JPWO2014185444A1 - 推定方位角評価装置、移動体端末装置、推定方位角評価装置の制御プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、推定方位角評価装置の制御方法、および測位装置 - Google Patents
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Abstract
Description
測位誤差が増大する要因のうち、最も大きく寄与すると考えられるのが、角速度ベクトルの時間積分処理による姿勢角(特にヨー方位角)の推定誤差である。
本発明の一実施形態について図1〜図4、図9を参照して説明すると以下のとおりである。
まず、図1を用いて、本発明の一実施形態に係る測位システムSYS1について説明する。図1は、測位システムSYS1の概略的な構成の一例を示す機能ブロック図である。図1に示すように測位システムSYS1は、大きく分けて2つの要素を含む。すなわち、測位システムSYS1は、移動体端末装置2および角速度オフセット判定装置1を備える。
移動体端末装置2は、より具体的には、角速度センサ21、加速度センサ22、タイマ23、記憶部24および制御部25を備える構成である。
角速度オフセット判定装置1は、より具体的には、記憶部11、制御部12、および、表示部13を備える。
記憶部11には、具体的には、計測データD111、候補範囲データD112、移動データD113、連続移動データD114、ヒストグラム情報D115、および通路情報D116が記憶される。
制御部12は、具体的には、計測データ取得部121、候補生成部(バイアス成分候補生成手段)122、姿勢推定部(推定手段)123、移動検出部(推定手段)124、連続移動区間検出部(移動検知手段)125、方位角ヒストグラム生成部(出現頻度取得手段)126、および評価判定部(評価手段、推定方位角出力手段)127を備える。また、移動データと、推定された姿勢と、評価判定部127の評価とに基づいて推定方位角を出力する推定方位角出力部(推定方位角出力手段)130、および該推定方位角に基づいて移動体の位置を推定する位置推定部(位置推定手段)131を備えていてもよい。
図4を用いて、角速度オフセット判定装置1におけるゼロ点オフセット判定処理の流れについて説明する。図4は、角速度オフセット判定装置1における処理の流れについて例示するフローチャートである。なお、以下では、角速度オフセット判定装置1は、移動体端末装置2から計測データを取得しているものとする。
以上に示したとおり、角度オフセット判定装置1(推定方位角評価装置、測位装置)は、移動体の移動動作において角速度センサ21(3軸の角速度センサ)によって計測された重力軸回りの角速度を取得する計測データ取得部121(角速度取得手段)と、角速度センサ21のバイアス成分の候補を生成する候補生成部122(バイアス成分候補生成手段)と、取得した上記角速度と上記バイアス成分の候補とに基づいて、移動体の移動動作の推定方位角を推定する姿勢推定部123と、移動時の代表的な推定方位角を算出する移動検出部124(推定手段)と、上記推定方位角の出現頻度を取得する方位角ヒストグラム生成部126(出現頻度取得手段)と、取得した出現頻度が、移動体の移動動作の進行方向に関する拘束条件下において、方位角が正しく推定されている場合に現れる傾向を示すか否かを評価する評価判定部127(評価手段)と、を備える構成である。
なお、図4に示すフローチャートでは、S11〜S18の動作は、大まかな流れが明確となるように順次行われる処理として記載したが、図9に示すようなフローによって実現されていてもよい。すなわち、図4に示すフローチャートのS11〜S18の動作は以下のような分岐を有するフローにより実現されていてもよい。
本発明の他の実施形態について図5に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、本実施形態では、説明の便宜上、既に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施形態について図6に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、本実施形態では、説明の便宜上、既に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施形態について図7に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、本実施形態では、説明の便宜上、既に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施形態について図8に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、本実施形態では、説明の便宜上、既に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
移動体端末装置2Cは、図1に示す移動体端末装置2において、さらに温度センサ26を追加し、計測制御部251を計測制御部251Cに変更したものである。なお、記憶部24に記憶されるデータは計測データD241Cに変更となる。
角速度オフセット判定装置1Cは、図1に示す角速度オフセット判定装置1Cにおいて、候補生成部122を、候補生成部122Cに変更したものである。
移動体端末装置2、2A、2C、角速度オフセット判定装置1、1A、1B、1C、記憶サーバ3の制御ブロックは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
本発明に係る推定方位角評価装置は、移動体の移動動作において3軸の角速度センサによって計測された重力軸回りの角速度を取得する角速度取得手段と、上記角速度センサのバイアス成分の候補を生成するバイアス成分候補生成手段と、取得した上記角速度と上記バイアス成分の候補とに基づいて、移動体の移動動作の推定方位角を推定する推定手段と、上記推定方位角の出現頻度を取得する出現頻度取得手段と、取得した出現頻度が、移動体の移動動作の進行方向に関する拘束条件下において、方位角が正しく推定されている場合に現れる傾向を示すか否かを評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。
11 記憶部
12 制御部
121、121A 計測データ取得部
122、122C 候補生成部(バイアス成分候補生成手段)
123 姿勢推定部(推定手段)
124 移動検出部(推定手段)
125 連続移動区間検出部(移動検知手段)
126 方位角ヒストグラム生成部(出現頻度取得手段)
127 評価判定部(評価手段、推定方位角出力手段)
129 計測制御部
130 推定方位角出力部(推定方位角出力手段)
131 位置推定部(位置推定手段)
13 表示部
2、2A、2C 移動体端末装置
21 角速度センサ
22 加速度センサ
23 タイマ
25 制御部
251、251C 計測制御部
252 接続制御部
253 通信制御部
26 温度センサ
D111、D111C 計測データ
D115 ヒストグラム情報
D117 温度補償テーブル
SYS1、SYS1A、SYS1B、SYS1C 測位システム
Claims (14)
- 移動体の移動動作において3軸の角速度センサによって計測された重力軸回りの角速度を取得する角速度取得手段と、
上記角速度センサのバイアス成分の候補を生成するバイアス成分候補生成手段と、
取得した上記角速度と上記バイアス成分の候補とに基づいて、移動体の移動動作の推定方位角を推定する推定手段と、
上記推定方位角の出現頻度を取得する出現頻度取得手段と、
取得した出現頻度が、移動体の移動動作の進行方向に関する拘束条件下において、方位角が正しく推定されている場合に現れる傾向を示すか否かを評価する評価手段と、
を備えることを特徴とする推定方位角評価装置。 - さらに、移動体が移動動作を行っていることを検知する移動検知手段を備え、
上記出現頻度取得手段は、移動体が連続して移動動作を行っている区間について、上記推定方位角の上記出現頻度を取得することを特徴とする請求項1に記載の推定方位角評価装置。 - さらに、移動体の移動動作において、加速度センサによって計測された加速度に基づいて、上記3軸の角速度センサのいずれかの軸が重力軸と一致しているか否かを判定する重力軸判定手段を備え、
角速度センサで計測された角速度のうち、いずれかの軸が重力軸に一致した状態で計測された角速度を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の推定方位角評価装置。 - 上記評価手段は、上記取得した出現頻度を示すヒストグラムの尖度を評価することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の推定方位角評価装置。
- 上記バイアス成分候補生成手段は、複数のバイアス成分の候補を生成するものであり、
生成された上記複数のバイアス成分の候補のそれぞれについて、
上記推定手段は、上記推定を行い、
上記出現頻度取得手段は、上記推定方位角の出現頻度を取得し、
上記評価手段は、上記評価を行う、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の推定方位角評価装置。 - 上記バイアス成分候補生成手段は、上記角速度センサ周辺において計測された温度に基づいて上記複数のバイアス成分の候補を生成することを特徴とする請求項5に記載の推定方位角評価装置。
- さらに、上記評価に基づいて、推定方位角を出力する推定方位角出力手段を備えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の推定方位角評価装置。
- さらに、出力された上記推定方位角に基づいて、移動体の位置を推定する位置推定手段、を備えることを特徴とする請求項7に記載の推定方位角評価装置。
- 移動体の移動動作は、歩行動作であることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の推定方位角評価装置。
- 3軸の角速度センサと、
請求項1から9の何れか1項に記載の推定方位角評価装置と、
移動体の位置を推定する位置推定手段と、を備える、移動体端末装置。 - 請求項1から9の何れか1項に記載の推定方位角評価装置としてコンピュータを機能させるための推定方位角評価装置の制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための推定方位角評価装置の制御プログラム。
- 請求項11に記載の推定方位角評価装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 移動体の移動動作において3軸の角速度センサによって計測された重力軸回りの角速度を取得する角速度取得ステップと、
上記角速度センサのバイアス成分の候補を生成するバイアス成分候補生成ステップと、
取得した上記角速度と上記バイアス成分の候補とに基づいて、移動体の移動動作の推定方位角を推定する推定ステップと、
上記推定方位角の出現頻度を取得する出現頻度取得ステップと、
取得した出現頻度が、移動体の移動動作の進行方向に関する拘束条件下において、方位角が正しく推定されている場合に現れる傾向を示すか否かを評価する評価ステップと、
を含むことを特徴とする推定方位角評価装置の制御方法。 - 角速度センサにて測定した角速度を用いて移動体の進行方向を示す方位角を推定し、該方位角から該移動体の位置を推定する測位装置であって、
上記角速度センサのバイアス成分の候補を生成するバイアス成分候補生成手段と、
上記移動体の移動期間に測定された各角速度を上記候補で較正して方位角を推定する推定手段と、
推定した方位角の分布が、上記移動体の進行方向に関する所定の拘束条件下において方位角が正しく推定されているときに現れる傾向を示す場合に、当該方位角を用いて上記移動体の位置を推定する位置推定手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
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