CN105829830A - 信息处理设备、信息处理方法和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

一种信息处理设备，包括：姿态改变确定单元，基于惯性传感器的输出值，确定移动对象的姿态状态是否已经改变；参考朝向生成单元，当确定移动对象的姿态状态已经从第一姿态状态变为第二姿态状态时，生成与从惯性传感器的输出值计算的移动对象此时的朝向对应的参考朝向；以及朝向误差计算单元，当确定移动对象的姿态状态已经从第二姿态状态变为第一姿态状态时，根据参考朝向、以及从惯性传感器的输出值计算的此时的朝向，计算移动对象的朝向的误差。

Description

信息处理设备、信息处理方法和计算机程序产品

技术领域

本发明涉及信息处理设备、信息处理方法和计算机程序产品。

背景技术

作为用于测量难以从全球定位系统(GPS)接收信号的场所(诸如室内场所)中的行人的位置或朝向的技术，已知使用惯性传感器的具有自主导航的定位技术。例如，包括加速度传感器、角速度传感器和地磁传感器的各种传感器用作惯性传感器。具体地，在自主导航中，通过基于使用惯性传感器检测的行人的运动而计算行人已经行进的距离和方向、并对计算的结果进行积分，测量行人的当前位置或朝向。

然而，在具有自主导航的定位中，由于例如用角速度传感器检测的结果中包含的偏差的影响，有可能对所计算的距离或方向的结果的积分重复越多，累积误差越大。此外，地磁是不稳定的，并且在具有自主导航的定位中难以用地磁传感器校正朝向，因为存在由于例如各种电器或建筑物的结构而导致的磁场的扰动。

有鉴于上述，近来，存在一种技术，其使用惯性传感器基于行人的重力方向(垂直向下)精确测量测量设备的角速度传感器的漂移值，以校正角速度传感器的偏移。还存在一种技术，其基于之前用行人的惯性传感器检测的值提取与当前检测的值的变化类似的之前检测的值的变化，并且使用所提取的结果来计算校正当前检测的值所参考的参考值。

然而，上述现有技术存在的问题在于，难以准确确定诸如行人的移动对象的朝向。例如，角速度传感器中的漂移值依赖于当时的温度或时间而变化，因此，当定位长时间没有行走的移动对象时，发生从之前偏移值的误差，并且在对用角速度传感器的计算结果进行积分时，误差累积。即使当当前检测的值类似于之前检测的值时，惯性传感器的偏移值也是不同的，并且当行人的朝向不同时有可能参考值不是优选的。

有鉴于上述，需要提供一种信息处理设备、信息处理方法和计算机程序产品，即使当已经长时间执行定位时也能够更准确确定当移动对象开始移动时的朝向。

发明内容

一种信息处理设备，包括：姿态改变确定单元，基于惯性传感器的输出值，确定移动对象的姿态状态是否已经改变；参考朝向生成单元，当确定移动对象的姿态状态已经从第一姿态状态变为与第一姿态状态不同的第二姿态状态时，生成与当状态已经变为第二姿态状态时移动对象的第一朝向对应的参考朝向，所述第一朝向从惯性传感器的输出值而计算；以及朝向误差计算单元，当确定移动对象的姿态状态已经从第二姿态状态变为第一姿态状态时，根据参考朝向、以及当状态已经变为第一姿态状态时移动对象的第二朝向，计算当状态已经变为第一姿态状态时移动对象的朝向的误差，所述第二朝向从惯性传感器的输出值计算。

附图说明

图1是根据第一实施例的信息处理设备的示例性硬件配置的图。

图2是根据第一实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。

图3是当姿态状态改变时垂直加速度的示例性变化的图。

图4是根据第一实施例的参考朝向确定处理的流程的流程图。

图5是第一实施例的示例性修改中当姿态状态改变时垂直加速度的示例性变化的图。

图6是根据第一实施例的示例性修改的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。

图7是根据第二实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。

图8是根据第二实施例的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。

图9是根据第三实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。

图10A是当姿态状态改变时垂直加速度和角速度的示例性变化的图。

图10B是当姿态状态改变时垂直加速度和角速度的示例性变化的图。

图11是根据第三实施例的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。

图12是包括服务器设备的定位系统的示例性配置的图。

图13是定位系统中包括的移动终端设备和服务器设备的示例性配置的功能框图。

具体实施方式

以下将参照附图描述根据本发明的信息处理设备、信息处理方法和计算机程序产品的实施例。注意，本发明不限于下面描述的实施例。实施例可以彼此适当组合，只要在内容上没有引起冲突。在每个实施例中将描述移动对象是人(用户)的示例。

第一实施例

硬件配置

将使用图1描述根据第一实施例的信息处理设备的硬件配置。图1是根据第一实施例的信息处理设备的示例性硬件配置的图。

如图1所示，信息处理设备100包括中央处理单元(CPU)12、只读存储器(ROM)13、随机存取存储器(RAM)14、惯性传感器15和操作显示单元16，其通过总线11彼此连接。例如，信息处理设备100是用户拥有的诸如智能手机的移动终端设备，或用于定位用户的专用终端设备。

其中，CPU12控制整个信息处理设备100。ROM13存储根据CPU12的控制执行的处理中使用的程序或各种数据。RAM14临时存储例如在根据CPU12的控制执行的处理中使用的数据。惯性传感器15包括各种用于定位的传感器。惯性传感器15的示例包括加速度传感器、角速度传感器、和地磁传感器。操作显示单元16从用户接收输入操作，并显示各种信息给用户。例如，操作显示单元16是触摸面板。注意，信息处理设备100可包括用于与另一设备通信的通信单元。

根据第一实施例的设备配置

接下来，将使用图2描述根据第一实施例的信息处理设备。图2是根据第一实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。

如图2所示，信息处理设备100包括惯性传感器15、操作显示单元16、姿态角测量单元110、以及参考朝向测量单元120。信息处理设备100例如确定用户的位置或朝向。其中，姿态角测量单元110包括姿态信息计算单元111和位置/朝向计算单元112。参考朝向测量单元120包括姿态状态检测单元121、姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124。上述组件中的一些或全部可以是软件(程序)或硬件电路。

接下来，将描述本实施例的整体配置。本实施例的目的是使用当用户坐在椅子上时作为参考，校正当用户再次站起时用户的朝向，并且使用此时的朝向的误差量作为偏移值以便抑制用户的朝向的偏离。更具体地，基于从惯性传感器15输出的各种传感器值，姿态角测量单元110计算当前姿态信息和用户的朝向。这里，用户的姿态信息指示使用重力方向作为参考的用户的姿态角或每个传感器的值。此时，基于用姿态角测量单元110计算的用户的姿态信息，参考朝向测量单元120确定用户的姿态状态，生成当用户坐在椅子上时的参考朝向，并且计算当用户再次站起来时与参考朝向的误差量。然后，基于用参考朝向测量单元120计算的朝向的误差量，校正姿态角测量单元110中用户的朝向，并且使用朝向的误差量作为偏移值抑制用户的朝向的偏离。下面将描述每个组件。

惯性传感器15包括在智能手机等上安装的各种传感器。例如，惯性传感器15包括例如加速度传感器、角速度传感器和地磁传感器，并输出检测的传感器值。操作显示单元16从用户接收输入操作，并向用户显示各种信息。如上所述，操作显示单元16是例如触摸面板。例如，操作显示单元16接收用于开始定位用户的输入操作，并显示例如用户的位置和朝向的定位结果。

姿态角测量单元110例如基于从惯性传感器15输出的传感器值测量用户的位置、朝向和姿态角。从用姿态角测量单元110计算位置和朝向而获得的定位结果输出至操作显示单元16和参考朝向测量单元120。定位结果不仅可以输出至操作显示单元16和参考朝向测量单元120，而且可以输出至外部设备。当定位结果输出至外部设备时，使用用于连接至诸如因特网的网络的通信单元(通信接口)。

姿态信息计算单元111根据从惯性传感器15输出的传感器值，计算使用重力方向作为参考的坐标系上的传感器值和用户的姿态角。更具体地，姿态信息计算单元111根据从加速度传感器输出的加速度矢量和从角速度传感器输出的角速度矢量，找到重力方向(垂直向下)矢量。然后，姿态信息计算单元111根据重力方向矢量、以及角速度矢量或从地磁传感器输出的磁方向矢量，计算用户的姿态角。当计算用户的姿态角时，假设关于信息处理设备100的垂直轴的旋转角是偏转角，关于垂直于垂直方向并且在左右方向的轴的旋转角是俯仰角，并且关于垂直于垂直方向并且在前后方向上的轴的旋转角是滚转角。然后，姿态信息计算单元111使用重力方向作为参考，计算用偏转角、俯仰角和滚转角表示的用户的姿态角。

姿态信息计算单元111还基于所计算的用户的姿态角执行从惯性传感器15输出的传感器值到使用重力方向作为参考的坐标系的坐标变换。更具体地，姿态信息计算单元111从使用在姿态信息计算单元111中计算的、使用重力方向作为参考的偏转角、俯仰角和滚转角，计算到使用重力方向作为参考的坐标系的旋转矩阵。然后，将从惯性传感器15输出的传感器值用旋转矩阵旋转，以计算使用重力方向作为参考的坐标系上的传感器值。

姿态信息计算单元111从参考朝向测量单元120接收由于定位而累积的朝向的误差，并计算用于校正基于从惯性传感器15输出的传感器值计算的姿态角的偏移值。然后，姿态信息计算单元111基于所计算的偏移值校正姿态角。此后，姿态信息计算单元111将用偏移值校正的姿态角和坐标变换之后的传感器值输出至位置/朝向计算单元112和姿态状态检测单元121。

位置/朝向计算单元112计算用户的位置和朝向。更具体地，位置/朝向计算单元112接收从姿态信息计算单元111输出的姿态角和坐标变换之后的传感器值。然后，位置/朝向计算单元112计算由于用户的行走运动而产生的加速度矢量。接下来，位置/朝向计算单元112从由于行走运动产生的加速度矢量分析并检测行走运动。

此后，基于所检测的结果，位置/朝向计算单元112基于重力加速度矢量和由于行走运动产生的加速度矢量，测量行走运动的幅度，并将测量的结果转换为步幅。因此，位置/朝向计算单元112通过对姿态角和步幅积分而从参考值得到相对位移矢量。所得到的相对位移矢量是指示用户的位置和朝向的定位结果。位置/朝向计算单元112将定位结果输出至操作显示单元16和朝向误差计算单元124。

参考朝向测量单元120根据用户的姿态状态生成参考朝向，并根据参考朝向和用户的朝向计算用户的朝向的误差。用参考朝向测量单元120计算的用户的朝向的误差输出至姿态角测量单元110。注意，下面将详细描述参考朝向。

姿态状态检测单元121检测用户的姿态状态。更具体地，姿态状态检测单元121基于从姿态信息计算单元111输出的坐标变换后的传感器值，检测处于站立状态或非站立状态的用户的姿态状态。这里，非站立状态指示用户没有站立的状态(没有用脚移动)，例如，用户坐在椅子上、地板上、地面上等的状态或用户躺在地板上或地面上的状态。在一方面，姿态状态基于信息处理设备100的加速度的垂直分量而检测(以下，称为“垂直加速度”)。例如，当用户从站立状态(包括用户在行走的状态)坐下到椅子上时，或当用户从用户坐在椅子上的状态站起时，垂直加速度的变化出现预定特性。然后，姿态状态检测单元121将所检测的姿态状态输出至姿态改变确定单元122。注意，站立状态是示例性第一姿态状态。非站立状态是示例性第二姿态状态。

姿态改变确定单元122基于姿态状态确定用户的姿态状态是否改变。图3是当姿态状态改变时垂直加速度的示例性变化的图。在图3中，在垂直轴上示出垂直加速度，并且在水平轴上示出时间。在图3中，用低通滤波器(LPF)滤波垂直加速度，使得易于发现当姿态状态改变时出现的预定特性。如图3所示，垂直加速度的值从大约2秒起首先在正向改变，然后在负向很大地改变。垂直加速度的变化例如指示用户从用户坐在椅子上的状态进入站立状态。垂直加速度的值从大约9秒起首先在负向变化，然后在正向很大变化。垂直加速度的变化例如指示用户从站立状态进入用户坐在椅子上的状态。姿态改变确定单元122从图3所示的垂直加速度的时间上的变化确定用户从坐下状态站起或从站立状态坐下。然后，姿态改变确定单元122将姿态状态的确定结果输出至参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124。

参考朝向生成单元123生成参考朝向。更具体地，当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从站立状态变为坐下状态时，参考朝向生成单元123生成与当状态已经变为坐下状态时用户的朝向对应的参考朝向。可以从位置/朝向计算单元112获得当状态已经变为坐下状态时用户的朝向。每当用户的姿态状态从站立状态进入坐下状态时，生成(更新)参考朝向。在朝向误差计算单元124中适当使用所生成的(更新的)参考朝向。

朝向误差计算单元124计算用户的朝向的误差。更具体地，当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从坐下状态变为站立状态时，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得当状态已经变为站立状态时用户的朝向。换句话说，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得用户的当前朝向。然后，朝向误差计算单元124根据用参考朝向生成单元123生成的参考朝向和用户的当前朝向，计算当状态已经变为站立状态时用户的朝向的误差。此后，朝向误差计算单元124将所计算的朝向的误差输出至姿态信息计算单元111。

在即使站立的用户坐下到椅子上并且再次站立时用户的朝向的变化也非常轻微的假设下，将用户坐在椅子上时的朝向用作本实施例中的参考朝向。有可能当用户再次站起来时的朝向包括由于积分导致的误差。因此，计算参考朝向与当用户再次站起来时的朝向之间的误差，并将其用于计算用于抑制用户的朝向的偏离的偏移值。换句话说，本实施例可以防止由于没有准确确定朝向、以及当用户长时间停留在作为参考的绝对位置并处于无线电波到达不了的地点时累计的误差而导致的、当用户开始移动时所确定的朝向非常大地偏离。

根据第一实施例的参考朝向确定处理的流程

接下来，将使用图4描述根据第一实施例的参考朝向确定处理的流程。图4是根据第一实施例的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。注意，参考朝向确定处理是主要用参考朝向测量单元120执行的处理。

如图4所示，姿态信息计算单元111根据从惯性传感器15输出的传感器值计算用户的姿态角，并基于用朝向误差计算单元124计算的朝向的误差计算偏移值以计算用偏移值校正的姿态角(步骤S101)。姿态状态检测单元121基于用姿态信息计算单元111计算的姿态角和坐标变换之后的传感器值，检测处于站立状态或非站立状态的用户的姿态状态(步骤S102)。

当用姿态状态检测单元121检测的姿态状态是站立状态时(步骤S103：是)，姿态改变确定单元122基于垂直加速度随时间的变化确定状态是否已经从站立状态变为非站立状态(步骤S104)。当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从站立状态变为非站立状态时(步骤S104：是)，参考朝向生成单元123生成与当状态已经变为非站立状态时用户的朝向对应的参考朝向(步骤S105)。当此时已经生成参考朝向时，参考朝向生成单元123将参考朝向更新为新生成的参考朝向。此外，在参考朝向的生成之后再次执行步骤S101的处理。另一方面，当姿态改变确定单元122确定状态还没有从站立状态变为非站立状态时(步骤S104：否)，再次执行步骤S101的处理。

替代地，当用姿态状态检测单元121检测的姿态状态是非站立状态时(步骤S103：否)，姿态改变确定单元122基于垂直加速度随时间的变化，确定状态是否已经从非站立状态变为站立状态(步骤S106)。当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从非站立状态变为站立状态时(步骤S106：是)，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得用户的当前朝向以根据用参考朝向生成单元123生成的参考朝向和用户的当前朝向计算用户的朝向的误差(朝向误差)(步骤S107)。在计算朝向误差之后，再次执行步骤S101的处理。另一方面，当姿态改变确定单元122确定状态还没有从非站立状态变为站立状态时(步骤S106：否)，再次执行步骤S101的处理。

第一实施例的效果

信息处理设备100使用当用户从站立状态进入非站立状态时的朝向作为参考朝向，并且使用参考朝向与当用户进入站立状态时的朝向之间的误差用于偏移校正。结果，信息处理设备100可以更准确地确定当用户站起并开始移动时的朝向。

第一实施例的示例性修改

在第一实施例中，已经描述了将用户从站立状态进入非站立状态时的朝向用作参考朝向的情况。在第一实施例的示例性修改中，将描述将当用户从行走状态变为非行走状态时的朝向用作参考朝向的情况。注意，第一实施例的示例性修改的设备配置与第一实施例的信息处理设备100类似。以下，将描述与根据第一实施例的信息处理设备100的功能不同的功能。

图5是根据第一实施例的示例性修改的当姿态状态改变时的垂直加速度的示例性变化的图。例如，图5图示用户从用户休息的状态(非行走状态)进入用户行走的状态(行走状态)。姿态改变确定单元122根据图5所示的垂直加速度随时间的变化，确定用户从休息状态行走或从行走状态停止。然后，姿态改变确定单元122将姿态状态的确定结果输出至参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124。

当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从行走状态变为休息状态时，参考朝向生成单元123生成与当状态已经变为休息状态时用户的朝向对应的参考朝向。可以从位置/朝向计算单元112获得当状态已经变为休息状态时用户的朝向。每当用户的姿态状态从行走状态变为非行走状态时，生成(更新)参考朝向。在朝向误差计算单元124中适当使用所生成的(更新的)参考朝向。

当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从休息状态变为行走状态时，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得当状态已经变为行走状态时用户的朝向。换句话说，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得用户的当前朝向。然后，朝向误差计算单元124根据用参考朝向生成单元123生成的参考朝向和用户的当前朝向，计算当状态已经变为行走状态时用户的朝向的误差。此后，朝向误差计算单元124将所计算的朝向的误差输出至姿态信息计算单元111。

根据第一实施例的示例性修改的参考朝向确定处理的流程

接下来，将使用图6描述根据第一实施例的示例性修改的参考朝向确定处理的流程。图6是根据第一实施例的示例性修改的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。

如图6所示，姿态信息计算单元111根据从惯性传感器15输出的传感器值计算用户的姿态角，并基于用朝向误差计算单元124计算的朝向的误差计算偏移值以计算用偏移值校正的姿态角(步骤S201)。姿态状态检测单元121基于用姿态信息计算单元111计算的姿态角和坐标变换之后的传感器值，检测处于行走状态或非行走状态的用户的姿态状态(步骤S202)。

当用姿态状态检测单元121检测的姿态状态是行走状态时(步骤S203：是)，姿态改变确定单元122基于垂直加速度随时间的变化确定状态是否已经从行走状态变为非行走状态(步骤S204)。当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从行走状态变为非行走状态时(步骤S204：是)，参考朝向生成单元123生成与当状态已经变为非行走状态时用户的朝向对应的参考朝向(步骤S205)。当此时已经生成时参考朝向，参考朝向生成单元123将参考朝向更新为新生成的参考朝向。此外，在参考朝向的生成之后再次执行步骤S201的处理。另一方面，当姿态改变确定单元122确定状态还没有从行走状态变为非行走状态时(步骤S204：否)，再次执行步骤S201的处理。

替代地，当用姿态状态检测单元121检测的姿态状态是非行走状态时(步骤S203：否)，姿态改变确定单元122基于垂直加速度随时间的变化，确定状态是否已经从非行走状态变为行走状态(步骤S206)。当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从非行走状态变为行走状态时(步骤S206：是)，朝向误差计算单元124从位置/朝向计算单元112获得用户的当前朝向以根据用参考朝向生成单元123生成的参考朝向和用户的当前朝向计算用户的朝向的误差(朝向误差)(步骤S207)。在计算朝向误差之后，再次执行步骤S201的处理。另一方面，当姿态改变确定单元122确定状态还没有从非行走状态变为行走状态时(步骤S206：否)，再次执行步骤S201的处理。

第一实施例的示例性修改的效果

信息处理设备100使用当用户从行走状态进入非行走状态(例如，休息状态)时的朝向作为参考朝向，并且使用参考朝向与当用户进入站立状态时的朝向之间的误差用于偏移校正。结果，信息处理设备100可以更准确地确定当用户从非行走状态进入行走状态并开始移动时的朝向。

第二实施例

在第一实施例中，已经描述了将当用户从站立状态进入非站立状态时的朝向用作参考朝向的情况。在第二实施例中，将描述在非站立状态期间更新参考朝向的情况。

第二实施例中的设备配置

将使用图7描述根据第二实施例的信息处理设备的配置。图7是根据第二实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。在第二实施例中，与第一实施例中相同的组件将用相同附图标记表示，并且可以省略对相同组件的描述。具体地，下面描述的除了参考朝向更新单元225以外的功能、组件和处理与第一实施例中相同。

如图7所示，信息处理设备200包括惯性传感器15、操作显示单元16、姿态角测量单元110、以及参考朝向测量单元220。其中，姿态角测量单元110包括姿态信息计算单元111和位置/朝向计算单元112。参考朝向测量单元220包括姿态状态检测单元121、姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123、朝向误差计算单元124和参考朝向更新单元225。

参考朝向更新单元225更新在非站立状态期间用参考朝向生成单元123生成的参考朝向。更具体地，在姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从站立状态变为坐下状态的情况期间，参考朝向更新单元225确定从惯性传感器15输出的传感器值的变化是否等于或大于预定变化量。例如，传感器值的变化是角速度的变化。换句话说，参考朝向更新单元225通过确定在用户坐在椅子上等的状态期间信息处理设备200的角速度的变化是否变为等于或大于预定变化量，确定坐下期间用户的朝向是否已经改变。

当角速度的变化变为等于或大于预定变化量时，参考朝向更新单元225将用参考朝向生成单元123生成的参考朝向更新为当角速度的变化变为等于或大于预定变化量时用户的朝向。例如，预定变化量是比角速度传感器的漂移大的值，并且至少是从其可以检测到用户的朝向已经改变的事实的值。注意，每当非站立状态期间角速度的变化变为等于或大于预定变化量时，参考朝向更新单元225更新参考朝向。如上所述更新的参考朝向用于用朝向误差计算单元124的处理中，与第一实施例类似。

在本实施例中，当用户坐下到椅子上时的朝向用作参考朝向，并且考虑在用户坐在椅子上的状态期间改变的朝向更新参考朝向。计算更新的参考朝向与当用户再次站起时的朝向之间的误差，使得所述误差用于计算用于抑制用户的朝向的偏离的偏移值。

根据第二实施例的参考朝向确定处理的流程

接下来，将使用图8描述根据第二实施例的参考朝向确定处理的流程。图8是根据第二实施例的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。注意，将省略与根据第一实施例的参考朝向确定处理的流程中相同的处理的详细描述。具体地，步骤S301至步骤S305的处理与步骤S101至步骤S105的处理相同。

如图8所示，当用姿态状态检测单元121检测的姿态状态是非站立状态时(步骤S303：否)，姿态改变确定单元122基于垂直加速度随时间的变化，确定状态是否已经从非站立状态变为站立状态(步骤S306)。当姿态改变确定单元122确定状态还没有从非站立状态变为站立状态时(步骤S306：否)，参考朝向更新单元225确定从惯性传感器15输出的角速度的变化是否等于或大于预定变化量(步骤S307)。当确定角速度的变化等于或大于预定变化量时(步骤S307：是)，参考朝向更新单元225将参考朝向更新为当角速度的变化变为等于或大于预定变化量时的朝向(步骤S308)。在更新参考朝向之后，再次执行步骤S301的处理。另一方面，参考朝向更新单元225确定角速度的变化不等于或大于预定变化量(步骤S307：否)，再次执行步骤S301的处理。

替代地，当姿态改变确定单元122确定状态已经从非站立状态变为站立状态时(步骤S306：是)，朝向误差计算单元124根据用参考朝向更新单元225更新的参考朝向与用户的当前朝向，计算用户的朝向的误差(朝向误差)(步骤S309)。在计算朝向误差之后，再次执行步骤S301的处理。注意，当参考朝向更新单元225还没有更新参考朝向时，与第一实施例类似，使用用参考朝向生成单元123生成的参考朝向。

第二实施例的效果

信息处理设备200使用当用户从站立状态进入非站立状态时的朝向作为参考朝向，并且将参考朝向更新为当在非站立状态期间角速度的变化变为等于或大于预定变化量时的朝向，以使用所更新的参考朝向与当用户进入站立状态时的朝向之间的误差用于偏移校正。结果，信息处理设备200可以更准确地确定当用户站起并开始移动时的朝向。

第三实施例

在第二实施例中，描述了将当用户从站立状态进入非站立状态时的朝向用作参考朝向、并且当非站立状态期间角速度的变化变为等于或大于预定变化量时将参考朝向更新为此时的朝向的情况。在第三实施例中，将描述将当用户从站立状态进入非站立状态时、或当用户从非行走状态进入行走状态时改变的用户的朝向反映在参考朝向上的情况。

第三实施例中的设备配置

将使用图9描述根据第三实施例的信息处理设备的配置。图9是根据第三实施例的信息处理设备的示例性配置的功能框图。在第三实施例中，与第一实施例或第二实施例中相同的组件将用相同附图标记表示，并且可省略对相同组件的详细描述。具体地，下面要描述的除了朝向变化反映单元326以外的功能、组件和处理与第一实施例或第二实施例中相同。

如图9所示，信息处理设备300包括惯性传感器15、操作显示单元16、姿态角测量单元110、以及参考朝向测量单元320。其中，姿态角测量单元110包括姿态信息计算单元111和位置/朝向计算单元112。参考朝向测量单元320包括姿态状态检测单元121、姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123、朝向误差计算单元124、参考朝向更新单元225和朝向变化反映单元326。

朝向变化反映单元326计算当姿态状态正在改变时用户的朝向的变化量，并将朝向的变化量反映在参考朝向上。更具体地，当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从站立状态变为坐下状态时，朝向变化反映单元326从姿态信息计算单元111获得当姿态状态改变时用户的姿态角。朝向变化反映单元326根据所获得的用户的姿态角，计算当用户从行走状态坐在椅子上等时用户的朝向的变化量。然后，朝向变化反映单元326通过将所计算的变化量反映在用参考朝向生成单元123生成的参考朝向上更新参考朝向。

当姿态改变确定单元122确定用户的姿态状态已经从坐下状态变为站立状态时，朝向变化反映单元326从姿态信息计算单元111获得当姿态状态改变时用户的姿态角。然后，朝向变化反映单元326根据用户的姿态角，计算当用户从用户坐在椅子上等的状态站起时用户的朝向的变化量。然后，朝向变化反映单元326通过将所计算的朝向的变化量反映在用参考朝向生成单元123生成的参考朝向上，更新参考朝向。注意，可以如第二实施例中所述用参考朝向更新单元225更新参考朝向。如上所述所更新的参考朝向用于用朝向误差计算单元124的处理中，与第一实施例或第二实施例中类似。

图10A和图10B是当姿态状态改变时垂直加速度和角速度的示例性变化的图。在图10A和图10B中，在垂直轴上示出垂直加速度和角速度，并且在水平轴上示出时间。注意，用实线表示垂直加速度，并且用虚线表示角速度。

如图10A所示，垂直加速度的值从大约3.5秒起首先在正向变化，然后在负向很大的变化。垂直加速度的变化例如指示用户从用户坐在椅子上的状态进入站立状态。同时，从大约已经经过3秒的时间起角速度的值在负向很大地变化。如上所述的角速度的变化指示例如用户已经在右边方向改变姿态状态。换句话说，图10A图示当从坐下状态站起时用户已经在右边方向改变姿态状态的示例。朝向变化反映单元326基于当用户从用户坐在椅子上的状态站起时(在图10A中的“姿态状态确定时段”中)角速度的变化计算用户的朝向的变化量，以将该量反映在参考朝向上。

如图10B所示，垂直加速度的值从大约已经经过2秒的时间起首先在正向变化，然后在负向很大的变化。上述垂直加速度的变化指示例如用户从用户坐在椅子上的状态进入站立状态。同时，角速度的值从大约1.5秒起在正向很大地变化。该角速度的变化例如指示用户已经在左边方向改变姿态状态。换句话说，图10B图示了当从坐下状态站立时用户已经在左边方向改变姿态状态的情况。朝向变化反映单元326基于用户从用户坐在椅子上的状态站起时(图10B中的“姿态状态确定时段”中)角速度的变化计算用户的朝向的变化量，以将该量反映在参考朝向上。

在本实施例中，将当用户坐下到椅子上时的朝向用作参考朝向，并且考虑当用户的姿态状态改变时的朝向的变化量更新参考朝向。计算所更新的参考朝向与当用户再次站起时的朝向之间的误差，使得该误差用于计算用于抑制用户的朝向的偏离的偏移值。

根据第三实施例的参考朝向确定处理的流程

接下来，将使用图11描述根据第三实施例的参考朝向确定处理的流程。图11是根据第三实施例的参考朝向确定处理的示例性流程的流程图。注意，将省略与根据第一实施例或第二实施例的参考朝向确定处理的流程中相同的处理的详细描述。具体地，步骤S401至步骤S405的处理与步骤S101至步骤S105的处理相同。类似的，步骤S408和步骤S409的处理与步骤S307和步骤S308的处理相同。

如图11所示，当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从站立状态变为非站立状态时(步骤S404：是)，朝向变化反映单元326从姿态信息计算单元111获得当姿态状态改变时用户的姿态角，计算当姿态状态改变时用户的朝向的变化量，并将所计算的朝向的变化量反映在用参考朝向生成单元123生成的参考朝向上，以更新参考朝向(步骤S406)。在更新参考朝向之后，再次执行步骤S401的处理。

当姿态改变确定单元122此时确定状态已经从非站立状态变为站立状态时(步骤S407：是)，朝向变化反映单元326从姿态信息计算单元111获得姿态状态改变时的用户的姿态角，计算当姿态状态改变时用户的朝向的变化量，并且将所计算的朝向的变化量反映在用参考朝向生成单元123生成的参考朝向上，以更新参考朝向(步骤S410)。注意，当参考朝向更新单元225已经更新参考朝向时，与第二实施例中类似，将朝向的变化量反映在用参考朝向更新单元225更新的参考朝向上，使得参考朝向更新。朝向误差计算单元124根据用朝向变化反映单元326更新的参考朝向和用户的当前朝向，计算用户的朝向的误差(朝向误差)(步骤S411)。在计算朝向误差之后，再次执行步骤S401的处理。

第三实施例的效果

当用户从站立状态进入非站立状态时，或当用户从非站立状态进入站立状态时，信息处理设备300将在姿态状态确定时段期间用户的朝向的变化量反映在参考朝向上，以使用其上反映了朝向的变化量的参考朝向与当用户进入站立状态时的朝向之间的误差用于偏移校正。结果，信息处理设备300可以更准确地确定当用户站起并开始移动时的朝向。

第四实施例

上面已经描述了根据本发明的信息处理设备的实施例。然而，可以以与上述实施例不同的各种不同实施例实现本发明。所以，将描述具有不同(1)配置和(2)程序的实施例。

(1)配置

除非另有指示，否则可以任意改变上面和附图中已经描述的处理和控制过程、特定名称、包括各种数据、参数的特定信息等。附图所示的设备的每个组件是功能上的概念，并且不必如附图中物理地配置。换句话说，设备的分布或集成的特定形式不限于图中那些，并且依赖于各种负载或使用条件，其所有或部分可以功能地或物理地分布或集成在任意单元中。

在上述每个组件中，已经描述信息处理设备作为用户拥有的诸如智能手机的移动终端设备、或用于定位用户的专用终端设备。信息处理设备可以是配置为执行各种处理的服务器设备。以下，将描述使用服务器设备定位用户的定位系统。

图12是包括服务器设备的定位系统的示例性配置的图。如图12所示，定位系统1包括移动终端设备2和服务器设备3。移动终端设备2和服务器设备3连接至诸如因特网的网络，以便彼此通信。注意，移动终端设备2具有与上述实施例中的移动终端设备(信息处理设备)不同的配置。

在上述配置中，移动终端设备2包括惯性传感器，并且将用惯性传感器检测的传感器值发送至服务器设备3。服务器设备3接收从移动终端设备2发送的传感器值，并且基于所接收的传感器值执行姿态角确定处理或参考朝向确定处理。然后，服务器设备3将定位结果发送至移动终端设备2。移动终端设备2从服务器设备3接收定位结果以输出并显示所接收的定位结果。换句话说，根据本实施例的定位系统1使得连接至网络的服务器设备3执行实施例中描述的姿态角确定处理或参考朝向确定处理。注意，姿态角确定处理或参考朝向确定处理中执行的各种功能不一定用单个服务器设备3执行。功能可以用多个服务器设备3执行。

图13是定位系统1中包括的移动终端设备2和服务器设备3的示例性配置的功能框图。注意，与根据上述实施例的信息处理设备中相同的功能在图13中用相同附图标记表示，并且将省略对相同功能的详细描述。

如图13所示，移动终端设备2包括惯性传感器15、操作显示单元16和通信单元17。服务器设备3包括通信单元101、姿态角测量单元110以及参考朝向测量单元120。其中，姿态角测量单元110包括姿态信息计算单元111和位置/朝向计算单元112。参考朝向测量单元120包括姿态状态检测单元121、姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124。

与根据上述实施例的信息处设备不同的功能是通信单元17和通信单元101。换句话说，在本实施例中包括用于发送和接收用惯性传感器15检测的传感器值以及用服务器设备3计算的定位结果的功能。注意，尽管图中示出服务器设备3中与信息处理设备100相同的功能，但是服务器设备3也可包括与信息处理设备200或信息处理设备300相同的功能。换句话说，服务器设备3也可包括参考朝向更新单元225和朝向变化反映单元326。

(2)程序

作为一方面，提供要在信息处理设备100中运行的信息处理程序，其作为可安装或可执行格式的文件记录在诸如CD-ROM、柔性盘(FD)、CD-R或数字多功能盘(DVD)的计算机可读记录介质中。替代地，要在信息处理设备100中运行的信息处理程序可以存储在连接至诸如因特网的网络的计算机中，以便通过网络下载而提供。替代地，要在信息处理设备100中运行的信息处理程序可以配置为通过诸如因特网的网络提供或分发。替代地，信息处理程序可以配置为在预先包含在ROM等中的同时而提供。

要在信息处理设备100中执行的信息处理程序具有包括上述单元(姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124)的模块配置。作为实际硬件，处理器(CPU)从记录介质读取信息处理程序并运行程序。这将每个单元加载到主存储设备上以便在主存储设备上生成姿态改变确定单元122、参考朝向生成单元123和朝向误差计算单元124。

实施例实现更准确确定移动对象的朝向的效果。

尽管已经为了完整和清楚公开而关于特定实施例描述了本发明，但是所附权利要求不因此而限制，而是要被解释为包含对于本领域技术人员可能出现的、合理落入这里教导的基本教导之内的所有修改和替代构造。

附图标记列表

100信息处理设备

110姿态角测量单元

111姿态信息计算单元

112位置/朝向计算单元

120参考朝向测量单元

121姿态状态检测单元

122姿态改变确定单元

123参考朝向生成单元

124朝向误差计算单元

引用列表

专利文献

专利文献1

日本特开专利公布：No.2013-088280

专利文献2WO2010/001970A

Claims (8)

1.一种信息处理设备，包括：

姿态改变确定单元，基于惯性传感器的输出值，确定移动对象的姿态状态是否已经改变；

参考朝向生成单元，当确定移动对象的姿态状态已经从第一姿态状态变为与所述第一姿态状态不同的第二姿态状态时，生成与当状态已经变为所述第二姿态状态时所述移动对象的第一朝向对应的参考朝向，所述第一朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算；以及

朝向误差计算单元，当确定所述移动对象的所述姿态状态已经从所述第二姿态状态变为所述第一姿态状态时，根据所述参考朝向、以及当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的第二朝向，计算当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的朝向的误差，所述第二朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算。

2.如权利要求1所述的信息处理设备，还包括：

参考朝向更新单元，当所述第二姿态状态期间所述惯性传感器的所述输出值的变化变为等于或大于预定变化量时，将所述参考朝向更新为当所述输出值的变化变为等于或大于所述预定变化量时所述移动对象的第三朝向，所述第三朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算。

3.如权利要求2所述的信息处理设备，其中当作为所述惯性传感器的所述输出值之一的角速度的变化变为等于或大于预定变化量时，所述参考朝向更新单元将所述参考朝向更新为与当所述角速度的变化变为等于或大于所述预定变化量时所述移动对象的第四朝向对应的所述第三朝向，所述第四朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算。

4.如权利要求1至3的任一项所述的信息处理设备，还包括：

朝向变化反映单元，当确定所述移动对象的所述姿态状态已经从所述第一姿态状态变为所述第二姿态状态时、或当确定所述移动对象的所述姿态状态已经从所述第二姿态状态变为所述第一姿态状态时，基于所述惯性传感器的所述输出值计算当所述姿态状态改变时所述移动对象的朝向的变化量，并将所述朝向的变化量反映在所述参考朝向上。

5.如权利要求1至4的任一项所述的信息处理设备，其中所述第一姿态状态指示所述移动对象的姿态是站立状态，并且所述第二姿态状态指示所述移动对象的姿态是非站立状态。

6.如权利要求1至5的任一项所述的信息处理设备，其中，基于所述惯性传感器的所述输出值计算的所述移动对象的朝向是基于所述移动对象的朝向的误差校正的朝向。

7.一种信息处理方法，包括：

基于惯性传感器的输出值，确定移动对象的姿态状态是否已经改变；

当确定所述移动对象的姿态状态已经从第一姿态状态变为与所述第一姿态状态不同的第二姿态状态时，生成与当状态已经变为所述第二姿态状态时所述移动对象的第一朝向对应的参考朝向，所述第一朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算；以及

当确定所述移动对象的所述姿态状态已经从所述第二姿态状态变为所述第一姿态状态时，根据所述参考朝向、以及当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的第二朝向，计算当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的朝向的误差，所述第二朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算。

8.一种包括非易失性计算机可读介质的计算机程序产品，所述非易失性计算机可读介质包含使得计算机执行以下处理的信息处理程序：

基于惯性传感器的输出值，确定移动对象的姿态状态是否已经改变；

当确定所述移动对象的姿态状态已经从第一姿态状态变为与所述第一姿态状态不同的第二姿态状态时，生成与当状态已经变为所述第二姿态状态时所述移动对象的第一朝向对应的参考朝向，所述第一朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算；以及

当确定所述移动对象的所述姿态状态已经从所述第二姿态状态变为所述第一姿态状态时，根据所述参考朝向、以及当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的第二朝向，计算当状态已经变为所述第一姿态状态时所述移动对象的朝向的误差，所述第二朝向从所述惯性传感器的所述输出值计算。