JP5206764B2 - 測位装置、測位方法およびプログラム - Google Patents
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Description
歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、
歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段と、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出手段と、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出手段と、
を備え、
前記移動方向算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
移動量算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出手段を有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴とする測位装置である。
前記移動量算出手段は、
前記歩幅データが示す歩幅をW、前記ブレ角度をθ、補正後の歩幅をDとして、
D = W/ cosθ
の関係式に準じて一歩ごとの移動量を算出することを特徴としている。
前記自律航法用センサは、
加速度を検出する加速度センサおよび地磁気を検出する地磁気センサを有し、
前記ブレ角度算出手段は、
前記加速度センサにより検出された水平方向の複数歩分の加速度変化に基づき平均的な進行方向を算出し、前記加速度センサにより検出された水平方向の一歩分の加速度変化に基づき一歩の移動方向を算出し、前記平均的な進行方向と前記一歩の移動方向との差異を前記ブレ角度として算出することを特徴としている。
前記歩幅データは、歩行体が2地点間を直進した際に、当該2地点間の距離を当該2地点間の移動に要した歩数で除算した値に設定されていることを特徴としている。
測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段を備え、
前記衛星測位手段の測位により得られた基準地点の位置データに、前記移動量算出手段により算出された移動量、および、前記移動方向算出手段により算出された移動方向からなる移動ベクトルを積算していくことで各移動地点の測位を行うことを特徴としている。
歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、
測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段と、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記歩幅算出手段により算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶する歩幅データ記憶手段と、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位手段と、
を備え、
前記歩幅算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出手段を有し、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴とする測位装置である。
前記歩幅算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき前記2地点間の歩数を計数する歩数計数手段を有し、
前記2地点間の距離をD、前記歩数をN、前記ブレ角度をθ、歩幅をWとして、
W =( D/ N)/ cosθ
の関係式に準じて前記歩幅を算出することを特徴としている。
歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、前記歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段とを用いて、前記歩行体の測位を行う測位方法であって、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出ステップと、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出ステップと、
を含み、
前記移動方向算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
前記移動量算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出ステップを有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴としている。
歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段とを用いて、自律航法により前記歩行体の測位を行う測位方法であって、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出ステップと、
前記歩幅算出ステップにより算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶手段に記憶する歩幅データ記憶ステップと、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位ステップと、
を備え、
前記歩幅算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出ステップを含み、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴としている。
歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、前記歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段とが接続されたコンピュータに、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出機能と、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出機能と、
を実現させるとともに、
前記移動方向算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
前記移動量算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出機能を有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴としている。
歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段とに接続されたコンピュータに、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出機能と、
前記歩幅算出機能により算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶手段に記憶する歩幅データ記憶機能と、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位機能と、
を実現させるとともに、
前記歩幅算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出機能を含み、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴としている。
図1は、本発明の第1実施形態の測位装置の全体構成を示すブロック図である。
図2には、第1実施形態における歩幅データの算出方法を説明する図を示す。この図において楕円のマークによりユーザの一歩ごとの足取りを表わしている。
W = D/ N ・・・ (1)
ここで、上記のように得られた歩幅データ12aをそのまま歩幅として用いて、自律航法により一歩ごとの測位を行った場合に、トータルの移動距離が短く計測される現象の説明を行う。
図4には、第1実施形態の測位装置1において一歩ごとの移動方向を算出する方法を説明する図を、図5には、第1実施形態の測位装置1における一歩ごとの移動ベクトル算出処理のフローチャートを示す。
H1 = W/ cosθ ・・・ (2)
次に、測位装置1により実行される全体測位処理の制御手順について説明する。
第2実施形態の測位装置1は、自律航法の測位中に一歩ごとの移動量を移動方向のブレ角度θを考慮して補正するのではなく、ユーザの歩幅を求める際に上記ブレ角度θを考慮して歩幅を算出し、その値を歩幅データ12aとして設定するようにしたものである。第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図7には、第2実施形態における歩幅データの算出方法を説明する図を示す。同図において楕円のマークによりユーザの一歩ごとの足取りを表わしている。
W = W1 / cosθ =(D/N)/cosθ ・・・ (3)
図8には、第2実施形態の移動ベクトル算出処理のフローチャートを示す。
全体測位処理では、歩幅データ12aを補正する処理(図6のステップS24;歩幅算出手段)において上記の歩幅データの算出方法が適用され、移動ベクトル算出処理(図6のステップS14)で上記方法が適用されて、その他は第1実施形態と同様の測位処理が実現される。
10 CPU
11 RAM
12 EEPROM
12a 歩幅データ
13 GPS受信アンテナ
14 GPS受信部
15 3軸地磁気センサ
16 3軸加速度センサ
17 表示部
18 地図データベース
20 自律航法制御処理部
21 自律航法誤差補正処理部
22 位置データ記憶部
R0 平均進行方向
R1,R2 移動方向
θ1,θ2 ブレ角度
Claims (11)
- 歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、
歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段と、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出手段と、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出手段と、
を備え、
前記移動方向算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
移動量算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出手段を有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴とする測位装置。 - 前記移動量算出手段は、
前記歩幅データが示す歩幅をW、前記ブレ角度をθ、補正後の歩幅をDとして、
D = W/ cosθ
の関係式に準じて一歩ごとの移動量を算出することを特徴とする請求項1記載の測位装置。 - 前記自律航法用センサは、
加速度を検出する加速度センサおよび地磁気を検出する地磁気センサを有し、
前記ブレ角度算出手段は、
前記加速度センサにより検出された水平方向の複数歩分の加速度変化に基づき平均的な進行方向を算出し、前記加速度センサにより検出された水平方向の一歩分の加速度変化に基づき一歩の移動方向を算出し、前記平均的な進行方向と前記一歩の移動方向との差異を前記ブレ角度として算出することを特徴とする請求項1記載の測位装置。 - 前記歩幅データは、歩行体が2地点間を直進した際に、当該2地点間の距離を当該2地点間の移動に要した歩数で除算した値に設定されていることを特徴とする請求項1記載の測位装置。
- 測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段を備え、
前記衛星測位手段の測位により得られた基準地点の位置データに、前記移動量算出手段により算出された移動量、および、前記移動方向算出手段により算出された移動方向からなる移動ベクトルを積算していくことで各移動地点の測位を行うことを特徴とする請求項1記載の測位装置。 - 歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、
測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段と、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記歩幅算出手段により算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶する歩幅データ記憶手段と、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位手段と、
を備え、
前記歩幅算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出手段を有し、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴とする測位装置。 - 前記歩幅算出手段は、
前記自律航法用センサの出力に基づき前記2地点間の歩数を計数する歩数計数手段を有し、
前記2地点間の距離をD、前記歩数をN、前記ブレ角度をθ、歩幅をWとして、
W =( D/ N)/ cosθ
の関係式に準じて前記歩幅を算出することを特徴とする請求項6記載の測位装置。 - 歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、前記歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段とを用いて、前記歩行体の測位を行う測位方法であって、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出ステップと、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出ステップと、
を含み、
前記移動方向算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
前記移動量算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出ステップを有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴とする測位方法。 - 歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段とを用いて、自律航法により前記歩行体の測位を行う測位方法であって、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出ステップと、
前記歩幅算出ステップにより算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶手段に記憶する歩幅データ記憶ステップと、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位ステップと、
を備え、
前記歩幅算出ステップは、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出ステップを含み、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴とする測位方法。 - 歩行体に保持されて歩行運動と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、前記歩行体の歩幅を表わす歩幅データを記憶した歩幅データ記憶手段とが接続されたコンピュータに、
前記自律航法用センサの出力と歩幅データとに基づいて歩行体の移動量を算出する移動量算出機能と、
前記自律航法用センサの出力に基づいて移動方向を算出する移動方向算出機能と、
を実現させるとともに、
前記移動方向算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出し、
前記移動量算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩毎のブレ角度を算出するブレ角度算出機能を有し、
前記歩幅データの値を前記ブレ角度が大きくなるに従って歩幅が大きくなるように補正して一歩ごとの移動量として算出する
ことを特徴とするプログラム。 - 歩行体に保持されて歩行動作と方位に関する検出を行う自律航法用センサと、測位用衛星から信号を受けて測位を行う衛星測位手段とに接続されたコンピュータに、
前記衛星測位手段によりそれぞれ測位される2地点の間を前記歩行体が移動する間に、前記自律航法用センサの出力に基づき歩行動作に関する計測を行うとともに、前記2地点の位置データと歩行動作に関する計測結果とに基づいて前記歩行体の歩幅を算出する歩幅算出機能と、
前記歩幅算出機能により算出された歩幅を表わす歩幅データを記憶手段に記憶する歩幅データ記憶機能と、
前記自律航法用センサの出力に基づき一歩ごとの移動方向を算出するとともに、前記自律航法用センサの出力と前記歩幅データとに基づき一歩ごとの移動量を算出して、算出された前記移動方向および前記移動量に基づき測位を行う自律航法測位機能と、
を実現させるとともに、
前記歩幅算出機能は、
前記自律航法用センサの出力に基づき左右の足の踏込み方向の違いに起因する移動方向の一歩ごとのブレ角度を算出するブレ角度算出機能を含み、
前記2地点の間を前記ブレ角度に従ってジグザグに曲った経路を移動したものとして当該経路に沿った一歩ごとの歩幅を算出することを特徴とするプログラム。
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