JPH0989584A - 携帯用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歩行者の歩行の距離および方向を検出する簡
便なセンサ手段を用いて、地図上における歩行者の現在
位置の表示を精度良く行わせるようにする。 【構成】 歩行者の歩行の距離と方向とを検出して自立
慣性航法によって地図上の位置を求めながら、画面に写
し出された所定地域の地図上に自己の現在位置を表示す
る携帯用ナビゲーション装置において、特に、歩行者の
歩行数を検出する歩数センサを用いたうえで、歩幅を設
定する手段と、その設定された歩幅と検出された歩数か
ら歩行距離を算出する手段とをとるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歩行者の地図上におけ
る現在位置を求める携帯用ナビゲーション装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、登山用のＧＰＳを用いた携帯用の
測位装置があり、登山者がその測位装置を携行して自己
の緯度−経度座標上の位置を測定し、その測定位置から
地図上における現在位置を知るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、電波障害の多い市街地などにあって、ＧＰＳを用
いた測位装置を歩行者が携行して不案内地域における現
在位置を知ろうとしても、ＧＰＳ電波を受信できない場
合が多々あり、現在位置がわからなくなってしまうこと
である。

【０００４】また、状況によっては測位不能となるＧＰ
Ｓによる測位手段をとることなく、従来の自動車用のナ
ビゲーション装置に採用されていると同様に、歩行者の
歩行の距離と方向とを検出しながら自立慣性航法によっ
て地図上の位置を求めていくようにすることが考えられ
るが、タイヤの回転に応じてセンシングする自動車用の
距離センサまたは速度センサのようなものを用いて歩行
者の歩行速度を検出することはできない。また、歩行者
の歩行速度を加速度センサを用いて間接的に検出するこ
とが考えられるが、その場合には、歩行者の歩行速度が
低速であるためにその歩行時の加速度を検出するために
は非常な高精度なものや高ダイナミックレンジをもった
ものが要求され、携帯用のものとして簡便に装備するに
は不向であるという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による携帯用ナビ
ゲーション装置は、歩行者の歩行の距離と方向とを検出
して自立慣性航法によって地図上の位置を求めながら、
画面に写し出された所定地域の地図上に自己の現在位置
を表示するようにしており、特に、歩行距離を検出する
に際して、歩行者の歩行距離を簡便に検出して携帯に最
適な構成になるようにするべく、歩行者の歩行数を検出
する歩数センサを用いたうえで、歩幅を設定する手段
と、設定された歩幅と検出された歩数から歩行距離を算
出する手段とをとるようにしている。

【０００６】

【実施例】図１は本発明による携帯用ナビゲーション装
置の構成例を示すもので、歩行者の歩行数を検出する歩
数センサ１と、その歩行の方向を検出する方向センサ２
と、歩行者の地図上の位置を測定するＧＰＳ測定部３
と、デジタル地図データによる地図情報が記憶されてい
るメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭなどからなる地図情報記
憶媒体４と、その地図情報から必要な地図情報を選択的
に読み出す地図情報再生部５と、その読み出された地図
情報にもとづいて所定地域の地図を画面に写し出す表示
部６と、歩数センサ１によって検出された歩数およびＧ
ＰＳ測定部３によって測定された歩行者の位置にもとづ
いて歩行距離を算出し、その歩行距離と方向センサ２に
よって検出された歩行の方向とから地図上の現在位置を
逐次求めて画面に写し出された地図上に歩行者の現在位
置を更新的に表示し、かつ装置全体の制御を行うマイク
ロコンピュータからなる信号処理部７と、その信号処理
装置７に適宜入力指令を与えて、表示部６の表示させる
地図の選択指定、その表示縮尺率の設定変更および表示
された地図上に出発点や目的地の設定をなすなどの種々
の操作を行わせることのできる操作部８とによって構成
されている。

【０００７】歩数センサ１としては、ここでは万歩計や
ショックメータが用いられ、歩数を計測できるように歩
行者の腰（ベルト）などに取り付けられる。

【０００８】方向センサ２としては、ここでは簡便な地
磁気の水平成分に感応するＸ−Ｙ軸の２軸構成による地
磁気センサが用いられる。携行に際してそれが水平に保
持される必要がある。

【０００９】このように構成されたものにあっては、信
号処理部７の制御下において、画面に選択的に写し出さ
れた所定地域の地図上に出発点および目的地を設定した
後、歩行者が歩行を開始すると、その歩数および歩行の
方向がそれぞれ検出される。

