(57)【要約】【課題】気圧を用いて高度計測を行う装置において、気象による気圧の変動の影響を少なくするとともに、歩行者の建物内の移動における高度変化をより正確に計測すること。【解決手段】本高度計測装置１は、ユーザーの動作を検出する動作検出部２０と、気圧計測部１０と、前記動作検出部２０の検出情報に基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部３２と、前記気圧計測部１０で計測された気圧の気圧変化量と、前記行動状態に基づき高度を演算する高度演算部３６と、を含み、前記高度演算部３６は、前記行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて前記高度を演算する。【選択図】図１
2013200156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの動作を検出する動作検出部と、
気圧計測部と、
前記動作検出部の検出情報に基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部と、
前記気圧計測部で計測された気圧の気圧変化量と、前記行動状態に基づき高度を演算する高度演算部と、を含み、
前記高度演算部は、
前記行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて前記高度を演算する高度計測装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記行動状態判別部は、
前記所定の状態として、前記行動状態が静止状態であるか否か判別し、
前記高度演算部は、
前記行動状態が前記静止状態であると判別された場合に、前記静止状態に変化してから所定期間における前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて前記高度を演算する高度計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記行動状態判別部は、
前記所定の状態として、前記行動状態が歩行状態であるか否か判別し、
前記高度演算部は、
前記行動状態が前記歩行状態であると判別された場合に、前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて前記高度を演算する高度計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
ユーザーの位置情報を演算する位置情報演算部をさらに含み、
前記行動状態判別部は、
前記歩行状態が所与の期間継続し、前記位置情報及び地図情報に基づきユーザーが複数のフロアを有する建造物にいると判断した場合にはユーザーがフロア移動中であると判別し、
前記高度演算部は、
前記フロア移動中であると判別された場合には、前記気圧変化量及び前記地図情報から得られるフロアの高度情報に基づきユーザーが移動中のフロアの階数を特定し、地図情報から得られる前記フロアの階数の高度情報で前記高度を補正する高度測定装置
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
ユーザーの位置情報を演算する位置情報演算部をさらに含み、
前記行動状態判別部は、
前記位置情報と地図情報に基づきユーザーが存在する建造物を特定し、前記地図情報に基づき建造物のフロア間移動可能なエリアを特定し、前記位置情報に基づきユーザーが前記フロア間移動可能なエリア位置にいると判断した場合にはユーザーがフロア間移動中であると判別し、
前記高度演算部は、
前記フロア間移動中であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて前記高度を演算する高度計測装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記位置情報演算部は、
前記フロア間移動中であると判別された場合に、前記位置情報を補正する高度測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の高度計測装置を含むナビゲーションシステム。
【請求項８】
加速度センサーが検出した加速度データと、気圧センサーが計測した気圧データに基づき、コンピューターに高度を演算させるためプログラムであって、
加速度データに基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部と、
気圧データから得られた気圧の気圧変化量と、前記行動状態に基づき前記高度を演算する高度演算部と、してコンピューターを機能させ、
前記高度演算部は、
