JP6461052B2

JP6461052B2 - 測位装置

Info

Publication number: JP6461052B2
Application number: JP2016135782A
Authority: JP
Inventors: 加藤　知己; 知己加藤; 英治尾形
Original assignee: 大井電気株式会社
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2036-07-08
Also published as: JP2018004586A

Description

本発明は、移動体に搭載される測位装置に関し、特に、加速度センサを用いて測位を行う装置に関する。

スマートホン等の携帯情報端末が広く用いられている。携帯情報端末は通信機能のみならず、日常生活に必要な機能をユーザに提供するものが多い。例えば、携帯情報端末には測位装置が搭載されているものがある。測位装置は、人工衛星から送信された測位信号によって自らの位置を測定する。一般に、携帯情報端末は地図を表示する機能を有しており、地図上に自らの位置を示すマークを表示する。また、アウトドアスポーツを楽しむための道具として、アウトドアスポーツ用の測位装置も広く用いられている。

以下の特許文献１には、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）による測位装置が記載されている。測位装置は、複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから測位信号を受信し、各ＧＰＳ衛星までの距離を求めることで自らの地球上の位置を求める。ＧＰＳには、より高精度な測定を行うための補助信号を地球上の基地局が送信するものもある。この場合、測位装置は、ＧＰＳ衛星から送信された測位信号のみならず基地局から送信された補助信号をも受信して、自らの位置を求める。

測位装置が、測位信号を受信できない環境にあるときは測位を行うことが困難となる。そこで、特許文献２に示されているように、加速度センサ等を用いた自律的な測位によって、自らの位置を求める測位装置が考えられている。

特開２００８−１９１１１７号公報再表２００８−１２０２９６号公報特開２００６−２２７０１９号公報特開２０１２−１４１９３０号公報

一般に、加速度センサの検出値には誤差が含まれている。そこで、引用文献３および４に記載されているように、加速度センサによって移動距離を求めると共に、距離測定の精度を高める技術が提案されている。しかし、これらの引用文献に記載の技術は、過去に得られた測定結果を一端記憶し補正するものであるため、高精度な測定結果を迅速に取得することは困難である。

本発明は、高精度な測位結果を迅速に取得することを目的とする。

本発明は、移動体に搭載される測位装置において、前記移動体の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて、前記移動体の速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部によって求められる速度演算値に基づいて、前記移動体が移動した距離を演算する距離演算部と、前記移動体が停止した状態から移動を開始し、その後前記移動体が停止する移動過程の終了時における前記速度演算値に基づいて、前記検出値に対する第１補正係数を求める第１係数設定部と、前記移動過程について前記距離演算部によって求められた距離演算値に基づいて、前記検出値に対する第２補正係数を求める第２係数設定部と、を備えることを特徴とする。

望ましくは、前記第１補正係数は、前記検出値が正であるときのみ、または負であるときのみに前記検出値に作用させる係数である。

望ましくは、前記第２補正係数は、前記検出値の極性に関わらず前記検出値に作用させる係数である。

望ましくは、前記第１補正係数および前記第２補正係数が求められた後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記第２補正係数を作用させて、補正検出値を生成する補正部を備える。

望ましくは、前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて前記移動体の速度を求める速度計算部と、前記移動体が停止した時における速度計算値に基づいて前記検出値に対する第１補正係数を求めるリアルタイム係数設定部と、を備えるリアルタイム補正係数決定部を有し、前記リアルタイム補正係数決定部によって求められた前記第１補正係数を係数生成関数に与えることで演算補正係数を取得する関数演算部と、前記第１補正係数および前記演算補正係数が求められた後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記演算補正係数を作用させて、補正検出値を生成する補正部と、を備え、前記係数生成関数は、加速条件が異なる複数回に亘る前記移動過程について前記第１係数設定部によって求められた複数の前記第１補正係数と、当該複数回に亘る前記移動過程について前記第２係数設定部によって求められた複数の前記第２補正係数とに基づく関数である。

また、本発明は、移動体に搭載される測位装置において、前記移動体の加速度を検出する加速度センサと、リアルタイム補正係数決定部であって、前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて前記移動体の速度を求める速度計算部と、前記移動体が停止した時における速度計算値に基づいて前記検出値に対する第１補正係数を求めるリアルタイム係数設定部と、を備えるリアルタイム補正係数決定部と、係数生成関数に前記第１補正係数を与えることで、第２補正係数を取得する関数演算部と、前記第１補正係数が求められ、前記第２補正係数が取得された後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記第２補正係数を作用させることで、補正検出値を生成する補正部と、を備え、前記第１補正係数は、前記検出値が正であるときのみ、または負であるときのみに前記検出値に作用させる係数であり、前記第２補正係数は、前記検出値の極性に関わらず前記検出値に作用させる係数である。

望ましくは、前記検出値に基づいて、前記移動体が停止したか否かを判定する停止判定部を備え、前記リアルタイム補正係数決定部は、前記移動体が停止したことが判定される度に前記第１補正係数を求め、前記関数演算部は、前記第１補正係数が求められる度に前記第２補正係数を取得する。

望ましくは、前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて、前記移動体の速度を演算する速度演算部と、前記速度演算部によって求められる速度演算値に基づいて、前記移動体が移動した距離を演算する距離演算部と、前記移動体が停止した状態から移動を開始し、その後前記移動体が停止する移動過程の終了時における前記速度演算部による速度演算値に基づいて、前記検出値に対する第１補正係数を求める第１補正係数決定部と、前記移動過程について前記距離演算部によって求められた距離演算値に基づいて、前記検出値に対する第２補正係数を求める第２補正係数決定部と、を備える補正係数決定部を有し、前記係数生成関数は、加速条件が異なる複数回に亘る前記移動過程について前記補正係数決定部によって求められた複数の前記第１補正係数および複数の前記第２補正係数に基づいて、前記第２補正係数と前記第１補正係数との関係を規定する関数である。

望ましくは、前記補正検出値に基づいて、前記移動体が移動した距離を求める距離測定部を備える。

本発明によれば、高精度な測位結果を迅速に取得することができる。

測位装置の構成を示す図である。補正係数決定部の構成を示す図である。第１補正係数決定処理のフローチャートである。第２補正係数決定処理のフローチャートである。加速度検出値に各補正係数を作用させない場合の加速度検出値、速度演算値および距離演算値を概念的に示す図である。加速度検出値に第１補正係数のみを作用させた場合の加速度検出値、速度演算値および距離演算値を概念的に示す図である。加速度検出値に第１補正係数および第２補正係数の両者を作用させた場合の加速度検出値、速度演算値および距離演算値を概念的に示す図である。停止キャリブレーション・測定処理を実行する測位装置の構成を示す図である。係数生成関数の例を示す図である。リアルタイム補正係数決定部の構成を示す図である。

（１）測位装置の概要
図１には、本発明の実施形態に係る測位装置の構成が示されている。測位装置は、携帯情報端末等の移動体に搭載され、加速度センサ１０、キャリブレーションユニット１２、停止判定部１４およびリアルタイム測定ユニット１６を備える。キャリブレーションユニット１２、停止判定部１４およびリアルタイム測定ユニット１６は、プロセッサ等の演算処理デバイスによって構成してもよい。キャリブレーションユニット１２およびリアルタイム測定ユニット１６が備える各構成要素は、プログラムの実行によって機能的に実現してもよい。また、各構成要素は、ハードウエアによって個別に構成してもよい。

測位装置は、加速度センサ１０の加速度検出値を用いて、移動体の速度および移動距離を求める。しかし、加速度センサ１０の加速度検出値には誤差が含まれているため、加速度センサ１０の加速度検出値をそのまま用いたのでは、求められる速度および移動距離にも誤差が含まれてしまう。そこで、測位装置では、キャリブレーションユニット１２が加速度検出値に対する補正係数を求め、補正係数によって補正された加速度検出値を用いてリアルタイム測定ユニット１６が移動距離を測定する。

加速度センサ１０は、搭載先の移動体の加速度を検出し、所定の時間間隔で順次、加速度検出値をキャリブレーションユニット１２およびリアルタイム測定ユニット１６に出力する。

キャリブレーションユニット１２は、加速度検出値に対する２種類の補正係数として、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を求め、リアルタイム測定ユニット１６に出力する。第１補正係数Ｃ１は、負の加速度検出値に乗じることで加速度検出値を補正する係数である。第２補正係数Ｃ２は、加速度検出値の正負に関わらず加速度検出値に乗じることで加速度検出値を補正する係数である。

