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技術 スピンを伴う自由落下検出のための2つの三軸加速度計を使用するシステムおよび方法

出願人 カイオニクス・インコーポレーテッド
発明者 キム,ドン・ユンミラー,スコット・エイ
出願日 2008年3月27日 (11年8ヶ月経過) 出願番号 2010-501229
公開日 2010年7月8日 (9年5ヶ月経過) 公開番号 2010-522889
状態 未査定
技術分野 加速度、衝撃の測定 動的記録再生装置のキャビネット
主要キーワード 感知構成要素 加速度条件 可搬デバイス 半径アーム 通信損失 衝撃点 正規化アルゴリズム クロス乗積
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年7月8日)のものです。
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図面 (8)

課題・解決手段

ステム(10)および方法は、物体が落下する際にスピンし、またはタンブリングする物体に関連した自由落下を検出する。2つの三軸加速度計(14、16)が、スピンしながら落下する物体上に加えられる遠心力および求心力によって、そうでなければ、従来の自由落下検出システムによって検出されない、スピンする物体の自由落下を検出するアルゴリズム(28)への入力を提供する。システムは、オンボードメモリまたはハードディスクドライブを有する可搬デバイスの自由落下を検出するために使用でき、読出し書込みヘッド一時停止するための時間をデバイス許容し、衝撃によって損傷されることがあるデータを損失する可能性を削減する。この自由落下検出システムは、ノート型パソコン、PDA、MP3プレーヤデジタルカメラ携帯電話等の可搬デバイスおよび更には自動車に適用できる。

概要

背景

近年、ノート型パソコン、PDA、MP3プレーヤデジタルカメラおよび携帯電話等の可搬電子デバイスに対する需要が顕著に増加している。常時稼働オンボードメモリまたはハードディスクドライブ(HDD)を伴う可搬電子デバイスの使用が増加するにつれ、デバイス偶然に落下した場合、それらのデバイスの物理的衝撃によってデータ損失の危険性もまた増加する。データ損失およびその結果としての生産性損失には、個人的な不都合通信損失生産性低下、更に不運な場合には、個人、家族または企業に深刻な結果をもたらす修復不可能なデータ損失を引き起こす可能性がある。

前述の問題に対処するために、これらの可搬デバイスの単純な自由落下を検出でき、衝撃に先立ってオンボードメモリまたはHDDの読出し書込みヘッド待機させるように働くことができる自由落下保護システム考案されている。しかし、この現在の技術は一次元における加速度変化を検出できるが、この同じ技術は、落下物が「スピン」(物体が落下する際のその回転またはタンブリング)しているということに関する非常に一般的なシナリオを正確に検出することができない。

停止している加速度計は1G(重力)の加速度を測定する。加速度計は、単純な自由落下においては、落下の方向にかかわらず0Gの加速度を測定することになる。しかし、スピンを伴う物体の加速度の検出に関連した問題があり、それは以下の問題を含む。正確な、可能性のより高い実生活のシナリオとして、約毎秒4回転のスピンを伴って物体が落下する場合、落下全体を通して加速度計は決して0Gに近づかない。むしろ、スピンは、物体に加えられる遠心力および求心力による加速度をもたらすので、落下中の大半で、加速度計は3.0G超を測定することになる。このようなシナリオにおいて、閾値が高いGである単一の三軸加速度計を使用する従来の自由落下システム装置落下検出に役立たない。

落下事象の誤検出を引き起こす可能性があるジョギングまたはダンス等の日常の活動において可搬電子デバイスが使用されている場合、更なる問題が生じる。したがって、携帯デバイス市場はこれまで以上に、可能性のある不運な衝撃に先立って、通常の日常の事象と落下とを区別できる、特に高性能な保護のためのより信頼できる正確な検出技術を必要としている。

概要

ステム(10)および方法は、物体が落下する際にスピンし、またはタンブリングする物体に関連した自由落下を検出する。2つの三軸加速度計(14、16)が、スピンしながら落下する物体上に加えられる遠心力および求心力によって、そうでなければ、従来の自由落下検出システムによって検出されない、スピンする物体の自由落下を検出するアルゴリズム(28)への入力を提供する。システムは、オンボードメモリまたはハードディスクドライブを有する可搬デバイスの自由落下を検出するために使用でき、読出し/書込みヘッドを一時停止するための時間をデバイスに許容し、衝撃によって損傷されることがあるデータを損失する可能性を削減する。この自由落下検出システムは、ノート型パソコン、PDA、MP3プレーヤ、デジタルカメラ、携帯電話等の可搬デバイスおよび更には自動車に適用できる。

目的

本発明は、スピンする物体の自由落下を検出でき、この動きを、偶然にも物体の自由落下に似たものになることがある他の種類の日常の活動から区別できるシステムおよび方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

所定の固定された距離Rだけ相互に隔てて位置し、各加速度計が、それに与えられる加速力の強度および方向を示す第1、第2および第3の加速度ベクトルの信号を生成する、第1および第2の三軸加速度計AおよびBと、前記加速度ベクトルの信号を処理するためのソフトウェアモジュールを含み、それによって、スピンによって重力加速度である状態で遠心加速度に前記加速度計が晒されているか否かを決定するプロセッサと、前記プロセッサによる前記加速度計がスピンを伴う自由落下をしていることの決定に対応して制御信号を生成する信号生成器と、備え、前記制御信号は、物理的な衝撃が誘発する損傷から保護されるべき電子デバイス内の保護システムを制御できる、電子デバイスの自由落下を検出するためのシステム

請求項2

前記ソフトウェアモジュールは、各前記加速度計によって生成された前記加速度ベクトルを相互に比較してスピンを伴う自由落下条件を決定し、前記加速度ベクトルが共通の平面内に存在するか否かを決定し、その場合、前記信号発生器に前記制御信号を生成させるために利用される、スピンを伴う自由落下の指示信号を生成する、請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記ソフトウェアモジュールは、1)前記第1および第2の加速度計AおよびBによって生成される前記加速度ベクトルのクロス乗積が零であり、前記第1および第2の加速度計からの前記加速度ベクトルは相互に等しくない、または、2)前記第1および第2の加速度計AおよびBによって生成される前記加速度ベクトルのクロス乗積が零ではないが、距離ベクトルがのように前記加速度ベクトルAおよびBに直交する、という以上の条件のいずれかが満たされる場合、スピンを伴う自由落下条件が発生していることを決定するようにプログラムされている、請求項2に記載のシステム。

請求項4

前記システムの構成要素は、保護されるべきデバイスの内部またはデバイス上に搭載される回路基板上に配置される、請求項1に記載のシステム。

請求項5

前記第1および第2の加速度計は、保護されるべきデバイスの内部またはデバイス上に固定された距離Rだけ隔てて搭載される、請求項1に記載のシステム。

請求項6

各前記三軸加速度計は、機械的、圧電型、およびMEMSの加速度計を含むグループから選択される、請求項1に記載のシステム。

請求項7

保護されるべきデバイスを更に含み、前記デバイスはHDD、MP3プレーヤノート型パソコンおよび可搬DVDプレーヤを含むグループから選択される、請求項1に記載のシステム。

請求項8

前記ソフトウェアモジュールはまた、前記加速度計の前記加速度ベクトルの全てが閾値より低い場合を決定することによって、前記加速度計がスピンを伴わない自由落下条件に晒されているか否かを決定するようにプログラムされている、請求項1に記載のシステム。

請求項9

所定の固定された距離Rだけ相互に隔てて第1および第2の三軸加速度計AおよびBを位置させるステップとを含み、各前記加速度計は、それに与えられる加速力の強度および方向を示す第1、第2および第3の加速度ベクトルの信号を生成し、ソフトウェアアルゴリズムによって前記加速度ベクトルの信号を処理し、それによって、スピンから生じる重力加速度零状態で遠心加速度に前記加速度計が晒されているか否かを決定するステップと、前記加速度計がスピンを伴う自由落下をしているという決定に応答して制御信号を生成するステップとを含み、前記制御信号は物理的な衝撃が誘発する損傷から保護されるべき電子デバイス内の保護システムを制御できる、電子デバイスの自由落下を検出するための方法。

請求項10

スピンを伴う自由落下条件は、各前記加速度計によって生成された前記加速度ベクトルを相互に比較して、前記加速度ベクトルが共通の平面内に存在するか否かを決定することによって決定され、その場合、前記制御信号の生成を引き起こす、スピンを伴う自由落下の指示信号を生成する、請求項9に記載の方法。

請求項11

1)前記第1および第2の加速度計AおよびBによって生成される前記加速度ベクトルのクロス乗積は零であり、前記第1および第2の加速度計からの前記加速度ベクトルは、相互に等しくない、または、2)前記第1および第2の加速度計AおよびBによって生成される前記加速度ベクトルのクロス乗積が零でないが、距離ベクトルはのように前記加速度ベクトルAおよびBに直交する、という以上の条件のいずれかが満たされる場合、スピンを伴う自由落下が発生していることを決定する、請求項10に記載のシステム。

請求項12

前記第1および第2の加速度計は、保護されるべきデバイスの内部またはデバイス上に固定された距離Rだけ隔てて搭載される、請求項9に記載の方法。

請求項13

前記三軸加速度計の各々は、機械的、圧電型、およびMEMSの加速度計を含むグループから選択される、請求項9に記載の方法。

請求項14

保護されるべきデバイス上に前記加速度計を搭載するステップを更に含み、前記デバイスはHDD、MP3プレーヤ、ノート型パソコンおよび可搬DVDプレーヤを含むグループから選択される、請求項9に記載の方法。

請求項15

前記ソフトウェアアルゴリズムはまた、前記加速度計の前記加速度ベクトルの全てが閾値より低いときを決定することによって、前記加速度計スピンを伴わない自由落下条件に晒されているか否かを決定する、請求項9に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、一般に、可搬電子デバイスハードディスクドライブまたは他の感知構成要素を衝撃による損傷から保護するための、このようなデバイスにおけるスピンを伴う自由落下検出のためのシステムおよび方法に関する。

背景技術

0002

近年、ノート型パソコン、PDA、MP3プレーヤデジタルカメラおよび携帯電話等の可搬電子デバイスに対する需要が顕著に増加している。常時稼働オンボードメモリまたはハードディスクドライブ(HDD)を伴う可搬電子デバイスの使用が増加するにつれ、デバイスが偶然に落下した場合、それらのデバイスの物理的衝撃によってデータ損失の危険性もまた増加する。データ損失およびその結果としての生産性損失には、個人的な不都合通信損失生産性低下、更に不運な場合には、個人、家族または企業に深刻な結果をもたらす修復不可能なデータ損失を引き起こす可能性がある。

0003

前述の問題に対処するために、これらの可搬デバイスの単純な自由落下を検出でき、衝撃に先立ってオンボードメモリまたはHDDの読出し書込みヘッド待機させるように働くことができる自由落下保護システム考案されている。しかし、この現在の技術は一次元における加速度変化を検出できるが、この同じ技術は、落下物が「スピン」(物体が落下する際のその回転またはタンブリング)しているということに関する非常に一般的なシナリオを正確に検出することができない。

0004

停止している加速度計は1G(重力)の加速度を測定する。加速度計は、単純な自由落下においては、落下の方向にかかわらず0Gの加速度を測定することになる。しかし、スピンを伴う物体の加速度の検出に関連した問題があり、それは以下の問題を含む。正確な、可能性のより高い実生活のシナリオとして、約毎秒4回転のスピンを伴って物体が落下する場合、落下全体を通して加速度計は決して0Gに近づかない。むしろ、スピンは、物体に加えられる遠心力および求心力による加速度をもたらすので、落下中の大半で、加速度計は3.0G超を測定することになる。このようなシナリオにおいて、閾値が高いGである単一の三軸加速度計を使用する従来の自由落下システム装置落下検出に役立たない。

0005

落下事象の誤検出を引き起こす可能性があるジョギングまたはダンス等の日常の活動において可搬電子デバイスが使用されている場合、更なる問題が生じる。したがって、携帯デバイス市場はこれまで以上に、可能性のある不運な衝撃に先立って、通常の日常の事象と落下とを区別できる、特に高性能な保護のためのより信頼できる正確な検出技術を必要としている。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、スピンする物体の自由落下を検出でき、この動きを、偶然にも物体の自由落下に似たものになることがある他の種類の日常の活動から区別できるシステムおよび方法を提供することによって、重力加速度がないことに応答することしかできない以前の落下検出デバイスに関連した問題を解決する。

課題を解決するための手段

0007

これを達成するために、検出システムおよび方法は、第1および第2の三軸加速度計と組み合わされた改良されたアルゴリズムを利用し、それら加速度計はそのアルゴリズムへの入力を提供する。アルゴリズムは、入力を解析して、物体がスピンおよび自由落下していることを示す遠心力または求心力による加速度が発生しているときを決定する。具体的には、三軸加速度計の各々からの加速度ベクトルが比較されて、それらが両方とも同一平面内にあるか否かを決定する。これは、スピンする物体が自由落下中である際、そのスピンする物体に掛かる重力がである場合のみに発生し得る。アルゴリズムは、ベクトルが相互に平行であるかまたは相互に交差しているかを決定するために、ベクトル情報を使用する。これらは両方ともベクトルが同一平面内にあることを示す条件である。その場合、アルゴリズムは、物体が自由落下条件にあると決定し、衝撃から保護されるべきデバイスのハードドライブまたは他の構成要素の安全を確保するそのデバイスを作動するために利用される制御信号を生成する。

0008

主題の発明の2つの三軸加速度計を伴うアルゴリズムを使用することは、スピンを伴う自由落下の検出を容易にするだけでなく、以前の自由落下検出デバイスに比較してより少ない電力消費のより安価なマイクロプロセッサを使用する。更に具体的には、本発明のアルゴリズムは、サンプリングレートが50Hzの場合、約60ミリ秒の検出時間に換算される3サンプリング周期程度の短い間に、三軸加速度計のベクトル出力に基づいて、スピンを伴う自由落下の条件を検出できる。これによって、1メートルの自由落下は概ね0.45秒(450ミリ秒)かかるので、HDD等の保護される機構が自由落下の指示に反応するのにより長い時間が許される。本発明に関連した精度および改良は、例えば自動車等の、自由落下保護から利益を得るであろう他の物体に適用することもできるので、可搬デバイスを超えた適用性を考慮できる。

0009

本発明の特徴および利点は、以下に簡単に説明される添付の図面と併せて、その好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなるだろう。

図面の簡単な説明

0010

最初に人の手に保持され、次いで落下して床面上で停止するまでの物体の加速度の変化を時間の関数として表すグラフであり、スピンを伴わずに地上に向かって落下している物体に取り付けられた従来の加速度計の読取り値を表すグラフである。
最初に人の手に保持され、次いで落下して床面上で停止するまでの物体に取り付けられた従来の加速度計の読取り値を時間の関数として表すグラフであり、このグラフの物体はスピンを伴い地上に向かって落下している、グラフである。
好ましい実施形態に利用され、位置AおよびBでそれぞれ剛性の物体上に配置される2つの加速度計の相対配置の略図である。
加速度計AおよびBが、重力(G)が物体に作用しているような、自由落下条件にない物体に付加された場合、それらの加速度計AおよびBによって生成される加速度ベクトルのグラフ図である。
加速度計AおよびBが、重力(G)が物体に作用していないような、自由落下条件の物体に付加された場合、それらの加速度計AおよびBによって生成される加速度ベクトルのグラフ図である。
2つのベクトルAAおよびABのクロス乗積距離ベクトルRとの間の関係の略図である。
デバイスのスピンを伴う自由落下を検出し、前記デバイス上のHDDまたは他の構成要素の安全を確保することで対応するための、本発明によって構成された、システムのブロック図である。
スピンを伴う物体の自由落下を検出し、デバイスのHDDの安全を確保するためのステップを踏むことによってそれに対応するための、本発明のシステムによって利用される、アルゴリズムのフローチャートである。

実施例

0011

すでに示されたように、停止している加速度計は1G(重力)の加速度を測定する。加速度計は、落下の方向にかかわらず、単純な自由落下において0Gの加速度を測定することになる。スピンを伴わずに自由落下する物体の加速度信号図1に示される。図は、1Gの落下前加速度条件、約0Gの落下中の加速度、それに続く、衝撃時の加速度の読取り値の不安定なスパイクおよびクラッシュ、および、物体が床面上に1Gで停止している際の加速度の読取り値の均一化を表す。

0012

図2は、物体が落下し、それと同時にスピンが物体に与えられる場合のシナリオを例示する。正確な、可能性のより高い実生活のシナリオとして、約毎秒4回転のスピンを伴う物体の落下の場合、落下全体を通して加速度計は決して0Gに近づかない。むしろ、スピンは、物体に加えられる遠心力および求心力による加速度をもたらすので、落下中の大半で、加速度計は例示されるように3.0G超を測定することになる。遠心加速度は、スピンの中心から物体を変移させる力であり、求心力による加速度はスピンの中心に物体を保持する力であることに留意されたい。

0013

スピンを伴う自由落下を測定するために、本発明の好ましい実施形態は三軸加速度計の対を使用して、衝撃の損傷から保護されるべき構成要素を含む物体の加速度を測定する。加速度計は、固定された距離を相互に隔てて物体に付加される。図3の略図は、位置Aに第1の加速度計、および、位置Aから距離Rにある位置Bに第2の加速度計がある状態の配置を例示する。

0014

2つの加速度計に自由落下を認識することを可能にする数学仮定が、好ましい実施形態によって利用されるアルゴリズムに必要とされる。この仮定は、簡単に言えば、空気抵抗または「抗力」による接線方向の加速度は無視できることである。したがって、このアルゴリズムのために遠心力または求心力による加速度だけが検討されることとなる。この前提は、式1において表され、ここで、ATは接線方向の加速度、ωは角速度、およびRRは回転の半径アームである。

0015

0016

物体がスピンを伴って落下している場合には、落下しながら任意の軸の周りを回転することとなる。したがって、2つの加速度計が落下する物体の剛性の本体に物理的に取り付けられているため、2つの遠心加速度は任意の一平面上に存在するであろう。したがって、物体が落下し、スピンしている際、重力加速度はすでに存在せず、物体上には遠心力のみが及ぼされるため、AおよびBに関するベクトルは一平面上に存在しなくてはならない。遠心加速度のために、2つのベクトルは平行であるか、または、任意の一点で交差する。

0017

したがって、アルゴリズムの基本的前提は2つの加速度ベクトルが同一平面上に存在するか否かを検査することである。測定AAおよびABが単一の平面上(図4の平面AOB)に存在する場合には、2つの測定は平行であるか、または一平面上の任意の一点で相互に交差するべきである。これら2つの条件(平行および交差)を検査することによって、物体がスピンを伴って落下しているか否かが決定できる。図4は日常の事象の場合における加速度ベクトルを示す。このような通常の使用(非落下事象)の間、重力加速度と遠心加速度の、結果として生じる加速度ベクトルを同時に加速度計が感知するように、重力(G)は常に測定に含まれる。測定ベクトルAAおよびABは、3次元空間において2つのベクトルを斜めに向ける重力加速度のベクトルのために相互に交差できない。したがって、図4のAAおよびABベクトルは1つの平面内に位置しない。

0018

図4において、Gは重力加速度ベクトルであり、ωは回転軸に対する角速度であり、RAおよびRBは(重力加速度がベクトルAAおよびABに作用していないかのような)想定の回転軸からの回転アームである。

0019

式2および式3、

0020

0021

および

0022

0023

、を検討すると、物体がスピンを伴って落下している場合、物体は重力加速度を受けず、したがって、Gが値0(零)に素早く近づく。したがって、式2および式3における加速度の構成要素、

0024

0025

のみが残存することになる。物体が剛性の本体である限りは、2つのベクトルは1つの平面上に存在することになる。図5は、スピンを伴う自由落下の事例における測定を表し、したがって、図中には重力は表されていない。図5はまた、物体が衝撃点までスピンし続ける限りは、図5加速度値は決して0(零)に近づかないので、何故1つの加速度計を使用する従来の自由落下検出が、スピンを伴う自由落下に対して働かないかを説明するのに役立つ。

0026

以下の解析が、測定ベクトルが単一の平面内に存在すること、すなわち、平行な状態および交差した状態であることを示すいずれかの条件が、任意の所与の瞬間に存在するか否かを確認するために必要な式を提供する。測定ベクトルのクロス乗積はこれらの条件を検査するために使用される。

0027

0028

が零に等しい場合には、2つのベクトルは平行である。条件は以下のように表される。

0029

0030

式7のAX、AY、AZ、BX、BY、BZは、それぞれ、加速度計AおよびBのX、YおよびZ軸における加速度の構成要素であり、一方、i、j、kは座標X、YおよびZの単位ベクトルである。

0031

クロス乗積が零であるか否かを検査するために、式6が満足されなくてはならない。
一旦

0032

0033

が零となれば、その場合、2つのベクトルは平行であるが、強度は正確には分らない。

0034

0035

ならば、スピンを検出することは不可能である。重力加速度は両方の加速度計に等しく作用するため、物体が重力下にあったとしても、それらは平行でなくてはならない。理論では、この事例はまれにしか起こり得ない。そうでない場合(

0036

0037

の事例では)、スピンを伴う自由落下は平行を基にして検出できる。しかし、1つの例
外的事例がある。少なくとも1つの軸の回転が重力加速度に対して直交する場合

0038

0039

には、先の事例と同じ理由のために検出できない。

0040

0041

である場合には、2つのベクトルが、交差を通過する一平面上に存在するか否かを検査しなくてはならない。2つのベクトルが1つの任意の点で出会うか否かを知るために、条件

0042

0043

を使用する。クロス乗積は、1つのベクトルが他方から離れた状態、すなわち、それらが空間においてねじれの位置にあるとしても、零となり得る。条件が満たされさえすれば、その場合、2つのベクトルが相互に交差する。ベクトル

0044

0045

は、ベクトル

0046

0047

の両方および距離ベクトル

0048

0049

に直交する。
距離ベクトル

0050

0051

は2つ加速度計に物理的に連結している。2つのベクトル

0052

0053

の一方の回転によって作られるベクトル

0054

0055

が距離ベクトル

0056

0057

に直交する場合には、距離ベクトル

0058

0059

は2つの測定ベクトル

0060

0061

によって作られる一平面上に存在すべきである。これは、

0062

0063

は任意の一点で出会うことを意味する。幾何学的に互換性のある状態のために、3次元空間においてこれらは単一の平面を形成する。図6は条件

0064

0065

が満たされる場合を比喩的に表す。

0066

0067

が零の場合の例外的事例がある。この場合、回転軸が重力加速度の方向と同じであるため、スピンを伴う自由落下は検出できない。
要約すると、

0068

0069

および

0070

0071

の場合、測定ベクトルが交差していると言え、したがって、物体はスピンを伴い落下している。
ここで図7のブロック図を参照すると、本発明の好ましい実施形態により構成され、前述の式を加速度計の測定に適用するアルゴリズムを利用する落下検出システム10が例示される。システム10は、第1および第2の三軸加速度計14および16によって生成される加速度信号を受信し処理するCPU12を含む。三軸加速度計14および16は、機械的、圧電型、およびMEMSの加速度計等の任意の種類の既知の三軸加速度計であってよい。

0072

加速度計14および16はそれぞれ、落下が誘発する衝撃の損傷から保護されるべきデバイス18に固定される。図4に関連して示されたように、加速度計は、デバイス18上に固定された既知の距離Rだけ相互に隔てて配置される。これは、点線19によって示される共通の回路基板上にシステム10の構成要素の各々が搭載され、そしてその基板が保護されるデバイス18内部に搭載されることによって達成されることが望ましい。代替的に、加速度計14および16はデバイス18の物理的構造物に直接搭載できる。システム10によって最も保護されそうなデバイスの種類は、HDD、MP3プレーヤ、ノート型パソコン、可搬DVDプレーヤ等を含む。

0073

CPU12は、加速度計14および16の各々から受信される信号を信号処理ユニット22に連絡するためのインターフェースユニット20を含む。信号処理ユニット22は、加速度計14および16から受信される信号を、較正回路26から受信する情報に基づいて正規化するための正規化アルゴリズム24を含む。システム10の最も重要な部分は、図8と共に更に詳細に論じる、スピンを伴う自由落下検出アルゴリズム28である。検出アルゴリズム28がスピンを伴う自由落下条件を検出する場合、制御信号30を生成する指令制御指令34のための回路に送られ、次いでそれは、床面または他の物体によるデバイス18の衝撃に先立って安全なロックされる位置に移動される必要がある、デバイス18内のHDDまたは他の機構の読出し/書込みヘッドの安全を確保するための機構の動作をトリガするように制御信号生成器36に命令する。

0074

図8のフローチャートを参照すると、好ましい実施形態の方法のステップ毎のフローが例示される。最初に、ステップ100で、各加速度計によって生成された加速度信号が解析のためにCPU12内に読み込まれる。このステップは毎秒何回も繰り返される。ステップ102で、加速度計14および16からの生信号が、較正のための入力オフセットおよび感度によって調整される。ステップ104で、加速度の読取り値が正規化される。

0075

次に、加速度信号が、図8において点線によって示される、以下のステップを含む、システムおよび方法の心臓部であるスピンを伴う自由落下検出アルゴリズム106に送られる。

0076

先の考察に鑑みて、自由落下検出アルゴリズム106の目的は、加速度計14および16の各々によって生成される加速度ベクトルが同一平面内に存在するか否かを決定することである。この条件は、加速度計が取り付けられたデバイスがスピンを伴う自由落下条件にある場合のみに発生する。加速度計の各々によって生成される加速度ベクトルが同一平面内に存在するか否かを決定するために、ベクトルは先に論じたように平行および交差について検査される。最初にステップ108で2つのベクトルのクロス乗積が計算される。これが零である場合には、ベクトルはおそらくは交差することができず、ベクトルが相互に同じではないと仮定すると、ベクトルは実際には平行であろう。ステップ110で後者の条件が検査される。ベクトルが同じである場合には、ステップ112で検出されたデバイスの動きは通常の使用によるものであり、スピンを伴う自由落下ではないと結論付けられる。一方で、2つのベクトルが同じでない場合、ステップ114で物体がスピンを伴う自由落下をしていることをアルゴリズムが決定し、保護制御システムの作動が許可される。

0077

先に論じたように2つのベクトルが同一平面内に存在することも示すそれら2つのベクトルの交差について検査するために、ステップ108でベクトルのクロス乗積が零ではないことが決定された後、次いで、ステップ116で

0078

0079

であるか否かが決定される。その場合、スピンを伴う自由落下が検出される。そうでない場合、デバイスの通常の動きが確認される。
ステップ112で、デバイスの通常の動きが決定された場合には、ステップ118でアルゴリズムが追加の加速度計読取り戻り、それによって更に繰り返して処理を開始する。同様に、ステップ114でスピンを伴う自由落下が決定される場合、ステップ120で制御信号が生成する指令が出され、次いでアルゴリズムが更なる読取りに戻る。制御信号が生成する指令が出される場合、これは、保護されるデバイス18のHDDまたは他の保護される構成要素の安全を確保するための必要な信号を生成する制御指令112のための回路に送られる。

0080

以前の自由落下検出システムにおいて行われるようにスピンを伴わない自由落下状態を、スピンを伴う自由落下とは別に追加して検出するように、自由落下検出アルゴリズム108を容易に改良できることは理解されるべきである。図8において点線によって示されるように、これは、2つの加速度計の加速度ベクトル出力x、yおよびzが監視されること、および、ステップ124でこれらの出力の全てが約0.3から0.4g’sである所定の最小閾値より低くなる場合には、ステップ126でスピンを伴わない自由落下条件が示され、ステップが実行されて、保護されるデバイス18の安全が確保されることを必要とするのみである。

0081

本発明が好ましい実施形態およびそれに対する変更の観点で開示されたが、それに対する多くの他の変更および改良が、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱せずに行えることは理解されるだろう。

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