移動方向算出装置および移動方向算出プログラム
【課題】歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度に算出すること。
【解決手段】移動方向算出装置１１０には、歩行体１００の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサ１１１と、歩行体１００が歩行する際の旋回の角速度を測定するジャイロセンサ１１２とが搭載されている。そして歩行体１００の歩行時に移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれか一方のセンサ出力（測定結果）を採用して歩行体１００の移動方向を算出する。このとき、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれのセンサ出力を採用するかは、各センサのセンサ出力の変化量を参照して判断する。
【解決手段】移動方向算出装置１１０には、歩行体１００の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサ１１１と、歩行体１００が歩行する際の旋回の角速度を測定するジャイロセンサ１１２とが搭載されている。そして歩行体１００の歩行時に移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれか一方のセンサ出力（測定結果）を採用して歩行体１００の移動方向を算出する。このとき、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれのセンサ出力を採用するかは、各センサのセンサ出力の変化量を参照して判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歩行体に装着して歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧＰＳ信号などの外部からの測定信号を使用することなく自律的に歩行体自身の体の向きを検出する技術は多数提供されている。これらの技術を用いることによって、歩行体がいずれの方向に移動（歩行）しているかを算出することができる。移動体の移動方向を算出するには、磁気センサやジャイロセンサを歩行体に装着し、これらのセンサから得られる測定結果を利用して移動方向を求めればよい。このとき、移動方向の方位検出のためのセンサの判断基準としては、地磁気センサベクトルの向きを用いるものや、一定時間蓄積した地磁気の方位変化量とジャイロの方位変化量とを比較するという手法があった。
【０００３】
具体的には、歩行体の移動方向の検出技術として、地磁気を測定する磁気センサもしくはジャイロセンサといった小型軽量の方向検出手段を単独で用いる手法が開示されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、地磁気ベクトルと水平面との成す角と、現在地の地磁気の伏角のデータベースの値とを比較し、誤差が一定範囲内の場合、磁気センサにより検出した磁気ベクトルを地磁気ベクトルとして方位を算出する手法も開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。このように、従来の自律型の移動方向算出処理は、歩行体の移動方向を算出する際に、磁気センサで検出した地磁気情報と、ジャイロセンサで検出したジャイロ情報とを用いるのが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５３２７７３号明細書
【特許文献２】特許第３８３７５３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の場合、地磁気情報がどの程度確かなものであるかを判断するには、磁気センサを使用する場所ごとに信頼度を判定する基準を定めた判定テーブルを持つ必要がある。そして、測定の際には、磁気センサを使用する場所をＧＰＳ信号から得た位置情報や、利用者が手動で選択した位置情報に対応した判定テーブルを読み出して利用する必要があった。したがって、利用者（たとえば、移動方向算出機能をもった装置を装着した歩行体）が現在位置を特定するための処理が必須となり、移動方向算出処理をおこなう前段に現在位置選択のための処理時間が必要となってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２のように、一定時間蓄積した地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量を比較する方法では、使用者の歩行の足の踏み込み動作による体の向きの変化が方位変化量に含まれてしまう。したがって、地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量との比較が難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、磁気センサは、鉄筋コンクリートの建築物の内部や分電盤、エレベータ付近など他の場所と比べて地磁気の乱れた場所で測定をおこなった場合、これら外部の要因が測定結果に影響し、移動方位の算出誤差が大きくなってしまう。したがって、磁気センサによって測定された磁気量や、この磁気量の変化から地磁気の信頼度を判定したとしても、角速度センサの測定結果を用いて移動方向として信頼度の高い方位を算出することは困難であるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度に算出することのできる移動方向算出装置および移動方向算出プログラム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムは、歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムであって、前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備え、前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出し、前記検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出し、前記算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択し、前記選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する処理を含むことを要件とする。
【００１０】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、歩行体が歩く一歩の歩行間隔ごとにジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量の差分から磁気センサの測定結果がどの程度正確であるかを判定し、磁気センサの測定結果が所定以上の正確性を備えている場合にのみ磁気センサの測定結果を用いて移動方向を算出する。したがって、測定結果のなかからより信頼度の高い測定結果を選択するため、高精度に歩行体の移動方向を算出することができる。
【００１１】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択してもよい。
【００１２】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、ジャイロセンサと磁気センサとのそれぞれの測定結果から求めた方位の変化量が小さければ、磁気センサの測定結果が正確であると判断し、移動方向算出に利用することができる。
【００１３】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出し、算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択して移動方向を算出してもよい。
【００１４】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、磁気センサの信頼度が低い場合には、方位の変化量を比較することなく、ジャイロセンサの測定結果を利用して移動方向を算出することができる。
【００１５】
また、移動方向算出装置および移動方向算出プログラムは、歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムであって、前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、を備え、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出し、前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出し、前記算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択し、前記選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する処理を含むことを要件とする。
【００１６】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、磁気センサの信頼度と、ジャイロセンサの測定結果の変化量からジャイロセンサと磁気センサとのいずれの測定結果を用いるかを判断することができる。
【００１７】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記ジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前回の歩行間隔の間に算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出してもよい。
【００１８】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、ジャイロセンサの測定結果を用いる場合に、前回の歩行間隔における算出結果を参照することにより、より正確に移動方向を算出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度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】
以下に添付図面を参照して、この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（移動方向算出処理の概要）
まず、本実施の形態にかかる移動方向算出処理の概要について説明する。図１は、移動方向算出処理の概要を示す説明図である。図１のように歩行体１００には、小型の移動方向算出装置１１０を装着している。この移動方向算出装置１１０には、歩行体１００の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサ１１１と、歩行体１００が歩行する際の旋回の角速度を測定するジャイロセンサ１１２とが搭載されている。
【００２２】
移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれか一方のセンサ出力（測定結果）を採用して歩行体１００の移動方向を算出する。このとき、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれのセンサ出力を採用するかは、各センサのセンサ出力の変化量を参照して判断する。
【００２３】
以下、移動方向算出装置１１０の具体的な構成と、センサ出力の変化量からどのように磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのセンサ出力の採用判断をおこなうかについて説明する。
【００２４】
（移動方向算出装置のハードウェア構成）
つぎに、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１にあらわしたように移動方向算出装置１１０は、たばこ箱サイズの小型装置である。また、移動方向算出装置１１０は、たとえば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの既存の端末に以下で説明するハードウェア構成を追加したものでもよいし、専用の筐体からなる装置であってもよい。
【００２５】
さらに移動方向算出装置１１０の内部は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０４と、ＨＤ（ハードディスク）２０５と、メモリドライブ２０６と、着脱可能な記録媒体としてのリムーバブルメモリ２０７と、ディスプレイ２０８と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０９と、各種センサ２１０と、ネットワークＩ／Ｆ２１１を備えている。また、各構成部はバス２２０によってそれぞれ接続されている。
