JP2014025791A - Calibration device and program - Google Patents
Calibration device and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014025791A JP2014025791A JP2012165826A JP2012165826A JP2014025791A JP 2014025791 A JP2014025791 A JP 2014025791A JP 2012165826 A JP2012165826 A JP 2012165826A JP 2012165826 A JP2012165826 A JP 2012165826A JP 2014025791 A JP2014025791 A JP 2014025791A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- period
- attitude
- calibration
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 92
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 37
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 36
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 44
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 31
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 28
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション装置に関する。また、本発明は、コンピュータにセンサのキャリブレーションを実行させるためのプログラムにも関する。 The present invention relates to a calibration device that performs sensor calibration. The present invention also relates to a program for causing a computer to execute sensor calibration.
ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ等の複数のセンサを有し、それらのセンサのキャリブレーションを行う装置が特許文献1に開示されている。この装置では、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ等を組み合わせた複合センサが、モータにより回転するターンテーブルに載置されている。また、ターンテーブルの回転軸が重力方向と水平方向のどちらの方向であるのかを検出するための倒立センサが設けられている。
しかし、特許文献1に開示された装置では、センサを回転させるための機構(ターンテーブル、モータ)や、回転軸の方向を検出するための機構(倒立センサ)が必要であるため、装置の構成が複雑となる。
However, the apparatus disclosed in
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、構成をより簡易にすることができるキャリブレーション装置およびプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a calibration apparatus and a program that can simplify the configuration.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ジャイロセンサと、地磁気センサ、加速度センサ、および距離センサのうち少なくとも1つのセンサと、前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサが搭載され、少なくとも2つの姿勢が定義されているハウジングと、前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサの出力値を取得するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、および前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間を算出し、前記第1の期間および前記第2の期間における前記少なくとも1つのセンサの出力値に基づいて前記少なくとも1つのセンサのキャリブレーションを行うことを特徴とするキャリブレーション装置である。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and includes a gyro sensor, at least one of a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, and a distance sensor, the gyro sensor, and the at least one sensor. A housing in which at least two postures are defined, and a processor for obtaining an output value of the gyro sensor and the at least one sensor, the processor based on the output value of the gyro sensor Calculating a first period when the attitude is the first attitude, and a second period when the attitude of the housing is the second attitude, in the first period and the second period The at least one sensor is calibrated based on the output value of the at least one sensor. It is a calibration apparatus according to claim.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が前記第1の姿勢から前記第2の姿勢に移行しているときの移行期間を算出し、前記第1の期間または前記第2の期間における前記ジャイロセンサの出力値と、前記移行期間における前記ジャイロセンサの出力値とに基づいて前記ジャイロセンサのキャリブレーションを行うことを特徴とする。 In the calibration device according to the aspect of the invention, the processor may determine a transition period when the attitude of the housing is changed from the first attitude to the second attitude based on the output value of the gyro sensor. And calculating and calibrating the gyro sensor based on the output value of the gyro sensor in the first period or the second period and the output value of the gyro sensor in the transition period. .
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記ジャイロセンサは、X軸、Y軸、Z軸の3軸のジャイロセンサであり、前記ハウジングの4つの姿勢が定義されており、前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間、前記ハウジングの姿勢が第4の姿勢であるときの第4の期間、前記ハウジングの姿勢が前記第1の姿勢から前記第2の姿勢に移行しているときの第1の移行期間、前記ハウジングの姿勢が前記第2の姿勢から前記第3の姿勢に移行しているときの第2の移行期間、および前記ハウジングの姿勢が前記第3の姿勢から前記第4の姿勢に移行しているときの第3の移行期間を算出し、前記第1の期間、前記第2の期間、前記第3の期間、および前記第4の期間のいずれかの期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記ジャイロセンサの3軸のオフセットを算出し、前記第1の移行期間、前記第2の移行期間、および前記第3の移行期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記ジャイロセンサの3軸の補正係数を算出することを特徴とする。 In the calibration device of the present invention, the gyro sensor is a three-axis gyro sensor of an X axis, a Y axis, and a Z axis, and four attitudes of the housing are defined, and the processor Based on the output value of the sensor, the housing posture is the first period when the housing posture is the first posture, the second time period when the housing posture is the second posture, and the housing posture is the first time. A third period when the attitude is 3, and a fourth period when the attitude of the housing is the fourth attitude, the attitude of the housing is changed from the first attitude to the second attitude. A first transition period when the housing is in position, a second transition period when the posture of the housing is transitioned from the second position to the third position, and a position of the housing from the third position. Previous A third transition period when transitioning to the fourth posture is calculated, and in any one of the first period, the second period, the third period, and the fourth period The three-axis offset of the gyro sensor is calculated based on the output value of the gyro sensor, and the output value of the gyro sensor in the first transition period, the second transition period, and the third transition period is calculated. Based on this, a triaxial correction coefficient of the gyro sensor is calculated.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記加速度センサは、X軸、Y軸、Z軸の3軸の加速度センサであり、前記ハウジングの3つの姿勢が定義されており、前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、および前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間を算出し、前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサのキャリブレーションを行うことを特徴とする。 In the calibration apparatus of the present invention, the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor of an X axis, a Y axis, and a Z axis, and three postures of the housing are defined, and the processor includes the gyro Based on the output value of the sensor, the first period when the attitude of the housing is the first attitude, the second period when the attitude of the housing is the second attitude, and the attitude of the housing Calculating a third period for the third posture, and calibrating the acceleration sensor based on output values of the acceleration sensor in the first period, the second period, and the third period It is characterized by performing.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記プロセッサは、前記第1の期間および前記第2の期間の一方における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸のうち2軸のオフセットを算出し、前記第1の期間および前記第2の期間の他方における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸のうち残り1軸のオフセットを算出し、前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸の補正係数を算出することを特徴とする。 In the calibration device according to the aspect of the invention, the processor may calculate an offset of two axes among the three axes of the acceleration sensor based on an output value of the acceleration sensor in one of the first period and the second period. Calculating the offset of the remaining one of the three axes of the acceleration sensor based on the output value of the acceleration sensor in the other of the first period and the second period, and calculating the first period, A triaxial correction coefficient of the acceleration sensor is calculated based on the output value of the gyro sensor in the second period and the third period.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記地磁気センサは、X軸、Y軸、Z軸の3軸の加速度センサであり、前記ハウジングの3つの姿勢が定義されており、前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、および前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間を算出し、前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記地磁気センサの出力値に基づいて前記地磁気センサのキャリブレーションを行うことを特徴とする。 In the calibration apparatus of the present invention, the geomagnetic sensor is a three-axis acceleration sensor of X-axis, Y-axis, and Z-axis, and three attitudes of the housing are defined, and the processor Based on the output value of the sensor, the first period when the attitude of the housing is the first attitude, the second period when the attitude of the housing is the second attitude, and the attitude of the housing A third period for the third posture is calculated, and calibration of the geomagnetic sensor is performed based on output values of the geomagnetic sensor in the first period, the second period, and the third period. It is characterized by performing.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記プロセッサは、前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記地磁気センサの出力値に基づいて前記地磁気センサの3軸のオフセットおよび補正係数を算出することを特徴とする。 Further, in the calibration device according to the present invention, the processor is configured to offset the three axes of the geomagnetic sensor based on output values of the geomagnetic sensor in the first period, the second period, and the third period. And a correction coefficient is calculated.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記プロセッサは、前記第1の期間および前記第2の期間における前記距離センサの出力値に基づいて前記距離センサのキャリブレーションを行うことを特徴とする。 In the calibration apparatus of the present invention, the processor calibrates the distance sensor based on output values of the distance sensor in the first period and the second period.
また、本発明のキャリブレーション装置において、前記ハウジングの姿勢が前記第1の姿勢であるときと前記第2の姿勢であるときとで、前記ハウジングの内部の構造体と前記距離センサとの距離が異なることを特徴とする。 Further, in the calibration device of the present invention, the distance between the structure inside the housing and the distance sensor is different between when the housing is in the first posture and when in the second posture. It is characterized by being different.
また、本発明は、ジャイロセンサと、地磁気センサ、加速度センサ、および距離センサのうち少なくとも1つのセンサと、前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサが搭載され、少なくとも2つの姿勢が定義されているハウジングと、前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサの出力値を取得するプロセッサと、を備えたキャリブレーション装置の前記プロセッサに、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、および前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間を算出する第1のステップと、前記第1の期間および前記第2の期間における前記少なくとも1つのセンサの出力値に基づいて前記少なくとも1つのセンサのキャリブレーションを行う第2のステップと、を実行させるためのプログラムである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a gyro sensor, at least one of a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, and a distance sensor, a housing on which the gyro sensor and the at least one sensor are mounted and at least two postures are defined. And a processor that obtains an output value of the at least one sensor, and the processor has a first attitude based on the output value of the gyro sensor. And a first step of calculating a second period when the attitude of the housing is a second attitude, and at least the first period and the second period. Calibration of the at least one sensor based on the output value of one sensor A second step of performing a program for execution.
