JP5995319B2 - Portable terminal, program and method for determining vertical downward direction during walking using geomagnetism - Google Patents

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Description

本発明は、歩行者に携帯されたセンサを用いて歩行者の進行方向を決定する技術に関する。特に、歩行者の進行方向をリアルタイムに導出する自律航法技術に関する。   The present invention relates to a technique for determining a traveling direction of a pedestrian using a sensor carried by the pedestrian. In particular, the present invention relates to an autonomous navigation technique for deriving a pedestrian travel direction in real time.

従来、移動主体に設置された加速度センサ等のセンサを用いて、現在位置及び進行方向をリアルタイムに導出する自律航法技術が盛んに利用されている。例えば、現在、広く普及しているカーナビゲーションシステム(Car Navigation System)は、この自律航法技術と、GPS(Global Positioning System)技術とを組み合わせることによって実現される。カーナビゲーションシステムでは、自動車の運転者に対し、正確な現在位置及び進行方向と目的地までの走行経路情報とが、表示・通知される。   2. Description of the Related Art Conventionally, an autonomous navigation technique for deriving a current position and a traveling direction in real time using a sensor such as an acceleration sensor installed on a moving subject has been actively used. For example, a car navigation system that is currently widely used is realized by combining this autonomous navigation technology and GPS (Global Positioning System) technology. In the car navigation system, an accurate current position and traveling direction and travel route information to the destination are displayed and notified to the driver of the car.

このカーナビゲーションシステムは、GPS技術によって測位された現在位置情報を、車速パルス又はジャイロを利用した自律航法技術によって補正する。また、例えば特許文献1に開示された投影法によるマップマッチング技術を用い、参照道路地図情報を必要に応じて読み出して、走行経路がセンサの測定誤差によって道路位置からずれることのないように、現在位置及び進行方向を補正する。   This car navigation system corrects the current position information measured by the GPS technology by an autonomous navigation technology using a vehicle speed pulse or a gyro. In addition, for example, by using the map matching technique based on the projection method disclosed in Patent Document 1, the reference road map information is read out as necessary, so that the travel route does not deviate from the road position due to the measurement error of the sensor. Correct the position and direction of travel.

さらに、このようなナビゲーション技術は、歩行者の所持する携帯端末にも適用されている。例えば特許文献2には、歩行開始位置から、検出された歩行者の「歩数」と、その「歩幅」とを累積することにより現在位置を導出する携帯端末が開示されている。このように自律航法技術を歩行者に適用した場合、加速度につき水平方向成分以外の成分も検出される。従って、歩行距離は、加速度センサの出力値の単純な積分ではなく、「歩数」及び「歩幅」から導出されることになる。   Further, such navigation technology is also applied to a portable terminal possessed by a pedestrian. For example, Patent Document 2 discloses a portable terminal that derives the current position by accumulating the detected “number of steps” and the “step length” of the pedestrian from the walking start position. In this way, when the autonomous navigation technique is applied to a pedestrian, components other than the horizontal direction component are also detected for acceleration. Therefore, the walking distance is derived not from simple integration of the output value of the acceleration sensor but from “number of steps” and “step length”.

ここで、「歩数」は、携帯端末に搭載された加速度センサで測定された加速度の大きさ(√(a +a +a ))の時間変化におけるピーク−ピーク間を1歩としてカウントされる(例えば特許文献3参照)。一方、「歩幅」は、利用者によって予め設定されるか、若しくは利用者の身長から推定される。または、歩行者に規定距離を歩行させることによって、その「歩幅」をキャリブレーションする技術も存在する(例えば非特許文献1参照)。 Here, the “number of steps” is a step between a peak and a peak in the time change of the magnitude of acceleration (√ (a x 2 + a y 2 + a z 2 )) measured by the acceleration sensor mounted on the mobile terminal. It is counted (see, for example, Patent Document 3). On the other hand, the “step length” is preset by the user or estimated from the height of the user. Alternatively, there is a technique for calibrating the “step length” by causing a pedestrian to walk a specified distance (see, for example, Non-Patent Document 1).

さらに、進行方向は、地磁気センサ等を利用した方位センサを用いて検出される。例えば、特許文献4には、端末の姿勢を導出するべく鉛直方向を決定した後に、鉛直方向加速度と進行方向加速度との関係を利用して、歩行者の進行方向を決定する技術が開示されている。また、特許文献5には、特定時点の端末の姿勢から進行方向を決定する技術が開示されている。さらに、特許文献6及び7には、水平方向加速度の分布に基づいて進行方向を決定する技術が開示されている。さらにまた、特許文献8には、歩行者の腕振りの特徴から進行方向を決定する技術が開示されている。   Further, the traveling direction is detected using an azimuth sensor using a geomagnetic sensor or the like. For example, Patent Document 4 discloses a technique for determining a pedestrian's traveling direction using the relationship between vertical acceleration and traveling direction acceleration after determining the vertical direction to derive the terminal posture. Yes. Patent Document 5 discloses a technique for determining a traveling direction from the attitude of a terminal at a specific time. Further, Patent Documents 6 and 7 disclose techniques for determining a traveling direction based on a horizontal acceleration distribution. Furthermore, Patent Document 8 discloses a technique for determining the traveling direction from the characteristics of a pedestrian's arm swing.

尚、本願と同一の出願人における発明として、特許文献9には、腕振り運動によって規定される加速度面の法線ベクトル(方向基準ベクトル)と、重力ベクトル及び地磁気ベクトルによって規定される方位基準面の法線ベクトル(方位基準ベクトル)とから、進行方向の方位角を算出する技術が開示されている。また、特許文献10には、歩行における遊脚期の加速度データを用いて進行方向を決定する技術が開示されている。   As an invention of the same applicant as the present application, Patent Document 9 discloses that an azimuth reference plane defined by a normal vector (direction reference vector) of an acceleration plane defined by arm swing motion, a gravity vector, and a geomagnetic vector. A technique for calculating the azimuth angle in the traveling direction from the normal vector (azimuth reference vector) is disclosed. Patent Document 10 discloses a technique for determining the direction of travel using acceleration data in the swing phase during walking.

特開平5−061408号公報JP-A-5-061408 特開平9−089584号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-089584 特開2005−038018号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-038018 特開2008−039619号公報JP 2008-039619 A WO2006/104140WO2006 / 104140 特許第4126388号公報Japanese Patent No. 4126388 特開2008−116315号公報JP 2008-116315 A 特開2010−271167号公報JP 2010-271167 A 特開2010−008103号公報JP 2010-008103 A 特開2012−168004号公報JP 2012-168004 A

「Nike+iPodユーザーズガイド」、第27頁、[online]、[平成24年12月27日検索]、インターネット<URL:http://manuals.info.apple.com/ja/nikeipod_users_guide.pdf>“Nike + iPod User's Guide”, page 27, [online], [searched on December 27, 2012], Internet <URL: http://manuals.info.apple.com/en/nikeipod_users_guide.pdf>

しかしながら、上述したような従来技術では、歩行者が携帯端末をズボンのポケットに挿入する等の形で身に着けている場合に、進行(歩行動作)に関連する向き、例えば鉛直下向き又は進行方向、を正確に決定することが困難であった。   However, in the related art as described above, when a pedestrian wears a portable terminal such as by inserting it into a pocket of trousers, the direction related to progress (walking motion), for example, vertically downward or the direction of travel It was difficult to determine accurately.

例えば、特許文献4に記載された技術は、歩行者の身に着けられた携帯端末の姿勢が大凡一定であることを想定しており、所定閾値を超える加速度が検出された方向を、進行方向の候補とする。また、特許文献5、6、7に記載された技術も、歩行者の身に着けられた携帯端末の姿勢が大凡一定であることを想定しており、歩行の際に検出される水平方向の加速度の分布から進行方向を決定している。   For example, the technique described in Patent Document 4 assumes that the posture of a mobile terminal worn by a pedestrian is approximately constant, and determines the direction in which acceleration exceeding a predetermined threshold is detected as the traveling direction. Candidate for Further, the techniques described in Patent Documents 5, 6, and 7 also assume that the posture of the mobile terminal worn by the pedestrian is approximately constant, and the horizontal direction detected during walking is the same. The direction of travel is determined from the acceleration distribution.

しかしながら、実際には、歩行者の身に着けられた携帯端末の姿勢が、大凡一定になるとは限らない。このため、特許文献4の技術のように所定閾値を超える加速度が検出された方向を求めても、その方向が進行方向とはならない場合も多い。また、特許文献5、6、7の技術のように水平方向の加速度の分布から進行方向を求めても、その方向が進行方向とはならない場合も多い。   However, in practice, the posture of the mobile terminal worn by the pedestrian is not necessarily constant. For this reason, even if the direction in which the acceleration exceeding the predetermined threshold is detected as in the technique of Patent Document 4, the direction is often not the traveling direction. Further, even when the traveling direction is obtained from the horizontal acceleration distribution as in the techniques of Patent Documents 5, 6, and 7, the direction is often not the traveling direction.

さらに、特許文献8及び9に記載された技術は、携帯端末を把持した歩行者の手(腕)が振られる動作を検出することによって進行方向を決定するものであり、携帯端末が腕振り運動に伴って移動することを想定している。従って、歩行者が、携帯端末を例えばズボンのポケットに挿入して歩行している場合には、進行方向を決定することができない。   Furthermore, the techniques described in Patent Documents 8 and 9 determine the traveling direction by detecting the movement of the hand (arm) of a pedestrian holding the mobile terminal, and the mobile terminal performs arm swing motion. It is assumed that it moves with it. Therefore, when the pedestrian is walking with the portable terminal inserted into, for example, a pants pocket, the traveling direction cannot be determined.

また、特許文献10に記載された技術は、確かに、歩行者が携帯端末をズボンのポケットに挿入している場合に進行方向を決定するものである。しかしながら、歩行中における携帯端末の姿勢が変動することによって、算出された重力加速度ベクトルの向きに誤差が含まれてしまい、決定された進行方向における精度の劣化を招くことがあった。   In addition, the technique described in Patent Document 10 certainly determines the traveling direction when the pedestrian has inserted the mobile terminal into the pants pocket. However, when the posture of the mobile terminal fluctuates during walking, an error is included in the direction of the calculated gravitational acceleration vector, and the accuracy in the determined traveling direction may be deteriorated.

そこで、本発明は、歩行者が携帯端末をズボンのポケットに挿入する等の形で身に着けている場合であっても、進行に関連する向き、例えば鉛直下向き又は進行方向、をより正確に決定することができる携帯端末、プログラム及び方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention more accurately indicates the direction related to the progress, for example, the vertically downward direction or the traveling direction, even when the pedestrian is wearing the portable terminal in the pocket of the pants. An object is to provide a portable terminal, a program, and a method that can be determined.

本発明によれば、加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備え、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて、端末を携帯したユーザの進行に関連する向きを決定する携帯端末であって、
携帯端末が静止しているか否かを判定する静止判定手段と、
携帯端末に固定された端末座標系における、携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する静止時加速度向き決定手段と、
携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する地磁気鉛直成分決定手段と、
各時点における地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する地磁気射影成分算出手段と、
算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する鉛直静止時点決定手段と
を有する携帯端末が提供される。
According to the present invention, an acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and a geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity are provided, and the terminal is carried based on the measured acceleration vector A and geomagnetic vector M. A mobile device that determines an orientation related to a user's progress,
Stationary determination means for determining whether or not the mobile terminal is stationary;
A stationary acceleration direction determining means for determining a stationary acceleration direction that is a direction of an acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in a terminal coordinate system fixed to the portable terminal;
Geomagnetic vertical component determining means for determining a geomagnetic vertical component M GS is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of determination that the mobile terminal is stationary has been performed,
A geomagnetism projection component calculating means for calculating a geomagnetism projection component MGW , which is a projection component of the geomagnetism vector M at each time point in the direction of acceleration at rest;
By comparing the calculated geomagnetic projection component MGW with the determined geomagnetic vertical component MGS , the vertical stationary time is determined, which is the time when the acceleration direction at rest can be determined vertically downward. A portable terminal having a time point determination unit is provided.

この携帯端末の鉛直静止時点決定手段についての一実施形態として、鉛直静止時点決定手段は、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとが一致する時点若しくは所定範囲内の差を有する時点、又は地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとの差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点を、鉛直静止時点として決定することも好ましい。 As an embodiment of the vertical stationary time point determining means of the portable terminal, the vertical stationary time point determining means includes a time point when the calculated geomagnetic projection component MGW coincides with the determined geomagnetic vertical component MGS or within a predetermined range. Or a time point having a smaller absolute value of the difference among adjacent time points having different signs of the difference between the geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS is determined as a vertical stationary time point. It is also preferable.

また、本発明による携帯端末の一実施形態として、本携帯端末は、各時点での加速度ベクトルAにおける1つの加速度成分又は加速度の大きさを算出する加速度時間変化算出手段と、
加速度成分又は加速度の大きさの時間変化における極大点又は極小点に基づいて、ユーザの歩行周期、ユーザの足が地面に着いている期間である立脚期、又はユーザの足が地面から離れて前に運ばれている期間である遊脚期を検出し、歩行周期内、立脚期内又は遊脚期内における、決定された鉛直静止時点の相対位置である相対静止時点を算出する相対静止時点算出手段とを更に有し、
鉛直静止時点決定手段は、周期的に発生する相対静止時点を使用して、鉛直静止時点を決定することも好ましい。
Further, as an embodiment of the mobile terminal according to the present invention, the mobile terminal includes an acceleration time change calculating means for calculating one acceleration component or acceleration magnitude in the acceleration vector A at each time point;
Based on the maximum point or minimum point in the time change of the acceleration component or the magnitude of acceleration, the user's walking cycle, the stance phase in which the user's feet are on the ground, or the user's feet away from the ground before Relative rest time calculation that detects the swing phase that is being carried to and calculates the relative rest time that is the relative position of the determined vertical rest time within the walking cycle, stance phase, or swing phase And further comprising means
It is also preferable that the vertical stationary time point determination means determines the vertical stationary time point using periodically stationary relative stationary time points.

さらに、相対静止時点を用いる上記実施形態において、鉛直静止時点決定手段は、周期的に発生する相対静止時点を含む所定の計測時間でのみ、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することも好ましい。 Further, in the above-described embodiment using the relative stationary time point, the vertical stationary time point determining means includes the calculated geomagnetic projection component M GW and the determined geomagnetic field only during a predetermined measurement time including the periodically occurring relative stationary time point. It is also preferable to compare the vertical component MGS .

さらにまた、相対静止時点を用いる上記実施形態において、鉛直静止時点決定手段は、相対静止時点算出手段が相対静止時点を算出してから所定の期間、地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとに依らずに、周期的に発生する相対静止時点を鉛直静止時点に決定することも好ましい。 Furthermore, in the above-described embodiment using the relative stationary time point, the vertical stationary time point determining unit calculates the geomagnetic projection component M GW and the geomagnetic vertical component M GS for a predetermined period after the relative stationary time point calculating unit calculates the relative stationary time point. It is also preferable to determine the relative stationary time point that occurs periodically instead of the vertical stationary time point.

また、本発明による携帯端末の他の実施形態として、本携帯端末は、各時点での加速度ベクトルAにおける1つの加速度成分又は加速度の大きさを算出する加速度時間変化算出手段と、
加速度成分又は加速度の大きさの時間変化における極大点又は極小点に基づいて、ユーザの足が地面に着いている期間である立脚期、又はユーザの足が地面から離れて前に運ばれている期間である遊脚期を検出し、立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、進行方向に向いたユーザの右方又は左方を示す右/左向きベクトルUを算出する右/左向きベクトル算出手段と、
携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAに基づいて重力加速度ベクトルGを算出し、この重力加速度ベクトルGと、鉛直静止時点での地磁気ベクトルMと、算出された右/左向きベクトルUとから、鉛直静止時点における進行方向を決定する進行関連向き決定手段と
を更に有することも好ましい。
As another embodiment of the portable terminal according to the present invention, the portable terminal includes an acceleration time change calculating means for calculating one acceleration component or acceleration magnitude in the acceleration vector A at each time point;
Based on the maximum or minimum point in the time change of the acceleration component or the magnitude of the acceleration, the stance phase in which the user's foot is on the ground, or the user's foot is carried away from the ground A right / left-facing vector that detects a free leg period, which is a period, and calculates a right / left-facing vector U indicating the right or left direction of the user facing the traveling direction from a plurality of acceleration vectors A in the stance or swing leg period A calculation means;
A gravitational acceleration vector G is calculated based on the acceleration vector A when it is determined that the mobile terminal is stationary, and the gravitational acceleration vector G and the geomagnetic vector M at the time of vertical stationary are calculated. It is also preferable to further include a progress-related direction determination means for determining a travel direction at the time of vertical rest from the right / left direction vector U.

さらに、右/左向きベクトルUを用いる上記実施形態において、右/左向きベクトル算出手段は、立脚期又は遊脚期の開始及び終了時点での加速度ベクトルAの外積をとることによって右/左向きベクトルUを算出することも好ましい。   Further, in the above embodiment using the right / left direction vector U, the right / left direction vector calculating means calculates the right / left direction vector U by taking the outer product of the acceleration vectors A at the start and end times of the stance phase or the swing phase. It is also preferable to calculate.

さらにまた、右/左向きベクトルUを用いる上記実施形態において、右/左向きベクトル算出手段は、立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、ユーザの歩行動作によって生じる加速度面を決定し、加速度面の法線ベクトルとして右/左向きベクトルUを算出することも好ましい。   Furthermore, in the above embodiment using the right / left direction vector U, the right / left direction vector calculating means determines an acceleration plane caused by the user's walking motion from a plurality of acceleration vectors A in the stance phase or the swing phase, and accelerates the acceleration. It is also preferable to calculate the right / left direction vector U as the normal vector of the surface.

また、本発明による携帯端末の他の実施形態として、
携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAに基づいて重力加速度ベクトルGを算出し、この重力加速度ベクトルGと、鉛直静止時点での地磁気ベクトルMとから、北向き又は南向きのベクトルである北/南向き加速度ベクトル及び東向き又は西向きのベクトルである東/西向き加速度ベクトルを算出して、歩行周期毎に取得される水平方向加速度成分の群を決定し、
水平方向加速度成分の群における分散Vxx,Vyy及び共分散Vxyを算出して、これらの分散及び共分散に基づき、固有値λを算出し、
固有値λを用いて、固有ベクトル[e1,e2]を算出し、算出された固有ベクトル[e1,e2]から算出される角度Tan-1(e1/e2)を、進行方向に決定する
進行関連向き決定手段を更に有することも好ましい。
Moreover, as other embodiment of the portable terminal by this invention,
Calculates a gravitational acceleration vector G based on the acceleration vector A at the time the determination of the mobile terminal is stationary has been performed, from the the gravitational acceleration vector G, the geomagnetic vector M of the vertical stationary point, North Calculating a north / south direction acceleration vector that is a direction or south direction vector and an east / west direction acceleration vector that is an east direction or west direction vector, and determining a group of horizontal acceleration components acquired for each walking cycle;
Calculate variances Vxx, Vyy and covariance Vxy in a group of horizontal acceleration components, and calculate an eigenvalue λ based on these variances and covariances;
The eigenvector [e 1 , e 2 ] is calculated using the eigenvalue λ, and the angle Tan −1 (e 1 / e 2 ) calculated from the calculated eigenvector [e 1 , e 2 ] is determined in the traveling direction. It is also preferable to further include a progress-related direction determining means.

本発明によれば、さらに、加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備え、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて、端末を携帯したユーザの進行に関連する向きを決定する携帯端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
携帯端末が静止しているか否かを判定する静止判定手段と、
携帯端末に固定された端末座標系における、携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する静止時加速度向き決定手段と、
携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する地磁気鉛直成分決定手段と、
各時点における地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する地磁気射影成分算出手段と、
算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する鉛直静止時点決定手段と
してコンピュータを機能させる携帯端末用のプログラムが提供される。
The present invention further includes an acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and a geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity, and the terminal is determined based on the measured acceleration vector A and geomagnetic vector M. A program for causing a computer mounted on a mobile terminal to determine a direction related to the progress of a user who has carried it,
Stationary determination means for determining whether or not the mobile terminal is stationary;
A stationary acceleration direction determining means for determining a stationary acceleration direction that is a direction of an acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in a terminal coordinate system fixed to the portable terminal;
Geomagnetic vertical component determining means for determining a geomagnetic vertical component M GS is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of determination that the mobile terminal is stationary has been performed,
A geomagnetism projection component calculating means for calculating a geomagnetism projection component MGW , which is a projection component of the geomagnetism vector M at each time point in the direction of acceleration at rest;
By comparing the calculated geomagnetic projection component MGW with the determined geomagnetic vertical component MGS , the vertical stationary time is determined, which is the time when the acceleration direction at rest can be determined vertically downward. A program for a portable terminal that causes a computer to function as time determination means is provided.

本発明によれば、さらにまた、加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備えた携帯端末を携帯しているユーザの進行に関連する向きを、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて決定する進行関連向き決定方法であって、
静止判定手段が、携帯端末が静止しているか否かを判定する第1のステップと、
静止時加速度向き決定手段が、携帯端末に固定された端末座標系における、携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する第2のステップと、
地磁気鉛直成分決定手段が、携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する第3のステップと、
地磁気射影成分算出手段が、各時点における地磁気ベクトルMの静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する第4のステップと、
鉛直静止時点決定手段が、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する第5のステップと
を有する進行関連向き決定方法が提供される。
Further, according to the present invention, the direction related to the progress of the user carrying the mobile terminal including the acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and the geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity is determined. A method for determining a travel-related direction that is determined based on a measured acceleration vector A and geomagnetic vector M,
A first step of determining whether or not the mobile terminal is stationary;
The stationary acceleration direction determining means determines the stationary acceleration direction, which is the direction of the acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in the terminal coordinate system fixed to the portable terminal. A second step;
The third step is geomagnetic vertical component determining means, for determining a geomagnetic vertical component M GS is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of determination that the mobile terminal is stationary has been performed When,
Geomagnetic projection component calculating means, and a fourth step of calculating geomagnetic projection component M GW is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M at each time point,
The vertical stationary time determination means compares the calculated geomagnetic projection component M GW with the determined geomagnetic vertical component M GS to determine the vertical acceleration time at which the stationary acceleration direction can be determined vertically downward. A progression related orientation determination method is provided having a fifth step of determining a stationary time point.

本発明の携帯端末、プログラム及び方法によれば、歩行者が携帯端末をズボンのポケットに挿入する等の形で身に着けている場合であっても、進行に関連する向き、例えば鉛直下向き又は進行方向、をより正確に決定することができる。特に、歩行者が携帯端末を自身の下半身部分に着ける形で携帯した場合に、鉛直下向き又は進行方向をより正確に決定することができる。   According to the mobile terminal, the program and the method of the present invention, even when a pedestrian is wearing the mobile terminal such as inserting the mobile terminal into a pants pocket, the direction related to progress, for example, vertically downward or The traveling direction can be determined more accurately. In particular, when the pedestrian carries the mobile terminal in a form that can be worn on the lower body part of the pedestrian, the vertical downward direction or the traveling direction can be determined more accurately.

ユーザが本発明による携帯端末を下半身のポケットに挿入した状態で歩行する態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the aspect which a user walks in the state which inserted the portable terminal by this invention in the pocket of the lower body. 本発明による携帯端末の一実施形態を示す機能構成図である。It is a functional block diagram which shows one Embodiment of the portable terminal by this invention. 端末座標系における地磁気ベクトルMの地磁気鉛直成分MGS及び地磁気射影成分MGWを決定する方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the method to determine the geomagnetic vertical component MGS and the geomagnetic projection component MGW of the geomagnetic vector M in a terminal coordinate system. 歩行時における加速度成分の時間変化を示すグラフ、静止時加速度単位ベクトルeGSが鉛直下向きに対してなす角度(余弦)の時間変化を示すグラフ、及び時間変化する地磁気射影成分MGWと、地磁気鉛直成分MGSとの関係を示すグラフである。Graph showing time change of acceleration component during walking, graph showing time change of angle (cosine) made by stationary acceleration unit vector e GS with respect to vertical downward direction, geomagnetic projection component M GW changing time, geomagnetic vertical It is a graph which shows the relationship with component MGS . 決定された鉛直下向き(重力加速度ベクトル)から歩行するユーザの進行方向を決定する方法を説明するためのベクトル図である。It is a vector diagram for demonstrating the method of determining the advancing direction of the user who walks from the determined perpendicular downward (gravity acceleration vector). 角αと方位角θとの関係を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the relationship between angle (alpha) and azimuth angle (theta).

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、ユーザが本発明による携帯端末を下半身のポケットに挿入した状態で歩行する態様を示す説明図である。   FIG. 1 is an explanatory view showing a mode in which a user walks with a portable terminal according to the present invention inserted in a pocket on the lower body.

図1によれば、ユーザ(歩行者)は、本発明による携帯端末1を下半身(ズボン)のポケットに挿入した状態で歩行している。この状態では、携帯端末1の姿勢は、一定とならず、歩行動作に応じて変動する。また、この状態において、歩行者は携帯端末1を操作していないが、携帯端末1自体が、何らかのアプリケーションを起動させて歩行者の進行方向を検出する。   According to FIG. 1, the user (pedestrian) is walking with the portable terminal 1 according to the present invention inserted in the pocket of the lower body (trousers). In this state, the posture of the mobile terminal 1 is not constant and varies depending on the walking motion. In this state, the pedestrian is not operating the portable terminal 1, but the portable terminal 1 itself activates some application to detect the traveling direction of the pedestrian.

携帯端末1は、加速度をベクトル量として測定可能な「加速度センサ」と、地磁気をベクトル量として測定可能な「地磁気センサ」とを、端末に固定する形で内蔵している。このため、携帯端末1の向きに応じて、これらのセンサにおける3軸の座標系が一意に決定される。従って、以後、このセンサ座標系を「端末座標系」と称する。「端末座標系」は、図1ではxyz座標系として表されている。また、携帯端末1には、この「端末座標系」とは別に、歩行者の進行方向を前向きとした、前向き−後向き、右向き−左向き、鉛直上向き−鉛直下向きを軸とする「歩行座標系」も設定される。   The mobile terminal 1 incorporates an “acceleration sensor” capable of measuring acceleration as a vector quantity and a “geomagnetic sensor” capable of measuring geomagnetism as a vector quantity in a form fixed to the terminal. For this reason, according to the direction of the portable terminal 1, the triaxial coordinate system in these sensors is uniquely determined. Therefore, hereinafter, this sensor coordinate system is referred to as a “terminal coordinate system”. The “terminal coordinate system” is represented as an xyz coordinate system in FIG. In addition to the “terminal coordinate system”, the mobile terminal 1 has a “walking coordinate system” with the pedestrian's traveling direction as the forward direction, with forward-backward, rightward-leftward, vertical upward-vertically downward axes. Is also set.

ここで、「歩行座標系」は、携帯端末1が歩行中にその姿勢を変動させるのに対応して、携帯端末1に対して変動する。また、歩行周期における所定の時点での「端末座標系」と「歩行座標系」との関係も、携帯端末1がズボンのポケットに如何なる向きで挿入されているかに依存して決まるので、予め想定することができない。   Here, the “walking coordinate system” varies with respect to the mobile terminal 1 in response to the mobile terminal 1 changing its posture while walking. In addition, since the relationship between the “terminal coordinate system” and the “walking coordinate system” at a predetermined point in the walking cycle is determined depending on the orientation in which the mobile terminal 1 is inserted into the pocket of the pants, it is assumed in advance. Can not do it.

このような状況下で、携帯端末1は、「歩行座標系」における進行(歩行動作)に関連する1つの向きである「鉛直下向き」をより正確に決定することができる。さらに、この正確に決定された「鉛直下向き」に基づいて、歩行者の「進行方向」をより正確に導出することができるのである。   Under such circumstances, the mobile terminal 1 can more accurately determine “vertical downward”, which is one direction related to progression (walking motion) in the “walking coordinate system”. Furthermore, the “traveling direction” of the pedestrian can be derived more accurately based on the accurately determined “vertical downward”.

このような正確な「鉛直下向き」を決定するために、携帯端末1は、
(a)「端末座標系」における、携帯端末1の静止判定時での加速度ベクトルAの向きである「静止時加速度向き」を決定し、
(b)携帯端末1の静止判定時での地磁気ベクトルMの「静止時加速度向き」への射影成分である「地磁気鉛直成分MGS」を決定し、
(c)各時点における地磁気ベクトルMの「静止時加速度向き」への射影成分である「地磁気射影成分MGW」を算出し、
(d)算出された「地磁気射影成分MGW」と、決定された「地磁気鉛直成分MGS」とを比較することによって、「静止時加速度向き」を「鉛直下向き」に決定することが可能な時点である「鉛直静止時点」を決定する。
In order to determine such an accurate “vertical downward”, the mobile terminal 1
(A) In the “terminal coordinate system”, determine the “acceleration direction at rest”, which is the direction of the acceleration vector A when determining whether the mobile terminal 1 is stationary,
(B) determining “geomagnetic vertical component M GS ”, which is a projection component of the geomagnetic vector M to the “stationary acceleration direction” at the time of determining whether the mobile terminal 1 is stationary;
(C) calculating “geomagnetic projection component M GW ” that is a projection component of the geomagnetic vector M at each time point to the “stationary acceleration direction”;
(D) By comparing the calculated “geomagnetic projection component M GW ” with the determined “geomagnetic vertical component M GS ”, it is possible to determine “the acceleration direction at rest” as “vertically downward”. The “vertical stationary time point” that is the time point is determined.

