JP6402990B2 - 同期方法、計測システム、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、同期方法、計測システム、および計測システムに同期方法を実行させるプログラムに関する。

従来から、異なる複数の計測用デバイスを搭載した計測システムが知られている。例えば、特許文献１に、検出方式の異なる２種類以上のセンサーを搭載した計測システムとしての傾斜計が開示されている。

特開平７−１６７６５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の計測システムでは、複数のセンサー間のサンプリング周期を同期させる手段について、何ら記載されていない。複数のセンサー間のサンプリング周期の同期を取らずに、異なるタイミングのサンプリング周期で計測したセンシングデータを併用して得られる計測データは、誤差が含まれて精度が低くなる虞があるという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］ 本適用例にかかる同期方法は、マスターカウンター値の周期Ｓ０に対する第１の分周比を有する第１出力信号と、前記周期Ｓ０に対する第２の分周比を有する第２出力信号と、の同期方法であって、前記第１の分周比の回数ごとに付与された第１カウンター値、前記第２の分周比の回数ごとに付与された第２カウンター値、前記第１カウンター値に対応する第１同期信号、および、前記第２カウンター値に対応する第２同期信号、を取得するカウンター値処理と、前記第１同期信号に対応する第１出力信号の各出力と前記第１カウンター値とをペアリングさせ、前記第２同期信号に対応する第２出力信号の各出力と前記第２カウンター値とをペアリングさせるデータ受信処理と、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを、前記第１カウンター値および前記第２カウンター値のうち同じ値のカウンター値で関連づけるデータペアリング処理と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、マスターカウンター値の周期Ｓ０から第１の分周比で分周した周期で計測する第１出力信号に付与する第１カウンター値を、マスターカウンター値の周期Ｓ０を第１の分周比の時系列の回数ごとに更新したカウンター値とし、また、マスターカウンター値の周期Ｓ０から第２の分周比で分周した周期で計測する第２出力信号に付与する第２カウンター値を、マスターカウンター値の周期Ｓ０を第２の分周比の時系列の回数ごとに更新したカウンター値としている。これにより、第１カウンター値に対応する第１同期信号、および、第２カウンター値に対応する第２同期信号を取得して、第１出力信号と第２出力信号とを、第１カウンター値および第２カウンター値のうちの同じカウンター値にてペアリングすることができる。
したがって、サンプリング周期や計測トリガーからのデータレスポンス時間が異なる複数の計測デバイスの同期を取り、誤差が抑えられた精度の高い計測データを得ることが可能な同期方法を提供することができる。

［適用例２］ 上記適用例にかかる同期方法において、前記第１出力信号および前記第２出力信号はデジタル信号であることを特徴とする。

上記適用例にかかる同期方法は、第１出力信号および第２出力信号がデジタル信号であるときに有効な同期方法であり、上記適用例の効果を奏する。

［適用例３］ 上記適用例にかかる同期方法において、前記第１の分周比および前記第２の分周比は１以上の整数であることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の分周比の時系列における回数ごとに付与される第１カウンター値と、第２の分周比の時系列における回数ごとに付与される第２カウンター値とを、マスターカウント値を第１の分周比または第２の分周比で割り、割り切れて余りがゼロになったときのマスターカウント値と同じカウント値として取得することができる。

［適用例４］ 上記適用例にかかる同期方法において、前記第１カウンター値には、前記第１出力信号が少なくとも一つ含まれることを特徴とする。

本適用例によれば、サンプリング周期などが異なる複数の出力信号を用いた計測の概ね全ての場合に、各出力信号の同期を取ることができる。

［適用例５］ 本適用例にかかる計測システムは、マスターカウンター値の周期Ｓ０に対する第１の分周比を有する第１出力信号を送信する第１デバイスと、前記周期Ｓ０に対する第２の分周比を有する第２出力信号を送信する第２デバイスと、前記第１の分周比の回数ごとに付与された第１カウンター値、前記第２の分周比の回数ごとに付与された第２カウンター値、前記第１カウンター値に対応する第１同期信号、および、前記第２カウンター値に対応する第２同期信号、を取得するカウンター値処理と、前記第１同期信号に対応する第１出力信号の各出力と前記第１カウンター値とをペアリングさせ、前記第２同期信号に対応する第２出力信号の各出力と前記第２カウンター値とをペアリングさせるデータ受信処理と、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを、前記第１カウンター値および前記第２カウンター値のうち同じ値のカウンター値で関連づけるデータペアリング処理と、を行う制御を実行する同期・ペアリング制御部と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、サンプリング周期や計測トリガーからのデータレスポンス時間が異なる複数の計測デバイスの同期を取り、誤差が抑えられた精度の高い計測データを得ることが可能な計測システムを提供することができる。

［適用例６］ 適用例１〜４のいずれか一項に記載の同期方法をコンピューターに実行させるプログラム。

本適用例によれば、上記適用例に記載の同期方法により、サンプリング周期や計測トリガーからのデータレスポンス時間が異なる複数の計測デバイスの同期を取り、精度の高い計測データを得ることができる。

実施形態１に係る計測システムを模式的に示す説明図。 実施形態１に係る同期方法におけるカウンター値処理を示すフローチャート。 実施形態１に係る同期方法におけるデータ受信処理を示すフローチャート。 実施形態１に係る同期方法におけるデータペアリング処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。

（計測システム）
まず、実施形態１に係る計測システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態１に係る計測システム１を模式的に示す説明図である。
図１に示すように、計測システム１は、マスターカウンター２０、第１デバイスとしての第１センサー１１、第２デバイスとしての第２センサー１２、同期・ペアリング制御部３０、電源５などから構成されている。

マスターカウンター２０は、同期・ペアリング制御部３０に接続されている。マスターカウンター２０は、周期Ｓ０のマスターカウント値を生成して同期・ペアリング制御部３０に出力する。
第１センサー１１および第２センサー１２は、同期・ペアリング制御部３０に接続されている。
第１センサー１１は、周期Ｓ０のマスターカウント値に対する第１の分周比Ｆ１を有する第１出力信号を同期・ペアリング制御部３０に出力する。
第２センサー１２は、周期Ｓ０のマスターカウント値に対するが第２の分周比Ｆ２を有する第２出力信号を同期・ペアリング制御部３０へ出力する。
ここで、第１の分周比Ｆ１および第２の分周比Ｆ２は、後述する同期方法のカウント処理においてマスターカウント値の周期Ｓ０を割る値となり、割り切れたか否かを同期信号決定の判定条件として用いるので、１以上の整数であることが望ましい。
なお、上記した第１出力信号や第２出力信号など、本明細書で述べる「信号」とは、電気信号のことを指すのはもちろんのこと、エンコードをして得たコマンドなどのデータ列を含む。また、本実施形態にかかる同期方法は、第１出力信号および第２出力信号がデジタル信号であるときに有効であり、後述する効果を奏する。
また、第１センサー１１および第２センサー１２としては、種々のセンサーを組み合わせて用いることができる。例えば、加速度センサー、角速度センサー、地磁気センサー、温度センサー、圧力センサー、放射線センサー、照度センサー、ＧＰＳなどを組み合わせて適用することができる。

同期・ペアリング制御部３０は、異なる分周比を有する第１センサー１１の第１出力信号と第２センサー１２の第２出力信号との同期を取るために、後述するカウンター値処理、データ受信処理、およびデータペアリング処理を実行する制御を行う。第１出力信号と第２出力信号との同期を取るための処理の過程で、同期・ペアリング制御部３０は、第１出力信号に対して付与した第１カウンター値に対応する第１同期信号を第１センサー１１に出力し、第２出力信号に対して付与した第２カウンター値に対応する第２同期信号を第２センサー１２に出力する。同期・ペアリング制御部３０は、第１センサー１１の第１出力信号と第２センサー１２の第２出力信号との同期を取って得たペアリングデータを出力する。

電源５は、同期・ペアリング制御部３０に接続され、同期・ペアリング制御部３０および同期・ペアリング制御部３０に接続された計測システム１の各部に駆動電圧を供給する。

（同期方法）
次に、上述した計測システム１を用いた第１出力信号と第２出力信号との同期方法について説明する。図２〜図４は、実施形態１に係る同期方法を説明するものであり、図２は、同期方法におけるカウンター値処理を示すフローチャート、図３は、同期方法におけるデータ受信処理を示すフローチャート、図４は、同期方法におけるデータペアリング処理を示すフローチャートである。
なお、本発明には、下記に示す同期方法を、上記した計測システム１に実行させるプログラムも含まれることは言うまでもない。

本実施形態の同期方法では、まず、図２に示すカウンター値処理を行う。
カウンター値処理では、まず、第１センサー１１の第１出力信号のカウンター値処理を行う。第１出力信号のカウンター値処理では、同期・ペアリング制御部３０が、マスターカウンター２０から入力した周期Ｓ０のマスターカウンター値に対する第１の分周比Ｆ１の回数ごとに付与された第１カウンター値を取得し、その第１カウンター値に対応する第１同期信号を取得して第１センサー１１に出力する。具体的には、マスターカウンター値の周期Ｓ０の値を、第１出力信号の第１の分周比Ｆ１の値で時系列に回数ごと割っていったとき、割り切れて余りがゼロとなった回数では（ステップＳ１１でＹＥＳ）、その回数の第１の分周比Ｆ１のカウンター値である第１カウンター値は、その回数のマスターカウンター値Ｆ０に等しく、この第１カウンター値における第１出力信号は、第１カウンター値に対応する第１同期信号とすることができる（ステップＳ１２）。ここで、第１カウンター値には第１出力信号が少なくとも一つ含まれることが必要である。導出された第１同期信号は第１センサー１１に出力する。

次に、第２センサー１２の第２出力信号のカウンター値処理を行う。第２出力信号のカウンター値処理は、上記した第１出力信号のときと同様に、マスターカウンター値の周期Ｓ０の値を、第２出力信号の第２の分周比Ｆ２の値で時系列に回数ごと割っていったとき、割り切れて余りがゼロとなった回数では（ステップＳ１３でＹＥＳ）、その回数の第２の分周比Ｆ２のカウンター値である第２カウンター値は、その回数のマスターカウンター値Ｆ０に等しく、この第２カウンター値における第２出力信号を第２カウンター値に対応する第２同期信号として第２センサー１２に出力する（ステップＳ１４）。

カウンター値処理の次に、同期・ペアリング制御部３０は、図３に示すデータ受信処理を行う。データ受信処理では、第１センサー１１の第１出力信号の受信データと、カウンター値処理で取得した第１カウンター値とのペアリングを行い（ステップＳ２１）、第２センサー１２の第２出力信号の受信データと、カウンター値処理で取得した第２カウンター値とのペアリングを行う（ステップＳ２２）。

データ受信処理の次に、同期・ペアリング制御部３０は、図４に示すデータペアリング処理を行う。データペアリング処理では、第１センサー１１の第１出力信号と第２センサー１２の第２出力信号とを、カウンター値処理にて取得した第１カウンター値および第２カウンター値のうち同じ値のカウンター値で関連づける（ペアリングする）処理を行う（ステップＳ３１）。これにより、第１センサー１１の第１出力信号と第２センサー１２の第２出力信号との同期のとれたペアリングデータを得ることができる。

以上述べたように、本実施形態に係る計測システム１、および、その計測システム１を用いた計測における同期方法によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の計測システム１を用いた計測における同期方法によれば、第１センサー１１および第２センサー１２などの複数の計測デバイスを搭載した計測システム１において、装置の機能部の増設等を特にすることなく、簡便な方法で各計測デバイスからの出力信号同士のサンプリング周期の同期を取ることができる。したがって、サンプリング周期や計測トリガーからのデータレスポンス時間が異なる複数の計測デバイスを搭載した計測システム１において、誤差が抑えられた精度の高い計測データを得ることができる。

また、本実施形態の同期方法は、計測システム１に搭載された各計測デバイスの計測トリガーからデータレスポンス時間よりも、サンプリング周期が長く設定されている場合に適用できるので、適用範囲が広く汎用性が高いといえる。

以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、第１センサー１１の第１出力信号と第２センサー１２の第２出力信号とのふたつの出力信号の同期を取る同期方法について説明した。これに限らず、上記実施形態の同期方法は、３つ以上のサンプリング周期の異なる計測デバイスの同期方法として適用することができる。

１…計測システム、Ｆ１…第１の分周比、Ｆ２…第２の分周比、５…電源、１１…第１デバイスとしての第１センサー、１２…第２デバイスとしての第２センサー、２０…マスターカウンター、３０…同期・ペアリング制御部。

Claims (5)

1. マスターカウンター値の周期Ｓ０に対する第１の分周比を有する第１出力信号と、前記周期Ｓ０に対する第２の分周比を有する第２出力信号と、の同期方法であって、
   前記第１の分周比の回数ごとに付与された第１カウンター値、前記第２の分周比の回数ごとに付与された第２カウンター値、前記第１カウンター値に対応する第１同期信号、および、前記第２カウンター値に対応する第２同期信号、を取得するカウンター値処理と、
   前記第１同期信号に対応する第１出力信号の各出力と前記第１カウンター値とをペアリングさせ、前記第２同期信号に対応する第２出力信号の各出力と前記第２カウンター値とをペアリングさせるデータ受信処理と、
   前記第１出力信号と前記第２出力信号とを、前記第１カウンター値および前記第２カウンター値のうち同じ値のカウンター値で関連づけるデータペアリング処理と、
   を含むことを特徴とする同期方法。
2. 請求項１に記載の同期方法において、
   前記第１出力信号および前記第２出力信号はデジタル信号であることを特徴とする同期方法。
3. 請求項１または２に記載の同期方法において、
   前記第１の分周比および前記第２の分周比は１以上の整数であることを特徴とする同期方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の同期方法において、
   前記第１カウンター値には、前記第１出力信号が少なくとも一つ含まれることを特徴とする同期方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の同期方法をコンピューターに実行させるプログラム。

Images