JP6877927B2 - 測位装置、測位方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、測位装置、測位方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、位置測位サービスの増加に伴い、屋内測位技術に注目が集まっている。現在、ＧＰＳ（Global Positioning System）を使用できない屋内の測位方法として、歩行者が携行する端末装置で取得した歩行データから位置を推定する方法が存在する。
しかしながら、従来の方法では、個人毎の歩き方の違いにより位置推定の誤差が生じてしまう場合があった。

特願２０１３−２３５７０７

本発明が解決しようとする課題は、個人毎の歩き方の違いによる位置推定の誤差を低減することができる測位装置、測位方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態の測位装置は、歩行動作抽出部と、端末角度推定部と、歩幅推定部と、位置算出部と、補正データ生成部とを持つ。歩行動作抽出部は、端末装置において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出する。端末角度推定部は、前記端末装置において取得された角速度データと、抽出された前記データから得られる前記端末装置のユーザの歩行が行われているタイミングを表す歩行タイミングとに基づいて、前記歩行タイミングにおける前記端末装置の角度を推定する。歩幅推定部は、前記データの合成値の大きさの最大値及び最小値と、前記端末装置のユーザに関するパラメータとに基づいて前記歩幅を推定する。位置算出部は、前記歩幅推定部において推定された前記端末装置のユーザの歩幅と、前記端末装置の角度と、個人毎の歩き方の違いによる前記端末装置の角度及び歩幅を補正するためのデータである補正データとを用いて、前記端末装置の現在位置と移動方向を算出する。補正データ生成部は、前記端末装置が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に前記補正データを生成する。

第１の実施形態における測位システム１００のシステム構成を示す図。 測位装置２０による位置推定処理の流れを示すフローチャート。 加速度の大きさのパターンを示す図。 測位装置２０による補正データ生成処理の流れを示すフローチャート。 基準経路に関する内容を説明するための図。 第２の実施形態における測位システム１００ａのシステム構成を示す図。 測位装置２０ａによる補正データ生成処理の流れを示すフローチャート。 第３の実施形態における測位システム１００ｂのシステム構成を示す図。 測位装置２０ｂによる補正データ生成処理の流れを示すフローチャート。 テーブルの具体例を示す図。

以下、実施形態の測位装置、測位方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における測位システム１００のシステム構成を示す図である。測位システム１００は、端末装置１０及び測位装置２０を備える。端末装置１０及び測位装置２０は、ネットワークを介して通信可能に接続される。ネットワークは、どのように構成されたネットワークであってもよい。例えば、ネットワークは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、３Ｇ（3rd Generation）及びＷｉＭＡＸ（登録商標）を用いて構成される。

端末装置１０は、歩行者が携行する装置である。端末装置１０は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話及びウェアラブル端末等である。端末装置１０は、例えば歩行者の腰に装着される。端末装置１０は、３軸の加速度ベクトルの時系列データ（以下、「加速度データ」という。）及び３軸の角速度ベクトルの時系列データ（以下、「角速度データ」という。）を取得する。
測位装置２０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。測位装置２０は、端末装置１０から取得した加速度データ及び角速度データに基づいて、端末装置１０を測位する。また、測位装置２０は、個人毎の歩き方の違いによる位置推定の誤差を補正するための補正データを生成する。測位装置２０は、サーバ上で実装されてもよいし、小型のコンピュータに実装され歩行者に装着されてもよい。

次に、端末装置１０及び測位装置２０の具体的な構成について説明する。まず、端末装置１０の機能構成について説明する。端末装置１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、計測プログラムを実行する。計測プログラムの実行によって、端末装置１０は、加速度センサ１０１、角速度センサ１０２、通信部１０３を備える装置として機能する。なお、端末装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、計測プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、計測プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

加速度センサ１０１は、加速度データを計測する。
角速度センサ１０２は、角速度データを計測する。
通信部１０３は、加速度センサ１０１が計測した加速度データと、角速度センサ１０２が計測した角速度データとを測位装置２０に送信する。

