(57)【要約】【課題】絶対位置情報を取得する機会を減らしても、軌跡の精度を保つことができる技術を実現する。【解決手段】センサ値を参照して、対象機器の移動距離と、移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成部（１１８）と、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成部（１１５）と、を備え、上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、角度補正量と、を決定し、最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎に、距離と角度を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサにより取得されたセンサ値を参照して、対象機器の位置を推定する位置推定部と、
上記対象機器の絶対座標を測定する絶対座標測定部と、
上記位置推定部によって推定された上記対象機器の位置を、上記絶対座標測定部によって測定された上記対象機器の絶対座標を参照して補正する補正処理部と、
を備え、
上記位置推定部は、
上記センサ値を参照して、上記対象機器の姿勢情報を生成する姿勢情報生成部と、
上記姿勢情報を参照して、上記対象機器の移動距離と、上記対象機器の移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成部と、
上記センサ値を参照して、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成部と、を備え、
上記補正処理部は、
上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、所定歩数毎の角度補正量と、を決定し、上記対象機器の最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎の移動距離と、所定歩数毎の移動方向と、を補正する
ことを特徴とする位置計測装置。
【請求項２】
上記移動情報生成部は、上記姿勢情報のうち水平成分の加速度に関する主成分分析により上記移動方向に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記移動方向に関する情報の第一主成分と第二主成分の比率から角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項３】
上記センサは、ジャイロセンサと、地磁気センサとを含み、
上記移動情報生成部は、上記ジャイロセンサから取得した値を積分することにより、上記移動方向に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記ジャイロセンサから取得した値を積分して得た上記移動方向に関する情報と、上記地磁気センサから取得した上記移動方向に関する情報と、の差分を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項４】
上記センサは、地磁気センサを含み、
上記移動情報生成部は、上記地磁気センサの３軸の合成ベクトルから上記移動方向に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記地磁気センサの３軸の合成ベクトルの大きさから得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項５】
上記センサは、地磁気センサを含み、
上記移動情報生成部は、上記地磁気センサの伏角から上記移動方向に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記地磁気センサの伏角から得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項６】
上記センサは、ジャイロセンサを含み、
上記移動情報生成部は、上記ジャイロセンサの微分値から上記移動方向に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記ジャイロセンサの３軸の微分値から得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項７】
上記センサは、加速度センサと、地磁気センサと、を含み、
上記姿勢情報生成部は、上記加速度センサと、上記地磁気センサと、のそれぞれのセンサ値に応じた姿勢情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記加速度センサのセンサ値に応じた姿勢情報と、上記地磁気センサのセンサ値に応じた姿勢情報と、の角度の差から、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項８】
上記センサは、加速度センサと、地磁気センサと、ジャイロセンサとを含み、
上記姿勢情報生成部は、上記加速度センサと、上記地磁気センサとの組み合わせと、上記ジャイロセンサと、を用いて姿勢情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記加速度センサと、上記地磁気センサとの組み合わせにより得た姿勢情報と、上記ジャイロセンサにより得た姿勢情報と、の方位角の差から、角度に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項９】
上記センサは、加速度センサと、気圧センサとを含み、
上記移動情報生成部は、上記気圧センサの変動量と、鉛直方向の上記加速度センサの変化量からそれぞれ上記移動距離に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記気圧センサで得た距離と、上記加速度センサで得た距離との差から距離に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項１０】
上記センサは、加速度センサを含み、
上記移動情報生成部は、上記加速度センサの値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から、上記移動距離に関する情報を生成し、
上記信頼度生成部は、上記加速度センサの値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から得た上記移動距離に関する情報と、ユーザの移動時間の平均速度との差分とから、距離に関する信頼度を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項１１】
請求項２〜６の少なくとも何れか１項に記載の位置計測装置と、
請求項７または８に記載の位置計測装置と、
請求項９または１０に記載の位置計測装置と、を組み合わせて成ることを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項１２】
上記絶対座標測定部は、ＧＰＳ信号を取得することで、上記絶対座標を測定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項１３】
上記絶対座標測定部は、Ｂｅａｃｏｎの電波を受信することで、上記絶対座標を測定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項１４】
上記絶対座標測定部は、Ｗｉ-Ｆｉの電波を受信することで、上記絶対座標を測定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項１５】
上記絶対座標測定部は、画像マーカーを取得することで、上記絶対座標を測定することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項１６】
センサにより取得されたセンサ値を参照して、対象機器の位置を推定する位置推定ステップと、
上記対象機器の絶対座標を測定する絶対座標測定ステップと、
推定された上記対象機器の位置を、上記対象機器の絶対座標を参照して補正する補正処理ステップと、
を含み、
上記位置推定ステップは、
上記センサ値を参照して、上記対象機器の姿勢情報を生成する姿勢情報生成ステップと、
上記姿勢情報を参照して、上記対象機器の移動距離と、上記対象機器の移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成ステップと、
上記センサ値を参照して、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成ステップと、を含み、
上記補正処理ステップは、
上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、所定歩数毎の角度補正量と、を決定し、上記対象機器の最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎の移動距離と、所定歩数毎の移動方向と、を補正するステップを含む
ことを特徴とする位置補正方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の位置計測装置と、設置座標情報を有する設置端末とを備える位置情報取得システムであって、
上記位置計測装置は、上記設置端末から上記設置座標情報を取得することで、上記絶対座標を取得する位置情報取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置、位置補正方法、及び位置情報取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の携帯端末装置では、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能を用いて位置測位を行う技術が一般的に採用されている。しかし、ＧＰＳ機能による位置測位は、消費電力が高く、電池が消耗してしまう。
【０００３】
そこで、自律航法を用いてユーザの歩行経路又は移動経路を推定することで、ＧＰＳ機能を間欠動作させ、消費電力を比較的低く抑える技術が提案されている（例えば、特許文献１または２参照）。
【０００４】
また、消費電力を抑えるためにＧＰＳ機能を最小限の使用に控えつつ移動経路の推定の精度を上げるために、バネモデルを用いた歩行軌跡補間技術を用いた手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１４／１５６３８５（２０１４年２月１０日公開）
【特許文献２】特開２０１２−２３３７３１（２０１２年１１月２９日公開）
【特許文献３】特開２０１２−１２２８９２（２０１２年６月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自律航法を用いて推定された移動経路に対して、ＧＰＳ機能により取得した絶対位置情報を用いて、補正する手段として一般的に回転、拡大／縮小処理が行われている。しかしながら、消費電力を減らすためにＧＰＳ機能を間欠動作させた場合、従来の補正方法では、十分に精度が得られなくなるという問題があった。
【０００７】
本発明の一態様は、絶対位置情報を取得する機会を減らしても、軌跡の精度を保つことができる技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置計測装置は、センサにより取得されたセンサ値を参照して、対象機器の位置を推定する位置推定部と、上記対象機器の絶対座標を測定する絶対座標測定部と、上記位置推定部によって推定された上記対象機器の位置を、上記絶対座標測定部によって測定された上記対象機器の絶対座標を参照して補正する補正処理部と、を備え、上記位置推定部は、上記センサ値を参照して、上記対象機器の姿勢情報を生成する姿勢情報生成部と、上記姿勢情報を参照して、上記対象機器の移動距離と、上記対象機器の移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成部と、上記センサ値を参照して、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成部と、を備え、上記補正処理部は、上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、所定歩数毎の角度補正量と、を決定し、上記対象機器の最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎の移動距離と、所定歩数毎の移動方向と、を補正する構成である。
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置補正方法は、センサにより取得されたセンサ値を参照して、対象機器の位置を推定する位置推定ステップと、上記対象機器の絶対座標を測定する絶対座標測定ステップと、推定された上記対象機器の位置を、上記対象機器の絶対座標を参照して補正する補正処理ステップと、を含み、上記位置推定ステップは、上記センサ値を参照して、上記対象機器の姿勢情報を生成する姿勢情報生成ステップと、上記姿勢情報を参照して、上記対象機器の移動距離と、上記対象機器の移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成ステップと、上記センサ値を参照して、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成ステップと、を含み、上記補正処理ステップは、上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、所定歩数毎の角度補正量と、を決定し、上記対象機器の最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎の移動距離と、所定歩数毎の移動方向と、を補正するステップを含む方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、絶対位置情報を取得する機会を減らしても、軌跡の精度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る位置計測装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る位置計測装置の装着例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る姿勢計算で使用する傾斜角と方位角を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る相対座標演算部で用いる移動ベクトルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る信頼度生成部の角度信頼度を計算するために使用する主成分分析の各成分の大きさを示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る軌跡補正部で使用する変数の説明に用いる図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用するジャイロセンサ異常を含む移動経路を描いた図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用する図７に対して一般的な軌跡補正処理後の移動経路を描いた図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用する図７に対して本発明の軌跡補正処理後の移動経路を描いた図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用する磁気異常を含む移動経路を描いた図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用する図１０に対して一般的な軌跡補正処理後の移動経路を描いた図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係る本発明の有用性の説明で使用する図１０に対して本発明の軌跡補正処理後の移動経路を描いた図である。
【図１３】位置計測装置の信頼度を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】角度に関する信頼度の算出方法を示す図である。
【図１５】角度に関する信頼度を示す図である。
【図１６】位置計測装置の補正量を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態２に係る位置計測携帯装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施形態３に係る位置計測携帯装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施形態４に係る位置計測携帯装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施形態６に係る歩行中のジャイロセンサの振る舞いの一例を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る位置情報取得システムの一例を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る位置情報取得システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１に係る位置計測装置１について、詳細に説明する。位置計測装置１は、例えば、携帯型ナビゲーション装置や、スマートフォン等のユーザが携帯して持ち運ぶことができる対象機器の位置を計測し、ユーザの動きに応じた移動経路の軌跡を精度良く保つ装置である。
【００１３】
なお、以下の説明では、位置計測装置１が、位置を計測する対象機器に一体に備えられている構成、つまり対象機器自体が位置計測装置１である場合を例に挙げて説明するが、位置計測装置１は、これに限られるものではない。位置計測装置１は、例えば、対象機器に備えられたセンサからのセンサ値を受信するサーバ上に設けられ、計測した対象機器の位置に関する情報を対象機器に送信可能に構成されていてもよい。
【００１４】
図２は、位置計測装置１の装着例を示す図である。位置計測装置１が、位置を計測する対象機器に一体に備えられている構成では、図２に示すように、位置計測装置１は、ユーザの腰等、ユーザの足の付け根より上の位置に装着されて使用されるのが望ましい。位置計測装置１は、ユーザの動きに応じて、位置計測装置１の姿勢に関する情報を取得し、自装置の位置を計測する。
【００１５】
〔位置計測装置１の概略構成〕
図１は、実施形態１に係る位置計測装置１の概略構成を示したブロック図である。
【００１６】
位置計測装置１は、位置推定部１１と、絶対座標測定部１２と、補正処理部１３と、を備えている。
【００１７】
（位置推定部１１の構成）
位置推定部１１は、例えば自立航法を用いて、位置計測装置１の位置を推定する機能を有し、複数のセンサを有するセンサ群１１１を備えている。位置推定部１１は、センサ群１１１が備える各センサによって取得されたセンサ値を参照して、位置計測装置１の位置を推定する。
【００１８】
センサ群１１１は、加速度センサ１１１１、地磁気センサ１１１２、ジャイロセンサ１１１３、気圧センサ１１１４を含んでいる。
【００１９】
加速度センサ１１１１は、常に重力加速度の影響を受けている。このため、加速度センサ１１１１は、非動作時であっても、重力加速度が鉛直方向へ影響を及ぼす。これを利用して、加速度センサ１１１１により取得されたセンサ値を参照することによって、位置推定部１１は、位置計測装置１の装着姿勢を求めることができる。
【００２０】
また、加速度センサ１１１１により取得されたセンサ値は、ユーザの動きに応じて変化する。加速度センサ１１１１により取得されたセンサ値は、積分することにより、位置計測装置１の移動の速度に関する情報を得ることができる。また、積分された加速度センサ１１１１により取得されたセンサ値を更に積分することにより、位置計測装置１の移動の距離に関する情報を得ることもできる。
【００２１】
地磁気センサ１１１２は、磁束密度を計測するセンサである。位置推定部１１は、地磁気センサ１１１２により取得されたセンサ値を参照することで、磁北方向を得ることができる。なお、地磁気センサ１１１２は、周辺に地場を発生する物体が存在する場合、その磁場の影響を受けることが知られている。
【００２２】
ジャイロセンサ１１１３は、回転運動時に発生する角速度を計測するセンサである。位置推定部１１は、ジャイロセンサ１１１３により取得された、回転運動時に発生するセンサ値を積分することで、回転角度を得ることができる。また、ジャイロセンサ１１１３に、回転運動前の方向（初期角度）を指定することで、磁北を認識させることもでき、ジャイロセンサ１１１３により取得されたセンサ値を参照して、磁北に対する回転角度を得ることができる。
【００２３】
気圧センサ１１１４は、周囲環境の気圧を計測するセンサである。気圧センサ１１１４により取得されたセンサ値を参照することで、位置推定部１１は、高度変化に伴って気圧が変化することを利用して、位置計測装置１の鉛直方向の移動距離を算出することができる。なお、気圧センサ１１１４は、天候等の環境の変化や密閉空間への出入りなどでもセンサ値が変化することが知られている。
【００２４】
位置推定部１１は、更に、センサ群１１１の各センサ１１１１，１１１２，１１１３，１１１４からのセンサ値を参照して、位置計測装置１の姿勢情報を生成する姿勢情報生成部１１２を備えている。また、位置推定部１１は、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報を参照して、位置計測装置１の移動距離と、移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成部１１８を備えている。また、位置推定部１１は、センサ群１１１の各センサ１１１１，１１１２，１１１３，１１１４からのセンサ値と、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報と、を参照して、移動情報生成部１１８によって生成された移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成部１１５を備えている。また、位置推定部１１は、移動情報生成部１１８によって生成された移動情報を参照して、位置計測装置１の位置を緯度・経度で示す相対位置を算出する相対座標演算部１１６を備えている。
【００２５】
姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１、地磁気センサ１１１２、及びジャイロセンサ１１１３の少なくとも何れか一つからのセンサ値を参照して、位置計測装置１の姿勢情報を生成する。
【００２６】
図３は、位置計測装置１の姿勢と、それを表現する傾斜角、方位角の関係とを示す図である。図３に示すように、例えば、姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１のセンサ値を参照して、位置計測装置１の姿勢の天頂方向からの傾斜角を算出する。また、位置計測装置１は、天頂方向を軸とする軸周りの角度である方位角を、初期角度を指定したジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２とからのセンサ値を参照して算出する。
【００２７】
姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１、地磁気センサ１１１２、及びジャイロセンサ１１１３からのセンサ値を参照することで、位置計測装置１がどのような姿勢になろうと、天頂方向からの傾斜角と、方位角とを用いて、すべての姿勢を表現する姿勢情報を生成することができる。
【００２８】
ところで、ジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２と、はセンサ固有のオフセット値を持っている。また、地磁気センサ１１１２に関しては、上述したように地場の影響を受ける場合がある。姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１によって取得されたセンサ値と、地磁気センサ１１１２によって取得されたセンサ値とを用いて位置計測装置１の姿勢を計算する。また、姿勢情報生成部１１２は、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値を用いて、位置計測装置１の姿勢を計算する。姿勢情報生成部１１２は、計算した２つの姿勢から、１つの姿勢を絞るために、カルマンフィルタなどを用いて、最適な単一の角度を求める。
【００２９】
姿勢情報生成部１１２は、位置計測装置１の天頂方向からの傾斜角と、方位角とに対して、アフィン変換を施す事で、算出した姿勢を、センサ軸座標系から絶対座標系へと変換する座標軸変換を行い、姿勢情報を生成する。姿勢情報生成部１１２は、生成した姿勢情報を、移動情報生成部１１８と、信頼度生成部１１５とに提供する。
【００３０】
移動情報生成部１１８は、位置計測装置１の移動方向を算出する移動方向演算部１１３と、位置計測装置１の移動距離を算出する移動距離演算部１１４と、を備えている。
【００３１】
移動方向演算部１１３は、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報のうち、水平成分の加速度に対して、主成分分析を行い、第一主成分の示す方向を移動方向とする情報を生成する。
一般に物体が移動する際には移動方向にのみ加速度が変化する。しかし、人間の歩行による動きでは、左右の足を交互に動かすことにより体が左右に揺れる。このため進行方向と異なる方向の成分についても加速度が変化する。しかしながら、移動方向に対する加速度の変化量は、進行方向と異なる方向に対する加速度の変化量よりも大きいため、水平方向の加速度の主成分分析を行うことで移動方向を特定することができる。移動方向演算部１１３は、移動方向に関する情報を相対座標演算部１１６に提供する。
【００３２】
一方で、例えば、体を左右に大きく揺らすような特異な歩行形態においては、移動方向の判定に誤差が生じやすくなり、移動の軌跡の精度が落ちる要因となる。よって、本実施系形態では、移動方向演算部１１３によって算出した移動方向に関する情報を信頼度生成部１１５に提供し、移動方向に関する情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する。
【００３３】
移動距離演算部１１４は、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報のうち、鉛直方向の加速度の変化量を用いて、ユーザの歩幅を算出することで、ユーザの１歩毎の移動距離を取得する。なお、移動距離演算部１１４は、公知のいかなる技術を用いて、加速度情報から移動距離を算出する構成であってもよい。移動距離演算部１１４は、算出した移動距離に関する情報を相対座標演算部１１６と、信頼度生成部１１５と、に提供する。
【００３４】
相対座標演算部１１６は、移動方向演算部１１３と、移動距離演算部１１４と、で算出された移動方向と移動距離とを含む移動情報とによって表現される移動ベクトルを参照して、位置計測装置１の相対位置を算出する。図４は、相対座標演算部１１６で用いる移動ベクトルを示す図である。図４に示すように、相対座標演算部１１６は、移動ベクトルを北方向と東方向にベクトル分解し、公知の計算式（例えば、国土地理院のホームページ：http://www.gsi.go.jp/index.html参照）を用いて、緯度・経度に変換する。相対座標演算部１１６は、算出した位置計測装置１の相対位置を、補正処理部１３に提供する。
【００３５】
（信頼度生成部１１５について）
信頼度生成部１１５は、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報と、移動情報生成部１１８によって生成された移動情報とを参照して、姿勢情報、及び、移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する。信頼度は、例えば、センサ群１１１の各センサ１１１１，１１１２，１１１３，１１１４からのセンサ値を取得する環境によって生じる誤差や、これらのセンサ値を参照して姿勢情報、及び移動情報を算出する際に生じる誤差から算出されるものである。
【００３６】
信頼度生成部１１５は、ユーザの１歩毎の進む方向の演算の際に生じる角度に関する誤差の度合いである角度信頼度と、ユーザの１歩毎の距離の演算の際に生じる距離に関する誤差の度合いである距離信頼度と、を推定する。信頼度生成部１１５は、ユーザの１歩毎の角度と、ユーザの１歩毎の距離との信頼度を推定し、この信頼度が後述する軌跡補正の際に使用される。これにより、局所的な軌跡の補正が可能となる。なお、ユーザの１歩毎の距離は、ユーザの歩幅と同じであり、以下の説明において、各歩幅は、ユーザの１歩毎の距離に対応するものである。
【００３７】
また、以下の説明では、信頼度生成部１１５は、ユーザの１歩毎の角度信頼度と、ユーザの１歩毎の距離信頼度と、を推定する構成について説明するが、信頼度生成部１１５は、１歩に限らず、所定数の複数歩毎の角度信頼度と、所定数の複数歩毎の距離信頼度と、を推定する構成であってもよい。
【００３８】
信頼度生成部１１５は、角度信頼度生成部１１５１と、距離信頼度生成部１１５２と、を備えている。
【００３９】
角度信頼度生成部１１５１は、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報と、移動方向演算部１１３によって算出されたユーザの１歩毎の移動方向に関する情報とを参照して、角度信頼度を生成する。
【００４０】
角度信頼度生成部１１５１は、加速度センサ１１１１からのセンサ値と、地磁気センサ１１１２からのセンサ値との組み合わせを参照することによって生成された姿勢情報と、ジャイロセンサ１１１３からのセンサ値を参照することによって生成された姿勢情報と、の方位角の差で求めることによって、姿勢情報における角度信頼度を生成する。例えば、角度信頼度生成部１１５１は、ジャイロセンサ１１１３からのセンサ値を参照して算出された方位角ｄｅｇＧと、地磁気センサ１１１２からのセンサ値を参照して算出された方位角ｄｅｇＭとの差を用いて、姿勢情報における角度信頼度を１／｜ｄｅｇＧ−ｄｅｇＭ｜としてもよい。
【００４１】
図５は、角度信頼度を生成するために使用する水平成分の加速度の各成分の大きさを示す図である。角度信頼度生成部１１５１は、移動方向演算部１１３にて算出された水平成分の加速度の第一主成分に対する第二主成分の比率を用いて、ユーザの１歩毎の移動方向における角度信頼度を生成する。例えば、角度信頼度生成部１１５１は、図５に示すように、水平成分の加速度の第一主成分の大きさＳ１とし、第二主成分の大きさＳ２として、ユーザの１歩毎の移動方向における角度信頼度をＳ１／Ｓ２としてもよい。
【００４２】
角度信頼度生成部１１５１は、姿勢情報における角度信頼度と、ユーザの１歩毎の移動方向における角度信頼度と、を参照して、ユーザの位置情報における角度信頼度を生成する。角度信頼度生成部１１５１は、姿勢情報における角度信頼度αＡとし、ユーザの１歩毎の移動方向おける角度信頼度αＢとして、ユーザの位置情報における角度信頼度αを、α＝（αＡ＊αＢ）／（αＡ＋αＢ）とする。
【００４３】
距離信頼度生成部１１５２は、移動距離演算部１１４によって算出されたユーザの１歩毎の移動距離に関する情報を参照して、距離信頼度を生成する。
【００４４】
距離信頼度生成部１１５２は、気圧センサ１１１４からのセンサ値を参照することによって算出される鉛直方向の移動距離と、加速度センサ１１１１からのセンサ値を参照することによって算出される鉛直方向の移動距離との差分から、ユーザの１歩毎の移動距離に関する距離信頼度を生成する。
【００４５】
例えば、距離信頼度生成部１１５２は、移動距離演算部１１４によって算出された鉛直方向の加速度からユーザの１歩毎の鉛直方向の距離Ｌａを求める。
また、距離信頼度生成部１１５２は、気圧センサ１１１４からのセンサ値を参照して取得される気圧の変化量から、距離の変化量Ｌｐを求める。距離信頼度生成部１１５２は、距離信頼度を１／｜Ｌａ−Ｌｐ｜とする。
【００４６】
角度信頼度生成部１１５１、及び距離信頼度生成部１１５２は、移動情報の信頼度を示す信頼度情報である角度信頼度と、距離信頼度とを補正処理部１３に提供する。
【００４７】
なお、本実施形態では、角度信頼度生成部１１５１によって生成される角度信頼度と、距離信頼度生成部１１５２によって生成される距離信頼度と、の２種類の信頼度を生成する例を用いているが、これに限られるものではない。例えば、角度信頼度と、距離信頼度との何れか一方の信頼度を使用する場合、未使用の信頼度の値を１と固定することで片方の信頼度のみを使用することも可能である。
【００４８】
ここで、距離信頼度の値を１に固定した場合、ユーザの１歩毎の局所的な距離の補正は行われず、軌跡全体に対して均等な補正が行われ、角度信頼度に関して、ユーザの１歩毎の局所的な補正が行われる構成であってもよい。
【００４９】
（絶対座標測定部１２の構成）
絶対座標測定部１２は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳセンサ１２１を備え、ＧＰＳセンサ１２１が受信した信号から、位置計測装置１の現在位置を測位する。こうして、絶対座標測定部１２は、ＧＰＳセンサ１２１によりＧＰＳ信号を取得することで、位置計測装置１の現在位置を緯度と経度とで示す絶対座標を測定する。絶対座標測定部１２は、測定した位置計測装置１の絶対座標を補正処理部１３に提供する。
【００５０】
なお、絶対座標測定部１２は、ＧＰＳ信号を受信して絶対座標を測定する構成に限られるものではない。図１７〜図１９は、他の実施形態の絶対座標測定部１２を示す図である。
【００５１】
例えば、絶対座標測定部１２は、図１７に示すように、Ｂｅａｃｏｎ受信機１２２を備え、道路上に設置されたＢｅａｃｏｎから発信される電波または赤外線を受信することで、絶対座標を測定してもよい。絶対座標測定部１２は、Ｂｅａｃｏｎ受信機１２２によって、Ｂｅａｃｏｎから受信する電波または赤外線の強度が、予め定めた閾値を超えた場合に、Ｂｅａｃｏｎの設置座標を絶対座標として取得してもよい。
【００５２】
また、絶対座標測定部１２は、図１８に示すように、Ｗｉ−Ｆｉ受信機１２３を備え、Ｗｉ-Ｆｉの電波を受信することで、絶対座標を測定してもよい。絶対座標測定部１２は、Ｗｉ−Ｆｉ受信機１２３により複数のＷｉ−Ｆｉ（登録商標）の電波を受信し、各基地局の座標情報と、電波強度の情報と、を参照して、三点測量の要領で現在地の座標情報を計算し、絶対座標として利用してもよい。
【００５３】
また、絶対座標測定部１２は、画像マーカーを取得することで、絶対座標を測定してもよい。例えば、絶対座標測定部１２は、図１９に示すように、カメラ１２４を備え、カメラ１２４の撮影画像の解析により画像マーカーを取得し、画像マーカーの設置座標を絶対座標として取得してもよい。
カメラ１２４は、位置計測装置１に備えられ、位置計測装置１の移動中に自動で周囲の画像を撮影可能に構成されていてもよい。絶対座標測定部１２は、カメラ１２４の撮影画像に映されている設置済みの画像マーカーのパターンを発見し、認識した画像マーカーの画像中のサイズが一定サイズを超えた時に、画像マーカーの位置に接近していると考え、画像マーカーの設置座標を絶対座標として利用してもよい。
【００５４】
絶対座標測定部１２、上述したＧＰＳセンサ１２１、 Ｂｅａｃｏｎ受信機１２２、Ｗｉ−Ｆｉ受信機１２３、カメラ１２４の少なくとも１つ、又はこれらの組み合わせにより絶対座標を測定する構成であってもよい。
【００５５】
図２１、および図２２は、位置計測装置１を含む位置情報取得システムの一例を示す図である。図２１、および図２２に示すように、位置計測装置１は、Ｂｅａｃｏｎ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、及び画像マーカー等の設置座標情報を有する設置端末２と共に用いられる位置情報取得システムとして機能し、上述の設置端末２から、設置端末２の設置座標に関する情報を取得することで、位置計測装置１の絶対座標を取得することができてもよい。
【００５６】
図２１は、設置端末２が上記のＢｅａｃｏｎや画像マーカー等である場合の位置情報取得システムの例を示す図である。例えば、設置端末２は店舗Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれに設置されている。位置計測装置１を装着したユーザが、設置端末２が設置されている店舗付近に近づいた場合に、位置計測装置１は、該店舗に設置された設置端末２の絶対座標を受信する。これにより、位置計測装置１は、ユーザが該店舗付近を歩行したことを検知することができる。
【００５７】
図２１中に点線で示した範囲は、設置端末２から発信される電波や赤外線の範囲を示している。例えば、店舗Ａに設置された設置端末２から発信される電波や赤外線の範囲内を、位置計測装置１を装着するユーザが歩行すると、位置計測装置１は、店舗Ａに設置された設置端末２から発信される絶対座標を受信する。位置計測装置１は、設置端末２から絶対座標を受信するのに併せて、例えば、店舗Ａの広告等も受信しても良い。
【００５８】
また、位置計測装置１は、設置端末２から絶対座標を受信するのに併せて、ユーザの移動経路の軌跡の情報を設置端末２へ出力する構成であってもよい。このように、ユーザの移動経路の軌跡の情報を設置端末２へ出力する構成とすることで、例えば、当該軌跡の情報を参照することにより、ユーザがどのような経路を経て当該店舗に訪れたかを示す情報を得ることができる。
【００５９】
例えば、図２１に中に矢印で示したように、ユーザが店舗Ｃから、店舗Ｂを経て店舗Ａに着くまでの経路の情報を、ユーザが店舗Ａに設置された設置端末２から発信される電波や赤外線の範囲内を歩行する際において、店舗Ａに設置された設置端末２に出力することができてもよい。
【００６０】
また、設置端末２が画像マーカーである場合には、位置計測装置１が備えるカメラ１２４が認識した設置端末２の画像マーカーの画像中のサイズが一定サイズを超える範囲内において、位置計測装置１は設置端末２の絶対座標を受信する。
【００６１】
図２２は、設置端末２がＷｉ−Ｆｉの電波を発信する端末である場合の位置情報取得システムの例を示す図である。例えば、Ｗｉ−Ｆｉの電波を発信する設置端末２は店舗Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれに設置されている。位置計測装置１を装着したユーザが、店舗Ａ付近を歩行する場合、店舗Ａに設置された設置端末２から発信されるＷｉ−Ｆｉの電波を、位置計測装置１は、Ｗｉ−Ｆｉ受信機１２３で受信する。また、位置計測装置１は、店舗Ｂや店舗Ｃに設置されている設置端末２から発信されるＷｉ−Ｆｉの電波も併せて受信する。このように、ｌ位置計測装置１は、複数のＷｉ−Ｆｉの電波を受信し、各基地局の座標情報と、電波強度の情報と、を参照して、三点測量の要領で現在地の座標情報を計算することで、絶対座標を算出することができてもよい。
【００６２】
このように、位置計測装置１を、Ｂｅａｃｏｎ、Ｗｉ−Ｆｉ、及び画像マーカー等の設置座標情報を有する設置端末２と共に用いられる位置情報取得システムとして機能させてもよい。これにより、位置計測装置１の設置端末２からの絶対座標取得時におけるユーザの位置情報やユーザの動きに応じた移動経路の軌跡の情報を、適宜に活用することができる。
【００６３】
なお、絶対座標測定部１２、絶対座標を取得する公知の他の方法によって、絶対座標を測定する構成であってもよい。
【００６４】
（補正処理部１３の構成）
補正処理部１３は、記憶部１３１と、軌跡補正演算部１３３と、を備えている。また、補正処理部１３は、絶対座標測定部１２から絶対座標を取得する絶対座標取得部１３２を備えている。
【００６５】
補正処理部１３は、位置推定部１１によって推定された位置計測装置１の位置を、絶対座標測定部１２によって測定された位置計測装置１の絶対座標を参照して補正する機能を有する。また、補正処理部１３は、信頼度生成部１１５によって生成されたユーザの所定歩数毎の移動方向と、ユーザの所定歩数毎の移動距離とに関する信頼度を示す信頼度情報と、移動情報生成部１１８によって生成されたユーザの所定歩数毎の移動方向と、ユーザの所定歩数毎の移動距離とを含む移動情報と、を参照して、ユーザの所定歩数毎の距離補正量と、ユーザの所定歩数毎の角度補正量と、を決定する。そして、補正処理部１３は、決定したユーザの所定歩数毎の距離補正量と、ユーザの所定歩数毎の角度補正量とに応じて、最新の補正済みの位置情報を起点として、ユーザの所定歩数毎に、移動距離と移動方向とを補正する。
【００６６】
記憶部１３１は、補正処理部１３で用いられる種々のデータを格納するストレージである。記憶部１３１には、位置計測装置１が有する機能を実行するための各種プログラムが記憶されていてもよい。記憶部１３１は、例えば、内容の書き換えが可能な不揮発性メモリである、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどのいずれか１つ、又はそれらの１つ以上の組み合わせによって実現される。
【００６７】
記憶部１３１は、補正処理部１３によって補正された補正済みの位置情報を記憶する位置情報記憶部１３１１を含んでいる。位置情報記憶部１３１１には、位置推定部１１の相対座標演算部１１６によって算出された、位置計測装置１の相対位置が記憶されている。また、位置情報記憶部１３１１には、補正済みのユーザのｉ歩目の位置情報が座標（ｘｐｉ，ｙｐｉ）で示されて記憶されている。
【００６８】
また、記憶部１３１は、位置推定部１１の角度信頼度生成部１１５１によって推定された角度信頼度を記憶する角度信頼度記憶部１３１２と、距離信頼度生成部１１５２によって推定された距離信頼度を記憶する距離信頼度記憶部１３１３と、を備えている。
【００６９】
また、記憶部１３１は、ユーザのｉ歩目の位置情報が補正済みか否かを示す情報を記憶する補正済フラグ記憶部１３１４を備えている。
【００７０】
軌跡補正演算部１３３は、記憶部１３１に記憶された位置情報、角度信頼度、距離信頼度、及び、補正済フラグと、絶対座標測定部１２によって測定された絶対座標と、を参照して、位置計測装置１の移動の軌跡を補正する。
【００７１】
（ジャイロセンサと、地磁気センサとを用いた位置計測の例）
ここで、具体例としてジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２と、を用いた位置計測の例について説明する。
【００７２】
位置計測装置１は、位置を計測する対象機器である自装置の移動の軌跡を出力する際に、進む方向（姿勢）を補正することで、軌跡を補正する。位置計測装置１は、ジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２と、を用いて、姿勢を計測した後、移動方向を計測する。
【００７３】
移動情報生成部１１８の移動方向演算部１１３は、ジャイロセンサ１１１３から取得したセンサ値を積分することにより、移動方向に関する情報を生成する。
【００７４】
ジャイロセンサ１１１３のセンサ値に基づく方位角（天頂方向を軸とする軸周りの角度）と、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく方位角と、に差分が生じている場合、この差分が原因で、位置推定部１１によって推定された移動経路の軌跡と、正しい移動経路の軌跡との間にズレが生じる。
【００７５】
信頼度生成部１１５は、ジャイロセンサ１１１３から取得した値を積分して得た移動方向に関する情報と、地磁気センサ１１１２から取得した移動方向に関する情報と、の差分を算出することで、角度に関する信頼度を生成する。
【００７６】
軌跡補正演算部１３３は、この差分に基づく角度に関する信頼度を用いて、後述する軌跡補正を行う。このように、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値に基づく方位角と、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく方位角と、の差分を示す信頼度を、軌跡補正の際に用いることで、局所的に歪んだ箇所と、軌跡の形状が正しい箇所とに対してそれぞれに適切な補正処理を行う。
【００７７】
また、本実施形態では、ジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２と、を用いて算出された位置計測装置１の姿勢情報は、姿勢情報生成部１１２により座標変換（座標軸変換）処理され、相対的な位置情報が生成される。姿勢情報生成部１１２により生成された相対的な位置情報は、信頼度と共に、ユーザの１歩毎に記憶部１３１に保存される。なお、姿勢情報生成部１１２による座標変換処理には、公知のカルマンフィルタ等を用いることができる。
【００７８】