前記行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて前記高度を演算するプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載されたプログラムが記憶されている記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者の建物内の移動における高度を歩行者が身につけた装置のみで検出するシステムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の航法測位衛星からの航法測位データの測定結果に基づいて高度変化を検出するシステムや、加速度センサーの重力方向の加速度の変化を二重積分して垂直方向の変化を検出するシステムや、気圧センサーの気圧の変化から垂直方向の位置の変化を検出するシステム等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしＧＰＳの測定結果に基づいて高度変化を検出するシステムでは、衛星補足状態のよくない屋内では計測ができないか、計測できても高度計測誤差が大きかった。
【０００５】
また加速度センサーの重力方向の加速度の変化を二重積分して垂直方向の変化を検出するシステムでは、歩行状態での垂直方向の加速度による誤差が大きかった。
【０００６】
また気圧センサーの気圧の変化から垂直方向の位置の変化を検出するシステムでは、気候の変化による気圧の変化や密室でのドアの開閉等による気圧の変化による大きさ誤差を生じていた。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、気圧を用いて高度計測を行う装置において、気象による気圧の変動の影響を少なくするとともに、歩行者の建物内の移動における高度変化をより正確に計測できる高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、ユーザーの動作を検出する動作検出部と、気圧計測部と、前記動作検出部の検出情報に基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部と、気圧計測部で計測された気圧の気圧変化量と、ユーザーの行動状態に基づき高度を演算する高度演算部と、を含み、前記高度演算部は、前記行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて高度を演算する高度計測装置に関する。
【０００９】
また本発明は、上記高度計測装置を含むナビゲーションシステムに関する。
【００１０】
また本発明は、加速度センサーが検出した加速度データと、気圧センサーが計測した気圧データに基づき、コンピューターに高度を演算させるためプログラムであって、加速度データに基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部と、気圧データから得られた気圧の気圧変化量と、ユーザーの行動状態に基づき高度を演算する高度演算部と、してコンピューターを機能させ、前記行動状態判別部は、加速度データに基づきユーザーの行動状態が所定の状態であるか否か判別し、前記高度演算部は、ユーザーの行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて高度を演算するプログラムに関する。また本発明は、コンピューターが読み取り可能であって、上記プログラムを記憶した記録媒体に関する。
【００１１】
本発明によれば、ユーザーの行動状態が所定の状態であると判断された期間は、気圧計測部で計測された気圧変化量を用いて高度を演算し、それ以外の期間は気圧計測部で計測された気圧を使用しないでよいので、常時圧計測部で計測された気圧を用いて高度を演算する場合に比べ、ユーザーの位置の高度変化がない場合について誤差を減らすことが可能となる。
【００１２】
（２）この高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体において、前記行動状態判別部は、前記所定の状態として、前記行動状態が静止状態であるか否か判別し、前記高度演算部は、前記行動状態が前記静止状態であると判別された場合に、前記静止状態に変化してから所定期間における前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００１３】
静止状態が長時間続くと、気圧変動の影響をうけ、高度変化していなくても、気圧変化量が変化するため、誤差が大きくなる。しかし、このようにすれば、静止状態に変化してから所定期間しか気圧変化量を反映させないため、気象の変化の影響を受けにくくなる。
【００１４】
（３）この高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体において、前記行動状態判別部は、前記所定の状態として、前記行動状態が前記歩行状態であるか否か判別し、前記高度演算部は、前記行動状態が歩行状態であると判別された場合に、前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００１５】
