JP2024003379A - 慣性センサーモジュール及び慣性計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】外部から出力データのフォーマットを変更することが可能な慣性センサーモジュールを提供すること。【解決手段】第１慣性センサーと、第２慣性センサーと、前記第１慣性センサーから出力される第１検出信号と前記第２慣性センサーから出力される第２検出信号とが入力され、外部から入力される出力指示情報に基づいて前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づく計測データを出力する処理装置と、を備え、前記処理装置は、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じたフォーマットの前記計測データを出力する。【選択図】図５

Description

本発明は、慣性センサーモジュール及び慣性計測システムに関する。

特許文献１には、慣性センサーと、当該慣性センサーからの信号に基づく所定の信号を出力するＩＣチップと、を有する慣性センサーモジュールが記載されている。

特開２０１６－３１３５８号公報

近年、慣性センサーモジュールの用途が多様化し、慣性センサーモジュールと接続されるホストデバイスは、慣性センサーモジュールの内部で生成された各種のデータのうち、用途に応じて必要な一連のデータを選択して取得可能であることが望まれる。しかしながら、特許文献１に記載の慣性センサーモジュールは所定の信号を出力するものであり、出力信号のフォーマットを変更することができない。

本発明に係る慣性センサーモジュールの一態様は、
第１慣性センサーと、
第２慣性センサーと、
前記第１慣性センサーから出力される第１検出信号と前記第２慣性センサーから出力される第２検出信号とが入力され、外部から入力される出力指示情報に基づいて前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づく計測データを出力する処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じたフォーマットの前記計測データを出力する。

本発明に係る慣性計測システムの一態様は、
前記慣性センサーモジュールの一態様と、
前記計測データを監視し、監視結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に送信する監視装置と、
を備える。

第１実施形態の慣性センサーモジュールの被装着面への固定態様を示す斜視図。 慣性センサーモジュールを被装着面側から観察した斜視図。 慣性センサーモジュールの分解斜視図。 回路基板の斜視図。 第１実施形態の慣性計測システムの構成を示す図。 処理装置の構成例を示す図。 第１実施形態における計測データのフォーマットの一例を示す図。 第２実施形態における計測データのフォーマットの一例を示す図。 第３実施形態における計測データのフォーマットの一例を示す図。 第４実施形態の慣性計測システムの構成を示す図。 慣性センサーモジュールの変形例を示す図。 慣性センサーモジュールの変形例を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第１実施形態
１－１．慣性センサーモジュールの構造
図１は、第１実施形態の慣性計測システムに用いられる慣性センサーモジュールの被装着面への固定態様を示す斜視図である。図２は、慣性センサーモジュールを被装着面側から観察した斜視図である。まず、第１実施形態における慣性センサーモジュール２の概要について説明する。慣性センサーモジュール２は、例えば、自動車や、ロボットなどの被装着体の挙動を検出する。

図１に示すように、慣性センサーモジュール２は、平面形状が略正方形の直方体をなしており、正方形の一辺の長さが数センチ程度とコンパクトに構成されている。慣性センサーモジュール２の対角線方向には２ヶ所の切欠き穴５２が設けられている。慣性センサーモジュール２は、切欠き穴５２に挿通される２本のネジ８０により、自動車などの被装着体の被装着面８１に固定される。なお、被装着体は自動車などの運動体に限らず、例えば、橋梁や、高架軌道などの建造物であっても良い。建造物に取付けられる場合は、例えば、建造物の健全度をチェックする構造ヘルスモニタリングシステムとして用いられる。

図２に示すように、慣性センサーモジュール２は、直方体状のアウターケース５１の中にインナーケース７０を収納した構成となっている。インナーケース７０には、長方形状の開口部７１が形成されている。以下、この開口部７１の長辺方向をＹ（＋）方向とする。また、Ｙ（＋）方向と直交する方向をＸ（＋）方向とし、アウターケース５１の厚さ方向をＺ（＋）として座標軸で示して説明する。なお、インナーケース７０の開口部７１からは、プラグ型のコネクター６６が露出しており、Ｙ（＋）方向はコネクター６６における複数のピンの配列方向と一致している。また、この座標軸は、慣性センサーモジュール２の検出軸である。

図３は、慣性センサーモジュール２の分解斜視図である。図３に示すように、慣性センサーモジュール２は、アウターケース５１、接合部材６０、回路基板６５、インナーケース７０などから構成される。

アウターケース５１は、外形が直方体をなした箱状の筐体である。アウターケース５１の材質は、例えば、アルミニウムであるが、他の金属やセラミックであってもよい。アウターケース５１の外側には、前述した２つの切欠き穴５２が形成されている。ただし、アウターケース５１に丸穴等の貫通孔が形成され、当該貫通孔がネジ止めされてもよい。あるいは、アウターケース５１の側面にフランジが形成され、フランジ部分がネジ止めされてもよい。

アウターケース５１には、回路基板６５がセットされた状態のインナーケース７０を収納するための収納部５５が設けられている。収納部５５は、底部５３ａを底面とした第１凹部５３と、第１凹部５３を囲う受け部５４ａを有する第２凹部５４とから構成される。第１凹部５３には、回路基板６５が収納される。受け部５４ａは、底部５３ａから階段状に立ち上がったリング状のインナーケース７０の受け部であり、第２凹部５４には、接合
部材６０を介してインナーケース７０が収納される。接合部材６０は、アウターケース５１とインナーケース７０との間に配置される樹脂製の緩衝部材である。接合部材６０は、受け部５４ａと同様なリング状の部材であり、受け部５４ａの上にセットされる。

インナーケース７０は、回路基板６５を支持する部材であり、アウターケース５１の第２凹部５４に収納され得る形状に構成されている。インナーケース７０は、アウターケース５１と同じ材質で構成されている。インナーケース７０には、回路基板６５のコネクター６６を外部に露出させるための開口部７１と、回路基板６５に実装された電子部品を収納するための第３凹部７３とが設けられている。なお、実際には、第３凹部７３には樹脂が充填されるが、図３では図示が省略されている。また、アウターケース５１における収納部５５の第１凹部５３にも、同様に樹脂が充填され得るが、図３では図示が省略されている。

このような構成により、アウターケース５１の中に、回路基板６５を含むインナーケース７０が収納され一体化された状態で、図１に示したように、２本のネジ８０により、被装着体の被装着面８１に慣性センサーモジュール２が固定されて使用される。

図４は、回路基板６５の斜視図である。回路基板６５は、複数のスルーホールが形成された多層基板であり、ガラスエポキシ基板が用いられる。ただし、回路基板６５は、ガラスエポキシ基板に限られず、複数の慣性センサーや、電子部品、コネクターなどを実装可能なリジットな基板であればよく、例えば、コンポジット基板やセラミック基板が用いられてもよい。回路基板６５の外形は、平面視において一部が切り掛かれた変形の八角形に形成されている。回路基板６５のＺ（＋）側の面を第１面６５ａ、第１面６５ａとは反対側の面を第２面６５ｂという。

図４に示すように、回路基板６５の第１面６５ａには、コネクター６６、第１慣性センサー１０、第２慣性センサー２０などが実装されている。コネクター６６は、プラグ型のコネクターであり、複数のピンが等ピッチで配置されている２列の接続端子を備えている。端子数は、設計仕様に応じて適宜変更してもよい。

第１慣性センサー１０は、６軸の検出軸を有するセンサーであり、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸回りの角速度及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を検出する６ＤＯＦセンサーである。ＤＯＦは、Degrees Of Freedomの略である。例えば、第１慣性センサー１０は、シリコン基板をＭＥＭＳ技術で加工した静電容量型のセンサーである。ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Systemsの略である。

第２慣性センサー２０は、１軸の慣性量を検出するセンサーであり、例えば、Ｚ軸回りの角速度を検出するジャイロセンサーである。例えば、第２慣性センサー２０は、水晶を材料とするセンサー素子を有し、振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出する振動ジャイロセンサーである。ただし、第２慣性センサー２０は、セラミックやシリコン等を材料とするセンサー素子を有してもよい。

回路基板６５の第２面６５ｂには、処理装置３０が実装されている。ただし、処理装置３０は、回路基板６５の第１面６５ａに実装されてもよい。処理装置３０は、例えばＭＣＵであり、１チップのＩＣとして構成されている。ＭＣＵは、Micro Controller Unitの略である。第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０は、それぞれ、回路基板６５に設けられた不図示の配線により処理装置３０と接続されている。なお、回路基板６５には、その他にも、例えば温度センサー等の複数の電子部品が実装されていてもよい。

１－２．慣性計測システムの構成
次に、慣性センサーモジュール２を用いた第１実施形態の慣性計測システム１の構成及び機能について説明する。また、慣性センサーモジュール２の機能的な構成についても併せて説明する。図５は、第１実施形態の慣性計測システム１の構成を示す図である。図５に示すように、第１実施形態の慣性計測システム１は、慣性センサーモジュール２とホストデバイス３とを備える。

慣性センサーモジュール２は、第１慣性センサー１０と、第２慣性センサー２０と、処理装置３０と、温度センサー４０と、を備える。なお、慣性センサーモジュール２は、図５の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

第１慣性センサー１０は、第１軸、第２軸、第３軸、第４軸、第５軸及び第６軸をそれぞれ検出軸とするセンサーであり、第１センサー素子１１と、第２センサー素子１２と、第３センサー素子１３と、第４センサー素子１４と、第５センサー素子１５と、第６センサー素子１６と、処理回路１７と、を含む。例えば、第１慣性センサー１０は、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５、第６センサー素子１６及び処理回路１７が形成されたシリコン基板がパッケージに収容されたデバイス、すなわち、シリコンＭＥＭＳセンサーであってもよい。そして、第１慣性センサー１０は、パッケージに設けられる外部接続用の端子である端子ＴＣＳ１、端子ＴＣＫ１、端子ＴＤＩ１、端子ＴＤＯ１及び端子ＴＲ１を有する。

第１センサー素子１１は、第１軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。物理量は、例えば、角速度、加速度、角加速度、速度、距離、圧力、音圧又は磁気量等である。

第２センサー素子１２は、第１軸とは異なる第２軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。第３センサー素子１３は、第１軸及び第２軸とは異なる第３軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。第１センサー素子１１、第２センサー素子１２及び第３センサー素子１３がそれぞれ検出する物理量は、互いに同じ種類であってもよいし、互いに異なる種類であってもよい。