【００１０】そして、信号処理部７は、ＧＰＳによる測
位が可能なときに、ＧＰＳ測定部３により歩行途中の２
箇所（出発点を含む）でそれぞれ地図上における位置の
測定を行い、その測定された位置のあいだにおける実際
の距離（その間における歩行者の歩行距離となる）を所
定の演算処理によって換算して求め、その間に検出され
た歩数でその求められた歩行距離を割算することによっ
て歩幅を算出して、それを歩行者の歩幅として内部メモ
リに設定登録する。

【００１１】以後、信号処理部７は、ＧＰＳによる測位
によることなく、設定された歩幅と検出された歩数から
歩行距離を算出するとともに、その歩行距離と検出され
た方向から地図上の位置を所定の演算処理によって逐次
算出して、例えば、図２に示すように、画面に写し出さ
れた地図上に自己の現在位置Ｐを、その位置における歩
行の方向性をもったマークによって更新的に表示してい
く。

【００１２】その際、画面には方位マークが表示され、
上方が北の方角となるように地図が写し出される。

【００１３】画面に写し出された地図上には、信号処理
部７の制御下において、その地図上における所定の位置
を入力ペンなどによって指示することによって設定され
た目的地Ｏがマーク表示されるとともに、出発点Ｓとそ
の目的地Ｏとが直線Ｌで結ばれて、目的地Ｏへのおよそ
の方向を示すようにしている。

【００１４】また、予め入力ペンなどによって画面に写
し出された地図上における出発点Ｓから目的地Ｏに到る
までの誘導経路を設定して、その設定された誘導経路を
地図上に表示するようにしてもよい。

【００１５】なお、表示部６としては、入力ペン付きの
電子手帳のディスプレイを利用することが可能である。

【００１６】信号処理部７は、歩行が進むにしたがって
更新的に求められていく現在位置のデータを内部メモリ
に蓄積保持していくことにより歩行の軌跡データを得
て、操作部８からの表示選択指示に応じて地図上に現在
位置Ｐに至るまでの歩行の軌跡を表示する。

【００１７】また、歩幅の設定としては、前述のＧＰＳ
を利用して自動的に設定する以外に、歩行者が予め自己
の歩幅を操作部８から入力設定するようにしてもよい。

【００１８】画面に写し出される地図およびその地図上
における出発点の設定を行わせるための具体的な手段と
しては、例えば、歩行者が電車やバスなどを利用して不
案内地域における駅や主要な交差点などの特定の位置に
きたときに、予め用意された特定位置のデータコード表
を参照して、その特定位置のデータを操作部８から入力
することによって、信号処理部７の制御下において、そ
の入力された位置データに応じた所定地域の地図が自動
的に画面に写し出されて、その地図上の特定位置に出発
点が自動的に設定されるようになっている。

【００１９】または、信号処理部７の制御下において、
ＧＰＳ測定部３によって測定されている出発点の位置の
データにもとづいて所定地域の地図が自動的に画面に写
し出されて、その地図上に出発点が自動的に設定される
ようにする。

【００２０】あるいはまた、操作部８からの入力操作に
よって所定地域の地図を画面に選択的に写し出したうえ
で、その地図上における所定の位置を入力ペンなどによ
って指示して出発点を設定するようにしてもよいことは
いうまでもない。

【００２１】信号処理部７は、ＧＰＳ測定部３による測
位が可能なときに測定した歩行者の地図上の位置と、そ
のときの歩行者の歩行の距離および方向を検出しながら
自立慣性航法によって求められている地図上の現在位置
Ｐとを比較して、現在位置Ｐの位置誤差の修正を行う。

【００２２】このように、本発明によれば、状況によっ
ては測位不能となるＧＰＳによる測位手段に全面的に頼
ることなく、歩行者の歩行の距離および方向を検出しな
がら地図上に現在位置Ｐを常時表示することができ、目
的地Ｏまでの誘導案内を的確に行わせることができるよ
うになる。その際、特に、歩行者の歩行距離を検出する
ための特殊なセンサといったものを用いることなく、簡
便な歩数センサ１を用いることにより、ＧＰＳによる測
位が可能なときに歩数センサ１によって検出される歩数
から歩行者ごとに異なる歩幅を求めて、個人差のある歩
行者の歩行距離を適正にわり出すことができるようにな
る。

【００２３】なお、地磁気センサにあっては磁気的な外
乱を受けやすいので、その代わりに角速度センサや角加
速度センサを用いて歩行の方向を検出するようにしても
よい。また、地磁気センサと角速度センサとを並設し
て、相補的に歩行の方向を高精度に検出することができ
るようにすることも可能である。

【００２４】また、本発明は、図１に示すように、他装
置との間で位置データをやりとりすることのできるデー
タ通信部９を設けて、信号処理部７の制御下で、他の携
帯用ナビゲーション装置との間で歩行者の地図上におけ
る現在位置Ｐのデータを相互に通信し合うことにより、
自装置の画面に写し出されている地図上に相手の位置を
も表示させることができるようにしている。

【００２５】しかして、例えば、子供が迷子になったと
きでも、その子供に通信可能な携帯用ナビゲーション装
置をもたせておけば、容易に子供を探し出すことができ
るようになる。

【００２６】また、大規模なデパートや地下街に入った
ときには、そのデパートや地下街の内部の所定位置で送
信される地図および位置のデータを受信して、自装置の
画面に写し出されたデパートや地下街の内部の地図上に
自己の現在位置を表示することができるようにすること
も可能となる。

【００２７】図３は本発明の他の実施例を示しており、
ここでは特に、前記実施例の場合のように、歩数センサ
１としての万歩計を歩行者の腰（ベルト）などに取り付
けたり、方向センサ２を水平に保持したりするような携
行状態に限定することなく、カバン等にどのような状態
で入れて持ち運んでも使用できるような構成としてい
る。

【００２８】すなわち、この場合には、歩行者の歩行に
よる振動を全方向で検出することができるようにＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の３軸について各方向の振動を検出する加速
度センサ１０を設けて、その各軸の出力Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚ
ｏを各対応して設けられたハイパスフィルタＨＰＦ１、
ＨＰＦ２、ＨＰＦ３にそれぞれ通して、重力加速度の影
響を除去した歩行者の歩行にともなう加速度（振動）成
分Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを得るようにしている。

【００２９】ここで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は地表面に対す
る絶対的な座標系ではなく、装置内での相対的な座標系
であるために、加速度センサ１０の各軸の出力Ｘｏ、Ｙ
ｏ、ＺｏをローパスフィルタＬＰＦ１、ＬＰＦ２、ＬＰ
Ｆ３にそれぞれ通すことによって重力による加速度成分
Ｇｘｏ、Ｇｙｏ、Ｇｚｏを得て、信号処理部７におい
て、その得られた重力による加速度成分Ｇｘｏ、Ｇｙ
ｏ、Ｇｚｏの結果から重力の方向を求め、その求められ
た重力の方向にしたがってハイパスフィルタＨＰＦ１、
ＨＰＦ２、ＨＰＦ３から得られる歩行者の歩行にともな
う加速度（振動）成分Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの出力の軸補正
をなして、地表面に対する座標軸に応じた水平面に対す
る歩行による加速度（振動）成分Ｇｘ′、Ｇｙ′、Ｇ
ｚ′を得るようにしている。ハイパスフィルタＨＰＦ１
〜ＨＰＦ３およびローパスフィルタＬＰＦ１〜ＬＰＦ３
のカットオフ周波数は約１〜２Ｈｚ程度である。

【００３０】しかして、信号処理部７は、その軸補正さ
れた歩行者の歩行による加速度（振動）成分Ｇｘ′、Ｇ
ｙ′、Ｇｚ′から歩数および周期を求めて、前述と同様
に、ＧＰＳ測定部３による位置測定結果から歩幅を設定
して歩行距離を算出することになる。

【００３１】実際の使用に際して歩行者が走ったり足踏
みしたりして歩幅が乱れる事態の発生が考えられるが、
本発明ではそのような事態に対処するべく、ＧＰＳによ
る測位が可能なときに、歩行者が走ったり足踏みしたり
したときの加速度センサ１０の出力変化（歩数の周期変
化）のパターンと、そのときのＧＰＳの測定位置からわ
り出される実際の歩行距離とを関連付けて信号処理部７
の内部メモリに記憶させておくことで、以後における加
速度センサ１０の出力状態に応じた歩幅を適正に設定す
ることができるようにしている。

【００３２】そして、ここでは方向センサとして、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸について各方向の地磁気を検出す
ることができる地磁気センサ１１を設けて、前述の重力
による加速度成分Ｇｘｏ、Ｇｙｏ、Ｇｚｏの結果から得
られる重力の方向にしたがって軸補正をなして地表面に
対する絶体座標系による歩行の方向を検出するようにし
ている。

【００３３】図３の構成によれば、加速度センサ１０を
用いて低速で移動する歩行者の歩数を検出するようにし
ているので、特に低速での加速度検出に感度を示す高精
度のものを用いる必要がなくなる。

【００３４】しかし、加速度センサ１０として特に高精
度なものを用いなくとも、比較的高速で移動するときの
加速度は精度良く検出することができる。したがって、
歩行者が自転車や電車などの乗物に乗って比較的高速で
移動しているときには、加速度センサ１０の検出出力か
ら得られる水平面に対する加速度（振動）成分Ｇｘ′、
Ｇｙ′、Ｇｚ′から、それを時間積分することによって
移動速度を求めることができ、ひいてはそのときの移動
距離を求めることができるようになる。

【００３５】しかして、本発明によれば、加速度センサ
１０を用いることにより、信号処理部７の制御下におい
て、低速での歩行時には歩数を検出して歩行距離を求
め、比較的高速での移動時には検出された水平面に対す
る加速度（振動）成分Ｇｘ′、Ｇｙ′、Ｇｚ′から移動
距離を直接的に求めて、歩行者の移動状況に応じて検出
精度の高い距離情報を選択的に探用するようにして、歩
行時および乗物による移動時の何れにあっても地図上に
現在位置Ｐを精度良く表示して誘導案内を的確に行わせ
ることができるようになる。

【００３６】なお、その際、加速度から得られる移動速
度が時速５〜１０Ｋｍ程度以下であれば歩数から歩行距
離を求め、また、加速度から得られる移動速度が時速５
〜１０Ｋｍ程度を越えているときにはそれから移動距離
を直接的に求めるようにする。あるいはまた、歩数の周
期にもとづいて移動速度をみるようにすることも可能で
ある。

【００３７】

【効果】以上、本発明による携帯用ナビゲーション装置
にあっては、歩行者の歩行の距離と方向とを検出して自
立慣性航法によって地図上の位置を求めながら、画面に
写し出された所定地域の地図上に自己の現在位置を表示
するに際して、特に、歩行による振動から歩数を検出す
る簡便なセンサを用いることによって、従来からの懸案
であった歩行者の歩行距離を適正に検出することができ
るようになり、ＧＰＳによる測位ができないような状況
下にあっても、地図上における歩行者の現在位置の表示
を精度良く行わせて、目的地への誘導案内を的確に行わ
せることることができるという利点を有している。

【００３８】また、本発明は、加速度センサを用いるこ
とによって、検出精度の悪い低速での歩行時にはそのセ
ンサ出力から歩数を検出して歩行距離を間接的に求め、
検出精度の良い比較的高速での移動時には検出された加
速度から移動距離を直接的に求めるようにしており、歩
行時および乗物による移動時の何れにあっても、そのと
きの歩行者の移動状況に応じた適正に検出して地図上に
おける現在位置の表示を精度良く行わせることができる
という利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による携帯用ナビゲーション装置の一実
施例を示すブロック構成図である。

【図２】同実施例における画面の表示内容の一例を示す
図である。

【図３】本発明による携帯用ナビゲーション装置の他の
実施例を示す部分的なブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 歩数センサ ２ 方向センサ ３ ＧＰＳ測定部 ４ 地図情報記憶媒体 ５ 地図情報再生部 ６ 表示部 ７ 信号処理部 ８ 操作部 ９ データ通信部 １０ 加速度センサ １１ 地磁気センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歩行者の歩行数を検出する歩数センサ
   と、その歩行の方向を検出する方向センサと、歩幅を設
   定する手段と、画面に所定地域の地図を選択的に表示し
   てその地図上に出発点を設定する手段と、設定された歩
   幅と検出された歩数から歩行距離を算出するとともに、
   その歩行距離と検出された方向から地図上の位置をわり
   出して、画面に写し出された地図上に自巳の現在位置を
   表示する手段とによって構成された携帯用ナビゲーショ
   ン装置。
2. 【請求項２】 歩幅を歩行者が入力設定するようにした
   ことを特徴とする前記第１項の記載による携帯用ナビゲ
   ーション装置。
3. 【請求項３】 ＧＰＳ受信機を設け、歩行途中の２箇所
   で測定された各位置のあいだの歩行距離をわり出して、
   そのわり出された歩行距離とその間に検出された歩数か
   ら歩幅を演算によって求めて歩幅を自動的に設定するよ
   うにしたことを特徴とする前記第１項の記載による携帯
   用ナビゲーション装置。
4. 【請求項４】 歩数センサとして万歩計を用いたことを
   特徴とする前記第１項の記載による携帯用ナビゲーショ
   ン装置。
5. 【請求項５】 歩数センサとして加速度センサを用いた
   ことを特徴とする前記第１項の記載による携帯用ナビゲ
   ーション装置。
6. 【請求項６】 駅や交差点などの特定位置のデータを入
   力することによって所定地域の地図上に出発点を自動的
   に設定するようにしたことを特徴とする前記第１項の記
   載による携帯用ナビゲーション装置。
7. 【請求項７】 他の携帯用ナビゲーション装置と現在位
   置のデータをやりとりする通信手段を設け、自装置の画
   面に写し出された地図上に他装置における現在位置を表
   示するようにしたことを特徴とする前記第１項の記載に
   よる携帯用ナビゲーション装置。