(57)【要約】【課題】任意の向きに設置される複数の加速度センサを用いて相対加速度を計測する。【解決手段】第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、各加速度データに基づいて、第１センサの向きと第２センサの向きとの差異を推定する差異推定部と、差異に基づいて、第２加速度取得部が取得する加速度データを、第２センサの向きが第１センサの向きに等しかったならば第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換する加速度データ変換部と、加速度データ変換部により変換される加速度データと第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出する相対加速度算出部と、差分を記憶する相対加速度記憶部と、を備える相対加速度検出装置。【選択図】図１
2010091462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、
第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、
前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する差異推定部と、
前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換する加速度データ変換部と、
前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出する相対加速度算出部と、
前記差分を記憶する相対加速度記憶部と、
を備える相対加速度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の相対加速度検出装置であって、
前記差異推定部は、
前記第１センサにより検出された互いに向きの異なる少なくとも２つの加速度を示す各加速度データと、
前記各加速度とそれぞれ所定期間内のタイミングで前記第２センサにより検出された、前記各加速度とそれぞれ大きさの差が所定値以内の加速度を示す各加速度データと、
に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の相対加速度検出装置であって、
前記差異推定部は、
前記第１センサから出力された第１加速度データと、前記第２センサから出力された第２加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第１加速度データにより示される第１加速度の大きさと前記第２加速度データにより示される第２加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１センサから出力された第３加速度データと、前記第２センサから出力された第４加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第３加速度データにより示される第３加速度の大きさと前記第４加速度データにより示される第４加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１加速度の向きと前記第３加速度の向きとの差が所定値以上であり、かつ、前記第２加速度の向きと前記第４加速度の向きとの差が所定値以上である場合に、
前記第１〜第４の加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の相対加速度検出装置であって、
前記第１センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第２センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記差異推定部は、前記各加速度データ及び各地磁気データから推定される重力の向きと地磁気の向きとに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の相対加速度検出装置であって、
前記第１センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第２センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記差異推定部は、第１のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、第２のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの間における前記各センサのそれぞれの回転角と、に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の相対加速度検出装置であって、
前記差異推定部は、
所定期間毎に、前記各センサのそれぞれの回転角を推定し、前記それぞれの回転角に基づいて前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を補正する
ことを特徴とする相対加速度検出装置。
【請求項７】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、を備える情報処理装置により、前記第１検出対象物と前記第２検出対象物との間の相対加速度を検出する方法であって、
前記情報処理装置が、前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定し、
前記情報処理装置が、前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換し、
前記情報処理装置が、前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出し、
前記情報処理装置が、前記差分を記憶装置に記憶する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項８】
請求項７に記載の相対加速度の検出方法であって、
前記情報処理装置は、
前記第１センサにより検出された互いに向きの異なる少なくとも２つの加速度を示す各加速度データと、前記各加速度とそれぞれ所定期間内のタイミングで前記第２センサにより検出された、前記各加速度とそれぞれ大きさの差が所定値以内の加速度を示す各加速度データと、に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項９】
請求項７に記載の相対加速度の検出方法であって、
前記情報処理装置は、
前記第１センサから出力された第１加速度データと、前記第２センサから出力された第２加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第１加速度データにより示される第１加速度の大きさと前記第２加速度データにより示される第２加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１センサから出力された第３加速度データと、前記第２センサから出力された第４加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第３加速度データにより示される第３加速度の大きさと前記第４加速度データにより示される第４加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１加速度の向きと前記第３加速度の向きとの差が所定値以上であり、かつ、前記第２加速度の向きと前記第４加速度の向きとの差が所定値以上である場合に、
前記第１〜第４の加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の相対加速度の検出方法であって、
前記第１センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第２センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記情報処理装置は、前記各加速度データ及び各地磁気データから推定される重力の向きと地磁気の向きとに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の相対加速度の検出方法であって、
