JP6154883B2 - Stillness determination device, posture angle detection device, portable device, stillness determination method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、角速度センサより入力される角速度データを用いて静止判定を行う静止判定装置および静止判定方法、ならびに、静止判定装置を用いた姿勢角検出装置および携帯機器に関する。 The present invention relates to a stillness determination device and a stillness determination method that perform stillness determination using angular velocity data input from an angular velocity sensor, and a posture angle detection device and a portable device using the stillness determination device.
従来、姿勢角検出装置は、角速度センサが検出した角速度データの分散が予め設定した閾値より小さい場合に、停止状態であると判定していた(例えば特許文献1)。
[特許文献1] 特開平9−96535号公報Conventionally, the posture angle detection device determines that the position is stopped when the variance of the angular velocity data detected by the angular velocity sensor is smaller than a preset threshold (for example, Patent Document 1).
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 9-96535
しかしながら、角速度データの分散を用いて判定する姿勢角検出装置は、実際には姿勢角検出装置が動作しているにも拘わらず、静止状態であると誤って判定されてしまう問題がある。具体的には、姿勢角検出装置は、一定の速度で回転運動することにより角速度の分散が小さくなり、静止判定してしまう。このように、特許文献1に記載の方法では、静止判定を行う場合、誤った判定が起こりうる。そのため、姿勢角検出装置は、角速度センサに加え、舵角センサ等を用いざるを得ず、角速度センサのみで静止判定を行うことができない。 However, there is a problem that the posture angle detection device that is determined using the dispersion of the angular velocity data is erroneously determined to be in a stationary state even though the posture angle detection device is actually operating. Specifically, the attitude angle detection device makes a stationary determination by rotating the angular motion at a constant speed, thereby reducing the dispersion of the angular speed. Thus, in the method described in Patent Document 1, an erroneous determination may occur when performing a still determination. For this reason, the attitude angle detection device must use a steering angle sensor or the like in addition to the angular velocity sensor, and cannot perform stillness determination only with the angular velocity sensor.
本発明の第1の態様においては、機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する分布判定部と、角速度センサが出力する角速度データの値と、予め定められた第1閾値とを比較する判定部と、角速度データの分布特性と、角速度データの値と第1閾値との比較結果とに基づいて機器が静止しているか否かを判定する静止判定部とを備える静止判定装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, the angular velocity sensor outputs a distribution determination unit that determines whether or not the distribution of angular velocity data output from the angular velocity sensor mounted on the device has a predetermined distribution characteristic. Whether the device is stationary based on the determination unit that compares the value of the angular velocity data with a predetermined first threshold, the distribution characteristics of the angular velocity data, and the comparison result between the value of the angular velocity data and the first threshold There is provided a stillness determination device including a stillness determination unit for determining whether or not.
本発明の第2の態様においては、機器に搭載された角速度センサから出力される角速度データの分布特性を示す特性値を第2閾値と比較し、該比較結果を出力する分布判定部と、比較結果に基づいて機器が静止しているか否かを判定する静止判定部と、を備え、分布判定部は、角速度データに基づいて第2閾値を制御する静止判定装置を提供する。 In the second aspect of the present invention, the distribution determination unit that compares the characteristic value indicating the distribution characteristic of the angular velocity data output from the angular velocity sensor mounted on the device with the second threshold and outputs the comparison result, and the comparison A stationary determination unit that determines whether the device is stationary based on the result, and the distribution determination unit provides a stationary determination device that controls the second threshold based on the angular velocity data.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態に係る姿勢角検出装置10の概要を示す図である。姿勢角検出装置10は、静止判定装置100、オフセット算出部150、磁気センサ160、加速度センサ170、第1の姿勢角検出部180、第2の姿勢角検出部190、および姿勢角算出部200を備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a posture
姿勢角検出装置10は、磁気センサ160が検出した磁気データおよび加速度センサ170が検出した加速度データに基づいて第2の姿勢角を算出する。また、姿勢角検出装置10は、静止判定装置100が測定した角速度データに基づいて第1の姿勢角を算出する。ここで、第2の姿勢角とは、任意の時刻において、その時刻において検出された磁気データ若しくは加速度データから算出される姿勢角である。また、第1の姿勢角とは、任意の時刻における第2の姿勢角に、静止判定装置100が測定した角速度データを任意の時刻から現在の時刻まで蓄積することにより算出される姿勢角のことである。
The attitude
静止判定装置100は、角速度センサ110、分布判定部120、絶対値判定部130および静止判定部140を有する。角速度センサ110は、姿勢角検出装置10の角速度データを検出する。角速度センサ110は、磁気センサ160または加速度センサ170と比較して、姿勢角検出装置10の外部環境に影響されにくい。よって、姿勢角検出装置10は、外部環境に影響されないで、角速度データから安定して姿勢角を算出できる。
The
しかし、角速度センサ110が検出した角速度データは、温度ドリフト等に起因するオフセット、ノイズ等の誤差を含む。また、角速度データから求まる姿勢角は、任意の時刻から現在の時刻までの角速度データを累積して算出される。よって、角速度データに含まれた誤差は、それ以降の角速度データによって算出される第1の姿勢角に蓄積される。
However, the angular velocity data detected by the
角速度センサ110は、検出した角速度データを、分布判定部120および絶対値判定部130に出力する。分布判定部120は、角速度センサ110により検出された角速度データの分布が予め定められた分布特性を有するか否かを判定する。分布特性は、例えば角速度データのばらつき、または、変化量を示す特性である。また、分布特性は、横軸を角速度データの値、縦軸を頻度としたときの角速度データの分布の形状により定まる特性であってもよい。
The
具体的には、分布判定部120は、角速度データの分布のばらつきを示す標準偏差、分散、および、角速度データ間の変化量を示すピークツゥピーク値から選択したいずれかの特性値が、予め定められた第2閾値以下か否かを判定する。また、分布判定部120は、分布の尖度等の、角速度データの分布が、正規分布からどれだけ乖離しているかを示す特性値が、予め定められた第2閾値以下か否かを判定してもよい。絶対値判定部130は、角速度センサ110が検出した角速度データの値と、予め定められた第1閾値とを比較する。また、当該角速度データの値は、角速度センサ110が検出した角速度データの絶対値であってよい。
Specifically, the
静止判定部140には、分布判定部120の判定結果および絶対値判定部130の比較結果が入力される。静止判定部140は、角速度データの分布特性と、角速度データの値と第1閾値との比較結果とに基づいて静止しているか否かを判定する。また、静止判定部140は、角速度データの分布が予め定められた分布特性を有し、且つ、角速度データの絶対値が第1閾値以下の場合に静止と判定してもよい。分布特性および絶対値の2つの指標を用いることで、静止判定部140は、姿勢角検出装置10の静止状態を精度よく検出することができる。
The determination result of the
オフセット算出部150には、静止判定部140が判定した判定結果、および角速度センサ110が検出した角速度データが入力される。また、静止判定部140は、静止と判定した場合に、角速度データをオフセット算出部150に出力するとしてよい。つまり、オフセット算出部150は、静止判定部140が静止と判定した場合に入力される角速度データを用いて、角速度データのオフセットを推定する。
The
姿勢角検出装置10は、角速度センサ110のオフセットを推定して、角速度データからオフセットを除去する。ここで、オフセットは、角速度センサ110が静止状態である場合に出力される角速度データとして定義される。つまり、姿勢角検出装置10は、静止判定部140が静止判定した場合の角速度データからオフセットを算出できる。
The posture
第1の姿勢角検出部180には、角速度センサ110が検出した角速度データおよびオフセット算出部150が推定したオフセットの値が入力される。第1の姿勢角検出部180は、角速度データと、オフセットとに基づいて第1の姿勢角を検出する。具体的には、第1の姿勢角検出部180は、入力されたオフセットの値を角速度データから差し引くことでオフセットを除去する。第1の姿勢角検出部180は、オフセットの除去された角速度データを予め定められた時間蓄積することにより、第1の姿勢角を検出する。上述したように、静止判定部140が静止状態を精度よく判定できるので、第1の姿勢角検出部180は、高精度に算出されたオフセットに基づいて、第1の姿勢角を精度よく検出できる。
The first posture
磁気センサ160は、姿勢角検出装置10に対する地磁気の向きを検出する。しかし、磁気センサ160は、磁界の不安定な環境、若しくは、地磁気以外の磁気が強力な環境においては、地磁気を正確に検出できない。また、加速度センサ170は、姿勢角検出装置10に対する重力加速度の向きを検出する。しかし、加速度センサ170は、姿勢角検出装置10が運動加速度を有する場合、重力加速度を正確に検出できない。
The
第2の姿勢角検出部190には、磁気センサ160から出力される磁気データおよび加速度センサ170から出力される加速度データが入力される。また、第2の姿勢角検出部190は、入力された磁気データおよび加速度データに基づいて、第2の姿勢角を算出する。第2の姿勢角は、過去のデータを用いずに現時点におけるデータから検出されるので、過去における誤差が蓄積されない。ただし、第2の姿勢角には、地磁気以外の磁気、または、運動加速度の影響が含まれる。そのため、第2の姿勢角検出部190は、地磁気以外の磁気、および、運動加速度が所定の閾値以下となる場合等の所定の条件を満たした場合に、第2の姿勢を算出する。
The second attitude
姿勢角算出部200には、第1の姿勢角検出部180が算出した第1の姿勢角および第2の姿勢角検出部190が算出した第2の姿勢角が入力される。姿勢角算出部200は、基本的には第1の姿勢角を姿勢角検出装置10の姿勢角として検出する。また、姿勢角算出部200は、第2の姿勢角検出部190により第2の姿勢角が検出された場合には、第2の姿勢角に基づいて、第1の姿勢角を補正する。具体的には、第2の姿勢角と第1の姿勢角との差分が小さくなるように、第1の姿勢角を補正する。
The
図2は、姿勢角検出装置10の姿勢演算を示すフローチャートである。ステップS201において、角速度センサ110は姿勢角検出装置10の角速度データを検出する。ステップS202において、静止判定部140は、ステップS201において検出した角速度データに基づいて、姿勢角検出装置10が静止か否かを判定する。
FIG. 2 is a flowchart showing the posture calculation of the posture
ステップS203において、オフセット算出部150は、静止時における角速度データに基づいて、角速度センサ110のオフセットを推定する。ステップS204において、第1の姿勢角検出部180は、ステップS203において推定したオフセットを角速度データから差し引くことによって、オフセットが除去された角速度データを算出する。ステップS205において、第1の姿勢角検出部180は、オフセットが除去された角速度データから、姿勢角検出装置10の第1の姿勢角を演算する。第1の姿勢角検出部180は、1単位時間前に算出した第1の姿勢角を、現時点の角速度データに応じて回転させることで、現時点の第1の姿勢角を算出する。これにより、姿勢角検出装置10は、オフセットの影響が精度よく低減された第1の姿勢角を演算できる。
In step S203, the offset
図3は、角速度センサ110が取得する角速度データを示す図であり、縦軸は角速度を示し、横軸は時間を示す。絶対値判定部130は、第1閾値を設定して、第1閾値と角速度センサ110から入力される角速度データの値とを比較する。また、絶対値判定部130は、角速度データに基づいて絶対値を算出する。絶対値判定部130は、第1閾値と角速度データの絶対値とを比較してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating angular velocity data acquired by the
絶対値判定部130は、それぞれの角速度データと、第1閾値とを比較して、角速度データが第1閾値より低い期間を、姿勢角検出装置10が静止している期間とする。本発明において、第1閾値と比較される角速度データとしては、角速度データの絶対値の他、角速度データの平均値、最大値、最小値、累積値、中央値など用いることができる。また、絶対値判定部130は、予め定められた期間内における、角速度データの最大絶対値を検出してもよい。この場合、絶対値判定部130は、最大絶対値が第1閾値より低い期間を、姿勢角検出装置10が静止している期間とする。
The absolute
図4は、分布判定部120が算出する標準偏差を示す図であり、横軸は角速度を示し、曲線は頻度を示す。なお、それぞれの分布の平均値を、横軸の原点に配置している。また、分布1は、姿勢角検出装置10が静止している場合の分布例を示しており、ばらつきが比較的小さい。分布2は、姿勢角検出装置10が動作している場合の分布例を示しており、角速度のばらつきが分布1のばらつきより大きい。
FIG. 4 is a diagram illustrating the standard deviation calculated by the
姿勢角検出装置10が静止している場合、理想的には角速度は0の値を示し、且つ、標準偏差は0となる。しかし、姿勢角検出装置10が静止している場合の分布は、外部環境に起因するノイズの影響によって、角速度が0以外の値に分散して偏差が生じる。また、姿勢角検出装置10が動いている場合、静止している場合に比べて角速度の変動範囲が大きくなるので、分布2は、角速度のばらつきが分布1より大きくなる。つまり、分布2は、分布1の標準偏差よりも大きな標準偏差を有する。
When the posture
ここで、分布判定部120は、角速度センサ110から入力された角速度データの分布を算出して、標準偏差を計算する。分布判定部120は、角速度データの分布から計算された標準偏差を、第2閾値と比較する。
Here, the
図5は、分布判定部120が算出する角速度データのピークツゥピーク値を示す図である。縦軸は角速度を、横軸は時間を示す。分布判定部120は、予め定められた期間内の角速度データの最大値と最小値の差分であるピークツゥピーク値を角速度データの特性値として算出する。また、分布判定部120は、ピークツゥピーク値と第2閾値とを比較する。姿勢角検出装置10が動いている場合、静止している場合に比べて角速度の変動範囲が大きくなるので、ピークツゥピーク値等により示される角速度データの変動量も大きくなる。分布判定部120は、複数の特性値(例えば、標準偏差およびピークツゥピーク値)の全てが、対応する閾値以下である場合に、角速度データの分布が予め定められた分布特性を有すると判定してよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating the peak-to-peak value of the angular velocity data calculated by the
図6は、静止判定装置100が取得する静止時、等速円運動時の角速度データを示す図である。縦軸は角速度を、横軸は時間を示す。静止判定装置100は、角速度データの絶対値および特性値に基づいて、静止判定を行う。以下では、静止判定装置100が、角速度データの絶対値および角速度データの特性値に基づいて静止判定する場合、角速度データの特性値のみに基づく場合に比べて、静止判定の精度が向上することを、図6を用いて説明する。
FIG. 6 is a diagram showing angular velocity data at the time of stationary and constant velocity circular motion acquired by the
図6の左側に示すように、姿勢角検出装置10が静止している場合、絶対値判定部130に入力される角速度の値は略一定となる。但し、前述の通り、角速度センサ110が出力する角速度データにはオフセットが含まれるので、絶対値判定部130に入力される角速度の値が零の値とはならない。また、図6の右側に示すように、姿勢角検出装置10が等速円運動のような一定角速度で運動している場合、角速度は略一定となる。
As shown on the left side of FIG. 6, when the posture
角速度データの特性値のみに基づいて静止判定する場合において、姿勢角検出装置10が等速円運動のような一定の角速度で運動し、第2閾値よりも小さな特性値を示す場合には、静止判定装置100は、誤って静止であると判定する。
In the case of determining stillness based only on the characteristic value of the angular velocity data, when the posture
これに対して、静止判定装置100が、角速度データの絶対値および特性値に基づいて静止判定する場合において、姿勢角検出装置10が等速円運動のような一定の角速度で運動しているとき、角速度データの絶対値が第1閾値よりも大きい場合には、静止判定装置100は動作状態であると判定することができる。以下において、角速度データの絶対値および特性値に基づく静止判定方法の具体的なフローを説明する。
On the other hand, when the
図7は、本実施形態に係る静止判定装置100の静止判定方法を示すフローチャートである。ステップS701において、角速度センサ110は、角速度データを検出する。ステップS702において、静止判定装置100は、検出した角速度データをバッファして、分布判定部120に出力する。
FIG. 7 is a flowchart showing a stillness determination method of the
次に、ステップS703において、分布判定部120は、角速度センサ110により検出された角速度データから、角速度データの分布の標準偏差または角速度データのピークツゥピーク値を角速度データの特性値として算出する。ステップS704において、分布判定部120は、角速度データの分布と予め定められた分布特性とを比較する。具体的には、ステップS703で検出した角速度データの特性値分布と第2閾値とを比較する。
Next, in step S703, the
ステップS704において、角速度データの特性値が第2閾値以下の場合に、ステップS705が実行され、角速度データの特性値が第2閾値以下でない場合には、姿勢角検出装置10が動作していると判定される(S708)。
In step S704, if the characteristic value of the angular velocity data is less than or equal to the second threshold value, step S705 is executed. If the characteristic value of the angular velocity data is not less than or equal to the second threshold value, the posture
ステップS705およびS706において、絶対値判定部130は、角速度センサ110が検出した角速度データから角速度データの絶対値を算出して、角速度データの絶対値と予め定められた第1閾値とを比較する。ステップS706において、角速度データの特性値が第1閾値以下の場合に、ステップS707が実行され、角速度データの特性値が第1閾値以下でない場合には、姿勢角検出装置10が動作していると判定される(S708)。
In steps S705 and S706, the absolute
ステップS707において、静止判定部140は、姿勢角検出装置10が静止していると判定する。つまり、角速度データの特性値が第2閾値以下(S704)であり、且つ、角速度データの絶対値が第1閾値以下(S706)の場合に、静止判定部140は、姿勢角検出装置10の状態を静止と判定する。一方、角速度データの特性値および絶対値の少なくとも一方が、対応する閾値以下の場合には、静止判定部140は、姿勢角検出装置10が動作していると判定する(S708)。
In step S707, the
このような処理により、姿勢角検出装置10の静止状態および動作状態を精度よく判定できる。例えば、姿勢角検出装置10が等速運動している場合であっても、角速度の絶対値が第1閾値より大きければ、姿勢角検出装置10を動作状態と判定できる。また、姿勢角検出装置10の角速度の絶対値は小さいが、所定のパターンで動作している場合であっても、角速度の分布から、姿勢角検出装置10を動作状態と判定できる。これにより、動作状態を静止状態と誤検出する可能性が低くなり、動作状態における角速度センサ110の出力に基づいてオフセットを検出する可能性が低くなる。このため、角速度センサ110のオフセットを精度よく検出できる。
By such processing, the stationary state and the operating state of the attitude
これまで、静止判定装置100が、磁気センサ160および加速度センサ170を用いずに、角速度データに基づいて姿勢角を演算する方法を説明してきた。本実施形態において、姿勢角検出装置10は、外部環境の影響の少ない角速度データに基づいて、姿勢角を演算するので、外部環境の変化に対して信頼性が高い。
So far, the method of calculating the attitude angle based on the angular velocity data without using the
しかし、姿勢角検出装置10は、第2の姿勢角を示す磁気データおよび加速度データに基づいて、角速度データに基づく第1の姿勢角を補正してもよい。この場合、姿勢角算出部200には、第1の姿勢角検出部180が算出した第1の姿勢角および第2の姿勢角検出部190が算出した第2の姿勢角が入力される。
However, the posture
一般的に、角速度データに基づく第1の姿勢角は、磁気データおよび加速度データに基づく第2の姿勢角よりも検出周期が短く、且つ、外部環境による影響を受けにくい。一方で、磁気データおよび加速度データに基づく第2の姿勢角は、第1の姿勢角より検出周期が長いが、ノイズや誤差の蓄積がない。 In general, the first posture angle based on the angular velocity data has a detection cycle shorter than that of the second posture angle based on the magnetic data and the acceleration data, and is not easily influenced by the external environment. On the other hand, the second posture angle based on the magnetic data and the acceleration data has a longer detection cycle than the first posture angle, but there is no accumulation of noise or errors.
したがって、姿勢角算出部200は、外部環境の影響を避けることを目的として、基本的には第1の姿勢角を姿勢角検出装置10の姿勢角として検出する。また、姿勢角算出部200は、第2の姿勢角に基づいて、第1の姿勢角を補正する。これにより姿勢角算出部200は、角速度データに基づく姿勢角の誤差が蓄積された場合においても、定期的に第2の姿勢角を用いて補正するので、姿勢角が真の値から大きくはずれるのを防止することができる。
Therefore, the posture
図8は、静止判定装置100が、一定の周期で変化する角速度で運動しているときの角速度を示す図である。図8に示す角速度データは、角速度データの絶対値が常に第1閾値より小さい値で静止判定装置100が運動している場合を示している。静止判定装置100は、角速度データの絶対値のみに基づいて静止判定した場合、角速度データが常に第1閾値より小さい値であるので、静止と誤って判定する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an angular velocity when the
一方、図8に示す動作状態における分散の標準偏差は、静止状態における分散の標準偏差より大きくなる。よって、静止判定装置100は、角速度データの分布から、姿勢角検出装置10が動作していると判定できるので、誤って静止と判定することを防ぐことができる。
On the other hand, the standard deviation of the dispersion in the operation state shown in FIG. 8 is larger than the standard deviation of the dispersion in the stationary state. Therefore, since the
また、図8に示すように、角速度の変動がランダム成分以外の成分を含む場合、角速度データの分布は正規分布から乖離する。例えば、図8に示す場合、角速度データの分布はサイン波分布となる。通常、静止時において角速度センサ110が出力する角速度データには、ランダムノイズの成分が多く含まれる。このため、角速度データの分布の形状からも、姿勢角検出装置10が動作していると判定できる。
Further, as shown in FIG. 8, when the fluctuation of the angular velocity includes a component other than the random component, the distribution of the angular velocity data deviates from the normal distribution. For example, in the case shown in FIG. 8, the distribution of the angular velocity data is a sine wave distribution. Normally, the angular velocity data output by the
なお、分布判定部120は、角速度データの絶対値に応じて第2閾値を制御してもよい。例えば、角速度データの絶対値がより大きい場合に、第2閾値をより小さくしてよい。例えば、角速度データの絶対値が第1閾値よりも小さい場合であっても、当該絶対値が大きいほど、姿勢角検出装置10は実際には動作している可能性が高くなる。このため、動作状態を静止状態と誤検出することを防ぐべく、第2閾値を小さくして静止と判定される基準を厳しくする。また、絶対値判定部130は、角速度データの特性値に応じて第1閾値を制御してよい。例えば、角速度データの特性値がより大きい場合に、第1閾値をより小さくしてよい。
The
図9は、本実施形態に係る姿勢角検出装置10が携帯機器210に搭載された例を示す。携帯機器210の下部から上部に向かう方向をx軸と、携帯機器210の右側から左側に向かう方向をy軸と、携帯機器210の背面から全面に向かう方向をz軸として定義する。ここで、x軸周りの角度をロール角と、y軸周りの角度をピッチ角と、z軸周りの角度をヨー角としてそれぞれ定義する。すなわち、x軸、y軸、z軸の3軸はそれぞれ直交する関係にある。
FIG. 9 shows an example in which the attitude
姿勢角検出装置10は、ロール角、ピッチ角およびヨー角における角速度、磁気、加速度をそれぞれ検出する。姿勢角検出装置10は、これらに基づいて、携帯機器210の姿勢を測定する。
The posture
姿勢角検出装置10は、携帯機器210、カーナビゲーションシステム、自動運転システムおよびロボット等に搭載されてよい。携帯機器210は、携帯電話、デジタルカメラおよび腕時計等を含んでよい。
The attitude
図10は、本実施形態に係るコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ1900は、ホスト・コントローラ2082により相互に接続されるCPU2000、RAM2020、グラフィック・コントローラ2075、及び表示装置2080を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ2084によりホスト・コントローラ2082に接続される通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、及びCD−ROMドライブ2060を有する入出力部と、入出力コントローラ2084に接続されるROM2010、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070を有するレガシー入出力部とを備える。
FIG. 10 shows an example of a hardware configuration of a
ホスト・コントローラ2082は、RAM2020と、高い転送レートでRAM2020をアクセスするCPU2000及びグラフィック・コントローラ2075とを接続する。CPU2000は、ROM2010及びRAM2020に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等がRAM2020内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置2080上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ2084は、ホスト・コントローラ2082と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、CD−ROMドライブ2060を接続する。通信インターフェイス2030は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ2040は、コンピュータ1900内のCPU2000が使用するプログラム及びデータを格納する。CD−ROMドライブ2060は、CD−ROM2095からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。
The input /
また、入出力コントローラ2084には、ROM2010と、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM2010は、コンピュータ1900が起動時に実行するブート・プログラム、及び/又は、コンピュータ1900のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ2050は、フレキシブルディスク2090からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。入出力チップ2070は、フレキシブルディスク・ドライブ2050を入出力コントローラ2084へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ2084へと接続する。
The input /
RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク2090、CD−ROM2095、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM2020を介してコンピュータ1900内のハードディスクドライブ2040にインストールされ、CPU2000において実行される。
A program provided to the
コンピュータ1900にインストールされ、コンピュータ1900を静止判定装置として機能させるプログラムは、分布判定モジュールと、判定モジュールと、静止判定モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、CPU2000等に働きかけて、コンピュータ1900を、静止判定装置としてそれぞれ機能させる。
A program that is installed in the
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ1900に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である分布判定部、判定部、静止判定部として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ1900の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の静止判定装置が構築される。
Information processing described in these programs is read by the
