WO2014192271A1 - 気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置 - Google Patents
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- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/62—Devices characterised by the determination or the variation of atmospheric pressure with height to measure the vertical components of speed
Definitions
- the present invention relates to an apparatus for identifying a change in a vertical direction using a barometric pressure measurement value.
- a technique for measuring altitude or altitude (vertical height from 0 m above sea level) with a barometric altimeter is known.
- This measurement technique may be used on the ground, for example, for measuring the current altitude at the time of mountain climbing, or may be used in the sky far from the ground in the atmosphere, for example, for altitude measurement of an aircraft.
- This barometric altimeter is measured based on the following principle. That is, the air existing in a certain part on the earth receives a force corresponding to the weight of the air in the upper part from the vertical upper side (the upper part) of the air by the attractive force (gravity) of the earth.
- the amount of air or the air density is always larger (larger) on the ground side than on the sky side, and as a result, the air pressure, that is, the atmospheric pressure, is always higher on the ground side than on the sky side.
- air is assumed to be an ideal gas, it is well known as a theory of fluid dynamics that the pressure decreases exponentially as it goes up (as the altitude increases).
- an absolute pressure sensor is often used for measuring the atmospheric pressure in the barometric altimeter.
- This absolute pressure sensor is a sensor capable of measuring the atmospheric pressure in the atmosphere against a vacuum (0 atmosphere or 0 hectopascal).
- changes in atmospheric pressure are important indicators for predicting changes in weather based on changes in atmospheric pressure based on changes in weather, such as high and low pressures.
- An absolute pressure sensor measures the atmospheric pressure serving as an index, and the same sensor is used for an atmospheric pressure altimeter.
- the barometric altimeter has the following fundamental problems. That is, since the physical quantity to be measured is not the altitude itself but the atmospheric pressure, even if the atmospheric pressure changes due to factors other than the altitude, it is considered that the altitude has changed. Therefore, an error occurs between the actual altitude and the current altitude held by the barometric altimeter.
- the factors other than the altitude are specifically the above-described high and low pressures, changes in atmospheric pressure due to air flow (wind), or the boundary between two or more closed spaces. It may be a change in atmospheric pressure.
- the first countermeasure is that when the altitude is written on the mountain trail, the climber performs an operation of correcting the altitude of the altimeter at that point. That is, in this first countermeasure, the climber manually corrects the altitude.
- the second countermeasure is to know the altitude by the three-dimensional positioning of the GPS receiver and correct the altitude of the altimeter at that point.
- altitude correction may be executed automatically or manually.
- buildings called skyscrapers or skyscrapers have been built, and the situation where you want to know what floor you are in has become more frequent. Yes.
- a barometer barometric altimeter
- a method of accurately identifying whether the atmospheric pressure has changed due to a change in altitude or whether the atmospheric pressure has changed due to a factor other than altitude is desired.
- the following techniques are known as techniques for distinguishing whether the change in atmospheric pressure is due to a change in altitude or vertical movement, or due to a change other than altitude such as air flow (wind). ing.
- the altitude and the amount of change in altitude are calculated based on the measurement value of the pressure sensor.
- a technique is disclosed in which a threshold value larger than the predetermined threshold value is set, and if the amount of change in altitude is larger than the large threshold value, it is determined that the movement is performed.
- Patent Document 2 discloses a technique for determining a movement mode such as stoppage of elevator movement based on the measurement results of acceleration and atmospheric pressure, and harmonizing the elevator movement stop point with layout data stored in advance.
- Patent Document 3 discloses a technique for detecting vertical movement using a motion sensor other than a pressure sensor and adjusting the altitude based on the detection result.
- the atmospheric pressure change rate is calculated from the measured value of the atmospheric pressure sensor, and the speed is compared with the average value based on the atmospheric pressure change rate stored in advance for each lifting state and the probability distribution obtained from the variance.
- a technique for selecting a lift state having the highest probability value is disclosed.
- Patent Document 3 there is no description of how to specifically detect vertical movement using a motion sensor.
- Patent Document 4 identifies an elevator or escalator or a rising / lowering state such as a staircase when a change in atmospheric pressure is detected. Calculated as the difference (as an absolute value). Therefore, it must be said that the technical level for identifying whether the change in the atmospheric pressure is due to the change in altitude or the movement in the vertical direction is equivalent to Patent Document 1.
- the elevator and escalator / steps can be identified as being lifted / lowered because the vertical speed of the elevator and the vertical speed of the escalator / step are generally greatly different.
- the vertical speed of the elevator is 4.0 m / s on average (except during acceleration and deceleration).
- the vertical velocities of the escalator and the stairs are almost the same, and the average is 0.25 m / s.
- the average when moving or stationary at the same altitude is naturally 0 m / s.
- the first problem is that the vertical speed of escalators and stairs is very slow.
- the 0.25 m / s which is the vertical speed of the escalator / stairs shown above, corresponds to about 0.03 hPa / s in terms of the temporal change rate of the atmospheric pressure.
- This value is a natural phenomenon that is easily caused by air flow or wind even if there is no change in altitude or movement in the vertical direction if it is an instantaneous time of about 1 to several seconds. Therefore, in order to identify whether or not the change in pressure is due to a change in altitude or vertical movement, a new technology is needed to distinguish between these (escalators and stairs, air flow and wind). It is.
- the second problem is that the vertical speed of elevators, escalators, and stairs varies greatly from building to building or from facility to facility.
- the average vertical speed of an elevator is 4.0 m / s, but the vertical speed of a medical facility (such as a hospital) or an elevator for conveying articles is considerably slower than that.
- the vertical speed of skyscrapers is very fast.
- every elevator is always 0 m / s on the stop floor, it approaches 0 m / s as much as it approaches the stop floor. In view of these, it must be said that it is very difficult to identify whether or not the change in atmospheric pressure is due to a change in altitude or a vertical movement using only the vertical velocity.
- the present invention focuses on accurately and automatically identifying whether or not the change in atmospheric pressure is due to a change in altitude accompanying the movement of the moving object, and only the vertical velocity is used. It is an object of the present invention to provide a device for discriminating a change in the vertical direction by using a barometric pressure measurement value, which can be realized by using a new identification method instead of using.
- One aspect of the present invention includes an atmospheric pressure measurement unit that measures atmospheric pressure, a speed calculation unit that calculates a vertical speed of the atmospheric pressure measurement unit based on an atmospheric pressure measurement value measured by the atmospheric pressure measurement unit, and the speed calculation unit Based on the vertical direction speed obtained by the above, the continuous movement distance calculation unit that calculates the continuous movement distance in the vertical direction of the barometric pressure measurement unit, and the continuous movement calculated by the vertical direction speed and the continuous movement distance calculation unit
- a vertical movement determination unit that determines that the barometric measurement unit has moved in the vertical direction based on a distance, and a device that identifies a change in the vertical direction using a barometric pressure measurement value.
- a vertical speed determination unit configured to determine whether the vertical speed is greater than a preset speed threshold; the vertical movement determination unit is configured so that the vertical speed is determined by the vertical speed determination unit; When it is determined that the absolute value is larger than the threshold value and the continuous movement distance calculated by the continuous movement distance calculation unit is larger than the preset movement distance threshold value, the barometric pressure measurement unit is set in the vertical direction. If it is determined that the absolute value of the vertical speed is greater than the speed threshold, and the continuous moving distance is not greater than the moving distance threshold, the atmospheric pressure measurement unit It may be determined not to move in the vertical direction.
- the vertical movement determination unit is configured to determine that the vertical velocity is larger in absolute value than the velocity threshold value and the atmospheric pressure measurement unit when the continuous movement distance is not larger than the movement distance threshold value. May be determined not to move in the vertical direction.
- the vertical movement determination unit may determine whether or not the atmospheric pressure measurement unit has moved in the vertical direction based on the vertical speed and the continuous movement distance.
- a vertical speed determination unit configured to determine whether the vertical speed is greater than a preset speed threshold; the vertical movement determination unit is configured so that the vertical speed is determined by the vertical speed determination unit; When it is determined that the absolute value is larger than the threshold value and the continuous movement distance calculated by the continuous movement distance calculation unit is larger than the preset movement distance threshold value, the barometric pressure measurement unit is set in the vertical direction. If it is determined that the absolute value of the vertical speed is greater than the speed threshold, and the continuous moving distance is not greater than the moving distance threshold, the atmospheric pressure measurement unit You may come to judge that it is not moving to the perpendicular direction.
- the continuous movement distance calculation unit integrates the amount of movement of the atmospheric pressure measurement unit per unit time based on the vertical speed while the vertical speed is larger than the speed threshold.
- the travel distance may be calculated, and the continuous travel distance may be reset to zero while the vertical speed is not greater than the speed threshold.
- An altitude calculation unit that performs an altitude calculation based on the atmospheric pressure measurement value; and a storage unit that stores a reference altitude at a predetermined altitude or a floor used when the altitude calculation unit performs the altitude calculation.
- the reference atmospheric pressure stored by the storage unit may be corrected based on the atmospheric pressure measurement value while it is determined that the measurement unit is not moving in the vertical direction.
- the moving equipment used for moving the atmospheric pressure measurement unit includes an elevator, an escalator, It may be configured to identify the stairs.
- An accelerometer that measures acceleration in the vertical direction; while the moving equipment used to move the barometric pressure measurement unit is identified as an escalator or a stair by the vertical movement determination unit, the vertical velocity and the accelerometer Based on the measured acceleration, the user holding the barometric pressure measuring unit is walking on the moving escalator, standing still on the moving escalator, or climbing the stairs It is possible to identify whether or not the state is.
- the absolute value of the vertical speed calculated by the speed calculator is a predetermined value corresponding to the vertical speed generated when walking on the escalator or moving up and down stairs.
- a stair movement identification unit that subtracts the absolute value of the vertical velocity during walking, and the stair movement identification unit presets a subtraction result obtained by subtracting the absolute value of the vertical velocity during walking from the absolute value of the vertical direction velocity.
- a floor map display unit that displays a floor map of a floor on which the user exists, and the floor map display unit is identified as moving by the user using the elevator, escalator, and stairs.
- the current position of the user may be adjusted to the position of the facility on the floor map, or the moving direction of the user may be adjusted to the position of the moving facility.
- an atmospheric pressure sensor that outputs an atmospheric pressure signal, a vertical velocity signal output unit that inputs the atmospheric pressure signal and outputs a first signal indicating a vertical velocity of the atmospheric pressure sensor, and the first 1, a vertical movement distance signal output unit that outputs a second signal indicating a vertical movement distance of the atmospheric pressure sensor, the first signal and the second signal, and the atmospheric pressure sensor. And a vertical movement signal output unit that outputs a third signal indicating that the movement has been made in the vertical direction.
- the third signal may indicate that the moving equipment used for moving the barometric sensor is an escalator or a staircase.
- the vertical movement signal output unit may further output a fourth signal indicating that the moving equipment is an elevator.
- Another aspect of the present invention displays a floor map of a floor on which a user is present based on the pneumatic vertical movement discriminator described in the above aspect, the third signal, and the fourth signal. And a floor map display unit.
- the floor map display unit is located at a position on the floor map of a moving facility identified as moving by the user among the elevator, the escalator, and the stairs. Or the user's moving direction may be displayed at the position of the mobile equipment.
- the atmospheric pressure change is due to a change in altitude or a vertical movement. It is possible to accurately and automatically identify whether it is a thing.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an identification device 100 that identifies a change in a vertical direction using a barometer according to the present invention.
- the identification device 100 shown in FIG. 1 includes an atmospheric pressure measurement unit 1, a vertical velocity calculation unit 2, a vertical velocity determination unit 3, a vertical duration calculation unit 4, and a vertical movement determination unit 5.
- the atmospheric pressure measurement unit 1 is a block that measures atmospheric pressure (atmospheric pressure) with an absolute pressure sensor or the like.
- the atmospheric pressure measurement unit 1 is not particularly limited to an absolute pressure sensor as long as atmospheric pressure can be measured.
- the atmospheric pressure measurement unit 1 may perform measurement using a barometer called a mercury type or an aneroid type.
- the vertical velocity calculation unit (corresponding to the velocity calculation unit) 2 is a block for calculating a moving speed in the vertical direction (corresponding to the vertical direction velocity) from the atmospheric pressure value measured by the atmospheric pressure measurement unit 1.
- the vertical height There are a wide variety of calculation methods, but the clearest and most accurate method is to first convert the atmospheric pressure value to the vertical height (hereinafter referred to as the vertical height), and then calculate the rate of change in the vertical height over time. It is.
- the next most prominent method is a method of obtaining a temporal change rate of the measured atmospheric pressure value and converting the change rate into a vertical movement speed. For convenience, it is assumed that the former method is used in all
- the slope value of the least squares approximation line is expressed as the temporal change rate with respect to the atmospheric pressure value or the vertical height value acquired over the time period from the present to about several seconds ago. It is preferable to do this. Therefore, it is recommended that the measurement period is 1 second or shorter (about 100 milliseconds to several hundred milliseconds). As can be easily seen, if the measurement cycle is continuous rather than discrete, and the differential calculation is used as the rate of change over time, the calculation results of the two methods are exactly the same. It is.
- the vertical speed determination unit 3 is a block that determines the magnitude of the vertical speed calculated by the vertical speed calculation unit 2. Details of this block will be described later along with specific data and examples of calculation methods.
- the vertical continuous distance calculation unit (corresponding to the continuous movement distance calculation unit) 4 indicates how much continuous movement in the vertical direction is based on the results obtained by the vertical speed calculation unit 2 and the vertical speed determination unit 3. It is a block that calculates what has been done over a distance. The details of this block will also be described later.
- the vertical movement determination unit 5 is a block that determines the continuous movement distance (the magnitude) in the vertical direction obtained by the vertical continuation distance calculation unit 4. The details of this block will also be described later.
- FIG. 2 is a graph illustrating the atmospheric pressure value measured by the atmospheric pressure measurement unit 1 as a function of time t.
- the horizontal axis represents time t
- the vertical axis represents the atmospheric pressure value P (t)
- the current time is t
- the atmospheric pressure value at that time is P (t).
- the past time indicated by a vertical broken line in FIG. 2 used for obtaining the slope of the minimum approximate straight line is “t ⁇ T”, and the atmospheric pressure value at that time is P (t ⁇ T).
- Psens is a conversion coefficient between atmospheric pressure and vertical height.
- the vertical heights H (t ⁇ T) to H (t) calculated by this relational expression are used as dependent variables, and the time “t ⁇
- the vertical velocity V (t) at the time t can be calculated by applying the least square method to T ′ to t as independent variables and obtaining the slope of the approximate straight line.
- this vertical velocity V (t) corresponds to the average moving velocity in the vertical direction from time “tT” to time t.
- the series of processes described so far are executed in the vertical velocity calculation unit 2.
- the vertical velocity V (t) thus obtained is determined by the vertical velocity determination unit 3. Specifically, it is identified which of the following states the vertical velocity V (t) applies to.
- the vertical speed V (t) is in its magnitude (absolute value) and direction (positive / negative sign). Based on this, it is possible to make correspondence as shown in the following (1) to (6).
- flat walking when walking on a flat floor (hereinafter referred to as flat walking) or staying in the same place (hereinafter referred to as flat walking) rather than moving with vertical moving equipment such as elevators, escalators, and stairs (Referred to as stationary) can be made to correspond to the following (7) and (8).
- flat walking ⁇ Vth1 ⁇ V (t) ⁇ Vth1
- Stillness ⁇ Vth1 ⁇ V (t) ⁇ Vth1
- the movement by elevator and the movement by escalator / stairs can be distinguished to some extent by the magnitude of vertical velocity V (t), but the movement by escalator / stairs and flat walking / stationary Are difficult to distinguish from the vertical velocity V (t).
- FIG. 4 shows the atmospheric pressure data actually measured when the user holding the atmospheric pressure measurement unit 1 is stationary on the first floor (atrium floor) indoors, and the vertical direction calculated from the atmospheric pressure data by the method described above. It is a graph showing a change with speed.
- the solid line is the atmospheric pressure value P (t)
- the broken line is the vertical speed V (t).
- the horizontal axis represents time, but the time from the left end to the right end in this graph is 4 minutes, and the measurement cycle is 100 milliseconds. Therefore, since there are 2400 measurement points, it looks like a continuous function in the figure, but it is actually a discrete sequence.
- the vertical axis indicates the atmospheric pressure value (1013.6 to 1015.0 hPa) and the vertical speed ( ⁇ 0.5 to +1.5 m / s).
- the value of Psens is 8.7 m / hPa. This is close to the value of Psens in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50% RH.
- the graph of FIG. 4 is analyzed in more detail, it can be seen that the atmospheric pressure fluctuates between 1014.2 hPa and 1014.9 hPa in 4 minutes.
- This sway is a natural phenomenon that is easily caused by the flow of air and wind even if there is no change in altitude or vertical movement. That is, it is a phenomenon that occurs easily even when walking flat or standing still.
- This swing difference of 0.7 hPa corresponds to about 5 to 6 m in terms of vertical height.
- This is a shaking movement of 4m or more, which is the average floor height of the building (the floor height is the height of each floor).
- the vertical speed may reach 0.25 m / s, which is the average speed of escalator and stair ascending and descending in both the vertical direction (sign plus and minus). Since only the vertical speed is used in the above-described conventional technology, there may occur a situation in which escalators / steps and flat walking / stillness cannot be identified for such atmospheric pressure data. (The elevator can be distinguished because it is extremely fast, 4.0 m / s.) However, as can be seen from FIG.
- the instantaneous value of atmospheric pressure certainly fluctuates even at rest, but it fluctuates around the average value at a cycle of several seconds at the longest, and the magnitude of the fluctuation is not significant even when compared with the change in altitude. Have a large size. For this reason, it is impossible to identify whether or not the vehicle is in a flat walking / stationary state only by the vertical speed.
- the vertical speed is as low as 0.25 m / s, but the time during which the vertical speed continues is long. . For example, it takes 16 seconds to move between floors with a floor height of 4 m.
- FIG. 5 is a flowchart showing the operations of the vertical speed determination unit 3, the vertical continuation distance calculation unit 4, and the vertical movement determination unit 5.
- the vertical speed V (t) at time t is calculated (step S2). That is, based on the atmospheric pressure value data acquired by the atmospheric pressure measurement unit 1, for example, from the inclination value of the least square approximation line of atmospheric pressure value data for a predetermined time, the vertical speed V (t) is calculated according to the above-described calculation method. Calculate.
- determination of the magnitude of the vertical speed V (t) that is, the magnitude of the vertical speed V (t) is identified (step S3).
- the user holding the barometric pressure measuring unit 1 moves up or down by “elevator”, rises by “escalator” or “stairs”, descends by “escalator” or “stairs”, “flat walking” or “still”.
- the determination of the vertical speed V (t) means that the calculated vertical speed V (t) corresponds to any of the above-described four types of states.
- the determination of the vertical speed V (t) is performed according to the following procedure. First, when the absolute value of the vertical velocity V (t) is large, that is, when the vertical velocity is very high, it is estimated that the user holding the atmospheric pressure measurement unit 1 is moving by the elevator (step S4). If this is expressed by a mathematical expression, it can be defined as shown in the following (1) and (2) as described above. (1) Elevator rise: V (t) ⁇ Vth2 (2) Elevator descent: V (t) ⁇ ⁇ Vth2 The threshold values Vth2 and -Vth2 are set to vertical movement speeds that can be considered that the user holding the atmospheric pressure measurement unit 1 is rising or falling by the elevator. It is set according to the speed.
- FIG. 5 does not describe the variables Lup and Ldown and the means for calculating them when V (t) ⁇ Vth2 or when V (t) ⁇ ⁇ Vth2, but the following method
- By performing the vertical continuation distance calculation in the same manner as described above it can be more accurately identified whether or not the user is moving in the elevator.
- the vertical speed of the elevator and the vertical speed of the escalator / staircase are significantly different, so the vertical continuation distance calculation is omitted, and whether the user is moving in the elevator based on the vertical speed alone is identified. May be.
- the threshold value Vth1 is a value that satisfies 0 ⁇ Vth1 ⁇ Vth2, and is set to a value that allows the user holding the barometric pressure measurement unit 1 to be regarded as walking flat or standing still.
- the threshold value Vth1 is set based on, for example, the vertical speed generated by the fluctuation of the atmospheric pressure or the vertical speed during flat walking.
- step S5 and S6 when it is determined by the determination of the vertical velocity V (t) that the user holding the atmospheric pressure measurement unit 1 is in a flat walking state or standing still, at this time, the variables Lup and Ldown are cleared, and 0 (Zero) is preferable (steps S5 and S6). That is, it is preferable to set this point as the starting point of the vertical movement distance. This is because the vertical movement is clearly not performed at this time.
- the absolute value of the vertical velocity V (t) may be a medium value, that is, the vertical velocity V (t) may not be fast or slow. As described with reference to FIG. 4 and the like, this may be a movement in the vertical direction or may be caused by fluctuations in atmospheric pressure. If this is expressed by a mathematical expression, it can be defined as shown in the following (3), (4), (5), and (6) as described above.
- variable Lup is obtained by adding “V (t) ⁇ ⁇ t” to the value of the variable Lup already held.
- “ ⁇ t” in “V (t) ⁇ ⁇ t” of the second term is a quantity newly defined here, and is a period of each atmospheric pressure value measurement (or every V (t) calculation) ( It is most preferable to set the time per measurement). This is because the quantity “V (t) ⁇ ⁇ t” represents the distance moved during the time “ ⁇ t”. Therefore, the amount of the variable Lup is a very useful physical quantity indicating how much the distance continues to move in the vertical upward direction, that is, the continuous movement distance, by performing the above calculation. Further, the variable Ldown represents the downward continuous movement distance. In (3 ′), the vertical velocity V (t) is a positive value, and is a value predicted as rising in the vertical direction or fluctuation in atmospheric pressure. Therefore, it is preferable to clear it to 0 here.
- the vertical movement determination unit 5 performs final identification. Specifically, it is as follows.
- the variable Lup is a physical quantity indicating how much distance is kept moving vertically upward, so that the variable Lup reaches the floor height. If it is determined whether or not, it is possible to identify whether it is rising in the vertical direction or the fluctuation of the atmospheric pressure.
- the height of the floor is slightly different depending on the high-rise building or building, in the case of a high-rise building, it is about 4m (about 3.5-4.5m), and only the atrium floor is slightly higher, about 5m. Most of them. It must be at least higher than the height of 1.6 to 1.7 meters, which is the height of human beings, and never fall below 2.5 meters.
- the threshold value Lth in FIG. 5 may be set to 2.5 m.
- the threshold value Lth corresponds to the movement distance threshold value.
- step S11 If the variable Ldown is smaller than the threshold value “ ⁇ Lth”, it is identified that the vehicle is descending on an escalator or stairs (step S11). S12), if the variable Ldown is larger than the threshold value “ ⁇ Lth”, an identification result of flat walking or resting (steps S11 and S6) may be obtained.
- the variable Lup basically increases monotonically with a positive value, and the variable Ldown monotonously decreases with a negative value (absolute value monotonically increases), which does not hold. The only time is when the variables Lup and Ldown are always cleared to zero. Therefore, the variables Lup and Ldown follow the following flow as a result of identification by this method.
- the barometer atmospheric pressure measurement unit It is determined how the user holding 1 is moving. Therefore, it is possible to accurately identify whether the change in atmospheric pressure is due to a change in altitude or vertical movement, especially whether it is moving by an escalator or stairs, which is difficult to identify only by vertical speed, Whether it is a flat walk or a stationary state can also be accurately identified.
- the vertical speed of the moving equipment used for the movement in the vertical direction is relatively large even in the same type of moving equipment such as the escalator in the hospital and the escalator in the station, as described above. It is difficult to acquire data such as the moving speed of the escalator for these individual moving facilities. For this reason, when a vertical speed threshold is set for each type of moving equipment such as an escalator or an elevator, and the moving equipment is identified based on the threshold value, an identification error increases.
- the barometric pressure altimeter identifies the atmospheric pressure change as a factor that excludes altitude changes or vertical movement, such as movement on an escalator or staircase or movement by an elevator, this atmospheric pressure altimeter As the change is not due to altitude change or vertical movement, altitude correction can be performed automatically by performing altitude correction, etc., realizing a barometric altimeter with better usability be able to.
- the atmospheric pressure value P which is a measured value of the atmospheric pressure at this time, is set as a reference atmospheric pressure value in the reference of the vertical height.
- the storage unit 111 associates the reference atmospheric pressure value with a known altitude or floor.
- the altitude can be appropriately estimated by, for example, estimating the altitude by the altitude calculation unit 112 using the reference atmospheric pressure value stored in the storage unit 111 as a reference.
- the change in atmospheric pressure is not due to the movement in the vertical direction, that is, the atmospheric pressure value P during the time when it is determined that the person is walking flat or is stationary and not moving in the vertical direction
- the altitude can be estimated more appropriately by correcting the reference atmospheric pressure value stored in the storage unit 111 using the atmospheric pressure value P, such as by updating and storing the atmospheric pressure value in the storage unit 111.
- the identification device according to the present invention is further provided with an accelerometer 6 (acceleration sensor) as shown in FIG. 7, whether the user is in a walking state or is not walking and is in a stationary state. , You can know. By using this, it is possible to identify escalators and stairs that could not be identified in the above description. Specifically, the following means may be used.
- the user may actually walk on the escalator. Either on the escalator or walking down the stairs.
- the measured value of the accelerometer 6 is substantially zero and it is determined that the accelerometer 6 is not in a walking state (in a stationary state), it can be clearly regarded as stationary on the escalator.
- the remaining two are generally identified by using the fact that the steps of the escalator and the steps of the stairs are approximately the same, and the vertical speeds when the user walks on the escalator and when the stairs are raised and lowered are also approximately the same. . That is, if the predetermined vertical velocity V (t) calculated by the vertical velocity calculation unit 2 is subtracted from a predetermined vertical velocity during walking that occurs when walking on the escalator and moving up and down stairs, The value of is substantially the vertical speed of the escalator itself (greater than zero) when walking on the escalator, and close to zero when walking on the stairs.
- a certain threshold value is set, and if the numerical value after subtraction is larger than the threshold value, it may be identified as walking on the escalator, and if it is smaller, it is identified as walking on the stairs.
- the stair movement identification unit 7 may identify whether the escalator is stationary, walking on the escalator, or moving up and down the stairs. That is, the result of determination in the vertical movement determination unit 5, the measured value of the accelerometer 6, and the vertical speed V (t) calculated by the vertical speed calculation unit 2 are input to the stair movement identification unit 7.
- the stair movement identification unit 7 is not in a walking state based on the measurement value of the accelerometer 6 (stationary state). It is determined whether or not And when it is judged that it is not in a walking state, it occurs when walking on an escalator and ascending / descending a stairs set in advance from the vertical speed V (t) calculated by the vertical speed calculation unit 2 The vertical speed may be subtracted and a determination may be made based on the subtraction result.
- the identification device is used to identify an elevator, for example, the time of getting into the elevator and the time of getting off the elevator are instantaneously, specifically It can be known with indefiniteness of several seconds at most.
- the identification apparatus 100 is provided with a floor map display unit 8 that displays a floor map of the floor where the user exists. If the identification result of the current state of the user by the identification device 100 is used, for example, it can be seen that the user is at the entrance of the elevator at the moment when the user gets off the elevator.
- the current location can be adjusted to a position near the elevator on the floor map. Further, the moving direction (direction in which the user holding the identification device 100 walks) at the entrance of the elevator may be known, and as a result, the floor in which direction (direction) the user is moving in the current location is determined. You can also fit on the map. This technology is a very useful measure for correcting accumulated errors in autonomous navigation indoors.
- FIG. 7 the case where the floor map display unit 8 is provided in the identification device 100 has been described. However, the present invention is not limited to this, and in the floor map display device 150 including the floor map display unit 8 as illustrated in FIG. 8. Furthermore, it is possible to provide the identification device 100 so that the current position and moving direction of the user are matched on the floor map.
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Abstract
Description
この気圧式高度計は以下のような原理に基づいて計測される。
すなわち、地球上のある部分に存在する空気は、地球の引力(重力)によって、その空気の鉛直上方(上空)から、上空部分にある空気の重さに相当する力を受ける。したがって、空気の量乃至空気密度は、地表側のほうが上空側に比べ常に多く(大きく)なり、その結果として、空気の圧力すなわち気圧も地表側のほうが上空側に比べ常に高くなる。もし空気を理想気体と仮定すれば、上空に行くにつれて(高度が高くなるにつれて)気圧は指数関数的に減少していくことは、流体力学の理論としてよく知られている。
この絶対圧力センサは、真空(0気圧または0ヘクトパスカル)に対する大気圏内の気圧を測定することが可能なセンサである。俗に、高気圧・低気圧と言われるように、気圧の変化は天候の変化に基づいたり、逆に気圧の変化から天候の変化を予測したりするのに重要な指標となる。この指標となる気圧を測定するのが絶対圧力センサであり、気圧式高度計も同様のセンサが用いられる。
ここで、高度以外の要因とは具体的には、前述の高気圧・低気圧であったり、空気の流れ(風)に伴う気圧の変化であったり、2以上の閉じられた空間の境目で生じる気圧の変化であったりする。
実際の運用においては、例えば2種類の対策が考えられる。
第1の対策は、登山道標に標高が書かれている場合、その地点で登山者が高度計の高度を補正する操作を行うことである。すなわち、この第1の対策では、登山者が手動で高度を補正することになる。
一方で、近年、特に都市部において高層ビルまたは超高層ビルと呼ばれる建築物が多く建設されるようになり、自分が「今何階にいるか」を知りたい状況が頻繁に生じるようになってきている。
このような場合には、移動による高度変化に伴う気圧の変化と、高気圧・低気圧との区別ではなく、空気の流れ(風)に伴う気圧の変化や空間の境目で生じる気圧の変化と、ビル屋内における階上あるいは階下への移動による高度及び気圧の変化と、を区別することが重要である。
特許文献1には、圧力センサの測定値に基づいて高度と高度の変化量とを演算し、高度の変化量が所定のしきい値よりも小さければ静止と判断する。さらに、前記所定のしきい値よりも大きなしきい値を設定し、高度の変化量がその大きなしきい値よりも大きければ移動と判断する技術が開示されている。
特許文献3には、圧力センサ以外の動きセンサを用いて垂直方向の移動を検出し、その検出結果に基づいて高度を調整する技術が開示されている。
特許文献4には、気圧センサの測定値から気圧変化速度を算出し、該速度と、予め昇降状態ごとに記憶された気圧変化速度に基づく平均値と分散から得られる確率分布と、を比較して最も高い確率値となる昇降状態を選ぶ技術が開示されている。
次に、特許文献2の技術では、エレベータ移動の停止点を、加速度および気圧の測定結果に基づいて得なければならないが、その具体的な取得方法がまったく記載されていない。
さらに、特許文献4の技術は、気圧変化が検出されたときにエレベータまたはエスカレータまたは階段などの昇降状態を識別するものであり、気圧変化の検出は前記特許文献1に類似した方法、すなわち気圧の(絶対値としての)差で算出している。したがって、気圧の変化が高度の変化または鉛直方向の移動によるものかを識別する技術レベルとしては特許文献1と同等と言わざるを得ない。
課題の1点目は、エスカレータ・階段の鉛直方向速度が非常に遅いことである。前記で示したエスカレータ・階段の鉛直方向速度である0.25m/sを、気圧の時間的変化率で表すと約0.03hPa/sに相当する。この値は1~数秒程度の瞬間的時間であれば、高度の変化または鉛直方向の移動がなくても空気の流れや風によって容易に起きる自然現象である。したがって、気圧の変化が高度の変化または鉛直方向の移動によるものか、あるいは否かを識別するには、この両者(エスカレータ・階段と、空気の流れ・風)の区別をする新たな技術が必要である。
そこで、本発明はかかる点に鑑み、気圧の変化が移動体の移動に伴う高度の変化によるものであるか否かを、正確にかつ自動的に識別することに主眼を置き、鉛直方向速度だけを用いるのではなく新たな識別手法を用いて、これを実現することの可能な、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置を提供することを目的とする。
前記鉛直移動判定部は、前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離が前記移動距離しきい値よりも絶対値が大きくないときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動していないと判断するようになっていてよい。
前記鉛直移動判定部は、前記鉛直方向速度と前記継続移動距離に基づいて、前記気圧測定部が鉛直方向に移動したか否かを判断するようになっていてよい。
前記気圧測定値に基づき高度演算を行う高度演算部と、当該高度演算部で前記高度演算を行う際に用いられる所定の高度または階における基準気圧を記憶する記憶部と、をさらに備え、前記気圧測定部が鉛直方向に移動していないと判断される間の前記気圧測定値に基づいて、前記記憶部によって記憶された前記基準気圧を補正するようになっていてよい。
鉛直方向の加速度を測定する加速度計をさらに備え、前記鉛直移動判定部により前記気圧測定部の移動に利用される移動設備がエスカレータまたは階段と識別される間、前記鉛直方向速度および前記加速度計で測定した加速度に基づき、前記気圧測定部を保持するユーザが、移動中のエスカレータ上を歩行している状態、移動中のエスカレータ上で静止している状態、階段を昇降している状態、のいずれの状態であるかを識別するようになっていてよい。
ユーザが存在するフロアのフロアマップを表示するフロアマップ表示部を備え、前記フロアマップ表示部は、前記エレベータ、エスカレータ、および階段のうち、前記ユーザが利用して移動中であると識別される移動設備の、前記フロアマップ上の位置に、前記ユーザの現在位置を合わせ込むかまたは前記移動設備の位置に前記ユーザの移動方向を合わせこむようになっていてよい。
前記第3の信号は、前記気圧センサの移動に利用される移動設備がエスカレータまたは階段であることを示すものであってよい。
前記鉛直移動信号出力部は、さらに、前記移動設備がエレベータであることを示す第4の信号を出力するようになっていてよい。
前記フロアマップ表示部は、前記エレベータ、前記エスカレータ、及び前記階段のうち、前記ユーザが利用して移動中であると識別される移動設備の、前記フロアマップ上の位置に、前記ユーザの現在位置を合わせ込むかまたは前記移動設備の位置に前記ユーザの移動方向を合わせこんで表示するようになっていてよい。
(実施形態の構成)
図1は、本発明にかかる、気圧計を用いて鉛直方向の変化を識別する識別装置100の構成例を示すブロック図である。
図1に示す識別装置100は、気圧測定部1と、鉛直速度演算部2と、鉛直速度判定部3と、鉛直継続距離演算部4と、鉛直移動判定部5と、を備える。
鉛直速度演算部(速度演算部に対応)2は、前記気圧測定部1によって測定された気圧値から、鉛直方向への移動速度(鉛直方向速度に対応)を演算するブロックである。
本演算方法は多種多様存在するが、最も明瞭でかつ正確なのは、まず気圧値を鉛直方向の高さ(以下鉛直高さと呼ぶ)に変換し、続いて鉛直高さの時間的変化率を求める方法である。
次に有力な方法は、測定された気圧値の時間的変化率を求め、その変化率を鉛直方向の移動速度に変換する方法である。便宜上、以後の説明ではすべて前者の方法を採用するものとする。
鉛直継続距離演算部(継続移動距離演算部に対応)4は、前記鉛直速度演算部2と前記鉛直速度判定部3とによって得られた結果から、鉛直方向への継続的な移動がどれだけの距離にわたってなされたかを演算するブロックである。本ブロックの詳細も同様に後述する。
鉛直移動判定部5は、鉛直継続距離演算部4によって得られた鉛直方向への継続的な移動距離(の大きさ)を判定するブロックである。本ブロックの詳細も同様に後述する。
図2は、気圧測定部1によって測定された気圧値を時刻tの関数として図示したグラフである。図2において、横軸は時刻t、縦軸は気圧値P(t)であり、現在時刻がtであり、そのときの気圧値がP(t)である。気圧値は離散的に測定されるものとし、現在時刻より1個だけ過去の時刻を「t-1」、そのときの気圧値をP(t-1)とする。以下同様に、最小近似直線の傾きを求めるのに使う最も過去の時刻(図2に縦破線で表示)を「t-T」とし、その時の気圧値をP(t-T)とする。
H(i)=-Psens×P0×loge(P(i)/Pref)
(ただしi=t-T~tとする。)
以上説明した、これまでの一連の処理が、鉛直速度演算部2において実行されることになる。
こうして得られた鉛直方向速度V(t)は、鉛直速度判定部3においてその大きさが判定される。具体的には、鉛直方向速度V(t)が、下記のいずれの状態に当てはまるかを識別する。
(1)エレベータ上昇 :V(t)≧Vth2
(2)エレベータ下降 :V(t)≦-Vth2
(3)エスカレータ上昇:Vth1<V(t)<Vth2
(4)エスカレータ下降:-Vth2<V(t)<-Vth1
(5)階段上昇 :Vth1<V(t)<Vth2
(6)階段下降 :-Vth2<V(t)<-Vth1
ここで、Vth1およびVth2はいずれも正の所定値であり、0<Vth1<Vth2という大小関係にあるものとする。これらは鉛直方向速度の大きさを識別する際のしきい値という意味を持つ値である。なお、Vth1が速度しきい値に対応している。
(7)平坦歩行 :-Vth1≦V(t)≦Vth1
(8)静止 :-Vth1≦V(t)≦Vth1
しかしながら冒頭で示した通り、エレベータによる移動とエスカレータ・階段による移動とについては、鉛直方向速度V(t)の大きさによって、ある程度は識別可能なものの、エスカレータ・階段による移動と平坦歩行・静止とについては、鉛直方向速度V(t)から、これらを識別することは難しい。
図4は、気圧測定部1を保持するユーザが屋内の1階(吹き抜けフロア)にて静止しているときに実際に測定した気圧値データと、前述の方法によって気圧値データから演算した鉛直方向速度との変化を表すグラフである。
図4において、実線が気圧値P(t)であり、破線が鉛直方向速度V(t)である。横軸は時刻であるが、このグラフにおける左端から右端までの時間は4分、測定周期は100ミリ秒としている。したがって、測定点は2400個あるため、図示すると連続的な関数であるように見えるが、実際は離散的な数列である。
図4のグラフをさらに詳細に分析すると、4分間で気圧が1014.2hPaから1014.9hPa程度の間で揺れ動いていることがわかる。この揺れは、高度の変化または鉛直方向の移動がなくても空気の流れや風によって容易に起きる自然現象である。つまり、平坦歩行や静止している場合でも容易に起きる現象である。
しかしながら、図4でもわかるように、気圧測定部1を保持するユーザが静止している場合には、鉛直方向速度が±0.25m/sに達するときがあるとはいえ、その鉛直方向速度が継続している時間は短い。この特別な状況を一般的な状況に適用するならば以下のように言うことができる。
一方で、気圧測定部1を保持するユーザがエスカレータに乗って階の移動をする場合、鉛直方向の速度は0.25m/sと小さいが、その鉛直方向速度が継続している時間は長くなる。たとえば階高が4mの階間を移動するには16秒かかることになる。この16秒と前述の周期数秒との時間差を利用すれば、エスカレータ乃至階段による移動か、あるいは単なる気圧の揺らぎであるか(平坦歩行乃至静止であるか)、を識別することができる。この識別をするブロックが、鉛直継続距離演算部4および鉛直移動判定部5である。以下、この2つのブロックの詳細を説明する。
図5における変数はLupおよびLdownの2つのみである。これらは初期設定にてまずクリア(Lup=0、Ldown=0と)される(ステップS1)。
次に、時刻tにおける鉛直方向速度V(t)を演算する(ステップS2)。すなわち、気圧測定部1で取得した気圧値データをもとに、例えば所定時間分の気圧値データの最小二乗近似直線の傾き値などから、上述の演算方法にしたがって鉛直方向速度V(t)を演算する。そして、鉛直方向速度V(t)の大きさの判定、すなわち鉛直方向速度V(t)の大きさを識別する(ステップS3)。
まず、鉛直方向速度V(t)の絶対値が大きい場合、つまり鉛直方向速度が非常に速い場合は気圧測定部1を保持するユーザがエレベータにて移動中と推測される(ステップS4)。これを数式で表せば、前記の通り次の(1)、(2)に示すように規定することができる。
(1)エレベータ上昇:V(t)≧Vth2
(2)エレベータ下降:V(t)≦-Vth2
なお、しきい値Vth2、-Vth2は、気圧測定部1を保持するユーザがエレベータで上昇または下降しているとみなすことの可能な鉛直方向の移動速度に設定され、例えば平均的なエレベータの昇降速度に応じて設定される。
(7)平坦歩行:-Vth1≦V(t)≦Vth1
(8) 静止:-Vth1≦V(t)≦Vth1
なお、しきい値Vth1は、0<Vth1<Vth2を満足する値であって、気圧測定部1を保持するユーザが平坦歩行或いは静止しているとみなすことの可能な値に設定される。しきい値Vth1は、例えば、前記の気圧の揺らぎにより生じる鉛直方向速度或いは平坦歩行時の鉛直方向速度などに基づいて設定される。
(3)エスカレータ上昇:Vth1<V(t)<Vth2
(4)エスカレータ下降:-Vth2<V(t)<-Vth1
(5)階段上昇 :Vth1<V(t)<Vth2
(6)階段下降 :-Vth2<V(t)<-Vth1
これら(3)~(6)は、次の(3′)または(4′)のように言い換えることができる。
(3′)鉛直方向上昇中、または気圧の揺らぎ:Vth1<V(t)<Vth2
(4′)鉛直方向下降中、または気圧の揺らぎ:-Vth2<V(t)<-Vth1
そして、例えば、鉛直方向速度V(t)が(3′)に該当する場合には、変数LupとLdownとを、
Lup=Lup+V(t)・Δt
Ldonw=0
として演算する(ステップS7)。
したがって、変数Lupという量は、前記のような演算をすることにより、鉛直上方向にどれだけの距離を移動し続けているか、すなわち継続移動距離を示す非常に有用な物理量となる。また、変数Ldownは下方への継続移動距離を表し、(3′)では、鉛直方向速度V(t)が正値であって、鉛直方向上昇中、または気圧の揺らぎと予測される値であるため、ここでは、0とクリアすることが好ましい。
Lup=0
Ldown=Ldown+V(t)・Δt
として演算する(ステップS8)。
なお、ここまで説明した鉛直方向速度V(t)の絶対値が中ほどの値であるときの各種演算は、鉛直継続距離演算部4で実行される。そして、鉛直移動判定部5において、最終的な識別がなされることになる。具体的には以下の通りである。
ここで、階高は高層ビルや建物によって若干の相違はあるものの、高層ビルの場合には4m程度(3.5~4.5mくらい)であり、吹き抜けのフロアだけ若干高くて5m程度であることが大半である。少なくとも、人間の身長である1.6~1.7m程度よりは必ず高いし、2.5mを下回ることもまず皆無と言って良い。
前記の変数Lup及びLdownの定義から明らかなように、基本的に変数Lupは正の値で単調増加し、変数Ldownは負の値で単調減少(絶対値は単調増加)し、それが成り立たないときというのは、変数LupおよびLdownが必ず0にクリアされたときだけである。したがって、変数LupおよびLdownは、本手法による識別の結果、以下のような流れをたどることになる。
(b)平坦歩行乃至静止中の状態からエスカレータによって、気圧式高度計を有する移動体が上昇すると、変数Lupは単調増加を開始するが、上昇した直後はLup<Lthであるため、識別結果は平坦歩行または静止。
(c)直上の階にたどり着く少し前に変数Lupは、Lup>Lthとなって、識別結果はエスカレータまたは階段となる。
(d)直上の階にたどり着いた後に再びエスカレータで上昇すれば、すでにLup>Lthなので引き続き識別結果はエスカレータまたは階段となり、(c)の状態と同じになり、この状態を継続することになる。
(e)直上の階にたどり着いた後に平坦歩行すれば、鉛直方向速度V(t)がVth1以下になった時点で、Lup=0となって(a)の状態に戻る。
以上説明したように、気圧値データの時間的変化から鉛直方向速度だけでなく、鉛直方向への移動距離も演算し、鉛直方向速度と移動距離との双方に基づいて、気圧計(気圧測定部1を保持するユーザ)がどのように移動しているかを判断するようにした。そのため、気圧の変化が高度の変化または鉛直方向の移動によるものか否かを、的確に識別することができ、特に、鉛直方向速度だけでは識別困難な、エスカレータや階段による移動中であるか、平坦歩行または静止している状態であるのかについても、的確に識別することができる。
したがって、気圧式高度計などにおいて、気圧測定値から、気圧変化が、エスカレータまたは階段での移動や、エレベータによる移動など、高度変化または鉛直方向の移動を除く要因によるものと識別されるときには、この気圧変化は高度変化または鉛直方向の移動によるものではないとして、高度の補正を行うなどの処理を行うことによって、自動的に高度の補正を行うことができ、使い勝手がよりよい気圧式高度計を実現することができる。
なお、本発明における識別装置に、図7に示すように、さらに加速度計6(加速度センサ)を備え付ければ、ユーザが歩行の状態にあるのか、あるいは歩行しておらず静止の状態にあるのか、を知ることができる。これを用いれば、これまでの説明では識別できなかったエスカレータと階段とを識別することが可能となる。具体的には以下のような手段を使えば良い。
まず、加速度計6の計測値が略零であって、歩行状態にない(静止状態にある)と判断される場合には、明らかにエスカレータ上で静止しているとみなすことができる。
一方で、高層ビル屋内におけるエレベータはそれほど数が多くなく、しかも場所は屋内地図(フロアマップ)等で容易に知ることができる。したがって、例えば、図7に示すように識別装置100に、ユーザが存在するフロアのフロアマップを表示するフロアマップ表示部8を設ける。そして、識別装置100による、ユーザの現在の状態の識別結果を用いれば、例えばユーザがエレベータを降りた瞬間にエレベータの出入り口にいることがわかるため、エレベータを降りたと判断される瞬間に、ユーザの現在地を、フロアマップ上のエレベータの近傍の位置に合わせこむことができる。さらに、エレベータの出入り口における移動方向(識別装置100を保持するユーザが歩行して行く方角)もわかる場合があり、その結果としてユーザが現在地をどの方向(方角)に向かって移動しているかをフロアマップ上にて合わせこむこともできる。この技術は屋内における自律航法の累積誤差補正等に非常に有用な対策である。
なお、図7では、識別装置100にフロアマップ表示部8を設ける場合について説明したが、これに限るものではなく、図8に示すように、フロアマップ表示部8を備えるフロアマップ表示装置150においてさらに識別装置100を設け、ユーザの現在位置や移動方向等を、フロアマップ上に合わせ込むように構成することも可能である。
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
2 鉛直速度演算部
3 鉛直速度判定部
4 鉛直継続距離演算部
5 鉛直移動判定部
6 加速度計
7 階段移動識別部
8 フロアマップ表示部
100 識別装置
Claims (16)
- 気圧を測定する気圧測定部と、
前記気圧測定部で測定した気圧測定値に基づいて、前記気圧測定部の鉛直方向速度を演算する速度演算部と、
前記速度演算部により得られた鉛直方向速度に基づいて、前記気圧測定部の鉛直方向への継続移動距離を演算する継続移動距離演算部と、
前記鉛直方向速度と前記継続移動距離演算部で演算された継続移動距離に基づいて、前記気圧測定部が鉛直方向に移動したことを判断する鉛直移動判定部と、
を備えることを特徴とする、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記鉛直方向速度が、予め設定した速度しきい値よりも大きいか否かを判定する鉛直速度判定部を有し、
前記鉛直移動判定部は、前記鉛直速度判定部により前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離演算部で演算された継続移動距離が予め設定した移動距離しきい値よりも絶対値が大きいときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動したと判定し、前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離が前記移動距離しきい値よりも絶対値が大きくないときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動したと判断しないことを特徴とする、請求項1記載の気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記鉛直移動判定部は、
前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離が前記移動距離しきい値よりも絶対値が大きくないときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動していないと判断することを特徴とする、請求項2記載の気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記鉛直移動判定部は、
前記鉛直方向速度と前記継続移動距離に基づいて、前記気圧測定部が鉛直方向に移動したか否かを判断することを特徴とする、請求項1記載の気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記鉛直方向速度が、予め設定した速度しきい値よりも大きいか否かを判定する鉛直速度判定部を有し、
前記鉛直移動判定部は、前記鉛直速度判定部により前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離演算部で演算された継続移動距離が予め設定した移動距離しきい値よりも絶対値が大きいときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動したと判定し、前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きいと判断され且つ前記継続移動距離が前記移動距離しきい値よりも絶対値が大きくないときには前記気圧測定部が鉛直方向に移動していないと判断することを特徴とする、請求項4記載の気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記継続移動距離演算部は、前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きい間は、前記鉛直方向速度に基づき単位時間当たりの前記気圧測定部の移動量を積算して前記継続移動距離を演算し、
前記鉛直方向速度が前記速度しきい値よりも絶対値が大きくない間は、前記継続移動距離を零にリセットすることを特徴とする請求項3または請求項5記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記気圧測定値に基づき高度演算を行う高度演算部と、
当該高度演算部で前記高度演算を行う際に用いられる所定の高度または階における基準気圧を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記気圧測定部が鉛直方向に移動していないと判断される間の前記気圧測定値に基づいて、前記記憶部によって記憶された前記基準気圧を補正することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記鉛直移動判定部により前記気圧測定部が鉛直方向に移動していると判断される間、前記鉛直方向速度に基づき、前記気圧測定部の移動に利用される移動設備が、エレベータと、エスカレータまたは階段と、のいずれであるかを識別するようになっていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。
- 鉛直方向の加速度を測定する加速度計をさらに備え、
前記鉛直移動判定部により前記気圧測定部の移動に利用される移動設備がエスカレータまたは階段と識別される間、前記鉛直方向速度および前記加速度計で測定した加速度に基づき、前記気圧測定部を保持するユーザが、移動中のエスカレータ上を歩行している状態、移動中のエスカレータ上で静止している状態、階段を昇降している状態、のいずれの状態であるかを識別するようになっていることを特徴とする請求項8に記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 前記加速度計で測定した加速度に基づき前記ユーザが歩行している状態にないと判断される場合には、移動中のエスカレータ上で静止している状態と識別し、
前記加速度に基づき前記ユーザが歩行している状態にあると判断される場合には、前記速度演算部により演算された鉛直方向速度の絶対値から、エスカレータ上での歩行または階段を昇降した場合に生じる鉛直速度に応じた所定の歩行時鉛直速度の絶対値を減算する階段移動識別部、をさらに備え、
前記階段移動識別部は、前記鉛直方向速度の絶対値から前記歩行時鉛直速度の絶対値を減算した減算結果が予め設定したしきい値より大きければ、ユーザは移動中のエスカレータ上を歩行している状態と識別し、前記減算結果が前記しきい値以下であればユーザは階段を昇降している状態と識別することを特徴とする請求項9に記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - ユーザが存在するフロアのフロアマップを表示するフロアマップ表示部を備え、
前記フロアマップ表示部は、前記エレベータ、エスカレータ、および階段のうち、前記ユーザが利用して移動中であると識別される移動設備の、前記フロアマップ上の位置に、前記ユーザの現在位置を合わせ込むかまたは前記移動設備の位置に前記ユーザの移動方向を合わせこむようになっていることを特徴とする請求項10に記載の、気圧測定値を用いて鉛直方向の変化を識別する装置。 - 気圧信号を出力する気圧センサと、
前記気圧信号を入力し、前記気圧センサの鉛直速度を示す第1の信号を出力する鉛直速度信号出力部と、
前記第1の信号を入力し、前記気圧センサの鉛直移動距離を示す第2の信号を出力する鉛直移動距離信号出力部と、
前記第1の信号と前記第2の信号とを入力し、前記気圧センサが鉛直方向に移動したことを示す第3の信号を出力する鉛直移動信号出力部と、
を備える気圧式鉛直移動識別器。 - 前記第3の信号は、前記気圧センサの移動に利用される移動設備がエスカレータまたは階段であることを示す請求項12に記載の気圧式鉛直移動識別器。
- 前記鉛直移動信号出力部は、さらに、
前記移動設備がエレベータであることを示す第4の信号を出力する請求項13に記載の気圧式鉛直移動識別器。 - 請求項14に記載の気圧式鉛直移動識別器と、
前記第3の信号と前記第4の信号とに基づいて、ユーザが存在するフロアのフロアマップを表示するフロアマップ表示部と、
を備えるフロアマップ表示装置。 - 前記フロアマップ表示部は、
前記エレベータ、前記エスカレータ、及び前記階段のうち、前記ユーザが利用して移動中であると識別される移動設備の、前記フロアマップ上の位置に、前記ユーザの現在位置を合わせ込むかまたは前記移動設備の位置に前記ユーザの移動方向を合わせこんで表示する請求項15に記載のフロアマップ表示装置。
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