测位装置及测位方法

专利名称：测位装置及测位方法
技术领域：
本发明涉及利用了卫星测位系统的测位装置及测位方法。
背景技术：
以往，存在兼用对绝对位置进行测位的功能和计算自主导航的位置的功能的测位装置，其中，该对绝对位置进行测位的功能利用了 GPS(Global Positioning System)等卫星测位系统，该计算自主导航的位置的功能利用了具有例如加速度传感器及方位传感器的运动传感器。通过兼用这些功能，能够降低从测位卫星接收电波的频度，从而削减消耗功率。作为自主导航功能用的运动传感器，例如利用加速度传感器、角速度传感器、大气压传感器以及磁性传感器。通过从这些传感器的输出图案提取特征，测位装置能够判断装戴了测位装置的用户的移动状态。例如，专利文献1 (日本特开2002-48589号公报)公开了以下技术利用加速度传感器的波形的差异或大气压传感器的上下方向速度的有无，判别移动体的移动手段。

发明内容
本发明的目的在于，提供能够提高包含借助车的移动的移动路径的轨迹的取得精度并且能够抑制消耗功率量的测位装置及测位方法。为了实现上述目的，本发明的测位装置的特征在于，包括位置测位单元，直接对自己的当前位置进行测位，取得测位位置数据；测量单元，测量方位及用户的运动；移动方法判别单元，基于所述测量单元测量出的用户的运动，判别用户的移动方法；方位确定单元，基于所述测量单元测量出的方位及用户的运动，确定用户的移动方位；移动速度计算单元，在所述移动方法判别单元判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态的期间，计算平均移动速度；以及位置计算单元，在所述移动方法判别单元判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态时，通过将以所述平均移动速度向所述方位确定单元确定的移动方位的移动距离累计到由所述位置测位单元求出的基准位置信息，求出移动位置。为了实现上述目的，本发明的测位方法具有直接对自己的当前位置进行测位并取得测位位置数据的位置测位单元和测量方位及用户的运动的测量单元，并求出移动路径， 该测位方法的特征在于，包括移动方法判别步骤，基于所述测量单元测量出的用户的运动，判别用户的移动方法；
方位确定步骤，基于所述测量单元测量出的方位及用户的运动，确定用户的移动方位；移动速度计算步骤，在所述移动方法判别步骤判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态的期间，计算平均移动速度；以及位置计算步骤，在所述移动方法判别步骤中判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态时，通过将以所述平均移动速度向在所述方位确定步骤中确定的移动方位的移动距离累计到由所述位置测位单元求出的基准位置信息，求出移动位置。


图1是表示本发明的实施方式的测位装置的框图。图2是测位处理的流程图之一。图3是测位处理的流程图之二。图4是测位处理的流程图之三。图5是测位处理的流程图之四。图6是表示借助车的移动路径的测定的具体例的图。
具体实施例方式以下，基于

本发明的实施方式。图1是表示测位装置的内部结构的框图。测位装置1是用户装戴并利用的便携式的测位装置。该测位装置1具有进行装置整体的集中控制及运算处理的CPUlO (移动速度计算单元、位置计算单元、移动数据存储控制单元、测位控制单元、移动路径决定单元、显示控制单元)；对CPU提供作业用存储空间的RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)11; 存储CPUlO执行的程序及初始数据的ROM (Read Only Memory 只读存储器)12 ；非易失性存储器13 ；接收由GPS卫星发送的电波的GPS接收天线14 ；作为解调接收电波并进行解读处理的位置测位单元的GPS接收处理部15 ；测量三轴方向的地磁的三轴地磁传感器16 ；测量三轴方向的加速度的三轴加速度传感器17 ；基于来自CPU10的输出控制信号进行输出显示的显示部18(显示单元)；对CPU10及三轴加速度传感器供应电力的电源19 ；将用户的输入操作转换成信号并输入至CPU10的操作键20 ；作为判别用户的移动方法的移动方法判别单元的状态判别处理部21 ；确定用户的移动方位的行进方位确定处理部22 (方位确定单元) 以及计算用户的移动量的自主导航控制处理部23等。RAMll具有位置方位时间信息存储部Ila(移动方位存储单元)。该位置方位时间信息存储部Ila暂时存储由GPS测定出的位置(GPS测位位置) 和时刻信息以及在借助车的移动中测定出的车的行进方位和开始向该行进方位行进的时刻的信息。ROMl2中包含CPU10读出并执行的程序12a。