KR100968317B1 - 운동 검출 장치 및 운동 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동 검출 장치, 운동 검출 방법, 운동 검출 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램 운동 검출 처리를 실행하기 위한 처리 모듈 및 상기 운동 검출 장치를 포함하는 전기 장치를 제공한다.

본 발명의 운동 검출 장치(10)는, 전기 장치의 운동에 의해 발생하는 가속도를 검출하는 가속도 센서(12)와, 가속도 센서(12)로부터의 데이터의 평균값을 계산하여 데이터들 중 마지막에 얻어진 값과의 차분을 계산하고 그 얻어진 차분으로부터 데이터의 의사 분산값(pseudo-variance value)을 계산하는 통계 처리부를 포함하는 운동 검출부(18)와, 운동 검출부(18)에 의해 계산된 의사 분산값을 운동 임계치(motion threshold)와 비교하여 운동 임계치를 초과하는 판단에 응답하여 신호값을 발생시키는 임계치 비교부(30)와, 상기 임계치 비교부(30)에 의해 생성된 신호값을 소정의 간격으로 연속해서 저장하는 제1 버퍼 메모리(32)와, 상기 제1 버퍼 메모리(32) 내의 값을 합산하는 수단을 구비하는 신호 발생부(20)를 포함하고, 그것에 의하여 가속도를 적절하게 운동에 관련시킨다.

Description

운동 검출 장치 및 운동 검출 방법{MOVEMENT DETECTION DEVICE AND MOVEMENT DETECTION METHOD}

본 발명은 가속도 센서를 사용하는 운동 검출에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가속도 센서가 출력하는 가속도 데이터를 사용하여, 가속도 센서가 부착된 전기 장치의 장시간적인 운동을 검출하는 운동 검출 장치, 운동 검출 방법, 운동 검출을 실행하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램 운동 검출 처리를 실행하기 위한 처리 모듈 및 상기 운동 검출 장치를 포함하는 전기 장치에 관한 것이다.

가속도 센서는 여러 가지의 전기 장치에 부착되어 진동 검출, 운동 검출 등 전기 장치의 움직임을 검출하기 위해 널리 사용되고 있다. 특히, 최근에는 가속도 센서가 소형화하여, 정보 처리 장치 등에도 탑재되도록 되어 있다. 또한, 최근에는 노트북형 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 처리 장치의 소형화가 진행하여, 모바일·사용자에 있어서는 휴대가 편리하게 되어 있지만, 한편으로는 그 때문에 도난의 피해를 당하는 경우도 있다.

지금까지, 운동 검출 장치로는 예컨대, 일본 특허 공개 제2000-321121호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있고, 특허 문헌 1은 장치의 케이싱에 운동 검출 센서를 부착하여 운동 검출 센서로부터의 전기 신호를 증폭한 후에 목표 이외의 전기 신호 대역을 차단하는 대역 필터 회로와, 목표로 하는 전기 신호 대역에만 가속도를 속도로 연산하는 적분 회로와, 적분 회로의 출력값과 미리 설정한 기준값을 비교하고, 이 비교에 응답하여 출력 접점을 개폐하는 운동 검출 장치를 개시하고 있다.

또한, 예컨대 특허 공개 평 제8-114495호 공보(특허 문헌 2)는 진동을 검출하는 장치로서 저주파 운동 검출 센서와, 이 저주파 운동 검출 센서로부터 전압 신호를 기준 전압값으로 낮추는 CR 미분 회로와, CR 미분 회로에서 미분된 신호를 적분하는 CR 적분 회로를 포함하며, CR 적분 회로의 출력이 입력 펄스 신호로서 입력되고, 펄스 신호의 입력 시간에 기초하여 기준 전압 신호로부터 저주파 진동 성분만을 출력시키는 저주파 운동 검출 장치를 개시하고 있다.

특허 문헌 1에 개시된 운동 검출 장치는 가속도로부터 얻어진 속도를 기준값과 비교함으로써, 진동에 대한 제어를 실행하고 있다. 이러한, 운동 검출 방법은 특정 주파수 대역에서 속도만이 주요한 요소가 되는 경우에는, 양호하게 동작한다고 할 수 있다. 그러나, 보다 넓은 범위에서의 가속도나 속도에 대하여 유연하게 대응할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

또한, 동일하게 특허 문헌 2에 기재된 저주파 운동 검출 장치도 저주파 성분만을 출력시키는 처리를 수반하기 때문에, 특정 용도에는 충분히 기능한다고 할 수 있지만, 도난 등의 예기치 않은 속도나 가속도로 발생하는 운동에 대해서는 충분한 검출성을 확보할 수 없는 경우가 있다.

특히, 노트북형 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 처리 장치는 운반되는 경우가 많 고, 이 때문에 정보 처리 장치에 운동 검출 장치를 보안 모듈(security module)로서 포함하여 도난 등에 대응시키고자 하는 시도도 있다. 그러나, 정보 처리 장치는 운반되는 경우에, 어떠한 진동이나 속도에 노출되는지에 대하여 예측할 수 없는 경우가 많다. 이 때문에, 종래의 방법에서는, 사용자에 의한 일상적인 조작이나 불의의 취급 또는 전자적 노이즈 또는 큰 소리 등의 원인에 의해 알람이나 경고가 빈번하게 발생되며, 이 결과 보안 모듈이 작동하지 않도록 설정하게 된다고 하는 문제점이 있었다. 전술한 문제점을 개선하기 위해서, 지금까지는 전기 장치가 경험하는 운동을 가속도의 크기나 가속도의 변화량을 사용하여 판단하는, 소위 운동 검출 방법이 제안되고 있었다.

도 11에는 종래의 운동 검출 알고리즘을 위해 이용되는 모듈의 기능 구성을 나타낸 블록도를 나타낸다.

도 11의 (a)는 가속도의 최대값과 최소값의 차를 사용하여 운동을 결정하는 종래의 검출 모듈을 나타낸 도면이며, 도 11의 (b)는 가속도의 변화량에 의해 운동을 검출하는 종래의 검출 모듈을 나타낸 도면이다. 또한, 도 11의 (c)는 응답을 결정하기 위한 응답 결정 모듈의 개략 구성을 나타낸 도면이다. 도 11의 (a)로부터 설명하면, 도시하지 않은 가속도 센서에서의 증폭된 이차원 방향으로 직교하는 방향(X, Y)에 대응한 신호는 각각 X 방향 및 Y 방향의 가속도의 최대값 및 최소값을 결정하는 기능 블록(100, 102)에 입력된다. 기능 블록(100 및 102)은 각각 최대값 계산부(104, 108)와, 최소값 계산부(106, 110)를 포함하고 있다. X 방향의 신호에 대한 처리를 설명하면, X 방향 최대값 계산부(104) 및 X 방향 최소값 계산부(106)에서는, 가속도 센서로부터의 신호가 소정의 샘플링 시퀀스에 걸쳐 축적된다. X 방향 최대값 계산부(104) 및 X 방향 최소값 계산부(106)는 소정의 샘플링 시간이 경과하면, 최대값 및 최소값의 계산을 실행하고, 각각의 출력을 승산·가산 수단(114)으로 입력하여 차의 제곱을 계산시킨다. 기능 블록(102)에서는 Y 방향의 신호로부터의 최대값, 최소값 신호가 동일하게 처리되어, 가산 수단(116)으로 입력되고, X 방향 및 Y 방향에 있어서의 최대값 및 최소값의 차의 제곱값 합으로서 운동 데이터가 생성된다.

또한, 도 11의 (b)에서는, 동일하게 X 방향 및 Y 방향의 가속도 센서로부터의 데이터는 각각 평균 결정 모듈(122, 124)로 입력된다. 가속도 센서로부터의 데이터는 소정의 샘플링 시퀀스에 걸쳐 평균 처리되고, 그 후 생성된 평균값은 그 시점에서의 가속도 센서로부터의 데이터와 가산 수단(126, 128)에 의해 차분 데이터가 계산되어, 차분값이 가산 수단(130)에 의해 가산되고, 도 11의 (c)의 응답 레벨 결정부로 보내진다.

계산된 운동 데이터는 그 후, 도 11의 (c)에 나타내는 응답 레벨 결정부(118)로 보내진다. 응답 레벨 결정부(118)는 운동 데이터를 시간 지연 모듈(120)에 의해 주어지는 지연 시간의 간격으로 소정의 임계치와 비교하여, 운동에 대응하는 알람, 경고의 생성을 판단하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-321121호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제8-114495호 공보

전술한 바와 같이, 지금까지 운동을 검출하기 위한 방법이 여러 가지 제안되고 있지만, 운동 검출 장치는 여전히 일상적으로 발생하는 진동, 전자 노이즈, 음향 노이즈 등에 과민 반응하여, 알람 발생 등의 보안 응답을 부여하게 되는 경우가 있었다. 또한, 이 때문에 감도를 저하시키면, 천천히 지속적으로 행해지는 운동에 반응하지 않고, 충분한 기능을 제공할 수 없다는 문제점이 있었다. 또한, 미세한 진동이 지속적으로 가해진 경우, 운동 출력이 상쇄되어 오작동의 원인이 된다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 응답 레벨 결정부에 대해서도, 종래에는 이동에 따라 보안 응답이 작동하더라도 이동이 정지되면 즉시 경고 레벨이 리셋되고, 사용자에 의한 단시간의 큰 동작이라도 간단히 보안 응답이 기동되는 등의 문제점이 있어, 사용자에 대한 편리성을 저하시키게 하고 있었다.

즉, 지금까지 정보 처리 장치에 한정되지 않고, 운동을 짧은 시간 단위로 또한 가능한 한 정확하게 측정하는 기술, 즉 진동뿐만 아니라 길이 주기의 운동을 정확하게 측정하는 기술을 필요로 하고 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명은 운동을 짧은 시간 단위로 될 수 있는 한 정확하게 측정하여, 전술한 단시간에서의 운동을 비교적 긴 시간에 걸쳐 감시를 계속하고, 운동 검출 장치가 경험하고 있는 운동을 정확하게 검출하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전기 장치에 가해지는 가속도는 실제의 속도보다도 단시간에 플러스 마이너스로 변화한다. 본 발명자 등은 예의 검토를 부가한 결과, 단순히 가속도 센서의 단시간의 출력을 사용하지 않고, 가속도 센서의 출력값의 과거 이력을 유효하게 이용하여 의사 분산값(pseudo-variance value)을 산출하는 통계 처리를 행하며, 또한 의사 분산값으로부터 장시간 간격의 운동에 더욱 대응할 수 있는 신규의 구성을 이용함으로써, 전술한 문제점을 해결할 수 있는 점을 발견하여 본 발명에 이른 것이다.

본 발명에서는 샘플링 시퀀스의 마지막 출력값이 그 이전의 출력값의 평균값에 대해 얼마만큼 큰 변화를 나타내는지 가중된 차분을 생성시키고, 샘플링 시퀀스마다 차분값을 제곱하여 단시간의 운동 편차(이하, 단시간 운동 편차로서 참조함)를 계산하여, 의사 분산값으로 반영된다. 단시간 운동 편차는 샘플링 시퀀스의 종단의 운동에 대한 가속도의 상대적 무게를 증가시키고, 또한 그 단시간 운동 편차를 의사 분산값으로서 이용함으로써 종래의 방법과 비교하여 오작동을 방지하면서 정확하게 단시간에서의 가속도 데이터를 생성한다. 본 발명에서는 또한 단시간 운동 편차는 복수의 샘플링 시퀀스의 값이 축적되고, 의사 분산값(V)이 축적된 단시간 운동 편차를 평균하여 처리한 값으로서 생성된다.

또한, 본 발명에서는 응답 결정을 위해서, 의사 분산값을 사용하여 운동 레벨의 판단을 실행시키고, 신호값을 판단 결과로서 생성시킨다. 신호값은 이진 신호값(binary signal value)이라도 좋고, 3 값 신호값(three-valued signal value)이더라도 좋다. 생성된 이진 신호값은 순차적으로 버퍼 메모리, 보다 구체적으로는 링 버퍼에 기억된다. 링 버퍼에 기억된 이진 신호값은 가산기 등에 의해 주기적으로 합산되어 합산값이 생성된다. 신호 발생부는 생성된 합산값과 응답 레벨에 대응하는 복수의 제어 임계값을 비교하여, 합산값에 대응한 레벨로 제어 신호를 발생시킴으로써, 복수 레벨에서의 제어를 가능하게 하고 있다.

본 발명의 상기 구성에 의해, 운동으로부터 발생하는 짧은 시간 단위에서의 가속도 데이터를 보다 정확하게 운동을 반영시키는 알고리즘을 제공할 수 있다. 그 결과, 운동 검출 장치가 경험하고 있는 가속도의 크기 및 지속 시간에 관련되는 운동을 정확하게 검출하는 것이 가능한 운동 검출 장치, 운동 검출 방법, 운동 검출을 실행시키기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램 운동 검출 처리를 실행하기 위한 처리 모듈 및 상기 운동 검출 장치를 포함하는 정보 처리 장치를 제공할 수 있다.

(도면의 간단한 설명)

도 1은 본 발명의 운동 검출 장치의 기능 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 있어서의 운동 검출부의 기능 구성을 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 신호 발생부의 상세한 구성을 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 제어부가 실행하는 통계 처리를 도시한 흐름도.

도 5는 도 4의 처리에 계속되는 신호 발생부에서의 처리를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 가속도 센서로부터의 A/D 변환된 데이터의 시간 파형을 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 의해 얻어진 각 값의 시간 스펙트럼을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 운동 검출 장치를 포함하는 정보 처리 장치의 바람직한 실시 형태를 도시한 도면.

도 9는 도 8에 도시한 정보 처리 장치에 본 발명의 운동 검출 장치를 실장하며, 도난 방지 장치로서 기능시키는 경우의 기능 블록을 도시한 도면.

도 10은 도난 방지 드라이버가 포함되는 응답 레벨을 결정하기 위한 데이터구조(a) 및 본 발명의 운동 검출 장치에 의해 발생되는 알람 레벨(b)을 종래의 방법과 비교하여 도시한 도면.

도 11은 종래의 운동 검출 알고리즘을 위해 이용되는 모듈의 기능 구성을 도시한 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 운동 검출 장치

12 : 가속도 센서

14 : A/D 변환기

16 : 제어부

18 : 운동 검출부

20 : 신호 발생부

22 : 내부 버스 라인

24 : 인터페이스

26 : 통계 처리부

28 : 버퍼 메모리

30 : 임계치 비교부

32 : 버퍼 메모리

34 : 합산부

36 : 제어 신호 발생부

40 : X 방향 평균 처리부

42 : Y 방향 평균 처리부

44 : 승산 가산 수단

46 : 승산 가산 수단

48 : 가산 수단

50 : 단시간 운동 편차 생성부

52 : 의사 분산 계산부

54 : 비교기

56 : 게이트

58 : 비교기

(실시예)

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 특정 실시 형태를 사용하여 설명하였지만, 본 발명은 후술하는 실시 형태에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 운동 검출 장치의 기능 구성을 나타낸 개략도이다. 본 발명의 운동 검출 장치(10)는 가속도 센서(12)로부터 신호를 수신하여 A/D 변환하기 위한 A/D 변환기(14)를 포함하고 있으며, A/D 변환기(14)에 의해 소정의 샘플링 시퀀스마다 디지털 변환이 행해지고, 디지털 변환된 값은 소정의 주기로 제어부(16)에 의해 판독이 행해진다. 제어부(16)는 주로 A/D 변환기(14)의 버퍼 메모리로부터 가속도 데이터를 취득하여, 단시간 운동 편차 및 의사 분산값을 생성하는 운동 검출부(18)와, 운동 검출부(18)에 의해 생성된 의사 분산값을 판독하여 운동의 크기를 판단하며, 운동의 크기 및 운동의 지속 시간에 응답하여 외부 모듈로의 제어 신호를 발생하는 신호 발생부(20)를 포함하고 있다.

또한, 제어부(16)는 인터페이스(24) 및 내부 버스 라인(22)을 통해 외부 모듈로 접속되어 외부 모듈로부터 임계치 레벨 설정, 기능 온/오프 설정 등의 지령을 수신하며, 또한 외부 모듈로 생성된 제어 신호를 이송, 외부 모듈의 응답을 제어하고 있다.

또한, 본 발명의 운동 검출부(18)는 본 발명에 있어서 가속도 신호를 통계 처리하는 통계 처리부(26)와, 통계 처리를 위해 사용되는 복수의 링 버퍼로 이루어지는 버퍼 메모리(28)를 포함하고 있다. 운동 검출부(18)에 있어서 통계 처리에 의해 의사 분산값(V)이 생성되면, 신호 발생부(20)로 보내진다. 신호 발생부(20)에서는 우선 임계치 비교부(30)에 있어서 외부 모듈에 의해 설정되는 운동 임계치(motion threshold)와 생성된 의사 분산값(V)이 비교된다. 임계치 비교부(30)는 비교에 따라 특정 실시 형태에서는 0 또는 1의 이진 신호값을 생성시킨다. 이하, 본 발명에서는 설명을 위해 신호값이 이진 신호값으로서 생성되는 것으로 하고 설명을 행하지만, 운동 임계치와의 비교에 의해 전기 장치의 운동이 지정되는 신호값인 한, 본 발명에서는 어떠한 신호 형식이라도 이용할 수 있다. 비교부(30)에서 생성된 이진 신호값은 버퍼 메모리(32)로 보내지고 소정의 시간 간격마다 연속적으로 축적된다. 본 발명에 있어서, 버퍼 메모리(32)는 여러 가지의 메모리를 사용할 수 있지만, 연속하여 일정한 시간의 데이터를 축적할 목적에서는 링 버퍼를 사용하는 것이 바람직하다.

버퍼 메모리(32) 내의 데이터는 소정의 샘플링 주기마다 합산부(34)로 합산되어 합산값이 계산된다. 합산값은 제어 신호 발생부(36)로 보내지고, 제어 신호 발생부(36)에서는 합산값과 제어 신호의 복수의 제어 임계치의 병렬 비교에 의해 합산값 및 제어 임계치에 응답한 제어 신호를 생성한다. 생성된 제어 신호는 내부 버스 라인(22) 및 인터페이스(24)를 통해 외부 모듈로 보내진다. 외부 모듈은 수신한 제어 신호를, 예컨대 룩 업 테이블이나 진위표를 사용하여 응답 레벨을 결정하며, 검출된 운동 및 운동의 지속 시간에 대응한 처리를 실행한다. 또한, 본 발명에 있어서 프로그램 스케일이나, 하드웨어 자원에 충분한 여유가 있는 경우에는, 의사 분산값(V)의 생성 처리, 신호값 생성 버퍼 메모리 및 후술하는 합산 계산 및 비교 처리는 모두 소프트웨어적으로 시뮬레이션할 수 있다.

본 발명에서는, 도 1에 나타낸 A/D 변환기(14) 및 제어부(16)는 동일한 프린트 기판 상에 일체로 구성할 수 있고, 또한 가속도 센서에 대해서도 A/D 변환기 및 제어부(16)와 함께 동일한 프린트 기판 상에 실장할 수 있다. 또한, 제어부(16)는 마이크로 제어 코드를 포함하는 전용 칩으로서, A/D 변환기, 다중 비트 비교기 등과 일체로 구성할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 있어서의 통계 처리부(26)의 기능 구성을 버퍼 메모리(28)의 구성과 함께 나타낸 블록도이다. 본 발명의 통계 처리부(26)는 보다 상세하게는 단시간 운동 편차 생성부(50)와, 의사 분산 계산부(52)를 포함하여 구성되어 있다. 단시간 운동 편차 생성부(50)는 X 방향 평균 처리부(40)와, Y 방향 평균 처리부(42)를 포함하고 있다. 소정의 샘플링 시퀀스에 있어서 얻어진 A/D 변환기로부터의 데이터는 우선 N 개 연속하여 버퍼 메모리(28a, 28b)에 저장된다. 각 평균 처리부(40, 42)는, 가속도 센서로부터의 데이터가 버퍼 메모리(28a, 28b) 내에 N 개 축적되면, 대응하는 버퍼 메모리로부터 N 개의 데이터의 평균값을 계산하여, 승산 가산 수단(44, 46)으로 보낸다. 한편, 샘플링 시퀀스의 마지막 데이터는 버퍼 메모리로부터 승산 가산 수단(44, 46)에 입력되어, 각 평균값과 시퀀스의 마지막 데이터(X_i, Y_i)와의 차분의 제곱이 계산되어, 수학식 1로 나타내는 X_diff, Y_diff가 생성된다.

또한, X_diff, Y_diff의 값은 가산 수단(48)으로 보내지고, 이하의 수학식 2로 나타내는 단시간 운동 편차(D_i)로서, 버퍼 메모리(28c)에 저장된다. 그 후, 버퍼 메모리(28c)에 M 개의 단시간 운동 편차(D_i)가 축적되면, 단시간 운동 편차(D_i)의 값은 의사 분산 계산부(52)에 의해 판독되고, 의사 분산 계산부(52)에 있어서 이하의 수학식 3으로 주어지는 의사 분산값(V)이 계산된다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

도 3은 본 발명의 신호 발생부(20)의 상세한 구성을 나타낸 블록도이다. 신호 발생부(20)는 임계치 비교부(30)와, 링 버퍼(32)와, 합산부(34)와, 제어 신호 발생부(36)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 임계치 비교부(30)는 비교기(54)를 포함하며, 외부 모듈로부터 보내지고, ROM 등의 적절한 저장 영역에 저장된 운동 임계치를 적절한 타이밍으로 판독하여, 운동 임계치와, 그 시점까지 유지된 의사 분산값(V)을 비교하여, 이진 신호값 0 또는 1의 출력을 생성한다.

비교기(54)의 출력은 일단 유지되어, 소정의 지연 시간에 의해 링 버퍼(32)에 기록이 행해진다. 또한, 링 버퍼(32)에 저장된 데이터는 소정의 주기로 가산기를 포함하여 구성되는 합산부(34)에 의해 샘플링된다. 샘플링 후, 링 버퍼(32) 내의 데이터는 합산되어 합산값이 생성된다. 합산값은 게이트(56)에 있어서, 그 시점에서의 이진 신호값에 의해 게이트된다. 이 게이트(56)는 합산값이 생성되어 있더라도, 그 시점, 즉 초단에 의해 유효 가속도 운동이 지속되지 않으면, 생성된 합산값을 비교기(58)로 보내지 않는다. 이 때문에, 일단 저레벨에서의 경보 동작이 발생하더라도, 사용자가 기기를 정지시킴으로써, 바로 경보를 정지시킬 수 있다. 게이트(56)에 의해 여전히 운동이 지속하고 있다고 판단되는 경우에는, 합산값은 비교기(58)로 보내지고, 복수의 제어 임계치(1∼k)와 비교가 행해져서, 제어 신호(add#1∼add#k)가 생성된다. 생성된 제어 신호는 외부 모듈의 제어 신호 입력으로 보내지고, 외부 모듈이 응답 테이블이나 진위표 등을 룩업하여 응답이 결정된다.

도 4는 본 발명의 제어부가 실행하는 통계 처리를 나타낸 흐름도이다. 제어부에서의 처리는 단계 S100에서 개시하여 단계 S102에 있어서, AD 변환기로부터의 데이터(X, Y)를 취득한다. 그 후, 단계 S104에 있어서, 링 버퍼(Buff_X, Buff_Y)에 X, Y의 값을 각각 추가한다. 그 후, 단계 S106에 있어서, Buff_X, Buff_Y에 N 개의 데이터가 축적되었는지의 여부를 판단하여 소정의 샘플수 N 개가 축적될 때까지 단계 S102로 되돌아가 데이터를 취득한다.

단계 S106에 있어서 N 개의 데이터가 축적되었다고 판단된 경우(YES)에는 링 버퍼에 저장된 데이터를 각각 도 2에 나타낸 평균 처리부 및 가산 수단으로 입력하여 단시간 운동 편차(D_i)의 값을 계산하고, 단계 S110에 있어서, 얻어진 단시간 운동 편차(D_i)의 값을 링 버퍼(Buff_D)에 순차적으로 저장한다. 단계 S112에 있어서 N 개의 데이터가 축적되어 있지 않다고 판단한 경우(NO)에는 단계 S112의 판단이 긍정적인 결과를 되돌릴 때까지 데이터를 축적시킨다.

단계 S112에 있어서, 링 버퍼(Buff_D)에 M 개의 데이터가 축적되었다고 판단된 경우(YES)에는, 단계 S114에 있어서, 링 버퍼의 M 개의 데이터를 판독해서 평균하여 의사 분산값(V)을 계산시키고, 임계치 비교부(30)에 의한 후술하는 도 5에 나타내는 처리를 위해 사용한다. 그 후, 단계 S116에서는, 가속도 센서로부터의 AD 변환 데이터가 출력되고, 버퍼링되는 것을 대기하기 위해, 처리 개시로부터 20 초 대기한다. 또한, 본 발명에 있어서, 대기 시간은 A/D 변환의 속도 등에 따라 더 짧거나 길더라도 좋다. 단계 S116에 있어서 20 초 경과했다고 판단되면 단계 S102로 처리를 되돌리고, 단계 S102로부터 단계 S116까지 반복시킴으로써 다음의 단시간 운동 편차의 값을 생성시킨다.

도 5에는 도 4에 나타낸 단계 S114의 처리에 이어서 신호 발생부에서의 처리를 나타낸 도면이다. 도 5의 단계 S200에서는, ROM 등의 적절한 저장 장소에 저장되어 있는 운동 임계치와 의사 분산값(V)을 비교한다. 비교의 결과, 의사 분산값(V)이 운동 임계치보다도 큰지의 여부에 응답하여, 단계 S202에서 의사 분산값(V)이 운동 임계치 이상인 경우에는 1, 작은 경우에는 0의 이진 신호값을 생성하여 유지시키고, 그 후, 단계 S204에 있어서 링 버퍼의 요구에 응답하여 생성된 이진 신호값을 링 버퍼에 순차적으로 저장한다.

단계 S204에서의 링 버퍼로의 저장은 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 0.5 ms 마다의 시간 지연으로 실행된다. 그러나, 본 발명에서는 처리 속도나 전력 소비 등의 관점에서 기록 주기는 0.5 ms 이외의 값을 사용하여도 좋다. 그 후, 단계 S206에서 링 버퍼 내의 데이터를 합산시켜, 합산값을 다음 샘플링이 시작될 때까지 유지시킨다. 합산을 위한 샘플링 주기는 본 발명의 특정 실시 형태에서는 링 버퍼(32)의 데이터 갱신 주기의 0.5 초 주기로 할 수 있지만, 그 외의 값이더라도 샘플링 주기는 처리 속도 및 전력 소비 등을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다.

