方位検出方法及び装置、並びに移動履歴算出方法及び装置
【課題】移動端末の相対角度を検出することができる。
【解決手段】移動端末１００の姿勢が固定されたことを検出すると、３軸方位センサ１２による地磁気の検出結果（地磁気値Ｈ）と移動端末１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて移動端末１００の基準方位ベクトルを決定し、その後、３軸方位センサ１２により地磁気を再度検出した結果（地磁気値Ｈ）と移動端末１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて算出される移動端末１００の現在方位ベクトルと、基準方位ベクトルとの間の角度（相対方位角）を検出する。これにより、携帯電話の姿勢にかかわらず、基準方位ベクトルを基準とした携帯電話の相対角度を検出することができる。
【解決手段】移動端末１００の姿勢が固定されたことを検出すると、３軸方位センサ１２による地磁気の検出結果（地磁気値Ｈ）と移動端末１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて移動端末１００の基準方位ベクトルを決定し、その後、３軸方位センサ１２により地磁気を再度検出した結果（地磁気値Ｈ）と移動端末１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて算出される移動端末１００の現在方位ベクトルと、基準方位ベクトルとの間の角度（相対方位角）を検出する。これにより、携帯電話の姿勢にかかわらず、基準方位ベクトルを基準とした携帯電話の相対角度を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方位検出方法及び装置、並びに移動履歴算出方法及び装置に関し、特に移動端末の向いている方位を検出する方位検出方法及び装置、並びに移動端末を所持したユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話などの移動端末に３軸の加速度センサと３軸の方位センサ（地磁気センサ）を設けておき、方位センサによって検出される地磁気値を、加速度センサの出力から算出される移動端末の傾斜角に基づいて補正し、当該補正した値から方位を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
これら特許文献１、２では、方位センサは、移動端末に対して水平に設置されており、方位出力のためのプログラム（方位出力プログラム）は、図９（ａ）に示す移動端末５００の基準位置５１０が向いた方位を出力する。
【０００４】
より具体的には、移動端末５００の基準位置５１０（先頭位置）が、図９（ａ）に示すように北を向いていれば、「北」、つまり「０°」を出力する。また、図９（ｂ）に示すように、移動端末５００が水平面から角度δだけ傾斜している場合には、移動端末５００の向いている方向の水平成分が示す向きを出力する。すなわち、図９（ｂ）の場合にも、方位「北」又は角度「０°」を出力する。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７８１３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、従来の方位出力プログラムでは、移動端末の基準位置（先頭位置）が図９（ｃ）に示すように垂直方向を向いている場合、すなわち、真上あるいは真下を向いている場合には、移動端末の基準位置の水平成分が存在しなくなるので、方位や角度を出力できなくなる。
【０００７】
例えば、移動端末を携帯したユーザが長時間移動（歩行）する場合、移動端末を手に持ちながら移動することよりも、腰に装着した端末ホルダやポケットなどに移動端末を入れた状態で移動することが多いと考えられる。しかしながら、ポケットや端末ホルダに入れた状態の移動端末は垂直方向を向くことが多いため、上記公知例を単に適用したのでは、方位や角度を出力できなくなる。
【０００８】
ところで、移動端末にＧＰＳ機能が設けられている場合には、ユーザの移動履歴を当該ＧＰＳ機能を用いて取得することも可能である。しかしながら、この場合、常時もしくは任意の短い時間間隔でＧＰＳ機能を動作させる必要があるため、電力消費量が比較的大きく、移動履歴を長時間取得するには不向きな方法であると言える。そこで、従来技術のような方位出力プログラムにより取得する端末の移動方向の方位の変化を継続的に取得することで、移動端末を保持しているユーザの移動履歴を取得することが考えられるが、上述の通り、従来技術による方位出力プログラムでは、ポケットや端末ホルダに移動端末を入れた状態では、方位や角度を出力できないので、ユーザの移動履歴の取得が困難である。
【０００９】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することが可能な方位検出方法及び装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ユーザの移動履歴を簡易に算出することが可能な移動履歴算出方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書に記載の方位検出方法は、移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含んでいる。
【００１１】
ここで、「移動端末の外部の方位決定要素」とは、地磁気、あるいは固定された装置から発せられる電波や赤外線などを含み、それらの検出結果が移動端末の方向（向き）の決定に寄与する要素（移動端末の向きの基準となりうる要素）のことを意味する。
【００１２】
これによれば、移動端末の姿勢が固定された状態で、方向検出器により検出される方位決定要素の方向と移動端末の姿勢とに基づいて移動端末の基準方位を決定し、その後、方位決定要素を再度検出した結果と移動端末の姿勢とに基づいて算出される移動端末の現在方位と上記基準方位との間の角度を検出するので、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができる。
【００１３】
本明細書に記載の移動履歴算出方法は、移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含んでいる。
【００１４】
これによれば、移動端末の基準方位を決定し、その基準方位と移動端末の現在方位との間の角度を検出することから、基準方位を基準とするユーザの移動方向を特定することができ、このユーザの移動方向と歩数とを用いることで、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができる。この場合、例えば、移動開始位置からユーザが移動を開始し、移動後、再度移動開始位置に戻ってきたか否かの判断などを行うことができる。
【００１５】
本明細書に記載の方位検出装置は、移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備えている。
【００１６】
これによれば、方向検出器による方位決定要素の検出結果と移動端末の姿勢とに基づいて移動端末の基準方位を決定し、その後、方位決定要素を再度検出した結果と移動端末の姿勢とに基づいて算出される方位と基準方位との間の角度を検出するので、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができる。
【００１７】
本明細書に記載の移動履歴算出装置は、移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備えている。
【００１８】
これによれば、移動端末の基準方位を決定し、その基準方位と移動端末の現在方位との間の角度を検出することから、基準方位を基準とするユーザの移動方向を特定することができ、このユーザの移動方向と歩数とを用いることで、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができる。この場合、例えば、移動開始位置からユーザが移動を開始し、移動後、再度移動開始位置に戻ってきたか否かの判断などを行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本明細書に記載の方位検出方法及び装置は、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができるという効果を奏する。また、本明細書に記載の移動履歴算出方法及び装置は、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１には、一実施形態に係る移動端末としての携帯電話１００の構成がブロック図にて示されている。この図１に示すように、携帯電話１００は、３軸加速度センサ１０と、方向検出器としての３軸方位センサ１２と、入力部１４と、移動履歴算出装置１６と、表示部１８と、を備えている。
【００２２】
３軸加速度センサ１０は、３軸方向の加速度を検出するセンサであり、当該３軸加速度センサ１０にて検出される加速度値Ａは、移動履歴算出装置１６（ユーザ歩行検出部２０、歩数計数部３２、及び傾斜角算出部４０）に向けて出力される。
【００２３】
３軸方位センサ１２としては、３軸座標系上での地磁気の検出が可能な磁気方位センサが用いられている。この３軸方位センサ１２にて検出される地磁気値Ｈは、移動履歴算出装置１６（地磁気値取得部４２）に向けて出力される。
【００２４】
入力部１４は、入力ボタンやタッチパネルなどを含み、当該入力部１４を介してユーザからの指示が入力される。本実施形態におけるユーザからの指示には、移動履歴取得モードの設定・解除などが含まれる。
【００２５】
移動履歴算出装置１６は、ユーザ歩行検出部２０と、端末状態検出部２２と、移動距離計測装置２４と、方位検出装置２６と、移動履歴算出・保持装置２８と、を備えている。