第４センサー素子１４は、第４軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。第５センサー素子１５は、第４軸とは異なる第５軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。第６センサー素子１６は、第４軸及び第５軸とは異なる第６軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６がそれぞれ検出する物理量は、互いに同じ種類であってもよいし、互いに異なる種類であってもよい。また、第４軸、第５軸及び第６軸は、第１軸、第２軸及び第３軸とそれぞれ同じ軸であってもよいし、異なる軸であってもよい。

例えば、第１軸及び第４軸がともにＺ軸であり、第２軸及び第５軸がともにＸ軸であり、第３軸及び第６軸がともにＹ軸であり、第１センサー素子１１はＺ軸回りの角速度を検出し、第２センサー素子１２はＸ軸回りの角速度を検出し、第３センサー素子１３はＹ軸回りの角速度を検出し、第４センサー素子１４はＺ軸方向の加速度を検出し、第５センサー素子１５はＸ軸方向の加速度を検出し、第６センサー素子１６はＹ軸方向の加速度を検出してもよい。

処理回路１７は、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６からそれぞれ出力される信号に対して物理量の検出処理を行い、検出処理によって得られた第１検出信号ＳＤ１を出力する。処理回路１７は、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２
、第３センサー素子１３、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６からそれぞれ出力される信号に対して物理量の検出処理を行う検出回路１７１と、検出回路１７１の検出処理によって得られた第１検出信号ＳＤ１を出力するインターフェース回路１７２と、を含む。

検出回路１７１は、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６からそれぞれ出力される信号を所定の周期で取得し、所定の演算を行って第１検出信号ＳＤ１を生成する。第１検出信号ＳＤ１は、第１センサー素子１１の出力信号に基づいて得られた第１軸の検出信号、第２センサー素子１２の出力信号に基づいて得られた第２軸の検出信号及び第３センサー素子１３の出力信号に基づいて得られた第３軸の検出信号を含む。さらに、第１検出信号ＳＤ１は、第４センサー素子１４の出力信号に基づいて得られた第４軸の検出信号、第５センサー素子１５の出力信号に基づいて得られた第５軸の検出信号及び第６センサー素子１６の出力信号に基づいて得られた第６軸の検出信号を含む。また、検出回路１７１は、第１検出信号ＳＤ１の生成を完了する毎に第１検出信号ＳＤ１の準備完了を知らせる第１データレディー信号ＤＲＤＹ１を生成する。第１検出信号ＳＤ１はインターフェース回路１７２に出力され、第１データレディー信号ＤＲＤＹ１は、端子ＴＲ１から出力され、処理装置３０の端子ＴＭＲ１に入力される。

インターフェース回路１７２は、処理装置３０から入力される読み出しコマンドに応じて、検出回路１７１から出力される第１検出信号ＳＤ１を取得し、取得した第１検出信号ＳＤ１を処理装置３０に出力する。

第２慣性センサー２０は、第１軸を検出軸とするセンサーであり、センサー素子２１と、処理回路２２と、を含む。例えば、第２慣性センサー２０は、センサー素子２１と処理回路２２とが実装されたプリント基板がパッケージに収容されたデバイスであってもよい。処理回路２２は、例えば、半導体により実現されるＩＣチップであってもよい。ＩＣは、Integrated Circuitの略である。そして、第２慣性センサー２０は、パッケージに設けられる外部接続用の端子である端子ＴＣＳ２、端子ＴＣＫ２、端子ＴＤＩ２、端子ＴＤＯ２及び端子ＴＲ２を有する。

センサー素子２１は、第１慣性センサー１０に含まれる第１センサー素子１１の検出軸と同じ第１軸を検出軸として物理量を検出するセンサー素子である。センサー素子２１は、第１センサー素子１１と同じ種類の物理量を検出してもよい。例えば、センサー素子２１及び第１センサー素子１１は、ともにＺ軸回りの角速度を検出してもよい。

処理回路２２は、センサー素子２１から出力される信号に対して物理量の検出処理を行い、検出処理によって得られた第２検出信号ＳＤ２を出力する。処理回路２２は、センサー素子２１から出力される信号に対して物理量の検出処理を行う検出回路２２１と、検出回路２２１の検出処理によって得られた第２検出信号ＳＤ２を出力するインターフェース回路２２２と、を含む。

検出回路２２１は、センサー素子２１から出力される信号を所定の周期で取得し、所定の演算を行って第２検出信号ＳＤ２を生成する。第２検出信号ＳＤ２は、センサー素子２１の出力信号に基づいて得られた第１軸の検出信号を含む。また、検出回路２２１は、第２検出信号ＳＤ２の生成を完了する毎に第２検出信号ＳＤ２の準備完了を知らせる第２データレディー信号ＤＲＤＹ２を生成する。第２検出信号ＳＤ２はインターフェース回路２２２に出力され、第２データレディー信号ＤＲＤＹ２は、端子ＴＲ２から出力され、処理装置３０の端子ＴＭＲ２に入力される。

インターフェース回路２２２は、処理装置３０から入力される読み出しコマンドに応じて、検出回路２２１から出力される第２検出信号ＳＤ２を取得し、取得した第２検出信号ＳＤ２を処理装置３０に出力する。

慣性センサーモジュール２は、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０と処理装置３０とを電気的に接続するデジタルインターフェースバスＢＳを含む。

デジタルインターフェースバスＢＳは、インターフェース回路１７２及びインターフェース回路２２２が行うインターフェース処理の通信規格に準拠したバスである。本実施形態では、デジタルインターフェースバスＢＳは、ＳＰＩの通信規格に準拠したバスであり、２つのデータ信号線、クロック信号線及びチップセレクト信号線を含む。ＳＰＩは、Serial Peripheral Interfaceの略である。具体的には、第１慣性センサー１０は、端子ＴＣＳ１、端子ＴＣＫ１、端子ＴＤＩ１、端子ＴＤＯ１を介してデジタルインターフェースバスＢＳに電気的に接続される。また、第２慣性センサー２０は、端子ＴＣＳ２、端子ＴＣＫ２、端子ＴＤＩ２、端子ＴＤＯ２を介してデジタルインターフェースバスＢＳに電気的に接続される。また、処理装置３０は、端子ＴＭＣＳ、端子ＴＭＣＫ、端子ＴＭＤＯ、端子ＴＭＤＩを介してデジタルインターフェースバスＢＳに電気的に接続される。ここで、電気的に接続とは電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。ただし、デジタルインターフェースバスＢＳは、Ｉ２Ｃの通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃを発展した通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃの規格の一部を改良又は改変した通信規格などに準拠したバスであってもよい。Ｉ２Ｃは、Inter-Integrated Circuitの略である。

処理装置３０は、第１慣性センサー１０、第２慣性センサー２０に対してマスターとなるコントローラーである。処理装置３０は、集積回路装置であり、例えばＭＣＵなどのプロセッサーにより実現される。或いは、処理装置３０は、ゲートアレイなどの自動配置配線によるＡＳＩＣにより実現されてもよい。

処理装置３０は、端子ＴＭＣＳからチップセレクト信号ＸＭＣＳを出力し、端子ＴＭＣＫからシリアルクロック信号ＭＳＣＬＫを出力し、端子ＴＭＤＯからシリアルデータ信号ＭＳＤＩを出力する。インターフェース回路１７２は、端子ＴＣＳ１から入力されるチップセレクト信号ＸＭＣＳ、端子ＴＣＫ１から入力されるシリアルクロック信号ＭＳＣＬＫ及び端子ＴＤＩ１から入力されるシリアルデータ信号ＭＳＤＩに基づいて、ＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行い、シリアルデータ信号ＭＳＤＩが第１検出信号ＳＤ１の読み出しコマンドである場合、端子ＴＤＯ１に第１検出信号ＳＤ１を出力する。インターフェース回路２２２は、端子ＴＣＳ２から入力されるチップセレクト信号ＸＭＣＳ、端子ＴＣＫ２から入力されるシリアルクロック信号ＭＳＣＬＫ及び端子ＴＤＩ２から入力されるシリアルデータ信号ＭＳＤＩに基づいて、ＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行い、シリアルデータ信号ＭＳＤＩが第２検出信号ＳＤ２の読み出しコマンドである場合、端子ＴＤＯ２に第２検出信号ＳＤ２を出力する。第１慣性センサー１０の端子ＴＤＯ１から出力された第１検出信号ＳＤ１及び第２慣性センサー２０の端子ＴＤＯ２から出力された第２検出信号ＳＤ２は、それぞれシリアルデータ信号ＭＳＤＯとして処理装置３０の端子ＴＭＤＩに入力される。

処理装置３０は、第１慣性センサー１０から出力される第１検出信号ＳＤ１と第２慣性センサー２０から出力される第２検出信号ＳＤ２とが入力され、外部から入力される出力指示情報に基づいて、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に基づく計測データを出力する。具体的には、処理装置３０は、端子ＴＭＲ１から第１データレディー信号ＤＲＤＹ１が入力されると、第１慣性センサー１０に第１検出信号ＳＤ１の読み出しコマンドを出力して第１検出信号ＳＤ１を読み出し、第１検出信号ＳＤ１に対して各種の演算処理
を行う。また、処理装置３０は、端子ＴＭＲ２から第２データレディー信号ＤＲＤＹ２が入力されると、第２慣性センサー２０に第２検出信号ＳＤ２の読み出しコマンドを出力して第２検出信号ＳＤ２を読み出し、第２検出信号ＳＤ２に対して各種の演算処理を行う。

例えば、処理装置３０は、温度センサー４０から出力されて端子ＴＳＥＮから入力される温度信号ＴＭＰＯに基づいて、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に対する温度補正演算を行ってもよい。温度補正演算は、あらかじめ決められた温度範囲において、温度に応じて第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２を増加又は減少させることにより、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２の温度依存性を低減させるように補正する演算である。なお、温度センサー４０は、第１慣性センサー１０又は第２慣性センサー２０に設けられてもよい。

また、処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に対して、感度補正演算、オフセット補正演算、アラインメント補正演算等を行ってもよい。感度補正演算は、各軸の検出感度が基準値となるように補正する演算である。オフセット補正演算は、各軸のゼロ点が基準値となるように補正する演算である。アラインメント補正演算は、各センサー素子の検出軸と慣性センサーモジュール２のＸ軸、Ｙ軸又はＺ軸とのずれによる誤差を補正する演算である。

また、処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に基づいて、慣性センサーモジュール２の姿勢、速度、角度等を算出する演算を行ってもよい。

なお、処理装置３０は、一連の演算を行う周期が第１データレディー信号ＤＲＤＹ１の周期や第２データレディー信号ＤＲＤＹ２の周期よりも長い場合、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２の一部を間引くダウンサンプリング演算を行ってもよい。

本実施形態では、処理装置３０は、端子ＴＨＣＳ、端子ＴＨＣＫ、端子ＴＨＤＩ、端子ＴＨＤＯ及び端子ＴＨＲを介してホストデバイス３と電気的に接続される。ホストデバイス３は、処理装置３０に対してマスターとなるコントローラーである。処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に対する一連の演算が完了する毎に、端子ＴＨＲから計測データの準備完了を知らせるデータレディー信号ＤＲＤＹをホストデバイス３に出力する。ホストデバイス３は、端子ＴＨＲからデータレディー信号ＤＲＤＹが入力される毎に、ＳＰＩの通信規格に準拠した、チップセレクト信号ＸＨＣＳ、シリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び出力指示情報としての計測データの読み出しコマンドであるシリアルデータ信号ＨＳＤＩを処理装置３０に出力する。処理装置３０は、端子ＴＨＣＳから入力されるチップセレクト信号ＸＨＣＳ、端子ＴＨＣＫから入力されるシリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び端子ＴＨＤＩから入力されるシリアルデータ信号ＨＳＤＩに基づいて、ＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行い、端子ＴＨＤＯに計測データを出力する。処理装置３０の端子ＴＨＤＯから出力された計測データは、シリアルデータ信号ＨＳＤＯとしてホストデバイス３に入力される。ただし、処理装置３０は、Ｉ２Ｃの通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃを発展した通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃの規格の一部を改良又は改変した通信規格などのインターフェース処理を行ってもよい。

また、本実施形態では、処理装置３０は、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じたフォーマットの計測データを出力する。具体的には、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第１フォーマットを選択する情報であるとき、出力指示情報に基づいて第１フォーマットの計測データを出力する。第１フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データ、及び、第２検出信号ＳＤ２に含ま
れる第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データを含む。

また、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第２フォーマットを選択する情報であるとき、出力指示情報に基づいて第２フォーマットの計測データを出力する。第２フォーマットの計測データは、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データを含む。

また、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第３フォーマットを選択する情報であるとき、出力指示情報に基づいて第３フォーマットの計測データを出力する。第３フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データを含む。

ホストデバイス３は、チップセレクト信号ＸＨＣＳ、シリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び出力フォーマット選択情報としての計測データのフォーマット選択コマンドであるシリアルデータ信号ＨＳＤＩを処理装置３０に出力する。処理装置３０は、端子ＴＨＣＳから入力されるチップセレクト信号ＸＨＣＳ、端子ＴＨＣＫから入力されるシリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び端子ＴＨＤＩから入力されるシリアルデータ信号ＨＳＤＩに基づいて、計測データのフォーマット選択コマンドによって選択されたフォーマットを、不図示のフォーマット選択レジスターに設定する。処理装置３０は、端子ＴＨＤＩから計測データの読み出しコマンドが入力されると、フォーマット選択レジスターを参照して一連の演算によって得られた各種のデータの少なくとも一部を選択し、フォーマット選択レジスターに設定されたフォーマットの計測データを生成する。そして、処理装置３０は、生成した計測データを端子ＴＨＤＩから出力する。

なお、第１慣性センサー１０から第１データレディー信号ＤＲＤＹ１が出力されるタイミングや周期が、第２慣性センサー２０から第２データレディー信号ＤＲＤＹ２が出力されるタイミングや周期と一致しない場合、処理装置３０が取得した第１検出信号ＳＤ１と第２検出信号ＳＤ２とは検出時刻が一致しないことになる。そこで、処理装置３０は、少なくとも２つの時刻の第１検出信号ＳＤ１を用いて所定の時刻の第１補完データを算出する。この少なくとも２つの時刻の各々は、第１データレディー信号ＤＲＤＹ１が直近に少なくとも２回入力された各時刻である。また、処理装置３０は、少なくとも２つの時刻の第２検出信号ＳＤ２を用いて当該所定の時刻の第２補完データを算出する。この少なくとも２つの時刻の各々は、第２データレディー信号ＤＲＤＹ２が直近に少なくとも２回入力された各時刻である。例えば、処理装置３０は、直近に取得した２つの時刻の第１検出信号ＳＤ１を１次式で近似して線形補完により所定の時刻の第１補完データを算出し、直近に取得した２つの時刻の第２検出信号ＳＤ２を１次式で近似して線形補完により当該所定の時刻の第２補完データを算出してもよい。あるいは、処理装置３０は、直近に取得した３つ以上の時刻の第１検出信号ＳＤ１を２次以上の多項式で近似して非線形補完により所定の時刻の第１補完データを算出し、直近に取得した３つの時刻の第２検出信号ＳＤ２を２次以上の多項式で近似して非線形補完により当該所定の時刻の第２補完データを算出してもよい。

このようにして、処理装置３０は、同時刻の第１補完データ及び第２補完データを算出し、第１補完データ及び第２補完データに対して前述した一連の演算処理を行い、演算処理が完了するとデータレディー信号ＤＲＤＹを出力する。そして、処理装置３０は、ホストデバイス３からの計測データの読み出しコマンドに基づいて、フォーマット選択レジス
ターに設定されたフォーマットの、第１補完データ及び第２補完データに基づく計測データを出力する。

１－３．処理装置の構成
次に、処理装置３０の具体的な構成について説明する。図６は、処理装置３０の構成例を示す図である。図６に示すように、処理装置３０は、デジタルインターフェース回路３１、処理回路３２及びホストインターフェース回路３３を含む。

デジタルインターフェース回路３１は、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０とのインターフェース処理を行う回路である。すなわち、デジタルインターフェース回路３１は、インターフェース回路１７２及びインターフェース回路２２２との間でマスターとしてのインターフェース処理を行う。デジタルインターフェース回路３１は、端子ＴＭＣＳ、端子ＴＭＣＫ、端子ＴＭＤＯ、端子ＴＭＤＩを介してデジタルインターフェースバスＢＳに接続される。本実施形態では、デジタルインターフェース回路３１は、インターフェース回路１７２及びインターフェース回路２２２と同様に、ＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行う。ただし、デジタルインターフェース回路３１は、Ｉ２Ｃの通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃを発展した通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃの規格の一部を改良又は改変した通信規格などのインターフェース処理を行ってもよい。デジタルインターフェースバスＢＳ及びデジタルインターフェース回路３１は、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０に対し、共通に設けられていてもよいし、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０にそれぞれ設けられていてもよい。

ホストインターフェース回路３３は、ホストデバイス３とのインターフェース処理を行う回路である。すなわち、ホストインターフェース回路３３は、ホストデバイス３との間でスレーブとしてのインターフェース処理を行う。ホストインターフェース回路３３は、端子ＴＨＣＳ、端子ＴＨＣＫ、端子ＴＨＤＯ、端子ＴＨＤＩを介して、ホストデバイス３に対してＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行う。ただし、ホストインターフェース回路３３は、Ｉ２Ｃの通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃを発展した通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃの規格の一部を改良又は改変した通信規格などのインターフェース処理を行ってもよい。

処理回路３２は、デジタルインターフェース回路３１やホストインターフェース回路３３の制御処理、各種の演算処理等を行う。処理回路３２は、レジスター部３２１と、検出信号取得回路３２２、演算回路３２３及び計測データ生成回路３２４を含む。処理回路３２は、不図示の記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより、制御処理や演算処理を行ってもよい。

レジスター部３２１は、前述したフォーマット選択レジスター等の各種のレジスターを含む。

検出信号取得回路３２２は、端子ＴＭＲ１から第１データレディー信号ＤＲＤＹ１が入力される毎に、第１検出信号ＳＤ１の読み出しコマンドを、デジタルインターフェース回路３１を介して第１慣性センサー１０に出力し、第１慣性センサー１０から出力される第１検出信号ＳＤ１を、デジタルインターフェース回路３１を介して取得する。また、検出信号取得回路３２２は、端子ＴＭＲ２から第２データレディー信号ＤＲＤＹ２が入力される毎に、第２検出信号ＳＤ２の読み出しコマンドを、デジタルインターフェース回路３１を介して第２慣性センサー２０に出力し、第２慣性センサー２０から出力される第２検出信号ＳＤ２を、デジタルインターフェース回路３１を介して取得する。

演算回路３２３は、検出信号取得回路３２２が取得した第１検出信号ＳＤ１及び第２検
出信号ＳＤ２に対して、各種の演算を実行する。例えば、演算回路３２３は、端子ＴＳＥＮから入力される温度信号ＴＭＰＯに基づいて、第１検出信号ＳＤ１に含まれる、第１軸の検出信号、第２軸の検出信号、第３軸の検出信号、第４軸の検出信号、第５軸の検出信号及び第６軸の検出信号に対する温度補正演算を行う。同様に、演算回路３２３は、端子ＴＳＥＮから入力される温度信号ＴＭＰＯに基づいて、第２検出信号ＳＤ２に含まれる、第１軸の検出信号に対する温度補正演算を行う。また、演算回路３２３は、第１検出信号ＳＤ１に含まれる、第１軸の検出信号、第２軸の検出信号、第３軸の検出信号、第４軸の検出信号、第５軸の検出信号及び第６軸の検出信号に対して、感度補正演算、オフセット補正演算、アラインメント補正演算等を行う。同様に、演算回路３２３は、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号に対して、感度補正演算、オフセット補正演算、アラインメント補正演算等を行う。なお、演算回路３２３は、温度補正演算、感度補正演算、オフセット補正演算及びアラインメント補正演算の一部を行わなくてもよいし、他の補正演算を行ってもよい。

演算回路３２３は、これらの一連の演算により、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号に基づく第４軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号に基づく第５軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号に基づく第６軸計測データ、及び、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データを算出する。

なお、演算回路３２３は、一連の演算を行う周期が第１データレディー信号ＤＲＤＹ１の周期や第２データレディー信号ＤＲＤＹ２の周期よりも長い場合、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２の一部を間引くダウンサンプリング演算を行った後、各種の演算処理を行う。

さらに、演算回路３２３は、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に基づいて、慣性センサーモジュール２の姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを算出する演算を行ってもよい。姿勢は、ロール、ピッチ、ヨーで表現されてもよいし、オイラー角やクォータニオンで表現されてもよい。例えば、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３及びセンサー素子２１がそれぞれ角速度を検出し、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６がそれぞれ加速度を検出するものとする。この場合、演算回路３２３は、第１軸第１計測データ又は第１軸第２計測データと、第２軸計測データと、第３軸計測データとに基づいて、姿勢を算出する。また、演算回路３２３は、第４軸計測データ、第５軸計測データ及び第６軸計測データをそれぞれ積分して第４軸方向の速度、第５軸方向の速度及び第６軸方向の速度を算出する。また、演算回路３２３は、第１軸第１計測データ又は第１軸第２計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データをそれぞれ積分して第１軸回りの角度、第２軸回りの角度及び第３軸回りの角度を算出する。

演算回路３２３は、一連の演算が完了すると、データレディー信号ＤＲＤＹを、端子ＴＨＲを介してホストデバイス３に出力する。

なお、第１検出信号ＳＤ１の検出時刻と第２検出信号ＳＤ２の検出時刻が一致しない場合、演算回路３２３は、少なくとも２つの時刻の第１検出信号ＳＤ１を用いて所定の時刻の第１補完データを算出し、少なくとも２つの時刻の第２検出信号ＳＤ２を用いて当該所定の時刻の第２補完データを算出する。第１補完データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる、第１軸の検出信号、第２軸の検出信号、第３軸の検出信号、第４軸の検出信号、第５軸の検出信号及び第６軸の検出信号のそれぞれの補完データを含む。第２補完データは、
第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号の補完データを含む。そして、演算回路３２３は、算出した同時刻の第１補完データ及び第２補完データに対して前述した一連の演算処理を行って第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ、第４軸計測データ、第５軸計測データ、第６軸計測データ及び第１軸第２計測データを算出する。

第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ、第４軸計測データ、第５軸計測データ、第６軸計測データ及び第１軸第２計測データは、それぞれ、レジスター部３２１の互いに異なるレジスターに保存される。また、慣性センサーモジュール２の姿勢、速度及び角度のデータも、それぞれ、レジスター部３２１の互いに異なるレジスターに保存される。ホストデバイス３は、互いに異なるアドレスを指定して、第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ、第４軸計測データ、第５軸計測データ、第６軸計測データ及び第１軸第２計測データをそれぞれ読み出すこともできるし、フォーマット選択レジスターに設定されたフォーマットの計測データを読み出すこともできる。

計測データ生成回路３２４は、ホストデバイス３からの計測データの読み出しコマンドがホストインターフェース回路３３を介して入力されると、レジスター部３２１に含まれるフォーマット選択レジスターを参照し、フォーマット選択レジスターの設定値に応じたフォーマットの計測データを生成する。そして、計測データ生成回路３２４は、生成した計測データを、ホストインターフェース回路３３を介してホストデバイス３に出力する。

図７は、第１実施形態において選択可能な計測データのフォーマットの一例を示す図である。

第１実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第１フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第１フォーマットの計測データを出力する。図７に示すように、第１フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データＧ_Ｘ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データＧ_Ｙ１、及び、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データＧ_Ｚ２を含む。さらに、図７の例では、第１フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号に基づく第４軸計測データＡ_Ｚ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号に基づく第５軸計測データＡ_Ｘ１、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号に基づく第６軸計測データＡ_Ｙ１を含む。

また、第１実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第２フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第２フォーマットの計測データを出力する。図７に示すように、第２フォーマットの計測データは、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データＧ_Ｘ１、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データＧ_Ｙ１を含む。さらに、図７の例では、第２フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号に基づく第４軸計測データＡ_Ｚ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号に基づく第５軸計測データＡ_Ｘ１、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号に基づく第６軸計測データＡ_Ｙ１、及び、温度信号ＴＭＰＯに基づく温度データＴＰを含む。

また、第１実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第３フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力される
と第３フォーマットの計測データを出力する。図７に示すように、第３フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データＧ_Ｘ１、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データＧ_Ｙ１を含む。さらに、図７の例では、第３フォーマットの計測データは、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号に基づく第４軸計測データＡ_Ｚ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号に基づく第５軸計測データＡ_Ｘ１、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号に基づく第６軸計測データＡ_Ｙ１、及び、温度信号ＴＭＰＯに基づく温度データＴＰを含む。

図７の例では、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１及び第１軸第２計測データＧ_Ｚ２は、ともにＺ軸角速度データである。また、第２軸計測データＧ_Ｘ１はＸ軸角速度データであり、第３軸計測データＧ_Ｙ１はＹ軸角速度データである。また、第４軸計測データＡ_Ｚ１はＺ軸加速度データであり、第５軸計測データＡ_Ｘ１はＸ軸加速度データであり、第６軸計測データＡ_Ｙ１はＹ軸加速度データである。

ここで、第１フォーマットの計測データにおいて、１番目のデータは第２軸計測データＧ_Ｘ１であり、２番目のデータは第３軸計測データＧ_Ｙ１であり、３番目のデータは第１軸第２計測データＧ_Ｚ２である。また、第２フォーマットの計測データにおいて、１番目のデータは第２軸計測データＧ_Ｘ１であり、２番目のデータは第３軸計測データＧ_Ｙ１であり、３番目のデータは第１軸第２計測データＧ_Ｚ２である。また、第３フォーマットの計測データにおいて、１番目のデータは第２軸計測データＧ_Ｘ１であり、２番目のデータは第３軸計測データＧ_Ｙ１であり、３番目のデータは第１軸第１計測データＧ_Ｚ１である。すなわち、第１フォーマットの計測データに含まれる第２軸計測データＧ_Ｘ１、第２フォーマットの計測データに含まれる第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３フォーマットの計測データに含まれる第２軸計測データＧ_Ｘ１の配置が同じである。また、第１フォーマットの計測データに含まれる第３軸計測データＧ_Ｙ１、第２フォーマットの計測データに含まれる第３軸計測データＧ_Ｙ１及び第３フォーマットの計測データに含まれる第３軸計測データＧ_Ｙ１の配置が同じである。また、第１フォーマットの計測データに含まれる第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２フォーマットの計測データに含まれる第１軸第２計測データＧ_Ｚ２及び第３フォーマットの計測データに含まれる第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の配置が同じである。換言すれば、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれにおいても、１番目のデータは第２軸の計測データであり、２番目のデータは第３軸の計測データであり、３番目のデータは第１軸の計測データである。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データを用いた演算を同様に行うことができる。

同様に、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれにおいても、４番目のデータは第５軸計測データＡ_Ｘ１であり、５番目のデータは第６軸計測データＡ_Ｙ１であり、６番目のデータは第４軸計測データＡ_Ｚ１である。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１を用いた演算を同様に行うことができる。

次に、図７の例において、ホストデバイス３が慣性センサーモジュール２に出力させる計測データのフォーマットを切り替える具体例について説明する。

第２慣性センサー２０の検出精度は、第１慣性センサー１０の検出精度よりも高いものとする。例えば、第２慣性センサー２０が有するセンサー素子２１は、水晶を材料とする素子であるのに対して、第１慣性センサー１０が有する第１センサー素子１１、第２センサー素子１２及び第３センサー素子１３は、シリコン基板からＭＥＭＳ技術を用いて形成した素子である。このようなセンサー素子２１を有する第２慣性センサー２０は、周波数温度特性や周波数安定度が高く、ノイズやジッターが低いため、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２及び第３センサー素子１３を有する第１慣性センサー１０と比較して、高価ではあるものの検出精度が高い。そのため、第１軸の物理量の検出に高い精度が要求される場合、基本的には、第１軸の計測データとしては第１軸第２計測データＧ_Ｚ２が用いられる。

一方、センサー素子２１と第１センサー素子１１との材質や構造の違いに起因して、入力に対する出力の線形性が満たされるデータ範囲については、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の方が第１軸第２計測データＧ_Ｚ２よりも広い場合がある。そのため、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２について線形性が満たされる第１の入力範囲では第１軸第２計測データＧ_Ｚ２の方が第１軸第１計測データＧ_Ｚ１よりも精度が高く、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２について線形性が満たされない第２の入力範囲では第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の方が第１軸第２計測データＧ_Ｚ２よりも精度が高い場合がある。

そのような場合、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第１フォーマットの計測データを出力させているときは、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の値に基づいて、第１軸に加わる物理量が第１の入力範囲と第２の入力範囲のいずれに含まれるか判断する。そして、ホストデバイス３は、第１軸に加わる物理量が第１の入力範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第１フォーマットのまま変更せず、第１軸に加わる物理量が第２の入力範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第３フォーマットに変更する。また、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第３フォーマットの計測データを出力させているときは、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の値に基づいて、第１軸に加わる物理量が第１の入力範囲と第２の入力範囲のいずれに含まれるか判断する。そして、ホストデバイス３は、第１軸に加わる物理量が第２の入力範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第３フォーマットのまま変更せず、第１軸に加わる物理量が第１の入力範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第１フォーマットに変更する。このように、ホストデバイス３は、線形性を満たす範囲がより広い第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の値に基づいて、第１軸に加わる物理量が第１の入力範囲と第２の入力範囲のいずれに含まれるかをより正確に判断して第１フォーマットと第３フォーマットを切り替えることにより、第１軸に加わる物理量の範囲によらず演算の精度を高めることができる。

また、図７の例において、ホストデバイス３が慣性センサーモジュール２に出力させる計測データのフォーマットを切り替える他の具体例について説明する。

温度が第１の温度範囲のときは第１軸第２計測データＧ_Ｚ２の方が第１軸第１計測データＧ_Ｚ１よりも精度が高く、温度が第１の温度範囲以外の第１の温度範囲のときは第１軸第１計測データＧ_Ｚ１の方が第１軸第２計測データＧ_Ｚ２よりも精度が高い場合がある。そのような場合、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第２フォーマットの計測データを出力させているときは、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度範囲のいずれに含まれるか判断する。そして
、ホストデバイス３は、温度が第１の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第２フォーマットのまま変更せず、温度が第２の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第３フォーマットに変更する。また、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第３フォーマットの計測データを出力させているときは、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度範囲のいずれに含まれるか判断する。そして、ホストデバイス３は、温度が第２の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第３フォーマットのまま変更せず、温度が第１の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第２フォーマットに変更する。このように、ホストデバイス３は、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度のいずれに含まれるかを判断して第２フォーマットと第３フォーマットを切り替えることにより、温度の範囲によらず演算の精度を高めることができる。

１－４．作用効果
以上に説明したように、第１実施形態の慣性計測システム１によれば、ホストデバイス３から入力される出力指示情報に基づいて慣性センサーモジュール２から出力される計測データのフォーマットが、ホストデバイス３から入力される出力フォーマット選択情報に応じて選択されるので、ホストデバイス３から計測データのフォーマットを変更することができる。

また、第１実施形態の慣性計測システム１によれば、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２から第１フォーマットの計測データを出力させて、第１軸第２計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うことができる。

また、第１実施形態の慣性計測システム１によれば、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２から第２フォーマットの計測データを出力させて第１軸第２計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うこともできるし、慣性センサーモジュール２から第３フォーマットの計測データを出力させて第１軸第１計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うこともできる。

また、第１実施形態の慣性計測システム１によれば、慣性センサーモジュール２から出力される、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれにおいても、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データの配置が同じである。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データを用いた演算を同様に行うことができる。

また、第１実施形態の慣性計測システム１によれば、慣性センサーモジュール２は、第１慣性センサー１０と第２慣性センサー２０とで検出タイミングや検出周期が異なっていても、時刻を揃えた第１補完データ及び第２補完データを含む計測データを出力することができる。したがって、ホストデバイス３は、第１補完データ及び第２補完データに基づく正しい演算を行うことができる。

２．第２実施形態
以下、第２実施形態の慣性計測システムについて、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態と異なる内容について説明する。

第２実施形態における慣性センサーモジュール２の構造は図１～図４と同様であるので、その図示を省略する。また、第２実施形態における慣性センサーモジュール２の機能的な構成は図５と同様であるので、その図示を省略する。また、第２実施形態における処理装置３０の機能的な構成は図６と同様であるので、その図示を省略する。第２実施形態の慣性計測システム１では、慣性センサーモジュール２の処理装置３０から出力される計測データの選択可能なフォーマットとして第４のフォーマットが加えられる。

第２実施形態における処理装置３０は、第１実施形態と同様、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号を補正した第１軸第１計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号を補正した第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号を補正した第３軸計測データ、及び、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号を補正した第１軸第２計測データを算出する。同様に、処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号を補正した第４軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号を補正した第５軸計測データ、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号を補正した第６軸計測データを算出する。

そして、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第４フォーマットを選択する情報であるとき、出力指示情報に基づいて第４フォーマットの計測データを出力する。すなわち、処理装置３０に含まれる計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第４フォーマットが設定されている場合、ホストデバイス３からの計測データの読み出しコマンドがホストインターフェース回路３３を介して入力されると、第４フォーマットの計測データを生成し、生成した計測データを、ホストインターフェース回路３３を介してホストデバイス３に出力する。

図８は、第２実施形態において選択可能な計測データのフォーマットの一例を示す図である。

第２実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第１フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第１フォーマットの計測データを出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第２フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第２フォーマットの計測データを出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第３フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第３フォーマットの計測データを出力する。図８に示すように、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ及び第３フォーマットの計測データは、図７と同じであるため、その説明を省略する。

さらに、第２実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第４フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第４フォーマットの計測データを出力する。図８の例では、第４フォーマットの計測データは、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１、第３軸計測データＧ_Ｙ１、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号である第１軸第１検出データＧ_Ｚ１’、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号である第２軸検出データＧ_Ｘ１’、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号である第３軸検出データＧ_Ｙ１’、及び、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号である第１軸第２検出データＧ_Ｚ２’を含む。さらに、図８の例では、第４フォーマットの計測データは、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１、第６軸計測データＡ_Ｙ１、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号である第４軸検出データＡ_Ｚ１’、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号である第５軸検出データＡ_Ｘ１’、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号である第６軸検出データＡ_Ｙ１’を含む。

図８の例では、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第１軸第１検出データＧ_Ｚ１’及び第１軸第２検出データＧ_Ｚ２’は、ともにＺ軸角速度データである。また、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第２軸検出データＧ_Ｘ１’はＸ軸角速度データであり、第３軸計測データＧ_Ｙ１及び第３軸検出データＧ_Ｙ１’はＹ軸角速度データである。また、第４軸計測データＡ_Ｚ１及び第４軸検出データＡ_Ｚ１’はＺ軸加速度データであり、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第５軸検出データＡ_Ｘ１’はＸ軸加速度データであり、第６軸計測データＡ_Ｙ１及び第６軸検出データＡ_Ｙ１’はＹ軸加速度データである。

ここで、第１フォーマット～第４フォーマットの計測データのいずれにおいても、１番目のデータは第２軸の計測データであり、２番目のデータは第３軸の計測データであり、３番目のデータは第１軸の計測データである。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマット～第４フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データを用いた演算を同様に行うことができる。同様に、第１フォーマット～第４フォーマットの計測データのいずれにおいても、４番目のデータは第５軸計測データＡ_Ｘ１であり、５番目のデータは第６軸計測データＡ_Ｙ１であり、６番目のデータは第４軸計測データＡ_Ｚ１である。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマット～第４フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１を用いた演算を同様に行うことができる。

例えば、ホストデバイス３は、定期的に、慣性センサーモジュール２に第４フォーマットの計測データを出力させ、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１、第３軸計測データＧ_Ｙ１及び第１軸第２計測データＧ_Ｚ２を、それぞれ、第１軸第１検出データＧ_Ｚ１’、第２軸検出データＧ_Ｘ１’、第３軸検出データＧ_Ｙ１’及び第１軸第２検出データＧ_Ｚ２’と比較することにより、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１、第３軸計測データＧ_Ｙ１及び第１軸第２計測データＧ_Ｚ２の各々が正常であるか否かを判断することができる。同様に、ホストデバイス３は、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１を、それぞれ、第４軸検出データＡ_Ｚ１’、第５軸検出データＡ_Ｘ１’及び第６軸検出データＡ_Ｙ１’と比較することにより、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１の各々が正常であるか否かを判断することができる。

第２実施形態の慣性計測システム１のその他の構成及び機能は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上に説明した第２実施形態の慣性計測システム１は、第１実施形態の慣性計測システム１と同様の効果を奏する。

さらに、第２実施形態の慣性計測システム１では、慣性センサーモジュール２は、第１軸第１検出データ、第１軸第１検出データを補正した第１軸第１計測データ、第２軸検出データ、第２軸検出データを補正した第２軸計測データ、第３軸検出データ、第３軸検出データを補正した第３軸計測データ、第１軸第２検出データ、及び、第１軸第２検出データを補正した第１軸第２計測データを含む計測データを出力することができる。したがって、ホストデバイス３は、例えば、第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ及び第１軸第２計測データを、それぞれ、第１軸第１検出データ、第２軸検出データ、第３軸検出データ及び第１軸第２検出データと比較することにより、処理装置３０による補正処理が正常であるか否かの判定や、当該補正処理の程度の評価等を行うことができる。

３．第３実施形態
以下、第３実施形態の慣性計測システムについて、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。

第３実施形態における慣性センサーモジュール２の構造は図１～図４と同様であるので、その図示を省略する。また、第３実施形態における慣性センサーモジュール２の機能的な構成は図５と同様であるので、その図示を省略する。また、第３実施形態における処理装置３０の機能的な構成は図６と同様であるので、その図示を省略する。第３実施形態の慣性計測システム１では、慣性センサーモジュール２の処理装置３０から出力される計測データの選択可能なフォーマットとして第５のフォーマットおよび第６のフォーマットが加えられる。

第３実施形態における処理装置３０は、第１実施形態及び第２実施形態と同様、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号を補正した第１軸第１計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号を補正した第２軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号を補正した第３軸計測データ、及び、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号を補正した第１軸第２計測データを算出する。同様に、処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号を補正した第４軸計測データ、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号を補正した第５軸計測データ、及び、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号を補正した第６軸計測データを算出する。

さらに、第３実施形態における処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第５フォーマットを選択する情報であるとき、第２検出信号ＳＤ２に含まれる第１軸の検出信号、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号及び第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づいて、慣性センサーモジュール２の姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第１慣性データを算出し、出力指示情報に基づいて第１慣性データを含む第５フォーマットの計測データを出力する。処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号及び第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号にさらに基づいて、第１慣性データを算出してもよい。

また、第３実施形態における処理装置３０は、出力フォーマット選択情報が第６フォーマットを選択する情報であるとき、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第１軸の検出信号、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第２軸の検出信号及び第１検出信号ＳＤ１に含まれる第３軸の検出信号に基づいて、慣性センサーモジュール２の姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第２慣性データを算出し、出力指示情報に基づいて第２慣性データを含む第６フォーマットの計測データを出力する。処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第４軸の検出信号、第１検出信号ＳＤ１に含まれる第５軸の検出信号及び第１検出信号ＳＤ１に含まれる第６軸の検出信号にさらに基づいて、第２慣性データを算出してもよい。

例えば、処理装置３０に含まれる計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第５フォーマットが設定されている場合、第１軸第２計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ、第４軸計測データ、第５軸計測データ及び第６軸計測データに基づいて第１慣性データを生成する。そして、計測データ生成回路３２４は、ホストデバイス３からの計測データの読み出しコマンドがホストインターフェース回路３３を介して入力されると、第１慣性データを含む第５フォーマットの計測データを生成し、生成した計測データを、ホストインターフェース回路３３を介してホストデバイス３に出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第６フォーマットが設定されている場合、第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ、第
４軸計測データ、第５軸計測データ及び第６軸計測データに基づいて第２慣性データを生成する。そして、計測データ生成回路３２４は、ホストデバイス３からの計測データの読み出しコマンドがホストインターフェース回路３３を介して入力されると、第２慣性データを含む第６フォーマットの計測データを生成し、生成した計測データを、ホストインターフェース回路３３を介してホストデバイス３に出力する。

図９は、第３実施形態において選択可能な計測データのフォーマットの一例を示す図である。

第３実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第１フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第１フォーマットの計測データを出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第２フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第２フォーマットの計測データを出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第３フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第３フォーマットの計測データを出力する。また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第４フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第４フォーマットの計測データを出力する。図９に示すように、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データ及び第４フォーマットの計測データは、図８と同じであるため、その説明を省略する。

さらに、第３実施形態では、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第５フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第５フォーマットの計測データを出力する。図９の例では、第５フォーマットの計測データは、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１、第３軸計測データＧ_Ｙ１、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１、第６軸計測データＡ_Ｙ１及び温度データＴＰを含む。さらに、図９の例では、第５フォーマットの計測データは、第１慣性データとして、慣性センサーモジュール２の姿勢を表すロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第２ヨー角データＹ_２、並びに、慣性センサーモジュール２の角度を表す第１軸第２角度データθ_Ｚ２、第２軸角度データθ_Ｘ１及び第３軸角度データθ_Ｙ１を含む。ロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第２ヨー角データＹ_２は、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１に基づいて算出された姿勢データである。また、第１軸第２角度データθ_Ｚ２、第２軸角度データθ_Ｘ１及び第３軸角度データθ_Ｙ１は、それぞれ、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を積分して得られた角度データである。

また、計測データ生成回路３２４は、フォーマット選択レジスターに第６フォーマットが設定されている場合、計測データの読み出しコマンドが入力されると第６フォーマットの計測データを出力する。図９の例では、第６フォーマットの計測データは、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１、第３軸計測データＧ_Ｙ１、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１、第６軸計測データＡ_Ｙ１及び温度データＴＰを含む。さらに、図９の例では、第６フォーマットの計測データは、第２慣性データとして、慣性センサーモジュール２の姿勢を表すロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第１ヨー角データＹ_１、並びに、慣性センサーモジュール２の角度を表す第１軸第１角度データθ_Ｚ１、第２軸角度データθ_Ｘ１及び第３軸角度データθ_Ｙ１を含む。ロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第１ヨー角データＹ_１は、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１に基づいて算出された姿勢データである。また、第１軸第１角度データθ_Ｚ１、第２軸角度データθ_Ｘ１及び第３軸角度データθ_Ｙ１は、それぞれ、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３
軸計測データＧ_Ｙ１を積分して得られた角度データである。

図９の例では、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第１軸第１検出データＧ_Ｚ１’及び第１軸第２検出データＧ_Ｚ２’は、ともにＺ軸角速度データである。また、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第２軸検出データＧ_Ｘ１’はＸ軸角速度データであり、第３軸計測データＧ_Ｙ１及び第３軸検出データＧ_Ｙ１’はＹ軸角速度データである。また、第４軸計測データＡ_Ｚ１及び第４軸検出データＡ_Ｚ１’はＺ軸加速度データであり、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第５軸検出データＡ_Ｘ１’はＸ軸加速度データであり、第６軸計測データＡ_Ｙ１及び第６軸検出データＡ_Ｙ１’はＹ軸加速度データである。

なお、図９の例において、第５フォーマットの計測データ及び第６フォーマットの計測データは、姿勢データ及び角度データを含むが、これらとともに、あるいは、これらの少なくとも１つに代えて、速度データを含んでもよい。速度データは、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１をそれぞれ積分して得られる、第４軸速度データ、第５軸速度データ及び第５軸速度データを含んでもよい。

ここで、第１フォーマット～第６フォーマットの計測データのいずれにおいても、１番目のデータは第２軸の計測データであり、２番目のデータは第３軸の計測データであり、３番目のデータは第１軸の計測データである。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマット～第６フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データを用いた演算を同様に行うことができる。同様に、第１フォーマット～第６フォーマットの計測データのいずれにおいても、４番目のデータは第５軸計測データＡ_Ｘ１であり、５番目のデータは第６軸計測データＡ_Ｙ１であり、６番目のデータは第４軸計測データＡ_Ｚ１である。したがって、ホストデバイス３は、第１フォーマット～第６フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第４軸計測データＡ_Ｚ１、第５軸計測データＡ_Ｘ１及び第６軸計測データＡ_Ｙ１を用いた演算を同様に行うことができる。

例えば、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第５フォーマットの計測データを出力させているときは、ロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第２ヨー角データＹ_２を用いた演算や、第１軸第２計測データＧ_Ｚ２、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度範囲のいずれに含まれるか判断する。そして、ホストデバイス３は、温度が第１の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第５フォーマットのまま変更せず、温度が第２の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第６フォーマットに変更する。また、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２に第６フォーマットの計測データを出力させているときは、ロール角データＲ_１、ピッチ角データＰ_１及び第１ヨー角データＹ_１を用いた演算や、第１軸第１計測データＧ_Ｚ１、第２軸計測データＧ_Ｘ１及び第３軸計測データＧ_Ｙ１を用いた演算を行うとともに、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度範囲のいずれに含まれるか判断する。そして、ホストデバイス３は、温度が第２の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第６フォーマットのまま変更せず、温度が第１の温度範囲に含まれるときは、フォーマット選択レジスターの設定値を第５フォーマットに変更する。このように、ホストデバイス３は、温度データＴＰの値に基づいて、温度が第１の温度範囲と第２の温度のいずれに含まれるかを判断して第５フォーマットと第６フォーマットを切り替えることにより、温度の範囲によらず演算の精度を高めることができる。

第３実施形態の慣性計測システム１のその他の構成及び機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上に説明した第３実施形態の慣性計測システム１は、第１実施形態又は第２実施形態の慣性計測システム１と同様の効果を奏する。

さらに、第３実施形態の慣性計測システム１によれば、ホストデバイス３は、慣性センサーモジュール２から第５フォーマットの計測データを出力させて第１慣性データに基づく演算を行うこともできるし、慣性センサーモジュール２から第６フォーマットの計測データを出力させて第２慣性データに基づく演算を行うこともできる。

４．第４実施形態
以下、第４実施形態の慣性計測システムについて、第１実施形態～第３実施形態のいずれかと同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態～第３実施形態のいずれかと重複する説明は省略または簡略し、主に第１実施形態～第３実施形態のいずれとも異なる内容について説明する。

第４実施形態における慣性センサーモジュール２の構造は図１～図４と同様であるので、その図示を省略する。また、第４実施形態における処理装置３０の機能的な構成は図６と同様であるので、その図示を省略する。

図１０は、第４実施形態の慣性計測システム１の構成を示す図である。図１０に示すように、第４実施形態の慣性計測システム１は、慣性センサーモジュール２とホストデバイス３とを備え、さらに、監視装置４を備える。図１０に示すように、第４実施形態における慣性センサーモジュール２の機能的な構成は図５と同様である。

第４実施形態では、慣性センサーモジュール２の処理装置３０は、端子ＴＨＣＳ、端子ＴＨＣＫ、端子ＴＨＤＩ、端子ＴＨＤＯ及び端子ＴＨＲを介してホストデバイス３及び監視装置４と電気的に接続される。ホストデバイス３及び監視装置４は、処理装置３０に対してマスターとなるコントローラーである。処理装置３０は、第１検出信号ＳＤ１及び第２検出信号ＳＤ２に対する一連の演算が完了する毎に、端子ＴＨＲから計測データの準備完了を知らせるデータレディー信号ＤＲＤＹをホストデバイス３に出力する。ホストデバイス３は、端子ＴＨＲからデータレディー信号ＤＲＤＹが入力される毎に、ＳＰＩの通信規格に準拠した、チップセレクト信号ＸＨＣＳ、シリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び出力指示情報としての計測データの読み出しコマンドであるシリアルデータ信号ＨＳＤＩを処理装置３０に出力する。処理装置３０は、端子ＴＨＣＳから入力されるチップセレクト信号ＸＨＣＳ、端子ＴＨＣＫから入力されるシリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び端子ＴＨＤＩから入力されるシリアルデータ信号ＨＳＤＩに基づいて、ＳＰＩの通信規格のインターフェース処理を行い、端子ＴＨＤＯに計測データを出力する。処理装置３０の端子ＴＨＤＯから出力された計測データは、シリアルデータ信号ＨＳＤＯとしてホストデバイス３及び監視装置４に入力される。ただし、処理装置３０は、Ｉ２Ｃの通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃを発展した通信規格や、ＳＰＩ又はＩ２Ｃの規格の一部を改良又は改変した通信規格などのインターフェース処理を行ってもよい。

監視装置４は、処理装置３０から出力される計測データを監視し、監視結果に応じた出力フォーマット選択情報を処理装置３０に送信する。すなわち、監視装置４は、処理装置３０の端子ＴＨＤＯから出力された計測データを監視し、チップセレクト信号ＸＨＣＳ、シリアルクロック信号ＨＳＣＬＫ及び監視結果に応じた出力フォーマット選択情報としての計測データのフォーマット選択コマンドであるシリアルデータ信号ＨＳＤＩを処理装置３０に出力する。

具体的には、監視装置４は、定期的に、処理装置３０に前述の第１フォーマットを選択
する出力フォーマット選択情報を出力する。そして、監視装置４は、処理装置３０から出力される第１フォーマットの計測データに含まれる第１軸第１計測データと第１軸第２計測データとを比較し、比較結果に基づいて第２慣性センサー２０が故障しているか否かを判定し、判定結果に応じた出力フォーマット選択情報を処理装置３０に出力する。例えば、監視装置４は、所定の期間において、第１軸第１計測データの値が変動しているのに対して、第１軸第２計測データの値が同じように変動していれば第２慣性センサー２０が故障していないと判定し、第１軸第２計測データの値がほとんど変化していなければ第２慣性センサー２０が故障していると判定してもよい。あるいは、監視装置４は、不図示の他のセンサーの出力信号に基づいて、慣性センサーモジュール２が静止している期間を推定する。そして、監視装置４は、慣性センサーモジュール２が静止している期間において、第１軸第１計測データと第１軸第２計測データがともにほとんど変化していなければ第２慣性センサー２０が故障していないと判定し、第１軸第１計測データがほとんど変化せずに第１軸第２計測データが変動していれば第２慣性センサー２０が故障していると判定してもよい。

ここで、監視装置４が第２慣性センサー２０が故障していないと判定した場合に処理装置３０に出力する出力フォーマット選択情報と、監視装置４が第２慣性センサー２０が故障していると判定した場合に処理装置３０に出力する出力フォーマット選択情報とが異なる。例えば、監視装置４は、第２慣性センサー２０が故障していないと判定した場合は前述の第２フォーマットを選択する出力フォーマット選択情報を処理装置３０に出力し、第２慣性センサー２０が故障していると判定した場合は前述の第３フォーマットを選択する出力フォーマット選択情報を処理装置３０に出力する。

このように、第４実施形態では、ホストデバイス３は、第２慣性センサー２０の故障の有無を監視して処理装置３０から出力される計測データのフォーマットを切り替える処理を行う必要がない。したがって、ホストデバイス３は計測データに基づく演算処理に専念することができるので、ホストデバイス３の処理を簡素化することができる。

第４実施形態の慣性計測システム１のその他の構成及び機能は、第１実施形態～第３実施形態のいずれかと同様であるため、その説明を省略する。

以上に説明した第４実施形態の慣性計測システム１は、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態の慣性計測システム１と同様の効果を奏する。

さらに、第４実施形態の慣性計測システム１では、監視装置４は、慣性センサーモジュール２から出力される計測データの監視結果に基づいて、計測データのフォーマットを変更することができる。具体的には、監視装置４は、第２慣性センサー２０の故障の有無によって、慣性センサーモジュール２から出力される計測データのフォーマットを変更することができる。したがって、ホストデバイス３は、第２慣性センサー２０の故障の有無によらず、慣性センサーモジュール２から出力される計測データに基づく演算を行うことができる。そして、ホストデバイス３は計測データに基づく演算処理に専念することができるので、ホストデバイス３の処理を簡素化することができる。

