专利名称：运动状态检测方法及运动状态检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了掌握诸如人等的运动状态所使用的运动状态检测方法及运动状态检测装置。
背景技术：
目前，根据对包括人等动物在内的物体的动作、即所谓的运动状态进行检测从而将该检测结果用于观察或者用于设备控制。在用于控制的设备中，具有汽车、飞机、船舶以及工业用机器人等涉及多个方面。一般来说，在运动状态的检测中，大多数使用加速度传感器或角速度传感器。这是由于为了用于设备的控制等而要求检测的准确性。因此，所使用的环境也是往往可以连续供电的环境，而传感器自身的功耗问题大多被搁延了。另外，目前，存在有一种被称作球形传感器(BalHensor)的传感器，其在用多个电极包围的空间中配置可动的导电球。该导电球由于基本位于该空间内的重力方向上，因而随着安装了该球形传感器的物体的倾斜方向或者动作的不同，对多个电极的接触方式也不同，由此，多个电极间分别成为导通状态或者非导通状态。因此，通过测定多个电极间的导通状态和非导通状态就能够检测安装了球形传感器的物体的倾斜方向或者动作。球形传感器由于是在成为导通状态时才耗电的传感器，因而耗电少。然而，由于检测精度是由导电球的大小和多个电极各自形状确定的，因而检测精度比上述的加速度传感器和角速度传感
ο如上所述，虽然有时检测精度与耗电量相反，而作为解决该问题之一的方法，存在有将检测精度高而耗电多的传感器部与检测精度低而耗电更少的传感器部进行组合的传感器装置。例如，在专利文献1中，提出了如下方案向用各自间被绝缘的三个电极包围的空间中放入导电性球体，通过振动等使导电性球体移动并接触电极，根据电极的变化来启动电振动检测单元，从而实现比预先使该电振动检测单元一直启动耗电少的振动检测装置。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平11-118587号公报然而，在专利文献1中，虽然只要通过导电性球体移动而不使电极间的导通状态变化，就不启动电振动检测单元，从而带来了省电，但是，由于测量是由电振动检测单元进行的，因而测量时决不会省电，而且，存在在电振动检测单元启动以前，无法进行振动的测量的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供能够实现以下的运动状态检测方法和运动状态检测装置的应用例或者实施方式。[应用例1]
根据本应用例之一运动状态检测方法，其特征在于，所述运动状态检测方法使用检测器，所述检测器根据物体的移动来检测导通状态或者非导通状态中的任一状态，所述运动状态检测方法包括第一处理，测量第一次数或者第二次数中的任一个，所述第一次数是每个单位时间内从所述导通状态向所述非导通状态变化的次数，所述第二次数是每个所述单位时间内从所述非导通状态向所述导通状态变化的次数；以及第二处理，将所述第一次数或者所述第二次数中的任一个作为变更判断值，并根据所述变更判断值进行所述单位时间的长度的改变，在所述运动状态检测方法中，并通过改变所述单位时间的长度来改变每个所述单位时间内的所述导通状态的时间比例或者每个所述单位时间内的所述非导通状态的时间比例。根据该方法，能够测量作为从导通状态向非导通状态的变化的次数的第一次数和作为从非导通状态向导通状态的变化的次数的第二次数中的任一个，并将第一次数和第二次数中的任一个作为变更判断值来变更单位时间的长度，从而变更每个单位时间内的导通状态的时间比例或者每个单位时间内的非导通状态的时间比例，并能够更准确地检测安装了检测器的对象物体的运动状态。作为检测导通状态或者非导通状态的检测器之一，而具有被称作球形传感器的检测器，其具有第一电极、第二电极以及在第一电极与第二电极之间可动的球状导电体。对于这种检测器来说，根据球状导电体的可动状态来确定第一电极与第二电极之间的导通状态和非导通状态。然而，根据对象物的运动状态，有时分不清是静止时还是尚未静止时。例如， 在检测器猛烈倾斜时，有时会发生球状导电体贴合在第一电极和第二电极中的任一个的状态，而此时的检测器的输出与接触于第一电极和第二电极中的任一个而静止时的检测器的输出相同。然而，这种检测器在剧烈地动作之后停止了时，在第一电极和第二电极之间可动的导电体不能够立即停止，在短暂的时间内，就会在第一电极和第二电极之间剧烈地来回运动。在此期间，第一电极与第二电极之间的导通状态与非导通状态急剧地交替。即，在检测器的输出具有导通状态与非导通状态急剧地交替的期间时，就会可能将之前的导通状态或者非导通状态判断为检测器处于运动状态。