一例として、コンピュータ1900と外部の装置等との間で通信を行う場合には、CPU2000は、RAM2020上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス2030に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス2030は、CPU2000の制御を受けて、RAM2020、ハードディスクドライブ2040、フレキシブルディスク2090、又はCD−ROM2095等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス2030は、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、CPU2000が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス2030からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス2030又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
As an example, when communication is performed between the
また、CPU2000は、ハードディスクドライブ2040、CD−ROMドライブ2060(CD−ROM2095)、フレキシブルディスク・ドライブ2050(フレキシブルディスク2090)等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をDMA転送等によりRAM2020へと読み込ませ、RAM2020上のデータに対して各種の処理を行う。そして、CPU2000は、処理を終えたデータを、DMA転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、RAM2020は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはRAM2020および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、CPU2000は、RAM2020の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはRAM2020の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもRAM2020、メモリ、及び/又は記憶装置に含まれるものとする。
The
また、CPU2000は、RAM2020から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、RAM2020へと書き戻す。例えば、CPU2000は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合(又は不成立であった場合)に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
In addition, the
また、CPU2000は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第1属性の属性値に対し第2属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、CPU2000は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第1属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第2属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第1属性に対応付けられた第2属性の属性値を得ることができる。
Further, the
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク2090、CD−ROM2095の他に、DVD又はCD等の光学記録媒体、MO等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ1900に提供してもよい。
[発明の効果]The program or module shown above may be stored in an external recording medium. As the recording medium, in addition to the
[Effect of the invention]
本発明は、角速度の絶対値および分布の2つの判断基準を併用することで、等速運動しているものを角速度センサだけで静止判定ができる。 In the present invention, it is possible to determine stillness of an object that is moving at a constant speed by using only the angular velocity sensor by using the two determination criteria of the absolute value and the distribution of the angular velocity in combination.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior”. It should be noted that they can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. is not.
10・・・姿勢角検出装置、100・・・静止判定装置、110・・・角速度センサ、120・・・分布判定部、130・・・絶対値判定部、140・・・静止判定部、150・・・オフセット算出部、160・・・磁気センサ、170・・・加速度センサ、180・・・第1の姿勢角検出部、190・・・第2の姿勢角検出部、200・・・姿勢角算出部、210・・・携帯機器、1900・・・コンピュータ、2000・・・CPU、2010・・・ROM、2020・・・RAM、2030・・・通信インターフェイス、2040・・・ハードディスクドライブ、2050・・・フレキシブルディスク・ドライブ、2060・・・CD−ROMドライブ、2070・・・入出力チップ、2075・・・グラフィック・コントローラ、2080・・・表示装置、2082・・・ホスト・コントローラ、2084・・・入出力コントローラ、2090・・・フレキシブルディスク、2095・・・CD−ROM
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記角速度センサが出力する前記角速度データの値と、予め定められた第1閾値とを比較する絶対値判定部と、
前記角速度データの前記特性値が前記第2閾値以下であり、且つ、前記角速度データの絶対値が前記第1閾値以下の場合に静止と判定する静止判定部と
を備え、
前記絶対値判定部は、前記角速度データの前記特性値がより大きい場合に前記第1閾値をより小さく制御する静止判定装置。 A distribution determination unit that determines whether or not a characteristic value indicating a distribution characteristic of angular velocity data output from an angular velocity sensor mounted on the device is equal to or less than a predetermined second threshold ;
An absolute value determination unit that compares the value of the angular velocity data output by the angular velocity sensor with a predetermined first threshold;
A stationary determination unit that determines that the characteristic value of the angular velocity data is equal to or less than the second threshold value and that is stationary when the absolute value of the angular velocity data is equal to or less than the first threshold value ,
The absolute value determination unit, the characteristic value of the angular velocity data that controls smaller the first threshold is greater than static determination device.
請求項1から3のいずれか1項に記載の静止判定装置。 The stationary determination device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the distribution determination unit controls the second threshold value based on the angular velocity data.