本発明によれば、ジャイロセンサの出力値に基づいて、ハウジングの複数の姿勢に対応した複数の期間を算出し、複数の期間における他のセンサの出力値に基づいて他のセンサのキャリブレーションを行うことによって、構成をより簡易にすることができる。 According to the present invention, a plurality of periods corresponding to a plurality of postures of the housing are calculated based on the output values of the gyro sensor, and the calibration of the other sensors is performed based on the output values of the other sensors in the plurality of periods. By doing so, the configuration can be simplified.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態による内視鏡システムの構成を示している。図1に示す内視鏡システムは、先端アダプタ1、内視鏡挿入部20を有する内視鏡装置2、および表示器3で構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention. The endoscope system shown in FIG. 1 includes a
先端アダプタ1は、内視鏡装置2を用いた被検体の観察時や計測時における内視鏡挿入部20の方向および内視鏡挿入部20の先端から被検体までの距離を取得するためのユニットである。先端アダプタ1には各種センサが搭載されている。また、先端アダプタ1は内視鏡挿入部20に対して着脱が可能である。内視鏡装置2が有する光源や撮像素子等が発生する熱が各種センサに影響を与えたり、内視鏡挿入部20の硬質な部分を構成する金属が地磁気センサに影響を与えたりするため、先端アダプタ1が有する各種センサのキャリブレーションが行われる。
The
内視鏡装置2は、被検体の観察や計測を行うための機器である。先端アダプタ1が装着された内視鏡挿入部20が被検体に挿入された状態で、内視鏡挿入部20内の撮像素子により画像が撮像される。表示器3は、先端アダプタ1を制御するための機器である。表示器3は、通信線4により先端アダプタ1と接続されている。
The
次に、先端アダプタ1の構成を説明する。図2は先端アダプタ1の外観を示している。図2(a)は先端アダプタ1の正面図であり、図2(b)は先端アダプタ1の側面図である。先端アダプタ1はプラスチック製の外装カバー10で覆われている。後述するように、先端アダプタ1の内部には地磁気センサが搭載されているので、先端アダプタ1に金属は使用されていない。
Next, the configuration of the
図2(a)のように先端アダプタ1を正面から見ると、外装カバー10の周囲の一部が円形形状、他の一部が直線形状となっている。これは、後述するキャリブレーションボックスの内部に、先端アダプタ1を所定の方向に向けて固定して収納させるためである。外装カバー10の正面中央部には着脱穴11が開いており、この着脱穴11に内視鏡挿入部20が挿入されて固定される。
When the
外装カバー10の正面上部には、センサライン12が引かれている。センサライン12は、先端アダプタ1の内部において、後述するセンサボードが配置されている位置を示すためのものある。外装カバー10の正面左には、外装カバー10の内部に設置された、後述する距離センサ300の発光レンズ301および受光レンズ302が外から見えるようになっている。
A
図2(b)のように、先端アダプタ1を側面から見ると、外装カバー10の後方から通信線4が伸びている。通信線4は、先端アダプタ1と表示器3との間で通信および電源供給を行うためのものである。
As shown in FIG. 2B, when the
図3は、先端アダプタ1の外装カバー10を透過して先端アダプタ1の内部を見た場合の先端アダプタ1の構成を示している。図3(a)は先端アダプタ1の正面図であり、図3(b)は先端アダプタ1の側面図であり、図3(c)は先端アダプタ1の斜視図である。外装カバー10の内部には、2枚の基板(メインボード13、センサボード14)が配置されている。図3(a)のように、先端アダプタ1を正面から見ると、外装カバー10の内部において、中央部にメインボード13が垂直方向に配置され、上部にセンサボード14が水平方向に配置されている。
FIG. 3 shows the configuration of the
メインボード13は、先端アダプタ1の全体を制御する基板であり、主にマイコン(マイクロコンピュータ)310(MC)および距離センサ300(DS)が配置されている。メインボード13の中央部にも、着脱穴11が開いている。センサボード14は、先端アダプタ1の方向を検知するためのセンサが搭載された基板であり、ジャイロセンサ・加速度センサ・地磁気センサを含むセンサ群320が配置されている。
The
メインボード13とセンサボード14とがそれぞれ離れて配置されている理由は、センサボード14上の各種センサが、ノイズや熱の影響を受けやすいからである。図3(b)のように、先端アダプタ1を側面から見ると、メインボード13の後方から通信線4が伸びている。また、メインボード13とセンサボード14は、それぞれフラットケーブル15で接続されている。図3(c)のように、先端アダプタ1を斜めに見ると、センサボード14上にジャイロセンサ321(GS)、加速度センサ322(AS)、および地磁気センサ323(MS)が搭載されている。
The reason why the
図4は、先端アダプタ1を内視鏡挿入部20に装着する様子を示している。図4では、先端アダプタ1は、外装カバー10を透過した状態で示されている。先端アダプタ1の装着穴11に後方から内視鏡挿入部20が差し込まれることで、先端アダプタ1が内視鏡挿入部20に装着される。先端アダプタ1が内視鏡挿入部20に装着されたときの先端アダプタ1の先端の位置と内視鏡挿入部20の先端位置とがそれぞれ一致するように、先端アダプタ1の装着位置が決められている。
FIG. 4 shows a state in which the
内視鏡挿入部20は、先端側から順に、硬質部200、湾曲部201で構成されている。先端アダプタ1の長さは、先端アダプタ1が内視鏡挿入部20に装着されたときに先端アダプタ1が硬質部200のみを覆うように、硬質部200の長さよりも短くなっている。これは、先端アダプタ1が湾曲部201まで覆ってしまうことにより、内視鏡の先端を湾曲させる際の障害にならないようにするためである。
The
次に、先端アダプタ1に搭載される各種センサについて説明する。ジャイロセンサ321は、センサ自体がもつ基準軸に対して、センサが回転したときの角速度を検知するセンサである。加速度センサ322は、センサ自体に加わる加速度を検知するセンサであり、重力加速度も検知可能である。地磁気センサ323は、センサ自体に加わる地磁気を検知するセンサであり、磁石等から発する磁気も検知可能である。距離センサ300は、センサから被検体までの距離を測定するセンサである。ジャイロセンサ321、加速度センサ322、地磁気センサ323はそれぞれ、X軸、Y軸、Z軸の3軸のセンサである。
Next, various sensors mounted on the
以下、距離センサ300の構成を説明する。図3(c)のように、距離センサ300の前面には、発光レンズ301と受光レンズ302とが並んで配置されている。図5は、距離センサ300の構成と、距離センサ300が距離を測定する原理とを示している。発光レンズ301の内部には、赤外線を照射するLED303が搭載され、受光レンズ302の内部には、光位置センサ304が搭載されている。光位置センサ(Position Sensitive Detector、PSD)とは、入射したスポット光の光量の重心位置を求めることのできるセンサである。
Hereinafter, the configuration of the
以下、距離センサ300が、センサから被検体までの距離を測定する原理を説明する。距離センサ300の内部に配置されたLED303から発光レンズ301を介して赤外線が照射され、その赤外線が被検体400に当たって反射する。その反射光が受光レンズ302に入射し、距離センサ300の内部に配置された光位置センサ304に入射する。光位置センサ304は、光位置センサ304上に反射光が入射した位置(入射位置)を検知する。発光レンズ301−受光レンズ302間の距離と、光位置センサ304上の入射位置との関係から、三角測量の原理を用いて、被検体400までの距離を検知できる。
Hereinafter, the principle that the
三角測量の原理から、被検体までの距離と入射位置とは、それぞれ反比例の関係にある。また、距離センサの出力(例えばアナログ電圧)と、入射位置とは比例する。そのため、距離センサ300の出力値と被検体までの距離とは、それぞれ反比例の関係にある。
From the principle of triangulation, the distance to the subject and the incident position are inversely proportional to each other. In addition, the output (for example, analog voltage) of the distance sensor is proportional to the incident position. Therefore, the output value of the
図6は、先端アダプタ1のメインボード13とセンサボード14との接続を示している。メインボード13とセンサボード14とがフラットケーブル15によって電気的に接続され、メインボード13と表示器3とが通信線4によって電気的に接続される。
FIG. 6 shows the connection between the
図6(a)は、先端アダプタ1の通信接続を示している。メインボード13上のマイコン310とセンサボード14上の各センサとの間で、フラットケーブル15を介して通信が行われ、マイコン310が各センサから各センサの出力値であるセンサデータを取得する。また、マイコン310は距離センサ300からもセンサデータを取得する。このときの通信方式は、シリアル通信(SPI、I2C)やAD変換で良い。マイコン310は、取得したセンサデータを、通信線4を介して表示器3に送信する。このときの通信方式は、シリアル通信(RS232C)で良い。
FIG. 6A shows the communication connection of the
図6(b)は、先端アダプタ1における電源供給を示している。表示器3にはバッテリーが内蔵され、このバッテリーから通信線4を介してメインボード13に電源が供給される。メインボード13に供給された電源は、マイコン310および距離センサ300に供給される。さらに、電源は、フラットケーブル15を介して、センサボード14上の各センサにも供給される。
FIG. 6B shows power supply in the
次に、内視鏡装置2の構成を説明する。図7は内視鏡装置2の構成を示している。内視鏡装置2は、内視鏡挿入部20、内視鏡装置本体21、モニタ22、およびリモコン(リモートコントローラ)23で構成されている。内視鏡挿入部20の先端には、撮像光学系30aおよび撮像素子30bが内蔵されている。また、内視鏡装置本体21には、画像信号処理装置(CCU)31、光源32、湾曲制御ユニット33、および制御用コンピュータ34が内蔵されている。
Next, the configuration of the
内視鏡挿入部20において、撮像光学系30aは被写体(被検体)からの光を集光し、撮像素子30bの撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子30bは、被写体像を光電変換して撮像信号を生成する。撮像素子30bから出力された撮像信号は画像信号処理装置31に入力される。
In the
内視鏡装置本体21において、画像信号処理装置31は、撮像素子30bからの撮像信号をNTSC信号等の映像信号に変換して制御用コンピュータ34に供給し、さらに必要に応じてアナログビデオ出力として、外部に出力する。
