JP5098919B2 - Moving direction calculating device, moving direction calculating program, and moving direction calculating method - Google Patents

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Description

この発明は、歩行体に装着して歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法に関する。   The present invention relates to a movement direction calculation device, a movement direction calculation program, and a movement direction calculation method that are attached to a walking body and calculate the movement direction of the walking body.

従来より、GPS信号などの外部からの測定信号を使用することなく自律的に歩行体自身の体の移動方向を算出する技術は多数提供されている。移動方向を検出するには、通常、磁気センサおよびジャイロセンサを利用し、それぞれのセンサから得られる情報を使用して体の向きを検出し、その体の向きに対して進んでいる、もしくは、あらかじめ設定した方向に進むとして人が移動する方向を算出していた。   Conventionally, many techniques for autonomously calculating the moving direction of a walking body without using a measurement signal from the outside such as a GPS signal have been provided. In order to detect the direction of movement, usually using a magnetic sensor and a gyro sensor, the direction of the body is detected using information obtained from each sensor, and the direction of the body is advanced, or The direction in which a person moves is calculated as proceeding in a preset direction.

具体的には、たとえば、X軸、Y軸およびZ軸の加速度センサを用いてZ軸加速度の正の値のピークから負の値のピークの間で、X軸とY軸の加速度の合成値を求め、この合成値が正の値のピークの時のX軸とY軸の加速度から移動角度や移動方向を求める技術が開示されている(たとえば、下記特許文献1,2参照。)。   Specifically, for example, a combined value of the acceleration of the X axis and the Y axis between the positive value peak and the negative value peak of the Z axis acceleration using the X axis, Y axis and Z axis acceleration sensors. And a technique for obtaining a movement angle and a movement direction from the X-axis and Y-axis acceleration when the composite value is a positive peak is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2 below).

特開2003−302419号公報JP 2003-302419 A 特開2007−325722号公報JP 2007-325722 A

しかしながら、上述したような従来の移動方向を判別する技術では、歩行者(歩行体)が忍び足のように、加速度変化が非常に小さい歩き方をした場合にはピークの検出が困難になり、結果として移動方向の判別精度が悪くなってしまうという問題があった。同様に、歩行者が横方向の移動、いわゆるカニ歩きによって移動する場合にも、同様の理由によって移動方向の判別精度が悪くなってしまう問題があった。   However, in the conventional technology for determining the moving direction as described above, it is difficult to detect a peak when a pedestrian (walking body) walks with very little acceleration change like a sneaky foot. As a result, there is a problem that the accuracy of determining the moving direction is degraded. Similarly, when the pedestrian moves in a lateral direction, that is, a so-called crab walk, there is a problem that the accuracy of determining the moving direction is deteriorated for the same reason.

また、上述した特殊な歩行は、たとえば、犯罪者が立て篭もっている建屋内で、鎮圧用の要員が配置位置に向かう際などの実行が想定される。しかしながら、上述のような場合、建屋内など、GPSなどで位置確認ができない場所である可能性が高く、位置把握が困難な上に、装置構成が複雑になったり、装置サイズが形態に適さなくなってしまう場合という問題があった。   In addition, the above-described special walking is assumed to be performed, for example, in a building where a criminal is standing up and when a suppression person heads for the arrangement position. However, in the case described above, there is a high possibility that the location cannot be confirmed by GPS, such as in a building, and it is difficult to grasp the position, and the configuration of the device is complicated and the size of the device is not suitable for the form. There was a problem that it would.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、歩行体が特殊な歩き方をした場合であっても、高精度に歩行体の移動方向を算出可能な移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems caused by the prior art, the present invention provides a moving direction calculation device and a moving direction capable of calculating the moving direction of the walking body with high accuracy even when the walking body has a special way of walking. It is an object to provide a calculation program and a moving direction calculation method.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法は、歩行体に装着された加速度センサに装着された加速度センサからの出力を受け付けるコンピュータが、前記歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する処理と、検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出する処理と、算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向の移動方向を判別する処理と、判別された方向を出力する処理と、を含むことを要件とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the movement direction calculation device, the movement direction calculation program, and the movement direction calculation method include a computer that receives an output from an acceleration sensor attached to an acceleration sensor attached to a walking body. Is a three-axis direction of an X axis that is the front direction of the walking body, a Y axis that is a right and left direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and a Z axis that is a vertical direction of the walking body The correlation between the detected X-axis acceleration, the detected X-axis acceleration and the Z-axis acceleration, and the correlation between the Y-axis acceleration and the Z-axis acceleration. When the calculated XZ cross spectrum or the maximum value of the calculated YZ cross spectrum exceeds a threshold value, the XZ cross spectrum is calculated. Including a process of determining a moving direction of the moving direction of the walking body according to a comparison result of the maximum value of the spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum, and a process of outputting the determined direction. As a requirement.

この移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法によれば、3軸の加速度を検出して、XZクロススペクトルおよびYZクロススペクトルを算出することによって、Z軸方向(上下移動)の加速度の変化とX軸方向の加速度(前後移動)との相関性や、Z軸方向(上下移動)の加速度の変化とY軸方向の加速度(左右移動)との相関性を求めることができる。したがって、上下移動と前後移動または左右移動とが連動した場合にのみ、歩行体の移動をあらわす情報として利用される。   According to this movement direction calculation device, movement direction calculation program, and movement direction calculation method, acceleration in the Z axis direction (up and down movement) is detected by detecting triaxial acceleration and calculating an XZ cross spectrum and a YZ cross spectrum. And a correlation between an acceleration change in the X-axis direction (backward movement) and a change in an acceleration in the Z-axis direction (vertical movement) and an acceleration in the Y-axis direction (left-right movement) can be obtained. Therefore, it is used as information representing the movement of the walking body only when the vertical movement and the front-back movement or the left-right movement are linked.

この移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法によれば、歩行体が特殊な歩き方をした場合であっても、高精度に歩行体の移動方向算出を実現することができるという効果を奏する。   According to the movement direction calculation device, the movement direction calculation program, and the movement direction calculation method, it is possible to realize the movement direction calculation of the walking body with high accuracy even when the walking body has a special way of walking. There is an effect.

以下に添付図面を参照して、この移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。この移動方向算出装置、移動方向算出プログラムおよび移動方向算出方法では、人間をはじめとする二足歩行をおこなう歩行体の歩行に特有な上下方向と相関性のある前後移動または左右移動を検出するため、X,Y,Zの3軸方向の加速度からZ軸方向とのクロススペクトルを算出し、クロススペクトルが最大となる方向を移動方向として判別するため、誤判別のない高精度な移動方向判別を実現することができる。   Exemplary embodiments of a moving direction calculating device, a moving direction calculating program, and a moving direction calculating method will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this movement direction calculation device, movement direction calculation program, and movement direction calculation method, in order to detect a back-and-forth movement or a right-and-left movement that correlates with the vertical direction peculiar to walking of a walking body that performs biped walking including humans Since the cross spectrum with the Z-axis direction is calculated from the accelerations in the three-axis directions of X, Y, and Z, and the direction in which the cross spectrum is maximum is determined as the movement direction, highly accurate movement direction determination without erroneous determination is performed. Can be realized.

(移動方向算出処理の概要)
まず、本実施の形態にかかる移動方向算出処理の概要について説明する。図1−1は、移動方向算出処理の概要を示す説明図である。図1−1のように、本実施の形態では、歩行体100に移動方向算出装置110を装着させる。移動方向算出装置110は、検出部111と、クロススペクトル算出部112と、判別部113と、出力部114と、を含んでいる。
(Overview of moving direction calculation process)
First, an outline of the movement direction calculation process according to the present embodiment will be described. FIG. 1-1 is an explanatory diagram illustrating an outline of a moving direction calculation process. As illustrated in FIG. 1A, in this embodiment, the walking direction calculation device 110 is attached to the walking body 100. The moving direction calculation device 110 includes a detection unit 111, a cross spectrum calculation unit 112, a determination unit 113, and an output unit 114.

検出部111は、図1−1に示したように、歩行体100の正面方向となるX軸と、正面方向に対して直角に交わる歩行体100の左右方向となるY軸と、歩行体100の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する。なお、本実施の形態では、便宜上図1−1に示した方向にX、Y、Zの名称を付けて説明するが、これら3方向の加速度を検出することができれば、特に名称は限定されない。   As illustrated in FIG. 1A, the detection unit 111 includes an X-axis that is the front direction of the walking body 100, a Y-axis that is the left-right direction of the walking body 100 that intersects at right angles to the front direction, and the walking body 100. The acceleration in the three-axis direction with respect to the Z-axis, which is the vertical direction, is detected. In the present embodiment, the names X, Y, and Z are given in the directions shown in FIG. 1-1 for convenience, but the names are not particularly limited as long as the accelerations in these three directions can be detected.

クロススペクトル算出部112は、検出部111によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルを算出する。同時にクロススペクトル算出部112は、検出部111によって検出されたY軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルも併せて算出する。クロススペクトル算出部112によって算出されたXZクロススペクトルと、YZクロススペクトルとは、判別部113へ出力される。   The cross spectrum calculation unit 112 calculates an XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X axis direction detected by the detection unit 111 and the acceleration in the Z axis direction. At the same time, the cross spectrum calculation unit 112 also calculates a YZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y axis direction detected by the detection unit 111 and the acceleration in the Z axis direction. The XZ cross spectrum and YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculation unit 112 are output to the determination unit 113.

判別部113は、クロススペクトル算出部112によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値があらかじめ設定したしきい値以上(いずれか一方がしきい値以上となればよい)となった場合に、歩行体100が歩行していると判断し、移動方向を判別する処理を開始する。いずれかのクロススペクトルの最大値がしきい値に満たない場合には、歩行していないと判断され、停止中である旨を出力し待機状態となる。   When the maximum value of the XZ cross spectrum or the YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculation unit 112 is equal to or greater than a preset threshold value (either one needs to be equal to or greater than the threshold value) In addition, it is determined that the walking body 100 is walking, and processing for determining the moving direction is started. When the maximum value of any cross spectrum is less than the threshold value, it is determined that the user is not walking, and a stop state is output and a standby state is entered.

判別部113は、XZクロススペクトルの最大値とYZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて歩行体100の移動方向を判別する。そこで、判別部113は、まず、移動体100が前後方向に移動しているか、左右方向に移動しているかを判別する。具体的に説明すると、判別部113は、XZクロススペクトルの最大値とYZクロススペクトルの最大値との大小を比較する。この比較によって、XZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、歩行体100は前後方向に移動していると判別され、YZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、歩行体100は左右方向に移動していると判別される。   The discriminating unit 113 discriminates the moving direction of the walking body 100 according to the comparison result between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum. Therefore, the determination unit 113 first determines whether the moving body 100 is moving in the front-rear direction or the left-right direction. Specifically, the determination unit 113 compares the maximum value of the XZ cross spectrum with the maximum value of the YZ cross spectrum. When it is determined by this comparison that the maximum value of the XZ cross spectrum is large, it is determined that the walking body 100 is moving in the front-rear direction, and when it is determined that the maximum value of the YZ cross spectrum is large, the walking body 100 is determined. Is determined to be moving in the left-right direction.

判別部113は、前後方向に移動しているか、左右方向に移動しているかが判別されると、さらに、前後いずれか、または、左右いずれかに移動しているかを判別する処理に移行する。歩行体100が前後方向に移動していると判別された場合、判別部113は、XZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、歩行体100が前方向に移動していると判別し、収まらなければ、歩行体100が後ろ方向に移動していると判別する。   When it is determined whether the determination unit 113 is moving in the front-rear direction or the left-right direction, the determination unit 113 further proceeds to a process of determining whether it is moving in the front-rear direction or the left-right direction. When it is determined that the walking body 100 is moving in the front-rear direction, the determination unit 113 determines that the phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the maximum value of the XZ cross spectrum falls within −90 ° to 90 °. It is determined that the walking body 100 is moving in the forward direction, and if it does not fit, it is determined that the walking body 100 is moving in the backward direction.

一方、歩行体100が左右方向に移動していると判別された場合、判別部113は、YZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、歩行体130が右方向に移動していると判別し、収まらなければ、歩行体100が左方向に移動していると判別する。   On the other hand, when it is determined that the walking body 100 is moving in the left-right direction, the determination unit 113 causes the phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the maximum value of the YZ cross spectrum to be −90 ° to 90 °. If it is within the range, it is determined that the walking body 130 is moving in the right direction. If it is not within the range, it is determined that the walking body 100 is moving in the left direction.

ここで、図1−2は、クロススペクトルの位相差と移動方向との関係を示す説明図である。図1−2の単位円120は、XZクロススペクトルの実部と虚部から算出される位相差と移動方向との関係を示している。したがって、単位円120に示したように位相差が−90°〜90°の値となれば前方向に移動していると判別され、91°〜180°または−91°〜−179°の値となれば、後ろ方向に移動していると判別される。同様に、単位円130は、YZクロススペクトルの実部と虚部から算出される位相差と移動方向との関係を示している。したがって、単位円130に示したように位相差が−90°〜90°の値となれば右方向に移動していると判別され、91°〜180°または−91°〜−179°の値となれば、左方向に移動していると判別される。なお、90°および270°近傍の値については、どのように判別するかを調整することもできる。たとえば、検出部111の検出傾向に応じて、−89°〜89°までを前進としてそれ以外の値の場合は後進と判別するように設定してもよい。   Here, FIG. 1-2 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the phase difference of the cross spectrum and the movement direction. A unit circle 120 in FIG. 1-2 represents the relationship between the phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the XZ cross spectrum and the moving direction. Therefore, as shown in the unit circle 120, if the phase difference has a value of −90 ° to 90 °, it is determined that the phase is moving in the forward direction, and a value of 91 ° to 180 ° or a value of −91 ° to −179 °. If it becomes, it will be discriminate | determined moving to back direction. Similarly, the unit circle 130 shows the relationship between the phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the YZ cross spectrum and the moving direction. Therefore, as shown in the unit circle 130, if the phase difference has a value of −90 ° to 90 °, it is determined that the movement is in the right direction, and a value of 91 ° to 180 ° or −91 ° to −179 °. If it becomes, it will be discriminate | determined moving to the left direction. Note that it is possible to adjust how the values near 90 ° and 270 ° are determined. For example, in accordance with the detection tendency of the detection unit 111, it may be set so that it is determined that the vehicle travels forward from -89 ° to 89 ° and the vehicle travels backward when the value is other than that.

また、判別部113には、駆け足判別機能部が備わっている。駆け足判別機能部は、歩行体100が駆け足で移動しているか否かを判別する。駆け足判別機能部によって歩行体100が駆け足で移動していると判別された場合には、移動体100の体が跳び上がるため、検出部111によって検出される移動方向の加速度が反転している状態にある。したがって、判別部113には、駆け足判別部によって駆け足と判別された場合に、移動方向として判別された方向を反対方向に補正する補正機能部が備えられている。   In addition, the determination unit 113 includes a rush determination function unit. The running foot discriminating function unit discriminates whether or not the walking body 100 is moving on a running foot. When it is determined that the walking body 100 is moving with a running foot by the running foot discrimination function unit, the body of the moving body 100 jumps up, so that the acceleration in the moving direction detected by the detection unit 111 is reversed. It is in. Therefore, the determination unit 113 is provided with a correction function unit that corrects the direction determined as the moving direction in the opposite direction when it is determined that the running is determined by the running determination unit.

なお、駆け足判別機能部としては、公知の駆け足判別機器を搭載してもよいし、検出部111によって検出された3軸の加速度を利用して判別してもよい。たとえば、所定の周期において、検出部111によって検出されたX軸方向の加速度またはY軸方向の加速度の最大値がしきい値以上であり、かつ、この最大値の周波数成分がしきい値以上であった場合、歩行体100は駆け足で移動していると判別するような構成が挙げられる。   In addition, as a run-up discrimination | determination function part, you may mount a well-known run-up discrimination apparatus, and you may discriminate | determine using the triaxial acceleration detected by the detection part 111. FIG. For example, in a predetermined cycle, the maximum value of the acceleration in the X axis direction or the acceleration in the Y axis direction detected by the detection unit 111 is equal to or greater than a threshold value, and the frequency component of the maximum value is equal to or greater than the threshold value. When there exists, the structure which discriminate | determines that the walking body 100 is moving with a rush is mentioned.

出力部114は、判別部113によって判別された歩行体100の移動方向を外部に出力する。また、判別部113によって駆け足中であると判別された場合には、補正機能部によって反対方向に補正された方向を出力する。なお、出力部114による出力先は任意に設定できる。たとえば、移動方向算出装置110に表示部(不図示)を取り付けて歩行体100自身に算出結果を表示してもよいし、通信I/F(インターフェース)を介して他の装置に送信してもよい。   The output unit 114 outputs the moving direction of the walking body 100 determined by the determination unit 113 to the outside. If the determination unit 113 determines that the vehicle is running, the direction corrected by the correction function unit in the opposite direction is output. The output destination by the output unit 114 can be arbitrarily set. For example, a display unit (not shown) may be attached to the movement direction calculation device 110 to display the calculation result on the walking body 100 itself, or may be transmitted to other devices via a communication I / F (interface). Good.

このように、本実施の形態では、移動体100について、3軸方向の加速度を検出し、この加速度からクロススペクトルを算出することによって、上下運動と連動した前後移動もしくは左右移動を判別することができる。したがって、歩行体100自らが駆動して移動している場合にのみ方向判別が実行されるため、歩行以外によって生じた移動や、加速度の変化を、歩行体100による歩行と誤って検出するような事態を防ぎ、高精度な移動方向検出が可能となる。また、Z軸方向の加速度の値が小さいため、従来検出が困難であった忍び足やカニ歩きなどの特殊な歩行についても、Z軸方向の加速度が小さくても、X軸方向もしくはY軸方向の移動との相関性が高ければ歩行として検出されるため、見落とすことなく移動方向を判別することができる。   As described above, in the present embodiment, it is possible to determine the back-and-forth movement or the right-and-left movement linked to the vertical movement by detecting the acceleration in the triaxial direction for the moving body 100 and calculating the cross spectrum from the acceleration. it can. Therefore, since the direction determination is performed only when the walking body 100 is driven and moved, a movement caused by other than walking or a change in acceleration is erroneously detected as walking by the walking body 100. The situation can be prevented and the moving direction can be detected with high accuracy. In addition, since the acceleration value in the Z-axis direction is small, special walking such as sneak foot and crab walking, which has been difficult to detect in the past, can be performed in the X-axis direction or the Y-axis direction even if the acceleration in the Z-axis direction is small. If the correlation with the movement is high, it is detected as walking, so that the moving direction can be determined without overlooking.

以下に、上述した本実施の形態にかかる移動方向算出処理を実現するための、具体的な構成例や処理手順について順番に説明する。   Hereinafter, specific configuration examples and processing procedures for realizing the movement direction calculation processing according to the present embodiment will be described in order.

(移動方向算出装置のハードウェア構成)
まず、本実施の形態にかかる移動方向算出装置のハードウェア構成について説明する。図2は、移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1−1にあらわしたように移動方向算出装置110は、たばこ箱サイズの小型装置である。また、移動方向算出装置110は、たとえば、PDA(Personal Digital Assistant)やPC(Personal Computer)などの既存の端末に以下で説明するハードウェア構成を追加したものでもよいし、専用の筐体からなる装置であってもよい。
(Hardware configuration of moving direction calculation device)
First, the hardware configuration of the moving direction calculation apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the moving direction calculation apparatus. As shown in FIG. 1-1, the moving direction calculation device 110 is a small device of a cigarette box size. Further, the moving direction calculation device 110 may be an existing terminal such as a PDA (Personal Digital Assistant) or a PC (Personal Computer) added with a hardware configuration described below, or includes a dedicated housing. It may be a device.

さらに移動方向算出装置110の内部は、CPU201と、ROM202と、RAM203と、HDD(ハードディスクドライブ)204と、HD(ハードディスク)205と、メモリドライブ206と、着脱可能な記録媒体としてリムーバブルメモリ207と、ディスプレイ208と、入力I/F(インターフェース)209と、各種センサ210と、ネットワークI/F211を備えている。また、各構成部はバス220によってそれぞれ接続されている。   Further, the movement direction calculation device 110 includes a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, an HDD (hard disk drive) 204, an HD (hard disk) 205, a memory drive 206, a removable memory 207 as a removable recording medium, A display 208, an input I / F (interface) 209, various sensors 210, and a network I / F 211 are provided. Each component is connected by a bus 220.

ここで、CPU201は、移動方向算出装置110の全体の制御を司る。ROM202は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。RAM203は、CPU201のワークエリアとして使用される。HDD204は、CPU201の制御にしたがってHD205に対するデータのリード/ライトを制御する。HD205は、HDD204の制御で書き込まれたデータを記憶する。   Here, the CPU 201 governs overall control of the movement direction calculation device 110. The ROM 202 stores a program such as a boot program. The RAM 203 is used as a work area for the CPU 201. The HDD 204 controls data read / write with respect to the HD 205 according to the control of the CPU 201. The HD 205 stores data written under the control of the HDD 204.

メモリドライブ206は、CPU201の制御にしたがってリムーバブルメモリ207に対するデータのリード/ライトを制御する。リムーバブルメモリ207は、メモリドライブ206の制御で書き込まれたデータを記憶したり、リムーバブルメモリ207に記憶されたデータをCPU201の制御に応じてメモリドライブ206に読み取らせたりする。   The memory drive 206 controls reading / writing of data with respect to the removable memory 207 according to the control of the CPU 201. The removable memory 207 stores data written under the control of the memory drive 206 or causes the memory drive 206 to read data stored in the removable memory 207 under the control of the CPU 201.

ディスプレイ208は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像によって移動方向算出結果に関するデータを表示する。このディスプレイ208は、たとえば、CRT、TFT液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。   The display 208 displays data related to the movement direction calculation result using a document, an image, as well as a cursor, icon, or tool box. As the display 208, for example, a CRT, a TFT liquid crystal display, a plasma display, or the like can be adopted.

入力I/F209は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。また、入力I/F209の入力手段は、タッチパネルやトラックボールなどのポインティングデバイスであってもよい。   The input I / F 209 includes keys for inputting characters, numbers, various instructions, and the like, and inputs data. Moreover, a touch panel type input pad or a numeric keypad may be used. The input unit of the input I / F 209 may be a pointing device such as a touch panel or a trackball.

各種センサ210は、移動方向を算出するための情報を測定するための異なる機能のセンサから構成されている。具体的には、歩行体100の歩行間隔を検出するための加速度センサと、歩行体100の移動方向を算出するための磁気センサとジャイロセンサとが搭載されている。なお、本実施の形態にかかる移動方向算出装置110の場合、加速度センサは必須の構成となるが、他のセンサは任意である。   The various sensors 210 are composed of sensors having different functions for measuring information for calculating the moving direction. Specifically, an acceleration sensor for detecting the walking interval of the walking body 100, and a magnetic sensor and a gyro sensor for calculating the moving direction of the walking body 100 are mounted. In the case of the moving direction calculation device 110 according to the present embodiment, the acceleration sensor is an essential configuration, but other sensors are optional.

ネットワークI/F211は、有線無線を問わずに通信回線212を通じてインターネットなどのネットワーク230に接続し、このネットワーク230を介して移動方向算出装置110を他の装置に接続させる。そして、ネットワークI/F211は、ネットワーク230と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。ネットワークI/F211には、たとえばモデムやLANアダプタなどを採用することができる。   The network I / F 211 connects to the network 230 such as the Internet through the communication line 212 regardless of wired wireless, and connects the movement direction calculation device 110 to other devices via the network 230. The network I / F 211 controls an internal interface with the network 230 and controls data input / output from an external device. As the network I / F 211, for example, a modem or a LAN adapter can be employed.

(移動方向算出装置の機能的構成)
つぎに、本実施の形態にかかる移動方向算出装置の機能的構成について説明する。図3は、移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。図3のように、移動方向算出装置110は、センサ部310と、演算処理部320と、記憶部330と、表示部340と、通信部350とから構成されている。
(Functional configuration of moving direction calculation device)
Next, a functional configuration of the moving direction calculation apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of the moving direction calculation apparatus. As illustrated in FIG. 3, the moving direction calculation device 110 includes a sensor unit 310, an arithmetic processing unit 320, a storage unit 330, a display unit 340, and a communication unit 350.

センサ部310は、加速度センサ311と、磁気センサ312と、ジャイロセンサ313との3種類のセンサを備えている。これらのセンサから歩行体100の移動に伴う動作内容を所定の間隔ごとに連続して検出する。このセンサ部310は、たとえば、図2にて説明した各種センサ210によって実現される。また、上述したように、加速度センサ311以外のセンサを搭載するかは任意である。   The sensor unit 310 includes three types of sensors: an acceleration sensor 311, a magnetic sensor 312, and a gyro sensor 313. From these sensors, the operation content accompanying the movement of the walking body 100 is continuously detected at predetermined intervals. The sensor unit 310 is realized by, for example, the various sensors 210 described with reference to FIG. Further, as described above, it is arbitrary whether a sensor other than the acceleration sensor 311 is mounted.

演算処理部320は、センサ部310から取得した検出値を用いて歩行体100の移動方向を算出する機能部である。この演算処理部320は、たとえば、図2にて説明したCPU201、ROM202およびRAM203によって実現される。   The arithmetic processing unit 320 is a functional unit that calculates the moving direction of the walking body 100 using the detection value acquired from the sensor unit 310. The arithmetic processing unit 320 is realized by, for example, the CPU 201, the ROM 202, and the RAM 203 described with reference to FIG.

記憶部330は、CPU201の制御に応じて所定の情報を保存する記憶領域である。この記憶部330に保存されている情報としては、入力情報331、出力情報332、演算処理に必要な設定パラメータ333、判定処理内容と判定基準が設定された判定テーブル334、演算処理に用いる演算アルゴリズム335がある。この記憶部330は、たとえば、図2にて説明したHDD204、HD205、メモリドライブ206およびリムーバブルメモリ207によって実現される。   The storage unit 330 is a storage area that stores predetermined information according to the control of the CPU 201. Information stored in the storage unit 330 includes input information 331, output information 332, setting parameters 333 necessary for calculation processing, a determination table 334 in which determination processing contents and determination criteria are set, and a calculation algorithm used for the calculation processing. There are 335. The storage unit 330 is implemented by, for example, the HDD 204, HD 205, memory drive 206, and removable memory 207 described with reference to FIG.

表示部340および通信部350は、演算処理部320によって演算された歩行体100の移動方向算出結果の出力手段として機能する。表示部340では、液晶ディスプレイなどの表示デバイスによって移動方向算出結果を歩行体100自身に報知することができる。また、通信部350は、移動方向算出結果を他の装置や所定のアドレスに送信することができるため、他者に対して歩行体100の移動方向を報知することができる。   The display unit 340 and the communication unit 350 function as an output unit that outputs the movement direction calculation result of the walking body 100 calculated by the calculation processing unit 320. The display unit 340 can notify the walking body 100 itself of the movement direction calculation result using a display device such as a liquid crystal display. Moreover, since the communication part 350 can transmit a moving direction calculation result to another apparatus and a predetermined address, it can alert | report the moving direction of the walking body 100 with respect to others.

なお、通信部350は、移動方向算出結果の他に、外部の装置との通信によって、演算処理部320における演算に必要な設定パラメータ333、判定テーブル334および演算アルゴリズム335を外部から取得することができる。この表示部340は、たとえば、図2のディスプレイ208によって実現される。また、通信部350は、たとえば、図2のネットワークI/F211によって実現される。   In addition to the movement direction calculation result, the communication unit 350 can acquire the setting parameter 333, the determination table 334, and the calculation algorithm 335 necessary for calculation in the calculation processing unit 320 from the outside through communication with an external device. it can. The display unit 340 is realized by, for example, the display 208 in FIG. Moreover, the communication part 350 is implement | achieved by network I / F211 of FIG. 2, for example.

(移動方向算出処理の手順)
つぎに、移動方向算出装置110における移動方向算出処理の手順について説明する。図4−1および図4−2は、移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図4−1に示した各処理は、検出部111によって検出した3軸方向の加速度から移動算出用の情報を算出する処理であり、言わば移動方向判別のための準備処理である。
(Movement direction calculation procedure)
Next, a procedure of movement direction calculation processing in the movement direction calculation apparatus 110 will be described. FIGS. 4A and 4B are flowcharts illustrating the procedure of the movement direction calculation process. Each process illustrated in FIG. 4A is a process for calculating movement calculation information from the accelerations in the three-axis directions detected by the detection unit 111, which is a preparation process for determining the movement direction.

図4−1のフローチャートにおいて、まず、所定の周期ごとに加速度センサ311からX,Y,Z軸の加速度を取得する(ステップS401)。所定の周期としては、歩行体100の一歩ごとの歩行間隔を一周期として設定すればよい。したがって、あらかじめ移動方向算出装置110を装着する歩行体100の歩行間隔を測定しておき、周期として設定してもよいし、平均的な歩行間隔(たとえば、2秒間隔)を初期値として設定しておいてもよい。   In the flowchart of FIG. 4A, first, X-, Y-, and Z-axis accelerations are acquired from the acceleration sensor 311 at predetermined intervals (step S401). As the predetermined cycle, the walking interval for each step of the walking body 100 may be set as one cycle. Therefore, the walking interval of the walking body 100 on which the moving direction calculation device 110 is mounted may be measured in advance and set as a cycle, or an average walking interval (for example, every 2 seconds) is set as an initial value. You may keep it.

つぎに、演算処理部320によって、取得した各軸の加速度の周波数成分を算出する(ステップS402)。ステップS402において、周波数成分を算出するには、検出した加速度に、たとえばFFT(Finite Fourier transform)などによって変換を施せばよい。具体例を挙げると、下記(1)〜(3)式のようにX,Y,Z軸方向の加速度にフーリエ変換を施し、虚数単位jを用いてあらわすことができる。   Next, the frequency component of the acquired acceleration of each axis is calculated by the arithmetic processing unit 320 (step S402). In step S402, in order to calculate the frequency component, the detected acceleration may be converted by, for example, FFT (Finite Fourier transform). As a specific example, the acceleration in the X, Y, and Z axis directions can be subjected to Fourier transformation as shown in the following formulas (1) to (3), and can be expressed using an imaginary unit j.

Figure 0005098919
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その後、演算処理部320は、ステップS402によって算出されたX軸とZ軸の加速度の周波数成分より、さらに、各加速度の相関性をあらわすXZクロススペクトルを算出する(ステップS403)。周波数成分の算出例として上記(1),(3)式を利用する場合、X軸方向の加速度とZ軸方向の加速度とのクロススペクトル(XZクロススペクトル)=SXZ(kΔf)は、下記(4)式のようになる。また、SXZ(kΔf)の複素共役関数F* X(kΔf)は、下記(5)式のようになる。したがって、XZクロススペクトルの実部SXZR(kΔf)は下記(6)式、XZクロススペクトルの虚部SXZJ(kΔf)は、下記(7)式のようになる。 After that, the arithmetic processing unit 320 further calculates an XZ cross spectrum representing the correlation between the accelerations from the frequency components of the X-axis and Z-axis accelerations calculated in step S402 (step S403). When the above equations (1) and (3) are used as an example of calculating the frequency component, the cross spectrum (XZ cross spectrum) = S XZ (kΔf) between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction is 4) It becomes like a formula. Further, the complex conjugate function F * X (kΔf) of S XZ (kΔf) is expressed by the following equation (5). Therefore, the real part S XZR (kΔf) of the XZ cross spectrum is expressed by the following formula (6), and the imaginary part S XZJ (kΔf) of the XZ cross spectrum is expressed by the following formula (7).

Figure 0005098919
Figure 0005098919

XZクロススペクトルが算出されると、つぎに、XZクロススペクトルの最大値XZmaxを算出する(ステップS404)。XZクロススペクトルの最大値XZmaxとは、すなわち、クロススペクトルSXZ(kΔf)が最大の時の振幅AXZである。したがって、下記(8)式によってクロススペクトルSXZ(kΔf)が最大の時の振幅AXZを算出すればよい。

Figure 0005098919
Once the XZ cross spectrum is calculated, the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is then calculated (step S404). The maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is the amplitude A XZ when the cross spectrum S XZ (kΔf) is maximum. Therefore, the amplitude A XZ when the cross spectrum S XZ (kΔf) is maximum may be calculated by the following equation (8).
Figure 0005098919

演算処理部320では、上述したステップS403およびS404の処理と並列して、クロススペクトルYZについての処理も実行されている。ステップS402によって算出されたY軸とZ軸の加速度の周波数成分より、さらに、各加速度の相関性をあらわすYZクロススペクトルを算出する(ステップS405)。周波数成分の算出例として上記(2),(3)式を利用する場合、Y軸方向の加速度とZ軸方向の加速度とのクロススペクトル(YZクロススペクトル)=SYZ(kΔf)は、下記(9)式のようになる。また、SYZ(kΔf)の複素共役関数F* Y(kΔf)は、下記(10)式のようになる。したがって、YZクロススペクトルの実部SYZR(kΔf)は下記(11)式、XZクロススペクトルの虚部SYZJ(kΔf)は、下記(12)式のようになる。 In the arithmetic processing unit 320, processing for the cross spectrum YZ is also executed in parallel with the processing of steps S403 and S404 described above. A YZ cross spectrum representing the correlation between the accelerations is further calculated from the frequency components of the Y-axis and Z-axis accelerations calculated in step S402 (step S405). When the above formulas (2) and (3) are used as an example of calculating the frequency component, the cross spectrum (YZ cross spectrum) = S YZ (kΔf) between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction is 9) It becomes like a formula. The complex conjugate function F * Y (kΔf) of S YZ (kΔf) is expressed by the following equation (10). Therefore, the real part S YZR (kΔf) of the YZ cross spectrum is expressed by the following formula (11), and the imaginary part S YZJ (kΔf) of the XZ cross spectrum is expressed by the following formula (12).

Figure 0005098919
Figure 0005098919

YZクロススペクトルが算出されると、つぎに、YZクロススペクトルの最大値YZmaxを算出する(ステップS406)。ここでも、ステップS404の演算と同様に、クロススペクトルSYZ(kΔf)が最大の時の振幅AYZを算出すればよい。したがって、下記(13)式によってクロススペクトルSYZ(kΔf)最大の時の振幅AYZとして算出された値が、YZクロススペクトルの最大値YZmaxとなる。 Once the YZ cross spectrum is calculated, the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is then calculated (step S406). Here, similarly to the calculation in step S404, the amplitude A YZ when the cross spectrum S YZ (kΔf) is maximum may be calculated. Therefore, the value calculated as the amplitude A YZ when the cross spectrum S YZ (kΔf) is maximum according to the following equation (13) is the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum.

Figure 0005098919
Figure 0005098919

そして、ステップS404によってXZクロススペクトルの最大値XZmaxが算出され、ステップS406によってYZクロススペクトルの最大値YZmaxが算出されたかを判断する(ステップS407)。ここで、双方の算出が終了するまで待ち(ステップS407:Noのループ)、算出が終了すると(ステップS407:Yes)、具体的に移動方向を判別するための処理(図4−2、ステップS408〜)に移行する。   Then, the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is calculated in step S404, and it is determined whether the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is calculated in step S406 (step S407). Here, the process waits until both calculations are completed (step S407: No loop). When the calculation is completed (step S407: Yes), a process for specifically determining the moving direction (FIG. 4-2, step S408). To).

続いて、図4−2の各処理について説明する。図4−2に示した各処理は、歩行体100が具体的にどのような方向に移動しているかを判別する処理である。まず、XZクロススペクトルの最大値XZmaxまたは、YZクロススペクトルの最大値YZmaxのいずれかが、しきい値より大きいか否かを判断する(ステップS408)。このステップS408の判断基準となるしきい値は、歩き方にかかわらず、歩行体100が移動する場合に発生する最低限の値を設定すればよい。   Next, each process in FIG. 4B will be described. Each process illustrated in FIG. 4B is a process of determining in which direction the walking body 100 is specifically moving. First, it is determined whether either the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum or the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is larger than the threshold value (step S408). The threshold value used as the determination criterion in step S408 may be set to a minimum value that occurs when the walking body 100 moves regardless of how to walk.

ここで、図5は、歩行時のXZクロススペクトル最大値の算出例を示す図表である。図表500のように、歩行体100の停止時と歩行時では、XZクロススペクトル最大値に大差がある。したがって、図表500のように、停止時の最大値の平均+誤差をしきい値と設定すればよい。   Here, FIG. 5 is a chart showing a calculation example of the XZ cross spectrum maximum value during walking. As shown in the chart 500, there is a large difference in the maximum XZ cross spectrum value when the walking body 100 is stopped and when walking. Therefore, as shown in the chart 500, the average of the maximum value at the time of stop + the error may be set as the threshold value.

図4−2に戻り、XZクロススペクトルの最大値XZmaxまたは、YZクロススペクトルの最大値YZmaxのいずれかが、しきい値より大きいと判断された場合(ステップS408:Yes)、つぎに、XZクロススペクトルの最大値XZmaxがYZクロススペクトルの最大値YZmaxよりも大きいか否かを判断する(ステップS409)。この判断によって、X軸方向とY軸方向のいずれの方向を考慮したクロススペクトルを移動方向の判別に利用するかが選択される。   Returning to FIG. 4B, when it is determined that either the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum or the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is larger than the threshold value (step S408: Yes), then, the XZ cross It is determined whether or not the maximum value XZmax of the spectrum is larger than the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum (step S409). Based on this determination, it is selected whether to use the cross spectrum considering the X-axis direction or the Y-axis direction to determine the moving direction.

ここで、図6は、前進行時のXZクロススペクトルとYZクロススペクトルとの最大値の算出例を示す図表である。算出された二つのクロススペクトルの最大値は、実際に移動している方向(前後または左右)の加速度がより大きく検出される。したがって、図表600のように、前進時には、XZクロススペクトルの最大値XZmaxが大きくなる。   Here, FIG. 6 is a chart showing a calculation example of the maximum values of the XZ cross spectrum and the YZ cross spectrum at the time of the previous progress. From the calculated maximum values of the two cross spectra, the acceleration in the direction of actual movement (front and rear or left and right) is detected to be larger. Therefore, as shown in the chart 600, the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum increases during advance.

したがって、XZクロススペクトルの最大値XZmaxがYZクロススペクトルの最大値YZmaxよりも大きいと判断された場合(ステップS409:Yes)、前後方向に移動していると判別され、XZクロススペクトルの最大値XZmaxがYZクロススペクトルの最大値YZmaxよりも大きくないと判断された場合(ステップS409:No)、左右方向に移動していると判別され、以下、判別結果に応じた処理に移行する。   Therefore, when it is determined that the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is larger than the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum (step S409: Yes), it is determined that the XZ cross spectrum is moving in the front-rear direction, and the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is determined. Is determined not to be larger than the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum (step S409: No), it is determined that the movement is in the left-right direction, and the process proceeds to the process according to the determination result.

図4−2に戻り、まず前後方向に移動していると判別された場合の処理について説明する。まず、XZクロススペクトルの最大値XZmaxにおける周波数成分の実部と虚部との位相差XZphaを算出する(ステップS410)。位相差XZphaを算出するには、下記(14)式を用いてクロススペクトルSXZ(kΔf)が最大の時の位相差ΘXZを算出すればよい。 Returning to FIG. 4B, first, a process when it is determined that the robot has moved in the front-rear direction will be described. First, the phase difference XZpha between the real part and the imaginary part of the frequency component in the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is calculated (step S410). In order to calculate the phase difference XZpha, the phase difference Θ XZ when the cross spectrum S XZ (kΔf) is maximum may be calculated using the following equation (14).

Figure 0005098919
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そして、図7は、前進時の位相差の算出例を示す図表である。また、図8は、後進時の位相差の算出例を示す図表である。図表700,800のように、歩行時の位相差は移動方向に応じて特定の値に収束する。具体的には、図1−2にて説明したように、−90°〜90°に収まれば前進、収まらなければ後進をあらわす。したがって、図4−2に戻り、つぎに、ステップS410によって算出された位相差XZphaが−90°〜90°の間に収まる角度であるか否かを判断する(ステップS411)。   FIG. 7 is a chart showing a calculation example of the phase difference at the time of forward movement. FIG. 8 is a chart showing an example of calculating the phase difference during reverse travel. As shown in the charts 700 and 800, the phase difference during walking converges to a specific value according to the moving direction. Specifically, as described with reference to FIG. 1B, when the angle is within −90 ° to 90 °, the vehicle moves forward, and when it does not, the vehicle moves backward. Therefore, returning to FIG. 4B, it is next determined whether or not the phase difference XZpha calculated in step S410 is an angle that falls between −90 ° and 90 ° (step S411).

位相差XZphaが−90°〜90°の間に収まる角度である場合(ステップS411:Yes)、歩行体100は、前進していると判別される(ステップS412)。また、位相差XZphaが−90°〜90°の間に収まらない角度である場合(ステップS411:No)、歩行体100は、後進していると判別される(ステップS413)。   When the phase difference XZpha is an angle that falls between −90 ° and 90 ° (step S411: Yes), it is determined that the walking body 100 is moving forward (step S412). If the phase difference XZpha is an angle that does not fall between −90 ° and 90 ° (step S411: No), it is determined that the walking body 100 is moving backward (step S413).

つぎに、左右方向に移動していると判別された場合の処理について説明する。図9は、右歩行時のXZクロススペクトルとYZクロススペクトルとの最大値の算出例を示す図表である。算出された二つのクロススペクトルの最大値は、実際に移動している方向(前後または左右)の加速度がより大きく検出される。したがって、図表900のように、左右移動時にはクロススペクトルの最大値XZmaxが大きくなる。そこで、つぎに、YZクロススペクトルの最大値YZmaxにおける周波数成分の実部と虚部との位相差YZphaを算出する(ステップS414)。位相差YZphaを算出するには、下記(15)式を用いてクロススペクトルSYZ(kΔf)が最大の時の位相差ΘYZを算出すればよい。 Next, a process when it is determined that the object has moved in the left-right direction will be described. FIG. 9 is a chart showing a calculation example of the maximum values of the XZ cross spectrum and the YZ cross spectrum during right walking. From the calculated maximum values of the two cross spectra, the acceleration in the direction of actual movement (front and rear or left and right) is detected to be larger. Therefore, as shown in the chart 900, the maximum value XZmax of the cross spectrum increases when moving left and right. Therefore, next, the phase difference YZpha between the real part and the imaginary part of the frequency component in the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is calculated (step S414). In order to calculate the phase difference YZpha, the phase difference Θ YZ when the cross spectrum S YZ (kΔf) is maximum may be calculated using the following equation (15).

Figure 0005098919
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そして、図10は、右歩行時の位相差の算出例を示す図表である。また、図11は、左歩行時の位相差の算出例を示す図表である。図表1000,1100のように、歩行時の位相差は移動方向に応じて特定の値に収束する。具体的には、図1−2にて説明したように、−90°〜90°に収まれば右歩行、収まらなければ左歩行をあらわす。したがって、図4−2に戻り、ステップS414によって算出された位相差YZphaが−90°〜90°の間に収まる角度であるか否かを判断する(ステップS415)。   FIG. 10 is a chart showing an example of calculating the phase difference during right walking. FIG. 11 is a chart showing an example of calculating the phase difference during left walking. As in the charts 1000 and 1100, the phase difference during walking converges to a specific value according to the moving direction. Specifically, as described with reference to FIG. 1-2, a right walk is indicated when the angle is within −90 ° to 90 °, and a left walk is indicated when the angle is not within the range. Accordingly, returning to FIG. 4B, it is determined whether or not the phase difference YZpha calculated in step S414 is within an angle between −90 ° and 90 ° (step S415).

位相差YZphaが−90°〜90°の間に収まる角度である場合(ステップS415:Yes)、歩行体100は、右歩行していると判別される(ステップS416)。また、位相差YZphaが−90°〜90°の間に収まらない角度である場合(ステップS415:No)、歩行体100は、左歩行していると判別される(ステップS417)。   When the phase difference YZpha is an angle that falls between −90 ° and 90 ° (step S415: Yes), the walking body 100 is determined to be walking right (step S416). If the phase difference YZpha is an angle that does not fall between −90 ° and 90 ° (step S415: No), it is determined that the walking body 100 is walking left (step S417).

つぎに、歩行体100が駆け足で歩行しているか否かを判別する(ステップS418)。ここで、図12は、駆け足時の位相差の算出例を示す図表である。図表1200には、前進時に算出したXZ位相差であるが、駆け足であったため、後進時のような値が算出されてしまっている。したがって、駆け足時には、算出値の狂いを補正する処理が必要となる。図4−2に戻り、ステップS418において、歩行体100が駆け足ではなく、通常の歩行をおこなっていると判別された場合(ステップS418:No)、ステップS412,S413,S416,S417における判別結果を歩行体100の移動方向として出力し(ステップS419)、そのまま、一連の処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the walking body 100 is walking on foot (step S418). Here, FIG. 12 is a chart showing a calculation example of the phase difference at the time of running. The chart 1200 shows the XZ phase difference calculated at the time of forward movement, but since it was a rush, the value at the time of backward movement has been calculated. Therefore, when running, it is necessary to correct the calculation value. Returning to FIG. 4-2, when it is determined in step S418 that the walking body 100 is not running and is walking normally (step S418: No), the determination results in steps S412, S413, S416, and S417 are displayed. It outputs as the moving direction of the walking body 100 (step S419), and a series of processes are complete | finished as it is.

一方、ステップS418において、歩行体100が駆け足歩行をおこなっていると判別された場合(ステップS418:Yes)、ステップS401において取得された加速度は実際の移動方向が反転した値となっているため、ステップS412,S413,S416,S417における判別結果を反転して、逆方向を歩行体100の移動方向として出力し(ステップS420)、そのまま、一連の処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step S418 that the walking body 100 is walking on the ground (step S418: Yes), the acceleration acquired in step S401 is a value obtained by inverting the actual movement direction. The discrimination results in steps S412, S413, S416, and S417 are reversed, and the reverse direction is output as the moving direction of the walking body 100 (step S420), and the series of processing ends.

また、ステップS408において、XZクロススペクトルの最大値XZmaxまたは、YZクロススペクトルの最大値YZmaxのいずれかが、しきい値に満たないと判断された場合(ステップS408:No)、歩行体100は、歩行状態ではないため、停止状態であると判断し(ステップS421)、ステップ419に移行して判断結果を出力させ、一連の処理を終了する。   If it is determined in step S408 that either the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum or the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum is less than the threshold value (step S408: No), the walking object 100 is Since it is not a walking state, it is determined that the vehicle is in a stopped state (step S421).

なお、上述した図4−2におけるしきい値設定や、位相差の判断基準は、加速度を検出する加速度センサ311(図3参照)の特性や歩行体100の歩行の動きの癖に応じて適宜調整してもよい。また、XZクロススペクトルの最大値XZmaxとYZクロススペクトルの最大値YZmaxとが等しくなった場合なども、動作結果などにフィードバックして前後または左右のいずれかの方向に移動していると判断するように設定しておけばよい。   Note that the threshold value setting and the phase difference determination criteria in FIG. 4-2 described above are appropriately set according to the characteristics of the acceleration sensor 311 (see FIG. 3) for detecting acceleration and the walking motion of the walking body 100. You may adjust. Further, when the maximum value XZmax of the XZ cross spectrum is equal to the maximum value YZmax of the YZ cross spectrum, it is determined that the movement is performed in the forward / backward or left / right direction by feeding back to the operation result or the like. Set it to.

以上説明したように、本実施の形態の移動方向算出装置110では、加速度センサ311は、外部から3軸の加速度のみを検出すればよく、検出後も、クロススペクトルに関する値を算出して比較すれば、移動方向を判別することができる。したがって、移動方向算出装置110に必須となるハードウェア構成も少なく、要求される処理能力も高くない。結果として、移動方向算出装置110にかかる処理負担を軽減させるという効果も併せもつことになる。また、歩行体100自らが駆動して移動している場合にのみ方向判別が実行されるため、歩行以外によって生じた移動や、加速度の変化を、歩行体100による歩行と誤って検出するような事態を防ぎ、高精度な移動方向検出を実現することができる。   As described above, in the moving direction calculation device 110 of the present embodiment, the acceleration sensor 311 only needs to detect the acceleration of the three axes from the outside, and even after the detection, the value related to the cross spectrum is calculated and compared. Thus, the moving direction can be determined. Therefore, the hardware configuration essential for the moving direction calculation apparatus 110 is small, and the required processing capability is not high. As a result, the processing load on the movement direction calculation device 110 can be reduced. In addition, since direction determination is executed only when the walking body 100 is driven and moved, a movement caused by other than walking or a change in acceleration is erroneously detected as walking by the walking body 100. A situation can be prevented and highly accurate movement direction detection can be realized.

また、図3にて説明した他のセンサ(磁気センサ312、ジャイロセンサ313)を用いて、移動体の位置情報が特定された場合には、移動方向の判別結果と対応付けて、東西南北のいずれに移動しているかを判別することもできる。   In addition, when the position information of the moving body is specified using the other sensors (magnetic sensor 312 and gyro sensor 313) described with reference to FIG. 3, it is associated with the determination result of the moving direction, It is also possible to determine which is moving.

なお、本実施の形態で説明した移動方向算出方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な媒体であってもよい。   The moving direction calculation method described in this embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The program may be a medium that can be distributed via a network such as the Internet.

また、本実施の形態で説明した移動方向算出装置110は、スタンダードセルやストラクチャードASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの特定用途向けIC(以下、単に「ASIC」と称す。)やFPGAなどのPLD(Programmable Logic Device)によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述した移動方向算出装置110の機能(111〜114)をHDL記述によって機能定義し、そのHDL記述を論理合成してASICやPLDに与えることにより、移動方向算出装置110を製造することができる。   Further, the moving direction calculation device 110 described in the present embodiment is a PLD (hereinafter simply referred to as “ASIC”) such as a standard cell or a structured specific integrated circuit (ASIC) (hereinafter simply referred to as “ASIC”) or a PLD (such as an FPGA). It can also be realized by Programmable Logic Device). Specifically, for example, the function (111 to 114) of the moving direction calculation device 110 described above is defined by HDL description, and the HDL description is logically synthesized and given to the ASIC or PLD, thereby moving direction calculation device 110. Can be manufactured.

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。   The following additional notes are disclosed with respect to the embodiment described above.

(付記1)歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出手段と、
前記クロススペクトル算出手段によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別手段と、
前記方向判別手段によって判別された方向を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
(Supplementary Note 1) Three axes: an X-axis that is the front direction of the walking body, a Y-axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and a Z-axis that is the vertical direction of the walking body Detecting means for detecting the acceleration in the direction;
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection means, and a YZ cross-spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. Cross spectrum calculation means for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculating means is equal to or greater than a threshold value. Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the walking body according to the result;
Output means for outputting the direction determined by the direction determination means;
A moving direction calculation device comprising:

(付記2)前記方向判別手段は、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小を比較して前記XZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、前記歩行体は前後方向に移動していると判別し、前記YZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、前記歩行体は左右方向に移動していると判別することを特徴とする付記1に記載の移動方向算出装置。 (Supplementary Note 2) When the direction discriminating means compares the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum and determines that the maximum value of the XZ cross spectrum is large, It is determined that is moving in the front-rear direction, and when it is determined that the maximum value of the YZ cross spectrum is large, it is determined that the walking body is moving in the left-right direction. Moving direction calculation device.

(付記3)前記方向判別手段は、前記歩行体が前後方向に移動していると判別された場合、前記XZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、前記歩行体は前方向に移動していると判別し、収まらなければ、前記歩行体は後ろ方向に移動していると判別することを特徴とする付記2に記載の移動方向算出装置。 (Supplementary Note 3) When it is determined that the walking body is moving in the front-rear direction, the direction determination unit has a phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the maximum value of the XZ cross spectrum of −90 °. The supplementary note 2 is characterized in that it is determined that the walking body is moving in the forward direction if it is within ~ 90 °, and that the walking body is moving in the backward direction if it is not within the range. Moving direction calculation device.

(付記4)前記方向判別手段は、前記歩行体が左右方向に移動していると判別された場合、前記YZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、前記歩行体は前方向に移動していると判別し、収まらなければ、前記歩行体は後ろ方向に移動していると判別することを特徴とする付記2に記載の移動方向算出装置。 (Additional remark 4) When it is discriminate | determined that the said walking body is moving in the left-right direction, the said direction discrimination | determination means has a phase difference calculated from the real part and imaginary part of the maximum value of the said YZ cross spectrum -90 degrees. The supplementary note 2 is characterized in that it is determined that the walking body is moving in the forward direction if it is within ~ 90 °, and that the walking body is moving in the backward direction if it is not within the range. Moving direction calculation device.

(付記5)前記歩行体が駆け足で移動しているか否かを判別する駆け足判別手段と、
前記駆け足判別手段によって前記歩行体が駆け足で移動していると判別された場合に、前記方向判別手段によって移動方向として判別された方向を、反対方向に補正する補正手段と、を備え、
前記出力手段は、前記補正手段によって補正された方向を出力することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
(Additional remark 5) The run-up discrimination means which discriminate | determines whether the said walking body is moving by run-up,
Correction means for correcting the direction determined as the moving direction by the direction determining means in the opposite direction when the walking body is determined to be moving by the running distance determining means;
The movement direction calculation apparatus according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the output unit outputs the direction corrected by the correction unit.

(付記6)前記駆け足判別手段は、所定の周期において、前記検出手段によって検出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上かつ、当該最大値の周波数がしきい値以上であった場合、前記歩行体は駆け足で移動していると判別することを特徴とする付記5に記載の移動方向算出装置。 (Supplementary note 6) The running speed determination means is configured such that, in a predetermined cycle, the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum detected by the detection means is not less than a threshold value and the frequency of the maximum value is not less than the threshold value. If there is, the moving direction calculating device according to appendix 5, wherein it is determined that the walking body is moving on a rush.

(付記7)前記方向判別手段は、前記クロススペクトル算出手段によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値未満となった場合に、前記歩行体が停止状態と判別することを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。 (Additional remark 7) The said direction discrimination means discriminate | determines that the said walking body is a stop state, when the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum calculated by the said cross spectrum calculation means becomes less than a threshold value. The moving direction calculation device according to any one of appendices 1 to 6, characterized in that:

(付記8)歩行体に装着された加速度センサに装着された加速度センサからの出力を受け付けるコンピュータを、
前記歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出手段、
前記クロススペクトル算出手段によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別手段、
前記方向判別手段によって判別された方向を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
(Appendix 8) A computer for receiving an output from an acceleration sensor attached to an acceleration sensor attached to a walking body,
Acceleration in the three-axis direction of the X axis that is the front direction of the walking body, the Y axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and the Z axis that is the vertical direction of the walking body Detecting means for detecting
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection means, and a YZ cross-spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. Cross spectrum calculation means for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculating means is equal to or greater than a threshold value. Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the walking body according to the result,
Output means for outputting the direction determined by the direction determination means;
It is made to function as a moving direction calculation program characterized by the above-mentioned.

(付記9)歩行体に装着された加速度センサに装着された加速度センサからの出力を受け付ける装置が、
前記歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出工程と、
前記クロススペクトル算出工程によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別工程と、
前記方向判別工程によって判別された方向を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする移動方向算出方法。
(Supplementary note 9) A device that receives an output from an acceleration sensor attached to an acceleration sensor attached to a walking body,
Acceleration in the three-axis direction of the X axis that is the front direction of the walking body, the Y axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and the Z axis that is the vertical direction of the walking body A detection step for detecting
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection step, and a YZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. A cross spectrum calculation step for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or the YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculation step exceeds a threshold value A direction discriminating step for discriminating the moving direction of the walking body according to the result;
An output step for outputting the direction determined by the direction determination step;
The moving direction calculation method characterized by performing.

移動方向算出処理の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of a moving direction calculation process. クロススペクトルの位相差と移動方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the phase difference of a cross spectrum, and a moving direction. 移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a moving direction calculation apparatus. 移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of a moving direction calculation apparatus. 移動方向算出処理の手順を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows the procedure of a moving direction calculation process. 移動方向算出処理の手順を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows the procedure of a moving direction calculation process. 歩行時のXZクロススペクトル最大値の算出例を示す図表である。It is a chart which shows the example of calculation of the XZ cross spectrum maximum value at the time of walking. 前進行時のXZクロススペクトルとYZクロススペクトルとの最大値の算出例を示す図表である。It is a graph which shows the example of calculation of the maximum value of the XZ cross spectrum at the time of advancing, and a YZ cross spectrum. 前進時の位相差の算出例を示す図表である。It is a graph which shows the example of calculation of the phase difference at the time of advance. 後進時の位相差の算出例を示す図表である。It is a chart which shows the example of calculation of the phase difference at the time of reverse. 右歩行時のXZクロススペクトルとYZクロススペクトルとの最大値の算出例を示す図表である。It is a graph which shows the example of calculation of the maximum value of the XZ cross spectrum at the time of right walk, and a YZ cross spectrum. 右歩行時の位相差の算出例を示す図表である。It is a graph which shows the example of calculation of the phase difference at the time of right walk. 左歩行時の位相差の算出例を示す図表である。It is a graph which shows the example of calculation of the phase difference at the time of left walking. 駆け足時の位相差の算出例を示す図表である。It is a chart which shows the example of calculation of the phase difference at the time of running.

符号の説明Explanation of symbols

100 歩行体
110 移動方向算出装置
111 検出部
112 クロススペクトル算出部
113 判別部
114 出力部
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 HDD
205 HD
206 メモリドライブ
207 リムーバブルメモリ
208 ディスプレイ
209 入力I/F
210 各種センサ
211 ネットワークI/F
220 バス
230 ネットワーク(NET)
310 センサ部
311 加速度センサ
312 磁気センサ
313 ジャイロセンサ
320 演算処理部
330 記憶部
331 入力情報
332 出力情報
333 設定パラメータ
334 判定テーブル
335 演算アルゴリズム
340 表示部
350 通信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Walking body 110 Moving direction calculation apparatus 111 Detection part 112 Cross spectrum calculation part 113 Discriminating part 114 Output part 201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 HDD
205 HD
206 Memory Drive 207 Removable Memory 208 Display 209 Input I / F
210 Various sensors 211 Network I / F
220 Bus 230 Network (NET)
310 sensor unit 311 acceleration sensor 312 magnetic sensor 313 gyro sensor 320 arithmetic processing unit 330 storage unit 331 input information 332 output information 333 setting parameter 334 determination table 335 calculation algorithm 340 display unit 350 communication unit

Claims (7)

歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出手段と、
前記クロススペクトル算出手段によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別手段と、
前記方向判別手段によって判別された方向を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
The acceleration in the three-axis direction of the X-axis that is the front direction of the walking body, the Y-axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and the Z-axis that is the vertical direction of the walking body Detecting means for detecting;
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection means, and a YZ cross-spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. Cross spectrum calculation means for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculating means is equal to or greater than a threshold value. Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the walking body according to the result;
Output means for outputting the direction determined by the direction determination means;
A moving direction calculation device comprising:
前記方向判別手段は、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小を比較して前記XZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、前記歩行体は前後方向に移動していると判別し、前記YZクロススペクトルの最大値が大きいと判断された場合、前記歩行体は左右方向に移動していると判別することを特徴とする請求項1に記載の移動方向算出装置。   When the direction discriminating unit compares the maximum value of the XZ cross spectrum with the maximum value of the YZ cross spectrum and determines that the maximum value of the XZ cross spectrum is large, the walking body moves in the front-rear direction. 2. The moving direction according to claim 1, wherein it is determined that the walker is moving in the left-right direction when it is determined that the walker is moving and the maximum value of the YZ cross spectrum is determined to be large. Calculation device. 前記方向判別手段は、前記歩行体が前後方向に移動していると判別された場合、前記XZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、前記歩行体は前方向に移動していると判別し、収まらなければ、前記歩行体は後方向に移動していると判別することを特徴とする請求項2に記載の移動方向算出装置。   When it is determined that the walking body is moving in the front-rear direction, the direction determination unit has a phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the maximum value of the XZ cross spectrum between −90 ° and 90 °. 3. The moving direction calculation according to claim 2, wherein if it is settled, it is determined that the walking body is moving in the forward direction, and if it is not settled, it is determined that the walking body is moving in the backward direction. apparatus. 前記方向判別手段は、前記歩行体が左右方向に移動していると判別された場合、前記YZクロススペクトルの最大値の実部と虚部から算出される位相差が−90°〜90°に収まれば、前記歩行体は前方向に移動していると判別し、収まらなければ、前記歩行体は後方向に移動していると判別することを特徴とする請求項2に記載の移動方向算出装置。   When it is determined that the walking body is moving in the left-right direction, the direction determining means has a phase difference calculated from the real part and the imaginary part of the maximum value of the YZ cross spectrum between −90 ° and 90 °. 3. The moving direction calculation according to claim 2, wherein if it is settled, it is determined that the walking body is moving in the forward direction, and if it is not settled, it is determined that the walking body is moving in the backward direction. apparatus. 前記歩行体が駆け足で移動しているか否かを判別する駆け足判別手段と、
前記駆け足判別手段によって前記歩行体が駆け足で移動していると判別された場合に、前記方向判別手段によって移動方向として判別された方向を、反対方向に補正する補正手段と、を備え、
前記出力手段は、前記補正手段によって補正された方向を出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
Rushing determining means for determining whether or not the walking body is moving with rushing;
Correction means for correcting the direction determined as the moving direction by the direction determining means in the opposite direction when the walking body is determined to be moving by the running distance determining means;
The movement direction calculation apparatus according to claim 1, wherein the output unit outputs the direction corrected by the correction unit.
歩行体に装着された加速度センサに装着された加速度センサからの出力を受け付けるコンピュータを、
前記歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出手段、
前記クロススペクトル算出手段によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別手段、
前記方向判別手段によって判別された方向を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
A computer that receives the output from the acceleration sensor attached to the acceleration sensor attached to the walking body,
Acceleration in the three-axis direction of the X axis that is the front direction of the walking body, the Y axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and the Z axis that is the vertical direction of the walking body Detecting means for detecting
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection means, and a YZ cross-spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. Cross spectrum calculation means for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculating means is equal to or greater than a threshold value. Direction discriminating means for discriminating the moving direction of the walking body according to the result,
Output means for outputting the direction determined by the direction determination means;
It is made to function as a moving direction calculation program characterized by the above-mentioned.
歩行体に装着された加速度センサに装着された加速度センサからの出力を受け付ける装置が、
前記歩行体の正面方向となるX軸と、前記正面方向に対して直角に交わる当該歩行体の左右方向となるY軸と、当該歩行体の垂直方向となるZ軸との3軸方向の加速度を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出されたX軸方向の加速度とZ軸方向の加速度との相関性をあらわすXZクロススペクトルと、Y軸方向の加速度と前記Z軸方向の加速度との相関性をあらわすYZクロススペクトルとを算出するクロススペクトル算出工程と、
前記クロススペクトル算出工程によって算出されたXZクロススペクトルまたはYZクロススペクトルの最大値がしきい値以上となった場合に、前記XZクロススペクトルの最大値と前記YZクロススペクトルの最大値との大小の比較結果に応じて前記歩行体の移動方向を判別する方向判別工程と、
前記方向判別工程によって判別された方向を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とする移動方向算出方法。
A device that receives an output from an acceleration sensor attached to an acceleration sensor attached to a walking body,
Acceleration in the three-axis direction of the X axis that is the front direction of the walking body, the Y axis that is the left-right direction of the walking body that intersects at right angles to the front direction, and the Z axis that is the vertical direction of the walking body A detection step for detecting
An XZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction detected by the detection step, and a YZ cross spectrum representing the correlation between the acceleration in the Y-axis direction and the acceleration in the Z-axis direction. A cross spectrum calculation step for calculating
Comparison between the maximum value of the XZ cross spectrum and the maximum value of the YZ cross spectrum when the maximum value of the XZ cross spectrum or the YZ cross spectrum calculated by the cross spectrum calculation step exceeds a threshold value A direction discriminating step for discriminating the moving direction of the walking body according to the result;
An output step for outputting the direction determined by the direction determination step;
The moving direction calculation method characterized by performing.
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