電子機器、及びプログラム

本発明は、電子機器、及びプログラムに関する。 本願は、2012年9月19日に出願された特願2012−206310号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、電子機器において、モーション判定などの動き判定を行う技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。例えば、特許文献1の技術では、電子機器は、加速度検出手段が検出した加速度データを、ローパスフィルタ処理して得られた静止成分(重力成分)と、動き成分とに分離している。ここで、動き成分は、加速度検出手段が検出した加速度成分データから上述の静止成分(重力成分)を除いて生成している。特許文献1に記載の電子機器は、静止成分(重力成分)を除いた動き成分に基づいて、自装置(自己の電子機器、本体)の動きを判定している。

特開2011−47879号公報

しかしながら、上述したような電子機器は、ローパスフィルタ処理して得られた静止成分(重力成分)に基づいているため、静止成分(重力成分)が正確に得られずに、動き成分が正しく分離できない場合がある。そのため、例えば、直線運動や円運動などの動きを正しく判定できない場合がある。

本発明の態様は、自装置(本体)の動きの判定率を向上させることができる電子機器、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る電子機器は、少なくとも加速度データと本体の角速度データとを含む前記本体の変位情報を検出するセンサ部と、前記センサ部が検出した所定の検出回数分の前記変位情報に対する標準偏差の変化に基づいて、前記本体が静止状態であるか否かを判定する静止判定部と、前記静止判定部が判定した判定結果に基づいて前記本体の動きの開始を判定し、前記センサ部によって検出された加速度データのうちの前記動きの開始における加速度データである第1加速度データと、前記本体が動いている間に前記センサ部が検出した角速度データとに基づいて、重力成分を算出する重力算出部と、前記本体が動いている間に前記センサ部が検出した加速度データである第2加速度データを、前記重力算出部が算出した前記重力成分に基づいて補正する補正部と、前記補正部によって補正された前記第2加速度データに基づいて、前記動きを判定する動き判定部とを備える。

また、本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、静止判定部が、少なくとも加速度データと本体の角速度データとを含む前記本体の変位情報を検出するセンサ部によって検出された所定の検出回数分の前記変位情報に対する標準偏差の変化に基づいて、前記本体が静止状態であるか否かを判定する静止判定手順と、重力算出部が、前記静止判定手順によって判定された判定結果に基づいて前記本体の動きの開始を判定し、前記センサ部によって検出された加速度データのうちの前記動きの開始における加速度データである第1加速度データと、前記本体が動いている間に前記センサ部が検出した角速度データとに基づいて、重力成分を算出する重力成分算出手順と、補正部が、前記本体が動いている間に前記センサ部が検出した加速度データである第2加速度データを、前記重力算出部が算出した前記重力成分に基づいて補正する補正手順と、動き判定部が、前記補正手順によって補正された前記第2加速度データに基づいて、前記動きを判定する動き判定手順とを実行させる。

本発明の態様によれば、自装置(本体)の動きの判定率を向上させることができる。

第1の実施形態による電子機器の外観の一例を示す概観図である。

本実施形態における電子機器が判定する動きの一例を示す図である。

本実施形態における電子機器が判定する動きの一例を示す図である。

本実施形態における電子機器が判定する動きの一例を示す図である。

第1の実施形態における電子機器を示すブロック図である。

第1の実施形態における角速度データの標準偏差の変化を示す図である。

第1の実施形態における重力成分の変化の一例を示す図である。

従来のローパスフィルタを用いた場合の重力成分の変化の一例を示す図である。

第1の実施形態における軌跡の簡略化処理の一例を示す図である。

第1の実施形態における軌跡の簡略化処理の一例を示す図である。

第1の実施形態における軌跡の簡略化処理の一例を示す図である。

第1の実施形態における軌跡の第1の簡略化処理を説明する図である。

第1の実施形態における軌跡による動き判定の一例を示す図である。

第1の実施形態における軌跡による動き判定の一例を示す図である。

第1の実施形態における電子機器の動き判定の処理を示すフローチャートである。

第2の実施形態における電子機器を示すブロック図である。

円弧運動における角速度データの一例を示す図である。

第2の実施形態における電子機器の動き判定の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態による電子機器(本体)1について図面を参照して説明する。 図1は、本実施形態による電子機器1の外観の一例を示す概観図である。 電子機器1は、図1に示すように、前面部に表示部20を備えている。 電子機器1は、使用者が手に持って移動させた場合に、自装置(自己の電子機器、本体)の動きを判定することで、自装置の動きをインターフェースとして利用するモーションインターフェースを有している。すなわち、電子機器1は、自装置の動きを判定(検出)することにより、使用者の動作(モーション、ジェスチャー)を判定(検出)する。電子機器1は、例えば、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラ等の携帯情報端末である。 なお、本実施形態における電子機器1は、例えば、図2A、2B、2Cに示すような3種類の動きを判定する。ここで、電子機器1が判定する3種類の動きについて説明する。

図2Aは、電子機器1が判定する第1の動き(第1の運動)である直線運動を示している。この直線運動は、使用者U1が電子機器1を把持して、2点間を直線的に移動させる運動である。 また、図2Bは、電子機器1が判定する第2の動き(第2の運動)である円運動(回転運動)を示している。円運動(回転運動)は、使用者U1が電子機器1を把持して、円形を描いて1周させる運動である。 また、図2Cは、電子機器1が判定する第3の動き(第3の運動)である円弧運動(往復運動)を示している。円弧運動(往復運動)は、使用者U1が電子機器1を把持して、例えば、30度から90度の移動範囲(動作範囲)を円弧状に移動させる運動である。

[第1の実施形態] 次に、本発明に係る第1の実施形態について説明する。 第1の実施形態では、電子機器1が、上述した直線運動(図2A)と、円運動(図2B)とを判定する一例について説明する。

まず、図3を参照して、電子機器1の構成について説明する。 図3は、本実施形態における電子機器1を示すブロック図である。 図3において、電子機器1は、センサ部10、表示部20、操作部30、記憶部40、及び制御部50を備えている。

センサ部10は、自装置(本体)の動きを検出するための自装置(本体)の変位情報を検出データとして測定する。センサ部10は、加速度データを検出する加速度センサ11及び角速度データを検出するジャイロセンサ12を有している。ここで、自装置(本体)の変位情報には、例えば、加速度データと、角速度データとが含まれる。

加速度センサ11は、例えば、互いに直交する3軸(例えば、X軸、Y軸、及びZ軸)それぞれにおける加速度(加速度データ)を検出する3軸加速度センサである。なお、本実施形態では、表示部20の表示面をXY平面とし、XY平面において直交する方向をそれぞれX方向及びY方向とする。また、XY平面に垂直な方向をZ方向とする。 また、加速度センサ11は、所定のサンプリング周期(所定の検出間隔)で周期的に加速度データを検出し、周期的に検出したそれぞれの加速度データを自装置の変位情報(検出データ)として制御部50に出力する。

ジャイロセンサ12(角速度センサ)は、例えば、互いに直交する3軸(例えば、X軸、Y軸、及びZ軸)それぞれにおける角速度(角速度データ)を検出する3軸角速度センサである。ジャイロセンサ12は、所定のサンプリング周期(所定の検出間隔)で周期的に角速度データを検出し、周期的に検出したそれぞれの角速度データを自装置の変位情報(検出データ)として制御部50に出力する。

表示部20は、静止画や動画などの画像を表示する。表示部20としては、例えば、液晶表示パネルや、有機EL(Electro-Luminescence)パネルなどが用いられる。

操作部30は、例えば、タッチパネルやキースイッチなどの入力部であり、使用者からの操作を受け付ける。

記憶部40は、電子機器1の各機能を実行するための一次記憶データを記憶する。記憶部40は、例えば、制御部50を介して、センサ部10が検出した加速度データ及び角速度データを記憶する。また、記憶部40は、例えば、後述する角速度データの標準偏差や軌跡データなどを記憶する。

制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)であり、電子機器1の各部を統括して制御する。制御部50は、静止判定部51、重力算出部52、重力補正部53、軌跡生成部54、簡略化処理部55、及び動き判定部60を備えている。

静止判定部51は、センサ部10のジャイロセンサ12が検出した角速度データの標準偏差の変化に基づいて、電子機器(本体)1が静止状態(使用者U1の動作が静止中)であるか、移動状態(使用者U1が動作中)であるかを判定する。なお、本実施形態では、静止判定部51は、一例として、ジャイロセンサ12が検出した角速度データの標準偏差に基づいて、静止状態であるか否かを判定しているが、加速度センサ11が検出した加速度データの標準偏差に基づいて、静止状態であるか否かを判定してもよい。すなわち、静止判定部51は、センサ部10が検出した所定の検出回数分の自装置(本体)の変位情報(例、角速度データ)に対する標準偏差の変化に基づいて、自装置(本体)が静止状態であるか否かを判定する。

静止判定部51は、角速度データのそれぞれの検出点について、例えば、検出点における角速度データと過去9回の角速度データとの10回分の角速度データに基づいて、標準偏差を算出する。この標準偏差の変化は、図4に示すようなグラフとなる。ここで、検出点とは、センサ部10(加速度センサ11及びジャイロセンサ12)が、所定のサンプリング周期(所定の検出間隔)で検出を行った複数の検出データのうちの1つ(1点)のことである。

図4は、本実施形態における円運動(回転運動)の角速度データの標準偏差の変化を示す図である。 図4のグラフにおいて、横軸は時間(ms(ミリ秒))を示し、縦軸は角速度データの標準偏差(deg(度)/s)を示している。波形W1は、X軸方向の角速度データの標準偏差を示している。波形W2は、Y軸方向の角速度データの標準偏差を示している。波形W3は、Z軸方向の角速度データの標準偏差を示している。時刻T1は、電子機器1の動き(使用者U1の動作)の開始点P_Sを示している。時刻T2は、電子機器1の動き(使用者U1の動作)の終了点P_Eを示している。なお、ここで、「電子機器1(自装置、本体)の動き」とは、空間上の力学的な動き(移動)のことである。

静止判定部51は、X軸、Y軸、Z軸方向の角速度データの標準偏差のうち、全ての軸方向の角速度データの標準偏差が所定の閾値(第1閾値)以下である場合に、静止状態であると判定する。静止判定部51は、X軸、Y軸、Z軸方向の角速度データの標準偏差のうち、少なくとも1軸方向の角速度データの標準偏差が所定の閾値(第1閾値)より大きい場合に、移動状態(動作中)であると判定する。例えば、図4において、静止判定部51は、期間R1及び期間R3を静止状態であると判定し、期間R2を移動状態(動作中)であると判定する。

重力算出部52は、加速度センサ11が検出した加速度データに含まれる重力成分(重力加速度)を算出する。例えば、重力算出部52は、静止判定部51が判定した判定結果に基づいて自装置(本体)の動きの開始を判定する。つまり、重力算出部52は、図4に示す動作の開始点P_Sを判定する。また、この動作の開始点P_Sにおける加速度データを、ここでは、第1加速度データとする。重力算出部52は、下記の式(1)を用いて、第1加速度データに基づいて、各検出点における重力成分(重力加速度)を算出する。

(重力成分)=(第1加速度データ値)×(角速度データ値) ・・・(1)

ここで、角速度データ値は、各検出点において、ジャイロセンサ12が検出した角速度データの値であり、電子機器1の移動中における向き(動き出してからの電子機器1の傾き度合)を示している。重力算出部52は、式(1)に示すように、動きの開始における加速度データ(第1加速度データ)と、ジャイロセンサ12が検出した自装置が動いている間の角速度データとに基づいて、重力成分(重力加速度)を算出する。すなわち、重力算出部52は、式(1)によって、電子機器1の移動による向きの変化を考慮して、各検出点における重力成分(重力加速度)を算出する。 このように、重力算出部52は、静止判定部51が判定した判定結果に基づいて自装置(本体)の動きの開始を判定し、加速度センサ11によって検出された加速度データのうちの、動きの開始における加速度データである第1加速度データに基づいて、重力成分を算出する。

図5A、5Bは、重力算出部52が算出した重力成分の変化と、ローパスフィルタを用いた場合の重力成分の変化との比較の一例を示す図である。 図5Aに示すグラフは、電子機器1が使用者U1によって円運動された場合において、重力算出部52が算出した重力成分の変化を示している。図5Bに示すグラフは、比較のために、背景技術のようにローパスフィルタを用いて算出した重力成分の変化を示している。 図5A、5Bのグラフにおいて、横軸は時間(ms(ミリ秒))を示し、縦軸は重力成分(重力加速度)(G)を示している。

図5Aにおいて、波形W4は、重力算出部52が式(1)を用いて算出したX軸方向の重力成分を示している。波形W5は、重力算出部52が式(1)を用いて算出したY軸方向の重力成分を示している。波形W6は、重力算出部52が式(1)を用いて算出したZ軸方向の重力成分を示している。時刻T3は、電子機器1の動き(使用者U1の動作)の開始点P_Sを示している。時刻T4は、電子機器1の動き(使用者U1の動作)の終了点P_Eを示している。 図5Bにおいて、波形W7、波形W8、及び波形W9は、ローパスフィルタを用いて算出した場合における、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれに対応する重力成分を示している。 波形W4、波形W5、及びW6に示すように、本実施形態における重力算出部52は、図5Bのローパスフィルタを用いる場合に比べて、正確な重力成分を得ることができる。

重力補正部(補正部)53は、自装置(本体)が動いている間(移動状態)に加速度センサ11が検出した加速度データである第2加速度データを、重力算出部52が算出した重力成分に基づいて補正する。重力補正部53は、例えば、下記の式(2)に基づいて重力成分を除去して補正した第2加速度データである重力除去加速度データを検出点ごとに算出する。

(重力除去加速度データ値)=(第2加速度データ値)−(重力成分) ・・・(2)

すなわち、重力補正部53は、使用者U1が動作中(自装置が移動状態)における加速度データ(第2加速度データ)から重力成分を減算することにより、重力除去加速度データを算出する。これにより、重力補正部53は、電子機器1の動きにのみ依存した加速度データを生成する。

軌跡生成部54は、重力補正部53によって補正された第2加速度データ(重力除去加速度データ)の2階積分値の積算に基づいて、自装置(電子機器1、本体)の移動の軌跡を生成する。軌跡生成部54は、重力除去加速度データの2階積分値の積算により、移動距離を算出し、例えば、2次元平面上の移動の軌跡(後述する図6A参照)を生成する。

簡略化処理部55は、軌跡生成部54が生成した軌跡を、互いに異なる所定数の移動方向の直線に変更することにより簡略化する。簡略化処理部55は、例えば、以下の2段階の簡略化処理を行う。すなわち、簡略化処理部55は、軌跡の曲線を直線に変更することにより簡略化する第1の簡略化処理と、第1の簡略化処理によって簡略化した軌跡を、所定数(例えば、8つ)の移動方向の直線に変更することにより、さらに簡略化する第2の簡略化処理を実行する。

図6A、6B、6Cは、本実施形態における軌跡の簡略化処理の一例を示す図である。 図6A、6B、6Cにおいて、各グラフは、例えば、XY平面上の軌跡を示しており、縦軸及び横軸は、各軸における移動距離(m)を示している。 図6Aの軌跡K1は、軌跡生成部54が生成した軌跡を示しており、簡略化処理部55による簡略化処理が行われる前の軌跡を示している。 図6Bの軌跡K2は、後述する第1の簡略化処理を簡略化処理部55が実行することにより、簡略化された軌跡を示している。 図6Cの軌跡K3は、後述する第2の簡略化処理を簡略化処理部55が実行することにより、簡略化された軌跡を示している。

簡略化処理部55は、第1の簡略化処理において、軌跡の曲線を直線に変更することにより、図6Aの軌跡K1から図6Bの軌跡K2に簡略化する。 ここで、この簡略化処理部55による第1の簡略化処理について、図7を参照して詳細に説明する。

図7は、本実施形態における軌跡の第1の簡略化処理を説明する図である。 この図において、軌跡K4は、軌跡生成部54が生成した軌跡であり、点P0〜点P4は、各検出点に対応する軌跡上の点である。また、点P0は、電子機器1の移動の開始点P_Sを示している。 簡略化処理部55は、第1の簡略化処理において、以下の処理を実行する。

簡略化処理部55は、軌跡生成部54が生成した軌跡K4の開始点P0(P_S)を最初の基準点に設定する(設定処理)。 簡略化処理部55は、基準点P0から軌跡データの次の点P1までの直線を示す基準直線L0を設定する。簡略化処理部55は、基準点P0から軌跡データの点P2、P3、・・・と順番に直線を引き、この直線の基準直線L0に対する角度θ1が所定の角度範囲(例えば、±30度の範囲)を超える線を判定する。すなわち、簡略化処理部55は、設定した基準直線L0に対して、基準点P0との直線が2次元平面上の所定の角度範囲(例えば、±30度の範囲)を超える軌跡上の点を、軌跡の順番に判定する(判定処理)。図7に示す一例では、所定の角度範囲を超える軌跡上の点は、点P3に対応する。 簡略化処理部55は、基準点から所定の角度範囲を超える軌跡上の点P3までの直線L1に、軌跡を変更する(変更処理)。

簡略化処理部55は、所定の角度範囲を超える軌跡上の点P3を次の基準点として、同様の処理(上述した判定処理及び変更処理)を軌跡の終了点まで繰り返す(繰り返し処理)。

また、簡略化処理部55は、第2の簡略化処理において、第1の簡略化処理によって簡略化した軌跡を、例えば、8つの移動方向の直線に変更することによりことにより、図6Bの軌跡K2から図6Cの軌跡K3に簡略化する。例えば、簡略化処理部55は、第2の簡略化処理において、移動方向を8分割(例えば、円運動の1周を360度とした場合に、8分割した45度ずつ分割)し、この8分割した移動方向の直線を軌跡K2に割り当てることにより、さらに簡略化した軌跡K3を生成する。

動き判定部60は、例えば、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡に基づいて、自装置(本体)の動きを判定する。すなわち、動き判定部60は、軌跡生成部54が生成した軌跡に基づいて自装置の動き(使用者U1の動作)を判定する。動き判定部60は、軌跡判定部61を備えている。 ここで、動き判定部60の軌跡判定部61は、例えば、直線運動と円運動(回転運動)との2つの動き(運動)を判定する。

軌跡判定部61は、軌跡生成部54が生成した軌跡が1方向の移動である場合に、動きが直線運動であると判定する。軌跡判定部61は、例えば、図8Aに示すように、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡K5が、所定の長さ(所定の第1の長さ)以上の直線状、且つ1方向の移動である場合に、自装置の動き(運動)が直線運動であると判定する。 図8A、8Bは、本実施形態における軌跡による動き判定の一例を示す図である。 図8A、8Bにおいて、各グラフは、図6A、6B、6Cと同様に、例えば、XY平面上の軌跡を示しており、縦軸及び横軸は、各軸における移動距離(m)を示している。

図8Aは、直線運動を判定する場合の一例を示しており、軌跡K5は、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡の一例を示している。 図8Aにおいて、軌跡判定部61は、開始点P_Sから終了点P_Eまでの軌跡K5において、所定の長さ(所定の第1の長さ)以上の直線K51により、直線運動と判定する。なお、軌跡K5のうちの、直線K52は、所定の長さ(所定の第1の長さ)未満であるため、移動の方向として数えない。この場合、軌跡判定部61は、軌跡K5を直線K51による1方向の移動であると判定し、その結果、直線運動であると判定する。

また、軌跡判定部61は、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡の開始点から終了点までの間に、所定数(例えば、8つ)の移動方向のうちの、異なる移動方向の直線が、所定の順番により所定の方向数(例えば、7方向)連続して続いた場合に、動きが円運動であると判定する。すなわち、軌跡判定部61は、簡略化された軌跡の開始点から終了点までの間に、所定の長さ(所定の第2の長さ)以上の直線が、所定数(例えば、8つ)の移動方向のうちの、異なる移動方向により所定の回数(例えば、7回)以上連続して続いた場合に、自装置の動きが円運動であると判定する。

図8Bは、円運動を判定する場合の一例を示しており、軌跡K3は、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡の一例を示している。 図8Bにおいて、軌跡判定部61は、開始点P_Sから終了点P_Eまでの軌跡K3において、所定の長さ(所定の第2の長さ)以上の直線が、例えば、7回以上連続して続いた場合(この例では、直線K31〜K38まで連続)に、自装置の動きが円運動であると判定する。なお、軌跡K3のうちの、直線K39は、所定の長さ(所定の第2の長さ)未満であるため、移動の方向として数えない。また、上述した所定の第1の長さと所定の第2の長さとは、異なる値の長さでもよいし、同じ値の長さでもよい。

なお、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡は、重力補正部53によって補正された第2加速度データ(重力除去加速度データ)に基づいて生成されているので、軌跡判定部61は、重力除去加速度データに基づいて、自装置の動きを判定する。 このように、動き判定部60は、重力補正部53によって補正された第2加速度データ(重力除去加速度データ)に基づいて、自装置(本体)の動きを判定する。

次に、本実施形態における電子機器1の動作について説明する。 図9は、本実施形態における電子機器1の動き判定の処理を示すフローチャートである。 図9において、まず、センサ部10が、加速度データ、及び角速度データを検出する(ステップS101)。例えば、センサ部10の加速度センサ11は、所定のサンプリング周期(所定の検出間隔)で周期的に加速度データを検出し、検出したそれぞれの加速度データを検出データとして制御部50に出力する。また、例えば、センサ部10のジャイロセンサ12は、所定のサンプリング周期(所定の検出間隔)で周期的に角速度データを検出し、検出したそれぞれの角速度データを検出データとして制御部50に出力する。制御部50は、センサ部10から取得した検出データを記憶部40に記憶させる。

次に、制御部50の静止判定部51は、角速度データの標準偏差に基づいて、静止状態を判定する(ステップS102)。例えば、静止判定部51は、記憶部40に記憶されている角速度データに基づいて標準偏差を算出する。静止判定部51は、算出した標準偏差の変化に基づいて、電子機器1が静止状態(使用者U1の動作が静止中)であるか、移動状態(使用者U1が動作中)であるかを判定する。

次に、重力算出部52は、加速度センサ11が検出した加速度データに含まれる重力成分(重力加速度)を算出する(ステップS103)。例えば、重力算出部52は、静止判定部51が判定した判定結果に基づいて自装置の動きの開始(動作の開始点)を判定する。また、重力算出部52は、上述した式(1)を用いて、開始点における加速度データ(第1加速度データ)と角速度データとに基づいて、各検出点における重力成分(重力加速度)を算出する。

次に、重力補正部53は、加速度センサ11が検出した動作中(移動状態)の加速度データを重力成分で補正する(ステップS104)。例えば、重力補正部53は、自装置が動いている間(移動状態)の加速度データである第2加速度データを、重力算出部52が算出した重力成分に基づいて補正する。重力補正部53は、例えば、上述した式(2)に基づいて重力成分を除去して補正した第2加速度データである重力除去加速度データを検出点ごとに算出する。

次に、軌跡生成部54は、補正した加速度データを2階積分して、軌跡を生成する(ステップS105)。すなわち、軌跡生成部54は、重力補正部53によって補正された第2加速度データ(重力除去加速度データ)の2階積分値の積算に基づいて、図6Aに示すような自装置(電子機器1)の移動の軌跡を生成する。

次に、簡略化処理部55は、軌跡を直線に変更して簡略化する(ステップS106)。 すなわち、簡略化処理部55は、上述した第1の簡略化処理により、軌跡生成部54が生成した軌跡(例えば、図6Aの軌跡K1)を、簡略化した軌跡(例えば、図6Bの軌跡K2)に簡略化する。

次に、簡略化処理部55は、軌跡を8方向の移動方向の直線に簡略化する(ステップS107)。すなわち、簡略化処理部55は、第1の簡略化処理により簡略化した軌跡(例えば、図6Bの軌跡K2)を、上述した第2の簡略化処理により、さらに簡略化した軌跡(例えば、図6Cの軌跡K3)に変換する。

次に、動き判定部60の軌跡判定部61は、軌跡の移動方向が1方向か否かを判定する(ステップS108)。すなわち、軌跡判定部61は、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡が、所定の長さ(所定の第1の長さ)以上の直線による1方向の移動であるか否かを判定する。軌跡判定部61は、軌跡が所定の長さ(所定の第1の長さ)以上の直線による1方向の移動である場合(ステップS108:YES)に、処理をステップS110に進める。また、軌跡判定部61は、軌跡が所定の長さ(所定の第1の長さ)以上の直線による1方向の移動でない場合(ステップS108:NO)に、処理をステップS109に進める。

次に、ステップS110において、軌跡判定部61は、自装置の動き(運動)が直線運度であると判定し、動き判定の処理を終了させる。

また、ステップS109において、軌跡判定部61は、軌跡が連続で7移動方向続いたか否かを判定する。例えば、軌跡判定部61は、簡略化された軌跡の開始点から終了点までの間に、所定の長さ(所定の第2の長さ)以上の直線が、8つの移動方向のうちの、異なる移動方向により7回以上連続して続いたか否かを判定する。軌跡判定部61は、この所定の長さ以上の直線が、異なる移動方向により7回以上連続して続いた場合(ステップS109:YES)に、処理をステップS111に進める。また、軌跡判定部61は、この所定の長さ以上の直線が、異なる移動方向により7回以上連続して続いていない場合(ステップS109:NO)の場合に、動き判定の処理を終了させる。

次に、ステップS111において、軌跡判定部61は、自装置の動きが円運動であると判定し、動き判定の処理を終了させる。

なお、図9のステップS101からステップS111の動きの判定処理は、例えば、使用者U1による操作部30の操作に応じて開始される。また、電子機器1は、図9のステップS101からステップS111の動きの判定処理によって判定された判定結果をモーションインターフェースとして利用し、この判定結果に基づいて、電子機器1の各種処理を実行する。

以上説明したように、本実施形態における電子機器1は、センサ部10と、静止判定部51と、重力算出部52と、重力補正部53と、動き判定部60とを備えている。センサ部10は、少なくとも加速度データを含む自装置(本体)の変位情報を検出する。静止判定部51は、センサ部10が検出した所定の検出回数分の自装置(本体)の変位情報(検出データ)に対する標準偏差の変化に基づいて、自装置(本体)が静止状態であるか否かを判定する。重力算出部52は、静止判定部51が判定した判定結果に基づいて自装置(本体)の動きの開始を判定し、センサ部10によって検出された加速度データのうちの、動きの開始における加速度データである第1加速度データに基づいて、重力成分を算出する。重力補正部53は、自装置(本体)が動いている間にセンサ部10が検出した加速度データである第2加速度データを、重力算出部52が算出した重力成分に基づいて補正する。判定部60は、重力補正部53によって補正された第2加速度データに基づいて、動きを判定する。

これにより、本実施形態における電子機器1は、図5Aに示すように、従来のローパスフィルタを用いた場合(図5B)に比べて、重力成分を正確に算出することができる。そのため、本実施形態における電子機器1は、自装置(本体)の動き(使用者U1の動作)による加速度データを正確に検出することができる。したがって、本実施形態における電子機器1は、自装置(本体)の動きの判定率を向上させることができる。

また、本実施形態では、センサ部10は、自装置の変位情報として角速度データを検出する。重力算出部52は、動きの開始(開始点)における加速度データと、自装置が動いている間(移動中)にセンサ部10が検出した角速度データとに基づいて、重力成分(重力加速度)を算出する。これにより、自装置の傾き(方向)に応じて、重力成分(重力加速度)を適切に補正することができるので、本実施形態における電子機器1は、正確に重力成分(重力加速度)を算出することができる。よって、本実施形態における電子機器1は、自装置の動きの判定率を向上させることができる。

また、本実施形態では、静止判定部51は、自装置の変位情報としてセンサ部10が検出した所定の検出回数分(例えば、10回分)の角速度データに対する標準偏差の変化に基づいて、静止状態を判定する。 角速度データの標準偏差は、角速度データのバラツキを示しており、本実施形態における電子機器1は、角速度データの標準偏差の変化に基づいて、角速度データの変化を適切にとらえることができる。そのため、本実施形態における電子機器1は、静止状態を正確に判定することができるとともに、動き(移動)の開始点、及び終了点を正確に判定することができる。よって、本実施形態における電子機器1は、自装置の動きの判定率を向上させることができる。

なお、本実施形態では、静止判定部51は、自装置の変位情報としてセンサ部10が検出した所定の検出回数分の加速度データに対する標準偏差の変化に基づいて静止状態を判定してもよい。この場合も、上述の角速度データの場合と同様に、本実施形態における電子機器1は、加速度データの標準偏差の変化に基づいて、加速度データの変化を適切にとらえることができる。そのため、本実施形態における電子機器1は、静止状態を正確に判定することができるとともに、動き(移動)の開始点、及び終了点を正確に判定することができる。

また、本実施形態における電子機器1は、重力補正部53によって補正された第2加速度データの2階積分値の積算に基づいて、自装置の移動の軌跡を生成する軌跡生成部54を備えている。動き判定部60(軌跡判定部61)は、軌跡生成部54が生成した軌跡に基づいて動きを判定する。 これにより、本実施形態における電子機器1は、例えば、直線運度や円運動などの動き(動き(運動)の種類)を軌跡に基づいて、正確に判定することができる。

また、本実施形態では、動き判定部60は、軌跡生成部54が生成した軌跡が、所定の第1の長さ以上の直線状、且つ1方向の移動である場合に、自装置の動きが直線運動であると判定する。 これにより、本実施形態における電子機器1は、簡易な手段により直線運動を判定することができる。

また、本実施形態における電子機器1は、軌跡生成部54が生成した軌跡を、互いに異なる所定数(例、8つ)の移動方向の直線に変更することにより簡略化する簡略化処理部55を備えている。動き判定部60は、簡略化処理部55によって簡略化された軌跡の開始点から終了点までの間に、所定数の移動方向のうちの、異なる移動方向により所定の回数(例、7回)以上連続して続いた場合に、自装置の動きが円運動であると判定する。 これにより、本実施形態における電子機器1は、簡易な手段により円運動を判定することができる。

また、本実施形態では、簡略化処理部55は、軌跡の曲線を直線に変更することにより簡略化する第1の簡略化処理と、第1の簡略化処理によって簡略化した軌跡を、所定数(例、8つ)の移動方向の直線に変更することによりさらに簡略化する第2の簡略化処理を実行する。第1の簡略化処理は、軌跡生成部54が生成した軌跡の開始点を最初の基準点に設定する設定処理と、判定処理と、変更処理と、判定処理と、所定の角度範囲を超える軌跡上の点を次の基準点として、変更処理とを軌跡の終了点まで繰り返す繰り返し処理とを含んでいる。ここで、判定処理は、基準点から軌跡における次の点までの直線を示す基準直線を設定し、設定した基準直線に対して、基準点との直線が2次元平面上の所定の角度範囲を超える軌跡上の点を、軌跡の順番に判定する。変更処理は、基準点から所定の角度範囲を超える軌跡上の点までの直線に軌跡を変更する。 これにより、本実施形態における電子機器1は、軌跡生成部54が生成した軌跡を、簡易な手段により、直線による軌跡として簡略化することができる。

[第2の実施形態] 次に、本発明に係る第2の実施形態について図面を参照して説明する。 図10は、本実施形態における電子機器(本体)1aを示すブロック図である。 本実施形態では、電子機器1aが、上述した直線運動(図2A)及び円運動(図2B)を判定するとともに、上述した円弧運動(図2C)を判定する場合の一例について説明する。

図10において、電子機器1aは、センサ部10、表示部20、操作部30、記憶部40、及び制御部50aを備えている。 なお、図10において、図3と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。 本実施形態では、制御部50aが、開始終了判定部56と、円弧運動判定部62とを備え、制御部50aが円弧運動を判定する点が、第1の実施形態と異なる。

制御部50aは、第1の実施形態における制御部50と同様に、電子機器1aの各部を統括して制御する。制御部50aは、静止判定部51、重力算出部52、重力補正部53、軌跡生成部54、簡略化処理部55、開始終了判定部56、及び動き判定部60aを備えている。 動き判定部60aは、軌跡判定部61と、円弧運動判定部62とを備えている。

開始終了判定部56は、例えば、ジャイロセンサ12が検出した角速度データが所定の範囲(所定の閾値範囲)を超えた場合に、動きの開始点P_S(図11の時刻T5)及び動きの終了点P_E(図11の時刻T7)を判定する。また、開始終了判定部56は、静止判定部51が判定した判定結果(静止状態であるか否かの結果)、及び角速度データに基づいて、自装置(本体)の変位の方向が反転する(角速度データの値の正負が反転する)中間点P_M(図11の時刻T6)を判定する。開始終了判定部56は、例えば、角速度データが所定の範囲(所定の閾値範囲)内であり、且つ、動きが継続している場合に、中間点P_Mであると判定する。このように、開始終了判定部56は、静止判定部51が判定した判定結果、及びジャイロセンサ12が検出した角速度データに基づいて、動きの開始点P_S及び動きの終了点P_Eを判定するとともに、角速度データの値の正負が反転する中間点P_Mを判定する。

図11は、円弧運動(往復運動)における角速度データの一例を示す図である。 図11のグラフにおいて、横軸は時間(ms(ミリ秒))を示し、縦軸は角速度データ(deg(度)/s)を示している。波形W10は、X軸方向の角速度データを示している。波形W11は、Y軸方向の角速度データを示している。波形W12は、Z軸方向の角速度データを示している。時刻T5は、電子機器1aの動きの開始点P_Sを示している。時刻T6は、電子機器1aの動きの中間点P_Mを示している。時刻T7は、電子機器1aの動きの終了点P_Eを示している。 波形W12のうち、波形W121は、開始点P_Sから中間点P_Mまでの角速度データを示している。波形W12のうち、波形W122は、中間点P_Mから終了点P_Eまでの角速度データを示している。

開始終了判定部56は、判定した開始点P_S、中間点P_M、及び終了点P_E(例えば、時刻T5、時刻T6、及び時刻T7の情報)を動き判定部60aに出力する。

動き判定部60aの円弧運動判定部62は、動きの開始点P_S(時刻T5)から中間点P_M(時刻T6)までの角速度データを積分した角度の変位量と、中間点P_M(時刻T6)から動きの終了点P_E(時刻T7)までの角速度データを積分した角度の変位量を算出する。そして、円弧運動判定部62は、動きの開始点P_Sから中間点P_Mまでの角速度データを積分した角度の変位量(例えば、+側)が所定の閾値(第2の閾値)以上である場合、且つ、中間点P_Mから動きの終了点P_Eまでの角速度データを積分した角度の変位量(例えば、−側)が所定の閾値(第3の閾値)以上である場合に、自装置(本体)の動きを円弧運動であると判定する。ここで、動きの開始点P_Sから中間点P_Mまでの角度の変位量を判定する所定の閾値(第2の閾値)と、動きの開始点P_Mから中間点P_Eまでの角度の変位量を判定する所定の閾値(第3の閾値)とは、例えば、30度である。このように、円弧運動判定部62は、所定の閾値(例えば、±30度)以上の角度の変位量で、動作の方向が+側と−側とで1つのセットとなる動き(運動)を円弧運動として判定する。 なお、動き判定部60aの軌跡判定部61は、第1の実施形態と同様に、直線運動と円運動とを判定するので、ここでは説明を省略する。

図12は、本実施形態における電子機器1aの動き判定の処理を示すフローチャートである。 図12のフローチャートにおいて、ステップS201〜ステップS211までの処理は、図9のステップS101〜ステップS111までの処理と同様であり、ここでは説明を省略する。 なお、本実施形態では、ステップS210において、軌跡判定部61は、この所定の長さ以上の直線が、異なる移動方向により7回以上連続して続いていない場合(ステップS210:NO)の場合に、処理をステップS212に進める。

ステップS212において、開始終了判定部56は、開始点P_S、中間点P_M、及び終了点P_Eを判定する。すなわち、開始終了判定部56は、例えば、ジャイロセンサ12が検出した角速度データが所定の範囲(所定の閾値範囲)を超えた場合に、動きの開始点P_S(図11の時刻T5)及び動きの終了点P_E(図11の時刻T7)を判定する。また、開始終了判定部56は、例えば、静止判定部51が判定した判定結果(静止状態であるか否かの結果)、及び角速度データに基づいて、角速度データの値の正負が反転する中間点P_M(図11の時刻T6)を判定する。

次に、動き判定部60aの円弧運動判定部62は、動きの開始点P_S(図11の時刻T5)から中間点P_M(図11の時刻T6)までの角速度データを積分した角度の変位量を算出する(ステップS213)。 また、円弧運動判定部62は、中間点P_M(図11の時刻T6)から動きの終了点P_E(図11の時刻T7)までの角速度データを積分した角度の変位量を算出する(ステップS214)。

次に、円弧運動判定部62は、2つの角度の変位量が所定の閾値(例えば、30度)以上であるか否かを判定する(ステップS215)。すなわち、円弧運動判定部62は、動きの開始点P_Sから中間点P_Mまでの角度の変位量(例えば、+側)が所定の閾値(例えば、30度)以上であり、且つ、中間点P_Mから動きの終了点P_Eまでの角度の変位量(例えば、−側)が所定の閾値(例えば、30度)以上であるか否かを判定する。円弧運動判定部62は、2つの角度の変位量が所定の閾値(例えば、30度)以上である場合(ステップS215:YES)に、処理をステップS216に進める。また、円弧運動判定部62は、2つの角度の変位量が所定の閾値(例えば、30度)以上でない場合(ステップS215:NO)に、処理を終了する。

次に、ステップS216において、円弧運動判定部62は、自装置の動きが円弧運動であると判定し、処理を終了する。すなわち、円弧運動判定部62は、動きの開始点P_Sから中間点P_Mまでの角度の変位量(例えば、+側)が所定の閾値(例えば、30度)以上である場合、且つ、中間点P_Mから動きの終了点P_Eまでの角度の変位量(例えば、−側)が所定の閾値(例えば、30度)以上である場合に、自装置の動きを円弧運動であると判定する。 なお、上述のステップS201〜ステップS216の処理において、軌跡判定部61による動き判定の処理と、円弧運動判定部62による動き判定の処理とは、シリアル処理(逐次実行の処理)として説明したが、パラレル処理(並列実行の処理)として処理されてもよい。

以上説明したように、本実施形態における電子機器1aは、静止判定部51が判定した判定結果、及びジャイロセンサ12が検出した角速度データに基づいて、動きの開始点P_S及び動きの終了点P_Eを判定するとともに、自装置(本体)の変位の方向が反転する中間点P_Mを判定する開始終了判定部56を備えている。動き判定部60aは、重力補正部53によって補正された第2加速度データに基づいて、自装置(本体)の動き(例、直線運動、円運動)を判定する。動き判定部60aは、補正された第2加速度データに基づいて自装置(本体)の動きを判定するとともに、動きの開始点P_Sから中間点P_Mまでの角速度データを積分した角度の変位量が所定の閾値以上である場合、且つ、中間点P_Mから動きの終了点P_Eまでの角速度データを積分した角度の変位量が所定の閾値以上である場合に、自装置(本体)の動きを円弧運動であると判定する。 これにより、本実施形態における電子機器1aは、簡易な手段により円弧運動を判定することができる。 また、本実施形態における電子機器1aは、第1の実施形態と同様に、センサ部10、静止判定部51、重力算出部52、重力補正部53、軌跡生成部54、簡略化処理部55、及び動き判定部60aの軌跡生成部54を備えている。そのため、本実施形態における電子機器1aは、第1の実施形態と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 例えば、上記の各実施形態において、加速度センサ11及びジャイロセンサ12は、互いに直交する3軸(例えば、X軸、Y軸、及びZ軸)を検出する形態を説明したが、これに限定されるものではない。また、制御部50(50a)は、加速度センサ11及びジャイロセンサ12の取り付け誤差や各センサの個体差を低減するために、静止状態において一定期間、各軸の検出を行った測定値に基づいて、検出データを補正するキャリブレーション処理を実行してもよい。

また、上記の各実施形態において、静止判定部51は、ジャイロセンサ12が検出した角速度データの標準偏差に基づいて、静止状態を判定する形態を説明したが、加速度センサ11が検出した加速度データの標準偏差に基づいて静止状態を判定してもよい。また、静止判定部51は、角速度データの標準偏差と、加速度データの標準偏差との両方に基づいて、静止状態を判定してもよい。

また、上記の各実施形態において、簡略化処理部55は、第1の簡略化処理と第2の簡略化処理との2段階の簡略化する形態を説明したが、第1の簡略化処理と第2の簡略化処理とうちのいずれか一方を実行する形態でもよい。また、第2の簡略化処理は、8つの移動方向に分割する形態を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、4つの移動方向に分割する形態でもよい。

また、上記の各実施形態において、電子機器1(1a)は、直線運動、円運動(回転運動)、又は円弧運動(往復運動)を検出する形態を説明したが、他の動き(運動)を検出してもよい。例えば、使用者U1による動作(操作)は、円(2次元)や直線(1次元)を描くジェスチャーに限られず、立体的な図形を描く3次元的なジェスチャーであってもよい。

また、上記の各実施形態における制御部50(50a)が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。また、制御部50(50a)が備える各部はメモリおよびCPUにより構成され、制御部50(50a)が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することにより、その機能を実現させるものであってもよい。

また、上述の制御部50(50a)の処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、自装置(本体)の動きを検出する処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。 また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、SDカード、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものでもよい。 また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。 さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。

1,1a…電子機器、10…センサ部、11…加速度センサ、12…ジャイロセンサ、51…静止判定部、52…重力算出部、53…重力補正部、54…軌跡生成部、55…簡略化処理部、56…開始終了判定部、60,60a…動き判定部。