그 후, 단계 S208에 있어서, 샘플링된 합산값과 제어 임계치를 비교기에 입력하여 비교를 실행시켜, 비교에 응답하여 해당하는 제어 임계치에 대응하는 제어 신호를 생성시킨다. 생성된 제어 신호는 외부 모듈로 보내진다. 한편, 제어부의 처리는 재차 단계 S200으로 되돌아가, 이후, 단계 S208까지의 처리가 운동 검출 종료가 지시될 때까지 반복된다. 또한, 전술한 처리는 어셈블러 언어, C 언어 등의 마이크로 코드를 사용한 소프트웨어 및 전용 칩으로서 구성된 하드웨어로 할 수 있다. 또한, 연산 처리 장치를 DSP로서 구성함으로써, 전체 기능을 하드웨어적으로 구성시키고, 처리 모듈로서 전기 장치 내에 배치시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 가속도 센서로부터의 A/D 변환된 가속도 데이터의 시간 파형을 나타낸 도면이다. 도 6에서, (a)로 나타낸 파형이 X 방향의 가속도 데이터이며, (b)로 나타낸 파형이 Y 방향의 가속도 데이터이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 가속도 데이터는 사용자 등의 미묘한 운동에 응답하여 크게 변동하는 것을 나타내고 있다. 이 때문에, 이 값을 직접 사용한다면, 단시간의 운동이 큰 영향을 부여하여, 운동을 충분히 반영한 데이터라고는 할 수 없다.

도 7에는 본 발명에 의해 얻어진 가속도 데이터로부터 얻어지는 각 값의 시간 스펙트럼을 나타낸다. 도 7의 (a)는 (최대값-최소값) 제곱 및 단시간 운동 편차(D_i)의 시간 스펙트럼을 나타낸다. 도 7의 (a)에서 M으로 나타내는 것이 (최대값-최소값) 제곱의 데이터이며, D로 나타내는 것이 단시간 운동 편차의 데이터이다. 또한, 도 7의 (b)에는, 도 7의 (a)에서 나타낸 단시간 운동 편차를 사용하여, 본 발명에 의해 얻어진 의사 분산 값의 시간 스펙트럼을 나타낸다. 도 7의 (a)에 나타낸 (최대값-최소값) 제곱 및 단시간 운동 편차(D_i)의 시간 스펙트럼은 시간 스케일에 대해서 여전히 급경사인 피크가 관측되고 있다. 그러나, 도 7의 (b)에 나타낸 의사 분산값의 시간 스펙트럼에서는 급경사인 피크가 평균화되어, 단시간의 운동이 아닌 장시간의 운동을 보다 반영하는 스펙트럼이 얻어진다. 이 경우에도, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 단시간 스케일에서는 정확한 데이터를 취득하여 의사 분산값을 생성시키고 있기 때문에, 운동을 정확하게 반영하고 있다.

도 8에는 본 발명의 운동 검출 장치를 포함하는 전기 장치로서, 정보 처리 장치를 특정 실시 형태로서 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 정보 처리 장치(60)는 LCD 디스플레이(62)와, 케이스(64)와, 케이스(64)의 적절한 부분에 형성된 커넥터를 통해 접속된 마우스(66)를 포함하고 있다. 본 발명의 운동 검출 장치(도시하지 않음)는 케이스(64) 또는 LCD 디스플레이(62)의 내부의 적절한 위치에 배치되어 있고, 외부로부터 보이지 않는 위치에서 운동 검출을 행하고 있다. 본 발명의 운동 검출 장치는 정보 처리 장치(10)가 슬립 상태로 되어 있는 것과 같은 경우라도 배터리 구동 등에 의해 동작되고, 예컨대 도난이 발생하는 경우에 그 운동을 검출하여, 알람을 발생시킬 수 있다.

도 9는 도 8에 나타낸 정보 처리 장치(60)에 본 발명의 운동 검출 장치를 실장하여, 도난 방지 장치로서 기능되는 경우의 기능 블록을 나타낸다. 가속도 센서(12)로부터의 신호는 A/D 변환기(14)에 의해 디지털 변환되고, 운동 검출부(18)로 입력되어 있다. 운동 검출부(18)에서는 전술한 통계 처리를 실행하여 의사 분산값을 생성시켜, 생성된 의사 분산값을 제어 신호 발생부(20)로 보내고 있다. 제어 신호 발생부(20)에서는 링 버퍼에 저장된 값을 합산하며, 제어 임계치(1∼k), 본 발명의 특정 실시 형태에서는, 3 레벨의 제어 임계치와의 비교를 실행하고, 제어 신호를 생성시키고 있다. 생성된 제어 신호는 내부 버스 라인(22) 및 인터페이스(24)를 통해 OS 영역에 구성된 도난 방지 드라이버(68)로 보내지고 있다. 도난 방지 드라이버(68)는 제어 신호와 응답 레벨을 대비시킨 룩업 테이블과 제어 신호를 비교하거나 또는 예컨대 응답 레벨과 동일한 자릿수의 비트 열로서 생성된 제어 신호를 이용하여, 제어 신호를 진위표와 대응시켜 응답 레벨을 결정할 수 있다.

도난 방지 드라이버(68)는 결정된 응답 레벨에서, 예컨대 스피커(70)의 볼륨 및 음조를 변화시켜 알람으로서 기능시킨다. 또한, 도 9의 실시 형태에서는, 도난 방지 드라이버(68)는 OS 영역(72)에 포함되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에서는 다른 프로그램과 함께 제어부(16)를 저장하는 ROM에 기억시켜 놓을 수 있다. 이 경우에는 정보 처리 장치(60)의 주전원이 투입되어 있지 않고, OS가 기동되어 있지 않은 경우에도 운동의 검출과 함께 제어 신호를 생성하여, 제어 신호에 응답한 응답 레벨에서 스피커(70)를 구동시킬 수 있다.

도 10은 도난 방지 드라이버(68)가 포함되는 응답 레벨을 결정하기 위한 데이터 구조 및 본 발명의 운동 검출 장치에 의해 발생되는 알람 레벨을 나타낸 도면이다. 도 10의 (a)를 참조하면, 제어 신호는 응답 레벨의 수에 대응한 비트 열로서 생성되며, 제어 신호 비트에 대응시켜 알람 단계를 설정함으로써 도난 방지 드라이버(68)를 제어하고 있다. 도 10의 (a)의 실시예에서는, 3 레벨의 제어 신호의 값에 대응하는 비트의 온 오프의 값이 도난 방지 드라이버(68)로 보내지고, 온 오프(1 또는 0)에 대응하여 알람 단계가 대응되고 있다. 도 10의 (a)에 나타낸 실시 형태에서는, 알람 단계는 음량 및 음조를 변화시킴으로써 주어지고 있는 것을 나타내고 있지만, 본 발명에서는 어떠한 알람의 실시 형태도 사용할 수 있다.

도 10의 (b)는 본 발명의 운동 제어 장치에 의해 주어지는 의사 분산의 합산값의 시간적인 경과와, 종래의 가속도 데이터의 진폭의 최대값의 제곱값 합을 사용한 경우의 제곱값 합의 시간 변화와, 알람 레벨의 경계값을 나타낸 도면이다. 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 L1로 나타내는 의사 분산값은 시간과 함께 운동 임계치를 초과하는 값의 경우에 증가하고, 의사 분산값이 운동 임계치보다도 작은 경우에는, 0이 입력되기 때문에 순차값이 감소한다. 그 후 재차 가속도가 주어지더라도 가속도가 부가된 시간이 짧으면 임계치를 초과하지 않고, 가속도가 작아짐에 따라 다시 감소한다. 또한, 소정의 임계치 이상의 큰 가속도가 소정 기간 이상 지속됨으로써, 처음으로 알람이 기동되어, 순차 레벨 1∼레벨 3으로 증가한다. 또한, 이 경우, 링 버퍼에는 적어도 수 초 이상 데이터가 반드시 축적되어 있기 때문에, 일단 임계치를 초과하면, 그 후에도 알람 동작은 합산값이 임계치 레벨보다도 작아지지 않으면 종료하지 않는다.

한편, L2로 나타낸 종래의 가속도 센서의 출력을 사용하는 검출 방법에서는, 출력이 가속도의 지속 시간보다는 그 가속도의 크기 그대로가 출력되게 된다. 그 때문에, 레벨 1 부근에서 알람이 불규칙하게 계속 울리게 된다. 또한, 예컨대 정보 처리 장치를 급격하게 어긋나게 되는 것과 같은 약간의 운동의 경우에도 레벨 3의 알람이 발생한다. 즉, 본 발명에 따르면, 가속도와 그 가속도의 지속 시간을 보다 양호하게 알람 제어를 위해 사용함으로써, 운동은 그에 대응하는 응답을 보다 정확하게 상관시키는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 상기 방법은 기계어, 어셈블러어, C의 마이크로 코드 등의 언어로 기술할 수 있으며, ROM 등의 메모리에 저장할 수 있는 크기의 컴퓨터 프로그램 제품으로서 기술할 수 있다. 또한, 예컨대 데스크탑 퍼스널 컴퓨터나 자동차 등과 같이, 전력 절약화 요구가 비교적 적당하고, OS 기능을 이용할 수 있는 경우에는, C++, Java(등록 상표) 등의 오브젝트 지향 언어 등을 사용하여 컴퓨터 실행 가능한 프로그램 제품으로서 기술할 수 있다.

(산업상 이용 가능성)

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 작지만 급격한 가속도를 받는 경우나 단기간의 전자적 노이즈를 받는 경우에도 운동의 계속에 응답한 응답을 가능하게 하고, 또한 사용자의 의도하지 않은 보안 동작의 기동을 방지함으로써, 종래에 비해 보안 기능의 이용성을 높이는 것을 가능하게 한다. 또한, 운동의 크기에 부가하여, 운동의 지속 시간에 응답하여 응답 레벨을 변화시키는 것이 가능하게 되므로, 긴급성 등의 식별성 등, 보안상의 사용자 인터페이스를 향상시킬 수 있다. 또한, 일단 응답 레벨이 높아지게 되면, 그 후 방치하더라도 소정의 기간 응답 레벨이 유지되기 때문에, 보다 높은 보안성을 부여할 수 있다.

Claims (10)

1. 전기 장치의 운동을 검출하는 운동 검출 장치로서,

   상기 전기 장치의 운동에 의해 발생하는 가속도를 검출하는 가속도 센서와;

   상기 가속도 센서로부터 제공된 데이터의 평균값을 계산하고, 상기 평균값과 상기 데이터 중 마지막으로 얻어진 값과의 차분을 계산하며, 상기 차분으로부터 상기 데이터의 의사 분산값(pseudo-variance value)을 계산하는 통계 처리부를 포함하는 운동 검출부와;

   상기 운동 검출부에서 계산된 상기 의사 분산값을 운동 임계치와 비교하여, 상기 의사 분산값이 상기 운동 임계치를 초과하는 판단에 응답하여 신호값을 발생시키는 비교부와;

   상기 비교부에 의해 생성된 상기 신호값을 소정의 간격으로 연속해서 합산하는 수단을 구비하는 신호 발생부

   를 포함하는 운동 검출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 통계 처리부는,

   상기 데이터의 평균값에 대한 상기 차분을 소정의 기간마다 복수개 생성하고, 생성된 상기 복수의 차분의 제곱값 합을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성하며, 상기 단시간 운동 편차를 메모리에 기록하는 단시간 운동 편차 생성부와;

   상기 메모리에 기록된 상기 단시간 운동 편차를 합산하여 의사 분산값을 계산시키는 의사 분산 계산부를 포함하는 것인 운동 검출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 신호 발생부는, 상기 신호값을 합산하여 얻어진 합산값을 복수의 제어 임계치와 비교하는 임계치 비교부와, 상기 합산값이 상기 복수의 제어 임계치를 초과하는 것에 응답하여 상이한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생부를 포함하는 것인 운동 검출 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호값은 이진 신호값이고, 상기 신호 발생부는 상기 신호값을 저장하는 제1 버퍼 메모리를 포함하는 것인 운동 검출 장치.
5. 전기 장치의 운동을 검출하는 방법으로서,

   상기 전기 장치의 운동에 의해 발생하는 가속도 센서의 데이터를 취득하여 그 데이터를 운동 검출부로 전송하며, 상기 운동 검출부로 하여금 상기 데이터의 평균값을 계산시키고, 상기 평균값과 상기 데이터 중 마지막으로 얻어진 값과의 차분을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성하며, 상기 단시간 운동 편차의 값으로부터 상기 데이터의 의사 분산값을 계산하는 단계와;

   상기 계산된 의사 분산값을 임계치 비교부로 전송하며, 상기 임계치 비교부로 하여금 상기 의사 분산값을 운동 임계치와 비교하도록 하고, 상기 의사 분산값이 상기 운동 임계치를 초과한다는 판단에 응답하여 신호값을 발생시키는 단계와;

   생성된 상기 신호값을 소정의 간격으로 연속해서 합산하여 합산값을 생성하는 단계

   를 포함하는 운동 검출 방법.
6. 컴퓨터로 하여금 전기 장치의 운동을 검출하는 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체로서,

   상기 전기 장치의 운동에 의해 발생하는 가속도 센서의 데이터를 취득하여 그 데이터를 운동 검출부로 전송하며, 상기 운동 검출부로 하여금 상기 데이터의 평균값을 계산시키고, 상기 평균값과 상기 데이터 중 마지막으로 얻어진 값과의 차분을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성하며, 상기 단시간 운동 편차의 값으로부터 상기 데이터의 의사 분산값을 계산하는 단계와;

   상기 계산된 의사 분산값을 임계치 비교부로 전송하며, 상기 임계치 비교부로 하여금 상기 의사 분산값을 운동 임계치와 비교하도록 하고, 상기 의사 분산값이 상기 운동 임계치를 초과하는 판단에 응답하여 신호값을 발생시키는 단계와;

   생성된 상기 신호값을 소정의 간격으로 연속해서 합산하여 합산값을 생성하는 단계

   를 컴퓨터로 하여금 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 운동 검출부로 하여금, 상기 데이터의 평균값에 대한 상기 차분을 소정 기간마다 복수개 생성하도록 하고, 생성된 상기 복수의 차분의 제곱값 합을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성하는 단계와;

   복수의 상기 단시간 운동 편차를 메모리에 기록하고, 상기 메모리에 저장된 상기 단시간 운동 편차를 합산하여 의사 분산값을 계산하는 단계

   를 컴퓨터로 하여금 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체.
8. 전기 장치의 운동을 검출하기 위한 처리를 실행하는 처리 모듈로서,

   상기 전기 장치의 운동에 의해 발생하는 가속도 센서의 데이터를 취득하여 그 데이터를 운동 검출부로 전송하며, 상기 운동 검출부로 하여금 상기 데이터의 평균값을 계산시키고, 상기 평균값과 상기 데이터 중 마지막으로 얻어진 값에 대한 차분을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성하며, 상기 단시간 운동 편차의 값으로부터 상기 데이터의 의사 분산값을 계산시키는 기능부와;

   상기 계산된 의사 분산값을 임계치 비교부로 전송하며, 상기 임계치 비교부로 하여금 상기 의사 분산값을 운동 임계치와 비교하도록 하고, 상기 의사 분산값이 상기 운동 임계치를 초과하는 판단에 응답하여 신호값을 발생시키는 처리부와;

   생성된 상기 신호값을 소정의 간격으로 연속해서 합산시켜 합산값을 생성하는 처리부

   를 포함하는 처리 모듈.
9. 제8항에 있어서, 상기 운동 검출부에 대해서, 상기 데이터의 평균값에 대한 상기 차분을 소정의 기간마다 복수개 생성하고, 생성된 상기 복수의 차분의 제곱값 합을 계산하여 단시간 운동 편차를 생성시키는 처리부와;

   복수의 상기 단시간 운동 편차를 메모리에 기록하고, 상기 메모리에 저장된 상기 단시간 운동 편차를 합산하여 의사 분산값을 계산시키는 처리부

   를 포함하는 처리 모듈.
10. 청구항 제1항에 기재된 운동 검출 장치를 도난 방지 모듈로서 포함하는 전기 장치.

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