JP2007033443A

JP2007033443A - モバイル機器の自由落下検出方法、それに適した装置、及びそれに適した記録媒体

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Publication number: JP2007033443A
Application number: JP2006200030A
Authority: JP
Inventors: F Stoev Julian; ストエフ・ジュリアン・フリストフ; Jun Seok Shim; 俊錫沈; Haeng-Soo Lee; 李　行修; Sang-Eun Baek; 尚恩白; 圭男 ▲チョ▼; Yoshio Chiyo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-23
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: KR20070012581A; JP5122771B2; KR100723494B1; US20070030159A1

Abstract

【課題】モバイル機器の自由落下検出方法、それに適した装置、及びそれに適した記録媒体を提供する。
【解決手段】機器の加速度を検出する過程、検出された加速度を時間に対して積分する過程、及び積分過程の結果を所定の面積しきい値と比較して自由落下を検出する過程を含むことを特徴とする機器の自由落下検出方法である。これにより、加速度及び加速度の積分モードによって自由落下検出が行われるので、モバイル機器の非自由落下運動についての誤った自由落下警告の発生を回避できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、モバイル機器の自由落下検出方法に係り、特に、加速度及びそれの積分を参照することによりモバイル機器の自由落下を判断する方法、それに適した装置、及びその方法を行うためのプログラムを保存するコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関する。

最近、モバイル電話器、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｓ）、デジタルカメラ、家電電子機器、事務用の電子機器のようなモバイル機器が実生活で必須的なものとなった。それらの機器あるいはそれに装着された保存装置、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、自由落下衝撃から保護されねばならない。
モバイル機器に装着されたＨＤＤにおいて、耐衝撃性は、重要なパラメータのうち一つである。このパラメータを改善する一つの方法は、モバイル機器の自由落下を検出することにより、ＨＤＤのヘッドを安全な領域に退出（retract）させることである。
従来において、ＨＤＤのヘッドの退出を起動させるための自由落下警告は、モバイル機器の加速度が所定時間に所定のしきい値以下に維持されるときに発生した。モバイル機器に装着されたＨＤＤを保護するために、モバイル機器の自由落下を検出する技術は、特許文献１、２、３及び４に開示されている。

図１は、モバイル機器を自由落下衝撃から保護する概念を示す図面である。自由落下の検出及びヘッドの退出のために２００ｍｓｅｃがかかると仮定すれば、これは、保護高さｐ＝０．１９６ｍ及び速度ｖ＝１．９６ｍ／ｓである場合に該当する。これは、ヘッドの退出が、図１のグラフに示したように落下加速度がしきい値ａ_ｔｈ以下に落ちた後、ｔ_ｔｈ以後に行われることを意味する。
加速度は、３軸の加速度センサ１０４を使用して検出でき、加速度ベクトルは、次のように算出される。

ここで、ａ_ｘ，ａ_ｙ及びａ_ｚは、それぞれｘ，ｙ及びｚ軸での加速度値である。

図２は、従来の方法によりモバイル機器の自由落下を検出する概念を示す図面である。図２に示すように、ステップＳ２０２で加速度しきい値ａ_ｔｈ及び時間しきい値ｔ_ｔｈが設定される。
ステップＳ２０４では、加速度センサ、例えば図１に示した加速度センサ１０４の出力がサンプリングされる。
ステップＳ２０６では、加速度ベクトル‖ａ‖が算出される。
ステップＳ２０８では、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さいかを検査する。
もし、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより大きければ、ステップＳ２０４に復帰する。
ステップＳ２１０では、加速度ベクトル‖ａ‖が一定であるか、すなわち加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さい値を維持しているかを検査する。
加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さい値を維持していないと判断されれば、ステップＳ２０４に復帰する。
もし、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さい値を維持すれば、ステップＳ２１２では、時間しきい値ｔ_ｔｈが経過したかを検査する。
時間しきい値ｔ_ｔｈが経過していなければ、加速度センサのサンプリング及び加速度ベクトルの算出が順次に行われる（Ｓ２１４，Ｓ２１６）。
時間しきい値ｔ_ｔｈが経過したと判断されれば、自由落下警告が発生する。これにより、ヘッド退出部（図示せず）がＨＤＤに記録されたデータを保護するようにヘッドを安全な領域に退出させ始める。

前述したように、従来の方法においては、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈ以下に落ちた後、時間しきい値ｔ_ｔｈが経過したかを検査する。
しかし、加速度しきい値ａ_ｔｈ及び時間しきい値ｔ_ｔｈを満足するモバイル機器のあらゆる移動が、モバイル機器の自由落下により誘発されたものではない。例えば、歩き、走り、踊り、ボタン押しのような反復的な移動、及び意図的な回し、投げ、モバイル機器が置かれているテーブルをゆっくり押すような非反復的な移動に伴う一時的な落下は、自由落下と見なされてはならない。

図３Ａないし図３Ｄは、９．５Ｋｍ／ｈの速度で走っている人に装着された加速度センサの出力を示す図面である。それぞれのグラフにおいて、横軸はサンプリング順序を表し、縦軸は重力加速度を表す。図３Ａないし図３Ｄに示すように、加速度センサにより検出された全体加速度Ｇ_ｔｏｔは、センサの位置、例えば胸、手首、ポケット及び腰によって異なるということが分かる。したがって、機器を有する人が走る場合には、自由落下から保護するための手段は不要である。しかし、従来の方法においては、特に機器が手首に付着されたとき、自由落下警告が発生する確率が非常に高い。しかも、誤った自由落下警告が頻繁に、かつ周期的に発生しうる。かかる場合において、ＨＤＤのヘッドの頻繁な退出が誘発され、それによりＨＤＤのディスク上に記録されたデータが損傷されうる。

図４は、走る速度及びセンサ位置による経過時間及び該当経過時間についての回数との関係を示す図面である。図４において、横軸は実験回数を表し、縦軸は加速度が０．５ｇ以下である経過時間を表す。実験は、ユーザーの移動速度を０Ｋｍ／ｈから１２Ｋｍ／ｈの範囲で増加させつつ行われたものである。
図４に示すように、加速度が０．５ｇ以下で２００ｍｓｅｃ以上に維持する臨界の場合が多いということが分かる。それらの場合においては、自由落下警告が必要でない。しかし、従来の方法によれば、それらの臨界の場合において自由落下警告が発生する。

図５は、従来の方法により誤った自由落下警告が発生する図４に示した臨界の場合のうち一つを示す図面である。図５に示した例では、たとえ加速度が０．５ｇ以下である時間が２００ｍｓｅｃを経過したとしても、自由落下警告が必要でない。
特開２００５−９１２１９号公報特開２００３−３４６４４号公報韓国特許出願公開第２００５−１７２４８号公報米国特許出願公開第２００５／９９７１９号明細書

本発明の目的は、モバイル機器の自由落下を正しく検出する方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、モバイル機器の自由落下を正しく検出する装置を提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、前記の方法を行うプログラムを保存するコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するところにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施形態による機器の自由落下検出方法が提供され、この方法は、機器の加速度を検出する過程、検出された加速度を時間に対して積分する過程、及び積分過程の結果を所定の面積しきい値と比較して自由落下を検出する過程を含むことを特徴とする。
前記他の目的を達成するために、本発明の一実施形態による機器の自由落下検出装置が提供され、この装置は、機器の加速度を検出する加速度センサ、前記加速度センサの出力を積分する積分器、及び積分器の出力を所定の面積しきい値と比較して自由落下を検出する自由落下検出器を備えることを特徴とする。
前記さらに他の目的を達成するために、本発明の一実施形態による機器の自由落下検出方法を行うプログラムが保存されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供され、この方法は、機器の加速度を検出する過程、検出された加速度を積分する過程、積分過程の結果を所定の面積しきい値と比較する過程、及び前記比較結果に基づいて自由落下警告を発生させる過程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、加速度及び加速度の積分モードによって自由落下検出が行われるので、モバイル機器の非自由落下運動についての誤った自由落下警告の発生を回避できる。
したがって、モバイル機器の非自由落下運動からモバイル機器に内蔵されたＨＤＤのディスクに記録されたデータを効果的に保護することが可能である。

添付された図面に示した本発明の実施形態についての参照が詳細に行われ、ここで、類似した参照符号は類似した構成要素を表す。図面を参照して本発明を説明するために実施形態が後述される。

図６は、本発明によるモバイル機器の自由落下を検出する概念を示す図面である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、２００ｍｓｅｃの間に加速度が０．５ｇ以下である場合に該当する。図６（ａ）に示した場合は、例えば歩き、走り、踊り、トス及びキャッチのような非自由落下運動に該当し、したがって自由落下衝撃からモバイル機器を保護するための手段が不要である。図６（ｂ）に示した場合は、モバイル機器の自由落下に該当し、したがって自由落下衝撃からモバイル機器を保護するための手段が必要である。
したがって、それらをそれぞれ区別する必要がある。図６から分かるように、０．５ｇ以下の領域の大きさが相異なる。したがって、二つの場合は、加速度ベクトルを積分し、積分結果を所定のしきい値と比較することによって区別されうる。

図７は、本発明の実施形態によるモバイル機器の自由落下を検出する方法を示す図面である。図７に示すように、ステップＳ７０２で、加速度しきい値ａ_ｔｈ、面積しきい値ｖ_ｔｈ及び時間しきい値ｔ_ｔｈがそれぞれ設定される。
ここで、加速度しきい値ａ_ｔｈ、面積しきい値ｖ_ｔｈ及び時間しきい値ｔ_ｔｈは、加速度センサ及びヘッド退出部（図示せず）の特性に依存する。
ステップＳ７０４では、臨時変数ｖ_ｋが０に初期化される。臨時変数ｖ_ｋは、積分結果を保存するためのものである。
ステップＳ７０６では、モバイル機器の加速度が検出され、加速度ベクトルが算出される。本発明の実施形態において、加速度ベクトルは、加速度センサにより検出された加速度のスクエアルート（square root）演算あるいは単純な加算により算出されうる。
ステップＳ７０８では、加速度ベクトルが加速度しきい値ａ_ｔｈより小さいかを検査する。
もし、加速度ベクトルが加速度しきい値ａ_ｔｈより小さくなければ、ステップＳ７０４に復帰する。
もし、加速度ベクトルが加速度しきい値ａ_ｔｈより小さいと判断されれば、ステップＳ７１０過程で、臨時変数ｖ_ｋ＋１（ｋは、積分演算の順序番号）を得るために加速度ベクトルが積分される。
ステップＳ７１２では、時間しきい値ｔ_ｔｈが経過したかを検査する。
もし、時間しきい値ｔ_ｔｈが経過していなければ、ステップＳ７０６に復帰する。
もし、時間しきい値ｔ_ｔｈが経過すれば、ステップＳ７１４で、臨時変数ｖ_ｋ＋１が面積しきい値ｖ_ｔｈより大きいかを検査する。
臨時変数ｖ_ｋ＋１が面積しきい値ｖ_ｔｈより大きくなければ、ステップＳ７０４に復帰する。
臨時変数ｖ_ｋ＋１が面積しきい値ｖ_ｔｈより大きければ、ステップＳ７１６で自由落下警告が発生する。

図７に示した本発明の一実施形態によれば、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さいか否かを検査したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。加速度ベクトル‖ａ‖を積分し始めた後に、積分値が所定の加速度しきい値より大きい場合には、積分値が初期化されるように設定されうる。
本発明によれば、ステップＳ７０８及びＳ７１２は省略しうる。かかる場合において、ステップＳ７１０では、ｎ個のサンプルが積分される。ここで、ｎは、所定の時間しきい値ｔ_ｔｈに該当する標本数を表す。すなわち、ステップＳ７１４が行われるたびに、所定の時間しきい値ｔ_ｔｈの間に積分された積分値を所定の面積しきい値と比較する。この場合においても、加速度ベクトル‖ａ‖を積分し始めた後に積分値が所定の加速度しきい値より大きい場合には、積分値が初期化されるように設定されうる。

図８は、本発明の他の実施形態によるモバイル機器の自由落下を検出する方法を示す図面である。図８に示すように、ステップＳ８０２で、加速度しきい値ａ_ｔｈ、面積しきい値ｖ_ｔｈ及び時間しきい値ｔ_ｔｈが設定される。
ステップＳ８０４では、臨時変数ｖ_ｋが０に初期化される。臨時変数ｖ_ｋは、積分結果を保存するためのものである。
ステップＳ８０６では、モバイル機器の加速度が検出され、加速度ベクトル‖ａ‖が算出される。
ステップＳ８０８では、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さいかを検査する。もし、加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さくなければ、ステップＳ８０４に復帰する。
加速度ベクトル‖ａ‖が加速度しきい値ａ_ｔｈより小さければ、ステップＳ８１０で、臨時変数ｖ_ｋ＋１を得るために加速度ベクトル‖ａ‖が積分される。ここで、ｋは、積分演算の順序番号を表す。
ステップＳ８１４で、臨時変数ｖ_ｋ＋１が面積しきい値ｖ_ｔｈより大きいかを検査する。
臨時変数ｖ_ｋ＋１が面積しきい値ｖ_ｔｈより大きければ、ステップＳ８１６で、この動作は自由落下に分類される。

図９は、自由落下状況及び非自由落下運動の場合における積分結果を示す図面である。ここで、加速度ベクトルは、スクエアルート演算により算出されたものである。
図９の円で囲まれた数字により分かるように、自由落下状況についての積分結果及び非自由落下運動についての積分結果が相異なる。

図１０は、自由落下状況及び非自由落下運動の他の場合における積分結果を示す図面である。ここで、加速度ベクトルは、単純な加算により算出されたものである。
図９と同様に、図１０の円で囲まれた数字により分かるように、自由落下状況及び非自由落下運動についての積分結果が相異なる。
たとえＣプログラム言語で具現されうるとしても、スクエアルート関数は、演算上非常に高コストであるため、加速度ベクトルを得るために単純な加算を使用することが非常に有効である。

図１１は、本発明の一実施形態によるモバイル機器の自由落下検出装置を示す図面であって、この装置は、積分器１００４及び比較器１００６を備える。
加速度センサ１００２は、モバイル機器の加速度を検出する。加速度センサ１００２は、例えば図１に示した３軸の加速度センサであり、モバイル機器は、自由落下衝撃から保護されねばならないＨＤＤを装着しているものである。
加速度が所定の加速度しきい値ａ_ｔｈ以下に落ちれば、積分器１００４は、加速度センサ１００２により検出された加速度を積分し始める。
比較器１００６は、積分器１００４の出力を所定の面積しきい値ｖ_ｔｈと比較し、積分器１００４の出力が所定の面積しきい値ｖ_ｔｈより大きければ、自由落下警告を発生させる。
タイマー１００８は、積分器１００４が積分動作を開始した後に経過した時間を計数し、計数結果を時間しきい値ｔ_ｔｈと比較して比較器１００６の動作を開始させる。
加速度が所定の加速度しきい値ａ_ｔｈ、例えば０．５ｇより小さければ、積分器１００４が積分動作を開始し、所定の時間しきい値ｔ_ｔｈが経過した後、比較器１００６が積分結果を所定の面積しきい値ｖ_ｔｈと比較するので、図１１に示した装置は、積分結果が所定の面積しきい値ｖ_ｔｈを超えない限り自由落下警告を発生させない。したがって、歩き、走り、踊りのような非自由落下運動について誤った自由落下警告が発生しない。
図１１に示した装置は、ＨＤＤに内蔵されたマイクロプロセッサにより具現されうる。

本発明の前述した実施形態は、方法、装置、システムなどとして実行されうる。ソフトウェアとして実行されるとき、本発明の構成手段は、必然的に必要な作業を実行するコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサで読み取り可能な媒体に保存され、または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号により伝送されうる。プロセッサで読み取り可能な媒体は、情報を保存または伝送できるいかなる媒体も含む。プロセッサで読み取り可能な媒体の例としては、電子回路、半導体メモリ素子、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波数（ＲＦ）網などがある。コンピュータデータ信号は、電子網チャンネル、光ファイバ、空気、電子系、ＲＦ網のような伝送媒体上に伝播されうるいかなる信号も含まれる。

本発明の実施形態は、モバイル機器に内蔵されたＨＤＤだけでなく、他の形態のデータ保存機器及びモバイル機器自体を保護するのにも適用されうるということが理解されねばならない。

本発明の幾つかの実施形態のみが図示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。その代わりに、発明の原理及び精神、特許請求の範囲により規定される範囲及びそれらの等価物から逸脱せずに、それらの実施形態についての変更が行われうるということが当業者により理解されねばならない。

本発明は、記録媒体関連の技術分野に適用可能である。

モバイル機器を自由落下から保護する概念を示す図面である。従来の方法によりモバイル機器の自由落下を検出する概念を示す図面である。９．５Ｋｍ／ｈの速度で走っている人に装着された加速度センサの出力を示す図面である。９．５Ｋｍ／ｈの速度で走っている人に装着された加速度センサの出力を示す図面である。９．５Ｋｍ／ｈの速度で走っている人に装着された加速度センサの出力を示す図面である。９．５Ｋｍ／ｈの速度で走っている人に装着された加速度センサの出力を示す図面である。走る速度及びセンサ位置による経過時間及び該当経過時間についての回数との関係を示す図面である。従来の方法により誤った自由落下警告が発生する図４に示した臨界の場合のうち一つを示す図面である。本発明によるモバイル機器の自由落下を検出する概念を示す図面である。本発明の実施形態によるモバイル機器の自由落下を検出する方法を示す図面である。本発明の他の実施形態によるモバイル機器の自由落下を検出する方法を示す図面である。自由落下状況及び非自由落下運動の場合における積分結果を示す図面である。自由落下状況及び非自由落下運動の他の場合における積分結果を示す図面である。本発明の一実施形態によるモバイル機器の自由落下検出装置を示す図面である。

符号の説明

１００２加速度センサ
１００４積分器
１００６比較器
１００８タイマー

Claims

機器の加速度を検出する過程と、
検出された加速度を時間に対して積分する過程と、
積分過程の結果を所定の面積しきい値と比較して自由落下を検出する過程と、を含むことを特徴とする機器の自由落下検出方法。
検出された加速度の積分は、検出された加速度が所定の加速度しきい値より小さい場合に行われることを特徴とする請求項１に記載の機器の自由落下検出方法。
前記検出された加速度の積分は、検出された加速度が所定の加速度しきい値より大きい場合に初期化されることを特徴とする請求項２に記載の機器の自由落下検出方法。
積分結果が所定の面積しきい値より大きければ、自由落下警告を発生させる過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の機器の自由落下検出方法。
前記自由落下を検出する過程は、所定の時間しきい値の間の積分結果を所定の面積しきい値と比較することを特徴とする請求項４に記載の機器の自由落下検出方法。
前記検出された加速度は、前記加速度に対するスクエアルート演算を行うことによって得られる加速度ベクトルであることを特徴とする請求項１に記載の機器の自由落下検出方法。
機器の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力を積分する積分器と、
積分器の出力を所定の面積しきい値と比較して自由落下を検出する自由落下検出器と、を備えることを特徴とする自由落下検出装置。
前記積分器は、加速度が所定の加速度しきい値より小さければ、前記加速度センサの出力を積分し始めることを特徴とする請求項７に記載の自由落下検出装置。
前記積分器は、検出された加速度が所定の加速度しきい値より大きい場合に初期化されることを特徴とする請求項７に記載の自由落下検出装置。
前記自由落下検出器は、前記積分器が加速度を積分し始めた後から所定の時間しきい値が経過すれば、自由落下を検出することを特徴とする請求項７に記載の自由落下検出装置。
前記積分器は、検出された加速度をスクエアルート演算して得られた加速度ベクトルを積分することを特徴とする請求項７に記載の自由落下検出装置。
機器の自由落下検出方法を行うプログラムが保存されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体において、前記方法は、
機器の加速度を検出する過程と、
検出された加速度を積分する過程と、
積分過程の結果を所定の面積しきい値と比較する過程と、
前記比較結果に基づいて自由落下警告を発生させる過程と、を含むことを特徴とする記録媒体。