JP4277048B2 - モーションキャプチャ - Google Patents
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Description
本発明は、モーションキャプチャに関する。より詳しくは、被測定物の位置データ等を精度良く測定することができるとともに、小型化や軽量化が容易なモーションキャプチャに関する。
従来、生体等の被測定物の動作解析において、複数の角度から撮影された画像情報を比較することが行われている。
しかしながら、画像情報を得るための画像処理は高価であるばかりか、大規模な画像処理システムが必要とされ、野外スポ−ツ、運動機能リハビリテーション、車両などの移動体、生産ラインにおける人や機械の動作解析等においては、実質的に困難であるという問題が見られた。
そこで、加速度センサや角速度センサを組み合わせて、生体等の被測定物の動作解析をするためのモーションキャプチャが検討されている。
しかしながら、センサ誤差、座標変換誤差、および積分誤差等に加えて、３軸回転という非線形要素を含むため、初めはわずかな誤差であっても、時間経過とともにカオス的に変化してしまい、実際の値と大きくずれてしまうという問題が見られた。
しかしながら、画像情報を得るための画像処理は高価であるばかりか、大規模な画像処理システムが必要とされ、野外スポ−ツ、運動機能リハビリテーション、車両などの移動体、生産ラインにおける人や機械の動作解析等においては、実質的に困難であるという問題が見られた。
そこで、加速度センサや角速度センサを組み合わせて、生体等の被測定物の動作解析をするためのモーションキャプチャが検討されている。
しかしながら、センサ誤差、座標変換誤差、および積分誤差等に加えて、３軸回転という非線形要素を含むため、初めはわずかな誤差であっても、時間経過とともにカオス的に変化してしまい、実際の値と大きくずれてしまうという問題が見られた。
そのため、モーションキャプチャとして、各種改良品が提案されており、例えば、どのような姿勢でも精度を下げないアルゴリズムを有し、このアルゴリズムによってデータ処理する姿勢角度検出装置（モーションキャプチャの一種）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
より具体的には、図１５に示すように、３個のジャイロスコープ３１１，３１２，３１３と、該ジャイロスコープの角速度に応じた出力に基づいて単位時間に移動した角度を２種類のオイラー角で演算する運動角演算装置（図示せず）と、２軸の加速度を検出する加速度センサ３１４，３１５，３１６と、２軸の地磁気を検出する地磁気センサ３１７，３１８，３１９と、加速度センサ及び地磁気センサの出力に基づいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転角を２種類のオイラー角で演算する静止角演算装置（図示せず）と、演算結果の真偽を判別する判別装置（図示せず）と、該判別装置の演算結果に応じて、姿勢角を２種類のオイラー角で演算する姿勢角演算装置（図示せず）と、２種類のオイラー角から誤差が小さく使用するべきオイラー角を選択し、もう一方のオイラー角に変換するオイラー角変換演算装置（図示せず）とから構成された姿勢角度検出装置である。
より具体的には、図１５に示すように、３個のジャイロスコープ３１１，３１２，３１３と、該ジャイロスコープの角速度に応じた出力に基づいて単位時間に移動した角度を２種類のオイラー角で演算する運動角演算装置（図示せず）と、２軸の加速度を検出する加速度センサ３１４，３１５，３１６と、２軸の地磁気を検出する地磁気センサ３１７，３１８，３１９と、加速度センサ及び地磁気センサの出力に基づいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転角を２種類のオイラー角で演算する静止角演算装置（図示せず）と、演算結果の真偽を判別する判別装置（図示せず）と、該判別装置の演算結果に応じて、姿勢角を２種類のオイラー角で演算する姿勢角演算装置（図示せず）と、２種類のオイラー角から誤差が小さく使用するべきオイラー角を選択し、もう一方のオイラー角に変換するオイラー角変換演算装置（図示せず）とから構成された姿勢角度検出装置である。
また、慣性センサによる視点位置の測定誤差を補正すること。特に時間経過に伴って生じる蓄積誤差の補正を行い、位置ずれの少ない位置姿勢測定装置（モーションキャプチャの一種）が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
より具体的には、図１６に示すように、測定対象の回転によって生じる角速度を測定する角速度測定部（高精度姿勢センサ）４０１と、測定対象の移動および回転によって生じる加速度を測定する加速度測定部（加速度センサ群）４０２と、角速度測定部４０１の出力に基づいて加速度測定部４０２の出力に含まれる誤差を推定する誤差推定手段（誤差推定モジュール）４０３と、角速度測定部４０１の出力に基づいて測定対象の姿勢を算出する姿勢算出手段（姿勢算出モジュール）４０４と、加速度測定部４０２の出力および誤差推定手段４０３による誤差推定結果および姿勢算出手段４０４による姿勢算出結果に基づいて、測定対象の位置を算出する位置算出手段（位置算出モジュール）４０５と、を備えた位置姿勢測定装置４００である。そして、加速度測定部４０２の出力誤差は、比例定数を掛けたり、時間平均の比例定数を掛けたりして、補正するものである。
より具体的には、図１６に示すように、測定対象の回転によって生じる角速度を測定する角速度測定部（高精度姿勢センサ）４０１と、測定対象の移動および回転によって生じる加速度を測定する加速度測定部（加速度センサ群）４０２と、角速度測定部４０１の出力に基づいて加速度測定部４０２の出力に含まれる誤差を推定する誤差推定手段（誤差推定モジュール）４０３と、角速度測定部４０１の出力に基づいて測定対象の姿勢を算出する姿勢算出手段（姿勢算出モジュール）４０４と、加速度測定部４０２の出力および誤差推定手段４０３による誤差推定結果および姿勢算出手段４０４による姿勢算出結果に基づいて、測定対象の位置を算出する位置算出手段（位置算出モジュール）４０５と、を備えた位置姿勢測定装置４００である。そして、加速度測定部４０２の出力誤差は、比例定数を掛けたり、時間平均の比例定数を掛けたりして、補正するものである。
さらに、３軸加速度計及び３軸角速度計から得られた６軸データの静止状態の零点誤差を補正することにより、動作を正確に測定することを目的としたリハビリ用姿勢モニタリング装置（モーションキャプチャの一種）が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
より具体的には、図１７に示すように、姿勢モニタ部５６１に設けた３軸加速度計及び３軸角速度計から得た６軸データを慣性演算部５６３に入力し、６軸データの静止状態(Ｍ、Ｎ)の零点誤差を補正して高精度に生体５５０の動作を測定する生体のリハビリ用姿勢モニタリング装置である。
特開２００５−３３１２６５号公報（特許請求の範囲）
特開２００５−１１４４５２号公報（特許請求の範囲）
特開２００５−３４３４３号公報（特許請求の範囲）
より具体的には、図１７に示すように、姿勢モニタ部５６１に設けた３軸加速度計及び３軸角速度計から得た６軸データを慣性演算部５６３に入力し、６軸データの静止状態(Ｍ、Ｎ)の零点誤差を補正して高精度に生体５５０の動作を測定する生体のリハビリ用姿勢モニタリング装置である。
しかしながら、特許文献１に開示された姿勢角度検出装置は、実際の動作状態とは異なる経路で回転変換を施しており、被測定物の実際の動作状態と合致せず、信頼性に欠けるばかりか、２種類のオイラー角から姿勢角度を演算するために、演算処理量が多く、データ処理に時間がかかるという問題が見られた。また、被測定物の６軸データ以外に、地磁気センサを用いて、所定の地磁気を測定しなければならず、センサ部分の小型化や軽量化が困難であるという問題が見られた。
また、特許文献２に開示された位置姿勢測定装置は、加速度測定部の出力誤差が大きい場合には実質的に対応できず、さらに、数個の加速度測定部の出力誤差が均一でなければ、実質的に誤差補正ができないという問題が見られた。
さらに、特許文献３に開示されたリハビリ用姿勢モニタリング装置は、カルマンフィルタ等を用いて、被測定物の動作前後における６軸データの静止状態の零点誤差を補正するのみであった。したがって、動作を観測する座標系としての基準座標系、例えば、大地座標系において、被測定物の正確な位置を検知できないという問題が見られた。
また、特許文献２に開示された位置姿勢測定装置は、加速度測定部の出力誤差が大きい場合には実質的に対応できず、さらに、数個の加速度測定部の出力誤差が均一でなければ、実質的に誤差補正ができないという問題が見られた。
さらに、特許文献３に開示されたリハビリ用姿勢モニタリング装置は、カルマンフィルタ等を用いて、被測定物の動作前後における６軸データの静止状態の零点誤差を補正するのみであった。したがって、動作を観測する座標系としての基準座標系、例えば、大地座標系において、被測定物の正確な位置を検知できないという問題が見られた。
そして、特許文献１〜３に開示された位置姿勢測定装置等は、いずれも測定精度が低いという問題が見られた。特に、被測定物が円運動をしたような場合に、測定誤差が大きくなって、それを防止するために、センサ部分を大きくしようとすると、装置の小型化や軽量化が困難となるばかりか、消費電力が大きくなったり、さらには、回路基板等への実装が困難になったりするという問題が見られた。
一方、一般的なモーションセンサ（加速度センサ、角速度センサ）は、オフセットやゲインの温度変化（ドリフト）による出力誤差が顕著であり、例えば、図１８に示すような補正を行っており、様々な温度補償回路を付加して使用されている。しかしながら、センサや回路特性のバラツキが大きく、ＥＰＲＯＭなどに書き込まれた固定の補償回路では、十分な精度が得られないという問題が見られた。
一方、一般的なモーションセンサ（加速度センサ、角速度センサ）は、オフセットやゲインの温度変化（ドリフト）による出力誤差が顕著であり、例えば、図１８に示すような補正を行っており、様々な温度補償回路を付加して使用されている。しかしながら、センサや回路特性のバラツキが大きく、ＥＰＲＯＭなどに書き込まれた固定の補償回路では、十分な精度が得られないという問題が見られた。