前記第１センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第２センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記情報処理装置は、第１のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、第２のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの間における前記各センサのそれぞれの回転角と、に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の相対加速度の検出方法であって、
前記情報処理装置は、
所定期間毎に、前記各センサのそれぞれの回転角を推定し、前記それぞれの回転角に基づいて前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を補正する
ことを特徴とする相対加速度の検出方法。
【請求項１３】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、を備える情報処理装置に、
前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順と、
前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換する手順と、
前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出する手順と、
前記差分を記憶装置に記憶する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムであって、
前記情報処理装置に、
前記第１センサにより検出された互いに向きの異なる少なくとも２つの加速度を示す各加速度データと、前記各加速度とそれぞれ所定期間内のタイミングで前記第２センサにより検出された、前記各加速度とそれぞれ大きさの差が所定値以内の加速度を示す各加速度データと、に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のプログラムであって、
前記情報処理装置に、
前記第１センサから出力された第１加速度データと、前記第２センサから出力された第２加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第１加速度データにより示される第１加速度の大きさと前記第２加速度データにより示される第２加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１センサから出力された第３加速度データと、前記第２センサから出力された第４加速度データと、の出力タイミングの差が所定期間内であり、前記第３加速度データにより示される第３加速度の大きさと前記第４加速度データにより示される第４加速度の大きさの差が所定値以内であり、かつ、
前記第１加速度の向きと前記第３加速度の向きとの差が所定値以上であり、かつ、前記第２加速度の向きと前記第４加速度の向きとの差が所定値以上である場合に、
前記第１〜第４の加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のプログラムであって、
前記第１センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第２センサは、加速度及び地磁気を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び地磁気データを順次取得し、
前記情報処理装置に、
前記各加速度データ及び各地磁気データから推定される重力の向きと地磁気の向きとに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のプログラムであって、
前記第１センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第２センサは、加速度及び角速度を検出し、
前記第１加速度取得部は、前記第１センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記第２加速度取得部は、前記第２センサから出力される加速度データ及び角速度データを順次取得し、
前記情報処理装置に、
第１のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、第２のタイミングにおける前記各加速度データから推定される重力の向きと、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの間における前記各センサのそれぞれの回転角と、に基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムであって、
前記情報処理装置に、
所定期間毎に、前記各センサのそれぞれの回転角を推定し、前記それぞれの回転角に基づいて前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を補正する手順を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は相対加速度検出装置、相対加速度の検出方法およびプログラムに関し、特に、任意の向きに設置される複数の加速度センサを用いて相対加速度を計測することができる相対加速度検出装置、相対加速度の検出方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やデジタルカメラ等の装置において、加速度センサを用いたユーザインタフェースが広く利用されている。加速度センサを用いたユーザインタフェースとしては、例えば、装置の傾きに応じて画面表示の向きを変化させるものが知られている。このような装置は、装置の傾きを加速度センサが検知し、重力の向きを下向きであると判断し、装置の画面表示の向きを制御する。
【０００３】
また、加速度から移動距離を計測し、この移動距離に応じて画面表示をスクロールする携帯端末が提案されている（例えば特許文献１参照）。この携帯端末は、検出した加速度を時間成分で二度積分して移動距離を算出することにより、携帯端末の画面サイズよりも大きなデスクトップ画面の一部分を携帯端末の画面を通して覗くようにして画面表示を行うことができる。携帯端末を上下左右に動かすことで、携帯端末の画面サイズよりも大きなデスクトップ画面の全体を把握することができる。
【０００４】
また、相対加速度を検出することによりジェスチャの認識を可能とする技術が提案されている（たとえば特許文献２参照）。この技術では、手の甲などに固定された基本となる加速度センサと、各指につけられている加速度センサの相対加速度を用いることにより、指のジェスチャを認識することを可能する。
【０００５】
【特許文献１】特開2002-007027号公報
【特許文献２】特許第3630712号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電車での移動中や歩行中などに携帯端末の加速度を検出してユーザインタフェースを制御する場合には、利用者の意図とは異なる画面表示等がなされる可能性がある。例えば、電車の中では、電車の移動に伴い携帯端末に搭載されている加速度センサに電車の加速度が観測される。このような状況では、利用者が意図して動かした携帯端末の加速度とは異なる加速度が観測され、結果として出力される画面表示などが利用者の意図とは異なるものとなる可能性がある。
【０００７】
