JPH07294240A - 位置センサ - Google Patents
位置センサInfo
- Publication number
- JPH07294240A JPH07294240A JP8312494A JP8312494A JPH07294240A JP H07294240 A JPH07294240 A JP H07294240A JP 8312494 A JP8312494 A JP 8312494A JP 8312494 A JP8312494 A JP 8312494A JP H07294240 A JPH07294240 A JP H07294240A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axes
- helmet
- accelerometers
- posture
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
- A63F2300/10—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
- A63F2300/1012—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals involving biosensors worn by the player, e.g. for measuring heart beat, limb activity
Abstract
(57)【要約】
【目的】 取付け位置が自由で、取付け位置誤差による
検出誤差の発生がない。 【構成】 ヘルメット１１又はゴーグル２１に、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ入力軸とする加速度計１３ｘ，１
３ｙ，１３ｚが取付けられ、またＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそ
れぞれ入力軸とする角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚが
取付けられる。これら加速度計１３ｘ，１３ｙ，１３
ｚ、角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力は演算部
１５に入力されてストラップダウン方式の演算により、
ヘルメット１１が被された頭部の動きの速度、位置、姿
勢、向きが検出される。
検出誤差の発生がない。 【構成】 ヘルメット１１又はゴーグル２１に、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ入力軸とする加速度計１３ｘ，１
３ｙ，１３ｚが取付けられ、またＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそ
れぞれ入力軸とする角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚが
取付けられる。これら加速度計１３ｘ，１３ｙ，１３
ｚ、角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力は演算部
１５に入力されてストラップダウン方式の演算により、
ヘルメット１１が被された頭部の動きの速度、位置、姿
勢、向きが検出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えばゲーム機に利用
され、ヘルメット、ゴーグル（眼保護具）など頭部に固
定されるべきものに取付けられ、頭部の速度、位置、姿
勢などを検出する位置センサに関する。
され、ヘルメット、ゴーグル（眼保護具）など頭部に固
定されるべきものに取付けられ、頭部の速度、位置、姿
勢などを検出する位置センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の位置センサは特開平３−
２８８９２３号に示すように、ヘルメットに互いに直交
する３軸上にそれぞれその交点に対し対称の位置に加速
度計が設けられ、各２つずつの加速度計の３組の測定方
向が互いに直交するように配置され、これら６つの加速
度計の出力を処理して頭部の速度、位置、姿勢を検出し
ている。
２８８９２３号に示すように、ヘルメットに互いに直交
する３軸上にそれぞれその交点に対し対称の位置に加速
度計が設けられ、各２つずつの加速度計の３組の測定方
向が互いに直交するように配置され、これら６つの加速
度計の出力を処理して頭部の速度、位置、姿勢を検出し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置センサは加
速度計のみで構成されているため、加速度計の取付け位
置に自由度がない。加速度計のみで回転を検出し、更に
回転角度も検出するものであるため、傾斜によって生じ
る加速度と移動により生じる加速度を判別できない。
速度計のみで構成されているため、加速度計の取付け位
置に自由度がない。加速度計のみで回転を検出し、更に
回転角度も検出するものであるため、傾斜によって生じ
る加速度と移動により生じる加速度を判別できない。
【０００４】この発明の目的は取付け位置が自由であ
り、傾斜や移動による加速度のために誤差を生ずること
なく回転角度を検出することができる位置センサを提供
することにある。
り、傾斜や移動による加速度のために誤差を生ずること
なく回転角度を検出することができる位置センサを提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば同一面
上になく、かつ互いに平行でない３つの軸の各１つをそ
れぞれ入力軸とする３つの加速度計が設けられ、また同