In the
光源32は、光ファイバ等を通じて内視鏡挿入部20の先端に接続されており、光を外部に照射することができる。湾曲制御ユニット33は内視鏡挿入部20の先端と接続されており、先端を上下左右に湾曲させることができる。光源32および湾曲制御ユニット33の制御は、制御用コンピュータ34によって行われる。
The
制御用コンピュータ34は、RAM34a、ROM34b、CPU34c、外部インターフェースであるRS232C I/F34d、カード I/F34eで構成されている。RAM34aは、ソフトウェア動作に必要な画像情報等のデータを一時記憶するために使用される。ROM34bには、内視鏡装置2を制御するための一連のソフトウェア(プログラム)が記憶されている。CPU34cは、ROM34bに記憶されているソフトウェアの命令コードに従って、RAM34aに記憶されたデータを用いて各種制御のための演算等を実行する。
The
RS232C I/F34dは、リモコン23と接続するためのインターフェースであり、このリモコン23をユーザが操作することによって、内視鏡装置2の各種動作を制御することができる。カード I/F34eは、記録媒体である各種メモリカード90を自由に着脱できるようになっている。メモリカード90を装着することにより、CPU34cの制御によって、メモリカード90に記憶されている画像情報等のデータを取り込み、あるいは画像情報等のデータをメモリカード90に記録することができる。
The RS232C I /
次に、表示器3の構成を説明する。図8は表示器3の構成を示している。表示器3は、制御用コンピュータ40、モニタ41、および電源供給部42で構成されている。制御用コンピュータ40は、RAM40a、ROM40b、CPU40c(プロセッサ)、外部インターフェースであるRS232C I/F40dで構成されている。
Next, the configuration of the
RAM40aは、ソフトウェア動作に必要なセンサデータ等を一時記憶するために使用される。ROM40bには、表示器3を制御するための一連のソフトウェア(プログラム)が記憶されており、後述するセンシングソフトもROM40bに記憶されている。CPU40cは、ROM40bに記憶されているソフトウェアの命令コードに従って、RAM40aに記憶されたデータを用いて各種制御のための演算等を実行する。
The RAM 40a is used to temporarily store sensor data and the like necessary for software operation. A series of software (programs) for controlling the
RS232C I/F40dは、先端アダプタ1と表示器3を通信線4で接続し、先端アダプタ1と表示器3間でシリアル通信を行うためのインターフェースである。CPU40cからの指示により、RS232C I/F40dを介して、表示器3は先端アダプタ1からセンサデータを受信することができる。
The RS232C I /
モニタ41は、CPU40cによって生成された、センシングソフトのGUI(グラフィカルユーザインターフェース)等のグラフィック画像信号(表示信号)に基づいて画像を表示する。また、モニタ41は、タッチパネルとして構成されており、ユーザがモニタ41の画面を押下することによる操作情報をCPU40cへ出力する。電源供給部42(バッテリー)は、制御用コンピュータ40およびモニタ41に電源を供給するとともに、通信線4を介して先端アダプタ1にも電源を供給する。
The
次に、先端アダプタ1内の各センサのキャリブレーションを行う際に先端アダプタ1が収納されるハウジングであるキャリブレーションボックスの構成を説明する。図9はキャリブレーションボックス5の外観を示している。キャリブレーションボックス5の形状は直方体である。後述するように、キャリブレーションボックス5は、直方体の外形を構成する面のうちどの面を下にしてキャリブレーションボックス5を設置するかに応じて、異なる姿勢をとる。後述するキャリブレーション作業において、キャリブレーションボックス5を滑らかに回転させるため、キャリブレーションボックス5の角が曲面を有するように構成されていることが望ましい。先端アダプタ1、表示器3、およびキャリブレーションボックス5は、先端アダプタ1内の各センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション装置を構成する。
Next, a configuration of a calibration box that is a housing in which the
キャリブレーションボックス5の側面の上部には、センサライン50が引かれている。センサライン50は、キャリブレーションボックス5の内部に先端アダプタ1を設置したときに、センサボード14が配置されている位置を示すためのものある。キャリブレーションボックス5は開閉式である。
A
図10は、キャリブレーションボックス5が開かれたときのキャリブレーションボックス5の斜視図である。キャリブレーションボックス5は、蝶つがい51を軸に開閉できるようになっている。キャリブレーションボックス5の内部の後方(奥側)は、先端アダプタ1の外装カバー10と同じ形をしており、図10のように、内視鏡挿入部20に先端アダプタ1が装着された状態で先端アダプタ1を設置および固定できるようになっている。このとき、先端アダプタ1は、先端アダプタ1のセンサライン12が、キャリブレーションボックス5のセンサライン50と同じ方向(平行)になるように設置される。
FIG. 10 is a perspective view of the
キャリブレーションボックス5の内部の前方(手前側)には、直方形状の空間52があり、その後方には回転板53が設置されている。回転板53は、キャリブレーションボックス5の姿勢すなわちキャリブレーションボックス5の設置方向に応じて、軸を中心に回転するように構成されている。
There is a
図11は、先端アダプタ1が設置された状態のキャリブレーションボックス5の断面を示している。図11(a)は、キャリブレーションボックス5の最も広い面が水平、かつ回転板53の軸が上側になるように設置した場合のキャリブレーションボックス5の内部を示している。このとき、回転板53は、重力方向である下方向に回転し、先端アダプタ1から前方に距離D1だけ離れた位置に静止する。後述するキャリブレーション処理の際に、先端アダプタ1内の距離センサ300は、先端アダプタ1から回転板53までの距離D1を測定する。図11(b)は、キャリブレーションボックス5を、設置された先端アダプタ1の先端側に位置するキャリブレーションボックス5の最も狭い面が水平になるように設置した場合のキャリブレーションボックス5の内部の構成を示している。このときも、回転板53は、重力方向である下方向に回転し、回転板53の主面とキャリブレーションボックス5の内壁とが略平行な状態で静止する。後述するキャリブレーション処理の際に、先端アダプタ1内の距離センサ300は、先端アダプタ1からキャリブレーションボックス5の内壁までの距離D2(D1<D2)を測定する。
FIG. 11 shows a cross section of the
このとき、回転板53は、重力方向に応じて、クリック機構により、図11(a)および(b)の回転位置に一時的に固定されるが、それ以外の位置には固定されることはない。このように、キャリブレーションボックス5の設置方向に応じて、先端アダプタ1の先端から、前方に位置する物体までの距離が距離D1,D2と変化する。これを利用することで、後述するキャリブレーション時に、キャリブレーションボックス5を回転させ、キャリブレーションボックス5の設置方向(姿勢)を変化させることによって、距離センサ300のセンサデータを2種類、取得することができる。
At this time, the rotating
ここで、図9を用いて、キャリブレーションボックス5の方向軸および回転軸を定義する。図9では、キャリブレーションボックス5の内部に、内視鏡挿入部20が装着された先端アダプタ1が設置され、キャリブレーションボックス5のセンサライン50が上側を向き、かつ内視鏡挿入部20が手前側を向き、さらにキャリブレーションボックス5が水平となるように設置された状態が示されている。このとき、キャリブレーションボックス5の右方向をX軸方向、キャリブレーションボックス5の前方向をY軸方向、キャリブレーションボックス5の上方向をZ軸方向とする。さらに、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のそれぞれに対して、右ねじの回転方向を、それぞれX軸回転方向、Y軸回転方向、Z軸回転方向とする。
Here, the direction axis and the rotation axis of the
次に、表示器3で動作するセンシングソフトの画面を説明する。図12は、センシングソフトのメインウィンドウである。図12に示すメインウィンドウ1200は、ユーザがセンシングソフトを起動した際にモニタ41に表示される。CPU40cは、センシングソフトに従って、メインウィンドウ1200内の各種GUIの操作に基づく処理を行う。メインウィンドウ1200の表示は、CPU40cによる制御に従って行われる。CPU40cは、メインウィンドウ1200を表示するためのグラフィック画像信号(表示信号)を生成し、モニタ41へ出力する。ユーザは、GUI機能を利用して、メインウィンドウ1200を操作し、各種の指示を入力する。
Next, a screen of sensing software that operates on the
また、メインウィンドウ1200上のGUIの表示状態を更新する場合、CPU40cは、更新後のメインウィンドウ1200に対応したグラフィック画像信号を生成し、上記と同様の処理を行う。メインウィンドウ1200以外のウィンドウの表示に係る処理も上記と同様である。以下、メインウィンドウ1200等を表示(更新も含む)するためにCPU40cがグラフィック画像信号を生成する処理のことを、メインウィンドウ1200等を表示するための処理と記載する。
When updating the GUI display state on the
以下、メインウィンドウ1200上に配置された各種GUIについて説明する。メインウィンドウ1200の左上部には、[測定結果]ボックス1210が配置されている。[測定結果]ボックス1210には、測定結果データが表示される。測定結果データとは、先端アダプタ1内のセンサボード14の湾曲方向(ヨー、ロール、ピッチ)のデータ、および先端アダプタ1から被検体までの距離のデータのことである。
Hereinafter, various GUIs arranged on the
メインウィンドウ1200の中央部には、[距離データ]インジケータ1220が配置されている。[距離データ]インジケータ1220は、バーによりサイズを表示するGUIであり、先端アダプタ1から被検体までの距離の大きさによって、バーの長さが変化する。
At the center of the
メインウィンドウ1200の下部左側には、[ヨー方向]インジケータ1230が配置されている。[ヨー方向]インジケータ1230は、コンパスにより方向を表示するGUIであり、内視鏡挿入部20のヨー方向(上下を軸とした回転方向、方位角方向)によって、コンパスの方向が変化する。
On the lower left side of the
メインウィンドウ1200の下部中央には、[ロール方向]インジケータ1240が配置されている。[ロール方向]インジケータ1240は、コンパスにより方向を表示するGUIであり、内視鏡挿入部20のロール方向(前後を軸とした回転方向)によって、コンパスの方向が変化する。
In the lower center of the
メインウィンドウ1200の下部右側には、[ピッチ方向]インジケータ1250が配置されている。[ピッチ方向]インジケータ1250は、コンパスにより方向を表示するGUIであり、内視鏡挿入部20のピッチ方向(左右を軸とした回転方向)によって、コンパスの方向が変化する。
A [Pitch direction]
