(57)【要約】【課題】感知信号の変化率に応じてデータ出力頻度を調節することができる動き感知装置及び動き感知方法を提供する。【解決手段】動きを感知するセンサ１０と、センサ１０から出力された信号の変化率を判断する変化率判断部４２と、変化率判断部４２で判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を制御するデータ出力頻度制御部４３と、データ出力頻度制御部４３によって制御されたデータ出力頻度で、センサ１０から出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力するディジタル信号出力部１４４とを含む。【選択図】図４
2013044746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きを感知するセンサと、
前記センサから出力された信号の変化率を判断する変化率判断部と、
前記変化率判断部で判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を制御するデータ出力頻度制御部と、
前記データ出力頻度制御部によって制御されたデータ出力頻度で、前記センサから出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力するディジタル信号出力部と
を含む動き感知装置。
【請求項２】
前記変化率判断部は、
前記センサから出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算する差値演算部と、
前記差値演算部で演算された差値の累積平均値を演算する累積平均演算部と
を含む請求項１に記載の動き感知装置。
【請求項３】
動きを感知するセンサと、
前記センサの出力端と接続され、前記センサから出力された信号の増幅及びノイズ除去の少なくとも一方を行うアナログ回路部と、
前記アナログ回路部の出力端と接続され、前記アナログ回路部から出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、
前記アナログ−ディジタル変換器から出力された信号の変化率を判断する変化率判断部と、
前記変化率判断部で判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を制御するデータ出力頻度制御部と、
前記データ出力頻度制御部によって制御されたデータ出力頻度で、前記アナログ−ディジタル変換器から出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力するディジタル信号出力部と
を含む動き感知装置。
【請求項４】
前記変化率判断部は、
前記アナログ−ディジタル変換器から出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算する差値演算部と、
前記差値演算部で演算された差値の累積平均値を演算する累積平均演算部と
を含む請求項３に記載の動き感知装置。
【請求項５】
前記差値演算部は、
ｎ＋１（ｎは負でない整数）番目の差値であるＤｉｆｆｎ＋１を、下記式
2013044746.tif 000009
によって演算する請求項２または４に記載の動き感知装置。
【請求項６】
前記累積平均演算部は、前記差値演算部で演算された差値を、下記式
2013044746.tif 000010
（Ｎは、予め設定された負でない整数である）
によって演算する請求項５に記載の動き感知装置。
【請求項７】
動きを感知し、該動きに対応する信号を出力するステップ（Ａ）と、
前記ステップ（Ａ）にて出力された信号の変化率を判断するステップ（Ｂ）と、
前記ステップ（Ｂ）にて判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を調節するステップ（Ｃ）と、
前記ステップ（Ｃ）にて調節されたデータ出力頻度で、前記ステップ（Ａ）にて出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力するステップ（Ｄ）と
を含む動き感知方法。
【請求項８】
前記ステップ（Ｂ）は、
前記ステップ（Ａ）にて出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算するステップと、
前記演算するステップにおいて演算された差値の累積平均値を演算するステップと
を含む請求項７に記載の動き感知方法。
【請求項９】
前記差値（Ｄｉｆｆ）を演算するステップは、
ｎ＋１（ｎは負でない整数）番目の差値であるＤｉｆｆｎ＋１を、下記式
2013044746.tif 000011
によって演算する請求項８に記載の動き感知方法。
【請求項１０】
前記累積平均値を演算するステップは、
前記差値を演算するステップで演算された差値を、下記式
2013044746.tif 000012
（Ｎは、予め設定された負でない整数）
によって演算する請求項９に記載の動き感知方法。
【請求項１１】
