JP2004145526A

JP2004145526A - 位置姿勢検出装置

Info

Publication number: JP2004145526A
Application number: JP2002308379A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Haga; 芳賀　美行; Yasuhiro Sato; 佐藤　靖裕
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】同一場所において同時に２台以上使用しても相互干渉しない位置姿勢検出装置を提供する。
【解決手段】送信コイル５に対する受信コイル６の相対位置と姿勢を測定する位置姿勢検出装置において、送信部５０は送信周波数を切り替え選択し、受信部６０は受信した磁界信号を送信周波数に同期して同期検波し、同期検波出力を積分し、送信周波数を分周した分周サイクルに同期させたタイミングで累積積分値を測定データとして取り込み、送信周波数成分以外の周波数成分を取り除いた信号を受信する位置姿勢検出装置。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、位置姿勢検出装置に関し、特に、３軸同心直交コイルより成る送信部から発生する交流磁界を３軸同心直交コイルより成る受信部により受信検出して送信部に対する受信部の相対位置および姿勢を測定する位置姿勢検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７を参照して送信部に対する受信部の相対位置および姿勢を測定する位置姿勢検出装置の従来例を説明する。
図７において、１は発振器、２は送信部マルチプレクサ、３は電流増幅器、４は共振キャパシタ、５は送信コイルであり、これらの部材により送信部５０が構成される。送信コイル５は互に直交する３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの方向に指向する同心のＸ方向送信コイル５_Ｘ、Ｙ方向送信コイル５_Ｙ、Ｚ方向送信コイル５_Ｚより成る。６は受信コイル、７は受信部マルチプレクサ、８はプログラマブルゲインアンプ、９は同期検波回路、１０はローパスフィルタであり、これらの部材により受信部６０が構成される。受信コイル６は、互いに直交する３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの方向に指向する同心のＸ方向受信コイル６_Ｘ、Ｙ方向受信コイル６_Ｙ、Ｚ方向受信コイル６_Ｚより成る。１２は以上の送信部５０および受信部６０を制御するマイクロコンピュータである。
【０００３】
図７の従来例について、その動作を要約するに、送信コイル５のＸ方向送信コイル５_Ｘ、Ｙ方向送信コイル５_Ｙ、Ｚ方向送信コイル５_Ｚがそれぞれ送信した交流磁界信号を、受信コイル６のＸ方向受信コイル６_Ｘ、Ｙ方向受信コイル６_Ｙ、Ｚ方向受信コイル６_Ｚが受信し、受信した交流磁界信号強度に基づいて送信コイル５に対する受信コイル６の相対位置を測定し、姿勢を測定する。ここで、送信コイル５および受信コイル６のＸ方向コイル、Ｙ方向コイル、Ｚ方向コイルは、それぞれ、直交３軸で構成され、送信タイミングおよび受信タイミングを切り替えることにより、９個のパラメータを得ることができる。即ち、１軸送信について、Ｘ方向受信コイル６_Ｘ、Ｙ方向受信コイル６_Ｙ、Ｚ方向受信コイル６_Ｚ　から３種のデータが得られ、結局、送信３軸に対して受信３軸であるから合計９個のパラメータが得られることになる。これらの相対関係と、送信コイル５から受信コイル６に到る距離による磁界強度の変化量とに基づいて、送信コイル５に対する受信コイル６の相対位置および姿勢を求めることができる。
【０００４】
図７を参照して更に詳細に従来例を説明する。
発振器１は、使用する交流磁界の周波数を決定する基準となるものであり、通常は１０ＫＨｚ近傍の周波数に設定、使用される。
送信部マルチプレクサ２は、送信コイル５の直交３軸のコイルであるＸ方向送信コイル５_Ｘ、Ｙ方向送信コイル５_Ｙ、Ｚ方向送信コイル５_Ｚ　を１軸づつ順次に切り替え指定するものである。
電流増幅器３は、発振器１の発振出力信号を増幅し、この増幅した電流信号を共振キャパシタ４を介して送信コイル５に供給するものである。共振キャパシタ４は、送信コイル５のインダクタンスと直列共振させることにより、見掛け上のインダクタンス成分を打ち消し、小さい電流増幅器３の出力電圧で送信コイル５の必要とする電流を流通せしめることに使用される。
【０００５】
送信コイル５で発生した交流磁界は、空間を伝播して送信コイル５から数メートル程度の近距離だけ離隔した受信コイル６に到達し、電磁誘導により受信コイル６に交流電圧を誘起する。受信コイル６のＸ方向受信コイル６_Ｘ、Ｙ方向受信コイル６_Ｙ、Ｚ方向受信コイル６_Ｚ　に誘起した３種の電圧は、受信部マルチプレクサ７により順次に切り替え選択されて、プログラマブルゲインアンプ８に送り込まれる。プログラマブルゲインアンプ８は、マイクロコンピュータ１２により受信コイル６が送信コイル５から比較的に近距離である時はゲインが小さく、比較的に遠距離の時はゲインが大きく制御されるアンプであり、送信コイル５と受信コイル６との間の距離により変化する受信コイル６の感度の変化を補正する役割を果たすアンプである。
【０００６】
同期検波回路９は、プログラマブルゲインアンプ８の信号を発振器１の信号で検波することにより直流成分を発生し、これを受信した磁界の強さと、送信コイル５と受信コイル６の間の距離を示す極性とを示す信号として出力する回路である。
図８は同期検波回路９の出力波形を示す。この図８は、プログラマブルゲインアンプ８の出力電圧は、同期検波回路９において、その検波信号である発振器１の発振出力がＨｉの場合は×１倍され、Ｌｏの場合は×（−１）倍されて、脈流である直流成分として出力されることを示している。また、同期検波の特徴として検波信号以外の周波数の入力に対してバンドパスフィルタの機能を示し、この結果、ノイズを除去する作用をすることが知られている。
【０００７】
ローパスフィルタ１０は同期検波回路９から出力された脈流である直流成分を平均化し、平坦な直流電圧にする。
Ａ／Ｄコンバータ１１はローパスフィルタ１０から出力される信号をディジタル信号に変換し、これをマイクロコンピュータ１２に送り込む。
マイクロコンピュータ１２は、送信部マルチプレクサ２および受信部マルチプレクサ７の切り替えタイミング、プログラマブルゲインアンプ８の制御、およびこれに対応したＡ／Ｄコンバータ１１の制御を実行し、Ａ／Ｄコンバータ１１のデータに基づいて送信部５０の送信コイル５に対する受信部６０の受信コイル６の相対位置および姿勢を示す角度を計算して出力する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−９３０８３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上の位置姿勢検出装置の従来例を同一場所で２台同時に使用する場合について、図９を参照して説明する。この２台の位置姿勢検出装置は同一設計の同一装置であるものとする。図９は図７において１台目の位置姿勢検出装置に、２台目の位置姿勢検出装置の送信コイル５Ｂが接近した場合を示す。この場合、受信コイル６には送信コイル５から送信される交流磁界と、２台目の位置姿勢検出装置の送信コイル５Ｂから送信される交流磁界の双方が入力されることになる。１台目の位置姿勢検出装置と２台目の位置姿勢検出装置は、上述した通り、同一設計の同一装置であるところから使用周波数は同一であり、受信コイル６の出力を同期検波回路９により同期検波処理しても、先の同期検波のバンドパスフィルタ機能は働かないので、同期検波回路９からは単純にこの２つの信号を合成した出力が送り出されるに過ぎず、目的としている送信コイル５から送信する信号を受信コイル６で受信して送信コイル５に対する受信コイル６の距離と角度を得ることはできない。結局、同一設計の同一の位置姿勢検出装置を同一場所において２台以上運用することはできない。
【００１０】
ところで、２種類或いはそれ以上の交流磁界の周波数成分の内から目的の周波数成分の交流磁界を取り出す場合、一般に、目的の周波数成分のみを通過させる急峻なバンドパスフィルタを使用することが行われる。即ち、図７の従来例を例にとれば、この急峻なバンドパスフィルタをプログラマブルゲインアンプ８と同期検波回路９との間に挿入する。しかし、混在する交流磁界の周波数成分が１０ＫＨｚと１１ＫＨｚの如く極く接近している場合、この分離をすることができる程に急峻なバンドパスフィルタを設計することは極めて困難である。
