JP3759319B2 - 衝撃記録器の検出値補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、品物が様々な操作により受ける加速度を測定、記録する衝撃記録器の検出値補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
品物が取扱われたり運送されたりする際、落下や衝突あるいはバウンド等による衝撃で損傷を受ける場合がある。損傷を受けた際、取扱い時及び運送時等のどの時点の衝撃で損傷を受けたかを明確にする必要が生じる。品物が衝撃を受ける際は加速度を受けるため、該加速度を測定し時系列に記録しておけば取扱い時および運送時のどの時点で衝撃を受けたかが明確になり、損傷の原因を把握することができる。このような衝撃記録器（加速度記録器）は品物に取付けられて使用され、品物と同等な取扱い、運送を受け、発生した加速度を測定し、記録し、取扱い、運送後、衝撃記録器内に蓄積された記録を読み取り品物の受けたであろう衝撃を確認する。記録の読み取りにはパーソナルコンピュータ等が使用される。
【０００３】
例えば特許第２６６６９２６号の衝撃検出装置には、物品が包装や出荷のような取扱操作の間に受ける物理的な変化の物理的変数を感知し、予め定められた基準を満たしている感知された前記物理的変数の時間履歴の部分を記録する加速度検出方法において、（イ）Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の物理的な変化による±２５６ｇ範囲の加速度を検出し、検出された前記加速度に対応した０から５．１２ボルトの範囲の電気信号を出力する加速度検出手段、クロック手段、記憶手段、通信手段、マイクロプロセッサ手段および電源をハウジングに収納し、前記マイクロプロセッサ手段への命令を構成しているプログラムの制御の下に前記加速度を検出し、かつこれを定量化可能とし、検出され定量化された前記加速度とこれを検出したときの発生時間を前記記憶手段に記憶し、前記加速度検出手段により検出された前記加速度が前記物品に及ぼすように物理的に概ね等しいように前記ハウジングを前記物品に添え、（ロ）前記ハウジングが前記物品と同じ前記加速度を受けるように前記物品の取扱操作を受け、（ハ）前記ハウジングにより及ぼす前記加速度を検出し、（ニ）予め定められた前記基準を満たす検出された前記加速度の経時的なそれぞれの時間間隔を前記記憶手段に記憶し、前記時間間隔は予め定められた持続時間であって、かつそれぞれの前記持続時間は最初に前記基準を満たした加速度のもので開始し、そして、（ホ）記憶された前記加速度を前記記憶手段から前記ハウジングの外部の装置に読み出し、これによって、前記物品が取扱われている間に、加速度の大きさとその発生時間と発生頻度を、前記物品取り扱いを実行後に決定する加速度計測方法。ハウジング内に収納可能な加速度検出・記録装置において、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の物理的な変化による加速度を検出し、かつ検出された加速度の定量化されたディジタル信号を発生する加速度検出手段と、プログラム命令を記憶し、かつ前記ディジタル信号を表すデータを記憶する記憶手段と、前記ディジタル情報により分離器と通信する通信手段と、そして、前記加速度検出手段、クロック手段、前記記憶手段および前記通信手段に接続され、前記記憶手段からの前記プログラム命令を読み出して実行するようにし、予め定められた持続時間の時間間隔の間に前記加速度検出手段により発生するディジタル信号と前記記憶手段に記憶されるべき前記持続時間の最初に前記クロック手段により発生するディジタルタイマ信号との両方を表すデータを生じ、前記持続時間は少なくとも前記加速度の一つが予め定められた基準を満たしているときに前記時間間隔を開始し、前記ディジタル情報により前記分離器と通信する前記通信手段を制御するマイクロプロセッサ手段とを備えた加速度検出記録装置。等が記載されている。
【０００４】
また、特許第２７１９５８０号の衝撃記憶ユニットには、衝撃検出信号から衝撃情報を演算し記憶する演算記憶手段を内蔵する処理モジュールボックスと、衝撃センサーを内蔵するセンサーモジュールボックスとを分離して形成し、該センサーモジュールボックスから得られた衝撃検出信号を信号伝送媒体を介して上記処理モジュールボックスに供給する構成とした衝撃記憶ユニットであって、上記信号伝送媒体として衝撃検出信号を電気信号として伝送する信号伝送ケーブルを用い、該信号伝送ケーブルは抜き差し可能なコネクタを介して上記センサモジュールボックスと処理モジュールボックスの双方又は一方と接続し、更にセンサモジュールボックス内に衝撃センサーから出力される衝撃波信号を電圧又は電流信号に変換し増幅する信号変換器を内蔵し、他方処理モジュールボックス内に上記演算記憶手段に電力を供給するバッテリーを内蔵し、該バッテリーの電力を上記信号伝送ケーブルを通じて上記センサモジュールボックス内の信号変換器に供給するようにしたことを特徴とする衝撃記憶ユニット。が記載されている。
【０００５】
さらに、特開平８−６２２４０号の運送品の落下等の衝撃データ記録方法及び衝撃データ記録用カードには、運送保険の締結された荷物Ｌが搬送中に受ける衝撃データを収集記録するための方法であって、該荷物Ｌに衝撃を検知してメモリする衝撃データ記録用カードを貼着して運送し、運送後に該衝撃データ記録用カードをデータ表示装置に装入して衝撃データグラフを得ることを特徴とする運送品の落下等の衝撃データ記録方法。平面形状が矩形など所定形状・所定厚のカード状に形成されたハウジング内に、小型・薄型の衝撃検知センサと、その出力による重力加速度Ｇ値を時間と関連してメモリする衝撃履歴記録手段を備えたことを特徴とする衝撃データ記録用カード。上記Ｇ値のメモリは、通常は１分毎等一定時間毎のメモリであって、１０Ｇ以上等所定値以上の大なるＧ値の入力があるときはリアルタイムにＧ値と時刻とを記憶せしめるようにしたことを特徴とする衝撃データ記録用カード。等の記載がある。
【０００６】
これらの衝撃記録器には衝撃を検出するセンサーが使用され、その多くは衝撃を加速度として検出するものであり、加速度から品物等に印加された衝撃を得る。使用される加速度センサーは、印加された加速度に対し比例関係で電圧を発生させるため、加速度センサーから出力される電圧を読みとり、加速度に変換して、加速度すなわち衝撃を求める。使用される加速度センサーは当然個々にばらつきを持っており、加速度を求めるためには、加速度センサーから出力された電圧に対し、補正を行い加速度を求めなければならない。正確な加速度（衝撃）を求めようとすれば、この補正に使用される数値（補正値）や補正方法は重要であり、補正値は衝撃記録器個々に設定しなければならない数値である。
【０００７】
従来、このようなセンサー特性の補正は、まず加速度センサー単体の特性を測定し、その特性に基づき補正値を決定する方法や、衝撃記録器の半完成状態でセンサーの出力を測定し、その結果により補正値を決定する方法が取られている。補正値は抵抗及びボリューム等により設定され、加速度センサーが或る定められた比例関係に従い電圧を出力されるように加速度センサーの出力を補正する。
【０００８】
また、これらの衝撃記録器は、使用目的より衝撃に耐え得る構造である必要性があり、簡単に分解等できない構造が望まれる。従って、加速度センサーに直接衝撃が印加される様な構造は実現が難しく、ケース等に加わる衝撃を、ケース等を介してセンサーに伝達させ、加速度を検知する方法を用いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加速度センサー単体の特性を測定し、その特性に基づき補正値を決定する方法では、ケース等への取り付け方法の違いによる、ケース等に加わった加速度と加速度センサーからの出力の違いは補正できない。言い換えれば、実際に衝撃記録器が受けた加速度と、検出された加速度の間に違いが生じる。
【００１０】
また、衝撃記録器の半完成状態でセンサーの出力を測定し、その結果により補正値を決定する方法では、加速度を印加しながらの測定を行わなければならず、測定するための大がかりな装置が必要であり、装置等からのノイズ、配線等によるノイズ、測定値誤差より、加速度に対する加速度センサーの出力が変化してしまい、補正が適正に行えなくなる。
【００１１】
さらに、加速度センサーの時間的な変化による、特性の劣化等を補正するには、衝撃記録器を分解等しなければならず、衝撃記録器の使用目的に反した構造を取らなければならない。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決し、センサー等を衝撃記録器に取り付け、完成させた後、衝撃記録器を分解等することなく、必要な時にいつでも、大がかりな装置を必要とせず、実際に受けた加速度との違いがない加速度センサーの補正を可能とした衝撃記録器の検出値補正方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記衝撃記録器の加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とに基づいて前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出して電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、当該不揮発性メモリに記憶された前記補正値と、前記加速度検出用センサーにより検出された加速度の出力値とから前記衝撃記録器に印加された加速度を算出する衝撃記録器の検出値補正方法であって、前記衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とを前記衝撃記録器の記録部に記録し、前記或る所定の加速度の印加が終了した後に、前記記録部に記録された前記加速度の最大値と最小値とを外部機器に送信して前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出し、算出した前記補正値を前記衝撃記録器に受信させて前記不揮発性メモリに記憶されている前記補正値を書き換える衝撃記録器の検出値補正方法とする。
【００１４】
衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記衝撃記録器の加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とに基づいて前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出して電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、当該不揮発性メモリに記憶された前記補正値と、前記加速度検出用センサーにより検出された加速度の出力値とに基づいて前記衝撃記録器に印加された加速度を算出する衝撃記録器の検出値補正方法であって、前記補正値の算出、及び前記補正値の前記不揮発性メモリへの記憶を、或る予め決められた加速度を或る予め決められたパターンで印加する事により、前記衝撃記録器内で自動的に行う衝撃記録器の検出値補正方法とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を説明するブロック図である。衝撃記録器はセンサ部１、処理回路部２、電源部３より構成されていて、衝撃記録器単体で測定、記録ができるものである。センサ部１は加速度センサと検出回路で構成され、電源部３は電池である。処理回路部２はＡＤ変換部、不揮発性メモリ部、記録部、通信部等で構成されているが、詳細は以下の実施形態で説明でする。
【００１６】
図２は本発明の第一実施形態を示すブロック図である。加速度を検出するセンサー部１が検出した加速度は電圧に変換されＡＤ変換部２１に入力される。ＡＤ変換部２１は入力された電圧をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ２２に出力する。ＣＰＵ２２は変換されたデジタル信号、すなわち加速度データを取り込み、記録部２３に記録する。記録部２３に記録された加速度データは必要に応じ、通信部２４から読み取られる。通信部２４はデータの送出はもちろん、データの受信も可能であり、記録部２３に記録する条件、例えば時間的な条件や、衝撃記録器本体の設定情報、例えば時計設定情報等を受信できる。ＣＰＵ２２は受信した記録する条件や、衝撃記録器本体の設定情報に応じ衝撃記録器を動作させる。不揮発性メモリ部２５はＣＰＵ２２と接続されている。ここで使用されている不揮発性メモリ部２５は電気的に消去可能なＥＥＰＲＯＭを使用している。
【００１７】
図３は本発明の第一実施形態でＣＰＵ２２内の補正値算出の動作を示すブロック図であり、図３中の機能はすべて衝撃記録器本体内に内蔵されている。ＡＤ変換部２１から入力された加速度データは、記録部２３に記録されると共に、比較器３１に入力される。比較器３１では入力された加速度データと、最大値ワーク３４の値、及び最小値ワーク３５の値とを比較し、最大値ワーク３４の値より大きいか、または最小値ワーク３５の値より小さいかを判断する。最大値より大きいか、もしくは最小値より小さい場合、記録部２４内の最大値記録エリア３２に記録されている最大値、もしくは最小値記録エリア３３に記録されている最小値と、最大値ワーク３４の値、もしくは最小値ワーク３５の値を書き換える。以降、ＣＰＵ２２に加速度データが入力されるごとに、この最大値、最小値書き換えの動作を行う。この最大値、最小値書き換え動作中に或る一定の加速度を印加し、さらに加速度を全く印加せずに、記録を蓄積及び最大値、最小値を検出させる。最大値、最小値の検出動作は通常の検出動作、すなわち加速度を検出し記録する動作と同時に行う。所定の加速度印加を終了した後、パーソナルコンピュータ等により、通信部２４から記録部２３内の最大値記録エリア３２に記録されている最大値、もしくは最小値記録エリア３３に記録されている最小値を読み取る。印加した加速度と、読みとった最大値、最小値より補正値を計算する。計算された補正値は、通信部２４を介し衝撃記録器に受信させ、その値を不揮発性メモリ２５に記憶させる。
【００１８】
次に補正値の算出方法を例で説明する。通常、ＡＤ変換部２１は８ｂｉｔ〜１２ｂｉｔの分解能を持つ物が使用されるが、本説明では１０ｂｉｔで説明する。最大値、及び最小値の検出動作時に印加した加速度の最大値が５０Ｇであったとする。その際得られた最大値、最小値がおのおの５５０、５０であったならば、最大値５５０は加速度５０Ｇを印加した際に得られた値であり、最小値５０か加速度印加が無かった際、すなわち加速度０Ｇであった際に得られた値である。加速度センサーの特性として印加された加速度と出力電圧は比例関係にあるため、比例関係の傾きを示す定数Ａは Ａ＝（５０−０）／（５５０−５０）＝０．１比例関係の接片を示す定数Ｂは Ｂ＝５０−０．１×５５０＝−５ となる。このＡ、及びＢが加速度センサーの補正値であり、不揮発性メモリ２５に記憶させる値である。
【００１９】
記録部２３に記録された加速度データを通信部２４を介して読み出される際、この補正値を用い、記録部２３に記録された加速度データ、すなわちＡＤ変換部２１から入力されたままの加速度データを補正して出力する。補正方法は、前記定数Ａ及び定数Ｂを用い、記憶部２３に記録されたデータがＤであったとすれば、補正後の加速度Ｇは Ｇ＝Ａ×Ｄ＋Ｂ で求められる。本例では記録部２３に記録された加速度データを、通信部２４を介し読み出される際に、加速度データを補正したが、予め補正値が定まっており、予め不揮発性メモリ２５に記憶されているならば、加速度データがＡＤ変換部２１から入力された際に補正を行い、補正後のデータ（加速度に変換されたデータ）を記録部２３に記録する事も可能である。
【００２０】
最小値、最大値検出動作、通信による補正値の書き換え、加速度への変換等はマイクロプロセッサを用いれば容易に実現できる。補正値は不揮発性メモリ２５に記憶されているため、電池の消耗等電源が供給されていない状態でも補正値を失うことはない。また不揮発性メモリ部２５は電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭを使用しているため、何回も補正値を書き換える事が可能である。これにより、加速度センサーを取り付け、完成させた後、センサーの補正を行うことが可能となる。このことは、ケース等に加わった加速度で補正したことになり、言い換えれば実際に受けた加速度との違いが無く、かつ、分解等をしないで補正可能であることを意味する。又、補正値決定時に大がかりな装置を必要とせず、衝撃記録器のみがあれば補正値決定が可能である。
【００２１】
本例では補正値の計算を記録器本体内に内蔵していないが、内蔵させる事も可能であり、たとえば、算出された補正値を通信により読みとり、確認し、書き換える事や、通信により衝撃記録器本体の動作を変え、その動作時のみ補正値を算出、書き換える事も容易に実現できる。
【００２２】
また、或る定められた加速度を或る定められたパターンで印加する事により、或る特定の状態の時のみ補正値を算出、書き換えを行う事も可能である。
【００２３】
或る定められた加速度を或る定められたパターンで印加する事により、或る特定の状態の時のみ補正値を算出、書き換えを行う実施例を説明する。補正値の算出、書き換え動作を行わせようとする場合の、印加する加速度と、その加速度の印加パターンを定めておく。例えば、印加する加速度を１０Ｇのステップで、１分毎に増やし、１００Ｇまで到達したら、１０Ｇのステップで、１分毎に減らしていく。すなわち、１０Ｇを１分間印加し、続いて２０Ｇを１分間、３０Ｇを１分間、４０Ｇを１分間、５０Ｇを１分間、６０Ｇを１分間、７０Ｇを１分間、８０Ｇを１分間、９０Ｇを１分間、１００Ｇを１分間と印加し、さらに続いて、９０Ｇを１分間、８０Ｇを１分間、７０Ｇを１分間、６０Ｇを１分間、５０Ｇを１分間、４０Ｇを１分間、３０Ｇを１分間、２０Ｇを１分間、１０Ｇを１分間印加する。衝撃記録器本体内にも、この加速度印加パターンを判断する機能を設け、この加速度印加パターンで加速度が印加されたのであれば、補正値を算出、書き換え動作を行う。
【００２４】
例の様な一定のパターンでの加速度印加は、通常の使用では見られないため、衝撃記録器本体内では容易に判断でき、印加された加速度はあらかじめ定まっているため、最大値、最小値に対しての印加された加速度は分かっており、簡単に補正値の算出ができる。言い換えれば、一定の加速度印加パターンは、通常の使用では見られない加速度印加パターンであることが必要である。
【００２５】これにより、一定の加速度印加パターンで加速度を印加するだけで、通信を行う事無く、補正値の算出、書き換えが行える。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によると、加速度センサーを取り付け、完成させた後、補正可能なため、実際に受けた加速度との違いが無い加速度の検出が可能となり、加速度センサーの特性、加速度センサー取り付け状態によらず正確な加速度の検出が可能なる。
【００２７】
完成状態で補正可能なため、衝撃記録器を分解等する事無く、必要な時にいつでも補正が可能になる。
【００２８】
衝撃記録器が完成状態で補正可能なため、大がかりな装置を必要とせず、補正が容易に実現できる。
【００２９】
電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを使用するため、補正値の保護等が容易に実現できる。
【００３０】
電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを使用するため、補正値の書き換えが必要に応じ何回でも行える。
【００３１】
一定の加速度印加パターンで加速度を印加する事により、補正を自動的に行えるため、衝撃記録器のみで、補正値の算出、書き換えが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するブロック図
【図２】本発明の第一実施形態を示すブロック図
【図３】本発明の第一実施形態でＣＰＵ内の補正値算出の動作を示すブロック図
【符号の説明】
１ センサ部
２ 処理回路部
３ 電源部
２１ ＡＤ変換部
２２ ＣＰＵ
２３ 記録部
２４ 通信部
２５ 不揮発性メモリ部
３１ 比較器
３２ 最大値記録エリア
３３ 最小値記録エリア
３４ 最大値ワーク
３５ 最小値ワーク

Claims (2)

1. 衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記衝撃記録器の加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とに基づいて前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出して電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、当該不揮発性メモリに記憶された前記補正値と、前記加速度検出用センサーにより検出された加速度の出力値とから前記衝撃記録器に印加された加速度を算出する衝撃記録器の検出値補正方法であって、
   前記衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とを前記衝撃記録器の記録部に記録し、前記或る所定の加速度の印加が終了した後に、前記記録部に記録された前記加速度の最大値と最小値とを外部機器に送信して前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出し、算出した前記補正値を前記衝撃記録器に受信させて前記不揮発性メモリに記憶されている前記補正値を書き換える事を特徴とする衝撃記録器の検出値補正方法。
2. 衝撃記録器に或る所定の加速度を印加した際に前記衝撃記録器の加速度検出用センサーにより検出された前記加速度の最大値と最小値とに基づいて前記加速度検出用センサーに対する補正値を算出して電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、当該不揮発性メモリに記憶された前記補正値と、前記加速度検出用センサーにより検出された加速度の出力値とに基づいて前記衝撃記録器に印加された加速度を算出する衝撃記録器の検出値補正方法であって、
   前記補正値の算出、及び前記補正値の前記不揮発性メモリへの記憶を、或る予め決められた加速度を或る予め決められたパターンで印加する事により、前記衝撃記録器内で自動的に行う事を特徴とする衝撃記録器の検出値補正方法。

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