该程序12a例如是测位装置1的控制程序或测位处理程序。该程序12a也能够存储在非易失性存储器13中。或者，该程序1 可以是在⑶ROM、闪存器等可移动式记录介质中记录执行程序12a,并作为CPUlO通过读取装置能够执行的程序。另外，程序1 也能够适用将载波(搬送波)作为介质，经由通信线路被下载到测位装置1中的方式。非易失性存储器 13 例如是 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory :电可擦可编程只读存储器)。能够使该非易失性存储器13存储计算出的路径数据。另外，使该非易失性存储器13存储地图数据，并利用于显示部18的显示。GPS接收处理部15对经由GPS接收天线14接收到的、来自多个GPS卫星的电波进行解调。并且，该GPS接收处理部15基于解调后的来自多个GPS卫星的信号求出当前位置，并按照规定的格式将结果输出至CPU10。该GPS接收处理部15基于来自CPUlO的指令间歇性地工作。三轴地磁传感器16例如是能够利用磁性阻抗元件测量三轴方向的磁场的传感
ο通过该三轴地磁传感器测定地磁并输出至CPU10。三轴加速度传感器17是能够测量三轴方向的加速度的传感器。在用户处于静止状态时，该三轴加速度传感器17测量地球的重力加速度并向 CPUlO输出测量数据。通过这些三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17来构成测量单元。此外，除此之外，例如也可以通过在结构中增加大气压传感器，来使检测高度变化成为可能。显示部18例如是IXD (液晶显示器)。或者，也可以利用有机ELD (Electro-Luminescent Display 电子发光显示器)等其他显示方式。该显示部18基于来自CPUlO的信号能够将例如测位位置及移动路径的信息与从非易失性存储器13中读出的地图数据重叠显示。在状态判别处理部21中，经由CPUlO取得三轴地磁传感器16的测量数据及三轴加速度传感器17的测量数据，基于利用了这些测量数据的运算结果，基于装戴着测位装置 1的用户的动作状态来判别移动方法。在通过该实施方式的状态判别处理部21能够判别的移动方法中，包括用户的停止状态、步行状态及利用汽车的移动状态。进而，也能够进行借助自行车等的移动状态、或借助自动扶梯、步行道等的移动方法的判别，或者，也能够判别步行状态和跑步状态。步行状态和借助车的移动方法的判别也可以如以下这样基于由三轴地磁传感器 16及三轴加速度传感器17对用户动作的测量来进行。首先，状态判别处理部21在步行状态的情况下，根据两传感器的输入能够确定一定的重力加速度，及根据地磁的方向能够确定铅直方向和移动方位。在装戴了测位装置1的用户的步行过程中，对于每一步，用户的重心在铅直方向上移动或以该重心移动的2倍的周期在横方向振动，由此测量铅直方向加速度、及与移动方向垂直的方向上的加速度的周期性变化。在借助车移动时，首先，三轴加速度传感器17的输出由于移动开始时的加速度而在行进方向上表现出增加。另外，在借助汽车移动的情况下，在水平面内，在与行进方向垂直的方向(横方向)上观测到l-3Hz的特征性的振动。因此，通过根据三轴加速度传感器17的输出来取出横方向的成分并进行傅里叶变换，求出该频带的振幅强度，并且与规定的阈值进行比较，由此识别为是借助车的移动。行进方位确定处理部22在装戴了测位装置1的用户借助车而移动的情况下，经由 CPUlO被输入三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17的测量数据，来检测车的行进方位。自主导航控制处理部23在测位装置1的用户通过车以外的方法移动的情况下，经由CPUlO被输入三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17的测量数据，来计算该用户的移动方位和移动距离。并且，在保持有该移动期间的起点及终点等基准位置数据的情况下，通过使该基准位置数据对移动方位及移动距离的数据进行加减运算，来求出移动路径的位置(自主导航位置)。接着，利用流程图说明本发明的测位处理的工作步骤。图2是表示CPUlO执行的测位处理的控制步骤的流程图。另外，图3 图5是表示在图2的流程图内分别调用的停止后处理、步行后处理及借助车的移动后处理的控制步骤的流程图。该测位处理的控制处理基于来自操作键20的输入信号而开始。控制处理一开始，如图2所示，首先，CPUlO进行初始设定(步骤Sll)。具体而言，CPUlO使GPS接收处理部15工作，直接取得自己的当前位置的数据。另外，CPUlO从状态判别处理部21取得用户的移动方法的判别结果。在判别为是停止状态的情况下，CPUlO将停止标志设定为“开启(ON) ”。在判别为是步行状态的情况下，CPUlO将步行标志设定为“开启(ON) ”。另外，在判别为是借助车的移动状态的情况下，CPUlO将车标志设定为“开启 (ON)，，。接着，CPUlO将从三轴加速度传感器17输入的测量数据中的、规定的期间的加速度数据发送至状态判别处理部21 (步骤S12)。另外，CPUlO将从三轴地磁传感器16输入的测量数据中的、规定的期间的地磁数据发送至状态判别处理部21 (步骤S13)。CPUlO基于上次(第一次是在初始设定(步骤Sll)时)从状态判别处理部21中取得的用户的动作状态，进行移动方法的判别处理(步骤S14)。CPUlO通过确认停止标志、步行标志或者车标志中的哪个标志“开启(ON) ”来进行该判别处理。在判别为上次的移动方法是停止状态的情况下，CPUlO的处理转移至步骤SlOl。在判别为上次的移动方法是步行状态的情况下，CPUlO的处理转移至步骤S201。另外，在判别为上次的移动方法是借助车的移动状态的情况下，CPUlO的处理转移至步骤S301。若转移至步骤S101，则如图3所示，CPUlO向状态判别处理部21发送信号，使之基于以在步骤Sll、S12的处理中向状态判别处理部21发送的加速度数据及地磁数据表示的用户的动作状态，来判别当前的移动方法。然后，CPUlO从状态判别处理部21取得移动方法的判别结果，进行该移动方法的判别处理。当在步骤SlOl的判别处理中判别为当前的移动方法从上次起是持续停止状态的情况下，CPUlO判别GPS接收处理部15是否处于接收来自GPS卫星的电波的处理中(步骤 S111)。GPS接收处理部15的接收处理的有无分别通过GPS标志是“开启(ON) ”，或者是 “关闭(OFF)”来表示。在判别为处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，CPUlO接着使GPS接收处理部15进行GPS接收处理(步骤Sl 12)。另外，CPUlO使GPS接收处理部15利用接收并解调了的来自GPS卫星的信号，进行位置运算处理(步骤Sl 13)。CPUlO取得从GPS接收处理部15输出的位置运算结果，并使位置方位时间信息存储部Ila存储所求出的位置及时刻(步骤Sl 14)。然后，CPUlO的处理转移至步骤Sl 15。另一方面，当在步骤Slll的判别处理中判别为未处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，向“否”分支，省略步骤S112 S114的处理并转移至步骤S115。接着，CPUlO判别GPS接收处理是否结束。在未进行GPS接收处理部15的接收处理而判别为GPS接收处理已经结束的情况下，CPUlO将GPS标志设定为“关闭(OFF)，，(步骤Sl 16)。然后，CPUlO的处理转移至步骤Sl 17。在判别为GPS接收处理未结束的情况下，例如在未能接收到需要的卫星电波数的状况下反复执行接收处理的情况下等，GPS标志保持“开启(ON)”的状态，CPUlO的处理直接转移至步骤S117。CPUlO执行停止处理(步骤Sl 17)。在该停止处理中，CPUlO将行进方位确定处理部22及自主导航控制处理部23的处理维持在停止状态下。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤SlOl的判别处理中判别为当前的动作状态是步行状态的情况下，CPUlO 首先执行步行处理(步骤S121)。在该步行处理中，CPUlO使自主导航控制处理部23工作，取得自主导航测量出的当前位置数据。然后，CPUlO使位置方位时间信息存储部Ila存储当前位置数据，并且向显示部18 发送信号，将当前位置显示在显示画面上。然后，CPUlO将停止标志设定为“关闭(OFF)，，(步骤S122)，而且，将步行标志设定为“开启(ON) ”(步骤S123)。
然后，CPUlO进行GPS接收开始处理(步骤SlM)，而且，将GPS标志设定为“开启 (ON) ” (步骤 S125)。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤SlOl的判别处理中判别为当前的移动方法是借助车的移动状态的情况下，CPUlO首先执行借助车的移动处理(步骤S131)。在该借助车的移动处理中，CPUlO设定为将三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17的测量结果输入至行进方位确定处理部22。然后，CPUlO开始计数从借助车的移动的开始时间点起的经过时间。另外，CPUlO在未存储借助车的移动的开始地点的数据的情况下，进行GPS接收开始处理，并且将GPS标志设定为“开启(ON)”。接着，CPUlO判别测位装置1的行进方位是否已变化(步骤S132)。行进方位在停止状态下不存在，另外，若通过车开始移动则行进方位被确定为任一方位，从而向“是”分支。CPUlO使位置方位时间信息存储部Ila存储该确定出的行进方位和开始借助车的移动的时刻起的经过时间(步骤S133)。然后，CPUlO的处理转移至步骤S134。在判别为行进方位未变化的情况下，向“否” 分支，CPUlO的处理直接转移至步骤S134。若CPUlO的处理转移至步骤S134，则CPUlO将停止标志设定为“关闭(OFF)，，，而且，将汽车标志设定为“开启(ON) ”(步骤S135)。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤S14的判别处理中判别为上次的移动方法是步行状态的情况下(即，步行标志为“开启(ON) ”)，CPU10的处理转移至步骤S201。如图4所示，CPU10从状态判别处理部21取得用户当前的移动方法。然后，CPU10进行该移动方法的判别处理。当在步骤S201的判别处理中判别为当前的移动方法是停止状态的情况下，CPU10 进行停止处理(步骤S211)，使在步行状态的期间执行的自主导航控制处理部23的处理停止。然后，CPU10将步行标志设定为“关闭(OFF)”(步骤S212)，并且将停止标志设定为“开启(0N)”(步骤S213)。然后，CPU10的处理返回至步骤S12的处理。当在步骤S201的判别处理中判别为当前的移动方法是持续步行状态的情况下， 转移至步骤S221。然后，CPU10判别GPS接收处理部15是否处于接收来自GPS卫星的电波的处理中。在判别为处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，CPU10接着使GPS接收处理部15进行GPS接收处理(步骤S222)，而且，利用接收并解调后的来自GPS卫星的信号，进行位置运算处理(步骤S223)。CPU10取得从GPS接收处理部15输出的位置运算结果，使位置方位时间信息存储部Ila存储该位置及时刻(步骤S2M)。然后，CPU10的处理转移至步骤S225。
另一方面，当在步骤S221的判别处理中判别为未处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，向“否”分支，CPUlO的处理省略步骤S222 S2M并转移至步骤S225。接着，CPUlO判别GPS接收处理是否结束(步骤S225)。在未进行GPS接收处理部15的接收处理而判别为GPS接收处理已经结束的情况下，CPUlO将GPS标志设定为“关闭(OFF)，，(步骤。然后，CPUlO执行步行处理(步骤S227)。在判别为GPS接收处理未结束的情况下，CPUlO省略步骤的处理，在GPS标志为“开启(ON)，，的状态下直接执行步行处理(步骤S227)。在该步骤S227的步行处理中，CPUlO接下来使自主导航控制处理部23进行自主导航，并且以规定的时间间隔使GPS接收处理部15工作，取得并更新成为自主导航基准的位置数据。另外，CPUlO使求出的位置及移动路径的数据显示在显示部18上。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤S201的判别处理中判别为当前的状态是借助车的移动状态的情况下， CPUlO首先执行借助车的移动处理(步骤S231)。在该借助车的移动处理中，CPUlO设定为将被输出至自主导航控制处理部23的三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17的测量结果输出至行进方位确定处理部22。然后，CPUlO开始计数从借助车的移动的开始时间点起的经过时间。另外，CPUlO在借助车的移动的开始地点的GPS测位数据未被存储的情况下，进行 GPS接收开始处理，而且，将GPS标志设定为“开启(ON) ”。接着，CPUlO判别测位装置1的行进方位是否已变化(步骤S232)。行进方位通常在走着乘上车的方位和通过车开始移动的方位之间变化，并向“是” 分支。然后，CPUlO使位置方位时间信息存储部Ila存储该确定的行进方位和当前时刻 (步骤 S233)。之后，CPUlO的处理转移至步骤S2;34。在判别为行进方位未变化的情况下，CPUlO的处理向“否”分支，并直接转移至步骤 S234。若CPUlO的处理转移至步骤S234，CPUlO将步行标志设定为“关闭(OFF) ”，接着， 将汽车标志设定为“开启(ON) ” (步骤S235)。然后，CPU10的处理返回至步骤S12。当在步骤S14的判别处理中判别为上次的移动方法是借助车的移动状态时(即， 汽车标志为“开启(ON) ”)，CPU10的处理转移至步骤S301。然后，如图5所示，CPU10向状态判别处理部21发送信号，从状态判别处理部21取得用户当前的移动方法，并进行该移动方法的判别处理。当在步骤S301的判别处理中判别为当前的移动方法是停止状态的情况下，CPU10 向GPS接收处理部15发送指令，使接收来自GPS卫星的电波的处理开始(步骤S311)，并且将GPS标志设定为“开启(ON) ” (步骤S312)。另外，CPU10将汽车标志设定为“关闭(OFF) ”(步骤S313)，将停止标志设定为“开
10启(ON) ” (步骤 S314)。然后，CPUlO进行停止处理(步骤S315)。在该停止处理中，使行进方位确定处理部22的处理停止，并且停止计数从借助车的移动的开始时间点起的经过时间。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤S301的判别处理中判别为当前的移动方法是步行状态的情况下，CPUlO 首先进行步行处理(步骤S321)。在该步行处理中，CPUlO将三轴地磁传感器16及三轴加速度传感器17的测量数据的输出目的地从行进方位确定处理部22变更为自主导航控制处理部23，使行进方位确定处理部22的处理停止，并且使自主导航控制处理部23的处理开始。接着，CPUlO向GPS接收处理部15发送指令，使接收来自GPS卫星的电波的处理开始(步骤S322)，并且将GPS标志设定为“开启(ON)，，(步骤S323)。另外，CPUlO将汽车标志设定为“关闭(OFF) ”(步骤S3M)，将步行标志设定为“开启(ON)，，(步骤 S325)。然后，CPUlO的处理返回至步骤S12。当在步骤S301的判别处理中判别为当前的移动方法是持续借助车的移动状态的情况下，CPUlO的处理转移至步骤S331。然后，CPUlO判别GPS接收处理部15是否处于接收来自GPS卫星的电波的处理中。在判别为处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，CPUlO接着使GPS接收处理部15进行GPS接收处理(步骤S33》，而且，利用接收并解调后的来自GPS卫星的信号，进行位置运算处理(步骤S333)。CPUlO取得从GPS接收处理部15输出的位置运算结果，并使位置方位时间信息存储部Ila存储该位置及时刻(步骤S334)。然后，CPUlO的处理转移至步骤S3!35。另一方面，当在步骤S331的判别处理中判别为未处于接收来自GPS卫星的电波的处理中的情况下，向“否”分支，省略步骤S332 S334的处理，CPUlO的处理转移至步骤 S335。接着，CPUlO判别GPS接收处理是否结束。在未进行GPS接收处理部15的接收处理而判别为接收处理已经结束的情况下， CPUlO将GPS标志设定为“关闭(OFF)，，(步骤336)。然后，CPU10的处理转移至步骤S337。在判别为GPS接收处理未结束的情况下，CPU10的处理省略步骤S336，在GPS标志为“开启(ON)，，的状态下直接转移至步骤S337。接着，CPU10判别车的行进方位是否已变化(步骤S337)。在判别为车的行进方位已变化的情况下，CPU10进行变化时间存储处理(步骤 S338)。在该变化时间存储处理中，CPU10从行进方位确定处理部22取得车的新的行进方位的数据，与从车的移动开始起的经过时间一起存储在位置方位时间信息存储部Ila中。然后，CPU10执行借助车的移动处理(步骤S339)。
在该借助车的移动处理中，首先，CPUlO判别是否计算出该车的平均速度。在已经计算出该平均速度的情况下，CPUlO计算假定从存储在位置方位时间信息存储部Ila中的移动开始位置起以平均速度进行了移动时的移动路径，并显示在显示部18 上。另一方面，在未求出平均速度的情况下，CPUlO接着判别在位置时间存储处理(步骤S334)中在借助车的移动开始后是否已取得第二次的位置数据。然后，在借助车的移动的开始后已取得第二次的位置数据的情况下，CPUlO根据第一次的位置数据和第二次的位置数据，计算平均速度。在这些位置数据间的方位与行进方位确定处理部22的行进方位不一致的情况下，该平均速度也可以包含行进方位的修正角度。当在借助车的移动开始后未取得第二次的位置数据的情况下，若从移动开始起的经过时间为预先设定的规定的时间以上，则CPUlO开始取得第二次的位置数据。即，CPUlO进行GPS接收开始处理，而且，将GPS标志设定为“开启(ON)”。若借助车的移动处理(步骤S339)结束，则CPUlO的处理返回至步骤S12。接着，参照流程图说明在借助车的移动时执行上述的测位控制处理情况下的具体的工作例。图6是表示本实施方式中的在借助车的移动状态下的测位处理的例子的图。首先，设用户在地点Gl乘上车，CPUlO将该动作判别为步行状态，并将步行标志设定为“开启(ON)”(步骤S11、S14)。此时，CPUlO将利用GPS卫星求出的GPS测位位置设定为初始位置，另外，通过自主导航计算到车的移动路径。乘上车之后到车开始移动为止，被检测为处于停止状态(步骤S12、S13、S201), CPUlO通过停止处理(步骤S211)，使自主导航控制处理部23的处理停止。另外，CPUlO将步行标志设定为“关闭(OFF)”，将停止标志设定为“开启(ON)”。若CPUlO持续检测出停止状态(步骤S12 S14、S101)，则反复执行停止处理(步骤 Sl 17)。接着，若用户开始驾驶车，则CPUlO检测为处于借助车的移动状态(步骤S12 S14、S101)。首先，CPUlO执行借助车的移动处理(步骤S131)，并开始行进方位确定处理部22 的工作。通过车的移动而产生行进方位，CPUlO使行进方位确定处理部22检测该行进方位，与车的移动经过时间的初始值“0” 一起存储在位置方位时间信息存储部Ila中(步骤 S132.S133)。接着，CPUlO将停止标志设定为“关闭(OFF) ” (步骤S134)，而且，将汽车标志设定为“开启(ON) ”(步骤S135)。若在借助车的移动持续(步骤S12 S14，S301)并且在地点G2处自移动开始起的经过时间达到规定的时间以上，则CPUlO通过借助车的移动处理(步骤S339)，进行第二次GPS接收开始处理。另外，CPU10将GPS标志设定为“开启(ON) ”。
然后，CPUlO进行GPS接收处理、位置运算处理(步骤S331 S333)，将求出的当前位置和当前时刻与自移动开始起的经过时间一起存储在位置方位时间信息存储部Ua 中(步骤S334)。若GPS接收处理结束，则CPUlO将GPS标志设定为“关闭(OFF) ”(步骤S335、S336)。另外，若CPUlO使位置方位时间信息存储部Ila存储第二次的GPS测位位置，则通过借助车的移动处理(步骤S339)，计算初始位置与第二次的位置之间的平均速度。然后，CPUlO基于初始位置、自初始位置起的行进方位、自初始位置起的经过时间及该平均速度，计算暂定的移动路径，并显示在显示部18上。之后，若CPUlO在借助车的移动状态进一步持续的途中(步骤S12 S14、S301) 例如在交差点检测出车的行进方位在地点Ml M3发生变化(步骤S337中“是”)，则将变化后的新的行进方位与从移动开始起的经过时间一起存储在位置方位时间信息存储部Ila 中(步骤S338)。另外，CPUlO基于从方位发生了变化的时间点起的持续时间和计算出的平均速度， 暂时计算向新的行进方位的移动距离并显示在显示部18上(步骤S339)。例如若车由于红信号在地点G3停止，则动作状态从借助车的移动状态变化为停止状态(步骤S12 S14、S301)。然后，CPUlO进行GPS接收开始处理(步骤S311)，将GPS标志设定为“开启 (ON) ” (步骤 S312)。另外，CPUlO将汽车标志设定为“关闭(OFF) ”(步骤S313)，将停止标志设定为“开启(ON)，，(步骤 S314)。若CPUlO持续检测到停止状态(步骤S12 S14、S101)，则在该期间进行GPS接收处理及位置运算处理(步骤Slll S113)，并将求出的位置数据存储在位置方位时间信息存储部Ila (步骤Sl 14)中。然后，CPUlO结束GPS接收处理，将GPS标志设定为“关闭(OFF)，，(步骤S116)。接着，CPU10执行停止处理(步骤Sl 17)。首先，CPU10使行进方位确定处理部22的处理中止。然后，CPU10对于地点G2的位置数据，求出暂定求出的地点M4与正确求出的地点 G3之间的偏差的角度及距离比。接下来，CPU10对于地点Ml M3的位置数据也同样地，将位置数据修正为与地点 G2存在同一角度偏差及距离比偏差。当车在GPS接收处理未结束期间再次开始行驶的情况下(步骤S12 S14，S101)， CPU10使行进方位确定处理部22的处理再次开始，将停止标志设定为“关闭(OFF) ”，将汽车标志设定为“开启(0N)”。另外，CPU10在车行驶持续期间进行GPS接收处理(步骤S331 S336)，利用取得的位置数据确定地点G3的位置，并且在借助车的移动处理(步骤S339)中，进行地点Ml M3的位置数据的修正处理。在利用公共汽车等公共交通工具等并且在乘上车的同时发车的情况下，动作状态从步行状态直接变化为借助车的移动状态(步骤S12 S14、S201)。即使这种情况下，CPU10除了中止自主导航处理这点以外，与从停止状态转移到借助车的移动状态的情况同样地，进行借助车的移动处理(步骤S231)。若借助车的移动状态持续(步骤S12 S14、S301)，则以后CPUlO进行同一处理。同样地，当在车停止的同时下车的情况下，动作状态从借助车的移动状态直接向步行状态变化(步骤S12 S14、S301)。在该情况，CPUlO也首先进行步行处理(步骤S321)，除了从行进方位确定处理部 22的处理切换到自主导航控制处理部23的处理这点以外，进行与从借助车的移动状态向停止状态变化的情况同样的处理(步骤S322 S325)。然后，CPUlO在步行状态持续期间(步骤S12 S14、S201)，进行GPS接收处理及位置运算处理(步骤S221 S223、S225、S226)。然后，CPUlO基于求出并存储在位置方位时间信息存储部Ila中的(步骤S224)地点G3的位置数据，在步行处理(步骤S227)中进行地点Ml M3的位置数据的修正处理。如以上所述，上述的实施方式的测位装置1通过根据三轴加速度传感器17的波形图案来判别借助车的移动状态，从而能够在借助车的移动状态时，不进行自主导航处理，而在行进方位确定处理部22中只取得行进道路方位的数据。另外，测位装置1通过在借助车的移动开始之后隔开规定的时间间隔地进行两次利用GPS接收处理部15的位置测定处理，由此能够计算车的平均移动速度。并且，测位装置1通过计算向所取得的行进方位的移动时间内的以该平均移动速度的移动距离，能够不增加利用GPS的测位的次数，而提高借助车的移动时的位置数据的取得精度。另外，尤其是在如借助车的移动那样的移动速度大且自主导航的移动速度的计算精度低的情况下，测位装置1通过利用由GPS测位取得的移动速度，能够有效地提高精度。另外，即使在移动途中车的行进方位有转换的情况下，测位装置1也能够将三轴方位传感器所取得的精度高的行进方位的数据和向各行进方位的移动持续时间的数据存储在位置方位时间信息存储部Ila中，所以能够看作以一定速度的移动，并且仅通过在移动的起点及终点两次利用GPS的测位处理，就能够高精度地对途中的移动路径的数据进行修正处理并取得。另外，测位装置1特别通过在借助车的移动开始时取得平均移动速度，之后，在借助车的移动持续期间，不依赖于频度高的GPS测位，利用该平均移动速度就能够实时取得当前位置和移动路径。另外，测位装置1在车移动停止后，能够重新利用GPS卫星进行测位处理，从而修正并取得上述的位置数据和移动路径，所以能够取得比实时得到的移动路径更高精度的轨迹数据。另外，测位装置1根据需要插入利用了 GPS卫星的测位处理，并随时进行上述的移动位置的计算数据的修正处理来改善，能够防止由平均速度带来的移动量的测量和实际的移动量之间的偏差变大所引起的精度降低。另外，特别地，每当借助车的移动由于交差点、红信号等而停止，就更新这种移动路径的计算，所以高精度地求出各移动的起点及终点的数据，因此，测位装置1也能够提高移动途中的数据的精度。进而，测位装置1具有显示部18，能够显示移动路径，所以用户通过一台测位装置就能够容易且实时地识别高精度的移动路径的数据。此外，本发明并不限于上述实施方式，能够进行各种变更。例如，在上述说明中，利用于汽车利用时的路径决定，但本发明也能够利用于自行车或摩托车、有轨电车等其他的移动手段。另外，本发明在上述的实施方式中进行利用了 GPS卫星的位置测定，但也可以利用其他卫星测位系统，例如，GLONASS(GlcAal Navigation Satellite System 全球导航卫星系统)。另外，本发明也能够利用利用了移动电话与移动电话的基站之间的通信的位置测定。另外，本发明在上述的实施方式中，设借助车的移动为一定速度而进行计算，但例如在行进方位的变化的间隔狭窄时，也能够降低速度进行计算。另外，本发明也能够参照存储在非易失性存储器13中的地图数据，在高速道路的使用时变更速度等。另外，本发明通过参照存储在非易失性存储器13中的地图数据来限定测位位置， 也能够高精度地取得移动路径的数据。另外，本发明在上述的实施方式中，在借助车的移动停止时进行利用GPS卫星的测位，但不限于该时机。本发明例如也能够以一定时间间隔进行利用了 GPS卫星的测位。或者，本发明也可以将通过自主导航求出的移动速度作为相对值进行比较，在与求出的相对速度有较大差异时，进行利用GPS卫星的测位，重新计算平均速度计算。另外，本发明在上述的实施方式中，示出了基于存储在R0M12中的程序12a，CPUlO 使GPS接收处理部15、状态判别处理部21、行进方位确定处理部22执行各处理的方式，但这些处理也可以全部作为通过CPUlO的运算的软件处理来进行。除此之外，在实施方式的说明中示出的数值、结构等细节在不脱离发明的主旨的范围内能够适当变更。
权利要求
1.一种测位装置，其特征在于，具有位置测位单元，直接对自己的当前位置进行测位，取得测位位置数据； 测量单元，测量方位及用户的运动；移动方法判别单元，基于所述测量单元测量出的用户的运动，进行用户的移动方法的判别；方位确定单元，基于所述测量单元测量出的方位及用户的运动，确定用户的移动方位；移动速度计算单元，在所述移动方法判别单元判别为用户的移动方法为借助车辆的移动状态的期间，计算平均移动速度；以及位置计算单元，在所述移动方法判别单元判别为用户的移动方法为借助车辆的移动状态的情况下，通过将以所述平均移动速度向所述方位确定单元确定的移动方位的移动距离累计到由所述位置测位单元求出的基准位置信息，来求出移动位置。
2.根据权利要求1记载的测位装置，其特征在于，具有移动方位存储单元，依次存储移动方位和表示向该移动方位的移动时间的时间；以及移动数据存储控制单元，在所述方位确定单元检测到移动方位的变化时，使所述移动方位存储单元依次存储向该变化前的移动方位的移动时间和变化后的移动方位， 所述移动速度计算单元，求出转换矩阵，并基于该转换矩阵计算平均移动速度和角度误差，所述转换矩阵是进行使具有所述移动方位及与向该移动方位的所述移动时间相对应的长度的各移动向量的和与具有由所述位置测位单元取得的从所述第一地点向所述第二地点的方向及距离的向量相一致的旋转伸缩操作的转换矩阵，所述移动方位是从由所述位置测位单元进行的在第一地点的位置的测定时起到由所述位置测位单元进行的第二地点的位置的测定时为止存储在所述移动方位存储单元中的移动方位， 所述位置计算单元，通过将移动向量累计到由所述位置测位单元求出的基准位置信息来求出移动位置，该移动向量是基于由所述方位确定单元确定的移动方位、向该移动方位的移动时间、所述平均移动速度、所述角度误差进行修正后的移动向量。
3.根据权利要求2记载的测位装置，其特征在于， 所述移动向量的长度与所述移动时间成正比。
4.根据权利要求2记载的测位装置，其特征在于，具有测位控制单元，在所述移动方法判别单元判别为借助车辆的移动开始时，使所述位置测位单元工作，取得该移动开始后的第一地点的位置信息，在取得所述第一地点的位置信息之后的规定的期间后，使所述位置测位单元工作，取得所述第二地点的位置信息。
5.根据权利要求2记载的测位装置，其特征在于，具有移动路径决定单元，通过所述转换矩阵进行所述各移动向量的旋转伸缩操作，将该操作后的各移动向量依次加到所述第一地点的位置信息上，从而决定从所述第一地点到所述第二地点的移动路径。
6.根据权利要求5记载的测位装置，其特征在于， 所述位置计算单元，将所述第二地点设定为新的第一地点，之后，在取得新的第二地点的位置信息之前，将所述新的第一地点作为成为所述基准的位置，求出所述移动位置，在取得新的第二地点的位置信息时，由所述移动速度计算单元求出新的转换矩阵，并且由所述移动路径决定单元利用该新的转换矩阵决定从所述新的第一地点到所述新的第二地点的移动路径。
7.根据权利要求5记载的测位装置，其特征在于，所述测位控制单元，在所述移动方法判别单元判别为借助车辆的移动已停止时，将该移动停止的位置设定为所述第二地点，使所述位置测位单元工作，取得位置信息。
8.根据权利要求1记载的测位装置，其特征在于，具有 显示单元，显示移动路径及移动位置；以及显示控制单元，对所述显示单元的显示内容及显示时机进行控制， 该显示控制单元，在取得一次所述第二地点的位置信息之后，将计算出的所述移动路径及所述移动位置随时显示在所述显示单元上。
9.一种测位方法，具有直接对自己的当前位置进行测位并取得测位位置数据的位置测位单元和测量方位及用户的运动的测量单元，并求出移动路径，其特征在于，包括移动方法判别步骤，基于所述测量单元测量出的用户的运动，进行用户的移动方法的判别；方位确定步骤，基于所述测量单元测量出的方位及用户的运动，确定用户的移动方位；移动速度计算步骤，在所述移动方法判别步骤判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态的期间，计算平均移动速度；以及位置计算步骤，在所述移动方法判别步骤中判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态的情况下，通过将以所述平均移动速度向所述方位确定步骤确定的移动方位的移动距离累计到由所述位置测位单元求出的基准位置信息，求出移动位置。
全文摘要
提供测位装置和测位方法，测位装置具有GPS接收处理部，直接对自己的当前位置进行测位并取得测位位置数据；三轴地磁传感器及三轴加速度传感器，测量方位及用户的运动；状态判别处理部，基于三轴加速度传感器测量出的用户的运动，进行用户的移动方法的判别；行进方位确定处理部，基于三轴地磁传感器及三轴加速度传感器测量出的方位及用户的运动，确定用户的移动方位；CPU，在判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态的期间，计算平均移动速度；以及CPU，在判别为用户的移动方法是借助车辆的移动状态时，将以平均移动速度向由行进方位确定处理部确定的移动方位的移动距离累计到由位置测位单元求出的基准位置信息，求出移动位置。
文档编号G01S5/14GK102385050SQ20111025837
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者三本木正雄 申请人:卡西欧计算机株式会社