JP2014232081A - 速度検出装置とその制御方法、携帯機器、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】速度の検出結果が誤検出であるか否かを高精度に判定する。
【解決手段】本発明の速度検出装置は、移動体の速度を所定の時間間隔で検出する速度検出部と、前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する加速度検出部と、所定期間における前記速度検出部の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度算出部の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度検出部の検出結果が誤検出であるか否かを判定する制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、速度検出装置とその制御方法、携帯機器、および、プログラムに関する。

近年、携帯電話、スマートフォンなどの携帯機器の中には、携帯機器の位置を検出する位置検出機能や、携帯機器の移動速度を検出する速度検出機能を備えるものがある。このような携帯機器によれば、携帯機器の位置や移動速度の検出結果に応じた種々のサービスを提供することができる。

携帯機器の移動速度を検出する方法としては、無線信号を受信して、その無線信号のドップラー周波数やフェージングピッチ（フェージングによる無線信号の受信電界強度の落ち込みの間隔）を検出し、検出結果に基づいて移動速度を検出する方法、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号に基づいて携帯機器の位置を検出し、検出位置の変化に基づいて移動速度を検出する方法などがある。

一般に、ドップラー周波数やフェージングピッチの検出結果に基づいて速度を検出する方法では、検出結果に大きな誤差が含まれていることが多い。一方、ＧＰＳ信号を用いて速度を検出する方法では、ドップラー周波数やフェージングピッチの検出結果に基づいて速度を検出する方法と比べて、検出結果に含まれる誤差は少ない。しかし、ＧＰＳ信号を用いて速度を検出する方法においても、建物の影となる場所、屋内、地下などのＧＰＳ信号を受信しにくいエリアでは、検出結果に大きな誤差が含まれてしまうことがある。

上述したように、検出方法によらず、速度の検出結果に大きな誤差が含まれる誤検出が起こることがある。そこで、一般に、検出結果が誤検出であるか否かを判定し、検出結果が誤検出であると判定された場合には、その検出結果を補正することが行われている。こうすることで、より精度の高い速度データを得ることができる。

特許文献１（特開平７−１３４０４０号公報）および特許文献２（特開２００６−１２６０１８号公報）には、所定の時間間隔で移動体の速度を検出し、今回の検出結果と前回の検出結果との差が移動手段の運動特性に応じて定まる閾値以上である場合には、今回の検出結果が誤検出であると判定する技術が開示されている。

特開平７−１３４０４０号公報 特開２００６−１２６０１８号公報

特許文献１および特許文献２に開示されている技術においては、移動体の運動特性に応じて定まる閾値として、例えば、移動手段が車である場合に想定される最大の速度などが設定される。そのため、特許文献１および特許文献２に開示されている技術においては、検出結果に大きな誤差が含まれていても、その検出結果と前回の検出結果との差が閾値未満であれば、誤検出でないと判定されてしまうため、検出結果が誤検出であるか否かを高精度に判定することができないという問題がある。

本発明の目的は、速度の検出結果が誤検出であるか否かを高精度に判定することができる速度検出装置とその制御方法、携帯機器、および、プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の速度検出装置は、
移動体の速度を所定の時間間隔で検出する速度検出部と、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する加速度検出部と、
所定期間における前記速度検出部の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度算出部の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度検出部の検出結果が誤検出であるか否かを判定する制御部と、を有する。

上記目的を達成するために本発明の速度検出装置の制御方法は、
移動体の速度を所定の時間間隔で検出し、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出し、
所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定する。

上記目的を達成するために本発明の携帯機器は、
上述した速度検出装置を備える。

上記目的を達成するために本発明のプログラムは、
コンピュータに、
移動体の速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定する処理と、を実行させる。

本発明によれば、速度の検出結果が誤検出であるか否かを高精度に判定することができる。

本発明の第１の実施形態の速度検出装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す速度検出装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の速度検出装置の構成を示すブロック図である。 図３に示す速度検出装置の動作を示すフローチャートである。 移動手段に応じた最大加速度の一例を示す図である。 速度の検出結果の一例を示す図である。 関連する速度検出装置において得られる速度データの一例を示す図である。 図３に示す速度検出装置において得られる速度データの一例を示す図である。 関連する速度検出装置において得られる速度データと図３に示す速度検出装置において得られる速度データとの過渡応答特性の差を示す図である。 図３に示す速度検出装置を搭載した携帯機器の機能ブロック図である。 図１０に示す携帯機器のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態の速度検出装置の構成を示すブロック図である。 図１２に示す速度検出装置を搭載した携帯機器の機能ブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の速度検出装置１０の構成を示すブロック図である。なお、本発明に係る速度検出装置は、携帯電話、スマートフォン、ノート型あるいはタブレット型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏａｎｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｓ）、携帯型ゲーム機、デジタルカメラ、ナビゲーション装置などの携帯機器に搭載される。

