KR20120064048A

KR20120064048A - 측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체

Info

Publication number: KR20120064048A
Application number: KR1020110130674A
Authority: KR
Inventors: 마사오 삼본기
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-06-18
Also published as: US20120150440A1; CN102538780A; JP2012122819A

Abstract

절대 위치를 취득할 수 없는 상태에서 자율 항법의 측위 수단에 의해 연속적인 상대 위치 데이터가 취득되고, 그 후에 측위 위성에 의해 복수 지점의 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 절대 위치 데이터에 대응하는 연속적인 상대 위치 데이터를, 취득된 절대 위치 데이터에 기초하여, 절대 위치에 각각 대응시켜 보정하고, 또한 이 보정과 동일한 파라미터를 사용하여, 절대 위치를 취득할 수 없는 상태에서 취득된 상대 위치 데이터를 보정하는 측위 장치.

Description

측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체{POSITIONING APPARATUS, POSITIONING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 이동 경로를 따라 연속적인 위치 데이터를 취득해 가는 측위(側位) 장치, 측위 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.

이전부터, 자율 항법용의 센서를 이용하여 이동체의 이동 방향과 이동량을 연속적으로 계측하고, 그 계측된 이동 방향과 이동량으로 이루어지는 상대 위치 데이터를 시단(始端) 지점의 절대 위치 데이터에 적산해 감으로써, 이동 경로를 따라 연속적인 위치 데이터를 취득해 가는 자율 항법에 의한 측위 장치가 알려져 있다.

또한, 종래 기술로서, 하기 특허 문헌 1(일본 특허출원 공개번호 평 11-230772호 공보)에는, 측위 위성을 이용한 측위에 의해, 자율 항법에 의한 측위로 얻어진 위치 데이터를 보정하는 기술이 기재되어 있다.

또한, 종래 기술로서, 하기 특허 문헌 2(일본 특허출원 공개번호 2008-232771호 공보)에는, 측위 위성을 이용한 측위에 의해 자율 항법용 센서의 교정 처리를 행하는 기술이 기재되어 있다.

일본 특허출원 공개번호 평 11-230772호 공보 일본 특허출원 공개번호 2008-232771호 공보

본 발명의 목적은, 시단 지점으로부터 직접적으로 자신의 절대 위치 데이터를 얻을 수 없는 경우라도, 시단 지점으로부터의 연속적인 상대 위치 데이터를 정확한 그리고 연속적인 절대 위치 데이터로 변환할 수 있는 측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 태양은,

측위 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 수단과,

연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 수단과,

상기 제1 측위 수단에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 수단에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 수단과,

상기 제1 측위 수단에 의한 소정 시간 간격의 측위 타이밍을 복수개 포함하는 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 수단과,

제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 수단과,

상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 수단을 구비하고,

상기 궤적 데이터 보정 수단은, 상기 제1 판단 수단에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 수단에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 수단과, 상기 파라미터 생성 수단에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 태양은,

측위 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 단계와,

연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 단계와,

상기 제1 측위 단계에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 단계에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 단계와,

상기 제1 측위 단계에 의한 소정 시간 간격으로 측위된 복수개의 절대 위치 데이터의 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 단계와,

제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 단계와,

상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 단계를 포함하고,

상기 궤적 데이터 보정 단계는, 상기 제1 판단 단계에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 단계에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 단계와, 상기 파라미터 생성 단계에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 태양은,

측위 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 수단과, 연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 수단을 제어하는 컴퓨터에,

상기 제1 측위 수단에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 수단에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 기능과,

상기 제1 측위 수단에 의한 소정 시간 간격으로 측위된 복수개의 절대 위치 데이터의 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 기능과,

제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 기능과,

상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 기능을 실현시키고,

상기 궤적 데이터 보정 기능은, 상기 제1 판단 기능에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 기능에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 기능과, 상기 파라미터 생성 기능에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기억하고 기억 매체.

도 1은 본 발명의 실시예의 측위 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2의 (a)는 측위 장치의 동작의 일례를 설명하는 것으로, 제1 단계에서 취득된 이동 궤적 데이터를 나타낸 궤적의 도면이다.
도 2의 (b)는 측위 장치의 동작의 일례를 설명하는 것으로, 제2 단계에서 취득된 이동 궤적 데이터를 나타낸 궤적의 도면이다.
도 2의 (c)는 측위 장치의 동작의 일례를 설명하는 것으로, 제3 단계에서 취득된 이동 궤적 데이터를 나타낸 궤적의 도면이다.
도 2의 (d)는 측위 장치의 동작의 일례를 설명하는 것으로, 제4 단계에서 취득된 이동 궤적 데이터를 나타낸 궤적의 도면이다.
도 3은 상사(相似) 변형 처리의 신축율과 회전 각도를 설명하는 도면이다.
도 4는 CPU에 의해 실행되는 측위 제어 처리의 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 단계 S17에서 실행되는 이동 궤적 데이터 보정 처리의 상세한 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 6의 (a)는 이동 궤적 데이터의 보정 처리의 변형예를 설명하는 것으로, 보정 전의 이동 궤적 데이터의 궤적이다.
도 6의 (b)는 이동 궤적 데이터의 보정 처리의 변형예를 설명하는 것으로, GPS에 의한 측위에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 그 궤적이다.
도 6의 (c)는 이동 궤적 데이터의 보정 처리의 변형예를 설명하는 것으로, 보정 후의 이동 궤적 데이터의 궤적이다.
도 6의 (d)는 도 6의 (c)의 일부(타이밍 T6의 이동 지점)를 확대한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 측위 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.

본 실시예의 측위 장치(1)는, 이동 중에 위치의 측위를 행하여 이동 경로 상의 각 지점의 위치 데이터를 포함하는 이동 궤적 데이터를 기록해 가는 장치이다.

이 측위 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 장치의 전체적인 제어를 행하는 CPU(중앙연산처리장치)(10)와, CPU(10)에 작업용 메모리 공간을 제공하는 RAM(11)과, CPU(10)가 실행하는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 저장한 ROM(12)과, GPS(전지구 측위 시스템) 위성으로부터의 신호 데이터를 수신하기 위한 GPS 수신 안테나(13) 및 GPS 수신부(14)와, 자율 항법용 센서인 3축 지자기 센서(15) 및 3축 가속도 센서(16)와, 각종 정보 표시나 화상 표시를 행하는 표시부(18)와, 각 부에 동작 전압을 공급하는 전원(19)과, 외부로부터 조작 지령을 입력하는 조작부(26)와, 자율 항법용 센서(15, 16))의 계측 데이터에 기초하여, 자율 항법에 의해 측위 연산을 행하는 자율 항법 제어 처리부(20)와, 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해 취득된 이동 궤적 데이터의 보정 연산을 행하는 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)와, 이동 궤적 데이터가 축적되어 가는 이동 궤적 데이터 기억부(22) 등을 구비하고 있다.