メインウィンドウ1200の右上部には、[測定開始]ボタン1260、[測定停止]ボタン1270、[キャリブレーション]ボタン1280がそれぞれ配置されている。[測定開始]ボタン1260は、各センサの測定結果である測定結果データの取得を開始するためのボタンである。[測定開始]ボタン1260が押下されると、先端アダプタ1内のセンサボード14から測定結果データが連続的に取得され、[測定結果]ボックス1210および各種インジケータに、その結果が反映される。
In the upper right part of the
[測定停止]ボタン1270は、測定結果データの取得を停止するためのボタンである。[測定停止]ボタン1270が押下されると、測定状態、すなわち先端ボードから測定結果データが連続的に取得される状態が停止する。[キャリブレーション]ボタン1280は、先端アダプタ1に内蔵された各種センサのキャリブレーションを行うためのボタンである。[キャリブレーション]ボタン1280が押下されると、キャリブレーションウィンドウが表示され、ユーザはキャリブレーションウィンドウを介して、キャリブレーションを行うことができる。
[Measurement stop]
次に、図13を用いて、センシングソフトの動作の流れを説明する。ステップS100では、ユーザが、センシングソフトを起動する指示を入力する。ステップS105では、CPU40cが、ユーザにより入力された指示を検出し、メインウィンドウ1200を表示する処理を行う。ステップS110では、ユーザが[キャリブレーション]ボタン1280を押下する。ステップS115では、CPU40cが、ユーザにより[キャリブレーション]ボタン1280が押下されたことを検出し、ユーザが行うキャリブレーション作業に従って処理を行う。キャリブレーション作業の詳細については、後述する。
Next, the operation flow of the sensing software will be described with reference to FIG. In step S100, the user inputs an instruction to start the sensing software. In step S105, the
ステップS120では、ユーザが[測定開始]ボタン1260を押下する。ステップS125では、CPU40cが、ユーザにより[測定開始]ボタン1260が押下されたことを検出し、先端アダプタ1に対して、センサデータの送信を要求する。ステップS130では、CPU40cが、先端アダプタ1から送信されたセンサデータを受信する。
In step S120, the user presses the [Measurement Start]
ステップS135では、CPU40cが、受信したセンサデータに基づいて、先端アダプタ1の湾曲方向および先端アダプタ1から被検体までの距離を算出し、算出結果である湾曲方向データおよび距離データを生成する。ステップS140では、CPU40cが、算出した湾曲方向および距離を[測定結果]ボックス1210に表示するための処理を行う。また、CPU40cは、[距離データ]インジケータ1220のバーを、距離データの大きさに応じて変化させる。ステップS125〜S140は、ユーザが[測定停止]ボタン1270を押下するまで、繰り返される。
In step S135, the
ステップS145では、ユーザが、センシングソフトを終了する指示を入力する。ステップS150では、CPU40cが、ユーザにより入力された指示を検出し、メインウィンドウ1200を非表示とし、全てのソフトウェア動作を終了する。
In step S145, the user inputs an instruction to end the sensing software. In step S150, the
上記の処理の流れでは、キャリブレーション、測定、ソフトウェア終了の順で処理が進んでいるが、必ずしも処理の順番はこの通りではなく、キャリブレーションを行う前に測定を行うこともできるし、測定を行う前にソフトウェアを終了することもできる。 In the above processing flow, the processing proceeds in the order of calibration, measurement, and software termination.However, the processing order is not necessarily the same, and the measurement can be performed before calibration. You can also exit the software before doing it.
図14は、ステップS110でユーザが[キャリブレーション]ボタン1280を押下した際にモニタ41に表示されるキャリブレーションウィンドウである。図14に示すキャリブレーションウィンドウ1400の表示は、CPU40cによる制御に従って行われる。CPU40cは、キャリブレーションウィンドウ1400を表示するためのグラフィック画像信号(表示信号)を生成し、モニタ41へ出力する。ユーザは、GUI機能を利用して、キャリブレーションウィンドウ1400を操作し、各種の指示を入力する。
FIG. 14 shows a calibration window displayed on the
以下、キャリブレーションウィンドウ1400上に配置された各種GUIについて説明する。キャリブレーションウィンドウ1400の左上部には、指示メッセージ1410が表示されている。指示メッセージ1410は、先端アダプタ1のキャリブレーションをユーザが行う際に必要になる作業を指示するメッセージである。
Hereinafter, various GUIs arranged on the
キャリブレーションウィンドウ1400の下部には、キャリブレーションボックス5の設置方向イラスト1420が表示されている。設置方向イラスト1420は、先端アダプタ1のキャリブレーションをユーザが行う際に必要になる作業を示したイラストである。これは、指示メッセージ1410の内容を、そのままイラスト化したものである。
An
キャリブレーションウィンドウ1400の右上部には、[開始]ボタン1430および[停止]ボタン1440が配置されている。[開始]ボタン1430および[停止]ボタン1440は、それぞれキャリブレーションを開始、停止するためのボタンである。
In the upper right part of the
キャリブレーションウィンドウ1400の中央部には、処理中メッセージ1450が表示されている。処理中メッセージ1450は、キャリブレーション計算中であることをユーザに通知するメッセージである。
A
次に、図15を用いて、キャリブレーション作業の流れを説明する。ステップS110でユーザが[キャリブレーション]ボタン1280を押下すると、ステップS200では、CPU40cは、キャリブレーションウィンドウ1400を表示するための処理を行う。このとき表示されるキャリブレーションウィンドウ1400はモーダルウィンドウであり、ユーザはキャリブレーションウィンドウ1400のみを操作可能な状態にある。さらに、キャリブレーションウィンドウ1400は、メインウィンドウ1200よりも常に上位(手前側)に重畳表示された状態にある。
Next, the flow of calibration work will be described with reference to FIG. When the user presses the [Calibration]
ステップS205では、ユーザが[開始]ボタン1430を押下する。ステップS210では、CPU40cが、ユーザにより[開始]ボタン1430が押下されたことを検出し、各種センサデータの記録を開始する。これ以降、CPU40cは、ユーザにより[停止]ボタン1440が押下されたことを検出するまで、所定のサンプリング周期で先端アダプタ1からセンサデータを受信し、受信したセンサデータをRAM40aに追加記録し続ける。
In step S205, the user presses the [Start]
ステップS215では、CPU40cが、図14のように、キャリブレーションに必要な作業をユーザに指示する指示メッセージ1410を表示するための処理を行う。ステップS220では、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向1に設置する。設置方向1とは、図14の設置方向イラスト1420が示すように、センサライン50が上側を向き、かつ内視鏡挿入部20が手前側を向き、さらにキャリブレーションボックス5の最も広い面が水平となるような設置方向(姿勢)のことである。
In step S215, the
ステップS225では、ユーザがキャリブレーションボックス5を前方向に回転させ、設置方向2に設置する。設置方向2とは、図14の設置方向イラスト1420が示すように、設置方向1から、キャリブレーションボックス5を前方向に90度(deg)回転させた設置方向(姿勢)のことである。
In step S225, the user rotates the
ステップS230では、ユーザがキャリブレーションボックス5を右方向に回転させ、設置方向3に設置する。設置方向3とは、図14の設置方向イラスト1420が示すように、設置方向2から、キャリブレーションボックス5を右方向に90度(deg)回転させた設置方向(姿勢)のことである。
In step S230, the user rotates the
ステップS235では、ユーザがキャリブレーションボックス5を手前方向に回転させ、設置方向4に設置する。設置方向4とは、図14の設置方向イラスト1420が示すように、設置方向3から、キャリブレーションボックス5を手前方向に90度(deg)回転させた設置方向のことである。
In step S235, the user rotates the
ステップS220〜S235において、ユーザは、キャリブレーションボックス5の回転・設置作業を、所定の時間をかけながら行うものとする。例えば、1secをかけてキャリブレーションボックス5の回転作業を行い、所定の設置方向にキャリブレーションボックス5を設置した後には1sec待ってから、再度回転作業を行う、などである。この理由は、CPU40cが、キャリブレーションボックス5の回転中および設置中のセンサデータを確実に用いて、後述するキャリブレーション処理を行う必要があるからである。
In steps S220 to S235, the user performs the rotation / installation work of the
ステップS240では、ユーザが[停止]ボタン1440を押下する。ステップS245では、CPU40cが、ユーザにより[停止]ボタン1440が押下されたことを検出し、各種センサデータの記録を停止する。ステップS250では、CPU40cが、図14のように、キャリブレーション計算中であることをユーザに通知する処理中メッセージ1450を表示するための処理を行う。
In step S240, the user presses the [Stop]
ステップS255では、CPU40cが、RAM40aに記録された各種センサデータに基づいてキャリブレーション処理を行う。キャリブレーション処理の詳細については、後述する。ステップS260では、CPU40cが、キャリブレーションが終了したことをユーザに通知するメッセージを表示するための処理を行い、キャリブレーション作業を終了する。
In step S255, the
次に、図16を用いて、ステップS255における、キャリブレーション処理の流れを説明する。ステップS300では、CPU40cが、ジャイロセンサ321のセンサデータに基づいてジャイロセンサ321のキャリブレーション処理を行う。ジャイロセンサ321のキャリブレーション処理の詳細については、後述する。ステップS305では、CPU40cが、加速度センサ322のセンサデータに基づいて加速度センサ322のキャリブレーション処理を行う。加速度センサ322のキャリブレーション処理の詳細については、後述する。
Next, the flow of calibration processing in step S255 will be described using FIG. In step S300, the