気圧変化量を判断する際の所与の値を適宜設定することにより、気象の影響を受ける確率を減らすことができる。
【００１６】
（４）この高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体において、ユーザーの位置情報を演算する位置情報演算部をさらに含み、前記行動状態判別部は、前記歩行状態が所与の期間継続し、前記位置情報及び地図情報に基づきユーザーが複数のフロアを有する建造物にいると判断した場合には、ユーザーがフロア移動中であると判別し、前記高度演算部は、前記フロア移動中であると判別された場合には、前記気圧変化量及び前記地図情報から得られるフロアの高度情報に基づきユーザーが移動中のフロアの階数を特定し、地図情報から得られる前記フロアの階数の高度情報で高度を補正してもよい。
【００１７】
この様にすると、適切なタイミングで、気圧変化量から得られた高度を地図情報から得られた高度情報で補正することができる。
【００１８】
（５）この高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体において、ユーザーの位置情報を演算する位置情報演算部をさらに含み、前記行動状態判別部は、前記位置情報と地図情報に基づきユーザーが存在する建造物を特定し、前記地図情報に基づき建造物のフロア間移動可能なエリアを特定し、前記位置情報に基づきユーザーが前記フロア間移動可能なエリア位置にいると判断した場合にはユーザーがフロア間移動中であると判別し、前記高度演算部は、前記フロア間移動中であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００１９】
この様にするとフロア間移動が可能なエリアにいると判断した場合に気圧変化量を用いて高度を演算するので、気象による影響を低減させることができる。
（６）この高度計測装置、ナビゲーションシステム、プログラム及び記録媒体において、
前記位置情報演算部は、前記フロア間移動中であると判別された場合に、前記位置情報を補正してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の高度計測装置の機能ブロック図。
【図２】本実施形態の高度計測装置の構成例を示す図。
【図３】本実施の形態の流れを示すフローチャート。
【図４】本実施の形態の行動状態判定処理の流れを示すフローチャート。
【図５】高度に地図情報を反映させる場合の処理の流れを示すフローチャート。
【図６】地図情報に基づきフロア間移動の判定を行う場合のフローチャート。
【図７】地図情報について説明するための図。
【図８】地図情報について説明するための図。
【図９】図９（Ａ）（Ｂ）は、フロア間移動について説明するための図。
【図１０】本実施の形態のナビゲーションシステムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２２】
１．高度計測装置の特徴
図１は、本実施形態の高度計測装置の機能ブロック図である。
【００２３】
本実施形態の高度計測装置１は、ユーザーが携帯する高度計測装置であって、ユーザーの動作を検出する動作検出部２０と、ユーザーの周囲の気圧を計測する気圧計測部１０と、動作検出部２０の検出情報に基づきユーザーの行動状態を判別する行動状態判別部３２と、気圧計測部１０で計測された気圧の気圧変化量と、ユーザーの行動状態に基づき高度を演算する高度演算部３６と、を含む。行動状態判別部３２は、動作検出部２０の検出情報に基づきユーザーの行動状態が所定の状態であるか否か判別し、高度演算部３６は、ユーザーの行動状態が所定の状態であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて高度を演算する。
【００２４】
動作検出部２０は歩数計等に用いられるセンサー（例えば加速度センサー）を含む形態として実現してもよい。気圧計測部１０は、気圧高度計等に用いられる気圧センサーで実現してもよい。行動状態判別部３２は、ユーザーの歩行動作を含む行動状態や静止状態等を判別するようにしてもよい。
【００２５】
行動状態判別部３２は、所定の状態として、ユーザーの行動状態が静止状態であるか否か判別し、高度演算部３６は、ユーザーの行動状態が静止状態であると判別された場合に、ユーザーの行動状態が静止状態に変化してから所定期間における前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００２６】
行動状態判別部３２は、所定の状態として、ユーザーの行動状態が歩行状態であるか否か判別し、高度演算部３６は、ユーザーの行動状態が歩行状態であると判別された場合に、前記気圧変化量が所与の値以上であれば前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００２７】
