(57)【要約】【課題】移動体の位置検出に用いる測定データに含まれる突発性ノイズの影響を低くして計測する位置情報の精度劣化を防止すること。【解決手段】本位置計測装置１は、移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部３１と、取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部３２を、含み、前記位置情報演算部３２は、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部と、
取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部を、含み、
前記位置情報演算部は、
取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う位置計測装置。
【請求項２】
請求項１において、
航法衛星から送信される航法測位データを受信する航法測位データ受信部をさらに含み、
前記測定データ取得部は、
前記測定データとして、航法衛星から航法測位データを取得し、
前記位置情報演算部は、
航法測位データに含まれる緯度、経度、高度の少なくとも１つのデータ、又はそれらに基づき演算した位置データにたいし前記メディアンフィルター処理を行う位置計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
移動体の周囲の気圧を計測する気圧センサーをさらに含み、
前記測定データ取得部は、
前記測定データとして、気圧センサーが測定した気圧データ取得し、
前記位置情報演算部は、
前記気圧データ又はそれらに基づき演算した位置データに対して、前記メディアンフィルター処理を行う位置計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
移動体の加速度を計測する加速度センサーと、
加速度センサーが測定した加速度データに基づき移動体の行動状態を判別する行動状態判別部と、をさらに含み、
前記位置情報演算部は、
移動体の行動状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定する位置計測装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記位置情報演算部は、
行動状態が静止状態であった場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は行動状態判別部が判定した行動状態が静止状態でない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くする位置計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
移動体の速度を測定する速度測定部と、
測定された速度に基づき移動体の速度状態を判定する速度判定部をさらに含み、
前記位置情報演算部は、
移動体の速度状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定する位置計測装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記位置情報演算部は、
速度状態が移動体の速度が所定値以下であることを示している場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は移動体の速度が所定値以下であることを示していない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くする位置計測装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記位置情報演算部は、
取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対し移動平均処理を行い、メディアンフィルター処理後データと移動平均処理後のデータとの差が大きい場合には、差が小さい場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を高くする位置計測装置。
【請求項９】
移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部と、
取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部と、してコンピューターを機能させ、
前記位置情報演算部は、
取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行うプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載されたプログラムが記憶されている記録媒体。
【請求項１１】
移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得ステップと、
取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算ステップを、含み、
前記位置情報演算ステップにおいて、
取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う位置計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置、プログラム、記録媒体及び位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の位置を検出するシステムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）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首位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。