【００１１】
以上の如く、２種類或いはそれ以上の交流磁界の周波数成分が混在する場合、外来信号に対して運用する交流磁界の周波数を切り替えることにより混信を回避する従来例が知られている（特許文献１　参照）。しかし、この従来例は、外来信号に対して充分に離れた周波数に切り替える必要のあるものであり、そして、平面状の位置を求めるのが目的で、送信と受信の位置が近距離であるという条件に対して有効ではあるが、送信コイルに対して遠距離にある受信コイルの受信感度の誤差がそのまま位置と姿勢の測定誤差となる様な場合に使用することができない。
この発明は、同一場所において同時に２台以上使用しても相互干渉しない上述の問題を解消した位置姿勢検出装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１：送信部５０から送信コイルを介して予め設定された送信周波数で磁界信号を送信し、送信された磁界信号を受信部６０で受信し、送信コイル５に対する受信コイル６の相対位置と姿勢を測定する位置姿勢検出装置において、送信部は複数の送信周波数を切り替え選択し、受信部６０は受信した信号を送信周波数に同期して同期検波し、同期検波出力を積分し、送信周波数を分周した分周サイクルに同期させたタイミングで累積積分値を測定データとして取り込み、送信周波数成分以外の周波数成分を取り除いた信号を受信する位置姿勢検出装置を構成した。
【００１３】
そして、請求項２：請求項１に記載される位置姿勢検出装置において、発振器１Ａ、１Ｂから出力される複数の送信周波数のそれぞれに対応する分周器１４Ａ、１４Ｂを具備し、受信した信号を送信周波数に同期して検波する同期検波回路９を具備し、同期検波出力を積分してその累積積分値を求める積分回路１５およびサンプルホールド回路１６を具備し、積分器１５のリセット時刻を決定するリセット信号を発生し、サンプルホールド回路１６のサンプルおよびホールド時間を決定する信号を発生するタイミング発生回路１３を具備し、マイクロコンピュータ１２により制御されて、複数の送信周波数を切り替え選択し、送信部、同期検波回路９、およびタイミング発生回路１３に接続されると共に対応する分周周波数をタイミング発生回路１３に供給する送信周波数設定部７０を具備する位置姿勢検出装置を構成した。
【００１４】
また、請求項３：請求項２に記載される位置姿勢検出装置において、送信周波数設定部７０は更に切り替えスイッチ１７３を有し、切り替えスイッチ１７３を介して共振用キャパシタ４を送信コイル５に直列接続した位置姿勢検出装置を構成した。
更に、請求項４：請求項１ないし請求項３の内の何れかに記載される位置姿勢検出装置において、送信部５０から磁界信号を送信することを停止した状態において累積積分値を測定し、測定した磁気ノイズレベルと予め設定された判定値とを比較して、磁気ノイズレベルの低い送信周波数を発振器１Ａ、１Ｂを切り替えて選定する位置姿勢検出装置を構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１の実施例を参照して説明する。
図７の従来例においては発振器１は１個であったが、実施例においては２系統の発振器１Ａおよび発振器１Ｂの２個を具備する。これら複数の発振器のそれぞれには対応する分周器１４Ａ、１４Ｂが接続せしめられている。共振用キャパシタ４も、これら共振器に対応して切り替え接続される共振用キャパシタ４Ａおよび共振用キャパシタ４Ｂの２個を具備する。この切り替えはマイクロコンピュータ１２により実行される。そして、先の従来例のローパスフィルタ１０を、積分器１５およびサンプルホールド回路１６に置換している。
【００１６】
ここで、マイクロコンピュータ１２から出力される点線で示される送信周波数切り替え信号７１が、図示される通りのＡ系統側に切り替える信号である場合について説明する。
発振器１Ａから発振出力された信号は、送信部マルチプレクサ２を介して電流増幅器３に入力して増幅され、共振用キャパシタ４Ａを介して送信コイル５に供給される。送信コイル５に直列に挿入される共振用キャパシタ４Ａは、運用する系統Ａの周波数に対応して送信コイル５のインダクタンスと共振する値に設定しておく。