図１に示す速度検出装置１０は、速度検出部１１０と、加速度検出部１２０と、制御部１３０と、を有する。

速度検出部１１０は、速度検出装置１０が搭載された携帯機器（移動体）の移動速度を所定の時間間隔で検出し、検出結果を制御部１３０に出力する。ここで、速度検出部１１０は、無線信号を受信して、その無線信号のドップラー周波数やフェージングピッチを検出し、その検出結果に基づいて移動速度を検出する方法、ＧＰＳ信号に基づいて携帯機器の位置を検出し、検出位置の変化に基づいて移動速度を検出する方法などを用いて速度を検出する。

加速度検出部１２０は、加速度センサであり、携帯機器に作用する加速度を所定の時間間隔で検出し、検出結果を制御部１３０に出力する。

制御部１３０は、加速度検出部１２０の検出結果に基づいて、速度検出部１１０の検出結果が誤検出であるか否かを判定する。

次に、本実施形態の速度検出装置１０の動作について説明する。

図２は、速度検出装置１０の動作を示すフローチャートである。

速度検出部１１０は、所定の検出タイミング（時刻ｔｎ）で速度を検出し（ステップＳ１０１）、検出結果を制御部１３０に出力する。以下では、時刻ｔｘにおいて、速度検出部１１０が検出した速度をＶ１ｘと称する。また、加速度検出部１２０も、所定の時間間隔で加速度を検出し、検出結果を制御部１３０に出力する。

制御部１３０は、速度検出部１１０が検出した速度Ｖ１ｎと時刻ｔｎの１つ前の速度の検出タイミング（時刻ｔｎ−１）において速度検出部１１０が検出した速度Ｖ１ｎ−１との差の絶対値を、時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの時間で除算することで、第１の加速度としての加速度Ａ１を算出する（ステップＳ１０２）。なお、速度検出部１１０は、１秒ごとに速度を検出するものとする。この場合、制御部１３０は、以下の式（１）を用いて、加速度Ａ１を算出する。

加速度Ａ１＝｜速度Ｖ１ｎ−速度Ｖ１ｎ−１｜・・・式（１）
次に、制御部１３０は、加速度Ａ１と時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの間の加速度検出部１２０の検出結果に応じた第２の加速度としての加速度Ａ２とを比較し、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が第１の閾値としての閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

なお、加速度Ａ２としては、例えば、時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでに加速度検出部１２０が検出した加速度の平均値が用いられる。また、閾値Ｔｈ１としては、例えば、移動手段が電車や車である場合に想定される最大加速度と比べて小さい値が設定される。

加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であると判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部１３０は、時刻ｔｎにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ）は誤検出でないと判定する（ステップＳ１０４）。

一方、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１以上であると判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御部１３０は、時刻ｔｎにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ）は誤検出であると判定する（ステップＳ１０５）。

このように、本実施形態によれば、速度検出装置１０は、速度検出部１１０の所定期間（時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの期間）における検出結果に基づいて算出した加速度Ａ１とその所定期間における加速度検出部１２０の検出結果に応じた加速度Ａ２とを比較し、その比較結果に応じて、時刻ｔｎにおける検出結果が誤検出であるか否かを判定する。

上述したように、特許文献１および特許文献２に開示されている技術においては、検出結果に大きな誤差が含まれていても、前回の検出結果との差が運動特性に応じて定まる閾値未満であれば、誤検出でないと判定されてしまう。

一方、本実施形態においては、今回の検出結果（速度Ｖ１ｎ）と前回の検出結果（速度Ｖ１ｎ−１）との差に基づいて算出される加速度Ａ１と加速度検出部１２０の検出結果に応じた加速度Ａ２との差が、運動特性に応じて定まる閾値よりも小さい閾値Ｔｈ１以上であれば、今回の検出結果は誤検出であると判定される。

