JP6041386B2 - Electronics - Google Patents
Electronics Download PDFInfo
- Publication number
- JP6041386B2 JP6041386B2 JP2013042146A JP2013042146A JP6041386B2 JP 6041386 B2 JP6041386 B2 JP 6041386B2 JP 2013042146 A JP2013042146 A JP 2013042146A JP 2013042146 A JP2013042146 A JP 2013042146A JP 6041386 B2 JP6041386 B2 JP 6041386B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- sensor
- acceleration
- vertical acceleration
- atmospheric pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 135
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Description
本発明は、測位機能をもつ電子機器、特に携帯用の通信機器やパーソナルコンピュータ等の電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device having a positioning function, and more particularly to an electronic device such as a portable communication device or a personal computer.
従来、携帯電話や携帯型パーソナルコンピュータなどでは、機器の現在位置を把握する測位機能を持つものが標準的になってきており、当該測位機能としてGPS(全地球測位システム)が利用されている。GPSは人工衛星からの電波を受信することによって自身の位置を知ることができるシステムであり、機器の上空が遮られない限りどこでも機能する。しかし、機器が屋内にある場合や、屋外にあっても上空に遮蔽物がある場合は衛星からの受信ができないため、位置を知ることは難しい。 2. Description of the Related Art Conventionally, mobile phones, portable personal computers, and the like have become standard with a positioning function for grasping the current position of a device, and GPS (Global Positioning System) is used as the positioning function. GPS is a system that can know its position by receiving radio waves from an artificial satellite, and functions anywhere as long as the sky of the device is not obstructed. However, it is difficult to know the position if the device is indoors or if there is an obstacle in the sky even if it is outdoors, because it cannot be received from the satellite.
ところで、多くの電子機器には加速度センサが搭載されている。当該加速度センサは、機器の姿勢を知ることで画面表示の向きを調整したり、落下を検知して衝撃に備える動作を行ったりするために使われている。そこで、電子機器では、これらの加速度センサの出力を積分することによって、機器の初期座標からの相対位置を算出することができるので、前述のGPSを用いた測位システムと組み合わせることによって、屋内での測位が可能となる。例えば特許文献1では、携帯電話において、人工衛星からの電波が受信できない場合に、方位センサと加速度センサと角速度センサの出力信号を積分するなどの処理をして、それを直近の人工衛星からの電波によって得られた絶対位置情報と合成することによって、現在の位置を知ることができる機器が開示されている。
By the way, an acceleration sensor is mounted on many electronic devices. The accelerometer is used for adjusting the orientation of the screen display by knowing the posture of the device, or for detecting the fall and preparing for an impact. Therefore, in electronic equipment, the relative position from the initial coordinates of the equipment can be calculated by integrating the outputs of these acceleration sensors. Therefore, in combination with the positioning system using the GPS described above, Positioning becomes possible. For example, in
しかしながら、加速度センサを用いて測位を行う方法においては、落下衝撃のような非常に大きな加速度がかかった場合に当該加速度センサが一時的に機能しなくなるために、その機能しない時間内での移動を検出できなくなって正確な測位ができない、という課題があった。具体的には、電子機器は、屋内で用いられGPSが機能しない状況において、壁などに衝突したり、床に落下した場合に、一時的に加速度センサの出力が不安定になってしまうため、それに基づく測位ができずに正確な現在位置が検出できなくなる。 However, in the method of positioning using an acceleration sensor, when a very large acceleration such as a drop impact is applied, the acceleration sensor temporarily stops functioning. There was a problem that it was impossible to detect and accurate positioning was impossible. Specifically, in the situation where the electronic device is used indoors and GPS does not function, the output of the acceleration sensor becomes unstable temporarily when it collides with a wall or falls on the floor, Positioning based on that cannot be performed, and an accurate current position cannot be detected.
本発明はこのような事情に考慮してなされたもので、その目的は、屋内などのGPSが機能しない場所で衝撃を受けた場合であっても正確な測位ができる電子機器を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic device that can perform accurate positioning even when subjected to an impact such as indoors where GPS does not function. is there.
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る電子機器は、水平方向の加速度を測定する水平加速度センサと、鉛直方向の加速度を測定する鉛直加速度センサと、外気圧を測定する気圧センサと、前記水平加速度センサと前記鉛直加速度センサと前記気圧センサの出力信号を取得し、取得した出力信号より現在の位置の推定を行う演算部と、を備え、前記演算部は、前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度が予め定めた範囲を超えた場合に、当該超えた時点より所定時間、前記鉛直加速度センサの出力信号に替えて前記気圧センサの出力信号を用いた前記現在の位置の推定を行うことを特徴とする。
本発明に係る電子機器によれば、落下や衝突などの衝撃を受けて鉛直加速度センサの出力信号が信頼できない時間においても、気圧センサの出力信号を利用することによって正確な測位ができる。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
An electronic apparatus according to the present invention includes a horizontal acceleration sensor that measures horizontal acceleration, a vertical acceleration sensor that measures vertical acceleration, an atmospheric pressure sensor that measures external atmospheric pressure, the horizontal acceleration sensor, and the vertical acceleration sensor. And a calculation unit that acquires an output signal of the atmospheric pressure sensor and estimates a current position from the acquired output signal, and the calculation unit determines in advance the acceleration in the vertical direction measured by the vertical acceleration sensor. When the specified range is exceeded, the current position is estimated using the output signal of the atmospheric pressure sensor instead of the output signal of the vertical acceleration sensor for a predetermined time from the time when the range is exceeded.
According to the electronic device of the present invention, accurate positioning can be performed by using the output signal of the atmospheric pressure sensor even when the output signal of the vertical acceleration sensor is unreliable due to an impact such as dropping or collision.
また、本発明に係る電子機器において、前記所定時間は、前記演算部により前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度の値に基づいて設定されることを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器において、前記演算部は、前記加速度値と、当該加速度値に応じて定められた時間と、を加速度値ごとに予め記憶部に記憶し、前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度値に基づいて前記記憶部より時間を抽出し、抽出した時間を前記所定時間に設定することを特徴とする。
本発明に係る電子機器によれば、鉛直加速度センサの出力が衝撃等により信頼できない時間のみ気圧センサの出力信号を利用して測位するため、より正確な測位ができる。
In the electronic apparatus according to the present invention, the predetermined time is set based on a value of the acceleration in the vertical direction measured by the vertical acceleration sensor by the arithmetic unit.
In the electronic device according to the present invention, the calculation unit stores the acceleration value and a time determined according to the acceleration value in advance in a storage unit for each acceleration value, and measures the vertical acceleration sensor. Based on the acceleration value in the vertical direction, time is extracted from the storage unit, and the extracted time is set as the predetermined time.
According to the electronic device of the present invention, since the output of the vertical acceleration sensor is measured using the output signal of the atmospheric pressure sensor only during a time when the output of the vertical acceleration sensor is not reliable due to an impact or the like, more accurate positioning can be performed.
また、本発明に係る電子機器において、前記演算部には、あらかじめ前記鉛直方向の加速度の上限値と下限値とが設定され、前記所定時間は、前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度が前記上限値と下限値とで構成される数値範囲外の値を示す時間と等しいことを特徴とする。
本発明に係る電子機器によれば、鉛直加速度センサの機能が回復するとすみやかに鉛直加速度センサの出力信号を利用して測位するため、より正確な測位ができる。
In the electronic apparatus according to the present invention, an upper limit value and a lower limit value of the vertical acceleration are set in advance in the arithmetic unit, and the predetermined time is the acceleration in the vertical direction measured by the vertical acceleration sensor. Is equal to the time indicating a value outside the numerical range constituted by the upper limit value and the lower limit value.
According to the electronic device of the present invention, when the function of the vertical acceleration sensor is restored, positioning is performed using the output signal of the vertical acceleration sensor as soon as possible, so that more accurate positioning can be performed.
また、本発明に係る電子機器において、人工衛星からの信号を受信することで位置を測定するGPS装置を備え、前記演算部は、前記GPS装置からの信号を取得可能な場合に、前記出力信号とともに当該GPS装置からの信号に基づいて現在の位置を測定し、前記GPS装置からの信号を取得できない場合に、直前に前記GPS装置から取得した信号に基づいて測定した位置を基準位置として、当該基準位置から前記現在の位置までの移動量を前記出力信号に基づいて推定することを特徴とする。
本発明に係る電子機器によれば、人工衛星からの信号を受信できない場合においてのみ、衝撃直後に気圧センサの出力信号を利用するため、より正確な測位ができる。
In the electronic device according to the present invention, the electronic device includes a GPS device that measures a position by receiving a signal from an artificial satellite, and when the arithmetic unit can acquire the signal from the GPS device, the output signal In addition, when the current position is measured based on the signal from the GPS device and the signal from the GPS device cannot be acquired, the position measured based on the signal acquired from the GPS device immediately before is used as the reference position. A movement amount from a reference position to the current position is estimated based on the output signal.
