JP5413345B2 - 移動軌跡算出方法及び移動軌跡算出装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における着脱式のナビゲーション装置1を歩行者であるユーザーが装着した様子及びナビゲーション装置1の概略構成の説明図である。ナビゲーション装置1は、操作部20からの指示操作に従って、歩行者であるユーザーの歩幅の推測や移動方向の推測、移動軌跡の算出等を行う機能を有する電子機器であり、図1に示すように例えばユーザーの右腰に装着されて使用される。
2−1.歩数検出の原理
先ず、本実施形態における歩数検出の原理について説明する。歩数は、加速度センサー41により検出された直交3軸の加速度のうち、ユーザーの上下動の加速度であるZ軸の加速度に基づいて検出する。
次に、歩幅推測の原理について説明する。本実施形態では、Z軸の加速度と歩幅との相関関係を表すモデル式として予め定められた歩幅推測モデル式に従って歩幅を推測する。本願発明者は、上述したフィルター処理を施した後のZ軸の加速度と、ユーザーの歩幅との間には相関関係があることを発見した。
次に、歩行方向推測の原理について説明する。本実施形態では、ジャイロセンサー43により検出された上下方向(Z軸)の軸回りの角速度に基づいてユーザーの歩行方向を推測する。すなわち、Z軸はヨー軸に相当するため、ヨー軸の軸回りの角速度に基づいて歩行方向を推測する。
図7は、ナビゲーション装置1の機能構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置1は、処理部10と、操作部20と、表示部30と、センサー部40と、GPS位置算出部50と、記憶部60とを備え、各部がバス70で接続されたコンピューターシステムである。
図7に示すように、記憶部60には、プログラムとして、処理部10により読み出され、移動軌跡算出処理(図14参照)として実行される移動軌跡算出プログラム601が記憶されている。また、予め定められたデータとして、歩行速度域判定用テーブル602と、閾値周波数決定用テーブル603と、相関モデル式データ604とが記憶されている。また、随時更新されるデータとして、センサーデータ605と、推測歩幅データ606と、推測歩行方向データ607と、GPSデータ608と、移動軌跡データ609とが記憶される。
図14は、記憶部60に記憶されている移動軌跡算出プログラム601が処理部10により読み出されて実行されることで、ナビゲーション装置1において実行される移動軌跡算出処理の流れを示すフローチャートである。移動軌跡算出処理は、処理部10が、操作部20を介してユーザーにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。以下の移動軌跡算出処理においては、センサー部40の検出結果が記憶部60のセンサーデータ605に随時更新・記憶されるものとして説明する。
ナビゲーション装置1において、加速度センサー41の検出結果に対するフィルター処理がフィルター処理部12により行われる。そして、歩行検出部13により、フィルター処理された後のZ軸の加速度のピークが検出されることで、ユーザーの歩行が検出される。そして、歩行検出部13により歩行が検出された場合に、フィルター処理されたZ軸の加速度を用いて、ユーザーの歩行速度に応じて予め定められた歩幅推測モデル式に従って、ユーザーの歩幅が歩幅推測部14により推測される。
7−1.電子機器
本発明は、ナビゲーション装置の他にも、歩幅推測装置を備えた電子機器であれば何れの電子機器にも適用可能である。例えば、歩数計や腕時計等についても同様に適用可能である。
センサー部40に対するキャリブレーション(センサーの更正処理)を所定のタイミングで行い、キャリブレーションされたセンサー部40の検出結果に基づいて歩幅の推測及び歩行方向の推測を行うことにしてもよい。キャリブレーションは、センサーのゼロ点バイアスやスケールファクターといった誤差パラメーターの値を求めることで実現することができる。
上述した実施形態では、加速度に対するフィルター処理と、角速度に対するフィルター処理とで、共通の閾値周波数を設定するものとして説明した。しかし、加速度に対するフィルター処理の閾値周波数と、角速度に対するフィルター処理の閾値周波数とを個別に設定することとしてもよい。この場合は、図10の閾値周波数決定用テーブル603を、加速度のフィルター処理用と、角速度のフィルター処理用との2種類に分けて記憶部60に記憶させておき、この2種類のテーブルに従って閾値周波数をそれぞれ設定すればよい。
上述した実施形態では、歩行速度判定部11が、加速度センサー41により検出されたZ軸の加速度の振幅、及び、歩行検出部13により検出された一歩に要する時間に基づいて、ユーザーの歩行速度域を判定するものとして説明した。しかし、速度を直接算出して歩行速度域を判定することとしてもよい。
上述した実施形態では、Z軸の加速度と歩幅との相関を表す相関モデル式に従ってユーザーの歩幅を推測するものとして説明したが、例えばZ軸の加速度と歩幅との対応関係を定めたテーブルを歩行速度域毎に用意しておき、ユーザーの歩行速度域に応じたテーブルに従って歩幅を推測することとしてもよい。
Claims (7)
- 装着者の上下動の加速度を検出することと、
検出された前記加速度が大きくなるほど歩幅を大きくする当該加速度と歩幅との相関度合を前記装着者の速度に基づいて変更して、検出された前記加速度を用いて歩幅を推測することと、
ジャイロセンサーを用いて前記装着者の歩行方向を推測することと、
推測された前記歩幅及び前記歩行方向を用いて、前記装着者の移動軌跡を算出することと、
を含む移動軌跡算出方法。 - 前記歩行方向を推測することは、
前記ジャイロセンサーの検出結果から低周波成分を抽出することと、
前記装着者の速度に応じて、当該抽出する周波数帯域を変更することと、
前記抽出された前記ジャイロセンサーの低周波成分の検出結果を用いて、前記歩行方向を推測することと、
を含む請求項1に記載の移動軌跡算出方法。 - 前記装着者の速度が高速になるほど、前記加速度の変化に対する歩幅の変化の割合を小さくするように前記相関度合を変更することを含む、
請求項1または2に記載の移動軌跡算出方法。 - 前記推測することは、前記相関度合を用いた前記加速度と歩幅との相関モデル式を用いて歩幅を推測することである、
請求項1〜3の何れか一項に記載の移動軌跡算出方法。 - 検出された前記加速度から低周波成分を抽出することを更に含み、
前記推測することは、当該抽出された低周波成分の前記加速度を用いて歩幅を推測することである、
請求項1〜4の何れか一項に記載の移動軌跡算出方法。 - 前記装着者の速度に応じて、前記加速度から抽出する低周波成分の周波数帯域を変更することを含む、
請求項5に記載の移動軌跡算出方法。 - 装着者の上下動の加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された前記加速度が大きくなるほど歩幅を大きくする当該加速度と歩幅との相関度合を前記装着者の速度に基づいて変更して、検出された前記加速度を用いて歩幅を推測する歩幅推測部と、
ジャイロセンサーを用いて前記装着者の歩行方向を推測する方向推測部と、
推測された前記歩幅及び前記歩行方向を用いて、前記装着者の移動軌跡を算出する算出部と、
を備えた移動軌跡算出装置。
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