JP2014203395A - 携帯端末、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末へのデータ入力中に発生し得る事故を防止することを目的とする。【解決手段】入力装置及び加速度センサを有する携帯端末であって、前記加速度センサにより検出される加速度を取得する取得部と、前記加速度の変化量と、所定の期間における前記変化量の積算値を算出する算出部と、前記変化量及び前記積算値が第一の条件を満たすか判定する判定部と、前記第一の条件が満たされたとき、前記入力装置による入力を禁止する制御部と、を有する、携帯端末を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、携帯端末、制御方法及びプログラムに関する。

近年、多くの設備や施設の点検を行う際のデータ入力又は整理のために、スマートフォンやタブレット端末のような端末が用いられるようになっている。設備や施設の点検が屋外で実施される場合には、交通や人の往来がある場所で、点検作業やデータ入力作業を行うこととなる。

点検作業の実施時には、交通から作業者の安全を守るため、交通誘導員が配置されるのが一般的である。一方で、点検作業が終了した後のデータ入力は、作業員により、歩行又は移動中になされることもある。

特許文献１には、ユーザが携帯端末を回転させているとき、入力制限を行う技術を開示している。

特開２０１２−６９０４５号公報

移動中に携帯端末へデータ入力を行う行為は、作業員の不注意を招き、例えば他の交通又は障害物等との衝突のような、事故を招く可能性がある。従って、そのような事故を防止する技術が望まれるが、従来の技術では、そのような事故を効果的に防止することができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、携帯端末へのデータ入力中に発生し得る事故を防止することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するため、本発明の一実施形態における携帯端末は、
入力装置及び加速度センサを有する携帯端末であって、
前記加速度センサにより検出される加速度を取得する取得部と、
前記加速度の変化量と、所定の期間における前記変化量の積算値を算出する算出部と、
前記変化量及び前記積算値が第一の条件を満たすか判定する判定部と、
前記第一の条件が満たされたとき、前記入力装置による入力を禁止する制御部と、
を有する。

また、本発明の一実施形態における制御方法は、
入力装置及び加速度センサを有する携帯端末が実行する制御方法であって、
前記加速度センサにより検出される加速度を取得する取得段階と、
前記加速度の変化量と、所定の期間における前記変化量の積算値を算出する算出段階と、
前記変化量及び前記積算値が第一の条件を満たすか判定する判定段階と、
前記第一の条件が満たされたとき、前記入力装置からの入力を禁止する制御段階と、
を有する。

また、本発明の一実施形態におけるプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、携帯端末へのデータ入力中に発生し得る事故を防止することができる。

本発明の一実施形態における携帯端末の加速度センサの軸を示す図。 本発明の一実施形態における携帯端末の基準状態を示す図。 本発明の一実施形態における携帯端末のハードウェア構成例を表す図。 本発明の一実施形態における携帯端末の機能ブロック図。 本発明の一実施形態における状態モデルを説明する図。 本発明の一実施形態における状態モデルの判定条件を示す図。 本発明の一実施形態における判定条件の閾値を示す図。 本発明の一実施形態における携帯端末の処理を表すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

１．概要
２．ハードウェア構成
３．機能
４．動作例

≪ １．概要 ≫
まず始めに、図１を用いて、本発明の一実施形態における携帯端末の概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態における携帯端末１の外観を表している。図１の携帯端末１は、スマートフォン又はタブレット端末のような、持ち運び可能な装置である。携帯端末１は、タッチパネルディスプレイを備え、指やスタイラス等による直感的な入力操作を受け付ける。また、携帯端末１は、図１に示すように、当該携帯端末１の三軸方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の加速度を検出可能な加速度センサを備える。

ここで、本実施形態における携帯端末１の加速度センサは、図１に示すように、ディスプレイと垂直方向をｚ軸とする（ディスプレイの表示面側を正方向、背面側を負方向）。また、ユーザが携帯端末１を所持したとき、ユーザに近い側のディスプレイの辺と垂直な方向をｘ軸とする（ディスプレイの上側が正方向、下側が負方向）。さらに、ｘ軸と直交する軸をｙ軸とする（ユーザがディスプレイに相対した場合、右側が正方向、左側が負方向）。但し、軸の方向の定義は、任意である。

本発明の一実施形態における携帯端末１は、加速度センサによって一定間隔で検出される加速度の変化量と、所定の時間内に検出された該変化量の積算値とを用いて、ユーザによる当該携帯端末１の所持状態を判定する。そして、所持状態に応じて、入力や表示を制限することにより，ユーザの他の交通又は人との衝突のような事故を未然に防止する。

携帯端末１は、具体的に、以下の所持状態を検出することができる。
Ａ：ディスプレイを見ながら歩行中
Ｂ：体側に片手で持った状態で歩行中
Ｃ：胸元で抱えた状態で歩行中
Ｄ：停止して画面を確認中又は入力中
各所持状態は、予め実験によって求められた、加速度の変化量及び該変化量の積算値の閾値によって、規定される。すなわち、携帯端末１は、検出した加速度の変化量及び該変化量の積算値が、ある所定の閾値を満たした場合に、その閾値と対応する所持状態となったものと判断することができる。そして、携帯端末１は、検出した所持状態に応じて、以下のような制御を行う。
Ａと判定された場合：ディスプレイは表示するが、入力を禁止する 又は
ディスプレイをオフにする 又は
警告メッセージを表示する
（例えば、歩行中にディスプレイを注視すると危険であることを
示すメッセージ等）
Ｂと判定された場合：ディスプレイをオフにする 又は
スタンバイ状態に移行する
Ｃと判定された場合：ディスプレイをオフにする 又は
スタンバイ状態に移行する
なお、上記の何れとも判定されなかった場合には、特に制御は行わず、通常の動作状態となる。

以下、上記機能を実現する携帯端末１のハードウェア構成、機能、及び動作例について、詳細に説明する。

≪ ２．ハードウェア構成 ≫
次に、図３を用いて、本発明の一実施形態における携帯端末１のハードウェア構成を説明する。図３には、これらの装置が備える様々な要素のうち、本実施形態の説明に特に関連する要素が示されている。携帯端末１は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、加速度センサ１４と、入力装置１５と、表示装置１６と、通信装置１７と、バス１８を備える。

ＣＰＵ１１は、携帯端末１の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１のワークエリアを構成する。ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。加速度センサ１４は、三軸方向の加速度を検出する。入力装置１５は、タッチパネルのような、ユーザからの操作入力を受け付ける装置である。表示装置１６は、タッチパネルと重畳して設けられる、液晶ディスプレイのような装置である。通信装置１７は、移動体通信網又は無線ＬＡＮ等により、外部の装置と通信するための装置である。バス１８は、上記の各装置を相互に接続する。

なお、本発明の一実施形態における携帯端末１は、通信装置１７を備えなくてもよい。また、携帯端末１は、上述した装置に加えて、位置情報を取得するためのＧＰＳ受信装置や、カメラのような撮像装置や、角速度を検出するジャイロセンサや、地磁気により向きを検出する地磁気センサや、通話のためのマイク及びスピーカ等を備えても良い。

≪ ３．機能 ≫
次に、図４を用いて、本発明の一実施形態における携帯端末１の機能ブロックを説明する。図４には、これらの装置が備える様々な要素のうち、本実施形態の説明に特に関連する要素が示されている。携帯端末１は、取得部１０１と、基準値格納部１０２と、算出部１０３と、結果格納部１０４と、閾値格納部１０５と、判定部１０６と、制御情報格納部１０７と、入力受付部１０８と、入力制御部１０９と、表示部１１０と、表示制御部１１１と、状態制御部１１２とを有する。

取得部１０１は、加速度センサ１４によって実現され、加速度センサ１４が検出した加速度（各軸に生じる加速度に応じたスカラー量の数字）を取得する。取得部１０１は、ユーザが歩行時の足を動かす周期に対して、十分短い時間間隔Δtで、加速度を取得することができる。