【００２６】
ここで、ＣＰＵ２０１は、移動方向算出装置１１０の全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ２０４は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってＨＤ２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ２０５は、ＨＤＤ２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００２７】
メモリドライブ２０６は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってリムーバブルメモリ２０７に対するデータのリード／ライトを制御する。リムーバブルメモリ２０７は、メモリドライブ２０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、リムーバブルメモリ２０７に記憶されたデータをＣＰＵ２０１の制御に応じてメモリドライブ２０６に読み取らせたりする。
【００２８】
ディスプレイ２０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像によって移動方向算出結果に関するデータを表示する。このディスプレイ２０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００２９】
入力Ｉ／Ｆ２０９は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。また、入力Ｉ／Ｆ２０９の入力手段は、タッチパネルやトラックボールなどのポインティングデバイスであってもよい。
【００３０】
各種センサ２１０は、移動方向を算出するための情報を測定するための異なる機能のセンサから構成されている。具体的には、歩行体１００の歩行間隔を検出するための加速度センサと、歩行体１００の移動方向を算出するための磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とが搭載されている。
【００３１】
ネットワークＩ／Ｆ２１１は、有線無線を問わずに通信回線２１２を通じてインターネットなどのネットワーク２３０に接続し、このネットワーク２３０を介して移動方向算出装置１１０を他の装置に接続させる。そして、ネットワークＩ／Ｆ２１１は、ネットワーク２３０と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。ネットワークＩ／Ｆ２１１には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００３２】
（移動方向算出装置の機能的構成）
つぎに、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０の機能的構成について説明する。図３は、移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。図３のように、移動方向算出装置１１０は、センサ部３１０と、演算処理部３２０と、記憶部３３０と、表示部３４０と、通信部３５０とから構成されている。
【００３３】
センサ部３１０は、加速度センサ３１１と、磁気センサ１１１と、ジャイロセンサ１１２との３種類のセンサを備えている。これらのセンサから歩行体１００の移動に伴う動作内容を測定する。このセンサ部３１０は、たとえば、図２にて説明した各種センサ２１０によって実現される。
【００３４】
演算処理部３２０は、センサ部３１０から取得した測定結果から歩行体１００の向きの方位を演算処理によって求める処理部である。この演算処理部３２０は、たとえば、図２にて説明したＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３によって実現される。
【００３５】
記憶部３３０は、ＣＰＵ２０１の制御に応じて所定の情報を保存する記憶領域である。この記憶部３３０に保存されている情報としては、入力情報３３１、出力情報３３２、演算処理に必要な設定パラメータ３３３、判定テーブル３３４、演算処理に用いる演算アルゴリズム３３５がある。この記憶部３３０は、たとえば、図２にて説明したＨＤＤ２０４、ＨＤ２０５、メモリドライブ２０６およびリムーバブルメモリ２０７によって実現される。
【００３６】
表示部３４０および通信部３５０は、演算処理部３２０によって演算された歩行体１００の移動方向算出結果の出力手段として機能する。表示部３４０では、液晶ディスプレイなどの表示デバイスによって移動方向算出結果を歩行体１００自身に移動方向を報知することができる。また、通信部３５０は、移動方向算出結果を他の装置や所定のアドレスに送信することができるため、他者に対して歩行体１００の移動方向を報知することができる。
【００３７】
なお、通信部３５０は、移動方向算出結果の他に、外部の装置との通信によって、演算処理部３２０における演算に必要な設定パラメータ３３３、判定テーブル３３４および演算アルゴリズム３３５を外部から取得することができる。この表示部３４０は、たとえば、図２のディスプレイ２０８によって実現される。また、通信部３５０は、たとえば、図２のネットワークＩ／Ｆ２１１によって実現される。
【００３８】
（移動方向算出処理の手順）
つぎに、上述した移動方向算出装置１１０による移動方向算出処理について説明する。本実施の形態では、大きく分けて３種類の処理によって移動方向を算出する。１つめは最も基本的な処理であり、歩行体１００に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置１１０であって、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２との測定結果から求めた方位の変化量を比較して磁気センサ１１１の正確さに応じて移動方向算出に用いる測定結果を選択する処理である。
【００３９】
具体的には、演算処理部３２０に、加速度センサ３１１の測定結果から歩行体１００の歩行間隔を検出する検出手段と、検出手段によって検出された歩行間隔の間の（歩行間隔の中の）ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量と、磁気センサ１１１の測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段によって算出された差分に応じて、ジャイロセンサ１１２の測定結果と磁気センサ１１１の測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段とを備え、この選択手段によって選択された測定結果を用いて、検出した歩行間隔の歩行体１００の移動方向を算出する。
【００４０】
２つめの処理は、上述した１つめの処理の差分算出の前段に磁気センサ１１１の信頼度を測定して測定結果の選択に利用する処理である。具体的には、演算処理部３２０に、磁気センサ１１１の測定結果の変動幅に応じて磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段をあらたに備える。そして、選択手段は、信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、ジャイロセンサ１１２の測定結果を選択して、歩行体１００の移動方向を算出する。
【００４１】
３つめの処理は、上述した２つめの処理に用いた信頼度を測定結果の選択に利用する処理である。具体的には、演算処理部３２０に磁気センサ１１１の測定結果の変動幅に応じて磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、加速度センサ３１１の測定結果から歩行体１００の歩行間隔を検出する検出手段と、信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合、磁気センサ１１１の測定結果を選択し、しきい値未満の場合、ジャイロセンサ１１２の測定結果を選択する選択手段と、選択手段によって選択された測定結果を用いて歩行間隔における歩行体１００の移動方向を算出する方向算出手段と、を備える処理である。
【００４２】
このように、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０では、上記の３つの処理のいずれかを採用して、それぞれ歩行体１００の移動方向を算出する。これら３つの処理のより具体的な処理の内容を実施例１〜３として、以下に説明する。
【００４３】
（センサ部の情報取得手順）
まず、実施例１〜３の処理に共通する処理から説明する。実施例１〜３のいずれの場合も、センサ部３１０（図３参照）から測定結果を取得しなければならない。ここでは、測定結果の取得手順について説明する。
【００４４】
図４は、センサ部の情報取得手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおいて、移動方向算出装置１１０は、まず、加速度センサ３１１の測定値を取得する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１の処理では、加速度センサ３１１から取得された測定結果（加速度情報）は、さらに、演算処理部３２０により記憶部３３０の設定パラメータ３３３のオフセット値およびゲイン値を参照してアナログ情報からデジタル情報に変換され、入力情報３３１として保存される。
【００４５】
また、移動方向算出装置１１０は、ステップＳ４０１と同様に、磁気センサ１１１の測定値を取得する（ステップＳ４０２）。このステップＳ４０２の処理では、磁気センサ１１１から取得した測定値（磁気情報）は、さらに、演算処理部３２０によりアナログ情報からデジタル情報に変換し（ステップＳ４０１の処理と同様）、入力情報３３１として保存される。
【００４６】
さらに、移動方向算出装置１１０は、ステップＳ４０１，４０２と同様に、ジャイロセンサ１１２の測定値を取得する（ステップＳ４０３）。このステップＳ４０３の処理では、ジャイロセンサ１１２から取得した測定値（ジャイロ情報）は、さらに、演算処理部３２０によりアナログ情報からデジタル情報に変換し（ステップＳ４０１の処理と同様）、入力情報３３１として保存される。これらの処理は終了指示を受け付けるまで繰り返しおこなわれ（ステップＳ４０４：Ｎｏのループ）、終了指示を受け付けると（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００４７】
以上説明したように、実施例１〜３のいずれの場合であっても、共通して図４のフローチャートのような手順によって測定値を取得して入力情報３３１を蓄積していく。なお、図４のフローチャートのステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理順序は問わず、並列におこなってもよい。
【００４８】
＜実施例１＞
つぎに、具体的な処理内容について実施例１〜３をそれぞれに分けて説明する。まず、実施例１について説明する。実施例１は、上述したように、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２の測定結果の変化量の比較結果からいずれの測定結果を移動方向算出に利用するかを判断する。
【００４９】
図５は、実施例１の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、一定時間待機したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ここで、一定時間待機状態になるまで待ち（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）、一定時間待機した後（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、記憶部３３０に蓄積された加速度情報から歩行体１００の傾きを検出する（ステップＳ５０２）。
【００５０】
つぎに、記憶部３３０に蓄積された磁気情報と、ステップＳ５０２によって検出した歩行体の傾きから地磁気ベクトルの水平面の向きを算出する（ステップＳ５０３）とともに、同じく記憶部３３０に蓄積されたジャイロ情報とステップＳ５０２によって検出した歩行体の傾きから水平面のジャイロの回転量を算出する（ステップＳ５０４）。
【００５１】