【００１７】
送信コイル５により発生送信した交流磁界は、空間を伝播して受信コイル６に到達する。受信コイル６が受信した信号は、受信部マルチプレクサ７により順次に切り替え選択されて、プログラマブルゲインアンプ８、同期検波回路９を介して積分器１５に送り込まれる。信号は積分器１５でタイミング発生回路１３により決められた時間だけ積分された後、積分電圧はサンプルホールド信号ＳＨでサンプルホールド回路１６に保持される。保持された積分電圧はＡ／Ｄコンバータ１１によりディジタル変換され、マイクロコンピュータ１２に供給される。これについては、後で図２を参照して更に具体的に説明される。
【００１８】
マイクロコンピュータ１２は、送信コイル５の発生送信する交流磁界の周波数の切り替え制御、送信部マルチプレクサ２および受信部マルチプレクサ７の切り替えタイミングの制御、プログラマブルゲインアンプ８の制御、これに対応したＡ／Ｄコンバータ１１の制御を実行し、Ａ／Ｄコンバータ１１の出力信号に基づいて、送信コイル５に対する受信部６０の受信コイル６の相対位置および姿勢を示す角度を計算して出力する。
図２を参照するに、これはタイミング発生回路１３、積分器１５、サンプルホールド回路１６の動作を説明する図である。
【００１９】
積分器１５の時定数は抵抗ＲおよびキャパシタＣ_１により決定する。Ｓ_１は積分器１５のリセットスイッチである。Ｃ_２は積分器１５の出力を保持するホールドキャパシタである。キャパシタＣ_２に保持記憶された電圧はバッファアンプ１６１を介してＡ／Ｄコンバータ１１に送り込まれる。タイミング発生回路１３は、積分器１５のリセット時刻を決定するリセット信号を発生し、サンプルホールド回路１６のサンプルおよびホールド時間を決定する信号を発生する論理回路である。サンプルホールド回路１６に供給されるタイミング発生の入力信号は、発振器１Ａ或いは発振器１Ｂから発生され、これを分周器１４Ａ或は分周器１４Ｂにより分周して発生される。積分器１５のリセットはリセット信号の微小時間で実行され、積分電圧は積分時間の最終の１サイクルでサンプルホールド回路１６のホールドスイッチＳ２を介してホールドキャパシタＣ_２に保持される。
【００２０】
ここで、更に図２を参照して発振器１Ａと分周器１４Ａ、および発振器１Ｂと分周器１４Ｂの関係について説明する。先ず、１回の積分時間内の発振器１の出力のサイクル数、即ち、送信コイル５から送信されるサイクル数を以下の通りに設定する。
１回の積分時間をＴ、発振器１Ａの周波数をＦＡ、分周器１４Ａの分周比をＮＡ、発振器１Ｂの周波数をＦＢ、分周器１４Ｂの分周比をＮＢとした時、
ＦＡ×Ｔ＝ＮＡ、　ＦＢ×Ｔ＝ＮＢ・・・・・・・・・・・・式（１）
を満足する各周波数および分周比を決定する。ここで、分周器１４Ａおよび分周器１４Ｂはカウンター回路であるので、ＮＡおよびＮＢは整数である。一例として、Ｔ＝１ｍｓｅｃ、ＮＡ＝１０、ＮＢ＝１１とすれば、式（１）より、ＦＡおよびＦＢは
ＦＡ＝ＮＡ／Ｔ＝１０／０．００１＝１０ＫＨｚ
ＦＢ＝ＮＢ／Ｔ＝１１／０．００１＝１１ＫＨｚ
と決定される。
【００２１】
図３を参照するに、これは送信周波数１０ＫＨｚで通常状態におけるプログラマブルゲインアンプ８を介して供給される受信信号入力の波形と、この受信信号入力を同期検波回路９で検波して積分器１５で積分した結果の波形を示す。積分器１５は、送信クロック１０回分の時間に亘って動作し、この最後の値がサンプルホールド回路１６に送られる。
ところで、送信周波数１０ＫＨｚで動作中の以上の装置の受信コイル６に、同じく送信周波数１０ＫＨｚで動作している２台目の装置の送信コイル５Ｂが接近した場合を想定すると、従来例と同様に混信して目的の３軸の位置と角度を得ることはできない。この場合、自身の装置を１０ＫＨｚの発振周波数で動作させることを停止して、発振周波数を１１ＫＨｚに変更して動作させる。
【００２２】
発振周波数を１１ＫＨｚに変更して装置を動作させると、当然に同期検波回路９の検波周波数は１１ＫＨｚになるところから、２台目の送信コイル５Ｂから受信コイル６に入力される１０ＫＨｚの信号については１１ＫＨｚで検波することにする。上述した通り、発振器１の周波数を変えても１回の積分時間はＴ＝１ｍｓｅｃと一定に設定してあるので、このＴの間に入力される送信コイルの５Ｂから送信される１０ＫＨｚ成分のサイクル数は変わらず１０サイクルとなる。この場合の積分器１５の出力は図４に示される如くになる。同期検波回路９に１０ＫＨｚの信号成分が入力されているにも関わらず、積分器１５の出力は１１サイクル目で丁度ゼロになることがわかる。
【００２３】
以上の逆の場合、即ち、発振周波数１０ＫＨｚで動作中の装置に１１ＫＨｚの信号を入力した場合について計算してみる。図５を参照するに、先の場合と同様に、１１ＫＨｚ成分が入力されているにも関わらず、積分器の出力は１０サイクル目で丁度ゼロになることがわかる。即ち、単純な式（１）で示した条件を満足する発振器１の発振周波数と分周器１４の分周比の２条件を設定するという極く簡単な構成を採用することにより、同一設計の複数の同一の装置を同一場所において同時に運用することができるに到る。
【００２４】
次に、図１の実施例における二つの周波数をソフトウェアを使用して自動的に変更設定する方法を図６の周波数選択フローチャートを参照して説明する。
（Ｓ_０）　先ず、この装置に電源電圧を印加してマイクロコンピュータ１２を立ち上げ、周波数選択を開始する。
（Ｓ_１）　送信部マルチプレクサ２をＯＦＦに設定し、送信コイル５に対する交流磁界励振を停止する。
（Ｓ_２）　送信周波数設定部７０を発振器Ａ側に切り替え、受信コイル６により受信した周波数Ａ側の信号を検波する。
【００２５】
（Ｓ_３）　発振周波数Ａの受信信号レベルが、判定値以下であるか否かを比較する。
（Ｓ_４）　（Ｓ_３）においてｙｅｓの場合、即ち、発振器Ａの発振周波数の雑音信号は存在しないと判定した場合は発振器Ａ側状態を設定する周波数切り替え信号７１を発生し、この状態を設定する。
（Ｓ_５）　送信部マルチプレクサ２のＯＦＦ状態を解除し、発振器Ａ側で送信コイル５の交流磁界励振状態に入り、周波数選択は終了する。
【００２６】
（Ｓ_６）　（Ｓ_３）においてｎｏの場合、発振周波数設定部７０を発振器Ｂ側に切り替え、受信コイル６により受信した信号を周波数Ｂ側で検波する。
（Ｓ_７）　発振周波数Ｂの受信信号レベルが、判定値以下であるか否かを比較する。
（Ｓ_８）　（Ｓ_７）においてｙｅｓの場合、即ち、発振器Ｂの発振周波数の雑音信号は存在しないと判定した場合は周波数切り替え信号Ｂを発生し、発振器Ｂ側状態を設定する。次いで、（Ｓ_５）に移行する。
【００２７】
（Ｓ_９）　（Ｓ_７）においてｎｏの場合、発振周波数Ａの受信信号レベルが発振周波数Ｂの受信信号レベル以下か否かを比較する。
（Ｓ_１０）　（Ｓ_９）においてｙｅｓの場合、雑音信号レベルの低い方の発振器Ａ側状態を設定する。
（Ｓ_１１）　現在の場所では測定精度低下の警告を発生する。次いで、（Ｓ_５）に移行する。
（Ｓ_１２）　（Ｓ_９）においてｎｏの場合、雑音信号レベルの低い方の発振器Ｂ側状態を設定する。次いで、（Ｓ_１１）に移行する。
【００２８】
図６のフローチャートにおいて、受信信号レベルは、Ａ／Ｄコンバータ１１における受信コイル６_Ｘ、６_Ｙ、６_Ｚの出力電圧Ｖ_６Ｘ，Ｖ_６Ｙ，Ｖ_６Ｚの合成値として√（Ｖ_６Ｘ ^２＋Ｖ_６Ｙ ^２＋Ｖ_６Ｚ ^２）により計算することができる。そして、判定値としては環境のノイズレベル以上の適切な値を設定する。また、発振周波数が発振器１Ａ側、１Ｂ側の何れの場合も、判定値を超過する場合は、受信信号レベルの低い方の発振器を選択すると共に、現在の場所では測定精度が低下する恐れのあることをを外部に通知する。これに基づいて、位置姿勢検出装置の使用者は使用する場所を移動させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述した通りであって、この発明によれば、送信された磁界信号を受信部で受信して送信部に対する受信部の相対位置と姿勢を測定する位置姿勢検出装置において、複数の発振器を送信部に切り替え接続して複数の発振周波数を切り替え選択し、受信部は受信した信号を送信部の発振周波数に同期して検波し、同期検波出力を積分してその累積積分値を求めて、これを送信部の発振周波数を分周した分周サイクルに同期させた取り込みタイミングで測定データとして取り込む構成を採用することにより、発振周波数成分以外の周波数成分を取り除いた信号を受信する位置姿勢検出装置を提供することができた。
