JP2022177656A - Mobile terminal, walking robot, program, and position calculation support method - Google Patents

Mobile terminal, walking robot, program, and position calculation support method Download PDF

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Abstract

To provide a mobile terminal, a walking robot, a program, and a position calculation support method that can improve the accuracy of posture change detection.SOLUTION: A mobile terminal includes a housing, a walking motion detection unit that detects a walking motion when the housing is moved by walking, a posture estimation unit that estimates the posture of the housing, and a posture change detection unit that detects that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion on the basis of the amount of change in the posture of the housing estimated by the posture estimation unit between a first time and a second time when the posture of the housing changes significantly between the first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and the second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、携帯端末、歩行ロボット、プログラム、および位置演算支援方法に関する。 The present disclosure relates to mobile terminals, walking robots, programs, and position calculation support methods.

特許文献１は、携帯端末を開示する。当該携帯端末は、姿勢に応じて補正した角速度の検出値を用いて、進行方向を推定し得る。 Patent Literature 1 discloses a mobile terminal. The mobile terminal can estimate the traveling direction using the detected angular velocity corrected according to the attitude.

特開２０１６－０５７２０５号公報JP 2016-057205 A

しかしながら、特許文献１に記載の携帯端末において、例えば、人の歩行動作によって携帯端末の姿勢が変化した場合、携帯端末の検出誤差が重畳する。このため、進行方向の推定精度が低下する。 However, in the mobile terminal described in Patent Literature 1, for example, when the posture of the mobile terminal changes due to a person's walking motion, a detection error of the mobile terminal is superimposed. As a result, the accuracy of estimating the direction of travel is reduced.

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、姿勢の変化を検出する精度を向上できる携帯端末、歩行ロボット、プログラム、および位置演算支援方法を提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems. An object of the present disclosure is to provide a mobile terminal, a walking robot, a program, and a position calculation support method that can improve the accuracy of detecting changes in posture.

本開示に係る携帯端末は、筐体部と、歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、を備えた。 A mobile terminal according to the present disclosure includes a housing unit, a walking motion detection unit that detects a walking motion when the housing unit is moved by walking, a posture estimation unit that estimates a posture of the housing unit, Between a first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and a second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion, When the posture changes significantly, the first walking motion and the second walking motion are performed based on the amount of change in the posture of the housing estimated by the posture estimation unit between the first time and the second time. and a posture change detection unit that detects that the posture of the housing unit has changed between a walking motion and a posture change.

本開示に係る歩行ロボットは、複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、を備えた。 A walking robot according to the present disclosure includes a walking housing portion that moves by walking with a plurality of legs, a walking motion detecting portion that detects a walking motion when the walking housing portion moves, and the walking housing portion. a first time at which the walking motion detecting unit detects the first walking motion; and a second time at which the walking motion detecting unit detects the second walking motion after the first walking motion. If the posture of the walking housing unit significantly changes between the first time and the second time, the amount of change in the posture of the walking housing estimated by the posture estimation unit between the first time and the second time a posture change detection unit for detecting that the posture of the walking housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion according to the above.

本開示に係るプログラムは、筐体に設けられたコンピュータに、歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、前記歩行検出ステップにおいて第１歩行動作が検出された第１時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第１歩行動作の後の第２歩行動作が検出された第２時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第１時刻と前記第２時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、を実行させる。 A program according to the present disclosure comprises a computer provided in a housing, a walking detection step of detecting a walking motion when the housing is moved by walking, a posture estimation step of estimating the posture of the housing, A posture of the housing between a first time when the first walking motion is detected in the walking detecting step and a second time when the second walking motion after the first walking motion is detected in the walking detecting step. is greatly changed, based on the amount of change in the posture of the housing estimated between the first time and the second time in the posture estimation step, the first walking motion and the second walking motion and an attitude change detection step of detecting that the attitude of the housing has changed between the movement and the movement.

本開示に係る位置演算支援方法は、筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第１歩行動作を検出する第１歩行検出工程と、前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定工程と、前記姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出する第２歩行検出工程と、前記第２歩行検出工程の後に行われ、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出工程と、を備えた。 A position calculation support method according to the present disclosure includes a first walking detection step in which a processing circuit provided in a housing detects a first walking motion when the housing is moved by walking; a posture estimation step of estimating the posture of the housing by the processing circuit; and a second walking motion after the first walking motion by the processing circuit after the posture estimation step. and a second walking detection step of detecting the second walking detection step, wherein when the posture of the housing changes significantly between the first walking motion and the second walking motion, a processing circuit detects that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion, based on the amount of change in the posture of the housing estimated in the posture estimation step. and a posture change detection step.

本開示によれば、歩行動作と歩行動作との間に姿勢の変化が生じたことが検出される。このため、姿勢の変化を検出する精度を向上できる。 According to the present disclosure, it is detected that a posture change has occurred between walking motions. Therefore, it is possible to improve the accuracy of detecting a change in posture.

実施の形態１における携帯端末が人に所持された場合を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a case where the mobile terminal according to Embodiment 1 is possessed by a person; 実施の形態１における携帯端末のブロック図である。1 is a block diagram of a mobile terminal according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１における携帯端末が進行方向を決定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。4 is a flow chart for explaining an outline of an operation of determining a traveling direction by the mobile terminal according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における携帯端末が姿勢を推定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an outline of an operation of estimating a posture of a mobile terminal according to Embodiment 1; 実施の形態１における携帯端末のハードウェア構成図である。2 is a hardware configuration diagram of a mobile terminal according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２における携帯端末のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a mobile terminal according to Embodiment 2; 実施の形態２おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing azimuth angles calculated by a mobile terminal according to Embodiment 2; 実施の形態２おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing azimuth angles calculated by a mobile terminal according to Embodiment 2;

本開示を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。 Embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the part which is the same or corresponds in each figure. Redundant description of the relevant part will be simplified or omitted as appropriate.

実施の形態１．
図１は実施の形態１における携帯端末が人に所持された場合を示す概要図である。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a case where a mobile terminal according to Embodiment 1 is carried by a person.

図１において、例えば、携帯端末１は、スマートフォンである。携帯端末１は、筐体部２を備える。筐体部２は、携帯端末１が備える複数の装置を内部に収める。例えば、筐体部２は、内部に図示されない慣性センサを収める。筐体部２は、基準面２ａを有する。例えば、基準面２ａは、スマートフォンの表示画面である。 In FIG. 1, for example, the mobile terminal 1 is a smart phone. A mobile terminal 1 includes a housing portion 2 . The housing part 2 houses therein a plurality of devices included in the mobile terminal 1 . For example, the housing unit 2 accommodates an inertial sensor (not shown) inside. The housing part 2 has a reference surface 2a. For example, the reference surface 2a is the display screen of a smart phone.

図１の（Ａ）に示されるように、例えば、携帯端末１は、人に所持される。人が携帯端末１を所持した状態で歩いた場合、携帯端末１は、慣性センサの検出値を用いて人の歩行動作を検出する。具体的には、携帯端末１は、人が歩く動作に伴って慣性センサの検出値が周期的に変化する傾向を利用して、人が一歩だけ歩く動作を１つの歩行動作として検出する。携帯端末１は、慣性センサの検出値を用いて筐体部２の姿勢と筐体部２が移動する方向とを推定する。 As shown in FIG. 1A, for example, a mobile terminal 1 is carried by a person. When a person walks while holding the mobile terminal 1, the mobile terminal 1 detects the walking motion of the person using the detection value of the inertial sensor. Specifically, the mobile terminal 1 detects a person's walking motion as one walking motion by utilizing the tendency of the detected value of the inertial sensor to change periodically as the person walks. The mobile terminal 1 estimates the orientation of the casing 2 and the direction in which the casing 2 moves using the detection values of the inertial sensor.

携帯端末１は、ＧＰＳに代表される衛星測位を利用できない地下街の中などの環境下にある場合、屋内測位技術の１つである歩行者慣性航法（ＰＤＲ：Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ Ｄｅａｄ Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）を利用して位置を推定する。具体的には、携帯端末１は、慣性センサの検出値、推定した筐体部２の姿勢の情報、筐体部２が移動する方向の情報、等を用いて筐体部２の位置を推定する。携帯端末１は、推定した筐体部２の位置の履歴を積算することで筐体部２の移動軌跡を算出する。携帯端末１は、算出した移動軌跡の情報を現在の筐体部２の位置を推定する演算に利用する。 When the mobile terminal 1 is in an environment such as an underground mall where satellite positioning represented by GPS cannot be used, the mobile terminal 1 uses pedestrian inertial navigation (PDR: Pedestrian Dead Reckoning), which is one of the indoor positioning techniques, to determine the position. to estimate Specifically, the mobile terminal 1 estimates the position of the housing 2 using the detection value of the inertial sensor, information on the estimated orientation of the housing 2, information on the direction in which the housing 2 moves, and the like. do. The mobile terminal 1 calculates the movement trajectory of the housing unit 2 by integrating the history of the estimated positions of the housing unit 2 . The mobile terminal 1 uses the information of the calculated movement trajectory for the calculation of estimating the current position of the housing unit 2 .

図１の（Ｂ）に示されるように、歩いている人が第１歩行動作を行った時点から次の一歩である第２歩行動作を行った時点の間に携帯端末１の所持方法を変えた場合、携帯端末１は、所持方法が変化したことを検出する。具体的には、携帯端末１は、筐体部２の姿勢の時間当たりの変動量が規定の値よりも大きくなったことを検出することで、所持方法が変化したことを検出する。この場合、携帯端末１は、第１歩行動作が行われた時点における筐体部２の第１進行方向を第２歩行動作が行われた時点における筐体部２の第２進行方法とみなす。その後、携帯端末１は、進行方向の情報として第２進行方向の情報を用いて筐体部２の位置を推定する。 As shown in FIG. 1B, the method of holding the mobile terminal 1 is changed between the time when the walking person performs the first walking motion and the time when the second walking motion, which is the next step, is performed. In this case, the mobile terminal 1 detects that the holding method has changed. Specifically, the portable terminal 1 detects that the manner of holding has changed by detecting that the amount of variation in the orientation of the casing 2 per time has exceeded a specified value. In this case, the portable terminal 1 regards the first traveling direction of the casing 2 when the first walking motion is performed as the second traveling method of the casing 2 when the second walking motion is performed. After that, the portable terminal 1 estimates the position of the housing unit 2 using the second traveling direction information as the traveling direction information.

次に、図２を用いて、携帯端末１を説明する。
図２は実施の形態１における携帯端末のブロック図である。 Next, the mobile terminal 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram of the mobile terminal according to Embodiment 1. FIG.

図２に示されるように、携帯端末１は、筐体部２の内部に加速度センサ３とジャイロセンサ４と演算器５とを備える。 As shown in FIG. 2 , the mobile terminal 1 includes an acceleration sensor 3 , a gyro sensor 4 and a computing unit 5 inside a casing 2 .

加速度センサ３は、慣性センサとして筐体部２に生じる加速度を検出する。加速度センサ３は、規定の周期が経過した場合、または取得指令を受信した場合、加速度の検出値の情報を送信する。 The acceleration sensor 3 detects acceleration generated in the housing 2 as an inertial sensor. The acceleration sensor 3 transmits information on the acceleration detection value when a specified cycle has passed or when an acquisition command is received.

ジャイロセンサ４は、慣性センサとして筐体部２に生じる角速度を検出する。ジャイロセンサ４は、規定の周期が経過した場合、または取得指令を受信した場合、角速度の検出値の情報を送信する。 The gyro sensor 4 detects an angular velocity generated in the housing 2 as an inertial sensor. The gyro sensor 4 transmits the information of the detected value of the angular velocity when a prescribed cycle has passed or when an acquisition command is received.

演算器５は、加速度センサ３から加速度の検出値の情報を受信する。演算器５は、ジャイロセンサ４から角速度の検出値の情報を受信する。演算器５は、歩行動作検出部６と姿勢推定部７と姿勢変化検出部８と進行方向推定部９と進行方向出力部１０と位置演算部１１とを備える。 The computing unit 5 receives information on the acceleration detection value from the acceleration sensor 3 . The calculator 5 receives information on the angular velocity detection value from the gyro sensor 4 . Calculator 5 includes walking motion detector 6 , posture estimator 7 , posture change detector 8 , traveling direction estimator 9 , traveling direction output unit 10 , and position calculator 11 .

歩行動作検出部６は、加速度センサ３から受信した加速度の検出値の情報に基づいて携帯端末１を所持する人の歩行動作を検出する。歩行動作検出部６は、当該人が一歩移動する毎に歩行動作を検出する。具体的には、加速度の検出値が０以外の値から０になった場合に、歩行動作検出部６は、１回の歩行動作を検出する。 The walking motion detector 6 detects the walking motion of the person holding the portable terminal 1 based on the information about the detected acceleration value received from the acceleration sensor 3 . The walking motion detector 6 detects a walking motion each time the person moves one step. Specifically, when the detected acceleration value changes from a value other than 0 to 0, the walking motion detector 6 detects one walking motion.

姿勢推定部７は、加速度センサ３から受信した加速度の検出値の情報とジャイロセンサ４から受信した角速度の情報とを用いて筐体部２の姿勢を推定する。この際、姿勢推定部７は、筐体部２の図２には図示されない基準面２ａの法線方向を推定することで筐体部２の姿勢を推定する。姿勢推定部７は、端末姿勢を推定する際に、加速度センサ３とジャイロセンサ４とに取得指令を送信することで、加速度の検出値と角速度の検出値とを取得する。 The posture estimating unit 7 estimates the posture of the housing unit 2 using the information about the acceleration detection value received from the acceleration sensor 3 and the information about the angular velocity received from the gyro sensor 4 . At this time, the posture estimation unit 7 estimates the posture of the housing 2 by estimating the normal direction of the reference plane 2a of the housing 2 (not shown in FIG. 2). When estimating the orientation of the terminal, the posture estimation unit 7 transmits an acquisition command to the acceleration sensor 3 and the gyro sensor 4 to acquire the acceleration detection value and the angular velocity detection value.

姿勢推定部７は、加速度の検出値に対してローパスフィルタを適用することで、加速度の検出値に含まれる重力加速度成分ベクトルｆｂを抽出する。ここで、重力加速度成分ベクトルｆｂにおいて、ｘ成分とｙ成分とｚ成分とは、それぞれｆｘとｆｙとｆｚとで表される。 The posture estimation unit 7 extracts the gravitational acceleration component vector fb included in the detected acceleration value by applying a low-pass filter to the detected acceleration value. Here, in the gravitational acceleration component vector fb , the x component, y component, and z component are represented by fx, fy , and fz, respectively.

姿勢推定部７は、ある時刻における重力加速度成分ベクトルｆｂが規定の条件を満たすか否かを判定する。具体的には、姿勢推定部７は、ある時刻における重力加速度成分ベクトルｆｂが、以下の式（１）で示される条件を満たすかつ式（２）で示される条件を満たすか否かを判定する。 The posture estimation unit 7 determines whether or not the gravitational acceleration component vector fb at a certain time satisfies a prescribed condition. Specifically, the posture estimator 7 determines whether or not the gravitational acceleration component vector f b at a certain time satisfies the condition expressed by the following equation (1) and the condition expressed by the equation (2). do.

Figure 2022177656000002
Figure 2022177656000002

Figure 2022177656000003
Figure 2022177656000003

式（１）において、ｇは、重力加速度の値である。δｇは、重力加速度の第１閾値である。例えば、第１閾値δｇが微小な値に設定された場合、式（１）が示す条件は、重力加速度成分ベクトルｆｂの絶対値がｇに近い値になる、という条件になる。 In Equation (1), g is the value of gravitational acceleration. δg is the first threshold of gravitational acceleration. For example, when the first threshold δg is set to a very small value, the condition expressed by Equation (1) is that the absolute value of the gravitational acceleration component vector fb is close to g.

式（２）において、Δｇは、重力加速度の第２閾値である。例えば、第２閾値Δｇが微小な値に設定された場合、式（２）が示す条件は、重力加速度成分ベクトルｆｂが時間的に連続してほぼ同じ値を示す、という条件になる。 In Equation (2), Δg is the second threshold of gravitational acceleration. For example, when the second threshold value Δg is set to a very small value, the condition expressed by Equation (2) is that the gravitational acceleration component vector fb continuously exhibits substantially the same value over time.

姿勢推定部７は、ある時刻における重力加速度成分ベクトルｆｂが規定の条件を満たすと判定した場合、当該時刻における重力加速度成分ベクトルｆｂに基づいて初期の端末姿勢を演算する。このため、姿勢推定部７は、重力加速度成分ベクトルｆｂに含まれたローパスフィルタでは除去できない加速度の誤差成分が初期の端末姿勢の演算結果に与える影響を小さくすることができる。 When determining that the gravitational acceleration component vector fb at a certain time satisfies a prescribed condition, the attitude estimation unit 7 calculates the initial terminal attitude based on the gravitational acceleration component vector fb at that time. Therefore, the posture estimating unit 7 can reduce the influence of the error component of the acceleration included in the gravitational acceleration component vector fb , which cannot be removed by the low-pass filter, on the calculation result of the initial terminal posture.

姿勢推定部７は、初期の端末姿勢を推定するとき、重力加速度成分ベクトルｆｂを以下の式（３）と式（４）とに適用することで、筐体部２のピッチ角ｐの値とロール角ｒの値とをそれぞれ求める。 When estimating the initial terminal attitude, the attitude estimation unit 7 applies the gravitational acceleration component vector f b to the following equations (3) and (4) to obtain the value of the pitch angle p of the housing unit 2 and the value of the roll angle r.

Figure 2022177656000004
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Figure 2022177656000005
Figure 2022177656000005

姿勢推定部７は、ジャイロセンサ４から受信した角速度の検出値、ピッチ角ｐの値、およびロール角ｒの値を用いてクォータニオンとして初期の端末姿勢ｑ０を演算する。姿勢推定部７は、初期の端末姿勢ｑ０を演算した場合、当該初期の端末姿勢ｑ０をクォータニオンである直前の端末姿勢ｐｋに設定する。 The posture estimator 7 uses the detected value of the angular velocity, the value of the pitch angle p, and the value of the roll angle r received from the gyro sensor 4 to calculate the initial terminal posture q0 as a quaternion. When the initial terminal attitude q0 is calculated, the attitude estimation unit 7 sets the initial terminal attitude q0 to the previous terminal attitude pk which is a quaternion.

姿勢推定部７は、角速度の検出値（ωｘ，ωｙ，ωｚ）を姿勢推定の演算に利用するために以下の式（５）で示されるクォータニオンを作成する。 The posture estimating unit 7 creates a quaternion represented by the following equation (5) in order to use the detected angular velocity values (ω x , ω y , ω z ) for posture estimation computation.

Figure 2022177656000006
Figure 2022177656000006

姿勢推定部７は、以下の式（６）に示されるように、直前の端末姿勢ｑｋに角速度の検出値を反映することでクォータニオンである最新の端末姿勢ｑｋ＋１を演算する。 The posture estimation unit 7 calculates the latest terminal posture qk +1, which is a quaternion, by reflecting the detected value of the angular velocity on the immediately preceding terminal posture qk , as shown in the following equation (6).

Figure 2022177656000007
Figure 2022177656000007

式（５）において、Δｔは、直前の端末姿勢ｑｋが演算された時刻から最新の端末姿勢ｑｋ＋１が演算された時刻までの時間である。 In Equation (5), Δt is the time from the time when the last terminal attitude q k is calculated to the time when the latest terminal attitude q k+1 is calculated.

姿勢推定部７は、最新の端末姿勢ｑｋ＋１を演算した場合、当該最新の端末姿勢ｑｋ＋１を直前の端末姿勢ｑｋに設定する。姿勢推定部７は、規定の周期Δｔで最新の端末姿勢ｑｋ＋１を演算する。姿勢推定部７は、最新の端末姿勢ｑｋ＋１を演算した場合、当該最新の端末姿勢ｑｋ＋１の情報を送信する。 When the latest terminal attitude q k+1 is calculated, the attitude estimation unit 7 sets the latest terminal attitude q k+1 to the previous terminal attitude q k . The posture estimation unit 7 calculates the latest terminal posture qk +1 at regular intervals Δt. When the posture estimating unit 7 calculates the latest terminal posture q k+1 , it transmits information on the latest terminal posture q k+1 .

姿勢推定部７は、経過時間を計測する。姿勢推定部７は、経過時間の計測値が規定値よりも大きくなったと判定した場合、初期の端末姿勢を新たに演算する。姿勢推定部７は、初期の端末姿勢を新たに演算した場合、経過時間の測定値をリセットし、計測値０から計測を開始する。 The posture estimation unit 7 measures the elapsed time. When the attitude estimation unit 7 determines that the measured value of the elapsed time is greater than the specified value, it newly calculates the initial terminal attitude. When the attitude estimation unit 7 newly calculates the initial terminal attitude, the attitude estimation unit 7 resets the measured value of the elapsed time and starts measurement from the measured value 0. FIG.

姿勢変化検出部８は、歩行動作検出部６から歩行動作の検出結果の情報を受信する。姿勢変化検出部８は、姿勢推定部７から最新の端末姿勢の情報を受信する。姿勢変化検出部８は、歩行動作の検出結果と最新の端末姿勢の情報とに基づいて、筐体部２の姿勢が大きく変化したことを検出する。 The posture change detection unit 8 receives information on the detection result of the walking motion from the walking motion detection unit 6 . The posture change detection unit 8 receives the latest terminal posture information from the posture estimation unit 7 . Posture change detection unit 8 detects that the posture of housing unit 2 has changed significantly, based on the walking motion detection result and the latest terminal posture information.

具体的には、姿勢変化検出部８は、ある歩行動作である第０歩行動作の検出結果を受信した場合、第０歩行動作が検出された第０時刻を検出する。その後、姿勢変化検出部８は、第０歩行動作の次に検出された歩行動作である第１歩行動作の検出結果を受信した場合、第１歩行動作が検出された第１時刻を検出する。 Specifically, when the posture change detection unit 8 receives the detection result of the 0th walking motion, which is a certain walking motion, it detects the 0th time at which the 0th walking motion is detected. After that, when receiving the detection result of the first walking motion, which is the walking motion detected after the 0th walking motion, the posture change detecting unit 8 detects the first time when the first walking motion is detected.

姿勢変化検出部８は、第０時刻から第１時刻の間に受信した複数の最新の端末姿勢の情報に含まれる筐体部２のピッチ角の値についての平均値と分散値とを演算する。姿勢変化検出部８は、端末姿勢の変動量であるピッチ角の値についての平均値および分散値のうち少なくとも一方が規定の閾値よりも大きいと判定した場合、筐体部２の姿勢が大きく変化したことを検出する。姿勢変化検出部８は、第０時刻から第１時刻の間に受信した複数の最新の端末姿勢の情報に含まれる筐体部２のヨー角の値およびロール角の値に基づいて、ピッチ角の値に基づいた場合と同様の演算を行うことで、筐体部２の姿勢が大きく変化したことを検出する。 The posture change detection unit 8 calculates the average value and the variance value of the pitch angle values of the housing unit 2 included in the latest terminal posture information received between the 0th time and the 1st time. . When the attitude change detection unit 8 determines that at least one of the average value and the variance value of the pitch angle value, which is the amount of change in the terminal attitude, is larger than a specified threshold value, the attitude of the housing part 2 changes significantly. detect that The attitude change detection unit 8 detects the pitch angle based on the values of the yaw angle and the roll angle of the housing unit 2 included in the latest terminal attitude information received between the 0th time and the 1st time. By performing the same calculation as in the case based on the value of , it is detected that the attitude of the housing 2 has changed significantly.

進行方向推定部９は、歩行動作検出部６から歩行動作の検出結果の情報を受信する。進行方向推定部９は、姿勢推定部７から最新の端末姿勢の情報を受信する。進行方向推定部９は、加速度の検出値と歩行動作の検出結果の情報と最新の端末姿勢の情報とを用いて筐体部２の進行方向を推定する。 The traveling direction estimator 9 receives information on the walking motion detection result from the walking motion detector 6 . The traveling direction estimator 9 receives the latest terminal attitude information from the attitude estimator 7 . The traveling direction estimating unit 9 estimates the traveling direction of the housing unit 2 by using the acceleration detection value, the walking motion detection result information, and the latest terminal posture information.

具体的には、まず、進行方向推定部９は、以下の式（７）で示されるように、加速度の検出値（ａｘ，ａｙ，ａｚ）を最新の端末姿勢ｑで回転する演算を行うことで、水平方向の加速度成分値ａｎとａｅとを演算する。 Specifically, first, the traveling direction estimating unit 9 performs a computation to rotate the acceleration detection values (a x , a y , a z ) with the latest terminal attitude q, as shown in the following equation (7). , the horizontal acceleration component values a n and a e are calculated.

Figure 2022177656000008
Figure 2022177656000008

式（７）において、ａｎは、水平面における基準方向ｎの加速度成分値である。ａｅは、基準方向ｎに対して水平面における法線方向ｅの加速度成分値である。ａｕは、水平面に対する垂直方向ｕの加速度成分値である。ｑ＊は、ｑの共役クォータニオンである。 In equation (7), an is the acceleration component value in the reference direction n on the horizontal plane. ae is the acceleration component value in the normal direction e on the horizontal plane with respect to the reference direction n. au is the acceleration component value in the vertical direction u with respect to the horizontal plane. q * is the conjugated quaternion of q.

進行方向推定部９は、第０歩行動作が検出された第０時刻から第１歩行動作が検出された第１時刻の間に受信した複数の最新の端末姿勢の情報について、水平方向の加速度成分値ａｎとａｅとを演算する。 The traveling direction estimating unit 9 extracts the horizontal acceleration component from a plurality of latest terminal orientation information received between the 0th time when the 0th walking motion is detected and the 1st time when the 1st walking motion is detected. Compute the values a n and a e .

進行方向推定部９は、第０時刻から第１時刻までの間に演算した加速度成分値ａｎとａｅとに対して主成分分析を行う。進行方向推定部９は、当該主成分分析によって演算された第１成分が示す方向を、第１歩行動作によって移動した第１進行方向であると推定する。 The traveling direction estimator 9 performs principal component analysis on the acceleration component values a n and a e calculated from the 0th time to the 1st time. The traveling direction estimator 9 estimates that the direction indicated by the first component calculated by the principal component analysis is the first traveling direction in which the first walking motion is performed.

進行方向出力部１０は、歩行動作検出部６から歩行動作の検出結果の情報を受信する。進行方向出力部１０は、姿勢推定部７から端末の姿勢が大きく変化したか否かを示す所持方法検出結果の情報を受信する。進行方向出力部１０は、進行方向推定部９から、推定された筐体部２の進行方向の情報を受信する。 The traveling direction output unit 10 receives information on the walking motion detection result from the walking motion detecting unit 6 . The traveling direction output unit 10 receives, from the posture estimating unit 7, information on the holding method detection result indicating whether or not the posture of the terminal has changed significantly. The traveling direction output unit 10 receives information about the estimated traveling direction of the housing unit 2 from the traveling direction estimation unit 9 .

進行方向出力部１０は、進行方向フラグの情報を記憶する。進行方向出力部１０は、進行方向フラグを「０」および「１」のいずれか一方に設定する。進行方向フラグ「０」の情報は、進行方向出力部１０が進行方向を出力した後に進行方向推定部９が進行方向を推定していないことを示す。進行方向フラグ「１」の情報は、進行方向出力部１０が進行方向を出力した後に進行方向推定部９が推定した進行方向の情報が対応付けられる。 The traveling direction output unit 10 stores the information of the traveling direction flag. The traveling direction output unit 10 sets the traveling direction flag to either "0" or "1". The information of the traveling direction flag "0" indicates that the traveling direction estimation section 9 has not estimated the traveling direction after the traveling direction output section 10 outputs the traveling direction. The information of the traveling direction flag "1" is associated with the information of the traveling direction estimated by the traveling direction estimation section 9 after the traveling direction output section 10 outputs the traveling direction.

進行方向出力部１０は、筐体部２の進行方向の情報を受信したときに姿勢変化検出部８が筐体部２の大きな姿勢の変化を検出したか否かを判定する。 The traveling direction output unit 10 determines whether or not the posture change detecting unit 8 has detected a large change in the posture of the housing unit 2 when receiving information on the traveling direction of the housing unit 2 .

進行方向出力部１０は、筐体部２の進行方向の情報を受信したときに姿勢変化検出部８が筐体部２の大きな姿勢の変化を検出したと判定した場合、進行方向フラグが「１」であるか否かを判定する。進行方向出力部１０は、進行方向フラグが「１」であると判定した場合、当該進行方向フラグ「１」の情報に対応付けられた進行方向の情報を出力する。進行方向出力部１０は、進行方向フラグが「１」でないと判定した場合、受信した進行方向の情報を出力する。進行方向出力部１０は、進行方向の情報を出力した後、進行方向フラグを「０」に設定する。 When the traveling direction output unit 10 determines that the posture change detection unit 8 has detected a large change in the posture of the housing unit 2 when receiving information on the traveling direction of the housing unit 2, the traveling direction output unit 10 sets the traveling direction flag to “1. ” is determined. When determining that the traveling direction flag is "1", the traveling direction output unit 10 outputs traveling direction information associated with the information of the traveling direction flag "1". When the traveling direction output unit 10 determines that the traveling direction flag is not "1", it outputs the received traveling direction information. After outputting the information on the traveling direction, the traveling direction output unit 10 sets the traveling direction flag to "0".

進行方向出力部１０は、筐体部２の第１進行方向の情報を受信したときに姿勢変化検出部８が筐体部２の大きな姿勢の変化を検出していないと判定した場合、当該進行方向の情報と進行方向フラグの「１」の情報とを対応付ける。 When the movement direction output unit 10 determines that the posture change detection unit 8 has not detected a large change in the posture of the housing unit 2 when receiving the information on the first direction of movement of the housing unit 2, the movement direction output unit 10 detects the movement direction. The information of the direction and the information of "1" of the traveling direction flag are associated with each other.

例えば、進行方向出力部１０は、第１歩行動作に対応付けられた第１進行方向の情報を受信する。第１歩行動作の直前において筐体部２の大きな姿勢の変化が検出されていない場合、進行方向出力部１０は、第１歩行動作の情報を進行方向フラグ「１」の情報に対応付ける。 For example, the traveling direction output unit 10 receives information on the first traveling direction associated with the first walking motion. If a large change in posture of the housing 2 is not detected immediately before the first walking motion, the traveling direction output unit 10 associates the information of the first walking motion with the information of the traveling direction flag "1".

その後、進行方向出力部１０は、第１歩行動作の次の第２歩行動作に対応付けられた第２進行方向の情報を受信する。第１歩行動作から第２歩行動作の間において筐体部２の大きな姿勢の変化が検出されていない場合、進行方向出力部１０は、第２進行方向の情報を出力する。第１歩行動作から第２歩行動作の間において筐体部２の大きな姿勢の変化が検出された場合、進行方向出力部１０は、進行方向フラグ「１」の情報に対応付けられた第１進行方向の情報を出力する。 Thereafter, the traveling direction output unit 10 receives information on the second traveling direction associated with the second walking motion subsequent to the first walking motion. If no significant change in posture of the housing 2 is detected between the first walking motion and the second walking motion, the traveling direction output unit 10 outputs information on the second traveling direction. When a large change in posture of the casing 2 is detected between the first walking motion and the second walking motion, the traveling direction output unit 10 outputs the first traveling direction associated with the information of the traveling direction flag “1”. Print direction information.

位置演算部１１は、進行方向出力部１０から進行方向の情報の入力を受け付ける。例えば、位置演算部１１は、ＰＤＲを利用して筐体部２の位置の演算を行う。位置演算部１１は、加速度の検出値の情報、角速度の検出値の情報、筐体部２の進行方向の情報、等の情報を用いて、筐体部２の位置を演算する。 The position calculation unit 11 receives input of information on the traveling direction from the traveling direction output unit 10 . For example, the position calculator 11 calculates the position of the housing 2 using the PDR. The position calculation unit 11 calculates the position of the housing unit 2 using information such as information on the detected acceleration value, information on the detected angular velocity value, information on the traveling direction of the housing unit 2, and the like.

次に、図３を用いて、携帯端末１が筐体部２の進行方向を決定する動作を説明する。
図３は実施の形態１における携帯端末が進行方向を決定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 3, the operation of the portable terminal 1 determining the traveling direction of the casing 2 will be described.
FIG. 3 is a flow chart for explaining an overview of the operation of determining the direction of travel by the mobile terminal according to the first embodiment.

例えば、携帯端末１は、ＧＰＳの電波が受信できないことを検出した場合に、ＰＤＲを利用した進行方向を決定する動作を開始する。 For example, when the mobile terminal 1 detects that GPS radio waves cannot be received, it starts the operation of determining the traveling direction using the PDR.

図３に示されるように、ステップＳ００１において、携帯端末１は、進行方向フラグを「０」に設定する。 As shown in FIG. 3, in step S001, the mobile terminal 1 sets the traveling direction flag to "0".

その後、携帯端末１は、ステップＳ００２の動作を行う。ステップＳ００２において、携帯端末１は、１回の歩行動作である第１歩行動作を検出する。 After that, the mobile terminal 1 performs the operation of step S002. In step S002, the mobile terminal 1 detects a first walking motion, which is one walking motion.

その後、携帯端末１は、ステップＳ００３の動作を行う。ステップＳ００３において、携帯端末１は、第１歩行動作が検出されたときの筐体部２の第１姿勢を推定する。 After that, the mobile terminal 1 performs the operation of step S003. In step S003, the mobile terminal 1 estimates the first posture of the casing 2 when the first walking motion is detected.

その後、携帯端末１は、ステップＳ００４の動作を行う。ステップＳ００４において、携帯端末１は、第１歩行動作が検出されたときの筐体部２の第１進行方向を推定する。 After that, the mobile terminal 1 performs the operation of step S004. In step S004, the mobile terminal 1 estimates the first traveling direction of the casing 2 when the first walking motion is detected.

その後、携帯端末１は、ステップＳ００５の動作を行う。ステップＳ００５において、携帯端末１は、第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出したか否かを判定する。 After that, the mobile terminal 1 performs the operation of step S005. In step S005, the mobile terminal 1 determines whether or not the second walking motion after the first walking motion has been detected.

ステップＳ００５で、第２歩行動作を検出していないと判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ００５の動作を繰り返す。 When it is determined in step S005 that the second walking motion is not detected, the mobile terminal 1 repeats the operation of step S005.

ステップＳ００５で、第２歩行動作を検出したと判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ００６の動作を行う。ステップＳ００６において、携帯端末１は、筐体部２の大きな姿勢の変化を検出したか否かを判定する。 When it is determined in step S005 that the second walking motion is detected, the mobile terminal 1 performs the operation of step S006. In step S006, the mobile terminal 1 determines whether or not a large change in posture of the housing 2 has been detected.

ステップＳ００６で、所持方法が変化していないと判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ００７の動作を行う。ステップＳ００７において、携帯端末１は、進行方向フラグを１に設定する。この際、携帯端末１は、進行方向フラグの１と第１進行方向とを対応付ける。 When it is determined in step S006 that the holding method has not changed, the mobile terminal 1 performs the operation of step S007. In step S<b>007 , the mobile terminal 1 sets the traveling direction flag to “1”. At this time, the portable terminal 1 associates the traveling direction flag 1 with the first traveling direction.

ステップＳ００７の動作を行った後、携帯端末１は、ステップＳ００２以降の動作を繰り返す。 After performing the operation of step S007, the portable terminal 1 repeats the operations after step S002.

ステップＳ００６で、所持方法が変化したと判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ００８の動作を行う。ステップＳ００８において、携帯端末１は、進行方向フラグが「１」であるか否かを判定する。 When it is determined in step S006 that the holding method has changed, the mobile terminal 1 performs the operation of step S008. In step S008, the mobile terminal 1 determines whether or not the traveling direction flag is "1".

ステップＳ００８で、進行方向フラグが「１」であると判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ００９の動作を行う。ステップＳ００９において、携帯端末１は、進行方向フラグの１と対応付けられた第１進行方向を、第２歩行動作における進行方向として出力する。その後、携帯端末１は、ステップＳ００１以降の動作を行う。 When it is determined in step S008 that the traveling direction flag is "1", the mobile terminal 1 performs the operation of step S009. In step S009, the portable terminal 1 outputs the first traveling direction associated with the traveling direction flag of 1 as the traveling direction in the second walking motion. After that, the mobile terminal 1 performs the operations after step S001.

ステップＳ００８で、進行方向フラグが「１」でないと判定した場合、携帯端末１は、ステップＳ０１０の動作を行う。ステップＳ０１０において、携帯端末１は、第２歩行動作における第２進行方向の情報を推定する。 When it is determined in step S008 that the traveling direction flag is not "1", the mobile terminal 1 performs the operation of step S010. In step S010, the mobile terminal 1 estimates information about the second traveling direction in the second walking motion.

その後、携帯端末１は、ステップＳ０１１の動作を行う。ステップＳ０１１において、携帯端末１は、ステップＳ０１０で推定した第２進行方向を第２歩行動作における進行方向として出力する。その後、携帯端末１は、ステップＳ００１以降の動作を行う。 After that, the mobile terminal 1 performs the operation of step S011. In step S011, the mobile terminal 1 outputs the second traveling direction estimated in step S010 as the traveling direction in the second walking motion. After that, the mobile terminal 1 performs the operations after step S001.

次に、図４を用いて、演算器５が筐体部２の姿勢を推定する動作を説明する。
図４は実施の形態１における携帯端末が姿勢を推定するの動作の概要を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of estimating the attitude of the housing 2 by the calculator 5 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flow chart for explaining an overview of the operation of the mobile terminal to estimate its posture according to Embodiment 1. FIG.

図４に示されるように、ステップＳ１０１において、演算器５は、加速度センサ３とジャイロセンサ４とから検出値の情報を取得する。 As shown in FIG. 4 , in step S<b>101 , the computing unit 5 acquires information on detected values from the acceleration sensor 3 and the gyro sensor 4 .

その後、演算器５は、ステップＳ１０２の動作を行う。ステップＳ１０２において、演算器５は、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たすか否かを判定する。 After that, the computing unit 5 performs the operation of step S102. In step S102, the computing unit 5 determines whether or not the gravitational acceleration component vector satisfies a prescribed condition.

ステップＳ１０２で、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たさないと判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０１以降の動作を行う。 When it is determined in step S102 that the gravitational acceleration component vector does not satisfy the specified condition, the computing unit 5 performs operations from step S101 onward.

ステップＳ１０２で、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たすと判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０３の動作を行う。ステップＳ１０３において、演算器５は、初期の端末姿勢を推定する。 When it is determined in step S102 that the gravitational acceleration component vector satisfies the specified condition, the calculator 5 performs the operation of step S103. In step S103, the calculator 5 estimates the initial terminal attitude.

その後、演算器５は、ステップＳ１０４の動作を行う。ステップＳ１０４において、演算器５は、経過時間の計測を開始する。 After that, the computing unit 5 performs the operation of step S104. In step S104, the calculator 5 starts measuring the elapsed time.

その後、演算器５は、ステップＳ１０５の動作を行う。ステップＳ１０５において、演算器５は、加速度センサ３とジャイロセンサ４とから検出値の情報を取得する。 After that, the calculator 5 performs the operation of step S105. In step S<b>105 , the computing unit 5 acquires information on detected values from the acceleration sensor 3 and the gyro sensor 4 .

その後、演算器５は、ステップＳ１０６の動作を行う。ステップＳ１０６において、演算器５は、経過時間の計測値が規定値以下であるか否かを判定する。 After that, the computing unit 5 performs the operation of step S106. In step S106, the computing unit 5 determines whether or not the measured value of the elapsed time is equal to or less than a specified value.

ステップＳ１０６で、経過時間の計測値が規定値以下であると判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０７の動作を行う。ステップＳ１０７において、演算器５は、直前の端末姿勢に対して慣性センサの検出値を反映した最新の端末姿勢を演算し、出力する。その後、演算器５は、ステップＳ１０５以降の動作を行う。 When it is determined in step S106 that the measured value of the elapsed time is equal to or less than the specified value, the calculator 5 performs the operation of step S107. In step S107, the computing unit 5 computes and outputs the latest terminal attitude reflecting the detection value of the inertial sensor with respect to the previous terminal attitude. After that, the computing unit 5 performs the operations after step S105.

ステップＳ１０６で、経過時間の測定値が規定値より大きいと判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０８の動作を行う。ステップＳ１０８において、演算器５は、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たすか否かを判定する。 If it is determined in step S106 that the measured value of the elapsed time is greater than the specified value, the arithmetic unit 5 performs the operation of step S108. In step S108, the computing unit 5 determines whether or not the gravitational acceleration component vector satisfies a prescribed condition.

ステップＳ１０８で、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たさないと判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０７以降の動作を行う。 When it is determined in step S108 that the gravitational acceleration component vector does not satisfy the specified condition, the arithmetic unit 5 performs operations from step S107 onward.

ステップＳ１０８で、重力加速度成分ベクトルが規定の条件を満たすと判定した場合、演算器５は、ステップＳ１０９の動作を行う。ステップＳ１０９において、演算器５は、初期の端末姿勢を新たに推定し、当該初期の端末姿勢を直前の端末姿勢とする。 When it is determined in step S108 that the gravitational acceleration component vector satisfies the specified condition, the calculator 5 performs the operation of step S109. In step S109, the computing unit 5 newly estimates the initial terminal attitude, and sets the initial terminal attitude as the previous terminal attitude.

その後、演算器５は、ステップＳ１１０の動作を行う。ステップＳ１１０において、演算器５は、経過時間の計測値をリセットし、測定値が０の状態から計測を開始する。その後、演算器５は、ステップＳ１０７以降の動作を行う。 After that, the calculator 5 performs the operation of step S110. In step S110, the computing unit 5 resets the measured value of the elapsed time, and starts measuring from the state where the measured value is 0. After that, the computing unit 5 performs the operations after step S107.

以上で説明した実施の形態１によれば、携帯端末１は、筐体部２と歩行動作検出部６と姿勢推定部７と姿勢変化検出部８とを備える。第１歩行動作と第２歩行動作との間に携帯端末１の所持方法が変化した場合、携帯端末１は、第１歩行動作と第２歩行動作との間における筐体部２の姿勢の変化を演算することで筐体部２の姿勢が大きく変化したことを検出する。このため、携帯端末１の姿勢の変化を検出する精度を向上できる。その結果、携帯端末１がＰＤＲを利用して位置を演算する際に姿勢の変化による誤差が重畳することを抑制できる。 According to Embodiment 1 described above, mobile terminal 1 includes housing 2 , walking motion detector 6 , posture estimator 7 , and posture change detector 8 . When the holding method of the mobile terminal 1 changes between the first walking motion and the second walking motion, the mobile terminal 1 changes the posture of the housing part 2 between the first walking motion and the second walking motion. is detected to detect that the posture of the housing 2 has changed significantly. Therefore, it is possible to improve the accuracy of detecting a change in posture of the mobile terminal 1 . As a result, when the mobile terminal 1 uses the PDR to calculate the position, it is possible to suppress the superimposition of errors due to changes in posture.

また、携帯端末１が姿勢の変化をより正確に検出することができるため、携帯端末１が様々な情報を取得する際に、取得した情報の精度を向上できる。例えば、携帯端末１は、電波強度（ＲＳＳＩ）を取得する際に、筐体部２の姿勢の変化に基づいてｘｙｚ各軸の電波強度を補正することができる。携帯端末１は、音波の強度（音圧）を取得する際に、筐体部２の姿勢の変化に基づいてｘｙｚ各軸の音波強度を補正することができる。また、携帯端末１は、姿勢の変化をより正確に検出することができるため、携帯端末１の画面に地図を表示する際に、表示される地図の向きを補正することができる。 In addition, since the mobile terminal 1 can more accurately detect changes in posture, the accuracy of the acquired information can be improved when the mobile terminal 1 acquires various information. For example, when acquiring the radio wave intensity (RSSI), the mobile terminal 1 can correct the radio wave intensity on each of the xyz axes based on the change in the posture of the housing 2 . When acquiring the strength of the sound wave (sound pressure), the mobile terminal 1 can correct the strength of the sound wave on each of the xyz axes based on the change in the posture of the housing 2 . In addition, since the mobile terminal 1 can more accurately detect changes in posture, it is possible to correct the orientation of the displayed map when displaying the map on the screen of the mobile terminal 1 .

また、携帯端末１は、筐体部２のピッチ角平均値、ピッチ角分散値、ヨー角平均値、ヨー角分散値、ロール角平均値、およびロール角分散値を演算する。携帯端末１は、演算した複数の平均値および分散値のうち少なくとも１つが対応する閾値よりも大きいと判定した場合に姿勢の大きな変化が生じたことを検出する。このため、携帯端末１の姿勢の変化をより正確に検出できる。 The mobile terminal 1 also calculates the pitch angle average value, the pitch angle dispersion value, the yaw angle average value, the yaw angle dispersion value, the roll angle average value, and the roll angle dispersion value of the housing portion 2 . The mobile terminal 1 detects that a large change in posture has occurred when determining that at least one of the calculated average values and variance values is greater than the corresponding threshold value. Therefore, the change in posture of the mobile terminal 1 can be detected more accurately.

また、携帯端末１は、進行方向推定部９と進行方向出力部１０とを備える。第１歩行動作と第２歩行動作との間に携帯端末１の所持方法が変化した場合、携帯端末１は、筐体部２の姿勢が大きく変化する直前の第１進行方向を、姿勢が大きく変化した直後の第２進行方向として出力する。このため、慣性航法を利用して進行方向を推定する際に筐体部２の姿勢の変化によって生じる誤差の影響を小さくすることができる。その結果、ＰＤＲを利用した位置検出の精度を向上できる。また、マップマッチング等の従来の測位方法に対して簡易な構成で位置検出を行うことができる。また、広場等の広い空間においても正確に位置検出を行うことができる。 The mobile terminal 1 also includes a travel direction estimation unit 9 and a travel direction output unit 10 . When the holding method of the mobile terminal 1 changes between the first walking motion and the second walking motion, the mobile terminal 1 moves in the first traveling direction immediately before the posture of the housing 2 changes significantly. Output as the second traveling direction immediately after the change. Therefore, it is possible to reduce the influence of errors caused by changes in the attitude of the housing 2 when estimating the traveling direction using inertial navigation. As a result, the accuracy of position detection using PDR can be improved. In addition, position detection can be performed with a simpler configuration than conventional positioning methods such as map matching. In addition, position detection can be performed accurately even in a wide space such as a square.

なお、本願の慣性センサと演算器５とは、歩行動作のような周期的な動作を行うことで移動する歩行ロボットに対して適用可能である。具体的には、歩行ロボットは、複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と慣性センサと演算器５とを備えてもよい。歩行ロボットは、携帯端末１と同様に、歩行筐体部の姿勢の大きな変化が生じたことを検出してもよい。このため、歩行ロボットは、自身の姿勢の変化を検出する精度を向上できる。 Note that the inertial sensor and computing unit 5 of the present application are applicable to a walking robot that moves by performing periodic motions such as walking motions. Specifically, the walking robot may include a walking housing section that moves by walking with a plurality of legs, an inertial sensor, and a calculator 5 . The walking robot, like the mobile terminal 1, may detect that the posture of the walking housing has changed significantly. Therefore, the walking robot can improve the accuracy of detecting changes in its own posture.

なお、携帯端末１は、第１歩行検出工程と姿勢推定工程と第２歩行検出工程と姿勢変化検出工程とを備えた位置演算支援方法によって筐体部２の姿勢の大きな変化が生じたことを検出する。このため、筐体部２の姿勢の変化をより正確に検出できる。 Note that the mobile terminal 1 detects that the posture of the casing 2 has changed significantly by the position calculation support method including the first walking detection process, the posture estimation process, the second walking detection process, and the posture change detection process. To detect. Therefore, the change in the posture of the housing 2 can be detected more accurately.

なお、歩行動作検出部６が歩行動作を検出する方法は、慣性センサの検出値が周期的に変化することを利用するのであれば、実施の形態１で説明した方法以外の方法であってもよい。例えば、歩行動作検出部６は、加速度の検出値において周期的な変化のピーク値を検出することで歩行動作を検出してもよい。歩行動作検出部６は、ジャイロセンサ４から受信した角速度の測定値を用いて歩行動作を検出してもよい。加速度センサ３が３軸の加速度を検出する場合、歩行動作検出部６は、加速度の検出値の絶対値が規定の値を超えたことを検出することで歩行動作を検出してもよい。加速度センサ３が３軸の加速度を検出する場合、歩行動作検出部６は、各軸に関する加速度の検出値において周期的な変化のピーク値を検出することで歩行動作を検出してもよい。加速度センサ３が３軸の加速度を検出する場合、歩行動作検出部６は、加速度の検出値から鉛直方向の加速度を演算し、当該鉛直方向の加速度を用いて歩行動作を検出してもよい。 Note that the walking motion detection unit 6 may detect a walking motion by a method other than the method described in the first embodiment, as long as it utilizes the fact that the detected value of the inertial sensor changes periodically. good. For example, the walking motion detection unit 6 may detect a walking motion by detecting a peak value of periodic changes in the acceleration detection value. The walking motion detector 6 may detect the walking motion using the angular velocity measurement value received from the gyro sensor 4 . When the acceleration sensor 3 detects three-axis acceleration, the walking motion detector 6 may detect the walking motion by detecting that the absolute value of the acceleration detection value exceeds a specified value. When the acceleration sensor 3 detects three-axis acceleration, the walking motion detection unit 6 may detect the walking motion by detecting peak values of periodic changes in the detected acceleration values for each axis. When the acceleration sensor 3 detects three-axis acceleration, the walking motion detector 6 may calculate vertical acceleration from the detected acceleration values and detect the walking motion using the vertical acceleration.

なお、姿勢推定部７は、加速度の検出値と角速度の検出値とをカルマンフィルタ、Ｍａｄｇｗｉｃフィルタ、等のフィルタを用いて統合することで、直前の端末姿勢から最新の端末姿勢を推定してもよい。 Note that the posture estimation unit 7 may estimate the latest terminal posture from the previous terminal posture by integrating the acceleration detection value and the angular velocity detection value using a filter such as a Kalman filter or a Madgwic filter. .

なお、姿勢変化検出部８は、第１時刻における第１端末姿勢と第２時刻における第２端末姿勢とを比較することで、第１端末姿勢に対して第２端末姿勢が規定の程度以上変化していることを検出してもよい。 Note that the attitude change detection unit 8 compares the first terminal attitude at the first time and the second terminal attitude at the second time, and detects that the second terminal attitude has changed from the first terminal attitude by a specified degree or more. It may be detected that

なお、進行方向推定部９は、第１時刻から第２時刻までの間において基準面２ａに対する法線ベクトルの各成分を時間平均した時間平均ベクトルを演算してもよい。進行方向推定部９は、当該時間平均ベクトルを水平面に投影したベクトルの向きを第１歩行動作によって移動した第１進行方向とみなしてもよい。 Note that the traveling direction estimator 9 may calculate a time-averaged vector obtained by time-averaging each component of the normal vector to the reference plane 2a from the first time to the second time. The traveling direction estimator 9 may regard the orientation of the vector obtained by projecting the time-average vector onto the horizontal plane as the first traveling direction in which the first walking motion is performed.

なお、姿勢変化検出部８は、筐体部２の姿勢が大きく変化したことを検出した場合、筐体部２の所持方法が変化したことを検出してもよい。 In addition, the posture change detection unit 8 may detect that the holding method of the housing unit 2 has changed when it detects that the posture of the housing unit 2 has changed significantly.

次に、図５を用いて、携帯端末１を構成するハードウェアの例を説明する。
図５は実施の形態１における携帯端末のハードウェア構成図である。 Next, an example of hardware constituting the mobile terminal 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a hardware configuration diagram of the mobile terminal according to the first embodiment.

携帯端末１の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。 Each function of the mobile terminal 1 can be realized by a processing circuit. For example, the processing circuitry comprises at least one processor 100a and at least one memory 100b. For example, the processing circuitry comprises at least one piece of dedicated hardware 200 .

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、携帯端末１の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、携帯端末１の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。 When the processing circuit includes at least one processor 100a and at least one memory 100b, each function of the mobile terminal 1 is implemented by software, firmware, or a combination of software and firmware. At least one of software and firmware is written as a program. At least one of software and firmware is stored in at least one memory 100b. At least one processor 100a implements each function of the mobile terminal 1 by reading and executing a program stored in at least one memory 100b. The at least one processor 100a is also referred to as a central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, DSP. For example, the at least one memory 100b is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, EEPROM, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD, or the like.

処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、携帯端末１の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、携帯端末１の各機能は、まとめて処理回路で実現される。 Where the processing circuitry comprises at least one piece of dedicated hardware 200, the processing circuitry may be implemented, for example, in single circuits, multiple circuits, programmed processors, parallel programmed processors, ASICs, FPGAs, or combinations thereof. be. For example, each function of the mobile terminal 1 is implemented by a processing circuit. For example, each function of the mobile terminal 1 is collectively realized by a processing circuit.

携帯端末１の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、歩行動作を検出する機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、歩行動作を検出する機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。 A part of each function of the mobile terminal 1 may be realized by dedicated hardware 200 and the other part may be realized by software or firmware. For example, the function of detecting a walking motion is realized by a processing circuit as dedicated hardware 200, and the functions other than the function of detecting a walking motion are implemented by at least one processor 100a and a program stored in at least one memory 100b. may be implemented by reading and executing

このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで携帯端末１の各機能を実現する。 Thus, the processing circuit implements each function of the mobile terminal 1 with hardware 200, software, firmware, or a combination thereof.

実施の形態２．
図６は実施の形態２における携帯端末のブロック図である。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。 Embodiment 2.
FIG. 6 is a block diagram of a mobile terminal according to Embodiment 2. FIG. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those of the first embodiment. Description of this part is omitted.

実施の形態２において、携帯端末１は、地磁気センサ２０を備える。 In Embodiment 2, the mobile terminal 1 has a geomagnetic sensor 20 .

地磁気センサ２０は、慣性センサとして筐体部２に対する地磁気方向を検出する。地磁気センサ２０は、規定の周期が経過した場合、または取得指令を受信した場合、地磁気方向の検出値の情報を演算器５に送信する。 The geomagnetic sensor 20 detects the geomagnetic direction with respect to the casing 2 as an inertial sensor. The geomagnetic sensor 20 transmits information on the detected value of the geomagnetism direction to the computing unit 5 when a specified cycle has elapsed or when an acquisition command is received.

演算器５は、方位角演算部２１を備える。 The computing unit 5 includes an azimuth computing unit 21 .

方位角演算部２１は、姿勢推定部７から送信される最新の端末姿勢の情報を受信する。方位角演算部２１は、地磁気センサ２０から地磁気方向の検出値の情報を受信する。方位角演算部２１は、最新の端末姿勢の情報と地磁気方向の検出値の情報とを用いて、図６には図示されない基準面２ａに対する法線ベクトルを水平面に投影した投影ベクトルを演算する。この際、方位角演算部２１は、第ｎ－１歩行動作が行われた第ｎ－１時刻と第ｎ歩行動作が行われた第ｎ時刻との間の法線ベクトルの時間平均ベクトルを、第ｎ歩行動作における第ｎ法線ベクトルとして用いる。 The azimuth angle calculator 21 receives the latest terminal attitude information transmitted from the attitude estimator 7 . The azimuth angle calculator 21 receives information on the detected value of the geomagnetic direction from the geomagnetic sensor 20 . The azimuth angle calculator 21 calculates a projection vector obtained by projecting a normal vector to the reference plane 2a (not shown in FIG. 6) onto a horizontal plane using the latest terminal attitude information and the detected value information of the geomagnetic direction. At this time, the azimuth angle calculation unit 21 calculates the time-averaged vector of the normal vectors between the n-1th time when the n-1th walking motion is performed and the n-th time when the nth walking motion is performed, It is used as the n-th normal vector in the n-th walking motion.

方位角演算部２１は、地磁気方向の検出値を水平面における基準方向に設定する。方位角演算部２１は、投影ベクトルと水平面における基準方向との角度である方位角を演算する。例えば、法線ベクトルの第ｎ方位角は、第ｎ歩行動作における第ｎ法線ベクトルを用いて演算された方位角である。 The azimuth angle calculator 21 sets the detected value of the geomagnetic direction to the reference direction on the horizontal plane. The azimuth angle calculator 21 calculates an azimuth angle, which is the angle between the projection vector and the reference direction on the horizontal plane. For example, the n-th azimuth angle of the normal vector is the azimuth angle calculated using the n-th normal vector in the n-th walking motion.

方位角演算部２１は、進行方向推定部９から進行方向の情報を受信する。方位角演算部２１は、進行方向推定部９が推定した進行方向である進行方向ベクトルと水平面における基準方向との方位角を演算する。例えば、進行方向ベクトルの第ｎ方位角は、第ｎ進行方向の方位角である。 The azimuth calculator 21 receives information about the direction of travel from the direction of travel estimator 9 . The azimuth calculation unit 21 calculates the azimuth angle between the traveling direction vector, which is the traveling direction estimated by the traveling direction estimating unit 9, and the reference direction on the horizontal plane. For example, the n-th azimuth of the traveling direction vector is the azimuth of the n-th traveling direction.

筐体部２の大きな姿勢の変化が検出された後の第２歩行動作および第３歩行動作において大きな姿勢の変化が検出されなかった場合、進行方向出力部１０は、地磁気センサ２０に基づいて第３歩行動作における第３進行方向を演算する。 If a large change in posture is not detected in the second walking motion and the third walking motion after a large change in posture of the housing unit 2 is detected, the traveling direction output unit 10 outputs a third motion based on the geomagnetic sensor 20 . 3 Calculate the third traveling direction in the walking motion.

具体的には、第１歩行動作から第２歩行動作の間で筐体部２の大きな姿勢の変化が検出された後に第２歩行動作および第３歩行動作において筐体部２の大きな姿勢の変化が検出されなかったと判定した場合、進行方向出力部１０は、第１歩行動作における法線ベクトルの第１方位角の値αの情報と第３歩行動作における法線ベクトルの第３方位角の値βの情報とを方位角演算部２１から受信する。また、進行方向出力部１０は、第１歩行動作における第１進行方向ベクトルの第１方位角の値Ａ´の情報を方位角演算部２１から受信する。進行方向出力部１０は、地磁気方向の検出値を基準方向として補正方位角である方位角の値Ｂ´が以下の式（８）を満たす進行方向推定ベクトルの向きを第３進行方向として出力する。 Specifically, after a large change in posture of the casing 2 is detected between the first walking motion and the second walking motion, a large change in the posture of the housing 2 occurs in the second walking motion and the third walking motion. is not detected, the traveling direction output unit 10 outputs the information of the first azimuth angle value α of the normal vector in the first walking motion and the third azimuth angle value of the normal vector in the third walking motion. β information from the azimuth angle calculator 21 . The traveling direction output unit 10 also receives information on the value A′ of the first azimuth angle of the first traveling direction vector in the first walking motion from the azimuth calculation unit 21 . The traveling direction output unit 10 outputs, as the third traveling direction, the orientation of the traveling direction estimation vector in which the azimuth angle value B′, which is the corrected azimuth angle, satisfies the following equation (8) with the detected value of the geomagnetic direction as the reference direction. .

Ｂ´＝Ａ´＋（β－α） （８） B'=A'+(β-α) (8)

次に、図７と図８とを用いて、地磁気センサ２０を用いた進行方法の推定方法についてベクトル空間を利用して説明する。
図７は実施の形態２おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。図８は実施の形態２おける携帯端末が演算する方位角を示す図である。 Next, a method for estimating the traveling direction using the geomagnetic sensor 20 will be described using a vector space with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing azimuth angles calculated by the mobile terminal according to the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing azimuth angles calculated by the mobile terminal according to the second embodiment.

図７と図８とには、３次元ベクトル空間を表す直行座標系が示される。ｎ軸の方向は、基準方向である地磁気方向の検出値が示す方向である。ｅ軸の方向は、水平面上においてｎ軸と直行する方向である。ｕ軸の方向は、水平面に垂直な方向である。 7 and 8 show a Cartesian coordinate system representing a three-dimensional vector space. The direction of the n-axis is the direction indicated by the detected value of the geomagnetic direction, which is the reference direction. The direction of the e-axis is a direction perpendicular to the n-axis on the horizontal plane. The direction of the u-axis is the direction perpendicular to the horizontal plane.

図７には、第１進行方向ベクトルｖＡと第１歩行動作における第１法線ベクトルｖｎ１と第１法線ベクトルの第１投影ベクトルｖｐ１とが示される。第１進行方向ベクトルｖＡの第１方位角の値は、Ａ´である。第１法線ベクトルｖｎ１の方位角の値は、αである。 FIG. 7 shows the first traveling direction vector v A , the first normal vector v n1 in the first walking motion, and the first projection vector v p1 of the first normal vector. The first azimuth angle value of the first traveling direction vector vA is A'. The azimuth angle value of the first normal vector v n1 is α.

図８には、第３歩行動作における第３法線ベクトルｖｎ３と第３法線ベクトルの第３投影ベクトルｖｐ３と第３進行方向ベクトルｖＢとが示される。第３法線ベクトルｖｎ３の方位角の値は、βである。 FIG. 8 shows the third normal vector vn3 , the third projection vector vp3 of the third normal vector, and the third traveling direction vector vB in the third walking motion. The azimuth angle value of the third normal vector vn3 is β.

進行方向出力部１０は、基準方向に対する方位角の値がＡ´＋（β－α）である第３進行方向ベクトルｖＢを演算する。進行方向出力部１０は、補正ベクトルとして第３進行方向ベクトルｖＢの向きを推定した第３進行方向として出力する。 The traveling direction output unit 10 calculates a third traveling direction vector vB whose azimuth angle value with respect to the reference direction is A'+(β-α). The traveling direction output unit 10 outputs the direction of the third traveling direction vector vB as the correction vector as the estimated third traveling direction.

以上で説明した実施の形態２によれば、携帯端末１は、筐体部２の姿勢が変化する直前の進行方向を地磁気センサの検出値を用いて補正した補正進行方向を出力する。一般的に、屋外空間における地磁気センサの空間分解能は、数メートル単位である。即ち、数メートルの範囲内において、地磁気センサは概ね安定した検出値を出力する。このため、例えば屋外空間において、携帯端末１は、進行方向を推定する精度を向上できる。その結果、位置測位の精度を向上できる。 According to the second embodiment described above, the mobile terminal 1 outputs a corrected traveling direction obtained by correcting the traveling direction immediately before the attitude of the housing 2 changes using the detected value of the geomagnetic sensor. Generally, the spatial resolution of a geomagnetic sensor in outdoor space is several meters. That is, the geomagnetic sensor outputs generally stable detection values within a range of several meters. Therefore, for example, in an outdoor space, the mobile terminal 1 can improve the accuracy of estimating the traveling direction. As a result, the positioning accuracy can be improved.

また、携帯端末１は、地磁気方向を基準方向として方位角を演算し、当該方位角を用いて第１進行方向を補正することで補正進行方向である第３進行方向を出力する。このため、地磁気方向を用いて進行方向推定部９が推定した進行方向に筐体部２の姿勢の変化を反映した補正進行方向を利用することができる。 Further, the portable terminal 1 calculates an azimuth using the geomagnetic direction as a reference direction, corrects the first traveling direction using the calculated azimuth, and outputs a third traveling direction, which is the corrected traveling direction. Therefore, it is possible to use the corrected traveling direction that reflects the change in the posture of the housing 2 in the traveling direction estimated by the traveling direction estimating unit 9 using the geomagnetic direction.

なお、携帯端末１は、ＰＤＲとは別の測位方法を用いて得られた筐体部２の進行方向に基づいて、地磁気センサで補正した進行方向の妥当性を判定してもよい。携帯端末は、地磁気センサで補正した進行方向と別の測位方法を用いて得られた進行方向との差異が規定の値より小さい場合、地磁気センサで補正した進行方向が妥当であると判定してもよい。携帯端末１は、地磁気センサで補正した進行方向が妥当であると判定した場合に、当該補正した進行方向を出力してもよい。例えば、当該別の測位方法は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、等の無線電波の電波強度を利用した測位方法、Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄの電波到来時間を利用した測位方法、カメラで撮影した映像情報を利用した測位方法、等である。 Note that the mobile terminal 1 may determine the validity of the direction of travel corrected by the geomagnetic sensor based on the direction of travel of the casing 2 obtained using a positioning method other than PDR. If the difference between the traveling direction corrected by the geomagnetic sensor and the traveling direction obtained using another positioning method is smaller than a specified value, the mobile terminal determines that the traveling direction corrected by the geomagnetic sensor is appropriate. good too. If the mobile terminal 1 determines that the direction of travel corrected by the geomagnetic sensor is appropriate, the mobile terminal 1 may output the corrected direction of travel. For example, the other positioning method includes a positioning method using the strength of radio waves such as Bluetooth (registered trademark) Low Energy and Wi-Fi (registered trademark), and a positioning method using the radio wave arrival time of Ultra Wide Band. , a positioning method using video information captured by a camera, and the like.

１ 携帯端末、 ２ 筐体部、 ２ａ 基準面、 ３ 加速度センサ、 ４ ジャイロセンサ、 ５ 演算器、 ６ 歩行動作検出部、 ７ 姿勢推定部、 ８ 姿勢変化検出部、 ９ 進行方向推定部、 １０ 進行方向出力部、 １１ 位置演算部、 ２０ 地磁気センサ、 ２１ 方位角演算部、 １００ａ プロセッサ、 １００ｂ メモリ、 ２００ ハードウェア 1 mobile terminal 2 housing unit 2a reference surface 3 acceleration sensor 4 gyro sensor 5 calculator 6 walking motion detection unit 7 posture estimation unit 8 posture change detection unit 9 traveling direction estimation unit 10 progression Direction output unit 11 Position calculation unit 20 Geomagnetic sensor 21 Azimuth calculation unit 100a Processor 100b Memory 200 Hardware

本開示に係る携帯端末は、筐体部と、歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第１歩行動作による前記筐体部の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、前記進行方向出力部が出力する前記筐体部の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体部の位置を演算する位置演算部と、を備えた。
また、本開示に係る携帯端末は、筐体部と、歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第１歩行動作による前記筐体部の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、を備え、前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第２歩行動作と前記第２歩行動作の後の第３歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体部の前記第１進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第３歩行動作による進行方向として出力する。 A mobile terminal according to the present disclosure includes a housing unit, a walking motion detection unit that detects a walking motion when the housing unit is moved by walking, a posture estimation unit that estimates a posture of the housing unit, Between a first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and a second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion, When the posture changes significantly, the first walking motion and the second walking motion are performed based on the amount of change in the posture of the housing estimated by the posture estimation unit between the first time and the second time. a posture change detection unit for detecting that the posture of the housing unit has changed between a walking motion and a walking motion information detected by the walking motion detection unit; When the traveling direction estimating unit that estimates the traveling direction of movement and the posture change detecting unit detect that the posture of the housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion. a traveling direction output unit for outputting a first traveling direction of the housing due to the first walking motion estimated by the traveling direction estimating unit as a traveling direction of the housing due to the second walking motion; a position calculation unit that calculates the position of the housing based on information including the traveling direction of the housing that is output by a direction output unit.
Further, the mobile terminal according to the present disclosure includes a housing, a walking motion detection unit that detects a walking motion when the housing is moved by walking, and a posture estimation unit that estimates the posture of the housing. and, between a first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and a second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion, the housing When the posture of the body changes significantly, the first walking motion and the A posture change detection unit that detects that the posture of the housing unit has changed between the second walking motion and the housing unit that walks using information on the walking motion detected by the walking motion detection unit. A traveling direction estimating unit for estimating a traveling direction moved by a motion, and the posture change detecting unit detect that the posture of the housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion. a traveling direction output unit configured to output a first traveling direction of the housing due to the first walking motion estimated by the traveling direction estimating unit as a traveling direction of the housing due to the second walking motion, and the traveling direction output unit detects that the posture change detection unit detects that the posture of the housing unit has changed between the second walking motion and the third walking motion after the second walking motion. is not detected, a corrected traveling direction is calculated by correcting the first traveling direction of the casing based on the information of the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor, and the corrected traveling direction is calculated as the third traveling direction. Output as the traveling direction of walking motion.

本開示に係る歩行ロボットは、複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記歩行筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第１歩行動作による前記歩行筐体部の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記歩行筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、前記進行方向出力部が出力する前記歩行筐体部の進行方向を含む情報に基づいて前記歩行筐体部の位置を演算する位置演算部と、を備えた。
また、本開示に係る歩行ロボットは、複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記歩行筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、前記姿勢変化検出部が前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第１歩行動作による前記歩行筐体部の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記歩行筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、を備え、前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第２歩行動作と前記第２歩行動作の後の第３歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記歩行筐体部の前記第１進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第３歩行動作による進行方向として出力する。 A walking robot according to the present disclosure includes a walking housing portion that moves by walking with a plurality of legs, a walking motion detecting portion that detects a walking motion when the walking housing portion moves, and the walking housing portion. a first time at which the walking motion detecting unit detects the first walking motion; and a second time at which the walking motion detecting unit detects the second walking motion after the first walking motion. If the posture of the walking housing unit significantly changes between the first time and the second time, the amount of change in the posture of the walking housing estimated by the posture estimation unit between the first time and the second time a posture change detection unit for detecting that the posture of the walking housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion, and the walking motion detected by the walking motion detecting unit based on a traveling direction estimating unit that estimates a traveling direction in which the walking housing unit has moved due to the walking motion using the information from the above; When it is detected that the posture of the casing has changed, the first traveling direction of the walking casing in the first walking motion estimated by the traveling direction estimating unit is changed to the walking in the second walking motion. a traveling direction output unit for outputting as the traveling direction of the housing unit; and a position calculation unit for calculating the position of the walking housing unit based on information including the traveling direction of the walking housing unit output by the traveling direction output unit. and provided.
Further, the walking robot according to the present disclosure includes a walking housing portion that moves by walking with a plurality of legs, a walking motion detecting portion that detects a walking motion when the walking housing portion moves, and the walking housing. A posture estimation unit that estimates the posture of the body, a first time at which the walking motion detection unit detects the first walking motion, and a second walking motion after the first walking motion is detected by the walking motion detection unit. change in the posture of the walking housing estimated by the posture estimating unit between the first time and the second time when the posture of the walking housing is significantly changed between the first time and the second time; A posture change detection unit for detecting that the posture of the walking housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion, and the walking motion detecting unit detects the change based on the amount. A traveling direction estimating unit for estimating a traveling direction in which the walking housing moves due to the walking motion using information on the walking motion; When it is detected that the posture of the walking housing unit has changed, the first traveling direction of the walking housing unit according to the first walking motion estimated by the traveling direction estimating unit is changed to the second walking motion. a traveling direction output section for outputting as the traveling direction of the walking housing section, wherein the traveling direction output section is configured so that the posture change detection section detects the second walking motion and the third walking motion after the second walking motion; When it is not detected that the posture of the walking housing unit has changed between the movement and the walking housing unit, correction based on the information of the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor is performed in the first movement of the walking housing unit. A corrected traveling direction applied to the direction is calculated, and the corrected traveling direction is output as the traveling direction of the third walking motion.

本開示に係るプログラムは、筐体に設けられたコンピュータに、歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、前記歩行検出ステップにおいて第１歩行動作が検出された第１時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第１歩行動作の後の第２歩行動作が検出された第２時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第１時刻と前記第２時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、前記歩行検出ステップにおいて検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定ステップと、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定ステップにおいて推定した前記第１歩行動作による前記筐体の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力ステップと、前記進行方向出力ステップにおいて出力する前記筐体の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体の位置を演算する位置演算ステップと、を実行させる。
また、本開示に係るプログラムは、筐体に設けられたコンピュータに、歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、前記歩行検出ステップにおいて第１歩行動作が検出された第１時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第１歩行動作の後の第２歩行動作が検出された第２時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第１時刻と前記第２時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、前記歩行検出ステップにおいて検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定ステップと、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定ステップにおいて推定した前記第１歩行動作による前記筐体の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力ステップと、を実行させ、前記進行方向出力ステップは、前記姿勢変化検出ステップにおいて前記第２歩行動作と前記第２歩行動作の後の第３歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第１進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第３歩行動作による進行方向として出力するステップを含む。 A program according to the present disclosure comprises a computer provided in a housing, a walking detection step of detecting a walking motion when the housing is moved by walking, a posture estimation step of estimating the posture of the housing, A posture of the housing between a first time when the first walking motion is detected in the walking detecting step and a second time when the second walking motion after the first walking motion is detected in the walking detecting step. is greatly changed, based on the amount of change in the posture of the housing estimated between the first time and the second time in the posture estimation step, the first walking motion and the second walking motion a posture change detection step for detecting that the posture of the housing has changed between a motion and a movement direction in which the housing moves due to the walking motion using information on the walking motion detected in the walking detection step; and a step of estimating the direction of travel for estimating the direction of travel when detecting that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion in the step of detecting a change in posture. a traveling direction output step of outputting the first traveling direction of the housing due to the first walking motion estimated in the estimating step as the traveling direction of the housing due to the second walking motion; and a position calculation step of calculating the position of the housing based on information including the traveling direction of the housing .
Further, the program according to the present disclosure provides a computer provided in a housing with a walking detection step of detecting a walking motion when the housing is moved by walking, and a posture estimation step of estimating the posture of the housing. and between a first time when the first walking motion is detected in the walking detecting step and a second time when the second walking motion after the first walking motion is detected in the walking detecting step when the posture of the housing changes significantly, the first walking motion and the first walking motion are calculated based on the amount of change in the posture of the housing estimated between the first time and the second time in the posture estimation step. a posture change detection step for detecting that the posture of the housing has changed between two walking motions; When it is detected that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion in the traveling direction estimating step of estimating the traveling direction and the posture change detecting step, a traveling direction output step of outputting the first traveling direction of the housing due to the first walking motion estimated in the traveling direction estimating step as the traveling direction of the housing due to the second walking motion; The output step is performed when it is not detected in the posture change detecting step that the posture of the housing has changed between the second walking motion and the third walking motion after the second walking motion. calculating a corrected traveling direction obtained by correcting the first traveling direction of the housing based on the information of the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor, and outputting the corrected traveling direction as the traveling direction of the third walking motion; Including steps.

本開示に係る位置演算支援方法は、筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第１歩行動作を検出する第１歩行検出工程と、前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定工程と、前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作による前記筐体の移動方向である第１進行方向を推定する第１進行方向推定工程と、前記姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出する第２歩行検出工程と、前記第２歩行検出工程の後に行われ、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出工程と、前記姿勢変化検出工程において前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出された場合に行われ、前記処理回路が、前記第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力工程と、前記処理回路が、前記進行方向出力工程で出力した前記筐体の進行方向を含む情報に基づいて前記筐体の位置を演算する位置演算工程と、を備えた。
また、本開示に係る位置演算支援方法は、筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第１歩行動作を検出する第１歩行検出工程と、前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第１姿勢を推定する第１姿勢推定工程と、前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作による前記筐体の移動方向である第１進行方向を推定する第１進行方向推定工程と、前記第１姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出する第２歩行検出工程と、前記第２歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第２姿勢を推定する第２姿勢推定工程と、前記第２姿勢推定工程の後に行われ、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記第１姿勢推定工程および前記第２姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する第１姿勢変化検出工程と、前記第１姿勢変化検出工程において前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出された場合に行われ、前記処理回路が、前記第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体の進行方向として出力する進行方向出力工程と、前記進行方向出力工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第２歩行動作の後の第３歩行動作を検出する第３歩行検出工程と、前記第３歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の第３姿勢を推定する第３姿勢推定工程と、前記第３姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第２姿勢推定工程および前記第３姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第２歩行動作と前記第３歩行動作との間に前記筐体の姿勢が変化が生じたか否かを検出する第２姿勢変化検出工程と、前記第２姿勢変化検出工程において前記第２歩行動作と前記第３歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことが検出されなかった場合に行われ、前記処理回路が、前記筐体に設けられた地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体の前記第１進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記処理回路が前記補正進行方向を前記第３歩行動作による進行方向として出力する補正進行方向出力工程と、を備えた。 A position calculation support method according to the present disclosure includes a first walking detection step in which a processing circuit provided in a housing detects a first walking motion when the housing is moved by walking; Posture estimation step of estimating the posture of the housing by the processing circuit after the above step; a first traveling direction estimating step of estimating a first traveling direction that is a moving direction; After the step of detecting walking and the step of detecting second walking, when the posture of the housing changes significantly between the first walking motion and the second walking motion, the processing circuit performs the posture estimation. a posture change detection step of detecting that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion based on the amount of change in the posture of the housing estimated in the step; and when it is detected that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion in the posture change detecting step, and the processing circuit performs the first walking motion. a traveling direction output step of outputting one traveling direction as the traveling direction of the housing by the second walking motion; and a processing circuit based on the information including the traveling direction of the housing output in the traveling direction output step. and a position calculation step of calculating the position of the housing .
Further, the position calculation support method according to the present disclosure includes a first walking detection step in which a processing circuit provided in a housing detects a first walking motion when the housing is moved by walking; a first posture estimation step performed after a walking detection step, in which the processing circuit estimates a first posture of the housing; and a first posture estimation step performed after the first walking detection step, in which the processing circuit This is performed after a first traveling direction estimating step of estimating a first traveling direction, which is a movement direction of the housing due to the movement, and the first attitude estimating step, and the processing circuit performs a first traveling direction after the first walking movement. 2. A second walking detection step of detecting a walking motion; a second posture estimation step performed after the second walking detection step of causing the processing circuit to estimate a second posture of the housing; after the estimating step, a processing circuit performs the first posture estimating step and the second posture estimating when the posture of the housing changes significantly between the first walking motion and the second walking motion; A first posture change for detecting a change in the posture of the housing between the first walking motion and the second walking motion based on the amount of change in the posture of the housing estimated in the step. The processing circuit is performed when it is detected that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion in the detecting step and the first posture change detecting step. is performed after the step of outputting the direction of travel of outputting the first direction of travel as the direction of travel of the housing by the second walking motion, and the step of outputting the direction of travel, wherein the processing circuit outputs the direction of travel of the second walking motion. a third walking detection step of detecting a subsequent third walking motion; a third posture estimation step performed after the third walking detection step of causing the processing circuit to estimate a third posture of the housing; performed after a third posture estimation step, wherein the processing circuit performs the second walking motion and the a second posture change detecting step of detecting whether or not the posture of the housing has changed between the third walking motion and the second walking motion and the third walking in the second posture change detecting step; This is performed when it is not detected that the posture of the housing has changed between the operation and the processing circuit, and the processing circuit is based on the information on the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor provided in the housing. A corrected traveling direction obtained by correcting the first traveling direction of the housing is calculated, and the processing circuit outputs the corrected traveling direction as the traveling direction of the third walking motion. and a positive traveling direction output step.

Claims (8)

筐体部と、
歩行によって前記筐体部が移動される際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
を備えた携帯端末。 a housing;
a walking motion detection unit that detects a walking motion when the housing is moved by walking;
a posture estimation unit that estimates the posture of the casing;
Between a first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and a second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion, When the posture changes significantly, the first walking motion and the second walking motion are performed based on the amount of change in the posture of the housing estimated by the posture estimation unit between the first time and the second time. a posture change detection unit that detects that the posture of the housing unit has changed between a walking motion and a posture change detection unit;
mobile terminal with 前記姿勢推定部は、前記第１時刻から前記第２時刻までの間の複数の時刻における前記筐体部の姿勢を推定することで前記複数の時刻に対応する複数の姿勢情報をそれぞれ作成し、
前記姿勢変化検出部は、前記姿勢推定部が作成した前記複数の姿勢情報に基づいて、前記複数の時刻における前記筐体部のピッチ角の値に対してピッチ角平均値とピッチ角分散値とを演算し、前記複数の時刻における前記筐体部のヨー角の値に対してヨー角平均値とヨー角分散値とを演算し、前記複数の時刻における前記筐体部のロール角の値に対してロール角平均値とロール角分散値とを演算し、前記ピッチ角平均値、前記ピッチ角分散値、前記ヨー角平均値、前記ヨー角分散値、前記ロール角平均値、および前記ロール角分散値のうち少なくとも１つが対応する閾値よりも大きいと判定した場合に前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する請求項１に記載の携帯端末。 The posture estimation unit generates a plurality of posture information corresponding to the plurality of times by estimating postures of the casing at a plurality of times between the first time and the second time, and
The posture change detection unit calculates a pitch angle average value and a pitch angle variance value for the pitch angle values of the housing unit at the plurality of times based on the plurality of posture information created by the posture estimation unit. and calculating a yaw angle average value and a yaw angle variance value for the yaw angle values of the housing at the plurality of times, and calculating the roll angle values of the housing at the plurality of times A roll angle average value and a roll angle variance value are calculated, and the pitch angle average value, the pitch angle variance value, the yaw angle average value, the yaw angle variance value, the roll angle average value, and the roll angle detecting that the posture of the housing has changed between the first walking motion and the second walking motion when it is determined that at least one of the variance values is greater than a corresponding threshold value; 1. The mobile terminal according to 1. 前記歩行動作検出部が検出した歩行動作の情報を用いて前記筐体部が歩行動作によって移動した進行方向を推定する進行方向推定部と、
前記姿勢推定部が前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出した場合に、前記進行方向推定部が推定した前記第１歩行動作による前記筐体部の第１進行方向を前記第２歩行動作による前記筐体部の進行方向として出力する進行方向出力部と、
を備えた請求項１または請求項２に記載の携帯端末。 a traveling direction estimating unit for estimating a traveling direction in which the housing moves due to the walking motion, using information on the walking motion detected by the walking motion detecting unit;
The first walking estimated by the traveling direction estimating unit when the posture estimating unit detects that the posture of the housing unit has changed between the first walking motion and the second walking motion. a traveling direction output unit for outputting a first traveling direction of the housing due to the motion as a traveling direction of the housing due to the second walking motion;
3. The mobile terminal according to claim 1 or 2, comprising: 前記進行方向出力部は、前記姿勢変化検出部が前記第２歩行動作と前記第２歩行動作の後の第３歩行動作との間に前記筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出しなかった場合に、地磁気センサが検出した地磁気方向の情報に基づいた補正を前記筐体部の前記第１進行方向に施した補正進行方向を演算し、前記補正進行方向を前記第３歩行動作による進行方向として出力する請求項３に記載の携帯端末。 The movement direction output unit detects that the posture change detection unit has changed the posture of the casing unit between the second walking motion and the third walking motion after the second walking motion. If not, a corrected traveling direction is calculated by correcting the first traveling direction of the casing based on the information of the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor, and the corrected traveling direction is determined by the third walking motion. 4. The mobile terminal according to claim 3, which outputs as the traveling direction. 歩行動作から次の歩行動作までの間に前記筐体部の基準面に対する法線ベクトルの各成分を平均した平均ベクトルを演算し、前記平均ベクトルを水平面に投影した投影ベクトルと前記地磁気センサが検出した地磁気方向とがなす角を前記次の歩行動作における法線ベクトルの方位角として演算する方位角演算部、
を備え、
前記進行方向出力部は、前記方位角演算部から前記第１歩行動作における法線ベクトルの第１方位角の値の情報と前記第３歩行動作における法線ベクトルの第３方位角の値の情報とを受信し、前記進行方向推定部が推定した前記第１進行方向と前記地磁気センサが検出した地磁気方向とがなす角を前記第１進行方向の方位角として演算し、前記第１進行方向の方位角の値と前記法線ベクトルの第３方位角の値との和から前記法線ベクトルの第１方位角の値を引いた補正方位角の値を演算し、前記地磁気方向に対して前記補正方位角の値と等しい方位角を有する補正ベクトルが向く方向を前記補正進行方向として演算する請求項４に記載の携帯端末。 An average vector is calculated by averaging each component of the normal vector with respect to the reference plane of the housing unit between the walking motion and the next walking motion, and the projection vector obtained by projecting the average vector onto the horizontal plane and the geomagnetic sensor detect it. an azimuth angle calculation unit for calculating an angle formed by the direction of the geomagnetism obtained by the above as an azimuth angle of the normal vector in the next walking motion;
with
The traveling direction output unit outputs information on the value of the first azimuth angle of the normal vector in the first walking motion and information on the value of the third azimuth angle of the normal vector in the third walking motion from the azimuth calculation unit. is received, and an angle between the first traveling direction estimated by the traveling direction estimating unit and the geomagnetic direction detected by the geomagnetic sensor is calculated as an azimuth angle of the first traveling direction, and A corrected azimuth angle value is calculated by subtracting the first azimuth angle value of the normal vector from the sum of the azimuth angle value and the third azimuth angle value of the normal vector. 5. The portable terminal according to claim 4, wherein the direction in which a correction vector having an azimuth angle equal to the value of the correction azimuth angle is calculated as the corrected traveling direction. 複数の脚によって歩行することで移動する歩行筐体部と、
前記歩行筐体部が移動する際の歩行動作を検出する歩行動作検出部と、
前記歩行筐体部の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記歩行動作検出部が第１歩行動作を検出した第１時刻と前記歩行動作検出部が前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出した第２時刻との間に前記歩行筐体部の姿勢が大きく変化した場合に、前記第１時刻と前記第２時刻との間に前記姿勢推定部が推定した前記歩行筐体部の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記歩行筐体部の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出部と、
を備えた歩行ロボット。 a walking housing that moves by walking with a plurality of legs;
a walking motion detection unit that detects a walking motion when the walking housing moves;
a posture estimation unit that estimates the posture of the walking housing;
between a first time when the walking motion detection unit detects the first walking motion and a second time when the walking motion detection unit detects the second walking motion after the first walking motion; the first walking motion and the a posture change detection unit that detects that the posture of the walking housing unit has changed between a second walking motion and a second walking motion;
A walking robot with 筐体に設けられたコンピュータに、
歩行によって前記筐体が移動される際の歩行動作を検出する歩行検出ステップと、
前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定ステップと、
前記歩行検出ステップにおいて第１歩行動作が検出された第１時刻と前記歩行検出ステップにおいて前記第１歩行動作の後の第２歩行動作が検出された第２時刻との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、前記姿勢推定ステップにおいて前記第１時刻と前記第２時刻との間に推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出ステップと、
を実行させるプログラム。 In the computer provided in the housing,
a walking detection step of detecting a walking motion when the housing is moved by walking;
an orientation estimation step of estimating an orientation of the housing;
A posture of the housing between a first time when the first walking motion is detected in the walking detecting step and a second time when the second walking motion after the first walking motion is detected in the walking detecting step. is greatly changed, based on the amount of change in the posture of the housing estimated between the first time and the second time in the posture estimation step, the first walking motion and the second walking motion an attitude change detection step of detecting that the attitude of the housing has changed between the movement and the movement;
program to run. 筐体に設けられた処理回路が、歩行によって前記筐体が移動される際の第１歩行動作を検出する第１歩行検出工程と、
前記第１歩行検出工程の後に行われ、前記処理回路が、前記筐体の姿勢を推定する姿勢推定工程と、
前記姿勢推定工程の後に行われ、前記処理回路が、前記第１歩行動作の後の第２歩行動作を検出する第２歩行検出工程と、
前記第２歩行検出工程の後に行われ、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢が大きく変化した場合に、処理回路が、前記姿勢推定工程において推定された前記筐体の姿勢の変動量に基づいて、前記第１歩行動作と前記第２歩行動作との間に前記筐体の姿勢の変化が生じたことを検出する姿勢変化検出工程と、
を備えた位置演算支援方法。 a first walking detection step in which a processing circuit provided in a housing detects a first walking motion when the housing is moved by walking;
an orientation estimation step, performed after the first walking detection step, in which the processing circuit estimates the orientation of the housing;
a second walking detection step, performed after the posture estimation step, in which the processing circuit detects a second walking motion after the first walking motion;
When the posture of the housing changes significantly between the first walking motion and the second walking motion, the processing circuit detects the estimated posture in the posture estimating step after the second walking detecting step. a posture change detection step of detecting a change in the posture of the housing between the first walking motion and the second walking motion based on the amount of change in the posture of the housing;
Position calculation assistance method with
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125542A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Seiko Epson Corp Navigation system, electronic apparatus, and program
JP2009276282A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Attitude determination apparatus and method, movement direction determination apparatus, position determination apparatus, and computer program
JP2009276094A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Attitude determination apparatus and method, movement direction determination apparatus, position determination apparatus, and computer program
JP2014217696A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 オムロンヘルスケア株式会社 Walking posture meter and program
WO2019111701A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-13 ソニー株式会社 Control device, control method, program, and moving body
JP2019138072A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 古河機械金属株式会社 Multi-legged walking robot and subsea mining base equipped with the same
US20200254621A1 (en) * 2014-08-25 2020-08-13 Boston Dynamics, Inc. Natural Pitch and Roll

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125542A (en) * 2002-10-01 2004-04-22 Seiko Epson Corp Navigation system, electronic apparatus, and program
JP2009276094A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Attitude determination apparatus and method, movement direction determination apparatus, position determination apparatus, and computer program
JP2009276282A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Attitude determination apparatus and method, movement direction determination apparatus, position determination apparatus, and computer program
JP2014217696A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 オムロンヘルスケア株式会社 Walking posture meter and program
US20200254621A1 (en) * 2014-08-25 2020-08-13 Boston Dynamics, Inc. Natural Pitch and Roll
WO2019111701A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-13 ソニー株式会社 Control device, control method, program, and moving body
JP2019138072A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 古河機械金属株式会社 Multi-legged walking robot and subsea mining base equipped with the same

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