歩行状態とは、地面や建物内のフロア等の階段等ではない場所を歩行している通常歩行状態でもよい。通常歩行状態においては気圧が変化するのは、坂道やスロープ等を歩行している場合や、気象の影響を受けた場合である。
【００２８】
位置情報演算部３４は、ユーザーの位置情報を取得する。行動状態判別部３２は、ユーザーの歩行状態が所与の期間継続した場合には、取得した位置情報及び地図情報６２に基づきユーザーが複数のフロアを有する建造物にいるか否かを判断し、いると判断した場合にはユーザーがフロア移動中であると判別してもよい。高度演算部３６は、ユーザーがフロア移動中であると判別された場合には、前記気圧変化量及び地図情報から得られるフロアの高度情報に基づきユーザーが移動中のフロアの階数を特定し、地図情報から得られる特定した階数の高度情報で高度を補正してもよい。
【００２９】
地図情報６２は、地図内の存在する建造物が建造物の２次元的な位置座標に関連づけて記憶され、建造物の高さや階数に関する情報（建造物が複数の階数を有する場合に各階の高さ情報等を含む）を含む。
【００３０】
位置情報演算部３４が取得した位置座標によりユーザーの２次元的な位置座標を特定し、地図情報６２により、その位置の建造物の高さ情報（建造物が複数のフロアを有する場合には、フロアの高さ情報を含む）を特定することができる。
【００３１】
位置情報演算部３４は慣性航法装置で実現してもよいし、ＧＰＳ（Global Positioning System）で実現してもよい。慣性航法装置は、外部から電波による支援を得ることなく、加速度センサーやジャイロセンサー等の搭載するセンサーによって自らの位置や速度を算出する。加速度センサーで検出する加速度を積分することで速度を、速度を積分することで距離を求め、ジャイロセンサーで方角を検知し、移動距離と方角のベクトルを細分点ごとに合成してゆくことにより、起点からの移動距離を算出する。起点の静止位置を入力すれば、移動しはじめても自機の位置と速度を常に計算して把握できる。
【００３２】
また位置情報演算部３４は、複数のポイントに位置検出ポイントに配置されたＲＦＩＤ等からの信号を受信して、現在位置を判断してもよい。
【００３３】
また行動状態判別部３２は、取得した位置情報と地図情報６２に基づきユーザーが存在する建造物を特定し、地図情報６２に基づき建造物のフロア間移動が可能なエリアを特定し、取得した位置情報に基づきユーザーがフロア間移動が可能なエリア位置にいるか否か判断し、いると判断した場合にはユーザーがフロア間移動中であると判別してもよい。高度演算部３６は、ユーザーの行動状態がフロア間移動中であると判別された場合に、前記気圧変化量を用いて高度を演算してもよい。
【００３４】
フロア間移動が可能なエリアとは、建造物内のエレベーターエリアや階段エリア等のフロア間移動が行われるエリア等である。地図情報からフロア間移動エリアを特定してもよいし、予め地図情報としてフロア間移動エリアの位置情報の情報を登録しておいてもよい。そしてユーザーの位置情報とフロア間エリアの位置情報を比較して、ユーザーがフロア間移動が可能なエリア位置にいるか否か判断してもよい。
【００３５】
また位置情報演算部３４は、前記フロア間移動中であると判別された場合に、前記位置情報を補正してもよい。この様にするとユーザーの行動状態と気圧変化量に基づいてユーザーの移動手段を特定し、ユーザーの位置情報のマップマッチングを実行することができる。
【００３６】
例えば、ユーザーが静止中で気圧変化量が所定値より大きい場合は、ユーザーがエレベーターで移動していると判定してもよい。また、ユーザーが静止中で気圧変化に基づく高度変化がエスカレーターに相当する場合は、エスカレーターでの移動中と判定してもよい。また、ユーザーが歩行中で気圧変化量が階段昇降の高度変化に相当する場合は階段移動中と判断する。これらのユーザーの行動状態の判断に基づいて、ユーザーがフロア間移動可能なエリアにいると判定した場合に、地図情報とのマップマッチングを行い、ユーザーの位置情報を補正してもよい。
【００３７】
２．高度計測装置の構成
図２は、本実施形態の高度計測装置の具体例の構成を示す図である。
【００３８】
本実施形態の高度計測装置は、図２の構成要素（各部）の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００３９】
図２に示すように、本実施形態の高度計測装置は、加速度センサー２２、気圧センサー１２、処理部（例えばＣＰＵ等のプロセッサーで実現してもよい：Central Processing Unit）３０、操作部４０、記憶部５０、記録媒体６０、表示部７０、通信部８０、ジャイロセンサー９０を含んで構成されている。
【００４０】
操作部４０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理部３０に出力する。
【００４１】
