JP2020153665A - 信号処理回路、位置検出装置および磁気センサシステム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、本発明の第1の実施の形態に係る位置検出装置1が適用された関節機構300について説明する。関節機構300は、関節を含む機構である。図1は、関節機構300の概略の構成を示す斜視図である。図2は、関節機構300の概略の構成を示す断面図である。図3は、位置検出装置1における基準座標系を説明するための説明図である。図4は、本実施の形態に係る磁気センサシステムの構成を示す機能ブロック図である。
CSy=Sy−cy …(4)
CSz=Sz−cz …(5)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、判定部82による第2の処理の内容が、第1の実施の形態と異なっている。以下、本実施の形態における第2の処理について具体的に説明する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態では、判定部82による第2の処理の内容が、第1の実施の形態と異なっている。以下、本実施の形態における第2の処理について具体的に説明する。
=8・√(3)・R0 3/27 …(13)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。始めに、図17を参照して、本実施の形態に係る信号処理回路5が第1の実施の形態と異なる点について説明する。図17は、本実施の形態に係る磁気センサシステム3の構成を示す機能ブロック図である。
Claims (11)
- 基準位置における磁界の互いに異なる3つの方向の成分と対応関係を有する第1の検出信号、第2の検出信号および第3の検出信号を生成する磁気センサ装置から出力される前記第1ないし第3の検出信号を処理する信号処理回路であって、
あるタイミングにおける前記第1ないし第3の検出信号の値の組を測定データとし、前記第1ないし第3の検出信号の値を表すための3つの軸によって定義された直交座標系において前記測定データを表す座標を測定点としたときに、異なるタイミングにおける4つ以上の測定データを用いて、複数のタイミングにおける複数の測定点の分布を近似した球面を有する仮想の球体の中心座標を求める第1の処理と、
前記第1の処理に用いられる測定データの候補となる4つ以上の測定データの集合を候補データ集合とし、前記候補データ集合を構成する4つ以上の測定データの全部または一部である4つ以上の測定データの集合を判定用データ集合としたときに、前記判定用データ集合を用いて、前記候補データ集合が前記第1の処理に用いるのに適しているか否かを判定する第2の処理とを行い、
前記第2の処理は、前記直交座標系において前記判定用データ集合を構成する4つ以上の測定データに対応する4つ以上の測定点が、それらが1つの平面上に位置しているか、あるいは1つの平面上およびその近傍の範囲内に分布していることを表す所定の判定基準を満たす場合には、前記候補データ集合が前記第1の処理に用いるのに適していないと判定し、それ以外の場合には、前記候補データ集合が前記第1の処理に用いるのに適していると判定することを特徴とする信号処理回路。 - 更に、オフセット補正処理を行い、
前記オフセット補正処理は、前記第1ないし第3の検出信号と、前記第1の処理によって求められた前記中心座標とを用いて、前記第1ないし第3の検出信号のオフセットを補正して、第1ないし第3の補正後信号を生成することを特徴とする請求項1記載の信号処理回路。 - 前記第2の処理は、前記候補データ集合を用いた前記第1の処理と並行して行われ、
前記第1の処理は、前記第2の処理によって前記候補データ集合が前記第1の処理に用いるのに適していると判定された場合にのみ、求めた中心座標を、適正な中心座標として出力することを特徴とする請求項1または2記載の信号処理回路。 - 前記第1の処理は、前記第2の処理によって前記第1の処理に用いるのに適していると判定された候補データ集合を用いて行われることを特徴とする請求項1または2記載の信号処理回路。
- 前記候補データ集合を構成する測定データの数は5つ以上であり、前記判定用データ集合を構成する測定データの数は、前記候補データ集合を構成する測定データの数よりも少ないことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の信号処理回路。
- 前記判定用データ集合を構成する測定データの数は、前記候補データ集合を構成する測定データの数と等しいことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の信号処理回路。
- 前記第2の処理は、最小二乗法を用いて前記直交座標系において前記判定用データ集合を構成する4つ以上の測定データに対応する4つ以上の測定点の分布を近似した近似平面を決定する処理を含み、
前記判定基準は、前記近似平面を決定する際に得られる残差二乗和が所定の閾値以下であるというものであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の信号処理回路。 - 前記第1の検出信号の値を第1の変数とし、前記第2の検出信号の値を第2の変数とし、前記第3の検出信号の値を第3の変数としたときに、前記第2の処理は、前記判定用データ集合を構成する4つ以上の測定データに関して、前記第1の変数と前記第2の変数についての第1の相関係数と、前記第2の変数と前記第3の変数についての第2の相関係数と、前記第1の変数と前記第3の変数についての第3の相関係数とを求める処理を含み、
前記判定基準は、前記第1ないし第3の相関係数のうちの少なくとも1つの絶対値が所定の閾値以上であるというものであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の信号処理回路。 - 前記判定用データ集合を構成する測定データの数は4つであり、
前記第2の処理は、前記直交座標系において前記判定用データ集合を構成する4つの測定データに対応する4つの測定点を4つの頂点とする四面体の体積を求める処理を含み、
前記判定基準は、前記四面体の体積が所定の閾値以下であるというものであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の信号処理回路。 - 所定の磁界を発生する磁界発生器と、
磁気センサ装置と、
請求項1ないし9のいずれかに記載の信号処理回路とを備えた位置検出装置であって、
前記磁界発生器は、前記磁気センサ装置に対する相対的な位置が所定の球面に沿って変化可能であり、
前記磁気センサ装置は、前記第1ないし第3の検出信号を生成することを特徴とする位置検出装置。 - 磁気センサ装置と、請求項1ないし9のいずれかに記載の信号処理回路とを備え、
前記磁気センサ装置は、前記第1の検出信号を生成する第1の磁気センサと、前記第2の検出信号を生成する第2の磁気センサと、前記第3の検出信号を生成する第3の磁気センサとを含むことを特徴とする磁気センサシステム。
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