JPH11211458A - 運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置 - Google Patents
運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置Info
- Publication number
- JPH11211458A JPH11211458A JP2660698A JP2660698A JPH11211458A JP H11211458 A JPH11211458 A JP H11211458A JP 2660698 A JP2660698 A JP 2660698A JP 2660698 A JP2660698 A JP 2660698A JP H11211458 A JPH11211458 A JP H11211458A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integral
- output
- gyro
- angle detecting
- error
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 幅広く使用でき、応答性が良く、移動体の姿
勢を正確に検出する姿勢角検出装置と、それに用いる運
動角検出方法と運動角検出装置の提供。 【解決手段】 ハイパスフィルタの出力を積分する積分
値演算手段１１と、積分値演算手段１１によって得られ
た積分値を保存するバックアップメモリ機能１２と、積
分値演算手段１１による誤差を修正するための積分逆演
算手段１３と、積分値演算手段１１によって生ずるオフ
セット誤差を修正する一定出力判別手段２２と積分誤差
補正手段２３よりなる補正誤差修正手段２０と、補正誤
差修正手段２０により積分比例定数１４を調整する積分
比例定数補正手段２１とからなり、ハイパスフィルタの
出力を補正して運動角演算手段２に入力する運動角検出
装置。
勢を正確に検出する姿勢角検出装置と、それに用いる運
動角検出方法と運動角検出装置の提供。 【解決手段】 ハイパスフィルタの出力を積分する積分
値演算手段１１と、積分値演算手段１１によって得られ
た積分値を保存するバックアップメモリ機能１２と、積
分値演算手段１１による誤差を修正するための積分逆演
算手段１３と、積分値演算手段１１によって生ずるオフ
セット誤差を修正する一定出力判別手段２２と積分誤差
補正手段２３よりなる補正誤差修正手段２０と、補正誤
差修正手段２０により積分比例定数１４を調整する積分
比例定数補正手段２１とからなり、ハイパスフィルタの
出力を補正して運動角演算手段２に入力する運動角検出
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バーチャルリアリ
ティや移動体の事故記録機器等に搭載する慣性センサに
あって、移動体の姿勢を検出する姿勢角検出装置に関す
る。
ティや移動体の事故記録機器等に搭載する慣性センサに
あって、移動体の姿勢を検出する姿勢角検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、バーチャルリアリティを体現する
機器に使用され、人間の頭の動きを検出する方法とし
て、交流磁場発生源から微弱交流磁場を発生し、ヘッド
マウントディスプレイ（以下、ＨＭＤという）に配置し
たセンサ部で検知し、制御演算部で頭の動きを検出する
交流磁場を利用する方法や、超音波発生源からの超音波
信号をＨＭＤに配置したセンサ部で検知し、制御演算部
で頭の動きを検出する超音波を利用する方法がある。
機器に使用され、人間の頭の動きを検出する方法とし
て、交流磁場発生源から微弱交流磁場を発生し、ヘッド
マウントディスプレイ（以下、ＨＭＤという）に配置し
たセンサ部で検知し、制御演算部で頭の動きを検出する
交流磁場を利用する方法や、超音波発生源からの超音波
信号をＨＭＤに配置したセンサ部で検知し、制御演算部
で頭の動きを検出する超音波を利用する方法がある。
【０００３】また、３軸にジャイロを配して、移動体の
角速度を観測し、前記角速度から運動角を検出して、姿
勢角を算出（検出）する方法もある。
角速度を観測し、前記角速度から運動角を検出して、姿
勢角を算出（検出）する方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、交流磁
