JP2005345387A - Portable terminal apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気センサにより地磁気を検出して方位測定を行い、現在位置に基づく地図を画面に表示する用途に用いて好適な携帯端末装置に関する。 The present invention relates to a portable terminal device suitable for use in applications in which a geomagnetic field is detected by a magnetic sensor, direction measurement is performed, and a map based on a current position is displayed on a screen.
地磁気を検出する磁気センサを備え、この磁気センサによって検出された地磁気に基づいて方位測定を行う携帯電話等の携帯端末装置が知られている。ここで測定された方位は、例えば地図の表示に利用される。一例として挙げると、位置検出を行うGPS(Global Positioning System)センサを備え、現在位置に基づいた地図を、携帯端末の向き(方位)に合わせて表示する機能を有する携帯端末装置が登場している。 There is known a portable terminal device such as a mobile phone that includes a magnetic sensor that detects geomagnetism and performs azimuth measurement based on the geomagnetism detected by the magnetic sensor. The azimuth | direction measured here is utilized for the display of a map, for example. As an example, a mobile terminal device that has a GPS (Global Positioning System) sensor that performs position detection and has a function of displaying a map based on the current position in accordance with the orientation (azimuth) of the mobile terminal has appeared. .
ところで、上記した携帯端末装置には、搭載されるスピーカ、マイク、あるいは着磁した電子部品の金属パッケージ等から漏れる磁気が存在する。従って、携帯端末装置が持つ磁気センサは、携帯端末装置内部の電子部品等から発生する磁界(オフセット)と地磁気とが合成された磁界を検出することになる。このため、オフセットを推定するためのキャリブレーションが必要となる。
従来、上記したキャリブレーションは、携帯端末装置がある程度動いたときの(向きが変化したときの)磁気センサの計測データを複数取得し、その計測データを基にオフセットを更新することによって行われている。一方、ユーザが携帯端末装置を所定の角度ずつ回転させ、各角度において磁気センサによって測定されたデータに基づいてオフセットを推定し、回転速度に依存せずにキャリブレーションを行う技術も知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, the above-described calibration is performed by obtaining a plurality of magnetic sensor measurement data when the mobile terminal device moves to some extent (when the orientation changes) and updating the offset based on the measurement data. Yes. On the other hand, a technique is also known in which a user rotates a mobile terminal device by a predetermined angle, estimates an offset based on data measured by a magnetic sensor at each angle, and performs calibration without depending on the rotation speed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記した特許文献1を含む従来技術によれば、ユーザが意識して携帯端末装置を回転操作させる必要があり、キャリブレーションが正確に行われるための要求に従う操作が困難であった。また、このために携帯端末を落とし破損してしまう等の恐れがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、キャリブレーションのための特別なユーザ操作を不要とし、ユーザに意識させることなく自動的にキャリブレーションを実行可能な携帯端末装置を提供することを目的とする。
However, according to the prior art including the above-described
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a portable terminal device that does not require a special user operation for calibration and can automatically perform calibration without making the user aware of it. Objective.
上記した課題を解決するために本発明は、アンテナと、地磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサによって計測された地磁気に基づき方位測定を行うとともに、前記アンテナの出し入れが検出されたことを契機に前記磁気センサのキャリブレーションを実行する制御手段と、を具備することを特徴とする携帯端末装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an antenna, a magnetic sensor for detecting geomagnetism, direction measurement based on the geomagnetism measured by the magnetic sensor, and detection of insertion / removal of the antenna. And a control means for executing calibration of the magnetic sensor.
