行進方向判定裝置、地圖匹配裝置、行進方向判定方法以及程序的制作方法
【專利摘要】無論用戶是否為步行狀態都正確地估計用戶的行進方向。提供一種行進方向判定裝置、行進方向判定方法以及程序，其中，該行進方向判定裝置具備：傳感器信號獲取部，其獲取搭載于便攜設備的傳感器的傳感器信號；第一行進方向計算部，其不依賴于用戶的步行狀態地計算用戶的行進方向；第二行進方向計算部，其基于傳感器信號來在保持便攜設備的用戶處于步行狀態的情況下計算用戶的行進方向；以及判定部，其與用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態相應地，將由第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為用戶的行進方向之后將由第二行進方向計算部計算出的行進方向判定為用戶的行進方向。
【專利說明】
行進方向判定裝置、地圖匹配裝置、行進方向判定方法以及程序
技術領域
[0001]本發明涉及一種行進方向判定裝置、地圖匹配裝置、行進方向判定方法以及程序。
【背景技術】
[0002]以往，眾所周知的是根據搭載于便攜設備等的傳感器等的輸出來估計保持該便攜設備的用戶的行進方向的估計方法等(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻I:日本特開號公報

【發明內容】

[0004]發明要解決的問題
[0005]這種估計方法對用戶正在進行步行動作的情況下的傳感器信號進行解析，根據伴隨步行動作而產生的周期信號來估計該用戶的行進方向。但是，在用戶從靜止的狀態開始步行動作的情況下，用戶的步行動作不穩定，因此伴隨用戶的步行而產生的周期信號也不穩定。由此，有時會導致與用戶進行穩定的步行動作期間相比行進方向的估計精度下降。
[0006]用于解決問題的方案
[0007]在本發明的第一方式中，提供一種行進方向判定裝置、行進方向判定方法以及程序，其中，該行進方向判定裝置具備:傳感器信號獲取部，其獲取搭載于便攜設備的傳感器的傳感器信號;第一行進方向計算部，其不依賴于用戶的步行狀態地計算用戶的行進方向；第二行進方向計算部，其基于傳感器信號來在保持便攜設備的用戶處于步行狀態的情況下計算用戶的行進方向；以及判定部，其與用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態相應地，將由第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為用戶的行進方向之后將由第二行進方向計算部計算出的行進方向判定為用戶的行進方向。
[0008]在本發明的第二方式中，提供一種地圖匹配裝置，具備:行進方向判定裝置;存儲部，其存儲用戶的初始位置和地圖信息；以及位置決定部，其基于與從行進方向輸出裝置輸出的、相對于初始位置的用戶的行進方向信息相應的移動量，來決定所述用戶在地圖上的位置。
[0009]此外，上述的發明的概要并未列舉出本發明的所有需要的特征，這些特征群的子組合也能夠成為另外的發明。
【附圖說明】
[0010]圖1示出本實施方式所涉及的便攜設備10的一例。
[0011 ]圖2將本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100的結構例同傳感器20—起示出。
[0012]圖3示出本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100的動作流程。
[0013]圖4示出保持本實施方式所涉及的便攜設備10的用戶30的一例。
[0014]圖5示出本實施方式所涉及的地圖匹配裝置200的結構例。
[0015]圖6示出作為本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100發揮功能的計算機1900的硬件結構的一例。
【具體實施方式】
[0016]以下，通過發明的實施方式來說明本發明，但是以下的實施方式并不是對權利要求書所涉及的發明進行限定，另外，實施方式中所說明的特征的組合并不一定全部是發明的解決方案所必須的。
[0017]圖1示出本實施方式所涉及的便攜設備10的一例。便攜設備10搭載有多個傳感器，該多個傳感器檢測該便攜設備10的移動、保持狀態以及位置等。便攜設備10具備航位推算系統，該航位推算系統根據搭載于便攜設備10自身的傳感器等的輸出來顯示該便攜設備10的當前位置和到目的地的路線等。除此以外，便攜設備10也可以還具備地圖匹配功能來作為地圖匹配裝置而發揮功能。
[0018]作為一例，便攜設備10具備用于與外部的裝置和因特網等連接的通信功能以及用于執行程序的數據處理功能等。便攜設備10例如是智能電話、手機、平板型pc(pers0nalComputer:個人計算機)、便攜式GPS(Global Posit1ning System:全球定位系統)裝置或小型PC等。便攜設備10具備顯示部12。
[0019]顯示部12例如根據用戶的指示來顯示因特網的網頁、電子郵件、地圖、以及用于對文檔/音樂/視頻/圖像數據等進行操作的畫面。另外，顯示部12例如是被輸入用戶的指示的觸摸面板顯示器，通過來自用戶的觸摸輸入來在瀏覽器等軟件的操作畫面上輸入用戶的指示。也可以代替上述方式而通過手勢輸入對便攜設備10輸入用戶的指示。還可以代替上述方式而通過鍵盤、鼠標和/或操縱桿等輸入設備對便攜設備10輸入用戶的指示。