そこで、本発明者等は、このような問題を鋭意検討した結果、被測定物が円運動をしたような場合であっても、あるいは、例えば、測定間隔が５〜５０ｍｓという比較的粗いサンプリングを行った場合であっても、比較的小型の６軸センサと、所定のデータ処理のアルゴリズム（角速度を積分した微小角に基づく、３軸一括回転変換技術）によって、被測定物の位置を精度良く検出できることを見出したものである。
すなわち、本発明は、被測定物の位置データ等を精度良く測定することができるとともに、小型化や軽量化が容易なモーションキャプチャを提供することを目的としたものである。
すなわち、本発明は、被測定物の位置データ等を精度良く測定することができるとともに、小型化や軽量化が容易なモーションキャプチャを提供することを目的としたものである。
本発明によれば、被測定物の加速度（Ｇｘｎ、Ｇｙｎ、Ｇｚｎ）を測定する３軸加速度センサおよび角速度（ωｘｎ、ωｙｎ、ωｚｎ）を測定する３軸角速度センサをそれぞれ備えた６軸センサによって、被測定物の位置または姿勢を検出するためのモーションキャプチャであって、下記数式（２）に基づいて、３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、下記数式（３）で表される基準座標系としての大地座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出するためのデータ処理を実施するモーションキャプチャである。
すなわち、被測定物が、センサ座標と対比され、空間内に固定される基準座標系としての大地座標系において円運動等をしたような場合であっても、角速度を積分した微小角に基づく、３軸一括回転変換技術により、被測定物の位置を精度良く検出できるとともに、小型化や軽量化が容易なモーションキャプチャを提供することができる。
なお、下記数式（２）を変形逆スキューマトリクスと称する場合があって、個々の逆変形スキューマトリクスの積になっているが、それもまた、単純化して、逆変形スキューマトリクスと呼ぶものとする。
すなわち、被測定物が、センサ座標と対比され、空間内に固定される基準座標系としての大地座標系において円運動等をしたような場合であっても、角速度を積分した微小角に基づく、３軸一括回転変換技術により、被測定物の位置を精度良く検出できるとともに、小型化や軽量化が容易なモーションキャプチャを提供することができる。
なお、下記数式（２）を変形逆スキューマトリクスと称する場合があって、個々の逆変形スキューマトリクスの積になっているが、それもまた、単純化して、逆変形スキューマトリクスと呼ぶものとする。
（数式（２）中、ｎは合計の測定数、ｉは１から開始される測定回数を表す測定数、サンプリング時間Δｔは、被測定物の測定間における微小時間であって、５〜５０ｍｓである。以下、同様である。）
（数式（３）中、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０は、それぞれ測定開始時における基準座標上での重力加速度である。）
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、基準座標系の加速度が、大地座標系の加速度であることが好ましい。
すなわち、被測定物が、基準座標系として、大地座標系において円運動をしたような場合であっても、被測定物の位置を精度良く検出することができる。
すなわち、被測定物が、基準座標系として、大地座標系において円運動をしたような場合であっても、被測定物の位置を精度良く検出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、大地座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出し、この大地座標系の加速度をもとに、被測定物の位置データを算出することが好ましい。
このように構成することにより、被測定物の位置をさらに迅速に検出することができる。なお、大地座標系の加速度をもとに、被測定物の位置データのみならず、被測定物の速度や傾斜角度等についても、精度良く算出することができる。
このように構成することにより、被測定物の位置をさらに迅速に検出することができる。なお、大地座標系の加速度をもとに、被測定物の位置データのみならず、被測定物の速度や傾斜角度等についても、精度良く算出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、３軸加速度センサの出力データを、データ処理工程前に、オフセット補正処理することが好ましい。
このように構成することにより、被測定物の位置をさらに迅速かつ精度良く検出することができる。
このように構成することにより、被測定物の位置をさらに迅速かつ精度良く検出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、３軸加速度センサおよび３軸角速度センサ、あるいはいずれか一方のセンサに、既知の調整電圧を印加して、検出レベルを調整することが好ましい。
このように構成することにより、被測定物の計測範囲（レンジ）を拡大し、かつ大きなオフセットが生じたとしても、被測定物の位置をさらに迅速かつ精度良く検出することができる。
このように構成することにより、被測定物の計測範囲（レンジ）を拡大し、かつ大きなオフセットが生じたとしても、被測定物の位置をさらに迅速かつ精度良く検出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、第１のモーションキャプチャと、第２のモーションキャプチャと、を含み、それぞれ被測定物の離れた位置に配置されているとともに、第１のモーションキャプチャによる位置データと、第２のモーションキャプチャによる位置データと、から、被測定物の構成部位における相対位置を算出することが好ましい。
このように構成することにより、被測定物の構成部位における相対位置であっても、精度良く検出することができ、それから被測定物の状態についても推定することができる。
なお、モーションキャプチャによる被測定物の位置データのみならず、被測定物の傾斜角度データからも、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出することができる。
したがって、第１のモーションキャプチャを車両に取り付けるとともに、第２のモーションキャプチャを運転手に取り付けることにより、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出できることから、移動する車両の中で、車両に固定された座標で人の動作を推測することが可能となる。
このように構成することにより、被測定物の構成部位における相対位置であっても、精度良く検出することができ、それから被測定物の状態についても推定することができる。
なお、モーションキャプチャによる被測定物の位置データのみならず、被測定物の傾斜角度データからも、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出することができる。
したがって、第１のモーションキャプチャを車両に取り付けるとともに、第２のモーションキャプチャを運転手に取り付けることにより、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出できることから、移動する車両の中で、車両に固定された座標で人の動作を推測することが可能となる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、電源を含むとともに、当該電源が、モーションキャプチャの筐体の外部に電気接続してあり、モーションキャプチャの筐体の内部に搭載された６軸センサとは、隔離してあることが好ましい。
このように構成することにより、比較的重量のある電源の影響を排除して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができる。
このように構成することにより、比較的重量のある電源の影響を排除して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、６軸センサが、フレキシブル基板の上に積層されたリジッド基板の上に、搭載してあることが好ましい。
このように構成することにより、６軸センサの実装が容易になるばかりか、６軸センサの動作を保証して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができる。
このように構成することにより、６軸センサの実装が容易になるばかりか、６軸センサの動作を保証して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを構成するにあたり、フレキシブル基板の上に、リジッド基板が、複数積層されており、当該複数のリジッド基板が所定間隔をあけて積層してあることが好ましい。
このように構成することにより、６軸センサの実装が容易になるばかりか、リジッド基板の間に露出したフレキシブル基板を利用して、折り曲げたり、変形させたりすることができる。したがって、モーションキャプチャの取り付けや取り扱いの自由度を飛躍的に向上させることができる。
このように構成することにより、６軸センサの実装が容易になるばかりか、リジッド基板の間に露出したフレキシブル基板を利用して、折り曲げたり、変形させたりすることができる。したがって、モーションキャプチャの取り付けや取り扱いの自由度を飛躍的に向上させることができる。
本発明の実施形態は、図１（ａ）〜（ｃ）あるいは図２に示すように、被測定物の加速度（Ｇｘｎ、Ｇｙｎ、Ｇｚｎ）を測定する３軸加速度センサ１６ａおよび角速度（ωｘｎ、ωｙｎ、ωｚｎ）を測定する３軸角速度センサ１６ｂをそれぞれ備えた６軸センサ１６によって、被測定物の位置または姿勢を検出するためのモーションキャプチャ１０であって、３軸加速度センサ１６ａおよび３軸角速度センサ１６ｂの各出力データから、変形逆スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ） -1 ）に基づいて、基準座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出するためのデータ処理工程を含むモーションキャプチャ１０である。