また、本発明において、前記制御手段は、前記アンテナの出し入れが検出されたことを契機に前記磁気センサに対する計測開始を指示し、取り込まれた計測データを所定のデータ格納判定アルゴリズムに従い記憶装置に格納するか否かを判定するデータ格納判定手段と、前記記憶装置に格納された計測データを読み出し、所定のオフセット推定アルゴリズムに従いオフセットを推定するオフセット推定手段と、前記推定したオフセット値が有効か否かを所定の有効性判定アルゴリズムに従い判定し、有効と判定されたオフセット値を前記記憶装置に格納する有効性判定手段と、を具備することを特徴とする。 In the present invention, the control means instructs to start measurement with respect to the magnetic sensor when the insertion / removal of the antenna is detected, and stores the acquired measurement data in the storage device in accordance with a predetermined data storage determination algorithm. Data storage determining means for determining whether or not to perform, offset measurement means for reading the measurement data stored in the storage device and estimating an offset according to a predetermined offset estimation algorithm, and whether or not the estimated offset value is valid Is determined according to a predetermined validity determination algorithm, and validity determination means for storing the offset value determined to be effective in the storage device is provided.
また、本発明において、前記制御手段は、前記アンテナの出し入れが検出されたときに、前記キャリブレーションが実行中か否かをチェックし、実行中の場合、前記キャリブレーションの実行を継続し、不実施の場合、前記キャリブレーションの実行を開始することを特徴とする。 In the present invention, the control means checks whether or not the calibration is being executed when the insertion / removal of the antenna is detected. If the calibration is being executed, the control means continues to execute the calibration. In the case of implementation, the execution of the calibration is started.
本発明によれば、ユーザが通話目的で普通に行われる行為を契機に磁気センサのキャリブレーションが自動的に実行されるため、キャリブレーションのために特別なユーザ操作を不要とし、ユーザに意識させることなくキャリブレーションを実行することができる。
また、アンテナ操作は通話目的に適当な頻度で実行されるため、キャリブレーションも同時に適当な頻度で実施されることになる。
According to the present invention, since the calibration of the magnetic sensor is automatically executed in response to an action normally performed by the user for the purpose of calling, no special user operation is required for the calibration, and the user is made aware of it. Calibration can be executed without any problem.
In addition, since the antenna operation is executed at an appropriate frequency for the purpose of the call, calibration is also executed at an appropriate frequency at the same time.
図1は、本発明に係わる携帯端末装置の一実施形態を示すブロック図である。本実施形態による携帯端末装置は、2つの筐体(端末ユニット(1)および端末ユニット(2))を備えた、いわゆる折り畳み式の携帯端末装置である。すなわち、この2つの筐体は、各筐体の短辺が対向するように連結部を介して連結され、この連結部を通り、筐体の主面に平行な軸を中心にして、一方の筐体が他方の筐体に対して回動可能なように構成されており、2つの筐体が筐体の厚み方向に沿って重なった状態となるように折り畳むことができる。また、この携帯端末装置は、GPSによる測位機能を有すると共に、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式の通信機能を有している。以下、図中の各構成について説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a portable terminal device according to the present invention. The mobile terminal device according to the present embodiment is a so-called foldable mobile terminal device including two housings (terminal unit (1) and terminal unit (2)). That is, the two casings are connected via a connecting portion so that the short sides of the respective housings face each other, and pass through the connecting portion and center on an axis parallel to the main surface of the casing. The casing is configured to be rotatable with respect to the other casing, and the two casings can be folded so as to overlap each other in the thickness direction of the casing. In addition, the portable terminal device has a GPS positioning function and a CDMA (Code Division Multiple Access) communication function. Hereinafter, each component in the figure will be described.
