特許 6799476 情報処理装置、慣性計測装置および情報処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6799476

(24)【登録日】2020年11月25日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】情報処理装置、慣性計測装置および情報処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/16 20060101AFI20201207BHJP

   G01P 21/02 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   G01C21/16

   G01P21/02

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-23776(P2017-23776)

(22)【出願日】2017年2月13日

(65)【公開番号】特開2018-132304(P2018-132304A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年7月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135828

【弁理士】

【氏名又は名称】飯島 康弘

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 洋平

【審査官】 武内 俊之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０３３２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２７００８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ２１／１６

Ｇ０１Ｐ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

継続的に入力されている第１物理量の値を時間積分して第２物理量の値を継続的に算出可能なｎ個の第ｉ積分部と（ただし、ｎは２以上の整数であり、ｉは１以上ｎ以下の整数である。）、
所定の第１周期毎に、第１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第１閾値未満であるか否か判定し、前記第１閾値未満であると判定した場合は、前記第１積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットする第１管理部と、
２からｎまでのｉについて、所定の第ｉ周期毎に、第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であるか否か判定し、前記第ｉ閾値未満と判定した場合は、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制するｎ−１個の第ｉ管理部と、
少なくとも前記第１周期よりも長い総合周期毎に、第ｎ積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の総合閾値未満であるか否か判定し、前記総合閾値未満であると判定した場合は、前記第１積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットする総合管理部と、
を有している情報処理装置。

【請求項2】

２からｎまでのｉについて、前記第ｉ管理部は、前記第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であると判定した場合に、前記第ｉ積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットすることにより、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制する
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、第ｉ−１周期以下である
請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

全ての前記第ｉ積分部は、所定のサンプリング周期毎に前記第２物理量の値を算出し、
前記第１周期は、前記サンプリング周期の２倍以上の倍数であり、
２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、前記サンプリング周期と同一である
請求項３に記載の情報処理装置。

【請求項5】

２からｎまでのｉについて、前記第ｉ管理部は、前記第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であると判定した場合に、前記第ｉ積分部による前記第２物理量の値の算出を禁止することにより、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制し、
前記総合周期は、１からｎ−１までについての前記第ｉ周期の総和よりも長い
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項6】

２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、第ｉ−１周期以上である
請求項５に記載の情報処理装置。

【請求項7】

全ての前記第ｉ積分部は、所定のサンプリング周期毎に前記第２物理量の値を算出し、
全てのｉについて、前記第ｉ周期は前記サンプリング周期よりも長い
請求項６に記載の情報処理装置。

【請求項8】

ｎは３以上である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の情報処理装置。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
前記第１物理量としての、加速度または角速度を計測するセンサと、
を有している慣性計測装置。

【請求項10】

コンピュータを請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報処理装置として機能させる情報処理用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、積分処理に利用される情報処理装置、慣性計測装置および情報処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

継続的に取得される第１物理量の値を時間積分して第２物理量の値を算出する処理が知られている。第１物理量および第２物理量の組み合わせは、例えば、加速度および速度の組み合わせ、速度および位置の組み合わせ、または角速度および角度の組み合わせである。

【0003】

このような積分処理においては、第１物理量の値に誤差が生じると、その誤差が第２物理量の誤差に蓄積される。その結果、例えば、第２物理量の値としてゼロが算出されるべきときに、算出された第２物理量の値がゼロから大きくずれてしまうことがある。そこで、第２物理量の値としてゼロが算出されるべきときに第２物理量の値をゼロに補正する処理が行われている。

【0004】

特許文献１では、センサによって継続的に得られた加速度を時間積分して速度を算出するとともに、当該速度が所定の閾値内のときは速度をゼロにする処理を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０９−３３２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

積分値を好適に補正できる情報処理装置、慣性計測装置および情報処理プログラムが提供されることが望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る情報処理装置は、継続的に入力されている第１物理量の値を時間積分して第２物理量の値を継続的に算出可能なｎ個の第ｉ積分部と（ただし、ｎは２以上の整数であり、ｉは１以上ｎ以下の整数である。）、所定の第１周期毎に、第１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第１閾値未満であるか否か判定し、前記第１閾値未満であると判定した場合は、前記第１積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットする第１管理部と、２からｎまでのｉについて、所定の第ｉ周期毎に、第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であるか否か判定し、前記第ｉ閾値未満と判定した場合は、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制するｎ−１個の第ｉ管理部と、少なくとも前記第１周期よりも長い総合周期毎に、第ｎ積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の総合閾値未満であるか否か判定し、前記総合閾値未満であると判定した場合は、前記第１積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットする総合管理部と、を有している。

【0008】

一例において、２からｎまでのｉについて、前記第ｉ管理部は、前記第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であると判定した場合に、前記第ｉ積分部が算出している前記第２物理量の値をリセットすることにより、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制する。

【0009】

一例において、２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、第ｉ−１周期以下である。

【0010】

一例において、全ての前記第ｉ積分部は、所定のサンプリング周期毎に前記第２物理量の値を算出し、前記第１周期は、前記サンプリング周期の２倍以上の倍数であり、２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、前記サンプリング周期と同一である。

【0011】

一例において、２からｎまでのｉについて、前記第ｉ管理部は、前記第ｉ−１積分部が算出している前記第２物理量の値が所定の第ｉ閾値未満であると判定した場合に、前記第ｉ積分部による前記第２物理量の値の算出を禁止することにより、前記第ｉ積分部が算出する前記第２物理量の値の上昇を規制し、前記総合周期は、１からｎ−１までについての前記第ｉ周期の総和よりも長い。

【0012】

一例において、２からｎまでのｉについて、前記第ｉ周期は、第ｉ−１周期以上である。

【0013】

一例において、全ての前記第ｉ積分部は、所定のサンプリング周期毎に前記第２物理量の値を算出し、全てのｉについて、前記第ｉ周期は前記サンプリング周期よりも長い。

【0014】

一例において、ｎは３以上である。

【0015】

本開示の一態様に係る慣性計測装置は、上記の情報処理装置と、前記第１物理量としての、加速度または角速度を計測するセンサと、を有している。

【0016】

本開示の一態様に係る情報処理用プログラムは、コンピュータを上記の情報処理装置として機能させる。

【発明の効果】

【0017】

上記の構成によれば、積分値を好適に補正できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】比較例に係る速度の補正方法を説明するための模式図である。

【図2】実施形態に係る複数階層の速度を説明するための模式図である。

【図3】速度が補正されない場合について複数階層の速度の変化を示す模式図である。

【図4】速度が補正される場合について複数階層の速度の変化を示す模式図である。

【図5】実施形態に係る慣性計測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図6】図５の慣性計測装置の機能ブロック図である。

【図7】実施形態に係る情報処理装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】変形例に係る速度の補正方法を説明するための模式図である。

【図9】比較例に係る積分値の補正方法を説明するための模式図である。

【図10】変形例に係る情報処理装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（比較例に係る積分値の補正方法）
実施形態に係る積分値の補正方法に先立って、比較例に係る積分値の補正方法について説明する。比較例および実施形態の説明では、第１物理量、および第１物理量の積分値である第２物理量として、加速度および速度を例にとる。

【0020】

図１は、加速度ａおよび速度ｖの経時変化を示す図である。横軸は、時間ｔであり、縦軸は加速度ａまたは速度ｖである。紙面上段の加速度ａの図および紙面中段の速度ｖの図は、互いに横軸が一致している。紙面下段の速度ｖの図は、紙面中段の速度ｖの図の一部拡大図である。

【0021】

加速度ａは、例えば、センサによって検出される。速度ｖは、加速度ａを時間積分することによって算出される。センサは、例えば、絶対座標系に対して移動する移動体に搭載されており、加速度ａおよび速度ｖは移動体の加速度および速度である。図１において実線によって例示されている加速度ａおよび速度ｖの経時変化は、移動体が、速度ゼロの状態（静止状態）から、正の加速度による等加速度運動、等速度運動、負の加速度による等加速度運動を経て、速度ゼロの状態に復帰する場合のものである。