次に、測位装置２０の機能構成について説明する。測位装置２０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、測位プログラムを実行する。測位プログラムの実行によって、測位装置２０は、通信部２０１、歩行動作抽出部２０２、端末角度推定部２０３、ユーザパラメータ記憶部２０４、歩幅推定部２０５、位置算出部２０６、基準経路情報記憶部２０７、補正データ生成部２０８を備える装置として機能する。なお、測位装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、測位プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、測位プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

通信部２０１は、端末装置１０との間で通信を行う。例えば通信部２０１は、加速度データ及び角速度データを端末装置１０から受信する。
歩行動作抽出部２０２は、受信された加速度データに基づいて歩行動作区間を算出し、算出した歩行動作区間毎に歩行タイミング及び加速度データを抽出する。歩行動作とは、人物が行う動作を構成する最小単位の動作を表す。例えば、歩行動作は、１歩、ジャンプ等の動作である。歩行動作区間は、歩行動作が行われている区間を表す。歩行タイミングは、端末装置１０のユーザの歩行が行われているタイミングを表す。
端末角度推定部２０３は、受信された角速度データに基づいて端末装置１０の角度を推定する。

ユーザパラメータ記憶部２０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。ユーザパラメータ記憶部２０４は、端末装置１０のユーザに関するパラメータ（以下「ユーザパラメータ」という。）を記憶する。ユーザパラメータとしては、例えば係数、身長などが挙げられる。
歩幅推定部２０５は、歩行動作抽出部２０２によって抽出された歩行動作区間毎の加速度データと、ユーザパラメータ記憶部２０４に記憶されているユーザパラメータとに基づいて、歩行者の歩幅を推定する。

位置算出部２０６は、歩幅推定部２０５によって推定された歩行者の歩幅と、端末角度推定部２０３によって推定された角度と、補正データ生成部２０８によって生成された補正データとに基づいて、端末装置１０の移動方向、移動距離、歩数及び位置を算出する。
基準経路情報記憶部２０７は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。基準経路情報記憶部２０７は、移動方向が既知の基準経路に関する情報（以下「基準経路情報」という。）を記憶する。基準経路情報は、基準経路の距離、基準経路の形などである。基準経路の形としては、長方形、８の字形などがある。
補正データ生成部２０８は、位置算出部２０６によって算出された移動方向、移動距離及び歩数と、基準経路情報記憶部２０７に記憶されている基準経路情報とに基づいて、補正データを生成する。補正データは、個人毎の歩き方の違いによる角度及び歩幅を補正するためのデータである。

図２は、測位装置２０による位置推定処理の流れを示すフローチャートである。
通信部２０１は、加速度データ及び角速度データを端末装置１０から取得する（ステップＳ１０１）。通信部２０１は、取得した加速度データを歩行動作抽出部２０２に出力する。また、通信部２０１は、取得した角速度データを端末角度推定部２０３に出力する。端末角度推定部２０３は、通信部２０１から出力された角速度データを積分することによって端末装置１０の角度を算出する（ステップＳ１０２）。歩行動作抽出部２０２は、通信部２０１から出力された所定時間分の加速度データの合成ベクトルを作成し、加速度の大きさを算出する（ステップＳ１０３）。ここで、加速度データにおいて時刻tのデータをＡｃｃＡ（ｔ）、ＡｃｃＢ（ｔ）、ＡｃｃＣ（ｔ）とすると、加速度の大きさは以下の式１のように表される。

次に、歩行動作抽出部２０２は、算出した加速度の大きさに基づいて、歩行動作区間を検出したか否か判定する（ステップＳ１０４）。歩行動作区間を検出していない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、測位装置２０はステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理を繰り返し実行する。
一方、歩行動作区間を検出した場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、歩行動作抽出部２０２は、歩行動作区間毎に、歩行タイミング及び加速度データを抽出する（ステップＳ１０５）。

図３は、加速度の大きさのパターンを示す図である。図３に示されるように、加速度の大きさのパターンは、三角関数の１周期の形状となる。この１周期（時刻ｔ１からｔ２まで）が１歩に要する時間を表す。歩行動作抽出部２０２は、所定時間分の加速度データから、加速度の大きさがある閾値（例えば、１Ｇ）から次の閾値までの１周期を歩行動作区間のデータとして抽出する。また、歩行動作抽出部２０２は、歩行動作区間のうち加速度の大きさが閾値となる時刻ｔ３を歩行タイミングとして抽出する。歩行動作抽出部２０２は、抽出した歩行タイミングを端末角度推定部２０３に出力する。また、歩行動作抽出部２０２は、抽出した歩行動作区間のデータを歩幅推定部２０５に出力する。

端末角度推定部２０３は、歩行動作抽出部２０２から出力された歩行タイミングと、ステップＳ１０２の処理で算出した角度とに基づいて、ｉ歩目（ｉは１〜ｎの整数）の端末装置１０の角度θｉを推定する（ステップＳ１０６）。端末角度推定部２０３は、推定したｉ歩目の端末装置１０の角度θｉの情報を位置算出部２０６に出力する。歩幅推定部２０５は、ステップＳ１０５の処理で抽出された歩行動作区間のデータと、ユーザパラメータとに基づいて、ｉ歩目の歩幅Ｌｉを推定する（ステップＳ１０７）。歩幅Ｌｉの推定方法としては、例えばＷｅｉｎｂｅｒｇの歩幅モデルが用いられてもよい。Ｗｅｉｎｂｅｒｇの歩幅モデルは、以下の式２のように表される。

式２において、係数Ｋは、予めユーザ毎に設定される値である。例えば、係数Ｋは、ユーザパラメータ記憶部２０４に記憶されている。また、式２において、ａ_ｖｍａｘは歩行動作区間の加速度の最大値を表し、ａ_ｖｍｉｎは歩行動作区間の加速度の最小値を表す。歩幅推定部２０５は、推定したｉ歩目の歩幅Ｌｉの情報を位置算出部２０６に出力する。位置算出部２０６は、歩幅推定部２０５から出力された歩幅Ｌｉの情報と、端末角度推定部２０３から出力された角度θｉの情報と、補正データ生成部２０８によって生成された補正データとを用いてｎ歩目の移動方向φｎ、移動距離Ｄｎ及び現在位置（ｘｎ，ｙｎ）を推定する（ステップＳ１０８）。

具体的には、角度ゲインＡ、角度補正Ｂ、歩幅補正Ｃ、初期移動方向φ０、初期位置（ｘ０,ｙ０）とすると、位置算出部２０６は以下の式３に基づいてｎ歩目の移動方向φｎ、移動距離Ｄｎ及び現在位置（ｘｎ，ｙｎ）を推定する。

図４は、測位装置２０による補正データ生成処理の流れを示すフローチャートである。図４の処理において、初期の角度ゲインＡ＝１、角度補正Ｂ＝０、歩幅補正Ｃ＝０とする。補正データ生成処理は、歩行者が長方形、８の字形などの移動方向が既知の基準経路を歩行した際に行われる。
位置算出部２０６は、図２に示す処理により１歩毎の現在位置及び移動方向を推定する（ステップＳ２０１）。図５（Ａ）に示すように、長方形の基準経路を歩行者が歩行した場合、図５（Ｂ）のように１〜５の移動方向φ、移動距離Ｄが得られる。位置算出部２０６は、推定結果（移動方向φｎ、移動距離Ｄｎ及び歩数ｎの情報）を補正データ生成部２０８に出力する。補正データ生成部２０８は、移動方向の変遷から、基準経路の歩行が終了したか否か判定する（ステップＳ２０２）。例えば、長方形の基準経路の場合、移動方向が３６０度となる位置（図５（Ｂ）では、“５”）が基準経路の歩行終了を意味する。

基準経路の歩行が終了していない場合（ステップＳ２０２−ＮＯ）、位置算出部２０６はステップＳ２０１の処理を再度実行する。例えば、長方形の基準経路の場合、移動方向が３６０度となる位置（図５（Ｂ）では、“５”）ではない場合、補正データ生成部２０８は基準経路の歩行が終了していないと判定する。一方、移動方向が３６０度となる位置（図５（Ｂ）では、“５”）ではある場合、補正データ生成部２０８は基準経路の歩行が終了したと判定する。

基準経路の歩行が終了した場合（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、補正データ生成部２０８は基準経路の各辺での移動方向のずれから、角度ゲインＡ及び角度補正Ｂを算出する（ステップＳ２０３）。例えば、基準経路が長方形の場合、各辺は９０度の角をなすため、移動方向履歴は９０度の整数倍となっているはずである。補正データ生成部２０８は、１から５の移動方向データに対して最小二乗法を行い、角度ゲインＡ及び角度補正Ｂを算出する。

次に、補正データ生成部２０８は、基準経路の距離を歩数で除算して基準となる基準歩幅を算出する。そして、補正データ生成部２０８は、算出した基準歩幅と、歩幅データの平均値との差から歩幅補正Ｃを算出する（ステップＳ２０４）。例えば、補正データ生成部２０８は、歩幅補正Ｃ＝基準経路の距離／歩数−移動距離Ｄｎ／歩数ｎを用いて歩幅補正Ｃを算出する。ここで、移動距離Ｄｎ／歩数ｎが、歩幅データの平均値である。上記のように算出された角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃが補正データである。

以上のように構成された測位システム１００によれば、測位装置２０が、端末装置１０において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出し、端末装置１０において取得された角速度データと、データから得られる歩行タイミングとに基づいて、歩行タイミングにおける端末装置１０の角度を推定し、データに基づいて推定される端末装置１０のユーザの歩幅と、端末装置１０の角度と、補正データとを用いて、端末装置１０の現在位置と移動方向を算出し、端末装置１０が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に補正データを生成することにより、個人毎の歩き方の違いによる位置推定の誤差を低減することが可能になる。

以下、測位システム１００の変形例について説明する。
位置算出部２０６は、以下の式４に基づいてｉ歩目の歩幅Ｌｉを推定するように構成されてもよい。

式４において、係数Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、予めユーザ毎に設定される値である。例えば、係数Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、ユーザパラメータ記憶部２０４に記憶されている。また、式４において、ａ_ｖｍａｘは歩行動作区間の加速度の最大値を表し、ａ_ｖｍｉｎは歩行動作区間の加速度の最小値を表す。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態における測位システム１００ａのシステム構成を示す図である。測位システム１００ａは、端末装置１０、測位装置２０ａ及び基準位置センサ３０を備える。端末装置１０、測位装置２０ａ及び基準位置センサ３０は、ネットワークを介して通信可能に接続される。ネットワークは、どのように構成されたネットワークであってもよい。例えば、ネットワークは、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、３Ｇ及びＷｉＭＡＸ（登録商標）を用いて構成される。

測位システム１００ａは、測位装置２０に代えて測位装置２０ａを備え、基準位置センサ３０を新たに備える。
基準位置センサ３０は、例えば電波強度による位置検出、マットスイッチ等であり、基準経路上の特定の位置に設置され、歩行者を検出する。基準位置センサ３０は、例えば基準経路上の歩行終了を示す位置に設置される。基準位置センサ３０は、検出部３０１及び通信部３０２を備える。検出部３０１は、歩行者を検出する。検出部３０１は、歩行者を検出したことを示す通知を通信部３０２に出力する。通信部３０２は、検出部３０１から出力された通知を測位装置２０ａに送信する。

次に、測位装置２０ａの機能構成について説明する。測位装置２０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、測位プログラムを実行する。測位プログラムの実行によって、測位装置２０ａは、通信部２０１ａ、歩行動作抽出部２０２、端末角度推定部２０３、ユーザパラメータ記憶部２０４、歩幅推定部２０５、位置算出部２０６、基準経路情報記憶部２０７、補正データ生成部２０８ａを備える装置として機能する。なお、測位装置２０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、測位プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、測位プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

測位装置２０ａは、通信部２０１及び補正データ生成部２０８に代えて通信部２０１ａ及び補正データ生成部２０８ａを備える点で測位装置２０と構成が異なる。測位装置２０ａは、他の構成については測位装置２０と同様である。そのため、測位装置２０ａ全体の説明は省略し、通信部２０１ａ及び補正データ生成部２０８ａについて説明する。

通信部２０１ａは、端末装置１０及び基準位置センサ３０との間で通信を行う。例えば通信部２０１ａは、３軸の加速度データ及び３軸の角速度データを端末装置１０から受信する。また、例えば通信部２０１ａは、通知を基準位置センサ３０から受信する。
補正データ生成部２０８ａは、基準位置センサ３０から通知が受信されると、位置算出部２０６によって算出された移動方向、移動距離及び歩数と、基準経路情報記憶部２０７に記憶されている基準経路情報とに基づいて、補正データを生成する。

図７は、測位装置２０ａによる補正データ生成処理の流れを示すフローチャートである。図７の処理において、初期の角度ゲインＡ＝１、角度補正Ｂ＝０、歩幅補正Ｃ＝０とする。補正データ生成処理は、歩行者が長方形、８の字形などの移動方向が既知の基準経路を歩行した際に行われる。図７において、図４と同様の処理については図４と同様の符号を付して説明を省略する。
ステップＳ２０１の処理が終了すると、補正データ生成部２０８ａは、基準位置センサ３０から通知が受信されたか否か判定する（ステップＳ３０１）。通知が受信されていない場合（ステップＳ３０１−ＮＯ）、測位装置２０ａはステップＳ２０１以降の処理を再度実行する。
一方、通知が受信された場合（ステップＳ３０１−ＹＥＳ）、補正データ生成部２０８ａはステップＳ２０３以降の処理を実行する。

以上のように構成された測位システム１００ａによれば、第１の実施形態と同様の効果得ることができる。
また、測位装置２０ａは、端末装置１０を携行している歩行者が基準経路上の歩行終了を示す位置（基準経路のゴール地点）を通過した場合に補正データの生成が行われる。これにより、歩行者が基準経路上を最後まで歩いてから補正データが生成される。そのため、より精度の高い補正データを作成することができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態における測位システム１００ｂのシステム構成を示す図である。測位システム１００ｂは、端末装置１０、測位装置２０ｂ及び生体センサ４０を備える。端末装置１０、測位装置２０ｂ及び生体センサ４０は、ネットワークを介して通信可能に接続される。ネットワークは、どのように構成されたネットワークであってもよい。例えば、ネットワークは、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、３Ｇ及びＷｉＭＡＸ（登録商標）を用いて構成される。

測位システム１００ｂは、測位装置２０に代えて測位装置２０ｂを備え、生体センサ４０を新たに備える。
生体センサ４０は、端末装置１０のユーザの脈拍数、血圧などの生体情報を検出する。生体センサ４０は、例えば端末装置１０のユーザの腕に装着される。生体センサ４０は、検出部４０１及び通信部４０２を備える。検出部４０１は、歩行者の生体情報を検出する。検出部４０１は、検出した生体情報を含む通知を通信部４０２に出力する。通信部４０２は、検出部４０１から出力された通知を測位装置２０ｂに送信する。

次に、測位装置２０ｂの機能構成について説明する。測位装置２０ｂは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、測位プログラムを実行する。測位プログラムの実行によって、測位装置２０ｂは、通信部２０１、歩行動作抽出部２０２、端末角度推定部２０３、ユーザパラメータ記憶部２０４、歩幅推定部２０５、位置算出部２０６、基準経路情報記憶部２０７、補正データ生成部２０８ｂを備える装置として機能する。なお、測位装置２０ｂの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、測位プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、測位プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