アンテナ11は、図示せぬ無線基地局と電波の送受信を行う。RF部12は、信号の送受信に係る処理を行う。このRF部12は局部発振器等を備え、受信時にアンテナ11から出力された受信信号に対して所定周波数の局部発信信号を混合することにより、受信信号を中間周波数(IF)の受信IF信号に変換し、変復調部13へ出力する。また、RF部12は、送信時に中間周波数の送信IF信号に対して所定周波数の局部発信信号を混合することにより、送信IF信号を送信周波数の送信信号に変換し、アンテナ11へ出力する。
変復調部13は、受信された信号の復調処理、および送信される信号の変調処理を行う。この変復調部13は局部発振器等を備え、RF部12から出力された受信IF信号を所定周波数のベースバンド信号に変換すると共に、このベースバンド信号をデジタル信号に変換し、CDMA部14へ出力する。また、変復調部13は、CDMA部14から出力された送信用のデジタルのベースバンド信号をアナログ信号に変換すると共に、所定周波数の送信IF信号に変換してRF部12へ出力する。
CDMA部14は、送信される信号の符号化処理、および受信された信号の複号化処理を行う。このCDMA部14は、変復調部から出力されたベースバンド信号を復号化する。また、CDMA部14は、送信用の信号を符号化してベースバンド信号に変換し、変復調部13へ出力する。
The
The
The
音声処理部15は、通話時の音声に係る処理を行う。この音声処理部15は、通話時にマイク16から出力されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、送信用の信号としてCDMA部14へ出力する。また、音声処理部15は、通話時にCDMA部14によって復号化された音声データを示す信号に基づいて、スピーカを駆動するためのアナログの駆動信号を生成し、スピーカへ出力する。マイク16は、ユーザによって入力された音声に基づいた音声信号を生成し、音声処理部15へ出力する。スピーカ21は、音声処理部から出力された信号に基づいて、通話相手の音声を発生する。
The
GPSアンテナ17は、図示せぬGPS衛星から送信された電波を受信し、この電波に基づいた受信信号をGPS受信部18へ出力する。GPS受信部18はこの受信信号を復調し、受信信号に基づいて、GPS衛星の正確な時刻情報や電波の伝播時間等の情報を取得する。GPS受信部18は、取得した情報に基づいて、3以上のGPS衛星までの距離を算出し、三角測量の原理により、3次元空間上の位置(緯度・経度・高度等)を算出する。
センサデータ取得部19は、互いに直交するX軸・Y軸・Z軸における各々の軸方向の磁気(磁界)を検出する磁気センサ、温度を検出する温度センサ、携帯端末の傾きを検出する物理量センサ、および上記の各センサによる検出結果を処理(A/D変換)するセンサ制御部とを備えている。これら各センサについては後述する。
The
The sensor
主制御部20は、携帯端末装置内部の各部を制御する。この主制御部20は、RF部12、変復調部13、CDMA部14、音声処理部15、GPS受信部18、センサデータ取得部19、ROM31、およびRAM32とバスを介して制御信号あるいはデータの入出力を行う。ROM31は、主制御部20が実行する各種のプログラムや、出荷検査時に測定された温度センサおよび傾きセンサの初期特性値等を記憶する。RAM32は、主制御部20によって処理されるデータ等を一時的に記憶する。
報知手段33は、例えばスピーカ、バイブレータ、または発光ダイオード等を備え、着信やメール受信等を、音、振動、または光等によってユーザに報知する。時計部34は計時機能を有し、年、月、日、曜日、時刻等の計時情報を生成する。主操作部35は、ユーザによって操作される文字入力用の入力キー、漢字・数字等の変換用の変換キー、カーソル操作用のカーソルキー、電源のオン/オフキー、通話キー、およびリダイアルキー等を備え、ユーザによる操作結果を示す信号を主制御部20へ出力する。
The
The
電子撮像部22は、光学レンズおよびCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を備え、光学レンズにより撮像素子の撮像面上に結像した被写体の像を撮像素子によりアナログ信号に変換し、このアナログ信号をデジタル信号に変換して主制御部20へ出力する。表示部23は液晶ディスプレイ等を備え、主制御部20から出力された表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する。タッチパネル24は、表示部23が備える液晶ディスプレイの表面に組み込まれ、ユーザの押下による操作内容に基づいた信号を主制御部20へ出力する。副操作部25は、表示切替に用いられるプッシュスイッチ等を備えている。
The electronic
図2、図3は、本発明実施形態に係わる携帯端末装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
本発明の携帯端末装置の制御中枢となる主制御部20を機能的に大別すれば、センサデータ取得部19(図2)と、方位データ演算部200(図3)とに分けられる。
