JP4283313B2 - 運動検知装置および運動検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、加速度センサを使用する運動検出に関し、より詳細には、加速度センサが出力する加速度データを使用して、加速度センサが取り付けられた電気装置の長時間的な運動を検出する運動検知装置、運動検知方法、運動検出を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム運動検知処理を実行するための処理モジュールおよび該運動検知装置を含む電気装置に関する。

加速度センサは、種々の電気装置に取り付けられて、振動検出、運動検出など、電気装置の動きを検知するために広く使用されている。特に近年では、加速度センサが小型化し、情報処理装置などにも搭載されるようになってきている。また、近年では、ノートブック型パーソナル・コンピュータなどの情報処理装置の小型化が進み、モバイル・ユーザにとっては、携帯が便利となっているものの、一方では、それがために盗難の被害にあうこともある。

これまで、運動検知装置としては、例えば、特開２０００−３２１１２１号公報（特許文献１）に開示されており、特許文献１は、装置のケーシングに運動検知センサを取り付け、運動検知センサからの電気信号を増幅した後に目標以外の電気信号帯域をカットする帯域フィルタ回路と、目標とする電気信号帯域のみの加速度を速度に演算する積分回路と、積分回路の出力値と予め設定した基準値とを比較して、この比較に応答して出力接点を開閉する運動検知装置を開示している。

また、例えば特開平８−１１４４９５号公報（特許文献２）は、振動を検知する装置であって、低周波運動検知センサと、低周波運動検知センサからの電圧信号を基準電圧値に下げるＣＲ微分回路と、ＣＲ微分回路で微分された信号を積分するＣＲ積分回路とを含み、ＣＲ積分回路の出力が入力パルス信号として入力され、パルス信号の入力時間に基づいて基準電圧信号から低周波振動成分だけを出力させる低周波運動検知装置を開示している。

特許文献１に開示された運動検知装置は、加速度から得られた速度を基準値と比較することにより、振動に対する制御を実行させている。このような、運動検知方法は、特定の周波数帯域で速度だけが主要な要素となる場合には、良好に動作するといえる。しかしながら、より広い範囲での加速度や速度に対して柔軟に対応することができないといった不都合がある。

また、同様に、特許文献２に記載された低周波運動検知装置も、低周波成分だけを出力させる処理を伴うため、特定の用途には充分に機能するということができるが、盗難など、予期しないような速度や加速度で発生する運動に対しては、充分な検出性を確保できない場合がある。

特にノートブック型パーソナル・コンピュータなどの情報処理装置は、持ち運びされることが多く、このため、情報処理装置に運動検知装置をセキュリティ・モジュールとして含ませて、盗難などに対応させようとする試みもある。しかしながら、情報処理装置は、持ち運ばれる場合に、どのような振動や速度に曝されるかについて予測できないことが多い。このため、従来の方法では、ユーザによる日常的な操作や、不意の取り扱い、または電磁的ノイズまたは大きな音などが原因でアラームや警告が頻繁に発せられてしまい、この結果、セキュリティ・モジュールが作動しないように設定されてしまうといった不都合があった。上述した不都合を改善するべく、これまで、電気装置の経験する運動を加速度の大きさや加速度の変化量を使用して判断する、所謂、運動検知方法が提案されている。

図１１には、従来の運動検出アルゴリズムのために用いられるモジュールの機能構成を示したブロック図を示す。

図１１（ａ）は、加速度の最大値と最小値の差を使用して運動を決定する従来の検出モジュールを示した図であり、図１１（ｂ）は、加速度の変化量により運動を検出する従来の検出モジュールを示した図である。また、図１１（ｃ）は、応答を決定するための応答決定モジュールの概略構成を示した図である。図１１（ａ）から説明すると、図示しない加速度センサからの増幅された二次元方向に直交する方向（Ｘ、Ｙ）に対応した信号は、それぞれＸ方向およびＹ方向の加速度の最大値および最小値を決定する機能ブロック１００、１０２へと入力される。機能ブロック１００および１０２は、それぞれ最大値計算部１０４、１０８と、最小値計算部１０６、１１０とを含んでいる。Ｘ方向の信号についての処理を説明すると、Ｘ方向最大値計算部１０４およびＸ方向最小値計算部１０６では、加速度センサからの信号が、所定のサンプリング・シーケンスにわたり蓄積される。Ｘ方向最大値計算部１０４およびＸ方向最小値計算部１０６は、所定のサンプリング・タイムが経過すると、最大値および最小値の計算を実行し、それぞれの出力を乗算・加算手段１１４へと入力して差の二乗を計算させる。機能ブロック１０２では、Ｙ方向の信号からの最大値、最小値信号が同様に処理され、加算手段１１６へと入力され、Ｘ方向およびＹ方向における最大値および最小値の差の二乗和値として、運動データが生成される。

また、図１１（ｂ）では、同様にＸ方向およびＹ方向の加速度センサからのデータは、それぞれ平均決定モジュール１２２、１２４へと入力される。加速度センサからのデータは、所定のサンプリング・シーケンスにわたり平均処理され、その後、生成された平均値は、その時点での加速度センサからのデータと加算手段１２６、１２８により差分データが計算され、差分値が加算手段１３０により加算され、図１１（ｃ）の応答レベル決定部へと送られる。

計算された運動データは、その後、図１１（ｃ）に示す応答レベル決定部１１８へと送られる。応答レベル決定部１１８は、運動データを、時間遅延モジュール１２０で与えられる遅延時間の間隔で所定の閾値と比較し、運動に対応するアラーム、警告の生成を判断している。
特開２０００−３２１１２１号公報 特開平８-１１４４９５号公報

上述したように、これまで運動を検出するための方法が、種々提案されてきているものの、運動検知装置は、依然として日常的に発生する振動、電磁ノイズ、音響ノイズなどに過敏に反応して、アラーム発生などのセキュリティ応答を与えてしまうことがあった。また、このために感度を低下させると、ゆっくりした継続的な運動に反応せず、充分な機能を提供できないという不都合があった。さらに細かい振動を継続的に加えられた場合、運動出力が相殺され、誤作動の原因となるという不都合があった。

また、応答レベル決定部についても、従来では、移動に伴いセキュリティ応答が作動しても移動が停止されると直ちに警告レベルがリセットされる、ユーザによる大きな短時間の動作でも簡単にセキュリティ応答が起動される、などの不都合があり、ユーザに対する利便性を低下させてしまっていた。

すなわち、これまで、情報処理装置に限られず、運動を短い時間単位で、且つできるだけ正確に測定する技術、すなわち、振動ではなくより長周期の運動を正確に測定する技術が必要とされていた。

本発明は上述した従来技術の不都合に鑑みてなされたものであり、本発明は、運動を短い時間単位で、できるだけ正確に測定し、上述した短時間での運動を比較的長い時間にわたり監視し続け、運動検知装置が経験している運動を正確に検出する技術を提供することを目的とする。

電気装置に加えられる加速度は、実際の速度よりも短時間で正負に変化する。本発明者らは、鋭意検討を加えた結果、単に加速度センサの短時間の出力を使用するのではなく、加速度センサの出力値の過去の履歴を有効に利用して擬似分散値を算出する統計処理を行ない、さらに擬似分散値からより長時間間隔の運動に対応できる新規な構成を用いることにより、上述した不都合を解決することができることを見出し、本発明に至ったものである。

本発明では、サンプリング・シーケンスの最後の出力値が、それ以前の出力値の平均値に対してどれだけ大きな変化を示したかを重付けした差分を生成させ、サンプリング・シーケンスごとに差分値を二乗して短時間の運動偏差（以下、短時間運動偏差として参照する）を計算させ、擬似分散値に反映させる。短時間運動偏差は、サンプリング・シーケンスの終端の運動についての加速度の相対的重みを増加させ、さらに擬似分散値として用いることで、従来の方法に比較して誤作動を防止しつつ正確な短時間での加速度データを生成する。本発明ではさらに、短時間運動偏差は、複数のサンプリング・シーケンスについて蓄積され、擬似分散値Ｖが、蓄積された短時間運動偏差を平均化処理した値として生成される。

さらに、本発明では応答決定のために、擬似分散値を使用して運動レベルの判断を実行させ、信号値を判断結果として生成させる。信号値は、二値信号値でも良いし、三値信号値でもよい。生成された二値信号値は、順次バッファ・メモリ、より具体的にはリング・バッファに記憶される。リング・バッファに記憶された二値信号値は、加算器などにより周期的に積算されて積算値が生成される。信号発生部は、生成された積算値と、応答レベルに対応する複数の制御しきい値とを比較して、積算値に対応したレベルで制御信号を発生させることにより、複数レベルでの制御を可能としている。

本発明の上記構成により、運動から生じる短い時間単位での加速度データを、より正確に運動を反映させるアルゴリズムを提供することができる。その結果、運動検知装置が経験している加速度の大きさおよび継続時間に関連する運動を正確に検出することが可能な、運動検知装置、運動検知方法、運動検知を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム運動検知処理を実行するための処理モジュール、および該運動検知装置を含む情報処理装置が提供できる。

以下、本発明を図面に示した特定の実施の形態を使用して説明するが、本発明は、後述する実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の運動検知装置の機能構成を示した概略図である。本発明の運動検知装置１０は、加速度センサ１２からの信号を受け取り、Ａ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器１４を含んでおり、Ａ／Ｄ変換器１４により所定のサンプリング・シーケンスごとにディジタル変換が行われ、ディジタル変換された値は、所定の周期で制御部１６により読み取りが行われる。制御部１６は、概ね、Ａ／Ｄ変換器１４のバッファ・メモリから加速度データを取得し、短時間運動偏差および擬似分散値を生成する運動検知部１８と、運動検知部１８により生成された擬似分散値を読み出して、運動の大きさを判断し、運動の大きさおよび運動の継続時間に応答して、外部モジュールへの制御信号を発生する信号発生部２０とを含んでいる。

また、制御部１６は、インタフェース２４および内部バスライン２２を介して、外部モジュールへと接続され、外部モジュールから閾値レベル設定、機能オン／オフ設定などの指令を受け取り、また、外部モジュールへと、生成された制御信号を送り、外部モジュールの応答を制御している。

さらに、本発明の運動検知部１８は、本発明において加速度信号を統計処理する統計処理部２６と、統計処理のために使用される、複数のリング・バッファからなるバッファ・メモリ２８とを含んでいる。運動検知部１８において統計処理により擬似分散値Ｖが生成されると、信号発生部２０へと送られる。信号発生部２０では、まず、閾値比較部３０において外部モジュールにより設定される運動閾値と生成された擬似分散値Ｖとが比較される。閾値比較部３０は、比較に応じて、特定の実施の形態では、０または１の二値信号値を生成させる。以下、本発明では、説明のため信号値が二値信号値として生成されるものとして説明をおこなうが、運動閾値との比較により電気装置の運動が指定される信号値である限り、本発明ではいかなる信号形式でも用いることができる。比較部３０で生成された二値信号値は、バッファ・メモリ３２へと送られて所定の時間間隔ごとに連続的に蓄積される。本発明において、バッファ・メモリ３２は、種々のメモリを使用することができるが、連続して一定の時間のデータを蓄積する目的からは、リング・バッファを使用することが好ましい。

バッファ・メモリ３２内のデータは、所定のサンプリング周期ごとに積算部３４において積算され、積算値が計算される。積算値は、制御信号発生部３６へと送られ、制御信号発生部３６では、積算値と制御信号の複数の制御閾値との並列比較により、積算値および制御閾値に応答した制御信号を生成する。生成された制御信号は、内部バスライン２２およびインタフェース２４を介して外部モジュールへと送られる。外部モジュールは、受信した制御信号を、例えばルックアップ・テーブルや真偽表を使用して、応答レベルを決定し、検知された運動および運動の継続時間に対応した処理を実行する。なお、本発明においてプログラム・スケールや、ハードウェア資源に充分な余裕がある場合には、擬似分散値Ｖの生成処理、信号値生成バッファ・メモリおよび後述する積算計算および比較処理は、すべてソフトウェア的にエミュレーションさせることができる。

本発明では、図１に示したＡ／Ｄ変換器１４および制御部１６は、同一のプリント基板上に一体として構成することができ、また加速度センサについてもＡ／Ｄ変換器および制御部１６と共に同一のプリント基板上に実装させることができる。また、制御部１６は、マイクロ制御コードを含む専用チップとして、Ａ／Ｄ変換器、マルチビット・コンパレータなどと一体として構成することもできる。

図２は、本発明における統計処理部２６の機能構成を、バッファ・メモリ２８の構成と共に示したブロック図である。本発明の統計処理部２６は、より詳細には、短時間運動偏差生成部５０と、擬似分散計算部５２とを含んで構成されている。短時間運動偏差生成部５０は、Ｘ方向平均処理部４０と、Ｙ方向平均処理部４２とを含んでいる。所定のサンプリング・シーケンスにおいて得られたＡ／Ｄ変換器からのデータは、まず、Ｎ個連続してバッファ・メモリ２８ａ、２８ｂに格納される。各平均処理部４０、４２は、加速度センサからのデータが、バッファ・メモリ２８ａ、２８ｂ内にＮ個蓄積されると、対応するバッファ・メモリからＮ個のデータの平均値を計算して、乗算加算手段４４、４６に送る。一方、サンプリング・シーケンスの最後のデータは、バッファ・メモリから乗算加算手段４４、４６へと入力され、各平均値と、シーケンスの最後のデータＸ_ｉ、Ｙ_ｉとの差分の二乗が計算され、式（１）で示されるＸ_ｄｉｆｆ、Ｙ_ｄｉｆｆが生成される。

さらに、Ｘ_ｄｉｆｆ、Ｙ_ｄｉｆｆの値は、加算手段４８へと送られ、下記式（２）で示される短時間運動偏差Ｄ_ｉとして、バッファ・メモリ２８ｃに格納される。その後、バッファ・メモリ２８ｃにＭ個の短時間運動偏差Ｄ_ｉが蓄積されると、短時間運動偏差Ｄ_ｉ値は、擬似分散計算部５２に読み出され、擬似分散計算部５２において、下記式（３）で与えられる擬似分散値Ｖが計算される。

図３は、本発明の信号発生部２０の詳細な構成を示したブロック図である。信号発生部２０は、閾値比較部３０と、リング・バッファ３２と、積算部３４と、制御信号発生部３６とを含んで構成されている。また、閾値比較部３０は、コンパレータ５４を含んでいて、外部モジュールから送られ、ＲＯＭなどの適切な格納領域に格納された運動閾値を適切なタイミングで読み出し、運動閾値と、その時点までホールドされた擬似分散値Ｖとを比較して、二値信号値０または１の出力を生成する。

コンパレータ５４の出力は、一旦ホールドされ、所定の遅延時間でリング・バッファ３２に書き込みが行われる。また、リング・バッファ３２に格納されたデータは、所定の周期で加算器を含んで構成される積算部３４によりサンプリングされる。サンプリングの後、リング・バッファ３２内のデータは、積算されて、積算値が生成される。積算値は、ゲート５６において、その時点での二値信号値によりゲートされる。このゲート５６は、積算値が生成されていても、その時点、すなわち初段で有意な加速度運動が継続されていなければ、生成された積算値をコンパレータ５８へと送らない。このため、一旦低レベルでの警報動作が発生しても、ユーザが機器を静置することで、即座に警報を停止させることができる。ゲート５６で、依然として運動が継続していると判断される場合には、積算値は、コンパレータ５８へと送られて、複数の制御閾値（１〜ｋ）と比較が行われ、制御信号(ad#1〜add#k)が生成される。生成された制御信号は、外部モジュールの制御信号入力へと送られ、外部モジュールが応答テーブルや真偽表などをルックアップして、応答が決定される。

図４は、本発明の制御部が実行する統計処理を示したフローチャートである。制御部における処理は、ステップＳ１００から開始し、ステップＳ１０２において、ＡＤ変換器からのデータＸ、Ｙを取得する。その後、ステップＳ１０４において、リング・バッファBuff_X、Buff_YにＸ、Ｙの値をそれぞれ追加する。その後、ステップＳ１０６において、Buff_X、Buff_YにＮ個のデータが蓄積されたか否かを判断し所定のサンプル数Ｎ個が蓄積されるまで、ステップＳ１０２へと戻ってデータを取得する。

ステップＳ１０６においてＮ個のデータが蓄積されたと判断された場合（ＹＥＳ）には、リング・バッファに格納されたデータを、それぞれ、図２に示した平均処理部および加算手段に入力し、短時間運動偏差Ｄ_ｉの値を計算させ、ステップＳ１１０において、得られた短時間運動偏差Ｄ_ｉの値をリング・バッファBuff_Dに順次格納する。ステップＳ１１２においてＮ個のデータが蓄積されていないと判断された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１２の判断が、肯定的な結果を戻すまで、データを蓄積させる。

ステップＳ１１２において、リング・バッファBuff_DにＭ個のデータが蓄積されたと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１４において、リング・バッファのＭ個のデータを読み出して平均して擬似分散値Ｖを計算させ、閾値比較部３０による後述する図５に示す処理のために使用する。その後、ステップＳ１１６では、加速度センサからのＡＤ変換データが出力され、バッファリングされるのを待つために、処理開始から２０ｓ待機させる。尚、本発明において、待機時間は、Ａ／Ｄ変換の速度などに応じて、より短くとも長くとも良い。ステップＳ１１６において２０ｓ経過したと判断されるとステップＳ１０２へと処理を戻し、ステップＳ１０２からステップＳ１１６まで繰り返させることで次の短時間運動偏差の値を生成させる。

図５には、図４に示したステップＳ１１４の処理に続く、信号発生部での処理を示した図である。図５のステップＳ２００では、ＲＯＭなどの適切な格納場所に格納されている運動閾値と擬似分散値Ｖと比較する。比較の結果、擬似分散値Ｖが、運動閾値よりも大きいか否かに応答して、ステップＳ２０２で、擬似分散値Ｖが運動閾値以上の場合には１、小さな場合には０の二値信号値を生成させ、ホールドさせ、その後、ステップＳ２０４においてリング・バッファの要求に応答して、生成された二値信号値をリング・バッファに順次格納する。

ステップＳ２０４でのリング・バッファへの格納は、本発明の好ましい実施の形態では、０．５ｍｓごとの時間遅延で実行される。しかしながら、本発明では、プロセス速度や電力消費などの観点から書き込み周期は、０．５ｍｓ以外の値を使用してもよい。その後、ステップＳ２０６でリング・バッファ内のデータを積算させ、積算値を次のサンプリングが開始されるまでホールドさせる。積算のためのサンプリング周期は、本発明の特定の実施の形態では、リング・バッファ３２のデータ・アップデート周期の０．５ｓ周期とすることができるが、これ以外の値でも、サンプリング周期は、処理速度および電力消費などを考慮して適宜設定することができる。

その後、ステップＳ２０８において、サンプリングされた積算値と制御閾値とをコンパレータに入力して比較を実行させ、比較に応答して該当する制御閾値に対応する制御信号を生成させる。生成された制御信号は、外部モジュールに送られる。一方、制御部の処理は、再度ステップＳ２００へと戻され、以後、ステップＳ２０８までの処理が運動検知の終了が指示されるまで繰り返される。尚、上述した処理は、アセンブラ言語、Ｃ言語などのマイクロコードを使用したソフトウェアおよび専用チップとして構成されたハードウェアとすることができる。また、演算処理装置をＤＳＰとして構成することにより、全機能をハードウェア的に構成させ、処理モジュールとして電気装置内に配置させることができる。

図６は、本発明の加速度センサからのＡ／Ｄ変換された加速度データの時間波形を示した図である。図６中、（ａ）で示された波形が、Ｘ方向の加速度データであり、（ｂ）で示した波形がＹ方向の加速度データである。図６に示されるように、加速度データは、ユーザなどの微妙な運動に応答して、大きく変動しているのが示されている。このため、この値を直接使用するのでは、短時間の運動が大きな影響を与え、運動を充分に反映したデータとは言えない。

図７には、本発明により得られた加速度データから得られる各値の時間スペクトルを示す。図７（ａ）は、（最大値−最小値）二乗および短時間運動偏差Ｄ_ｉの時間スペクトルを示す。図７（ａ）で、Ｍで示すのが、（最大値−最小値）二乗のデータであり、Ｄで示すのが短時間運動偏差のデータである。また、図７（ｂ）には、図７（ａ）で示した短時間運動偏差を使用して、本発明により得られた擬似分散の値の時間スペクトルを示す。図７（ａ）に示した（最大値−最小値）二乗および短時間運動偏差Ｄ_ｉの時間スペクトルは、時間スケールに対して依然として急峻なピークが観測されている。しかしながら、図７（ｂ）に示した擬似分散値の時間スペクトルでは、急峻なピークが平均化され、短時間の運動ではなく、長時間の運動をより反映するスペクトルが得られている。この場合でも、短時間スケールでは、図７（ａ）に示されるように、短時間スケールでは正確なデータを取得して擬似分散値を生成させているので、運動を正確に反映している。

図８には、本発明の運動検知装置を含む電気装置として、情報処理装置を特定の実施の形態として示した図である。図８に示した情報処理装置６０は、ＬＣＤディスプレイ６２と、筐体６４と、筐体６４の適切な部分に形成されたコネクタを介して接続されたマウス６６とを含んでいる。本発明の運動検知装置（図示せず）は、筐体６４またはＬＣＤディスプレイ６２の内部の適切な位置に配置されていて、外部から見えない位置で運動検知を行っている。本発明の運動検知装置は、情報処理装置１０がスリープ状態となっているような場合にでも、バッテリー駆動などにより動作されていて、例えば、盗難といった場合にその運動を検知して、アラームを発生させることができる。

図９は、図８に示した情報処理装置６０に本発明の運動検知装置を実装し、盗難防止装置として機能させる場合の機能ブロックを示す。加速度センサ１２からの信号は、Ａ／Ｄ変換器１４によりディジタル変換されて、運動検知部１８へと入力されている。運動検知部１８では、上述した統計処理を実行して擬似分散値を生成させ、生成された擬似分散値を信号発生部２０へと送っている。信号発生部２０では、リング・バッファに格納された値を積算して、制御閾値（１〜ｋ）、本発明の特定の実施の形態では、３レベルの制御閾値との比較を実行し、制御信号を生成させている。生成された制御信号は、内部バスライン２２およびインタフェース２４を介してＯＳ領域に構成された盗難防止ドライバ６８へと送られている。盗難防止ドライバ６８は、制御信号と応答レベルとを対比させたルックアップ・テーブルと制御信号を比較するか、または、例えば応答レベルと同桁のビット列として生成された制御信号を用い、制御信号を真偽表と対応させて応答レベルを決定することができる。

盗難防止ドライバ６８は、決定された応答レベルで、例えばスピーカ７０のボリュームおよび音調を変化させ、アラームとして機能させる。なお、図９の実施の形態では、盗難防止ドライバ６８は、ＯＳ領域７２に含まれているが、本発明の他の実施の形態では、他のプログラムと共に制御部１６を格納するＲＯＭに記憶させておくことができる。この場合には、情報処理装置６０の主電源が投入されておらず、ＯＳが起動されていない場合でも、運動の検出と共に制御信号を生成し、制御信号に応答した応答レベルでスピーカ７０を駆動させることができる。

図１０は、盗難防止ドライバ６８が含む応答レベルを決定するためのデータ構造および本発明の運動検知装置により発生されるアラーム・レベルを示した図である。図１０（ａ）を参照すると、制御信号は、応答レベルの数に対応したビット列として生成され、制御信号ビットに対応させてアラーム段階を設定することによって盗難防止ドライバ６８を制御している。図１０（ａ）の実施例では、３レベルの制御信号の値に対応するビットのオン・オフの値が盗難防止ドライバ６８へと送られ、オン・オフ（１または０）に対応してアラーム段階が対応づけられている。図１０（ａ）に示した実施の形態では、アラーム段階は、音量および音調を変化させることにより与えられているのが示されているものの、本発明ではいかなるアラームの実施の形態を使用することができる。

図１０（ｂ）は、本発明の運動制御装置により与えられる擬似分散の積算値の時間的な経過と、従来の加速度データの振幅の最大値の二乗和を使用した場合の、二乗和値の時間変化と、アラーム・レベルのしきい値とを示した図である。図１０（ｂ）に示されるように、本発明のＬ１で示される擬似分散値は、時間と共に運動閾値を超える値の場合に増加し、擬似分散値が運動閾値よりも小さな場合には、０が入力されるので順次値が減少する。その後再度加速度が与えられても、加速度が加えられた時間が短ければ、閾値を超えず、加速度が小さくなるにしたがって、再び減少する。さらに、所定の閾値以上の大きな加速度が所定期間以上継続されることで、初めてアラームが起動され、順次レベル１〜レベル３へと増加する。また、この場合、リング・バッファには、少なくとも数ｓ以上のデータが必ず蓄積されているので、一旦閾値を超えると、その後もアラーム動作は、積算値が閾値レベルよりも小さくならないと終了しない。

一方、Ｌ２で示される従来の加速度センサの出力を使用した検出方法では、出力が加速度の継続時間ではなく、大きさがそのまま出力されてしまうので、レベル１付近でアラームが不規則に鳴り続け、また、例えば情報処理装置を急激にずらしただけのような運動の場合にでもレベル３のアラームが発生する。すなわち、本発明では、加速度とその継続時間とをより良好にアラーム制御のために使用することにより、運動と、それに対応する応答とをより相関づけることを可能とする。

本発明の上記方法は、機械語、アセンブラ語、Ｃのマイクロコードなどの言語で記述することができ、ＲＯＭなどに格納できるサイズのプログラムとして記述することができる。また、例えばデスクトップ・パーソナルコンピュータや、自動車などのように、省電力要求が比較的緩やかで、ＯＳ機能を利用することができる場合には、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）などのオブジェクト指向言語などを使用してコンピュータ実行可能なプログラムとして記述することができる。

上述したように、本発明によれば、小さいが急な加速度を受けた場合や、短期間の電磁的ノイズを受けた場合にでも運動の継続に応答した応答を可能とし、またユーザの意図しないセキュリティ動作の起動を防止することにより、従来にましてセキュリティ機能の利用性を高めることを可能とする。また、運動の大きさに加え、運動の継続時間に応答して応答レベルを変化させることが可能となるので、緊急性などの識別性など、セキュリティ上のユーザ・インタフェースを向上させることができる。さらに、一旦、応答レベルが高まってしまうと、その後放置しても、所定の期間応答・レベルが保持されるので、より高いセキュリティ性を付与することができる。

本発明の運動検知装置の機能構成を示した概略図。 本発明における運動検知部の機能構成を示したブロック図。 本発明の信号発生部の詳細な構成を示したブロック図。 本発明の制御部が実行する統計処理を示したフローチャート。 図４の処理に続く、信号発生部での処理を示した図。 本発明の加速度センサからのＡ／Ｄ変換されたデータの時間波形を示した図。 本発明により得られた各値の時間スペクトルを示した図。 本発明の運動検知装置を含む情報処理装置の好ましい実施の形態を示した図。 図８に示した情報処理装置に本発明の運動検知装置を実装し、盗難防止装置として機能させる場合の機能ブロックを示した図。 盗難防止ドライバが含む応答レベルを決定するためのデータ構造（ａ）および本発明の運動検知装置により発生されるアラーム・レベル（ｂ）を、従来の方法と比較して示した図。 従来の運動検出アルゴリズムのために用いられるモジュールの機能構成を示したブロック図。

符号の説明

１０…運動検知装置、１２…加速度センサ、１４…Ａ／Ｄ変換器、１６…制御部、１８…運動検知部、２０…信号発生部、２２…内部バスライン、２４…インタフェース、２６…統計処理部、２８…バッファ・メモリ、３０…閾値比較部、３２…バッファ・メモリ、３４…積算部、３６…制御信号発生部、４０…Ｘ方向平均処理部、４２…Ｙ方向平均処理部、４４…乗算加算手段、４６…乗算加算手段、４８…加算手段、５０…短時間運動偏差生成部、５２…擬似分散計算部、５４…コンパレータ、５６…ゲート、５８…コンパレータ

Claims (16)

1. 電気装置の運動を検出する運動検知装置であって、
   前記電気装置の運動により発生する加速度を検出する加速度センサと、
   前記加速度センサからのデータの平均値を計算し、前記平均値と前記データのうちの最後に得られた値との差分を計算し、前記差分から前記データの擬似分散値を計算する統計処理部を含む運動検知部と、
   前記運動検知部で計算された擬似分散値を運動閾値と比較して前記運動閾値を越えた判断に応答して信号値を発生させる比較部と、
   前記比較部により生成された前記信号値を所定の間隔で連続して積算する手段を備える信号発生部と
   を含む、運動検知装置。
2. 前記統計処理部は、前記データの平均値に対する前記差分を、所定の期間ごとに複数生成し、生成された複数の前記差分の二乗和値を計算して短時間運動偏差を生成させ、メモリに書き込む短期間運動偏差生成部と、
   前記メモリに書き込まれた前記短時間運動偏差を積算して擬似分散値を計算させる擬似分散計算部を含む、請求項１に記載の運動検知装置。
3. 前記信号発生部は、前記信号値を積算して得られた積算値を複数の制御閾値と比較する閾値比較部と、前記積算値が前記複数の制御閾値を越えたことに応答して異なる制御信号を生成させる制御信号発生部を含む
   請求項１に記載の運動検知装置。
4. 前記信号値は、二値信号値であり、前記信号発生部は、前記信号値を格納する第１のバッファ・メモリを含む、請求項１に記載の運動検知装置。
5. 前記短時間運動偏差生成部は、前記短時間運動偏差が書き込まれる第２のバッファ・メモリを含む、請求項２に記載の運動検知装置。
6. 前記運動検知装置は、前記電気装置の盗難防止モジュールである、請求項１に記載の運動検知装置。
7. 電気装置の運動を検出させる方法であって、前記方法は、
   前記電気装置の運動により発生する加速度センサのデータを取得して、運動検知部に送り、前記運動検知部をして前記データの平均値を計算させ、前記平均値と前記データのうちの最後に得られた値との差分を計算させて短時間運動偏差を生成させ、前記短時間運動偏差の値から前記データの擬似分散値を計算させるステップと、
   前記計算された擬似分散値を閾値比較部に送り、前記閾値比較部において前記擬似分散値を運動閾値と比較させ前記運動閾値を越えた判断に応答して信号値を発生させるステップと、
   生成された前記信号値を所定の間隔で連続して積算させ、積算値を生成するステップと
   を含む運動検知方法。
8. 前記運動検知部に対して、前記データの平均値に対する前記差分を、所定の期間ごとに複数生成させ、生成された複数の前記差分の二乗和値を計算させて短時間運動偏差を生成させるステップと、
   複数の前記短時間運動偏差をメモリに書き込み、前記メモリに格納された前記短時間運動偏差を積算して擬似分散値を計算させるステップと
   を含む、請求項７に記載の運動検知方法。
9. 前記信号値を積算して積算値を生成させ、生成された前記積算値を制御信号の発生のための複数の制御閾値と比較するステップと、
   前記積算値が前記複数の制御閾値を越えたことに応答して異なる制御信号を生成させるステップと
   を含む、請求項８に記載の運動検知方法。
10. 前記積算値を生成するステップは、
    前記信号値を、時間的に連続してメモリに格納させるステップと、
    時間的に連続してメモリに格納された前記信号値を読み出して積算するステップと、を含む、請求項７に記載の運動検知方法。
11. 前記運動検知方法は、前記電気装置の盗難防止のための方法である、請求項７に記載の運動検知方法。
12. コンピュータに対して電気装置の運動を検出させる方法を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、前記プログラムは、コンピュータに対して、
    前記電気装置の運動により発生する加速度センサのデータを取得して、運動検知部に送り、前記運動検知部をして前記データの平均値を計算させ、前記平均値と前記データのうちの最後に得られた値との差分を計算させて短時間運動偏差を生成させ、前記短時間運動偏差の値から前記データの擬似分散値を計算させるステップと、
    前記計算された擬似分散値を閾値比較部に送り、前記閾値比較部において前記擬似分散値を運動閾値と比較させ前記運動閾値を越えた判断に応答して信号値を発生させるステップと、
    生成された前記信号値を所定の間隔で連続して積算させ、積算値を生成するステップと
    を実行させる、プログラム。
13. 前記運動検知部に対して、前記データの平均値に対する前記差分を、所定の期間ごとに複数生成させ、生成された複数の前記差分の二乗和値を計算させて短時間運動偏差を生成させるステップと、
    複数の前記短時間運動偏差をメモリに書き込み、前記メモリに格納された前記短時間運動偏差を積算して擬似分散値を計算させるステップと
    を実行させる、請求項１２に記載のプログラム。
14. 電気装置の運動を検知するための処理を実行する処理モジュールであって、前記処理モジュールは、
    電気装置の運動により発生する加速度センサのデータを取得して、運動検知部に送り、前記運動検知部をして前記データの平均値を計算させ、前記平均値と前記データのうちの最後に得られた値に対する差分を計算させて短時間運動偏差を生成させ、前記短時間運動偏差の値から前記データの擬似分散値を計算させる機能部と、
    前記計算された擬似分散値を閾値比較部に送り、前記閾値比較部において前記擬似分散値を運動閾値と比較させ前記運動閾値を越えた判断に応答して信号値を発生させる処理部と、
    生成された前記信号値を所定の間隔で連続して積算させ、積算値を生成する処理部と
    を含む、処理モジュール。
15. 前記運動検知部に対して、前記データの平均値に対する前記差分を、所定の期間ごとに複数生成させ、生成された複数の前記差分の二乗和値を計算させて短時間運動偏差を生成させる処理部と、
    複数の前記短時間運動偏差をメモリに書き込み、前記メモリに格納された前記短時間運動偏差を積算して擬似分散値を計算させる処理部と
    を含む、請求項１４に記載の処理モジュール。
16. 請求項１に記載の運動検知装置を盗難防止モジュールとして含む、電気装置。

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