一方で、電車などの移動体と利用者との間の相対加速度を検出するようにして、電車の中のような加減速を繰り返す移動体の中でも利用者自体の動きを検出することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、相対加速度を検出する場合には、加速度検出対象にそれぞれ設置される加速度センサの向きを事前に合わせておく必要があり、これまでの技術では、例えば特許文献２にも記載されているように、加速度センサの設置位置が手指に限定されているなど、事前に各加速度センサの設置位置や向きが固定されていた。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、任意の向きに設置される複数の加速度センサを用いて相対加速度を計測することができる相対加速度検出装置、相対加速度の検出方法およびプログラムを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する差異推定部と、前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換する加速度データ変換部と、前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出する相対加速度算出部と、前記差分を記憶する相対加速度記憶部と、を備える相対加速度検出装置。
【００１１】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、を備える情報処理装置により、前記第１検出対象物と前記第２検出対象物との間の相対加速度を検出する方法であって、前記情報処理装置が、前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定し、前記情報処理装置が、前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換し、前記情報処理装置が、前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出し、前記情報処理装置が、前記差分を記憶装置に記憶する。
【００１２】
第１検出対象物に設置される第１センサから出力される加速度データを順次取得する第１加速度取得部と、第２検出対象物に設置される第２センサから出力される加速度データを順次取得する第２加速度取得部と、を備える情報処理装置に、前記各加速度データに基づいて、前記第１センサの向きと前記第２センサの向きとの差異を推定する手順と、前記差異に基づいて、前記第２加速度取得部が取得する加速度データを、前記第２センサの向きが前記第１センサの向きに等しかったならば前記第２センサから出力されたと推定される加速度データに変換する手順と、前記加速度データ変換部により変換される加速度データと前記第１加速度取得部が取得する加速度データとの差分を算出する手順と、前記差分を記憶装置に記憶する手順と、を実行させるためのプログラム。
【００１３】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１４】
任意の向きに設置される複数の加速度センサを用いて相対加速度を計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＝＝第１の実施形態＝＝
本発明に係る第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
＜構成＞
図１に示すように、本実施形態に係る相対加速度検出装置100は、第１加速度取得手段101と、第２加速度取得手段102と、加速度履歴保持手段103と、座標軸補正手段104と、座標軸間角度計算手段105と、相対加速度計算手段106を含んで構成される。
【００１６】
なお、第１加速度取得手段101は特許請求の範囲に記載の第１加速度取得部に相当する。第２加速度取得手段102は特許請求の範囲に記載の第２加速度取得部に相当する。座標軸補正手段104は特許請求の範囲に記載の加速度データ変換部に相当する。座標軸間角度計算手段105は特許請求の範囲に記載の差異推定部に相当する。相対加速度計算手段106は特許請求の範囲に記載の相対加速度算出部に相当する。加速度履歴保持手段103は特許請求の範囲に記載の相対加速度記憶部に相当する。
【００１７】
相対加速度検出装置100は、複数の加速度検出対象物間の相対的な加速度を検出することが可能な装置である。例えば電車に搭乗中の利用者が相対加速度検出装置100を所持する場合には、本実施形態に係る相対加速度検出装置100を利用することにより、電車の位置を基準とした利用者の加速度（相対加速度）を検出することができる。
【００１８】
相対加速度検出装置100は、携帯電話機や携帯型コンピュータ、携帯型コンテンツプレーヤ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲームコントローラ、などの利用者により携帯して使用される各種情報処理装置の他、パーソナルコンピュータや各種サーバ、車載ナビゲーション装置、各種振動観測装置、などの所定の位置に設置して使用される情報処理装置としても実現することができる。
【００１９】
第１加速度取得手段101は、相対加速度の基準となる第１検出対象物に設置される第１加速度センサから出力される加速度データを取得する。第１加速度センサと第１加速度取得手段101との間は、ケーブル等で接続されていても良いし、有線や無線などの通信手段により通信可能に接続されていても良い。また、第１加速度取得手段101の中に第１加速度センサが内蔵されている形態としても良い。
【００２０】
なお本実施形態では、第１加速度センサは３軸加速度センサを想定するが、１軸加速度センサや２軸加速度センサの他、各軸の角速度も合わせて検出可能な加速度センサや、各軸の地磁気も検出可能な加速度センサを用いても良い。
【００２１】
本実施形態における第１加速度センサから出力される加速度データは、例えばｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３次元直交座標の各軸の成分により表される。これらの各軸の成分の値は、同一加速度であっても第１加速度センサの設置向きに依存して異なった値となる。
【００２２】
第２加速度取得手段102は、第１検出対象物に対する相対加速度の検出対象である第２検出対象物に設置される第２加速度センサから出力される加速度データを取得する。第２加速度センサと第２加速度取得手段102との間は、ケーブル等で接続されていても良いし、有線や無線などの通信手段により通信可能に接続されていても良い。また、第２加速度取得手段102の中に第２加速度センサが内蔵されている形態としても良い。
【００２３】
なお本実施形態では、第２加速度センサは、第１加速度センサと同じく３軸加速度センサを想定するが、１軸加速度センサや２軸加速度センサの他、各軸の角速度も合わせて検出可能な加速度センサや、各軸の地磁気も検出可能な加速度センサを用いても良い。
【００２４】
また第２加速度センサから出力される加速度データも、第１加速度センサと同様に、例えばｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３次元直交座標の各軸の成分により表され、これらの各軸の成分の値は、同一加速度であっても第２加速度センサの設置向きに依存して異なった値となる。
【００２５】
なお本実施形態では、相対加速度の基準となる第１検出対象物の加速度を第１加速度センサで検出し、第１検出対象物に対する相対加速度の検出対象である第２検出対象物の加速度を第２加速度センサで検出しているが、逆でも良い。
【００２６】
各加速度取得手段101、102は、順次加速度データを取得する。例えば所定期間毎（例えば0.1秒毎）に繰り返し加速度データを取得する。取得した加速度データは、順次、加速度履歴保持手段103に記憶される。
【００２７】
加速度履歴保持手段103は、第１加速度取得手段101と第２加速度取得手段102からそれぞれ加速度データを受け取り、記録する記憶装置である。加速度履歴保持手段103には、加速度データが記録される際に、各加速度データに、加速度データを取得した際の時刻と、加速度データを取得した加速度取得手段101、102の識別子と、が対応付けて記録される。加速度データを取得した際の時刻は、例えば加速度データの経時変化を把握するために使用される。また、加速度取得手段101、102の識別子は、加速度データの取得元を区別するために使用される。また、加速度取得手段101、102から取得した複数の加速度データと、それらの加速度データの取得時刻と、を含むデータの集合を、以下、加速度履歴とも記す。加速度履歴保持手段103に記録された加速度データや加速度履歴は、座標軸補正手段104により参照される。
