WO2006028013A1

WO2006028013A1 - 加速度推定方法、加速度推定装置及び移動端末装置

Info

Publication number: WO2006028013A1
Application number: PCT/JP2005/016112
Authority: WO
Inventors: Naomi Nishikata; Hirohisa Kusuda
Original assignee: Vodafone K.K.
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2006-03-16
Also published as: JPWO2006028013A1; EP1788397A1; US20070146323A1; EP1788397A4; US8521467B2

Abstract

　移動物体に搭載されたセンサにより、移動物体の加速度と姿勢角とを計測し、計測結果を収集する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。引き続き、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する（ステップＳ２４）とともに、姿勢角の時間変化率を算出導出する（ステップＳ２５Ａ）。こうして、高周波加速度成分及び低周波加速度成分の抽出、並びに姿勢角の時間変化率の導出が終了すると、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する（ステップＳ２６Ａ）。この結果、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とが、精度良く推定される。

Description

明細書

加速度推定方法、加速度推定装置及び移動端末装置

技術分野

[0001] 本発明は、加速度推定方法、加速度推定装置及び移動端末装置に係り、より詳しくは、移動物体における並進に寄与して、る並進寄与加速度と回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定する加速度推定方法と、当該加速度推定方法を使用する加速度推定装置と、当該加速度推定装置を備える移動端末装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から、携帯電話装置を代表とする移動しつつ動作可能な移動端末装置が、広く普及している。力かる移動端末装置、特に携帯電話装置に関する技術の進歩は目覚しいものがあり、必須機能である移動通信網を介した通信機能に加えて、様々な種類のゲーム等のアプリケーションも実装されるようになって、る。

[0003] また、移動端末装置においては、自身に作用している加速度を計測するためのセンサを実装し、当該センサによる計測データをアプリケーションで利用することが提案されている。例えば、加速度を計測するセンサを備え、当該センサによって計測された加速度のデータを用いて、その移動軌跡を求め、その移動軌跡を入力文字として認識することができる携帯電話装置が提案されて、る (特許文献 1参照：以下、「従来例」と呼ぶ)。

特許文献 1 :特開 2002— 169645号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上述した従来例の技術は、携帯電話装置等におけるセンサによる計測結果の利用技術としては優れたものである。しカゝしながら、この従来例では、文字軌跡を描く場合には、利用者が、携帯電話装置等をほぼ 2次元平面上でほぼ回転を伴わずに並進移動操作を行うことが必要であり、利用者にとって操作しずらさを伴うものであった。

[0005] また、地表近辺で使用される携帯電話等に装備される加速度センサは、通常、静止状態において重力加速度を検知する。このため、携帯電話等を静止状態にして、重力加速度のみが検知された状態を初期状態として、加速度変化を常に監視することにより、重力方向 (鉛直下方)を特定し、重力加速度を検知結果から差し引くことを可能とすることも考えられるが、初期状態力も長い時間を経過した後には、重力方向を精度良く特定することは困難であった。このため、姿勢が可変な携帯端末装置等に装備される加速度センサによる検知結果のみ力では、検知結果力重力加速度を簡易に差し引き、運動に寄与する加速度を精度良く導出することができな力つた。

[0006] そこで、地磁気等を利用して携帯電話装置等の姿勢角を検知するセンサを併設することにより、重力方向を精度良く特定することが考えられる。こうして重力方向を特定することにより、加速度センサによる検知結果力重力加速度を差し引くことはできる力並進運動に寄与する加速度と回転に寄与する加速度とを分離することは相変わらず困難である。

[0007] こうした並進運動に寄与する加速度と回転に寄与する加速度との分離は、従来例のような移動軌跡の検出を利用した文字入力において大きな効果を奏するのみならず、ゲーム等における利用者の操作環境の充実という観点からも大きな可能を有するものである。そこで、現在、携帯電話装置等の移動端末装置における並進運動に寄与する加速度と回転に寄与する加速度とを分離するための技術が強く要請されている。

[0008] 本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる加速度推定方法及び加速度推定装置を提供することを目的とする。

[0009] また、本発明は、自身の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる移動端末装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明は、第 1の観点力すると、移動物体において固有に定義される第 1軸、前記第 1軸と直交する第 2軸、並びに前記第 1軸及び前記第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果における前記移動物体の並進に寄与して、る並進寄与加速度と、回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定する加速度推定方法であって、前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果と、前記移動物体の基準姿勢力の回転角である姿勢角の計測結果とを収集する計測結果収集工程と；前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果における低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する加速度周波数分離工程と;前記姿勢角の時間変化率を導出する姿勢角変化率導出工程と;前記高周波加速度成分、前記低周波加速度成分及び前記姿勢角の時間変化率に基づいて、前記並進寄与加速度と前記回転寄与加速度とを推定する並進回転加速度推定工程と；を備える加速度推定方法である。

[0011] この加速度推定方法では、計測結果収集工程において、移動物体において固有に定義される第 1軸、第 1軸と直交する第 2軸、第 1軸及び第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果、並びに基準姿勢からの回転角、すなわち移動物体の姿勢角の計測結果が収集される。引き続き、加速度周波数分離工程にぉ、て、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とが分離される。こうした周波数分離は、例えば、周期的に収集される加速度の計測結果それぞれについて移動平均法により低周波加速度成分を抽出するとともに、加速度の計測結果それぞれから抽出された低周波加速度成分を差し引いて高周波加速度成分を抽出することにより行われる。次いで、姿勢角変化率導出工程において、姿勢角の時間変化率が導出される。

[0012] こうして、高周波加速度成分及び低周波加速度成分の抽出、並びに姿勢角の時間変化率の導出が終了すると、並進回転加速度推定工程において、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とが推定される。この結果、姿勢角を利用して低周波加速度成分から重力加速度を差し引くとともに、姿勢角の時間変化率による回転寄与加速度の大きさの評価、並びに並進寄与加速度及び回転寄与加速度の一般的な周波数特性の考慮等がされて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とが推定される。

[0013] したがって、本発明の加速度推定方法によれば、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0014] 本発明の加速度推定方法では、前記並進回転加速度推定工程が、前記高周波加速度成分は、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と;前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものは、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引、たものは、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する低周波成分推定工程と；を備免ることとすることができる。

[0015] この場合には、並進回転加速度推定工程では、まず、高周波成分推定工程にお!、て、高周波加速度成分は、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定される。これは、携帯電話装置等の携帯端末装置では、手動による回転運動の場合には、携帯電話装置等に搭載された加速度センサの検出結果が急激に変化することは非常に稀であることによる。また、手動による並進運動の場合には、並進寄与加速度が高周波成分を有することが通常であることによる。

[0016] 並進回転加速度推定工程では、次に、低周波成分推定工程において、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満である力否かが判定される。この判定が肯定的であった場合には、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、並進寄与加速度が多く含まれると考えることができる。そこで、低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものには、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定することとしてヽる。

[0017] 一方、上記の判定が否定的であった場合には、低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものには、回転寄与加速度が多く含まれると考えることができる。そこで、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみを含むと推定される。

[0018] この結果、姿勢角の時間変化率の大きさに応じて、低周波加速度成分を回転寄与加速度とすべきか、又は、並進寄与加速度とすべきかの二者択一が合理性をもって行われる。したがって、移動物体における並進寄与加速度と回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0019] また、本発明の加速度推定方法では、前記姿勢角変化率導出工程において、前記姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出するとともに、前記並進加速度推定ェ程が、前記高周波加速度成分は、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と;前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づ、て、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定工程と;前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたもの力前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定工程と；を備えることとすることができる。

[0020] この場合には、姿勢角変化率導出工程において、姿勢角の時間変化率の低周波成分が導出される。力かる姿勢角の時間変化率における低周波成分の導出は、例えば、周期的に収集される姿勢角の計測結果の変化量それぞれについて移動平均法を用いることにより行われる。

[0021] また、並進回転加速度推定工程では、まず、高周波成分推定工程において、上記の場合と同様に、高周波加速度成分は、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定される。

[0022] 並進回転加速度推定工程では、次に、回転寄与低周波推定工程において、姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、低周波加速度成分における回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分が推定される。そして、並進寄与低周波成分推定工程にお!ヽて、低周波加速度成分から回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたもの力並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定される。

[0023] したがって、上記の姿勢角の時間変化率の大きさに基づいて、低周波加速度成分を並進寄与加速度又は回転寄与加速度のいずれかのみと推定する場合と比べて、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを、精度を向上して推定することができる。

[0024] 本発明の加速度推定方法では、前記姿勢角変化率導出工程において、前記姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分を分離するとともに、前記並進カロ速度推定工程が、前記姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、前記高周波加速度成分における前記回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する回転寄与高周波成分推定工程と;前記高周波加速度成分から前記回転寄与高周波加速度成分を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与高周波加速度成分であると推定する並進寄与高周波成分推定工程と;前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定工程と;前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定工程と；を備免ることとすることができる。

[0025] この場合には、姿勢角変化率導出工程において、姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分が分離される。かかる姿勢角の時間変化率の周波数分離は、例えば、周期的に収集される姿勢角の計測結果の変化量それぞれについて移動平均法を用いることにより低周波成分を導出するともに、姿勢角の計測結果の変化量から、導出された低周波成分を差し引いて高周波成分を算出することにより行われる。

[0026] また、並進回転加速度推定工程では、回転寄与高周波成分推定工程にお!、て、姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、高周波加速度成分における回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分が推定される。そして、並進寄与高周波成分推定工程において、高周波加速度成分から回転寄与高周波加速度成分を差し引いたもの力並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与低周高加速度成分であると推定される。

[0027] また、並進回転加速度推定工程では、回転寄与低周波成分推定工程にぉ、て、姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、低周波加速度成分における回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分が推定される。そして、並進寄与低周波成分推定工程にお!ヽて、低周波加速度成分から回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものが、並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定される。