移動経路の軌跡の補正は、絶対座標測定部１２によって位置計測装置１の絶対座標が測定されたことをトリガーとして行われる。移動経路の軌跡の補正は、記憶部１３１に記憶された、未補正のすべての位置情報と信頼度に対して、行われる。移動経路の軌跡の補正は、絶対座標の測定間隔を、補正対象区間として、当該補正対象区間に対して一気に行われる。また、移動経路の軌跡の補正は、当該補正対象区間内の１歩毎の位置情報に対して、１歩毎の位置情報に対応した信頼度を用いて行われる。これにより、局所的な補正が可能となる。
【００７９】
（軌跡補正の方法）
補正処理部１３は、記憶部１３１に未補正の位置情報と、当該未補正の位置情報に対応する角度信頼度及び距離信頼度とが記憶されている状態において、絶対座標測定部１２から位置計測装置１の絶対座標を絶対座標取得部１３２を介して取得すると、未補正の位置情報に対して補正を行い、位置計測装置１の移動経路の軌跡を補正する。
【００８０】
図６は、軌跡補正演算部１３３で使用する変数を示す図である。図７は、位置推定部１１によって推定された位置による移動の軌跡と、実際の移動の軌跡とのずれを示す図である。図６、図７に示すように、位置推定部１１によって推定され、補正処理部１３の記憶部１３１に記憶されたユーザのｉ歩目の位置を示す座標を（ｘｐｉ、ｙｐｉ）とする。また、絶対座標測定部１２で測定され、補正処理部１３の記憶部１３１に記憶されたｊ番目の絶対座標を（ｘｑｊ、ｙｑｊ）とする。
【００８１】
ここで、位置情報記憶部１３１１に記憶されているｊ番目の絶対座標取得時における最新の補正済みの位置情報の座標はｎｊ歩目であると定義し、ｍ番目とｍ＋１番目の絶対座標の間に取得された、位置情報に格納されている座標のｎｍ歩目からｎｍ＋１歩目の軌跡を補正する場合を考える。
【００８２】
位置情報記憶部１３１１に記憶されているｉ＝ｎｍとなるｉ歩目の位置情報は、ｍ番目の絶対座標取得時に軌跡補正が施されている。よって、軌跡補正を施す範囲はｉ＝ｎｍ＋１〜ｎｍ＋１となる。補正済フラグ記憶部１３１４内のｉ＝ｎｍ＋１〜ｎｍ＋１の範囲のデータはすべて、補正済フラグが付されていない、未補正の状態となっている。
【００８３】
軌跡補正演算部１３３は、軌跡補正の処理の前に、位置推定部１１によって推定された未補正の位置情報の１歩毎の角度信頼度の総和と、１歩毎の距離信頼度の総和とを求める。
【００８４】
軌跡補正演算部１３３は、その後、最新の補正済みの位置情報を起点として、絶対座標測定部１２によって測定された絶対座標との距離と角度との差分を求める。また、軌跡補正演算部１３３は、位置推定部１１によって推定された最新の推定位置情報の、最新の補正済みの位置情報に対する距離と、角度との差分を求める。
【００８５】
軌跡補正演算部１３３は、絶対座標のｍ番目からｍ＋１番目の移動距離Ｌｑｍ＋１を以下の式１を用いて算出する。
【００８６】
【数１】
2019148586.tif 000003
【００８７】
また、軌跡補正演算部１３３は、この時の位置推定部１１による移動距離Ｌｐｎｍ＋１を以下の式２を用いて算出する。
【００８８】
【数２】
2019148586.tif 000004
【００８９】
軌跡補正演算部１３３は、距離信頼度の総和に基づく、総距離信頼度βを以下の式３を用いて算出する。
【００９０】
【数３】
2019148586.tif 000005
【００９１】
軌跡補正演算部１３３は、これらの式１〜式３を用いて、ｍ＋１番目の距離補正係数Δβｍ＋１を以下の式４を用いて算出する。
【００９２】
【数４】
2019148586.tif 000006
【００９３】
また、軌跡補正演算部１３３は、絶対座標のｍ個目とｍ＋１個目の座標をつなぐ直線の傾斜角θｑｍ＋１を以下の式５を用いて算出する。
【００９４】
【数５】
2019148586.tif 000007
【００９５】
軌跡補正演算部１３３は、位置情報のｎｍ＋１歩目とｎｍの座標をつなぐ直線の傾斜角θｐｎｍ＋１を以下の式６を用いて算出する。
【００９６】
【数６】
2019148586.tif 000008
【００９７】
軌跡補正演算部１３３は、角度信頼度の総和に基づく、総角度信頼度αを以下の式７を用いて算出する。
【００９８】
【数７】
2019148586.tif 000009
【００９９】
軌跡補正演算部１３３は、ｍ＋１番目の角度補正係数Δαｍ＋１を以下の式８を用いて算出する。
【０１００】
【数８】
2019148586.tif 000010
【０１０１】
軌跡補正演算部１３３は、式４を用いて算出した距離補正係数Δβｍ＋１と、式８を用いて算出した角度補正係数Δαｍ＋１を用いてｉ＝ｎｍ＋１〜ｎｍ＋１歩目位置情報の補正処理を行う。
【０１０２】
（距離補正１段階目）
また、軌跡補正演算部１３３は、それぞれの移動距離に距離信頼度とΔβとを乗算した成分を加えていく。軌跡補正演算部１３３は、ｉ歩目の位置情報における座標のｘ成分をｘｉとし、補正後の成分をｘ´ｉとして下記式９と式１０とを用いて算出する。
【０１０３】
【数９】
2019148586.tif 000011
【０１０４】
【数１０】
2019148586.tif 000012
【０１０５】
また、軌跡補正演算部１３３は、ｉ歩目の位置情報における座標のｙ成分であるｙｉに関しても同様に補正後の成分をｙ´ｉとして下記式１１と式１２とを用いて算出する。
【０１０６】
【数１１】
2019148586.tif 000013
【０１０７】
【数１２】
2019148586.tif 000014
【０１０８】
（角度補正）
軌跡補正演算部１３３は、上記、１段階目の距離補正を行った後の座標（ｘ´ｐｉ、ｙ´ｐｉ）に対して角度信頼度とΔαとを用いて角度の補正処理を行う。この時、軌跡補正演算部１３３は、Δαとは別のパラメータＶを用いる。軌跡補正演算部１３３は、以下の式１３〜１５を用いて、１段階目の距離補正を行った後の座標（ｘ´ｐｉ、ｙ´ｐｉ）に対して角度の補正処理を行う。
【０１０９】
【数１３】
2019148586.tif 000015
【０１１０】
【数１４】
2019148586.tif 000016
【０１１１】
【数１５】
2019148586.tif 000017
【０１１２】
また、軌跡補正演算部１３３は、以下の式１６を用いて、ｎｍ歩目とｎｍ＋１歩目の傾斜角θ´´ｐｎｍ＋１を算出する。
【０１１３】
【数１６】
2019148586.tif 000018
【０１１４】
軌跡補正演算部１３３は、算出した傾斜角θ´´ｐｎｍ＋１と、絶対座標のｍ個目とｍ＋１個目の傾斜角θｑｍ＋１（式５）と、を比較してこの差が最少となるＶを見つけ、使用する。このＶの算出方法にはニュートン法などを用いることができる。
【０１１５】
（距離補正２段階目）
移動距離の演算方法が完全である場合、上述の距離補正１段階目と角度補正とによりｎｍ＋１歩目の座標とｍ＋１個目の絶対座標の位置が重なる。しかしながら、実際には演算方法が完全ではないためｎｍ＋１歩目の座標とｍ＋１個目の絶対座標の位置とが重ならない場合がある。そこで、軌跡補正演算部１３３は、角度補正後の移動経路を拡大／縮小することでｎｍ＋１歩目とｍ＋１個目の絶対座標を重ねる。
【０１１６】
軌跡補正演算部１３３は、距離補正１段階目と同様に、Ｌ´´ｐｎｍ＋１、Ｌｑｍ＋１（式１）算出して、処理倍率γを以下の式１７、１８を用いて計算する。
【０１１７】
【数１７】
2019148586.tif 000019
【０１１８】
【数１８】
2019148586.tif 000020
【０１１９】
軌跡補正演算部１３３は、このγを用いて、（ｘ´´ｐｉ、ｙ´´ｐｉ）（ｉ＝ｎｍ＋１〜ｎｍ＋１）の座標を補正して、以下の式１９〜２２を用いて、（ｘ´´´ｐｉ、ｙ´´´ｐｉ）を求める。
【０１２０】
【数１９】
2019148586.tif 000021
【０１２１】
【数２０】
2019148586.tif 000022
【０１２２】
【数２１】
2019148586.tif 000023
【０１２３】
【数２２】
2019148586.tif 000024
【０１２４】
軌跡補正演算部１３３は、位置情報記憶部１３１１に記憶されたｎｍ＋１歩目からｎｍ＋１歩目までの位置情報を（ｘ´´´ｐｉ、ｙ´´´ｐｉ）（ｉ＝ｎｍ＋１〜ｎｍ＋１）に修正する。また、軌跡補正演算部１３３は、補正済フラグ記憶部１３１４に記憶されたｎｍ＋１歩目からｎｍ＋１歩目までの補正済フラグの情報を補正済みに修正する。これにより、軌跡補正演算部１３３は軌跡補正処理を完了する。
【０１２５】
（本実施形態による効果）
従来のように、回転、拡大の補正を行って移動の軌跡を補正した場合には、図８に示すように、到達地点は一致するが、途中の経路に関しては、正しい軌跡を復元することができない。これに対して、本実施形態の補正方法を適用した場合には、図９に示すように、角度補正係数Ｖを変更することにより、経路が変動し、最適な係数を用いことで正しい経路に近い経路を示すように、移動の軌跡を復元することが可能となる（図９中ではＶ＝０．５Δαが一番正解に近い経路になる）。
【０１２６】
また、図１０に示すように、地磁気の異常により、位置推定部１１により推定された位置の軌跡が狂ってしまう場合がある。このような場合、従来の回転、拡大による補正の結果は、図１１に示すように、正しい軌跡を復元することができない。これに対して、本実施形態の補正方法を適用した場合には、図１２に示すように、正しい軌跡に近い経路を復元することが可能となる。
【０１２７】
なお、本実施形態の各種構成は、上述した形態に限定されるわけではなく、適宜な構成の組み換えや、変更が可能である。例えば、Ｂｅａｃｏｎや画像マーカー等の設置端末２を位置情報を取得したいエリアに設置し、これにより、当該エリア内において、位置計測装置１を所持するユーザの位置情報を取得することができてもよい。
本実施形態によれば、絶対座標による位置情報の取得の間隔を延ばすことができるため、設置端末２の設置の間隔もそれに応じて延ばすことができ、設置端末２の設置数を削減することが可能である。
【０１２８】
このように、本実施形態によれば、１歩毎の位置情報に対応した信頼度を用いることで、軌跡の部分的な箇所にそれぞれ適切に補正を行うことができる。よって、ＧＰＳ信号の受信の機会を減らしても、軌跡の精度を保つことが可能である。
【０１２９】
（位置推定部１１の処理について）
図１３は、位置推定部１１の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３０】
（ステップＳ２１）
位置推定部１１は、センサ群１１１の各センサによってセンサ値を取得する。
【０１３１】
（ステップＳ２２）
位置推定部１１は、姿勢情報生成部１１２の機能により、対象機器の姿勢を計算する。姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１のセンサ値と、地磁気センサ１１１２のセンサ値との組み合わせにより得た姿勢に関する情報と、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値を用いて得た姿勢に関する情報と、を信頼度生成部１１５に提供する。
【０１３２】
（ステップＳ２３）
位置推定部１１は、姿勢情報生成部１１２の機能により、計算した対象機器の姿勢の座標軸を変換し、姿勢情報を生成する。姿勢情報生成部１１２は、生成した姿勢情報を移動情報生成部１１８と、信頼度生成部１１５とに提供する。
【０１３３】
（ステップＳ２４）
移動情報生成部１１８は、移動方向演算部１１３の機能により、姿勢情報生成部１１２が生成した姿勢情報を参照して、姿勢情報の水平成分の加速度に対して主成分分析を行い、第一主成分の示す方向を移動方向とする。移動情報生成部１１８は、主成分分析の結果を信頼度生成部１１５に提供する。
【０１３４】
（ステップＳ２５）
移動情報生成部１１８は、移動距離演算部１１４の機能により、加速度センサ１１１１によって取得されたセンサ値の鉛直方向の変化量から、移動距離に関する情報を生成する。移動情報生成部１１８は、移動距離演算部１１４の機能により、姿勢情報生成部１１２によって生成された姿勢情報と、鉛直方向の加速度の変化量とにより、歩幅を計算し、当該歩幅を、移動距離に関する情報としてもよい。
【０１３５】
（ステップＳ２６）
また、移動情報生成部１１８は、移動距離演算部１１４の機能により、気圧センサ１１１４によって取得されたセンサ値の変動量から、鉛直方向の移動距離に関する情報を生成する。移動情報生成部１１８は、生成した移動距離に関する情報を信頼度生成部１１５に提供する。
【０１３６】
（ステップＳ２７）
相対座標演算部１１６は、移動距離演算部１１４によって計算された歩幅と、移動方向演算部１１３によって計算された移動方向とを参照して、相対的な位置（相対座標）を計算し、補正処理部１３に提供する。
【０１３７】
（ステップＳ２８）
移動距離演算部１１４は、計算した歩幅と、加速度センサ１１１１によって取得されたセンサ値に基づく加速度の変化量と、を参照して移動距離を計算する。移動距離演算部１１４は、計算した加速度の変化量に基づく移動距離を信頼度生成部１１５に提供する。
【０１３８】
（ステップＳ２９）
信頼度生成部１１５は、ステップＳ２６で計算された移動距離と、ステップＳ２８で計算された移動距離との差を参照して、ηを計算する。気圧センサから得られた距離をＬＭ、加速度センサから得られた距離をＬＡとすると、η＝ＬＡ／ａｂｓ（ＬＭ−ＬＡ）とすることができる。
【０１３９】
（ステップＳ３０）
信頼度生成部１１５は、ステップＳ２２において計算された加速度センサ１１１１のセンサ値と、地磁気センサ１１１２のセンサ値との組み合わせにより得た姿勢に関する情報と、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値により得た姿勢に関する情報と、の方位角の差θＡを求める。また、信頼度生成部１１５は、ステップＳ２４の主成分分析の結果から第一主成分と、第二主成分とを用いてθＢを求める。信頼度生成部１１５は、θＡと、θＢと、ステップＳ２９で計算されたηとを用いて移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する。信頼度生成部１１５は、生成した信頼度情報を補正処理部１３に提供する。
【０１４０】
（ステップＳ３１）
補正処理部１３は、ステップＳ２７で計算された相対的な位置情報と、ステップＳ３０で生成された信頼度情報と、を記憶部１３１に記憶する。
【０１４１】
なお、ステップＳ３０において、信頼度生成部１１５は、ステップＳ２２において計算された加速度センサ１１１１と、地磁気センサ１１１２とのセンサ値を用いて計算した姿勢に関する情報と、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値を用いて計算した姿勢に関する情報と、の方位角の差θＡを用いて、姿勢の角度に関する信頼度のみを示す信頼度情報を生成し、距離に関する信頼度は所定の値、例えば１に固定してもよい。
【０１４２】
また、信頼度生成部１１５は、ステップＳ３０において、ステップＳ２４の主成分分析の結果に基づく第一主成分と、第二主成分とからθＢを求め、θＢを用いて移動方向の角度に関する信頼度のみを示す信頼度情報を生成し、距離に関する信頼度は所定の値、例えば１に固定してもよい。
【０１４３】
図１４は、θＢの算出方法を示す図である。第一主成分の大きさをＬｂとし、第二主成分の大きさをＬａとする。ここで、Ｌａ＝０となるのが理想であるため、θＢ＝ｔａｎ−１（Ｌａ／Ｌｂ）とする。そして、θＢの分だけ第一主成分の方向を回転させることにより、Ｌａ＝０とすることができる。
【０１４４】
図１５（ａ）は、主成分分析の結果を示す図であり、図１５（ｂ）は、θＢの分だけ第一主成分を回転させた図である。図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、第一主成分をθＢの分だけ回転させる補正を行うことで、Ｌａ＝０とすることができる。
【０１４５】
また、信頼度生成部１１５は、ステップＳ３０において、ステップＳ２９で計算されたηを用いて距離に関する信頼度のみを示す信頼度情報を生成し、角度に関する信頼度は所定の値、例えば１に固定してもよい。
【０１４６】
（補正処理部１３の処理について）
図１６は、補正処理部１３の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１４７】
（ステップＳ４１）
補正処理部１３は、絶対座標測定部１２から位置計測装置１の位置を示す絶対座標の情報を受信する。補正処理部１３は、記憶部１３１に記憶された絶対座標の情報を更新する。
【０１４８】
（ステップＳ４２）
補正処理部１３は、記憶部１３１の補正済フラグ記憶部１３１４に記憶された補正済フラグを参照して、位置情報記憶部１３１１に記憶された未補正のＮ個の位置情報に対して、角度に関する信頼度の総和αと、距離に関する信頼度の総和βとを計算する。角度に関する信頼度の総和αは、上述の式７を用いて算出され、距離に関する信頼度の総和βは、上述の式３を用いて算出される。
【０１４９】
（ステップＳ４３）
補正処理部１３は、軌跡補正演算部１３３の機能により、最新の補正済みの位置情報を起点として、相対座標演算部１１６によって演算された最新の相対座標との距離Ｌ１と、角度θ１と、を算出する。距離Ｌ１は、上述の式２を用いて算出され、角度θ１は、上述の式６を用いて算出される。また、補正処理部１３は、軌跡補正演算部１３３の機能により、最新の補正済みの位置情報を起点として、ステップＳ４１で受信した位置計測装置１の位置を示す絶対座標との距離Ｌ２と、角度θ２とを算出する。距離Ｌ２は上述の式１を用いて算出され、角度θ２は、上述の式５を用いて算出される。
【０１５０】
軌跡補正演算部１３３は、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を、補正の準備処理として実行する。
【０１５１】
（ステップＳ４４）
補正処理部１３は、軌跡補正演算部１３３の機能により、距離補正係数Δβを算出する。Δβは、Δβ＝（Ｌ２−Ｌ１）×βにより算出することができる。ステップＳ４４の処理では、上述の式４が用いられる。
【０１５２】
（ステップＳ４５）
補正処理部１３は、軌跡補正演算部１３３の機能により、未補正のＮ個の位置情報に対して、１歩毎の距離にΔβ×距離に関する信頼度の値を乗算する。ステップＳ４５では、上述した式９〜１２が用いられる。
【０１５３】
軌跡補正演算部１３３は、ステップＳ４４、Ｓ４５の処理を距離補正の１段目の処理として実行し、ステップＳ４４で計算したΔβの値に、距離に関する信頼度の値を乗算したものを補正量として扱う。ここで、補正後の座標群は（ｘ´ｐｉ、ｙ´ｐｉ）となる。
【０１５４】
ここで、１歩毎の距離は、各歩幅と同じであり、ｉ歩目からｉ＋１歩目の歩幅は、下記の式２３から求めることができる。
【０１５５】
【数２３】
2019148586.tif 000025
【０１５６】
（ステップＳ４６）
補正処理部１３は、軌跡補正演算部１３３の機能により、角度補正係数Δαを算出する。Δαは、ステップＳ４３で算出した、角度θ１と、角度θ２とを用いて、Δα＝（θ２−θ１）×αにより算出することができる。ステップＳ４６の処理では、上述の式８が用いられる。
【０１５７】
（ステップＳ４７）
軌跡補正演算部１３３は、θ１−θ２≒０か否かを判定する。軌跡補正演算部１３３は、θ１−θ２≒０であると判定すると（ステップＳ４７でＹｅｓ）、上述の式１４〜１６を用いた処理を行って、補正後の座標群を（ｘ´´ｐｉ、ｙ´´ｐｉ）とし、ステップＳ５０に進む。軌跡補正演算部１３３は、θ１−θ２≒０ではないと判定すると（ステップＳ４７でＮｏ）、ステップＳ４８に進む。
【０１５８】
（ステップＳ４８）
軌跡補正演算部１３３は、未補正のＮ個の位置情報に対して、１歩毎の移動方向を、Δα×角度に関する信頼度の値を角度補正量とし、この補正量の分だけ回転させる。
【０１５９】
ここで、ｉ歩目からｉ＋１歩目の移動方向は、下記の式２４から求めることができる。
【０１６０】
【数２４】
2019148586.tif 000026
【０１６１】
（ステップＳ４９）
軌跡補正演算部１３３は、最新の補正済みの相対座標に対して角度θ１を再計算し、θ１−θ２の値に応じてΔαの値を更新し、ステップＳ４７に戻る。角度θ１の再計算には、上述した式１３が用いられる。
軌跡補正演算部１３３は、例えば、ニュートン法等の公知の方法を用いて、θ１−θ２の値に応じてΔαの値を更新する。
【０１６２】
軌跡補正演算部１３３は、ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理を角度補正の処理として実行し、θ１−θ２≒０となるように角度補正量を決定する。
【０１６３】
（ステップＳ５０）
軌跡補正演算部１３３は、最新の補正済みの相対座標に対して距離Ｌ１を再計算する。距離Ｌ１の算出には、上述の式１７が用いられる。
【０１６４】
（ステップＳ５１）
軌跡補正演算部１３３は、再計算した距離Ｌ１について、距離補正倍率γを算出する。γはγ＝Ｌ２／Ｌ１から算出することができる。上述した式１８は、ステップＳ５１の処理に該当する。
【０１６５】
（ステップＳ５２）
軌跡補正演算部１３３は、上述した式１９〜２２を用いて、未補正のＮ個の位置情報に対して、１歩毎の距離にγを乗算し、補正処理を完了する。補正後の座標群は（ｘ´´´ｐｉ、ｙ´´´ｐｉ）となる。
【０１６６】
軌跡補正演算部１３３は、ステップＳ５０〜Ｓ５２の処理を距離補正の第２段階目の処理として実行する。
【０１６７】
なお、補正処理部１３は、未補正のＮ個の位置情報に対して、１歩毎に限らず、所定数の複数歩毎に、移動距離と移動方向とを補正する構成であってもよい。
【０１６８】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１６９】
実施形態２の位置計測装置１では、図１に示した角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、地磁気センサ１１１２の３軸の合成ベクトルの大きさの変動値が加えられる。
【０１７０】
移動情報生成部１１８の移動方向演算部１１３は、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく３軸の合成ベクトルから、位置計測装置１の移動方向に関する情報を生成する。地磁気センサ１１１２は、近くに地場があれば、当該地場を感知してしまうため、３軸の合成ベクトルの大きさが変動することになる。角度信頼度生成部１１５１は、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく３軸の合成ベクトルの大きさから得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する。詳述すると、角度信頼度生成部１１５１は、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく３軸の合成ベクトルの大きさの変動量が少ない程誤差が小さいとみなす。角度信頼度生成部１１５１は、１歩毎の地磁気センサ１１１２の３軸の合成ベクトルの変動値の和を分母とし、分子が１となる値を信頼度として利用する。なお、角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、地磁気センサ１１１２の３軸の合成ベクトルの大きさの変動値を加える以外は、位置計測装置１は、実施形態１と同一の処理を行うものとする。
【０１７１】
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１７２】
実施形態３の位置計測装置１では、図１の角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、地磁気センサ１１１２が示す伏角の変動値が加えられる。移動情報生成部１１８の移動方向演算部１１３は、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく位置計測装置１の伏角から移動方向に関する情報を生成する。
【０１７３】
地磁気センサ１１１２は、近くに非磁性体があれば、磁気の方向が歪むため、磁北と異なる方位を表示する。その結果、緯度・経度に依存するが、本来であれば数百ｍ程度の移動でもほとんど変化が見られない伏角に関しても狂いが生じる場合がある。よって、角度信頼度生成部１１５１は、地磁気センサ１１１２のセンサ値に基づく位置計測装置１の伏角から得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する。
【０１７４】
詳述すると、角度信頼度生成部１１５１は、地磁気センサ１１１２が示す伏角の変動量が少ない程誤差が小さいとみなす。角度信頼度生成部１１５１は、１歩毎の地磁気センサ１１１２の伏角の変動値の和を分母とし、分子が１となる値を信頼度として利用する。なお、角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、地磁気センサ１１１２が示す伏角の変動値を加える以外は、位置計測装置１は、実施形態１と同一の処理を行う。
【０１７５】
〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１７６】
実施形態４の位置計測装置１では、図１の角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の微分値の変動値が加えられる。移動情報生成部１１８は、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の微分値から移動方向に関する情報を生成する。
【０１７７】
人間は、歩行中に左右の足を交互に動かすため、左右に回転しながら進むことになる。図２０に示すような理想的な腰の回転を行う最中に図２０（ａ）のエリアＡ１やエリアＡ２のような急な体のブレ等の突発的な衝撃が発生した場合、図２０（ｂ）および図２０（ｃ）に示すように、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値や、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値に変化がみられる。
【０１７８】
このようなジャイロセンサ１１１３のセンサ値や、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値の変化は、位置計測の精度を落とす原因となる。なお、突発的な衝撃による変動は、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値を用いるよりジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値を用いた方が顕著となるため、本実施形態では、角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、ジャイロセンサ値の変動値を用いるものとする。
【０１７９】
角度信頼度生成部１１５１は、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の３軸について微分値を求め、当該微分値から得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する。詳述すると、角度信頼度生成部１１５１は、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値が小さい程誤差が小さいとみなす。角度信頼度生成部１１５１は、１歩毎のジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値の絶対値の和を分母とし、分子が１となる値を信頼度として利用する。なお、角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の変動値を用いる以外は、位置計測装置１は、実施形態１と同一の処理を行う。
【０１８０】
〔実施形態５〕
本発明の実施形態５について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１８１】
実施形態５の位置計測装置１では、図１の角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、加速度センサ１１１１のセンサ値と地磁気センサ１１１２のセンサ値とから算出される各々の姿勢の角度の差が加えられる。重力加速度成分のみに着目すれば、加速度センサ１１１１のセンサ値からは、鉛直方向と直交する座標軸周りの回転角度を求めることができる。この鉛直方向と直交する座標軸周りの回転角度は、飛行機制御などではピッチ角やロール角と呼ばれる。また、地磁気センサ１１１２のセンサ値からでも同様のピッチ角やロール角を求めることができる。
【０１８２】
姿勢情報生成部１１２は、加速度センサ１１１１のセンサ値と、地磁気センサ１１１２のセンサ値と、のそれぞれのセンサ値に応じた鉛直方向と直交する座標軸周りの回転角度を求め、この回転角度を用いて姿勢情報を生成する。
【０１８３】
角度信頼度生成部１１５１は、加速度センサ１１１１のセンサ値に応じた姿勢情報と、地磁気センサ１１１２のセンサ値に応じた姿勢情報と、の角度の差から、角度に関する信頼度を生成する。詳述すると、角度信頼度生成部１１５１は、加速度センサ１１１１のセンサ値から求められた姿勢の角度と、地磁気センサ１１１２のセンサ値から求められた姿勢の角度との差が小さい程誤差が小さいとみなす。角度信頼度生成部１１５１は、１歩毎のピッチ角の差の絶対値とロール角の差の絶対値との和を分母とし、分子が１となる値を信頼度として利用する。なお、角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、加速度センサ１１１１のセンサ値と地磁気センサ１１１２のセンサ値とから算出される各々の姿勢の角度の差が加えられる以外は、位置計測装置１は、実施形態１と同一の処理を行う。
【０１８４】
〔実施形態６〕
本発明の実施形態６について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【０１８５】
実施形態６の位置計測装置１では、図１の距離信頼度生成部１１５２が距離信頼度を算出する要素に、加速度センサ１１１１のセンサ値から求められる移動距離をユーザの所定歩数毎（例えば１歩毎）に要する時間で除算した速度の変化量の差が加えられる。
【０１８６】
移動情報生成部１１８の移動距離演算部１１４は、加速度センサ１１１１のセンサ値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から、移動距離に関する情報を生成する。
【０１８７】
地面の状態や傾きなどの条件が一定下においては、人間の歩行速度はほぼ一定となる。このことから、距離信頼度生成部１１５２は、平均速度とそれぞれの１歩の速度の差が小さい程誤差が小さいとみなす。距離信頼度生成部１１５２は、加速度センサ１１１１のセンサ値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から得た移動距離に関する情報と、ユーザの移動時間の平均速度との差分とから、距離に関する信頼度を生成する。例えば、距離信頼度生成部１１５２は、分母をユーザの移動時間の平均速度と、ユーザの所定歩数毎の速度との差とし、分子が１となる値を信頼度として利用する。なお、距離信頼度生成部１１５２が距離信頼度を算出する要素に、加速度センサ１１１１のセンサ値から求められる、移動距離を１歩に要する時間で除算した速度の変化量の差が加えられ以外は、位置計測装置１は、実施形態１と同一の処理を行う。
【０１８８】
〔変形例〕
なお、上述した実施形態１〜６の各種構成要素を組み合わせて、位置計測装置１を構成してもよい。詳述すると、実施形態１に記載の位置計測装置１の角度信頼度生成部１１５１が角度信頼度を算出するための要素に、地磁気センサ１１１２の３軸の合成ベクトルの大きさの変動値、地磁気センサ１１１２が示す伏角の変動値、ジャイロセンサ１１１３のセンサ値の微分値の変動値、および、加速度センサ１１１１のセンサ値と地磁気センサ１１１２のセンサ値とから算出される各々の姿勢の角度の差、の少なくとも何れかが加えられてもよい。さらに、実施形態１に記載の位置計測装置１の距離信頼度生成部１１５２が距離信頼度を算出する要素に、加速度センサ１１１１のセンサ値から求められる移動距離をユーザの所定歩数毎（例えば１歩毎）に要する時間で除算した速度の変化量の差が加えられてもよい。
【０１８９】
つまり、位置計測装置１のセンサ群１１１は、ジャイロセンサ１１１３と、地磁気センサ１１１２と、加速度センサ１１１１と、気圧センサ１１１４と、の少なくとも何れかを含んでいる。そして、信頼度生成部１１５は、移動方向に関する情報の第一主成分と第二主成分の比率から角度に関する信頼度を生成する処理、ジャイロセンサ１１１３から取得した値を積分して得た移動方向に関する情報と、地磁気センサ１１１２から取得した移動方向に関する情報と、の差分を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する処理、地磁気センサ１１１２の３軸の合成ベクトルの大きさから得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する処理、地磁気センサ１１１２の伏角から得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する処理、ジャイロセンサ１１１３の３軸の微分値から得た移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する処理、加速度センサ１１１１のセンサ値に応じた姿勢情報と、地磁気センサ１１１２のセンサ値に応じた姿勢情報と、の角度の差から、角度に関する信頼度を生成する処理、気圧センサ１１１４の変動量から得た移動距離と、加速度センサ１１１１の変化量から得た移動距離との差から距離に関する信頼度を生成する処理、及び、加速度センサ１１１１の値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から得た移動距離に関する情報と、ユーザの移動時間の平均速度との差分とから、距離に関する信頼度を生成する処理、のうち、複数の処理を組み合わせた処理を行う。
【０１９０】
〔ソフトウェアによる実現例〕
位置計測装置１の制御ブロック（特に姿勢情報生成部１１２、信頼度生成部１１５、軌跡補正演算部１３３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１９１】
後者の場合、位置計測装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１９２】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る位置計測装置（１）は、センサにより取得されたセンサ値を参照して、対象機器の位置を推定する位置推定部（１１）と、上記対象機器の絶対座標を測定する絶対座標測定部（１２）と、上記位置推定部（１１）によって推定された上記対象機器の位置を、上記絶対座標測定部（１２）によって測定された上記対象機器の絶対座標を参照して補正する補正処理部（１３）と、を備え、上記位置推定部（１１）は、上記センサ値を参照して、上記対象機器の姿勢情報を生成する姿勢情報生成部（１１２）と、上記姿勢情報を参照して、上記対象機器の移動距離と、移動方向とを含む移動情報を生成する移動情報生成部（１１８）と、上記センサ値を参照して、上記移動情報の信頼度を示す信頼度情報を生成する信頼度生成部（１１５）と、を備え、上記補正処理部（１３）は、上記信頼度情報と、上記移動情報と、を参照して、所定歩数毎の距離補正量と、角度補正量と、を決定し、上記対象機器の最新の補正済みの位置情報を起点として、所定歩数毎に、距離と角度を補正する構成である。
【０１９３】
上記の構成によれば、絶対座標を取得する機会を減らしても、所定歩数毎に、距離と角度を補正することができ、軌跡の精度を保つことができる。
【０１９４】
本発明の態様２に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記移動情報生成部（１１８）は、上記姿勢情報のうち水平成分の加速度に関する主成分分析により上記移動方向に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記移動方向に関する情報の第一主成分と第二主成分の比率から角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０１９５】
本発明の態様３に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、ジャイロセンサ（１１１３）と、地磁気センサ（１１１２）とを含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記ジャイロセンサ（１１１３）から取得した値を積分することにより、上記移動方向に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記ジャイロセンサ（１１１３）から取得した値を積分して得た上記移動方向に関する情報と、上記地磁気センサ（１１１２）から取得した上記移動方向に関する情報と、の差分を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０１９６】
本発明の態様４に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、地磁気センサ（１１１２）を含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記地磁気センサ（１１１２）の３軸の合成ベクトルから上記移動方向に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記地磁気センサ（１１１２）の３軸の合成ベクトルの大きさから得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０１９７】
本発明の態様５に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、地磁気センサ（１１１２）を含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記地磁気センサ（１１１２）の伏角から上記移動方向に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記地磁気センサ（１１１２）の伏角から得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０１９８】
本発明の態様６に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、ジャイロセンサ（１１１３）を含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記ジャイロセンサ（１１１３）の微分値から上記移動方向に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記ジャイロセンサ（１１１３）の３軸の微分値から得た上記移動方向に関する情報の変動値を算出することにより、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０１９９】
本発明の態様７に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、加速度センサ（１１１１）と、地磁気センサ（１１１２）と、を含み、上記姿勢情報生成部（１１２）は、上記加速度センサ（１１１１）と、上記地磁気センサ（１１１２）と、のそれぞれのセンサ値に応じた姿勢情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記加速度センサ（１１１１）のセンサ値に応じた姿勢情報と、上記地磁気センサ（１１１２）のセンサ値に応じた姿勢情報と、の角度の差から、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０２００】
本発明の態様８に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、加速度センサ（１１１１）と、地磁気センサ（１１１２）と、ジャイロセンサ（１１１３）とを含み、上記姿勢情報生成（１１２）は、上記加速度センサ（１１１１）と、上記地磁気センサ（１１１２）との組み合わせと、上記ジャイロセンサ（１１１３）と、を用いて姿勢情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記加速度センサ（１１１１）と、上記地磁気センサ（１１１２）との組み合わせにより得た姿勢情報と、上記ジャイロセンサ（１１１３）により得た姿勢情報と、の方位角の差から、角度に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０２０１】
本発明の態様９に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、加速度センサ（１１１１）と、気圧センサ（１１１４）とを含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記気圧センサの変動量と、鉛直方向の上記加速度センサ（１１１１）の変化量からそれぞれ上記移動距離に関する情報を生成し、上記信頼度生成部は、上記気圧センサ（１１１４）で得た距離と、上記加速度センサ（１１１１）で得た距離との差から距離に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０２０２】
本発明の態様１０に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１において、上記センサは、加速度センサ（１１１１）を含み、上記移動情報生成部（１１８）は、上記加速度センサ（１１１１）の値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から、上記移動距離に関する情報を生成し、上記信頼度生成部（１１５）は、上記加速度センサ（１１１１）の値を、ユーザの所定歩数毎に要する移動時間で除算した速度の変化量から得た上記移動距離に関する情報と、ユーザの移動時間の平均速度との差分とから、距離に関する信頼度を生成する構成としてもよい。
【０２０３】
本発明の態様１２に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１〜１１において、上記絶対座標測定部（１２）は、ＧＰＳ信号を取得することで、上記絶対座標を測定する構成としてもよい。
【０２０４】
本発明の態様１３に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１〜１１において、上記絶対座標測定部（１２）は、Ｂｅａｃｏｎの電波を受信することで、上記絶対座標を測定する構成としてもよい。
【０２０５】
本発明の態様１４に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１〜１１において、上記絶対座標測定部（１２）は、Ｗｉ-Ｆｉの電波を受信することで、上記絶対座標を測定する構成としてもよい。
【０２０６】
本発明の態様１５に係る位置計測装置（１）は、上記の態様１〜１１において、上記絶対座標測定部（１２）は、画像マーカーを取得することで、上記絶対座標を測定する構成としてもよい。
【０２０７】
本発明の各態様に係る位置計測装置１は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記位置計測装置１が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記位置計測装置１をコンピュータにて実現させる位置計測装置１の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０２０８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０２０９】
１  位置計測装置
２  設置端末
１１  位置推定部
１２  絶対座標測定部
１３  補正処理部
１１２  姿勢情報生成部
１１３  移動方向演算部
１１４  移動距離演算部
１１５  信頼度生成部
１１６  相対座標演算部
１１８  移動情報生成部
１３１  記憶部
１３３  軌跡補正演算部
１１１１  加速度センサ
１１１２  地磁気センサ
１１１３  ジャイロセンサ
１１１４  気圧センサ
１１５１  角度信頼度生成部
１１５２  距離信頼度生成部
１３１１  位置情報記憶部
１３１２  角度信頼度記憶部
１３１３  距離信頼度記憶部
１３１４  補正済フラグ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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