專利名稱：加速度計(jì)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正的加速度計(jì)測(cè)裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及如下的加速度計(jì)測(cè)裝置，通過將加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)朝向特定方向而無意識(shí)地反復(fù)取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而能夠取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移(offset)或靈敏度和偏移雙方。
背景技術(shù)：
近年來，作為可以安裝到便攜式設(shè)備的輕量小型的三軸加速度傳感器，已開發(fā)出使用了MEMS(微機(jī)電集成系統(tǒng)Micro Electro MechanicalSystems)技術(shù)的半導(dǎo)體器件的壓電電阻型三軸加速度傳感器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
圖36是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器的概要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖中符號(hào)201表示硅基板，201a表示支撐部，201b表示錘部，201c表示位移部。通過蝕刻在硅基板201上形成位移部201c、用于支撐該位移部201c的支撐部201a、以及用于使位移部201c變形的錘部201b。
并且，壓電電阻R1～R12形成在位移部201c上。若對(duì)硅基板201施加加速度，則根據(jù)加速度的方向和大小，錘部201b使位移部201c變形。這樣就會(huì)對(duì)壓電電阻R1～R12施加應(yīng)力，電阻值發(fā)生變化。
圖37A至圖37C是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器中的壓電電阻的連線結(jié)構(gòu)的電路圖。在檢測(cè)加速度的各個(gè)軸方向上，分別構(gòu)成惠斯登電橋(Wheatstone bridge)電路，所述惠斯登電橋電路由壓電電阻R1～R12構(gòu)成。輸出電壓Vx，Vy，Vz分別為與加速度的x，y，z軸方向成分成正比的值。
圖37A至圖37C中示出的電路圖中的實(shí)際的Vx，Vy，Vz如下述式所示。
Vx＝βxAx+Vox(1)Vy＝βyAy+Voy…(2)Vz＝βzAz+Voz(3)此處，Ax，Ay，Az表示加速度的x，y，z軸方向成分，βx，βy，βz表示相對(duì)于Ax，Ay，Az的靈敏度，Vox，Voy，Voz表示Vx，Vy，Vz中存在的偏移。
通常，靈敏度和偏移中存在偏差，尤其是偏移的偏差不能被忽視的情況較多。而且，為壓電電阻型的加速度傳感器的情況下，靈敏度和偏移具有顯著的溫度特性。而且，偏移的溫度特性大多具有較大的偏差。
為了解決這類問題，在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中，采取如下的解決方式(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
即，在從工廠出庫時(shí)，例如在0℃/25℃/60℃這樣的不同的多個(gè)溫度環(huán)境中計(jì)測(cè)靈敏度/偏移，在加速度計(jì)測(cè)裝置上安裝EEPROM等存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)這些測(cè)定數(shù)據(jù)。
并且，在使用加速度計(jì)測(cè)裝置時(shí)，在加速度計(jì)測(cè)裝置上安裝輸出校正電路，根據(jù)當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)和事前存儲(chǔ)的測(cè)定數(shù)據(jù)，運(yùn)算加速度傳感器輸出電壓中包含的靈敏度以及偏移的偏差和溫度特性，進(jìn)行校正。
但是，現(xiàn)有的這種加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下的缺點(diǎn)。
1)在不同的多個(gè)溫度環(huán)境中進(jìn)行的測(cè)定以及靈敏度的測(cè)定使工序數(shù)量/測(cè)定時(shí)間/設(shè)備成本大幅度提高。
2)輸出校正電路中的靈敏度和偏移的溫度特性的運(yùn)算使電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成成本提高。
3)為提高靈敏度和偏移的溫度特性的計(jì)算精度，需要增加測(cè)定溫度，且進(jìn)一步使輸出校正電路中的溫度特性運(yùn)算部分變復(fù)雜，這在現(xiàn)實(shí)中是很困難的。
并且，在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中，還采取了如下的解決方式(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
每次使用加速度計(jì)測(cè)裝置時(shí)，例如，如圖38A至圖38F所示，以使三軸加速度傳感器202的加速度檢測(cè)軸方向與重力加速度g的方向平行的方式，將加速度計(jì)測(cè)裝置203的姿勢(shì)擺成6組，分別測(cè)定三軸加速度傳感器202的輸出電壓，得到如下的輸出電壓數(shù)據(jù)。
Vx1圖38A的姿勢(shì)中的Vx測(cè)定值Vx2圖38B的姿勢(shì)中的Vx測(cè)定值Vy1圖38C的姿勢(shì)中的Vy測(cè)定值Vy2圖38D的姿勢(shì)中的Vy測(cè)定值Vz1圖38E的姿勢(shì)中的Vz測(cè)定值Vz2圖38F的姿勢(shì)中的Vz測(cè)定值三軸加速度傳感器的輸出校正所需的靈敏度和偏移的數(shù)據(jù)利用下述式計(jì)算。
βx=Vx1-Vx22g···(4)]]>βy=Vy1-Vy22g···(5)]]>βz=Vz1-Vz22g···(6)]]>Vox=Vx1+Vx22···(7)]]>Voy=Vy1+Vy22···(8)]]>Voz=Vz1+Vz22···(9)]]>但是，現(xiàn)有的這種加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下的缺點(diǎn)。
1)每次使用時(shí)，都需要使加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)分別與多個(gè)特定方向?qū)R，這對(duì)使用者來說非常繁瑣且不方便。
2)而且，使用者難以用手支撐加速度計(jì)測(cè)裝置的同時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)齊方向，由上述式計(jì)算出的靈敏度和偏移的誤差容易增大。
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種加速度計(jì)測(cè)裝置，通過將加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)朝向特定方向而無意識(shí)地反復(fù)取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而能夠取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移或靈敏度和偏移雙方。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-101033號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平6-331647號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2004-93552號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1W.H.Press，S.A.Teukolsky，W.T.Vetterling and B.P.Flannery，年umerical Recipies in C，Second Edition/Cambridge UniversityPress，USA，1992，pp.394-455非專利文獻(xiàn)2W.H.Press，S.A.Teukolsky，W.T.Vetterling and B.P.Flannery，年umerical Recipies in C，Second Edition/Canbridge UniversityPress，USA，1992，pp.32-104發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了達(dá)到這樣的目的而進(jìn)行的，其特征在于，加速度計(jì)測(cè)裝置具備加速度傳感器，其檢測(cè)雙軸或三軸方向的加速度；輸出數(shù)據(jù)取得單元，其取得該加速度傳感器的雙軸或三軸的輸出數(shù)據(jù)；輸出數(shù)據(jù)積蓄單元，其積蓄該輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元，其根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)在該正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值；以及偏移校正單元，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。(與圖1、第一實(shí)施方式對(duì)應(yīng))并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有輸出數(shù)據(jù)選擇單元，該輸出數(shù)據(jù)選擇單元判斷所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的輸出數(shù)據(jù)是否合適而進(jìn)行選擇，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)。
而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元在每次由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與上一個(gè)取得的輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值連續(xù)預(yù)定次數(shù)以上在預(yù)定值以內(nèi)時(shí)，將所述輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元在每次由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與作為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值大于預(yù)定值時(shí)，將所述輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
另外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元將所述差值連續(xù)在預(yù)定值以內(nèi)的次數(shù)或時(shí)間信息附加給所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)。(與圖29～圖32、第六實(shí)施方式對(duì)應(yīng))并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所附加的次數(shù)或時(shí)間信息，廢棄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)和所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)之中的某一個(gè)。
而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)圓或球面，將從該圓或球面起在預(yù)定距離以內(nèi)的輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元將所述圓或球面的半徑作為預(yù)定值推測(cè)該圓或球面。
另外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有數(shù)據(jù)變化判斷單元，該數(shù)據(jù)變化判斷單元判斷所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)與所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)相比是否產(chǎn)生了預(yù)定值以上的變化，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述數(shù)據(jù)變化判斷單元的判斷結(jié)果，廢棄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)或所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)中的某一個(gè)。
并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元預(yù)先確定與所述加速度傳感器的測(cè)定軸成線性關(guān)系的線性軸，在所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)和所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元中積蓄的輸出數(shù)據(jù)之中，選擇性地積蓄所述加速度傳感器的測(cè)定軸或線性軸的成分為最大或最小的輸出數(shù)據(jù)。(與圖33、圖34、第七實(shí)施方式對(duì)應(yīng))而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的輸出數(shù)據(jù)是積蓄所述測(cè)定軸或所述線性軸的成分為最大或最小的輸出數(shù)據(jù)和除此之外的一個(gè)以上的輸出數(shù)據(jù)而成。
此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，在該正交坐標(biāo)空間上確定圓或球面，將該圓或球面的中心坐標(biāo)推測(cè)為所述基準(zhǔn)點(diǎn)，所述偏移校正單元根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述圓或球面的中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。
另外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元利用統(tǒng)計(jì)性方法推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自到所述基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小。(與圖20、第四實(shí)施方式對(duì)應(yīng))并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元將從所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自到所述基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差作為相對(duì)于預(yù)定代表值的偏差。
而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)軸時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間上的分布，在該正交坐標(biāo)空間上確定橢圓或橢圓面，推測(cè)該橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述偏移校正單元根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的靈敏度和偏移。(與圖11、第二實(shí)施方式對(duì)應(yīng))此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元利用統(tǒng)計(jì)性方法推測(cè)所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，使得所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自最接近所述橢圓或橢圓面。(與圖23、第五實(shí)施方式對(duì)應(yīng))并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或在三維正交坐標(biāo)空間上的分布以及它們雙方，預(yù)先判斷在所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元中要推測(cè)球面還是橢圓面，選擇某一個(gè)，進(jìn)行推測(cè)。(與圖35、第八實(shí)施方式對(duì)應(yīng))而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值，按照所述預(yù)定的溫度類別積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元對(duì)每個(gè)所述預(yù)定的溫度類別，根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的該溫度類別的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和相應(yīng)的所述預(yù)定的溫度類別之間的關(guān)系，對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行校正之后，按照所述預(yù)定的溫度類別進(jìn)行積蓄。
另外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元在積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)時(shí)將所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值一并進(jìn)行積蓄，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元按照每個(gè)所述預(yù)定的溫度類別，從所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的輸出數(shù)據(jù)中選擇預(yù)定數(shù)量的對(duì)應(yīng)的所述溫度值在該溫度類別中的輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述偏移校正單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移或靈敏度以及偏移。
而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在所述三維正交坐標(biāo)空間中的分布計(jì)算相對(duì)于各坐標(biāo)軸的偏差，當(dāng)相對(duì)于所述各坐標(biāo)軸的偏差的最小值在預(yù)定值以下時(shí)，從所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)中除去所述偏差為最小值的坐標(biāo)軸的輸出數(shù)據(jù)，對(duì)于剩余的雙軸輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維正交坐標(biāo)平面上的分布，推測(cè)在所述二維正交坐標(biāo)平面上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述偏移校正單元，根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的雙軸輸出數(shù)據(jù)的偏移或靈敏度和偏移。
并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的位置和預(yù)測(cè)為所述加速度傳感器在保持預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)的重力加速度的各軸成分的值，推測(cè)在所述正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)是在所述加速度傳感器保持所述預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得的。(與圖17、第三實(shí)施方式對(duì)應(yīng))而且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具備溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述偏移校正單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。
此外，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元計(jì)算該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元?jiǎng)倓偼茰y(cè)出的預(yù)定數(shù)量的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者橢圓或橢圓面的中心坐標(biāo)值的偏差，當(dāng)所述偏差大于預(yù)定值時(shí)，廢棄所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的中心坐標(biāo)值。