【００２６】
ユーザ歩行検出部２０は、３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザが歩行しているか否かを検出する。なお、この点については、特開２００８−１７１３４７号公報に開示されている。
【００２７】
端末状態検出部２２は、後述する移動履歴を取得するためのモード（移動履歴取得モード）に設定されているか否かを検出する。本実施形態では、移動履歴取得モードの設定は、ユーザが入力部１４を介して行うものとする。したがって、端末状態検出部２２は、ユーザからの入力を検出することにより、移動履歴取得モードに設定されたか否かを判断する。
【００２８】
移動距離計測装置２４は、歩数検出部としての歩数計数部３２と、距離算出部３４と、を有している。
【００２９】
歩数計数部３２は、通常の歩数計と同様、３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザの歩数をカウントする。なお、この点については、上述した特開２００８−１７１３４７号公報に開示されている。距離算出部３４は、入力部１４を介してユーザによって予め入力されている歩幅データを保持しており、当該歩幅データと歩数計数部３２にてカウントされた歩数とを積算して移動距離を算出する。この距離算出部３４における算出結果は、移動履歴算出・保持装置２８に出力される。
【００３０】
方位検出装置２６は、傾斜角算出部４０と、地磁気値取得部４２と、方位算出部としての方位ベクトル算出部４４と、基準方位ベクトル保持部４６と、相対角度算出部としての差分角算出部４８とを有している。
【００３１】
傾斜角算出部４０は、３軸加速度センサ１０から入力された加速度に基づいて、傾斜角を算出する。なお、この傾斜角の算出方法については後述する。
【００３２】
地磁気値取得部４２は、３軸方位センサ１２から入力される地磁気値Ｈを取得する。
【００３３】
方位ベクトル算出部４４は、傾斜角算出部４０にて算出された携帯電話１００の傾斜角と、地磁気値取得部４２にて取得された地磁気値Ｈとを用いて、方位ベクトルＤを算出する。なお、この方位ベクトルの算出方法については後述する。
【００３４】
基準方位ベクトル保持部４６は、方位ベクトル算出部４４において算出される方位ベクトルＤのうちの１つを「基準方位ベクトル」として保持する。
【００３５】
差分角算出部４８は、基準方位ベクトル保持部４６で保持されている基準方位ベクトルと、別の方位ベクトルとの間の角度（相対方位）を算出し、移動履歴算出・保持装置２８に出力する。
【００３６】
移動履歴算出・保持装置２８は、移動履歴算出部５０と、移動履歴保持部５２とを有している。
【００３７】
移動履歴算出部５０は、距離算出部３４にて算出されたユーザの移動距離と、差分角算出部４８にて算出された相対方位とを用いて、移動履歴を算出する。この場合、例えば、「基準方位からｐ°の方向に、ｑメートル移動した」という移動履歴情報が算出される。この算出結果は、移動履歴保持部５２に送信され、移動履歴保持部５２では、当該移動履歴を取得して保持する。
【００３８】
表示部１８は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどから成り、ユーザからの表示指示に応じて、移動履歴保持部５２にて保持されている移動履歴を表示する。なお、表示部１８は、携帯電話１００の種々の機能を発揮するための様々な情報も表示する。
【００３９】
次に、上記のように構成される移動履歴算出装置１６の具体的な処理について、図２、図３、図６のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ、詳細に説明する。
【００４０】
図２のステップＳ１０では、ユーザ歩行検出部２０が３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザが歩行しているか否かを判断し、ユーザが歩行していると判断された場合にのみ、ステップＳ１２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１２では、方位取得処理のサブルーチンを実行する。この方位取得処理のサブルーチンでは、図３に示すように、ステップＳ２０において、端末状態検出部２２が、端末（携帯電話１００）の姿勢が固定されているか否かを判断する。なお、本実施形態では、前述したように、端末状態検出部２２が、ユーザからの入力を検出して、移動履歴取得モードに設定されていると判断した場合に固定状態と判断するものとする。また、固定状態と判断された場合には、その後、ユーザが移動履歴取得モードを解除するまで、固定状態がロックされ続けるものとする。
【００４２】
このステップＳ２０の判断が肯定された場合には、ステップＳ２２に移行し、端末状態検出部２２が、一つ前の携帯電話１００の状態が固定状態であったか否かを判断する。ここでの判断が否定されると、ステップＳ２４に移行し、傾斜角算出部４０が、３軸加速度センサ１０から加速度値Ａを取得し、傾斜角を算出する。ここで傾斜角を算出する際に、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面としてＸＹＺ座標系を設定する。この場合、ＸＹの両軸は、互いに直交していれば、任意の方位を向いた軸であって構わない。
【００４３】
ここで、３軸加速度センサ１０から取得される加速度値Ａは次式（１）にて表される。
【００４４】
【数１】
したがって、重力加速度値をｇ、重力ベクトルＧを、
【数２】
とし、図４に示すように、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として携帯電話１００に対してＸＹＺ座標系を設定し、携帯電話１００の水平面に対する傾斜角をピッチ角β、ロール角αとすると、Ａ、Ｇ、β、αとの間には、次式（３）の関係が成り立つ。
【数３】
【００４５】
したがって、上式（３）より、ピッチ角βとロール角αは、次式（４）、（５）にて表すことができる。
【数４】
【００４６】
以上の式を用いることにより、ステップＳ２４では、傾斜角（ピッチ角β、ロール角α）を算出することができる。
【００４７】
次いで、ステップＳ２６では、地磁気値取得部４２が、３軸方位センサ１２から次式（６）で示される地磁気値Ｈを取得する。
【数５】
そして、ステップＳ２４で算出された傾斜角β、αを用いて、方位ベクトル算出部４４が、地磁気値Ｈの水平成分（方位ベクトルＤ）を取得する。
【００４８】
具体的には、まず、次式（７）に基づき、地磁気値Ｈを傾斜角β、αを用いて補正し、補正後の地磁気値Ｈ’を取得する。
【数６】
【００４９】
そして、この補正後の地磁気値Ｈ’のうちの水平面内成分を、次式（８）に示すように、方位ベクトルＤとする。
【数７】
【００５０】
この場合、例えば、図５（ａ）に示すように、ロール角α及びピッチ角βが０°の場合は、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として設定しているＸＹＺ座標系において、携帯電話１００はＸＹ平面と水平な状態になり、地磁気値Ｈをそのまま水平面に射影したベクトルが方位ベクトルＤとなる。一方、携帯電話１００が、図５（ｂ）に示すように水平面から傾斜している場合には、図５（ｃ）に示すように携帯電話１００の傾斜角（ロール角およびピッチ角）を用いて地面に平行な仮想水平面と平行な状態となるように地磁気値Ｈを補正した後、補正後の地磁気値Ｈ’を水平面に射影したベクトルが方位ベクトルＤとなる。
【００５１】
図３に戻り、次のステップＳ２８では、上記ステップＳ２６で取得された方位ベクトルＤを基準方位ベクトルＤ０として設定する。
【００５２】
以上のようにして基準方位ベクトルＤ０が決定した段階で、図２のステップＳ１４に移行する。このステップＳ１４では、移動距離取得処理サブルーチンを実行する。
【００５３】
この移動距離取得処理サブルーチンでは、図６のステップＳ４４において、歩数計数部３２が、３軸加速度センサ１０の出力（加速度値Ａ）に基づいて歩数を取得し、ステップＳ４６において、距離算出部３４が、歩数と、予めユーザにより入力されている歩幅データと、を積算することにより移動距離を算出する。このようにして移動距離が算出された段階で、図２のステップＳ１６に移行する。
【００５４】
図２のステップＳ１６では、移動履歴算出部５０が移動履歴を取得する。この場合、図３のステップＳ２８で決定した基準方位ベクトル（Ｄ０）と、移動距離とに基づいて、移動履歴（「基準方位から０°の方向に、ｑメートル移動した」などの移動履歴）を取得する。
【００５５】
次いで、ステップＳ１８では、移動履歴算出部５０が、ステップＳ１６において取得した移動履歴を、移動履歴保持部５２に保存して、ステップＳ１０に戻る。
【００５６】
その後、ステップＳ１０における判断が肯定されると、ステップＳ１２の方位取得処理サブルーチンを再度実行する。このサブルーチンにおいて、図３のステップＳ２０の判断が肯定されると（携帯電話１００は、固定状態がロックされているため）、ステップＳ２２において、一つ前の端末状態が固定か否かが判断される。
【００５７】
この場合、一つ前の端末状態は固定であったので、ここでの判断は肯定され、ステップＳ３０に移行する。このステップＳ３０では、前述したステップＳ２４と同様、傾斜角算出部４０が、３軸加速度センサ１０から加速度値Ａを取得し、ステップＳ２４で設定したＸＹＺ座標系において傾斜角（α、β）を算出する。そして、ステップＳ３２では、前述したステップＳ２６と同様に、地磁気値取得部４２が３軸方位センサ１２から地磁気値Ｈを取得し、方位ベクトル算出部４４が、ステップＳ３０で算出された傾斜角（α、β）を用いて、地磁気値Ｈ（補正後の地磁気値Ｈ’）の水平成分（方位ベクトルＤ）を取得する。
【００５８】
