(57)【要約】  移動体の測位装置は、移動体の測位装置において移動体の測位結果（位置と方位）を取得して統合処理する場合に累積的な誤差を減少するため、移動体の移動の有無を検出する移動検出手段と、移動体の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備える。前記前処理手段が、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動検出手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力する。
2010001968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動の有無を検出する移動検出手段と、
移動体の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動検出手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項２】
移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、
移動体の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項３】
移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、
移動体の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した複数の測位結果と移動速度計測手段により計測された移動速度の結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項４】
移動体が移動した移動距離を計測する移動距離計測手段と、
移動体の位置を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動距離計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項５】
移動体の移動の有無を検出する移動検出手段と、
移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、
前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動検出手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項６】
移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、
移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、
前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項７】
移動体が移動した移動距離を計測する移動距離計測手段と、
移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、
前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、
前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、
前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動距離計測手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力する
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項８】
請求項１乃至４に記載の移動体の測位装置において、
前記位置取得手段が取得する位置情報は、平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な誤差の性質を持つことが保証されない位置情報である
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【請求項９】
請求項５乃至７に記載の移動体の測位装置において、
前記絶対方位取得手段が取得する方位情報は、平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な誤差の性質を持つことが保証されない方位情報である
ことを特徴とする移動体の測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置と方位を測定し、その取得した測位結果を統合処理する場合において累積的な誤差を減少できる移動体の測位装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人がセンサを含む電子システムを着用する着用型システムによって人の位置と方位を取得する技術は、人のコンテキスト情報を把握し、計算機との知的なインタフェースを実現する上で欠かせない。このような技術は、歩行者ナビ、遠隔作業支援における作業員の状況把握、観客者に対する博物館や大規模展示施設の展示ガイドなど、多くの応用への展開が期待されている。【０００３】
また、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）による測位精度は様々な拡張技術により向上しているが、ＧＰＳ衛星の見通し状況やマルチパス誤差によっては十分な精度が得られないほか、屋内環境で利用することは困難である。移動体の測位装置であるカーナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ衛星からの電波に基づき自車両の位置を測位して、更に、車速センサ及びジャイロセンサ等を用いて、走行距離及び走行方向を累積しながら車両の現在位置を精度よく推定する。【０００４】
