JPH10332414A - 携帯型gps受信装置 - Google Patents

携帯型gps受信装置

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JPH10332414A
JPH10332414A JP10008861A JP886198A JPH10332414A JP H10332414 A JPH10332414 A JP H10332414A JP 10008861 A JP10008861 A JP 10008861A JP 886198 A JP886198 A JP 886198A JP H10332414 A JPH10332414 A JP H10332414A
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千秋 中村
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博之 小田切
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動距離を正確に計測し、予め設定した移動
距離ポイントに達した時に、時間情報や生体情報を自動
的に表示およびメモリする。さらに、予め設定した移動
予定距離に到達する時間を演算し、表示する。 【解決手段】 GPS信号受信部は、搬送波のドップラ
ー周波数を測定し、携帯者の3次元速度ベクトルをCP
U100に出力する。CPU100は、受信間隔と速度
データとにより累積距離を演算し、RAM104に記憶
した累積距離と予めRAM104に記憶されている距離
ポイントデータとを比較し、累積距離が距離ポイントデ
ータを超えた場合には、計時回路105から送られてく
る計時データに基づき、ラップタイムを演算し、表示部
106に表示する。さらにCPU100は、速度データ
と累積距離とRAM104に記憶した移動予定距離とか
ら、予定している移動距離に到達するまでの時間を演算
し、表示部106に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、GPS(Global Po
sitioning System:全世界測位システム)衛星からの信
号を受信し、受信装置の位置、速度を測定するGPS受信
装置に関する。とりわけ人間の腕での保持、装着が可能
であり、人間の走行、歩行時の位置、移動速度、および
移動距離を測定するGPS装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、GPSシステムは、地球上約2
0,200Km,傾斜角55度の6つの軌道を1周約1
2時間で回る24個のGPS衛星のうち、3〜4個以上
の衛星から測位に必要な航法データを地球上の受信機に
より受信して、受信機が装着された移動体の位置、移動
速度等の測位演算を行うものである。また、搬送波のド
ップラー周波数を測定し、移動体の速度ベクトルを求め
ることもできる。GPS衛星の送信周波数には周波数が
1.57542GHzのL1と周波数が1.22760G
HzのL2の2つが有る。一般的な測位には、L1を用
いる。L1は擬似雑音符号(衛星を識別するC/Aコー
ドと衛星の軌道と衛星の軌道情報、時刻情報等の航法デ
ータの合成波)でPSK(phase shift keying)変調さ
れ、スペクトラム拡散されて衛星から送信されている。
この電波を図3に示すGPS受信装置で受信する。アン
テナ300で受信した1.57542GHzの信号をL帯
増幅回路301で増幅し、ダウンコンバータ部302で
数十MHz〜200MHzの第1のIF(中間周波)信
号に変換し、さらに2MHz〜5MHz程度の第2のI
F信号に変換する。第2IF信号を電圧比較器303に
入力し、IF信号の数倍のクロックで電圧比較器303
を用いてデジタル変換する。この出力がスペクトラム拡
散されたデータである。メッセージ解読手段304にお
いて、電圧比較器303の出力するデジタル信号にC/
A符号発生回路305で発生する衛星と同じ擬似雑音符
号であるC/Aコードを逆拡散することで航法データを
得る。この動作を複数の衛星に対して行い通常は4つの
衛星の航法データから測位演算手段306で測位データ
を求める。この様なGPS受信機の小型化に伴い、人間
の走行や歩行時の移動距離や移動速度を求める目的で利
用されることが考えられており、特開平6−11815
6等に開示されている。
【0003】一方、ランニング時に所望の区間の移動時
間(以下ラップタイムと記す)を測定するには、その地
点を通過したときに携帯者がボタンを操作し、ラップタ
イムをメモリする手段がとられている。または、ある地
点に発信器を置き、その信号を受信することにより、自
動的にラップタイムをメモリする手段も考案されてい
る。また、ランニング時には時間データだけでなく、脈
拍数やピッチ数等の生体データも運動能力を示す重要な
指標になっている。これらの生体情報もラップタイムと
同様にボタン操作でメモリする手段がとられている。
【0004】さらに、任意の運動強度の運動で、任意の
