程图。

如图4所示，信号处理单元110A首先进行初始化处理(SA100)。具体地说，信号处理单元110A在步骤SA100中，对表示时刻t的计数器变量设定初始值，对干扰e_ε及e_σ设定初始值，另外，对状态变量(ε(t－1)，σ(t)，σ(t－1))设定初始值。

另外，信号处理单元110A将计数器变量所表示的时刻t的伸缩传感器20的输出信号所表示的电压值换算为电阻值R(t)(SA110)。

接下来，信号处理单元110A按照状态变量(ε(t－1)，σ(t)，σ(t－1))和式(7)，对状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))进行计算，将该计算结果存储于存储器等存储部(省略图示)(SA120)。

然后，信号处理单元110A基于式(8)所示的观测方程式和根据在步骤SA110中伸缩传感器20的输出信号而计算出的电阻值R(t)，对在步骤SA120中计算出的状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))进行更新，将更新后的状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))中的应力σ(t)输出至后级的装置(SA130)。具体地说，信号处理单元110A例如在步骤SA130中，第1，将在步骤SA120中计算出的状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))应用于式(8)，由此对电阻值R(t)的推定值进行计算。第2，信号处理单元110A，例如将电阻值R(t)的推定值和基于伸缩传感器20的输出信号而计算出的电阻值R(t)之间的差分值，作为观测残差进行计算。第3，信号处理单元110A使用观测残差对在步骤SA120中计算出的状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))进行更新，由此对更新后的状态变量(ε(t)，σ(t+1)，σ(t))进行计算。

接下来，信号处理单元110A通过针对操作部(省略图示)等的操作，对是否指示了卡尔曼滤波处理的结束进行判定(SA140)。如果步骤SA140的判定结果为“Yes”，则信号处理单元110A结束卡尔曼滤波处理。另外，在步骤SA140的判定结果为“No”的情况下，信号处理单元110A将表示时刻t的计数器变量累加1(SA150)，将处理进入至步骤SA110。

以上是本实施方式的信号处理装置10A结构。

本申请的发明人在对作为图3所示的标准线性固体模型而模型化的伸缩传感器20，赋予由图5的波形G10表示的、与时刻相应地变化的应力的情况下，计算出在伸缩传感器20产生的应变。图5所示的波形G11是表示在对作为图3所示的标准线性固体模型而模型化的伸缩传感器20，赋予由图5的波形G10表示的应力的情况下，与从伸缩传感器20输出的输出信号相对应的应变。而且，本申请的发明人进行了下述模拟，即，在向信号处理单元110A将由波形G11表示的应变作为观测值而输入的情况下，基于该观测值，对针对伸缩传感器20赋予的应力进行推定。

此外，在该模拟所涉及的标准线性固体模型中，针对弹簧系数E₁、弹簧系数E₂及粘性系数η，设定了E₁＝2.0×10⁶[Pa]、E₂＝5.5×10⁶[Pa]及η＝2.3×10⁵[Pa·s]。此外，下面，有时将弹簧系数E₁、弹簧系数E₂及粘性系数η统称为模型参数。

图6示出与图5相同的波形G11和波形G20～G22，该波形G20～G22表示通过将由该波形G11表示的应变的观测值赋予给信号处理装置10A而计算出的应力的推定值(下面，称为“应力推定值”)。在图6中的应力推定值的计算中，设想为对信号处理单元110A赋予了模型参数E₂及η的真值的情况。即，在图6中的应力推定值的计算中，针对模型参数E₂及η设定了E₂＝5.5×10⁶[Pa]及η＝2.3×10⁵[Pa·s]。

