CN105247320A - 使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置 - Google Patents

Abstract

在识别装置(100)中具备：铅直速度运算部(2)，其基于由气压测定部(1)测定的气压值运算气压测定部(1)的铅直方向速度；铅直速度判定部(3)，其判定铅直方向速度的大小；铅直持续距离运算部(4)，其根据由铅直速度运算部(2)运算出的铅直方向速度和铅直速度判定部(3)的判定结果，运算沿铅直方向移动的持续距离；以及铅直移动判定部(5)，其根据由铅直持续距离运算部(4)运算的铅直持续距离是否大于规定的阈值，来判定气压测定部(1)是否正在沿铅直方向移动。

Description

使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置

技术领域

本发明涉及一种使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置。

背景技术

以往，已知有由气压式高度计测量海拔或高度(从海拔0m起的铅直方向高度)的技术。该测量技术既存在例如登山时的当前所在地海拔测量那样在地面使用的情况，也存在如飞机的高度测量那样在大气层内的远离地面的高空使用的情况。

该气压式高度计基于如下的原理进行测量。

即，存在于地球上某个部分的空气由于地球的引力(重力)而从该空气的铅直上方(高空)受到相当于存在于高空部分的空气的重量的力。因而，地表侧的空气的量或空气密度总是比高空侧的空气的量或空气密度多(大)，其结果，地表侧的空气的压力即气压也总是比高空侧的气压高。如果将空气假设为理想气体，则随着向高空去(随着高度升高)而气压呈指数函数减少，这作为流体力学的理论是众所周知的。

另一方面，在该气压式高度计的气压测定中，一般多使用被称为绝对压力传感器的传感器。

该绝对压力传感器是能够测定相对于真空(0气压或0百帕)的大气层内的气压的传感器。一般地，如被称为高气压/低气压那样气压变化是基于天气的变化或相反地是从气压变化预测天气的变化的重要指标。测定作为该指标的气压的是绝对压力传感器，气压式高度计也使用同样的传感器。

然而，在气压式高度计中存在以下所示那样的根本的问题点。问题点在于，由于测定的物理量不是高度本身而是气压，因此即使在由于高度以外的因素导致气压变化的情况下，也被视为高度发生了变化。因此，实际的高度与气压式高度计所保持的当前高度产生了误差。

在此，高度以外的因素具体是指所述的高气压/低气压、伴随空气流动(风)而产生的气压变化、或者在两个以上封闭的空间的边界产生的气压变化。

例如在登山时需要克服该问题点来校正高度的情况下，由于登山所引起的高度和气压变化比较慢是主要的，因此与同样是气压变化比较慢的高气压/低气压等气象条件所引起的气压变化之间的区分很重要。

在实际运用中，例如考虑两种对策。

第一对策是，在登山道标写有海拔的情况下，登山者在该地点进行校正高度计的高度的操作。即，在该第一对策中，登山者手动校正高度。

第二对策是，通过GPS接收器的三维定位获知海拔，在该地点校正高度计的高度。在该第二对策中，既能够自动执行高度校正，也能够手动执行高度校正。

另一方面，近年来，特别是在城市里建设了很多的被称为高层大楼或超高层大楼的建筑物，频繁地产生自己想要知道“现在位于几层”的状况。

在这样的大楼室内的状况下，由于电波无法到达，因此无法利用GPS接收器进行定位，取而代之地一般使用气压计(气压式高度计)。在大楼室内移动的情况下也同样，在由于高度以外的因素而气压发生了变化时，如果被视为高度发生了变化，则气压式高度计所保持的当前高度与实际的高度产生误差。因此，期望一种在气压计(气压式高度计)中准确地识别是由于高度的变化而气压发生变化还是由于高度以外的因素而气压发生变化的方法。

在此，在大楼室内移动的情况下，与所述登山的情况不同，大多情况下高度和气压变化(在发生变化时)比较快。其理由为在大楼的高度方向即铅直方向的移动中一般使用升降电梯、自动扶梯、楼梯等。

在这样的情况下，重要的是对伴随空气的流动(风)而产生的气压变化或在空间的边界产生的气压变化与在大楼室内向楼上或楼下的移动所引起的高度和气压变化进行区分，而不是对伴随移动引起的高度变化而产生的气压变化与高气压/低气压进行区分。

作为如所述那样的区分气压变化是由高度的变化或铅直方向的移动引起还是由空气流动(风)等高度以外的变化引起的技术，已知有例如以下所示的技术。

在专利文献1中公开了以下技术：根据压力传感器的测定值运算高度和高度的变化量，如果高度的变化量小于规定的阈值，则判断为静止。并且，设定比所述规定的阈值大的阈值，如果高度的变化量大于该大的阈值，则判断为移动。

在专利文献2中公开了以下技术：根据加速度和气压的测定结果来判别升降电梯移动的停止等移动状态，使升降电梯移动停止点与预先存储的分布数据一致。

在专利文献3中公开了以下技术：使用压力传感器以外的运动传感器检测垂直方向的移动，根据其检测结果调整高度。

在专利文献4中公开了以下技术：基于气压传感器的测定值计算气压变化速度，将该速度与概率分布进行比较来选择概率值最高的升降状态，其中所述概率分布是根据基于预先按每个升降状态存储的气压变化速度的平均值和方差而获得的。