リアルタイム測定ユニット１６は、加速度検出値が正の値であるときは、その加速度検出値に第２補正係数Ｃ２を乗じて、補正後の加速度検出値を求める。そして、加速度検出値が負の値であるときは、その加速度検出値に第２補正係数Ｃ２のみならず第１補正係数Ｃ１を乗じて補正後の加速度検出値を求める。リアルタイム測定ユニット１６は、補正後の加速度検出値（補正検出値）を積分することで速度を測定する。さらに、この積分演算によって求められた速度を積分することで、すなわち、補正検出値を２回に亘って積分することで移動距離を測定する。

（２）キャリブレーションユニットおよび停止判定部
キャリブレーションユニット１２は、オフセット算出部２０、オフセット減算部１８、および補正係数決定部２２を備え、各補正係数を求めるためのキャリブレーション処理を実行する。キャリブレーション処理は、移動体を停止させ、規定の距離だけ移動体を移動させて再び停止させるという移動過程において、加速度センサ１０から出力される加速度検出値を用いて実行される。移動体は、例えば、ユーザの操作に応じてレール上を移動するキャリブレーション用の台車に搭載されてもよい。移動過程では、移動体が搭載された台車がユーザの操作に応じて規定の距離だけ移動する。

キャリブレーション処理において最初に実行されるのは、加速度検出値に含まれるオフセット値の減算である。加速度センサ１０から出力される加速度検出値は、加速度センサ１０に加速度が与えられていない場合でも０でない値であることがある。そして、このようなオフセット値が、移動体が移動したときの加速度検出値に誤差として含まれることとなる。

そこで、キャリブレーション処理における第１の操作として、ユーザは移動体を判定時間を超える長さの時間に亘って停止させる。オフセット算出部２０は、第１の操作が行われている期間において加速度センサ１０から出力されたｎ個の加速度検出値を記憶する。オフセット算出部２０は、停止期間に記憶されたｎ個の加速度検出値の平均値をオフセット値として求め、オフセット減算部１８に出力する。

オフセット減算部１８はオフセット値を記憶する。そして、加速度センサ１０から時間経過と共に順次出力される加速度検出値からオフセット値を減算し、オフセット値減算後の加速度検出値を補正係数決定部２２および停止判定部１４に順次出力する。

次に、停止判定部１４について説明する。各補正係数を求め、移動体の速度および移動距離を測定するためには移動体が停止しているという条件が必要となる。そこで、停止判定部１４は、移動体が移動しているか否かを判定し、移動体が移動していることを示す移動情報、または、移動体が停止していることを示す停止情報を出力する。

すなわち、停止判定部１４は、オフセット減算部１８から出力された加速度検出値の絶対値が閾値以上である時間が所定の判定時間を超えたときは移動情報を補正係数決定部２２に出力する。一方、加速度検出値の絶対値が閾値未満である時間が所定の判定時間を超えたときは停止情報を補正係数決定部２２に出力する。さらに、停止判定部１４は、所定の判定時間の間に加速度検出値の絶対値が閾値未満の値から閾値以上の値に変化した場合や、閾値以上の値から閾値未満の値に変化した場合であっても、変化前の状態を示す情報を補正係数決定部２２に出力する。すなわち、停止判定部１４は、所定の判定時間の間に加速度検出値の絶対値が閾値未満の値から閾値以上の値に変化したときは停止情報を出力し、閾値以上の値から閾値未満の値に変化したときは移動情報を出力する。

このような処理によれば、時間変化に対して急激に変化する誤差が加速度検出値に含まれており、判定時間内に加速度検出値が急激に変動した場合であっても、停止判定部１４が誤った情報を出力することが回避される。

なお、停止判定部１４から停止情報が出力されたときは、理論的には、移動体が等速直線運動をしている可能性がある。しかし、一般に、移動体が移動する際には進行方向の変化や揺動が伴うため、移動体が等速直線運動をする頻度は低い。そこで、測位装置は、停止判定部１４から停止情報が出力されたときは、移動体が停止していることを前提とした処理を実行する。

