JP2021189160A - 姿勢推定装置、センサーモジュール、計測システム、移動体、及び姿勢推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動体の姿勢を高精度に推定することができる姿勢推定装置、センサーモジュール、計測システム、移動体、及び姿勢推定方法を提供する。【解決手段】姿勢推定装置２０は、可動体の姿勢変化に基づく加速度情報と、可動体の姿勢変化に基づく角速度情報と、に基づいて可動体の姿勢を推定する姿勢推定装置２０であって、加速度情報と、角速度情報と、可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターと、を記憶する記憶部２７と、複数の姿勢パラメーターから選択姿勢パラメーターを選択するパラメーター制御部２６と、加速度情報と、角速度情報と、選択姿勢パラメーターと、を用いて、可動体の姿勢を推定する姿勢演算部２５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、姿勢推定装置、センサーモジュール、計測システム、移動体、及び姿勢推定方法に関する。

物体に慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を装着し、慣性計測装置の出力信号を用いて物体の位置や姿勢を算出する装置やシステムが知られている。慣性計測装置の出力信号にはバイアス誤差があり、姿勢計算にも誤差が生じるため、カルマンフィルターを用いてこれらの誤差を補正し、物体の正確な姿勢を推定する手法が提案されている。例えば、特許文献１には、角速度センサーの出力を用いて対象物の姿勢変化量を計算し、姿勢変化量と姿勢パラメーターを用いて対象物の姿勢を推定する姿勢推定装置が記載されている。

特開２０１５−１７９００２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の姿勢推定装置では、対象物の姿勢を推定する姿勢パラメーターが固定されていたため、対象物の動きが速い場合や対象物の動きが遅い場合に、同一の姿勢パラメーターでは、どちらも高精度に姿勢推定することが難しいという問題があった。

姿勢推定装置は、可動体の姿勢変化に基づく加速度情報と、前記可動体の前記姿勢変化に基づく角速度情報と、に基づいて前記可動体の姿勢を推定する姿勢推定装置であって、前記加速度情報と、前記角速度情報と、前記可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターと、を記憶する記憶部と、前記複数の姿勢パラメーターから選択姿勢パラメーターを選択するパラメーター制御部と、前記加速度情報と、前記角速度情報と、前記選択姿勢パラメーターと、を用いて、前記可動体の姿勢を推定する姿勢演算部と、を備える。

センサーモジュールは、上記に記載の姿勢推定装置と、加速度を検出する加速度センサー、角速度を検出する角速度センサー、及び前記加速度センサーと前記角速度センサーから出力される信号を処理する信号処理部を有する慣性計測装置と、前記姿勢推定装置で推定した前記可動体の姿勢情報を出力する通信部と、を備える。

計測システムは、上記に記載のセンサーモジュールと、前記センサーモジュールと電気的に接続されているホストデバイスと、を備える。

移動体は、上記に記載のセンサーモジュールと、前記センサーモジュールが推定した前記可動体の姿勢に基づいて、前記可動体の姿勢の制御を行う制御装置と、を備える。

姿勢推定方法は、可動体に参照用センサーモジュールを装着する工程と、前記可動体を動作させて、参照用姿勢出力を得る工程と、前記可動体にセンサーモジュールと前記参照用センサーモジュールを装着する工程と、前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第１パラメーターに設定する工程と、前記可動体を動作させて、第１の姿勢出力を得る工程と、前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第２パラメーターに設定する工程と、前記可動体を動作させて、第２の姿勢出力を得る工程と、前記第１の姿勢出力と前記第２の姿勢出力とを前記参照用姿勢出力と比較し、前記参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる前記選択姿勢パラメーターを選択する工程と、を含む。

姿勢推定方法は、可動体にセンサーモジュールを装着する工程と、前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第１パラメーターに設定する工程と、前記可動体を既知の角度で動作させて、第１の姿勢出力を得る工程と、前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第２パラメーターに設定する工程と、前記可動体を前記既知の角度で動作させて、第２の姿勢出力を得る工程と、前記第１の姿勢出力と前記第２の姿勢出力とを前記既知の角度と比較し、前記既知の角度に近い姿勢出力となる前記選択姿勢パラメーターを選択する工程と、を含む。

第１実施形態に係る姿勢推定装置を備えるセンサーモジュールの構成を示すブロック図。 パラメーター制御部の姿勢パラメーターを設定する方法を示すフローチャート図。 センサーモジュールの姿勢推定方法を示すフローチャート図。 第２実施形態に係る姿勢推定装置を備えるセンサーモジュールの構成を示すブロック図。 パラメーター制御部の姿勢パラメーターを設定する方法を示すフローチャート図。 第３実施形態に係る姿勢推定装置を備えるセンサーモジュールの構成を示すブロック図。 姿勢推定装置の可動体の姿勢を推定する方法を示すフローチャート図。 第４実施形態に係るセンサーモジュールの姿勢推定方法を示すフローチャート図。 第５実施形態に係るセンサーモジュールを備える計測システムの構成を示すブロック図。 第６実施形態に係るセンサーモジュールを備える移動体の構成を示す図。 移動体の構成を示すブロック図。 第７実施形態に係るセンサーモジュールを備える移動体の構成を示す図。 移動体の構成を示すブロック図。

１．第１実施形態
先ず、第１実施形態に係る姿勢推定装置２０を備えるセンサーモジュール１について、図１及び図２を参照して説明する。

本実施形態のセンサーモジュール１は、図１に示すように、慣性計測装置１０と、姿勢推定装置２０と、通信部３０と、を備えている。

慣性計測装置１０は、角速度センサー１２、加速度センサー１４、及び信号処理部１６を含む。

角速度センサー１２は、互いに交差する、理想的には直交する３軸方向の各々の角速度を計測し、計測した３軸角速度の大きさ及び向きに応じたアナログ信号を出力する。

加速度センサー１４は、互いに交差する、理想的には直交する３軸方向の各々の加速度を計測し、計測した３軸加速度の大きさ及び向きに応じたアナログ信号を出力する。

信号処理部１６は、角速度センサー１２の出力信号を所定のサンプリング間隔Δｔでサンプリングしてデジタル値の角速度データに変換する処理を行う。また、信号処理部１６は、加速度センサー１４の出力信号を所定のサンプリング間隔Δｔでサンプリングしてデジタル値の加速度データに変換する処理を行う。

