CN111623798A - 偏移计算装置、偏移修正装置以及偏移计算方法 - Google Patents

Abstract

一种偏移计算装置。即使在移动状态下也精度良好地计算偏移值。偏移计算装置(10)具备：判定部(20)，其基于对与从陀螺仪传感器(50)输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，判定陀螺仪传感器(50)的感测对象的旋转状态；以及计算部(30)，其基于通过判定部(20)判定为感测对象为无旋转状态的期间所对应的传感器数据，计算传感器数据的偏移值。

Description

偏移计算装置、偏移修正装置以及偏移计算方法

技术领域

本发明涉及偏移计算装置、偏移修正装置以及偏移计算方法。

背景技术

以往，在根据通过陀螺仪传感器检测出的角速度相关的传感器数据判定旋转状态的情况下，为了精度良好地判定旋转状态，提出除去传感器数据所包含的偏移的各种方法。例如，有求出无旋转状态下的传感器数据的平均值作为偏移值，并使用偏移值修正传感器数据的输出的方法。

例如，专利文献1所记载的失调漂移修正装置在装备了陀螺仪传感器的移动体，使用针对从陀螺仪传感器输出的角速度的大小的阈值判定移动体是否为旋转状态。然后，对陀螺仪传感器的输出与自适应滤波器的输出(估计偏移水平)之差(误差值)进行平均化，仅在判断为无旋转状态的情况下，使用平均化后的误差值更新估计偏移水平。

专利文献1：日本特开平7－324941号公报

然而，在安装了陀螺仪传感器的装置中，即使为无旋转状态，在步行时、行驶时等移动状态的情况下，也有向一方向产生振动的情况。

在图1示出在以无旋转状态处于移动状态的情况下从陀螺仪传感器输出的传感器数据的一个例子。图1(a1)以及图1(b1)是作为传感器数据的角速度的时间推移，图1(a2)以及图1(b2)是作为角速度的积分值的角度的时间推移。如图1(a1)所示，在传感器数据的振动没有偏差的情况下，如图1(a2)所示角度的推移恒定。另一方面，如图1(b1)所示，由于移动状态，而有传感器数据的振动的中心偏移的情况，在该情况下如图1(b2)所示角度的推移漂移。例如，若将安装了陀螺仪传感器的装置放入裤子口袋进行步行，则即使在直线上步行，也有陀螺仪传感器的传感器数据的振动产生偏差的情况。

无论在哪种情况下，都在无旋转状态下产生振动，所以在上述专利文献1中，例如有在短期间判定了移动体的旋转状态的情况下，尽管为无旋转状态但误判定为旋转状态，而不更新估计偏移水平这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于以上的点而完成的，目的在于即使是移动状态，也能够精度良好地计算偏移值。

本发明所涉及的偏移计算装置具备：判定部，其基于对与从角速度传感器输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，来判定上述角速度传感器的感测对象的旋转状态；以及计算部，其基于通过上述判定部判定为上述感测对象为无旋转状态的期间所对应的上述传感器数据，计算上述传感器数据的偏移值。

本发明所涉及的偏移计算方法基于对与从角速度传感器输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，来判定上述角速度传感器的感测对象的旋转状态，并基于与判定为上述感测对象为无旋转状态的期间对应的上述传感器数据计算上述传感器数据的偏移值。

根据本发明，即使为移动状态，也能够精度良好地计算偏移值。

附图说明

图1是表示在以无旋转状态处于移动状态的情况下从陀螺仪传感器输出的传感器数据的一个例子的图。

图2是表示各实施方式所涉及的偏移修正装置的构成的一个例子的框图。

图3是表示各实施方式所涉及的偏移计算装置的硬件构成的一个例子的框图。

图4是表示第一实施方式所涉及的偏移计算装置的功能的构成的一个例子的框图。

图5是表示第一实施方式所涉及的导出处理的一个例子的流程图。

图6是表示第一实施方式所涉及的第一以及第二旋转判定处理的一个例子的流程图。

图7是表示第一实施方式所涉及的导出处理及第一以及第二旋转判定处理的一个例子的图。

图8是表示第一实施方式所涉及的第三旋转判定处理的一个例子的流程图。

图9是表示第一实施方式所涉及的计算期间判定处理的一个例子的流程图。

图10是表示第一实施方式所涉及的方差值的时间推移的一个例子的图。

图11是表示第二实施方式所涉及的偏移计算装置的功能的构成的一个例子的功能框图。

图12是表示第二实施方式所涉及的面积计算处理的一个例子的流程图。

图13是表示第二实施方式所涉及的偏移计算处理的一个例子的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的形态例进行详细说明。此外，在各附图中对相同或者对应的构成要素附加相同的参照附图标记。

