測位装置、測位方法及びプログラム
【課題】測位手段による位置情報の精度の向上を図る。
【解決手段】ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも二以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に自律航法測位により得られた二以上の地点における移動ベクトルとをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出された各移動ベクトルの差が所定範囲以内である場合には、ＧＰＳ測位によって測定された位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶するとともに、各移動ベクトルの差が所定範囲以内でない場合には、前回移動履歴データ記憶部２２に記憶されたＧＰＳ測位によって測位された位置データを起点として自律航法測位による計測に基づいて算出された位置情報を移動履歴データ記憶部２２に記憶する。
【解決手段】ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも二以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に自律航法測位により得られた二以上の地点における移動ベクトルとをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出された各移動ベクトルの差が所定範囲以内である場合には、ＧＰＳ測位によって測定された位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶するとともに、各移動ベクトルの差が所定範囲以内でない場合には、前回移動履歴データ記憶部２２に記憶されたＧＰＳ測位によって測位された位置データを起点として自律航法測位による計測に基づいて算出された位置情報を移動履歴データ記憶部２２に記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位装置、測位方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの絶対位置の測定が可能な測位手段を用いて移動経路上の各地点の位置情報を取得する測位装置がある。
【０００３】
そして、このような測位装置においては、加速度センサや方位センサ等の自律航法用センサを利用してＧＰＳの測位結果を補完する技術についていくつか提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の測位装置では、測位装置の環境によっては、ＧＰＳの測位結果に基づく正確な位置情報を得ることができない場合がある。すなわち、ＧＰＳによる測位は、複数のＧＰＳ衛星からの送信データに基づいて位置情報を算出することによって行われるものであるが、例えば、図１０に示されるように、測位装置を所持するユーザが屋外からビルＢ内に移動する場合において、地点ａ０からａ８迄の間は、ＧＰＳ衛星からの送信データにより、ＧＰＳによる測位が可能であるが、地点ａ８からさらにビルＢの屋内へ進むと、ＧＰＳ衛星からの送信データを受信することができず、ＧＰＳによる測位が不能となってしまう。そのため、ＧＰＳによる測位が不能となった後は、自律航法センサによる自律航法測位により、位置情報を取得することにより、ＧＰＳによる測位の補完が行われる。
【０００６】
しかしながら、このような測位装置では、地点ａ０からａ６までの間は、ＧＰＳ衛星と測位装置との間に障害物がないため、ＧＰＳによる測位が正確に行われるが、地点ａ６からビルＢに向かうと、ＧＰＳ衛星と測位装置との間にビルＢが介在することにより、例えば、領域Ａにおいてマルチパスが発生し、地点ａ７やａ８においては、ＧＰＳによる正確な測位が行われなくなる。このときの、ＧＰＳによる測位結果を図１１に示す。図１１に示されるように、時間ｔ０〜ｔ６までは、実際の位置が正確に示されているが、時間ｔ６を過ぎると、マルチパスの影響により正確な位置が示されなくなっている。
【０００７】
このような状態となった後に、ＧＰＳによる測位が不能となった場合には、最終的に取得されたＧＰＳによる測位結果が正確でないものであるため、その後、自律航法測位を行っても、正確な測位結果を得ることができず、例えば、図１２に示されるように、実際の軌跡（図１２中、一点鎖線で示す）とは乖離した軌跡（図１２中、破線で示す）となってしまう。
【０００８】
本発明の課題は、測位手段による位置情報の精度の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、測位装置であって、
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
前記位置情報を記憶する記憶手段と、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測位装置において、
前記制御手段は、前記測位手段によって測位された位置情報を、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて前記記憶手段に記憶することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置において、
前記制御手段は、何れか一方又は両方の前記位置変動量が所定の大きさ以上であることを条件として、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置において、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置情報に基づいて位置変動量を算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段と、前記位置情報を記憶する記憶手段とを用いて、測定された位置情報の記憶を行う測位方法において、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御ステップを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、プログラムであって、
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力し、該入力された位置情報の記憶手段への記憶を行うコンピュータを、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測位手段による位置情報の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の全体を示すブロック図である。
【図２】測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】自律航法測位結果記録テーブルを説明する図である。
【図４】ＧＰＳ測位結果記録テーブルを説明する図である。
【図５】最終的に記録された移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図６】自律航法測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図７】ＧＰＳ測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図８】最終的に記録された移動履歴データに基づく道程を説明する図である。
【図９】測位処理の別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来のＧＰＳ測位における環境による影響を説明する図である。
【図１１】従来のＧＰＳ測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図１２】従来のＧＰＳ測位及び自律航法測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００１８】
本発明の実施形態である撮像装置１について、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に撮影操作が行われた場合に撮影により得られた画像データを撮影地点の位置情報と対応付けて記憶しておくことのできる装置である。
