JP7156445B1 - 携帯端末、歩行ロボット、プログラム、および位置演算支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本開示に係る携帯端末は、筐体部と、歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、を備え、前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体部の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する。
また、本開示に係る歩行ロボットは、複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記歩行筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記歩行筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記歩行筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、を備え、前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記歩行筐体部の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する。
また、本開示に係るプログラムは、筐体に設けられたコンピュータに、歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、前記歩行検出ステップにおいて第1歩行動作が検出された第1時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第1歩行動作の後の第2歩行動作が検出された第2時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第1時刻と前記第2時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、前記歩行検出ステップにおいて検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定ステップと、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定ステップにおいて推定した前記第1歩行動作による前記筐体の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力ステップと、を実行させ、前記進行方向出力ステップは、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力するステップを含む。
また、本開示に係る位置演算支援方法は、筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第1歩行動作を検出する第1歩行検出工程と、前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第1姿勢を推定する第1姿勢推定工程と、前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作による前記筐体の移動方向である第1進行方向を推定する第1進行方向推定工程と、前記第1姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出する第2歩行検出工程と、前記第2歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第2姿勢を推定する第2姿勢推定工程と、前記第2姿勢推定工程の後に行われ、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記第1姿勢推定工程および前記第2姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する第1姿勢変化検出工程と、前記第1姿勢変化検出工程において前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出された場合に行われ、前記処理回路が、前記第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力工程と、前記進行方向出力工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第2歩行動作の後の第3歩行動作を検出する第3歩行検出工程と、前記第3歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第3姿勢を推定する第3姿勢推定工程と、前記第3姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第2姿勢推定工程および前記第3姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第2歩行動作と前記第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢が変化が生じたか否かを検出する第2姿勢変化検出工程と、前記第2姿勢変化検出工程において前記第2歩行動作と前記第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出されなかった場合に行われ、前記処理回路が、前記筐体に設けられた地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記処理回路が前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する補正進行方向出力工程と、を備えた。
図1は実施の形態1における携帯端末が人に所持された場合を示す概要図である。
図2は実施の形態1における携帯端末のブロック図である。
図3は実施の形態1における携帯端末が進行方向を決定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。
図4は実施の形態1における携帯端末が姿勢を推定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。
図5は実施の形態1における携帯端末のハードウェア構成図である。
図6は実施の形態2における携帯端末のブロック図である。なお、実施の形態1の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
図7は実施の形態2おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。図8は実施の形態2おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。
Claims (11)
- 筐体部と、
歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、
前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、
前記進行方向出力部が出力する前記筐体部の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体部の位置を演算する位置演算部と、
を備えた携帯端末。 - 前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体部の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する請求項1に記載の携帯端末。
- 筐体部と、
歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、
前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、
を備え、
前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体部の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する携帯端末。 - 歩行動作から次の歩行動作までの間に前記筐体部の基準面に対する法線ベクトルの各成分を平均した平均ベクトルを演算し、前記平均ベクトルを水平面に投影した投影ベクトルと前記地磁気センサが検出した地磁気方向とがなす角を前記次の歩行動作における法線ベクトルの方位角として演算する方位角演算部、
を備え、
前記進行方向出力部は、前記方位角演算部から前記第1歩行動作における法線ベクトルの第1方位角の値の情報と前記第3歩行動作における法線ベクトルの第3方位角の値の情報とを受信し、前記進行方向推定部が推定した前記第1進行方向と前記地磁気センサが検出した地磁気方向とがなす角を前記第1進行方向の方位角として演算し、前記第1進行方向の方位角の値と前記法線ベクトルの第3方位角の値との和から前記法線ベクトルの第1方位角の値を引いた補正方位角の値を演算し、前記地磁気方向に対して前記補正方位角の値と等しい方位角を有する補正ベクトルが向く方向を前記補正進行方向として演算する請求項2または請求項3に記載の携帯端末。 - 前記姿勢推定部は、前記第1時刻から前記第2時刻までの間の複数の時刻における前記筐体部の姿勢を推定することで前記複数の時刻に対応する複数の姿勢情報をそれぞれ作成し、
前記姿勢変化検出部は、前記姿勢推定部が作成した前記複数の姿勢情報に基づいて、前記複数の時刻における前記筐体部のピッチ角の値に対してピッチ角平均値とピッチ角分散値とを演算し、前記複数の時刻における前記筐体部のヨー角の値に対してヨー角平均値とヨー角分散値とを演算し、前記複数の時刻における前記筐体部のロール角の値に対してロール角平均値とロール角分散値とを演算し、前記ピッチ角平均値、前記ピッチ角分散値、前記ヨー角平均値、前記ヨー角分散値、前記ロール角平均値、および前記ロール角分散値のうち少なくとも1つが対応する閾値よりも大きいと判定した場合に前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の携帯端末。 - 複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、
前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記歩行筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、
前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記歩行筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記歩行筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、
前記進行方向出力部が出力する前記歩行筐体部の進行方向を含む情報に基づいて前記歩行筐体部の位置を演算する位置演算部と、
を備えた歩行ロボット。 - 複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、
前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第1歩行動作を検出した第1時刻と前記歩行動作検出部が前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出した第2時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第1時刻と前記第2時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記歩行筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、
前記姿勢変化検出部が前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第1歩行動作による前記歩行筐体部の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記歩行筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、
を備え、
前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記歩行筐体部の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する歩行ロボット。 - 筐体に設けられたコンピュータに、
歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、
前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、
前記歩行検出ステップにおいて第1歩行動作が検出された第1時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第1歩行動作の後の第2歩行動作が検出された第2時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第1時刻と前記第2時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、
前記歩行検出ステップにおいて検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定ステップと、
前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定ステップにおいて推定した前記第1歩行動作による前記筐体の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力ステップと、
前記進行方向出力ステップにおいて出力する前記筐体の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体の位置を演算する位置演算ステップと、
を実行させるプログラム。 - 筐体に設けられたコンピュータに、
歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、
前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、
前記歩行検出ステップにおいて第1歩行動作が検出された第1時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第1歩行動作の後の第2歩行動作が検出された第2時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第1時刻と前記第2時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、
前記歩行検出ステップにおいて検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定ステップと、
前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定ステップにおいて推定した前記第1歩行動作による前記筐体の第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力ステップと、
を実行させ、
前記進行方向出力ステップは、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第2歩行動作と前記第2歩行動作の後の第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力するステップを含むプログラム。 - 筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第1歩行動作を検出する第1歩行検出工程と、
前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定工程と、
前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作による前記筐体の移動方向である第1進行方向を推定する第1進行方向推定工程と、
前記姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出する第2歩行検出工程と、
前記第2歩行検出工程の後に行われ、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出工程と、
前記姿勢変化検出工程において前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出された場合に行われ、前記処理回路が、前記第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力工程と、
前記処理回路が、前記進行方向出力工程で出力した前記筐体の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体の位置を演算する位置演算工程と、
を備えた位置演算支援方法。 - 筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第1歩行動作を検出する第1歩行検出工程と、
前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第1姿勢を推定する第1姿勢推定工程と、
前記第1歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作による前記筐体の移動方向である第1進行方向を推定する第1進行方向推定工程と、
前記第1姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第1歩行動作の後の第2歩行動作を検出する第2歩行検出工程と、
前記第2歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第2姿勢を推定する第2姿勢推定工程と、
前記第2姿勢推定工程の後に行われ、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記第1姿勢推定工程および前記第2姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する第1姿勢変化検出工程と、
前記第1姿勢変化検出工程において前記第1歩行動作と前記第2歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出された場合に行われ、前記処理回路が、前記第1進行方向を前記第2歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力工程と、
前記進行方向出力工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第2歩行動作の後の第3歩行動作を検出する第3歩行検出工程と、
前記第3歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第3姿勢を推定する第3姿勢推定工程と、
前記第3姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第2姿勢推定工程および前記第3姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第2歩行動作と前記第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢が変化が生じたか否かを検出する第2姿勢変化検出工程と、
前記第2姿勢変化検出工程において前記第2歩行動作と前記第3歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出されなかった場合に行われ、前記処理回路が、前記筐体に設けられた地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第1進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記処理回路が前記補正進行方向を前記第3歩行動作による進行方向として出力する補正進行方向出力工程と、
を備えた位置演算支援方法。
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