ここで歩行体１００の傾きの検出と、地磁気ベクトルの算出について説明する。図６は、歩行体の傾き算出のための検出値を示す説明図である。図６のように、歩行体１００の傾きを検出するには、センサ軸（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で検出された加速度情報を（ＡＸ１，ＡＹ１，ＡＺ１）とすると、地球軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との傾きの算出式は下記のようになる。
【００５２】
前後方向の傾きα：ａｓｉｎ（ＡＸ１）
左右方向の傾きβ：ａｔａｎ（ＡＹ１／ＡＺ１）
【００５３】
以上の傾きから、さらに地磁気ベクトルは、センサ軸（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で検出された、地磁気情報を（ＭＸ１，ＭＹ１，ＭＺ１）とすると、地球軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）での地磁気情報（ＭＸ，ＭＹ，ＭＺ）は、下記のような変換式によって求めることができる。
【００５４】
ＭＸ＝ＭＸ１×ｃｏｓ（α）＋ＭＹ１×ｓｉｎ（α）×ｓｉｎ（β）＋ＭＺ１×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（β）
ＭＹ＝ＭＹ１×ｃｏｓ（β）−ＭＺ１×ｓｉｎ（β）
ＭＺ＝−ＭＸ１×ｓｉｎ（α）＋ＭＹ１×ｃｏｓ（α）×ｓｉｎ（β）＋ＭＺ１×ｃｏｓ（α）×ｃｏｓ（β）
【００５５】
このようにして、さらに水平面の向きは、下記の算出式によって求めることができる。これらの算出式はいずれも公知の技術であり算出方法を限定するものではない。また、他の算出式を適用してもよい。
【００５６】
水平面の向き＝ａｔａｎ（ＭＹ／ＭＸ）
【００５７】
図５のフローチャートに戻ると、続いて、ステップＳ５０４によって算出したジャイロの回転量からジャイロ回転量加算情報を算出する（ステップＳ５０５）。このステップＳ５０５の処理において、ジャイロ回転量加算情報の初期値は０とし、このジャイロ回転量加算情報に水平面のジャイロ回転量を加算する。
【００５８】
つぎに、歩行体１００が歩行中か否かを判断する（ステップＳ５０６）。このステップＳ５０６では、入力情報３３１に記憶蓄積された加速度情報を用いて、歩行を検出する。具体的には、一定時間蓄積された加速度情報から、現在の加速度情報が１周期の最大値であるかを判定し、加速度が最大のときは、歩行中であると判断する。なお、ここで歩行中と判断されなかった場合は（ステップＳ５０６：Ｎｏ）は、ステップＳ５１６の処理に移行する。
【００５９】
ステップＳ５０６において、歩行中であると判断されると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、磁気センサ１１１の測定結果を用いた算出をおこなう。まず、磁気センサ１１１の検出値である地磁気ベクトルの変化量を算出する（ステップＳ５０７）このステップＳ５０７では、地磁気ベクトルの水平面の向きを最大値のときの値として、記憶部３３０の出力情報３３２に保存する。そして、前回の歩行検出時の最大値のときの地磁気ベクトルの水平面の向きと、今回の歩行検出時の最大値のときの地磁気ベクトルの水平面の向きの差を、地磁気変化量とする。
【００６０】
つぎに、地磁気ベクトルによる方位変化量を算出する（ステップＳ５０８）。このステップＳ５０８では、今回の歩行検出時の地磁気変化量と、前回の歩行検出時の最大値のときの地磁気変化量の平均を地磁気方位変化量とする。
【００６１】
つぎに、ジャイロセンサ１１２の測定結果を用いた算出をおこなう。まず、ジャイロセンサ１１２の算出値の変化量を算出する（ステップＳ５０９）。このステップＳ５０９では、ジャイロセンサ１１２の回転量を加算した加算情報をジャイロ変化量とする。このとき、初めて算出処理を行う場合には、ジャイロセンサ１１２の回転量の加算情報を初期化しておく。
【００６２】
つぎに、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量を算出する（ステップＳ５１０）。このステップＳ５１０では、今回の歩行検出時のジャイロセンサ１１２による方位変化量と、前回の歩行検出時の最大値のときのジャイロセンサ１１２による方位変化量の平均を計算し、ジャイロ方位変化量とする。
【００６３】
以上の算出処理が終了すると、磁気センサ１１１の測定結果から求めた方位変化量と、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量との差を算出する（ステップＳ５１１）。そして、ステップＳ５１１によって算出した変化量の差があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ５１２）。しきい値としては、たとえば、「５度／秒以内か否か」といった設定をおこなう。
【００６４】
このステップＳ５１２において、変化量の差があらかじめ設定したしきい値内である場合（ステップＳ５１２：Ｙｅｓ）、磁気センサ１１１の測定結果は正確であると判断され、地磁気ベクトルを利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ５１３）。すなわち、地磁気ベクトルの水平面の向きから、歩行体１００の向きを算出し、移動方向とする。
【００６５】
一方、ステップＳ５１２において、変化量の差があらかじめ設定したしきい値に収まらない場合（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、磁気センサ１１１の測定結果は正確ではないと判断され、ジャイロセンサ１１２の測定結果を利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ５１４）。すなわち、前回の歩行検出時に算出した方位にジャイロ方位変化量を加算して、歩行体１００の体の向きを算出し、移動方向とする。
【００６６】
ステップＳ５１３、もしくは、ステップＳ５１４によって移動方向が算出されると、この算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ５１５）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ５１６）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ５０１〜ステップＳ５１５の処理を繰り返す（ステップＳ５１６：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ５１６：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００６７】
以上説明したように、実施例１では、加速度センサ３１１によって歩行体１００の上下運動を検出し、１歩のタイミングを算出する。したがって、磁気センサ１１１およびジャイロセンサ１１２は、１歩ごとの地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量を算出し蓄積することができる。このように、歩行の際の足の踏み込み動作による体の向きを除去するため、前回の１歩のタイミングで蓄積された地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量と、今回の１歩のタイミングで蓄積された地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量の平均値を算出し蓄積するため、より正確に移動方向を算出することができる。
【００６８】
また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲内である場合、地磁気が安定していると判定され、地磁気を用いた方位検出によって移動方向を算出する。また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断され、磁気センサ１１１の測定結果は使用せず、最後に算出された方位に、ジャイロセンサ１１２で検出された回転量を加算して、移動方向を算出する。
【００６９】
＜実施例２＞
つぎに、実施例２について説明する。実施例２では、あらたに磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を求め、どちらの測定結果を利用するかを判断する。なお、ここでは、実施例１の処理と重複する箇所の説明を省略し、実施例２独自の処理について説明する。
【００７０】
図７−１は、実施例２の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図７−１のフローチャートにおいて、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１１までは、実施例１と同様の処理をおこなう。ステップＳ７１１の処理が終了すると、つぎに、地磁気信頼度を算出する（ステップＳ７１２）。このステップＳ７１２では、今回の歩行検出時の地磁気ベクトルと前回の歩行検出時の地磁気ベクトルの差を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸（図６参照）で計算した値を地磁気信頼度とする。
【００７１】
そして、ステップＳ７１１によって求めた方位変化量の差が所定のしきい値内か否かを判断するとともに（ステップＳ７１３）、ステップＳ７１２によって算出された地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ７１４）。図７−２は、実施例２の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。一例として図７−２のような設定によってしきい値判断をおこなってもよい。
【００７２】
方位変化量の差がしきい値に収まらない（ステップＳ７１３：Ｎｏ）、または、地磁気信頼度がしきい値に収まらない（ステップＳ７１４：Ｎｏ）場合は、磁気センサ１１１の測定結果は正確ではないと判断され、ジャイロセンサ１１２の測定結果を利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ７１６）。すなわち、前回の歩行検出時に算出した方位にジャイロ方位変化量を加算して、歩行体１００の体の向きを算出し、移動方向とする。
【００７３】
一方、方位変化量の差がしきい値内（ステップＳ７１３：Ｙｅｓ）、かつ、地磁気信頼度がしきい値内（ステップＳ７１４：Ｙｅｓ）である場合は、磁気センサ１１１の測定結果は正確であると判断され、地磁気ベクトルを利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ７１５）。すなわち、地磁気ベクトルの水平面の向きから、歩行体１００の向きを算出し、移動方向とする。
【００７４】
ステップＳ７１５およびステップＳ７１６による判断が終了すると、実施例１と同様に算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ７１７）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ７１８）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ７０１〜ステップＳ７１７の処理を繰り返す（ステップＳ７１８：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ７１８：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００７５】
このように、実施例２では、実施例１の処理に加えて、地磁気ベクトルの大きさの時間変化から算出した地磁気信頼度を磁気センサ１１１が正確か否かの判断に利用する。そして地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲内であり、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲内であった場合は、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する。
【００７６】
また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲外であり、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、磁気センサ１１１の測定結果は使用せず、最後に算出された移動方向に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して、移動方向を算出する。
【００７７】
＜実施例３＞
最後に、実施例３について説明する。実施例３では、信頼度算出結果から測定結果の選択に利用する。ここでも、実施例１、２と重複する処理については説明を省略する。
【００７８】
図８−１は、実施例３の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図８−１のフローチャートにおいて、ステップＳ８０１〜ステップＳ８０８の処理は、実施例１または実施例２と同様におこなわれる。しかしながら、実施例３の場合、実施例１、２における地磁気変化量算出（ステップＳ５０７、７０７）と、地磁気方位変化量算出（ステップＳ５０８、７０８）と、方位変化量の差算出（ステップＳ５１１、７１１）が省略されている。そして、実施例２同様に、地磁気信頼度が算出される（ステップＳ８０９）。
【００７９】
そして、ステップ８０９によって地磁気信頼度が算出されると、この地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ８１０）。ここで、地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内である場合（ステップＳ８１０：Ｙｅｓ）、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する（ステップＳ８１１）。
【００８０】
一方、地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値に収まらない場合（ステップＳ８１０：Ｎｏ）、さらに、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量がしきい値以下か否かを判断する（ステップＳ８１２）。ここで、方位の変化量がしきい値以下であった場合（ステップＳ８１２：Ｙｅｓ）、ジャイロセンサ１１２の測定結果が正確ではないと判断し、今回は移動方向を算出せずに、最後に算出された移動方向をそのまま出力する（ステップＳ８１３）。
【００８１】
一方、方位の変化量がしきい値よりも上であった場合（ステップＳ８１２：Ｎｏ）、ジャイロセンサ１１２の測定結果を使用するため、最後に算出された移動方向に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して、移動方向を算出する（ステップＳ８１４）。図８−２は、実施例３の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。一例として図８−２のような設定によってしきい値判断をおこなってもよい。
【００８２】
ステップＳ８１１、ステップＳ８１３およびステップＳ８１４による判断が終了すると、実施例１、２と同様に算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ８１５）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ８１６）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ８０１〜ステップＳ８１５の処理を繰り返す（ステップＳ８１６：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ８１６：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００８３】
このように、実施例３では、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値と、地磁気信頼度を用いて、移動方向を算出する。ここで、地磁気信頼度がしきい値の範囲内であった場合は、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する。そして、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値がしきい値より小さく、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、いずれのセンサも利用せず、最後に算出された移動方向をそのまま出力する。また、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値がしきい値より大きく、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、最後に算出された移動方位に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して移動方向を算出する。
【００８４】
（出力例）
つぎに、上述した移動方向算出によって算出された移動方向の出力例について説明する。図９は、各センサの方位出力例を示す図表である。また、図１０は、地磁気信頼度の出力例を示す図表である。図９のように、歩行体１００が直進している場合には、方位の変化量の少ない出力となる（９１０）。一方、歩行体１００が方向転換した場合には、方位変量の大きい出力となる（９２０）。さらに、図１０のように、地磁気信頼度の出力を参照すると地磁気信頼度の出力差が大きい箇所（１０１０）は、地磁気信頼度が低い状況をあらわしている。
【００８５】
このように、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１によって測定された地磁気の信頼度の判定には、磁気センサ１１１自身の測定結果を利用している。したがって、従来技術のように、歩行体１００の現在位置ごとに判定テーブルを用意し保存しておく必要はない。また、上述のように現在位置を考慮した判定をおこなう必要もないため現在位置を特定するための機能部や、方位算出の前段の特定処理も必要としない。
【００８６】
また、一定時間蓄積した磁気センサ１１１による方位変化量とジャイロセンサ１１２による方位変化量を比較する手法を用いることによって、歩行体１００の足の踏み込み動作による体の向きの変化を測定結果から除去することができる。したがって、磁気センサ１１１による方位変化量とジャイロセンサ１１２による方位変化量との比較をより正確におこなうことが可能となった。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度に算出することができる。
【００８８】
また、本実施の形態で説明した移動方向算出装置１１０は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述した移動方向算出装置１１０の機能３２０〜３４０をＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与え、センサ部３１０に取り付けることによって移動方向算出装置１１０を製造することができる。
【００８９】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【００９１】
（付記２）前記選択手段は、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択することを特徴とする付記１に記載の移動方向算出装置。
【００９２】
（付記３）前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段を備え、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする付記１または２に記載の移動方向算出装置。
【００９３】
（付記４）前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まった場合に、前記磁気センサによる測定結果を選択することを特徴とする付記３に記載の移動方向算出装置。
【００９４】
（付記５）歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【００９５】
（付記６）前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まらなかった場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔について算出された移動方向を前記歩行体の移動方向とすることを特徴とする付記５に記載の移動方向算出装置。
【００９６】
（付記７）前記方向算出手段は、前記選択手段によってジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔の間について算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
【００９７】
（付記８）歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【００９８】
（付記９）前記コンピュータを、
さらに、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段として機能させ、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする付記８に記載の移動方向算出プログラム。
【００９９】
（付記１０）歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】移動方向算出処理の概要を示す説明図である。
【図２】移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】センサ部の情報取得手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例１の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】歩行体の傾き算出のための検出値を示す説明図である。
【図７−１】実施例２の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７−２】実施例２の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。
【図８−１】実施例３の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８−２】実施例３の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。
【図９】各センサの方位出力例を示す図表である。
【図１０】地磁気信頼度の出力例を示す図表である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００ 歩行体
１１０ 移動方向算出装置
１１１ 磁気センサ
１１２ ジャイロセンサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歩行体に装着して歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧＰＳ信号などの外部からの測定信号を使用することなく自律的に歩行体自身の体の向きを検出する技術は多数提供されている。これらの技術を用いることによって、歩行体がいずれの方向に移動（歩行）しているかを算出することができる。移動体の移動方向を算出するには、磁気センサやジャイロセンサを歩行体に装着し、これらのセンサから得られる測定結果を利用して移動方向を求めればよい。このとき、移動方向の方位検出のためのセンサの判断基準としては、地磁気センサベクトルの向きを用いるものや、一定時間蓄積した地磁気の方位変化量とジャイロの方位変化量とを比較するという手法があった。
【０００３】
具体的には、歩行体の移動方向の検出技術として、地磁気を測定する磁気センサもしくはジャイロセンサといった小型軽量の方向検出手段を単独で用いる手法が開示されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、地磁気ベクトルと水平面との成す角と、現在地の地磁気の伏角のデータベースの値とを比較し、誤差が一定範囲内の場合、磁気センサにより検出した磁気ベクトルを地磁気ベクトルとして方位を算出する手法も開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。このように、従来の自律型の移動方向算出処理は、歩行体の移動方向を算出する際に、磁気センサで検出した地磁気情報と、ジャイロセンサで検出したジャイロ情報とを用いるのが一般的である。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５３２７７３号明細書
【特許文献２】特許第３８３７５３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の場合、地磁気情報がどの程度確かなものであるかを判断するには、磁気センサを使用する場所ごとに信頼度を判定する基準を定めた判定テーブルを持つ必要がある。そして、測定の際には、磁気センサを使用する場所をＧＰＳ信号から得た位置情報や、利用者が手動で選択した位置情報に対応した判定テーブルを読み出して利用する必要があった。したがって、利用者（たとえば、移動方向算出機能をもった装置を装着した歩行体）が現在位置を特定するための処理が必須となり、移動方向算出処理をおこなう前段に現在位置選択のための処理時間が必要となってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２のように、一定時間蓄積した地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量を比較する方法では、使用者の歩行の足の踏み込み動作による体の向きの変化が方位変化量に含まれてしまう。したがって、地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量との比較が難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、磁気センサは、鉄筋コンクリートの建築物の内部や分電盤、エレベータ付近など他の場所と比べて地磁気の乱れた場所で測定をおこなった場合、これら外部の要因が測定結果に影響し、移動方位の算出誤差が大きくなってしまう。したがって、磁気センサによって測定された磁気量や、この磁気量の変化から地磁気の信頼度を判定したとしても、角速度センサの測定結果を用いて移動方向として信頼度の高い方位を算出することは困難であるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度に算出することのできる移動方向算出装置および移動方向算出プログラム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムは、歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムであって、前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備え、前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出し、前記検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出し、前記算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択し、前記選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する処理を含むことを要件とする。
【００１０】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、歩行体が歩く一歩の歩行間隔ごとにジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量の差分から磁気センサの測定結果がどの程度正確であるかを判定し、磁気センサの測定結果が所定以上の正確性を備えている場合にのみ磁気センサの測定結果を用いて移動方向を算出する。したがって、測定結果のなかからより信頼度の高い測定結果を選択するため、高精度に歩行体の移動方向を算出することができる。
【００１１】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択してもよい。
【００１２】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、ジャイロセンサと磁気センサとのそれぞれの測定結果から求めた方位の変化量が小さければ、磁気センサの測定結果が正確であると判断し、移動方向算出に利用することができる。
【００１３】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出し、算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択して移動方向を算出してもよい。
【００１４】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、磁気センサの信頼度が低い場合には、方位の変化量を比較することなく、ジャイロセンサの測定結果を利用して移動方向を算出することができる。
【００１５】
また、移動方向算出装置および移動方向算出プログラムは、歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置および移動方向算出プログラムであって、前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、を備え、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出し、前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出し、前記算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択し、前記選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する処理を含むことを要件とする。
【００１６】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、磁気センサの信頼度と、ジャイロセンサの測定結果の変化量からジャイロセンサと磁気センサとのいずれの測定結果を用いるかを判断することができる。
【００１７】
また、上記の移動方向算出装置および移動方向算出プログラムでは、前記ジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前回の歩行間隔の間に算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出してもよい。
【００１８】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、ジャイロセンサの測定結果を用いる場合に、前回の歩行間隔における算出結果を参照することにより、より正確に移動方向を算出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムによれば、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度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】
以下に添付図面を参照して、この移動方向算出装置および移動方向算出プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（移動方向算出処理の概要）
まず、本実施の形態にかかる移動方向算出処理の概要について説明する。図１は、移動方向算出処理の概要を示す説明図である。図１のように歩行体１００には、小型の移動方向算出装置１１０を装着している。この移動方向算出装置１１０には、歩行体１００の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサ１１１と、歩行体１００が歩行する際の旋回の角速度を測定するジャイロセンサ１１２とが搭載されている。
【００２２】
移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれか一方のセンサ出力（測定結果）を採用して歩行体１００の移動方向を算出する。このとき、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのいずれのセンサ出力を採用するかは、各センサのセンサ出力の変化量を参照して判断する。
【００２３】
以下、移動方向算出装置１１０の具体的な構成と、センサ出力の変化量からどのように磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とのセンサ出力の採用判断をおこなうかについて説明する。
【００２４】
（移動方向算出装置のハードウェア構成）
つぎに、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１にあらわしたように移動方向算出装置１１０は、たばこ箱サイズの小型装置である。また、移動方向算出装置１１０は、たとえば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの既存の端末に以下で説明するハードウェア構成を追加したものでもよいし、専用の筐体からなる装置であってもよい。
【００２５】
さらに移動方向算出装置１１０の内部は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０４と、ＨＤ（ハードディスク）２０５と、メモリドライブ２０６と、着脱可能な記録媒体としてのリムーバブルメモリ２０７と、ディスプレイ２０８と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０９と、各種センサ２１０と、ネットワークＩ／Ｆ２１１を備えている。また、各構成部はバス２２０によってそれぞれ接続されている。
【００２６】
ここで、ＣＰＵ２０１は、移動方向算出装置１１０の全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ２０４は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってＨＤ２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ２０５は、ＨＤＤ２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００２７】
メモリドライブ２０６は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってリムーバブルメモリ２０７に対するデータのリード／ライトを制御する。リムーバブルメモリ２０７は、メモリドライブ２０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、リムーバブルメモリ２０７に記憶されたデータをＣＰＵ２０１の制御に応じてメモリドライブ２０６に読み取らせたりする。
【００２８】
ディスプレイ２０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像によって移動方向算出結果に関するデータを表示する。このディスプレイ２０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００２９】
入力Ｉ／Ｆ２０９は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。また、入力Ｉ／Ｆ２０９の入力手段は、タッチパネルやトラックボールなどのポインティングデバイスであってもよい。
【００３０】
各種センサ２１０は、移動方向を算出するための情報を測定するための異なる機能のセンサから構成されている。具体的には、歩行体１００の歩行間隔を検出するための加速度センサと、歩行体１００の移動方向を算出するための磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２とが搭載されている。
【００３１】
ネットワークＩ／Ｆ２１１は、有線無線を問わずに通信回線２１２を通じてインターネットなどのネットワーク２３０に接続し、このネットワーク２３０を介して移動方向算出装置１１０を他の装置に接続させる。そして、ネットワークＩ／Ｆ２１１は、ネットワーク２３０と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。ネットワークＩ／Ｆ２１１には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００３２】
（移動方向算出装置の機能的構成）
つぎに、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０の機能的構成について説明する。図３は、移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。図３のように、移動方向算出装置１１０は、センサ部３１０と、演算処理部３２０と、記憶部３３０と、表示部３４０と、通信部３５０とから構成されている。
【００３３】
センサ部３１０は、加速度センサ３１１と、磁気センサ１１１と、ジャイロセンサ１１２との３種類のセンサを備えている。これらのセンサから歩行体１００の移動に伴う動作内容を測定する。このセンサ部３１０は、たとえば、図２にて説明した各種センサ２１０によって実現される。
【００３４】
演算処理部３２０は、センサ部３１０から取得した測定結果から歩行体１００の向きの方位を演算処理によって求める処理部である。この演算処理部３２０は、たとえば、図２にて説明したＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３によって実現される。
【００３５】
記憶部３３０は、ＣＰＵ２０１の制御に応じて所定の情報を保存する記憶領域である。この記憶部３３０に保存されている情報としては、入力情報３３１、出力情報３３２、演算処理に必要な設定パラメータ３３３、判定テーブル３３４、演算処理に用いる演算アルゴリズム３３５がある。この記憶部３３０は、たとえば、図２にて説明したＨＤＤ２０４、ＨＤ２０５、メモリドライブ２０６およびリムーバブルメモリ２０７によって実現される。
【００３６】
表示部３４０および通信部３５０は、演算処理部３２０によって演算された歩行体１００の移動方向算出結果の出力手段として機能する。表示部３４０では、液晶ディスプレイなどの表示デバイスによって移動方向算出結果を歩行体１００自身に移動方向を報知することができる。また、通信部３５０は、移動方向算出結果を他の装置や所定のアドレスに送信することができるため、他者に対して歩行体１００の移動方向を報知することができる。
【００３７】
なお、通信部３５０は、移動方向算出結果の他に、外部の装置との通信によって、演算処理部３２０における演算に必要な設定パラメータ３３３、判定テーブル３３４および演算アルゴリズム３３５を外部から取得することができる。この表示部３４０は、たとえば、図２のディスプレイ２０８によって実現される。また、通信部３５０は、たとえば、図２のネットワークＩ／Ｆ２１１によって実現される。
【００３８】
（移動方向算出処理の手順）
つぎに、上述した移動方向算出装置１１０による移動方向算出処理について説明する。本実施の形態では、大きく分けて３種類の処理によって移動方向を算出する。１つめは最も基本的な処理であり、歩行体１００に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置１１０であって、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２との測定結果から求めた方位の変化量を比較して磁気センサ１１１の正確さに応じて移動方向算出に用いる測定結果を選択する処理である。
【００３９】
具体的には、演算処理部３２０に、加速度センサ３１１の測定結果から歩行体１００の歩行間隔を検出する検出手段と、検出手段によって検出された歩行間隔の間の（歩行間隔の中の）ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量と、磁気センサ１１１の測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段によって算出された差分に応じて、ジャイロセンサ１１２の測定結果と磁気センサ１１１の測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段とを備え、この選択手段によって選択された測定結果を用いて、検出した歩行間隔の歩行体１００の移動方向を算出する。
【００４０】
２つめの処理は、上述した１つめの処理の差分算出の前段に磁気センサ１１１の信頼度を測定して測定結果の選択に利用する処理である。具体的には、演算処理部３２０に、磁気センサ１１１の測定結果の変動幅に応じて磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段をあらたに備える。そして、選択手段は、信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、ジャイロセンサ１１２の測定結果を選択して、歩行体１００の移動方向を算出する。
【００４１】
３つめの処理は、上述した２つめの処理に用いた信頼度を測定結果の選択に利用する処理である。具体的には、演算処理部３２０に磁気センサ１１１の測定結果の変動幅に応じて磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、加速度センサ３１１の測定結果から歩行体１００の歩行間隔を検出する検出手段と、信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合、磁気センサ１１１の測定結果を選択し、しきい値未満の場合、ジャイロセンサ１１２の測定結果を選択する選択手段と、選択手段によって選択された測定結果を用いて歩行間隔における歩行体１００の移動方向を算出する方向算出手段と、を備える処理である。
【００４２】
このように、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０では、上記の３つの処理のいずれかを採用して、それぞれ歩行体１００の移動方向を算出する。これら３つの処理のより具体的な処理の内容を実施例１〜３として、以下に説明する。
【００４３】
（センサ部の情報取得手順）
まず、実施例１〜３の処理に共通する処理から説明する。実施例１〜３のいずれの場合も、センサ部３１０（図３参照）から測定結果を取得しなければならない。ここでは、測定結果の取得手順について説明する。
【００４４】
図４は、センサ部の情報取得手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおいて、移動方向算出装置１１０は、まず、加速度センサ３１１の測定値を取得する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１の処理では、加速度センサ３１１から取得された測定結果（加速度情報）は、さらに、演算処理部３２０により記憶部３３０の設定パラメータ３３３のオフセット値およびゲイン値を参照してアナログ情報からデジタル情報に変換され、入力情報３３１として保存される。
【００４５】
また、移動方向算出装置１１０は、ステップＳ４０１と同様に、磁気センサ１１１の測定値を取得する（ステップＳ４０２）。このステップＳ４０２の処理では、磁気センサ１１１から取得した測定値（磁気情報）は、さらに、演算処理部３２０によりアナログ情報からデジタル情報に変換し（ステップＳ４０１の処理と同様）、入力情報３３１として保存される。
【００４６】
さらに、移動方向算出装置１１０は、ステップＳ４０１，４０２と同様に、ジャイロセンサ１１２の測定値を取得する（ステップＳ４０３）。このステップＳ４０３の処理では、ジャイロセンサ１１２から取得した測定値（ジャイロ情報）は、さらに、演算処理部３２０によりアナログ情報からデジタル情報に変換し（ステップＳ４０１の処理と同様）、入力情報３３１として保存される。これらの処理は終了指示を受け付けるまで繰り返しおこなわれ（ステップＳ４０４：Ｎｏのループ）、終了指示を受け付けると（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００４７】
以上説明したように、実施例１〜３のいずれの場合であっても、共通して図４のフローチャートのような手順によって測定値を取得して入力情報３３１を蓄積していく。なお、図４のフローチャートのステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理順序は問わず、並列におこなってもよい。
【００４８】
＜実施例１＞
つぎに、具体的な処理内容について実施例１〜３をそれぞれに分けて説明する。まず、実施例１について説明する。実施例１は、上述したように、磁気センサ１１１とジャイロセンサ１１２の測定結果の変化量の比較結果からいずれの測定結果を移動方向算出に利用するかを判断する。
【００４９】
図５は、実施例１の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、一定時間待機したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ここで、一定時間待機状態になるまで待ち（ステップＳ５０１：Ｎｏのループ）、一定時間待機した後（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、記憶部３３０に蓄積された加速度情報から歩行体１００の傾きを検出する（ステップＳ５０２）。
【００５０】
つぎに、記憶部３３０に蓄積された磁気情報と、ステップＳ５０２によって検出した歩行体の傾きから地磁気ベクトルの水平面の向きを算出する（ステップＳ５０３）とともに、同じく記憶部３３０に蓄積されたジャイロ情報とステップＳ５０２によって検出した歩行体の傾きから水平面のジャイロの回転量を算出する（ステップＳ５０４）。
【００５１】
ここで歩行体１００の傾きの検出と、地磁気ベクトルの算出について説明する。図６は、歩行体の傾き算出のための検出値を示す説明図である。図６のように、歩行体１００の傾きを検出するには、センサ軸（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で検出された加速度情報を（ＡＸ１，ＡＹ１，ＡＺ１）とすると、地球軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との傾きの算出式は下記のようになる。
【００５２】
前後方向の傾きα：ａｓｉｎ（ＡＸ１）
左右方向の傾きβ：ａｔａｎ（ＡＹ１／ＡＺ１）
【００５３】
以上の傾きから、さらに地磁気ベクトルは、センサ軸（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）で検出された、地磁気情報を（ＭＸ１，ＭＹ１，ＭＺ１）とすると、地球軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）での地磁気情報（ＭＸ，ＭＹ，ＭＺ）は、下記のような変換式によって求めることができる。
【００５４】
ＭＸ＝ＭＸ１×ｃｏｓ（α）＋ＭＹ１×ｓｉｎ（α）×ｓｉｎ（β）＋ＭＺ１×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（β）
ＭＹ＝ＭＹ１×ｃｏｓ（β）−ＭＺ１×ｓｉｎ（β）
ＭＺ＝−ＭＸ１×ｓｉｎ（α）＋ＭＹ１×ｃｏｓ（α）×ｓｉｎ（β）＋ＭＺ１×ｃｏｓ（α）×ｃｏｓ（β）
【００５５】
このようにして、さらに水平面の向きは、下記の算出式によって求めることができる。これらの算出式はいずれも公知の技術であり算出方法を限定するものではない。また、他の算出式を適用してもよい。
【００５６】
水平面の向き＝ａｔａｎ（ＭＹ／ＭＸ）
【００５７】
図５のフローチャートに戻ると、続いて、ステップＳ５０４によって算出したジャイロの回転量からジャイロ回転量加算情報を算出する（ステップＳ５０５）。このステップＳ５０５の処理において、ジャイロ回転量加算情報の初期値は０とし、このジャイロ回転量加算情報に水平面のジャイロ回転量を加算する。
【００５８】
つぎに、歩行体１００が歩行中か否かを判断する（ステップＳ５０６）。このステップＳ５０６では、入力情報３３１に記憶蓄積された加速度情報を用いて、歩行を検出する。具体的には、一定時間蓄積された加速度情報から、現在の加速度情報が１周期の最大値であるかを判定し、加速度が最大のときは、歩行中であると判断する。なお、ここで歩行中と判断されなかった場合は（ステップＳ５０６：Ｎｏ）は、ステップＳ５１６の処理に移行する。
【００５９】
ステップＳ５０６において、歩行中であると判断されると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、磁気センサ１１１の測定結果を用いた算出をおこなう。まず、磁気センサ１１１の検出値である地磁気ベクトルの変化量を算出する（ステップＳ５０７）このステップＳ５０７では、地磁気ベクトルの水平面の向きを最大値のときの値として、記憶部３３０の出力情報３３２に保存する。そして、前回の歩行検出時の最大値のときの地磁気ベクトルの水平面の向きと、今回の歩行検出時の最大値のときの地磁気ベクトルの水平面の向きの差を、地磁気変化量とする。
【００６０】
つぎに、地磁気ベクトルによる方位変化量を算出する（ステップＳ５０８）。このステップＳ５０８では、今回の歩行検出時の地磁気変化量と、前回の歩行検出時の最大値のときの地磁気変化量の平均を地磁気方位変化量とする。
【００６１】
つぎに、ジャイロセンサ１１２の測定結果を用いた算出をおこなう。まず、ジャイロセンサ１１２の算出値の変化量を算出する（ステップＳ５０９）。このステップＳ５０９では、ジャイロセンサ１１２の回転量を加算した加算情報をジャイロ変化量とする。このとき、初めて算出処理を行う場合には、ジャイロセンサ１１２の回転量の加算情報を初期化しておく。
【００６２】
つぎに、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量を算出する（ステップＳ５１０）。このステップＳ５１０では、今回の歩行検出時のジャイロセンサ１１２による方位変化量と、前回の歩行検出時の最大値のときのジャイロセンサ１１２による方位変化量の平均を計算し、ジャイロ方位変化量とする。
【００６３】
以上の算出処理が終了すると、磁気センサ１１１の測定結果から求めた方位変化量と、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量との差を算出する（ステップＳ５１１）。そして、ステップＳ５１１によって算出した変化量の差があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ５１２）。しきい値としては、たとえば、「５度／秒以内か否か」といった設定をおこなう。
【００６４】
このステップＳ５１２において、変化量の差があらかじめ設定したしきい値内である場合（ステップＳ５１２：Ｙｅｓ）、磁気センサ１１１の測定結果は正確であると判断され、地磁気ベクトルを利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ５１３）。すなわち、地磁気ベクトルの水平面の向きから、歩行体１００の向きを算出し、移動方向とする。
【００６５】
一方、ステップＳ５１２において、変化量の差があらかじめ設定したしきい値に収まらない場合（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、磁気センサ１１１の測定結果は正確ではないと判断され、ジャイロセンサ１１２の測定結果を利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ５１４）。すなわち、前回の歩行検出時に算出した方位にジャイロ方位変化量を加算して、歩行体１００の体の向きを算出し、移動方向とする。
【００６６】
ステップＳ５１３、もしくは、ステップＳ５１４によって移動方向が算出されると、この算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ５１５）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ５１６）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ５０１〜ステップＳ５１５の処理を繰り返す（ステップＳ５１６：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ５１６：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００６７】
以上説明したように、実施例１では、加速度センサ３１１によって歩行体１００の上下運動を検出し、１歩のタイミングを算出する。したがって、磁気センサ１１１およびジャイロセンサ１１２は、１歩ごとの地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量を算出し蓄積することができる。このように、歩行の際の足の踏み込み動作による体の向きを除去するため、前回の１歩のタイミングで蓄積された地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量と、今回の１歩のタイミングで蓄積された地磁気方位変化量とジャイロ方位変化量の平均値を算出し蓄積するため、より正確に移動方向を算出することができる。
【００６８】
また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲内である場合、地磁気が安定していると判定され、地磁気を用いた方位検出によって移動方向を算出する。また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断され、磁気センサ１１１の測定結果は使用せず、最後に算出された方位に、ジャイロセンサ１１２で検出された回転量を加算して、移動方向を算出する。
【００６９】
＜実施例２＞
つぎに、実施例２について説明する。実施例２では、あらたに磁気センサ１１１の測定結果の信頼度を求め、どちらの測定結果を利用するかを判断する。なお、ここでは、実施例１の処理と重複する箇所の説明を省略し、実施例２独自の処理について説明する。
【００７０】
図７−１は、実施例２の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図７−１のフローチャートにおいて、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１１までは、実施例１と同様の処理をおこなう。ステップＳ７１１の処理が終了すると、つぎに、地磁気信頼度を算出する（ステップＳ７１２）。このステップＳ７１２では、今回の歩行検出時の地磁気ベクトルと前回の歩行検出時の地磁気ベクトルの差を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸（図６参照）で計算した値を地磁気信頼度とする。
【００７１】
そして、ステップＳ７１１によって求めた方位変化量の差が所定のしきい値内か否かを判断するとともに（ステップＳ７１３）、ステップＳ７１２によって算出された地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ７１４）。図７−２は、実施例２の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。一例として図７−２のような設定によってしきい値判断をおこなってもよい。
【００７２】
方位変化量の差がしきい値に収まらない（ステップＳ７１３：Ｎｏ）、または、地磁気信頼度がしきい値に収まらない（ステップＳ７１４：Ｎｏ）場合は、磁気センサ１１１の測定結果は正確ではないと判断され、ジャイロセンサ１１２の測定結果を利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ７１６）。すなわち、前回の歩行検出時に算出した方位にジャイロ方位変化量を加算して、歩行体１００の体の向きを算出し、移動方向とする。
【００７３】
一方、方位変化量の差がしきい値内（ステップＳ７１３：Ｙｅｓ）、かつ、地磁気信頼度がしきい値内（ステップＳ７１４：Ｙｅｓ）である場合は、磁気センサ１１１の測定結果は正確であると判断され、地磁気ベクトルを利用して歩行体１００の方位を算出する（ステップＳ７１５）。すなわち、地磁気ベクトルの水平面の向きから、歩行体１００の向きを算出し、移動方向とする。
【００７４】
ステップＳ７１５およびステップＳ７１６による判断が終了すると、実施例１と同様に算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ７１７）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ７１８）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ７０１〜ステップＳ７１７の処理を繰り返す（ステップＳ７１８：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ７１８：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００７５】
このように、実施例２では、実施例１の処理に加えて、地磁気ベクトルの大きさの時間変化から算出した地磁気信頼度を磁気センサ１１１が正確か否かの判断に利用する。そして地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲内であり、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲内であった場合は、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する。
【００７６】
また、地磁気方位変化量平均値とジャイロ方位変化量平均値の差がしきい値の範囲外であり、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、磁気センサ１１１の測定結果は使用せず、最後に算出された移動方向に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して、移動方向を算出する。
【００７７】
＜実施例３＞
最後に、実施例３について説明する。実施例３では、信頼度算出結果から測定結果の選択に利用する。ここでも、実施例１、２と重複する処理については説明を省略する。
【００７８】
図８−１は、実施例３の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。図８−１のフローチャートにおいて、ステップＳ８０１〜ステップＳ８０８の処理は、実施例１または実施例２と同様におこなわれる。しかしながら、実施例３の場合、実施例１、２における地磁気変化量算出（ステップＳ５０７、７０７）と、地磁気方位変化量算出（ステップＳ５０８、７０８）と、方位変化量の差算出（ステップＳ５１１、７１１）が省略されている。そして、実施例２同様に、地磁気信頼度が算出される（ステップＳ８０９）。
【００７９】
そして、ステップ８０９によって地磁気信頼度が算出されると、この地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内か否かを判断する（ステップＳ８１０）。ここで、地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値内である場合（ステップＳ８１０：Ｙｅｓ）、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する（ステップＳ８１１）。
【００８０】
一方、地磁気信頼度があらかじめ設定したしきい値に収まらない場合（ステップＳ８１０：Ｎｏ）、さらに、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位の変化量がしきい値以下か否かを判断する（ステップＳ８１２）。ここで、方位の変化量がしきい値以下であった場合（ステップＳ８１２：Ｙｅｓ）、ジャイロセンサ１１２の測定結果が正確ではないと判断し、今回は移動方向を算出せずに、最後に算出された移動方向をそのまま出力する（ステップＳ８１３）。
【００８１】
一方、方位の変化量がしきい値よりも上であった場合（ステップＳ８１２：Ｎｏ）、ジャイロセンサ１１２の測定結果を使用するため、最後に算出された移動方向に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して、移動方向を算出する（ステップＳ８１４）。図８−２は、実施例３の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。一例として図８−２のような設定によってしきい値判断をおこなってもよい。
【００８２】
ステップＳ８１１、ステップＳ８１３およびステップＳ８１４による判断が終了すると、実施例１、２と同様に算出情報を通信部３５０（図３参照）によって所定の宛先に送信する（ステップＳ８１５）。そして、ＣＰＵ２０１からの終了指示を受け付けたか否かを判断し（ステップＳ８１６）、終了指示を受け付けるまで上述したステップＳ８０１〜ステップＳ８１５の処理を繰り返す（ステップＳ８１６：Ｎｏのループ）。そして、終了指示を受け付けると（ステップＳ８１６：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００８３】
このように、実施例３では、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値と、地磁気信頼度を用いて、移動方向を算出する。ここで、地磁気信頼度がしきい値の範囲内であった場合は、地磁気が安定していると判断し、磁気センサ１１１の測定結果を用いて移動方向を算出する。そして、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値がしきい値より小さく、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、いずれのセンサも利用せず、最後に算出された移動方向をそのまま出力する。また、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた方位変化量の平均値がしきい値より大きく、かつ、地磁気信頼度がしきい値の範囲外であった場合は、地磁気が安定していないと判断し、最後に算出された移動方位に、ジャイロセンサ１１２の測定結果から求めた回転量を加算して移動方向を算出する。
【００８４】
（出力例）
つぎに、上述した移動方向算出によって算出された移動方向の出力例について説明する。図９は、各センサの方位出力例を示す図表である。また、図１０は、地磁気信頼度の出力例を示す図表である。図９のように、歩行体１００が直進している場合には、方位の変化量の少ない出力となる（９１０）。一方、歩行体１００が方向転換した場合には、方位変量の大きい出力となる（９２０）。さらに、図１０のように、地磁気信頼度の出力を参照すると地磁気信頼度の出力差が大きい箇所（１０１０）は、地磁気信頼度が低い状況をあらわしている。
【００８５】
このように、本実施の形態にかかる移動方向算出装置１１０は、磁気センサ１１１によって測定された地磁気の信頼度の判定には、磁気センサ１１１自身の測定結果を利用している。したがって、従来技術のように、歩行体１００の現在位置ごとに判定テーブルを用意し保存しておく必要はない。また、上述のように現在位置を考慮した判定をおこなう必要もないため現在位置を特定するための機能部や、方位算出の前段の特定処理も必要としない。
【００８６】
また、一定時間蓄積した磁気センサ１１１による方位変化量とジャイロセンサ１１２による方位変化量を比較する手法を用いることによって、歩行体１００の足の踏み込み動作による体の向きの変化を測定結果から除去することができる。したがって、磁気センサ１１１による方位変化量とジャイロセンサ１１２による方位変化量との比較をより正確におこなうことが可能となった。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、歩行体の移動方向を、位置情報を用いることなく、より高精度に算出することができる。
【００８８】
また、本実施の形態で説明した移動方向算出装置１１０は、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）によっても実現することができる。具体的には、たとえば、上述した移動方向算出装置１１０の機能３２０〜３４０をＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与え、センサ部３１０に取り付けることによって移動方向算出装置１１０を製造することができる。
【００８９】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【００９１】
（付記２）前記選択手段は、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択することを特徴とする付記１に記載の移動方向算出装置。
【００９２】
（付記３）前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段を備え、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする付記１または２に記載の移動方向算出装置。
【００９３】
（付記４）前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まった場合に、前記磁気センサによる測定結果を選択することを特徴とする付記３に記載の移動方向算出装置。
【００９４】
（付記５）歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【００９５】
（付記６）前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まらなかった場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔について算出された移動方向を前記歩行体の移動方向とすることを特徴とする付記５に記載の移動方向算出装置。
【００９６】
（付記７）前記方向算出手段は、前記選択手段によってジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔の間について算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
【００９７】
（付記８）歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【００９８】
（付記９）前記コンピュータを、
さらに、前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段として機能させ、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする付記８に記載の移動方向算出プログラム。
【００９９】
（付記１０）歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】移動方向算出処理の概要を示す説明図である。
【図２】移動方向算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】移動方向算出装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】センサ部の情報取得手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例１の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】歩行体の傾き算出のための検出値を示す説明図である。
【図７−１】実施例２の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７−２】実施例２の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。
【図８−１】実施例３の移動方向算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８−２】実施例３の移動方向算出処理におけるしきい値例を示す図表である。
【図９】各センサの方位出力例を示す図表である。
【図１０】地磁気信頼度の出力例を示す図表である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００ 歩行体
１１０ 移動方向算出装置
１１１ 磁気センサ
１１２ ジャイロセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択することを特徴とする請求項１に記載の移動方向算出装置。
【請求項３】
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段を備え、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の移動方向算出装置。
【請求項４】
歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まらなかった場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔について算出された移動方向を前記歩行体の移動方向とすることを特徴とする請求項４に記載の移動方向算出装置。
【請求項６】
前記方向算出手段は、前記選択手段によってジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔の間について算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
【請求項７】
歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【請求項８】
歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【請求項１】
歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まる場合に、前記磁気センサの測定結果を選択することを特徴とする請求項１に記載の移動方向算出装置。
【請求項３】
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段を備え、
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満の場合、前記ジャイロセンサの測定結果を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の移動方向算出装置。
【請求項４】
歩行体に装着して当該歩行体の移動方向を算出する移動方向算出装置であって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、
前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、
前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサと、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段と、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段と、
を備えることを特徴とする移動方向算出装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値未満であり、かつ、前記差分算出手段によって算出された差分が所定の範囲内に収まらなかった場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔について算出された移動方向を前記歩行体の移動方向とすることを特徴とする請求項４に記載の移動方向算出装置。
【請求項６】
前記方向算出手段は、前記選択手段によってジャイロセンサの測定結果が選択された場合に、前記検出手段によって検出された前回の歩行間隔の間について算出された移動方向に前記ジャイロセンサの測定結果を加算して、前記歩行体の移動方向を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の移動方向算出装置。
【請求項７】
歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された歩行間隔の間の前記ジャイロセンサの測定結果から求めた方位の変化量と、前記磁気センサの測定結果から求めた方位の変化量との差分を算出する差分算出手段、
前記差分算出手段によって算出された差分に応じて、前記ジャイロセンサの測定結果と前記磁気センサの測定結果とのいずれか一方の測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【請求項８】
歩行体の移動方向を算出させる移動方向算出プログラムであって、
前記歩行体の移動に伴う加速度を測定する加速度センサと、前記歩行体の旋回に伴う角速度を測定するジャイロセンサと、前記歩行体の位置に応じた地磁気を測定する磁気センサとを備えたコンピュータを、
前記磁気センサの測定結果の変動幅に応じて前記磁気センサの測定結果の信頼度を算出する信頼度算出手段、
前記加速度センサの測定結果から前記歩行体の歩行間隔を検出する検出手段、
前記信頼度算出手段によって算出された信頼度がしきい値以上の場合前記磁気センサの測定結果を選択し、前記しきい値未満の場合前記ジャイロセンサの測定結果を選択する選択手段、
前記選択手段によって選択された測定結果を用いて前記歩行間隔における前記歩行体の移動方向を算出する方向算出手段、
として機能させることを特徴とする移動方向算出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１８６３７６（Ｐ２００９−１８６３７６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８０２３（Ｐ２００８−２８０２３）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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