また、本発明のモーションキャプチャの別の実施態様は、同様の６軸センサによって、被測定物の位置または姿勢を検出するためのモーションキャプチャであって、３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、被測定物が非慣性運動をしていると判断された場合には、変形スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ））に基づいて、被測定物にかかる基準重力ベクトルから傾斜角を算出するためのデータ処理工程を含むモーションキャプチャである。
なお、図１（ａ）は、モーションキャプチャ１０の概略断面図であり、図１（ｂ）は、その概略平面図であり、図１（ｃ）は、その概略側面図である。また、図２は、別のモーションキャプチャ１０´の概略断面図である。
また、本発明のモーションキャプチャの別の実施態様は、同様の６軸センサによって、被測定物の位置または姿勢を検出するためのモーションキャプチャであって、３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、被測定物が非慣性運動をしていると判断された場合には、変形スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ））に基づいて、被測定物にかかる基準重力ベクトルから傾斜角を算出するためのデータ処理工程を含むモーションキャプチャである。
なお、図１（ａ）は、モーションキャプチャ１０の概略断面図であり、図１（ｂ）は、その概略平面図であり、図１（ｃ）は、その概略側面図である。また、図２は、別のモーションキャプチャ１０´の概略断面図である。
１．基本的構成
（１）３軸加速度センサ
３軸加速度センサは、図４に示すように、内部に埋込ＳｉＯ2層を有するとともに、平面形状が矩形状である質量体４３と、この質量体４３と、枠部４２と、を四箇所で連結するビーム部４５〜４８と、この４５〜４８の所定箇所に複数設けてある抵抗素子４９と、からなるピエゾ抵抗型の三次元加速度センサ４０であることが好ましい。
また、図示した構造以外でも、静電容量型に代表されるような、重力などの静加速度を検出できる３軸加速度センサであれば、適用することができる。
すなわち、かかる３軸加速度センサによって、被測定物における三次元方向の加速度をモニタするとともに、当該三次元方向の加速度成分（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）をフィルタ処理しながら、所定方向成分の合成ベクトルＧ０（Ｇ０ｘ、Ｇ０ｙ、Ｇ０ｚ）を定めることができる。したがって、三次元方向の加速度成分（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）から、重力方向成分の合成ベクトルＧ０（Ｇ０ｘ、Ｇ０ｙ、Ｇ０ｚ）を正確に定めることができる。
（１）３軸加速度センサ
３軸加速度センサは、図４に示すように、内部に埋込ＳｉＯ2層を有するとともに、平面形状が矩形状である質量体４３と、この質量体４３と、枠部４２と、を四箇所で連結するビーム部４５〜４８と、この４５〜４８の所定箇所に複数設けてある抵抗素子４９と、からなるピエゾ抵抗型の三次元加速度センサ４０であることが好ましい。
また、図示した構造以外でも、静電容量型に代表されるような、重力などの静加速度を検出できる３軸加速度センサであれば、適用することができる。
すなわち、かかる３軸加速度センサによって、被測定物における三次元方向の加速度をモニタするとともに、当該三次元方向の加速度成分（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）をフィルタ処理しながら、所定方向成分の合成ベクトルＧ０（Ｇ０ｘ、Ｇ０ｙ、Ｇ０ｚ）を定めることができる。したがって、三次元方向の加速度成分（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）から、重力方向成分の合成ベクトルＧ０（Ｇ０ｘ、Ｇ０ｙ、Ｇ０ｚ）を正確に定めることができる。
（２）３軸角速度センサ
また、図５は、３軸角速度センサ５０の一例を説明するために供する図である。また、図６は、３軸角速度センサ５０の電極関係を説明するために供する図であり、図７〜図９は、３軸角速度センサ５０の動作を説明するために供する図である。
したがって、３軸角速度センサは、振動子に対して、圧電素子が積層してあり、３軸周りの角速度が変化した場合に発生するコリオリ力を検知する構成であることが好ましい。
この理由は、コリオリ力を検知する構成であれば、モニタした角速度成分（ωｘ、ωｙ、ωｚ）を比較的大きな値として測定することができ、それをフィルタ処理して、被測定物が等角速度運動状態に近似できるように効果的に補正することができるためである。また、コリオリ力を検知するのであれば、消費電力が少なく、小型化、軽量化が容易な３軸角速度センサを提供することができるためである。
また、図５は、３軸角速度センサ５０の一例を説明するために供する図である。また、図６は、３軸角速度センサ５０の電極関係を説明するために供する図であり、図７〜図９は、３軸角速度センサ５０の動作を説明するために供する図である。
したがって、３軸角速度センサは、振動子に対して、圧電素子が積層してあり、３軸周りの角速度が変化した場合に発生するコリオリ力を検知する構成であることが好ましい。
この理由は、コリオリ力を検知する構成であれば、モニタした角速度成分（ωｘ、ωｙ、ωｚ）を比較的大きな値として測定することができ、それをフィルタ処理して、被測定物が等角速度運動状態に近似できるように効果的に補正することができるためである。また、コリオリ力を検知するのであれば、消費電力が少なく、小型化、軽量化が容易な３軸角速度センサを提供することができるためである。
より具体的には、図５に示す３軸角速度センサ５０の場合であれば、３つの振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを固定するための基部５６と、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃに対応して連なる３つの質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃと、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを振動させるための発振回路部（図示せず）と、各質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃについて発生したコリオリ力を検出するための検出部（図示せず）と、を有している。
そして、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを含む平面において、直交する二軸をＸ軸及びＹ軸とし、かつ平面に垂直方向にＺ軸をとったときに、第１振動脚５２ｂがＹ軸方向に一致させてあるとともに、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、それぞれＹ軸から互いに離れるように斜め方向に延びる延設部５４ａ、５４ｃを備えている。
また、角速度センサ５０の検出部において、それぞれの質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃについて発生したコリオリ力を検出するに際して、各質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃの振動モードとして、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、Ｙ軸方向に対して、同時に開閉するＨＳモード、あるいは第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、Ｙ軸方向に対して、同時に同方向に変位するとともに、第１振動脚５２ｂが、その反対方向に変位するＨＡモードの動作を、平面的になしている。
そして、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを含む平面において、直交する二軸をＸ軸及びＹ軸とし、かつ平面に垂直方向にＺ軸をとったときに、第１振動脚５２ｂがＹ軸方向に一致させてあるとともに、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、それぞれＹ軸から互いに離れるように斜め方向に延びる延設部５４ａ、５４ｃを備えている。
また、角速度センサ５０の検出部において、それぞれの質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃについて発生したコリオリ力を検出するに際して、各質量体５３ａ、５３ｂ、５３ｃの振動モードとして、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、Ｙ軸方向に対して、同時に開閉するＨＳモード、あるいは第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃが、Ｙ軸方向に対して、同時に同方向に変位するとともに、第１振動脚５２ｂが、その反対方向に変位するＨＡモードの動作を、平面的になしている。
また、図５に示す３軸角速度センサは、図６に示すような電極を所定場所に備えており、図７に示すようにして、角速度を測定することができる。
すなわち、図６に示すように、３軸角速度センサ５０の発振回路部８０は、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを所定の振動モードで振動させるための振動回路を含む部位である。
したがって、かかる発振回路部８０は、発振回路、ＡＧＣ回路、インピーダンス変換回路、位相補正回路、コンパレータ等から構成してあることが好ましい。
