物理量测量装置以及物理量测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种响应性好且能够高效地去除从物理量信号输出装置输出的信号所包含的噪声成分来进行高精度的物理量测量的物理量测量装置以及物理量测量方法。本发明专利技术的物理量测量装置(20)根据从物理量信号输出装置(21)输出的基于物理量的信号来测量物理量。校正信号输出部(33)根据在某个测定时刻得到的基于物理量的信号、在测定时刻之前得到的校正信号以及滤波器系数来输出新的校正信号。大小关系判定部(31)判定基于物理量的信号与在测定时刻之前得到的校正信号的大小关系。第一滤波器系数输出部(32)基于多个上述大小关系来输出第一滤波器系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，更详细地说，涉及一种根据从物理量信号输出装置输出的基于物理量的信号来测量物理量的。特别涉及一种能够应用于电子罗盘的。
技术介绍
一般来说，作为物理量测量装置，例如速度传感器、加速度传感器、角速度传感器、磁传感器、地磁传感器、方位角传感器、电子罗盘、温度传感器、压力传感器等已众所周知。它们分别对从用于得到来自外部的信息的物理量信号输出装置输出的、基于物理量的信号实施规定的信号处理，由此来测量目标物理量。麦克风是探测声音即空气的振动的传感器，也包含在物理量测量装置中。 在此，从物理量信号输出装置输出的信号中有时会包含与目标物理量无关的噪声信号，通过进行从由物理量信号输出装置输出的信号中降低噪声信号的校正能够更高精度地测量目标物理量。作为从由物理量信号输出装置输出的信号中去除噪声信号的方法，例如已知基于速度大于第一滤波器的速度的第二滤波器的输出信号来更新第一滤波器的系数的方法等。 图1是用于说明以往的物理量测量装置的框图，记载于专利文献I的图12。专利文献I所记载的物理量测量装置涉及一种适用于麦克风阵列处理装置的信号处理装置，在声音识别装置、电视会议装置等中为了输入声音而使用麦克风阵列，该麦克风阵列处理装置用于抑制干扰杂音并提取目标信号的声音，第一自适应滤波器I包括:滤波器部11-1，其对参照信号X进行滤波运算来得到输出信号yl ;减法器12-1，其使期望响应d减去滤波器部11-1的输出信号来得到误差信号el ;以及自适应模式控制部14-1和滤波器更新运算部15-1，其基于参照信号X和误差信号el来更新滤波器部11-1的滤波器系数。该第一自适应滤波器I的输出信号即为信号处理装置的输出。 另外，第二自适应滤波器2构成为一般的利用NLMS算法的自适应滤波器，包括:滤波器部11-2，其对参照信号X进行滤波运算来得到输出信号y2 ;减法器12-2，其使期望响应d减去滤波器部11-2的输出信号12来得到误差信号e2 ;以及滤波器更新运算部15_2，其基于参照信号X和误差信号e来进行滤波器更新运算。 在此，第二自适应滤波器2被设定成自适应速度高于第一自适应滤波器I的自适应速度，基于第二自适应滤波器2的输出信号功率，在自适应模式控制部14-1中控制第一自适应滤波器I的自适应速度。 通过这种结构，能够实现使用了如下自适应滤波器的信号处理装置:不会使目标信号失真或者对背景杂音进行自适应，能够进行可靠的自适应动作。 另外，例如，专利文献2的记载涉及一种方位信息装置，其具备三维的磁传感器以及与该磁传感器的姿势对应的姿势数据，基于获取到磁传感器数据的时间点的上述姿势数据，来选择对根据磁传感器数据和姿势数据导出的方位角数据进行平滑化的平滑化滤波器的平滑化强度。 并且，专利文献3的记载也涉及一种方位信息装置，其基于紧挨着当前之前得到的地磁强度的信息和当前的地磁强度的信息或者基于紧挨着当前之前得到的方位信息和当前的方位信息来选择方位计算的算法，公开了一种使磁噪声的影响降低的电子罗盘。 专利文献1:日本特开2007-124678号公报 专利文献2:日本特开2008-164514号公报 专利文献3:美国专利第7328105号说明书(BI)
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，在上述的专利文献I所公开的使用自适应滤波器的信号处理装置中，构成为基于由第二自适应滤波器进行滤波器更新运算所得的结果的输出功率来控制得到系统输出的第一自适应滤波器的自适应模式，因此除了用于第一自适应滤波器的自适应的时间以外，还需要用于第二自适应滤波器的自适应的时间，从而存在若是急剧的信号变化则响应性的降低变得明显的问题 。 另外，在专利文献2中，根据磁传感器的姿势来选择方位角数据的平滑化滤波器的平滑化强度，根据姿势不同而需要增强平滑化的强度，因此信号处理需要时间，从而存在若是急剧的信号变化则响应性的降低变得明显的问题。 并且，在专利文献3中，在地磁强度小的情况下，为了抑制杂音会将平滑化强度选为强的值，从而存在若是急剧的信号变化则滤波器的响应性的降低变得明显的问题。