ここで、「端末座標系」における「静止時加速度向き」は、静止判定時において正確に鉛直下向きとなる。また、地磁気ベクトルMは、一般に地球上の一地点において、各時点で測定可能であって、且つ絶対的な向きの基準となる。従って「地磁気射影成分MGW」を、決定された「地磁気鉛直成分MGS」と比較することによって、即ち、地磁気ベクトルMの測定によって、「静止時加速度向き」が鉛直下向きとなる時点である「鉛直静止時点」を決定することができる。 Here, the “acceleration direction at rest” in the “terminal coordinate system” is exactly vertically downward at the time of stillness determination. Further, the geomagnetic vector M is generally measurable at one point on the earth at each time point, and is an absolute orientation reference. Therefore, by comparing the “geomagnetic projection component M GW ” with the determined “geomagnetic vertical component M GS ”, that is, by measuring the geomagnetic vector M, the “stationary acceleration direction” is the time point when the “downward acceleration direction” becomes vertically downward. The “vertical stationary time” can be determined.

尚、図1に示した実施形態では、携帯端末1は、歩行者のズボンのポケットに挿入された状態であるが、当然に、この状態に限定されるものではない。例えば、携帯端末1が、歩行者の下半身のいずれかの部分に装着・挿入された形で携帯されていることも好ましい。また、特に、携帯端末1は、歩行者の左右の脚のいずれかの側に寄った位置に装着・挿入されていることも好ましい。   In addition, in embodiment shown in FIG. 1, although the portable terminal 1 is the state inserted in the pocket of the pedestrian's trousers, naturally it is not limited to this state. For example, it is also preferable that the mobile terminal 1 is carried in a form that is mounted and inserted into any part of the lower body of the pedestrian. In particular, it is also preferable that the mobile terminal 1 is mounted and inserted at a position close to one of the left and right legs of the pedestrian.

[携帯端末1]
図2は、本発明による携帯端末1の一実施形態を示す機能構成図である。
[Mobile terminal 1]
FIG. 2 is a functional configuration diagram showing an embodiment of the mobile terminal 1 according to the present invention.

図2によれば、携帯端末1は、加速度センサ100と、地磁気センサ101と、表示部102と、プロセッサ・メモリとを有する。ここで、プロセッサ・メモリは、プログラムを実行することによってその機能を実現させる。携帯端末1は、測位部103を更に有することも好ましい。   According to FIG. 2, the portable terminal 1 includes an acceleration sensor 100, a geomagnetic sensor 101, a display unit 102, and a processor memory. Here, the processor memory realizes its function by executing a program. The mobile terminal 1 preferably further includes a positioning unit 103.

また、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、静止判定部110と、静止時加速度向き決定部111と、地磁気鉛直成分決定部112と、地磁気射影成分算出部113と、鉛直静止時点決定部114と、加速度時間変化算出・蓄積部115と、相対静止時点算出部116と、進行関連向き決定部117と、右/左ベクトル算出部118と、地図情報記憶部119と、表示制御部120とを有する。   In addition, the processor memory includes, as functional components, a stationary determination unit 110, a stationary acceleration direction determination unit 111, a geomagnetic vertical component determination unit 112, a geomagnetic projection component calculation unit 113, and a vertical stationary time point determination unit 114. , Acceleration time change calculation / accumulation unit 115, relative stationary time calculation unit 116, travel-related direction determination unit 117, right / left vector calculation unit 118, map information storage unit 119, and display control unit 120. .

加速度センサ100は、加速度をベクトル量として測定可能な加速度測定部であり、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて形成された、例えば静電容量方式又はピエゾ抵抗方式による、3軸タイプの加速度計測計とすることができる。   The acceleration sensor 100 is an acceleration measuring unit that can measure acceleration as a vector quantity. For example, the acceleration sensor 100 is formed by using, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and is a triaxial type using a capacitance method or a piezoresistive method. It can be an accelerometer.

地磁気センサ101は、地磁気をベクトル量として測定可能な磁気測定部であり、例えば、磁気抵抗(AMR、GMR又はTMR)効果、磁気インピーダンス(MI)効果、フラックスゲート(FG)方式又はホール効果を利用して地磁気を測定する3軸タイプの地磁気計測計とすることができる。   The geomagnetic sensor 101 is a magnetic measurement unit capable of measuring geomagnetism as a vector quantity, and uses, for example, a magnetoresistance (AMR, GMR, or TMR) effect, a magnetic impedance (MI) effect, a fluxgate (FG) method, or a Hall effect. Thus, a three-axis type geomagnetic meter that measures geomagnetism can be obtained.

静止判定部110は、携帯端末1が静止しているか否かを判定する。この静止判定は、種々の方法によって実施可能であるが、以下、幾つかの実施形態を説明する。   The stationary determination unit 110 determines whether or not the mobile terminal 1 is stationary. This stillness determination can be performed by various methods. Several embodiments will be described below.

<加速度の最大値と最小値との差による静止判定>
静止判定時間をTとし、この時間Tの間に、加速度ベクトルAをn回測定し、端末xyz座標系における各軸方向の加速度成分である3n個の加速度データ、即ち、
xi、Ayi、及びAzi(i=1,2,・・・,n)
をサンプリングする。ここで、サンプリング時間Δtは(T/n)となる。尚、Tは、例えば1.0sec(秒)に設定される。
<Stillness judgment based on difference between maximum and minimum acceleration>
Stillness determination time is for T 1, during which time T 1, the acceleration vector A is measured n times, 3n pieces of acceleration data which is an acceleration component in each axis direction in the terminal xyz coordinate system, i.e.,
A xi , A yi , and A zi (i = 1, 2,..., N)
Is sampled. Here, the sampling time Δt is (T 1 / n). T 1 is set to 1.0 sec (seconds), for example.

サンプリングされたn個のAxi、n個のAyi、及びn個のAziの各々について、n個のデータを比較し、以下のように最大値及び最小値を決定する。
時間T内での加速度x軸方向成分の最大値:maxA
時間T内での加速度x軸方向成分の最小値:minA
時間T内での加速度y軸方向成分の最大値:maxA
時間T内での加速度y軸方向成分の最小値:minA
時間T内での加速度z軸方向成分の最大値:maxA
時間T内での加速度z軸方向成分の最小値:minA
For each of the sampled n A xi , n A yi , and n A zi , the n data are compared and the maximum and minimum values are determined as follows.
Maximum value of acceleration x-axis direction component within time T 1 : maxA x
Minimum value of acceleration x-axis direction component within time T 1 : minA x
Maximum value of acceleration y-axis direction component within time T 1 : maxA y
Minimum value of acceleration y-axis direction component within time T 1 : minA y
Maximum value of acceleration z-axis direction component within time T 1 : maxA z
Minimum value of acceleration z-axis direction component within time T 1 : minA z

ここで、所定の閾値をφ、φ及びφとして、上記最大値及び最小値が、以下の条件式
(1a) maxA−minA<φ
(1b) maxA−minA<φ、且つ
(1c) maxA−minA<φ
を満たす場合、時間T内において、携帯端末1は静止していた、と判定する。尚、閾値φ、φ及びφはそれぞれ、例えば0.5(m/s)に設定される。
Here, assuming that the predetermined threshold values are φ x , φ y, and φ z , the maximum value and the minimum value are the following conditional expressions (1a) maxA x −minA xx ,
(1b) maxA y −minA yy and (1c) maxA z −minA zz
If satisfying, determines at time T 1, the mobile terminal 1 was at rest, and. The threshold values φ x , φ y and φ z are set to 0.5 (m / s 2 ), for example.

<加速度の標準偏差による静止判定>
最初に、上述した方法と同じく、静止判定時間Tの間に、加速度をn回測定し、3n個の加速度データAxi、Ayi、及びAzi(i=1、2、・・・、n)を得る。次いで、加速度の大きさ|A|
|A|=((Axi+(Ayi+(Azi0.5
とし、加速度の大きさ|A|(i=1、2、・・・、n)の平均を、
av|A|=(|A|+|A|+・・・+|A|)/n
とする。
<Stillness judgment by standard deviation of acceleration>
First, as in the above-described method, the acceleration is measured n times during the stationary determination time T 1 , and 3n pieces of acceleration data A xi , A yi , and A zi (i = 1, 2,..., n). Then, the magnitude of acceleration | A | i is changed to | A | i = ((A xi ) 2 + (A yi ) 2 + (A zi ) 2 ) 0.5
And the average of the acceleration magnitudes | A | i (i = 1, 2,..., N)
av | A | = (| A | 1 + | A | 2 +... + | A | n ) / n
And

次いで、これらの値から、加速度の標準偏差σaccを、次式を用いて算出する。
σacc=(Σ(|A|−av|A|)/n)0.5
ここで、Σは、i=1からi=nまでの総和(summation)である。
Next, from these values, the standard deviation σ acc of acceleration is calculated using the following equation.
σ acc = (Σ (| A | i −av | A |) 2 / n) 0.5
Here, Σ is a summation from i = 1 to i = n.

ここで、所定の閾値をSとして、得られた標準偏差σaccが、以下の条件式
(2) σacc<S
を満たす場合、時間T内において、携帯端末1は静止していた、と判定する。閾値Sは、例えば0.22(m/s)に設定される。尚、以上に述べた静止判定において、標準偏差σaccの代わりに分散Vacc=Σ(|A|−av|A|)/nを用いて静止判定を行うことも当然に可能である。
Here, assuming that the predetermined threshold is S, the obtained standard deviation σ acc is expressed by the following conditional expression (2) σ acc <S
If satisfying, determines at time T 1, the mobile terminal 1 was at rest, and. The threshold S is set to 0.22 (m / s 2 ), for example. In the stationary determination described above, it is naturally possible to perform the stationary determination using the variance V acc = Σ (| A | i −av | A |) 2 / n instead of the standard deviation σ acc. .

<加速度の各軸方向成分の分散による静止判定>
最初に、上述したように、静止判定時間Tでの測定によって3n個の加速度データAxi、Ayi、及びAzi(i=1、2、・・・、n)を取得する。次いで、加速度の各軸方向成分における分散V、V及びVを以下の通りに算出する。
(3a) V=Σ(Axi−avA/n
(3b) V=Σ(Ayi−avA/n
(3c) V=Σ(Azi−avA/n
ここで、avAはAxi(i=1、2、・・・、n)の平均値であり、avA及びavAも同様である。また、Σは、i=1からi=nまでの総和(summation)である。
<Stillness determination based on variance of each axial component of acceleration>
First, as described above, 3n pieces of acceleration data A xi , A yi , and A zi (i = 1, 2,..., N) are acquired by measurement at the stillness determination time T 1 . Next, variances V x , V y, and V z for each axial component of acceleration are calculated as follows.
(3a) V x = Σ (A xi −avA x ) 2 / n
(3b) V y = Σ ( A yi -avA y) 2 / n
(3c) V z = Σ (A zi -avA z ) 2 / n
Here, avA x is an average value of A xi (i = 1, 2,..., N), and avA y and avA z are the same. Σ is a summation from i = 1 to i = n.

次いで、所定の閾値をThとして、得られた分散が、以下の条件式
(4) V<Th,且つV<Th,且つV<Th
を満たす場合、時間T内について、携帯端末1は静止していた、と判定する。閾値Thは、例えば0.05(m/s)に設定される。尚、以上に述べた静止判定において、分散V、V及びVの代わりに、これら分散の平方根である標準偏差σ、σ及びσを用いて静止判定を行うことも当然に可能である。
Next, assuming that the predetermined threshold is Th 0 , the obtained dispersion is expressed by the following conditional expression (4) V x <Th 0 , V y <Th 0 , and V z <Th 0.
If satisfying, the time T 1, the mobile terminal 1 was at rest, and determines. The threshold value Th 0 is set to 0.05 (m 2 / s 4 ), for example. In the stationary determination described above, it is natural that the stationary determination is performed using the standard deviations σ x , σ y, and σ z that are the square roots of these variances instead of the variances V x , V y, and V z. Is possible.

静止判定部110は、以上に述べたような方法で静止判定を行い、判定結果を静止時加速度向き決定部111及び地磁気鉛直成分決定部112に出力する。   The stationary determination unit 110 performs the stationary determination by the method as described above, and outputs the determination result to the stationary acceleration direction determination unit 111 and the geomagnetic vertical component determination unit 112.

静止時加速度向き決定部111は、携帯端末1に固定された端末座標系における、静止判定部110での静止判定が行われた際での加速度ベクトルA(「静止時加速度ベクトル」)の向きである静止時加速度向きを決定する。ここで、具体的には、「静止時加速度ベクトル」の単位ベクトルとして静止時加速度単位ベクトルeGSを決定することも好ましい。尚、「静止時加速度ベクトル」を、静止判定時における静止判定時間Tでの測定によって取得された加速度ベクトルAの平均ベクトルとし、このような「静止時加速度ベクトル」の単位ベクトルを静止時加速度単位ベクトルeGSとすることも好ましい。静止時加速度向き決定部111は、次いで、決定した(静止時加速度向きを有する)静止時加速度単位ベクトルeGSを、地磁気鉛直成分決定部112及び地磁気射影成分算出部113に出力する。 The stationary acceleration direction determination unit 111 is based on the direction of the acceleration vector A (“stationary acceleration vector”) when the stationary determination unit 110 performs the stationary determination in the terminal coordinate system fixed to the mobile terminal 1. Determine a certain acceleration direction at rest. Specifically, it is also preferable to determine the stationary acceleration unit vector e GS as the unit vector of the “static acceleration vector”. Note that the “stationary acceleration vector” is an average vector of the acceleration vectors A acquired by the measurement at the stationary determination time T 1 at the time of stationary determination, and the unit vector of such a “static acceleration vector” is the stationary acceleration. The unit vector e GS is also preferable. Next, the stationary acceleration direction determining unit 111 outputs the determined stationary acceleration unit vector e GS (having the stationary acceleration direction) to the geomagnetic vertical component determining unit 112 and the geomagnetic projection component calculating unit 113.

地磁気鉛直成分決定部112は、静止判定部110での静止判定が行われた際での地磁気ベクトルMの静止時加速度向き(静止時加速度単位ベクトルeGS)への射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する。また、決定した地磁気鉛直成分MGSを鉛直静止時点決定部114に出力する。 The geomagnetic vertical component determination unit 112 is a geomagnetic vertical component M, which is a projection component of the geomagnetic vector M onto the stationary acceleration direction (stationary acceleration unit vector e GS ) when the stationary determination unit 110 performs the stationary determination. Determine GS . Further, it outputs the determined geomagnetic vertical component M GS vertically stationary point determining unit 114.

地磁気射影成分算出部113は、各時点における地磁気ベクトルMの静止時加速度向き(静止時加速度単位ベクトルeGS)への射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する。また、算出した地磁気射影成分MGWを鉛直静止時点決定部114に出力する。 Geomagnetic projection component calculation unit 113 calculates the geomagnetic projection component M GW is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M (resting acceleration unit vector e GS) at each time point. Further, the calculated geomagnetic projection component MGW is output to the vertical stationary time determination unit 114.

鉛直静止時点決定部114は、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、加速度ベクトルAが鉛直下向きとなる時点である「鉛直静止時点」を決定する。具体的には、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとが一致する時点若しくは所定範囲内の差を有する時点、又は地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとの差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点を、「鉛直静止時点」として決定することも好ましい。また、決定された「鉛直静止時点」を進行関連向き決定部117に出力する。 The vertical stationary time point determination unit 114 compares the calculated geomagnetic projection component M GW with the determined geomagnetic vertical component M GS to obtain a “vertical stationary time point”, which is a time point when the acceleration vector A is vertically downward. decide. Specifically, the calculated geomagnetic projection component MGW and the determined geomagnetic vertical component MGS coincide with each other or have a difference within a predetermined range, or the geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS. It is also preferable that a time point having a smaller absolute value of the difference among adjacent time points having different signs from each other is determined as a “vertical stationary time point”. Further, the determined “vertical stationary time point” is output to the travel-related direction determination unit 117.

加速度時間変化算出・蓄積部115は、各時点での加速度ベクトルAにおける1つの加速度成分又は加速度の大きさを算出する。ここで、
(a)各時点における加速度ベクトルAの静止時加速度向き(静止時加速度単位ベクトルeGS)への射影成分である加速度射影成分AVを算出することも好ましい。または、
(b)各時点における加速度ベクトルAの大きさ|A|(各軸成分の二乗和の平方根)を算出してもよい。
The acceleration time change calculation / accumulation unit 115 calculates one acceleration component or acceleration magnitude in the acceleration vector A at each time point. here,
(A) It is also preferable to calculate an acceleration projection component A V that is a projection component of the acceleration vector A at each time point to a stationary acceleration direction (stationary acceleration unit vector e GS ). Or
(B) The magnitude | A | (the square root of the sum of squares of each axis component) of the acceleration vector A at each time point may be calculated.

また、加速度時間変化算出・蓄積部115は、各時点における算出した加速度成分(加速度射影成分AV)又は加速度の大きさを蓄積し、時間の関数としての加速度成分(加速度射影成分AV)又は加速度の大きさのデータを、相対静止時点算出部116、進行関連向き決定部117及び右/左ベクトル算出部118に出力することも好ましい。 The acceleration time variation calculation and storage unit 115 accumulates the magnitude of the acceleration component (acceleration projection component A V) or acceleration calculated at each time point, the acceleration component as a function of time (acceleration projection component A V) or It is also preferable to output the acceleration magnitude data to the relative stationary time point calculation unit 116, the travel-related direction determination unit 117, and the right / left vector calculation unit 118.

進行関連向き決定部117は、「静止時加速度ベクトル」を、鉛直下向きのベクトル(即ち、重力加速度ベクトル)に決定する。また、決定された「鉛直静止時点」での地磁気ベクトルMを地磁気向きのベクトルに決定する。さらに、決定された「鉛直静止時点」での静止時加速度向きを、鉛直下向きに決定することも好ましい。   The progression-related direction determination unit 117 determines the “static vector at rest” as a vertically downward vector (that is, a gravitational acceleration vector). Further, the determined geomagnetic vector M at the “vertical stationary time” is determined as a vector in the direction of geomagnetism. Furthermore, it is also preferable that the acceleration direction at rest at the determined “vertical stationary time point” is determined to be vertically downward.

相対静止時点算出部116は、加速度成分(加速度射影成分AV)又は加速度の大きさの時間変化における極大点(時間の関数としての極大点)に基づいて、歩行者(ユーザ)の歩行周期、歩行者の足が地面に着いている期間である立脚期、又は歩行者の足が地面から離れて前に運ばれている期間である遊脚期を検出し、歩行周期内、立脚期内又は遊脚期内における、決定された「鉛直静止時点」の相対位置である「相対静止時点」を算出する。尚、「相対静止時点」、立脚期及び遊脚期については、後に図4を用いて詳細に説明する。 The relative stationary time point calculation unit 116 calculates the walking cycle of the pedestrian (user) based on the acceleration component (acceleration projection component A V ) or the maximum point (maximum point as a function of time) in the temporal change in the magnitude of acceleration. Detecting a stance phase in which the pedestrian's feet are on the ground, or a swing phase in which the pedestrian's feet are carried forward away from the ground, within the walking cycle, in the stance phase or A “relative stationary time point” that is a relative position of the determined “vertical stationary time point” within the swing period is calculated. The “relative stationary time point”, the stance phase and the free leg phase will be described in detail later with reference to FIG.

この「相対静止時点」を入力した進行関連向き決定部117は、周期的に発生する相対静止時点を使用して、鉛直静止時点を決定することも好ましい。   It is also preferable that the progress-related direction determination unit 117 that has input the “relative stationary time point” determines the vertical stationary time point using periodically generated relative stationary time points.

また、「相対静止時点」を採用する場合、鉛直静止時点決定部114は、周期的に発生する「相対静止時点」を含む所定の計測時間でのみ、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較することも好ましい。さらに、鉛直静止時点決定部114は、相対静止時点算出部116が「相対静止時点」を算出してから所定の期間、地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとに依らずに、周期的に発生する「相対静止時点」を「鉛直静止時点」に決定することも好ましい。 When the “relative stationary time point” is adopted, the vertical stationary time point determination unit 114 determines the calculated geomagnetic projection component M GW only during a predetermined measurement time including the “relative stationary time point” that occurs periodically. It is also preferable to compare the calculated geomagnetic vertical component MGS . Further, the vertical stationary time point determination unit 114 periodically performs a predetermined period after the relative stationary time point calculation unit 116 calculates the “relative stationary time point” without depending on the geomagnetic projection component M GW and the geomagnetic vertical component M GS. It is also preferable to determine the “relative stationary time point” occurring at “vertical stationary time point”.

右/左ベクトル算出部118は、加速度成分(加速度射影成分AV)又は加速度の大きさの時間変化における極大点に基づいて立脚期又は遊脚期を検出し、立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、進行方向に向いた歩行者の右方又は左方を示す右/左向きベクトルUを算出する。具体的には、
(a)立脚期又は遊脚期の開始及び終了時点での加速度ベクトルAの外積をとることによって右/左向きベクトルUを算出することも好ましい。または、
(b)立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、歩行者の歩行動作によって生じる加速度面を決定し、加速度面の法線ベクトルとして右/左向きベクトルUを算出することも好ましい。
The right / left vector calculation unit 118 detects the stance phase or the swing phase based on the acceleration component (acceleration projection component A V ) or the maximum point in the temporal change in the magnitude of the acceleration, and detects the stance phase or the swing phase. From the acceleration vector A, a right / left direction vector U indicating the right or left side of the pedestrian facing in the traveling direction is calculated. In particular,
(A) It is also preferable to calculate the right / left direction vector U by taking the outer product of the acceleration vectors A at the start and end times of the stance phase or the swing phase. Or
(B) It is also preferable to determine an acceleration plane generated by the walking motion of the pedestrian from a plurality of acceleration vectors A in the stance phase or the swing phase and calculate the right / left direction vector U as a normal vector of the acceleration plane.

この右/左向きベクトルUを入力した進行関連向き決定部117は、
(a)重力加速度ベクトルGと、
(b)「鉛直静止時点」での地磁気ベクトルMと、
(c)算出された右/左向きベクトルUと
から、「鉛直静止時点」における進行方向を決定する。
The progression-related direction determination unit 117 that has input the right / left direction vector U
(A) gravity acceleration vector G;
(B) the geomagnetic vector M at the “vertical stationary point”;
(C) The traveling direction at the “vertical stationary time point” is determined from the calculated right / left direction vector U.

また、変更態様として、進行関連向き決定部117は、鉛直下向きとして決定した静止時加速度ベクトルを重力加速度ベクトルGとして、
(a)重力加速度ベクトルGと、鉛直静止時点での地磁気ベクトルMとから、北/南向き加速度ベクトル及び東/西向き加速度ベクトルを算出して、歩毎又は歩行周期毎に取得される水平方向加速度ベクトルの群を決定し、
(b)水平方向加速度ベクトルの群における分散Vxx,Vyy及び共分散Vxyを算出して、これらの分散及び共分散に基づき、固有値λを算出し、
(c)固有値λを用いて、固有ベクトル[e1,e2]を算出し、当該固有ベクトル[e1,e2]から算出される角度Tan-1(e1/e2)を、進行方向に決定することも好ましい。
Further, as a change mode, the progress-related direction determination unit 117 uses the acceleration vector at rest determined as the vertical downward direction as the gravitational acceleration vector G,
(A) A horizontal acceleration acquired at every step or every walking cycle by calculating a north / south direction acceleration vector and an east / west direction acceleration vector from the gravitational acceleration vector G and the geomagnetic vector M at the time of vertical stationary. Determine a group of vectors,
(B) calculating variances Vxx, Vyy and covariance Vxy in a group of horizontal acceleration vectors, and calculating an eigenvalue λ based on these variances and covariances;
(C) The eigenvector [e 1 , e 2 ] is calculated using the eigenvalue λ, and the angle Tan −1 (e 1 / e 2 ) calculated from the eigenvector [e 1 , e 2 ] is set in the traveling direction. It is also preferable to determine.

尚、以上に述べた、右/左向きベクトルUを用いた、又は水平方向加速度ベクトルの群における分散を用いた進行方向の決定方法は、後に図5を用いて詳細に説明される。   Note that the method of determining the traveling direction using the right / left direction vector U or using the variance in the group of horizontal acceleration vectors described above will be described in detail later with reference to FIG.

地図情報記憶部119は、地図情報を蓄積しており、表示制御部15から指定された携帯端末1の所在位置等に対応する地図情報を、表示制御部15へ出力する。   The map information storage unit 119 accumulates map information, and outputs map information corresponding to the location of the mobile terminal 1 designated by the display control unit 15 to the display control unit 15.

測位部103は、GPS衛星からの測位電波を捕捉し、さらにGPS測位方式によって携帯端末1の所在位置(緯度、経度)を測定する。また、この所在位置情報を表示制御部120に出力する。   The positioning unit 103 captures a positioning radio wave from a GPS satellite, and further measures the location (latitude, longitude) of the mobile terminal 1 by a GPS positioning method. The location information is output to the display control unit 120.

表示制御部120は進行関連向き決定部117から進行方向データを入力し、測位部103から所在位置情報を入力する。また、所在位置情報を地図情報記憶部119へ出力し、所在位置に関する地図情報を取得する。次いで、表示制御部15は、地図の上に所在位置を表示すると共に、その進行方向を矢印等で示した画像を生成する。この画像は、表示部102に出力される。   The display control unit 120 inputs the traveling direction data from the traveling-related direction determination unit 117 and the location information from the positioning unit 103. Also, the location information is output to the map information storage unit 119, and map information regarding the location is acquired. Next, the display control unit 15 displays the location on the map and generates an image in which the traveling direction is indicated by an arrow or the like. This image is output to the display unit 102.

表示部102は、例えばディスプレイ部であり、表示制御部15から入力した画像を表示して、携帯端末1を携帯して歩行するユーザ(歩行者)に対し、ナビゲーション(経路案内)を行う。   The display unit 102 is, for example, a display unit, displays an image input from the display control unit 15, and performs navigation (route guidance) for a user (pedestrian) walking with the mobile terminal 1.

[地磁気鉛直成分MGS及び地磁気射影成分MGW
図3は、端末座標系における地磁気ベクトルMの地磁気鉛直成分MGS及び地磁気射影成分MGWを決定する方法を説明するためのグラフである。
[The geomagnetic vertical component MGS and the geomagnetic projection component MGW ]
Figure 3 is a graph for explaining a method of determining the geomagnetic vertical component M GS and geomagnetic projection component M GW of the geomagnetic vector M in the terminal coordinate system.

図3(A)に、歩行者の静止時における端末座標系及び歩行座標系を示す。この端末座標系として、例えば、携帯端末1の画面を鉛直方向に立てて見た際に、x軸は携帯端末1の上側から下側へ向かう軸として、y軸は携帯端末1の左側から右側へ向かう軸として、z軸は携帯端末1の裏側から表側へ向かう軸として定義される。当然に、端末座標系の設定は、これに限定されるものではない。   FIG. 3A shows a terminal coordinate system and a walking coordinate system when the pedestrian is stationary. As this terminal coordinate system, for example, when the screen of the mobile terminal 1 is viewed in the vertical direction, the x axis is the axis from the upper side to the lower side of the mobile terminal 1, and the y axis is the left side to the right side of the mobile terminal 1. The z axis is defined as the axis from the back side of the mobile terminal 1 to the front side. Of course, the setting of the terminal coordinate system is not limited to this.

また、携帯端末1には、この端末座標系とは別に、歩行者の進行方向を前向きとした、前向き−後向き、右向き−左向き、鉛直上向き−鉛直下向きを軸とする歩行座標系も設定される。   In addition to this terminal coordinate system, the mobile terminal 1 is also set with a walking coordinate system having forward-backward, rightward-leftward, vertical upward-vertical downward axes, with the pedestrian's traveling direction as forward. .

最初に、静止時加速度向き(静止時加速度単位ベクトルeGS)を決定する。(静止判定部110(図2)による)静止判定時に、加速度センサ100(図2)によって測定された加速度ベクトルA(静止時加速度ベクトル)の端末座標系(xyz座標系)における向きを、静止時加速度向きとする。さらに、この向きの単位ベクトルである静止時加速度単位ベクトルeGS、即ち、
(5) eGS=(eGx,eGy,eGz
を算出する。この静止時加速度単位ベクトルeGSは、この後、鉛直下向きを決定するための基準として保持される。
First, the stationary acceleration direction (stationary acceleration unit vector e GS ) is determined. The direction in the terminal coordinate system (xyz coordinate system) of the acceleration vector A (stationary acceleration vector) measured by the acceleration sensor 100 (FIG. 2) at the time of stationary determination (by the stationary determination unit 110 (FIG. 2)) Acceleration direction. Furthermore, the acceleration unit vector e GS at rest which is a unit vector in this direction, that is,
(5) e GS = (e Gx , e Gy , e Gz )
Is calculated. The stationary acceleration unit vector e GS is then held as a reference for determining the vertical downward direction.

次いで、(静止判定部110(図2)による)静止判定時に、地磁気センサ101(図2)によって測定された地磁気ベクトルM=(Mx,My,Mz)における地磁気鉛直成分MGSを、次式
(6) MGS=eGx×Mx+eGy×My+eGz×Mz
を用いて算出する。上式(6)に示すように、地磁気鉛直成分MGSは、静止判定時における地磁気ベクトルMの静止時加速度単位ベクトルeGSへの射影成分となっている。
Next, the geomagnetic vertical component M GS in the geomagnetic vector M = (M x , M y , M z ) measured by the geomagnetic sensor 101 (FIG. 2) at the time of stationary determination (by the stationary determination unit 110 (FIG. 2)) equation (6) M GS = e Gx × M x + e Gy × M y + e Gz × M z
Calculate using. As shown in the above equation (6), the geomagnetic vertical component M GS is a projection component of the geomagnetic vector M to the stationary acceleration unit vector e GS at the time of stationary determination.

図3(B)に、ユーザの歩行時での、端末座標系における地磁気ベクトルMを示す。尚、歩行座標系は、(図示していないが)携帯端末1が歩行中にその姿勢を変動させるのに対応して、端末座標系(携帯端末1)に対して変動する。同じく、端末座標系において、地磁気ベクトルMは、歩行とともに変動する。   FIG. 3B shows a geomagnetic vector M in the terminal coordinate system when the user is walking. Note that the walking coordinate system fluctuates with respect to the terminal coordinate system (mobile terminal 1) in response to the mobile terminal 1 changing its posture while walking (not shown). Similarly, in the terminal coordinate system, the geomagnetic vector M varies with walking.

ここで、各(サンプリング)時点における、地磁気ベクトルM=(mx,my,mz)の静止時加速度単位ベクトルeGSへの射影成分である地磁気射影成分MGWを、次式
(7) MGW=eGx×mx+eGy×my+eGz×mz
を用いて算出する。
Here, in each (sampling) moment, a geomagnetic vector M = (m x, m y , m z) geomagnetism projection component M GW is a projection component to the resting acceleration unit vector e GS of the following formula (7) M GW = e Gx × m x + e Gy × m y + e Gz × m z
Calculate using.

この各時点で算出された地磁気射影成分MGWを、地磁気鉛直成分MGSと比較することによって、「鉛直静止時点」が決定されるのである。 The “vertical stationary time point” is determined by comparing the geomagnetic projection component M GW calculated at each time point with the geomagnetic vertical component M GS .

[鉛直静止時点の決定]
図4(A)は、歩行時における加速度成分の時間変化を示すグラフである。また、図4(B)は、静止時加速度単位ベクトルeGSが鉛直下向きに対してなす角度(余弦)の時間変化を示すグラフである。さらに、図4(C)は、時間変化する地磁気射影成分MGWと、地磁気鉛直成分MGSとの関係を示すグラフである。
[Determination of vertical stationary time]
FIG. 4A is a graph showing temporal changes in acceleration components during walking. FIG. 4B is a graph showing the time change of the angle (cosine) formed by the acceleration unit vector e GS at rest with respect to the downward vertical direction. Further, FIG. 4C is a graph showing the relationship between the time-varying geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS .

最初に、各時点において、加速度センサ100(図2)によって測定された加速度ベクトルA=(Ax,Ay,Az)の加速度射影成分AVを、次式
(8) AV=eGx×Ax+eGy×Ay+eGz×Az
を用いて算出する。このように、加速度射影成分AVは、加速度ベクトルAの静止時加速度単位ベクトルeGSへの射影成分となっている。
First, at each time point, the acceleration projection component A V of the acceleration vector A = (A x , A y , A z ) measured by the acceleration sensor 100 (FIG. 2) is expressed by the following equation (8) A V = e Gx × A x + e Gy × A y + e Gz × A z
Calculate using. Thus, the acceleration projection component AV is a projection component of the acceleration vector A onto the stationary acceleration unit vector eGS .

図4(A)に示すように、加速度射影成分AVの時間変化においては、小さな(1歩の)変動と、大きな(1歩の)変動とが交互に観測される。尚、このような変動は、加速度射影成分AVだけではなく、加速度Aの大きさ|A|(各軸成分の二乗和の平方根)においても観測されるため、このような加速度成分又は加速度の大きさを用いて、以後説明する方法を実施することも可能である。 As shown in FIG. 4 (A), in the time variation of the acceleration projection component A V, small (one-step) and variation, large (one-step) and fluctuations are observed alternately. Such a variation is observed not only in the acceleration projection component AV but also in the magnitude | A | (the square root of the sum of squares of each axis component) of the acceleration A. It is also possible to carry out the method described below using the size.

この観測された小さな(1歩の)変動及び大きな(1歩の)変動を合わせた期間が「歩行周期」に相当する。「歩行周期」は、携帯端末1と同側の足における初期接地から、次の初期接地までの時間であり、この時間は、以下の通り、「立脚期」と「遊脚期」とに区分される。
「立脚期」:足が地面に着いている期間
「遊脚期」:足が地面から離れ、スイングによって前に運ばれている期間
A period in which the observed small (one step) variation and large (one step) variation are combined corresponds to a “walking cycle”. “Walking cycle” is the time from the initial grounding to the next initial grounding on the foot on the same side as the mobile terminal 1, and this time is divided into “Standing period” and “Free leg period” as follows: Is done.
“Standing period”: The period when the foot is on the ground “Swinging period”: The period when the foot is off the ground and carried forward by the swing

例えば、携帯端末1が挿入された(ズボンの)ポケットの側の足に着目する。ここで、このポケットの側の足が地面に着いているのが「立脚期」であり、このポケットの側の足が前に運ばれているのが「遊脚期」である。「立脚期」では足(脚)の動きが小さく、「遊脚期」では足(脚)の動きが大きい。また、人の歩行では、左右の足が交互に前に運ばれるので、「立脚期」と「遊脚期」とは交互に繰り返される。このような歩行の結果として、加速度射影成分AVの時間変化において、小さな(1歩の)変動と、大きな(1歩の)変動とが交互に観測されるのである。 For example, attention is paid to the leg on the side of the pocket (of the pants) in which the mobile terminal 1 is inserted. Here, the leg on the side of the pocket is on the ground during the “stance phase”, and the leg on the side of the pocket is carried forward in the “free leg period”. In the “Standing Period”, the movement of the foot (leg) is small, and in the “Left Period”, the movement of the foot (leg) is large. In addition, when a person walks, the left and right feet are alternately carried forward, so that the “stance phase” and the “free leg phase” are alternately repeated. As a result of such walking, the time change of the acceleration projection component A V, small (one-step) and variation (one step) large is the change and are observed alternately.

図4(A)に示すように、加速度射影成分AVのグラフでは、小さいAV値の極大点(極大点(小))と、大きいAV値の極大点(極大点(大))とが交互に現れる。ここで、「歩行周期」は、1つの極大点から、2つ目の極大点までの期間となる。また、「立脚期」は、極大点(小)から次の極大点(大)までの期間となり、「遊脚期」は、極大点(大)から次の極大点(小)までの期間となる。 As shown in FIG. 4 (A), the graph of the acceleration projection component A V, the maximum point of the smaller A V value (maximum point (small)), the maximum point of the large A V value (local maximum point (large)) Appear alternately. Here, the “walking cycle” is a period from one local maximum point to the second local maximum point. The “Standing Period” is the period from the maximum point (small) to the next maximum point (large), and the “Standing Period” is the period from the maximum point (large) to the next maximum point (small). Become.

具体的に、以下のステップ1〜3によって「歩行周期」、「立脚期」(「遊脚期」)を抽出する。
(ステップ1)時間の関数としての加速度射影成分AVから、連続する極大点(極大点(小)、極大点(大))を検出する。
(ステップ2)1つの極大点から、2つ目の極大点までの期間(例えば、極大点(小)から次の極大点(小)までの期間)を「歩行周期」として抽出する。
(ステップ3)「歩行周期」において、極大点が(小)から(大)となる期間を「立脚期」(極大点が(大)から(小)となる期間を「遊脚期」)として抽出する。
Specifically, “walking cycle” and “standing phase” (“free leg period”) are extracted by the following steps 1 to 3.
From the acceleration projection component A V as a function of (Step 1) time, maximum point for continuous detecting (maximum point (small), the maximum point (large)).
(Step 2) A period from one local maximum point to the second local maximum point (for example, a period from the local maximum point (small) to the next local maximum point (small)) is extracted as a “walking cycle”.
(Step 3) In the “walking cycle”, the period in which the maximum point is from (small) to (large) is defined as “standing phase” (the period in which the maximum point is from (large) to (small) is “free leg period”) Extract.

このような「歩行周期」内では、「立脚期」と「遊脚期」とが繰り返されることによって、携帯端末1の姿勢も一定にならずに変動する。この姿勢(静止時加速度単位ベクトルeGS)の変動を示すグラフを図4(B)に示す。この図4(B)の時間軸(時間帯)は、図4(A)の時間軸(時間帯)と一致している。 Within such a “walking cycle”, the “stance phase” and the “swing phase” are repeated, so that the posture of the mobile terminal 1 changes without being constant. FIG. 4B shows a graph showing fluctuations in this posture (stationary acceleration unit vector e GS ). The time axis (time zone) in FIG. 4B coincides with the time axis (time zone) in FIG.

図4(B)によれば、図4(A)に示すように加速度射影成分AVが時間変化する間、静止時加速度単位ベクトルeGSと鉛直下向きとのなす角度θの余弦cosθも、時間と共に変動する。ここで、余弦cosθは、「立脚期」において1回、さらに「遊脚期」において1回、1(θ=0°)となる。即ち、静止時での加速度ベクトルAの向きを表す静止時加速度単位ベクトルeGSが鉛直下向きとなるタイミングが、「立脚期」及び「遊脚期」のそれぞれに1回ずつ存在することが分かる。 According to FIG. 4 (B), the while varying the acceleration projection component A V time as shown in FIG. 4 (A), even cosine cosθ of the angle θ of the static state acceleration unit vector e GS and vertically downward, time Fluctuates with. Here, the cosine cos θ is 1 (θ = 0 °) once in the “stance phase” and once in the “swing phase”. That is, it can be seen that the stationary acceleration unit vector e GS representing the direction of the stationary acceleration vector A is vertically downward once for each of the “standing phase” and the “free leg period”.

ここで、静止時において、加速度ベクトルAの向きは鉛直下向きである。従って、このタイミングは、静止時において鉛直下向きであった端末座標系での1つの向き(静止時加速度単位ベクトルeGSの向き)が、鉛直下向きと一致するタイミングとなる。 Here, when stationary, the direction of the acceleration vector A is vertically downward. Therefore, this timing is one orientation of the terminal coordinate system was vertically downward in at rest (orientation when stationary acceleration unit vector e GS) becomes the timing that matches the vertically downward.

一般に、歩行時に検出される加速度ベクトルは、重力加速度ベクトルと、運動加速度ベクトルとの合成ベクトルとなっているので、そのままでは重力の向き、即ち鉛直下向きを決定することはできない。しかしながら、静止時において鉛直下向きであった端末座標系での1つの向き(静止時加速度単位ベクトルeGSの向き)が、鉛直下向きと一致するタイミングにおいては、この向き(静止時加速度単位ベクトルeGSの向き)を、「鉛直下向き」として用いることができる。 In general, since the acceleration vector detected during walking is a combined vector of the gravitational acceleration vector and the motion acceleration vector, the direction of gravity, that is, the vertical downward direction cannot be determined as it is. However, one orientation of the terminal coordinate system was vertically downward in at rest (orientation when stationary acceleration unit vector e GS) is, at the timing that matches the vertically downward, this orientation (at rest acceleration unit vector e GS Can be used as “vertically downward”.

尚、図4(B)に示した、静止時加速度単位ベクトルeGSが鉛直下向きに対してなす角度θの余弦cosθのデータは、例えばジャイロセンサを用いて携帯端末1の向きの転換を計測する等の手間をかけなければ取得できない。これに対し、本発明は、次に説明するように、地磁気ベクトルMを用いて、静止時加速度向きが鉛直下向きと一致するタイミングを決定する。 The data of the cosine cos θ of the angle θ formed by the stationary acceleration unit vector e GS with respect to the vertically downward direction shown in FIG. 4B measures the change in the direction of the mobile terminal 1 using, for example, a gyro sensor. It can not be acquired without taking the trouble of etc. On the other hand, the present invention uses the geomagnetic vector M to determine the timing at which the stationary acceleration direction coincides with the vertically downward direction, as will be described next.

図4(C)によれば、地磁気射影成分MGWも、歩行による携帯端末1の姿勢・向きの変動とともに、時間変化する。この図4(C)の時間軸(時間帯)も、図4(A)の時間軸(時間帯)と一致している。また、地磁気射影成分MGW及び地磁気鉛直成分MGSは共に、最大値が1となるように正規化されている。ここで、地磁気射影成分MGWは、「立脚期」において1回、さらに「遊脚期」において1回、地磁気鉛直成分MGSと一致している。この一致するタイミングは、まさに、上述した、静止時加速度単位ベクトルeGSの向きが鉛直下向きと一致するタイミングに等しくなっている。 According to FIG. 4 (C), the geomagnetic projection component MGW also changes over time as the posture / orientation of the mobile terminal 1 changes due to walking. The time axis (time zone) in FIG. 4C also coincides with the time axis (time zone) in FIG. The geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS are both normalized so that the maximum value is 1. Here, the geomagnetic projection component M GW coincides with the geomagnetic vertical component M GS once in the “standing phase” and once in the “swing phase”. The coincidence timing is exactly equal to the above-described timing at which the direction of the stationary acceleration unit vector e GS coincides with the vertically downward direction.

このことから、各時点において地磁気射影成分MGWを算出し、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとが一致する時点若しくは所定範囲内の差を有する時点、又は地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとの差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点を求めることによって、この時点を、静止時加速度ベクトル(静止時加速度単位ベクトルeGS)が鉛直下向きになる時点である「鉛直静止時点」に決定することができる。尚、地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとが所定範囲内の差を有する時点は、例えば、実際の測定において、地磁気射影成分MGWの値が、地磁気鉛直成分MGSの値に接近はするものの至ることなく変動する場合において、「鉛直静止時点」を決定する時点として採用することができる。さらに、差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点は、次に説明するような場合において採用することができる。 From this, the geomagnetic projection component MGW is calculated at each time point, and the calculated geomagnetic projection component MGW and the determined geomagnetic vertical component MGS coincide with each other or have a difference within a predetermined range, or By obtaining a time point having a smaller absolute value of the difference among adjacent time points having different signs of the difference between the geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS , this time point is determined as a stationary acceleration vector (stationary The time acceleration unit vector e GS ) can be determined to be a “vertical stationary time point”, which is a time point when the vertical acceleration unit vector e GS ) is directed downward. Incidentally, when the geomagnetic projection component M GW geomagnetic vertical component M GS has a difference within a predetermined range, for example, in the actual measurement value of the geomagnetic projection component M GW is close to the value of the geomagnetic vertical component M GS In the case where it fluctuates without reaching, it can be adopted as the time point for determining the “vertical stationary time point”. Furthermore, a time point having a smaller absolute value of the differences among adjacent time points having different signs can be adopted in the case described below.

例えば、地磁気鉛直成分MGS=0.8として、地磁気射影成分MGWが、t=0の際に0.70、t=1の際に0.77、t=2の際に0.82、t=3の際に0.85のように観測されたとすると、地磁気射影成分MGWが地磁気鉛直成分MGSとが一致する時点は、t=1とt=2との間であると推測される。しかしながら、観測時点は離散的であるので、t=1とt=2との間の時点でのMGW値は知り得ない。そこで、0.8に最も近い(差の絶対値が最小である)MGW=0.82の時点、即ちt=2を「鉛直静止時点」とするのである。 For example, assuming that the geomagnetic vertical component M GS = 0.8, the geomagnetic projection component M GW is 0.70 when t = 0, 0.77 when t = 1, 0.82 when t = 2, If it is observed as 0.85 when t = 3, the time point when the geomagnetic projection component M GW matches the geomagnetic vertical component M GS is estimated to be between t = 1 and t = 2. The However, since the observation time points are discrete, the M GW value at a time point between t = 1 and t = 2 cannot be known. Therefore, the time point of M GW = 0.82 that is closest to 0.8 (the absolute value of the difference is minimum), that is, t = 2 is set as the “vertical stationary time point”.

尚、上述したように、「鉛直静止時点」は、「立脚期」及び「遊脚期」のそれぞれに1回ずつ存在する。このうち両方を「鉛直静止時点」として採用してもよく、または、いずれか一方のみを採用することも可能である。   As described above, the “vertical stationary time point” exists once in each of the “standing phase” and “swing phase”. Both of these may be adopted as “vertical stationary time points”, or only one of them may be adopted.

このようにして決定された「鉛直静止時点」において測定された静止時加速度ベクトルを、「鉛直下向き」のベクトル(即ち、重力加速度ベクトル)として決定することができる。これにより、歩行中であって携帯端末1の姿勢が変動する状況であっても、正確に「鉛直下向き」を決定することが可能となるのである。   The stationary acceleration vector measured at the “vertical stationary time” determined as described above can be determined as a “vertically downward” vector (that is, a gravitational acceleration vector). This makes it possible to accurately determine “vertical downward” even in a situation where the posture of the mobile terminal 1 varies while walking.

以上説明したように、本発明では、地磁気ベクトルMを用いて「鉛直静止時点」を決定する。この地磁気ベクトルMは、一般に、地上における通常の歩行によって到達し得る範囲内において、安定した大きさと鉛直下向きに対して安定した一定の向きとを有し、且つ常時測定可能であるので、各時点での向きの基準となり得る。従って、このような地磁気ベクトルMの地磁気射影成分MGWを地磁気鉛直成分MGSと比較することによって、(静止時において鉛直下向きである)静止時加速度ベクトル(静止時加速度単位ベクトルeGS)がまさに鉛直下向きとなる時点である「鉛直静止時点」を、より正確に決定することができる。従って、歩行中であっても、より正確な「鉛直下向き」のベクトル(即ち、重力加速度ベクトル)を取得することができるのである。 As described above, in the present invention, the “vertical stationary time point” is determined using the geomagnetic vector M. Since this geomagnetic vector M generally has a stable magnitude and a constant direction with respect to the vertical downward direction within a range that can be reached by normal walking on the ground, and can always be measured, It can be used as a reference for orientation. Therefore, by comparing the geomagnetic projection component M GW of the geomagnetic vector M with the geomagnetic vertical component M GS , the stationary acceleration vector (stationary acceleration unit vector e GS ) (which is vertically downward when stationary) is exactly The “vertical stationary time point”, which is the time point when vertically downward, can be determined more accurately. Therefore, a more accurate “vertically downward” vector (that is, a gravitational acceleration vector) can be acquired even while walking.

また、後に説明するように、重力加速度ベクトルGと、「鉛直静止時点」での地磁気ベクトルMTと、後に説明する右/左向きベクトルUとから、歩行するユーザの「進行方向」を決定することができる。この際、重力加速度ベクトルGをより正確に算出することが、決定される「進行方向」の精度を向上させる上で決定的に重要となる。ここで、本発明を用いて、より正確な「鉛直下向き」のベクトル、即ち重力加速度ベクトル、を取得することによって、歩行するユーザの「進行方向」をより正確に決定することが可能となるのである。 Also, as will be described later, and the gravitational acceleration vector G, and the geomagnetic vector M T in the "vertical stationary point", and a right / left vector U to be described later, to determine the "traveling direction" of the user to walk Can do. At this time, calculating the gravitational acceleration vector G more accurately is crucial for improving the accuracy of the determined “traveling direction”. Here, by using the present invention, it is possible to more accurately determine the “traveling direction” of the walking user by obtaining a more accurate “vertical downward” vector, that is, a gravitational acceleration vector. is there.

ここで、変更態様として、決定された「歩行周期」内、「立脚期」内、又は「遊脚期」内における、決定された「鉛直静止時点」の相対位置である「相対静止時点」を算出することも可能である。例えば、図4(C)に示すように、
(a)第1の(「立脚期」内の)鉛直静止時点の歩行周期TW内での位置を、「相対静止時点」p×TW(1<p<1)とし、
(b)第2の(「遊脚期」内の)鉛直静止時点の歩行周期TW内での位置を、「相対静止時点」q×TW(p<q<1)とする。
Here, as a change mode, the “relative stationary time point” that is the relative position of the determined “vertical stationary time point” within the determined “walking cycle”, “standing phase”, or “swinging phase” It is also possible to calculate. For example, as shown in FIG.
(A) the position of the first (in the "stance") in the walking period T W of the vertical stationary point, a "relative stationary point" p × T W (1 <p <1),
(B) the position in the walking period T W of the second (in "swing phase") vertically stationary point, and "relative stationary point" q × T W (p <q <1).

この場合、歩行周期TWとp(又はq)とが決定されれば、「相対静止時点」p×TW(又はq×TW)が決定される。このように周期的に発生する「相対静止時点」を使用して、「鉛直静止時点」を決定することも好ましい。例えば、
(a)周期的に発生する「相対静止時点」を含む所定の計測時間でのみ、算出された地磁気射影成分MGWと、決定された地磁気鉛直成分MGSとを比較し、両者が一致する時点若しくは所定範囲内の差を有する時点、又は地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとの差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点を「鉛直静止時点」としてもよい。
さらに、
(b)「相対静止時点」を算出してから所定の期間、地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとに依らずに、周期的に発生する「相対静止時点」を「鉛直静止時点」に決定することも可能である。
In this case, if the walking cycle T W and p (or q) are determined, the “relative stationary time point” p × T W (or q × T W ) is determined. It is also preferable to determine the “vertical stationary time point” by using the “relative stationary time point” periodically generated as described above. For example,
(A) The calculated geomagnetic projection component M GW is compared with the determined geomagnetic vertical component M GS only during a predetermined measurement time including a “relative stationary time” that occurs periodically, and the two coincide with each other Alternatively, a time point having a difference within a predetermined range, or a time point having the smaller absolute value of the differences among adjacent time points having different signs of the difference between the geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS is referred to as “vertical stationary”. It may be “time point”.
further,
(B) A “relative stationary time point” that is generated periodically regardless of the geomagnetic projection component M GW and the geomagnetic vertical component M GS for a predetermined period after the “relative stationary time point” is calculated. It is also possible to decide on.

このように、「相対静止時点」を使用することによって、毎回「鉛直静止時点」を直接算出するよりも演算量を減らして鉛直下向きの決定をより速やかに行い、さらに、消費電力を低減させることができる。   In this way, by using the “relative stationary time point”, it is possible to reduce the amount of calculation rather than directly calculating the “vertical stationary time point” every time, and to determine the vertical downward more quickly, and further reduce the power consumption. Can do.

また、歩行中に通過する場所によって生じる地磁気の変動に対処することも可能となる。即ち、歩行中に、歩行環境の影響で地磁気ベクトルMが変動すると、地磁気射影成分MGWと地磁気鉛直成分MGSとから直接算出される「鉛直静止時点」にも誤差が生じ得る。しかしながら、周期的に発生する「相対静止時点」を使用し、「鉛直静止時点」をこの「相対静止時点」と比較することによって、この誤差を補正することが可能となる。また、地磁気の大きさをモニタし、当該大きさが所定範囲内に収まらない場合、「相対静止時点」を使用して周期的に「鉛直静止時点」を決定してもよい。 It is also possible to cope with geomagnetism fluctuations caused by places that pass during walking. That is, if the geomagnetic vector M fluctuates due to the influence of the walking environment during walking, an error may also occur in the “vertical stationary time point” directly calculated from the geomagnetic projection component MGW and the geomagnetic vertical component MGS . However, this error can be corrected by using a “relative stationary time point” that periodically occurs and comparing the “vertical stationary time point” with this “relative stationary time point”. Further, when the magnitude of geomagnetism is monitored and the magnitude does not fall within a predetermined range, the “vertical stationary time point” may be periodically determined using the “relative stationary time point”.

[進行方向の決定]
図5は、決定された鉛直下向き(重力加速度ベクトル)から歩行するユーザの進行方向を決定する方法を説明するためのベクトル図である。
[Determining the direction of travel]
FIG. 5 is a vector diagram for explaining a method of determining the traveling direction of the user walking from the determined vertical downward direction (gravity acceleration vector).

最初に、決定された「鉛直静止時点」における地磁気ベクトルMT、即ち、
(9) MT=(MTx,MTy,MTz
を算出する。さらに、決定された「鉛直静止時点」において、鉛直下向きの静止時加速度ベクトルを、重力加速度ベクトルGS、即ち、
(10) GS=(GSx,GSy,GSz
として算出する。
First, the geomagnetic vector M T at the determined “vertical stationary time”, ie,
(9) M T = (M Tx , M Ty , M Tz )
Is calculated. Furthermore, at the determined “vertical stationary time point”, the vertical downward stationary acceleration vector is expressed as the gravitational acceleration vector G S , that is,
(10) G S = (G Sx , G Sy , G Sz )
Calculate as

以下、「進行方向」は、次の2つの方法を用いて決定されることができる。
(イ)進行方向に向いた歩行者の右方又は左方を示す「右/左向きベクトルU」を算出し、重力加速度ベクトルGSと、地磁気ベクトルMTと、算出された「右/左向きベクトルU」とから、「鉛直静止時点」における進行方向を決定する。
(ロ)重力加速度ベクトルGSと、地磁気ベクトルMTとから、「北/南向き加速度ベクトル」及び「東/西向き加速度ベクトル」を算出して、「鉛直静止時点」における進行方向を決定する。
ここで、方法(イ)は、特開2012−168004号公報に記載された方法を利用したものであり、方法(ロ)は、特開2011−163861号公報に記載された方法を利用したものである。最初に、方法(イ)から説明する。
Hereinafter, the “direction of travel” can be determined using the following two methods.
(A) A “right / left direction vector U” indicating the right or left side of the pedestrian facing in the traveling direction is calculated, the gravitational acceleration vector G S , the geomagnetic vector M T, and the calculated “right / left direction vector” From “U”, the traveling direction at “vertical stationary time” is determined.
(B) A “north / south acceleration vector” and an “east / west acceleration vector” are calculated from the gravitational acceleration vector G S and the geomagnetic vector M T to determine the traveling direction at the “vertical stationary time point”.
Here, the method (A) uses the method described in JP2012-168004A, and the method (B) uses the method described in JP2011-163861A. It is. First, the method (A) will be described.

[方法(イ):右/左向きベクトルUを用いる方法]
(第1の方法)
図5(A)によれば、重力加速度ベクトルGSと、地磁気ベクトルMTと、「右/左向きベクトルU」とが示されている。「右/左向きベクトルU」は、進行方向に向いた歩行者の右方又は左方を示すベクトルであり、検出された立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから算出される。
[Method (a): Method using right / left-facing vector U]
(First method)
According to FIG. 5A, a gravitational acceleration vector G S , a geomagnetic vector M T, and a “right / left direction vector U” are shown. The “right / left direction vector U” is a vector indicating the right or left side of the pedestrian facing in the traveling direction, and is calculated from a plurality of acceleration vectors A in the detected stance phase or swing phase.

ここで、最初に、立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、ユーザの歩行動作によって生じる加速度面を決定する。次いで、加速度面の法線ベクトルVLR及び重力加速度ベクトルGSから、前向き又は後向きの前/後向きベクトルVFGを、次式
(11) VFG=VLR×GS (×:クロス積(ベクトル積、外積))
を用いて算出する。
Here, first, an acceleration surface generated by the user's walking motion is determined from a plurality of acceleration vectors A in the stance phase or the swing phase. Next, from the normal vector V LR of the acceleration surface and the gravitational acceleration vector G S , the forward / rearward front / rear vector V FG is expressed by the following equation (11) V FG = V LR × G S (×: cross product (vector) Product, outer product))
Calculate using.

次いで、算出された前/後向きベクトルVFGが前向きであるか後向きであるかを、遊脚期の終了時点での加速度ベクトルBに基づいて決定する。遊脚期における歩行者の足は、後から前へ運ばれる。従って、ズボンのポケットに挿入された携帯端末1は、振り子状に概ね円弧を描いて運動する。その結果、携帯端末1が前方にあるとき、加速度ベクトルは、後向きに検出される。即ち、遊脚期の終了時点での加速度ベクトルBの向きを「後」として決定できる。尚、遊脚期の終了時点は立脚期の開始時点となる。 Next, whether the calculated forward / backward vector V FG is forward or backward is determined based on the acceleration vector B at the end of the swing phase. The pedestrian's foot during the swing phase is carried from back to front. Therefore, the mobile terminal 1 inserted in the pocket of the trousers moves in a pendulum shape with a generally circular arc. As a result, when the mobile terminal 1 is in front, the acceleration vector is detected backward. That is, the direction of the acceleration vector B at the end of the swing leg period can be determined as “after”. The end point of the swing phase is the start point of the stance phase.

具体的には、この後向きの加速度ベクトルBと、前/後向きベクトルVFGの向きの単位ベクトルeFB=(eFBx,eFBy,eFBz)との内積、即ち、加速度前後方向成分BFG=eFGx×Bx+eFGy×By+eFGz×Bzが、
負値→前/後向きベクトルVFG:前向きであり、
正値→前/後向きベクトルVFG:後向きとなる。
尚、立脚期の終了時(遊脚期の開始時)での加速度ベクトルFを用いて、同様の前/後向きの判定を行うことも当然に可能である。
Specifically, the inner product of the backward acceleration vector B and the unit vector e FB = (e FBx , e FBy , e FBz ) of the forward / rearward vector V FG , that is, the acceleration longitudinal component B FG = e FGx × B x + e FGy × B y + e FGz × B z
Negative value → forward / backward vector V FG : forward,
Positive value → forward / backward vector V FG : backward direction.
Note that it is naturally possible to make the same forward / reverse determination using the acceleration vector F at the end of the stance phase (at the start of the swing phase).

ここで、
(a)前/後向きベクトルVFGが前向き(前向きベクトル)の場合、このVFGの算出に用いた法線ベクトルVLRを、右向きの「右/左向きベクトルU」(右向きベクトル)とし、
(b)前/後向きベクトルVFGが後向き(後向きベクトル)の場合、このVFGの算出に用いた法線ベクトルVLRを、左向きの「右/左向きベクトルU」(左向きベクトル)とする。
here,
(A) When the forward / backward vector V FG is forward (forward vector), the normal vector V LR used to calculate this V FG is the rightward “right / leftward vector U” (rightward vector),
(B) When the forward / backward vector V FG is backward (backward vector), the normal vector V LR used for the calculation of V FG is the leftward “right / leftward vector U” (leftward vector).

(第2の方法)
また、立脚期(又は遊脚期)の開始及び終了時点での加速度ベクトルB及び加速度ベクトルFの外積をとることによっても、右/左向きベクトルU=B×F(右向き)(又はU=F×B(左向き))を算出することができる。
(Second method)
Further, by taking the outer product of the acceleration vector B and the acceleration vector F at the start and end of the stance phase (or swing phase), the right / left direction vector U = B × F (right direction) (or U = F × B (leftward)) can be calculated.

(第3の方法)
さらに、立脚期(又は遊脚期)の開始及び終了時点での加速度ベクトルB及び加速度ベクトルFの外積をとることによって算出された仮右/左向きベクトルU'と、法線ベクトルVLRとの内積U'・VLRを算出することによって、法線ベクトルVLRの向きを、
内積U'・VLRが負値→U'が右向きならVLR左向き、U'が左向きならVLR右向き
内積U'・VLRが正値→U'が右向きならVLR右向き、U'が左向きならVLR左向き
のように決定することもできる。次いで、このように決定された法線ベクトルVLRの向きにつき、
(a)VLRが右向きの場合、法線ベクトルVLRを、右向きの「右/左向きベクトルU」(右向きベクトル)とし、
(b)VLRが左向きの場合、法線ベクトルVLRを、左向きの「右/左向きベクトルU」(左向きベクトル)とする
ことができる。
(Third method)
Further, the inner product of the provisional right / left direction vector U ′ calculated by taking the outer product of the acceleration vector B and the acceleration vector F at the start and end of the stance phase (or the swing phase) and the normal vector V LR By calculating U ′ · V LR , the direction of the normal vector V LR is
Inner product U '· V LR is a negative value → U' is right if V LR left, 'V if the left LR right inner product U' U · V LR is 'V LR right if is right, U' positive → U is left If so, it can be determined as VLR leftward. Next, for the direction of the normal vector V LR determined in this way,
(A) When V LR is directed to the right, the normal vector V LR is set to a “right / left vector U” (right vector) directed to the right,
(B) When V LR is facing left, the normal vector V LR can be a leftward “right / left facing vector U” (left facing vector).

(第4の方法)
また、xyz軸の中で、立脚期(又は遊脚期)の開始及び終了時点での加速度ベクトルB及び加速度ベクトルFの外積をとることによって算出された仮右/左向きベクトルU'の向きに最も近い軸について、最小二乗法に基づいて加速度面を推定した場合には、仮右/左向きベクトルU'と法線ベクトルVLRとに基づいて、右/左向きベクトル(法線ベクトル)の向きを決定することも可能である。この場合、
(a)VLRが右向きの場合、法線ベクトルVLRを、右向きの「右/左向きベクトルU」(右向きベクトル)とし、
(b)VLRが左向きの場合、法線ベクトルVLRを、左向きの「右/左向きベクトルU」(左向きベクトル)とする
ことができる。
(Fourth method)
In the xyz axis, the direction of the provisional right / left direction vector U ′ calculated by taking the outer product of the acceleration vector B and the acceleration vector F at the start and end of the stance phase (or the swing phase) is the most. When the acceleration plane is estimated based on the least square method for the near axis, the direction of the right / left direction vector (normal vector) is determined based on the provisional right / left direction vector U ′ and the normal vector V LR. It is also possible to do. in this case,
(A) When V LR is directed to the right, the normal vector V LR is set to a “right / left vector U” (right vector) directed to the right,
(B) When V LR is facing left, the normal vector V LR can be a leftward “right / left facing vector U” (left facing vector).

(進行方向決定)
次いで、図5(B)に示すように、重力加速度ベクトルGSと、地磁気ベクトルMTと、算出された右/左向きベクトルUとから、「鉛直静止時点」における進行方向を決定する。具体的には、最初に、東向き単位ベクトルeEast又は北向き単位ベクトルeNorthを、次式
(12) eEast =GS×MT/|GS×MT
(13) eNorth=GS×MT×GS/|GS×MT×GS
を用いて算出する。ここで×は、クロス積(ベクトル積、外積)である。
(Determining the direction of travel)
Next, as shown in FIG. 5B, the traveling direction at the “vertical stationary time point” is determined from the gravitational acceleration vector G S , the geomagnetic vector M T, and the calculated right / left direction vector U. Specifically, first, an east-facing unit vector e East or a north-facing unit vector e North is expressed by the following equation (12) e East = G S × M T / | G S × M T |
(13) e North = G S × M T × G S / | G S × M T × G S |
Calculate using. Here, x is a cross product (vector product, outer product).

次いで、右向きベクトルUの単位ベクトルである右向き単位ベクトルeRightを算出し、この右向き単位ベクトルeRightと、東向き単位ベクトルeEastとのなす角αを、次式
(14) α=arccos((eEast・eRight)/(|eEast||eRight|))
を用いて算出する。
Next, a rightward unit vector e Right which is a unit vector of the rightward vector U is calculated, and an angle α formed by the rightward unit vector e Right and the eastward unit vector e East is expressed by the following equation (14) α = arccos (( e East・ e Right ) / (| e East || e Right |))
Calculate using.

尚、当然に、右向き単位ベクトルeRightの代わりに左向き単位ベクトルeLeftを用いて角度αを算出することも可能である。また、北向き単位ベクトルeNorthと、右向き(左向き)単位ベクトルeRight(eLeft)とのなす角αを算出することも可能である。但し、これらの場合、最終的に算出される角度の基準は変更される点に留意しなければならない。 Of course, it is also possible to calculate the angle α using the left unit vector e Left instead of the right unit vector e Right . It is also possible to calculate an angle α formed by the north unit vector e North and the right (left) unit vector e Right (e Left ). However, it should be noted that in these cases, the finally calculated angle reference is changed.

次いで、算出された角αを用いて、進行方向を示す方位角θを決定する。ここで、角αは、劣角(0〜180度)である。これに対し、求める方位角θは、0〜360度(北方位を0度とした時計回りの角度)であり、優角を含む。従って、角αを方位角θに変換する必要がある。   Next, an azimuth angle θ indicating a traveling direction is determined using the calculated angle α. Here, the angle α is an inferior angle (0 to 180 degrees). On the other hand, the azimuth angle θ to be obtained is 0 to 360 degrees (clockwise angle with the north azimuth being 0 degrees) and includes a dominant angle. Therefore, it is necessary to convert the angle α into the azimuth angle θ.

図6は、角αと方位角θとの関係を説明するための概略図である。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the relationship between the angle α and the azimuth angle θ.

図6(A)に示すように、180度未満の方向角θは、角αに一致する(θ=α)。この際、東向き単位ベクトルeEastと右向き単位ベクトルeRightとの外積ベクトルeEast×eRightの向きは、重力加速度ベクトルGの向きと一致する。一方、図6(B)に示すように、180度以上の方位角θの場合、θ=360(度)−αとなる。この際、eEast×eRightの向きは、重力加速度ベクトルGとは逆になる。 As shown in FIG. 6A, the directional angle θ of less than 180 degrees coincides with the angle α (θ = α). At this time, the direction of the outer product vector e East × e Right of the east unit vector e East and the right unit vector e Right coincides with the direction of the gravity acceleration vector G. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the azimuth angle θ is 180 degrees or more, θ = 360 (degrees) −α. At this time, the direction of e East × e Right is opposite to the gravitational acceleration vector G.

従って、東向き単位ベクトルeEastに対する方向角θは、eEast×eRightと重力ベクトルGとのなす角をβとして、以下の式によって決定されることができる。
cosβ>0の場合:θ=α
cosβ≦0の場合:θ=360(度)−α
Accordingly, the direction angle θ with respect to the eastward unit vector e East can be determined by the following equation, where β is the angle formed by e East × e Right and the gravity vector G.
When cos β> 0: θ = α
When cos β ≦ 0: θ = 360 (degrees) −α

[方法(ロ):北/南及び東/西向き加速度ベクトルを用いる方法]
次に、上述した方法(ロ)について説明する。最初に、上述した式(12)及び(13)を用いて、北向き単位ベクトルeNorth=(eNx、eNy、eNz)及び東向き単位ベクトルeEast=(eEx、eEy、eEz)を算出する。次いで、加速度ベクトルA=(Ax,Ay,Az)の北向き加速度成分AN及び東向き加速度成分AEを、次式
(15) AN=eNx×Ax+eNy×Ay+eNz×Az
(16) AE=eEx×Ax+eEy×Ay+eEz×Az
を用いて算出する。
[Method (b): Method using acceleration vectors for north / south and east / west]
Next, the above-described method (b) will be described. First, using the above-described equations (12) and (13), the northward unit vector e North = (e Nx , e Ny , e Nz ) and the east direction unit vector e East = (e Ex , e Ey , e Ez ) is calculated. Next, the northward acceleration component A N and the eastward acceleration component A E of the acceleration vector A = (A x , A y , A z ) are expressed by the following equation (15) A N = e Nx × A x + e Ny × A y + E Nz × A z
(16) A E = e Ex × A x + e Ey × A y + e Ez × A z
Calculate using.

尚、北向き単位ベクトルの代わりに南向き単位ベクトルを、更に東向き単位ベクトルの代わりに西向き単位ベクトルを用いても以下と同様の計算を行うことが可能である。但し、この場合、最終的に算出される角度の基準は変更される点に留意しなければならない。   Note that the same calculation as described below can be performed by using a south unit vector instead of the north unit vector and a west unit vector instead of the east unit vector. However, it should be noted that in this case, the finally calculated angle reference is changed.

算出されたこれらの北向き加速度成分ANorth及び東向き加速度成分AEastは、例えば歩毎又は歩行周期毎に集められて水平方向加速度成分(加速度データ)群を構成する。この加速度データ群から、主成分分析法を用いて、方位角θを決定する。この主成分分析法は、多数の成分分布の中から、相関関係にある1つ以上の主成分を算出する方法である。その中で最も大きい相関関係を有する主成分が、歩行者の進行方向を示す角度を表す。 The calculated northward acceleration component A North and eastward acceleration component A East are collected, for example, for each step or each walking cycle, and constitute a horizontal acceleration component (acceleration data) group. From this acceleration data group, the azimuth angle θ is determined using the principal component analysis method. This principal component analysis method is a method of calculating one or more principal components having a correlation from a large number of component distributions. The principal component having the largest correlation among them represents an angle indicating the traveling direction of the pedestrian.

具体的に、水平方向加速度データにおける2変数x、y(北向き成分:x,東向き成分:y)のi番目のデータをそれぞれ、xi、yiとする。このとき、n個のデータの固有値λは、以下の行列式によって算出される。

Figure 0005995319
(Vxx−λ)・(Vyy−λ)−Vxy・Vxy=0
Vxx・Vyy−(Vxx+Vyy)・λ+λ2−Vxy2=0
この固有方程式を解くことによって、2つの固有値λが算出される。 Specifically, the i-th data of the two variables x and y (the northward component: x and the eastward component: y) in the horizontal acceleration data are set as x i and y i , respectively. At this time, the eigenvalue λ of the n pieces of data is calculated by the following determinant.
Figure 0005995319
(Vxx−λ) · (Vyy−λ) −Vxy · Vxy = 0
Vxx · Vyy− (Vxx + Vyy) · λ + λ 2 −Vxy 2 = 0
By solving this eigen equation, two eigen values λ are calculated.

ここで、Vxx、Vyy、Vxyは、北向き成分をxとし東向き成分をyとした際の、北向き加速度成分ANorth及び東向き加速度成分AEastの分散及び共分散である。
Vxx=1/n・Σi=1 n(xi−x)2
Vyy=1/n・Σi=1 n(yi−y)2
Vxy=1/n・Σi=1 n(xi−x)(yi−y)
Here, Vxx, Vyy, and Vxy are dispersion and covariance of the northward acceleration component A North and the eastward acceleration component A East when the northward component is x and the eastward component is y.
Vxx = 1 / n · Σ i = 1 n (x i -x ) 2
Vyy = 1 / n · Σ i = 1 n (y i -y ¯) 2
Vxy = 1 / n · Σ i = 1 n (x i -x ¯) (y i -y ¯)

算出された2つの固有値λのうち、大きい方をλ1とすると、以下の式で固有ベクトルが算出される。

Figure 0005995319
Of the two eigenvalues calculated lambda, when larger one with lambda 1, eigenvector is calculated by the following equation.
Figure 0005995319

算出された固有ベクトル[e1,e2]を用いると、水平加速度データ群における進行方向を示す角度は、以下の式によって算出される。
(進行方向を示す角度)=Tan-1(e2/e1)
When the calculated eigenvector [e 1 , e 2 ] is used, the angle indicating the traveling direction in the horizontal acceleration data group is calculated by the following equation.
(An angle indicating the traveling direction) = Tan −1 (e 2 / e 1 )

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、歩行者が携帯端末をズボンのポケットに挿入する等の形で身に着けている場合であっても、進行に関連する向きである鉛直下向きをより正確に決定することができる。また、この正確な鉛直下向きのベクトル、即ち重力加速度ベクトル、を取得することによって、歩行者の進行方向をより正確に決定することが可能となる。   As described above in detail, according to the present invention, even if the pedestrian is wearing the portable terminal in a pants pocket or the like, the vertical direction is related to the progress. The downward direction can be determined more accurately. In addition, by acquiring this accurate vertical downward vector, that is, the gravitational acceleration vector, it is possible to determine the traveling direction of the pedestrian more accurately.

以上に述べた本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲内での種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。以上に述べた説明はあくまでも例であって、何ら制約を意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   In the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications and omissions within the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be any limitation. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.

1 携帯端末
100 加速度センサ
101 地磁気センサ
102 表示部
103 測位部
110 静止判定部
111 静止時加速度向き決定部
112 地磁気鉛直成分決定部
113 地磁気射影成分算出部
114 鉛直静止時点決定部
115 加速度時間変化算出・蓄積部
116 相対静止時点算出部
117 進行関連向き決定部
118 右/左ベクトル算出部
119 地図情報記憶部
120 表示制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile terminal 100 Acceleration sensor 101 Geomagnetic sensor 102 Display part 103 Positioning part 110 Stillness determination part 111 Static acceleration direction determination part 112 Geomagnetic vertical component determination part 113 Geomagnetic projection component calculation part 114 Vertical stationary time determination part 115 Acceleration time change calculation / Accumulation unit 116 Relative still time calculation unit 117 Progression related direction determination unit 118 Right / left vector calculation unit 119 Map information storage unit 120 Display control unit

Claims (11)

加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備え、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて、端末を携帯したユーザの進行に関連する向きを決定する携帯端末であって、
前記携帯端末が静止しているか否かを判定する静止判定手段と、
前記携帯端末に固定された端末座標系における、前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する静止時加速度向き決定手段と、
前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する地磁気鉛直成分決定手段と、
各時点における地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する地磁気射影成分算出手段と、
算出された当該地磁気射影成分MGWと、決定された前記地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、前記静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する鉛直静止時点決定手段と
を有することを特徴とする携帯端末。
An acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and a geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity are related to the progress of the user carrying the terminal based on the measured acceleration vector A and geomagnetic vector M A mobile device that determines the orientation,
Stationary determination means for determining whether or not the mobile terminal is stationary;
A stationary acceleration direction determining means for determining a stationary acceleration direction which is a direction of an acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in a terminal coordinate system fixed to the portable terminal. When,
Geomagnetic vertical component determining means for determining a geomagnetic vertical component M GS is a projection component of the the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of the determination of the mobile terminal is stationary has been performed,
A geomagnetism projection component calculating means for calculating a geomagnetism projection component MGW that is a projection component of the geomagnetic vector M at each time point toward the stationary acceleration direction;
By comparing the calculated geomagnetic projection component MGW with the determined geomagnetic vertical component MGS , the vertical stationary time point, which is the time point when the stationary acceleration direction can be determined vertically downward, is determined. A portable terminal comprising: a vertical stationary time point determining means.
前記鉛直静止時点決定手段は、算出された当該地磁気射影成分MGWと、決定された前記地磁気鉛直成分MGSとが一致する時点若しくは所定範囲内の差を有する時点、又は当該地磁気射影成分MGWと当該地磁気鉛直成分MGSとの差の符号が互いに異なる隣接する時点のうち当該差の絶対値の小さい方を有する時点を、鉛直静止時点として決定することを特徴とする請求項1に記載の携帯端末。 The vertical stationary time point determination means is a time point at which the calculated geomagnetic projection component M GW matches the determined geomagnetic vertical component M GS or when there is a difference within a predetermined range, or the geomagnetic projection component M GW. The time point having the smaller absolute value of the difference among adjacent time points having different signs of the difference between the magnetic field vertical component MGS and the geomagnetic vertical component MGS is determined as a vertical stationary time point. Mobile device. 各時点での加速度ベクトルAにおける1つの加速度成分又は加速度の大きさを算出する加速度時間変化算出手段と、
当該加速度成分又は加速度の大きさの時間変化における極大点又は極小点に基づいて、ユーザの歩行周期、ユーザの足が地面に着いている期間である立脚期、又はユーザの足が地面から離れて前に運ばれている期間である遊脚期を検出し、当該歩行周期内、当該立脚期内又は当該遊脚期内における、決定された当該鉛直静止時点の相対位置である相対静止時点を算出する相対静止時点算出手段と
を更に有し、
前記鉛直静止時点決定手段は、周期的に発生する当該相対静止時点を使用して、鉛直静止時点を決定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯端末。
An acceleration time change calculating means for calculating one acceleration component or acceleration magnitude in the acceleration vector A at each time point;
Based on the maximum point or the minimum point in the time change of the acceleration component or the magnitude of the acceleration, the user's walking cycle, the stance phase in which the user's foot is on the ground, or the user's foot is separated from the ground Detects the swing phase, which is the period carried before, and calculates the relative rest time that is the relative position of the determined vertical rest time within the walking cycle, the stance phase, or the swing phase And a relative stationary time point calculating means for
The portable terminal according to claim 1 or 2, wherein the vertical stationary time point determination unit determines the vertical stationary time point using the relative stationary time point that is periodically generated.
前記鉛直静止時点決定手段は、周期的に発生する当該相対静止時点を含む所定の計測時間でのみ、算出された当該地磁気射影成分MGWと、決定された前記地磁気鉛直成分MGSとを比較することを特徴とする請求項3に記載の携帯端末。 The vertical stationary time point determination means compares the calculated geomagnetic projection component M GW with the determined geomagnetic vertical component M GS only during a predetermined measurement time including the relative stationary time point that occurs periodically. The mobile terminal according to claim 3. 前記鉛直静止時点決定手段は、前記相対静止時点算出手段が当該相対静止時点を算出してから所定の期間、当該地磁気射影成分MGWと前記地磁気鉛直成分MGSとに依らずに、周期的に発生する当該相対静止時点を鉛直静止時点に決定する
ことを特徴とする請求項3に記載の携帯端末。
The vertical stationary time determination means, the relative stationary time calculating means the relative quiescent time a predetermined period of time from the calculated, regardless of the with the geomagnetic projection component M GW and the geomagnetic vertical component M GS, periodically The portable terminal according to claim 3, wherein the relative stationary time point to be generated is determined as a vertical stationary time point.
各時点での加速度ベクトルAにおける1つの加速度成分又は加速度の大きさを算出する加速度時間変化算出手段と、
当該加速度成分又は加速度の大きさの時間変化における極大点又は極小点に基づいて、ユーザの足が地面に着いている期間である立脚期、又はユーザの足が地面から離れて前に運ばれている期間である遊脚期を検出し、当該立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、進行方向に向いたユーザの右方又は左方を示す右/左向きベクトルUを算出する右/左向きベクトル算出手段と、
前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAに基づいて重力加速度ベクトルGを算出し、前記重力加速度ベクトルGと、前記鉛直静止時点での地磁気ベクトルMと、算出された前記右/左向きベクトルUとから、前記鉛直静止時点における進行方向を決定する進行関連向き決定手段と
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。
An acceleration time change calculating means for calculating one acceleration component or acceleration magnitude in the acceleration vector A at each time point;
Based on the maximum or minimum point in the time change of the acceleration component or the magnitude of the acceleration, the stance phase in which the user's foot is on the ground, or the user's foot is moved away from the ground The right / left direction vector U indicating the right or left direction of the user facing the traveling direction is calculated from a plurality of acceleration vectors A in the stance phase or the free leg phase. A leftward vector calculating means;
Calculating a gravitational acceleration vector G based on an acceleration vector A when it is determined that the mobile terminal is stationary; the gravitational acceleration vector G; and a geomagnetic vector M at the time of the vertical stationary state; 6. The mobile phone according to claim 1, further comprising: a travel-related direction determining unit that determines a travel direction at the vertical stationary time point from the calculated right / left direction vector U. 6. Terminal.
前記右/左向きベクトル算出手段は、当該立脚期又は遊脚期の開始及び終了時点での加速度ベクトルAの外積をとることによって右/左向きベクトルUを算出する
ことを特徴とする請求項6に記載の携帯端末。
The right / left direction vector calculating means calculates the right / left direction vector U by taking the outer product of the acceleration vectors A at the start and end times of the stance phase or the swing phase period. Mobile devices.
前記右/左向きベクトル算出手段は、当該立脚期又は遊脚期における複数の加速度ベクトルAから、ユーザの歩行動作によって生じる加速度面を決定し、前記加速度面の法線ベクトルとして右/左向きベクトルUを算出する
ことを特徴とする請求項6に記載の携帯端末。
The right / left direction vector calculating means determines an acceleration plane generated by a user's walking motion from a plurality of acceleration vectors A in the stance phase or swing phase, and uses the right / left direction vector U as a normal vector of the acceleration plane. The mobile terminal according to claim 6, wherein the mobile terminal is calculated.
前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAに基づいて重力加速度ベクトルGを算出し、前記重力加速度ベクトルGと、前記鉛直静止時点での地磁気ベクトルMとから、北向き又は南向きのベクトルである北/南向き加速度ベクトル及び東向き又は西向きのベクトルである東/西向き加速度ベクトルを算出して水平方向加速度成分の群を決定し、
当該水平方向加速度成分の群における分散Vxx,Vyy及び共分散Vxyを算出して、当該分散及び当該共分散に基づき、固有値λを算出し、
当該固有値λを用いて、固有ベクトル[e1,e2]を算出し、当該固有ベクトル[e1,e2]から算出される角度Tan-1(e1/e2)を、進行方向に決定する
進行関連向き決定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。
A gravitational acceleration vector G is calculated based on the acceleration vector A when it is determined that the mobile terminal is stationary, and the gravitational acceleration vector G and the geomagnetic vector M at the time of the vertical stationary time are calculated. Calculating a group of horizontal acceleration components by calculating a north / south acceleration vector that is a north or south vector and an east / west acceleration vector that is an east or west vector ;
Calculating variances Vxx, Vyy and covariance Vxy in the horizontal acceleration component group, and calculating an eigenvalue λ based on the variance and the covariance;
The eigenvector [e 1 , e 2 ] is calculated using the eigenvalue λ, and the angle Tan −1 (e 1 / e 2 ) calculated from the eigenvector [e 1 , e 2 ] is determined in the traveling direction. The portable terminal according to any one of claims 1 to 5, further comprising a progress-related direction determining unit.
加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備え、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて、端末を携帯したユーザの進行に関連する向きを決定する携帯端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記携帯端末が静止しているか否かを判定する静止判定手段と、
前記携帯端末に固定された端末座標系における、前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する静止時加速度向き決定手段と、
前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する地磁気鉛直成分決定手段と、
各時点における地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する地磁気射影成分算出手段と、
算出された当該地磁気射影成分MGWと、決定された前記地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、前記静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する鉛直静止時点決定手段と
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。
An acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and a geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity are related to the progress of the user carrying the terminal based on the measured acceleration vector A and geomagnetic vector M A program that allows a computer installed in a mobile terminal to determine the orientation to function.
Stationary determination means for determining whether or not the mobile terminal is stationary;
A stationary acceleration direction determining means for determining a stationary acceleration direction which is a direction of an acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in a terminal coordinate system fixed to the portable terminal. When,
Geomagnetic vertical component determining means for determining a geomagnetic vertical component M GS is a projection component of the the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of the determination of the mobile terminal is stationary has been performed,
A geomagnetism projection component calculating means for calculating a geomagnetism projection component MGW that is a projection component of the geomagnetic vector M at each time point toward the stationary acceleration direction;
By comparing the calculated geomagnetic projection component MGW with the determined geomagnetic vertical component MGS , the vertical stationary time point, which is the time point when the stationary acceleration direction can be determined vertically downward, is determined. A program for a portable terminal, which causes a computer to function as a vertical stationary time determination means.
加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサと、地磁気をベクトル量として測定可能な地磁気センサとを備えた携帯端末を携帯したユーザの進行に関連する向きを、測定された加速度ベクトルA及び地磁気ベクトルMに基づいて決定する進行関連向き決定方法であって、
静止判定手段が、前記携帯端末が静止しているか否かを判定する第1のステップと、
静止時加速度向き決定手段が、前記携帯端末に固定された端末座標系における、前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での加速度ベクトルAの向きである静止時加速度向きを決定する第2のステップと、
地磁気鉛直成分決定手段が、前記携帯端末が静止しているとの判定が行われた際での地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気鉛直成分MGSを決定する第3のステップと、
地磁気射影成分算出手段が、各時点における地磁気ベクトルMの前記静止時加速度向きへの射影成分である地磁気射影成分MGWを算出する第4のステップと、
鉛直静止時点決定手段が、算出された当該地磁気射影成分MGWと、決定された前記地磁気鉛直成分MGSとを比較することによって、前記静止時加速度向きを鉛直下向きに決定することが可能な時点である鉛直静止時点を決定する第5のステップと
を有することを特徴とする進行関連向き決定方法。
The direction of the acceleration vector A and the geomagnetic vector M measured with respect to the direction of a user carrying a portable terminal equipped with an acceleration sensor capable of measuring acceleration as a vector quantity and a geomagnetic sensor capable of measuring geomagnetism as a vector quantity. A progress-related orientation determination method based on
A first step of determining whether or not the mobile terminal is stationary;
The stationary acceleration direction determining means determines a stationary acceleration direction which is the direction of the acceleration vector A when it is determined that the portable terminal is stationary in the terminal coordinate system fixed to the portable terminal. A second step of determining;
Geomagnetic vertical component determining means, a third to determine the geomagnetic vertical component M GS is a projection component of the the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M in time of the determination of the mobile terminal is stationary were made And the steps
Geomagnetic projection component calculating means, and a fourth step of calculating geomagnetic projection component M GW is a projection component to the resting acceleration direction of the geomagnetic vector M at each time point,
A point in time when the vertical stationary time determination means can determine the stationary acceleration direction vertically downward by comparing the calculated geomagnetic projection component MGW with the determined geomagnetic vertical component MGS. And a fifth step of determining a vertical stationary time point.
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