運動量(距離)に要する時間を予測する装置が知られて
おり、例えば特開平6−082576等に開示されてい
る。図4はその構成図で、各々異なった運動強度で運動
を行ったときの脈拍数を脈拍数測定手段400により測
定する。すると、演算手段402は運動強度と脈拍数の
相関関係を演算する。次に運動量データ入力手段401
によりこれから行う運動量データ(距離)を入力すると
演算手段402は運動強度と脈拍数の相関関係をもとに
予測運動強度(速度)および、予定運動量(距離)終了
予測時間を演算し、出力手段403より出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の携帯
型の装置をランニングに使用し、ラップタイムや生体情
報を計測する場合は、目的のポイントに到達したとき、
手動操作が必要であった。また、予め備え付けてある発
信器の信号を受信し自動的にメモリする場合であって
も、それがどの地点なのか不明であった。また、所望の
ポイントに設置されているとは限らない。特にトレーニ
ングを行う場合、目的の距離に対し時間情報や生体情報
がどのように推移するかが重要な指標となっていた。
【0006】一方、予定運動量(距離)終了予測時間を
演算する場合は、予め各々異なった速度で試走を行った
時の脈拍データを測定し、速度と脈拍数の関係を求める
必要があった。また、予測運動強度(速度)を求める際
には携帯者の年齢、持久力評価基準といったあくまでも
一般論に基づいた係数を用いなければならないので、個
人差、あるいは体調等を反映することが困難である。
【0007】そこで、この発明の目的は、このような事
情に鑑みてなされたもので、特にランニング時に携帯者
の移動距離を正確に計測することにより、予め設定した
距離ポイントに到達した時に、時間情報や生体情報を自
動的に表示およびメモリする、さらには、任意の時点に
おける移動速度で移動し続けた場合の、設定された移動
距離への到達予測時間を表示する携帯型装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、 GPS衛星からの信号を受信し、
受信した位置信号または速度信号から携帯者の移動距離
を演算する移動距離演算手段と、予め所望の移動距離ポ
イントを設定する距離設定手段と、時間を計時する計時
手段と、前記計時手段の計時開始の指示がなされ、前記
距離設定手段に設定された距離に携帯者が到達したと判
断された場合に、前記計時手段の計測開始から当該設定
距離まで、もしくは以前の設定距離から当該設定距離ま
での移動時間を演算する計時演算手段と、前記計時演算
手段によって演算された計時時間を表示する第一の表示
手段を具備することを特徴としている。
【0009】また、第2の発明は、 GPS衛星からの
信号を受信し、受信した位置信号または速度信号から携
帯者の移動距離を演算する移動距離演算手段と、予め所
望の移動距離ポイントを設定する距離設定手段と、時間
を計時する計時手段と、脈拍やピッチ等の生体情報を所
定の間隔で検出し、計測処理する生体情報計測手段と、
前記計時手段の計時開始の指示がなされ、前記距離設定
手段に設定された距離に携帯者が到達したと判断された
場合に、前記計時手段の計測開始から当該設定距離ま
で、もしくは以前の設定距離から当該設定距離までの前
記生体情報計測手段により計測された計測結果の演算処
理を行う生体情報演算手段と、前記生体情報演算手段に
よって演算された演算結果を表示する第二の表示手段を
具備することを特徴としている。
【0010】また、第3の発明は、請求項1または2記
載の携帯型GPS受信装置において、距離設定手段に設
定された距離に対応してGPS受信装置の受信間隔を制
御する受信間隔制御手段を具備することを特徴としてい
る。また、第4の発明は、請求項3記載の携帯型GPS
受信装置において、受信間隔制御手段が距離設定手段に
設定された距離に携帯者が到達する直前に、GPS受信
装置の受信間隔を更に短くすることを特徴としている。
【0011】また、第5の発明は、請求項1または2記
載の携帯型GPS受信装置において、GPS受信装置の
受信間隔を所望の間隔で設定する受信間隔設定手段と、
受信間隔設定手段に設定された間隔でGPS受信装置の
受信間隔を制御する受信間隔制御手段を具備することを
特徴としている。また、第6の発明は、請求項1または
2記載の携帯型GPS受信装置において、第一の表示手
段及び第2の表示手段に結果を表示する際に、アラーム
や振動等で演算結果が表示されたことを報知する報知手
段を具備することを特徴としている。
【0012】また、第7の発明は、請求項1または2記
載の携帯型GPS受信装置において、距離設定手段に設
定された距離と、移動距離演算手段により求められた移
動距離と、GPS受信装置より得られる移動速度をもと
に、予定している移動距離に達するまでの時間を計算す
る移動予定距離到達時間演算手段を具備することを特徴
としている。
【0013】また、第8の発明は、請求項2記載の携帯
型GPS受信装置において、生体情報演算手段により演
