(57)【要約】【課題】  慣性装置における方位角の算出精度を向上をさせる。【解決手段】  ユーザの移動時の絶対加速度に基づいて算出した、該ユーザの進行方向を示す方位角データを用いて、該ユーザの位置を示す座標データを算出する慣性装置であって、前記ユーザが所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて特定される、該ユーザの該所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して方位補正条件情報４４０で規定する条件を満たしているか否かを判定する方位角ドリフト算出部５３２と、方位角ドリフト算出部５３２により前記条件を満たしていると判定された場合、新たな座標データの算出に際して、新たに取得した絶対加速度を、既に算出されている前記方位角データにより示される前記進行方向と前記基準方向との差分に基づいて算出される方位誤差推定値を用いて補正する補正手段とを有する。【選択図】図５
2015152559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの移動時の加速度に基づいて算出した、該ユーザの進行方向を示す方位角データを用いて、該ユーザの位置を示す座標データを算出する慣性装置であって、
前記ユーザが所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて特定される、該ユーザの該所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して所定の条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により所定の条件を満たしていると判定された場合、新たな座標データの算出に際して、新たに取得した加速度を、既に算出されている前記方位角データにより示される前記進行方向と前記基準方向との差分に基づいて補正する補正手段と
を有することを特徴とする慣性装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記ユーザが所定時間の移動を行う間に算出された前記座標データ、
前記ユーザが所定の長さの移動を行う間に算出された前記座標データ、
前記ユーザが所定の歩数の移動を行う間に算出された前記座標データ、または、
所定の点数の前記座標データ
のいずれかに基づいて特定される、前記ユーザの前記所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して所定の条件を満たしているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の慣性装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記ユーザが前記所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて、近似直線を算出することで、前記ユーザの前記所定量の移動における移動方向を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の慣性装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記ユーザの前記所定量の移動における移動方向と前記基準方向との角度差が所定の角度差以下であった場合に、前記所定の条件を満たすと判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の慣性装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記進行方向と前記基準方向との差分が小さくなるように、前記加速度を補正することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の慣性装置。
【請求項６】
ユーザの移動時の加速度に基づいて算出した、該ユーザの進行方向を示す方位角データを用いて、該ユーザの位置を示す座標データを算出する慣性装置の制御方法であって、
前記ユーザが所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて特定される、該ユーザの該所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して所定の条件を満たしているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において所定の条件を満たしていると判定された場合、新たな座標データの算出に際して、新たに取得した加速度を、既に算出されている前記方位角データにより示される前記進行方向と前記基準方向との差分に基づいて補正する補正工程と
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
ユーザの移動時の加速度に基づいて算出した、該ユーザの進行方向を示す方位角データを用いて、該ユーザの位置を示す座標データを算出する慣性装置のコンピュータに、
前記ユーザが所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて特定される、該ユーザの該所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して所定の条件を満たしているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において所定の条件を満たしていると判定された場合、新たな座標データの算出に際して、新たに取得した加速度を、既に算出されている前記方位角データにより示される前記進行方向と前記基準方向との差分に基づいて補正する補正工程と
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性装置、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内や地下等のように、ＧＰＳ（Global Positioning System）による測位が困難な環境においては、従来より、慣性装置の検出結果に基づいて測位を行う、慣性航法技術（ＰＤＲ：Pedestrian Dead Reckoning）の適用が検討されている。
【０００３】
慣性装置とは、角速度センサや加速度センサ等の慣性センサに、地磁気センサを統合した装置であり、各センサの検出結果に基づいて、当該慣性装置を装着するユーザの進行方向を示す方位角データや位置を示す座標データ等の測位データを算出する。
【０００４】
ここで、慣性装置に含まれる地磁気センサは、鉄筋コンクリート構造を持つ建物の屋内や地下等における環境磁場の乱れの影響を受けやすい。このため、環境磁場の乱れの影響を受けた状態では、地磁気センサの検出結果に基づいて算出される方位角データはその精度が低下し、方位角データを用いて算出される座標データの誤差も大きくなる。
【０００５】
これに対して、例えば、下記特許文献１では、環境磁場の乱れの影響を受け、地磁気センサの信頼性が低下したと判断した場合に、角速度センサに基づいて方位角データを算出するように切り替える構成が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、方位角データの算出に際して角速度センサの検出結果を用いる構成とすると、ゼロ点オフセットの変化や、ノイズ、積分誤差の蓄積等が原因で、時間の経過とともに、進行方向を示す方位角データの算出精度が低下していくこととなる。