并且，本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)從所述二維或三維正交坐標(biāo)空間上推測(cè)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)到各個(gè)所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)的距離或者所推測(cè)的橢圓或橢圓面的各主軸的長度在預(yù)定范圍外時(shí)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元廢棄所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明，在使用加速度計(jì)測(cè)裝置時(shí)，通過將加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)朝向特定方向而無意識(shí)地反復(fù)取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移或靈敏度和偏移雙方。
并且，在使用加速度計(jì)測(cè)裝置時(shí)，在置于已知的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)例如設(shè)置在充電器的狀態(tài)下取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移。
此外，在工廠出庫時(shí)，無需在不同的多個(gè)溫度環(huán)境中計(jì)測(cè)靈敏度/偏移并存儲(chǔ)。在輸出校正電路中無需運(yùn)算靈敏度和偏移的溫度特性。每次使用時(shí)，無需使加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)分別與多個(gè)特定的方向?qū)R。
另外，本發(fā)明可以通過與具有三軸地磁檢測(cè)單元的方位角傳感器組合而形成五軸或六軸傳感器，該情況下，也能夠得到同樣的效果。


圖1是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的基準(zhǔn)點(diǎn)的概念圖。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)的概念圖。
圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法(之一)的概念圖。
圖5是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法(之一)的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法(之二)的概念圖。
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)變化判斷部的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖8是示出用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之一)。
圖9是示出用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之二)。
圖10是示出用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之三)。
圖11是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)的概念圖。
圖13是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的推測(cè)橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)的概念圖。
圖14是示出用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的取得橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之一)。
圖15是示出用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的取得橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之二)。
圖16是示出用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的取得橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之三)。
圖17是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖18A是用于說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的概念圖(之一)。
圖18B是用于說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的概念圖(之二)。
圖19是本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的概念圖。
圖20是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是示出用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之一)。
圖22是示出用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之二)。
圖23是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖24是示出用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之一)。
圖25是示出用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖(之二)。
圖26是用于說明有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第一解決方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖27是用于說明有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第二解決方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖28是用于說明有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第三解決方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖29是本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的三軸輸出數(shù)據(jù)的概念圖(之一)。
圖30是示出用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的選擇數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。
圖31是本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的三軸輸出數(shù)據(jù)的概念圖(之二)。
圖32是示出用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的替換數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。
圖33是本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)變化判斷部的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖34是示出用于說明本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的替換數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。
圖35是示出用于說明本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的替換球體擬合和橢圓體擬合的具體方法的流程圖。
圖36是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖37A是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器中的壓電電阻的連線結(jié)構(gòu)的電路圖(之一)。
圖37B是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器中的壓電電阻的連線結(jié)構(gòu)的電路圖(之二)。
圖37C是示出現(xiàn)有的壓電電阻型三軸加速度傳感器中的壓電電阻的連線結(jié)構(gòu)的電路圖(之三)。
圖38A是用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之一)。
圖38B是用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之二)。
圖38C用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之三)。
圖38D是用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之四)。
圖38E是用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之五)。
圖38F是用于說明在現(xiàn)有的加速度計(jì)測(cè)裝置中取得用于進(jìn)行輸出校正的靈敏度/偏移數(shù)據(jù)的一個(gè)方法的圖(之六)。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的各實(shí)施方式。
另外，圖1所示的第一實(shí)施方式示出了本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的基本結(jié)構(gòu)，從三軸加速度傳感器所取得的數(shù)據(jù)中選擇合適的數(shù)據(jù)，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而校正偏移。
相對(duì)于此，圖11所示的第二實(shí)施方式中，作為基準(zhǔn)點(diǎn)的推測(cè)，在三維正交坐標(biāo)空間上確定橢圓面，推測(cè)主軸的長度和中心坐標(biāo)值，從而校正靈敏度和偏移。
并且，圖17所示的第三實(shí)施方式中，根據(jù)預(yù)測(cè)為三軸加速度傳感器正在檢測(cè)的重力加速度的各軸成分的值，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
而且，圖20所示的第四實(shí)施方式中，利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小，從而推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
另外，圖23所示的第五實(shí)施方式中，利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)軸，使得預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)最接近橢圓面，從而推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
此外，圖29至圖32所示的第六實(shí)施方式，在三軸加速度傳感器中，加速度傳感器僅接收到重力加速度時(shí)、即靜止時(shí)的加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)(測(cè)定數(shù)據(jù))的分布在三維正交坐標(biāo)系上形成球面或橢圓面，因此，進(jìn)行靜止判斷，求出該球面或橢圓面的中心值，由此推測(cè)偏移。
并且，圖33和圖34所示的第七實(shí)施方式中，規(guī)定加速度傳感器的測(cè)定軸以及與測(cè)定軸具有線性關(guān)系的軸，優(yōu)先在該軸上積蓄最大或最小的輸出數(shù)據(jù)，從而得到在橢圓面擬合的計(jì)算中推測(cè)誤差減小的數(shù)據(jù)組。
此外，圖35所示的第八實(shí)施方式中，根據(jù)在輸出數(shù)據(jù)積蓄單元中積蓄的輸出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或在三維正交坐標(biāo)空間中的分布，預(yù)先判斷推測(cè)球面還是橢圓面，選擇某一方，進(jìn)行推測(cè)。
(第一實(shí)施方式)圖1是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，加速度計(jì)測(cè)裝置從三軸加速度傳感器所取得的數(shù)據(jù)中選擇合適的數(shù)據(jù)，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而校正偏移。
圖中符號(hào)1表示三軸加速度傳感器，2表示三軸加速度傳感器的x軸方向成分檢測(cè)電路，3表示三軸加速度傳感器的y軸方向成分檢測(cè)電路，4表示三軸加速度傳感器的z軸方向成分檢測(cè)電路，5A表示數(shù)據(jù)取得部(輸出數(shù)據(jù)取得單元)，5表示復(fù)用部(multiplexer)，6表示加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部，7表示放大部，8表示A/D轉(zhuǎn)換部，9表示溫度檢測(cè)部，10表示靈敏度校正信息存儲(chǔ)部，11表示靈敏度校正計(jì)算部，12表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，13表示數(shù)據(jù)選擇部(輸出數(shù)據(jù)選擇單元)，14表示數(shù)據(jù)積蓄部(輸出數(shù)據(jù)積蓄單元)，15表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部(基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元)，16表示偏移信息存儲(chǔ)部，17表示偏移校正計(jì)算部(偏移校正單元)，18表示數(shù)據(jù)變化判斷部(數(shù)據(jù)變化判斷單元)。
本第一實(shí)施方式的加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下部件加速度傳感器1，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部5A，其取得該加速度傳感器1的三軸輸出數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)選擇部13，其判斷該數(shù)據(jù)取得部5A反復(fù)取得的三軸輸出數(shù)據(jù)是否合適進(jìn)行選擇；數(shù)據(jù)積蓄部14，其積蓄該數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15，其根據(jù)該數(shù)據(jù)積蓄部14所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值；以及偏移校正計(jì)算部17，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正加速度傳感器1的三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移。并且，數(shù)據(jù)取得部5A由復(fù)用部5、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部6、放大部7以及A/D轉(zhuǎn)換部8構(gòu)成。
三軸加速度傳感器1具備x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3以及z軸方向檢測(cè)電路4。x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3和z軸方向檢測(cè)電路4分別檢測(cè)加速度的x軸方向、y軸方向和z軸方向成分。復(fù)用部5將加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部6和放大部7以時(shí)分方式連接在x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3和z軸方向檢測(cè)電路4上。
加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部6經(jīng)由復(fù)用部5以時(shí)分方式對(duì)x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3和z軸方向檢測(cè)電路4供電。放大部7經(jīng)由復(fù)用部5以時(shí)分方式放大x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3和z軸方向檢測(cè)電路4的輸出電壓。
A/D轉(zhuǎn)換部8對(duì)放大部7所放大的x軸方向檢測(cè)電路2、y軸方向檢測(cè)電路3和z軸方向檢測(cè)電路4的輸出電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，作為三軸輸出數(shù)據(jù)輸出。溫度檢測(cè)部9檢測(cè)三軸加速度傳感器1的溫度。靈敏度校正信息存儲(chǔ)部10存儲(chǔ)預(yù)定的靈敏度校正信息。靈敏度校正計(jì)算部11根據(jù)溫度檢測(cè)部9所取得的溫度數(shù)據(jù)和靈敏度校正信息存儲(chǔ)部10中存儲(chǔ)的靈敏度校正信息，對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換部8輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的靈敏度進(jìn)行校正。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12是保持預(yù)定數(shù)量的從靈敏度校正計(jì)算部11依次輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的FIFO型數(shù)據(jù)緩存。數(shù)據(jù)選擇部13根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中保持的三軸輸出數(shù)據(jù)，選擇適合于在基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15中實(shí)施的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)推測(cè)的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)積蓄部14是積蓄預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)選擇部13中選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存?；鶞?zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15根據(jù)數(shù)據(jù)積蓄部14中積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，輸出基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
偏移信息存儲(chǔ)部16存儲(chǔ)從基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。偏移校正計(jì)算部17根據(jù)偏移信息存儲(chǔ)部16中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移進(jìn)行校正。
接著，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15中的推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)的方法進(jìn)行說明。
從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的、校正了靈敏度的三軸輸出數(shù)據(jù)Sx，Sy，Sz如下述式所示。
Sx＝aAx+Cx(10)Sy＝aAy+Cy…(11)Sz＝aAz+Cz(12)此處，a是所校正的靈敏度，Cx，Cy，Cz是存在于Sx，Sy，Sz中的偏移。加速度計(jì)測(cè)裝置靜止或進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，三軸加速度傳感器1接收到的加速度僅為重力加速度g。因此，若將重力加速度g的x，y，z軸方向成分設(shè)為Gx，Gy，Gz，則如下所示。
Ax＝Gx(13)Ay＝Gy…(14)Az＝Gz(15)Sx＝aGx+Cx(16)Sy＝aGy+Cy…(17)Sz＝aGz+Cz(18)另一方面，Gx2+Gy2+Gz2＝g2…(19)因此，(Sx-Cx)2+(Sy-Cy)2+(Sz-Cz)2＝a2g2…(20)根據(jù)上述式(20)，如圖2所示，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)P(Sx，Sy，Sz)，必定位于從以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分的偏移值作為坐標(biāo)值的基準(zhǔn)點(diǎn)C1(Cx，Cy，Cz)相隔一定距離ag的位置上。
此次，在N個(gè)不同的三軸加速度傳感器1的姿勢(shì)中，分別取得從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)，將各軸成分的數(shù)據(jù)分別表示為S1x，S2x，…，SNxS1y，S2y，…，SNyS1z，S2z，…，SNz接著，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中，將取得的三軸輸出數(shù)據(jù)表示為如下的N個(gè)點(diǎn)，