算された生体情報と、GPS受信装置より得られる移動
速度とから、移動速度と生体情報の相関関係を求める相
関関係演算手段と、生体情報演算手段により演算された
生体情報と、相関関係演算手段により求められた生体情
報と移動速度の相関関係より移動速度を擬似的に求める
疑似速度演算手段を具備することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて説明する。 <1:第1実施形態の構成>はじめに、本発明の第1実
施形態の構成について説明する。本実施形態にかかる携
帯型GPS受信装置は、搬送波のドップラー周波数を測
定し、移動体の速度ベクトルから累積移動距離を求め、
所望の移動距離に到達した場合に自動的にラップタイム
を表示するようにしたものである。
【0015】図1において、CPU100は、発振回路
101の出力する信号を動作クロックとし、更にはRO
M103に記憶された制御プログラムに従って各部の制
御やデータ転送を行うものである。また、RAM104
は、計時データや、CPU100による制御プログラム
の実行中に発生する各種のデータを一時記憶するもので
ある。GPS信号受信部102は、CPU100によっ
て動作間隔が制御されるGPS信号受信手段で、アンテ
ナ300から測位演算手段306までの機能を持ってお
り、CPU100に3次元の速度ベクトルを出力する。
【0016】計時回路105は、CPU100の指示に
より、計測の開始、停止が行われ、計測が開始されると
CPU100に、例えば10Hz周期で割込み信号を出
力する。入力部107は、ボタンスイッチに相当し、ボ
タンスイッチの入力があった場合には、入力割込み信号
をCPU100に出力する。表示部106は、液晶等の
表示パネルであり、計時回路105によって計時された
ランニング時間や演算された累積距離等を表示する。 <2:第1実施形態の動作>次に、本実施形態にかかる
携帯型GPS受信装置の動作について説明する。本装置
は、携帯型の点から腕時計型が望ましく、現在時刻の表
示などの種々の機能を実行することが可能であるが、本
発明と直接関係が無いのでその説明を省略する。 <2−1:計時開始の指示まで>計時開始の指示までの
動作について図11に基づき説明する。
【0017】携帯者がボタンスイッチを操作し、ランニ
ング時間計測モードに遷移するように指示すると、当該
操作を入力した入力部107がその旨をCPU100に
通知する(S1100)。CPU100は、表示部10
6でこのモードの初期表示を行うと同時に、GPS信号
受信部102に対しGPS信号の受信動作を促す(S1
101)。GPS信号受信部102は、特に初期におい
て、24個の衛星の中で受信可能な衛星を3〜4個選択
する。この時、衛星が選択できた旨を表示部106で知
らせてもよい(S1102)。
【0018】次に携帯者は、所望の移動距離ポイントを
ボタンスイッチを操作し入力する。ただし、前回に設定
したポイントと同一である場合は、再設定する必要はな
い(S1103)。入力部107が距離入力モードの遷
移をCPU100に通知する。CPU100は、距離入
力モードである旨を表示部106に表示する。携帯者は
ボタンスイッチ操作により所望の距離ポイントを設定す
る(S1104)。
【0019】CPU100は、設定された距離ポイント
データをRAM104に送り記憶させる。図5に距離入
力モードでの表示部106の表示例を示す。図5におい
ては、設定距離ポイントの3番目が15Kmであること
を示している。ここで、CPU100は、RAM104
に記憶された距離データに基づき、GPS信号受信部1
02の受信間隔を設定する(S1105)。受信間隔
は、短い方がランニング時の速度の急激な変化に対応で
き、累積距離誤差が少なくなる一方、消費電力が大きく
なることになる。従って、RAM104に記憶された最
終距離データが例えば10Km以下の場合は、GPS信
号受信部102の受信間隔を0.5秒とし、10Kmか
ら20Km以下の場合は、1.0秒、それ以上の場合
は、2秒間隔に設定する。このようにランニング距離に
応じて、受信間隔を自動的に切り替えることにより、累
積距離の演算精度を確保しながら、消費電力を低減する
ことが出きる。また、GPS信号受信部102の受信間
隔を、目的の距離に近づく直前に自動的に短くしてもよ
い。そうすることにより、到達距離の判定がより正確と
なる。
【0020】このようにして、計時計測開始の指示があ
るまで、S1103からS1105の動作を繰り返す
(S1106)。 <2−2:計時開始の指示後から計時終了の指示まで>
次に、計時開始の指示後から計時終了までの動作を図1
2に基づき説明する。その後、携帯者がボタンスイッチ
を操作して、計時開始を指示すると、CPU100は、
計時動作を始めるよう計時回路105に指示する(S1
200)。また、RAM104に記憶されている受信間
隔データに基づき、GPS信号受信装置102の受信制
御を行う(S1201)。GPS信号受信部102は、
搬送波のドップラー周波数を測定し、携帯者の3次元速