場を利用した方法では、信号発生源が微弱交流磁場のた
め、ノイズをキャンセルする為にフィルタを多用するこ
とにより、応答性が低下し、頭の動きに比べて、ＨＭＤ
の映像の動きが遅くなり、利用者が気分を悪くしたり、
酔いを発生することがあった。
場を利用した方法では、信号発生源が微弱交流磁場のた
め、ノイズをキャンセルする為にフィルタを多用するこ
とにより、応答性が低下し、頭の動きに比べて、ＨＭＤ
の映像の動きが遅くなり、利用者が気分を悪くしたり、
酔いを発生することがあった。
【０００５】また、超音波を利用した方法では、他の様
々な超音波信号の影響を受けての誤動作や、信号発生源
とセンサとの間の遮蔽物により信号を検出できなくなる
可能性があり、センサの前に腕や髪の毛があるだけで受
信不能になるため、誤動作を防止する対策が必要となる
等の問題があった。
々な超音波信号の影響を受けての誤動作や、信号発生源
とセンサとの間の遮蔽物により信号を検出できなくなる
可能性があり、センサの前に腕や髪の毛があるだけで受
信不能になるため、誤動作を防止する対策が必要となる
等の問題があった。
【０００６】また、ジャイロを用いる方法は、応答性が
よく、誤動作もしにくいが、積分系のために誤差が累積
し、正確に姿勢角を検出しにくい、という欠点がある。
よく、誤動作もしにくいが、積分系のために誤差が累積
し、正確に姿勢角を検出しにくい、という欠点がある。
【０００７】そこで、本発明の課題は、使用する場所や
環境の制限を緩和し、幅広く使用でき、応答性が良く、
移動体の姿勢角を正確に検出する姿勢角検出装置と、そ
れに用いる運動角検出方法と運動角検出装置を提供する
ことである。
環境の制限を緩和し、幅広く使用でき、応答性が良く、
移動体の姿勢角を正確に検出する姿勢角検出装置と、そ
れに用いる運動角検出方法と運動角検出装置を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、直交する３軸
に配置されたジャイロと、それぞれのジャイロの出力に
接続されたハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタ
による誤差を補正し、バックアップメモリ機能を有し、
積分逆演算手段によって生ずる誤差を修正する一定出力
判別手段と積分誤差補正手段よりなる補正誤差修正手段
と積分比例定数を調整する積分比例定数補正手段と、積
分逆演算手段とよりなる積分値補正手段と、前記ハイパ
スフィルタ及び前記積分比例定数補正手段によって調整
された積分比例定数を用いて積分値補正されたそれぞれ
のジャイロ出力から運動角を演算する運動角演算手段と
からなる運動角検出装置である。
に配置されたジャイロと、それぞれのジャイロの出力に
接続されたハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタ
による誤差を補正し、バックアップメモリ機能を有し、
積分逆演算手段によって生ずる誤差を修正する一定出力
判別手段と積分誤差補正手段よりなる補正誤差修正手段
と積分比例定数を調整する積分比例定数補正手段と、積
分逆演算手段とよりなる積分値補正手段と、前記ハイパ
スフィルタ及び前記積分比例定数補正手段によって調整
された積分比例定数を用いて積分値補正されたそれぞれ
のジャイロ出力から運動角を演算する運動角演算手段と
からなる運動角検出装置である。
【０００９】また、本発明は、前記補正誤差修正手段に
用いるルーチンが、各ジャイロのハイパスフィルタを介
した出力値と前記バックアップメモリ機能に保存した積
分値と、積分比例定数とから、積分逆演算手段によって
補正計算を行い、この積分逆演算は、ジャイロのハイパ
スフィルタを介した出力をＶｏｕｔ、積分値をΣＶｏｕ
ｔ、積分逆算演算の出力をＶｉｎ、積分比例定数を（Δ
ｔ／ＲＣ）としたとき、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ＋（Δｔ／Ｒ
Ｃ）・ΣＶｏｕｔとなるように演算処理を施して、運動
角を補正するとともに、前記一定出力判別手段がジャイ
ロの停止を判別したとき、積分逆演算手段によるジャイ
ロ出力の補正値が含むオフセット誤差のレベルを判別
し、積分誤差補正手段によってオフセット誤差を修正す
る運動角検出方法である。
用いるルーチンが、各ジャイロのハイパスフィルタを介
した出力値と前記バックアップメモリ機能に保存した積
分値と、積分比例定数とから、積分逆演算手段によって
