JP2019060620A - 移動状態判別装置、電子時計、移動状態判別方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
測位衛星からの電波を受信する受信部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定し、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得し、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とする移動状態判別装置である。
図1は、本発明の実施形態の電子時計1の機能構成を示すブロック図である。
計時回路47は、分周回路46から入力された所定の周波数の信号(クロック信号と同一周波数であってもよい)を計数することで現在の日時(時刻及び日付)を計数、保持する。計時回路47による日時の計数精度は、発振回路45からのクロック信号の精度、すなわち、上述のオフセット誤差や変化の度合に依存し、正確な日時からの誤差を含み得る。CPU411は、衛星電波受信処理部50が取得した現在日時に基づいて、計数されている日時を修正することが可能である。
なお、ここでは、ホスト制御部41が気圧から高度への換算を伴う各種処理を行う場合と、モジュール制御部52が気圧から高度への換算を伴う各種処理を行う場合とにそれぞれ対応して気圧補正値4121、気圧補正値532が各々記憶されることとしているが、以下では、モジュール制御部52がこの換算を伴う各種処理を行う場合についてのみ説明する。気圧補正値4121、532の一方が更新された場合には、他方も更新される。いずれか一方の制御部でしかこの換算を伴う各種処理を行わない場合には、当該各種処理が行われない方の制御部に参照されるRAM412や記憶部53には、気圧補正値が記憶保持されなくてもよい。
プログラム631には、現在日時の取得、位置計測動作(測位動作)や移動状態の判別(判定)動作に係る制御プログラムが含まれる。また、ROM63には、設定データとして、測距精度/SNR換算データ632と、気圧/高度換算データ633と、歩行/走行判定データ634などが記憶されている。測距精度/SNR換算データ632は、衛星電波受信処理部50による電波受信強度と当該電波受信強度に応じた測距精度、すなわち、測位衛星と電子時計1(自機)との間の距離の測定精度との対応関係を示す。この測距精度/SNR換算データ632は、複数のSNRに対して各々測距精度の値が対応付けられたテーブルデータであってもよいし、SNRから測距精度を算出する計算式(近似式を含む)であってもよい。各種設定データは、衛星電波受信処理部50の記憶部53に記憶されていてもよい。
電子時計1では、所定の時間間隔、ここでは、1秒ごとに、計測部64により計測された物理量に基づいて電子時計1(ユーザ)の移動状態の判定を行う。衛星電波受信処理部50のモジュール制御部52は、気圧値を計測部64の気圧センサ641からホスト制御部41を介して取得して、気圧/高度換算データ633及び気圧補正値532を参照して気圧値を高度に換算する。モジュール制御部52は、加速度の変動パターンを加速度センサ642からホスト制御部41を介して取得して、移動の有無及び移動時に移動が歩行又は走行によるものか否かの判別を行う。また、モジュール制御部52は、加速度センサ642から得られる加速度の発生方向及び地磁気センサ643から得られる磁極方向の関係、及び上述の高度の時間変化などから、電子時計1の移動方向及び移動速度を推定することができる。
第1の測位精度算出方法では、測位衛星からの電波の受信状態に基づいて第1の誤差範囲が求められる。
第2の測位精度算出方法では、予測位置と現在位置とのずれに応じて第2の誤差範囲が求められる。
このような第2の測位精度算出方法としては、速度やその履歴に応じて予測される現在位置と実際の測位位置とのずれやその影響を考慮したものとすることができる。
本実施形態の電子時計1では、加速度センサ642の計測データに基づいて、電子時計1の全体移動動作(その向きや速さ)、及び当該全体移動に付随して生じる周期的又はランダムな動作などを含む運動状態を判別する。また、この運動状態に基づいて、移動状態の判定がなされる。移動状態には、静止状態、移動はしていないが動作などによる動きを伴う停止状態(まとめて静止/停止状態)、歩行又は走行による移動状態、及び自転車、自動車や列車などの乗り物による移動状態が含まれる。
すなわち、静止/停止状態(現在の移動状態)から乗り物による移動状態に移行(変更)するには、静止/停止状態で想定される移動状態とは異なる状況、すなわち、現在位置の基準距離以上の移動が検出される状況が3秒(基準時間)以上継続することが条件となる。
衛星電波受信処理部50では、上述のように、移動状態判別処理の実行中に測位動作を継続しており、移動状態判別処理の起動時に測位制御処理が実行されていない場合には、併せて呼び出されて起動される。測位制御処理は、操作受付部61により所定の入力の受付などにより移動状態判別処理とは別個に起動され得る。この測位制御処理は、本発明の移動状態判別方法の実施形態における測位ステップ(プログラムにおける測位手段)を構成する。
このように、移動状態の判別を行う場合に、運動状態を計測するセンサを優先的に用いることで、測位誤差による現在位置のばらつきの影響による不自然な移動状態の判定や乗り物による移動状態と静止/停止状態とで頻繁に入れ替わることを避けることができる。その一方で、測位精度が所定の精度基準を満たす程度に良い場合に限って測位結果を用いることで、加速度センサなどの運動状態を計測するセンサで検出しにくい移動状態もより確実に判定することができる。そして、このときに推定誤差範囲εの算出が重要になるが、測位衛星の配位(DOP)などだけでなく、個々の電波受信強度を考慮し、さらに、予測位置を用いた多面的な評価を行って推定誤差範囲εを求めることで、より確実に誤差の大きい位置計測データの利用を排除し、これにより、誤判定や不自然な判定を抑制することができる。
このように、瞬間的、一時的な誤差やぶれの影響などを排除して、安定して明確な移動が検出された場合に乗り物による移動状態に移行させるので、短時間で細かく移動状態が変化して、この結果が利用し難くなるのを防ぐことができる。
ユーザが歩行又は走行する場合には、脚の動きに応じて1歩(又は2歩)ごとに特有の加速度変動パターンが計測されるので、細かい振動加速度の変化自体を追わずとも容易に歩行/走行状態の判定を行うことができる。したがって、歩行/走行状態を別個に判定し、歩行/走行状態に当てはまらない場合、すなわち、基準値以上の加速度が計測されない場合(ステップS102で“YES”)や基準値以上の加速度が計測された場合でも歩行/走行状態ではない場合(ステップS132で“NO”)などの場合には、上述のように計測部64の計測データと測位精度が良い場合の測位結果とを併用して移動状態を判別することで、処理負荷を上げずにぶれが少なく不自然な判定が抑えられた適切な移動状態判別を行うことができる。
このように、DOPに準じた測位衛星の配置に基づく第1のずれ見積もり量Δxの算出に、各測位衛星の測距精度eiを各々組み込むことで、各測位衛星の配置だけでなく、当該複数の測位衛星からの電波受信強度の強弱の影響を各々適切に考慮して、より精度の高い位置精度の見積もりを行うことができる。したがって、より正確に現在位置の精度を評価して、移動状態判別への使用可否を判断することができる。
このように、携帯される電子時計1、特に、腕時計のように移動による加速度に加えて手の動作や振りなどの影響を受ける場合であっても、より容易にぶれのない移動状態の情報を取得することが可能になる。また、移動状態をより適切に判定可能となることで、移動状態に応じた処理やその切り替えなどがより的確に実行可能になる。
このように、移動状態の判定を行う場合に、測位誤差による位置のばらつきの影響による不自然な判定のぶれや細かい判定の変化などを抑えつつ、測位精度が十分に良い場合に限って移動状態の判定に利用可能とすることで、運動状態に係る物理量を計測可能な各種センサ、特に、ユーザの腕に装着されるなど、移動に係る物理量に対してノイズが大きいものを用いて移動状態の判別を行う場合に、判定漏れの発生を防ぎ、より的確な判定を維持することが可能になる。
例えば、上記実施の形態では、静止状態への移行については、速やかに判定を切り替えることとしたが、ステップS105、S106、S123などからステップS133へ移行する前に、ステップS107、S108と同様に所定時間(3秒など)を計数して、変化がない場合に静止/停止状態に移行させることができる。これにより、測位結果のばらつきに基づく不自然な移動状態の変化をさらに抑制することができる。同様に、歩行/走行の有無判定を行う場合でも、あらたな状態が所定時間継続された場合にのみ判定を変更するように制御することができる。
その他、上記実施の形態で示した構成、制御手順や表示例などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
<請求項1>
測位衛星からの電波を受信する受信部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定し、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得し、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とする移動状態判別装置。
<請求項2>
前記制御部は、取得された現在位置の変化に係る状態が所定の基準時間以上継続して現在の移動状態から想定されるものとは異なった場合に、移動状態の判定を変更することを特徴とする請求項1記載の移動状態判別装置。
<請求項3>
前記計測部には、加速度センサが含まれ、
前記制御部は、所定の加速度変動パターンに基づいて徒歩による移動状態を判別し、徒歩による移動状態ではない場合には、前記運動状態及び前記測位の結果に基づいて前記移動状態の判定を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の移動状態判別装置。
<請求項4>
前記制御部は、前記誤差範囲が前記所定の精度基準を満たしており、自機の移動速度が検出可能な場合には、当該移動速度に基づいて前記移動状態を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
<請求項5>
前記計測部を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
<請求項6>
前記制御部は、前記測位精度に係る第1の誤差範囲と、前記予測位置と現在位置とのずれに応じた第2の誤差範囲とをそれぞれ算出し、前記第1の誤差範囲と前記第2の誤差範囲とに基づいて前記現在位置の誤差範囲を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
<請求項7>
前記制御部は、前記第1の誤差範囲及び前記第2の誤差範囲のうち大きいほうを前記現在位置の誤差範囲とすることを特徴とする請求項6記載の移動状態判別装置。
<請求項8>
前記測位衛星からの電波受信強度と当該電波受信強度に応じた当該測位衛星の測距精度との対応関係を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、現在位置の算出に用いられた複数の測位衛星の現在位置に対する相対位置と、当該複数の測位衛星からの電波受信強度にそれぞれ応じた前記測距精度との組み合わせに基づいて、前記第1の誤差範囲を算出する
ことを特徴とする請求項6又は7記載の移動状態判別装置。
<請求項9>
前記制御部は、前記複数の測位衛星の現在位置に対する相対位置のばらつきを前記測距精度で各々重み付け演算することで前記第1の誤差範囲を算出することを特徴とする請求項8記載の移動状態判別装置。
<請求項10>
前記制御部は、過去の測位結果に基づいて自機の移動速度を算出し、前回の測位位置から当該移動速度で移動した場合の位置を新たな予測位置として求めることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
<請求項11>
請求項1〜10のいずれか一項に記載の移動状態判別装置と、
前記計測部と、
日時を計数する計時部と、
前記計時部が計数する日時を表示可能な表示部と、
を備えることを特徴とする電子時計。
<請求項12>
測位衛星からの電波を受信する受信部を用いた移動状態判別方法であって、
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定する判別ステップ、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得する測位ステップ、
を含み、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とする移動状態判別方法。
<請求項13>
測位衛星からの電波を受信する受信部を備えるコンピュータを
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定する判別手段、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得する測位手段、
として機能させ、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とするプログラム。
40 マイコン
41 ホスト制御部
411 CPU
412 RAM
4121 気圧補正値
45 発振回路
46 分周回路
47 計時回路
50 衛星電波受信処理部
51 受信部
52 モジュール制御部
53 記憶部
531 受信制御情報
532 気圧補正値
61 操作受付部
62 表示部
621 表示画面
622 表示ドライバ
63 ROM
631 プログラム
632 測距精度/SNR換算データ
633 気圧/高度換算データ
634 歩行/走行判定データ
64 計測部
641 気圧センサ
642 加速度センサ
643 地磁気センサ
70 電力供給部
71 バッテリ
A1 アンテナ
pe 推定位置
pf 予測位置
pm 測位位置
Rth 基準値
vf 予測速度
vm 計測速度
W 重み付け行列
Δp 第2のずれ見積もり量
Δt 時間差
Δx 第1のずれ見積もり量
Claims (13)
- 測位衛星からの電波を受信する受信部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定し、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得し、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とする移動状態判別装置。 - 前記制御部は、取得された現在位置の変化に係る状態が所定の基準時間以上継続して現在の移動状態から想定されるものとは異なった場合に、移動状態の判定を変更することを特徴とする請求項1記載の移動状態判別装置。
- 前記計測部には、加速度センサが含まれ、
前記制御部は、所定の加速度変動パターンに基づいて徒歩による移動状態を判別し、徒歩による移動状態ではない場合には、前記運動状態及び前記測位の結果に基づいて前記移動状態の判定を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の移動状態判別装置。 - 前記制御部は、前記誤差範囲が前記所定の精度基準を満たしており、自機の移動速度が検出可能な場合には、当該移動速度に基づいて前記移動状態を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
- 前記計測部を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
- 前記制御部は、前記測位精度に係る第1の誤差範囲と、前記予測位置と現在位置とのずれに応じた第2の誤差範囲とをそれぞれ算出し、前記第1の誤差範囲と前記第2の誤差範囲とに基づいて前記現在位置の誤差範囲を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
- 前記制御部は、前記第1の誤差範囲及び前記第2の誤差範囲のうち大きいほうを前記現在位置の誤差範囲とすることを特徴とする請求項6記載の移動状態判別装置。
- 前記測位衛星からの電波受信強度と当該電波受信強度に応じた当該測位衛星の測距精度との対応関係を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、現在位置の算出に用いられた複数の測位衛星の現在位置に対する相対位置と、当該複数の測位衛星からの電波受信強度にそれぞれ応じた前記測距精度との組み合わせに基づいて、前記第1の誤差範囲を算出する
ことを特徴とする請求項6又は7記載の移動状態判別装置。 - 前記制御部は、前記複数の測位衛星の現在位置に対する相対位置のばらつきを前記測距精度で各々重み付け演算することで前記第1の誤差範囲を算出することを特徴とする請求項8記載の移動状態判別装置。
- 前記制御部は、過去の測位結果に基づいて自機の移動速度を算出し、前回の測位位置から当該移動速度で移動した場合の位置を新たな予測位置として求めることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の移動状態判別装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の移動状態判別装置と、
前記計測部と、
日時を計数する計時部と、
前記計時部が計数する日時を表示可能な表示部と、
を備えることを特徴とする電子時計。 - 測位衛星からの電波を受信する受信部を用いた移動状態判別方法であって、
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定する判別ステップ、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得する測位ステップ、
を含み、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とする移動状態判別方法。 - 測位衛星からの電波を受信する受信部を備えるコンピュータを
自機の運動状態を計測する計測部により計測された前記運動状態に基づいて自機の移動状態を判定する判別手段、
前記受信部により受信された情報に基づいて測位を行って現在位置及び当該現在位置の誤差範囲を取得する測位手段、
として機能させ、
前記移動状態の判定には、前記誤差範囲が所定の精度基準を満たしている場合に取得された前記測位の結果が利用可能とされ、
前記誤差範囲は、電波が受信された複数の測位衛星の各位置に対して電波の各受信状態をそれぞれ組み合わせて得られる測位精度と、自機の移動状況に応じて求められる予測位置に対する取得された現在位置のずれとをそれぞれ考慮して算出される
ことを特徴とするプログラム。
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