ここで、図６に、発振回路部８０の一部として、周波数信号発振装置（発振回路）７７と、各出力端子７１、７３、７５と、グランド（あるいは基準電位）７２、７４、７６と、所定の配線とから構成されている振動回路を示す。
この発振回路部８０において、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃに駆動用信号を入力すべく、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃに、複数の電極７０（７０ａ〜７０ｎ）が設けられている。そして、例えば、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃの電極は、側面の一つにおいては、それぞれ分割された形で２つの電極７０ａ、７０ｂ、７０ｋ、７０ｌが設けられ、側面のもう一つの面においては、それぞれ全面的に、１つの電極７０ｅが設けられている。また、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃの上下面には、それぞれ側面の電極を補助するために、ほぼ全面的に、一対の補助電極７０ｃ、７０ｄが設けてある。
一方、第１振動脚５２ｂの電極７０ｆ、７０ｇ、７０ｈ、７０ｉは、振動脚の周囲である４面に対応して、それぞれ設けられている。
すなわち、図６に示すように、３軸角速度センサ５０の発振回路部８０は、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃを所定の振動モードで振動させるための振動回路を含む部位である。
したがって、かかる発振回路部８０は、発振回路、ＡＧＣ回路、インピーダンス変換回路、位相補正回路、コンパレータ等から構成してあることが好ましい。
ここで、図６に、発振回路部８０の一部として、周波数信号発振装置（発振回路）７７と、各出力端子７１、７３、７５と、グランド（あるいは基準電位）７２、７４、７６と、所定の配線とから構成されている振動回路を示す。
この発振回路部８０において、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃに駆動用信号を入力すべく、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃに、複数の電極７０（７０ａ〜７０ｎ）が設けられている。そして、例えば、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃの電極は、側面の一つにおいては、それぞれ分割された形で２つの電極７０ａ、７０ｂ、７０ｋ、７０ｌが設けられ、側面のもう一つの面においては、それぞれ全面的に、１つの電極７０ｅが設けられている。また、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃの上下面には、それぞれ側面の電極を補助するために、ほぼ全面的に、一対の補助電極７０ｃ、７０ｄが設けてある。
一方、第１振動脚５２ｂの電極７０ｆ、７０ｇ、７０ｈ、７０ｉは、振動脚の周囲である４面に対応して、それぞれ設けられている。
すなわち、振動脚を、例えば、水晶材のＺカット板を用いて構成した場合には、図６に示すように、第２振動脚５２ａ及び第３振動脚５２ｃの側面に分割して設けた電極７０ａ、７０ｂ、７０ｋ、７０ｌは、それぞれ垂直方向の振動に寄与するため、Ｔモードの駆動や検出に適している。一方、各振動脚５２ａ、５２ｂ、５２ｃの側面に全面的に設けた電極７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ、７０ｊは、それぞれ水平方向の振動に寄与するため、ＨＳモードやＨＡモードの駆動や検出に適していると言える。
なお、発振回路部における回路構成については、種々変更することができる。例えば、任意の回路場所に、小範囲の位相調節のための論理回路や、Ｌ、Ｃ、Ｒ等のアナログ要素を挿入したり、さらには駆動用信号の増幅を行うためのフィルタを設けたりすることも好ましい。
なお、発振回路部における回路構成については、種々変更することができる。例えば、任意の回路場所に、小範囲の位相調節のための論理回路や、Ｌ、Ｃ、Ｒ等のアナログ要素を挿入したり、さらには駆動用信号の増幅を行うためのフィルタを設けたりすることも好ましい。
また、各質量体の振動動作として、第２振動脚及び第３振動脚が、Ｙ軸方向に対して、同時に開閉するＨＳモード、あるいは、第２振動脚及び第３振動脚が、Ｙ軸方向に対して、同時に同方向に変位するとともに、第１振動脚が、その反対方向に変位するＨＡモードの動作を、平面的になすことが好ましい。
この理由は、振動モードとして、ＨＳモードを採用した場合には、Ｘ軸方向の検出モードをＶモード、Ｙ軸方向の検出モードをＴモード、Ｚ軸方向の検出モードをＨＡモードとして、感度良くコリオリ力を検出することができるためである。
この理由は、振動モードとして、ＨＳモードを採用した場合には、Ｘ軸方向の検出モードをＶモード、Ｙ軸方向の検出モードをＴモード、Ｚ軸方向の検出モードをＨＡモードとして、感度良くコリオリ力を検出することができるためである。
すなわち、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、角速度センサ（３脚タイプ）において、
ＨＳモードの振動動作を行うとともに、Ｘ軸方向において角速度が作用した場合、コリオリ力が所定方向に発生し、それが、振動モードにノイズレベルで含まれるＶモードの振動と結合することにより、共振して大きな値のコリオリ力を検出することができる。
ＨＳモードの振動動作を行うとともに、Ｘ軸方向において角速度が作用した場合、コリオリ力が所定方向に発生し、それが、振動モードにノイズレベルで含まれるＶモードの振動と結合することにより、共振して大きな値のコリオリ力を検出することができる。
また、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、角速度センサ（３脚タイプ）において、ＨＳモードの振動動作を行うとともに、Ｙ軸方向において角速度が作用した場合、コリオリ力が所定方向に発生し、それが、振動モードにノイズレベルで含まれるＴモードの振動と結合することにより、共振して大きな値のコリオリ力を検出することができる。
さらに、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、角速度センサ（３脚タイプ）において、ＨＳモードの振動動作を行うとともに、Ｚ軸方向において角速度が作用した場合、コリオリ力が所定方向に発生し、それが、振動モードにノイズレベルで含まれるＨＡモードの振動と結合することにより、共振して大きな値のコリオリ力を検出することができる。
なお、振動モードとして、ＨＡモードを採用した場合であっても、Ｘ軸方向の検出モードをＴモード、Ｙ軸方向の検出モードをＶモード、Ｚ軸方向の検出モードをＨＳモードとして、感度良くコリオリ力を検出することができる。
さらに、振動モードとして、例えば、Ｔモードを採用した場合には、Ｘ軸方向の検出モードをＨＡモード、Ｙ軸方向の検出モードをＨＳモードとして検出できるものの、Ｚ軸方向においては、回転方向と、振動方向とが一致することから、感度良くコリオリ力を検出することは困難である。
さらに、振動モードとして、例えば、Ｔモードを採用した場合には、Ｘ軸方向の検出モードをＨＡモード、Ｙ軸方向の検出モードをＨＳモードとして検出できるものの、Ｚ軸方向においては、回転方向と、振動方向とが一致することから、感度良くコリオリ力を検出することは困難である。
２．データ処理工程
図１０に示すデータ処理工程のフローチャートに沿って、加速度データおよび角速度データのデータ処理工程を説明する。
また、かかるデータ処理工程を説明するに際して、図１１及び図１２に言及しながら、本実施形態の補正方法を、従来の補正方法と比較するものとする。
図１０に示すデータ処理工程のフローチャートに沿って、加速度データおよび角速度データのデータ処理工程を説明する。
また、かかるデータ処理工程を説明するに際して、図１１及び図１２に言及しながら、本実施形態の補正方法を、従来の補正方法と比較するものとする。
（１）加速度データのオフセット補正（自律調整補正）
図１０に、Ｓ１で示されるように、加速度センサを用いて、加速度ベクトルデータＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)を測定した後、Ｓ２で示されるように、加速度ベクトルデータのオフセット補正（加速度データの自律調整補正）を行う。
すなわち、被測定物につき、加速度センサを用いて測定した３次元の重力加速度ベクトル（Ｇｘｉ、Ｇｙｉ、Ｇｚｉ）を、本来の重力加速度ベクトル(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、各軸のオフセットベクトル(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)に分解する。すると、下記数式（６）が成立する。
図１０に、Ｓ１で示されるように、加速度センサを用いて、加速度ベクトルデータＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)を測定した後、Ｓ２で示されるように、加速度ベクトルデータのオフセット補正（加速度データの自律調整補正）を行う。
すなわち、被測定物につき、加速度センサを用いて測定した３次元の重力加速度ベクトル（Ｇｘｉ、Ｇｙｉ、Ｇｚｉ）を、本来の重力加速度ベクトル(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、各軸のオフセットベクトル(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)に分解する。すると、下記数式（６）が成立する。
ここで、加速度ベクトルデータのオフセットは、一般的には、比較的緩やかに値が変化するので、比較的短時間の間に、加速度センサが搭載されている被測定物の異なる方位において、上記測定を３回（測定数（ｉ）＝１、２、３と表す。）行った場合、下記数式（７）が成立する。
したがって、数式（６）中の変数は、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０の３つであり、これを３次元の加速度空間で考えると、半径が重力加速度に等しい球方程式と考えられる。
すなわち、点(Ｇｘ１、Ｇｙ１、Ｇｚ１)、点(Ｇｘ２、Ｇｙ２、Ｇｚ２)および点(Ｇｘ３、Ｇｙ３、Ｇｚ３)から重力加速度に相当する距離にある２点のうち、１方の座標が、加速度センサのオフセットベクトル(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)を表すことになる。
また、もう一つの異なる重力加速度ベクトル(Ｇｘ４、Ｇｙ４、Ｇｚ４)を測定して、このベクトルからも重力加速度に相当する距離に近い側のオフセットベクトルを用いて、キャリブレーション（測定値からオフセットベクトル成分を差し引く校正）を行うと、さらに正確な補正をすることができる。
よって、異なる方位において、４点以上測定することによって、しばしば姿勢を変える被測定物の加速度センサによる測定において、さらに適切な位置になるように、加速度センサのオフセット補正をすることができる。
すなわち、点(Ｇｘ１、Ｇｙ１、Ｇｚ１)、点(Ｇｘ２、Ｇｙ２、Ｇｚ２)および点(Ｇｘ３、Ｇｙ３、Ｇｚ３)から重力加速度に相当する距離にある２点のうち、１方の座標が、加速度センサのオフセットベクトル(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)を表すことになる。
また、もう一つの異なる重力加速度ベクトル(Ｇｘ４、Ｇｙ４、Ｇｚ４)を測定して、このベクトルからも重力加速度に相当する距離に近い側のオフセットベクトルを用いて、キャリブレーション（測定値からオフセットベクトル成分を差し引く校正）を行うと、さらに正確な補正をすることができる。
よって、異なる方位において、４点以上測定することによって、しばしば姿勢を変える被測定物の加速度センサによる測定において、さらに適切な位置になるように、加速度センサのオフセット補正をすることができる。
但し、放置しておけば姿勢をほとんど変えないか、またはセンサを中心として重力ベクトルの廻りの回転運動のみを行っている被測定物の場合には、上述したように、異なる３方位において、加速度を測定することで、加速度センサのオフセット補正をすることができない。
したがって、そのような場合には、加速度センサにおいて、測定している静加速度のベクトル長が、重力加速度からずれてきた場合には、強制的に姿勢を３回変えて測定し、上述した方法でキャリブレーションを行うように、被測定物を制御せしめることが好ましい。
したがって、そのような場合には、加速度センサにおいて、測定している静加速度のベクトル長が、重力加速度からずれてきた場合には、強制的に姿勢を３回変えて測定し、上述した方法でキャリブレーションを行うように、被測定物を制御せしめることが好ましい。
なお、図３に示すように、センサ出力に大きなオフセットが生じた場合であっても、増幅器Ａ２の出力またはＡ／Ｄコンバータの値Ｄｃが飽和しないよう、Ｄ／Ａコンバータに強制的にオフセットＤａ、Ｄｂを与えることができる。
すなわち、センサの実際の出力はＤａ＋Ｄｂ＋Ｄｃとして得られることから、この値を使用して、補正した値をＤ／ＡコンバータへＤｄ、またはＤｄ−Ｄｃとして出力することができる。そのため、センサのオフセットが、温度ドリフト等の原因により変化したとしても、適時センサの補正を自動的に行うため、常に安定した正しい値を出力する加速度センサおよび角速度センサを提供できる。
すなわち、センサの実際の出力はＤａ＋Ｄｂ＋Ｄｃとして得られることから、この値を使用して、補正した値をＤ／ＡコンバータへＤｄ、またはＤｄ−Ｄｃとして出力することができる。そのため、センサのオフセットが、温度ドリフト等の原因により変化したとしても、適時センサの補正を自動的に行うため、常に安定した正しい値を出力する加速度センサおよび角速度センサを提供できる。
（２）加速度データのゲインの補正（自律調整補正）
次いで、図１０に、Ｓ３で示されるように、加速度ベクトルデータＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)のゲインの補正（加速度ベクトルデータの自律調整補正）を行う。
すなわち、測定した３次元の重力加速度ベクトル(Ｇｘｉ、Ｇｙｉ、Ｇｚｉ)を本来の重力加速度(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、各軸のオフセット出力(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)に分解すると、下記数式（８）が成立する。なお、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚは、それぞれセンサアンプにおける正しいゲインである。
次いで、図１０に、Ｓ３で示されるように、加速度ベクトルデータＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)のゲインの補正（加速度ベクトルデータの自律調整補正）を行う。
すなわち、測定した３次元の重力加速度ベクトル(Ｇｘｉ、Ｇｙｉ、Ｇｚｉ)を本来の重力加速度(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、各軸のオフセット出力(Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)に分解すると、下記数式（８）が成立する。なお、Ａｘ、Ａｙ、Ａｚは、それぞれセンサアンプにおける正しいゲインである。
ここで、数式（３）の場合と同様に、今度は６つの異なる姿勢において、重力加速度ベクトルを測定することにより、下記数式（９）で表される６つの方程式を作ることができる。
これを、変数(Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)について解くと、補正すべきゲインとオフセットを求めることができる。すなわち、得られたゲインとオフセットから、さらに正しい加速度の値を算出することができる。
これを、変数(Ａｘ、Ａｙ、Ａｚ、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０)について解くと、補正すべきゲインとオフセットを求めることができる。すなわち、得られたゲインとオフセットから、さらに正しい加速度の値を算出することができる。
（３）加速度データからの傾斜角の測定
次いで、加速度データから傾斜角を測定するにあたり、図１０中に、Ｓ４で示されるように、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｃｘ、Ｇｃｙ、Ｇｃｚ)から、被測定物が慣性運動をしているか、否かの判断を行う。
この場合、以下の条件１）〜３）を満足する場合に、被測定物が慣性運動をしていると判断することができる。
１）補正された加速度ベクトルデータＧｃの絶対値が、重力加速度の値と等しいか、あるいは重力加速度＋所定値（δ１）の範囲内の場合
２）補正された加速度ベクトルデータＧｃの絶対値が、経時的に変化しないか、あるいは重力加速度＋所定値（δ２）の範囲内の場合
３）被測定物の角速度変化が無いか、あるいは角速度＋所定値（δ３）の範囲内の場合
次いで、加速度データから傾斜角を測定するにあたり、図１０中に、Ｓ４で示されるように、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｃｘ、Ｇｃｙ、Ｇｃｚ)から、被測定物が慣性運動をしているか、否かの判断を行う。
この場合、以下の条件１）〜３）を満足する場合に、被測定物が慣性運動をしていると判断することができる。
１）補正された加速度ベクトルデータＧｃの絶対値が、重力加速度の値と等しいか、あるいは重力加速度＋所定値（δ１）の範囲内の場合
２）補正された加速度ベクトルデータＧｃの絶対値が、経時的に変化しないか、あるいは重力加速度＋所定値（δ２）の範囲内の場合
３）被測定物の角速度変化が無いか、あるいは角速度＋所定値（δ３）の範囲内の場合
次いで、被測定物が慣性運動をしていると判断した場合には、図１０中に、Ｓ５で示されるように、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)から、基準重力ベクトルＧＰを決定する。なお、図１０中に、Ｓ６で示されるように、基準重力ベクトルＧＰのうち、初期値をＧＳとして記憶し、被測定物の位置を測定する際に用いる。
一方、補正された加速度ベクトルデータＧｃの絶対値が、重力加速度の値と大きく異なり、重力加速度＋所定値（δ）の範囲外の場合には、慣性運動をしていないと判断して、図１０中、Ｓ´５で示されるように、下記数式（５）で表される変形スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ））に基づいて、加速度ベクトルＧｃの座標逆回転処理（動的処理）を行うことが好ましい。
（数式（５）中、Δｔは、被測定物の測定間における微小時間である。）
次いで、図１０中に、Ｓ７で示されるように、基準重力ベクトルＧＰを、現在の重力ベクトルとして、図１０中に、Ｓ８で示されるように、被測定物の傾斜角度（θｘ、θｙ、θｚ)を算出する。
すなわち、Ｚ軸が鉛直方向（基準重力ベクトルＧＰの逆向き）になっているときを基準とし、下記数式（１０）から、被測定物の傾斜角度（θｘ、θｙ、θｚ)を求めることができる。
ここで、傾斜角度θｘは、Ｙ軸の水平面となす角度であり、傾斜角度θｙは、Ｘ軸の水平面となす角度であり、傾斜角度θｚは、Ｚ軸の鉛直面となす角度である。
すなわち、Ｚ軸が鉛直方向（基準重力ベクトルＧＰの逆向き）になっているときを基準とし、下記数式（１０）から、被測定物の傾斜角度（θｘ、θｙ、θｚ)を求めることができる。
ここで、傾斜角度θｘは、Ｙ軸の水平面となす角度であり、傾斜角度θｙは、Ｘ軸の水平面となす角度であり、傾斜角度θｚは、Ｚ軸の鉛直面となす角度である。
（４）角速度センサにおけるオフセット補正
次いで、図１０に、Ｓ´２で示される同一箇所に取り付けられた角速度データのオフセット補正について説明する。
なお、角速度データのゲイン補正についても、同様に行うことができる。すなわち、図１０中、Ｓ´１で示されるように、角速度データを取得し、それをＳ´２で示される工程において、ＬＰフィルタ処理して、高周波の衝撃成分(ノイズ)を除去することにより、簡易的なゲイン補正を行うことができる。
次いで、図１０に、Ｓ´２で示される同一箇所に取り付けられた角速度データのオフセット補正について説明する。
なお、角速度データのゲイン補正についても、同様に行うことができる。すなわち、図１０中、Ｓ´１で示されるように、角速度データを取得し、それをＳ´２で示される工程において、ＬＰフィルタ処理して、高周波の衝撃成分(ノイズ)を除去することにより、簡易的なゲイン補正を行うことができる。
（４）−１ 角速度センサにおける簡易的なオフセット調整
角速度センサにおける角速度（ωｘ、ωｙ、ωｚ）の簡易的なオフセット調整は、図１０に、Ｓ´３で示されるように、ジャイロセンサからの出力からＬＰフィルタなどによって高周波の衝撃成分(ノイズ)を除去して得られる。
角速度センサにおける角速度（ωｘ、ωｙ、ωｚ）の簡易的なオフセット調整は、図１０に、Ｓ´３で示されるように、ジャイロセンサからの出力からＬＰフィルタなどによって高周波の衝撃成分(ノイズ)を除去して得られる。
（４）−２ 角速度センサにおけるオフセット補正
次いで、図１０中のＳ´２〜Ｓ´７で示される工程に沿って、角速度センサにおける簡易的なオフセット調整のみならず、初期化直前での差分の値に基づく角速度センサにおけるオフセット補正をすることもできる。
すなわち、下記数式（１１）および数式（１２）で表されるように、前回のキャリブレーションからの経過時間（Ｔ１−Ｔ０）で割った値を、初期化直前での差分として、角速度センサのオフセット誤差とみなすことができる。
次いで、図１０中のＳ´２〜Ｓ´７で示される工程に沿って、角速度センサにおける簡易的なオフセット調整のみならず、初期化直前での差分の値に基づく角速度センサにおけるオフセット補正をすることもできる。
すなわち、下記数式（１１）および数式（１２）で表されるように、前回のキャリブレーションからの経過時間（Ｔ１−Ｔ０）で割った値を、初期化直前での差分として、角速度センサのオフセット誤差とみなすことができる。
したがって、数式（１１）および数式（１２）で表される値から、角度のキャリブレーションだけでなく、同時に角速度センサのオフセット補正も、以下に示す方法で可能である。
Ａ：第１の補正方法
基準重力ベクトルＧＰの大きさが変化しないで、安定している場合には、角速度（ωx、ωy、ωz）＝(０、０、０)になるようオフセットを調整する。
基準重力ベクトルＧＰの大きさが変化しないで、安定している場合には、角速度（ωx、ωy、ωz）＝(０、０、０)になるようオフセットを調整する。
Ｂ：第２の補正方法
基準重力ベクトルＧＰの大きさおよび方向が変化しないで安定している場合には、ＧｃをＧＰへ強制的に代入するが、その時の差分（Ｇｃ−ＧＰ）が、角速度（ω）の誤差によって、前回の慣性運動検出時（時間Ｔ０におけるキャリブレーション）からの時間分だけ累積されたと考えられる。
したがって、新たなＧｃ＝ＧＰの代入によって求められた傾斜角度（θｘ０、θｙ０、θｚ０）と、直前のＧｐによって求められた時間Ｔ１における傾斜角度（θｘ１、θｙ１、θｚ１）との差分から、角速度（ω）の誤差を調整し、オフセットを調整する。具体的には、式（１１）で表される(θｘ１−θｘ0)／（Ｔ１−Ｔ０）、および式（１２）で表される(θｙ１−θｙ0)／（Ｔ１−Ｔ０）だけ、角速度（ωx、ωy）のオフセットを減じることになる。
基準重力ベクトルＧＰの大きさおよび方向が変化しないで安定している場合には、ＧｃをＧＰへ強制的に代入するが、その時の差分（Ｇｃ−ＧＰ）が、角速度（ω）の誤差によって、前回の慣性運動検出時（時間Ｔ０におけるキャリブレーション）からの時間分だけ累積されたと考えられる。
したがって、新たなＧｃ＝ＧＰの代入によって求められた傾斜角度（θｘ０、θｙ０、θｚ０）と、直前のＧｐによって求められた時間Ｔ１における傾斜角度（θｘ１、θｙ１、θｚ１）との差分から、角速度（ω）の誤差を調整し、オフセットを調整する。具体的には、式（１１）で表される(θｘ１−θｘ0)／（Ｔ１−Ｔ０）、および式（１２）で表される(θｙ１−θｙ0)／（Ｔ１−Ｔ０）だけ、角速度（ωx、ωy）のオフセットを減じることになる。
（５）角速度データからの位置測定
次いで、角速度データからの位置測定の方法を説明する。
次いで、図１０中、Ｓ´３で示されるように、被測定物の回転成分に関して、以下の（１３）式から、微小回転角度（Δθ´ｘ、Δθ´ｙ、Δθ´ｚ)を求めることができる。
次いで、角速度データからの位置測定の方法を説明する。
次いで、図１０中、Ｓ´３で示されるように、被測定物の回転成分に関して、以下の（１３）式から、微小回転角度（Δθ´ｘ、Δθ´ｙ、Δθ´ｚ)を求めることができる。
但し、微小回転角度（Δθ´ｘ、Δθ´ｙ、Δθ´ｚ)には、数式（１３）に示すように、角速度（ωx、ωy）の誤差積分も含まれるので、積分時間の上限を定め、古いデータを捨てることによって、正しい処理をすることができる。従って、角度（Δθ´ｘ、Δθ´y）について、常時、積分定数の補正をすることが好ましい。
より具体的に説明すると、図１０中、Ｓ３〜Ｓ´４に向かって矢印（点線）で示されるように、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)を利用し、図１０に、Ｓ´４〜Ｓ´９に示されるように、下記数式（１）の逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）に基づいて、下記数式（３）で表される基準座標系の加速度（Ａｘｎ、Ａｙｎ、Ａｚｎ）を算出することができる。
すなわち、Ｓ´４で、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）に基づいて、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)の基準座標を逆回転させる。
なお、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、計測データであるＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)とを、便宜的に、同様の表記とする。
すなわち、Ｓ´４で、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）に基づいて、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)の基準座標を逆回転させる。
なお、補正された加速度ベクトルデータＧｃ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)と、計測データであるＧ(Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ)とを、便宜的に、同様の表記とする。
（数式（１）中、Δｔは、被測定物の測定間における微小時間である。）
（数式（３）中、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０は、それぞれ測定開始時における基準座標上での重力加速度である。）
一方、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）の代わりに、下記数式（２）の変形逆スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ）-1）に基づいて、大地座標系の加速度Ａ(ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ)を求めるべく、３次元座標系の回転によるベクトル変換を行うことも好ましい。
（数式（２）中、Δｔは、被測定物の測定間における微小時間である。）
したがって、逆スキューマトリックス（Ｒ（ｎ）-1）によってデータ処理すると、図１１（ａ）〜（ｂ）に示すように、被測定物（長さ１ｍの練習用の野球バット）を円運動させた場合、スタート地点（Ｓ）と、円運動の終点（Ｔ）とが、若干位置がずれているものの、その間においては、比較的良い一致を示していることが理解できる。
また、変形スキューマトリックス（Ｒ´（ｎ）-1）によってデータ処理すると、図１２（ａ）〜（ｂ）に示すように、同被測定物を円運動させた場合、スタート地点（Ｓ）と、円運動の終点（Ｔ）が、ほぼ一致しているばかりか、その間においても、被測定物の軌跡と、算出された位置データと、がほとんど良い一致を示している。
すなわち、データ処理において、逆スキューマトリックス（Ｒ（ｎ）-1）、あるいは変形逆スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ）-1）を用いることにより、被測定物の位置をより精度良く測定できることが理解される。
また、変形スキューマトリックス（Ｒ´（ｎ）-1）によってデータ処理すると、図１２（ａ）〜（ｂ）に示すように、同被測定物を円運動させた場合、スタート地点（Ｓ）と、円運動の終点（Ｔ）が、ほぼ一致しているばかりか、その間においても、被測定物の軌跡と、算出された位置データと、がほとんど良い一致を示している。
すなわち、データ処理において、逆スキューマトリックス（Ｒ（ｎ）-1）、あるいは変形逆スキューマトリクス（Ｒ´（ｎ）-1）を用いることにより、被測定物の位置をより精度良く測定できることが理解される。
但し、被測定物が慣性運動をしている場合であって、Ｓ´７で、算出された加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）から、重力加速度の初期値ＧＳを除去して得られる運動加速度(ＤＸｎ、ＤＹｎ、ＤＺｎ）が０にならない場合、あるいは所定値（δ４）より大きい場合には、オフセット・ゲインにおける処理が不十分であると判断して、再度、図１０に示すＳ´２で、オフセット・ゲイン補正することが好ましい。
すなわち、基準重力ベクトルＧＰ（大きさおよび方向）が変化しないで安定しているとき、運動加速度Ｄは０となるはずだから、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）等を用いて、Ａ＝ＧＳとなるように角速度（ω）を補正することが好ましい。