【0022】

ここで、点線Ｌ１で示すように、加速度ａとしてゼロが検出されるべきときに、加速度ａに誤差が生じていると仮定する。この場合、加速度ａの積分によって算出された速度ｖにおいては、点線Ｌ２で示すように、誤差が蓄積されていく。

【0023】

そこで、例えば、図１の最下段に示される速度ｖの補正処理が行われる。具体的には、所定の周期Ｔｃ毎に、算出されている速度ｖ（線Ｌ３）が閾値ｖｔｃ未満であるか否か判定される。そして、速度ｖの値が閾値ｖｔｃ未満であると判定されたときは、矢印ｙ１で示すように、速度ｖの値がゼロに補正される。これにより、例えば、静止状態において、加速度ａの誤差が速度ｖに蓄積されていくおそれが低減される。

【0024】

一方、点Ｐ１の時点の判定においては、速度ｖの値は、閾値ｖｔｃ未満ではないと判定される。この場合は、速度ｖの値はゼロに補正されず、加速度ａの値の積分によって速度ｖの値は更新されていく。これにより、例えば、移動体が静止状態から移動状態へ移行したときは、その速度ｖが適正に算出される。

【0025】

このような比較例の補正方法においては、閾値ｖｔｃを小さくすると、例えば、加速度ａにおいて比較的大きな誤差が生じたときに、速度ｖの値がゼロに補正されないおそれがある。その結果、線Ｌ２で示したような誤差の蓄積が開始されてしまう。一方、閾値ｖｔｃを大きくすると、例えば、移動体が比較的低い加速度で移動する場合においても速度ｖの値がゼロに補正されてしまうおそれがある。その結果、移動状態における速度ｖの精度が低下する。

【0026】

（実施形態に係る積分値の補正方法）
図１では、説明を簡便にするために、加速度ａの正の誤差が所定の時間長さに亘って一定量で生じ、速度ｖが時間経過に伴って一定の変化率で上昇する場合を例示した。以下に説明する本実施形態の図においても、このような場合を例に取る。

【0027】

なお、加速度ａが時間経過に伴って変化したり、速度ｖが下降したりする場合（例えば閾値ｖｔｃよりも大きい値から閾値ｖｔｃ未満の値へ下降する場合）も、補正方法は同様であるし、その作用は基本的に同様である。また、加速度ａが負の誤差の場合も、その絶対値を考えればよいから、正の誤差の場合と同様である。

【0028】

速度ｖは、後述するフローチャートの説明においても述べるように、ゼロ以外の値に補正されてもよい。ただし、以下では、説明の便宜上、ゼロに補正するものとして説明することがあり、また、ゼロおよびこれに代わる値を初期値ということがある。また、速度ｖの値を初期値にすることをリセットということがある。

【0029】

（複数階層の速度）
本実施形態においては、ｎ階層（ｎは２以上の整数）の速度ｖｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数）の概念を導入し、この速度ｖｉに基づいて速度ｖをリセットする。ｎは、任意に設定されてよいが、ここでは５を例にとる。なお、５階層の速度ｖ１〜速度ｖ５について、番号が小さい側を前として、前および後の語を用いることがあり、また、速度ｖ１を最前層の速度といい、速度ｖ５を最後層の速度ということがある。

【0030】

速度ｖ１〜ｖ５は、例えば、以下のように算出される。

【0031】

図２は、速度ｖ１〜ｖ５のうち速度ｖ１〜ｖ３の経時変化を示す図である。横軸は時間ｔであり、縦軸は速度ｖ１〜ｖ３である。速度ｖ１〜ｖ３を示す３つの図において、横軸は一致しており、また、縦軸の縮尺は一致している。複数の矢印ｙ９は、横軸のいくつかの時点について、３つの図の対応関係を示している。

【0032】

速度ｖ１〜ｖ５の値は、いずれも加速度ａの値を時間積分することによって算出される。当該算出は、例えば、微視的には所定の時間刻みΔｔ（サンプリング周期Ｔｓ）で断続的（間欠的）に行われ、巨視的には継続的に行われる。時間刻みΔｔは、速度ｖ１〜ｖ５間で同一でもよいし、異なっていてもよいが、例えば、同一である。

【0033】

なお、速度ｖの算出が時間刻みΔｔで行われる場合、算出される速度ｖの経時変化を示す線は、本来は階段状になる。ただし、便宜上、本実施形態の説明では、そのような階段形状は、図示が省略され、または近似直線等によって代替される。

【0034】

速度ｖ１〜ｖ５の値は、いずれも同一の加速度ａに基づいて算出されるから、基本的には、互いに同一の加速度で変化する。ただし、速度ｖ１〜ｖ５は、リセットの条件が互いに異なっており、ひいては、速度ｖ１〜ｖ５の値は互いに異なっている。具体的には、以下のとおりである。

【0035】

（速度ｖ１のリセット方法）
速度ｖ１（線Ｌ１１）は、図１を参照して説明した比較例と同様にリセットされる。すなわち、所定の周期Ｔ１毎に、算出されている速度ｖ１が閾値ｖｔ１未満であるか否か判定される。そして、速度ｖ１の値が閾値ｖｔ１未満であると判定されたときは、矢印ｙ１１で示すように、速度ｖ１の値はリセットされる。

【0036】

図２の例では、点Ｐ１１の時点の判定においては、速度ｖ１の値は、閾値ｖｔ１未満ではないと判定される。この場合は、速度ｖ１の値はリセットされず、加速度ａの値に基づく速度ｖ１の値の更新が継続される。

【0037】

なお、周期Ｔ１および閾値ｖｔ１の具体的な大きさは、加速度ａに生じ得る誤差、速度ｖに要求される精度、および対象とされる移動体の運動に係る特性等を考慮して、適宜に設定されてよい。また、周期Ｔ１は、サンプリング周期Ｔｓよりも長くてもよいし、同一であってもよい。本実施形態の説明では、周期Ｔ１は、サンプリング周期Ｔｓよりも長い場合を例に取る。図２の例では、周期Ｔ１は、サンプリング周期Ｔｓの２倍以上（一例として５倍）となる倍数とされている。

【0038】

（速度ｖ２〜ｖ５のリセット方法）
速度ｖ２（線Ｌ１２）の値は、速度ｖ１の値に応じてリセットされる。具体的には、所定の周期Ｔ２毎に、速度ｖ１が閾値ｖｔ２未満であるか否か判定される。そして、速度ｖ１の値が閾値ｖｔ２未満であると判定されたときは、矢印ｙ１２で示すように、速度ｖ２の値はリセットされる。

【0039】

図２の例では、速度ｖ１を示す線Ｌ１１上の点Ｐ１１の時点の判定においては、速度ｖ１の値は、閾値ｖｔ２未満ではないと判定される。この場合は、速度ｖ２の値はリセットされず、加速度ａの値に基づく速度ｖ２の値の更新が継続される。

【0040】

速度ｖ３（線Ｌ１３）の値は、速度ｖ２の値に応じてリセットされる。具体的には、所定の周期Ｔ３毎に、速度ｖ２が閾値ｖｔ３未満であるか否か判定される。そして、速度ｖ２の値が閾値ｖｔ３未満であると判定されたときは、矢印ｙ１３で示すように、速度ｖ３の値はリセットされる。

【0041】

図２の例では、速度ｖ２を示す線Ｌ１２上の点Ｐ１２の時点において、速度ｖ２の値はリセットされずに更新が継続されているものの、速度ｖ３は、速度ｖ２の値が閾値ｖｔ３未満であることからリセットされる。そして、ここでは特に図示しないが、その後、速度ｖ２の値が閾値ｖｔ３未満でないと判定されたときは、速度ｖ３の値はリセットされず、加速度ａの値に基づく速度ｖ３の値の更新が継続される。