この場合に、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない状態では、自律航法による測位に含まれる誤差が時間と共に増幅されるため、徐々に位置の精度が低下する。このため、特許文献１に参照できるように、自律航法により測位した自車両の位置を補正する種々の方法が提案されている。例えば、マップマッチングを行い、ナビゲーションシステムの地図データを利用して自律航法により測位した位置を補正する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
移動体の測位装置において、無線タグやＧＰＳなどの電波信号を用いた測位手段や、赤外線ビーコン装置、外部カメラによる運動解析などによって一連の位置の計測結果が得られるとき、同一地点に移動体が存在しているときは、再現性の高い測位結果が繰り返し得られることが多い。【０００７】
しかしながら、測位結果の誤差は、平均値ベクトルがゼロのホワイトノイズとは見なせないことが多く、その誤差には測位される場所に依存してオフセットを伴うことが多い。位置推定処理のため、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどへの入力には、誤差の性質が平均値０のホワイトノイズ的であることが望ましいが、前述のような状況では、その測位結果を連続的に観測としてカルマンフィルタやパーティクルフィルタなどへ入力すると、そのオフセット誤差だけずれた正しくない測位結果に最終的には収束するという問題がある。【０００８】
また、地磁気を参照して絶対方位を取得する移動体の絶対方位取得装置においては、同一地点に移動体が存在するときには、再現性の高い絶対方位が繰り返し取得されることが多いが、周辺の磁性体の存在などの影響によって、真の磁北に対してその絶対方位がずれている場合、その誤差は平均値０のホワイトノイズと見なすことはできないために、同様に、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどに入力して測位結果を統合することは適切ではないという問題がある。【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、移動体の測位装置において移動体の測位結果（位置と方位）を取得して統合処理する場合に累積的な誤差を減少できる移動体の測位装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するため、本発明においては、次のような考え方に基づいて、移動体の測位装置を構成する。すなわち、所定の閾値以上の距離を移動している区間において得られる無線タグやＧＰＳなどによる測位結果は同一地点におけるものではなく、測位される条件と環境が刻一刻と変化することから、観測データの誤差は平均値ベクトルが０のホワイトノイズ的な性質に近づくことが期待される。このため、移動中に得られる一連の測位結果は、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどへの入力としてより適切な性質を持ったデータであると考えられる。【００１１】
そこで、本発明においては、移動を検知することによって、移動中であるときと停止しているときの二つの状態を判別し、それぞれの状態における測位結果を異なる方法で取り扱うことにより、より適切に移動体を測位できるようにする。【００１２】
また、本発明の移動体の測位装置において、絶対方位計測を行う場合には、所定の閾値以上の距離を移動している区間において得られる地磁気による絶対方位計測結果は、それぞれの計測結果が同一地点におけるものではなく、地磁気を計測する条件と環境が刻一刻に変化していることから、観測データの誤差は平均値ベクトルが０のホワイトノイズ的な性質に近づく。このため、移動中に得られる一連の絶対方位の計測結果は、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどに入力して統合処理する場合に、より適切な性質を持ったデータとなっている。そこで、本発明においては、移動を検知することにより、移動中であるときと停止しているときの二つの状態を判別し、それぞれの状態における地磁気による絶対方位の計測結果を異なる方法で取り扱うことで、より適切に移動体の絶対方位を計測できるようにする。【００１３】
具体的に、本発明は、第１の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体の移動の有無を検出する移動検出手段と、移動体の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動検出手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００１４】
また、本発明は、第２の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、移動体の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００１５】
また、本発明は、第３の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、移動体の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した複数の測位結果と移動速度計測手段により計測された移動速度の結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００１６】