专利文献1：日本特开2001-289632号公报

专利文献2：日本特开2009-287984号公报

专利文献3：日本特开2009-530647号公报

专利文献4：日本特开2012-237719号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的技术中，仅运算气压的(绝对)变化量，没有运算气压的时间变化。如上所述，如果不考虑时间，则基本上无法进行伴随向铅直方向的移动而产生的气压变化与高气压/低气压的识别或者伴随向铅直方向的移动而产生的气压变化与空气流动(风)、空间的边界的识别。

接着，在专利文献2的技术中，必须根据加速度和气压的测定结果来获得升降电梯移动的停止点，但是完全没有记载其具体的获取方法。

同样地，关于专利文献3的技术，也完全没有记载具体如何使用运动传感器检测垂直方向的移动。

并且，专利文献4的技术是在检测出气压变化时识别升降电梯、自动扶梯或楼梯等的升降状态的技术，气压变化的检测通过与所述专利文献1类似的方法、即通过气压的(作为绝对值的)差来计算。因而，就识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的技术水平而言，不得不说与专利文献1是同等水平。

在该专利文献4中，能够进行升降电梯与自动扶梯/楼梯的升降状态的识别是因为一般来说升降电梯的铅直方向速度与自动扶梯/楼梯的铅直方向速度大幅不同。如果列举数字具体说明，则升降电梯的铅直方向速度平均(加速时和减速时除外)为4.0m/s。另一方面，对于自动扶梯/楼梯的铅直方向速度，两者大致相同程度，均为平均0.25m/s。并且，相同高度下的移动或静止时的平均当然为0m/s。鉴于该数值，显而易见地，与其说容易进行专利文献4中作为课题的升降电梯与自动扶梯/楼梯的识别，不如说难以进行自动扶梯/楼梯与相同高度下的移动或静止时的识别，即难以识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的。

并且，关于现有技术中未明示的课题，示出两点。

课题的第一点在于，自动扶梯/楼梯的铅直方向速度非常慢。如果将所述所示的自动扶梯/楼梯的铅直方向速度即0.25m/s用气压的时间变化率表示，则相当于大约0.03hPa/s。如果该值为1秒～数秒左右的瞬间的时间，则即使没有高度的变化或铅直方向的移动，也是通过空气流动、风而容易产生的自然现象。因而，为了识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的，需要对这两者(自动扶梯/楼梯与空气流动/风)进行区分的新的技术。

课题的第二点在于，升降电梯、自动扶梯/楼梯的铅直方向速度按每个大楼或每个设备而偏差大。例如，升降电梯的平均铅直方向速度为4.0m/s，但是医疗设施(医院等)、物品输送用升降电梯的铅直方向速度远小于所述平均速度。另一方面，超高层大楼的铅直方向速度非常快。更进一步地说，所有升降电梯在停止层一定为0m/s，因此越接近停止层越无限地接近于0m/s。鉴于这些，不得不说仅使用铅直方向速度来识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的是非常困难的。

因此，鉴于所述的点，着眼于准确且自动地识别气压变化是否是由伴随移动体的移动而产生的高度的变化所引起的，本发明的目的在于提供一种不是仅使用铅直方向速度而是使用新的识别方法能够实现所述的点的使用气压测定值来识别铅直方向的变化的装置。

用于解决问题的方案

本发明的一个实施方式为使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，具备：测定气压的气压测定部；速度运算部，其根据由所述气压测定部测定的气压测定值，运算所述气压测定部的铅直方向速度；持续移动距离运算部，其根据由所述速度运算部获得的铅直方向速度，运算所述气压测定部向铅直方向的持续移动距离；以及铅直移动判定部，其根据所述铅直方向速度和由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离，对所述气压测定部在铅直方向上进行了移动的情形进行判断。

可以形成为，还具有铅直速度判定部，该铅直速度判定部判定所述铅直方向速度是否大于预先设定的速度阈值，在由所述铅直速度判定部判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离的绝对值大于预先设定的移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判定为所述气压测定部在铅直方向上进行了移动，在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部不作出所述气压测定部在铅直方向上进行了移动的判断。

可以形成为，在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动。

可以形成为，所述铅直移动判定部根据所述铅直方向速度和所述持续移动距离，判断所述气压测定部是否在铅直方向上进行了移动。

可以形成为，还具有铅直速度判定部，该铅直速度判定部判定所述铅直方向速度是否大于预先设定的速度阈值，在由所述铅直速度判定部判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离的绝对值大于预先设定的移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判定为所述气压测定部在铅直方向上进行了移动，在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动。

可以形成为，所述持续移动距离运算部在所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值的期间，根据所述铅直方向速度对每单位时间的所述气压测定部的移动量进行累计来运算所述持续移动距离，所述持续移动距离运算部在所述铅直方向速度的绝对值不大于所述速度阈值的期间，将所述持续移动距离复位为零。

可以形成为，还具备：高度运算部，其根据所述气压测定值进行高度运算；以及存储部，其存储由该高度运算部进行所述高度运算时使用的规定的高度的基准气压或规定的楼层的基准气压，其中，根据判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动的期间的所述气压测定值，对由所述存储部存储的所述基准气压进行校正。

可以形成为，在由所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部正在铅直方向上移动的期间，根据所述铅直方向速度，识别用于所述气压测定部的移动的移动设备是升降电梯、自动扶梯以及楼梯中的哪一个。

可以形成为，还具备测定铅直方向的加速度的加速度计，在由所述铅直移动判定部识别为用于所述气压测定部的移动的移动设备为自动扶梯或楼梯的期间，根据所述铅直方向速度和由所述加速度计测定出的加速度，识别保持所述气压测定部的用户处于正在移动中的自动扶梯上步行的状态、在移动中的自动扶梯上静止的状态以及正在上下楼梯的状态中的哪一种状态。

可以形成为，还具备楼梯移动识别部，在根据由所述加速度计测定出的加速度判断为所述用户不处于正在步行的状态的情况下，该楼梯移动识别部识别为用户处于在移动中的自动扶梯上静止的状态，在根据所述加速度判断为所述用户处于正在步行的状态的情况下，从由所述速度运算部运算出的铅直方向速度的绝对值中减去与在自动扶梯上步行或上下楼梯时产生的铅直速度相应的规定的步行时铅直速度的绝对值，如果从所述铅直方向速度的绝对值中减去所述步行时铅直速度的绝对值的减法结果大于预先设定的阈值，则所述楼梯移动识别部识别为用户处于正在移动中的自动扶梯上步行的状态，如果所述减法结果为所述阈值以下，则所述楼梯移动识别部识别为用户处于正在上下楼梯的状态。

可以形成为，还具备楼层图显示部，该楼层图显示部显示用户所在的楼层的楼层图，所述楼层图显示部形成为使所述用户的当前位置与所述升降电梯、所述自动扶梯以及所述楼梯中的被识别为所述用户正在利用而处于移动中的移动设备在所述楼层图上的位置一致、或使所述用户的移动方向与所述移动设备的位置一致。

另外，本发明的其它方式为气压式铅直移动识别器，具备：输出气压信号的气压传感器；铅直速度信号输出部，其被输入所述气压信号，并输出表示所述气压传感器的铅直速度的第一信号；铅直移动距离信号输出部，其被输入所述第一信号，并输出表示所述气压传感器的铅直移动距离的第二信号；以及铅直移动信号输出部，其被输入所述第一信号和所述第二信号，并输出表示所述气压传感器在铅直方向上进行了移动的第三信号。

可以形成为，所述第三信号表示用于所述气压传感器的移动的移动设备是自动扶梯或楼梯。

可以形成为，所述铅直移动信号输出部还输出表示所述移动设备为升降电梯的第四信号。

另外，本发明的其它方式为楼层图显示装置，具备：所述方式所记载的气压式铅直移动识别器；以及楼层图显示部，其根据所述第三信号和所述第四信号，显示用户所在的楼层的楼层图。

可以形成为，所述楼层图显示部以使所述用户的当前位置与所述升降电梯、所述自动扶梯以及所述楼梯中的被识别为所述用户正在利用而处于移动中的移动设备在所述楼层图上的位置一致或使所述用户的移动方向与所述移动设备的位置一致的方式进行显示。

发明的效果

根据本发明的一个方式，基于气压测定值的时间变化，不仅运算铅直方向速度，还运算气压测定部的持续移动距离，因此能够准确且自动识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的识别装置的结构例的框图。

图2是表示气压值数据的一例的图表。

图3是表示识别装置所使用的各种数据的转换例的表。

图4是表示气压值数据的实际的测定例的图表。

图5是表示识别装置的主要模块的处理过程的详细内容的流程图的一例。

图6是表示本发明所涉及的识别装置的其它结构例的框图。

图7是表示本发明所涉及的识别装置的其它结构例的框图。

图8是表示应用本发明所涉及的识别装置的楼层图显示装置的结构例的框图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(实施方式的结构)

图1是表示本发明所涉及的使用气压计识别铅直方向的变化的识别装置100的结构例的框图。

图1所示的识别装置100具备气压测定部1、铅直速度运算部2、铅直速度判定部3、铅直持续距离运算部4以及铅直移动判定部5。

气压测定部1是通过绝对压力传感器等测定气压(大气压)的模块。气压测定部1只要能够测定气压，就不特别限定于绝对压力传感器，也可以使用例如被称为水银型、无液型的气压计进行测定。

铅直速度运算部(与速度运算部对应)2是基于由所述气压测定部1测定的气压值运算向铅直方向的移动速度(与铅直方向速度对应)的模块。

本运算方法有很多种，最明确且准确的是如下方法：首先，将气压值转换为铅直方向的高度(以下称为铅直高度)，接着，求出铅直高度的时间变化率。

其次有效的方法是，求出所测定的气压值的时间变化率，将该变化率转换为铅直方向的移动速度。为了方便，设为在以后的说明中全部采用前者的方法。

关于本发明的情况，在所述两种方法中均优选针对在从当前至前几秒左右的时间段获取到的气压值或铅直高度值，将最小二乘近似直线的斜率值设为时间变化率。因而，推荐测定周期为1秒或比其更短的程度(100微秒至数百微秒左右)。此外，如果为了容易地理解而设为测定周期连续而非离散且使用微分运算作为时间变化率，则示出所述两种方法的运算结果完全相同。

铅直速度判定部3是判定由所述铅直速度运算部2运算出的铅直方向速度的大小的模块。本模块的详细内容与具体的数据及运算方法的事例一并在后面记述。

铅直持续距离运算部(与持续移动距离运算部对应)4是基于由所述铅直速度运算部2和所述铅直速度判定部3获得的结果运算向铅直方向持续移动了多大距离的模块。同样地，本模块的详细内容也在后面记述。

铅直移动判定部5是判定由铅直持续距离运算部4获得的向铅直方向的持续的移动距离(的大小)的模块。同样地，本模块的详细内容也在后面记述。

接着，表示本发明中的具体的运算方法的一例。

图2是将由气压测定部1测定出的气压值作为时刻t的函数进行图示的图表。在图2中，横轴为时刻t，纵轴为气压值P(t)，当前时刻为t，该时刻的气压值为P(t)。气压值设为离散地测定的值，将当前时刻的前一个时刻设为“t-1”，将该时刻的气压值设为P(t-1)。以下同样地，将求出最小近似直线的斜率所使用的最早的时刻(图2中以纵虚线显示)设为“t-T”，将该时刻的气压值设为P(t-T)。

在图2中获得的气压值P(t-T)～P(t)如图3所示那样被转换为铅直高度。当将该铅直高度设为H(t-T)～H(t)时，可知气压值P(i)与铅直高度H(i)之间存在下式那样的关系。

H(i)＝-Psens×PO×loge(P(i)/Pref)

(其中，设为i＝t-T～t。)

在该式中，“Psens”是气压与铅直高度之间的转换系数。另外，“P0”为国际标准大气的海拔0m处的基准气压值，P0＝1013.25hPa。并且，“Pref”为铅直高度的基准的气压值，在本发明中只要“Pref”不为0hPa即可，但是物理意味最明确的是设为Pref＝P(t-T)。由此可知在求出该最小近似直线的斜率的时间(从最初到最后)气压变化了多少。

之后，不是气压值P(t-T)～P(t)，而是将通过该关系式运算出的铅直高度H(t-T)～H(t)作为从属变量，将时刻“t-T”～t作为独立变量，对他们应用最小二次法求出该近似直线的斜率，由此能够运算在该时刻t的铅直方向速度V(t)。此外，为了容易地理解，该铅直方向速度V(t)相当于时刻“t-T”～t为止的铅直方向的平均的移动速度。

在铅直速度运算部2中执行以上说明的到此为止的一系列处理。

关于通过这样获得的铅直方向速度V(t)，在铅直速度判定部3中判定其大小。具体地说，识别铅直方向速度V(t)符合下述哪种状态。

在此，在通过现实的高层大楼中的铅直方向的移动设备(升降电梯、自动扶梯、楼梯)等进行了移动时，能够使铅直方向速度V(t)根据其大小(绝对值)和朝向(正负符号)如以下的(1)～(6)所示那样进行对应。

(1)升降电梯上升：V（t)≥Vth2

(2)升降电梯下降：V(t)≤-Vth2

(3)自动扶梯上升：Vth1＜V(t)＜Vth2

(4)自动扶梯下降：-Vth2＜V(t)＜-Vth1

(5)上楼梯：Vth1＜V(t)＜Vth2

(6)上楼梯：-Vth2＜V(t)＜-Vth1

在此，Vth1和Vth2均为正的规定值，设为存在0<Vth1<Vth2这样的大小关系。这些值在识别铅直方向速度的大小时具有阈值这样的意义。此外，Vth1对应速度阈值。

另一方面，在不是使用升降电梯、自动扶梯、楼梯这样的铅直方向的移动设备移动，而是在平坦的地面步行时(以下称为平坦步行)或者在相同位置停留时(以下称为静止)，能够如以下的(7)、(8)所示那样进行对应。

(7)平坦步行：-Vth1≤V(t)≤Vth1

(8)静止：-Vth1≤V(t)≤Vth1

然而，如开头所示那样，关于利用升降电梯的移动和利用自动扶梯/楼梯的移动，根据铅直方向速度V(t)的大小能够在某种程度上进行识别，但是关于利用自动扶梯/楼梯的移动和平坦步行/静止，很难基于铅直方向速度V(t)对它们进行识别。

通过示出实际的气压值数据来说明难以进行该识别的具体例。

图4是表示保持气压测定部1的用户在室内的1层(天井楼层)静止时实际测定出的气压值数据和利用所述方法基于气压值数据运算出的铅直方向速度的变化的图表。

在图4中，实线为气压值P(t)，虚线为铅直方向速度V(t)。横轴为时刻，将该图表中的左端到右端的时间设为4分钟，测定周期设为100微秒。因而，测定点有2400个，因此当图示时可以看到是连续的函数，但实际为离散的数列。

另一方面，纵轴表示气压值(1013.6hPa～1015.0hPa)和铅直方向速度(-0.5m/s～+1.5m/s)。另外，该例中的Psens的值设为8.7m/hPa。其接近温度25℃和湿度50％RH的环境下的Psens的值。

如果对图4的图表更详细地进行分析可知，在4分钟内，气压在1014.2hPa到1014.9hPa左右之间波动。该波动是即使没有高度的变化或铅直方向的移动也会由于空气流动、风而容易产生的自然现象。也就是说，是在平坦步行、静止的情况下也容易产生的现象。

将该波动的差0.7hPa转换为铅直高度大致相当于5m～6m左右。这是大楼的平均层高(层高是指每一层的高度。)即4m以上的波动。另外，关于铅直方向速度，上下方向(符号的正负)双方均有时达到了自动扶梯和楼梯的上升下降平均速度即0.25m/s。由于在所述的现有技术中仅使用该铅直方向速度，因此可能产生针对这样的气压数据无法对自动扶梯/楼梯和平坦步行/静止进行识别的状况。(此外，由于升降电梯的速度为4.0m/s非常快，因此能够识别。)

然而，图4中还可知，在保持气压测定部1的用户静止的情况下，尽管有时铅直方向速度达到±0.25m/s，但是该铅直方向速度持续的时间短。如果将该特殊的状况应用于一般的状况，可以如以下这样阐述。

即，在静止时气压的瞬时值也确实发生变动，但是以最长也仅为数秒的周期在平均值附近波动，并且其波动的大小与高度的变化相比也具有无法忽视的有意义的大小。因此，仅通过铅直方向速度，无法识别是否为平坦步行/静止状态。

另一方面，在保持气压测定部1的用户乘坐自动扶梯进行楼层移动的情况下，铅直方向的速度较小为0.25m/s，但是该铅直方向速度持续的时间增长。例如在层高为4m的层间移动时需要16秒。如果利用该16秒与所述的周期数秒的时间差，则能够识别是利用自动扶梯或楼梯进行移动还是只是气压的波动(平坦步行或静止)。进行该识别的模块是铅直持续距离运算部4和铅直移动判定部5。以下，说明这两个模块的详细内容。

图5是以流程图表示铅直速度判定部3、铅直持续距离运算部4以及铅直移动判定部5的动作的附图。

图5中的变量只有Lup和Ldown两个。在初始设定中首先将这些清空(Lup＝0、Ldown＝0)(步骤S1)。

接着，运算时刻t的铅直方向速度V(t)(步骤S2)。即，以由气压测定部1获得的气压值数据为基础，基于例如规定时间的气压值数据的最小二乘近似直线的斜率值等，按照所述的运算方法运算铅直方向速度V(t)。然后，进行铅直方向速度V(t)的大小的判定，即识别铅直方向速度V(t)的大小(步骤S3)。

在图5中，设为识别保持气压测定部1的用户处于利用“升降电梯”上升或下降、利用“自动扶梯”或“楼梯”上升、利用“自动扶梯”或“楼梯”下降、“平坦步行”或“静止”这四种状态中的哪一种状态来进行说明。此外，此处所说的铅直方向速度V(t)的判定是指识别运算出的铅直方向速度V(t)符合所述的四种状态中的哪一种状态。

通过以下的过程进行铅直方向速度V(t)的判定。

首先，在铅直方向速度V(t)的绝对值大的情况下，也就是说在铅直方向速度非常快的情况下，推测为保持气压测定部1的用户正在利用升降电梯移动(步骤S4)。如果将其用数式表示，则如所述那样，能够如下面的(1)、(2)所示那样规定。

(1)升降电梯上升：V(t)≥Vth2

(2)升降电梯下降：V(t)≤-Vth2

此外，阈值Vth2、-Vth2被设定为能够视为保持气压测定部1的用户正在利用升降电梯上升或下降的铅直方向的移动速度，例如根据升降电梯的平均的升降速度设定。

另外，在图5中，在V(t)≥Vth2时或V(t)≤-Vth2时没有关于变量Lup和Ldown以及对这些进行运算的方法的记载，但是通过与以下所示的方法同样的方法进行铅直持续距离运算，能够更准确地识别用户是否正在利用升降电梯移动。相反地，如所述那样，由于升降电梯的铅直速度与自动扶梯/楼梯的铅直速度大幅不同，因此也可以省略铅直持续距离运算，仅通过铅直速度识别用户是否正在利用升降电梯移动。

另一方面，在铅直方向速度V(t)的绝对值小的情况下，也就是说在铅直方向速度V(t)非常缓慢的情况下，推测为平坦步行或静止。所述气压的波动小的情况也与铅直方向速度V(t)的绝对值小的情况对应。如果将其用数式表示，则如所述那样，能够如下面的(7)、(8)所示那样规定。

(7)平坦步行：-Vth1≤V(t)≤Vth1

(8)静止：-Vth1≤V(t)≤Vth1

此外，阈值Vth1被设定为满足0<Vth1<Vth2且能够视为保持气压测定部1的用户正在平坦步行或静止的值。例如根据由于所述的气压波动而产生的铅直方向速度或平坦步行时的铅直方向速度等设定阈值Vth1。

在此，优选的是，在根据铅直方向速度V(t)的判定而判定为保持气压测定部1的用户处于平坦步行或静止的状态时，在该时点，将变量Lup和Ldown清空而设为0(零)(步骤S5、S6)。也就是说，将该时点设为铅直移动距离的出发点较好。原因是，在该时点明显没有向铅直方向移动。

最后，存在铅直方向速度V(t)的绝对值为中间值的情况，也就是说铅直方向速度V(t)既不快也不慢的情况。如所述的图4等中说明的那样，这既可能是铅直方向的移动，也可能是由气压的波动引起的。如果将其用数式表示，则如所述那样，能够如下面的(3)、(4)、(5)、(6)所示那样规定。

(3)自动扶梯上升：Vth1＜V(t)＜Vth2

(4)自动扶梯下降：-Vth2＜V(t)＜-Vth1

(5)上片梯：Vth1＜V(t)＜Vth2

(6)下楼梯：-Vth2＜V(t)＜-Vth1

这些(3)～(6)能够换之表示为下面的(3′)或(4′)。

(3′)铅直方向上升中或气压的波动：Vth1＜V(t)＜Vth2

(4′)铅直方向下降中或气压的波动：-Vth2＜V(t)＜-Vth1

而且，例如在铅直方向速度V(t)符合(3′)的情况下，将变量Lup和Ldown设为

Lup＝Lup＋V(t)·Δt

Ldonw＝O

来进行运算(步骤S7)。

也就是说，变量Lup是将已经保持的变量Lup的值加上“V(t)·Δt”得到的。该第二项“V(t)·Δt”中的“Δt”是此处新定义的量，优选设为每次气压值测定(或者也可以是每次运算V(t))的周期(每次测定的时间)。其原因是，“V(t)·Δt”的量是表示在该“Δt”的时间内移动的距离的量。

因而，通过进行如上所述的运算，变量Lup的量成为向铅直上方向持续移动了多大距离即表示持续移动距离的非常有用的物理量。另外，变量Ldown表示向下方的持续移动距离，在(3′)中，由于铅直方向速度V(t)是正值，是被预测为铅直方向上升中或气压的波动的值，因此在此优选清空为0。

另一方面，在铅直方向速度V(t)符合(4′)的情况下，将变量Lup和Ldown设为

Lup＝O

Ldown＝Ldown＋V(t)·Δt

来进行运算(步骤S8)。

此时，由于铅直方向速度V(t)是负值，因此如所述式所示那样定义的变量Ldown也一定为负值。此外，Ldown的物理意思可以解释为与之前说明的变量Lup的情况大致相同，是表示向铅直下方持续移动了多大距离的物理量。

此外，由铅直持续距离运算部4执行到此为止说明的铅直方向速度V(t)的绝对值为中间值时的各种运算。而且，在铅直移动判定部5中进行最终的识别。具体如下所述。

由于在铅直方向速度V(t)符合(3′)的情况下变量Lup是表示向铅直上方持续移动多大距离的物理量，因此只要判断出该变量Lup是否达到了层高，就能够识别是铅直方向上升中还是气压的波动。

在此，虽然层高根据高层大楼、建筑物而稍有不同，但是大多数情况下在高层大楼的情况下为4m左右(3.5m～4.5m左右)，只有天井的楼层稍高为5m左右。可以说必定比人的身高即1.6m～1.7m左右高，或可以说绝对不会低于2.5m。

因此，假设如果变量Lup是大于2.5m的值则其意味着向铅直上方持续移动了层高即1层以上的高度，从而得出正在乘坐自动扶梯或走楼梯上升这样的识别结果(步骤S9、S10)。相反地，如果变量Lup是小于2.5m的值，则得出平坦步行或静止这样的识别结果(步骤S9、S6)。在该情况下，只要将图5的阈值Lth设定为2.5m即可。此外，该阈值Lth与移动距离阈值对应。

铅直方向速度V(t)符合(4′)的情况也同样，如果变量Ldown是小于阈值“-Lth”的值，则识别为正在乘坐自动扶梯或走楼梯下降(步骤S11、S12)，如果变量Ldown是大于阈值“-Lth”的值，则得出平坦步行或静止(步骤S11、S6)这样的识别结果即可。

从所述变量Lup和Ldown的定义显而易见地，基本上变量Lup为正值则单调增加，变量Ldown为负值则单调减少(绝对值单调增加)，其不成立时一定只在变量Lup和Ldown被清空为0时。因而，变量Lup和Ldown根据本方法的识别的结果而遵循以下流程。

(a)平坦步行或静止中为变量Lup＝0。

(b)当具有气压式高度计的移动体从平坦步行或静止中的状态起利用自动扶梯上升时，变量Lup开始单调增加，但是紧挨着上升之后Lup<Lth，因此识别结果为平坦步行或静止。

(c)在到达紧邻的上一楼层稍前，变量Lup变为Lup>Lth，从而识别结果变为自动扶梯或楼梯。

(d)如果在到达紧邻的上一楼层之后再次使用自动扶梯上升，则由于已经为Lup>Lth，因此识别结果继续为自动扶梯或楼梯，与(c)的状态相同，并继续该状态。

(e)如果在到达紧邻的上一楼层之后进行平坦步行，则在铅直方向速度V(t)变为Vth1以下的时点变为Lup＝0，而返回(a)的状态。

利用自动扶梯下降的情况下的基于变量Ldown的下降时的流程也相同。

如以上说明的那样，基于气压值数据的时间变化，不仅运算铅直方向速度，还运算向铅直方向的移动距离，根据铅直方向速度和移动距离双方来判断气压计(保持气压测定部1的用户)正在如何移动。因此，能够准确地识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的，特别是关于仅通过铅直方向速度难以识别的是正在利用自动扶梯、楼梯移动还是处于平坦步行或静止的状态，能够准确地进行识别。

特别地，如所述医院内的自动扶梯和车站内的自动扶梯等那样，即使是相同种类的移动设备，在向铅直方向的移动中利用的移动设备的铅直方向速度的偏差也比较大，并且难以针对这些各个移动设备获取自动扶梯的移动速度等这样的数据。因此，在设为按自动扶梯、升降电梯等移动设备的种类设定铅直方向速度的阈值并根据该阈值识别移动设备的结构的情况下，识别误差增大。

然而，通过如所述那样运算向铅直方向移动时的持续距离，能够与高层大楼等的各楼层的高度(层高)直接进行比较。而且，该层高在不同的大楼之间偏差比较小，并且，比较容易获取层高等这样的数据。因此，能够容易且更准确地自动识别气压变化是否是由高度的变化或铅直方向的移动引起的。

因而，在气压式高度计等中，在基于气压测定值识别为气压变化是由除了使用自动扶梯或楼梯的移动、利用升降电梯的移动等高度变化或铅直方向的移动以外的因素引起的变化时，设为该气压变化不是由高度变化或铅直方向的移动引起的，通过进行高度校正等处理，能够自动进行高度校正，能够实现可用性更高的气压式高度计。

另外，例如在判断为气压变化不是由向铅直方向的移动引起的变化时，即在判断为正在平坦步行或处于静止状态的情况下，如图6所示，将该时点的气压的测定值即气压值P设定为铅直高度基准下的基准气压值，例如将该基准气压值与已知的高度或楼层对应地事先存储到存储部111，将存储在存储部111中的基准气压值作为基准，由高度运算部112估计高度等，由此能够适当地估计高度。此时，通过将判断为气压变化不是由向铅直方向的移动引起的气压值P，即将判断为正在平坦步行或处于静止状态而未向铅直方向移动的期间的气压值P作为基准气压值来进行更新并存储到存储部111等，使用气压值P校正存储在存储部111中的基准气压值，能够更适当地估计高度。

此外，如果如图7所示那样在本发明中的识别装置中还具备加速度计6(加速度传感器)，则能够获知用户是处于步行的状态还是未步行而处于静止的状态。利用此则能够识别到目前为止的说明中无法识别的自动扶梯和楼梯。具体使用如下的方法即可。

在目前为止的说明中，在得出保持气压测定部1的用户正利用自动扶梯或楼梯移动这样的识别结果的情况下，作为用户的实际状态而有可能性的是在自动扶梯上步行、在自动扶梯上静止以及走楼梯中的任一个。

首先，在加速度计6的测量值大致为零而判断为不处于步行状态(处于静止状态)的情况下，明显地能够视为在自动扶梯上静止。

关于余下的两种状态，一般利用自动扶梯的台阶和楼梯的台阶为相同程度、用户在自动扶梯上步行的情况和上下楼梯的情况所产生的铅直速度也为相同程度来进行识别。即，如果从由铅直速度运算部2运算出的铅直方向速度V(t)减去预先决定的在自动扶梯上步行和上下楼梯时产生的步行时铅直速度，则在自动扶梯上步行时该减法后的数值约为自动扶梯本身的铅直速度(大于零)，在走楼梯时铅直速度接近于零。根据该大小关系设定某个阈值，如果减法后的数值大于该阈值，则识别为在自动扶梯上步行，如果小于该阈值则识别为在楼梯上步行即可。如图7所示，这些在自动扶梯上静止的状态、在自动扶梯上步行的状态、正在上下楼梯的状态的识别通过楼梯移动识别部7进行即可。即，将铅直移动判定部5的判断结果、加速度计6的测量值以及由铅直速度运算部2运算出的铅直方向速度V(t)输入到楼梯移动识别部7，在铅直移动判定部5的判断结果被判定为使用自动扶梯移动中或上下楼梯中时，在楼梯移动识别部7中，基于加速度计6的测量值判定是否被判断为不处于步行状态(处于静止状态)。然后，在被判断为不处于步行状态时，从由铅直速度运算部2运算出的铅直方向速度V(t)减去预先设定的在自动扶梯上步行和上下楼梯时产生的步行时铅直速度，并根据减法结果进行判断即可。

最后，如果设为使用本发明中的识别装置识别为例如升降电梯，则处于升降电梯中的情况自不用说，还能够具体地以最多数秒左右的不定度瞬间地获知乘入升降电梯的时间和走出升降电梯的时间。

另一方面，高层大楼室内的升降电梯数量并不多，而且能够通过室内地图(楼层图)等容易地获知地点。因而，例如图7所示，在识别装置100中设置显示用户所在楼层的楼层图的楼层图显示部8。而且，如果使用识别装置100识别出的用户的当前状态的识别结果，则可以获知例如用户在走出升降电梯的瞬间位于升降电梯的出入口，因此能够在判断为走出升降电梯的瞬间，使用户的当前所在地与楼层图上的升降电梯附近的位置一致。并且，存在还可以获知在升降电梯的出入口处的移动方向(保持识别装置100的用户步行的方位)的情况，其结果为，还能够使用户在当前所在地朝哪个方向(方位)移动与楼层图上一致。该技术是对室内自主导航的累计误差校正等非常有效的对策。

此外，在图7中，对将楼层图显示部8设置于识别装置100的情况进行了说明，但是并不限于此，也能够如图8所示那样构成为在具备楼层图显示部8的楼层图显示装置150中还设置识别装置100，使用户的当前位置、移动方向等与楼层图上一致。

当然，自动扶梯、楼梯的情况也能够采用完全相同的方法进行校正。

此外，本发明的范围并不限定于图示记载的示例性的实施方式，还包含带来与本发明作为目的的效果等效的效果的全部实施方式。并且，本发明的范围能够根据全部公开的各个特征中特定的特征的所有期望的组合而撰写。

附图标记说明

1：气压测定部；2：铅直速度运算部；3：铅直速度判定部；4：铅直持续距离运算部；5：铅直移动判定部；6：加速度计；7：楼梯移动识别部；8：楼层图显示部；100：识别装置。

Claims (16)

1.一种使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，具备：

测定气压的气压测定部；

速度运算部，其根据由所述气压测定部测定的气压测定值，运算所述气压测定部的铅直方向速度；

持续移动距离运算部，其根据由所述速度运算部获得的铅直方向速度，运算所述气压测定部向铅直方向的持续移动距离；以及

铅直移动判定部，其根据所述铅直方向速度和由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离，对所述气压测定部在铅直方向上进行了移动的情形进行判断。

2.根据权利要求1所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

还具有铅直速度判定部，该铅直速度判定部判定所述铅直方向速度是否大于预先设定的速度阈值，

在由所述铅直速度判定部判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离的绝对值大于预先设定的移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判定为所述气压测定部在铅直方向上进行了移动，在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部不作出所述气压测定部在铅直方向上进行了移动的判断。

3.根据权利要求2所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动。

4.根据权利要求1所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

所述铅直移动判定部根据所述铅直方向速度和所述持续移动距离，判断所述气压测定部是否在铅直方向上进行了移动。

5.根据权利要求4所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

还具有铅直速度判定部，该铅直速度判定部判定所述铅直方向速度是否大于预先设定的速度阈值，

在由所述铅直速度判定部判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且由所述持续移动距离运算部运算出的持续移动距离的绝对值大于预先设定的移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判定为所述气压测定部在铅直方向上进行了移动，在判断为所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值且所述持续移动距离的绝对值不大于所述移动距离阈值时，所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动。

6.根据权利要求3或权利要求5所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

所述持续移动距离运算部在所述铅直方向速度的绝对值大于所述速度阈值的期间，根据所述铅直方向速度对每单位时间的所述气压测定部的移动量进行累计来运算所述持续移动距离，

所述持续移动距离运算部在所述铅直方向速度的绝对值不大于所述速度阈值的期间，将所述持续移动距离复位为零。

7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，还具备：

高度运算部，其根据所述气压测定值进行高度运算；以及

存储部，其存储由该高度运算部进行所述高度运算时使用的规定的高度的基准气压或规定的楼层的基准气压，

其中，根据判断为所述气压测定部在铅直方向上未进行移动的期间的所述气压测定值，对由所述存储部存储的所述基准气压进行校正。

8.根据权利要求1至权利要求7中的任一项所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

在由所述铅直移动判定部判断为所述气压测定部正在铅直方向上移动的期间，根据所述铅直方向速度，识别用于所述气压测定部的移动的移动设备是升降电梯、自动扶梯以及楼梯中的哪一个。

9.根据权利要求8所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

还具备测定铅直方向的加速度的加速度计，

在由所述铅直移动判定部识别为用于所述气压测定部的移动的移动设备为自动扶梯或楼梯的期间，根据所述铅直方向速度和由所述加速度计测定出的加速度，识别保持所述气压测定部的用户处于正在移动中的自动扶梯上步行的状态、在移动中的自动扶梯上静止的状态以及正在上下楼梯的状态中的哪一种状态。

10.根据权利要求9所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

还具备楼梯移动识别部，在根据由所述加速度计测定出的加速度判断为所述用户不处于正在步行的状态的情况下，该楼梯移动识别部识别为用户处于在移动中的自动扶梯上静止的状态，

在根据所述加速度判断为所述用户处于正在步行的状态的情况下，从由所述速度运算部运算出的铅直方向速度的绝对值中减去与在自动扶梯上步行或上下楼梯时产生的铅直速度相应的规定的步行时铅直速度的绝对值，

如果从所述铅直方向速度的绝对值中减去所述步行时铅直速度的绝对值的减法结果大于预先设定的阈值，则所述楼梯移动识别部识别为用户处于正在移动中的自动扶梯上步行的状态，如果所述减法结果为所述阈值以下，则所述楼梯移动识别部识别为用户处于正在上下楼梯的状态。

11.根据权利要求10所述的使用气压测定值识别铅直方向的变化的装置，其特征在于，

还具备楼层图显示部，该楼层图显示部显示用户所在的楼层的楼层图，

所述楼层图显示部形成为使所述用户的当前位置与所述升降电梯、所述自动扶梯以及所述楼梯中的被识别为所述用户正在利用而处于移动中的移动设备在所述楼层图上的位置一致、或使所述用户的移动方向与所述移动设备的位置一致。

12.一种气压式铅直移动识别器，具备：

输出气压信号的气压传感器；

铅直速度信号输出部，其被输入所述气压信号，并输出表示所述气压传感器的铅直速度的第一信号；

铅直移动距离信号输出部，其被输入所述第一信号，并输出表示所述气压传感器的铅直移动距离的第二信号；以及

铅直移动信号输出部，其被输入所述第一信号和所述第二信号，并输出表示所述气压传感器在铅直方向上进行了移动的第三信号。

13.根据权利要求12所述的气压式铅直移动识别器，其特征在于，

所述第三信号表示用于所述气压传感器的移动的移动设备是自动扶梯或楼梯。

14.根据权利要求13所述的气压式铅直移动识别器，其特征在于，

所述铅直移动信号输出部还输出表示所述移动设备为升降电梯的第四信号。

15.一种楼层图显示装置，具备：

根据权利要求14所述的气压式铅直移动识别器；以及

楼层图显示部，其根据所述第三信号和所述第四信号，显示用户所在的楼层的楼层图。

16.根据权利要求15所述的楼层图显示装置，其特征在于，

所述楼层图显示部以使所述用户的当前位置与所述升降电梯、所述自动扶梯以及所述楼梯中的被识别为所述用户正在利用而处于移动中的移动设备在所述楼层图上的位置一致或使所述用户的移动方向与所述移动设备的位置一致的方式进行显示。