[0028] したがって、低周波加速度成分のみにおいて並進寄与加速度及び回転寄与加速度を推定する上記の場合と比べて、移動物体における並進に寄与して、る並進寄与加速度と回転に寄与して、る回転寄与加速度とを、精度を向上して推定することができる。

[0029] また、本発明の加速度推定方法では、前記加速度周波数分離工程において、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出するとともに、前記並進回転加速度推定工程が、前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定工程と;前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記高周波加速度成分は、回転に寄与する回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記高周波成分は、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と；を備えるようにすることができる。

[0030] この場合には、加速度周波数分離工程では、低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出する。

[0031] 並進回転加速度推定工程では、低周波成分推定工程にお！ヽて、低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する。これは、携帯電話装置等の手動による運動の場合には、回転加速度及び並進加速度の双方ともに、僅かではあっても刻々変化することが通常であり、直流成分と評価できる加速度成分は、定常的に携帯電話装置等に作用している重力に由来すると考えられるからである。この結果、高周波加速度成分は、加速度の計測結果力重力加速度の寄与分が差し引かれたものとなっていると推定されることになる。

[0032] また、並進回転加速度推定工程では、高周波成分推定工程において、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満である力否かが判定される。この判定が肯定的であった場合には、高周波加速度成分には並進寄与加速度が多く含まれると考えることができる。そこで、高周波加速度成分には、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみが含まれると推定することとしてヽる。

[0033] 一方、上記の判定が否定的であった場合には、高周波加速度成分には、回転寄与加速度が多く含まれると考えることができる。そこで、高周波加速度成分には、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみが含まれると推定される。

[0034] この結果、姿勢角の時間変化率の大きさに応じて、加速度の計測結果から重力加速度の寄与分が差し引かれた高周波加速度成分を回転寄与加速度とすべきか、又は、並進寄与加速度とすべきかの二者択一が合理性をもって行われる。したがって、移動物体における並進寄与加速度と回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0035] また、本発明の加速度推定方法では、前記加速度周波数分離工程において、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出するとともに、前記並進回転加速度推定工程が、前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定工程と；前記姿勢角の時間変化率に基づ!、て、前記高周波加速度成分における回転に寄与する回転寄与加速度成分を推定する回転寄与成分推定工程と;前記高周波加速度成分から前記回転寄与加速度成分を差し引いたものが、前記並進寄与加速度成分であると推定する並進寄与成分推定工程と；を備えるようにすることができる。

[0036] この場合には、加速度周波数分離工程にぉ、て、低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出する。

[0037] 並進回転加速度推定工程では、低周波成分推定工程にお!ヽて、低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する。この結果、高周波加速度成分は、加速度の計測結果力重力加速度の寄与分が差し引かれたものとなっていると推定されることになる。

[0038] また、並進回転加速度推定工程では、回転寄与成分推定工程にお!、て、姿勢角の時間変化率に基づいて、回転寄与加速度成分が推定される。そして、並進寄与成分推定工程において、高周波加速度成分から回転寄与加速度成分を差し引いたものが、並進寄与加速度成分であると推定される。

[0039] したがって、上記の姿勢角の時間変化率の大きさに基づいて、高周波加速度成分を並進寄与加速度又は回転寄与加速度のいずれかのみと推定する場合と比べて、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを、精度を向上して推定することができる。

[0040] 本発明は、第 2の観点力すると、移動物体において固有に定義される第 1軸、前記第 1軸と直交する第 2軸、並びに前記第 1軸及び前記第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果における前記移動物体の並進に寄与して、る並進寄与加速度と、回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定する加速度推定装置であって、前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果と、前記移動物体の基準姿勢力の回転角である姿勢角の計測結果とを収集する計測結果収集手段と；前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果における低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する加速度周波数分離手段と;前記姿勢角の時間変化率を導出する姿勢角変化率導出手段と;前記高周波加速度成分、前記低周波加速度成分及び前記姿勢角の時間変化率に基づいて、前記並進寄与加速度と前記回転寄与加速度とを推定する並進回転加速度推定手段と；を備える加速度推定装置である。

[0041] この加速度推定装置では、計測結果収集手段が、移動物体において固有に定義される第 1軸、第 1軸と直交する第 2軸、第 1軸及び第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果、並びに基準姿勢からの回転角、すなわち移動物体の姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離手段が、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する。こうして、高周波加速度成分及び低周波加速度成分の抽出、並びに姿勢角の時間変化率の導出が終了すると、並進回転加速度推定手段が、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。この結果、姿勢角を利用して低周波加速度成分から重力加速度を差し引くとともに、姿勢角の時間変化率による回転寄与加速度の大きさの評価、並びに並進寄与加速度及び回転寄与加速度の一般的な周波数特性の考慮等がされて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とが推定される。

[0042] すなわち、本発明の加速度推定装置では、上述した本発明の加速度推定方法を使用して、移動物体の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを推定することができる。したがって、本発明の加速度推定装置によれば、移動物体における並進に寄与して、る並進寄与加速度と回転に寄与して、る回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0043] 本発明の加速度推定装置では、前記並進回転加速度推定手段は、前記高周波加速度成分が、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定手段と;前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものは、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引、たものは、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する低周波成分推定手段と；を備える構成とすることができる。

[0044] この場合には、並進回転加速度推定手段における高周波成分推定手段は、高周波加速度成分が、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。また、並進回転加速度推定手段における低周波成分推定手段が、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満である力否かを判定する。この判定が肯定的であった場合には、低周波成分推定手段が、低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものには、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。一方、上記の判定が否定的であった場合には、低周波成分推定手段が、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する

[0045] この結果、姿勢角の時間変化率の大きさに応じて、低周波加速度成分を回転寄与加速度とすべきか、又は、並進寄与加速度とすべきかの二者択一が合理性をもって行われる。したがって、移動物体における並進寄与加速度と回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0046] また、本発明の加速度推定装置では、前記姿勢角変化率導出手段が、前記姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出するとともに、前記並進回転加速度推定手段は、前記高周波加速度成分が、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定手段と;前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づ、て、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定手段と;前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたもの力前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定手段と；を備える構成とすることができる。

[0047] この場合には、姿勢角変化率導出手段が、姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出する。また、並進回転加速度推定手段における高周波成分推定手段が、上記の場合と同様に、高周波加速度成分は、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。

[0048] また、並進回転加速度推定手段における回転寄与低周波成分推定手段が、姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、低周波加速度成分における回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する。そして、並進寄与低周波成分推定手段が、低周波加速度成分から回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたもの力並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する。

[0049] したがって、上記の姿勢角の時間変化率の大きさに基づいて、低周波加速度成分を並進寄与加速度又は回転寄与加速度のいずれかのみと推定する場合と比べて、精度を向上して、移動物体における並進に寄与して、る並進寄与加速度と回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定することができる。

[0050] また、本発明の加速度推定装置では、前記姿勢角変化率導出手段が、前記姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分を分離するとともに、前記並進回転加速度推定手段が、前記姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、前記高周波加速度成分における前記回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する回転寄与高周波成分推定手段と;前記高周波加速度成分から前記回転寄与高周波加速度成分を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与高周波加速度成分であると推定する並進寄与高周波成分推定手段と;前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定手段と;前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定手段と；を備える構成とすることができる。

[0051] この場合には、姿勢角変化率導出手段が、姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分とを分離する。また、並進回転加速度推定工程における回転寄与高周波成分推定手段が、姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、高周波加速度成分における回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する。そして、並進寄与高周波成分推定手段が、高周波加速度成分から回転寄与高周波加速度成分を差し引いたものを、並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与低周高加速度成分であると推定する。

[0052] また、並進回転加速度推定手段における回転寄与低周波成分推定手段が、姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、低周波加速度成分における回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する。そして、並進寄与低周波成分推定手段が、低周波加速度成分から回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものを、並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する。

[0053] したがって、低周波加速度成分のみにおいて並進寄与加速度及び回転寄与加速度を推定する上記の場合と比べて、更に精度を向上して、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを推定することがでさる。

[0054] また、本発明の加速度推定装置では、前記加速度周波数分離手段が、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出するとともに、前記並進回転加速度推定手段が、前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定手段と;前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記高周波加速度成分は、回転に寄与する回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記高周波成分は、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定手段と；を備えるようにすることができる。

[0055] この場合には、加速度周波数分離手段が、低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出する。

[0056] 並進回転加速度推定手段では、低周波成分推定手段が、低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する。この結果、高周波加速度成分は、加速度の計測結果力重力加速度の寄与分が差し引かれたものとなっていると推定されることになる。

[0057] また、並進回転加速度推定手段では、高周波成分推定手段が、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満であるか否かを判定する。この判定が肯定的であった場合には、高周波成分推定手段は、高周波加速度成分には、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみが含まれると推定する。一方、上記の判定が否定的であった場合には、高周波成分推定手段は、高周波加速度成分には、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみを含まれると推定する。

[0058] この結果、姿勢角の時間変化率の大きさに応じて、加速度の計測結果から重力加速度の寄与分が差し引かれた高周波加速度成分を回転寄与加速度とすべきか、又は、並進寄与加速度とすべきかの二者択一が合理性をもって行われる。したがって、移動物体における並進寄与加速度と回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。 [0059] また、本発明の加速度推定装置では、前記加速度周波数分離手段が、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出するとともに、前記並進回転加速度推定手段が、前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定手段と;前記姿勢角の時間変化率に基づいて、前記高周波加速度成分における回転に寄与する回転寄与加速度成分を推定する回転寄与成分推定手段と;前記高周波加速度成分から前記回転寄与加速度成分を差し引いたもの力前記並進寄与加速度成分であると推定する並進寄与成分推定手段と；を備えるようにすることができる。

[0060] この場合には、加速度周波数分離手段が、低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出する。

[0061] 並進回転加速度推定手段では、低周波成分推定手段が、低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する。この結果、高周波加速度成分は、加速度の計測結果力重力加速度の寄与分が差し引かれたものとなっていると推定されることになる。