另外，在图6中的应力推定值的计算中，设想为对信号处理单元110A赋予了模型参数E₁的真值的情况和赋予了与模型参数E₁的真值不同的值的情况这两者的情形。具体地说，在由波形G20表示的应力推定值的计算时，对模型参数E₁设定了真值即E₁＝2.0×10⁶[Pa]。另一方面，在由波形G21表示的应力推定值的计算时，对模型参数E1设定了与真值不同的值、E₁＝0.5×10⁶[Pa]，在由波形G22表示的应力推定值的计算时，对模型参数E₁设定了与真值不同的值、E₁＝3.5×10⁶[Pa]。

如果将图6中的波形G20和图5中的波形G10进行比较，则明确可知，如果在模型参数E₂及η的基础上，E₁的值为真值，则能够高精度地推定由波形G10表示的对伸缩传感器20赋予的应力。而且，如果将图6中的波形G20和波形G21及波形G22进行比较，则明确可知，对信号处理单元110A赋予的模型参数E₁的值相对于真值的偏差越大，则在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的实际对伸缩传感器20赋予的应力之间的误差越大。

图7示出波形G11和表示应力推定值的波形G30～G32。在图7中的应力推定值的计算中，设想为对信号处理单元110A赋予了模型参数E₁及η的真值的情况。即，在图6中的应力推定值的计算中，对模型参数E₁及η设定了E₁＝2.0×10⁶[Pa]及η＝2.3×10⁵[Pa·s]。

另外，在图7中的应力推定值的计算中，针对信号处理单元110A，作为模型参数E₂，在由波形G30表示的应力推定值的计算时，设定了作为真值的E₂＝5.5×10⁶[Pa]，在由波形G31表示的应力推定值的计算时，设定了与真值不同的E₂＝3.5×10⁶[Pa]，在由波形G32表示的应力推定值的计算时，设定了与真值不同的E₂＝7.0×10⁶[Pa]。

如果将图7中的波形G30和图5中的波形G10进行比较，则明确可知，如果在模型参数E₁及η的基础上E₂的值为真值，则能够高精度地推定由波形G10表示的对伸缩传感器20赋予的应力。而且，如果将图6中的波形G30和波形G31及波形G32进行比较，则明确可知，对信号处理单元110A赋予的模型参数E₂的值相对于真值的偏差越大，则由于下冲或者超调，在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的对伸缩传感器20赋予的应力之间的误差越大。但是，在对信号处理单元110A赋予的模型参数E₂的值相对于真值存在偏差的情况下，与模型参数E₁的值相对于真值存在偏差的情况相比较，在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的对伸缩传感器20实际上赋予的应力之间的误差小。

图8示出波形G11和表示应力推定值的波形G40～G42。在图8中的应力推定值的计算中，设想为对信号处理单元110A赋予了模型参数E₁及E₂的真值的情况。即，在图8中的应力推定值的计算中，对模型参数E₁及E₂设定了E₁＝2.0×10⁶[Pa]及E₂＝5.5×10⁶[Pa]。

另外，在图8中的应力推定值的计算中，针对信号处理单元110A，作为模型参数η，在由波形G40表示的应力推定值的计算时，设定了作为真值的η＝2.3×10⁵[Pa·s]，在由波形G41表示的应力推定值的计算时，设定了与真值不同的η＝1.1×10⁵[Pa·s]，在由波形G42表示的应力推定值的计算时，设定了与真值不同的η＝3.2×10⁵[Pa·s]。

如果将图8中的波形G40和图5中的波形G10进行比较，则明确可知，如果在模型参数E₁及E₁的基础上η的值为真值，则能够高精度地推定由波形G10表示的对伸缩传感器20赋予的应力。而且，如果将图8中的波形G40和波形G41及波形G42进行比较，则明确可知，对信号处理单元110A赋予的模型参数η的值相对于真值的偏差越大，则由于下冲或者超调，在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的实际对伸缩传感器20赋予的应力之间的误差越大。但是，在对信号处理单元110A赋予的模型参数η的值相对于真值存在偏差的情况下，与模型参数E₁的值相对于真值存在偏差的情况相比较，在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的实际对伸缩传感器20赋予的应力之间的误差小。另外，在对信号处理单元110A赋予的模型参数η的值相对于真值存在偏差的情况下，与模型参数E₂的值相对于真值存在偏差的情况相比较，在信号处理单元110A中进行计算的应力推定值和由波形G10表示的对伸缩传感器20实际上赋予的应力之间的误差大。

