PAGE

CV7・GQ7のローパス設定｜カットオフ周波数・出力レート・単位の確認

INERTIAL GUIDE

CV7・GQ7のローパス設定｜カットオフ周波数・出力レート・単位の確認

CV7・GQ7のローパスフィルター設定を、対象データ、Auto/Manual cutoff、出力レート、単位の確認とともに解説します。

3DM-CV7や3DM-GQ7でローパスフィルターを設定するときは、カットオフ周波数だけを見るのではなく、どのデータ項目へ適用するのか、何Hzで出力するのか、値の単位は何かを一緒に確認します。

このページではLow-Pass Anti-Aliasing Filterの設定と、SensorConnectで確認するときのポイントを整理します。

このページでできること

  • ローパスフィルターの対象データを確認する
  • AutoとManualのカットオフ設定を使い分ける
  • 出力レート変更時にフィルター条件を再確認する
  • g / m/s²、rad/s / deg/sなどの単位を区別する
  • 変更前後を同じ条件で比較する

1. フィルターは「対象Descriptor」を指定して設定する

Low-Pass Anti-Aliasing Filterでは、対象となるDescriptor SetとField Descriptorを指定します。

例えば、

  • Scaled Accel
  • Scaled Gyro
  • Scaled Magnetometer
  • Pressure
  • Compensated Acceleration
  • Compensated Angular Rate
  • Linear Acceleration

など、機器が対応する特定のデータ項目に対して設定します。

1つのローパス設定が、Timestamp、Status、すべての姿勢データへ一括適用されるわけではありません。

IMU側の生・スケール済みデータと、Estimation Filter側の推定値も区別してください。

2. AutoとManualを区別する

SensorConnectでは、フィルターの有効化とカットオフ周波数の指定方法を別々に設定できます。

Low-Pass Filter Settings
Low-Pass Filter Settingsの表示例。画像の50 Hzは設定例で、推奨値ではありません。

Auto

自動設定では、対象項目の送信レートを基準にカットオフが設定されます。

出力レートを変更するとフィルター条件も変わる可能性があるため、変更後にReadまたはGUIで実際の設定を確認します。

Manual

手動設定では、カットオフ周波数をHzで指定します。

必要な信号帯域だけでなく、

  • センサーの帯域
  • サンプルレート
  • 応答遅れ
  • 後段の解析帯域

も考えて決定します。

3. 「サンプルレートの半分」と「必要な測定帯域」は同じではない

ナイキスト周波数はサンプルレートの半分ですが、実際に必要なカットオフ周波数は測定対象によって決まります。

例えば、100 Hzで出力するから必ず50 Hzまで使いたいとは限りません。

10 Hz以下の動きを測りたいなら、より低いカットオフが適する場合があります。

一方、過度に低いカットオフを設定すると、必要な変化まで減衰したり応答が遅れたりします。

設定値だけではなく、実際の信号に対する応答も確認してください。

4. センサーレンジと出力単位を区別する

SensorConnectにはセンサーレンジの設定と、データ表示の単位があります。

Sensor Range設定例
加速度・角速度レンジの表示例。レンジは測定可能範囲を表し、データ値の単位そのものではありません。
Sensor Dataの単位表示
Sensor Dataの単位表示例。MIPフィールドの定義とGUIの表示単位を照合します。

例えば、

  • レンジ：500 deg/s
  • MIP Scaled Gyro：rad/s

のように、レンジ表示とデータ単位が異なる場合があります。

同様に、Scaled Accelと重力を除いたLinear Accelerationは同じ物理量ではありません。

列名や画面表示だけでなく、使用しているMIP Fieldの定義を確認してください。

5. 単位変換は明示する

加速度をgからm/s²へ変換する場合は、例えば標準重力加速度を使って、

1 g = 9.80665 m/s²

と変換できます。

角速度では、

1 rad/s ≈ 57.2958 deg/s

です。

どの段階で単位変換したかを記録し、SensorConnect表示、CSV、MIP生データの単位を混在させないようにします。

6. 変更前後を同じ条件で比較する

ローパス設定の効果を確認するときは、他の条件をできるだけ揃えます。

  • 同じセンサー
  • 同じ取付
  • 同じ出力レート
  • 同じレンジ
  • 同じ入力条件
  • 同じ解析方法

その上で、

  • 静止時ノイズ
  • 変化への追従
  • ピーク値
  • 周波数成分

を比較します。

出力レートとカットオフを同時に変えると、どちらの影響か分かりにくくなるため、可能なら1項目ずつ変更します。

7. 保存が必要か確認する

設定を次回起動時にも使用する場合は、変更後に起動時設定へ保存します。

現在値の変更と不揮発メモリへの保存は別の操作です。

保存後は再起動し、対象Descriptorのフィルター設定をReadして確認します。

参考資料

次に読む

原典リンク

既存の関連ページもあわせて確認

既存の技術解説・ソフトウェア説明と相互に参照できるよう、本番反映時に現在のURLへ接続します。

技術相談
当サイトでは、サイトの利便性向上のため、クッキー(Cookie)を使用しています
OK