【００２８】
座標軸補正手段104は、第１加速度取得手段101の加速度履歴と、第２加速度取得手段102の加速度履歴との、座標軸間の角度のずれを補正する。すなわち、第２加速度取得手段102が取得する加速度データを、第２加速度センサの向きが第１加速度センサの向きに等しかったならば第２加速度センサから出力されたと推定される加速度データに変換する。
【００２９】
座標軸補正手段104は、相対加速度計算手段106からの要求があった場合やその他の所定の契機に応じて、加速度履歴保持手段103から、第１加速度取得手段101の加速度履歴と、第２加速度取得手段102の加速度履歴を取得する。そして座標軸補正手段104は、第１加速度センサの向きと第２加速度センサの向きとの差異を推定するために、これらの加速度履歴を座標軸間角度計算手段105に渡す。
【００３０】
座標軸補正手段104は、座標軸間角度計算手段105から、第１加速度センサの向きと第２加速度センサの向きとの差異を取得する。例えば、第１加速度取得手段101に対する第２加速度取得手段102の座標軸間の角度を取得する。
【００３１】
座標軸補正手段104は、この取得した座標軸間の角度から、第２加速度取得手段102の加速度履歴に含まれる各加速度データを、第１加速度取得手段101の座標軸に合わせるように変換する。この変換操作は、加速度履歴に含まれる各加速度データのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各値を要素として含む行列を回転させる操作と考えることができる。
【００３２】
なお、ここでは第１加速度取得手段101の座標軸に、第２加速度取得手段102の座標軸を合わせるように回転させるとしたが、逆であっても良い。また、地軸やその他の座標軸に合わせるように回転させても構わない。
【００３３】
座標軸間角度計算手段105は、座標軸補正手段104からの要求を受けて、座標軸間の角度を計算する。
【００３４】
まず、座標軸間角度計算手段105は、座標軸補正手段104から第１加速度取得手段101の加速度履歴、および第２加速度取得手段102の加速度履歴を取得する。
【００３５】
座標軸間角度計算手段105は、これらの加速度履歴に含まれる加速度データの中から、所定の条件を満たす加速度データの組を複数抽出する。所定の条件は、例えば、第１加速度取得手段101により得られた加速度データと、第２加速度取得手段102により得られた加速度データとが所定時間差内（以下、簡便のため、同時刻とも記す）に得られたものであり、かつ、両方の加速度の大きさの差が所定値よりも小さい（以下、簡便のため、大きさが等しいとも記す）ことである。
【００３６】
座標軸間角度計算手段105は、このような条件を満たす適切な加速度データの組を複数用いて、各加速度取得手段101、102の座標軸間の角度の差を推定する。
【００３７】
座標軸間角度計算手段105は、抽出された大きさの等しい加速度の向きを一致させるために必要な座標軸の回転角度を計算する。この回転角度は通常、3つの座標軸の回転角度、あるいは回転を行なうための回転行列で表わすことができる。座標軸間角度計算手段105は、これらの値を、座標軸間の角度として座標軸補正手段104に返す。
【００３８】
相対加速度計算手段106は、座標軸のそろった加速度履歴、または加速度データから、相対加速度を計算する。まず、相対加速度計算手段106は、座標軸補正手段104から座標軸のそろった加速度履歴、または加速度データを取得する。そして、第２加速度取得手段102の加速度履歴、または加速度データから、第１加速度取得手段101の加速度履歴、または加速度データを引くことで、相対加速度を計算する。このとき、加速度を引くことは、それぞれの座標軸の成分で差分を取ることと等しい。そして相対加速度計算手段106は、計算した相対加速度を加速度履歴保持手段103に記録する。
【００３９】
なお、座標軸間角度計算手段105による座標軸間の角度の求め方は、上記に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、第１加速度センサ及び第２加速度センサが各軸の地磁気も検出可能な加速度センサである場合には、それぞれの加速度センサで重力の向きと地磁気の向きが検出できるので、それらの向きに基づいて座標軸間の角度を求めることができる。
【００４１】
また、第１加速度センサ及び第２加速度センサが各軸の角速度も検出可能な加速度センサである場合には、第１のタイミングにおける各加速度データから推定される重力の向きと、第２のタイミングにおける各加速度データから推定される重力の向きと、第１のタイミングから第２のタイミングまでの間における各加速度センサのそれぞれの回転角と、に基づいて、第１加速度センサの向きと第２加速度センサの向きとの差異を求めることができる。
【００４２】
その他、相対加速度検出装置100の利用者に、第１加速度センサと第２加速度センサの両方をしっかりと手で持ってもらい、同時に振ってもらうなどして、両加速度センサに同一の加速度を与えるようにすることもできる。
＜処理の流れ＞
次に、図１のブロック図、及び図２のフローチャートを参照して、本実施の形態にかかる相対加速度検出装置100の全体の処理の流れについて詳細に説明する。
【００４３】
まず第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102は、所定周期毎に加速度データを取得する(図2ステップA100)。
【００４４】
そして第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102は、取得した加速度データを、順次、加速度履歴保持手段103に記録する。この際、各加速度データは、取得された時刻、および加速度データを取得した加速度取得手段の識別子と共に保存される(図2ステップA110)。
【００４５】
座標軸補正手段104は、加速度履歴保持手段103から、第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102がそれぞれ取得した加速度履歴を取得する(図2ステップ120)。
【００４６】
座標軸補正手段104は、取得した加速度履歴を座標軸間角度計算手段105に渡す。
【００４７】
座標軸間角度計算手段105は、受け取った加速度履歴をもとに、第１加速度取得手段101に対する第２加速度取得手段102の座標軸間の角度を計算する(図2ステップ130)。座標軸間の角度の計算は、例えば上述したように、第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102により同時刻に検出された大きさの等しい加速度の複数の組に基づいて行うことが可能である。
【００４８】
次に、座標軸補正手段104は、第２加速度取得手段102が取得した加速度履歴に対して、座標軸間角度計算手段105から受け取った座標軸間の角度を無くすように、第２加速度取得手段102の各加速度データの値を変換する。これにより、座標軸の角度のずれが補正された加速度履歴、または加速度データが得られる(図2ステップA140)。
【００４９】
そして相対加速度計算手段106は、座標軸のそろった加速度履歴または加速度データに対して、相対加速度を算出し、加速度履歴保持手段103に記録する(図2ステップA150)。
【００５０】
このように、本実施の形態では、任意の向きに設置される複数の加速度センサを用いて相対加速度を計測することができる。
【００５１】
すなわち、本実施形態に係る相対加速度検出装置100は、複数の加速度取得手段から得られた加速度データを用いて座標軸間の角度を計算し、その座標軸間の角度のずれを補正した上で相対加速度を計算するように構成されているため、任意の向きで配置されている加速度取得手段から取得した加速度データに対して相対加速度を計算することができる。
＝＝第２の実施形態＝＝
次に、第２の実施形態に係る相対加速度検出装置110について、図面を参照して詳細に説明する。