前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号の増幅過程及びノイズ除去過程の少なくとも一方を行って、該動きに対応する信号を出力する請求項７から１０の何れか１項に記載の動き感知方法。
【請求項１２】
前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号をディジタル信号に変換して出力する請求項７から１１の何れか１項に記載の動き感知方法。
【請求項１３】
前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号の増幅過程及びノイズ除去過程の少なくとも一方を行った後、ディジタル信号に変換して出力する請求項７から１２の何れか１項に記載の動き感知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き感知装置及び動き感知方法に関し、特に、感知信号の変化率に応じてデータ出力頻度を調節する動き感知装置及び動き感知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人や事物の動きを電気的または磁気的に感知して、アナログ信号及び／またはディジタル信号として出力する多様なセンサが開発されている。
【０００３】
このようなセンサには、加速度センサ、角速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、光センサなどが挙げられ、多様な方式及び原理が適用されている。
【０００４】
加速度センサ、角速度センサ、ジャイロセンサなどは、慣性物理力を測定するセンサであって慣性センサとも言われている。最近、加速度センサと角速度センサとを同時に使用して多様なアプリケーションに活用するような技術が開発され続けている。
【０００５】
これらのセンサから得られた出力値は、アナログまたはディジタル値に変換出力され、これらの出力値は多様なアプリケーションに反映されて使われる。
【０００６】
一般に、センサから出力される信号をアナログ回路にて得た後、これをアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を用いてデイ、ジタル値に変換し、該変換値をアプリケーションにおいて要する適切なデータ出力頻度（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ：ＯＤＲ）としてディジタルデータを出力する。
【０００７】
一方、特許文献１に示されているような従来の一般的な動き感知装置は、センサから実際に出力される信号の変化率と関わらず、予め決められたＯＤＲに固定されてデータを出力している。
【０００８】
ところが、センサが感知する対象の動きが非常に早い場合には、該センサから出力される信号が非常に急変するようになる。
【０００９】
これと逆に、感知対象の動きが非常に遅れた場合には、センサから出力される信号が非常に緩変するようになる。
【００１０】
このような場合にも、従来では、予め決められたＯＤＲ値に固定してデータを出力するため、次のような問題が生じる。
【００１１】
第一、感知対象の動きが非常に早い場合、すなわち、センサから出力される信号が非常に急変する場合、予め決められたＯＤＲが相対的に低いと、センサから出力される信号の変化を十分に反映しないことがある。そのため、感知対象の動きを感知する感度の低下をもたらすことになる。
【００１２】
また、感知対象の動きが非常に遅い場合、すなわち、センサから出力される信号が非常に緩変する場合、予め決められたＯＤＲが相対的に大きいと、センサから出力される信号の変化がゆっくり発生しているにもかかわらず、不要に多くのデータを出力するようになるため、電力が無駄に使われると共に、中央処理装置（ＣＰＵ）などの資源を無駄に消費することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２００９-０００９００７号
【特許文献２】大韓民国公開特許第２０１０-００５０６５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、感知信号の変化率に応じてデータ出力頻度を調節することができる動き感知装置を提供することに、その目的がある。
【００１５】
本発明の他の目的は、感知信号の変化率に応じてデータ出力頻度を調節することができる動き感知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決するために、本発明の好適な実施形態による動き感知装置は、動きを感知するセンサと、該センサから出力された信号の変化率を判断する変化率判断部と、該変化率判断部で判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を制御するデータ出力頻度制御部と、前記データ出力頻度制御部によって制御されたデータ出力頻度で前記センサから出力された信号値を読み取って、ディジタル値として出力するディジタル信号出力部と、を含む。