【０００３】
ＧＰＳから得られるジオイド高度（標高）情報の精度は比較的低く、突発的に非常に大きな誤差を含む場合もある。また気圧センサーも密閉空間への出入りなどで高度変化等によらない突発的な気圧の変動の影響を受ける場合がある。係る突発的な変動の影響を軽減するため、従来のシステムでは、ジオイド高度や圧力センサーの出力値を平滑化するため、移動平均フィルターなどを用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９／１０４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ジオイド高度や圧力センサーの出力値に突発的な変動があった場合、移動平均を用いて平均化すると、大きな誤差を含んだサンプルを平均化処理に使用することになり、誤差が他のサンプルに影響してしまい、精度を劣化させる要因となる。
【０００６】
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、移動体の位置検出に用いる測定データに含まれる突発性ノイズの影響を低くして計測する位置情報の精度劣化を防止することが可能な位置計測装置、プログラム、記録媒体及び位置計測方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部と、取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部を、含み、前記位置情報演算部は、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う位置計測装置に関する。
【０００８】
また本発明は、移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部と、取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部と、してコンピューターを機能させ、前記位置情報演算部は、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行うプログラムに関する。また本発明は、コンピューターに読み取り可能であって、上記プログラムを記憶した情報記憶媒体に関する。
【０００９】
また本発明は、移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得ステップと、取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算ステップを、含み、前記位置情報演算ステップにおいて、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う位置計測方法に関する。
【００１０】
本発明によれば、移動体の位置検出に用いる測定データに含まれる突発性ノイズの影響を低くして計測する位置情報の精度劣化を防止することができる。
【００１１】
（２）この位置計測装置、プログラム及び記録媒体において、航法衛星から送信される航法測位データを受信する航法測位データ受信部をさらに含み、前記測定データ取得部は、前記測定データとして、航法衛星から航法測位データを取得し、前記位置情報演算部は、航法測位データに含まれる緯度、経度、高度の少なくとも１つのデータ、又はそれらに基づき演算した位置データにたいし前記メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００１２】
（３）この位置計測装置、プログラム及び記録媒体において、移動体の周囲の気圧を計測する気圧センサーをさらに含み、前記測定データ取得部は、前記測定データとして、気圧センサーが測定した気圧データ取得し、前記位置情報演算部は、前記気圧データ又はそれらに基づき演算した位置データに対して、前記メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００１３】
（４）この位置計測装置、プログラム及び記録媒体において、移動体の加速度を計測する加速度センサーと、加速度センサーが測定した加速度データに基づき移動体の行動状態を判別する行動状態判別部と、をさらに含み、前記位置情報演算部は、移動体の行動状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定してもよい。
【００１４】
この様にすると移動体の行動状態に基づき、適宜メディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性（例えば次数）を変更できるので、この様にすると常時メディアンフィルター処理を行う場合やメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を固定した場合に比べ位置情報演算部の処理付加を軽くすることができる。
【００１５】
（５）この位置計測装置、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、行動状態が静止状態であった場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は行動状態判別部が判定した行動状態が静止状態でない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くしてもよい。
【００１６】
静止状態では突発的な誤差データが発生する確率が低い。また静止状態では同じデータが継続する確率が高いため、突発的な誤差データによる影響を無視してもよい場合がおおい。
【００１７】
