JP6357992B2 - Electronic equipment and calibration program - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器及びキャリブレーションプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic device and a calibration program.
近年、例えばスマートフォンなどのように、地図情報などを表示可能な表示部を有する携帯可能なスマートデバイスが普及している。このようなスマートデバイスには、例えばGPS(Global Positioning System)による測位が可能なものも多くあり、測位によって得られた現在位置情報と表示部に表示された地図情報とを利用するナビゲーション機能などが提供されている。 In recent years, portable smart devices having a display unit capable of displaying map information and the like, such as smartphones, have become widespread. Many of such smart devices can be measured by, for example, GPS (Global Positioning System), and have a navigation function that uses current position information obtained by positioning and map information displayed on the display unit. Is provided.
GPS測位は複数の人工衛星から送信される電波を受信して測位する方式であるため、屋外では精度良く測位を実行することが可能である。一方、屋内では、人工衛星から送信される電波の受信感度が低下するため、GPS測位によって正確な位置を推定することが困難である。そこで、例えばスマートフォンなどの電子機器においては、加速度センサ及び地磁気センサなどを用いた自律航法測位により移動軌跡が推定されることがある。 Since GPS positioning is a method for receiving and measuring radio waves transmitted from a plurality of artificial satellites, it is possible to perform positioning with high accuracy outdoors. On the other hand, since the reception sensitivity of radio waves transmitted from artificial satellites decreases indoors, it is difficult to estimate an accurate position by GPS positioning. Thus, for example, in an electronic device such as a smartphone, a movement locus may be estimated by autonomous navigation positioning using an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, or the like.
自律航法測位では、地磁気センサによって磁北が推定され、電子機器の進行方位などが推定される。しかし、多くの電子機器では、内部の部品などが磁場に影響を及ぼすため、地磁気センサが地磁気以外の磁気も検知してしまう。その結果、単純に地磁気センサによって磁気を測定するだけでは、正しく磁北を推定するのが困難となっている。そこで、地磁気センサに対する電子機器内部の磁場環境の影響をあらかじめ見積もって、地磁気センサのセンサ値から差し引かれるオフセットを算出しておくキャリブレーションが行われることがある。なお、地磁気センサは、地磁気のみではなく例えば磁石や金属から発生する磁気も検知する通常の磁気センサである。以下では、地磁気センサと磁気センサとを特に区別することなく、まとめて地磁気センサという。 In autonomous navigation positioning, magnetic north is estimated by a geomagnetic sensor, and the traveling direction of an electronic device is estimated. However, in many electronic devices, because internal components affect the magnetic field, the geomagnetic sensor detects magnetism other than geomagnetism. As a result, it is difficult to estimate magnetic north correctly by simply measuring magnetism with a geomagnetic sensor. Therefore, calibration may be performed in which the influence of the magnetic field environment inside the electronic device on the geomagnetic sensor is estimated in advance and the offset subtracted from the sensor value of the geomagnetic sensor is calculated. The geomagnetic sensor is a normal magnetic sensor that detects not only geomagnetism but also magnetism generated from, for example, a magnet or metal. Hereinafter, the geomagnetic sensor and the magnetic sensor are collectively referred to as a geomagnetic sensor without any particular distinction.
キャリブレーションには、電子機器が様々な姿勢をとる際の地磁気センサの出力が用いられるため、キャリブレーション実行時には、電子機器を保持したまま所定の動作をするようにユーザに対して要求されることがある。すなわち、電子機器を保持したまま例えば8の字を描く動作をするように要求する画面が表示部に表示されることがある。そして、電子機器が8の字を描くように動く間に地磁気センサが検知したセンサ値から、電子機器内部の磁場環境の影響に相当するオフセットが算出される。 Because calibration uses the output of the geomagnetic sensor when the electronic device is in various postures, the user is required to perform a predetermined operation while holding the electronic device when performing calibration. There is. That is, a screen for requesting an operation of drawing, for example, a figure 8 while holding the electronic device may be displayed on the display unit. Then, an offset corresponding to the influence of the magnetic field environment inside the electronic device is calculated from the sensor value detected by the geomagnetic sensor while the electronic device moves to draw a figure 8.
ところで、電子機器の外部の磁場環境が変化した場合には、電子機器の内部の磁場環境も変化する。このため、外部の磁場環境が変化した場合には、再度キャリブレーションが実行されるのが好ましい。すなわち、外部の磁場環境が変化したことが検知された場合には、電子機器は、キャリブレーションのための動作をユーザに要求するのが好ましい。 By the way, when the magnetic field environment outside the electronic device changes, the magnetic field environment inside the electronic device also changes. For this reason, it is preferable to perform calibration again when the external magnetic field environment changes. That is, when it is detected that the external magnetic field environment has changed, the electronic device preferably requests the user to perform an operation for calibration.
しかしながら、外部の磁場環境が変化するたびにキャリブレーションが実行されると、ユーザは、頻繁にキャリブレーションのための動作を要求されることになるという問題がある。特に、例えば地磁気以外の磁力が強く作用している環境や建物などによる遮蔽によって地磁気が減衰している環境などへの移動によって磁場環境が変化した場合、キャリブレーションのための動作が要求され、キャリブレーションが実行されることがある。しかし、たとえキャリブレーションが実行されても、上記のような環境下では地磁気センサが地磁気を正確に検知することは困難であり、磁北が正しく推定されることはない。つまり、磁北を推定する用途の観点からは、地磁気センサの無駄なキャリブレーションが行われていることになり、電子機器の利便性が低下してしまう。 However, if calibration is executed every time the external magnetic field environment changes, there is a problem that the user is frequently required to perform an operation for calibration. In particular, if the magnetic field environment changes due to movement to an environment in which a magnetic force other than geomagnetism is acting strongly or an environment in which the geomagnetism is attenuated due to shielding by buildings, etc., a calibration operation is required and calibration is required. May be executed. However, even if calibration is executed, it is difficult for the geomagnetic sensor to accurately detect the geomagnetism under the above environment, and magnetic north is not estimated correctly. In other words, from the viewpoint of the purpose of estimating magnetic north, useless calibration of the geomagnetic sensor is performed, and the convenience of the electronic device is reduced.