在这种情况下，将反映了球状导电体的可动状态的第一次数和第二次数中的任一个作为变更判断值，并将该变更判断值作为判断资料而变更单位时间的长度，从而使每单位时间内的导通状态的时间比例或者每单位时间内的非导通状态的时间比例变化，从而通过使用每单位时间内导通状态的时间所占的比例或者每单位时间内非导通状态的时间所占的比例来进行更接近于实际动作的运动状态的检测。[应用例2]根据上述应用例涉及的运动状态检测方法，优选在所述第二处理中，比较所述变更判断值与第一基准值，在所述变更判断值大于所述第一基准值的情况下，使所述单位时间的长度变长。根据该方法，通过在变更判断值大于第一基准值时改变单位时间的长度，从而能够简化用于检测运动状态的处理。在变更判断值为第一基准值以下时，也取决于运动状态的电平的设置方法，有时即使进行单位时间的长度的变更，运动状态的电平也不改变。在这种情况下，由于无需单位时间的长度的变更处理，因而能够简化该部分的处理。考虑运动状态的电平的设置方法和第一基准值随所要检测的对象物体的不同而不同。因此，运动状态的电平的设置方法和第一基准值能够通过进行实验等来预先确定。[应用例3]根据上述应用例的运动状态的检测方法，优选在所述导通状态在所述单位时间内所占的时间比例小于第一边界条件的值且大于第二边界条件的值的情况下，进行所述第二处理，所述第二边界条件的值小于所述第一边界条件的值。根据该方法，通过在每单位时间内的导通状态的比例或者每单位时间内的非导通状态的比例比第一边界条件�。冶鹊诙呓缣跫笫苯械ノ皇奔涞某ざ鹊谋涓佣芄患蚧糜谠硕刺觳獾拇�。在每单位时间的导通状态的比例为规定值以上时或者为其他规定值以下时，有时即使进行单位时间的长度的变更，运动状态的电平也不改变。因此，通过利用实验等预先确定作为规定值的第一边界条件和作为其他规定值的第二边界条件，从而能够设定可以不进行单位时间的长度的变更的情况。由此便能够减轻为了检测运动状态的电平而需要的处理。[应用例4]根据本应用例涉及的一个运动状态检测装置，包括第一电极；第二电极，与所述第一电极相对配置；导电体，存在于所述第一电极与所述第二电极之间，使所述第一电极与所述第二电极成为导通状态或者非导通状态中的任一状态；以及运算处理部，所述运算处理部执行计算第一次数或者第二次数中的任一个作为变更判断值，所述第一次数是每个单位时间内从所述导通状态向所述非导通状态变化的次数，所述第二次数是每个所述单位时间内从所述非导通状态向所述导通状态变化的次数；根据所述变更判断值进行所述单位时间的长度的改变；以及通过改变所述单位时间的长度来改变每个所述单位时间内的所述导通状态的时间比例或者每个所述单位时间内的所述非导通状态的时间比例。根据该结构，能够测量作为从导通状态向非导通状态的变化的次数的第一次数和作为从非导通状态向导通状态的变化的次数的第二次数中的任一个，并将第一次数和第二次数中的任一个作为变更判断值来变更单位时间的长度，从而改变每单位时间内的导通状态的时间比例或者每单位时间内的非导通状态的时间比例，从而便能够使用每单位时间内导通状态的时间所占的比例或者每单位时间内非导通状态的时间所占的比例来进行更接近于实际动作的运动状态的检测。
图1是表示第--实施方式和第二实施方式的框图的一示例图。
图2是表示第--实施方式的主流程图的一示例图。
图3是表不第—二实施方式的主流程图的一示例图。
图4是表示第--实施方式和第二实施方式中的信号处理的流程图的一示例图。
图5是表示第--实施方式和第二实施方式中的电平值计算处理的流程图的一例图。
图6是表示实施例--中的电平值变化的图。
图7是表示实施例二二中的电平值变化的图。
图8是表示实施例三Ξ中的电平值变化的图。
具体实施例方式以下，使用附图来说明本发明的实施方式。图1示出了运动状态检测装置10的构成要素的一部分。运动状态检测装置10判断传感器部1在指定的时间间隔的运动状态是处于多个电平中的哪个电平，并输出作为判断的结果而得到的电平值。图1所示的运动状态检测装置10的构成要素包括传感器部1 ；检测部2，用于检测传感器部1的输出信号；运算处理部3，用于对来自检测部2的输出信号(以下，称为检测信号)进行处理以便判断传感器部1的运动状态处于哪个电平；以及输出部4，用于输出运算处理部3的判断结果的。运算处理部3包括输入信号处理部5、电平值计算部6以及处理控制部7。此夕卜， 图1所示的运动状态检测装置10既可以被收容在一个组件(package)中，也可以分装在多个组件中。图1所示的运动状态检测装置10的构成部分的形态在后面说明的所有的实施方式中都相同。另外，下面，有时将传感器1中的一对电极的导通状态记载为接通(0N)，将非导通状态记载为断开(OFF)。例如，在记载为“传感器1接通”的情况下，表示传感器1中的一对电极处于导通状态。