JPH08159806A - 方位センサおよび方位距離センサ - Google Patents

方位センサおよび方位距離センサ

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JPH08159806A
JPH08159806A JP6309993A JP30999394A JPH08159806A JP H08159806 A JPH08159806 A JP H08159806A JP 6309993 A JP6309993 A JP 6309993A JP 30999394 A JP30999394 A JP 30999394A JP H08159806 A JPH08159806 A JP H08159806A
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acceleration sensor
signal
circuit
moving
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Takeshi Nakamura
村 武 中
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体の移動方位と移動距離とを検出するこ
とができる小型で安価な方位距離センサを提供する。 【構成】 方位距離センサ１は、たとえば直方体状のケ
ース２を含む。ケース２の中には、第１の加速度センサ
１０ａと、第２の加速度センサ１０ｂとが取り付けられ
る。第１の加速度センサ１０ａは、一方向としてたとえ
ばケース２の長手方向における加速度を検出し、その加
速度に関連する信号を得るためのものである。第２の加
速度センサ１０ｂは、その一方向に直交するケース２の
幅方向に加わる力を検出し、その力に関連する信号を得
るためのものである。そして、第１の加速度センサ１０
ａの出力信号から移動体の移動距離が求められ、第１の
加速度センサ１０ａの出力信号および第２の加速度セン
サ１０ｂの出力信号から移動体の移動方位が求められ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は方位センサおよび方位
距離センサに関し、たとえば、自動車のナビゲーション
システムに用いられ、特に、移動体の移動方位を検出す
ることができる方位センサ、および移動体の移動方位と
移動距離とを検出することができる方位距離センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のナビゲーションシステム
には、移動方位を検出するための方位センサと移動距離
を検出するための距離センサとが用いられているものが
ある。この場合、方位センサとしては、振動ジャイロが
用いられているものと、２つの加速度センサが広い間隔
を隔てて横並びに配置されているものとがある。振動ジ
ャイロが用いられている方位センサでは、振動ジャイロ
で回転角速度が検出され、その回転角速度から移動方位
が求められる。また、２つの加速度センサが横並びに配
置されている方位センサでは、２つの加速度センサで２
部分の加速度がそれぞれ検出され、それらの加速度の差
から移動方位が求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、振動ジャイ
ロが用いられている方位センサを有するナビゲーション
システムでは、振動ジャイロが高価なので、システム全
体も高価になってしまう。
【０００４】また、２つの加速度センサが横並びに配置
されている方位センサを有するナビゲーションシステム
では、２つの加速度センサを適当な間隔を隔てて横並び
に配置しなければならないので、システムが大型になっ
てしまう。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、移
動体の移動方位を検出することができる小型で安価な方
位センサを提供することである。
【０００６】この発明の他の目的は、移動体の移動方位
と移動距離とを検出することができる小型で安価な方位
距離センサを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる方位セ
ンサは、一方向における加速度を検出し、その一方向に
おける加速度に関連する信号を得るための第１の加速度
センサと、その一方向に直交する方向に加わる力を検出
し、その一方向に直交する方向に加わる力に関連する信