基準値格納部１０２は、ＲＯＭ１３によって実現され、基準状態における加速度の基準値を格納する。基準状態とは、図２に示すように、ユーザが、当該携帯端末１を、水平面に対してθ度傾けており、表示装置１６の下側の辺が、水平位置にある状態をいう（θはユーザごとに異なり得る）。また、基準状態における加速度の基準値とは、基準状態において取得部１０１が取得する三軸方向の加速度である。基準状態における加速度の基準値は、以下のようにして求めることができる。

まず、一般に、取得部１０１が、時刻ｔにおいて取得する、三軸方向の加速度D_x,D_y,D_zは、以下の式で表される。ここで、重力加速度は、９．８m/s²とする。

ここで、基準状態における加速度の基準値D_x0、D_y0、D_z0は、A_x(t)、A_y(t)、A_z(t)が常に０となることから、例えば、θが２５度となるような場合には、
D_x0=0
D_y0=4.1
D_z0=8.9
となる。

基準値格納部１０２は、このようにして求めた基準状態における加速度の基準値を格納する。なお、基準状態は、ユーザの端末の持ち方又は身体的条件等により異なり得る。そのため、θの値は、ユーザごとに異なる値となり得る。また、ユーザが完全に静止することは困難であるため、取得部１０１の出力に対して平均化処理や低域通過フィルタを適用して、おおむね基準状態であることを判別してもよい。

なお、基準状態における加速度の基準値は、通常、ユーザによるキャリブレーション等により、予め設定される。しかしながら、当該携帯端末１が、基準状態が保たれたと判断できた場合（例えば、ｘ軸方向の加速度が０となり、ディスプレイの下辺が所定時間水平に保たれた等）には、その時に取得した加速度を、基準値として設定してもよい。

算出部１０３は、主にＣＰＵ１１の処理によって実現され、取得部１０１が取得した加速度と、基準値格納部１０２に格納された基準値をもとに、加速度の変化量と、所定の期間における加速度の変化量の積算値とを算出する。以下、その算出方法について説明する。

まず、基準値格納部１０２に格納された基準状態における加速度の基準値と、取得部１０１が取得した加速度との差S_x(t)、S_y(t)、S_z(t)を、以下のように表す。

算出部１０３は、取得部１０１が加速度を取得する間隔Δtで、S_x(t)、S_y(t)、S_z(t)の微分値及び積分値を算出する。

ここで、所定の期間をｎ秒とし、任意の時刻の加速度をｊ番目の加速度とすると、ｊ番目の微分値Δx_j、Δy_j、Δz_jは、以下のように表される。

算出部１０３は、Δtごとに、上述した式により、加速度の微分値（変化量）であるΔx_j、Δy_j、Δz_jを算出し、これらを結果格納部１０４に格納する。

また、n＝Δt×Mとし、Ｍは、１００程度の整数（携帯端末１の条件等により任意に設定される）とすると、j番目の積分値Xj、Yj、Zjは、以下のように表される。

ここで、a=j-n/Δtである。算出部１０３は、Δtごとに、上述した式により、所定の期間ｎにおける、加速度の変化量の積算値であるXj、Yj、Zjを算出し、これらを結果格納部１０４に格納する。

結果格納部１０４は、ＲＯＭ１３によって実現され，算出部１０３が算出した加速度の変化量と速度とを格納する。

閾値格納部１０５は、ＲＯＭ１３によって実現され、算出部１０３が算出した加速度の変化量と、所定の時間ｎにおける変化量の積算値に対する閾値を格納する。加速度の変化量は軸ごとに求められるため、閾値は、６つ存在することになる。当該閾値は、上述した携帯端末１の所持状態ごとに、事前の実験によって求められた加速度の変化量と、所定期間ｎにおけるその変化量の累計値であり、携帯端末１の現在の所持状態を判定するために用いられる。各所持状態における閾値の例を図７に示す。ここで、Δｔ時間内の加速度の変化量の閾値をW_x、W_y、W_zで表し、現在時刻から所定の時間前までの期間ｎにおける、加速度の変化量の積算値をL_x、L_y、L_zで表す。