[0020]在此，對在本實施方式所涉及的便攜設備10中將平行于顯示部12的顯示面的面設為xy平面、將垂直于該顯示面的方向設為z軸的例子進行說明。另外，對在本實施方式所涉及的便攜設備10中顯示部12具有縱長的長方形形狀的例子進行說明。而且，將沿著該長方形的兩組相對的邊中的短邊的方向(橫向)設為X軸，將沿著長邊的方向(縱向)設為y軸。
[0021]S卩，對在用戶手持著便攜設備10來觀看顯示部12的情況下水平方向大致平行于X軸、用戶站立的鉛直方向(即重力方向)大致平行于yz平面的例子進行說明。在該情況下，在用戶將便攜設備10用作電話并貼近耳朵進行通話的情況下，用戶所朝向的行進方向大致平行于xy平面，與該行進方向垂直的面大致平行于z軸。
[0022]在這樣的本實施方式的便攜設備10中，使用多個定位方法系統，來將保持該便攜設備10的用戶的位置信息顯示于顯示部12。便攜設備10例如在能夠接收來自多個GPS衛星的發送信號的情況下，使用GPS功能來顯示用戶的位置信息。另外，也可以是，便攜設備10在無法接收到來自多個GPS衛星的發送信號的情況下，從GPS切換到航位推算系統，將由GPS獲取到的位置信息用作用戶的初始位置來繼續估計并顯示用戶的位置信息。
[0023]也可以代替上述方式，便攜設備10根據用戶的輸入來開始航位推算系統。在該情況下，便攜設備10可以是，對于用戶的初始位置的信息也通過該用戶的輸入來獲取。另外，便攜設備10也可以執行地圖匹配來將用戶的位置信息同地圖信息一起顯示。
[0024]在用戶使用這種航位推算的情況下，便攜設備10利用該航位推算系統，基于用戶的行進方向的信息來計算出用戶的當前位置、行進方向以及移動路線等并向該用戶顯示。在此，便攜設備10基于搭載于用戶所保持的便攜設備10的傳感器所輸出的傳感器信號來計算用戶的行進方向的信息。更具體地說，便攜設備10通過對傳感器信號所包含的與用戶的步行動作相應的信號成分進行解析來計算用戶的行進方向。
[0025]因而，在用戶從靜止的非步行狀態開始步行動作的情況下，無法檢測伴隨步行而產生的周期信號等，因此無法估計用戶的行進方向。另外，存在以下情況:有時在緊接在開始步行動作之后用戶的步行動作不穩定，會導致產生便攜設備的姿勢晃動等，從而導致與進行穩定的步行動作期間相比行進方向的估計精度下降。因此，本實施方式的便攜設備10具備行進方向判定裝置，該行進方向判定裝置不依賴于用戶的步行狀態地計算用戶的行進方向，無論用戶靜止還是正在步行都正確地估計用戶的行進方向。
[0026]圖2將本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100的結構例同傳感器20—起示出。傳感器20可以包括搭載于便攜設備10的角速度傳感器、加速度傳感器以及地磁傳感器中的至少一個，還可以是這些傳感器的組合。傳感器20例如輸出針對以搭載該傳感器20的便攜設備為原點的正交坐標系的X軸、y軸以及z軸三個軸中的至少兩個軸的加速度、角速度和/或地磁的檢測結果。
[0027]行進方向判定裝置100對保持便攜設備10的用戶的行進方向進行判定。行進方向判定裝置100具備傳感器信號獲取部110、存儲部120、第一行進方向計算部130、第二行進方向計算部140、步行檢測部150以及判定部160。
[0028]傳感器信號獲取部110與多個傳感器20連接，獲取搭載于便攜設備10的傳感器20的傳感器信號。傳感器信號獲取部110獲取便攜設備10的移動和靜止這種與用戶的行進狀態相應的、來自傳感器20的傳感器信號。在本實施方式中，對傳感器信號獲取部110獲取搭載于便攜設備10的角速度傳感器和加速度傳感器中的至少一方的傳感器信號的例子進行說明。傳感器信號獲取部110將獲取到的傳感器信號存儲在存儲部120中。
[0029]存儲部120與傳感器信號獲取部110連接，存儲從該傳感器信號獲取部110接收到的傳感器信號。存儲部120例如根據第一行進方向計算部130、步行檢測部150以及第二行進方向計算部140等各部的請求來向請求源供給所存儲的傳感器信號的信息。
[0030]第一行進方向計算部130不依賴于用戶的步行狀態地計算該用戶的行進方向。第一行進方向計算部130與存儲部120連接，基于存儲在存儲部120中的傳感器信號來計算與便攜設備10的朝向的變化相應的用戶的行進方向。第一行進方向計算部130將所計算出的用戶的行進方向作為第一行進方向供給到判定部160。
[0031]第二行進方向計算部140與存儲部120連接，基于存儲在存儲部120中的傳感器信號來計算用戶的行進方向。在此，第二行進方向計算部140在保持便攜設備10的用戶處于步行狀態的情況下計算該用戶的行進方向。在此，第二行進方向計算部140在用戶處于非步行狀態的情況下計算出的用戶的行進方向中含有誤差。第二行進方向計算部140將所計算出的用戶的行進方向作為第二行進方向供給到判定部160。
[0032]步行檢測部150與存儲部120連接，基于存儲在存儲部120中的傳感器信號來檢測用戶是否處于步行狀態。步行檢測部150與第二行進方向計算部140連接，將檢測出的結果供給到判定部160。