According to the electronic device of the present invention, only when the signal from the artificial satellite cannot be received, the output signal of the atmospheric pressure sensor is used immediately after the impact, so that more accurate positioning can be performed.
本発明に係る電子機器は、気圧センサが大気圧の変動を測定する気圧変動センサであることを特徴とする。
本発明に係る電子機器によれば、海抜高度によらず急激な上下方向の変位に対応して鉛直加速度センサに代わって気圧変動センサの出力信号によって測位するため、より正確な測位ができる。
The electronic apparatus according to the present invention is characterized in that the atmospheric pressure sensor is an atmospheric pressure fluctuation sensor that measures fluctuations in atmospheric pressure.
According to the electronic device of the present invention, since the positioning is performed by the output signal of the atmospheric pressure fluctuation sensor instead of the vertical acceleration sensor in response to the sudden vertical displacement regardless of the altitude above sea level, more accurate positioning can be performed.
本発明に係る電子機器によれば、強い衝撃を受けて一時的に加速度センサの出力信号が信頼できない場合であっても、気圧センサの出力信号を利用することで、常に正確な現在位置の測位ができる。 According to the electronic device of the present invention, even if the output signal of the acceleration sensor is temporarily unreliable due to a strong impact, the current position is always accurately determined by using the output signal of the atmospheric pressure sensor. Can do.
以下、本発明に係る電子機器の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電子機器1のブロック図である。電子機器1は、例えば、携帯用の通信機器やパーソナルコンピュータであって、鉛直加速度センサ2と水平加速度センサ3と気圧センサ4を含んで構成されるセンサ部10と、制御部5と、アンテナ6と、GPS受信部7と、演算部8と、で構成される。センサ部10とアンテナ6を持つGPS受信部7とは、制御部5に接続される。また、制御部5は演算部8に接続される。
Hereinafter, embodiments of an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of an
鉛直加速度センサ2、水平加速度センサ3は、例えば、静電容量式、ピエゾ抵抗式、等各種の加速度センサからなり、それぞれ電子機器1に作用する鉛直方向、水平方向の加速度を検出し、制御部5に対して検出した加速度の信号を出力する。
The
気圧センサ4は、例えば、静電容量式、振動式、等各種の外気圧を検出可能なセンサからなり、制御部5に対して検出した外気圧の信号を出力する。また、気圧センサ4は、一部に外気と連通する開口を持つキャビティを持ち、その開口を覆うようにカンチレバーが配置され、そのカンチレバーは基部側が開口内壁に固定され先端側が自由になることで先端と開口内壁の隙間が微小な空気ギャップとなっている構造を持つ差圧センサであっても良い。
The
なお、以下の説明において、センサ部10からの出力信号と表現した場合には、鉛直加速度センサ2,水平加速度センサ3,気圧センサ4の全ての出力信号、又は全てのセンサのうちの(特定されない)何れか一つの出力信号を示唆するものとする。
In the following description, when expressed as an output signal from the
GPS受信部7は、アンテナ6を介して人工衛星から発せられるGPS信号を受信する受信機であり、制御部5に対して受信したGPS信号を出力する。
制御部5は、例えば、CPU,RAM,ROM等を備えて構成され、電子機器1の各種機能・動作を統括的に制御する。また、制御部5は、センサ部10からの出力信号と、GPS受信部7からのGPS信号を入力し、それら入力した各種の信号を演算部8に送信する。
The
The
演算部8は、制御部5より受信した各種の信号に対して次の処理を行う。まず直近に得られたGPS信号から、直近にGPS信号が得られたときの時刻と、その時刻における電子機器1の位置をRAMに格納する。GPS信号は、複数のGPS衛星から発信される電波を受信し、それらの衛星の軌道情報と時刻から電子機器1の現在位置を求めた信号である。次に、現在の時刻と上記直近にGPS信号が得られた時刻との差を求めて、直近にGPS信号が得られてからの経過時間をRAMに格納する。次に鉛直加速度センサ2からの信号と、水平加速度センサ3からの信号を、上記経過時間に亘って積分する。このとき鉛直加速度センサ2からの信号は、場合によっては気圧センサ4の信号によって置換されるが、これについては後述する。この演算によって得られた電子機器1の位置情報を制御部5に返信する。
The
次いで、当該電子機器1の位置推定動作について図2を用いて説明する。
まず、電子機器1が鉛直方向上向きに衝撃を受けた際の、センサ部10に備わる鉛直加速度センサ2と気圧センサ4それぞれの出力変化について述べる。ここで、図2は、本実施形態に係るセンサ部10の出力信号の時間変化を示す図である。図2(a)は鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの時間tに対する変化の様子を、図2(b)は気圧センサ4の出力である気圧pの時間tに対する変化の様子をそれぞれ示す。
Next, the position estimation operation of the
First, output changes of the
電子機器1は、初期状態(t=0)において、鉛直加速度a1、気圧p1を検出しているものとする。ここで初期状態は静止状態とし、鉛直加速度a1を重力加速度とする。そして、時刻t1において電子機器1が鉛直方向上向きに大きな衝撃を受けると、鉛直加速度センサ2の出力信号は大きく変動する。そのため、図2(a)に示すように、当該時刻t1〜時刻t2までの間、鉛直加速度センサ2の出力信号は正確な鉛直加速度を示さない。これは、上記衝撃によって極めて短時間に大きな加速度が電子機器1に加わるため、鉛直加速度センサ2が当該加速度の急峻な変化に対応できないためである。他方、図2(b)に示す気圧センサ4は、上記時刻t1〜時刻t2において、電子機器1が鉛直方向に移動したことによる外気圧の変化に基づき、気圧p1から気圧p2への変化を検出する。つまり、気圧センサ4は、電子機器1が大きな衝撃を受けても、当該衝撃によって外気圧そのものが変動するわけではないので、安定して外気圧を示す信号を出力する。
The
次に、上記鉛直加速度センサ2と気圧センサ4それぞれの出力変化に基づく、電子機器1の位置推定動作を図3に基づいて説明する。ここで図3は、演算部8の動作フローを示す。
Next, the position estimation operation of the
はじめに、制御部5は、センサ部10及びGPS受信部7からの出力信号を受信し、演算部8に送信する(ステップS1)。すると、演算部8は、ステップS1にてGPS信号を取得できたか否か、つまり、電子機器1が屋外等のGPS信号を受信できる位置にあるか否かを判断する(ステップS2)。そして、演算部8は、ステップS2にて取得できたと判断する場合(ステップS2;Yes)、当該GPS信号に基づく電子機器1の位置推定の演算処理を実行する(ステップS3)。
First, the
一方、演算部8は、ステップS2にて取得できなかったと判断する(つまり、電子機器1が屋内等にある)場合(ステップS2;No)、加速度センサ(鉛直加速度センサ2及び水平加速度センサ3)の出力に基づく電子機器1の位置推定の演算処理を実行する(ステップS4)。
On the other hand, when it is determined that the
次いで、演算部8は、図2で述べた衝撃に基づく鉛直加速度センサ2の出力信号の変動を検知したか否かを判断する(ステップS5)。
そして、演算部8は、ステップS5にて出力信号の変動を検知したと判断する場合(ステップS5;Yes)、鉛直加速度センサ2の出力を破棄するとともに、気圧センサ4の出力に基づく位置推定処理を実行する(ステップS6)。具体的には、演算部8は、制御部5を介して受信したGPS信号によって最も直近に把握した位置情報(すなわち、ステップS3にて最後に実行した位置推定処理に基づく位置情報)を基準位置とし、その基準位置からの移動量を、水平加速度センサ3、気圧センサ4からの出力を組み合わせて現在の位置を推定する。
Next, the
And when calculating
次いで、演算部8は、ステップS6の処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判断し(ステップS7)、経過していないと判断した場合(ステップS7;No)、ステップS6以降の処理を繰り返す。一方、演算部8は、ステップS7にて経過したと判断した場合(ステップS7;Yes)、及び、ステップS5にて出力信号の変動を検知しなかったと判断する場合(ステップS5;No)、加速度センサの出力に基づく電子機器1の位置推定の演算処理を実行し、本フローを終了する。
Next, the
ここで、上述した演算部8による、電子機器1が衝撃を受けたか否かを判断する手順(図3のステップS5)と、気圧センサ4の出力に基づく位置推定処理を実行する時間(所定時間)を設定する手順(図3のステップS7)と、について説明する。演算部8は、衝撃時に相当する鉛直加速度の大きさと各鉛直加速度の大きさに応じた時間(所定時間)とを対応付けたルックアップテーブルを、内部に備わるメモリに記憶している。そして、演算部8は、鉛直加速度を取得する都度、当該ルックアップテーブルを参照する。つまり、演算部8は、取得した鉛直加速度がルックアップテーブルに記載の鉛直加速度よりも小さい場合、電子機器1が衝撃を受けていないと判断する(ステップS5;No)。一方で、演算部8は、取得した鉛直加速度がルックアップテーブルに存在する場合(予め定めた範囲を超えた場合)、電子機器1が衝撃を受けたと判断し(ステップS5;Yes)、当該鉛直加速度に対応する時間をルックアップテーブルより抽出して、当該時間をステップS7に係る所定時間に設定する。なお、所定時間は、上述のように、演算部8が衝撃によって発生した鉛直加速度の大きさに応じてその都度自動的に最適な値をルックアップテーブルより抽出することで、最も適切な時間に設定することも可能であるし、あらかじめユーザが適宜に設定できるようにしておいても良い。
Here, a procedure (step S5 in FIG. 3) for determining whether or not the
このような構成と駆動方法を組み合わせることで本実施形態に係る電子機器1は、屋内などでGPSによる位置推定が不可能な場所で使用され、且つ衝撃を受けて鉛直加速度センサ2の出力が正しい加速度を示さない時間帯においても、気圧センサ4の出力を利用することで高精度での現在位置推定が可能となる。
By combining such a configuration and the driving method, the
(第2の実施形態)
次いで、本発明の第2の実施形態に係る電子機器について図3から図5を用いて説明する。ここで、第2の実施形態に係る電子機器の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る電子機器と同一であるので、説明を省略する。
図4は、第2の実施形態に係るセンサ部10の出力信号の時間変化を示す図である。図4(a)は鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの時間tに対する変化の様子を、図4(b)は気圧センサ4の出力である気圧pの時間tに対する変化の様子をそれぞれ示す。
(Second Embodiment)
Next, an electronic apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the configuration of the electronic apparatus according to the second embodiment is the same as that of the electronic apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a time change of the output signal of the
本実施形態に係る電子機器1では、鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの値が位置推定に利用可能な値であるかどうかを演算部8が判定する基準、すなわち図3におけるステップS5を実行する基準として、加速度の上限amaxと下限aminがあらかじめメモリ等に設定される。つまり、通常の駆動時には鉛直加速度センサ2の出力がaminからamaxのあいだで推移する一方、電子機器1が衝撃を受けた瞬間、上記出力がaminを下回る、あるいはamaxを上回る場合(予め定めた範囲を超えた場合)がある。この場合、その後の鉛直加速度センサ2の出力は、実際に電子機器1が受けている加速度とは無関係な値を示してしまう。そこで、本実施形態に係る電子機器1において、演算部8は、上記図3のステップS5にて、上記鉛直加速度センサ2の出力がaminからamaxのあいだで推移するか否かの判断を行うものとする。
In the
なお、加速度の上限amaxと下限aminは、電子機器1を製造した時点で設定することも可能であるが、電子機器1を駆動する際に適宜変更できるようにすることも可能である。また、演算部8は、amaxとaminの設定値に関する所定の学習機能を有し、電子機器1の駆動中にamaxとaminの値の変更を繰り返すことで、位置推定に利用可能な鉛直加速度の数値範囲を最適化させることも可能である。
The upper limit amax and the lower limit amin of acceleration can be set when the
ここで、図5は電子機器1の駆動中にamaxとaminの値の変更を繰り返す場合の演算フローを示す。図3と同一の処理には同一符号を与える。図3との差異は、演算部8が位置推定を行うステップ(S8)の後で、amaxとaminの値の変更が必要か判断し、必要であれば変更する(ステップS9)点である。
Here, FIG. 5 shows a calculation flow in the case of repeatedly changing the values of amax and amin while the
このような構成と駆動方法を組み合わせることで本実施形態に係る電子機器1においては、第1の実施形態に係る電子機器に比べて一層高精度での位置推定が可能となる。
By combining such a configuration and the driving method, the
(第3の実施形態)
次いで、本発明の第3の実施形態に係る電子機器について説明する。ここで、第3の実施形態に係る電子機器の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る電子機器と同一であるので、説明を省略する。
図6は、第3の実施形態に係るセンサ部10の出力信号の時間変化を示す図である。図6(a)は鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの時間tに対する変化の様子を、図6(b)は気圧センサ4の出力である気圧pの時間tに対する変化の様子をそれぞれ示す。
(Third embodiment)
Next, an electronic apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. Here, the configuration of the electronic apparatus according to the third embodiment is the same as that of the electronic apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a time change of the output signal of the
図6に示すように、電子機器1は、初期状態t=0で第1の実施形態と同じく静止状態にあるものとする。そして、この静止状態の後、時刻t1において電子機器1の自由落下が始まったものとする。ここで、図6(a)において、時刻t1以降〜時刻t3では鉛直加速度aがゼロになり、電子機器1が自由落下状態にあることを示す。
As shown in FIG. 6, the
そして、電子機器1は、時刻t3において何らかの物体(たとえば床等)に衝突することで鉛直加速度aが瞬間的に大きな値を持ったものとする。すると、当該時刻t3〜時刻t2(時間帯dt)までは、鉛直加速度センサ2の出力が正しい加速度を示さなくなる。ただし、この時間帯dtにおいても気圧センサ4は床の外気圧p2を出力し続けているので、演算部8はこの気圧センサ4の出力値を利用することで正しい位置推定ができる。
Then, the
つまり、本実施形態に係る電子機器1において、演算部8は、鉛直加速度センサ2の出力がゼロとなる状態,当該ゼロとなる時間,当該時間経過後の気圧センサ4の出力,を検出することで、電子機器1の自由落下状態,当該自由落下の時間,落下後の気圧,に関する情報を把握ができるため、それらの情報を組み合わせることにより、落下距離を正確に算出することができる。
That is, in the
このような構成と駆動方法を組み合わせることにより、電子機器1が自由落下した場合に衝撃に備える動作ができるだけでなく、落下後の位置推定が正確にできる。
By combining such a configuration and the driving method, not only can an operation for preparing an impact when the
(第4の実施形態)
次いで、本発明の第4の実施形態に係る電子機器について説明する。ここで、第4の実施形態に係る電子機器の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る電子機器と同一であるので、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an electronic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. Here, the configuration of the electronic device according to the fourth embodiment is the same as that of the electronic device according to the first embodiment shown in FIG.
図7は、第4の実施形態に係るセンサ部10の出力信号の時間変化を示す図である。図7(a)は鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの時間tに対する変化の様子を、図7(b)は気圧センサ4の出力である気圧pの時間tに対する変化の様子をそれぞれ示す。図7に示すように、電子機器1は、初期状態t=0で第1の実施形態と同じく静止状態にあるものとする。そして、この静止状態の後、時刻t1において電子機器1の自由落下が始まったものとする。図7(a)において、時刻t1以降〜時刻t3では鉛直加速度aがゼロになり、電子機器1が自由落下状態にあることを示す。
FIG. 7 is a diagram illustrating a time change of the output signal of the
そして、電子機器1は、時刻t3において何らかの物体(たとえば床等)に衝突することで鉛直加速度aが瞬間的に大きな値を持ったものとする。すると、当該時刻t3〜時刻t2(時間帯dt)までは、鉛直加速度センサ2の出力が正しい加速度を示さなくなる。さらに、本実施形態においては、図7(b)に示すように、時刻t3以降に電子機器1が再度の落下を始め、時刻t4までは当該自由落下を継続する。この際、演算部8は、鉛直加速度センサ2が、図7(b)に示すように、衝撃によって正確な鉛直加速度を示さない状態を継続しているため、当該鉛直加速度センサ2の出力から上記再度の落下を検出できずに落下時間も把握できない。他方、図7(b)に示す気圧センサ4の出力は、この再度の落下の間であっても正確に高さ変化に対応した外気圧、すなわち初期位置ではp1、最初の落下位置ではp2、その後再度の落下位置ではp3、からなる有意な値を検出する。そのため、演算部8は、これらp1〜p3の値を利用することで、電子機器1が連続的に複数回の落下を行った場合であっても正しい位置推定ができる。
Then, the
このような構成と駆動方法を組み合わせることにより、電子機器1が短時間に繰り返し衝撃受けた場合であっても、衝撃後の位置推定が正確にできる。
By combining such a configuration and the driving method, position estimation after impact can be accurately performed even when the
(第5の実施形態)
次いで、本発明の第5の実施形態に係る電子機器について説明する。ここで、第5の実施形態に係る電子機器の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る電子機器と同一であるので、説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, an electronic apparatus according to a fifth embodiment of the invention will be described. Here, the configuration of the electronic apparatus according to the fifth embodiment is the same as that of the electronic apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
図8は、第5の実施形態に係るセンサ部10の出力信号の時間変化を示す図である。図8(a)は鉛直加速度センサ2の出力である鉛直加速度aの時間tに対する変化の様子を、図8(b)は気圧センサ4の出力である気圧pの時間tに対する変化の様子をそれぞれ示す。図8に示すように、電子機器1は、初期状態t=0で第1の実施形態と同じく静止状態にあるものとする。そして、この静止状態の後、時刻t1において電子機器1の自由落下が始まったものとする。図8(a)において、時刻t1以降〜時刻t3では鉛直加速度aがゼロになり、電子機器1が自由落下状態にあることを示す。