首先，参照图2，对各实施方式所涉及的偏移修正装置70的功能构成进行说明。如图2所示，偏移修正装置70具备偏移计算装置10、陀螺仪传感器50以及修正部60。从陀螺仪传感器50输出的角速度值相关的传感器数据输入到偏移计算装置10以及修正部60。从偏移计算装置10输出的偏移值输入到修正部60。偏移修正装置70例如安装于智能手机以及平板计算机等移动终端装置。

陀螺仪传感器50检测感测对象的角速度，并输出表示检测到的角速度的大小的角速度值作为传感器数据。陀螺仪传感器50例如既可以是检测特定的单轴的角速度值的传感器，也可以检测多轴(双轴或者三轴)的各角速度值的传感器。在陀螺仪传感器50为检测单轴的角速度的传感器的情况下，输出该轴的角速度值作为传感器数据。另外，在为检测多轴的角速度的传感器的情况下，输出每一轴的角速度值作为传感器数据，该情况下，陀螺仪传感器50既可以利用单一设备检测各轴的角速度，也可以按照每一轴以不同的设备进行检测。

偏移计算装置10计算相当于重叠于从陀螺仪传感器50输出的传感器数据的偏移量的偏移值。

修正部60基于通过偏移计算装置10计算出的偏移值，修正从陀螺仪传感器50输出的传感器数据。此外，修正部60并不限定于与偏移计算装置10不同的设备，也可以由与偏移计算装置10相同的设备构成。

接下来，参照图3，对本实施方式所涉及的偏移计算装置10的硬件构成进行说明。如图3所示，偏移计算装置10包含CPU(Central Processing Unit：中央处理器)11、作为暂时存储区域的存储器12、输入输出端口13以及非易失性的存储部14。CPU11、存储器12、输入输出端口13以及存储部14与总线19连接。

通过HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固盘)、以及闪存等非易失性的存储介质实现存储部14。在作为存储介质的存储部14存储有判定处理程序15、计算处理程序16以及延迟处理程序17。CPU11从存储部14读出各程序之后展开在存储器12，并执行展开的各程序。

[第一实施方式]

参照图4，对本实施方式所涉及的偏移计算装置10的功能的构成进行说明。如图4所示，偏移计算装置10具备判定部20、计算部30以及延迟部40。CPU11通过执行判定处理程序15，作为判定部20发挥作用。另外，CPU11通过执行计算处理程序16，作为计算部30发挥作用。另外，CPU11通过执行延迟处理程序17，作为延迟部40发挥作用。此外，在图4也示出与偏移计算装置10一起使用的陀螺仪传感器50以及修正部60。

判定部20基于对与从陀螺仪传感器50输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，判定偏移修正装置70的旋转状态。另外，判定部20具备导出部22、第一旋转判定部24、第二旋转判定部26以及第三旋转判定部28。

导出部22导出与从陀螺仪传感器50输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据。具体而言，导出部22通过计算由从陀螺仪传感器50输出的传感器数据示出的角速度的移动平均值A，并进一步计算移动平均值A的移动平均来计算移动平均B。导出部22导出对移动平均值A与移动平均值B的差分C进行平方后的数值D的时间序列数据。

第一旋转判定部24对通过导出部22导出的数值D的时间序列数据导出第一期间的移动平均值，暂定判定安装了偏移修正装置70的设备(例如，智能手机以及平板计算机等移动终端装置，以下称为对象设备)的旋转状态，并输出暂定的第一旋转判定结果。第一期间是指在第一旋转判定部24导出移动平均值时使用的数值D的时间序列数据的数据区间的长度。

第二旋转判定部26对通过导出部22导出的数值D的时间序列数据导出作为比第一期间长的期间的第二期间的移动平均值，暂定判定对象设备的旋转状态，并输出暂定的第二旋转判定结果。第二期间是指在第二旋转判定部26导出移动平均值时使用的数值D的时间序列数据的数据区间的长度。

第三旋转判定部28基于第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，最终地判定对象设备的旋转状态，并输出最终的第三旋转判定结果。第三旋转判定部28基于第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，输出判定为对象设备为旋转状态、无旋转状态以及判定保留状态的哪个的结果作为第三旋转判定结果。

延迟部40使传感器数据延迟规定的延迟时间并输出。规定的延迟时间是指相当于在判定部20的各处理产生的延迟时间(即，从来自陀螺仪传感器50的传感器数据输入导出部22，到从第三旋转判定部28输出第三旋转判定结果为止的期间)的时间。即，延迟部40与在判定部20的各处理产生的延迟时间配合地使从陀螺仪传感器50输出的传感器数据延迟，从延迟部40输出的传感器数据与从判定部20输出的第三旋转判定结果的输出定时同步。

计算部30基于与通过判定部20判定为对象设备为无旋转状态的期间对应的传感器数据，计算传感器数据的偏移值。即，计算部30在第三旋转判定结果表示对象设备为无旋转状态的情况下，基于与判定为该无旋转状态的期间对应的传感器数据计算传感器数据的偏移值。