(第一实施方式)在本实施方式中，通过变更单位时间的长度来补正根据传感器部1的输出信号而判断的传感器部1的每单位时间的运动状态，并在是否进行单位时间的长度变更的判断中使用传感器部1从断开到接通的次数。将传感器1中的接通、断开变化作为检测信号传送至运算处理部3，在运算处理部3的内部被识别作为一个中断信号的变化，并在该中断处理中测量变化的次数。用判断基准SO表示成为判断是否变更单位时间的长度的基准的次数。另外，在本实施方式中，设定变更前的单位时间的长度用to表示，变更后的单位时间的长度用tl表示。图2示出了本实施方式中的处理的主程序(main routine) 100。主程序100是运算处理部3的控制程序的一部分，由处理控制部7执行。图4示出了输入信号处理300。输入信号处理300表示输入信号处理部5所执行的处理的一部分。图5示出了电平值计算处理400。电平值计算处理400表示电平值计算部6所执行的处理的一部分。主程序100、输入信号处理300以及电平值计算处理400能够并列动作(同时执行)。另外，输入信号处理 300和电平值计算处理400既可以由软件构成，也可以由硬件构成。首先，使用图2、图4以及图5来说明运动状态检测装置10的动作。在接通运动状态检测装置10的电源之后，执行检测部2、运算处理部3以及输出部 4的上电复位(power on reset)，主程序100启动。主程序100启动，并进行检测部2和运算处理部3动作所需要的寄存器类和动作模式等的初始设定(图2的处理101)。虽然在处理101中未作记载，但是在需要与输出位置相对应的数据输出形式等的设定等时，也在处理101中进行针对输出部4的设定。另外，虽未图示，但是在存在运动状态检测装置10的主机装置时，也可以设置用于进行来自主机装置的控制的输入部，主机装置在检测出运动状态检测装置10的上电复位的结束之后，经由输入部启动主程序100。另外，主机装置也可以具有通过输入部来执行处理101这样的结构。另外，发往运算处理部3的中断信号在上电复位中被屏蔽。在本实施方式中，有时将中断信号被屏蔽记为中断屏蔽打开(ON)，中断信号的屏蔽被解除记作中断屏蔽结束(OFF)。中断信号在中断屏蔽结束时有效。如果各部分的初始设定结束，则处理控制部7对检测部2指示开始输出检测信号 (图2的处理10 。在本实施方式中，对检测部2只进行一次检测信号输出的指示，以后， 检测信号处于对运算处理部3始终连续输出的状态。这是为了简单地进行所需要的动作的说明。只在确定的时间内使用等对用途具有限制的情况下，在没有使用的时域内，方法之一是使传感器部1、检测部2、输出部4以及运算处理部3的时间监视所需要的一部分电路保留并停止动作。虽然在图2中的处理102中，检测部2开始检测信号的输出，而由于发往运算处理部3的中断信号被屏蔽，因而运算处理部3针对来自检测部2的检测信号的变化的处理尚未进行。接着，由处理控制部7进行动作参数的设定(图2的处理103)。在图2的处理 103中，标明了在本实施方式的说明中所使用的参数。所标明的参数是TC(单位时间内的经过时间)、TS (单位时间的长度)、UC(从OFF到ON的次数)、DC(从ON到OFF的次数)、 OnT (在单位时间内传感器部1为ON时的时间累积)、0fT (传感器部1从OFF变化至ON时在单位时间内的经过时间)。在设定动作参数之后，由处理控制部7解除中断屏蔽(中断屏蔽OFF)(图2的处理104)，为了测量单位时间的经过时间的长度而使TC(单位时间内的经过时间)计数器启动(图2的处理105)。通过中断屏蔽OFF(图2的处理104)，输入信号处理部5响应来自检测部2的检测信号开始动作。图4所示的是作为输入信号处理部5的处理的一部分的输入信号处理300的流程图。判断通过中断信号检测(图4的处理301)检测到的信号是否表示传感器部1从ON变化至OFF (图4的处理302)，如果为是，则向DC (从ON到OFF的次数)中加1 (图4的处理 302)，在OnT (在单位时间内传感器部1为ON时的时间累积)中累积处于导通状态的时间 (图4的处理304)，并转移至中断信号待检测的状态。在图4的处理302中被判断为否的情况下，判断检测到的信号是否表示传感器部 1从OFF变化至ON (图4的处理305)，如果为是，则向UC (从OFF到ON的次数)加1 (图4 的处理306)，将TC (单位时间内的经过时间)的值保存在OfT (传感器部1从OFF变化至 ON时单位时间内的经过时间)(图4的处理307)，并转移至中断信号待检测的状态。在图 4的处理305中为否的情况下，中断信号被视为检测信号以外的信号，转移至中断信号待检测的状态。在执行图2的处理104后，主程序100与输入信号处理300并列地进行动作。上述参数的存储部分虽在图1中并没有特别明示，但可通过在处理控制部7内具有输入信号处理部5能够访问的寄存器或者存储器来使主程序100与输入信号处理300并列地进行动作。或者，可以通过在运算处理部3内将输入信号处理部5、电平值计算部6、以及处理控制部7等可使用的公有存储器部设置作为新的构成要素，从而在公有存储器部中保存所需的 fn息ο处理控制部7在启动了单位时间的测量之后，监视TC (单位时间内的经过时间) 是否没有超过TS(单位时间的长度)(图2的处理106)。在判断TC(单位时间内的经过时间)为TS(单位时间的长度)以上的长度时，将中断信号的屏蔽设为0N。并确定单位时间内的UC (从OFF到ON的次数)、DC (从ON到OFF的次数)、以及OnT (在单位时间内传感器部1为ON时的时间累积)(图2的处理109)。然后，启动图5所示的电平值计算处理400(图 2的处理110)。虽然在图2中没有说明，但预先通过实验将在电平值计算处理400中所使用的第一边界条件S2和具有比S2小的值的第二边界条件Sl确定为规定的值，优选在电平值计算处理400启动以前进行设定。例如，可以在图2的处理101中进行设定。另外，如果没有在主程序100内进行设定时，在电平值计算处理400的处理401前进行设定即可。然后，处理控制部7输出在电平值计算处理400中算出的结果(图2的处理111)， 并确认是否由例如主机装置等指示了运动状态检测处理的结束(图2的处理112)，在没有结束的指示时，为了后续单位时间的测量而返回至动作参数的设定(图2的处理103)的处理。此时，通过准备两组上述参数来交替使用，从而不管电平值计算处理400的进展如何， 都能够进行图2的处理103的执行，这是常规的方法，但在这种情况下，例如，需要在电平值计算处理400中进行图2的处理111中进行的处理。在图2的处理106中TC(单位时间内的经过时间)没有超过TS(单位时间的长度) 时，处理控制部7进行UC (从OFF到ON的次数)与上述判断基准SO之间的比较(图2的处理107)，在UC(从OFF到ON的次数)超过SO时，对确定单位时间间隔的TS设置tl (图 2的处理108)，并返回至处理106。接下来，说明图5所示的电平值计算处理400。电平值计算处理400在主程序100 内由处理控制部7启动(图2的处理110)。电平值计算处理400是通过在处理控制部7中算出的OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)占单位时间的比例落入哪个范围内来确定变为多个电平值中的哪个电平的处理。通过第一边界条件S2和第二边界条件Sl确定电平值TL(图5的处理401和图5的处理403)。如果(OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)/TC (单位时间内的经过时间))< Sl，则变为电平1 (TL = 1) (图5的处理402)。如果(OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)/TC (单位时间内的经过时间))> S2，则变为电平3 (TL = 3)(图5的处理404)。如果Sl彡(OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)/TC (单位时间内的经过时间))彡S2，则变为电平2 (TL =幻(图5的处理405)。虽然在电平值计算处理400中为了计算OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)在单位时间内所占的比例而使用了 TC(单位时间内的经过时间)，而在本实施方式中，也可以使用TS(单位时间的长度)来代替TC(单位时间内的经过时间)。另外，由于考虑到TL中保存的电平数和SO、Sl以及S2等判断基准随测定对象的不同也发生变化， 因而，优选通过实验等设定适当的电平数和判断基准。已经对本实施方式的处理流程和装置构成进行了说明。接下来，说明采用本实施方式的装置进行测定的实施例。实施例一本实施例是在人正立的状态下以传感器部1处于ON的状态下安装到人身上，并且从人正立步行的状态开始到倾倒状态的情况下的实施例。在本实施例中，在单位时间内，如果人正立的状态的时间所占的比例多，则为电平3 ；如果人倾倒的状态(正立以外的状态) 的时间所占的比例多，则为电平1。图6(a)是表示本实施例中的输入信号处理部5检测到的传感器部1的状态的图表。图6(a)示出了传感器部1为ON时成为矩形的方式。在图6中，由预先设定的时间间隔所确定的单位时间范围用t0表示。另外，多个连续的单位时间的边界用(1) (9)表示。 在本实施例的说明中，例如，在表述为{单位时间(1)- )}的情况下，示出了用单位时间的边界(1)和(2)来规定范围的单位时间。另外，为了易于在直观上和理论上进行解释，包括本实施例及以后的实施例的说明中所使用的图6、图7以及图8中所表示的图表都进行了变形。对于参数值而言，将与该变形相匹配的值记载作为设定值，其中，将SO、Sl以及S2设定为SO = 15、Sl = 0. 25以及 S2 = 0. 75。另外，设定 tl = tOXl. 5。图6(b)表示在图6(a)的图表中，单位时间的长度全都为t0时、即没有进行单位时间的长度变更时的运动状态检测装置10的输出结果(电平值)。图6(c)表示在{单位时间(3)- )}的测量中确定单位时间的规定的时间间隔从t0变更为tl，{单位时间 (3)- )}替换为{单位时间(3)-(7)}时、即进行了单位时间的长度变更时的运动状态检测装置10的输出结果(电平值)。图6 (a)是安装了传感器部1的人以几乎一定的节奏移动着而突然倾倒，并且一直保持倾倒的情况。根据{单位时间(1)- )}的前半部分的传感器部1的0N、0FF的状态可以推测人以几乎一定的节奏运动着。另外，根据从{单位时间(1)- )}的末尾部分到{单位时间(2) - (3)}，传感器部1的ON —直持续，从而判断在该期间内，传感器部1内的球状导电体处于与一对电极接触的状态而使传感器部1变为0N。这表示可能在该期间内安装了传感器部1的人在正立的状态下几乎保持静止。然后，可以测量出{单位时间(3)- )}内， 传感器部1的ON、OFF的变化次数增多了，并且可以测量出在{单位时间0)-(5)}和{单位时间(5)-(6)}进行中传感器部1的0N、0FF的变化次数逐渐变少，同时传感器部1的OFF 时间变长。这表示了在{单位时间0)-(5)}和{单位时间(5)-(6)}中，安装了传感器部 1的人可能没有处于正立状态即处于倾倒的状态。传感器部1的ON、OFF的变化次数增多是安装了传感器部1的人从动作状态转移至停止状态时发生的现象。根据在{单位时间(3)- )}内传感器部1的0N、0FF的变化次数增多，能够判断出从{单位时间(1)- )}的末尾部分到{单位时间0)-(3)} —直持续的传感器部1的ON并不是由安装了传感器部1的人在正立的状态下一直静止引起的，而是处于了进行倾倒移动的状态。由于安装了传感器部1的人进行了倾倒动作，因而球状导电体就处于了贴合在传感器部1的一对电极上这样的状态，能够认为在{单位时间(3)- )} 内几乎都处于了倾倒状态。然而，尽管能够判断出在{单位时间( - )}内倾倒的状态，但在没有进行单位时间变更的图6(b)中为电平2(传感器部1为ON的比例为0.观)，在以一定节奏运动着的 {单位时间(1)- )}变为相同的电平2(传感器部1为ON的比例为0.41)的值。由此可知，在没有进行单位时间的变更时，仅通过作为运动状态检测装置10的输出的电平值还不能够区别人的状态。图6(c)示出了通过使在{单位时间(3)- )}内UC(从OFF到ON的次数)大于 SO来使TS(单位时间的长度)的值变更为tl的情况。由此，紧跟{单位时间0)-(3)}后的单位时间从{单位时间(3)-(4)}变为了 {单位时间(3)-(7)}。通过该变更，{单位时间 (3)-(7)}的电平值就成为电平1(传感器部1为ON的比例为0. 21)，进而显示了能够推测出人处于非正立的状态即处于倾倒的状态。由此，{单位时间(3)-(7)}的电平值是与{单位时间(1)- )}的电平值不同的值，从而可以判断出运动状态检测装置10的输出(电平值)符合了人的实际移动。所以，可知通过根据传感器部1的0N、0FF的变化次数来变更单位时间的长度，从而能够进行更接近于实际移动的运动状态的检测。实施例二本实施例是在人正立的状态下以传感器部1为OFF的方式安装到人身上，且从人正立步行的状态到倾倒的状态的情况的实施例。在本实施例中，在单位时间内，如果正立的状态的时间所占的比例多，则为电平1，如果人倾倒的状态的时间所占的比例多，则为电平 3。通过与图6同样的说明方法在图7中表示该状态。图7(b)示出了在图7(a)的图中，单位时间的长度全都为t0时、即没有进行单位时间的长度的补正时的运动状态检测装置10的输出结果(电平值)。图7(c)示出了在{单位时间(3)- )}的测量中确定单位时间的规定的时间间隔从t0变更为tl时、即进行了单位时间的长度变更，{单位时间(3)- )}更换为{单位时间(3)-(7)}时的运动状态检测装置10的输出结果(电平值)。与图6(a)同样，图7(a)是安装了传感器部1的人以几乎固定的节奏移动着而突然倾倒，并且保持倾倒时的图。根据大约多于{单位时间(1)42)}的上一半的时间内的 ON、OFF的状态，能够推测出人以几乎固定的节奏移动着。另外，根据{单位时间(1)- )} 的末尾部分到{单位时间O)-(3)}OFF —直持续可知传感器部1内的球状导电体处于与一对电极中的任意一个接触的状态。这表示了在该期间内安装了传感器部1的人可能在正立的状态下几乎一直在静止。然后，测量出在{单位时间(3)- )}中传感器部1的ON、OFF 的变化次数增多，在{单位时间0)-(5)}和{单位时间(5)-(6)}内传感器部1几乎处于 ON的状态。这表示了在{单位时间0)-(5)}和{单位时间(5)-(6)}中，安装了传感器部 1的人可能没有处于正立状态即处于倾倒的状态。如上所述，传感器部1的0N、0FF的变化次数的增多是安装了传感器部1的人从动作状态转移至停止状态时发生的现象。根据在{单位时间(3)- )}内传感器部1的0N、 OFF的变化次数增多，可以认为从{单位时间(1)- )}的末尾部分到{单位时间0)-(3)} 一直持续的传感器部1的OFF并不是由安装了传感器部1的人在正立的状态下一直静止引起的，而是由进行了倾倒动作引起的，并且能够认为在{单位时间(3)- )}内几乎处于倾倒状态。然而，尽管能够判断出在{单位时间(3)- )}内几乎处于倾倒的状态，但是，在没有进行单位时间变更的图7(b)中为电平2(传感器部1为ON的比例为0. 63)，在以一定节奏移动着的{单位时间(1)- )}变为相同的电平2(传感器部1为ON的比例为0.44)。仅通过作为运动状态检测装置10的输出的电平值还无法区别人的状态，这与实施例的情况相同。图7 (c)示出了了通过使在{单位时间(3) - }内UC (从OFF到ON的次数)大于SO来使TS (单位时间的长度)变更为tl，由此，紧跟{单位时间0)-(3)}后的单位时间从{单位时间(3)-(4)}变为{单位时间(3)-(7)}。通过该变更，{单位时间(3)-(7)}的电平值就成为电平3 (传感器部1为ON的比例为0. 87)，进而表示人处于倾倒的状态。{单位时间(3)-(7)}的电平值与{单位时间(1)- )}的电平值不同，从而运动状态检测装置 10的输出(电平值)符合人的实际动作。由此可知通过根据0N、0FF的次数来变更单位时间的长度，从而能够进行更接近于实际移动的运动状态的检测。虽然在上述的实施例一和实施例二中，没有进行Sl和S2值的变更，但在变更了 TS(单位时间的长度)的情况下，考虑有时变更了 Sl和S2的情况会得到预想的结果。成为另一个判断基准的SO也包括在内，优选假想运动状态检测装置10的使用状况，反复进行实验后再确定这些基准值。(第二实施方式)本实施方式是如下的方式通过变更单位时间的长度来补正根据传感器部1的输出信号判断的传感器部1的运动状态，并在是否进行变更的判断中使用在预先确定的单位时间的经过过程结束的时间点上的时刻传感器部1从OFF到ON的变化次数及电平值。图 3表示在本实施方式中的、由处理控制部7执行的控制程序(主程序200)的流程图。在本实施方式中所使用的参数与在第一实施方式中所使用的参数相同。另外，输入信号处理300 和电平值计算处理400与第一实施方式相同。但是，在第一实施方式中，在电平值计算处理 400中，能够使用TS(单位时间的长度)来代替TC(单位时间内的经过时间)，但是在本实施方式中，不能够使用TS(单位时间的长度)。首先，说明主程序200。在接通运动状态检测装置10的电源之后，执行检测部2、 运算处理部3以及输出部4的上电复位，在处理控制部7中启动主程序200。进行初始设定的图3中的处理201基本与在第一实施方式中所示的主程序100的图2中的处理101相同。由此，进行检测部2和运算处理部3的动作所需要的寄存器等的初始设定。基本原理与图2的处理101相同，而由于在主程序200中使用电平值，因而需要设定保存电平值的变量TL的初始值。TL的初始值只要为没有设定为电平值的值，任何值都可以。在本实施方式中，TL = 0。通过上电复位或者处理201，发往运算处理部3的中断信号处于被屏蔽的状态 (中断屏蔽ON)，这一点与主程序100相同。另外，虽然图3中未记载，但在需要对输出部4 进行设定时，关于对主机装置存在时的实施方式的变形，与第一实施方式相同。如果各部分的初始设定结束，则处理控制部7对检测部2指示开始输出检测信号 (图3的处理20 。在本实施方式中，对检测部2的检测信号输出的指示也仅进行一次。以后，检测信号就成为对运算处理部3始终连续输出的状态，这点与第一实施方式相同。通过图3的处理202，检测部2开始了检测信号的输出，而发往运算处理部3的中断信号由于处于屏蔽状态，因而尚未进行对来自检测部2的检测信号的变化的处理。接着，由处理控制部7进行动作参数的设定(图3的处理203)。在图3中，所使用的参数与第一实施方式相同，因而省略说明。在设定动作参数之后，通过处理控制部7指示电平值计算处理400的开始(图3的处理204)。Sl和S2值只要在电平值计算处理400的处理401之前设定即可。然后，由处理控制部7解除中断屏蔽(中断屏蔽OFF)(图3的处理205)，为了测量单位时间的经过而使TC(单位时间内的经过时间)计数器启动。在本实施方式中，主程序200、输入信号处理300以及电平值计算处理400并列地动作，与第一实施方式同样，需要保存各种参数的公有存储器或者公有寄存器。通过中断屏蔽OFF (图3的处理205)，输入信号处理部5进行响应来自检测部2的检测信号的动作(图4的输入信号处理300)。图3的处理207是判断TC (单位时间内的经过时间)是作为单位时间而预先确定的规定时间t0的处理。处理控制部7判断在处理时间为t0时的传感器部1的UC (从OFF到ON的次数)是否大于SO (图3的处理214)，在大于SO时，判断电平值是否为作为中间电平的电平2(TL = 2)(图3的处理208)，如果为中间电平，则进行单位时间的长度的变更 (图3的处理209)，再进入图3的处理207。如果不是中间电平，则不进行单位时间的长度的变更，处理控制部7设置为中断屏蔽0N，确定OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)(图3的处理211)，输出电平值(图3的处理212)。在变更了单位时间的长度时，在图3的处理210中监视TC(单位时间内的经过时间)是否达到了 TS(单位时间的长度)。如果判断为TC(单位时间内的经过时间)达到了 TS (单位时间的长度)，则将中断信号的屏蔽设为0N，确定OnT (在单位时间内传感器部1处于ON时的时间累积)(图3的处理211)，输出电平值(图3的处理212)。虽然上述进行了说明，但在单位时间的长度没有变更时，在图3的处理207中判断TC (单位时间内的经过时间)是否达到了 TS (单位时间的长度)。在这种情况下，在图3的处理210中，TC (单位时间内的经过时间)小于TS (单位时间的长度)，不会从图3的处理210进入至图3的处理211。 因此，在图3的处理210中，可以使用变更后的单位时间的长度tl来代替TS(单位时间的长度)。然而，在图3的处理207中，不能够使用TS(单位时间的长度)来代替t0。这是因为，在进行了单位时间的长度的变更之后，如果TC(单位时间内的经过时间)达到TS (单位时间的长度)时运动状态为电平2，则其后就只是反复进行图3的处理207和图3的处理 210的处理，而不进入图3的处理211。在进行图3的处理212之后，处理控制部7确认由例如主机装置等是否指示运动状态检测处理的结束(图3的处理213)，在没有结束的指示时，返回至参数设定(图3的处理20 的处理，以便进行后续单位时间的测量。如上所述，图3的处理207和图3的处理210是用于判断单位时间的经过的处理，在TC(单位时间内的经过时间)与已经设定的单位时间的长度不相等时，就会反复进行由图3的处理207和图3的处理210的处理构成的循环。实施例三本实施例是在人正立的状态下以传感器部1为ON的方式安装到人身上，并且从人正立步行着的状态到倾倒的状态的情况下的实施例，是比上述的实施例一倾倒更猛烈的实施例。与上述实施例一相同，在本实施例中，在单位时间内，如果人正立的状态的时间所占的比例多，则运动状态的电平也为电平3 ；如果人倾倒状态的时间所占的比例多，则运动状态的电平也为电平1。使用图8说明本实施方式的实施例。图8(a)是用矩形表示与图6(a)和图7(a)相同的传感器部1处于ON时的时间间隔的图表。S0、S1和S2的设定值(SO = 15,Sl = 0. 25 以及S2 = 0. 75)与第一实施例和第二实施例相同。另外，tl = tOX1.5也与第一实施例和第二实施例相同。由图8可知，对于{单位时间(1)- )}和{单位时间(2)-(3)}，在单位时间t0的经过过程结束的时间点上，UC(从OFF到ON的次数)没有达到S0，但在{单位时间(3)- )} 中，在t0的经过过程结束的时间点上，传感器部1的UC(从OFF到ON的次数)超过了 S0， 因而在t0的经过过程结束的时间点上的电平值与Sl和S2进行比较。如图8(b)所示，{单位时间(3)- )}中的电平值为电平2(传感器部1的ON的时间比例为0. 30)，因而进行单位时间长度的变更，{单位时间(3)- )}置换为{单位时间
12⑶-(7)}。变更单位时间的长度，如图8(c)所示，{单位时间(3)-(4)}中的电平值就被修正为电平1 (传感器部1的ON的时间比例为0. 24)。{单位时间(3)-(4)}的下一个{单位时间(7)-(8)}的单位时间长度由图3的处理203恢复为t0。{单位时间(7)-(8)}经过t0后的UC(从OFF到ON的次数)值超过了 S0，但电平值为电平1(传感器部1的ON的时间比例为0. 13)。因此，不进行单位时间的长度的变更，而进入{单位时间(8)-(9)}的测量。一般来说，传感器部1的移动越剧烈，传感器部1移动停止后的传感器部1内的球状导电体的振动次数越多，但振动次数并不是无限地增多，具有由传感器部1的内部形状以及球状导电体的大小、质量确定的上限值，达到了上限值以后，表现为球状导电体的振动时间变长。因此，传感器部1的动作越剧烈，则到球状导电体的动作平息为止的时间越长， 传感器部1的动作与由传感器部1检测的信号的偏差处于变大的趋势。但是，正如将上述实施方式作为示例而进行说明的那样，通过应用本发明，能够修正传感器部1的动作与由传感器部1所检测的信号的偏差，从而能够进行更接近于实际动作的运动状态的检测。正如以上进行说明的那样，通过应用本发明，能够使用运动状态检测传感器代替加速度传感器和角速度传感器，从而能够提供比使用了加速度传感器和角速度传感器的装置更廉价并且耗电更少的运动状态检测装置。符号说明 1传感器部 2检测部 3运算处理部 4输出部5输入信号处理部 6电平值计算部7处理控制部 10运动状态检测装置
权利要求
1.一种运动状态检测方法，其特征在于，所述运动状态检测方法使用检测器，所述检测器根据物体的移动来检测导通状态或者非导通状态中的任一状态，所述运动状态检测方法包括第一处理，测量第一次数或者第二次数中的任一个，所述第一次数是每个单位时间内从所述导通状态向所述非导通状态变化的次数，所述第二次数是每个所述单位时间内从所述非导通状态向所述导通状态变化的次数；以及第二处理，将所述第一次数或者所述第二次数中的任一个作为变更判断值，并根据所述变更判断值进行所述单位时间的长度的改变，在所述运动状态检测方法中，并通过改变所述单位时间的长度来改变每个所述单位时间内的所述导通状态的时间比例或者每个所述单位时间内的所述非导通状态的时间比例。
2.根据权利要求1所述的运动状态检测方法，其特征在于，在所述第二处理中，比较所述变更判断值与第一基准值，在所述变更判断值大于所述第一基准值的情况下，使所述单位时间的长度变长。
3.根据权利要求1或2所述的运动状态检测方法，其特征在于，在所述导通状态在所述单位时间内所占的时间比例小于第一边界条件的值且大于第二边界条件的值的情况下，进行所述第二处理，所述第二边界条件的值小于所述第一边界条件的值。
4.一种运动状态检测装置，其特征在于，包括 第一电极；第二电极，与所述第一电极相对配置；导电体，存在于所述第一电极与所述第二电极之间，使所述第一电极与所述第二电极成为导通状态或者非导通状态中的任一状态；以及运算处理部， 所述运算处理部执行计算第一次数或者第二次数中的任一个作为变更判断值，所述第一次数是每个单位时间内从所述导通状态向所述非导通状态变化的次数，所述第二次数是每个所述单位时间内从所述非导通状态向所述导通状态变化的次数；根据所述变更判断值进行所述单位时间的长度的改变；以及通过改变所述单位时间的长度来改变每个所述单位时间内的所述导通状态的时间比例或者每个所述单位时间内的所述非导通状态的时间比例。
全文摘要
本发明公开了能够使用可以用于代替加速度传感器、角速度传感器的廉价的检测器的运动状态检测方法和运动状态检测装置。该运动状态检测方法使用检测导通状态和非导通状态中的任一状态的检测器，其包括第一处理，测量第一次数或第二次数中的任一个，该第一次数是每个单位时间内从所述导通状态向所述非导通状态变化的次数，该第二次数是每个所述单位时间内从所述非导通状态向所述导通状态变化的次数；及第二处理，将所述第一次数和所述第二次数中的任一个作为变更判断值，并根据所述变更判断值进行所述单位时间的长度的改变，根据每个所述单位时间内的所述导通状态的时间比例或者每个所述单位时间内的所述非导通状态的时间比例来检测运动状态。
文档编号G01D5/14GK102156199SQ20111003521
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者山田英明, 长石道博 申请人:精工爱普生株式会社
专业数控铣床产品供应商
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