【００１７】
前記変化率判断部は、前記センサから出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算する差値演算部と、該差値演算部で演算された差値の累積平均値を演算する累積平均演算部とを含む。
【００１８】
また、前記差値演算部は、ｎ＋１（ｎは、負でない整数）番目の差値であるＤｉｆｆｎ＋１を、下記式によって演算することができる。
【数１】
2013044746.tif 000003
【００１９】
また、前記累積平均演算部は、前記差値演算部で演算された差値を、下記式によって演算することができる。
【数２】
2013044746.tif 000004
【００２０】
ここで、Ｎは予め設定された負でない整数である。
【００２１】
また、本発明の好適な実施形態による動き感知装置は、前記センサの出力端と接続され、前記センサから出力された信号の増幅及び／またはノイズ除去を行うアナログ回路部と、このアナログ回路部の出力端と接続され、前記アナログ回路部から出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、このアナログーディジタル変換器から出力された信号の変化率を判断する変化率判断部と、この変化率判断部で判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を制御するデータ出力頻度制御部と、このデータ出力頻度制御部によって制御されたデータ出力頻度で前記アナログーディジタル変換器から出力された信号値を読み取って、ディジタル値として出力するディジタル信号出力部とを含む。
【００２２】
前記変化率判断部は、前記アナログ−ディジタル変換器から出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算する差値演算部と、この差値演算部で演算された差値の累積平均値を演算する累積平均演算部とを含む。
【００２３】
また、本発明の他の好適な実施形態による動き感知方法は、動きを感知し、該動きに対応する信号を出力するステップ（Ａ）と、このステップ（Ａ）にて出力された信号の変化率を判断するステップ（Ｂ）と、このステップ（Ｂ）にて判断された値に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を調節するステップ（Ｃ）と、このステップ（Ｃ）にて調節されたデータ出力頻度で前記ステップ（Ａ）にて出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力するステップ（Ｄ）とを含む。
【００２４】
前記ステップ（Ｂ）は、前記ステップ（Ａ）にて出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算するステップと、該演算された差値の累積平均値を演算するステップとを含む。
【００２５】
また、前記差値（Ｄｉｆｆ）を演算するステップは、ｎ＋１（ｎは、負でない整数）番目の差値であるＤｉｆｆｎ＋１を下記式によって演算することができる。
【数３】
2013044746.tif 000005
【００２６】
また、前記累積平均値を演算するステップは、前記差値を演算するステップで演算された差値を、下記式によって演算することができる。
【数４】
2013044746.tif 000006
【００２７】
ここで、Ｎは、予め設定された負でない整数である。
【００２８】
また、前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号の増幅及び／またはノイズ除去過程を行って該動きに対応する信号を出力する。
【００２９】
また、前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号をディジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
また、前記ステップ（Ａ）は、動きを感知するセンサから出力された信号の増幅及び／またはノイズ除去過程を行った後、ディジタル信号に変換して出力する。
【発明の効果】
【００３１】
前述のように、本発明による動き感知装置及び動き感知方法によれば、センサから出力される信号の変化率に応じてＯＤＲを可変することによって、感知対象の動きを精微に反映したディジタルデータを出力すると共に、不要な電力消耗を最小化して、中央処理装置などのシステム資源（Ｓｙｓｔｅｍ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ）の無駄な過負荷を防止することによって、システム資源の効率的な運用が可能であるという効果が奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】センサ出力信号とデータ出力頻度との間の一般的な関係を例示するグラフである。
【図２】本発明の一実施形態による動き感知装置を概略的に例示するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による変化率判断部を概略的に例示するブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態による動き感知装置を概略的に例示するブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による変化率判断原理の理解を助けるためのグラフである。
【図６】本発明の一実施形態によるセンサ出力信号とデータ出力頻度との関係を例示するグラフである。
【図７】本発明の一実施形態による動き感知方法を概略的に例示するフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態による変化率判断過程を概略的に例示するブローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００３４】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００３５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳記する。
【００３６】
図１は、セシサ出力信号とデータ出力頻度（ＯＤＲ）との一般的な関係を例示するグラフである。
【００３７】
図１において、Ａ領域は、センサから出力される信号が非常に急変する場合、すなわち、感知対象の動きが非常に早い場合であり、Ｂ領域は、センサから出力される信号が非常に緩変する場合、すなわち感知対象の動きが非常に遅い場合である。
【００３８】
これらのＡ領域及びＢ領域の両方には、同じＯＤＲが適用されている。
【００３９】
このような状況で、図１に示されたＯＤＲがＡ領域に適合なＯＤＲと仮定すると、Ｂ領域の場合に、不要な資源の消費及び電力消耗が発生していると見なされる。
【００４０】
逆に、図１に示されたＯＤＲがＢ領域に適合なＯＤＲと仮定すると、Ａ領域の場合、センサから出力された信号の多くの部分がディジタルデータとして出力されないと見なされる。そのため、感知対象の動きを精微に検出することができないことになる。
【００４１】
図２は、本発明の一実施形態による動き感知装置１を概略的に例示するブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、本発明の一実施形態による動き感知装置１は、センサ１０と、ディジタル回路４０とを含む。
【００４３】
センサ１０は、感知対象の動きを電気的または磁気的に感知して出力するもので、通常の加速度センサ、角速度センサ、ジャイロセンサ、光センサなどが挙げられる。
【００４４】
ディジタル回路４０は、前記センサ１０から出力された信号をディジタルデータとして出力する回路であって、信号入力部４１、変化率判断部４２、ＯＤＲ制御部４３及びディジタル信号出力部４４を備える。
【００４５】
信号入力部４１は、センサ１０から出力される信号を入力される。
【００４６】
変化率判断部４２は、センサ１０から出力された信号の変化率を判断する。詳しくは、変化率判断部４２はセンサ１０から出力された信号が急変するか、または緩変するかを判断する。
【００４７】
ＯＤＲ制御部４３は、変化率判断部４２で判断された値に比例して、データ出力頻度（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ：ＯＤＲ）を制御する。すなわち、センサ１０から出力された信号が急変する場合、ＯＤＲを増加させ、逆に、センサ１０から出力された信号が緩変する場合は、ＯＤＲを減少させることによって、ＯＤＲを制御する。
【００４８】
ディジタル信号出力部４４は、前記データ出力頻度制御部によって制御されたデータ出力頻度でセンサ１０から出力された信号値を読み取って、ディジタル値として出力する。
【００４９】
図３は、本発明の一実施形態による変化率判断部４２を概略的に例示するブロック図である。図５は、本発明の一実施形態による変化率判断原理の理解を助けるためのグラフである。
【００５０】
図３及び図５に示すように、変化率判断部４２は、差値演算部４２-１及び累積平均演算部４２-２を備える。
【００５１】
差値演算部４２-１は、センサ１０から出力された信号の差値（Ｄｉｆｆ）を演算する。累積平均演算部４２-２は、差値演算部４２-１で演算された差値の累積平均値を演算する。
【００５２】
差値演算部４２-１は、ｎ＋１番目の差値であるＤｉｆｆｎ＋１を下記式を用いて演算することによって、センサ１０から出力された信号の差値を演算する。
【数５】
2013044746.tif 000007
【００５３】
ここで、ｎは負でない整数で、ゼロ以上の範囲を有する。
【００５４】
また、累積平均演算部４２-２は、前記差値演算部４２-１で演算された差値（Ｄｉｆｆ）を、下記式を用いて演算する。
【数６】
2013044746.tif 000008
【００５５】
ここで、Ｎは予め設定された負でない整数で、ゼロ以上の範囲を有する。
【００５６】
例えば、０．１秒単位でｎを１ずつ増加させると仮定すると、１秒間センサ１０から出力される信号値を１０等分し、差値演算部４２-１は、各区間で差値（Ｄｉｆｆ）を演算するようになる。累積平均演算部４２-２は、１０個の差値の平均値を演算する。
【００５７】
これによって、平均値が予め設定された基準より大きければ、ＯＤＲを増加させ、平均値が該基準より小さければ、ＯＤＲを減少させることによって、感知対象の動きを精徽に反映したディジタルデータを出力すると共に、不要な電力の消耗を最小化し、中央処理装置などのシステム資源の不要な過負荷を防止して、システム資源の効率的な運用が可能になる。
【００５８】
Ｎは、変化率判断部４２の正確度によって他の値として決まってもよい。すなわち、変化率判断部４２の正確度を高めたいと、一定の時間を基準にＮを大きく設定すれば良く、同じ時間を基準にＮを小さく設定すれば、変化率判断部４２の正確度が低くなるようになる。
【００５９】
例えば、前述の例のように、１秒を１０等分して設定する場合、Ｎは１０になる。この場合、０．１秒単位で差値（Ｄｉｆｆ）を演算するようになり、Ｎを１００に設定する場合は、０．０１秒単位に差値（Ｄｉｆｆ）を演算するようになる。
【００６０】
したがって、ＯＤＲの精微な制御が必要な場合ならＮ値を大きく設定し、反対に、ＯＤＲの精微な制御が不要な場合ならＮ直を小さく設定することによって、最適化された動き感知が可能になる。
【００６１】
図４は、本発明の他の実施形態による動き感知装置１００を概略的に例示する図面である。
【００６２】
図４を参照して、本実施形態による動き感知装置１００は、センサ１１０とディジタル回路１４０との間に、アナログ回路１２０とアナログーディジタル変換器（ＡＤＣ）１３０とをさらに含む。
【００６３】
アナログ回路１２０は、センサ１１０の出力端と接続され、センサ１１０から出力された信号の増幅及び／またはノイズ除去を行う。
【００６４】
アナログーディジタル変換器１３０は、アナログ回路部１２０の出力端と接続され、該アナログ回路部１２０から出力された信号をディジタル信号に変換する。
【００６５】
変化率判断部１４２は、アナログーディジタル変換器１３０から出力された信号の変化率を判断する。ディジタル信号出力部１４４は、アナログ−ディジタル変換器１３０から出力された信号値を読み取ってディジタル直に変換して出力する。
【００６６】
図６は、本発明の一実施形態によるセンサ出力信号とデータ出力頻度との関係を例示する図面である。
【００６７】
図６に示すように、Ｃ領域はＤ領域に比べてセンサ出力信号の変化率が大きいことがわかる。よって、Ｃ領域のＯＤＲを大きく、Ｄ領域のＯＤＲを小さく、すなわち、ｔ１＜ｔ２になるようにすることによって、最適化された動き感知が可能になる。
【００６８】
図７は、本発明の一実施形態による動き感知方法を概略的に例示するフロー図で、図８は、本発明の一実施形態による変化率判断過程を概略的に例示するフロー面である。
【００６９】
図７を参照して、本発明の一実施形態による動き感知方法は、まず、動きを感知し該動きに対応する信号を出力する（Ｓ１１０）。
【００７０】
続いて、センサから出力される信号がアナログ信号の場合、これをディジタル信号に変換する（Ｓ１２０）。アナログ信号のディジタル信号への変換の前に、センサから出力された信号を増幅するか、またはノイズを取り除くステップを行ってもよい。
【００７１】
続いて、該出力信号の変化率を判断する（Ｓ１３０）。このステップは、前述の変化率判断部４２、１４２で行われてもよい。変化率判断の原理は、前述と同様で、ここでは重複説明を略することにする。
【００７２】
続いて、判断された変化率に比例して、データ出力頻度（ＯＤＲ）を調節する（Ｓ１４０）。
【００７３】
続いて、このステップ（Ｓ１４０）で調節されたデータ出力頻度で、センサまたはアナログ回路部またはアナログ−ディジタル変換器から出力された信号値を読み取ってディジタル値として出力する（Ｓ１５０）。こうして出力された信号は、各種アプリケーションにおいて活用されることができる。
【００７４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１  動き感知装置
１０  センサ
４０  ディジタル回路
４１  ディジタル信号入力部
４２  変化率判断部
４２-１  差値演算部
４２-２  累積平均演算部
４３  ＯＤＲ制御部
４４  ディジタル信号出力部
１００  動き感知装置
１１０  センサ
１２０  アナログ回路部
１３０  アナログ−ディジタル変換器
１４０  ディジタル回路
１４１  ディジタル信号入力部
１４２  変化率判断部
１４３  ＯＤＲ制御部
１４４  ディジタル信号出力部
【図１】
2013044746.tif 000013
【図２】
2013044746.tif 000014
【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】
2013044746.tif 000019
【図８】
2013044746.tif 000020