補正計算を行い、この積分逆演算は、ジャイロのハイパ
スフィルタを介した出力をＶｏｕｔ、積分値をΣＶｏｕ
ｔ、積分逆算演算の出力をＶｉｎ、積分比例定数を（Δ
ｔ／ＲＣ）としたとき、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ＋（Δｔ／Ｒ
Ｃ）・ΣＶｏｕｔとなるように演算処理を施して、運動
角を補正するとともに、前記一定出力判別手段がジャイ
ロの停止を判別したとき、積分逆演算手段によるジャイ
ロ出力の補正値が含むオフセット誤差のレベルを判別
し、積分誤差補正手段によってオフセット誤差を修正す
る運動角検出方法である。
【００１０】また、本発明は、上記の運動角検出方法を
用いるとともに、上記一定出力判別手段が、ジャイロの
停止を判別したとき、上記積分誤差補正手段で修正した
オフセット成分を、積分比例定数補正手段にフィードバ
ックして、積分比例定数を調整する運動角検出方法であ
る。
用いるとともに、上記一定出力判別手段が、ジャイロの
停止を判別したとき、上記積分誤差補正手段で修正した
オフセット成分を、積分比例定数補正手段にフィードバ
ックして、積分比例定数を調整する運動角検出方法であ
る。
【００１１】さらに、本発明は、少なくとも上記のいず
れかの運動角検出方法を用いる上記の運動角度検出装置
と、少なくとも２軸に配置した加速度センサと、２軸以
上の磁気方位センサと、静止角演算手段とからなる静止
角検出装置と、静止角検出装置で得られた仮の姿勢角を
表す出力値に含まれる誤差のレベルを判別する判別手段
と、前記判別手段の判別結果により運動角検出装置及び
静止角検出装置で得られた仮の姿勢角を表す二つの出力
値を演算処理して姿勢角を算出する姿勢角演算手段から
なる姿勢角検出装置である。
れかの運動角検出方法を用いる上記の運動角度検出装置
と、少なくとも２軸に配置した加速度センサと、２軸以
上の磁気方位センサと、静止角演算手段とからなる静止
角検出装置と、静止角検出装置で得られた仮の姿勢角を
表す出力値に含まれる誤差のレベルを判別する判別手段
と、前記判別手段の判別結果により運動角検出装置及び
静止角検出装置で得られた仮の姿勢角を表す二つの出力
値を演算処理して姿勢角を算出する姿勢角演算手段から
なる姿勢角検出装置である。
【００１２】すなわち、本発明は、３軸に配置したジャ
イロと、少なくとも２軸に配置した加速度センサと、２
軸以上の磁気センサとを備えた姿勢角検出装置の演算処
理手段において、時間積分値が誤差を含み、ジャイロ運
動停止時にジャイロ出力がオフセットからずれた場合
に、自動的にジャイロの運動停止状態を判断し、オフセ
ットに戻すアルゴリズムを加えた姿勢角検出装置であ
る。
イロと、少なくとも２軸に配置した加速度センサと、２
軸以上の磁気センサとを備えた姿勢角検出装置の演算処
理手段において、時間積分値が誤差を含み、ジャイロ運
動停止時にジャイロ出力がオフセットからずれた場合
に、自動的にジャイロの運動停止状態を判断し、オフセ
ットに戻すアルゴリズムを加えた姿勢角検出装置であ
る。
【００１３】また、本発明は、上記の姿勢角検出装置の
演算処理において、積分比例定数が誤差を含んでいる場
合に、ジャイロ運動停止時にジャイロ出力がオフセット
からずれた方向をもとに積分比例定数を自動調整するア
ルゴリズムを加えた姿勢角演算装置である。
演算処理において、積分比例定数が誤差を含んでいる場
合に、ジャイロ運動停止時にジャイロ出力がオフセット
からずれた方向をもとに積分比例定数を自動調整するア
ルゴリズムを加えた姿勢角演算装置である。
【００１４】積分逆算法においては、比例定数（Δｔ／
ＲＣ）が誤差を含む場合に、実際の出力のオフセットと
算出した入力のオフセットとがずれてしまうことがあ
る。この誤差がごく微小であれば、オフセットがずれた
時毎に修正すればよい。本発明においては、オフセット
のずれの判別は、以下に説明するようにしている。
ＲＣ）が誤差を含む場合に、実際の出力のオフセットと
算出した入力のオフセットとがずれてしまうことがあ
る。この誤差がごく微小であれば、オフセットがずれた
時毎に修正すればよい。本発明においては、オフセット
のずれの判別は、以下に説明するようにしている。
【００１５】ジャイロの出力は角速度であるが、一定角
速度で回転したときであっても、検出誤差のために、一
定出力が続くことはなく、回転運動がないとき、すなわ
ち、角速度が０のときのみ一定出力となる。このことを