P1(S1x，S1y，S1z)，P2(S2x，S2y，S2z)，...，PN(SNx，SNy，SNz)。
這樣，如圖3所示，只要能夠推測(cè)出從P1，P2，…，PN的任何一個(gè)起的距離均為恒定的點(diǎn)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)，則能夠期待點(diǎn)C1’相當(dāng)于基準(zhǔn)點(diǎn)C1，可以根據(jù)點(diǎn)C1’的坐標(biāo)值Cx’，Cy’，Cz’，推測(cè)各軸成分的偏移值Cx，Cy，Cz。
<推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的具體方法(之一)>
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小。
根據(jù)P1，P2，…，PN推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的方法有多種，可以以最小N＝4進(jìn)行推測(cè)。
但是，壓電電阻型三軸加速度傳感器的靈敏度只有幾百μV/G/V左右，所以輸出電壓非常微弱，在所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)上重疊了相當(dāng)大的噪聲。
在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)之中，從第i個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)當(dāng)中的點(diǎn)Pi(Six，Siy，Siz)至C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的距離di如下。
di=(Six-Cx′)2+(Siy-Cy′)2+(Siz-Cz′)2···(21)]]>比較上述式(21)和上述式(20)，理想的應(yīng)是對(duì)于P1，P2，…，PN的全部都為di＝ag的常值。
但是，因?yàn)樵谒〉玫娜S0輸出數(shù)據(jù)上重疊有相當(dāng)大的噪聲，所以不能成為di＝ag。
因此，增加N，使用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)，使得di的偏差最小，則即使重疊有相當(dāng)大的噪聲，也能夠高精度地進(jìn)行推測(cè)。
作為表示di的偏差的值，定義下述式所示的Z1。
Z1=Σ(di2-r2)2]]>=Σ{(Six-Cx′)2+(Siy-Cy′)2+(Siz-Cz′)2-r2}2]]>…(22)此處，r2是di2的平均值，由下述式表示。
r2=1NΣ{(Six-Cx′)2+(Siy-Cy′)2+(Siz-Cz′)2}···(23)]]>只要將Cx’，Cy’，Cz’確定為使得所述Z1最小即可。
還可以使用優(yōu)化方法(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)直接對(duì)上述式(23)計(jì)算Cx’，Cy’，Cz’，但要反復(fù)進(jìn)行計(jì)算，直到解收斂，所以從計(jì)算時(shí)間等方面考慮，使用下面的方法很有利。
利用Cx’，Cy’，Cz’對(duì)上述式(23)進(jìn)行偏微分，當(dāng)任何一個(gè)偏微分值都為0時(shí)，即，∂Z1∂Cx′=0···(24)]]>∂Z1∂Cy′=0···(25)]]>∂Z1∂Cz′=0···(26)]]>成立時(shí)，看作S最小。
展開上述式(204)～(26)，關(guān)于Cx’，Cy’，Cz’導(dǎo)出如下所示的一次聯(lián)立方程式。因此，可以使用Cholesky分解等眾所周知的一次聯(lián)立方程式的解法(例如，參照非專利文獻(xiàn)2)，計(jì)算Cx’，Cy’，Cz’。
ΣSix(Six-S-x)ΣSiy(Six-S-x)ΣSiz(Six-S-x)ΣSiy(Six-S-x)ΣSiy(Siy-S-y)ΣSiz(Siy-S-y)ΣSiz(Six-S-x)ΣSiz(Siy-S-y)ΣSiz(Siz-S-z)Cx′Cy′Cz′=12Σ(Six-S-x)(Six2+Siy2+Siz2)Σ(Siy-S-y)(Six2+Siy2+Siz2)Σ(Siz-S-z)(Six2+Siy2+Siz2)]]>其中，S-x=1NΣSix···(28)]]>S-y=1NΣSiy···(29)]]>S-z=1NΣSiz···(30)]]><推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的具體方法(之二)>
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離最接近預(yù)定的代表值。
如上所述那樣，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中，從P1，P2，…，PN到C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的距離理想為常值ag。
因此，在上述式(22)中，將r替換成預(yù)定的值ag，作為表示di相對(duì)于ag的偏差的值，利用下述式定義Z2，確定Cx’，Cy’，Cz’，使得Z2的值最小。
Z2=Σ(di2-a2g2)2]]>=Σ{(Six-Cx′)2+(Siy-Cy′)2+(Siz-Cz′)2-a2g2}2]]>…(31)或者，利用下述式定義Z3，確定Cx’，Cy’，Cz’，使得Z3的值最小。
Z3=Σ(di-ag)2]]>=Σ{(Six-Cx′)2+(Siy-Cy′)2+(Siz-Cz′)2-ag}2]]>…(32)對(duì)于上述式(31)和(32)，可以使用優(yōu)化方法(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)，計(jì)算Cx’，Cy’，Cz’。
該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)，例如在明確地確定所校正的靈敏度a時(shí)，能夠更加可靠地防止噪聲引起推測(cè)錯(cuò)誤的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)。
接著，對(duì)數(shù)據(jù)選擇部13中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行說明。
在取得三軸輸出數(shù)據(jù)的過程中，加速度計(jì)測(cè)裝置動(dòng)作時(shí)，三軸加速度傳感器1除了重力加速度g之外還接收到運(yùn)動(dòng)加速度。即，Ax＝Gx+Kx(33)Ay＝Gy+Ky…(34)Az＝Gz+Kz(35)此處，Kx，Ky，Kz表示運(yùn)動(dòng)加速度的x，y，z軸方向成分。
該情況下，上述式(20)不成立。因此，不能進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15中的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)推測(cè)。
因此，當(dāng)即使在加速度計(jì)測(cè)裝置動(dòng)作的狀態(tài)下也有可能取得三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)，需要從所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)中選擇推測(cè)為加速度計(jì)測(cè)裝置靜止或處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)取得的三維輸出數(shù)據(jù)。
<具體方法(之一)>
數(shù)據(jù)選擇部13在每次數(shù)據(jù)取得部5A取得三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與上一個(gè)取得的三軸輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值連續(xù)預(yù)定次數(shù)以上在預(yù)定值以內(nèi)時(shí)，將三軸輸出數(shù)據(jù)判斷為合適，進(jìn)行選擇。
在普通地?cái)y帶加速度計(jì)測(cè)裝置的情況、或者安裝到這類設(shè)備的情況下，難以使加速度計(jì)測(cè)裝置動(dòng)作時(shí)的運(yùn)動(dòng)加速度恒定。
因此，若存在三軸加速度傳感器1接收到的加速度為大致恒定的期間，則可以看作在此期間，加速度計(jì)測(cè)裝置靜止，三軸加速度傳感器1僅接收到重力加速度。
圖4是第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法(之一)的概念圖，此處為了便于說明，以一維表示。
曲線20表示三軸加速度傳感器1接收到的加速度隨時(shí)間的變化，黑點(diǎn)21表示取得三軸輸出數(shù)據(jù)的定時(shí)。在區(qū)間22中，加速度大致恒定，所以可以看作加速度計(jì)測(cè)裝置靜止，因此，只要選擇在此期間取得的輸出數(shù)據(jù)即可。
圖5是示出第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法(之一)的框圖，詳細(xì)示出了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12和數(shù)據(jù)選擇部13。圖中符號(hào)23表示兩級(jí)FIFO型數(shù)據(jù)緩存，24表示比較部，25表示計(jì)數(shù)器，26表示輸出部。
兩級(jí)FIFO型數(shù)據(jù)緩存23相當(dāng)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12，其存儲(chǔ)從靈敏度校正計(jì)算部11依次輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)。比較部24計(jì)算兩級(jí)FIFO型數(shù)據(jù)緩存23的各級(jí)中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)彼此的差值，若差值為預(yù)定值以上，則將計(jì)數(shù)器25清零，若小于預(yù)定值，則將計(jì)數(shù)器25的值加1。
計(jì)數(shù)器25的值達(dá)到預(yù)定值例如為3以上時(shí)，輸出部26起動(dòng)，將兩級(jí)FIFO型數(shù)據(jù)緩存23的初級(jí)中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)，作為所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)輸出。
<具體方法(之二)>
數(shù)據(jù)選擇部13根據(jù)數(shù)據(jù)取得部5A反復(fù)取得的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)球面，將在從該球面起預(yù)定距離以內(nèi)的三軸輸出數(shù)據(jù)判斷為合適，并選擇。
如圖2所示，在加速度計(jì)測(cè)裝置接收到運(yùn)動(dòng)加速度的期間所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)表示為在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)P(Sx，Sy，Sz)的情況下，運(yùn)動(dòng)加速度越大，則從基準(zhǔn)點(diǎn)C1(Cx，Cy，Cz)起的距離從ag偏離的可能性越大。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15中的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的推測(cè)中，若含有類似于從基準(zhǔn)點(diǎn)C1(Cx，Cy，Cz)到點(diǎn)P(Sx，Sy，Sz)的距離從ag偏離較大的三軸輸出數(shù)據(jù)，則推測(cè)誤差增大。
圖6是第一實(shí)施方式中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的具體方法二的概念圖，用于說明基于上述趨勢(shì)的三軸輸出數(shù)據(jù)的具體選擇方法。此處，為了便于說明，以二維表示。
將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12中保持的最新的預(yù)定數(shù)量例如8個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)表示為在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中分別以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分為坐標(biāo)值的點(diǎn)P1(S1x，S1y，S1z)，P2(S2x，S2y，S2z)，…，P8(S8x，S8y，S8z)時(shí)，推測(cè)擬合于這些點(diǎn)的分布的球面Q1。
將與存在于從球面Q1起的預(yù)定距離Δr以內(nèi)的P1，P2，P3，P5，P7，P8對(duì)應(yīng)的三軸輸出數(shù)據(jù)作為所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)輸出。
對(duì)于推測(cè)球面Q1的具體方法，例如可以應(yīng)用后述的方法。并且，例如，明確地確定了所校正的靈敏度a時(shí)，可以將球面Q1的半徑r作為預(yù)定值，推測(cè)球面Q1。
接著，說明數(shù)據(jù)積蓄部14和數(shù)據(jù)變化判斷部18。
加速度計(jì)測(cè)裝置具有數(shù)據(jù)變化判斷部18，所述數(shù)據(jù)變化判斷部18判斷數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)與已由數(shù)據(jù)積蓄部14積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)相比是否產(chǎn)生了預(yù)定值以上的變化，數(shù)據(jù)積蓄部14根據(jù)數(shù)據(jù)變化判斷部18的判斷結(jié)果，不積蓄數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)，而將其廢棄。
將在數(shù)據(jù)積蓄部14中所積蓄的三軸加速度數(shù)據(jù)表示為在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中、分別以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)P1(S1x，S1y，S1z)，P2(S2x，S2y，S2z)，…，PN(SNx，SNy，SNz)時(shí)，若各點(diǎn)集中在狹窄的區(qū)域，則產(chǎn)生在基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15中基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的推測(cè)誤差非常大的問題。
這相當(dāng)于在數(shù)據(jù)積蓄部14中僅積蓄有三軸加速度傳感器1處于相同的姿勢(shì)時(shí)所取得的三軸加速度數(shù)據(jù)的情況。
為了避免上述問題，在將數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)積蓄到數(shù)據(jù)積蓄部14之前，與已積蓄在數(shù)據(jù)積蓄部14中的三軸輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若沒有預(yù)定值以上的變化，則不積蓄某一方，而將其廢棄即可。
這相當(dāng)于如下情況取得數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)的三軸加速度傳感器1的姿勢(shì)，與取得已積蓄在數(shù)據(jù)積蓄部14中的三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)的三軸加速度傳感器1的姿勢(shì)相比，沒有多大改變，不積蓄某一方的三軸輸出數(shù)據(jù)，而將其廢棄。
圖7是第一實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)變化判斷部的具體結(jié)構(gòu)圖，示出了數(shù)據(jù)積蓄部14。圖中符號(hào)27表示輸入部，28表示比較部，29表示數(shù)據(jù)緩存，30表示輸出部。
數(shù)據(jù)選擇部13所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)首先臨時(shí)存儲(chǔ)到輸入部27中。比較部28比較輸入部27中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)緩存29中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)，判斷兩者的差值是否在預(yù)定值以上。另外，根據(jù)情況，作為比較對(duì)象的數(shù)據(jù)緩存29中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)可以僅是最后積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)，也可以分別與所有的三軸輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較而得到。
比較部28中的三軸輸出數(shù)據(jù)的比較結(jié)果，若其差值在預(yù)定值以上，則將輸入部27中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)積蓄到數(shù)據(jù)緩存29中，若其差值小于預(yù)定值，則放棄輸入部27中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)?；蛘?，也可以刪除作為比較對(duì)象的數(shù)據(jù)緩存29中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)，將輸入部27中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)積蓄到數(shù)據(jù)緩存29中。輸出部30將數(shù)據(jù)緩存29中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)輸出到基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15。
圖8至圖10是示出用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。另外，此處，在數(shù)據(jù)變化判斷部18中，比較數(shù)據(jù)選擇部13中選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)積蓄部14中最后積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)，若兩者的差值小于預(yù)定值，則放棄前者。
首先，作為初始設(shè)定，進(jìn)行下面的操作(S101)。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12的計(jì)數(shù)器k1(相當(dāng)于圖5的計(jì)數(shù)器25)清零。接著，將數(shù)據(jù)積蓄部14中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)k2清零。然后，由靈敏度校正計(jì)算部17取得三軸輸出數(shù)據(jù)Sx，Sy，Sz，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12的第一級(jí)Sx1，Sy1，Sz1中。
接著，由靈敏度校正計(jì)算部17取得Sx，Sy，Sz(S102)。然后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12的Sx1，Sy1，Sz1中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12的第二級(jí)Sx2，Sy2，Sz2，將Sx，Sy，Sz存儲(chǔ)到Sx1，Sy1，Sz1中(S103)。
然后，當(dāng)分別存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12內(nèi)的第一級(jí)和第二級(jí)中的三軸輸出數(shù)據(jù)的差值為預(yù)定值e1以上時(shí)，將k1清零，返回到步驟S102(S104，S105)。接著，將k1的值加1(S106)，當(dāng)k1的值小于預(yù)定值m1時(shí)，返回到步驟S102(S107)。
然后，將k1清零，將Sx1，Sy1，Sz1作為數(shù)據(jù)選擇部13的輸出Sxo，Syo，Szo(相當(dāng)于發(fā)送至圖5的輸出部26)(S108)。接著，當(dāng)Sxo，Syo，Szo與數(shù)據(jù)積蓄部14的第一級(jí)中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)S1x，S1y，S1z的差值小于預(yù)定值e2時(shí)，返回到步驟S102(S109)。k2的值為預(yù)定值N以上時(shí)，進(jìn)入S113(S110)。將k2的值加1(S111)，k2的值為1時(shí)，進(jìn)入S117(S112)。
然后，將指標(biāo)i設(shè)定為k2的值(S113)。將指標(biāo)j設(shè)定為i-1，將數(shù)據(jù)積蓄部14的第j級(jí)Sjx，Sjy，Sjz中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到第i級(jí)Six，Siy，Siz中(S114)。將i的值減1(S115)，當(dāng)i的值大于1時(shí)，返回到S114(S116)。
接著，將Sxo，Syo，Szo存儲(chǔ)到S1x，S1y，S1z中(S117)。當(dāng)k2的值小于N時(shí)，返回到S102(S118)。根據(jù)(S1x，S1y，S1z)，…，(SNx，SNy，SNz)推測(cè)Cx’，Cy’，Cz’(S119)。重復(fù)Cx’，Cy’，Cz’的推測(cè)時(shí)，返回到S102(S120)。
(第二實(shí)施方式)圖11是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，作為基準(zhǔn)點(diǎn)的推測(cè)，在三維正交坐標(biāo)空間上確定橢圓面，推測(cè)主軸的長度和中心坐標(biāo)值，從而校正靈敏度和偏移。
圖中符號(hào)31表示三軸加速度傳感器，32表示三軸加速度傳感器的x軸方向成分檢測(cè)電路，33表示三軸加速度傳感器的y軸方向成分檢測(cè)電路，34表示三軸加速度傳感器的z軸方向成分檢測(cè)電路，35A表示數(shù)據(jù)取得部，35表示復(fù)用部，36表示加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部，37表示放大部，38表示A/D轉(zhuǎn)換部，39表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，40表示數(shù)據(jù)選擇部，41表示數(shù)據(jù)積蓄部，41a表示數(shù)據(jù)變化判斷部，41b表示溫度檢測(cè)部，42表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，43表示靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部，44表示靈敏度/偏移校正計(jì)算部。
本第二實(shí)施方式的加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下部件加速度傳感器31，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部35A，其取得該加速度傳感器31的三軸輸出數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)選擇部40，其判斷該數(shù)據(jù)取得部35A反復(fù)取得的三軸輸出數(shù)據(jù)是否合適而進(jìn)行選擇；數(shù)據(jù)積蓄部41，其積蓄該數(shù)據(jù)選擇部40所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42，其根據(jù)該數(shù)據(jù)積蓄部41所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，在該三維正交坐標(biāo)空間上確定橢圓面，推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值；以及靈敏度/偏移校正計(jì)算部44，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42所推測(cè)的橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正加速度傳感器31的三軸輸出數(shù)據(jù)的靈敏度和偏移。并且，數(shù)據(jù)取得部35A由復(fù)用部35、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部36、放大部37以及A/D轉(zhuǎn)換部38構(gòu)成。
三軸加速度傳感器31、x軸方向檢測(cè)電路32、y軸方向檢測(cè)電路33以及z軸方向檢測(cè)電路34、復(fù)用部35、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部36、放大部37以及A/D轉(zhuǎn)換部38與上述的第一實(shí)施方式相同。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39是保持預(yù)定數(shù)量的從A/D轉(zhuǎn)換部38依次輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的FIFO型數(shù)據(jù)緩存。數(shù)據(jù)選擇部40和數(shù)據(jù)積蓄部41與上述的第一實(shí)施方式相同。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42根據(jù)數(shù)據(jù)積蓄部41中積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，輸出橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)。靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部43存儲(chǔ)從基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42輸出的橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
靈敏度/偏移校正計(jì)算部44根據(jù)靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部43中存儲(chǔ)的橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換部38輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的靈敏度和偏移進(jìn)行校正。
接著，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42中的推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值的方法進(jìn)行說明。
從A/D轉(zhuǎn)換部38輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)Srx，Sry，Srz如下述式所示。
Srx＝axAx+Crx(36)Sry＝ayAy+Cry…(37)Srz＝azAz+Crz(38)此處，ax，ay，az表示各軸方向的靈敏度，Crx，Cry，Crz表示存在于Srx，Sry，Srz中的偏移。
當(dāng)加速度計(jì)測(cè)裝置靜止或進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，三軸加速度傳感器31接收到的加速度僅為重力加速度g。因此，Srx＝axGx+Crx(39)Sry＝ayGy+Cry…(40)Srz＝azGz+Crz(41)所以，由上述式(19)得出(Srx-Crxax)2+(Sry-Cryay)2+(Srz-Crzaz)2=g2···(42).]]>根據(jù)上述式(42)，如圖12所示，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)Q(Srx，Sry，Srz)位于橢圓面E1上，所述橢圓面E1是以ax，ay，az作為各主軸的長度、以Crx，Cry，Crz作為中心C2的坐標(biāo)值、且使各主軸的方向與三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)的各軸平行而得到的。
此次，在N個(gè)不同的三軸加速度傳感器31的姿勢(shì)中，分別取得從A/D轉(zhuǎn)換部38輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)，將各軸成分的數(shù)據(jù)分別表示為S1rx，S2rx，…，SNrxS1ry，S2ry，…，SNryS1rz，S2rz，…，SNrz。
接著，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中，將所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)表示為如下的N個(gè)點(diǎn)，Q1(S1rx，S1ry，S1rz)，Q2(S2rx，S2ry，S2rz)，…，QN(SNrx，SNry，SNrz)。
這樣，如圖13所示，只要推測(cè)類似于各主軸的方向與三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)的各軸平行、Q1，Q2，…，QN均位于面上的橢圓面E1’，就可以期待E1’相當(dāng)于E1，能夠根據(jù)E1’的各主軸的長度ax’，ay’，az’推測(cè)ax，ay，az，根據(jù)中心C2’的坐標(biāo)值Crx’，Cry’，Crz’推測(cè)Crx，Cry，Crz。
<推測(cè)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’的具體方法>
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部42利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，使得預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)最接近橢圓面。
根據(jù)Q1，Q2，…，QN推測(cè)橢圓或橢圓面E1’的方法有很多種，可以利用最小N＝6進(jìn)行推測(cè)。但是，壓電電阻型三軸加速度傳感器的靈敏度只有幾百μV/G/V左右，所以輸出電壓非常微弱，在所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)上重疊了相當(dāng)大的噪聲。
在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中，第i個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)Qi(Sirx，Siry，Sirz)到E1’的距離εi如下。
ϵi=(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2-ax′(Sirx-Crx′)2+ay′(Siry-Cry′)2+az′(Sirz-Crz′)2(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2···(43)]]>理想地說，對(duì)于所有的Q1，Q2，…，QN都應(yīng)該為εi＝0。但是，由于在所取得的三軸輸出數(shù)據(jù)上重疊了相當(dāng)大的噪聲，所以不能成為εi＝0。
因此，若增加N，使用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’，使得εi的平方總和值最小，則即使重疊有相當(dāng)大的噪聲，也能夠高精度地進(jìn)行推測(cè)。εi的平方總和值Z4如下述式所示。
Z4=Σϵi2]]>=Σ{(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2-ax′2(Sirx-Crx′)2+ay′2(Siry-Cry′)2+az′2(Sirz-Crz′)2(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2}2]]>…(44)或者，作為近似于εi的平方總和值的值，利用下述式定義Z5。
Z5=Σ[{(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2}-ax′2(Sirx-Crx′)2+ay′2(Siry-Cry′)2+az′2(Sirz-Crz′)2(Sirx-Crx′)2+(Siry-Cry′)2+(Sirz-Crz′)2]2···(45)]]>對(duì)于上述式(44)和(45)，可以使用優(yōu)化方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)，計(jì)算ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’。另外，上述的第一實(shí)施方式的說明中的下述部分，在第二實(shí)施方式中也全部能夠同樣地應(yīng)用。
下面，說明數(shù)據(jù)選擇部40中的選擇三軸輸出數(shù)據(jù)的方法。
<具體方法(之一)>
數(shù)據(jù)選擇部40在每次數(shù)據(jù)取得部35A取得三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與上一個(gè)取得的三軸輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值連續(xù)預(yù)定次數(shù)以上在預(yù)定值以內(nèi)時(shí)，將三軸輸出數(shù)據(jù)判斷為合適，進(jìn)行選擇。
<具體方法(之二)>
數(shù)據(jù)選擇部40根據(jù)數(shù)據(jù)取得部35A所反復(fù)取得的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)軸時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)球面，將從該球面起預(yù)定距離以內(nèi)的三軸輸出數(shù)據(jù)判斷為合適，并選擇。此外，數(shù)據(jù)選擇部40將球面的半徑作為預(yù)定值，推測(cè)球面。
接著，說明數(shù)據(jù)積蓄部41和數(shù)據(jù)變化判斷部41a。
加速度計(jì)測(cè)裝置具有數(shù)據(jù)變化判斷部41a，所述數(shù)據(jù)變化判斷部41a判斷數(shù)據(jù)選擇部40所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)與已由數(shù)據(jù)積蓄部41積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)相比是否產(chǎn)生了預(yù)定值以上的變化，數(shù)據(jù)積蓄部41根據(jù)數(shù)據(jù)變化判斷部41a的判斷結(jié)果，不積蓄數(shù)據(jù)選擇部40所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)，而將其廢棄。
圖14至圖16是示出用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的取得橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。另外，此處，在數(shù)據(jù)變化判斷部41a中，比較數(shù)據(jù)選擇部40中選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)積蓄部41中最后積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)，若兩者的差值小于預(yù)定值，則放棄前者。
首先，作為初始設(shè)定，進(jìn)行下面的操作(S201)。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39的計(jì)數(shù)器k3(相當(dāng)于圖5的計(jì)數(shù)器25)清零。接著，將數(shù)據(jù)積蓄部41中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)k4清零。然后，由A/D轉(zhuǎn)換部38取得三軸輸出數(shù)據(jù)Srx，Sry，Srz，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39的第一級(jí)Srx1，Sry1，Srz1中。
接著，由A/D轉(zhuǎn)換部38取得Srx，Sry，Srz(S202)。然后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39的Srx1，Sry1，Srz1中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39的第二級(jí)Srx2，Sry2，Srz2，將Srx，Sry，Srz存儲(chǔ)到Srx1，Sry1，Srz1中(S203)。
然后，當(dāng)分別存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部39內(nèi)的第一級(jí)和第二級(jí)中的三軸輸出數(shù)據(jù)的差值為預(yù)定值e3以上時(shí)，將k3清零，返回到步驟S202(S204，S205)。接著，將k3的值加1(S206)，當(dāng)k3的值小于預(yù)定值m2時(shí)，返回到步驟S202(S207)。然后，將k3清零，將Srx1，Sry1，Srz1作為數(shù)據(jù)選擇部40的輸出Srxo，Sryo，Srzo(相當(dāng)于發(fā)送至圖5的輸出部26)(S208)。
接著，當(dāng)Srxo，Sryo，Srzo與數(shù)據(jù)積蓄部41的第一級(jí)中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)S1rx，S1ry，S1rz的差值小于預(yù)定值e4時(shí)，返回到步驟S202(S209)。k4的值為預(yù)定值N以上時(shí)，進(jìn)入S213(S210)。將k4的值加1(S211)，k4的值為1時(shí)，進(jìn)入S217(S212)。
然后，將指標(biāo)i設(shè)定為k4的值(S213)。將指標(biāo)j設(shè)定為i-1，將數(shù)據(jù)積蓄部41的第j級(jí)Sjrx，Sjry，Sjrz中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到第i級(jí)Sirx，Siry，Sirz中(S214)。將i的值減1(S215)，當(dāng)i的值大于1時(shí)，返回到S214(S216)。
接著，將Srxo，Sryo，Srzo存儲(chǔ)到S1rx，S1ry，S1rz中(S217)。k4的值小于N時(shí)，返回到S202(S218)。根據(jù)(S1rx，S1ry，S1rz)，…，(SNrx，SNry，SNrz)推測(cè)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’(S219)。重復(fù)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’的推測(cè)時(shí)，返回到S202(S220)。
(第三實(shí)施方式)圖17是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，作為基準(zhǔn)點(diǎn)的推測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)為三軸加速度傳感器正在檢測(cè)的重力加速度的各軸成分的值，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值。
圖中符號(hào)45表示三軸加速度傳感器，46表示三軸加速度傳感器的x軸方向成分檢測(cè)電路，47表示三軸加速度傳感器的y軸方向成分檢測(cè)電路，48表示三軸加速度傳感器的z軸方向成分檢測(cè)電路，49A表示數(shù)據(jù)取得部，49表示復(fù)用部，50表示加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部，51表示放大部，52表示A/D轉(zhuǎn)換部，53表示溫度檢測(cè)部，54表示靈敏度校正信息存儲(chǔ)部，55表示靈敏度校正計(jì)算部，56表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，57表示偏移信息存儲(chǔ)部，58表示偏移校正計(jì)算部。此外，省略與上述的第一實(shí)施方式重復(fù)的部分的說明。
本第三實(shí)施方式的加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下部件加速度傳感器45，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部49A，其取得該加速度傳感器45的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部56，其根據(jù)將三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的位置和預(yù)測(cè)為在預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下加速度傳感器45正在檢測(cè)的重力加速度的各軸成分的值，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述三軸輸出數(shù)據(jù)是在加速度傳感器45保持預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下由數(shù)據(jù)取得部49A取得的；偏移校正計(jì)算部58，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部56所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正加速度傳感器45的三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移。并且，數(shù)據(jù)取得部49A由復(fù)用部49、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部50、放大部51以及A/D轉(zhuǎn)換部52構(gòu)成。
三軸加速度傳感器45、x軸方向檢測(cè)電路46、y軸方向檢測(cè)電路47、z軸方向檢測(cè)電路48、復(fù)用部49、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部50、放大部51、A/D轉(zhuǎn)換部52、溫度檢測(cè)部53、靈敏度校正信息存儲(chǔ)部54、靈敏度校正計(jì)算部55、偏移信息存儲(chǔ)部57以及偏移校正計(jì)算部58與上述的第一實(shí)施方式相同。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部56根據(jù)從靈敏度校正信息存儲(chǔ)部55輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，輸出基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