号を得るための第２の加速度センサとを含み、第１の加
速度センサの出力信号および第２の加速度センサの出力
信号から移動体の移動方位が求められる、方位センサで
ある。
【０００８】なお、この発明にかかる方位センサにおい
て、第１の加速度センサの出力信号および第２の加速度
センサの出力信号から移動体の移動方位を求めるために
は、たとえば、第１の加速度センサの出力信号を時間で
積分し、一方向における速度に関連する信号を得るため
の第１の積分回路と、第２の加速度センサの出力信号お
よび第１の積分回路の出力信号から曲率半径に関連する
信号を得るための第１の演算回路と、第１の演算回路の
出力信号および第１の積分回路の出力信号から角速度に
関連する信号を得るための第２の演算回路と、第２の演
算回路の出力信号を時間で積分し、移動体の移動方位に
関連する信号を得るための他の積分回路とが用いられ、
あるいは、第１の加速度センサの出力信号を時間で積分
し、一方向における速度に関連する信号を得るための第
１の積分回路と、第２の加速度センサの出力信号および
第１の積分回路の出力信号から角速度に関連する信号を
得るための演算回路と、その演算回路の出力信号を時間
で積分し、移動体の移動方位に関連する信号を得るため
の他の積分回路とが用いられる。
【０００９】この発明にかかる方位距離センサは、一方
向における加速度を検出し、その一方向における加速度
に関連する信号を得るための第１の加速度センサと、そ
の一方向に直交する方向に加わる力を検出し、その一方
向に直交する方向に加わる力に関連する信号を得るため
の第２の加速度センサとを含み、第１の加速度センサの
出力信号から移動体の移動距離が求められ、さらに第１
の加速度センサの出力信号および第２の加速度センサの
出力信号から移動体の移動方位が求められる、方位距離
センサである。
【００１０】なお、この発明にかかる方位距離センサに
おいて、第１の加速度センサの出力信号から移動体の移
動距離を求めるためには、たとえば、第１の加速度セン
サの出力信号を時間で積分し、一方向における速度に関
連する信号を得るための第１の積分回路と、第１の積分
回路の出力信号を時間で積分し、移動体の移動距離に関
連する信号を得るための第２の積分回路とが用いられ
る。
【００１１】また、この発明にかかる方位距離センサに
おいて、第１の加速度センサの出力信号および第２の加
速度センサの出力信号から移動体の移動方位を求めるた
めには、たとえば、第１の加速度センサの出力信号を時
間で積分し、一方向における速度に関連する信号を得る
ための第１の積分回路と、第２の加速度センサの出力信
号および第１の積分回路の出力信号から曲率半径に関連
する信号を得るための第１の演算回路と、第１の演算回
路の出力信号および第１の積分回路の出力信号から角速
度に関連する信号を得るための第２の演算回路と、第２
の演算回路の出力信号を時間で積分し、移動体の移動方
位に関連する信号を得るための第３の積分回路とが用い
られ、あるいは、第１の加速度センサの出力信号を時間
で積分し、一方向における速度に関連する信号を得るた
めの第１の積分回路と、第２の加速度センサの出力信号
および第１の積分回路の出力信号から角速度に関連する
信号を得るための演算回路と、その演算回路の出力信号
を時間で積分し、移動体の移動方位に関連する信号を得
るための第３の積分回路とが用いられる。
【００１２】
【作用】この発明にかかる方位センサおよび方位距離セ
ンサでは、第１の加速度センサによって、一方向におけ
る加速度が検出され、その一方向における加速度に関連
する信号が得られる。また、第２の加速度センサによっ
て、その一方向に直交する方向に加わる力が検出され、
その一方向に直交する方向に加わる力に関連する信号が
得られる。
【００１３】そして、この発明にかかる方位センサで
は、第１の加速度センサの出力信号および第２の加速度
センサの出力信号から移動体の移動方位が求められる。
【００１４】また、この発明にかかる方位距離センサで
は、第１の加速度センサの出力信号から移動体の移動距
離が求められ、さらに、第１の加速度センサの出力信号
および第２の加速度センサの出力信号から移動体の移動
方位が求められる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、移動体の移動方位を
検出するために、高価な振動ジャイロを用いず、しか
も、２つの加速度センサを広い間隔を隔てて配置しなく
てよいので、移動体の移動方位を検出することができる