＜構成＞
本実施形態に係る相対加速度検出装置110は、図３に示すように、第１の実施形態に係る相対加速度検出装置100に対し、座標軸間角度保持手段117と、回転角度算出手段116が加わり、また、座標軸補正手段104が座標軸補正手段114に置き換わり、座標軸間角度計算手段105が座標軸間角度計算手段115に置き換わった構成をとる。
【００５２】
座標軸間角度計算手段115は、第１の実施形態での座標軸間角度計算手段105とは異なり、事前に座標軸間の角度のずれを計算しておくようにする。これにより、相対加速度の計算にかかる時間を短縮することが可能となる。座標軸間角度計算手段115は、加速度履歴保持手段103から、第１加速度取得手段101と第２加速度取得手段102がそれぞれ取得した加速度履歴を取得する。そして、座標軸間角度計算手段115は第１の実施の形態と同様に座標軸間の角度を計算する。そして座標軸間角度計算手段115は、座標軸間角度保持手段117に座標軸間の角度を記録する。
【００５３】
座標軸間角度保持手段117は、座標軸間角度計算手段115により算出された座標軸間の角度を記録する。座標軸間角度保持手段117により記録されている座標軸間の角度は、座標軸補正手段114に読み出される。
【００５４】
また座標軸間角度保持手段117は、座標軸補正手段114から第１加速度取得手段101または第２加速度取得手段102の回転を反映した最新の座標軸間の角度を受け取り、座標軸間の角度を更新する。なお、この座標軸間の角度は、基準となる座標系の3つの直行する座標軸に対する3つの回転角度として表わすことができる。また角度を算出する必要がない場合には、座標変換を行なう回転行列としても表すことができる。
【００５５】
座標軸補正手段114は、加速度履歴保持手段103から、第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102の加速度履歴または加速度データを取得する。
【００５６】
そして座標軸補正手段114は、取得した加速度履歴または加速度データを回転角度算出手段116に渡し、各加速度取得手段が前回の角度算定時からさらに回転した角度を取得する。そして座標軸補正手段114は、座標軸間角度保持手段117に記憶されている座標軸間の角度に、回転角度算出手段116から取得した回転角度を反映させ、最新の座標軸間の角度に補正する。座標軸補正手段114は、最新の座標軸間の角度を、座標軸間角度保持手段117に保存しておく。
【００５７】
そして座標軸補正手段114は、第１の実施の形態での座標軸間の角度の補正と同様に、第２加速度取得手段102により取得された加速度データを、第１加速度取得手段101の座標軸に合わせるように補正する。座標軸補正手段114は、この補正された加速度データを、相対加速度計算手段106に渡す。
【００５８】
回転角度算出手段116は、座標軸補正手段114から渡された加速度履歴または加速度データをもとに、前回算定時からの第１加速度取得手段101または第２加速度取得手段102の個別の回転角度を計算する。例えば、第１加速度センサ及び第２加速度センサが各軸の地磁気も検出可能な加速度センサである場合には、それぞれの加速度センサで重力の向きと地磁気の向きが検出できるので、それらの向きのずれに基づいて前回算定時からの回転角度を求めることができる。あるいは、第１加速度センサ及び第２加速度センサが各軸の角速度も検出可能な加速度センサである場合には、それぞれの加速度センサで重力の向きと各軸のずれ量が検出できるので、それらの値に基づいて前回算定時からの回転角度を求めることができる。また、加速度データには、地軸に対する角度が含まれていないため、重力加速度の向きから地軸の向きを判断し、回転角度を取得することができる場合がある。回転角度算出手段116は、この回転角度を、座標軸補正手段114の要求に応じて計算し、返す。
＜処理の流れ＞
次に、図３のブロック図、及び図４、図５のフローチャートを参照して、本実施形態にかかる相対加速度検出装置110の全体の動作について詳細に説明する。
【００５９】
本実施形態に係る処理は、座標軸間の角度を計算し保存する処理(図4)と、保存されている座標軸間の角度をもとに相対加速度を計算する処理(図5)に大きく分けられる。以下では、それぞれの処理の流れについて説明する。
【００６０】
座標軸間の角度を計算し保存する処理の流れを図4に示す。
【００６１】
まず、第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102は、加速度データの取得を行なう(図4ステップB100)。第１加速度取得手段101および第２加速度取得手段102は、取得した加速度データを、加速度履歴保持手段103に順次保存する(図4ステップB110)。
【００６２】
座標軸間角度計算手段115は、加速度履歴保持手段103から加速度履歴を取得する(図4ステップB120)。相対加速度検出装置110は、これらの加速度履歴に含まれる加速度データから座標軸の角度のずれが計算可能であるかを判定し、計算可能でなければ、ステップB100を再度行なう(図4ステップB130)。
【００６３】
座標軸間の角度は、例えば、第１加速度取得手段101の加速度履歴と、第２加速度取得手段102の加速度履歴と、に含まれる同時刻に計測された加速度データのうち、加速度の大きさが等しい加速度データが複数あり、かつ、それらの加速度の向きが全て同一でない場合に計算可能である。
【００６４】
座標軸間の角度が計算可能と判定された場合には、座標軸間角度計算手段115は、第１の実施形態の場合と同様に、座標軸の角度のずれを算出し(図4ステップB140)、計算された座標軸間の角度を座標軸間角度保持手段117に保存する。
【００６５】
次に、保存されている座標軸間の角度をもとに相対加速度を計算する処理の流れを図5に示す。
【００６６】
まず座標軸補正手段114は、加速度履歴保持手段103から、第１加速度取得手段101、および第２加速度取得手段102の加速度履歴、または加速度データを取得する(図5ステップB200)。なお、ここで取得する加速度履歴または加速度データは、加速度履歴保持手段103に保持されている加速度履歴であっても、第１加速度取得手段101、および第２加速度取得手段102から直接取得した加速度データであってもよい。
【００６７】
次に座標軸補正手段114は、取得した加速度データを回転角度算出手段116に渡す。そして、回転角度算出手段116は、第１加速度取得手段101、および第２加速度取得手段102が前回の角度算定時から回転した角度を算出する(図5ステップB210)。回転角度算出手段116は、算出した回転角度を座標軸補正手段114に渡す。
【００６８】
そして座標軸補正手段114は、座標軸間角度保持手段117から座標軸間の角度を取得し、その角度に回転角度算出手段116が算出した回転角度を加える(図5ステップB220)。座標軸補正手段114は、この回転角度を反映させた後の座標軸間の角度を、座標軸間角度保持手段117に書き戻す。
【００６９】
そして、座標軸補正手段114は、新たに計算した座標軸の角度に基づいて、第２加速度取得手段102の座標軸を第１加速度取得手段101の座標軸にあわせるように、第２加速度取得手段102の加速度履歴、または加速度データを修正する(図5ステップB230)。
【００７０】
座標軸補正手段114は、補正した加速度履歴、または加速度データを、相対加速度計算手段106に渡す。相対加速度計算手段106は、相対加速度を計算して加速度履歴保持手段103に記録する(図5ステップB240)。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、座標軸間の角度を事前に計算して保持しておき、それぞれの加速度センサの向きが変わった場合には、その回転角度の差分のみを計算して座標軸間の角度を修正した上で、座標軸間の角度を補正し、相対加速度を計算するように構成されている。
【００７２】
そのため、適切に相対加速度が計算でき、かつ、相対加速度の計算時間を短縮することができる。
＝＝第３の実施の形態＝＝
次に、第３の実施形態に係る相対加速度検出装置120ついて図面を参照して詳細に説明する。
【００７３】