次いで、ステップＳ３４では、差分角算出部４８が、ステップＳ３２で取得された方位ベクトルＤ（以下、「現在方位ベクトルＤ１」と呼ぶ）と基準方位ベクトルＤ０との間の角度（基準方位ベクトルＤ０を基準とした現在方位ベクトルＤ１の相対方位角）を以下のようにして算出する。なお、図７には、現在方位ベクトルＤ１と基準方位ベクトルＤ０との間の角度（相対方位角）が、符号φにて示されている。
【００５９】
基準方位ベクトルをＤ０＝（ｘ０，ｙ０）、観測された現在方位ベクトルをＤ１＝（ｘ１，ｙ１）とすると、ベクトルＤ０、Ｄ１の外積、及びベクトルＤ０、Ｄ１の内積は、次式（９）、（１０）にて表すことができる。
【００６０】
外積＝（ｘ０×ｙ１）−（ｙ０×ｘ１） …（９）
内積＝（ｘ０×ｘ１）＋（ｙ０×ｙ１） …（１０）
したがって、相対方位角φは、次式（１１）より算出することができる。
φ＝arctan（（ｘ０×ｙ１−ｙ０×ｘ１）／（ｘ０×ｘ１＋ｙ０×ｙ１））
…（１１）
【００６１】
したがって、ステップＳ３４では、上式（１１）を用いて相対方位角φを算出し、その後、図２のステップＳ１４に移行する。このステップＳ１４では、移動距離取得処理サブルーチンを、前述したのと同様に実行し、次のステップＳ１６では、移動履歴算出部５０が移動履歴を取得する。このステップＳ１６では、図３のステップＳ３４で決定した相対方位角φと、ステップＳ１４で取得した移動距離とに基づいて、移動履歴（「基準方位からφ°の方向に、ｑ’メートル移動した」などの移動履歴）を取得する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１８では、移動履歴算出部５０が、ステップＳ１６において取得した移動履歴を、移動履歴保持部５２に送信して、ステップＳ１０に戻る。
【００６３】
以降は、図２のステップＳ１０→ステップＳ１２（図３のステップＳ２０→Ｓ２２→Ｓ３０→Ｓ３２→Ｓ３４）→ステップＳ１４（図６のステップＳ４４→Ｓ４６）→ステップＳ１６→ステップＳ１８のループを、例えば、人が一歩歩行するのに要する平均的な時間（例えば４００ｍｓｅｃ〜５００ｍｓｅｃ）よりも短い時間ごとに、繰り返し実行する。なお、ステップＳ１２とステップＳ１４との処理順序を入れ替え、ステップＳ１４→ステップＳ１２の順で処理しても良い。
【００６４】
以上の処理により取得される移動履歴を積算（連結）することにより、図８（ａ）に示すように、スタート地点Ｓから移動を開始した後の移動経路を、移動距離とともに取得することが可能となる。また、例えば、図８（ｂ）に示すように、スタート地点Ｓから移動を開始して、当該スタート地点まで戻ってきたことを知ることもできる。更に、図８（ｂ）によれば、例えば、携帯電話１００又は移動履歴算出装置１６を備える移動端末を有する競技者が、陸上競技場のトラックを何周したかなどを検出することも可能である。なお、この移動履歴については、ユーザが入力部１４を操作して移動履歴の表示処理を実行した時点で、表示部１８に表示させても良いし、あるいは、移動履歴取得モードを終了した時点で、表示部１８に表示させても良い。
【００６５】
なお、本実施形態では、最初に決定される基準方位ベクトルによっては、図８（ｃ）や図８（ｄ）に示すように、図８（ａ）や図８（ｂ）から回転した状態で移動経路が取得されることもある。しかしながら、例えば、ユーザから別途入力される絶対方位と関連付けたり、地図データと関連付けたり（道路への適合処理を行ったり）することにより、図８（ｃ）や図８（ｄ）の状態から図８（ａ）や図８（ｂ）の状態に補正することは容易である。また、ユーザがスタート地点に戻ったか否かを確認する程度の使用方法であれば、絶対方位が定まっていなくても、問題なく使用することが可能である。
【００６６】
ところで、ステップＳ１２（方位取得処理サブルーチン）のステップＳ２０（図３）では、携帯電話１００の固定が解除されると（移動履歴取得モードの設定が解除されると）、判断が否定され、ステップＳ３８に移行する。
【００６７】
このステップＳ３８では、一つ前の状態が固定であったか否かを判断し、ここでの判断が肯定された場合（ステップＳ３８Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０で、基準方位ベクトルＤ０をクリアする。また、ステップＳ２４で設定したＸＹＺ軸をクリアする。また、ステップＳ３８の判断が否定された場合には、そのまま、図２のステップＳ１４に移行して、携帯電話１００が固定状態になるまで（移動履歴取得モードに設定されるまで）、待機する。
【００６８】
本実施形態では、ＸＹＺ軸を端末に対して固定的に設定するのではなく、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として、基準方位ベクトルを算出する毎にＸＹＺ軸を設定し、その軸の中で端末が回転する状態を仮想して、傾斜角（ピッチ角、ロール角）を用いて方位を算出する処理を行うので、携帯電話１００の姿勢がいかなる姿勢であっても、基準方位ベクトルに基づいて相対方位角φを算出することが可能である。なお、基準方位ベクトルを算出する際に設定するＸＹ軸は、ＸＹ平面が地面と水平な仮想面であれば、毎回異なる方位を向いた軸であっても構わない。例えば、１回目に基準方位ベクトルを算出した際に設定したＸ軸はたまたま磁北の方位に設定され、２回目に基準方位ベクトルを算出した際に設定したＸ軸は、１回目に設定したＸ軸の方位とは異なり、磁北から３０度東に傾いた方位に設定されても構わない。
【００６９】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、携帯電話１００の姿勢が固定された状態で、３軸方位センサ１２による地磁気の検出結果（地磁気値Ｈ）と携帯電話１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて携帯電話１００の基準方位ベクトルＤ０を決定し、その後、３軸方位センサ１２により地磁気を再度検出した結果（地磁気値Ｈ）と携帯電話１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて算出される携帯電話１００の現在方位ベクトルＤ１と、基準方位ベクトルＤ０との間の角度（相対方位角）φを検出するので、携帯電話１００の姿勢にかかわらず、基準方位ベクトルＤ０を基準とした携帯電話１００の相対角度を検出することができる。すなわち、従来の場合、携帯電話上で基準位置を決め、基準位置における絶対方位（東西南北で示される方位又は北を基準とする角度）で方位を計測していたため、基準位置が端末の先頭である携帯電話１００が、図１０（ｃ）のように垂直方向に向いたときには、その方位が計測できなかったが、本実施形態のように、相対方位角を用いることにより、携帯電話１００の姿勢に関係なく、常に基準方位ベクトルＤ０との相対角度を算出することができる。
【００７０】
また、本実施形態によると、基準方位ベクトルＤ０と携帯電話１００の現在方位ベクトルＤ１との間の角度（相対方位角）φと、ユーザの歩数とに基づいてユーザの移動履歴を算出するので、当該移動履歴の算出を簡易に行うことができる。この場合、ＧＰＳ等の装置を使用しない（３軸方位センサと３軸加速度センサを用いる）ので、消費電力を低減することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、図３のステップＳ２０における判断を、ユーザの入力（移動履歴取得モードへの設定）に基づいて行うこととしたが、これに限られるものではない。例えば、単位時間当たりの３軸加速度センサ１０の出力値の変動を検知し、その変動が所定の閾値以内にあるか否かで、固定状態を判断することとしても良い。また、歩き始めを歩数計数部３２で計測し、それ以降を固定状態と判断することとしても良い。
【００７２】
また、例えば、以下の状態となった時点で固定状態と判断し、それ以降は、ユーザによる解除動作があるまで固定状態をロック（継続）することとしても良い。固定状態と判断する基準としては、例えば、（１）単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内に収まった時点、（２）単位時間あたりの加速度センサの出力値の変動が閾値以内に収まった時点、（３）単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内である状態が一定時間以上継続した時点、（４）歩きはじめを検出（歩数計数部３２が歩数を出力）した時点、（５）歩きはじめを検出し、さらに、単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内に収まっていた時点、（６）歩きはじめを検出し、さらに、単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内である状態が一定時間以上継続した時点、などを採用することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、方位決定要素として、地磁気を採用した場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、電波発信機から発信される電波や、赤外線発信機から発信される赤外線なども方位決定要素として採用することができる。この場合、例えば、自走式ロボットに本発明の方位検出装置や移動履歴算出装置を搭載し、ロボットの移動履歴や、移動方向（基準方位に基づく相対方位角）を取得することとしても良い。かかる場合には、取得された移動履歴や緯度方向を用いてロボットの制御を容易に行うことが可能となる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、携帯電話１００に本発明の移動履歴算出装置が設けられた場合について説明したが、これに限らず、その他の移動端末（ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やスマートフォンなど）に設けることとしても良い。また、上記実施形態では、方位検出装置２６と、人の歩数に基づいて移動距離を計測する移動距離計測装置２４とにより、移動履歴算出装置を構成する場合について説明したが、これに限られるものでない。例えば、方位検出装置２６と、自動車などに搭載されている移動距離を取得可能なメータ装置とにより、移動履歴算出装置を構成しても良い。
【００７５】
なお、上記実施形態における方位検出装置及び移動履歴算出装置は、複数の装置（図１の各部に対応）を組み合わせることにより構成しても良いし、各装置を、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを組み合わせた計算機システムで構成し、上記各部の機能を計算機システムに内蔵されたプログラムによって実現することとしても良い。
【００７６】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【００７７】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含む方位検出方法。
（付記２） 前記基準方位決定工程は、前記移動端末の姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する基準姿勢検出工程と、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記基準方位とする基準方位算出工程と、を含むことを特徴とする付記１に記載の方位検出方法。
（付記３） 前記相対角度検出工程は、前記移動端末の現在姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する現在姿勢検出工程と、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の現在姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記移動端末の現在方位とする現在方位算出工程と、を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の方位検出方法。
（付記４） 前記方位決定要素は、地磁気であり、前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする付記１〜３のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記５） 前記基準方位決定工程では、前記移動端末の姿勢が固定された状態にあるか否かを、ユーザからの入力、前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記６） 前記相対角度検出工程を実行するか否かを、ユーザからの入力、及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも一方に基づいて判断する判断工程を更に含む付記１〜５のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記７） 移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含む移動履歴算出方法。
（付記８） 前記方位検出工程では、付記１〜６のいずれか一項に記載の方位検出方法を用いることを特徴とする付記７に記載の移動履歴算出方法。
（付記９） 移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備える方位検出装置。
（付記１０） 前記傾斜角算出部は、前記移動端末が有する３軸加速度センサの検出結果に基づいて前記移動端末の姿勢を算出し、前記方位算出部は、前記移動端末の姿勢に基づいて、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を算出し、当該移動端末の仮想水平面内成分を、前記移動端末の方位とすることを特徴とする付記９に記載の方位検出装置。
（付記１１） 前記方位決定要素は、地磁気であり、前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする付記９又は１０に記載の方位検出装置。
（付記１２） ユーザからの入力、前記前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて、前記相対角度算出部による前記移動端末の基準方位の決定を行うタイミングを検出する端末状態検出部を更に備える付記９〜１１のいずれか一項に記載の方位検出装置。
（付記１３） 移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備える移動履歴算出装置。
（付記１４） 前記方位検出部として、付記９〜１２のいずれか一項に記載の方位検出装置を用いることを特徴とする付記１３に記載の移動履歴算出装置。
（付記１５） コンピュータを、移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部、及び前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部、として機能させることを特徴とするプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】一実施形態に係る携帯電話及び携帯電話が備える移動履歴算出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】移動履歴算出装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ１２の処理を示すフローチャートである。
【図４】ロール角及びピッチ角を説明するための図である。
【図５】方位ベクトルの算出方法を説明するための図である。
【図６】図２のステップＳ１４の処理を示すフローチャートである。
【図７】相対方位角の算出方法について説明するための図である。
【図８】図２の処理により取得できる移動履歴を示す図である。
【図９】従来技術について示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ ３軸加速度センサ
１２ ３軸方位センサ（方向検出器）
４０ 傾斜角算出部
４４ 方位ベクトル算出部（方位算出部）
４８ 差分角算出部（相対角度算出部）
２６ 方位検出装置
２２ 端末状態検出部
３２ 歩数計数部（歩数検出部）
５０ 移動履歴算出部
１００ 携帯電話（移動端末）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方位検出方法及び装置、並びに移動履歴算出方法及び装置に関し、特に移動端末の向いている方位を検出する方位検出方法及び装置、並びに移動端末を所持したユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話などの移動端末に３軸の加速度センサと３軸の方位センサ（地磁気センサ）を設けておき、方位センサによって検出される地磁気値を、加速度センサの出力から算出される移動端末の傾斜角に基づいて補正し、当該補正した値から方位を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
これら特許文献１、２では、方位センサは、移動端末に対して水平に設置されており、方位出力のためのプログラム（方位出力プログラム）は、図９（ａ）に示す移動端末５００の基準位置５１０が向いた方位を出力する。
【０００４】
より具体的には、移動端末５００の基準位置５１０（先頭位置）が、図９（ａ）に示すように北を向いていれば、「北」、つまり「０°」を出力する。また、図９（ｂ）に示すように、移動端末５００が水平面から角度δだけ傾斜している場合には、移動端末５００の向いている方向の水平成分が示す向きを出力する。すなわち、図９（ｂ）の場合にも、方位「北」又は角度「０°」を出力する。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７８１３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、従来の方位出力プログラムでは、移動端末の基準位置（先頭位置）が図９（ｃ）に示すように垂直方向を向いている場合、すなわち、真上あるいは真下を向いている場合には、移動端末の基準位置の水平成分が存在しなくなるので、方位や角度を出力できなくなる。
【０００７】
例えば、移動端末を携帯したユーザが長時間移動（歩行）する場合、移動端末を手に持ちながら移動することよりも、腰に装着した端末ホルダやポケットなどに移動端末を入れた状態で移動することが多いと考えられる。しかしながら、ポケットや端末ホルダに入れた状態の移動端末は垂直方向を向くことが多いため、上記公知例を単に適用したのでは、方位や角度を出力できなくなる。
【０００８】
ところで、移動端末にＧＰＳ機能が設けられている場合には、ユーザの移動履歴を当該ＧＰＳ機能を用いて取得することも可能である。しかしながら、この場合、常時もしくは任意の短い時間間隔でＧＰＳ機能を動作させる必要があるため、電力消費量が比較的大きく、移動履歴を長時間取得するには不向きな方法であると言える。そこで、従来技術のような方位出力プログラムにより取得する端末の移動方向の方位の変化を継続的に取得することで、移動端末を保持しているユーザの移動履歴を取得することが考えられるが、上述の通り、従来技術による方位出力プログラムでは、ポケットや端末ホルダに移動端末を入れた状態では、方位や角度を出力できないので、ユーザの移動履歴の取得が困難である。
【０００９】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することが可能な方位検出方法及び装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ユーザの移動履歴を簡易に算出することが可能な移動履歴算出方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書に記載の方位検出方法は、移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含んでいる。
【００１１】
ここで、「移動端末の外部の方位決定要素」とは、地磁気、あるいは固定された装置から発せられる電波や赤外線などを含み、それらの検出結果が移動端末の方向（向き）の決定に寄与する要素（移動端末の向きの基準となりうる要素）のことを意味する。
【００１２】
これによれば、移動端末の姿勢が固定された状態で、方向検出器により検出される方位決定要素の方向と移動端末の姿勢とに基づいて移動端末の基準方位を決定し、その後、方位決定要素を再度検出した結果と移動端末の姿勢とに基づいて算出される移動端末の現在方位と上記基準方位との間の角度を検出するので、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができる。
【００１３】
本明細書に記載の移動履歴算出方法は、移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含んでいる。
【００１４】
これによれば、移動端末の基準方位を決定し、その基準方位と移動端末の現在方位との間の角度を検出することから、基準方位を基準とするユーザの移動方向を特定することができ、このユーザの移動方向と歩数とを用いることで、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができる。この場合、例えば、移動開始位置からユーザが移動を開始し、移動後、再度移動開始位置に戻ってきたか否かの判断などを行うことができる。
【００１５】
本明細書に記載の方位検出装置は、移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備えている。
【００１６】
これによれば、方向検出器による方位決定要素の検出結果と移動端末の姿勢とに基づいて移動端末の基準方位を決定し、その後、方位決定要素を再度検出した結果と移動端末の姿勢とに基づいて算出される方位と基準方位との間の角度を検出するので、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができる。
【００１７】
本明細書に記載の移動履歴算出装置は、移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備えている。
【００１８】
これによれば、移動端末の基準方位を決定し、その基準方位と移動端末の現在方位との間の角度を検出することから、基準方位を基準とするユーザの移動方向を特定することができ、このユーザの移動方向と歩数とを用いることで、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができる。この場合、例えば、移動開始位置からユーザが移動を開始し、移動後、再度移動開始位置に戻ってきたか否かの判断などを行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本明細書に記載の方位検出方法及び装置は、移動端末の姿勢にかかわらず、基準方位を基準とした移動端末の相対角度を検出することができるという効果を奏する。また、本明細書に記載の移動履歴算出方法及び装置は、ユーザの移動履歴を簡易に算出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１には、一実施形態に係る移動端末としての携帯電話１００の構成がブロック図にて示されている。この図１に示すように、携帯電話１００は、３軸加速度センサ１０と、方向検出器としての３軸方位センサ１２と、入力部１４と、移動履歴算出装置１６と、表示部１８と、を備えている。
【００２２】
３軸加速度センサ１０は、３軸方向の加速度を検出するセンサであり、当該３軸加速度センサ１０にて検出される加速度値Ａは、移動履歴算出装置１６（ユーザ歩行検出部２０、歩数計数部３２、及び傾斜角算出部４０）に向けて出力される。
【００２３】
３軸方位センサ１２としては、３軸座標系上での地磁気の検出が可能な磁気方位センサが用いられている。この３軸方位センサ１２にて検出される地磁気値Ｈは、移動履歴算出装置１６（地磁気値取得部４２）に向けて出力される。
【００２４】
入力部１４は、入力ボタンやタッチパネルなどを含み、当該入力部１４を介してユーザからの指示が入力される。本実施形態におけるユーザからの指示には、移動履歴取得モードの設定・解除などが含まれる。
【００２５】
移動履歴算出装置１６は、ユーザ歩行検出部２０と、端末状態検出部２２と、移動距離計測装置２４と、方位検出装置２６と、移動履歴算出・保持装置２８と、を備えている。
【００２６】
ユーザ歩行検出部２０は、３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザが歩行しているか否かを検出する。なお、この点については、特開２００８−１７１３４７号公報に開示されている。
【００２７】
端末状態検出部２２は、後述する移動履歴を取得するためのモード（移動履歴取得モード）に設定されているか否かを検出する。本実施形態では、移動履歴取得モードの設定は、ユーザが入力部１４を介して行うものとする。したがって、端末状態検出部２２は、ユーザからの入力を検出することにより、移動履歴取得モードに設定されたか否かを判断する。
【００２８】
移動距離計測装置２４は、歩数検出部としての歩数計数部３２と、距離算出部３４と、を有している。
【００２９】
歩数計数部３２は、通常の歩数計と同様、３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザの歩数をカウントする。なお、この点については、上述した特開２００８−１７１３４７号公報に開示されている。距離算出部３４は、入力部１４を介してユーザによって予め入力されている歩幅データを保持しており、当該歩幅データと歩数計数部３２にてカウントされた歩数とを積算して移動距離を算出する。この距離算出部３４における算出結果は、移動履歴算出・保持装置２８に出力される。
【００３０】
方位検出装置２６は、傾斜角算出部４０と、地磁気値取得部４２と、方位算出部としての方位ベクトル算出部４４と、基準方位ベクトル保持部４６と、相対角度算出部としての差分角算出部４８とを有している。
【００３１】
傾斜角算出部４０は、３軸加速度センサ１０から入力された加速度に基づいて、傾斜角を算出する。なお、この傾斜角の算出方法については後述する。
【００３２】
地磁気値取得部４２は、３軸方位センサ１２から入力される地磁気値Ｈを取得する。
【００３３】
方位ベクトル算出部４４は、傾斜角算出部４０にて算出された携帯電話１００の傾斜角と、地磁気値取得部４２にて取得された地磁気値Ｈとを用いて、方位ベクトルＤを算出する。なお、この方位ベクトルの算出方法については後述する。
【００３４】
基準方位ベクトル保持部４６は、方位ベクトル算出部４４において算出される方位ベクトルＤのうちの１つを「基準方位ベクトル」として保持する。
【００３５】
差分角算出部４８は、基準方位ベクトル保持部４６で保持されている基準方位ベクトルと、別の方位ベクトルとの間の角度（相対方位）を算出し、移動履歴算出・保持装置２８に出力する。
【００３６】
移動履歴算出・保持装置２８は、移動履歴算出部５０と、移動履歴保持部５２とを有している。
【００３７】
移動履歴算出部５０は、距離算出部３４にて算出されたユーザの移動距離と、差分角算出部４８にて算出された相対方位とを用いて、移動履歴を算出する。この場合、例えば、「基準方位からｐ°の方向に、ｑメートル移動した」という移動履歴情報が算出される。この算出結果は、移動履歴保持部５２に送信され、移動履歴保持部５２では、当該移動履歴を取得して保持する。
【００３８】
表示部１８は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどから成り、ユーザからの表示指示に応じて、移動履歴保持部５２にて保持されている移動履歴を表示する。なお、表示部１８は、携帯電話１００の種々の機能を発揮するための様々な情報も表示する。
【００３９】
次に、上記のように構成される移動履歴算出装置１６の具体的な処理について、図２、図３、図６のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ、詳細に説明する。
【００４０】
図２のステップＳ１０では、ユーザ歩行検出部２０が３軸加速度センサ１０から入力される加速度値Ａに基づいて、ユーザが歩行しているか否かを判断し、ユーザが歩行していると判断された場合にのみ、ステップＳ１２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１２では、方位取得処理のサブルーチンを実行する。この方位取得処理のサブルーチンでは、図３に示すように、ステップＳ２０において、端末状態検出部２２が、端末（携帯電話１００）の姿勢が固定されているか否かを判断する。なお、本実施形態では、前述したように、端末状態検出部２２が、ユーザからの入力を検出して、移動履歴取得モードに設定されていると判断した場合に固定状態と判断するものとする。また、固定状態と判断された場合には、その後、ユーザが移動履歴取得モードを解除するまで、固定状態がロックされ続けるものとする。
【００４２】
このステップＳ２０の判断が肯定された場合には、ステップＳ２２に移行し、端末状態検出部２２が、一つ前の携帯電話１００の状態が固定状態であったか否かを判断する。ここでの判断が否定されると、ステップＳ２４に移行し、傾斜角算出部４０が、３軸加速度センサ１０から加速度値Ａを取得し、傾斜角を算出する。ここで傾斜角を算出する際に、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面としてＸＹＺ座標系を設定する。この場合、ＸＹの両軸は、互いに直交していれば、任意の方位を向いた軸であって構わない。
【００４３】
ここで、３軸加速度センサ１０から取得される加速度値Ａは次式（１）にて表される。
【００４４】
【数１】
したがって、重力加速度値をｇ、重力ベクトルＧを、
【数２】
とし、図４に示すように、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として携帯電話１００に対してＸＹＺ座標系を設定し、携帯電話１００の水平面に対する傾斜角をピッチ角β、ロール角αとすると、Ａ、Ｇ、β、αとの間には、次式（３）の関係が成り立つ。
【数３】
【００４５】
したがって、上式（３）より、ピッチ角βとロール角αは、次式（４）、（５）にて表すことができる。
【数４】
【００４６】
以上の式を用いることにより、ステップＳ２４では、傾斜角（ピッチ角β、ロール角α）を算出することができる。
【００４７】
次いで、ステップＳ２６では、地磁気値取得部４２が、３軸方位センサ１２から次式（６）で示される地磁気値Ｈを取得する。
【数５】
そして、ステップＳ２４で算出された傾斜角β、αを用いて、方位ベクトル算出部４４が、地磁気値Ｈの水平成分（方位ベクトルＤ）を取得する。
【００４８】
具体的には、まず、次式（７）に基づき、地磁気値Ｈを傾斜角β、αを用いて補正し、補正後の地磁気値Ｈ’を取得する。
【数６】
【００４９】
そして、この補正後の地磁気値Ｈ’のうちの水平面内成分を、次式（８）に示すように、方位ベクトルＤとする。
【数７】
【００５０】
この場合、例えば、図５（ａ）に示すように、ロール角α及びピッチ角βが０°の場合は、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として設定しているＸＹＺ座標系において、携帯電話１００はＸＹ平面と水平な状態になり、地磁気値Ｈをそのまま水平面に射影したベクトルが方位ベクトルＤとなる。一方、携帯電話１００が、図５（ｂ）に示すように水平面から傾斜している場合には、図５（ｃ）に示すように携帯電話１００の傾斜角（ロール角およびピッチ角）を用いて地面に平行な仮想水平面と平行な状態となるように地磁気値Ｈを補正した後、補正後の地磁気値Ｈ’を水平面に射影したベクトルが方位ベクトルＤとなる。
【００５１】
図３に戻り、次のステップＳ２８では、上記ステップＳ２６で取得された方位ベクトルＤを基準方位ベクトルＤ０として設定する。
【００５２】
以上のようにして基準方位ベクトルＤ０が決定した段階で、図２のステップＳ１４に移行する。このステップＳ１４では、移動距離取得処理サブルーチンを実行する。
【００５３】
この移動距離取得処理サブルーチンでは、図６のステップＳ４４において、歩数計数部３２が、３軸加速度センサ１０の出力（加速度値Ａ）に基づいて歩数を取得し、ステップＳ４６において、距離算出部３４が、歩数と、予めユーザにより入力されている歩幅データと、を積算することにより移動距離を算出する。このようにして移動距離が算出された段階で、図２のステップＳ１６に移行する。
【００５４】
図２のステップＳ１６では、移動履歴算出部５０が移動履歴を取得する。この場合、図３のステップＳ２８で決定した基準方位ベクトル（Ｄ０）と、移動距離とに基づいて、移動履歴（「基準方位から０°の方向に、ｑメートル移動した」などの移動履歴）を取得する。
【００５５】
次いで、ステップＳ１８では、移動履歴算出部５０が、ステップＳ１６において取得した移動履歴を、移動履歴保持部５２に保存して、ステップＳ１０に戻る。
【００５６】
その後、ステップＳ１０における判断が肯定されると、ステップＳ１２の方位取得処理サブルーチンを再度実行する。このサブルーチンにおいて、図３のステップＳ２０の判断が肯定されると（携帯電話１００は、固定状態がロックされているため）、ステップＳ２２において、一つ前の端末状態が固定か否かが判断される。
【００５７】
この場合、一つ前の端末状態は固定であったので、ここでの判断は肯定され、ステップＳ３０に移行する。このステップＳ３０では、前述したステップＳ２４と同様、傾斜角算出部４０が、３軸加速度センサ１０から加速度値Ａを取得し、ステップＳ２４で設定したＸＹＺ座標系において傾斜角（α、β）を算出する。そして、ステップＳ３２では、前述したステップＳ２６と同様に、地磁気値取得部４２が３軸方位センサ１２から地磁気値Ｈを取得し、方位ベクトル算出部４４が、ステップＳ３０で算出された傾斜角（α、β）を用いて、地磁気値Ｈ（補正後の地磁気値Ｈ’）の水平成分（方位ベクトルＤ）を取得する。
【００５８】
次いで、ステップＳ３４では、差分角算出部４８が、ステップＳ３２で取得された方位ベクトルＤ（以下、「現在方位ベクトルＤ１」と呼ぶ）と基準方位ベクトルＤ０との間の角度（基準方位ベクトルＤ０を基準とした現在方位ベクトルＤ１の相対方位角）を以下のようにして算出する。なお、図７には、現在方位ベクトルＤ１と基準方位ベクトルＤ０との間の角度（相対方位角）が、符号φにて示されている。
【００５９】
基準方位ベクトルをＤ０＝（ｘ０，ｙ０）、観測された現在方位ベクトルをＤ１＝（ｘ１，ｙ１）とすると、ベクトルＤ０、Ｄ１の外積、及びベクトルＤ０、Ｄ１の内積は、次式（９）、（１０）にて表すことができる。
【００６０】
外積＝（ｘ０×ｙ１）−（ｙ０×ｘ１） …（９）
内積＝（ｘ０×ｘ１）＋（ｙ０×ｙ１） …（１０）
したがって、相対方位角φは、次式（１１）より算出することができる。
φ＝arctan（（ｘ０×ｙ１−ｙ０×ｘ１）／（ｘ０×ｘ１＋ｙ０×ｙ１））
…（１１）
【００６１】
したがって、ステップＳ３４では、上式（１１）を用いて相対方位角φを算出し、その後、図２のステップＳ１４に移行する。このステップＳ１４では、移動距離取得処理サブルーチンを、前述したのと同様に実行し、次のステップＳ１６では、移動履歴算出部５０が移動履歴を取得する。このステップＳ１６では、図３のステップＳ３４で決定した相対方位角φと、ステップＳ１４で取得した移動距離とに基づいて、移動履歴（「基準方位からφ°の方向に、ｑ’メートル移動した」などの移動履歴）を取得する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１８では、移動履歴算出部５０が、ステップＳ１６において取得した移動履歴を、移動履歴保持部５２に送信して、ステップＳ１０に戻る。
【００６３】
以降は、図２のステップＳ１０→ステップＳ１２（図３のステップＳ２０→Ｓ２２→Ｓ３０→Ｓ３２→Ｓ３４）→ステップＳ１４（図６のステップＳ４４→Ｓ４６）→ステップＳ１６→ステップＳ１８のループを、例えば、人が一歩歩行するのに要する平均的な時間（例えば４００ｍｓｅｃ〜５００ｍｓｅｃ）よりも短い時間ごとに、繰り返し実行する。なお、ステップＳ１２とステップＳ１４との処理順序を入れ替え、ステップＳ１４→ステップＳ１２の順で処理しても良い。
【００６４】
以上の処理により取得される移動履歴を積算（連結）することにより、図８（ａ）に示すように、スタート地点Ｓから移動を開始した後の移動経路を、移動距離とともに取得することが可能となる。また、例えば、図８（ｂ）に示すように、スタート地点Ｓから移動を開始して、当該スタート地点まで戻ってきたことを知ることもできる。更に、図８（ｂ）によれば、例えば、携帯電話１００又は移動履歴算出装置１６を備える移動端末を有する競技者が、陸上競技場のトラックを何周したかなどを検出することも可能である。なお、この移動履歴については、ユーザが入力部１４を操作して移動履歴の表示処理を実行した時点で、表示部１８に表示させても良いし、あるいは、移動履歴取得モードを終了した時点で、表示部１８に表示させても良い。
【００６５】
なお、本実施形態では、最初に決定される基準方位ベクトルによっては、図８（ｃ）や図８（ｄ）に示すように、図８（ａ）や図８（ｂ）から回転した状態で移動経路が取得されることもある。しかしながら、例えば、ユーザから別途入力される絶対方位と関連付けたり、地図データと関連付けたり（道路への適合処理を行ったり）することにより、図８（ｃ）や図８（ｄ）の状態から図８（ａ）や図８（ｂ）の状態に補正することは容易である。また、ユーザがスタート地点に戻ったか否かを確認する程度の使用方法であれば、絶対方位が定まっていなくても、問題なく使用することが可能である。
【００６６】
ところで、ステップＳ１２（方位取得処理サブルーチン）のステップＳ２０（図３）では、携帯電話１００の固定が解除されると（移動履歴取得モードの設定が解除されると）、判断が否定され、ステップＳ３８に移行する。
【００６７】
このステップＳ３８では、一つ前の状態が固定であったか否かを判断し、ここでの判断が肯定された場合（ステップＳ３８Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０で、基準方位ベクトルＤ０をクリアする。また、ステップＳ２４で設定したＸＹＺ軸をクリアする。また、ステップＳ３８の判断が否定された場合には、そのまま、図２のステップＳ１４に移行して、携帯電話１００が固定状態になるまで（移動履歴取得モードに設定されるまで）、待機する。
【００６８】
本実施形態では、ＸＹＺ軸を端末に対して固定的に設定するのではなく、ＸＹ座標系を地面に平行な仮想水平面として、基準方位ベクトルを算出する毎にＸＹＺ軸を設定し、その軸の中で端末が回転する状態を仮想して、傾斜角（ピッチ角、ロール角）を用いて方位を算出する処理を行うので、携帯電話１００の姿勢がいかなる姿勢であっても、基準方位ベクトルに基づいて相対方位角φを算出することが可能である。なお、基準方位ベクトルを算出する際に設定するＸＹ軸は、ＸＹ平面が地面と水平な仮想面であれば、毎回異なる方位を向いた軸であっても構わない。例えば、１回目に基準方位ベクトルを算出した際に設定したＸ軸はたまたま磁北の方位に設定され、２回目に基準方位ベクトルを算出した際に設定したＸ軸は、１回目に設定したＸ軸の方位とは異なり、磁北から３０度東に傾いた方位に設定されても構わない。
【００６９】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、携帯電話１００の姿勢が固定された状態で、３軸方位センサ１２による地磁気の検出結果（地磁気値Ｈ）と携帯電話１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて携帯電話１００の基準方位ベクトルＤ０を決定し、その後、３軸方位センサ１２により地磁気を再度検出した結果（地磁気値Ｈ）と携帯電話１００の姿勢（ロール角α、ピッチ角β）とに基づいて算出される携帯電話１００の現在方位ベクトルＤ１と、基準方位ベクトルＤ０との間の角度（相対方位角）φを検出するので、携帯電話１００の姿勢にかかわらず、基準方位ベクトルＤ０を基準とした携帯電話１００の相対角度を検出することができる。すなわち、従来の場合、携帯電話上で基準位置を決め、基準位置における絶対方位（東西南北で示される方位又は北を基準とする角度）で方位を計測していたため、基準位置が端末の先頭である携帯電話１００が、図１０（ｃ）のように垂直方向に向いたときには、その方位が計測できなかったが、本実施形態のように、相対方位角を用いることにより、携帯電話１００の姿勢に関係なく、常に基準方位ベクトルＤ０との相対角度を算出することができる。
【００７０】
また、本実施形態によると、基準方位ベクトルＤ０と携帯電話１００の現在方位ベクトルＤ１との間の角度（相対方位角）φと、ユーザの歩数とに基づいてユーザの移動履歴を算出するので、当該移動履歴の算出を簡易に行うことができる。この場合、ＧＰＳ等の装置を使用しない（３軸方位センサと３軸加速度センサを用いる）ので、消費電力を低減することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、図３のステップＳ２０における判断を、ユーザの入力（移動履歴取得モードへの設定）に基づいて行うこととしたが、これに限られるものではない。例えば、単位時間当たりの３軸加速度センサ１０の出力値の変動を検知し、その変動が所定の閾値以内にあるか否かで、固定状態を判断することとしても良い。また、歩き始めを歩数計数部３２で計測し、それ以降を固定状態と判断することとしても良い。
【００７２】
また、例えば、以下の状態となった時点で固定状態と判断し、それ以降は、ユーザによる解除動作があるまで固定状態をロック（継続）することとしても良い。固定状態と判断する基準としては、例えば、（１）単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内に収まった時点、（２）単位時間あたりの加速度センサの出力値の変動が閾値以内に収まった時点、（３）単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内である状態が一定時間以上継続した時点、（４）歩きはじめを検出（歩数計数部３２が歩数を出力）した時点、（５）歩きはじめを検出し、さらに、単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内に収まっていた時点、（６）歩きはじめを検出し、さらに、単位時間あたりの地磁気値の変動が閾値以内である状態が一定時間以上継続した時点、などを採用することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、方位決定要素として、地磁気を採用した場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、電波発信機から発信される電波や、赤外線発信機から発信される赤外線なども方位決定要素として採用することができる。この場合、例えば、自走式ロボットに本発明の方位検出装置や移動履歴算出装置を搭載し、ロボットの移動履歴や、移動方向（基準方位に基づく相対方位角）を取得することとしても良い。かかる場合には、取得された移動履歴や緯度方向を用いてロボットの制御を容易に行うことが可能となる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、携帯電話１００に本発明の移動履歴算出装置が設けられた場合について説明したが、これに限らず、その他の移動端末（ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やスマートフォンなど）に設けることとしても良い。また、上記実施形態では、方位検出装置２６と、人の歩数に基づいて移動距離を計測する移動距離計測装置２４とにより、移動履歴算出装置を構成する場合について説明したが、これに限られるものでない。例えば、方位検出装置２６と、自動車などに搭載されている移動距離を取得可能なメータ装置とにより、移動履歴算出装置を構成しても良い。
【００７５】
なお、上記実施形態における方位検出装置及び移動履歴算出装置は、複数の装置（図１の各部に対応）を組み合わせることにより構成しても良いし、各装置を、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを組み合わせた計算機システムで構成し、上記各部の機能を計算機システムに内蔵されたプログラムによって実現することとしても良い。
【００７６】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【００７７】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含む方位検出方法。
（付記２） 前記基準方位決定工程は、前記移動端末の姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する基準姿勢検出工程と、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記基準方位とする基準方位算出工程と、を含むことを特徴とする付記１に記載の方位検出方法。
（付記３） 前記相対角度検出工程は、前記移動端末の現在姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する現在姿勢検出工程と、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の現在姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記移動端末の現在方位とする現在方位算出工程と、を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の方位検出方法。
（付記４） 前記方位決定要素は、地磁気であり、前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする付記１〜３のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記５） 前記基準方位決定工程では、前記移動端末の姿勢が固定された状態にあるか否かを、ユーザからの入力、前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記６） 前記相対角度検出工程を実行するか否かを、ユーザからの入力、及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも一方に基づいて判断する判断工程を更に含む付記１〜５のいずれか一項に記載の方位検出方法。
（付記７） 移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含む移動履歴算出方法。
（付記８） 前記方位検出工程では、付記１〜６のいずれか一項に記載の方位検出方法を用いることを特徴とする付記７に記載の移動履歴算出方法。
（付記９） 移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備える方位検出装置。
（付記１０） 前記傾斜角算出部は、前記移動端末が有する３軸加速度センサの検出結果に基づいて前記移動端末の姿勢を算出し、前記方位算出部は、前記移動端末の姿勢に基づいて、前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を算出し、当該移動端末の仮想水平面内成分を、前記移動端末の方位とすることを特徴とする付記９に記載の方位検出装置。
（付記１１） 前記方位決定要素は、地磁気であり、前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする付記９又は１０に記載の方位検出装置。
（付記１２） ユーザからの入力、前記前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて、前記相対角度算出部による前記移動端末の基準方位の決定を行うタイミングを検出する端末状態検出部を更に備える付記９〜１１のいずれか一項に記載の方位検出装置。
（付記１３） 移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備える移動履歴算出装置。
（付記１４） 前記方位検出部として、付記９〜１２のいずれか一項に記載の方位検出装置を用いることを特徴とする付記１３に記載の移動履歴算出装置。
（付記１５） コンピュータを、移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部、前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部、及び前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部、として機能させることを特徴とするプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】一実施形態に係る携帯電話及び携帯電話が備える移動履歴算出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】移動履歴算出装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ１２の処理を示すフローチャートである。
【図４】ロール角及びピッチ角を説明するための図である。
【図５】方位ベクトルの算出方法を説明するための図である。
【図６】図２のステップＳ１４の処理を示すフローチャートである。
【図７】相対方位角の算出方法について説明するための図である。
【図８】図２の処理により取得できる移動履歴を示す図である。
【図９】従来技術について示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ ３軸加速度センサ
１２ ３軸方位センサ（方向検出器）
４０ 傾斜角算出部
４４ 方位ベクトル算出部（方位算出部）
４８ 差分角算出部（相対角度算出部）
２６ 方位検出装置
２２ 端末状態検出部
３２ 歩数計数部（歩数検出部）
５０ 移動履歴算出部
１００ 携帯電話（移動端末）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、
前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含む方位検出方法。
【請求項２】
前記基準方位決定工程は、
前記移動端末の姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する基準姿勢検出工程と、
前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記基準方位とする基準方位算出工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方位検出方法。
【請求項３】
前記相対角度検出工程は、
前記移動端末の現在姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する現在姿勢検出工程と、
前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の現在姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記移動端末の現在方位とする現在方位算出工程と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方位検出方法。
【請求項４】
前記方位決定要素は、地磁気であり、
前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項５】
前記基準方位決定工程では、前記移動端末の姿勢が固定された状態にあるか否かを、ユーザからの入力、前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項６】
前記相対角度検出工程を実行するか否かを、ユーザからの入力、及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも一方に基づいて判断する判断工程を更に含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項７】
移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、
ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、
前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含む移動履歴算出方法。
【請求項８】
前記方位検出工程では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方位検出方法を用いることを特徴とする請求項７に記載の移動履歴算出方法。
【請求項９】
移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、
前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、
前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備える方位検出装置。
【請求項１０】
移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、
ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、
前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備える移動履歴算出装置。
【請求項１】
移動端末の姿勢が固定された状態で、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向を前記移動端末が有する方向検出器により検出し、当該検出結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の基準方位を決定する基準方位決定工程と、
前記基準方位が決定された後、前記方向検出器により前記方位決定要素の方向を再度検出した結果と前記移動端末の姿勢とに基づいて前記移動端末の現在方位を算出し、当該現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する相対角度検出工程と、を含む方位検出方法。
【請求項２】
前記基準方位決定工程は、
前記移動端末の姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する基準姿勢検出工程と、
前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記基準方位とする基準方位算出工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方位検出方法。
【請求項３】
前記相対角度検出工程は、
前記移動端末の現在姿勢を前記移動端末が有する３軸加速度センサにて検出する現在姿勢検出工程と、
前記方向検出器により検出された前記方位決定要素の方向の地面に平行な仮想水平面内成分を、前記３軸加速度センサにて検出された前記移動端末の現在姿勢に基づいて算出し、当該仮想水平面内成分を前記移動端末の現在方位とする現在方位算出工程と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方位検出方法。
【請求項４】
前記方位決定要素は、地磁気であり、
前記方向検出器は、３軸方位センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項５】
前記基準方位決定工程では、前記移動端末の姿勢が固定された状態にあるか否かを、ユーザからの入力、前記方向検出器の検出値の変動量及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも１つに基づいて判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項６】
前記相対角度検出工程を実行するか否かを、ユーザからの入力、及び前記移動端末の姿勢の変動量の少なくとも一方に基づいて判断する判断工程を更に含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方位検出方法。
【請求項７】
移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出工程と、
ユーザの歩数を検出する歩数検出工程と、
前記方位検出工程における検出結果と、前記歩数検出工程における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出工程と、を含む移動履歴算出方法。
【請求項８】
前記方位検出工程では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方位検出方法を用いることを特徴とする請求項７に記載の移動履歴算出方法。
【請求項９】
移動端末の姿勢を算出する傾斜角算出部と、
前記移動端末が有する方向検出器による、前記移動端末の外部の方位決定要素の方向の検出結果と、前記傾斜角算出部にて算出された前記移動端末の姿勢とに基づいて、前記移動端末の方位を算出する方位算出部と、
前記方位算出部の算出結果に基づいて前記移動端末の基準方位を決定し、前記基準方位決定後の前記移動端末の方位と前記基準方位との間の角度を算出する相対角度算出部と、を備える方位検出装置。
【請求項１０】
移動端末の基準方位を決定し、前記移動端末の現在方位と前記基準方位との間の角度を検出する方位検出部と、
ユーザの歩数を検出する歩数検出部と、
前記方位検出部における検出結果と、前記歩数検出部における検出結果とに基づいて、前記ユーザの移動履歴を算出する移動履歴算出部と、を備える移動履歴算出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−７８３７６（Ｐ２０１０−７８３７６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４７８１（Ｐ２００８−２４４７８１）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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