小型で安価な方位センサが得られる。
【００１６】また、この発明によれば、移動体の移動方
位と移動距離とを検出するために、高価な振動ジャイロ
を用いず、しかも、２つの加速度センサを広い間隔を隔
てて配置しなくてよいので、移動体の移動方位と移動距
離とを検出することができる小型で安価な方位距離セン
サが得られる。
【００１７】したがって、この発明によれば、方位セン
サと距離センサとを必要とするたとえばナビゲーション
システムなどのシステムの小型化を可能とし、さらに安
価とすることができる。
【００１８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１９】図１はこの発明の一実施例を示す平面図解
図であり、図２は図１に示す実施例のブロック図であ
る。この方位距離センサ１は、たとえば直方体状のケー
ス２を含む。
【００２０】ケース２の中には、第１の加速度センサ１
０ａと、第２の加速度センサ１０ｂとが取り付けられ
る。第１の加速度センサ１０ａは、一方向としてたとえ
ばケース２の長手方向における加速度を検出し、その加
速度に関連する信号を得るためのものである。第２の加
速度センサ１０ｂは、その一方向に直交するケース２の
幅方向に加わる力を検出し、その力に関連する信号を得
るためのものである。
【００２１】第１の加速度センサ１０ａと第２の加速度
センサ１０ｂとは同一構成を有するが特別な構成を有す
るので、次に、図３および図４を参照して、第１の加速
度センサ１０ａについて詳しく説明する。
【００２２】第１の加速度センサ１０ａは、長さ方向に
振動する振動子１２を含む。振動子１２は、たとえば短
冊状の振動体１４を含む。振動体１４は、たとえば、ニ
ッケル，鉄，クロム，チタン、あるいはそれらの合金た
とえばエリンバ，鉄−ニッケル合金などの恒弾性金属材
料で形成される。なお、振動体１４は、たとえば、石
英，ガラス，水晶，セラミックなどのように一般的に機
械的な振動を生じる金属以外の材料で形成されてもよ
い。
【００２３】振動体１４の長手方向における中央から一
端側の部分の両主面には、２つの圧電素子１６ａおよび
１６ｂが対向するように形成される。一方の圧電素子１
６ａは、たとえばセラミックからなる圧電体層１８ａを
含み、圧電体層１８ａの両主面には、電極２０ａおよび
２２ａがそれぞれ形成される。そして、電極２０ａが、
振動体１４の一方の主面にたとえば接着剤で接着され
る。同様に、他方の圧電素子１６ｂは、たとえばセラミ
ックからなる圧電体層１８ｂを含み、圧電体層１８ｂの
両主面には、電極２０ｂおよび２２ｂがそれぞれ形成さ
れる。そして、電極２０ｂが、振動体１４の他方の主面
にたとえば接着剤で接着される。また、これらの圧電素
子１６ａおよび１６ｂの圧電体層１８ａおよび１８ｂ
は、電極２２ａおよび２２ｂから電極２０ａおよび２０
ｂに向かって、すなわち外側から振動体１４側に向かっ
て厚み方向に分極されている。
【００２４】さらに、振動体１４の長手方向における中
央から他端側の部分の両主面には、２つの圧電素子１６
ｃおよび１６ｄが対向するように形成される。一方の圧
電素子１６ｃは、たとえばセラミックからなる圧電体層
１８ｃを含み、圧電体層１８ｃの両主面には、電極２０
ｃおよび２２ｃがそれぞれ形成される。そして、電極２
０ｃが、振動体１４の一方の主面にたとえば接着剤で接
着される。同様に、他方の圧電素子１６ｄは、たとえば
セラミックからなる圧電体層１８ｄを含み、圧電体層１
８ｄの両主面には、電極２０ｄおよび２２ｄがそれぞれ
形成される。そして、電極２０ｄが、振動体１４の他方
の主面にたとえば接着剤で接着される。また、これらの
圧電素子１６ｃおよび１６ｄの圧電体層１８ｃおよび１
８ｄは、電極２０ｃおよび２０ｄから電極２２ｃおよび
２２ｄに向けて、すなわち振動体１４側から外側に向か
って厚み方向に分極されている。
【００２５】この振動子１２は、圧電素子１６ａ〜１６
ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、長さ方向に振動す
る。この場合、圧電素子１６ａおよび１６ｂと、圧電素
子１６ｃおよび１６ｄとは、互いに逆方向に分極されて
いるので、互いに逆方向に変位する。そのため、図４の
実線の矢印で示すように、振動体１４の長手方向におけ
る中央から一端側の部分が伸びるときには、振動体１４
の長手方向における中央から他端側の部分が縮む。逆
に、図４に１点鎖線の矢印で示すように、振動体１４の