本実施形態に係る相対加速度検出装置120は、第１の実施形態の相対加速度検出装置100に対して、通信手段122を備え、通信手段122を介して補助端末200と通信可能に接続され、第２加速度取得手段102が補助端末200内部に設けられる。補助端末200は、第２加速度取得手段102により検出された加速度データを、通信手段202を介して相対加速度検出装置120に送信する。
【００７４】
なお本実施形態においては、第１加速度取得手段101内部に第１加速度センサが設けられ、第２加速度取得手段201内部に第２加速度センサが設けられる。
【００７５】
補助端末200は、相対加速度検出装置120の筐体の外部に設けられる端末である。補助端末200の第２加速度取得手段201が取得した加速度データは、通信手段202を通じて相対加速度検出装置120に送信される。通信手段202は、相対加速度検出装置120の通信手段122と、直接、あるいはネットワークを通じて間接的に通信を行なう。
【００７６】
相対加速度検出装置120の通信手段122は、加速度取得手段201が取得した加速度データを受け取ると、加速度履歴保持手段103に加速度データを渡す。加速度履歴保持手段103は、加速度の取得時刻、および加速度取得手段の識別子とともに、加速度データを保存する。
【００７７】
本実施の形態では、第１加速度取得手段101が相対加速度検出装置120に設けられ、第２加速度取得手段201が補助端末200に設けられているので、例えば第２加速度取得手段201を基準位置に設置することにより、容易に基準位置に対する相対加速度検出装置120の相対加速度を取得することが可能となる。
＝＝第４の実施の形態＝＝
本実施形態では、利用者が携帯端末300を操作等している状況において、利用者を基準とした携帯端末300の相対加速度を計測する場合について説明する。
【００７８】
図７は本実施形態に係る携帯端末300の外観構成を表した図である。
【００７９】
図７によれば、本実施形態に係る携帯端末300は、表示デバイス301と、入力デバイス302,303,304,305,306と、携帯端末300と離れた位置に設置することのできる加速度計307と、加速度計307により計測された加速度のデータを携帯端末300に送信するための通信ケーブル308を備えて構成される。また、携帯端末300は、図示しないが、加速度計を内蔵している。
【００８０】
表示デバイス301は、LCD（Liquid Crystal Display）ディスプレイ等であり、利用者に対して文字情報、画像情報を提示することができる。なお、このような表示デバイスは必須では無い。
【００８１】
入力デバイス302,303,304,305,306はボタン形状をしており、利用者からの入力を受け取ることができる。また、ボタンの数、形状は異なる可能性がある。
【００８２】
加速度計307は、それ自体にかかる加速度を測定することのできる装置である。携帯端末300本体とは離れて保持することができ、携帯端末300に内蔵されている加速度計と異なる加速度を計測することが可能である。
【００８３】
通信ケーブル308を用いることで、加速度計307で取得された加速度データを、携帯端末300に送付することが可能である。
【００８４】
また、加速度計307を利用者の体に取り付け、携帯端末300のみを手で動かすことにより、利用者の体に対する携帯端末300の相対加速度を取得することができる。
【００８５】
本実施形態の具体的な内部構成は図１に示したものと同様である。
【００８６】
本実施形態においては、加速度取得手段101、102は加速度計であり、各加速度計にかかる加速度を計測することができる。計測される加速度は、加速度計に固定された三次元の直交する座標軸に対応しており、各座標軸における数値で表される。
【００８７】
また加速度履歴保持手段103は、加速度履歴を保持するデータテーブル400を備える。本実施形態におけるデータテーブル400の構成を図８に示す。図８によると、データテーブル400の要素は、加速度履歴を識別するための履歴IDと、加速度計を識別するための加速度計IDと、加速度データを取得した時刻と、加速度の各座標軸成分の数値を含んで構成される。
【００８８】
また、座標軸補正手段104と、座標軸間角度計算手段105と、相対加速度計算手段106は、携帯端末300が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されるプログラムにより実現することができる。
【００８９】
次に、相対加速度を取得する手順について具体的に説明する。
【００９０】
携帯端末300に内蔵されている加速度計(図１の第１加速度取得手段101)、および加速度計307がそれぞれ加速度を計測すると、加速度データが得られる。このとき得られる加速度データを図９（Ａ）（Ｂ）に示す。
【００９１】
図９（Ａ）には携帯端末300に内蔵されている加速度計により得られた加速度データを示し、図９（Ｂ）には加速度計307により得られた加速度データを示す。
【００９２】
これらの加速度データは加速度履歴保持手段103に送られ、データテーブル400に保存される。データテーブル400に加速度データが保存される際に、加速度履歴保持手段103は、加速度データの履歴IDと、加速度データの取得元の加速度計識別子と、加速度の取得時刻と、を加速度データに付加する。データテーブル400に加速度データが保存されている様子を図８（Ａ）に示す。データテーブル400は加速度履歴データベースを表す。エントリ401には、携帯端末300が内蔵する加速度計により計測された加速度データが記録され、エントリ402には加速度計307により計測された加速度データが記録されている。
【００９３】
次に、携帯端末300および加速度計307において再度加速度データの取得が行なわれ、図９（Ｃ）（Ｄ）に示すような加速度データが得られたとする。これらの加速度データも、前回の加速度データの取得時と同様に、加速度履歴保持手段103のデータテーブル400に保存される。
【００９４】
図８（Ｂ）に、データテーブル400に加速度データが保存されている様子を示す。前回計測時の加速度データが保存された後の様子に比べ、携帯端末300の加速度履歴エントリ403、および加速度計307の加速度履歴エントリ404が追加されていることがわかる。
【００９５】
次に、データテーブル400に蓄積された加速度データから、相対加速度を算出する手順の説明を行なう。
【００９６】
携帯端末300内の座標軸補正手段104は、データテーブル400の加速度履歴エントリ401,402,403,404から、それぞれ加速度履歴を取得する(ステップA120)。ここで取得する加速度履歴は、座標軸間の角度を計算するための条件を備えた加速度履歴である必要がある。すなわち、同じ時間に異なる加速度計から取得された加速度データがそろっていること、同じ時間に異なる加速度計から取得された加速度データの加速度ベクトルの大きさが等しいこと、加速度の向きの違い(加速度ベクトル間の角度)が座標軸間の角度を計算するうえで十分に大きいことを考慮する必要がある。
【００９７】
座標軸間角度計算手段105は、これらの加速度履歴を用いて座標軸間の角度を計算する。座標軸間の角度は回転行列Tとして表わすことができる。
【００９８】
加速度履歴401,402,403,404の加速度ベクトルをそれぞれA401,A402,A403,A404としたとき、A401 = T x A402、A403 = T x A404 を満たす。また、Tは回転行列であるため、各座標軸の成分が単位ベクトルであること、直交していること等を満たす必要がある。これらの条件から、回転行列Tを算出し、座標軸間の角度とする(ステップA130)。ここで算出される回転行列Tを図１０に示す。
【００９９】
座標軸間角度計算手段105は、ここで得られた回転行列Tを、座標軸補正手段104に渡す。なお、座標軸間の角度を表現する方法として、回転行列以外に、各座標軸に対する回転角度を用いる方法や、回転軸と回転角度で表現する方法、その他方法が考えられる。また、携帯端末300や加速度計307が回転した場合には、加速度履歴を用いて回転角度を座標軸間の角度に反映させる必要がある。
【０１００】
座標軸間の角度を表す回転行列Tが得られた後、実際の相対加速度を算出するステップとなる。
