JP3167693B2 - 携帯型距離・速度計 - Google Patents
携帯型距離・速度計Info
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- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/396—Determining accuracy or reliability of position or pseudorange measurements
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- G—PHYSICS
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- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
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- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ受信機によ
って受信されるＧＰＳ電波からユーザの移動速度および
移動距離を演算して提示するとともに、腕時計のように
腕に装着して使用可能な携帯型距離・速度計に関する。
って受信されるＧＰＳ電波からユーザの移動速度および
移動距離を演算して提示するとともに、腕時計のように
腕に装着して使用可能な携帯型距離・速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ（Global Positioning System：
全世界測位システム）は、地球上約２０,２００ｋｍ、
傾斜角５５度の６つの軌道を一周約１２時間で周回する
２４個のＧＰＳ衛星のうち、最も受信しやすい３〜４個
以上の衛星から測位に必要な航法データを地球上の受信
機で受信し、その伝搬遅延時間を測定することによっ
て、ユーザの位置や移動方向などの測位演算を行うもの
である。
全世界測位システム）は、地球上約２０,２００ｋｍ、
傾斜角５５度の６つの軌道を一周約１２時間で周回する
２４個のＧＰＳ衛星のうち、最も受信しやすい３〜４個
以上の衛星から測位に必要な航法データを地球上の受信
機で受信し、その伝搬遅延時間を測定することによっ
て、ユーザの位置や移動方向などの測位演算を行うもの
である。
【０００３】ここで、ＧＰＳ衛星の送信周波数には周波
数Ｌ１（１．５７５４２ＧＨｚ）と周波数Ｌ２（１．２
２７６０ＧＨｚ）の２つがあり、民間用に符号が無料公
開されているＣ／Ａコードが１．５７５４２ＧＨｚ（周
波数Ｌ１）で送出されていることから、一般的な測位に
は周波数Ｌ１が用いられている。なお、周波数Ｌ１は擬
似雑音符号（衛星を識別するＣ／Ａコードと、衛星の軌
道と衛星の軌道情報、時刻情報などの航法データの合成
波）でＰＳＫ（phase shift keying）変調され、スペク
トラム拡散されて送信される。
数Ｌ１（１．５７５４２ＧＨｚ）と周波数Ｌ２（１．２
２７６０ＧＨｚ）の２つがあり、民間用に符号が無料公
開されているＣ／Ａコードが１．５７５４２ＧＨｚ（周
波数Ｌ１）で送出されていることから、一般的な測位に
は周波数Ｌ１が用いられている。なお、周波数Ｌ１は擬
似雑音符号（衛星を識別するＣ／Ａコードと、衛星の軌
道と衛星の軌道情報、時刻情報などの航法データの合成
波）でＰＳＫ（phase shift keying）変調され、スペク
トラム拡散されて送信される。
【０００４】図５は、ＧＰＳ衛星から送信された電波
（周波数Ｌ１）を受信するためのＧＰＳ受信機の概略構
成を示す図である。図５において、ＧＰＳ受信機２００
は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ電波を受信する受信アンテナ
２０１と、受信したＬ帯域の信号を増幅するＬ帯増幅回
路２０２と、受信した信号と局部発振回路２０７で発生
した信号とを乗算して信号変換を行うダウンコンバータ
回路２０３と、ダウンコンバータ回路２０３からの信号
をディジタル変換する電圧比較回路２０４と、電圧比較
回路２０４から入力した信号にＣ／Ａ符号発生回路２０
８で発生したＣ／Ａコードを乗算し、航法データと擬似
距離に相当する搬送波位相情報を得るメッセージ解読回
路２０５と、メッセージ解読回路２０５から入力した航
法データおよび搬送波位相情報を用いて測位データを演
算する測位演算回路２０６と、から構成されている。な
お、局部発振回路２０７は、受信した信号を所望の周波
数の信号に変換するための信号を発生する回路である。
（周波数Ｌ１）を受信するためのＧＰＳ受信機の概略構
成を示す図である。図５において、ＧＰＳ受信機２００
は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ電波を受信する受信アンテナ
２０１と、受信したＬ帯域の信号を増幅するＬ帯増幅回
路２０２と、受信した信号と局部発振回路２０７で発生
した信号とを乗算して信号変換を行うダウンコンバータ
回路２０３と、ダウンコンバータ回路２０３からの信号
をディジタル変換する電圧比較回路２０４と、電圧比較
回路２０４から入力した信号にＣ／Ａ符号発生回路２０
８で発生したＣ／Ａコードを乗算し、航法データと擬似
距離に相当する搬送波位相情報を得るメッセージ解読回
路２０５と、メッセージ解読回路２０５から入力した航
法データおよび搬送波位相情報を用いて測位データを演
算する測位演算回路２０６と、から構成されている。な
お、局部発振回路２０７は、受信した信号を所望の周波
数の信号に変換するための信号を発生する回路である。
【０００５】つぎに、このＧＰＳ受信機２００の受信動
作について説明する。図５において、まず、Ｌ帯増幅回
路２０２が、受信アンテナ２０１で受信した１．５７５
４２ＧＨｚの信号を選択的に増幅する。Ｌ帯増幅回路に
おいて増幅された信号は、ダウンコンバータ回路２０３
に入力され、ダウンコンバータ回路２０３は、入力した
信号を、局部発振回路２０７において生成された信号を
用いて数十ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの第１のＩＦ（中間周
波）信号に変換し、さらに２ＭＨｚ〜５ＭＨｚ程度の第
２のＩＦ信号に変換する。そして、電圧比較回路２０４
が、この第２のＩＦ信号を入力し、入力した第２のＩＦ
信号の数倍のクロックを用いてこの信号をディジタル変
換する。ここで、このディジタル変換された信号は、ス
ペクトラム拡散されたデータ（ディジタル信号）とな
る。
作について説明する。図５において、まず、Ｌ帯増幅回
路２０２が、受信アンテナ２０１で受信した１．５７５
４２ＧＨｚの信号を選択的に増幅する。Ｌ帯増幅回路に
おいて増幅された信号は、ダウンコンバータ回路２０３
に入力され、ダウンコンバータ回路２０３は、入力した
信号を、局部発振回路２０７において生成された信号を
用いて数十ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの第１のＩＦ（中間周
波）信号に変換し、さらに２ＭＨｚ〜５ＭＨｚ程度の第
２のＩＦ信号に変換する。そして、電圧比較回路２０４
が、この第２のＩＦ信号を入力し、入力した第２のＩＦ
信号の数倍のクロックを用いてこの信号をディジタル変
換する。ここで、このディジタル変換された信号は、ス
ペクトラム拡散されたデータ（ディジタル信号）とな
る。
【０００６】電圧比較回路２０４から出力されたディジ
タル信号は、メッセージ解読回路２０５に入力され、メ
ッセージ解読回路２０５は、入力したディジタル信号に
対して、Ｃ／Ａ符号発生回路２０８で生成されるＣ／Ａ
コード（ＧＰＳ衛星と同一の擬似雑音符号）を逆拡散
し、航法データと擬似距離に相当する搬送波位相情報を
取得する。
タル信号は、メッセージ解読回路２０５に入力され、メ
ッセージ解読回路２０５は、入力したディジタル信号に
対して、Ｃ／Ａ符号発生回路２０８で生成されるＣ／Ａ
コード（ＧＰＳ衛星と同一の擬似雑音符号）を逆拡散
し、航法データと擬似距離に相当する搬送波位相情報を
取得する。
【０００７】以上の動作は複数のＧＰＳ衛星の各々に対
して行われ、通常は４つの衛星の航法データおよび搬送
波位相情報を取得して、測位演算回路２０６がこれら情
報に基づいて測位データを求める。測位演算回路２０６
において求められた測位データは、機器全体の動作を制
御するＣＰＵ（図示せず）へ出力されるか、またはディ
ジタル信号として外部へ出力される。このようなＧＰＳ
受信機は、ＧＰＳの位置情報とＣＤ−ＲＯＭによる地図
情報などとを組み合わせ、カーナビゲーションシステム
として利用されている。
して行われ、通常は４つの衛星の航法データおよび搬送
波位相情報を取得して、測位演算回路２０６がこれら情
報に基づいて測位データを求める。測位演算回路２０６
において求められた測位データは、機器全体の動作を制
御するＣＰＵ（図示せず）へ出力されるか、またはディ
ジタル信号として外部へ出力される。このようなＧＰＳ
受信機は、ＧＰＳの位置情報とＣＤ−ＲＯＭによる地図
情報などとを組み合わせ、カーナビゲーションシステム
として利用されている。
【０００８】また、以上に説明したＧＰＳ受信機２００
は、最近の半導体をはじめとする技術進歩によってディ
ジタルＡＳＩＣ（Application Specific ＩＣ)として供
給することが可能となっており、人の移動速度や移動距
離を計測することを可能とした携帯型ＧＰＳ受信装置の
提供が実現されている。この携帯型ＧＰＳ受信装置はＧ
ＰＳ受信機２００を備えることで得られる測位データに
基づいて、ユーザの移動距離や移動距離を演算し、その
表示を行うものである。
は、最近の半導体をはじめとする技術進歩によってディ
ジタルＡＳＩＣ（Application Specific ＩＣ)として供
給することが可能となっており、人の移動速度や移動距
離を計測することを可能とした携帯型ＧＰＳ受信装置の
提供が実現されている。この携帯型ＧＰＳ受信装置はＧ
ＰＳ受信機２００を備えることで得られる測位データに
基づいて、ユーザの移動距離や移動距離を演算し、その
表示を行うものである。
【０００９】さらに、このような携帯型ＧＰＳ受信装置
の小型・軽量化を図ることによって、腕時計のように腕
に装着して使用することが提案されており、これは、特
にマラソンランナーが走行速度および走行距離を計測し
たい場合に有用なものとなる。このように携帯型ＧＰＳ
受信装置を腕に装着して使用する際、その携帯型ＧＰＳ
受信装置に搭載されたＧＰＳ受信機は、通常、ユーザの
体全体の位置変化に腕振りによる位置変化が重畳された
結果を、ユーザの移動速度および移動距離として演算し
ている。
の小型・軽量化を図ることによって、腕時計のように腕
に装着して使用することが提案されており、これは、特
にマラソンランナーが走行速度および走行距離を計測し
たい場合に有用なものとなる。このように携帯型ＧＰＳ
受信装置を腕に装着して使用する際、その携帯型ＧＰＳ
受信装置に搭載されたＧＰＳ受信機は、通常、ユーザの
体全体の位置変化に腕振りによる位置変化が重畳された
結果を、ユーザの移動速度および移動距離として演算し
ている。
【００１０】この場合、ユーザが得たい情報は、体全体
の移動（以下、真の移動と称する）に基づく移動速度お
よび移動距離であるため、腕振りによる位置変化に影響
された分だけ誤差が生じることになる。そこで、従来の
携帯型ＧＰＳ受信装置においては、腕振り動作が歩行ま
たは走行方向に対して前後に変化する周期的なものであ
ることに着目し、所定時間内にＧＰＳ受信機から得られ
た移動速度の平均値を演算することによって、腕振り動
作の影響の低減を実現していた。
の移動（以下、真の移動と称する）に基づく移動速度お
よび移動距離であるため、腕振りによる位置変化に影響
された分だけ誤差が生じることになる。そこで、従来の
携帯型ＧＰＳ受信装置においては、腕振り動作が歩行ま
たは走行方向に対して前後に変化する周期的なものであ
ることに着目し、所定時間内にＧＰＳ受信機から得られ
た移動速度の平均値を演算することによって、腕振り動
作の影響の低減を実現していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧＰＳ
受信機において行われるＧＰＳ受信処理は、通常、所定
のサンプリング周期（例えば１秒間隔）でＧＰＳ電波を
受信し、受信したＧＰＳ電波から測位データを得るもの
であり、ユーザの腕振りによって周期的に変化する位置
のすべての測位データを取得することはできず、上記し
た移動速度の平均化は、必ずしも真の移動による移動速
度を演算することはできなかった。
受信機において行われるＧＰＳ受信処理は、通常、所定
のサンプリング周期（例えば１秒間隔）でＧＰＳ電波を
受信し、受信したＧＰＳ電波から測位データを得るもの
であり、ユーザの腕振りによって周期的に変化する位置
のすべての測位データを取得することはできず、上記し
