(57)【要約】【課題】モバイル機器を車内で利用した場合においても、ユーザによる回転、加速、傾きを利用したアプリケーションを正しく動作させることを課題とする。【解決手段】動作を検出するセンサを搭載したモバイル機器を車内で利用した場合でも、車両の挙動の影響を受けることがなくアプリケーションを正しく動作させるモバイル機器補正システムであって、ユーザの動作を利用したモバイル機器のアプリケーションを車内で利用する場合においても、車の挙動の影響を受けることなく正しく動作させる。【選択図】図１
2012119944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載機から情報を取得してモバイル機器の動作を補正するモバイル機器補正システムであって、前記車載機は、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記車両に対する前記車載機の姿勢を算出する姿勢算出手段と、前記加速度検出手段で検出された加速度を前記モバイル機器に送信する送信手段とを備え、前記モバイル機器は、前記モバイル機器に生じる加速度を検出するモバイル加速度検出手段と、車両に対する前記モバイル機器の姿勢を算出する姿勢算出手段と、前記車載機から前記加速度検出手段で検出された加速度と前記車載機の設置角度を受信する情報受信手段と、前記加速度検出手段で検出した加速度と前記モバイル加速度検出手段で検出した加速度と前記姿勢算出手段で算出された姿勢から前記モバイル機器に誤差として含まれる車両の加速度成分を算出する加速度成分算出手段と、前記加速度成分算出手段で算出された加速度成分を用いて前記モバイル加速度検出手段で検出される加速度を補正する補正手段を備えることを特徴するモバイル機器補正システム。
【請求項２】
前記車載機は、前記車載機に生じる回転を検出する手段と、車両に対する前記車載機の姿勢を算出する手段と、前記車載機に生じる回転と車両に対する前記車載機の姿勢とを、前記モバイル機器に送信する手段とを備え、前記モバイル機器は、前記モバイル機器に生じる回転を検出する手段と、車両に対する前記モバイル機器の姿勢を算出する手段と、前記車載機に対する回転と車両に対する前記車載機の姿勢とを、前記車載機から受信する手段と、前記車載機に生じた回転と車両に対する前記車載機の姿勢とから、車両に生じた回転を算出する手段と、車両に生じた回転と前記モバイル機器に生じた回転と車両に対する前記モバイル機器の姿勢とから、モバイル機器に誤差として含まれる車両の回転成分を算出する手段と、モバイル機器に生じた回転成分と、モバイル機器に誤差として含まれる車両の回転成分とから、ユーザがモバイル機器に与えた回転を算出する手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のモバイル機器補正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モバイル機器と車載機とが近距離無線等によりセンサ情報を伝達する技術に関連し、モバイル機器に搭載されているセンサの出力を補正する方法、およびそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やスマートフォン等に代表されるモバイル機器が急速に普及し始めている。これらのモバイル機器の中にはユーザの動作を利用したアプリケーションを実現させるために、ユーザの動作を検出するセンサを搭載しているものが存在する(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
このようなユーザの動作を検出するセンサの代表例として、加速度センサ、ジャイロセンサが存在する。加速度センサは、検出される重力加速度の方向と大きさから、水平面に対する傾きが算出できるため、ユーザがどのようにモバイル機器を傾けて操作しているか検出することができ、また、ジャイロセンサは、特定の軸を中心に回転を与えることによって出力信号が発生するので、モバイル機器にどのような回転操作が与えられたか検出することができるように構成されている。
【０００４】
