FI123761B - Method for determining a measurable object size and corresponding system - Google Patents

Method for determining a measurable object size and corresponding system Download PDF

Info

Publication number
FI123761B
FI123761B FI20115910A FI20115910A FI123761B FI 123761 B FI123761 B FI 123761B FI 20115910 A FI20115910 A FI 20115910A FI 20115910 A FI20115910 A FI 20115910A FI 123761 B FI123761 B FI 123761B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measurement
sensor
physical
error
estimate
Prior art date
Application number
FI20115910A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115910A (en
FI20115910A0 (en
Inventor
Erik Lindman
Heikki Nieminen
Original Assignee
Suunto Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suunto Oy filed Critical Suunto Oy
Priority to FI20115910A priority Critical patent/FI123761B/en
Publication of FI20115910A0 publication Critical patent/FI20115910A0/en
Priority to GB1215204.7A priority patent/GB2497153B/en
Priority to DE102012216194.5A priority patent/DE102012216194B4/en
Publication of FI20115910A publication Critical patent/FI20115910A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123761B publication Critical patent/FI123761B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/19Sporting applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/006Pedometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/16Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a value which is a function of two or more values, e.g. product or ratio
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/45Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/52Determining velocity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for determining a target variable, such as speed or altitude, to be measured, in a mobile device (such as a wrist-mounted computer or mobile telephone), and a corresponding mobile system. In the method, a first physical variable is measured with the aid of a first sensor and a second physical variable with the aid of a second sensor. The second physical variable is typically different to the first physical variable, or at least is measured using a different technique. With the aid of the measurements, the value of the target variable is calculated with the aid of the measurement of the first and second physical variables, in such a way that an estimate for the target variable is determined with the aid of at least the measurement of the first physical variable (step 32), at least a first error estimate is determined (33a, 33b), which depicts the accuracy of the measurement of the first physical variable, and the estimate of the target variable is filtered (step 35) at a strength that depends on both the first error estimate and the measurement of the said second physical variable.

Description

Menetelmä mitattavissa olevan kohdesuureen määrittämiseksi ja vastaava järjestelmäA method for determining a measurable target variable and a corresponding system

Keksinnön ala 5 Keksintö liittyy mobiililaitteiden anturifuusiotekniikkaan (sensor fusion), eli tarkemmin sanottuna monen anturin tarjoaman tiedon käsittelyyn. Erityisesti keksintö liittyy mobiililaitteen tai -järjestelmän avulla mitatun kohdesuureen tarkkuuden parantamiseen. Antureina voi olla esimerkiksi GPS-anturi tai paineanturi sekä kiihtyvyysanturi ja näiden avulla mitattava kohdesuure nopeus tai korkeus, vastaavasti. Mobiililaite voi olla 10 esimerkiksi rannetietokone, matkapuhelin, muu kannettava laite tai anturiyksikkö tai jokin näiden toiminnallinen yhdistelmä.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to sensor fusion technology for mobile devices, more particularly to the processing of information provided by multiple sensors. In particular, the invention relates to improving the accuracy of a target quantity measured by a mobile device or system. The sensors may be, for example, a GPS sensor or a pressure sensor as well as an acceleration sensor and the speed or altitude of the target variable measured with them, respectively. The mobile device may be, for example, a wristop computer, a mobile phone, other portable device or sensor unit, or any functional combination thereof.

Tunnettu tekniikkaPrior art

Ranteessa tai muualla kehossa olevan GPS:n nopeus sisältää paljon kohinaa mutta siinä on 15 hyvin pieni bias-virhe, eli systemaattinen virhe. Eli taajuustasossa esitettynä GPSGPS on the wrist or elsewhere in the body has a lot of noise but has a very small bias error, or systematic error. That is, in the frequency domain, represented by GPS

nopeuden tarkkuus on hyvä lähellä DC:tä ja heikkenee nopeasti taajuuden noustessa kuten on esitetty kuviossa 1 käyrän 1 avulla. Mittaustarkkuutta voidaan parantaa perinteisillä signaalin suodatusmenetelmillä tai GPS-dopplermittauksen avulla. Silti tyypillisellä 1 Hz mittaustaajuudella ja henkilön kävellessä puhtaasti GPS-pohjaisen nopeusmittauksen 20 kohina voi olla jopa 20-30 % luokkaa signaaliin verrattuna, co 5 Toisaalta, ranteessa tai muualla kehossa olevasta kiihtyvyysanturista estimoitu nopeusthe speed accuracy is good near DC and deteriorates rapidly with increasing frequency as shown in Fig. 1 by curve 1. Measurement accuracy can be improved by traditional signal filtering methods or GPS doppler measurement. Still, at a typical 1 Hz measurement frequency and when a person is walking, the noise from a GPS-based speed measurement 20 can be up to 20-30% of the signal, co 5 On the other hand, the velocity sensor from the wrist or other body

CNJCNJ

ivL sisältää vähemmän kohinaa, jolloin sen tarkkuus taajuuden noustessa pysyy tiettyyn rajaan cp (Y) asti hyvänä. Näin mitatussa nopeudessa voi kuitenkin olla isokin bias-virhe. Tämä o x tarkoittaa että kiihtyvyydestä estimoidun nopeuden paras tarkkuus on huonompi kuinivL contains less noise so that its accuracy with frequency increases up to a certain limit cp (Y). However, there may be a large bias error in the speed so measured. This o x means that the best accuracy of the acceleration estimated velocity is worse than

DCDC

25 GPS:llä. Kiihtyvyysanturin avulla mitatun nopeuden tarkkuus taajuustasossa on o tyypillisesti kuvion 1 käyrän 2 mukainen, m o Tavoitteena käytännössä olisi kuitenkin saada kuvion 1 käyrän 3 mukainen nopeuden tarkkuus taajuustasossa, eli laajalla alueella tarkka mittaus. Tavoitteena on myös saada 2 aikaan riittävän hyvin liiketilan muutoksiin, mutta heikosti itse mittaustapahtumaan liittyviin virhelähteisiin reagoiva mittaus.25 With GPS. The accuracy of the speed measured by the accelerometer in the frequency domain is typically o as shown in curve 2 of Fig. 1, m o However, in practice, the objective would be to obtain the velocity accuracy of curve 3 of Fig. 1 in the frequency domain. The aim is also to provide a measurement 2 that responds reasonably well to changes in the Business Area, but poorly to the sources of error associated with the measurement event itself.

Samanlaisia ongelmia liittyy myös GPS-pohjaisen korkeuden ja vertikaalinopeuden 5 määrittämisessä. Edelleen, hieman samankaltainen ongelma liittyy myös korkeustiedon määrittämiseen paineanturin avulla, tosin tässä tapauksessa virhettä aiheuttavat hitaat (matalataajuuksiset) ilmanpaineen vaihtelut.Similar problems arise when determining GPS-based altitude and vertical velocity 5. Further, a somewhat similar problem also relates to the determination of altitude data by means of a pressure transducer, although in this case the error is caused by slow (low frequency) air pressure variations.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Keksinnön tavoitteena on tarjota uudenlainen menetelmä mitattavissa olevan kohdesuureen 10 määrittämiseksi mobiililaitteessa ja vastaava j ärj estelmä. Keksinnön tavoitteena on erityisesti parantaa paikannusanturitiedon avulla lasketun vertikaali- ja/tai horisontaalinopeuden ja/tai korkeuden, tai painetiedon avulla lasketun korkeuden tai vertikaali nopeuden tarkkuutta vaihtelevissa liike- ja ympäristöolosuhteissa.It is an object of the invention to provide a novel method for determining a measurable target variable 10 in a mobile device and a corresponding system. It is a particular object of the invention to improve the accuracy of vertical and / or horizontal velocity and / or altitude calculated using position sensor data or altitude or vertical velocity calculated using pressure data under varying motion and environmental conditions.

Keksinnössä hyödynnetään uudella tavalla anturifuusiota, eli tarkemmin ottaen halutun 15 suureen laskennassa hyödynnetään vähintään kahden samaa tai eri fysikaalista suuretta mittaavan eri anturin antamaa tietoa.The invention utilizes sensor fusion in a novel way, that is, more precisely, the information provided by at least two different sensors measuring the same or different physical quantities is utilized in the calculation of the desired quantity.

Keksinnön mukainen menetelmä ja järjestelmä on määritelty täsmällisemmin itsenäisissä patenttivaatimuksissa.The method and system of the invention are more precisely defined in the independent claims.

Yhden sovellutusmuodon mukaan menetelmässä mitataan ensimmäistä ja toista 20 fysikaalista suuretta ensimmäisen ja toisen anturin avulla, vastaavasti. Kohdesuureen arvo co 5 lasketaan ensimmäisen ja toisen mittauksen avulla, siten, että c\j i 1^ cp - määritetään estimaatti kohdesuureelle ainakin ensimmäisen fysikaalisen suureen co o mittauksen avulla,According to one embodiment, the method measures first and second physical quantities by means of first and second sensors, respectively. The value of the target variable co 5 is calculated by means of the first and second measurements, such that c i j i 1 ^ cp - an estimate of the target variable is determined by at least the first measurement of the physical quantity co 0,

XX

cccc

CLCL

- määritetään ainakin ensimmäinen virhearvio, joka kuvaa ensimmäisen fysikaalisen 0 01 25 suureen mittauksen virhettä, m ° - määritetään laskentamallin virhearvio, joka arvioi kuinka hyvin laskentamalli vastaa todellista tilannetta, ainakin toisen fysikaalisen suureen mittauksen avulla, ja 3 - suodatetaan kohdesuureen estimaattia voimakkuudella, joka riippuu sekä mittauksen virhearviosta että mainitusta laskentamallin virhearvioista.- determining at least a first error estimate describing the error of the first physical measurement of 0 01 25, m ° - determining an error estimate of the calculation model that estimates how well the calculation model corresponds to the actual situation, at least by a second physical measurement; both the measurement error and the calculation model error mentioned.

Toinen fysikaalinen suure voi olla eri suure kuin ensimmäinen fysikaalinen suure, tai ainakin mitattu eri tekniikalla. Tekniikan ero voi olla vaikka anturin erilainen sijoittelu tai 5 erilainen mittausmalli jolla mittaus muutetaan kohdesuureeksi. Niinpä ensimmäinen ja toinen anturi perustuvat tyypillisesti eri toimintaperiaatteeseen silloinkin kun ne mittaavat samaa fysikaalista suuretta. Esimerkiksi horisontaalinopeutta (etenemisnopeutta) voidaan mitata satelliittipaikannusanturin avulla ja kiihtyvyysanturin avulla. Vastaavasti korkeutta tai nousunopeutta (vertikaalinopeutta) voidaan mitata satelliittipaikannusanturin, 10 kiihtyvyysanturin, ja paineanturin avulla. Edullisesti ensimmäinen ja toinen anturi perustuvat mittaustekniikohin, joilla on oleellisesti toisistaan poikkeava virheprofiili mittaustaajuuden funktiona. Molempien anturien antamista tiedoista on kuitenkin joko suoraan tai matemaattisen mallin ja/tai esitietojen kautta johdettavissa jokin arvio kohdesuureelle tai tämän muutokselle.The second physical quantity may be different from the first physical quantity, or at least measured by a different technique. The difference in technology can be, for example, a different sensor placement or 5 different measurement patterns that convert the measurement to a target quantity. Thus, the first and second sensors are typically based on different operating principles, even when they measure the same physical magnitude. For example, horizontal velocity (propagation velocity) can be measured by a satellite position sensor and by an accelerometer. Similarly, altitude or ascent rate (vertical velocity) can be measured by a satellite position sensor, 10 accelerometer, and a pressure sensor. Preferably, the first and second sensors are based on measurement techniques which have a substantially different error profile as a function of the measurement frequency. However, the data provided by both sensors can be used to derive, either directly or through a mathematical model and / or preliminary data, an estimate of the target variable or its change.

15 Yhden keskeisen sovellutusmuodon mukaan menetelmässä mitataan nopeutta satelliittipaikannusanturin (kuten GPS-anturin) avulla ja kiihtyvyyttä kiihtyvyysanturin avulla. Lopullinen, käyttäjälle ilmoitettava nopeusarvo lasketaan nopeus-ja kiihtyvyysmittausten avulla siten, että - määritetään estimaatti nopeudelle satelliittipaikannusmittauksen ja/tai 20 kiihtyvyysmittauksen avulla, - määritetään ensimmäinen virhearvio, joka kuvaa satelliittipaikannuspohjaisen $2 nopeusmittauksen virhettä, o c\j g - määritetään toinen virhearvio, joka kuvaa kiihtyvyyspohjaisen nopeusmittauksen i g virhettä, x o- 25 - määritetään ensimmäinen laskentamallin virhearvio satelliittipaikannusmittauksen avulla, 2 - määritetään toinen laskentamallin virhearvio kiihtyvyysmittauksen avulla, ja O) !£ - suodatetaan nopeusestimaattia voimakkuudella, joka riippuu mainituista mittauksien virhearviosta ja mainituista laskentamallin virhearvioista.According to one central embodiment, the method measures velocity by means of a satellite position sensor (such as a GPS sensor) and acceleration by means of an accelerometer. The final velocity value to be reported to the user is calculated from the velocity and acceleration measurements by: - determining an estimate of velocity by satellite positioning and / or 20 acceleration measurements, - determining a first error estimate describing the error in ig error, x o-25 - determining the first calculation error of the calculation model by satellite positioning measurement, 2 - determining the second calculation error of the calculation model by means of acceleration measurement, and O)! £ - filtering the velocity estimate with intensity depending on said measurement error estimate and said calculation.

Edullisen sovellutusmuodon mukaan nopeusestimaatti määritetään, ainakin 30 ennaltamäärättyjen mittauksen laatuehtojen täyttyessä, sekä satelliittipaikannusmittauksen 4 että kiihtyvyysmittauksen avulla, näitä halutulla tavalla painottaen. Voidaan myös määrittää virhearviot, jotka kuvaavat nopeus mittauksien virheiden suuruutta. Näitä virhearviota voidaan edelleen käyttää nopeusestimaatin laskennan painotuksien määrittämiseksi. Edelleen voidaan määrittää toinen virhearvio joka kuvaa laskentamallin 5 virheen suuruutta. Laskentamallin virhettä ja nopeus estimaatin virhettä voidaan edelleen käyttää nopeusestimaatin suodatusvoimakkuuden määrittämiseksi.According to a preferred embodiment, the velocity estimate is determined, with at least 30 predetermined measurement quality criteria, by both satellite positioning measurement 4 and acceleration measurement, with weighting as desired. Error values can also be determined which illustrate the magnitude of errors in the speed measurements. These error estimates can still be used to determine the weights for calculating the velocity estimate. Further, another error estimate can be determined which describes the magnitude of the error in the calculation model 5. The calculation model error and the rate estimate error can still be used to determine the filter estimate of the rate estimate.

Nopeus voi olla joko horisontaalinen tai vertikaalinen nopeus tai näiden summanopeus.The speed can be either horizontal or vertical speed, or the sum of these speeds.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa kokonaan tai osittain rannetietokoneessa. Mikäli se suoritetaan vain osittain rannetietokoneessa, jokin osa siitä 10 vo idaan suorittaa etäanturissa, joka voi sijaita erillisessä laiteyksikössä tai kuulua johonkin toiseen laiteyksikköön kuten matkapuhelimeen. Kyseinen osa voi olla ensimmäisen ja/tai toisen fysikaalisen suureen mittaus ja/tai laskenta, eli esimerkiksi yllä kuvatun nopeusmittauksen tapauksessa nopeuden ja/tai kiihtyvyyden mittaus ja/tai laskenta.The method according to the invention may be performed in whole or in part in a wristop computer. If performed only partially on a wristop computer, some of it may be performed on a remote sensor, which may be located on a separate device unit or may belong to another device unit such as a mobile phone. The part may be the measurement and / or calculation of the first and / or second physical quantities, i.e., for example, in the case of the speed measurement described above, the measurement and / or calculation of speed and / or acceleration.

Erityisen edullinen on sovellutusmuoto, jossa kiihtyvyysmittaus suoritetaan rannelaitteessa 15 olevan kiihtyvyysanturin avulla, koska kiihtyvyysmittaus ranteesta on hyvin luotettava käden luonnollisen liikkeen takia.Particularly preferred is an embodiment in which the acceleration measurement is performed by means of an accelerometer in the wrist unit 15, since the acceleration measurement from the wrist is very reliable due to the natural movement of the hand.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa myös kokonaan tai osittain matkapuhelimessa. Mikäli se suoritetaan vain osittain matkapuhelimessa, jokin osa siitä voidaan suorittaa etäanturissa, joka voi sijaita erillisessä laiteyksikössä tai kuulua johonkin 20 toiseen laiteyksikköön kuten rannetietokoneeseen. Kyseinen osa voi olla ensimmäisen ja/tai toisen fysikaalisen suureen mittaus ja/tai laskenta, eli esimerkiksi yllä kuvatun co nopeusmittauksen tapauksessa nopeuden ja/tai kiihtyvyyden mittaus ja/tai laskenta.The method according to the invention can also be performed in whole or in part in a mobile phone. If performed only partially on a mobile phone, some of it may be performed on a remote sensor, which may be located on a separate device unit or be part of another 20 device unit such as a wristop computer. Such a part may be the measurement and / or calculation of the first and / or second physical quantities, e.g., in the case of the velocity measurement co described above, the measurement and / or calculation of velocity and / or acceleration.

δ c\j fy Yleistäen todetaan, että keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa myös kokonaan cp co tai osittain näytöllisessä kannettavassa laitteessa, joka on sovitettu näyttämään o x 25 kohdesuureen lasketun arvon käyttäjälle.In general, it is noted that the method of the invention may also be performed on a fully cp c or partially screened portable device adapted to display a calculated value of o x 25 to a user.

cccc

CLCL

o Toisaalta, keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa myös kokonaan tai osittain δ näytöttömässä kannettavassa laitteessa, kuten satelliittipaikannusmoduulissa, joka on ° langattomassa yhteydessä näytöllisen kannettavan laitteen, kuten rannelaitteen tai matkapuhelimen kanssa ja/tai jolta tallennetut tiedot voidaan myöhemmin lukea 5 esimerkiksi tietokoneelle. Tämän sovellutusmuodon etuna on näytöllisen kannettavan laitteen virrankulutuksen pienentäminen.On the other hand, the method according to the invention can also be performed in whole or in part on a δ displayless handheld device such as a satellite positioning module which is wirelessly connected to a display handheld device such as a wrist unit or a mobile phone. The advantage of this embodiment is the reduction of the power consumption of the display portable device.

Keksinnön mukainen järjestelmä käsittää vastaavat laiteyksiköt, mahdollisesti tarvittavat langattomat viestintävälineet näiden välillä ja sen on sovitettu toteuttamaan keksinnön 5 mukaista menetelmää. Erilaisia esimerkinomaisia vaihtoehtoja sekä näiden etuja kuvataan tarkemmin myöhemmin.The system according to the invention comprises corresponding device units, possibly necessary wireless communication means between them, and is adapted to implement the method according to the invention. The various exemplary alternatives and their advantages will be described in more detail later.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Kohdesuureen muuttuessa nopeasti voidaan tämä havaita ja edelleen muuttaa suodatustasoa, jota käytetään laskettaessa kohdesuureen arvoa. Vastaavasti, jos anturien antamat kohdesuureen arviot poikkeavat 10 toisistaan huomattavasti, voidaan päätellä että toisessa mittauksessa täytyy olla jokin selitettävissä oleva virhelähde. Tällainen tilanne on esimerkiksi vietäessä GPS-anturi suuren sillan alle, jossa ei ole GPS-signaalia. Mikäli kiihtyvyysanturi kertoo edelleen laitteen olevan liikkeessä, voidaan painottaa kiihtyvyysanturin perusteella laskettua nopeutta lopullisen nopeuden määrityksessä.The invention provides considerable advantages. As the target variable changes rapidly, this can be detected and the filtering level used to calculate the target variable value can be further changed. Similarly, if the target variable estimates provided by the sensors differ significantly from one another, it can be concluded that the second measurement must have some source of error that can be explained. This is the case, for example, when placing a GPS sensor under a large bridge without a GPS signal. If the accelerometer still indicates that the device is in motion, the velocity calculated from the accelerometer can be weighted to determine the final velocity.

15 Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan mainittu estimaatti kohdesuureelle lasketaan ensimmäisen ja toisen fysikaalisen suureen mittauksen avulla, ja edelleen määritetään toinen virhearvio, joka kuvaa toisen fysikaalisen suureen mittauksen tarkkuutta. Lopulta kohdesuureen arvo lasketaan suodattamalla kohdesuureen estimaattia voimakkuudella, joka riippuu sekä ensimmäisestä että toisesta virhearviosta. Näin sekä ensimmäisen että 20 toisen anturin tarkkuus voidaan huomioida ennen kuin lopputulos esitetään laitteen käyttäjälle.According to one preferred embodiment, said estimate for the target quantity is computed by measuring the first and second physical quantities, and further determining a second error estimate describing the accuracy of the second physical quantity measurement. Finally, the value of the target variable is calculated by filtering the estimate of the target variable with a intensity that depends on both the first and second error estimates. In this way, the accuracy of both the first and second sensors can be considered before the final result is presented to the user of the device.

00 Yhden sovellutusmuodon mukaan kohdesuureen laskennassa suodatuksen voimakkuutta δ ^ lisätään ensimmäisen ja/tai toisen fysikaalisen suureen mittauksen tarkkuuden h- S5 heikentyessä, ja päinvastoin. Niinpä mittausvirheestä johtuvat kohdesuureen vaihtelut eivät co ° 25 välity havaittavasti laitteen käyttäjälle, mutta mittausvirheen ollessa pieni mittauksenAccording to one embodiment, in the computation of the target variable, the filtering intensity δ ^ is increased as the accuracy of the first and / or second physical large measurements decreases, and vice versa. Thus, the variations in the target variable due to a measurement error are not perceptibly transmitted to the user of the device, but when the measurement error is small,

XX

£ aikaresoluutio pysyy kuitenkin hyvänä, o 5) Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan mittauksen aikana havainnoidaan m ^ kohdesuureen muutosnopeutta, joko sen estimaatin tai lopullisen arvon pohjalta tai suoraan 00 ensimmäisen tai toisen anturin mittaustiedoista. Mikäli havaitaan kohdesuureen 30 muutosnopeuden ylittävän ennaltamäärätyn rajan tai kasvavan, vähennetään suodatuksen 6 voimakkuutta kohdesuureen laskennassa. Tällöin menetelmä reagoi nopeammin olosuhteiden vaihteluun ja käyttäjälle voidaan tarjota reaaliaikaisempaa tietoa.However, the time resolution remains good, o 5) According to one preferred embodiment, during the measurement, the rate of change of the target variable m 2 is detected, either on the basis of its estimate or final value or directly from the measurement data of the first or second sensor. If it is found that the rate of change of the target variable 30 exceeds a predetermined limit or increases, the intensity of the filtration 6 in the calculation of the target variable is reduced. In this case, the method reacts faster to changing conditions and provides the user with more real-time information.

Kuten yllä on mainittu, yhtenä merkittävänä keksinnön käytännön sovelluksena esitetään ratkaisu, jossa kohdesuure on nopeus ja ensimmäinen anturi on satelliittipaikannusanturi, 5 kuten GPS-vastaanotin. Tällöin ensimmäinen fysikaalinen suure on nopeus tai absoluuttinen/suhteellinen sijainti. Mikäli mitataan sijaintia, voidaan nopeus laskea sijainti-ja aikatiedon perusteella. Mikäli taas mitataan suoraan GPS-nopeutta esim. Doppler-ilmiön avulla, saadaan nopeus suoraan GPS-tiedoista. Myös näiden mittaustapojen yhdistelmä on mahdollinen.As noted above, one important practical embodiment of the invention provides a solution wherein the target variable is a speed and the first sensor is a satellite positioning sensor, such as a GPS receiver. In this case, the first physical quantity is the velocity or the absolute / relative position. If location is measured, speed can be calculated from location and time information. If, on the other hand, GPS speed is directly measured using, for example, the Doppler phenomenon, the speed is obtained directly from GPS data. A combination of these measuring methods is also possible.

10 Töisenä mahdollisena keksinnön sovelluksena mainitaan ratkaisu, jossa kohdesuure on korkeus tai vertikaalisuuntainen nopeus ("nousunopeus"), ensimmäinen anturi on ilmanpaineanturi ja ensimmäinen fysikaalinen suure vastaavasti ilmanpaine. Korkeus ja vertikaalinopeus, tai ainakin arvio näille, voidaan laskea ilmanpaineen avulla, kun ilmanpaine merenpinnan tasossa tai jossain muussa referenssitasossa tunnetaan.As a working embodiment of the invention, there is mentioned a solution wherein the target variable is height or vertical velocity ("rising velocity"), the first sensor is an air pressure sensor and the first physical quantity is atmospheric pressure, respectively. Altitude and vertical velocity, or at least an estimate for these, can be calculated by atmospheric pressure, when the atmospheric pressure at sea level or other reference plane is known.

15 Kaikissa yllä mainituissa sovelluksissa toinen anturi on edullisesti kiihtyvyysanturi ja toinen fysikaalinen suure on kiihtyvyys. Kiihtyvyysmittaus kertoo laitteen liiketilasta ja sen perusteella voidaan laskea edelleen arvio nopeudesta. Kiihtyvyysmittaukselle voidaan haluttaessa myös määritellä mittausvirhettä kuvaava virhearvio, jota voidaan hyödyntää pelkän liiketilan ohella tai sijasta ensimmäisen anturin tietojen perusteella lasketun 20 kohdesuureen estimaatin suodattamiseksi ajallistesti halutulla voimakkuudella keksinnön mukaisesti.In all of the above embodiments, the second sensor is preferably an acceleration sensor and the second physical quantity is an acceleration. Accelerometer measures the movement of the device and can be used to further calculate an estimate of speed. An acceleration measurement can also be determined, if desired, to describe a measurement error that can be utilized in addition to, or instead of, Motion alone to filter the estimate of the 20 target variables calculated from the first sensor data at the desired intensity in accordance with the invention.

£2 Yhtenä mahdollisena keksinnön sovelluksena voidaan myös mainita ratkaisu, jossa δ ^ satelliittipaikannuksen avulla mitataan ensimmäinen fysikaalinen suuree joka on fy S5 esimerkiksi korkeus tai vertikaalinopeus. Ilmanpaineanturi mittaa toisen fysikaalisen co ° 25 suureen joka on ilmanpaine. Tällöin ilmanpaineesta mittauksella voidaan määritellä x £ vertikaali liiketilaa kuvaava arvo, jota voidaan käyttää ohjaamaan GPS:llä mitatun o fysikaalisen suureen suodattamisvoimakkuutta.One possible embodiment of the invention can also be mentioned is the solution in which the first physical quantity, which is fy S5, for example, height or vertical velocity is measured by satellite positioning δ ^. The air pressure sensor measures another physical co ° 25 that is barometric pressure. In this case, a measurement of atmospheric pressure can be used to determine a vertical motion value of x £ that can be used to control the filtering strength of a physical quantity measured by GPS.

δ m ^ Seuraavaksi keksinnön käytännön toteutusta ja etuj a selostetaan tarkemmin viittaamalla ^ oheisiin piirustuksiin.The practice and advantages of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

30 730 7

Piirustusten lyhyt kuvausBrief Description of the Drawings

Kuvio 1. GPS-nopeuden (1), ranteessa tai muualla kehossa olevasta kiihtyvyysanturista estimoidun nopeuden (2), sekä yhdistetyn nopeuden (3) tarkkuus taajuuden funktiona.Figure 1. Accuracy of GPS velocity (1), velocity sensor (2) estimated from wrist or other body acceleration sensor, and composite velocity (3) as a function of frequency.

Kuvio 2. Objektimalli yhden sovellutusmuodon mukaisesta anturifuusiojärjestelmästä joka 5 yhdistää usean eri nopeuslähteen tiedot ja suodattaa sitten yhdistettyä nopeustietoa adaptiivisesti.Figure 2. An object model of a sensor fusion system according to one embodiment which combines data from several different speed sources and then adaptively filters the combined speed data.

Kuvio 3. Vuokaavio keksinnön mukaisesta menetelmästä yhden sovellutusmuodon mukaan.Figure 3. Flow diagram of a method according to the invention according to one embodiment.

Kuvio 4. Esimerkinomaista nopeusmittausdataa (sininen viiva jossa on neliöitä on 10 ranteesta kiihtyvyysanturilla laskettu nopeus ja punainen viiva jossa on ympyröitä on GPS-mittauksesta saatu nopeus), perinteisellä suotimella korjattu nopeus (katkoviiva) sekä keksinnön mukaisella menetelmällä laskettu nopeus (yhtenäinen paksu viiva).Figure 4. Exemplary velocity measurement data (blue line with squares is 10 wrist velocity calculated speed and red line with circles is GPS measurement velocity), conventional filter corrected speed (dashed line) and velocity calculated using the method of the invention (solid thick line).

Kuvioissa 5a-5f esitetään keksinnön eri sovellutusmuotojen mukaisia mittausj ärj estelmätoteutuksia.Figures 5a-5f show embodiments of a measurement system according to various embodiments of the invention.

1515

Sovellutusmuotojen yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of Embodiments

Keksinnön perusperiaatetta tarkastellaan aluksi kuviossa 2 esitetyn objektimallin avulla.The basic principle of the invention is first examined by means of the object model shown in Figure 2.

Siinä on esimerkinomaisesti esitetty kolme eri nopeuden määritystapaa, kiihtyvyys- anturimittauksella 15 ranteessa tehtävä nopeusmääritys 14, GPS-pohjainennopeusmääritys co 20 16 ja kenkäanturilla (tyypillisesti jalan kiihtyvyyksiin perustuva) tehtävä nopeusmääritys o cvJ 18. Määritetyt nopeudet yhdistetään keskitetysti tiedonkäsittelyn 22 avulla. Yhdistetyn |4.It illustrates, by way of example, three different speed measurement methods, acceleration sensor measurement 15 on wrist 14, GPS based speed measurement co 20 16 and shoe sensor (typically based on foot accelerations) o cvJ 18. The determined speeds are centrally linked 22. Combined | 4.

cp nopeuden suodatuksessa 20 hyödynnetään kuvion 2 esimerkissä kiihtyvyysmittauksesta 15 co o saatavaa tietoa henkilön liiketilasta.The cp rate filtering 20 utilizes, in the example of Figure 2, the acceleration measurement 15c0 information from a person's motion state.

x ccx cc

Kuviossa 2 on myös havainnollistettu että jäijestelmää voidaan käyttää mittausten o a, 25 autokalibrointiin vaiheiden 28, 24 avulla, kun on tarjolla mittaus tai mittauksia joiden m ^ virhearvio on pienempi kuin kalibroitavan mittauksen virhearvio. Voidaan esimerkiksi o ^ käyttää yhdistettyä suuretta, joka ei kuitenkaan sisällä kalibroitavan mittauksen tietoa, ja kalibroida tällä yhdistetyllä suureella mittausmallia tarkempien mittausarvojen saamiseksi jatkossa.Figure 2 also illustrates that the rigid system can be used to autocalibrate measurements oa, 25 through steps 28, 24, when measurement or measurements with an error value less than the error value of the measurement being calibrated are available. For example, it is possible to use a composite quantity that does not contain the measurement data to be calibrated, and to calibrate with this combined quantity the measurement model to obtain more accurate measurement values in the future.

88

Tarvittava laskenta suoritetaan tiedonkäsittely-yksikössä 11.The necessary calculation is performed in the data processing unit 11.

Nopeuksien yhdistäminen voidaan tehdä monella tavalla. Yksi tapa on muodostaa jokaiselle erilliselle nopeusmittaukselle i (vastaava nopeus v;) suhteellinen luku (Rj) joka kuvaa kuinka paljon nopeusmittauksessa on virhettä. Mitä suurempi luku on, sitä isompi on 5 mittauksen virhearvio, ja mitä pienempi luku on, sitä pienempi on mittauksen virhearvio. GPS:lle luku voidaan muodostaa esimerkiksi GPS:n HDOP-luvun (horisontal dilution of precision) ja nähtyjen satelliittien lukumäärän avulla. Kiihtyvyys- ja kenkämäärityksessä voidaan käyttää suhteellista tai absoluuttista ennaltamäärättyä virhearviota tai dynaamisesti suorituksen aikana määritettyä virhearviota.There are many ways to combine speeds. One way is to construct a relative number (Rj) for each individual speed measurement i (corresponding velocity v;) that describes how much error there is in the speed measurement. The higher the number, the higher the 5 measurement error estimate, and the lower the value, the smaller the measurement error estimate. For GPS, the number can be generated, for example, using the GPS Horizontal Dilution of Precision (GPS) and the number of satellites seen. The acceleration and shoe determinations may use a relative or absolute predetermined error estimate or a dynamically determined runtime error estimate.

10 Yhdistetty nopeus vCOmbined saadaan tällöin kaavalla v -- y (v IL5c£l\ combtiwd " i . J*10 The combined rate vCOmbined is then given by the formula v - y (v IL5c £ l \ combtiwd "i. J *

Yhdistetyn nopeuden mittausvirhearvio RCOmbmed saadaan kaavasta n _ (Σ ~ Is st m[!;; t ^combined v » ’ jossa Rsmaiiest on pienin virhearvoista R\.The combined rate measurement error RCOmbmed is obtained from the formula n _ (Σ ~ isst m [!; T ^ combined v »'where R s is the smallest of the errors R \.

15 Yhdistetyn nopeuden suodatus voidaan tehdä esimerkiksi Kalman-suotimen avulla15 Combined rate filtering can be done, for example, using a Kalman filter

{Introduction to random signals and applied kalman filtering, 3rd edition, R. Grover and P{Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering, 3rd Edition, R. Grover and P

Hwang, John Wiley & Sons, 1997). Kalman-suotimessa mallinnettavasta systeemistä rakennetaan lineaarinen malli, joka ottaa huomioon mittausvirheen ja systeemimallin £2 virheen. Esimerkin tapauksessa Kalman-suodin koostuu vain yhdestä tilasta, joka on o ^ 20 lopputuloksena haluttu suodatettu nopeus Vfiitered· Koska kalman suodin suodattaa r».Hwang, John Wiley & Sons, 1997). The Kalman filter builds a linear model which takes into account the measurement error and the system model £ 2 error. In the case of the example, the Kalman filter consists of only one state, which is o ^ 20 resulting in the desired filtered rate Vfiitered · Since the Kalman filter filters r ».

? yhdistettyä nopeutta, mittausvirhe saadaan edellä mainitusta kaavasta, jolla yhdistetään eri co ° nopeuksien mittausvirhearviot yhdeksi luvuksi Rcombined- x? combined speed, the measurement error is obtained from the above formula, which combines the measurement error values of the various co ° velocities into a single number, Rcombined- x

XX

□_□ _

Systeemimallin virhe Wsystem voidaan saada yhdistämällä eri mittauksista lasketut O) systeemivirhearviot. Esimerkiksi seuraavalla kaavalla g ^system ~ fwrtstAcceleratton^I'wristAcceleration) fgpsil'gps') ffootpod(j'footpod) c\j 25 , jossa funktiot/kuvaavat kunkin mittauksen systeemivirhearvioita. Mittauksen systeemivirhearvion laskenta riippuu käytettävästä suodatusmallista. Esimerkin 9 tapauksessa Kalman-suodatin koostuu vain yhdestä tilasta joka on nopeus. Tällöin systeemivirhearvion tulee kuvata nopeudessa havaittuja muutoksia.The system model error Wsystem can be obtained by combining the O) system error estimates calculated from different measurements. For example, in the following formula g ^ system ~ fwrtstAcceleratton ^ I'wristAcceleration) fgpsil'gps') ffootpod (j'footpod) c \ j 25, where the functions / represent system error estimates for each measurement. The calculation of the system error estimate for a measurement depends on the filtering model used. In the case of Example 9, the Kalman filter consists of only one state, which is velocity. In this case, the system error estimate should describe the changes in speed.

Tämän jälkeen Kalman-suotimen kaavoja käyttäen saadaan muodostettua adaptiivinen suodatin, joka keventää suodatusta kun mittaukset ovat tarkkoja ja puolestaan lisää 5 suodatusta kun mittauksen virhe kasvaa. Systeemimallin virheen mallinnus mahdollistaa sen, että suodatusta voidaan keventää jos systeemissä havaitaan nopeita muutoksia. Jos taas taajuuskaista on kapea eli nopeudessa ei tapahdu muutoksia niin suodatusta voidaan kiristää.Subsequently, using the Kalman filter formulas, an adaptive filter is formed which eases the filtering when the measurements are accurate and in turn increases the 5 filters as the measurement error increases. Modeling a system model error allows filtering to be lightened if rapid changes are found in the system. On the other hand, if the frequency band is narrow, that is, there is no change in speed, the filtering can be tightened.

Kuviossa 3 on esitetty vuokaaviona keksinnön mukainen menetelmä yhden 10 suoritusmuodon mukaan. Nopeuden määritys aloitetaan vaiheessa 30. Tämän jälkeen aletaan mitata ensimmäistä ja toista fysikaalista suuretta vaiheissa 31a ja 31b. Kun riittävästi dataa on kerätty, lasketaan yhdistetty nopeus vaiheessa 32 esimerkiksi yllä esitetyllä kaavalla. Systeemimallin virhe lasketaan vaiheessa 34. Tämän jälkeen yhdistettyä nopeutta suodatetaan vaiheessa 35 kohinattomamman nopeusarvion saamiseksi. Tässä 15 hyödynnetään vaiheessa 33a määritettyä ensimmäisen mittauksen virhearviota ja joko toista mittausta tai tälle vaiheessa 33b määritettyä virhearviota. Kun suodatettu nopeus on laskettu, tulos tyypillisesti tallennetaan laitteen muistiin ja/tai ilmoitetaan käyttäjälle vaiheessa 36.Figure 3 is a flow chart illustrating a method according to the invention according to one embodiment. The determination of velocity begins in step 30. Thereafter, the first and second physical magnitudes in steps 31a and 31b are started to be measured. When enough data has been collected, the combined rate in step 32 is calculated using, for example, the formula above. The system model error is calculated in step 34. The combined speed is then filtered in step 35 to obtain a more noisy rate estimate. Here, the error estimate of the first measurement determined in step 33a and either the second measurement or the error estimate determined in step 33b is utilized. Once the filtered rate is calculated, the result is typically stored in the device memory and / or notified to the user in step 36.

Kuviossa 4 on esitetty ranteesta kiihtyvyysanturilla laskettu nopeus (neliöt) ja GPS-20 mittauksesta saatu nopeus (ympyrät). Molemmat mittaukset ovat oikeata suuruusluokkaa, mutta verrattain kohinaisia.Figure 4 shows the velocity (squares) calculated from the wrist with the accelerometer and the velocity (circles) obtained from the GPS-20 measurement. Both measurements are of the correct order of magnitude, but relatively noisy.

w Perinteisellä tavalla yhdistettyjä suodatettu (mediaanisuodatus) nopeus (katkoviiva) on δ 00 huomattavasti vähäkohinaisempi, mutta sisältää edelleen suhteellisen jyrkkiä vaihteluja.w The conventionally combined filtered (median) filtering rate (dashed line) is δ 00 much less noisy but still contains relatively sharp variations.

h- ? Huomattavaa on erityisesti nopeuden muuttuessa näkyvä arvion muutoksen hitaus, eli liian co ° 25 korkea nopeusarvio, mikä johtuu siitä että käytetään tilanteeseen mukautumatontah-? Particularly noteworthy is the slowness of the change in estimation that is evident with the change of speed, i.e. the high rate of speed coo 25 due to the use of an unadaptive

XX

£ suodatusfunktiota, joka suodattaa dataa aina vakioajan yli.£ a filtering function that filters data over a constant time.

0 01 Yhdistetty ja keksinnön mukaisesti suodatettu nopeus (yhtenäinen paksu viiva) on0 01 The combined speed (solid line) filtered according to the invention is

LOLO

^ huomattavan tasainen liikkeen alussa ja reagoi nopeasti aitoon nopeuden muutokseen.^ remarkably smooth at the beginning of the movement and responds quickly to real speed change.

00 Tämä johtuu siitä, että suodatin huomioi jyrkän nopeuden muutoksen GPS- ja/tai 30 kiihtyvyysdatasta ja suodatusta loivennetaan. Niinpä siitä huolimatta, että kohina 10 suodatetaan tehokkaasti, keksinnön tavalla laskettu nopeus reagoi aitoon nopeuden muutokseen nopeammin kuin mediaani suodatettu nopeus.00 This is because the filter takes into account a sharp change in speed from the GPS and / or acceleration data and the filtering is fine-tuned. Thus, despite the effective filtering of the noise 10, the rate calculated in the manner of the invention responds faster to the true rate change than the median filtered rate.

Yllä kuvattua periaatetta voidaan soveltaa nopeuden mittaamisen lisäksi myös korkeusmittaukseen. Tällöin kiihtyvyysmittauksen ja/tai painemittauksen avulla pystytään 5 tunnistamaan henkilön liiketila ja säätämään painemittauksen tai gps mittauksen avulla estimoidun korkeuden tai vertikaali nopeuden ajallista suodatusta siten, että liikkeessä tai etenkin liiketilan muutoskohdissa suodatus on väljempää kuin paikallaan ollessa, jolloin jäijestelmä reagoi nopeammin todellisiin korkeuden muutoksiin.The principle described above can be applied not only to speed measurement but also to altitude measurement. Acceleration measurement and / or pressure measurement can then identify a person's Motion mode and adjust the temporal filtering of altitude or vertical velocity estimated by pressure measurement or gps measurement so that the motion is more relaxed when moving, especially when moving.

Yhden sovellutusmuodon mukaan järjestelmä käsittää mahdollisuuden valita suoritettavan 10 urheilulajin tyyppi ja/tai anturin sijainti soveltuvien käyttöliittymäelementtien kautta ainakin kahdesta eri vaihtoehdosta. Esimerkiksi kiihtyvyysanturin tapauksessa lajin tyyppi (esim. juoksu/kävely) sekä kiihtyvyysanturin paikka (esim. jalkapöytä/reisi/ranne/olkapää) vaikuttaa signaalin voimakkuuteen, laatuun ja ominaispiirteisiin. Niinpä laitteeseen voi olla ohjelmoituna useita eri signaalinkäsittelyalgoritmeja, joista lajityypin tai anturin sijainnin 15 mukaan valitaan parhaiten olosuhteisiin sopiva. Tietyissä tilanteissa lajityypin valinta ja siten myös algoritmin vaihtaminen voi tapahtua myös automaattisen tunnistuksen avulla, esimerkiksi määritettyä askeltaajuutta hyödyntämällä.According to one embodiment, the system comprises the ability to select the type of sport to be performed and / or the location of the sensor through suitable interface elements from at least two different options. For example, in the case of an accelerometer, the type of the signal (e.g., running / walking) and the location of the accelerometer (e.g., ankle / thigh / wrist / shoulder) will affect the signal strength, quality and characteristics. Thus, the device may be programmed with a variety of signal processing algorithms, of which according to the genre or location of the sensor 15, the one best suited to the conditions is selected. In certain situations, the genre selection and thus the algorithm switching can also be accomplished by automatic identification, for example, by utilizing a specific step frequency.

Yleisemmin voidaan todeta, että järjestelmä voi käsittää olosuhdeparametrin, joka voi saada eri arvoja ja joka edelleen vaikuttaa käytettävään kohdesuureen laskentatapaan.More generally, the system may comprise a condition parameter which may receive different values and which further influences the method of calculating the target variable used.

2020

Kuviossa 5 a esitetään esimerkki keksinnön mukaista menetelmää hyödyntävästä co o mittausj ärj estelmästä, j oka käsittää rannetietokoneen 5 0a, j oka pystyy ottamaan vastaan iT satelliittipaikannustietoa satelliittipaikannusj ärj estelmästä 51a sekä kiihtyvyystietoa cp co esimerkiksi kenkään asennettavasta kiihtyvyysanturista 52a. Mittaustietojen pohjalta o x 25 rannetietokone on sovitettu laskemaan suodatettu nopeus keksinnön mukaisesti.Fig. 5a shows an example of a co o measuring system utilizing the method of the invention, comprising a wrist computer 50a capable of receiving iT satellite positioning information from the satellite positioning system 51a and an acceleration data cp co from, for example, an accelerometer mounted on a shoe. Based on the measurement data, the o x 25 wristop computer is adapted to calculate the filtered speed in accordance with the invention.

cccc

CLCL

o Kuviossa 5b esitetään kuviota 5a vastaava järjestelmä, mutta siinä kiihtyvyysanturi 52b on 5i ^2 integroitu suoraan rannetietokoneeseen 50b. Satelliittipaikannusjäijestelmä 51c on ° yhteydessä rannetietokoneeseen langattomasti 50b. Korkeus- tai vertikaalinopeus- mittauksen tapauksessa anturi 52b voi olla myös paineanturi.Fig. 5b shows a system similar to Fig. 5a, but in which accelerometer 52b is integrated directly with wristop computer 50b. The satellite positioning system 51c is connected wirelessly to the wristop computer 50b. In the case of altitude or vertical speed measurement, the sensor 52b may also be a pressure sensor.

1111

Kuviossa 5c esitetään kuvion 5a järjestelmän muunnelma, jossa rannetietokoneen sijasta käytetään päätelaitteena matkapuhelinta tai tablet-laitetta 50c, joka vastaanottaa tietoa satelliittipaikannusjärjestelmästä 51c ja kiihtyvyysanturilta 52c'.Fig. 5c shows a modification of the system of Fig. 5a, in which a mobile phone or tablet 50c which receives information from the satellite positioning system 51c and from the accelerometer 52c 'is used instead of a wristop computer.

Kuviossa 5d esitetään järjestelmä, jossa käytetään sekä matkapuhelinta 50d että 5 rannetietokonetta 5 3 d. Matkapuhelin 5 Od vo i vastaanottaa j a tallentaa satelliittipaikannustietoa järjestelmästä 5 Id ja välittää sijainti- tai nopeustietoa edelleen rannetitokoneelle 53d. Kiihtyvyysanturi 52d' voi olla yhteydessä suoraan rannetietokoneeseen 53d tai matkapuhelimeen 50d.Figure 5d shows a system using both a mobile phone 50d and a 5 wristop computer 5d. The mobile phone 5d can receive and store satellite positioning information from the system 5d and transmit the position or velocity information to the wristop computer 53d. The accelerometer 52d 'may be directly connected to a wristop computer 53d or a mobile phone 50d.

Kuviossa 5e esitetään järjestelmä, jossa käytetään rannetietokonetta 53e ja erillistä GPS-10 mittalaitetta 50e ("GPS-podia"), joka kommunikoi langattomasti rannetietokoneen 53e kanssa. GPS-mittalaite 50e voi siten välittää sijainti- tai nopeustietoa edelleen rannetitokoneelle 53e. Erillinen kiihtyvyysanturi 52e' voi olla yhteydessä suoraan rannetietokoneeseen 53e tai GPS-mittalaitteeseen 50e.Figure 5e shows a system using a wristop computer 53e and a separate GPS-10 measuring device 50e ("GPS pod") that communicates wirelessly with the wristop computer 53e. The GPS measuring device 50e can thus further transmit position or velocity information to the wristop computer 53e. A separate accelerometer 52e 'may be directly connected to a wristop computer 53e or a GPS measuring device 50e.

Kuvioissa 5c-5e esitetään myös sellaiset muunnelmat, joissa kiintyvyysanturi 52c", 52d", 15 52d'", 52e" tai 52e'" sijaitsee kengän sijasta matkapuhelimessa GPS-mittalaitteessa tai rannelaitteessa.Figures 5c-5e also show variations in which the latch sensor 52c ", 52d", 15 52d '", 52e" or 52e' "is located in a GPS device or wrist unit instead of a shoe.

Erityisen mielenkiintoisen sovelluksena esitetään kuviossa 5f edelleen kuviota 5e vastaava jäijestelmä, jossa käytetään rannetietokonetta 53f ja erillistä satelliittipaikannusmoduulia, kuten GP S-mittalaitetta 50f ("GPS-podia"), joka kommunikoi langattomasti 20 rannetietokoneen 53f kanssa ja sisältää myös kiihtyvyysanturin 52f. Näin ollen erillistä kiihtyvyysanturilaitetta ei tarvita, vaan myös kiihtyvyystieto voidaan välittää langattomasti £2 GPS-mittalaittcclta 50f rannctictokonccllc 53f. GPS-mittalaittccssa voi olla δ 00 kiihtyvyysanturin lisäksi tai sijasta myös paineanturi, jolloin se soveltuu myös menetelmän rk 9 mukaiseen korkeusmittaukseen.As a particularly interesting embodiment, Fig. 5f further shows a rigid system similar to Fig. 5e using a wristop computer 53f and a separate satellite positioning module, such as a GP S measuring device 50f ("GPS pod"), which wirelessly communicates with wristop computer 53f and also includes acceleration sensor 52f. Thus, there is no need for a separate accelerometer device, but acceleration information can also be wirelessly transmitted from the £ 2 GPS measuring device 50f to the wrist unit. The GPS gauge may have a pressure sensor in addition to or instead of an δ 00 accelerometer so that it is also suitable for altitude measurement according to method rk 9.

co o x 25 Kuvioiden 5c-5f joidenkin sovellutusmuotojen etuna on, että GPS-mittaus tapahtuu oman □_ virtalähteen avulla ja siten rannelaitteen tai matkapuhelimen käyttöaika paranee.co o x 25 Some embodiments of Figures 5c-5f have the advantage that GPS measurement is performed by its own power supply and thus improves the operating time of the wrist unit or mobile phone.

0 01 Rannelaite voidaan suunnitella näissä tapauksissa myös paristokäyttöiseksi0 01 In these cases, the wrist unit can also be designed for battery operation

LOLO

^2 akkukäyttöisyyden sijaan.^ 2 instead of battery power.

C\1C \ 1

Erityisen edullisena pidetään sellaista sovellutusmuotoa, jossa ainakin toinen mittauksista, 30 edullisesti molemmat mittaukset, ja kohdesuureen laskenta tehdään rannelaitteen tai 12 matkapuhelimen ulkopuolella. Tällainen tilanne on esimerkiski kuvion 5f mukaisessa jäijestelmässä, jossa GPS-mittalaite 50f sisältää myös välineet tarvittavan laskennan suorittamiseksi. Tällöin rannelaite tai matkapuhelin toimii oleellisesti vain näyttönä, jolloin sen virrankulutus on erittäin vähäistä verrattuna siihen, että jotkin tai kaikki näistä 5 toimenpiteistä tehtäisiin siinä. Tämä on tärkeää, kun otetaan huomioon, että suoritus voi kestää pitkään ja rannelaitteilla tai matkapuhelimilla on tyypillisesti muitakin virtaa kuluttavia käyttötarkoituksia urheilusuoritusten aikana (esimerkiksi sykkeen mittaaminen tai musiikkitoiminnot), ja nopeuden ja paikan mittaamiseen liittyvät toiminnot ovat tyypillisesti virtaa suhteellisen paljon kuluttavia.Particularly preferred is an embodiment in which at least one of the measurements, preferably both measurements, and the calculation of the target variable is performed outside the wrist unit or 12 mobile phones. Such a situation is exemplified in the rigid system of Figure 5f, where the GPS measuring device 50f also includes means for performing the necessary calculation. In this case, the wrist unit or the cellular phone will essentially function as a display only, whereby its power consumption is very low compared to performing some or all of these 5 operations there. This is important given that the performance may be long and wrist or mobile phones typically have other power-consuming applications during sporting activities (such as heart rate measurement or music functions), and speed and position measurement functions are typically relatively power-consuming.

10 Satelliittipaikannusj ärj estelmän sij asta voidaan käyttää myös maanpäällistä langatonta paikannusjäijestelmää, esimerkiksi tukiasemapohjaista paikannusjäijestelmää.10 A satellite positioning system may also use a terrestrial wireless positioning system, such as a base station positioning system.

Jos satelliittipaikannusanturi ja/tai kiihtyvyysanturi sijaitsee eri laiteyksikössä kuin itse päätelaite, esimerkiksi jonkin yllä kuvatun ratkaisun mukaisesti, anturiyksiköiltä voidaan siirtää paikannuksen ja/tai kiihtyvyysmittauksen tarkkuutta kuvaava virhearvio, 15 tyypillisesti ns. hyvyysluku tai -lukuja päätelaitteelle langattomasti. Päätelaitteessa virhearviona voidaan käyttää suoraan tällaista hyvyyslukua tai jotakin tästä johdettua suuretta.If the satellite position sensor and / or acceleration sensor are located in a different unit from the terminal itself, for example according to one of the solutions described above, an error estimate describing the accuracy of the positioning and / or acceleration measurement can be transmitted from the sensor units. a goodness number (s) for the terminal wirelessly. The terminal may directly use such a quality index or any derivative derived thereof as the error estimate.

Hyvyysluku voi mitattavasta suureesta riippuen olla riippuvainen esimerkiksi sensorin tyypistä, mittauspaikasta ja/tai anturin arvoista.Depending on the quantity being measured, the value of quality may depend on, for example, the type of sensor, the measuring location and / or the values of the sensor.

20 Erityisesti satelliittipaikannuksen tapauksessa hyvyysluku riippuu vahvasti satelliittipaikannusanturin antaman datan arvoista. GPS-standardin tapauksessa mikäli GPS antaa vain tavallisen NMEA (National Marine Electronics Association) -tiedon, δ ^ hyvyysluku voidaan laskea seuraavista NMEA-viestissä saatavista arvoista: rk o eo 1. satelliittien lukumäärä (number of satellites in solution) o £ 25 2. geometrian tarkuus estimaatti (horisontal dilution of precision, HDOP) o20 In particular, in the case of satellite positioning, the goodness factor strongly depends on the values of the data provided by the satellite positioning sensor. In the case of the GPS standard, if the GPS provides only standard NMEA (National Marine Electronics Association) information, δ ^ can be calculated from the following values available in the NMEA message: rk o eo 1. number of satellites in solution o £ 25 2. geometry accuracy estimate (HDOP) o

Mikäli saatavilla, voidaan hyödyntää lisäski SIRF IV -standardin mukaista arvoa:If available, additional SIRF IV value may be used:

LOLO

o 3. arvioitu horisontaalivirhe (estimated horisontal position error, EHPE), jonka perusteella saadaan vielä paremman hyvyysluvun.o 3. Estimated Horizontal Position Error (EHPE), which gives an even better QC.

1313

Niinpä hyvyysluvun laskemiseksi pitää välittää päätelaitteelle joko erikseen nämä luvut tai vaihtoehtoisesti näiden perusteella laskettu hyvyysluku.Thus, in order to calculate the quality ratio, it is necessary to transmit to the terminal either these numbers separately or, alternatively, the value calculated on the basis thereof.

Kenkäkiihtyvyysanturin, pyöräilykiihtyvyysanturin tai rannekiihtyvyysanturin tapauksessa vain sensorin tyyppi tyypillisesti merkitsee, jolloin toisaalta riittää välittää hyvyysluvun 5 sijaan ainoastaan tieto sensorin tyypistä soveltuvana arvona.In the case of a shoe acceleration sensor, a cycling acceleration sensor or a wrist acceleration sensor, only the type of sensor typically signifies that, on the other hand, it is sufficient to transmit only the type of sensor as a valid value instead of 5.

Hyvyysluvun laskemiseen tarvittavat arvot tai itse hyvyysluku voidaan välittää soveltuvan radioprotokollan, kuten ANT- tai Bluetooth-protokollan mukaisesti.The values required for calculating the goodness score or the goodness number itself may be transmitted in accordance with a suitable radio protocol such as the ANT or Bluetooth protocol.

Edellä esitettyjen ratkaisujen kombinaatiot ja muut kuin yksityiskohtaisesti kuvatut muunnelmat ovat myös mahdollisia.Combinations of the above solutions and non-detailed variations are also possible.

10 co δ c\j i 1^ o10 co δ c \ j i 1 ^ o

COC/O

oo

XX

cccc

CLCL

o δ m δ c\jo δ m δ c \ j

Claims (30)

1. Förfarande för bestämning av en mätbar objektstorhet, antingen hastighet eller höjd, vid vilket förfarande en första fysikalisk storhet mäts med hjälp av en första givare, en andra fysikalisk storhet mäts med hjälp av en andra givare, objektstorhetens värde beräknas med hjälp av mätningen av den första och den andra fysikaliska storheten, kännetecknat av att beräkningen av objektstorhetens värde omfattar följande steg: ett estimat för objektstorheten bestäms ätminstone med hjälp av mätningen av den första fysikaliska storheten, ätminstone en första feluppskattning bestäms, som representerar den första fysikaliska storhetens mätningsfel, och objektstorhetens estimat filtreras med en styrka, som är beroende av bade den första feluppskattningen och den nämnda andra fysikaliska storhetens mätning.1. A method for determining a measurable object quantity, either speed or altitude, in which a first physical quantity is measured by a first sensor, a second physical quantity is measured by a second sensor, the value of the object quantity is calculated by the measurement of the first and the second physical quantities, characterized in that the calculation of the object quantity value comprises the following steps: an estimate of the object quantity is determined at least by the measurement of the first physical quantity, at least a first error estimate is determined, which represents the measurement error of the first physical quantity, and the object quantity estimate is filtered with a strength, which is dependent on both the first error estimate and the measurement of the second physical quantity. 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda estimat för objektstorheten beräknas med hjälp av mätningen av den första och den andra fysikaliska storheten.Method according to claim 1, characterized in that said object quantity estimation is calculated by means of the measurement of the first and second physical quantities. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att co 5 en andra feluppskattning bestäms, som representerar den andra fysikaliska c\j fy storhetens mätningsfel, och cp co ° objektstorhetens estimat filtreras med en styrka, som är beroende av bade den första X oi och den andra feluppskattningen. o gMethod according to claim 1 or 2, characterized in that co a second error estimate is determined which represents the second physical c of the magnitude measurement error, and the cp co ° object quantity estimate is filtered with a strength which is dependent on both the first X oi and the other error estimate. o g 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att filtreringens £ styrka ökas vid beräkningen av objektstorheten medan feluppskattningen av den första C\J och/eller den andra fysikaliska storhetens mätning växer, och tvärtom.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the strength of the filtering £ is increased in the calculation of the object quantity while the error estimation of the first C andra J and / or the second physical quantity measurement grows, and vice versa. 5. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att objektstorhetens ändringshastighet observeras, fdtreringens styrka ändras vid beräkningen av objektstorheten, beroende av vad som är den första och/eller den andra storhetens ändringshastighet.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the rate of change of the object quantity is observed, the strength of the spring changes in the calculation of the object size, depending on the rate of change of the first and / or the second quantity. 6. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att objektstorhetens estimat filtreras medelst ett i tid anpassningsbart filter, där filtreringsperiodens längd är anordnad att förändras utgäende frän de förändringama som observerats i mätningen av den första och/eller den andra fysikaliska storheten.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the estimation of the object quantity is filtered by means of a time-adjustable filter, where the length of the filtering period is arranged to change from the changes observed in the measurement of the first and / or the second physical quantity. 7. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att objektstorheten är hastighet, den första givaren är en satellitlokaliseringsgivare, och den första fysikaliska storheten är antingen hastighet, absolut läge eller relativt läge.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the object size is velocity, the first sensor is a satellite location sensor, and the first physical quantity is either velocity, absolute position or relative position. 8. Förfarande enligt nägot av kraven 1 - 6, kännetecknat av att objektstorheten är höjd, den första givaren är en lufttrycksgivare, och den första fysikaliska storheten är lufttrycket.Method according to any of claims 1 to 6, characterized in that the object quantity is height, the first sensor is an air pressure sensor, and the first physical quantity is the air pressure. 9. Förfarande enligt nägot av kraven 1 - 6, kännetecknat av att co ° objektstorheten är höjd, cp ^ den första givaren är en satellitlokaliseringsgivare, och o £ den första fysikaliska storheten är höjd. o 5)Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the object size is altitude, the first sensor is a satellite location sensor, and the first physical quantity is altitude. o 5) 10. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att den andra ^ givaren utgörs av en accelerationsgivare och den andra fysikaliska storheten utgörs av ^ acceleration.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the second sensor is an accelerometer and the other physical quantity is acceleration. 11. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att den andra givaren utgörs av en tryckgivare och den andra fysikaliska storheten utgörs av lufttrycket.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the second sensor is a pressure sensor and the other physical quantity is the air pressure. 12. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det helt eller delvis utfors i en armandsdator.Method according to any of the preceding claims, characterized in that it is performed in whole or in part on an arm computer. 13. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det helt eller delvis utfors i en mobiltelefon.Method according to any of the preceding claims, characterized in that it is fully or partially carried out in a mobile telephone. 14. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det helt eller delvis utförs i en satellitlokaliseringsmodul eller i nägon annan anordning utan display.Method according to any of the preceding claims, characterized in that it is carried out in whole or in part in a satellite location module or in any other device without a display. 15. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det helt eller delvis utförs i en bärbar satellitlokaliseringsanordning, i en ffiluftsdator, bätdator eller nägon annan anordning med display.Method according to any of the preceding claims, characterized in that it is carried out in whole or in part in a portable satellite location device, in an open-air computer, computer or any other device with display. 16. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att objektstorhetens estimat fdtreras med hjälp av ett Kalman-fdter.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the object size estimate is fed using a Kalman-fter. 17. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att den första och den andra givaren baserar sig pä olika mättekniker, som uppvisar en väsentligen frän varandra avvikande felprofd som en funktion av mätfrekvensen.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the first and second sensors are based on different measurement techniques, which exhibit a substantially different error profile as a function of the measuring frequency. 18. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att filtreringen av objektstorhetens estimat realiseras pä sä sätt, att en beräkningsmodells feluppskattning bestäms, som beskriver hur bra den använda co beräkningsmodellen motsvarar den faktiska situationen, med hjälp av mätning av oj ätminstone den ena fysikaliska storheten, och i N- o co objektstorhetens estimat filteras med en styrka, som är beroende av bäde o x mätningens feluppskattning och den närnnda beräkningsmodellens feluppskattning. cr CLMethod according to any of the preceding claims, characterized in that the filtering of the object size estimation is realized in such a way that a calculation model's error estimate is determined, which describes how well the co-calculation model used corresponds to the actual situation, by means of measuring at least one physical magnitude, and in the N-o co object magnitude estimation is filtered with a strength, which is dependent on both the ox ox measurement error estimation and the approximate calculation model error estimation. cr CL ° 19. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att ätminstone tvä σϊ !£ av följande är belägna i separata anordningsenheter, vilka är anordnade för att trädlöst ° kommunicera med varandra: en första givare, en andra givare, don för beräkningen av objektstorhetens värde, varvid en anordningsenhet som innehäller ätminstone en av de närnnda givama är anordnad att förmedla behövliga uppgifter om mätningens feluppskattning sorti görs med hjälp av givaren ifräga, eller för att beräkna densamma, pä ett trädlöst sätt tili en anordningsenhet som omfattar don för beräkning av objektstorhetens värde.A method according to any of the preceding claims, characterized in that at least two σϊϊ of the following are located in separate device units which are arranged to wirelessly communicate with each other: a first sensor, a second sensor, means for calculating the the value of the object quantity, wherein a device unit containing at least one of the aforementioned sensors is arranged to convey necessary information about the measurement error estimation sort is done by means of the sensor in question, or to calculate the same, in a wireless way to a device unit comprising a device unit comprising the value of the object quantity. 20. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det omfattar en förhällandeparameter, säsom typ av idrottsgren, som kan fä olika värden och vars värde vidare inverkar pa beräkningssättet av objektstorheten som använts.20. A method according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a ratio parameter, such as the type of sport, which can obtain different values and whose value further influences the method of calculation of the object size used. 21. System för bestämning av en mätbar objektstorhet, antingen hastighet eller höjd, vilket system omfattar en första givare för mätning av en första fysikalisk storhet, en andra givare för mätning av en andra fysikalisk storhet, don för beräkning av objektstorhetens värde med hjälp av mätningen av den första och den andra fysikaliska storheten, kännetecknat av att donen för beräkningen av objektstorhetens värde omfattar don för bestämning av ett estimat för objektstorheten ätminstone med hjälp av mätningen av den första fysikaliska storheten, don för bestämning av ätminstone en första feluppskattning, som representerar den första fysikaliska storhetens mätningsnoggrannhet, och don för filtrering av objektstorhetens estimat med en styrka, som är beroende av bade den första feluppskattningen och den nämnda andra fysikaliska storhetens co o mätning. (M |4. S5A system for determining a measurable object quantity, either speed or height, comprising a first sensor for measuring a first physical quantity, a second sensor for measuring a second physical quantity, means for calculating the value of the object quantity by means of the measurement of the first and second physical quantities, characterized in that the means for calculating the object size value comprises means for determining an estimate of the object size at least by means of the measurement of the first physical quantity, means for determining at least a first error estimate, which represents the first physical magnitude measurement accuracy, and means for filtering the object magnitude estimation with a strength which is dependent on both the first error estimate and the said second physical magnitude co o measurement. (M | 4. S5 22. System enligt krav 21, kännetecknat av att det är anordnat för att utföra förfarandet co ° enligt nägot av kraven 1-18. X DC CLSystem according to claim 21, characterized in that it is arranged to carry out the method according to any of claims 1-18. X DC CL 23. System enligt krav 21 eller 22, kännetecknat av att ätminstone tvä av följande är g belägna i separata anordningsenheter, vilka är anordnade att trädlöst kommunicera med 5 varandra: en första givare, en andra givare, don för beräkning av objektstorhetens värde. C\JSystem according to claim 21 or 22, characterized in that at least two of the following are g located in separate device units, which are arranged to wirelessly communicate with each other: a first sensor, a second sensor, means for calculating the value of the object quantity. C \ J 24. System enligt krav 23, kännetecknat av att den ena av anordningsenhetema utgörs av en armbandsanordning eller nägon annan bärbar anordning med display.System according to claim 23, characterized in that one of the device units is a wristband or some other portable display device. 25. System enligt krav 23 eller 24, kännetecknat av att den andra av anordningsenhetema utgörs av en satellitlokaliseringsmodul, en friluftsdator, en bätdator eller nägon annan anordning med display.25. System according to claim 23 or 24, characterized in that the other of the device units is a satellite location module, an outdoor computer, a computer or some other device with display. 26. System enligt nägot av kraven 21-25, kännetecknat av att nägondera eller bäda givama, och altemativt även donen för beräkningen av objektstorhetens värde, är belägna i en anordningsenhet utan display.26. A system according to any of claims 21-25, characterized in that the second probe or the sensor, and alternatively also the means for calculating the value of the object quantity, are located in a device unit without display. 27. System enligt krav 26, kännetecknat av att det omfattar även en anordningsenhet med display, varvid nämnda anordningsenhet utan display är anordnad att vara i trädlös förbindelse med anordningsenheten med display, för visande av objektstorhetens värde.System according to claim 26, characterized in that it also comprises a device unit with display, said device unit without display being arranged to be in wireless communication with the device unit with display, for displaying the value of the object quantity. 28. System enligt nägot av kraven 23 - 27, kännetecknat av att anordningsenheten, som innehäller ätminstone en av de nämnda givama, är anordnad för att förmedla mätningens feluppskattning som görs med hjälp av givaren iffäga, eller uppgifter som behövs för beräkningen av densamma, pä ett trädlöst sätt.28. A system according to any one of claims 23 to 27, characterized in that the device unit containing at least one of said sensors is arranged to convey the measurement error estimate made by the sensor in question, or data needed for the calculation thereof, a wireless way. 29. System enligt nägot av kraven 21-27, kännetecknat av att den första och den andra givaren samt donen för beräkningen av objektstorhetens värde är belägna i samma bärbara anordningsenhet.System according to any one of claims 21-27, characterized in that the first and second sensors and the means for calculating the value of the object quantity are located in the same portable device unit. 30. System enligt krav 29, kännetecknat av att nämnda bärbara anordningsenheten utgörs av en armbandsanordning, en mobiltelefon, en satellitlokaliseringsanordning med eller utan display, en friluftsdator, en bätdator. co δ c\j N- o CO o X cc CL o δ m δ c\j30. System according to claim 29, characterized in that said portable device unit consists of a wristband device, a mobile phone, a satellite location device with or without a display, an open-air computer, a tablet computer. co δ c \ j N- o CO o X cc CL o δ m δ c \ j
FI20115910A 2011-09-16 2011-09-16 Method for determining a measurable object size and corresponding system FI123761B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115910A FI123761B (en) 2011-09-16 2011-09-16 Method for determining a measurable object size and corresponding system
GB1215204.7A GB2497153B (en) 2011-09-16 2012-08-28 Method for determining a measurable target variable and a corresponding system
DE102012216194.5A DE102012216194B4 (en) 2011-09-16 2012-09-12 Method and system for determining a measurement target variable

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115910 2011-09-16
FI20115910A FI123761B (en) 2011-09-16 2011-09-16 Method for determining a measurable object size and corresponding system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115910A0 FI20115910A0 (en) 2011-09-16
FI20115910A FI20115910A (en) 2013-03-17
FI123761B true FI123761B (en) 2013-10-31

Family

ID=44718816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115910A FI123761B (en) 2011-09-16 2011-09-16 Method for determining a measurable object size and corresponding system

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102012216194B4 (en)
FI (1) FI123761B (en)
GB (1) GB2497153B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3047238A4 (en) * 2013-09-17 2017-05-24 InvenSense, Inc. Method and system for enhanced navigation with multiple sensors assemblies
US10641905B2 (en) 2017-09-15 2020-05-05 Qualcomm Incorporated Velocity bias compensation for swimmer position tracking
GB2595065B (en) 2017-10-31 2022-05-11 Amer Sports Digital Services Oy Method and system for tracking and determining an indoor position of an object
TWI680277B (en) 2017-10-31 2019-12-21 芬蘭商亞瑪芬體育數字服務公司 Method and system for determining a direction of movement of an object

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69420418T2 (en) * 1994-11-29 2000-05-25 Zanavy Informatics Kk Navigation system with switchover if a radio signal cannot be received
US6145389A (en) * 1996-11-12 2000-11-14 Ebeling; W. H. Carl Pedometer effective for both walking and running
US6216064B1 (en) * 1998-02-24 2001-04-10 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for determining altitude
US6408245B1 (en) * 2000-08-03 2002-06-18 American Gnc Corporation Filtering mechanization method of integrating global positioning system receiver with inertial measurement unit
US6970795B1 (en) * 2001-05-09 2005-11-29 Garmin Ltd. Method and apparatus for calculating altitude based on barometric and GPS measurements
US7643939B2 (en) * 2006-03-08 2010-01-05 Honeywell International Inc. Methods and systems for implementing an iterated extended Kalman filter within a navigation system
JP4941199B2 (en) * 2007-09-25 2012-05-30 ヤマハ株式会社 Navigation device
JP5119967B2 (en) * 2008-02-18 2013-01-16 セイコーエプソン株式会社 POSITIONING METHOD, PROGRAM, AND POSITIONING DEVICE
US8412456B2 (en) * 2008-11-06 2013-04-02 Texas Instruments Incorporated Loosely-coupled integration of global navigation satellite system and inertial navigation system: speed scale-factor and heading bias calibration
JP2010117148A (en) * 2008-11-11 2010-05-27 Seiko Epson Corp Method and device of calculating out position
US8164514B1 (en) * 2009-05-07 2012-04-24 Chun Yang Method and apparatus for fusing referenced and self-contained displacement measurements for positioning and navigation
JP2011080834A (en) * 2009-10-06 2011-04-21 Clarion Co Ltd Gps receiver and navigation system

Also Published As

Publication number Publication date
FI20115910A (en) 2013-03-17
DE102012216194B4 (en) 2021-05-27
GB2497153A (en) 2013-06-05
GB2497153B (en) 2018-10-24
GB201215204D0 (en) 2012-10-10
DE102012216194A1 (en) 2013-03-21
FI20115910A0 (en) 2011-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2673795C (en) System and method for tracking a moving person
CN105021187B (en) Low-power consumption outdoor positioning method
US10451437B2 (en) Method for determining a measurable target variable and corresponding system
US10254379B2 (en) Systems and methods for estimating a position of a receiver
CN108693547A (en) A kind of navigation system for underwater bathyscaph and accurate three-point positioning method
CN104748722B (en) Utilize the elevation location method of satellite positioning information real time calibration barometric leveling result
US10557711B2 (en) Apparatus for inferring pedestrian position based on pedestrian movement detection, and method therefor
WO2014210452A1 (en) Method and apparatus for ascertaining a location of a personal portable wireless communication device
FI123761B (en) Method for determining a measurable object size and corresponding system
US20140200847A1 (en) Wrist-based speed and distance monitoring
US20150354962A1 (en) Method and Apparatus for Handling Vertical Orientations of Devices for Constraint Free Portable Navigation
WO2015035496A1 (en) Method and apparatus for determination of misalignment between device and vessel using acceleration/deceleration
CN109196382A (en) The combined improvement GNSS receiver of operating speed integral and accurate point location
CN111380521B (en) Multipath filtering method in GNSS/MEMS inertia combined chip positioning algorithm
JP2023503950A (en) Floor height estimation and mobile device calibration
WO2020172213A1 (en) Indoor positioning system
Long et al. Single UWB anchor aided PDR heading and step length correcting indoor localization system
WO2015035501A1 (en) System and method for enhanced integrated navigation with wireless angle of arrival
CN109725284B (en) Method and system for determining a direction of motion of an object
KR20100002472A (en) Displacement monitoring system with multiplex global positioning system and signal processing method of the same
CN112904390B (en) Positioning method, positioning device, computer equipment and storage medium
US20230384097A1 (en) Calibrating A Pressure Sensor
CN107888289A (en) The indoor orientation method and platform merged based on visible light communication with inertial sensor
CN113325455B (en) Method and system for tracking and determining indoor position of object
US11991605B2 (en) Methods for using a pressure sensor of a mobile device to improve the accuracy of determined contexts

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123761

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: AMER SPORTS DIGITAL SERVICES OY

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: SUUNTO OY