(57)【要約】  １つの例で装置は、個体の１つまたは複数の関節移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、個体の位置の変化を決定するために１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理装置とを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体の１つまたは複数の関節移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、
前記個体の位置変化を決定するために前記１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理部品とを含む装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の歪みセンサを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数の歪みセンサは前記個体の関節に隣接する歪みセンサを含み、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の関節移動のうちの関節の関節移動に応じて歪みを感知し、
前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記歪みを表し、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記歪み情報を前記個体の前記位置変化に変換する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の屈曲を検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記屈曲を表し、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の捻じれを検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記捻じれを表し、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第１歪みセンサは、前記個体の第１の関節の屈曲を検知し、前記第１歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第１信号中で第１歪み情報として前記屈曲を表し、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記第１歪み情報を使用し、
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第２歪みセンサは、前記個体の第２の関節の捻じれを検知し、前記２歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第２信号中で第２歪み情報として前記捻じれを表し、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記第２歪み情報を用い、
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の更新された位置を決定するために前記個体の前記位置変化の変位、前記位置変化の方位および既知の開始場所を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記個体の前記１つまたは複数の関節移動に基づく前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化と、
１つまたは複数の補足的な航行部品からの位置情報と
を比較考量し、組み合わせるフィルタ部品をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記補足的な航行部品は汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）および慣性航法システム（「ＩＮＳ」）の１つまたは複数を含み、
前記フィルタ部品は、前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的な航行部品の相対的な信頼度に基づいて前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的な航行部品からの位置情報を比較考量し、組み合わせる請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の補足的な航行部品から前記個体の位置の修正情報を受信する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記１つまたは複数の補足的な航行部品の初期化で、前記個体の初期の位置情報を１つまたは複数の補足的な航行部品に提供する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のセンサは前記個体によって装着可能なスーツの中に組み込まれ、前記１つまたは複数のセンサは前記個体の１つまたは複数の関節に隣接する位置で前記スーツに配置される請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数に方位情報を提供する磁気首方位センサであって、前記磁気首方位センサの前記方位情報は前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化を補足する磁気首方位センサをさらに含み、
前記磁気首方位センサは前記個体の前記位置変化の方位を決定するために地球の磁界を使用する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数に高度情報を提供する気圧高度センサであって、前記気圧高度センサの前記高度情報は前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化を補足する気圧高度センサをさらに含み、
前記気圧高度センサは前記個体の前記位置変化の高度変化を決定するために大気圧を測定する請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記個体に既知の経路を通らせて前記個体の前記１つまたは複数の関節移動が前記既知の経路に対しどのように反応するかを監視することによって、前記１つまたは複数のセンサおよび前記１つまたは複数の処理部品は前記個体に対して調整される請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の処理部品は、前記個体の既知の開始場所および前記位置変化に基づいて前記個体の更新された位置を計算し、
前記１つまたは複数の処理部品は、前記個体の前記更新された位置を表示部品および記録部品の１つまたは複数に送信する請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の速度センサを含む請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
１つまたは複数の補足的な航行部品をさらに含み、前記１つまたは複数の補足的な航行部品のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴の中に組み込まれ、
前記１つまたは複数の補足的な航行部品のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴が実質的に静止しているときに１つまたは複数の速度ゼロの更新を始める請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定する工程と、
前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する工程とを含む方法。
【請求項１９】
前記個体の前記１つまたは複数の関節の前記１つまたは複数の移動を測定する工程が、
歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みセンサ上の歪みを前記歪みセンサに隣接する前記関節の移動によって測定する工程を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の移動を前記個体の前記位置変化に変換する工程が、
前記個体の前記位置変化の変位および方位を決定するために、前記歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みの特徴を分析する工程を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記個体の更新された位置を決定するために、前記個体の前記位置変化を前記個体の既知の開始場所に追加する工程をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
１つまたは複数のコンピュータ可読の信号保持媒体と、
前記信号保持媒体に格納され、個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定するための手段と、
前記信号保持媒体に格納され、前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する手段とを含む物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一例として、一般に検知に関し、より詳細には移動検知に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、米国仮出願第６０／４１８，１１９号（Ｒｏｂｅｒｔ  Ｅ．Ｓｔｅｗａｒｔ、「ＳＴＲＡＩＮ  ＳＥＮＳＯＲ  ＥＭＰＬＯＹＭＥＮＴ  ＯＦ  ＪＯＩＮＴ  ＭＯＴＩＯＮ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＢＯＤＹ」、２００２年１０月１１日出願）の優先権を主張するものである。
【０００３】
慣性航法システム（「ＩＮＳ」）および汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）は個体についての位置情報を生成する。慣性航法システムと汎地球測位システムとは相補的な位置情報を生成する。汎地球測位システムによって生成された位置情報は、何らかの測定について慣性航法システムによって生成された位置情報を修正するのに使用されてもよい。慣性航法システムによって生成された位置情報は、汎地球測位システムによって衛星の再捕捉の間に使用されてもよい。
【０００４】
フィルタ（例えばカルマン・フィルタ）が、慣性航法システムおよび汎地球測位システムから受信した位置情報を比較考量し、組み合わせるために使用される。個体についての位置情報の精度は、慣性航法システムおよび汎地球測位システムの信頼度および有効度に左右される。慣性航法システムまたは汎地球測位システムのいずれかが信頼できなくなる、および／または有効でなくなる場合、フィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。慣性航法システムおよび汎地球測位システムが両方とも信頼できなくなる、および／または有効でなくなる場合、位置情報が生成されることはない。
【０００５】
１つの欠点として、慣性航法システムには時間とともに増す位置の誤差（例えばドリフト）がある。操作の経過時間が増すにつれて、慣性航法システムによって生成された位置情報は精度が落ちる。操作の経過時間が慣性航法システムのドリフト処理能力に比べて長い時がある。そのような時にはフィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。
【０００６】
その他の欠点として、汎地球測位システムが電波妨害または混信のために有効でなくなる時がある。そのような時にはフィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。
さらに別の欠点として、初期化および／または再初期化で、慣性航法システムは個体の位置情報を生成し始めるために開始および／または再開始位置を必要とする。開始および／または再開始位置の外部入力がないと、慣性航法システムは航行を開始することができない。また、初期化および／または再初期化で、初期化および／または再初期化の開始と汎地球測位システムが航行を開始できる時との間に遅滞も生じている。この遅滞は、初期化および／または再初期化で汎地球測位システムの開始および／または再開始位置が有効である場合に軽減される。正確な開始および／または再開始位置は有効でない時がある。
【特許文献１】米国仮出願第６０／４１８，１１９号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は１つの実施態様で装置を含む。装置は個体の１つまたは複数の関節の移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、個体の位置変化を決定するために１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理部品とを含む。
【０００８】
本発明のその他の実施態様は方法を含む。個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動が測定される。この１つまたは複数の移動が個体の位置変化に変換される。
本発明のさらに別の実施態様は物品（ａｒｔｉｃｌｅ）を含む。物品はコンピュータ可読の信号保持媒体を含む。物品は媒体中で、個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定するための手段を含む。物品は媒体中で、１つまたは複数の移動を個体の位置変化に変換するための手段を含む。
本発明の例示的実施態様の特徴は、説明および添付の図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、１つの例で装置１００は主体、例えば個体の移動を測定するための１つまたは複数のセンサおよび処理部品を含む。１つまたは複数のセンサは、個体の１つまたは複数の関節上に都合良く配置されている。１つまたは複数のセンサは、１つまたは複数の方位で１つまたは複数の関節の移動を測定する。処理部品は、１つまたは複数の関節の移動を個体の総体的な移動に変換（例えば計算、転換、推測、演繹、決定および／または外挿）する。総体的な移動とは個体の全体の移動を表す。装置１００は、複数のハードウェアおよび／またはソフトウェア部品を含む。そのような部品のいくつかは、装置１００の中で組み合わせられるか、または分離されてよい。
【００１０】
１つの例で、装置１００は少なくとも１つのコンピュータ可読の信号保持媒体を使用する。装置１００のためのコンピュータ可読の信号保持媒体の１つの例は、１つまたは複数の磁気式、電気式、光学式、生物学的および原子的データ記憶媒体などの記録可能なデータ記憶媒体２０１（図２）の例を含む。別の例で、装置１００のためのコンピュータ可読の信号保持媒体は、装置１００を含むか、または装置１００に接続された、例えば１つまたは複数の電話網、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」）、インターネットおよび無線ネットワークのようなネットワークを介して伝送される変調された搬送信号を含む。装置１００の例示的部品は、当業者によって理解されるように、任意の数のプログラミング言語で書き込まれるか、または実行される一組および／または一連のコンピュータ命令を使用および／または包含する。
【００１１】
１つの例で、装置１００は主体のための人体測定による推測航法移動検知機（ａｎｔｈｒｏｐｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｅａｄ  ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ  ｍｏｔｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含む。１つの例の中での本明細書で使用する「人体測定による（ａｎｔｈｒｏｐｏｍｅｔｒｉｃ）」とは、主体を測定することを指す。１つの例の中での本明細書で使用する「推測航法（ｄｅａｄ  ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）」とは、既知の地点から辿った進路および距離を測定することによる航行のことを指す。１つの例で主体は個体１０２を含む。例えば、個体１０２は人間、動物またはロボットを含む。人体測定による推測航法移動検知機は個体１０２の測定値を取り込み、その測定値を既知の場所から始まる位置変化に変換する。
【００１２】
装置１００は、例えば１つまたは複数の、左右の足首センサ１０４および１０６、膝センサ１０８および１１０、腰回りセンサ１１１および１１２、胴回りセンサ１１３および１１４、手首センサ１１５および１１６、肘センサ１１８および１２０、肩センサ１２２および１２４、処理部品１２６ならびに航行部品１２８のような、１つまたは複数のセンサを含む。１つの例で、上記センサのうちの１つまたは複数は本明細書で説明するように歪みセンサを含む。別の例で、センサのうちの１つまたは複数は、例えば低コスト速度センサ（ｌｏｗ  ｃｏｓｔ  ｒａｔｅ  ｓｅｎｓｏｒｓ）のような速度センサを含む。１つまたは複数のセンサは個体１０２の１つまたは複数の関節の移動の測定に役立つ。例えば、１つまたは複数のセンサは、個体１０２の足首、膝、腰回り、胴回り、手首、肘および／または肩などの１つまたは複数の関節の三次元の移動を測定する。
【００１３】
個体１０２が既知の開始場所から経路を通過すると、装置１００は個体１０２の１つまたは複数の関節の移動の測定を行い、移動を記録するのに役立つ。続いて、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動は固体１０２の経路を決定するために再構築される。
【００１４】
１つまたは複数のセンサは個体１０２上で左右に配置される。１つまたは複数のセンサは個体１０２上で対称または非対称に配置されてもよい。１つまたは複数のセンサは個体１０２の足首、膝、腰回り、胴回り、手首、肘および／または肩の他にも、別の関節の場所を測定してよい。個体１０２の下半身の１つ以上の関節を監視する１つまたは複数のセンサは、個体１０２の歩行移動を再構築するために情報を提供する。例えば、足首センサ１０４および１０６、膝センサ１０８および１１０、腰回りセンサ１１１および１１２、ならびに胴回りセンサ１１３および１１４によって生成された情報は、個体１０２の歩行移動に変換される。１つまたは複数のセンサによって生成された情報はまた、急な方向転換または高度の変化などの経路沿いの重要な地点を測定するために変換されてもよい。
【００１５】
１つまたは複数のセンサは移動の方位や変位を測定する。１つの例で、第１センサは移動の方位を測定し、第２センサは移動の変位を測定する。別の例で、第１および第２センサは移動の変位と方位の両方を測定する。
【００１６】
１つまたは複数のセンサは歪みセンサを含む。歪みセンサは、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動による屈曲の歪みおよび／または捻じれの歪みを検知する。例えば、足首センサ１０４および１０６は、足首の関節の移動による屈曲の歪みおよび／または捻じれの歪みを検知する。屈曲の歪みは移動の変位（例えばメートル）に対応し、それに変換されてもよい。捻じれの歪みは移動の方位（例えば度）に対応し、それに変換されてもよい。
【００１７】
１つの例で、１つまたは複数のセンサは個体１０２の１つまたは複数の関節でスーツ１３０の中に埋め込まれる。スーツ１３０は個体１０２に着用される。スーツ１３０は上着、下着として着用されるか、または他のスーツに組み込まれてもよい。スーツ１３０は、個体１０２の生物的機能（例えば心拍数、体温等）のような他の情報を監視するために使用される第２のスーツに組み込まれてもよい。
【００１８】
図１から２を参照すると、処理部品１２６は１つまたは複数のセンサからの測定値を個体１０２の位置変化に変換するために、１つまたは複数のアルゴリズムを使用する。第１アルゴリズム２０２は、１つまたは複数のセンサが感知した歪みの屈曲成分を入力として取り込む。第１アルゴリズム２０２は屈曲成分を位置の変化の変位成分に変換する。第２アルゴリズム２０４は１つまたは複数のセンサが感知した歪みの捻じれ成分を入力として取り込む。第２アルゴリズム２０４は捻じれ成分を位置変化の方位成分に変換する。第３アルゴリズム２０６は位置の変化の変位成分、方位成分および開始場所を入力として取り込む。第３アルゴリズム２０６は位置変化の変位成分、方位成分および開始場所を個体１０２の更新された位置に変換する。１つまたは複数のアルゴリズムおよび１つまたは複数のセンサは、個体１０２に既知の経路を通らせることによって個体１０２の特定の移動に対して調整されてもよい。既知の経路を通る間に１つまたは複数のセンサによって生成された測定値は、１つまたは複数のアルゴリズムを個体１０２の特定の移動に対して調整する。第１、第２および第３アルゴリズムは組み合わせられるか、または分離されてよい。
【００１９】
第３アルゴリズム２０６は追加的に、磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０からの入力を取り込んでもよい。磁気首方位センサ２０８は、個体１０２の移動の方位に関する追加の情報を提供して歪みセンサの捻じれ成分を補足する。磁気首方位センサ２０８は、地球の磁界を利用して移動の方位を感知する。磁気首方位センサ２０８によって測定される磁界の変化は、個体１０２による方位の変化に対応する。気圧高度センサ２１０は高度の位置変化のために大気圧を測定する。気圧高度センサ２１０によって測定される大気圧の変化は、個体１０２による高度の変化に対応する。磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０によって生成される位置情報は、個体１０２の１つまたは複数の関節が移動していないときの個体１０２の移動の間に、人体測定による推測航法移動検知機を助ける。第３アルゴリズム２０６は、磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０によって生成された位置情報を、第１アルゴリズム２０２および第２アルゴリズム２０４によって生成された位置情報とともに比較考量し、組み合わせる。
【００２０】
１つの例で航行部品１２８は、慣性航法システム２１２（「ＩＮＳ」）および／または汎地球測位システム２１４（「ＧＰＳ」）を含む。航行部品１２８は個体１０２の位置情報を提供して処理部品１２６によって生成された位置情報を補足する。１つの例で、航行部品１２８は個体１０２の胴回りに取り付けられる。例えば、航行部品１２８は個体１０２のためにベルトに内蔵される。
【００２１】
図４を参照すると、別の例で航行部品１２８は個体１０２の足のかかとに配置されている。例えば、航行部分１２８は個体１０２の履く靴やブーツの中に取り付けられる。追加的に、処理部品１２６およびその他の電子部品は個体１０２が履く靴の中に航行部品１２８とともに配置されてもよい。航行部品１２８を靴の中に配置することで、航行部品１２８のために速度ゼロの更新または位置変化ゼロの更新が可能になる。例えば、個体１０２の足が止まっているか、または実質的に静止しているときに、航行部品１２８は速度ゼロの更新を始めて航行部品１２８の測定値の誤差または偏りを修正する。
【００２２】
図１から２を参照すると、フィルタリング部品２１６は処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４によって生成された位置情報を比較考量し、組み合わせるためのアルゴリズムを含む。位置情報の比較考量および組合せは処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４のそれぞれの信頼度に基づく。システムの動作の測定値の時系列と合わせてシステムおよび測定値の誤差の特徴を示す統計モデルと初期状態の情報とを用いて、アルゴリズムは処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４の測定値を処理して個体１０２の位置の推定値を演繹する。１つの例で、フィルタリング部品２１６はカルマン・フィルタを含む。１つの例で、処理部品１２６およびフィルタリング部品２１６は、例えば慣性航法システム２１２の中で航行部品１２８と組み合わせられる。フィルタリング部品２１６の出力は、表示装置２１８および記録装置１４０の１つまたは複数に伝えられてもよい。
【００２３】
記録装置１４０は、フィルタリング部品２１６からの位置情報の出力を保存する。個体１０２の経路は既知の開始場所および記録された位置情報から再構築されてもよい。経路は以前に地図化されていない地域、正しく地図化されていない地域の地図を作成するか、または古い地図を更新するために使用されてもよい。地図製作のための情報を提供する推測航法による航行を使用することは、汎地球測位システム２１４が利用できない遠隔の地域か、または汎地球測位システム２１４が電波妨害や混信に遭う地域で特に有効である。
【００２４】
初期化および／または再初期化で、慣性航法システム２１２は個体１０２の位置情報の生成を始めるために開始および／または再開場所を必要とする。処理部品１２６によって生成される推測航法の位置情報は、慣性航法システム２１２のために開始および／または再開始場所の推定値として使用されてもよい。初期化および／または再初期化で、汎地球測位システム２１４は衛星を追跡するのに開始および／または再開始位置から利益を受ける。処理部品１２６によって生成される推測航法の位置情報は、汎地球測位システム２１４のために開始および／または再開始場所の推定値として使用されてもよい。
【００２５】
実行時間の間、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４は、１つまたは複数のセンサおよび／または処理部品１２６に修正を与えてもよい。したがって、慣性航法システム２１２、汎地球測位システム２１４および処理部品１２６によって生成される位置情報はさらに一致する。修正によって、慣性航法システム２１２および／または汎地球測位システム２１４が利用できなくなったとき、処理部品１２６は位置情報の推定値を単独で生成することがさらに可能になる。
【００２６】
図３を参照すると、１つの例で航行部品１２８は信号調整部品３０２、信号処理装置３０４、ならびに慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４のゼロまたは複数を含む。スーツ１３０の１つまたは複数のセンサは情報を航行部品１２８に伝える。信号調整部品３０２は１つまたは複数のセンサから情報を受信する。信号調整部品３０２は１つまたは複数のアナログ信号からの情報を１つまたは複数のデジタル信号に変換する。１つまたは複数のデジタル信号は、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動を表す。１つまたは複数のデジタル信号は信号処理装置３０４に多重送信される。信号処理装置３０４は１つまたは複数のデジタル信号を個体１０２の位置情報に変換する。信号処理装置３０４および汎地球測位システム２１４から得られた個体１０２の位置情報は慣性航法システム２１２に伝えられる。慣性航法システム２１２は、内部で生成された位置情報、ならびに汎地球測位システム２１４および信号処理装置３０４によって生成された位置情報を比較考量し、組み合わせるためのアルゴリズムを含む。