另外，在磁传感器的朝向进行缓慢而连续的变化的情况下，即，在紧挨着当前之前得到的方位信息与当前的方位信息之差小的状况连续地出现的情况下，会判定为方位信息未变化而将平滑化强度固定为强的值，导致方位的跟踪性变差，作为结果存在会观测到方位角的误差的问题。 也就是说，在从由物理量信号输出装置输出的信号中去除噪声信号时，如果逐次地完全去除所有噪声则能够高精度地测量目标物理量，但是存在会招致响应性降低的问题。 本专利技术是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种响应性好且能够高效地去除从物理量信号输出装置输出的信号所包含的噪声成分来进行高精度的物理量测量的。 用于解决问题的方案 本【专利技术者】们为了解决上述问题而专心探讨，结果发现了利用具有以下结构要件的所记载的专利技术能够解决上述问题，从而完成本专利技术。 本专利技术是为了达成这种目的而完成的，是一种物理量测量装置(20、40、60)，具备根据从物理量信号输出装置(21、41、61)输出的基于物理量的信号来运算物理量的物理量运算装置(22、42、62)，该物理量测量装置的特征在于，上述物理量运算装置(62)具备:变动状态估计部(71a)，其估计上述物理量信号输出装置(61)所检测的物理量的变动状态；滤波器系数输出部(71b)，其基于由该变动状态估计部(71a)估计出的变动状态来决定滤波器系数并输出该滤波器系数；以及校正信号输出部(73)，其基于由该滤波器系数输出部(71b)输出的滤波器系数以及从上述物理量信号输出装置(61)输出的输出值,来输出该输出值的校正值。(图9) 另外，特征在于，上述变动状态估计部(71a)具有:第一变动状态估计部，其基于在多个测定时刻得到的物理量的分布状态来估计物理量的变动状态；以及第二变动状态估计部，其根据在某个测定时刻得到的基于物理量的信号以及在接近该测定时刻的测定时刻得到的基于物理量的信号，来估计物理量的变动状态，上述滤波器系数输出部(71b)基于由上述第一变动状态估计部或上述第二变动状态估计部估计出的物理量的变动状态来决定滤波器系数并输出该滤波器系数。 另外，特征在于，上述第二变动状态估计部具有判定物理量的变动量是否小于规定的阈值的变动状态判定部，上述第一变动状态估计部根据来自上述变动状态判定部(71a)的判定结果，基于上述在多个测定时刻得到的物理量的分布状态来估计物理量的变动状态。 另外，特征在于，上述滤波器系数输出部(71b)具有:第一滤波器系数输出部(32、52),其基于上述第一变动状态估计部来输出第一滤波器系数；第二滤波器系数输出部(55)，其基于上述第二变动状态估计部来输出第二滤波器系数；以及滤波器系数选择部 (56)，其选择上述第一滤波器系数和上述第二滤波器系数中的某一方作为上述滤波器系数。 另外，特征在于，上述校正信号输出部(73)根据在某个测定时刻得到的基于物理量的信号、在上述测定时刻之前得到的校正信号以及滤波器系数，来输出新的校正信号，上述变动状态估计部(71a)具备判定上述基于物理量的信号与在上述测定时刻之前得到的校正信号的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理量测量装置，具备根据从物理量信号输出装置输出的基于物理量的信号来运算物理量的物理量运算装置，该物理量测量装置的特征在于，上述物理量运算装置具备：变动状态估计部，其估计上述物理量信号输出装置所检测的物理量的变动状态；滤波器系数输出部，其基于由该变动状态估计部估计出的变动状态来决定滤波器系数并输出该滤波器系数；以及校正信号输出部，其基于由该滤波器系数输出部输出的滤波器系数以及从上述物理量信号输出装置输出的输出值，来输出该输出值的校正值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.02 JP 2012-020652;2012.11.29 JP 2012-260841.一种物理量测量装置，具备根据从物理量信号输出装置输出的基于物理量的信号来运算物理量的物理量运算装置，该物理量测量装置的特征在于， 上述物理量运算装置具备: 变动状态估计部，其估计上述物理量信号输出装置所检测的物理量的变动状态； 滤波器系数输出部，其基于由该变动状态估计部估计出的变动状态来决定滤波器系数并输出该滤波器系数；以及 校正信号输出部，其基于由该滤波器系数输出部输出的滤波器系数以及从上述物理量信号输出装置输出的输出值，来输出该输出值的校正值。2.根据权利要求1所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述变动状态估计部具有: 第一变动状态估计部，其基于在多个测定时刻得到的物理量的分布状态来估计物理量的变动状态；以及 第二变动状态估计部，其根据在某个测定时刻得到的基于物理量的信号以及在接近该测定时刻的测定时刻得到的基于物理量的信号，来估计物理量的变动状态， 上述滤波器系数输出部基于由上述第一变动状态估计部或上述第二变动状态估计部估计出的物理量的变 动状态来决定滤波器系数并输出该滤波器系数。