度ベクトルをCPU100に出力する。CPU100
は、送られてきた速度ベクトルを仰角補正し、進行方向
の速度データとして演算し、RAM104に格納する
(S1202)。この時CPU100は、受信間隔と速
度データとにより移動距離を演算し、累積距離データと
してRAM104に記憶する(S1203)。このよう
な動作を受信動作毎に繰り返す。もしも何らかの要因で
受信エラーとなった場合は、前回の速度データを今回の
演算結果としてRAM104に記憶してもよい。
【0021】この時、演算結果の速度データを表示部1
06に表示してもよい。携帯者は、この速度データを表
示部106で確認することにより、現在のランニングペ
ースを知ることができる。その後、CPU100は、R
AM104に記憶した累積距離と予め同じくRAM10
4に記憶されている距離ポイントデータとを比較し(S
1204)、累積距離が距離ポイントデータを超えた場
合には、計時回路105から送られてくる計時データに
基づき、計時開始から当該設定距離ポイントまで、もし
くは以前の設定距離ポイントから当該設定距離ポイント
までの移動時間、いわゆるラップタイムを演算する(S
1205)。演算されたラップタイムは設定距離ポイン
ト共に、表示部106に表示される。表示部106に表
示されたラップタイムは、例えば10秒間ホールドする
ことが望ましい。これにより、携帯者はラップタイムを
容易に確認できる(S1206)。
【0022】図6に携帯者が設定距離ポイントに到達し
た時の表示例を示す。図6では、設定距離ポイントが1
5Km地点、この区間のラップタイムが25分10秒6
8、計時開始からの積算時間が1時間16分45秒78
であることを示している。表示部106に表示したデー
タは、CPU100の指示により、RAM104にラッ
プタイムデータとして記憶される。後に、記憶された内
容をボタン操作により、読み出すことによりラップタイ
ムデータを確認することができる。
【0023】携帯者がボタンスイッチを再操作して計時
計測の停止を指示するまで、S1201〜S1206ま
での動作を繰り返す(S1207)。計時計測の停止の
指示があると、CPU100は、計測開始から計測停止
までの経過時間を計時回路105により求め、RAM1
04に記憶させるとともに、表示部106に表示させ
る。 <2−3:計測後の読み出し>このように、計時計測中
において、特に、予め設定した距離ポイントに到達した
場合には、表示部106においてラップタイムの表示が
自動的に行われる。本実施形態にあたっては、計測後に
おいても、記憶されたラップタイムデータを呼び出すこ
とができる。
【0024】携帯者がボタンスイッチを操作して、RA
M104に記憶されているラップタイムデータを読み出
す機能の実行を指示すると、当該操作を入力した入力部
107が、その旨をCPU100に通知する。この通知
を受けたCPU100は、距離ポイントに対応づけされ
たラップタイムを、RAM104から読み出し、表示部
106に表示させる。これにより、携帯者は各設定距離
ポイントにおけるラップタイムを確認することができ
る。 <3:第2実施形態の構成>上述した第1実施形態は、
搬送波のドップラー周波数を測定し、移動体の速度ベク
トルから累積移動距離を求め、所望の移動距離に到達し
た場合に自動的にラップタイムを演算し、表示するよう
にしたものであるが、この第2の実施形態は、同じく所
望の距離に到達した場合に自動的に脈拍やピッチなどの
生体情報を演算し、表示するようにしたものである。特
にランニング中の生体情報をは、生理学的運動強度の指
標となり、トレーニングに有益となる情報である。
【0025】第2の実施形態の構成を図2に基づいて説
明する。なお、第1の実施形態と構成が同一の部分はそ
の説明を省略し、相違点を中心にして説明する。図2に
おいて、脈拍検出回路200と脈拍演算回路201は、
CPU100の指示により動作開始、停止が制御され
る。脈拍検出回路200は、発光部と受光部からなる光
学式脈波センサを内蔵し、脈波を検出し、その検出信号
を増幅し、脈拍演算回路201に出力する。脈拍演算回
路201は、脈波信号をA/D変換し、周波数解析処理
を行い、その結果をCPU100に出力する。CPU1
00は、その出力結果から1分間あたりの脈拍数を演算
し、RAM104に記憶させる。ブザー駆動回路202
は、CPU100の指示によりブザー駆動信号を一定時
間圧電素子等に出力する。
【0026】尚、脈拍検出回路200と脈拍演算回路2
01の代わりに、心電位より心拍数を求める心拍検出回
路と心拍演算回路、あるいはランニングピッチを求める
ピッチ検出回路とピッチ演算回路を用いることも可能で
ある。 <4:第2実施形態の動作>GPS信号受信部102か
ら出力される速度ベクトルから携帯者の累積移動距離を
求める動作については、第1の実施形態と同一であり、
特に、脈拍検出回路200および脈拍演算回路201の
動作および脈拍データの演算処理について説明する。 <4−1:計時開始の指示まで>まず、計時開始の指示
までの動作について図13に基づき説明する。携帯者が
ボタンスイッチを操作し、生体情報計測モードに遷移す
るように指示すると、当該操作を入力した入力部107
がその旨をCPU100に通知する。
【0027】CPU100は、このモードの初期表示を
行い、受信可能な衛星を選択する(S1100〜S11
02)。また、CPU100は、脈拍検出回路200お
よび脈拍演算回路201の動作開始を促す。特に脈拍検
出回路200では、動作環境の違いにより、増幅率の合
わせ込みが必要であり、脈波出力信号が安定するまで、
所定の時間が必要となる。安定した検出率が確保された
ことを表示部107に表示することにより、被験者に知
らせることができる。脈拍演算回路201は、脈拍検出
回路200から出力される脈波信号を例えば、8Hz間
隔でA/D変換し、変換されたデータが128点そろっ
た時点で、周波数解析演算を行いその結果をCPU10
0に出力する。CPU100は、例えば演算結果の中で
最大スペクトルを抽出し、1分間当たりの脈拍数に換算
し、表示部107に表示する。周波数解析の対象となる
128個のデータ数を、32(8Hz*4秒)点単位で
シフトして演算対象とすることにより、表示部107で
は、4秒毎に表示更新されることになる。この動作によ
り携帯者は、計時計測を開始する前に脈拍数を確認する
ことができる(S1300)。
【0028】所望の移動距離ポイントの設定方法は、第
1実施形態と同様であるので、省略する(S1103、
S1104)。ここで、GPS信号受信部102の受信
間隔は、第1実施形態では、RAM104に記憶された
距離設定データに基づき、自動的に決定していた。本発
明の形態においては、他の方法として、携帯者が自由に
設定できるようにした。携帯者は、受信間間隔の設定
を、ボタンスイッチを操作し入力する。但し、前回の設
定と同一であるときは、再設定する必要はない(S13
01)。入力部107が受信間隔設定モードの遷移をC
PU100に通知する。CPU100は、受信間隔設定
モードである旨を表示部106に表示する。携帯者は、
ボタンスイッチ操作によリ所望の受信間隔を設定する。
CPU100は、設定された受信間隔をRAM104に
送り記憶させる(S1302)。図7に受信間隔設定モ
ードでの表示部106の表示例を示す。図7において
は、受信間隔が1.0秒であることを示している。
【0029】このようにして、計時計測開始の指示があ
るまで、S1103からS1302の動作を繰り返す
(S1106)。 <4−2:計時開始の指示後から計測終了の指示まで>
次に、計時開始の指示後から計時終了までの動作を図1
4に基づき説明する。その後、携帯者がボタンスイッチ
を操作して計時開始を指示すると、CPU100は、計
時動作を始めるよう計時回路105に指示する(S12
00)。GPS信号受信装置102は、第1の実施形態
と同様に受信間隔と速度データとにより移動距離を演算
し、累積距離データとしてRAM104に記憶する(S
1201〜S1203)。
【0030】この時もCPU100は、前述した脈拍演
算回路201から4秒毎に出力される周波数解析結果に
基づき、脈拍数を演算し、RAM104に記憶させる。
RAM104に記憶される脈拍データは、計時開始以降
のデータとする。その後、累積距離データが距離ポイン
トデータを超えた場合には、ラップタイム計測を行うと
同時にRAM104に記憶されている脈拍データに基づ
き、計時開始から当該設定距離ポイントまで、もしくは
以前の設定距離ポイントから当該設定距離ポイントまで
の平均脈拍を演算する(S1205、S1400)。演
算された脈拍数は、ラップタイムと同時に表示部106
に表示される(S1401)。対象とする区間で脈拍数
の平均値演算を行ったが、累積距離データが距離設定ポ
イントデータを超える直前のデータを表示部106に表
示してもよい。インターバルトレーニングを行う際に
は、平均値データよりもこのような瞬時値データが重要
になってくるからである。
【0031】CPU100は、この脈拍数演算結果を表
示する時に、ブザー駆動回路202にブザー信号を一定
時間出力せよとの指示を行う(S1402)。これによ
り、携帯者は、自分の設定距離ポイントに到達したこと
が、音により認知できる。ブザー音に限らず、本体を振
動させてもかまわない。図8に携帯者が設定距離ポイン
トに到達した時の表示例を示す。図8では、設定距離ポ
イントが15Km地点、この区間のラップタイムが25
分10秒68、計時開始からの積算時間が1時間16分
45秒78、この区間の脈拍数の平均が165であるこ
とを示している。
【0032】表示部106に表示したデータは、CPU
100の指示により、RAM104にラップタイムデー
タと脈拍数データとが対応して記憶される。後に、記憶
された内容をボタン操作により、読み出すことによりラ
ップタイムデータとその時の脈拍数を確認することがで
きる。このようにして、携帯者がボタンスイッチを再操
作して計時計測の停止を指示するまで、S1201〜S
1402までの動作を繰り返す(S1207)。計時計
測の停止の指示があると、CPU100は、計測開始か
ら計測停止までの経過時間を計時回路105により求
め、RAM104に記憶させるとともに、表示部106
に表示させる。 <5:第3実施形態の構成>上述した第1実施形態は、
搬送波のドップラー周波数を測定し、移動体の速度ベク
トルから累積移動距離を求め、所望の移動距離に到達し
た場合に自動的にラップタイムを演算し、表示するよう
にしたものであるが、この第3の実施形態は、移動中、
移動予定距離(ゴール)に到達する時間を求め、表示す
るようにしたものである。
【0033】第3の実施形態の構成は図1に基づいてお
り、第1の実施形態と構成が同一である。 <6:第3実施形態の動作>次に、本実施形態にかかる
携帯型GPS受信装置の動作について説明する。 <6−1:計時開始の指示まで>まず、計時開始の指示
までの動作について図15に基づき説明する。携帯者が
ボタンスイッチを操作し、計測モードに遷移するように
指示すると、当該操作を入力した入力部107がその旨
をCPU100に通知する。CPU100は、このモー
ドの初期表示を行い、受信可能な衛星を選択する(S1
100〜S1102)。
【0034】次に携帯者は、所望の移動予定距離をボタ
ンスイッチを操作し入力する。(S1500)。CPU
100は、設定された移動予定距離をRAM104に送
り記憶させる。移動予定距離が設定されると計時計測開
始の準備が完了する(S1106)。 <6−2:計時開始の指示後から計測終了の指示まで>
次に、計時開始の指示後から計時終了までの動作を図1
6に基づき説明する。携帯者がボタンスイッチを操作し
て、計時開始を指示すると、CPU100は、計時動作
を始めるよう計時回路105に指示する(S120
0)。GPS信号受信部102は、搬送波のドップラー
周波数を測定し、携帯者の3次元速度ベクトルをCPU
100に出力する。CPU100は、送られてきた速度
ベクトルを仰角補正し、進行方向の速度データとして演
算し、RAM104に格納する(S1202)。この時
CPU100は、受信間隔と速度データとにより移動距
離を演算し、累積距離データとしてRAM104に記憶
する(S1203)。次にRAM104に記憶している
移動予定距離と累積距離データとの差をとり、残りの移
動距離を演算する(S1600)。更に現在の速度デー
タと残りの移動距離から、予定移動距離に到達する時間
を演算する(S1601)。演算され移動予定距離到達
時間は、累積距離、計測時間などと共に、表示部106
に表示される(S1602)。
【0035】図9に表示例を示す。図9では、累積距離
がが15.1Km、計時開始からの積算時間が1時間1
7分16秒33、移動予定距離到達時間が3時間34分
29秒07であることを示している。表示には示してい
ないが、移動予定距離は42.195kmに設定したと
仮定している。このようにして、携帯者がボタンスイッ
チを再操作して計時計測の停止を指示するまで、S12
02〜S1602までの動作を繰り返す(S120
7)。計時計測の停止の指示があると、CPU100
は、計測開始から計測停止までの経過時間を計時回路1
05により求め、RAM104に記憶させるとともに、
表示部106に表示させる。 <7:第4実施形態の構成>上述した第3実施形態は、
搬送波のドップラー周波数を測定し、移動体の速度ベク
トルから累積移動距離を求め、移動予定距離(ゴール)
に到達する時間を求め、表示するようにしたものである
が、この第4の実施形態は、自動的に脈拍やピッチなど
の生体情報と、移動速度との相関関係を求め、GPS電
波が十分に受信できない時に、生体情報から移動速度を
擬似的に演算し、それまでの累積移動距離を求め、移動
予定距離(ゴール)に到達する時間を求め、表示するよ
うにしたものである。
【0036】第4の実施形態の構成は図2に基づいてお
り、第2の実施形態と構成が同一である。 <8:第4実施形態の動作>GPS信号受信部102か
ら出力される速度ベクトルから携帯者の累積移動距離を
求める動作については、第1の実施形態と同一であり、
脈拍検出回路200および脈拍演算回路201の動作お
よび脈拍データの演算処理については、第2の実施形態
と同一である。ここでは携帯者の移動速度と、脈拍数の
相関関係を求め、相関関係と脈拍数より移動速度を擬似
的に求める動作について説明する。 <8−1:計時開始の指示まで>まず、計時開始の指示
までの動作について図17に基づき説明する。
【0037】携帯者がボタンスイッチを操作し、計測モ
ードに遷移するように指示すると、当該操作を入力した
入力部107がその旨をCPU100に通知する。CP
U100は、このモードの初期表示を行い、受信可能な
衛星を選択する(S1100〜S1102)。また、C
PU100は、脈拍検出回路200および脈拍演算回路
201の動作開始を促す。特に脈拍検出回路200で
は、動作環境の違いにより、増幅率の合わせ込みが必要
であり、脈波出力信号が安定するまで、所定の時間が必
要となる。脈拍演算回路201の演算回路がCPU10
0に出力され、CPU100により1分間当たりの脈拍
数が演算されると、表示部107に表示する(S130
0)。
【0038】次に携帯者は、所望の移動予定距離をボタ
ンスイッチを操作し入力する。(S1500)。CPU
100は、設定された移動予定距離をRAM104に送
り記憶させる。移動予定距離が設定されると計時計測開
始の準備が完了する(S1106)。 <8−2:計時開始の指示後から計測終了の指示まで>
次に、計時開始の指示後から計時終了までの動作を図1
8に基づき説明する。
【0039】携帯者がボタンスイッチを操作して、計時
開始を指示すると、CPU100は、計時動作を始める
よう計時回路105に指示する(S1200)。計時動
作が開始されると、脈拍検出回路200、脈拍演算回路
201およびCPU100により脈拍数を演算し、RA
M104に格納する(S1800)。GPS信号受信部
102は、搬送波のドップラー周波数を測定し、携帯者
の3次元速度ベクトルをCPU100に出力する。CP
U100は、送られてきた速度ベクトルを仰角補正し、
進行方向の速度データとして演算し、RAM104に格
納する(S1202)。次にCPU100は、RAM1
04に格納された脈拍数データと、速度データとにより
移動速度と脈拍数の相関関係を演算する(S180
1)。相関関係を求める時には最小二乗法等を用いれば
よい。但しGPS信号受信部102における電波の受信
状態が悪いときのデータ、または極めて大きな、あるい
は小さな値のデータは相関関係を求める際には考慮に入
れない。ここでGPS信号受信部102における電波の
受信状態が良いと判断されると、CPU100は、受信
間隔と速度データとにより移動距離を演算し、累積距離
データとしてRAM104に記憶する(S1203)。
逆に電波の受信状態が悪いと判断されると、先に求めた
相関関係と現在の脈拍数とにより移動速度を擬似的に求
め、移動距離を演算し、累積距離データとしてRAM1
04に記憶する(S1803、S1203)。
【0040】次にRAM104に記憶している移動予定
距離と累積距離データとの差をとり、残りの移動距離を
演算する(S1600)。更に現在の速度データと残り
の移動距離から、予定移動距離に到達する時間を演算す
る(S1601)。演算され移動予定距離到達時間は、
累積距離、計測時間などと共に、表示部106に表示さ
れる(S1602)。
【0041】図10に表示例を示す。図10では、累積
距離がが15.1Km、この時点の携帯者の脈拍数が1
65、計時開始からの積算時間が1時間17分16秒3
3、移動予定距離到達時間が3時間34分29秒07で
あることを示している。表示には示していないが、移動
予定距離は42.195kmに設定したと仮定してい
る。
【0042】このようにして、携帯者がボタンスイッチ
を再操作して計時計測の停止を指示するまで、S180
0〜S1602までの動作を繰り返す(S1207)。
計時計測の停止の指示があると、CPU100は、計測
開始から計測停止までの経過時間を計時回路105によ
り求め、RAM104に記憶させるとともに、表示部1
06に表示させる
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。所望の移動距離ポイントを設定で
き、そのポイントを通過した時のラップタイムや生体情
報が自動的に記憶されるため、ボタン操作が不要とな
る。また押し忘れや誤操作も無い(請求項1、2)。ブ
ザーや振動で報知してくれるため、情報の見落としがな
い。(請求項6)設定された距離に対応して、GPS受
信装置の受信間隔を制御することにより消費電力を低減
できる(請求項3)。また、累積移動距離演算の誤差を
少なく出来る(請求項4、5)。
【0044】事前の予備測定等の必要も無く、移動中常
に修正された移動予定距離到達時間を得ることができる
(請求項7、8)。またGPS信号の受信状態が悪い時
でも移動速度を擬似的に求め、移動予定距離到達時間を
得ることができる(請求項8)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかわるGPS受信装
置の回路ブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態にかかわるGPS受信装
置の回路ブロック図である。
【図3】従来のGPS受信装置の構成を示す回路ブロッ
ク図である。
【図4】従来の時間計算装置の構成を示す回路ブロック
図である。
【図5】本発明の第1実施形態における表示部の表示の
一例を示す図である。
【図6】同表示部の表示の一例を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態における表示部の表示の
一例を示す図である。
【図8】同表示部の表示の一例を示す図である。
【図9】本発明の第3実施形態における表示部の表示の
一例を示す図である。
【図10】本発明の第4実施形態における表示部の表示
の一例を示す図である。
【図11】本発明の第1実施形態において、計測開始ま
での動作フローを示す図である。
【図12】同実施形態において、計測開始から停止まで
の動作フローを示す図である。
【図13】本発明の第2実施形態において、計測開始ま
での動作フローを示す図である。
【図14】同実施形態において、計測開始から停止まで
の動作フローを示す図である。
【図15】本発明の第3実施形態において、計測開始ま
での動作フローを示す図である。
【図16】同実施形態において、計測開始から停止まで
の動作フローを示す図である。
【図17】本発明の第4実施形態において、計測開始ま
での動作フローを示す図である。
【図18】同実施形態において、計測開始から停止まで
の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
100・・・CPU 101・・・発振回路 102・・・GPS信号受信部 103・・・ROM 104・・・RAM 105・・・計時回路 106・・・表示部 107・・・入力部 200・・・脈拍検出回路 201・・・脈拍演算回路 202・・・ブザー駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久本 和実 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GPS衛星からの信号を受信するGPS
    受信装置において、受信した位置信号または速度信号か
    ら携帯者の移動距離を演算する移動距離演算手段と、予
    め所望の移動距離ポイントを設定する距離設定手段と、
    時間を計時する計時手段と、前記計時手段の計時開始の
    指示がなされ、前記距離設定手段に設定された距離に携
    帯者が到達したと判断された場合に、前記計時手段の計
    測開始から当該設定距離まで、もしくは以前の設定距離
    から当該設定距離までの移動時間を演算する計時演算手
    段と、前記計時演算手段によって演算された計時時間を
    表示する第一の表示手段を有することを特徴とする携帯
    型GPS受信装置。
  2. 【請求項2】 GPS衛星からの信号を受信するGPS
    受信装置において、受信した位置信号または速度信号か
    ら携帯者の移動距離を演算する移動距離演算手段と、予
    め所望の移動距離ポイントを設定する距離設定手段と、
    時間を計時する計時手段と、脈拍やピッチ等の生体情報
    を所定の間隔で検出し、計測処理する生体情報計測手段
    と、前記計時手段の計時開始の指示がなされ、前記距離
    設定手段に設定された距離に携帯者が到達したと判断さ
    れた場合に、前記計時手段の計測開始から当該設定距離
    まで、もしくは以前の設定距離から当該設定距離までの
    前記生体情報計測手段により計測された計測結果の演算
    処理を行う生体情報演算手段と、前記生体情報演算手段
    によって演算された演算結果を表示する第二の表示手段
    を有することを特徴とする携帯型GPS受信装置。
  3. 【請求項3】 前記距離設定手段に設定された距離に対
    応して、前記GPS受信装置の受信間隔を制御する受信
    間隔制御手段を有することを特徴とする請求項1または
    2記載の携帯型GPS受信装置。
  4. 【請求項4】 前記受信間隔制御手段は、前記距離設定
    手段に設定された距離に携帯者が到達する直前に、前記
    GPS受信装置の受信間隔を更に短くすることを特徴と
    する請求項3記載の携帯型GPS受信装置。
  5. 【請求項5】 前記GPS受信装置の受信間隔を所望の
    間隔で設定する受信間隔設定手段と、前記受信間隔設定
    手段に設定された間隔で前記GPS受信装置の受信間隔
    を制御する受信間隔制御手段を有することを特徴とする
    請求項1または2記載の携帯型GPS受信装置。
  6. 【請求項6】 前記第一の表示手段および前記第二の表
    示手段に結果を表示する際に、アラームや振動等で演算
    結果が表示されたことを報知する報知手段を有すること
    を特徴とする請求項1または2記載の携帯型GPS受信
    装置。
  7. 【請求項7】 前記距離設定手段に設定された距離と、
    前記移動距離演算手段により求められた移動距離と、G
    PS受信装置より得られる移動速度をもとに、予定して
    いる移動距離に到達するまでの時間を計算する移動予定
    距離到達時間演算手段と、を有することを特徴とする請
    求項1または2記載の携帯型GPS受信装置。
  8. 【請求項8】 前記生体情報演算手段により演算された
    生体情報と、GPS受信装置より得られる移動速度とか
    ら、移動速度と生体情報の相関関係を求める相関関係演
    算手段と、 前記生体情報演算手段により演算された生体情報と、前
    記相関関係演算手段により求められた生体情報と移動速
    度の相関関係より移動速度を擬似的に求める疑似速度演
    算手段と、を有する請求項2記載の携帯型GPS受信装
    置。
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