ここで、一般に、加速度センサである加速度検出部１２０が検出する加速度は、速度検出部１１０が検出した速度に基づいて算出される加速度よりも精度が高い。そのため、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差が閾値Ｔｈ１未満であれば、加速度Ａ１に含まれる誤差が小さい、すなわち、速度検出部１１０の検出結果に含まれる誤差が小さいと考えられる。したがって、本実施形態の速度検出装置１０においては、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差と閾値Ｔｈ１とを比較することで、速度の検出結果が誤検出であるか否かをより高精度に判定することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態の速度検出装置２０の構成を示すブロック図である。図３において、図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の速度検出装置２０は、第１の実施形態の速度検出装置１０と比較して、制御部１３０を制御部２１０に変更した点が異なる。

なお、本実施形態においては、速度検出部１１０は、ＧＰＳ信号受信用のアンテナ１１１を介してＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて速度を検出する
制御部２１０は、加速度検出部１２０の検出結果に基づいて、速度検出部１１０の検出結果が誤検出であるか否かを判定する。また、制御部２１０は、速度検出部１１０の検出結果が誤検出でないと判定した場合には、その検出結果（速度）を示す速度データを、速度検出装置２０が搭載された携帯機器におけるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの処理部に出力する。また、制御部２１０は、速度検出部１１０の検出結果が誤検出であると判定した場合には、その検出結果（速度）を補正し、補正後の速度を示す速度データを出力する。

制御部２１０は、加速度算出部２１１と、判定部２１２と、速度推定部２１３と、を有する。

加速度算出部２１１は、速度検出部１１０が所定の検出タイミングで速度を検出すると、今回の検出タイミングで速度検出部１１０が検出した速度と、今回の検出タイミングよりも１つ前の検出タイミングで速度検出部１１０が検出した速度とに基づいて加速度を算出し、算出した加速度を判定部２１２に通知する。また、加速度算出部２１１は、後述する速度推定部２１３からの要求に応じて加速度を算出し、算出した加速度を判定部２１２に通知する。

判定部２１２は、加速度算出部２１１から通知された加速度が所定の条件を満たすか否かを判定し、判定結果を速度推定部２１３に通知する。

速度推定部２１３は、今回の検出タイミングで検出された速度に基づいて算出された加速度が所定の条件を満たす旨が判定部２１２から通知されると、今回の検出タイミングで検出された速度を示す速度データを出力する。

また、速度推定部２１３は、今回の検出タイミングで検出された速度に基づいて算出された加速度が所定の条件を満たさない旨が判定部２１２から通知されると、今回の検出タイミングにおける速度を推定し、推定した速度に基づいた加速度の算出を加速度算出部２１１に要求する。さらに、速度推定部２１３は、その要求に基づいて算出された加速度が所定の条件を満たす旨が判定部２１２から通知されると、推定した速度を示す速度データを出力する。

次に、本実施形態の速度検出装置２０の動作について説明する。

図４は、速度検出装置２０の動作を示すフローチャートである。

なお、以下では、ある検出タイミング（時刻ｔｘ）において得られる速度データに示される速度をＶ２ｘと称する。

速度検出部１１０は、所定の検出タイミング（時刻ｔｎ）で速度を検出し（ステップＳ２０１）、検出結果を制御部２１０に出力する。また、加速度検出部１２０も、所定の時間間隔で加速度を検出し、検出結果を制御部２１０に出力する。

加速度算出部２１１は、速度検出部１１０が検出した速度Ｖ１ｎと時刻ｔｎの１つ前の速度の検出タイミング（時刻ｔｎ−１）において速度検出部１１０が検出した速度Ｖ１ｎ−１とに基づいて、加速度Ａ１を算出する（ステップＳ２０２）。なお、速度検出部１１０は、１秒ごとに速度を検出するものとする。この場合、加速度算出部２１１は、上述した式（１）を用いて、加速度Ａ１を算出する。

また、速度推定部２１３は、速度Ｖｎが誤検出であると判定された場合に速度の推定に用いるパラメータｍを記憶しており、パラメータｍ＝２と設定する。

次に、判定部２１２は、加速度Ａ１が第２の閾値としての閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

ここで、閾値Ｔｈ２は、移動手段の運動特性に応じて定まる閾値である。

図５は、移動手段に応じた最大加速度の一例を示す図である。

図５においては、移動手段が人、電車、エレベータ、車、および、ロケットのそれぞれである場合の、各移動手段の運動特性に応じた最大加速度を示している。通常、移動手段がロケットであることは稀である。そこで、本実施形態においては、閾値Ｔｈ２として、移動手段が車である場合の最大加速度５．０ｋｍ／ｈｒ／ｓを設定するものとする。