た移動速度の平均化は、必ずしも真の移動による移動速
度を演算することはできなかった。
【００１２】図６は、腕振り振幅と測位データのサンプ
リング周期との関係を示した図である。図６に示す正弦
波は、時間経過とともに変化する腕振り振幅を示すもの
であり、ＧＰＳ受信機は必ずこの正弦波上において測位
データを取得することになる。図６において、この正弦
波の周期、すなわち腕振り周期をＴ０とし、ＧＰＳ受信
機における測位データのサンプリングが周期Ｔ０と同じ
周期Ｔ１で行われた場合、このサンプリングにより算出
された移動速度は、腕振りの軌跡上において常に固定し
た位置（ａ１，ａ２，ａ３．．．）での瞬間速度を示す
ことになり、それらの平均値は意味を持たなくなる。す
なわち、この場合、ユーザに提示される移動速度は、腕
振りの影響を大きく含むことになり、真の移動による移
動速度を示したものではない。
リング周期との関係を示した図である。図６に示す正弦
波は、時間経過とともに変化する腕振り振幅を示すもの
であり、ＧＰＳ受信機は必ずこの正弦波上において測位
データを取得することになる。図６において、この正弦
波の周期、すなわち腕振り周期をＴ０とし、ＧＰＳ受信
機における測位データのサンプリングが周期Ｔ０と同じ
周期Ｔ１で行われた場合、このサンプリングにより算出
された移動速度は、腕振りの軌跡上において常に固定し
た位置（ａ１，ａ２，ａ３．．．）での瞬間速度を示す
ことになり、それらの平均値は意味を持たなくなる。す
なわち、この場合、ユーザに提示される移動速度は、腕
振りの影響を大きく含むことになり、真の移動による移
動速度を示したものではない。
【００１３】また、サンプリング周期が腕振り周期Ｔ０
と違っていても、周期Ｔ２のように、非常に近い周期で
ある場合には、図６のｂ１，ｂ２，ｂ３．．．に示すよ
うに、腕振り振幅の１周期分の位置変化を得るため、す
なわち平均化の効果を得るためには多くの時間を要して
しまう。これは、ユーザに真の移動による移動速度を提
示するまでに、多くの時間を要してしまうことになる。
と違っていても、周期Ｔ２のように、非常に近い周期で
ある場合には、図６のｂ１，ｂ２，ｂ３．．．に示すよ
うに、腕振り振幅の１周期分の位置変化を得るため、す
なわち平均化の効果を得るためには多くの時間を要して
しまう。これは、ユーザに真の移動による移動速度を提
示するまでに、多くの時間を要してしまうことになる。
【００１４】本発明は上記問題を鑑みて、ＧＰＳ受信機
によって受信されるＧＰＳ電波からユーザの移動速度お
よび移動距離を演算して提示するとともに、腕時計のよ
うに腕に装着してユーザの腕振り周期を検出し、検出さ
れた腕振り周期に応じてＧＰＳ受信機のサンプリング周
期を変更する携帯型距離・速度計を提供することを目的
としている。
によって受信されるＧＰＳ電波からユーザの移動速度お
よび移動距離を演算して提示するとともに、腕時計のよ
うに腕に装着してユーザの腕振り周期を検出し、検出さ
れた腕振り周期に応じてＧＰＳ受信機のサンプリング周
期を変更する携帯型距離・速度計を提供することを目的
としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る携
帯型距離・速度計の原理図である。図１において、本発
明に係る携帯型距離・速度計は、上記の目的を達成する
ために、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を受信
し、受信したＧＰＳ電波から所定のサンプリング周期で
測位データを取得するＧＰＳ受信機１０と、取得した測
位データに基づいてユーザの移動速度を演算する移動速
度演算手段１３と、演算された移動速度においてユーザ
の移動時間を計時する計時手段１５と、移動速度演算手
段１３において演算された移動速度と計時手段１５にお
いて計時された移動時間とに基づいてユーザの移動距離
を演算する移動距離演算手段１４と、移動速度演算手段
１３において演算された移動速度に基づいてユーザの平
均移動速度を演算する平均移動速度演算手段１６と、ユ
ーザの歩行または走行による移動を検出し、その検出結
果を移動信号として出力する移動検出手段１１と、移動
検出手段１１から出力された移動信号を入力し、入力し
た移動信号に基づいて、サンプリング周期を変更するサ
ンプリング周期変更手段１２と、を備えている。
帯型距離・速度計の原理図である。図１において、本発
明に係る携帯型距離・速度計は、上記の目的を達成する
ために、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を受信
し、受信したＧＰＳ電波から所定のサンプリング周期で
測位データを取得するＧＰＳ受信機１０と、取得した測
位データに基づいてユーザの移動速度を演算する移動速
度演算手段１３と、演算された移動速度においてユーザ
の移動時間を計時する計時手段１５と、移動速度演算手
段１３において演算された移動速度と計時手段１５にお
いて計時された移動時間とに基づいてユーザの移動距離
を演算する移動距離演算手段１４と、移動速度演算手段
１３において演算された移動速度に基づいてユーザの平
均移動速度を演算する平均移動速度演算手段１６と、ユ
ーザの歩行または走行による移動を検出し、その検出結
果を移動信号として出力する移動検出手段１１と、移動
検出手段１１から出力された移動信号を入力し、入力し
た移動信号に基づいて、サンプリング周期を変更するサ
ンプリング周期変更手段１２と、を備えている。
【００１６】また、本発明に係る携帯型距離・速度計に
おいて移動検出手段１１は、ユーザの腕振りを検出して
その検出結果を移動信号として出力するとともに、サン
プリング周期変更手段１２は、移動検出手段１１から出
力された移動信号を入力し、入力した移動信号に基づい
て腕振り周期を演算して、演算した腕振り周期に基づい
てサンプリング周期を変更することができる。
おいて移動検出手段１１は、ユーザの腕振りを検出して
その検出結果を移動信号として出力するとともに、サン
プリング周期変更手段１２は、移動検出手段１１から出
力された移動信号を入力し、入力した移動信号に基づい
て腕振り周期を演算して、演算した腕振り周期に基づい
てサンプリング周期を変更することができる。
【００１７】これら携帯型距離・速度計によれば、ＧＰ
Ｓ受信機１０において得られたＧＰＳ電波に基づいて、
ユーザの移動距離および平均移動速度を演算するととも
に、移動検出手段１１によって検出される腕振り周期に