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、地磁気センサのキャリブレーションを効率的に実行することができる電子機器及びキャリブレーションプログラムを提供することを目的とする。 The disclosed technology has been made in view of the above point, and an object thereof is to provide an electronic device and a calibration program capable of efficiently executing calibration of a geomagnetic sensor.
本願が開示する電子機器は、1つの態様において、地磁気を含む磁気を測定する磁気センサを備える。そして、この電子機器は、前記磁気センサの測定値に基づいて磁場環境の変化を検知し、磁場環境の変化が検知された場合に、前記磁気センサの測定値を利用するアプリケーションのうち当該測定値を方位推定に利用する方位利用アプリケーションのみが起動中であるか否かを判定し、判定の結果、方位利用アプリケーション以外のアプリケーションが起動中である場合に、ユーザに対して所定の動作を要求する一方、方位利用アプリケーションのみが起動中である場合に、前記所定の動作を要求せず、前記所定の動作を要求した後に得られる前記磁気センサの測定値を用いて、前記電子機器内部の磁場が前記磁気センサの測定値へ及ぼす影響に相当するオフセットを算出する処理を実行するプロセッサを有する。 In one aspect, an electronic device disclosed in the present application includes a magnetic sensor that measures magnetism including geomagnetism. The electronic device detects a change in the magnetic field environment based on the measurement value of the magnetic sensor, and when the change in the magnetic field environment is detected, the measurement value of the application using the measurement value of the magnetic sensor. It is determined whether only the azimuth use application that uses the azimuth for the azimuth estimation is activated, and when the application other than the azimuth utilization application is activated as a result of the determination, the user is requested to perform a predetermined operation. On the other hand, when only the azimuth application is running , the magnetic field inside the electronic device is not calculated using the measured value of the magnetic sensor obtained after requesting the predetermined operation without requesting the predetermined operation. A processor that executes a process of calculating an offset corresponding to an influence on the measurement value of the magnetic sensor;
本願が開示する電子機器及びキャリブレーションプログラムの1つの態様によれば、地磁気センサのキャリブレーションを効率的に実行することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the electronic device and the calibration program disclosed in the present application, there is an effect that the calibration of the geomagnetic sensor can be executed efficiently.
以下、本願が開示する電子機器及びキャリブレーションプログラムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下においては、電子機器として、例えばスマートフォンなどの通信端末装置を例に挙げて説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、本願においては、電子機器が実行する様々なアプリケーションプログラムを単にアプリケーションという。 Hereinafter, embodiments of an electronic device and a calibration program disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. In the following, as an electronic device, a communication terminal device such as a smartphone will be described as an example. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In the present application, various application programs executed by the electronic device are simply referred to as applications.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る通信端末装置100の構成を示すブロック図である。図1に示す通信端末装置100は、GPS部101、無線部102、メモリ103、プロセッサ104、オーディオ入出力部105、タッチセンサ部106、表示部107、地磁気センサ108、加速度センサ109及びジャイロセンサ110を有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of
GPS部101は、所定の周期で間欠的に起動し、人工衛星から送信される電波をアンテナを介して受信して、現在位置の緯度及び経度を含む測位データを取得する。GPS部101によって取得される測位データは、所定の記憶部に記憶される。 The GPS unit 101 is activated intermittently at a predetermined cycle, receives radio waves transmitted from artificial satellites via an antenna, and acquires positioning data including the latitude and longitude of the current position. The positioning data acquired by the GPS unit 101 is stored in a predetermined storage unit.
無線部102は、アンテナを介して無線信号を送受信する。なお、図1においては、GPS部101と無線部102が同一のアンテナを共有しているが、通信端末装置100には、それぞれ利用される周波数帯域に応じた複数のアンテナが設けられて良い。
The
メモリ103は、例えばRAM(Random Access Memory)などを備え、プロセッサ104が利用するデータなどを一時的に保持する。
The
プロセッサ104は、通信端末装置100の各部を統括制御する。具体的には、プロセッサ104は、地磁気センサ108、加速度センサ109及びジャイロセンサ110などによって得られるセンサデータを用いて、通信端末装置100の移動軌跡を推定する自律航法測位を実行する。また、プロセッサ104は、必要に応じて地磁気センサ108のキャリブレーションを実行し、通信端末装置100内部の磁場が地磁気センサ108のセンサ値へ及ぼす影響に相当するオフセットを算出する。そして、プロセッサ104は、アプリケーションに対して地磁気センサ108のセンサ値を提供する際に、オフセットが除去された後の補正センサ値を提供する。プロセッサ104の詳細な機能については、後に詳述する。
The
オーディオ入出力部105は、例えばマイクやスピーカなどを備え、音声情報の入力を受け付けたり、音声情報を出力したりする。
The audio input /
タッチセンサ部106は、表示部107と重ねて配置され、例えば静電容量の変化を検知して、ユーザによる接触位置を検出する。ユーザによる接触がタッチセンサ部106によって検出されることにより、ユーザは、タッチ動作によって通信端末装置100を操作することができる。
The
表示部107は、例えば液晶パネルを備え、画像や文字などを表示する。具体的には、表示部107は、例えば地図情報と通信端末装置100の移動軌跡を示す軌跡情報とを重ねて表示する。
The
地磁気センサ108は、例えば3軸の磁気センサであり、通信端末装置100の高さ、幅及び厚み方向の3軸について、それぞれ磁気の強さを検知する。したがって、地磁気センサ108のセンサ値から、磁北を推定することが可能となる。
The
加速度センサ109は、例えば3軸の加速度センサであり、通信端末装置100の高さ、幅及び厚み方向の3軸について、それぞれ加速度の大きさを検知する。したがって、加速度センサ109のセンサ値から、重力が作用する鉛直方向や移動時の移動方向を推定することが可能となる。
The
ジャイロセンサ110は、例えば3軸の角速度センサであり、通信端末装置100の高さ、幅及び厚み方向の3軸について、それぞれ角速度の大きさを検知する。したがって、ジャイロセンサ110のセンサ値から、通信端末装置100の回転方向や移動時の移動方向の変化を推定することが可能となる。
The
次いで、実施の形態1に係るプロセッサ104の機能について、図2を参照しながら説明する。図2は、実施の形態1に係るプロセッサ104の機能を示すブロック図である。図2に示すプロセッサ104は、センサ値取得部201、磁場変化検知部202、起動アプリ判定部203、動作要求部204、オフセット算出部205、一般オフセット保持部206、一般オフセット除去部207、強度算出部208、強度判定部209、方位オフセット保持部210及び方位オフセット除去部211を有する。
Next, functions of the
センサ値取得部201は、地磁気センサ108によって測定された磁気の強度を示す地磁気センサ値を取得する。具体的には、センサ値取得部201は、通信端末装置100の高さ、幅及び厚み方向の3軸それぞれについての磁気の強度を示す地磁気センサ値を取得する。通常、同一の位置では地磁気の強度は変化しないため、磁場環境が一定の位置で通信端末装置100の姿勢を変化させて得られた地磁気センサ値を3次元座標にプロットすると、それぞれの地磁気センサ値に対応する点は1つの球面上に配置される。すなわち、この球面の半径が地磁気の強度に対応する。
The sensor
磁場変化検知部202は、センサ値取得部201によって取得される地磁気センサ値を監視し、地磁気センサ値の変化から磁場環境の変化を検知する。具体的には、磁場変化検知部202は、地磁気センサ値を3次元座標にプロットして得られる球面の半径が大きく変動したか否かを判定することにより、磁場環境の変化を検知する。すなわち、例えば球面の半径の分散が所定の閾値以上であれば、磁場変化検知部202は、磁場環境が変化したと判定する。
The magnetic field
起動アプリ判定部203は、磁場変化検知部202によって磁場環境の変化が検知されると、現在どのようなアプリケーションが起動しているか確認する。そして、起動アプリ判定部203は、地磁気センサ値から推定される方位を利用するアプリケーションのみが起動しているか否かを判定する。すなわち、地磁気センサ値を利用するアプリケーションには、例えば磁力計のアプリケーションのように、方位ではなく磁気の強度を得るために地磁気センサ値を利用するアプリケーション(以下「磁気利用アプリ」という)がある。また、例えば電子コンパスのアプリケーションのように、方位を推定するために地磁気センサ値を利用するアプリケーション(以下「方位利用アプリ」という)もある。そこで、起動アプリ判定部203は、現在起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみであるか否かを判定する。なお、起動アプリ判定部203は、例えば通信端末装置100が実行可能なアプリケーションの一覧と、各アプリケーションの地磁気センサ値及び方位の利用の有無とを含む情報を保持している。そして、起動アプリ判定部203は、保持した情報を参照することにより、起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみであるか否かを判定することが可能である。
When the change in the magnetic field environment is detected by the magnetic field
動作要求部204は、磁場変化検知部202によって磁場環境の変化が検知され、かつ、起動アプリ判定部203によって磁気利用アプリも起動中であると判定された場合に、キャリブレーションの可否をオフセット算出部205へ問い合わせる。すなわち、動作要求部204は、磁場環境が変化した後の地磁気センサ値であってオフセットを算出するのに十分な数の地磁気センサ値のサンプルが収集済みであるか否かをオフセット算出部205へ問い合わせる。そして、動作要求部204は、十分な数のサンプルが収集済みでない場合には、ユーザに対してキャリブレーションのための動作を要求する。すなわち、動作要求部204は、例えば通信端末装置100を保持したまま8の字を描く動作をするように要求するメッセージをオーディオ入出力部105又は表示部107から出力させる。また、動作要求部204は、一度キャリブレーションのための動作要求をした後も、キャリブレーションが可能となったか否かを定期的にオフセット算出部205へ問い合わせ、キャリブレーションが可能となるまで同様の動作要求をする。
The
一方、動作要求部204は、磁場変化検知部202によって磁場環境の変化が検知されても、方位利用アプリのみが起動している場合には、キャリブレーションのための動作の要求を中止する。したがって、磁場環境が変化しても、方位利用アプリのみが起動している場合には、オーディオ入出力部105又は表示部107からキャリブレーションのための動作を要求するメッセージが出力されることはない。
On the other hand, even if a change in the magnetic field environment is detected by the magnetic field
オフセット算出部205は、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値を収集し、収集された地磁気センサ値のサンプルから通信端末装置100内部の磁場の影響に相当するオフセットを算出する。具体的には、オフセット算出部205は、動作要求部204からキャリブレーションの可否が問い合わせられると、サンプルとなる地磁気センサ値を3次元座標にプロットして得られる球面の中心座標を算出する。そして、オフセット算出部205は、収集されたサンプル数が十分であり球面の中心座標が算出可能であった場合には、キャリブレーション可能である旨を動作要求部204へ通知する。そして、オフセット算出部205は、算出された中心座標の3軸成分をオフセットとして一般オフセット保持部206へ出力する。一方、オフセット算出部205は、収集されたサンプル数が不足して球面の中心座標が算出不可能であった場合には、キャリブレーション不可能である旨を動作要求部204へ通知する。
The offset
一般オフセット保持部206は、オフセット算出部205から出力されたオフセットを磁気利用アプリに適用する一般オフセットとして保持する。このとき、一般オフセット保持部206は、あらかじめ保持されていた一般オフセットをオフセット算出部205から新たに出力された一般オフセットに更新する。したがって、一般オフセット保持部206は、オフセット算出部205によって算出された最新のオフセットを一般オフセットとして保持する。なお、一般オフセット保持部206は、初期状態では、所定の磁場環境で取得された地磁気センサ値に基づいて算出されたオフセットの初期値を保持していても良い。また、一般オフセット保持部206は、例えばメモリ103などに一般オフセットを格納して保持しても良い。
The general offset holding
一般オフセット除去部207は、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値から、一般オフセット保持部206によって保持された一般オフセットを除去し、得られた補正センサ値を磁気利用アプリへ提供する。また、一般オフセット除去部207は、補正センサ値を強度算出部208へ出力する。
The general offset