長手方向における中央から一端側の部分が縮むときに
は、振動体１４の長手方向における中央から他端側の部
分が伸びる。また、この場合、振動体１４の長手方向に
おける中央から一端側の部分の伸縮量と、振動体１４の
長手方向における中央から他端側の部分の伸縮量とが相
殺されるので、振動体１４の長手方向における両端間の
距離がほとんど変化しない。さらに、この場合、振動体
１４は、圧電素子１６ａおよび１６ｂ間の中央部分と圧
電素子１６ｃおよび１６ｄ間の中央部分とをノード部分
として振動する。また、振動体１４は、その長手方向に
おける両端部分を腹として振動する。
【００２６】また、この振動子１２の振動体１４の２つ
のノード部分には、たとえば円形の孔１４ａが、それぞ
れ形成される。これらの孔１４ａは、加速度による振動
体１４の撓みを大きくするとともに、振動体１４の長さ
方向の振動を安定にするためのものである。
【００２７】この振動子１２の長手方向における一端側
には、２つの支持部材２４が形成される。この場合、２
つの支持部材２４は、振動体１４の長手方向における一
端側のノード部分の周囲および端部から幅方向に延びて
振動体１４と一体的に形成される。これらの支持部材２
４は、振動子１２の一端側の部分を支持するためのもの
である。
【００２８】さらに、この振動子１２の長手方向におけ
る他端側には、たとえば突片状の２つの取付部材２６が
形成される。この場合、取付部材２６は、振動体１４の
長手方向における他端側のノード部分の周囲から幅方向
に延びて振動体１４と一体的に形成される。そして、こ
れらの取付部材２６の両主面には、溶接あるいははんだ
付けによって、重り２８がそれぞれ取り付けられる。こ
れらの重り２８は、加速度による振動体１４の撓みを大
きくするためのものである。
【００２９】この第１の加速度センサ１０ａでは、２つ
の支持部材２４を固定することによって振動子１２の一
端側を支持するとともに、４つの圧電素子１６ａ〜１６
ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、振動子１２は、図
４の実線の矢印および１点鎖線の矢印で示すように、長
さ方向に振動する。
【００３０】そして、振動子１２の振動体１４にその主
面に直交する方向に加速度を加えると、その加速度に応
じて振動体１４が圧電素子１６ａ〜１６ｄとともに撓
み、その撓みに応じた電圧が圧電素子１６ａ〜１６ｄに
発生する。そのため、圧電素子１６ａ〜１６ｄに発生す
る電圧のいずれかを測定することによって、加速度を検
出することができる。
【００３１】また、この第１の加速度センサ１０ａで
は、振動体１４の２つのノード部分に孔１４ａがそれぞ
れ形成されているので、加速度による振動体１４の撓み
が大きくなるとともに、振動体１４の長さ方向の振動の
バランスがくずれず、振動体１４の長さ方向の振動が安
定する。そのため、この第１の加速度センサ１０ａで
は、加速度の検出感度がよい。
【００３２】さらに、この第１の加速度センサ１０ａで
は、振動子１２のノード部分の近傍の取付部材２６に重
り２８が取り付けられているので、加速度による振動体
１４の撓みが大きくて加速度の検出感度が大きいととも
に、振動子１２の振動が、重り２８にほとんど伝わらず
重り２８で妨げられにくい。
【００３３】なお、この第１の加速度センサ１０ａでは
振動体１４の２つのノード部分に円形の孔１４ａが１つ
ずつ形成されているが、ノード部分に形成される孔の形
状は、円形に限らずたとえば４角形などの他の形状であ
ってもよく、また、１つのノード部分に形成される孔の
数も、１つに限らず２つ以上であってもよい。
【００３４】また、この第１の加速度センサ１０ａで
は、圧電素子１６ａおよび１６ｂに発生する電圧の差や
圧電素子１６ｃおよび１６ｄに発生する電圧の差を検出
することによっても、加速度を検出することができる。
【００３５】さらに、この第１の加速度センサ１０ａに
おいて、１以上の圧電素子の圧電体層の分極方向を逆に
するとともに、分極方向を逆にした圧電素子に印加する
駆動信号の位相を逆にしてもよい。
【００３６】なお、この第１の加速度センサ１０ａにお
いて、振動子を長さ方向に振動しているのは、振動子を
長さ方向に振動していると、振動子に加速度を加えた場
合に振動子が大きく撓み、加速度の検出感度がよくなる
からである。
【００３７】そして、この第１の加速度センサ１０ａ
は、その振動体１４の主面がケース２の長手方向に直交
するように、支持部材２４がケース２の中で固定され
る。したがって、第１の加速度センサ１０ａによって、
ケース２の長手方向における加速度αが検出され、その
加速度αに関連する信号が得られる。
【００３８】また、第１の加速度センサ１０ａと同一構
成の第２の加速度センサ１０ｂは、その振動体１４の主
面がケース２の幅方向に直交するように、支持部材２４
がケース２の中で固定される。したがって、第２の加速
度センサ１０ｂによって、ケース２の幅方向に加わる力
Ｆが検出され、その力Ｆに関連する信号が得られる。
【００３９】第１の加速度センサ１０ａの出力端は、図
２に示すように、第１の積分回路３０ａの入力端に接続
される。第１の積分回路３０ａは、ケース２の長手方向
における加速度αに関連する第１の加速度センサ１０ａ
の出力信号を時間で積分し、ケース２の長手方向におけ
る速度Ｖに関連する信号を得るためのものである。
【００４０】第１の積分回路３０ａの出力端は、第２の
積分回路３０ｂの入力端に接続される。第２の積分回路
３０ｂは、ケース２の長手方向における速度Ｖに関連す
る第１の積分回路３０ａの出力信号を時間で積分し、移
動体の移動距離Ｌに関連する信号を得るためのものであ
る。
【００４１】また、第２の加速度センサ１０ｂの出力端
および第１の積分回路３０ａの出力端は、第１の演算回
路３２ａの２つの入力端にそれぞれ接続される。第１の
演算回路３２ａは、ケース２の幅方向に加わる遠心力Ｆ
に関連する第２の加速度センサ１０ｂの出力信号および
ケース２の長手方向における速度Ｖに関連する第１の積
分回路３０ａの出力信号から曲率半径ｒに関連する信号
を得るためのものである。なお、移動部分の質量をｍと
すると、ｒ＝ｍＶ2 ／Ｆの関係から、この第１の演算回
路３２ａは実現される。
【００４２】第１の演算回路３２ａの出力端および第１
の積分回路３０ａの出力端は、第２の演算回路３２ｂの
２つの入力端にそれぞれ接続される。第２の演算回路３
２ｂは、曲率半径ｒに関連する第１の演算回路３２ａの
出力信号およびケース２の長手方向における速度Ｖに関
連する第１の積分回路３０ａの出力信号から角速度ωに
関連する信号を得るためのものである。なお、ω＝Ｖ／
ｒの関係から、この第２の演算回路３２ｂは実現され
る。
【００４３】第２の演算回路３２ｂの出力端は、他の積
分回路としての第３の積分回路３０ｃの入力端に接続さ
れる。第３の積分回路３０ｃは、角速度ωに関連する第
２の演算回路３２ｂの出力信号を時間で積分し、移動体
の移動方位θに関連する信号を得るためのものである。
【００４４】なお、図５には、質量ｍの移動部分におけ
る速度Ｖと、曲率半径ｒと、角速度ωと、遠心力Ｆと、
移動方位θとの関係を示す。
【００４５】この方位距離センサ１は、たとえば、図１
に示すように、ケース２の長手方向および幅方向が自動
車４０の前後方向および幅方向にそれぞれ平行になるよ
うに、自動車４０に取り付けられる。したがって、第１
の加速度センサ１０ａによって、自動車４０の前後方向
における加速度αが検出され、その加速度αに関連する
信号が得られる。また、第２の加速度センサ１０ｂによ
って、自動車４０の幅方向に加わる遠心力Ｆが検出さ
れ、その遠心力Ｆに関連する信号が得られる。
【００４６】そして、第１の積分回路３０ａによって、
自動車４０の前後方向における加速度αに関連する第１
の加速度センサ１０ａの出力信号が時間で積分され、自
動車４０の前後方向における速度Ｖに関連する信号が得
られる。
【００４７】さらに、第２の積分回路３０ｂによって、
自動車４０の前後方向における速度Ｖに関連する第１の
積分回路３０ａの出力信号が時間で積分され、自動車４
０の前後方向における移動距離Ｌに関連する信号が得ら
れる。
【００４８】また、第１の演算回路３２ａによって、自
動車４０の幅方向に加わる遠心力Ｆに関連する第２の加
速度センサ１０ｂの出力信号および自動車４０の前後方
向における速度Ｖに関連する第１の積分回路３０ａの出
力信号から、曲率半径ｒに関連する信号が得られる。
【００４９】そして、第２の演算回路３２ｂによって、
曲率半径ｒに関連する第１の演算回路３２ａの出力信号
および自動車の自動車４０の前後方向における速度Ｖに
関連する第１の積分回路３０ａの出力信号から、角速度
ωに関連する信号が得られる。
【００５０】それから、第３の積分回路３０ｃによっ
て、角速度ωに関連する第２の演算回路３２ｂの出力信
号が時間で積分され、自動車４０の移動方位θに関連す
る信号が得られる。
【００５１】したがって、この方位距離センサ１では、
