惯性装置、方法和程序制造方法及图纸

公开了惯性装置，所述惯性装置包括，惯性传感器单元，配置为产生表示持有所述惯性装置的目标的运动的输出；存储单元，配置为存储分别与由所述惯性传感器单元产生的不同的输出相关联的因素；产生单元，配置为通过使用对应于由所述惯性传感器单元产生的输出的因素的一个产生表示在预先确定的时段中所述惯性装置的速度的变化的波形；组合单元，配置为将所述波形与已经由所述产生单元产生的一个或多个之前的波形组合；以及估计单元，配置为使用从所述组合的波形获得的速度估计惯性装置当前所处于的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】惯性装置、方法和程序
本公开的一方面涉及惯性装置、方法和程序。
技术介绍
在不能使用全球定位系统(GPS)测量位置的诸如建筑物或者地下的地点处，在包括加速度传感器和磁场传感器的惯性装置上使用行人航位推算(PDR)技术以便于估计行人的位置。利用惯性导航技术的传统方法使用用于步行运动的估计模型估计用于每个步伐的步幅的长度和行进方向，并计算现在和过去的步行流(专利文件1和2)。进行惯性导航技术的传统的惯性装置需要附着到步行用户的身体或者需要在用户采用惯性装置之后校准，使得惯性装置以精确的方式估计步幅的长度(专利文件3到6)。但是，在专利文件1和2中描述的传统的技术校正用于步行用户的每个步伐的行进距离和方向以估计地点。因此，基于用户的运动(诸如步行)而估计地点的分辨率能力限于“单个步伐”的单元，并且难以以更高的分辨率能力估计。在专利文件3到6中所述的传统的技术中，用户必须将装置附着到他的腰部并且保持他的姿态；或者在持有所述装置之后校准所述装置而不保持他的姿态。因此，传统的惯性装置对用户来说是不方便的。如上所述，利用传统的惯性导航技术的惯性装置具有在步行运动中估计用户地点的低的分辨率能力(即，低的准确性)，并且对用户来说是不方便的。本专利技术的实施例旨在提供改善用户地点的估计的准确性并减少用户的不便的惯性装置、方法和程序。
技术实现思路
在一个方面中，本公开提供大体上消除由现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题的惯性装置、方法和程序。在本公开的一方面中，提供惯性装置，所述惯性装置包括，惯性传感器单元，配置为产生表示持有所述惯性装置的目标的运动的输出；存储单元，配置为存储分别与由所述惯性传感器单元产生的不同的输出相关联的因素；产生单元，配置为通过使用对应于由所述惯性传感器单元产生的输出的因素的一个产生表示在预先确定的时段中所述惯性装置的速度的变化的波形；组合单元，配置为将所述波形与已经由所述产生单元产生的一个或多个之前的波形组合；以及估计单元，配置为使用从所述组合的波形获得的速度估计惯性装置当前所处于的位置。根据本专利技术的另一实施例，提供方法，所述方法包括，使用惯性传感器产生表示持有惯性装置的目标的运动的输出；通过使用对应于所述输出的因素的一个产生表示在预先确定的时段中的惯性装置的速度的变化的波形，所述因素与将由所述惯性传感器产生的不同的输出相关联；将所述波形与在所述波形的产生步骤中已经产生的一个或多个之前的波形组合；并且使用从所述组合的波形获得的速度估计所述惯性时段当前所处于的位置。根据本专利技术的另一实施例，提供程序，以使得惯性装置进行方法，所述方法包括，使用惯性传感器产生表示持有所述惯性装置的目标的运动的输出；通过使用对应于所述输出的因素的一个产生表示在预先确定的时段中的惯性装置的速度的变化的波形，所述因素与将由所述惯性传感器产生的不同的输出相关联；将所述波形与在所述波形的产生步骤中已经产生的一个或多个之前的波形组合；并且使用从所述组合的波形获得的速度估计所述惯性时段当前所处于的位置。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的惯性装置的概览的示意图。图2是示出用于根据本专利技术的实施例的惯性装置的配置的概览的示意图。图3是用于根据本专利技术的实施例的惯性装置的功能性配置的框图。图4是示出计算姿态的手续的概览的示意图。图5是示出在时间更新手续处计算姿态(滚动、倾斜和偏航角度)的操作的示意图。图6是示出在时间更新手续处计算姿态(滚动、倾斜和偏航角度)的操作的示意图。图7是示出在时间更新手续处计算姿态(滚动、倾斜和偏航角度)的操作的示意图。图8是示出在第一测量更新手续处计算姿态的操作(滚动和倾斜角度)的示意图。图9是示出在第二测量更新手续处计算姿态的操作(偏航角度)的示意图。图10是示出检测峰值的手续的示意图。图11是示出计算移动速度特征的水平分量的手续的示意图。图12是示出计算移动速度特征的水平分量的手续的示意图。图13是示出判定手续的示意图。图14是示出判定在水平方向中移动速度的变化的手续的示意图。图15是示出估计行进方向的手续的示意图。图16是示出使用TRIAD算法计算姿态的手续的示意图。图17是用于根据本专利技术的实施例的惯性装置的功能性配置的框图.图18是用于根据本专利技术的实施例的惯性装置的速度估计单元的功能性配置的框图。图19是存储在根据本专利技术的实施例的惯性装置中管理的参数数据库中表的示例。