記憶部５０は、処理部３０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００４２】
通信部８０はアンテナ８２等を含み、他の通信機器（例えば地図情報を送信するサーバーやＧＰＳ衛星等）との通信を行う。例えばサーバーが地図情報データベースを管理している場合には、通信部が、サーバーと通信して、地図情報を受信してもよい。
【００４３】
気圧センサー１２は、ユーザーの周囲の気圧を測定するもので、真空に保たれた空盒(くうごう)が周囲気圧に反応し動き、針を動作させて周囲の気圧を示す構成でもよい。この様な構成によれば空盒周囲の圧力が低下する(高度が上がる）と、空盒が膨張しその動きが、増幅ギアを介して指針に伝えられ指針が動き、空盒周囲の圧力が上昇する（高度が下がる）と空盒が収縮しその動きが指針を動かして、飛行物体の周囲の気圧を測定することができる。計測された気圧データは、リアルタイムに処理部３０に送信される。
【００４４】
気圧センサー１２としては、圧力の変化を振動子の周波数の変化として捉える周波数変化型、圧力の変化を静電容量の変化として捉える静電容量型、圧力の変化をピエゾ抵抗の抵抗値の変化として捉えるピエゾ抵抗型などのセンサーを適用することができる。
【００４５】
加速度センサー２２は３軸の変位加速度（例えば３軸の変位加速度でもよい）を検出して加速度データとして処理部３０に送信してもよい。
【００４６】
ジャイロセンサー９０は例えば３軸の回転速度又は角速度を検出して角速度データとして処理部３０に送信してもよい。
【００４７】
また、記憶部５０は、処理部３０の作業領域として用いられ、操作部４０から入力されたデータ、記録媒体６０から読み出されたプログラムやデータ、処理部３０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶するためにも使用される。
【００４８】
処理部３０は、記憶部５０や記録媒体６０に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、処理部３０は、気圧データや加速度データや角速度データを受け取って各種の計算処理を行う。また、処理部３０は、操作部４０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部７０に各種の情報を表示させる処理等を行う。
【００４９】
特に、本実施形態では、処理部３０は、気圧計測部１０、動作検出部２０、行動状態判別部３２、位置情報演算部３４、高度演算部３６、通信制御部３８を含む。ただし、本実施形態の処理部（ＣＰＵ）２２は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、他の構成（要素）を追加した構成としてもよい。動作検出部２０、行動状態判別部３２、位置情報演算部３４、高度演算部３６については図１各機能と同様であるので、その説明を省略する。
【００５０】
気圧計測部１０は、例えば秒オーダーの周期でリアルタイムに気圧を計測する。
【００５１】
通信制御部３８は、他の通信機器（例えば地図情報を送信するサーバーやＧＰＳ衛星等）との通信を行う際の通信制御を行う。通信制御部３８は、通信部８０を介して所定の通信ネットワークに接続されたサーバー等とのデータ通信を制御する処理を行ってもよい。例えば通信部８０を介して、サーバーに位置情報を送信し、サーバーから当該位置情報に対応する地図情報（ユーザーが運動するエリアの地図情報）を受信し、記憶部５０に保存する。
【００５２】
記録媒体６０は、コンピューターが読み取り可能な記録媒体であり、特に本実施形態では、コンピューターを上記の各部として機能させるための高度計測プログラムが記憶されている。そして、本実施形態の処理部３０は、記録媒体６０に記憶されている高度計測プログラムを実行することで、行動状態判別部３２、位置情報演算部３４、高度演算部３６としてコンピューターを機能させる。あるいは、通信部８０等を介して有線又は無線の通信ネットワークに接続されたサーバーから高度計測プログラムを受信し、受信した高度計測プログラムを記憶部５０や記録媒体６０に記憶して当該高度計測プログラムを実行するようにしてもよい。また行動状態判別部３２、位置情報演算部３４、高度演算部３６、通信制御部３８の少なくとも一部をハードウェア（専用回路）で実現してもよい。
【００５３】
なお、記録媒体６０は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー（ＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現することができる。
【００５４】
表示部７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、処理部（ＣＰＵ）３０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
【００５５】
３．行動状態の判別に基づく高度演算手法
次に本実施の形態において、ユーザーの行動状態の判別を行い判別結果に基づきユーザーの高度を演算する手法について説明する。本実施の形態の手法は、ソフトウエアとハードウエアの少なくとも一方又は両方を協働することにより実現してもよい。本実施の形態の手法は、上記で説明した高度計測装置や後述するナビゲーションシステム等に適用可能である。
【００５６】
図３は、ユーザーの行動状態に応じて、気圧センサーが検出した気圧変化量を高度に反映させる処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
気圧データに基づき気圧変化量を計測する（ステップＳ１０）。そして気圧変化量が所定の基準値以上か否か判断し、所定の基準値以上であれば以下の処理を行う（ステップＳ２０）。気圧変化量を判断する際の気圧変化を見る期間の長さＫ（現在の気圧と所定の時間Ｋだけ前の気圧の変化量を見る場合の期間）は、適宜設定することができる。
【００５８】
加速度センサーの検出値の遷移に基づき、ユーザーの行動状態を判別する（ステップＳ３０）。例えば歩数計等において加速度センサーの検出値の遷移に基づき歩行状態を判別する際の場合の手法をユーザーの行動状態を判別してもよい。行動状態とは、例えば静止状態や、平地を歩行している歩行状態や、階段昇降状態等の歩行状態を含んでもよい。
【００５９】
行動状態が所定の状態か否か判別し（ステップＳ４０）、所定の状態である場合には気圧変化量に基づき高度を算出する（ステップＳ５０）。
【００６０】
このようにすれば、ユーザーの行動状態が所定の状態であると判断された期間は、気圧計測部で計測された気圧の気圧変化量を用いて高度を演算し、それ以外の期間は気圧計測部で計測された気圧を使用しないでよいので、常時圧計測部で計測された気圧の気圧変化量を用いて高度を演算する場合に比べ、気象の影響による誤差を減らすことが可能となる。
【００６１】
図４は、本実施の形態の行動状態判定処理の流れを示すフローチャートであり、図４のステップＳ３０〜Ｓ５０の処理のより詳細な具体例となる 。
【００６２】
加速度センサーの検出値の遷移に基づき、ユーザーの行動状態を判別する（ステップＳ１１０）。
【００６３】
ユーザーの行動状態が静止状態である場合には（ステップＳ１２０）、静止状態に変化してから所与の時間内で（ステップＳ１５０）、単位時間あたりの気圧変化量が所与の値以上であれば（ステップＳ１６０）、気圧変化量に基づき高度を算出する（ステップＳ１７０）。静止状態において気圧が変動するのは、例えばユーザーがエレベーターやエスカレーターに乗っている場合や、気象の変動により気圧が変化している場合が考えられる。本実施の形態によれば、静止状態に変化してから所与の期間しか気圧変化量を反映させないため、気象の変化の影響を受けにくくなる。ステップ１６０において気圧変化量が所与の値｛必要に応じて最初の所与の値と区別してください。｝以上である場合にユーザーがエレベーターなどの高速な高度移動手段を利用していると判断してもよい。
【００６４】
ユーザーの行動状態が通常歩行状態である場合には（ステップＳ１３０）、単位時間あたりの気圧変化量が所与の値以上であれば（ステップＳ１６０）、気圧変化量に基づき高度を算出する（ステップＳ１７０）。通常歩行状態とは、階段昇降昇等でない通常の歩行であるが、坂道やスロープの歩行は含む。通常歩行状態において気圧が変動するのは、例えばユーザーが坂道やスロープ状の地面やフロアを歩行している場合や、気象の変動により気圧が変化している場合が考えられる。本実施の形態によれば、歩行状態において、気圧変化量が所与の値以上である場合しか気圧変化量を反映させないため、気象の変化の影響を受けにくくなる。
【００６５】
ユーザーの行動状態が階段昇降状態であれば（ステップＳ１４０）、気圧変化量に基づき高度を算出する（ステップＳ１７０）階段昇降状態であれば、高度が変化することが予測されるので、気圧変化量を高度変化によるものと考えて、高度に反映させても誤差が生じる可能性が低い。
【００６６】
４．地図情報を用いた高度の補正
図７は、図８は地図情報について説明するための図である。地図情報とは、図７に示すような地図の画像情報と、図８に示すような地図を構成するオブジェクト（建造物等）のオブジェクト情報６００を含んでもよい。オブジェクト情報６００は、オブジェクトＩＤ６１０に関連づけて、オブジェクトの名称６２０、オブジェクトの住所６４０、オブジェクトの面積６５０、オブジェクトの高さ６６０、オブジェクトの階数６７０、オブジェクトの各フロアの高度（ｎ）６８０−ｎ、フロア間移動エリア情報６９０等を含んでもよい。フロア高度（ｎ）６８０−ｎは、建造物が複数のフロアを有する場合の各フロアの高度である。例えば図９（Ａ）に示すような５階立ての建物の場合、１階から５階までの床の高さ（接待高度でもよいし、地面からの相対的な高さでもよい）はそれぞれ０ｍ、３ｍ、６ｍ、９ｍ、１２ｍであるので、それらが記憶されている。またフロア間移動エリア情報６９０には、後述する図９（Ｂ）に示すフロア間移動エリアの位置情報等が記憶されている。なお６０１は図７のＡビル５１０のオブジェクト情報であり、６０２は図７のＢビルのオブジェクト情報である。