利用し、計算上の入力がある時間一定であり、かつオフ
セットからずれているときに、オフセットがずれたと判
別する。そして、積分値ΣＶｏｕｔを補正して、オフセ
ットを修正し一致させる。
速度で回転したときであっても、検出誤差のために、一
定出力が続くことはなく、回転運動がないとき、すなわ
ち、角速度が０のときのみ一定出力となる。このことを
利用し、計算上の入力がある時間一定であり、かつオフ
セットからずれているときに、オフセットがずれたと判
別する。そして、積分値ΣＶｏｕｔを補正して、オフセ
ットを修正し一致させる。
【００１６】積分比例定数（Δｔ／ＲＣ）の誤差が大き
い場合は、オフセットがずれる頻度、量共に増え、ま
た、上記の補正法では、オフセットがずれたという判別
に一定時間を要するので、オフセットがずれたままの状
態が増える。この場合には、積分比例定数（Δｔ／Ｒ
Ｃ）の補正が必要となる。
い場合は、オフセットがずれる頻度、量共に増え、ま
た、上記の補正法では、オフセットがずれたという判別
に一定時間を要するので、オフセットがずれたままの状
態が増える。この場合には、積分比例定数（Δｔ／Ｒ
Ｃ）の補正が必要となる。
【００１７】そこで、オフセットがずれたという判別を
上記の方法で行ない、次に、ΣＶｏｕｔと（Ｏｆｆｓｅ
ｔ−Ｖｉｎ）の符号を調べる。そして、ΣＶｏｕｔ＞
０, （Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＞０、あるいは、ΣＶｏ
ｕｔ＜０，（Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＜０であれば、積
分比例定数を微小量増やし、ΣＶｏｕｔ＞０，（Ｏｆｆ
ｓｅｔ−Ｖｉｎ）＜０、あるいは、ΣＶｏｕｔ＜０，
（Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＞０であれば、積分比例定数
を微小量減らす。そして、オフセットがずれるたびに補
正を行ない、最適な積分比例定数になるまで、上記の演
算を繰り返す。
上記の方法で行ない、次に、ΣＶｏｕｔと（Ｏｆｆｓｅ
ｔ−Ｖｉｎ）の符号を調べる。そして、ΣＶｏｕｔ＞
０, （Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＞０、あるいは、ΣＶｏ
ｕｔ＜０，（Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＜０であれば、積
分比例定数を微小量増やし、ΣＶｏｕｔ＞０，（Ｏｆｆ
ｓｅｔ−Ｖｉｎ）＜０、あるいは、ΣＶｏｕｔ＜０，
（Ｏｆｆｓｅｔ−Ｖｉｎ）＞０であれば、積分比例定数
を微小量減らす。そして、オフセットがずれるたびに補
正を行ない、最適な積分比例定数になるまで、上記の演
算を繰り返す。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００１９】図１は、本発明の運動角検出装置の積分値
補正手段のブロック図であり、図２は、本発明の姿勢角
検出装置のブロック図であり、図３は、運動角の入出力
波形の変化の説明図で、図３（ａ）はジャイロの入力波
形を、図３（ｂ）はジャイロの出力波形を、図３（ｃ）
はハイパスフィルタの出力波形を、図３（ｄ）は積分値
逆演算手段の出力波形を、図３（ｅ）は本発明の運動角
検出装置の出力波形を示す説明図である。
補正手段のブロック図であり、図２は、本発明の姿勢角
検出装置のブロック図であり、図３は、運動角の入出力
波形の変化の説明図で、図３（ａ）はジャイロの入力波
形を、図３（ｂ）はジャイロの出力波形を、図３（ｃ）
はハイパスフィルタの出力波形を、図３（ｄ）は積分値
逆演算手段の出力波形を、図３（ｅ）は本発明の運動角
検出装置の出力波形を示す説明図である。
【００２０】本発明の運動角検出装置は、直交する３軸
に配置されたジャイロ３と、それぞれのジャイロ３の出
力に接続されたハイパスフィルタ４と、積分値補正手段
１０と、運動角を演算する運動角演算手段２とからなる
（図２）。
に配置されたジャイロ３と、それぞれのジャイロ３の出
力に接続されたハイパスフィルタ４と、積分値補正手段
１０と、運動角を演算する運動角演算手段２とからなる
（図２）。
【００２１】そして、前記積分値補正手段１０は、図１
に示すように、ハイパスフィルタの出力を積分する積分
値演算手段１１と、積分値演算手段１１によって得られ
た積分値を保存するバックアップメモリ機能１２と、ハ
イパスフィルタによる誤差を修正するための積分逆演算
手段１３と、積分逆演算手段１３によって生ずるオフセ
ット誤差を修正する一定出力判別手段２２と積分誤差補
正手段２３よりなる補正誤差修正手段２０と、補正誤差
修正手段２０により積分比例定数１４を調整する積分比
例定数補正手段２１と、積分逆演算手段１３とからな
り、ハイパスフィルタの出力を補正して運動角演算手段
２に入力する。
に示すように、ハイパスフィルタの出力を積分する積分
値演算手段１１と、積分値演算手段１１によって得られ
た積分値を保存するバックアップメモリ機能１２と、ハ
イパスフィルタによる誤差を修正するための積分逆演算
手段１３と、積分逆演算手段１３によって生ずるオフセ
ット誤差を修正する一定出力判別手段２２と積分誤差補
正手段２３よりなる補正誤差修正手段２０と、補正誤差
修正手段２０により積分比例定数１４を調整する積分比
例定数補正手段２１と、積分逆演算手段１３とからな
り、ハイパスフィルタの出力を補正して運動角演算手段
２に入力する。
【００２２】また、本実施の形態における運動角検出方
法では、前記積分逆演算手段による補正計算が、ジャイ
ロのハイパスフィルタを介した出力をＶｏｕｔ、該出力
の積分値をΣＶｏｕｔ、積分逆演算の出力をＶｉｎ、積
分比例定数を（Δｔ／ＲＣ）としたとき、Ｖｉｎ＝Ｖｏ
ｕｔ＋（Δｔ／ＲＣ）・ΣＶｏｕｔとなるように演算処
理を施し、さらに、前記一定出力判別手段がジャイロの
停止を判別したとき、積分逆演算手段によるジャイロ出
力の補正値が含むオフセット誤差のレベルを判別し、積
分誤差補正手段によってオフセット誤差を修正して運動
角を補正する。
法では、前記積分逆演算手段による補正計算が、ジャイ
ロのハイパスフィルタを介した出力をＶｏｕｔ、該出力
の積分値をΣＶｏｕｔ、積分逆演算の出力をＶｉｎ、積
分比例定数を（Δｔ／ＲＣ）としたとき、Ｖｉｎ＝Ｖｏ
ｕｔ＋（Δｔ／ＲＣ）・ΣＶｏｕｔとなるように演算処
理を施し、さらに、前記一定出力判別手段がジャイロの
停止を判別したとき、積分逆演算手段によるジャイロ出
力の補正値が含むオフセット誤差のレベルを判別し、積
分誤差補正手段によってオフセット誤差を修正して運動
角を補正する。
【００２３】さらに、本実施の形態のおける運動角検出
方法では、前記一定出力判別手段が、ジャイロの停止を
判別したとき、上記積分誤差補正手段で修正したオフセ
ット成分を、積分比例定数補正手段にフィードバックし
て、積分比例定数を調整する。
方法では、前記一定出力判別手段が、ジャイロの停止を
判別したとき、上記積分誤差補正手段で修正したオフセ
ット成分を、積分比例定数補正手段にフィードバックし
て、積分比例定数を調整する。
【００２４】そして、本発明の姿勢角検出装置は、図２
に示すように、上記の運動角検出方法を用いて運動角を
検出する前記運動角検出装置１と、３軸に配置した加速
度センサ６と２軸の磁気（方位）センサ５と、静止角演
算手段７とからなる静止角検出装置７０と、静止角検出
装置７０の出力値に誤差が含まれるかどうかを判別する
判別手段８と、判別手段８の判別結果により、運動角検
出装置１及び静止角検出装置７０から得られた仮の姿勢
角を示す二つの出力値を演算処理して姿勢角を算出する
姿勢角演算手段９から構成した。
に示すように、上記の運動角検出方法を用いて運動角を
検出する前記運動角検出装置１と、３軸に配置した加速
度センサ６と２軸の磁気（方位）センサ５と、静止角演
算手段７とからなる静止角検出装置７０と、静止角検出
装置７０の出力値に誤差が含まれるかどうかを判別する
判別手段８と、判別手段８の判別結果により、運動角検
出装置１及び静止角検出装置７０から得られた仮の姿勢
角を示す二つの出力値を演算処理して姿勢角を算出する
姿勢角演算手段９から構成した。
【００２５】本発明の姿勢角検出装置は、構造的には、
センサ部５０と演算部６０に分けられ、センサ部５０は
ジャイロ３、磁気センサ５、加速度センサ６を含み、演
算部６０は残余全てを含む。
センサ部５０と演算部６０に分けられ、センサ部５０は
ジャイロ３、磁気センサ５、加速度センサ６を含み、演
算部６０は残余全てを含む。
【００２６】上記のようにして得られた本発明の姿勢角
検出装置の運動角の波形の変化は、図３に示すように、
図３（ａ）のジャイロの入力波形から、図３（ｂ）のジ
ャイロの出力にドリフトが加わった波形となり、ドリフ
トの修正とフィルタ誤差図により、図３（ｃ）のハイパ
スフィルタの出力波形となり、オフセット誤差のみを含
んだ図３（ｄ）の積分値逆演算手段の出力波形となり、
最後に、図３（ｅ）の運動角検出装置の出力波形とな
り、各段階での誤差を修正することができた。
検出装置の運動角の波形の変化は、図３に示すように、
図３（ａ）のジャイロの入力波形から、図３（ｂ）のジ
ャイロの出力にドリフトが加わった波形となり、ドリフ
トの修正とフィルタ誤差図により、図３（ｃ）のハイパ
スフィルタの出力波形となり、オフセット誤差のみを含
んだ図３（ｄ）の積分値逆演算手段の出力波形となり、
最後に、図３（ｅ）の運動角検出装置の出力波形とな
り、各段階での誤差を修正することができた。
【００２７】また、上記のようにして得られた本発明の
姿勢角検出装置は、使用する場所や環境の制限を緩和
し、幅広く使用でき、応答性が良く、移動体の姿勢を正
確に検出することができた。
姿勢角検出装置は、使用する場所や環境の制限を緩和
し、幅広く使用でき、応答性が良く、移動体の姿勢を正
確に検出することができた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、使用する場所や環境の
制限を緩和し、幅広く使用でき、応答性が良く、移動体
の姿勢を正確に検出する姿勢角検出装置と、それに用い
る運動角検出方法と運動角検出装置が得られる。
制限を緩和し、幅広く使用でき、応答性が良く、移動体
の姿勢を正確に検出する姿勢角検出装置と、それに用い
る運動角検出方法と運動角検出装置が得られる。
【図１】本発明の運動角検出装置の積分値補正手段のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】本発明の姿勢角検出装置のブロック図。
【図３】運動角の波形の変化の説明図で、図３（ａ）は
ジャイロの入力波形を示す図、図３（ｂ）はジャイロの
出力波形を示す図、図３（ｃ）はハイパスフィルタの出
力波形を示す図、図３（ｄ）は積分値逆演算手段の出力
波形を示す図、図３（ｅ）は本発明の運動角検出装置の
出力波形を示す説明図。
ジャイロの入力波形を示す図、図３（ｂ）はジャイロの
出力波形を示す図、図３（ｃ）はハイパスフィルタの出
力波形を示す図、図３（ｄ）は積分値逆演算手段の出力
波形を示す図、図３（ｅ）は本発明の運動角検出装置の
出力波形を示す説明図。
１ （本発明の）運動角検出装置 ２ 運動角演算手段 ３ ジャイロ ４ ハイパスフィルタ ５ 磁気センサ ６ 加速度センサ ７ 静止角演算手段 ８ 判別手段 ９ 姿勢角演算手段 １０ （本発明の）積分値補正手段 １１ 積分値演算手段 １２ バックアップメモリ機能 １３ 積分逆演算手段 １４ 積分比例定数 ２０ 補正誤差修正手段 ２１ 積分比例定数補正手段 ２２ 一定出力判別手段 ２３ 積分誤差補正手段 ５０ センサ部 ６０ 演算部 ７０ 静止角検出装置
Claims (4)
- 【請求項１】 直交する３軸に配置されたジャイロと、
それぞれのジャイロの出力に接続されたハイパスフィル
タと、前記ハイパスフィルタによる誤差を補正し、バッ
クアップメモリ機能を有し、積分逆演算手段によって生
ずる誤差を修正する一定出力判別手段と積分誤差補正手
段よりなる補正誤差修正手段と積分比例定数を調整する
積分比例定数補正手段と積分逆演算手段とよりなる積分
値補正手段と、前記ハイパスフィルタ及び前記積分比例
定数補正手段によって調整された積分比例定数を用いて
積分値補正されたそれぞれのジャイロ出力から運動角を
演算する運動角演算手段とからなることを特徴とする運
動角検出装置。 - 【請求項２】 前記補正誤差修正手段に用いるルーチン
は、各ジャイロのハイパスフィルタを介した出力値と前
記バックアップメモリ機能に保存した積分値と、積分比
例定数とから、積分逆演算手段によって補正計算を行
い、前記補正計算は、ジャイロのハイパスフィルタを介
した出力をＶｏｕｔ、積分値をΣＶｏｕｔ、積分逆演算
の出力をＶｉｎ、積分比例定数を（Δｔ／ＲＣ）とした
時、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ＋（Δｔ／ＲＣ）・ΣＶｏｕｔと
なるように演算処理を施して、運動角を補正するととも
に、前記一定出力判別手段がジャイロの停止を判別した
とき、積分逆演算手段によるジャイロ出力の補正値が含
むオフセット誤差のレベルを判別し、積分誤差補正手段
によってオフセット誤差を修正することを特徴とする運