图20是示出由根据本专利技术的实施例的惯性装置产生的速度波形的示意图。图21是示出的由根据本专利技术的实施例的惯性装置组合的速度波形示意图。图22是用于根据本专利技术的实施例的惯性装置的绝对位置数据输入单元的、绝对位置估计单元以及地图匹配单元的功能性配置的框图。图23是示出无线电场强度的信噪比以及接收无线电信号的间隔之间的关系的示意图。图24是示出了在时间更新手续中的当前位置的计算的示意图。图25是示出了在时间更新手续中的当前位置的计算的示意图。图26是示出了在时间更新手续中的当前位置的计算的示意图。图27是示出了在时间更新手续中的当前位置的计算的示意图。图28是示出扩展卡尔曼过滤器(现有技术)的等式的示意图。图29是示出在时间更新手续(现有技术)中使用的变量的示意图。图30是示出在测量更新手续(现有技术)中所使用的变量的示意图。图31是示出在垂直方向中的步行的运动特性的示意图。图32是示出在水平方向中的步行的运动特性的示意图。图33是示出步行运动的估计速度的结果的示意图。图34是示出步行运动的估计位置的结果的示意图。图35是示出步行运动的估计位置的结果的示意图。图36是示出使用绝对位置数据校正估计的结果的结果的示意图。图37是示出用于步行运动的测量误差的估计的值的变化的示意图。具体实施方式在这里将参考示意性实施例描述本专利技术。本领域技术人员将承认可以使用本专利技术的教导实现许多8可替换的实施例，并且本专利技术不限于为了解释的目的而描述的实施例。应注意的是，在附图的注释中，相同的部件被给定相同的参考标号，并且注释不被重复。1.概览图1是示出根据本专利技术的实施例的惯性装置的概览的示意图。图1示出了与惯性装置1步行的用户。在本说明书中，用户步行的方向被表示为x-轴，垂直于x-轴的并且与地面平行的方向被表示为y-轴，并且垂直于x-轴和y-轴两者的方向被表示为z-轴。惯性装置1是便携式的并且可以由用户携带(例如，蜂窝电话、智能电话、个人数字助理或者笔记本PC)。惯性装置1具有惯性传感器(例如，加速度传感器、角速度传感器、磁场传感器等)，所述惯性传感器被实现在普通的智能电话中。惯性装置1可以检测加速度和角速度以及惯性装置1的方向的变化。根据本专利技术的实施例的惯性装置1可以获得所需要的包括在三个轴上的加速度(3轴加速度)、在三个轴上的角速度(3轴角速度)以及在三个轴上的磁场的强度(3轴磁场强度)的传感器数据。坐标系统取决于装置或传感器类型，所述坐标系统可以被称为“装置坐标系统”。因此，在装置坐标系统中获得的测量的值被转换为绝对坐标系统。惯性装置1在绝对坐标系统中可以获得转换的加速度(矢量)。特别地，惯性装置1可以从传感器数据通过转换坐标系统以及从转换的传感器数据移除重力，获得加速度(转换的3轴加速度)的垂直分量和水平分量。惯性装置1可以使用指示在按需要所获得并存储的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性装置，包括：惯性传感器单元，配置为产生表示持有所述惯性装置的目标的运动的输出；存储单元，配置为存储分别与由所述惯性传感器单元产生的不同的输出相关联的因素；产生单元，配置为通过使用对应于由所述惯性传感器单元产生的输出的因素之一，产生表示在预先确定的时段中所述惯性装置的速度的变化的波形；组合单元，配置为将所述波形与已经由所述产生单元产生的一个或多个之前的波形组合；以及估计单元，配置为使用从所述组合的波形获得的速度估计惯性装置当前所处于的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.04 JP 2013-019210;2013.11.06 JP 2013-230541.一种惯性装置，包括：惯性传感器单元，配置为产生表示持有所述惯性装置的目标的运动的输出；存储单元，配置为存储分别与由所述惯性传感器单元产生的不同的输出相关联的速度产生因素；产生单元，配置为通过使用对应于由所述惯性传感器单元产生的输出的速度产生因素之一，产生表示在预先确定的时段中所述惯性装置的速度的变化的波形；组合单元，配置为将所述波形与已经由所述产生单元产生的一个或多个之前的波形组合；以及估计单元，配置为使用从所述组合的波形获得的速度估计惯性装置当前所处于的位置。2.如权利要求1所述的惯性装置，其中，所述速度产生因素还与持有所述惯性装置的目标的属性相关联，并且所述产生单元使用对应于由所述惯性传感器单元产生的输出以及持有所述惯性装置的目标的属性之一两者的速度产生因素之一，产生所述波形。3.如权利要求1或2所述的惯性装置，其中，所述输出包括在水平方向中的速度；在垂直方向中的加速度；行进运动的周期；所述惯性装置的行进方向；以及从所述行进方向的一侧到另一侧的行进运动的幅度的至少一个。4.如权利要求1或2所述的惯性装置，其中，所述估计单元使用所述速度以及在计算所述速度中表示误差度的给定误差数据两者，估计所述惯性装置当前所处于的位置。5.如权利要求4所述的惯性装置，还包括输入单元，配置为将从位置数据发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：松下裕介，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本;JP