強度算出部208は、一般オフセット除去部207から出力される補正センサ値を用いて、磁気の強度を算出する。すなわち、強度算出部208は、例えば3軸それぞれの補正センサ値の2乗和の平方根を強度として算出する。
The
強度判定部209は、強度算出部208によって算出された強度が地磁気の強度に対応する範囲内に含まれるか否かを判定する。そして、強度判定部209は、算出された強度が地磁気の強度に対応する範囲内に含まれる場合には、一般オフセット保持部206に保持された一般オフセットに等しいオフセットを方位オフセット保持部210へ出力する。すなわち、一般オフセットによる補正後の磁気の強度が通常の地磁気の強度の範囲内にある場合の磁場環境は、地磁気センサ108によって地磁気のみが検知される環境であると考えられる。したがって、このような磁場環境で算出された一般オフセットは、地磁気センサ値から方位を推定する場合にも適したオフセットであるため、強度判定部209は、一般オフセットに等しいオフセットを方位利用アプリに適用する方位オフセットとして出力する。
The
方位オフセット保持部210は、強度判定部209から出力された方位オフセットを保持する。このとき、方位オフセット保持部210は、あらかじめ保持されていた方位オフセットを強度判定部209から新たに出力された方位オフセットに更新する。なお、方位オフセット保持部210は、初期状態では、所定の磁場環境で取得された地磁気センサ値に基づいて算出されたオフセットの初期値を保持していても良い。また、方位オフセット保持部210は、例えばメモリ103などに方位オフセットを格納して保持しても良い。
The azimuth offset holding
方位オフセット除去部211は、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値から、方位オフセット保持部210によって保持された方位オフセットを除去し、得られた補正センサ値を方位利用アプリへ提供する。
The azimuth offset
次いで、上記のように構成された通信端末装置100におけるキャリブレーション処理について、図3に示すフロー図を参照して説明する。
Next, calibration processing in
通信端末装置100の稼働時には、地磁気センサ108によって測定される地磁気センサ値がセンサ値取得部201によって定期的に取得される(ステップS101)。取得される地磁気センサ値は、通信端末装置100の高さ、幅及び厚み方向の3軸成分を有している。そして、磁場変化検知部202によって、地磁気センサ値が監視され、外部の磁場環境が変化したか否かが判定される(ステップS102)。具体的には、磁場変化検知部202によって、随時取得される地磁気センサ値が3次元座標にプロットされ、プロットされた点から規定される球面の半径が変動したか否かが判定される。
When the
ここで、外部の磁場環境が変化しなければ磁気の強度は変化しないため、通信端末装置100の姿勢の変化によって地磁気センサ値のそれぞれの軸成分は変化するものの、3次元座標上では地磁気センサ値に対応する点が1つの球面上に配置される。したがって、この球面の半径の分散が大きい場合には、外部の磁場環境が変化したと考えられる。そこで、磁場変化検知部202によって、地磁気センサ値をプロットして得られる球面の半径の分散が所定の閾値以上であるか否かが判定されることにより、磁場環境が変化したか否かが判定される。
Here, since the magnetic intensity does not change unless the external magnetic field environment changes, each axis component of the geomagnetic sensor value changes according to the change in the attitude of the
この判定の結果、球面の半径が変動せず、磁場環境の変化がないと判定された場合には(ステップS102No)、引き続きセンサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が磁場変化検知部202によって監視される。一方、磁場環境の変化があると判定された場合には(ステップS102Yes)、起動アプリ判定部203によって、起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみであるか否かが判定される(ステップS103)。そして、起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみである場合には(ステップS103Yes)、キャリブレーションが不要であると判断され、引き続きセンサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が磁場変化検知部202によって監視される。
As a result of this determination, if it is determined that the radius of the spherical surface does not change and the magnetic field environment does not change (No in step S102), the geomagnetic sensor value acquired by the sensor
このように、磁場環境が変化しても方位利用アプリのみが起動している場合にはキャリブレーションが不要となるのは以下の理由による。すなわち、まず、地磁気センサ108が地磁気のみを検知する磁場環境から地磁気以外の磁気を検知する磁場環境に変化した場合、地磁気以外の磁気によって磁北の推定は困難となる。このため、たとえキャリブレーションが実行されても、方位利用アプリが地磁気センサ値から正確な方位を推定するのは困難である。そこで、無駄なキャリブレーションの実行を防止するために、方位利用アプリのみが起動している場合には、キャリブレーションが実行されない。
Thus, even if the magnetic field environment changes, when only the direction use application is activated, the calibration is not necessary for the following reason. That is, first, when the
また、地磁気センサ108が地磁気のみを検知する範囲内で磁場環境が変化した場合、オフセットは大きく変化しない。すなわち、地磁気センサ108が地磁気のみを検知する範囲内では、磁場環境の変化は比較的小さく、たとえ磁場環境の変化が検知されたとしても、同一の方位オフセットを用いることで地磁気センサ値を補正することが可能である。
Further, when the magnetic field environment changes within a range where the
さらに、地磁気センサ108が地磁気以外の磁気を検知する磁場環境から地磁気のみを検知する磁場環境に変化した場合、地磁気センサ値から方位を推定することが可能となる。しかし、本実施の形態においては、一般オフセットと方位オフセットが別々に保持されており、地磁気センサ108が地磁気以外の磁気を検知する磁場環境へ変化した際に方位オフセットは更新されていない。このため、地磁気センサ108が地磁気のみを検知する磁場環境に変化した場合も、保持された方位オフセットを更新する必要はない。
Furthermore, when the
これらの理由から、起動アプリ判定部203によって方位利用アプリのみが起動中であると判定された場合には、キャリブレーションは不要であると判断され実行されない。このため、ユーザに対してキャリブレーションのための動作が要求されることはなく、キャリブレーションのための動作要求の頻度を低減することができる。換言すれば、地磁気センサ108のキャリブレーションを効率的に実行することができる。
For these reasons, if the activation
一方、方位利用アプリのみではなく、磁気利用アプリも起動している場合には(ステップS103No)、動作要求部204によって、オフセット算出部205に対するキャリブレーションの可否の問い合わせが行われる。この問い合わせを受け、オフセット算出部205によって、十分な数の地磁気センサ値のサンプルが収集されており、キャリブレーションが可能であるか否かが判定される(ステップS104)。すなわち、オフセット算出部205は、センサ値取得部201によって取得される地磁気センサ値を収集しているが、動作要求部204からの問い合わせを受けると、磁場環境が変化した後に収集されたサンプルからオフセットの算出を試みる。この結果、サンプルが不足してオフセットの算出が不可能であれば(ステップS104No)、その旨が動作要求部204へ通知され、キャリブレーションのための動作を要求するメッセージがオーディオ入出力部105又は表示部107から出力される(ステップS109)。なお、オフセット算出部205によって算出されるオフセットは、地磁気センサ値のサンプルを3次元座標にプロットして得られる球面の中心座標に相当し、この中心座標の原点からのずれは、通信端末装置100内部の磁場環境に起因するものである。
