JP7257116B2 - 姿勢同定方法及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、姿勢同定方法及びプログラムに関し、特に移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法及びプログラムに関する。

車両に取り付けられたスマートホンなどの携帯端末によって取得されたデータの利用が進んでいる。しかし、このような携帯端末が取得するデータの中には、加速度データまたは角速度データなど、取付姿勢によって出力値が変化するものもある。取付姿勢によって出力値が変化するデータを有効に利用するためには、取付姿勢を知る必要がある。

例えば、特許文献１には、携帯端末の傾斜角度の変化を考慮して、携帯端末の加速度センサの検出値から車両の加速度を正確に求める技術が開示されている。

特開２０１７－１２５７６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、携帯端末の傾斜角度の変化を、地図情報などから取得する道路の勾配情報または磁気センサなどで取得する方位角を用いて考慮する。すなわち、特許文献１に開示されている技術では、携帯端末の加速度センサの検出値以外の情報を用いる必要がある。

本開示は、上述の事情を鑑みてなされたもので、移動体に搭載された機器の加速度センサが検知する加速度データのみを用いて機器の姿勢を同定することができる姿勢同定方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一形態に係る姿勢同定方法は、移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法であって、前記機器が有する加速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度を所定量取得する取得ステップと、前記移動体の移動時における加速度であって重力加速度の方向を軸に含む座標系で表現される加速度の統計量で示される移動特性に基づいて、前記取得ステップにおいて取得された前記所定量の加速度を示す加速度データから、前記座標系で表現される前記機器の姿勢を同定する同定ステップとを含む。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の姿勢同定方法等によれば、移動体に搭載された機器の加速度センサが検知する加速度データのみを用いて機器の姿勢を同定することができる。

実施の形態における機器の一例を示す図である。 実施の形態における移動体の一例を示す図である。 図２Ａに示す移動体に機器が取り付けられた状態の一例を示す図である。 実施の形態における姿勢同定システムの構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態における移動体の移動体座標系ＸＹ平面の加速度分布の一例を示す図である。 実施の形態における移動体の移動体座標系ＸＹ平面の加速度分布の別の一例を示す図である。 実施の形態における姿勢同定システムの全体動作を示すフローチャートである。 図６に示すステップＳ２の詳細動作を示すフローチャートである。 実施の形態における姿勢同定システムが取得する加速度データの一例である。 図７に示す詳細動作を実際に行う場合の処理方法の一例を示すフローチャートである。 図７に示すステップＳ２１の処理が行われた後の加速度データを示す図である。 図７に示すステップＳ２２の処理が行われた後の加速度データを示す図である。 図１０の領域Ａの加速度データを示す拡大図である。 図１１の領域Ｂの加速度データを示す拡大図である。 等速ワインディング走行中に取得した左右加速度データ及び角速度データの一例を示す図である。 等速ワインディング走行中に取得した前後加速度データ及び角速度データの一例を示す図である。

本開示の一形態に係る姿勢同定方法は、移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法であって、前記機器が有する加速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度を所定量取得する取得ステップと、前記移動体の移動時における加速度であって重力加速度の方向を軸に含む座標系で表現される加速度の統計量で示される移動特性に基づいて、前記取得ステップにおいて取得された前記所定量の加速度を示す加速度データから、前記座標系で表現される前記機器の姿勢を同定する同定ステップとを含む。

これにより、移動体に搭載された機器の加速度センサが取得する加速度データのみ用いて機器の姿勢を同定することができる。

また、例えば、前記移動体は車両であり、前記移動特性は、前記移動体の上下方向の下向きが重力加速度の方向である状態での移動が支配的であり、前記移動体の移動方向及び当該移動方向の反対方向である前後方向の加速度の分散の方が、前記移動体の前後方向と交差する方向である左右方向の加速度の分散よりも大きく、かつ、前記移動体の前方向における加速度の密度分布よりも後方向における加速度の密度分布の方が大きいことである。

また、例えば、前記同定ステップでは、前記移動特性に基づき、前記加速度データから得られる重力加速度の方向が前記移動体の上下方向の下向きであると決定する第１ステップと、前記移動特性に基づき、前記加速度データから得られる重力加速度の方向と垂直方向の加速度の分散から前記移動体の移動方向及び当該移動方向の反対方向である前後方向を決定し、かつ、前記垂直方向の加速度の分散の重心から、前記前後方向のうちの後方向を決定する第２ステップとを含むとしてもよい。

ここで、例えば、前記第１ステップでは、前記取得ステップにおいて取得された前記所定量の加速度を示す第１加速度データのうち、ノルムが略１Ｇである第２加速度データを抽出する抽出ステップと、抽出した前記第２加速度データの平均ベクトルの方向が重力加速度の方向となるように、前記平均ベクトルの方向が前記座標系のＺ軸のマイナス側となる回転行列を前記第１加速度データに作用させる作用ステップとを含む。

また、例えば、前記第２ステップでは、前記作用ステップにおいて前記回転行列が作用された前記第１加速度データから、２つの固有値及び固有ベクトルを算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された２つの固有値のうち大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの方向であって前記Ｚ軸と垂直方向であるＸＹ平面における方向を前記前後方向と決定する第１決定ステップと、前記回転行列が作用された前記第１加速度データの前記ＸＹ平面における重心が前記ＸＹ平面の原点からズレている方向であって前記第１決定ステップで決定された前記前後方向における方向を、前記前後方向における後方向と決定する第２決定ステップと、を含む。

また、例えば、さらに、前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示しかつ前記座標系で表現される前記機器の取付角度を登録する登録ステップと、前記登録ステップで登録された前記取付角度を用いて、前記機器が取得した加速度データ及び角速度データのうちの少なくとも一方の座標を変換する座標変換ステップとを含むとしてもよい。

