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Timestamp: 2018-04-20 23:10:33
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JP2007508541A - Using one or more signals based on one or more articulation of the individual, the method and apparatus for determining the change in position of the solid - Google Patents
Using one or more signals based on one or more articulation of the individual, the method and apparatus for determining the change in position of the solid
JP2007508541A
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JP2006532260A
JP4422728B2 (en )
スチュワート，ロバート
１つの例で装置は、個体の１つまたは複数の関節移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、個体の位置の変化を決定するために１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理装置とを含む。 Apparatus in one example, one or more in order to determine one or a plurality of sensors for generating one or more signals based on one or more articulation of the individual, changes in the position of an individual one uses one or more of the signal or a plurality of processing devices.
本発明は、一例として、一般に検知に関し、より詳細には移動検知に関する。 The present invention, as an example, relates generally to the detection, a mobile detection and more.
本出願は、米国仮出願第６０／４１８，１１９号（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．Ｓｔｅｗａｒｔ、「ＳＴＲＡＩＮ ＳＥＮＳＯＲ ＥＭＰＬＯＹＭＥＮＴ ＯＦ ＪＯＩＮＴ ＭＯＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＢＯＤＹ」、２００２年１０月１１日出願）の優先権を主張するものである。 This application claims the priority of US Provisional Application No. 60 / 418,119 (Robert E.Stewart, "STRAIN SENSOR EMPLOYMENT OF JOINT MOTION TO DETERMINE LOCATION OF BODY", October 11, 2002 application) is there.
慣性航法システム（「ＩＮＳ」）および汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）は個体についての位置情報を生成する。 Inertial navigation system ( "INS") and global positioning system ( "GPS") generates positional information about the individual. 慣性航法システムと汎地球測位システムとは相補的な位置情報を生成する。 The inertial navigation system and the global positioning system generate complementary position information. 汎地球測位システムによって生成された位置情報は、何らかの測定について慣性航法システムによって生成された位置情報を修正するのに使用されてもよい。 Position information generated by the global positioning system may be used to correct the position information generated by the inertial navigation system for some measurements. 慣性航法システムによって生成された位置情報は、汎地球測位システムによって衛星の再捕捉の間に使用されてもよい。 Position information generated by the inertial navigation system may be used during reacquisition of satellites by the global positioning system.
フィルタ（例えばカルマン・フィルタ）が、慣性航法システムおよび汎地球測位システムから受信した位置情報を比較考量し、組み合わせるために使用される。 Filter (e.g., Kalman filter), and weigh the position information received from the inertial navigation system and the global positioning system, it is used to combine. 個体についての位置情報の精度は、慣性航法システムおよび汎地球測位システムの信頼度および有効度に左右される。 Accuracy of the position information about the individual is dependent on the reliability and effectiveness of the inertial navigation system and the global positioning system. 慣性航法システムまたは汎地球測位システムのいずれかが信頼できなくなる、および／または有効でなくなる場合、フィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。 If any of the inertial navigation system or the global positioning system become unreliable and / or no longer valid, the position information determined by the filter falls accuracy. 慣性航法システムおよび汎地球測位システムが両方とも信頼できなくなる、および／または有効でなくなる場合、位置情報が生成されることはない。 Inertial navigation system and the global positioning system can not trust both, and / or effective not case, no position information is generated.
１つの欠点として、慣性航法システムには時間とともに増す位置の誤差（例えばドリフト）がある。 One drawback, the inertial navigation system has position errors increase over time (e.g., drift). 操作の経過時間が増すにつれて、慣性航法システムによって生成された位置情報は精度が落ちる。 As the elapsed time of operation increases, the position information generated by the inertial navigation system falls accuracy. 操作の経過時間が慣性航法システムのドリフト処理能力に比べて長い時がある。 Elapsed time operation is sometimes longer than the drift capacity of the inertial navigation system. そのような時にはフィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。 Such location information determined by the filter when a fall accuracy.
その他の欠点として、汎地球測位システムが電波妨害または混信のために有効でなくなる時がある。 Other disadvantages, there are times when the global positioning system is no longer effective for jamming or interference. そのような時にはフィルタによって決定される位置情報は精度が落ちる。 Such location information determined by the filter when a fall accuracy.
さらに別の欠点として、初期化および／または再初期化で、慣性航法システムは個体の位置情報を生成し始めるために開始および／または再開始位置を必要とする。 As yet another drawback, initialization and / or re-initialization, the inertial navigation system requires a starting and / or restarting position to begin generating the position information of the individual. 開始および／または再開始位置の外部入力がないと、慣性航法システムは航行を開始することができない。 Without the external input of the starting and / or restarting position, the inertial navigation system is unable to start the navigation. また、初期化および／または再初期化で、初期化および／または再初期化の開始と汎地球測位システムが航行を開始できる時との間に遅滞も生じている。 Further, in the initialization and / or re-initialization, initialization and / or start a global positioning system reinitialization delay is also generated between the time that can start navigation. この遅滞は、初期化および／または再初期化で汎地球測位システムの開始および／または再開始位置が有効である場合に軽減される。 This delay is initiated and / or re-starting position of initialization and / or re-initialize the global positioning system is reduced if it is valid. 正確な開始および／または再開始位置は有効でない時がある。 The exact start and / or re-start position is sometimes not available.