一面上になく、かつ互いに平行でない３つの軸の各１つ
をそれぞれ入力軸とする３つの角速度計が設けられ、こ
れら３つの加速度計の各出力と、３つの角速度計の各出
力とが演算部に入力されてストラップダウン方式により
頭部の速度、姿勢、位置などが演算検出される。
上になく、かつ互いに平行でない３つの軸の各１つをそ
れぞれ入力軸とする３つの加速度計が設けられ、また同
一面上になく、かつ互いに平行でない３つの軸の各１つ
をそれぞれ入力軸とする３つの角速度計が設けられ、こ
れら３つの加速度計の各出力と、３つの角速度計の各出
力とが演算部に入力されてストラップダウン方式により
頭部の速度、姿勢、位置などが演算検出される。
【０００６】
【実施例】図１Ａにこの発明の実施例を示す。この例で
は頭部に固定されるべきものとしてヘルメット１１が使
用された場合である。ヘルメット１１の任意の点１２を
通る互いに直角な３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、つまり左右方向
の軸Ｘと、前後方向の軸Ｙと、上下方向の軸Ｚとを想定
し、軸Ｘをそれぞれ入力軸とする加速度計１３ｘと角速
度計１４ｘがヘルメット１１の側面に取付けられる。つ
まり加速度計１３ｘはＸ軸方向の加速度を検出し、角速
度計１４ｘはＸ軸まわりの角速度を検出する。軸Ｙをそ
れぞれ入力軸とする加速度計１３ｙ及び角速度計１４ｙ
がヘルメット１１の前面に取付けられ、軸Ｚを入力軸と
する加速度計１３ｚ及び角速度計１４ｚがヘルメット１
１の上面に取付けられる。加速度計１３ｙ，１３ｚはそ
れぞれ軸Ｙ、Ｚ方向の加速度を検出し、また角速度計１
４ｙ，１４ｚはそれぞれ軸Ｙ、Ｚまわりの角速度を検出
する。
は頭部に固定されるべきものとしてヘルメット１１が使
用された場合である。ヘルメット１１の任意の点１２を
通る互いに直角な３つの軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、つまり左右方向
の軸Ｘと、前後方向の軸Ｙと、上下方向の軸Ｚとを想定
し、軸Ｘをそれぞれ入力軸とする加速度計１３ｘと角速
度計１４ｘがヘルメット１１の側面に取付けられる。つ
まり加速度計１３ｘはＸ軸方向の加速度を検出し、角速
度計１４ｘはＸ軸まわりの角速度を検出する。軸Ｙをそ
れぞれ入力軸とする加速度計１３ｙ及び角速度計１４ｙ
がヘルメット１１の前面に取付けられ、軸Ｚを入力軸と
する加速度計１３ｚ及び角速度計１４ｚがヘルメット１
１の上面に取付けられる。加速度計１３ｙ，１３ｚはそ
れぞれ軸Ｙ、Ｚ方向の加速度を検出し、また角速度計１
４ｙ，１４ｚはそれぞれ軸Ｙ、Ｚまわりの角速度を検出
する。
【０００７】これら加速度計１３ｘ，１３ｙ，１３ｚ及
び角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力はそれぞれ
図示していないリード線を通じて演算部１５に入力さ
れ、演算部１５でストラップダウン方式演算がなされ
て、ヘルメット１１の動きの速度、位置、姿勢、方位が
検出されて出力される。演算部１５にはキーボードのよ
うな設定入力手段１６により方位、位置、速度などの初
期値が予め設定入力される。
び角速度計１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力はそれぞれ
図示していないリード線を通じて演算部１５に入力さ
れ、演算部１５でストラップダウン方式演算がなされ
て、ヘルメット１１の動きの速度、位置、姿勢、方位が
検出されて出力される。演算部１５にはキーボードのよ
うな設定入力手段１６により方位、位置、速度などの初
期値が予め設定入力される。
【０００８】即ち初期値として、現在のヘルメット１１
が被された頭部の姿勢（向き）と、速度（通常は停止状
態でゼロ）を入力し、通常の位置検出状態では角速度計
１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力からその時の姿勢（向
き）を検出し、この検出した姿勢から、各加速度計１３
ｘ，１３ｙ，１３ｚの各向きを検出し、この各向きにお
ける各加速度計１３ｘ，１３ｙ，１３ｚの各出力を、初
期設定した姿勢、つまり左右方向、前後方向、上下方向
の各成分に分解して、その各成分について積分すること
によりその各成分の速度を求め、更に積分して各成分の
位置を求め、初期値に対する移動位置を求める。また前
記角速度計からは初期値に対する向き（姿勢）を求め
る。変化分だけを検出する場合は初期値を入力する必要
はない。なお、ストラップダウン方式演算は例えば“Ｉ
ＮＥＲＴＩＡＬ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ
Ｓ ＡＮＡＬＹＳＩＳ”（ＫＥＮＮＥＴＨ Ｒ．ＢＲＩ
ＴＴＩＮＧ，Ｓｃ．Ｄ． ＷＩＬＥＹ−ＩＮＴＥＲＳＣ
ＩＥＮＣＥ，ａ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．）に示され、よく
知られている。
が被された頭部の姿勢（向き）と、速度（通常は停止状
態でゼロ）を入力し、通常の位置検出状態では角速度計
１４ｘ，１４ｙ，１４ｚの各出力からその時の姿勢（向
き）を検出し、この検出した姿勢から、各加速度計１３
ｘ，１３ｙ，１３ｚの各向きを検出し、この各向きにお
ける各加速度計１３ｘ，１３ｙ，１３ｚの各出力を、初
期設定した姿勢、つまり左右方向、前後方向、上下方向
の各成分に分解して、その各成分について積分すること
によりその各成分の速度を求め、更に積分して各成分の
位置を求め、初期値に対する移動位置を求める。また前
記角速度計からは初期値に対する向き（姿勢）を求め
る。変化分だけを検出する場合は初期値を入力する必要
はない。なお、ストラップダウン方式演算は例えば“Ｉ