【００２０】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に測位処理を行って移動経路上の各地点の位置データの記録が可能な測位装置を備えるものである。すなわち、この撮像装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの送信データを受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５および３軸加速度センサ１６と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、外部から操作指令を入力する操作部２６と、自律航法用センサ（１５，１６）の計測データに基づいて自律航法の測位演算を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により取得された位置データの補正演算を行う自律航法データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮影を行うカメラ装置２３等を備えている。
【００２１】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づいて、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理を行って、ＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、このＧＰＳ衛星の送信データに基づいて所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００２２】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。
【００２３】
自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するためのものであり、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の計測データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらの計測データから撮像装置１の移動方向と移動量とを算出していく。さらに、ＣＰＵ１０から供給される基準地点の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、移動地点の位置データを求めてＣＰＵ１０に供給する。
【００２４】
自律航法データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出された位置データに対して、より正確な位置データに補正するための補正演算を行うものである。
【００２５】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発メモリなどにより構成され、例えば、図５に示されるような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中において取得された位置データが順次登録されるものである。
【００２６】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００２７】
ＲＯＭ１２には、自律航法機能による位置測定とＧＰＳを利用した位置測定とを併用して移動経路上の各地点の位置データを取得する測位プログラムが格納されている。このプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介して撮像装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００２８】
次に、以上のように構成された撮像装置１において実行される測位処理について、図２を参照しながら説明する。この測位処理は、ＣＰＵ１０によってＲＯＭ１２に記憶された測位プログラムが読み出され、これが実行されることにより実現される。また、この測位処理は、例えば、撮像装置１の電源がＯＮされたり、あるいは、操作部２６を介して始動の操作入力が行われたりした場合に実行される。なお、以下の説明において、ＧＰＳ衛星の送信データに基づく測位のことをＧＰＳ測位、自律航法機能による位置測定のことを自律航法測位と称することとする。
【００２９】
測位処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、自律航法センサ（３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６）を起動した後（ステップＳ１０１）、ＧＰＳモジュールを起動する（ステップＳ１０２）。ここで、ＧＰＳモジュールとは、ＧＰＳ受信部１４などのＧＰＳ測位を行うための装置である。
【００３０】
次に、ＣＰＵ１０は、測位間隔を監視するためのタイマを起動した後（ステップＳ１０３）、測位を行ってからＴ１時間の経過を待って（ステップＳ１０４）、ＧＰＳ測位及び自律航法測位によりそれぞれ現在の位置の測位を行い、その位置データをそれぞれ移動履歴データ記憶部２２に記憶する（ステップＳ１０５）。より具体的には、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ受信部１４にコマンドを発行してＧＰＳ衛星からの送信データを受信して測位演算を行い、その演算結果である位置データを、図４に示されるような、ＧＰＳ測位結果記録テーブルに記憶する。また、ＣＰＵ１０は、この測位演算の実行と同時に、自律航法制御処理部２０に３軸地磁気センサ１５の計測データ及び３軸加速度センサ１６の計測データを送って相対的な位置変動データを生成させ、このデータを前段の位置データに加算して現在の位置データを算出し、図３に示されるような、自律航法測位結果記録テーブルに記憶する。なお、ＧＰＳ衛星からの送信データが得られない等によってＧＰＳ測位による位置データが得られないときは、自律航法測位による位置データのみ取得される。なお、ステップＳ１０４において監視されるＴ１時間は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の測位間隔であり、例えば、１秒に設定されているが、他の時間に設定されていてもよい。
【００３１】
次に、ＣＰＵ１０は、移動履歴データ記憶部２２の自律航法測位結果記録テーブルからＴ２時間前に取得された自律航法測位による位置データを読み出し、ステップＳ１０５において取得された自律航法測位による測位位置との間の移動変動量から移動ベクトルを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、Ｔ２時間は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の移動ベクトルを算出する位置データの間隔であり、例えば、１０秒に設定されているが、他の時間に設定されていてもよい。また、移動ベクトルの始点として使用するために読み出される位置データは、Ｔ２時間前に取得されたものに限らず、所定回数前に取得された位置データとしてもよい。また、前回取得された位置データとしてもよい。
【００３２】
また、ＣＰＵ１０は、移動履歴データ記憶部２２のＧＰＳ測位結果記録テーブルからＴ２時間前に取得されたＧＰＳ測位による位置データを読み出し、ステップＳ１０５において取得されたＧＰＳ測位による測位位置との間の移動変動量から移動ベクトルを算出する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０６において算出された移動ベクトルと、ステップＳ１０７において算出された移動ベクトルとを比較し（ステップＳ１０８）、両者が一致しているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０９において、移動ベクトルの誤差が一定誤差範囲内であるか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、例えば、自律航法による移動ベクトルを基準とした上述の一定誤差の範囲を、自律航法による移動ベクトルとＧＰＳ測位に基づいて算出される移動ベクトルの各始点を揃えた上で、自律航法測位による移動ベクトルの終点を中心とした所定距離の半径の範囲の円内に、ＧＰＳ測位による測位位置との間の移動変動量から算出した移動ベクトルの終点が入っているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３４】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０９において、移動ベクトルが一致していると判定したときは（ステップＳ１０９：Ｙ）、ステップＳ１０５において取得したＧＰＳ測位による位置データが正確なものとして、その位置データを、ＧＰＳ測位が適用されたことを示すフラグとともに、移動履歴データ記憶部２２の移動履歴データテーブルに記憶した後（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０４に移行する。このとき、自律航法測位結果記録テーブルに記憶される位置データを０にリセットするようにしてもよい。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定しないときは（ステップＳ１０９：Ｎ）、ステップＳ１０５において取得したＧＰＳ測位による位置データが正確なものではないとして、前回移動履歴データテーブルに記憶された位置データに今回の自律航法測位結果を加算し、その値を、ＧＰＳ測位が適用されなかったことを示すフラグとともに、移動履歴データテーブルに記憶した後（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０４に移行する。