接著，說明在基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部56中的推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)的方法。
三軸加速度傳感器45以已知的姿勢(shì)處于靜止時(shí)，三軸加速度傳感器45接收到的加速度的各方向成分唯一決定。例如，如圖18A和圖18B所示，水平放置充電器60，加速度計(jì)測(cè)裝置59以預(yù)定的姿勢(shì)設(shè)置在充電器60上的狀態(tài)下，若三軸加速度傳感器45的x軸檢測(cè)方向與重力加速度g的方向垂直，y軸檢測(cè)方向相對(duì)于重力加速度g的反方向傾斜角度φ，則重力加速度g的x，y，z軸方向成分Gx，Gy，Gz如下。
Gx＝0 (46)Gy＝-gcosφ …(47)Gz＝-gsinφ (48)并且，如圖19所示，考慮在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分的偏移值作為坐標(biāo)值的基準(zhǔn)點(diǎn)C1(Cx，Cy，Cz)到以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)P(Sx，Sy，Sz)的矢量 由此，根據(jù)上述式(16)、(17)、(18)， 如下所示。
u→=(ux,uy,uz)]]>=(aGx,aGy,aGz)]]>…(49)根據(jù)上述式(46)、(47)、(48)，Gx，Gy，Gz為已知，若能夠計(jì)算出靈敏度校正計(jì)算部55所校正的靈敏度a，則也能夠決定 因此，可以如下計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)C1的坐標(biāo)值Cx，Cy，Cz。
Cx＝Sx-ux…(50)＝Sx-aGxCy＝Sy-uy…(51)＝Sy-aGyCz＝Sz-uz…(52)＝Sz-aGz即，若加速度計(jì)測(cè)裝置以已知的姿勢(shì)處于靜止的狀態(tài)，則只要能夠在該狀態(tài)下取得三軸輸出數(shù)據(jù)，就能夠簡單地得到三軸加速度傳感器的偏移數(shù)據(jù)。
(第四實(shí)施方式)本第四實(shí)施方式中，從上述的第一實(shí)施方式中省略了如下的手段。即，省略了數(shù)據(jù)選擇部13中的三軸輸出數(shù)據(jù)的選擇和數(shù)據(jù)積蓄部14中的數(shù)據(jù)變化判斷部18。在加速度計(jì)測(cè)裝置的利用領(lǐng)域中，例如還考慮到下面的情況，可以省略上述的手段，從而設(shè)置了第四實(shí)施方式。
像傾斜傳感器那樣，重力加速度的檢測(cè)為主體，且在計(jì)測(cè)中加速度計(jì)測(cè)裝置不怎么移動(dòng)，三軸加速度傳感器接收到的運(yùn)動(dòng)加速度與重力加速度相比非常小?；蛘撸硗庠O(shè)置檢測(cè)運(yùn)動(dòng)加速度的單元，檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)，不取得三軸加速度數(shù)據(jù)。取得用于得到基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)，在每次取得各個(gè)三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)，使用者在使加速度計(jì)測(cè)裝置處于靜止的狀態(tài)下，進(jìn)行發(fā)出取得三軸加速度數(shù)據(jù)的指示的操作。
圖20是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，第四實(shí)施方式中利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小，從而進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)，并且，利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離最接近預(yù)定的代表值，從而進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的推測(cè)。
圖中符號(hào)61表示三軸加速度傳感器，62表示三軸加速度傳感器的x軸方向成分檢測(cè)電路，63表示三軸加速度傳感器的y軸方向成分檢測(cè)電路，64表示三軸加速度傳感器的z軸方向成分檢測(cè)電路，65A表示數(shù)據(jù)取得部，65表示復(fù)用部，66表示加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部，67表示放大部，68表示A/D轉(zhuǎn)換部，69表示溫度檢測(cè)部，70表示靈敏度校正信息存儲(chǔ)部，71表示靈敏度校正計(jì)算部，72表示數(shù)據(jù)積蓄部，73表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，74表示偏移信息存儲(chǔ)部，75表示偏移校正計(jì)算部。
本第四實(shí)施方式的加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下部件加速度傳感器61，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部65A，其取得該加速度傳感器61的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73，其根據(jù)該數(shù)據(jù)取得部65A反復(fù)取得的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最??；以及偏移校正計(jì)算部75，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正加速度傳感器的三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移。并且，數(shù)據(jù)取得部65A由復(fù)用部65、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部66、放大部67以及A/D轉(zhuǎn)換部68構(gòu)成。
三軸加速度傳感器61、x軸方向檢測(cè)電路62、y軸方向檢測(cè)電路63、z軸方向檢測(cè)電路64、復(fù)用部65、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部66、放大部67、A/D轉(zhuǎn)換部68、溫度檢測(cè)部69、靈敏度校正信息存儲(chǔ)部70、靈敏度校正計(jì)算部71、偏移信息存儲(chǔ)部74以及偏移校正計(jì)算部75與上述的第一實(shí)施方式相同。
數(shù)據(jù)積蓄部72是積蓄預(yù)定數(shù)量的從靈敏度校正信息存儲(chǔ)部71依次輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存?；鶞?zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73根據(jù)數(shù)據(jù)積蓄部72中積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，輸出基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73中的推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)的方法與上述的第一實(shí)施方式的情況相同。
并且，對(duì)于<推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的具體方法(之一)>，也與上述第一實(shí)施方式的情況相同。即，基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小。
此外，對(duì)于<推測(cè)C1’(Cx’，Cy’，Cz’)的具體方法(之二)>，也與上述第一實(shí)施方式的情況相同。即，基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部73利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得從預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離相對(duì)于預(yù)定的代表值的偏差最小。
圖21和圖22是示出用于說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。
首先，作為初始設(shè)定，進(jìn)行下面的操作(S301)。從靈敏度校正計(jì)算部71取得三軸輸出數(shù)據(jù)Sx，Sy，Sz，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)積蓄部72的第一級(jí)S1x，S1y，S1z中。接著，將數(shù)據(jù)積蓄部72中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)k5設(shè)定為1。
然后，由靈敏度校正計(jì)算部71取得Sx，Sy，Sz(S302)。當(dāng)k5的值小于預(yù)定值N時(shí)，將k5的值加1(S303，S304)。將指標(biāo)i設(shè)定為k5的值(S305)。將指標(biāo)j設(shè)定為i-1，將數(shù)據(jù)積蓄部72的第j級(jí)Sjx，Sjy，Sjz中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到第i級(jí)Six，Siy，Siz(S306)。將i的值減1(S307)，當(dāng)i的值超過1時(shí)，返回到S306(S308)。
然后，將Sx，Sy，Sz存儲(chǔ)到S1x，S1y，S1z中(S309)。當(dāng)k5的值小于N時(shí)，返回到S302(S310)。由(S1x，S1y，S1z)，…，(SNx，SNy，SNz)推測(cè)Cx’，Cy’，Cz’(S311)。重復(fù)Cx’，Cy’，Cz’的推測(cè)時(shí)，返回到S302(S312)。
(第五實(shí)施方式)本第五實(shí)施方式中，從上述的第二實(shí)施方式中省略了如下的手段。即，省略了數(shù)據(jù)選擇部40中的三軸輸出數(shù)據(jù)的選擇和數(shù)據(jù)積蓄部41中的數(shù)據(jù)變化判斷部41a。
如第四實(shí)施方式的說明中所述，在加速度計(jì)測(cè)裝置的利用領(lǐng)域中，也能夠想到可以省略上述的手段，從而設(shè)置了第五實(shí)施方式。
圖23是用于說明本發(fā)明的加速度計(jì)測(cè)裝置的第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，第五實(shí)施方式中利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)軸，使得預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)最接近橢圓面，從而推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
圖中符號(hào)76表示三軸加速度傳感器，77表示三軸加速度傳感器的x軸方向成分檢測(cè)電路，78表示三軸加速度傳感器的y軸方向成分檢測(cè)電路，79表示三軸加速度傳感器的z軸方向成分檢測(cè)電路，80A表示數(shù)據(jù)取得部，80表示復(fù)用部，81表示加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部，82表示放大部，83表示A/D轉(zhuǎn)換部，84表示數(shù)據(jù)積蓄部，85表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，86表示靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部，87表示靈敏度/偏移校正計(jì)算部。
本第五實(shí)施方式的加速度計(jì)測(cè)裝置具有如下部件加速度傳感器76，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部80A，其取得該加速度傳感器76的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部85，其根據(jù)該數(shù)據(jù)取得部80A反復(fù)取得的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，利用統(tǒng)計(jì)方法推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，使得預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)數(shù)據(jù)最接近橢圓面；以及靈敏度/偏移校正計(jì)算部87，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部85所推測(cè)的橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正加速度傳感器的三軸輸出數(shù)據(jù)的靈敏度和偏移。并且，數(shù)據(jù)取得部80A由復(fù)用部80、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部81、放大部82以及A/D轉(zhuǎn)換部83構(gòu)成。
三軸加速度傳感器76、x軸方向檢測(cè)電路77、y軸方向檢測(cè)電路78以及z軸方向檢測(cè)電路79、復(fù)用部80、加速度傳感器驅(qū)動(dòng)電源部81、放大部82以及A/D轉(zhuǎn)換部83與上述的第一實(shí)施方式的情況相同。
數(shù)據(jù)積蓄部84是積蓄預(yù)定數(shù)量的從A/D轉(zhuǎn)換部83依次輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩存?；鶞?zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部85根據(jù)數(shù)據(jù)積蓄部84中積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，輸出橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)。對(duì)于靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部86和靈敏度/偏移校正計(jì)算部87與上述的第二實(shí)施方式的情況相同。
并且，對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部85中的推測(cè)橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值的方法，也與上述的第二實(shí)施方式的情況相同。
另外，對(duì)于<推測(cè)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’的具體方法>，也與上述第二實(shí)施方式的情況相同。
圖24和圖25是示出用于說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的取得基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟的流程圖。
首先，作為初始設(shè)定，進(jìn)行下面的操作(S401)。從A/D轉(zhuǎn)換部83取得三軸輸出數(shù)據(jù)Srx，Sry，Srz，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)積蓄部84的第一級(jí)S1rx，S1ry，S1rz中。接著，將數(shù)據(jù)積蓄部84中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的數(shù)k6設(shè)定為1。
然后，由A/D轉(zhuǎn)換部83取得Srx，Sry，Srz(S402)。k6的值小于預(yù)定值N時(shí)，將k6的值加1(S403，S404)。將指標(biāo)i設(shè)定為k6的值(S405)。將指標(biāo)j設(shè)定為i-1，將數(shù)據(jù)積蓄部84的第j級(jí)Sjrx，Sjry，Sjrz中存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到第i級(jí)Sirx，Siry，Sirz(S406)。將i的值減1(S407)，當(dāng)i的值超過1時(shí)，返回到S406(S408)。
然后，將Srx，Sry，Srz存儲(chǔ)到S1rx，S1ry，S1rz中(S409)。k6的值小于N時(shí)，返回到S402(S410)。根據(jù)(S1rx，S1ry，S1rz)，…，(SNrx，SNry，SNrz)推測(cè)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’(S411)。重復(fù)ax’，ay’，az’和Crx’，Cry’，Crz’的推測(cè)時(shí)，返回到S402(S412)。
接著，說明對(duì)溫度特性的對(duì)應(yīng)。
如上所述，在壓電電阻型的加速度傳感器中，靈敏度和偏移具有顯著的溫度特性。因此，放置加速度計(jì)測(cè)裝置的環(huán)境的溫度變化大時(shí)，如下情況時(shí)的溫度大不相同，偏移校正或靈敏度/偏移校正的誤差有可能增大，所述情況分別為取得用于推測(cè)偏移信息存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)的溫度；或者，取得用于推測(cè)靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)的溫度；取得在靈敏度校正計(jì)算部或靈敏度/偏移校正計(jì)算部中作為校正對(duì)象的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)的溫度。
并且，也存在如下的可能性分別取得預(yù)定數(shù)量的用于推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)的溫度的偏差增大，或者分別取得預(yù)定數(shù)量的用于推測(cè)橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的三軸加速度數(shù)據(jù)時(shí)的溫度的偏差增大，基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)或橢圓面主軸長度/中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)的誤差增大。
下面，說明可以在上述的第一實(shí)施方式至第五實(shí)施方式中應(yīng)用的、針對(duì)上述的對(duì)應(yīng)溫度特性的各解決方式。
<第一解決方式>
本第一解決方式可以應(yīng)用到上述第一、二、四和五實(shí)施方式中。
下面，說明應(yīng)用到第一實(shí)施方式的情況。
圖26是示出有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第一解決方式的框圖，圖中符號(hào)88表示輸入部，89表示比較部，90表示第一數(shù)據(jù)緩存，91表示第二數(shù)據(jù)緩存，92表示數(shù)據(jù)緩存L，93表示選擇部，94表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，95表示分配部，96表示第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，97表示第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，98表示基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L。即，圖26示出應(yīng)用了本解決方式時(shí)的、相當(dāng)于數(shù)據(jù)積蓄部14、基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15以及偏移信息存儲(chǔ)部16的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一例。
加速度計(jì)測(cè)裝置的使用溫度范圍預(yù)先被分割為L個(gè)，分別稱為溫度區(qū)分1、溫度區(qū)分2、…、溫度區(qū)分L。在數(shù)據(jù)選擇部13中選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)首先臨時(shí)存儲(chǔ)到輸入部88中。輸入部88根據(jù)溫度檢測(cè)部9取得的溫度數(shù)據(jù)，確定臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)溫度區(qū)分。
第一數(shù)據(jù)緩存90和第二數(shù)據(jù)緩存91、…、數(shù)據(jù)緩存L92分別積蓄屬于溫度區(qū)分1、溫度區(qū)分2、…、溫度區(qū)分L的三軸輸出數(shù)據(jù)。
比較部89從第一數(shù)據(jù)緩存90和第二數(shù)據(jù)緩存1、…、數(shù)據(jù)緩存L92中選擇與輸入部88中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)所屬的溫度區(qū)分相同的數(shù)據(jù)。之后，與上述的第一實(shí)施方式的說明同樣地將輸入部88中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)積蓄到所選擇的數(shù)據(jù)緩存中或廢棄。