【０００７】
このようなことから、進行方向を示す方位角データの算出にあたっては、方位角データのずれを高い頻度で補正し、時間の経過に伴う算出精度の低下を抑止する構成とすることで、算出精度の向上を図ることが望ましい。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、慣性装置において、ユーザの進行方向を示す方位角データの算出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係る慣性装置は、以下のような構成を有する。すなわち、
ユーザの移動時の加速度に基づいて算出した、該ユーザの進行方向を示す方位角データを用いて、該ユーザの位置を示す座標データを算出する慣性装置であって、
前記ユーザが所定量の移動を行う間に算出された前記座標データに基づいて特定される、該ユーザの該所定量の移動における移動方向が、予め規定された基準方向に対して所定の条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により所定の条件を満たしていると判定された場合、新たな座標データの算出に際して、新たに取得した加速度を、既に算出されている前記方位角データにより示される前記進行方向と、前記基準方向との差分に基づいて補正する補正手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の各実施形態によれば、慣性装置において、ユーザの進行方向を示す方位角データの算出精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る慣性装置を有する測位システムの全体構成を示す図である。
【図２】測位システムを構成する測位サーバ装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】測位サーバ装置により実行される処理の一例を説明するための図である。
【図４】実施形態に係る慣性装置のハードウェア構成を示す図である。
【図５】慣性装置の測位部の機能構成を示す図である。
【図６】測位部を構成する進行方向推定部の機能構成を示す図である。
【図７】測位部を構成する位置推定部の機能構成を示す図である。
【図８】進行方向推定部及び位置推定部による、進行方向・位置推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】方位補正条件情報の一例を示す図である。
【図１０】測位部を構成する方位角ドリフト推定処理部に含まれる移動状態検出部の処理の概要を説明するための図である。
【図１１】移動状態検出部より通知された移動状態と、方位補正条件情報とを比較する様子を示した図である。
【図１２】測位部を構成する方位角ドリフト推定処理部に含まれる方位角ドリフト算出部による方位誤差推定値の算出方法を説明するための図である。
【図１３】方位角ドリフト推定処理部における方位誤差推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】測位部を構成する姿勢情報変換処理部の機能構成を示す図である。
【図１５】姿勢情報変換処理部による姿勢情報変換処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】測位部において実行される方位角データのずれを補正するための処理を実現する制御ブロック図である。
【図１７】測位サーバ装置により実行される処理の一例を説明するための図である。
【図１８】絶対座標系における進行方向と方位角データの関係及び座標データと移動方向の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態の説明にあたり、はじめに、各実施形態において用いられる用語の定義について図１８を参照しながら説明する。
【００１３】
図１８（ａ）は、絶対座標系における進行方向と方位角データとの関係を示す図である。「絶対座標系」とは、以下に説明する複数種類のセンサの検出結果により算出された座標データを統一的に扱うために使用される統一的な座標系である。「絶対座標系」には、例えば、ＧＰＳで使用されるＷＧＳ８４経緯度座標系や、ＵＴＭ（ユニバーサル横メルカトル図法）などの直交座標系が含まれる。換言すると、「絶対座標系」とは、ある空間に固定された唯一の原点を定め、その原点からの距離的関係を用いて、対象となる物体（以下の実施形態では、慣性装置が装着されたユーザ）の位置や進行方向を表現することのできる座標系である。
【００１４】
また、図１８（ａ）に示すように、「進行方向」とは、センサの検出結果により算出された、絶対座標系のＸＹ平面における加速度の方向であり、移動時の各時刻におけるユーザの向きを示している。
【００１５】
なお、絶対座標系のＺ軸周りの角度を「方位角」といい、図１８（ａ）に示すように、進行方向とＸ軸とのなす角度を「方位角データ」と称す。つまり、「進行方向」は、「方位角データ」により表すことができる。
【００１６】
図１８（ｂ）は、座標データと移動方向の関係を示す図である。「座標データ」とは、絶対座標系におけるユーザの位置を示すデータであり、移動時の各時刻における進行方向を示す方位角データに基づいて算出することができる。
【００１７】
また、「移動方向」とは、ユーザが歩行による移動を行った際の所定区間における方向を指す。図１８（ｂ）に示すように、「移動方向」は、所定量の移動を行う間に算出された座標データに基づいて算出することができる。
【００１８】
上記定義のもと、以下に、本発明の各実施形態について詳説する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くものとする。
【００１９】
［第１の実施形態］
＜１．測位システムの全体構成＞
はじめに、本実施形態に係る慣性装置を有する測位システムの全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る慣性装置を有する測位システム１００の全体構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、測位システム１００は、測位サーバ装置１１０と、該測位サーバ装置１１０と接続されたアクセスポイント１２０とを有し、アクセスポイント１２０には、複数の慣性装置１３０が無線通信可能に接続されている。
【００２１】
測位サーバ装置１１０は、ユーザに装着される慣性装置１３０より送信される測位データ１４０（ここでは、ユーザの位置を示す座標データ）を受信し、受信した測位データ１４０に対して所定の処理を行う。
【００２２】
アクセスポイント１２０は、慣性装置１３０と無線通信を行うための装置である。図１の例では、１つのアクセスポイントのみを図示しているが、アクセスポイントの数は複数であってもよい。
【００２３】
慣性装置１３０は、ユーザに装着され、内蔵するセンサ（ユーザの動作状態を検出するセンサ）から出力される検出結果に基づいて、ユーザの進行方向を示す方位角データや位置を示す座標データを所定周期（例えば、１秒周期）で算出する。また、算出した座標データを、測位データ１４０として、アクセスポイント１２０を介して測位サーバ装置１１０に所定周期（例えば、１秒周期）で送信する。
【００２４】
＜２．測位サーバ装置の構成＞
次に、測位システム１００を構成する測位サーバ装置１１０の構成について説明する。図２は、測位サーバ装置１１０のハードウェア構成を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、測位サーバ装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を備える。更に、記憶装置２０４、入出力部２０５、通信部２０６を備える。なお、測位サーバ装置１１０の各部は、バス２０７を介して相互に接続されているものとする。
【００２６】
ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４に格納された、測位データ処理部２１０として機能するプログラムを実行するコンピュータである。ＣＰＵ２０１が測位データ処理部２１０として機能するプログラムを実行することにより、測位サーバ装置１１０では、マップ情報２２０に、測位データ１４０に基づいて算出したユーザの移動軌跡を重畳して表示させることができる。
【００２７】
ＲＯＭ２０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、記憶装置２０４に格納されたプログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムなどを格納する。
【００２８】
ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。ＲＡＭ２０３は、記憶装置２０４に格納されたプログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域として機能する。
【００２９】
記憶装置２０４は、ＣＰＵ２０１を測位データ処理部２１０として機能させるためのプログラムを格納する。また、測位データ処理部２１０による処理に用いられるマップ情報２２０を格納する。
【００３０】
マップ情報２２０は、慣性装置１３０を装着するユーザがいるオフィス等の建物内のレイアウトを示す情報である。なお、マップ情報２２０の詳細は、図３を用いて後述する。
【００３１】
入出力部２０５は、測位サーバ装置１１０に対して各種指示を入力したり、測位サーバ装置１１０の内部状態を表示したりする。
【００３２】
通信部２０６は、慣性装置１３０より、測位データ１４０を所定周期（例えば、１秒周期）で受信する。
【００３３】
＜３．測位サーバ装置により実行される処理＞
次に、測位サーバ装置１１０により実行される処理について説明する。図３は、測位サーバ装置１１０により実行される処理の一例を説明するための図である。
【００３４】
このうち、図３（ａ）は、測位サーバ装置１１０により処理が実行される際に用いられるマップ情報２２０の一例であり、慣性装置１３０を装着するユーザがいるオフィス等の建物内のレイアウトを示している。
【００３５】
図３（ｂ）は、慣性装置１３０より送信された測位データ１４０を用いて算出された、慣性装置１３０を装着するユーザの所定期間における移動軌跡３００を、マップ情報２２０に重畳して表示した様子を示している。
【００３６】
このように、慣性装置１３０より送信された測位データ１４０をマップ情報２２０に重畳して表示させることで、測位サーバ装置１１０では、当該ユーザのオフィス内での現在位置及び移動履歴等を把握することができる。
【００３７】
なお、図３（ｂ）に示す移動軌跡は、方位角データのずれを補正するための処理（詳細は後述）を実行せずに算出された座標データに基づいて生成された軌跡である。このため、時間の経過とともに座標データの誤差が大きくなっていることがわかる。
【００３８】
＜４．慣性装置の構成＞
次に、本実施形態に係る慣性装置１３０の構成について説明する。図４は、本実施形態に係る慣性装置１３０のハードウェア構成を示す図である。
【００３９】
図４に示すように、慣性装置１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３、記憶装置４０４を備える。更に、加速度センサ４０５、角速度センサ４０６、地磁気センサ４０７、ユーザインタフェース部４０８、通信部４０９を備える。なお、慣性装置１３０の各部は、バス４５０を介して相互に接続されているものとする。
【００４０】
ＣＰＵ４０１は、記憶装置４０４に格納された、測位部４１０として機能するプログラムを実行するコンピュータである。
【００４１】
ＣＰＵ４０１が、測位部４１０として機能するプログラムを実行することにより、慣性装置１３０では、各センサの検出結果に基づいて絶対座標系における加速度を算出し、ユーザの進行方向を示す方位角データ及びユーザの位置を示す座標データを算出する。また、算出した所定量の座標データが方位補正条件（詳細は後述）を満たしているか否かを判定し、満たしていると判定した場合に、ユーザの進行方向を示す方位角データのずれ量である方位誤差推定値を算出する。更に、算出した方位誤差推定値に基づいて絶対座標系における加速度を補正する。
【００４２】
ＲＯＭ４０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ４０２は、記憶装置４０４に格納されたプログラムを、ＣＰＵ４０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムなどを格納する。
【００４３】
ＲＡＭ４０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。ＲＡＭ４０３は、記憶装置４０４に格納されたプログラムがＣＰＵ４０１によって実行される際に展開される、作業領域として機能する。
【００４４】
記憶装置４０４は、ＣＰＵ４０１を測位部４１０として機能させるためのプログラムを格納する。また、当該プログラムが実行されることで算出された方位角データ４２０、座標データ４３０を格納する。更に、算出された方位角データ４２０のずれ量である方位誤差推定値を算出する際に用いられる、方位補正条件を規定した方位補正条件情報４４０を格納する。
【００４５】
加速度センサ４０５は、慣性装置１３０を装着するユーザの加速度を検出し、検出結果として加速度ベクトルを示す信号を出力する。角速度センサ４０６は、ユーザの角速度を検出し、検出結果として角速度ベクトルを示す信号を出力する。地磁気センサ４０７は、ユーザの磁気方位を検出し、検出結果として磁気方位ベクトルを示す信号を出力する。
【００４６】
ユーザインタフェース部４０８には、慣性装置１３０に各種指示を入力したり、慣性装置１３０の内部状態を表示したりするための画面が含まれる。更に、ユーザインタフェース部４０８には各種操作ボタン等が含まれる。
【００４７】
通信部４０９は、アクセスポイント１２０を介して、測位データ１４０（座標データ）を所定周期（例えば、１秒周期）で測位サーバ装置１１０に送信する。
【００４８】
＜５．測位部の機能構成＞
次に、測位部４１０の機能構成について説明する。図５は、慣性装置１３０の測位部４１０の機能構成を示す図である。
【００４９】
図５に示すように、測位部４１０は、進行方向推定部５１０と、位置推定部５２０と、方位角ドリフト推定処理部５３０と、姿勢情報変換処理部５４０とを有する。
【００５０】
進行方向推定部５１０は、ユーザの進行方向を示す方位角データを推定する進行方向推定機能を実行する。具体的には、姿勢情報変換処理部５４０において得られた、絶対座標系における３軸の加速度（絶対加速度）から、ユーザの一歩ごとの進行方向を示す方位角データを算出する。
【００５１】
位置推定部５２０は、ユーザの位置を示す座標データを推定する位置推定機能を実行する。具体的には、進行方向を示す方位角データと、進行方向推定部５１０において当該進行方向を示す方位角データを推定する際に算出された各種値（歩行動作パラメータ）とを用いて、ユーザの一歩ごとの位置を示す座標データを算出する。
【００５２】
方位角ドリフト推定処理部５３０は、位置推定部５２０において算出された所定量の座標データに基づいてユーザの移動状態を判定し、判定した移動状態が方位補正条件を満たすと判定した場合に、方位誤差推定値を算出する。
【００５３】
姿勢情報変換処理部５４０は、各センサの検出結果に基づいて算出した慣性装置１３０の姿勢情報（慣性装置１３０の姿勢を演算することにより得られる回転行列）を用いて、絶対座標系における３軸の加速度（絶対加速度）を算出する。また、方位角ドリフト推定処理部５３０より方位誤差推定値が通知された場合にあっては、算出した絶対加速度を、方位誤差推定値を用いて補正する。更に、補正後の絶対加速度を進行方向推定部５１０に通知する。
【００５４】
以下、測位部４１０を構成する各部（進行方向推定部５１０、位置推定部５２０、方位角ドリフト推定処理部５３０、姿勢情報変換処理部５４０）の詳細について説明する。
【００５５】
＜６．進行方向推定部及び位置推定部の構成＞
＜６．１  進行方向推定部の構成＞
はじめに、進行方向推定部５１０の構成について説明する。上述したように進行方向推定部５１０は、姿勢情報変換処理部５４０より通知された絶対加速度から、ユーザの一歩ごとの進行方向を示す方位角データを算出する。図６は、進行方向推定部５１０の機能構成を示す図である。
【００５６】
図６に示すように、進行方向推定部５１０は、バンドパスフィルタ６０１と、ピーク検出部６０２と、ピーク位置記憶部６０３と、移動加速度記憶部６０４と、水平成分移動速度特徴情報管理部６０５とを含む。更に、鉛直成分ピーク移動加速度取得部６０６と、水平成分移動速度特徴情報取得部６０７と、周期取得部６０８と、判定部６０９と、進行方向算出部６１０とを含む。
【００５７】
バンドパスフィルタ６０１は、姿勢情報変換処理部５４０より通知された絶対加速度から、重力成分を除去する。通過帯域は、例えば、一般的な歩行周波数である１〜３Ｈｚ程度とする。なお、通過帯域は、慣性装置１３０を装着するユーザの歩行又は移動に係る周波数に応じて、適宜変更され得る。ここでは、バンドパスフィルタ６０１が出力する、重力成分が除去された移動時の絶対加速度を、移動加速度６１１と称す。移動加速度６１１は、移動加速度記憶部６０４に記憶される。また、移動加速度の鉛直成分である、鉛直成分移動加速度６１２は、ピーク検出部６０２に入力される。
【００５８】
ピーク検出部６０２は、バンドパスフィルタ６０１から出力される移動加速度６１１のうち、鉛直成分移動加速度６１２の変化（時間変化）を観測し、その波形の谷ピークの位置（ピーク時刻又はピーク位置）を検出する。検出されたピーク位置は、ピーク位置記憶部６０３に記憶される。
【００５９】
ピーク位置記憶部６０３は、ピーク検出部６０２において検出されたピーク位置を記憶する。ピーク位置記憶部６０３は、例えばリングバッファにより、ピーク位置（時間）を、最新のものから、過去の時間領域に相当するものまで記憶する。ピーク位置記憶部６０３は、少なくとも、最新のピーク位置と一つ過去のピーク位置とを記憶し、後に得られたピーク位置によって随時更新される。なお、記憶されるピーク位置の数は、慣性装置１３０の記憶容量に応じて適宜変更されてもよい。
【００６０】
移動加速度記憶部６０４は、バンドパスフィルタ６０１から出力された移動加速度６１１に、観測された時刻情報を付加したうえで、時系列データとして記憶する。
【００６１】
水平成分移動速度特徴情報管理部６０５は、ピーク検出部６０２によるピーク位置の検出に応じて、そのピーク位置を中心とする所定期間内の、水平成分の移動加速度を、各成分（Ｘ、Ｙ）ごとに積算処理し、水平速度を算出する。この水平速度を、水平成分移動速度特徴情報と呼ぶ。水平成分移動速度特徴情報は、速さの方向と大きさの相対値を示すベクトルである。水平成分移動速度特徴情報管理部６０５は、水平成分移動速度特徴情報を、時刻情報と共に記憶する。このように、水平成分移動速度特徴情報管理部６０５は、水平成分移動速度特徴情報を算出する算出部としての機能と、水平成分移動速度特徴情報を記憶する記憶部としての機能を有する。
【００６２】
水平成分移動速度特徴情報は、上述のピーク検出処理と、その後の一連の処理によって、一歩足を踏み出し、片足が軸足を追い越す瞬間に生成される。生成される水平成分移動速度特徴情報は、片足が軸足を追い越す瞬間に歩行者の体が移動している方向（進行方向）と強度とを表している。
【００６３】
鉛直成分ピーク移動加速度取得部６０６は、ピーク位置（時間）に対応する、鉛直成分移動加速度６１２における移動加速度（鉛直成分ピーク移動加速度）を取得し、この加速度を判定部６０９に渡す。
【００６４】
水平成分移動速度特徴情報取得部６０７は、水平成分移動速度特徴情報管理部６０５から、最新の水平成分移動速度特徴情報及び過去の水平成分移動速度特徴情報を取得し、取得した水平成分移動速度特徴情報を判定部６０９に渡す。
【００６５】
周期取得部６０８は、ピーク位置記憶部６０３から複数のピーク位置を取得し、ユーザの歩行周期への換算処理を実行する。また、周期取得部６０８は、複数のピーク位置の差分を順次計算することによって、最新の歩行周期および過去の歩行周期を取得することができる。周期取得部６０８は、取得した複数の歩行周期を判定部６０９に渡す。
【００６６】
判定部６０９は、これまでに取得された各種情報が、歩行動作に由来して取得されたデータであるか否かを判定する。歩行動作は、歩行および走行を含んだ、ユーザによる移動動作である。一方、歩行動作でない非歩行動作は、慣性装置１３０を無作為又は意図的に振る動作や、外部環境から加速度を受けた場合（例えば、外部の移動物体により移動させられている場合）のように、ユーザによる移動動作のみに起因しない動作である。
【００６７】
そして、判定部６０９では、これまでに取得された各種情報が歩行動作に由来して取得されたデータであるか否かを、
・鉛直成分ピーク移動加速度取得部６０６において取得された、鉛直成分ピーク移動加速度、
・水平成分移動速度特徴情報管理部６０５において算出された、水平成分移動速度特徴情報（ベクトル）、
・周期取得部６０８において取得された、歩行周期、
・水平成分移動速度特徴情報管理部６０５において管理された、水平成分移動速度特徴情報（ベクトル）に基づいて算出される、左右の移動速度のぶれ幅、
がそれぞれ、所定の範囲内にあるか否かに基づいて判定する。いずれの値も、所定の範囲内にあった場合には、歩行動作に由来して取得されたデータであると判定する。一方、いずれかの値が、所定の範囲外にあった場合には、非歩行動作に由来して取得されたデータであると判定する。
【００６８】
進行方向算出部６１０では、判定部６０９が、歩行動作に由来して取得されたデータであると判定した場合に、一歩ごとの進行方向を示す方位角データを求めるために、以下の処理を行う。
【００６９】
すなわち、ユーザが、ゼロ歩目から一歩目に移るとき、水平成分移動速度特徴情報取得部６０７より、水平成分移動速度特徴ベクトルＶ0を取得する。また、ユーザが、一歩目から二歩目に移るとき、水平成分移動速度特徴情報取得部６０７より、水平成分移動速度特徴ベクトルＶ1を取得する。そして、それらの合成ベクトル（Ｖ0＋Ｖ1）を求め、合成ベクトルの向きを、一歩ごとの進行方向を示す方位角データと推定する。上記処理は、ユーザが一歩踏み出すごとに、逐次実行される。
【００７０】
＜６．２  位置推定部の構成＞
次に、位置推定部５２０の構成について説明する。図７は、位置推定部５２０の機能構成を示す図である。
【００７１】
図７に示すように、位置推定部５２０は、進行速度推定部７０１と絶対位置推定部７０２とを有する。
【００７２】
進行速度推定部７０１は、進行方向推定部５１０により推定された進行方向を示す方位角データ４２０と、当該方位角データ４２０を推定する際に算出された各種値（歩行動作パラメータと称す）とを用いて、ユーザの進行速度を示す進行速度推定ベクトルを算出する。なお、進行方向を示す方位角データを推定する際に算出された各種値（歩行動作パラメータ）には、水平成分移動速度特徴情報７１１、鉛直成分ピーク移動加速度７１２、歩行周期７１３、ぶれ幅７１４が含まれる。
【００７３】
絶対位置推定部７０２は、進行速度推定部７０１において算出された進行速度推定ベクトルを、カルマンフィルタを用いて加算することにより、ユーザの位置を示す座標データを推定する。また、推定した座標データを、方位角ドリフト推定処理部５３０に通知する。
【００７４】
＜６．３  進行方向・位置推定処理の流れ＞
次に、進行方向推定部５１０及び位置推定部５２０による、進行方向・位置推定処理の流れについて説明する。図８は、進行方向推定部５１０及び位置推定部５２０による、進行方向・位置推定処理の流れを示すフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ８０１では、姿勢情報変換処理部５４０より通知された絶対加速度を、進行方向推定部５１０が取得する。ステップＳ８０２では、進行方向推定部５１０が、取得した絶対加速度に基づいて、ユーザの進行方向を示す方位角データを推定する。
【００７６】
ステップＳ８０３では、進行方向推定部５１０が、ステップＳ８０２において推定した、進行方向を示す方位角データ、及び、進行方向を示す方位角データを推定する際に算出された各種値（歩行動作パラメータ）を位置推定部５２０に通知する。
【００７７】
ステップＳ８０４では、進行方向推定部５１０より通知された方位角データ及び歩行パラメータに基づいて、位置推定部５２０が、ユーザの位置を示す座標データを推定する。
【００７８】
ステップ８０５では、位置推定部５２０が、進行方向を示す方位角データ及び位置を示す座標データを、方位角ドリフト推定処理部５３０に通知する。
【００７９】
＜７．方位角ドリフト推定処理部の構成＞
次に、測位部４１０を構成する方位角ドリフト推定処理部５３０の構成について図５を参照しながら説明する。図５に示したとおり、方位角ドリフト推定処理部５３０は、移動状態検出部５３１と方位角ドリフト算出部５３２とを有する。
【００８０】
移動状態検出部５３１は、進行方向推定部５１０において推定された、進行方向を示す方位角データ４２０と、位置推定部５２０において推定された、位置を示す座標データ４３０とを所定の間隔で取得し、記憶装置４０４内に格納する。
【００８１】
また、記憶装置４０４内に格納された過去の座標データ４３０を用いて、ユーザの移動状態を判定する。更に、判定した移動状態を、方位角ドリフト算出部５３２に通知する。
【００８２】
なお、ここでいう移動状態とは、ユーザが"どの方向に直線で何ｍ歩行しているか"といった、所定量の座標データに基づく特徴的な歩行状況を指す。
【００８３】
方位角ドリフト算出部５３２は、移動状態検出部５３１より通知された移動状態を示す情報と、方位補正条件情報４４０とを比較し、通知された移動状態を示す情報が、方位補正条件情報４４０において規定された方位補正条件を満たしているか否かを判定する。また、通知された移動状態を示す情報が、方位補正条件を満たしていると判定した場合には、方位誤差推定値を算出する。更に、算出した方位誤差推定値を姿勢情報変換処理部５４０に通知する。以下、方位角ドリフト推定処理部５３０を構成する移動状態検出部５３１及び方位角ドリフト算出部５３２の詳細、ならびに、方位補正条件情報４４０の詳細について説明する。
【００８４】
＜７．１  方位補正条件情報の説明＞
はじめに、方位補正条件情報４４０について説明する。図９は、方位補正条件情報４４０の一例を示す図である。方位補正条件情報４４０は、方位誤差推定値を算出する際に用いられる方位補正条件を規定した情報である。
【００８５】
一般に、オフィス等の建物内においては、廊下が直線的で、かつ、互いに直交していることが多く、長距離の直線歩行を行う領域が支配的である。このため、特定の廊下の方向を０°または１８０°と定義すると、当該廊下と直交する廊下の方向は９０°または−９０°と定義することができる。
【００８６】
つまり、オフィス等の建物内において長距離の直線歩行が検出された場合、当該ユーザの移動方向（ユーザが歩行による移動を行った際の所定区間における方向）は、０°または１８０°、＋９０°または−９０°である可能性が高い。このため、オフィス等の建物内に測位システム１００を適用するにあたっては、まず、廊下の方向を、０°、１８０°、＋９０°、−９０°の基準方向として定義する。そして、所定の距離の直線歩行が検出された場合に、いずれかの基準方向に基づいて方位誤差推定値を算出し、当該算出した方位誤差推定値に基づいて絶対加速度を補正する。これにより、補正された絶対加速度に基づいて算出される進行方向を示す方位角データも補正されることとなる。つまり、所定の距離の直線歩行が検出されるたびに、進行方向を示す方位角データが補正されることとなり、補正の頻度が増加する。この結果、時間の経過に伴う方位角データの算出精度の低下を抑止することが可能となり、方位角データの算出精度を向上させることができる。
【００８７】
図９の例では、慣性装置１３０において、１５ｍの直線歩行が検出され、かつ、検出された直線歩行の移動方向が、基準方向０°、−９０°、＋９０°、１８０°のいずれかに対して、角度差が１０°以内であった場合に、方位補正条件を満たすと判定される。
【００８８】
なお、方位補正条件情報４４０は、測位システム１００が適用される建物のマップ情報２２０に基づいて設定されるものとする。具体的には、まず、測位サーバ装置１１０に格納されたマップ情報２２０に含まれる直線的な廊下を抽出し、抽出した廊下を、同じ方向ごとに分類する。そして、分類された廊下のうち、いずれかの廊下の方向を０°と定義することで、他に分類された廊下の方向を規定する。更に、それぞれの方向が規定された廊下について、廊下の長さを分析し、直線歩行条件とする。
【００８９】
図９の例では、マップ情報２２０より抽出された廊下が、いずれも１５ｍ以上の長さを有しており、かつ、方向が０°、−９０°、＋９０°、１８０°のいずれかに分類されたことを示している。このため、方位補正条件情報４４０には、直線歩行条件として"１５ｍの直線歩行"が、基準方向として、"０°、−９０°、＋９０°、１８０°"が規定されている。
【００９０】
＜７．２  移動状態検出部の説明＞
次に、移動状態検出部５３１における処理について説明する。図１０は、移動状態検出部５３１における処理を説明するための図である。
【００９１】
図１０（ａ）は、所定の周期で記憶装置４０４に格納された、座標データ４３０の一例を示している。図１０（ａ）において、横軸は基準方向−９０°の方向を示しており、縦軸は基準方向０°の方向を示している。また、図１０（ａ）中のプロットは、各周期ごとの座標データ４３０を示しており、紙面左端のプロットは、はじめに算出された座標データ４３０を、紙面右端のプロットは、現在時刻において算出された座標データ４３０をそれぞれ示している。
【００９２】
図１０（ｂ）は、これらの座標データ４３０を用いて、移動状態検出部５３１が、近似直線１０００を算出した様子を示している。近似直線１０００は、例えば、座標データ４３０を用いて最小二乗法により算出することができ、ユーザの移動方向を表すこととなる。なお、図１０（ｂ）は、現在時刻において算出された座標データから遡って、１５個分の座標データを用いて算出した近似直線１０００の長さが１５ｍであったことを示している。
【００９３】
このように、移動状態検出部５３１では、所定の周期で記憶装置４０４に格納されていく座標データ４３０のうち、現在時刻における座標データ４３０から遡って、順次、座標データ４３０を抽出していくことで、近似直線１０００をそれぞれに算出していく。更に、算出したそれぞれの近似直線１０００の長さ（抽出した座標データ４３０の端点から端点までの長さ）を算出していく。そして、算出した近似直線１０００が１５ｍ（直線歩行条件に規定された長さ）以上となった場合に、ユーザにより、１５ｍ以上の直線歩行が行われたと判定し、算出した近似直線１０００を、移動状態を示す情報として方位角ドリフト算出部５３２に通知する。
【００９４】
＜７．３  方位角ドリフト算出部の説明＞
次に、方位角ドリフト算出部５３２における処理について説明する。はじめに、方位角ドリフト算出部５３２における処理として、移動状態検出部５３１より通知された移動状態を示す情報が、方位補正条件情報４４０を満たすか否かを判定する処理について説明する。
【００９５】
図１１は、移動状態検出部５３１より通知された移動状態を示す情報と、方位補正条件情報４４０とを比較する様子を示した図である。図１１において、直線１１００は、基準方向−９０°を示す直線である。
【００９６】
図１１下側に示すように、マップ情報２２０には、基準方向０°または１８０°の方向の廊下であって、かつ１５ｍ以上の廊下として、廊下１１２１〜１１２５が含まれる。また、基準方向９０°または−９０°の方向の廊下であって、かつ１５ｍ以上の廊下として、廊下１１０１〜１１１１が含まれる。
【００９７】
ここで、図１１の例は、移動状態検出部５３１において算出された近似直線１０００と、基準方向−９０°を示す直線１１００との角度差が１０°以下（所定の角度差以下）であった場合を示している。このため、方位角ドリフト算出部５３２では、ユーザが、基準方向−９０°の廊下１１０１〜１１１１のいずれかを歩行していると判定する。つまり、移動状態検出部５３１より通知された移動状態を示す情報が、方位補正条件を満たすと判定する。
【００９８】
次に、方位角ドリフト算出部５３２における処理として、移動状態検出部５３１より通知される移動状態を示す情報が、方位補正条件を満たすと判定した場合に実行される、方位誤差推定値の算出処理について説明する。
【００９９】
図１２は、方位角ドリフト算出部５３２における方位誤差推定値の算出処理を説明するための図である。図１２に示すように、方位角ドリフト算出部５３２では、ＰＩ制御の枠組みを用いて、方位誤差推定値の算出を行う。
【０１００】
図１２において、Ｋ１は比例ゲインを、Ｋ２は積分ゲインをそれぞれ表している。図１２に示すように、方位角ドリフト算出部５３２では、まず、基準方向（ここでは−９０°）と、現在時刻において算出された方位角データ４２０により示される進行方向との偏差（角度差）に比例ゲインＫ１をかけあわせる。続いて、基準方向（ここでは−９０°）と、方位角データ４２０により示される進行方向との偏差（角度差）を所定の積分時間、積分することで得られた値に積分ゲインＫ２をかけあわせる。そして、両者を足し合わせることで、方位誤差推定値を求める。具体的には、下式により算出する。
【０１０１】
【数１】
2015152559.tif 000003
ただし、
ψ（ｔ）：方位誤差推定値
Δψ（ｔ）：基準方向と現在時刻ｔにおける進行方向との角度差
ＴＩ：積分ゲイン（Ｋ１／ＴＩ＝Ｋ２）
ｔｉ：積分時間
Δψ（τ）：基準方向と積分時間内の任意の時刻τにおける進行方向との角度差
このように、本実施形態では、基準方向と進行方向との角度差Δψ（ｔ）をそのまま方位誤差推定値とせず、ＰＩ制御の枠組みを用いて方位誤差推定値を算出する構成としている。これは、特異な状況下で、方位誤差推定値の安定性が低下し、発散してしまうのを回避するためである。
【０１０２】
換言すると、ＰＩ制御の枠組みを用いて、方位誤差推定値を算出する構成とすることで、ロバスト性の高い推定を行うことが可能となる。
【０１０３】
＜７．４  方位誤差推定処理の流れ＞
次に、方位角ドリフト推定処理部５３０における方位誤差推定処理の流れについて説明する。
【０１０４】
図１３は、方位角ドリフト推定処理部５３０における方位誤差推定処理の流れを示すフローチャートである。図１３に示すように、ステップＳ１３０１では、移動状態検出部５３１が、位置推定部５２０において算出された座標データ４３０を取得する。
【０１０５】
ステップＳ１３０２では、移動状態検出部５３１が、取得した座標データ４３０に基づいて、近似直線１０００を算出する。
【０１０６】
ステップＳ１３０３では、ステップＳ１３０２において算出された近似直線１０００に基づいて、移動状態検出部５３１が、ユーザの直線歩行が１５ｍ以上になったか否かを判定する。ステップＳ１３０３において、１５ｍ以上になっていないと判定された場合には、ステップＳ１３０１に戻り、次の座標データを取得し、再び、近似直線１０００を算出する。
【０１０７】
一方、ステップＳ１３０３において、ユーザの直線歩行が１５ｍ以上になったと判定された場合には、ステップＳ１３０４に進み、方位角ドリフト算出部５３２が、算出された近似直線１０００と基準方向とを比較する。
【０１０８】
ステップＳ１３０４における比較の結果、近似直線１０００と基準方向との角度差が１０°以内であると判定した場合には、方位補正条件を満たしたと判断し、ステップＳ１３０５からステップＳ１３０６に進む。
【０１０９】
ステップＳ１３０６では、方位角ドリフト算出部５３２が、基準方向と現在時刻における進行方向との偏差（角度差）に基づいて、現在時刻における方位誤差推定値を算出する。
【０１１０】
一方、ステップＳ１３０５における比較の結果、近似直線と基準方向との角度差が１０°以内でないと判定した場合には、方位補正条件を満たしていないと判断し、ステップＳ１３０５からステップＳ１３０７に進む。
【０１１１】
ステップＳ１３０７では、方位誤差推定処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合には、ステップＳ１３０１に戻る。一方、終了すると判定した場合には、方位誤差推定処理を終了する。
【０１１２】
＜８．姿勢情報変換処理部の説明＞
次に、測位部４１０を構成する姿勢情報変換処理部５４０について説明する。図５において示したように、姿勢情報変換処理部５４０は、姿勢情報取得部５４１と座標変換処理部５４２とを有する。姿勢情報変換処理部５４０では、姿勢情報取得部５４１において取得されたデバイス座標系の３軸の加速度を、座標変換処理部５４２において絶対座標系の３軸の加速度に座標変換することで絶対加速度を算出する。更に、方位誤差推定値に基づいて、当該算出した絶対加速度を補正する。
【０１１３】
なお、デバイス座標系とは、慣性装置１３０上の１点を原点として定義し、この原点で互いに直交する３軸をそれぞれ定義した座標系のことをいう。
【０１１４】
以下、図１４を参照しながら、姿勢情報変換処理部５４０の機能構成の詳細について説明する。
【０１１５】
＜８．１  姿勢情報取得部の構成＞
姿勢情報変換処理部５４０を構成する各部のうち、はじめに、姿勢情報取得部５４１の機能構成について説明する。
【０１１６】
図１４は、姿勢情報変換処理部５４０の機能構成を示す図である。図１４に示すように、姿勢情報変換処理部５４０を構成する姿勢情報取得部５４１は、加速度取得部１４１１、角速度取得部１４１２、地磁気取得部１４１３、姿勢演算部１４１４を有する。
【０１１７】
加速度取得部１４１１は、加速度センサ４０５によって検出された３軸の加速度の変化を取得する。ここで得られる加速度は、デバイス座標系（Ｘ'，Ｙ'，Ｚ'）に固定されている。角速度取得部１４１２は、角速度センサ４０６によって検出された３軸の角速度の変化を取得する。ここで取得される角速度は、加速度と同様に、デバイス座標系（Ｘ'，Ｙ'，Ｚ'）に固定されている。地磁気取得部１４１３は、地磁気センサ４０７によって検出された３軸の磁気方位を取得する。ここで取得される向きは、加速度と同様に、デバイス座標系（Ｘ'，Ｙ'，Ｚ'）に固定されている。
【０１１８】
姿勢演算部１４１４は、加速度取得部１４１１、角速度取得部１４１２及び地磁気取得部１４１３において取得された各センサの検出結果を用いて、慣性装置１３０の現在の姿勢を演算する。そして演算により得られた姿勢情報（回転行列）から、逆行列計算により、逆回転行列１４１５を算出する。
【０１１９】
＜８．２  姿勢情報変換処理部の構成＞
次に、姿勢情報変換処理部５４０を構成する各部のうち、座標変換処理部５４２の機能構成について図１４を用いて説明する。
【０１２０】
図１４に示すように、座標変換処理部５４２は、絶対加速度変換部１４２１と、方位角ドリフト補正部１４２２とを有する。
【０１２１】
絶対加速度変換部１４２１は、姿勢情報取得部５４１において取得されたデバイス座標系（図１４右上に示すＸ'軸、Ｙ'軸、Ｚ'軸からなる座標系）の３軸の加速度を絶対座標系（図１４の右中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系）の３軸の加速度に変換する。具体的には、加速度取得部１４１１が取得した加速度に、姿勢演算部１４１４によって求められた逆回転行列１４１５を乗算し、絶対座標系での３軸の加速度（絶対加速度）を算出する。
【０１２２】
方位角ドリフト補正部１４２２は、方位角ドリフト算出部５３２から通知された方位誤差推定値に基づいて、絶対加速度に対して座標系変換を行うための変換行列（＝方向余弦行列（ＤＣＭ：Direction Cosine Matrix））を計算する。具体的には、図１４に示す変換行列１４３０において、ロール角φとピッチ角θにゼロを代入し、方位角ψに、方位角ドリフト算出部５３２から通知された方位誤差推定値ψ（ｔ）を代入する。
【０１２３】
更に、方位角ドリフト補正部１４２２は、絶対加速度変換部１４２１において算出された絶対加速度に対して、変換行列（ＤＣＭ）１４３０を乗算することで、絶対加速度を補正し、補正後の絶対加速度を進行方向推定部５１０に通知する。
【０１２４】
＜８．３  姿勢情報変換処理の流れ＞
次に、姿勢情報変換処理部５４０における姿勢情報変換処理の流れについて説明する。図１５は、姿勢情報変換処理部５４０における姿勢情報変換処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２５】
ステップＳ１５０１では、姿勢情報取得部５４１が、加速度センサ４０５によって検出された３軸の加速度、角速度センサ４０６によって検出された３軸の角速度、地磁気センサ４０７によって検出された３軸の磁気方位を取得する。そして、取得した３軸の加速度、３軸の角速度、３軸の磁気方位に基づいて、慣性装置１３０の姿勢情報（回転行列）を算出する。
【０１２６】
ステップＳ１５０２では、姿勢情報取得部５４１が、ステップＳ１５０１において算出された姿勢情報（回転行列）から、逆回転行列１４１５を算出する。
【０１２７】
ステップＳ１５０３では、座標変換処理部５４２が、ステップＳ１５０１において取得された３軸の加速度に、ステップＳ１５０２において求められた逆回転行列１４１５を乗算することで、絶対座標系での３軸の加速度（絶対加速度）を算出する。
【０１２８】
ステップＳ１５０４では、方位角ドリフト補正部１４２２が、方位角ドリフト算出部５３２より通知された方位誤差推定値に基づいて、絶対加速度に対して座標系変換を行うための変換行列（ＤＣＭ）１４３０を算出する。
【０１２９】
ステップＳ１５０５では、ステップＳ１５０３において算出された絶対座標系での３軸の加速度（絶対加速度）に対して、ステップＳ１５０４において算出された方位誤差推定値に基づく変換行列（ＤＣＭ）１４３０を乗算することで、絶対加速度を補正する。
【０１３０】
ステップＳ１５０６では、ステップＳ１５０５において補正された絶対加速度を、進行方向推定部５１０に通知する。
【０１３１】
＜９．測位部における方位角データの補正機能＞
以上のような構成のもとで、測位部４１０の各部（進行方向推定部５１０、位置推定部５２０、方位角ドリフト推定処理部５３０、姿勢情報変換処理部５４０）が連関することで、方位角データのずれを補正する方位角データの補正機能について説明する。図１６は、測位部４１０において実現される方位角データの補正機能の制御ブロック図である。図１６に示す制御ブロックは、方位補正条件が満たされている間、実行される。
【０１３２】
具体的には、方位補正条件が満たされると、今回算出された方位角データにより示される進行方向と基準方向との角度差を用いて、方位角ドリフト算出部５３２において、方位誤差推定値が算出される。
【０１３３】
算出された方位誤差推定値は、方位角ドリフト補正部１４２２に入力され、次の回に取得された加速度に基づいて算出された絶対加速度の補正に用いられる。方位角ドリフト補正部１４２２にて補正された絶対加速度は進行方向推定部５１０に入力され、進行方向推定部５１０において進行方向を示す方位角データが算出される。
【０１３４】
つまり、既に算出されている方位角データにより示される進行方向と基準方向との角度差が、新たに算出される方位角データに反映される。
【０１３５】
進行方向推定部５１０において算出された進行方向を示す方位角データはフィードバックされ、方位角ドリフト算出部５３２にて、再び、進行方向と基準方向との角度差が算出される。方位角ドリフト算出部５３２では、更に、角度差に応じた方位誤差推定値が算出され、算出された方位誤差推定値は、方位角ドリフト補正部１４２２に入力される。
【０１３６】
方位角ドリフト補正部１４２２に入力された方位誤差推定値は、次々回に取得された加速度に基づいて算出された絶対加速度の補正に用いられる。方位角ドリフト補正部１４２２にて補正された絶対加速度は進行方向推定部５１０に入力され、進行方向推定部５１０において、進行方向を示す方位角データが算出される。
【０１３７】
つまり、既に算出されている方位角データにより示される進行方向と基準方向との角度差が、新たに算出される方位角データに反映される。
【０１３８】
進行方向推定部５１０において算出された進行方向を示す方位角データは、再び、フィードバックされ、方位角ドリフト算出部５３２にて、再び、進行方向と基準方向との角度差が算出される。
【０１３９】
これらの処理は、座標データに基づいて算出される移動状態が、方位補正条件が満たされなくなるまで継続する。このように、慣性装置１３０では、方位補正条件が満たされている間、進行方向と基準方向との偏差（角度差）がなくなるように算出し、進行方向と基準方向との偏差（角度差）に応じて算出した方位誤差推定値を用いて、絶対加速度が補正される。
【０１４０】
この結果、方位角データのずれが補正され、方位角データに基づいて算出される座標データの誤差を抑えることが可能となる。
【０１４１】
＜１０．実施例＞
次に、本実施形態に係る慣性装置１３０（方位角データのずれを補正するための処理が実行された場合の慣性装置）より送信された測位データを用いて、測位サーバ装置１１０において算出された移動軌跡について説明する。
【０１４２】
図１７は、本実施形態に係る慣性装置１３０（方位角データのずれを補正するための処理が実行された場合の慣性装置）より送信された測位データを用いて、測位サーバ装置１１０において算出された移動軌跡１７００を示す図である。
【０１４３】
図３（ｂ）の移動軌跡３００との対比から明らかなように、方位誤差推定値を用いて絶対加速度を補正することで、方位角データの算出精度の低下が抑止されるため、時間が経過した場合であっても、座標データの誤差を抑えることができる。
【０１４４】
＜１１．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る慣性装置１３０では、
・ユーザが所定の長さ以上の直線歩行を行ったと判定した場合であって、その時の該ユーザの移動方向と基準方向との角度差が、所定の角度差以内であった場合に、方位補正条件を満たしたと判定し、方位誤差推定値を算出する構成とした。
・基準方向として、ユーザがいるオフィス等の建物内の廊下の方向を利用する構成とした。
・センサによる検出結果に基づいて算出された絶対加速度を、方位誤差推定値を用いて補正する構成とした。
・補正した絶対加速度に基づいて、ユーザの進行方向を示す方位角データ及び位置を示す座標データを算出する構成とした。
【０１４５】
これにより、本実施形態に係る慣性装置１３０によれば、ユーザが基準方向となる廊下を歩行するたびに（つまり高い頻度で）、絶対加速度を補正することが可能となる。
【０１４６】
つまり、本実施形態に係る慣性装置１３０において算出される方位角データは、高い頻度で補正された絶対加速度を用いて算出されることとなり、時間の経過に伴う算出精度の低下を抑止することが可能となる。この結果、方位角データの算出精度を向上させることが可能となる。
【０１４７】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、ユーザの動作状態を示すセンサとして、加速度センサ４０５、角速度センサ４０６、地磁気センサ４０７を用いることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、慣性装置１３０に内蔵され、ユーザの動作状態を示す信号を検出するセンサであれば、他のセンサを用いてもよい。
【０１４８】
また、上記第１の実施形態では、方位補正条件情報４４０の直線歩行条件として、"１５ｍの直線歩行"と規定したが、本発明はこれに限定されず、ユーザがいるオフィス等の建物のマップ情報に基づいて、更に長い距離（あるいは短い距離）を規定してもよい。
【０１４９】
また、上記第１の実施形態では、直線歩行条件を所定距離（長さ）で規定することとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定時間や、座標データの所定点数、所定歩数等により規定する構成としてもよい。
【０１５０】
また、上記第１の実施形態では、移動方向を特定するにあたり、最小二乗法を用いて近似直線を算出することとしたが、本発明はこれに限定されず、他の方法を用いて近似直線を算出する構成としてもよい。
【０１５１】
また、上記第１の実施形態では、姿勢演算部１４１４において姿勢情報を演算するにあたり、加速度取得部１４１１、角速度取得部１４１２及び地磁気取得部１４１３において取得された各センサの検出結果を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、地磁気取得部１４１３において取得される地磁気センサ４０７の検出結果の信頼性が低下した場合には、加速度取得部１４１１及び角速度取得部１４１２において取得された各センサの検出結果のみを用いる構成としてもよい。
【０１５２】
また、上記第１の実施形態では、今回算出した絶対加速度に基づく方位誤差推定値を、次の回において算出した絶対加速度の補正に用いる構成としたが、本発明はこれに限定されない。今回算出した絶対加速度に基づく方位誤差推定値を、過去の所定期間に算出した絶対加速度の補正に反映させる構成としてもよい。また、過去の所定期間に算出した絶対加速度の補正に反映させるか否かを、算出した方位誤差推定値の信頼性に応じて決定する構成としてもよい。
【０１５３】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１００            ：測位システム
１１０            ：測位サーバ装置
１２０            ：アクセスポイント
１３０            ：慣性装置
４１０            ：測位部
４２０            ：方位角データ
４３０            ：座標データ
４４０            ：方位補正条件情報
５１０            ：進行方向推定部
５２０            ：位置推定部
５３０            ：方位角ドリフト推定処理部
５３１            ：移動状態検出部
５３２            ：方位角ドリフト算出部
５４０            ：姿勢情報変換処理部
１０００          ：近似直線
１１００          ：基準方向−９０°を示す直線
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１０／００１９７０号
【図１】
2015152559.tif 000004
【図２】
2015152559.tif 000005
【図３】
2015152559.tif 000006
【図４】
2015152559.tif 000007
【図５】
2015152559.tif 000008
【図６】
2015152559.tif 000009
【図７】
2015152559.tif 000010
【図８】
2015152559.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2015152559.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2015152559.tif 000015
【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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