【００３５】
ここで、移動履歴データテーブルは、図５に示されるようなデータ構造を有しているデータテーブルである。すなわち、移動履歴データテーブルは、位置データを取得した時刻と、ＧＰＳ測位によって取得された位置データ又は自律航法測位結果に基づいて算出された位置データと、ＧＰＳ測位によって取得された位置データであるか否かを示すデータとが記憶されている。
【００３６】
このように、少なくとも２点間におけるＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致した場合には、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性が高いものと推定することができるので、本実施形態では、このときにおけるＧＰＳ測位による位置データを移動履歴として記憶し、信頼性の低いものと推定されるＧＰＳ測位による位置データについては、移動履歴として採用せず、前回記憶された信頼性の高いＧＰＳ測位による位置データと自律航法測位の測位結果とによって位置データ算出し、これを移動履歴として記憶することで、常に信頼性の高い位置データを履歴として記憶させることができる。
【００３７】
以上のように構成された撮像装置１において、測位が行われる動作について、図３〜図８を参照しながら説明する。
【００３８】
図３は、撮像装置１において取得された自律航法測位による測位結果が記憶される自律航法測位結果記録テーブルであり、図４は、撮像装置１において取得されたＧＰＳ測位による測位結果が記憶されるＧＰＳ測位結果記録テーブルである。
なお、本実施形態においては、自律航法測位による測位結果及びＧＰＳ測位による測位結果を全て記憶するようにしているが、移動ベクトルを求めるために必要な分だけ記憶するようにしてもよい。
【００３９】
図３及び図４に示されるテーブルには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表すインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表す時刻データと、Ｔ２時間前に取得された位置データとの移動変動量を示す移動ベクトルと、移動ベクトルの始点と終点を示すインデックスナンバー等がそれぞれ登録されるようになっている。また、図４に示されるＧＰＳ測位結果記録テーブルには、さらに、移動ベクトルの比較結果が登録されるようになっている。この比較結果は、例えば、ＧＰＳ測位によって信頼性の高い位置データが３０分以上取得できない場合、その間は、自律航法測位に基づく位置データの算出が行われるが、長時間自律航法測位を行うと、自律航法測位による誤差が大きくなってしまう。そのため、ＧＰＳ測位によって取得された位置データを検証して信頼性の高いデータを抽出し、これに基づいて事後的に位置データの補正を行うなど、様々な場面で利用することができる。
【００４０】
まず、図３に示されるように、時刻ｔ０において自律航法測位による位置データ「Ｘ：０．０，Ｙ：０．０」が取得される。また、このとき、図４に示されるように、ＧＰＳ測位による位置データとして「Ｘ：２８０．０，Ｙ：１８０．０」が取得される。なお、時刻ｔ０〜ｔ３におけるＴ２時間前の各位置データについては取得済みであって、移動ベクトルも一致していると判定されているものとする。また、ＧＰＳ測位による測位開始直後は、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを受信することができない場合が多く、ＧＰＳ測位による測位結果の信頼性は低いので、例えば、電源ＯＮ直後などのＧＰＳ測位が不安定な状態においては、移動ベクトルが一致と判定するまでは、自律航法測位による仮の位置データにて測位結果を記憶しておき、移動ベクトルが一致と判定したときに取得されたＧＰＳ測位による位置データに基づいて、仮の位置データに対して補正することにより、真の位置データに変更するようにしてもよい。
【００４１】
そして、Ｔ１時間毎に、自律航法測位による位置データが取得され、取得した位置データとＴ２時間前の位置データとに基づいて移動ベクトルが算出され、その結果が記憶される。また、同様に、Ｔ１時間毎に、ＧＰＳ測位による位置データが取得され、取得した位置データとＴ２時間前の位置データとに基づいて移動ベクトルが算出され、その結果が記憶される。このようにして記憶された自律航法測位による移動軌跡と移動ベクトルを図６に示す。また、ＧＰＳ測位による移動軌跡と移動ベクトルを図７に示す。
【００４２】
そして、算出された各移動ベクトルが比較判定され、その判定結果がＧＰＳ測位結果記録テーブルに記憶される。また、その判定結果に応じて、ＧＰＳ測位による位置データ又は前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが、図５に示される、移動履歴データテーブルに記憶される。なお、移動履歴データテーブルに記憶された位置データに基づく移動軌跡を図８に示す。
【００４３】
図３及び図４に示された例によれば、時刻ｔ６までは、図６及び図７において実線にて示されるｔ０−ｔ４の移動ベクトルとｔ１−ｔ５の移動ベクトルとｔ２−ｔ６の移動ベクトルのように、自律航法による移動ベクトルとＧＰＳ測位に基づく移動ベクトルとが一致しているため、移動履歴データテーブルに記憶される位置データはＧＰＳ測位による位置データとなるが、時刻ｔ７及びｔ８では、マルチパスの影響により、ＧＰＳ測位による位置データが、実際の位置とは大きくかけ離れてしまうため、図６及び図７において鎖線にて示されるｔ３−ｔ７の移動ベクトルとｔ４−ｔ８の移動ベクトルのように、ＧＰＳ測位による位置データに基づいて算出される位置ベクトルと、自律航法測位による位置データ基づいて算出される位置ベクトルとの差が大きく異なるようになる。その結果、時刻ｔ７及びｔ８では、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性は低いものと判断され、移動履歴データテーブルには、前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが記憶される。また、時刻ｔ９以降については、ＧＰＳ測位が不能となったため、移動ベクトルを算出することができず、このような場合にも、前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが移動履歴データテーブルに記憶される。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、移動履歴データテーブルには、時刻ｔ６まではＧＰＳ測位による信頼性の高い位置データが記憶され、時刻ｔ７以降は、ＧＰＳ測位による信頼性の高い位置データが得られた時刻ｔ６における位置データに、自律航法測位による測位結果を加算して得られた位置データが記憶されるので、図８に示されるように、撮像装置１を所持するユーザが実際に移動した軌跡と同じ軌跡を表すことができ、位置データの信頼性を向上させることができる。
【００４５】
次に、本実施形態における測位処理の別の形態について、図９を参照しながら説明する。
【００４６】