當(dāng)輸入部88中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)被積蓄到比較部89所選擇的數(shù)據(jù)緩存中時(shí)，若所選擇的數(shù)據(jù)緩存中積蓄的數(shù)據(jù)數(shù)量達(dá)到預(yù)定數(shù)量，則選擇部93將所選擇的數(shù)據(jù)緩存中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)和溫度區(qū)分信息輸出到基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部94。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部94根據(jù)從選擇部93輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值。分配部95根據(jù)從選擇部93輸出的溫度區(qū)分信息，將從基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部94輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)96、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)97、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L98的任意一個(gè)中。
另外，將輸入部88中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)積蓄到比較部89所選擇的數(shù)據(jù)緩存時(shí)，可以根據(jù)從溫度檢測(cè)部9取得的溫度數(shù)據(jù)位于所確定的溫度區(qū)分的哪一個(gè)，校正三軸輸出數(shù)據(jù)。這樣能夠大概把握靈敏度和偏移的溫度依賴性，而且，在溫度區(qū)分內(nèi)的靈敏度和偏移的溫度變化較大時(shí)很有效。
然后，偏移校正計(jì)算部17使用基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正，所述基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)溫度檢測(cè)部9所取得的溫度數(shù)據(jù)確定屬于哪個(gè)溫度區(qū)分，存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)96、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)97、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L98的任意一個(gè)中。
<第二解決方式>
本第二解決方式可以應(yīng)用到上述第一、二、四和五實(shí)施方式中。
下面，說明應(yīng)用到第一實(shí)施方式的情況。
圖27是示出有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第二解決方式的方框圖，示出了應(yīng)用了本解決方式時(shí)的、相當(dāng)于數(shù)據(jù)積蓄部14，40、基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15，42以及偏移信息存儲(chǔ)部16、靈敏度/偏移信息存儲(chǔ)部43的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一例。圖中符號(hào)99表示輸入部，100表示比較部，101表示數(shù)據(jù)緩存A，102表示數(shù)據(jù)緩存B，103表示選擇部，104表示基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部，105表示分配部，106表示第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，107表示第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，108表示基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L。
加速度計(jì)測(cè)裝置的使用溫度范圍預(yù)先被分割為L個(gè)，分別稱為溫度區(qū)分1、溫度區(qū)分2、…、溫度區(qū)分L。
在數(shù)據(jù)選擇部13中選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)首先臨時(shí)存儲(chǔ)到輸入部99中。輸入部99根據(jù)溫度檢測(cè)部9所取得的溫度數(shù)據(jù)，確定臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)溫度區(qū)分。
數(shù)據(jù)緩存A 101積蓄三軸輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩存B 102以相同的順序積蓄數(shù)據(jù)緩存A 101中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)到輸入部99中時(shí)溫度檢測(cè)部9所取得的溫度數(shù)據(jù)。其結(jié)果，參照數(shù)據(jù)緩存B 102中積蓄的溫度數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)緩存A 101中積蓄的各個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)溫度區(qū)分。
比較部100對(duì)輸入部99中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)和從數(shù)據(jù)緩存A101中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)之中溫度區(qū)分相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而與上述的第一實(shí)施方式的說明同樣地積蓄到數(shù)據(jù)緩存A 101中或廢棄。
當(dāng)輸入部99中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)被積蓄到數(shù)據(jù)緩存A 101中時(shí)，若已積蓄在數(shù)據(jù)緩存A 101中的三軸輸出數(shù)據(jù)之中，溫度區(qū)分與此次將要積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定數(shù)量的情況下，放棄相應(yīng)的三軸輸出數(shù)據(jù)之中最舊的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)緩存B 102中對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。
當(dāng)輸入部99中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)被積蓄到數(shù)據(jù)緩存A 101中時(shí)，同時(shí)將先前取得的溫度數(shù)據(jù)積蓄到數(shù)據(jù)緩存B 102中。
當(dāng)輸入部99中臨時(shí)存儲(chǔ)的三軸輸出數(shù)據(jù)被積蓄到數(shù)據(jù)緩存A 101中時(shí)，在數(shù)據(jù)緩存A 101中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)之中溫度區(qū)分與此次積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定數(shù)量的情況下，選擇部103將相應(yīng)的三軸輸出數(shù)據(jù)和溫度區(qū)分信息輸出到基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部104。
基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部104根據(jù)從選擇部103輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值。分配部105根據(jù)從選擇部103輸出的溫度區(qū)分信息，將從基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部104輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)106、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)107、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L108的任意一個(gè)中。
然后，偏移校正計(jì)算部17使用基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正，所述基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)溫度檢測(cè)部9所取得的溫度數(shù)據(jù)確定屬于哪個(gè)溫度區(qū)分，存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)106、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)107、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L108的任意一個(gè)中。
<第三解決方式>
本第三解決方式可以應(yīng)用到上述的第三實(shí)施方式中。
圖28是示出有關(guān)對(duì)應(yīng)溫度特性的第三解決方式的方框圖，示出了應(yīng)用了本解決方式時(shí)的、相當(dāng)于偏移信息存儲(chǔ)部57的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一例。圖中符號(hào)109表示分配部，110表示第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，111表示第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)，112表示基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L。
加速度計(jì)測(cè)裝置的使用溫度范圍預(yù)先被分割為L個(gè)，分別稱為溫度區(qū)分1、溫度區(qū)分2、…、溫度區(qū)分L。分配部109根據(jù)溫度檢測(cè)部53所取得的溫度數(shù)據(jù)，將從基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部56輸出的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)110、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)111、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L112的任意一個(gè)中。
然后，偏移校正計(jì)算部58使用基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)從靈敏度校正計(jì)算部55輸出的三軸輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校正，所述基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)溫度檢測(cè)部53所取得的溫度數(shù)據(jù)確定屬于哪個(gè)溫度區(qū)分，存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的第一基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)110、第二基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)111、…、基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)存儲(chǔ)L112的任意一個(gè)中。
接著，說明有關(guān)對(duì)應(yīng)不良數(shù)據(jù)的各解決方式。
<第一解決方式>
本第一解決方式可以在上述的第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式、第四實(shí)施方式、第五實(shí)施方式中應(yīng)用。
下面，說明應(yīng)用到上述的第一實(shí)施方式的情況。
為了得到良好的基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)結(jié)果，優(yōu)選所取得的N個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中的點(diǎn)P1(S1x，S1y，S1z)，P2(S2x，S2y，S2z)，…，PN(SNx，SNy，SNz)盡可能均勻遍布在各個(gè)位置。另一方面，各點(diǎn)的位置由三軸加速度傳感器1的姿勢(shì)決定，所以優(yōu)選在取得N個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)時(shí)，使加速度計(jì)測(cè)裝置的方向盡可能均勻地朝向各個(gè)方向。
但是，因使用者的不同，具有加速度計(jì)測(cè)裝置的方向變化受限的趨勢(shì)，該情況下，點(diǎn)P1(S1x，S1y，S1z)，P2(S2x，S2y，S2z)，…，PN(SNx，SNy，SNz)的分布不均勻，不能夠得到良好的基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)結(jié)果。
該情況下，除去三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分之中值的變化最少的軸成分，對(duì)由剩余的雙軸成分構(gòu)成的雙軸輸出數(shù)據(jù)推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)該雙軸進(jìn)行偏移校正。
具體地說，以如下的步驟進(jìn)行。
首先，對(duì)所取得的N個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各軸成分的偏差。
在此處，假設(shè)計(jì)算的結(jié)果，z軸成分的偏差v(z)比x軸成分的偏差v(x)、y軸成分的偏差v(y)的任何一個(gè)都要小。
接著，若v(z)大于預(yù)定值，則按照通常的方式推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)。然后，v(z)為預(yù)定值以下時(shí)，從N個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)中除去z軸成分的數(shù)據(jù)S1z，S2z，…，SNz，由剩余的x軸成分?jǐn)?shù)據(jù)S1x，S2x，…，SNx和y軸成分的數(shù)據(jù)S1y，S2y，…，SNy構(gòu)成雙軸輸出數(shù)據(jù)。
接著，在二維正交坐標(biāo)空間(x，y)中，將上述的雙軸輸出數(shù)據(jù)表示為P1’(S1x，S1y)，P2’(S2x，S2y)，…，PN’(SNx，SNy)的N個(gè)點(diǎn)。
然后，在二維正交坐標(biāo)空間(x，y)中，推測(cè)從P1’，…，PN’起的任何一個(gè)的距離均為恒定的點(diǎn)C1”(Cx”，Cy”)。接著，根據(jù)點(diǎn)C1”的坐標(biāo)值Cx”，Cy”，對(duì)三軸輸出數(shù)據(jù)中的x軸成分和y軸成分進(jìn)行偏移校正。
<第二解決方式>
本第二解決方式可以在上述的第一實(shí)施方式～第五實(shí)施方式中應(yīng)用。
下面，說明應(yīng)用到第一實(shí)施方式的情況。
如上所述，根據(jù)所取得的N個(gè)三軸輸出數(shù)據(jù)在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中的點(diǎn)的分布推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值相當(dāng)于三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移。
在壓電電阻型的加速度傳感器中，偏移具有顯著的溫度特性，因此，放置加速度計(jì)測(cè)裝置的環(huán)境的溫度變化大時(shí)，偏移也隨時(shí)間變動(dòng)。但是，從壓電電阻型加速度傳感器的特性上考慮，偏移很難在短時(shí)間內(nèi)急劇地隨時(shí)間變動(dòng)。
因此，依次推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了較大的變動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生了如下情況的可能性高三軸輸出數(shù)據(jù)中混入了較大的噪聲；或著，在取得三軸輸出數(shù)據(jù)的過程中的加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)變化受限而不能良好地推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)。
并且，若使用這樣的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，則會(huì)導(dǎo)致進(jìn)行錯(cuò)誤的偏移校正。此處，在基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的推測(cè)中，計(jì)算最近的預(yù)定數(shù)量的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值的偏差，當(dāng)該偏差大于預(yù)定值時(shí)，看作不能良好地推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，放棄所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值，這樣能夠防止進(jìn)行錯(cuò)誤的偏移校正。
<第三解決方式>
本第三解決方式可以在上述的第一實(shí)施方式～第五實(shí)施方式中應(yīng)用。
下面，說明應(yīng)用到上述第一實(shí)施方式的情況。
根據(jù)上述式(20)，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中以三軸輸出數(shù)據(jù)的各軸成分作為坐標(biāo)值的點(diǎn)P(Sx，Sy，Sz)到基準(zhǔn)點(diǎn)C1(Cx，Cy，Cz)的距離是所校正的靈敏度a和重力加速度g的乘積。
在壓電電阻型的加速度傳感器中，靈敏度具有顯著的溫度特性，因此，放置加速度計(jì)測(cè)裝置的環(huán)境的溫度變化大時(shí)，靈敏度也隨時(shí)間變動(dòng)，但是，從壓電電阻型加速度傳感器的特性上考慮，靈敏度很難在短時(shí)間內(nèi)急劇地隨時(shí)間變動(dòng)。而且，在第一實(shí)施方式中，靈敏度校正計(jì)算部11進(jìn)行了靈敏度校正，所校正的靈敏度a接近恒定。
重力加速度g在通常的利用領(lǐng)域中，可以看作是常值。因此，ag是可以事先預(yù)測(cè)的值，在三維正交坐標(biāo)空間(x，y，z)中從所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)到表示各三軸輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)的距離也應(yīng)收斂到事先預(yù)測(cè)的值。
因此，在基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的推測(cè)中，計(jì)算從所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)到表示各三軸輸出數(shù)據(jù)的點(diǎn)的距離的平均值等，該值在預(yù)定范圍外時(shí)，看作是未能良好地進(jìn)行了靈敏度校正計(jì)算部11中的靈敏度校正或基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的推測(cè)的某一方或兩者，放棄所推測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)，能夠防止進(jìn)行錯(cuò)誤的偏移校正。
下面，說明對(duì)雙軸加速度傳感器的應(yīng)用。
上述的第一實(shí)施方式至第五實(shí)施方式也可以應(yīng)用到替代檢測(cè)三軸方向的加速度的加速度傳感器而具備檢測(cè)雙軸方向的加速度的加速度傳感器的加速度計(jì)測(cè)裝置中。
此時(shí)，在第一、四實(shí)施方式的基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元中，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的雙軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維正交空間中的分布，推測(cè)在該二維正交空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)。
并且，在第二、五實(shí)施方式的基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元中，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的雙軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維正交空間中的分布，推測(cè)在該二維正交空間上確定的橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