また、近距離無線通信を経由して、車の挙動情報をモバイル機器に送信することでモバイル機器の性能向上を行う発明がある（例えば、特許文献２参照）。この先行文献に記載された内容は、モバイル機器に加速度センサ等が搭載されていないときに、車両の挙動情報を送信することで、車両の挙動情報を用いたモバイル機器のアプリケーションが利用できるようにすることができる発明であります。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７２４１３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらのセンサを搭載したモバイル機器を車内で利用した場合、車の挙動まで検出してしまうため、センサ出力を利用したアプリケーションが誤動作してしまうという課題があった。また、先行文献２ではセンサを有していないモバイル機器に対して送信する発明であり、車の挙動に連動した処理を行うことができるが、車の挙動を考慮して動作させるような構成にはなっていなかった。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決することを鑑みたものであり、動作を検出するセンサを搭載したモバイル機器を車内で利用した場合でも、車両の挙動の影響を受けることがなくアプリケーションを正しく動作させる補正システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモバイル機器補正システムは、車載機から情報を取得してモバイル機器の動作を補正するモバイル機器補正システムであって、前記車載機は、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記車両に対する前記車載機の姿勢を算出する姿勢算出手段と、前記加速度検出手段で検出された加速度を前記モバイル機器に送信する送信手段とを備え、前記モバイル機器は、前記モバイル機器に生じる加速度を検出するモバイル加速度検出手段
と、車両に対する前記モバイル機器の姿勢を算出する姿勢算出手段と、前記車載機から前記加速度検出手段で検出された加速度と前記車載機の設置角度を受信する情報受信手段と、前記加速度検出手段で検出した加速度と前記モバイル加速度検出手段で検出した加速度と前記姿勢算出手段で算出された姿勢から前記モバイル機器に誤差として含まれる車両の加速度成分を算出する加速度成分算出手段と、前記加速度成分算出手段で算出された加速度成分を用いて前記モバイル加速度検出手段で検出される加速度を補正する補正手段を備えることを特徴する。
【０００９】
また、前記車載機は、前記車載機に生じる回転を検出する手段と、車両に対する前記車載機の姿勢を算出する手段と、前記車載機に生じる回転と車両に対する前記車載機の姿勢とを、前記モバイル機器に送信する手段とを備え、前記モバイル機器は、前記モバイル機器に生じる回転を検出する手段と、車両に対する前記モバイル機器の姿勢を算出する手段と、前記車載機に対する回転と車両に対する前記車載機の姿勢とを、前記車載機から受信する手段と、前記車載機に生じた回転と車両に対する前記車載機の姿勢とから、車両に生じた回転を算出する手段と、車両に生じた回転と前記モバイル機器に生じた回転と車両に対する前記モバイル機器の姿勢とから、モバイル機器に誤差として含まれる車両の回転成分を算出する手段と、モバイル機器に生じた回転成分と、モバイル機器に誤差として含まれる車両の回転成分とから、ユーザがモバイル機器に与えた回転を算出する手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ユーザの動作を利用したモバイル機器のアプリケーションを車内で利用する場合においても、車の挙動の影響を受けることなく正しく動作させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態におけるモバイル機器補正システムの構成を示すブロック図
【図２】車載機１０における処理のフロー図
【図３】モバイル機器２０における処理のフロー図
【図４】ユーザ動作量算出処理部のフロー図
【図５】軸の定義を示す模式図
【図６】姿勢の定義を示す模式図
【図７】モバイル機器のヨー角を算出する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるモバイル機器補正システムの構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明のモバイル機器補正システムＳは、車載機１０とモバイル機器２０とで構成されている。
ここで、車載機１０は、センサ部１１、制御部１２、近距離無線通信部１６とを備えて構成され、車載機１０としては主に、据え置き型のカーナビゲーション装置やＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる携帯型のナビゲーション装置などであり、上記構成を満たす車載機であれば、いずれの車載機に用いることができる。
【００１４】
センサ部１１は、ジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂ、地磁気センサ１１ｃ、車速パルス１１ｄを備えて構成されている。
ジャイロセンサ１１ａは、車両のヨー回転、ピッチ回転、ロール回転を検出することができる３軸タイプの構成を有するものである。また、３軸タイプの代わりに１軸の回転しか検出しないジャイロセンサを実装方向を変えて複数個用いて構成して検出するようにし
てもよい。ここで、ヨー回転とは、上下軸を軸とした回転であり、相対的な方位変化を表す。また、ピッチ回転とは、左右軸を軸とした回転である。さらに、ロール回転とは、前後軸を軸とした回転を表す。
上下軸、左右軸、前後軸については、図５に示す通りであり、車両に垂直に設置された場合は、車両の上下方向、左右方向、前後方向に一致する。また、本発明での回転とは、角速度（単位時間における回転角度）を単位とする物理量である。
なお、モバイル機器側のアプリケーションで必要とする回転検出軸が３軸必要としない場合は、必要に応じて軸数を減らしてもよい。
【００１５】
加速度センサ１１ｂは、前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度を検知することができる３軸対応のものを用いる。加速度を算出する用途のほか、車載機１０の姿勢を算出する用途としても使用する。
【００１６】
ここでの姿勢とは、車載機１０の車両に対する設置角度を意味し、ピッチ角、ヨー角、ロール角を構成要素とする。（図６を参照）
ピッチ角とは、車両の鉛直方向と加速度センサ１１ｂの上下軸とが、進行方向に向かってなす角を意味する。
ヨー角とは、車両の左右方向と加速度センサ１１ｂの左右軸とが、車両の水平面上になす角を意味する。
ロール角とは、車両の水平方向と加速度センサ１１ｂの左右軸とが、車両の垂直面上になす角を意味する。
【００１７】
なお、ヨー角、ピッチ角、ロール角は、加速度センサ１１ｂの各軸の加速度成分の比率から算出することができる。加速度成分は加速度の大きさとその極性から構成される。また、加速度の大きさとは、前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向のそれぞれの出力における絶対値で決定される。さらに、加速度の極性とは、前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向のそれぞれの出力におけるプラスおよびマイナスの符号のことであり、前後軸、左右軸、上下軸に対する加速度の方向で決定される。
【００１８】
地磁気センサ１１ｃは、前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向の磁場成分を検出する３軸対応のものを使用する。各軸の磁場成分の比率から、絶対方位を算出することができる。磁場成分は、磁場の大きさとその極性から構成される。
磁場の大きさとは、前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向のそれぞれの出力における絶対値を指す。
【００１９】
また、磁場の極性とは、前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向のそれぞれの出力におけるプラスおよびマイナスの符号のことであり、前後軸、左右軸、上下軸に対する磁場の方向で決定される。
また、絶対方位は、角度を単位に持つ物理力であり、正面が北を向いた時を絶対方位０度とする。
【００２０】
なお、地磁気センサの代替となる構成として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置から算出される位置情報および方位情報と、ジャイロセンサ１１ａから算出される相対的な方位変化量と、地図データベースから、絶対方位を算出してもよい。
【００２１】
車速パルス１１ｄは、車載機１０が車両から得ることができるパルス信号であり、このパルス信号は一定の走行距離ごとに発生し、車の速度の算出や進行方向の加速度算出に用いることができるように構成されている。
【００２２】
制御部１２は、車載機センサ出力演算部１３、車載機姿勢算出部１４、道路傾斜算出部１５で構成されている。ここで車載機センサ出力演算部１３は、センサ部１１のジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂ、地磁気センサ１１ｃ、車速パルス１１ｄから、順に回転、加速度、磁場、速度（加速度）の物理量を算出することができるように構成されており、センサ部１１で得られた各センサの出力を基に車の挙動情報を算出することができるように構成されている。
車載機姿勢算出部１４は、車載機センサ出力演算部１３で演算された値から車載機１０の姿勢と絶対方位の算出することができるように構成されている。
道路傾斜算出部１５は、道路の傾斜を算出することができるように構成されている。
「００２６」
車載機１０の近距離無線通信部１６は、制御部１２から取得した情報をモバイル機器２０の近距離無線通信部２７との間で双方向通信を行うことができるように構成されている。
詳しくは、近距離無線通信部１６は、制御部１２で得られた車両の挙動情報をモバイル機器２０へと伝達する処理部である。モバイル機器２０と車載機１０とのデータ通信には、近距離無線の公知な方式であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いればよいが、車両の挙動を伝達できる通信手段であれば、その他の通信手段を用いても構わない。
【００２３】
（モバイル機器の動作についての説明）
本発明の実施形態にかかるモバイル機器２０は、センサ部２１、制御部２２、近距離無線通信部２７、アプリケーション部２８を備える。主に、スマートフォンや携帯電話などの携帯型端末を想定するが、上記構成を満たすモバイル機器であれば、いずれのモバイル機器でも構わない。センサ部２１は、ジャイロセンサ２１ａ、加速度センサ２１ｂ、地磁気センサ２１ｃ、を備える。
【００２４】
ジャイロセンサ２１ａは、モバイル機器２０のヨー回転、ピッチ回転、ロール回転を検出する３軸対応のものを用いる。１方向の回転しか検出しないジャイロセンサを、実装方向を変えて複数個用いて構成してもよい。なお、アプリケーション部２８で回転検出軸を３軸必要としない場合は、必要に応じて軸数を減らしてもよい。
【００２５】
加速度センサ２１ｂは、モバイル機器２０の前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度を検知する３軸対応のものを用いる。モバイル機器２０の加速度を算出する用途のほか、モバイル機器２０の姿勢を算出する用途としても使用する。
【００２６】
地磁気センサ２１ｃは、モバイル機器２０の前後軸方向、左右軸方向、鉛直軸方向の磁場成分を検出する３軸対応のものを使用する。各軸の磁場成分の比率から、モバイル機器２０の絶対方位を算出することができる。
【００２７】
制御部２２は、信号同期処理部２３、モバイルセンサ出力演算部２４、モバイル姿勢算出部２５で構成される。近距離無線通信部２７より得られた車両の挙動情報を基に、センサ部２１から得られたセンサ出力を補正することにより、ユーザ動作量の算出を実施する。「ユーザ動作量」とは、ユーザの動作によるモバイル機器２０の加速度と、ユーザの動作によるモバイル機器２０の回転を意味し、定義については実施例のステップ３０７、ステップ３０８で後述する。算出されたユーザ動作量はアプリケーション部２８へ送られる。詳細内容は実施例に記載する。
【００２８】
近距離無線通信部２７は、車載機１０の近距離無線通信部１６から送信される車両の挙動情報を受信する処理部である。近距離無線通信部１６で採用された方式の受信側の処理が備えられている。
【００２９】
アプリケーション部２８は、ユーザ動作量を基に、モバイル機器２０へ与えた加速、回転、傾きなどの処理を実行する。例えば、傾きを検知して表示画面を変更するアプリケーションや、回転を契機としてメッセージを表示するアプリケーションの実行などを行う。
【００３０】
本発明は、車載機１０で算出した車の挙動情報を、モバイル機器２０へ送信し、その情報を基にモバイル機器２０側のジャイロセンサ２１ａと加速度センサ２１ｂのセンサ出力を補正することで、アプリケーション部２８へ適切な情報を送る。
【００３１】
ただし、車載機１０とモバイル機器２０が検出する車の挙動は、それぞれの姿勢に応じて異なる。従って、車載機１０側で検出した車の挙動情報をちょくせつモバイル機器２０側で利用することはできない。そこで、車載機１０およびモバイル機器２０に姿勢を算出する手段を制御部１２および制御部２２に備え、それぞれの姿勢の差異に応じて、車の挙動情報を適切な情報に変換し、その上でモバイル機器２０のセンサ出力を補正する。補正されたセンサ出力はユーザ動作量としてアプリケーション部２８で利用される。
【００３２】
車載機１０およびモバイル機器２０で実行される詳細な処理は、ブロック図（図１）、車載機１０のフロー図（図２）、モバイル機器２０のフロー図（図３）を用いて説明する。
【００３３】
（車載機１０の処理）
Ｓ１０１では、車載機１０の近距離無線通信部１６と、モバイル機器２０の近距離無線通信部２７において、車載機１０とモバイル機器２０間の通信路を確立する。通信路が確立されない場合（Ｓ１０１、ＮＯ）は、以下処理が実行されない。通信路が確立された場合（Ｓ１０１、ＹＥＳ）は、接続完了したものとみなし、Ｓ１０２へと処理を進める。
【００３４】
Ｓ１０２では、車載機センサ出力演算部１３において、センサ部１１のジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂ、地磁気センサ１１ｃ、車速パルス１１ｄから、順に回転、加速度、磁場、速度（加速度）の物理量を算出する。
【００３５】
ジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂ、地磁気センサ１１ｃの基準電圧値に対する出力電圧値の差分を算出し、その差分と指定された変換定数との積を取ることで、回転、加速度、磁場を得る。得られた物理量は平均化処理などのフィルタを通し、ノイズ成分を除去する。
【００３６】
なお、ジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂ、地磁気センサ１１ｃから得られた回転、加速度、磁場には、初期状態においては一定量の誤差が含まれている。例えば、ジャイロセンサ１１ａ、加速度センサ１１ｂにおいては、停止しているにもかかわらず、加速度や回転が検出されるなどの現象がみられる。そのため、算出された物理量を正しい結果にするためには、それぞれについて補正を実行する必要がある。
【００３７】
加速度および回転の補正方法の例として、ＧＰＳ装置もしくは加速度センサ１１ｂ、車速パルス１１ｄなどを用いて車両が走行中であるかを判断し、停止中だと判断された場合は、その時出力されている値を定常的に含まれている誤差と判断して、以降の算出結果からその誤差分を差し引くなどの補正を行う。なお、これ以外の補正方法も提案されており、勿論その方法を用いても構わない。
【００３８】
磁場の補正についても、走行中の方位変化（磁場変化）を学習し、車内に存在している固有の磁場を推定することで、各磁場成分を補正するなどの方法を用いればよい。
【００３９】
車速パルス１１ｄからは、車両の進行方向の速度と、加速度を算出する。速度は、単位
時間におけるパルスの発生数からを算出する。加速度は、単位時間における速度変化の差分から算出する。
【００４０】
Ｓ１０３では、道路傾斜算出部１５で道路傾斜角を算出する。道路傾斜角は、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の出力と、車速パルス１１ｄから算出した加速度を用いて算出する。
【００４１】
車が傾斜のある道路を走行中の場合、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の出力には、車両の加速度成分と傾斜に起因する重力加速度成分が含まれる。重力加速度成分は道路傾斜角の大きさに応じて決まるため、重力加速度成分のみを抽出することで道路傾斜角を算出することができる。
【００４２】
道路傾斜角をθ、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の出力をＡx、車速パルス１１ｄから算出した加速度をＡｃｃ、重力加速度をＧ、とすれば以下の式で道路傾斜角が算出される。
【数１】
2012119944.tif 000003
式（１）では、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の出力に含まれている車両の加速度成分を、車速パルス１１ｄで算出した加速度で除去している。
【００４３】
Ｓ１０４では、車載機姿勢算出部１４において、車載機１０の姿勢と絶対方位の算出を実施する。姿勢の算出には、加速度センサ１１ｂから得られた加速度成分を用いる。また絶対方位には、算出した姿勢と地磁気センサ１１ｃから得られた磁場成分を用いる。
【００４４】
なお、ここで求める姿勢とは、車両に対する車載機１０の設置姿勢であるため、基本的には変化しない。従って、車載機１０の姿勢の算出は必ずしも継続的に実行できなくともよい。
【００４５】
加速度センサ１１ｂの前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度に含まれる重力加速度成分は、車載機１０の姿勢に応じて出力される。従って、加速度成分の比率から、ピッチ角およびロール角を算出することができる。ピッチ角をＰ、ロール角をＲ、前後軸方向の加速度をＡｘ、左右軸方向の加速度Ａｙ、重力加速度をＧとすれば、以下の式で算出される。
【数２】
2012119944.tif 000004
【数３】
2012119944.tif 000005
【００４６】
式（２）はピッチ角のみが存在する場合の簡略式であり、また、式（３）はロール角のみが存在する場合の簡略式である。ピッチ角、ロール角、ヨー角が複合して存在する場合を考慮して、オイラー角などの姿勢表現を用いた厳密な算出式を用いてもよい。
【００４７】
なお、姿勢の算出を走行中に実施すると、車両の加速度成分がＡｘ、Ａｙに含まれ正しい結果が得られにくい。また、道路に傾斜がある場合は、ピッチ角に道路傾斜角が含まれ、正しい結果が得られにくい。従って、ピッチ角およびロール角の算出は、平坦な場所で停止した場合に実行する。停止中かの判断は、ＧＰＳ装置もしくは加速度センサ１１ｂ、車速パルス１１ｄなどの情報を用いればよく、平坦かどうかの判断は、道路傾斜算出部１５で算出した道路傾斜角から判断する。
【００４８】
次に、ヨー角については、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度の比率から算出を行う。ヨー角をＹとすれば、算出式は以下の式で示される。
【数４】
2012119944.tif 000006
【００４９】
停止中における加速度センサ１１ｂの出力はヨー角に依存しないため、走行中でないとヨー角は算出することができない。更に、加速度が一定値以上出ていないとヨー角の算出精度が低下するので、一定の閾値（例えば０．５［ｍ／ｓ２］）を設けて、それ以上の場合にのみヨー角の算出を実施する。
【００５０】
次に、絶対方位については、上記でもとまったピッチ角およびロール角と、地磁気センサ１１ｃから得られた磁場成分から算出を行う。地磁気センサ１１ｃから得られる前後方向、左右方向、鉛直方向の磁場成分は、車載機１０の向いている方位に依存する。従って、各磁場成分の比率から絶対方位を算出することができる。
【００５１】
ピッチ角およびロール角が０度の場合において、絶対方位をＹａ、前後軸方向の磁場成分をＨｘ、左右軸方向の磁場成分をＨｙとすれば、絶対方位は以下の式で算出される。
【数５】
2012119944.tif 000007
【００５２】
なお、ピッチ角およびロール角が存在する場合においては、式（５）から正しい結果が得られないため、ピッチ角、ロール角および上下軸方向の磁場成分を考慮した算出式を用いて絶対方位角を算出する。
【００５３】
Ｓ１０５では、車載機センサ出力演算部１３において得られた、ジャイロセンサ１１ａのヨー回転、ピッチ回転、ロール回転と、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度と、車載機姿勢算出部１４で算出された姿勢情報と、道路傾斜算出部１５で算出された道路傾斜角が、車の挙動情報として近距離無線通信部１６に送られる。車の挙動情報は、近距離無線通信部２７を通してモバイル機器２０に継続的に送信される。
【００５４】
（モバイル機器２０の処理）
Ｓ２０１では、車載機１０とモバイル機器２０間の通信路を確立する。ここで行われる処理は、車載機１０のＳ１０１における接続処理と同等である。通信路が確立されない場合（Ｓ２０１、ＮＯ）は、以下処理が実行されない。通信路が確立された場合（Ｓ２０１、ＹＥＳ）は、接続完了したものとみなし、Ｓ２０２へと処理を進める。
【００５５】
Ｓ２０２では、車載機センサ出力演算部１３において得られた、ジャイロセンサ１１ａのヨー回転、ピッチ回転、ロール回転と、加速度センサ１１ｂの前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度と、車載機姿勢算出部１４で算出された姿勢情報と、道路傾斜算出部１５で算出された道路傾斜角を、車の挙動情報として近距離無線通信部２７から取得する。車の挙動情報は、継続的に車載機１０から受信する。
【００５６】
Ｓ２０３では、モバイルセンサ出力演算部２４において、センサ部２１のジャイロセンサ２１ａ、加速度センサ２１ｂ、地磁気センサ２１ｃから、順に、回転、加速度、磁場を算出する。
【００５７】
ジャイロセンサ２１ａ、加速度センサ２１ｂ、地磁気センサ２１ｃの基準電圧値に対する出力電圧値の差分を算出し、その差分と指定された変換定数との積を取ることで回転、加速度、磁場を算出する。得られた結果を平均化処理などのフィルタを通し、ノイズ成分を除去する。
【００５８】
なお、ジャイロセンサ２１ａ、加速度センサ２１ｂ、地磁気センサ２１ｃから得られた回転、加速度、磁場には、初期状態においては一定量の誤差が含まれている。そのため、算出された物理量を正しい結果にするためには、それぞれについて補正を実行する必要がある。
【００５９】
加速度および回転の場合は、ユーザにモバイル機器２０を水平面で停止させるように促し、その時出力されている値を定常的に含まれている誤差と判断して、以降の算出結果からその誤差分を差し引くなどの補正方法を用いればよい。なお、これ以外の補正方法を用いても構わない。
【００６０】
絶対方位については、直接ユーザに絶対方位の誤差量を指定させる、または、ユーザにモバイル機器２０の回転操作を実行させ、検出された磁場のピーク幅から誤差を推定するなどの補正を行えばよい。
【００６１】
Ｓ２０４では、信号同期処理部２３において、近距離無線接続時にＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて車載機１０とモバイル機器２０の間で時刻同期を行う。これにより車載機１０とモバイル機器２０との間で1ｍｓｅｃ以内の誤差で内部時計を合わせることが可能になる。
ＮＴＰサーバは車載器１０とモバイル機器２０のいずれかにあればよく、インターネット上のＮＴＰサーバを用いて同期してもよい。
【００６２】
車載機１０から近距離無線通信部１６によって送信されるセンサ出力のパケットには、前記同期処理が行われた時刻のタイムスタンプが付与される。信号同期処理部２３は、モバイル機器２０のセンサ部２１からセンサ信号が出力された際に、その時刻の近傍のタイムスタンプが付与された車載機１０のセンサ部１１の出力のパケットの到着まで、モバイル機器２０のセンサ出力をバッファリングする。
【００６３】
車載機１０のセンサ出力のタイムスタンプとモバイル機器２０のセンサ出力の関連付けは、車載機１０のセンサ出力のサンプリングレートによって決定される。例えば、車載機
１０のセンサ出力が５０ｍｓｅｃでサンプリングされる場合は、モバイル機器２０のセンサのサンプリングレートに関わらず、モバイル機器２０のセンサ出力時の時刻と前後２５ｍｓｅｃ以内の誤差を有するタイムスタンプが付与された車載機１０のセンサ出力が関連付けられる。
【００６４】
Ｓ２０５では、モバイル姿勢算出部２５において、モバイル機器２０の姿勢と絶対方位の算出を実施する。姿勢の算出には、加速度センサ２１ｂから得られた加速度出力を用いる。また、絶対方位の算出には、姿勢の算出結果と、地磁気センサ２１ｃから得られた磁場出力を用いる。なお、ここで求める姿勢とは、車両に対するモバイル機器２０の角度である。
【００６５】
まず、加速度センサ２１ｂの前後軸方向の加速度、左右軸方向の加速度、上下軸方向の加速度に含まれる重力加速度成分を取得する。次に、Ｓ１０４で用いた式（２）、式（３）より、ピッチ角およびロール角を算出する。
【００６６】
次に、ピッチ角およびロール角の算出時に含まれる、車両の加速度成分やユーザによるモバイル機器２０の加速度成分などの誤差成分を除去するため、平均化処理等のフィルタを実施する。
【００６７】
次に、道路傾斜の影響を取り除くため、モバイル機器２０で算出したピッチ角から、車載機１０で求めた道路傾斜角を差し引いて、モバイル機器２０のピッチ角を補正する。
【００６８】
絶対方位については、上記で求まったピッチ角およびロール角と、地磁気センサ２１ｃから得た磁場出力から算出を行う。算出方法については車載機１０の場合と同じであり、式（５）を用いる。
【００６９】
モバイル機器２０のヨー角については、姿勢の自由度が高いため、式（４）の算出式は適さない。従って、車載機１０のヨー角および絶対方位と、モバイル姿勢算出部２５で得た絶対方位からヨー角を算出する。モバイル機器２０のヨー角をＹｍ、絶対方位をＹｍａ、車載機１０のヨー角をＹｎ、絶対方位をＹｎａとすれば、以下の算出式でモバイル機器２０のヨー角が求まる（図７参照）。
【数６】
2012119944.tif 000008
Ｓ２０６では、ユーザ動作量算出部２６において、ユーザ動作量を算出する。
【００７０】
まず、車載機１０で検出された加速度成分および回転成分と、車載機１０の姿勢から、車両に実際加わった加速度および回転を算出する。なお、車両に実際加わった加速度および回転は、車両加速度、車両回転と称することにする。
【００７１】
次に、車両加速度と車両回転がモバイル機器２０に与えた影響度合いを、モバイル機器２０の姿勢算出結果から算出する。この算出結果を、加速度補正量、回転補正量と称することにする。
【００７２】
最後に、モバイル機器２０が算出した加速度成分および回転成分から、加速度補正量および回転補正量を差し引くことで、ユーザがモバイル機器２０に与えた加速度成分および回転成分を算出する。
【００７３】
次に処理の詳細については図４のフロー図を用いて説明する。
Ｓ３０１では、近距離無線通信部２７で受信した車の挙動情報を取得する。
Ｓ３０２では、車両加速度を、加速度センサ１１ｂで算出した前後軸方向、左右軸方向、上下軸方向の加速度成分と、車載機１０の姿勢から算出する。
【００７４】
加速度センサ１１ｂの前後軸成分、左右軸成分、上下軸成分をＮａｘ、Ｎａｙ、Ｎａｚ、車載機１０のピッチ角、ヨー角、ロール角をＰ，Ｙ, Ｒ、車両加速度の前後軸成分、左右軸成分、上下軸成分をＣａｘ、Ｃａｙ，Ｃａｚとすれば、車両加速度は以下の式で算出される。
【数７】
2012119944.tif 000009
Ｓ３０３では、車両回転を、ジャイロセンサ１１ａで算出したピッチ回転、ヨー回転、ロール回転と、車載機１０の姿勢から算出する。
【００７５】
ジャイロセンサ１１ａのピッチ回転、ヨー回転、ロール回転をＮｇｘ、Ｎｇｙ、Ｎｇｚ、車載機１０のピッチ角、ヨー角、ロール角をＰ，Ｙ, Ｒ、車両のピッチ回転成分、ヨー回転成分、ロール回転成分をＣｇｘ、Ｃｇｙ，Ｃｇｚとすれば、車両回転は以下の式で算出される。
【数８】
2012119944.tif 000010
Ｓ３０４では、モバイル姿勢算出部２５で算出したピッチ角、ロール角、ヨー角を取得する。
【００７６】
Ｓ３０５では、モバイル機器２０に対する加速度補正量を算出する。加速度補正量の前後軸成分、左右軸成分、上下軸成分をＲａｘ、Ｒａｙ、Ｒａｚ、モバイル機器２０のピッチ角をＰｍ、ヨー角をＹｍ、ロール角をＲｍとし、式（７）で求まったＣａｘ、Ｃａｙ，Ｃａｚを利用すれば、加速度補正量は以下の算出式から求まる。
【数９】
2012119944.tif 000011
【００７７】
Ｓ３０６では、モバイル機器２０に対する回転補正量を算出する。回転補正量のピッチ回転成分、ヨー回転成分、ロール回転成分をＲｇｘ、Ｒｇｙ，Ｒｇｚ、モバイル機器２０のピッチ角をＰｍ、ヨー角をＹｍ、ロール角をＲｍとし、式（８）で求まったＣｇｘ、Ｃｇｙ，Ｃｇｚを利用すれば、回転補正量は以下の算出式から求まる。
【数１０】
2012119944.tif 000012
【００７８】
Ｓ３０７では、Ｓ３０５で求まった加速度補正量を用いて、ユーザがモバイル機器２０に動作させた加速度を算出する。ユーザが動作させた加速度の前後軸成分、左右軸成分、上下軸成分をＵａｘ、Ｕａｙ、Ｕａｚ、加速度センサ２１ｂの前後軸成分、左右軸成分、上下軸成分をＭａｘ、Ｍａｙ、Ｍａｚとすれば、ユーザが動作させた加速度は以下の算出式で表わされる。
【数１１】
2012119944.tif 000013
【００７９】
Ｓ３０８では、Ｓ３０６で求まった回転補正量を用いて、ユーザがモバイル機器２０に動作させた回転を算出する。ユーザが動作させた回転のピッチ回転成分、ヨー回転成分、ロール回転成分をＵｇｘ、Ｕｇｙ、Ｕｇｚ、ジャイロセンサ２１ａのピッチ回転成分、ヨー回転成分、ロール回転成分をＭｇｘ、Ｍｇｙ、Ｍｇｚとすれば、ユーザが動作させた回転は以下の算出式で表わされる。
【数１２】
2012119944.tif 000014
【００８０】
ユーザが動作させた加速度成分Ｕａｘ、Ｕａｙ、Ｕａｚおよびユーザが動作させた回転成分Ｕｇｘ、Ｕｇｙ、Ｕｇｚの算出結果は、車の挙動の影響が取り除かれたものであり、アプリケーション部２８へ送られる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかるセンサの補正システムは、ジャイロセンサ、加速度センサ等を搭載した
機器全般への応用が可能であり、自家用車に限らず、バス、電車等で使用する場面においても有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１０    車載機
１１    センサ部
１１ａ  ジャイロセンサ
１１ｂ  加速度センサ
１１ｃ  地磁気センサ
１１ｄ  車速パルス
１２    制御部
１３    車載機センサ出力演算部
１４    車載機姿勢算出部
１５    道路傾斜算出部
１６    近距離無線通信部
２０    モバイル機器
２１    センサ部
２１ａ  ジャイロセンサ
２１ｂ  加速度センサ
２１ｃ  地磁気センサ
２２    制御部
２３    信号同期処理部
２４    モバイルセンサ出力演算部
２５    モバイル姿勢算出部
２６    ユーザ動作量算出部
２７    近距離無線通信部
２８    アプリケーション部
【図１】
2012119944.tif 000015
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012119944.tif 000019
【図６】
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【図７】
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