ＣＰＵ１０は、図９に示されるようにステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の処理を実行する。なお、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の処理内容は、図２に示される測位処理のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０６において算出された自律航法測位による移動ベクトルが所定距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、移動ベクトルの距離判定を行うのは、ＧＰＳ測位による誤差の範囲を考慮したものである。例えば、ＧＰＳ測位による誤差がおよそ１０ｍである場合には、判定の距離の閾値を１０ｍ以上とする。
【００４８】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０７において、移動ベクトルが所定距離以上であると判定しないときは、当該移動ベクトルは誤差の影響を受けるため、正しく比較できるものではないと判断して、今回のＧＰＳ測位結果を採用せず、ステップＳ２１１の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが所定距離以上であると判定したときは、ステップＳ２０８の処理に移行する。
【００４９】
その後、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２の処理を実行する。なお、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２の処理内容は、図２に示される測位処理のステップＳ１０７〜ステップＳ１１１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、位置変動量の計測（自律航法測位）を行う。そして、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、位置データを測定（ＧＰＳ測位）する。そして、移動履歴データ記憶部２２は、位置データを記憶する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも二以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に自律航法測位により得られた二以上の地点における移動ベクトルとをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出された各移動ベクトルの差が所定範囲以内である場合には、ＧＰＳ測位によって測定された位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶するとともに、各移動ベクトルの差が所定範囲以内でない場合には、前回移動履歴データ記憶部２２に記憶されたＧＰＳ測位によって測位された位置データを起点として自律航法測位による計測に基づいて算出された位置情報を移動履歴データ記憶部２２に記憶する。その結果、実際に移動した軌跡と同じ軌跡を表すことができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって測位された位置データを、各移動ベクトルの差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて移動履歴データ記憶部２２に記憶する。その結果、ＧＰＳ測位によって測位された位置データの良否を後に検証し、その結果に基づいて位置データを利用することができる等、ユーザの利便性の向上が図れる。
【００５２】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、何れか一方又は両方の移動ベクトルが所定の大きさ以上であることを条件として、各移動ベクトルの差が所定範囲以内であるか否かの判断を行う。その結果、移動ベクトルの対比判断において、ＧＰＳ測位による誤差の影響を受けにくくすることができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置データに基づいて移動ベクトルを算出する。その結果、その結果、移動ベクトルについてある程度の距離を得ることができ、移動ベクトルの対比判断において、ＧＰＳ測位による誤差の影響を受けにくくすることができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明の実施形態では、撮像装置に本発明の実施形態に係る測位装置を備える構成としたが、一般的なポータブルタイプのナビゲーション装置や移動体に据付型の測位装置に本発明の実施形態に係る測位装置を適用し、移動履歴を記憶するようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明の実施形態では、移動ベクトルの対比結果をＧＰＳ測位による位置データとともに記憶するようにしたが、移動ベクトルの対比結果を記憶しないようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明の実施形態では、例えば、移動ベクトルの起点となるＧＰＳ測位による位置データが実際の位置とは異なるものである場合、移動ベクトルの終点となるＧＰＳ測位による位置データが実際の位置とはほとんど異ならないものであったとしても、自律航法測位による位置データに基づいて算出された移動ベクトルとは大きく異なるため、ＧＰＳ測位による位置データが移動履歴として採用されないこととなるが、移動ベクトルの終点となるＧＰＳ測位による位置データが信頼性の高いものであると認識できる場合には、当該ＧＰＳ測位による位置データを移動履歴として採用するようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明の実施形態において、例えば、気圧センサ等を備えて、高さ方向の移動量を計測して高度の算出を行うようにしてもよい。
【００５８】
また、本発明の実施形態では、自律航法測位の演算や位置データの補正処理を、自律航法制御処理部２０や自律航法データ補正処理部２１により実行させるようにしたが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【００５９】
また、本発明の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成としたが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）などを用いて位置情報を外部から受信したり入力することで現在位置を確定する構成など、その他の種々の構成を適用することができる。
【００６０】
また、本発明の実施形態では、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサと３軸加速度センサとを例示したが、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。また、方位を求めるのに、ジャイロスコープなどを適用することもできる。さらに、車輪速センサを用いて移動速度を求めるようにしてもよい。また、本発明の実施形態では、取得される位置データを二次元の位置データとしているが、高さ方向の位置データを含めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
２０ 自律航法制御処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位装置、測位方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの絶対位置の測定が可能な測位手段を用いて移動経路上の各地点の位置情報を取得する測位装置がある。
【０００３】
そして、このような測位装置においては、加速度センサや方位センサ等の自律航法用センサを利用してＧＰＳの測位結果を補完する技術についていくつか提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の測位装置では、測位装置の環境によっては、ＧＰＳの測位結果に基づく正確な位置情報を得ることができない場合がある。すなわち、ＧＰＳによる測位は、複数のＧＰＳ衛星からの送信データに基づいて位置情報を算出することによって行われるものであるが、例えば、図１０に示されるように、測位装置を所持するユーザが屋外からビルＢ内に移動する場合において、地点ａ０からａ８迄の間は、ＧＰＳ衛星からの送信データにより、ＧＰＳによる測位が可能であるが、地点ａ８からさらにビルＢの屋内へ進むと、ＧＰＳ衛星からの送信データを受信することができず、ＧＰＳによる測位が不能となってしまう。そのため、ＧＰＳによる測位が不能となった後は、自律航法センサによる自律航法測位により、位置情報を取得することにより、ＧＰＳによる測位の補完が行われる。
