(57)【要約】  装置が一定の速度で回転運動している場合、正確な静止判定をすることができない問題があった。静止状態であるか否かを判定する静止判定装置であって、機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する分布判定部と、角速度センサが出力する角速度データの値と、予め定められた第１閾値とを比較する判定部と、角速度データの分布特性と、角速度データの値と第１閾値との比較結果とに基づいて機器が静止しているか否かを判定する静止判定部とを備える静止判定装置を提供する。
2014125808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する分布判定部と、
前記角速度センサが出力する前記角速度データの値と、予め定められた第１閾値とを比較する判定部と、
前記角速度データの前記分布特性と、前記角速度データの値と前記第１閾値との比較結果とに基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定部と
を備える静止判定装置。
【請求項２】
前記静止判定部は、前記角速度データの分布が前記予め定められた分布特性を有し、かつ前記角速度データの絶対値が、前記第１閾値以下の場合に、静止していると判定することを特徴とする請求項１に記載の静止判定装置。
【請求項３】
前記分布判定部は、前記角速度データの分布特性を示す特性値が予め定められた第２閾値以下か否かを判定し、
前記静止判定部は、前記角速度データの前記特性値が前記第２閾値以下であり、且つ、前記角速度データの絶対値が前記第１閾値以下の場合に静止と判定する
請求項２に記載の静止判定装置。
【請求項４】
前記角速度データの分布特性を示す特性値は、前記角速度データの分布のばらつきを示す特性値および変化量を示す特性値のいずれかである請求項３に記載の静止判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記角速度データの前記特性値に応じて前記第１閾値を制御する
請求項３又は４に記載の静止判定装置。
【請求項６】
前記分布判定部は、前記角速度データに基づいて前記第２閾値を制御する
請求項３から５のいずれか１項に記載の静止判定装置。
【請求項７】
前記分布判定部は、前記角速度データの絶対値に応じて前記第２閾値を制御する
請求項６に記載の静止判定装置。
【請求項８】
機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布特性を示す特性値を第２閾値と比較し、該比較結果を出力する分布判定部と、
前記比較結果に基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定部と
を備え、
前記分布判定部は、前記角速度データに基づいて前記第２閾値を制御する
静止判定装置。
【請求項９】
前記分布判定部は、前記角速度データの絶対値に応じて前記第２閾値を制御する
請求項８に記載の静止判定装置。
【請求項１０】
機器の静止状態を検出する請求項１から９のいずれか一項に記載の静止判定装置と、
前記静止判定装置が静止状態を検出したときの前記角速度センサの出力に基づいて、前記角速度センサの出力におけるオフセットを算出するオフセット算出部と、
前記角速度センサが検出する角速度データと、前記オフセット算出部が算出した前記オフセットとに基づいて前記機器の姿勢角を検出する姿勢角検出部と
を備える姿勢角検出装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の静止判定装置を備える携帯機器。
【請求項１２】
機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する分布判定段階と、
前記角速度センサが出力する前記角速度データの値と、予め定められた第１閾値とを比較する判定段階と、
前記角速度データの前記分布特性と、前記角速度データの値と前記第１閾値との比較結果とに基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定段階と
を備える静止判定方法。
【請求項１３】
機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布特性を示す特性値を第２閾値と比較し、該比較結果を出力する分布判定段階と、
前記比較結果に基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定段階と、を備え、
前記分布判定段階は、前記角速度データに基づいて前記第２閾値を制御する
静止判定方法。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１から９のいずれか１項に記載の静止判定装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサより入力される角速度データを用いて静止判定を行う静止判定装置および静止判定方法、ならびに、静止判定装置を用いた姿勢角検出装置および携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、姿勢角検出装置は、角速度センサが検出した角速度データの分散が予め設定した閾値より小さい場合に、停止状態であると判定していた（例えば特許文献１）。
［特許文献１］  特開平９−９６５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、角速度データの分散を用いて判定する姿勢角検出装置は、実際には姿勢角検出装置が動作しているにも拘わらず、静止状態であると誤って判定されてしまう問題がある。具体的には、姿勢角検出装置は、一定の速度で回転運動することにより角速度の分散が小さくなり、静止判定してしまう。このように、特許文献１に記載の方法では、静止判定を行う場合、誤った判定が起こりうる。そのため、姿勢角検出装置は、角速度センサに加え、舵角センサ等を用いざるを得ず、角速度センサのみで静止判定を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する分布判定部と、角速度センサが出力する角速度データの値と、予め定められた第１閾値とを比較する判定部と、角速度データの分布特性と、角速度データの値と第１閾値との比較結果とに基づいて機器が静止しているか否かを判定する静止判定部とを備える静止判定装置を提供する。【０００５】
本発明の第２の態様においては、機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布特性を示す特性値を第２閾値と比較し、該比較結果を出力する分布判定部と、比較結果に基づいて機器が静止しているか否かを判定する静止判定部と、を備え、分布判定部は、角速度データに基づいて第２閾値を制御する静止判定装置を提供する。【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】姿勢角検出装置１０の概要を示す図である。
【図２】姿勢角検出装置１０の姿勢演算を示すフローチャートである。
【図３】姿勢角検出装置１０が取得する角速度データを示す図である。
【図４】分布判定部１２０が算出する標準偏差を示す図である。
【図５】分布判定部１２０が算出する角速度データのピークツゥピーク値を示す図である。
【図６】静止判定装置１００が取得する静止時、等速円運動時の角速度データを示す図である。
【図７】静止判定装置１００の静止判定方法を示すフローチャートである。
【図８】静止判定装置１００が、一定の周期の角速度で運動している場合の角速度を示す図である。
【図９】姿勢角検出装置１０が携帯機器２１０に搭載された例を示す。
【図１０】本発明の実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る姿勢角検出装置１０の概要を示す図である。姿勢角検出装置１０は、静止判定装置１００、オフセット算出部１５０、磁気センサ１６０、加速度センサ１７０、第１の姿勢角検出部１８０、第２の姿勢角検出部１９０、および姿勢角算出部２００を備える。
【００１０】
姿勢角検出装置１０は、磁気センサ１６０が検出した磁気データおよび加速度センサ１７０が検出した加速度データに基づいて第２の姿勢角を算出する。また、姿勢角検出装置１０は、静止判定装置１００が測定した角速度データに基づいて第１の姿勢角を算出する。ここで、第２の姿勢角とは、任意の時刻において、その時刻において検出された磁気データ若しくは加速度データから算出される姿勢角である。また、第１の姿勢角とは、任意の時刻における第２の姿勢角に、静止判定装置１００が測定した角速度データを任意の時刻から現在の時刻まで蓄積することにより算出される姿勢角のことである。
【００１１】
