CN106153040A - 信息处理装置以及行进方向推测方法 - Google Patents

Abstract

信息处理装置(1)具有加速度取得部、铅直方向推测部和行进方向推测部。加速度取得部取得由用户的行动产生的加速度。铅直方向推测部基于由加速度取得部取得的加速度，推测第1铅直方向。行进方向推测部推测与由铅直方向推测部推测出的第1铅直方向(第1铅直方向矢量)对应的第1行进方向(第1行进方向矢量)。行进方向推测部基于第1铅直方向、和在推测出该第1铅直方向之后由铅直方向推测部推测出的铅直方向(第2铅直方向矢量)，使第1行进方向变化而推测出第2行进方向(第2行进方向矢量)。

Description

信息处理装置以及行进方向推测方法

相关申请的引用

本申请主张以2015年5月15日申请的日本国专利申请第2015-099756号为基础的优先权，本申请引用该基础申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及信息处理装置以及行进方向推测方法。

背景技术

过去，已知一种基于加速度传感器的输入信号，自主地推测步行者的当前位置的技术。

例如，在日本特开2012-242179号公报中，公开了一种基于由加速度传感器检测出的加速度，推测步行者的行进方向的技术。

发明内容

然而，在根据加速度传感器的输入信号推测行进方向的算法中，根据行进的路线的不同，有时行进方向的推测精度下降，这种情况下，很难获得正确的当前位置的推测结果。

本发明是鉴于这种情况而做出的，目的在于更适当地推测行进方向。

为了达成上述目的，本发明的一个方式的信息处理装置是用户能够佩戴的信息处理装置，具有处理部，该处理部执行如下处理：

判定处理，判定是否满足用于取得所述用户的行进方向而预先设定的条件的判定处理；

第1铅直方向取得处理，在判定为满足所述预先设定的条件的情况下，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第1铅直方向；

第1行进方向取得处理，基于所述取得的加速度中的所述取得的第1铅直方向的加速度成分和与所述第1铅直方向对应的水平方向的加速度成分，取得所述用户的第1行进方向；

第2铅直方向取得处理，在取得了所述用户的第1行进方向之后，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第2铅直方向；以及

第2行进方向推测处理，基于所述第2铅直方向、所述第1铅直方向和所述第1定时下的所述用户的行进方向，推测所述用户的第2行进方向。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的信息处理装置的硬件的结构的块图。

图2A是图1的信息处理装置的外观图，图2B是表示其使用方式的1例的图。

图3是表示图1的信息处理装置的功能性结构中、用于执行行进方向推测处理的功能性结构的功能块图。

图4是表示第2行进方向矢量的计算方法的示意图。

图5是表示投影在水平面上的第2行进方向矢量的示意图。

图6是表示用于推测平均行进方向θ的加速度矢量的范围的示意图。

图7是说明具有图3的功能性结构的图1的信息处理装置执行的行进方向推测处理的流程的流程图。

图8是表示用户的行动中铅直方向以及前后方向的加速度(纵轴)与时间(横轴)之间的对应关系的示意图，图8A是表示向下步行时的加速度与时间的对应关系，图8B是表示平地/向上步行时的加速度与时间的对应关系，图8C是表示跑步时的加速度与时间的对应关系的图。

图9是用于说明在图7的步骤S14中用于取得第1行进方向的第1行进方向取得处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

[硬件结构]

图1是表示本发明的一实施方式的信息处理装置1的硬件的结构的块图。

信息处理装置1的外观例如如图2A所示构成为智能手机，在使用时如图2B所示佩戴在接近用户US的腰等的躯干的部位。

信息处理装置1具有：CPU(Central Processing Unit)11、ROM(ReadOnly Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、总线14、输入输出接口15、GPS(Global Positioning System)部16、传感器部17、输入部18、输出部19、存储部20、通信部21以及驱动器22。

CPU11根据存储在ROM12中的程序、或者从存储部20装入RAM13中的程序来执行各种处理。例如，CPU11根据用于进行后述的行进方向推测处理的程序，执行行进方向推测处理。

RAM13中还适当存储在CPU11执行各种处理时所需要的数据等。

CPU11、ROM12以及RAM13经由总线14而相互连接。该总线14上还连接着输入输出接口15。输入输出接口15上连接着GPS部16、传感器部17、输入部18、输出部19、存储部20、通信部21以及驱动器22。

GPS部16包含天线，接收从多个GPS卫星发送的GPS信号，并取得信息处理装置1的位置信息。

传感器部17具有3轴加速度传感器、地磁传感器以及气压传感器等的各种传感器。

输入部18由各种按键等构成，根据用户的指示操作而输入各种信息。

输出部19由显示器和扬声器等构成，输出图像和声音。

存储部20由硬盘或者DRAM(DynamicRandomAccessMemory)等构成，存储各种图像的数据。

通信部21经由包含因特网在内的网络控制与其他装置(未图示)之间进行的通信。

驱动器22中适当安装由磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器等构成的可移除介质31。通过驱动器22从可移除介质31读出的程序根据需要而被安装到存储部20中。并且，可移除介质31也能够与存储部20同样存储存储部20中存储着的图像的数据等的各种数据。

[功能性结构]

接着，参照图3说明信息处理装置1的功能性结构中的用于执行行进方向推测处理的功能性结构。

图3是表示这样的图1的信息处理装置1的功能性结构中的、用于执行行进方向推测处理的功能性结构的功能块图。

行进方向推测处理是指如下的一系列处理：根据来自传感器的输入信号，利用规定的计算方法计算在用户佩戴的信息处理装置1中计算出的作为基准的第1铅直方向以及行进方向，并基于依次推测的铅直方向的距基准的变化，来推测之后的由佩戴的朝向的错位等引起的行进方向的距基准的变化，并在地图上显示当前位置，但并不借助该规定的计算方法。

在执行行进方向推测处理的情况下，如图3所示，在CPU11中，发挥如下各部的功能：加速度取得部51、铅直方向推测部52、行动推测部53、解析稳定度判定部54、滤波处理部55、行进方向推测部56、旋转偏移取得部57、当前位置计算部58、和显示控制部59。

并且，在存储部20的一个区域中设定地图数据存储部71。

地图数据存储部71中存储在行进方向推测处理中显示的地图的数据。

加速度取得部51按照每个规定时间(例如每0.2秒)从传感器部17取得加速度数据。

铅直方向取得部52基于加速度取得部51取得的加速度数据计算铅直方向矢量。

具体来说，铅直方向取得部52通过在加速度取得部51取得的加速度数据(铅直成分)中计算预先设定的时间(例如，4秒等)的平均值，计算作为基准的铅直方向矢量(以下，称为“第1铅直方向矢量”)。

并且，铅直方向取得部52在计算出第1铅直方向矢量之后，通过与该第1铅直方向矢量相同的计算方法，依次计算铅直方向矢量(以下，称为“第2铅直方向矢量”)。

行动推测部53基于加速度数据判定所推测的用户的行动是步行还是跑步。

另外，在人跑步的情况下，用户的双腿同时离开地表，在人步行的情况下，用户的双腿不同时离开地表，因此，本实施方式的“步行”和“跑步”是以这种观点予以区别的。

具体来说，行动推测部53针对所取得的第1铅直方向以及前后方向的加速度分别进行如下判定，在各加速度的大小是跑步判定用的加速度阈值以上、而且各加速度的峰值所示的间距(pitch)(峰值的时间间隔)是跑步判定用的间距阈值以下的情况下，判定为用户正在跑步。另一方面，行动推测部53在各加速度的大小小于跑步判定用的加速度阈值，或者各加速度的峰值表示的间距小于跑步判定用的间距阈值的情况下，判定为用户正在步行。这里，能够以实验值或模拟值为基础设定与第1铅直方向以及前后方向的加速度相关的跑步判定用的加速度阈值以及间距阈值。

解析稳定度判定部54执行解析稳定度判定处理，以判定当前的状况是否符合后述的第1行进方向矢量被稳定计算出的条件(以下，称为“稳定计算条件”)。具体来说，解析稳定度判定部54通过执行解析稳定度判定处理，在所计算出的行进方向矢量的朝向(行进方向的前后)交替预先设定的频率(例如每秒3次)以上的状态，或计算出的第1铅直方向矢量的摇晃成为预先设定的角度(例如30度)以上的状态的情况下，判定为当前的状况不符合第1行进方向矢量的稳定计算条件。另外，在沿下坡步行时，与平地或者上坡的步行时进行比较，由于行进方向的推测结果中存在产生误差的倾向，因此，在解析稳定度判定部54中，在向下步行时，也可以判定为第1行进方向矢量不符合稳定计算出的条件。这时，在判定是向下步行时，也可以使用气压传感器、参照地图数据中的梯度、参照使用GPS取得的高度的变化、或者参照将沿下坡步行时的加速度等的波形模型和检测值模式匹配后的行动推测结果。并且，也可以组合它们而判定为是向下步行。

滤波处理部55针对加速度取得部51取得的加速度数据，执行在行动推测部53中推测出的用户的行动所对应的滤波处理。

具体来说，滤波处理部55在行动推测部53推测出用户的行动是步行的情况下，针对取得的加速度数据(水平成分)执行使以2.0Hz为中心的规定范围的频段通过的带通滤波器(步行用带通滤波器)的处理。在行动推测部53推测出的用户的行动是跑步的情况下，滤波处理部55针对取得的加速度数据(水平成分)，执行使以3.0Hz为中心的规定范围的频段通过的带通滤波器(跑步用带通滤波器)的处理。

行进方向推测部56按照用户的每个行动(例如，向下步行、平地/向上步行或者跑步等)，基于铅直方向推测部52计算的铅直方向矢量以及滤波处理部55滤波处理后的加速度数据，通过不同的行进方向推测方法(例如，向下步行时用的行进方向推测方法，平地/向上步行时用的行进方向推测方法或者跑步时用的行进方向推测方法等)，根据铅直方向矢量的极值(峰值)的定时和加速定时的关系，计算作为基准的行进方向矢量(以下，称为“第1行进方向矢量”)。

具体来说，在行动推测部53判定为用户沿下坡行进的情况下，如图8A所示，行进方向推测部56针对铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时Pv1，将时间轴上的未来方向最近的Ph3(或者时间轴上的过去方向第2近的Ph1)的加速度数据(水平成分)的极值的方向推测为前方。并且，如图8B所示，在行动推测部53中判定为用户不沿下坡行进(是平地或者上坡)的情况下，行进方向推测部56针对铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时P’v1，将时间轴上的未来方向第2近的P’h3(或者时间轴上的过去方向最近的P’h1)的加速度数据(水平成分)的极值的方向推测为前方。另一方面，如图8C所示，在行动推测部53判定为用户的行动是跑步的情况下，行进方向推测部56针对铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时P”v1，将属于相同半周期的期间的加速度数据(水平成分)的极值P”h1的方向推测为前方。

另外，行进方向推测部56中的行进方向的推测方法除了上述的方法之外还能够适用各种方法。

并且，行进方向推测部56根据第1铅直矢量、第1行进方向矢量、第2铅直方向矢量，依次计算行进方向矢量(以下，称为“第2行进方向矢量”)。这时，行进方向推测部56根据与第1行进方向矢量不同的计算方法，计算第2行进方向矢量。

具体来说，由于铅直方向与水平面上的行进方向的关系性与行进的路线无关，并且，即使装置的姿势变化(佩戴位置的错位、用户的姿势的变化等)，该关系性也维持，因此，行进方向推测部56使用即使在哪种状态下推测都容易的铅直方向矢量的距基准的变化，来推测第2行进方向矢量。

图4是表示第2行进方向矢量的计算方法的示意图。

如图4所示，行进方向推测部56取得将第1铅直方向矢量变换为第2铅直方向矢量的旋转矩阵(以下，称为“相对旋转矩阵”)，通过根据相对旋转矩阵使第1行进方向矢量旋转，来计算第2行进方向矢量。

由此，能够根据与第1行进方向矢量不同的计算方法，针对行进的路线和装置的姿势变化鲁棒性计算第2行进方向矢量。

而且，行进方向推测部56向由第2铅直方向矢量规定的水平面投影第2行进方向矢量，取得水平面上的本地坐标中的行进方向的角度θbase。另外，本地坐标是相对于在地表面上设定的绝对坐标、在信息处理装置1中设定的相对坐标。

图5是表示投影于水平面的第2行进方向矢量的示意图。

在图5所示的例子中，是第2行进方向矢量的投影矢量相对于本地坐标的x轴向右旋转了角度θbase的状态。

行进方向推测部56向由第2铅直方向矢量规定的水平面投影由加速度取得部51取得的加速度数据所表示的第2(例如最近的1秒)多个加速度矢量，并针对各加速度矢量计算水平面上的本地坐标中的角度θtmp。而且，行进方向推测部56将这些加速度矢量中的角度θtmp接近于角度θbase的加速度矢量(例如以角度θbase为中心在±90度的范围内的加速度矢量)，以矢量的长度为权重进行加权平均，通过计算加权平均后的矢量的本地坐标中的角度θ，来推测平均化后的行进方向(以下，称为“平均行进方向”)θ。

图6是表示用于平均行进方向θ的推测的加速度矢量的范围的示意图。

如图6所示，在本实施方式中，将包含在以角度θbase为中心的±90度的范围内的加速度矢量用于平均行进方向θ的推测。

由此，不仅是在本地坐标中直线前进的情况，而且在向前方倾斜步行等的不规则的行进方向的情况下，也能够广泛捕捉为行进方向。并且，能够降低针对第1行进方向矢量的推测精度的要求，能够推测出更正确的行进方向。

另外，如后所述，行进方向推测部56在通过旋转偏移取得部57设定了本地坐标中的行进方向的偏移的情况下，通过将该偏移与平均行进方向θ相加，来进行行进方向的校正。

旋转偏移取得部57在本地坐标的水平面上，对根据第2行进方向矢量的投影而取得的行进方向的角度θbase与将加速度矢量的投影加权平均而推测的平均行进方向θ进行比较，取得本地坐标的行进方向的偏移。

具体来说，旋转偏移取得部57在水平面上依次计算角度θbase与平均行进方向θ的差(θ-θbase)，在连续一定时间以上都是一定的差分以上的状态(例如数十秒)的情况下，将该差分设定为行进方向的偏移θoffset。而且，在以后的行进方向推测时，通过由行进方向推测部56加算行进方向的偏移θoffset，来进行行进方向的校正。由此，在信息处理装置1的姿势变化是以铅直方向矢量为中心的旋转的情况下，能够作为行进方向的偏移而校正该旋转，能够对信息处理装置1的姿势变化鲁棒性地推测行进方向。

当前位置计算部58根据行进方向的推测结果，根据水平方向的加速度的数据计算当前位置。由此，不利用GPS等的测位系统，就能自主地计算当前位置。

显示控制部59参照存储在地图数据存储部71中的地图的数据，将由当前位置计算部58计算的当前位置显示在地图上。

[动作]

接着，对动作进行说明。

图7是说明具有图3的功能性结构的图1的信息处理装置1执行行进方向推测处理的流程的流程图。

在规定的时间以上在GPS部16中不能接收GPS信号的情况下开始行进方向推测处理，并反复执行，直到在GPS部16中接收到GPS信号。

在步骤S11中，加速度取得部51按照每个规定时间(例如每0.2秒)从传感器部17取得加速度数据。

在步骤S12中，解析稳定度判定部54执行用于判定第1行进方向矢量的稳定计算条件的解析稳定度判定处理。具体来说，解析稳定度判定部54通过解析稳定度判定处理来判定是否是计算的行进方向矢量的朝向(行进方向的前后)交替预先设定的频率(例如每秒3次)以上的状态，以及，是否是计算的第1铅直方向矢量的摇晃成为预先设定的角度(例如30度)以上的状态。另外，也可以通过解析稳定度判定处理来判定是否是下坡的步行。

在步骤S13中，解析稳定度判定部54判定当前的状况是否符合第1行进方向矢量的稳定计算条件。

在当前的状况符合第1行进方向矢量的稳定计算条件的情况下，在步骤S13中判定为“是”，处理转移到步骤S14。

另一方面，在当前的状况不符合第1行进方向矢量的稳定计算条件的情况下，在步骤S13中判定为“否”，处理转移到步骤S15。

在步骤S14中，铅直方向推测部52根据加速度取得部51取得的加速度数据，计算第1铅直方向矢量。并且，行进方向推测部56按照用户的每个行动，根据铅直方向推测部52计算的铅直方向矢量以及滤波处理部55滤波处理后的加速度数据，通过不同的行进方向推测方法，根据铅直方向矢量的极值(峰值)的定时与加速定时之间的关系，计算第1行进方向矢量。

在步骤S15中，解析稳定度判定部54判定是否一度符合第1行进方向矢量的稳定计算条件(即，是否充分满足稳定计算条件)的判定。另外，判定是否充分满足稳定计算条件的期间，可以设为是行进方向推测处理开始以后的期间，或设为是每隔一定的时间(例如5分钟)等。

在判定为一度符合第1行进方向矢量的稳定计算条件的情况下，在步骤S15中判定为“是”，处理转移到步骤S16。

另一方面，在判定为一次也不满足第1行进方向矢量的稳定计算条件的情况下，在步骤S15中判定为“否”，反复行进方向推测处理。

在步骤S16中，铅直方向推测部52通过在加速度取得部51取得的加速度数据(铅直成分)中，计算预先设定的时间(例如，4秒等)的平均值，来计算第1铅直方向矢量。

在步骤S17中，行进方向推测部56根据第1铅直矢量、第1行进方向矢量和第2铅直方向矢量，计算第2行进方向矢量。

在步骤S18中，行进方向推测部56针对由第2铅直方向矢量规定的水平面，投影第2行进方向矢量，取得水平面上的本地坐标中的行进方向的角度θbase。

在步骤S19中，旋转偏移取得部57判定是否已设定了本地坐标中的行进方向的偏移θoffset。

在已设定了本地坐标中的行进方向的偏移θoffset的情况下，在步骤S19中判定为“是”，处理转移到步骤S20。

另一方面，在未设定本地坐标中的行进方向的偏移θoffset的情况下，在步骤S19中判定为“否”，处理转移到步骤S21。

在步骤S20中，行进方向推测部56通过将由旋转偏移取得部57设定的本地坐标中的行进方向的偏移与行进方向的角度θbase相加，来校正行进方向。

在步骤S20之后，处理转移到步骤S21。

在步骤S21中，行进方向推测部56推测平均行进方向θ。具体来说，行进方向推测部56在由第2铅直方向矢量规定的水平面上，投影由加速度取得部51取得的加速度数据所表示的第2(例如最近的1秒)多个加速度矢量，将水平面中的角度θtmp与角度θbase接近的加速度矢量(例如以角度θbase为中心在±90度的范围内的加速度矢量)以矢量的长度为权重进行加权平均，计算其结果所得到的矢量的本地坐标中的角度θ，由此推测平均行进方向θ。

在步骤S22中，旋转偏移取得部57在本地坐标的水平面上，比较由第2行进方向矢量的投影取得的行进方向的角度θbase和将加速度矢量的投影加权平均而推测出的平均行进方向θ，取得本地坐标中的行进方向的偏移θoffset。

在步骤S23中，旋转偏移取得部57判定是否存在本地坐标中的行进方向的偏移θoffset。

在存在本地坐标中的行进方向的偏移θoffset的情况下，在步骤S23中判定为“是”，处理转移到步骤S24。

另一方面，在不存在本地坐标中的行进方向的偏移θoffset的情况下，在步骤S23中判定为“否”，反复行进方向推测处理。

在步骤S24中，旋转偏移取得部57设定所取得的本地坐标中的行进方向的偏移θoffset。

在步骤S24之后，反复行进方向推测处理。

图9是说明在图7的步骤S14中用于取得第1行进方向的第1行进方向取得处理的流程的流程图。

在步骤S1411中，加速度取得部51按照每个规定时间(例如每0.2秒)从传感器部17取得加速度数据。

在步骤S1412中，在加速度取得部51所取得的加速度数据(铅直成分)中，通过计算预先设定的时间(例如，4秒等)的平均值来计算铅直方向矢量。

在步骤S1413中，行动推测部53根据加速度数据，判定所推测的用户的行动是否是步行。具体来说，在步骤S1411中所取得的各加速度的大小小于跑步判定用的加速度阈值，或者，在各加速度的峰值(极值)表示的间距小于跑步判定用的间距阈值的情况下，行动推测部53判定为用户是步行。

在用户的行动是步行的情况下，在步骤S1413中判定为“是”，处理转移到步骤S1414。

另一方面，在用户的行动不是步行的情况下，在步骤S1413中判定为“否”，处理转移到步骤S1419。

在步骤S1414中，滤波处理部55针对在步骤S1411中取得的加速度数据(水平成分)，执行基于使以2.0Hz为中心的规定范围的频段通过的带通滤波器(步行用带通滤波器)的处理。

在步骤S1415中，下行判定部53a从传感器部17中的气压传感器取得气压数据。

在步骤S1416中，下行判定部53a根据气压的变化，判定用户是否沿下坡行进(下行判定)。另外，这时，在下行判定部53a中，除了使用气压传感器进行下行判定的情况之外，还参照地图数据中的梯度进行下行判定，或者基于使用GPS取得的高度的变化进行下行判定，或者基于将沿下坡步行时的加速度等的波形模型与检测值进行模式匹配后的行动推测结果来进行下行判定。并且，也可以组合它们来进行下行判定。

在用户沿下坡行进的情况下，在步骤S1416中判定为“是”，处理转移到步骤S1417。

另一方面，在用户不是沿下坡行进的情况下，在步骤S1416中判定为“否”，处理转移到步骤S1418。

在步骤S1417中，行进方向推测部56将如下加速度数据(水平成分)的极值的方向推测为前方，该加速度数据是相对于步骤S1412中确定的铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时，在时间轴上的未来方向为最近(或者时间轴上的过去方向中为第2近)的加速度数据。即，行进方向推测部55执行向下步行时用的行进方向推测方法。

在步骤S1418中，行进方向推测部55将如下加速度数据(水平成分)的极值的方向推测为前方，该加速度数据是相对于步骤S1412中确定的铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时，在时间轴上的未来方向为第2近(或者时间轴上的过去方向为最接近)的加速度数据。即，行进方向推测部55执行平地/向上步行时用的行进方向推测方法。

在步骤S1419中，行动推测部53基于加速度数据判定用户的行动是否是跑步。具体来说，行动推测部53针对步骤S1411中取得的铅直方向以及前后方向的加速度，分别进行判定，在各加速度的大小是跑步判定用的加速度阈值以上而且各加速度的峰值表示的间距(峰值的时间间隔)是跑步判定用的间距阈值以下的情况下，判定为用户是跑步。

在用户的行动是跑步的情况下，在步骤S1419中判定为“是”，处理转移到步骤S1420。

另一方面，在用户的行动不是跑步的情况下，在步骤S1419中判定为“否”，反复行进方向推测处理。

在步骤S1420中，滤波处理部55针对步骤S1411中取得的加速度数据(水平成分)执行基于使以3.0Hz为中心的规定范围内的频段通过的带通滤波器(跑步用带通滤波器)的处理。

在步骤S1421中，行进方向推测部56将如下加速度数据(水平成分)的极值的方向推测为前方，该加速度数据是相对于步骤S1412中确定的铅直方向矢量表示上方向的极值(峰值)的定时，属于相同半周期的期间的加速度数据。即，行进方向推测部55执行跑步时用的行进方向推测方法。

在步骤S1417、S1418、S1421之后，在步骤S1422中，当前位置计算部56根据行进方向的推测结果，基于水平方向的加速度的数据计算当前位置。

在步骤S1423中，显示控制部59参照存储在地图数据存储部71中的地图的数据，将由当前位置计算部58计算的当前位置显示在地图上。

在步骤S1423之后，直到充分满足结束条件为止，反复行进方向推测处理。

通过这种处理，基于加速度数据推测第1铅直方向矢量，在针对第1铅直方向矢量由规定的行进方向推测方法推测出第1行进方向矢量之后，对应于依次推测的铅直方向矢量的距第1铅直方向矢量的变化，推测行进方向矢量。

因此，能够相对于行进的路线或装置的姿势变化鲁棒性计算第2行进方向矢量。

因此，能够更适当地推测行进方向。

并且，在推测第1行进方向矢量时，根据用户的行动(沿下坡步行的情况、沿平地或攀登道步行的情况、或者跑步的情况等)，切换用于推测用户的行进方向的行进方向推测方法。

因此，能够根据用户的状况更正确地推测行进方向。

并且，向由第2铅直方向矢量规定的水平面上投影第2多个加速度矢量，在这些加速度矢量的投影中，将水平面上的角度θtmp接近由第2行进方向矢量的投影表示的行进方向的角度θbase的投影以矢量的长度为权重进行加权平均。进而，通过计算根据加权平均的结果而得到的矢量的本地坐标中的角度θ，推测平均行进方向θ。

因此，不仅是本地坐标中的直行前进，在向前方倾斜步行等的不规则行进方向的情况下，也能够广泛捕捉为行进方向。并且，能够使针对第1行进方向矢量的推测精度的要求降低，能够推测出更正确的行进方向。

并且，在水平面上，依次计算角度θbase与平均行进方向θ的差(θ-θbase)，在一定时间(例如数十秒)以上连续是一定的差分以上的状态的情况下，将该差分设定为行进方向的偏移θoffset。而且，在以后的行进方向推测时，通过加上行进方向的偏移θoffset，来进行行进方向的校正。

因此，在信息处理装置1的姿势变化是以铅直方向矢量为中心的旋转的情况下，作为行进方向的偏移，能够校正该旋转，并能够相对于信息处理装置1的姿势变化鲁棒性地推测行进方向。

如上所述构成的信息处理装置1具有加速度取得部51、铅直方向推测部52和行进方向推测部56。

加速度取得部51取得由用户的行动产生的加速度。

铅直方向推测部52根据由加速度取得部51取得的加速度推测铅直方向。

行进方向推测部56推测与由铅直方向推测部52推测的第1的铅直方向(第1铅直方向矢量)对应的第1行进方向(第1行进方向矢量)。

行进方向推测部56基于作为基准的铅直方向、在作为基准的铅直方向之后由铅直方向推测部52推测的铅直方向(第2铅直方向矢量)，使第1行进方向变化并推测第2行进方向(第2行进方向矢量)。

由此，基于取得的加速度来推测第1铅直方向矢量，在针对第1铅直方向矢量通过规定的行进方向推测方法来推测第1行进方向矢量之后，对应于依次推测的铅直方向矢量的距第1铅直方向矢量的变化来推测行进方向矢量。

因此，能够相对于行进的路线或装置的姿势变化鲁棒性地计算第2行进方向矢量。

因此，能够更适当地推测行进方向。

并且，信息处理装置1具有行动推测部53。

行动推测部53基于由加速度取得部51取得的加速度，推测用户的行动。

行进方向推测部56通过对应于行动推测部53的推测结果的方向推测方法，来推测第1行进方向。

由此，在推测第1行进方向时，对应于用户的行动(沿下坡步行的情况、沿平地或攀登道步行的情况、或者跑步的情况等)，切换用于推测用户的行进方向的推测方法。

因此，能够根据用户的状况，更正确地推测行进方向。

并且，行进方向推测部56将表示第2行进方向的矢量投影在由作为基准的铅直方向之后所推测出的铅直方向规定的水平面上，在该水平面上，根据相对于表示第2行进方向的矢量的朝向而位于所设定的角度内的多个加速度的矢量，推测平均化后的行进方向(行进步行θ)。

由此，不仅是直线前进，在向前方倾斜步行等的不规则的行进方向的情况下，也能够广泛地捕捉为行进方向。并且，能够使对于第1行进方向的推测精度的要求降低，能够推测更正确的行进方向。

并且，信息处理装置1具有旋转偏移取得部57。

旋转偏移取得部57针对将表示第2行进方向的矢量投影到由作为基准的铅直方向之后推测出的铅直方向规定的水平面上的朝向，在平均化的行进方向的朝向为一定的差分以上的状态连续了阈值时间以上的情况下，将该差分作为行进方向的偏移而取得。

由此，在信息处理装置1的姿势变化是以铅直方向为中心的旋转的情况下，能够取得该旋转来作为行进方向的偏移。

并且，行进方向推测部56通过在平均化的行进方向上加上由旋转偏移取得部57取得的差分，校正行进方向。

由此，在信息处理装置1的姿势变化是以铅直方向为中心的旋转的情况下，能够校正该旋转来作为行进方向的偏移，能够相对于信息处理装置1的姿势变化鲁棒性地推测行进方向。

另外，本发明不限定于上述实施方式，为实现本发明的目的的范围内的变形和改良等都包含于本发明。

在上述实施方式中，在判定是否符合稳定计算条件时，在是计算的行进方向矢量的朝向(行进方向的前后)交替预先设定的频率(例如每秒3次1)以上的状态、或计算的第1铅直方向矢量的摇晃成为预先设定的角度(例如30度)以上的状态的情况下，判定为当前的状况不符合基准行进方向矢量的稳定计算条件。相对于此，为了设定稳定计算条件，预先取得用户沿平坦道路步行时的加速度数据，在判定稳定计算条件时，也可以对预先取得的加速度数据的波形与检测的当前的加速度数据的波形进行匹配。

由此，取得适合于该用户的稳定计算条件，能够更适当地计算第1行进方向矢量。

并且，在上述实施方式中，说明了旋转偏移取得部57基于由加速度取得部51取得的加速度数据，在水平面上，依次计算角度θbase与平均行进方向θ的差(θ-θbase)，在一定时间(例如数十秒)以上连续是一定差分以上的状态的情况下，将该差分设定为行进方向的偏移θoffset。相对于此，也可以代替由加速度取得部51取得的加速度数据，或者，与由加速度取得部51取得的加速度数据一起，基于地图数据和由陀螺仪传感器取得的角速度数据，计算行进方向和行进方向的变化等，来设定行进方向的偏移。

由此，能够通过多种手段设定行进方向的偏移。

并且，在上述实施方式中，行进方向推测处理是在不能接收GPS信号的情况下执行的，但不限于此。即，也可以在能够接收GPS信号的情况下，也一并进行行进方向推测处理，在基于GPS信号的行进方向和基于行进方向推测处理的行进方向中采用更可信赖的行进方向。

并且，在上述实施方式中，本发明适用的信息处理装置1以智能手机为例进行了说明，但不特别限定于此。

例如，本发明具有加速度传感器，能够普遍适用于接近躯干佩戴的电子设备。具体来说，例如，本发明能够适用于计步器、可佩带终端、便携式导航装置、便携电话机、手掌游戏机等。

上述一系列的处理可以通过硬件来执行，也可以通过软件来执行。

换言之，图3的功能性结构只不过是示例，不受特别限定。即，只要信息处理装置1具有以上述一系列处理为整体来执行的功能即可，而究竟为了实现该功能采用了什么样的功能块并不特别限定于图3的例子中。

并且，一个功能块可以由硬件单体构成，也可以由软件单体构成，也可以是它们的组合。

在由软件执行一系列的处理的情况下，构成该软件的程序由计算机等从网络或记录介质安装。

计算机也可以是组装到专用的硬件中的计算机。并且，计算机通过装载各种程序而能够执行各种功能，例如可以是通用的个人计算机。

包含这样的程序的记录介质为了向用户提供程序，而不仅是由与装置主体另外分发的图3的可移除介质31构成，也由在预先组装到装置本体中的状态下向用户提供的记录介质等构成。可移除介质31例如由磁盘(包含软盘)、光盘或光磁盘等构成。光盘例如由CD-ROM(Compact Disc-ReadOnly Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、Blu-ray(注册商标)Disc(蓝光盘)等构成。光磁盘由MD(Mini-Disc)等构成。并且，在预先组装到装置主体的状态下向用户提供的记录介质，例如是由记录了程序的图1的ROM12和包含在图1的存储部20中的硬盘等构成。

另外，在本说明书中，记述记录介质中记录的程序的步骤当然包含按其顺序以时间序列进行的处理，但不是必须以时间序列进行处理，也包含并列执行或者分别执行的处理。

并且，在本说明书中，系统的用语意味着由多个装置或多个手段等构成的整体的装置的意思。

上面说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只不过是示例，不用于限定本发明的技术范围。本发明能够采取其他的多种实施方式，而且，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行省略和置换等多种变更。这些实施方式及其变形包含在本说明书等中记载的发明的范围和要旨中，并且包含在记载于所要求保护的范围中的发明及其等同范围中。

Claims (16)

1.一种用户能够佩戴的信息处理装置，具有处理部，该处理部执行如下处理：

判定处理，判定是否满足用于取得所述用户的行进方向而预先设定的条件的判定处理；

第1铅直方向取得处理，在判定为满足所述预先设定的条件的情况下，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第1铅直方向；

第1行进方向取得处理，基于所述取得的加速度中的所述取得的第1铅直方向的加速度成分和与所述第1铅直方向对应的水平方向的加速度成分，取得所述用户的第1行进方向；

第2铅直方向取得处理，在取得了所述用户的第1行进方向之后，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第2铅直方向；以及

第2行进方向推测处理，基于所述第2铅直方向、所述第1铅直方向和所述第1定时下的所述用户的行进方向，推测所述用户的第2行进方向。

2.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部在所述第2行进方向推测处理中执行如下处理：基于所述第1铅直方向和第2铅直方向的差分变更所述第1行进方向，将所述变更后的第1行进方向推测为所述用户的第2行进方向。

3.如权利要求1所述的信息处理装置，

作为第1行进方向取得处理，所述处理部还执行如下处理：

基于所述取得的加速度推测所述用户的行动的行动推测处理；

通过与所述行动推测处理的推测结果相应的方向推测方法，取得所述第1定时下的所述用户的行进方向的处理。

4.如权利要求3所述的信息处理装置，

所述处理部在所述行动推测处理中执行如下处理：基于在所述第1定时取得的加速度，推测所推测的所述用户的行动是向下步行、向上步行以及跑步中的哪一个。

5.如权利要求4所述的信息处理装置，

所述处理部在所述行动推测处理中针对所述取得的第1铅直方向以及第1行进方向的加速度成分，分别执行如下处理：在所述各加速度成分的大小是跑步判定用的加速度阈值以上、且表示所述各加速度的峰值的时间间隔的间距是跑步判定用的阈值以下的情况下，判定为用户正在跑步，并且，在所述各加速度成分的大小小于跑步判定用的加速度阈值、或者表示所述各加速度的峰值的时间间隔的间距小于跑步判定用的阈值的情况下，判定为用户正在步行。

6.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部在所述第1铅直方向取得处理中执行如下处理：将在预先设定的时间内取得的所述加速度数据的铅直成分的平均值取得为所述第1铅直方向。

7.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部在所述第2铅直方向取得处理中执行如下处理：将在预先设定的时间内取得的所述加速度数据的铅直成分的平均值取得为所述第2铅直方向。

8.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部在所述判定处理中执行如下处理：在是所述取得的第1行进方向交替预先设定的频率以上的状态、以及所述取得的第1铅直方向的摇晃成为预先设定的角度以上的状态中的至少一方的情况下，判定为不满足所述第1行进方向被稳定推测的条件。

9.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部在所述判定处理中执行如下处理：

判定是否是向下步行的向下步行判定处理；以及

在通过所述向下步行判定处理而判定为是向下步行的情况下，判定为不满足所述第1行进方向被稳定推测的条件的处理。

10.如权利要求3所述的信息处理装置，

所述处理部在第1行进方向推测处理中执行如下滤波处理：针对所述取得的加速度，在由所述行动推测处理推测的用户的行动是步行的情况下，针对所述取得的加速度的水平成分使第1频段通过，并且在所述推测的用户的行动是跑步的情况下，针对所述取得的加速度的水平成分，使比所述第1频段高的第2频段通过，

在所述第1行进方向取得处理中执行如下处理：按照由所述行动推测处理推测出的用户的每个行动，基于所述取得的第1铅直方向以及所述滤波处理后的加速度，通过不同的行进方向推测方法取得所述第1行进方向。

11.如权利要求10所述的信息处理装置，

所述处理部在所述第1行进方向取得处理中执行如下处理：

在由所述行动推测处理判定为是正在向下步行的情况下，将相对于所述第1铅直方向表示上方向的峰值的定时在时间轴上的未来方向上最近、或者在时间轴上的过去方向上第2近的加速度数据的水平成分的峰值的方向，推测为前方，

在由所述行动推测处理判定为不是正在向下步行的情况下，将相对于所述第1铅直方向表示上方向的峰值的定时在时间轴上的未来方向上第2近、或者在时间轴上的过去方向上最近的加速度数据的水平成分的峰值的方向，推测为前方。

12.如权利要求10所述的信息处理装置，

所述处理部在所述第1行进方向取得处理中执行如下处理：在由所述行动推测处理判定为是正在跑步的情况下，将相对于所述第1铅直方向表示上方向的峰值的定时属于相同半周期的期间中的所述加速度的水平成分的峰值的方向，推测为前方。

13.如权利要求1所述的信息处理装置，

所述处理部还执行平均行进方向推测处理：将表示所述第2行进方向的矢量向由所述第2铅直方向规定的水平面投影，并在该水平面上，基于相对于表示所述第2行进方向的矢量的朝向而位于设定的角度内的多个加速度的矢量，推测平均化后的行进方向。

14.如权利要求12所述的信息处理装置，

所述处理部还执行偏移取得处理：在相对于将表示所述第2行进方向的矢量向由所述第2铅直方向规定的水平面投影后的朝向，所述平均化后的行进方向的朝向为一定的差分以上的状态连续了阈值时间以上的情况下，将该差分取得为行进方向的偏移。

15.如权利要求13所述的信息处理装置，

所述处理部在所述平均行进方向推测处理中执行如下处理：通过向所述平均化后的行进方向上加上通过所述偏移取得处理取得的所述差分，来校正行进方向。

16.一种用户能够佩戴的信息处理装置中执行的行进方向推测方法，所述信息处理装置，

判定是否满足用于取得所述用户的行进方向而预先设定的条件，

在判定为满足所述预先设定的条件的情况下，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第1铅直方向，

基于所述取得的加速度中的所述取得的第1铅直方向的加速度成分和与所述第1铅直方向对应的水平方向的加速度成分，取得所述用户的第1行进方向，

在取得了所述用户的第1行进方向之后，取得施加于所述信息处理装置的加速度，并且基于所述取得的加速度，取得以所述信息处理装置的姿势为基准姿势的情况下的第2铅直方向，

基于所述第2铅直方向、所述第1铅直方向和所述第1定时下的所述用户的行进方向，推测所述用户的第2行进方向。