JP2001272247A - 携帯型複合測位装置及びその現在位置推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯者の歩行能力（個人差）及び移動状況の
如何に関わらず正確な現在位置推定を行う。 【解決手段】 ＧＰＳ受信機による測位が行われている
期間に、万歩計（登録商標）の出力から歩行リズムを判
定し、ＧＰＳ受信機の出力と照らし合わせて歩幅を求
め、歩行リズムと歩幅とを対応付けるリズム歩幅テーブ
ルを作成及び更新する。ブロッキングや間欠測位のため
ＧＰＳ受信機による測位が行われていない期間は、万歩
計の出力から導出した歩行リズムによりリズム歩幅テー
ブルを参照して歩幅を求め、方位センサの出力から求め
た移動方向と結合させて移動ベクトルを求め、その累積
加算により現在位置を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型複合測位装
置及びその現在位置推定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−３１８７７７号公報に記載
されているように、従来から、ＧＰＳ(Global Position
ing System)受信機、万歩計（商標）、ジャイロ、携帯
電話等の装置を結合・複合させた携帯型複合測位装置が
開発されている。周知の通り、ＧＰＳ受信機はカーナビ
ゲーション等の分野で広く普及しており、ＰＣ(Persona
l Computer)カードの形態で提供されている製品や腕時
計型の製品も市販されている。万歩計は人間が腰等に装
着して使用する装置であり、携帯者の歩行に同期して信
号を発生させ、それを計数して歩数を表示等する。ジャ
イロ、例えばレートジャイロは方位センサの一種であ
り、この場合、携帯者の身体に装着されその移動方向等
を検出する。携帯電話はデータの無線送受信手段として
手軽に使用することができる。

【０００３】上記各装置を結合・複合させることによ
り、ＧＰＳ受信機単体で使用する場合に比べてより高機
能で測位精度が高い携帯型複合測位装置を得ることがで
きる。例えば、ＧＰＳ受信機により間欠的に測位即ち現
在位置の測定を実行することとする。或いは、都市内等
のように測位衛星からの信号がブロッキングされやすい
環境で測位を実行することとする。ＧＰＳ受信機による
測位が行われない又は行えない期間については、ＧＰＳ
受信機からは現在位置に関する情報が得られないが、万
歩計及びジャイロを用いれば、ＧＰＳ受信機による前回
測位からの携帯者の移動を推定できる。即ち、万歩計に
て信号が発生したとき即ち携帯者が１歩移動したとみな
せるとき、携帯者の１歩当たり移動距離即ち歩幅と、ジ
ャイロにより検出した移動方向とに基づき、その１歩に
よる携帯者の移動を示す移動ベクトルを生成できる。こ
の移動ベクトルを、ＧＰＳ受信機による前回測位の結果
を起点として次回測位まで積算・累積していくことによ
り、ＧＰＳ受信機による測位が行われていない又は行え
ない期間についても携帯者の現在位置を推定でき、その
期間における携帯者の移動軌跡をも知ることができる。
携帯者の移動状況については、携帯電話を用いて他人に
知らせることもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】携帯者の現在位置を推
定するために使用する情報のうち、携帯者の歩幅は、様
々な値を採り得る。例えば、足の長さが異なれば歩幅も
異なるであろう。足の長さが同じ人間同士でも、運動能
力が異なれば歩幅は異なるであろう。同一人物であって
も、走っているときと歩いているときでは歩幅は異な
る。このように携帯者の歩行能力（個人差）や移動状況
により異なるはずの歩幅を、先に掲げた公報においては
一定としていた。そのため、当該公報に記載の従来装置
では、万歩計やジャイロを用いて推定される現在位置の
精度がさほど高くなかった。

【０００５】この問題点を解消するために、ボタン、ス
イッチ、キーパッド等の部材を設け、その操作によって
歩幅をマニュアル設定する、という手法が考えられる。
携帯者が自分の歩幅を概ね正確に知っているのであれ
ば、この手法によって、少なくとも歩幅の個人差に起因
した推定精度劣化については、解消できる可能性があ
る。しかし、実際には、自分の歩幅を正確に知るには歩
幅を測定するための予備歩行実験が必要であり、面倒で
ある。また、走っているとき、急いで歩いているとき、
のんびり歩いているとき等、様々な移動状況について自
分の歩幅を正確に知るには、予備歩行実験を繰り返す必
要があり更に面倒である。仮に、各移動状況について自
分の歩幅を知ることができたとしても、各移動状況につ
いて個別に歩幅を設定するには上記ボタン等を用いた多
数回の設定操作が必要になり、これも面倒である。加え
て、携帯者の移動状況が変化したときに推定に使用する
歩幅情報を切り換えるには、移動状況を変えたことを装
置に知らせる携帯者の操作が必要であり、携帯者にとっ
ては煩わしい。

【０００６】更に、従来装置においては、携帯者が実際
に歩行しているのかそうでないのかを区別できない。例
えば、携帯者が自転車を運転しているときには、携帯者
の足の運動のみならず路面の凹凸等にも万歩計が反応し
ており、万歩計における信号発生間隔における携帯者の
移動量は、歩いているときや走っているときの“１歩”
相当の移動量にはならない。また、ジャイロの出力に
も、携帯者の移動に関連しない成分が現れやすい。従来
装置においては、このような状況下でも歩幅情報に基づ
く現在位置推定を行うため、推定結果に誤差が生じる。

