JP2014163894A - 測位装置、集積回路装置、電子機器及びプログラム - Google Patents
測位装置、集積回路装置、電子機器及びプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】測位精度を向上できる測位装置、集積回路装置、電子機器及びプログラムを提供すること。
【解決手段】測位装置1は、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部10と、測位装置1の状態を検出する自律測位センサー20と、自律測位センサー20の出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部30と、自律測位センサー20の出力に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部40と、第1測位部10を制御する制御部50と、を含み、制御部50は、測位装置1の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】測位装置1は、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部10と、測位装置1の状態を検出する自律測位センサー20と、自律測位センサー20の出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部30と、自律測位センサー20の出力に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部40と、第1測位部10を制御する制御部50と、を含み、制御部50は、測位装置1の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、測位装置、集積回路装置、電子機器及びプログラムに関する。
従来、GPS(Global Positioning System;全地球測位システム)による測位と加速度センサー、地磁気センサーなどを用いた自律測位とを組み合わせて測位を行なうことで、移動経路中の各地点の位置データを蓄積していく装置が開発されている。自律測位は、GPS衛星の電波が届かない区域でも、相対的な移動量及び移動方向を連続的に計測していくことで測位を行なうことができる。また、一般的に、自律測位はGPSによる測位よりも小さな消費電力で行なうことができる。
しかし、自律測位を用いた測位装置を人間が保持する場合、ポケットに入れたり、カバンの中に入れたり、手に持ったりとさまざまな保持状態が想定され、全ての保持状態において、正確な移動方向を推定することが求められる。
特許文献1に記載された技術では、地磁気センサーによって検出された地磁気の向きと加速度センサーの出力変動パターンに基づいて移動方向を推定している。
一方、特許文献2に記載された技術では、測位装置の保持状態を判別し、判別した状態に応じて、自律測位の方式を切り替え、保持状態が変化した場合でも、自律測位の測位精度が劣化しないようにしている。
しかし、自律測位中に使用者が測位装置の保持状態を変更した場合、その影響で移動方向が誤る可能性がある。その結果として、例えば、本来直進しているにもかかわらず、保持状態を変更した時点で、移動情報が変化したと認識され、移動軌跡が曲がってしまうなどの問題がある。したがって、特許文献1にあるように、GPSによって得られた位置データに自律測位によって得られた位置データが重なるように、移動軌跡を回転・拡大縮小させるような補正を行なっても、移動軌跡自体の形状が本来の形状と異なるため、十分な補正の効果が得られず、位置測位精度が劣化してしまう。
また、対応すべき保持状態が2、3種類程度であれば、特許文献2のように、個々の保持状態に応じた判別や自律測位の切り替えも可能であるが、対応すべき保持状態応が多い場合、個々の状態に最適な方式を考案し、切り替える方法は現実的ではない。また、対応していない保持状態で自律測位を行った場合、測位精度が劣化する可能性がある。
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、測位精度を向上できる測位装置、集積回路装置、電子機器及びプログラムを提供することができる。
[適用例1]
本適用例に係る測位装置は、測位装置であって、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、前記測位装置の状態を検出する自律測位センサーと、前記自律測位センサーの出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記自律測位センサーの出力に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記測位装置の姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、測位装置である。
本適用例に係る測位装置は、測位装置であって、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、前記測位装置の状態を検出する自律測位センサーと、前記自律測位センサーの出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記自律測位センサーの出力に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記測位装置の姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、測位装置である。
測位装置の姿勢が変化すると、自律測位の精度が劣化する傾向がある。本適用例によれば、測位装置の姿勢が変化した場合には無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なうので、測位精度を向上できる測位装置を実現できる。
[適用例2]
上述の測位装置において、前記自律測位センサーは、加速度センサーを含み、前記姿勢判定部は、前記加速度センサーによって検出される重力方向ベクトルの変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
上述の測位装置において、前記自律測位センサーは、加速度センサーを含み、前記姿勢判定部は、前記加速度センサーによって検出される重力方向ベクトルの変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
これによって、測位装置の姿勢の変化を容易に検出することができる。
[適用例3]
上述の測位装置において、前記姿勢判定部は、前記重力方向ベクトルの変化をローパスフィルター処理した結果に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
上述の測位装置において、前記姿勢判定部は、前記重力方向ベクトルの変化をローパスフィルター処理した結果に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
これによって、例えば、使用者が測位装置を見ながら手に持って歩いている場合などの小さな姿勢の変化を無視できるので、第2測位処理に比べて消費電力の大きい第1測位処理を必要以上に行なうことを抑制できる。したがって、消費電力の小さな測位装置を実現できる。
[適用例4]
上述の測位装置において、前記自律測位センサーは、地磁気センサーをさらに含み、前記姿勢判定部は、さらに、前記加速度センサー及び前記地磁気センサーによって検出される、単位時間あたりのヨー角の変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
上述の測位装置において、前記自律測位センサーは、地磁気センサーをさらに含み、前記姿勢判定部は、さらに、前記加速度センサー及び前記地磁気センサーによって検出される、単位時間あたりのヨー角の変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定することが好ましい。
これによって、測位装置の進行方向が急激に変化した場合にも測位装置の姿勢の変化として検出できる。
[適用例5]
上述の測位装置において、補正処理を行なう補正部をさらに含み、前記第1測位部は、第1地点から第2地点までの移動過程で、前記第1地点と前記第2地点とで間欠的に前記第1測位処理を行ない、前記第2測位部は、前記第2測位処理を行なって、前記第1地点から前記第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得し、前記補正部は、前記補正処理において、前記一連の位置データに対応する移動軌跡を、前記補正処理の前後で相似な形状となるように、前記移動軌跡の一端が前記第1測位部による前記第1地点の測位結果に対応する地点と重なり、前記移動軌跡の他端が前記第1測位部による前記第2地点の測位結果に対応する地点と重なるように、一様に回転及び伸縮させて、前記一連の位置データを補正することが好ましい。
上述の測位装置において、補正処理を行なう補正部をさらに含み、前記第1測位部は、第1地点から第2地点までの移動過程で、前記第1地点と前記第2地点とで間欠的に前記第1測位処理を行ない、前記第2測位部は、前記第2測位処理を行なって、前記第1地点から前記第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得し、前記補正部は、前記補正処理において、前記一連の位置データに対応する移動軌跡を、前記補正処理の前後で相似な形状となるように、前記移動軌跡の一端が前記第1測位部による前記第1地点の測位結果に対応する地点と重なり、前記移動軌跡の他端が前記第1測位部による前記第2地点の測位結果に対応する地点と重なるように、一様に回転及び伸縮させて、前記一連の位置データを補正することが好ましい。
これによって、第2測位処理で得られる移動軌跡を実際の移動経路に近づくように補正できる。
[適用例6]
本適用例に係る集積回路装置は、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部と、前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、集積回路装置である。
本適用例に係る集積回路装置は、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部と、前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、集積回路装置である。
自律測位センサーの姿勢が変化すると、自律測位の精度が劣化する傾向がある。本適用例によれば、自律測位センサーの姿勢が変化した場合には無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なうので、測位精度を向上できる集積回路装置を実現できる。
[適用例7]
本適用例に係る電子機器は、上述の測位装置、又は、上述の集積回路装置を含む、電子機器である。
本適用例に係る電子機器は、上述の測位装置、又は、上述の集積回路装置を含む、電子機器である。
これによって、測位精度を向上できる電子機器を実現できる。
[適用例8]
本適用例に係るプログラムは、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部と、前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、してコンピューターを機能させるプログラムであって、前記制御部は、前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、プログラムである。
本適用例に係るプログラムは、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部と、前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、前記第1測位部を制御する制御部と、してコンピューターを機能させるプログラムであって、前記制御部は、前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、プログラムである。
自律測位センサーの姿勢が変化すると、自律測位の精度が劣化する傾向がある。本適用例によれば、自律測位センサーの姿勢が変化した場合には無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なうので、測位精度を向上できるプログラムを実現できる。
以下、本発明の好適な実施例について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施例は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.全体構成
図1は、本実施形態に係る測位装置1の機能ブロック図である。以下の実施形態においては、使用者が容易の持ち運べるような携帯型の測位装置を例にとり説明する。
図1は、本実施形態に係る測位装置1の機能ブロック図である。以下の実施形態においては、使用者が容易の持ち運べるような携帯型の測位装置を例にとり説明する。
本実施形態に係る測位装置1は、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部10と、測位装置1の状態を検出する自律測位センサー20と、自律測位センサー20の出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部30と、自律測位センサー20の出力に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部40と、第1測位部10を制御する制御部50と、を含む。制御部50は、測位装置1の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する。
第1測位部10は、無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう。無線信号としては、GPSやGLONASS(Global Navigation Satellite System)などの測位衛星からの無線信号、携帯電話の基地局からの無線信号、Wi−Fi(Wireless Fidelity)による無線信号など、測位を行ない得る種々の無線信号を採用できる。本実施形態においては、無線信号がGPS衛星からの無線信号である場合を例にとり説明する。第1測位部10は、第1測位処理において、GPS衛星からの無線信号に含まれるデータに基づいて所定の測位演算を行なうことで、現在位置を表す位置データを取得することができる。
自律測位センサー20は、動きと方位に関する検出を行なう。自律測位センサー20は、測位装置1の姿勢の変化と連動して姿勢が変化するように測位装置1に設けられている。自律測位センサー20は、動きと方位に関する検出結果を第2測位部30及び姿勢判定部40に出力する。本実施形態においては、自律測位センサー20は、3軸の加速度センサー21及び3軸の地磁気センサー22を含んで構成されている。加速度センサー21は、互いに直交する3軸の各方向の加速度の大きさをそれぞれ検出する。地磁気センサー22は、互いに直交する3軸の各方向の磁界の大きさをそれぞれ検出する。
第2測位部30は、自律測位センサー20の出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう。本実施形態においては、第2測位部30は、第2測位処理において、所定のサンプリング周期で加速度センサー21及び地磁気センサー22による計測データを受け付け、受け付けた計測データから測位装置1の移動方向と移動量を算出する。
より詳細には、第2測位部30は、加速度センサー21の出力に現れる歩行動作特有の出力変動パターンから移動方向を算出する。歩行時において、使用者の胴体は前後に大きく傾斜するとともに、左右に小さくローリングする。このとき、測位装置1が使用者の胴体に装着されていると、測位装置1も同様の運動を行なうので、この運動が加速度センサー21の出力に現れる。第2測位部30は、この出力変動パターンを解析することで、使用者は測位装置1の何れの向きに進行しているのか算出できる。また、加速度センサー21の出力に基づき測位装置1の何れの向きが重力方向なのか求められ、地磁気センサー22の出力に基づき測位装置1の何れの向きが磁北の方向であるのか算出することができる。したがって、これらの結果から使用者の移動方向を方位によって求めることができる。
また、第2測位部30は、加速度センサー21の出力から測位装置1の上下動の検出を
行ない、この上下動の検出から歩数をカウントする。そして、予め設定されている歩幅データと歩数とを乗算することで、歩行による移動量を算出する。
行ない、この上下動の検出から歩数をカウントする。そして、予め設定されている歩幅データと歩数とを乗算することで、歩行による移動量を算出する。
姿勢判定部40は、自律測位センサー20の出力に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定する。本実施形態においては、姿勢判定部40は、測位装置1の姿勢が所定以上に変化した場合に、測位装置1の姿勢が変化したものと判定する。例えば、ロール角又はピッチ角が所定以上に変化した場合に、測位装置1の姿勢が変化したものと判定してもよい。姿勢判定部40は、判定結果を制御部50に出力する。
制御部50は、第1測位部10を制御する。より具体的には、制御部50は、測位装置1の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する。
測位装置1の姿勢が変化すると、第2測位処理(自律測位)の精度が劣化する傾向がある。本適用例によれば、測位装置1の姿勢が変化した場合には無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なうので、測位精度を向上できる測位装置1を実現できる。
姿勢判定部40は、加速度センサー21によって検出される重力方向ベクトルの変化に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定してもよい。例えば、重力方向ベクトルが支配的となる検出軸が変化した場合に、測位装置1の姿勢が変化したものと判定してもよい。これによって、測位装置1の姿勢の変化を容易に検出することができる。なお、より具体的な動作例については、「2.動作例」の項で後述される。
姿勢判定部40は、重力方向ベクトルの変化をローパスフィルター処理した結果に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定してもよい。これによって、例えば、使用者が測位装置1を見ながら手に持って歩いている場合などの小さな姿勢の変化を無視できるので、第2測位処理に比べて消費電力の大きい第1測位処理を必要以上に行なうことを抑制できる。したがって、消費電力の小さな測位装置1を実現できる。
姿勢判定部40は、さらに、加速度センサー21及び地磁気センサー22によって検出される、単位時間あたりのヨー角の変化に基づいて、測位装置1の姿勢が変化したか否かを判定してもよい。これによって、測位装置1の進行方向が急激に変化した場合にも測位装置1の姿勢の変化として検出できる。
測位装置1は、補正処理を行なう補正部60をさらに含んでもよい。この場合に、第1測位部10は、第1地点から第2地点までの移動過程で、第1地点と第2地点とで間欠的に第1測位処理を行なってもよい。また、第2測位部30は、第2測位処理を行なって、第1地点から第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得してもよい。また、補正部60は、補正処理において、一連の位置データに対応する移動軌跡を、補正処理の前後で相似な形状となるように、移動軌跡の一端が第1測位部10による第1地点の測位結果に対応する地点と重なり、移動軌跡の他端が第1測位部10による第2地点の測位結果に対応する地点と重なるように、一様に回転及び伸縮させて、一連の位置データを補正してもよい。これによって、第2測位処理で得られる移動軌跡を実際の移動経路に近づくように補正できる。
図2は、本実施形態に係る測位装置1の具体的な構成例を示すブロック図である。図1と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図2に示される測位装置1は、集積回路装置2、自律測位センサー20、アンテナ110、受信部120、記憶部210、地図データベース220及び表示部230を含んで構
成されている。
成されている。
集積回路装置2は、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部70と、位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部10と、自律測位センサー20の検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部80と、検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部30と、検出結果情報に基づいて、自律測位センサー20の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部40と、第1測位部10を制御する制御部50と、を含む。制御部50は、自律測位センサー20の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する。集積回路装置2は、補正処理を行なう補正部60を含んでいてもよい。
集積回路装置2の第1測位部10、第2測位部30、姿勢判定部40、制御部50、補正部60、第1入力部70及び第2入力部80は、専用回路によって実現されていてもよいし、例えばCPU(Central Processing Unit)が記憶部210等に記憶されたプログラムを実行してコンピューターとして機能させて実現されていてもよい。
すなわち、集積回路装置2の機能は、無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部70と、位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部10と、自律測位センサー20の検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部80と、検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部30と、検出結果情報に基づいて、自律測位センサー20の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部40と、第1測位部10を制御する制御部50と、してコンピューターを機能させるプログラムであって、制御部50は、自律測位センサー20の姿勢が変化したものと姿勢判定部40が判定した場合に、第1測位処理を行なうように第1測位部10を制御する、プログラムとして実現されてもよい。また、上述のプログラムが記憶された情報記憶媒体として実現されていてもよい。
アンテナ110は、無線信号を受信する。本実施形態においては、GPS衛星からの無線信号(GPS信号)を受信する。アンテナ110は、受信したデータを信号S1として受信部120に出力する。
受信部120は、信号S1に基づいて種々の変換処理を行ない、位置に関する情報である位置関連情報を信号S2として第1入力部70に出力する。本実施形態においては、受信部120は、アンテナ110で受信されたGPS信号を復調する処理を行なう。
自律測位センサー20は、検出結果に関する情報である検出結果情報を信号S3として第2入力部80に出力する。
第1入力部70は、位置関連情報の入力を受け付け、受け付けた位置関連情報を第1測位部10へ出力する。第2入力部80は、検出結果情報を受け付け、受け付けた検出結果情報を第2測位部30へ出力する。
記憶部210は、集積回路装置2の機能を実現するプログラムが記憶されてもよい。記憶部210に記憶されるプログラムは、予め記憶されていてもよいし、情報記憶媒体や通信回線などを介して記憶されてもよい。また、記憶部210は、第1測位処理及び第2測位処理で得られた測位データが記憶されてもよい。記憶部210は、その目的に応じて、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリーなど、種々の構成を採用できる。集積回路装置2は記憶部210を含む構成としてもよい。
地図データベース220は、各地点の地図画像データが登録されている。地図データベース220は、縮尺の異なる複数の地図画像データセットが登録されていてもよい。
表示部230は、各種の情報表示や画像表示を行なう。表示部230は、例えば、第1測位処理及び第2測位処理で得られた移動軌跡を、地図データベース220に登録されている地図画像データ上に重ねて表示した画像を表示してもよい。表示部230は、その目的に応じて、例えば、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイなど、種々の構成を採用できる。
図3(A)、図3(B)及び図3(C)は、電子機器1000の外観の一例を示す図である。
電子機器1000は、測位装置1又は集積回路装置2を含む。電子機器1000は、例えば、図3(A)に示されるように、スマートフォンや携帯電話等の端末であってもよい。また、電子機器1000は、図3(B)に示すような、衣服のポケット等に入れる、又はバンドやクリップで使用者の体や衣服に固定するタイプの電子機器であってもよい。また、電子機器1000は、図3(C)に示すような腕時計タイプの電子機器であってもよい。電子機器1000は、ナビゲーション端末であってもよい。
2.動作例
図4は、本実施形態に係る測位装置1の動作例を示すフローチャートである。以下においては、第1測位部10は、第1地点から第2地点までの移動過程で、第1地点と第2地点とで間欠的に第1測位処理を行ない、第2測位部30は、第2測位処理を行なって、第1地点から第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得する場合を例にとり説明する。
図4は、本実施形態に係る測位装置1の動作例を示すフローチャートである。以下においては、第1測位部10は、第1地点から第2地点までの移動過程で、第1地点と第2地点とで間欠的に第1測位処理を行ない、第2測位部30は、第2測位処理を行なって、第1地点から第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得する場合を例にとり説明する。
測位装置1は、まず、受信処理を行なう(ステップS100)。本実施形態においては、受信部120が、アンテナ110を介して受信されたGPS信号を復調して、位置関連情報を信号S2として第1入力部70に出力する。
次に、測位装置1は、第1測位処理を行なう(ステップS102)。本実施形態においては、第1入力部70で受け付けた信号S2に基づいて、第1測位部10が第1測位処理を行なう。
次に、測位装置1は、第1基準点を登録する(ステップS104)。本実施形態においては、第1測位部10が記憶部210に第1測位処理で得られた位置情報を第1基準点として記憶させる。第1基準点としては、第1測位処理で得られた位置情報を、地図データベース220に格納された地図データを参照して近傍の道路にマップマッチングすることによって得られた地点の位置情報としてもよい。第1基準点は、後述される第2測位処理の測位の始点及び補正処理の基準点となる。
次に、測位装置1は、カウンターをリセットする(ステップS106)。本実施形態においては、集積回路装置2が第2測位処理を行なう時間をカウントする不図示のカウンター(タイマー)を有しており、集積回路装置2がカウンターをリセットする。
次に、測位装置1は、自律測位センサー20での検出処理を行なう(ステップS108)。本実施形態においては、自律測位センサー20に含まれる加速度センサー21及び地磁気センサー22が検出処理を行ない、自律測位センサー20は検出結果情報を信号S3として第2入力部80へ出力する。
次に、測位装置1は、第2測位処理を行なう(ステップS110)。本実施形態においては、第2入力部80で受け付けた信号S3に基づいて、第2測位部30が第2測位処理を行なう。また、本実施形態においては、第2測位部30が、第2測位処理で取得された位置データに、取得順序を表すインデックスナンバーと、位置データが補正処理で補正済みではないことを表す補正フラグなどを付加して、記憶部210に記憶させる。
次に、測位装置1は、測位装置1の姿勢の変化の有無を判定する姿勢判定処理を行なう(ステップS112)。本実施形態においては、第2入力部80で受け付けた信号S3に基づいて、姿勢判定部40が姿勢判定処理を行なう。また、本実施形態においては、重力方向ベクトルが支配的となる軸が変化した場合に、測位装置1の姿勢が変化したものと判定する。
図5(A)は、3軸の加速度センサー21の検出結果例を示すグラフ、図5(B)は、重力方向ベクトルが支配的となる軸の検出結果例を示すグラフである。図5(A)の横軸は時間、縦軸は加速度センサー21の各軸における規格化された加速度の大きさを表す。図5(B)の横軸は時間、縦軸は重力方向ベクトルが支配的となる軸を表す。図5(B)の縦軸において、値1、値2、値3はそれぞれX軸、Y軸、Z軸のプラス方向が支配的な重力方向ベクトルとなることを示している。また、値−1、値−2、値−3はそれぞれX軸、Y軸、Z軸のマイナス方向(プラス方向とは逆方向)が支配的な重力方向ベクトルとなることを示している。
図5(A)及び図5(B)に示される例では、時刻t1において、重力方向ベクトルが支配的となる軸がX軸のマイナス方向からY軸のマイナス方向へと変化している。また、時刻t2において、重力方向ベクトルが支配的となる軸がY軸のマイナス方向からY軸のプラス方向へと変化している。また、時刻t3において、重力方向ベクトルが支配的となる軸がY軸のプラス方向からX軸のマイナス方向へと変化している。したがって、図5(A)及び図5(B)に示される例では、姿勢判定部40は、時刻t1、時刻t2及び時刻t3において自律測位センサー20の姿勢が変化したものと判定する。
図4に戻り、ステップS112で自律測位センサー20の姿勢が変化していないものと判定された場合(ステップS112でNOの場合)には、ステップS106でカウンターをリセットしてから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS114)。本実施形態においては、集積回路装置2が不図示のカウンターを参照して所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、5分としてもよい。
ステップS114で所定時間が経過していないものと判定された場合(ステップS114でNOの場合)には、ステップS108からステップS114までを繰り返す。
ステップS112で自律測位センサー20の姿勢が変化したものと判定された場合(ステップS112でYESの場合)及びステップS114で所定時間が経過したものと判定された場合(ステップS114でYESの場合)には、測位装置1は、受信処理を行なう(ステップS116)。受信処理の内容はステップS100と同様である。
次に、測位装置1は、第1測位処理を行なう(ステップS118)。第1測位処理の内容はステップS102と同様である。
次に、測位装置1は、第2基準点を登録する(ステップS120)。本実施形態においては、第1測位部10が記憶部210に第1測位処理で得られた位置情報を第2基準点として記憶させる。第2基準点としては、第1測位処理で得られた位置情報を、地図データ
ベース220に格納された地図データを参照して近傍の道路にマップマッチングすることによって得られた地点の位置情報としてもよい。第2基準点は、後述される補正処理の基準点となる。
ベース220に格納された地図データを参照して近傍の道路にマップマッチングすることによって得られた地点の位置情報としてもよい。第2基準点は、後述される補正処理の基準点となる。
次に、測位装置1は、補正処理を行なう(ステップS122)。本実施形態においては、補正部60が補正処理を行なう。また、本実施形態においては、補正部60は、補正処理後の位置データを、位置データが補正処理で補正済みであることを表す補正フラグなどを付加して、記憶部210に記憶させる。この場合に、補正処理前の位置データを補正処理後の位置データで上書きして記憶部210に記憶させてもよい。
図6(A)及び図6(B)は、補正処理について説明するための図である。図6(A)は、補正処理前の状態を表し、図6(B)は、補正処理後の状態を表す。
図6(A)に示される例では、第1測位処理によって第1基準点が測位された後、第2測位処理によって測位された位置データの軌跡は、移動方向及び移動量において真の軌跡に対して誤差を含む状態となっている。
測位装置1の姿勢が変化すると、図6(A)における真の軌跡は点線黒矢印のように移動方向が変化していないにもかかわらず、第2測位処理によって測位される位置データに基づく移動方向が、姿勢変化点から点線白矢印のように変化してしまう場合がある。そこで、本実施形態においては、測位装置1の姿勢が変化した場合には、第1測位処理を行なって第2基準点を測位する。
補正処理においては、図6(B)に示されるように、第2測位処理で得られた一連の位置データに対応する移動軌跡を、補正処理の前後で相似な形状となるように、移動軌跡の一端が第1測位処理によって得られた第1基準点の測位結果に対応する地点と重なり、移動軌跡の他端が第1測位処理によって得られた第2基準点の測位結果に対応する地点と重なるように、一様に回転及び伸縮させて、第2測位処理で得られた一連の位置データを補正する。
このように、補正処理を行なうことによって、第2測位処理で得られた一連の位置データに対応する移動軌跡の移動方向及び移動量において真の軌跡に対して誤差を含まれている場合にも、これらの誤差を有効に除去できる。
本実施形態に係る測位装置1の従来技術に対する優位性をさらに明らかにするために、従来技術についても簡単に説明する。
図7(A)及び図7(B)は、従来技術による補正処理について説明するための図である。図7(A)は、補正処理前の状態を表し、図7(B)は、補正処理後の状態を表す。
従来技術においては、測位装置1の姿勢が変化すると、図7(A)における真の軌跡は点線黒矢印のように移動方向が変化していないにもかかわらず、第2測位処理によって測位される位置データに基づく移動方向が、姿勢変化点から変化してしまっている。このような場合に、測位装置1の姿勢の変化と無関係なタイミングで第1測位処理を行なって、第2基準点を取得すると、真の軌跡と第2測位処理で得られた一連の位置データに対応する移動軌跡とが相似形にならない。その結果、図7(B)に示されるように、補正処理を行なっても十分な効果を得られない。
このように、本実施形態に係る測位装置1によれば、従来技術に比べて、第2測位処理で得られる移動軌跡を実際の移動経路に近づくように補正できる。
図4に戻り、ステップS122の後に、測位装置1は、ステップS120で登録された第2基準点を第1基準点として登録する(ステップS124)。本実施形態においては、補正部60が記憶部210に第2基準点として記憶された位置情報を第1基準点として記憶させる。
次に、測位装置1は、ステップS106に戻り、以上説明した流れの処理を同様に繰り返す。
以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
例えば、図1又は図2の自律測位センサー20は、測位装置1とは別の装置として設けられ、図2の信号S3を無線で受信する構成としてもよい。図1又は図2の補正部60は、測位装置1とは別の装置として構成されてもよい。例えば、補正部60の機能をクライアント・サーバーシステムで実行されるプログラムで実現してもよい。
例えば、図1又は図2の自律測位センサー20は、測位装置1とは別の装置として設けられ、図2の信号S3を無線で受信する構成としてもよい。図1又は図2の補正部60は、測位装置1とは別の装置として構成されてもよい。例えば、補正部60の機能をクライアント・サーバーシステムで実行されるプログラムで実現してもよい。
本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…測位装置、2…集積回路装置、10…第1測位部、20…自律測位センサー、21…加速度センサー、22…地磁気センサー、30…第2測位部、40…姿勢判定部、50…制御部、60…補正部、70…第1入力部、80…第2入力部、110…アンテナ、120…受信部、210…記憶部、220…地図データベース、230…表示部、1000…電子機器、S1〜S3…信号
Claims (8)
- 測位装置であって、
無線信号に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、
前記測位装置の状態を検出する自律測位センサーと、
前記自律測位センサーの出力に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、
前記自律測位センサーの出力に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、
前記第1測位部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記測位装置の姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、測位装置。 - 請求項1に記載の測位装置において、
前記自律測位センサーは、加速度センサーを含み、
前記姿勢判定部は、
前記加速度センサーによって検出される重力方向ベクトルの変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する、測位装置。 - 請求項2に記載の測位装置において、
前記姿勢判定部は、
前記重力方向ベクトルの変化をローパスフィルター処理した結果に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する、測位装置。 - 請求項2又は3に記載の測位装置において、
前記自律測位センサーは、地磁気センサーをさらに含み、
前記姿勢判定部は、さらに、
前記加速度センサー及び前記地磁気センサーによって検出される、単位時間あたりのヨー角の変化に基づいて、前記測位装置の姿勢が変化したか否かを判定する、測位装置。 - 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の測位装置において、
補正処理を行なう補正部をさらに含み、
前記第1測位部は、
第1地点から第2地点までの移動過程で、前記第1地点と前記第2地点とで間欠的に前記第1測位処理を行ない、
前記第2測位部は、
前記第2測位処理を行なって、前記第1地点から前記第2地点までの移動過程を通した一連の位置データを取得し、
前記補正部は、前記補正処理において、
前記一連の位置データに対応する移動軌跡を、前記補正処理の前後で相似な形状となるように、前記移動軌跡の一端が前記第1測位部による前記第1地点の測位結果に対応する地点と重なり、前記移動軌跡の他端が前記第1測位部による前記第2地点の測位結果に対応する地点と重なるように、一様に回転及び伸縮させて、前記一連の位置データを補正する、測位装置。 - 無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、
前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、
自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2
入力部と、
前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、
前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、
前記第1測位部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、集積回路装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の測位装置、又は、請求項6に記載の集積回路装置を含む、電子機器。
- 無線信号に基づいて位置に関する情報である位置関連情報の入力を受け付ける第1入力部と、
前記位置関連情報に基づいて測位する第1測位処理を行なう第1測位部と、
自律測位センサーの検出結果に関する情報である検出結果情報の入力を受け付ける第2入力部と、
前記検出結果情報に基づいて測位する第2測位処理を行なう第2測位部と、
前記検出結果情報に基づいて、前記自律測位センサーの姿勢が変化したか否かを判定する姿勢判定部と、
前記第1測位部を制御する制御部と、
してコンピューターを機能させるプログラムであって、
前記制御部は、
前記自律測位センサーの姿勢が変化したものと前記姿勢判定部が判定した場合に、前記第1測位処理を行なうように前記第1測位部を制御する、プログラム。
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