自動車４０の移動方位θおよび移動距離Ｌを検出するこ
とができる。
【００５２】また、この方位距離センサ１では、高価な
振動ジャイロを用いず、しかも、２つの加速度センサを
広い間隔を隔てて配置しなくてよいので、小型で安価に
なる。
【００５３】図６はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。図６に示す実施例では、図１および図２に
示す実施例と比べて、第１の演算回路３２ａおよび第２
の演算回路３２ｂに代えて１つの演算回路３２が設けら
れる。演算回路３２の２つの入力端には、第２の加速度
センサ１０ｂの出力端および第１の積分回路３０ａの出
力端がそれぞれ接続される。また、演算回路３２の出力
端は、他の積分回路としての第３の積分回路３０ｃの入
力端に接続される。この演算回路３２は、ケース２の幅
方向に加わる遠心力Ｆに関連する第２の加速度センサ１
０ｂの出力信号およびケース２の長手方向における速度
Ｖに関連する第１の積分回路３０ａの出力信号から角速
度ωに関連する信号を得るためのものである。なお、移
動部分の質量をｍとすると、ω＝Ｆ／（ｍＶ）の関係か
ら、この演算回路３２は実現される。
【００５４】図６に示す実施例では、図１および図２に
示す実施例と同様に、たとえば自動車などの移動体の移
動方位および移動距離を検出することができるととも
に、小型で安価になる。なお、図６に示す実施例では、
図１および図２に示す実施例と比べて、演算回路が１つ
少ないので、回路構成が簡単になる。
【００５５】なお、上述の各実施例では第１の加速度セ
ンサおよび第２の加速度センサとしてそれぞれ特別な構
成を有する角速度センサが用いられているが、この発明
では、他の構成の角速度センサが用いられてもよい。
【００５６】また、図２および図６に示す各実施例にお
いて第２の積分回路３０ｂを取り除けば、移動体の移動
方位θのみを検出することができる方位センサが構成さ
れる。この場合、方位センサは、高価な振動ジャイロを
用いず、しかも、２つの加速度センサを広い間隔を隔て
て配置しなくてよいので、小型で安価になる。
【００５７】さらに、自動車などの移動体に従来搭載さ
れている速度センサから得られる信号（第１の積分回路
３０ａから出力される速度Ｖに相当する信号）を利用す
れば、上述の各実施例で示すような簡単な構造の加速度
センサを１つ付加するだけで、容易に移動体の移動方位
θを検知することができる。その結果、安価でかつ容易
に、ナビゲーションシステムの実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す平面図解図である。
【図２】図１に示す実施例のブロック図である。
【図３】図１に示す実施例に用いられる加速度センサを
示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す実施例に用いられる加速度センサの
側面図である。
【図５】質量ｍの移動部分における速度Ｖと、曲率半径
ｒと、角速度ωと、遠心力Ｆと、移動方位θとの関係を
示す図である。
【図６】この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１ 方位距離センサ ２ ケース １０ａ 第１の加速度センサ １０ｂ 第２の加速度センサ １２ 振動子 １４ 振動体 １４ａ 孔 １６ａ〜１６ｄ 圧電素子 １８ａ〜１８ｄ 圧電体層 ２０ａ〜２０ｄ，２２ａ〜２２ｄ 電極 ２４ 支持部材 ２６ 取付部材 ２８ 重り ３０ａ 第１の積分回路 ３０ｂ 第２の積分回路 ３０ｃ 第３の積分回路 ３２ 演算回路 ３２ａ 第１の演算回路 ３２ｂ 第２の演算回路 ４０ 自動車

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方向における加速度を検出し、前記一
    方向における加速度に関連する信号を得るための第１の
    加速度センサ、および前記一方向に直交する方向に加わ
    る力を検出し、前記一方向に直交する方向に加わる力に
    関連する信号を得るための第２の加速度センサを含み、 前記第１の加速度センサの出力信号および前記第２の加
    速度センサの出力信号から移動体の移動方位が求められ
    る、方位センサ。
  2. 【請求項２】 前記第１の加速度センサの出力信号を時
    間で積分し、前記一方向における速度に関連する信号を
    得るための第１の積分回路、 前記第２の加速度センサの出力信号および前記第１の積
    分回路の出力信号から曲率半径に関連する信号を得るた
    めの第１の演算回路、 前記第１の演算回路の出力信号および前記第１の積分回
    路の出力信号から角速度に関連する信号を得るための第
    ２の演算回路、および前記第２の演算回路の出力信号を
    時間で積分し、移動体の移動方位に関連する信号を得る
    ための他の積分回路を含む、請求項１に記載の方位セン
    サ。
  3. 【請求項３】 前記第１の加速度センサの出力信号を時
    間で積分し、前記一方向における速度に関連する信号を
    得るための第１の積分回路、 前記第２の加速度センサの出力信号および前記第１の積
    分回路の出力信号から角速度に関連する信号を得るため
    の演算回路、および前記演算回路の出力信号を時間で積
    分し、移動体の移動方位に関連する信号を得るための他
    の積分回路を含む、請求項１に記載の方位センサ。
  4. 【請求項４】 一方向における加速度を検出し、前記一
    方向における加速度に関連する信号を得るための第１の
    加速度センサ、および前記一方向に直交する方向に加わ
    る力を検出し、前記一方向に直交する方向に加わる力に
    関連する信号を得るための第２の加速度センサを含み、 前記第１の加速度センサの出力信号から移動体の移動距
    離が求められ、さらに前記第１の加速度センサの出力信
    号および前記第２の加速度センサの出力信号から移動体
    の移動方位が求められる、方位距離センサ。
  5. 【請求項５】 前記第１の加速度センサの出力信号を時
    間で積分し、前記一方向における速度に関連する信号を
    得るための第１の積分回路、 前記第１の積分回路の出力信号を時間で積分し、移動体
    の移動距離に関連する信号を得るための第２の積分回
    路、 前記第２の加速度センサの出力信号および前記第１の積
    分回路の出力信号から曲率半径に関連する信号を得るた
    めの第１の演算回路、 前記第１の演算回路の出力信号および前記第１の積分回
    路の出力信号から角速度に関連する信号を得るための第
    ２の演算回路、および前記第２の演算回路の出力信号を
    時間で積分し、移動体の移動方位に関連する信号を得る
    ための第３の積分回路を含む、請求項４に記載の方位距
    離センサ。
  6. 【請求項６】 前記第１の加速度センサの出力信号を時
    間で積分し、前記一方向における速度に関連する信号を
    得るための第１の積分回路、 前記第１の積分回路の出力信号を時間で積分し、移動体
    の移動距離に関連する信号を得るための第２の積分回
    路、 前記第２の加速度センサの出力信号および前記第１の積
    分回路の出力信号から角速度に関連する信号を得るため
    の演算回路、および前記演算回路の出力信号を時間で積
    分し、移動体の移動方位に関連する信号を得るための第
    ３の積分回路を含む、請求項４に記載の方位距離セン
    サ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089517A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Sony Corp 方位判別装置、方位判別方法及び方位判別プログラム
JP2009288022A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 地磁気センサの異常判定装置、移動方位特定装置、コンピュータプログラム及び地磁気センサの異常判定方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0154271B1 (ko) * 1995-11-07 1998-12-01 정몽원 차량의 거동 감지장치
JPH10132843A (ja) * 1996-10-25 1998-05-22 Murata Mfg Co Ltd 速度演算装置
US6629462B2 (en) * 2000-07-24 2003-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Acceleration sensor, an acceleration detection apparatus, and a positioning device