この場合、速度検出装置２０が搭載された携帯機器が、車や電車などの一般的な移動手段で移動している限り、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２以上となることはない。したがって、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２以上である場合には、加速度Ａ１の算出に用いられた速度Ｖ１ｎが誤検出である可能性が高い。

なお、加速度検出部１２０の検出結果にも、大きな誤差が含まれることがある。そのため、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２を超える場合でも、加速度検出部１２０の検出結果に含まれる誤差のために、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満となる場合がある。

この場合、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２を超え、速度Ｖ１ｎが誤検出である可能性が高いにも関わらず、第１の実施形態においては、速度Ｖ１ｎが誤検出でないと判定されてしまう可能性がある。そこで、本実施形態のように、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２未満であるか否かも判定することで、速度の検出結果が誤検出であるか否かをより高精度に判定することができる。

図４を再び参照すると、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であると判定した場合には（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、判定部２１２は、加速度Ａ１が所定の条件を満たす旨を速度推定部２１３に通知する。

加速度Ａ１が所定の条件を満たす旨が通知されると、速度推定部２１３は、速度Ｖ１ｎを速度Ｖ２ｎと決定する（ステップＳ２０４）。

なお、加速度Ａ１が所定の条件（加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満である）を満たす場合、加速度Ａ１は一般的な移動手段での最大加速度未満であり、かつ、速度検出部１１０の検出結果に基づいて算出された加速度Ａ１と加速度検出部１２０の検出結果に応じた加速度Ａ２との誤差が小さい状態である。この状態では、加速度Ａ１の算出に用いられた速度Ｖ１ｎは誤検出でない可能性が高い。

そのため、速度推定部２１３は、加速度Ａ１が所定の条件を満たす旨が通知されると、速度Ｖ１ｎを速度Ｖ２ｎと決定し、速度Ｖ２ｎを示す速度データを出力する（ステップＳ２０５）。

加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２未満でない、または、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満でないと判定した場合には（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、判定部２１２は、加速度Ａ１が所定の条件を満たさない旨を速度推定部２１３に通知する。

加速度Ａ１が所定の条件を満たさない旨が通知されると、速度推定部２１３は、速度Ｖ１ｎは誤検出であると判定し、時刻ｔｎの検出タイミングにおける速度の推定を開始する。

まず、速度推定部２１３は、速度検出部１１０の検出結果の特定の期間における平均を取ることで、平均速度Ｖａを算出する（ステップＳ２０６）。ここで、速度推定部２１３は、今回の検出タイミングで検出された速度Ｖａと、今回の検出タイミングの直近の過去ｍ−１回分の検出タイミングで検出された速度とに基づいて速度Ｖａを算出する。すなわち、速度推定部２１３は、以下の式（２）を用いて平均速度Ｖａを算出する。

平均速度Ｖａ＝（１／ｍ）・ΣＶ１ｎ・・・式（２）
したがって、速度推定部２１３は、例えば、ｍ＝２である場合には、今回の検出タイミングにおいて検出された速度Ｖ１ｎと前回の検出タイミングにおいて検出された速度Ｖ１ｎ−１との平均速度を算出する。また、速度推定部２１３は、例えば、ｍ＝２である場合には、速度Ｖ１ｎと速度Ｖ１ｎ−１と、前回の検出タイミングよりもさらに１回前の検出タイミングにおいて検出された速度Ｖ１ｎ−２との平均速度を算出する。

次に、速度推定部２１３は、速度Ｖａを加速度算出部２１１に通知し、速度Ｖａと速度Ｖ１ｎとに基づいて加速度の算出を要求する。この要求に応じて、加速度算出部２１１は、速度Ｖ１ｎと速度Ｖａとの差の絶対値を、時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの時間で除算することで、第３の加速度としての加速度Ａ３を算出する。なお、上述したように、速度検出部１１０は、１秒ごとに速度を検出するため、速度推定部２１３は、以下の式（３）を用いて、加速度Ａ３を算出し、加速度Ａ３を判定部２１２に通知する。

加速度Ａ３＝｜Ｖ１ｎ−Ｖａ｜・・・（３）
次に、判定部２１２は、加速度Ａ３が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。

加速度Ａ３が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であると判定した場合には（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、判定部２１２は、加速度Ａ３が所定の条件（加速度Ａ３が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満である）を満たす旨を速度推定部２１３に通知する。

加速度Ａ３が所定の条件を満たす旨が通知されると、速度推定部２１３は、速度Ｖａを速度Ｖ２ｎと決定し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０５の処理に進む。

加速度Ａ３が閾値Ｔｈ２未満でない、または、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満でないと判定した場合には（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、判定部２１２は、加速度Ａ３が所定の条件を満たさない旨を速度推定部２１３に通知する。

加速度Ａ３が所定の条件を満たさない旨が通知されると、速度推定部２１３は、パラメータｍが所定値未満であるか否か（本実施形態においては、パラメータｍが１６未満であるか否か）を判定する（ステップＳ２１０）。

パラメータｍが１６未満であると判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、速度推定部２１３は、ｍに１を加算し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０６の処理に進む。ｍが大きくなることで、速度Ｖａの算出に用いる過去の検出結果の数が増える。すなわち、速度推定部２１３は、速度Ｖａに基づいて算出された加速度Ａ３が所定の条件を満たさないと判定された場合には、平均を取る期間を長くして、再度、速度Ｖａを算出する。

パラメータｍが１６未満でないと判定した場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、速度推定部２１３は、速度Ｖａを速度Ｖ２ｎと決定し（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０５の処理に進む。

平均を取る期間を長くして速度Ｖａを算出しても、速度Ｖａに基づいて算出された加速度Ａ３が、いつまでも所定の条件を満たさない場合がある。この場合、ステップＳ２１０の処理を設けないと、ステップＳ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２１１の処理が繰り返され、無限ループに入ってしまうおそれがある。

そのため、ステップＳ２１０の処理を設け、パラメータｍが閾値未満でなくなると、その時点での速度Ｖａを速度Ｖ２ｎと決定することで、処理が無限ループに入ることを防ぐことができる。

図６は、ＧＰＳ信号を用いた速度の検出結果の一例を示す図である。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。

図６に示すように、速度の検出結果には、前後の検出タイミングで検出された速度とは大きく異なる、誤検出されたデータ（破線丸印で囲まれたデータ）が含まれている。

そこで、ある検出タイミングにおける速度データを、誤検出されたデータの影響を低減して取得する方法として、その検出タイミングで検出された速度と、その検出タイミングの直近の過去、ｎ−１回分の検出タイミングで検出された速度との平均を算出する（移動平均を算出する）方法がある。

図７は、上述した移動平均を算出する方法を用いる速度検出装置において、図６に示す速度の検出結果に基づいて取得される速度データの一例を示す図である。なお、図７においては、ｎ＝１６であるものとする。すなわち、ある検出タイミングにおける速度データは、その検出タイミングで検出された速度と、その検出タイミングの直近の過去１５回分の検出タイミングで検出された速度との平均を取ることで得られている。

図７に示すように、移動平均を算出することで、誤検出されたデータの影響をある程度、低減することができるが、それでもなお、前後の速度とは大きく異なり、誤検出されたデータの影響を十分に抑制しきれていない速度データ（点線丸印で囲まれたデータ）が含まれてしまう。

図８は、本実施形態の速度検出装置２０において、図６に示す速度の検出結果に基づいて得られる速度データの一例を示す図である。

図８に示すように、本実施形態の速度検出装置２０によれば、図７の点線丸印で囲まれたような、誤検出されたデータの影響を十分に抑制しきれていない速度データが減少し、速度データの精度を向上させることができる。

図９は、本実施形態の速度検出装置２０において得られる速度データと、上述した移動平均を算出する方法を用いる速度検出装置において得られる速度データとの過渡応答特性の差を示す図である。図９においては、速度の検出結果を実線で示し、速度検出装置２０において得られる速度データを白抜き四角で示し、移動平均を算出する方法で得られた速度データを破線で示している。

図９に示すように、移動平均を算出する方法で得られた速度データは、実際の速度の検出結果の変化に対して、遅延が生じている。一方、本実施形態の速度検出装置２０においては、実際の速度の検出結果の変化に対して遅延がほぼ無い速度データを得ることができる。

図１０は、速度検出装置２０が搭載された携帯機器１の構成を示す機能ブロック図である。図１０において、図３と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。なお、以下では、携帯機器１は、携帯電話やスマートフォンなどの、無線通信を行い、携帯電話通信網に接続する通信機器である例を用いて説明する。また、図１０においては、加速度算出部２１１、判定部２１２、および、速度推定部２１３については記載を省略する。

図１０に示す携帯機器１は、速度検出装置２０と、操作部３１と、表示部３２と、アプリケーション処理部３３と、通信処理部３４と、アンテナ３５と、を有する。なお、図１０においては、加速度検出部１２０は、アプリケーション処理部３３にも加速度の検出結果を出力するものとする。

操作部３１は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作を示す情報をアプリケーション処理部３３に出力する。

表示部３２は、アプリケーション処理部３３の制御に従い、アプリケーション処理部３３の処理結果に応じた種々の映像を表示する。

アプリケーション処理部３３は、ＣＰＵなどで構成され、種々のアプリケーションを実行し、表示部３２の表示制御、ＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の提供などの処理を行う。例えば、アプリケーション処理部３３は、例えば、操作部３１から出力された情報に示される操作内容に応じた処理を行う。また、アプリケーション処理部３３は、実行するアプリケーションにおいて、携帯機器１の速度や加速度に関する情報が必要な場合には、加速度検出部１２０や制御部２１０の出力を用いてアプリケーションを実行する。

通信処理部３４は、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ハードウェアのロジックなどで構成され、アンテナ３５を介した無線通信を行い、携帯電話通信網に接続する。また、通信処理部３４は、例えば、制御部２１０から出力される速度データに示される速度に応じた通信レートの制限などの処理を行う。

図１１は、携帯機器１のハードウェア構成の一例を示す図である。

図１１に示す携帯機器１は、入力部４１と、出力部４２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４４と、検出部４５と、ＣＰＵ４６と、を有する。上述した各部は、バス４７を介して接続されている。

入力部４１は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作を示す情報をＣＰＵ４６に出力する。

出力部４２は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどの表示デバイスであり、ＣＰＵ４６の処理結果に応じた画像などを表示する。

ＲＯＭ４３は、携帯機器１を機能させる上で必要な基本的なプログラムやパラメータなどを記憶したメモリである。

ＲＡＭ４４は、データの書き込みおよび消去が可能なメモリであり、ＣＰＵ４６が種々の処理を行う際のワーキングメモリを提供する。

検出部４５は、速度検出装置２０を有し、速度や加速度の検出結果をＣＰＵ４６に出力する。

ＣＰＵ４６は、種々のアプリケーションを実行し、出力部４２の表示制御、ＵＩの提供などの処理を行う。また、ＣＰＵ４６は、無線通信を行い、携帯電話通信網に接続する。

このように、本実施形態によれば、速度検出装置２０は、速度検出部１１０の所定期間（時刻ｔｎ−１から時刻ｔｎまでの期間）における検出結果から算出した加速度Ａ１とその所定期間における加速度検出部１２０の検出結果に応じた加速度Ａ２とを比較し、その比較結果に応じて、時刻ｔｎにおける検出結果が誤検出であるか否かを判定し、誤検出であると判定した場合には、時刻ｔｎにおける速度を推定し、推定した速度を時刻ｔｎにおける速度と決定する。

速度検出部１１０の検出結果に基づいて算出された加速度と加速度検出部１２０の検出結果に応じた加速度Ａ２との比較に基づいて、速度検出部１１０の検出結果が誤検出であるか否かを判定することで、速度の検出結果が誤検出であるか否かをより高精度に判定することができる。また、ある検出タイミングにおける速度の検出結果が誤検出であると判定した場合には、その検出タイミングにおける速度を推定し、推定した速度をその検出タイミングにおける速度と決定するため、精度の高い速度データを得ることができる。

なお、本実施形態においては、判定部２１２は、図４に示すステップＳ２０３において、加速度Ａ１が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定し、また、ステップＳ２０８において、加速度Ａ３が閾値Ｔｈ２未満であり、かつ、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。

判定部２１２は、ステップＳ２０３において、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定し、また、ステップＳ２０８において、加速度Ａ３と加速度Ａ２との差の絶対値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、速度推定部２１３は、今回の検出タイミングにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ）と前回の検出タイミングにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ−１）とに基づいて、加速度Ａ１を算出する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。

速度推定部２１３は、今回の検出タイミングにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ）と前回の検出タイミングにおいて得られた速度データに示される速度Ｖ２ｎ−１とに基づいて加速度Ａ１を算出するようにしてもよい。こうすることで、速度検出部１１０の検出結果に大きな誤差が連続して含まれる場合にも、より精度の高い速度データを得ることができる。

また、本実施形態においては、速度推定部２１３は、速度検出部１１０の検出結果（速度Ｖ１）に基づいて平均速度Ｖａを算出する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。速度推定部２１３は、今回の検出タイミングにおける検出結果（速度Ｖ１ｎ）と今回の検出タイミングよりも前の検出タイミングにおいて得られた速度データに示される速度（Ｖ２）とに基づいて平均速度Ｖａを算出するようにしてもよい。こうすることで、速度検出部１１０の検出結果に大きな誤差が連続して含まれる場合にも、より精度の高い速度データを得ることができる。

（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態の速度検出装置３０の構成を示すブロック図である。図１２において、図３と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の速度検出装置３０は、第２の実施形態の速度検出装置２０と比較して、速度検出部１１０およびアンテナ１１１を削除し、速度検出部３１０およびアンテナ３１１を追加した点が異なる。

速度検出部３１０は、アンテナ３１１を介して、携帯電話通信網における所定の無線信号を受信し、受信した無線信号のドップラー周波数やフェージングピッチを検出し、その検出結果に基づいて速度を検出する。

建物の影や地下などでは、ＧＰＳ信号を受信できない場合がある。この場合、第２の実施形態の速度検出装置２０においては、ＧＰＳ信号を受信できないために速度を検出することができない。一方、本実施形態の速度検出装置３０においては、建物の影や地下などのＧＰＳ信号を受信できないエリアであっても、携帯電話通信網からの信号を受信することで、速度を検出することができる。

なお、速度検出装置３０が搭載される携帯機器が携帯電話やスマートフォンなどの、無線通信を行い、携帯電話通信網に接続する機能を有するものである場合には、速度検出部３１０が、アンテナ３１１を介して無線信号を受信する必要はない。図１３は、このような携帯機器１Ａの構成を示す図である。なお、図１３においては、図１０と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図１０に示す携帯機器１Ａにおいては、通信部処理部３４が、アンテナ３５を介して受信し、受信した無線信号のドップラー周波数やフェージングピッチを検出し、速度検出部３１０は、その検出結果に基づいて速度を検出する。こうすることで、アンテナ３５とは別に、無線信号を受信するためのアンテナ３１１をさらに設ける必要がなくなるので、部品点数の削減を図ることができる。

なお、第２の実施形態においては、速度検出部１１０は、ＧＰＳ信号を用いて速度を検出し、第３の実施形態においては、速度検出部３１０は、ドップラー周波数やフェージングピッチの検出結果に基づいて速度を検出する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。速度検出部は、これらの方法を組み合わせて、速度を検出してもよい。

本発明に係る速度検出装置にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
移動体の速度を所定の時間間隔で検出する速度検出部と、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する加速度検出部と、
所定期間における前記速度検出部の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度算出部の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度検出部の検出結果が誤検出であるか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とする速度検出装置。

（付記２）
付記１記載の速度検出装置において、
前記制御部は、第１の時刻における前記移動体の速度である第１の速度と、前記第１の時刻に続く第２の時刻において前記速度検出部により検出された速度である第２の速度とに基づいて前記第１の加速度を算出し、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が第１の閾値未満である場合には、前記第２の速度が誤検出でないと判定し、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値以上である場合には、前記第２の速度が誤検出であると判定し、前記第２の時刻における前記移動体の速度を推定して、該推定した速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。

（付記３）
付記２記載の速度検出装置において、
前記制御部は、前記第２の速度が誤検出であると判定した場合、前記第２の速度と、前記第２の時刻よりも前の特定の期間における前記移動体の速度との平均速度を算出し、該算出した平均速度と前記第２の速度とに基づいて第３の加速度を算出し、前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満である場合には、前記平均速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。

（付記４）
付記３記載の速度検出装置において、
前記制御部は、前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値以上であると判定した場合には、前回の前記平均速度の算出時よりも前記特定の期間を長くして再度、前記平均速度を算出することを特徴とする速度検出装置。

（付記５）
付記４記載の速度検出装置において、
前記制御部は、前記特定の期間の長さが所定値である場合に算出された平均速度に基づいて算出された前記３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値以上である場合には、前記平均速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。

（付記６）
付記２記載の速度検出装置において、
前記制御部は、前記第２の速度が誤検出であると判定した場合、前記第２の加速度と前記第１の時刻から前記第２の時刻までの時間との乗算により算出される速度を前記第１の速度に加算した速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。

（付記７）
付記２から６のいずれか１つに記載の速度検出装置において、
前記制御部は、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第１の加速度が第２の閾値未満である場合には、前記第２の速度が誤検出でないと判定することを特徴とする速度検出装置。

（付記８）
付記３から６のいずれか１つに記載の速度検出装置において、
前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第３の加速度が第２の閾値未満である場合には、前記平均速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。

（付記９）
付記１から８のいずれか１つに記載の速度検出装置において、
前記速度検出部は、ＧＰＳ信号を受信し、該受信したＧＰＳ信号に基づいて前記移動体の速度を検出することを特徴とする速度検出装置。

（付記１０）
付記１から８のいずれか１つに記載の速度検出装置において、
前記速度検出部は、所定の無線信号を受信し、該受信した無線信号のドップラー周波数、または、前記受信した無線信号のフェージングピッチを検出し、該検出結果に基づいて前記移動体の速度を検出することを特徴とする速度検出装置。

（付記１１）
速度検出装置の制御方法であって、
移動体の速度を所定の時間間隔で検出し、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出し、
所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定することを特徴とする制御方法。

（付記１２）
付記１から付記１０のいずれか１つに記載の速度検出装置を備えた携帯機器。

（付記１３）
コンピュータに、
移動体の速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定する処理と、を実行させるプログラム。

１，１Ａ 携帯機器
１０，２０，３０ 速度検出装置
１１０，３１０ 速度検出部
１１１，３１１ アンテナ
１２０ 加速度検出部
１３０ 制御部
２１０ 制御部
２１１ 加速度算出部
２１２ 判定部
２１３ 速度推定部
３１ 操作部
３２ 表示部
３３ アプリケーション処理部
３４ 通信処理部
３５ アンテナ
４１ 入力部
４２ 出力部
４３ ＲＯＭ
４４ ＲＡＭ
４５ 検出部
４６ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 移動体の速度を所定の時間間隔で検出する速度検出部と、
   前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する加速度検出部と、
   所定期間における前記速度検出部の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度算出部の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度検出部の検出結果が誤検出であるか否かを判定する制御部と、を有することを特徴とする速度検出装置。
2. 請求項１記載の速度検出装置において、
   前記制御部は、第１の時刻における前記移動体の速度である第１の速度と、前記第１の時刻に続く第２の時刻において前記速度検出部により検出された速度である第２の速度とに基づいて前記第１の加速度を算出し、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が第１の閾値未満である場合には、前記第２の速度が誤検出でないと判定し、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値以上である場合には、前記第２の速度が誤検出であると判定し、前記第２の時刻における前記移動体の速度を推定して、該推定した速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。
3. 請求項２記載の速度検出装置において、
   前記制御部は、前記第２の速度が誤検出であると判定した場合、前記第２の速度と、前記第２の時刻よりも前の特定の期間における前記移動体の速度との平均速度を算出し、該算出した平均速度と前記第２の速度とに基づいて第３の加速度を算出し、前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満である場合には、前記平均速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。
4. 請求項３記載の速度検出装置において、
   前記制御部は、前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値以上であると判定した場合には、前回の前記平均速度の算出時よりも前記特定の期間を長くして再度、前記平均速度を算出することを特徴とする速度検出装置。
5. 請求項２記載の速度検出装置において、
   前記制御部は、前記第２の速度が誤検出であると判定した場合、前記第２の加速度と前記第１の時刻から前記第２の時刻までの時間との乗算により算出される速度を前記第１の速度に加算した速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載の速度検出装置において、
   前記制御部は、前記第１の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第１の加速度が第２の閾値未満である場合には、前記第２の速度が誤検出でないと判定することを特徴とする速度検出装置。
7. 請求項３から５のいずれか１項に記載の速度検出装置において、
   前記第３の加速度と前記第２の加速度との差が前記第１の閾値未満であり、かつ、前記第３の加速度が第２の閾値未満である場合には、前記平均速度を前記第２の時刻における前記移動体の速度と決定することを特徴とする速度検出装置。
8. 速度検出装置の制御方法であって、
   移動体の速度を所定の時間間隔で検出し、
   前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出し、
   所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定することを特徴とする制御方法。
9. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の速度検出装置を備えた携帯機器。
10. コンピュータに、
    移動体の速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
    前記移動体に作用する加速度を所定の時間間隔で検出する処理と、
    所定期間における前記速度の検出結果に基づいて第１の加速度を算出し、該算出した第１の加速度と前記所定期間における前記加速度の検出結果に応じた第２の加速度とを比較し、該比較の結果に基づいて前記所定期間における前記速度の検出結果が誤検出であるか否かを判定する処理と、を実行させるプログラム。