ステップS310では、CPU40cが、地磁気センサ323のセンサデータに基づいて地磁気センサ323のキャリブレーション処理を行う。地磁気センサ323のキャリブレーション処理の詳細については、後述する。ステップS315では、CPU40cが、距離センサ300のセンサデータに基づいて距離センサ300のキャリブレーション処理を行い、キャリブレーション処理を終了する。距離センサ300のキャリブレーション処理の詳細については、後述する。
In step S310, the
次に、図17を用いて、ステップS300における、ジャイロセンサ321のキャリブレーション処理の流れを説明する。ステップS400では、CPU40cが、RAM30aに記録されたジャイロセンサ321のセンサデータを読み出す。ステップS405では、CPU40cが、読み出したセンサデータに基づいて、キャリブレーションボックス5の回転・静止タイミングを算出する。キャリブレーションボックス5の回転・静止タイミングとは、ステップS220〜S235において、ユーザがキャリブレーションボックス5を回転および設置(静止)させた期間のことである。
Next, the flow of the calibration process of the
以下、図18〜図20を用いて、CPU40cが、ジャイロセンサ321のセンサデータに基づいて、キャリブレーションボックス5の回転・静止タイミングをどのように算出しているのかを説明する。図18(a)は、RAM40aに記録されたジャイロセンサ321のセンサデータのグラフである。横軸が時間(センサデータの取得時間)、縦軸が出力値である。ジャイロセンサ321は角速度を検出するセンサであるので、ジャイロセンサ321が静止していれば、センサデータはほとんど変化せず一定であり、ジャイロセンサ321が回転していれば、センサデータが大きく変化するはずである。
Hereinafter, how the
以下、図18(b)を用いながら、ジャイロセンサ321のセンサデータを時系列順(横軸方向)に説明していく。まず、最初の期間に注目する。この期間は、3軸の全てについて、センサデータが変化している。これは、ユーザが、キャリブレーションを開始してからキャリブレーションボックス5を設置方向1に設置するまでの準備期間である。
Hereinafter, the sensor data of the
次の期間では、3軸の全てについて、センサデータが変化せずほぼ一定である。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向1に設置している期間(キャリブレーションボックス5が所定の姿勢で静止している静止期間)である。しかし、キャリブレーションボックス5が静止しているにも関わらず、センサデータは必ずしも0ではなく、所定の大きさの出力を示している。これはジャイロセンサ321の静止時のドリフト(変動)によるものである。
In the next period, the sensor data does not change for all three axes and is almost constant. This period is a period during which the user installs the
次の期間では、X軸のみのセンサデータが大きく変化している。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を、設置方向1から設置方向2へ回転させている期間(キャリブレーションボックス5の姿勢が次の姿勢へ移行している移行期間)である。キャリブレーションボックス5は前方向に回転しているので、X軸のみのセンサデータが変化することになる。
In the next period, sensor data for only the X-axis changes significantly. This period is a period during which the user rotates the
次の期間では、3軸の全てについて、センサデータが変化せずほぼ一定である。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向2に設置している期間(静止期間)である。
In the next period, the sensor data does not change for all three axes and is almost constant. This period is a period during which the user installs the
次の期間では、Z軸のみについて、センサデータが大きく変化している。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向2から設置方向3へ回転させている期間(移行期間)である。キャリブレーションボックス5は右方向に回転しているので、Z軸のみのセンサデータが変化することになる。
In the next period, the sensor data changes greatly only for the Z axis. This period is a period during which the user rotates the
次の期間では、3軸の全てについて、センサデータが変化せずほぼ一定である。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向3に設置している期間(静止期間)である。
In the next period, the sensor data does not change for all three axes and is almost constant. This period is a period during which the user installs the
次の期間では、Y軸のみについて、センサデータが大きく変化している。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向3から設置方向4へ回転させている期間(移行期間)である。キャリブレーションボックス5は手前方向に回転しているので、Y軸のみのセンサデータが変化することになる。
In the next period, the sensor data changes greatly only for the Y axis. This period is a period during which the user rotates the
最後の期間では、3軸の全てについて、センサデータが変化せずほぼ一定である。この期間は、ユーザがキャリブレーションボックス5を設置方向4に設置し、キャリブレーションを停止するまでの期間(静止期間)である。
In the last period, sensor data does not change and is almost constant for all three axes. This period is a period (stationary period) from when the user installs the
このように、センサデータが、いつ、どのように変化しているのかを解析することによって、キャリブレーションボックス5がどのように回転・静止したのかを判別することができる。
Thus, by analyzing how and when the sensor data changes, it is possible to determine how the
CPU40cは、図19(a)のように、センサデータに基づいて、キャリブレーションボックス5の回転・静止タイミングを、期間Ph1〜Ph8として算出する。以下は、各期間に関する説明である。
Ph1:ユーザがキャリブレーションボックス5の設置の準備を行っている。
Ph2:キャリブレーションボックス5が設置方向1に設置され、静止している。
Ph3:キャリブレーションボックス5が前方向に回転中である。
Ph4:キャリブレーションボックス5が設置方向2に設置され、静止している。
Ph5:キャリブレーションボックス5が右方向に回転中である。
Ph6:キャリブレーションボックス5が設置方向3に設置され、静止している。
Ph7:キャリブレーションボックス5が手前方向に回転中である。
Ph8:キャリブレーションボックス5が設置方向4に設置され、静止している。
As shown in FIG. 19A, the
Ph1: The user is preparing to install the
Ph2: The
Ph3: The
Ph4: The
Ph5: The
Ph6: The
Ph7: The
Ph8: The
期間Ph1〜Ph8の情報はRAM40aに記録される。後述するように、CPU40cは、ここで得られた期間Ph1〜Ph8を、他のセンサのキャリブレーション処理においても使用することになる。各センサのセンサデータは、その取得時間に応じて、期間Ph1〜Ph8のいずれかと関連付けられる。
Information of the periods Ph1 to Ph8 is recorded in the RAM 40a. As will be described later, the
続いて、ステップS410では、CPU40cが、ジャイロセンサ321の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセット値を算出する。オフセット値とは、ジャイロセンサ321の静止時のドリフトによって、ジャイロセンサ321のセンサデータに加算されてしまう値のことである。CPU40cは、図19(b)のように、期間Ph2におけるジャイロセンサ321の3軸のセンサデータをそれぞれ時間平均することによって3軸のそれぞれのオフセット値を算出する。オフセット値は、期間Ph4または期間Ph6におけるジャイロセンサ321のセンサデータを時間平均することによって算出してもよい。
Subsequently, in step S410, the
ステップS415では、CPU40cが、ジャイロセンサ321の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセットを除去する。オフセットの除去は、全期間に渡って、ジャイロセンサ321のセンサデータからオフセット値を除算することによって行う。図20(a)は、オフセットの除去後のジャイロセンサ321のセンサデータである。ジャイロセンサ321が静止している期間のセンサデータがほぼ0で一定となっていることがわかる。
In step S415, the
ステップS420では、CPU40cが、ジャイロセンサ321の補正パラメータを算出する。ジャイロセンサ321の補正パラメータとは、ジャイロセンサ321のセンサデータを、ジャイロセンサ321が実際に回転した角度(以下、ジャイロセンサ回転角速度)に変換する際に使用する補正係数のことである。
In step S420, the
ここで、ジャイロセンサ321のX軸の補正パラメータの算出方法について説明する。ジャイロセンサの出力値をジャイロセンサ回転角速度に変換するための変換係数であるジャイロセンサ変換係数をジャイロセンサの出力値に乗算すると、ジャイロセンサ回転角速度(deg/sec)が算出される。ジャイロセンサ変換係数は、ジャイロセンサに固有の値であり、仕様として定義されている。CPU40cは、期間Ph3におけるX軸のセンサデータを、サンプリング周期ごとに時間積分し、その積分値にジャイロセンサ変換係数を乗算することで、X軸のジャイロセンサ角速度(deg)を算出する。
Here, a method for calculating the X-axis correction parameter of the
ここで、期間Ph3におけるX軸のジャイロセンサ回転角度は、キャリブレーションボックス5の外形状から、90degであるはずである。しかし、実際に算出される回転角度は、90degと少し異なる値になることが多い。これは、ジャイロセンサ321の回転時のドリフト等によるものである。そこで、CPU40cは、X軸のジャイロセンサ回転角度と90degとの比を計算し、この比をX軸の補正パラメータとして算出する。同様に、CPU40cは、期間Ph7におけるY軸のセンサデータを用いてY軸の補正パラメータを算出し、期間Ph5におけるZ軸のセンサデータを用いてZ軸の補正パラメータを算出する(図20(b))。
Here, the X-axis gyro sensor rotation angle in the period Ph3 should be 90 deg from the outer shape of the
ステップS425では、CPU40cが、3軸分のオフセット値および補正パラメータを、ジャイロセンサ321のキャリブレーション結果として、RAM40aに記録し、ジャイロセンサ321のキャリブレーション処理を終了する。キャリブレーション後、CPU40cは、ジャイロセンサ321のセンサデータを用いる際、上記のように算出した、ジャイロセンサ321のキャリブレーション結果を用いて校正を行うことになる。すなわち、CPU40cは、まず全期間に渡ってジャイロセンサ321のセンサデータからオフセットを除去する。そして、ジャイロセンサ回転角度を算出する際には、ジャイロセンサ321のセンサデータにジャイロセンサ変換係数および補正パラメータを乗算する。
In step S425, the
次に、図21を用いて、ステップS305における、加速度センサ322のキャリブレーション処理の流れを説明する。ステップS500では、CPU40cが、RAM40cに記録された加速度センサ322のセンサデータを読み出す。図22(a)は、RAM40aに記録された加速度センサ322のセンサデータのグラフである。横軸が時間(センサデータの取得時間)、縦軸が出力値である。
Next, the flow of the calibration process of the
ステップS505では、CPU40cが、読み出したセンサデータに基づいて、加速度センサ322の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセット値を算出する。オフセット値とは、加速度センサ322の静止時のドリフトによって、加速度センサ322のセンサデータに加算されてしまう値のことである。CPU40cは、図22(b)のように、期間Ph2,Ph4における加速度センサ322のセンサデータを時間平均することによってオフセット値を算出する。より具体的には、CPU40cは、期間Ph2の加速度センサ322のX軸およびY軸のセンサデータに基づいてX軸およびY軸のオフセット値を算出し、期間Ph4の加速度センサ322のZ軸のセンサデータに基づいてZ軸のオフセット値を算出する。
In step S505, the
ステップS510では、CPU40cが、加速度センサ322の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセットを除去する。オフセットの除去は、全期間に渡って、加速度センサ322のセンサデータからオフセット値を除算することによって行う。図23(a)は、オフセットの除去後の加速度センサ322のセンサデータである。加速度センサ322の各軸について、重力方向を向いていない期間のセンサデータがほぼ0で一定となっていることがわかる。
In step S510, the
ステップS515では、CPU40cが、加速度センサ322の補正パラメータを算出する。加速度センサ322の補正パラメータとは、加速度センサ322のセンサデータを、加速度センサ322が実際に受けた加速度(以下、加速度センサ加速度)に変換する際に使用する補正係数のことである。
In step S515, the
ここで、加速度センサ322のX軸の補正パラメータの算出方法について説明する。加速度センサ322の出力値を加速度センサ加速度に変換するための変換係数である加速度センサ変換係数を加速度センサ322の出力値に乗算すると、加速度センサ加速度(m/sec2)が算出される。加速度センサ変換係数は、加速度センサに固有の値であり、仕様として定義されている。CPU40cは、期間Ph6におけるX軸のセンサデータの時間平均を求め、求めた時間平均に加速度センサ変換係数を乗算することで、X軸の加速度センサ加速度を算出する。
Here, a method of calculating the X-axis correction parameter of the
ここで、期間Ph6におけるX軸の加速度センサ加速度は、重力加速度と一致するので、1Gすなわち9.8(m/sec2)であるはずである。しかし、実際に算出される加速度は、1Gと少し異なる値になることが多い。これは、加速度センサ322の回転時のドリフト等によるものである。そこで、CPU40cは、X軸の加速度センサ加速度と1Gとの比を計算し、この比をX軸の補正パラメータとして算出する。同様に、CPU40cは、期間Ph4におけるY軸のセンサデータを用いてY軸の補正パラメータを算出し、期間Ph2におけるZ軸のセンサデータを用いてZ軸の補正パラメータを算出する(図23(b))。
Here, since the acceleration sensor acceleration on the X axis in the period Ph6 coincides with the gravitational acceleration, it should be 1G, that is, 9.8 (m / sec 2 ). However, the actually calculated acceleration often has a value slightly different from 1G. This is due to drift during rotation of the
ステップS520では、CPU40cが、3軸分のオフセット値および補正パラメータを、加速度センサ322のキャリブレーション結果として、RAM40aに記録し、加速度センサ322のキャリブレーション処理を終了する。キャリブレーション後、CPU40cは、加速度センサ322のセンサデータを用いる際、上記のように算出した、加速度センサ322のキャリブレーション結果を用いて校正を行うことになる。すなわち、CPU40cは、まず全期間に渡って加速度センサ322のセンサデータからオフセットを除去する。そして、加速度センサ加速度を算出する際には、加速度センサ322のセンサデータに加速度センサ変換係数および補正パラメータを乗算する。
In step S520, the
次に、図24を用いて、ステップS310における、地磁気センサ323のキャリブレーション処理の流れを説明する。ステップS600では、CPU40cが、RAM40aに記録された地磁気センサ323のセンサデータを読み出す。図25(a)は、RAM40aに記録された地磁気センサ323のセンサデータのグラフである。横軸が時間(センサデータの取得時間)、縦軸が出力値である。
Next, the flow of the calibration process of the
ステップS605では、CPU40cが、読み出したセンサデータに基づいて、地磁気センサ323の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセット値を算出する。オフセット値とは、地磁気センサ323の静止時のドリフトによって、地磁気センサ323のセンサデータに加算されてしまう値のことである。CPU40cは、図25(b)のように、期間Ph2,Ph4,Ph6における地磁気センサ323のセンサデータを時間平均することによってオフセット値を算出する。より具体的には、CPU40cは、期間Ph2の地磁気センサ323のZ軸のセンサデータに基づいてZ軸のオフセット値を算出し、期間Ph4の地磁気センサ323のY軸のセンサデータに基づいてY軸のオフセット値を算出し、期間Ph6の地磁気センサ323のX軸のセンサデータに基づいてX軸のオフセット値を算出する。
In step S605, the
ステップS600では、CPU40cが、地磁気センサ323の3軸のそれぞれのセンサデータのオフセットを除去する。オフセットの除去は、全期間に渡って、地磁気センサ323のセンサデータからオフセット値を除算することによって行う。図26(a)は、オフセットの除去後の地磁気センサ323のセンサデータである。地磁気センサ323の各軸について、重力方向を向いている期間のセンサデータがほぼ0で一定となっていることがわかる。
In step S600, the
ステップS615では、CPU40cが、地磁気センサ323の補正パラメータを算出する。地磁気センサ323の補正パラメータとは、地磁気センサ323のセンサデータを、地磁気センサ323が実際に受けた地磁気(以下、地磁気センサ地磁気)に変換する際に使用する補正係数のことである。
In step S615, the
ここで、地磁気センサ323の補正パラメータの算出方法について説明する。まず、図26(b)のように、期間Ph2における地磁気センサ323のX軸のセンサデータの時間平均をMx1、Y軸のセンサデータの時間平均をMy1とする。同様に、期間Ph4における地磁気センサ323のX軸のセンサデータの時間平均をMx1、Z軸のセンサデータの時間平均をMz1とする。このとき、地磁気センサ323のX軸のセンサデータの時間平均は、期間Ph2,Ph4のいずれにおいても、同様の値Mx1である。これは、期間Ph2,Ph4でキャリブレーションボックス5のX軸方向は変化していないからである。
Here, a method for calculating the correction parameter of the
さらに、期間Ph6における地磁気センサ323のY軸のセンサデータの時間平均をMy2、Z軸のセンサデータの時間平均をMz1とする。このとき、地磁気センサ323のZ軸のセンサデータの時間平均は、期間Ph4,Ph6のいずれにおいても、同様の値Mz1である。これは、期間Ph4,Ph6でキャリブレーションボックス5のZ軸方向は変化していないからである。
Furthermore, the time average of the Y-axis sensor data of the
地磁気センサ323の出力値を地磁気センサ地磁気に変換するための変換係数である地磁気センサ変換係数に地磁気センサ323の出力値を乗算すると、地磁気センサ地磁気(T、テスラ)が算出される。地磁気センサ変換係数は、地磁気センサに固有の値であり、仕様として定義されている。CPU40cは、期間Ph2,Ph4,Ph6における3軸のそれぞれのセンサデータに地磁気センサ変換係数を乗算することで、3軸のそれぞれの地磁気センサ地磁気を算出する。
When the output value of the
ここで、期間Ph2において、Mx1とMy1に地磁気センサ変換係数を乗算し、それらの乗算結果の2乗和をとると、実際の地磁気E(T)の2乗となるはずである。しかし、実際に算出される値は、地磁気Eと少し異なる値になることが多い。これは、地磁気センサ323の回転時のドリフト等によるものである。そこで、CPU40cは、地磁気センサ323のX軸のセンサデータおよびY軸のセンサデータに乗算する補正係数を算出し、これらをX軸の補正パラメータおよびY軸の補正パラメータとする。期間Ph4,Ph6においても、同様の考え方で、CPU40cは、地磁気センサ323のZ軸のセンサデータに乗算する補正係数を算出し、これをZ軸の補正パラメータとする。
Here, in the period Ph2, when Mx1 and My1 are multiplied by the geomagnetic sensor conversion coefficient and the square sum of the multiplication results is taken, it should be the square of the actual geomagnetism E (T). However, the actually calculated value is often slightly different from the geomagnetism E. This is due to drift during rotation of the
ここで、X軸、Y軸、Z軸のそれぞれの地磁気センサ変換係数をCx、Cy、Cz、X軸、Y軸、Z軸のそれぞれの補正パラメータをγx、γy、γzとすると、以下の関係式((1)式、(2)式、(3)式)が成り立つ。 Here, assuming that the X-axis, Y-axis, and Z-axis geomagnetic sensor conversion coefficients are Cx, Cy, Cz, X-axis, Y-axis, and Z-axis correction parameters are γx, γy, and γz, respectively, Formulas (Formula (1), Formula (2), Formula (3)) hold.
地磁気センサ変換係数Cx,Cy,Czおよび地磁気Eは既知であるので、上記の関係式から地磁気センサ323の補正パラメータγx,γy,γzを求めることができる。
Since the geomagnetic sensor conversion coefficients Cx, Cy, Cz and the geomagnetism E are known, the correction parameters γx, γy, γz of the
続いて、ステップS620では、CPU40cが、3軸分のオフセット値および補正パラメータを、地磁気センサ323のキャリブレーション結果として、RAM40aに記録し、地磁気センサ323のキャリブレーション処理を終了する。キャリブレーション後、CPU40cは、地磁気センサ323のセンサデータを用いる際、上記のように算出した、地磁気センサ323のキャリブレーション結果を用いて校正を行うことになる。すなわち、CPU40cは、まず全期間に渡って地磁気センサ323のセンサデータからオフセットを除去する。そして、地磁気センサ地磁気を算出する際には、地磁気センサ323のセンサデータに地磁気センサ変換係数および補正パラメータを乗算する。
Subsequently, in step S620, the
次に、図27を用いて、ステップS315における、距離センサ300のキャリブレーション処理の流れを説明する。ステップS700では、CPU40cが、RAM40aに記録された距離センサ300のセンサデータを読み出す。図28(a)は、RAM40aに記録された距離センサ300のセンサデータのグラフである。横軸が時間(センサデータの取得時間)、縦軸が出力値である。前述したように、距離センサにおいて、出力値と測定した距離とは反比例の関係にある。そのため、測定した距離が小さいほど、出力値は大きくなり、測定した距離が大きいほど、出力値は小さくなる。
Next, the flow of the calibration process of the
ステップS705では、CPU40cが距離センサ300のセンサデータのサンプル値を算出する。このとき、CPU40cは、図28(b)のように、期間Ph2,Ph4のそれぞれにおける距離センサ300のセンサデータを時間平均することによってサンプル値を算出する。期間Ph2では、図11(a)のように、回転板53が、先端アダプタ1から前方に距離D1だけ離れた位置に静止している。また、期間Ph4では、図11(b)のように、回転板53が、回転板53の主面とキャリブレーションボックス5の内壁とが略平行な状態で静止している。期間Ph2の距離センサ300のセンサデータからサンプル値1が算出され、期間Ph4の距離センサ300のセンサデータからサンプル値2が算出される。
In step S705, the
図29(a)は、算出された2つのサンプル値をプロットしたグラフである。横軸が距離、縦軸が出力値である。 FIG. 29A is a graph in which two calculated sample values are plotted. The horizontal axis is the distance, and the vertical axis is the output value.
ステップS710では、CPU40cが、算出した2つのサンプル値に基づいて、出力値と距離との関係式を算出する。図29(b)は、出力値と距離との関係をプロットしたグラフである。上記の通り、両者は反比例の関係にあるので、2つのサンプル値のみで、両者の関係式を算出できる。
In step S710, the
ステップS715では、CPU40cが、出力値と距離との関係式を、距離センサ300のキャリブレーション結果として、RAM40aに記録し、距離センサ300のキャリブレーション処理を終了する。キャリブレーション後、CPU40cは、距離センサ300のセンサデータを用いる際、上記のように算出した距離センサ300のキャリブレーション結果を用いて校正を行うことになる。すなわち、CPU40cは、上記の関係式を用いて、距離センサ300のセンサデータを距離データに変換する。
In step S715, the
本実施形態では、ジャイロセンサ321、加速度センサ322、地磁気センサ323、および距離センサ300が先端アダプタ1に搭載されているが、先端アダプタ1に搭載されるセンサは、ジャイロセンサ321と、加速度センサ322、地磁気センサ323、および距離センサ300のうちの1つ以上とであればよい。また、本実施形態では、センシングソフトが表示器3に搭載されているが、センシングソフトが先端アダプタ1または内視鏡装置2に搭載されていてもよい。
In this embodiment, the
上述したように、本実施形態によれば、表示器3のCPU40cが、ジャイロセンサ321のセンサデータに基づいて、ハウジングであるキャリブレーションボックス5の複数の姿勢に対応した複数の期間を算出し、複数の期間における加速度センサ322、地磁気センサ323、および距離センサ300のセンサデータに基づいて各センサのキャリブレーションを行う。本実施形態では、ユーザがキャリブレーションボックス5を所定の手順で回転させることによって、各センサを回転させるための機構や回転軸の方向を検出するための機構が不要となるので、各センサのキャリブレーションを行うための構成をより簡易にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. .
1・・・先端アダプタ、2・・・内視鏡装置、3・・・表示器、4・・・通信線、5・・・キャリブレーションボックス、10・・・外装カバー、13・・・メインボード、14・・・センサボード、15・・・フラットケーブル、20・・・内視鏡挿入部、21・・・内視鏡装置本体、22,41・・・モニタ、23・・・リモコン、30a・・・撮像光学系、30b・・・撮像素子、31・・・画像信号処理装置、32・・・光源、33・・・湾曲制御ユニット、34,40・・・制御用コンピュータ、34a,40a・・・RAM、34b,40b・・・ROM、34c,40c・・・CPU、34d,40d・・・RS232C I/F、34e・・・カード I/F、42・・・電源供給部、300・・・距離センサ、301・・・発光レンズ、302・・・受光レンズ、303・・・LED、304・・・光位置センサ、310・・・マイコン、321・・・ジャイロセンサ、322・・・加速度センサ、323・・・地磁気センサ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
地磁気センサ、加速度センサ、および距離センサのうち少なくとも1つのセンサと、
前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサが搭載され、少なくとも2つの姿勢が定義されているハウジングと、
前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサの出力値を取得するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、および前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間を算出し、前記第1の期間および前記第2の期間における前記少なくとも1つのセンサの出力値に基づいて前記少なくとも1つのセンサのキャリブレーションを行う
ことを特徴とするキャリブレーション装置。 Gyro sensor,
At least one of a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, and a distance sensor;
A housing in which the gyro sensor and the at least one sensor are mounted and at least two postures are defined;
A processor for obtaining an output value of the gyro sensor and the at least one sensor,
The processor, based on the output value of the gyro sensor, a first period when the attitude of the housing is the first attitude, and a second period when the attitude of the housing is the second attitude And calibrating the at least one sensor based on an output value of the at least one sensor in the first period and the second period.
前記ハウジングの4つの姿勢が定義されており、
前記プロセッサは、
前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間、前記ハウジングの姿勢が第4の姿勢であるときの第4の期間、前記ハウジングの姿勢が前記第1の姿勢から前記第2の姿勢に移行しているときの第1の移行期間、前記ハウジングの姿勢が前記第2の姿勢から前記第3の姿勢に移行しているときの第2の移行期間、および前記ハウジングの姿勢が前記第3の姿勢から前記第4の姿勢に移行しているときの第3の移行期間を算出し、
前記第1の期間、前記第2の期間、前記第3の期間、および前記第4の期間のいずれかの期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記ジャイロセンサの3軸のオフセットを算出し、
前記第1の移行期間、前記第2の移行期間、および前記第3の移行期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記ジャイロセンサの3軸の補正係数を算出する
ことを特徴とする請求項2に記載のキャリブレーション装置。 The gyro sensor is a three-axis gyro sensor of X axis, Y axis, and Z axis,
Four postures of the housing are defined,
The processor is
Based on the output value of the gyro sensor, the first period when the attitude of the housing is the first attitude, the second period when the attitude of the housing is the second attitude, the attitude of the housing In the third period when is the third attitude, and in the fourth period when the attitude of the housing is the fourth attitude, the attitude of the housing is changed from the first attitude to the second attitude. A first transition period when the housing is in position, a second transition period when the posture of the housing is transitioning from the second position to the third position, and a position of the housing is the third transition period. Calculating a third transition period when transitioning from the posture to the fourth posture;
The three-axis offset of the gyro sensor is calculated based on the output value of the gyro sensor in any one of the first period, the second period, the third period, and the fourth period. ,
The triaxial correction coefficient of the gyro sensor is calculated based on output values of the gyro sensor in the first transition period, the second transition period, and the third transition period. 2. The calibration apparatus according to 2.
前記ハウジングの3つの姿勢が定義されており、
前記プロセッサは、前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、および前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間を算出し、前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサのキャリブレーションを行う
ことを特徴とする請求項1に記載のキャリブレーション装置。 The acceleration sensor is an X-axis, Y-axis, Z-axis three-axis acceleration sensor,
Three orientations of the housing are defined,
The processor, based on the output value of the gyro sensor, a first period when the attitude of the housing is a first attitude, a second period when the attitude of the housing is a second attitude, And a third period when the attitude of the housing is the third attitude, and based on the output value of the acceleration sensor in the first period, the second period, and the third period The calibration apparatus according to claim 1, wherein the acceleration sensor is calibrated.
前記第1の期間および前記第2の期間の一方における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸のうち2軸のオフセットを算出し、
前記第1の期間および前記第2の期間の他方における前記加速度センサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸のうち残り1軸のオフセットを算出し、
前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記ジャイロセンサの出力値に基づいて前記加速度センサの3軸の補正係数を算出する
ことを特徴とする請求項4に記載のキャリブレーション装置。 The processor is
Based on the output value of the acceleration sensor in one of the first period and the second period, an offset of two axes among the three axes of the acceleration sensor is calculated,
Calculating an offset of the remaining one of the three axes of the acceleration sensor based on the output value of the acceleration sensor in the other of the first period and the second period;
5. The triaxial correction coefficient of the acceleration sensor is calculated based on output values of the gyro sensor in the first period, the second period, and the third period. 6. Calibration equipment.
前記ハウジングの3つの姿勢が定義されており、
前記プロセッサは、
前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間、および前記ハウジングの姿勢が第3の姿勢であるときの第3の期間を算出し、
前記第1の期間、前記第2の期間、および前記第3の期間における前記地磁気センサの出力値に基づいて前記地磁気センサのキャリブレーションを行う
ことを特徴とする請求項1に記載のキャリブレーション装置。 The geomagnetic sensor is a three-axis acceleration sensor of X axis, Y axis, and Z axis,
Three orientations of the housing are defined,
The processor is
Based on the output value of the gyro sensor, a first period when the attitude of the housing is the first attitude, a second period when the attitude of the housing is the second attitude, and the housing Calculating a third period when the posture is the third posture;
The calibration apparatus according to claim 1, wherein the geomagnetic sensor is calibrated based on output values of the geomagnetic sensor in the first period, the second period, and the third period. .
ことを特徴とする請求項6に記載のキャリブレーション装置。 The processor calculates a three-axis offset and a correction coefficient of the geomagnetic sensor based on output values of the geomagnetic sensor in the first period, the second period, and the third period. The calibration device according to claim 6.