ＮＥＲＴＩＡＬ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ
Ｓ ＡＮＡＬＹＳＩＳ”（ＫＥＮＮＥＴＨ Ｒ．ＢＲＩ
ＴＴＩＮＧ，Ｓｃ．Ｄ． ＷＩＬＥＹ−ＩＮＴＥＲＳＣ
ＩＥＮＣＥ，ａ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．）に示され、よく
知られている。
【０００９】このようにしてヘルメット１１、つまりヘ
ルメット１１が被された頭部の動きの速度、位置、姿
勢、方向（向き）が検出される。図１Ｂにこの発明の他
の実施例を示す。この例は頭部に固定されるべきものと
してゴーグル（眼保護具）２１を用いた場合で、図１Ａ
と対応する部分に同一符号を付けてある。ゴーグル２１
の右の角部の上面に加速度計１３ｘが、側面に加速度計
１３ｙ，１３ｚがそれぞれ取付けられ、ゴーグル２１の
左の角部の上面に角速度計１４ｘが、側面に角速度計１
４ｙ，１４ｚがそれぞれ取付けられる。その他は図１Ａ
の場合と同様である。
ルメット１１が被された頭部の動きの速度、位置、姿
勢、方向（向き）が検出される。図１Ｂにこの発明の他
の実施例を示す。この例は頭部に固定されるべきものと
してゴーグル（眼保護具）２１を用いた場合で、図１Ａ
と対応する部分に同一符号を付けてある。ゴーグル２１
の右の角部の上面に加速度計１３ｘが、側面に加速度計
１３ｙ，１３ｚがそれぞれ取付けられ、ゴーグル２１の
左の角部の上面に角速度計１４ｘが、側面に角速度計１
４ｙ，１４ｚがそれぞれ取付けられる。その他は図１Ａ
の場合と同様である。
【００１０】上述において、加速度計１３ｘ，１３ｙ，
１３ｚの各入力軸を互いに直交させたが、これら３つの
入力軸は同一面になく、かつ互いに平行でなければその
各検出出力を、直交した３軸の成分に変換することによ
り同様に作用させることができる。また角速度計１４
ｘ，１４ｙ，１４ｚの各入力軸を互いに直交させること
なく、同一平面になく互いに平行しないように角速度計
１４ｘ，１４ｙ，１４ｚを設けてもよい。
１３ｚの各入力軸を互いに直交させたが、これら３つの
入力軸は同一面になく、かつ互いに平行でなければその
各検出出力を、直交した３軸の成分に変換することによ
り同様に作用させることができる。また角速度計１４
ｘ，１４ｙ，１４ｚの各入力軸を互いに直交させること
なく、同一平面になく互いに平行しないように角速度計
１４ｘ，１４ｙ，１４ｚを設けてもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、３
つの加速度計と３つの角速度計とを用いて、ストラップ
ダウン方式により速度、位置、姿勢、向きなどを演算検
出するものであるから、図１Ａと図１Ｂを比較しても明
らかなように、６つの加速度計を用いる場合と比較して
取付け位置が自由である。また角速度計を用いて回転角
を計測するため、傾斜により生ずる加速度と移動により
生ずる加速度を判別できずに誤差が生じるようなことは
ない。従って取付け位置精度が問題にならず、簡易に取
付けることができる。
つの加速度計と３つの角速度計とを用いて、ストラップ
ダウン方式により速度、位置、姿勢、向きなどを演算検
出するものであるから、図１Ａと図１Ｂを比較しても明
らかなように、６つの加速度計を用いる場合と比較して
取付け位置が自由である。また角速度計を用いて回転角
を計測するため、傾斜により生ずる加速度と移動により
生ずる加速度を判別できずに誤差が生じるようなことは
ない。従って取付け位置精度が問題にならず、簡易に取
付けることができる。
【図１】Ａ及びＢはそれぞれこの発明の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 頭部に固定されるべきものに取付けら
れ、その頭部の動き、その速度、姿勢、位置などを検出
する位置センサであって、 同一面上になく、かつ互いに平行でない３軸の各１つを
それぞれ入力軸として設けられた３つの加速度計と、 同一面上になく、かつ互いに平行でない３軸の各１つを
それぞれ入力軸とする３つの角速度計と、 上記３つの加速度計の各出力及び上記３つの角速度計の
各出力が入力され、ストラップダウン方式により上記頭
部の速度、姿勢、位置などを演算検出する演算部と、 を具備することを特徴とする位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312494A JPH07294240A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312494A JPH07294240A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 位置センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294240A true JPH07294240A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13793464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8312494A Pending JPH07294240A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294240A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902968A (en) * | 1996-02-20 | 1999-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Pen-shaped handwriting input apparatus using accelerometers and gyroscopes and an associated operational device for determining pen movement |
| US6993451B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | 3D input apparatus and method thereof |
| KR100601981B1 (ko) * | 2005-01-14 | 2006-07-18 | 삼성전자주식회사 | 활동패턴 감시 방법 및 장치 |
| JP2010074228A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Nikon Corp | 制御装置、ヘッドマウントディスプレイ装置、プログラム及び制御方法 |
| CN106388829A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 广东威尔实业有限公司 | 基于三轴加速度传感器的头部运动监测系统及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928243A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-14 | Sony Corp | 磁気記録媒体 |
| JPS60107517A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Tamagawa Seiki Kk | ストラツプダウン慣性装置 |
| JPH03288923A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Toshiba Corp | 位置入力装置 |
| JPH055044A (ja) * | 1991-01-25 | 1993-01-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | 制振シート |
| JPH0634372A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Murata Mfg Co Ltd | 三次元方向検出装置 |
-
1994
- 1994-04-21 JP JP8312494A patent/JPH07294240A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| JPH0634372A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Murata Mfg Co Ltd | 三次元方向検出装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902968A (en) * | 1996-02-20 | 1999-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Pen-shaped handwriting input apparatus using accelerometers and gyroscopes and an associated operational device for determining pen movement |
| US5981884A (en) * | 1996-02-20 | 1999-11-09 | Ricoh Company, Ltd. | Pen-shaped handwriting input apparatus using accelerometers and gyroscopes and an associated operational device for determining pen movement |
| US6084577A (en) * | 1996-02-20 | 2000-07-04 | Ricoh Company, Ltd. | Pen-shaped handwriting input apparatus using accelerometers and gyroscopes and an associated operational device for determining pen movement |
| US6229102B1 (en) | 1996-02-20 | 2001-05-08 | Ricoh Company, Ltd. | Pen-shaped handwriting input apparatus using accelerometers and gyroscopes and an associated operational device for determining pen movement |
| US6993451B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | 3D input apparatus and method thereof |
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| CN106388829A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 广东威尔实业有限公司 | 基于三轴加速度传感器的头部运动监测系统及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990216 |