角速度センサー１２及び加速度センサー１４は、それぞれ３軸が、慣性計測装置１０に対して定義される直交座標系であるセンサー座標系の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）と一致するように慣性計測装置１０に取り付けられるのが理想的だが、実際には取り付け角の誤差が生じる。そこで、信号処理部１６は、取り付け角誤差に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、角速度データ及び加速度データをｘｙｚ座標系のデータに変換する処理も行う。さらに、信号処理部１６は、角速度センサー１２及び加速度センサー１４の温度特性に応じて、角速度データ及び加速度データを温度補正する処理も行う。

なお、角速度センサー１２及び加速度センサー１４にＡ／Ｄ変換や温度補正の機能が組み込まれていてもよい。

慣性計測装置１０は、信号処理部１６による処理後の角速度データ及び加速度データを姿勢推定装置２０に出力する。

姿勢推定装置２０は、処理部２１と、記憶部２７と、を含む。姿勢推定装置２０は、慣性計測装置１０から出力された可動体の姿勢変化に基づく加速度情報及び角速度情報と、可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターと、を記憶する記憶部２７から、加速度情報と、角速度情報と、複数の姿勢パラメーターから選択した選択姿勢パラメーターと、を用いて、処理部２１において、対象物である可動体の姿勢を推定する。

処理部２１は、姿勢変化量計算部２２、速度変化量計算部２３、及び姿勢推定部２４を含む。処理部２１は、記憶部２７のＲＯＭあるいは記録媒体に記憶されているプログラム、あるいはネットワークを介してサーバーから受信して記憶部２７のＲＡＭや記録媒体に記憶したプログラムに従って各種の処理を行う。特に、本実施形態では、処理部２１は、当該プログラムを実行することにより、姿勢変化量計算部２２、速度変化量計算部２３、及び姿勢推定部２４として機能し、慣性計測装置１０が所定のサンプリング間隔で出力する角速度データ及び加速度データに対して所定の演算を行い、可動体の姿勢を推定する処理を行う。なお、慣性計測装置１０が出力する角速度データ及び加速度データは、角速度情報及び加速度情報として、記憶部２７に記憶される。

姿勢変化量計算部２２は、角速度センサー１２の出力である角速度情報に基づいて、可動体の姿勢変化量を計算する。具体的には、姿勢変化量計算部２２は、バイアス除去部によりバイアス誤差が除去された３軸角速度を用いて、サンプリング間隔を変数とする多項式で近似して可動体の姿勢変化量を計算する処理を行う。

速度変化量計算部２３は、加速度センサー１４の出力である加速度情報と、角速度センサー１２の出力である角速度情報と、に基づいて、可動体の速度変化量を計算する。具体的には、速度変化量計算部２３は、バイアス除去部によりバイアス誤差が除去された３軸角速度と３軸加速度とを用いて、可動体の速度変化量を計算する処理を行う。

姿勢推定部２４は、姿勢演算部２５及びパラメーター制御部２６を含む。姿勢推定部２４は、姿勢変化量計算部２２が計算した姿勢変化量と、速度変化量計算部２３が計算した速度変化量と、パラメーター制御部２６が設定した選択姿勢パラメーターと、を用いて可動体の姿勢を推定する処理を行う。

姿勢演算部２５は、記憶部２７に記憶された加速度情報及び角速度情報から算出された姿勢変化量及び速度変化量と、記憶部２７に記憶された姿勢パラメーター選択情報に基づいて、可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターからパラメーター制御部２６が選択した選択姿勢パラメーターと、を用いて可動体の姿勢を推定する。

パラメーター制御部２６は、姿勢推定装置２０の図示しない入力部からユーザーが入力したモード設定に伴い、記憶部２７に記憶された姿勢パラメーター選択情報に基づいて、複数の姿勢パラメーターの中から、モード設定に対応する選択姿勢パラメーターを選択し、姿勢演算部２５に設定する。

具体的には、図２に示すように、ステップＳ１１において、ユーザーが可動体の動きに関連したモードを設定すると、ステップＳ１２では、モードＡの場合は、ステップＳ１３において、姿勢パラメーター選択情報に基づいて、記憶部２７から第１パラメーターＰ１を選択し、選択姿勢パラメーターとして第１パラメーターＰ１を姿勢演算部２５に設定する。また、モードＢの場合は、ステップＳ１４において、姿勢パラメーター選択情報に基づいて、記憶部２７から第２パラメーターＰ２を選択し、選択姿勢パラメーターとして第２パラメーターＰ２を姿勢演算部２５に設定する。また、モードＣの場合は、ステップＳ１５において、姿勢パラメーター選択情報に基づいて、記憶部２７から第３パラメーターＰ３を選択し、選択姿勢パラメーターとして第３パラメーターＰ３を姿勢演算部２５に設定する。

なお、本実施形態では、可動体の動きは、可動体の速度とし、選択姿勢パラメーターの違いは、可動体の想定速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］の差で異ならせてある。
例えば、第１パラメーターＰ１は、想定速度ＶがＶ＜ｘの場合のパラメーターであり、第２パラメーターＰ２は、想定速度Ｖがｘ≦Ｖ≦ｙの場合のパラメーターであり、第３パラメーターＰ３は、想定速度Ｖがｙ＜Ｖの場合のパラメーターである。そのため、想定速度Ｖで条件分けしたモードと対応するパラメーターとを関連付けしたものが姿勢パラメーター選択情報となる。

記憶部２７は、処理部２１が各種の処理を行うためのプログラム、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶しているＲＯＭを含む。

また、記憶部２７は、処理部２１の作業領域として用いられ、ＲＯＭから読み出されたプログラムやデータ、処理部２１が各種プログラムに従って実行した演算結果、姿勢パラメーター選択情報、及び可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーター等を一時的に記憶するＲＡＭを含む。

