位置算出方法以及位置算出裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及算出使用者的位置的位置算出方法以及位置算出裝置等。
【背景技術(shù)】
[0002] -直以來，已知有利用例如加速度傳感器、陀螺儀傳感器這樣的傳感器的計測結(jié) 果進行慣性導(dǎo)航運算并算出移動體的位置等的技術(shù)。例如，作為假定汽車為移動體的技術(shù)， 已知有專利文獻1的技術(shù)。在專利文獻1中，通過使用根據(jù)傳感器的計測結(jié)果求出的速度 矢量并判定傳感器相對于移動體的安裝姿勢，使用卡爾曼濾波修正慣性導(dǎo)航運算結(jié)果，從 而進行移動體的位置算出。
[0003] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻】
[0004] 【專利文獻】
[0005] 專利文獻1 :日本特開2012-194175號公報
[0006] 但是，專利文獻1中的位置算出，是以設(shè)速度矢量為移動體的行進方向軸為前提 的。但是，在移動體是人的情況下，隨著步行、行走等的移動，身體（軀體）相對于行進方向 的朝向發(fā)生變化。具體來說，人在步行或者行走時，由于是以左右的順序伸出腳，因此包含 腰的軀體部向左右扭轉(zhuǎn)地行進。也就是說，在步行等期間，軀體部的朝向向左右擺動，相對 于行進方向周期性地變化，因此速度矢量的朝向?qū)嶋H上導(dǎo)致相對于使用者前進的行進方向 產(chǎn)生變動。因此，在假定人為移動體而將傳感器安裝于使用者的身體（軀體部）進行位置 算出的情況下，在專利文獻1的方法中，難以高精度地進行位置算出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于根據(jù)安裝于使用者的軀體部的傳感器的檢測結(jié)果，高精 度地算出使用者的位置。
[0008] 用于解決上述問題的第一方面涉及的位置算出方法包括：使用安裝于使用者并檢 測該使用者的運動的傳感器的檢測結(jié)果，設(shè)定行進方向軸；使用所述使用者的行進方向的 變化，修正所述行進方向軸；以及使用基于所述行進方向軸的規(guī)定的制約條件，算出基于所 述傳感器的檢測結(jié)果的位置。
[0009] 作為其他的方面，也可以構(gòu)成為位置算出裝置，其具備：傳感器，安裝于使用者并 檢測使用者的運動；以及運算處理部，其實行：使用所述傳感器的檢測結(jié)果，設(shè)定行進方向 軸；使用所述使用者的行進方向的變化，修正所述行進方向軸；使用基于所述行進方向軸 的規(guī)定的制約條件，算出基于所述傳感器的檢測結(jié)果的位置。
[0010] 根據(jù)該第一方面等，能夠使用安裝于使用者的傳感器的檢測結(jié)果設(shè)定行進方向 軸，一邊采用使用者的行進方向的變化修正行進方向軸，一邊使用基于行進方向軸的制約 條件進行位置計算。因此，能夠高精度地算出使用者的位置。
[0011] 并且，根據(jù)第一方面的位置算出方法，在第二方面中，所述修正包括：推斷所述使 用者的行進方向從已設(shè)定的所述行進方向軸的變化量。
[0012] 根據(jù)該第二方面，由于能夠推斷所述使用者的行進方向從初始設(shè)定時的行進方向 軸的變化量來修正行進方向軸，因此，不會被伴隨著步行、行走的使用者的軀體部的偏轉(zhuǎn)角 變化所影響，能夠適當(dāng)?shù)匦拚羞M方向軸。
[0013] 并且，根據(jù)第二方面的位置算出方法，在第三方面中，所述傳感器包括加速度傳感 器和陀螺儀傳感器，所述推斷包括：使用卡爾曼濾波來進行修正，在所述卡爾曼濾波中，將 所述行進方向的變化量作為狀態(tài)矢量的要素，將基于所述陀螺儀傳感器的檢測結(jié)果的偏轉(zhuǎn) 角變化作為觀測矢量的要素。
[0014] 根據(jù)第三方面，能夠使用將行進方向的變化量作為狀態(tài)矢量的要素并將基于陀螺 儀傳感器的檢測結(jié)果的偏轉(zhuǎn)角變化作為觀測矢量的要素的卡爾曼濾波來推斷行進方向的 變化量。
[0015] 根據(jù)第一方面至第三方面中任一方面的位置算出方法，在第四方面中，算出所述 位置包括：將對向沿所述行進方向軸的方向以外的移動進行限制使用作為所述制約條件， 并修正位置。
[0016] 根據(jù)該第四方面，由于能夠使用對向沿所述行進方向軸的方向以外的移動進行限 制的所述制約條件并修正位置，因此，當(dāng)位置算出時，能夠降低伴隨著步行、行走的使用者 的軀體部的偏轉(zhuǎn)角變化所引起的誤差。
[0017] 并且，根據(jù)第四方面的位置算出方法，在第五方面中，修正所述位置包括：使用卡 爾曼濾波來進行修正，在所述卡爾曼濾波中，將所述位置變化的誤差作為狀態(tài)矢量的要素， 將向所述行進方向軸以外的方向的位置變化分量作為觀測矢量的要素。
[0018] 根據(jù)該第五方面，能夠使用將位置變化的誤差作為狀態(tài)矢量的要素并將行進方向 軸以外的方向的位置變化成分作為觀測矢量的要素的卡爾曼濾波來修正位置。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示出具有位置算出裝置的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成例的模式圖。
[0020] 圖2是示出移動中的使用者的絕對坐標速度矢量的變化的一例的視圖。
[0021] 圖3是示出位置算出裝置的功能構(gòu)成的一例的框圖。
[0022] 圖4是以位置算出裝置的功能模塊為中心示出的框圖。
[0023] 圖5是示出位置算出處理的處理順序的流程圖。
[0024] 圖6是示出誤差推斷處理的處理順序的流程圖。
[0025] 圖7是示出對行進方向變化的推斷結(jié)果進行驗證的結(jié)果的視圖。
[0026] 圖8是示出對行進方向變化的推斷結(jié)果進行驗證的其他結(jié)果的視圖。
[0027] 圖9是示出對行進方向變化的推斷結(jié)果進行驗證的其他結(jié)果的視圖。
[0028] 圖10是示出變形例中的位置算出裝置的功能構(gòu)成例的框圖。
[0029] 符號說明
[0030] 3、71a位置算出裝置 310操作部
[0031] 320顯示部 33頂U
[0032] 331加速度傳感器 333陀螺儀傳感器
[0033] 340 GPS傳感器 350通信部
[0034] 360運算處理部 361慣性導(dǎo)航運算部
[0035] 362誤差推斷部 363初始行進方向算出部
[0036] 364移動體坐標系設(shè)定部 365步幅算出部
[0037] 370儲存部 371位置算出程序
[0038] 372頂U計測數(shù)據(jù) 373慣性導(dǎo)航運算數(shù)據(jù)
[0039] 374誤差推斷數(shù)據(jù) 5顯示裝置
[0040] 53顯示部 73a計測裝置。
【具體實施方式】
[0041] 以下，參照附圖，對用于實施本發(fā)明的位置算出方法以及位置算出裝置的一實施 方式進行說明。并且，以下說明的實施方式并不限定本發(fā)明，能夠適用本發(fā)明的實施方式并 不被以下的實施方式所限定。并且，在附圖的記載中，對相同部分賦予相同的符號。
[0042] 圖1是示出具有本實施方式的位置算出裝置3的整個系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成例的模式 圖。位置算出裝置3是與分體的顯示裝置5 -同被步行或者行走的使用者1攜帶使用的小 型電子設(shè)備。并且，使用者是否使用顯示裝置5是任意的，如果不使用，則通過位置算出裝 置3單體也能夠?qū)崿F(xiàn)本實施方式。位置算出裝置3和顯示裝置5被構(gòu)成為能夠利用無線通 信進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，例如，如圖1所示，位置算出裝置3安裝于使用者1的軀體部（例如，右 腰或者左腰），顯示裝置5安裝于使用者1的手腕（右腕或者左腕）。
[0043] 位置算出裝置3適合具有配設(shè)于框體前面等的按鈕開關(guān)31、顯示器32,同時，搭載 有作為慣性計測單元而為人所知頂U 33。頂U 33具有加速度傳感器331和陀螺儀傳感器 333〇
[0044] 在這里，本實施