WO2012169051A1

WO2012169051A1 - 落下判定装置、及び落下判定方法

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Publication number: WO2012169051A1
Application number: PCT/JP2011/063271
Authority: WO
Inventors: 笠間　晃一朗
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-13
Also published as: EP2720046A1; CN103562730A; CN103562730B; EP2720046A4; EP2720046B1; US20140039828A1

Abstract

　落下判定装置（１０）は、センサ部（１１）と衝撃算出部（１３）とアプリケーション処理部（１４）とを有する。センサ部（１１）は、上記所定範囲内の加速度を検知する。衝撃算出部（１３）は、センサ部（１１）により検知された上記加速度を用いて、上記所定範囲外の加速度を算出する。アプリケーション処理部（１４）は、衝撃算出部（１３）により算出された上記加速度を用いて、落下の有無を判定する。これにより、落下判定装置（１０）は、低レンジの加速度センサを用いて落下を判定する。

Description

落下判定装置、及び落下判定方法

　本発明は、落下判定装置、及び落下判定方法に関する。

　従来、加速度センサを用いて、移動中の物体の加速度を検知し、その検知結果を基に物体の状態を判定する技術がある。このような技術を実現する加速度センサには、低い加速度の検知に適した低レンジのセンサと、高い加速度の検知に適した高レンジのセンサとがある。低レンジ加速度センサは、±５Ｇ程度以下の加速度の検知において高い分解能を有することから、０．５～２．０Ｇの加速度を伴う歩行等の状態判定に適しており、例えば、携帯型端末用の歩数計アプリケーションに用いられている。これに対して、高レンジ加速度センサは、±７０Ｇ程度の加速度の検知において高い分解能を有することから、数十～１００Ｇの衝撃を伴う落下等の状態判定に適している。また、近年では、レンジの異なる複数の加速度センサを併せ持ち、これらのセンサをモードによって切り替える携帯型端末も提案されている。

特開２００８－１７５７７１号公報

　しかしながら、加速度センサが正確に検知することのできる加速度の範囲はセンサ毎に限られており、あらゆるレンジにおいて高い分解能を有する加速度センサは存在しない。例えば、携帯型端末の落下では、激しい衝撃を伴うことから、低レンジの加速度センサでは、正確な加速度を検知することができない。このような実情に鑑み、落下の判定を高レンジの加速度センサによって行うことも考え得るが、高レンジ加速度センサでは、低レンジにおいて高い分解能の加速度検知を必要とするアプリケーションへの適用が困難である。すなわち、携帯型端末に、高レンジ加速度センサを搭載すると、歩数計等のアプリケーションの機能を実現することが困難となるという問題点があった。また、上述したように、低レンジと高レンジの加速度センサを併有することで広範囲での加速度検知が可能となるが、携帯型端末に複数の加速度センサを搭載することは、小型化や軽量化を阻害する要因となる。

　開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、低レンジの加速度センサを用いて落下を判定することができる落下判定装置、及び落下判定方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する落下判定装置は、一つの態様において、検知部と算出部と判定部とを有する。検知部は、前記所定範囲内の加速度を検知する。算出部は、前記検知部により検知された前記加速度を用いて、前記所定範囲外の加速度を算出する。判定部は、前記算出部により算出された前記加速度を用いて、落下の有無を判定する。

　本願の開示する落下判定装置の一つの態様によれば、低レンジの加速度センサを用いて落下を判定することができるという効果を奏する。

図１は、携帯型端末の機能的構成を示す図である。図２は、実施例１において、加速度換算テーブルにおけるデータ格納例を示す図である。図３は、携帯型端末のハードウェア構成を示す図である。図４は、実施例１における携帯型端末の動作を説明するためのフローチャートである。図５は、実施例１において、衝撃時刻と衝撃時の加速度とを算出する手法について説明するための図である。図６は、実施例２において、加速度換算テーブルにおけるデータ格納例を示す図である。図７は、実施例２における携帯型端末の動作を説明するためのフローチャートである。図８は、実施例２において、衝撃時刻と衝撃時の加速度の範囲とを算出する手法について説明するための図である。図９は、落下判定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

　以下、本願の開示する落下判定装置、及び落下判定方法の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施例により、本願の開示する落下判定装置、及び落下判定方法が限定されるものではない。

　まず、本願の開示する落下判定装置の一実施例に係る携帯型端末の構成を説明する。図１は、本実施例に係る携帯型端末１０の機能的構成を示す図である。図１に示すように、携帯型端末１０は、センサ部１１と、サンプリング処理部１２と、衝撃算出部１３と、アプリケーション処理部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

　センサ部１１は、レンジ値が±４Ｇに設定された低レンジ加速度センサである。したがって、センサ部１１は、上限値として＋４Ｇまでの加速度の検知（実測）が可能であり、下限値として－４Ｇまでの加速度の検知（実測）が可能である。また、センサ部１１は、周知慣用のセンサであることから詳細な説明は省略するが、互いに直交する３軸方向の加速度を検知する３軸加速度センサである。Ｘ軸方向の加速度は、加速度を伴う運動（歩行や落下）において、左右方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、Ｘ軸方向の加速度は、所定時点におけるセンサ部１１の装着姿勢を基準とした左右方向の移動量であり、左方向の移動量がプラスとなり、右方向の移動量がマイナスとなる。Ｙ軸方向の加速度は、加速度を伴う運動において、上下方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、Ｙ軸方向の加速度は、所定時点におけるセンサ部１１の装着姿勢を基準とした上下方向の移動量であり、上方向の移動量がプラスとなり、下方向の移動量がマイナスとなる。Ｚ軸方向の加速度は、加速度を伴う運動において、前後方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、Ｚ軸方向の加速度は、所定時点におけるセンサ部１１の装着姿勢を基準とした前後方向の移動量であり、前方向の移動量がプラスとなり、後方向の移動量がマイナスとなる。

　サンプリング処理部１２は、センサ部１１が検知した加速度の値を周期的にサンプリングし、その値を衝撃算出部１３に出力する。サンプリングの周期は、高レンジでの加速度検知ひいては衝撃算出を高精度に行う観点から、例えば１ｍｓ程度の短い周期であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｓ程度である。

　衝撃算出部１３は、センサ部１１により検知された後、サンプリング処理部１２から入力された加速度を用いて、４Ｇ超のレンジ外加速度を算出する。すなわち、衝撃算出部１３は、センサ部１１により検知された加速度が４Ｇを超過した時刻と、当該加速度が４Ｇ以下のレンジ内に復帰した時刻と、超過時刻前における加速度の傾きと、復帰時刻後における加速度の傾きとを用いて、レンジ外の加速度を算出する。そして、衝撃算出部１３は、算出された加速度の値を、衝撃時の加速度の推定値として、アプリケーション処理部１４に出力する。

　アプリケーション処理部１４は、落下判定アプリケーションの起動中、衝撃算出部１３により算出された衝撃時の加速度の値（推定値）を実測値に換算した後、その値と閾値とを比較して、換算後の加速度が閾値以上であれば、落下があったものと判定する。そして、アプリケーション処理部１４は、この落下判定結果を表示させる。

　アプリケーション処理部１４は、加速度換算テーブル１４１ａを有する。図２は、実施例１において、衝撃時の加速度（推定値）を実測値に換算するための加速度換算テーブル１４１ａにおけるデータ格納例を示す図である。図２に示すように、加速度換算テーブル１４１ａには、衝撃算出部１３により算出された衝撃時加速度が「Ｍ推定値」として格納され、高レンジ加速度センサにより予め測定された衝撃時加速度が「実測値」として、対応付けられている。例えば、Ｍ推定値が“５．００Ｇ”と算出された場合には、実際の加速度値は“５．５０Ｇ”に事前に設定されていることから、“５．５０Ｇ”が閾値との比較対象として使用される。同様に、Ｍ推定値が“８０．２０Ｇ”と算出された場合には、事前に設定された、実際の加速度値は“８０．６８Ｇ”であることから、この値が落下有無の判定に使用される。上述のように、衝撃算出部１３により算出された、Ｍ推定値としての衝撃時加速度は、アプリケーション処理部１４により、実測値に補正される。

　なお、加速度換算テーブル１４１ａに設定されている、Ｍ推定値と実測値との対応関係は、携帯型端末１０の衝撃（落下や投げ付け等）時に測定された実測の加速度に基づき更新可能である。すなわち、アプリケーション処理部１４は、センサ部１１の衝撃特性あるいはＭ推定値の算出精度等に応じて、加速度換算テーブル１４１ａにおける上記対応関係を適宜更新し、常に最新の状態を維持する。これにより、アプリケーション処理部１４は、加速度換算テーブル１４１ａを参照した、実態に近い正確な加速度値を基に、落下判定を行うことができる。したがって、携帯型端末１０は、より高精度な落下判定結果を得ることが可能となる。その結果、携帯型端末１０の信頼性が向上する。

　なお、上述した携帯型端末１０は、物理的には、例えば携帯電話によって実現される。図３は、携帯型端末１０としての携帯電話のハードウェア構成を示す図である。図３に示すように、携帯型端末１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）１０ａと、加速度センサ１０ｂと、メモリ１０ｃと、表示装置１０ｄと、アンテナＡを有する無線装置１０ｅとを有する。センサ部１１は、上述したように、加速度センサ１０ｂにより実現される。サンプリング処理部１２、衝撃算出部１３、アプリケーション処理部１４は、例えばＣＰＵ１０ａ等の集積回路によって実現される。また、レンジ値、落下判定の閾値、加速度のサンプリング値、及び加速度換算テーブル１４１ａは、ＲＡＭ（Random　Access　Memory)、ＲＯＭ（Read　Only　Memory)、フラッシュメモリ等のメモリ１０ｃに保持される。衝撃算出結果は、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）等の表示装置１０ｄに表示される。

　次に、携帯型端末１０の動作を説明する。以下の動作説明では、ユーザが、何らかの理由により、加速度レンジ±４Ｇの携帯型端末１０を床面に落下させた場合を想定する。

　図４は、携帯型端末１０の動作を説明するためのフローチャートである。ユーザが、携帯型端末１０の落下判定アプリケーションを起動すると（Ｓ１）、サンプリング処理部１２は、センサ部１１から入力される３軸方向毎の加速度の値を所定周期で取得することにより、加速度のサンプリングを開始する（Ｓ２）。

　衝撃算出部１３は、常時、直近のサンプリング時刻よりも１時刻前及び２時刻前にサンプリングされた加速度の値を、サンプリング値として保持する（Ｓ３）。衝撃算出部１３は、サンプリング値を保持しつつ、最新のサンプリング値が、センサ部１１のレンジである±４Ｇを超過したか否かを監視している（Ｓ４）。当該監視の結果、サンプリング値がセンサ部１１のレンジを超過した場合（Ｓ４；Ｙｅｓ）には、Ｓ５の処理に移行する。なお、レンジの超過前２時刻分のサンプリング値ａ_１、ａ_２は、次のサンプリング値が得られても消去されることなく、メモリ１０ｃに継続して保持される。

　Ｓ５では、衝撃算出部１３は、レンジの超過後、再びレンジ内に戻った直後のサンプリング値ｂ_２、及びその１時刻後のサンプリング値ｂ_３を保持する。更に、衝撃算出部１３は、レンジを振り切った時刻ｔ_１と、レンジ内に戻ってきた時刻ｔ_２とをメモリ１０ｃに保持する（Ｓ６）。時刻ｔ_１は、センサ部１１による加速度のサンプリングが途絶えた時刻として算出可能である。また、時刻ｔ_２は、センサ部１１による加速度のサンプリングが再開した時刻として算出可能であるが、サンプリング周期×時刻ｔ_１ｔ_２間のサンプル数を、時刻ｔ_１に加算することによっても算出可能である。

　なお、上記監視の結果、サンプリング値がセンサ部１１のレンジ内に収まっている間（Ｓ４；Ｎｏ）は、携帯型端末１０は、衝撃算出部１３により、直近２時刻分のサンプリング値の保持を継続する（Ｓ３）。このとき保持されるサンプリング値は、２時刻分のデータに留まるため、落下判定アプリケーションの起動によりサンプリング処理が長時間実行されても、メモリ１０ｃの空き容量が浪費されることはない。

　Ｓ７では、衝撃算出部１３は、レンジを振り切る前における加速度の傾きＳ_１を算出する。衝撃算出部１３は、Ｓ３において、レンジ超過直前のサンプリング値ａ_１、ａ_２を保持しているため、傾きＳ_１は、これらの値とサンプリング周期とから、│ａ_１－ａ_２│／ｃにより算出される。同様に、Ｓ８では、衝撃算出部１３は、レンジ内に戻った後における加速度の傾きＳ_２を算出する。衝撃算出部１３は、Ｓ５において、レンジ復帰直後のサンプリング値ｂ_２、ｂ_３を保持しているため、傾きＳ_２は、これらの値とサンプリング周期とから、│ｂ_２－ｂ_３│／ｃにより算出される。それぞれの算出結果は、メモリ１０ｃに保持される。

　次に、衝撃算出部１３は、Ｓ６で保持された時刻ｔ_１、ｔ_２と、Ｓ７及びＳ８で保持された傾きＳ_１、Ｓ_２とから、携帯型端末１０が衝撃を受けた時刻ｔ_ｃ、及びその時刻の加速度Ｍを算出する（Ｓ９）。

　以下、図５を参照しながら、衝撃時刻ｔ_ｃ及び衝撃時加速度Ｍの算出手法について、より具体的に説明する。図５においては、ｘ軸に時刻ｔ［ｍｓ］が規定され、ｙ軸に加速度［Ｇ］が規定されている。また、時刻ｔ_０は、携帯型端末１０が落下して床面に接触した時刻である。時刻ｔ_１は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ上限値である＋４Ｇを超過した時の時刻であり、時刻ｔ_２は、検知された加速度が再びレンジ内に復帰した時の時刻である。更に、サンプリング周期を１［ｍｓ］とし、Ｓ７で保持された傾き（図５の丸印ａ_１ａ_２間の傾き）をＳ_１とし、Ｓ８で保持された傾き（図５の三角印ｂ_２ｂ_３間の傾き）をＳ_２とする。なお、丸印ａ_３は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ上限値を超過した直後（レンジ外）のサンプリング値であるが、かかる加速度は、実際には検知されていないため、検知加速度のサンプリング値を表す丸印ａ_１、ａ_２と区別するため、破線で表すものとする。同様に、三角印ｂ_１は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ内に戻る直前（レンジ外）のサンプリング値であるが、かかる加速度は、実際には検知されていないため、検知加速度のサンプリング値を表す三角印ｂ_２、ｂ_３との区別のため、破線で表すものとする。

　上記条件下において、Ｓ９での算出対象となる衝撃時刻をｔ_ｃとすると、ｔ_ｃ－ｔ_１：ｔ_２－ｔ_ｃ＝Ｓ_２：Ｓ_１の関係にあるため、ｔ_ｃは、下記の数式（１）により算出することができる。

　衝撃時刻ｔ_ｃ＝（Ｓ_１ｔ_１＋Ｓ_２ｔ_２）／（Ｓ_１＋Ｓ_２）・・・（１）

　また、上記条件下において、Ｓ９での算出対象となる衝撃時加速度をＭとすると、Ｍ＝Ｓ_１ｔ_ｃ＋ｂ、かつ、４＝Ｓ_１ｔ_１＋ｂの関係（ｂは定数）にあるため、ｔ_ｃにおける加速度Ｍは、下記の数式（２）により算出することができる。

　衝撃時加速度Ｍ＝Ｓ_１Ｓ_２（ｔ_２－ｔ_１）／（Ｓ_１＋Ｓ_２）＋４・・・（２）

　すなわち、衝撃算出部１３は、丸印ａ_１、ａ_２を通過する直線Ｂと、三角印ｂ_２、ｂ_３を通過する直線Ｃとの交点Ｄの二次元座標を求め、そのｘ座標値を衝撃時刻ｔ_ｃと推定し、そのｙ座標値を衝撃時加速度Ｍと推定する。

　Ｓ１０では、アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３がＳ９で算出した加速度Ｍを実測値に換算する。この換算処理は、上述した加速度換算テーブル１４１ａを参照して実行される。加速度Ｍは、センサ部１１により実際に検知された値ではなく、あくまで実測値に基づいて数式により算定された値（推定値）であることから、実際の加速度の値とは必ずしも一致しない可能性がある。そこで、アプリケーション処理部１４は、加速度換算テーブル１４１ａに設定されている、推定値と実測値との対応関係に基づき、落下判定に用いる加速度の値が実際の加速度の値に近似するように、推定値を実測値に換算する補正を行う。例えば、衝撃算出部１３がＳ９で算出した衝撃時加速度が“８０．００”である場合には、“８０．４６”に換算される（図２参照）。

　Ｓ１１では、アプリケーション処理部１４は、Ｓ１０における換算後の衝撃時加速度（図２の実測値）と、図５に示した閾値Ｔ１とから、携帯型端末１０の落下の有無を判定する。すなわち、アプリケーション処理部１４は、衝撃時加速度Ｍと予め設定された閾値Ｔ１との大小関係を比較し、衝撃時加速度Ｍ≧閾値Ｔ１である場合には、落下有りと判定する。一方、衝撃時加速度Ｍ＜閾値Ｔ１の関係にある場合には、アプリケーション処理部１４は、落下無しと判定する。落下時には、接触面の材質によって、数十～１００Ｇの加速度が携帯型端末１０に生じることから、閾値Ｔ１としては、例えば２０Ｇが設定されている。但し、この設定値は、携帯型端末１０の仕様あるいは推定値の算出精度等に応じて、適宜変更可能である。

　Ｓ１１において落下有りと判定された場合には、Ｓ９で算出された衝撃時刻ｔ_ｃが「落下時刻」として、落下があった旨を示す情報と併せて、メモリ１０ｃに記録される。同時に、表示装置１０ｄには、例えば「５月１９日１０：２０：３５頃、落下がありました」といった落下発生を示すメッセージが表示される。

　以上説明したように、本実施例に係る携帯型端末１０によれば、センサ部１１と衝撃算出部１３とアプリケーション処理部１４とを有する。センサ部１１は、上記所定範囲内の加速度を検知する。衝撃算出部１３は、センサ部１１により検知された上記加速度を用いて、上記所定範囲外の加速度を算出する。アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３により算出された上記加速度を用いて、落下の有無を判定する。より具体的には、衝撃算出部１３は、時刻ｔ_１と、時刻ｔ_２と、加速度の傾きＳ_１と、加速度の傾きＳ_２とを用いて、上記所定範囲外の加速度を算出する。時刻ｔ_１は、センサ部１１により検知された上記加速度が上記所定範囲を超過した時刻である。時刻ｔ_２は、上記加速度が上記所定範囲内に復帰した時刻である。傾きＳ_１は、時刻ｔ_１前における上記加速度の傾きである。傾きＳ_２は、時刻ｔ_２後における上記加速度の傾きである。アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３により算出された上記加速度が所定値以上であるか否かに基づき、落下の有無を判定する。

　本実施例に係る携帯型端末１０によれば、低レンジの加速度センサを用いて検知された加速度から、衝撃を受けた時刻とその時の加速度とを算出することにより、高レンジの加速度センサを実装せずとも、高レンジの衝撃を伴う落下の有無を判定することができる。換言すれば、携帯型端末１０は、低レンジ加速度センサではレンジ不足で測定不可能な範囲の加速度を所定の数式により算出し、その結果を基に、レンジ外の加速度の値を推定する。これにより、携帯型端末１０は、どの程度の衝撃を伴う落下がいつ起きたのかを迅速に判別することができる。したがって、携帯型端末１０は、当該判別結果を履歴情報として記録し表示するものとすれば、ユーザは、落下があった旨及びその時刻を容易に認識することができる。また、ユーザのみならず、通信事業者（キャリア）やメーカ等の第三者も、上記履歴情報を参照することで、落下のあった旨を簡易迅速に把握することができる。このため、落下による衝撃で携帯型端末１０が破損した場合あるいは使用不能となった場合であっても、第三者は、落下時刻を基に、その原因が落下にあることをユーザに通知することが可能となる。

　特に、本実施例に係る携帯型端末１０によれば、傾きＳ_１として、時刻ｔ_１前における加速度の傾きのうち、加速度がレンジを超過する直前の傾きを使用する。時刻ｔ_１前における加速度の傾きは、携帯型端末１０の床面への接触後、加速度がレンジを超過するまでの間、精度を増しながらレンジ上限値（４Ｇ）に到達し、レンジを振り切ることになる。したがって、携帯型端末１０は、加速度の実測値がレンジを振り切る直前の値（できる限りレンジ外に近い実測値）を、推定加速度の算出に使用することで、レンジ外においても誤差の少ない加速度を算出することができる。その結果、携帯型端末１０は、より高精度な加速度推定を行うことが可能となる。他方、レンジ内に復帰する側の傾きについても、携帯型端末１０は、傾きＳ_２として、時刻ｔ_２後における加速度の傾きのうち、加速度がレンジ内に復帰した直後の傾きを使用する。時刻ｔ_２後における加速度の傾きは、携帯型端末１０の床面への接触後、時間が経過するのに伴い、精度を低下させつつ加速度値を減少させ０［Ｇ］に近付いていく。したがって、携帯型端末１０は、加速度の実測値がレンジ内に復帰した直後の値（できる限りレンジ外に近い実測値）を、推定加速度の算出に使用することで、レンジ外においても誤差の少ない加速度を算出することができる。その結果、携帯型端末１０は、より高精度な加速度推定を行うことが可能となる。

　次に、実施例２における携帯型端末について説明する。実施例２は、衝撃時刻、及び衝撃時の加速度を算出する手法において、実施例１と異なる。すなわち、実施例１では、携帯型端末１０は、２本の直線の交点から、衝撃時刻及び衝撃時の加速度値を直接求めるものとしたが、実施例２では、先に衝撃時刻を算出し、その時刻における加速度値の範囲を求める。

　実施例２における携帯型端末の構成は、加速度換算テーブルに格納されているデータを除き、実施例１における携帯型端末１０の構成と同様である。したがって、共通する構成要素には、同一の参照番号を用いると共に、その全体構成の図示及び詳細な説明は省略し、以下、実施例１とは異なる態様を有する加速度換算テーブルについて説明する。

　実施例２におけるアプリケーション処理部１４は、加速度換算テーブル１４１ｂを有する。図６は、実施例２において、衝撃時の加速度（推定値）を実測値に換算するための加速度換算テーブル１４１ｂにおけるデータ格納例を示す図である。図６に示すように、加速度換算テーブル１４１ｂには、衝撃算出部１３により算出された衝撃時の最大加速度が「Ｍ１推定値」として格納されると共に、衝撃時の最小加速度が「Ｍ２推定値」として格納されている。更に、加速度換算テーブル１４１ｂにおいては、これらの推定値に対し、高レンジ加速度センサにより予め測定された衝撃時加速度が「実測値」として、対応付けられている。例えば、Ｍ１推定値が“５．１０Ｇ”と算出され、かつ、この値が衝撃時加速度に選択された場合には、対応する実測値として“５．５９Ｇ”が設定されていることから、“５．５９Ｇ”が閾値との比較対象として使用される。同様に、Ｍ２推定値が“７９．７０Ｇ”と算出され、かつ、この値が衝撃時加速度に選択された場合には、事前に設定された実測値は“８０．５７Ｇ”であることから、この値が落下有無の判定に使用される。上述のように、衝撃算出部１３により算出された、Ｍ１推定値またはＭ２推定値としての衝撃時加速度は、アプリケーション処理部１４により、実測の加速度値に補正される。なお、加速度換算テーブル１４１ｂに設定されている、実測値に対応付けられたＭ１推定値及びＭ２推定値は、実施例１と同様、随時更新可能である。

　次に、実施例２における携帯型端末１０の動作を説明する。動作についても、衝撃時刻及び衝撃時の加速度値を算出し、算出結果を実測値に換算する処理を除き、実施例１における携帯型端末１０の動作と同様である。したがって、共通するステップには、末尾が同一の参照番号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。図７は、実施例２における携帯型端末１０の動作を説明するためのフローチャートである。実施例２に係る携帯型端末１０の動作は、Ｔ９～Ｔ１１の各ステップを除き、実施例１に係る携帯型端末１０の動作と同様である。具体的には、実施例１における図４のＳ１～Ｓ８及びＳ１１の各処理は、実施例２における図７のＴ１～Ｔ８及びＴ１２の各処理にそれぞれ対応する。

　以下、図７、図８を参照しながら、実施例１との差異であるＴ９～Ｔ１１の処理について詳述する。

　前提として、図８においては、実施例１と同様、ｘ軸に時刻ｔ［ｍｓ］が規定され、ｙ軸に加速度［Ｇ］が規定されている。また、時刻ｔ_０は、携帯型端末１０が落下して床面に接触した時刻である。時刻ｔ_３は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ上限値である＋４Ｇを超過した時の時刻であり、時刻ｔ_４は、検知された加速度が再びレンジ内に復帰した時の時刻である。更に、サンプリング周期を１［ｍｓ］とし、Ｔ７で保持された傾き（図８の丸印ａ_４ａ_５間の傾き）をＳ_３とし、Ｔ８で保持された傾き（図８の三角印ｂ_５ｂ_６間の傾き）をＳ_４とする。なお、丸印ａ_６は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ上限値を超過した直後（レンジ外）のサンプリング値であるが、かかる加速度は、実際には検知されていないため、検知加速度のサンプリング値を表す丸印ａ_４、ａ_５と区別するため、破線で表すものとする。同様に、三角印ｂ_４は、センサ部１１により検知された加速度がレンジ内に戻る直前（レンジ外）のサンプリング値であるが、かかる加速度は、実際には検知されていないため、検知加速度のサンプリング値を表す三角印ｂ_５、ｂ_６との区別のため、破線で表すものとする。

　図８では、落下判定に際して実測値と比較される閾値Ｔ２が設定されているが、この閾値Ｔ２は、実施例１における閾値Ｔ１と異なる値であってもよい。

　図７に戻り、Ｔ９では、携帯型端末１０は、衝撃時刻ｔ_ｍを算出する。衝撃時刻ｔ_ｍは、時刻ｔ_３と時刻ｔ_４との中間点であることから、下記算定式（３）が成立する。

　衝撃時刻ｔ_ｍ＝（ｔ_３＋ｔ_４）／２・・・（３）

　Ｔ１０では、携帯型端末１０は、衝撃時刻における加速度の最大値及び最小値を算出する。上記条件下において、Ｔ１０での算出対象となる衝撃時の最大加速度をＭ１とすると、Ｍ１＝Ｓ_３ｔ_ｍ＋ｂ、かつ、４＝Ｓ_３ｔ_３＋ｂの関係（ｂは定数）にあるため、時刻ｔ_ｍにおける最大加速度Ｍ１は、下記の数式（４）により算出することができる。

　衝撃時最大加速度Ｍ１＝Ｓ_３（ｔ_３＋ｔ_４）／２　＋４－Ｓ_３ｔ_３＝Ｓ_３（ｔ_４－ｔ_３）／２　＋４・・・（４）

　同様に、上記条件下において、Ｔ１０での算出対象となる衝撃時の最小加速度をＭ２とすると、Ｍ２＝Ｓ_４ｔ_ｍ＋ｂ、かつ、４＝Ｓ_４ｔ_４＋ｂの関係（ｂは定数）にあるため、時刻ｔ_ｍにおける最小加速度Ｍ２は、下記の数式（５）により算出することができる。

　衝撃時最小加速度Ｍ２＝Ｓ_４（ｔ_３＋ｔ_４）／２　＋４－Ｓ_４ｔ_４＝Ｓ_４（ｔ_３－ｔ_４）／２　＋４・・・（５）

　すなわち、衝撃算出部１３は、丸印ａ_４、ａ_５を通過する直線Ｅと、時刻ｔ＝ｔ_ｍを表す直線Ｇとの交点Ｈの二次元座標を求め、そのｘ座標値を衝撃時刻ｔ_ｍと推定し、そのｙ座標値を、加速度範囲の上限値Ｍ１と推定する。同様に、衝撃算出部１３は、三角印ｂ_５、ｂ_６を通過する直線Ｆと、上記直線Ｇとの交点Ｉの二次元座標を求め、そのｘ座標値を衝撃時刻ｔ_ｍと推定し、そのｙ座標値を、加速度範囲の下限値Ｍ２と推定する。

　Ｔ１１では、アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３がＴ１０で算出した加速度を実測値に換算する。この換算処理は、上述した加速度換算テーブル１４１ｂを参照して実行される。推定値から実測値への換算は、最大加速度Ｍ１、最小加速度Ｍ２の双方について行ってもよいが、処理効率を高める観点から、アプリケーション処理部１４は、換算対象の推定値として１つの値を算出した上で、実測値に換算をすることが好ましい。例えば、衝撃算出部１３がＴ１０で算出した衝撃時の最大加速度が“５．１０”である場合には、その推定値は“５．５９”の実測値に換算され、同様の最小加速度が“７９．８０”である場合には、“８０．６８”の実測値に換算される（図６参照）。

　上述してきたように、実施例２に係る携帯型端末１０によれば、センサ部１１と衝撃算出部１３とアプリケーション処理部１４とを有する。センサ部１１は、上記所定範囲内の加速度を検知する。衝撃算出部１３は、センサ部１１により検知された上記加速度を用いて、上記所定範囲外の加速度を算出する。アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３により算出された上記加速度を用いて、落下の有無を判定する。より具体的には、衝撃算出部１３は、時刻ｔ_３と、時刻ｔ_４と、加速度の傾きＳ_３と、加速度の傾きＳ_４とを用いて、上記所定範囲外の加速度の最大値及び最小値を算出する。時刻ｔ_３は、センサ部１１により検知された上記加速度が上記所定範囲を超過した時刻である。時刻ｔ_４は、上記加速度が上記所定範囲内に復帰した時刻である。傾きＳ_３は、時刻ｔ_３前における上記加速度の傾きである。傾きＳ_４は、時刻ｔ_４後における上記加速度の傾きである。アプリケーション処理部１４は、衝撃算出部１３により算出された上記加速度が所定値以上であるか否かに基づき、落下の有無を判定する。

　すなわち、実施例２に係る携帯型端末１０は、一旦、衝撃時の加速度の取り得る範囲を算定し、その範囲に収まる加速度値の中から更に、実測値に換算する加速度を推定値として算出する。したがって、衝撃時の加速度は、算出された加速度の上限値Ｍ１と下限値Ｍ２との間の値と推定されるが、アプリケーション処理部１４が、この範囲の中から何れか１つの値を選択または算出する手法としては、例えば、以下の手法がある。アプリケーション処理部１４は、加速度の最大値であるＭ１推定値を、実測値への換算対象となる推定値として選択する。これにより、実測値≧閾値となる可能性が高まり、携帯型端末１０は、落下と判定される確率を上げることができる。反対に、アプリケーション処理部１４は、加速度の最小値であるＭ２推定値を、実測値への換算対象となる推定値として選択する。これにより、落下と判定される基準は厳格となり、実測値≧閾値となる可能性は相対的に低下する。その結果、携帯型端末１０は、落下と判定される割合を抑え、落下無しと判定される確率を上げることができる。

　あるいは、アプリケーション処理部１４は、Ｍ１推定値とＭ２推定値との中間値を算出し、当該算出結果を推定値としてもよい。これにより、携帯型端末１０は、衝撃時における平均的な推定値を設定することができるため、落下有無の判定に際して、偏りのない実測値を閾値との比較対象に使用することができる。また、アプリケーション処理部１４は、Ｍ１推定値とＭ２推定値とを両端とする線分を設定し、Ｍ１推定値から所定比率の値を推定値としてもよい。所定比率は、例えば１／４とすれば、Ｍ１推定値側に近い位置の加速度値が推定値となり、落下と判定される条件は緩和される。したがって、落下有りと判定され易くなる。一方、上記所定比率を３／４とすれば、Ｍ２推定値側に近い位置の加速度値が推定値となり、落下と判定される条件は厳格となる。したがって、落下有りと判定され難くなる。

　更には、図８では、レンジを超過した側（直線Ｅ）が加速度最大値を採り、レンジに復帰した側（直線Ｆ）が加速度最小値を採る例について説明した。しかしながら、レンジ超過前の傾きＳ_３やレンジ復帰後の傾きＳ_４によっては、これとは反対に、直線Ｅが加速度最小値を採り、直線Ｆが加速度最大値を採ることもある。このような場合に対応するため、アプリケーション処理部１４は、レンジを超過した側の推定値に近い加速度値を推定値としてもよい。具体的には、レンジを超過した側の推定値が最大推定値Ｍ１であれば、アプリケーション処理部１４は、最大推定値Ｍ１あるいは最大推定値Ｍ１から所定比率（例えば０．１～０．４）の加速度値を、実測値への換算対象の推定値とする。これに対し、レンジを超過した側の推定値が最小推定値Ｍ２であれば、アプリケーション処理部１４は、最小推定値Ｍ２あるいは最小推定値Ｍ２から所定比率（例えば０．１～０．４）の加速度値を、実測値への換算対象の推定値とする。これにより、レンジを振り切った側の推定値に近似する加速度値が、推定値として優先的に使用されることとなる。したがって、携帯型端末１０は、常に、床面と接触した瞬間に近い方の推定値を、実測値への換算に使用することができる。その結果、床面との接触時（衝撃時）の加速度の推定精度、ひいては落下判定の精度が向上する。

　なお、本実施例では、衝撃時刻ｔ_ｍを時刻ｔ_３と時刻ｔ_４との中点としたが、これに限らず、アプリケーション処理部１４が、時刻ｔ_３と時刻ｔ_４とを両端とする線分を設定し、時刻ｔ_３から所定比率（例えば、０．１～０．４）の時刻を衝撃時刻ｔ_ｍとしてもよい。これにより、レンジを超過した時刻に近い時刻の加速度値が、推定値として優先的に使用されることとなる。したがって、携帯型端末１０は、常に、床面と接触した瞬間に近い方の推定値を、実測値への換算に使用することができる。その結果、床面との接触時（衝撃時）の加速度の推定精度、ひいては落下判定の精度が向上する。

　また、実施例１における時刻ｔ_１、ｔ_２及び本実施例における時刻ｔ_３、ｔ_４は、それぞれ接触時の時刻ｔ_０を基準とした相対的な時刻であるが、携帯型端末１０は、時計機能を有するため、該機能との連携により、衝撃のあった実際の時刻を特定することができる。したがって、ユーザ及び第三者は、この時刻を参照することで、携帯型端末１０が落下した日時を正確かつ容易に知ることが可能となる。

［落下判定プログラム］
　また、上記各実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図９を用いて、図１に示した携帯型端末１０と同様の機能を有する落下判定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。

　図９は、落下判定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図９に示すように、コンピュータ１００は、ＣＰＵ１１０と、入力装置１２０と、モニタ１３０と、音声入出力装置１４０と、無線通信装置１５０と、加速度センサ１６０とを有する。更に、コンピュータ１００は、ＲＡＭ１７０と、ハードディスク装置１８０等のデータ記憶装置とを有し、これらをバス１９０で接続して構成される。ＣＰＵ１１０は、各種演算処理を実行する。入力装置１２０は、ユーザからのデータの入力を受け付ける。モニタ１３０は、各種情報を表示する。音声入出力装置１４０は、音声を入出力する。無線通信装置１５０は、無線通信を介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行う。加速度センサ１６０は、３軸方向の加速度を検出する。ＲＡＭ１７０は、各種情報を一時的に記憶する。

　そして、ハードディスク装置１８０には、図３に示したＣＰＵ１０ａと同様の機能を有する落下判定プログラム１８１が記憶される。また、ハードディスク装置１８０には、図３に示したメモリ１０ｃに記憶される各種データ（レンジ値、落下判定の閾値、加速度のサンプリング値）に対応する落下判定処理関連データ１８２及び判定履歴ファイル１８３が記憶される。

　そして、ＣＰＵ１１０が落下判定プログラム１８１をハードディスク装置１８０から読み出してＲＡＭ１７０に展開することにより、落下判定プログラム１８１は、落下判定プロセス１７１として機能するようになる。そして、落下判定プロセス１７１は、落下判定処理関連データ１８２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１７０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。そして、落下判定プロセス１７１は、所定の情報を判定履歴ファイル１８３に出力する。

　なお、上記の落下判定プログラム１８１は、必ずしもハードディスク装置１８０に格納されている必要はなく、ＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local　Area　Network）、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）等を介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておいてもよい。この場合には、コンピュータ１００がこれらからプログラムを読み出して実行する。

　なお、上記各実施例では、携帯型端末１０は、衝撃時加速度の算出結果を実測値に補正するものとしたが、サンプリング周期が所定値（例えば０．１ｍｓ）以下である場合には、衝撃算出部１３は、衝撃時の加速度推定値を精度良く算出可能である。したがって、かかる場合には、補正処理を省略するものとしてもよい。

　また、上記各実施例では、携帯型端末１０は、３軸方向の加速度のうち、１方向の加速度でも、閾値以上となった場合に、落下有りと判定するものとした。しかしながら、かかる態様に限らず、携帯型端末１０は、複数の方向の加速度についてレンジ外加速度の推定を行い、これら推定値のうち、２または３軸方向の推定値が所定の閾値以上となった場合に初めて、落下有りと判定するものとしてもよい。この場合、上記閾値は、３種の軸方向毎にそれぞれ別々の値を設定するものとしてもよい。更に、携帯型端末１０は、複数の方向の加速度についてレンジ外加速度の推定を行い、これら推定値の加重平均をとり、その結果としての推定値が所定の閾値以上となった場合に、落下有りと判定するものとしてもよい。この場合、上記閾値は、３種の軸方向毎に個別の値を設定する必要はなく、加重平均された推定値用の閾値を１つ設定すれば足りる。落下の仕方は多様であり、落下の仕方によって様々な方向に加速度が発生する。このため、携帯型端末１０が衝撃時にとり得る、各軸方向の加速度の値は、落下の仕方によって異なる。携帯型端末１０は、落下有無の判定に際して、１方向の加速度のみならず複数軸方向の加速度を考慮に入れることで、より実態に近い加速度値を基にした落下判定を実現することができる。その結果、携帯型端末１０の落下判定精度ひいては信頼性が向上する。

　更に、傾きの算出に関し、傾きは、必ずしも隣接した加速度のサンプリング値から算出しなくてもよい。すなわち、上記実施例１では、携帯型端末１０は、レンジ超過直前の傾きを算出するために、互いに隣接するサンプリング値ａ_１、ａ_２を用いるものとした。また、実施例２においても、携帯型端末１０は、レンジ復帰直後の傾きを算出するために、互いに隣接するサンプリング値ｂ_５、ｂ_６を用いた。しかしながら、携帯型端末１０は、傾きの値を、隣接しないサンプリング値から算出してもよく、例えば、サンプリング周期が１ｍｓの場合には、２ｍｓまたは３ｍｓ間隔のサンプリング値から加速度値の傾きを算出するものとしてもよい。

　また、傾きの算出に関し、携帯型端末１０は、レンジ超過、復帰毎に、複数の傾きの値を算出し、その平均値をとるものとしてもよい。これにより、携帯型端末１０は、左右１つずつの傾きの値を使用する場合と比較して、バラつき（揺らぎ）を抑えた、より正確な傾き値を基に、加速度の推定及び落下の判定を行うことができる。その結果、携帯型端末１０の判定精度ひいては信頼性が向上する。更に、携帯型端末１０は、複数の傾きの平均値を算出する際、より実態に近いことが推測される、レンジ外（４Ｇ以上）に近い方の傾き値に重みを付けた平均値（加重平均値）をとることもできる。これにより、傾きのバラつきは更に抑制され、より信頼性の高い傾き値を基に加速度の推定及び落下の判定を行うことができる。その結果、携帯型端末１０の判定精度ひいては信頼性は更に向上する。

　加えて、上記各実施例では、携帯型端末１０は、少なくとも２点のサンプリング値を用いて傾きを算出するものとしたが、これに限らず、何れか１点のサンプリング値と、レンジ超過あるいは復帰時の傾き値である４Ｇとから、傾きを算出するものとしてもよい。かかる態様においても、レンジ外加速度値の推定を高精度に行う観点から、携帯型端末１０は、よりレンジ外に近いサンプリング値を上記傾きの算出に用いることが好ましい。例えば、実施例１（図５参照）において、時刻ｔ_１における加速度値（４Ｇ）との組合せとしては、サンプリング値ａ_１よりもａ_２を用いることが好ましい。また、例えば、実施例２（図８参照）において、時刻ｔ_４における加速度値（４Ｇ）との組合せとしては、サンプリング値ｂ_６よりもｂ_５を用いることが好ましい。これにより、携帯型端末１０は、レンジを振り切った瞬間の傾きと、レンジに戻った瞬間の傾きとを用いて、加速度値の推定を行うことができる。したがって、携帯型端末１０は、よりレンジ外に近い加速度値に基づいて落下の判定を行うことができる。その結果、落下判定精度を向上することが可能となる。かかる態様での傾き値の算出は、必ずしも、レンジの超過側及び復帰側の双方について行う必要はなく、何れか一方（例えば、レンジ超過側）についてのみ、行うものとしてもよい。

　また、上記各実施例では、携帯型端末１０は、衝撃時の加速度推定値から実測値への換算に、加速度換算テーブル１４１ａ、１４１ｂを参照するものとしたが、所定の算定式を用いて、推定値から実測値を算出するものとしもよい。

　更に、上記各実施例では、高い加速度を伴う運動の一例として落下を例に採り、落下の有無を判定する携帯型端末について説明したが、本発明は、これに限らず、壁面への投げ付け、物体との衝突等、落下以外の運動についても適用可能である。また、上記各実施例では、携帯型端末として、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）を想定して説明したが、本発明は、携帯型端末に限らず、低レンジ加速度センサを有する様々な電子機器に適用可能である。

　また、図１に示した携帯型端末１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、サンプリング処理部１２と、衝撃算出部１３と、アプリケーション処理部１４とを１つの構成要素として統合してもよい。反対に、衝撃算出部１３に関し、レンジ超過直前の傾きを算出する部分と、レンジ復帰直後の傾きを算出する部分と、衝撃時刻及びその時刻の加速度を算出する部分とに分散してもよい。また、アプリケーション処理部１４に関し、衝撃時の加速度（推定値）を実測値に換算する部分と、落下の有無を判定する部分とに分散してもよい。また、メモリ１０ｃを、携帯型端末１０の外部装置としてネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。

１０　携帯型端末
１０ａ　ＣＰＵ
１０ｂ　加速度センサ
１０ｃ　メモリ
１０ｄ　表示装置
１０ｅ　無線装置
１１　センサ部
１２　サンプリング処理部
１３　衝撃算出部
１４　アプリケーション処理部
１４１ａ、１４１ｂ　加速度換算テーブル
１００　コンピュータ
１１０　ＣＰＵ
１２０　入力装置
１３０　モニタ
１４０　音声入出力装置
１５０　無線通信装置
１６０　加速度センサ
１７０　ＲＡＭ
１７１　落下判定プロセス
１８０　ハードディスク装置
１８１　落下判定プログラム
１８２　落下判定処理関連データ
１８３　判定履歴ファイル
Ａ　アンテナ
Ｂ～Ｉ　直線
Ｍ　加速度
Ｍ１　最大加速度
Ｍ２　最小加速度
Ｔ１、Ｔ２　閾値
ｔ_０～ｔ_４、ｔ_ｃ、ｔ_ｍ　時刻

Claims

　所定範囲内の加速度を検知する検知部と、
　前記検知部により検知された前記加速度を用いて、前記所定範囲外の加速度を算出する算出部と、
　前記算出部により算出された前記加速度を用いて、落下の有無を判定する判定部と
　を有することを特徴とする落下判定装置。
　前記算出部は、前記検知部により検知された前記加速度が前記所定範囲を超過した時刻である第１の時刻と、前記加速度が前記所定範囲内に復帰した時刻である第２の時刻と、前記第１の時刻前における前記加速度の傾きと、前記第２の時刻後における前記加速度の傾きとを用いて、前記所定範囲外の加速度を算出し、
　前記判定部は、前記算出部により算出された前記加速度が所定値以上であるか否かに基づき、落下の有無を判定する
　ことを特徴とする請求項１に記載の落下判定装置。
　所定範囲の加速度を検知する落下判定装置が、
　前記所定範囲内の加速度を検知し、
　検知された前記加速度を用いて、前記所定範囲外の加速度を算出し、
　算出された前記加速度を用いて、落下の有無を判定する
　ことを特徴とする落下判定方法。