【０１０１】
座標軸補正手段104は、相対加速度を算出する対象となる加速度データを、加速度履歴保持手段103から取得する。座標軸補正手段104は、得られた加速度データを、回転行列Tを用いて変換する。これにより座標軸の角度のずれを修正する(ステップA140)。前述の例では、回転行列Tと加速度計307から得られた加速度データをかけることにより座標軸間の角度を修正する。
【０１０２】
相対加速度計算手段106は、座標軸間角度修正後の二つの加速度ベクトルの差を取ることにより、相対加速度を得る(ステップA150)。 
＝＝第５の実施の形態＝＝
本実施形態では、利用者が携帯端末300を操作等している状況において、利用者を基準とした携帯端末300の相対加速度を計測する場合について説明する。本実施形態では、事前に加速度取得手段の座標軸の角度のずれを算出しておくことで、計算時間を短縮することを可能とする。
【０１０３】
本実施形態の構成を、図３および図７を用いて説明する。外見上の構成は図７と同様であり、第４の実施形態で説明したため、ここでは省略する。
【０１０４】
第４の実施形態と異なる構成は、座標軸間角度保持手段117と、座標軸補正手段114と、座標軸間角度計算手段115と、回転角度算出手段116である。座標軸間角度保持手段117は、例えばリレーショナルデータベースである。座標軸間角度は座標軸間角度を補正する回転行列で表わされる。座標軸はｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸であるため、座標軸間角度保持手段117のデータテーブルに記憶される回転行列は、9個の行列要素で表される。また、座標軸補正手段114と、座標軸間角度計算手段115と、回転角度算出手段116は、携帯端末300が備えるＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。
【０１０５】
本実施形態において相対加速度を算出する処理の流れを、図４を用いて説明する。
【０１０６】
まず、本実施形態にかかる携帯端末300は、座標軸間角度を計算するために、２つの加速度計を用いて加速度を計測する。本実施形態では、利用者に指示画面を出して、加速度を計測する方法を想定する。なお、加速度がかかるまで待つ等、他の方法も考えられる。
【０１０７】
まず、本実施形態に係る携帯端末300は、利用者に、携帯端末300と加速度計307を一緒に手で持ち、振動させるためのメッセージを表示デバイス301に表示する。この指示に従い、利用者が携帯端末300と加速度計307を一緒に手で持ち、振動させると、携帯端末300内部の加速度計と加速度計307により加速度が計測される。計測された加速度を示す加速度データは、加速度履歴保持手段103のデータテーブルに蓄積される。
【０１０８】
次に座標軸間角度計算手段115は、データテーブルに蓄積された加速度履歴から、座標間角度が計算可能かを判断する。計算可能か否かの判断は、各加速度計により同時刻に計測された加速度履歴を取り出して、それらの加速度ベクトル間の角度が一定値以上であるかによって行う。
【０１０９】
座標軸間角度を計算可能であると判断された場合には、携帯端末300は、表示デバイス301を通じて、利用者に振動の停止を指示する。そして、携帯端末300は、第４実施形態と同様の方法で座標軸間の回転行列Tを算出する。携帯端末300は、この回転行列Tを座標軸間角度保持手段117に保存する。保存形式は前述のとおりである。
【０１１０】
本実施形態に係る携帯端末300は、各加速度計の回転角度を所定期間毎に算出し、その都度、座標軸間角度を補正する。以下詳しく説明する。
【０１１１】
座標軸補正手段114は加速度履歴保持手段103から加速度履歴を取得する。また座標軸補正手段114は座標軸間角度保持手段117から座標軸間角度を取得する。
【０１１２】
回転角度算出手段116は、加速度履歴保持手段103から取得した加速度履歴を用いて、前回算出時からの各加速度計の回転角度を抽出し、それぞれの加速度計に対して回転行列T1、および回転行列T2を算出する。
【０１１３】
座標軸補正手段114は、回転行列T1、および回転行列T2を取得し、既存の座標軸間角度にかけることで、現在の座標軸間角度に対応する回転行列T´を得る。
【０１１４】
具体的には、第１加速度取得手段101の座標軸上の単位ベクトルを a、第２加速度取得手段102の座標軸上の同じ位置の単位ベクトルを b とした場合、a = T x bが成り立つ。一方、次の周期における a は、a' = T1 x a、b' = T2 x b で表される。また、その回転行列を含めると a' = T' x b' となる。これらより、T1 x T x b = T' x T2 x b、すなわち、T' = T1 x T x T2^(-1)と算出できる。
【０１１５】
このように算出された回転行列T´は、座標軸間角度保持手段117に書き戻される。そして加速度履歴、および座標軸間角度を基に、第４の実施形態と同様に相対加速度が計算される。
【０１１６】
以上により、移動体や、移動中の利用者、または移動する対象との相対的な動作、および加速度を、加速度計を用いて取得することが可能となる。
【０１１７】
また任意の向きに設置された複数の加速度計を用いて相対加速度を計測することが可能となる。
【０１１８】
例えば任意の向きに設置された複数の加速度計を用いて移動体や移動中の利用者に対する相対加速度を得られる。その理由は、移動体や移動中の利用者に固定されている加速度との相対加速度を算出するためである。また、相対加速度を計算する際に必要な座標軸間の角度を、容易に取得できることである。その理由は、相対加速度が発生していない状況の複数の加速度履歴から加速度の座標軸間の角度を算出するためである。また、電車等の移動体の中や、利用者が移動中であっても、加速度計を用いて利用者が意図する操作を行なえることである。その理由は、入力として用いる加速度として相対加速度を用いることにより、利用者に対する端末の相対的な動作を取得することができるためである。
＝＝その他の実施の形態＝＝
端末と、基準となる加速度を取得する加速度計と、対象となる加速度を取得するその他の加速度計を有し、前記端末が、前記複数の加速度計が同時に取得した加速度を表す加速度データを基に、各加速度の座標軸間の角度を計算し、計算された座標軸間の角度を用いて、前記対象となる加速度データを前記基準となる加速度データの座標軸に合わせるように補正した上で、前記対象となる加速度の基準となる加速度に対する相対加速度を算出することを特徴とする相対加速度計算システムとすることができる。
【０１１９】
ここで、前記端末は、前記加速度を取得する複数の加速度取得手段と、取得した前記加速度を保持する加速度履歴保持手段と、前記加速度を基に前記複数の加速度計の座標軸間の角度を計算する座標軸間角度計算手段と、前記座標軸間角度を用いて前記加速度を補正する座標軸補正手段と、補正された前記複数の加速度から相対加速度を計算する相対加速度計算手段を備え、前記座標軸間角度計算手段が、前記加速度データを用いて基準となる加速度に対する対象となる加速度の座標軸間の角度を計算し、前記座標軸補正手段が、前記座標軸間の角度を用いて、対象となる加速度データを、座標軸間角度を回転させるようにして基準となる加速度の座標軸での値に補正し、前記相対加速度計算手段が、補正された前記加速度データを表す加速度ベクトルと、基準となる加速度データを表す加速度ベクトルとの差を取ることで、前記基準となる加速度に対する前記対象となる加速度の相対加速度を計算することができる。
【０１２０】
ここで、前記端末は、座標軸間の角度を事前に計算しておき、相対加速度を計算する際に加速度計の回転角度を座標軸間の角度に反映し、この修正された座標軸間の角度を基に前記加速度を補正し、相対加速度を計算することができる。
【０１２１】
また、端末と補助端末を有し、前記端末は、加速度を計測することのできる加速度計と、前記補助端末と通信するための通信手段を有し、前記補助端末は、加速度を計測することのできる加速度計と、前記端末と通信するための通信手段を有し、前記端末が、前記端末が有する加速度計から取得した加速度データと、前記補助端末が有する加速度計から前記それぞれの通信手段を通じて取得した加速度データを基に、各加速度の座標軸間の角度を計算し、計算された座標軸間の角度を用いて加速度データを補正した上で、相対加速度を算出することを特徴とする相対加速度計算システムとすることもできる。