另外，计算部30在第三旋转判定结果表示对象设备连续规定期间为判定保留状态的情况下，估计为判定为该判定保留状态的期间为无旋转状态，并基于与判定为该判定保留状态的期间对应的传感器数据，事后计算传感器数据的偏移值。另外，计算部30在第三旋转判定结果从表示对象设备为判定保留状态的状态在规定期间内移至表示为无旋转状态的状态的情况下，估计为判定为该判定保留状态的期间为无旋转状态，并基于与判定为该判定保留状态的期间对应的传感器数据事后计算传感器数据的偏移值。另外，计算部30在第三旋转判定结果从表示对象设备为判定保留状态的状态在规定期间内移至表示为旋转状态的状态的情况下，估计为判定为该判定保留状态的期间为旋转状态，并事后决定不计算基于与判定为该判定保留状态的期间对应的传感器数据的偏移值。

计算部30使用从延迟部40输出的延迟的传感器数据，计算传感器数据的偏移值。即，计算部30基于从判定部20输出的对象设备的旋转状态的判定结果、和从延迟部40输出的延迟的传感器数据，计算传感器数据的偏移值。

接下来，对本实施方式所涉及的判定部20的作用进行说明。CPU11通过执行判定处理程序15，执行导出部22中的导出处理、第一旋转判定部24中的第一旋转判定处理、第二旋转判定部26中的第二旋转判定处理、以及第三旋转判定部28中的第三旋转判定处理。

首先，参照图5，对本实施方式所涉及的导出处理进行说明。例如在偏移计算装置10接收了从陀螺仪传感器50输出的传感器数据的情况下执行图5所示的导出处理。

在步骤S11，导出部22对从陀螺仪传感器50输出的传感器数据进行移动平均处理，导出移动平均值A。在步骤S12，导出部22进一步对移动平均值A进行移动平均处理导出移动平均值B。在步骤S13，导出部22导出移动平均值A与移动平均值B的差分C。在步骤S14，导出部22导出差分C的平方后的数值D。导出部22通过反复实施步骤S11～步骤S14的处理，导出数值D的时间序列数据。

接下来，参照图6，对本实施方式所涉及的第一旋转判定处理以及第二旋转判定处理进行说明。例如在导出部22中导出了数值D的时间序列数据之后执行图6所示的第一以及第二旋转判定处理。以下，对于图6中的移动平均值E，在第一旋转判定处理中记载为移动平均值E1，在第二旋转判定处理中记载为移动平均值E2。

首先，对第一旋转判定处理进行说明。在步骤S21，第一旋转判定部24对在导出部22中导出的数值D的时间序列数据进行第一期间的移动平均处理，导出移动平均值E1。

在步骤S22，第一旋转判定部24对移动平均值E1与阈值T进行比较。阈值T是预先设定的值。在移动平均值E1在阈值T以上的情况下(步骤S22是)，第一旋转判定部24判定为对象设备有旋转状态的可能性，使暂定的第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S23)。另一方面，在移动平均值E1比阈值T小的情况下(步骤S22否)，第一旋转判定部24判定为对象设备有无旋转状态的可能性，使暂定的第一旋转判定结果为FALSE判定(步骤S24)。

对于第二旋转判定处理来说，第二旋转判定部26进行与上述的第一旋转判定处理相同的处理，导出第二旋转判定结果，但在步骤S21中，进行比第一期间长的第二期间的移动平均处理，导出移动平均值E2。即，移动平均值E2的导出所使用的数据区间的长度比移动平均值E1的导出所使用的数据区间的长度长。此外，步骤S22中的阈值T与上述的第一旋转判定处理相同。

图7示出上述的导出处理及第一以及第二旋转判定处理的一个例子。图7所示的时间例如是从开始导出处理开始的时间。角速度是从陀螺仪传感器50输出的传感器数据的角速度值。此外，虽然在图7示出每一秒的角速度值，但陀螺仪传感器50的测定间隔并不限定于一秒，也可以是其以外的间隔。A是在导出处理的步骤S11由导出部22导出的移动平均值A，B是在导出处理的步骤S12由导出部22导出的移动平均值B，C是在导出处理的步骤S13由导出部22导出的差分C，D是在导出处理的步骤S14由导出部22导出的数值D。E1是在第一旋转判定处理的步骤S21由第一旋转判定部24导出的移动平均值E1，E2是在第二旋转判定处理的步骤S21由第二旋转判定部26导出的移动平均值E2。

首先，导出部22导出角速度的移动平均值A(步骤S11)。移动平均值A的导出所使用的数据区间的长度例如为5秒。移动平均值A的导出所使用的数据区间的长度越长旋转状态的判定的精度越提高，另一方面延迟也越大。

接下来，导出部22进一步对移动平均值A进行移动平均处理，导出移动平均值B(步骤S12)。为了使判定的精度提高，优选移动平均值B的导出所使用的数据区间的长度比移动平均值A的导出所使用的数据区间的长度长，例如为10秒。

接下来，导出部22导出移动平均值A与移动平均值B的差分C(步骤S13)。即，差分C是移动平均值A的偏差。接下来，导出部22导出差分C的平方亦即数值D(步骤S14)。

接下来，第一旋转判定部24以及第二旋转判定部26分别导出数值D的移动平均值E1以及E2(步骤S21)。即，移动平均值E1以及E2是移动平均值A的方差值。方差值有在对象设备为旋转状态的情况下较大，在无旋转状态的情况下较小的特征。为了使判定的精度提高，优选移动平均值E1的导出所使用的数据区间的长度比移动平均值B的导出所使用的数据区间的长度长，例如为20秒。另外，移动平均值E2的导出所使用的数据区间的长度例如为30秒。

图10示出在上述的第一以及第二旋转判定处理导出的移动平均值E1以及E2的时间推移的一个例子。在第一旋转判定处理中，在时刻0～t1、时刻t2～t3以及时刻t5～t7的期间，移动平均值E1比阈值T小(步骤S22否)，所以第一旋转判定部24使第一旋转判定结果为FALSE判定并输出(步骤S24)。另一方面，在时刻t1～t2、时刻t3～t5以及时刻t7～t9的期间，移动平均值E1在阈值T以上(步骤S22是)，所以第一旋转判定部24使第一旋转判定结果为TRUE判定并输出(步骤S23)。

移动平均值E1与移动平均值E2相比移动平均值的导出所使用的数据区间的长度较短，所以例如有时刻t1～t2以及时刻t7～t9间那样的基于暂时的振动变动较大，而第一旋转判定结果容易引起尽管为无旋转状态但进行TRUE判定的误判定这一的课题。另一方面，例如有如时刻t3～t4以及时刻t5～t6那样，移动平均值E1的时间推移与移动平均值E2的时间推移相比延迟较少，而能够高速地进行旋转状态的判定这样的优点。

在第二旋转判定处理中，在时刻0～t4以及时刻t6以后的期间，移动平均值E2比阈值T小(步骤S22否)，所以第二旋转判定部26使第二旋转判定结果为FALSE判定并输出(步骤S24)。另一方面，在时刻t4～t6的期间，移动平均值E2在阈值T以上(步骤S22是)，所以第二旋转判定部26使第二旋转判定结果为TRUE判定并输出(步骤S23)。

移动平均值E2与移动平均值E1相比移动平均值的导出所使用的数据区间的长度较长，所以例如有如时刻t3～t4以及时刻t5～t6那样，移动平均值E2的时间推移与移动平均值E1的时间推移相比延迟较大，而第二旋转判定结果容易在旋转状态的判定产生延迟这样的课题。另一方面，在移动平均值E2的时间推移中，不产生例如在时刻t1～t2以及时刻t7～t9中在移动平均值E1的时间推移产生的暂时的振动，所以有第二旋转判定部26中的旋转状态的判定的精度比第一旋转判定部24中的旋转状态的判定的精度高这样的优点。

这样，在移动平均值的导出所使用的数据区间的长度相互不同的第一旋转判定结果和第二旋转判定结果中，具有不同的性质。因此，在第三旋转判定部28中，基于第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，进行最终的旋转状态的判定，输出最终的第三旋转判定结果。由此，即使对象设备为移动状态，也能够精度良好地进行该设备的旋转状态的判定。

参照图8，对本实施方式所涉及的第三旋转判定处理进行说明。例如在导出了第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方之后执行图8所示的第三旋转判定处理。

在步骤S31，第三旋转判定部28判定第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合。在步骤S31，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方为FALSE判定的情况下，移至步骤S32。在步骤S32，第三旋转判定部28输出表示偏移修正装置70的旋转状态为无旋转状态的判定信号作为第三旋转判定结果。

在步骤S33，第三旋转判定部28再次判定第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，并且在FALSE判定的情况下(步骤S33是)，返回到步骤S32。另一方面，在步骤S33，在第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的至少一方为TRUE判定的情况下(步骤S33否)，移至后述的步骤S34。

在步骤S31，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的一方为TRUE判定，另一方为FALSE判定的情况下，第三旋转判定部28移至步骤S34。在步骤S34，第三旋转判定部28保留对象设备的旋转状态的判定，输出表示判定保留状态的判定信号作为第三旋转判定结果。

在步骤S35，第三旋转判定部28判定第二旋转判定结果是否为TRUE判定。在第二旋转判定结果为TRUE判定的情况下(步骤S35是)，移至后述的步骤S37。另一方面，在第二旋转判定结果为FALSE判定的情况下(步骤S35否)，移至步骤S36。

在步骤S36，第三旋转判定部28判定第一旋转判定结果是否为FALSE判定。在第一旋转判定结果为FALSE判定的情况下(步骤S36是)，移至步骤S32。另一方面，在第一旋转判定结果为TRUE判定的情况下(步骤S36否)，返回到步骤S34。

在步骤S31，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方为TRUE判定的情况下，第三旋转判定部28移至步骤S37。在步骤S37，CPU11输出表示偏移修正装置70为旋转状态的判定信号作为第三旋转判定结果。

在步骤S38，第三旋转判定部28再次判定第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，并且在为FALSE判定的情况下(步骤S38是)，移至步骤S32。另一方面，在步骤S38，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的至少一方为TRUE判定的情况下(步骤S38否)，移至步骤S35。

接下来，对本实施方式所涉及的计算部30的作用进行说明。CPU11通过执行计算处理程序16，执行计算期间判定处理。

参照图9，对本实施方式所涉及的计算期间判定处理进行说明。例如在第三旋转判定部28中输出了第三旋转判定结果之后执行图9所示的计算期间判定处理。

在步骤S41，计算部30判定输出的第三旋转判定结果示出无旋转状态、判定保留状态以及旋转状态的哪个的情况。

在步骤S41，第三旋转判定结果示出无旋转状态的情况下，移至步骤S42。在步骤S42，计算部30对输出表示无旋转状态的判定信号作为第三旋转判定结果的期间亦即无旋转判定期间计算偏移值。

在步骤S41，第三旋转判定结果示出旋转状态的情况下，计算部30结束计算期间判定处理。即，对输出表示旋转状态的判定信号作为第三旋转判定结果的期间亦即旋转判定期间，不进行偏移值的计算。

在步骤S41，第三旋转判定结果示出判定保留状态的情况下，移至步骤S43。在步骤S43，计算部30判定是否从最初输出表示判定保留状态的判定信号作为第三旋转判定结果开始，在规定期间内，输出表示旋转状态的判定信号作为第三旋转判定结果。即，计算部30到经过规定期间为止对从第三旋转判定部28输出表示旋转状态以及无旋转状态的哪个的判定信号进行待机。规定期间是预先决定的期间。

在步骤S43，在规定期间内输出表示旋转状态的判定信号的情况下，计算部30结束计算期间判定处理。即，估计为输出表示判定保留状态的判定信号作为第三旋转判定结果的期间亦即判定保留期间也为旋转状态，而不进行基于与该判定保留期间对应的传感器数据的偏移值的计算。

另一方面，在步骤S43，在规定期间内输出表示无旋转状态的判定信号的情况下，计算部30移至步骤S44。在步骤S44，计算部30对判定保留期间以及无旋转判定期间的各个计算偏移值。即，估计为判定保留期间也为无旋转状态，并对判定保留期间以及无旋转判定期间的各个进行偏移值的计算。另外，在规定期间经过后也继续输出表示判定保留状态的判定信号的情况下，在步骤S44，也进行与输出表示无旋转状态的判定信号的情况相同的处理。

接下来，参照图10，对上述的第三旋转判定处理以及计算期间判定处理的一个例子进行说明。首先，例如，对移动平均值E1以及E2如时刻0～t1的期间那样推移的情况进行说明。在时刻0，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方为FALSE判定(步骤S31 F/F)，所以第三旋转判定部28输出表示无旋转状态的判定信号(步骤S32)。其后，在时刻0～t1的期间，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方也为FALSE判定(步骤S33是)，所以第三旋转判定部28在时刻0～t1的期间连续输出表示无旋转状态的判定信号(步骤S32)。判定信号表示无旋转状态(步骤S41无旋转状态)，所以计算部30基于与时刻0～t1的期间对应的传感器数据计算偏移值(步骤S42)。

接下来，例如，对移动平均值E1以及E2如时刻t1～t2的期间那样推移的情况进行说明。在时刻t1，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S33否)，所以第三旋转判定部28输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。其后，在时刻t1～t2的期间，第二旋转判定结果为FALSE判定(步骤S35否)，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S36否)，所以第三旋转判定部28在整个时刻t1～t2的期间连续输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。

在时刻t2，第一旋转判定结果为FALSE判定(步骤S36是)，所以第三旋转判定部28输出表示无旋转状态的判定信号(步骤S32)。由于从判定为判定保留状态的时刻t1开始在规定期间内输出了表示无旋转状态的判定信号(在步骤S43移至无旋转状态)，所以计算部30估计为判定保留期间t1～t2为无旋转状态，并基于与时刻t1～t2对应的传感器数据计算偏移值(步骤S44)。

