JP2016066160A - センサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法 - Google Patents

センサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法 Download PDF

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Abstract

【課題】表示装置について設定された設定条件に応じて、物理量の測定結果を適切に表示装置に送信することができるセンサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法を提供する。
【解決手段】センサ装置20は、物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部21と、センサ部21によって生成された第1データについてデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部(第2処理部25)と、第2処理部25によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部(第2通信部26)と、を備える。第2処理部25は、表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データのデータ量を減らす処理を行う。
【選択図】図3

Description

本発明は、物理量を測定するセンサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法に関する。
従来より、センサ装置によって測定した物理量の測定結果を、センサ装置から離れた位置に配される表示装置に送信して、表示装置に物理量の測定結果を表示させるセンサシステムがある。例えば、特許文献1に記載された技術は、センサ装置による測定結果を、表示装置に無線で送信している。
特開平9−81881号公報
近年は技術の進歩に伴い、タブレット型コンピュータ等の汎用型表示装置でも、センサ装置の測定結果を表示することが可能である。汎用型表示装置は、取り扱いが容易であり、またセンサ装置固有の表示装置ではないため、種々のセンサ装置に対して利用することが可能になっている。
しかしながら、汎用型表示装置では、センサ装置から大量のデータが送信される場合等には、データ受信(送信)の能力又はデータ表示の能力等が大量のデータに対応することができない可能性がある。
なお、特許文献1に記載された技術では、センサ装置に対して専用の表示装置を利用しているため、汎用性及び利便性に欠けるという課題がある。
本発明は、表示装置において設定された設定条件に応じて、物理量の測定結果を適切に表示装置に送信することができるセンサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法を提供することを目的とする。
本発明のセンサ装置は、物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、前記センサ部によって生成された第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を備える。前記処理部は、前記表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データのデータ量を減らす処理を行う。
また、前記処理部は、前記表示装置から送信されて、前記通信部によって受信された前記設定条件に基づいて、第1データについてデータ量を減らす処理を行うことが好ましい。
また、前記センサ装置は、センサ部によって生成された第1データを記憶する記憶部と、前記表示装置から送信された第1データ送信指示に基づいて、前記記憶部に記憶される第1データを前記通信部によって前記表示装置に送信させる制御部と、を備える。
また、本発明のセンサ装置は、物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、センサ部によって生成された、2回の測定に対応する前回測定分の第1データと今回測定分の第1データとに基づいて、前回測定に対する今回測定のデータの変化量を求め、当該変化量のデータを第2データとして生成する処理部と、前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を備える。
本発明の処理装置は、センサ部によって測定された物理量の測定結果である第1データを処理する。処理装置は、前記センサ部から第1データを受け付け、その第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を備える。前記処理部は、前記表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データについてデータ量を減らす処理を行う。
本発明のセンサシステムは、第1データに基づいて第2データを生成するセンサ装置と、第2データに基づいて画像を表示する表示装置とを備える。前記表示装置は、第2データに基づく画像を表示する表示部と、前記センサ装置から第2データを受信すると共に、受信した第2データに基づく画像を前記表示部に表示する場合の設定条件を前記センサ装置に送信する第1通信部と、を備える。前記センサ装置は、物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、前記センサ部によって生成された第1データについて、前記第1通信部から送信された前記設定条件に基づいてデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、前記処理部によって生成された第2データを前記第1通信部に送信すると共に、前記第1通信部から送信された前記設定条件を受信する第2通信部と、を備える。
物理量の出力方法は、センサ部、処理部及び通信部を備えるセンサ装置において実行される。物理量の出力方法は、前記センサ部が、物理量を測定して、第1データを生成する第1ステップと、前記処理部が、前記第1ステップによって生成された第1データについてデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する第2ステップと、前記通信部が、前記第2ステップによって生成された第2データを表示装置に送信する第3ステップと、を行う。前記第2ステップでは、前記表示装置について設定された設定条件を予め取得しておき、前記設定条件に基づいて第1データのデータ量を減らす処理を行う。
本発明によれば、表示装置について設定された設定条件に応じて、物理量の測定結果を適切に表示装置に送信することができるセンサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法を提供することができる。
本発明のセンサシステムの一実施形態について説明するためのブロック図である。 表示装置の一実施形態について説明するためのブロック図である。 センサ装置の一実施形態について説明するためのブロック図である。 第2処理部において行われる処理について説明するための第1の図である。 第2処理部において行われる処理について説明するための第2の図である。 センサ装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明のセンサシステム1の一実施形態について説明するためのブロック図である。図2は、表示装置10の一実施形態について説明するためのブロック図である。図3は、センサ装置20の一実施形態について説明するためのブロック図である。
図1に示すように、センサシステム1は、表示装置10と、センサ装置20と、を備える。表示装置10は、例えば、タブレット型コンピュータ等の汎用型の表示装置である。
図2に示すように、表示装置10は、第1通信部11と、第1処理部12と、表示部13と、第1制御部14と、を備える。
第1通信部11は、センサ装置20と通信を行う。具体的には、第1通信部11は、後述する第2通信部26(図3参照)と通信を行う。第1通信部11は、例えば、シリアル通信により第2通信部26と通信を行う。なお、第1通信部11は、WiFi等の無線通信規格を利用して第2通信部26と通信を行ってもよい。
第1通信部11は、センサ装置20(第2通信部26)から送信されたデータを受信する。また、第1通信部11は、設定条件データを第2通信部26に送信する。
第1処理部12は、センサ装置20から送信されたデータを処理する。例えば、センサ装置20から送信されたデータが圧縮されている場合には、第1処理部12は、データを伸張する。なお、実施形態によっては、第1処理部12は、配されなくともよい。
表示部13は、例えば、第1通信部11によって受信されたデータに基づく画像を表示する。すなわち、表示部13は、センサ装置20の測定結果を表示する。
第1制御部14は、第1通信部11、第1処理部12及び表示部13を制御する。第1制御部14は、表示部13がセンサ装置20の測定結果を表示する場合の設定条件をセンサ装置20に送信するよう、第1通信部11を制御する。すなわち、設定条件は、表示装置10(表示部13)について設定された条件である。設定条件の一例は、表示部13に表示されるセンサ装置20の測定結果の表示範囲(表示レンジ)等である。設定条件は、表示装置10を操作するユーザによって設定されてもよく、表示部13の表示性能等に応じて第1制御部14が適宜設定してもよく、予め固定値が設定されてもよい。なお、設定条件の詳細については、後述する。設定条件には、表示装置10及びその他の条件が含まれ、表示装置又はその他の装置において設定される。
図3に示すように、センサ装置20は、センサ部21と、記憶部23と、分析部24と、第2処理部25と、第2通信部26と、第2制御部27と、を備える。第2処理部25は、本発明の「処理部」の一実施形態に対応する。第2制御部27は、本発明の「制御部」の一実施形態に対応する。
センサ部21は、物理量の検出センサ(図示せず)と、検出センサから出力されるアナログデータをディジタルデータに変換(AD変換)するアナログディジタル(AD)変換器(図示せず)とを備える。センサ部21は、検出センサで物理量を測定し、検出センサから出力されるデータをAD変換器でAD変換した後、測定結果としてのデータ(第1データ)を生成する。物理量の一例は、音、振動、加速度及び磁場等である。したがって、音の分析を目的とする場合には、検出センサは、マイクとなる。振動計測を目的とする場合には、検出センサは、加速度センサとなる。磁場計測を目的とする場合には、検出センサは、磁気センサとなる。なお、検出センサは、これらの例に限定されることはない。また、実施形態によっては、検出センサは、複数配されてもよい。
記憶部23は、センサ部21によって生成された第1データを記憶する。すなわち、記憶部23は、デジタルに変換された測定データの全てを記憶する。記憶部23から第1データを読み出すことにより、センサシステム1のユーザは、センサ部21の測定結果を詳細に分析することができる。
分析部24は、第1データについて、分析のための種々の処理を行う。一例として、分析部24は、第1データについて、フィルタ処理及び/又は高速フーリエ変換処理等を行う。分析部24が実行する処理の内容は、例えば、ユーザによる設定に基づいて決定される。
なお、分析部24は、センサ装置20に配されなくともよい。この場合、分析処理は、表示装置10の第1処理部12において実行される。
第2処理部25は、センサ部21によって生成された第1データについて、第1通信部11から予め送信された設定条件に基づいてデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する。
図4は、第2処理部25において行われる処理について説明するための第1の図である。図5は、第2処理部25において行われる処理について説明するための第2の図である。
第2処理部25は、例えば、データの切り出し処理を行う。例えば、表示部13の横方向の解像度が1000ドットであり、表示部13の全領域を利用してセンサ部21の測定結果を表示する場合において、センサ部21の測定点数が1000点を超えるときには、第2処理部25は、第2データに含まれる測定点数が1000点以下になるように、第1データに含まれる測定点を間引く処理を行う。一例として、センサ部21の測定点数が2000点ある場合には、第2処理部25は、2点に1点の間引き処理(削除処理)を行って、測定点数を1000点に減らす。第2データには、間引き処理後の1000点の測定結果が含まれる。このように、第2処理部25は、設定条件としての表示部13の解像度に基づいて、データ量を減らす処理を行う。
また、例えば、センサ部21が1秒間に100回の音圧データを取得できる場合でも、グラフを介した一般的なユーザの認識能力は、センサ部21による測定結果の取得能力ほどは高くない。このため、視覚情報として表示部13に表示される測定結果の更新速度がユーザによって適宜設定されることにより、例えば、第2処理部25は、センサ部21における10回の測定につき9回分の測定結果を間引く処理を行い、1回分の測定結果に基づいて第2データを生成してもよい。このように、第2処理部25は、設定条件に基づいて、データ量を減らす処理を行う。
また、図4に示すように、分析部24によって1000Hzから20000Hzまでの周波数が測定される場合において、表示部13では7000Hzから14000Hzまでの周波数範囲が表示されるときは、第2処理部25は、第1データの、1000Hzから6999Hzまで、及び、14001Hzから20000Hzまでの周波数範囲のデータを間引いて、7000Hzから14000Hzまでの周波数範囲のデータを第2データとして生成する。このように、第2処理部25は、設定条件としての表示部13の表示範囲に基づいて、データ量を減らす処理を行う。
また、図5に示すように、表示部13に表示されるセンサ部21の測定結果に対する分析部24の結果を4つの区間(区間1、区間2、区間3及び区間4)に分割し、表示部13に表示される測定結果が1区間毎に更新されるように、第2処理部25は、測定結果を間引く処理を行ってもよい。
例えば、分析部24によって1000Hzから20000Hzまでの周波数が測定される場合、区間1を1000Hzから5500Hzまでの周波数範囲とし、区間2を5501Hzから11000Hzまでの周波数範囲とし、区間3を11001Hzから16000Hzまでの周波数範囲とし、区間4を16001Hzから20000Hzまでの周波数範囲とする。第2処理部25は、分析部24によって全周波数範囲(1000Hz〜20000Hz)についての測定結果が得られた場合、分析部24から出力されるデータの(全周波数範囲のデータから)5501Hz〜20000Hzの周波数範囲のデータを間引いて、区間1に対応するデータで第2データを生成する。次に、第2処理部25は、分析部24によって2回目の全周波数範囲についての測定結果が得られた場合、全周波数範囲のデータから1000Hz〜5500Hz及び11001Hz〜20000Hzの周波数範囲のデータを間引いて、区間2に対応するデータで第2データを生成する。第2処理部25は、分析部24によって3回目の全周波数範囲についての測定結果が得られた場合、全周波数範囲のデータから1000Hz〜11000Hz及び16001Hz〜20000Hzの周波数範囲のデータを間引いて、区間3に対応するデータで第2データを生成する。第2処理部25は、分析部24によって4回目の全周波数領域についての測定結果が得られた場合、全周波数範囲のデータから1000Hz〜16000Hzの周波数範囲のデータを間引いて、区間4に対応するデータで第2データを生成する。区間4に対応する第2データを生成した後は、第2処理部25は、区間1に対応する第2データ、区間2に対応する第2データ、区間3に対応する第2データ及び区間4に対応する第2データを作成することを繰り返す。生成された第2データは、順次、第2通信部26によって表示装置10に送信される。表示装置10は、第2データに基づく画像を表示部13に表示する。すなわち、表示装置10は、新たに送信された区間のデータについての表示を更新し、他の区間についての表示を維持する。このように、第2処理部25は、設定条件としての表示部13への表示更新範囲に基づいて、データ量を減らす処理を行う。
なお、表示を更新する区間は、上記のように4つに限定されることはない。また、表示の更新は、1区間のみに限定されることはなく、複数区間で同時に更新されてもよい。例えば、区間1と区間3とが同時に更新され、その後、区間2と区間4とが同時に更新されることを繰り返してもよい。また、2回の測定についてのデータの変化量(率)の区間内総和が最も大きい区間についての表示を優先的に更新するよう、第2処理部25は、データを間引いてもよい。
また、第2処理部25は、図5に例示するように4つの区間に分割する場合、区間毎に前回の測定結果に対する変化量(率)を取得し、変化量(率)が所定の閾値を超えている場合には、所定の閾値を超えた変化量となっている区間のデータから優先的に第2データを生成してもよい。すなわち、第2処理部25は、前回の測定結果と比較し、変化量(率)が所定の閾値未満となっている区間のデータを第1データから間引く処理を行う。このように、第2処理部25は、設定条件としてデータの変化量(率)に基づいて、データを減らす処理を行う。
なお、上記の実施例における第2データには、実行した処理内容を表すシンボル情報を含めてもよい。
また、第2処理部25は、前回と今回の2回の測定が行われた場合、今回の測定については、前回の測定結果からの変化量を求め、その変化量を第2データとすることもできる。すなわち、第2処理部25は、センサ部21によって生成された、2回の測定に対応する前回測定分の第1データと今回測定分の第1データとに基づいて、前回測定に対する今回測定のデータの変化量を求め、当該変化量のデータを第2データとして生成する。変化量を第2データとする場合には、測定結果の全てを第2データとする場合に比べて、データ量(ビット数)を減らすことができる。
なお、第2処理部25は、生成した第2データをさらに圧縮する処理を行ってもよい。
第2処理部25によって生成された第2データ(又は、圧縮処理が行われたデータ)は、第2通信部26へ送信される。第2通信部26は、第2データを表示装置10の第1通信部11へ送信する。また、第2通信部26は、第1通信部11からの設定条件を受信する。
第2制御部27は、センサ装置20全体を制御する。第2制御部27は、第2通信部26によって受信した設定条件に基づいて処理を行うよう、第2処理部25を制御する。
また、測定された物理量の詳細な分析が必要な場合、第2制御部27は、表示装置10から送信された第1データ送信指示に基づいて、記憶部23に記憶される第1データを第2通信部26によって表示装置10に送信させる。第1データ送信指示は、記憶部に23に記憶される第1データを表示装置10に送信させるための指示である。第2制御部27は、第1データ送信指示を第2通信部26で受信すると、その第1データ送信指示に基づいて、記憶部23に記憶される第1データを読み出して、第2通信部26によって表示装置10に送信する。なお、記憶部23から読み出された第1データは、そのまま表示装置10に送信されてもよく、分析部24によって分析された後に送信されてもよく、分析部24によって分析され且つ第2処理部25によって処理が行われた後に送信されてもよい。
次に、センサ装置20の動作について説明する。図6は、センサ装置20の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
ステップS1において、第2通信部26は、表示装置10(第1通信部11)から設定条件を受信する。第2制御部27は、第2通信部26によって受信された設定条件を、第2処理部25に提供する。
ステップS2において、センサ部21は、物理量を測定する。
ステップS3において、センサ部21は、ステップS2の測定に基づいた第1データを生成する。なお、第1データは、分析部24において分析処理が行われる。
ステップS4において、第2処理部25は、ステップS1において受信された設定条件、すなわち、予め提供された設定条件に基づいて、ステップS3において生成された第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する。
ステップS5において、第2通信部26は、ステップS4において生成された第2データを表示装置10(第1通信部11)に送信する。
表示装置10は、第1通信部11で第2データを受信すると、第1処理部12において所定の処理を行った後、設定条件に応じて、第2データに基づく画像を表示部13に表示させる。
なお、設定条件は、物理量を測定している途中で変更されてもよい。第2処理部25は、第2通信部26によって変更された設定条件を受信した場合、変更された設定条件に基づき、第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する。
このように、センサシステム1及びセンサ装置20は、第2処理部25において予め提供された設定条件に基づいて、物理量のデータのデータ量を減らす処理を行い、その処理が行われた後の第2データを表示装置10に送信する構成となっている。これにより、センサシステム1及びセンサ装置20は、表示装置10について設定された設定条件に応じて、物理量の測定結果を適切に表示装置10に送信することができる。また、ユーザは、汎用型の表示装置10を利用することにより、簡易に、且つ、リアルタイムに、物理量の測定結果を観察することができる。なお、測定された物理量の詳細な分析が必要な場合は、記憶部23に記憶された第1データに基づいて行うことができる。
また、センサシステム1及びセンサ装置20では、センサ装置専用の表示装置が用いられず、汎用型の表示装置10が用いられる場合でも、データ量を減らす処理が行われた第2データがセンサ装置20から表示装置10に送信されるので、一般的に利用される通信能力のみ有していても、物理量の測定結果を表示装置10に送信することができる。
また、センサシステム1及びセンサ装置20では、表示装置10の表示能力が一般的に利用される表示能力のみ有していても、データ量が減らされている第2データに基づいて画像を表示するので、物理量の測定結果を表示装置10に見かけ上遜色なく表示することができる。
なお、センサ装置20に配されるセンサ部21(検出センサ)は、上述したように複数であってもよい。
この場合、例えば、センサ装置20では、第2処理部25において、センサ部21毎に前回の測定結果と今回の測定結果とを比較し、変化量(率)が予め設定された閾値以上の測定結果のみを第2データとして表示装置10に送信してもよい。なお、前記の一例では、第2処理部25において、センサ部21における1回の測定により得られた全測定範囲を複数の区間に分割し、区間毎に、前回の測定結果と今回の測定結果とを比較してもよい。
また、例えば、センサ装置20では、第2処理部25において、隣接するセンサ部21間の測定結果を比較し、基準となるセンサ部21(基準センサ部)については第1データをそのまま表示装置10に送信し、他のセンサ部(隣接センサ部)については基準センサ部の測定結果に対する変化量を求め、変化量を示すデータを第2データとして表示装置10に送信してもよい。
また、表示装置10は、複数有ってもよい。この場合、センサ装置20において生成される第2データは、複数の表示装置10それぞれに対して送信されてもよい。
また、上述した実施形態では、センサ装置が、表示装置から送信された設定条件を受け付けて、その設定条件に基づいて物理量の測定データについてデータ量を減らす処理を行う例について説明した。しかしながら、設定条件は、第2通信部26の通信能力に応じたデータ量になるよう、予め決められた条件がセンサ装置20(第2処理部25)に設定されていてもよい。
また、上述した実施形態では、センサ装置20が、センサ部21と、記憶部23と、分析部24と、第2処理部25と、第2通信部26と、第2制御部27と、の全てを備える構成について説明した。しかしながら、記憶部23と、分析部24と、第2処理部25と、第2通信部26と、第2制御部27と、が1つの処理装置を構成し、センサ部21がセンサ装置を構成する形態であってもよい。
この場合、処理装置は、センサ装置によって測定された物理量の測定結果である第1データを処理する。処理装置は、センサ装置から第1データを受け付け、その第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を少なくとも備える。処理部は、表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データのデータ量を減らす処理を行う。
1 センサシステム
10 表示装置
11 第1通信部
13 表示部
20 センサ装置
21 センサ部
25 処理部(第2処理部)
26 通信部(第2通信部)

Claims (7)

  1. 物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、
    前記センサ部によって生成された第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、
    前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を備え、
    前記処理部は、前記表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データについてデータ量を減らす処理を行う
    センサ装置。
  2. 前記処理部は、前記表示装置から送信されて、前記通信部によって受信された前記設定条件に基づいて、第1データのデータ量を減らす処理を行う
    請求項1に記載のセンサ装置。
  3. センサ部によって生成された第1データを記憶する記憶部と、
    前記表示装置から送信された第1データ送信指示に基づいて、前記記憶部に記憶される第1データを前記通信部によって前記表示装置に送信させる制御部と、を備える
    請求項1又は2に記載のセンサ装置。
  4. 物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、
    センサ部によって生成された、2回の測定に対応する前回測定分の第1データと今回測定分の第1データとに基づいて、前回測定に対する今回測定のデータの変化量を求め、当該変化量のデータを第2データとして生成する処理部と、
    前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、
    を備えるセンサ装置。
  5. センサ装置によって測定された物理量の測定結果である第1データを処理する処理装置であって、
    前記センサ装置から第1データを受け付け、その第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、
    前記処理部によって生成された第2データを表示装置に送信する通信部と、を備え、
    前記処理部は、前記表示装置について設定された設定条件に基づいて、第1データについてデータ量を減らす処理を行う
    処理装置。
  6. 第1データに基づいて第2データを生成するセンサ装置と、第2データに基づいて画像を表示する表示装置とを備えるセンサシステムであって、
    前記表示装置は、
    第2データに基づく画像を表示する表示部と、
    前記センサ装置から第2データを受信すると共に、受信した第2データに基づく画像を前記表示部に表示する場合の設定条件を前記センサ装置に送信する第1通信部と、を備え、
    前記センサ装置は、
    物理量を測定して、測定結果としての第1データを生成するセンサ部と、
    前記センサ部によって生成された第1データについて、前記第1通信部から送信された前記設定条件に基づいてデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する処理部と、
    前記処理部によって生成された第2データを前記第1通信部に送信すると共に、前記第1通信部から送信された前記設定条件を受信する第2通信部と、を備える
    センサシステム。
  7. センサ部、処理部及び通信部を備えるセンサ装置において実行される物理量の出力方法であって、
    前記センサ部が、物理量を測定して、第1データを生成する第1ステップと、
    前記処理部が、前記第1ステップによって生成された第1データのデータ量を減らす処理を行って、第2データを生成する第2ステップと、
    前記通信部が、前記第2ステップによって生成された第2データを表示装置に送信する第3ステップと、を行い、
    前記第2ステップでは、前記表示装置について設定された設定条件を予め取得しておき、前記設定条件に基づいて第1データのデータ量を減らす処理を行う
    物理量の出力方法。
JP2014193630A 2014-09-24 2014-09-24 センサ装置、処理装置、センサシステム及び物理量の出力方法 Active JP6113691B2 (ja)

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