地磁気センサ、加速度センサ、および距離センサのうち少なくとも1つのセンサと、
前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサが搭載され、少なくとも2つの姿勢が定義されているハウジングと、
前記ジャイロセンサおよび前記少なくとも1つのセンサの出力値を取得するプロセッサと、を備えたキャリブレーション装置の前記プロセッサに、
前記ジャイロセンサの出力値に基づいて、前記ハウジングの姿勢が第1の姿勢であるときの第1の期間、および前記ハウジングの姿勢が第2の姿勢であるときの第2の期間を算出する第1のステップと、
前記第1の期間および前記第2の期間における前記少なくとも1つのセンサの出力値に基づいて前記少なくとも1つのセンサのキャリブレーションを行う第2のステップと、
を実行させるためのプログラム。 Gyro sensor,
At least one of a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, and a distance sensor;
A housing in which the gyro sensor and the at least one sensor are mounted and at least two postures are defined;
A processor for obtaining an output value of the gyro sensor and the at least one sensor, and the processor of the calibration device comprising:
Based on the output value of the gyro sensor, a first period when the attitude of the housing is the first attitude and a second period when the attitude of the housing is the second attitude are calculated. 1 step,
A second step of calibrating the at least one sensor based on an output value of the at least one sensor in the first period and the second period;
A program for running
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012165826A JP6071302B2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Calibration apparatus and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012165826A JP6071302B2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Calibration apparatus and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014025791A true JP2014025791A (en) | 2014-02-06 |
| JP6071302B2 JP6071302B2 (en) | 2017-02-01 |
Family
ID=50199569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012165826A Expired - Fee Related JP6071302B2 (en) | 2012-07-26 | 2012-07-26 | Calibration apparatus and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6071302B2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015182612A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 京セラ株式会社 | Portable apparatus, method for controlling portable apparatus, and control program |
| DE102014210619A1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Endoscope with non-contact distance measurement |
| JP2016214380A (en) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | オリンパス株式会社 | Endoscope apparatus |
| JP2020522029A (en) * | 2017-05-31 | 2020-07-27 | ドンウン アナテック カンパニー リミテッド | Data transmission method in camera module |
| JP2020527380A (en) * | 2017-06-19 | 2020-09-10 | モハメド・アール・マーフーズ | Hip Surgical Navigation Using Fluoroscopy and Tracking Sensors |
| JP2021523701A (en) * | 2018-05-23 | 2021-09-09 | デラヴァル ホルディング アーベー | Animal tags, methods and computer programs for determining behavior-related data |
| JP2022163562A (en) * | 2021-04-14 | 2022-10-26 | i-PRO株式会社 | endoscope system |
| JPWO2022249292A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | ||
| CN115697206A (en) * | 2020-05-01 | 2023-02-03 | 皮尔森莫有限公司 | Ultrasonic image acquisition system |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195504A (en) * | 1986-02-24 | 1987-08-28 | Advantest Corp | Surface position detecting device |
| JPH07151842A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Tokin Corp | System and apparatus for detection of magnetism |
| JPH08240611A (en) * | 1995-03-02 | 1996-09-17 | Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd | Calibration device for 3-axis accelerometer |
| JPH11160072A (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Data Tec:Kk | True direction measurement device |
| JP2002168609A (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Toshiba Corp | Surface profile measuring device |
| JP2004309227A (en) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Measuring instrument, azimuth measuring instrument, calibration program and calibration method |
| WO2006035505A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | C & N Inc | Magnetic sensor control method, magnetic sensor controller and portable terminal device |
| JP2007147336A (en) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Hokuyo Automatic Co | Optical distance measuring method |
| JP2007163205A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sensor correction device for moving body, stop determination device and method thereof |
| JP2009031120A (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for adjusting thickness measuring apparatus |
| JP2010117260A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Epson Toyocom Corp | Correction parameter preparation method of attitude detector, device for correction parameter preparation of attitude detector, and attitude detector |
| JP2010281598A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Fujitsu Ltd | Sensor calibration device |
| JP2011053060A (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Namco Bandai Games Inc | Program, information storage medium, error measurement method for acceleration sensor, error-measuring device for acceleration sensor and game system |
| JP2012242267A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Sony Computer Entertainment Inc | Portable device |
-
2012
- 2012-07-26 JP JP2012165826A patent/JP6071302B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195504A (en) * | 1986-02-24 | 1987-08-28 | Advantest Corp | Surface position detecting device |
| JPH07151842A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Tokin Corp | System and apparatus for detection of magnetism |
| JPH08240611A (en) * | 1995-03-02 | 1996-09-17 | Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd | Calibration device for 3-axis accelerometer |
| JPH11160072A (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Data Tec:Kk | True direction measurement device |
| JP2002168609A (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Toshiba Corp | Surface profile measuring device |
| JP2004309227A (en) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Measuring instrument, azimuth measuring instrument, calibration program and calibration method |
| WO2006035505A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | C & N Inc | Magnetic sensor control method, magnetic sensor controller and portable terminal device |
| JP2007147336A (en) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Hokuyo Automatic Co | Optical distance measuring method |
| JP2007163205A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sensor correction device for moving body, stop determination device and method thereof |
| JP2009031120A (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Jfe Steel Kk | Method and apparatus for adjusting thickness measuring apparatus |
| JP2010117260A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Epson Toyocom Corp | Correction parameter preparation method of attitude detector, device for correction parameter preparation of attitude detector, and attitude detector |
| JP2010281598A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Fujitsu Ltd | Sensor calibration device |
| JP2011053060A (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Namco Bandai Games Inc | Program, information storage medium, error measurement method for acceleration sensor, error-measuring device for acceleration sensor and game system |
| JP2012242267A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Sony Computer Entertainment Inc | Portable device |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015224939A (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | 京セラ株式会社 | Portable device, control method of portable device and control program thereof |
| WO2015182612A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 京セラ株式会社 | Portable apparatus, method for controlling portable apparatus, and control program |
| DE102014210619A1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Endoscope with non-contact distance measurement |
| JP2016214380A (en) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | オリンパス株式会社 | Endoscope apparatus |
| US11330181B2 (en) | 2017-05-31 | 2022-05-10 | Dongwoon Anatech Co., Ltd. | Method for transmitting data in camera module |
| JP2020522029A (en) * | 2017-05-31 | 2020-07-27 | ドンウン アナテック カンパニー リミテッド | Data transmission method in camera module |
| US11331151B2 (en) | 2017-06-19 | 2022-05-17 | Techmah Medical Llc | Surgical navigation of the hip using fluoroscopy and tracking sensors |
| JP2020527380A (en) * | 2017-06-19 | 2020-09-10 | モハメド・アール・マーフーズ | Hip Surgical Navigation Using Fluoroscopy and Tracking Sensors |
| US11826111B2 (en) | 2017-06-19 | 2023-11-28 | Techmah Medical Llc | Surgical navigation of the hip using fluoroscopy and tracking sensors |
| JP2021523701A (en) * | 2018-05-23 | 2021-09-09 | デラヴァル ホルディング アーベー | Animal tags, methods and computer programs for determining behavior-related data |
| JP7247222B2 (en) | 2018-05-23 | 2023-03-28 | デラヴァル ホルディング アーベー | Animal tags, methods and computer programs for determining behavior-related data |
| CN115697206A (en) * | 2020-05-01 | 2023-02-03 | 皮尔森莫有限公司 | Ultrasonic image acquisition system |
| JP2023523956A (en) * | 2020-05-01 | 2023-06-08 | プルセンモア リミテッド | System for Acquiring Ultrasound Images |
| JP2022163562A (en) * | 2021-04-14 | 2022-10-26 | i-PRO株式会社 | endoscope system |
| JP7681294B2 (en) | 2021-04-14 | 2025-05-22 | i-PRO株式会社 | Endoscope System |
| JPWO2022249292A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6071302B2 (en) | 2017-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6071302B2 (en) | Calibration apparatus and program | |
| JP7758684B2 (en) | System for acquiring ultrasound images of internal body organs | |
| US7744279B2 (en) | Orientation sensing apparatus for radiation imaging system | |
| US7775713B2 (en) | Arrangement for dental imaging | |
| EP4064985B1 (en) | Infant monitoring system during feeding | |
| CN107348931B (en) | Capsule endoscope space attitude determination system | |
| EP3917405B1 (en) | Instrumented ultrasound probes for machine-learning generated real-time sonographer feedback | |
| JP2020187097A (en) | 3D coordinate measuring device | |
| EP2559979A2 (en) | Device and method for detecting machine vibrations | |
| JP5445270B2 (en) | Calibration data acquisition method, acceleration sensor output correction method, and calibration data acquisition system | |
| CN207101254U (en) | A kind of electronic oral cavity endoscope with posture sensing device | |
| WO2010101207A1 (en) | Electronic pen system, positional variation measuring device, display method, and program | |
| CN112815834B (en) | Optical positioning system | |
| US20130042682A1 (en) | Device and method for detecting machine vibrations | |
| EP1844696B1 (en) | Endoscopic imaging with indication of gravity direction | |
| JP4607043B2 (en) | Endoscopic image forming method with display of gravity direction | |
| CN206413086U (en) | An intelligent oral endoscope and an intelligent oral endoscope assembly | |
| CN115033120B (en) | Positioning method and positioner for combined handle, combined handle and virtual system | |
| CN107063065B (en) | a positioning device | |
| TWI534659B (en) | 3d pointing device and method for compensating movement thereof | |
| JP2024003571A (en) | Insertion state detection system, insertion state detection method, and program | |
| JP4643548B2 (en) | Measuring instrument | |
| CN222964597U (en) | Automated building measurement equipment | |
| JP2011209000A (en) | Calibration data acquisition method, gyro sensor output correction method, and calibration data acquisition system | |
| JP2014155592A (en) | Endoscope system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150625 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160517 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160712 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160713 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161227 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6071302 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |