JP2007187673A - Method and system for detecting moving direction of moving body - Google Patents
Method and system for detecting moving direction of moving body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007187673A JP2007187673A JP2007043551A JP2007043551A JP2007187673A JP 2007187673 A JP2007187673 A JP 2007187673A JP 2007043551 A JP2007043551 A JP 2007043551A JP 2007043551 A JP2007043551 A JP 2007043551A JP 2007187673 A JP2007187673 A JP 2007187673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- moving body
- moving
- amplitude
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、移動体の移動方向検出方法及びシステムに係り、特に地磁気に影響を及ぼす物体による地磁気のずれを適切に考慮した移動体の移動方向検出方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a moving direction detection method and system for a moving body, and more particularly, to a moving direction detection method and system for a moving body that appropriately considers a shift in geomagnetism due to an object that affects geomagnetism.
移動体、ことに歩行者の移動速度を推定する先行技術として、特許文献1がある。その記載は、(1)予め動作毎の歩幅を求めておき、(2)加速度変化より動作を推定(認識)する、(3)認識した動作より歩幅を求める、(4)歩幅の積分により移動距離を求める、という手順で前記移動体の移動速度及び移動距離を推定している。
As a prior art for estimating the moving speed of a moving body, particularly a pedestrian, there is
このように従来の速度推定方法では、移動体の様々な動作毎に、歩数と移動距離の関係などから予め歩幅を求めておき、そのデータを用いて、前記(2)の方法で、前記振幅からゆっくり歩く、早く歩く、走るといった歩行状態を認識し、次いで前記(3)でそのデータから歩行時の歩幅を推定し、その後に前記(4)で前記歩幅を積分することで、前記移動体の移動速度、即ち歩行速度を推定する方法が示されている。さらに、前記先行技術の公報には、これらの方法により求めた歩行速度と、移動体の進行方向とから前記移動体の現在位置を推定する位置推定システムが開示されている。 As described above, in the conventional speed estimation method, the stride is obtained in advance from the relationship between the number of steps and the moving distance for each of various movements of the moving body, and the amplitude is obtained by the method (2) using the data. By recognizing a walking state such as walking slowly, quickly walking, running, etc., and then estimating the stride during walking from the data in (3), and then integrating the stride in (4), A method for estimating the moving speed of the vehicle, that is, the walking speed is shown. Furthermore, the prior art publication discloses a position estimation system that estimates the current position of the moving body from the walking speed obtained by these methods and the traveling direction of the moving body.
また、歩行者の歩幅を測定するシステムとして、例えば特許文献2がある。この公報に開示されている技術は、歩幅推定装置及び位置検出システムにおいて、歩行者の脚部に揺動角を検出するセンサを取り付け、そのセンサにより検出された揺動角に基づいて歩行者の足の角度変化からの歩幅推定による歩行者の位置検出システムである。
Moreover, as a system for measuring the pedestrian's stride, for example, there is
また、特許文献3がある。この公報の記載は、歩行者固有の歩幅ピッチに応じて自動的に歩幅を算出でき、正確な歩行距離及び歩行平均速度を検出できる携帯用電子機器について開示がある。歩行者のピッチと歩幅の関係式を記憶しておいて、ピッチ算出手段により算出されたピッチに対応した歩幅を算出する技術について開示がある。
Moreover, there exists
前記先行技術で述べられている技術は、前記移動体、ことに歩行者の歩幅を推定して、前記移動体の移動速度、及び移動距離を推定する方法が述べられている。それには、予め、多様な動作毎にそれぞれ前記歩幅を正確に求めておく必要がある。歩幅を正確に求めるためには、前記特許文献1に記載されているように、歩行者の脚部に足の動きを測定する装置を装着し、また足の長さを正確に測るなどして、それらの測定結果から歩幅を測定するなどの方法が考えられる。しかしながらこのような方法では、脚部に取り付けた前記測定装置の影響で歩行者が不自然な動きをしてしまい、その人固有の正確な歩幅を測定することが困難である。
The technique described in the prior art describes a method of estimating the moving speed and the moving distance of the moving object by estimating the stride of the moving object, particularly a pedestrian. For this purpose, it is necessary to accurately obtain the stride for each of various operations in advance. In order to accurately determine the stride, as described in
また、地上に、歩行者の足の着地地点を計測するような装置を設置(或いは埋設し)し、歩幅を測定するような方法も考えられる。しかし、この場合には歩行者に影響を与えることなく歩幅を測定することが可能であるが、装置が極めて大掛かりなものとなる問題がある。そして、特に複数の機会に複数の歩行者の歩幅を測定するような用途には適していない。 In addition, a method is also conceivable in which a device for measuring the landing point of a pedestrian's foot is installed (or embedded) on the ground and the stride is measured. However, in this case, it is possible to measure the stride without affecting the pedestrian, but there is a problem that the apparatus becomes very large. And it is not suitable for the use which measures the step length of a several pedestrian especially in a several opportunity.
前記の従来の方法によれば、様々な動作毎にそれぞれ正確に歩幅を求めておく必要があり、非常に手間がかかるという欠点がある。また、十分な精度で歩幅を測定することが難しい。したがって、前記歩行者の歩行速度、或いは歩行距離を正確に求めることが困難になってしまうという問題点がある。 According to the above-described conventional method, it is necessary to accurately obtain the stride for each of various operations, which is disadvantageous in that it takes much time. It is also difficult to measure the stride with sufficient accuracy. Therefore, there is a problem that it becomes difficult to accurately determine the walking speed or walking distance of the pedestrian.
本発明の目的は、上述したような問題点を考慮してなされたもので、計測が困難でありかつ誤差も生じやすい歩幅の計測を行うことがなく、地磁気のずれによる方向の誤差を補正して正確に移動方向を推定できる移動体の移動方向検出方法及びシステムを提供することにある。 The object of the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and does not measure a stride that is difficult to measure and easily causes an error, and corrects a direction error due to a geomagnetic shift. Another object of the present invention is to provide a moving direction detection method and system for a moving body that can accurately estimate the moving direction.
本発明の移動体の移動方向検出方法は、予め定められた位置に設けられた発信装置から信号により、移動体の位置を特定するものに用いられ、前記移動体の有する方向検出手段からの進行方向の検出信号値を補正し、移動体の進行方向を検出する際に、前記発信装置から信号により移動体の現在位置における地磁気のずれ値を入手し、前記方向検出手段からの移動体の進行方向の検出信号値は、入手した前記地磁気のずれ値を用いて方向の誤差を適切に補正することを特徴としている。 The moving direction detection method of the moving body of the present invention is used for specifying the position of the moving body by a signal from a transmitting device provided at a predetermined position, and proceeds from the direction detecting means of the moving body. When the direction detection signal value is corrected and the traveling direction of the moving body is detected, the displacement value of the geomagnetism at the current position of the moving body is obtained from the signal from the transmitting device, and the traveling state of the moving body from the direction detecting means is obtained. The direction detection signal value appropriately corrects the direction error using the obtained geomagnetic shift value.
また、本発明の移動体の移動方向検出システムは、予め定められた位置に設けられた発信装置と、移動体が有して進行方向の検出信号値を出力する方向検出手段を備える際に、移動体の移動により前記発信装置毎に地磁気のずれ値を入手する手段と、前記方向検出手段からの移動体の進行方向の検出信号値を入手した前記地磁気のずれ値を用いて方向の誤差を補正する真の方向を算出する手段とを備えて構成することを特徴としている。 Further, when the moving direction detection system for a moving body of the present invention includes a transmission device provided at a predetermined position and a direction detection unit that the moving body has and outputs a detection signal value in the traveling direction, A means for obtaining a deviation value of geomagnetism for each transmitting device by movement of a moving body, and a direction error using the deviation value of the geomagnetism obtained from the detection signal value of the traveling direction of the moving body from the direction detection means. And a means for calculating a true direction to be corrected.
本発明によれば、移動体の移動方向を検出するときに、磁気的な影響を及ぼす物体がある場合であっても、移動体の方位値を地磁気の真の方位に対するずれ情報を用いて補正して、正確に移動体の移動方向を検出できる効果がある。 According to the present invention, when detecting the moving direction of a moving body, even if there is an object that has a magnetic influence, the azimuth value of the moving body is corrected using deviation information with respect to the true geomagnetic direction. Thus, the moving direction of the moving body can be accurately detected.
以下、本発明における移動体の移動方向検出方法及びシステムを、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a method and system for detecting a moving direction of a moving body according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すシステムでは、移動体7の移動に伴う振動或いは変位量を検出する移動体の検出手段1と、前記移動体の移動速度を特徴的に表す信号の周期性を検出する周期性検出手段2と、前記信号の周期性から移動により特徴的に現れる信号を取り出し、その振幅と周期を検出する振幅及び周期検出手段3と、前記検出された振幅と周期から、前記移動体の移動速度を推定する移動速度推定手段4と、前記振幅と周期から移動速度を推定する関係式を記憶しておく記憶手段6から構成されている。そして、前記移動速度推定手段4で推定された速度5を出力する。
In the system shown in FIG. 1, a moving body detecting means 1 for detecting vibrations or displacement amounts associated with movement of the moving
ここでは、前記移動体の例として歩行者をとりあげ、その歩行移動速度即ち歩行速度を求める場合の例について、詳細に説明する。前記移動体の振動或いは変位量を検出する検出手段1は、前記移動体7、即ち歩行者が移動する際の歩行に伴う変位や振動を検出するものである。例えば加速度センサやジャイロ等のセンサを用いることができる。
Here, a pedestrian is taken as an example of the moving body, and an example in which the walking movement speed, that is, the walking speed is obtained will be described in detail. The detecting means 1 for detecting the vibration or displacement amount of the moving body detects displacement and vibration accompanying walking when the moving
前記歩行者の歩行に伴う振動検出の例として、歩行者の上下方向の振動、或いは前後方向の振動を検出すること、また前記振動を3次元的にとらえて検出する手段を用いることもできる。一例として、前記移動体の振動、或いは変位量を検出する検出手段1として、加速度センサを用いた場合について説明する。前記歩行者の上下方向の振動を検出する場合には、前記加速度センサを上下の加速度が検出できる向きに、前記歩行者に取り付ける。 As an example of vibration detection associated with the walking of the pedestrian, it is possible to use a means for detecting the vibration of the pedestrian in the vertical direction or the vibration in the front-rear direction, and detecting the vibration in a three-dimensional manner. As an example, a case where an acceleration sensor is used as the detection means 1 for detecting the vibration or displacement of the moving body will be described. When detecting vibration in the vertical direction of the pedestrian, the acceleration sensor is attached to the pedestrian in a direction in which vertical acceleration can be detected.
また前記加速度センサの歩行者への取り付け位置は、歩行状態を検出できる位置であり、また安定した波形が検出可能な位置として、歩行者の腰部への取り付けが有効である。人間の歩行時には、上下方向に明確でしかも振幅の大きい振動が発生するので、加速度センサを、歩行時の上下方向の振動を検出できる向きに取り付けて使用することで、歩行者の歩行に特徴的な振動波形を、容易に検出することができる。 The position where the acceleration sensor is attached to the pedestrian is a position where the walking state can be detected, and it is effective to attach the acceleration sensor to the pedestrian as a position where a stable waveform can be detected. When a person walks, vibrations that are clear and large in amplitude are generated in the up-and-down direction. By using an acceleration sensor in a direction that can detect vibrations in the up-and-down direction during walking, it is characteristic for walking of pedestrians. A simple vibration waveform can be easily detected.
この他にも、前記歩行者の上下方向の振動を検出する手段として、ジャイロや高度計などのセンサを使用すること、或いはそれらを併用して検出することも可能である。 In addition, as a means for detecting the vibration of the pedestrian in the vertical direction, it is possible to use a sensor such as a gyroscope or an altimeter, or to detect them in combination.
信号の周期性を検出する手段2では、前記移動体の振動或いは変位量を検出する検出手段1により得られた波形から、前記移動体の移動による振動波形、即ち移動速度を特徴的に表す信号の周期性を求める。移動体の移動速度を特徴的に表われている信号とは、例えば移動体が人間の場合、この振動信号は歩行周期を表わしている、と考えられる。
In the
歩行周期が早ければ速い歩きであることが推定され、移動速度が速くなることが予測される。また、人間以外の動物であっても同様のことが言える。さらに、車両であっても、路面からの振動の周期は速度が上がれば速くなるので同様に用いることができる。 If the walking cycle is early, it is estimated that the walking is fast, and the moving speed is predicted to increase. The same applies to animals other than humans. Furthermore, even if it is a vehicle, since the period of the vibration from a road surface will become quick if speed increases, it can be used similarly.
この周期性の検出の方法として、例えばフーリエ変換により前記加速度波形を周波数領域に変換する方法がある。また、信号の周期性を検出する手段2において周期性を検出する手段として、自己相関関係を利用する方法、或いはウェーブレット変換等を利用することも可能であり、これらの処理により移動速度を特徴的に表わしている信号の、周期の候補を複数求めることができる。これが移動体の移動速度を特徴的に表す信号の候補となる。
As a method for detecting the periodicity, for example, there is a method of converting the acceleration waveform into the frequency domain by Fourier transform. In addition, as a means for detecting periodicity in the
続いて、振幅及び周期を検出する手段3において、前記信号の周期性を検出する手段2で求めた周期の候補の中から、移動に伴って現れる特徴的な周期成分の振幅と、周期を検出する。この振幅と周期の検出の方法として、例えば、前記先行技術の特許文献1で述べられた、体動スペクトルから歩行周期とスペクトル強度を検出するような方法を用いて、振幅及び周期を抽出する方法もある。
Subsequently, in the
ところで、前記加速度センサの取り付け具合や、歩行者の歩き方の癖によっては、移動に伴う本来の特徴を示す周期の成分の他に、ノイズ等による不適切な成分が大きく現れる場合が考えられる。そこで、振幅及び周期を検出する手段3において、移動に関連し得る周波数帯域以外の周波数成分を予めフィルタリング処理などの方法により取り除く処理は有効である。そして、残った帯域成分の中から、歩行に伴って現れたスペクトルを取り出し、その振幅と周期を取り出す方法を用いることが考えられる。このような方法によれば、ノイズ等に左右されず、より正確に必要な振幅及び周期を取り出すことができる。このように、移動とは関連のない周波数帯域の成分を予め取り除いた後、残った成分の中から、移動に関連する振幅と周期を検出する本発明によれば、ノイズ等に左右されず、より正確に必要な振幅及び周期を取り出せるという効果がある。
By the way, depending on how the acceleration sensor is attached and how the pedestrian walks, there may be a case where an inappropriate component due to noise or the like appears greatly in addition to the periodic component indicating the original characteristics associated with movement. Therefore, in the
その後、振幅と周期から移動速度を推定する手段4において、前記振幅及び周期を検出する手段3で求めた前記振幅と前記周期とから、移動速度が振幅と歩行周期に依存すると仮定して移動体7の移動速度5を推定する。
この、前記振幅及び前記周期と、前記移動速度の関係式は、前記振幅、及び前記周期と前記移動速度の複数のポイントにおけるデータを利用して予め算出しておくもので、その関係式は、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6に記憶されている。
Thereafter, in the
The relational expression between the amplitude and the period and the moving speed is calculated in advance using data at a plurality of points of the amplitude and the period and the moving speed. It is stored in the storage means 6 of the relational expression of amplitude, period and speed.
前記のように、前記振幅及び前記周期と前記移動速度の関係を求める一例として、移動体7の速度vと、検出された信号の振幅w、周期Tとの関係を、(1)式で表わすことができる。
v=f(w,T、) ………(1)
このように移動体7の移動速度vを、その信号の振幅wと周期Tの関数であると仮定し、前記したように振幅及び周期と移動速度の関係式を重回帰分析等の手法を用いて求める。前記関係式(1)、即ち、振幅及び周期と速度との関係式を記憶手段6に一旦記憶し、前記振幅と周期から移動速度を推定する手段4で記憶していた式を用いて移動速度5を求める。
As described above, as an example for obtaining the relationship between the amplitude and the period and the moving speed, the relationship between the speed v of the moving
v = f (w, T,) (1)
As described above, the moving speed v of the moving
この手法を、後述する図2においてより詳しく説明する。なお、移動速度が算出されれば、時間積分等の手法を用いることにより、その移動体7の移動距離を求めることは容易である。例えば(2)式により移動距離を求めることができる。
L=∫vdt ………(2)
なお、前記検出された信号の周期を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4は、マイコンやパーソナルコンピュータ、或いは携帯型の端末などを用いて、ソフトウェアにより容易に実現可能である。移動距離についても同様である。また、移動体の振動或いは変位量を検出する手段1のセンサからの信号を取り込むに際しては、A/D変換等を行い、マイコン等でデータとして扱えるデイジタル値に変換して用いる。
This method will be described in more detail with reference to FIG. If the moving speed is calculated, it is easy to obtain the moving distance of the moving
L = ∫vdt (2)
The
また、前記振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6は、マイコン等のメモリに数式、或いは数式のパラメータを記憶する形で記憶できる。このようにすることにより、異なった複数の移動体7の移動速度を推定する必要がある場合であっても十分に対応できる。それは、それぞれの移動体7に適した数式或いは数式上のパラメータを記憶しておく。そして、それぞれの移動体7に適した推定式を選択して用いることにより、移動速度或いは移動距離を正確に推定することが可能である。
The storage means 6 for the relational expression of the amplitude, period and speed can be stored in a form such as storing mathematical formulas or parameters of the mathematical formulas in a memory such as a microcomputer. By doing in this way, even if it is necessary to estimate the moving speeds of a plurality of different moving
このように、本実施例の移動速度推定方法によれば、移動に特徴的な周期性を表す波形の、振幅と周期とから、前記振幅及び前記周期と、前記速度との関係式を用いて、直接的に移動速度を推定するようにしている。したがって、歩幅を求める困難さや、歩幅を求める際の誤差の影響により、推定する前記移動速度に誤差を生じてしまうようなことはなくなる。これが本発明の特徴のひとつである。 As described above, according to the moving speed estimation method of the present embodiment, the relation between the amplitude, the period, and the speed is calculated from the amplitude and the period of the waveform representing the periodicity characteristic of movement. The movement speed is directly estimated. Therefore, there is no possibility that an error occurs in the estimated moving speed due to the difficulty in obtaining the stride or the influence of the error in obtaining the stride. This is one of the features of the present invention.
このように、本発明によれば、移動に特徴的な周期性を表す波形の、振幅と周期とから、前記振幅及び前記周期と、前記速度との関係式を用いて、直接的に移動速度を推定するようにしたので、歩幅を求める困難さや、歩幅を求める際の誤差の影響により、推定する前記移動速度に誤差を生じてしまうような欠点を取り除く効果がある。 As described above, according to the present invention, the moving speed is directly calculated from the amplitude and the period of the waveform representing the periodicity characteristic of the movement, using the relational expression of the amplitude, the period, and the speed. Thus, there is an effect of eliminating a defect that causes an error in the estimated moving speed due to the difficulty in obtaining the stride and the influence of the error in obtaining the stride.
図2は、前記図1で説明した前記振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6に記憶される関係式を求める方法及びシステム(以下関係式構築システムと称す)の一実施例の構成を示す図である。 FIG. 2 shows a configuration of an embodiment of a method and system (hereinafter referred to as a relational expression construction system) for obtaining a relational expression stored in the storage means 6 of the relational expression of the amplitude, period, and speed described in FIG. FIG.
図2において、前記関係式構築システムは、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3により、前記移動体の移動距離を測定する、移動距離の計測手段201、前記移動距離を時間微分、或いは時間で除算することにより前記移動体の速度を算出する微分手段203、前記速度と前記移動体の移動に特徴的な信号の振幅及び周期との関係式を求める、振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6で構成される。
In FIG. 2, the relational expression building system includes a
このうち、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3については、前記図1で説明したものと同様である。
Among these, the
移動距離の計測手段201は、移動体7の所定の位置からの移動距離を計測するもので、例えばレーザー測距器などを用いることができる。レーザー測距器を用いた場合、前記レーザー測距器からレーザー光202が照射されており、レーザー光が移動体7に当たって反射してくるまでの時間を測定することで移動体7までの距離を測定する。このようにレーザー測距器を用い、移動距離の計測手段201では、所定の時刻の間に移動体7がどのくらい移動したかを測定する。
The moving distance measuring means 201 measures the moving distance of the moving
前記移動距離とその所要時間に基づいて、前記微分手段203では、例えば所要時間で移動距離を割るような方法で移動体7の速度を計算する。
振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204では、微分手段203から得られた速度と、振幅及び周期を検出する手段3で得られた振幅及び周期の値からその速度と、振幅及び周期の関係式を導き出す。この関係式の一例として、移動体7の速度v、振幅w、周期Tの関係を、前記(1)式のように表すことができる。
Based on the moving distance and the required time, the differentiating means 203 calculates the speed of the moving
In the
それは、振幅wと周期Tの関数であると仮定し、得られた複数のデータの組から重回帰分析の手法を用いて、前記関係式を求める。その代表例は(3)式で表すことができる。
v=(1/T)×(√w)×1.35)3/4………(3)
この関係式(3)によると、測定した値と本発明による推定速度との間に高い相関が得られた。
It is assumed that it is a function of the amplitude w and the period T, and the relational expression is obtained from a plurality of obtained data sets using a multiple regression analysis technique. A typical example thereof can be expressed by equation (3).
v = (1 / T) × (√w) × 1.35) 3/4 (3)
According to this relational expression (3), a high correlation was obtained between the measured value and the estimated speed according to the present invention.
このようにレーザー測距器を用いて前記移動体の移動距離を計測し、計測されたデータから前記移動体の速度を算出し、前記振幅及び周期との関係式を例えば前記のように重回帰分析の手法により求めることにより、その後はこの式を用いることによって、極めて正確な速度を容易に検出することができる。また、前記回帰分析の手法によれば、前記関係式をも正確に求めることができるという効果もある。この代表例の関係式を用い、図1に示した移動速度推定方法により推定した速度と、図2に示したレーザー測距器の計測結果に基づいて算出した実速度との比較を後述する図3においてより詳細に説明する。 In this way, the moving distance of the moving body is measured using the laser range finder, the speed of the moving body is calculated from the measured data, and the relational expression between the amplitude and period is, for example, multiple regression as described above. By determining by an analysis method and then using this equation, a very accurate speed can be easily detected. Further, according to the regression analysis method, there is an effect that the relational expression can be obtained accurately. A graph which will be described later with a comparison between the speed estimated by the moving speed estimation method shown in FIG. 1 and the actual speed calculated based on the measurement result of the laser range finder shown in FIG. 3 will be described in more detail.
図2において、前記振幅、及び周期と速度の関係を求める手段204で前記関係式を求める別の方法として、測定した前記速度と、前記振幅及び前記周期との関係をテーブルの形で振幅及び周期と速度の関係式を記憶手段6に複数記憶しておき、それらのデータを用いて補完、或いは予測する方法で、前記振幅と周期とから速度を推定するような方法を用いてもよい。
In FIG. 2, as another method for obtaining the relational expression by
このように前記速度と、前記振幅及び周期との関係を求めて記憶しておき、その記憶されている関係式を用いて速度を算出するようにしたので、本発明の移動体の移動速度、及び移動距離推定方法及びシステム、及びナビゲーションシステムによれば、困難な歩幅の測定をすることなく、移動体の移動速度を精度よく推定することが可能になる。 Thus, since the relationship between the speed and the amplitude and period is obtained and stored, and the speed is calculated using the stored relational expression, the moving speed of the moving body of the present invention, According to the moving distance estimation method and system, and the navigation system, it is possible to accurately estimate the moving speed of the moving body without measuring a difficult stride.
以上説明してきたこのような測定を複数回行うことで、多様な動作における前記移動体の移動に特徴的な振動、或いは変位と前記速度との関係を複数測定し、記憶させておくことができる。例えば歩行者の歩行速度の推定においては、ゆっくり歩く、早く歩く、走るといった様々な状態でそれぞれ歩行動作を行い、それぞれ上述のような測定を行えば、多様な歩き方においても、それぞれ正確な歩行速度の推定結果を導き出すことが可能となる。また、これはあらかじめ定められた距離を歩行者に歩いてもらえば、前記回帰分析手法により関係式を導き出すことができる。例えば30メートルほど歩行者に歩いてもらえれば、関係式を導きだすことができる特徴がある。 By performing such measurement as described above a plurality of times, it is possible to measure and memorize a plurality of relations between the vibration or the characteristic of the movement of the moving body in various operations or the relationship between the speed and the speed. . For example, in estimating the walking speed of a pedestrian, if the walking motion is performed in various states such as slow walking, fast walking, and running, and each of the above measurements is performed, accurate walking is possible even in various ways of walking. It is possible to derive a speed estimation result. In addition, if a pedestrian walks a predetermined distance, a relational expression can be derived by the regression analysis method. For example, if a pedestrian walks for about 30 meters, there is a feature that a relational expression can be derived.
さらに、複数の動作を連続して行い、前期移動体の動作における前記移動に伴う特徴的な振動、或いは変位と前記速度との関係を複数組連続して測定し、それらを一連の動作として、重回帰分析等によりその関係をもとめるようにすれば、それら全ての動作に適応した関係式を求めることができるから、その関係式を用いることにより、前記移動体が様々な移動動作を行った場合でも、前記移動体の速度を正しく推定できるという効果が得られる。 Furthermore, performing a plurality of operations continuously, continuously measuring a plurality of sets of characteristic vibrations or displacements associated with the movement in the operation of the moving body in the previous period, and the velocity, If the relationship is obtained by multiple regression analysis, etc., a relational expression adapted to all of these movements can be obtained, so when using the relational expression, the mobile object performs various movements. However, the effect that the speed of the moving body can be correctly estimated can be obtained.
歩行者を例について説明すると、例えばゆっくり歩く、速く歩く、走るといった様々な歩き方を連続して行い、それらを一連の動作として認識して、その際の前記歩行者の歩行速度をともに計測し、歩行時の、歩行に特徴的な波形の振幅及び周期を求めて、前記速度との関係式を求めるようにすれば、その関係式を用いて、歩行者がいかような歩き方をした場合でも、前記歩行者の様々な歩き方に常に適合して、歩行速度の正しい推定が可能になるという効果が得られる。 To explain an example of a pedestrian, for example, various walking methods such as walking slowly, walking fast, and running are continuously performed, and these are recognized as a series of actions, and the walking speed of the pedestrian at that time is measured together. If you find the amplitude and period of the waveform characteristic of walking during walking, and find the relational expression with the speed, how the pedestrian walks using the relational expression However, it is possible to obtain an effect that the walking speed can be correctly estimated by always adapting to various ways of walking of the pedestrian.
図3はこのように様々なパターンで歩行した際の、歩行者の歩行に対して検出される特徴的な振動と、その時の速度を測定した例を示している。それらの関係を求めた後、前記振幅及び周期を検出する手段6より得られた前記振幅と、前記周期から推定した速度302とレーザー測距器で検出した距離をもとに算出した速度301を比較したデータであり、複数の動作による移動を連続的に行い、一連のデータを用いて前記振幅及び前記周期と前記速度との関係を求め、その関係を用いて前記移動体の移動速度を推定した場合に、複数の移動の動作のパターンにおいて、それぞれ適切な速度推定が可能となっていることが分かる。
FIG. 3 shows an example in which characteristic vibrations detected for a pedestrian's walk and the speed at that time are measured when walking in various patterns. After obtaining these relationships, a
図3は、本発明の移動体の移動速度及び移動距離の推定方法を、歩行者に適用し、前記レーザー測距器で測定した歩行者の移動距離から移動速度を算出したものを正しい値として、本発明による方法で算出した前記歩行者の移動速度の、正確さの比較評価を行った結果を示すグラフである。 FIG. 3 shows a method of applying the method for estimating the moving speed and moving distance of the moving body of the present invention to a pedestrian, and calculating the moving speed from the moving distance of the pedestrian measured by the laser rangefinder as a correct value. It is a graph which shows the result of having performed comparative evaluation of the accuracy of the moving speed of the said pedestrian calculated with the method by this invention.
図3に示した例では、歩行者が比較的に遅い歩行をした場合を303、少し遅めの歩行の場合を304、普通の歩行の場合を305、早足歩行の場合を306、駆け足の場合を307、と様々なパターンで連続的に歩行し、その際の本発明による移動体の移動速度の推定方法により推定した移動速度302と、同時に前記レーザー測距器により測定した前記歩行者の距離を微分して求めた速度301を、ともに前記グラフ上に示したものである。
In the example shown in FIG. 3, the case where the pedestrian walks relatively slowly is 303, the case of a slightly slower walk is 304, the case of normal walking is 305, the case of fast walking is 306, and the case of running fast 307, continuously walking in various patterns, the moving
図3のグラフから分かるように、本発明の移動速度、及び移動距離の推定方法により求めた速度が、多少の時間遅れを伴うものの、値としてはほぼレーザー測距器を用いて求めた正しい速度に極めて近い値となっていることがわかる。点線はレーザー測距器により求めた速度301を表し、実線は本発明による移動速度推定手段により推定した速度302を表している。このように図3に示した評価結果によっても、本発明の移動速度、及び移動距離の推定方法の性能が確認できたことになる。
As can be seen from the graph of FIG. 3, although the speed obtained by the method of estimating the moving speed and the moving distance of the present invention is accompanied by some time delay, the value is almost the correct speed obtained using a laser range finder. It can be seen that the value is very close to. The dotted line represents the
図4は、前記図2で説明した関係式構築システムにおいて、複数の歩行者を対象にした場合でも、それぞれの歩行者毎に、前記振幅と、前記周期の関係式を保持し、また使用する歩行者に合わせて、的確に前記速度推定ができるように工夫した実施例を示す構成図である。図4に示した構成によれば、前記図2で示した構成に加え、新たに登録ユーザ入力手段405が追加されている。これによって、図1におけるユーザごとの関係式を、記憶しておくことができる。
4 holds and uses the relational expression of the amplitude and the period for each pedestrian even in the case of targeting a plurality of pedestrians in the relational expression construction system described in FIG. It is a block diagram which shows the Example devised so that the said speed estimation can be performed exactly according to a pedestrian. According to the configuration shown in FIG. 4, a registered
前記登録ユーザ入力手段405では、本発明の関係式構築システムで前記振幅及び周期と速度の関係式を求める際、その関係式の対象となる移動体7の識別情報を入力し、前記関係式と前記移動体7とを関連付けて、前記振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6に記憶しておく。そうすることによって、複数の移動体7を対象に本発明を適用した場合であっても、それぞれの移動体7に対応した前記振幅及び周期と速度の関係式を記憶手段から読み出して用いることができる。即ち、各移動体に適した移動速度の推定をすることができるようにした。図4の一点鎖線の部分201〜203については図2の場合と同じである。
In the registered
これにより、特徴の異なる複数の移動体7に使用した場合でも、それぞれの移動体7に適したより正確な移動速度の推定が可能になるという効果が得られる。即ち、本発明を歩行者用のナビゲーションシステムに使用する場合、複数のユーザが使用しても、それぞれのユーザに適した正確な移動速度、或いは移動距離を求め、個人、或いは固体の個体差を吸収することができるから、正確な自立航法の実現を可能にする効果が得られる。
Thereby, even when it is used for a plurality of moving
図5は前記図2で説明した関係式構築システムにおいて、前記振幅、及び周期に加えて、前記移動体の移動速度に影響を与えるようなユーザ固有のパラメータ情報(以下ユーザ情報と略す)を含めて、前記図2で説明した速度を求めるための関係式を求め、より正確な前記移動体の速度推定を可能にした実施例を示す構成図である。ここでも一点鎖線で示した部分(及び1〜3)は図2の場合と同じである。 FIG. 5 includes user-specific parameter information (hereinafter abbreviated as user information) that affects the moving speed of the moving object in addition to the amplitude and period in the relational expression building system described in FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment in which a relational expression for obtaining the speed described in FIG. 2 is obtained and the speed of the moving body can be estimated more accurately. Again, the portions (and 1 to 3) indicated by alternate long and short dash lines are the same as those in FIG.
図5のユーザ情報入力手段501では、速度を推定する移動体7の移動に関する特徴となる要素の値を入力する。例えば、歩行者の歩行速度を推定するような場合には、前記ユーザ情報入力手段501から入力する情報は、例えば歩行者の足の長さ、体重、性別、年齢、性格などである。
The user
振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204では、前記振幅、前記周期に加え、前記ユーザ情報入力手段501で入力された足の長さ、体重等のユーザ情報をパラメータとして用い、これらと、前記微分手段203で得られた前記速度の関係から、前記図2等で説明したように、重回帰分析等の手法を用いて、振幅、及び周期、及び入力された前記ユーザ情報と、前記移動速度の関係式を求める。このように求められたその関係式は、振幅及び周期と速度の関係式として前記記憶手段6に記憶して、前記図1で説明したような移動体7の速度推定に使用する。
In the
この場合、速度を推定するには、前記振幅及び周期を検出する手段3で求めた前記振幅、及び周期に加え、ユーザ情報入力手段501から入力された各パラメータを用いて、前記移動体7の速度を推定する。
In this case, in order to estimate the speed, in addition to the amplitude and period obtained by the
このように、移動体7の特徴を示すパラメータを含めて前記移動体7の速度を推定するようにすることで、移動体7の特徴に合った、より正確な速度推定が可能になるという効果が得られる。
As described above, by estimating the speed of the moving
図6は、例えばGPSのような人工衛星による測位システムを、前記移動体の絶対位置を知る検知手段として用い、それより前記移動体の移動速度を求め、その移動速度を用いて前記図2で説明した前記振幅、及び周期と速度との関係式を求め、前記記憶手段6に記憶する。図6はGPSを用いた場合の、前記関係式構築システムの実施例を示す構成図である。前記人工衛星による絶対位置検知手段として、他にもグラナスやガリレオなどのシステムを用いることも可能である。 FIG. 6 shows a positioning system using an artificial satellite such as GPS as a detecting means for knowing the absolute position of the moving body. The moving speed of the moving body is obtained therefrom, and the moving speed is used in FIG. The explained amplitude and the relational expression between the period and the speed are obtained and stored in the storage means 6. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the relational expression construction system when GPS is used. As the absolute position detection means by the artificial satellite, other systems such as Granus and Galileo can be used.
図6において、前記関係式構築システムは、移動体の振動、或いは変位量を検出する検出手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、GPS受信機602、位置及び時刻算出手段603、時刻、及び位置記憶手段604、速度算出手段605、振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6で構成される。
In FIG. 6, the relational expression construction system includes a detecting
このうち、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3については、前記図1で説明したものと同様である。また、振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6は前記図2で説明したものと同様であり、説明は省略する。
Among these, the
図6の実施例では、GPS受信機602が設けられており、GPS衛星601からの信号を受信し、移動体7の絶対位置、及び測位時の時刻を算出する。前記時刻は前記移動体7の位置情報を取得したタイミングを特定し、複数の前記位置と、位置の組み合わせから、前記移動体の速度を算出するために用いるとともに、前記速度で移動していたタイミングを検知し、前記移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1において、移動に特徴的な振動を検出したタイミングとの同期をとり、前記振幅及び周期と速度の関係式が正しく求められるように使用するものである。この時刻はGPSのシステム時刻を利用することも可能であるし、或いは別途時計を設け、その時刻を利用してもよい。
In the embodiment of FIG. 6, a
前記のように、GPS等による絶対位置測定結果から、前記移動体の移動速度を算出するため、該移動体7の位置、及び時刻は適当なタイミングで時刻、及び位置記憶手段604に出力され、一旦記憶される。速度算出手段605では、前記時刻、及び位置記憶手段604に記憶された時刻と位置の複数の組み合わせから、その時点の速度を算出する。
As described above, in order to calculate the moving speed of the moving body from the absolute position measurement result by GPS or the like, the position and time of the moving
また、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1にも、前記位置及び時刻算出手段603から時刻が入力されており、これにより前記移動体の振動、或いは変位量を検出したタイミングと前記移動体の速度を算出したタイミングが、データ上において同期がとれるようしている。
The time is also input from the position and time calculation means 603 to the
振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204では、前記速度算出手段605で求めた前記速度と、それに対応した、即ち速度を計測したタイミングと同じタイミングに前記振幅及び周期を検出する手段において取得した振幅及び周期のデータの組み合わせから、前記図2で説明した方法と同様に、関係式を求め、振幅及び周期と速度の関係式を記憶手段6に記憶する。 The means 204 for obtaining the relational expression of the amplitude, period and speed is obtained by the means for detecting the amplitude and period at the same timing as the speed obtained by the speed calculating means 605 and the corresponding timing, that is, the timing at which the speed is measured. Similar to the method described in FIG. 2 above, the relational expression is obtained from the combination of the amplitude and period data, and the relational expression of the amplitude, period and speed is stored in the storage means 6.
このように図2或いは図3の実施例に示したような方法で振幅及び周期と速度の関係式を求める関係式構築システムによれば、例えば位置取得手段としてGPS受信機を具備した歩行者用ナビゲーション装置に本発明を適用すれば、新たに移動速度、或いは移動距離の測定手段を設けることなく、簡潔な構成で前記移動体の移動に特徴的な振動、或いは変位と前記速度との関係を求めることができ、その関係式を用いることで、前記移動体の、移動に特徴的な振動、或いは変位から、前記移動体の速度を容易に推定可能になるという効果が得られる。また、図6のようにGPS信号が得られる場合は、例えば前記(3)式の関係式を定期的に或いは特定の時期にチェック修正できるから、より精度の高い関係式による移動体の速度或いは移動距離の推定ができる効果がある。 As described above, according to the relational expression construction system for obtaining the relational expression of the amplitude, period and speed by the method shown in the embodiment of FIG. 2 or FIG. 3, for example, for a pedestrian equipped with a GPS receiver as a position acquisition means If the present invention is applied to the navigation device, the relationship between the vibration or displacement characteristic of the movement of the moving body and the speed can be obtained with a simple configuration without newly providing a means for measuring the moving speed or moving distance. By using the relational expression, it is possible to obtain an effect that the speed of the moving body can be easily estimated from the vibration or displacement characteristic of the moving body. Further, when a GPS signal is obtained as shown in FIG. 6, for example, the relational expression (3) can be checked and corrected periodically or at a specific time. There is an effect that the movement distance can be estimated.
図7は前記図2で説明した振幅及び周期と速度の関係式を求める手段において、発信装置701による絶対位置信号を用いて関係式を求める場合の例を示している。前記速度を、発信装置からの信号の読み取りにより検出した絶対位置を用いて導き出し、その速度と、前記振幅及び周期との関係式を求める前記関係式構築システムの実施例を示す構成図である。発信装置701は予め定められた位置に埋設される形式をとる場合が多いから、発信装置701からの信号データを用いて関係式を導き出す方法をとることができる。また位置情報に関しては、発信装置の設置位置のIDなどを読み出すことによっておこなわれる。
FIG. 7 shows an example in which the relational expression is obtained by using the absolute position signal from the transmitting
図7において、前記関係式構築システムは、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、発信装置701、発信装置からの信号読取手段702、発信装置の位置情報記憶手段704、現在位置算出手段703、時計705、時刻、及び位置記憶手段604、速度算出手段605、振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6で構成される。
In FIG. 7, the relational expression building system includes
このうち、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3については、前記図1で説明したものと同様である。また、振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204は前記図2で説明したものと同様である。
Among these, the
図7に示した関係式構築システムでは、移動体7の位置を取得するために、例えば地面に設置された発信装置701などを用いる。発信装置701として、例えばICチップなどが埋め込まれた無線タグなどを使用することができ、発信装置読み取り手段702を接触、或いは接近させることで、無接触で発信装置に記憶された様々な情報を読み出すことができる。本実施例では、発信装置701にはIDが記憶されており、発信装置読み取り手段702によって当該IDが読み出されることになる。
In the relational expression construction system shown in FIG. 7, in order to acquire the position of the moving
現在位置算出手段703では、発信装置読み取り手段702で読み出した発信装置のIDを、発信装置の位置情報記憶手段704に記憶されたデータベースと比較し、検出した発信装置の位置を取得する。なお、ここで、その時の前記位置と、時計705から得られた時刻とを時刻、及び位置記憶手段604に記憶する。ここで、発信装置701及び発信装置読み取り手段702は、移動体7の位置を特定できるものであればよく、他にも発信装置やIDの印刷されたカードやバーコードなどを使用することも可能である。
The current
前記時刻、及び位置記憶手段604は、図6で説明した機能と同様のもので、複数の時刻と位置の組み合わせを記憶しておき、速度算出手段605において、例えば位置の差分を時刻の差分で割るような方法で、その時点の速度を算出する。振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204では、図2で説明したのと同様に複数の速度と振幅、及び周期の組み合わせから、重回帰分析等の手法を用いて振幅及び周期と速度の関係式を求める。
The time and
前記で求めた振幅及び周期と速度の関係式は、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6に記憶し、前記図1で説明した移動体7の移動速度、或いは移動距離の推定に用いられる。
The relational expression of amplitude, period, and speed obtained above is stored in the storage means 6 of the relational expression of amplitude, period, and speed, and is used for estimating the moving speed or moving distance of the moving
このように、発信装置の信号を用いて絶対位置を検出し、それより前記移動体7の移動速度を算出して、前記振幅及び周期と速度の関係式を求める手段204により、前記振幅及び前記周期と速度の関係式を求める本発明の関係式構築システムによれば、例えば、予め無線タグなどが埋め込まれた地域でナビゲーション装置として使用している間に、特別に移動体の速度を計測するための装置を用意することなく、簡単に前記振幅及び周期と速度の関係式を求めることができるという効果がある。
In this way, the absolute position is detected using the signal from the transmitter, the moving speed of the moving
前記実施例によると、発信装置が設置されている地域で使用した場合に、発信装置からの信号を受信したタイミングで、推定された前記移動体の現在位置を正しい位置に初期化することが可能であり、速度の推定や進行方向の誤差により位置の推定に誤差が蓄積される場合でも、発信装置からの信号の受信の頻度に応じて正しい位置に初期化を行うことができ、推定位置の誤差を小さく抑えることができるという効果を有する。 According to the embodiment, when used in an area where a transmission device is installed, it is possible to initialize the estimated current position of the mobile body to the correct position at the timing of receiving a signal from the transmission device. Even if errors are accumulated in position estimation due to speed estimation or direction of travel errors, initialization can be performed to the correct position according to the frequency of signal reception from the transmitter. It has the effect that the error can be kept small.
図8は本発明による他の実施例を示している。これは移動体の速度推定方法を用いて、移動体7の位置を把握する移動体位置検出システムの実施例を示す構成図である。図8において、該移動体位置検出システムは移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6、方向検出手段801、速度と方向から位置を算出する手段802、位置初期化手段803で構成される。
FIG. 8 shows another embodiment according to the present invention. This is a block diagram showing an embodiment of a moving body position detection system for grasping the position of the moving
このうち、前記移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6は前記図1の速度推定の実施例で示した構成と同様である。方向検出装置801は、移動体7の進行方向を知るためのもので、例えば地磁気センサ等を用いることができる。移動体7が歩行者の場合、移動の方向とほぼ同一であり、また安定した値が得られる方法として、前記方向センサは歩行者の腰部に取り付けるのが良い。他にも、方向検出装置801として、地上に設けられた電波等の強さを検出して移動の方向を検出するセンサや、ジャイロ等様々なものが考えられる。
Among these, the
速度と方向から位置を算出する手段802では、前記方向検出手段801で得られた移動体7の進行方向と、前記振幅と周期から移動速度を推定する手段4において得られた移動体7の速度を用いて、現在位置からの移動量を積分(計算上は加算)していき、漸次現在位置を推定し、記憶していく。その現在位置804は他の手段に出力し(例えば802)、利用することも可能である。位置初期化手段803は、予め定められた所定の条件になると、前記速度と方向から位置を算出する手段802が記憶している現在位置を、所定の位置で初期化する。この所定の位置として、例えば発信装置などにより絶対位置が検出された際に、この絶対位置を所定の位置として、初期化に用いるなどが考えられる。これについては、後述する図9、或いは図10の実施例で具体的に説明する。
In the
図8に示したような移動体位置検出システムでは、推定した速度の誤差や移動体7の進行方向の誤差によって算出される現在位置に次第に誤差が蓄積し、正しい位置から次第に外れてしまう問題点がある。しかしながら、前記位置初期化手段803を設け、所定のタイミングで前記移動体7の現在位置を初期化することにより、蓄積された前記誤差が修正され、正しい初期位置として再度、現在位置を推定していくことが可能になるという効果がある。図8において、前記各手段の間のやりとりを信号の入出力として説明をしたが、これらは全てマイコン、或いはパソコン等のソフトウェアとしても実現可能である。
In the moving body position detection system as shown in FIG. 8, the error gradually accumulates at the current position calculated by the estimated speed error and the moving direction error of the moving
図9は、前記図8で説明した移動体位置検出システムにおいて、無線タグなどの発信装置からの信号を読み取ることにより絶対位置を検出する。図9はその絶対位置で、前記推定する現在位置を初期化することにより、誤差の蓄積をなくし、より高い精度の位置推定ができる移動体の位置推定システムの実施例を示す構成図である。 9 detects the absolute position by reading a signal from a transmitting device such as a wireless tag in the moving body position detecting system described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a position estimation system for a moving body that can accumulate the error by initializing the estimated current position based on the absolute position and can perform position estimation with higher accuracy.
図9において、前記移動体位置検出システムは移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6、発信装置701、発信装置からの信号読み取り手段702、現在位置算出手段703、発信装置の位置情報記憶手段704、方向検出手段801、速度と方向から位置を算出する手段802、位置初期化手段803で構成される。
In FIG. 9, the moving body position detection system includes
このうち、移動物体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6は、前記図1の速度推定の実施例で示した構成と同様である。また、発信装置701、発信装置読み取り手段702、現在位置算出手段703、発信装置の位置情報記憶手段704は、発信装置からの信号を読み取り手段702において発信装置の信号を検出した際に、発信装置に記録された情報から移動体7の位置を得るものであって、前記図7において説明した構成と同様のものである。もちろん、発信装置以外にも発信装置や判別可能なマーカー、バーコード等でも同様に実現可能である。
Among these, the
そして、位置情報選択手段では、前記発信装置701からの信号を読み取り手段702で読み取り、発信装置の位置情報記憶手段704により現在位置を求め位置情報選択手段902に入力される。選択手段902では前記移動体の推定速度と方向検出手段801により検出された方向とから推定された位置と、発信装置701の信号から算出された位置のどちらを現在位置とするかの選択手段である。
In the position information selection means, the signal from the
方向検出装置801は、移動体7の進行方向を知るためのもので、例えば地磁気センサ等を用いることができる。移動体7が歩行者の場合、移動の方向とほぼ同一であり、また安定した値が得られる方法として、前記方向センサは歩行者の腰部に取り付けるのが良い。他にも、方向検出装置801として、地上に設けられた電波等の強さを検出して移動の方向を検出するセンサや、ジャイロ等様々なものが考えられる。
The
速度と方向から位置を算出する手段802では、前記方向検出手段801で得られた移動体7の進行方向と、前記振幅と周期から移動速度を推定する手段4において得られた移動体7の速度を用いて、現在位置からの移動量を積分(計算上は加算)していき、漸次現在位置を求め、記憶していく。前記現在位置804は他の手段に出力し、利用することも可能である。
In the
位置初期化手段803には前記図8で説明したものと同様の働きをするもので、前記現在位置算出手段703からの信号が入力されるようになっており、前記発信装置読み取り手段702において発信装置701の情報が読み込まれ、これより現在位置が算出された時点で、前記速度と方向から位置を算出する手段802が記憶している現在位置を、前述のように発信装置から得た位置で初期化する。即ち発信装置から算出した位置に置き換えるように信号を出力する。これは位置初期化手段803を用いておこなわれる。
The
図9において説明してきたような移動体位置検出システムでは、無線タグ等の発信装置が設置されている地域で使用した場合に、発信装置を受信したタイミングで、推定された前記移動体の現在位置を正しい位置に初期化することが可能であり、速度の推定や進行方向の誤差により位置の推定に誤差が蓄積された場合でも、発信装置の受信の頻度に応じて正しい位置に初期化を行うことができ、推定位置の誤差を小さく抑えることができるという効果を有する。 In the mobile body position detection system as described in FIG. 9, when used in an area where a transmission device such as a wireless tag is installed, the current position of the mobile body estimated at the timing when the transmission device is received. Can be initialized to the correct position, and even if errors are accumulated in the position estimation due to speed estimation or travel direction errors, initialization is performed to the correct position according to the frequency of reception of the transmitting device. Thus, the estimated position error can be reduced.
図10は本発明の他の実施例を示す。前記図8で説明した移動体位置検出システムに加え、GPSなどの人工衛星を利用した測位システムにより絶対位置を検出し、その絶対位置で、前記推定中の現在位置を初期化することを特徴とする移動体検出システムの実施例の構成を示した図である。図10において、前記移動体位置検出システムは移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6、GPS601、GPS受信手段602、現在位置算出手段1001、方向検出手段801、速度と方向から位置を算出する手段802、位置初期化手段803、位置情報選択手段902で構成される。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. The absolute position is detected by a positioning system using an artificial satellite such as GPS in addition to the moving body position detection system described in FIG. 8, and the current position being estimated is initialized with the absolute position. It is the figure which showed the structure of the Example of the moving body detection system which does. In FIG. 10, the moving body position detection system includes
このうち、移動体の振動、或いは変位量を検出する手段1、信号の周期性を検出する手段2、振幅及び周期を検出する手段3、振幅と周期から移動速度を推定する手段4、振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段6は前記図1の速度推定の実施例で示した構成と同様である。また、GPS受信手段602は前記図6で説明したものと同様で、GPS601の信号を受信し、移動体7の位置を検出する。方向検出手段801は前記図6で説明したものと同様で、移動体7の移動方向を検出する。
Among these, the
さらに速度と方向から位置を算出する手段802についても前記図8において説明したものと同様であり、推定された前記移動体の速度と方向とから、移動体7の現在位置を漸次算出し記憶するものである。位置初期化手段803は、GPS受信手段602において、GPS601の信号を受信し、移動体7の正しい位置が算出された際に、速度と方向から位置を算出する手段802の記憶している位置を、GPS受信手段で取得した正しい位置に初期化する。
Further, the
このように構成したことで、図8の場合と同様、GPS601の信号を受信できた場合には、推定した速度や方位等の誤差が集積し、記憶している前記移動体7の位置に誤差が生じている場合でも、正しい位置に修正し、その後の自立航法では、上記の正しい位置からの移動量を積分して位置を推定していくことが可能となり、より高精度な移動体位置検出が可能になる効果がある。
With this configuration, as in the case of FIG. 8, when the
図10において、位置情報選択手段902には、前記GPS受信手段602により検出した移動体7の位置と、前記速度と方向から位置を算出する手段802で推定した位置の両方が入力されており、適切な方の位置を選択して出力することができる。例えば、GPS601の信号が受信可能な状態のときには、GPS受信手段602からの位置を、受信不可能となった場合に前記速度と方向から位置を算出する手段802で推定した位置を現在位置804として出力するようにすれば、常に可能な限り正確な位置を出力できるという効果があり、本発明をナビゲーション等に利用するような場合には極めて有効である。
In FIG. 10, the position information selection means 902 is inputted with both the position of the moving
図9、図10を通して、本発明の前記移動体位置推定システムと前記発信装置或いは本発明の前記移動体位置推定システムと前記人工衛星を利用した測位システムとを組み合わせたハイブリッド位置検出システムについて説明してきたが、前記移動体位置推定システムと前記発信機、前記人工衛星を利用した測位システムの3つの位置検出手段を備えたハイブリッド位置検出システムについても、考慮することが可能である。 A hybrid position detection system combining the mobile body position estimation system of the present invention and the transmitter or the mobile body position estimation system of the present invention and the positioning system using the artificial satellite will be described with reference to FIGS. However, it is also possible to consider a hybrid position detection system including three position detection means of the mobile body position estimation system, the transmitter, and the positioning system using the artificial satellite.
このような位置検出システムによれば、例えば屋外のGPS衛星からの信号を受信可能なエリアでは、GPS測位システムにより移動体の位置を検出する。また、前記移動体位置推定システムが記憶している位置を初期化し、また地下街などで前記発信装置などが設置されているエリアでは発信装置からの信号を利用して前記移動体の位置を検出する。そして、前記位置で前記移動体位置推定システムが記憶している位置を初期化し、さらにそれらの測位が不可能なエリア、或いは位置が検出される間のエリアにおいては、本発明の移動体位置推定システムにより、前記移動体の位置を推定することができる。このように、それぞれのケースにおいて適した方法に切り換えて、前記移動体の位置検出を行うことができるという特徴がある。 According to such a position detection system, for example, in an area where a signal from an outdoor GPS satellite can be received, the position of the moving body is detected by the GPS positioning system. In addition, the position stored in the mobile body position estimation system is initialized, and the position of the mobile body is detected by using a signal from the transmission apparatus in an underground shopping area where the transmission apparatus is installed. . And the position which the said mobile body position estimation system memorize | stored in the said position is initialized, and also in the area where those positioning is impossible, or the area during the position detection, the mobile body position estimation of this invention The position of the moving body can be estimated by the system. As described above, the position of the moving body can be detected by switching to a method suitable for each case.
このように、GPS等の人工衛星の信号を受信し、測位できた場合には、推定した速度や方位等の誤差が集積し、記憶している前記移動体の位置に誤差が生じている場合でも、正しい位置に修正され誤差の蓄積分がリセットされ、その後の自立航法では、上記の正しい位置からの移動量を積分して位置を推定していくことが可能となり、より高精度な移動体位置検出ができる効果がある。 In this way, when signals from artificial satellites such as GPS are received and positioning is possible, errors such as estimated speed and azimuth are accumulated, and there is an error in the position of the stored mobile object However, it is corrected to the correct position and the accumulated error is reset, and in the subsequent self-contained navigation, it is possible to estimate the position by integrating the amount of movement from the correct position described above. There is an effect that the position can be detected.
図11は前記図10と同様の構成に、自立航法の動作制御手段1101を追加し、前記動作制御手段により、前記移動体の速度を検出するための機能1102が不要な状況では、これらの動作を停止させるようにした実施例の構成図である。図11において、例えば前記GPS受信手段602で得られた位置情報を使用している間、例えば図に1102で示した前記移動体の速度を検出するための機能は不要である。そこで、本発明の移動体位置検出システムでは、GPSなど、他の情報により前記移動体の速度、或いは位置推定をする必要がない場合には速度、或いは位置推定のための機能1102の働きを停止できるように構成した。このことにより、本発明の移動体位置検出システムでは、移動体の速度推定が不要な間、不必要な機能を停止し、その結果として、システムが消費する消費電力を抑制し、或いはシステムが発生するノイズを低減できるような効果がある。
FIG. 11 is a configuration similar to that of FIG. 10 except that an
図12は地磁気のずれを説明するための説明図である。いま、仮に図12の縦方向の経路がちょうど南北の方向に向いており、上側がN極、即ち真北方向、下側がS極即ち真南の方向であったとする。ここでこの経路上を上から下に向かって進みながら、各地点の地磁気の方位を計測する。はじめの地点A1203において、周囲に地磁気を乱すようなものがない場合、測定された地磁気1209はおおむね方位と等しく、上側が北として示されている。しかし、地点B1204、地点C1205と進んでいくに従って、磁気を帯びた物体1201の影響を受け、測定される地磁気の方向は方位1210、方位1211と次第に東方向を指し示すようになってきているのが分かる。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a shift in geomagnetism. Now, suppose that the vertical path in FIG. 12 is directed to the north-south direction, the upper side being the north pole, that is, the true north direction, and the lower side being the south pole, ie, the south direction. Here, the geomagnetic direction of each point is measured while proceeding from the top to the bottom on this route. At the first point A1203, if there is nothing in the surroundings that would disturb the geomagnetism, the measured
このように、前記移動体の方向を知るために地磁気センサを使用した場合、例えば磁石、鉄、電磁気の発生施設など、磁気に影響を及ぼす物体があると、その影響を受け、正しい方位を計測することができなくなり、正しい方位との間に誤差を生じてしまう。 In this way, when a geomagnetic sensor is used to know the direction of the moving body, if there is an object that affects magnetism, such as a magnet, iron, or electromagnetic generation facility, it will be affected and the correct orientation will be measured. It becomes impossible to do so, and an error occurs between the correct orientation.
同様に、地点X1206、地点Y1207、地点X1208と進むに従って、今度は物体1202の影響で計測される地磁気の方向が方位1212、方位1213、方位1214という風に次第に西向きに歪み、上記の方位1209、方位1210、方位1211の場合とは逆の値の誤差が生じているのがわかる。
Similarly, as it proceeds to point X1206, point Y1207, and point X1208, the direction of geomagnetism measured under the influence of the
このように、前記図8から図11で説明したような前記方向検出手段801に地磁気センサを使用した場合、絶対方位を容易に検出できるという点でメリットがあるものの、磁気的な影響を及ぼす物体がある場合には実際の方位と誤差を生じてしまい、ひいては前記速度と方向から位置を算出する手段による位置の算出結果に誤差を生じ、正しい位置を検出できなくなるという欠点がある。 As described above, when a geomagnetic sensor is used for the direction detecting means 801 as described with reference to FIGS. 8 to 11, there is a merit in that the absolute direction can be easily detected, but an object that has a magnetic effect. If there is, there is a drawback that an actual azimuth and error are generated, and as a result, an error occurs in the position calculation result by the means for calculating the position from the speed and direction, and the correct position cannot be detected.
図13は前記図12で示された問題点に鑑みてなされた前記移動体位置検出システムの実施例の構成を示す構成図である。図13に示した構成は、前記図9に示した構成に、真の方向算出手段1302、地磁気のずれ情報記憶手段1301を追加したもので、例として前記方向検出手段801に地磁気センサを用い、該センサで検出した方位から、各地点における地磁気のずれを補正し、正しい方位を得る効果を得るものである。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the moving body position detection system made in view of the problems shown in FIG. The configuration shown in FIG. 13 is obtained by adding a true direction calculation means 1302 and a geomagnetic deviation information storage means 1301 to the configuration shown in FIG. 9. As an example, a geomagnetic sensor is used for the direction detection means 801. From the azimuth detected by the sensor, the effect of obtaining the correct azimuth is obtained by correcting the geomagnetic shift at each point.
図13において、真の方向算出手段1302は、前記方向検出手段801で検出された移動体の方向から前記図8で説明したような地磁気の歪みによる誤差を取り除くための手段である。地磁気のずれ情報記憶手段1301には、表1に示したように各地点1400の座標1401、及びそれらの地点における実際の方位からの地磁気のずれ1402が例えば角度で表現されて記憶されている。
In FIG. 13, a true
前記真の方向算出手段1302には、本移動体位置検出システムで随時検出している移動体の位置804が入力されており、前記地磁気のずれ情報記憶手段1301に記憶されたデータの中から現在位置の地磁気のずれ1402の情報を取り出し、前記方向検出手段801で検出された移動体の方位から、前記地磁気のずれの値を引くことで、その地点における地磁気のずれによる方向の誤差の影響を取り除くことができる。
The true direction calculation means 1302 is input with the
また、もし地磁気のずれ情報記憶手段に、前記現在位置に対応するずれ情報がなかった場合でも、当該位置付近の複数の位置における地磁気のずれ1402を用いて、補間などの手法を用いてずれ情報を得ることが可能である。
このように、本発明では地磁気の真の方位に対するずれ情報を予め記憶しておき、移動体の移動方向を検出する際に、前記地磁気のずれ情報を用いて値を補正して用いるようにしたため、地磁気の歪んだ場所においても、正確に移動体の移動方向を検出することが可能となり、正確な移動体位置検出システムを実現できるという効果がある。
Further, even if there is no deviation information corresponding to the current position in the geomagnetic deviation information storage means, the deviation information is obtained by using a technique such as interpolation using the geomagnetic deviation 1402 at a plurality of positions near the position. It is possible to obtain
As described above, in the present invention, deviation information with respect to the true direction of geomagnetism is stored in advance, and when detecting the moving direction of the moving body, the value is corrected using the geomagnetic deviation information and used. Even in a place where the geomagnetism is distorted, it is possible to accurately detect the moving direction of the moving body, and there is an effect that an accurate moving body position detection system can be realized.
図13に示した実施例では、前記地磁気のずれの情報を、発信装置701に対応させた形で地磁気のずれ情報記憶手段1401に記憶させて利用したが、座標等に対応させて記憶させておけば、GPSやマーカーなどで位置情報を得るような移動体位置検出システムでも同様に構成することが可能である。
或いは、前記地磁気のずれ情報記憶手段1301のような記憶手段を設けずに、発信装置などに直接地磁気のずれの情報を記録しておき、読み出して使用する方法でも同様の効果が得られる。
In the embodiment shown in FIG. 13, the geomagnetic shift information is stored and used in the geomagnetic shift information storage unit 1401 in a form corresponding to the
Alternatively, the same effect can be obtained by a method in which the information on the geomagnetism deviation is directly recorded on the transmitting device without using a storage means such as the geomagnetism deviation information storage means 1301, and is read and used.
図14は歩行者ナビゲーションの場合の例を示している。歩行者7が歩行による振動或いは変位量を検出する手段1を身につけている。この信号を処理する2,3,4そして記憶手段6は図1と同じである。速度と方向から位置を算出する手段802は図11と同様に振幅と周期から移動速度を推定する手段4からの信号或いは方向検出手段801からの信号或いはGPSからの信号により位置の初期化を行う位置初期化手段803からの信号を入力し、移動体7の位置を算出する。
FIG. 14 shows an example in the case of pedestrian navigation. A
位置情報選択手段902では位置算出手段からの位置情報と、GPSからの信号受信手段602からの信号による現在位置算出手段1001からの位置情報のいずれかを選択する手段である。そして得られた現在位置情報から目的地への経路指示情報を受信器50に送信する。GPSから得られている位置情報を選択したような場合は、より精度の高い位置情報或いはそれに基づく経路指示を行うことができる。また、方向検出手段801から方向情報が得られているときは、速度情報と組み合わせることによって、より精度の高い位置情報が得られる。また、絶対位置を表す発信装置が設けられている場合についても同様に精度のいい経路指示を行うことができる。
The position information selection means 902 is a means for selecting either position information from the position calculation means or position information from the current position calculation means 1001 based on a signal from the signal reception means 602 from the GPS. Then, route instruction information from the obtained current position information to the destination is transmitted to the
1…移動体の振動或いは変位量を検出する手段、2…信号の周期性を検出する手段、3…振幅及び周期を検出する手段、4…振幅と周期とから移動体の移動速度を推定する手段、6…振幅及び周期と速度の関係式の記憶手段、50…受信器、405…登録ユーザ入力手段、501…ユーザ情報入力手段、601…GPS衛星、602…GPS受信手段、701…発信装置、801…方向検出手段、905…現在位置経路指示手段、1301…地磁気のずれ情報記憶手段、1302…真の方向検出手段。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007043551A JP2007187673A (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Method and system for detecting moving direction of moving body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007043551A JP2007187673A (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Method and system for detecting moving direction of moving body |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002250280A Division JP2004085511A (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Method and system for estimating moving speed and position of moving body and navigation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007187673A true JP2007187673A (en) | 2007-07-26 |
Family
ID=38342910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007043551A Pending JP2007187673A (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Method and system for detecting moving direction of moving body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007187673A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011149923A (en) * | 2010-09-28 | 2011-08-04 | Seiko Epson Corp | Method of estimating stride length, method of calculating movement trajectory, and stride length estimating device |
JP2014059315A (en) * | 2013-11-14 | 2014-04-03 | Seiko Epson Corp | Electronic instrument |
KR101576424B1 (en) | 2015-06-16 | 2015-12-10 | 코디스페이스 주식회사 | Automatic calibration method of magnetometer for indoor positioning |
-
2007
- 2007-02-23 JP JP2007043551A patent/JP2007187673A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011149923A (en) * | 2010-09-28 | 2011-08-04 | Seiko Epson Corp | Method of estimating stride length, method of calculating movement trajectory, and stride length estimating device |
JP2014059315A (en) * | 2013-11-14 | 2014-04-03 | Seiko Epson Corp | Electronic instrument |
KR101576424B1 (en) | 2015-06-16 | 2015-12-10 | 코디스페이스 주식회사 | Automatic calibration method of magnetometer for indoor positioning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5589900B2 (en) | Local map generation device, global map generation device, and program | |
JP2004085511A (en) | Method and system for estimating moving speed and position of moving body and navigation system | |
JP5673071B2 (en) | Position estimation apparatus and program | |
US10557711B2 (en) | Apparatus for inferring pedestrian position based on pedestrian movement detection, and method therefor | |
JP5459179B2 (en) | Moving state discriminating apparatus, moving state discriminating method and program | |
US20070282565A1 (en) | Object locating in restricted environments using personal navigation | |
CN105628026A (en) | Positioning and posture determining method and system of mobile object | |
CN109855621B (en) | Combined indoor pedestrian navigation system and method based on UWB and SINS | |
CN111164461A (en) | System for determining a physical metric such as location | |
JP5590010B2 (en) | Positioning device and program | |
JP6031402B2 (en) | Inertial navigation system, mobile terminal, inertial navigation device, and program | |
JP6044971B2 (en) | Estimated azimuth angle evaluation apparatus, mobile terminal apparatus, estimated azimuth angle evaluation apparatus control program, computer-readable recording medium, estimated azimuth angle evaluation apparatus control method, and positioning apparatus | |
JP5742794B2 (en) | Inertial navigation device and program | |
CN105556244A (en) | Method for determining a current position of a motor vehicle in a geodetic coordinate system and motor vehicle | |
ES2393463T3 (en) | Procedure to optimize an acquisition of a spread spectrum signal from a satellite by a mobile receiver | |
JP2010256301A (en) | Multipath determination device and program | |
JP2013113789A (en) | Speed estimation device and program | |
KR20190050791A (en) | User-specific learning for improved pedestrian motion modeling on mobile devices | |
JP2007187673A (en) | Method and system for detecting moving direction of moving body | |
KR101141984B1 (en) | DR/GPS Data Fusion Method | |
JP2016206017A (en) | Electronic apparatus and travel speed calculation program | |
CN109282806B (en) | Method, apparatus and storage medium for determining pedestrian position | |
CN108351420B (en) | Method for detecting parasitic movements during static alignment of an inertial measurement unit, and associated detection device | |
KR102036080B1 (en) | Portable positioning device and method for operating portable positioning device | |
JP7016782B2 (en) | Mobile devices, programs and methods for estimating initial orientation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081224 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090421 |