接下来，例如对移动平均值E1以及E2如时刻t3～t5的期间那样推移的情况进行说明。在时刻t3，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S33否)，所以第三旋转判定部28输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。其后，在时刻t3～t4的期间，第二旋转判定结果为FALSE判定(步骤S35否)，且第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S36否)，所以第三旋转判定部28在整个时刻t3～t4的期间连续输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。

在时刻t4，第二旋转判定结果为TRUE判定(步骤S35是)，所以第三旋转判定部28输出表示旋转状态的判定信号(步骤S37)。从判定为判定保留状态的时刻t3开始在规定期间内输出了表示旋转状态的判定信号(在步骤S43移至旋转状态)，所以计算部30估计为判定保留期间t3～t4为旋转状态，而不进行基于与时刻t3～t4的期间对应的传感器数据的偏移值的计算。

在其后，时刻t4～t5的期间中，第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果双方也为TRUE判定(步骤S38否)(步骤S35是)，所以第三旋转判定部28在整个时刻t4～t5的期间连续输出表示旋转状态的判定信号(步骤S37)。因此，计算部30不进行基于与时刻t4～t5的期间对应的传感器数据的偏移值的计算(步骤S41旋转状态)。

接下来，例如对移动平均值E1以及E2如时刻t5～t6的期间那样推移的情况进行说明。在时刻t5，第一旋转判定结果为FALSE判定，但第二旋转判定结果为TRUE判定(步骤S38否)(步骤S35是)，所以第三旋转判定部28继续输出表示旋转状态的判定信号(步骤S37)。因此，计算部30不进行基于与时刻t5～t6的期间对应的传感器数据的偏移值的计算(在步骤S41为旋转状态)。

接下来，例如对移动平均值E1以及E2如时刻t7～t9的期间那样推移的情况进行说明。在时刻t7，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S33否)，所以第三旋转判定部28输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。其后，在时刻t7～t8的期间，第二旋转判定结果为FALSE判定(步骤S35否)，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S36否)，所以第三旋转判定部28在整个时刻t7～时刻t8的期间连续输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。

在时刻t8，从时刻t7开始经过规定期间。在时刻t8～t9，第二旋转判定结果也为FALSE判定(步骤S35否)，第一旋转判定结果为TRUE判定(步骤S36否)，所以第三旋转判定部28在整个时刻t7～t9的期间连续输出表示判定保留状态的判定信号(步骤S34)。由于在从时刻t7开始经过规定期间之后也未移至旋转状态(步骤S43否)，所以计算部30估计为判定保留期间t7～t9为无旋转状态，基于与时刻t7～t9的期间对应的传感器数据计算偏移值(步骤S44)。

这样，根据本实施方式所涉及的第三旋转判定处理以及计算期间判定处理，能够判断为在时刻t1～t2的期间仅第一旋转判定结果为TRUE判定是基于暂时的振动的结果，能够估计为该期间为无旋转状态。另外，能够判断为在时刻t3～t4的期间仅第一旋转判定结果为TRUE判定是基于第二旋转判定结果与第一旋转判定结果相比延迟的结果，能够估计为该期间为旋转状态。另外，能够判断在时刻t5～t6的期间仅第二旋转判定结果为TRUE判定是基于第二旋转判定结果与第一旋转判定结果相比延迟，或者基于第一旋转判定结果暂时成为FALSE判定的结果，能够估计为该期间为旋转状态。另外，能够判断为在时刻t7～t9的期间仅第一旋转判定结果为TRUE判定是基于在移动状态产生的振动产生偏差等的结果，能够估计为该期间为无旋转状态。

即，计算部30能够对将对象设备估计为无旋转状态的期间计算偏移值。另外，能够在事后对判定保留期间判断旋转状态，并判定是否计算偏移值。

如以上说明的那样，根据本实施方式，判定部20基于对与从陀螺仪传感器50输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，判定陀螺仪传感器50的感测对象的旋转状态，计算部30基于通过判定部20判定为对象设备是无旋转状态的期间所对应的传感器数据，计算传感器数据的偏移值。即，基于移动平均值的导出所使用的数据区间的长度相互不同的移动平均值判定旋转状态，所以能够精度良好地进行旋转状态的判定，其结果，即使对象设备为移动状态，也能够精度良好地计算偏移值。

另外，根据本实施方式，即使对象设备为移动状态，也能够仅基于从陀螺仪传感器50输出的传感器数据判定旋转状态。因此，即使没有用于检测是否为移动状态的其它的传感器(例如，加速度传感器以及地磁传感器)，也能够计算偏移值。

此外，虽然在本实施方式中，基于第一旋转判定结果以及第二旋转判定结果的组合，判定旋转状态，但并不限定于此。例如，也可以通过进一步使用与移动平均值E1以及E2的导出所使用的数据区间的长度不同的长度的数据区间导出方差值，并与阈值T进行比较，来基于三个以上的暂定的旋转判定结果的组合判定最终的旋转状态。

