JP5105598B2 - 地磁気センサのみを用いて歩行者の進行方向を決定する携帯端末、プログラム及び方法 - Google Patents
地磁気センサのみを用いて歩行者の進行方向を決定する携帯端末、プログラム及び方法 Download PDFInfo
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Description
地磁気データから歩行者の進行方向を決定する進行方向決定手段を有し、
進行方向決定手段は、
時間経過に応じた地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する円錐近似手段と、
円錐における高さhを算出する円錐高さ算出手段と、
南北方向に対する、高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する方向角算出手段と
を有することを特徴とする。
角度量θmeasure=arcsin(h/sin I)
を算出し、
北に向かって、重力面の左側に地磁気面がある場合、方向角θ=θmeasureとし、重力面の右側に地磁気面がある場合、方向角θ=−θmeasureとすることも好ましい。
前方決定手段は、進行方向の前方に向けて端末を保持するよう設定した軸(x軸、y軸又はz軸)とその方向(正又は負)の条件に基づき、地磁気面のうち当該軸の当該方向を前方として決定し、その旨を方向転換判定手段へ通知することも好ましい。
所定時間範囲のデータをメモリし、最大値及び最小値から所定割合のデータを除去するフィルタ手段を更に有することも好ましい。
所定時間範囲の方向角θをメモリし、当該方向角θの前後の変化が所定角度閾値以上となっている方向角θを除去する補正手段を更に有することも好ましい。
地磁気データから歩行者の進行方向を決定する進行方向決定手段としてコンピュータを機能させ、
進行方向決定手段は、
時間経過に応じた地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する円錐近似手段と、
円錐における高さhを算出する円錐高さ算出手段と、
南北方向に対する、高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する方向角算出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
時間経過に応じた地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する第1のステップと、
円錐における高さhを算出する第2のステップと、
南北方向に対する、高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する第3のステップと
を有することを特徴とする。
h:円錐の高さ(円錐の頂点と、底面との間の距離)
l:円錐の母線の長さ(地磁気ベクトルの長さ)
I:南から到来する地磁気と、重力方向とのなす角
(携帯端末が位置する緯度によって決定される)
h=sinI・sinθ
sinθ=h/sinI
θ=arcsin(h/sinI)
p1=(x1,y1,z1)
p2=(x2,y2,z2)
・・・・・・・・・・
pn=(xn,yn,zn)
以下の表1によれば、時間経過p1〜p8に基づいて、観測された地磁気データX,Y,Zが表されている。
ax+by+cz=1
h=0.46274
角度量θmeasure=arcsin(h/sin I)
角度量θmeasure=arcsin(0.46274/sin I)=44.856443度
(a)北に向かって、重力面の左側に地磁気面がある場合、方向角θ=θmeasureとなる。
(b)北に向かって、重力面の右側に地磁気面がある場合、方向角θ=−θmeasureとなる。
(c)重力面と地磁気面は同一平面上にあり、右側や左側の区別はない場合、方向角θ=θmeasure=0°となる。
(d)地磁気面の位置(右側、左側)によらず、方向角θ=θmeasure=90°となる(+90°と−90°は方向角としては同一)。
角度量θmeasure=arcsin(h/sin I)
10 マイクロプロセッサ部
102 進行方向決定部
1021 フィルタ部
1022 円錐近似部
1023 円錐高さ算出部
1024 方向角算出部
1025 補正部
103 方向転換判定部
104 歩幅設定部
105 移動量積算部
106 現在位置決定部
107 前方決定部
11 地磁気センサ
13 GPS部
14 地図情報記憶部
15 ディスプレイ部
Claims (9)
- 3軸の地磁気データを出力する地磁気センサを有し、歩行者によって所持される携帯端末であって、
前記地磁気データから前記歩行者の進行方向を決定する進行方向決定手段を有し、
前記進行方向決定手段は、
時間経過に応じた前記地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する円錐近似手段と、
前記円錐における高さhを算出する円錐高さ算出手段と、
南北方向に対する、前記高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する方向角算出手段と
を有することを特徴とする携帯端末。 - 前記方向角算出手段は、重力方向と地磁気のなす角Iを用いて、
角度量θmeasure=arcsin(h/sin I)
を算出し、
北に向かって、重力面の左側に地磁気面がある場合、方向角θ=θmeasureとし、重力面の右側に地磁気面がある場合、方向角θ=−θmeasureとすることを特徴とする請求項1に記載の携帯端末。 - 前記円錐近似手段は、最小二乗法によって円錐に近似することを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯端末。
- 前記進行方向決定手段から出力された進行方向について、方向転換がなされたか否かを判定する方向転換判定手段を更に有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の携帯端末。
- 歩行者の歩行の向き、即ち、地磁気面の前方を決定する前方決定手段を更に有し、
前記前方決定手段は、進行方向の前方に向けて端末を保持するよう設定した軸(x軸、y軸又はz軸)とその方向(正又は負)の条件に基づき、地磁気面のうち当該軸の当該方向を前方として決定し、その旨を前記方向転換判定手段へ通知することを特徴とする請求項4に記載の携帯端末。 - 前記円錐近似手段に入力される前記地磁気データについて、
所定時間範囲のデータをメモリし、最大値及び最小値から所定割合のデータを除去するフィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の携帯端末。 - 前記方向角算出手段から出力された前記方向角θについて、
所定時間範囲の方向角θをメモリし、当該方向角θの前後の変化が所定角度閾値以上となっている方向角θを除去する補正手段を更に有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の携帯端末。 - 3軸の地磁気データを出力する地磁気センサとを有し、歩行者によって所持される携帯端末に搭載されたコンピュータを機能させる携帯端末用のプログラムであって、
前記地磁気データから前記歩行者の進行方向を決定する進行方向決定手段としてコンピュータを機能させ、
前記進行方向決定手段は、
時間経過に応じた前記地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する円錐近似手段と、
前記円錐における高さhを算出する円錐高さ算出手段と、
南北方向に対する、前記高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する方向角算出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする携帯端末用のプログラム。 - 3軸の地磁気データを出力する地磁気センサを有し、歩行者によって所持される携帯端末について、前記地磁気データから前記歩行者の進行方向を決定する進行方向決定方法であって、
時間経過に応じた前記地磁気データを3次元座標系にプロットし、腕振りによって生じた円錐状に分布する地磁気ベクトル群を、円錐に近似する第1のステップと、
前記円錐における高さhを算出する第2のステップと、
南北方向に対する、前記高さhの方向と重力方向との両方に垂直な方向を、方向角θとして算出する第3のステップと
を有することを特徴とする携帯端末の進行方向決定方法。
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JP2007309228A JP5105598B2 (ja) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | 地磁気センサのみを用いて歩行者の進行方向を決定する携帯端末、プログラム及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007309228A JP5105598B2 (ja) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | 地磁気センサのみを用いて歩行者の進行方向を決定する携帯端末、プログラム及び方法 |
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JP2009133692A JP2009133692A (ja) | 2009-06-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007309228A Active JP5105598B2 (ja) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | 地磁気センサのみを用いて歩行者の進行方向を決定する携帯端末、プログラム及び方法 |
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