５．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記の第１実施形態では、慣性センサーモジュール２から出力される計測データのフォーマットとして複数のフォーマットのうちの第１フォーマット～第３フォーマットを選択可能である例を挙げたが、複数のフォーマットのうちの少なくとも第１フォーマ
ットを選択可能であって、第２フォーマット及び第３フォーマットの少なくとも一方が選択不可であってもよい。あるいは、複数のフォーマットのうちの少なくとも第２フォーマット及び第３フォーマットを選択可能であって、第１フォーマットが選択不可であってもよい。

また、上記の第２実施形態では、慣性センサーモジュール２から出力される計測データのフォーマットとして複数のフォーマットのうちの第１フォーマット～第４フォーマットを選択可能である例を挙げたが、複数のフォーマットのうちの少なくとも第４フォーマットを選択可能であって、第１フォーマット～第３フォーマットの少なくとも１つが選択不可であってもよい。

また、上記の第３実施形態では、慣性センサーモジュール２から出力される計測データのフォーマットとして複数のフォーマットのうちの第１フォーマット～第６フォーマットを選択可能である例を挙げたが、複数のフォーマットのうちの少なくとも第５フォーマット及び第６フォーマットを選択可能であって、第１フォーマット～第４フォーマットの少なくとも１つが選択不可であってもよい。

また、上記の各実施形態では、処理装置３０は、端子ＴＨＤＩから入力される計測データのフォーマット選択コマンドを出力フォーマット選択情報として計測データのフォーマットを選択しているが、Ｎ個の端子から入力されるＮビットの制御信号を出力フォーマット選択情報として計測データのフォーマットを選択してもよい。ただし、Ｎは１以上の整数であり、選択可能なフォーマットの数は２^Ｎ－１＋１以上２^Ｎ以下である。

また、上記の第１実施形態～第３実施形態において、ホストデバイス３が、定期的に、慣性センサーモジュール２に第１フォーマットの計測データを出力させ、第４実施形態の監視装置４と同様、第１フォーマットの計測データに含まれる第１軸第１計測データと第１軸第２計測データとを比較してセンサー素子２１が故障しているか否かを判定してもよい。そして、ホストデバイス３は、センサー素子２１が故障していないと判定した場合は慣性センサーモジュール２に第２フォーマットの計測データを出力させ、センサー素子２１が故障していると判定した場合は慣性センサーモジュール２に第３フォーマットの計測データを出力させてもよい。

また、上記の各実施形態では、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３及びセンサー素子２１がそれぞれ角速度を検出し、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６がそれぞれ加速度を検出する例を挙げたが、各センサー素子が検出する物理量はこれに限られない。例えば、第１センサー素子１１、第２センサー素子１２、第３センサー素子１３及びセンサー素子２１がそれぞれ加速度を検出し、第４センサー素子１４、第５センサー素子１５及び第６センサー素子１６がそれぞれ角速度を検出してもよい。

また、上記の各実施形態では、第１慣性センサー１０は、６個のセンサー素子で構成されているが、４個のセンサー素子で構成されてもよい。例えば、第１センサー素子は第１軸、第２軸、及び第３軸を検出軸とし、第２センサー素子は第４軸を検出軸とし、第３センサー素子は第５軸を検出軸とし、第４センサー素子は第６軸を検出軸としてもよい。この場合、第１センサー素子は３軸の角速度を検出し、第２センサー素子、第３センサー素子及び第５センサー素子はそれぞれ１軸の加速度を検出してもよい。また、例えば、第１センサー素子は第１軸を検出軸とし、第２センサー素子は第２軸を検出軸とし、第３センサー素子は第３軸を検出軸とし、第４センサー素子は第４軸、第５軸及び第６軸を検出軸としてもよい。この場合、第１センサー素子、第２センサー素子及び第３センサー素子はそれぞれ１軸の角速度を検出し、第４センサー素子は３軸の加速度を検出してもよい。

また、上記の各実施形態では、第１慣性センサー１０は、６個のセンサー素子で構成されているが、５個のセンサー素子で構成されてもよい。例えば、第１センサー素子は第１軸を検出軸とし、第２センサー素子は第２軸を検出軸とし、第３センサー素子は第３軸を検出軸とし、第４センサー素子は第４軸及び第５軸を検出軸とし、第５センサー素子は第６軸を検出軸としてもよい。この場合、第１センサー素子、第２センサー素子及び第３センサー素子はそれぞれ１軸の角速度を検出し、第４センサー素子は２軸の加速度を検出し、第５センサー素子は１軸の加速度を検出してもよい。

また、上記の各実施形態では、第１慣性センサー１０は、６個のセンサー素子で構成されているが、２個のセンサー素子で構成されてもよい。例えば、第１センサー素子は第１軸、第２軸、及び第３軸を検出軸とし、第２センサー素子は第４軸、第５軸及び第６軸を検出軸としてもよい。この場合、第１センサー素子は３軸の角速度を検出し、第２センサー素子は３軸の加速度を検出してもよい。

また、上記の各実施形態では、慣性センサーモジュール２は、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０の２つの慣性センサーを備えているが、３つ以上の慣性センサーを備えてもよい。例えば、図１１に示すように、慣性センサーモジュール２は、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０に加えて、第２軸の物理量を検出する第３慣性センサー９１と第３軸の物理量を検出する第４慣性センサー９２とをさらに備えてもよい。例えば、第１慣性センサー１０はシリコンＭＥＭＳセンサーであり、第２慣性センサー２０、第３慣性センサー９１及び第４慣性センサー９２は、それぞれ水晶センサーであってもよい。この場合、例えば、処理装置３０は、第１慣性センサー１０から出力される第１検出信号ＳＤ１に基づく第１軸第１計測データ、第２軸第１計測データ及び第３軸第１計測データを生成し、第２慣性センサー２０から出力される第２検出信号ＳＤ２に基づく第１軸第２計測データ、第３慣性センサー９１から出力される第３検出信号に基づく第２軸第２計測データ、及び、第４慣性センサー９２から出力される第４検出信号に基づく第３軸第２計測データを生成する。そして、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報に基づいて、第１軸第１計測データ、第２軸第１計測データ及び第３軸第１計測データを含む計測データ、又は、第１軸第２計測データ、第２軸第２計測データ及び第３軸第２計測データを含む計測データを出力してもよい。

また、上記の各実施形態では、第１慣性センサー１０は６軸の物理量を検出しているが、１軸、２軸、３軸、４軸、５軸又は７軸以上の物理量を検出してもよい。また、上記の各実施形態では、第２慣性センサー２０は１軸の物理量を検出しているが、２軸以上の物理量を検出してもよい。また、第１慣性センサー１０と第２慣性センサー２０とが同じ構造のセンサーや同等の検出精度のセンサーであってもよい。例えば、図１２に示すように、第１慣性センサー１０及び第２慣性センサー２０がそれぞれ６軸の物理量を検出するシリコンＭＥＭＳセンサーであってもよい。この場合、例えば、処理装置３０は、第１慣性センサー１０から出力される第１検出信号ＳＤ１に基づいて第ｎ軸第１データを算出し、第２慣性センサー２０から出力される第２検出信号ＳＤ２に基づいて第ｎ軸第２データを算出する。ｎは１以上６以下の各整数である。さらに、処理装置３０は、第１慣性センサー１０から出力される第１検出信号ＳＤ１に含まれる第ｎ軸の検出信号と第２慣性センサー２０から出力される第２検出信号ＳＤ２に含まれる第ｎ軸の検出信号とを平均化したデータに基づいて第ｎ軸平均化計測データを算出する。そして、処理装置３０は、出力フォーマット選択情報に基づいて、第１軸第１計測データ～第６軸第１計測データを含む計測データ、第１軸第２計測データ～第６軸第２計測データを含む計測データ、又は、第１軸平均化計測データ～第６軸平均化計測データを含む計測データを出力してもよい。

また、上記の各実施形態では、第１慣性センサー１０が相対的に検出精度の低いシリコ
ンＭＥＭＳセンサーであり、第２慣性センサー２０が相対的に検出精度の高い水晶センサーである例を挙げたが、これに限られない。例えば、第１慣性センサー１０が相対的に検出精度の低いシリコンＭＥＭＳセンサーであり、第２慣性センサー２０が相対的に検出精度の高いＦＯＧセンサーであってもよい。ＦＯＧは、Fiber Optic Gyroscopeの略である。あるいは、第１慣性センサー１０が相対的に検出精度の高いセンサーであって、第２慣性センサー２０が相対的に検出精度の低いセンサーであってもよいし、第１慣性センサー１０の検出精度と第２慣性センサー２０の検出精度とが同等であってもよい。

また、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、慣性センサーモジュール２の処理装置３０が慣性センサーモジュール２の姿勢、速度、角度等を演算する例を挙げたが、処理装置３０以外の装置が慣性センサーモジュール２の姿勢、速度、角度等を演算してもよい。例えば、ホストデバイス３が慣性センサーモジュール２の姿勢、速度、角度等を演算してもよい。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。

慣性センサーモジュールの一態様は、
第１慣性センサーと、
第２慣性センサーと、
前記第１慣性センサーから出力される第１検出信号と前記第２慣性センサーから出力される第２検出信号とが入力され、外部から入力される出力指示情報に基づいて前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づく計測データを出力する処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じたフォーマットの前記計測データを出力する。

この慣性センサーモジュールによれば、外部から入力される出力指示情報に基づいて出力される計測データのフォーマットが、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じて選択されるので、外部から計測データのフォーマットを変更することができる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第１フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第１フォーマットの前記計測データを出力し、
前記第１フォーマットの前記計測データは、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づ
く第１軸第２計測データを含んでもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、外部装置は、第１フォーマットの計測データに含まれる第１軸第２計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うことができる。

また、この慣性センサーモジュールによれば、外部装置は、第１フォーマットの計測データに含まれる第１軸第１計測データと第１軸第２計測データとを比較して、第１慣性センサー又は第２慣性センサーの故障の有無を判定することができる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第２フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第２フォーマットの前記計測データを出力し、前記出力フォーマット選択情報が第３フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第３フォーマットの前記計測データを出力し、
前記第２フォーマットの前記計測データは、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データを含み、
前記第３フォーマットの前記計測データは、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含んでもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、外部装置は、第２フォーマットの計測データに含まれる第１軸第２計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うこともできるし、第３フォーマットの計測データに含まれる第１軸第１計測データ、第２軸計測データ及び第３軸計測データに基づく演算を行うこともできる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第２フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第２フォーマットの前記計測データを出力し、前記出力フォーマット選択情報が第３フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第３フォーマットの前記計測データを出力し、
前記第２フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第２計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含み、
前記第３フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含み、
前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第２計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第２計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第１計測データの配置が同じであり、
前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データの配置が同じであり、
前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データの配置が同じであってもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマ
ットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれにおいても、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データの配置が同じである。したがって、外部装置は、第１フォーマットの計測データ、第２フォーマットの計測データ、第３フォーマットの計測データのいずれが出力された場合でも、第１軸の計測データ、第２軸の計測データ及び第３軸の計測データを用いた演算を同様に行うことができる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記処理装置は、少なくとも２つの時刻の前記第１検出信号を用いて所定の時刻の第１補完データを算出し、少なくとも２つの時刻の前記第２検出信号を用いて前記所定の時刻の第２補完データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第１補完データ及び前記第２補完データに基づく前記計測データを出力してもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、第１慣性センサーと第２慣性センサーとで検出タイミングや検出周期が異なっていても、時刻を揃えた第１補完データ及び第２補完データを含む計測データを出力することができる。したがって、外部装置は、第１補完データ及び第２補完データに基づく正しい演算を行うことができる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
前記処理装置は、
前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号を補正した第１軸第１計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号を補正した第２軸計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号を補正した第３軸計測データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号を補正した第１軸第２計測データを算出し、
前記出力フォーマット選択情報が第４フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第４フォーマットの前記計測データを出力し、
前記第４フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ、前記第３軸計測データ、前記第１軸第２計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号である第１軸第１検出データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号である第２軸検出データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号である第３軸検出データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号である第１軸第２検出データを含んでもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、第１軸第１検出データ、第１軸第１検出データを補正した第１軸第１計測データ、第２軸検出データ、第２軸検出データを補正した第２軸計測データ、第３軸検出データ、第３軸検出データを補正した第３軸計測データ、第１軸第２検出データ、及び、第１軸第２検出データを補正した第１軸第２計測データを含む計測データを出力することができる。したがって、外部装置は、例えば、第１軸第１計測データ、第２軸計測データ、第３軸計測データ及び第１軸第２計測データを、それぞれ、第１軸第１検出データ、第２軸検出データ、第３軸検出データ及び第１軸第２検出データと比較することにより、処理装置による補正処理が正常であるか否かの判定や、当該補正処理の程度の評価等を行うことができる。

前記慣性センサーモジュールの一態様において、
前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
前記処理装置は、
前記出力フォーマット選択情報が第５フォーマットを選択する情報であるとき、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の
検出信号及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づいて、姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第１慣性データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第１慣性データを含む前記第５フォーマットの前記計測データを出力し、
前記出力フォーマット選択情報が第６フォーマットを選択する情報であるとき、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づいて、姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第２慣性データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第２慣性データを含む前記第６フォーマットの前記計測データを出力してもよい。

この慣性センサーモジュールによれば、外部装置は、第５フォーマットの計測データに含まれる第１慣性データに基づく演算を行うこともできるし、第６フォーマットの計測データに含まれる第２慣性データに基づく演算を行うこともできる。

慣性計測システムの一態様は、
前記慣性センサーモジュールの一態様と、
前記計測データを監視し、監視結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に送信する監視装置と、
を備える。

この慣性計測システムによれば、監視装置は、慣性センサーモジュールから出力される計測データの監視結果に基づいて、計測データのフォーマットを変更することができる。

慣性計測システムの他の一態様は、
前記慣性センサーモジュールの一態様と、
前記計測データを監視し、監視結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に送信する監視装置と、
を備え、
前記監視装置は、
前記処理装置から出力される前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第１計測データと前記第１軸第２計測データとを比較し、比較結果に基づいて前記第２慣性センサーが故障しているか否かを判定し、判定結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に出力し、
前記監視装置が前記第２慣性センサーが故障していないと判定した場合に前記処理装置に出力する前記出力フォーマット選択情報と、前記監視装置が前記第２慣性センサーが故障していると判定した場合に前記処理装置に出力する前記出力フォーマット選択情報とが異なる。

この慣性計測システムによれば、監視装置は、第２慣性センサーの故障の有無によって、慣性センサーモジュールから出力される計測データのフォーマットを変更することができる。したがって、外部装置は、第２慣性センサーの故障の有無によらず、慣性センサーモジュールから出力される計測データに基づく演算を行うことができる。そして、外部装置は計測データに基づく演算処理に専念することができるので、外部装置の処理を簡素化することができる。

１…慣性計測システム、２…慣性センサーモジュール、３…ホストデバイス、４…監視装置、１０…第１慣性センサー、１１…第１センサー素子、１２…第２センサー素子、１３…第３センサー素子、１４…第４センサー素子、１５…第５センサー素子、１６…第６センサー素子、１７…処理回路、２０…第２慣性センサー、２１…センサー素子、２２…処理回路、３０…処理装置、３１…デジタルインターフェース回路、３２…処理回路、３３
…ホストインターフェース回路、４０…温度センサー、５１…アウターケース、５２…切欠き穴、５３…第１凹部、５３ａ…底部、５４…第２凹部、５４ａ…受け部、５５…収納部、６０…接合部材、６５…回路基板、６５ａ…第１面、６５ｂ…第２面、６６…コネクター、７０…インナーケース、７１…開口部、７３…第３凹部、８０…ネジ、８１…被装着体の被装着面、９１…第３慣性センサー、９２…第４慣性センサー、１７１…検出回路、１７２…インターフェース回路、２２１…検出回路、２２２…インターフェース回路、３２１…レジスター部、３２２…検出信号取得回路、３２３…演算回路、３２４…計測データ生成回路

Claims (9)

1. 第１慣性センサーと、
   第２慣性センサーと、
   前記第１慣性センサーから出力される第１検出信号と前記第２慣性センサーから出力される第２検出信号とが入力され、外部から入力される出力指示情報に基づいて前記第１検出信号及び前記第２検出信号に基づく計測データを出力する処理装置と、
   を備え、
   前記処理装置は、外部から入力される出力フォーマット選択情報に応じたフォーマットの前記計測データを出力する、慣性センサーモジュール。
2. 請求項１において、
   前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
   前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
   前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第１フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第１フォーマットの前記計測データを出力し、
   前記第１フォーマットの前記計測データは、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データを含む、慣性センサーモジュール。
3. 請求項１において、
   前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
   前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
   前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第２フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第２フォーマットの前記計測データを出力し、前記出力フォーマット選択情報が第３フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第３フォーマットの前記計測データを出力し、
   前記第２フォーマットの前記計測データは、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第２計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号に基づく第２軸計測データ及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づく第３軸計測データを含み、
   前記第３フォーマットの前記計測データは、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号に基づく第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含む、慣性センサーモジュール。
4. 請求項２において、
   前記処理装置は、前記出力フォーマット選択情報が第２フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第２フォーマットの前記計測データを出力し、前記出力フォーマット選択情報が第３フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第３フォーマットの前記計測データを出力し、
   前記第２フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第２計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含み、
   前記第３フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ及び前記第３軸計測データを含み、
   前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第２計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第２計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第１計測データの配置が同じであり、
   前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第２軸計測データの配置が同じであり、
   前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データ、前記第２フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データ及び前記第３フォーマットの前記計測データに含まれる前記第３軸計測データの配置が同じである、慣性センサーモジュール。
5. 請求項１において、
   前記処理装置は、少なくとも２つの時刻の前記第１検出信号を用いて所定の時刻の第１補完データを算出し、少なくとも２つの時刻の前記第２検出信号を用いて前記所定の時刻の第２補完データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第１補完データ及び前記第２補完データに基づく前記計測データを出力する、慣性センサーモジュール。
6. 請求項１において、
   前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
   前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
   前記処理装置は、
   前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号を補正した第１軸第１計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号を補正した第２軸計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号を補正した第３軸計測データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号を補正した第１軸第２計測データを算出し、
   前記出力フォーマット選択情報が第４フォーマットを選択する情報であるとき、前記出力指示情報に基づいて前記第４フォーマットの前記計測データを出力し、
   前記第４フォーマットの前記計測データは、前記第１軸第１計測データ、前記第２軸計測データ、前記第３軸計測データ、前記第１軸第２計測データ、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号である第１軸第１検出データ、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号である第２軸検出データ、前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号である第３軸検出データ、及び、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号である第１軸第２検出データを含む、慣性センサーモジュール。
7. 請求項１において、
   前記第１慣性センサーは、第１軸、第２軸及び第３軸を検出軸とし、
   前記第２慣性センサーは、前記第１軸を検出軸とし、
   前記処理装置は、
   前記出力フォーマット選択情報が第５フォーマットを選択する情報であるとき、前記第２検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づいて、姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第１慣性データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第１慣性データを含む前記第５フォーマットの前記計測データを出力し、
   前記出力フォーマット選択情報が第６フォーマットを選択する情報であるとき、前記第１検出信号に含まれる前記第１軸の検出信号、前記第１検出信号に含まれる前記第２軸の検出信号及び前記第１検出信号に含まれる前記第３軸の検出信号に基づいて、姿勢、速度及び角度の少なくとも１つを含む第２慣性データを算出し、前記出力指示情報に基づいて前記第２慣性データを含む前記第６フォーマットの前記計測データを出力する、慣性センサーモジュール。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の慣性センサーモジュールと、
   前記計測データを監視し、監視結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に送信する監視装置と、
   を備える、慣性計測システム。
9. 請求項２に記載の慣性センサーモジュールと、
   前記計測データを監視し、監視結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に送信する監視装置と、
   を備え、
   前記監視装置は、
   前記処理装置から出力される前記第１フォーマットの前記計測データに含まれる前記第１軸第１計測データと前記第１軸第２計測データとを比較し、比較結果に基づいて前記第２慣性センサーが故障しているか否かを判定し、判定結果に応じた前記出力フォーマット選択情報を前記処理装置に出力し、
   前記監視装置が前記第２慣性センサーが故障していないと判定した場合に前記処理装置に出力する前記出力フォーマット選択情報と、前記監視装置が前記第２慣性センサーが故障していると判定した場合に前記処理装置に出力する前記出力フォーマット選択情報とが異なる、慣性計測システム。