また、記憶部２７は、処理部２１の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記憶する不揮発性の記録媒体を含む。なお、記録媒体は、処理部２１が各種の処理を行うためのプログラムや、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶していてもよい。

通信部３０は、姿勢推定装置２０で推定した可動体の姿勢情報を他の装置等に送信可能であり、他の装置等からの制御信号等を受信可能である。

以上で述べたように、本実施形態の姿勢推定装置２０は、パラメーター制御部２６が姿勢パラメーター選択情報に基づいて、可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターから選択姿勢パラメーターを選択し、姿勢演算部２５において、加速度情報と、角速度情報と、選択姿勢パラメーターと、を用いて、可動体の姿勢を推定するので、可動体の動きに応じて可動体の姿勢を高精度に推定することができる。

また、本実施形態のセンサーモジュール１は、上述した姿勢推定装置２０を備えているため、可動体の動きに応じて可動体の姿勢を高精度に推定し、他の装置に送信可能である。

次に、本実施形態に係る姿勢推定装置２０を備えるセンサーモジュール１を用いた姿勢推定方法について、図３を参照して説明する。

本実施形態に係る姿勢推定方法は、図３に示すように、第１装着工程、参照用出力取得工程、第２装着工程、第１パラメーター設定工程、第１出力取得工程、第２パラメーター設定工程、第２出力取得工程、パラメーター選択工程、及び姿勢推定工程、を含む。

１．１ 第１装着工程
先ず、ステップＳ１０１において、可動体の動きの速さに影響を受けない高精度姿勢計測機能を有する参照用センサーモジュールを対象物となる可動体に装着する。

１．２ 参照用出力取得工程
次に、ステップＳ１０２において、可動体を動作させて、参照用姿勢出力を得る。

１．３ 第２装着工程
次に、ステップＳ１０３において、参照用センサーモジュールが装着されている可動体にセンサーモジュール１を装着する。

１．４ 第１パラメーター設定工程
次に、ステップＳ１０４において、センサーモジュール１の姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターとして第１パラメーターＰ１を設定する。

１．５ 第１出力取得工程
次に、ステップＳ１０５において、可動体を動作させて、第１パラメーターＰ１により算出した第１の姿勢出力を得る。

１．６ 第２パラメーター設定工程
次に、ステップＳ１０６において、センサーモジュール１の姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターとして第２パラメーターＰ２を設定する。

１．７ 第２出力取得工程
次に、ステップＳ１０７において、可動体を動作させて、第２パラメーターＰ２により算出した第２の姿勢出力を得る。

１．８ パラメーター選択工程
次に、ステップＳ１０８において、第１の姿勢出力と第２の姿勢出力とを参照用姿勢出力と比較し、参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択する。

１．９ 姿勢推定工程
次に、ステップＳ１０９において、参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを設定し、可動体の姿勢を推定する処理を行い、可動体の姿勢を推定する。

基準となる参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択し、選択した選択姿勢パラメーターを用いて可動体の姿勢を推定するので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。なお、本実施形態では、２つの選択姿勢パラメーターを用いて、参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択しているが、比較する選択姿勢パラメーターは、２つ以上であればいくつでも構わない。比較する選択姿勢パラメーターが多いほうがより参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択することができる。

以上で述べたように、本実施形態の姿勢推定方法は、基準となる参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを実測してから選択するので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。

なお、本実施形態の姿勢推定方法では、可動部の動きとして可動体の速度を用いているが、これに限定されず、可動体の加速度、角速度、角加速度、停止時間の長さのいずれかを用いることができる。これらによっても、より正確に可動体の姿勢を推定する姿勢推定方法とすることができる。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る姿勢推定装置２０ａを備えるセンサーモジュール１ａについて、図４及び図５を参照して説明する。

本実施形態の姿勢推定装置２０ａは、第１実施形態の姿勢推定装置２０に比べ、姿勢推定部２４ａの構成が異なること以外は、第１実施形態の姿勢推定装置２０と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

姿勢推定装置２０ａの姿勢推定部２４ａは、図４に示すように、姿勢演算部２５とパラメーター制御部２６ａとを有し、通信部３０からの可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号に基づいて、複数の姿勢パラメーターから選択姿勢パラメーターを選択し、可動体の姿勢を推定する処理を行う。なお、Ｐｕｌｓｅ信号とは、例えば、可動体となる車両の速度を計測した車速パルス信号や可動体に取り付けたＧＰＳから出力するＰＰＳ（Pulse Per Second）信号である。

パラメーター制御部２６ａは、通信部３０からの可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号に基づいて、記憶部２７に記憶された複数の姿勢パラメーターの中から、Ｐｕｌｓｅ信号に対応する選択姿勢パラメーターを選択し、姿勢演算部２５に設定する。

具体的には、図５に示すように、ステップＳ２１において、通信部３０からのＰｕｌｓｅ信号から速度を検出する。ステップＳ２２では、想定速度ＶがＶ＜ｘの場合、ステップＳ２３において、記憶部２７から第１パラメーターＰ１を選択し、姿勢演算部２５に設定する。また、想定速度Ｖがｘ≦Ｖ≦ｙの場合、ステップＳ２４において、記憶部２７から第２パラメーターＰ２を選択し、姿勢演算部２５に設定する。また、想定速度Ｖがｙ＜Ｖの場合、ステップＳ２５において、記憶部２７から第３パラメーターＰ３を選択し、姿勢演算部２５に設定する。

姿勢演算部２５では、パラメーター制御部２６ａがＰｕｌｓｅ信号に基づいて選択した選択姿勢パラメーターを用いて可動体の姿勢を演算する。

このような構成とすることで、本実施形態の姿勢推定装置２０ａは、可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号から、自動的に可動体の動きに応じた最適な選択姿勢パラメーターを選択することができるので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る姿勢推定装置２０ｂを備えるセンサーモジュール１ｂについて、図６及び図７を参照して説明する。

本実施形態の姿勢推定装置２０ｂは、第１実施形態の姿勢推定装置２０に比べ、姿勢推定部２４ｂの構成が異なること以外は、第１実施形態の姿勢推定装置２０と同様である。なお、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

姿勢推定装置２０ｂの姿勢推定部２４ｂは、図６に示すように、第１姿勢演算部２５１、第２姿勢演算部２５２、第３姿勢演算部２５３、パラメーター制御部２６ｂ、及び重み係数切換部２８を有する。姿勢推定部２４ｂは、通信部３０からの可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号に基づいて、選択姿勢パラメーターとして少なくとも２つの姿勢パラメーターを選択し、選択された姿勢パラメーターにそれぞれ重み係数Ｒを掛けて、可動体の姿勢を演算し、演算した結果を足し算することで、可動体の姿勢を推定する処理を行う。なお、本実施形態では、３つの姿勢パラメーターを選択した場合を一例として挙げ、説明する。

第１姿勢演算部２５１は、パラメーター制御部２６ｂで選択された第１パラメーターＰ１に重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒを掛けた姿勢パラメーターを用いて、可動体の姿勢を演算する。

第２姿勢演算部２５２は、パラメーター制御部２６ｂで選択された第２パラメーターＰ２に重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒを掛けた姿勢パラメーターを用いて、可動体の姿勢を演算する。

第３姿勢演算部２５３は、パラメーター制御部２６ｂで選択された第３パラメーターＰ３に重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒを掛けた姿勢パラメーターを用いて、可動体の姿勢を演算する。

パラメーター制御部２６ｂは、記憶部２７に記憶された複数の姿勢パラメーターの中から選択した第１パラメーターＰ１に重み係数切換部２８で設定する第１パラメーターＰ１に対応する重み係数Ｒを掛け、第１姿勢演算部２５１に設定する。

パラメーター制御部２６ｂは、記憶部２７に記憶された複数の姿勢パラメーターの中から選択した第２パラメーターＰ２に重み係数切換部２８で設定する第２パラメーターＰ２に対応する重み係数Ｒを掛け、第２姿勢演算部２５２に設定する。

パラメーター制御部２６ｂは、記憶部２７に記憶された複数の姿勢パラメーターの中から選択した第３パラメーターＰ３に重み係数切換部２８で設定する第３パラメーターＰ３に対応する重み係数Ｒを掛け、第３姿勢演算部２５３に設定する。

重み係数切換部２８は、通信部３０からの可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号に基づいて、第１パラメーターＰ１に対する重み係数Ｒ、第２パラメーターＰ２に対する重み係数Ｒ、及び第３パラメーターＰ３に対する重み係数Ｒを切換える。

姿勢推定装置２０ｂにおける可動体の姿勢を推定する処理は、図７に示すように、先ず、ステップＳ３１において、通信部３０からのＰｕｌｓｅ信号から速度を検出する。次に、ステップＳ３２において、想定速度Ｖに応じて条件分けをする。

想定速度ＶがＶ＜ｘの場合、ステップＳ３３において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ１（例えば、０．６）を掛けた第１パラメーターＰ１を用い第１姿勢演算部２５１で可動体の姿勢を演算する。次に、ステップＳ３４において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ２（例えば、０．３）を掛けた第２パラメーターＰ２を用い第２姿勢演算部２５２で可動体の姿勢を演算する。ステップＳ３５において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ３（例えば、０．１）を掛けた第３パラメーターＰ３を用い第３姿勢演算部２５３で可動体の姿勢を演算する。その後、ステップＳ３６において、第１姿勢演算部２５１の演算結果と、第２姿勢演算部２５２の演算結果と、第３姿勢演算部２５３の演算結果と、を足し算し、可動体の姿勢とする。

想定速度Ｖがｘ≦Ｖ≦ｙの場合、ステップＳ３７において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ４（例えば、０．２）を掛けた第１パラメーターＰ１を用い第１姿勢演算部２５１で可動体の姿勢を演算する。次に、ステップＳ３８において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ５（例えば、０．６）を掛けた第２パラメーターＰ２を用い第２姿勢演算部２５２で可動体の姿勢を演算する。ステップＳ３９において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ６（例えば、０．２）を掛けた第３パラメーターＰ３を用い第３姿勢演算部２５３で可動体の姿勢を演算する。その後、ステップＳ４０において、第１姿勢演算部２５１の演算結果と、第２姿勢演算部２５２の演算結果と、第３姿勢演算部２５３の演算結果と、を足し算し、可動体の姿勢とする。

想定速度Ｖがｙ＜Ｖの場合、ステップＳ４１において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ７（例えば、０．１）を掛けた第１パラメーターＰ１を用い第１姿勢演算部２５１で可動体の姿勢を演算する。次に、ステップＳ４２において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ８（例えば、０．３）を掛けた第２パラメーターＰ２を用い第２姿勢演算部２５２で可動体の姿勢を演算する。ステップＳ４３において、重み係数切換部２８で設定する重み係数Ｒ９（例えば、０．６）を掛けた第３パラメーターＰ３を用い第３姿勢演算部２５３で可動体の姿勢を演算する。その後、ステップＳ４４において、第１姿勢演算部２５１の演算結果と、第２姿勢演算部２５２の演算結果と、第３姿勢演算部２５３の演算結果と、を足し算し、可動体の姿勢とする。

このような構成とすることで、本実施形態の姿勢推定装置２０ｂは、可動体の動き情報であるＰｕｌｓｅ信号から、可動体の動きに応じて動的に、選択姿勢パラメーターの重み係数Ｒを切換えることができるので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。

４．第４実施形態
次に、第４実施形態に係るセンサーモジュール１，１ａ，１ｂの姿勢推定方法について、図８を参照して説明する。なお、以下の説明では、センサーモジュール１を適用して説明する。

本実施形態に係る姿勢推定方法は、図８に示すように、装着工程、第１パラメーター設定工程、第１出力取得工程、第２パラメーター設定工程、第２出力取得工程、パラメーター選択工程、及び姿勢推定工程、を含む。

４．１ 装着工程
先ず、ステップＳ１１１において、センサーモジュール１を対象物となる可動体に装着する。

４．２ 第１パラメーター設定工程
次に、ステップＳ１１２において、センサーモジュール１の姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターとして第１パラメーターＰ１を設定する。

４．３ 第１出力取得工程
次に、ステップＳ１１３において、可動体を既知の角度で動作させて、第１パラメーターＰ１により算出した第１の姿勢出力を得る。

４．４ 第２パラメーター設定工程
次に、ステップＳ１１４において、センサーモジュール１の姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターとして第２パラメーターＰ２を設定する。

４．５ 第２出力取得工程
次に、ステップＳ１１５において、可動体を既知の角度で動作させて、第２パラメーターＰ２により算出した第２の姿勢出力を得る。

４．６ パラメーター選択工程
次に、ステップＳ１１６において、第１の姿勢出力と第２の姿勢出力とを既知の角度と比較し、既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択する。

４．７ 姿勢推定工程
次に、ステップＳ１１７において、既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを設定し、可動体の姿勢を推定する処理を行い、可動体の姿勢を推定する。

既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択し、選択した選択姿勢パラメーターを用いて可動体の姿勢を推定するので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。なお、本実施形態では、２つの選択姿勢パラメーターを用いて、既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択していたが、比較する選択姿勢パラメーターは、２つ以上であればいくつでも構わない。比較する選択姿勢パラメーターが多いほうがより既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを選択することができる。

以上で述べたように、本実施形態の姿勢推定方法は、既知の角度に近い姿勢出力となる選択姿勢パラメーターを実測してから選択するので、より正確に可動体の姿勢を推定することができる。

５．第５実施形態
次に、第５実施形態に係るセンサーモジュール１，１ａ，１ｂを備える計測システム２００について、図９を参照して説明する。なお、以下の説明では、センサーモジュール１を適用した構成を例示して説明する。

本実施形態に係る計測システム２００は、センサーモジュール１と、センサーモジュール１に電気的に接続されているホストデバイス２１０を含む。また、ＧＰＳ受信部２２０、ＧＰＳ受信用のアンテナ２２２、及び発振器２３０を含むことができる。ホストデバイス２１０は、ＭＰＵ等の各種のプロセッサーにより実現できる。なお、ホストデバイス２１０をＡＳＩＣの集積回路装置により実現してもよい。ホストデバイス２１０は、デジタル信号処理を実行するＤＳＰ２１２と、クロック信号を生成するクロック信号生成回路２１３を含む。

ＧＰＳ受信部２２０は、アンテナ２２２を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。即ち位置情報が重畳された衛星信号をＧＰＳ搬送波として受信する。ＧＰＳ受信部２２０は、ＧＰＳ受信機であり、ＧＰＳの受信回路を含む集積回路装置により実現できる。ホストデバイス２１０は、ＧＰＳ受信部２２０が受信した信号に基づいて、移動体等の計測対象物の位置、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを検出する。計測対象物の位置は緯度、経度又は高度などである。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。また、ホストデバイス２１０は、センサーモジュール１からの加速度データ及び角速度データを受け、これらのデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを求める。慣性航法測位データは、計測対象物の加速度データ及び姿勢データを含む。そしてホストデバイス２１０は、求められた慣性航法測位データとＧＰＳ測位データに基づいて、計測対象物の位置等を算出する。計測対象物が自動車等の移動体である場合には、移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。なお、このような計測対象物の位置や姿勢の演算処理は、ＤＳＰ２１２を用いたカルマンフィルター処理により実現できる。

発振器２３０は、水晶振動子などの振動子を用いて発振クロック信号を生成する。発振器２３０は、例えば温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）である。或いは発振器２３０として恒温槽を備える恒温槽型発振器（ＯＣＸＯ）などを用いてもよい。クロック信号生成回路２１３は、発振器２３０からの発振クロック信号に基づき、ホストデバイス２１０で用いられる各種のクロック信号を生成する。この場合にクロック信号生成回路２１３は、ＧＰＳ等の衛星測位システムから取得された信号である時刻基準信号に基づいて、クロック信号を生成する。例えばクロック信号の１つとして外部同期信号ＥＸＳＹＣを生成する。

ホストデバイス２１０は、ＧＰＳ受信部２２０が受信した衛星信号に含まれる時刻情報に基づいて、正確な絶対時刻情報を取得できる。時刻情報は年、月、日、時、分、秒等の情報である。そしてＧＰＳ受信部２２０は、時刻基準信号として１秒ごとにパルスが発生するＰＰＳ信号を出力する。クロック信号生成回路２１３は、発振器２３０からの発振クロック信号により動作するＰＬＬ回路により構成され、ＰＬＬ回路には、ＰＰＳ信号がクロック同期用の基準信号として入力される。そして、ＰＬＬ回路は、時刻基準信号であるＰＰＳ信号に同期したクロック信号を生成する。ホストデバイス２１０は、このようにして時刻基準信号に同期した外部同期信号ＥＸＳＹＣをセンサーモジュール１に出力する。

以上のように本実施形態では、外部同期信号ＥＸＳＹＣは、時刻基準信号に基づき生成された信号になっている。これにより、時刻基準信号に基づき生成された外部同期信号ＥＸＳＹＣを用いて、角速度センサー１２及び加速度センサー１４での検出データを取得できるようになる。即ち、時刻基準信号に基づき生成された外部同期信号ＥＸＳＹＣを用いることで、正確な時刻に同期したタイミングで、角速度センサー１２及び加速度センサー１４の検出回路からの検出データを取得できるようになる。従って、正確な時刻に同期した適切なタイミングで取得された検出データを、信号処理部１６に出力することができ、センサーモジュール１を用いて計測される情報の高精度化を図れる。

例えばホストデバイス２１０は、ＧＰＳ受信部２２０が受信した衛星信号を用いることで、正確な絶対時刻情報を取得できる。従って、外部同期信号ＥＸＳＹＣの各同期タイミングの絶対時刻についても特定できる。そして、センサーモジュール１からは、外部同期信号ＥＸＳＹＣの同期タイミングで取得された検出データが出力される。また、角速度センサー１２及び加速度センサー１４での検出データの取得タイミングから、当該検出データがホストデバイス２１０に入力されるタイミングまでの遅延時間は、デジタル処理による遅延時間であるため、ホストデバイス２１０は、その遅延時間の長さであるクロック数を特定できる。従って、ホストデバイス２１０は、センサーモジュール１から入力された加速度データや角速度データなどの検出データが、どの時刻で取得された検出データなのかを特定できる。そして、前述したようにホストデバイス２１０は、衛星信号に基づき求められたＧＰＳ測位データと、センサーモジュール１からの検出データに基づき求められた慣性航法測位データとに基づいて、計測対象物の位置等を算出している。従って、加速度データや角速度データなどの検出データの取得タイミングの絶対時刻を特定できることで、計測対象物の位置等を正確に算出できるようになる。

また、本実施形態では、時刻基準信号は、例えば衛星測位システムから取得された信号である。例えば時刻基準信号は、衛星測位システムから取得されたＰＰＳ信号などである。このようにすれば、衛星測位システムを有効活用にして時刻基準信号を取得し、取得された時刻基準信号に基づき生成された外部同期信号ＥＸＳＹＣを用いて、角速度センサー１２及び加速度センサー１４での検出データを取得することが可能になる。

６．第６実施形態
次に、第６実施形態に係るセンサーモジュール１，１ａ，１ｂを備える移動体５００について、図１０及び図１１を参照して説明する。なお、以下の説明では、センサーモジュール１を適用した構成を例示して説明する。
本実施形態に係る移動体５００は、上記実施形態のセンサーモジュール１と、センサーモジュール１の姿勢推定装置２０が推定した移動体５００の姿勢情報に基づいて、移動体５００の姿勢の制御を行う制御装置５７０と、を含む。

移動体５００は、図１０に示すように、車体５０２や車輪５０４を有している。また、移動体５００には、測位装置５１０が装着されており、車両制御などを行う制御装置５７０が内部に設けられている。また、図１１に示すように、移動体５００は、エンジンやモーター等の駆動機構５８０と、ディスクブレーキやドラムブレーキ等の制動機構５８２と、ハンドルやステアリングギアボックス等で実現される操舵機構５８４と、を有する。このように、移動体５００は、駆動機構５８０や制動機構５８２や操舵機構５８４を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。例えば、移動体５００は農業機械などの四輪自動車である。

測位装置５１０は、移動体５００に装着されて、移動体５００の測位を行う装置である。測位装置５１０は、慣性計測装置１０と姿勢推定装置２０とを有するセンサーモジュール１と、ＧＰＳ受信部５２０と、ＧＰＳ受信用のアンテナ５２２と、を含む。姿勢推定装置２０は、位置情報取得部と、位置合成部と、演算処理部と、測位処理部と、を含む。慣性計測装置１０は、３軸の加速度センサー１４と３軸の角速度センサー１２を有している。演算処理部は、加速度センサー１４、角速度センサー１２からの加速度データ、角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データを出力する。慣性航法測位データは移動体５００の加速度や姿勢を表すデータである。

ＧＰＳ受信部５２０は、アンテナ５２２を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。位置情報取得部は、ＧＰＳ受信部５２０が受信した信号に基づいて、測位装置５１０が装着された移動体５００の位置、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。位置合成部は、演算処理部から出力された慣性航法測位データと、位置情報取得部から出力されたＧＰＳ測位データとに基づいて、移動体５００が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体５００の位置が同じであっても、図１０に示すように地面の傾斜（θ）などの影響によって移動体５００の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体５００が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体５００の正確な位置を算出できない。
そこで、位置合成部は、慣性航法測位データのうちの特に移動体５００の姿勢に関するデータを用いて、移動体５００が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。位置合成部から出力された位置データは、測位処理部によって所定の処理が行われ、測位結果として、表示部５５０に表示される。また、位置データは通信部３０によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。

制御装置５７０は、移動体５００の駆動機構５８０、制動機構５８２、操舵機構５８４の制御を行う。制御装置５７０は、車両制御用のコントローラーであり、例えば複数のコントロールユニットにより実現できる。制御装置５７０は、車両制御を行うコントロールユニットである車両制御部５７２と、自動運転制御を行うコントロールユニットである自動運転制御部５７４と、半導体メモリーなどにより実現される記憶部５７６と、を有する。監視装置５７８は、移動体５００の周辺の障害物等の物体を監視する装置であり、周辺監視カメラ、ミリ波レーダー又はソナーなどにより実現される。

そして、本実施形態の移動体５００は、図１１に示すように、姿勢推定装置２０と、制御装置５７０と、を含む。制御装置５７０は、姿勢推定装置２０が推定した移動体５００の姿勢情報に基づいて、移動体５００の姿勢の制御を行う。例えば、姿勢推定装置２０は、慣性計測装置１０からの検出データを含む出力信号に基づいて、上述したような各種の処理を行って、移動体５００の位置や姿勢の情報を求める。例えば、姿勢推定装置２０は、移動体５００の位置の情報を、上述したようにＧＰＳ測位データと慣性航法測位データとに基づき求めることができる。また、姿勢推定装置２０は、移動体５００の姿勢の情報を、例えば慣性航法測位データに含まれる角速度データなどに基づいて推定することができる。移動体５００の姿勢の情報は、例えば、クォータニオンや、ロール角、ピッチ角、ヨー角などにより表すことができる。そして、制御装置５７０は、姿勢推定装置２０の処理により推定された移動体５００の姿勢情報に基づいて、移動体５００の姿勢の制御を行う。この制御は例えば車両制御部５７２により行われる。この姿勢の制御は、例えば制御装置５７０が操舵機構５８４を制御することで実現できる。或いは、スリップ制御などの移動体５００の姿勢を安定化させる制御においては、制御装置５７０が駆動機構５８０を制御したり、制動機構５８２を制御してもよい。本実施形態によれば、姿勢推定装置２０により、姿勢の情報を高精度に推定することができるため、移動体５００の適切な姿勢制御を実現できる。