GPS 수신부(14)는, CPU(10)로부터의 동작 지령에 기초하여, GPS 수신 안테나(13)를 통하여 GPS 위성으로부터의 신호 데이터를 수신하고, 그 수신한 신호 데이터의 복조 처리를 행한다.

CPU(10)는, 이 GPS 위성으로부터의 신호 데이터에 기초하여 소정의 측위 연산을 행함으로써, 현재 위치를 나타내는 위치 데이터를 산출할 수 있다.

이들 GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)의 측위 연산 기능에 의해, 제1 측위 수단이 구성된다.

3축 지자기 센서(15)는, 예를 들면, 자기(磁氣) 저항 소자를 사용한 센서이며, 지자기의 방향을 3차원적으로 검출하는 센서이다.

3축 가속도 센서(16)는 3축 방향의 가속도를 각각 검출하는 센서이다.

자율 항법 제어 처리부(20)는, CPU(10)를 보조하는 연산 장치이다.

그리고, 자율 항법 제어 처리부(20)는, 소정의 샘플링 주기로 3축 지자기 센서(15)와 3축 가속도 센서(16)로부터 검출된 계측 데이터를, CPU(10)를 통하여 입력해 간다.

그리고, 자율 항법 제어 처리부(20)는, 이들 계측 데이터로부터 측위 장치(1)의 이동 방향과 이동량을 산출해 간다.

또한, 자율 항법 제어 처리부(20)는, CPU(10)로부터 공급되는 절대 위치 데이터에, 산출된 상기 이동 방향 및 이동량으로 이루어지는 상대 위치 데이터를 가산함으로써, 자율 항법의 측위 결과인 위치 데이터를 산출하여 CPU(10)에 보낸다.

이들 3축 지자기 센서(15), 3축 가속도 센서(16), 및 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해, 제2 측위 수단이 구성된다.

본 실시예의 측위 장치의 자율 항법용 센서[3축 지자기 센서(15), 3축 가속도 센서(16)]와 자율 항법 제어 처리부(20)는, 보행체에 대한 자율 항법에 의한 측위를 가능하게 하는 것이다.

구체적으로는, 자율 항법 제어 처리부(20)는, 3축 가속도 센서(16)의 출력에 나타나는 수직 방향의 큰 진동으로부터 보수(步數)를 계수하고, 사전에 설정되어 있는 보폭 데이터와 승산(乘算)함으로써 이동량을 계측한다.

또한, 자율 항법 제어 처리부(20)는, 3축 가속도 센서(16)의 출력에 나타나는 보행체의 전후 방향의 큰 가속도 변화와 좌우 방향의 작은 가속도 변화를 해석한다.

그리고, 자율 항법 제어 처리부(20)는, 그 해석한 결과로부터 보행체가 3축 가속도 센서(16)의 어느 쪽 방향으로 보행에 의해 이동하고 있는지를 계측한다.

또한, 3축 지자기 센서(15)에 의한 지자기의 검출과, 3축 가속도 센서(16)에 의한 중력 방향의 검출로부터, 먼저 계측된 이동 방향의 방위를 구한다.

이와 같은 자율 항법에 의한 측위에는, 예를 들면, 보폭 데이터에 일정한 오차나, 3축 지자기 센서(15)의 출력에 일정한 오프셋 오차가 포함되어 있다.

따라서, 자율 항법에 의한 측위 결과에는, 이동량과 이동 방향에 대하여 일정한 비율의 오차가 각각 포함되게 된다.

자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, CPU(10)를 보조하는 연산 장치이다.

그리고, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해 취득되어 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 기억되는 이동 궤적 데이터를, 간헐적인 GPS 측위에 의해 취득되는 절대 위치 데이터에 기초하여, 보다 정확한 이동 궤적 데이터로 수정하는 보정 연산을 행하는 것이다.

또한, 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 기억된 이동 궤적 데이터가 절대 좌표에 대응되어 있지 않은 상대 좌표의 위치 데이터를 포함하는 경우에, 간헐적인 GPS 측위에 의해 취득되는 절대 위치 데이터에 기초하여, 상대 좌표의 이동 궤적 데이터를 절대 좌표에 각각 대응시키는 보정 연산도 행하도록 되어 있다.

이들 보정 연산의 상세한 설명은 후술한다.

이동 궤적 데이터 기억부(22)는, 예를 들면, 불휘발성 메모리 등에 의해 구성된다.

또한, 이동 궤적 데이터 기억부(22)에는, 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해 취득된 위치 데이터가 시계열로 등록되는 이동 궤적 데이터나, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)에 의해 보정된 이동 궤적 데이터가 기억되도록 되어 있다.

이동 궤적 데이터는, 예를 들면, 그 취득 순서를 나타내는 일련번호 데이터, 각 위치 데이터의 측위 시각의 데이터, 위치 데이터가 절대 좌표인가 상대 좌표인가를 나타내는 상대 좌표 플래그(flag), 위치 데이터가 보정되었는지의 여부를 나타내는 보정 플래그 등을 포함한 데이터로 되어 있다.

ROM(12)에는, 자율 항법에 의한 연속적인 측위와 GPS를 이용한 간헐적인 측위를 병용하여 이동 경로를 나타내는 이동 궤적 데이터를 취득해 가는 측위 제어 처리의 프로그램이 저장되어 있다.

또한, ROM(12)에는, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)에 의해 실행되는 이동 궤적 데이터 보정 처리의 프로그램이 저장되어 있다.

CPU(10)와 이 측위 제어 처리의 프로그램에 의해 주로 궤적 데이터 취득 수단이 구성된다.

또한, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)와 그 프로그램에 의해 주로 궤적 데이터 보정 수단이 구성된다.

또한, CPU(10) 및 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)에 의해 프로그램을 실행하는 컴퓨터가 구성된다.

상기 프로그램은, ROM(12)에 저장할 수도 있고, 예를 들면, 데이터 판독 장치를 통하여 CPU(10)가 판독 가능한, 예를 들면, 광디스크 등의 포터블형 기억 매체, 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리에 저장해 둘 수도 있다.

또한, 이와 같은 프로그램을, 캐리어 웨이브(반송파)를 매체로 하여 통신 회선을 통하여 측위 장치(1)에 다운로드되는 형태를 적용할 수도 있다.

[동작의 개요]

다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 측위 장치(1)에 의해 실행되는 측위 제어 처리에 대하여 설명한다.

여기서는, GPS 위성의 전파가 도달하지 않는 장소에서 측위 장치(1)를 작동시키고, 이 측위 장치(1)를 휴대한 사용자가 이동한 후에, GPS 전파가 도달하는 장소로 나온 경우의 측위 제어 처리에 대하여 설명한다.

도 2는, 전술한 바와 같은 경우의 측위 제어 처리의 흐름을 설명하는 도면이다.

도 2의 (a)?(d)에는 그 제1 단계로부터 제4 단계에서 취득된 이동 궤적 데이터의 궤적이 나타나 있다.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 측위 제어 처리가 개시되어 GPS에 의한 측위를 행할 수 없는 경우에는, 측위 장치(1)는, 개시 위치가 불명한 상태에서 자율 항법에 의한 상대 위치의 측위를 연속적으로 행하여, 상대 좌표에 의한 이동 궤적 데이터를 취득해 간다.

이 상대 좌표의 이동 궤적 데이터는, 예를 들면, 그 개시 위치 A0에 가상적인 절대 위치 데이터(예를 들면, 위도 90°, 경도 0° 등)를 부여하여, 자율 항법에 의한 측위로 계측된 상대 위치 데이터를 개시 위치 A0의 위치 데이터에 적산하여 얻어지는 것이다.

이 상대 좌표의 이동 궤적 데이터를 시계열로 연결한 것이, 도 2의 (a)의 궤적 La0이다.

다음으로, 측위 장치(1)가 GPS 위성의 전파가 도달하는 장소로 나왔을 경우, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 그 직후, 또는 소정의 간헐 시간이 경과한 후의 지점 B1에 있어서, GPS에 의한 측위가 실행되어 절대 위치 데이터가 취득된다.

GPS 위성의 전파가 도달하는 장소로 나온 후에도, 자율 항법에 의한 측위는 계속적으로 실행된다.

GPS에 의한 측위로 지점 B1의 절대 위치 데이터가 취득되면, 그보다 전에 취득된 상대 좌표의 이동 궤적 데이터(궤적 La0)를, 예를 들면, 종단측(終端側)으로부터 시단측으로 거슬러 올라가도록 절대 위치에 대응시켜 감으로써, 측위 장치(1)는 절대 좌표로 나타내어진 이동 궤적 데이터(궤적 La1)를 산출한다.

상세하게는, 측위 장치(1)는, 상대 좌표의 이동 궤적 데이터(궤적 La0)의 종단 B0의 위치 데이터와, GPS 측위로 취득한 동일 지점 B1의 절대 위치 데이터와의 차이를 산출하고, 이 차이를 상대 좌표의 이동 궤적 데이터(궤적 La0)에 각각 가산함으로써, 절대 좌표로 나타내어진 이동 궤적 데이터(궤적 La1)를 취득한다.

그리고, 이 상대 좌표로부터 절대 좌표로의 변환 처리는, 지점 B1의 절대 위치 데이터가 취득된 타이밍에 행할 수도 있지만, 그 이외의 타이밍에 행하도록 해도 된다.

본 실시예의 측위 장치(1)에서는, 도 2의 (c)의 GPS에 의한 측위에 의해 간헐적으로 2개의 지점 B1, C2의 절대 위치 데이터가 취득된 시점에서 상기 변환 처리가 행해지도록 되어 있다.

절대 위치 데이터가 취득된 지점 B1 후의 자율 항법에 의한 측위에서는, 이 지점 B1의 절대 위치 데이터에 계측된 상대 위치 데이터를 적산해 감으로써, 절대 좌표로 나타내어진 이동 궤적 데이터가 산출된다.

이 이동 궤적 데이터를 시계열로 연결한 것이, 도 2의 (b)의 궤적 Lb1이다.

다음으로, 측위 장치(1)는, 간헐적인 GPS의 수신 타이밍[도 2의 (b)에서는 지점 C1에 도래한 타이밍]이 되면 GPS에 의한 측위를 행한다.

이 시점에서 자율 항법에 의한 측위로 얻어진 상대 위치 데이터가 지점 C1에 대응하고, GPS에 의한 측위에 의해 얻어진 위치 데이터가 지점 C2에 대응한다.

자율 항법에 의한 측위에서는, 이동에 따라 오차가 누적되어 가므로, 양자의 위치 데이터는 일치하지 않고 차이가 생긴다.

본 실시예의 측위 장치(1)에서는, 간헐적으로 GPS에 의해 정확한 측위가 행해진 경우에, 이 지점 C2의 정확한 절대 위치 데이터를 사용하여, 먼저 취득되어 있는 이동 궤적 데이터(궤적 Lb1, La1)의 보정 처리가 행해진다.

먼저, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 이 측위 장치(1)는, 복수회의 GPS에 의한 측위를 행한 지점 사이의 이동 궤적 데이터(궤적 La1)의 보정 처리를 행한다.

이 보정 처리는, 보정 전의 이동 궤적 데이터(궤적 Lb1)의 시점과 종점을, GPS에 의한 측위에 의해 얻어진 복수 지점 B1, C1의 위치 데이터에 합치(合致)시킨다.

상세하게는, 보정 처리는, 이동 궤적 데이터에 대응하는 궤적 Lb1을 일양적으로(uniformly) 신축 및 회전시키는 상사(相似) 변형 처리를 행하고, 이 상사 변형 처리 후의 궤적 Lb2에 대응하는 연속적인 절대 위치 데이터를 보정 후의 이동 궤적 데이터로 하는 것이다.

도 3에는, 상사 변형 처리의 신축율과 회전 각도를 설명하는 도면을 나타낸다.

실제 보정 처리에서는, 측위 장치(1)는, 다음과 같은 보정 연산에 의해 변형 처리를 행한다.

즉, 측위 장치(1)는, 먼저, 도 3의 지점 B1, C1, C2의 위치 데이터로부터, 선분 B1-C1과 선분 B1-C2와의 신축율, 회전 각도 θ(=ΔC1, B1, C2)를 산출한다.