另外，虽然在本实施方式中，基于移动平均值E1以及E2即传感器数据的方差值，判定旋转状态，但并不限定于此。例如，也可以代替方差值，而导出传感器数据的短时间的平均和长时间的平均，并基于其组合，判定旋转状态。

[第二实施方式]

根据上述的第一实施方式所涉及的偏移计算装置10，计算部30对与估计为对象设备为无旋转状态的期间对应的传感器数据进行移动平均处理，并输出移动平均值作为偏移值。该情况下，若在无旋转状态的传感器数据中产生的振动为图1(a1)那样的振动，则能够精度良好地检测偏移值。然而，在无旋转状态在传感器数据产生的振动如图1(b1)那样为偏移的振动的情况下，产生若将对传感器数据的移动平均值作为偏移值，则振动的偏差成为新的偏移这样的课题。因此，第二实施方式所涉及的偏移计算装置10进一步考虑上述的传感器数据的振动的偏差来计算偏移值。

参照图11，对本实施方式所涉及的偏移计算装置10的功能的构成进行说明。本实施方式的计算部30的功能的构成与第一实施方式不同。CPU11通过执行计算处理程序16，作为计算部30发挥作用。其它的功能的构成与第一实施方式相同，所以省略说明。

计算部30基于与根据传感器数据的规定时间内的时间推移示出的信号波形的波形部分的面积对应的数值，计算传感器数据的偏移值。

另外，计算部30具备计算期间判定部31、面积计算部32以及偏移计算部34。计算期间判定部31执行在第一实施方式说明的计算期间判定处理。面积计算部32计算根据传感器数据的规定时间内的时间推移示出的信号波形的正侧的波形部分的面积和负侧的波形部分的面积。偏移计算部34通过将正侧的波形部分的面积与负侧的波形部分的面积的差分除以与规定时间对应的数值，计算传感器数据的偏移值。即，偏移计算部34以根据通过修正部60修正的传感器数据的规定时间内的时间推移示出的信号波形的正侧的波形部分的面积以及负侧的波形部分的面积相同的方式，计算传感器数据的偏移值。

接下来，对本实施方式所涉及的计算部30的作用进行说明。CPU11通过执行计算处理程序16，执行计算期间判定部31中的计算期间判定处理、面积计算部32中的面积计算处理、以及偏移计算部34中的偏移计算处理。

首先，参照图12，对本实施方式所涉及的面积计算处理进行说明。例如在计算期间判定部31决定了计算偏移值的期间之后执行图12所示的面积计算处理。

在步骤S51，面积计算部32判定从延迟部40输出的传感器数据的角速度值是否在0以上。在传感器数据在0以上的情况下(步骤S51是)，面积计算部32将角速度值作为正面积进行相加(步骤S52)，并移至步骤S54。

另一方面，在步骤S51，在传感器数据的角速度值小于0的情况下(步骤S51否)，面积计算部32将角速度值作为负面积并进行相加(步骤S53)，并移至步骤S54。此外，负面积为了偏移计算处理中的计算，而以绝对值进行计算。

在步骤S54中，面积计算部32判定从最初进行步骤S51的判定开始是否经过了规定时间，在经过规定时间之前，反复步骤S51～S53。规定时间是为了计算偏移值而最低限度需要的累计数所对应的时间。

在经过了规定时间的情况下步骤S54是)，移至步骤S55，面积计算部32输出正面积以及负面积。

此外，在计算面积的情况下，也可以不按照时间对角速度值进行积分。在利用偏移计算处理计算偏移值的情况下，按照时间对面积进行微分，所以为了计算的简单化，也可以累计角速度值。

接下来，参照图13，对本实施方式所涉及的偏移计算处理进行说明。例如在从面积计算部32输出了正面积或者负面积的情况下执行图13所示的偏移计算处理。

在步骤S61中，偏移计算部34计算正面积与负面积的差分，并将该差分除以在导出正面积以及负面积时实施的累计处理的累计数。进行该除法后的值为偏移值。即，偏移值是以根据通过修正部60修正的传感器数据的规定时间内的时间推移示出的信号波形的正面积与负面积均等的方式计算出的值。

这样计算出的偏移值是在陀螺仪传感器50具有的偏移进一步考虑振动的偏差计算出的偏移值，所以能够同时实施陀螺仪传感器50与振动的偏差双方的校准。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，计算部30基于根据与估计为对象设备为无旋转状态的期间对应的传感器数据的规定时间内的时间推移示出的信号波形的波形部分的面积所对应的数值，计算传感器数据的偏移值。由此，即使在无旋转状态下的传感器数据产生有偏差的振动的移动状态下，也能够精度良好地计算偏移值。