この様にすると常時メディアンフィルター処理を行う場合やメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を固定した場合に比べ位置情報演算部の処理付加を軽くすることができる。
【００１８】
（６）この位置計測装置、プログラム及び記録媒体において、移動体の速度を測定する速度測定部と、測定された速度に基づき移動体の速度状態を判定する速度判定部をさらに含み、前記位置情報演算部は、移動体の速度状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定してもよい。
【００１９】
この様にすると移動体の速度状態に基づき、適宜メディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性（例えば次数）を変更できるので、この様にすると常時メディアンフィルター処理を行う場合やメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を固定した場合に比べ位置情報演算部の処理付加を軽くすることができる。
【００２０】
（７）この位置計測装置、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、速度状態が移動体の速度が所定値以下であることを示している場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は移動体の速度が所定値以下であることを示していない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くしてもよい。
【００２１】
速度が所定値以下の状態では突発的な誤差データが発生する確率が低い。また速度が所定値以下の状態では同じデータが継続する確率が高いため、突発的な誤差データによる影響が少ない。
【００２２】
この様にすると常時メディアンフィルター処理を行う場合やメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を固定した場合に比べ位置情報演算部の処理付加を軽くすることができる。
【００２３】
（８）この位置計測装置、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、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対し移動平均処理を行い、メディアンフィルター処理後データと移動平均処理後のデータとの差が大きい場合には、差が小さい場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を高くしてもよい。
移動平均とメディアンフィルターの差が大きい場合は、突発的な変動が大きいことが予想されるが、そのような場合にメディアンフィルターの次数を高くして対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の位置計測装置の機能ブロック図。
【図２】本実施形態の位置計測装置の構成例を示す図。
【図３】ジオイド高度に含まれる突発的誤差について説明するための図。
【図４】メディアンフィルター処理について説明するための図。
【図５】メディアンフィルター処理について説明するための図。
【図６】ジオイド高度に移動平均フィルターをかけた場合と、メディアンフィルターをかけた場合の比較図。
【図７】ＧＰＳデータにメディアンフィルターをかける処理の流れを示すフローチャート。
【図８】気圧データにメディアンフィルターかける処理の流れを示すフローチャート。
【図９】メディアンフィルターの具体的処理例の流れを示すフローチャート。
【図１０】行動状態に応じてメディアンフィルターの次数を変更する処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】速度に応じてメディアンフィルターの次数を変更する処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
１．位置計測装置の特徴
図１は、本実施形態の位置計測装置の機能ブロック図である。
【００２７】
本実施形態の位置計測装置１は、移動体の位置検出に用いる測定データを取得する測定データ取得部３１と、取得した測定データに基づき移動体の位置情報を演算する位置情報演算部３２を含む。位置情報演算部３２は、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対しメディアンフィルターをかけるメディアンフィルター処理を行う。
測定データ取得部３１は、例えば航法測位データ取得部、気圧データ取得部、加速度データ取得部、角速度データ取得部、ＲＦＩＤデータ取得部、速度データ取得部の少なくとも１つとして機能してもよい。
【００２８】
位置計測装置１は、移動体の緯度、経度、高度の少なくとも１つを計測するものであればよい。例えば、高度のみを測定する高度計でもよいし、２次元的な位置（緯度、経度）を測定する位置計測装置でもよいし、３次元的な位置（緯度、経度、高度）を測定する位置計測装置でもよい。
【００２９】
また位置データは、緯度、経度、高度の少なくとも１つのデータである場合も含む。また位置情報は、緯度、経度、高度の少なくとも１つの情報である場合も含む。
【００３０】
測定データは、センサーの測定したデータでもよいし、人工衛星等が測定したデータの受信データでもよい。
【００３１】
位置計測装置１は、各種の測定データに基づき各種の手法で移動体の位置を演算する場合を含む。例えば測定データとして測位衛星（例えばＧＰＳ衛星）からの位置データを取得し、少なくとも３つの測位衛星（例えばＧＰＳ衛星）の位置データを用いて位置計測装置の位置情報を演算する場合でもよい。
【００３２】
また例えば測定データとして気圧センサー１０の測定した気圧データを取得し、気圧データから得られる気圧変化量から移動体の移動に伴う高度変化量を演算し、高度変化量と絶対高度のデータ（例えばＧＰＳデータから求まるジオイド高度や、地図情報等から得られる基準点の基準高度）により移動体の高度を演算する場合でもよい。
【００３３】
また取得データとして、加速度センサー２０の測定した加速度データとジャイロセンサー９０が測定した角速度データを取得してもよい。加速度センサー２０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演算してもよい。ジャイロセンサー９０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。そして起点の静止位置を取得して入力することにより、移動中の自機の位置と速度を演算してもよい。
【００３４】
前記メディアンフィルター処理として、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データのいずれかのデータを時系列に受け取り、第ｉ番目に受けとったデータから第ｉ＋ｎ−１番目に受け取ったデータを値の大きさでソートして、配列の中央の値を第ｉ番目の出力値として出力する処理を行ってもよい。
【００３５】
また位置計測装置１は、航法衛星からの航法測位データを受信する航法測位データ受信部１１０をさらに含み、測定データ取得部３１は、前記測定データとして、航法衛星から航法測位データを取得し、位置情報演算部３２は、航法測位データに含まれる緯度、経度、高度の少なくとも１つのデータ、又はそれらに基づき演算した位置データにたいし前記メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００３６】
航法衛星とは、例えばＧＰＳ衛星でもよいし、それ以外の人工衛星でもよい。また航法測位データとは、ＧＰＳデータでもよいし、それ以外の人工衛星の測位データでもよい。
【００３７】
位置計測装置１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のみによって自らの位置や速度を算出する慣性航法（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）で行う構成でもよい。
【００３８】
また複数のポイントに配置されたＲＦＩＤ等からのＲＦデータＲＦデータ受信部１２０で受信して、ＲＦデータに含まれる位置情報、又はＲＦデータに含まれるＩＤ等に対応する地図情報に基づき位置情報を求めてもよい。
【００３９】
位置計測装置１は、移動体の周囲の気圧を測定する気圧センサー１０をさらに含み、測定データ取得部３１は、測定データとして、加速度センサー２０が測定した加速度データ取得し、位置情報演算部３２は、加速度データ、又はそれらに基づき演算した位置データに対して、メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００４０】
また位置計測装置１は、移動体の角速度を測定するジャイロセンサー９０をさらに含み、測定データ取得部３１は、測定データとして、ジャイロセンサー９０が測定した角速度データを取得し、位置情報演算部３２は、角速度データ又はそれらに基づき演算した位置データに対して、メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００４１】
また測定データ取得部３１は、ＲＦＩＤ等から送信されたＲＦデータを受信するＲＦデータ受信部１２０をさらに含み、位置情報演算部３２は、ＲＦデータに対して、メディアンフィルター処理を行ってもよい。
【００４２】
また位置計測装置１は、加速度センサー２０やジャイロセンサー９０の測定情報に基づき移動体の行動状態を判別する行動状態判別部３４をさらに含み、位置情報演算部３２は、移動体の行動状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定してもよい。
【００４３】
メディアンフィルターの特性とは、メディアンフィルターの次数でもよい。メディアンフィルターの次数とは配列の中央の値を求める際の配列の個数を意味する。行動状態には、歩行状態や走行状態（車両等による速い移動）等の状態も含む。
【００４４】
例えば移動体の行動状態が、突発的な誤差データが発生する確率が低いと考えられる場合や、突発的な誤差データによる影響を無視してもよいと考える場合には、メディアンフィルター処理を無しにする、又はメディアンフィルターの次数を低くするようにしてもよい。
【００４５】
位置情報演算部３２は、行動状態が静止状態であった場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は行動状態判別部が判定した行動状態が静止状態でない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くしてもよい。
【００４６】
位置計測装置１は、移動体の速度を測定する速度測定部１３０と、測定された速度に基づき速度状態を判定する速度判定部３６をさらに含み、位置情報演算部３２は、移動体の速度状態に基づきメディアンフィルター処理の有無及びメディアンフィルター処理を行う場合のメディアンフィルターの特性の少なくとも一方を決定してもよい。
【００４７】
速度情報は、速度計測装置等により取得してもよいし、加速度センサーの検出した加速度データを積分して求めてもよい。また位置情報の時間的な変化から速度を求めてもよい。
【００４８】
例えば速度が遅いほどメディアンフィルター処理を弱く又は無しにする、もしくはメディアンフィルターの次数を低くするようにしてもよい。
【００４９】
位置情報演算部３２は、速度状態が移動体の速度が所定値以下であることを示している場合にメディアンフィルター処理を行わないように制御する処理、又は移動体の速度が所定値以下であることを示していない場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を低くしてもよい。
【００５０】
位置情報演算部３２は、取得した測定データ又は測定データに基づき演算した位置データに対し移動平均処理を行い、メディアンフィルター処理後データと移動平均処理後のデータとの差が大きい場合には、差が小さい場合に比べてメディアンフィルターを使用する場合のフィルターの次数を高くしてもよい。
【００５１】
２．位置計測装置の構成
図２は、本実施形態の位置計測装置の具体例の構成を示す図である。
【００５２】
本実施形態の位置計測装置１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。
【００５３】
図２に示すように、本実施形態の位置計測装置１は、気圧センサー１０、加速度センサー２０、処理部（ＣＰＵ：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、衛星データ受信部１１０、ＲＦデータ受信部１２０、速度測定部１３０、を含んで構成されている。
【００５４】
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（ＣＰＵ）３０に出力する。
【００５５】
記憶部５０は、処理部（ＣＰＵ）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。
【００５６】
通信部８０はアンテナ等を含み、他の通信機器との通信を行う。
【００５７】
衛星データ受信部１１０は、人工衛星（例えば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人工衛星（例えばＧＰＳ衛星）の軌道（位置）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。
【００５８】
気圧センサー１０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。
【００５９】
気圧センサー１０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。
【００６０】
気圧センサー１０は、例えば秒オーダーの周期でリアルタイムに気象を計測し、計測された気圧データは、リアルタイムに処理部（ＣＰＵ）３０に送信される。
【００６１】
加速度センサー２０は移動体の変位加速度（例えば３軸の変位加速度でもよい）を測定して加速度データとしてＣＰＵ３０に送信してもよい。
【００６２】
ジャイロセンサー９０は移動体の回転速度又は角速度（例えば３軸の回転速度又は角速度でもよい）を測定して角速度データとしてＣＰＵ３０に送信してもよい。
【００６３】
またＲＦデータ受信部１２０は、所定の位置に配置されたＲＦＩＤから送信されるＲＦデータを受信し、ＣＰＵに送信してもよい。
【００６４】
速度測定部１３０は、移動体の速度を測定し、速度データとしてＣＰＵ３０に送信してもよい。
【００６５】
また、記憶部５０は、処理部（ＣＰＵ）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（ＣＰＵ）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。
【００６６】
処理部（ＣＰＵ）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（ＣＰＵ）３０は、衛星データや気圧データや加速度データや角速度データやＲＦデータや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（ＣＰＵ）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。
【００６７】
特に、本実施形態では、処理部（ＣＰＵ）３０は、測定データ取得部３１、位置情報演算部３２、行動状態判定部３４、速度判定部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。測定データ取得部３１、位置情報演算部３２、行動状態判定部３４、速度判定部３６については図１の各機能と同様であるので、その説明を省略する。
【００６８】
通信制御部３８は、他の通信機器（例えばサーバーやＧＰＳ衛星等の人工衛星）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。
【００６９】
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位置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（ＣＰＵ）３０は、記録媒体６０に記憶されている位置計測プログラムを実行することで、測定データ取得部３１、位置情報演算部３２、行動状態判定部３４、速度判定部３６、通信制御部３８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位置計測プログラムを受信し、受信した位置計測プログラムを記憶部５０や記録媒体６０に記憶して当該位置計測プログラムを実行するようにしてもよい。また測定データ取得部３１、位置情報演算部３２、行動状態判定部３４、速度判定部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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
３．メディアンフィルター処理
次に本実施の形態のメディアンフィルター処理の一例として、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳデータの１つである高度データを用いて移動体の高度を演算する場合のメディアンフィルター処理を例にとりについて説明する。
【００７３】
ＧＰＳデータに基づき位置を演算する場合には、複数のＧＰＳ衛星から、所定の間隔又は不定期にＧＰＳデータ（航法メッセージ信号）を受信する。ＧＰＳデータにはＧＰＳ衛星の位置（緯度、経度、高度）と時刻情報等を含む。ＧＰＳデータとして少なくとも３つのＧＰＳ衛星の位置情報を得ることで位置計測装置の絶対位置を演算することができる。
【００７４】
しかしＧＰＳデータは移動体の位置によっては受信ができなかったり、ノイズが載ったりするため、データの精度は高いとはいえず、突発的に非常に大きな誤差を含む場合もあった。
【００７５】
図３は、ＧＰＳ衛星から受信したデータに基づき演算されたジオイド高度に含まれる突発的誤差について説明するための図である。
【００７６】
３３０は移動体が移動した経路の実際の高度軌跡であり、３１０はＧＰＳ衛星から受信したデータに基づき求めたジオイド高度であるとする。同図に示すようにＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳデータに基づき求めたジオイド高度３１０は突発的な誤差データ（インパルス性ノイズ）３１１〜３１７を含んでいる。突発的な誤差データの頻度はＧＰＳ衛星との通信環境（受信状態の良不良）等によっても左右される。係る突発的な誤差データ（インパルス性ノイズ）の影響を軽減するために、本実施の形態ではＧＰＳデータ又はＧＰＳデータに基づき演算したジオイド高度にメディアンフィルター処理を行っている。
【００７７】
図４、図５はメディアンフィルター処理について説明するための図である。
【００７８】
図４の３５０は、時刻ｔｉのジオイド高度ｇｈ（ｔｉ）を示している。時刻ｔ１におけるジオイド高度ｇｈ（ｔ１）は９００、時刻ｔ２におけるジオイド高度ｇｈ（ｔ２）は９０２、時刻ｔ３におけるジオイド高度ｇｈ（ｔ３）は９２０、時刻ｔ４におけるジオイド高度ｇｈ（ｔ４）は８９９、時刻ｔ５におけるジオイド高度ｇｈ（ｔ５）は９００である。
【００７９】
ジオイド高度ｇｈ（ｔｉ）にｎ次のメディアンフィルターをかける場合には、ジオイド高度ｇｈ（ｔｉ）を時系列に受け取り、第ｉ番目から第ｉ＋ｎ−１番目に受け取ったｎ個のジオイド高度を値の大きさでソートして、配列の中央に位置するジオイド高度の値を第ｉ番目の出力高度ｏｈ（ｔｉ）として出力する処理を行う。ジオイド高度のソートはバブルソートなどの各種アルゴリズムが適用可能である。
【００８０】
例えばジオイド高度に５次のメディアンフィルターをかけて、時刻ｔ１の出力高度ｏｈ（ｔ１）を求める場合には、図５の３６０に示すような期間Ｋ１（ｔ１〜ｔ５）の５個のジオイド高度をその値の大きさでソートする。期間Ｋ１（ｔ１〜ｔ５）のジオイド高度の中には突発的な誤差データ３１１（図３参照）が含まれている。３７０はソート後のジオイド高度である。時刻ｔ１の出力高度ｏｈ（ｔ１）として、５個のジオイド高度の配列の中央に位置するジオイド高度（３番目のデータ）の値である’９００’（３８０参照）を出力する処理を行う。このようにして出力される時刻ｔ１の出力高度ｏｈ（ｔ１）は、突発的な誤差の影響が全く含まれていないデータである。突発的な誤差データ３１１（図３参照）は、他の値に比べて極端に値が大きいか又小さいかなので、ソート後には配列の端のほうに位置することになり、配列の中央付近に位置する確率は低い。この確率はメディアンフィルターの次数が高くなるほど低くなる。この様にメディアンフィルターでは、区間の平均を取る移動平均フィルターとは異なり、突発的な誤差の影響が全く含まれていないデータを得ることができる。
【００８１】
同様に、時刻ｔ２の出力高度ｏｈ（ｔ２）を求める場合には、期間Ｋ２（ｔ２〜ｔ６）の５個のジオイド高度をその値の大きさでソートして、配列の中央に位置するジオイド高度の値を出力する処理を行う。
【００８２】
また７次のメディアンフィルターをかける場合には期間Ｋ１’（ｔ１〜ｔ７）の７個のジオイド高度をその値の大きさでソートして、配列の中央に位置するジオイド高度（４番目のデータ）の値を出力する処理を行う。ソート後に突発的な誤差データが配列の中央付近にくる確率はメディアンフィルターの次数が高くなるほど低くなるので、５次のメディアンフィルターより７次のメディアンフィルターのほうが、突発的な誤差を取りのぞく効果が高い。従って突発的な誤差の頻度が多い状態ではディアンフィルターの次数を高くすることが有効である。
【００８３】
なお上記実施の形態では、ＧＰＳ衛星の測定データ（ＧＰＳ衛星の緯度、経度、高度のデータ）に基づき演算したジオイド高度にメディアンフィルターをかける場合を例に取り説明したがそれに限られない。ＧＰＳ衛星の測定データにメディアンフィルターをかけて、ディアンフィルター後の測定データを用いて、ジオイド高度を演算してもよい。
【００８４】
図６は、ジオイド高度に移動平均フィルターをかけた場合と、メディアンフィルターをかけた場合の比較図である。
【００８５】
ここでのジオイド高度は歩行者が高度軌跡９７０ｍ→９１０ｍ→９７０ｍを歩行した場合のＧＰＳ衛星から受信したデータに基づき演算された値である（図３〜図５のジオイド高度とは別の値である）。４２０はＧＰＳ衛星から受信したデータに基づき演算されたジオイド高度に４次の移動平均フィルターをかけた場合の出力高度である。４１０はＧＰＳ衛星から受信したデータに基づき演算されたジオイド高度に５次のメディアンフィルターをかけた場合の出力高度である。同図に示すように、移動平均フィルターをかけた場合の出力高度４２０は、突発的な誤差の影響を受けているのに対し、メディアンフィルターをかけた場合の出力高度４１０は突発的な誤差の影響を受けていない。
【００８６】
４．本実施の形態の処理
本実施の形態の位置計測処理の一例について、気圧センサーが測定した気圧データ、加速度センサーが測定した加速度データ、ジャイロセンサーが測定した角速度データ、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳデータ（ＧＰＳ衛星が測定したＧＰＳ衛星の位置データ）、ＲＦＩＤから受信したＲＦデータ等に基づき、移動体の位置を計測する位置計測装置を例にとり、本実施の形態の位置計測処理について説明する。
【００８７】
本実施の形態では、気圧センサーの気圧データを取得し、気圧データから得られる気圧変化量から移動に伴う高度変化量（起点からの相対高度）を求める。また加速度センサーが測定した加速度データとジャイロセンサーが測定した角速度データを取得し、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。
【００８８】
起点の位置は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳデータを取得し、少なくとも３のＧＰＳ衛星の位置データを用いて位置計測装置の位置を演算してもよい。また所定の位置に配置されたＲＦＩＤからのＲＦデータを受信し、ＲＦデータ（例えばＲＦデータに絶対位置の情報が含んでいてもよいし、地図データ等を参照してもよい）を用いて演算してもよい。
【００８９】
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、上記で説明した位置計測装置や気圧高度計、その他各種のナビゲーションシステム等に適用可能である。
【００９０】
図７は、ＧＰＳデータにメディアンフィルターをかける処理の流れを示すフローチャートである。ここでは移動体の位置演算前のＧＰＳ衛星の位置データにメディアンフィルターをかける場合について説明する。
【００９１】
複数のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星の位置データをＧＰＳ衛星毎に時系列に第１の記憶領域に蓄積する（ステップＳ１０）。第１の記憶領域の複数のＧＰＳ衛星の位置データに対しＧＰＳ衛星毎にメディアンフィルター処理を行い、メディアンフィルター処理後の位置データをＧＰＳ衛星毎に時系列に第２の記憶領域に蓄積する（ステップＳ２０）。第２の記憶領域のメディアンフィルター処理後の複数のＧＰＳ衛星の位置データに基づき、移動体の位置情報を演算する（ステップＳ３０）。
【００９２】
図８は、気圧データにメディアンフィルターかける処理の流れを示すフローチャートである。  気圧センサーの測定した気圧データを時系列に第１の記憶領域に蓄積する（ステップＳ１１０）。第１の記憶領域の気圧データに対しメディアンフィルター処理を行い、メディアンフィルター処理後の気圧データを時系列に第２の記憶領域に蓄積する（ステップＳ１２０）。第２の記憶領域の気圧データに基づき、移動体の高度情報を演算する（ステップＳ１３０）。
【００９３】
図９は、メディアンフィルターの具体的処理例の流れを示すフローチャートである。
【００９４】
ディアンフィルターの次数ｎを受け取る（ステップＳ２１０）。ｉ＝１と変数ｉの初期設定を行う（ステップＳ２２０）。測定データｇ（１）〜ｇ（ｎ）を第１の記憶領域に蓄積する（ステップＳ２３０）。測定データｇ（ｉ）〜ｇ（ｉ＋ｎ−１）のｎ個のデータを値の大きさ順にソートし、配列の中央の値を第ｉ番目の測定データ（ｉ）として第２の記憶領域に出力する（ステップＳ２４０）。ｉ＝ｉ＋１と変数ｉの更新を行う（ステップＳ２５０）。処理が終了していなければステップＳ２３０に戻ってＳ２３０〜Ｓ２６０の処理を繰り返す（ステップＳ２６０）。
【００９５】
図１０は、行動状態に応じてメディアンフィルターの次数を変更する処理の流れを示すフローチャートである。
【００９６】
加速度データの遷移に基づき、ユーザーの行動状態を判定する（ステップＳ３１０）。前回の判定時と行動状態に変化があれば以下の処理を行う（ステップＳ３２０）。今回判定した行動状態が静止状態であれば（ステップＳ３３０）、静止状態用のメディアンフィルター処理の次数を設定する（ステップＳ３４０）。今回判定した行動状態が歩行状態であれば（ステップＳ３５０）、歩行状態用のメディアンフィルター処理の次数を設定する（ステップＳ３６０）。静止状態用のメディアンフィルター処理の次数＜歩行状態用のメディアンフィルター処理の次数でもよい。
【００９７】
図１１は、速度に応じてメディアンフィルターの次数を変更する処理の流れを示すフローチャートである。
【００９８】
速度測定部が測定した速度データに基づき、速度レベルを判定する（ステップＳ４１０）。速度データの大きさと速度レベルの対応関係は予め定義しておき、速度レベル判定テーブル（例えば各速度レベルの上限値、下限値を定義したテーブルでもよい）として記憶させておいてもよい。
【００９９】
速度レベルに変化があれば（ステップＳ４２０）、現在の速度レベルに対応するメディアンフィルター処理の次数を設定する（ステップＳ４３０）。速度レベルとメディアンフィルターの次数の対応関係は予め定義しておき、速度レベル／次数テーブルとして記憶させておいてもよい。速度が速くなるほどメディアンフィルター処理の次数が高くなるようにしても良い。
【０１００】
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】
【０１０１】
１  位置計測装置、１０  気圧センサー、２０  加速度センサー、３０  処理部（ＣＰＵ）、３１  測定データ取得部、３２  位置情報演算部、３４  行動状態判別部、３６  速度判定部、３８  通信制御部、４０  操作部、５０  記憶部、６０  記録媒体、７０  表示部、８０  通信部、９０  ジャイロセンサー、１１０  衛星データ受信部、１２０  ＲＦデータ受信部、１３０  速度測定部
【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６】
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