応じて、測位データを取得するためのサンプリング周期
を変更しているので、腕振り周期とサンプリング周期と
が略等しくなることによって生じる平均移動速度の誤差
を低減することができる。
Ｓ受信機１０において得られたＧＰＳ電波に基づいて、
ユーザの移動距離および平均移動速度を演算するととも
に、移動検出手段１１によって検出される腕振り周期に
応じて、測位データを取得するためのサンプリング周期
を変更しているので、腕振り周期とサンプリング周期と
が略等しくなることによって生じる平均移動速度の誤差
を低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る携帯型距離
・速度計の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、この実施の形態によりこの発明が限定される
ものではない。特に、この実施の形態においては、本発
明に係る携帯型距離・速度計を腕に装着して使用した場
合について説明する。
・速度計の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、この実施の形態によりこの発明が限定される
ものではない。特に、この実施の形態においては、本発
明に係る携帯型距離・速度計を腕に装着して使用した場
合について説明する。
【００１９】図２は、実施の形態に係る携帯型距離・速
度計の構成を示すブロック図である。図２に示す携帯型
距離・速度計は、複数のＧＰＳ衛星２０から送信される
電波を受信して、経度・緯度を測位するＧＰＳ受信機２
２（概略構成については図５参照）と、腕振り動作や足
が着地するときの振動等のユーザの歩行または走行によ
る移動動作を検出し、ユーザの移動動作に応じた移動信
号を生成する加速度センサ、ジャイロセンサ等からなる
体動検出センサ２３（本発明の移動検出手段に相当す
る）と、体動検出センサ２３で生成した移動信号を増幅
するＡＭＰ（増幅器）２４と、ＡＭＰ（増幅器）２４で
増幅した移動信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器２５と、後述する演算処理をおこなうことでユーザ
の移動距離および移動速度を演算するＣＰＵ２１と、Ｌ
ＣＤ（liquid crystal display）等からなる表示パネル
３１を制御して、ＣＰＵ２１で演算した移動距離および
移動速度を表示パネル３１に表示させるＬＣＤ駆動回路
３０と、を有している。
度計の構成を示すブロック図である。図２に示す携帯型
距離・速度計は、複数のＧＰＳ衛星２０から送信される
電波を受信して、経度・緯度を測位するＧＰＳ受信機２
２（概略構成については図５参照）と、腕振り動作や足
が着地するときの振動等のユーザの歩行または走行によ
る移動動作を検出し、ユーザの移動動作に応じた移動信
号を生成する加速度センサ、ジャイロセンサ等からなる
体動検出センサ２３（本発明の移動検出手段に相当す
る）と、体動検出センサ２３で生成した移動信号を増幅
するＡＭＰ（増幅器）２４と、ＡＭＰ（増幅器）２４で
増幅した移動信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器２５と、後述する演算処理をおこなうことでユーザ
の移動距離および移動速度を演算するＣＰＵ２１と、Ｌ
ＣＤ（liquid crystal display）等からなる表示パネル
３１を制御して、ＣＰＵ２１で演算した移動距離および
移動速度を表示パネル３１に表示させるＬＣＤ駆動回路
３０と、を有している。
【００２０】なお、図２において、２９はＣＰＵ２１の
動作プログラムが記憶されたＲＯＭを、２８はＣＰＵ２
１のワークエリアおよび後述するストライドデータ等を
記憶する領域として利用されるＲＡＭを、２６は距離・
速度の計測開始等を指示するための入力スイッチを、２
７は基準周波数信号を発生するＯＳＣ（発振回路）をそ
れぞれ示している。
動作プログラムが記憶されたＲＯＭを、２８はＣＰＵ２
１のワークエリアおよび後述するストライドデータ等を
記憶する領域として利用されるＲＡＭを、２６は距離・
速度の計測開始等を指示するための入力スイッチを、２
７は基準周波数信号を発生するＯＳＣ（発振回路）をそ
れぞれ示している。
【００２１】つぎに、以上のように構成された携帯型距
離・速度計の動作について説明する。図３は、実施の形
態に係る携帯型距離計または携帯型距離・速度計の動作
を示すフローチャートである。図３において、まず、ユ
ーザによる入力スイッチ２６の操作等によりユーザの移
動距離および移動速度の計測が開始される（ステップＳ
１０１）。これにより、ＧＰＳ受信機２２によるＧＰＳ
受信が開始される（ステップＳ１０２）。ここで、ＧＰ
Ｓ受信とは、ＧＰＳ電波から所定のサンプリング周期
（例えば１秒間隔）で測位データを取得する処理を意味
する。
離・速度計の動作について説明する。図３は、実施の形
態に係る携帯型距離計または携帯型距離・速度計の動作
を示すフローチャートである。図３において、まず、ユ
ーザによる入力スイッチ２６の操作等によりユーザの移
動距離および移動速度の計測が開始される（ステップＳ
１０１）。これにより、ＧＰＳ受信機２２によるＧＰＳ
受信が開始される（ステップＳ１０２）。ここで、ＧＰ
Ｓ受信とは、ＧＰＳ電波から所定のサンプリング周期
（例えば１秒間隔）で測位データを取得する処理を意味
する。
【００２２】そして、測位データに含まれるドップラー
シフト周波数情報から速度を算出し（ステップＳ１０
３）、これを累積することにより移動距離を演算する
（ステップＳ１０４）。この移動距離は、具体的には、
ＣＰＵ２１が、図１に示した計時手段１５に相当する計
時カウンタを用いて所定時間の計時をおこない、ドップ
ラーシフト周波数から求められた速度にこの計時された
所定時間を乗じることで算出される。また、ドップラー
シフト周波数を利用すること以外にも、上記した所定時
間の開始時点と終了時点に相当する各時点においてそれ
ぞれ位置情報を取得し、取得した２つの位置情報の差分
から移動距離を算出してもよい。
シフト周波数情報から速度を算出し（ステップＳ１０
３）、これを累積することにより移動距離を演算する
（ステップＳ１０４）。この移動距離は、具体的には、
ＣＰＵ２１が、図１に示した計時手段１５に相当する計
時カウンタを用いて所定時間の計時をおこない、ドップ
ラーシフト周波数から求められた速度にこの計時された
所定時間を乗じることで算出される。また、ドップラー
シフト周波数を利用すること以外にも、上記した所定時
間の開始時点と終了時点に相当する各時点においてそれ
ぞれ位置情報を取得し、取得した２つの位置情報の差分
から移動距離を算出してもよい。
【００２３】つぎに、ステップＳ１０３において算出さ
れた移動速度の平均移動速度を演算する（ステップＳ１
０５）。このステップＳ１０５は、具体的には、今回の
ステップＳ１０３において算出された移動速度を前回ま
でにステップＳ１０３において算出された移動速度に積
算し、この積算結果を積算回数で除算することにより行
う。
れた移動速度の平均移動速度を演算する（ステップＳ１
０５）。このステップＳ１０５は、具体的には、今回の
ステップＳ１０３において算出された移動速度を前回ま
でにステップＳ１０３において算出された移動速度に積
算し、この積算結果を積算回数で除算することにより行
う。
【００２４】そして、ステップＳ１０４およびＳ１０５
において演算された移動距離および平均移動速度は、Ｌ
ＣＤ駆動回路３０による制御を介して表示パネル３１上
に表示される（ステップＳ１０６）。つぎに、後述する
腕振り周期計測処理によって、ユーザの腕振り周期を演
算し、ＧＰＳ受信機２２において実行されているＧＰＳ
受信のサンプリング周期の変更を行う（ステップＳ１０
８）。この変更による新たなサンプリング周期は、周期
計測処理によって演算された腕振り周期に応じて決定
し、特に、腕振り周期がサンプリング周期に略等しい場
合（例えば、腕振り周期がサンプリング周期のプラスマ
イナス５％の範囲内にある場合）には、その腕振り周期
よりも数十％大きな値にすることが好ましい。腕振り周
期の整数倍がサンプリング周期に略等しい場合も同様に
サンプリング周期の変更を行う。
において演算された移動距離および平均移動速度は、Ｌ
ＣＤ駆動回路３０による制御を介して表示パネル３１上
に表示される（ステップＳ１０６）。つぎに、後述する
腕振り周期計測処理によって、ユーザの腕振り周期を演
算し、ＧＰＳ受信機２２において実行されているＧＰＳ
受信のサンプリング周期の変更を行う（ステップＳ１０
８）。この変更による新たなサンプリング周期は、周期
計測処理によって演算された腕振り周期に応じて決定
し、特に、腕振り周期がサンプリング周期に略等しい場
合（例えば、腕振り周期がサンプリング周期のプラスマ
イナス５％の範囲内にある場合）には、その腕振り周期
よりも数十％大きな値にすることが好ましい。腕振り周
期の整数倍がサンプリング周期に略等しい場合も同様に
サンプリング周期の変更を行う。
【００２５】ステップＳ１０８の処理後は、ユーザによ
る入力スイッチ２６の操作等により移動距離および移動
速度の計測の終了が指示されたか否かを判定する（ステ
ップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、計測の終
了が指示された場合は、図３に示した一連の処理を終了
し、計測の終了が指示されていない場合は、再びステッ
プＳ１０２に処理を戻し、以上に説明した移動距離およ
び移動速度を演算するための処理を繰り返す。
る入力スイッチ２６の操作等により移動距離および移動
速度の計測の終了が指示されたか否かを判定する（ステ
ップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、計測の終
了が指示された場合は、図３に示した一連の処理を終了
し、計測の終了が指示されていない場合は、再びステッ
プＳ１０２に処理を戻し、以上に説明した移動距離およ
び移動速度を演算するための処理を繰り返す。
【００２６】つぎに、上記した腕振り周期計測処理につ
いて説明する。図４は、腕振り周期計測処理を示すフロ
ーチャートである。図４において、まず、体動検出セン
サ２３、ＡＭＰ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介して移動信
号（特にこの場合は信号ピークを示す）が検出されてい
るか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ
１１１において移動信号が検出されない場合は、処理を
終了する。
いて説明する。図４は、腕振り周期計測処理を示すフロ
ーチャートである。図４において、まず、体動検出セン
サ２３、ＡＭＰ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介して移動信
号（特にこの場合は信号ピークを示す）が検出されてい
るか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ
１１１において移動信号が検出されない場合は、処理を
終了する。
【００２７】ステップＳ１１１において移動信号が検出
されている場合は、既にＣＰＵ２１によって起動されて
いる周期計測用の時間カウンタのカウンタ値を取得する
（ステップＳ１１２）。周期計測には周期開始時刻と周
期終了時刻の２度のカウンタ値取得が必要であり、周期
開始時刻の取得が既に行われていることを識別するため
の識別フラグを参照することにより、周期開始時刻と周
期終了時刻の取得をしたか否かを判定する（ステップＳ
１１３）。ステップＳ１１３において、上記した識別フ
ラグがセットされていない場合は、処理を終了する。
されている場合は、既にＣＰＵ２１によって起動されて
いる周期計測用の時間カウンタのカウンタ値を取得する
（ステップＳ１１２）。周期計測には周期開始時刻と周
期終了時刻の２度のカウンタ値取得が必要であり、周期
開始時刻の取得が既に行われていることを識別するため
の識別フラグを参照することにより、周期開始時刻と周
期終了時刻の取得をしたか否かを判定する（ステップＳ
１１３）。ステップＳ１１３において、上記した識別フ
ラグがセットされていない場合は、処理を終了する。
【００２８】ステップＳ１１３において、上記した識別
フラグがセットされている場合は、２度のカウンタ値が
示す周期開始時刻と周期終了時刻の差を測定し腕振り周
期とする（ステップ１１４）。腕振り周期計測処理は、
腕振りの周期より充分短い間隔で行う。腕振り周期計測
処理のスタートは、ハードウェアタイマーによる割り込
みでもソフトウェアタイマーによる起動でもよい。
フラグがセットされている場合は、２度のカウンタ値が
示す周期開始時刻と周期終了時刻の差を測定し腕振り周
期とする（ステップ１１４）。腕振り周期計測処理は、
腕振りの周期より充分短い間隔で行う。腕振り周期計測
処理のスタートは、ハードウェアタイマーによる割り込
みでもソフトウェアタイマーによる起動でもよい。
【００２９】よって、以上に説明した実施の形態に係る
携帯型距離・速度計によれば、ＧＰＳ受信機２２におい
て得られたＧＰＳ電波に基づいて、ユーザの移動距離お
よび平均移動速度を演算するとともに、体動検出センサ
２３によって検出される腕振り周期に応じて、測位デー
タを取得するためのサンプリング周期の変更を行うの
で、腕振り周期とサンプリング周期とが略等しくなるこ
とによって平均移動速度に誤差が含まれることが低減さ
れ、移動速度の平均化による効果を十分に得ることがで
き、ユーザに対して、真の移動速度により近似した平均
移動速度を提示することができる。
携帯型距離・速度計によれば、ＧＰＳ受信機２２におい
て得られたＧＰＳ電波に基づいて、ユーザの移動距離お
よび平均移動速度を演算するとともに、体動検出センサ
２３によって検出される腕振り周期に応じて、測位デー
タを取得するためのサンプリング周期の変更を行うの
で、腕振り周期とサンプリング周期とが略等しくなるこ
とによって平均移動速度に誤差が含まれることが低減さ
れ、移動速度の平均化による効果を十分に得ることがで
き、ユーザに対して、真の移動速度により近似した平均
移動速度を提示することができる。
【００３０】なお、実施の形態に係る携帯型距離・速度
計は、特にマラソンランナーが走行練習を行う際の距離
・速度計として使用するのに最適である。よって、入力
スイッチ３２のラップ入力等による移動速度および移動
距離の計測を行うようにすることもできる。
計は、特にマラソンランナーが走行練習を行う際の距離
・速度計として使用するのに最適である。よって、入力
スイッチ３２のラップ入力等による移動速度および移動
距離の計測を行うようにすることもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る携
帯型距離・速度計によれば、ＧＰＳ受信機において所定
のサンプリング周期で取得された測位データに基づい
て、ユーザの移動距離および平均移動速度を演算すると
ともに、移動検出手段によってユーザの移動を検出し、
その検出結果に応じてＧＰＳ受信機のサンプリング周期
を最適な値に変更するので、例えば、移動検出手段によ
って腕振りを検出し、その腕振り周期に応じて、上記し
たサンプリング周期の変更を行うことで、腕振り周期と
サンプリング周期とが略等しくなることによって生じる
平均移動速度の誤差を低減することができ、移動速度の
平均化による効果を十分に得ることができるとともに、
ユーザに対して、より正確な平均移動速度を提示するこ
とができる。
帯型距離・速度計によれば、ＧＰＳ受信機において所定
のサンプリング周期で取得された測位データに基づい
て、ユーザの移動距離および平均移動速度を演算すると
ともに、移動検出手段によってユーザの移動を検出し、
その検出結果に応じてＧＰＳ受信機のサンプリング周期
を最適な値に変更するので、例えば、移動検出手段によ
って腕振りを検出し、その腕振り周期に応じて、上記し
たサンプリング周期の変更を行うことで、腕振り周期と
サンプリング周期とが略等しくなることによって生じる
平均移動速度の誤差を低減することができ、移動速度の
平均化による効果を十分に得ることができるとともに、
ユーザに対して、より正確な平均移動速度を提示するこ
とができる。
【図１】本発明に係る携帯型距離・速度計の原理図であ
る。
る。
【図２】実施の形態に係る携帯型距離・速度計の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る携帯型距離計または携帯型距
離・速度計の動作を示すフローチャートである。
離・速度計の動作を示すフローチャートである。
【図４】腕振り周期計測処理を示すフローチャートであ
る。
る。
【図５】従来のＧＰＳ受信機の概略構成を示す図であ
る。
る。
【図６】腕振り振幅と測位データのサンプリング周期と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
１０，２２ ＧＰＳ受信機 １１ 移動検出手段 １２ サンプリング周期変更手段 １３ 移動速度演算手段 １４ 移動距離演算手段 １５ 計時手段 １６ 平均移動速度演算手段 ２０ 衛星 ２１ ＣＰＵ ２３ 体動検出センサ ２４ ＡＭＰ ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ 入力スイッチ ２７ ＯＳＣ ２８ ＲＡＭ ２９ ＲＯＭ ３０ ＬＣＤ駆動回路 ３１ 表示パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−325736（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−132786（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−118506（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−325862（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−314133（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−197662（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−13255（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 21/00 G01C 21/10 G01S 5/14 G04G 1/00 314
Claims (5)
- 【請求項１】 ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を
受信し、受信したＧＰＳ電波から所定のサンプリング周
期で測位データを取得するＧＰＳ受信機と、 前記測位データに基づいてユーザの移動速度を演算する
移動速度演算手段と、 前記移動速度におけるユーザの移動時間を計時する計時
手段と、 前記移動速度演算手段により求められた移動速度と前記
計時手段により計時された移動時間とに基づいて、ユー
ザの移動距離を求める移動距離演算手段と、 前記移動速度演算手段で演算された移動速度に基づいて
ユーザの平均移動速度を演算する平均移動速度演算手段
と、 ユーザの歩行または走行による移動動作を検出し、前記
移動動作の周期を算出する計測手段と、 前記移動動作の周期と前記所定のサンプリング周期が一
致しないように サンプリング周期を変更するサンプリン
グ周期変更手段と、 を備えることを特徴とする携帯型距離・速度計。 - 【請求項２】 前記計測手段は、ユーザの腕振りを検出
して腕振り周期を計測する腕振り周期計測手段であっ
て、 前記サンプリング周期変更手段が、前記腕振り周期計測
手段で求められた腕振り周期と前記所定のサンプリング
周期が一致しないように、サンプリング周期を変更する
ことを特徴とする 請求項１に記載の携帯型距離・速度
計。 - 【請求項３】 前記腕振り周期計測手段は、ユーザの腕
振りを検出し、その検出結果に応じた移動信号を出力す
る移動検出手段と、前記移動信号に基づいて腕振り周期
を算出する演算手段と、を備えることを特徴とする請求
項２に記載の携帯型距離・速度計。 - 【請求項４】 ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を
受信し、受信したＧＰＳ電波から所定のサンプリング周
期で測位データを取得するＧＰＳ受信機と、 前記測位データに基づいてユーザの移動速度を演算する
移動速度演算手段と、 前記移動速度におけるユーザの移動時間を計時する計時
手段と、 前記移動速度演算手段で演算された移動速度と前記計時
手段で計時された移動時間とに基づいてユーザの移動距
離を演算する移動距離演算手段と、 前記移動速度演算手段において演算された移動速度に基
づいてユーザの平均移動速度を演算する平均移動速度演
算手段と、 ユーザの腕振りを検出し、その検出結果を移動信号とし
て出力する移動検出手段と、 前記移動信号に基づいて腕振り周期を演算し、前記腕振
り周期と前記所定のサンプリング周期が一致しないよう
にサンプリング周期を変更するサンプリング周期変更手
段と、 を備えることを特徴とする携帯型距離・速度計。 - 【請求項５】 前記サンプリング周期変更手段は、前記
腕振り周期が前記所定のサンプリングと略等しい場合
に、あるいは、前記腕振り周期の整数倍が前記所定のサ
ンプリングと略等しい場合に、前記腕振り周期よりも数
十％大きな値にサンプリング周期を変更することを特徴
とする請求項２または４に記載の携帯型距離・速度計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10456599A JP3167693B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 携帯型距離・速度計 |
| US09/546,773 US6285314B1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-11 | Portable GPS type distance/speed meter capable of changing sampling period of GPS signal in response to arm swinging period |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10456599A JP3167693B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 携帯型距離・速度計 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292199A JP2000292199A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3167693B2 true JP3167693B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=14383986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10456599A Expired - Lifetime JP3167693B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 携帯型距離・速度計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6285314B1 (ja) |
| JP (1) | JP3167693B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2000193482A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-07-14 | Seiko Instruments Inc | 携帯型ｇｐｓ速度・距離計 |
| US6736759B1 (en) * | 1999-11-09 | 2004-05-18 | Paragon Solutions, Llc | Exercise monitoring system and methods |
| US7403972B1 (en) | 2002-04-24 | 2008-07-22 | Ip Venture, Inc. | Method and system for enhanced messaging |
| US7218938B1 (en) | 2002-04-24 | 2007-05-15 | Chung Lau | Methods and apparatus to analyze and present location information |
| US7366522B2 (en) | 2000-02-28 | 2008-04-29 | Thomas C Douglass | Method and system for location tracking |
| US7212829B1 (en) | 2000-02-28 | 2007-05-01 | Chung Lau | Method and system for providing shipment tracking and notifications |
| US20020110200A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-08-15 | Intel Corporation | Method for quadrature phase decoding allowing for skipped states |
| AU2002255568B8 (en) | 2001-02-20 | 2014-01-09 | Adidas Ag | Modular personal network systems and methods |
| US6392591B1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-05-21 | Evermore Technology, Inc. | Global positioning system |
| US9049571B2 (en) | 2002-04-24 | 2015-06-02 | Ipventure, Inc. | Method and system for enhanced messaging |
| US9182238B2 (en) | 2002-04-24 | 2015-11-10 | Ipventure, Inc. | Method and apparatus for intelligent acquisition of position information |
| US6976937B2 (en) * | 2004-03-03 | 2005-12-20 | Yu-Yu Chen | Integrated exercise detection device employing satellite positioning signal and exercise signal |
| JP4476687B2 (ja) * | 2004-05-07 | 2010-06-09 | 株式会社ナビタイムジャパン | 携帯ナビゲーション端末および地図表示方法ならびにプログラム |
| US7254516B2 (en) | 2004-12-17 | 2007-08-07 | Nike, Inc. | Multi-sensor monitoring of athletic performance |
| TWI260176B (en) * | 2005-03-04 | 2006-08-11 | Benq Corp | A mobile positioning unit and positioning method |
| KR100764654B1 (ko) * | 2006-07-12 | 2007-10-08 | 삼성전자주식회사 | 이동통신시스템에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및방법 |
| GB2465580A (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-26 | Symbian Software Ltd | Mobile device arranged to operate in a plurality of modes |
| US9940682B2 (en) | 2010-08-11 | 2018-04-10 | Nike, Inc. | Athletic activity user experience and environment |
| KR101196532B1 (ko) * | 2010-12-27 | 2012-11-01 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선단말기 위치측정방법 |
| US9041600B2 (en) * | 2011-02-08 | 2015-05-26 | Cambridge Silicon Radio Limited | Use of GPS to detect repetitive motion |
| US20130328726A1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Qualcomm Incorporated | Oscillating mobile device position determination |
| US10126427B2 (en) | 2014-08-20 | 2018-11-13 | Polar Electro Oy | Estimating local motion of physical exercise |
| US10921342B2 (en) * | 2015-03-20 | 2021-02-16 | Qualcomm Incorporated | Arm swing compensation techniques |
| JP6511924B2 (ja) * | 2015-04-07 | 2019-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | 測位方法、電子機器 |
| US11899552B2 (en) * | 2019-05-09 | 2024-02-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Estimation device, estimation method and estimation program |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6122960A (en) * | 1995-12-12 | 2000-09-26 | Acceleron Technologies, Llc. | System and method for measuring movement of objects |
| JP3256472B2 (ja) | 1996-09-11 | 2002-02-12 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | Ｇｐｓ受信装置 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP10456599A patent/JP3167693B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-11 US US09/546,773 patent/US6285314B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6285314B1 (en) | 2001-09-04 |
| JP2000292199A (ja) | 2000-10-20 |
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