また、本発明は、第４の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体が移動した移動距離を計測する移動距離計測手段と、移動体の位置を取得する位置取得手段と、前記位置取得手段により取得した複数の位置の測位結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記位置取得手段から得られる測位結果を、前記移動距離計測手段の出力に基づいて前記測位結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００１７】
また、本発明は、第５の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体の移動の有無を検出する移動検出手段と、移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動検出手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００１８】
また、本発明は、第６の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段と、移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動速度計測手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力する。【００１９】
また、本発明は、第７の態様として、本発明による移動体の測位装置が、移動体が移動した移動距離を計測する移動距離計測手段と、移動体の絶対方位を取得する絶対方位取得手段と、前記絶対方位取得手段により取得した複数の絶対方位の測位結果から推定された方位推定結果を統合処理する統合手段と、前記統合手段に入力する測位結果に対する前処理を行う前処理手段とを備え、前記前処理手段は、前記絶対方位取得手段から得られる絶対方位の推定結果を、前記移動距離計測手段の出力に基づいて前記方位推定結果を統合処理する統合手段に入力することを特徴とする。【００２０】
これらの場合に、前記位置取得手段が取得する位置情報は、平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な誤差の性質を持つことが保証されない位置情報であり、前記絶対方位取得手段が取得する方位情報は、平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な誤差の性質を持つことが保証されない方位情報である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の移動体の測位装置の構成によれば、移動体の測位装置において、移動体の移動の有無を検知することにより、移動の有無に対応して、その移動体の測位結果の位置・方位の補正を行うべきデータを選別し、そのデータ処理することができる。【００２２】
また、移動体の測位装置において絶対位置の取得に利用される無線タグやＧＰＳ、赤外線ビーコン装置、外部カメラによる運動解析などによる移動体の測位結果を、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどに入力するときに、入力されるべきデータを適切に選別できる。地磁気による絶対方位推定結果をカルマンフィルタやパーティクルフィルタなどに入力するときに、特に効果的に、入力すべきデータを適切に選別できる。【００２３】
この結果、平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な誤差の性質を持たない無線タグやＧＰＳによる測位結果の一連のデータから、カルマンフィルタやパーティクルフィルタに入力できる適切なデータを選別して、その測位結果を入力し統合処理できるようになる。【００２４】
平均値ベクトル０のホワイトノイズ的な性質を持たない地磁気による絶対方位計測結果の一連のデータから、カルマンフィルタやパーティクルフィルタに入力できる適切なデータを選別して、その計測結果を入力し統合処理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による移動体の測位装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】前処理部７０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。
【図４】前処理部８０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明による移動体の測位装置の更に別の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。
【図８】前処理部９０３におけるデータ処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明による移動体の測位装置の他の別の構成を示すブロック図である。
【図１０】前処理部１３０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明による移動体の測位装置の他の別の構成を示すブロック図である。
【図１２】前処理部１６０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１４】前処理部１９０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による移動体の測位装置を実施する場合に形態について、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明による移動体の測位装置の基本的な構成を示すブロック図である。図１において、１０２は位置計測手段、１０４は測位結果統合手段、７０１は移動検出手段、７０３は前処理部である。１１０は位置情報、７１１は移動検出信号、７１２は前処理部により出力された前処理信号、７１３は測位結果の統合信号である。【００２７】
移動検出手段７０１は、移動体に装着されて当該移動体が移動中の状態にあるか否かを検出する計測装置である。または移動体を外部から観測して当該移動体が移動中の状態にあるか否かを検出する計測装置である。移動検出手段７０１は、移動体が移動しているときは真（ＴＲＵＥ）の移動フラグの移動検出信号７１１を出力し、静止しているときは偽（ＦＡＬＳＥ）の移動フラグの移動検出信号７１１を出力する。移動検出手段７０１としては、たとえば、移動体が自動車や移動ロボットである場合には、車輪のロータリーエンコーダや車速パルス（オドメータ）発生器が用いられる。また、移動体が歩行者である場合には、その歩行動作を検出する加速度センサや、歩数計などが用いられる。【００２８】
また、移動検出手段７０１は、移動体を監視する外部カメラによって撮影した画像を計算機によって解析することによって移動の状態を検出する装置を利用することもできる。または、任意の移動体について慣性センサを組み合わせた慣性航法装置（ＩＮＳ）を用いることもできる。【００２９】
位置計測手段１０２は、移動体に装着されるか、または外部から移動体を観測することによってその位置を計測する計測手段である。位置計測手段１０２には、たとえば、ＧＰＳや無線タグの位置検出装置、慣性航法装置（ＩＮＳ）、歩行動作に基づくデッドレコニング装置などが用いられる。または、外界カメラからの観測によって、その移動体の位置を推定するデータ処理装置により構成することもできる。【００３０】
位置計測手段１０２によって、移動体の現在の位置を計測し、計測した位置情報１１０を出力する。位置計測手段１０２により出力された位置情報１１０には、位置情報の不確からしさが含まれていても良い。前処理部７０３は、移動体の移動の有無を検知した結果の移動検出信号７１１を参照して、移動体の測位結果の位置情報１１０を使うべきかどうかを判定して、適切な位置情報を出力する。【００３１】
前処理部７０３では、主としてデータ選別を行う処理を実行して、移動体が静止していると判定されるとき、つまり、移動の有無の検知結果である移動検出信号７１１の出力が偽（ＦＡＬＳＥ）の信号であるときには、位置計測手段１０２から得られた測位結果の位置情報１１０については、２回目以降のデータについては読み飛ばす処理を行う。【００３２】
つまり、前処理部７０３では、静止時に観測された測位結果の位置信号１１０が複数個得られたとしても、そのうちの一つを代表として選別して、移動の有無の検知結果の移動検出信号７１１の出力が真（ＴＲＵＥ）となったときに出力する。この過程においては、たとえば、位置情報１１０の不確からしさの情報が得られている場合には、前処理部７０３がデータ選別を行う処理の中で、その不確からしさが最小となる位置情報を取り出すように構成されてもよい。【００３３】
このようにして、前処理部７０３において、選別された位置情報のみが、前処理信号７１２として出力される。測位結果統合手段１０４では、移動体の測位結果について、位置計測手段１０２から得られる複数個の測位結果を一つに統合して、最終的な測位結果の統合信号７１３を出力する。【００３４】
この場合に、位置計測手段１０２から得られる複数個の測位結果の位置情報１１０は、たとえば、ＧＰＳや無線タグ、赤外線信号ビーコンによる測位装置、慣性航法装置（ＩＮＳ）、歩行動作に基づくデッドレコニング装置、外部カメラによる運動解析装置などにより得られるものであり、これらの複数個の測位結果を束ねる測位結果統合手段１０４は、たとえば、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどによって測位結果を統合する処理を行う。これらの処理については公知であるので詳細な説明は省略する。【００３５】
測位結果統合手段１０４には、前処理部７０３によって選別された測位結果の位置情報１１０が前処理信号７１２として入力される。この前処理信号７１２を入力として組み入れて、内部の測位結果を更新し、その結果を位置情報として、最終的な測位結果の統合信号７１３を出力する。この最終的な測位結果の統合信号７１３は、測位結果統合手段７１４がカルマンフィルタやパーティクルフィルタなどによって実装される場合、その位置に関する不確からしさをその出力に含んでも良い。【００３６】
図２は、前処理部７０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。図２を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１００１において、移動検出手段７０１から移動の有無を表す移動検出信号７１１が入力され、位置計測手段１０２から移動体の位置情報１１０が入力される。このステップＳ１００１においては、入力された位置情報１１０は、後の利用のために記憶装置に蓄積される。次に、ステップＳ１００３において、移動検出信号７１１の移動フラグが真（ＴＲＵＥ）であるか否かを判定し、移動検出信号７１１の移動フラグが真（ＴＲＵＥ）であるとき、ステップＳ１００４を実行し、偽（ＦＡＬＳＥ）であるとき、ステップＳ１００５を実行する。【００３７】
ステップＳ１００４では、位置計測手段１０２から得られた位置情報１１０に基づいて、もし、位置情報に不確からしさに関する情報が含まれている場合に、その不確からしさを最小にする位置情報７１３を出力する。移動検出信号７１１の移動フラグが偽（ＦＡＬＳＥ）であるときには、ステップＳ１００５を実行するが、ステップＳ１００５の処理では、位置情報を出力しない処理を行い、すなわち、出力無しという情報が提示されて、ステップＳ１００１に戻り、ステップＳ１００１からの処理を繰り返す。【００３８】
図３は、本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。図３において、１０２は位置計測手段、１０４は測位結果統合手段、８０１は移動速度計測手段、８０３は前処理部である。１１０は位置情報、８１１は移動速度情報、８１２は前処理部により出力された前処理信号、１１３は測位結果の統合信号である。【００３９】
図３のブロック図は、移動検出手段に換えて、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段８０１を備える構成の移動体の測位装置である。移動速度計測手段８０１は、移動体に装着されるか、もしくは外部の観測手段によってその移動体の速度を計測して、移動速度情報８１１を出力する装置である。これは、移動体が自動車や移動ロボットである場合は、車輪のロータリーエンコーダや車速パルス（オドメータ）、移動体が歩行者である場合は、その歩行速度を計測する加速度センサを用いて構成する。【００４０】
または、外部に移動体を監視するカメラを設置して、その画像を解析することによって、移動体の移動速度を計測する装置を用いることもできる。また、任意の移動体についても、慣性航法装置（ＩＮＳ）を用いることによって、その移動体の速度を計測することが原理的に可能である。【００４１】
位置計測手段１０２は、移動体に装着されるか、または外部から移動体を観測することによってその位置を計測する計測手段である。前述したように、位置計測手段１０２は、たとえば、ＧＰＳや無線タグの位置検出装置、慣性航法装置（ＩＮＳ）、歩行動作に基づくデッドレコニング装置などが用いられる。または、外界カメラからの観測によって、その移動体の位置を推定するデータ処理装置により構成することもできる。位置計測手段１０２により、移動体の位置を計測し、その位置情報１１０を出力する。この出力の位置情報１１０には、その位置情報の不確からしさが含まれていても良い。【００４２】
前処理部８０３では、データの選別を行う処理を主体として前処理を行うが、この場合において、移動速度計測手段８０１からの出力である移動速度情報８１１を入力として移動体の移動距離を算出し、算出した移動距離に対応して、位置計測手段１０２からの測位結果のデータの選別を行う。【００４３】
つまり、位置計測手段１０２の出力である位置情報１１０を入力として、前処理部８０３がまったく位置情報１１０を出力していない初期状態においては、入力された位置情報１１０を前処理部８０３の前処理信号８１２として出力し、過去に出力したことがある場合には、移動速度信号８１１から移動距離を算出して、更に最後に出力したときから移動した距離を算出し、その場合に、算出した距離が所定の閾値以下であるときに、それまでに入力された位置情報１１０から、一つを代表値として、前処理信号８１２として出力する。【００４４】
位置情報１１０に不確からしさが含まれている場合は、その不確からしさが最大となる位置情報１１０を前処理信号８１２として出力する。測位結果統合手段１０４は、前述したとおり、移動体に関する複数個の測位結果を一つに統合して、最終的な測位結果を出力する。【００４５】
図４は、前処理部８０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。図４を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１１０１において、移動体の移動速度情報８１１が移動速度計測手段８０１から入力され、位置計測手段１０２からは位置情報１１０が入力される。このステップＳ１１０１において、入力された位置情報１１０は、後の利用のために記憶装置に蓄積される。次に、ステップＳ１１０２において、移動速度情報８１１から移動体の移動速度を時間積分して、前回、位置情報を出力した時点からの移動距離を算出する。次に、ステップＳ１１０３において、算出した移動距離が所定の閾値以上であるかの判定を行う。移動距離が所定の閾値を超えていた場合には、ステップＳ１１０４の処理を実行して、入力された位置情報１１０に基づいて位置情報を出力する。入力された位置情報に不確からしさの情報が付与されている場合は、それまでに入力された位置情報の蓄積記録に基づいて、最も不確からしさが小さくなるような位置情報を前処理信号８１２として出力する。ステップＳ１１０３の判定において、所定の閾値を越えていなかった場合は、ステップＳ１１０５が実行されるが、ここでは出力は行われず、出力無しという情報が前処理信号８１２として出力される。【００４６】
図５は、本発明による移動体の測位装置の更に別の構成を示すブロック図である。図５において、１０２は位置計測手段、１０４は測位結果統合手段、１７０１は歩行速度計測手段、１７０２は加速度センサ、８０３は前処理部である。１１０は位置情報、８１１は移動速度情報、８１２は前処理部により出力された前処理信号、１１３は測位結果の統合信号である。【００４７】
図５のブロック図は、移動体の測位として、人の移動の位置を計測する測位装置の構成を示している。図３の構成の移動速度計測手段８０１に換えて、歩行速度計測手段１７０１および加速度センサ１７０２を備える構成となっている。【００４８】