图9是表示实测数据的图。具体地说，图9中的波形G50是由伸缩传感器20所输出的输出信号表示的、示出在伸缩传感器20中产生的应变的波形。另外，波形G51是信号处理装置10A对来自伸缩传感器20的输出信号进行了校正的情况下，由该校正后的信号表示的、示出对伸缩传感器20赋予的应力的推定值的波形。在图9中的应力推定值的计算中，将对信号处理单元110A赋予的模型参数的值设定为E₁＝3.0×10⁶[Pa]、E₂＝11.0×10⁶[Pa]、η＝5.66×10⁶[Pa·s]。如果将图9的波形G51和图5的波形G11进行比较，则明确可知，信号处理装置10A通过对来自伸缩传感器20的输出信号进行校正，从而消除该输出信号中的下降的延迟。

如以上说明所述，根据本实施方式，例如，由于在伸缩传感器20中设置的橡胶等的粘弹性，即使在伸缩传感器20的输出信号的下降中产生了延迟，信号处理单元110A也会对该输出信号的下降的延迟进行校正。因此，根据本实施方式，能够准确地推定施加至伸缩传感器20的应力，与以往相比也能够提高伸缩传感器20收缩时的追随性。

(B：第2实施方式)

图10是表示本发明的第2实施方式所涉及的信号处理装置10B的结构例的图。如果将图10和图1进行比较，则明确可知，信号处理装置10B的结构与信号处理装置10A的结构的不同点在于，取代信号处理单元110A而设置有信号处理单元110B。如图10所示，信号处理单元110B具有：绝对值计算部112、包络线检测部114、增益设定部116及乘法部118。

绝对值计算部112对伸缩传感器20的输出信号的振幅的绝对值进行计算，赋予给包络线检测部114。包络线检测部114对绝对值计算部112的输出信号的包络线进行检测，将表示该包络线的信号电平的数据和绝对值计算部112的输出信号赋予给增益设定部116。在增益设定部116中储存有Q个增益表TB[1]～TB[Q](Q为大于或等于2的自然数)。在增益表TB[q]中设定有阈值TH[q](q为满足1≤q≤Q的自然数)。在这里，Q个阈值TH[1]～TH[Q]是彼此不同的值。图11是表示增益表TB[q]的储存内容的图。在增益表TB[q]中预先储存有如下述增益的值，即，在输入值大于或等于阈值TH[q]的情况下设为与该输入值相同的输出值，在输入值小于阈值TH[q]的情况下，使输出值小于输入值。增益设定部116从增益表TB[1]～TB[Q]中，对具有与从包络线检测部114赋予的包络线电平相对应的阈值TH[q]的增益表TB[q]进行选择。而且，增益设定部116将该选择出的增益表TB[q]的储存内容和与绝对值计算部112的输出信号值相应地确定的增益g设定于乘法部118。乘法部118是将伸缩传感器20的输出信号通过由增益设定部116设定出的增益g进行放大而输出的放大单元。此外，增益设定部116及乘法部118是对输出信号相对于输入信号的动态范围进行控制的、所谓扩展器。

图12是用于对本实施方式的效果进行说明的图。图12中的波形G61表示向信号处理装置10B的输入信号的波形，波形G62表示该输入信号的包络线。而且，图12中的波形G63表示信号处理装置10B的输出信号的波形。如图12所示，根据本实施方式，如果向信号处理装置10B的输入信号下降，低于包络线电平，则对该输入信号进行放大的放大单元中的增益、即、放大率降低，信号处理装置10B的输出信号的下降变得急剧。因此，即使在伸缩传感器20的输出信号的下降中产生了延迟，也会对该延迟进行校正，与以往相比，能够使从信号处理装置10B输出的输出信号相对于伸缩传感器20的收缩的追随性提高。此外，在本实施方式中，基于伸缩传感器20的输出信号的包络线电平而设定了增益g，在伸缩传感器20的输出信号其本身中变化激烈，因此来自信号处理装置10B的输出有可能失控。

在前述的第1实施方式中，为了高精度地推定施加至伸缩传感器20的应力，需要对模型参数E₁、E₂及η设定真值或者与其相近的值，为此，需要进行与这些模型参数相对应的物理常数的测定。与此相对，在本实施方式中，不需要进行上述物理常数的测定等，与第1实施方式比较，具有能够减少事先准备的工作量这样的效果。在此基础上，根据本实施方式，与第1实施方式比较，也具有能够以少的计算量使收缩时的追随性提高这样的效果。

(C：变形)

以上对本发明的第1及第2实施方式进行了说明，但也可以将这些实施方式进行下面这样的变形。

(1)上述各实施方式的伸缩传感器20为CNT应变传感器，但也可以是在非专利文献1中公开的线绳传感器。其原因在于，即使在线绳传感器中，由于其构造也会在收缩时的信号的波形变化产生延迟。另外，在上述各实施方式中，说明了对伸缩传感器20的输出信号中的下降的延迟进行校正的情况，但总之，只要是与物理变化相对应的输出信号上升、与该物理变化相反的物理变化相应地输出信号下降的传感器，且由于其构造而输出信号的下降与上升相比较而延迟的传感器，则通过应用本发明而能够消除输出信号的非对称性。

另外，在上述实施方式中，例示出在来自伸缩传感器20的输出信号的下降与上升相比较而延迟的情况下，能够消除该输出信号的非对称性的信号处理装置10A及10B，但本发明并不限定于如上所述的方式。即使在伸缩传感器输出与下降相比较而在上升时产生延迟的信号的情况下，也能够消除该输出信号的非对称性。

例如，第1实施方式的信号处理装置10A，关于输出信号的上升与下降相比较而延迟的传感器，也能够消除该输出信号的非对称性。

另外，如果是第2实施方式的信号处理装置10B，则取代在由接收单元100接收到的信号的包络线的振幅低于规定值的情况下降低作为放大单元的乘法器118中的放大率，而是设为在由接收单元100接收到的信号的包络线的振幅超过规定值的情况下提高放大单元中的放大率即可。在该情况下，就信号处理装置10B而言，关于输出信号的上升与下降相比较而延迟的传感器，能够消除该输出信号的非对称性。

(2)在上述第1及第2实施方式中，说明了作为本发明的一个实施方式的信号处理装置。但是，也可以提供一种程序，该程序使CPU(Central Processing Unit)等通常的计算机执行下述信号处理方法，即，对输出与物理变化相应地上升、与该物理变化相反的物理变化相应地下降的信号、且上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的信号的传感器的输出信号进行接收，对该延迟进行校正。作为如上所述的程序的具体的提供方式，考虑下述方式，即，在闪存ROM(Read Only Memory)等计算机可读取的非易失性的记录介质中写入上述程序而发布的方式、通过经由互联网等电气通信线路的下载而发布上述程序的方式。按照以上述方式发布的程序使通常的计算机工作，由此能够使该计算机作为本发明的信号处理装置起作用。

＜本发明的优选的方式＞

将通过上述的实施方式及变形例的记载而掌握的本发明的优选的方式，在以下进行例示。

本发明的第1方式所涉及的信号处理方法的特征在于，具有下述步骤：从输出与物理变化相应地上升、与物理变化相反的物理变化相应地下降的信号的传感器，对信号进行接收的步骤；以及在接收到的信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，对延迟进行校正的步骤。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性。

本发明的第2方式所涉及的信号处理方法的特征在于，在第1方式所涉及的信号处理方法中，物理变化是在传感器中设置的物体的电阻的变化。

根据该方式，在使用传感器对物体的电阻的变化进行测量时，能够高精度地测量该物理变化。

本发明的第3方式所涉及的信号处理方法的特征在于，在第1或者第2方式所涉及的信号处理方法中，在进行校正的步骤中，使用卡尔曼滤波器对延迟进行校正。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性。

本发明的第4方式所涉及的信号处理方法的特征在于，在第1或者第2方式所涉及的信号处理方法中，进行校正的步骤具有下述步骤：与接收到的信号的包络线的振幅和规定值的比较结果相应地决定放大率的步骤；以及将接收到的信号的振幅与放大率相应地进行调整的步骤。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性。

本发明的第5方式所涉及的信号处理方法的特征在于，在第4方式所涉及的信号处理方法中，信号是下降相对于上升而延迟的信号，在进行校正的步骤中，在接收到的信号的包络线的振幅低于规定值的情况下降低放大率。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性。

本发明的第5方式所涉及的信号处理方法的特征在于，在第4方式所涉及的信号处理方法中，信号是上升相对于下降而延迟的信号，在进行校正的步骤中，在接收到的信号的包络线的振幅超过规定值的情况下提高放大率。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性。

本发明的第7方式所涉及的信号处理装置的特征在于，具有：接收单元，其从输出与物理变化相应地上升、与物理变化相反的物理变化相应地下降的信号的传感器对信号进行接收；以及信号处理单元，其在由接收单元接收的信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，进行对延迟进行校正的处理。

根据该方式，能够消除从传感器输出的信号的非对称性，另外，在使用传感器对物理变化进行测量时使校正后的信号相对于该物理变化的追随性提高。

标号的说明

10A、10B…信号处理装置，100…接收单元，110A、110B…信号处理单元，112…绝对值计算部，114…包络线检测部，116…增益设定部，118…乘法器，20…伸缩传感器。

Claims

1.一种信号处理方法，其特征在于，具有下述步骤：

从输出与测定体的伸长或收缩中的一个物理变化相应地上升、与所述测定体的伸长或收缩中的另一个物理变化相应地下降的信号的伸缩传感器，对所述信号进行接收的步骤；以及

在接收到的所述信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，对所述延迟进行校正的步骤，

所述进行校正的步骤具有下述步骤：

与接收到的所述信号的包络线的振幅和规定值的比较结果相应地决定放大率的步骤；以及

将接收到的所述信号的振幅与所述放大率相应地进行调整的步骤。

2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，

所述物理变化是在所述伸缩传感器中设置的物体的电阻的变化。

3.根据权利要求1或2所述的信号处理方法，其特征在于，

在所述进行校正的步骤中，使用卡尔曼滤波器对所述延迟进行校正。

4.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，

所述信号是下降相对于上升而延迟的信号，

在所述进行校正的步骤中，

在接收到的所述信号的包络线的振幅低于规定值的情况下降低所述放大率。

5.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，

所述信号是上升相对于下降而延迟的信号，

在所述进行校正的步骤中，

在接收到的所述信号的包络线的振幅超过规定值的情况下提高所述放大率。

6.一种信号处理装置，其特征在于，具有：

接收单元，其从输出与测定体的伸长或收缩中的一个物理变化相应地上升、与所述测定体的伸长或收缩中的另一个物理变化相应地下降的信号的伸缩传感器，对所述信号进行接收；以及

信号处理单元，其在由所述接收单元接收的信号的上升和下降之中的一者相对于另一者而延迟的情况下，进行对所述延迟进行校正的处理，

所述信号处理单元具有：

决定单元，其与接收到的所述信号的包络线的振幅和规定值的比较结果相应地决定放大率；以及

调整单元，其将接收到的所述信号的振幅与所述放大率相应地进行调整。