静止判定装置１００は、角速度センサ１１０、分布判定部１２０、絶対値判定部１３０および静止判定部１４０を有する。角速度センサ１１０は、姿勢角検出装置１０の角速度データを検出する。角速度センサ１１０は、磁気センサ１６０または加速度センサ１７０と比較して、姿勢角検出装置１０の外部環境に影響されにくい。よって、姿勢角検出装置１０は、外部環境に影響されないで、角速度データから安定して姿勢角を算出できる。
【００１２】
しかし、角速度センサ１１０が検出した角速度データは、温度ドリフト等に起因するオフセット、ノイズ等の誤差を含む。また、角速度データから求まる姿勢角は、任意の時刻から現在の時刻までの角速度データを累積して算出される。よって、角速度データに含まれた誤差は、それ以降の角速度データによって算出される第１の姿勢角に蓄積される。
【００１３】
角速度センサ１１０は、検出した角速度データを、分布判定部１２０および絶対値判定部１３０に出力する。分布判定部１２０は、角速度センサ１１０により検出された角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する。分布特性は、例えば角速度データのばらつき、または、変化量を示す特性である。また、分布特性は、横軸を角速度データの値、縦軸を頻度としたときの角速度データの分布の形状により定まる特性であってもよい。
【００１４】
具体的には、分布判定部１２０は、角速度データの分布のばらつきを示す標準偏差、分散、および、角速度データ間の変化量を示すピークツゥピーク値から選択したいずれかの特性値が、予め定められた第２閾値以下か否かを判定する。また、分布判定部１２０は、分布の尖度等の、角速度データの分布が、正規分布からどれだけ乖離しているかを示す特性値が、予め定められた第２閾値以下か否かを判定してもよい。絶対値判定部１３０は、角速度センサ１１０が検出した角速度データの値と、予め定められた第１閾値とを比較する。また、当該角速度データの値は、角速度センサ１１０が検出した角速度データの絶対値であってよい。
【００１５】
静止判定部１４０には、分布判定部１２０の判定結果および絶対値判定部１３０の比較結果が入力される。静止判定部１４０は、角速度データの分布特性と、角速度データの値と第１閾値との比較結果とに基づいて静止しているか否かを判定する。また、静止判定部１４０は、角速度データの分布が予め定められた分布特性を有し、且つ、角速度データの絶対値が第１閾値以下の場合に静止と判定してもよい。分布特性および絶対値の２つの指標を用いることで、静止判定部１４０は、姿勢角検出装置１０の静止状態を精度よく検出することができる。
【００１６】
オフセット算出部１５０には、静止判定部１４０が判定した判定結果、および角速度センサ１１０が検出した角速度データが入力される。また、静止判定部１４０は、静止と判定した場合に、角速度データをオフセット算出部１５０に出力するとしてよい。つまり、オフセット算出部１５０は、静止判定部１４０が静止と判定した場合に入力される角速度データを用いて、角速度データのオフセットを推定する。
【００１７】
姿勢角検出装置１０は、角速度センサ１１０のオフセットを推定して、角速度データからオフセットを除去する。ここで、オフセットは、角速度センサ１１０が静止状態である場合に出力される角速度データとして定義される。つまり、姿勢角検出装置１０は、静止判定部１４０が静止判定した場合の角速度データからオフセットを算出できる。
【００１８】
第１の姿勢角検出部１８０には、角速度センサ１１０が検出した角速度データおよびオフセット算出部１５０が推定したオフセットの値が入力される。第１の姿勢角検出部１８０は、角速度データと、オフセットとに基づいて第１の姿勢角を検出する。具体的には、第１の姿勢角検出部１８０は、入力されたオフセットの値を角速度データから差し引くことでオフセットを除去する。第１の姿勢角検出部１８０は、オフセットの除去された角速度データを予め定められた時間蓄積することにより、第１の姿勢角を検出する。上述したように、静止判定部１４０が静止状態を精度よく判定できるので、第１の姿勢角検出部１８０は、高精度に算出されたオフセットに基づいて、第１の姿勢角を精度よく検出できる。
【００１９】
磁気センサ１６０は、姿勢角検出装置１０に対する地磁気の向きを検出する。しかし、磁気センサ１６０は、磁界の不安定な環境、若しくは、地磁気以外の磁気が強力な環境においては、地磁気を正確に検出できない。また、加速度センサ１７０は、姿勢角検出装置１０に対する重力加速度の向きを検出する。しかし、加速度センサ１７０は、姿勢角検出装置１０が運動加速度を有する場合、重力加速度を正確に検出できない。