此外，在第一、二、四、五實(shí)施方式的應(yīng)用中，在取得用于推測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)或橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值的雙軸輸出數(shù)據(jù)期間，控制加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)，使得在垂直于檢測(cè)加速度的雙軸方向的任何一個(gè)的軸的方向和重力加速度的方向之間所形成的角度恒定。
(第六實(shí)施方式)在三軸加速度傳感器中，加速度傳感器僅接收到重力加速度時(shí)、即靜止時(shí)的加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)(下面稱為測(cè)定數(shù)據(jù))的分布，在三維正交坐標(biāo)系上形成球面或橢圓面。因此，通過求出該球面或橢圓面的中心值，從而可以推測(cè)偏移。
在進(jìn)行加速度傳感器的球面或橢圓面擬合計(jì)算時(shí)，例如可采用如下的方法在有限長的緩存中積蓄測(cè)定數(shù)據(jù)，根據(jù)所積蓄的測(cè)定值，推測(cè)球體的中心。此時(shí)，為了高精度地推測(cè)球體的中心，要求測(cè)定數(shù)據(jù)高可靠度地分布在球面上或橢圓面上。即，測(cè)定數(shù)據(jù)必須是可靠地靜止時(shí)的數(shù)據(jù)。
為了取得靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)，需要判斷加速度傳感器是否靜止。進(jìn)行靜止判斷的簡便方法是，判斷出在以某一閾值設(shè)定的時(shí)間的期間測(cè)定數(shù)據(jù)沒有變化。
該設(shè)定時(shí)間的閾值小時(shí)，有可能是偶然地取入勻加速度運(yùn)動(dòng)的瞬間值。若增大未動(dòng)作期間的閾值，則能夠降低這種偶然的可能性，但到取得靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)之前所耗費(fèi)的時(shí)間長，導(dǎo)致數(shù)據(jù)取得效率下降。因此，可以將靜止的時(shí)間為幾秒的這樣的靜止時(shí)間信息附加到靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)中。
該靜止時(shí)間信息作為表示所積蓄的測(cè)定數(shù)據(jù)作為靜止時(shí)的數(shù)據(jù)、可信程度如何的一個(gè)指標(biāo)來利用。靜止的時(shí)間短表示在取得數(shù)據(jù)時(shí)加速度傳感器靜止的概率低，相反，時(shí)間長表示靜止的概率高。作為該靜止時(shí)間信息的使用方法，例如可以考慮到如下情況。
進(jìn)行使用了有限長的緩存的計(jì)算的情況下，排除在三維空間內(nèi)位于較近距離的數(shù)據(jù)，從而消除緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)的冗余，能夠高效地使用緩存。對(duì)位于較近距離的數(shù)據(jù)彼此進(jìn)行比較時(shí)，判斷哪個(gè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確的基準(zhǔn)成為問題。此處，通過比較所附加的靜止時(shí)間信息，能夠簡單地判斷哪個(gè)更似準(zhǔn)確，而不用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性計(jì)算等。
在上述的例子中，在測(cè)定數(shù)據(jù)中附加了靜止時(shí)間信息，但以恒定間隔進(jìn)行測(cè)定時(shí)，還可以將從判斷為靜止到下一次判斷為未靜止的期間進(jìn)行了幾次測(cè)定的次數(shù)作為信息附加。
即，在本第六實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)選擇部13，40在數(shù)據(jù)取得部5A，35A每次取得輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與成為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值大于預(yù)定值時(shí)，選擇作為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)、在大于預(yù)定值之前剛剛?cè)〉玫妮敵鰯?shù)據(jù)、或者從取得作為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)到差值大于預(yù)定值之前期間取得的輸出數(shù)據(jù)內(nèi)的任意一個(gè)數(shù)據(jù)、或者其平均值，數(shù)據(jù)積蓄部14，41將從取得作為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)到大于預(yù)定值之前剛剛?cè)〉脭?shù)據(jù)的時(shí)間附加給數(shù)據(jù)選擇部13，40所選擇的輸出數(shù)據(jù)。
<具體方法>
圖29是本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的三軸輸出數(shù)據(jù)的概念圖(之一)。此處，為了簡化說明，以一維表示。
曲線211表示加速度傳感器所接收到的加速度的時(shí)間變化，黑點(diǎn)212表示三軸加速度傳感器取得輸出數(shù)據(jù)的定時(shí)。區(qū)間213表示m秒鐘，區(qū)間214表示僅在n秒期間加速度傳感器的輸出值恒定。并且，該情況下，m＜n。在這些區(qū)間中，由于輸出值恒定，可以看作加速度傳感器靜止。因此，兩個(gè)數(shù)據(jù)均可作為靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)使用。
但是，必須排除這些測(cè)定數(shù)據(jù)中的某一個(gè)時(shí)，比較測(cè)定時(shí)間，靜止時(shí)間長的區(qū)間214的測(cè)定數(shù)據(jù)的一方更似準(zhǔn)確，采用區(qū)間214的測(cè)定數(shù)據(jù)即可。判斷輸出值是否恒定的閾值，可以任意設(shè)定。
圖30是示出用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的選擇數(shù)據(jù)的步驟的流程圖，是用于取得偏移信息的流程圖。
圖30中，Scur、Sbase、Sstat表示三軸加速度測(cè)定數(shù)據(jù)，它們是將X、Y、Z、t作為成分的結(jié)構(gòu)體。此處，Scur表示最小的測(cè)定數(shù)據(jù)，Sbase表示進(jìn)行靜止判斷的基準(zhǔn)點(diǎn)，Sstat表示判斷為靜止的測(cè)定數(shù)據(jù)。Scur(x)、Scur(y)、Scur(z)、Scur(t)分別表示測(cè)定數(shù)據(jù)Scur的X、Y、Z成分。并且，Scur(t)表示從測(cè)定了某一基準(zhǔn)點(diǎn)Sbase的時(shí)刻到測(cè)定了Scur的時(shí)刻經(jīng)過的時(shí)間(持續(xù)時(shí)間信息)。到測(cè)定出Scur的Sbuf表示三軸加速度測(cè)定數(shù)據(jù)的排列，Sbuf[i]表示排列內(nèi)的第i個(gè)要素。
圖30中，作為初始設(shè)定，取得三軸加速度測(cè)定數(shù)據(jù)，積蓄到Sbase中，與此同時(shí)，取得當(dāng)前的時(shí)刻，積蓄到Tbase中。僅限于該初始設(shè)定時(shí)，將Sbase的值代入到Sstat中，將0代入到Sstat(t)中(S421)。接著，再次取得三軸加速度測(cè)定數(shù)據(jù)和當(dāng)前的時(shí)刻，分別積蓄到Scur和Tcur中(S422)。
然后，計(jì)算Sbase和Scur在三維空間內(nèi)的距離。為了使計(jì)算簡單，使用負(fù)算子表示(S423)。若計(jì)算出的距離小于預(yù)定值(dth)，則將最新的測(cè)定值Scur代入到Sstat中，在Sstat(t)中積蓄時(shí)刻Tbase和時(shí)刻Tcur的差值、即從測(cè)定Sbase到測(cè)定Scur的時(shí)間(S424)。另一方面，若計(jì)算出的距離為預(yù)定值以上，則看作加速度傳感器動(dòng)作，調(diào)查Sstat(t)的值(S425)。
圖31是表示執(zhí)行圖30中的S425的處理的時(shí)刻中的積蓄在各變量中的測(cè)定數(shù)據(jù)的概念的圖。此處，為了簡單進(jìn)行說明，以一維表示。
區(qū)間215表示加速度傳感器靜止，其時(shí)間為P秒。若將Scur218設(shè)定為最新的測(cè)定數(shù)據(jù)，則Sbase216表示該區(qū)間的開始時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)，Sstat表示保持測(cè)定到Scur之前的上一個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)。而且，Sstat(t)中保持靜止的時(shí)間P秒。
若Sstat(t)的值為預(yù)定值(tth)以下，則以Scur重寫Sbase和Sstat，以Tcur重寫Tbase，以0重寫Sstat(t)(S426)。
Sstat(t)的值大于預(yù)定值時(shí)，嘗試替換數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)和Sstat(S427)。最后，判斷數(shù)據(jù)緩存是否進(jìn)行了更新(S428)，求出使得從數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的各個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)的距離偏差最小的球體中心坐標(biāo)，推測(cè)偏移(S429)。判斷數(shù)據(jù)的測(cè)定是否結(jié)束(S430)，若未結(jié)束，則重復(fù)上述處理。
圖32是示出用于說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的替換數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)的步驟的流程圖，是詳細(xì)說明圖30中的S427的處理的流程圖。
最開始，計(jì)算數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)Sbuf[i]與Sstat在三維空間內(nèi)的距離(S431)。測(cè)定數(shù)據(jù)Sstat與數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的所有測(cè)定數(shù)據(jù)的空間距離大于預(yù)定值時(shí)(S432)，用Sstat替換數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的合適的一個(gè)數(shù)據(jù)(S433～S435)。
另一方面，數(shù)據(jù)Sbuf[i]與Sstat的空間距離為預(yù)定值以下時(shí)(S432)，對(duì)這些測(cè)定數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間信息Sbuf[i](t)和Sstat(t)(S436)進(jìn)行比較。Sstat(t)為Sbuf[i](t)以上時(shí)，用Sstat替換Sbuf[i](S437)。若Sbuf[i](t)小于Sstat(t)，則不更新數(shù)據(jù)緩存Sbuf，結(jié)束圖30中的S427的處理。
作為從緩存中刪除的測(cè)定數(shù)據(jù)的選擇方法的例子，還可以考慮使用持續(xù)時(shí)間信息。也可以刪除數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)之中具有最小時(shí)間的測(cè)定數(shù)據(jù)?；蛘撸部梢詣h除與Sstat的空間距離最近的測(cè)定數(shù)據(jù)或最早取得的測(cè)定數(shù)據(jù)、或者從所推測(cè)的球面或橢圓面的距離最大的測(cè)定數(shù)據(jù)。
(第七實(shí)施方式)在球面或橢圓面擬合計(jì)算中，若加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)(測(cè)定數(shù)據(jù))在三維空間內(nèi)準(zhǔn)確地位于球面上或橢圓面上，則即使各測(cè)定點(diǎn)分布在球面上的狹小范圍，也能夠高精度地求出中心點(diǎn)。
由于該測(cè)定數(shù)據(jù)接收到噪聲和量化誤差的影響，因此例如即使加速度傳感器靜止，該測(cè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地位于球面上的情況也很少。若測(cè)定點(diǎn)的分布狹小，則受這些誤差的影響增大，存在不能夠高精度地進(jìn)行推測(cè)計(jì)算的問題。
但是，若測(cè)定數(shù)據(jù)在三維空間內(nèi)分布在充分寬的范圍內(nèi)，則能夠減少這些誤差的影響。即，在三維正交坐標(biāo)空間中，設(shè)定任意的線性軸，研究使得在該軸上分布接近最大或最小的點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)積蓄。而且，在橢圓面擬合計(jì)算中，若在接近橢圓體的長軸、短軸的各個(gè)兩端的位置上具有一個(gè)以上的測(cè)定數(shù)據(jù)，則能夠進(jìn)行精度非常高的推測(cè)計(jì)算。在檢測(cè)相互正交的三維方向的加速度的三軸加速度傳感器的輸出中，其輸出數(shù)據(jù)分布在將其各測(cè)定方向成分即測(cè)定軸的某個(gè)作為長軸或短軸的橢圓體上，所以使用具有在加速度傳感器的測(cè)定軸上成為最大值、最小值的成分的數(shù)據(jù)，能夠提高橢圓面擬合計(jì)算的精度。
本第七實(shí)施方式的目的在于，通過規(guī)定加速度傳感器的測(cè)定軸以及與測(cè)定軸具有線性關(guān)系的軸，優(yōu)先積蓄在該軸上為最大或最小的輸出數(shù)據(jù)，從而在得到橢圓面擬合計(jì)算中推測(cè)誤差減小的數(shù)據(jù)組。
例如，推測(cè)的橢圓體的長軸和短軸在三維正交坐標(biāo)系的X、Y、Z軸上一致時(shí)，判斷測(cè)定數(shù)據(jù)是否在各軸上為最大或最小，并積蓄。此處，需要注意積蓄測(cè)定數(shù)據(jù)的緩存的數(shù)量。
若僅僅積蓄軸上最大和最小的測(cè)定數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)緩存長度為軸的數(shù)量的2倍就夠，但數(shù)據(jù)緩存長度剛好為軸的數(shù)量的2倍時(shí)，數(shù)據(jù)緩存一旦被最大和最小的測(cè)定數(shù)據(jù)充滿，則數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)不可以再替換。
在通過進(jìn)行球體擬合以及橢圓體擬合運(yùn)算來推測(cè)偏移和靈敏度的方法中，可以通過判斷使用了不同的測(cè)定數(shù)據(jù)組的各個(gè)運(yùn)算結(jié)果是否為非常接近的值，來判斷運(yùn)算結(jié)果是否可靠。
但是，若不替換數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)，則球體或橢圓體擬合運(yùn)算始終重復(fù)相同的結(jié)果，很難判斷該運(yùn)算結(jié)果是否可靠。
因此，可以使數(shù)據(jù)緩存具有能夠積蓄軸上的最大和最小以外的測(cè)定數(shù)據(jù)的冗余性，將判斷為不是任何軸的最大和最小的測(cè)定數(shù)據(jù)積蓄到該冗余部中。該冗余的數(shù)據(jù)緩存以FIFO方式積蓄測(cè)定數(shù)據(jù)。其結(jié)果，作為數(shù)據(jù)緩存全體，在每次得到靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)更新，能夠始終得到不同的測(cè)定數(shù)據(jù)組。即，每次更新數(shù)據(jù)組時(shí)進(jìn)行球體或橢圓體擬合計(jì)算，評(píng)價(jià)其結(jié)果，從而能夠判斷運(yùn)算結(jié)果是否可靠。
<具體方法>
圖33是本發(fā)明的第七實(shí)施方式的數(shù)據(jù)變化判斷部的具體結(jié)構(gòu)圖，示出了測(cè)定數(shù)據(jù)選擇的具體方法。圖33示出了圖1中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部12和數(shù)據(jù)選擇部13的詳細(xì)。圖中符號(hào)220表示數(shù)據(jù)輸入部，221表示軸比較部，222表示最大最小用數(shù)據(jù)緩存，223表示FIFO型數(shù)據(jù)緩存，224表示輸出部。
從靈敏度校正計(jì)算部11輸出的測(cè)定數(shù)據(jù)臨時(shí)積蓄到輸入部220中。軸比較部221比較輸入部220中存儲(chǔ)的測(cè)定數(shù)據(jù)和最大最小用數(shù)據(jù)緩存222中積蓄的測(cè)定數(shù)據(jù)，若判斷為輸入部220的數(shù)據(jù)在任意一個(gè)軸上為最大或最小，則將該測(cè)定數(shù)據(jù)與相應(yīng)的最大最小用數(shù)據(jù)緩存222中的數(shù)據(jù)替換。
該情況下，輸入部220中重新存儲(chǔ)在最大最小用數(shù)據(jù)緩存222內(nèi)積蓄的測(cè)定數(shù)據(jù)。若與最大最小用數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的所有測(cè)定數(shù)據(jù)的比較結(jié)束，則作為結(jié)果，輸入部220中存儲(chǔ)著在哪個(gè)軸上都不為最大或最小的數(shù)據(jù)。輸入部220中存儲(chǔ)的不為最大或最小的測(cè)定數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到FIFO數(shù)據(jù)緩存223的初級(jí)中，積蓄在最后級(jí)上的測(cè)定數(shù)據(jù)被放棄。
若上述步驟結(jié)束，則輸出部224將最大最小用數(shù)據(jù)緩存222和FIFO型數(shù)據(jù)緩存223中積蓄的測(cè)定數(shù)據(jù)輸出到基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15。
圖34是示出用于說明在本第七實(shí)施方式中優(yōu)先存儲(chǔ)數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的各測(cè)定數(shù)據(jù)相對(duì)于三軸加速度傳感器的各軸X、Y、Z軸的某一個(gè)為最大或最小的數(shù)據(jù)的步驟的流程圖，是詳細(xì)說明圖30中示出的S427的處理的流程圖。
此處，在數(shù)據(jù)緩存內(nèi)各具有一個(gè)相對(duì)于三軸加速度傳感器的測(cè)定軸X、Y、Z軸最大和最小的測(cè)定數(shù)據(jù)，將冗余的數(shù)據(jù)緩存設(shè)定為1個(gè)。其結(jié)果，數(shù)據(jù)緩存長度為7。
首先，計(jì)算數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)Sbuf[i]與Sstat在三維空間內(nèi)的距離(S442)。測(cè)定數(shù)據(jù)Sstat與數(shù)據(jù)緩存Sbuf內(nèi)的所有測(cè)定數(shù)據(jù)的空間距離大于預(yù)定值時(shí)(S443)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值，進(jìn)行條件判斷(S444)。
此處，基于計(jì)數(shù)器的值的條件是指，i＝0時(shí)X軸的最大，i＝1時(shí)X軸的最小，以下設(shè)定為Y軸最大、Y軸最小、Z軸最大、Z最小。例如，i＝0時(shí)，比較Sbuf
(x)和Sstat(x)，若Sstat(x)較大，則替換Sbuf
和Sstat(x)的值(S445)。因此，Sbuf
始終積蓄X軸最大的測(cè)定數(shù)據(jù)。
緩存內(nèi)的所有數(shù)據(jù)的比較結(jié)束時(shí)(S443～S449)，Sbuf
中積蓄X軸最大的測(cè)定數(shù)據(jù)，Sbuf[1]中積蓄X軸最小的測(cè)定數(shù)據(jù)，以下Y軸最大、Y軸最小、Z軸最大、Z最小的測(cè)定數(shù)據(jù)積蓄到緩存中。
但是，此處所示的條件和計(jì)數(shù)器的對(duì)應(yīng)為一例，其對(duì)應(yīng)的順序也可以任意設(shè)定。這是因?yàn)椋看蔚玫叫碌臏y(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，這些步驟反復(fù)，所以即使是擬合某個(gè)軸的條件的測(cè)定數(shù)據(jù)，通過引入新的最大或最小的數(shù)據(jù)，利用其它軸的條件判斷，所以某一個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)在到從緩存刪除的期間在所有的條件下判斷。
本實(shí)施例7中，為了簡化說明，將緩存長度設(shè)定為6，但也可以在各軸的最大方向、最小方向上存儲(chǔ)多個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)了多個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，可以期待與將軸附近的測(cè)定數(shù)據(jù)平均化相同的效果。并且，對(duì)于冗余的數(shù)據(jù)緩存，也不必一定為1個(gè)，也可以具有2個(gè)以上。
并且，重新定義三軸加速度傳感器的測(cè)定軸X、Y、Z軸的線性結(jié)合所表示的軸，可以積蓄該軸上最大、最小的測(cè)定數(shù)據(jù)。該情況下，可以期待將緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)積蓄成在球面或橢圓面上擴(kuò)散分布。