【００３０】
即ち、通常は一方の位置角度測定器が使用している磁界をこれ以外の位置角度測定器も受信相互干渉して双方の位置角度測定器が使用不能状態に立ち到る。ところが、この発明によれば、発振器の発振周波数と分周器の分周比を適正に設定するという極く簡単な構成を採用することにより、同一設計の複数の同一の装置を同一場所において同時に運用することができる相互干渉をしない位置姿勢検出装置を構成することができる。混在する交流磁界の周波数成分が接近している場合においても、容易にその分離を達成することができる。そして、ノイズ成分、および発振周波数のみ異なる同一装置から送信された成分が取り除かれた安定したデータが得られ、これに基づいて送信部に対する受信部の相対位置と姿勢を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を説明する図。
【図２】タイミング発生回路、積分器、サンプルホールド回路の動作を説明する図。
【図３】送信周波数１０ＫＨｚで動作中の積分器の出力波形を示す図。
【図４】送信周波数１１ＫＨｚで動作中に１０ＫＨｚの信号が入力された場合の積分器の出力波形を示す図。
【図５】送信周波数１０ＫＨｚで動作中に１１ＫＨｚの信号が入力された場合の積分器の出力波形を示す図。
【図６】周波数選択フローチャート。
【図７】従来例を説明する図。
【図８】同期検波回路の出力波形を示す図。
【図９】位置姿勢検出装置に２台目の位置姿勢検出装置の送信コイルが接近した場合を説明する図。
【符号の説明】
１　発振器　　　　　　　　　　　１Ａ　発振器
１Ｂ　発振器　　　　　　　　　　　　２　送信部マルチプレクサ
３　電流増幅器　　　　　　　　　４Ａ　共振キャパシタ
４Ｂ　共振キャパシタ　　　　　　　　　５　送信コイル
６　受信コイル　　　　　　　　　　　７　受信部マルチプレクサ
８　プログラマブルゲインアンプ　　　　９　同期検波回路
１０　ローパスフィルタ　　　　　　　１１　Ａ／Ｄコンバータ
１２　　マイクロコンピュータ　　　　　１３　タイミング発生回路
１４Ａ　分周器　　　　　　　　　　１４Ｂ　分周器
１５　積分器　　　　　　　　　　　　１６　サンプルホールド回路
５０　送信部　　　　　　　　　　　　６０　受信部
７０　送信周波数設定部　　　　　　１６１　バッファアンプ

Claims

送信部から送信コイルを介して予め設定された送信周波数で磁界信号を送信し、送信された磁界信号を受信部で受信し、送信コイルに対する受信コイルの相対位置と姿勢を測定する位置姿勢検出装置において、
送信部は複数の送信周波数を切り替え選択し、
受信部は受信した信号を送信周波数に同期して同期検波し、同期検波出力を積分し、送信周波数を分周した分周サイクルに同期させたタイミングで累積積分値を測定データとして取り込み、送信周波数成分以外の周波数成分を取り除いた信号を受信することを特徴とする位置姿勢検出装置。
請求項１に記載される位置姿勢検出装置において、
複数の送信周波数のそれぞれに対応する分周器を具備し、
受信した信号を送信周波数に同期して検波する同期検波回路を具備し、
同期検波出力を積分してその累積積分値を求める積分回路およびサンプルホールド回路を具備し、
積分器のリセット時刻を決定するリセット信号を発生し、サンプルホールド回路のサンプルおよびホールド時間を決定する信号を発生するタイミング発生回路を具備し、
マイクロコンピュータにより制御されて、複数の送信周波数を切替え選択し、送信部、同期検波回路、およびタイミング発生回路に接続されると共に対応する分周周波数をタイミング発生回路に供給する送信周波数設定部を具備することを特徴とする位置姿勢検出装置。
請求項２に記載される位置姿勢検出装置において、
送信周波数設定部は更に切り替えスイッチを有し、切り替えスイッチを介して共振用キャパシタを送信コイルに直列接続したことを特徴とする位置姿勢検出装置。
請求項１ないし請求項３の内の何れかに記載される位置姿勢検出装置において、
送信部から磁界信号を送信することを停止した状態において累積積分値を測定し、測定した磁気ノイズレベルと予め設定された判定値とを比較して、磁気ノイズレベルの低い送信周波数に切り替え選定することを特徴とする位置姿勢検出装置。