【００６７】
地図情報は、高度計測装置の記憶部に格納されている場合でもよいし、高度測定装置が地図情報データベースを管理するサーバーと通信可能に構成され、サーバーから通信ネットワークを介して地図情報を受信する場合でもよい。
【００６８】
図５は、高度に地図情報を反映させる場合の処理の流れを示すフローチャートである。地図情報の高度への反映は、気圧による高度演算と併用することができる。例えば図４のステップＳ１３０で歩行状態と判別された場合に地図情報の高度への反映を行うようにしてもよい。
【００６９】
加速度センサーの検出値の遷移に基づき、ユーザーの行動状態を判別し（ステップＳ２１０）、通常歩行状態が所与の期間継続した場合には（ステップＳ２２０）、位置情報及び地図情報を取得する（ステップＳ２３０）。位置情報は加速度センサーで検出する加速度を積分することで速度を、速度を積分することで距離を求め、一方、ジャイロセンサーで方角を検知し、移動距離と方角のベクトルを細分点ごとに合成してゆくことにより、起点からの移動距離を算出してもよい。起点の静止位置はユーザーの入力情報により特定してもよいし、ＧＰＳ衛星からの受信データの基づき特定してもよい。なおＧＰＳ衛星からの受信データの基づき位置情報を取得する場合でもよい。
【００７０】
算出した位置情報と地図情報により、ユーザーの地図上の位置を特定し、ユーザーが建造物内にいると判断した場合には、ユーザーはフロア移動中であると判断する。例えば算出した位置情報が、図７の５２０を示している場合には、ユーザーが「Ｂ」という建造物にいると判断できるので、建造物「Ｂ」のオブジェクト情報である６０２を参照する。
【００７１】
ユーザーがフロア移動中であれば（ステップＳ２４０）、気圧変化量から得られる相対高度情報及び地図情報から得られるフロアの高度情報に基づきユーザーが移動中のフロアの階数を特定する（ステップＳ２５０）。例えば気圧変化量から得られる相対高度が７ｍである場合には、高度が７ｍにもっとも近い６ｍのフロアである３階にいると判断する。
【００７２】
そして地図情報から得られる特定した階数の高度情報で高度を補正する（ステップＳ２６０）。たとえばユーザーが「Ｂ」ビルの３階にいる場合には、地図情報から得られる「Ｂ」ビルの３階の高度６ｍを高度としてもよい。
【００７３】
図９（Ａ）（Ｂ）は、フロア間移動について説明するための図である。図９（Ａ）は５階立ての「Ｂ」ビルの３次元的な構成を示す図であり、斜線部７１０はエレベーター空間を示しており、斜線部７２０は階段空間を示している。また図９（Ａ）は５階立ての「Ｂ」ビルの２次元的な構成を示す図であり、斜線部７１０’は図９（Ａ）のエレベーター空間７１０に対応するエレベーターエリアを示しており、斜線部７２０’は図９（Ａ）の階段空間に対応する階段エリアを示している。ユーザーがエレベーターエリア７１０’（エレベーター空間７１０でもよい）又は階段エリア７２０’（階段空間７２０’でもよい）にいる場合にはフロア間移動をしている可能性がある。
【００７４】
位置情報演算部が取得する位置情報として２次元的な位置情報を取得する場合、取得した位置情報がＰ１であれば、Ｐ１はエレベーターエリア７１０’にあるので、フロア間移動の可能性がある。また取得した位置情報がＰ２であれば、Ｐ２は階段エリア７２０’にあるので、フロア間移動の可能性がある。また取得した位置情報がＰ３であれば、Ｐ３は、エレベーターエリア７１０’でも階段エリア７２０’でもないので、フロア間移動の可能性は極めて低い。
【００７５】
図６は、地図情報に基づきフロア間移動の判定を行う場合のフローチャートである。位置情報と地図情報に基づくフロア間移動の判定は、気圧による高度演算と併用することができる。例えば図４のステップＳ１２０で静止状態と判別された場合や、図４のステップＳ１４０で階段昇降状態と判別された場合に、フロア間移動が可能なエリアにいるか否か判別し、いると判断した場合に気圧変化量に基づく高度演算を高度に反映させるようにしてもよい。フロア間移動エリアにいない場合には、気圧変化は、気象の影響によるものと考えて高度に反映させない。このようにすると、気象の変動による影響を少なくすることができる。
【００７６】
気圧データの気圧変化量を計測し（ステップＳ３１０）、気圧変化量が所定の基準値以上であれば（ステップＳ３２０）、以下の処理を行う。加速度センサーの検出値の遷移に基づき、ユーザーの行動状態を判別する（ステップＳ３３０）。行動状態が所定の状態であれば（ステップＳ３４０）、位置情報及び地図情報を取得する（ステップＳ３５０）。位置情報及び地図情報に基づきユーザーの現在位置を特定し、特定した現在位置がフロア間移動エリアか否か判断する（ステップＳ３６０）。ユーザーはフロア間移動エリアにいる場合には（ステップＳ３７０）、気圧変化量に基づき高度を算出する（ステップＳ３８０）。
【００７７】
５．ナビゲーションシステム
図１０は、本実施の形態のナビゲーションシステムの構成例を示す図である。本実施形態のナビゲーションシステム１００は、図１０の構成要素（各部）の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００７８】
図１０に示すように、本実施形態のナビゲーションシステム１００は、加速度センサー１２２、気圧センサー１１２、処理部１３０、操作部１４０、記憶部１５０、記録媒体１６０、表示部１７０、通信部１８０、ジャイロセンサー１９０、ＧＰＳデータ受信部１９２等を含んで構成されている。本実施形態のナビゲーションシステム１００は、図１０の構成要素（各部）の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。加速度センサー１２２、操作部１４０、記憶部１５０、記録媒体１６０、表示部１７０、通信部１８０、ジャイロセンサー１９０の各機能は、図２の高度計測装置の各機能と同様であるので、その説明を省略する。
【００７９】
ＧＰＳデータ受信部１９２は、ＧＰＳ衛星から送信される電波信号を受信し、当該電波信号に重畳されているＧＰＳ衛星の軌道情報や時刻情報などを含む航法メッセージを復調する処理を行う。
【００８０】
処理部１３０は、記憶部１５０や記録媒体１６０に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、処理部１３０は、気圧データや加速度データや角速度データやＧＰＳデータ受信部１９２からのＧＰＳデータを受け取って各種の計算処理を行う。また、処理部１３０は、操作部１４０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部１７０に各種の情報を表示させる処理、通信部１８０を介した外部装置とのデータ通信を制御する処理等を行う。
【００８１】
また処理部１３０は、動作検出部１２０、気圧測定部１１０、行動状態判別部１３２、位置情報演算部１３４、高度演算部１３６、通信制御部１３８、ナビゲーション処理部１３９を含む。ただし、本実施形態の処理部１３０は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、他の構成（要素）を追加した構成としてもよい。
【００８２】
動作検出部１２０、気圧測定部１１０、行動状態判別部１３２、位置情報演算部１３４、高度演算部１３６、通信制御部１３８は、図２の高度計測装置の各機能と同様であるので、その説明を省略する。
【００８３】
ナビゲーション処理部１３９は、ＧＰＳデータ受信部２９２が復調した航法メッセージに含まれる軌道情報や時刻情報を用いて測位計算を行い、ナビゲーションシステム１００の位置情報を生成する処理を行う。
【００８４】
通信制御部１３８は、通信部１８０を介してナビゲーションシステムとの間で行うデータ通信を制御する処理を行う。
【００８５】
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００８６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００８７】
１  高度計測装置、１０  気圧測定部、１２  気圧センサー、２０  動作検出部、２２  加速度センサー、３０  処理部、３２  行動状態判別部、３４  位置情報演算部、３６  高度演算部、３８  通信制御部、４０  操作部、５０  記憶部、５２  地図情報、６０  記録媒体、７０  表示部、８０  通信部、９０  ジャイロセンサー、１００  ナビゲーションシステム、１１０  気圧測定部、１１２  気圧センサー、１２０  動作検出部、１２２  加速度センサー１３０  処理部、１３２  行動状態判別部、１３４  位置情報演算部、１３６  高度演算部、１３８  通信制御部、１４０  操作部、１５０  記憶部、１６０  記録媒体、１７０  表示部、１８０  通信部、１９０  ジャイロセンサー、１９２  ＧＰＳ受信部
【図１】
2013200156.tif 000003
【図２】
2013200156.tif 000004
【図３】
2013200156.tif 000005
【図４】
2013200156.tif 000006
【図５】
2013200156.tif 000007
【図６】
2013200156.tif 000008
【図７】
2013200156.tif 000009
【図８】
2013200156.tif 000010
【図９】
2013200156.tif 000011
【図１０】
2013200156.tif 000012