此外，虽然在本实施方式中，作为用于计算偏移值的数值，使用传感器数据的面积所对应的数值，但并不限定于此。例如，也可以使用正侧的最大值与负侧的最小值的平均。

另外，虽然在上述各实施方式中，作为角速度传感器的一个例子使用了陀螺仪传感器50，但并不限定于此。例如，也可以使用从地磁传感器输出的传感器数据，判定感测对象的旋转状态，计算传感器数据的偏移值。

附图标记说明

10…偏移计算装置，11…CPU，12…存储器，13…输入输出端口，14…存储部，15…判定处理程序，16…计算处理程序，17…延迟处理程序，20…判定部，22…导出部，24…第一旋转判定部，26…第二旋转判定部，28…第三旋转判定部，30…计算部，31…计算期间判定部，32…面积计算部，34…偏移计算部，40…延迟部，50…陀螺仪传感器，60…修正部，70…偏移修正装置。

Claims (12)

1.一种偏移计算装置，具备：

判定部，基于对与从角速度传感器输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，来判定上述角速度传感器的感测对象的旋转状态；以及

计算部，基于与通过上述判定部判定为上述感测对象为无旋转状态的期间对应的上述传感器数据，来计算上述传感器数据的偏移值。

2.根据权利要求1所述的偏移计算装置，其特征在于，

与上述传感器数据对应的数值是与上述传感器数据的移动平均的方差值对应的数值。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的偏移计算装置，其特征在于，

上述判定部具备：

第一旋转判定部，基于对与上述传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的第一期间的移动平均值，来判定上述感测对象的旋转状态；

第二旋转判定部，基于对与上述传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的第二期间的移动平均值，来判定上述感测对象的旋转状态，上述第二期间是比上述第一期间长的期间；以及

第三旋转判定部，基于上述第一旋转判定部的判定结果以及上述第二旋转判定部的判定结果的组合，来判定上述感测对象的旋转状态。

4.根据权利要求3所述的偏移计算装置，其特征在于，

在上述第一旋转判定部的判定结果表示无旋转状态，且上述第二旋转判定部的判定结果表示旋转状态的情况下，判定为在经过规定期间后上述感测对象为旋转状态或者无旋转状态。

5.根据权利要求4所述的偏移计算装置，其特征在于，

在判定为在经过上述规定期间后上述感测对象为无旋转状态的情况下，上述计算部根据与上述规定期间对应的上述传感器数据计算上述传感器数据的偏移值。

6.根据权利要求4或者权利要求5中任意一项所述的偏移计算装置，其特征在于，

上述第三旋转判定部基于上述第一旋转判定部的判定结果以及上述第二旋转判定部的判定结果的组合，判定为上述感测对象为旋转状态、无旋转状态以及判定保留状态中的哪个，

上述计算部在上述第三旋转判定部的判定结果表示上述感测对象为无旋转状态的情况下、以及表示上述感测对象连续上述规定期间为判定保留状态的情况下，来计算上述传感器数据的偏移值。

7.根据权利要求6所述的偏移计算装置，其特征在于，

上述计算部在上述第三旋转判定部的判定结果从表示上述感测对象为判定保留状态的状态在上述规定期间内移至表示无旋转状态的状态的情况下，基于与判定为该判定保留状态的期间对应的传感器数据，来计算上述传感器数据的偏移值。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的偏移计算装置，其特征在于，还包含延迟部，该延迟部使上述传感器数据延迟规定的延迟时间并输出，

上述计算部使用从上述延迟部输出的延迟后的传感器数据，来计算上述传感器数据的偏移值。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的偏移计算装置，其特征在于，

上述计算部基于与信号波形的波形部分的面积对应的数值，来计算上述传感器数据的偏移值，上述信号波形根据上述传感器数据在规定时间内的时间推移而示出。

10.根据权利要求9所述的偏移计算装置，其特征在于，

上述计算部通过将信号波形的正侧的波形部分的面积与负侧的波形部分的面积的差分除以与上述规定时间对应的数值，来计算上述传感器数据的偏移值，上述信号波形根据上述传感器数据在上述规定时间内的时间推移而示出。

11.一种偏移修正装置，其特征在于，包含：

权利要求9或者权利要求10所述的偏移计算装置；以及

修正部，基于通过上述偏移计算装置的上述计算部计算出的上述传感器数据的偏移值，来修正上述传感器数据，

上述计算部以信号波形的正侧的波形部分的面积以及负侧的波形部分的面积相同的方式，计算上述传感器数据的偏移值，上述信号波形根据通过上述修正部修正后的上述传感器数据在上述规定时间内的时间推移而示出。

12.一种偏移计算方法，

基于对与从角速度传感器输出的传感器数据对应的数值的时间序列数据导出的、相互不同的多个期间各自的移动平均值，来判定上述角速度传感器的感测对象的旋转状态，并基于与判定为上述感测对象为无旋转状态的期间对应的上述传感器数据计算上述传感器数据的偏移值。

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