US6575031B2 (en) * 2001-01-26 2003-06-10 Mts Systems Corporation Transducer for measuring displacement of a vehicle spindle
US20040078446A1 (en) * 2002-09-17 2004-04-22 Daniell W. Todd Options associated with instant messaging (IM) chat transcripts of IM chat sessions
US8738136B2 (en) * 2002-10-15 2014-05-27 Medtronic, Inc. Clustering of recorded patient neurological activity to determine length of a neurological event
EP1558128B1 (en) * 2002-10-15 2014-04-30 Medtronic, Inc. Signal quality monitoring and control for a medical device system
EP1629341A4 (en) * 2002-10-15 2008-10-15 Medtronic Inc MULTI-MODES OPERATION OF A MEDICAL DEVICE
AU2003287166A1 (en) * 2002-10-15 2004-05-04 Medtronic Inc. Phase shifting of neurological signals in a medical device system
EP1558334B1 (en) 2002-10-15 2015-03-18 Medtronic, Inc. Configuring and testing treatment therapy parameters for a medical device system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2818202C2 (de) * 1978-04-26 1987-03-26 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Navigationsgerät für Land-, Luft- oder Seefahrzeuge
JPS5784309A (en) * 1980-11-13 1982-05-26 Alps Electric Co Ltd Direction sensing device
US4590801A (en) * 1983-09-02 1986-05-27 Sundstrand Data Control, Inc. Apparatus for measuring inertial specific force and angular rate of a moving body
GB2146776B (en) * 1983-09-16 1986-07-30 Ferranti Plc Accelerometer systems
US4711125A (en) * 1985-11-06 1987-12-08 Morrison Melvin M Inertial measurement unit
JP2657581B2 (ja) * 1990-11-28 1997-09-24 本田技研工業株式会社 移動体の現在位置表示装置
EP0514887B1 (en) * 1991-05-21 1997-04-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vehicle position detecting apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089517A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Sony Corp 方位判別装置、方位判別方法及び方位判別プログラム
JP2009288022A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 地磁気センサの異常判定装置、移動方位特定装置、コンピュータプログラム及び地磁気センサの異常判定方法

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