【００２０】
第２の姿勢角検出部１９０には、磁気センサ１６０から出力される磁気データおよび加速度センサ１７０から出力される加速度データが入力される。また、第２の姿勢角検出部１９０は、入力された磁気データおよび加速度データに基づいて、第２の姿勢角を算出する。第２の姿勢角は、過去のデータを用いずに現時点におけるデータから検出されるので、過去における誤差が蓄積されない。ただし、第２の姿勢角には、地磁気以外の磁気、または、運動加速度の影響が含まれる。そのため、第２の姿勢角検出部１９０は、地磁気以外の磁気、および、運動加速度が所定の閾値以下となる場合等の所定の条件を満たした場合に、第２の姿勢を算出する。
【００２１】
姿勢角算出部２００には、第１の姿勢角検出部１８０が算出した第１の姿勢角および第２の姿勢角検出部１９０が算出した第２の姿勢角が入力される。姿勢角算出部２００は、基本的には第１の姿勢角を姿勢角検出装置１０の姿勢角として検出する。また、姿勢角算出部２００は、第２の姿勢角検出部１９０により第２の姿勢角が検出された場合には、第２の姿勢角に基づいて、第１の姿勢角を補正する。具体的には、第２の姿勢角と第１の姿勢角との差分が小さくなるように、第１の姿勢角を補正する。
【００２２】
図２は、姿勢角検出装置１０の姿勢演算を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、角速度センサ１１０は姿勢角検出装置１０の角速度データを検出する。ステップＳ２０２において、静止判定部１４０は、ステップＳ２０１において検出した角速度データに基づいて、姿勢角検出装置１０が静止か否かを判定する。
【００２３】
ステップＳ２０３において、オフセット算出部１５０は、静止時における角速度データに基づいて、角速度センサ１１０のオフセットを推定する。ステップＳ２０４において、第１の姿勢角検出部１８０は、ステップＳ２０３において推定したオフセットを角速度データから差し引くことによって、オフセットが除去された角速度データを算出する。ステップＳ２０５において、第１の姿勢角検出部１８０は、オフセットが除去された角速度データから、姿勢角検出装置１０の第１の姿勢角を演算する。第１の姿勢角検出部１８０は、１単位時間前に算出した第１の姿勢角を、現時点の角速度データに応じて回転させることで、現時点の第１の姿勢角を算出する。これにより、姿勢角検出装置１０は、オフセットの影響が精度よく低減された第１の姿勢角を演算できる。
【００２４】
図３は、角速度センサ１１０が取得する角速度データを示す図であり、縦軸は角速度を示し、横軸は時間を示す。絶対値判定部１３０は、第１閾値を設定して、第１閾値と角速度センサ１１０から入力される角速度データの値とを比較する。また、絶対値判定部１３０は、角速度データに基づいて絶対値を算出する。絶対値判定部１３０は、第１閾値と角速度データの絶対値とを比較してもよい。
【００２５】
絶対値判定部１３０は、それぞれの角速度データと、第１閾値とを比較して、角速度データが第１閾値より低い期間を、姿勢角検出装置１０が静止している期間とする。本発明において、第１閾値と比較される角速度データとしては、角速度データの絶対値の他、角速度データの平均値、最大値、最小値、累積値、中央値など用いることができる。また、絶対値判定部１３０は、予め定められた期間内における、角速度データの最大絶対値を検出してもよい。この場合、絶対値判定部１３０は、最大絶対値が第１閾値より低い期間を、姿勢角検出装置１０が静止している期間とする。
【００２６】
図４は、分布判定部１２０が算出する標準偏差を示す図であり、横軸は角速度を示し、曲線は頻度を示す。なお、それぞれの分布の平均値を、横軸の原点に配置している。また、分布１は、姿勢角検出装置１０が静止している場合の分布例を示しており、ばらつきが比較的小さい。分布２は、姿勢角検出装置１０が動作している場合の分布例を示しており、角速度のばらつきが分布１のばらつきより大きい。
【００２７】
姿勢角検出装置１０が静止している場合、理想的には角速度は０の値を示し、且つ、標準偏差は０となる。しかし、姿勢角検出装置１０が静止している場合の分布は、外部環境に起因するノイズの影響によって、角速度が０以外の値に分散して偏差が生じる。また、姿勢角検出装置１０が動いている場合、静止している場合に比べて角速度の変動範囲が大きくなるので、分布２は、角速度のばらつきが分布１より大きくなる。つまり、分布２は、分布１の標準偏差よりも大きな標準偏差を有する。
【００２８】
ここで、分布判定部１２０は、角速度センサ１１０から入力された角速度データの分布を算出して、標準偏差を計算する。分布判定部１２０は、角速度データの分布から計算された標準偏差を、第２閾値と比較する。
【００２９】
図５は、分布判定部１２０が算出する角速度データのピークツゥピーク値を示す図である。縦軸は角速度を、横軸は時間を示す。分布判定部１２０は、予め定められた期間内の角速度データの最大値と最小値の差分であるピークツゥピーク値を角速度データの特性値として算出する。また、分布判定部１２０は、ピークツゥピーク値と第２閾値とを比較する。姿勢角検出装置１０が動いている場合、静止している場合に比べて角速度の変動範囲が大きくなるので、ピークツゥピーク値等により示される角速度データの変動量も大きくなる。分布判定部１２０は、複数の特性値（例えば、標準偏差およびピークツゥピーク値）の全てが、対応する閾値以下である場合に、角速度データの分布が予め定められた分布特性を有すると判定してよい。
【００３０】
図６は、静止判定装置１００が取得する静止時、等速円運動時の角速度データを示す図である。縦軸は角速度を、横軸は時間を示す。静止判定装置１００は、角速度データの絶対値および特性値に基づいて、静止判定を行う。以下では、静止判定装置１００が、角速度データの絶対値および角速度データの特性値に基づいて静止判定する場合、角速度データの特性値のみに基づく場合に比べて、静止判定の精度が向上することを、図６を用いて説明する。
【００３１】
図６の左側に示すように、姿勢角検出装置１０が静止している場合、絶対値判定部１３０に入力される角速度の値は略一定となる。但し、前述の通り、角速度センサ１１０が出力する角速度データにはオフセットが含まれるので、絶対値判定部１３０に入力される角速度の値が零の値とはならない。また、図６の右側に示すように、姿勢角検出装置１０が等速円運動のような一定角速度で運動している場合、角速度は略一定となる。
【００３２】
角速度データの特性値のみに基づいて静止判定する場合において、姿勢角検出装置１０が等速円運動のような一定の角速度で運動し、第２閾値よりも小さな特性値を示す場合には、静止判定装置１００は、誤って静止であると判定する。
【００３３】
これに対して、静止判定装置１００が、角速度データの絶対値および特性値に基づいて静止判定する場合において、姿勢角検出装置１０が等速円運動のような一定の角速度で運動しているとき、角速度データの絶対値が第１閾値よりも大きい場合には、静止判定装置１００は動作状態であると判定することができる。以下において、角速度データの絶対値および特性値に基づく静止判定方法の具体的なフローを説明する。
【００３４】
図７は、本実施形態に係る静止判定装置１００の静止判定方法を示すフローチャートである。ステップＳ７０１において、角速度センサ１１０は、角速度データを検出する。ステップＳ７０２において、静止判定装置１００は、検出した角速度データをバッファして、分布判定部１２０に出力する。
【００３５】
次に、ステップＳ７０３において、分布判定部１２０は、角速度センサ１１０により検出された角速度データから、角速度データの分布の標準偏差または角速度データのピークツゥピーク値を角速度データの特性値として算出する。ステップＳ７０４において、分布判定部１２０は、角速度データの分布と予め定められた分布特性とを比較する。具体的には、ステップＳ７０３で検出した角速度データの特性値分布と第２閾値とを比較する。
【００３６】
ステップＳ７０４において、角速度データの特性値が第２閾値以下の場合に、ステップＳ７０５が実行され、角速度データの特性値が第２閾値以下でない場合には、姿勢角検出装置１０が動作していると判定される（Ｓ７０８）。
【００３７】
ステップＳ７０５およびＳ７０６において、絶対値判定部１３０は、角速度センサ１１０が検出した角速度データから角速度データの絶対値を算出して、角速度データの絶対値と予め定められた第１閾値とを比較する。ステップＳ７０６において、角速度データの特性値が第１閾値以下の場合に、ステップＳ７０７が実行され、角速度データの特性値が第１閾値以下でない場合には、姿勢角検出装置１０が動作していると判定される（Ｓ７０８）。
【００３８】
ステップＳ７０７において、静止判定部１４０は、姿勢角検出装置１０が静止していると判定する。つまり、角速度データの特性値が第２閾値以下（Ｓ７０４）であり、且つ、角速度データの絶対値が第１閾値以下（Ｓ７０６）の場合に、静止判定部１４０は、姿勢角検出装置１０の状態を静止と判定する。一方、角速度データの特性値および絶対値の少なくとも一方が、対応する閾値以下の場合には、静止判定部１４０は、姿勢角検出装置１０が動作していると判定する（Ｓ７０８）。
【００３９】
このような処理により、姿勢角検出装置１０の静止状態および動作状態を精度よく判定できる。例えば、姿勢角検出装置１０が等速運動している場合であっても、角速度の絶対値が第１閾値より大きければ、姿勢角検出装置１０を動作状態と判定できる。また、姿勢角検出装置１０の角速度の絶対値は小さいが、所定のパターンで動作している場合であっても、角速度の分布から、姿勢角検出装置１０を動作状態と判定できる。これにより、動作状態を静止状態と誤検出する可能性が低くなり、動作状態における角速度センサ１１０の出力に基づいてオフセットを検出する可能性が低くなる。このため、角速度センサ１１０のオフセットを精度よく検出できる。
【００４０】
これまで、静止判定装置１００が、磁気センサ１６０および加速度センサ１７０を用いずに、角速度データに基づいて姿勢角を演算する方法を説明してきた。本実施形態において、姿勢角検出装置１０は、外部環境の影響の少ない角速度データに基づいて、姿勢角を演算するので、外部環境の変化に対して信頼性が高い。
【００４１】
しかし、姿勢角検出装置１０は、第２の姿勢角を示す磁気データおよび加速度データに基づいて、角速度データに基づく第１の姿勢角を補正してもよい。この場合、姿勢角算出部２００には、第１の姿勢角検出部１８０が算出した第１の姿勢角および第２の姿勢角検出部１９０が算出した第２の姿勢角が入力される。
【００４２】
一般的に、角速度データに基づく第１の姿勢角は、磁気データおよび加速度データに基づく第２の姿勢角よりも検出周期が短く、且つ、外部環境による影響を受けにくい。一方で、磁気データおよび加速度データに基づく第２の姿勢角は、第１の姿勢角より検出周期が長いが、ノイズや誤差の蓄積がない。
【００４３】
したがって、姿勢角算出部２００は、外部環境の影響を避けることを目的として、基本的には第１の姿勢角を姿勢角検出装置１０の姿勢角として検出する。また、姿勢角算出部２００は、第２の姿勢角に基づいて、第１の姿勢角を補正する。これにより姿勢角算出部２００は、角速度データに基づく姿勢角の誤差が蓄積された場合においても、定期的に第２の姿勢角を用いて補正するので、姿勢角が真の値から大きくはずれるのを防止することができる。
【００４４】
図８は、静止判定装置１００が、一定の周期で変化する角速度で運動しているときの角速度を示す図である。図８に示す角速度データは、角速度データの絶対値が常に第１閾値より小さい値で静止判定装置１００が運動している場合を示している。静止判定装置１００は、角速度データの絶対値のみに基づいて静止判定した場合、角速度データが常に第１閾値より小さい値であるので、静止と誤って判定する。
【００４５】
一方、図８に示す動作状態における分散の標準偏差は、静止状態における分散の標準偏差より大きくなる。よって、静止判定装置１００は、角速度データの分布から、姿勢角検出装置１０が動作していると判定できるので、誤って静止と判定することを防ぐことができる。
【００４６】
また、図８に示すように、角速度の変動がランダム成分以外の成分を含む場合、角速度データの分布は正規分布から乖離する。例えば、図８に示す場合、角速度データの分布はサイン波分布となる。通常、静止時において角速度センサ１１０が出力する角速度データには、ランダムノイズの成分が多く含まれる。このため、角速度データの分布の形状からも、姿勢角検出装置１０が動作していると判定できる。
【００４７】
なお、分布判定部１２０は、角速度データの絶対値に応じて第２閾値を制御してもよい。例えば、角速度データの絶対値がより大きい場合に、第２閾値をより小さくしてよい。例えば、角速度データの絶対値が第１閾値よりも小さい場合であっても、当該絶対値が大きいほど、姿勢角検出装置１０は実際には動作している可能性が高くなる。このため、動作状態を静止状態と誤検出することを防ぐべく、第２閾値を小さくして静止と判定される基準を厳しくする。また、絶対値判定部１３０は、角速度データの特性値に応じて第１閾値を制御してよい。例えば、角速度データの特性値がより大きい場合に、第１閾値をより小さくしてよい。
【００４８】
図９は、本実施形態に係る姿勢角検出装置１０が携帯機器２１０に搭載された例を示す。携帯機器２１０の下部から上部に向かう方向をｘ軸と、携帯機器２１０の右側から左側に向かう方向をｙ軸と、携帯機器２１０の背面から全面に向かう方向をｚ軸として定義する。ここで、ｘ軸周りの角度をロール角と、ｙ軸周りの角度をピッチ角と、ｚ軸周りの角度をヨー角としてそれぞれ定義する。すなわち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸はそれぞれ直交する関係にある。
【００４９】
姿勢角検出装置１０は、ロール角、ピッチ角およびヨー角における角速度、磁気、加速度をそれぞれ検出する。姿勢角検出装置１０は、これらに基づいて、携帯機器２１０の姿勢を測定する。
【００５０】
姿勢角検出装置１０は、携帯機器２１０、カーナビゲーションシステム、自動運転システムおよびロボット等に搭載されてよい。携帯機器２１０は、携帯電話、デジタルカメラおよび腕時計等を含んでよい。
【００５１】
図１０は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００５２】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００５３】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【００５４】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【００５５】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００５６】
コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を静止判定装置として機能させるプログラムは、分布判定モジュールと、判定モジュールと、静止判定モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、静止判定装置としてそれぞれ機能させる。
【００５７】
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である分布判定部、判定部、静止判定部として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の静止判定装置が構築される。
【００５８】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、又はＣＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【００５９】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。
【００６０】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【００６１】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【００６２】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
［発明の効果］
【００６３】
本発明は、角速度の絶対値および分布の２つの判断基準を併用することで、等速運動しているものを角速度センサだけで静止判定ができる。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・姿勢角検出装置、１００・・・静止判定装置、１１０・・・角速度センサ、１２０・・・分布判定部、１３０・・・絶対値判定部、１４０・・・静止判定部、１５０・・・オフセット算出部、１６０・・・磁気センサ、１７０・・・加速度センサ、１８０・・・第１の姿勢角検出部、１９０・・・第２の姿勢角検出部、２００・・・姿勢角算出部、２１０・・・携帯機器、１９００・・・コンピュータ、２０００・・・ＣＰＵ、２０１０・・・ＲＯＭ、２０２０・・・ＲＡＭ、２０３０・・・通信インターフェイス、２０４０・・・ハードディスクドライブ、２０５０・・・フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、２０７０・・・入出力チップ、２０７５・・・グラフィック・コントローラ、２０８０・・・表示装置、２０８２・・・ホスト・コントローラ、２０８４・・・入出力コントローラ、２０９０・・・フレキシブルディスク、２０９５・・・ＣＤ−ＲＯＭ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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