【０１２２】
また、端末と、基準となる加速度を取得する加速度計と、対象となる加速度を取得するその他の加速度計を有し、前記端末が、前記複数の加速度計が同時に取得した加速度を表す加速度データを基に、各加速度の座標軸間の角度を計算し、計算された座標軸間の角度を用いて、前記対象となる加速度データを前記基準となる加速度データの座標軸に合わせるように補正した上で、対象となる加速度の基準となる加速度に対する相対加速度を算出することを特徴とする相対加速度計算方法とすることもできる。
【０１２３】
ここで前記端末は、前記加速度を取得する加速度取得手段と、取得した前記加速度を保持する加速度履歴保持手段と、前記加速度を基に前記複数の加速度計の座標軸間の角度を計算する座標軸間角度計算手段と、前記座標軸間角度を用いて前記加速度を補正する座標軸補正手段と、補正された前記複数の加速度から相対加速度を計算する相対加速度計算手段を備え、前記座標軸間角度計算手段が、前記加速度データを用いて基準となる加速度に対する対象となる加速度の座標軸間の角度を計算し、前記座標軸補正手段が、前記座標軸間の角度を用いて、対象となる加速度データを、座標軸間角度を回転させるようにして基準となる加速度の座標軸での値に補正し、前記相対加速度計算手段が、補正された前記加速度データを表す加速度ベクトルと、基準となる加速度データを表す加速度ベクトルとの差を取ることで、前記基準となる加速度に対する前記対象となる加速度の相対加速度を計算するようにすることもできる。
【０１２４】
ここで前記端末は、座標軸間の角度を事前に計算しておき、相対加速度を計算する際に加速度計の回転角度を座標軸間の角度に反映し、この修正された座標軸間の角度を基に前記加速度を補正し、相対加速度を計算するようにすることもできる。
【０１２５】
また、端末と補助端末を有し、前記端末は、加速度を計測することのできる加速度計と、前記補助端末と通信するための通信手段を有し、前記補助端末は、加速度を計測することのできる加速度計と、前記端末と通信するための通信手段を有し、前記端末が、前記端末が有する加速度計から取得した加速度データと、前記補助端末が有する加速度計から前記それぞれの通信手段を通じて取得した加速度データを基に、各加速度の座標軸間の角度を計算し、計算された座標軸間の角度を用いて加速度データを補正した上で、相対加速度を算出することを特徴とする相対加速度計算方法とすることもできる。
【０１２６】
また、本実施形態に係る相対加速度検出装置は、計算手段と、基準となる加速度を取得する加速度計と、対象となる加速度を取得する1つ以上の加速度計とを有し、複数の加速度計から得られた加速度を基に、基準となる加速度と対象となる加速度が同一である状況の複数の加速度履歴から加速度の座標軸間の角度を算出し、その座標軸間の角度を基に対象となる加速度を基準となる加速度の座標軸に合わせるように補正した後に、対象となる加速度の基準となる加速度に対する相対加速度を算出するように動作する。これにより、座標軸間の角度を事前に設定することなく、相対加速度を取得することができる。
【０１２７】
また本実施形態の相対加速度検出装置は、基準となる対象に設置された加速度取得手段および相対加速度を計測したい対象に設置された加速度取得手段の複数の加速度取得手段(例えば図１の１０１と１０２)と、加速度取得手段が取得した加速度を保持する加速度履歴保持手段(例えば図１の１０３)と、加速度履歴のうち、相対加速度が無い状態での加速度を用いて加速度の座標軸間の角度を計算する座標軸間角度計算手段(例えば図１の１０５)と、座標軸間角度と加速度履歴から加速度の座標軸間の角度を補正する座標軸補正手段(例えば図１の１０４)と、座標軸を一致させた複数の加速度から相対加速度を算出する相対加速度計算手段(例えば図１の１０６)を備える。
【０１２８】
また本実施形態の相対加速度検出装置は、取得した加速度を履歴として保存し(たとえば図２のステップA110)、過去の加速度を含めて加速度を取得し(例えば図２のステップA120)、相対加速度が発生していない状況の複数の加速度履歴から加速度の座標軸間の角度のずれを算出し(例えば図２のステップA130)、その座標軸間角度を補正するように加速度の座標軸を揃え(例えば図２のステップA140)、その結果から相対加速度を算出する(例えば図２のステップA150)ように動作する。
【０１２９】
また本発明の相対加速度計算システムは、計算手段と、基準となる加速度を取得する加速度計と、対象となる加速度を取得する1つ以上の加速度計とを有し、複数の加速度取得手段から得られた加速度を基に、基準となる加速度と対象となる加速度が同一である状況の複数の加速度履歴から加速度の座標軸間の角度を算出し、その座標軸間の角度を基に対象となる加速度を基準となる加速度の座標軸に合わせるように補正した後に、対象となる加速度の基準となる加速度に対する相対加速度を算出するように動作する。これにより、座標軸間の角度を事前に設定することなく、相対加速度を取得することができる。
【０１３０】
以上により、移動体や、移動中の利用者、または移動する対象との相対的な動作、および加速度を、加速度計を用いて取得することが可能となる。また、任意の向きに設置された複数の加速度計を用いて相対加速度を計測することが可能となるである。
【０１３１】
なお本実施形態は、利用者と空間の相対的な動作を用いたユーザインターフェイスに適用できる。また、利用者と空間の相対的な動作を蓄積し、利用者の行動履歴を収集するシステムに適用できる。また、機器間の相対的な動作を用いたゲームに適用できる。また、機器間の相対的な動作を用いたジェスチャ認識に適用できる。
【０１３２】
以上本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１実施形態に係る相対加速度検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の処理の流れを示す流れ図である。
【図３】第２実施形態に係る相対加速度検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態の座標軸間角度を算出する処理の流れを示す流れ図である。
【図５】第２実施形態の相対加速度を算出する処理の流れを示す流れ図である。
【図６】第３実施形態に係る相対加速度検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第４実施形態に係る相対加速度検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】加速度履歴保持手段の具体例を示す図である。
【図９】加速度値の具体例を示す図である。
【図１０】回転行列Tの具体例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
100,200,300 コンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）
101,102,201 加速度取得手段(装置)
103 加速度履歴保持手段(装置)
104 座標軸補正手段
105 座標軸間角度計算手段
106 相対加速度計算手段
114 座標軸補正手段
115 座標軸間角度計算手段
116 回転角度算出手段
117 座標軸間角度保持手段
122,202 通信手段
301 表示デバイス
302,303,304,305,306 入力デバイス
307 加速度計
308 通信ケーブル
400 加速度データテーブル
401,402,403,404 加速度履歴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010091462.tif 000009
【図８】
2010091462.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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