【０００６】
しかしながら、このような測位装置では、地点ａ０からａ６までの間は、ＧＰＳ衛星と測位装置との間に障害物がないため、ＧＰＳによる測位が正確に行われるが、地点ａ６からビルＢに向かうと、ＧＰＳ衛星と測位装置との間にビルＢが介在することにより、例えば、領域Ａにおいてマルチパスが発生し、地点ａ７やａ８においては、ＧＰＳによる正確な測位が行われなくなる。このときの、ＧＰＳによる測位結果を図１１に示す。図１１に示されるように、時間ｔ０〜ｔ６までは、実際の位置が正確に示されているが、時間ｔ６を過ぎると、マルチパスの影響により正確な位置が示されなくなっている。
【０００７】
このような状態となった後に、ＧＰＳによる測位が不能となった場合には、最終的に取得されたＧＰＳによる測位結果が正確でないものであるため、その後、自律航法測位を行っても、正確な測位結果を得ることができず、例えば、図１２に示されるように、実際の軌跡（図１２中、一点鎖線で示す）とは乖離した軌跡（図１２中、破線で示す）となってしまう。
【０００８】
本発明の課題は、測位手段による位置情報の精度の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、測位装置であって、
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
前記位置情報を記憶する記憶手段と、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測位装置において、
前記制御手段は、前記測位手段によって測位された位置情報を、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて前記記憶手段に記憶することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置において、
前記制御手段は、何れか一方又は両方の前記位置変動量が所定の大きさ以上であることを条件として、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置において、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置情報に基づいて位置変動量を算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段と、前記位置情報を記憶する記憶手段とを用いて、測定された位置情報の記憶を行う測位方法において、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御ステップを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、プログラムであって、
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力し、該入力された位置情報の記憶手段への記憶を行うコンピュータを、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測位手段による位置情報の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の全体を示すブロック図である。
【図２】測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】自律航法測位結果記録テーブルを説明する図である。
【図４】ＧＰＳ測位結果記録テーブルを説明する図である。
【図５】最終的に記録された移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図６】自律航法測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図７】ＧＰＳ測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図８】最終的に記録された移動履歴データに基づく道程を説明する図である。
【図９】測位処理の別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来のＧＰＳ測位における環境による影響を説明する図である。
【図１１】従来のＧＰＳ測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【図１２】従来のＧＰＳ測位及び自律航法測位によって移動履歴データが取得される工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００１８】
本発明の実施形態である撮像装置１について、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に撮影操作が行われた場合に撮影により得られた画像データを撮影地点の位置情報と対応付けて記憶しておくことのできる装置である。
【００２０】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に測位処理を行って移動経路上の各地点の位置データの記録が可能な測位装置を備えるものである。すなわち、この撮像装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの送信データを受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５および３軸加速度センサ１６と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、外部から操作指令を入力する操作部２６と、自律航法用センサ（１５，１６）の計測データに基づいて自律航法の測位演算を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により取得された位置データの補正演算を行う自律航法データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮影を行うカメラ装置２３等を備えている。
【００２１】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づいて、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理を行って、ＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、このＧＰＳ衛星の送信データに基づいて所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００２２】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。
【００２３】
自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するためのものであり、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の計測データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらの計測データから撮像装置１の移動方向と移動量とを算出していく。さらに、ＣＰＵ１０から供給される基準地点の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、移動地点の位置データを求めてＣＰＵ１０に供給する。
【００２４】
自律航法データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出された位置データに対して、より正確な位置データに補正するための補正演算を行うものである。
【００２５】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発メモリなどにより構成され、例えば、図５に示されるような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中において取得された位置データが順次登録されるものである。
【００２６】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００２７】
ＲＯＭ１２には、自律航法機能による位置測定とＧＰＳを利用した位置測定とを併用して移動経路上の各地点の位置データを取得する測位プログラムが格納されている。このプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介して撮像装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００２８】
次に、以上のように構成された撮像装置１において実行される測位処理について、図２を参照しながら説明する。この測位処理は、ＣＰＵ１０によってＲＯＭ１２に記憶された測位プログラムが読み出され、これが実行されることにより実現される。また、この測位処理は、例えば、撮像装置１の電源がＯＮされたり、あるいは、操作部２６を介して始動の操作入力が行われたりした場合に実行される。なお、以下の説明において、ＧＰＳ衛星の送信データに基づく測位のことをＧＰＳ測位、自律航法機能による位置測定のことを自律航法測位と称することとする。
【００２９】
測位処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、自律航法センサ（３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６）を起動した後（ステップＳ１０１）、ＧＰＳモジュールを起動する（ステップＳ１０２）。ここで、ＧＰＳモジュールとは、ＧＰＳ受信部１４などのＧＰＳ測位を行うための装置である。
【００３０】
次に、ＣＰＵ１０は、測位間隔を監視するためのタイマを起動した後（ステップＳ１０３）、測位を行ってからＴ１時間の経過を待って（ステップＳ１０４）、ＧＰＳ測位及び自律航法測位によりそれぞれ現在の位置の測位を行い、その位置データをそれぞれ移動履歴データ記憶部２２に記憶する（ステップＳ１０５）。より具体的には、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ受信部１４にコマンドを発行してＧＰＳ衛星からの送信データを受信して測位演算を行い、その演算結果である位置データを、図４に示されるような、ＧＰＳ測位結果記録テーブルに記憶する。また、ＣＰＵ１０は、この測位演算の実行と同時に、自律航法制御処理部２０に３軸地磁気センサ１５の計測データ及び３軸加速度センサ１６の計測データを送って相対的な位置変動データを生成させ、このデータを前段の位置データに加算して現在の位置データを算出し、図３に示されるような、自律航法測位結果記録テーブルに記憶する。なお、ＧＰＳ衛星からの送信データが得られない等によってＧＰＳ測位による位置データが得られないときは、自律航法測位による位置データのみ取得される。なお、ステップＳ１０４において監視されるＴ１時間は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の測位間隔であり、例えば、１秒に設定されているが、他の時間に設定されていてもよい。
【００３１】
次に、ＣＰＵ１０は、移動履歴データ記憶部２２の自律航法測位結果記録テーブルからＴ２時間前に取得された自律航法測位による位置データを読み出し、ステップＳ１０５において取得された自律航法測位による測位位置との間の移動変動量から移動ベクトルを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、Ｔ２時間は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の移動ベクトルを算出する位置データの間隔であり、例えば、１０秒に設定されているが、他の時間に設定されていてもよい。また、移動ベクトルの始点として使用するために読み出される位置データは、Ｔ２時間前に取得されたものに限らず、所定回数前に取得された位置データとしてもよい。また、前回取得された位置データとしてもよい。
【００３２】
また、ＣＰＵ１０は、移動履歴データ記憶部２２のＧＰＳ測位結果記録テーブルからＴ２時間前に取得されたＧＰＳ測位による位置データを読み出し、ステップＳ１０５において取得されたＧＰＳ測位による測位位置との間の移動変動量から移動ベクトルを算出する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０６において算出された移動ベクトルと、ステップＳ１０７において算出された移動ベクトルとを比較し（ステップＳ１０８）、両者が一致しているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０９において、移動ベクトルの誤差が一定誤差範囲内であるか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、例えば、自律航法による移動ベクトルを基準とした上述の一定誤差の範囲を、自律航法による移動ベクトルとＧＰＳ測位に基づいて算出される移動ベクトルの各始点を揃えた上で、自律航法測位による移動ベクトルの終点を中心とした所定距離の半径の範囲の円内に、ＧＰＳ測位による測位位置との間の移動変動量から算出した移動ベクトルの終点が入っているか否かを判定するようにしてもよい。
【００３４】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０９において、移動ベクトルが一致していると判定したときは（ステップＳ１０９：Ｙ）、ステップＳ１０５において取得したＧＰＳ測位による位置データが正確なものとして、その位置データを、ＧＰＳ測位が適用されたことを示すフラグとともに、移動履歴データ記憶部２２の移動履歴データテーブルに記憶した後（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０４に移行する。このとき、自律航法測位結果記録テーブルに記憶される位置データを０にリセットするようにしてもよい。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定しないときは（ステップＳ１０９：Ｎ）、ステップＳ１０５において取得したＧＰＳ測位による位置データが正確なものではないとして、前回移動履歴データテーブルに記憶された位置データに今回の自律航法測位結果を加算し、その値を、ＧＰＳ測位が適用されなかったことを示すフラグとともに、移動履歴データテーブルに記憶した後（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０４に移行する。
【００３５】
ここで、移動履歴データテーブルは、図５に示されるようなデータ構造を有しているデータテーブルである。すなわち、移動履歴データテーブルは、位置データを取得した時刻と、ＧＰＳ測位によって取得された位置データ又は自律航法測位結果に基づいて算出された位置データと、ＧＰＳ測位によって取得された位置データであるか否かを示すデータとが記憶されている。
【００３６】
このように、少なくとも２点間におけるＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致した場合には、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性が高いものと推定することができるので、本実施形態では、このときにおけるＧＰＳ測位による位置データを移動履歴として記憶し、信頼性の低いものと推定されるＧＰＳ測位による位置データについては、移動履歴として採用せず、前回記憶された信頼性の高いＧＰＳ測位による位置データと自律航法測位の測位結果とによって位置データ算出し、これを移動履歴として記憶することで、常に信頼性の高い位置データを履歴として記憶させることができる。
【００３７】
以上のように構成された撮像装置１において、測位が行われる動作について、図３〜図８を参照しながら説明する。
【００３８】
図３は、撮像装置１において取得された自律航法測位による測位結果が記憶される自律航法測位結果記録テーブルであり、図４は、撮像装置１において取得されたＧＰＳ測位による測位結果が記憶されるＧＰＳ測位結果記録テーブルである。
なお、本実施形態においては、自律航法測位による測位結果及びＧＰＳ測位による測位結果を全て記憶するようにしているが、移動ベクトルを求めるために必要な分だけ記憶するようにしてもよい。
【００３９】
図３及び図４に示されるテーブルには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表すインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表す時刻データと、Ｔ２時間前に取得された位置データとの移動変動量を示す移動ベクトルと、移動ベクトルの始点と終点を示すインデックスナンバー等がそれぞれ登録されるようになっている。また、図４に示されるＧＰＳ測位結果記録テーブルには、さらに、移動ベクトルの比較結果が登録されるようになっている。この比較結果は、例えば、ＧＰＳ測位によって信頼性の高い位置データが３０分以上取得できない場合、その間は、自律航法測位に基づく位置データの算出が行われるが、長時間自律航法測位を行うと、自律航法測位による誤差が大きくなってしまう。そのため、ＧＰＳ測位によって取得された位置データを検証して信頼性の高いデータを抽出し、これに基づいて事後的に位置データの補正を行うなど、様々な場面で利用することができる。
【００４０】
まず、図３に示されるように、時刻ｔ０において自律航法測位による位置データ「Ｘ：０．０，Ｙ：０．０」が取得される。また、このとき、図４に示されるように、ＧＰＳ測位による位置データとして「Ｘ：２８０．０，Ｙ：１８０．０」が取得される。なお、時刻ｔ０〜ｔ３におけるＴ２時間前の各位置データについては取得済みであって、移動ベクトルも一致していると判定されているものとする。また、ＧＰＳ測位による測位開始直後は、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを受信することができない場合が多く、ＧＰＳ測位による測位結果の信頼性は低いので、例えば、電源ＯＮ直後などのＧＰＳ測位が不安定な状態においては、移動ベクトルが一致と判定するまでは、自律航法測位による仮の位置データにて測位結果を記憶しておき、移動ベクトルが一致と判定したときに取得されたＧＰＳ測位による位置データに基づいて、仮の位置データに対して補正することにより、真の位置データに変更するようにしてもよい。
【００４１】
そして、Ｔ１時間毎に、自律航法測位による位置データが取得され、取得した位置データとＴ２時間前の位置データとに基づいて移動ベクトルが算出され、その結果が記憶される。また、同様に、Ｔ１時間毎に、ＧＰＳ測位による位置データが取得され、取得した位置データとＴ２時間前の位置データとに基づいて移動ベクトルが算出され、その結果が記憶される。このようにして記憶された自律航法測位による移動軌跡と移動ベクトルを図６に示す。また、ＧＰＳ測位による移動軌跡と移動ベクトルを図７に示す。
【００４２】
そして、算出された各移動ベクトルが比較判定され、その判定結果がＧＰＳ測位結果記録テーブルに記憶される。また、その判定結果に応じて、ＧＰＳ測位による位置データ又は前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが、図５に示される、移動履歴データテーブルに記憶される。なお、移動履歴データテーブルに記憶された位置データに基づく移動軌跡を図８に示す。
【００４３】
図３及び図４に示された例によれば、時刻ｔ６までは、図６及び図７において実線にて示されるｔ０−ｔ４の移動ベクトルとｔ１−ｔ５の移動ベクトルとｔ２−ｔ６の移動ベクトルのように、自律航法による移動ベクトルとＧＰＳ測位に基づく移動ベクトルとが一致しているため、移動履歴データテーブルに記憶される位置データはＧＰＳ測位による位置データとなるが、時刻ｔ７及びｔ８では、マルチパスの影響により、ＧＰＳ測位による位置データが、実際の位置とは大きくかけ離れてしまうため、図６及び図７において鎖線にて示されるｔ３−ｔ７の移動ベクトルとｔ４−ｔ８の移動ベクトルのように、ＧＰＳ測位による位置データに基づいて算出される位置ベクトルと、自律航法測位による位置データ基づいて算出される位置ベクトルとの差が大きく異なるようになる。その結果、時刻ｔ７及びｔ８では、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性は低いものと判断され、移動履歴データテーブルには、前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが記憶される。また、時刻ｔ９以降については、ＧＰＳ測位が不能となったため、移動ベクトルを算出することができず、このような場合にも、前回記憶された位置データに自律航法測位による測位結果を加算して求めた位置データが移動履歴データテーブルに記憶される。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、移動履歴データテーブルには、時刻ｔ６まではＧＰＳ測位による信頼性の高い位置データが記憶され、時刻ｔ７以降は、ＧＰＳ測位による信頼性の高い位置データが得られた時刻ｔ６における位置データに、自律航法測位による測位結果を加算して得られた位置データが記憶されるので、図８に示されるように、撮像装置１を所持するユーザが実際に移動した軌跡と同じ軌跡を表すことができ、位置データの信頼性を向上させることができる。
【００４５】
次に、本実施形態における測位処理の別の形態について、図９を参照しながら説明する。
【００４６】
ＣＰＵ１０は、図９に示されるようにステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の処理を実行する。なお、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の処理内容は、図２に示される測位処理のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０６において算出された自律航法測位による移動ベクトルが所定距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、移動ベクトルの距離判定を行うのは、ＧＰＳ測位による誤差の範囲を考慮したものである。例えば、ＧＰＳ測位による誤差がおよそ１０ｍである場合には、判定の距離の閾値を１０ｍ以上とする。
【００４８】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０７において、移動ベクトルが所定距離以上であると判定しないときは、当該移動ベクトルは誤差の影響を受けるため、正しく比較できるものではないと判断して、今回のＧＰＳ測位結果を採用せず、ステップＳ２１１の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが所定距離以上であると判定したときは、ステップＳ２０８の処理に移行する。
【００４９】
その後、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２の処理を実行する。なお、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２の処理内容は、図２に示される測位処理のステップＳ１０７〜ステップＳ１１１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、位置変動量の計測（自律航法測位）を行う。そして、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、位置データを測定（ＧＰＳ測位）する。そして、移動履歴データ記憶部２２は、位置データを記憶する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも二以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に自律航法測位により得られた二以上の地点における移動ベクトルとをそれぞれ算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出された各移動ベクトルの差が所定範囲以内である場合には、ＧＰＳ測位によって測定された位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶するとともに、各移動ベクトルの差が所定範囲以内でない場合には、前回移動履歴データ記憶部２２に記憶されたＧＰＳ測位によって測位された位置データを起点として自律航法測位による計測に基づいて算出された位置情報を移動履歴データ記憶部２２に記憶する。その結果、実際に移動した軌跡と同じ軌跡を表すことができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって測位された位置データを、各移動ベクトルの差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて移動履歴データ記憶部２２に記憶する。その結果、ＧＰＳ測位によって測位された位置データの良否を後に検証し、その結果に基づいて位置データを利用することができる等、ユーザの利便性の向上が図れる。
【００５２】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、何れか一方又は両方の移動ベクトルが所定の大きさ以上であることを条件として、各移動ベクトルの差が所定範囲以内であるか否かの判断を行う。その結果、移動ベクトルの対比判断において、ＧＰＳ測位による誤差の影響を受けにくくすることができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置データに基づいて移動ベクトルを算出する。その結果、その結果、移動ベクトルについてある程度の距離を得ることができ、移動ベクトルの対比判断において、ＧＰＳ測位による誤差の影響を受けにくくすることができ、位置情報の精度を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明の実施形態では、撮像装置に本発明の実施形態に係る測位装置を備える構成としたが、一般的なポータブルタイプのナビゲーション装置や移動体に据付型の測位装置に本発明の実施形態に係る測位装置を適用し、移動履歴を記憶するようにしてもよい。
【００５５】
また、本発明の実施形態では、移動ベクトルの対比結果をＧＰＳ測位による位置データとともに記憶するようにしたが、移動ベクトルの対比結果を記憶しないようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明の実施形態では、例えば、移動ベクトルの起点となるＧＰＳ測位による位置データが実際の位置とは異なるものである場合、移動ベクトルの終点となるＧＰＳ測位による位置データが実際の位置とはほとんど異ならないものであったとしても、自律航法測位による位置データに基づいて算出された移動ベクトルとは大きく異なるため、ＧＰＳ測位による位置データが移動履歴として採用されないこととなるが、移動ベクトルの終点となるＧＰＳ測位による位置データが信頼性の高いものであると認識できる場合には、当該ＧＰＳ測位による位置データを移動履歴として採用するようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明の実施形態において、例えば、気圧センサ等を備えて、高さ方向の移動量を計測して高度の算出を行うようにしてもよい。
【００５８】
また、本発明の実施形態では、自律航法測位の演算や位置データの補正処理を、自律航法制御処理部２０や自律航法データ補正処理部２１により実行させるようにしたが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【００５９】
また、本発明の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成としたが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）などを用いて位置情報を外部から受信したり入力することで現在位置を確定する構成など、その他の種々の構成を適用することができる。
【００６０】
また、本発明の実施形態では、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサと３軸加速度センサとを例示したが、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。また、方位を求めるのに、ジャイロスコープなどを適用することもできる。さらに、車輪速センサを用いて移動速度を求めるようにしてもよい。また、本発明の実施形態では、取得される位置データを二次元の位置データとしているが、高さ方向の位置データを含めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
２０ 自律航法制御処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
前記位置情報を記憶する記憶手段と、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記測位手段によって測位された位置情報を、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記制御手段は、何れか一方又は両方の前記位置変動量が所定の大きさ以上であることを条件として、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置情報に基づいて位置変動量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項５】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段と、前記位置情報を記憶する記憶手段とを用いて、測定された位置情報の記憶を行う測位方法において、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御ステップを備えることを特徴とする測位方法。
【請求項６】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力し、該入力された位置情報の記憶手段への記憶を行うコンピュータを、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
前記位置情報を記憶する記憶手段と、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記測位手段によって測位された位置情報を、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断結果と対応付けて前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記制御手段は、何れか一方又は両方の前記位置変動量が所定の大きさ以上であることを条件として、各位置変動量の差が所定範囲以内であるか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた時期が少なくとも所定時間間隔である二以上の位置情報に基づいて位置変動量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項５】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段と、前記位置情報を記憶する記憶手段とを用いて、測定された位置情報の記憶を行う測位方法において、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御ステップを備えることを特徴とする測位方法。
【請求項６】
位置変動量の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力し、該入力された位置情報の記憶手段への記憶を行うコンピュータを、
前記測位手段によって得られた少なくとも二以上の位置情報に基づく位置変動量と、前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に前記移動計測手段により得られた二以上の地点における相対的な位置変動量と、をそれぞれ算出し、該算出された各位置変動量の差が所定範囲以内である場合には、前記測位手段によって測定された位置情報を前記記憶手段に記憶するとともに、各位置変動量の差が所定範囲以内でない場合には、前回前記記憶手段に記憶された前記測位手段によって測位された位置情報を起点として前記移動計測手段による位置変動の計測に基づいて算出された位置情報を前記記憶手段に記憶する制御手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１３３３８１（Ｐ２０１１−１３３３８１Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３８３３（Ｐ２００９−２９３８３３）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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