また、本実施形態では、制御装置５７０は、姿勢推定装置２０より求められた移動体５００の位置及び姿勢の情報に基づいて、移動体５００の加速、制動及び操舵の少なくとも１つを制御する。例えば、制御装置５７０は、移動体５００の位置及び姿勢の情報に基づいて、駆動機構５８０、制動機構５８２及び操舵機構５８４の少なくとも１つを制御する。
これにより、例えば自動運転制御部５７４による移動体５００の自動運転制御を実現できる。この自動運転制御では、移動体５００の位置及び姿勢の情報に加えて、監視装置５７８による周囲の物体の監視結果や、記憶部５７６に記憶される地図情報や走行ルート情報などが用いられる。そして、制御装置５７０は、移動体５００の自動運転の実施又は不実施を、慣性計測装置１０の出力信号の監視結果に基づいて切り替える。例えば、姿勢推定装置２０が、慣性計測装置１０からの検出データなどの出力信号を監視する。そして、例えば監視結果に基づいて、慣性計測装置１０の検出精度の低下やセンシング異常が検出された場合に、制御装置５７０は、自動運転の実施から、自動運転の不実施に切り替える。例えば、自動運転では、移動体５００の加速、制動及び操舵の少なくとも１つが自動で制御される。一方、自動運転の不実施では、このような加速、制動、操舵の自動制御が実施されない。このようにすることで、自動運転を行う移動体５００の走行について、より信頼性の高い支援が可能になる。なお、慣性計測装置１０の出力信号の監視結果に基づいて、自動運転の自動化レベルを切り替えてもよい。

７．第７実施形態
次に、第７実施形態に係るセンサーモジュール１，１ａ，１ｂを備える移動体６００について、図１２及び図１３を参照して説明する。なお、以下の説明では、センサーモジュール１を適用した構成を例示して説明する。
上記実施形態のセンサーモジュール１の姿勢推定装置２０は、建設機械の姿勢制御などにおいて効果的に用いることができ、移動体６００として建設機械の一例である油圧ショベルを挙げて説明する。

移動体６００は、図１２に示すように、車体が下部走行体６１２と、下部走行体６１２上に旋回可能に搭載された上部旋回体６１１と、で構成され、上部旋回体６１１の前部側に上下方向に回動可能な複数の部材で構成された作業機構６２０が設けられている。上部旋回体６１１には、不図示の運転席が設けられ、運転席には、作業機構６２０を構成する各部材を操作する不図示の操作装置が設けられている。そして、上部旋回体６１１には、上部旋回体６１１の傾斜角を検出する傾斜センサーとして機能する上記実施形態の慣性計測装置１０が配置されている。

作業機構６２０は、複数の部材として、上部旋回体６１１の前部側に俯仰動可能に取付けられたブーム６１３と、ブーム６１３の先端側に俯仰動可能に取付けられたアーム６１４と、アーム６１４の先端側に回動可能に取付けられたバケットリンク６１６と、アーム６１４及びバケットリンク６１６の先端側に回動可能に取付けられたバケット６１５と、ブーム６１３を駆動するブームシリンダー６１７と、アーム６１４を駆動するアームシリンダー６１８と、バケット６１５をバケットリンク６１６を介して駆動するバケットシリンダー６１９とを備えている。

ブーム６１３の基端側は、上部旋回体６１１に上下方向に回動可能に支持され、ブームシリンダー６１７の伸縮によってブーム６１３が上部旋回体６１１に対して相対的に回転駆動される。そして、ブーム６１３には、ブーム６１３の動きの状態を検出する慣性センサーとして機能する慣性計測装置１０ｃが配置されている。

ブーム６１３の先端側には、アーム６１４の一端側が回転可能に支持され、アームシリンダー６１８の伸縮によってアーム６１４がブーム６１３に対して相対的に回転駆動される。アーム６１４には、アーム６１４の動きの状態を検出する慣性センサーとして機能する慣性計測装置１０ｂが配置されている。

アーム６１４の先端側には、バケットリンク６１６とバケット６１５とが回動可能に支持されていて、バケットシリンダー６１９の伸縮に応じてバケットリンク６１６がアーム６１４に対して相対的に回転駆動され、それに連動してバケット６１５がアーム６１４に対して相対的に回転駆動される。そして、バケットリンク６１６には、バケットリンク６１６の動きの状態を検出する慣性センサーとして機能する慣性計測装置１０ａが配置されている。

慣性計測装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、作業機構６２０の各部材や上部旋回体６１１に作用する角速度、及び加速度の少なくともいずれかを検出することができる。また、慣性計測装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図１３に示すように、直列的に接続され、検出信号を演算装置６３０に送信することができる。このように、慣性計測装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃを直列接続することにより、可動領域内における検出信号を送信するための配線数を減らし、コンパクトな配線構造を得ることができる。コンパクトな配線構造により、配線の敷設方法の選択が容易となり、配線の劣化や損傷などの発生を低減させることが可能となる。

更に、移動体６００には、図１３に示すように、上部旋回体６１１の傾斜角や作業機構６２０を構成するブーム６１３、アーム６１４、バケット６１５の位置姿勢を演算する演算装置６３０が設けられている。図１３に示すように、演算装置６３０は、上記実施形態の姿勢推定装置２０と制御装置６３２とを含む。姿勢推定装置２０は、慣性計測装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの出力信号に基づいて、移動体６００の姿勢情報を推定する。制御装置６３２は、姿勢推定装置２０が推定した移動体６００の姿勢情報に基づいて、移動体６００の姿勢の制御を行う。具体的には、演算装置６３０は、各慣性計測装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃからの各種検出信号を入力し、各種検出信号に基づいてブーム６１３、アーム６１４、バケット６１５の位置姿勢又は姿勢角や上部旋回体６１１の傾斜状態を演算する。演算されたブーム６１３、アーム６１４、バケット６１５の姿勢角を含む位置姿勢信号や上部旋回体６１１の姿勢角を含む傾斜信号、例えばバケット６１５の位置姿勢信号は、運転席のモニター装置（図示せず）の表示、又は、作業機構６２０や上部旋回体６１１の動作を制御するためのフィードバック情報に用いられ、更に、通信部３０を介して他の装置等に送信される。

なお、上記実施形態のセンサーモジュール１の姿勢推定装置２０が用いられる建設機械としては、上記に例示した油圧ショベル（ユンボ、バックホー、パワーショベル）の他にも、例えば、ラフテレーンクレーン（クレーン車）、ブルドーザー、掘削機・積み込み機、ホイールローダー、高所作業車（リフト車）などがある。

本実施形態によれば、センサーモジュール１の姿勢推定装置２０により、姿勢の情報を高精度に求めることができるため、移動体６００の適切な姿勢制御を実現できる。また、移動体６００によれば、コンパクトな慣性計測装置１０を装着しているため、例えば、バケットリンク６１６などの極めて限られた狭い領域内であっても、慣性計測装置１０の設置箇所毎に、複数の慣性計測装置を直列接続（マルチ接続）してコンパクトに配置したり、各箇所に設置されている慣性計測装置１０同士をケーブルで直列的に接続するケーブルの引き回しをコンパクトにしたりすることが可能な建設機械を提供することができる。

なお、本実施形態では、センサーモジュール１の姿勢推定装置２０が用いられる移動体として、農業機械等の四輪自動車や建設機械を例にとり説明したが、これら以外にも、オートバイ、自転車、電車、飛行機、二足歩行ロボット、又は、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、ドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）などがある。

また、センサーモジュール１の姿勢推定装置２０が用いられる例としては、移動体以外に、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチ、スマートグラス、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル機器やスタビライザー等を有するカメラ、ビデオカメラ等の電子機器等が挙げられる。

１，１ａ，１ｂ…センサーモジュール、１０…慣性計測装置、１２…角速度センサー、１４…加速度センサー、１６…信号処理部、２０，２０ａ，２０ｂ…姿勢推定装置、２１…処理部、２２…姿勢変化量計算部、２３…速度変化量計算部、２４…姿勢推定部、２５…姿勢演算部、２６…パラメーター制御部、２７…記憶部、２８…重み係数切換部、３０…通信部、２００…計測システム、５００，６００…移動体。

Claims (10)

1. 可動体の姿勢変化に基づく加速度情報と、前記可動体の前記姿勢変化に基づく角速度情報と、に基づいて前記可動体の姿勢を推定する姿勢推定装置であって、
   前記加速度情報と、前記角速度情報と、前記可動体の動きに関連した複数の姿勢パラメーターと、を記憶する記憶部と、
   前記複数の姿勢パラメーターから選択姿勢パラメーターを選択するパラメーター制御部と、
   前記加速度情報と、前記角速度情報と、前記選択姿勢パラメーターと、を用いて、前記可動体の姿勢を推定する姿勢演算部と、を備える、姿勢推定装置。
2. 前記可動体の前記動きは、前記可動体の速度である、請求項１に記載の姿勢推定装置。
3. 前記記憶部は、姿勢パラメーター選択情報を記憶し、
   前記パラメーター制御部は、前記姿勢パラメーター選択情報に基づいて、前記複数の姿勢パラメーターから前記選択姿勢パラメーターを選択する、請求項１又は請求項２に記載の姿勢推定装置。
4. 前記パラメーター制御部は、前記可動体の動き情報に基づいて、前記複数の姿勢パラメーターから前記選択姿勢パラメーターを選択する、請求項１又は請求項２に記載の姿勢推定装置。
5. 前記パラメーター制御部は、前記選択姿勢パラメーターとして少なくとも２つの前記姿勢パラメーターを選択し、選択された前記姿勢パラメーターにそれぞれ重み係数を掛けて、足し算する、請求項１又は請求項２に記載の姿勢推定装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の姿勢推定装置と、
   加速度を検出する加速度センサー、角速度を検出する角速度センサー、及び前記加速度センサーと前記角速度センサーから出力される信号を処理する信号処理部を有する慣性計測装置と、
   前記姿勢推定装置で推定した前記可動体の姿勢情報を出力する通信部と、を備える、センサーモジュール。
7. 請求項６に記載のセンサーモジュールと、
   前記センサーモジュールと電気的に接続されているホストデバイスと、を備える、計測システム。
8. 請求項６に記載のセンサーモジュールと、
   前記センサーモジュールが推定した前記可動体の姿勢に基づいて、前記可動体の姿勢の制御を行う制御装置と、を備える、移動体。
9. 可動体に参照用センサーモジュールを装着する工程と、
   前記可動体を動作させて、参照用姿勢出力を得る工程と、
   前記可動体にセンサーモジュールと前記参照用センサーモジュールを装着する工程と、
   前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第１パラメーターに設定する工程と、
   前記可動体を動作させて、第１の姿勢出力を得る工程と、
   前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第２パラメーターに設定する工程と、
   前記可動体を動作させて、第２の姿勢出力を得る工程と、
   前記第１の姿勢出力と前記第２の姿勢出力とを前記参照用姿勢出力と比較し、前記参照用姿勢出力に近い姿勢出力となる前記選択姿勢パラメーターを選択する工程と、を含む、姿勢推定方法。
10. 可動体にセンサーモジュールを装着する工程と、
    前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第１パラメーターに設定する工程と、
    前記可動体を既知の角度で動作させて、第１の姿勢出力を得る工程と、
    前記センサーモジュールの姿勢推定に用いる選択姿勢パラメーターを第２パラメーターに設定する工程と、
    前記可動体を前記既知の角度で動作させて、第２の姿勢出力を得る工程と、
    前記第１の姿勢出力と前記第２の姿勢出力とを前記既知の角度と比較し、前記既知の角度に近い姿勢出力となる前記選択姿勢パラメーターを選択する工程と、を含む、姿勢推定方法。

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