米国仮出願第６０／４１８，１１９号 US Provisional Application No. 60 / 418,119
本発明は１つの実施態様で装置を含む。 The invention includes a device in one embodiment. 装置は個体の１つまたは複数の関節の移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、個体の位置変化を決定するために１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理部品とを含む。 Apparatus and one or more sensors for generating one or more signals based on the movement of one or more joints of an individual, of the one or more signals to determine the position change of the individual and one or more processing components that uses one or more.
本発明のその他の実施態様は方法を含む。 Other embodiments of the present invention includes a method. 個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動が測定される。 One or more mobile of one or more joints of the individual is measured. この１つまたは複数の移動が個体の位置変化に変換される。 The one or more movement is converted into positional change of the individual.
本発明のさらに別の実施態様は物品（ａｒｔｉｃｌｅ）を含む。 Yet another embodiment of the present invention comprises an article (article). 物品はコンピュータ可読の信号保持媒体を含む。 The article includes a signal bearing medium of computer readable. 物品は媒体中で、個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定するための手段を含む。 Article in a medium, comprising means for measuring one or more of the movement of one or more joints of the individual. 物品は媒体中で、１つまたは複数の移動を個体の位置変化に変換するための手段を含む。 The article includes means for converting in the medium, one or more of the mobile to the positional change of the individual.
本発明の例示的実施態様の特徴は、説明および添付の図面から明らかとなろう。 Features of the exemplary embodiments of the present invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
図１を参照すると、１つの例で装置１００は主体、例えば個体の移動を測定するための１つまたは複数のセンサおよび処理部品を含む。 1, the apparatus 100 in one example comprises mainly, for example, one for measuring the movement of an individual or a plurality of sensors and processing components. １つまたは複数のセンサは、個体の１つまたは複数の関節上に都合良く配置されている。 One or more sensors are conveniently arranged on one or more joints of the individual. １つまたは複数のセンサは、１つまたは複数の方位で１つまたは複数の関節の移動を測定する。 One or more sensors measures the movement of one or more joints in one or more directions. 処理部品は、１つまたは複数の関節の移動を個体の総体的な移動に変換（例えば計算、転換、推測、演繹、決定および／または外挿）する。 Processing component, converts the movement of one or more joints in the overall movement of the individual (eg calculation, conversion, inferred, deduced, determined and / or extrapolation) to. 総体的な移動とは個体の全体の移動を表す。 The overall movement represents the movement of the entire individual. 装置１００は、複数のハードウェアおよび／またはソフトウェア部品を含む。 The apparatus 100 includes a plurality of hardware and / or software components. そのような部品のいくつかは、装置１００の中で組み合わせられるか、または分離されてよい。 Some of such components, or combined in the apparatus 100, or may be separated.
１つの例で、装置１００は少なくとも１つのコンピュータ可読の信号保持媒体を使用する。 In one example, device 100 uses at least one computer-readable signal-bearing media. 装置１００のためのコンピュータ可読の信号保持媒体の１つの例は、１つまたは複数の磁気式、電気式、光学式、生物学的および原子的データ記憶媒体などの記録可能なデータ記憶媒体２０１（図２）の例を含む。 One example of a computer-readable signal-bearing medium for the apparatus 100 comprises one or more magnetic, electrical, optical, recordable data storage medium such as biological and atomic data storage medium 201 ( It includes examples of Figure 2). 別の例で、装置１００のためのコンピュータ可読の信号保持媒体は、装置１００を含むか、または装置１００に接続された、例えば１つまたは複数の電話網、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」）、インターネットおよび無線ネットワークのようなネットワークを介して伝送される変調された搬送信号を含む。 In another example, computer-readable signal-bearing medium for the apparatus 100 includes or device 100, or connected to the apparatus 100, for example, one or more of a telephone network, a local area network ( "LAN" ), including a carrier signal which is modulated and transmitted over a network such as the Internet and wireless networks. 装置１００の例示的部品は、当業者によって理解されるように、任意の数のプログラミング言語で書き込まれるか、または実行される一組および／または一連のコンピュータ命令を使用および／または包含する。 Exemplary components of the device 100, as will be appreciated by those skilled in the art, the use and / or encompasses, or a set is executed and / or series of computer instructions written in any number of programming languages.
１つの例で、装置１００は主体のための人体測定による推測航法移動検知機（ａｎｔｈｒｏｐｏｍｅｔｒｉｃ ｄｅａｄ ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含む。 In one example, device 100 includes a anthropometric dead reckoning motion sensing device (anthropometric dead reckoning motion detector) for the principal. １つの例の中での本明細書で使用する「人体測定による（ａｎｔｈｒｏｐｏｍｅｔｒｉｃ）」とは、主体を測定することを指す。 As used herein in one example as "by anthropometric (anthropometric)" refers to measuring the principal. １つの例の中での本明細書で使用する「推測航法（ｄｅａｄ ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）」とは、既知の地点から辿った進路および距離を測定することによる航行のことを指す。 A "dead reckoning (dead reckoning)" as used herein in one example refers to the navigation by measuring the course and distance traced from known points. １つの例で主体は個体１０２を含む。 Mainly in one example comprises a solid 102. 例えば、個体１０２は人間、動物またはロボットを含む。 For example, the individual 102 comprises human, animal or robot. 人体測定による推測航法移動検知機は個体１０２の測定値を取り込み、その測定値を既知の場所から始まる位置変化に変換する。 Inferred by anthropometric navigation mobile detectors takes measurements of the individual 102 and converts the position change that starts the measurement from a known location.
装置１００は、例えば１つまたは複数の、左右の足首センサ１０４および１０６、膝センサ１０８および１１０、腰回りセンサ１１１および１１２、胴回りセンサ１１３および１１４、手首センサ１１５および１１６、肘センサ１１８および１２０、肩センサ１２２および１２４、処理部品１２６ならびに航行部品１２８のような、１つまたは複数のセンサを含む。 Device 100, one or more of e.g., the left and right ankle sensors 104 and 106, knee sensors 108 and 110, waist sensors 111 and 112, waist sensors 113 and 114, wrist sensors 115 and 116, elbow sensors 118 and 120, shoulder sensors 122 and 124, such as processing components 126 and navigation components 128, including one or more sensors. １つの例で、上記センサのうちの１つまたは複数は本明細書で説明するように歪みセンサを含む。 In one example, one or more of the above sensor includes a strain sensor as described herein. 別の例で、センサのうちの１つまたは複数は、例えば低コスト速度センサ（ｌｏｗ ｃｏｓｔ ｒａｔｅ ｓｅｎｓｏｒｓ）のような速度センサを含む。 In another example, one or more of the sensors, for example, includes a speed sensor, such as a low-cost rate sensor (low cost rate sensors). １つまたは複数のセンサは個体１０２の１つまたは複数の関節の移動の測定に役立つ。 One or more sensors serve to measure the movement of the one or more joints of the individual 102. 例えば、１つまたは複数のセンサは、個体１０２の足首、膝、腰回り、胴回り、手首、肘および／または肩などの１つまたは複数の関節の三次元の移動を測定する。 For example, one or more sensors, ankle individual 102, knees, around the waist, to measure waist, wrist, elbow and / or the movement of the three-dimensional one or more joints, such as shoulder.
個体１０２が既知の開始場所から経路を通過すると、装置１００は個体１０２の１つまたは複数の関節の移動の測定を行い、移動を記録するのに役立つ。 When an individual 102 passes through the path from a known starting location, the apparatus 100 performs the measurement of the movement of one or more joints of the individual 102, serves to record the movement. 続いて、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動は固体１０２の経路を決定するために再構築される。 Subsequently, the movement of one or more joints of the individual 102 is reconstructed to determine the path of the solid 102.
１つまたは複数のセンサは個体１０２上で左右に配置される。 One or more sensors are arranged on the left and right on the individual 102. １つまたは複数のセンサは個体１０２上で対称または非対称に配置されてもよい。 One or more sensors may be arranged symmetrically or asymmetrically on the individual 102. １つまたは複数のセンサは個体１０２の足首、膝、腰回り、胴回り、手首、肘および／または肩の他にも、別の関節の場所を測定してよい。 One or more sensors of the individual 102 ankles, knees, around the waist, the waist, the wrist, in addition to the elbow and / or shoulder, may be measured location of another joint. 個体１０２の下半身の１つ以上の関節を監視する１つまたは複数のセンサは、個体１０２の歩行移動を再構築するために情報を提供する。 One or more sensors for monitoring one or more joints of the lower body of the individual 102 provide information to reconstruct the walking movement of the individual 102. 例えば、足首センサ１０４および１０６、膝センサ１０８および１１０、腰回りセンサ１１１および１１２、ならびに胴回りセンサ１１３および１１４によって生成された情報は、個体１０２の歩行移動に変換される。 For example, the ankle sensors 104 and 106, information generated by the knee sensor 108 and 110, waist sensors 111 and 112 and waist sensors 113 and 114, are converted into the walking movement of the individual 102. １つまたは複数のセンサによって生成された情報はまた、急な方向転換または高度の変化などの経路沿いの重要な地点を測定するために変換されてもよい。 Information generated by the one or more sensors may also be converted to measure critical points along the path, such as sudden changes in direction or changes in altitude.
１つまたは複数のセンサは移動の方位や変位を測定する。 One or more sensors for measuring the orientation and displacement of the mobile. １つの例で、第１センサは移動の方位を測定し、第２センサは移動の変位を測定する。 In one example, the first sensor measures the direction of movement, the second sensor measures the displacement of the mobile. 別の例で、第１および第２センサは移動の変位と方位の両方を測定する。 In another example, the first and second sensors measure both the displacement and direction of the movement.
１つまたは複数のセンサは歪みセンサを含む。 One or more sensors comprises a strain sensor. 歪みセンサは、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動による屈曲の歪みおよび／または捻じれの歪みを検知する。 Strain sensor detects strain of the strained and / or twisting of bending due to the movement of one or more joints of the individual 102. 例えば、足首センサ１０４および１０６は、足首の関節の移動による屈曲の歪みおよび／または捻じれの歪みを検知する。 For example, the ankle sensors 104 and 106 detect the strain of the strained and / or twisting of bending due to movement of the ankle joint. 屈曲の歪みは移動の変位（例えばメートル）に対応し、それに変換されてもよい。 Distortion of bending corresponds to the displacement of the moving (e.g. meters) may be converted to it. 捻じれの歪みは移動の方位（例えば度）に対応し、それに変換されてもよい。 Distortion of torsional corresponds to the azimuth of the movement (e.g. in degrees) may be converted to it.
１つの例で、１つまたは複数のセンサは個体１０２の１つまたは複数の関節でスーツ１３０の中に埋め込まれる。 In one example, one or more sensors are embedded in a suit 130 at one or more joints of the individual 102. スーツ１３０は個体１０２に着用される。 Suit 130 is worn on the individual 102. スーツ１３０は上着、下着として着用されるか、または他のスーツに組み込まれてもよい。 Suit 130 coat, or be worn as an undergarment, or may be incorporated into other suits. スーツ１３０は、個体１０２の生物的機能（例えば心拍数、体温等）のような他の情報を監視するために使用される第２のスーツに組み込まれてもよい。 Suit 130, biological functions of the individual 102 (e.g. heart rate, body temperature, etc.) the second may be incorporated into the suit is used to such monitor other information such as.
図１から２を参照すると、処理部品１２６は１つまたは複数のセンサからの測定値を個体１０２の位置変化に変換するために、１つまたは複数のアルゴリズムを使用する。 Referring to Figures 1 2, the processing component 126 to convert the measurements from one or more sensors to a position change of the individual 102, uses one or more algorithms. 第１アルゴリズム２０２は、１つまたは複数のセンサが感知した歪みの屈曲成分を入力として取り込む。 The first algorithm 202 takes as input one or more bending component of the strain which the sensor senses. 第１アルゴリズム２０２は屈曲成分を位置の変化の変位成分に変換する。 The first algorithm 202 translates the displacement component of the change in position of the bending component. 第２アルゴリズム２０４は１つまたは複数のセンサが感知した歪みの捻じれ成分を入力として取り込む。 The second algorithm 204 takes in as inputs the twisting component of the strain which has one or more sensors sensed. 第２アルゴリズム２０４は捻じれ成分を位置変化の方位成分に変換する。 The second algorithm 204 translates the azimuth component of the position change component torsion. 第３アルゴリズム２０６は位置の変化の変位成分、方位成分および開始場所を入力として取り込む。 The third algorithm 206 takes in displacement component of the change in position, the orientation component and starting location as input. 第３アルゴリズム２０６は位置変化の変位成分、方位成分および開始場所を個体１０２の更新された位置に変換する。 The third algorithm 206 translates the displacement component of the position change, the orientation component and starting location on the updated position of the individual 102. １つまたは複数のアルゴリズムおよび１つまたは複数のセンサは、個体１０２に既知の経路を通らせることによって個体１０２の特定の移動に対して調整されてもよい。 One or more algorithms and one or more sensors may be tailored to the specific movement of the individual 102 by causing pass the known path to the individual 102. 既知の経路を通る間に１つまたは複数のセンサによって生成された測定値は、１つまたは複数のアルゴリズムを個体１０２の特定の移動に対して調整する。 Measurements made by one or more sensors while passing through the known path adjusts the one or more algorithms for a particular movement of the individual 102. 第１、第２および第３アルゴリズムは組み合わせられるか、または分離されてよい。 First, or second and third algorithms may be combined, or may be separated.
第３アルゴリズム２０６は追加的に、磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０からの入力を取り込んでもよい。 The third algorithm 206 may additionally, may capture input from the magnetic head direction sensor 208 and pressure altitude sensor 210. 磁気首方位センサ２０８は、個体１０２の移動の方位に関する追加の情報を提供して歪みセンサの捻じれ成分を補足する。 Magnetic head azimuth sensor 208 provides additional information about the orientation of the movement of the individual 102 to supplement the twisting component of the strain sensor. 磁気首方位センサ２０８は、地球の磁界を利用して移動の方位を感知する。 Magnetic head direction sensor 208 senses the orientation of the mobile by using the magnetic field of the earth. 磁気首方位センサ２０８によって測定される磁界の変化は、個体１０２による方位の変化に対応する。 Change of the magnetic field measured by the magnetic head azimuth sensor 208 corresponds to the orientation change due to individual 102. 気圧高度センサ２１０は高度の位置変化のために大気圧を測定する。 Barometric altitude sensor 210 measures the atmospheric pressure for altitude position changes. 気圧高度センサ２１０によって測定される大気圧の変化は、個体１０２による高度の変化に対応する。 Changes in atmospheric pressure measured by the barometric altitude sensor 210 corresponds to a high degree of variation due to the individual 102. 磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０によって生成される位置情報は、個体１０２の１つまたは複数の関節が移動していないときの個体１０２の移動の間に、人体測定による推測航法移動検知機を助ける。 Position information generated by the magnetic head direction sensor 208 and pressure altitude sensor 210, between the movement of the individual 102 when one or more joints of the individual 102 is not moving, inferred by anthropometric navigation mobile detectors the help. 第３アルゴリズム２０６は、磁気首方位センサ２０８および気圧高度センサ２１０によって生成された位置情報を、第１アルゴリズム２０２および第２アルゴリズム２０４によって生成された位置情報とともに比較考量し、組み合わせる。 The third algorithm 206, the position information generated by the magnetic head direction sensor 208 and pressure altitude sensor 210, and weigh together with the location information generated by the first algorithm 202 and the second algorithm 204, combined.
１つの例で航行部品１２８は、慣性航法システム２１２（「ＩＮＳ」）および／または汎地球測位システム２１４（「ＧＰＳ」）を含む。 Navigation component 128 in one example comprises an inertial navigation system 212 ( "INS") and / or global positioning system 214 ( "GPS"). 航行部品１２８は個体１０２の位置情報を提供して処理部品１２６によって生成された位置情報を補足する。 Navigation component 128 to supplement the position information generated by the processing component 126 provides position information of the individual 102. １つの例で、航行部品１２８は個体１０２の胴回りに取り付けられる。 In one example, navigation component 128 is attached to the waist of an individual 102. 例えば、航行部品１２８は個体１０２のためにベルトに内蔵される。 For example, navigation component 128 is embedded in the belt for the individual 102.
図４を参照すると、別の例で航行部品１２８は個体１０２の足のかかとに配置されている。 Referring to FIG. 4, navigation component 128 in another example is located in the heel of the foot of the individual 102. 例えば、航行部分１２８は個体１０２の履く靴やブーツの中に取り付けられる。 For example, navigation portion 128 is mounted in a shoe or boot worn individuality 102. 追加的に、処理部品１２６およびその他の電子部品は個体１０２が履く靴の中に航行部品１２８とともに配置されてもよい。 Additionally, processing component 126 and other electronic components may be located with navigation component 128 in the shoe individual 102 wear. 航行部品１２８を靴の中に配置することで、航行部品１２８のために速度ゼロの更新または位置変化ゼロの更新が可能になる。 By arranging the navigation component 128 in the shoe allows for updating of the update or position change zero zero velocity for navigation component 128. 例えば、個体１０２の足が止まっているか、または実質的に静止しているときに、航行部品１２８は速度ゼロの更新を始めて航行部品１２８の測定値の誤差または偏りを修正する。 For example, when a foot of the individual 102 is stationary and has either, or substantially ceased, navigation component 128 modifies the error or bias in measurements of the navigation component 128 beginning to update the zero speed.
図１から２を参照すると、フィルタリング部品２１６は処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４によって生成された位置情報を比較考量し、組み合わせるためのアルゴリズムを含む。 Referring to Figures 1 2, the filtering component 216 may process part 126, and weigh the position information generated by the inertial navigation system 212 and the global positioning system 214 includes an algorithm for combining. 位置情報の比較考量および組合せは処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４のそれぞれの信頼度に基づく。 Weigh and combinations of location information based on the respective reliabilities of the processing component 126, the inertial navigation system 212 and the global positioning system 214. システムの動作の測定値の時系列と合わせてシステムおよび測定値の誤差の特徴を示す統計モデルと初期状態の情報とを用いて、アルゴリズムは処理部品１２６、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４の測定値を処理して個体１０２の位置の推定値を演繹する。 Using the statistical model and the initial state when combined with sequence shows the characteristic of an error of the system and the measurement values ​​of the operation of the system information, the algorithm processing part 126, the inertial navigation system 212 and the global positioning system 214 deducing the estimate of the position of the individual 102 by processing the measured values. １つの例で、フィルタリング部品２１６はカルマン・フィルタを含む。 In one example, the filtering component 216 comprises a Kalman filter. １つの例で、処理部品１２６およびフィルタリング部品２１６は、例えば慣性航法システム２１２の中で航行部品１２８と組み合わせられる。 In one example, the processing component 126 and the filtering component 216 are combined with navigation component 128 for example in the inertial navigation system 212. フィルタリング部品２１６の出力は、表示装置２１８および記録装置１４０の１つまたは複数に伝えられてもよい。 The output of the filtering component 216 may be communicated to one or more display devices 218 and recording device 140.
記録装置１４０は、フィルタリング部品２１６からの位置情報の出力を保存する。 Recording device 140 stores the output of the position information from the filtering parts 216. 個体１０２の経路は既知の開始場所および記録された位置情報から再構築されてもよい。 Path of the individual 102 may be reconstructed from a known starting location and recorded position information. 経路は以前に地図化されていない地域、正しく地図化されていない地域の地図を作成するか、または古い地図を更新するために使用されてもよい。 Route areas that have not been previously mapped, may be used in order to properly update to create a map of that are not regional map of, or the old map. 地図製作のための情報を提供する推測航法による航行を使用することは、汎地球測位システム２１４が利用できない遠隔の地域か、または汎地球測位システム２１４が電波妨害や混信に遭う地域で特に有効である。 The use of navigation by dead reckoning to provide information for cartography is the global positioning system 214 or remote areas that are not available, or global positioning system 214 is particularly effective in areas encounter jamming and interference is there.
初期化および／または再初期化で、慣性航法システム２１２は個体１０２の位置情報の生成を始めるために開始および／または再開場所を必要とする。 Initialization and / or re-initialization, the inertial navigation system 212 requires a starting and / or restarting location to begin generating the position information of the individual 102. 処理部品１２６によって生成される推測航法の位置情報は、慣性航法システム２１２のために開始および／または再開始場所の推定値として使用されてもよい。 Position information of the dead reckoning that is generated by the processing component 126 may be used as an estimate of the starting and / or restarting location for the inertial navigation system 212. 初期化および／または再初期化で、汎地球測位システム２１４は衛星を追跡するのに開始および／または再開始位置から利益を受ける。 Initialization and / or re-initialization, the global positioning system 214 would benefit from the starting and / or restarting position to track satellites. 処理部品１２６によって生成される推測航法の位置情報は、汎地球測位システム２１４のために開始および／または再開始場所の推定値として使用されてもよい。 Position information of the dead reckoning that is generated by the processing component 126 may be used as an estimate of the starting and / or restarting location for the global positioning system 214.
実行時間の間、慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４は、１つまたは複数のセンサおよび／または処理部品１２６に修正を与えてもよい。 During run time, the inertial navigation system 212 and the global positioning system 214 may provide corrections to the one or more sensors and / or processing components 126. したがって、慣性航法システム２１２、汎地球測位システム２１４および処理部品１２６によって生成される位置情報はさらに一致する。 Accordingly, the position information generated by the inertial navigation system 212, the global positioning system 214 and processing component 126 further matches. 修正によって、慣性航法システム２１２および／または汎地球測位システム２１４が利用できなくなったとき、処理部品１２６は位置情報の推定値を単独で生成することがさらに可能になる。 By the modification, when the inertial navigation system 212 and / or global positioning system 214 is unavailable, the processing component 126 is enabled to generate an estimate of the position information by itself yet.
図３を参照すると、１つの例で航行部品１２８は信号調整部品３０２、信号処理装置３０４、ならびに慣性航法システム２１２および汎地球測位システム２１４のゼロまたは複数を含む。 Referring to FIG. 3, navigation component 128 in one example comprises zero or more signal conditioning component 302, a signal processor 304 and the inertial navigation system 212 and the global positioning system 214,. スーツ１３０の１つまたは複数のセンサは情報を航行部品１２８に伝える。 One or more sensors of the suit 130 convey information to navigation part 128. 信号調整部品３０２は１つまたは複数のセンサから情報を受信する。 Signal conditioning component 302 receives information from one or more sensors. 信号調整部品３０２は１つまたは複数のアナログ信号からの情報を１つまたは複数のデジタル信号に変換する。 Signal conditioning component 302 converts the information from one or more analog signals to one or more digital signals. １つまたは複数のデジタル信号は、個体１０２の１つまたは複数の関節の移動を表す。 One or more digital signal represents the movement of one or more joints of the individual 102. １つまたは複数のデジタル信号は信号処理装置３０４に多重送信される。 One or more digital signals are multiplexed to the signal processor 304. 信号処理装置３０４は１つまたは複数のデジタル信号を個体１０２の位置情報に変換する。 The signal processing unit 304 converts the one or more digital signals to the position information of the individual 102. 信号処理装置３０４および汎地球測位システム２１４から得られた個体１０２の位置情報は慣性航法システム２１２に伝えられる。 Position information of the individual 102 derived from the signal processor 304 and the global positioning system 214 is transmitted to the inertial navigation system 212. 慣性航法システム２１２は、内部で生成された位置情報、ならびに汎地球測位システム２１４および信号処理装置３０４によって生成された位置情報を比較考量し、組み合わせるためのアルゴリズムを含む。 Inertial navigation system 212, the position information generated internally, as well as position information generated by the global positioning system 214 and the signal processing unit 304 and weigh includes an algorithm for combining.
本明細書で説明された工程または操作は例示的なものに過ぎない。 Steps or operations described herein are just exemplary. 本発明の精神から逸脱することのない、これらの工程または操作の変形形態は数多く存在しよう。 Without departing from the spirit of the present invention, variations of these steps or operations will be present numerous. 例えば、工程は異なる順序で実施されてもよく、または工程は追加、削除されるか、変更されてもよい。 For example, steps may be performed in a different order, or steps added, deleted, or may be changed.
本発明の例示的実施態様を本明細書で詳細に示し、説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変更、追加および代用等がなされ、したがってこれらは本発明の範囲内にあるということは当業者には理解されよう。 The exemplary embodiments of the present invention shown in detail herein, have been described, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention, additional and substitutions and the like have been made, therefore they within the scope of the present invention that there will be understood by those skilled in the art.
１つまたは複数のセンサ、処理部品および航行部品を含む装置の１つの例示的実施態様を表す図である。 One or more sensors is a diagram showing one exemplary embodiment of the apparatus including the processing components and navigation components. 図１の装置により使用可能な１つの例示的流れ図である。 Is one exemplary flow diagram usable by the apparatus of FIG. 図１の装置により使用可能な別の例示的流れ図である。 It is another exemplary flow diagram usable by the apparatus of FIG.
個体の１つまたは複数の関節移動に基づいて１つまたは複数の信号を生成する１つまたは複数のセンサと、 One or a plurality of sensors for generating one or more signals based on one or more articulation of the individual,
前記個体の位置変化を決定するために前記１つまたは複数の信号のうちの１つまたは複数を使用する１つまたは複数の処理部品とを含む装置。 Apparatus comprising one or more processing components that uses one or more of the one or more signals to determine a position change of the individual.
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の歪みセンサを含む請求項１に記載の装置。 The one or plurality of sensor devices according to claim 1 comprising one or more strain sensors.
前記１つまたは複数の歪みセンサは前記個体の関節に隣接する歪みセンサを含み、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の関節移動のうちの関節の関節移動に応じて歪みを感知し、 Wherein the one or more strain sensors comprises a strain sensor adjacent to a joint of the individual, said strain sensor senses a distortion in accordance with the joint movement of the articulation of the one or more articulation,
前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記歪みを表し、 The strain sensor represents the strain as strain information in a signal of the one or more signals,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記歪み情報を前記個体の前記位置変化に変換する請求項２に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, apparatus according to claim 2 that converts the strain information into the positional change of the individual.
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の屈曲を検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記屈曲を表し、 Strain sensor of the one or more strain sensors detects a bending of the joint of the individual, the strain sensor represents the bending as strain information in a signal of the one or more signals,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, apparatus according to claim 2 using the distortion information to determine the displacement of the positional change of the individual.
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの歪みセンサは、前記個体の関節の捻じれを検知し、前記歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの信号中で歪み情報として前記捻じれを表し、 The strain sensor of the one or more strain sensors detects a twisting of a joint of the individual, the strain sensor is twisted Examples distortion information in the signal of the one or more signals It represents,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記歪み情報を使用する請求項２に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, apparatus according to claim 2 using the distortion information to determine the orientation of the positional change of the individual.
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第１歪みセンサは、前記個体の第１の関節の屈曲を検知し、前記第１歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第１信号中で第１歪み情報として前記屈曲を表し、 The first strain sensor of the one or more strain sensors detects a bending of the first joint of the individual, the first strain sensor is in the first signal of said one or more signals in represents the bending as first strain information,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の変位を決定するために前記第１歪み情報を使用し、 One or more of the one or more processing components, using the first strain information to determine the displacement of the positional change of the individual,
前記１つまたは複数の歪みセンサのうちの第２歪みセンサは、前記個体の第２の関節の捻じれを検知し、前記２歪みセンサは前記１つまたは複数の信号のうちの第２信号中で第２歪み情報として前記捻じれを表し、 The second strain sensor of the one or more strain sensors detects a twisting of a second joint of the individual, the two strain sensors in the second signal of the one or more signals in represents the torsion Examples second distortion information,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の前記位置変化の方位を決定するために前記第２歪み情報を用い、 One or more of the one or more processing components, the second strain information used to determine the orientation of the positional change of the individual,
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記個体の更新された位置を決定するために前記個体の前記位置変化の変位、前記位置変化の方位および既知の開始場所を使用する請求項２に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, the position change of the displacement of the individual to determine an updated position of the individual, using the orientation and known starting location of the position change apparatus according to claim 2.
前記個体の前記１つまたは複数の関節移動に基づく前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化と、 Said position change determined by the one or more processing components based on the moving one or more joints of the individual,
１つまたは複数の補足的な航行部品からの位置情報と を比較考量し、組み合わせるフィルタ部品をさらに含む請求項１に記載の装置。 One or more of the position information from supplementary navigation components compared Koryo apparatus of claim 1, further comprising a filter component combining.
前記補足的な航行部品は汎地球測位システム（「ＧＰＳ」）および慣性航法システム（「ＩＮＳ」）の１つまたは複数を含み、 The supplementary navigation components comprise one or more global positioning system ( "GPS") and an inertial navigation system ( "INS"),
前記フィルタ部品は、前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的な航行部品の相対的な信頼度に基づいて前記１つまたは複数の処理部品および前記補足的な航行部品からの位置情報を比較考量し、組み合わせる請求項７に記載の装置。 Comparing the position information from the filter components, the one or more processing components and the supplementary navigation said one based on the relative reliability of parts or a plurality of processing components and said complementary navigation component Koryo, and apparatus according to claim 7 combined.
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の補足的な航行部品から前記個体の位置の修正情報を受信する請求項１に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, apparatus according to claim 1 for receiving the correction information of the position of the individual from one or more supplemental navigation components.
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数は、前記１つまたは複数の補足的な航行部品の初期化で、前記個体の初期の位置情報を１つまたは複数の補足的な航行部品に提供する請求項１に記載の装置。 One or more of the one or more processing components, wherein the one or in the initialization of the plurality of supplemental navigation components, one initial position information of the individual or plurality of supplemental sailing apparatus according to claim 1 to provide the component.
前記１つまたは複数のセンサは前記個体によって装着可能なスーツの中に組み込まれ、前記１つまたは複数のセンサは前記個体の１つまたは複数の関節に隣接する位置で前記スーツに配置される請求項１に記載の装置。 According the one or more sensors are incorporated into the suit wearable by the individual, wherein the one or more sensors disposed in the suit at a location adjacent to the one or more joints of the individual apparatus according to claim 1.
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数に方位情報を提供する磁気首方位センサであって、前記磁気首方位センサの前記方位情報は前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化を補足する磁気首方位センサをさらに含み、 Wherein a one or magnetic neck azimuth sensor to provide one or more of direction information of a plurality of processing components, the orientation information of said magnetic head direction sensor is determined by the one or more processing components further comprising a magnetic head azimuth sensor to supplement the position change that,
前記磁気首方位センサは前記個体の前記位置変化の方位を決定するために地球の磁界を使用する請求項１に記載の装置。 The magnetic head azimuth sensor device according to claim 1 that uses the earth magnetic field in order to determine the orientation of the positional change of the individual.
前記１つまたは複数の処理部品のうちの１つまたは複数に高度情報を提供する気圧高度センサであって、前記気圧高度センサの前記高度情報は前記１つまたは複数の処理部品によって決定される前記位置変化を補足する気圧高度センサをさらに含み、 Wherein a one or barometric altitude sensor that provides altitude information to one or more of the plurality of processing components mentioned above, the altitude information of the barometric altitude sensor is determined by the one or more processing components further comprising a pressure altitude sensor supplements the positional change,
前記気圧高度センサは前記個体の前記位置変化の高度変化を決定するために大気圧を測定する請求項１に記載の装置。 The apparatus of claim 1 wherein the pressure altitude sensor for measuring the atmospheric pressure to determine the altitude change of the positional change of the individual.
前記個体に既知の経路を通らせて前記個体の前記１つまたは複数の関節移動が前記既知の経路に対しどのように反応するかを監視することによって、前記１つまたは複数のセンサおよび前記１つまたは複数の処理部品は前記個体に対して調整される請求項１に記載の装置。 By monitoring whether said individual to said one or more articulation of the individual by passing through the known path will react how to said known path, the one or more sensors and the 1 One or more processing components according to claim 1, which is adjusted to the individual.
前記１つまたは複数の処理部品は、前記個体の既知の開始場所および前記位置変化に基づいて前記個体の更新された位置を計算し、 The one or more processing components, the updated position of the individual calculated based on the known starting location and the positional change of the individual,
前記１つまたは複数の処理部品は、前記個体の前記更新された位置を表示部品および記録部品の１つまたは複数に送信する請求項１に記載の装置。 The one or more processing components, apparatus according to claim 1 for transmitting the updated position of the individual display parts and one or a plurality of recording components.
前記１つまたは複数のセンサは１つまたは複数の速度センサを含む請求項１に記載の装置。 The one or plurality of sensor devices according to claim 1 comprising one or more speed sensors.
１つまたは複数の補足的な航行部品をさらに含み、前記１つまたは複数の補足的な航行部品のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴の中に組み込まれ、 One or further comprising a plurality of supplementary navigation components, wherein the one or one or more of the plurality of supplemental navigation component is incorporated in a shoe in which the individual is put,
前記１つまたは複数の補足的な航行部品のうちの１つまたは複数は、前記個体が履く靴が実質的に静止しているときに１つまたは複数の速度ゼロの更新を始める請求項１に記載の装置。 Wherein the one or one or more of the plurality of supplemental navigation components to claim 1 to start the updating of one or more zero velocity when the individual is put shoe is substantially stationary the apparatus according.
個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定する工程と、 A step of measuring one or more of the movement of one or more joints of an individual,
前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する工程とを含む方法。 Method comprising the step of converting said one or more moves to the position change of the individual.
前記個体の前記１つまたは複数の関節の前記１つまたは複数の移動を測定する工程が、 The step of measuring the one or more mobile of the one or more joints of the individual,
歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みセンサ上の歪みを前記歪みセンサに隣接する前記関節の移動によって測定する工程を含む請求項１８に記載の方法。 The method of claim 18 including the step of measuring the movement of the joint adjacent the strain on the strain sensor induced on the strain sensor to the strain sensor.
前記１つまたは複数の移動を前記個体の前記位置変化に変換する工程が、 Said one or the step of converting a plurality of the movement to the position change of the individual,
前記個体の前記位置変化の変位および方位を決定するために、前記歪みセンサ上に引き起こされた前記歪みの特徴を分析する工程を含む請求項１９に記載の方法。 To determine the displacement and orientation of the position change of the individual method of claim 19 including the step of analyzing the characteristics of the strain caused on the strain sensor.
前記個体の更新された位置を決定するために、前記個体の前記位置変化を前記個体の既知の開始場所に追加する工程をさらに含む請求項１８に記載の方法。 To determine the updated position of the individual method of claim 18, further comprising the step of adding the positional change of the individual to the known starting location of the individual.
１つまたは複数のコンピュータ可読の信号保持媒体と、 And one or more computer-readable signal bearing medium,
前記信号保持媒体に格納され、個体の１つまたは複数の関節の１つまたは複数の移動を測定するための手段と、 Stored in the signal holding medium, and means for measuring one or more of the movement of one or more joints of an individual,
前記信号保持媒体に格納され、前記１つまたは複数の移動を前記個体の位置変化に変換する手段とを含む物品。 Wherein stored in the signal holding medium, article comprising a means for converting the one or more moving to a position change of the individual.
JP2006532260A 2002-10-11 2004-01-20 Using one or more signals based on one or more articulation of the individual, the method and apparatus for determining the change in position of the solid Expired - Fee Related JP4422728B2 (en)
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