【００２７】
本明細書で説明された工程または操作は例示的なものに過ぎない。本発明の精神から逸脱することのない、これらの工程または操作の変形形態は数多く存在しよう。例えば、工程は異なる順序で実施されてもよく、または工程は追加、削除されるか、変更されてもよい。
【００２８】
本発明の例示的実施態様を本明細書で詳細に示し、説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変更、追加および代用等がなされ、したがってこれらは本発明の範囲内にあるということは当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】１つまたは複数のセンサ、処理部品および航行部品を含む装置の１つの例示的実施態様を表す図である。
【図２】図１の装置により使用可能な１つの例示的流れ図である。
【図３】図１の装置により使用可能な別の例示的流れ図である。
【図１】
2007508541.tif 000002
【図２】
2007508541.tif 000003
【図３】
2007508541.tif 000004
【図４】
2007508541.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体の１つまたは複数の関節運動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、
前記個体の位置変化を決定するために前記１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理要素とを含む装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の歪みセンサを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数の歪みセンサは前記個体の関節に隣接する歪みセンサを含み、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の関節運動のうちの関節の関節運動に応じて歪みを感知し、
前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記歪みを表し、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記歪み情報を前記個体の前記位置変化に変換する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の屈曲を検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記屈曲を表し、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の捻じれを検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記捻じれを表し、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第１歪みセンサは、前記個体の第１の関節の屈曲を検知し、前記第１歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第１信号中で第１歪み情報として前記屈曲を表し、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記第１歪み情報を使用し、
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第２歪みセンサは、前記個体の第２の関節の捻じれを検知し、前記２歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第２信号中で第２歪み情報として前記捻じれを表し、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記第２歪み情報を用い、
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記個体の更新された位置を決定するために前記個体の前記位置変化の変位、前記位置変化の方位および既知の開始位置を使用する請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記個体の前記１つまたは複数の関節運動に基づく前記１つまたは複数の処理要素によって決定される前記位置変化と、
１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素からの位置情報と
を比較考量し、組み合わせるフィルタ要素をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記補足的なナビゲーション要素は汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）および慣性航法システム（「ＩＮＳ」）の１つまたは複数を含み、
前記フィルタ要素は、前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的なナビゲーション要素の相対的な信頼度に基づいて前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的なナビゲーション要素からの位置情報を比較考量し、組み合わせる請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素から前記個体の位置の修正情報を受信する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数は、前記１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素の初期化の際に、前記個体の初期の位置情報を１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素に提供する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のセンサは前記個体によって装着可能なスーツの中に組み込まれ、前記１つまたは複数のセンサは前記個体の１つまたは複数の関節に隣接する位置で前記スーツに配置される請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数に方位情報を提供する磁気首方位センサであって、前記磁気首方位センサの前記方位情報は前記１つまたは複数の処理要素によって決定される前記位置変化を補足する磁気首方位センサをさらに含み、
前記磁気首方位センサは前記個体の前記位置変化の方位を決定するために地球の磁界を使用する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の処理要素のうちの１つまたは複数に高度情報を提供する気圧高度センサであって、前記気圧高度センサの前記高度情報は前記１つまたは複数の処理要素によって決定される前記位置変化を補足する気圧高度センサをさらに含み、
前記気圧高度センサは前記個体の前記位置変化の高度変化を決定するために大気圧を測定する請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記個体に既知の経路を通らせて前記個体の前記１つまたは複数の関節運動が前記既知の経路に対しどのように反応するかを監視することによって、前記１つまたは複数のセンサおよび前記１つまたは複数の処理要素は前記個体に対して調整される請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の処理要素、前記個体の既知の開始位置および前記位置変化に基づいて前記個体の更新された位置を計算し、
前記１つまたは複数の処理要素は、前記個体の前記更新された位置を表示要素および記録要素の１つまたは複数に送信する請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の速度センサを含む請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素をさらに含み、前記１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴の中に組み込まれ、
前記１つまたは複数の補足的なナビゲーション要素のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴が実質的に静止しているときに１つまたは複数の速度ゼロの更新を始める請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定する工程と、
前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する工程とを含む方法。
【請求項１９】
前記個体の前記１つまたは複数の関節の前記１つまたは複数の移動を測定する工程が、
歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みセンサ上の歪みを前記歪みセンサに隣接する前記関節の移動によって測定する工程を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の移動を前記個体の前記位置変化に変換する工程が、
前記個体の前記位置変化の変位および方位を決定するために、前記歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みの特徴を分析する工程を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記個体の更新された位置を決定するために、前記個体の前記位置変化を前記個体の既知の開始位置に追加する工程をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
１つまたは複数のコンピュータ可読の信号保持媒体と、
前記信号保持媒体に格納され、個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定するための手段と、
前記信号保持媒体に格納され、前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する手段とを含む物品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
慣性航法システム（「ＩＮＳ」、Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）および汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）は個体についての位置情報を生成する。慣性航法システムと汎地球測位システムとは相補的な位置情報を生成する。汎地球測位システムによって生成された位置情報は、何らかの測定について慣性航法システムによって生成された位置情報を修正するのに使用されてもよい。慣性航法システムによって生成された位置情報は、汎地球測位システムによって衛星の再捕捉の間に使用されてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
その他の欠点として、汎地球測位システムが電波妨害または混信のために有効でなくなる時がある。そのような時にはフィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。
さらに別の欠点として、初期化および／または再初期化で、慣性航法システムは個体の位置情報を生成し始めるために開始および／または再開始位置を必要とする。開始および／または再開始位置の外部入力がないと、慣性航法システムは航行（ナビゲーション）を開始することができない。また、初期化および／または再初期化で、初期化および／または再初期化の開始と汎地球測位システムが航行を開始できる時との間に遅滞も生じている。この遅滞は、初期化および／または再初期化で汎地球測位システムの開始および／または再開始位置が有効である場合に軽減される。正確な開始および／または再開始位置は有効でない時がある。
【特許文献１】米国仮出願第６０／４１８，１１９号
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
装置１００は、例えば１つまたは複数の、左右の足首センサ１０４および１０６、膝センサ１０８および１１０、腰回りセンサ１１１および１１２、胴回りセンサ１１３および１１４、手首センサ１１５および１１６、肘センサ１１８および１２０、肩センサ１２２および１２４、処理部品１２６ならびに航行（ナビゲーション）部品１２８のような、１つまたは複数のセンサを含む。１つの例で、上記センサのうちの１つまたは複数は本明細書で説明するように歪みセンサを含む。別の例で、センサのうちの１つまたは複数は、例えば低コスト速度センサ（ｌｏｗ  ｃｏｓｔ  ｒａｔｅ  ｓｅｎｓｏｒｓ）のような速度センサを含む。１つまたは複数のセンサは個体１０２の１つまたは複数の関節の移動の測定に役立つ。例えば、１つまたは複数のセンサは、個体１０２の足首、膝、腰回り、胴回り、手首、肘および／または肩などの１つまたは複数の関節の三次元の移動を測定する。
【国際調査報告】
2007508541.tif 000006
2007508541.tif 000007
2007508541.tif 000008