図２には、補正係数決定部２２の構成が示されている。補正係数決定部２２は、記憶部３０、係数設定部３２、速度演算部３４、距離演算部３６、および誤差演算部３８を備えている。記憶部３０は、図１のオフセット減算部１８から時間経過と共に順次出力された各加速度検出値と時間とを対応付け、加速度・時間データとして記憶する。

図３には、補正係数決定部２２が実行する第１補正係数決定処理のフローチャートが示されている。ここでは、適宜図２を参照して第１補正係数決定処理について説明する。

キャリブレーション処理における第２の操作として、ユーザは所定の距離だけ移動体を移動させ、再び移動体を停止させる。移動体が移動を開始してから停止するまでの移動時間の間にオフセット減算部１８から出力された加速度検出値に基づいて、補正係数決定部２２が備える各構成要素は次のような処理を実行する。補正係数決定部２２は、停止判定部１４から出力される停止情報または移動情報に基づいて移動時間を認識してもよい。

係数設定部３２は、記憶部３０から加速度・時間データを読み出す（Ｓ１０１）。そして、その時点で求められている第１補正係数Ｃ１を各加速度検出値に作用させ、速度演算部３４に出力する（Ｓ１０２）。すなわち、係数設定部３２は、正の加速度検出値をそのまま速度演算部３４に出力し、負の加速度検出値には、その加速度検出値に第１補正係数Ｃ１を乗じて速度演算部３４に出力する。なお、係数設定部３２は、初回の演算では第１補正係数Ｃ１を初期値とする。初期値は例えば１である。

速度演算部３４は、係数設定部３２から出力された各加速度検出値を移動時間に亘って積分することによって速度を求め、移動時間における各速度演算値と時間とを対応付けた速度・時間データを誤差演算部３８に出力する（Ｓ１０３）。

誤差演算部３８は、移動体が停止した時における速度演算値の絶対値を速度誤差絶対値Ａｖとし、係数設定部３２に出力する。係数設定部３２は、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖを超えているか否かを判定する（Ｓ１０４）。そして、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖを超えているときは、第１補正係数Ｃ１を先の値から変化させて第１補正係数Ｃ１を更新し（Ｓ１０５）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

係数設定部３２は、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖ以下であるときは、この時点での第１補正係数Ｃ１を最終的な第１補正係数Ｃ１と確定し、第２補正係数決定処理（Ｓ２００）に進む。図４には第２補正係数決定処理のフローチャートが示されている。

係数設定部３２は、第１補正係数決定処理で求められた第１補正係数Ｃ１および最新の第２補正係数Ｃ２を各加速度検出値に作用させ、速度演算部３４に出力する（Ｓ２０１）。すなわち、加速度検出値が正の値であるときは、その加速度検出値に第２補正係数Ｃ２を乗じて速度演算部３４に出力する。そして、加速度検出値が負の値であるときは、その加速度検出値に第２補正係数Ｃ２のみならず第１補正係数Ｃ１を乗じて速度演算部３４に出力する。なお、係数設定部３２は、初回の演算では第２補正係数Ｃ２を初期値とする。初期値は例えば１である。

速度演算部３４は、係数設定部３２から出力された各加速度検出値を移動時間に亘って積分することによって速度を求める。そして、移動時間における各速度演算値と時間とを対応付けた速度・時間データを距離演算部３６に出力する（Ｓ２０２）。

速度演算部３４は速度・時間データが示す各速度演算値を移動時間に亘って積分することによって移動距離を求める。そして、移動時間における各距離演算値と時間とを対応付けた距離・時間データを誤差演算部３８に出力する（Ｓ２０３）。

誤差演算部３８は、移動体が停止した時における距離演算値から規定の距離を減算した値の絶対値を距離誤差絶対値Ａｄとし、係数設定部３２に出力する。係数設定部３２は、距離誤差絶対値Ａｄが所定値Ｔｄを超えているか否かを判定する（Ｓ２０４）。そして、距離誤差絶対値Ａｄが所定値Ｔｄを超えているときは、第２補正係数Ｃ２を先の値から変化させて第２補正係数Ｃ２を更新し（Ｓ２０５）、ステップＳ２０１の処理に戻る。

係数設定部３２は、距離誤差絶対値Ａｄが所定値Ｔｄ以下であるときは、この時点での第２補正係数Ｃ２を最終的な第２補正係数Ｃ２と確定し、第２補正係数決定処理を終了する。

このように、係数設定部３２は、移動体の移動過程の終了時における速度演算値に基づいて加速度検出値に対する第１補正係数Ｃ１を求める第１係数設定部、および、移動体の移動過程について求められた距離演算値に基づいて、加速度検出値に対する第２補正係数Ｃ２を求める第２係数設定部として機能する。

図５には、１回の移動過程において各補正係数を作用させない場合の加速度検出値４０、速度演算値４２および距離演算値４４が概念的に示されている。横軸は時間を示し、縦軸は加速度検出値４０、速度演算値４２および距離演算値４４を示している。時間ｔｓは移動体が移動を開始した時間であり、時間ｔｅは移動体が停止した時間である。図５に示されている例では、時間ｔｅにおける速度演算値４２は速度誤差Δｖだけ０よりも大きい。また、時間ｔｅにおける距離演算値４４は、距離誤差Δｄだけ既定値Ｄよりも大きい。

図６には、１回の移動過程において第１補正係数Ｃ１のみを作用させた場合の加速度検出値４０、速度演算値４２および距離演算値４４が概念的に示されている。図６に示されている例では、時間ｔｅにおける速度演算値４２は０に補正されている。また、時間ｔｅにおける距離演算値４４は、距離誤差Δｄ１だけ既定値Ｄよりも大きい。第１補正係数決定処理が終了したときの第１補正係数Ｃ１は、図６に示されているように時間ｔｅにおける速度演算値４２を０に近付け、または、０に一致させる数値となる。

図７には、１回の移動過程において第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２の両者を作用させた場合の加速度検出値４０、速度演算値４２および距離演算値４４が概念的に示されている。図７に示されている例では、時間ｔｅにおける速度演算値４２は０に補正されている。また、時間ｔｅにおける距離演算値４４は既定値Ｄに補正されている。第２補正係数決定処理が終了したときの第２補正係数Ｃ２は、図７に示されているように時間ｔｅにおける距離演算値４４を既定値Ｄに近付け、または、既定値Ｄに一致させる数値となる。

第１補正係数決定処理によれば、移動体が停止した時における速度演算値と０との差異が所定値Ｔｖ以下となるように第１補正係数Ｃ１が求められる。そして、第２補正係数決定処理によれば、移動体が停止した時における移動距離と規定の距離との差異が所定値Ｔｄ以下となるように第２補正係数Ｃ２が求められる。上述のように、第１補正係数Ｃ１は、負の加速度検出値に乗じることで加速度検出値を補正する係数である。第２補正係数Ｃ２は、加速度検出値の正負に関わらず加速度検出値に乗じることで加速度検出値を補正する係数である。第２補正係数Ｃ２によって正の加速度検出値が正方向に増加したとしても、それと共に、負の加速度検出値が負方向に増加する。したがって、移動過程に亘って加速度検出値を積分したとしても第２補正係数Ｃ２による補正値が相殺されるため、第２補正係数Ｃ２は、移動体が停止した時における速度演算値に影響を与えない。

このように第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を定義することで、第１補正係数決定処理によって求められた第１補正係数Ｃ１に影響を与えることなく第２補正係数Ｃ２が決定され、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を決定する処理が簡単になる。

（３）リアルタイム測定ユニット
図１に戻って測定処理について説明する。リアルタイム測定ユニット１６は、補正部２４、速度測定部２６、および距離測定部２８を備える。補正係数決定部２２は、キャリブレーション処理によって予め求められた第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を補正部２４に出力する。

リアルタイム測定ユニット１６は、オフセット減算部１８から時間経過と共に順次出力された加速度検出値に対する積分演算に基づいて、移動体の移動距離を求める。移動距離を求めるに際して、リアルタイム測定ユニット１６は、補正係数決定部２２から出力された第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を加速度検出値に対して作用させる。以下、リアルタイム測定ユニット１６が備える各構成要素が実行する処理について説明する。

補正部２４は、オフセット減算部１８から時間経過と共に順次出力された各加速度検出値を、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２によって補正する。すなわち、正の加速度検出値に第２補正係数Ｃ２を乗じて速度測定部２６に出力し、負の加速度検出値に第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を乗じて速度測定部２６に出力する。

速度測定部２６は、時間経過と共に補正部２４から順次出力された補正後の加速度検出値（補正検出値）を時間軸上で積分し、距離測定部２８に出力する。距離測定部２８は、時間経過と共に速度測定部２６から順次出力された速度測定値を時間軸上で積分し出力する。

リアルタイム測定ユニット１６は、距離測定部２８によって順次求められた距離測定値を、測位装置による測定結果として出力する。

（４）停止キャリブレーション・測定処理を実行する測位装置
（４−１）概要
一般に、加速度センサによって得られる加速度検出値に含まれる誤差の大きさは、加速度検出値の大きさに依存し、加速度検出値と誤差との間には規則性がある。この規則性によって、第１補正係数Ｃ１と第２補正係数Ｃ２との間にも規則性が生じる。また、第１補正係数Ｃ１は、移動体が停止した時の速度演算値が０となるように決定される値であり、移動距離が既知でなくとも求められる。そこで、移動体が停止する度に第１補正係数Ｃ１のみを決定し、予め求められた規則性によって第２補正係数Ｃ２を決定する停止キャリブレーション・測定処理を実行してもよい。

図８には、停止キャリブレーション・測定処理を実行する測位装置の構成が示されている。この測位装置は、図１に示される測位装置に対し、リアルタイム補正係数決定部４８および関数演算部５０を追加したものである。

（４−２）予めユーザによって行われる操作、および予め測位装置で実行される処理
停止キャリブレーション・測定処理を実行するに際しては、係数生成関数を求めるための複数回に亘る移動操作が予めユーザによって行われる。ここで、係数生成関数は、第１補正係数を与えることで第２補正係数に代わる演算補正係数が得られる関数である。ユーザは、移動体を移動させた後、移動体を停止させるという移動操作を複数回に亘って行う。各移動操作では移動体の加速度を異なったものとする。

補正係数決定部２２は、各移動操作に対して上述の第１補正係数決定処理および第２補正係数決定処理を実行し、各移動操作に対して第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を決定する。補正係数決定部２２は、各移動操作が実行される度に、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２を関数演算部５０に出力する。関数演算部５０は、複数回に亘る移動操作に対して求められた第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２の複数の組に基づいて係数生成関数を求める。関数演算部５０は、例えば、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２の複数の組に対し、回帰分析を実行することで係数生成関数を求めてもよい。回帰分析には、例えば、第１補正係数Ｃ１および第２補正係数Ｃ２の複数の組に基づいて、第２補正係数Ｃ２と第１補正係数Ｃ１との関係を示すＮ次関数の各係数を求めるものが採用される。

図９には、係数生成関数の例が示されている。横軸は第１補正係数Ｃ１ｘを示し、縦軸は演算補正係数Ｃ２ｘを示す。係数生成関数によれば、任意の第１補正係数Ｃ１ｘを与えることで演算補正係数Ｃ２ｘが得られる。

（４−３）測定処理
係数生成関数が求められた後、測位装置は次のような測定処理を実行する。オフセット減算部１８からは、オフセット値が減算された加速度検出値が時間経過と共に順次、リアルタイム補正係数決定部４８に出力される。

図１０には、リアルタイム補正係数決定部４８の構成が示されている。リアルタイム補正係数決定部４８は、記憶部５２、リアルタイム係数設定部５４、速度計算部５６および誤差計算部５８を備えている。リアルタイム係数設定部５４、速度計算部５６および誤差計算部５８は、それぞれ、図２に示されている係数設定部３２、速度演算部３４および誤差演算部３８と同様の機能を有している。

記憶部５２は、図１の停止判定部１４から先に停止情報が出力された時から、次に停止情報が出力される時までの間にオフセット減算部１８から出力された加速度検出値を時間と対応付けて、加速度・時間データとして記憶する。

リアルタイム係数設定部５４、速度計算部５６、および誤差計算部５８は、停止判定部１４から停止情報が出力される度に第１補正係数決定処理によって第１補正係数Ｃ１ｘを求め、図８の関数演算部５０に出力する。この第１補正係数Ｃ１ｘは、最後に停止情報が停止判定部１４から出力された時から、その１つ前に停止情報が停止判定部１４から出力された時までに遡った時間帯における加速度・時間データに基づいて求められる。

ここでは図３のフローチャートを援用して、リアルタイム補正係数決定部４８が実行する第１補正係数決定処理について説明する。

リアルタイム係数設定部５４は、記憶部５２から加速度・時間データを読み出す（Ｓ１０１）。そして、その時点で求められている第１補正係数Ｃ１ｘを各加速度検出値に作用させ、速度計算部５６に出力する（Ｓ１０２）。すなわち、リアルタイム係数設定部５４は、正の加速度検出値をそのまま速度計算部５６に出力し、負の加速度検出値には、その加速度検出値に第１補正係数Ｃ１を乗じて速度計算部５６に出力する。なお、リアルタイム係数設定部５４は、初回の演算では第１補正係数Ｃ１ｘを初期値とする。

速度計算部５６は、リアルタイム係数設定部５４から出力された各加速度検出値を移動時間に亘って積分することによって速度を求め（Ｓ１０３）、移動時間における各速度計算値と時間とを対応付けた速度・時間データを誤差計算部５８に出力する。

誤差計算部５８は、移動体が停止した時における速度計算値の絶対値を速度誤差絶対値Ａｖとし、リアルタイム係数設定部５４に出力する。リアルタイム係数設定部５４は、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖを超えているか否かを判定する（Ｓ１０４）。そして、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖを超えているときは、第１補正係数Ｃ１ｘを先の値から変化させて第１補正係数Ｃ１ｘを更新し（Ｓ１０５）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

リアルタイム係数設定部５４は、速度誤差絶対値Ａｖが所定値Ｔｖ以下であるときは、この時点での第１補正係数Ｃ１ｘを最終的な第１補正係数Ｃ１ｘと確定し、図８の関数演算部５０に出力する。第１補正係数決定処理では、図３に示されるステップＳ２００は実行されず処理が終了する。

図８の関数演算部５０は、予め求められた係数生成関数に第１補正係数Ｃ１ｘを与えることで、演算補正係数Ｃ２ｘを求める。関数演算部５０は、第１補正係数Ｃ１ｘおよび演算補正係数Ｃ２ｘをリアルタイム測定ユニット１６に出力する。リアルタイム測定ユニット１６は、オフセット減算部１８から出力される加速度検出値、第１補正係数Ｃ１ｘおよび演算補正係数Ｃ２ｘを用いて上述の測定処理を実行する。

このような構成および処理によれば、移動体が停止する度に新たな第１補正係数Ｃ１ｘおよび演算補正係数Ｃ２ｘが求められる。そして、移動体が再び移動し停止するまでの間、新たに求められた第１補正係数Ｃ１ｘおよび演算補正係数Ｃ２ｘを用いて距離測定値が求められる。これによって、各補正係数が高い頻度で更新され、距離測定値の精度が高まる。

（５）変形例等
上記では、第１補正係数として、負の加速度検出値に作用させ、正の加速度検出値には作用させない補正係数について説明した。第１補正係数としては、正の加速度検出値に作用させ、負の加速度検出値には作用させないものを採用してもよい。

また、上記では、１つの加速度センサを備える測位装置について説明した。測位装置には、異なる複数方向の加速度を検出する複数の加速度センサが設けられてもよい。この場合、複数の加速度センサのそれぞれに対し、キャリブレーションユニット１２（４６）、停止判定部１４、およびリアルタイム測定ユニット１６が設けられる。例えば、直交する３方向のそれぞれに対して加速度センサを設け、３方向の移動距離を測定する構成としてもよい。

１０加速度センサ、１２，４６キャリブレーションユニット、１４停止判定部、１６リアルタイム測定ユニット、１８オフセット減算部、２０オフセット算出部、２２補正係数決定部、２４補正部、２６速度測定部、２８距離測定部、３０，５２記憶部、３２係数設定部、３４速度演算部、３６距離演算部、３８誤差演算部、４０加速度検出値、４２速度演算値、４４距離演算値、４８リアルタイム補正係数決定部、５０関数演算部、５４リアルタイム係数設定部、５６速度計算部、５８誤差計算部。

Claims

移動体に搭載される測位装置において、
前記移動体の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて、前記移動体の速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部によって求められる速度演算値に基づいて、前記移動体が移動した距離を演算する距離演算部と、
前記移動体が停止した状態から移動を開始し、その後前記移動体が停止する移動過程の終了時における前記速度演算値に基づいて、前記検出値に対する第１補正係数を求める第１係数設定部と、
前記移動過程について前記距離演算部によって求められた距離演算値に基づいて、前記検出値に対する第２補正係数を求める第２係数設定部と、
を備えることを特徴とする測位装置。
請求項１に記載の測位装置において、
前記第１補正係数は、前記検出値が正であるときのみ、または負であるときのみに前記検出値に作用させる係数であることを特徴とする測位装置。
請求項２に記載の測位装置において、
前記第２補正係数は、前記検出値の極性に関わらず前記検出値に作用させる係数であることを特徴とする測位装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記第１補正係数および前記第２補正係数が求められた後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記第２補正係数を作用させて、補正検出値を生成する補正部を備えることを特徴とする測位装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて前記移動体の速度を求める速度計算部と、前記移動体が停止した時における速度計算値に基づいて前記検出値に対する第１補正係数を求めるリアルタイム係数設定部と、を備えるリアルタイム補正係数決定部を有し、
前記リアルタイム補正係数決定部によって求められた前記第１補正係数を係数生成関数に与えることで演算補正係数を取得する関数演算部と、
前記第１補正係数および前記演算補正係数が求められた後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記演算補正係数を作用させて、補正検出値を生成する補正部と、を備え、
前記係数生成関数は、加速条件が異なる複数回に亘る前記移動過程について前記第１係数設定部によって求められた複数の前記第１補正係数と、当該複数回に亘る前記移動過程について前記第２係数設定部によって求められた複数の前記第２補正係数とに基づく関数であることを特徴とする測位装置。
移動体に搭載される測位装置において、
前記移動体の加速度を検出する加速度センサと、
リアルタイム補正係数決定部であって、前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて前記移動体の速度を求める速度計算部と、前記移動体が停止した時における速度計算値に基づいて前記検出値に対する第１補正係数を求めるリアルタイム係数設定部と、を備えるリアルタイム補正係数決定部と、
係数生成関数に前記第１補正係数を与えることで、第２補正係数を取得する関数演算部と、
前記第１補正係数が求められ、前記第２補正係数が取得された後における前記検出値に対して前記第１補正係数および前記第２補正係数を作用させることで、補正検出値を生成する補正部と、を備え、
前記第１補正係数は、前記検出値が正であるときのみ、または負であるときのみに前記検出値に作用させる係数であり、
前記第２補正係数は、前記検出値の極性に関わらず前記検出値に作用させる係数であることを特徴とする測位装置。
請求項６に記載の測位装置において、
前記検出値に基づいて、前記移動体が停止したか否かを判定する停止判定部を備え、
前記リアルタイム補正係数決定部は、前記移動体が停止したことが判定される度に前記第１補正係数を求め、
前記関数演算部は、前記第１補正係数が求められる度に前記第２補正係数を取得することを特徴とする測位装置。
請求項６または請求項７に記載の測位装置において、
前記加速度センサによって時間経過と共に順次検出される検出値に基づいて、前記移動体の速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部によって求められる速度演算値に基づいて、前記移動体が移動した距離を演算する距離演算部と、
前記移動体が停止した状態から移動を開始し、その後前記移動体が停止する移動過程の終了時における前記速度演算部による速度演算値に基づいて、前記検出値に対する第１補正係数を求める第１補正係数決定部と、
前記移動過程について前記距離演算部によって求められた距離演算値に基づいて、前記検出値に対する第２補正係数を求める第２補正係数決定部と、
を備える補正係数決定部を有し、
前記係数生成関数は、
加速条件が異なる複数回に亘る前記移動過程について前記補正係数決定部によって求められた複数の前記第１補正係数および複数の前記第２補正係数に基づいて、前記第２補正係数と前記第１補正係数との関係を規定する関数であることを特徴とする測位装置。
請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記補正検出値に基づいて、前記移動体が移動した距離を求める距離測定部を備えることを特徴とする測位装置。