判定部１０６は、主にＣＰＵ１１の処理によって実現され、結果格納部１０４に格納された加速度の変化量Δx_j、Δy_j、Δz_j及びその積算値Xj、Yj、Zjと、閾値格納部１０５に格納された閾値とを比較し、当該携帯端末１の所持状態がＡ−Ｄの何れであるかを判定する。判定部１０６は、例えば、取得部１０１が加速度を取得する、Δｔ時間ごとに、判定を行っても良い。

図６は、判定部１０６が各所持状態を判定するために用いる判定式を示している。図６に示される所持状態は、既に述べた４つの状態に対応する。判定式は、実際の加速度の変化量又はその変化量の所定の時間ｎにおける積算値（左辺）と、閾値（右辺）との大小関係を規定している。当該判定式が真となる場合に、判定部１０６は、当該所持状態であると判定する。

ここで、図６に示される条件が全て満たされるケースがある場合には、所持状態の優先順位を別途定義して、何れの所持状態とするかを決定するようにしてもよい。

制御情報格納部１０７は、所持状態に応じた制御内容を定義する制御情報を格納する。図５は、制御情報を格納するテーブルの例を表す。ここでは、上述した４つの所持状態に対して、それぞれ、「入力禁止」、「表示部の電源オフ」、「なし」のような制御内容を割り当てている。ここで、例えば、所持状態が「Ａ」である場合（ディスプレイを見ながら歩行中）に、「入力禁止」とする制御がなされる。しかしながら、この例に限られず、例えば、所持状態が「Ａ」である場合に、「ディスプレイをオフにする」等の制御内容を定義しても良い。このような設定によって、入力を禁止して事故を防止するだけでなく、使用電力を低減させることもできる。

入力受付部１０８は、入力装置１５によって実現され、ユーザからの操作入力を受け付ける。

入力制御部１０９は、主にＣＰＵ１１の処理及び入力装置１５によって実現され、判定部１０６の判定した所持状態に応じて、ユーザからの操作入力を制御する。入力制御部１０９は、判定部１０６による判定がなされると、制御情報格納部１０７に格納された制御情報（図５）を参照し、如何なる制御を行うべきか判断する。図５の制御情報の例では、判定部１０６が、所持状態が「Ａ」であると判定したとき、入力受付部１０８が、ユーザからの入力操作を受け付けないように制御する。

表示部１１０は、表示装置１６によって実現され、ユーザに対して情報を提示する。

表示制御部１１１は、主にＣＰＵ１１の処理及び表示装置１６によって実現され、判定部１０６の判定した所持状態に応じて、表示を制御する。表示制御部１１１は、判定部１０６による判定がなされると、制御情報格納部１０７に格納された制御情報（図５）を参照し、如何なる制御を行うべきか判断する。図５の制御情報の例では、判定部１０６が、所持状態が「Ｂ」又は「Ｃ」であると判定したとき、表示部１０９の動作を停止（表示装置１６の電源供給を停止）する。

状態制御部１１２は、主にＣＰＵ１１の処理によって実現され、判定部１０６の判定した所持状態に応じて、当該携帯端末１の省電力状態を制御する。省電力状態は、携帯端末１の種類によって様々である。例えば、動作状態をメモリに保持し、メモリ以外の不要な機能を停止させる、スタンバイ状態等がある。状態制御部１１２は、判定部１０６による判定がなされると、制御情報格納部１０７に格納された制御情報（図５）を参照し、如何なる制御を行うべきか判断する。図５の制御情報には例示されていないが、例えば、判定部１０６が、所持状態が「Ｂ」又は「Ｃ」であると判定したとき、スタンバイ状態に移行するよう制御を行っても良い。

以上の機能により、本発明の一実施形態における携帯端末１は、取得した加速度から、現在の携帯端末の所持状態を判定し、それに応じた制御を行うことができる。そして、所持状態が、歩行中に画面を確認している場合等、ユーザの不注意による事故の発生の可能性がある状況では、入力を受け付けないような制御を行い、未然に事故の発生を防ぐことができる。また、ユーザが携帯端末を抱えて移動している際には、ディスプレイの表示をオフにしたり、スタンバイ状態に移行させることにより、無駄な電力消費を抑えることができる。

≪ ４．動作例 ≫
次に、図８を用いて、本発明の一実施形態における携帯端末１の処理フローを説明する。図８の処理は、所定の時間間隔Δtごとに繰り返し実行される。

ステップＳ１０１において、取得部１０１は、加速度を取得する。

ステップＳ１０２において、算出部１０３は、ステップＳ１０１で取得した加速度を用いて、時間Δtにおける加速度の変化量を算出する。

ステップＳ１０３において、算出部１０３は、ステップＳ１０１で取得した加速度を用いて、直前の期間ｎ秒間における、加速度の変化量の積算値を算出する。

ステップＳ１０４において、判定部１０６は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３で求めた値と、閾値とを比較し、現在の所持状態が、所持状態Ａ−Ｄの何れであるか判定する。

ステップＳ１０５において、所持状態が、直前の所持状態から変化した場合には、ステップＳ１０６に進み、そうでない場合には、処理を終了する。

ステップＳ１０６において、ステップＳ１０４で判定した所持状態が「Ａ」である場合には、ステップＳ１０７に進み、「Ｂ」である場合には、ステップＳ１０８に進み、「Ｃ」である場合には、ステップＳ１０９に進み、何れにも該当しない場合には、処理を終了する。

ステップＳ１０７において、入力制御部１０８は、ユーザによる、入力受付部１０７からの入力を禁止する。

ステップＳ１０８において、表示制御部１１０は、表示装置１６の電源をオフにする。

ステップＳ１０９において、表示制御部１１０は、表示装置１６の電源をオフにする。

１ 携帯端末
１０１ 取得部
１０２ 基準値格納部
１０３ 算出部
１０４ 結果格納部
１０５ 閾値格納部
１０６ 判定部
１０７ 制御情報格納部
１０８ 入力受付部
１０９ 入力制御部
１１０ 表示部
１１１ 表示制御部
１１２ 状態制御部

Claims (7)

1. 入力装置及び加速度センサを有する携帯端末であって、
   前記加速度センサにより検出される加速度を取得する取得部と、
   前記加速度の変化量と、所定の期間における前記変化量の積算値を算出する算出部と、
   前記変化量及び前記積算値が第一の条件を満たすか判定する判定部と、
   前記第一の条件が満たされたとき、前記入力装置による入力を禁止する制御部と、
   を有する、携帯端末。
2. 前記第一の条件は、前記変化量及び前記積算値が、第一の閾値より大きい場合に満たされる、
   請求項１に記載の携帯端末。
3. 当該携帯端末は表示装置を有し、
   前記判定部は、前記変化量及び前記積算値が第二の条件を満たすかを判定し、
   前記第二の条件は、前記変化量及び前記積算値が、前記第一の閾値とは異なる第二の閾値より大きい場合に満たされ、
   前記制御部は、前記第二の条件が満たされたとき、前記表示装置の表示を停止させる、
   請求項２に記載の携帯端末。
4. 前記第一の閾値及び前記第二の閾値は、当該携帯端末が保持された状態に合わせて定められる、
   請求項２又は３に記載の携帯端末。
5. 前記加速度センサは、三軸方向の加速度を検出可能な加速度センサであり、
   前記変化量及び前記積算値は、それぞれ前記三軸方向について算出される、
   請求項１ないし４の何れか一項に記載の携帯端末。
6. 入力装置及び加速度センサを有する携帯端末が実行する制御方法であって、
   前記加速度センサにより検出される加速度を取得する取得段階と、
   前記加速度の変化量と、所定の期間における前記変化量の積算値を算出する算出段階と、
   前記変化量及び前記積算値が第一の条件を満たすか判定する判定段階と、
   前記第一の条件が満たされたとき、前記入力装置からの入力を禁止する制御段階と、
   を有する、制御方法。
7. 請求項６に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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