그리고, 측위 장치(1)는, 보정 처리 전의 이동 궤적 데이터(궤적 Lb1)의 각 위치 데이터에 대하여, 지점 B1으로부터의 거리를 상기 신축율로 신축시키고, 또한 지점 B1을 중심으로 각도 θ만큼 회전시킨 지점의 위치 데이터로 변환하는 보정 연산을 행한다.

이와 같은 보정 처리에 의해, 측위 장치(1)는, 예를 들면, 자율 항법에 의한 측위로 이동량의 계측이나 이동 방향의 계측에 각각 일률적으로 오차가 포함되어 있는 경우에, 이 오차를 적절하게 제거할 수 있다.

이어서, 이 측위 장치(1)는, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, GPS에 의한 측위 전에 취득된 이동 궤적 데이터(궤적 La1)의 보정 처리를 행한다.

이 보정 처리는, 보정 전의 이동 궤적 데이터에 대응하는 궤적 La1을, 앞의 보정 처리에서 사용한 상사 변형의 신축율 및 각도 θ를 사용하여, 그 종단 지점 B1을 중심으로 일양적으로 신축 및 회전시키는 상사 변형 처리를 행한다.

그리고, 보정 처리는, 이 상사 변형 처리 후의 궤적 La2에 대응하는 연속적인 절대 위치 데이터를 보정 후의 이동 궤적 데이터로 하는 것이다.

이 보정 처리에서는, 앞의 보정 처리에서 사용한 상사 변형의 신축율 및 각도 θ를 사용하고 있으므로, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 보정 전의 이동 궤적 데이터(궤적 La1)의 시단 A1과, 보정 후의 이동 궤적 데이터(궤적 La2)의 시단 A2는, 다음과 같은 관계로 된다.

즉, 선분 B1-A1과 선분 B1-A2의 신축율과, 선분 B1-C1과 선분 B1-C2의 신축율이 일치한다.

또한, 회전 각도 ΔA1, B1, A2와 회전 각도 ΔC1, B1, C2가 일치한다.

이와 같은 GPS에 의한 측위 전에 취득된 이동 궤적 데이터(궤적 La1)에 대한 보정 처리가 행해진다.

또한, 자율 항법에 의한 측위로 이동량이나 이동 방향의 계측 결과에 각각 일률적으로 오차가 포함되어 있는 경우에, 이 오차는 GPS에 의한 측위 전과 측위 후에 동일한 것으로 추정할 수 있으므로, 이 오차를 적절하게 제거할 수 있다.

그 후, 측위 장치(1)를 휴대한 사용자가 이동을 계속한 경우에는, 측위 장치(1)에 있어서, 지점 B1으로부터의 이동의 경우와 동일한 처리가 반복적으로 실행된다.

즉, 간헐적인 GPS에 의한 측위로 얻어진 절대 위치 데이터를 기준으로 하여 자율 항법에 의한 측위가 연속적으로 행해져 이동 궤적 데이터가 취득된다.

그리고, 측위 장치(1)는, 다음의 간헐적인 시간이 경과하면, 다시 GPS에 의한 측위를 행하여, 이 동안의 이동 궤적 데이터를 보정한다.

이와 같은 처리를 반복적으로 실행하여, 이동 경로를 따른 정확한 이동 궤적 데이터가 기록되어 간다.

[제어 수순]

다음으로, 전술한 동작을 실현하는 측위 제어 처리의 제어 수순에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4에는, CPU(10)에 의해 실행되는 측위 제어 처리의 흐름도를 나타낸다.

도 4의 흐름도에 있어서, 단계 S1에서는, GPS에 의한 측위를 간헐적으로 행하는 타이밍의 판별이 행해진다.

단계 S2?S4에서는, 자율 항법에 의한 측위를 개시할 때 개시 위치의 절대 위치가 불분명한 경우에, CPU(10)는, 가(假)개시 위치의 위치 데이터를 설정한다.

그리고, 이어서, 실행되는 자율 항법에 의한 측위로 얻어지는 상대 위치 데이터가 상대 좌표에 의한 것을 나타내기 위하여, 상대 좌표의 사용을 나타내는 플래그 변수 "Fs"에 값 "1"을 셋팅하는 처리가 행해진다.

단계 S5?S8에서는, 1회분의 자율 항법에 의한 측위 처리가 행해진다.

즉, CPU(10)는, 3축 지자기 센서(15)와 3축 가속도 센서(16)의 계측 데이터를 샘플링한다(단계 S5, S6).

그리고, CPU(10)는, 이들 샘플링 데이터를 자율 항법 제어 처리부(20)에 보내 상대 변위 및 현재 위치의 산출을 행하게 한다(단계 S7).

그리고, CPU(10)는, 자율 항법 제어 처리부(20)로부터 산출 결과의 위치 데이터를 받아, 이 위치 데이터에, 일련번호 데이터, 시각 데이터, 보정 플래그, 상대 좌표 플래그를 부가하여 1지점 분의 이동 궤적 데이터로 하고, 이것을 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 기입한다(단계 S8).

여기서 기입되는 이동 궤적 데이터는, 보정되지 않은 것이므로 보정 플래그는 "1"로 하고, 상대 좌표 플래그는 변수 Fs의 값으로 한다.

즉, GPS에 의한 측위를 행하는 간헐적인 타이밍이 아니면, 단계 S1, S5?S8의 루프 처리가 반복됨으로써, 자율 항법에 의한 측위가 연속적으로 실행된다.

그리고, 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 이동 궤적 데이터가 축적되어 간다.

또한, 측위 제어 처리의 개시 시에, GPS에 의한 측위를 행하지 못하여 개시 위치가 불분명한 경우에는, 단계 S3에서 가개시 지점이 설정된다.

그리고, 자율 항법에 의한 측위가 연속적으로 실행되어, 상대 좌표로 위치 데이터가 나타내어진 이동 궤적 데이터가 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 기억되어 가도록 되어 있다.

단계 S9?S17에서는, GPS에 의한 측위와 이에 따른 처리가 실행된다.

즉, CPU(10)는, GPS 수신부(14)를 작동시켜 수신 처리를 행하게 한다(단계 S9).

다음으로, CPU(10)는, GPS 위성으로부터의 송신 전파의 유무를 판별한다(단계 S10).

그리고, CPU(10)는, 송신 전파가 없는 것으로 판별하면, GPS에 의한 측위를 중단하여 단계 S5로부터의 자율 항법에 의한 측위 처리로 이행한다.

한편, CPU(10)는, 송신 전파가 있는 것으로 판별하면, 수신 신호에 기초하여, GPS에 의한 측위 연산을 행하여 절대 위치 데이터를 산출한다(단계 S11).

이어서, CPU(10)는, 수신 신호로부터 GPS 측위의 정밀도 정보를 취득하여, 이 정밀도가 소정값 이상인지를 판별한다(단계 S12).

여기서, 정밀도 정보로서는, 예를 들면, DOP(Dilution of Precision)값, 또는 GST(GNSS Pseudorange Error Statistics)를 적용할 수 있다.

이 판별의 결과, CPU(10)는, 정밀도가 소정값 이상이 아니면, GPS에 의한 측위 결과는 파기하여, 단계 S5부터의 자율 항법에 의한 측위 처리로 이행한다.

한편, CPU(10)는, 소정값 이상의 정밀도가 있으면, 측위 결과의 절대 위치 데이터를, 예를 들면, RAM(11)이나 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 기억시킨다(단계 S13).

CPU(10)는, 이후의 자율 항법에 의한 측위에 의해 절대 좌표로 위치 데이터가 구해지게 되므로, 상대 좌표의 사용을 나타내는 변수 "Fs"에 값 "0"을 대입한다(단계 S14).

이어서, CPU(10)는, 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 보정 전의 이동 궤적 데이터(즉, 보정 플래그가 "1"인 데이터)가 있는지의 여부를 판별한다(단계 S15).

CPU(10)는, 보정 전의 이동 궤적 데이터가 있으면, 전회의 GPS에 의한 측위의 절대 위치 데이터가 이미 취득된 상태인지의 여부를 판별한다(단계 S16).

이는, 보정 처리에는, 복수 지점의 절대 위치 데이터가 필요하기 때문이다.

그리고, CPU(10)는, 전회의 절대 위치 데이터도 이미 취득된 상태이면, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)에 커맨드를 보내어 보정 처리를 실행시킨다(단계 S17).

그리고, CPU(10)는, 보정 처리를 실행시키면, 처리를 단계 S1로 되돌린다.

한편, 단계 S15, S16 중 어느 하나의 판별 처리의 결과가 "No"라면 보정 처리는 실행하지 않고, CPU(10)는, 단계 S5부터의 자율 항법에 의한 측위 처리로 이행한다.

이와 같은 단계 S9?S17의 처리에 의해, 간헐적으로 GPS에 의한 측위가 실행된다.

그리고, 정밀도가 높은 절대 위치 데이터가 얻어진 경우에, 이 절대 위치 데이터가 기준 지점의 절대 위치 데이터로 되어 자율 항법에 의한 측위가 행해지도록 되어 있다.

또한, 복수 지점의 정밀도가 높은 절대 위치 데이터가 얻어지면, 이동 궤적 데이터의 보정 처리가 실행되도록 되어 있다.

도 5에는, 도 4의 단계 S17에서 실행되는 이동 궤적 데이터 보정 처리의 상세한 흐름도를 나타낸다.

이동 궤적 데이터의 보정 처리가 개시되면, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 먼저, 이동 궤적 데이터 기억부(22)로부터, 전회의 GPS 측위의 절대 위치 데이터의 취득 시점으로부터 금회 GPS 측위의 절대 위치 데이터의 취득 시점까지의 이동 궤적 데이터를 추출한다(단계 S21).

도 2의 예를 참조하면, 도 2의 (b)의 지점 B1의 절대 위치 데이터가 전회에 GPS 측위된 것이고, 지점 C2의 절대 위치 데이터가 금회에 GPS 측위된 것이며, 여기서는 궤적 Lb1의 이동 궤적 데이터가 추출된다.

다음으로, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 추출한 이동 궤적 데이터에 대응하는 궤적을 GPS 측위의 절대 위치 데이터에 맞추어서 상사 변형시켜 보정하는 처리를 행한다(단계 S22: 제1 보정 수단).

도 2의 예에서는, 이동 궤적 데이터 보정 처리(21)는, 도 2의 (c)의 보정 전의 궤적 Lb1을 보정 후의 궤적 Lb2로 수정하는 처리에 상당한다.

또한, 이동 궤적 데이터 보정 처리(21)는, 여기서, 상사 변형의 신축율과 회전 각도를 RAM(11) 등에 일시적으로 기억시켜 둔다(단계 S23).

그리고, 이동 궤적 데이터 보정 처리(21)는, 수정 후의 각 지점의 이동 궤적 데이터를 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 덧쓰기하여 보존시킨다(단계 S24).

이 때, 위치 데이터는 이미 보정되어 있으므로 보정 플래그의 값은 "0"으로 한다.

다음으로, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 이동 궤적 데이터 기억부(22)에, 상대 좌표로 나타내어진 가이동 궤적 데이터, 즉 상대 좌표 플래그의 값이 "1"인 데이터가 있는지를 확인한다(단계 S25).

그 결과, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 이들 데이터가 없으면, 그대로 이동 궤적 데이터 보정 처리를 종료한다.

한편, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 이들 데이터가 있으면, 이 상대 좌표로 나타내어진 가이동 궤적 데이터를 절대 위치에 대응시키는 처리와, 궤적을 상사 변형시키는 보정 처리(제2 보정 수단)를 행한다(단계 S26).

절대 위치에 대응시키는 처리는, 도 2의 (a)→(b)의 궤적 La0로부터 궤적 La1으로 변환하는 처리이다.

또한, 상사 변형의 보정 처리는, 도 2의 (d)의 궤적 La1을 궤적 La2로 변환하는 처리이다.

이 상사 변형의 보정 처리는, 단계 S23에서 일시적으로 기억시켜 둔 신축율과 회전 각도를 사용하여 실행한다.

그리고, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 가이동 궤적 데이터에 대해서도 보정 처리를 행한 후, 수정 후의 각 지점의 이동 궤적 데이터를 이동 궤적 데이터 기억부(22)에 덧쓰기하여 보존시킨다(단계 S27).

이 때, 위치 데이터는 보정된이 되어 있으므로 보정 플래그의 값은 "0"으로 한다.

또한, 위치 데이터는 절대 좌표값이 이미 변환되어 있으므로, 상대 좌표 플래그의 값은 "0"로 한다.

이동 궤적 데이터를 덧쓰기하여 보존시키면, 이 이동 궤적 데이터 보정 처리를 종료한다.

이와 같은 이동 궤적 데이터 보정 처리에 의해, 도 2의 (a)?(d)를 참조하여 앞서 설명한 보정 처리가 실현된다.

[변형예]

도 6에는, 이동 궤적 데이터의 보정 처리의 변형예의 설명도를 나타낸다.

도 6의 (a)는 보정 전의 이동 궤적 데이터의 궤적을 나타낸 도면이다.

도 6의 (b)는 GPS에 의한 측위에 의해 취득된 절대 위치 데이터의 궤적을 나타낸 도면이다.

도 6의 (c)는 보정 후의 이동 궤적 데이터의 궤적을 나타낸 도면이다.

도 6의 (d)는 도 6의 (c)의 일부분을 확대한 도면이다.

이 보정 처리는, GPS에 의한 측위에 의해 2지점보다 많은 복수 지점(타이밍 T6?T10의 이동 지점)의 절대 위치 데이터가 취득된 상황에서, 이 복수 지점 사이의 이동 궤적 데이터의 보정과 이 복수 지점 이전에 절대 위치를 취득할 수 없는 상태에서 취득된 이동 궤적 데이터의 보정을 행하는 것이다.

도 6의 (a)에 있어서, 점선의 궤적 Lc1은 절대 위치가 불분명한 상태에서 자율 항법에 의한 측위로 취득된 이동 궤적 데이터의 궤적이다.

또한, 실선의 궤적 Ld1은 절대 위치 데이터를 취득한 후에 자율 항법에 의한 측위로 취득된 이동 궤적 데이터의 궤적이다. 또한, 도 6의 (b), (c)에 있어서, 원(圓) 기호(의 중심점)가 GPS에 의한 측위에 의해 취득된 절대 위치이다.

도 6의 부호 T0?T10은 측위가 실행된 각각의 타이밍을 나타내고 있다.

도 6의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 측위 장치(1)로 자율 항법에 의해 연속적으로 측위가 행해지는 한편, 타이밍 T6?T10의 각 이동 지점에서 GPS 측위에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 경우, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 먼저, 다음과 같이 하여 복수 지점 사이의 이동 궤적 데이터(궤적 Ld1)의 보정을 행한다.

즉, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 도 6의 (c)의 보정 후의 궤적 Ld2에 나타낸 바와 같이, 궤적 Ld1의 종단을 GPS의 절대 위치 데이터에 대응하는 지점에 고정시킨다.

그리고, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 궤적 Ld1의 타이밍 T6?T9의 각 위치 데이터가 GPS에 의해 측위된 절대 위치 데이터에 근접하도록, 궤적 Ld1을 일양적으로 신축 및 회전시키는 상사 변형 처리를 행한다.

이 상사 변형 처리에 있어서, 보정 후의 궤적 Ld2의 타이밍 T6?T9의 위치 데이터[도 6의 (c)의 사각 기호의 중심점에 상당]와, GPS 측위의 타이밍 T6?T9의 절대 위치 데이터[도 6의 (c)의 원 기호의 중심점에 상당]는, 모두가 합치되는 것은 아니다.

이에, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 도 6의 (d)에 그 일부의 확대도를 나타낸 바와 같이, 이들 위치 데이터와 절대 위치 데이터와의 차이 벡터 V6?V9가 종합적으로 작아지는 신축율 및 회전 각도를 산출한다.

구체적으로는, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 차이 벡터 V6?V9의 제곱 총계의 평균[즉, 타이밍 T6?T9의 위치 데이터와 절대 위치 데이터와의 평균 제곱 오차(mean squared error)에 상당]를 최소로 하는 신축율 및 회전 각도를 산출한다.

그리고, 이 신축율과 회전 각도의 연산 부하를 경감시키기 위하여, 예를 들면, 신축율에 대해서는, 궤적 Ld2의 양단(兩端)을 타이밍 T6, T10의 절대 위치 데이터에 합치시키는 등의 별도의 조건에서 구하고, 회전 각도만 상기 차이 벡터 V6?V9의 제곱 총계를 최소로 하는 조건에서 구하도록 해도 된다.

또한, 이와는 반대로, 예를 들면, 회전 각도에 대해서는, 궤적 Ld2의 양단을 타이밍 T6, T10의 절대 위치 데이터에 합치시키는 등의 다른 조건에서 구하고, 신축율만 상기 차이 벡터 V6?V9의 제곱 총계를 최소로 하는 조건에서 구하도록 해도 된다.

그리고, 전술한 바와 같이 산출된 신축율 및 회전 각도로 상사 변형된 궤적 Ld2의 각 위치 데이터가 보정 후의 위치 데이터로 되도록, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 복수 지점 사이의 이동 궤적 데이터(궤적 Ld1)의 보정 연산을 행한다.

이어서, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 절대 위치가 불분명한 상태에서 취득된 이동 궤적 데이터(궤적 Lc1)에 대한 보정 처리를 행한다.

이 이동 궤적 데이터에 대해서는, 처음에 타이밍 T6의 절대 위치 데이터에 기초하여, 거슬러 올라가도록 상대 좌표로부터 절대 좌표로의 변환을 행하여 절대 좌표로 나타내어진 이동 궤적 데이터로 해 둔다.

그리고, 자율 항법 데이터 보정 처리부(21)는, 앞의 궤적 Ld1에 대하여 행한 상사 변형과 동일한 신축율 및 회전 각도를 사용한 상사 변형 처리를 행한 경우에, 이 상사 변형 처리 후의 궤적 Lc2의 각 위치 데이터가 보정 후의 위치 데이터로 되도록, 이동 궤적 데이터(궤적 Lc1)의 보정 연산을 행한다.

여기서, 상사 변형의 회전 중심은, 앞의 궤적 Ld1에 대하여 행한 상사 변형과 동일하게 타이밍 T10의 지점으로 한다.

이와 같은 보정 처리에 의해, 2지점보다 많은 복수 지점의 절대 위치 데이터가 GPS에 의한 측위에 의해 구해져 있는 경우에, 자율 항법에 의한 측위로 얻어진 복수 지점 사이의 이동 궤적 데이터, 및 그 이전에 절대 위치가 불분명한 상태에서 취득된 이동 궤적 데이터를 적절하게 보정할 수 있다.

그리고, 이 변형예의 보정 처리는, 예를 들면, GPS에 의한 측위에 의해 소정의 임계값보다 정밀도가 높은 절대 위치 데이터가 얻어지기 전에, 그 소정의 임계값보다 정밀도가 낮은 절대 위치 데이터가 복수 지점에서 산출된 경우에, 이들 소정의 임계값보다 정밀도가 낮은 절대 위치 데이터를 복수개 이용하여 이동 궤적 데이터를 적절하게 보정하는 것에 적용할 수 있다.

또한, 전술한 보정 처리에 있어서, 정밀도가 높은 절대 위치 데이터가, 예를 들면, 도 6의 타이밍 T8에서 취득되어 있는 경우에는, 궤적 Ld1, Lc1의 상사 변형을 타이밍 T8의 절대 위치를 회전 중심으로 하여 행하도록 해도 된다.

이상과 같이, 본 실시예의 측위 장치(1) 및 그 측위 방법에 의하면, 절대 위치가 불분명한 상태에서 자율 항법에 의한 측위로 취득되고 있는 이동 궤적 데이터에 대하여, 그 후에 복수 지점에서 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 상대 좌표로부터 절대 좌표로 변환이 행해지고, 또한 이 이동 궤적 데이터에 대하여 복수 지점의 절대 위치 데이터를 이용한 보정 처리가 행해지도록 되어 있다.

따라서, 측위 장치(1)는, 절대 위치가 불분명한 상태에서 자율 항법에 의한 측위가 연속적으로 행해진 이동 경로에 대해서도, 정확한 이동 궤적 데이터를 기록해 갈 수 있다.

또한, 본 실시예의 측위 장치(1) 및 그 측위 방법에 의하면, 먼저, 절대 위치 데이터가 취득된 복수 지점 사이의 이동 궤적 데이터에 대하여, 그 궤적을 절대 위치 데이터에 맞도록 상사 변형시킨다.

그리고, 측위 장치(1)는, 이 상사 변형 후의 궤적이 보정 후의 데이터로 되도록 보정 처리를 행하고, 이어서, 절대 위치가 불분명한 상태에서 취득된 이동 궤적 데이터에 대해서도, 상기 상사 변형과 동일한 신축율 및 회전 각도로, 궤적을 상사 변형시켜, 이 상사 변형 후의 궤적이 보정 후의 이동 궤적 데이터로 되도록 보정 처리를 행한다.

따라서, 측위 장치(1)는, 자율 항법에 의한 측위에 일률적으로 오차가 생긴 경우에, 개시 위치가 불분명한 상태에서 취득된 이동 궤적 데이터에 대해서도, 이 오차를 적절하게 제거하여 정확한 이동 궤적 데이터를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예의 측위 장치(1) 및 그 측위 방법에 의하면, 이동 궤적 데이터를 보정할 때, 2지점보다 많은 복수 지점의 절대 위치 데이터가 GPS에 의한 측위에 의해 취득되어 있는 경우에, 이동 궤적 데이터의 대응하는 지점의 데이터가 절대 위치 데이터에 근접하도록, 구체적으로는, 이들 평균 제곱 오차가 최소로 되도록, 상사 변형의 신축율과 회전 각도 중 어느 하나 또는 양쪽이 구해지도록 되어 있다.

따라서, 전술한 바와 같은 경우에도, 적절하게, 이동 궤적 데이터를 정확한 값으로 보정할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은, 상기 실시예로 한정되지 않고, 다양한 변경이 가능하다.

본 발명은, 예를 들면, 상기 실시예에서는, 절대 위치가 불분명한 상태에서 자율 항법에 의한 측위를 행한 경우에, 가개시 지점의 위치 데이터를 설정하여, 상대 좌표에 의해 이동 궤적 데이터를 작성한 예를 나타냈으나, 상대 좌표를 사용하지 않고, 자율 항법에 의한 측위로 계측된 연속적인 상대 위치 데이터를 기록해 두도록 해도 된다.

그리고, 다음으로, GPS에 의한 측위에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 거슬러 올라가서 이 연속적인 상대 위치 데이터를 절대 위치에 대응시켜 절대 좌표로 나타내어진 연속적인 위치 데이터로 변환할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에서는, 이동 궤적 데이터의 보정 처리로서, 이동 궤적 데이터에 대응하는 궤적을, GPS에 의한 측위 결과의 절대 위치 데이터에 맞도록, 일양적으로 신축 및 회전시키는 보정 내용을 채용한 예를 나타냈으나, 보정 처리의 내용은 다양한 것을 적용할 수 있다.

본 발명은, 예를 들면, 이동 거리에 따라 진행 방향을 기준으로 일정한 오차가 적산되어 가는 경우에는, 금회 GPS에 의한 측위 지점에서 계측된 오차를, 전회의 GPS에 의한 측위 지점으로부터의 이동 경로를 따른 이동 거리로 제산(除算)하여 단위 이동 거리당의 오차를 보정 파라미터로서 구하고, 이 오차가 전회의 GPS에 의한 측위 지점으로부터의 이동 궤적 데이터에 이동 거리에 따라 부가되어 있는 것으로서 이 오차를 삭제하는 내용의 보정 처리를 채용할 수도 있다.

이 경우, 절대 위치가 불분명한 상태에서 자율 항법에 의한 측위로 취득된 이동 궤적 데이터에 대해서도, 상기 보정 처리의 보정 파라미터를 사용하여 마찬가지로 보정 처리를 행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에서는, 제1 측위 수단의 측위로서, GPS에 의한 측위를 적용한 예를 나타냈으나, 다른 측위 위성을 이용한 측위를 마찬가지로 적용해도 된다.

또한, 본 발명은, 제2 측위 수단의 측위로서, 3축 지자기 센서와 3축 가속도 센서를 사용하여 보행체의 측위를 행하는 예를 나타냈으나, 예를 들면, 차륜의 회전 검출과 자이로 센서의 회전각의 검출에 의해 차량의 이동량과 이동 방향을 계측하여 측위를 행하는 방밥을 채용하는 등, 여러 가지로 변경할 수 있다.

그 외에도, 실시예에서 나타낸 세부 구성 및 세부 방법은, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절하게 변경할 수 있다.

Claims

측위(側位) 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 수단;
연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 수단;
상기 제1 측위 수단에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 수단에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 수단;
상기 제1 측위 수단에 의한 소정 시간 간격의 측위 타이밍을 복수개 포함하는 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 수단;
제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 수단; 및
상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 수단
을 포함하고,
상기 궤적 데이터 보정 수단은,
상기 제1 판단 수단에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 수단에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 수단; 및
상기 파라미터 생성 수단에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 수단
을 포함하는, 측위 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 판단 수단은,
상기 제1 측위 기간의 양단(兩端)의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 제2 판단 수단은,
상기 제2 측위 기간의 양단의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 궤적 데이터 보정 수단은,
상기 제1 판단 수단에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제1 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 절대 위치 데이터에 맞도록 일양적으로(uniformly) 신축 및 회전시키는 상사(相似) 변형 처리를 행하는 제1 보정 수단; 및
상기 제1 판단 수단에 의해 절대 위치 데이터가 취득되지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 수단에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을, 상기 제1 보정 수단에 의한 상기 상사 변형 처리를 행했을 때의 신축율 및 회전 각도를 보정 파라미터로서 생성하는 상기 파라미터 생성 수단과, 상기 파라미터 생성 수단에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 상기 파라미터 보정 수단을 포함하는 제2 보정 수단
을 포함하는, 측위 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 보정 수단은,
상기 제1 판단 수단에 의해 상기 제1 측위 기간의 양단을 포함하는 3개 이상의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 궤적 데이터와의 각각 의 차이가 작아지도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 측위 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 보정 수단은,
상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 데이터와의 평균 제곱 오차(mean squared error)가 최소로 되도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 측위 장치.
측위 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 단계;
연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 단계;
상기 제1 측위 단계에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 단계에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 단계;
상기 제1 측위 단계에 의한 소정 시간 간격으로 측위된 복수개의 절대 위치 데이터의 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 단계;
제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 단계; 및
상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 단계
를 포함하고,
상기 궤적 데이터 보정 단계는,
상기 제1 판단 단계에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 단계에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 단계; 및
상기 파라미터 생성 단계에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 단계
를 포함하는, 측위 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 판단 단계는,
상기 제1 측위 기간의 양단의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 제2 판단 단계는,
상기 제2 측위 기간의 양단의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 궤적 데이터 보정 단계는,
상기 제1 판단 단계에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제1 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 절대 위치 데이터에 맞도록 일양적으로 신축 및 회전시키는 상사 변형 처리를 행하는 제1 보정 단계; 및
상기 제1 판단 단계에 의해 절대 위치 데이터가 취득되 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 단계에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을, 상기 제1 보정 단계에 의한 상사 변형 처리를 행했을 때의 신축율 및 회전 각도를 보정 파라미터로서 생성하는 상기 파라미터 생성 단계와, 상기 파라미터 생성 단계에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 상기 파라미터 보정 단계를 포함하는 제2 보정 단계
를 포함하는, 측위 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 보정 단계는,
상기 제1 판단 단계에 의해 상기 제1 측위 기간의 양단을 포함하는 3개 이상의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 궤적 데이터와의 각각 의 차이가 작아지도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 측위 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 보정 단계는,
상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 데이터와의 평균 제곱 오차가 최소로 되도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 측위 방법.
측위 위성의 신호를 소정 시간 간격으로 수신하여 자신의 현재 위치를 측위하여, 절대 위치 데이터를 취득하는 제1 측위 수단과, 연속적으로 자신의 움직임과 진행 방위를 검출하고, 상대 위치 데이터를 취득하는 제2 측위 수단을 제어하는 컴퓨터에,
상기 제1 측위 수단에 의해 취득된 절대 위치 데이터와 상기 제2 측위 수단에 의해 취득된 상대 위치 데이터로부터 자신의 이동 궤적을 따른 일련의 궤적 데이터를 취득하는 궤적 데이터 취득 기능;
상기 제1 측위 수단에 의한 소정 시간 간격으로 측위된 복수개의 절대 위치 데이터의 측위 기간에 대응하는 상기 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정하는 궤적 데이터 보정 기능;
제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제1 판단 기능; 및
상기 제1 측위 기간 이외의 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하는 제2 판단 기능
을 실현시키고,
상기 궤적 데이터 보정 기능은, 상기 제1 판단 기능에 의해 상기 제1 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되고 있지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 기능에 의해 상기 제2 측위 기간에 있어서, 복수개의 절대 위치 데이터가 취득되어 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 복수개의 절대 위치 데이터에 기초하여 보정한 보정 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 기능과, 상기 파라미터 생성 기능에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 파라미터 보정 기능을 포함하는, 프로그램이 기억된 기억 매체.
제9항에 있어서,
상기 제1 판단 기능은,
상기 제1 측위 기간의 양단의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 제2 판단 기능은,
상기 제2 측위 기간의 양단의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득되었는지의 여부를 판단하고,
상기 궤적 데이터 보정 기능은,
상기 제1 판단 기능에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제1 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 상기 절대 위치 데이터에 맞도록 일양적으로 신축 및 회전시키는 상사 변형 처리를 행하는 제1 보정 기능; 및
상기 제1 판단 기능에 의해 절대 위치 데이터가 취득되지 않은 것으로 판단되고, 또한 상기 제2 판단 기능에 의해 절대 위치 데이터가 취득된 것으로 판단된 경우에, 상기 제2 측위 기간의 일련의 궤적 데이터의 일부분을, 상기 제1 보정 기능에 의한 상사 변형 처리를 행했을 때의 신축율 및 회전 각도를 보정 파라미터로서 생성하는 상기 파라미터 생성 기능과, 상기 파라미터 생성 기능에 의해 생성된 상기 보정 파라미터에 기초하여, 상기 제1 측위 기간에 있어서의 일련의 궤적 데이터의 일부분을 보정하는 상기 파라미터 보정 기능을 포함하는 제2 보정 기능
을 포함하는, 프로그램이 기억된 기억 매체.
제10항에 있어서,
상기 제1 보정 기능은,
상기 제1 판단 기능에 의해 상기 제1 측위 기간의 양단을 포함하는 3개 이상의 타이밍에서 절대 위치 데이터가 취득된 경우에, 상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 궤적 데이터와의 각각 의 차이가 작아지도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 프로그램이 기억된 기억 매체.
제11항에 있어서,
상기 제1 보정 기능은,
상기 3개 이상의 타이밍에서 취득된 절대 위치 데이터와, 상기 상사 변형 처리 후의 일련의 데이터와의 평균 제곱 오차가 최소로 되도록, 상기 상사 변형 처리의 신축율 및 회전 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽을 결정하는, 프로그램이 기억된 기억 매체.