つまり、図５に示す移動体の測位装置は、図３に示した構成において、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段８０１を、人の歩行速度を計測する歩行速度計測手段１７０１に置き換えたものである。移動体として歩行者を対象とした実施例を表している。歩行速度計測手段１７０１は、加速度センサ１７０２からの加速度出力１７１０を入力として、歩行速度を算出する。加速度に基づく歩行速度の算出については、本発明者らの発明に係る特開２００５−１１４５３７号公報に記載されている。この移動体の測位装置のその他の構成については、図３および図４により説明したものと同様であるので、説明については省略する。【００４９】
図６は、本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図であり、図３に示す構成の移動体の測位装置において、移動体の移動速度を計測する移動速度計測手段８０１が測位結果統合手段１５０４へ入力される場合における構成を示したものである。図６において、１０２は位置計測手段、１５０４は測位結果統合手段、８０１は移動速度計測手段である。８０３は前処理部であり、１１０は位置情報、８１１は移動速度情報、８１２は前処理部により出力された前処理信号、１１３は測位結果の統合信号である。【００５０】
ここでの移動速度計測手段８０１は、移動体の移動速度を計測する手段であり、図３における移動計測手段８０１と同様である。この構成による移動体の測位装置においては、移動速度計測手段８０１の出力である移動体の移動速度情報８１１は、データ選別の処理を行う前処理部８０３への入力となると同時に、測位結果統合手段１５０４への直接の入力ともなっている。測位結果統合手段１５０４は、測位結果を統合処理する統合手段であると同時に、内部状態を更新するために移動速度を用いることができる構成のものであり、たとえば、カルマンフィルタにおける内部状態の更新のための観測に用いることができる構成のものを利用する。移動体の位置を計測する位置計測手段１０２と前処理部８０３の機能は図３で説明したものと同様である。【００５１】
図７は、本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。図７において、１０２は位置計測手段、１０４は測位結果統合手段、９０１は移動距離計測手段、９０３は前処理部である。１１０は位置情報、９１１は移動距離情報、９１２は前処理部により出力された前処理信号、１１３は測位結果の統合信号である。【００５２】
図７のブロック図は、移動検出手段７０１に換えて、移動体の移動距離を計測する移動距離計測手段９０１を備える構成の移動体の測位装置である。ここで用いる移動距離計測手段９０１は、相対的な移動距離を計測して出力する計測手段である。たとえば、ＧＰＳによる測位結果の差分を使うことにより相対的な移動距離を得ることができる計測装置を用いることができる。あるいは、移動体が自動車である場合には、車速パルスや車輪のロータリーエンコーダなどによって、車輪の半径から移動距離の出力を得る計測装置を用いることができる。また、移動速度を積算して相対的な移動距離を算出する装置（たとえば慣性航法装置）によっても、同様の出力を得る装置を用いることができる。また、移動体が歩行者である場合には、歩行者の歩幅を加速度センサの出力に基づいて移動距離を取得できる技術を用いた計測装置を利用することができる。【００５３】
移動距離計測手段９０１からは、相対的な移動距離情報９１１が出力される。位置計測手段１０２は、移動体の位置を計測し、その位置情報１１０を出力する。この出力された位置情報１１０には、位置情報の不確からしさが含まれていても良い。前処理部９０３では、位置計測手段１０２からの出力の位置情報１１０を入力して、はじめて入力された位置情報１１０を、前処理部８０３から出力される前処理信号９１２として出力する。過去に位置情報１１０を出力したことがある場合には、最後に位置情報１１０を出力したときの位置を基準位置として、その位置から移動した距離を算出し、それが所定の閾値以下であるとき、それまでに入力された位置情報１１０から、一つを代表値として前処理信号９１２として出力する。測位結果統合手段１０４は、前述した構成と同様に、移動体に関する複数個の測位結果を一つに統合して、最終的な測位結果を出力する。【００５４】
図８は、前処理部９０３におけるデータ処理の内容を示すフローチャートである。図８を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１２０１において、移動体の移動距離情報９１１が移動距離計測手段９０１から入力され、位置計測手段１０２からは位置情報１１０が入力される。このステップＳ１２０１において、入力された位置情報１１０は、後の利用のために記憶装置に蓄積される。次に、ステップＳ１２０２において、前回、位置情報を出力した位置からの移動距離を算出する。【００５５】
次に、ステップＳ１２０３において、算出した移動距離が所定の閾値以上であるかの判定を行う。移動距離が所定の閾値を超えていた場合には、ステップＳ１２０４の処理を実行して、入力された位置情報１１０に基づいて位置情報を出力する。入力された位置情報に不確からしさの情報が付与されている場合は、それまでに入力された位置情報の蓄積記録に基づいて、最も不確からしさが小さくなるような位置情報を前処理信号９１２として出力する。ステップＳ１２０３の判定において、所定の閾値を越えていなかった場合は、ステップＳ１２０５が実行されるが、ここでは位置情報の出力は行われず、出力無しという情報が前処理信号９１２として出力される。【００５６】
図９は、本発明による移動体の測位装置の他の別の構成を示すブロック図である。図９において、１３０２は絶対方位計測手段、１３０４は絶対方位測位結果統合手段、１３０１は移動検出手段、１３０３は前処理部である。１３１０は絶対方位計測情報、１３１１は移動検出信号、１３１２は前処理部により出力された前処理信号、１３１３は測位結果の統合信号である。【００５７】
移動検出手段１３０１は、移動体に装着された計測装置、または移動体を外部から観測する計測装置である。この装置は、図１により説明した構成における移動検出手段７０１と同じものである。移動体が移動しているときは真（ＴＲＵＥ）の移動フラグの移動検出信号１３１１を出力し、停止しているときは偽（ＦＡＬＳＥ）の移動フラグの移動検出信号１３１１を出力する。絶対方位計測手段１３０２は、移動体の方位角を計測して出力する計測装置であり、たとえば、電子コンパス（磁気センサと加速度センサの組み合わせ）などが用いられる。【００５８】
データ選別の処理を行う前処理部１３０３は、移動検出手段１３０１から移動検出信号１３１１を入力し、また、絶対方位計測手段１３０２の出力である絶対方位計測情報１３１０を入力する。絶対方位計測情報１３１０には、絶対方位に関する不確からしさを含んでいても良い。前処理部１３０３は、移動体が移動している状態を表す信号である移動検出信号１３１１が偽（ＦＡＬＳＥ）の移動フラグであるとき、すなわち、移動体が静止していると判定されるときは、２回目以降の絶対方位の入力１３１０については読み飛ばす処理を行う。【００５９】
また、移動検出信号１３１１が真（ＴＲＵＥ）であるとき、すなわち、移動体が移動していると判定されるときは、静止しているときに観測された複数個の絶対方位計測情報１３１０の入力から代表となる１個を選別する。絶対方位計測情報１３１０にその不確からしさの情報が付与されている場合は、不確からしさを最小とする絶対方位を選別して取り出すように構成される。【００６０】
絶対方位計測結果統合手段１３０４は、複数個の絶対方位計測手段１３０２からの計測結果の入力を統合して、一つの最終的な絶対方位の推定結果の統合信号１３１３を出力する。複数個の絶対方位計測手段とは、たとえば、ジャイロセンサ（角速度センサ）によって得られる信号を積分して基準方位角からの相対方位角を計測する手段などを用いることができる。これらの推定結果を統合する絶対方位計測結果統合手段１３０４は、たとえば、カルマンフィルタやパーティクルフィルタなどによって構成することができる。絶対方位計測結果統合手段１３０４では、前処理部１３０３によって選別された絶対方位が前処理信号１３１２として出力されるので、これを入力して、内部の状態を更新し、他の絶対方位計測手段の入力と、内部状態によって最終的な絶対方位の推定結果１３１３を出力する。【００６１】
図１０は、前処理部１３０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。図１０を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１４０１において、移動検出手段１３０１から移動の有無を表す移動検出信号１３１１が入力され、絶対方位計測手段１３０２から絶対方位計測情報１３１０が入力される。ここで絶対方位１３１０にはその不確からしさの情報が付与されていても良い。次のステップＳ１４０３では、移動検出信号１３１１の移動フラグが真（ＴＲＵＥ）であるか否か判定する。真（ＴＲＵＥ）である場合は、ステップＳ１４０４の処理を実行する。偽（ＦＡＬＳＥ）である場合には、ステップＳ１４０５を実行する。ステップＳ１４０４の処理では、前処理信号１３１２として絶対方位情報を出力する。ステップＳ１４０５の処理では、前処理信号として絶対方位情報を出力しないことを通知する。そして、ステップＳ１４０１に戻り、ステップＳ１４０１からの処理を繰り返す。【００６２】
図１１は、本発明による移動体の測位装置の他の別の構成を示すブロック図である。図１１において、１６０２は絶対方位計測手段、１３０４は絶対方位測位結果統合手段、１６０１は移動速度計測手段、１６０３は前処理部である。１３１０は絶対方位情報、１６１１は移動速度計測情報、１６１２は前処理部により出力された前処理信号、１３１３は測位結果の統合信号である。【００６３】
移動速度計測手段１６０１は、移動体に装着されるか、もしくは外部の観測手段によってその移動体の速度を計測して移動速度計測情報１６１１を出力する装置である。これは、移動体が自動車である場合は、車輪のロータリーエンコーダや車速パルス（オドメータ）を用いる。また、移動体が歩行者である場合には、本発明者らが先に特許出願して提案しているように、その歩行速度を計測する加速度センサを用いて構成する。あるいは、外部に移動体を監視するカメラを設置して、その画像を解析することにより、移動体の移動速度を計測する装置を用いることができる。また、その他の任意の移動体についても、たとえば、慣性航法装置（ＩＮＳ）を用いることによって、その移動体の速度を計測することが原理的に可能である。【００６４】
絶対方位計測手段１３０２は、前述したように、移動体の方位角を計測して出力する装置である。たとえば、電子コンパス（磁気センサと加速度センサの組み合わせ）などを用いることができる。前処理部１６０３は、移動速度計測情報１６１１を入力として、これを積分して移動距離を算出する。そこで算出される移動距離が所定の閾値以上であれば、絶対方位情報１３１０を前処理信号１６１２として出力する。また、絶対方位情報１３１０に不確からしさの情報が付与されている場合は、その不確からしさを最小にする絶対方位情報１３１０を出力する。算出される移動距離が所定の閾値を越えない場合は、絶対方位情報１３１０を出力しない。絶対方位計測結果統合手段１３０４は、複数個の絶対方位計測手段の計測結果の入力を統合して、一つの最終的な絶対方位の推定結果の統合信号１３１３を出力するものである。絶対方位計測結果統合手段１３０４は、図７において説明したものと同様の装置である。【００６５】