請求項4に記載の静止判定装置。 The stationary determination apparatus according to claim 4 , wherein the distribution determination unit controls the second threshold value according to an absolute value of the angular velocity data.
前記比較結果に基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定部と
を備え、
前記分布判定部は、前記角速度データの絶対値がより大きい場合に前記第2閾値をより小さく制御する
静止判定装置。 A distribution determination unit that compares a characteristic value indicating a distribution characteristic of angular velocity data output from an angular velocity sensor mounted on the device with a second threshold value, and outputs the comparison result;
A stationary determination unit that determines whether or not the device is stationary based on the comparison result,
The distribution determination unit controls the second threshold value to be smaller when the absolute value of the angular velocity data is larger .
前記静止判定装置が静止状態を検出したときの前記角速度センサの出力に基づいて、前記角速度センサの出力におけるオフセットを算出するオフセット算出部と、
前記角速度センサが検出する角速度データと、前記オフセット算出部が算出した前記オフセットとに基づいて前記機器の姿勢角を検出する姿勢角検出部と
を備える姿勢角検出装置。 The stationary determination device according to any one of claims 1 to 6 , which detects a stationary state of the device,
An offset calculation unit that calculates an offset in the output of the angular velocity sensor based on the output of the angular velocity sensor when the stationary determination device detects a stationary state;
An attitude angle detection device comprising: an angular velocity data detected by the angular velocity sensor; and an attitude angle detection unit that detects an attitude angle of the device based on the offset calculated by the offset calculation unit.
前記角速度センサが出力する前記角速度データの値と、予め定められた第1閾値とを比較する絶対値判定段階と、
前記角速度データの前記分布特性と、前記角速度データの値と前記第1閾値との比較結果とに基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定段階と
を備え、
前記絶対値判定段階は、前記角速度データの前記特性値がより大きい場合に前記第1閾値をより小さく制御する静止判定方法。 A distribution determination step for determining whether or not a characteristic value indicating a distribution characteristic of angular velocity data output from an angular velocity sensor mounted on the device is equal to or less than a predetermined second threshold ;
An absolute value determination step of comparing the value of the angular velocity data output by the angular velocity sensor with a predetermined first threshold;
A stationary determination step of determining whether or not the device is stationary based on the distribution characteristics of the angular velocity data and a comparison result between the value of the angular velocity data and the first threshold ,
The absolute value determination stage, stationary judgment method the characteristic value of the angular velocity data that controls smaller the first threshold value is greater than.
前記比較結果に基づいて前記機器が静止しているか否かを判定する静止判定段階と、を備え、
前記分布判定段階は、前記角速度データの絶対値がより大きい場合に前記第2閾値をより小さく制御する
静止判定方法。 A distribution determination step of comparing a characteristic value indicating a distribution characteristic of angular velocity data output from an angular velocity sensor mounted on the device with a second threshold, and outputting the comparison result;
A stationary determination step of determining whether or not the device is stationary based on the comparison result,
In the distribution determination step, the second threshold value is controlled to be smaller when the absolute value of the angular velocity data is larger .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020507779A (en) * | 2017-02-16 | 2020-03-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Method and apparatus for identifying a stationary state of a vehicle |
Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (8)
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---|---|---|---|---|
JP2006189450A (en) * | 1994-11-08 | 2006-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Navigation system |
JP2002131077A (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and device for judging stop of moving body and storage medium recording stop judgment program |
JP2005331332A (en) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Denso Corp | Sensor device |
WO2009098769A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Pioneer Corporation | Navigation device and navigation method, and program for navigation |
WO2011010390A1 (en) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | パイオニア株式会社 | Stop decision device, stop decision method, stop decision program, and storage medium |
JP5625557B2 (en) * | 2010-07-08 | 2014-11-19 | セイコーエプソン株式会社 | Stop judgment method |
JP2012163465A (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Stop determination apparatus and stop determination method |
JP5849319B2 (en) * | 2011-12-05 | 2016-01-27 | 株式会社日立製作所 | Moving path estimation system, moving path estimation apparatus, and moving path estimation method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020507779A (en) * | 2017-02-16 | 2020-03-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Method and apparatus for identifying a stationary state of a vehicle |
US11441924B2 (en) | 2017-02-16 | 2022-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for detecting the standstill of a vehicle |
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