測位装置２０ｂは、通信部２０１及び補正データ生成部２０８に代えて通信部２０１ｂ及び補正データ生成部２０８ｂを備える点で測位装置２０と構成が異なる。測位装置２０ｂは、他の構成については測位装置２０と同様である。そのため、測位装置２０ｂ全体の説明は省略し、通信部２０１ｂ及び補正データ生成部２０８ｂについて説明する。

通信部２０１ｂは、端末装置１０及び生体センサ４０との間で通信を行う。例えば通信部２０１ｂは、３軸の加速度データ及び３軸の角速度データを端末装置１０から受信する。また、例えば通信部２０１ｂは、通知を生体センサ４０から受信する。

図９は、測位装置２０ｂによる補正データ生成処理の流れを示すフローチャートである。図９の処理において、初期の角度ゲインＡ＝１、角度補正Ｂ＝０、歩幅補正Ｃ＝０とする。補正データ生成処理は、歩行者が長方形、８の字形などの移動方向が既知の基準経路を歩行した際に行われる。図９において、図４と同様の処理については図４と同様の符号を付して説明を省略する。
ステップＳ２０１から２０４までの処理が終了すると、補正データ生成部２０８ｂは算出した角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃと、端末装置１０から通知された生体情報（例えば、脈拍）とを対応付けてテーブルに保存する（ステップＳ４０１）。

図１０は、テーブルの具体例を示す図である。図１０に示すように、テーブルは、レコードを複数有する。レコードは、脈拍、角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃの各値を有する。テーブルには、測位装置２０がステップＳ２０１からステップＳ２０５までの処理を繰り返した回数分（所定の回数分）のデータが蓄積される。補正データ生成部２０８ｂは、ステップＳ２０１からステップＳ２０５までの処理を所定の回数実行したか否か判定する（ステップＳ４０２）。

所定の回数実行していない場合（ステップＳ４０２−ＮＯ）、測位装置２０ｂはステップＳ２０１以降の処理を再度実行する。
一方、所定の回数実行した場合（ステップＳ４０２−ＹＥＳ）、補正データ生成部２０８ｂはテーブルの脈拍の項目を参照し、脈拍の値に所定の閾値以上の変化があったか否か判定する（ステップＳ４０３）。所定の閾値以上の変化がなかった場合（ステップＳ４０３−ＮＯ）、測位装置２０ｂは補正データ生成処理を終了する。

一方、所定の閾値以上の変化があった場合（ステップＳ４０３−ＹＥＳ）、補正データ生成部２０８ｂは所定の回数分のデータが蓄積されたテーブルに基づいて新たに角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃを算出する（ステップＳ４０４）。例えば、補正データ生成部２０８ｂは、所定の回数分のデータを用いて、角度ゲインＡの平均値、角度補正Ｂの平均値及び歩幅補正Ｃの平均値を新たな角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃとしてもよいし、その他の統計値に基づいて新たな角度ゲインＡ、角度補正Ｂ及び歩幅補正Ｃを算出してもよい。

以上のように構成された測位システム１００ｂによれば、第１の実施形態と同様の効果得ることができる。
また、測位装置２０ｂは、端末装置１０を携行している歩行者の生体情報に変化があった場合に補正データの生成が行われる。生体情報に変化があった場合には歩行者の状態に何らかの変化が生じている可能性が高い。そこで、複数のデータを用いて、その統計値から補正データを作成することにより、より精度の高い補正データを作成することができる。

以下、測位システム１００ｂの変形例について説明する。
本実施形態では、テーブルに使用する生体情報として脈拍を例に説明したが、テーブルには脈拍以外の生体情報が登録されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、端末装置１０において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出する歩行動作抽出部２０２と、端末装置１０において取得された角速度データと、データから得られる端末装置１０のユーザの歩行が行われているタイミングを表す歩行タイミングとに基づいて、歩行タイミングにおける端末装置１０の角度を推定する端末角度推定部２０３と、データに基づいて推定される端末装置１０のユーザの歩幅と、端末装置１０の角度と、補正データとを用いて、端末装置１０の現在位置と移動方向を算出する位置算出部２０６と、端末装置１０が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に補正データを生成する補正データ生成部２０８を持つことにより、個人毎の歩き方の違いによる誤差を低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…端末装置，２０…測位装置，３０…基準位置センサ，４０…生体センサ，１０１…加速度センサ，１０２…角速度センサ，１０３…通信部，２０１…通信部，２０２…歩行動作抽出部，２０３…端末角度推定部，２０４…ユーザパラメータ記憶部，２０５…歩幅推定部，２０６…位置算出部，２０７…基準経路情報記憶部，２０８、２０８ａ、２０８ｂ…補正データ生成部，３０１…検出部，３０２…通信部

Claims (7)

1. 端末装置において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出する歩行動作抽出部と、
   前記端末装置において取得された角速度データと、抽出された前記データから得られる前記端末装置のユーザの歩行が行われているタイミングを表す歩行タイミングとに基づいて、前記歩行タイミングにおける前記端末装置の角度を推定する端末角度推定部と、
   前記データの合成値の大きさの最大値及び最小値と、前記端末装置のユーザに関するパラメータとに基づいて前記歩幅を推定する歩幅推定部と、
   前記歩幅推定部において推定された前記端末装置のユーザの歩幅と、前記端末装置の角度と、個人毎の歩き方の違いによる前記端末装置の角度及び歩幅を補正するためのデータである補正データとを用いて、前記端末装置の現在位置と移動方向を算出する位置算出部と、
   前記端末装置が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に前記補正データを生成する補正データ生成部と、
   を備える測位装置。
2. 歩行動作抽出部は、前記加速度データの合成値の大きさのパターンから前記歩行動作を抽出する、請求項１に記載の測位装置。
3. 前記端末角度推定部は、前記角速度データを積分して角度とし、前記歩行タイミングで積分した角度を前記端末装置の角度とする、請求項１又は２に記載の測位装置。
4. 補正データ生成部は、前記基準経路上の所定の位置に設置されたセンサから取得された場合に前記補正データを生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の測位装置。
5. 補正データ生成部は、前記ユーザに装着された生体センサから取得される生体情報に基づいて前記補正データを生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の測位装置。
6. 端末装置において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出する歩行動作抽出ステップと、
   前記端末装置において取得された角速度データと、抽出された前記データから得られる前記端末装置のユーザの歩行が行われているタイミングを表す歩行タイミングとに基づいて、前記歩行タイミングにおける前記端末装置の角度を推定する端末角度推定ステップと、
   前記データの合成値の大きさの最大値及び最小値と、前記端末装置のユーザに関するパラメータとに基づいて前記歩幅を推定する歩幅推定ステップと、
   前記歩幅推定ステップにおいて推定された前記端末装置のユーザの歩幅と、前記端末装置の角度と、個人毎の歩き方の違いによる前記端末装置の角度及び歩幅を補正するためのデータである補正データとを用いて、前記端末装置の現在位置と移動方向を算出する位置算出ステップと、
   前記端末装置が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に前記補正データを生成する補正データ生成ステップと、
   を有する測位方法。
7. 端末装置において取得された所定時間分の加速度データから歩行動作毎にデータを抽出する歩行動作抽出ステップと、
   前記端末装置において取得された角速度データと、抽出された前記データから得られる前記端末装置のユーザの歩行が行われているタイミングを表す歩行タイミングとに基づいて、前記歩行タイミングにおける前記端末装置の角度を推定する端末角度推定ステップと、
   前記データの合成値の大きさの最大値及び最小値と、前記端末装置のユーザに関するパラメータとに基づいて前記歩幅を推定する歩幅推定ステップと、
   前記歩幅推定ステップにおいて推定された前記端末装置のユーザの歩幅と、前記端末装置の角度と、個人毎の歩き方の違いによる前記端末装置の角度及び歩幅を補正するためのデータである補正データとを用いて、前記端末装置の現在位置と移動方向を算出する位置算出ステップと、
   前記端末装置が、移動方向が既知の基準経路上に位置している場合に前記補正データを生成する補正データ生成ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

Images