FIG. 8 is a diagram illustrating a time change of the output signal of the
そして、電子機器1は、時刻t3において何らかの物体(たとえば床等)に衝突することで鉛直加速度aが瞬間的に大きな値を持ったものとする。すると、当該時刻t3〜時刻t2(時間帯dt)までは、鉛直加速度センサ2の出力が正しい加速度を示さなくなる。さらに、第4実施形態(図7)と同様に、時刻t3以降に電子機器1が再度の落下を始め、時刻t4までは当該自由落下を継続する。
Then, the
さらに、本実施形態においては、電子機器1は、時刻t4以降において、例えば、摩擦のある斜面を滑り落ちる場合などによって等速落下状態になるものと仮定する。ただし、図8(a)に示すように、電子機器1が等速落下を開始した時刻t4において、鉛直加速度センサ2の出力が上記衝突の影響によってまだ正しい加速度を示さない状態にあるため、演算部8は電子機器1が等速落下していることを検出できない。鉛直加速度センサ2の出力が再び正しい加速度を示し始めるt2では初期状態と同じ出力を与えるが、電子機器1は落下し続けている。そのため、演算部8は、鉛直加速度センサ2の出力のみで位置推定処理を行うと、時間の経過とともに正しい位置からのずれ量が増加してしまう。他方、図8(b)に示す気圧センサ4の出力は、自由落下や衝撃にも関わらず高さ変化に対応した外気圧、すなわち初期位置ではp1、最初の落下位置ではp2、その後再度の落下位置ではp3、更にはその後の等速落下状態においても正しい高さに対応した値を示す。そのため、演算部8は、電子機器1が衝撃を受けた後に等速移動状態になった場合、これらの気圧センサ4の出力値を利用することで正しい位置推定ができる。
Furthermore, in the present embodiment, it is assumed that the
このような構成と駆動方法を組み合わせることにより、電子機器1が衝撃を受けた後に等速移動状態になった場合であっても、位置推定が正確にできる。
By combining such a configuration and the driving method, position estimation can be accurately performed even when the
1 電子機器
2 鉛直加速度センサ
3 水平加速度センサ
4 気圧センサ
5 制御部
6 アンテナ
7 GPS受信部(GPS装置)
8 演算部
10 センサ部
DESCRIPTION OF
8
Claims (6)
鉛直方向の加速度を測定する鉛直加速度センサと、
外気圧を測定する気圧センサと、
前記水平加速度センサと前記鉛直加速度センサと前記気圧センサの出力信号を取得し、取得した出力信号より現在の位置の推定を行う演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度が予め定めた範囲を超えた場合に、当該超えた時点より所定時間、前記鉛直加速度センサの出力信号に替えて前記気圧センサの出力信号を用いた前記現在の位置の推定を行うことを特徴とする電子機器。 A horizontal acceleration sensor that measures the acceleration in the horizontal direction;
A vertical acceleration sensor that measures vertical acceleration;
An atmospheric pressure sensor for measuring the external atmospheric pressure;
An operation unit that obtains output signals of the horizontal acceleration sensor, the vertical acceleration sensor, and the atmospheric pressure sensor, and estimates a current position from the obtained output signal;
With
When the vertical acceleration measured by the vertical acceleration sensor exceeds a predetermined range, the arithmetic unit replaces the output signal of the vertical acceleration sensor for a predetermined time from the time when the acceleration exceeds the predetermined range. An electronic apparatus characterized in that the current position is estimated using an output signal.
前記所定時間は、前記鉛直加速度センサの測定した前記鉛直方向の加速度が前記上限値と下限値とで構成される数値範囲外の値を示す時間と等しいことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 In the arithmetic unit, an upper limit value and a lower limit value of acceleration in the vertical direction are set in advance,
The said predetermined time is equal to the time when the acceleration in the vertical direction measured by the vertical acceleration sensor shows a value outside the numerical range constituted by the upper limit value and the lower limit value. Electronics.
前記演算部は、前記GPS装置からの信号を取得可能な場合に、前記出力信号とともに当該GPS装置からの信号に基づいて現在の位置を測定し、前記GPS装置からの信号を取得できない場合に、直前に前記GPS装置から取得した信号に基づいて測定した位置を基準位置として、当該基準位置から前記現在の位置までの移動量を前記出力信号に基づいて推定することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電子機器。 It has a GPS device that measures the position by receiving a signal from an artificial satellite,
When the calculation unit can acquire a signal from the GPS device, the current position is measured based on the signal from the GPS device together with the output signal, and when the signal from the GPS device cannot be acquired, The position measured based on the signal acquired from the GPS device immediately before is used as a reference position, and the amount of movement from the reference position to the current position is estimated based on the output signal. 5. The electronic device according to any one of 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013042146A JP6041386B2 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Electronics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013042146A JP6041386B2 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Electronics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014169931A JP2014169931A (en) | 2014-09-18 |
| JP6041386B2 true JP6041386B2 (en) | 2016-12-07 |
Family
ID=51692408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013042146A Expired - Fee Related JP6041386B2 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Electronics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6041386B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6383231B2 (en) * | 2014-03-17 | 2018-08-29 | セイコーインスツル株式会社 | Navigation device and map data update system |
| JP6682876B2 (en) * | 2016-01-22 | 2020-04-15 | 凸版印刷株式会社 | Altitude difference acquisition device, device movement management server, method, and program |
| US10511951B2 (en) * | 2017-01-17 | 2019-12-17 | 3AM Innovations LLC | Tracking and accountability device and system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267443A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Empex Instruments Inc | Barometric altimeter |
| JP2007093433A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Hitachi Ltd | Detector for motion of pedestrian |
| JP5157205B2 (en) * | 2007-03-16 | 2013-03-06 | 富士通株式会社 | Impact force detection method and impact recording apparatus |
| JP2009229204A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Location specifying system, computer program and location specifying method |
| EP2720046B1 (en) * | 2011-06-09 | 2015-10-28 | Fujitsu Limited | Drop determining apparatus and drop determining method |
| JP2013130532A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Sharp Corp | Drop impact detection device |
-
2013
- 2013-03-04 JP JP2013042146A patent/JP6041386B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014169931A (en) | 2014-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100510623C (en) | Mobile terminal device | |
| JP5225475B2 (en) | Moving state estimation apparatus, method and program | |
| JP6061063B2 (en) | Advanced measuring device, navigation system, program, and recording medium | |
| US9759567B2 (en) | Position calculation method and position calculation device | |
| US9785254B2 (en) | System and method for improving orientation data | |
| JP5662642B2 (en) | Underwater navigation method and system | |
| CN102313822B (en) | Biasing evaluation method, posture evaluation method, biasing estimating device and posture estimating device | |
| EP2871446A2 (en) | Pedestrian observation system, recording medium, and estimation of direction of travel | |
| US20140292543A1 (en) | Multidimensional system for monitoring and tracking states and conditions | |
| US10627237B2 (en) | Offset correction apparatus for gyro sensor, recording medium storing offset correction program, and pedestrian dead-reckoning apparatus | |
| US20160101319A1 (en) | Electronic device, control program, control method, and system | |
| CN105723240A (en) | Method and apparatus for determining misalignment between equipment and a vessel using acceleration/deceleration | |
| CN107192983B (en) | Device, method and system for observing relative position of underwater vehicle | |
| JP6041386B2 (en) | Electronics | |
| JP6312990B2 (en) | Portable device, and control program and control method for portable device | |
| US20160245924A1 (en) | Electronic device and control method | |
| JP5119967B2 (en) | POSITIONING METHOD, PROGRAM, AND POSITIONING DEVICE | |
| JP2015122609A (en) | Electronics | |
| EP3227634B1 (en) | Method and system for estimating relative angle between headings | |
| CN117589163A (en) | Multi-sensor combination navigation method and device | |
| CN207181664U (en) | A kind of device and system for observing underwater vehicle relative position | |
| KR102802286B1 (en) | Method for reducing quantization error using multi inertial measurement unit fusion | |
| JP2015155802A (en) | Portable electronic equipment and position calculation program | |
| TWI472953B (en) | Inertial sensing input device, system and method thereof | |
| US20140132442A1 (en) | Positioning device capable of detecting three-dimensional move trace and the detecting method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160914 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161025 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20161026 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161104 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6041386 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |