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公開番号2025004478
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-15
出願番号2023104193
出願日2023-06-26
発明の名称位置推定装置および位置推定方法
出願人国立大学法人千葉大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01C 21/28 20060101AFI20250107BHJP(測定;試験)
要約【課題】位置推定精度が高い位置推定装置および位置推定方法を提供する。
【解決手段】歩数を推定する歩数推定部と、歩幅を推定する歩幅推定部と、進行方向を推定する進行方向推定部と、を備える位置推定装置10であって、歩数推定部は、所定の周期における少なくとも縦方向の1軸方向の加速度に基づく第1振幅より歩数を検出可能な第1振幅検出手段と、所定の周期における横方向の1軸または2軸方向の加速度に基づく第2振幅より歩数を検出可能な第2振幅検出手段と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
歩数を推定する歩数推定部と、歩幅を推定する歩幅推定部と、進行方向を推定する進行方向推定部と、を備える位置推定装置であって、
前記歩数推定部は、所定の周期における少なくとも縦方向の１軸方向の加速度に基づく第１振幅より歩数を検出可能な第１振幅検出手段と、前記所定の周期における横方向の１軸または２軸方向の加速度に基づく第２振幅より歩数を検出可能な第２振幅検出手段と、を有する位置推定装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記歩数推定部は、前記第１振幅検出手段または前記第２振幅検出手段により歩数が検出されると、他の振幅検出手段は用いない請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項３】
前記歩数推定部は、前記第２振幅検出手段に先立って前記第１振幅検出手段による検出を行う請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項４】
前記位置推定装置は、加速度、角速度、地磁気に基づいて姿勢を推定する姿勢推定部をさらに備える請求項１ないし３のいずれかに記載の位置推定装置。
【請求項５】
前記歩数推定部は、ロール軸の傾きに応じて歩行状態を判別する請求項４に記載の位置推定装置。
【請求項６】
前記歩数推定部は、特定の周期における縦方向の１軸方向の加速度に基づく第３振幅より歩数を検出可能な第３振幅検出手段をさらに有し、
前記判別された歩行状態がながら歩行状態であれば前記第１振幅検出手段と前記第２振幅検出手段を併用し、前記姿勢推定部によって判別された歩行状態が手振り歩行状態であれば前記第３振幅検出手段を用いる請求項５に記載の位置推定装置。
【請求項７】
前記歩幅推定部は、横方向の２軸方向の加速度と、縦方向の１軸方向の加速度によって歩幅を推定する請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項８】
歩数を推定する歩数推定処理と、歩幅を推定する歩幅推定処理と、進行方向を推定する進行方向推定処理と、を備える位置推定方法であって、
前記歩数推定処理は、所定の周期における少なくとも縦方向の１軸方向の加速度に基づく第１振幅より歩数を検出可能な第１振幅検出ステップと、前記所定の周期における横方向の１軸または２軸方向の加速度に基づく第２振幅より歩数を検出可能な第２振幅検出ステップと、を有する位置推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者の位置推定装置および位置推定方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレットなどのモバイル端末の普及により、ユーザの位置情報を推定する位置推定装置および位置推定方法への需要が増加している。このような位置推定の手法は、スターレコニングと、デッドレコニングに大別される。
【０００３】
スターレコニングの手法の一例として知られるＧＰＳ（Global Positioning System）は、複数の人工衛星から電波を受信することで正確な位置推定を行うことができる。その一方で、正確な位置推定を行うには屋外など遮蔽物が少ない場所であることが好ましく、地下や屋内施設では不向きである。
【０００４】
デッドレコニングの手法の一例として知られるＰＤＲ（Pedestrian Dead Reckoning，歩行者自律航法）は、モバイル端末に内蔵されたセンサから取得した加速度、地磁気などに基づいてある地点からの相対位置を推定することができる。そのため、屋内・屋外に関わらず位置推定を行うことができるという利点がある。
【０００５】
例えば、特許文献１の位置推定装置は、ＰＤＲを用いて位置推定を行うものであって、センサから取得した加速度、地磁気などに基づいて歩数推定、歩幅推定、進行方向推定を行う。そして、ある地点から移動した距離を歩数と歩幅の積として算出し、推定した進行方向を反映することで、移動後の位置推定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平９－８９５８４号公報（第４，５頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のような位置推定装置においては、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸について各方向の加速度を検出する加速度センサを用いて、位置推定装置を体の前に持ち画面を見ながら歩行するいわゆるながら歩行、体の横に持ち手振りで歩行するいわゆる手振り歩行などの歩行状態にかかわらず、歩数を推定することができる。
【０００８】
加速度センサを用いた歩数推定では、ｚ軸方向の加速度から得たピーク値とあらかじめ設定された閾値を比較して歩数を推定する方法、ｚ軸方向の加速度の増減が切り替わるタイミングの数に応じて歩数を推定する方法が一般的である。
【０００９】
しかしながら、前者の方法では歩幅が小さいなどによりピーク値が閾値を超えないと歩数としてカウントされない虞があり、後者の方法では着地時の振動などのノイズを歩数としてカウントする虞がある。特にＰＤＲによる位置推定では歩数の誤差が位置推定にて大幅なずれが発生する大きな要因となっている。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、位置推定精度が高い位置推定装置および位置推定方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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