JP2013195162A - 起伏検出装置及び起伏検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用途に応じた規模以上の起伏の検出を通知する。
【解決手段】起伏検出装置１は、垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサ１８と、プロセッサ１０を備える。プロセッサ１０は、２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて検知波を反射する測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、起伏又は障害物の測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理とを実行する。
【選択図】図７

Description

本明細書で論じられる実施態様は、垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信してそれぞれ物体まで距離を測定する２次元距離センサにより、測定面の起伏を検出する技術に関する。

物体の凹凸を測定する技術として、タイヤ側面の凹凸検出装置が知られている。この凹凸検出装置は、軸廻りに回転自在に支持されたタイヤの側面外方に配置されタイヤの側面との距離を検出する光りセンサと、該光センサからの検出信号を入力して、タイヤ側面との距離が基準以上に変動したとき不良と判断する判断手段を備える。

また、平面的な操作を行い材料表面の凹凸を測定する走査型トンネル顕微鏡などの測定装置が知られている。この装置は、Ｘ軸又はＹ軸の一走査毎にＺ軸のＸ軸方向又はＹ軸に対する傾斜波形とピーク−ピーク値を求め、次の走査波形の入力時にこの傾斜波形との差を求める。この装置は、その波形を前走査時のピーク−ピーク値により最適化された利得を持つゲインアンプを通しＡ／Ｄ変換する。

凹凸測定対象物体の表面を該表面に接触しないように該表面から距離をおいた探針にて走査する凹凸測定装置が知られている。凹凸測定装置は、表面から距離をおいた探針にて走査しつつ探針と物体表面間の静電容量を求め、この静電容量から探針と物体表面間の距離を求める。

消費電力に関して、プロセッサ回路が、内蔵センサを間欠的に動作させ、内蔵センサを動作させないときには内蔵センサへの電源供給を遮断する電子装置が知られている。

また、特定方向における検知対象を検知可能な検知手段と、検知手段を所望の周期で動作させる動作制御手段と、検知手段が検知対象を検知した際、動作制御手段による検知手段の動作周期を短くする動作周期変更手段と、短くなった周期における検知動作中に上記検知手段が連続して検知対象を検出した際に警告信号を出力する出力発生手段を備える物体検知装置が知られている。

省電力モードのサンプリング周波数をノーマルモードのサンプリング周波数と比べて減少することによって、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）によって消費される電力を減少することが知られている。

特開平３−１７９２０６号公報 特開平４−１０４００１号公報 特開平９−３３２０５号公報 特開２００６−２９５９５６号公報 特開平８−３３８８７９号公報 特開平２０１１−８９９８０号公報

従来、垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信してそれぞれ物体まで距離を測定する２次元距離センサにより測定面の起伏を検出し、起伏の検出を通知する装置及び方法は知られていなかった。このような装置及び方法は、例えば、ユーザの周囲の地面や路面又は床などの起伏を検出し、ユーザに障害を知らせるために使用することできる。

このように起伏の検出を通知する場合には、用途に応じたそれぞれの規模以上の起伏のみを通知することが望ましく、過度に検出感度が高かったり低い場合には、ユーザの不便を生じる。例えば、ユーザに障害を知らせる前述の例では、あまり高低差や水平面内の面積が小さい起伏はユーザの障害にならないため、このような起伏まで通知するとユーザにとって煩雑である。

開示の装置及び方法は、用途に応じた規模以上の起伏の検出を通知する起伏検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。

装置の一観点によれば、垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各前記検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサと、プロセッサと、を備える起伏検出装置が与えられる。プロセッサは、２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて検知波を反射する測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、起伏又は障害物の測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理とを実行する。

方法の一観点によれば、起伏検出方法が与えられる。この方法では、電子装置に設けられて垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサにより、測定面の各点までの距離を測定し、電子装置に備えられるプロセッサに、２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、起伏又は障害物の測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理と、を実行させる。

本件開示の装置又は方法によれば、用途に応じた規模以上の起伏の検出を通知する起伏検出装置及び検出方法が与えられる。

起伏検出処理の第一例の説明図である。 起伏データの一例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、起伏の寸法判断処理の第１例及び第２例の説明図である。 寸法閾値の一例の説明図である。 電子装置のハードウエア構成の第１例を示す図である。 電子装置の機能ブロック図の第１例である。 電子装置による起伏検出処理の第１例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、姿勢角の違いにより生じる測定点の間隔の差の説明図である。 電子装置のハードウエア構成の第２例を示す図である。 電子装置の機能ブロック図の第２例である。 電子装置の姿勢の測定処理の一例の説明図である。 寸法閾値の補正例の第１例の説明図である。 電子装置による起伏検出処理の第２例の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、細かいステップ幅で測定する範囲を姿勢角に応じて変化させる処理の一例の説明図である。 細かいステップ幅で測定する範囲の補正例の一例の説明図である。 電子装置による起伏検出処理の第３例の説明図である。 電子装置の保持位置の測定処理の一例の説明図である。 寸法閾値の補正例の第２例の説明図である。 電子装置による起伏検出処理の第４例の説明図である。 電子装置による起伏検出処理の第５例の説明図である。

＜１．第１実施例＞
＜１．１．起伏検出方法の説明＞
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図１は、起伏検出方法の第一例の説明図である。図１において、参照符号１は、測定面２上の起伏を検出する電子装置を示し、参照符号１００は電子装置１を保持するユーザを表している。測定面２は、例えばユーザ１００が載っている地面や路面又は床である。電子装置１は、垂直角及び水平角の異なる複数の方向に距離測定用の検知波を送信する。検知波は、例えばミリ波や、近赤外線や超音波などであってよい。

また、検知波が送信される複数の方向は斜め下方を向いており、検知波は測定面２で反射し電子装置１に戻る。水平方向に検知波の方向を変化させるステップは、「０」〜「ｎ」であり、水平方向に検知波の方向を変化させるステップは「０」〜「ｍ」である。図示の点（０，０）、（１，０）、…（ｍ，ｎ）は、複数の方向にてそれぞれ送信される検知波が測定面２で反射する点を示す。

電子装置１は戻ってきた検査波を検出し、電子装置１から各点（０，０）〜（ｍ，ｎ）までの距離をそれぞれ測定する。また、以下の説明において、検知波が測定面２で反射する点（０，０）〜（ｍ，ｎ）を「測定点」と表記することがある。

水平角について検知波が送信される範囲をＲΦとし、垂直角について検知波が送信される範囲をＲΨとする。範囲３は、測定面２上での距離測定範囲を模式的に示す。電子装置１は、異なる２つの測定点における測定距離の差に応じて、これらの測定点間の起伏を検出する。例えば、ある実施例では、電子装置１は、起伏の有無を検出する対象点までの距離と、複数の測定点（０，０）、（１，０）〜（ｍ，ｎ）のいずれかの測定点である基準点までの距離との差が閾値以上の場合に、対象点と基準点との間に起伏があると判断する。他の実施例では、測定面２が平面であると仮定した場合の対象点までの距離と基準点までの距離との計算上の差分が、これらの点までの測定距離の差分から閾値以上離れていた場合に、対象点と基準点との間に起伏があると判断する。

基準点として、複数の測定点（０，０）、（１，０）〜（ｍ，ｎ）のうちいずれか固定的に定めた測定点を使用してよい。この場合、１つの基準点に対して複数の測定点との間で測定距離差が算出される。例えば、測定点（０，０）が基準点として使用される。また、他の実施例では、対象点に応じて基準点を変えてもよい。また、例えば対象点の隣接点を基準点としてもよい。

電子装置１は、各測定点毎に対象点と基準点との間に起伏があるか否かを示す起伏データを作成する。図２は、起伏データの一例の説明図である。横軸は、各測定点へ送信される検知波の水平角方向の角度変位のステップ番号を示し、縦軸は垂直角方向の角度変位のステップ番号を示す。水平角度変位の第φステップ及び垂直角度変位の第ψステップにおける起伏データが、測定点（ψ，φ）と基準点との間の起伏の有無を示す。対象点と基準点との間に起伏がある場合の値は「１」であり、起伏がない場合の値は「０」である。

例えば、水平角方向の第３ステップ及び垂直角方向の第１ステップにおける起伏データの値が「１」であることは、測定点（１，３）と基準点との間に起伏があることを示す。また、水平角方向の第２ステップ及び垂直角方向の第３ステップにおける起伏データの値が「０」であることは、測定点（３，２）と基準点との間に起伏がないことを示す。

電子装置１は、起伏データに基づいて、測定面２における起伏の面内寸法を判断する。面内寸法は、例えば、測定面２の面内における起伏の面積であってよい。面内寸法は、測定面２の面内における起伏の奥行き及び／又は幅であってよい。面内寸法は、測定面２の面内における起伏の縦及び／又は横方向の長さであってよい。

図３の（Ａ）は、起伏の寸法判断処理の第１例の説明図である。図３の（Ａ）の例は、１つの基準点までの距離と複数の対象点までの距離との差が閾値以上の場合に、対象点と基準点との間に起伏があると判断する場合の起伏データを示す。１つの基準点までの距離と複数の対象点までの距離との間の計算上の差分が、これらの点までの測定距離の差分から閾値以上の場合に対象点と基準点との間に起伏があると判断する場合も同様である。

複数の測定点に亘って１個の連続する凸部又は凹部が存在してとき、凸部又は凹部が存在している範囲内の起伏データの値が「１」になる。図３の（Ａ）の場合には、水平角の角度変位が第ｉステップ〜第ｊステップ、及び垂直角の角度変位が第ｒステップ〜第ｓステップの範囲に起伏データの値が連続して「１」を持つ。このため、凸部又は凹部が、測定点（ｒ，ｉ）〜（ｒ，ｊ），（ｒ，ｉ）〜（ｓ，ｊ），（ｓ，ｉ）〜（ｓ，ｊ），（ｒ，ｉ）〜（ｓ，ｉ）で囲まれる範囲に亘っていることがわかる。電子装置１は、起伏データの値が連続して「１」の値である測定点数に基づいて起伏の面内寸法を判断する。

図３の（Ｂ）は、起伏の寸法判断処理の第２例の説明図である。図３の（Ｂ）の例は、対象点の隣接点を基準点として使用する場合の起伏データを示す。この場合、凸部又は凹部の縁において測定距離差が発生するので、凸部又は凹部の縁の起伏データの値が「１」になる。

したがって、図３の（Ｂ）の例の場合には、水平角の角度変位が第ｉステップ〜第ｊステップ、及び垂直角の角度変位が第ｒステップ〜第ｓステップの範囲の縁で起伏データの値が「１」を持つ。このため、凸部又は凹部が、測定点（ｒ，ｉ）〜（ｒ，ｊ），（ｒ，ｉ）〜（ｓ，ｊ），（ｓ，ｉ）〜（ｓ，ｊ），（ｒ，ｉ）〜（ｓ，ｉ）で囲まれる範囲に亘っていることがわかる。電子装置１は、起伏データの値「１」で囲われている範囲内の測定点数に基づいて起伏の面内寸法を判断する。

電子装置１は、起伏の面内寸法が閾値以上であるか否かを判断し、面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知をユーザ１００に出力する。図４は、寸法閾値の一例の説明図である。ある実施例では、閾値は、奥行きの閾値Ｍと幅の閾値Ｎを含む。例えば、ユーザ１００の足の寸法より大きな面内寸法の起伏を検出する場合には、ユーザ１００の足の寸法に応じて閾値Ｍ及びＮが定められる。

一点鎖線２００は、ユーザ１００の足の形状を示す。足の長さ及び幅をそれぞれＤ及びＷとし、奥行き方向及び幅方向の測定点間の間隔をｄ及びｗとする。間隔ｄ及びｗは、ユーザ１００が電子装置１を保持する高さや電子装置１の姿勢によって変化するため、基準となる高さ及び姿勢の場合の測定点間の間隔を目安として使用してよい。

閾値Ｍは、Ｍ＝ｃｅｉｌ（Ｄ／ｄ）以上の値に定められ、閾値Ｎは、Ｎ＝ｃｅｉｌ（Ｗ／ｗ）以上の値に定められる。関数ｃｅｉｌ（ｘ）は、ｘ以上の最小の整数を与える天井関数である。ユーザ１００は、閾値Ｍ及びＮ、又は足の寸法Ｄ及びＷの指定値を電子装置１に入力してもよい。電子装置１が撮影装置を備える場合は、ユーザ１００の足の撮影画像と撮影時のユーザ１００の足までの測定距離から、電子装置１が足の寸法Ｄ及びＷを推定してもよい。

電子装置１は、起伏内の測定点の奥行き方向の個数が閾値Ｍ以上であり、かつ起伏内の測定点の幅方向の個数が閾値Ｎ以上である場合に、起伏検出通知をユーザ１００に出力する。他の実施例では、電子装置１は、起伏内の測定点の奥行き方向の個数が閾値Ｍ以上であるか、起伏内の測定点の幅方向の個数が閾値Ｎ以上である場合に、起伏検出通知をユーザ１００に出力する。

＜１．２． 電子装置のハードウエア構成の第１例＞
続いて、電子装置１の構成について説明する。電子装置１は、例えばユーザが携帯できる携帯電子装置である。電子装置１は、携帯情報端末、移動電話、携帯音楽プレイヤー、ゲーム装置、携帯パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯テレビ、携帯ナビゲーション装置などであってよい。

図５は、電子装置１のハードウエア構成の第１例を示す図である。図５に示すハードウエア構成は、電子装置１を実現するハードウエア構成の例示の１つである。本明細書において以下に説明される起伏検出処理を実行するものであれば、他のどのようなハードウエア構成が採用されてもよい。図９に示すハードウエア構成の第２例についても同様である。

電子装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１０と、補助記憶装置１１と、メモリ１２と、ＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）１３と、無線送受信回路１４と、入力装置１５と、表示装置１６と、インタフェース回路１７と、ミリ波センサ１８と、カメラ１９を備える。なお、添付する図面においてインタフェース回路を「Ｉ／Ｆ」と表記する。

ＣＰＵ１０は、補助記憶装置１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、電子装置１のユーザにより使用されるアプリケーションソフトウエアの情報処理を行う。ＣＰＵ１０が実行するアプリケーションプログラムには、例えば、電子メール、ウェブブラウザ、ゲーム、動画再生プログラム、カメラ１９を用いる撮影プログラムがある。

また、ＣＰＵ１０は、補助記憶装置１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで以下に説明する起伏検出処理を実行する。補助記憶装置１１は、コンピュータプログラム及びその実行に使用されるデータを記憶するための不揮発性記憶装置を備える。不揮発性記憶装置は、例えば、フラッシュメモリやハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）であってよい。

メモリ１２には、ＣＰＵ１０がコンピュータプログラムを実行する際に使用される各データ及び一時データが格納される。メモリ１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）を含んでいてよい。ＦＰＧＡ１３は、無線送受信回路１４により無線通信で送受信される信号のベースバンド信号処理を実行する。電子装置１が移動局装置である場合には、ＦＰＧＡ１３は、基地局装置との間の無線通信で送受信される信号のベースバンド信号処理を実行してよい。他の実施例の電子装置１は、ＦＰＧＡ１３の代わりに、ベースバンド信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタル信号プロセッサ）と、ＤＳＰによって実行されるファームウエアが格納されるメモリを備えていてよい。電子装置１は、ＦＰＧＡ１３の代わりに、ベースバンド処理のためのLSI（large scale integration）やASIC（Application Specific Integrated Circuit）等の論理回路を備えていてもよい。

入力装置１５は、電子装置１に対するユーザの入力操作を受け付けるためのユーザインタフェース装置である。入力装置１５は、例えば、電話番号を入力するためのテンキーや、カーソルキーや、特定の操作のための専用キーを備える。入力装置１５は、タッチパネルを備えていてもよい。表示装置１６は、ＣＰＵ１０が実行するアプリケーションソフトウエアのユーザインタフェースを表示する。また、表示装置１６は、起伏検出処理の結果ＣＰＵ１０が出力する起伏検出通知を表示する。インタフェース回路１７は、入力装置１５、カメラ１９及び表示装置１６とプロセッサ１０との間の信号の入出力のための信号処理を実行する。

ミリ波センサ１８は、垂直角及び水平角を変えながらミリ波を送信することにより、直角及び水平角の異なる複数の方向に存在する物体までの距離をミリ波で走査する２次元距離センサである。ミリ波センサ１８は、物体から反射するミリ波を検出して物体までのミリ波の到達時間に基づいて物体までの距離を測定する。他の実施例では、ミリ波センサ１８に代えて又は加えて、電子装置１は、２次元距離センサとして近赤外線アレイセンサを備えてもよい。

＜１．３． 電子装置の機能構成の第１例＞
続いて、上記ハードウエア構成によって実現される電子装置１の機能について説明する。図６は、電子装置１の機能ブロック図の第１例である。電子装置１は、ミリ波センサ１８と、起伏検出処理部２０と、通知処理部２１を備える。起伏検出処理部２０及び通知処理部２１の動作は、図５に示すＣＰＵ１０が行う。なお、図６は、以下の説明に関係する機能を中心として示している。電子装置１は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図１０に示す機能ブロック図の第２例についても同様である。

起伏検出処理部２０は、ミリ波センサ１８による測定結果に基づいて、図２に示す起伏データを作成する。起伏検出処理部２０は、起伏データに基づいて距離測定範囲３内に存在する起伏の測定面２における面内寸法を判断する。通知処理部２１は、起伏の寸法が閾値以上である場合に、起伏の検出を知らせる起伏検出通知を表示装置１６に出力する。起伏検出通知は、例えば、起伏がある方向、起伏までの距離、起伏の高さや深さ及び／又は起伏の面内寸法などの情報を含んでいてよい。

＜１．４． 電子装置による起伏検出処理の第１例＞
図７は、電子装置１による起伏検出処理の第１例の説明図である。なお、以下、図７を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。図１３、図１６、図１９及び図２０の場合も同様である。

オペレーションＡＡにおいて起伏検出処理部２０は、入力装置１５がユーザによる電子装置１の停止操作を受け付けたか否かを判断する。入力装置１５が停止操作を受け付けた場合（オペレーションＡＡ：Ｙ）に処理を終了する。入力装置１５が停止操作を受け付けていない場合（オペレーションＡＡ：Ｎ）に処理はオペレーションＡＢへ進む。

オペレーションＡＢにおいて起伏検出処理部２０は、ミリ波センサ１８を起動する。オペレーションＡＣにおいてミリ波センサ１８は、直角及び水平角の異なる複数の方向においてミリ波が測定面２まで到達する距離を測定する。オペレーションＡＤにおいて起伏検出処理部２０は起伏データを作成する。

オペレーションＡＥにおいて起伏検出処理部２０は、起伏データに基づいて距離測定範囲３内に存在する起伏の面内寸法を判断し、起伏の寸法が閾値以上であるか否かを判断する。起伏の寸法が閾値以上である場合（オペレーションＡＥ：Ｙ）に処理はオペレーションＡＦへ進む。起伏の寸法が閾値以上でない場合（オペレーションＡＥ：Ｎ）に処理はオペレーションＡＣへ戻る。オペレーションＡＦにおいて通知処理部２１は、起伏検出通知を表示装置１６に出力する。その後に処理はオペレーションＡＣへ戻る。

＜１．５． 効果＞
本実施例によれば、電子装置１の用途に応じたそれぞれの規模以上の起伏のみを通知する。この結果、検出感度が過度に高い又は低いことにより生じるユーザの不便を低減することができる。また、本実施例によれば、どの方向にどのような起伏があるかをユーザに通知することができる。

なお、ミリ波センサ１８による測定は間欠的に行ってよい。例えば、距離測定範囲３の奥行きが５〜１０ｍ程度である場合には１秒〜２秒間隔で測定を行うことができる。ミリ波センサ１８による測定を間欠的に行うことにより、電子装置１の消費電力を低減することができる。
＜２．第２実施例＞

続いて、他の実施例について説明する。図１に示す通り電子装置１は、測定面２に向かって斜めに検知波を送信するため、電子装置１の姿勢角によって検知波が測定面２で反射する測定点間の間隔が変化する。図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）は、姿勢角の違いにより生じる測定点の間隔の差を模式的に示す。図８の（Ｂ）において検知波を送信する角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨは図８の（Ａ）の角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨと同じであるが、図８の（Ｂ）の送信垂直角は、図８の（Ａ）の送信垂直角よりも水平に近い。

その結果、図８の（Ｂ）の場合は図８の（Ａ）の場合よりも検知波が遠方で測定面に達し距離測定範囲３が広がる。そして図８の（Ｂ）の場合は、図８の（Ａ）の場合よりも測定点間の間隔ｄ及びｗが大きくなる。上述の通り、電子装置１は、起伏内の測定点の個数が閾値以上であると起伏検出通知を出力する。したがって、測定点間の間隔ｄ及びｗが大きくなると、起伏検出通知が出力される起伏の寸法の下限が増大してしまう。このため、本実施例では、電子装置１の姿勢角を測定し、姿勢角に応じて検出閾値Ｍ及びＮを補正する。

＜２．１．電子装置のハードウエア構成及び機能構成の第２例＞
図９は、電子装置１のハードウエア構成の第２例を示す図である。図５に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付する。また、図５を参照して説明した各構成要素の動作と同一の動作については説明を省略する。図１０は、電子装置１の機能ブロック図の第２例である。図６に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付する。また、図６を参照して説明した各構成要素の動作と同一の動作については説明を省略する。

電子装置１は、電子装置１の姿勢角θを測定するためのジャイロセンサ３０を備える。電子装置１は、ジャイロセンサ３０に代えて又は加えて、姿勢角θを測定する他のセンサを備えてもよい。電子装置１は、重力加速度方向に基づいて電子装置１の姿勢角θを測定する加速度センサを備えてもよい。

図１１は、電子装置１の姿勢角θの測定処理の一例の説明図である。参照符号４０は、ミリ波センサ１８からミリ波が送信される角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨを示し、参照符号４０は送信範囲ＲΦ及びＲΨの中心軸を示す。電子装置１の姿勢角θは、ジャイロセンサ３０は、中心軸４１が鉛直方向４２となす角度を姿勢角θとして検出する。

図１２は、寸法閾値の補正例の第１例の説明図である。電子装置１の姿勢角θに応じて、奥行きの閾値Ｍと幅の閾値Ｎをそれぞれ補正するための補正係数ＣＭ１及びＣＮ１が予め定められる。図１２の補正係数ＣＭ１は、姿勢角０度、１０度、２０度、…５０度、６０度において、それぞれ「１．０」、「０．９」、「０．８」、…「０．５」及び「０．４」である。補正係数ＣＮ１も同様に定められる。

これら、補正係数ＣＭ１及びＣＮ１は、補助記憶装置１１に格納される。起伏検出処理部２０は、ジャイロセンサ３０が測定した姿勢角θに応じた補正係数ＣＭ１及びＣＮ１を選択する。起伏検出処理部２０は、選択した補正係数ＣＭ１及びＣＮ１を乗じることによって閾値Ｍ及びＮを補正する。

＜２．２．電子装置による起伏検出処理の第２例＞
図１３は、電子装置１による起伏検出処理の第２例の説明図である。オペレーションＢＡ及びオペレーションＢＢの動作は、図７のオペレーションＡＡ及びＡＢの動作と同様である。オペレーションＢＣにおいてジャイロセンサ３０は、電子装置１の姿勢角θを測定する。オペレーションＢＤ及びオペレーションＢＥの動作は、図７のオペレーションＡＣ及びＡＤの動作と同様である。

オペレーションＢＦにおいて起伏検出処理部２０は、ジャイロセンサ３０が測定した姿勢角θに応じた補正係数を選択する。起伏検出処理部２０は、選択した補正係数により閾値Ｍ及びＮを補正する。オペレーションＢＧ及びオペレーションＢＨの動作は、図７のオペレーションＡＥ及びＡＦの動作と同様である。

＜２．３．効果＞
本実施例によれば、起伏検出通知が出力される起伏の寸法の下限が、電子装置１の姿勢角θによって変化することを低減することができる。このため、電子装置１の用途に応じたそれぞれの規模以上の起伏を検出する精度を向上することができる。なお、第２実施例は、以下に説明する第３実施例〜第５実施例と組み合わせることができる。

＜３．第３実施例＞
続いて、他の実施例について説明する。上記「２．第２実施例」に記載のとおり、電子装置１の姿勢角θによって距離測定範囲３が変化する。過度に広い範囲について距離測定を一様に行っても無駄に電力を消費する。このため本実施例では、電子装置１は、距離測定範囲３を、ミリ波の送信方向の変化ステップ幅が異なる複数の測定範囲に分ける。そして、電子装置１は、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を電子装置１の姿勢角θに応じて拡縮する。例えば、姿勢角θが増大するほど、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を縮小させる。

図１４の（Ａ）及び図１４の（Ｂ）は、細かいステップ幅で測定する範囲を姿勢角に応じて変化させる処理の一例の説明図である。図１４の（Ｂ）において検知波を送信する角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨは図１４の（Ａ）の角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨと同じであるが、図１４の（Ｂ）の送信垂直角は、図１４の（Ａ）の送信垂直角よりも水平に近い。このため、図１４の（Ｂ）の場合は図１４の（Ａ）の場合よりも距離測定範囲３が広がる。

参照符号４ａは、より細かいステップ幅で送信方向を変化させたミリ波が到達する第１の測定範囲を示し、参照符号４ｂは、より荒いステップ幅で送信方向を変化させたミリ波が到達する第２の測定範囲を示す。例えば、第２の測定範囲におけるステップ幅は第１の測定範囲におけるステップ幅の４倍であってよい。図１４の（Ｂ）の場合は、姿勢角θが図１４の（Ａ）の場合に比べて大きいため、電子装置１は、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を縮小する。その結果、距離測定範囲３に占める第１の測定範囲が小さくなっている。

水平方向について、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を縮小する場合には、例えば、電子装置１は、角度変位の範囲の中心からみてより外側の送信方向から順次ステップ幅を増大させる。垂直方向について、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を縮小する場合に、例えば、電子装置１は、ミリ波がより遠方の測定面２に到達する送信方向から順次ステップ幅を増大させる。このように角度変位の範囲を変化させることで、ユーザにより近い範囲では細かいステップ幅での距離測定を維持し、起伏検出精度を保つことができる。

図１５は、細かいステップ幅で測定する範囲の補正例の一例の説明図である。電子装置１の姿勢角θに応じて、細かいステップ幅で測定する範囲の補正係数ＣＡが予め定められる。図１５の補正係数ＣＡは、姿勢角０度、１０度、２０度、…８０度、９０度において、それぞれ「１．０」、「０．９」、「０．８」、…「０．２」及び「０．１」である。

補正係数ＣＡは、補助記憶装置１１に格納される。起伏検出処理部２０は、ジャイロセンサ３０が測定した姿勢角θに応じた補正係数ＣＡを選択する。起伏検出処理部２０は、角度変位の範囲ＲΦ及びＲΨに補正係数ＣＡを乗じることによって、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を決定する。起伏検出処理部２０は、決定した角度変位の範囲において細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化し、残りの範囲で荒いステップ幅で送信方向を変化するように、ミリ波センサ１８を駆動する。

なお、他の実施例では、姿勢角θに応じて細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を拡縮するのに代えて、又は加えて、電子装置１は、姿勢角θに応じてミリ波の送信範囲ＲΦ及び／又はＲΨ自体を拡縮してもよい。

図１６は、電子装置１による起伏検出処理の第３例の説明図である。オペレーションＣＡ及びオペレーションＣＢの動作は、図７のオペレーションＡＡ及びＡＢの動作と同様である。オペレーションＣＣにおいてジャイロセンサ３０は、電子装置１の姿勢角θを測定する。オペレーションＣＤにおいて起伏検出処理部２０は、細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化させる角度変位の範囲を決定する。

オペレーションＣＥにおいてミリ波センサ１８は、直角及び水平角の異なる複数の方向においてミリ波が測定面２まで到達する距離を測定する。このとき起伏検出処理部２０は、オペレーションＣＤで決定した角度変位の範囲において細かいステップ幅でミリ波の送信方向を変化し、残りの範囲で荒いステップ幅で送信方向を変化するように、ミリ波センサ１８を駆動する。オペレーションＣＦ〜オペレーションＣＨの動作は、図７のオペレーションＡＤ〜ＡＦの動作と同様である。

本実施例によれば、電子装置１の姿勢角θによって距離測定範囲３が広がっても、細かいステップ幅で距離測定を行う範囲又は測定範囲それ自体の拡大を低減することができる。このため電子装置１の消費電力を低減することができる。なお、第３実施例は、以下に説明する第４実施例及び第５実施例と組み合わせることができる。

＜４．第４実施例＞
続いて、他の実施例について説明する。本実施例では、電子装置１による起伏検出に先立ってユーザが電子装置１を保持する高さを測定し、測定した高さに応じて検出閾値Ｍ及びＮを補正する。

検出閾値Ｍ及びＮを補正する第１のシナリオは、ユーザの足の大きさの個人差への対応である。すなわち、電子装置１を保持する高さが高いユーザは、背が高く足が大きい傾向にある。したがってこのシナリオに従い補正する場合には、電子装置１を保持する高さが高い程、起伏検出通知が出力される起伏の寸法の下限を増やすために閾値を大きくする。

検出閾値Ｍ及びＮを補正する第２のシナリオは、測定点間の間隔の変化への対応である。すなわち、電子装置１を保持する高さが高い場合には、測定点間の間隔が開き、起伏検出通知が出力される起伏の寸法の下限が増大する。したがってこのシナリオに従い補正する場合には、起伏検出通知が出力される起伏の寸法の下限の増大を低減するように、電子装置１を保持する高さが高い程、閾値を小さくする。

図１７に、電子装置１の保持位置の測定処理の一例を示す。電子装置１の保持位置の高さを測定する場合には、ユーザ１００は、高さ測定用のミリ波４３の送信方向が、測定面２に対して垂直になるように電子装置１の姿勢角θを０度にする。電子装置１は、高さ測定処理の間に、ジャイロセンサ３０による姿勢角θの測定結果を表示装置１６に表示してよい。また電子装置１は、ジャイロセンサ３０による姿勢角θの測定値が「０」になったときに、ミリ波センサ１８の測定値を取得してよい。

図１８は、第１のシナリオに従う寸法閾値の補正例を示す。測定面２から電子装置１の保持位置までの高さの測定距離に応じて、奥行きの閾値Ｍと幅の閾値Ｎをそれぞれ補正するための補正係数ＣＭ２及びＣＮ２が予め定められる。図１８の補正係数ＣＭ２は、測定距離５０ｃｍ、５５ｃｍ、…７０ｃｍ、…９０ｃｍ及び９５において、それぞれ「０．８」、「０．８５、…「１．００」、…「１．２０」及び「１．２５」である。補正係数ＣＮ２も同様に定められる。

これら、補正係数ＣＭ２及びＣＮ２は、補助記憶装置１１に格納される。起伏検出処理部２０は、ジャイロセンサ３０が測定した姿勢角θに応じた補正係数ＣＭ１及びＣＮ１を選択する。起伏検出処理部２０は、選択した補正係数ＣＭ２及びＣＮ２を乗じることによって閾値Ｍ及びＮを補正する。

図１９は、電子装置１による起伏検出処理の第４例の説明図である。オペレーションＤＡにおいてミリ波センサ１８は、ユーザが電子装置１の保持した位置の高さを測定する。オペレーションＤＢにおいて起伏検出処理部２０は、ミリ波センサ１８が測定した電子装置１の保持位置の高さに応じた補正係数を選択する。起伏検出処理部２０は、選択した補正係数により閾値Ｍ及びＮを補正する。オペレーションＤＣ〜ＤＨの動作は、図７のオペレーションＡＡ〜ＡＦの動作と同様である。

本実施例によれば、ユーザの足の大きさの個人差や電子装置１の保持位置に起因する測定点間の間隔の変化に応じた閾値Ｍ及びＮの補正が可能になる。なお、第４実施例は、以下に説明する第５実施例と組み合わせることができる。

＜５．第５実施例＞
続いて、他の実施例について説明する。本実施例では、起伏検出処理時に、表示装置１６のフォアグラウンドで実行されているアプリケーションプログラムの種類に応じて、起伏検出通知の態様が選択される。例えば、電子装置１は、各プログラムの画面表示の変化のリアルタイム性、すなわち時間経過に対する画面表示の変化の大きさに応じて、起伏検出通知の態様を変えてよい。

時間経過に対する画面表示の変化が少ないアプリケーションがフォアグラウンドで実行されている場合には、視覚効果が小さな起伏検出通知でもユーザは認識することができる。例えば、電子メールやウェブブラウザなどの時間経過に対する画面表示の変化が少ないアプリケーションがフォアグラウンドで実行されている場合には、電子装置１は、ある周期で背景色を変化させる程度の視覚効果が小さい起伏検出通知を出力する。

一方で、時間経過に対する画面表示の変化が大きなアプリケーションがフォアグラウンドで実行されている場合には、視覚効果が大きな起伏検出通知を出力することによって、ユーザに起伏検出通知を認識させる。このようなアプリケーションとしては、例えば、ゲーム、動画再生プログラム、撮影プログラムなどがある。このようなアプリケーションがフォアグラウンドで実行されている場合には、電子装置１は、危険を知らせるダイアログなど、視覚効果が大きい起伏検出通知を出力する。

図２０は、電子装置１による起伏検出処理の第５例の説明図である。オペレーションＥＡ〜ＥＥの動作は、図７のオペレーションＡＡ〜ＡＥの動作と同様である。オペレーションＥＦにおいて通知処理部２１は、表示装置１６のフォアグラウンドで実行されているアプリケーションプログラムを特定する。オペレーションＥＧにおいて通知処理部２１は、特定したプログラムの種類に応じて、出力する起伏検出通知を決定する。オペレーションＥＨにおいて起伏検出通知を表示装置１６に出力する。その後に処理はオペレーションＥＣへ戻る。

本実施例によれば、表示装置１６のフォアグラウンドで実行されているアプリケーションプログラムの種類に応じて、適切な起伏検出通知を選択することができる。このため、画面表示の変化のリアルタイム性が高いソフトウエアを実行している際にユーザが起伏検出通知を見過ごす恐れを低減することができる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各前記検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサと、プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて前記検知波を反射する測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、
前記起伏又は障害物の前記測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理と、
を実行することを特徴とする起伏検出装置。
（付記２）
前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
前記プロセッサは、
前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の起伏検出装置。
（付記３）
前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサが第１ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第１測定範囲と、第２ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第２測定範囲と、を変更する処理を実行する、ことを特徴とする付記２に記載の起伏検出装置。
（付記４）
前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサによる測定範囲を変更する処理を実行する、ことを特徴とする付記２に記載の起伏検出装置。
（付記５）
前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサが第１ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第１測定範囲と、第２ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第２測定範囲と、を変更する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の起伏検出装置。
（付記６）
前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサによる測定範囲を変更する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の起伏検出装置。
（付記７）
前記プロセッサは、前記起伏検出装置から前記測定面までの距離に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする付記１〜６のいずれか一項に記載の起伏検出装置。
（付記８）
前記プロセッサは、前記２次元距離センサによって前記起伏検出装置から前記測定面までの距離を取得する処理を実行することを特徴とする付記７に記載の起伏検出装置。
（付記９）
前記プロセッサは、
前記起伏検出装置が所定の姿勢にある状態で、前記２次元距離センサによって前記測定面から前記起伏検出装置までの距離を取得する処理と、
前記起伏検出装置から前記測定面までの距離に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする付記２〜６のいずれか一項に記載の起伏検出装置。
（付記１０）
前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
前記プロセッサは、
前記起伏検出装置が所定の姿勢にある状態で、前記２次元距離センサによって前記測定面から前記起伏検出装置までの距離を取得する処理と、
前記起伏検出装置から前記測定面までの距離に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の起伏検出装置。
（付記１１）
前記起伏検出装置は表示装置を備え、
前記プロセッサは、
前記プロセッサにより前記表示装置のフォアグラウンドで実行されているアプリケーションプログラムを特定する処理と、
特定された前記アプリケーションプログラムに応じて出力する前記起伏検出通知を決定する処理と、
を実行することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一項に記載の起伏検出装置。
（付記１２）
電子装置に設けられて垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各前記検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサにより、測定面の各点までの距離を測定し、
前記電子装置に備えられるプロセッサに、
前記２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて前記測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、
前記起伏又は障害物の前記測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理と、
を実行させることを特徴とする起伏検出方法。

１ 電子装置
１０ プロセッサ
１８ ミリ波センサ
１００ ユーザ

Claims (8)

1. 垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各前記検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサと、プロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、
   前記２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて前記検知波を反射する測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、
   前記起伏又は障害物の前記測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理と、
   を実行することを特徴とする起伏検出装置。
2. 前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
   前記プロセッサは、
   前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の起伏検出装置。
3. 前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサが第１ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第１測定範囲と、第２ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第２測定範囲と、を変更する処理を実行する、ことを特徴とする請求項２に記載の起伏検出装置。
4. 前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
   前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサが第１ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第１測定範囲と、第２ステップ幅ずつ異なる方向において距離を測定する第２測定範囲と、を変更する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の起伏検出装置。
5. 前記起伏検出装置の姿勢角を検出する姿勢センサを備え、
   前記プロセッサは、前記姿勢センサにより測定された姿勢角に応じて、前記２次元距離センサによる測定範囲を変更する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の起伏検出装置。
6. 前記プロセッサは、前記起伏検出装置から前記測定面までの距離に応じて前記閾値を補正する処理を実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の起伏検出装置。
7. 前記起伏検出装置は表示装置を備え、
   前記プロセッサは、
   前記プロセッサにより前記表示装置のフォアグラウンドで実行されているアプリケーションプログラムを特定する処理と、
   特定された前記アプリケーションプログラムに応じて出力する前記起伏検出通知を決定する処理と、
   を実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の起伏検出装置。
8. 電子装置に設けられて垂直角及び水平角の異なる複数方向に距離測定用の検知波を送信し各前記検知波を反射する物体までのそれぞれの距離を測定する２次元距離センサにより、測定面の各点までの距離を測定し、
   前記電子装置に備えられるプロセッサに、
   前記２次元距離センサにより異なる方向で測定された距離差に基づいて前記測定面の起伏又は障害物を検出する処理と、
   前記起伏又は障害物の前記測定面における面内寸法が閾値以上の場合に起伏検出通知を出力する処理と、
   を実行させることを特徴とする起伏検出方法。

Images