図１２は、前処理部１６０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。図１２を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１８０１において、移動体の移動速度計測情報１６１１が移動速度計測手段１６０１から入力され、絶対方位計測手段１３０２からは絶対方位情報１３１０が入力される。次のステップＳ１８０２においては、移動速度計測情報１６１１の移動速度を時間積分して移動距離を算出する。次に、ステップＳ１８０３において、算出された移動距離が所定の閾値以上であるか否かを判定する。移動距離が所定の閾値以上であるとき、ステップＳ１８０４に進み、移動距離が所定の閾値以下であるときは、ステップＳ１８０５に進む。ステップＳ１８０４の処理では、入力された絶対方位情報１３１０を前処理信号１６１２として出力する。同時に、ステップＳ１８０２における移動距離の算出過程の距離を０にリセットする。ステップＳ１８０５の処理では、絶対方位情報は出力せず、出力がないことを通知する。【００６６】
図１３は、本発明による移動体の測位装置の別の構成を示すブロック図である。図１３において、１９０２は絶対方位計測手段、１９０４は絶対方位測位結果統合手段、１９０１は移動距離計測手段、１９０３は前処理部である。１９１０は絶対方位情報、１９１１は移動距離情報、１９１２は前処理部により出力された前処理信号、１９１３は測位結果の統合信号である。【００６７】
図１３のブロック図は、移動検出手段に換えて、移動体の移動距離を計測する移動距離計測手段９０１を備える構成の移動体の測位装置である。ここで用いる移動距離計測手段１９０１は、相対的な移動距離を計測して出力する計測手段である。これは図３により説明した移動距離計測手段９０１と同じものである。【００６８】
絶対方位計測手段１９０２は、移動体の絶対方位を計測する装置であって、図９に示した絶対方位計測手段１３０２と同じものである。前処理部１９０３は、移動距離計測手段１９０１から出力される相対移動距離の移動距離情報１９１１と絶対方位計測手段１９０２から出力される絶対方位情報１９１０を入力として、基準位置からの距離が所定の閾値を超えたとき、絶対方位情報１９１０を前処理信号１９１２として出力する。絶対方位計測結果統合手段１９０４は、図９により説明した絶対方位計測結果統合手段１３０４と同じものである。複数個の絶対方位計測手段を入力として、内部の状態と入力に基づいて最終的な絶対方位推定結果を統合信号１９１３として出力する。【００６９】
図１４は、前処理部１９０３におけるデータ処理内容を示すフローチャートである。図１４を参照して説明する。処理を開始すると、まず、ステップＳ２００１において、移動距離計測手段１９０１からの移動距離情報１９１１が入力され、絶対方位計測手段１９０２からは絶対方位情報１９１０が入力される。次のステップＳ２００２においては、移動距離情報１９１１の相対移動距離を累積して、基準位置からの移動距離を算出する。すなわち、前回出力した位置からの移動距離を算出する。ステップＳ２００３では、ここで算出された移動距離が所定の閾値を越えているか否かを判定する。移動距離が所定の閾値を超えている場合には、ステップＳ２００４を実行する。移動距離が所定の閾値を超えていない場合は、ステップＳ２００５を実行する。ステップＳ２００４の処理では、ステップＳ２００１で入力された絶対方位情報１９１０を前処理信号１９１２として出力すると共に、ステップＳ２００２における基準位置を０にリセットする。ステップＳ２００５では、絶対方位情報は出力せず、出力がないことを通知する。
【符号の説明】
【００７０】
１０２  位置計測手段、
１０４  測位結果統合手段、
１１０  位置情報、
１１３  測位結果の統合信号、
７０１  移動検出手段、
７０３  前処理部、
７１１  移動検出信号、
７１２  前処理信号、
７１３  測位結果の統合信号、
８０１  移動速度計測手段、
８０３  前処理部、
８１１  移動速度情報、
８１２  前処理信号、
９０１  移動距離計測手段、
９０３  前処理部、
９１１  移動距離情報、
１３０１  移動検出手段、
１３０２  絶対方位計測手段、
１３０３  前処理部、
１３０４  絶対方位測位結果統合手段、
１３１０  絶対方位情報、
１３１１  移動検出信号、
１３１２  前処理信号、
１３１３  測位結果の統合信号、
１５０４  測位結果統合手段、
１６０１  移動速度計測手段、
１６０２  絶対方位計測手段、
１３０３  前処理部、
１６１１  移動速度計測情報、
１６１２  前処理部前処理信号、
１７０１  歩行速度計測手段、
１９０１  移動距離計測手段、
１９０２  絶対方位計測手段、
１９０３  前処理部、
１９０４  絶対方位測位結果統合手段、
１９１０  絶対方位情報、
１９１１  移動距離情報、
１９１２  前処理信号、
１９１３  測位結果の統合信号、
【図１】
2010001968.tif 000003
【図２】
2010001968.tif 000004
【図３】
2010001968.tif 000005
【図４】
2010001968.tif 000006
【図５】
2010001968.tif 000007
【図６】
2010001968.tif 000008
【図７】
2010001968.tif 000009
【図８】
2010001968.tif 000010
【図９】
2010001968.tif 000011
【図１０】
2010001968.tif 000012
【図１１】
2010001968.tif 000013
【図１２】
2010001968.tif 000014
【図１３】
2010001968.tif 000015
【図１４】
2010001968.tif 000016
【国際調査報告】
2010001968.tif 000017
2010001968.tif 000018
2010001968.tif 000019
2010001968.tif 000020