【０００７】また、携帯者が階段を昇降している状況の
ように、携帯者の二次元位置はさほど変化していないの
に移動ベクトルがめまぐるしく変わる状況では、移動ベ
クトルの積算による誤差の累積も生じやすい。従来装置
においては、この種の誤差の累積を排除し得なかった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、携帯者が歩幅の設
定やその前提となる予備歩行実験を行うことなしに、従
来に比べ正確な現在位置推定を行えるようにすることを
目的とする。本発明は、更に、携帯者が乗り物を利用し
ている状況や、累積誤差が発生しやすい状況にも対応し
て、推定に係る誤差の発生を防ぎ又は低減することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、（１）ＧＰＳ受信機等の測位装置
にて無線信号の受信により求められた携帯者の現在位置
と、万歩計から歩行に同期して出力される信号により与
えられる携帯者の歩行リズムと、方位センサ（例えばレ
ートジャイロ）により検出される携帯者の移動方向とに
基づき、携帯者の所在に関連するロケーション情報を生
成して出力する携帯型複合測位装置にて、（２）測位装
置から携帯者の現在位置が得られない時点における携帯
者の現在位置の推定のため実行される現在位置推定方法
において、（３）測位装置により求められる現在位置及
び万歩計から出力される信号を利用して、携帯者の歩行
リズムと携帯者の歩幅との対応関係を示す個人歩行特性
情報を作成、蓄積及び逐次更新しておく学習ステップ
を、測位装置から携帯者の現在位置が得られる期間にお
いて予め実行しておき、（４）最近測位装置から現在位
置として得られた又は最近現在位置として推定された携
帯者の前回位置、万歩計から出力される信号、方位セン
サにおける検出の結果及び蓄積されている個人歩行特性
情報に基づき、携帯者の現在位置を推定する実行ステッ
プを、測位装置から携帯者の現在位置が得られない期間
において繰り返し実行することを特徴とする。また、本
発明は、（１）無線信号を受信して携帯者の現在位置を
求める測位装置と、（２）携帯者の歩行リズムに同期し
て信号を出力する万歩計と、（３）携帯者の移動方向を
示す情報を出力する方位センサと、（４）測位装置、万
歩計及び方位センサの出力に基づき携帯者の所在に関連
するロケーション情報を生成する処理部と、（５）この
ロケーション情報を映像、音声又は無線信号により出力
する出力部とを備え、（６）人間により携帯される携帯
型複合測位装置において、（７）個人歩行特性情報を記
憶するための記憶部を備え、更に、（８）処理部が、本
発明に係る現在位置推定方法を実行することを特徴とす
る。

【００１０】先に述べたように、携帯者の歩幅は、その
携帯者の歩行能力や移動状況によって異なるものであ
り、測位装置から現在位置が得られていない時点におけ
る現在位置の推定に際し携帯者の歩幅を一定値と仮定し
たのでは、正しい推定結果は得られない。そこで、本発
明においては、携帯者の歩行リズムに応じて歩幅を変化
させることにより、実行ステップにて現在位置の推定を
より正確に行えるようにしている。

【００１１】携帯者の歩行リズムに応じ歩幅を変化させ
るため本発明にて使用している手法は、実行ステップに
先立ち、個人歩行特性情報を作成、蓄積及び逐次更新す
る学習ステップを実行しておき、実行ステップにおいて
は、個人歩行特性情報を現在位置の推定に利用する、と
いう手法である。本発明でいう個人歩行特性情報とは、
携帯者の歩行リズムと携帯者の歩幅との対応関係を示す
情報である。ある携帯者の歩行能力と他の携帯者の歩行
能力との相違は、携帯者の歩行リズム及び歩幅の相違と
なって現れる。また、携帯者が例えば歩いているときと
走っているときとの相違も、携帯者の歩行リズム及び歩
幅の相違となって現れる。従って、歩行リズムと歩幅と
を対応づけた個人歩行特性情報を作成して実行ステップ
にて利用することにより、携帯者の歩行能力（個人差）
及び移動状況に応じた正確な現在位置推定を実現でき
る。実行ステップにおいては、例えば、万歩計から出力
される信号に基づき携帯者の歩行リズムを検出し、検出
した歩行リズムを個人歩行特性情報に照らして歩幅を求
め、この歩幅及び方位センサ出力から移動ベクトルを導
出し、測位装置にて前回測位を行ったときの現在位置を
起点としてこの移動ベクトルを累積加算していく、とい
う形態で、個人歩行特性情報を利用する。

【００１２】個人歩行特性情報を構成する情報のうち、
携帯者の歩行リズムについては、万歩計にて発生した信
号に基づき所定時間当たりの携帯者の歩数を求めること
により、導出できる。また、携帯者の歩行距離について
は、万歩計における信号発生から次の信号発生までの期
間における現在位置の変化量、即ち携帯者が１歩移動す
る期間における携帯者の現在位置の変化量として、測位
装置の出力から導出できる。これら携帯者の歩行リズム
と歩幅との対は、測位装置から現在位置が得られている
期間において通常は繰り返し得られる情報であるから、
これを用い、蓄積済の個人歩行特性情報を新たな内容に
更新することにより、個人歩行特性情報の内容を最新か
つより好適な内容に保つことができる。

【００１３】また、個人歩行特性情報の更新に際して
は、蓄積済の個人歩行特性情報と新たに得られた情報と
の平均を求め、この平均を以て個人歩行特性情報を更新
する、等の手法を用いるのが望ましい。具体的には、ま
ず、万歩計出力を利用して求めた歩行リズムを以て蓄積
済の個人歩行特性情報を参照する。それによって得られ
るのは、蓄積済の個人歩行特性情報においてその歩行リ
ズムに対応づけられている歩幅である。この歩幅即ち蓄
積済の歩幅と、測位装置の出力から求めた歩幅との平均
を求め、求めた平均を用いて、個人歩行特性情報を構成
する情報のうち万歩計出力を利用して求めた歩行リズム
に対応付けられている歩幅を、更新する。このように平
均値に基づく更新によって、歩行リズムや歩幅の一時的
な変化により個人歩行特性情報が大きく修正されてしま
うことが無くなるため、個人歩行特性情報の正確性・信
頼性を維持できる。なお、平均の導出方法は、単純平均
でもよいし加重平均でもよい。あるいは、過去所定期間
に亘る移動平均演算でもよい。

【００１４】更に、求めた歩行リズムが所定の上限値を
上回っている場合及び所定の下限値を下回っている場合
に、求めた歩行リズムと歩行距離の対を利用した個人歩
行特性情報の更新を回避するようにするのが、望まし
い。このようにすれば、携帯者が乗り物を利用している
等実際には独歩していないときや、万歩計に異常が発生
しているときに、誤った情報或いは不適切な情報に基づ
く個人歩行特性情報の更新が行われないため、実行ステ
ップにおいてより正確な推定が可能になる。

【００１５】また、個人歩行特性情報の蓄積形態として
は、携帯者の歩行リズムと携帯者の歩行距離とを階級別
に分類して対応付けるテーブルの形態が望ましい。即
ち、好ましくは、“ゆっくり歩いている”“急ぎ足で歩
いている”“走っている”等の移動状況に対応して歩行
リズムに関し複数の階級を設定し、各階級における典型
的或いは代表的な歩幅を蓄積する。これにより、個人歩
行特性情報の蓄積に要する記憶容量を抑えつつも、携帯
者の移動状況等に応じた処理が可能になる。

【００１６】更に、測位装置としてＧＰＳ受信機に代表
されるＧＮＳＳ(Global NavigationSatellite System)
受信機を用いる場合、携帯者の現在位置に関し概略の位
置を初期位置として与えるのが望ましい。即ち、ＧＮＳ
Ｓは地球周回軌道上にある測位衛星を所定個数以上選
び、選んだ測位衛星から受信した無線信号及び選んだ測
位衛星の幾何学的配置から、地球上の受信機の位置、移
動速度等を測定するシステムである。比較的正確な測位
結果が得られるはずの測位衛星の組合せを迅速に選ぶた
めには、上述のように初期位置を与えるのが望ましい。
測位装置から携帯者の現在位置が得られない状況から得
られる状況へと復帰した直後にあっては、復帰直前に推
定した現在位置を初期位置として測位装置に与えること
により、測位装置による現在位置等の測定を迅速に再開
実行できる。

【００１７】また、測位装置から携帯者の現在位置が得
られない状況から得られる状況へと復帰した直後に、復
帰直前に推定した現在位置を初期位置として測位装置に
与えることにより測位装置から得られる現在位置には、
無視し得ない誤差が現れることがある。例えば、測位装
置から現在位置が得られていない期間に、先に述べたよ
うに携帯者が階段を昇降する等移動ベクトルの積算によ
る誤差の累積が生じやすい状況が生じていたときには、
復帰直前に推定した現在位置がさほど正しくない場合が
ある。また、測位装置から携帯者の現在位置が得られる
状況へと復帰した直後に測位装置がおかれていた測位環
境が良好でない場合、例えば選択した測位衛星の幾何学
的配置が良好でない場合も、誤差が発生する。推定によ
る誤差を除去するため、本発明の好適な実施形態では、
まず、少なくとも、測位装置から携帯者の現在位置が得
られる状況から得られない状況へと移行した直後に、移
行直前に測位装置が携帯者の現在位置として求めた中断
時位置を保存しておく。更に、測位装置から携帯者の現
在位置が得られない状況から得られる状況へと復帰した
直後においては、測位装置が求めた携帯者の現在位置
が、中断時位置に対して所定限度を上回る差を有してお
り、且つ、そのとき測位装置がおかれていた測位環境が
所定水準を上回る高水準であった場合に、中断時位置を
初期位置として用いて測位装置により携帯者の現在位置
を測定させる。これによって、測位装置の出力に現れて
いる誤差が測位再開（復帰）時における測位環境により
生じたものではなく測位装置から現在位置が得られてい
ない期間における推定の誤差により生じたものであるこ
とを検出して、初期位置の再設定により測位再開（復
帰）時に正確な現在位置を得られるようにしている。特
に、測位装置から現在位置が得られない期間が短かった
場合（短時間のブロッキング等）や、当該期間の経過前
後で比較した場合の携帯者の位置変化が小さい場合（ビ
ルへの出入り等）には、中断時位置を初期位置として用
いた測位再開（復帰）により、特に正確な現在位置が得
られる。

【００１８】更に、方位センサの出力には、携帯者の移
動に関連しない成分が現れやすい。本発明の好ましい実
施形態においては、方位センサにおける検出の結果か
ら、万歩計から出力される信号に基づき得られる携帯者
の歩行リズムに比べて短周期の変動分を、除外又は無視
する。その上で、方位センサにおける検出の結果を、携
帯者の現在位置の推定に使用する。これによって、実行
ステップにおける推定の精度を高めることができる。

【００１９】また、本発明に係る携帯型複合測位装置の
実現形態・外観としては、測位装置、万歩計、方位セン
サ、処理部、記憶部及び出力部を複数個の筐体に分けて
収納した形態と、測位装置、万歩計、方位センサ、処理
部、記憶部及び出力部を１個の筐体内に収納した形態と
を、例示できる。複数個の筐体に分けた場合、当該複数
の筐体の間を有線接続してもよいし無線接続してもよ
い。無線接続の場合、複数個の筐体のうち処理部が収納
されている筐体と、それ以外の筐体のうち少なくとも一
つとを、Bluetooth等の規格に準拠した微弱電界無線イ
ンタフェースを設け、微弱電界無線伝送路を介し接続す
るのが望ましい。

【００２０】更に、本発明に係る携帯型複合測位装置
は、人間により携帯される装置であるため、形態に便利
な筐体構造・形状とするのが望ましい。例えば、ノート
型ＰＣ、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、携帯電
話、ＰＨＳ(Personal Handy phone)等の装置のように、
携帯者が把持可能な箱形筐体とする。或いは、携帯者の
手首に装着可能な腕時計型筐体とすることにより、携帯
性を更に高める。或いは、携帯者の着衣又は身体の一部
に係止可能なクリップ付筐体とすることにより、携帯性
を更に高めると共に、測位装置を構成する部材のうち無
線信号を受信するための部材（例えばＧＰＳアンテナ）
を常に空を指向するよう配置できる構造とする。また、
当該受信部材を他の部材とは別体にし、無線信号送信源
が存在しうる方向を指向するよう当該部材を携帯者の着
衣又は身体に固定するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００２２】（１）機能構成 図１に、本発明の一実施形態に係る携帯型複合測位装置
の機能構成を示す。図中、ＧＰＳ受信機１０はＧＰＳア
ンテナ１２を用いて所定個数以上の測位衛星から無線信
号を受信し、無線信号の受信によって得られた情報やそ
の無線信号の送信元たる所定個数以上の測位衛星の幾何
学的配置に基づき、携帯者の現在位置や移動速度等を検
出して処理部１４に出力する。また、万歩計１６は、外
部から加わる振動に応じて信号を発生させる。本実施形
態では万歩計１６は携帯者の身体又は衣服に装着等され
るため、この信号は携帯者の歩行に同期している。万歩
計１６は、この信号及びこの信号の計数により得られる
歩数のうち少なくともいずれかを、処理部１４に供給す
る。方位センサ１８は例えばレートジャイロ等であり、
携帯者の身体又は衣服に装着等され、携帯者の移動方向
を示す信号（厳密には方位センサ１８に加わった加速度
等を示す信号）を処理部１４に供給する。

【００２３】処理部１４は、ＥＥＰＲＯＭ、電池バック
アップＲＡＭ等のメモリ２０上の情報を参照しながら、
ＧＰＳ受信機１０、万歩計１６及び方位センサ１８から
の信号又は情報に基づき、携帯者の現在位置を求め、出
力部２２から出力させる。また、携帯者の現在位置だけ
でなく、現在位置から導出できる他種の情報をも出力す
るようにするのが望ましい。例えば、過去における現在
位置の変化状況から携帯者の移動軌跡を求め、出力す
る。また、ＧＰＳ受信機１０にて得られる移動速度等の
情報や、万歩計１６の出力から導出できる歩数の情報
や、方位センサ１８にて得られる移動方向等の情報を
も、出力するのが望ましい。このように、本実施形態に
係る装置は、現在位置や移動軌跡等、携帯者の所在に関
するロケーション情報を提供する装置である。

【００２４】出力部２２は、映像、音声、無線信号等に
より、処理部１４から与えられた情報を出力する。操作
部２４は、種々の情報を携帯型複合測位装置に設定・入
力するための部材であり、ボタン、スイッチ、キーパッ
ド、音声入力装置等により実現できる。図２に示すよう
に、出力部２２と操作部２４とをモニタ装置２６の一部
として実現するようにすれば、携帯者は、出力部２２か
ら得られる情報（表示される映像、出力される音声等）
に基づき迅速に操作を行うことができる。更に、このモ
ニタ装置２６は、本実施形態に係る携帯型複合測位装置
に専用のユーザインタフェース装置として実現してもよ
いが、情報を出力する機能及び設定操作を行うための機
能を備えた既存の情報端末、例えばノート型ＰＣ、ＰＤ
Ａ、携帯電話、ＰＨＳ等を用いてもよい。携帯電話やＰ
ＨＳ或いはその種の装置と同じ機能を提供するＰＣカー
ドのように、無線発呼が可能な装置を用いる場合には、
処理部１４から与えられる情報を無線により外部に報知
することや、外部から無線により地図情報等を取得して
出力部２２の画面上に現在位置や移動軌跡等と共に表示
させることができる。ＰＣＭＣＩＡ、コンパクトフラッ
シュ、メモリスティック等のスロットを備える装置をモ
ニタ装置２６として用いる場合、ＧＰＳ受信機１０とし
て当該スロットに装着可能なカード型のＧＰＳ受信機を
用いること、即ちモニタ装置２６の機能をカード装着に
より拡張してＧＰＳ受信機１０としても用いることも、
可能である。

【００２５】（２）外観・構造・使用形態 本実施形態に係る携帯型複合測位装置は、図１等に示し
た各部材を単一の筐体に収納した形態でも実現でき、ま
た、複数個の筐体に分けて収納した形態でも実現でき
る。複数個の筐体に分けて収納する場合は、図１等に示
されている部材のうち処理部１４に接続すべきもの（メ
モリ２０を除く）を、図３にＧＰＳ受信機１０との接続
を例として示すように、Bluetoothのような微弱電界無
線インタフェース２８を用いて処理部１４に無線接続す
ることができる。微弱電界無線インタフェース２８は、
無線部３０と無線部３２の間をアンテナ３４及び３６間
の無線接続により接続する構成を有する。微弱電界であ
るため、比較的小規模な回路で実現でき、また課金や免
許等の問題も生じない。なお、無線接続の手段として
は、他の規格に準拠するものも使用できる。無線搬送媒
体は電波に限られず、赤外線等を用いてもよい。

【００２６】筐体の装着位置は、図４に示すように、胸
ポケットＡ、ベルトＢ、手首Ｄ等とすることができる。
胸ポケットＡ又はベルトＢに装着する場合には、図５
（Ａ）に示すように背面にクリップ３８を設けたクリッ
プ付筐体を用いるのが望ましい。また、手首Ｄに装着す
る場合には、図５（Ｂ）に示すようにベルト４０を備え
た腕時計型筐体にするのが望ましい。更に、図４に示す
ように掌Ｃの上に載せて使用する場合や掌Ｃで把持して
使用する場合には、図５（Ｃ）に示すようにＰＤＡにて
採用されているものと同様の箱形の筐体にしてもよい。
これら筐体配置・形状に関する説明は、図１等に示した
部材を１個の筐体内に収納してしまう場合に限らず、複
数個の筐体に分けて収納する場合にも、当てはまる。

【００２７】また、筐体に収納される部材の種類に応じ
て、筐体の装着部位・装着手段・形状等を選ぶのが望ま
しい。例えば、ＧＰＳアンテナ１２については、ＧＰＳ
アンテナ１２が衛星方向を向きやすいように配置する。
図５（Ａ）に示した例では、筐体頂部にＧＰＳアンテナ
１２を配置し、測位衛星からの無線信号を好適に受信で
きるようにしている。図５（Ｂ）に示した例では、腕時
計でいえばベゼルに相当する部分に若干傾斜を付与して
ＧＰＳアンテナ１２を設けることにより、携帯者が表示
部たる出力部２２を見ているときに、携帯者の身体等に
より遮られずに測位衛星からの無線信号を受信できるよ
うにしている。ベゼルの竜頭配設面を腕に沿い延長して
その表面に設けるようにしてもよい。図５（Ｃ）に示す
例では、ＧＰＳアンテナ１２が天空を向きやすいよう或
いは内部回路との間で電磁障害を惹き起こさないよう、
ＧＰＳアンテナ１２の配設面に若干傾斜を付与してい
る。

【００２８】万歩計１６については、歩行振動に正確に
反応できるよう、胸、腰、肩等に装着するか、或いは、
歩行に伴い振られる腕や前後動する足等に装着する。そ
のため、万歩計１６（又はこれを含む数個の部材）を収
納する筐体は、図５（Ａ）に示すクリップ付筐体や図５
（Ｂ）に示す腕時計型筐体にするのが望ましい。方位セ
ンサ１８（又はこれを含む数個の部材）を収納する筐体
は、携帯者の移動方向を正確に検出できるよう、図５
（Ａ）に示すクリップ付筐体を用いて胸、腰、肩等に装
着する。先に掲げた従来技術のように足や腕に装着して
もよい。その場合には、図５（Ｂ）に示す腕時計型筐体
にするのが望ましい。出力部２２或いは操作部２４を収
納する筐体は、携帯者による画面看取や操作の際に手に
取ることができるよう、図５（Ａ）に示すクリップ付筐
体又は図５（Ｃ）に示す箱形筐体とする。或いは、図５
（Ｂ）に示す腕時計型筐体として、更に取扱を容易にす
るのが望ましい。この場合、操作部２４は表示装置たる
出力部２２の脇に設けるか、タッチパネル等により実現
する。

【００２９】（３）処理部１４の動作 図６に、処理部１４の動作の流れを示す。この図に示す
ように、動作開始後にＧＰＳ測位のための初期位置設定
を操作部２４から入力する等の処理を経た上で（１０
０）、処理部１４は、ＧＰＳ受信機１０及び万歩計１６
から信号又は情報を入力して（１０２）、リズム歩幅テ
ーブルの更新（１０４）及び現在位置等の出力（１０
６）を実行する。

【００３０】本実施形態では、ＧＰＳ受信機１０及び万
歩計１６からの信号又は情報に基づき、メモリ２０上
に、携帯者の個人歩行特性情報を蓄積するテーブルであ
るリズム歩幅テーブルを作成し、逐次更新するようにし
ている。図７に示すように、リズム歩幅テーブルは、携
帯者が採り得る歩行リズムを複数個の階級に分類し、各
階級に歩幅を対応づけるテーブルである。歩行リズムの
階級は、図示の例では６階級ある。これらの階級は、例
えば、“ゆっくり歩いている”とみなせる歩行リズムを
示す階級、“普通に歩いている”とみなせる歩行リズム
を示す階級、“急ぎ足で歩いている”とみなせる歩行リ
ズムを示す階級等というように、携帯者の移動状況に対
応する数値設定にする。また、図７では各階級に「４回
／ｓｅｃ」等と表記されているが、これは代表値であ
る。実際の取扱では、万歩計１６における信号発生の頻
度が例えば１秒当たり３回以上５回未満の場合には「４
回／ｓｅｃ」の階級に分類する等、各階級は幅を有して
いる。

【００３１】処理部１４は、リズム歩幅テーブルの更新
の更新のため、万歩計１６の出力から歩行リズムを判別
し、リズム歩幅テーブルのどの階級に属するのかを調べ
る（１０８）。処理部１４は、判別した歩行リズムが属
する階級に属する歩幅をメモリ２０上のリズム歩幅テー
ブルから取得する（１１０）。処理部１４は、ＧＰＳ受
信機１０から以前に得られている現在位置即ち前回位置
と、今回得た現在位置と、万歩計１６の出力によって与
えられる歩行リズム（単位時間当たり歩数）とに基づ
き、１歩当たり歩行距離即ち歩幅を求める（１１２）。
処理部１４は、ステップ１１０にてリズム歩幅テーブル
から取得した歩幅と、ステップ１１２にて求めた歩幅と
の平均値を求め（１１４）、求めた平均値を以てリズム
歩幅テーブル中の該当する階級の歩幅を更新する（１０
４）。処理部１４は、このようなリズム歩幅テーブル更
新動作と並行して、出力部２２から、現在位置等、移動
軌跡の情報を出力する（１０６）。

【００３２】上の動作において平均値を以て更新を行っ
ているのは、歩行リズム或いは歩幅の検出・算出値に一
時的な変化が現れた場合（ノイズの影響を含む）に、そ
の一時的な変化によりリズム歩幅テーブルの内容が攪乱
され正確な推定処理（後述）を行えないという事態が発
生することを、防ぐためである。また、本実施形態で
は、導出した歩行リズムが所定の上限値を上回っている
場合や所定の下限値を下回っている場合には、処理部１
４はリズム歩幅テーブルの更新を行わないようにしてい
る（１１６）。即ち、図７に示したリズム歩幅テーブル
の最上位階級（「上限値まで」）又は最下位階級（「下
限値まで」）にすら登録できないほど外れた値を歩行リ
ズムがとっているときには、万歩計１６が故障している
或いは携帯者が乗り物を利用している等とみなし、リズ
ム歩幅テーブルの不適切な更新を避ける。図７に示した
上限値／下限値は、通常の人間が自分の足では達成し得
ないリズムに設定する。これも、推定の正確さの向上に
つながる。

【００３３】測位衛星からの無線信号が遮蔽されＧＰＳ
アンテナ１２が受信できない状況になる等、ＧＰＳ受信
機１０から現在位置等の測位結果が得られなくなった場
合や、ＧＰＳ受信機１０における間欠測位等に伴いＧＰ
Ｓ受信機１０が測位動作を停止した場合には（１１
８）、処理部１４の動作は、ＧＰＳ受信機１０からの通
知・割込等に応じ、ステップ１２０以降の中断中処理に
移行する。中断中処理では、処理部１４は、まず中断中
処理に移行する以前で最近にＧＰＳ受信機１０から得ら
れている現在位置を、中断時位置としてメモリ２０上に
保存すると共に、この中断中位置を前回位置に設定する
（１１９）。処理部１４は、ＧＰＳ受信機１０が再び測
位動作を実行できる状況になるまで（１２０）、ステッ
プ１２２〜１３４を繰り返し実行する。

【００３４】ステップ１２２では、万歩計１６の出力に
基づき歩行リズムが判別され、ステップ１２６では、判
別した歩行リズムが属する階級に属する歩幅がリズム歩
幅テーブルから取得される。ステップ１２８では、方位
センサ１８の出力から携帯者の移動方向が導出される。
その際、方位センサ１８の出力のうち、判別により得ら
れた歩行リズムより短周期での変動を示す成分は除去又
は無視される。これによって、ステップ１３０で導出す
る移動ベクトル中に誤差が入り込むことを防いでいる。
ステップ１３０では、リズム歩幅テーブルから取得した
歩幅と、方位センサ１８の出力から導出した移動方向と
に基づき、前回位置から今回位置（現在位置）への移動
を示す移動ベクトルが作成される。ステップ１３２で
は、前回位置にこの移動ベクトルが加算され、今回位置
が求められる。即ち、現在位置の推定結果が得られる。
ステップ１３４では、ステップ１２２から処理を繰り返
すために、今回位置が前回位置に設定される。尚、ステ
ップ１２４では、ステップ１１６と同様の判定を行い、
リズム歩幅テーブルに登録できる範囲外であった場合に
ステップ１２４以降を省略してステップ１２２に戻るよ
うにしている。

【００３５】この中断中処理では、リズム歩幅テーブル
を歩行リズムをキーとして参照して、従来よりも正確
に、歩幅に関する情報を得ている。そのため、携帯者の
歩行能力や移動状況をより正確に反映して、現在位置を
正確に推定することができる。

【００３６】ＧＰＳ受信機１０が測位動作を実行できる
状態になると（１２０）、処理部１４は、ＧＰＳ受信機
１０における測位動作のための初期位置に、推定により
今回位置として得られている位置を設定し（１３６）、
この初期位置設定の下にＧＰＳ受信機１０が測位動作を
行った結果即ち現在位置を、ＧＰＳ受信機１０から入力
する（１３８）。このとき入力した現在位置が、ステッ
プ１１８で保存した中断時位置から所定距離（数百ｍ程
度）以上離れた位置であり、かつ、ＧＰＳ受信機１０が
おかれている測位環境が十分良好である場合（例えば測
位に使用できる測位衛星の個数が十分多い或いは位置精
度劣化指数ＤＯＰ(Dilution of Precision)値が十分良
好である）には（１４０）、処理部１４は、ＧＰＳ受信
機１０における測位動作のための初期位置に中断時位置
を改めて設定し（１４２）、この初期位置設定の下にＧ
ＰＳ受信機１０が測位動作を行った結果即ち現在位置
を、ＧＰＳ受信機１０から入力する（１４４）。ステッ
プ１４０にて条件が成立していない場合及びステップ１
４４実行後は、ステップ１０６に移行する。

【００３７】このように、推定により得られている位置
を初期位置に設定してＧＰＳ受信機１０による測位を行
わせ、その結果につき中断時位置との差や測位環境の良
否に関する判定を行うことにより、測位環境がよいにも
関わらず推定結果現れている顕著な誤差のためＧＰＳ受
信機１０の出力に無視し得ない誤差が生じていること
を、知ることができる。そのような誤差が生じている場
合には中断時位置を初期位置に設定して再度測位を行う
ため、測位再開（復帰）時に正確な現在位置が得られる
確率が高くなっている。特に、短時間のブロッキングや
ビルへの出入り等の場合には、中断時位置を初期位置と
して用いることで、より正確な現在位置が得られる。

【００３８】なお、以上説明した実施形態は一例に過ぎ
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る携帯型複合測位装
置の機能構成を示すブロック図である。

【図２】 図１に示した実施形態の一部変形例の機能構
成を示すブロック図である。

【図３】 図１に示した実施形態の一部変形例の要部機
能構成を示すブロック図である。

【図４】 装着部位の例を示す図である。

【図５】 筐体構造の例を示す図であり、特に（Ａ）は
クリップ付筐体を、（Ｂ）は腕時計型筐体を、（Ｃ）は
箱形筐体をそれぞれ示す図である。

【図６】 処理部の動作の流れを示すフローチャートで
ある。

【図７】 リズム歩幅テーブルの内容を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１０ ＧＰＳ受信機、１２ ＧＰＳアンテナ、１４ 処
理部、１６ 万歩計、１８ 方位センサ、２０ メモ
リ、２２ 出力部、２４ 操作部、２６ モニタ装置。

フロントページの続き (72)発明者 萬代 明 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 脇 友博 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内 Ｆターム(参考） 2F024 BA07 BA10 BA15 2F029 AA07 AB01 AB07 AC02 AC08 AC14 AD01 5H180 AA21 BB05 CC12 CC27 FF04 FF05 FF07 FF13 FF22 FF25 FF27 5J062 BB05 CC07 DD25 FF05 9A001 HH05 JJ78 KK37

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧＰＳ受信機等の測位装置にて無線信号
   の受信により求められた携帯者の現在位置と、万歩計か
   ら歩行に同期して出力される信号により与えられる携帯
   者の歩行リズムと、方位センサにより検出される携帯者
   の移動方向とに基づき、携帯者の所在に関連するロケー
   ション情報を生成して出力する携帯型複合測位装置に
   て、測位装置から携帯者の現在位置が得られない時点に
   おける携帯者の現在位置の推定のため実行される現在位
   置推定方法において、 測位装置により求められる現在位置及び万歩計から出力
   される信号を利用して、携帯者の歩行リズムと携帯者の
   歩幅との対応関係を示す個人歩行特性情報を作成、蓄積
   及び逐次更新しておく学習ステップを、測位装置から携
   帯者の現在位置が得られる期間において予め実行してお
   き、 最近測位装置から現在位置として得られた又は最近現在
   位置として推定された携帯者の前回位置、万歩計から出
   力される信号、方位センサにおける検出の結果及び蓄積
   されている個人歩行特性情報に基づき、携帯者の現在位
   置を推定する実行ステップを、測位装置から携帯者の現
   在位置が得られない期間において繰り返し実行すること
   を特徴とする現在位置推定方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の現在位置推定方法におい
   て、 学習ステップにあっては、万歩計から出力される信号に
   基づき、所定時間当たりの携帯者の歩数を携帯者の歩行
   リズムとして求め、測位装置により求められる現在位置
   及び万歩計から出力される信号に基づき、携帯者が１歩
   移動する期間における携帯者の現在位置の変化量を携帯
   者の歩幅として求め、求めた歩行リズムと歩幅の対を利
   用して、蓄積済の個人歩行特性情報を新たな内容に更新
   することを特徴とする現在位置推定方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の現在位置推定方法におい
   て、 求めた歩行リズムを以て蓄積済の個人歩行特性情報を参
   照し、当該歩行リズムに対応するものとして蓄積されて
   いる歩幅と、上記求めた歩幅との平均により、個人歩行
   特性情報を構成する情報のうち上記歩行リズムに対応付
   けられている歩幅を更新することにより、個人歩行特性
   情報を更新することを特徴とする現在位置推定方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の現在位置推定方法
   において、 求めた歩行リズムが所定の上限値を上回っている場合及
   び所定の下限値を下回っている場合に、求めた歩行リズ
   ムと歩幅の対を利用した個人歩行特性情報の更新を回避
   することを特徴とする現在位置推定方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか記載の現在位
   置推定方法において、 個人歩行特性情報が、携帯者の歩行リズムと携帯者の歩
   幅とを階級別に分類して対応付けるテーブルの形態で蓄
   積されることを特徴とする現在位置推定方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか記載の現在位
   置推定方法であって、上記測位装置が以前に携帯者の現
   在位置として求めた前回位置を初期位置として用いて当
   該測位装置が現在位置を求め得る携帯型複合測位装置に
   て、実行される現在位置推定方法において、 測位装置から携帯者の現在位置が得られない状況から得
   られる状況へと復帰した直後にあっては、復帰直前に推
   定した現在位置を初期位置として用いて測位装置が携帯
   者の現在位置を求めることを特徴とする現在位置推定方
   法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の現在位置推定方法におい
   て、 少なくとも、測位装置から携帯者の現在位置が得られる
   状況から得られない状況へと移行した直後に、移行直前
   に測位装置が携帯者の現在位置として求めた中断時位置
   を保存しておき、 測位装置から携帯者の現在位置が得られない状況から得
   られる状況へと復帰した直後に測位装置が求めた携帯者
   の現在位置が、中断時位置に対して所定限度を上回る差
   を有しており、且つ、そのとき測位装置がおかれていた
   測位環境が所定水準を上回る高水準であった場合に、中
   断時位置を初期位置として用いて測位装置が携帯者の現
   在位置を求めることを特徴とする現在位置推定方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか記載の現在位
   置推定方法において、 方位センサにおける検出の結果を、万歩計から出力され
   る信号に基づき得られる携帯者の歩行リズムに比べて短
   周期の変動分を除去又は無視した上で、携帯者の現在位
   置の推定に使用することを特徴とする現在位置推定方
   法。
9. 【請求項９】 無線信号を受信して携帯者の現在位置を
   求める測位装置と、携帯者の歩行リズムに同期して信号
   を出力する万歩計と、携帯者の移動方向を示す情報を出
   力する方位センサと、測位装置、万歩計及び方位センサ
   の出力に基づき携帯者の所在に関連するロケーション情
   報を生成する処理部と、このロケーション情報を映像、
   音声又は無線信号により出力する出力部とを備え、人間
   により携帯される携帯型複合測位装置において、 個人歩行特性情報を記憶するための記憶部を備え、更
   に、 処理部が、請求項１乃至８のいずれか記載の現在位置推
   定方法を実行することを特徴とする携帯型複合測位装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の携帯型複合測位装置に
    おいて、 測位装置、万歩計、方位センサ、処理部、記憶部及び出
    力部を、複数個の筐体に分けて収納したことを特徴とす
    る携帯型複合測位装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の携帯型複合測位装置
    において、 上記複数個の筐体のうち処理部が収納されている筐体と
    それ以外の筐体のうち少なくとも一つとを微弱電界無線
    伝送路を介し接続する微弱電界無線インタフェースを備
    えることを特徴とする携帯型複合測位装置。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の携帯型複合測位装置に
    おいて、 測位装置、万歩計、方位センサ、処理部、記憶部及び出
    力部を、１個の筐体内に収納したことを特徴とする携帯
    型複合測位装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０乃至１２のいずれか記載の
    携帯型複合測位装置において、 上記筐体が、携帯者が把持可能な箱形筐体、携帯者の手
    首に装着可能な腕時計型筐体及び携帯者の着衣又は身体
    の一部に係止可能なクリップ付筐体のうちいずれかであ
    ることを特徴とする携帯型複合測位装置。
14. 【請求項１４】 請求項９乃至１３のいずれか記載の携
    帯型複合測位装置において、 測位装置を構成する部材のうち無線信号を受信するため
    の部材が、無線信号送信源が存在しうる方向を指向する
    よう当該部材を携帯者の着衣又は身体に固定する部材を
    備えることを特徴とする携帯型複合測位装置。