[0033]判定部160與第一行進方向計算部130、第二行進方向計算部140以及步行檢測部150分別連接，根據由步行檢測部150檢測出的用戶的步行狀態來將第一行進方向和第二行進方向中的某一方判定為用戶的行進方向。
[0034]判定部160在用戶的狀態為非步行狀態的情況下將由第一行進方向計算部130計算出的第一行進方向判定為用戶的行進方向。另外，判定部160與用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態相應地，將由第一行進方向計算部130計算出的行進方向判定為用戶的行進方向之后將由第二行進方向計算部140計算出的行進方向判定為用戶的行進方向。
[0035]例如，在用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態起經過了預先決定的期間之后，判定部160將由第二行進方向計算部140計算出的第二行進方向判定為用戶的行進方向。另外，也可以是，判定部160根據第一行進方向計算部130的輸出來判定用戶的行進方向直到檢測出在用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態之后用戶步行了預先決定的步數為止，在檢測出預先決定的步數之后，判定部160根據第二行進方向計算部140的輸出來判定用戶的行進方向。判定部160將所判定出的用戶的行進方向作為行進方向判定裝置100的判定結果輸出。
[0036]以上的本實施方式的行進方向判定裝置100具備能夠不依賴于用戶的步行狀態地計算行進方向的第一行進方向計算部130、以及依賴于用戶的步行狀態地計算行進方向的第二行進方向計算部140，通過根據用戶的步行狀態切換行進方向的計算方法來正確地估計用戶的行進方向。也就是說，行進方向判定裝置100能夠通過第一行進方向計算部130來提高用戶從靜止的狀態開始步行動作時的行進方向的估計精度。而且，通過根據用戶的步行狀態來切換行進方向的計算方法，行進方向判定裝置100能夠同時實現提高用戶開始步行時的行進方向估計精度、以及提高用戶穩定地步行時的行進方向估計精度。通過圖3來說明行進方向判定裝置100的動作。
[0037]圖3示出本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100的動作流程。行進方向判定裝置100通過執行圖3所示的動作流程來估計持有便攜設備10的用戶的行進方向。
[0038]首先，傳感器信號獲取部110獲取來自與行進方向判定裝置100連接的多個傳感器20的輸出(S310)。傳感器信號獲取部110將所獲取到的傳感器信號存儲到存儲部120中。傳感器信號獲取部110既可以與傳感器20的傳感器信號的輸出定時同步地持續執行該傳感器信號的獲取和向存儲部120的存儲，也可以代替上述方式而以預先決定的周期持續執行該傳感器信號的獲取和向存儲部120的存儲。
[0039]接著，第一行進方向計算部130和第二行進方向計算部140基于傳感器信號來計算用戶的行進方向(S320)。作為一例，第一行進方向計算部130和第二行進方向計算部140對用戶的行進方向上的相對于初始值的變化進行累積來估計用戶的行進方向。
[0040]第一行進方向計算部130根據傳感器信號來計算便攜設備10的繞重力軸的旋轉角度，根據所得到的計算結果的累積值來計算用戶的行進方向。另外，第一行進方向計算部130基于便攜設備10的用于檢測兩個以上的軸方向的旋轉角度的傳感器20的傳感器信號來計算該便攜設備10的繞重力軸的旋轉角度。在此，使用圖4來說明第一行進方向計算部130計算用戶的行進方向的動作。
[0041]圖4示出保持本實施方式所涉及的便攜設備10的用戶30的一例。圖4示出保持便攜設備10的用戶30在水平的地面40上靜止或步行的例子。在圖4中，示出了以g表示重力方向、便攜設備10的z軸相對于重力方向g形成Θ度的角度、y軸相對于重力方向g形成Θ+90度的角度、X軸相對于重力方向g形成90度的角度的例子。
[0042]作為一例，第一行進方向計算部130根據多個加速度傳感器的傳感器信號來計算便攜設備10的各軸與重力方向g之間形成的角。在此，已知重力加速度為1G，因此能夠根據該IG被分配到便攜設備10的X軸、y軸以及z軸的程度來計算便攜設備10的各軸與重力方向g之間形成的角。即，第一行進方向計算部130能夠計算便攜設備10的z軸相對于重力方向g形成Θ度的角度、y軸相對于重力方向g形成Θ+90度的角度、X軸相對于重力方向g形成90度的角度。
[0043]而且，第一行進方向計算部130根據與便攜設備10的X軸、y軸和z軸各軸對應的角速度傳感器的傳感器信號來計算繞重力軸的旋轉量％。在圖4的例子的情況下，第一行進方向計算部130能夠根據從傳感器信號得到的繞y軸的旋轉量Wy和繞z軸的旋轉量Wz如下式那樣計算繞重力軸的旋轉量Wg。
[0044](式I)
[0045]Wg=ffysin0+ffzcos0
[0046]另外，也可以是，第一行進方向計算部130從便攜設備10的用于檢測三個軸方向的旋轉角度的傳感器20的傳感器信號中，按照繞重力軸的信號輸出成分的絕對值從大到小的順序選擇出兩個傳感器信號，并基于該兩個傳感器信號來計算該便攜設備10的繞重力軸的旋轉角度。在此，在用戶30保持便攜設備10的情況下，使X軸、y軸和z軸中的一個軸朝向垂直于重力方向g的方向的情況較多。
[0047]例如，如圖4所示，在用戶30觀看便攜設備10的顯示部12的情況下，X軸方向朝向大致垂直于重力方向g的方向。另外，在用戶30將便攜設備10橫向地保持來觀看顯示部12的情況下，y軸方向朝向大致垂直于重力方向g的方向。另外，在用戶30將便攜設備10貼近耳朵來進行通話的情況下，X軸方向和z軸方向朝向大致垂直于重力方向g的方向。
[0048]這樣，當用戶30保持便攜設備10時，x軸、y軸和Z軸中的至少一個軸朝向大致垂直于重力方向g的方向，因此與朝向該垂直的方向的軸對應的角速度傳感器的傳感器信號幾乎不含有被計算為繞重力軸的旋轉量％的成分。例如，在式I中不含有圖4的繞X軸的旋轉量Wx0
[0049]因此，可以是，第一行進方向計算部130從與X軸、y軸和z軸對應的三個角速度傳感器的傳感器信號(旋轉量)中，按照重力方向的成分從大到小的順序選擇兩個旋轉量Wmax和w2nd，并使用該旋轉量Wmax和W2nd來計算繞重力軸的旋轉量Wg。在該情況下，第一行進方向計算部130通過下式來計算繞重力軸的旋轉量Wg。
[0050](式2)
[0051]ffg = ffmaxSin0+ff2ndCOS0
[0052]可以是，在與X軸、y軸和z軸對應的三個角速度傳感器的旋轉量的重力方向的成分產生了能夠判定順序這種程度的差異的情況下，第一行進方向計算部130如上述那樣根據兩個旋轉量的成分來計算繞重力軸的旋轉量?。作為一例，在三個角速度傳感器的輸出值的重力方向的成分的絕對值最小的值小于預先決定的值的情況下，第一行進方向計算部130使用式2來計算繞重力軸的旋轉量Wg。
[0053]由此，與根據同X軸、y軸和z軸對應的三個角速度傳感器的旋轉量來計算繞重力軸的旋轉量?的情況相比，第一行進方向計算部130能夠簡便且高速地計算旋轉量％。第一行進方向計算部130通過對這樣計算出的繞重力軸的旋轉量％進行累加來計算用戶的行進方向。
[0054]在此，對本實施方式的旋轉量具有與旋轉方向相應的符號、在向不同的方向旋轉相同的角度的情況下將累加量計算為零的例子進行說明。即，第一行進方向計算部130通過對初始狀態下與用戶所朝向的方向對應的重力軸上的初始角度累加所計算出的繞重力軸的旋轉量^，來計算經過了進行累加的時間后用戶所朝向的方向。
[0055]例如，在預先決定的時間間隔內，保持著便攜設備10的用戶向繞重力軸方向右旋方向改變40度、向左旋方向改變75度地與便攜設備10—起繞重力軸改變所朝向的方向。在該情況下，第一行進方向計算部130將累加了各個旋轉量而得到的35度作為用戶從初始角度起改變朝向后的角度，將從初始角度向左旋35度作為用戶的行進方向輸出。在此，以左旋的旋轉方向為正方向來進行了說明。
[0056]如以上那樣，第一行進方向計算部130能夠根據傳感器信號來計算便攜設備10的繞重力軸的旋轉角度，并且能夠根據所得到的計算結果的累積值來估計用戶的行進方向。在此，可知無論用戶是否正在步行，第一行進方向計算部130都能夠估計用戶的行進方向。
[0057]另一方面，第二行進方向計算部140例如對傳感器信號實施信號解析或圖案匹配等來檢測伴隨用戶的步行而產生的圖案信號，對該圖案信號的行進方向依賴性進行解析，由此估計該用戶的行進方向。這種基于用戶正在步行的情況下的傳感器信號來估計用戶的行進方向的方法在航位推算中是已知的。第二行進方向計算部140例如也可以利用如專利文獻I所記載的那樣的被用作航位推算的已知的行進方向估計方法來估計用戶的行進方向。
[0058]接著，步行檢測部150檢查用戶是否處于步行狀態(S330)。步行檢測部150例如基于搭載于便攜設備10的多個加速度傳感器的合成加速度的方差值來檢測用戶是否處于步行狀態。作為一例，步行檢測部150對于與X軸、y軸、z軸分別對應的加速度傳感器的輸出vx、Vy、vz計算合成加速度V = (vx2+vy2+vz2)1/2，并計算該合成加速度V的方差。
[0059]于是，由于恒定地對便攜設備10施加IG的重力加速度，因此施加于該便攜設備10的周期性的加速度示出以IG的加速度為中心的離散特性。特別是，用戶的步行對便攜設備10向行進方向和垂直于行進方向的重力方向施加大致固定的加速度，因此步行檢測部150能夠根據該離散特性來檢測用戶是否處于步行狀態。
[0060]另外，步行檢測部150也可以根據來自各加速度傳感器的輸出信號是否以預先決定的范圍內的周期進行變動來檢測用戶是否正在步行。當用戶以大致相同的速度步行時，以大致固定的周期產生用戶的行進方向上的加速度和垂直于行進方向的方向上的加速度。在該情況下，例如產生周期、振幅與用戶的身高、體重、腿長、步行方式以及步行速度等相應的加速度，對應的加速度傳感器通過檢測該加速度來輸出與用戶的步行相應的振動圖案。
[0061]作為一例，步行檢測部150根據傳感器信號的圖案的特征來檢測用戶是否正在步行。在該情況下，存儲部120可以預先存儲伴隨用戶的步行而產生的圖案信號，步行檢測部150可以對從存儲部120讀出的圖案的特征與傳感器信號的圖案的特征之間進行比較來檢測用戶的步行動作。步行檢測部150將檢測結果供給到判定部160。