3.根据权利要求2所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述第二变动状态估计部具有判定物理量的变动量是否小于规定的阈值的变动状态判定部，上述第一变动状态估计部根据来自上述变动状态判定部的判定结果，基于上述在多个测定时刻得到的物理量的分布状态来估计物理量的变动状态。4.根据权利要求2或3所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述滤波器系数输出部具有: 第一滤波器系数输出部，其基于上述第一变动状态估计部来输出第一滤波器系数；第二滤波器系数输出部，其基于上述第二变动状态估计部来输出第二滤波器系数；以及滤波器系数选择部，其选择上述第一滤波器系数和上述第二滤波器系数中的某一方作为上述滤波器系数。5.根据权利要求1所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述校正信号输出部根据在某个测定时刻得到的基于物理量的信号、在上述测定时刻之前得到的校正信号以及滤波器系数，来输出新的校正信号， 上述变动状态估计部具备判定上述基于物理量的信号与在上述测定时刻之前得到的校正信号的大小关系的大小关系判定部， 上述滤波器系数输出部具备基于多个上述大小关系来输出第一滤波器系数的第一滤波器系数输出部。6.根据权利要求5所述的物理量测量装置，其特征在于，还具备: 差值计算部，其计算在某个测定时刻得到的基于物理量的信号与在上述测定时刻之前得到的校正信号的差值或者计算在上述测定时刻之前且互不相同的时间点得到的校正信号的差值； 第二滤波器系数输出部，其基于由该差值计算部计算出的上述差值来输出第二滤波器系数；以及滤波器系数选择部，其选择上述第一滤波器系数和上述第二滤波器系数中的某一方作为上述滤波器系数。7.根据权利要求5或6所述的物理量测量装置，其特征在于， 当在期望周期中，上述基于物理量的信号与上述校正信号的大小关系偏向于相对大和相对小中的任一方的情况下，上述第一滤波器系数输出部把能够增大上述基于物理量的信号对上述新的校正信号的贡献度的系数作为第一滤波器系数输出， 在上述基于物理量的信号与上述校正信号的大小关系不存在相对的偏向时，上述第一滤波器系数输出部把能够增大上述校正信号对上述新的校正信号的贡献度的系数作为第一滤波器系数输出。8.根据权利要求6或7所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述第二滤波器系数输出部根据在某个测定时刻得到的上述基于物理量的信号与紧挨着该测定时刻之前得到的校正信号的差值以及在某个测定时刻得到的上述基于物理量的信号与在比该测定时刻早两个时刻的时刻得到的校正信号的差值，来输出第二滤波器系数。9.根据权利要求6、7或8所述的物理量测量装置，其特征在于， 在上述基于物理量的信号与上述校正信号的差值相对大或者互不相同的校正信号的差值相对大的情况下，上述第二滤波器系数输出部把能够增大上述基于物理量的信号对上述新的校正信号的贡献度的系数作为第二滤波器系数输出， 在上述基于物理量的信号与上述校正信号的差值相对小或者互不相同的校正信号的差值相对小的情况下，上述第二滤波器系数输出部把能够增大上述校正信号对上述新的校正信号的贡献度的系数作为第二滤波器系数输出。10.根据权利要求4、6~9中的任一项所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述滤波器系数选择部选择第一滤波器系数和第二滤波器系数中的、使上述基于物理量的信号对上述新的校正信号的贡献度更大的一方。11.根据权利要求4、6~10中的任一项所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述校正信号输出部根据下述(I)式所表示的关系式来输出新的校正信号，上述滤波器系数选择部根据下述式(2)所表示的关系式来选择上述滤波器系数， Snew = aXSin+(l_a) XSold…(I)a = max (al、a2)…(2) 其中，Snew:新的校正信号；Sin:基于物理量的信号；Sold:校正信号；a:由滤波器系数选择部选择出的系数；al:第一滤波器系数；a2:第二滤波器系数。12.根据权利要求1~11中的任一项所述的物理量测量装置，其特征在于， 上述物理量信号输出装置具有物理量测量元件，该物理量测量元件输出测量目标物理量所需要的物理量信号。13.—种物理量测量方法，根据从物理量信号输出装置输出的基于物理量的信号来测量物理量，该物理量测量方法的特征在于，具有以下步骤: 检测步骤，由检测部检测基于物理量...

【专利技术属性】
技术研发人员：北浦崇弘，御子柴宪彦，
申请(专利权)人：旭化成微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP