JP5105492B2 - Mobile altitude measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、移動体に携帯される気圧センサからの計測結果と環境中の気圧センサからの計測結果を用いて、精度よく移動体の高度を計測する高度計測装置に関する。   The present invention relates to an altitude measuring apparatus that accurately measures the altitude of a moving body using a measurement result from an atmospheric pressure sensor carried by the moving body and a measurement result from an atmospheric pressure sensor in the environment.

移動体の高度を計測する技術は、建物内のように異なる高度で人が行動する環境において、人の位置をより正確に把握するために非常に重要である。   A technique for measuring the altitude of a moving object is very important in order to more accurately grasp the position of a person in an environment where people act at different altitudes such as in a building.

一般的に高度の計測手段として、GPS(Global Positioning System)がよく利用されている。しかし、GPSやGPSに基づく拡張技術による高度の計測結果は、見通し可能なGPS衛星の空間的な配置状況や、GPS電波が建物等に反射して、GPS受信機に到達するマルチパスといった要因により不安定となりやすいほか、屋内環境ではGPS電波の受信自体が困難である。   In general, GPS (Global Positioning System) is often used as an advanced measuring means. However, high-level measurement results using GPS and GPS-based extended technology are due to factors such as the spatial arrangement of observable GPS satellites and multipaths where GPS radio waves are reflected on buildings and reach the GPS receiver. In addition to being unstable, it is difficult to receive GPS radio waves in an indoor environment.

GPSに依存せず、より安定に高度を計測可能な手段として、気圧センサを用いた気圧高度計があげられる。気圧高度計では、気圧センサによって現在位置の気圧を計測し、その気圧と海面気圧、温度、湿度等の条件から測高公式により高度を推定する。その際、海面気圧には標準大気圧や天気図から得られる値を設定するが、それらの気圧を計測した地点の大気の状態と現在位置での大気の状態の違いによって推定高度に誤差を生じる。   A barometric altimeter using a barometric pressure sensor is a means that can measure altitude more stably without relying on GPS. In the barometric altimeter, the barometric pressure sensor measures the barometric pressure at the current position, and estimates the altitude from the barometric pressure and sea level pressure, temperature, humidity and other conditions using a height measurement formula. At that time, the standard atmospheric pressure and the value obtained from the weather map are set for the sea level pressure, but there is an error in the estimated altitude due to the difference between the atmospheric condition at the point where those atmospheric pressures were measured and the atmospheric condition at the current position. .

これらに関係する技術として、特許文献1、非特許文献1〜2が参照できる。特許文献1に記載の技術では、複数の位置で計測された気圧から現在位置での基準高度に対する気圧を推定し、その気圧と携帯端末に内蔵された気圧センサからの気圧の差を利用して、現在位置での高度を推定する計測処理を行う。   As technologies related to these, Patent Literature 1 and Non-Patent Literatures 1 and 2 can be referred to. In the technique described in Patent Document 1, the atmospheric pressure relative to the reference altitude at the current position is estimated from the atmospheric pressure measured at a plurality of positions, and the difference between the atmospheric pressure and the atmospheric pressure from the atmospheric pressure sensor built in the portable terminal is used. The measurement processing for estimating the altitude at the current position is performed.

この高度推定技術では、現在位置に適した基準高度に対する気圧を推定するため、高度計測の高精度化が期待できるが、現在位置での基準高度に対する気圧の推定誤差や各気圧センサ間のセンサオフセットの違い(気圧オフセット)から、屋内環境において人がどこのフロアにいるかを推定可能なほどの精度を実現することは困難である。   This altitude estimation technology estimates the atmospheric pressure relative to the reference altitude suitable for the current position, so it can be expected that the altitude measurement will be highly accurate. However, the estimation error of the atmospheric pressure relative to the reference altitude at the current position and the sensor offset between each atmospheric pressure sensor It is difficult to realize such an accuracy that it is possible to estimate where a person is in an indoor environment due to the difference (barometric offset).

非特許文献1の記載の技術では、システム動作開始時に、移動体が保持するGPS受信機と気圧センサを用いて、GPSで計測された高度に対する気圧を計測しておき、それ以降の高度を、GPSからの計測高度と、基準高度での気圧と気圧センサからの気圧の差から推定した高度とをカルマンフィルタにより統合及び推定する。外部の気圧センサを利用しないため気圧オフセットを考慮する必要がないが、大気の状態が変化すると推定高度に誤差が生じる。   In the technique described in Non-Patent Document 1, when the system operation starts, the atmospheric pressure relative to the altitude measured by GPS is measured using the GPS receiver and the atmospheric pressure sensor held by the moving object, The measured altitude from the GPS and the altitude estimated from the difference between the atmospheric pressure at the reference altitude and the atmospheric pressure from the atmospheric pressure sensor are integrated and estimated by the Kalman filter. It is not necessary to consider the atmospheric pressure offset because an external atmospheric pressure sensor is not used, but an error occurs in the estimated altitude when the atmospheric state changes.

また、非特許文献2の記載の技術では、足に取り付けたジャイロセンサと加速度センサからの計測データから、慣性航法の原理により歩行動作時の各ステップの相対移動ベクトルを推定し、累積的に高度を含めた3次元位置を推定している。このような計測方法で推定した高度には移動距離に比例した計測誤差が生じるため、その誤差を補正するための手段が別途必要となる。また、後述するように、本発明の移動体高度計測装置を構成するシステム要素として、非特許文献3〜8に記載の技術を用いる。   In the technique described in Non-Patent Document 2, the relative movement vector of each step during walking motion is estimated from the measurement data from the gyro sensor and acceleration sensor attached to the foot according to the principle of inertial navigation, The three-dimensional position including is estimated. A measurement error proportional to the moving distance occurs in the altitude estimated by such a measurement method, and thus means for correcting the error is separately required. As will be described later, the techniques described in Non-Patent Documents 3 to 8 are used as system elements constituting the mobile altitude measuring apparatus of the present invention.

特開2008−241467号公報JP 2008-241467 A

G. Schall, D.Wagner, G. Reitmayr, E. Taichmann, M. Wieser, D. Schmalstieg, and B. Hofmann-Wellenhof, "GlobalPose Estimation Using Multi-Sensor Fusion for Outdoor Augmented Reality",In. Proc. Int. Symposium on Mixed and Augmented Reality 2009 (ISMAR'09), 2009.G. Schall, D. Wagner, G. Reitmayr, E. Taichmann, M. Wieser, D. Schmalstieg, and B. Hofmann-Wellenhof, "GlobalPose Estimation Using Multi-Sensor Fusion for Outdoor Augmented Reality", In. Proc. Int Symposium on Mixed and Augmented Reality 2009 (ISMAR'09), 2009. E. Foxlin,"Pedestrian Tracking with Shoe-Mounted Inertial Sensors", IEEEComputer Graphics and Applications, vol. 25, no. 6, pp. 38-46, 2005.E. Foxlin, "Pedestrian Tracking with Shoe-Mounted Inertial Sensors", IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 25, no. 6, pp. 38-46, 2005. 坂井、惟村、新美、“気圧高度計による高度測定誤差とその補正”、電子航法研究所報告、pp.1−13、vol.114、2008年.Sakai, Kashimura, Niimi, "Altitude measurement error by barometric altimeter and its correction", Electronic Navigation Research Institute report, pp. 1-13, vol. 114, 2008. A. D. Koutsou,F. Seco, A. R. Jimenez, J. O. Roa, J. L. Ealo, C. Prieto, and J. Guevara,"Preliminary Localization Results With An RFID Based Indoor GuidingSystem", In Proc. IEEE International Symposium on Intelligent SignalProcessing, pp. 917-922, 2007.AD Koutsou, F. Seco, AR Jimenez, JO Roa, JL Ealo, C. Prieto, and J. Guevara, "Preliminary Localization Results With An RFID Based Indoor GuidingSystem", In Proc.IEEE International Symposium on Intelligent SignalProcessing, pp. 917 -922, 2007. 暦本純一、塩野崎敦、末吉隆彦、味八木崇、"PlaceEngine: 実世界集合知に基づくWiFi位置情報基盤"、インターネットコンファレンス2006、pp. 95-104、2006.Junichi Kakimoto, Jun Shionozaki, Takahiko Sueyoshi, Takashi Ami Yagi, "PlaceEngine: WiFi Location Information Infrastructure Based on Real World Collective Intelligence", Internet Conference 2006, pp. 95-104, 2006. 山下隆義、野田隆史、労世紅、川出雅人、"Real AdaBoostを利用したOnlineBoostingによる人物追跡"、情報処理学会研究報告、2007−CVIM−158、pp.85−92、2007.Takayoshi Yamashita, Takashi Noda, Kosei Kosei, Masato Kawade, "Person Tracking by OnlineBoosting Using Real AdaBoost", Information Processing Society of Japan Research Report, 2007-CVIM-158, pp. 85-92, 2007. M. Kourogi andT. Kurata, "Personal positioning based on walking locomotion analysis withself-contained sensors and a wearable camera", In Proc. ISMAR2003, pp.103-112, 2003.M. Kourogi and T. Kurata, "Personal positioning based on walking locomotion analysis withself-contained sensors and a wearable camera", In Proc. ISMAR2003, pp.103-112, 2003. 天目隆平、神原誠之、横矢直和、"赤外線ビーコンと歩数計測を用いたウェアラブル型注釈提示システム"、電子情報通信学会、技術研究報告、IE2002−54,July 2002.Ryuhei Amame, Noriyuki Kanbara, Naokazu Yokoya, “Wearable Annotation Presentation System Using Infrared Beacons and Step Counting”, IEICE, Technical Research Report, IE2002-54, July 2002.

気圧センサによる高度計測では、ある基準高度おける気圧(参照気圧)と現在位置における気圧の差から測高公式(式1、式2)により高度を計算する。このときの参照気圧には、基準高度を0mとして天気図から得られる海面気圧が利用される。この場合に、現在位置とその参照気圧を計測した地点との距離が遠いほど両地点の大気の状態に差が生じやすく、結果として計測された高度に誤差が生じやすいといった問題がある。

Figure 0005105492
ここで、T:海面気温[K]、
L:気温減率[K/m]
:海面での重力加速度
M:大気のモル質量[kg/mol]
R:気体定数[J/K/mol]
:海面気圧[hPa]
である。
(式1)において気圧P[hPa]から高度H[m]は以下の式で得られる(「非特許文献3」を参照)。 In altitude measurement using an atmospheric pressure sensor, the altitude is calculated from the difference between the atmospheric pressure (reference atmospheric pressure) at a certain standard altitude and the atmospheric pressure at the current position using an altitude measurement formula (Equation 1 and Equation 2). As the reference atmospheric pressure at this time, a sea level atmospheric pressure obtained from a weather map with a standard altitude of 0 m is used. In this case, there is a problem that as the distance between the current position and the point at which the reference atmospheric pressure is measured is longer, a difference in atmospheric conditions between the two points is likely to occur, and as a result, an error is likely to occur in the measured altitude.
Figure 0005105492
Where T 0 : sea surface temperature [K],
L: Temperature reduction rate [K / m]
g 0 : Gravity acceleration at sea level
M: molar mass of the atmosphere [kg / mol]
R: Gas constant [J / K / mol]
P 0 : Sea level pressure [hPa]
It is.
In (Formula 1), the altitude H [m] is obtained from the atmospheric pressure P [hPa] by the following formula (see “Non-Patent Document 3”).

Figure 0005105492
(式2)は、現在の大気がICAO(International Civil Aviation Organization)標準大気に従うと仮定し、任意の基準高度Href[m]とその高度における気圧Pref[hPa](参照気圧)が得られるとき、高度H[m]を与える式である。
Figure 0005105492
(Equation 2) assumes that the current atmosphere follows an ICAO (International Civic Aviation Organization) standard atmosphere, and when an arbitrary reference altitude Href [m] and an atmospheric pressure Pref [hPa] (reference atmospheric pressure) at that altitude are obtained, This is an expression that gives an altitude H [m].

現在位置と参照気圧の計測地点との大気の状態の差を軽減する方法として、特許文献1の技術では、複数の高度が既知の地点で気圧を計測し、それらの位置と気圧の情報から現在位置での参照気圧を推定しているが、現在位置における参照気圧の推定誤差や各気圧センサ間のセンサオフセットの違い(気圧オフセット)から、屋内環境において、人がどこのフロアにいるかを推定可能なほどの精度を実現することは困難である。   As a method of reducing the difference in the atmospheric state between the current position and the reference atmospheric pressure measurement point, the technique of Patent Document 1 measures the atmospheric pressure at points where a plurality of altitudes are known, and based on the information on the current position and atmospheric pressure. Although the reference atmospheric pressure at the position is estimated, it is possible to estimate the floor where the person is in the indoor environment from the estimation error of the reference atmospheric pressure at the current position and the difference in the sensor offset between each atmospheric pressure sensor (atmospheric pressure offset) It is difficult to achieve such accuracy.

単一の気圧センサで計測した気圧とGPSで計測した基準高度での気圧との差により高度を計測する非特許文献1の方法では、前記気圧オフセットの問題は生じないが、システム起動開始時の参照気圧の計測から大気の状態が変化すると計測誤差が増加する問題がある。   In the method of Non-Patent Document 1 in which the altitude is measured by the difference between the atmospheric pressure measured by a single atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure at the reference altitude measured by GPS, the problem of the atmospheric pressure offset does not occur, but at the time of starting the system There is a problem that the measurement error increases when the atmospheric state changes from the measurement of the reference atmospheric pressure.

気圧センサに頼らない方法としては、非特許文献2に記載のようにジャイロセンサや加速度センサを用いた慣性航法による3次元位置の計測方法があるが、このような計測方法により推定した高度には、移動距離に比例した計測誤差が生じるため、その誤差を補正するための手段が別途必要となる。   As a method that does not rely on an atmospheric pressure sensor, there is a method of measuring a three-dimensional position by inertial navigation using a gyro sensor or an acceleration sensor as described in Non-Patent Document 2, but the altitude estimated by such a measurement method is Since a measurement error proportional to the movement distance occurs, a means for correcting the error is required separately.

本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、移動体に携帯される気圧センサからの計測結果と環境中の気圧センサからの計測結果を用いて精度よく移動体の高度を計測する移動体の高度計測装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a measurement result from a pressure sensor carried in a moving body and a measurement result from a pressure sensor in the environment. It is an object of the present invention to provide a mobile body altitude measuring apparatus that often measures the altitude of a mobile body.

上記のような目的を達成するため、本発明による移動体の高度計測装置は、移動体に携帯される気圧センサ(携帯型気圧センサ)とその移動体外部の既知の高度に設置された気圧センサ(参照気圧センサ)からの計測情報に基づいて高度を計測する装置であり、携帯型気圧センサと参照気圧センサ間の気圧オフセット取得手段を備え、気圧オフセット取得手段により取得された気圧オフセットにより補正された両気圧センサからの気圧の差によって移動体の高度を計測するように構成する。   In order to achieve the above object, a mobile body altitude measuring apparatus according to the present invention includes a barometric pressure sensor (portable barometric pressure sensor) carried by a mobile body and a barometric pressure sensor installed at a known altitude outside the mobile body. This device measures altitude based on the measurement information from the (reference atmospheric pressure sensor), and includes an atmospheric pressure acquisition means between the portable atmospheric pressure sensor and the reference atmospheric pressure sensor, and is corrected by the atmospheric pressure offset acquired by the atmospheric pressure offset acquisition means. Further, the altitude of the moving body is measured by the difference in atmospheric pressure from both atmospheric pressure sensors.

本発明は、その一態様として、本発明の移動体の高度計測装置において、移動体は自身が携帯する測位装置や、移動体の外部に設置されたカメラやRFIDタグ等の、移動体が参照気圧センサの近辺かつ同一の高度に存在することを検出可能な移動体認証手段によって、移動体が参照気圧センサの近辺かつ同一の高度にいることが確認できた場合に、移動体に備えられた無線ネットワーク等の情報通信手段によって、移動体は参照気圧センサで計測された気圧を取得し、携帯型気圧センサと参照気圧センサ間の気圧オフセットを取得する。   As one aspect of the present invention, the mobile body altitude measurement apparatus of the present invention refers to a mobile body such as a positioning device carried by the mobile body, a camera or an RFID tag installed outside the mobile body. Provided in the mobile object when it is confirmed that the mobile object is in the vicinity of the reference pressure sensor and at the same altitude by the mobile object authentication means capable of detecting the presence in the vicinity of the pressure sensor and at the same altitude. By an information communication means such as a wireless network, the moving body acquires the atmospheric pressure measured by the reference atmospheric pressure sensor, and acquires the atmospheric pressure offset between the portable atmospheric pressure sensor and the reference atmospheric pressure sensor.

さらに、取得した気圧オフセットを用いて、携帯型気圧センサで計測した気圧を補正した後、その補正後の気圧と参照気圧センサからの気圧との気圧差を用いて高度を推定する。これにより、各気圧センサに固有の気圧オフセットの影響や大気の状態変化等の影響を受けず、移動体の移動に伴う気圧の変化のみに注目したより精度の高い高度計測が可能となる。   Furthermore, after correcting the atmospheric pressure measured by the portable atmospheric pressure sensor using the acquired atmospheric pressure offset, the altitude is estimated using the atmospheric pressure difference between the corrected atmospheric pressure and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor. Thus, it is possible to perform altitude measurement with higher accuracy, focusing on only the change in the atmospheric pressure accompanying the movement of the moving body, without being affected by the atmospheric pressure offset inherent in each atmospheric pressure sensor or the atmospheric state change.

また、本発明の移動体の高度計測装置においては、移動体に備えられた情報通信手段により、参照気圧センサが設置された高度と参照気圧センサが計測した気圧を取得できる場合には、移動体が記録する参照気圧センサの高度・気圧情報を更新し、その高度・気圧情報と携帯型気圧センサが計測した気圧から移動体の高度推定を行い、移動体の情報通信手段により高度・気圧情報を取得できない場合には、移動体がすでに記録済みの高度・気圧情報と携帯型気圧センサが計測した気圧から移動体の高度推定を行う。これにより、情報通信手段の通信状況が悪化した場合であっても、継続して高度の推定を行うことが可能となる。   In the mobile body altitude measuring apparatus of the present invention, when the altitude at which the reference atmospheric pressure sensor is installed and the atmospheric pressure measured by the reference atmospheric pressure sensor can be acquired by the information communication means provided in the mobile body, the mobile body Updates the altitude / barometric information of the reference barometric sensor, and estimates the altitude of the moving body from the altitude / barometric information and the barometric pressure measured by the portable barometric pressure sensor. If it cannot be acquired, the altitude of the moving object is estimated from the altitude / pressure information already recorded by the moving object and the atmospheric pressure measured by the portable barometric pressure sensor. As a result, even if the communication status of the information communication means deteriorates, it is possible to continuously estimate the altitude.

また、本発明の移動体の高度計測装置においては、加速度センサやジャイロセンサ等のセンサ群で構成された自蔵センサモジュールを携帯する前記移動体の動作を、自蔵センサモジュールからの計測情報を用いて認識する動作認識手段からの動作情報に基づいて現在位置の判別から移動状態の判定処理を行い、移動体が水平な地面や床面を移動していると判定できる場合には、高度変化の発生確率が低いことを示す情報を高度推定の処理に利用すると共に、逆に移動体が階段昇降やエレベータに乗り込む等の高度の変化が発生するような動作をしていると判定できる場合には、高度変化の発生確率が高いことを示す情報を、高度推定の処理に利用する。   In the mobile body altitude measuring apparatus of the present invention, the operation of the mobile body carrying a self-contained sensor module composed of a sensor group such as an acceleration sensor and a gyro sensor is measured using the measurement information from the self-contained sensor module. If the moving object can be determined from the current position based on the motion information from the motion recognition means that is used to recognize that the moving body is moving on the horizontal ground or floor, the altitude change When information that indicates the low probability of occurrence is used for altitude estimation processing, and on the contrary, it can be determined that the moving body is operating in such a way that altitude changes such as climbing up and down stairs or getting into an elevator Uses information indicating that the occurrence probability of altitude change is high for altitude estimation processing.

このように、気圧と移動体の動作状態の情報の利用により、移動体の高度を安定かつ精度良く推定することが可能となる。   Thus, by using the information on the atmospheric pressure and the operating state of the moving body, the altitude of the moving body can be estimated stably and accurately.

さらに、本発明の別の態様として、本発明の移動体の高度計測装置においては、建築物内の各階の高度のように移動体が移動可能な高度が事前に既知である場合には、高度推定処理においてそれら事前に既知な高度に限定した高度の推定処理による高度計測を行う。これにより、移動体が移動する環境の事前知識を高度の計測に利用した安定な高度推定が可能となる。   Furthermore, as another aspect of the present invention, in the mobile altitude measuring device of the present invention, if the altitude at which the mobile body can move, such as the altitude of each floor in the building, is known in advance, the altitude In the estimation process, altitude measurement is performed by an altitude estimation process limited to those previously known altitudes. Thereby, stable altitude estimation using the prior knowledge of the environment in which the moving body moves for altitude measurement becomes possible.

具体的な本発明の構成としては、本発明による移動体の高度測定装置は、移動体の周辺の気圧を計測する携帯型気圧センサと、移動体の外部に設置される参照気圧センサにより計測された気圧と参照気圧センサが設置されている位置情報を受信する情報通信手段と、信号発信源からの信号を基に移動体との近接状態を計測し、移動体の外部に設置される参照気圧センサの近接状態に関する情報から、移動体が参照気圧センサの近辺かつ同一高度に存在することを認証するための移動体認証手段と、移動体認証手段によって移動体が参照気圧センサの近辺かつ同一高度に存在することを認証できた場合に、携帯型気圧センサからの気圧と参照気圧センサからの気圧との気圧オフセットを取得する気圧オフセット取得手段と、気圧オフセットを用いて携帯型気圧センサからの気圧を補正し、補正された携帯型気圧センサからの気圧と参照気圧センサの位置および参照気圧センサからの気圧を用いて、移動体の高度を推定するデータ処理を行う高度推定手段とを備えることを特徴とする。   As a specific configuration of the present invention, a mobile body altitude measuring device according to the present invention is measured by a portable barometric sensor that measures the atmospheric pressure around the mobile body and a reference barometric sensor installed outside the mobile body. Information communication means that receives the position information where the atmospheric pressure and the reference atmospheric pressure sensor are installed, and the reference atmospheric pressure installed outside the moving body by measuring the proximity state with the moving body based on the signal from the signal source From the information on the proximity state of the sensor, the mobile body authentication means for authenticating that the mobile body exists in the vicinity of the reference barometric pressure sensor and at the same altitude, and the mobile body is in the vicinity of the reference barometric pressure sensor and the same altitude by the mobile body authentication means Pressure offset acquisition means for acquiring the atmospheric pressure offset between the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor. To correct the atmospheric pressure from the portable air pressure sensor and perform data processing for estimating the altitude of the moving body using the corrected atmospheric pressure from the portable air pressure sensor, the position of the reference atmospheric pressure sensor, and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor. And altitude estimation means.

この移動体の高度計測装置においては、更に、参照気圧センサの位置と、参照気圧センサからの気圧と、携帯型気圧センサと参照気圧センサとの間の気圧オフセットを記録する参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置を備え、高度推定手段は、情報通信手段による通信ができないとき、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置に記録された参照気圧・位置・気圧オフセット及び携帯型気圧センサからの気圧を用いて移動体の高度を推定するデータ処理を行うように構成されることを特徴とする。   In this altitude measuring apparatus for a moving body, the reference atmospheric pressure, position, and atmospheric pressure are further recorded to record the position of the reference atmospheric pressure sensor, the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor, and the atmospheric pressure offset between the portable atmospheric pressure sensor and the reference atmospheric pressure sensor. An offset storage device is provided, and the altitude estimation means uses the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device and the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor when communication by the information communication means is not possible. And data processing for estimating the altitude of the moving object.

また、移動体の高度計測装置においては、更に、移動体の動作を認識する動作認識手段を備え、高度推定手段は、動作認識手段が認識した動作種別が移動体の高度変化を生じるような動作である場合には、環境の事前知識から動作種別に対応する施設が存在する高度に移動体が存在する確率が高く、移動体が環境中の水平面上を移動している確率は低いことを示す情報と、動作認識手段が認識した動作種別が移動体の高度変化を生じないような動作である場合には、環境の事前知識から移動体が環境中の水平面上を移動している確率が高く、移動体が環境中の前記水平面が存在する高度以外に存在する確率が低いことを示す情報とを移動体の高度推定に利用し、移動体の高度を推定するデータ処理を行うように構成されることを特徴とする。   The mobile body altitude measurement apparatus further includes motion recognition means for recognizing the motion of the mobile body, and the height estimation means is a motion whose motion type recognized by the motion recognition means causes a change in the height of the mobile body. If it is, it indicates that there is a high probability that a moving object exists at a high level where there is a facility corresponding to the action type based on prior knowledge of the environment, and that the probability that the moving object is moving on a horizontal plane in the environment is low. If the information and the action type recognized by the action recognition means are actions that do not cause a change in the height of the moving object, the probability that the moving object is moving on the horizontal plane in the environment is high based on prior knowledge of the environment. The mobile object is configured to perform data processing for estimating the altitude of the mobile object using information indicating that the probability that the mobile object exists other than the altitude at which the horizontal plane exists in the environment is low. It is characterized by that.

また、移動体の高度計測装置において、高度推定手段は、環境の事前知識からの水平面が存在する離散的高度のみを対象として移動体の高度を推定するデータ処理を行うように構成されることを特徴とする。   In addition, in the altitude measuring apparatus for a mobile object, the altitude estimation means is configured to perform data processing for estimating the altitude of the mobile object only for discrete altitudes where a horizontal plane exists from prior knowledge of the environment. Features.

上記のような構成の本発明の移動体の高度計測装置によれば、移動体の高度を携帯型気圧センサと参照気圧センサからの気圧を基に計測する際に、センサ間の気圧オフセットや大気の状態の変化に起因する計測誤差を軽減し、また、移動体の動作情報や環境の事前知識の利用により精度よく高度を計測することが可能になる。   According to the mobile body altitude measuring apparatus of the present invention configured as described above, when measuring the altitude of the mobile body based on the barometric pressure from the portable barometric pressure sensor and the reference barometric pressure sensor, the atmospheric pressure offset between the sensors and the atmosphere It is possible to reduce measurement errors caused by changes in the state of the object, and to measure altitude with high accuracy by using the operation information of the moving body and the prior knowledge of the environment.

本発明による移動体の高度計測装置の基本的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the altitude measuring apparatus of the moving body by this invention. 参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置に記録されている参照気圧と通信状況を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reference | standard atmospheric | air pressure currently recorded on the reference | standard atmospheric | air pressure / position / atmosphere offset storage device, and a communication condition. 本発明による移動体の高度計測装置の別の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structure of the altitude measuring apparatus of the moving body by this invention. 本発明による移動体の高度計測装置の更に別の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structure of the altitude measuring apparatus of the moving body by this invention. 動作認識手段411からの動作種別と環境の事前知識を用いた高度推定を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the altitude estimation using the motion type from the motion recognition means 411 and prior knowledge of the environment. 環境の事前知識を用いた高度推定を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the altitude estimation using the prior knowledge of an environment.

以下、本発明の高度計測装置を実施するための形態について、図面を用いて具体的に説明する。図1は、本発明による移動体の高度計測装置の基本的な構成を示すブロック図である。   Hereinafter, the form for implementing the altitude measuring apparatus of this invention is demonstrated concretely using drawing. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a mobile altitude measuring apparatus according to the present invention.

図1において、101は移動体に携帯される高度計測装置である。102は携帯型気圧センサ、104は高度推定手段、106は情報通信手段、107は参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置、108は気圧オフセット取得手段、109は移動体認証手段を示している。そして、高度計測装置101は移動体に携帯されて、その移動体が位置している場所の高度が計測される。また、高度計測装置101が携帯されている移動体の高度計測を行う環境として、外部には、参照気圧センサ103と、情報通信手段105および位置情報として利用可能な信号を出力している信号発生源123が備えられていることが必要となる。ここでの移動体の高度計測装置101は、外部の環境に備えられるシステム要素に対して、高度が計測される移動体に内包されるものであるので、以下では、理解を容易なものとするため、高度計測装置101を、移動体101として説明する。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an altitude measuring device carried by a moving body. Reference numeral 102 denotes a portable barometric pressure sensor, 104 an altitude estimation unit, 106 an information communication unit, 107 a reference barometric pressure / position / barometric offset storage device, 108 a barometric pressure offset acquisition unit, and 109 a mobile object authentication unit. The altitude measuring device 101 is carried by the moving body, and the altitude of the place where the moving body is located is measured. Further, as an environment for altitude measurement of a mobile object in which the altitude measuring device 101 is carried, a signal generation that outputs a reference pressure sensor 103, an information communication means 105, and a signal that can be used as position information to the outside is generated. It is necessary that the source 123 is provided. The mobile altitude measuring device 101 here is included in the mobile body whose altitude is measured with respect to the system elements provided in the external environment, so that it will be easily understood below. Therefore, the altitude measuring device 101 will be described as the moving body 101.

また、111は参照気圧センサ103で計測された気圧と参照気圧センサ103の高度を含む位置の情報、121は情報通信手段105によって移動体101へ送信される参照気圧センサ103の気圧と位置の情報、112は移動体101内部の情報通信手段106により受信された参照気圧の情報、113は参照気圧・位置・気圧オフセットの情報、114は移動体101の高度の情報、115は携帯型気圧センサ102で計測された気圧の情報、116は移動体認証手段109によって得られる認証情報(真または偽)、118は気圧オフセット取得手段108で得られた気圧オフセットの情報、119は参照気圧の情報、120は携帯型気圧センサ102で計測された気圧の情報、122は参照気圧センサ103の位置情報、124は信号発生源123の信号を表す。   111 is information on the position including the pressure measured by the reference pressure sensor 103 and the altitude of the reference pressure sensor 103, 121 is information on the pressure and position of the reference pressure sensor 103 transmitted to the mobile body 101 by the information communication means 105. , 112 is information on the reference atmospheric pressure received by the information communication means 106 inside the mobile body 101, 113 is information on the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset, 114 is information on the altitude of the mobile body 101, and 115 is information on the portable atmospheric pressure sensor 102. , 116 is authentication information (true or false) obtained by the mobile body authentication means 109, 118 is information on the atmospheric pressure offset obtained by the atmospheric pressure offset acquisition means 108, 119 is information on the reference atmospheric pressure, 120 Is information on the atmospheric pressure measured by the portable atmospheric pressure sensor 102, 122 is position information of the reference atmospheric pressure sensor 103, 124 is It represents the signal No. source 123.

図1において、参照気圧センサ103は移動体101の外部の環境に配置されており、その高度を含む位置情報は予め計測されているものとする。そして、その位置情報と計測した気圧の情報を位置情報を含めて、情報通信手段105を介して移動体101へ送信する。   In FIG. 1, it is assumed that the reference atmospheric pressure sensor 103 is disposed in an environment outside the moving body 101, and position information including its altitude is measured in advance. Then, the positional information and the measured atmospheric pressure information including the positional information are transmitted to the moving body 101 via the information communication unit 105.

移動体101では、情報通信手段106で受信した参照気圧センサ103からの気圧と位置情報を参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107内に記録する。参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107は、1台以上の参照気圧センサ103からの気圧・位置・気圧オフセットを記録することが可能である。   The moving body 101 records the atmospheric pressure and the position information from the reference atmospheric pressure sensor 103 received by the information communication means 106 in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107. The reference pressure / position / pressure offset storage device 107 can record the pressure / position / pressure offset from one or more reference pressure sensors 103.

移動体認証手段109は、信号発生源123から出力されている位置情報として利用可能な信号(位置情報)を、例えば、RFIDリーダや無線信号受信機等により受信し、それらの信号から移動体101の位置を計測する機能を備えている。このような移動体101の外部の環境として、アクティブRFIDタグや無線ネットワークのアクセスポイント、赤外光・可視光信号発生装置等の信号発生源123を配置しておくことにより、それらの信号発生源からの信号に基づいて公知の位置判別の処理を行い、移動体101と参照気圧センサ103との近接状態を計測する。ここで、近接状態とは、同一高度であることを必要とするが、水平面上には一定の広がりを持ち、大気の状態が同一であると見なすことが可能な範囲に存在することを意味する。この近接状態の計測には、非特許文献4、非特許文献5、非特許文献8等の手法を利用する。ここでの詳細な説明については省略する。   The mobile body authentication unit 109 receives a signal (position information) that can be used as the positional information output from the signal generation source 123 by, for example, an RFID reader or a wireless signal receiver, and the mobile body 101 uses these signals. The function to measure the position of the. By arranging an active RFID tag, an access point of a wireless network, a signal generation source 123 such as an infrared / visible light signal generator as an environment outside such a moving body 101, those signal generation sources are arranged. A known position determination process is performed on the basis of the signal from, and the proximity state between the moving body 101 and the reference atmospheric pressure sensor 103 is measured. Here, the proximity state means that it needs to be at the same altitude, but has a certain extent on the horizontal surface and exists in a range where it can be considered that the atmospheric state is the same. . For the measurement of the proximity state, methods such as Non-Patent Document 4, Non-Patent Document 5, and Non-Patent Document 8 are used. Detailed description here is omitted.

そして、移動体認証手段109は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107内に記録された参照気圧センサ103の位置情報と、計測した移動体101の近接状態に関する情報を用いて、移動体101がそれら参照気圧センサの近辺かつ同一の高度に存在するか否かを判定する。ここで近辺とは、同一高度の水平面上において、大気の状態が同一であると見なすことが可能な範囲をいう。例えば、屋内環境であれば同一の建物の同一のフロア内、屋外環境であれば数十メートルの範囲内は、ほぼ大気の状態が同一であると判断できるため近辺とする。そして、移動体認証手段109が、移動体101と参照気圧センサ103は近辺かつ同一の高度に存在すると判定した場合には、その参照気圧センサ103について、認証情報(真)を気圧オフセット取得手段108へ送る。また、移動体認証手段109が、移動体101と参照気圧センサ103は近辺または同一の高度に存在しないと判定した場合には、その参照気圧センサについて、認証情報(偽)を気圧オフセット取得手段108へ送る。   Then, the mobile body authentication unit 109 uses the position information of the reference atmospheric pressure sensor 103 recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107 and the measured information on the proximity state of the mobile body 101 to use the mobile body 101. Are present in the vicinity of the reference barometric pressure sensors and at the same altitude. Here, the vicinity means a range in which the atmospheric state can be regarded as the same on a horizontal plane at the same altitude. For example, in an indoor environment, the same floor of the same building, and in an outdoor environment within a range of several tens of meters are considered to be in the vicinity because it can be determined that the atmospheric conditions are almost the same. If the mobile body authentication unit 109 determines that the mobile body 101 and the reference atmospheric pressure sensor 103 exist in the vicinity and at the same altitude, the authentication information (true) for the reference atmospheric pressure sensor 103 is obtained as the atmospheric pressure offset acquisition unit 108. Send to. If the mobile body authentication unit 109 determines that the mobile body 101 and the reference atmospheric pressure sensor 103 do not exist in the vicinity or at the same altitude, authentication information (false) is acquired for the reference atmospheric pressure sensor. Send to.

気圧オフセット取得手段108では、移動体認証手段109からの認証情報(真)に基づいて、気圧オフセットを取得する。移動体認証手段109からの認証情報が真であった場合、気圧オフセット取得手段108は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107と携帯型気圧センサ102から、参照気圧センサ103の気圧と移動体周辺での気圧を取得する。取得した参照気圧センサ103の気圧から移動体周辺での気圧を差し引いた気圧が気圧オフセットである。気圧オフセットを取得した後、気圧オフセット取得手段108は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に取得した気圧オフセットを記録する。   The atmospheric pressure offset acquisition unit 108 acquires the atmospheric pressure offset based on the authentication information (true) from the moving body authentication unit 109. If the authentication information from the mobile body authentication means 109 is true, the atmospheric pressure offset acquisition means 108 sends the atmospheric pressure of the reference atmospheric pressure sensor 103 and the mobile body from the reference atmospheric pressure / position / air pressure offset storage device 107 and the portable atmospheric pressure sensor 102. Acquire the atmospheric pressure in the vicinity. The atmospheric pressure obtained by subtracting the atmospheric pressure around the moving body from the atmospheric pressure of the acquired reference atmospheric pressure sensor 103 is the atmospheric pressure offset. After obtaining the atmospheric pressure offset, the atmospheric pressure offset obtaining unit 108 records the obtained atmospheric pressure offset in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107.

そして、高度推定手段104は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録された参照気圧センサ103の気圧・位置・気圧オフセットおよび、携帯型気圧センサ102からの気圧を取得し、携帯型気圧センサ102からの気圧に気圧オフセットを足すことにより携帯型気圧センサ102からの気圧の補正を行い、その補正後の携帯型気圧センサ102からの気圧と参照気圧センサ103の気圧との気圧差から、(式2)を用いて移動体101の高度を推定する。これにより、気圧センサに固有の気圧オフセットの影響や大気の状態変化等の影響を受けず、移動体の移動に伴う気圧の変化のみに注目したより精度の高い高度計測が可能となる。   The altitude estimating means 104 acquires the atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset of the reference atmospheric pressure sensor 103 recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107 and the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor 102 to obtain the portable atmospheric pressure. The atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor 102 is corrected by adding an atmospheric pressure offset to the atmospheric pressure from the sensor 102, and from the atmospheric pressure difference between the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor 102 and the atmospheric pressure of the reference atmospheric pressure sensor 103 after the correction, The altitude of the moving body 101 is estimated using (Expression 2). Thereby, it is possible to perform altitude measurement with higher accuracy that is not affected by the atmospheric pressure offset inherent in the atmospheric pressure sensor or the change in the atmospheric state, and that focuses only on the atmospheric pressure change accompanying the movement of the moving body.

また、移動体101に備えられる情報通信手段106と、移動体101の外部(参照気圧センサが設けられている機器)に設けられている情報通信手段105との間は、常に通信可能状態である保証がない場合が多く、通信状態の悪化によって参照気圧センサ103により検出された気圧の情報が移動体101へと送られないことがありえる。例えば、情報通信手段105及び無線通信手段106として無線ネットワークを利用した場合には、移動体101が電波の届かない場所に移動することによって、再び、移動体101が電波の届く範囲に入るまでの間は、通信が途絶えてしまう。このような場合に対応するため、本発明における移動体の高度計測装置では、情報通信手段105と情報通信手段106との間で通信が可能な状態であれば、その時に通信を行って、参照気圧センサ103の気圧を参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録しておき、高度推定手段104においては、常に参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107内の最新の参照気圧を利用して移動体101の高度を推定するデータ処理が行えるようにする。   Further, communication is always possible between the information communication means 106 provided in the mobile body 101 and the information communication means 105 provided outside the mobile body 101 (device provided with the reference atmospheric pressure sensor). In many cases, there is no guarantee, and information on the atmospheric pressure detected by the reference atmospheric pressure sensor 103 may not be sent to the mobile body 101 due to deterioration of the communication state. For example, when a wireless network is used as the information communication unit 105 and the wireless communication unit 106, the mobile unit 101 moves to a place where radio waves do not reach, so that the mobile unit 101 again enters the radio wave range. During this period, communication is interrupted. In order to cope with such a case, in the mobile altitude measuring apparatus according to the present invention, if communication is possible between the information communication means 105 and the information communication means 106, communication is performed at that time and the reference is made. The atmospheric pressure of the atmospheric pressure sensor 103 is recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107, and the altitude estimation means 104 always uses the latest reference atmospheric pressure in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107. Data processing for estimating the altitude of the moving object 101 can be performed.

次に、情報通信手段105と情報通信手段106との間の通信状態と、移動体101の高度推定に利用される参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107内に記録された参照気圧との関係について、図2を参照して説明する。   Next, the relationship between the communication state between the information communication unit 105 and the information communication unit 106 and the reference atmospheric pressure recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107 used for estimating the altitude of the moving body 101 Will be described with reference to FIG.

図2は、情報通信手段105と情報通信手段106との間の通信状態202と、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録されている参照気圧の関係を説明する図である。図2において、203は時間軸およびt0からt4は移動体101の高度推定のデータ処理を行った時刻を表し、204と205はそれぞれ、各時刻において参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録されている参照気圧と通信状態(可能または不可能)を表している。   FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the communication state 202 between the information communication unit 105 and the information communication unit 106 and the reference atmospheric pressure recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107. In FIG. 2, 203 represents a time axis, and t0 to t4 represent times when the altitude estimation data processing of the moving object 101 was performed. 204 and 205 are recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 107 at each time, respectively. The reference atmospheric pressure and the communication state (possible or impossible) are indicated.

時刻t0において、高度を推定するとき、通信状態202は「可能」の状態であることから、時刻t0での参照気圧センサ103の気圧(参照気圧t0)は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録され、移動体101の高度推定に利用される。時刻t1からt3において高度を推定するとき、通信状態202は「不可能」の状態であることから、時刻t1からt3での参照気圧センサ103からの気圧は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録することができないため、過去に参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録された参照気圧の内から最新の参照気圧である参照気圧t0を用いて移動体101の高度を推定する。   When the altitude is estimated at the time t0, the communication state 202 is in a “possible” state, so the atmospheric pressure (reference atmospheric pressure t0) of the reference atmospheric pressure sensor 103 at the time t0 is the reference atmospheric pressure / position / air pressure offset storage device. 107 and is used to estimate the altitude of the moving object 101. When the altitude is estimated from time t1 to time t3, the communication state 202 is “impossible”, so the pressure from the reference pressure sensor 103 from time t1 to time t3 is the reference pressure / position / pressure offset storage device. 107, the altitude of the moving body 101 is estimated using the reference pressure t0 which is the latest reference pressure from the reference pressures recorded in the reference pressure / position / pressure offset storage device 107 in the past. .

時刻t4において、高度を推定するとき、通信状態202は「可能」の状態であることから、時刻t4での参照気圧センサ103からの気圧(参照気圧t4)は、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置107に記録され、移動体101の高度推定に利用される。これにより、情報通信手段105と情報通信手段106の間の通信が不可能な場所に、移動体101が移動した場合にも継続して高度を推定することが可能となる。   When the altitude is estimated at time t4, the communication state 202 is in a “possible” state, so that the atmospheric pressure (reference atmospheric pressure t4) from the reference atmospheric pressure sensor 103 at time t4 is stored as a reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset. It is recorded in the device 107 and used for the altitude estimation of the moving object 101. Thereby, even when the mobile body 101 moves to a place where communication between the information communication unit 105 and the information communication unit 106 is impossible, the altitude can be estimated continuously.

図3は、本発明による移動体の高度計測装置の別の構成を示すブロック図である。図3において、301は移動体に携帯される高度測定装置であり、図1の実施例の説明と同様に、ここでの移動体の高度計測装置301は、外部の環境に備えられるシステム要素に対して、高度が計測される移動体に内包されるものであるので、以下では、理解を容易なものとするため、高度計測装置301を、移動体301として説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing another configuration of the mobile body altitude measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an altitude measuring device carried by a moving body. Similar to the description of the embodiment in FIG. On the other hand, the altitude measuring device 301 is described as the moving body 301 in order to facilitate understanding because it is included in the moving body whose altitude is measured.

ここでの移動体301は、携帯型気圧センサ302、高度推定手段304、情報通信手段306、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307、気圧オフセット取得手段308、および信号発生源309を内包している。移動体301の外部には、参照気圧センサ303、参照気圧センサ303からの気圧を移動体301に送信する情報通信手段305、移動体認証手段310、移動体認証手段310から移動体301に認証情報(真または偽)を送信する情報通信手段323が備えられた環境を配備されている。   The moving body 301 includes a portable barometric pressure sensor 302, an altitude estimation unit 304, an information communication unit 306, a reference barometric pressure / position / barometric offset storage device 307, a barometric offset acquisition unit 308, and a signal generation source 309. Yes. Outside the moving body 301, the reference pressure sensor 303, the information communication means 305 that transmits the pressure from the reference pressure sensor 303 to the moving body 301, the moving body authentication means 310, and the authentication information from the moving body authentication means 310 to the moving body 301. An environment provided with information communication means 323 for transmitting (true or false) is provided.

311は参照気圧センサ303により検出されて出力される気圧・位置情報を表しており、321は情報通信手段305によって移動体301へ送信される気圧・位置情報を表している。312は情報通信手段306によって受信した参照気圧センサ303からの気圧・位置情報である。313は参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307に記録されて読み出される気圧・位置・気圧オフセット情報を表しており、314は高度推定手段304によってデータ処理が実行されて推定された移動体301の高度の情報を表している。また、315は携帯型気圧センサ302で計測された気圧の情報を表している。316は信号発生源309から発信されているID付信号、317は移動体認証手段310から出力される認証情報を表し、318は情報通信手段323により移動体301に送信される認証情報を表している。319は気圧オフセット取得手段308によって取得された気圧オフセットの情報を表し、320は参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307に記録されている参照気圧の情報を表している。322は情報通信手段323から送信されて情報通信手段306によって受信された移動体認証手段310からの認証情報を表している。   Reference numeral 311 represents atmospheric pressure / position information detected and output by the reference atmospheric pressure sensor 303, and reference numeral 321 represents atmospheric pressure / position information transmitted to the mobile body 301 by the information communication unit 305. Reference numeral 312 denotes atmospheric pressure / position information from the reference atmospheric pressure sensor 303 received by the information communication unit 306. Reference numeral 313 represents barometric pressure / position / barometric offset information recorded in the reference barometric pressure / position / barometric offset storage device 307 and read out. Represents altitude information. Reference numeral 315 denotes information on the atmospheric pressure measured by the portable atmospheric pressure sensor 302. Reference numeral 316 denotes an ID-added signal transmitted from the signal generation source 309, 317 denotes authentication information output from the mobile unit authentication unit 310, and 318 denotes authentication information transmitted to the mobile unit 301 by the information communication unit 323. Yes. Reference numeral 319 represents information on the atmospheric pressure offset acquired by the atmospheric pressure offset acquisition unit 308, and reference numeral 320 represents information on the reference atmospheric pressure recorded in the reference atmospheric pressure / position / air pressure offset storage device 307. Reference numeral 322 denotes authentication information from the mobile unit authentication unit 310 transmitted from the information communication unit 323 and received by the information communication unit 306.

図3に示す構成と、図1に示す構成の違いは、移動体301が参照気圧センサ303の近辺かつ同一の高度にいることを認証するための移動体認証手段310が、移動体301の外部の環境に配備されている点と、信号発生源309が移動体301内に装備されている点と、そして、外部に配備されている移動体認証手段310からの認証情報を、移動体301に送信する情報通信手段323が移動体301の外部に設置されている点である。   The difference between the configuration shown in FIG. 3 and the configuration shown in FIG. 1 is that the mobile body authentication means 310 for authenticating that the mobile body 301 is near the reference atmospheric pressure sensor 303 and at the same altitude is outside the mobile body 301. And the authentication information from the mobile body authentication means 310 provided outside are provided to the mobile body 301, the point that the signal generation source 309 is installed in the mobile body 301, and the mobile body 301. The information communication means 323 for transmitting is installed outside the moving body 301.

図3に示す構成では、RFIDタグ等の位置情報として利用可能な信号を出力している信号発生源309を、移動体301に備えており、その信号発生源309からの信号316を、外部環境に設けられる移動体認証手段310が備えるRFIDリーダ等の信号受信機によって受信することにより、移動体認証手段310は移動体301の近接状態を計測する。この近接状態の計測方法は、前述したように、非特許文献4、非特許文献5、非特許文献8による方法が利用できる。この方法は公知であり、ここでの詳細な説明は省略する。   In the configuration illustrated in FIG. 3, the mobile body 301 includes a signal generation source 309 that outputs a signal that can be used as positional information such as an RFID tag, and the signal 316 from the signal generation source 309 is transmitted to an external environment. The mobile body authentication unit 310 measures the proximity state of the mobile body 301 by receiving the signal using a signal receiver such as an RFID reader included in the mobile body authentication unit 310 provided in the mobile body. As described above, the method according to Non-Patent Document 4, Non-Patent Document 5, and Non-Patent Document 8 can be used as this proximity state measurement method. This method is publicly known and will not be described in detail here.

また、外部環境に設けられる移動体認証手段310は、監視カメラ等で得られた画像・映像から移動体301を認識し、カメラの画角・焦点距離等の内部パラメータやカメラの位置・姿勢を表す外部パラメータを用いて、移動体301の近接状態を計測する位置判別システムを利用することもできる。このような位置判別システムは公知であり、画像・映像からの移動体の認識には、例えば、非特許文献6の方法を利用することができる。   In addition, the mobile body authentication unit 310 provided in the external environment recognizes the mobile body 301 from images / videos obtained by a surveillance camera or the like, and determines internal parameters such as the camera angle of view and focal length, and the camera position and orientation. It is also possible to use a position determination system that measures the proximity state of the moving body 301 using the external parameters that are represented. Such a position determination system is known, and for example, the method of Non-Patent Document 6 can be used to recognize a moving object from an image / video.

そして、参照気圧センサ303の位置を、移動体認証手段310が予め取得しておくことにより、計測で得た移動体301と参照気圧センサ303の近接状態が判別されて、移動体301が参照気圧センサ303の近辺かつ同一の高度にいると判断できる場合には、認証情報(真)を、情報通信手段323を介して移動体301へ送信する。   And the proximity | contact state of the mobile body 301 obtained by measurement and the reference atmospheric pressure sensor 303 is discriminate | determined because the mobile body authentication means 310 acquires beforehand the position of the reference atmospheric pressure sensor 303, and the mobile body 301 becomes reference atmospheric pressure. If it can be determined that the sensor 303 is near and at the same altitude, authentication information (true) is transmitted to the mobile unit 301 via the information communication unit 323.

気圧オフセット取得手段308は、移動体認証手段310からの認証情報(真)が情報通信手段323及び情報通信手段306を介して得られた場合、携帯型気圧センサ302において検出された気圧の情報と参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307に記録されている参照気圧の情報から気圧オフセットの情報を取得して、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307に更新して記録される。なお、気圧オフセットの取得方法や、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置307への気圧オフセットの記録方法、携帯型気圧センサ302からの気圧・気圧オフセット・参照気圧センサの気圧・位置情報を利用した移動体301の高度推定方法は、図1の構成と同様に行う。   When the authentication information (true) from the mobile body authentication unit 310 is obtained via the information communication unit 323 and the information communication unit 306, the atmospheric pressure offset acquisition unit 308 includes the atmospheric pressure information detected by the portable barometric pressure sensor 302. The information on the atmospheric pressure offset is acquired from the information on the reference atmospheric pressure recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 307, and is updated and recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 307. In addition, the method for obtaining the atmospheric pressure offset, the method for recording the atmospheric pressure offset in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 307, the atmospheric pressure / atmospheric pressure offset from the portable atmospheric pressure sensor 302, and the atmospheric pressure / position information of the reference atmospheric pressure sensor were used. The altitude estimation method of the moving body 301 is performed in the same manner as the configuration of FIG.

図4は、本発明による移動体の高度計測装置の更に別の構成を示すブロック図である。図4において、401は移動体に携帯される高度測定装置であり、図1の実施例の説明と同様に、ここでの移動体の高度計測装置401は、外部の環境に備えられるシステム要素に対して、高度が計測される移動体に内包されるものであるので、以下では、理解を容易なものとするため、高度計測装置401を、移動体401として説明する。   FIG. 4 is a block diagram showing still another configuration of the mobile body altitude measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 4, 401 is an altitude measuring device carried by a moving body, and the mobile altitude measuring device 401 here is a system element provided in an external environment, as in the description of the embodiment of FIG. On the other hand, the altitude measuring device 401 is described as the moving body 401 in order to facilitate understanding because it is included in the moving body whose altitude is measured.

この実施例の移動体(高度計測装置)401には、携帯型気圧センサ402、高度推定手段404、情報通信手段406、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置407、気圧オフセット取得手段408、移動体認証手段409、及び、移動体401が移動中であるか停止状態あるかなどの移動体401の動作の状態を認識してその動作状態を出力する動作認識手段411が備えられている。そして、移動体401の外部には、外部環境として、参照気圧センサ403、参照気圧センサで計測した気圧を移動体401に送信するための情報通信手段405、及び、信号発生源410が備えられる。   The mobile body (altitude measuring device) 401 of this embodiment includes a portable barometric pressure sensor 402, an altitude estimation means 404, an information communication means 406, a reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 407, an atmospheric pressure offset acquisition means 408, and a mobile body. An authentication unit 409 and an operation recognition unit 411 for recognizing the operation state of the mobile body 401 such as whether the mobile body 401 is moving or in a stopped state and outputting the operation state are provided. Outside the moving body 401, a reference atmospheric pressure sensor 403, an information communication unit 405 for transmitting the atmospheric pressure measured by the reference atmospheric pressure sensor to the moving body 401, and a signal generation source 410 are provided as an external environment.

412は参照気圧センサ403からの気圧・位置情報を表しており、413は情報通信手段405によって移動体401へ送信されている気圧・位置情報を表している。414は情報通信手段406によって受信された気圧・位置情報を表しており、415は参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置407から読み出される参照気圧・位置・気圧オフセットの情報である。416は高度推定手段404によってデータ処理が実行されて推定された移動体401の高度の情報を表している。   Reference numeral 412 represents atmospheric pressure / position information from the reference atmospheric pressure sensor 403, and reference numeral 413 represents atmospheric pressure / position information transmitted to the moving body 401 by the information communication unit 405. Reference numeral 414 represents atmospheric pressure / position information received by the information communication unit 406, and reference numeral 415 represents reference atmospheric pressure / position / air pressure offset information read from the reference atmospheric pressure / position / air pressure offset storage device 407. Reference numeral 416 represents information on the altitude of the moving object 401 estimated by performing data processing by the altitude estimating means 404.

また、417と421は携帯型気圧センサで計測された気圧の情報を表し、418は移動体認証手段409により認証処理された結果の認証情報(真または偽)を表している。419は気圧オフセットの情報、420は参照気圧の情報、422は参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置407に記録されている参照気圧センサ403から送信された位置の情報、423は信号発生源410から発信されているID付の信号であり、位置情報として利用可能な信号を表している。424は動作認識手段411によって認識された移動体401の動作状態を表す動作種別の情報である。   Reference numerals 417 and 421 represent information on the atmospheric pressure measured by the portable pressure sensor, and reference numeral 418 represents authentication information (true or false) as a result of the authentication processing performed by the mobile body authentication unit 409. Reference numeral 419 is information on the atmospheric pressure offset, 420 is information on the reference atmospheric pressure, 422 is information on the position transmitted from the reference atmospheric pressure sensor 403 recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 407, and 423 is from the signal generation source 410. It is a signal with ID being transmitted, and represents a signal that can be used as position information. Reference numeral 424 denotes operation type information representing the operation state of the moving object 401 recognized by the operation recognition unit 411.

図4の構成は、図1の構成に動作認識手段411を付加した構成となっており、高度推定手段404が、動作認識手段411からの出力である動作種別424の情報を利用して正確な高度推定のデータ処理を行うように変形された構成であり、高度推定手段404以外の構成および処理は、図1と同様である。   The configuration in FIG. 4 is obtained by adding the motion recognition unit 411 to the configuration in FIG. 1, and the altitude estimation unit 404 uses the information of the motion type 424 that is an output from the motion recognition unit 411 to accurately The configuration is modified to perform altitude estimation data processing, and the configuration and processing other than altitude estimation means 404 are the same as those in FIG.

動作認識手段411では、加速度センサやジャイロセンサ等の移動体の姿勢や動作を計測するために必要な情報を取得可能なセンサを用いて動作を認識する。この実施例の本発明の移動体の高度計測装置(移動体401)においては、当該移動体401が水平面上を移動するような動作をしているのか、あるいは階段昇降やエレベータ・エスカレータの乗り降り等の高度の変化を生じるような動作をしているのかを、動作認識手段411により認識して動作状態を出力するので、その認識結果である動作状態の動作種別によって、高度推定手段404における高度推定のデータ処理では、高度推定をより正確に行う。動作認識手段411における動作認識のデータ処理は、例えば、非特許文献7のような方法を利用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。   The motion recognition unit 411 recognizes the motion using a sensor that can acquire information necessary for measuring the posture and motion of the moving body such as an acceleration sensor and a gyro sensor. In the mobile body altitude measuring apparatus (mobile body 401) of this embodiment of the present invention, whether the mobile body 401 moves on a horizontal plane, or goes up and down stairs, gets on and off elevators and escalators, etc. The motion recognition means 411 recognizes whether the motion is causing an altitude change and outputs the motion state. Therefore, the height estimation means 404 estimates the height according to the motion type of the motion state that is the recognition result. In this data processing, altitude estimation is performed more accurately. For the data processing for motion recognition in the motion recognition means 411, for example, a method as described in Non-Patent Document 7 can be used, and a detailed description thereof will be omitted here.

高度推定手段404においては、携帯型気圧センサ402で計測された気圧の情報と、参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置407に記録されている参照気圧・位置・気圧オフセットの情報と、動作認識手段411によって動作認識された移動体の動作種別の情報と、環境の事前知識の情報を用いて、移動体401の高度を推定するデータ処理を実行する。ここで環境の事前知識の情報とは、3次元地図や建物内の各フロアに対応する高度情報等を指す。   In the altitude estimation means 404, information on the atmospheric pressure measured by the portable atmospheric pressure sensor 402, information on the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 407, and action recognition means Data processing for estimating the altitude of the moving body 401 is executed using the information on the motion type of the moving body recognized by 411 and the information on the prior knowledge of the environment. Here, prior knowledge information refers to 3D maps, altitude information corresponding to each floor in the building, and the like.

高度推定手段404では、まず、携帯型気圧センサ402からの気圧の情報に対して、予め参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置407に記録されている気圧オフセットを足すことにより、携帯型気圧センサ402からの気圧の補正を行い、その補正後の携帯型気圧センサ402からの気圧の情報と参照気圧センサ403からの気圧の情報との気圧差から、測高公式(式2)を用いて移動体401の高度を推定するデータ処理を実行する。そして、その推定高度と予め計測しておいた気圧センサの誤差分布から、高度を確率変数とする移動体の存在確率分布を計算する。気圧センサの誤差分布は正規分布と見なすことができるため、前記確率分布の期待値を移動体401の高度の情報として出力する。しかし、以上の推定方法では、水平面上に留まっている場合においても、気圧センサの計測誤差から推定高度が変化してしまう。そこで、動作認識手段411からの動作種別の情報と環境の事前知識を用いることにより、移動体401の高度を、安定かつ精度良く推定するデータ処理を実行する。これについて、次に詳細に説明する。   The altitude estimation means 404 first adds the atmospheric pressure offset previously recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 407 to the atmospheric pressure information from the portable atmospheric pressure sensor 402, so that the portable atmospheric pressure sensor 402. From the atmospheric pressure difference between the atmospheric pressure information from the portable atmospheric pressure sensor 402 and the atmospheric pressure information from the reference atmospheric pressure sensor 403 using the height measurement formula (Formula 2). Data processing for estimating the altitude of 401 is executed. Then, the existence probability distribution of the moving object with the altitude as a random variable is calculated from the estimated altitude and the error distribution of the atmospheric pressure sensor measured in advance. Since the error distribution of the atmospheric pressure sensor can be regarded as a normal distribution, the expected value of the probability distribution is output as the altitude information of the moving object 401. However, in the above estimation method, the estimated altitude changes due to the measurement error of the atmospheric pressure sensor even when it remains on the horizontal plane. Therefore, data processing for estimating the altitude of the moving object 401 stably and accurately is executed by using the information of the action type from the action recognition unit 411 and the prior knowledge of the environment. This will be described in detail next.

図5は、動作認識手段411からの動作種別と環境の事前知識を用いた高度推定を説明する模式図である。図5において、501は移動体であり、前述した高度計測装置を携帯している。移動体501は携帯型気圧センサ402を備え、高度H0の水平面上502を移動している。502、503、及び504は、それぞれ環境の事前知識として与えられる高度が既知の第1の水平面、第2の水平面、および階段である。506と505は、高度に対する移動体501の存在確率分布を表している。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining altitude estimation using the motion type and the prior knowledge of the environment from the motion recognition means 411. In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a moving body, which carries the altitude measuring device described above. The moving body 501 includes a portable atmospheric pressure sensor 402 and moves on a horizontal plane 502 at an altitude H0. Reference numerals 502, 503, and 504 denote a first horizontal plane, a second horizontal plane, and a staircase with known altitudes given as prior knowledge of the environment, respectively. Reference numerals 506 and 505 represent the existence probability distribution of the moving object 501 with respect to the altitude.

図5において、移動体501は水平面上を移動しているため、動作認識手段411からは動作種別の情報として、水平面上を移動するような動作をしているという情報が得られる。つまり、移動体501が第1の水平面502、もしくは第2の水平面503上を移動している確率は高いが、階段504を移動している確率は低いことが分かる。そこで、環境中の各水平面に対応する高度については、移動体501の存在確率を高め、それ以外の高度については存在確率を低くするデータ処理を行う。これによって、動作認識手段411からの動作種別の情報と、環境の事前知識を用いない場合の移動体501の存在確率分布506から、より不確かさの少ない存在確率分布505を、高度を正確に表現する情報として推定することができる。これにより、より不確かさの少ない存在確率分布505の期待値が移動体501の高度となる。   In FIG. 5, since the moving body 501 is moving on the horizontal plane, information indicating that the moving body 501 is moving on the horizontal plane is obtained from the movement recognition unit 411 as information on the movement type. That is, the probability that the moving body 501 is moving on the first horizontal plane 502 or the second horizontal plane 503 is high, but the probability that the moving body 501 is moving on the stairs 504 is low. Therefore, data processing is performed to increase the existence probability of the moving object 501 for the altitude corresponding to each horizontal plane in the environment and reduce the existence probability for other altitudes. Thus, the existence probability distribution 505 with less uncertainty is accurately expressed from the action type information from the action recognition means 411 and the existence probability distribution 506 of the moving object 501 when the prior knowledge of the environment is not used. Information can be estimated. Thereby, the expected value of the existence probability distribution 505 with less uncertainty becomes the altitude of the moving object 501.

また、移動体501が階段504を移動中の場合には、動作認識手段411から動作種別の情報として、高度の変化を生じるような動作をしているという情報が得られるので、移動体501が階段504を移動している確率は高いが、第1の水平面502もしくは第2の水平面503を移動している確率は低いことがわかる。そこで、環境中の各水平面に対応する高度については、移動体501の存在確率を低くし、それ以外の高度については存在確率を高くするデータ処理を行う。これによって、動作認識手段411からの動作種別の情報により、その動作種別と環境の事前知識を利用することにより、より不確かさの少ない存在確率分布を推定することができる。   In addition, when the moving body 501 is moving on the stairs 504, information indicating that the motion is caused to change in altitude is obtained from the motion recognition unit 411 as the motion type information. It can be seen that the probability of moving on the stairs 504 is high, but the probability of moving on the first horizontal plane 502 or the second horizontal plane 503 is low. Therefore, data processing is performed to reduce the existence probability of the moving object 501 for the altitude corresponding to each horizontal plane in the environment and increase the existence probability for other altitudes. Accordingly, the existence probability distribution with less uncertainty can be estimated by using the action type and environment prior knowledge from the action type information from the action recognition unit 411.

この存在確率分布の推定は、例えば、高度の情報を状態ベクトルとして、現在の移動体401の存在確率分布を、気圧オフセット補正後の携帯型気圧センサ402からの気圧と参照気圧センサ403からの気圧との差から予測するパーティクルフィルタにおいて、動作認識手段411からの動作種別の情報と対応する環境中の特定の高度におけるサンプルの尤度を高めるデータ処理を実行することで実施することができる。   The estimation of the existence probability distribution is performed by, for example, using the altitude information as a state vector, the present existence probability distribution of the moving object 401, the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor 402 after the atmospheric pressure offset correction, and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor 403. In the particle filter that is predicted from the difference between the motion recognition and the motion filter, it is possible to perform the data processing for increasing the likelihood of the sample at a specific altitude in the environment corresponding to the motion type information from the motion recognition unit 411.

また、本発明による移動体の高度計測装置においては、動作認識手段411を用いず、環境の事前知識を利用して、より簡易に移動体401の高度推定を行い、その高度推定処理の安定化を行うこともできる。   Moreover, in the mobile body altitude measuring apparatus according to the present invention, the altitude estimation of the mobile body 401 is performed more simply using the prior knowledge of the environment without using the motion recognition means 411, and the altitude estimation processing is stabilized. Can also be done.

図6は、環境の事前知識を用いた高度推定を説明する模式図である。図6において、601は移動体であり、前述した高度計測装置を携帯している。移動体601は携帯型気圧センサ402を備え、高度H0の水平面上602を移動している。602及び603は、環境の事前知識として与えられる高度が既知の第1の水平面及び第2の水平面である。604は高度に対する移動体601の存在確率分布であり、605(破線)は存在確率分布中の環境の事前知識から与えられる高度を表している。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining altitude estimation using prior knowledge of the environment. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a moving body, which carries the altitude measuring device described above. The moving body 601 includes a portable atmospheric pressure sensor 402 and moves on a horizontal plane 602 at an altitude H0. Reference numerals 602 and 603 denote a first horizontal plane and a second horizontal plane whose known altitudes are given as prior knowledge of the environment. Reference numeral 604 denotes an existence probability distribution of the moving body 601 with respect to the altitude, and reference numeral 605 (broken line) denotes an altitude given from prior knowledge of the environment in the existence probability distribution.

屋内環境では、特に、階段の上り下りの途中やエレベータ・エスカレータで移動中における高度は重要でない場合が多く、フロア上の離散的な高度を安定に求めることが重要であることが多い。そのため、移動体601の存在確率分布を、気圧オフセット補正後の携帯型気圧センサ402からの気圧の情報と、参照気圧センサ403からの気圧の情報との差及び、気圧センサの誤差分布から計算した後に、環境中の離散的な各高度に対応する存在確率を計算する。そして、最も存在確率の高い高度を移動体601が存在する高度とする。これによって、移動体の高度を安定に推定することが可能となる。   In an indoor environment, in particular, the altitude in the middle of going up and down stairs or moving by an elevator escalator is often not important, and it is often important to stably obtain discrete altitudes on the floor. Therefore, the existence probability distribution of the moving body 601 is calculated from the difference between the atmospheric pressure information from the portable atmospheric pressure sensor 402 after the atmospheric pressure offset correction and the atmospheric pressure information from the reference atmospheric pressure sensor 403 and the error distribution of the atmospheric pressure sensor. Later, the existence probability corresponding to each discrete height in the environment is calculated. The altitude having the highest existence probability is set as the altitude at which the moving object 601 exists. This makes it possible to stably estimate the altitude of the moving object.

101 高度計測装置(移動体)
102 携帯型気圧センサ
103 参照気圧センサ
104 高度推定手段
105 情報通信手段
106 情報通信手段
107 参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置
108 気圧オフセット取得手段
109 移動体認証手段
123 信号発生源
301 高度計測装置(移動体)
302 携帯型気圧センサ
303 参照気圧センサ
304 高度推定手段
305 情報通信手段
306 情報通信手段
307 参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置
308 気圧オフセット取得手段
309 信号発生源
310 移動体認証手段
323 通信情報手段
401 高度計測装置(移動体)
402 携帯型気圧センサ
403 参照気圧センサ
404 高度推定手段
405 情報通信手段
406 情報通信手段
407 参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置
408 気圧オフセット取得手段
409 移動体認証手段
410 信号発生源
411 動作認識手段
101 Altitude measurement device (moving body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Portable pressure sensor 103 Reference pressure sensor 104 Altitude estimation means 105 Information communication means 106 Information communication means 107 Reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 108 Air pressure offset acquisition means 109 Mobile object authentication means 123 Signal generation source 301 Altitude measurement device ( Moving body)
302 Atmospheric pressure sensor 303 Reference atmospheric pressure sensor 304 Altitude estimation means 305 Information communication means 306 Information communication means 307 Reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 308 Atmospheric pressure offset acquisition means 309 Signal generation source 310 Mobile body authentication means 323 Communication information means 401 Advanced measuring device (moving body)
402 Air pressure sensor 403 Reference air pressure sensor 404 Altitude estimation means 405 Information communication means 406 Information communication means 407 Reference air pressure / position / atmospheric pressure offset storage device 408 Air pressure offset acquisition means 409 Mobile object authentication means 410 Signal generation source 411 Operation recognition means

Claims (4)

移動体の周辺の気圧を計測する携帯型気圧センサと、
前記移動体の外部に設置される参照気圧センサにより計測された気圧と前記参照気圧センサが設置されている位置情報を受信する情報通信手段と、
信号発信源からの信号を基に前記移動体との近接状態を計測し、前記移動体の外部に設置される参照気圧センサの近接状態に関する情報から、前記移動体が前記参照気圧センサの近辺かつ同一高度に存在することを認証するための移動体認証手段と、
前記移動体認証手段によって前記移動体が前記参照気圧センサの近辺かつ同一高度に存在することを認証できた場合に、前記携帯型気圧センサからの気圧と前記参照気圧センサからの気圧との気圧オフセットを取得する気圧オフセット取得手段と、
前記気圧オフセットを用いて前記携帯型気圧センサからの気圧を補正し、補正された前記携帯型気圧センサからの気圧と前記参照気圧センサの位置および前記参照気圧センサからの気圧を用いて、前記移動体の高度を推定するデータ処理を行う高度推定手段と
を備える
ことを特徴とする移動体の高度計測装置。
A portable barometric pressure sensor that measures the atmospheric pressure around a moving object;
Information communication means for receiving the atmospheric pressure measured by a reference atmospheric pressure sensor installed outside the moving body and the position information where the reference atmospheric pressure sensor is installed;
Based on the signal from the signal transmission source, the proximity state to the moving body is measured, and from the information regarding the proximity state of the reference atmospheric pressure sensor installed outside the moving body, the moving body is in the vicinity of the reference atmospheric pressure sensor and Mobile object authentication means for authenticating the existence at the same altitude;
When the mobile body authentication means can authenticate that the mobile body exists in the vicinity of the reference atmospheric pressure sensor and at the same altitude, an atmospheric pressure offset between the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor Pressure offset acquisition means for acquiring
The atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor is corrected using the atmospheric pressure offset, and the movement is performed using the corrected atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor, the position of the reference atmospheric pressure sensor, and the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor. An altitude estimation device for a moving body, comprising altitude estimation means for performing data processing for estimating the altitude of the body.
請求項1に記載の移動体の高度計測装置において、更に、
前記参照気圧センサの位置と、前記参照気圧センサからの気圧と、前記携帯型気圧センサと前記参照気圧センサとの間の気圧オフセットを記録する参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置を備え、
前記高度推定手段は、
前記情報通信手段による通信ができないとき、前記参照気圧・位置・気圧オフセット記憶装置に記録された参照気圧・位置・気圧オフセット及び前記携帯型気圧センサからの気圧を用いて移動体の高度を推定するデータ処理を行う
ことを特徴とする移動体の高度計測装置。
The mobile body altitude measurement apparatus according to claim 1, further comprising:
A reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device for recording the position of the reference atmospheric pressure sensor, the atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure sensor, and the atmospheric pressure offset between the portable atmospheric pressure sensor and the reference atmospheric pressure sensor;
The altitude estimation means includes
When communication by the information communication means is not possible, the altitude of the moving body is estimated using the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset recorded in the reference atmospheric pressure / position / atmospheric pressure offset storage device and the atmospheric pressure from the portable atmospheric pressure sensor. An altitude measuring apparatus for a moving object characterized by performing data processing.
請求項1に記載の移動体の高度計測装置において、更に、
前記移動体の動作を認識する動作認識手段を備え、
前記高度推定手段は、
前記動作認識手段が認識した動作種別が前記移動体の高度変化を生じるような動作である場合には、環境の事前知識から前記動作種別に対応する施設が存在する高度に前記移動体が存在する確率が高く、前記移動体が環境中の水平面上を移動している確率は低いことを示す情報と、前記動作認識手段が認識した動作種別が前記移動体の高度変化を生じないような動作である場合には、環境の事前知識から前記移動体が環境中の水平面上を移動している確率が高く、前記移動体が環境中の前記水平面が存在する高度以外に存在する確率が低いことを示す情報とを前記移動体の高度推定に利用し、移動体の高度を推定するデータ処理を行う
ことを特徴とする移動体の高度計測装置。
The mobile body altitude measurement apparatus according to claim 1, further comprising:
Comprising a motion recognition means for recognizing the motion of the mobile body;
The altitude estimation means includes
If the action type recognized by the action recognition unit is an action that causes an altitude change of the moving object, the moving object exists at a high altitude where a facility corresponding to the action type exists from prior knowledge of the environment. Information indicating that the probability that the moving object is moving on a horizontal plane in the environment is low, and that the action type recognized by the action recognition means does not cause a change in altitude of the moving object. In some cases, based on prior knowledge of the environment, it is highly probable that the moving object is moving on a horizontal plane in the environment, and the probability that the moving object exists at a level other than the altitude at which the horizontal plane in the environment exists is low. The mobile body altitude measuring apparatus is configured to perform data processing for estimating the altitude of the mobile body using information indicating the mobile body altitude estimation.
請求項1に記載の移動体の高度計測装置において、
前記高度推定手段は、
環境の事前知識からの水平面が存在する離散的高度のみを対象として前記移動体の高度を推定するデータ処理を行う
ことを特徴とする移動体の高度計測装置。
In the altitude measuring device of the mobile object according to claim 1,
The altitude estimation means includes
An apparatus for measuring altitude of a moving body, which performs data processing for estimating the altitude of the moving body only for discrete altitudes where a horizontal plane exists from prior knowledge of the environment.
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