[0062] また、並進回転加速度推定手段では、回転寄与成分推定手段が、姿勢角の時間変化率に基づいて、回転寄与加速度成分を推定する。そして、並進寄与成分推定手段が、高周波加速度成分から回転寄与加速度成分を差し引いたものを、並進寄与加速度成分であると推定する。

[0063] したがって、上記の姿勢角の時間変化率の大きさに基づいて、高周波加速度成分を並進寄与加速度又は回転寄与加速度のいずれかのみと推定する場合と比べて、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを、精度を向上して推定することができる。

[0064] 本発明の移動端末装置は、移動しつつ動作が可能な移動端末装置において、本発明の加速度推定装置を備えることを特徴とする移動端末装置である。この移動端末装置では、本発明の加速度推定装置を使用して、自身の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを推定する。したがって、本発明の移動端末装置によれば、自身の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。発明の効果

[0065] 以上説明したように、本発明の加速度推定方法及び加速度推定装置によれば、移動物体における並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができるという効果を奏する。

[0066] また、本発明の移動端末装置によれば、自身の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。図面の簡単な説明

[0067] [図 1A]第 1実施形態に係る携帯電話の外観構成を概略的に示す正面図である。

[図 1B]第 1実施形態に係る携帯電話の外観構成を概略的に示す背面図である。

[図 2]図 1A及び図 1Bの携帯電話装置の構成を説明するための機能ブロック図である。

[図 3]図 2の制御部で実行されるソフトウェアの構成を説明するための図である。

[図 4]図 3の計測データ処理プログラムの構成を説明するための機能ブロック図である。

[図 5]図 1A及び図 1Bの携帯電話装置における計測データ処理を説明するためのシ一ケンス図である。

[図 6]図 5における計測データ処理ステップにおける処理を説明するためのフローチヤートである。

[図 7]図 6における並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 8]第 2実施形態における計測データ処理プログラムの構成を説明するための機能ブロック図である。

[図 9]第 2実施形態における計測データ処理ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 10]図 9における並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 11]第 3実施形態における計測データ処理プログラムの構成を説明するための機能ブロック図である。 [図 12]第 3実施形態における計測データ処理ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 13]図 12における並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 14]第 4実施形態における計測データ処理プログラムの構成を説明するための機能ブロック図である。

[図 15]第 4実施形態における計測データ処理ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 16]図 15における並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 17]第 5実施形態における計測データ処理プログラムの構成を説明するための機能ブロック図である。

[図 18]第 5実施形態における計測データ処理ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

[図 19]図 18における並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定ステップにおける処理を説明するためのフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0068] 《第 1実施形態》

以下、本発明の第 1実施形態を、図 1A〜図 7を参照して説明する。

[0069] 図 1A及び図 1Bには、移動端末装置である携帯電話装置 10の外観構成が概略的に示されている。ここで、図 1Aには、携帯電話装置 10の外観の正面図が示され、図 1Bには、携帯電話装置 10の外観の背面図が示されている。

[0070] 図 1A、図 IBに総合的に示されるように、携帯電話装置 10は、（a)携帯電話本体 1 1と、（b)電話番号を入力するためのテンキー、及び、動作モードの切替等の各種指令を、後述する制御部 21 (図 2参照）に入力するためのファンクションキーを有する操作部 12と、（c)操作案内、動作状況、受信メッセージ等を表示する液晶表示装置を有する表示部 13とを備えている。また、携帯電話装置 10は、（d)通話時に通信相手力も送られてきた音声信号を再生する通話用スピーカ 14と、（e)集音時に音を入力したり、通話時に音声を入力したりするためのマイクロフォン 15と、（f)着信音や案内音を発生するための案内用スピーカ 16と、（g)基地局との間で無線信号を授受するためのアンテナ 17とを備えている。

[0071] 携帯電話本体 11の内部には、図 2に示されるように、（i)携帯電話装置 10全体の動作を統括制御する制御部 21と、 GOアンテナ 17を介して、基地局との間で無線信号の送受信を行う送受信部 22と、 (iii)制御部 21で実行されるプログラムや各種データを格納する、読出専用メモリ (ROM)素子やランダムアクセスメモリ (RAM)素子を有する記憶部 23とを備えている。また、携帯電話本体 11の内部には、（iv)携帯電話装置 10の姿勢角及び携帯電話装置 10に作用する加速度を計測するためのセンサユニット 25を備えている。

[0072] 記憶部 23は、その内部に、収集した計測データを一時的に記憶する一時記憶領域 24を含んでいる。

[0073] センサユニット 25は、携帯電話装置 10の姿勢角及び携帯電話装置 10に作用する加速度を検知し、アナログ電圧信号として出力するセンサ部 26と、センサ部 26から電圧信号の電圧値をデジタル値に変換するアナログデジタル (A/D)変換器 27とを備えている。そして、 AZD変翻27から出力されるデジタルデータが、計測データとして制御部 21へ通知される。また、センサユニット 25は、制御部 21からの計測開始指令により動作を開始し、制御部 21からの計測停止指令により動作を停止するようになっている。

[0074] センサ部 26は、操作部 12のマトリクス状のキー配列における行方向を X軸とし、列方向を Y軸方向とするとともに、本実施形態においては、 XY面が水平面と平行であり、 +Y方向が真南方向である姿勢を基準姿勢として、当該基準姿勢力の回転角、すなわち当該基準姿勢に対する姿勢角であるピッチ角 Θ 、ロール角 Θ 及びョ一角

X Y

Θ

Zに対応する電磁気量を検知する。また、センサ部 26は、 X方向の加速度 )

X及ひ Ύ方向の加速度 )

Y に対応する電磁気量を検知する。そして、センサユニット 25 は、各計測時点において検知されたピッチ角 Θ 、ロール角 Θ 、ョ一角 Θ 、 X方向加

X Y Z

速度 α 及び Υ方向加速度 α に対応する検知結果を 1組にし、計測生データとして

X Υ

制御部 21へ通知するようになって、る。 [0075] 制御部 21は、中央処理装置 (CPU)、デジタル信号処理装置 (DSP)等を備えており、一般的な携帯電話機能を実現するために、様々なデータ処理を行うとともに、上述した他の構成要素の動作制御を行うようになって!/、る。この制御部 21におヽて実行されるプログラム等のソフトウェアの構成は、図 3に示されるようになつている。

[0076] すなわち、制御部 21におけるソフトウェアは、（i)携帯電話としての基本機能である通話機能、メール機能、文字入力機能等を実現するとともに、上述した各種のハードウェア資源の制御を行う基本処理部 31と、 (ii)ゲーム等の様々なコンテンツを利用者に提供するためのアプリケーション 33と力も構成されている。ここで、アプリケーション 33は、センサユニット 25による計測結果を利用するアプリケーションであるものとする

[0077] 基本処理部 31は、計測データ処理プログラム 35Aを備えている。この計測データ処理プログラム 35Aは、アプリケーション 33からの計測データ処理指令に応じて、センサユニット 25からの計測生データを収集し、携帯電話装置 10の並進運動に寄与する並進寄与加速度と回転運動に寄与する回転寄与加速度を推定する等の処理をして、記憶部 23内の一時記憶領域 24に格納する。そして、アプリケーション 33からの計測データ要求に応じて、記憶部 23内の一時記憶領域 24に記憶された処理済計測データをアプリケーション 33へ送る。

[0078] 計測データ処理プログラム 35Aは、図 4に示されるように、（i)計測データ処理プログラム 35Aの全体及びセンサユニット 25の動作を統括制御する計測データ処理制御部 49と、（ii)センサユニット 25からの計測生データを受け、加速度や姿勢角という物理量データに変換し、計測物理量データとして、一時記憶領域 24に格納するデータ収集部 41とを備えている。また、計測データ処理プログラム 35Aは、（iii)計測物理量データ内の加速度データそれぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離させる加速度周波数分離部 42と、 (iv)計測物理量データ内の姿勢角データそれぞれにおける時間変化率を導出する姿勢角変化率導出部 43とを備えている。

[0079] ここで、加速度周波数分離部 42は、所定個（例えば、 10個）の最近のデータを読み出して、移動平均値を算出することにより、低周波加速度成分を求める。そして、算出された低周波加速度成分を有すると推定される時点における加速度データから当該低周波加速度成分を差し引くことにより、高周波加速度成分を求める。また、姿勢角変化率導出部 43は、上記の算出された低周波加速度成分を有すると推定される時点の直前の姿勢角と直後の姿勢角との差を算出することにより、上記の算出された低周波加速度成分を有すると推定される時点における姿勢角の時間変化率を導出する。

[0080] また、計測データ処理プログラム 35Aは、（V)高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する並進回転加速度推定部 45Aと、 (vi)アプリケーション 33からの計測データ要求に応じて、最新の並進寄与加速度、回転寄与加速度及び姿勢角をァプリケーシヨン 33へ通知するデータ通知部 46とを備える。

[0081] 並進回転加速度推定部 45Aは、高周波成分推定部 51と、低周波成分推定部 52とを備えている。ここで、高周波成分推定部 51は、高周波加速度成分が並進寄与カロ速度のみを含むと推定する。これは、携帯電話装置 10では、手動による回転運動の場合には、携帯電話装置等に搭載された加速度センサの検出結果が急激に変化することは非常に稀であることによる。また、手動による並進運動の場合には、並進寄与加速度が高周波成分を有することが通常であることによる。

[0082] また、低周波成分推定部 52は、姿勢角の時間変化率が所定値未満である場合には、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものは並進寄与加速度のみを含むと推定する。これは、姿勢角の時間変化率が所定値未満である場合には、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、並進寄与加速度が多く含まれ、回転寄与加速度は少しし力含まれな、と考えられることによる。

[0083] 一方、低周波成分推定部 52は、姿勢角の時間変化率が所定値以上である場合には、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものは回転寄与加速度のみを含むと推定する。これは、姿勢角の時間変化率が所定値以上である場合には、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、回転寄与加速度が多く含まれ、並進寄与加速度は少しし力含まれな、と考えられることによる。