したがって、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）等の計算において、仮に、（ωxi、ωｙi、ωｚｉ）に、常に、オフセット誤差（ωxe、ωｙe、ωｚe）が存在していた場合には、下式（１４）で表される誤差が累積されることになる。
その結果、被測定物が慣性運動をしている場合であっても、Ａが０にならない状況となる。よって、下式（１４）において、オフセット誤差（ωxe、ωｙe、ωｚe）について解き、それをもとに角速度（ω）を補正することになる。
すなわち、基準重力ベクトルＧＰ（大きさおよび方向）が変化しないで安定しているとき、運動加速度Ｄは０となるはずだから、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）等を用いて、Ａ＝ＧＳとなるように角速度（ω）を補正することが好ましい。
したがって、逆スキューマトリクス（Ｒ（ｎ）-1）等の計算において、仮に、（ωxi、ωｙi、ωｚｉ）に、常に、オフセット誤差（ωxe、ωｙe、ωｚe）が存在していた場合には、下式（１４）で表される誤差が累積されることになる。
その結果、被測定物が慣性運動をしている場合であっても、Ａが０にならない状況となる。よって、下式（１４）において、オフセット誤差（ωxe、ωｙe、ωｚe）について解き、それをもとに角速度（ω）を補正することになる。
次いで、Ｓ´６で、基準座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出する。
次いで、Ｓ´７で、算出された加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）から、重力加速度の初期値ＧＳを除去して、運動加速度(ＤＸｎ、ＤＹｎ、ＤＺｎ）とする。
次いで、Ｓ´８で、運動加速度(Ｄｘｎ、ＤＹｎ、ＤＺｎ）を積分し、基準座標系の速度を算出し、さらに、Ｓ´９で、その速度を積分して、基準座標系における被測定物の位置を検出する。
次いで、Ｓ´７で、算出された加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）から、重力加速度の初期値ＧＳを除去して、運動加速度(ＤＸｎ、ＤＹｎ、ＤＺｎ）とする。
次いで、Ｓ´８で、運動加速度(Ｄｘｎ、ＤＹｎ、ＤＺｎ）を積分し、基準座標系の速度を算出し、さらに、Ｓ´９で、その速度を積分して、基準座標系における被測定物の位置を検出する。
６．その他
（１）電源
図１に示すように、電源２２は、電源制御用半導体素子２７によって制御されながら、モーションキャプチャ１０の筐体１２の内部にあって、６軸センサ１６や、無線送信モジュール等を動作させることが好ましい。
但し、電源２２を、モーションキャプチャ１０の外部端子に電気接続してあり、モーションキャプチャ１０の筐体１２の内部に搭載された６軸センサ１６等と、隔離してあることも好ましい。
この理由は、比較的重量のある電源２２の影響を排除して、６軸センサ１６による被測定物の位置を、さらに精度良く検出することができるためである。
また、電源の数としては、単数であっても良いが、重量的な左右バランスをとるために、複数個とすることが好ましい。
さらに、電源として、二次電池を採用することにより、廃棄等の問題を回避して、環境への影響を少なくすることができるばかりか、外部からの充電が可能となって、電源の交換の手間を省略することができる。
その他、電源の長寿命化のために、スリープ機能を備えることが好ましい。すなわち、センサが、所定時間動作を検出しなかったような場合に、自動的に電源をオフとし、衝撃等によって、再び電源をオンさせることが好ましい。
（１）電源
図１に示すように、電源２２は、電源制御用半導体素子２７によって制御されながら、モーションキャプチャ１０の筐体１２の内部にあって、６軸センサ１６や、無線送信モジュール等を動作させることが好ましい。
但し、電源２２を、モーションキャプチャ１０の外部端子に電気接続してあり、モーションキャプチャ１０の筐体１２の内部に搭載された６軸センサ１６等と、隔離してあることも好ましい。
この理由は、比較的重量のある電源２２の影響を排除して、６軸センサ１６による被測定物の位置を、さらに精度良く検出することができるためである。
また、電源の数としては、単数であっても良いが、重量的な左右バランスをとるために、複数個とすることが好ましい。
さらに、電源として、二次電池を採用することにより、廃棄等の問題を回避して、環境への影響を少なくすることができるばかりか、外部からの充電が可能となって、電源の交換の手間を省略することができる。
その他、電源の長寿命化のために、スリープ機能を備えることが好ましい。すなわち、センサが、所定時間動作を検出しなかったような場合に、自動的に電源をオフとし、衝撃等によって、再び電源をオンさせることが好ましい。
（２）基板
また、図２に示すように、６軸センサ１６（１６ａ、１６ｂ）を搭載する基板としては、少なくともフレキシブル基板１８ｂの上に積層されたリジッド基板１８ａであることが好ましい。さらに言えば、フレキシブル基板１８ｂを上下方向から挟み込むように、上下面にそれぞれリジッド基板１８ａが積層してある複合基板１８´を用いることが好ましい。
この理由は、リジッド基板１８ａの上に、６軸センサ１６を実装するため、ハンダリフロー法等を用いて、容易かつ精度良く実装することができるためである。そればかりか、リジッド基板１８ａが、６軸センサ１６の動作を保証して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができるためである。
また、図２に示すように、６軸センサ１６（１６ａ、１６ｂ）を搭載する基板としては、少なくともフレキシブル基板１８ｂの上に積層されたリジッド基板１８ａであることが好ましい。さらに言えば、フレキシブル基板１８ｂを上下方向から挟み込むように、上下面にそれぞれリジッド基板１８ａが積層してある複合基板１８´を用いることが好ましい。
この理由は、リジッド基板１８ａの上に、６軸センサ１６を実装するため、ハンダリフロー法等を用いて、容易かつ精度良く実装することができるためである。そればかりか、リジッド基板１８ａが、６軸センサ１６の動作を保証して、被測定物の位置をさらに精度良く検出することができるためである。
また、図２や図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、フレキシブル基板１８ｂの上に、複数のリジッド基板１９ａが、積層されており、当該複数のリジッド基板１９ａが所定間隔をあけて積層してある複合基板１９´を用いることが好ましい。
この理由は、比較的小さなリジッド基板１９ａの上に、６軸センサ１６を実装するため、ハンダリフロー法等を用いて、容易かつ精度良く実装することができるためである。また、複数のリジッド基板１９ａの間に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、折り曲げたり、変形させたりすることができるためである。したがって、モーションキャプチャの取り付けや取り扱いの自由度を飛躍的に向上させることができる。
なお、図１３（ａ）〜（ｄ）に、複合基板の数態様を示す。例えば、図１３（ａ）に示す複合基板１８´の場合、十字状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、長手方向にも、横方向にも折り曲げたり、変形させたりすることができる。
また、図１３（ｂ）に示す複合基板１８´の場合、斜線状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、比較的大きな実装エリアを確保することができるとともに、斜め方向に折り曲げたり、変形させたりすることができる。
また、図１３（ｃ）に示す複合基板１８´の場合、スリット状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、ロール状に変形させて、巻いた状態にすることができる。
さらに、図１３（ｄ）に示す複合基板１８´の場合、波状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、折り曲げる場合に、過度に変形するのを防止することができる。
この理由は、比較的小さなリジッド基板１９ａの上に、６軸センサ１６を実装するため、ハンダリフロー法等を用いて、容易かつ精度良く実装することができるためである。また、複数のリジッド基板１９ａの間に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、折り曲げたり、変形させたりすることができるためである。したがって、モーションキャプチャの取り付けや取り扱いの自由度を飛躍的に向上させることができる。
なお、図１３（ａ）〜（ｄ）に、複合基板の数態様を示す。例えば、図１３（ａ）に示す複合基板１８´の場合、十字状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、長手方向にも、横方向にも折り曲げたり、変形させたりすることができる。
また、図１３（ｂ）に示す複合基板１８´の場合、斜線状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、比較的大きな実装エリアを確保することができるとともに、斜め方向に折り曲げたり、変形させたりすることができる。
また、図１３（ｃ）に示す複合基板１８´の場合、スリット状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、ロール状に変形させて、巻いた状態にすることができる。
さらに、図１３（ｄ）に示す複合基板１８´の場合、波状に露出したフレキシブル基板１８ｂを利用して、折り曲げる場合に、過度に変形するのを防止することができる。
（３）データ送信
また、図１（ａ）に示すように、得られたデータを、モーションキャプチャの外部に設けてある計算機にデータ送信するための無線送受信モジュール２６や、アンテナ２４を設けることが好ましい。
また、図１（ａ）に示すように、無線送受信モジュール２６に電気的に連なり、外部とのデータ通信のためのチップアンテナ２４は、折り曲げたもう一方の基板１８と重ならない位置に存在することが好ましい。
この理由は、上下方向に位置する基板１８と、基板１９とを、垂直方向に眺めた場合に、チップアンテナ２４の実装箇所において重なっていると、電波障害となって、データ通信の妨げになる場合があるためである。したがって、上下方向に位置する基板１８と、基板１９との長さを異ならせ、チップアンテナ２４の実装箇所においては、重ならないように構成することが好ましい。
また、図１（ａ）に示すように、得られたデータを、モーションキャプチャの外部に設けてある計算機にデータ送信するための無線送受信モジュール２６や、アンテナ２４を設けることが好ましい。
また、図１（ａ）に示すように、無線送受信モジュール２６に電気的に連なり、外部とのデータ通信のためのチップアンテナ２４は、折り曲げたもう一方の基板１８と重ならない位置に存在することが好ましい。
この理由は、上下方向に位置する基板１８と、基板１９とを、垂直方向に眺めた場合に、チップアンテナ２４の実装箇所において重なっていると、電波障害となって、データ通信の妨げになる場合があるためである。したがって、上下方向に位置する基板１８と、基板１９との長さを異ならせ、チップアンテナ２４の実装箇所においては、重ならないように構成することが好ましい。
（４）複合モーションキャプチャ
また、第１のモーションキャプチャと、第２のモーションキャプチャと、を含んで複合モーションキャプチャを構成し、それぞれ被測定物の離れた位置に配置されているとともに、第１のモーションキャプチャによる位置データと、第２のモーションキャプチャによる位置データと、から、被測定物の構成部位における相対位置を算出することが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、被測定物の構成部位における相対位置であっても、精度良く検出することができ、それから被測定物のさらなる状態についても推定することができるためである。
したがって、手の上腕と下腕に、それぞれ第１のモーションキャプチャおよび第２のモーションキャプチャを取り付け、手の上腕と下腕の位置を検出することにより、その相対位置を算出して、それから手の上腕と下腕の折り曲げ角度等を測定することが可能となる。
また、一部上述したように、第１のモーションキャプチャを車両の一部、例えば、ハンドルやドアに取り付けるとともに、第２のモーションキャプチャを運転手の体に取り付けることにより、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出できることから、移動する車両の中であっても、リアルタイムで、人の動作を推測し、居眠り運転防止や運転状況の把握等に役立てることも可能となる。
また、第１のモーションキャプチャと、第２のモーションキャプチャと、を含んで複合モーションキャプチャを構成し、それぞれ被測定物の離れた位置に配置されているとともに、第１のモーションキャプチャによる位置データと、第２のモーションキャプチャによる位置データと、から、被測定物の構成部位における相対位置を算出することが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、被測定物の構成部位における相対位置であっても、精度良く検出することができ、それから被測定物のさらなる状態についても推定することができるためである。
したがって、手の上腕と下腕に、それぞれ第１のモーションキャプチャおよび第２のモーションキャプチャを取り付け、手の上腕と下腕の位置を検出することにより、その相対位置を算出して、それから手の上腕と下腕の折り曲げ角度等を測定することが可能となる。
また、一部上述したように、第１のモーションキャプチャを車両の一部、例えば、ハンドルやドアに取り付けるとともに、第２のモーションキャプチャを運転手の体に取り付けることにより、被測定物の構成部位における相対角度(相対位置)を算出できることから、移動する車両の中であっても、リアルタイムで、人の動作を推測し、居眠り運転防止や運転状況の把握等に役立てることも可能となる。
本発明のモーションキャプチャによれば、被測定物が円運動をしたような場合であっても、あるいは、比較的粗いサンプリングを行った場合であっても、比較的小型の６軸センサと、所定のデータ処理のアルゴリズム（角速度を積分した微小角に基づく、３軸一括回転変換技術）によって、被測定物の位置や姿勢等を精度良く測定することができるとともに、小型化や軽量化が容易になった。
例えば、従来、長さ（Ｌ１）１０ｃｍ、横幅（Ｌ３）８ｃｍ、厚さ（Ｌ２）２ｃｍ程度の矩形状のモーションキャプチャが、長さ（Ｌ１）５ｃｍ、横幅（Ｌ３）４ｃｍ、厚さ（Ｌ２）１ｃｍ程度の矩形状のモーションキャプチャとすることができる。
また、モーションキャプチャの重量についても、従来、５００ｇ以上あったのを、本発明のモーションキャプチャによれば、測定精度等が向上し、センサの小型化が図れることから、１０〜３００ｇ程度、より好ましくは、１０〜１００ｇ程度に軽量化することができる。
また、モーションキャプチャの重量についても、従来、５００ｇ以上あったのを、本発明のモーションキャプチャによれば、測定精度等が向上し、センサの小型化が図れることから、１０〜３００ｇ程度、より好ましくは、１０〜１００ｇ程度に軽量化することができる。
したがって、本発明のモーションキャプチャを、例えば、テニスのラケット、卓球のラケット、バトミントンのラケット、野球バット、ゴルフクラブ、自動車、オートバイ、ロボット、携帯電話、腕時計、パーソナルコンピュータ等へ応用することが期待される。
より具体的には、図１４（ａ）〜（ｂ）に示すように、本発明のモーションキャプチャ１０を、練習用の野球バット１００の内部に装着し、プレーヤー１０１による練習用の野球バット１００のスイングの際における位置検出を図ることができる。したがって、プレーヤー１０１は、それを画像情報として参考にすることができ、プレーヤー１０１において、軌跡（Ｋ）が示すように、正確なバットスイングの習得に寄与することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを、スキー板や、それを用いるスキージャンプの選手に適用して、空中姿勢や飛行軌跡を計測し、ブレなどを強調描画するとともに、それをＴＶ映像にスーパーインポーズすることによって、スキー競技等の分野における視聴者をさらに感動させたりすることが期待される。
より具体的には、図１４（ａ）〜（ｂ）に示すように、本発明のモーションキャプチャ１０を、練習用の野球バット１００の内部に装着し、プレーヤー１０１による練習用の野球バット１００のスイングの際における位置検出を図ることができる。したがって、プレーヤー１０１は、それを画像情報として参考にすることができ、プレーヤー１０１において、軌跡（Ｋ）が示すように、正確なバットスイングの習得に寄与することができる。
また、本発明のモーションキャプチャを、スキー板や、それを用いるスキージャンプの選手に適用して、空中姿勢や飛行軌跡を計測し、ブレなどを強調描画するとともに、それをＴＶ映像にスーパーインポーズすることによって、スキー競技等の分野における視聴者をさらに感動させたりすることが期待される。
Claims (8)
- 被測定物の加速度（Ｇｘｎ、Ｇｙｎ、Ｇｚｎ）を測定する３軸加速度センサおよび角速度（ωｘｎ、ωｙｎ、ωｚｎ）を測定する３軸角速度センサをそれぞれ備えた６軸センサによって、被測定物の位置または姿勢を検出するためのモーションキャプチャであって、
下記数式（２）に基づいて、前記３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、下記数式（３）で表される基準座標系としての大地座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出するためのデータ処理を実施することを特徴とするモーションキャプチャ。
（数式（２）中、ｎは合計の測定数、ｉは１から開始される測定回数を表す測定数、サンプリング時間Δｔは、被測定物の測定間における微小時間であって、５〜５０ｍｓである。）
（数式（３）中、Ｇｘ０、Ｇｙ０、Ｇｚ０は、それぞれ測定開始時における基準座標上での重力加速度である。） - 前記３軸加速度センサおよび３軸角速度センサの各出力データから、基準座標系としての大地座標系の加速度（ＡＸｎ、ＡＹｎ、ＡＺｎ）を算出し、この基準座標系としての大地座標系の加速度をもとに、前記被測定物の位置データを算出することを特徴とする請求の範囲の第１項に記載のモーションキャプチャ。
- 前記３軸加速度センサの出力データを、前記データ処理工程前に、オフセット補正処理することを特徴とする請求の範囲の第１項または第２項に記載のモーションキャプチャ。
- 前記３軸加速度センサおよび３軸角速度センサ、あるいはいずれか一方のセンサに、既知の調整電圧を印加して、検出レベルを調整することを特徴とする請求の範囲の第１項〜第３項のいずれか一項に記載のモーションキャプチャ。
- 第１のモーションキャプチャと、第２のモーションキャプチャと、を含み、それぞれ前記被測定物の離れた位置に配置されているとともに、前記第１のモーションキャプチャによる位置データと、前記第２のモーションキャプチャによる位置データと、から、前記被測定物の構成部位における相対位置を算出することを特徴とする請求の範囲の第１項〜第４項のいずれか一項に記載のモーションキャプチャ。
- 電源を含むとともに、当該電源が、モーションキャプチャの筐体の外部に電気接続してあり、前記モーションキャプチャの筐体の内部に搭載された６軸センサとは、隔離してあることを特徴とする請求の範囲の第１項〜第５項のいずれか一項に記載のモーションキャプチャ。
- 前記６軸センサが、フレキシブル基板の上に積層されたリジッド基板の上に、搭載してあることを特徴とする請求の範囲の第１項〜第６項のいずれか一項に記載のモーションキャプチャ。
- 前記フレキシブル基板の上に、前記リジッド基板が、複数積層されており、当該複数のリジッド基板が所定間隔をあけて積層してあることを特徴とする請求の範囲の第７項に記載のモーションキャプチャ。
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