On the other hand, when not only the direction utilization application but also the magnetic utilization application is activated (No in step S103), the
キャリブレーションの動作要求が行われると、ユーザは、動作要求に従って、例えば8の字を描くように通信端末装置100の姿勢を変化させる。そして、この間にセンサ値取得部201によって地磁気センサ値が取得され(ステップS110)、オフセット算出部205によって、再度オフセットの算出が可能となったか否かが判定される(ステップS104)。このように、キャリブレーションを実行するのに地磁気センサ値のサンプルが不足する間は、キャリブレーション動作が要求されて地磁気センサ値が収集される。
When a calibration operation request is made, the user changes the attitude of the
そして、十分なサンプルが収集されてキャリブレーションが可能となると(ステップS104Yes)、サンプルから算出されたオフセットによって、一般オフセット保持部206によって保持される一般オフセットが更新される(ステップS105)。以後、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が磁気利用アプリへ提供される際には、一般オフセット除去部207によって地磁気センサ値から新たな一般オフセットが除去されて得られる補正センサ値が提供されることとなる。
When sufficient samples are collected and calibration is possible (step S104 Yes), the general offset held by the general offset holding
また、一般オフセット保持部206に保持された一般オフセットが更新されると、一般オフセット除去部207によって新たな一般オフセットが除去されて得られる補正センサ値は、強度算出部208へ出力される。そして、強度算出部208によって、補正センサ値から磁気の強度が算出される(ステップS106)。すなわち、強度算出部208によって、例えば補正センサ値の3軸成分の2乗和の平方根が算出される。そして、強度判定部209によって、算出された強度が例えば35〜50μT(マイクロテスラ)程度の地磁気の強度の範囲内に含まれるか否かが判定される(ステップS107)。
When the general offset held in the general offset holding
この判定の結果、強度が地磁気の強度の範囲内に含まれない場合は(ステップS107No)、方位オフセット保持部210に保持された方位オフセットが更新されることなく処理が終了する。したがって、地磁気以外の磁気が存在していたり地磁気が減衰していたりする状況では、算出されたオフセットが方位オフセットとして保持されることがない。このため、適正な方位オフセットが方位オフセット保持部210に保持されたままであることになり、例えば地磁気のみが検知される場所に通信端末装置100が移動した場合でも、即座に適正な方位オフセットを除去することが可能となる。
As a result of this determination, if the strength is not included in the range of the geomagnetic strength (No in step S107), the processing ends without updating the bearing offset held in the bearing offset holding
また、ステップS107における判定の結果、強度が地磁気の強度の範囲内に含まれる場合は(ステップS107Yes)、強度判定部209によって、方位オフセット保持部210に保持された方位オフセットが一般オフセットと等しい値に更新される(ステップS108)。つまり、地磁気のみが検知される状況でキャリブレーションが実行された場合には、一般オフセットと方位オフセットがキャリブレーションによって得られた新たなオフセットに更新される。以後、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が方位利用アプリへ提供される際には、方位オフセット除去部211によって地磁気センサ値から新たな方位オフセットが除去されて得られる補正センサ値が提供されることとなる。このため、最新の磁場環境に則した方位オフセットが除去された補正センサ値を方位利用アプリへ提供することができる。
Also, if the result of determination in step S107 is that the intensity is within the range of geomagnetic intensity (Yes in step S107), the direction offset held in the direction offset holding
以上のように、本実施の形態によれば、地磁気センサ値から磁場環境の変化が検知された場合に、起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみであるか否かを判定し、方位利用アプリのみであれば、キャリブレーションのための動作が要求されない。また、キャリブレーションが実行された場合、算出されたオフセットを一般オフセットとして保持する一方、地磁気センサ値を方位利用アプリへ提供する際に使用される方位オフセットを別に保持する。そして、磁気の強度が地磁気の強度の範囲内にある場合のみ、方位オフセットを一般オフセットと等しい値に更新する。このため、ユーザに対して不要なキャリブレーションのための動作要求がなされることがないとともに、正確に方位を推定可能な状況では、常に適正な方位オフセットを除去した補正センサ値が方位利用アプリへ提供される。換言すれば、地磁気センサのキャリブレーションを効率的に実行することができる。 As described above, according to the present embodiment, when a change in the magnetic field environment is detected from the geomagnetic sensor value, it is determined whether the active application is only the direction use application, and only the direction use application is determined. If so, the operation for calibration is not required. When calibration is performed, the calculated offset is held as a general offset, while the azimuth offset used when providing the geomagnetic sensor value to the azimuth utilization application is held separately. Then, only when the magnetic intensity is within the range of the geomagnetic intensity, the azimuth offset is updated to a value equal to the general offset. For this reason, an operation request for unnecessary calibration is not made to the user, and in a situation where the azimuth can be accurately estimated, a correction sensor value from which an appropriate azimuth offset is always removed is sent to the azimuth utilization application. Provided. In other words, the calibration of the geomagnetic sensor can be executed efficiently.
なお、上記実施の形態1においては、キャリブレーションのための動作が要求された際の地磁気センサ値を用いてキャリブレーションが実行されるものとしたが、このキャリブレーションとは別に自動キャリブレーションが実行されても良い。すなわち、通信端末装置100の通常使用に伴う姿勢変化時に収集される地磁気センサ値のサンプルを用いて、一般オフセット及び方位オフセットの更新が行われるようにしても良い。このような自動キャリブレーションは、キャリブレーションのための動作要求を伴うキャリブレーションと並行して実施することが可能である。
In the first embodiment, the calibration is executed using the geomagnetic sensor value when the operation for calibration is requested. However, automatic calibration is executed separately from the calibration. May be. That is, the general offset and the azimuth offset may be updated using a sample of the geomagnetic sensor value collected when the posture of the
(実施の形態2)
実施の形態2の特徴は、通信端末装置の通常使用時の姿勢変化に伴って実行される自動キャリブレーションの可否を判断し、自動キャリブレーションが可能な場合には、キャリブレーションのための動作要求を抑圧する点である。
(Embodiment 2)
A feature of the second embodiment is that it is determined whether or not automatic calibration is performed in accordance with a change in posture of the communication terminal device during normal use. If automatic calibration is possible, an operation request for calibration is required. It is a point to suppress.
実施の形態2に係る通信端末装置100の構成は、図1に示す通信端末装置100の構成と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態2においては、図1のプロセッサ104の機能が実施の形態1とは異なる。
The configuration of
図4は、実施の形態2に係るプロセッサ104の機能を示すブロック図である。図4において、図2と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図4に示すプロセッサ104は、図2に示すプロセッサ104の動作要求部204に代えて動作要求部303を有し、姿勢変化検知部301及び自動キャリブ判断部302を追加した構成を採る。
FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the
姿勢変化検知部301は、加速度センサ109及びジャイロセンサ110によってそれぞれ検知される加速度センサ値及び角速度センサ値を取得する。そして、姿勢変化検知部301は、加速度センサ値及び角速度センサ値に基づいて、通信端末装置100の姿勢が変化したことを検知する。
The posture
自動キャリブ判断部302は、通信端末装置100の姿勢変化が検知された場合に、所定時間内の姿勢変化の回数や変化した姿勢の角度に基づいて、自動キャリブレーションを実行する条件が満たされるか否かを判断する。すなわち、自動キャリブ判断部302は、所定時間内に比較的多くの姿勢変化が検知されており、通信端末装置100の姿勢が様々な角度に変化したと判断した場合は、自動キャリブレーションを実行する条件が満たされると判断する。
If the
そして、自動キャリブ判断部302は、条件が満たされると判断した場合には、キャリブレーションの可否をオフセット算出部205へ問い合わせる。すなわち、自動キャリブ判断部302は、所定時間内の地磁気センサ値であってオフセットを算出するのに十分な数の地磁気センサ値のサンプルが収集済みであるか否かをオフセット算出部205へ問い合わせる。そして、自動キャリブ判断部302は、十分な数のサンプルが収集済みでない場合には、引き続き姿勢変化検知部301による姿勢変化の検知を待機する。
If the automatic
一方、自動キャリブ判断部302は、十分な数のサンプルが収集済みである場合には、動作要求部303によるキャリブレーションのための動作要求を抑圧する。すなわち、十分なサンプルが収集済みで自動キャリブレーションが実行される場合には、自動キャリブ判断部302は、キャリブレーション動作の要求を伴うキャリブレーションを抑圧し、重複したキャリブレーションの実行を防止する。
On the other hand, when a sufficient number of samples have been collected, the automatic
動作要求部303は、実施の形態1の動作要求部204と同様に、キャリブレーションの可否をオフセット算出部205へ問い合わせる。そして、動作要求部303は、十分な数のサンプルが収集済みでない場合には、ユーザに対してキャリブレーションのための動作を要求する。ただし、動作要求部303は、自動キャリブ判断部302によってキャリブレーション動作の要求が抑圧されている場合には、十分な数のサンプルが収集済みでなくてもキャリブレーションのための動作を要求しない。すなわち、たとえ磁場環境が変化し、かつ、磁気利用アプリが起動中であっても、動作要求部303は、自動キャリブ判断部302による指示に従って、キャリブレーション動作の要求を中止する。
Similar to the
また、動作要求部303は、実施の形態1の動作要求部204と同様に、磁場変化検知部202によって磁場環境の変化が検知されても、方位利用アプリのみが起動している場合には、キャリブレーションのための動作を要求しない。
In addition, similar to the
次いで、上記のように構成された通信端末装置100における自動キャリブレーション処理について、図5に示すフロー図を参照して説明する。
Next, automatic calibration processing in the
通信端末装置100の稼働時には、加速度センサ109及びジャイロセンサ110によって測定される加速度センサ値及び角速度センサ値が姿勢変化検知部301によって定期的に取得される(ステップS201)。そして、姿勢変化検知部301によって、加速度センサ値及び角速度センサ値が監視され、通信端末装置100の姿勢が変化したか否かが判定される(ステップS202)。
During operation of the
この判定の結果、通信端末装置100の姿勢変化がないと判定された場合には(ステップS202No)、引き続き姿勢変化検知部301によって加速度センサ値及び角速度センサ値が監視される。一方、姿勢変化があると判定された場合には(ステップS202Yes)、自動キャリブ判断部302によって、自動キャリブレーションを実行する条件が満たされるか否かが判断される(ステップS203)。具体的には、自動キャリブ判断部302によって、例えば所定時間内の姿勢変化の回数や変化した姿勢の角度がキャリブレーションを実行するのに十分であるか否かが判断される。
As a result of this determination, when it is determined that there is no attitude change of the communication terminal device 100 (No in step S202), the attitude
そして、自動キャリブレーションを実行する条件が満たされないと判断された場合には(ステップS203No)、引き続き姿勢変化検知部301によって加速度センサ値及び角速度センサ値が監視される。また、自動キャリブレーションを実行する条件が満たされると判断された場合には(ステップS203Yes)、自動キャリブ判断部302によって、オフセット算出部205に対するキャリブレーションの可否の問い合わせが行われる。この問い合わせを受け、オフセット算出部205によって、十分な数の地磁気センサ値のサンプルが収集されており、キャリブレーションが可能であるか否かが判定される(ステップS204)。すなわち、オフセット算出部205は、センサ値取得部201によって取得される地磁気センサ値を収集しているが、自動キャリブ判断部302からの問い合わせを受けると、所定時間内に収集されたサンプルからオフセットの算出を試みる。この結果、サンプルが不足してオフセットの算出が不可能であれば(ステップS204No)、その旨が自動キャリブ判断部302へ通知される。この場合には、キャリブレーションの実行が不可能であるため、引き続き姿勢変化検知部301によって加速度センサ値及び角速度センサ値が監視される。このように、通信端末装置100の姿勢変化が自動キャリブレーションを実行する条件を満足し、キャリブレーションの実行が可能になるまでは、継続的に通信端末装置100の姿勢変化が監視される。
If it is determined that the condition for executing automatic calibration is not satisfied (No in step S203), the acceleration sensor value and the angular velocity sensor value are continuously monitored by the posture
そして、自動キャリブレーションを実行する条件を満足した際に、十分なサンプルが収集されてキャリブレーションが可能となると(ステップS204Yes)、自動キャリブ判断部302によって、自動キャリブレーションの実施が感知される。すなわち、オフセット算出部205によってオフセットが算出されたことが自動キャリブ判断部302によって感知される。そして、自動キャリブ判断部302によって、キャリブレーションのための動作要求を抑圧する指示が動作要求部303へ出力される(ステップS205)。
When a sufficient sample is collected and calibration is possible when the conditions for executing the automatic calibration are satisfied (Yes in step S204), the automatic
本実施の形態においては、実施の形態1と同様に、磁場環境の変化が検知され、磁気利用アプリも起動中であると判定された場合には、動作要求部303によって、キャリブレーションのための動作要求が行われる。しかし、同時に自動キャリブ判断部302によって、キャリブレーションのための動作が不要の自動キャリブレーションの実施が管理されている。したがって、自動キャリブレーションが実行される場合には、ユーザに対してキャリブレーションのための動作を要求する必要がない。そこで、自動キャリブレーションが実行される場合には、動作要求部303による動作要求を抑圧することにより、ユーザに対して不要な動作要求が行われることを防止する。この結果、ユーザに対して不要なキャリブレーションのための動作要求がなされることがなく、動作要求の頻度を低減することができる。
In the present embodiment, as in the first embodiment, when a change in the magnetic field environment is detected and it is determined that the magnetic application is also activated, the
このように動作要求が抑圧された上で、自動キャリブレーションの実施時には、オフセット算出部205によって算出されたオフセットによって、一般オフセット保持部206によって保持される一般オフセットが更新される(ステップS206)。以後、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が磁気利用アプリへ提供される際には、一般オフセット除去部207によって地磁気センサ値から新たな一般オフセットが除去されて得られる補正センサ値が提供されることとなる。
After the operation request is suppressed in this manner, the general offset held by the general offset holding
また、一般オフセット保持部206に保持された一般オフセットが更新されると、一般オフセット除去部207によって新たな一般オフセットが除去されて得られる補正センサ値は、強度算出部208へ出力される。そして、強度算出部208によって、補正センサ値から磁気の強度が算出される(ステップS207)。すなわち、強度算出部208によって、例えば補正センサ値の3軸成分の2乗和の平方根が算出される。そして、強度判定部209によって、算出された強度が例えば35〜50μT(マイクロテスラ)程度の地磁気の強度の範囲内に含まれるか否かが判定される(ステップS208)。
When the general offset held in the general offset holding
この判定の結果、強度が地磁気の強度の範囲内に含まれない場合は(ステップS208No)、方位オフセット保持部210に保持された方位オフセットが更新されることなく処理が終了する。したがって、地磁気以外の磁気が存在していたり地磁気が減衰していたりする状況では、算出されたオフセットが方位オフセットとして保持されることがない。このため、適正な方位オフセットが方位オフセット保持部210に保持されたままであることになり、例えば地磁気のみが検知される場所に通信端末装置100が移動した場合でも、即座に適正な方位オフセットを除去することが可能となる。
As a result of this determination, if the intensity is not included in the range of the geomagnetic intensity (No in step S208), the processing ends without updating the azimuth offset held in the azimuth offset holding
また、ステップS208における判定の結果、強度が地磁気の強度の範囲内に含まれる場合は(ステップS208Yes)、強度判定部209によって、方位オフセット保持部210に保持された方位オフセットが一般オフセットと等しい値に更新される(ステップS209)。つまり、地磁気のみが検知される状況でキャリブレーションが実行された場合には、一般オフセットと方位オフセットがキャリブレーションによって得られた新たなオフセットに更新される。以後、センサ値取得部201によって取得された地磁気センサ値が方位利用アプリへ提供される際には、方位オフセット除去部211によって地磁気センサ値から新たな方位オフセットが除去されて得られる補正センサ値が提供されることとなる。このため、最新の磁場環境に則した方位オフセットが除去された補正センサ値を方位利用アプリへ提供することができる。
If the result of determination in step S208 is that the intensity is within the range of geomagnetism intensity (Yes in step S208), the direction offset held in the direction offset holding
以上のように、本実施の形態によれば、地磁気センサ値から磁場環境の変化が検知された場合に、起動中のアプリケーションが方位利用アプリのみであるか否かを判定し、方位利用アプリのみであれば、キャリブレーションのための動作が要求されない。また、通信端末装置の姿勢変化が検知され、姿勢変化が自動キャリブレーションを実行する条件を満たし、自動キャリブレーションが実行される場合には、キャリブレーションのための動作要求が抑圧される。このため、ユーザに対して不要なキャリブレーションのための動作要求がなされることがなく、キャリブレーションのための動作要求の頻度を低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, when a change in the magnetic field environment is detected from the geomagnetic sensor value, it is determined whether the active application is only the direction use application, and only the direction use application is determined. If so, the operation for calibration is not required. In addition, when a change in posture of the communication terminal apparatus is detected and the change in posture satisfies the conditions for executing automatic calibration, and automatic calibration is executed, an operation request for calibration is suppressed. Therefore, an unnecessary operation request for calibration is not made to the user, and the frequency of operation requests for calibration can be reduced.
なお、上記各実施の形態において説明した通信端末装置100の動作をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばCD−ROM、DVDディスク、USBメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
The operation of
101 GPS部
102 無線部
103 メモリ
104 プロセッサ
105 オーディオ入出力部
106 タッチセンサ部
107 表示部
108 地磁気センサ
109 加速度センサ
110 ジャイロセンサ
201 センサ値取得部
202 磁場変化検知部
203 起動アプリ判定部
204、303 動作要求部
205 オフセット算出部
206 一般オフセット保持部
207 一般オフセット除去部
208 強度算出部
209 強度判定部
210 方位オフセット保持部
211 方位オフセット除去部
301 姿勢変化検知部
302 自動キャリブ判断部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101
Claims (5)
前記磁気センサの測定値に基づいて磁場環境の変化を検知し、
磁場環境の変化が検知された場合に、前記磁気センサの測定値を利用するアプリケーションのうち当該測定値を方位推定に利用する方位利用アプリケーションのみが起動中であるか否かを判定し、
判定の結果、方位利用アプリケーション以外のアプリケーションが起動中である場合に、ユーザに対して所定の動作を要求する一方、方位利用アプリケーションのみが起動中である場合に、前記所定の動作を要求せず、
前記所定の動作を要求した後に得られる前記磁気センサの測定値を用いて、前記電子機器内部の磁場が前記磁気センサの測定値へ及ぼす影響に相当するオフセットを算出する
処理を実行するプロセッサを有することを特徴とする電子機器。 An electronic device including a magnetic sensor for measuring magnetism including geomagnetism,
Detecting a change in the magnetic field environment based on the measurement value of the magnetic sensor,
When a change in the magnetic field environment is detected, it is determined whether only an azimuth-use application that uses the measurement value for azimuth estimation among applications that use the measurement value of the magnetic sensor is running.
As a result of the determination, when an application other than the direction use application is activated, a predetermined operation is requested to the user, while when only the direction utilization application is activated, the predetermined operation is not requested. ,
A processor that executes a process of calculating an offset corresponding to an influence of a magnetic field inside the electronic device on a measured value of the magnetic sensor using a measured value of the magnetic sensor obtained after requesting the predetermined operation; An electronic device characterized by that.
算出されたオフセットを前記方位利用アプリケーション以外のアプリケーション用の一般オフセットとして保持し、
保持された一般オフセットを前記磁気センサの測定値から除去し、
一般オフセット除去後の測定値に基づいて磁気の強度を算出し、
算出された強度が地磁気の強度に対応する範囲内に含まれるか否かを判定し、
判定の結果、算出された強度が地磁気の強度に対応する範囲内に含まれる場合に、前記一般オフセットに等しいオフセットを前記方位利用アプリケーション用の方位オフセットとして保持する
処理をさらに実行することを特徴とする請求項1記載の電子機器。 The processor is
Hold the calculated offset as a general offset for applications other than the bearing application,
Removing the retained general offset from the measured value of the magnetic sensor;
Calculate the magnetic strength based on the measured value after removing the general offset,
Determine whether the calculated intensity is within the range corresponding to the geomagnetic intensity,
As a result of the determination, when the calculated intensity is included in a range corresponding to the intensity of geomagnetism, a process of holding an offset equal to the general offset as an azimuth offset for the azimuth using application is further executed. The electronic device according to claim 1.
前記電子機器の姿勢変化を検知し、
姿勢変化が検知された期間内に得られた前記磁気センサの測定値がオフセットを算出するための条件を満たすか否かを判断し、
前記条件を満たすと判断された場合に、前記所定の動作の要求を抑圧する
処理をさらに実行することを特徴とする請求項1記載の電子機器。 The processor is
Detecting a change in posture of the electronic device;
Determining whether the measurement value of the magnetic sensor obtained within the period in which the posture change is detected satisfies a condition for calculating the offset;
The electronic device according to claim 1, further comprising a process of suppressing the request for the predetermined operation when it is determined that the condition is satisfied.
前記条件を満たすと判断された場合に、姿勢変化が検知された期間内に得られた前記磁気センサの測定値を用いてオフセットを算出する
処理をさらに実行することを特徴とする請求項3記載の電子機器。 The processor is
The process for calculating an offset using a measurement value of the magnetic sensor obtained within a period in which a change in posture is detected when it is determined that the condition is satisfied is further executed. Electronic equipment.
前記磁気センサの測定値に基づいて磁場環境の変化を検知し、
磁場環境の変化が検知された場合に、前記磁気センサの測定値を利用するアプリケーションのうち当該測定値を方位推定に利用する方位利用アプリケーションのみが起動中であるか否かを判定し、
判定の結果、方位利用アプリケーション以外のアプリケーションが起動中である場合に、ユーザに対して所定の動作を要求する一方、方位利用アプリケーションのみが起動中である場合に、前記所定の動作を要求せず、
前記所定の動作を要求した後に得られる前記磁気センサの測定値を用いて、前記コンピュータ内部の磁場が前記磁気センサの測定値へ及ぼす影響に相当するオフセットを算出する
処理を実行させることを特徴とするキャリブレーションプログラム。 In a computer equipped with a magnetic sensor that measures magnetism, including geomagnetism,
Detecting a change in the magnetic field environment based on the measurement value of the magnetic sensor,
When a change in the magnetic field environment is detected, it is determined whether only an azimuth-use application that uses the measurement value for azimuth estimation among applications that use the measurement value of the magnetic sensor is running.
As a result of the determination, when an application other than the direction use application is activated, a predetermined operation is requested to the user, while when only the direction utilization application is activated, the predetermined operation is not requested. ,
Using the measured value of the magnetic sensor obtained after requesting the predetermined operation, and executing a process of calculating an offset corresponding to the influence of the magnetic field inside the computer on the measured value of the magnetic sensor, Calibration program to do.
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