[0084] なお、当該所定値は、事前の実験や評価により定められる。 [0085] 次に、上記のように構成された携帯電話装置 10における計測データの処理について、主に図 5〜図 7を参照し、適宜他の図面を参照して説明する。

[0086] 携帯電話装置 10における計測データの処理では、図 5に示されるように、まず、ァプリケーシヨン 33が、計測データ処理開始指令を、計測データ処理プログラム 35A へ向けて送る。計測データ処理プログラム 35Aでは、計測データ処理制御部 49が、この計測データ処理開始指令を受ける。そして、計測データ処理制御部 49は、アブリケーシヨン 33からの指令を解析し、計測データ処理開始指令であることを認識する。引き続き、計測データ処理制御部 49は、センサユニット 25が動作中である力否かを判定する。この判定が否定的であった場合には、計測データ処理制御部 49は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作開始指令を送る。

[0087] なお、センサ動作開始指令を受けると、センサユニット 25は、センサ動作を開始し、センサ部 26による検知結果を AZD変翻27によりデジタルィ匕した後に、計測生データとして定期的（例えば、 1msec周期）に制御部 21 (より詳しくは、データ収集部 4 1)へ向けて出力する。

[0088] この後、計測データ処理プログラム 35Aは、ステップ S 11Aの計測データ処理を開始する。このステップ S11Aでは、図 6に示されるように、まず、ステップ S21において、計測データ処理制御部 49から計測データ収集開始指令を受けたデータ収集部 41 1S センサユニット 25からの新たな計測生データを受けた力否かを判定する。この判定が否定的であつた場合には、ステップ S 21の処理が繰り返される。

[0089] そして、データ収集部 41がセンサユニット 25からの新たな計測生データを受け、ステツプ S21において肯定的な判定がなされると、処理はステップ S 22へ移行する。このステップ S22では、データ収集部 41が、新たに受けた計測生データに基づいて、加速度や姿勢角の大きさを直接的に表す物理量データを算出する。そして、データ収集部 41が、算出された物理量データを新たな計測物理量データとして一時記憶領域 24に格納する。こうして新たな計測物理量データの一時記憶領域 24への格納が完了すると、データ収集部 41は、その旨を計測データ処理制御部 49へ通知する。なお、一時記憶領域 24における計測物理量データ用記憶領域は、後述する所定数以上の数の組の計測物理量データを記憶できる大きさを有するとともに、いわゆるリングバッファとされている。

[0090] 次に、ステップ S23において、計測データ処理制御部 49が、加速度周波数分離部 42が移動平均を算出するための所定数以上の計測生データを受けた力、すなわち、当該所定数以上の計測物理量データが一時記憶領域 24に格納された力否かを判定する。この判定が否定的であった場合には、処理はステップ S21へ移行する。そして、ステップ S23において肯定な判定がなされるまで、ステップ S21〜S23の処理を繰り返す。そして、ステップ S23において肯定的な判定がなされると、処理はステップ S24へ移行する。なお、ステップ S 11 Aの処理においては、ステップ S23において一度肯定的な判定がなされると、その後は一時記憶領域 24には所定数以上の計測物理データが格納されている状態が継続するので、後にステップ S23が実行された場合には、肯定的な判定がなされることになる。

[0091] ステップ S24では、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた加速度周波数分離部 42が、計測物理量データにおける加速度データに基づいて、高周波加速度成分と低周波加速度成分とを分離する。かかる高周波加速度成分と低周波加速度成分との分離に際して、加速度周波数分離部 42は、まず、 X軸方向加速度データ及び Y軸方向加速度データそれぞれにつ、て、一時記憶領域 24から最新のもの力も順に所定数を読み出す。引き続き、加速度周波数分離部 42は、 X軸方向加速度データ及び Y軸方向加速度データそれぞれについて、移動平均を算出することにより、低周波加速度成分を求める。次に、加速度周波数分離部 42は、算出された移動平均値が低周波加速度成分とされる時点の加速度データから当該低周波加速度を差し引くことにより、当該時点における高周波加速度成分を求める。

[0092] こうして、当該時点の X軸方向加速度データ及び Y軸方向加速度データそれぞれにおける高周波加速度成分と低周波加速度成分とが分離される。加速度周波数分離部 42は、分離された高周波加速度成分と低周波加速度成分とを並進回転加速度推定部 45Aへ送る。

[0093] 次に、ステップ S25Aにおいて、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた姿勢角変化率導出部 43が、計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、上記の低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率を導出する。力かる姿勢角それぞれの時間変化率の導出に際しては、まず、姿勢角変化率導出部 43が、当該時点の直前及び直後の姿勢角データを一時記憶領域 24から読み出す。引き続き、姿勢角変化率導出部 43は、当該時点の直後における姿勢角データ値それぞれから、当該時点の直前における対応する姿勢角データ値を減算する。そして、姿勢角変化率導出部 43は、減算結果を、当該時点の直後時点と直前時点との時間差で除算する。こうして、姿勢角変化率導出部 43は、当該時点における姿勢角それぞれの時間変化率、すなわち角速度を導出する。

[0094] なお、姿勢角変化率導出部 43は、上記の姿勢角データ読み出しの際に、当該時点における姿勢角データが存在する場合には、その姿勢角データも合わせて読み出す。一方、当該時点における姿勢角データが存在しない場合には、上記の当該時点の直前と直後の姿勢角データの平均値を算出し、当該時点における姿勢角とする

[0095] 姿勢角変化率導出部 43は、以上のようにして導出された姿勢角、並びに姿勢角それぞれの時間変化率を、並進回転加速度推定部 45Aへ送る。なお、ステップ S24とステップ S25Aとは、並行して実行してもよい。

[0096] 次、で、ステップ S26Aにお、て、並進回転加速度推定部 45Aが、加速度周波数分離部 42からの高周波加速度成分及び低周波加速度成分、並びに姿勢角変化率導出部 43からの姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。力かる推定に際しては、図 7に示されるように、ステツプ S31において、並進回転加速度推定部 45Aの高周波成分推定部 51が、高周波加速度成分は、全てが並進寄与加速度であると推定する。

[0097] 引き続き、ステップ S32において、並進回転加速度推定部 45Aの低周波成分推定部 52が、姿勢角変化率導出部 43から受けた姿勢角に基づいて低周波加速度成分力も重力加速度分を差し引、た後に、姿勢角変化率導出部 43から受けた姿勢角の時間変化率の少なくとも 1つが所定値以上力否かを判定する。この判定結果が肯定的であった場合には、処理はステップ S33へ移行する。このステップ S33では、低周波成分推定部 52が、低周波加速度成分力重力加速度分を差し引いたものは、全てが回転寄与加速度であると推定する。 [0098] 一方、ステップ S32における判定結果が否定的であった場合には、処理はステップ S34へ移行する。このステップ S34では、低周波成分推定部 52が、低周波加速度成分力重力加速度分を差し引いたものは、全てが並進寄与加速度であると推定する。そして、並進回転加速度推定部 45Aは、高周波加速度成分と、低周波加速度成分力重力加速度分を差し引いたものとを加算し、加算結果が並進寄与加速度であると推定するとともに、回転寄与加速度は 0であると推定する。

[0099] こうして、並進寄与加速度及び回転寄与加速度が推定されると、並進回転加速度推定部 45Aは、一時記憶領域 24に、推定された並進寄与加速度及び回転寄与カロ速度、並びに姿勢角を 1組の通知用データとして格納する。こうして、ステップ S26A が終了すると、図 6に示されるように、処理はステップ S21へ移行する。以後、計測データ処理の停止要求をアプリケーション 33から受けるまで、計測データ処理プロダラム 35Aは、ステップ S21〜S26Aを繰り返す。

[0100] 図 5に戻り、上記のステップ S11Aの計測データ処理における所望の時点で、ァプリケーシヨン 33が、アプリケーション識別子をパラメータとするデータ要求を、計測データ処理プログラム 35Aへ向けて送る。計測データ処理プログラム 35Aでは、計測データ処理制御部 49が、このデータ要求を受け、アプリケーション 33からの指令を解析し、アプリケーション 33からのデータ要求であることを認識する。そして、計測データ処理制御部 49は、データ通知部 46に対して、アプリケーション 33への通知用データの通知指令を行う。この指令を受けたデータ通知部 46は、ステップ S12のデー

1 タ通知処理を行う。

[0101] ステップ S12では、まず、データ通知部 46が、一時記憶領域 24から通知用データ

1

を読み出す。引き続き、データ通知部 46は、読み出された通知用データをアプリケーシヨン 33へ通知する。こうして、ステップ S12の処理が終了する。

1

[0102] 以上のようにして、計測データ処理が行われることにより、アプリケーション 33は、所望の時点におけるデータ要求の発行により、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することがでさる。

[0103] なお、ステップ SI 1 Aの計測データ処理は、ステップ S 12のデータ通知処理の実行中も並行して実行されるし、ステップ S12のデータ通知処理の実行終了後も継続

1

して実行される。このため、アプリケーション 33は、所望の時点で何度でも（図 5においては、 2度の場合の例が示されている）データ要求を発行することにより、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することができる。

[0104] また、ステップ S 11 Aの計測データ処理は、アプリケーション 33が、所望の時に、データ収集停止要求を発行することにより終了する。また、アプリケーション 33がセンサ動作停止要求を発行すると、これを受けた計測データ処理プログラム 35A (より詳しくは、計測データ処理制御部 49)は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作停止指令を送る。この結果、センサユニット 25の動作が停止する。

[0105] 以上説明したように、本第 1実施形態では、データ収集部 41が、携帯電話装置 10 において固有に定義される互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸の内の X軸及び Y軸それぞれに沿った方向の加速度の計測結果、並びに姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離部 42が、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する。また、姿勢角変化率導出部 43が姿勢角の時間変化率を導出する。そして、並進回転加速度推定部 45Aが、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。

[0106] ここで、並進回転加速度推定部 45Aにおける高周波成分推定部 51が、高周波加速度成分は、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。また、並進回転加速度推定部 45Aにおける低周波成分推定部 52が、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値以上である力否かを判定する。この判定が否定的であった場合には、低周波成分推定部 52が、低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものには、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。一方、当該判定が肯定的であった場合には、低周波成分推定部 52が、低周波加速度成分力重力加速度を差し引いたものには、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する。

[0107] したがって、移動物体である携帯電話装置 10の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0108] 《第 2実施形態》

以下、本発明の第 2実施形態を説明する。なお、本実施形態の説明においては、上述した第 1実施形態と同一又は同等の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0109] 本実施形態の携帯電話装置 10は、第 1実施形態と比べて、計測データ処理プログラム 35Aに代えて、計測データ処理プログラム 35Bを備える点が相違している。以下、この相違点に主に着目して説明する。

[0110] 計測データ処理プログラム 35Bは、図 8に示されるように、第 1実施形態の計測データ処理プログラム 35Aと比べて、姿勢角変化率導出部 43に代えて、姿勢角の時間変化率の低周波成分を算出する姿勢角変化率導出部 43Bを備えるとともに、並進回転加速度推定部 45Aに代えて、並進回転加速度推定部 45Bを備える点のみが相違する。この並進回転加速度推定部 45Bは、並進回転加速度推定部 45Aと比べて、低周波成分推定部 52に代えて、低周波姿勢角時間変化率成分に基づいて、回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定部 53と、低周波加速度成分、姿勢角及び回転寄与低周波加速度成分に基づいて、並進寄与低周波加速度成分を推定する並進寄与低周波成分推定部 54とを備える点のみが相違している。

[0111] 上記のように構成された本実施形態の携帯電話装置 10では、第 1実施形態の場合におけるステップ S 11 Aの計測データ処理に代えて、ステップ S11B (図 9参照）の計測データ処理を行う点が相違している。このステップ S11Bでは、図 9に示されるように、まず、第 1実施形態と同様にして、ステップ S21〜S24において、データ収集部 4 1が、計測生データを収集し、計測物理量データを算出して一時記憶領域 24に格納することにより、所定数以上の組の計測物理量データが揃うと、加速度周波数分離部 42が、計測物理量データにおける加速度データに基づいて、高周波加速度成分と低周波加速度成分とを分離する。

[0112] 次に、ステップ S25Bにおいて、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた姿勢角変化率導出部 43B力計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、上記の低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率の低周波成分を導出する。力かる姿勢角それぞれの時間変化率の導出に際しては、まず、姿勢角変化率導出部 43Bが、姿勢角データを一時記憶領域 24から読み出す。引き続き、姿勢角変化率導出部 43Bは、上述した低周波加速度成分の算出に利用した加速度データが得られた各時点における姿勢角の変化率を、上述した第 1実施形態における姿勢角の変化率の算出の場合と同様にして、算出する。

[0113] そして、姿勢角変化率導出部 43Bは、算出された姿勢角の時間変化率の平均を算出する。これにより、低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率の低周波成分が導出される。

[0114] なお、姿勢角変化率導出部 43Bは、第 1実施形態の場合の姿勢角変化率導出部 4 3と同様に、上記の姿勢角データ読み出しの際に、当該時点における姿勢角データが存在する場合には、その姿勢角データも合わせて読み出す。一方、当該時点における姿勢角データが存在しない場合には、上記の当該時点の直前と直後の姿勢角データの平均値を算出し、当該時点における姿勢角とする。

[0115] 姿勢角変化率導出部 43Bは、以上のようにして導出された姿勢角、並びに姿勢角それぞれの時間変化率の低周波成分を、並進回転加速度推定部 45Bへ送る。なお、ステップ S24とステップ S25Bとは、並行して実行してもよい。

[0116] 次いで、ステップ S26Bにおいて、並進回転加速度推定部 45Bが、加速度周波数分離部 42からの高周波加速度成分及び低周波加速度成分、並びに姿勢角変化率導出部 43Bからの姿勢角及び姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。力かる推定に際しては、図 10に示されるように、ステップ S41において、並進回転加速度推定部 45Bの高周波成分推定部 51が、第 1実施形態の場合と同様にして、高周波加速度成分は、全てが並進寄与加速度であると推定する。

[0117] 次に、ステップ S42において、並進回転加速度推定部 45Bの回転寄与低周波加速度推定部 53が、姿勢角変化率導出部 43Bから受けた姿勢角の変化率の低周波成分、並びに、予め知られている携帯電話装置 10の慣性モーメント及び重心位置に基づ、て、回転に寄与して、る加速度の低周波成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する。引き続き、並進回転加速度推定部 45Bの並進寄与低周波加速度推定部 54が、ステップ S43において、姿勢角変化率導出部 43B力も受けた姿勢角に基づいて低周波加速度成分力重力加速度分を差し引いた後に、更に回転寄与低周波加速度推定部 53から受けた回転寄与低周波加速度成分を差し引く。こうして算出されたものを、並進寄与低周波加速度推定部 54は、並進に寄与している加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する。

[0118] 次ヽで、並進回転加速度推定部 45Bは、高周波加速度成分と並進寄与低周波加速度成分とを加算し、加算結果を並進寄与加速度と推定する。また、並進回転加速度推定部 45Bは、回転寄与低周波加速度成分を回転寄与加速度と推定する。こうして、並進寄与加速度及び回転寄与加速度が推定されると、並進回転加速度推定部 45Bは、一時記憶領域 24に、推定された並進寄与加速度及び回転寄与加速度、並びに姿勢角を 1組の通知用データとして格納する。こうして、ステップ S26Bが終了すると、図 9に示されるように、処理はステップ S21へ移行する。以後、計測データ処理の停止要求をアプリケーション 33から受けるまで、計測データ処理プログラム 35Bは、ステップ S21〜S26Bを繰り返す。

[0119] 上記のステップ S11Bの計測データ処理における所望の時点で、アプリケーション 3 3が、アプリケーション識別子をパラメータとするデータ要求を発行すると、第 1実施形態の場合と同様に、計測データ処理プログラム 35Bでは、計測データ処理制御部 49 力このデータ要求を受け、アプリケーション 33からの指令を解析し、アプリケーション 33からのデータ要求であることを認識する。そして、計測データ処理制御部 49は、データ通知部 46に対して、アプリケーション 33への通知用データの通知指令を行う。この指令を受けたデータ通知部 46は、ステップ S12 (j = l, 2, · · ·)のデータ通知処理を行う（図 5参照)。

[0120] 以上のようにして、計測データ処理が行われることにより、アプリケーション 33は、所望の時点におけるデータ要求の発行により、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することがでさる。

[0121] また、本実施形態においても、第 1実施形態の場合と同様にして、ステップ S11Bの計測データ処理は、アプリケーション 33が、所望の時に、データ収集停止要求を発行することにより終了する。また、アプリケーション 33がセンサ動作停止要求を発行すると、これを受けた計測データ処理プログラム 35B (より詳しくは、計測データ処理制御部 49)は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作停止指令を送る。この結果、センサユニット 25の動作が停止する。

[0122] 以上説明したように、本第 2実施形態では、データ収集部 41が、携帯電話装置 10 において固有に定義される互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸の内の X軸及び Y軸それぞれに沿った方向の加速度の計測結果、並びに姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離部 42が、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する。また、姿勢角変化率導出部 43B が姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出する。そして、並進回転加速度推定部

45Bが、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づ!ヽて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。

[0123] ここで、並進回転加速度推定部 45Bにおける高周波成分推定部 51が、高周波加速度成分は、回転寄与加速度の成分を含まず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。また、並進回転加速度推定部 45Bにおける回転寄与低周波成分推定部 53が、回転寄与低周波加速度成分を推定するとともに、並進回転加速度推定部 4 5Bにおける並進寄与低周波成分推定部 54が、並進寄与低周波加速度成分を推定する。

[0124] したがって、携帯電話装置 10の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0125] 《第 3実施形態》

以下、本発明の第 3実施形態を説明する。なお、本実施形態の説明においては、上述した第 1又は第 2実施形態と同一又は同等の要素については同一の符号を付し

、重複する説明を省略する。

[0126] 本実施形態の携帯電話装置 10は、第 2実施形態と比べて、計測データ処理プログラム 35Bに代えて、計測データ処理プログラム 35Cを備える点が相違している。以下

、この相違点に主に着目して説明する。 [0127] 計測データ処理プログラム 35Cは、図 11に示されるように、第 2実施形態の計測データ処理プログラム 35Bと比べて、姿勢角変化率導出部 43Bに代えて、姿勢角の時間変化率の高周波成分と低周波成分と導出する姿勢角変化率導出部 43Cを備えるとともに、並進回転加速度推定部 45Bに代えて、並進回転加速度推定部 45Cを備える点のみが相違する。この並進回転加速度推定部 45Cは、並進回転加速度推定部 45Bと比べて、高周波成分推定部 51に代えて、高周波姿勢角時間変化率成分に基づいて、回転寄与高周波加速度成分を推定する回転寄与高周波成分推定部 55と、高周波加速度成分及び回転寄与高周波加速度成分に基づ!、て、並進寄与高周波加速度成分を推定する並進寄与高周波成分推定部 56とを備える点のみが相違している。

[0128] 上記のように構成された本実施形態の携帯電話装置 10では、第 2実施形態の場合におけるステップ S 11Bの計測データ処理に代えて、ステップ S 11C (図 12参照）の計測データ処理を行う点が相違している。このステップ S11Cでは、図 12に示されるように、まず、第 2実施形態と同様にして、ステップ S21〜S24において、データ収集部 41が、計測生データを収集し、計測物理量データを算出して一時記憶領域 24に格納することにより、所定数以上の組の計測物理量データが揃うと、加速度周波数分離部 42が、計測物理量データにおける加速度データに基づいて、高周波加速度成分と低周波加速度成分とを分離する。

[0129] 次に、ステップ S25Cにおいて、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた姿勢角変化率導出部 43Cが、計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、上記の低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率の高周波成分と低周波成分とを分離する。かかる姿勢角それぞれの時間変化率の高周波成分と低周波成分との分離に際しては、まず、姿勢角変化率導出部 43Cが、姿勢角データを一時記憶領域 24から読み出す。引き続き、姿勢角変化率導出部 43C は、第 2実施形態の場合と同様にして、上述した低周波加速度成分の算出に利用した加速度データが得られた各時点における姿勢角の変化率を算出する。

[0130] 次いで、姿勢角変化率導出部 43Cは、算出された姿勢角の時間変化率の平均を算出する。これにより、低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率の低周波成分が導出される。そして、姿勢角変化率導出部 43Cは、低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角の変化率力姿勢角の時間変化率の低周波成分を差し引く。これにより、低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率の高周波成分が導出される。

[0131] なお、姿勢角変化率導出部 43Cは、第 1実施形態の場合の姿勢角変化率導出部 43と同様に、上記の姿勢角データ読み出しの際に、当該時点における姿勢角データが存在する場合には、その姿勢角データも合わせて読み出す。一方、当該時点における姿勢角データが存在しない場合には、上記の当該時点の直前と直後の姿勢角データの平均値を算出し、当該時点における姿勢角とする。

[0132] 姿勢角変化率導出部 43Cは、以上のようにして導出された姿勢角、並びに姿勢角それぞれの時間変化率の高周波成分及び低周波成分を、並進回転加速度推定部 4 5Cへ送る。なお、ステップ S24とステップ S25Cとは、並行して実行してもよい。

[0133] 次、で、ステップ S26Cにお、て、並進回転加速度推定部 45C力加速度周波数分離部 42からの高周波加速度成分及び低周波加速度成分、並びに姿勢角変化率導出部 43Cからの姿勢角、姿勢角の時間変化率の高周波成分及び低周波成分に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。力かる推定に際しては、図 13に示されるように、ステップ S51において、並進回転加速度推定部 45Cの回転寄与高周波成分推定部 55が、姿勢角変化率導出部 43Cから受けた姿勢角の変化率の高周波成分、並びに、予め知られている携帯電話装置 10の慣性モーメント及び重心位置に基づいて、回転に寄与している加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する。

[0134] 引き続き、並進回転加速度推定部 45Cの並進寄与高周波加速度推定部 56が、ステツプ S52において、姿勢角変化率導出部 43C力も受けた高周波加速度成分から、回転寄与高周波加速度推定部 55から受けた回転寄与高周波加速度成分を差し引く。こうして算出されたものを、並進寄与高周波成分推定部 56は、並進に寄与している加速度の高周波成分である並進寄与高周波加速度成分であると推定する。

[0135] 次に、ステップ S53において、並進回転加速度推定部 45Cの回転寄与低周波成分推定部 53が、第 2実施形態の場合と同様にして、回転に寄与している加速度の低周波成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する。引き続き、ステップ S54において、並進回転加速度推定部 45Cの並進寄与低周波成分推定部 54が、第 2実施形態の場合と同様にして、並進に寄与して、る加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分を推定する。

[0136] 次いで、並進回転加速度推定部 45Cは、回転寄与高周波加速度成分と回転寄与低周波加速度成分とを加算し、この加算結果を回転寄与加速度と推定する。また、並進回転加速度推定部 45Cは、並進寄与高周波加速度成分と並進寄与低周波加速度成分を加算し、この加算結果を並進寄与加速度と推定する。こうして、並進寄与加速度及び回転寄与加速度が推定されると、並進回転加速度推定部 45Cは、一時記憶領域 24に、推定された並進寄与加速度及び回転寄与加速度、並びに姿勢角を 1組の通知用データとして格納する。こうして、ステップ S26Cが終了すると、図 12 に示されるように、処理はステップ S21へ移行する。以後、計測データ処理の停止要求をアプリケーション 33から受けるまで、計測データ処理プログラム 35Cは、ステップ S21〜S26Cを繰り返す。

[0137] 上記のステップ S11Cの計測データ処理における所望の時点で、アプリケーション 3 3が、アプリケーション識別子をパラメータとするデータ要求を発行すると、第 1及び第 2実施形態の場合と同様に、計測データ処理プログラム 35Cでは、計測データ処理制御部 49が、このデータ要求を受け、アプリケーション 33からの指令を解析し、アブリケーシヨン 33からのデータ要求であることを認識する。そして、計測データ処理制御部 49は、データ通知部 46に対して、アプリケーション 33への通知用データの通知指令を行う。この指令を受けたデータ通知部 46は、ステップ S12 (j = l, 2, · · ·)のデータ通知処理を行う（図 5参照)。

[0138] 以上のようにして、計測データ処理が行われることにより、アプリケーション 33は、所望の時点におけるデータ要求の発行により、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することがでさる。

[0139] また、本実施形態においても、第 1及び第 2実施形態の場合と同様にして、ステップ S11Cの計測データ処理は、アプリケーション 33が、所望の時に、データ収集停止要求を発行することにより終了する。また、アプリケーション 33がセンサ動作停止要求を発行すると、これを受けた計測データ処理プログラム 35C (より詳しくは、計測データ処理制御部 49)は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作停止指令を送る。この結果、センサユニット 25の動作が停止する。

[0140] 以上説明したように、本第 3実施形態では、データ収集部 41が、携帯電話装置 10 において固有に定義される互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸の内の X軸及び Y軸それぞれに沿った方向の加速度の計測結果、並びに姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離部 42が、加速度の計測結果それぞれにおける低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する。また、姿勢角変化率導出部 43C が姿勢角の時間変化率の低周波成分と高周波成分とを分離する。そして、並進回転加速度推定部 45Cが、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角、並びに姿勢角の時間変化率の高周波成分及び低周波成分に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。

[0141] ここで、並進回転加速度推定部 45Cにおける回転寄与高周波成分推定部 55が、回転寄与高周波加速度成分を推定するとともに、並進回転加速度推定部 45Cにおける並進寄与高周波成分推定部 56が、並進寄与高低周波加速度成分を推定する。また、並進回転加速度推定部 45Cにおける回転寄与低周波成分推定部 53が、回転寄与低周波加速度成分を推定するとともに、並進回転加速度推定部 45Cにおける並進寄与低周波成分推定部 54が、並進寄与低周波加速度成分を推定する。

[0142] したがって、携帯電話装置 10の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0143] 《第 4実施形態》

以下、本発明の第 4実施形態を説明する。なお、本実施形態の説明においては、上述した第 1実施形態と同一又は同等の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0144] 本実施形態の携帯電話装置 10は、第 1実施形態と比べて、計測データ処理プログラム 35Aに代えて、計測データ処理プログラム 35Dを備える点が相違している。以下、この相違点に主に着目して説明する。 [0145] 計測データ処理プログラム 35Dは、図 14に示されるように、第 1実施形態の計測データ処理プログラム 35Aと比べて、加速度周波数分離部 42に代えて、加速度周波数分離部 42Dを備えるとともに、並進回転加速度推定部 45Aに代えて、並進回転加速度推定部 45Dを備える点のみが相違する。

[0146] 加速度周波数分離部 42Dは、所定個（例えば、 20個）の最近のデータを読み出して、移動平均値を算出することにより、直流成分と評価できる低周波加速度成分を求める。そして、算出された低周波加速度成分を有すると推定される時点における加速度データ力当該低周波加速度成分を差し引くことにより、高周波加速度成分を求める。

[0147] 並進回転加速度推定部 45Dは、高周波成分推定部 51Dと、低周波成分推定部 5 2Dとを備えている。ここで、低周波成分推定部 52Dは、低周波加速度成分には重力加速度の成分のみが含まれると推定する。これは、携帯電話装置 10の手動による運動の場合には、回転加速度及び並進加速度の双方ともに、僅かではあっても刻々変化することが通常であり、直流成分と評価できる加速度成分は、定常的に携帯電話装置等に作用している重力に由来すると考えられることによる。

[0148] また、高周波成分推定部 51Dは、姿勢角の時間変化率が所定値未満である場合には、高周波加速度成分が、並進寄与加速度のみを含むと推定する。これは、姿勢角の時間変化率が所定値未満である場合には、高周波加速度成分には、並進寄与加速度が多く含まれ、回転寄与加速度が少しし力含まれないと考えられることによる

[0149] 一方、高周波成分推定部 51Dは、姿勢角の時間変化率が所定値以上である場合には、高周波加速度成分は回転寄与加速度のみを含むと推定する。これは、姿勢角の時間変化率が所定値以上である場合には、高周波加速度成分には、回転寄与加速度が多く含まれ、並進寄与加速度は少しし力含まれな、と考えられることによる。

[0150] 上記のように構成された本実施形態の携帯電話装置 10では、第 1実施形態の場合におけるステップ S 11 Aの計測データ処理に代えて、ステップ S11D (図 15参照）の計測データ処理を行う点が相違している。このステップ S11Dでは、図 15に示されるように、まず、第 1実施形態と同様にして、ステップ S21〜S23Dにおいて、データ収集部 41が、計測生データを収集し、計測物理量データを算出して一時記憶領域 24 に格納することにより、所定数以上の組の計測物理量データが揃った力否かが判定される。なお、本実施形態においては、当該所定数が第 1実施形態の場合よりも多く、後述する直流成分と評価できる加速度変化の低周波成分を抽出が可能な値が採用される。この所定数は、経験や実験や評価の結果に基づいて定められる。

[0151] 引き続き、ステップ 24Dにおいて、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた加速度周波数分離部 42が、計測物理量データにおける加速度データに基づいて、高周波加速度成分と低周波加速度成分とを分離する。かかる高周波加速度成分と低周波加速度成分との分離に際して、加速度周波数分離部 42Dは、第 1実施形態の場合と同様にして、移動平均を算出することにより、直流成分と評価できる低周波加速度成分を求める。次に、加速度周波数分離部 42Dは、算出された移動平均値が低周波加速度成分とされる時点の加速度データから当該低周波加速度を差し引くことにより、当該時点における高周波加速度成分を求める。

[0152] こうして、当該時点の X軸方向加速度データ及び Y軸方向加速度データそれぞれにおける高周波加速度成分と低周波加速度成分とが分離される。加速度周波数分離部 42Dは、分離された高周波加速度成分と低周波加速度成分とを並進回転加速度推定部 45Dへ送る。

[0153] 次に、ステップ S25Dにおいて、第 1実施形態におけるステップ 25Aの場合と同様にして、姿勢角変化率導出部 43が、計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、上記の低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率を導出する。

[0154] 次いで、ステップ S26Dにおいて、並進回転加速度推定部 45D力加速度周波数分離部 42からの高周波加速度成分及び低周波加速度成分、並びに姿勢角変化率導出部 43Dからの姿勢角及び姿勢角の時間変化率に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。力かる推定に際しては、図 16に示されるように、ステップ S61において、並進回転加速度推定部 45Aの低周波成分推定部 52Dが、低周波加速度成分は、全てが重力加速度成分であり、並進寄与加速度又は回転寄与加速度を含まないと推定する。 [0155] 引き続き、ステップ S62において、並進回転加速度推定部 45Aの高周波成分推定部 51Dが、姿勢角変化率導出部 43から受けた姿勢角の時間変化率の少なくとも 1 つが所定値以上力否かを判定する。この判定結果が肯定的であった場合には、処理はステップ S63へ移行する。このステップ S63では、高周波成分推定部 51Dが、高周波加速度成分の全てが回転寄与加速度であると推定する。

[0156] 一方、ステップ S62における判定結果は否定的であった場合には、処理はステップ S64へ移行する。このステップ S64では、高周波成分推定部 51Dが、高周波加速度成分の全てが並進寄与加速度であると推定する。

[0157] こうして、並進寄与加速度及び回転寄与加速度が推定されると、並進回転加速度推定部 45Dは、一時記憶領域 24に、推定された並進寄与加速度及び回転寄与カロ速度、並びに姿勢角を 1組の通知用データとして格納する。こうして、ステップ S26D が終了すると、図 15に示されるように、処理はステップ S21へ移行する。以後、計測データ処理の停止要求をアプリケーション 33から受けるまで、計測データ処理プログラム 35Dは、ステップ S21〜S26Dを繰り返す。

[0158] 上記のステップ S11Dの計測データ処理における所望の時点で、アプリケーション 33が、アプリケーション識別子をパラメータとするデータ要求を発行すると、第 1実施形態の場合と同様に、計測データ処理プログラム 35Dでは、計測データ処理制御部 49力このデータ要求を受け、アプリケーション 33からの指令を解析し、アプリケーシヨン 33からのデータ要求であることを認識する。そして、計測データ処理制御部 49は、データ通知部 46に対して、アプリケーション 33への通知用データの通知指令を行う。この指令を受けたデータ通知部 46は、ステップ S12 (j = l, 2, · · ·)のデータ通知処理を行う（図 5参照)。

[0159] 以上のようにして、計測データ処理が行われることにより、アプリケーション 33は、所望の時点におけるデータ要求の発行により、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することがでさる。

[0160] また、本実施形態においても、第 1実施形態の場合と同様にして、ステップ S11Dの計測データ処理は、アプリケーション 33が、所望の時に、データ収集停止要求を発行することにより終了する。また、アプリケーション 33がセンサ動作停止要求を発行すると、これを受けた計測データ処理プログラム 35D (より詳しくは、計測データ処理制御部 49)は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作停止指令を送る。この結果、センサユニット 25の動作が停止する。

[0161] 以上説明したように、本第 4実施形態では、データ収集部 41が、携帯電話装置 10 において固有に定義される互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸の内の X軸及び Y軸それぞれに沿った方向の加速度の計測結果、並びに姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離部 42Dが、加速度の計測結果それぞれにおける直流成分と評価できる低周波加速度成分と、それ以外の高周波加速度成分とを分離する。また、姿勢角変化率導出部 43が姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出する。そして、並進回転加速度推定部 45Dが、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。

[0162] ここで、並進回転加速度推定部 45Dにおける低周波成分推定部 52Dが、低周波加速度成分は、重力加速度成分のみを含むと推定する。また、並進回転加速度推定部 45Dにおける高周波成分推定部 55Dが、姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値以上である力否かを判定する。この判定が否定的であった場合には、高周波成分推定部 51Dが、高周波加速度成分には、回転寄与加速度の成分は含まれず、並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する。一方、当該判定が肯定的であった場合には、高周波成分推定部 51Dが、高周波加速度成分には、並進寄与加速度の成分は含まれず、回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する。

[0163] したがって、携帯電話装置 10の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0164] 《第 5実施形態》

以下、本発明の第 5実施形態を説明する。なお、本実施形態の説明においては、上述した第 4実施形態と同一又は同等の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0165] 本実施形態の携帯電話装置 10は、第 4実施形態と比べて、計測データ処理プログラム 35Dに代えて、計測データ処理プログラム 35Eを備える点が相違している。以下、この相違点に主に着目して説明する。

[0166] 計測データ処理プログラム 35Eは、図 17に示されるように、第 4実施形態の計測データ処理プログラム 35Dと比べて、並進回転加速度推定部 45Dに代えて、並進回転加速度推定部 45Eを備える点のみが相違する。この並進回転加速度推定部 45Eは、並進回転加速度推定部 45Dと比べて、高周波成分推定部 51Dに代えて、姿勢角時間変化率に基づいて、回転寄与加速度成分を推定する回転寄与成分推定部 55 Eと、高周波加速度成分及び回転寄与加速度成分に基づいて、並進寄与加速度成分を推定する並進寄与成分推定部 56Eとを備える点のみが相違している。

[0167] 上記のように構成された本実施形態の携帯電話装置 10では、第 4実施形態の場合におけるステップ S 11Dの計測データ処理に代えて、ステップ SI 1E (図 18参照）の計測データ処理を行う点が相違している。このステップ S11Eでは、図 18に示されるように、まず、第 4実施形態と同様にして、ステップ S21〜S24Dにおいて、データ収集部 41が、計測生データを収集し、計測物理量データを算出して一時記憶領域 24 に格納することにより、所定数以上の組の計測物理量データが揃うと、加速度周波数分離部 42D力計測物理量データにおける加速度データに基づいて、高周波加速度成分と低周波加速度成分 (直流成分と評価できる成分)とを分離する。そして、ステップ 25Dにお、て、計測データ処理制御部 49からの指令を受けた姿勢角変化率導出部 43が、計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、計測物理量データにおける姿勢角データに基づいて、上記の低周波加速度成分が算出された時点における姿勢角それぞれの時間変化率を導出する。

[0168] 次、で、ステップ S26Eにお、て、並進回転加速度推定部 45E力加速度周波数分離部 42Dからの高周波加速度成分及び低周波加速度成分、並びに姿勢角変化率導出部 43からの姿勢角及び姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。力かる推定に際しては、図 19に示されるように、ステップ S71において、並進回転加速度推定部 45Eの低周波成分推定部 52Dが、第 4実施形態の場合と同様にして、低周波加速度成分は、全てが重力加速度成分であり、並進寄与加速度又は回転寄与加速度を含まないと推定する。 [0169] 次に、ステップ S72において、並進回転加速度推定部 45Eの回転寄与加速度推定部 55Eが、姿勢角変化率導出部 43から受けた姿勢角の変化率、並びに、予め知られている携帯電話装置 10の慣性モーメント及び重心位置に基づいて、回転に寄与している加速度成分である回転寄与加速度成分を推定する。引き続き、並進回転加速度推定部 45Eの並進寄与加速度推定部 56Eが、ステップ S73において、回転寄与加速度推定部 55Eから受けた回転寄与低周波加速度成分を差し引く。こうして算出されたものを、並進寄与加速度推定部 56Eは、並進に寄与している加速度成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する。

[0170] こうして、並進寄与加速度及び回転寄与加速度が推定されると、並進回転加速度推定部 45Eは、一時記憶領域 24に、推定された並進寄与加速度及び回転寄与カロ速度、並びに姿勢角を 1組の通知用データとして格納する。こうして、ステップ S26E が終了すると、図 18に示されるように、処理はステップ S21へ移行する。以後、計測データ処理の停止要求をアプリケーション 33から受けるまで、計測データ処理プログラム 35Eは、ステップ S21〜S26Eを繰り返す。

[0171] 上記のステップ S11Eの計測データ処理における所望の時点で、アプリケーション 3 3が、アプリケーション識別子をパラメータとするデータ要求を発行すると、第 1実施形態の場合と同様に、計測データ処理プログラム 35Eでは、計測データ処理制御部 49 力このデータ要求を受け、アプリケーション 33からの指令を解析し、アプリケーション 33からのデータ要求であることを認識する。そして、計測データ処理制御部 49は、データ通知部 46に対して、アプリケーション 33への通知用データの通知指令を行う。この指令を受けたデータ通知部 46は、ステップ S12 (j = l, 2, · · ·)のデータ通知処理を行う（図 5参照)。

[0172] 以上のようにして、計測データ処理が行われることにより、アプリケーション 33は、所望の時点におけるデータ要求の発行により、最新の並進寄与加速度及び回転寄与加速度の推定値、並びにこれらの推定値に対応する時点における姿勢角を取得することがでさる。

[0173] また、本実施形態においても、第 1実施形態の場合と同様にして、ステップ S11Eの計測データ処理は、アプリケーション 33が、所望の時に、データ収集停止要求を発行することにより終了する。また、アプリケーション 33がセンサ動作停止要求を発行すると、これを受けた計測データ処理プログラム 35E (より詳しくは、計測データ処理制御部 49)は、センサユニット 25へ向けて、センサ動作停止指令を送る。この結果、センサユニット 25の動作が停止する。

[0174] 以上説明したように、本第 5実施形態では、データ収集部 41が、携帯電話装置 10 において固有に定義される互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸の内の X軸及び Y軸それぞれに沿った方向の加速度の計測結果、並びに姿勢角の計測結果を収集する。引き続き、加速度周波数分離部 42Dが、加速度の計測結果それぞれにおける直流成分と評価できる低周波加速度成分と、高周波加速度成分とを分離する。また、姿勢角変化率導出部 43が姿勢角の時間変化率を導出する。そして、並進回転加速度推定部 45Eが、高周波加速度成分、低周波加速度成分、姿勢角及び姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づ!/、て、並進寄与加速度と回転寄与加速度とを推定する。

[0175] ここで、並進回転加速度推定部 45Eにおける低周波成分推定部 52Dが、低周波加速度成分は、重力加速度成分のみを含むと推定する。また、並進回転加速度推定部 45Eにおける回転寄与成分推定部 55E力回転寄与加速度成分を推定するとともに、並進回転加速度推定部 45Eにおける並進寄与成分推定部 56E力並進寄与加速度成分を推定する。

[0176] したがって、携帯電話装置 10の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを精度を向上して推定することができる。

[0177] なお、上記の第 1〜第 5の各実施形態では、センサユニット 25を携帯電話装置 10 の内部に実装した。これに対して、センサユニット 25を携帯電話装置 10の外部に配置し、携帯電話装置 10の不図示の外部機器接続用インタフェースポートを介して、センサユニット 25と携帯電話装置 10とを接続するようにしてもょ、。

[0178] また、上記の第 1〜第 5の各実施形態では、センサユニット 25のセンサ部 26を、ピツチ角 Θ 、ロール角 Θ 、ョ一角 θ 、X方向加速度 α 及び Υ方向加速度 α を検知

X Υ Ζ X Υ

する 5軸センサとした力更に Ζ方向加速度 α の検知を行う 6軸センサとすることもで

Ζ

きる。さらに、姿勢角や加速度以外の物理量を検出するセンサとすることもできる。 [0179] また、上記の第 1〜第 5の各実施形態では、操作部 12のマトリクス状のキー配列における行方向を X軸とし、列方向を Y軸方向とするとともに、 XY面が水平面と平行であり、 +Y方向が真南方向である姿勢を基準姿勢としたが、他の姿勢を基準姿勢とすることもできる。この場合には、基準姿勢と鉛直方向との関係を予め計測したり、計測データのそれぞれが得られた時点における姿勢と鉛直方向との関係を求めたりすることが必要となる。

[0180] また、上記の第 1〜第 5の各実施形態では、キーが配列された操作部 12と表示部 1 3との位置関係が固定的ないわゆるストレート型の携帯電話装置とした。これに対して、いわゆるクラムシェル型ゃレボルバ型のように、操作部と表示部との位置関係が可変な携帯電話装置の場合には、センサユニット 25を操作部側に配設してもよいし、表示部側に配設してもよい。また、センサユニット 25における計測の基準となる軸方向は、センサユニット 25の配設位置や、携帯電話の機種に対応して決めることができる。

[0181] また、上記の第 1〜第 5の各実施形態では、携帯電話装置に対して本発明を適用したが、携帯型ゲーム機、カーナビゲーシヨン装置、 PDA (Personal Digital Assistanc e)等の他の種類の移動端末装置に対しても本発明が適用できるのは、勿論である。産業上の利用可能性

[0182] 以上説明したように、本発明の加速度推定方法及び加速度推定装置は、移動物体の並進に寄与している並進寄与加速度と回転に寄与している回転寄与加速度とを推定する場合に適用することができる。また、本発明の移動端末装置は、自身の並進に寄与している並進寄与加速度と、自身の回転に寄与している回転寄与加速度とを推定し、推定結果を利用する移動端末装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 移動物体において固有に定義される第 1軸、前記第 1軸と直交する第 2軸、並びに前記第 1軸及び前記第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果における前記移動物体の並進に寄与している並進寄与加速度と、回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定する加速度推定方法であって、前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果と、前記移動物体の基準姿勢力の回転角である姿勢角の計測結果とを収集する計測結果収集工程と；前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果における低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する加速度周波数分離工程と；

前記姿勢角の時間変化率を導出する姿勢角変化率導出工程と；

前記高周波加速度成分、前記低周波加速度成分、前記姿勢角及び前記姿勢角の時間変化率に基づ!、て、前記並進寄与加速度及び前記回転寄与加速度を推定する並進回転加速度推定工程と；を備える加速度推定方法。

[2] 前記並進回転加速度推定工程は、

前記高周波加速度成分は、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と；

前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記低周波加速度成分力重力加速度を差し引ヽたものは、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものは、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する低周波成分推定工程と；を備えることを特徴とする請求項 1に記載の加速度推定方法。

[3] 前記姿勢角変化率導出工程では、前記姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出し、

前記並進加速度推定工程は、

前記高周波加速度成分は、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と；前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定工程と；

前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定工程と；を備えることを特徴とする請求項 1に記載の加速度推定方法。

[4] 前記姿勢角変化率導出工程では、前記姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分を分離し、

前記並進加速度推定工程は、

前記姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、前記高周波加速度成分における前記回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する回転寄与高周波成分推定工程と；

前記高周波加速度成分から前記回転寄与高周波加速度成分を差し引いたもの力前記並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与高周波加速度成分であると推定する並進寄与高周波成分推定工程と；

前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の低周波成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定工程と；

[5] 前記加速度周波数分離工程では、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出し、

前記並進回転加速度推定工程は、

前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定工程と；前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記高周波加速度成分は、回転に寄与する回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記高周波成分は、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定工程と；を備えることを特徴とする請求項 1に記載の加速度推定方法。

[6] 前記加速度周波数分離工程では、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出し、

前記並進回転加速度推定工程は、

前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定工程と；

前記姿勢角の時間変化率に基づいて、前記高周波加速度成分における回転に寄与する回転寄与加速度成分を推定する回転寄与成分推定工程と；

前記高周波加速度成分から前記回転寄与加速度成分を差し引いたものが、前記並進寄与加速度成分であると推定する並進寄与成分推定工程と；を備えることを特徴とする請求項 1に記載の加速度推定方法。

[7] 移動物体において固有に定義される第 1軸、前記第 1軸と直交する第 2軸、並びに前記第 1軸及び前記第 2軸と直交する第 3軸の内の少なくとも 2つの軸方向に沿った加速度の計測結果における前記移動物体の並進に寄与している並進寄与加速度と、回転に寄与して、る回転寄与加速度とを推定する加速度推定装置であって、前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果と、前記移動物体の基準姿勢からの回転角である姿勢角の計測結果とを収集する計測結果収集手段と；前記少なくとも 2つの軸に沿った加速度の計測結果における低周波加速度成分と高周波加速度成分とを分離する加速度周波数分離手段と；

前記姿勢角の時間変化率を導出する姿勢角変化率導出手段と；

前記高周波加速度成分、前記低周波加速度成分、前記姿勢角及び前記姿勢角の時間変化率に基づ!、て、前記並進寄与加速度及び前記回転寄与加速度を推定する並進回転加速度推定手段と；を備える加速度推定装置。

[8] 前記並進回転加速度推定手段は、

前記高周波加速度成分が、回転に寄与する回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定手段と；

前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記低周波加速度成分力重力加速度を差し引ヽたものは、前記回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記低周波加速度成分から重力加速度を差し引いたものは、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する低周波成分推定手段と；を備えることを特徴とする請求項 7に記載の加速度推定装置。

[9] 前記姿勢角変化率導出手段は、前記姿勢角の時間変化率の低周波成分を導出し前記並進回転加速度推定手段は、

前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定手段と；

前記低周波加速度成分から前記回転寄与低周波加速度成分及び重力加速度を差し引いたものが、前記並進寄与加速度の低周波成分である並進寄与低周波加速度成分であると推定する並進寄与低周波成分推定手段と；を備えることを特徴とする請求項 7に記載の加速度推定装置。

[10] 前記姿勢角変化率導出手段は、前記姿勢角の時間変化率における低周波成分と高周波成分を分離し、

前記並進回転加速度推定手段は、

前記姿勢角の時間変化率の高周波成分に基づいて、前記高周波加速度成分における前記回転寄与加速度の高周波成分である回転寄与高周波加速度成分を推定する回転寄与高周波成分推定手段と；前記高周波加速度成分から前記回転寄与高周波加速度成分を差し引いたもの力前記並進寄与加速度の高周波成分である並進寄与高周波加速度成分であると推定する並進寄与高周波成分推定手段と；

前記姿勢角の時間変化率の低周波成分に基づいて、前記低周波加速度成分における前記回転寄与加速度の低周波成分である回転寄与低周波加速度成分を推定する回転寄与低周波成分推定手段と；

[11] 前記加速度周波数分離手段は、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出し、

前記並進回転加速度推定手段は、

前記低周波加速度成分が重力加速度にのみ由来すると推定する低周波成分推定手段と；

前記姿勢角の時間変化率の絶対値が所定の値未満の場合には、前記高周波加速度成分は、回転に寄与する回転寄与加速度の成分を含まず、前記並進寄与加速度の成分のみを含むと推定し、前記姿勢角の時間変化率の絶対値が前記所定の値以上の場合には、前記高周波成分は、前記並進寄与加速度の成分を含まず、前記回転寄与加速度の成分のみを含むと推定する高周波成分推定手段と；を備えることを特徴とする請求項 7に記載の加速度推定装置。

[12] 前記加速度周波数分離手段は、前記低周波加速度成分として、直流成分と評価できる成分を抽出し、

前記並進回転加速度推定手段は、

前記姿勢角の時間変化率に基づいて、前記高周波加速度成分における回転に寄与する回転寄与加速度成分を推定する回転寄与成分推定手段と；前記高周波加速度成分から前記回転寄与加速度成分を差し引いたものが、前記並進寄与加速度成分であると推定する並進寄与成分推定手段と；を備えることを特徴とする請求項 7に記載の加速度推定装置。

移動しつつ動作が可能な移動端末装置において、

請求項 7に記載の加速度推定装置を備える、ことを特徴とする移動端末装置。