また、例えば、前記座標変換ステップの後、新たに前記取得ステップ及び前記同定ステップが行われた場合、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を更新するか否かを判定する判定ステップを含み、前記判定ステップにおいて前記取付角度を更新すると判定されたとき、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を、新たに行われた前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示し、かつ前記座標系で表現される前記機器の取付角度に更新する更新ステップとを含むとしてもよい。

ここで、例えば、前記判定ステップでは、前記座標変換ステップの後、新たに行われた前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示し、かつ前記座標系で表現される前記機器の取付角度と、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度とのズレが閾値以上であるか否かに応じて、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を更新するか否かを判定するとしてもよい。

また、例えば、前記取得ステップでは、前記所定量の加速度として、前記移動体が所定の距離を移動している間に前記加速度センサが検知した前記加速度を取得するとしてもよい。

また、例えば、前記取得ステップでは、前記所定量の加速度として、前記移動体が所定の時間移動している間に前記加速度センサが検知した前記加速度を取得するとしてもよい。

また、例えば、さらに、前記移動体が車両以外である場合、前記移動体に、当該移動体の下方向が重力加速度の方向と一致する姿勢である水平姿勢をとらせた状態で、加速動作、前進動作及び停止動作を１回以上行うキャリブレーション動作を行う動作ステップを含み、前記取得ステップでは、前記キャリブレーション動作における前記移動体の加速度を取得し、前記同定ステップでは、前記移動特性として前記キャリブレーション動作における前記移動体の加速度の統計量で示される特性に基づいて、前記取得ステップにおいて取得されたキャリブレーション動作における前記移動体の加速度を示す加速度データから、前記機器の姿勢を同定するとしてもよい。

また、本開示の一形態に係るプログラムは、移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記機器が有する加速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度を所定量取得する取得ステップと、前記移動体の移動時における加速度であって重力加速度の方向を軸に含む座標系で表現される加速度の統計量で示される移動特性に基づいて、前記取得ステップにおいて取得された前記所定量の加速度を示す加速度データから、前記座標系で表現される前記機器の姿勢を同定する同定ステップとを含む。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。

（実施の形態）
以下では、図面を参照しながら、移動体２に取り付けられることにより搭載された機器１の姿勢同定方法等の説明を行う。

［機器１］
図１は、本実施の形態における機器１の一例を示す図である。

機器１は、移動体２に取り付けられることにより搭載される。また、機器１は、少なくとも加速度センサを有し、互いに直交する３方向における加速度を検知する。ここで、互いに直交する３方向は、図１に示すような、機器１を基準とした座標系（以下、機器座標系と称する）であり、例えば、ＲＰＹ軸すなわちロール軸（Ｒ）、ピッチ軸（Ｐ）、及び、ヨー軸（Ｙ）である。なお、機器座標系は、ＲＰＹ軸に限らず、機器１を基準としていればＸＹＺ軸でもよい。

また、機器１は、図１に示されているように、例えば加速度センサを内蔵しているスマートフォンであるが、これに限らない。機器１は、加速度センサを内蔵し、検知した加速度を出力可能であれば、タブレットなどの携帯端末でもよいし、ドライブレコーダ、または車載カメラなどの車載デバイスであってもよい。

［移動体２］
図２Ａは、本実施の形態における移動体２の一例を示す図である。図２Ｂは、図２Ａに示す移動体２に機器１が取り付けられた状態の一例を示す図である。図２Ｂには、移動体２の内部空間の一部が示されている。なお、図２Ａでは、Ｙ軸のプラス方向を自動車である移動体２が前進する方向である移動方向、Ｚ軸のプラス方向を移動体２の上方向、Ｘ軸のプラス方向を移動体２の右方向としている。このＺＹＸ座標系を移動体座標系と称して以下説明する。

移動体２は、機器１が取り付けられた状態で移動を行う。移動体２は、図２Ａに示されているように、例えば自動車であるが、これに限らない。移動体２は、重力加速度の方向を下方向にした姿勢である水平姿勢での移動が支配的であり、かつ、移動時の加速度の分散特性が既知である移動特性を有していればよく、バイク、飛行機、船舶などの車両であってもよい。

移動体２は、例えば図２Ａに示すように自動車であった場合、図２Ｂに示すように例えばダッシュボード２１の一部に機器１が取り付けされ固定されればよい。なお、機器１の取り付けは、図２Ｂに示される方法に限らない。

自動車などの車両は、平均すると平地での移動が長いと言えるので、自動車などの移動体２は、重力加速度の方向（図２ＡでＺ軸のマイナス方向）に対し水平な姿勢での移動が支配的であると言える。また、自動車は、平均すると左右に曲がる時間よりも直進している時間の方が長いことが経験的に言える。そのため、自動車などの移動体２は、平均すると左右方向（図２ＡでＸ軸方向）の加速度よりも前後方向（図２ＡでＹ軸方向）の加速度の方が分散が大きいと言える。さらに、自動車は、前進中、平均すると加速時はなめらかだが、減速時に衝撃を感じることが多いことが経験的に言えるので、自動車などの移動体２は、減速時の加速度の平均値の方が加速時の加速度の平均値よりも大きいと言える。

換言すると、移動体２が車両である場合、その移動特性は、移動体２の上下方向の下向きが重力加速度の方向である状態での移動が支配的であることを示す。また、その移動特性は、移動体２の移動方向及び当該移動方向の反対方向である前後方向の加速度の分散の方が、移動体２の前後方向と交差する方向である左右方向の加速度の分散よりも大きく、かつ、移動体２の前方向における加速度の密度分布よりも後方向における加速度の密度分布の方が大きいことを示す。したがって、その移動特性は、移動体２の移動時における加速度であって重力加速度の方向を軸に含む移動体座標系で表現される加速度の統計量で示すことができる。

［姿勢同定システム１０の構成］
図３は、本実施の形態における姿勢同定システム１０の構成の一例を示すブロック図である。

姿勢同定システム１０は、例えば、プロセッサ（マイクロプロセッサ）、メモリ、通信インタフェース等を備えるコンピュータで実現される。本実施の形態では、姿勢同定システム１０は、機器１に含まれているとして説明するが、それに限らない。姿勢同定システム１０の最小構成である最小構成部１０ａのみ機器１に構成され、姿勢同定システム１０の他の構成は、サーバまたはクラウドに含まれており動作するとしてもよい。

姿勢同定システム１０は、図３に示すように、取得部１１と、同定部１２と、登録部１３と、記憶部１４と、座標変換部１５と、格納部１６と、判定部１７と、更新部１８とを備える。なお、図３では、最小構成部１０ａは、取得部１１と、同定部１２と、格納部１６とを備えるが、格納部１６は必須の構成でない。

＜取得部１１＞
取得部１１は、機器１が有する加速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度を所定量取得する。ここで、例えば、取得部１１は、所定量の加速度として、移動体２が所定の距離を移動している間に機器１が有する加速度センサが検知した加速度を取得してもよい。また、例えば、取得部１１は、所定量の加速度として、移動体２が所定の時間移動している間に機器１が有する加速度センサが検知した加速度を取得してもよい。

本実施の形態では、姿勢同定システム１０は機器１に構成されているため、取得部１１は、移動体２が所定の時間または所定の距離を移動している間に機器１の加速度センサが検知した機器座標系の加速度を所定量取得する。ここで、所定の時間は、例えば５分程度であるが、これに限らない。所定の距離は、ＧＰＳ（Global Positioning System）から算出される総移動量を意味し、例えば数キロ程度であるがこれに限らない。移動体２の移動特性が現れる時間または距離であればよい。

なお、取得部１１は、機器１の加速度センサが検知した加速度を逐次取得する場合には、格納部１６に取得した加速度を格納し、所定量蓄積したときに同定部１２に出力すればよい。取得部１１は、機器１の加速度センサが検知した所定量の加速度を取得する場合には、格納部１６を介さず同定部１２に取得した所定量の加速度を同定部１２に出力してもよい。

また、取得部１１は、座標変換部１５の要求に応じて、格納部１６に格納している加速度または逐次取得した加速度を座標変換部１５に出力してもよい。

また、取得部１１は、機器１が角速度センサを有している場合、さらに、機器１が検知した角速度を逐次取得し、格納部１６に取得した角速度を格納してもよい。そして、取得部１１は、座標変換部１５の要求に応じて、格納している角速度を座標変換部１５に出力してもよい。

＜格納部１６＞
格納部１６は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）またはメモリ等で構成され、取得部１１が取得した加速度が格納される。なお、格納部１６は、機器１が角速度センサを有しており、取得部１１が機器１から角速度を取得する場合には、取得部１１が取得した角速度が格納されてもよい。

＜同定部１２＞
同定部１２は、移動体２の移動時における加速度であって移動体座標系で表現される加速度の統計量で示される移動特性に基づいて、取得部１１において取得された所定量の加速度を示す加速度データから、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定する。

より具体的には、まず、同定部１２は、移動体２の移動特性に基づき、加速度データから得られる重力加速度の方向が移動体２の上下方向の下向きであると決定する。移動体２が水平姿勢であり、速度変化すなわち移動時における加速度がない場合、移動体２に搭載された機器１が有する加速度センサは重力加速度を検出するのみとなるからである。そのため、移動体２が水平姿勢であり、移動時における加速度がない場合、取得部１１において取得された機器座標系の加速度の合成ベクトルと、重力加速度ベクトルとが一致する。したがって、同定部１２は、取得部１１において取得された機器座標系の加速度の合成ベクトルの密度分布から重力加速度の方向を同定することができる。

ここで、重力加速度の方向の同定を実際に行う処理（実装内容）の一例について説明する。すなわち、同定部１２は、取得部１１において取得された所定量の加速度を示す加速度データ（第１加速度データ）から、ノルムが略１Ｇである加速度データ（第２加速度データ）を抽出し、抽出した加速度データの平均ベクトルの方向が重力加速度の方向であると決定すればよい。ノルムすなわち加速度ベクトルの長さが約１Ｇである加速度データを抽出することで、移動体２が水平姿勢であり、速度変化がない場合である重力加速度のみを示す加速度データを抽出できるからである。そして、同定部１２は、当該平均ベクトルの方向が重力加速度の方向となるように、当該平均ベクトルの方向が移動体座標系のＺ軸のマイナス側となる回転行列を第１加速度データに作用させればよい。

なお、重力加速度は、厳密には場所によって多少異なるため、ＧＰＳデータから場所に応じた重力加速度を算出する必要があるが、本実施の形態では、重力加速度は略１Ｇすなわち略９．８ｍ／ｓ^２として取り扱う。

図４は、本実施の形態における移動体２の移動体座標系ＸＹ平面の加速度分布の一例を示す図である。図５は、本実施の形態における移動体２の移動体座標系ＸＹ平面の加速度分布の別の一例を示す図である。

次に、同定部１２は、当該移動特性に基づき、加速度データから得られる重力加速度の方向と垂直方向（つまり水平方向）の加速度の分散から移動体２の前後方向を決定し、かつ、水平方向の加速度の分散の重心から、移動体２の前後方向のうちの後方向を決定する。移動体２が自動車などの場合、平均すると左右に曲がる時間よりも直進している時間の方が長いことが経験的に言え、移動体座標系ＸＹ平面の加速度すなわち水平方向の加速度の分布から、移動体２の前後方向を同定することができるからである。したがって、同定部１２は、水平方向の加速度の分布において加速度の分散が大きい方向を前後方向と同定できる。これを図４を用いて説明する。図４に示す水平方向の加速度分布において、縦方向の方が横方向よりも散らばりすなわち分散が大きいことがわかる。これにより、同定部１２は、縦方向に描かれた矢印１２１の方向を前後方向と同定することができる。なお、この時点での矢印１２１の上向きは便宜的に決められているにすぎない。さらに、移動体２が自動車などの場合、平均して加速時よりも減速時に衝撃を感じることが多いことが経験的に言えるので、前後方向の加速度の分布から、移動体２の後方向を同定することができる。つまり、同定部１２は、前後方向の加速度の分布において加速度の分散の密度分布が大きい方を後方向と同定できる。

ここで、これらを実際に行う処理（実装内容）の一例について説明する。すなわち、まず、同定部１２は、上記の回転行列が作用された第１加速度データから、２つの固有値及び固有ベクトルを算出し、算出された２つの固有値のうち大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの方向を前後方向と決定すればよい。算出された２つの固有ベクトルの方向は、水平方向における第１加速度データの分散の方向に対応するからである。本実施の形態では、２つの固有ベクトルの方向は、移動体２の左右方向または前後方向に対応し、固有値が大きい方の固有ベクトルは、移動体２の前後方向に対応する。これを図５を用いて説明する。同定部１２は、図５に示す水平方向の加速度分布において、まず、固有値が大きい方に対応する固有ベクトル１２２の方向を前後方向と同定する。次いで、同定部１２は、上記の回転行列が作用された第１加速度データの水平面（移動体座標系でＸＹ平面）における重心が、前後方向において水平面の原点からズレている方向を、後方向と決定すればよい。重心は、回転行列が作用された第１加速度データの加速度の分布の平均値である。これを図５を用いて説明すると、同定部１２は、図５に示す水平方向の加速度分布において、重心１２３を算出し、算出した重心１２３が、固有ベクトル１２２上において原点からズレている位置の方向を後方向と同定すればよい。なお、同定部１２は、第１加速度データに作用させた回転行列に対して、大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの方向をＹ軸の方向、その重心をＹ軸のマイナス側となるように修正した回転行列（以降修正回転行列）も算出する。これにより、同定部１２は、修正回転行列から機器１の取付角度を同定できる。

このようにして、同定部１２は、取得部１１において取得された所定量の加速度データから、移動体２の移動時における既知の移動特性を用いて、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定することができる。

＜登録部１３＞
登録部１３は、同定部１２において同定された機器１の姿勢を示し、かつ移動体座標系で表現される機器１の取付角度を登録する。本実施の形態では、登録部１３は、同定部１２において同定された機器１の取付角度を記憶部１４に登録する。なお、登録部１３は、同定部１２において同定された取付角度として、同定部１２が算出した修正回転行列を登録してもよい。

＜記憶部１４＞
記憶部１４は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）またはメモリ等で構成され、登録部１３により、同定部１２が同定した機器１の取付角度が登録される。なお、記憶部１４は、同定部１２が同定した機器１の取付角度として、同定部１２が算出した修正回転行列が登録されてもよい。

＜座標変換部１５＞
座標変換部１５は、登録部１３により登録された取付角度を用いて、機器１が取得した加速度データ及び角速度データのうちの少なくとも一方の座標を変換する。本実施の形態では、座標変換部１５は、記憶部１４に登録された取付角度を用いて、取得部１１が取得した対象データの機器座標系を移動体座標系に変換する。ここで、対象データは、機器１の取付姿勢によって出力値が変化するデータであり、例えば加速度データ及び角速度データのうちの少なくとも一方である。

また、座標変換部１５は、取得部１１に対象データを要求することで対象データを得る。そして、座標変換部１５は、移動体座標系に変換した対象データを出力する。

なお、座標変換部１５は、更新部１８により記憶部１４に登録された取付角度が更新された場合には、更新された取付角度を用いて、更新後に取得した対象データを移動体座標系に変換すればよい。

＜判定部１７＞
判定部１７は、新たに同定部１２により機器１の取付角度が同定された場合、登録部１３により登録された取付角度を更新するか否かを判定する。より具体的には、判定部１７は、新たに同定された機器１の姿勢を示しかつ移動体座標系で表現された機器１の取付角度と、登録部１３により登録された取付角度とのズレが閾値以上であるか否かに応じて、登録された取付角度を更新するか否かを判定する。ここで、閾値は、例えば取付角度のズレの許容値であってもよい。また、閾値は、取付角度のズレを最初に判定してからの経過時間でもよいし、取付角度のズレを最初に判定してからの移動体２の移動距離でもよい。

本実施の形態では、判定部１７は、新たに同定部１２により機器１の取付角度が同定された場合、記憶部１４に登録された取付角度を更新するか否かを判定する。なぜなら、機器１は、移動体２に取り付けられて固定されているものの、移動体２のユーザの必要に応じて取り外された後再度取り付けされたり、移動体２の移動時の振動等により取付角度が変わったりすることがあるからである。そして、取付姿勢が変化すると、対象データを有効に利用できなくなる。このため、判定部１７に取付角度を更新するべきか否かを判定させる。

なお、判定部１７は、同定部１２により同定された機器１の取付角度が新規か否かを判定し、新規であれば判定動作を行わないとしてもよい。一方、判定部１７は、新規でない場合には、新たに同定部１２により機器１の取付角度が同定されたとして、上記の動作を行えばよい。

＜更新部１８＞
更新部１８は、判定部１７が取付角度を更新すると判定したとき、登録部１３により登録された取付角度を、新たに同定部１２により同定された機器１の姿勢を示し、かつ移動体座標系で表現される機器１の取付角度に更新する。本実施の形態では、更新部１８は、判定部１７が取付角度を更新すると判定したとき、記憶部１４に登録されている取付角度を、新たに同定部１２により同定された機器１の姿勢を示す機器１の取付角度に更新する。

このように、更新部１８は、判定部１７に取付角度を更新するべきか否かに応じて、新たに同定部１２により同定された取付角度に更新させることで、対象データを有効に利用し続けることができる。

［姿勢同定システム１０の動作］
上述のように構成された姿勢同定システム１０の動作の一例について以下説明する。

図６は、本実施の形態における姿勢同定システム１０の全体動作を示すフローチャートである。図７は、図６に示すステップＳ２の詳細動作を示すフローチャートである。図８は、本実施の形態における姿勢同定システム１０が取得する加速度データの一例である。図８に示す加速度データは、機器１が有する加速度センサが検知したままの加速度のデータ（生データ）である。

まず、姿勢同定システム１０は、機器１の加速度を所定量取得する（Ｓ１）。より具体的には、姿勢同定システム１０は、機器１が有する加速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度を所定量取得する。以下、姿勢同定システム１０は、例えば図８に示すような、機器１が検知した５分程度すなわち３００秒程度の生データである加速度データを取得したとして説明する。

次に、姿勢同定システム１０は、移動体２の移動特性に基づき、ステップＳ１で取得した加速度データから、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定する（Ｓ２）。

より具体的には、姿勢同定システム１０は、図７に示すように、まず、移動体２の移動特性に基づき、ステップＳ１で取得した加速度データから得られる重力加速度の方向を移動体２の下向きであると決定する第１ステップを行う（Ｓ２１）。次いで、姿勢同定システム１０は、当該移動特性に基づき、当該加速度データから得られる水平方向の加速度の分散から、移動体２の前後方向を決定し、かつ、水平方向の加速度の分散の重心から、移動体２の前後方向のうちの後方向を決定する第２ステップを行う（Ｓ２２）。

ここで、姿勢同定システム１０が第１ステップ及び第２ステップを行うときの実際の処理の一例を、図９～図１２Ｂを用いて説明する。

図９は、図７に示す詳細動作を実際に行う場合の処理方法の一例を示すフローチャートである。図１０は、図７に示すステップＳ２１の処理が行われた後の加速度データを示す図である。図１１は、図７に示すステップＳ２２の処理が行われた後の加速度データを示す図である。図１２Ａは、図１０の領域Ａの加速度データを示す拡大図である。図１２Ｂは、図１１の領域Ｂの加速度データを示す拡大図である。

ステップＳ２１すなわち第１ステップにおいて、まず、姿勢同定システム１０は、ステップＳ１において取得された所定量の加速度を示す第１加速度データのうち、ノルムが略１Ｇである第２加速度データを抽出する（Ｓ２１１）。続いて、姿勢同定システム１０は、抽出した第２加速度データの平均ベクトルの方向が移動体座標のＺ軸のマイナス側となる回転行列を第１加速度データに作用させる（Ｓ２１２）。これらを図８及び図１０を用いて説明する。第１ステップにおいて、まず、姿勢同定システム１０は、図８において加速度が１Ｇ付近に示される加速度データ（図８ではＹ軸の加速度であると表現されている）のうち、ノルムがほぼ１Ｇである加速度データを抽出する。続いて、姿勢同定システム１０は、抽出したノルムがほぼ１Ｇである加速度データが重力加速度であると同定できることから、ノルムがほぼ１Ｇである加速度データをＺ軸のマイナス側にさせる回転行列を算出する。そして、姿勢同定システム１０は、算出した回転行列を図８に示す加速度データに作用させる。このように、算出した変換行列を用いて、図８に示すＹ軸における１Ｇ付近の加速度データを、Ｚ軸における－１Ｇ付近に変換することで、図１０に示す加速度データを得ることができる。

次に、ステップＳ２２すなわち第２ステップにおいて、まず、姿勢同定システム１０は、第１ステップで回転行列が作用された第１加速度データから、２つの固有値及び固有ベクトルを算出する（Ｓ２２１）。続いて、姿勢同定システム１０は、算出した２つの固有値のうち大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの方向を前後方向と決定する（Ｓ２２２）。最後に、姿勢同定システム１０は、第１ステップにおいて回転行列が作用された第１加速度データの水平面すなわち移動体座標系でＸＹ平面における重心が、前後方向において水平面の原点からズレている方向を、後方向と決定する（Ｓ２２３）。これらを図１０及び図１１を用いて説明すると、第２ステップにおいて、姿勢同定システム１０は、Ｙ軸において図１０に示す０Ｇ付近の加速度データの分散を一番大きくさせる回転行列を算出する。この回転行列は、ステップＳ２２１～ステップＳ２２３により算出した大きい方の固有値に対応する固有ベクトルから算出できる。そして、姿勢同定システム１０は、算出した回転行列を図１０に示す加速度データに作用させる。このように、算出した変換行列を用いて、図１０に示す加速度データをに変換することで、図１１に示す加速度データを得ることができる。

ここで、図１２Ａに示すように、第１ステップにおいて算出された回転行列が作用された第１加速度データでは、Ｙ軸における加速度が０付近の状態から、加速度がマイナスになった後、加速度がプラスになっている。これは、移動体２が移動時に、止まっている状態から減速し、その後加速していることを意味すると解せるので、移動体２の移動時の移動の仕方としては不自然である。一方、第２ステップにおいて算出された回転行列がさらに作用された第１加速度データでは、Ｙ軸における加速度が０付近の状態から、加速度がプラスになった後、加速度がマイナスになっている。これは、移動体２が移動時に、止まっている状態から加速してから、その後減速していることを意味すると解せるので、移動体２の移動時の移動の仕方としては自然である。

以上のような第１ステップ及び第２ステップを行うことにより、姿勢同定システム１０は、第１ステップ及び第２ステップで用いた回転行列から、機器１の姿勢を示し、かつ移動体座標系で表現される機器１の取付角度を算出できる。なお、図１１に示す加速度データは、図８に示す加速度データから変換された角度すなわち取付角度は、Ｘ軸：８８．５ｄｅｇ、Ｙ軸：２．１ｄｅｇ、Ｚ軸：１７２．６ｄｅｇとなっている。

以下、図６に戻って、機器１の姿勢の同定処理後の動作について説明する。

すなわち、ステップＳ２に機器１の姿勢の同定後、姿勢同定システム１０は、同定部１２において同定された機器１の姿勢が新規であるかどうかを判定する（Ｓ３）。

ステップＳ３において、新規であれば（Ｓ３でＹｅｓ）、姿勢同定システム１０は、同定された機器１の姿勢を示す機器１の取付角度を登録する（Ｓ４）。本実施の形態では、姿勢同定システム１０は、ステップＳ２において同定された機器１の姿勢を示し、かつ移動体座標系で表現される機器１の取付角度を記憶部１４に登録する。

次に、姿勢同定システム１０は、ステップＳ４で登録された取付角度を用いて、機器１が取得した対象データの機器座標系を移動体座標系に変換する（Ｓ５）。本実施の形態では、姿勢同定システム１０は、ステップＳ４で登録された取付角度を用いて、対象データの機器座標系を移動体座標系に変換する。ここで、対象データは、上述したように、機器１の取付姿勢によって出力値が変化するデータであり、例えば加速度データ及び角速度データのうちの少なくとも一方である。

一方、ステップＳ３において、新規でなければ（Ｓ３でＮｏ）、姿勢同定システム１０は、登録されている取付角度を更新するか否かを判定する（Ｓ６）。より具体的には、姿勢同定システム１０は、新たに同定された機器１の姿勢を示す機器１の取付角度と、登録部１３により登録された取付角度とのズレが閾値以上であるか否かに応じて、登録された取付角度を更新するか否かを判定する。

ステップＳ６において、登録されている取付角度を更新する場合（Ｓ６でＹｅｓ）、姿勢同定システム１０は、新たに同定された機器１の姿勢を示す機器１の取付角度に更新する（Ｓ７）。本実施の形態では、姿勢同定システム１０は、記憶部１４に登録されている取付角度を、新たに同定部１２により同定された機器１の姿勢を示す機器１の取付角度に更新する。

次に、姿勢同定システム１０は、ステップＳ７で更新された取付角度を用いて、機器１が取得した対象データの機器座標系を移動体座標系に変換する（Ｓ８）。

このような処理を行う姿勢同定システム１０は、上述したステップＳ１～ステップＳ５または、ステップＳ１～ステップＳ８までの処理を繰り返して行うとしてもよい。

なお、最初にステップＳ１を行うときは、移動体２のユーザによる移動体２の移動開始等を示すボタン等の押下または、機器１が有する加速度センサが加速度を検知したタイミングによりステップＳ１を開始すればよい。

［効果等］
以上のようにして、姿勢同定システム１０は、機器１が有する加速度センサが検知した所定量の加速度データから、移動体２の移動時における既知の移動特性を用いて、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定することができる。これにより、移動体２に搭載された機器１の加速度センサが検知する加速度データのみを用いて機器１の姿勢を同定することができる。

つまり、姿勢同定システム１０は、機器１の姿勢を同定する際に、機器１の加速度センサが検知した所定量の加速度データ以外に、機器１の傾斜角度の変化、地図情報などから取得する道路の勾配情報または磁気センサなどで取得する方位角を用いる必要がない。姿勢同定システム１０は、機器１が加速度データを検知し、検知したその加速度データのみを取得できれば、機器１の姿勢が同定できるので、移動体２に搭載される機器１が取得する取付姿勢により出力値が変化する対象データを有効利用できる。

さらに、姿勢同定システム１０は、機器１の姿勢を同定する際には、例えば、５分程度の短い時間の加速度データを用いれば、機器１の姿勢を同定することができる。つまり、姿勢同定システム１０は、比較的短時間で機器１の姿勢を同定することができる。これにより、機器１が取得する取付姿勢により出力値が変化する対象データの利用は、比較的短時間で開始可能となる。

また、姿勢同定システム１０は、機器１の姿勢を一旦同定した後も、機器１の姿勢が変化すれば変化後の姿勢も同定できるので、移動体２に取り付けられた機器１の姿勢が変化しても機器１の取付姿勢により出力値が変化する対象データを継続的に有効利用できる。

（変形例１）
なお、移動体２の移動時のコンディションによっては、前後加速度の分散が左右加速度の分散より大きいという移動特性を満たさない場合も考えられる。移動体２が自動車であるとすると、例えば高速道路走行中または等速ワインディング中などのコンディション中に取得した加速度データは、前後加速度の分散が左右加速度の分散より大きいという移動特性を満たさない場合がある。

変形例１では、取得した加速度データが前後加速度の分散が左右加速度の分散より大きいという移動体２の移動特性を満たさない場合の処理方法について説明する。

図１３は、等速ワインディング走行中に取得した左右加速度データ３１及び角速度データ３２の一例を示す図である。図１３では、自動車が等速ワインディングを走行中において加速度センサが２００秒程度検知した左右加速度データ３１及びジャイロセンサが２００秒程度検知した上下方向の角速度データ３２が示されている。左右加速度データ３１及び角速度データ３２は上下の図で示されるように、同時に取得されている。

図１４は、等速ワインディング走行中に取得した前後加速度データ３３及び角速度データ３４の一例を示す図である。図１４でも、自動車が等速ワインディングを走行中において加速度センサが２００秒程度検知した前後加速度データ３３及びジャイロセンサが２００秒程度検知した上下方向の角速度データ３４が示されている。前後加速度データ３３及び角速度データ３４は上下の図で示されるように、同時に取得されている。

図１３及び図１４においてハッチングされている領域は、上下方向の角速度が発生している時を示している。上下方向の角速度が発生していることは、コーナリング時に働く横Ｇが自動車に発生していることを意味するからである。

したがって、図１３及び図１４においてハッチングされている領域を用いず、コーナリング時ではない走行中である領域を用いることができれば、前後加速度の分散が左右加速度の分散より大きいという移動特性を満たすことになる。したがって、加速度データと同時に取得した角速度データから、コーナリング走行期間（図１３及び図１４のハッチング領域）を判定し、加速度データから判定した走行期間を用いないとすればよい。これにより、前後加速度の分散が左右加速度の分散より大きいという移動特性を用いることができるので機器１の姿勢を同定することができる。

以上から、変形例１における同定部１２は、まず、同定部１２は、移動体２の移動特性に基づき、加速度データから得られる重力加速度の方向が移動体２の上下方向の下向きであると決定する。次に、同定部１２は、角速度データから、コーナリング走行期間（図１３及び図１４のハッチング領域）を判定し、加速度データと同時に取得した加速度データから、判定したコーナリング走行期間分のデータを差し引く。その上で、同定部１２は、当該移動特性に基づき、差し引いた加速度データから得られる水平方向の加速度の分散から移動体２の前後方向を決定し、かつ、水平方向の加速度の分散の重心から、移動体２の前後方向のうちの後方向を決定すればよい。なお、角速度データは、機器１のジャイロセンサなどから取得すればよい。

このようにして、本変形例の同定部１２は、取得部１１において取得された所定量の加速度データから、コーナリング走行期間分を差し引けばよい。そして、本変形例の同定部１２は、コーナリング走行期間分を差し引いた所定量の加速度データから、移動体２の移動時における既知の移動特性を用いて、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定すればよい。

これにより、移動体２が等速ワインディングを走行中であっても、取得部１１において取得された所定量の加速度データから、移動体２の移動時における既知の移動特性を用いて、移動体座標系で表現される機器１の姿勢を同定することができる。

（変形例２）
上記実施の形態では、移動体２は、自動車等の車両であり、重力加速度の方向に対し水平姿勢での移動が支配的であり、かつ、移動時の加速度の分散特性が既知である移動特性を有しているとして説明したが、これに限らない。移動体２は、ドローン及びロボットなどでもよく、本開示の姿勢同定方法を適用することができる。以下、これについて詳細に説明する。

移動体２がドローン及びロボットなどである場合、移動体２は、重力加速度の方向に対し水平姿勢での移動が支配的であり、かつ、移動時の加速度の分散特性が既知である移動特性を有するとは言えない。

しかし、上記実施の形態で説明したように、姿勢同定システム１０は、例えば５分程度など所定量の加速度データを用いれば、機器１の姿勢を同定することができる。このことから、移動体２がドローン及びロボットなどであっても、機器１の姿勢を同定するために、上記の移動特性を満たす所定量の加速度データを取得する動作（キャリブレーション動作と称する）を行えばよいことがわかる。

すなわち、移動体２に行わせるキャリブレーション動作として、機器１の姿勢を同定可能とする量の加速度データすなわち前後方向の加速度の分散が大きく、前後方向を同定できる加速度データを取得できる動作であればよい。より具体的には、移動体２が車両以外である場合、移動体２に、当該移動体２の下方向が重力加速度の方向と一致する姿勢である水平姿勢をとらせた状態で、加速動作、前進動作及び停止動作を１回以上行うキャリブレーション動作を行わせればよい。

そして、移動体２にこのようなキャリブレーション動作を行わせた後、取得部１１は、キャリブレーション動作における移動体２の加速度を取得すればよい。これにより、同定部１２は、移動特性としてキャリブレーション動作における移動体の加速度の統計量で示される特性に基づいて、取得部１１が取得したキャリブレーション動作における移動体２の加速度を示す加速度データから、機器１の姿勢を同定することができる。

［効果等］
以上のようにして、移動体２にキャリブレーション動作を導入することにより、変形例２における姿勢同定システム１０は、前後方向の加速度の分散が大きく、前後方向を同定できる加速度データを取得できる。これにより、変形例２における姿勢同定システム１０は、移動体２が車両以外であっても、キャリブレーション動作における移動体２の加速度を示す加速度データから、同様にして機器１の姿勢を同定することができる。

以上のように、本開示に係る姿勢同定方法等によれば、移動体２に搭載された機器１の加速度センサが検知する加速度データのみを用いて機器１の姿勢を同定することができる。

（他の実施態様の可能性）
以上、実施の形態において本開示の姿勢同定方法及びプログラムについて説明したが、各処理が実施される主体や装置に関しては特に限定しない。ローカルに配置された特定の装置内に組み込まれたプロセッサなど（以下に説明）によって処理されてもよい。またローカルの装置と異なる場所に配置されているクラウドサーバなどによって処理されてもよい。

なお、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。

また、本開示は、さらに、以下のような場合も含まれる。

（１）上記の装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（２）上記の装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）上記の装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。

（４）また、本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。

（５）また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータで読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。

また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。

また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を、前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

本開示は、加速度データ及び角速度データなど機器の取付姿勢によって出力値が変化するデータを有効利用するために、移動体に搭載された機器の加速度センサが検知する加速度データのみを用いて機器の姿勢を同定する姿勢同定方法及びプログラムに利用できる。

１ 機器
２ 移動体
１０ 姿勢同定システム
１０ａ 最小構成部
１１ 取得部
１２ 同定部
１３ 登録部
１４ 記憶部
１５ 座標変換部
１６ 格納部
１７ 判定部
１８ 更新部
２１ ダッシュボード
３１ 左右加速度データ
３２、３４ 角速度データ
３３ 前後加速度データ
１２１ 矢印
１２２ 固有ベクトル
１２３ 重心

Claims (10)

1. 移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法であって、
   前記機器が有する加速度センサと角速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度データと角速度データを所定量取得する取得ステップと、
   前記加速度データから、ノルムが略１Ｇである加速度データを抽出し、抽出した加速度データの平均ベクトルの方向が重力加速度の方向であると決定し、
   前記重力加速度の方向が前記移動体の上下方向の下向きであると決定し、
   前記角速度データにおいて、所定量の上下方向の角速度が発生した走行期間を判定し、前記加速度データから当該走行期間分の加速度データを差し引き、
   前記差し引いた加速度データから得られる重力加速度と垂直方向の加速度の分散から前記移動体の前後方向を決定し、かつ、水平方向の加速度の分散の重心がある方向を前記移動体の前後方向のうちの後方向と決定することで、前記機器の姿勢を同定する同定ステップとを含む、
   姿勢同定方法。
2. 前記同定ステップでは、
   前記取得ステップにおいて取得された前記所定量の加速度を示す第１加速度データのうち、ノルムが略１Ｇである第２加速度データを抽出する抽出ステップと、
   抽出した前記第２加速度データの平均ベクトルの方向が重力加速度の方向となるように、前記平均ベクトルの方向が座標系のＺ軸のマイナス側となる回転行列を前記第１加速度データに作用させる作用ステップとを含む、
   請求項１に記載の姿勢同定方法。
3. 前記同定ステップでは、
   前記作用ステップにおいて前記回転行列が作用された前記第１加速度データから、２つの固有値及び固有ベクトルを算出する算出ステップと、
   前記算出ステップで算出された２つの固有値のうち大きい方の固有値に対応する固有ベクトルの方向であって前記Ｚ軸と垂直方向であるＸＹ平面における方向を前記前後方向と決定する第１決定ステップと、
   前記回転行列が作用された前記第１加速度データの前記ＸＹ平面における重心が前記ＸＹ平面の原点からズレている方向であって前記第１決定ステップで決定された前記前後方向における方向を、前記前後方向における後方向と決定する第２決定ステップと、を含む、
   請求項２に記載の姿勢同定方法。
4. さらに、
   前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示しかつ座標系で表現される前記機器の取付角度を登録する登録ステップと、
   前記登録ステップで登録された前記取付角度を用いて、前記機器が取得した加速度データ及び角速度データのうちの少なくとも一方の座標を変換する座標変換ステップとを含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の姿勢同定方法。
5. 前記座標変換ステップの後、新たに前記取得ステップ及び前記同定ステップが行われた場合、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を更新するか否かを判定する判定ステップを含み、
   前記判定ステップにおいて前記取付角度を更新すると判定されたとき、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を、新たに行われた前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示し、かつ前記座標系で表現される前記機器の取付角度に更新する更新ステップとを含む、
   請求項４に記載の姿勢同定方法。
6. 前記判定ステップでは、
   前記座標変換ステップの後、新たに行われた前記同定ステップにおいて同定された前記機器の姿勢を示し、かつ前記座標系で表現される前記機器の取付角度と、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度とのズレが閾値以上であるか否かに応じて、前記登録ステップにおいて登録した前記取付角度を更新するか否かを判定する、
   請求項５に記載の姿勢同定方法。
7. 前記取得ステップでは、前記所定量の加速度として、前記移動体が所定の距離を移動している間に前記加速度センサが検知した前記加速度を取得する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の姿勢同定方法。
8. 前記取得ステップでは、前記所定量の加速度として、前記移動体が所定の時間移動している間に前記加速度センサが検知した前記加速度を取得する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の姿勢同定方法。
9. さらに、前記移動体が車両以外である場合、前記移動体に、当該移動体の下方向が重力加速度の方向と一致する姿勢である水平姿勢をとらせた状態で、加速動作、前進動作及び停止動作を１回以上行うキャリブレーション動作を行う動作ステップを含み、
   前記取得ステップでは、前記キャリブレーション動作における前記移動体の加速度を取得し、
   前記同定ステップでは、移動特性として前記キャリブレーション動作における前記移動体の加速度の統計量で示される特性に基づいて、前記取得ステップにおいて取得されたキャリブレーション動作における前記移動体の加速度を示す加速度データから、前記機器の姿勢を同定する、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の姿勢同定方法。
10. 移動体に取り付けられることにより搭載された機器の姿勢同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記機器が有する加速度センサと角速度センサが検知した互いに直交する３方向における加速度データと角速度データを所定量取得する取得ステップと、
    前記加速度データから、ノルムが略１Ｇである加速度データを抽出し、抽出した加速度データの平均ベクトルの方向が重力加速度の方向であると決定し、
    前記重力加速度の方向が前記移動体の上下方向の下向きであると決定し、
    前記角速度データにおいて、所定量の上下方向の角速度が発生した走行期間を判定し、前記加速度データから当該走行期間分の加速度データを差し引き、
    前記差し引いた加速度データから得られる重力加速度と垂直方向の加速度の分散から前記移動体の前後方向を決定し、かつ、水平方向の加速度の分散の重心がある方向を前記移動体の前後方向のうちの後方向と決定することで、前記機器の姿勢を同定する同定ステップとを含む、
    プログラム。

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