(第八實(shí)施方式)在通過進(jìn)行球體或橢圓體擬合計(jì)算來推測(cè)三軸加速度傳感器的偏移和靈敏度的方法中，三軸加速度傳感器的各測(cè)定軸的靈敏度具有偏差時(shí)，加速度傳感器靜止時(shí)的測(cè)定數(shù)據(jù)在三維空間內(nèi)形成橢圓體，因此橢圓體擬合計(jì)算要比球體擬合計(jì)算更準(zhǔn)確地推測(cè)出偏移和靈敏度。
但是，橢圓體擬合計(jì)算的自由度比球體擬合計(jì)算大，因此，若不滿足數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)分布充分且個(gè)數(shù)充分的條件，則不能高精度地進(jìn)行推測(cè)計(jì)算。尤其是對(duì)加速度傳感器的輸出進(jìn)行橢圓體擬合計(jì)算時(shí)，存在只能在加速度傳感器靜止時(shí)取得數(shù)據(jù)的限制，所以為形成橢圓體而得到充分?jǐn)?shù)量的測(cè)定數(shù)據(jù)需要較長的時(shí)間。因此，加速度傳感器安裝在便攜設(shè)備等的情況下，為了盡快得到偏移和靈敏度的推測(cè)值，若不使用戶強(qiáng)制進(jìn)行限制便攜設(shè)備移動(dòng)或限制向其它方向移動(dòng)的意圖性動(dòng)作，則難以快速高精度地進(jìn)行偏移推測(cè)。
因此，數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的測(cè)定數(shù)據(jù)數(shù)量少的情況或分布對(duì)于進(jìn)行橢圓體擬合計(jì)算不充分情況下，進(jìn)行球體擬合計(jì)算，判斷為測(cè)定數(shù)據(jù)組的個(gè)數(shù)和分布均對(duì)進(jìn)行橢圓體擬合計(jì)算充分的情況下，替換成橢圓體擬合計(jì)算。其結(jié)果，用戶能夠盡快得到偏移和靈敏度的大概值，在得到為進(jìn)行橢圓體擬合計(jì)算的充分測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，能夠期待得到準(zhǔn)確的偏移和靈敏度的值。
即，在所述第八實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15，42根據(jù)數(shù)據(jù)積蓄部14，41中積蓄的輸出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或在三維正交坐標(biāo)空間中的分布及其兩者，預(yù)先判斷在基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部15，42中推測(cè)球面還是橢圓面，選擇某一方，進(jìn)行推測(cè)。另外，也可以計(jì)算球面和橢圓面的兩者，根據(jù)其結(jié)果，選擇某一方。
<具體方法>
圖35是示出用于說明第八實(shí)施方式中的替換球體擬合和橢圓體擬合的的具體方法的流程圖，是詳細(xì)說明圖30中示出的S429的處理的流程圖。
首先，調(diào)查數(shù)據(jù)緩存內(nèi)積蓄的測(cè)定數(shù)據(jù)數(shù)量及其分布(S450)。其結(jié)果，若判斷為是進(jìn)行橢圓體擬合運(yùn)算充分的測(cè)定數(shù)據(jù)、且測(cè)定數(shù)據(jù)的分布充分廣，則進(jìn)行橢圓體擬合運(yùn)算(S451)，若不是這樣，則進(jìn)行球體擬合運(yùn)算(S452)。判斷由某一方的計(jì)算方法推測(cè)的偏移和靈敏度的準(zhǔn)確度(S453)。
作為判斷準(zhǔn)確度的方法，例如，第七實(shí)施方式中所述，根據(jù)不同的測(cè)定數(shù)據(jù)組進(jìn)行多次推測(cè)計(jì)算，判斷各個(gè)運(yùn)算結(jié)果為充分接近的值?；蛘?，也可以考慮加速度傳感器的制造偏差，限定解的范圍。
判斷為準(zhǔn)確時(shí)，更新偏移和靈敏度的值(S454)。
在本第八實(shí)施方式中，為了節(jié)省無謂的計(jì)算，首先判斷進(jìn)行球體擬合還是橢圓體擬合之后，執(zhí)行推測(cè)計(jì)算，但在運(yùn)算能力富裕時(shí)，也可以進(jìn)行球體和橢圓體的雙方的擬合運(yùn)算，選擇更似準(zhǔn)確的運(yùn)算結(jié)果。
求出運(yùn)算結(jié)果的準(zhǔn)確度的方法，可以考慮重新計(jì)算所推測(cè)的球面或橢圓面與實(shí)際數(shù)據(jù)分布的距離、使用該距離的總和或最大最小值之差等各種方法。
另外，對(duì)于上述的第六～八實(shí)施方式中的對(duì)溫度特性的對(duì)應(yīng)，也可以同樣地應(yīng)用上述的第一～五實(shí)施方式中的對(duì)溫度特性的對(duì)應(yīng)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及加速度計(jì)測(cè)裝置，通過將加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)朝向特定方向而無意識(shí)地反復(fù)取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移或靈敏度和偏移的雙方，在使用加速度計(jì)測(cè)裝置時(shí)，加速度計(jì)測(cè)裝置的姿勢(shì)朝向特定方向而無意識(shí)地反復(fù)取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從而取得雙軸或三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移或靈敏度和偏移的雙方。
權(quán)利要求
1.一種加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具備加速度傳感器，其檢測(cè)雙軸或三軸方向的加速度；輸出數(shù)據(jù)取得單元，其取得該加速度傳感器的雙軸或三軸的輸出數(shù)據(jù)；輸出數(shù)據(jù)積蓄單元，其積蓄該輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元，其根據(jù)該輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)在該正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值；以及偏移校正單元，其根據(jù)該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有輸出數(shù)據(jù)選擇單元，該輸出數(shù)據(jù)選擇單元判斷所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的輸出數(shù)據(jù)是否合適而進(jìn)行選擇，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元在每次由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與上一個(gè)取得的輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值連續(xù)預(yù)定次數(shù)以上在預(yù)定值以內(nèi)時(shí)，將所述輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元在每次由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得輸出數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算與作為基準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)的差值，當(dāng)該差值大于預(yù)定值時(shí)，將所述輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元將所述差值連續(xù)在預(yù)定值以內(nèi)的次數(shù)或時(shí)間信息附加給所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所附加的次數(shù)或時(shí)間信息，廢棄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)和所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)之中的某一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所取得的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)圓或球面，將從該圓或球面起在預(yù)定距離以內(nèi)的輸出數(shù)據(jù)判斷為合適而進(jìn)行選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元將所述圓或球面的半徑作為預(yù)定值推測(cè)該圓或球面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有數(shù)據(jù)變化判斷單元，該數(shù)據(jù)變化判斷單元判斷所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)與所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)相比是否產(chǎn)生了預(yù)定值以上的變化，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述數(shù)據(jù)變化判斷單元的判斷結(jié)果，廢棄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)或所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元已積蓄的輸出數(shù)據(jù)中的某一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元預(yù)先確定與所述加速度傳感器的測(cè)定軸成線性關(guān)系的線性軸，在所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)和所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元中積蓄的輸出數(shù)據(jù)之中，選擇性地積蓄所述加速度傳感器的測(cè)定軸或線性軸的成分為最大或最小的輸出數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的輸出數(shù)據(jù)是積蓄所述測(cè)定軸或所述線性軸的成分為最大或最小的輸出數(shù)據(jù)和除此之外的一個(gè)以上的輸出數(shù)據(jù)而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的分布，在該正交坐標(biāo)空間上確定圓或球面，將該圓或球面的中心坐標(biāo)推測(cè)為所述基準(zhǔn)點(diǎn)，所述偏移校正單元根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述圓或球面的中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元利用統(tǒng)計(jì)性方法推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，使得所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自到所述基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差最小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元將從所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自到所述基準(zhǔn)點(diǎn)的距離的偏差作為相對(duì)于預(yù)定代表值的偏差。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)軸時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間上的分布，在該正交坐標(biāo)空間上確定橢圓或橢圓面，推測(cè)該橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述偏移校正單元根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元所推測(cè)的所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的靈敏度和偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元利用統(tǒng)計(jì)性方法推測(cè)所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，使得所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)各自最接近所述橢圓或橢圓面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元中積蓄的三軸輸出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或在三維正交坐標(biāo)空間上的分布以及它們雙方，預(yù)先判斷在所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元中要推測(cè)球面還是橢圓面，選擇某一個(gè)，進(jìn)行推測(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值，按照所述預(yù)定的溫度類別積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元對(duì)每個(gè)所述預(yù)定的溫度類別，根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的該溫度類別的預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和相應(yīng)的所述預(yù)定的溫度類別之間的關(guān)系，對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行校正之后，按照所述預(yù)定的溫度類別進(jìn)行積蓄。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具有溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元在積蓄所述輸出數(shù)據(jù)選擇單元或所述輸出數(shù)據(jù)取得單元所選擇的輸出數(shù)據(jù)時(shí)將所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值一并進(jìn)行積蓄，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元按照每個(gè)所述預(yù)定的溫度類別，從所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的輸出數(shù)據(jù)中選擇預(yù)定數(shù)量的對(duì)應(yīng)的所述溫度值在該溫度類別中的輸出數(shù)據(jù)，推測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
21.根據(jù)權(quán)利要求18、19或20所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述偏移校正單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移或靈敏度以及偏移。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在所述三維正交坐標(biāo)空間中的分布計(jì)算相對(duì)于各坐標(biāo)軸的偏差，當(dāng)相對(duì)于所述各坐標(biāo)軸的偏差的最小值在預(yù)定值以下時(shí)，從所述輸出數(shù)據(jù)積蓄單元所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)中除去所述偏差為最小值的坐標(biāo)軸的輸出數(shù)據(jù)，對(duì)于剩余的雙軸輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維正交坐標(biāo)平面上的分布，推測(cè)在所述二維正交坐標(biāo)平面上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，所述偏移校正單元，根據(jù)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的雙軸輸出數(shù)據(jù)的偏移或靈敏度和偏移。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元根據(jù)所述輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的二維或三維正交坐標(biāo)空間中的位置和預(yù)測(cè)為所述加速度傳感器在保持預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)的重力加速度的各軸成分的值，推測(cè)在所述正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述輸出數(shù)據(jù)是在所述加速度傳感器保持所述預(yù)定的一個(gè)姿勢(shì)的狀態(tài)下由所述輸出數(shù)據(jù)取得單元取得的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述加速度計(jì)測(cè)裝置具備溫度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述加速度傳感器的溫度；以及按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其按照每個(gè)預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，所述偏移校正單元根據(jù)所述溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)出的溫度值和所述按溫度校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元按照所述預(yù)定的溫度類別存儲(chǔ)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正所述加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)的偏移。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元計(jì)算該基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元?jiǎng)倓偼茰y(cè)出的預(yù)定數(shù)量的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者橢圓或橢圓面的中心坐標(biāo)值的偏差，當(dāng)所述偏差大于預(yù)定值時(shí)，廢棄所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的中心坐標(biāo)值。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)從所述二維或三維正交坐標(biāo)空間上推測(cè)的所述基準(zhǔn)點(diǎn)到各個(gè)所述預(yù)定數(shù)量的輸出數(shù)據(jù)的距離或者所推測(cè)的橢圓或橢圓面的各主軸的長度在預(yù)定范圍外時(shí)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)單元廢棄所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值或者所述橢圓或橢圓面的各主軸的長度和中心坐標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及加速度計(jì)測(cè)裝置，其能夠取得三軸加速度傳感器的輸出校正所需的偏移或靈敏度和偏移的雙方。加速度計(jì)測(cè)裝置具備加速度傳感器(1)，其檢測(cè)三軸方向的加速度；數(shù)據(jù)取得部(5A)，其取得三軸輸出數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)選擇部(13)，其判斷反復(fù)取得的三軸輸出數(shù)據(jù)是否合適，并選擇；數(shù)據(jù)積蓄部(14)，其積蓄所選擇的三軸輸出數(shù)據(jù)；基準(zhǔn)點(diǎn)推測(cè)部(15)，其根據(jù)所積蓄的預(yù)定數(shù)量的三軸輸出數(shù)據(jù)在將各軸成分作為坐標(biāo)值時(shí)的三維正交坐標(biāo)空間中的分布，推測(cè)在三維正交坐標(biāo)空間上確定的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值；以及偏移校正計(jì)算部(17)，其根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值，校正加速度傳感器(1)的三軸輸出數(shù)據(jù)的偏移。
文檔編號(hào)G01P15/18GK101031803SQ200580027238
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者山田力大, 疋田浩一, 佐佐木裕之, 山下昌哉 申請(qǐng)人:旭化成電子材料元件株式會(huì)社