動角検出方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の運動角検出方法を用いる
とともに、前記一定出力判別手段が、ジャイロの停止を
判別したとき、前記積分誤差補正手段で修正したオフセ
ット成分を、積分比例定数補正手段にフィードバックし
て、積分比例定数を調整することを特徴とする運動角検
出方法。 - 【請求項４】 少なくとも請求項２または３のいずれか
に記載の運動角検出方法を用いる請求項１記載の運動角
度検出装置と、少なくとも２軸に配置した加速度センサ
と、２軸以上の磁気方位センサと、静止角演算手段とか
らなる静止角検出装置で得られた仮の姿勢角を表す出力
値に含まれる誤差のレベルを判別する判別手段と、前記
判別手段の判別結果により運動角検出装置及び静止角検
出装置で得られた仮の姿勢角を表す二つの出力値を演算
処理して姿勢角を算出する姿勢角演算手段からなること
を特徴とする姿勢角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2660698A JPH11211458A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2660698A JPH11211458A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211458A true JPH11211458A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=12198173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2660698A Withdrawn JPH11211458A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211458A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011059020A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Chiba Inst Of Technology | 三次元姿勢推定装置、三次元姿勢推定方法及び三次元姿勢推定プログラム |
| GB2501761A (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-06 | Sony Comp Entertainment Europe | Head mountable display |
| JP2015169582A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | リコーエレメックス株式会社 | 姿勢検出装置 |
| US9275626B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-03-01 | Sony Computer Entertainment Europe Limited | Audio system |
| US9310884B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-04-12 | Sony Computer Entertainment Europe Limited | Head mountable display system |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP2660698A patent/JPH11211458A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011059020A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Chiba Inst Of Technology | 三次元姿勢推定装置、三次元姿勢推定方法及び三次元姿勢推定プログラム |
| GB2501761A (en) * | 2012-05-04 | 2013-11-06 | Sony Comp Entertainment Europe | Head mountable display |
| US9275626B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-03-01 | Sony Computer Entertainment Europe Limited | Audio system |
| US9310884B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-04-12 | Sony Computer Entertainment Europe Limited | Head mountable display system |
| JP2015169582A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | リコーエレメックス株式会社 | 姿勢検出装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8786549B2 (en) | Gyro mouse de-drift and hand jitter reduction | |
| US5060175A (en) | Measurement and control system for scanning sensors | |
| JPH09318382A (ja) | 姿勢角検出装置及び方法 | |
| JP2009505062A (ja) | リアルタイムバイアス推定器に基づく慣性機器のための自己較正 | |
| JP3763435B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JP2011017688A (ja) | 角度測定の方法およびそれを実施するための角度測定ジャイロシステム | |
| US6484131B1 (en) | Localization and tracking system | |
| JP3960574B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JPH11211458A (ja) | 運動角検出装置、運動角検出方法、および、姿勢角検出装置 | |
| JP3115307B2 (ja) | 座標入力装置及び座標検出方法 | |
| JP3992206B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JPH10253360A (ja) | 回転角検知装置 | |
| JP2002023919A (ja) | 姿勢検出装置及び操作入力装置 | |
| JP4004165B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JPH10253361A (ja) | 信号処理方法及び三次元データ入力装置 | |
| JP3960575B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JP4023889B2 (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JP2000356520A (ja) | 姿勢角検出装置 | |
| JP4751931B2 (ja) | 光ファイバジャイロの異常検出装置 | |
| JPH11211457A (ja) | 運動角検出装置、運動角検出方法、および姿勢角検出装置 | |
| JP3886005B2 (ja) | 姿勢角度検出装置 | |
| JP2000321069A (ja) | 方位角検出装置 | |
| US20230333137A1 (en) | Characteristic calculation device, characteristic calculation method, and non-transitory computer-readable recording medium | |
| JP3772806B2 (ja) | 磁気方位検出方式および磁気方位検出方法 | |
| RU2249791C2 (ru) | Бесплатформенная инерциальная курсовертикаль |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040420 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20051125 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |