偏移估计装置、偏移估计方法以及程序的制作方法_3

文档序号:9568376阅读:来源:国知局
下,保持状态判定部130判断为处于同第一波形及第二波形对应的便携设备10的X轴和y轴方向分别与用户的行进方向及作为用户的直立方向的铅垂方向大致平行的状况,从而判定为用户将该便携设备10贴到耳朵上。
[0062]另外,保持状态判定部130根据在图4的第二状态下第二波形和第三波形的输出强度以大致固定的周期变动、第一波形的变动比第二波形及第三波形的变动小、并且没有检测出第五波形、第六波形以及第七波形的变动,来判定便携设备10的保持状态。在该情况下,保持状态判定部130判断为处于便携设备10的y轴和z轴方向分别与用户的行进方向及用户的直立方向大致平行的状况,从而判定为用户将该便携设备10拿在手中来观察显示画面。
[0063]另外,保持状态判定部130根据在图3的第三状态下第一波形和第二波形的输出强度以大致固定的周期变动、第三波形的变动比第一波形及第二波形的变动小、并且第七波形的输出强度以大致固定的周期变动,来判定便携设备10的保持状态。在该情况下,保持状态判定部130判断为处于便携设备10的X轴和y轴方向分别与用户的行进方向及作为用户的直立方向的垂直方向大致平行并且对X轴方向施加有固定周期的角速度的状况,从而判定为用户将该便携设备10拿在手中并摆动胳膊。
[0064]这样,保持状态判定部130可以基于包含来自在至少一个轴方向上探测第一物理量的第一传感器的第一输出信号中的至少一个轴方向分量、以及来自在至少一个轴方向上探测与第一物理量种类不同的第二物理量的第二传感器的第二输出信号中的至少一个轴方向分量的多个分量的变化模式,来判定便携设备10的保持状态判定。另外,保持状态判定部130也可以基于三种以上的物理量的探测结果来判定保持状态。这样,通过基于多个物理量判定保持状态,保持状态判定部130能够判定便携设备10的更复杂的保持状态。
[0065]保持状态判定部130如以上那样根据多个传感器110的输出信号的模式来判定便携设备10的保持状态。在此,保持状态判定部130可以基于模式存储部150中存储的信息,来判定输出信号与多个保持状态的哪个保持状态对应。在该情况下,作为一例,模式存储部150存储与便携设备10的保持状态对应的输出信号的模式,保持状态判定部130将输出信号的模式与被存储的模式进行比较,根据模式相匹配,来将对应的保持状态作为判定结果。
[0066]取而代之,保持状态判定部130也可以基于从输出信号得到的特征量与模式存储部150中存储的哪个基准特征量对应,来判定便携设备10的保持状态。S卩,作为一例,模式存储部150将对与便携设备10的保持状态对应的输出信号的平均值、方差、变动幅度、周期进行主分量分析所得到的结果作为基准特征量来存储。在该情况下,特征量对应判定部134将计算部132计算出的特征量与被存储的模式的基准特征量进行比较,根据特征量在预先决定的范围内一致,来将对应的保持状态作为判定结果。特征量对应判定部134按每预先决定的期间A t判定便携设备10的保持状态,将判定出的结果发送到控制部180。
[0067]伴随用户的步行动作的来自传感器110的输出信号根据便携设备10的每个保持状态而显著不同。利用这点,保持状态判定部130也可以基于获取部120所获取的传感器110的输出信号中的用户正在步行的定时的输出信号,来判定便携设备10的保持状态,另夕卜,也可以实质上不使用获取部120所获取的传感器110的输出信号中的用户没有正在步行的定时的输出信号来判定便携设备10的保持状态。
[0068]通过使用用户正在步行的传感器输出信号,能够提高保持状态判定的精度并且能够细致地判定保持状态。此外,“实质上不使用用户没有正在步行的定时的输出信号”除了不使用用户没有正在步行的定时的输出信号以外,还包含虽使用输出信号但以显著降低影响度和/或贡献度的方式使用的情况。
[0069]接着,偏移估计部170根据从角度信息计算部160接收的角度信息中的具有周期性的变化模式的期间中的角度信息的变化,来估计角速度传感器112的偏移(S330)。在此,角速度传感器112的输出信号的变动有时如图4的第一状态和第二状态下的第五波形、第六波形以及第七波形所示那样比加速度传感器的变动小。在这种情况下,有时基于角速度传感器112的输出信号判断是否具有伴随用户的步行的周期性的变动变得比基于加速度传感器的输出信号判断是否具有伴随用户的步行的周期性的变动困难。
[0070]然而,作为一例,如图4的第八波形所示,可知第五波形、第六波形以及第七波形的合成波形具有伴随用户的步行的周期性的变动。即,即使输出信号的变动幅度小,通过累积信号分量,也变得易于判断是否具有周期性的变动。因此,角度信息计算部160通过对角速度传感器的输出信号进行时间累计来计算角度信息,偏移估计部170判断该角度信息中是否具有周期性的变化模式。
[0071]图5表示对本实施方式所涉及的便携设备10的角速度传感器112的输出信号进行了时间累计的情况的例子。图5的横轴表示时间,纵轴表示对角速度传感器112的输出信号进行时间累计得到的累计角度。如图5的例子所示,对角速度传感器112的输出信号进行时间累计得到的角度信息的波形为周期性的时间变化模式与大致固定的斜率重叠而成的波形。在此,具有周期性的变化模式的期间中的角度信息是根据由用户的步行动作引起的角速度传感器112的输出信号计算出的角度信息。
[0072]另外,与图5的连结X点和Y点的虚线相当的大致固定的斜率是因角速度传感器112的偏移造成的角度信息。在角速度传感器112的偏移随时间经过变化的情况下,该斜率随时间经过变化。
[0073]偏移估计部170根据作为具有周期性的变化模式的期间内的不同的时刻的第一时刻和第二时刻的角度信息,来估计角速度传感器112的偏移。在此,第一时刻的角度信息与第二时刻的角度信息的相位是周期性的变化模式中大致相同的相位。作为一例,偏移估计部170将图5的A点设为第一时刻的角度信息、将B点设为第二时刻的角度信息。
[0074]S卩,偏移估计部170将在没有偏移引起的斜率的分量的情况下成大致相同的累计角度的角度信息波形上不同的2点设为第一时刻和第二时刻的角度信息。因而,例如,在角速度传感器112的偏移为0的情况下,连结A点和B点的直线通过示出大致相同的累计角度的点而与时间轴大致平行,斜率也为0。另外,在角速度传感器112产生大致固定的偏移的情况下,连结A点和B点的直线通过角度信息的波形上的示出大致相同的相位的点,具有与该偏移对应的斜率地与时间轴(X轴)或累计角度轴(Y轴)相交。
[0075]作为一例,偏移估计部170将在周期性的变化模式的一个周期内累计角度成为最大值、平均值或最小值等值的时刻设为第一时刻。另外,偏移估计部170将在周期性的变化模式的其它周期内累计角度成为最大值、平均值和最小值等中的决定了第一时刻的值的时刻设为第二时刻。图5的A点和B点表示在周期性的变化模式的不同的周期内根据累计角度成为最大值的时刻而决定时刻的例子。
[0076]在此,偏移估计部170根据步行动作检测部140的输出来决定第一时刻和第二时亥IJ。即,偏移估计部170设为第一时刻和第二时刻是用户进行步行动作的期间内的时刻。角度信息的周期性的时间变化模式起因于用户的步行动作,因此在用户没有步行的情况下,偏移估计部170无法决定第一时刻和第二时刻,或者决定没有意义的时刻。因此,偏移估计部170通过根据检测出用户的步行动作来决定第一时刻和第二时刻,能够省去无用的动作。
[0077]在此,叙述根据步行动作检测部140的输出来决定第一时刻和第二时刻的例子。角度信息的周期性的时间变化模式、角速度传感器输出信号和对角速度传感器输出信号实施预先决定的信号处理得到的信号等的周期性的时间变化模式起因于用户的步行动作,因此偏移估计部170也可以根据源于用户的步行动作的信号来决定第一时刻和第二时刻。例如,偏移估计部170也可以根据检测出角加速度信号的最大值、最小值的定时来决定第一时刻和第二时刻。
[0078]另外,偏移估计部170将第一时刻与第二时刻的时间间隔设为用户的步数的时间间隔。作为一例,偏移估计部170将该时间间隔设为该用户的步行动作周期的大致常数倍的时间间隔。角度信息的周期性的时间变化模式起因于用户的步行动作,因此第一时刻与第二时刻的时间间隔为用户的步行动作周期的大致常数倍。因而,作为一例,偏移估计部170可以在所决定的第一时刻与第二时刻的时间间隔不为用户的步行动作周期的大致常数倍的情况下,作为误检测而再次执行第一时刻和第二时刻的决定动作。
[0079]另外,角度信息计算部160也可以具有模式检测部,该模式检测部根据进行时间累计所得到的角度信息来检测周期性的变化模式。模式检测部例如执行傅立叶变换等来检测角度信息中是否包含周期性的信号分量。取而代之,模式检测部根据在角度信息中与角度信息的平均值不同的角度的值以固定间隔重复产生,而检测出该角度信息中包含周期性的信号分量。另外,也可以代替进行时间累计所得到的角度信息,模式检测部根据从获取部120接收的角速度传感器112的输出信号来检测周期性的变化模式。
[0080]模式检测部将检测出的结果发送到偏移估计部170。在该情况下,偏移估计部170根据模式检测部检测出周期性的变化模式,来决定第一时刻和第二时刻。
[0081]另外,通过对角速度传感器112的输出信号进行时间累计而增强了角度信息的周期性的时间变化模式,因此偏移估计部170在偏移在时间上稳定的情况下,将第一时刻与第二时刻的时间间隔设为用户的步行动作周期的大致4倍以上,优选的是大致10倍以上,更优选的是大致20倍左右。由此,偏移估计部170能够降低偏移的估计误差。
[0082]如以上那样,本实施方式的偏移估计部170通过决定第一时刻和第二时刻,能够获取重叠于角度信息的波形的大致固定的斜率。由此,偏移估计部170能够估计与大致固定的斜率对应的角速度传感器112的偏移。另外,便携设备10可以根据估计出的偏移来对相对应的角速度传感器112的偏移进行校正以使该大致固定的斜率为0。
[0083]更具体地说,偏移估计部170可以通过将根据第一时刻与第二时刻之间的角速度传感器的各轴的输出计算出的各累计角度除以第一时刻到第二时刻的累计时间来
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