図2に示すセンサデータ取得部19において、磁気センサ部191は磁気センサ41〜43と、電源投入後、各磁気センサ41〜43を初期化するセンサ初期化手段44〜46とを備えている。センサ初期化手段44〜46は、強磁界が印加されると磁気センサ41〜43における磁性体の磁化の向きが狂ってしまうので、初期状態にリセットするために用いられる。傾きセンサ部192は、物理量センサ51(傾きセンサ)と、物理量センサ51の出力値のオフセット、感度等の値を示す初期値を予め製造時に記憶する傾きセンサ初期値記憶手段52と、測定時に、傾きセンサ初期値記憶手段52によって記憶されている初期値に基づいて物理量センサ51の出力を補正する傾きセンサ補正手段53とを備えている。温度センサ部193は、温度センサ61と、温度センサ61の出力値のオフセット、感度等の値を示す初期値を予め製造時に記憶する温度センサ初期値記憶手段62と、測定時に、温度センサ初期値記憶手段62によって記憶されている初期値に基づいて温度センサの出力を補正する温度センサ補正手段63とを備えている。
FIG. 2 and FIG. 3 are block diagrams showing functional expansion of the internal configuration of the mobile terminal device according to the embodiment of the present invention.
The
In the sensor
切り替え手段194は、磁気センサ部191、傾きセンサ部192、および温度センサ部193からの出力を切り替え、いずれかのセンサ部191〜193から出力されたアナログ信号をA/D変換回路195に入力する。A/D変換回路195はこのアナログ信号をデジタル信号に変換する。スキャン範囲設定手段196は、各センサ191〜193の出力電圧を量子化してデジタル変換する際の変換単位となる電圧レンジ、量子化単位(例えば0.1mV刻みで量子化する等)をセンサ191〜193ごとに設定する。
The
図3に示す方位データ演算部200において、データ格納判定手段201は、キャリブレーション時に、磁気センサ41〜43の出力に対応したデジタル信号によって示される測定データを記憶手段204に格納すべきかどうかの判定等の、データ格納に関する処理を行う。オフセット推定手段202は、測定データに基づいてオフセットを推定する。有効性判定手段203は、オフセット推定手段202によって推定されたオフセットの有効性を判定する。記憶手段204は、測定データ等を記憶する。
方位演算手段205は、方位演算時に、測定データに基づいて方位を算出する。オフセット除去手段206は、測定データからオフセットを除去する。温度補正手段207は、測定データの温度補正が必要な場合に、測定データに対する温度補正を行う。傾き補正手段208は、傾き補正が必要な場合に、測定データに対する傾き補正を行う。なお、表示部23は、方位演算手段205によって算出された方位を画像として表示する。
In the azimuth
The azimuth calculating means 205 calculates the azimuth based on the measurement data during the azimuth calculation. The offset removing
以下、方位データ演算部200の動作について説明する。キャリブレーション時には、データ格納判定手段201に測定データが入力される。データ格納判定手段201は、データ格納判定アルゴリズムに基づいて、測定データを記憶手段204に格納すべきかどうか判定する。判定の結果、測定データを記憶手段204に格納すべきと判定した場合には、データ格納判定手段201は測定データを記憶手段204に格納する。また、データ格納判定手段201は、記憶手段204に格納された測定データの数をカウントし、測定データの数が所定の数に達した場合に、記憶手段204への測定データの格納を中止し、オフセット推定手段202に対してオフセットの推定を指示する。
オフセット推定手段202は、データ格納判定手段21によってオフセットの推定を指示された場合に、記憶手段204から測定データを読み出し、オフセット推定アルゴリズムに基づいてオフセットを推定する。また、オフセット推定手段202は、オフセットの推定結果を有効性判定手段203に通知する。有効性判定手段203は、オフセット推定手段202によってオフセットの推定結果が通知された場合に、記憶手段204から推定データを読み出し、有効性判定アルゴリズムに基づいて、推定されたオフセットが有効であるかどうか判定する。推定されたオフセットが有効であった場合、有効性判定手段203はこのオフセットを記憶手段に格納する。
Hereinafter, the operation of the azimuth
When the data
方位演算時には、測定データが方位演算手段205に入力される。この測定データは、磁気データ、温度データ、および傾きデータである。方位演算手段205は、オフセット除去手段206へ磁気データおよび温度データを出力する。オフセット除去手段206は、これらの測定データが入力された場合に、記憶手段204からオフセットを読み出し、磁気データからオフセット分を除去することにより補正を行い、補正後の磁気データを方位演算手段205へ出力する。
また、方位演算手段205は、必要に応じてオフセット除去手段206に対して、磁気データの温度補正を指示する。この指示を受けたオフセット除去手段206は、温度補正手段207に対して温度データを出力する。温度補正手段207は、キャリブレーション時の温度データを記憶手段204から読み出し、現在の温度とキャリブレーション時の温度とに基づいて、現在の磁気データを補正し、オフセット除去手段206へ補正結果を通知する。オフセット除去手段206は、この補正結果に基づいて、補正後の磁気データを方位演算手段205へ出力する。
At the time of azimuth calculation, measurement data is input to the azimuth calculation means 205. This measurement data is magnetic data, temperature data, and inclination data. The azimuth calculating means 205 outputs magnetic data and temperature data to the offset removing
Further, the azimuth calculation means 205 instructs the offset removal means 206 to correct the temperature of the magnetic data as necessary. Upon receiving this instruction, the offset removing
また、方位演算手段205は、必要に応じて傾き補正手段208に対して、磁気データおよび傾きデータを出力すると共に、磁気データの傾き補正を指示する。この指示を受けた傾き補正手段208は、傾き補正に必要なデータを記憶手段204から読み出し、そのデータに基づいて磁気データの傾き補正を行い、補正後の磁気データを方位演算手段205へ出力する。具体的には、磁気データと方位角と傾斜角とが関係付けられた変換テーブルを予め用意しておき、その変換テーブルに基づいて磁気データの傾き補正を行う。
方位演算手段205は、補正後の磁気データに基づいて方位を算出し、算出した方位を表示部23に通知する。表示部23は、例えば方位を示す情報を地図上に表示する。なお、方位の演算については、特開2003−90725号公報に記載されている方法を用いてもよい。
In addition, the
The azimuth calculation means 205 calculates the azimuth based on the corrected magnetic data and notifies the
図4は、本発明実施形態に係わる携帯端末装置のキャリブレーション動作を説明するために引用したフローチャートである。以下、図4に示すフローチャートを参照しながら本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
主制御装置20は、ユーザが携帯端末装置のアンテナを出し入れする行為をトリガとしてオフセット推定を実行することによりキャリブレーションを開始する。(S31)。具体的には、図5(a)に示されるように、例えば、発着信時にユーザが携帯端末装置の筐体内部からアンテナを引き出したことを内部センサ等により感知すると、これがトリガとなる。次に、ユーザが携帯端末装置本体を手に持って電話番号等のボタンの選択あるいは入力動作を行い、その携帯端末装置を自分の耳の所まで持っていって通話を行うその動作期間にデータの収集および格納判定を行うことによりキャリブレーションが実行される。また、図5(b)に示されるように、通話の終了に伴いアンテナを携帯端末装置の筐体に収納するが、既にキャリブレーション実行中であれば、キャリブレーションを継続し、キャリブレーション中でなかった場合には、このアンテナの収納動作をトリガとしてキャリブレーションの開始を起動する。詳細は後述する。
FIG. 4 is a flowchart cited for explaining the calibration operation of the portable terminal device according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
続いて主制御部20は、上記したアンテナの出し入れをトリガーに磁気センサ41〜43に対して計測を指示する(S32)。そして、磁気センサ41〜43からデータX、Y、Zを読み出し(S33)、データ格納判定アルゴリズムに基づいて、測定データをRAM32に格納するか否かを判定する(S34)。このデータ格納判定アルゴリズムは、ユーザが携帯端末装置をほとんど動かしていない場合にのみデータの取り込みが行われるために、方位円(または方位球)上の同一点近傍に測定データが集中したり、ユーザの動作スピードが均一でないためにデータ密度にまだらができたりするのを防止するためのものである。
ここで、Noと判定された場合には、0.1秒だけ待機し(S40)、ステップS32の処理に戻る。Yesと判定された場合には、RAM32に測定データを格納し(S35)、RAM32に格納された測定データの数が所定の数に達したかどうか判定する(S36)。ここで、Noと判定された場合には、上記したステップS40の処理へ進む。Yesと判定された場合には、測定データのサンプリングを中止すると共に、RAM32から測定データを読み出し、オフセット推定アルゴリズムに基づいて、オフセットを推定する(S37)。続いて、方位データ演算部200は、有効性判定アルゴリズムに基づいて、推定したオフセットが有効な値であるかどうか判定する(S38)。ここで、Yesと判定された場合には、推定したオフセットをRAM32に格納し(S39)、処理が終了する。Noと判定された場合には、処理が終了する。
Subsequently, the
Here, when it determines with No, it waits for 0.1 second (S40), and returns to the process of step S32. If it is determined Yes, the measurement data is stored in the RAM 32 (S35), and it is determined whether the number of measurement data stored in the
図6に、アンテナの出し入れ検出のための機能の一例が、図7に、アンテナ出し入れ検出からキャリブレーション起動に至る処理の流れが示されている。
図6では、光検出による例(図6(a))と磁気検出による例(図6(b))が、それぞれ示されている。図6(a)(b)とも、アンテナロッド111の下端に底部112が存在し、アンテナロッド111が筐体110から出し入れされたときに、アンテナロッド111の底部112が上端の位置と最下端の位置にあることを光センサ113(114)、もしくは磁気センサ115でそれぞれ検出できる構造になっている。前者は光の遮断、後者は磁気の変化により検出する。
なお、図6(b)に示す磁気センサ115は、方位検出のために使用される磁気センサ41〜43で共用してもよい。いずれの場合においてもアンテナロッド111を出し入れすることで磁場が変化するため、その直後に方位検出のための磁気センサ41〜43をキャリブレーションすることに意味がある。
FIG. 6 shows an example of a function for detecting insertion / removal of an antenna. FIG. 7 shows a flow of processing from detection / removal of an antenna to activation of calibration.
FIG. 6 shows an example based on light detection (FIG. 6A) and an example based on magnetic detection (FIG. 6B), respectively. 6 (a) and 6 (b), the bottom 112 is present at the lower end of the
Note that the
図7において、まず、アンテナロッド111の底部112が上端に移動したか、あるいは下端に移動したかそれぞれのスイッチ113(114)、115が非検出状態から検出状態に変化したかによって判定される(S71)。ここで、いずれかの移動が判定された場合、主制御部20は、現在キャリブレーション中か否かをチェックする(S72)。ここで、キャリブレーション中であることが確認された場合、そのキャリブレーションを継続し(S73)、キャリブレーション中でなかった場合、キャリブレーションを開始する(S74)。以上の動作は、キャリブレーションが終了するまで繰り返される(S75)。
なお、キャリブレーション中にアンテナロッド111の出し入れが検知されたときにキャリブレーションを最初からやり直しても良い。
In FIG. 7, first, it is determined whether the bottom 112 of the
Note that the calibration may be performed again from the beginning when the insertion / removal of the
ここで、方位円について補足する。携帯端末装置が水平面内で回転した場合、磁界値に変換された磁気センサ41の出力Xは正弦波状に変化し、磁界値に変換された磁気センサ42の出力Yは、出力Xと位相が90度だけ異なる正弦波状に変化する。オフセットを(X0,Y0)とすると、以下の関係式(1)が成り立つ(これを方位円と定義する)。
(X−X0)2+(Y−Y0)2=R2 …(1)
以上は2次元の場合であるが、3次元の場合も同様に以下の関係式(2)が成り立つ。
(X−X0)2+(Y−Y0)2+(Z−Z0)2=R2 …(2)
Here, it supplements about an azimuth | direction circle. When the mobile terminal device rotates in a horizontal plane, the output X of the
(X−X0) 2 + (Y−Y0) 2 = R 2 (1)
The above is a two-dimensional case, but the following relational expression (2) is similarly established in the three-dimensional case.
(X−X0) 2 + (Y−Y0) 2 + (Z−Z0) 2 = R 2 (2)
続いて、データ格納判定アルゴリズムについて補足する。直前にRAM32に格納されたデータを(X0,Y0,Z0)とし、格納判定の対象となるデータを(X,Y,Z)とし、以下の条件式が満たされた場合にのみ、データ(X,Y,Z)をRAM32に格納する。dの値としては、方位円半径の1/10程度が好ましく、以下の演算式(3)で示される。
Subsequently, the data storage determination algorithm will be supplemented. The data stored in the
次にもオフセット推定アルゴリズムについて補足する。測定データを(xi,yi,zi)(i=1,・・・,N)、オフセットを(X0,Y0,Z0)、方位円半径をRとすると、以下の関係式(4)が成り立つ。
(xi−X0)2+(yi−Y0)2+(zi−Z0)2=R2 …(4)
ここで、最小二乗誤差εを次式(5)のように定義する。
Next, the offset estimation algorithm will be supplemented. When the measurement data is (x i , y i , z i ) (i = 1,..., N), the offset is (X0, Y0, Z0), and the azimuth circle radius is R, the following relational expression (4) Holds.
(x i -X0) 2 + (y i -Y0) 2 + (z i -Z0) 2 = R 2 (4)
Here, the least square error ε is defined as the following equation (5).
ここで、a=xi 2+yi 2+zi 2、b=−2xi、c=−2yi、d=−2zi
D=(X02+Y02+Z02)−R2 ・・・(6)
とすれば、εは以下の演算式(7)で示される。
Here, a = x i 2 + y i 2 + z i 2 , b = −2x i , c = −2y i , d = −2z i
D = (X0 2 + Y0 2 + Z0 2 ) −R 2 (6)
Then, ε is expressed by the following arithmetic expression (7).
最小二乗誤差εを最小とする条件は、以下の演算式(8)となる。 The condition for minimizing the least square error ε is the following equation (8).
したがって、以下の演算式(9)式が成り立つ。 Therefore, the following arithmetic expression (9) is established.
ただし、mは、以下の演算式(10)で定義される。 However, m is defined by the following arithmetic expression (10).
この連立方程式(演算式9)を解くことにより、最小二乗誤差εを最小とするX0,Y0,Z0,Dが求まる。また、演算式6により、Rも求まる。 By solving this simultaneous equation (Equation 9), X0, Y0, Z0, and D that minimize the minimum square error ε are obtained. Further, R is also obtained by the arithmetic expression 6.
次に、有効性判定アルゴリズムについて説明する。ここでは、推定されたオフセットおよび方位円半径と、RAM32に格納された測定データから以下の演算式(11)〜(14)で示される値を算出する。
Next, the effectiveness determination algorithm will be described. Here, values represented by the following arithmetic expressions (11) to (14) are calculated from the estimated offset and azimuth circle radius and the measurement data stored in the
但し、Max(xi)は、測定データxi,・・・,xNの中の最大値を表し、Min(xi)は、測定データx1,・・・,xNの中の最小値を表す。また、σは標準偏差である。上記の値に対して、以下の判定基準が満たされるかどうか判定し、判定基準が満たされた場合に、推定したオフセットが有効であると判定する。
σ<F
wx>G
wy>G
wz>G
ここで、Fは0.1程度が好ましい。また、Gは1程度が好ましい。
However, Max (x i) is the minimum in the measurement data x i, · · ·, represents the maximum value among the x N, Min (x i), the
σ <F
w x > G
w y > G
w z > G
Here, F is preferably about 0.1. G is preferably about 1.
以上説明のように本発明によれば、ユーザにより通話目的で普通に行われる行為を契機に磁気センサのキャリブレーションが自動的に実行されるため、キャリブレーションのために特別なユーザ操作を不要とし、ユーザに意識させることなくキャリブレーションを実行することができる。また、アンテナ操作は通話目的に適当な頻度で実行されるため、キャリブレーションも同時に適当な頻度で実施されることになる。 As described above, according to the present invention, since the calibration of the magnetic sensor is automatically executed in response to an action normally performed by a user for the purpose of a call, no special user operation is required for calibration. The calibration can be executed without making the user aware of it. In addition, since the antenna operation is executed at an appropriate frequency for a call purpose, the calibration is also executed at an appropriate frequency at the same time.
19…センサデータ取得部、20…主制御部、41〜43…磁気センサ、200…方位データ演算部、201…データ格納判定手段、202…オフセット推定手段、203…有効性判定手段、204…記憶手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
地磁気を検出する磁気センサと、
前記磁気センサによって計測された地磁気に基づき方位測定を行うとともに、前記アンテナの出し入れが検出されたことを契機に前記磁気センサのキャリブレーションを実行する制御手段と、
を具備することを特徴とする携帯端末装置。 An antenna,
A magnetic sensor for detecting geomagnetism,
Control means for performing azimuth measurement based on the geomagnetism measured by the magnetic sensor, and for performing calibration of the magnetic sensor in response to detection of insertion / removal of the antenna,
A portable terminal device comprising:
前記アンテナの出し入れが検出されたことを契機に前記磁気センサに対する計測開始を指示し、取り込まれた計測データを所定のデータ格納判定アルゴリズムに従い記憶装置に格納するか否かを判定するデータ格納判定手段と、
前記記憶装置に格納された計測データを読み出し、所定のオフセット推定アルゴリズムに従いオフセットを推定するオフセット推定手段と、
前記推定したオフセット値が有効か否かを所定の有効性判定アルゴリズムに従い判定し、有効と判定されたオフセット値を前記記憶装置に格納する有効性判定手段と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の携帯端末装置。 The control means includes
Data storage determination means for instructing the magnetic sensor to start measurement upon detection of insertion / removal of the antenna and determining whether or not the acquired measurement data is stored in the storage device according to a predetermined data storage determination algorithm When,
An offset estimation means for reading measurement data stored in the storage device and estimating an offset according to a predetermined offset estimation algorithm;
Whether the estimated offset value is valid is determined according to a predetermined validity determination algorithm, and the validity determination means for storing the offset value determined to be valid in the storage device;
The mobile terminal device according to claim 1, further comprising:
前記アンテナの出し入れが検出されたときに、前記キャリブレーションが実行中か否かをチェックし、実行中の場合、前記キャリブレーションの実行を継続し、不実施の場合、前記キャリブレーションの実行を開始することを特徴とする請求項1または2に記載の携帯端末装置。
The control means includes
When the insertion / removal of the antenna is detected, it is checked whether or not the calibration is being performed. If the calibration is being performed, the calibration is continued. If not, the calibration is started. The mobile terminal device according to claim 1, wherein the mobile terminal device is a mobile terminal device.
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