[0062]在用戶的狀態為非步行狀態的情況下(S330:否)，判定部160將由第一行進方向計算部130計算出的第一行進方向判定為用戶的行進方向(S340)。由此，在用戶處于靜止狀態以及從靜止狀態轉變為步行動作的狀態等無法得到與步行相應的周期信號的情況下，行進方向判定裝置100能夠利用使用不依賴于步行狀態的算法的第一行進方向計算部130的估計結果來降低估計誤差。
[0063]另外，在用戶的狀態為步行狀態的情況下(S330:是)，判定部160判斷該步行狀態是否為從非步行狀態切換過來的狀態(S350)。判定部160例如基于步行檢測部150所判定出的前次的結果和本次的結果來判斷步行狀態的切換。具體地說，在步行檢測部150的本次的前一次的結果為步行狀態且本次的結果也為步行狀態的情況下，判定部160判斷為步行狀態正在持續。另外，可以是，在步行檢測部150的前次的結果為非步行狀態且本次的結果為步行動作的情況下，判定部160判斷為從非步行狀態變化為了步行狀態。
[0064]判定部160在判斷為從非步行狀態變化為步行狀態的情況下(S350:是)，中斷行進方向的新的判定處理直到經過預先決定的時間為止(S360)。或者，判定部160即使執行行進方向的新的判定處理也不輸出判定結果直到經過預先決定的時間為止(S360)。
[0065]而且，判定部160可以將由第一行進方向計算部130計算出的第一行進方向判定為用戶的行進方向直到經過預先決定的時間為止，還可以代替上述方式，將僅挨著從非步行狀態切換為步行狀態之前的行進方向判定為用戶的行進方向。即，判定部160將用戶開始步行動作后直到能夠得到穩定的周期信號的程度為止的判定結果判斷為可靠度低而不輸出該判定結果，來降低由于步行動作變化而產生的傳感器信號的變動的影響。
[0066]因而，判定部160可以將該預先決定的時間設定為用戶步行10步左右的時間以內。期望的是，判定部160將該預先決定的時間設定為用戶步行6步左右的時間以內。
[0067]然后，在用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態起經過預先決定的期間之后，判定部160將由第二行進方向計算部140計算出的第二行進方向判定為用戶的行進方向(S370)。另外，判定部160在判斷為步行狀態持續的情況下(S350:否)，不等待時間經過而直接將由第二行進方向計算部140計算出的第二行進方向判定為用戶的行進方向(S370)。
[0068]這樣，行進方向判定裝置100在用戶處于步行狀態的情況下以經過固定時間為條件使用第二行進方向計算部140的估計結果，因此能夠穩定地得到與步行動作相應的周期信號，能夠降低使用依賴于步行狀態的算法的估計誤差。行進方向判定裝置100重復執行行進方向的估計(S320)至行進方向的選擇(S380)直到使處理結束為止。
[0069]行進方向判定裝置100與用戶輸入了航位推算的結束相應地使處理結束。另外，行進方向判定裝置100也可以與已切換為其它行進方向估計方法等相應地使處理結束。
[0070]如以上那樣，本實施方式中的行進方向判定裝置100能夠根據用戶的步行狀態來適當地切換估計用戶的行進方向的方法，從而能夠降低估計誤差。由此，即使用戶從靜止的狀態開始步行動作而導致伴隨步行而產生的周期信號不穩定、或用戶的步行動作本身不穩定，也能夠降低用戶的行進方向的估計誤差。
[0071]對以上的本實施方式的行進方向判定裝置100的第一行進方向計算部130基于傳感器信號獲取部110所獲取到的角速度傳感器的傳感器信號來計算繞重力軸的旋轉量的情況進行了說明。也可以代替上述方式，而由傳感器信號獲取部110獲取從搭載于便攜設備10的地磁傳感器輸出的傳感器信號，第一行進方向計算部130基于該傳感器信號來計算用戶的行進方向。
[0072]第一行進方向計算部130例如能夠根據便攜設備10的與X軸、y軸和z軸分別對應的地磁傳感器的傳感器信號來檢測便攜設備10相對于地磁所朝向的方向，并且能夠根據該方向隨時間的變化來估計用戶的行進方向。另外，第一行進方向計算部130也可以根據便攜設備10的X軸、y軸和z軸分別與地磁方向之間形成的各個角度隨時間的變化來計算繞重力軸的旋轉量。
[0073]另外，對本實施方式的行進方向判定裝置100具備步行檢測部150來檢測用戶的步行狀態的情況進行了說明。也可以代替上述方式，行進方向判定裝置100從外部的裝置等獲取用戶的步行狀態。在該情況下，行進方向判定裝置100接收由配備于便攜設備10的內部或外部的裝置得到的用戶的步行狀態的檢測結果，并根據該檢測結果來判定用戶的行進方向。
[0074]如以上那樣，本實施方式的行進方向判定裝置100能夠正確地估計用戶的行進方向，因此應用于地圖匹配也能夠高精度地估計該用戶在地圖上的位置。
[0075]圖5示出本實施方式所涉及的地圖匹配裝置200的結構例。在本實施方式的地圖匹配裝置200中，對與圖2所示的本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100的動作大致相同的部分標注相同的標記，并省略說明。地圖匹配裝置200還具備輸入部210和位置決定部220。
[0076]輸入部210用于輸入用戶的初始位置。另外，輸入部210也可以用于輸入開始進行地圖匹配功能的處理的指示。作為一例，地圖匹配裝置200可以使便攜設備10的顯示部12顯示地圖信息，使用戶指定當前位置，由此輸入用戶的初始位置以及輸入地圖匹配功能的開始。在該情況下，作為一例，輸入部210可以是與顯示部12組合起來的觸摸面板等輸入設備。
[0077]存儲部120存儲使顯示部12顯示的地圖信息。另外，存儲部120可以存儲從輸入部210輸入的用戶的初始位置。
[0078]位置決定部220基于與從行進方向判定裝置100輸出的、相對于初始位置的用戶的行進方向信息相應的移動量來決定用戶在地圖上的位置。行進方向判定裝置100能夠將降低誤差后的用戶的行進方向作為行進方向信息輸出，因此位置決定部220能夠正確地決定該用戶在地圖上的位置。
[0079]在此，作為一例，步行檢測部150在檢測出用戶正在步行的情況下，還對伴隨步行而產生的周期信號的脈沖數進行計數來檢測用戶步行的步數的信息。在該情況下，位置決定部220經由判定部160或與步行檢測部150連接來接收該用戶步行的步數的信息。而且，位置決定部220能夠使用用戶的步幅的信息來計算用戶的移動量(步數X步幅)。在此，存儲部120可以預先存儲用戶的步幅的信息。
[0080]位置決定部220將所決定的用戶的位置同地圖信息一起顯示于顯示部12。由此，用戶無論是否處于步行狀態都能夠確認用戶自己在地圖上的位置。
[0081 ]圖6示出作為本實施方式所涉及的行進方向判定裝置100而發揮功能的計算機1900的硬件結構的一例。本實施方式所涉及的計算機1900例如搭載于便攜設備10的內部。也可以代替上述方式，計算機1900被設置于便攜設備10的外部，接收來自便攜設備10的傳感器輸出并將錨點位置的決定結果等發送到便攜設備10。在該情況下，作為一例，計算機1900與便攜設備10之間以無線的方式進行發送和接收。
[0082]本實施方式所涉及的計算機1900具備:CPU周邊部，其具有通過主控制器2082而相互連接起來的CPU 2000,RAM 2020、圖形控制器2075以及顯示裝置2080;通過輸入輸出控制器2084而與主控制器2082相連接的通信接口 2030、存儲部2040、輸入輸出部2060; ROM2010；卡槽2050；以及輸入輸出芯片2070。
[0083]主控制器2082將RAM 2020和以高傳送速率訪問RAM 2020的CPU 2000及圖形控制器2075連接。CPU 2000基于保存在ROM 2010和RAM 2020中的程序來進行動作，從而進行各部的控制。圖形控制器2075獲取CPU 2000等在設置于RAM 2020內的幀緩沖器上生成的圖像數據，并使該圖像數據顯示在顯示裝置2080上。也可以代替上述方式，圖形控制器2075在內部包含用于保存CPU 2000等所生成的圖像數據的幀緩沖器。
[0084]輸入輸出控制器2084將主控制器2082和作為比較高速的輸入輸出裝置的通信接口 2030、存儲部2040以及輸入輸出部2060連接。通信接口 2030經由網絡來與其它裝置之間進行通信。存儲部2040保存計算機1900內的CPU 2000所使用的程序和數據。存儲部2040是非易失性存儲器，例如是閃存或硬盤等。
[0085]輸入輸出部2060與連接器2095連接，與外部之間發送接收程序或數據，輸入輸出部2060經由RAM 2020向存儲部2040提供該程序或數據。輸入輸出部2060可以通過標準化的連接器和通信方式來與外部之間進行發送接收，在該情況下，輸入輸出部2060可以使用USB、IEEE 1394、HDMI (注冊商標)或Thunderbolt (注冊商標)等標準。另外，輸入輸出部2060也可以使用Bluetooth(注冊商標)等無線通信標準來與外部之間進行發送接收。
[0086]另外，輸入輸出控制器2084與ROM 2010、以及卡槽2050和輸入輸出芯片2070這種比較低速的輸入輸出裝置相連接。ROM 2010保存計算機1900啟動時所執行的引導程序和/或依賴于計算機1900的硬件的程序等。卡槽2050從存儲卡2090讀取程序或數據并經由RAM2020提供給存儲部2040。輸入輸出芯片2070也可以將卡槽2050連接到輸入輸出控制器2084，并且例如經由并行端口、串行端口、鍵盤端口、鼠標端口等將各種輸入輸出裝置連接到輸入輸出控制器2084。
[0087]經由RAM2020提供給存儲部2040的程序是經由輸入輸出部2060或被保存于存儲卡2090等記錄介質而由利用者提供的。程序被從記錄介質讀出，經由RAM 2020而被安裝在計算機1900內的存儲部2040，且在CPU 2000中被執行。
[0088]程序被安裝于計算機1900，使計算機1900作為傳感器信號獲取部110、存儲部120、第一行進方向計算部130、第二行進方向計算部140、步行檢測部150以及判定部160等而發揮功能。
[0089]程序所描述的信息處理通過被讀入到計算機1900中來作為軟件與上述的各種硬件資源協同工作的具體單元的傳感器信號獲取部110、存儲部120、第一行進方向計算部130、第二行進方向計算部140、步行檢測部150以及判定部160等而發揮功能。而且，通過利用該具體的單元實現與本實施方式中的計算機1900的使用目的相應的信息的運算或加工，來構建與使用目的相應的特有的行進方向判定裝置100。
[0090]作為一例，在計算機1900與外部的裝置等之間進行通信的情況下，CPU2000執行裝載到RAM 2020上的通信程序，基于通信程序所描述的處理內容來對通信接口2030指示通信處理。通信接口 2030接受CPU 2000的控制，來讀出存儲于在RAM 2020、存儲部2040、存儲卡2090或經由輸入輸出部2060而連接的存儲裝置上設置的發送緩沖存儲區域等中的發送數據后向網絡發送，或者將從網絡接收到的接收數據寫入設置于存儲裝置上的接收緩沖存儲區域等。這樣，通信接口2030既可以通過DMA(Direct Memory Access:直接存儲器存取)方式來與存儲裝置之間傳送發送接收數據，也可以代替上述方式，通過由CPU 2000從傳送源的存儲裝置或通信接口 2030讀出數據并向傳送目的地的通信接口 2030或存儲裝置寫入數據來傳送發送接收數據。
[0091]另外，CPU2000從保存在存儲部2040、存儲卡2090或經由輸入輸出部2060而連接的存儲裝置等中的文件或數據庫等中將全部或需要的部分通過DMA傳送等讀入到RAM 2020中，并對RAM 2020上的數據進行各種處理。然后，CPU 2000將已結束處理的數據通過DMA傳送等寫回到存儲裝置中。在這樣的處理中，RAM 2020被視為暫時保存存儲裝置的內容的單元，因此在本實施方式中，將RAM 2020和存儲裝置等總稱為存儲器、存儲部或存儲裝置等。本實施方式中的各種程序、數據、表、數據庫等各種信息被保存在這種存儲裝置中，成為信息處理的對象。此外，CPU 2000還能夠將RAM 2020的一部分保持為高速緩沖存儲器，并能夠在高速緩沖存儲器上進行讀寫。在這種方式下高速緩沖存儲器也承擔RAM 2020的功能的一部分，因此在本實施方式中，除了區分表示的情況以外，高速緩沖存儲器也包含在RAM2020、存儲器和/或存儲裝置中。
[0092]另外，CPU 2000對從RAM 2020讀出的數據進行各種處理后寫回到RAM2020中，其中，該各種處理是由程序的命令串指定的，包括本實施方式中所記載的各種運算、信息的加工、條件判斷、信息的檢索/置換等。例如，CPU2000在進行條件判斷的情況下，判斷本實施方式中示出的各種變量是否滿足與其它變量或常數相比為大、小、以上、以下、相等等條件，在條件成立的情況(或者不成立的情況)下，分支到不同的命令串或者調用子程序。
[0093]另外，CPU2000能夠檢索保存在存儲裝置內的文件或數據庫等中的信息。例如，在存儲裝置中保存有將第一屬性的屬性值與第二屬性的屬性值分別關聯起來的多個條目的情況下，CPU 2000能夠通過從保存在存儲裝置中的多個條目中檢索出與指定了第一屬性的屬性值的條件一致的條目、并讀出保存在該條目中的第二屬性的屬性值，來得到與滿足規定的條件的第一屬性相關聯的第二屬性的屬性值。
[0094]以上示出的程序或塊也可以保存在外部的記錄介質中。作為記錄介質，除了存儲卡2090以外，還能夠使用DVD、Blu-ray (注冊商標)或CD等光學記錄介質、M0(MagneticOptical:磁盤)等磁光記錄介質、磁帶介質、IC卡等半導體存儲器等。另外，也可以將與專用通信網絡或因特網連接的服務器系統中設置的硬盤或RAM等存儲裝置用作記錄介質，經由網絡向計算機1900提供程序。
[0095]以上使用實施方式來說明了本發明，但是本發明的技術范圍并不限定于上述實施方式所記載的范圍。本領域技術人員明確可知能夠對上述實施方式施加多種變更或改良。根據權利要求書的記載明確可知，施加那樣的變更或改良所得到的方式也能夠包含在本發明的技術范圍內。
[0096]應該注意的是:關于權利要求書、說明書以及附圖中示出的裝置、系統、程序以及方法中的動作、過程、步驟以及階段等各處理的執行順序，只要沒有特別注明“先于…”、“在…之前”等、并且并非在后面的處理中使用之前的處理的輸出的情況，就能夠以任意的順序來實現。關于權利要求書、說明書以及附圖中的動作流程，為了便于說明而使用“首先，”、“接著，”等來進行了說明，但是并不是意味著必須以此順序來實施。
[0097]附圖標記說明
[0098]10:便攜設備；12:顯不部;20:傳感器;30:用戶；40:地面；100:彳丁進方向判定裝置；110:傳感器信號獲取部；120:存儲部；130:第一行進方向計算部；140:第二行進方向計算部；150:步行檢測部；160:判定部;200:地圖匹配裝置;210:輸入部;220:位置決定部；1900:計算機；2000: CPU; 2010: ROM；2020:RAM； 2030:通信接 P ； 2040:存儲部；2050:卡槽；2060:輸入輸出部；2070:輸入輸出芯片；2075:圖形控制器；2080:顯示裝置；2082:主控制器；2084:輸入輸出控制器;2090:存儲卡;2095:連接器。
【主權項】
1.一種行進方向判定裝置，其特征在于，具備: 傳感器信號獲取部，其獲取搭載于便攜設備的傳感器的傳感器信號； 第一行進方向計算部，其不依賴于用戶的步行狀態地計算所述用戶的行進方向； 第二行進方向計算部，其基于所述傳感器信號來在保持所述便攜設備的所述用戶處于步行狀態的情況下計算該用戶的行進方向；以及 判定部，其與所述用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態相應地，將由所述第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向之后將由所述第二行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向。2.根據權利要求1所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述判定部在所述用戶的狀態為非步行狀態的情況下將由所述第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向。3.根據權利要求1或2所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述判定部在所述用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態之后的預先決定的期間內將由所述第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向，在經過了所述預先決定的期間之后將由所述第二行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向。4.根據權利要求1或2所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述判定部在所述用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態之后直到檢測出所述用戶步行了預先決定的步數為止，根據所述第一行進方向計算部的輸出來判定所述用戶的行進方向，在檢測出所述預先決定的步數之后根據所述第二行進方向計算部的輸出來判定所述用戶的行進方向。5.根據權利要求1?4中的任一項所述的行進方向判定裝置，其特征在于，所述第一行進方向計算部基于所述傳感器信號來計算與所述便攜設備的朝向的變化相應的所述用戶的行進方向。6.根據權利要求5所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述第一行進方向計算部根據所述傳感器信號來計算所述便攜設備的繞重力軸的旋轉角度，根據相應的計算結果的累積值來計算所述用戶的行進方向。7.根據權利要求6所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述第一行進方向計算部基于所述便攜設備的檢測兩個以上的軸方向的旋轉角度的所述傳感器的傳感器信號來計算該便攜設備的繞重力軸的旋轉角度。8.根據權利要求7所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述第一行進方向計算部從所述便攜設備的檢測三個軸方向的旋轉角度的所述傳感器的傳感器信號中，按照繞重力軸的信號輸出成分的絕對值從大到小的順序選擇出兩個傳感器信號，基于該兩個傳感器信號來計算該便攜設備的繞重力軸的旋轉角度。9.根據權利要求1?8中的任一項所述的行進方向判定裝置，其特征在于，所述傳感器信號獲取部獲取搭載于所述便攜設備的角速度傳感器和加速度傳感器中的至少一方的傳感器信號。10.根據權利要求5或6所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述傳感器信號獲取部獲取從搭載于所述便攜設備的地磁傳感器輸出的傳感器信號， 所述第一行進方向計算部基于該傳感器信號來計算所述用戶的行進方向。11.根據權利要求1?10中的任一項所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 還具備步行檢測部，該步行檢測部檢測所述用戶是否處于步行狀態。12.根據權利要求11所述的行進方向判定裝置，其特征在于， 所述步行檢測部基于搭載于所述便攜設備的加速度傳感器的傳感器信號來檢測所述用戶是否處于步行狀態。13.—種行進方向判定方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取搭載于便攜設備的傳感器的傳感器信號； 由第一行進方向計算部不依賴于用戶的步行狀態地計算所述用戶的行進方向； 由第二行進方向計算部基于所述傳感器信號來在保持所述便攜設備的所述用戶處于步行狀態的情況下計算該用戶的行進方向；以及 與所述用戶的狀態從非步行狀態變化為步行狀態相應地，將由所述第一行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向之后將由所述第二行進方向計算部計算出的行進方向判定為所述用戶的行進方向。14.一種地圖匹配裝置，其特征在于，具備: 根據權利要求1?12中的任一項所述的行進方向判定裝置； 存儲部，其存儲所述用戶的初始位置和地圖信息；以及 位置決定部，其基于與從所述行進方向輸出裝置輸出的、相對于所述初始位置的所述用戶的行進方向信息相應的移動量，來決定所述用戶在地圖上的位置。15.—種程序，其特征在于，使計算機作為根據權利要求1?12中的任一項所述的行進方向判定裝置而發揮功能。
【文檔編號】G01P13/02GK105917241SQ201480072483
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年12月25日
【發明人】小林士朗, 譽田正宏, 赤木優子
【申請人】旭化成株式會社