【0042】

ここでは不図示の速度ｖ４およびｖ５の値についても、速度ｖ２およびｖ３の値と同様に、前の階層の速度ｖの値に応じてリセットされる。

【0043】

すなわち、２以上のｉについて、速度ｖｉ（ｖ２〜ｖ５）の値は、前の階層の速度ｖ（ｉ−１）に応じてリセットされる。具体的には、２以上のｉについて、所定の周期Ｔｉ毎に、速度ｖ（ｉ−１）が閾値ｖｔｉ未満であるか否か判定される。そして、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満であると判定されたときは、速度ｖｉの値はリセットされる。閾値ｖｔｉ未満でないと判定されたときは、速度ｖｉの値はリセットされず、加速度ａの値に基づく速度ｖｉの値の更新が継続される。

【0044】

なお、速度ｖｉの値の周期的なリセットは、長期的に見れば（周期Ｔｉよりも長い期間で見れば）、速度ｖｉの値の上昇の規制である。従って、２以上のｉについて、速度ｖｉの値は、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満である間（厳密にはそのような判定が有効とされている間）は上昇が規制され、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ以上の間は上昇が許容されることになる。

【0045】

１以上のｉについて、周期Ｔｉは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、互いに異なっている場合において、その大小関係も任意であり、例えば、前の階層と後の階層とで、いずれの周期Ｔｉが長くてもよい。本実施形態の説明では、周期Ｔ１に比較して周期Ｔ２〜Ｔ５が短く、また、周期Ｔ２〜Ｔ５が互いに同一である場合を例にとる。図２の例では、周期Ｔ２〜Ｔ５は、周期Ｔｓと同一とされている。

【0046】

また、１以上のｉについて、閾値ｖｔｉは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、互いに異なっている場合において、その大小関係も任意であり、例えば、前の階層と後の階層とで、いずれの閾値ｖｔｉが大きくてもよい。本実施形態の説明では、閾値ｖｔ１〜ｖｔ５が互いに同一である場合を例に取る。

【0047】

（時間閾値におけるリセット）
上記のように、速度ｖ１の値は、速度ｖ１自体の値に基づいてリセットされ、また、速度ｖ２〜ｖ５の値は、前の階層の速度ｖｉの値に基づいてリセットされる。さらに、速度ｖ１〜ｖ５の値は、速度ｖ５の値に基づいてもリセットされる。具体的には、以下のとおりである。

【0048】

図３は、速度ｖ１〜ｖ５の経時変化の一例を示す図であり、図４は、速度ｖ１〜ｖ５の経時変化の他の例を示す図である。より具体的には、図３は、速度ｖ５に基づくリセットがなされない場合を例示しており、図４は、速度ｖ５に基づくリセットがなされる場合を例示している。

【0049】

図３および図４において、横軸は、時間ｔであり、縦軸は速度ｖである。線Ｌ２１およびＬ３１は速度ｖ１に対応している。線Ｌ２２およびＬ３２は速度ｖ２に対応している。線Ｌ２３およびＬ３３は速度ｖ３に対応している。線Ｌ２４およびＬ３４は速度ｖ４に対応している。線Ｌ２５およびＬ３５は速度ｖ５に対応している。複数の矢印ｙ２１は、横軸のいくつかの時点について、速度ｖ１〜ｖ５の対応関係を示している。

【0050】

比較的大きい加速度ａが比較的長期に亘って検出される場合を考える。この場合、上述した計算方法によって速度ｖ１〜ｖ５が算出される結果、速度ｖｉは、順次、その値の規制が解除され（リセットが解除され）、上昇していく。ひいては、最後層の速度ｖ５の値も上昇していく。

【0051】

ここで、比較的長い周期Ｔａ毎に、速度ｖ５の値が所定の閾値ｖｔａ未満か否か判定される。そして、閾値ｖｔａ未満でないと判定されたときは（図３の線Ｌ２５上の点Ｐ２１参照）、図３に示すように、速度ｖ１〜ｖ５の値はリセットされず、加速度ａの値に基づく更新が継続される。

【0052】

一方、速度ｖ５の値が所定の閾値ｖｔａ未満であると判定されたときは（図４の線Ｌ３５上の点Ｐ３１参照）、図４において矢印ｙ２３で示すように、速度ｖ１〜ｖ５の値がリセットされる。

【0053】

なお、図４では、前の階層の速度に基づくリセットの解除が速度ｖ５までなされている場合を例示した。速度ｖ５よりも前の階層においてリセットの解除がなされなかった場合においても、周期Ｔａが到来した時期（時間閾値ｔｔということがある。）において、速度ｖ５は閾値ｖｔａ未満となり、速度ｖ１〜ｖ５はリセットされる。

【0054】

図３のように時間閾値ｔｔにおいて速度ｖ５の値が閾値ｖｔａ以上であり、速度ｖ１〜ｖ５の値の更新が許容された後も、速度ｖ１〜ｖ５についての上記の判定は繰り返される。従って、移動体が移動状態から静止状態へ移行するなど、速度ｖ１〜ｖ５が下降してくると、再度、速度ｖ１〜ｖ５の値の上昇は規制されることになる。

【0055】

例えば、周期Ｔａ毎に速度ｖ５の値が閾値ｖｔａ未満か否か判定され、閾値ｖｔａ未満であれば、速度ｖ１〜ｖ５はリセットされる。また、例えば、周期Ｔ１毎に速度ｖ１の値が閾値ｖｔ１未満か否か判定され、閾値ｖｔ１未満であれば、速度ｖ１はリセットされ、ひいては、速度ｖ２〜ｖ５もリセットされる。

【0056】

なお、時間閾値ｔｔにおいて速度ｖ１〜ｖ５の値の更新が許容された後は、一旦、複数階層の速度ｖに基づく補正を停止し、別の補正方法が行われてもよい。例えば、速度ｖ１〜ｖ５の値の更新が許容された後は、周期Ｔａ毎における速度ｖ５が閾値ｖｔａ未満であるか否かの判定を一旦停止し、周期Ｔ１毎における速度ｖ１の値が閾値ｖｔ１未満か否かの判定のみによって速度ｖ１〜ｖ５をリセットしてもよい。そして、そのリセット後、再度、複数階層の速度ｖに基づく補正方法を行うようにしてもよい。この場合、複数階層の速度ｖに基づく補正が再開されるまで、速度ｖ２〜ｖ５の算出は停止されていてもよい。

【0057】

また、速度ｖ１〜ｖ５の値の更新が許容される前（リセット後）と、更新が許容された後とで、複数階層の速度ｖｉの数（ｎ）、周期Ｔｉ、Ｔａ、閾値ｖｔｉおよび／またはｖｔａを互いに異ならせてもよい。

【0058】

閾値ｖｔａは、閾値ｖｔｉと同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、互いに異なっている場合において、その大小関係も任意である。本実施形態の説明では、閾値ｖｔａが閾値ｖｔ１〜ｖｔ５と同一である場合を例に取る。

【0059】

周期Ｔａは、２以上のｉについての速度ｖｉの値の上昇の規制方法にもよるが、本実施形態では、少なくとも周期Ｔ１よりも長ければよい。また、例えば、周期Ｔａは、１からｎ−１までについての周期Ｔｉの総和よりも長くされたり、１からｎまでについての周期Ｔｉの総和以上の長さとされたりしてよい。１以上のｉについての周期Ｔｉおよび周期Ｔａの起点（開始時点）は、揃っていてもよいし、揃っていなくてもよい。本実施形態の説明では、揃っている場合を例に取る。

【0060】

複数階層の速度ｖ１〜ｖ５の概念を導入することによって種々の作用および効果が得られる。

【0061】

例えば、最前層の速度ｖ１の値を利用する場合を例に取る。この場合、例えば、閾値ｖｔ１を比較的小さくする。これにより、例えば、移動体が比較的低い速度で移動するときに、静止状態とみなされて速度ｖ１の値がリセットされてしまうおそれが低減される。その結果、移動状態における速度情報の一部が失われてしまうおそれが低減される。

【0062】

その一方で、時間閾値ｔｔにおいて速度ｖ５が閾値ｖｔａ未満である場合は、速度ｖ１がリセットされるから、例えば、ある程度の期間に亘って比較的大きな加速度ａが取得されない限り、速度ｖ１はリセットされる。従って、例えば、静止状態において速度に生じた誤差が移動状態における速度の値と判定されてしまうおそれが低減される。別の観点では、複数階層の速度の概念の導入によって、閾値ｖｔ（縦軸）に時間閾値ｔｔ（横軸）の概念が導入され、速度情報を取捨選択する時間的余裕が生じる。

【0063】

なお、速度ｖ１〜ｖ５のうち、速度ｖ１以外の速度ｖｉが適宜に利用されてもよい。例えば、リアルタイムで速度情報を利用する機器においてその利用の周期が周期Ｔａよりも長い場合、もしくは事後的に速度情報を解析する場合においては、速度ｖ５に基づく速度ｖ１のリセットが行われなかったときは速度ｖ１の値を利用し、リセットが行われたときは速度ｖ５の値を利用するようにしてもよい。なお、以下では、速度ｖ１を利用する場合を例に取る。

【0064】

（慣性計測装置）
上述のような実施形態に係る積分値の補正方法を実現可能な慣性計測装置の構成について説明する。

【0065】

（ハードウェア構成）
図５は、実施形態に係る慣性計測装置１の構成をハードウェアの観点から示すブロック図である。

【0066】

慣性計測装置１は、第１物理量の値を検出可能なセンサ３と、センサ３が検出した第１物理量の値を時間積分して第２物理量の値を算出可能な情報処理装置５とを有している。慣性計測装置１は、例えば、特に図示しないが、移動体に搭載された慣性航法装置に組み込まれる。そして、慣性計測装置１が算出した第２物理量は、例えば、慣性航法装置による移動体の移動制御または姿勢制御に利用される。なお、慣性計測装置１または慣性航法装置は、例えば、センサ３および情報処理装置５を含むモジュール化された部品とされてよい。

【0067】

センサ３は、例えば、加速度センサ、速度センサまたは角速度センサである。センサ３の構成は、公知の適宜な構成とされてよい。なお、既述のように、本実施形態の説明においては、第１物理量が加速度の場合を例に取るから、センサ３は、加速度センサである。

【0068】

情報処理装置５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７、ＲＯＭ（Read only memory）９、ＲＡＭ（Random access memory）１１および補助記憶装置１３を含むコンピュータによって構成されている。当該コンピュータは、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されている。

【0069】

ＲＯＭ９および／または補助記憶装置１３には、例えば、情報処理プログラム１５が記憶されている。ＣＰＵ７は、情報処理プログラム１５を読み出して実行する。これにより、所定の機能を発揮する種々の機能部が構築され、ひいては、コンピュータは、情報処理装置５として機能する。

【0070】

また、補助記憶装置１３には、例えば、上記の補正方法を実行するために必要な種々の値が記憶されている。具体的には、例えば、サンプリング周期Ｔｓ、周期Ｔ１〜Ｔ５およびＴａならびに閾値ｖｔ１〜ｖｔ５およびｖｔａの値が記憶されている。

【0071】

なお、これらの値は、情報処理プログラム１５内に組み込まれていてもよい。また、これらの値は、情報処理装置５の製造者およびユーザのいずれによって入力されてもよい。周期Ｔｓ、Ｔ１〜Ｔ５およびＴａのうち、いずれか２つ以上は互いに同一とされてよく、この場合において、前記２つ以上の値は記憶領域が共通化されていてもよい。同様に、閾値ｖｔ１〜ｖｔ５およびｖｔａのうち、いずれか２つ以上は互いに同一とされてよく、この場合において、前記２つ以上の値は記憶領域が共通化されていてもよい。

【0072】

ＲＡＭ１１には、例えば、上記の補正方法を実行するために必要な種々の値を保持するための記憶領域が確保される。具体的には、例えば、加速度ａ、速度ｖ１〜ｖ５、経過時間および位置の値を保持するための記憶領域が確保される。

【0073】

経過時間は、周期Ｔｓ、Ｔ１〜Ｔ５およびＴａが経過したか否かを継続的に判定するために計数されている時間である。特に図示しないが、種々の周期（Ｔｓ、Ｔ１〜Ｔ５およびＴａ）が存在することに対応して、複数の経過時間（複数のタイマ）に対応する複数の記憶領域が確保されても構わない。

【0074】

位置は、速度ｖ１〜ｖ５の時間積分によって算出されるものである。速度の積分によって算出されるのは、直接的には距離である。当該距離は、そのまま位置情報として利用されてもよいし、所定の座標系の座標値に変換されてもよい。本実施形態の説明では、便宜上、そのような厳密性は無視して、単純に速度の積分によって位置が得られるものとして説明する。また、既に述べたように、本実施形態では、速度ｖ１の時間積分によって位置を算出する場合を例に取る。

【0075】

（機能ブロック図）
図６は、慣性計測装置１の構成を機能的観点から示すブロック図である。

【0076】

上述のように、情報処理装置５においては、ＣＰＵ７が情報処理プログラム１５を実行することにより、種々の機能部（２１、２３Ａ〜２３Ｅ、２５Ａ〜２５Ｅ、２７、２９、３１および３３）が構築される。各機能部の動作は、以下のとおりである。

【0077】

データ取得部２１は、所定のサンプリング周期Ｔｓでセンサ３から加速度ａの値を取得する。別の観点では、データ取得部２１は、ＲＡＭ１１の所定の記憶領域に記憶されている加速度ａの値を更新する。

【0078】

第１積分部２３Ａ〜第５積分部２３Ｅ（「積分部２３」または「第ｉ積分部２３」ということがある。）は、データ取得部２１によって取得された（ＲＡＭ１１の所定の記憶領域に記憶されている）加速度ａの値を時間積分して速度ｖ１〜ｖ５を算出する。より具体的には、第１積分部２３Ａは速度ｖ１を算出し、第２積分部２３Ｂは速度ｖ２を算出し、第３積分部２３Ｃは速度ｖ３を算出し、第４積分部２３Ｄは速度ｖ４を算出し、第５積分部２３Ｅは速度ｖ５を算出する。そして、積分部２３は、算出した速度ｖ１〜ｖ５の値によって、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１〜ｖ５の値を更新する。

【0079】

第１管理部２５Ａ〜第５管理部２５Ｅ（「管理部２５」または「第ｉ管理部２５」ということがある）は、第１積分部２３Ａ〜第５積分部２３Ｅが算出している速度ｖ１〜ｖ５の値の上昇の規制（リセット）を行う。別の観点では、管理部２５は、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１〜ｖ５の値を初期値によって更新する。

【0080】

より具体的には、第１管理部２５Ａは、周期Ｔ１毎に、速度ｖ１の値が閾値ｖｔ１未満か否か判定し、閾値ｖｔ１未満と判定したときは、速度ｖ１の値をリセットする。

【0081】

また、２以上のｉ（ｉ＝２〜５）について、第ｉ管理部２５は、周期Ｔｉ毎に、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満か否か判定し、閾値ｖｔｉ未満と判定したときは、速度ｖｉの値をリセットする。

【0082】

総合管理部２７は、周期Ｔａ毎に、速度ｖ５の値が閾値ｖｔａ未満か否か判定し、閾値ｖｔａ未満と判定したときは、速度ｖ１〜ｖ５の値をリセットする。別の観点では、総合管理部２７は、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１〜ｖ５の値を初期値によって更新する。

【0083】

１回積分出力部２９は、第１積分部２３Ａが算出している速度ｖ１の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値）を所定の周期（例えばサンプリング周期Ｔｓ）で出力する。出力された速度ｖ１の値は、例えば、慣性航法装置によって移動体の速度制御に利用される。

【0084】

２回積分部３１は、第１積分部２３Ａが算出している速度ｖ１の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値）を時間積分して位置を示す値を算出する。そして、２回積分部３１は、算出した位置の値によって、ＲＡＭ１１に記憶されている位置の値を更新する。なお、位置の値の算出に係る時間刻みは、速度の値の算出に係る時間刻みΔｔと同一であってもよいし、異なっていてもよい。以下では、同一の場合を例に取る。

【0085】

２回積分出力部３３は、２回積分部３１が算出している位置の値（ＲＡＭ１１に記憶されている位置を示す値）を所定の周期（例えばサンプリング周期Ｔｓ）で出力する。出力された位置の値は、例えば、慣性航法装置によって移動体の位置制御に利用される。

【0086】

（処理手順）
図７は、上述した補正方法を実現するために情報処理装置５（ＣＰＵ７）が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【0087】

図７の処理は、例えば、情報処理装置５の電源投入後、所定のサンプリング周期Ｔｓ（時間刻みΔｔ）で繰り返し実行される。図７では、Ｔ２〜Ｔ５＝Ｔｓであり、Ｔ１がＴｓの２倍以上の整数倍である場合を例にとる。

【0088】

特に図示しないが、図７の処理が開始されると、例えば、周期Ｔｓ、Ｔ１〜Ｔ５およびＴａに対応する複数のタイマが構築され、当該タイマは、ゼロから、自己に設定された周期の値までの計数を繰り返す。これにより、周期Ｔｓ、Ｔ１〜Ｔ５およびＴａが経過したか否かが繰り返し判定可能となる。タイマは、互いに同一の長さの複数の周期間で共通化されてよい。

【0089】

なお、ここでは、Ｔ２〜Ｔ５＝Ｔｓを例に取り、また、図７は、全体の処理が周期Ｔｓで繰り返されることを前提として描かれている。従って、以下の説明から理解されるように、周期ＴｓおよびＴ２〜Ｔ５が経過したか否かの判定は図７に現れていない。

【0090】

ステップＳＴ１では、情報処理装置５は、センサ３から加速度ａの値を取得する。別の観点では、ステップＳＴ１では、ＲＡＭ１１に記憶されている加速度ａの値が更新される。

【0091】

ステップＳＴ２では、情報処理装置５は、ステップＳＴ１で取得した加速度ａの値を時間積分して速度ｖ１の値を算出する。別の観点では、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値が更新される。

【0092】

速度ｖ１の計算方法（計算式）は適宜なものとされてよいが、例えば、ｖ１＝ｖ１＋ａ×Δｔである。右辺のｖ１は、ステップＳＴ２を実行する直前までの速度ｖ１の値であり、左辺のｖ１は速度ｖ１の新しい値である。なお、電源投入後、初めてステップＳＴ２が実行される場合、右辺のｖ１の値は、不図示の初期化処理によって設定された値（例えばゼロ）である。２回目以降は、図７の処理の前回までのループにおいて計算された値（リセットされた値を含む）である。

【0093】

ステップＳＴ２と同様に、ステップＳＴ３では速度ｖ２の値が算出され、ステップＳＴ４では速度ｖ３の値が算出され、ステップＳＴ５では速度ｖ４の値が算出され、ステップＳＴ６では速度ｖ５の値が算出される。別の観点では、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ２〜ｖ５の値が更新される。計算式、初回の右辺の値、および２回目以降の右辺の値も、ｖ１がｖ２〜ｖ５に置き換えられること等を除いて、上記のステップＳＴ２と同様である。

【0094】

ステップＳＴ７では、情報処理装置５は、現在の速度ｖ１の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値）が閾値ｖｔ１未満という条件と、周期Ｔ１が到来したという条件との双方が成立したか否か判定する。なお、周期Ｔ１が図７の処理のサイクル（周期Ｔｓ）の整数倍でないときは、周期Ｔ１が経過した場合も周期Ｔ１が到来した場合に含まれる。情報処理装置５は、肯定判定のときはステップＳＴ８に進み、否定判定のときはステップＳＴ８をスキップしてステップＳＴ９に進む。

【0095】

ステップＳＴ８では、情報処理装置５は、速度ｖ１の値をリセットする。別の観点では、情報処理装置５は、ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値を初期値によって更新する。初期値は、既に述べたように、ゼロであってもよいし、ゼロでなくてもよい。例えば、初期値としてａ×Δｔを用いてもよい（ｖ１＝ａ×Δｔとしてよい。）。

【0096】

ステップＳＴ９では、情報処理装置５は、現在の速度ｖ１の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値）が閾値ｖｔ２未満か否か判定する。情報処理装置５は、肯定判定のときはステップＳＴ１０に進み、否定判定のときはステップＳＴ１０をスキップしてステップＳＴ１１に進む。

【0097】

ステップＳＴ１０では、情報処理装置５は、ステップＳＴ８における速度ｖ１のリセットと同様にして、速度ｖ２のリセットを行う。初期値として、ゼロに代えてａ×Δｔが用いられてよいことも同様である。

【0098】

ステップＳＴ１１〜ＳＴ１６では、情報処理装置５は、ステップＳＴ９およびＳＴ１０と同様の処理を、速度ｖ３〜ｖ５について行う。

【0099】

ステップＳＴ１７では、現在の速度ｖ５の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ５の値）が閾値ｖｔａ未満という条件と、周期Ｔａが到来したという条件との双方が成立したか否か判定する。なお、周期Ｔａが図７の処理のサイクル（周期Ｔｓ）の整数倍でないときは、周期Ｔａが経過した場合も周期Ｔａが到来した場合に含まれる。情報処理装置５は、肯定判定のときはステップＳＴ１８に進み、否定判定のときはステップＳＴ１８をスキップしてステップＳＴ１９に進む。

【0100】

ステップＳＴ１８では、情報処理装置５は、速度ｖ１〜ｖ５の全ての値をリセットする。この処理は、ステップＳＴ８、ＳＴ１０、ＳＴ１２、ＳＴ１４およびＳＴ１６と同様である。ゼロに代えてａ×Δｔが用いられてよいことも同様である。なお、図７の処理の例では、速度ｖ１をリセットすれば、次のループでＳＴ１０、ＳＴ１２、ＳＴ１４およびＳＴ１６において速度ｖ２〜ｖ５もリセットされる蓋然性が高いから、速度ｖ１をリセットするだけであってもよい。

【0101】

ステップＳＴ１９では、情報処理装置５は、現在の速度ｖ１の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ１の値）を時間積分して位置ｐｏｓの値を算出する。別の観点では、ＲＡＭ１１に記憶されている位置ｐｏｓの値が更新される。

【0102】

位置ｐｏｓの計算方法（計算式）は適宜なものとされてよいが、例えば、ｐｏｓ＝ｐｏｓ＋ｖ１×Δｔである。右辺のｐｏｓは、ステップＳＴ１９を実行する直前までの位置ｐｏｓの値であり、左辺のｐｏｓは位置ｐｏｓの新しい値である。なお、電源投入後、初めてステップＳＴ１９が実行される場合、右辺のｐｏｓの値は、不図示の初期化処理によって設定された値（例えばゼロまたは原点位置）である。２回目以降は、図７の処理の前回までのループにおいて計算された値（リセットされた値を含む）である。

【0103】

なお、ステップＳＴ１はデータ取得部２１に対応する。ステップＳＴ２〜ＳＴ６は第１積分部２３Ａ〜第５積分部２３Ｅに対応する。ステップＳＴ７およびＳＴ８は第１管理部２５Ａに対応する。ステップＳＴ９およびＳＴ１０は第２管理部２５Ｂに対応する。ステップＳＴ１１およびＳＴ１２は第３管理部２５Ｃに対応する。ステップＳＴ１３およびＳＴ１４は第４管理部２５Ｄに対応する。ステップＳＴ１５およびＳＴ１６は第５管理部２５Ｅに対応する。ステップＳＴ１７およびＳＴ１８は総合管理部２７に対応する。ステップＳＴ１９は２回積分部３１に対応する。

【0104】

以上のとおり、本実施形態では、情報処理装置５は、ｎ個（本実施形態ではｎ＝５である。）の第ｉ積分部２３と（ただし、ｎは２以上の整数であり、ｉは１以上ｎ以下の整数である。）、ｎ個の第ｉ管理部２５と、総合管理部２７とを有している。第ｉ積分部２３は、継続的に入力されている加速度ａの値を時間積分して第２物理量としての速度ｖｉの値を継続的に算出可能である。第１管理部は、所定の周期Ｔ１毎に、第１積分部２３Ａが算出している加速度ａの値が所定の閾値ｖｔ１未満であるか否か判定し（ステップＳＴ７）、閾値Ｖｔ１未満であると判定した場合は、第１積分部２３Ａが算出している速度ｖ１の値をリセットする（ステップＳＴ８）。２以上のｉについて、第ｉ管理部２５は、所定の周期Ｔｉ毎に、第ｉ−１積分部２３が算出している速度ｖｉの値が所定の閾値ｖｔｉ未満であるか否か判定し（ステップＳＴ９、ＳＴ１１、ＳＴ１３およびＳＴ１５）、閾値ｖｔｉ未満と判定した場合は、第ｉ積分部２３が算出する速度ｖｉの値の上昇を規制する（ステップＳＴ１０、ＳＴ１２、ＳＴ１４およびＳＴ１６）。総合管理部２７は、少なくとも周期Ｔ１よりも長い周期Ｔａ毎に、第ｎ積分部２３（第５積分部２３Ｅ）が算出している速度ｖ５の値が所定の閾値ｖｔａ未満であるか否か判定し（ステップＳＴ１７）、閾値ｖｔａ未満であると判定した場合は、第１積分部２３Ａが算出している速度ｖ１の値をリセットする（ステップＳＴ１８）。

【0105】

従って、図２〜図４を参照して説明した速度ｖの補正方法が実現され、ひいては、既に述べた当該補正方法の作用および効果が得られる。

【0106】

また、本実施形態では、２以上のｉについて、第ｉ管理部２５は、第ｉ−１積分部２３が算出している第２物理量としての速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満であると判定した場合に、第ｉ積分部２３が算出している速度ｖの値をリセットする（ステップＳＴ１０、ＳＴ１２、ＳＴ１４およびＳＴ１６）ことにより、第ｉ積分部２３が算出する速度ｖｉの値の上昇を規制する。

【0107】

従って、例えば、後述する変形例との比較により理解されるように、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達する直前の、速度ｖ（ｉ−１）がリセットされる周期未満の期間における加速度ａが速度ｖｉに加味される（図２のＰ１２参照）。その結果、例えば、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達する直前の加速度ａを過小評価してしまうおそれが低減される。ひいては、例えば、静止状態から移動状態へ移行するときの速度情報が静止状態における速度の誤差と判定されるおそれが低減される。

【0108】

また、本実施形態では、上記のようにリセットによって速度ｖｉの値の上昇を規制する方法が採用され、かつ、２以上のｉについて、周期Ｔｉは、周期Ｔ（ｉ−１）以下（例えばＴｉ＝Ｔ（ｉ−１））である。

【0109】

従って、例えば、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達したことを早期に検出して、速度ｖｉのリセット解除に反映することができる。その結果、例えば、上記の、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達する直前の加速度ａを過小評価してしまうおそれが低減される効果が好適に奏される。

【0110】

さらに、本実施形態では、全ての第ｉ積分部２３は、所定のサンプリング周期Ｔｓ毎に第２物理量としての速度ｖｉの値を算出する。周期Ｔ１は、サンプリング周期Ｔｓの２倍以上の倍数である。２以上のｉについて、周期Ｔｉは、サンプリング周期Ｔｓと同一である。

【0111】

従って、例えば、速度ｖ１を好適な周期Ｔ１でリセットしつつ、最大限の早さで速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達したことを検出できる。その結果、例えば、上記の、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉに到達する直前の加速度ａを過小評価してしまうおそれが低減される効果がさらに増大する。

【0112】

また、本実施形態では、ｎ（複数階層の速度ｖｉの数）は３以上である。

【0113】

従って、例えば、最前層の速度ｖ１の値が直接的に最後層の速度ｖ５の値の上昇の規制に影響するのではなく、その間に他の階層の速度ｖ２〜ｖ４が存在する。その結果、例えば、誤差によって加速度ａが振動するような場合において、その誤差が最後層の速度ｖ５に及ぼす影響が緩和される。その結果、例えば、好適に速度ｖ５に基づく速度ｖ１のリセットを行うことができる。

【0114】

（変形例に係る積分値の補正方法）
図８は、変形例に係る積分値の補正方法を説明するための図２と同様の図である。なお、以下では、主として、上記の実施形態との相違部分について述べる。特に言及がない事項については、上記の実施形態と同様とされてよい。例えば、閾値ｖｔｉおよびｖｔａは、互いに異なっていてもよいし、互いに同一であってもよい。

【0115】

実施形態では、２以上のｉについて、速度ｖｉの値が常に算出された。そして、速度ｖｉの値は、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満の間において繰り返しリセットされ、これにより、上昇が規制された。一方、図８に示す変形例においては、２以上のｉについて、速度ｖｉの値は、速度ｖ（ｉ−１）の値が閾値ｖｔｉ未満の間において算出が禁止され、これにより、上昇が規制される。

【0116】

また、実施形態では、周期Ｔ２〜Ｔ５が周期Ｔ１よりも短い場合を例にとった。一方、本変形例では、周期Ｔ２〜Ｔ５が周期Ｔ１と同一である場合を例に取る。換言すれば、本変形例では、１以上の全てのｉについて、周期Ｔｉが互いに同一の場合を例に取る。

【0117】

ただし、本変形例においても、２以上の全てのｉについて、周期Ｔｉは、周期Ｔ（ｉ−１）よりも短くてもよいし、長くてもよい。また、本変形例では、例えば、２以上のｉについて、周期Ｔｉは、周期Ｔ（ｉ−１）以上とされてよい。

【0118】

周期Ｔｉは、実施形態と同様に、周期Ｔｓと同一の長さであってもよいし、周期Ｔｓよりも長くてもよい。本変形例の説明では、周期Ｔｉが周期Ｔｓよりも長い場合を例に取る。具体的には、例えば、周期Ｔｉは周期Ｔｓの２倍以上の倍数である。

【0119】

上記のような相違により、例えば、図８では、速度ｖｉの値の変化は、以下のようになっている。

【0120】

速度ｖ１の値の変化（線Ｌ４１）は、図２に例示した速度ｖ１の値の変化と同様である。すなわち、速度ｖ１の値は、最初の周期Ｔ１経過時においては、閾値ｖｔ１未満であることから、当該時点においてリセットされる。次の周期Ｔ１経過時においては、速度ｖ１の値は、閾値ｖｔ１以上であることから（点Ｐ４１参照）、リセットされず、加速度ａに基づく更新が継続される。

【0121】

最初の周期Ｔ２（＝Ｔ１）経過時において、速度ｖ１の値（線Ｌ４１）は、閾値ｖｔ２未満であることから、速度ｖ２の値（線Ｌ４２）の算出は禁止される。従って、次（２つ目）の周期Ｔ２において、速度ｖ２の値は、初期値としての一定の値（例えばゼロ）に維持される。

【0122】

２つ目の周期Ｔ２の経過時において、速度ｖ１の値は、閾値ｖｔ２を超えている（点Ｐ４１）。従って、点Ｐ４１から引いた矢印ｙ４１で示すように、２つ目の周期Ｔ２の経過時において、速度ｖ２の値の算出が許容される。その結果、３つ目の周期Ｔ３以降においては、速度ｖ２の値は、加速度ａに基づいて算出されていく。

【0123】

最初の周期Ｔ３（＝Ｔ２）経過時において、速度ｖ２の値（線Ｌ４２）は、閾値ｖｔ３未満であることから、速度ｖ３の値（線Ｌ４３）の算出は禁止される。従って、次（２つ目）の周期Ｔ３において、速度ｖ３の値は、初期値としての一定の値（例えばゼロ）に維持される。２つ目の周期Ｔ３の経過時も同様に、速度ｖ３の値の算出は禁止されたままであり、次（３つ目）の周期Ｔ３において、速度ｖ３の値はゼロに維持される。

【0124】

３つ目の周期Ｔ３の経過時において、速度ｖ２の値は、閾値ｖｔ３を超えている（点Ｐ４２）。従って、点Ｐ４２から引いた矢印ｙ４１で示すように、３つ目の周期Ｔ３の経過時において、速度ｖ３の値の算出が許容される。その結果、４つ目の周期Ｔ３以降においては、速度ｖ３の値は、加速度ａに基づいて算出されていく。

【0125】

以降、特に図示しないが、上記と同様に、速度ｖ４およびｖ５の算出の禁止または許容の判定が順次行われる。そして、加速度ａの値が、ある程度の長さに亘ってある程度の大きさであれば、速度ｖ５が上昇する。周期Ｔａ（時間閾値ｔｔ）において速度ｖ５が閾値ｖｔａ未満である場合に、速度ｖ１〜ｖ５がリセットされることは、実施形態と同様である。なお、周期Ｔａは、１からｎ−１までについての周期Ｔｉの総和以上の長さであり、例えば、１からｎまでについての周期Ｔｉの総和以上とされてよい。

【0126】

このような補正方法においても、実施形態と同様の効果が奏される。例えば、閾値ｖｔ１を比較的小さくして、移動体が静止状態から移動状態に移行するときに、速度ｖ１の値がリセットされてしまうおそれを低減できる。その一方で、時間閾値ｔｔにおいて速度ｖ５の値を評価することによって、静止状態において速度に生じた比較的大きな誤差が移動状態における速度の値と判定されてしまうおそれを低減できる。

【0127】

（比較例に係る積分値の補正方法との比較）
本変形例では、突発的に急激に変化する誤差の影響を複数階層の速度ｖｉによって吸収しやすくなる。具体的には、例えば、以下のとおりである。

【0128】

図９は、比較例に係る積分値の補正方法を説明するための図８と同様の図である。

【0129】

この比較例では、複数階層の速度の概念は導入されていない。従って、図１の比較例と同様に、１つのみの速度ｖの値（線Ｌ５１）が継続的に算出されている。そして、周期Ｔｃ１毎に、閾値ｖｔｃ１未満か否か判定される。閾値ｖｔｃ１未満と判定されたときは、矢印ｙ５１で示すように、速度ｖの値はリセットされる。一方、点Ｐ５１において示すように、閾値ｖｔｃ１未満でないと判定されたときは、速度ｖの値は、リセットされず、上昇していく。

【0130】

さらに、この比較例では、周期Ｔｃ１よりも長い周期Ｔｃ２毎に、速度ｖの値が、閾値ｖｔｃ１よりも大きい閾値ｖｔｃ２未満か否か判定される。そして、閾値ｖｔｃ２未満と判定されたときは、矢印ｙ５２で示すように、速度ｖの値はリセットされる。閾値ｖｔｃ２未満でないと判定されたときは（後述する線Ｌ５６の点Ｐ５６参照）、速度ｖの値は、リセットされず、上昇していく。

【0131】

このような比較例では、閾値ｖｔｃ１を比較的小さくして、移動体が静止状態から移動状態に移行するときに、速度ｖの値がリセットされてしまうおそれを低減できる。その一方で、閾値ｖｔｃ１よりも大きい閾値ｖｔｃ２も用いることによって、静止状態において速度に生じた比較的大きな誤差が移動状態における速度の値と判定されてしまうおそれが低減される。

【0132】

ここで、線Ｌ５５で示すように、速度ｖに突発的に非常に大きな誤差が生じたと仮定する。この場合、この誤差のみで速度ｖは、閾値ｖｔｃ１およびｖｔｃ２の双方を超えてしまう。

【0133】

また、線Ｌ５６で示すように、線Ｌ５５で示す誤差よりは小さいものの、速度ｖに突発的な誤差が生じたと仮定する。加速度ａの時間積分によって算出される速度ｖは、別の観点では、加速度ａの積算によって算出されているから、上記の突発的な誤差は速度ｖの値に含まれたままとなる。その結果、点Ｐ５６で示すように、突発的な誤差は、周期Ｔｃ２経過時における速度ｖが閾値ｖｔｃ２未満か否かの判定にも影響を及ぼしてしまう。

【0134】

一方、図８に戻って、線Ｌ４６で示すように、点Ｐ４６（点Ｐ４１）で示す時点よりも前において突発的な誤差が生じたと仮定する。しかし、この誤差が生じた周期Ｔ２における速度ｖ２の値の算出は禁止されていることから、当該誤差は、速度ｖ２の値の変化に現れない。そして、点Ｐ４１および点Ｐ４６から引いた矢印ｙ４１によって示されているように、速度ｖ２の値の変化は、突発的な誤差が生じた場合と生じていない場合とで同一となる。

【0135】

（変形例に係る慣性計測装置の構成および動作手順）
変形例に係る慣性計測装置の構成は、図５および図６に示したものと同様でよい。以下では、図５および図６の符号を参照することがある。ただし、変形例においては、２以上のｉについて、第ｉ管理部２５は、前の階層の速度ｖ（ｉ−１）に基づいて第ｉ積分部２３が算出している速度ｖｉの値（別の観点ではＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖｉの値）をリセットするのではなく、第ｉ積分部２３による速度ｖｉの値の算出（別の観点ではＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖｉの値の更新）を禁止（または許容）する。

【0136】

図１０は、上述した変形例に係る補正方法を実現するために情報処理装置５（ＣＰＵ７）が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【0137】

この処理も図７の処理と同様に、例えば、情報処理装置５の電源投入後、所定のサンプリング周期Ｔｓ（時間刻みΔｔ）で繰り返し実行される。この例では、Ｔ１〜Ｔ５＞Ｔｓである。

【0138】

図１０において、図７で説明したステップと同一のステップについては、図７で用いた符号を用いている。また、図１０では、速度ｖ２〜ｖ５に関する同様の処理の繰り返しについては、一部（速度ｖ３およびｖ４に関する部分）を省略して図示している。

【0139】

ステップＳＴ１およびＳＴ２は、図７のステップＳＴ１およびＳＴ２と同様である。

【0140】

ステップＳＴ３では、図７のステップＳＴ３と同様に、ステップＳＴ１で取得された加速度ａに基づいて速度ｖ２の値が更新される。ただし、情報処理装置５は、ステップＳＴ３の前のステップＳＴ２３において、速度ｖ２に対応付けられたフラグ２が立てられているか否かの判定を行う。そして、情報処理装置５は、肯定判定のときはステップＳＴ３を実行し、否定判定のときはステップＳＴ３をスキップする。このスキップにより、速度ｖ２の値の算出が禁止される（ＲＡＭ１１の速度ｖ２の値は更新されない。）。

【0141】

速度ｖ３〜ｖ５についても、速度ｖ２についてのステップＳＴ２３およびＳＴ３と同様の処理が行われる。すなわち、フラグｉが立てられているか否か判定され、肯定判定のときは速度ｖｉの値が更新され、否定判定のときは速度ｖｉの値は更新されない。なお、図１０では、速度ｖ３およびｖ４についての処理の図示は省略し、フラグ５に関する判定（ステップＳＴ２６）および速度ｖ５の算出（ステップＳＴ６）のみを図示している。

【0142】

ステップＳＴ７およびＳＴ８は、図７のステップＳＴ１およびＳＴ２と同様である。

【0143】

ステップＳＴ２９では、情報処理装置５は、速度ｖ１が閾値ｖｔ２以上であるという条件と、周期Ｔ２が到来したという条件（既述のように周期Ｔ２の経過を含んでよい）との双方が成立したか否か判定する。そして、情報処理装置５は、肯定判定のときはステップＳＴ３０に進み、否定判定のときはステップＳＴ３０をスキップする。なお、ステップＳＴ２９の判定は、肯定と否定とが逆であるが、周期Ｔ２毎に、速度ｖ１が閾値ｖｔ２未満であるか否かを判定していることに相当する。

【0144】

ステップＳＴ３０では、情報処理装置５は、フラグ２を立てる。これにより、次のループにおいては、ステップＳＴ２３において肯定判定がなされ、ステップＳＴ３の速度ｖ２の算出が行われる。

【0145】

速度ｖ３〜ｖ５についても、速度ｖ２についてのステップＳＴ２９およびＳＴ３０と同様の処理が行われる。すなわち、速度ｖ（ｉ−１）が閾値ｖｔｉ以上であるという条件と、周期Ｔｉが到来したという条件との双方が成立したか否か判定され、肯定判定のときはフラグｉが立てられ、否定判定のときはフラグｉは立てられない。なお、図１０では、速度ｖ３およびｖ４についての処理の図示は省略し、閾値ｖｔ５を用いた判定（ステップＳＴ３５）およびフラグ５の設定（ステップＳＴ３６）のみを図示している。

【0146】

ステップＳＴ１７およびＳＴ１８は、図７のステップＳＴ１１およびＳＴ１８と同様である。

【0147】

ステップＳＴ３９は、ステップＳＴ１８と同様に、ステップＳＴ１７によって実行の要否が判定される。そして、ステップＳＴ１７において、現在の速度ｖ５の値（ＲＡＭ１１に記憶されている速度ｖ５の値）が閾値ｖｔａ未満という条件と、周期Ｔａが到来したという条件との双方が成立したときは、フラグ２〜５は降ろされる。これにより、ステップＳＴ３等における速度ｖ２〜ｖ５の算出が禁止される。

【0148】

なお、ステップＳＴ２３、ＳＴ２９およびＳＴ３０は第２管理部２５Ｂに対応する。ステップＳＴ２６、ＳＴ３５およびＳＴ３６は第５管理部２５Ｅに対応する。また、ステップＳＴ３の速度ｖ２の値の算出過程の少なくとも一部を行いつつも、最終的な算出結果を、最終的に速度ｖ２の値を記憶させるべき記憶領域に記憶させないような処理も、速度ｖ２の値の算出の禁止に含まれる。

【0149】

以上のとおり、本変形例においても、情報処理装置５は、データ取得部２１と、ｎ個の第ｉ積分部２３と、ｎ個の第ｉ管理部２５と、総合管理部２７とを有している。２以上のｉについて、第ｉ管理部２５は、所定の周期Ｔｉ毎に、第ｉ−１積分部２３が算出している速度ｖｉの値が所定の閾値ｖｔｉ未満であるか否か判定し（ステップＳＴ２９およびＳＴ３５等）、閾値ｖｔｉ未満と判定した場合は、第ｉ積分部２３が算出する速度ｖｉの値の上昇を規制する（ステップＳＴ２３の否定判定等）。そして、総合管理部２７は、少なくとも周期Ｔ１よりも長い周期Ｔａ毎に、第５積分部２３Ｅが算出している速度ｖ５の値が所定の閾値ｖｔａ未満であるか否か判定し（ステップＳＴ１７）、閾値ｖｔａ未満であると判定した場合は、第１積分部２３Ａが算出している速度ｖ１の値をリセットする（ステップＳＴ１８）。従って、既に述べたように、第１実施形態と同様の効果が奏される。

【0150】

また、本実施形態では、２以上のｉについて、第ｉ管理部２５は、第ｉ−１積分部２３が算出している第２物理量としての速度ｖｉ−１の値が所定の第ｉ閾値未満であると判定した場合に、第ｉ積分部による速度ｖｉの値の算出を禁止することにより（ステップＳＴ２３の否定判定等）、第ｉ積分部２３が算出する速度ｖｉの値の上昇を規制する。

【0151】

従って、例えば、図８および図９を参照して説明したように、突発的な誤差が生じたときに、当該誤差が、まだ算出が許容されていない階層の速度に現れにくい。その結果、そのような突発的な誤差が生じた場合においても、時間閾値ｔｔにおける判定を適切に行うことができる。ひいては、例えば、突発的な誤差によって静止状態が移動状態とみなされるおそれが低減される。

【0152】

また、本実施形態では、上記のような規制方法を採用し、かつ、２以上のｉについて、周期Ｔｉは、周期Ｔ（ｉ−１）以上である。

【0153】

この場合、例えば、周期Ｔｉが比較的長いから、速度ｖ（ｉ−１）に突発的な誤差が生じたときに、当該誤差が速度ｖｉにより現れにくくなる。すなわち、上記の突発的な誤差の影響を低減する効果が増大する。

【0154】

また、本実施形態では、全ての第ｉ積分部２３は、所定のサンプリング周期Ｔｓ毎に第２物理量としての速度ｖｉの値を算出する。全てのｉについて、周期Ｔｉは、サンプリング周期Ｔｓよりも長い。

【0155】

従って、例えば、高精度に速度ｖｉを算出しつつも、突発的な誤差が最後層の速度ｖ５の値に及ぼす影響を低減することができる。

【0156】

また、本実施形態では、複数階層の速度の数ｎは３以上である。

【0157】

従って、例えば、突発的な誤差が複数回生じた場合においても、当該誤差が最後層の速度ｖ５に現れるおそれを低減することができる。

【0158】

なお、以上の実施形態および変形例において、周期Ｔ１〜Ｔ５は第ｉ周期の一例である。周期Ｔａは総合周期の一例である。閾値ｖｔ１〜ｖｔ５は第ｉ閾値の一例である。閾値ｖｔａは総合閾値の一例である。

【0159】

本発明は、以上の実施形態および変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

【0160】

第１物理量および第２物理量は、第１物理量を時間積分して第２物理量が得られる関係であれば、どのような物理量であってもよく、加速度および速度に限定されない。例えば、既に言及したように、第１物理量および第２物理量は、速度および位置であってもよいし、角速度および角度であってもよい。そして、複数階層の第２物理量（例えば、複数階層の位置、複数階層の角度）の概念を導入し、実施形態と同様の処理を行ってよい。

【0161】

第１物理量の値は、センサによって検出されるものに限定されず、演算によって算出されたものであってもよい。例えば、情報処理装置５によって算出された速度ｖ（例えば速度ｖ１）を第１物理量とし、この時間積分によって位置ｐｏｓを算出するに際して、情報処理装置５と同様に、複数階層の位置の概念を導入してもよい。

【符号の説明】

【0162】

１…慣性計測装置、５…情報処理装置、２３Ａ…第１積分部、２３Ｂ…第２積分部、２３Ｃ…第３積分部、２３Ｄ…第４積分部、２３Ｅ…第５積分部、２５Ａ…第１管理部、２５Ｂ…第２管理部、２５Ｃ…第３管理部、２５Ｄ…第４管理部、２５Ｅ…第５管理部、２７…総合管理部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】