定位装置以及定位方法

专利名称：定位装置以及定位方法
技术领域：
本发明涉及定位装置以及定位方法。
背景技术：
一直以来存在有一种装置，其将利用GNSS(Global Navigation SatelliteSystems (全球导航卫星系统))所测定的绝对位置与通过利用由加速度传感器或磁传感器构成的运动传感器的自主式导航方法所测定的相对变位进行组合，求出沿着移动路径的一系列的位置数据并存储。另外，这种装置将该一系列的位置数据作为移动轨迹显示在地像上。另外，由于这种装置在接收定位卫星的信号时需要很大的电能，因此，一方面连续 地进行利用自主式导航方法的定位，一方面间歇性地进行利用定位卫星的绝对位置的测定，以便降低电能消耗。间歇性地求出的绝对位置的数据在自主式导航方法中被用作基准地点的位置数据。另外，绝对位置的数据也用于在之后的对具有逐渐积累误差这一性质的自主式导航方法的定位结果进行修正的处理中。另外，作为与本发明相关的现有技术，专利文献I (JP特开平11-194033号公报)公开了 使用GPS(全球定位系统)，对在利用自主式导航方法进行的行走物体的定位中所使用的参数或其定位结果进行修正的技术。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种在向预定地点移动或通过的情况下、能够将该地点的正确位置数据反映在定位结果中的定位装置以及定位方法。为了达到上述目的，本发明的一个实施方式为一种定位装置，其特征在于，具有第一定位单元，以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定； 第二定位单元，连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据；位置计算单元，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置；地点登记单元,登记任意的地点；位置范围判断单元，判断通过上述位置计算单元所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记单元所登记的地点起的规定范围内；到达状态判断单元，判断是否处于有已到达上述所登记的地点的可能性的规定状态；以及当前位置确定单元，在上述位置范围判断单元判断为在上述规定范围内、并且上述到达状态判断单元判断为处于上述规定状态的情况下，将上述所登记的地点确定为当前的绝对位置。为了达到上述目的，本发明的一个实施方式为一种定位装置，其特征在于，具有第一定位单元，以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定；第二定位单元，连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据；定位控制单元，使上述第一定位单元进行绝对位置的测定，并使上述第二定位单元进行相对位置数据的获取；位置计算单元，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置；
地点登记单元,登记任意的地点；以及位置范围判断单元，判断通过上述位置计算单元所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记单元所登记的地点起的规定范围内，上述定位控制单元在上述位置范围判断单元判断为在上述规定范围内的情况下，还使上述第一定位单元进行绝对位置的测定。为了达到上述目的，本发明的一个实施方式为一种定位方法，使用第一定位单元和第二定位单元进行定位，其中，上述第一定位单元以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定，上述第二定位单元连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据，上述定位方法的特征为，包括位置计算步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置；地点登记步骤，登记任意的地点；位置范围判断步骤，判断通过上述位置计算步骤所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记步骤所登记的地点起的规定范围内；到达状态判断步骤，判断是否处于有已到达上述所登记的地点的可能性的规定状态；以及当前位置确定步骤，在上述位置范围判断步骤中判断为在上述规定范围内、并且在上述到达状态判断步骤中判断为处于上述规定状态的情况下，将上述所登记的地点确定为当前的绝对位置。为了达到上述目的，本发明的一个实施方式为一种定位方法，使用第一定位单元和第二定位单元进行定位，其中，上述第一定位单元以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定，上述第二定位单元连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据，上述定位方法的特征为，包括定位控制步骤，使上述第一定位单元进行绝对位置的测定，并使上述第二定位单元进行相对位置数据的获取；位置计算步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置；地点登记步骤，登记任意的地点；以及
位置范围判断步骤，判断通过上述位置计算步骤所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记步骤所登记的地点起的规定范围内，上述定位控制步骤在上述位置范围判断步骤判断为在上述规定范围内的情况下，还使上述第一定位单元进行绝对位置的测定。


图I是表示本发明的实施方式的定位装置的整体构成的框图。图2是用于说明在从车站返回家的路程中进行移动轨迹的记录的一个例子的图。图3是表示通过CPU执行的第一实施方式的定位控制处理的控制顺序的流程图。图4是表示通过CPU执行的第二实施方式的定位控制处理的控制顺序的流程图。
图5是表示通过CPU执行的第三实施方式的定位控制处理的控制顺序的流程图。图6是表示通过CPU执行的第四实施方式的定位控制处理的控制顺序的流程图。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。(第一实施方式)图I是表示本发明的第一实施方式的定位装置I的框图。本实施方式的定位装置I在移动中进行位置的测定，将沿着移动路径的一系列的位置数据记录为轨迹数据登记。并且，该定位装置I将该轨迹显示在地像上。虽然没有进行特殊限定，但是该定位装置I能够对应于用户的行走来进行基于自主式导航方法的定位(以下称为自主定位)。如图I所示，该定位装置I具有CPU(中央处理器)10，用于进行装置的整体控制；RAM (Random Access Memory (随机存储器))11，用于向CPU 10提供工作用的存储空间；ROM (Read Only Memory (只读存储器))12，用于保存CPU 10执行的控制程序或控制数据；GPS接收天线13和GPS接收部14，用于从GPS (全球定位系统)卫星接收信号或数据；作为自主式导航方法用的运动传感器的三轴地磁传感器15和三轴加速度传感器16 ;气压传感器17，用于检测高度方向的移动；显示部18，用于进行各种信息显示或图像显示；电源19，用于从二次电池向各部分提供工作电压；自主定位控制处理部20，用于根据由三轴加速度传感器16或三轴地磁传感器15构成的运动传感器的测量数据来进行自主定位的运算；自主定位误差修正处理部21，用于进行通过自主定位控制处理部20所获得的位置数据的修正运算；轨迹数据存储部22，用于积蓄沿着移动路径的一系列的位置数据；登记点存储部23，用于存储用户设定登记的地点数据；地图数据库24，是以将各地点的地像数据与位置数据建立联系的方式登记的；电池盖开闭传感器(开闭检测单元)25，检测用于插拔电源19的二次电池的开闭盖的打开/闭关；以及具有多个操作键，接收来自外部的操作输入的操作开关部26等。在电源19中设置充电电路(充电单元)19a，该充电电路(充电单元)19a在将定位装置I载放于规定的充电器上并且输入了外部电源的情况下，获取该外部电源并对二次电池进行充电。另外，也能够将外壳的开闭盖打开，从定位装置I取出电源19的二次电池，在外部进行充电。这种充电通常在本人住宅等事先确定的屋内进行。轨迹数据存储部22由例如RAM或非易失性存储器构成。并且，在轨迹数据存储部22中，按照时间顺序保存了通过定位装置I的连续的定位而求出的一系列的位置数据，以作为轨迹数据。各位置数据是以附加了例如表示该位置数据的获取时刻的时刻数据以及表示该位置数据是修正前还是修正后的修正标志等的方式存储的。登记点存储部23由例如RAM或非易失性存储器构成。并且，登记点存储部23存储了用户作为本人住宅地点而登记的登记地点的数据。
登记地点的数据中包括例如表示本人住宅的数据和本人住宅地点的位置数据。另外，本实施方式中表示了本人住宅地点被作为登记地点登记的构成。而且，除了本人住宅地点，也可以将例如用户要去的目的地或途中要停下的地方作为登记地点进行登记。另外，也可以在登记点存储部23中存储这些登记地点的数据。GPS接收部14根据来自CPU 10的工作指令，通过GPS接收天线13，以规定的时间间隔进行GPS卫星的信号接收以及信号的解调处理，来定位自身当前的位置。并且，GPS接收部14将GPS卫星的发送信号的信息或各种发送数据发送给CPU10。CPU 10根据这些信息进行规定的定位运算，由此，能够计算出当前的绝对位置数据。由该GPS接收部14以及进行定位运算的CPU 10构成第一定位单元。三轴地磁传感器15是检测地磁方向的传感器，三轴加速度传感器16是分别检测三轴方向的加速度的传感器。三轴加速度传感器16也发挥作为移动检测单元的功能。自主定位控制处理部20是用于辅助CPU 10的运算装置。另外，自主定位控制处理部20通过CPU 10获取以规定周期进行了连续采样的三轴地磁传感器15和三轴加速度传感器16的测量数据。并且，自主定位控制处理部20从这些测量数据中计算出定位装置I的移动方向和
移动量。而且，自主定位控制处理部20将由上述计算出的移动方向以及移动量组成的向量数据与由CPU 10所提供的紧接之前的位置数据相加，由此，计算出作为自主定位的结果的位置数据。然后，自主定位控制处理部20将该位置数据发送给CPU 10。这些三轴地磁传感器15、三轴加速度传感器16和自主定位控制处理部20构成第
二定位单元。虽然没有特别限定，但本实施方式的定位装置的自主式导航方法用的传感器(15、16)和自主定位控制处理部20是针对行走物体进行自主定位的。具体而言，自主定位控制处理部20根据出现于三轴加速度传感器16的输出中的铅直方向的大的振动来计数步数。
然后，自主定位控制处理部20通过将该步数和事先设定的步幅数据相乘来测量
移动量。另外，自主定位控制处理部20对出现于三轴加速度传感器16的输出中的行走物体的前后方向的大的加速度变化和左右方向的小的加速度变化进行解析。然后，自主定位控制处理部20对行走物体的三轴加速度传感器16中的移动方向进行测量。进而，自主定位控制处理部20根据三轴地磁传感器15的地磁的检测结果和三轴加速度传感器16的重力方向的检测结果，来确定三轴加速度传感器的各轴的方向与方位的关系。然后，自主定位控制处理部20计算出先前测量到的移动方向作为方位。
在这种自主定位中，每当继续进行定位时，都在定位结果的位置数据中累积移动量和移动方向的测量误差。因此，如果通常只利用自主定位连续地求出位置数据，则位置数据的误差会逐渐变大。自主定位误差修正处理部21是用于辅助CPU 10的运算装置。并且，自主定位误差修正处理部21根据利用间歇性的GPS定位而求出的高准确度的绝对位置数据来进行修正运算，以使将通过自主定位控制处理部20计算出并且存储在轨迹数据存储部22中的轨迹数据，修正为更正确的轨迹数据。该修正运算的内容，将后述。在ROM 12中保存有定位控制处理的程序，该程序用于一方面间歇性地进行GPS的定位，一方面连续地进行自主定位，并且连续地存储沿着移动路径的一系列的位置数据。另外，在ROM 12中保存有显示处理的程序，该程序用于在显示部18显示地像和由定位控制处理求出的移动轨迹。而且，在ROM 12中保存有地点登记处理的程序，该程序用于根据用户的操作输入来登记本人住宅地点，并将登记地点的数据存储在登记点存储部23中。上述定位控制处理的程序和执行该程序的CPU 10构成定位控制单元。这些程序除了保存于ROM 12中，还能够保存在例如通过数据读取装置CPU 10能读取的、例如光盘等的移动存储介质和闪存等的非易失性存储器中。另外，这种程序也能够适用于以载波(传送波)为介质通过通信线路而下载到定位装置I的形式。地点登记处理例如是通过用户从菜单中选择本人住宅登记处理而开始的。另外，地点登记处理是用户在地图画面上滑动箭头而进行操作的。接下来，地点登记处理是当箭头到达本人住宅地点时，由用户操作确定键而进行的。地点登记处理是将经过这些用户操作后的箭头的地点作为本人住宅地点来登记的。作为其他的登记顺序，用户也可以当在本人住宅里时，通过选择本人住宅登记的菜单，并利用GPS的定位测定本人住宅地点的位置数据，来进行本人住宅地点的登记。而且，用户也可以通过将本人住宅地点的位置数据进行数值输入，来进行本人住宅地点的登记。
由执行该地点登记处理的CPU 10以及登记点存储部23构成地点登记单元。(定位控制处理)在定位控制处理中，利用GPS接收部14间歇性地(例如每30分钟)进行GPS卫星的信号接收，进行GPS的定位。另一方面，利用自主定位控制处理部20连续地进行自主定位。然后，求出沿着移动路径的各地点的位置数据，作为轨迹数据记录一系列的位置数据。在上述的自主定位中，将利用GPS的定位所求出的高准确度的绝对位置的位置数据作为起点的位置数据，在该起点的位置数据中累计通过自主定位控制处理部20计算出的相对变位(移动量以及移动方向)的数据，由此，求出移动路径的各地点的位置数据。在自主定位中所使用的起点的位置数据，在每次利用间歇性的GPS的定位而求出高准确度的绝对位置的数据时都会被更新。由于该起点的位置数据的更新，由自主定位产生的误差的累积被复位(reset)，这样就避免了误差累积变得非常大。另外，在定位控制处理中，当每次利用间歇性的GPS的定位来求出高准确度的绝对位置的数据时，都会执行将轨迹数据修正为更正确的轨迹数据的修正处理。修正处理是通过自主定位误差修正处理部21按以下的方式进行的。在此，将与利用间歇性的GPS的定位所求出的高准确度的绝对位置的数据对应的地点表示为真正的终点，在进行该GPS的定位的时刻，将与利用自主定位所求出的位置数据对应的地点表示为终点。在修正处理中，首先，使从利用自主定位所求出的起点到终点的轨迹在保持将起点固定的状态下同样地伸缩和旋转，进行相似变形，以便轨迹的终点与真正的终点重合。并且，在修正处理中，根据该相似变形中的伸缩和旋转来修正从起点到终点的轨迹数据(一系列的位置数据)。通过该修正结束修正处理。例如，在自主定位控制处理部20的移动量和移动方向的测量值中包括一样的误差的情况下，通过进行这种修正处理来获取这些一样的误差被除去后的正确的轨迹数据。另外，即使利用GPS的定位更新了自主定位的起点，也通过进行上述修正处理来获取从定位开始到结束的连续的位置数据。而且，在本实施方式的定位控制处理中，除了上述的定位控制之外，还进行基于登记地点的当前位置的确定以及轨迹数据的修正处理。接下来，对这些处理进行说明。图2用于说明在从车站返回本人住宅的路程中进行移动轨迹的记录的一个例子。在该图中，Pl是为了自主定位而设定的起点，Tl是利用自主定位所求出的轨迹，T2是修正处理后的轨迹，P2是用户设定的本人住宅的登记地点。从到达本人住宅之前起进行说明。在图2的例子中，在起点Pl利用GPS定位来求出高准确度的位置数据，然后，随着用户的移动而连续地进行自主定位，求出表示轨迹Tl的轨迹数据。
利用自主定位所求出的位置数据是在各时间点所推定的移动地点的数据。在该实施方式的定位装置I中，如上所述，利用自主定位所求出的推定位置数据位于从登记地点P2起的规定范围C2的内侧(例如半径30m内)，并且，在判断出是有用户到达本人住宅的可能性的状态的情况下，判断为用户已到达登记地点P2，将登记地点P2确定为在该时间点的移动地点。在该第一实施方式中，具体而言，有用户到达本人住宅的可能性的状态判断是通过判断是否满足以下条件而进行的。S卩，状态判断是通过判断是否满足自主定位控制处理部20的行走动作的检测未到达规定时间(例如3分钟)这一条件而进行的。并且，状态判断的方式为如果满足该条件，则判断是有到达本人住宅的可能性的状态；如果不满足条件，则判断是未到达的状态。 而且，在本实施方式的定位装置I中，在判断是已到达登记地点的状态的情况下，从起点到该时间点进行利用自主定位所求出的轨迹数据(在图2中是轨迹Tl的数据)的修正处理。S卩，在修正处理中，使从起点Pl到终点P2a的轨迹Tl在保持将起点Pl固定的状态下同样地伸缩和旋转，进行相似变形，以便轨迹的终点与登记地点P2重合。并且，修正处理以与该相似变形后的轨迹T2对应的方式修正轨迹数据。通过进行这种到达登记地点P2的状态判断，例如，即使由于用户进入屋内而不能进行GPS定位，定位装置I也能够求出该时间点的正确的当前位置的数据。另外，通过进行基于该登记地点P2的轨迹数据的修正处理，定位装置I能够求出误差小的轨迹T2的数据。而且，在进行了到达上述登记地点P2的状态判断的情况下，在接下来的自主定位中所使用的起点的位置数据，会被更新为登记地点的位置数据。因此，例如，当第二天从本人住宅外出时，通过再次开始定位控制处理，从而以登记地点P2作为正确的起点的位置数据来开始自主定位。因此，定位装置I在再次开始时，即使处于不能接收GPS信号的状况，也能够从移动再次开始时求出正确的轨迹数据。(控制顺序)接下来，对上述定位控制处理的详细控制顺序进行说明。图3表示利用CPU 10执行的上述定位控制处理的流程图。该定位控制处理开始后，首先，CPU 10重新设置计时时间，以便立即进行间歇性的GPS卫星的信号接收(步骤SI)。然后，CPU 10进入到连续进行自主定位、并且间歇性地进行GPS定位的处理循环。CPU通过该处理循环中的反复步骤S2 S4的循环，来反复执行连续的自主定位。BP,CPU 10分别获取三轴地磁传感器15以及三轴加速度传感器16的传感器输出(步骤S2)。并且，CPU 10将这些采样数据和紧接之前的位置数据发送给自主定位控制处理部20，计算出当前的位置数据(推定位置数据)(步骤S3 :位置计算单元)。计算出的位置数据被存储到轨迹数据存储部22中。
CPU 10在求出起点的绝对位置数据之后，反复执行该步骤S2和S3的处理，由此，进行连续的自主定位并制成轨迹数据。通过制成该轨迹数据的处理来构成移动轨迹计算单元。另外，在定位控制处理的开始时没有起点的绝对位置数据的情况下，在步骤S3进行位置数据的计算失败，CPU 10立即进入进行GPS定位的步骤，获取起点的绝对位置数据。另外，在没有绝对位置数据就进行自主定位的情况下，CPU 10通过自主定位而计算出以相对坐标表示的相对位置数据。然后，当求出绝对位置数据时，可以根据该绝对位置数据，将相对位置数据变换为以绝对坐标表示的位置数据。 另外，CPU 10通过定位控制处理的处理循环中的进入步骤S4 S8的循环，进行间歇性的GPS定位及其附带的处理。在步骤S4的判断处理中，CPU 10判断是否经过了规定的接收间隔(例如从上一次的接收时刻起经过了一定时间)。然后，如果从定位控制处理的开始起经过了规定的接收间隔，则CPU 10使处理进入“是”的一方。进入到“是” 一方后，CPU 10首先使GPS接收部14进行接收处理并输入接收数据(步骤S5)。然后，CPU 10根据该接收数据进行规定的定位运算，计算出位置数据(步骤S6)。接下来，CPU 10根据由接收数据所获得的准确度信息来判断位置数据的准确度是否为规定值以上(步骤S7)。如果在规定值以上，则CPU 10使处理进入步骤S8。在此，作为准确度信息，能够使用例如D0P(Dilution of Precision)值或GST(GNSS Pseudorange Error Statistics)。作为步骤S7的判断结果，如果位置数据的准确度不是规定值以上，则CPU 10废弃GPS定位的结果。接下来，CPU 10使处理返回到从步骤S2开始的自主定位的处理循环中。在步骤S7的判断中，如果位置数据的准确度在规定值以上，则CPU 10判断是否已经进行了自主定位中所使用的起点的登记(步骤S8)。如果是未登记，则CPU 10将在GPS定位中所获得的位置数据作为起点来登记(步骤 S9)。然后，CPU 10使处理返回到从步骤S2开始的处理循环中。另一方面，如果起点的登记已经完毕，则CPU 10将紧接之前的GPS定位的结果作为真正的终点(移动轨迹的一部分的终点)的位置数据来登记(步骤S10)。然后，CPU 10使自主定位误差修正处理部21进行通过自主定位所求出的从起点到终点的轨迹数据的修正运算(步骤Sll :移动轨迹修正单元)。通过该处理，保存在轨迹数据存储部22中的轨迹数据中的、从在该时间点设定的起点到终点的轨迹数据被修正，并被覆写到轨迹数据存储部22中。然后，CPU 10为了对下一个接收间隔进行计时而存储紧接之前的GPS卫星的信号接收的时间(步骤S12)。
接下来,CPU 10将之前作为终点而登记的位置数据再次作为起点来重新登记(步骤 S13)。然后，CPU 10使处理返回到步骤S2。g 卩，CPU 10在利用进入上述步骤S4 S8的处理循环，间歇性地进行GPS定位而获得准确度高的定位结果的情况下，将该位置数据登记为自主定位的起点或终点。然后，在登记为终点的情况下，CPU 10进行通过自主定位所求出的轨迹数据的修正处理。另外，在图3的定位控制处理中，CPU 10利用进入步骤S14 S16的处理而进行用于使用登记地点的数据的处理。S卩，如果CPU 10判断为在步骤S4未经过接收间隔，则使处理进入步骤S14。然后，CPU 10判断当前的推定位置是否在从登记地点起的规定范围内(步骤S14 位置范围判断单元)。BP, CPU 10判断用户的移动地点是否接近登记地点。作为该步骤S14的判断结果，如果不在规定范围内，则CPU 10判断为用户的移动地点尚未接近登记地点，使处理返回到步骤S2。另一方面，作为步骤S14的判断处理结果，如果判断为在规定范围内，则CPU 10判断为用户的移动地点已接近登记地点，使处理进入到步骤S15。接下来，CPU 10确认从规定时间之前(例如3分钟之前)到当前的通过自主定位控制处理部20进行的行走动作的解析结果，判断在此期间是否是没有行走动作的状态，以作为有可能到达本人住宅的状态判断(步骤S15 :到达状态判断单元)。作为步骤S15的判断处理的结果，如果在规定时间内有行走动作，则CPU 10判断为用户还在移动中、且并未到达本人住宅的可能性高，使处理返回到步骤S2。另一方面，作为步骤S15的判断处理的结果，如果判断为在规定时间内没有行走动作，则CPU 10判断为用户已到达登记地点，将该登记地点的位置数据确定为当前的绝对位置数据(步骤S16 :当前位置确定单元)。然后，CPU 10使处理进入步骤S8。如果进入步骤S8，则如之前所说明的那样，CPU 10将该登记地点的位置数据作为自主定位的起点或终点来登记。然后，在作为终点被登记的情况下，CPU 10进行轨迹数据的修正处理。CPU 10通过这样的步骤S14 S16的处理，判断为用户已到达登记地点，将事先设定的正确的登记地点的位置数据设定为绝对位置数据。并且，如果存在到当时为止的轨迹数据，则CPU 10修正该轨迹数据，登记正确的轨迹数据。而且，CPU 10在用户返回登记地点(例如本人住宅)并利用登记地点的位置数据确定了移动地点之后，通过步骤S13的处理将登记地点的位置数据登记为起点。因此，当用户再次携带定位装置I由本人住宅外出时，CPU 10会制成从登记了登记地点的位置数据的起点开始的轨迹数据。在此，例如当返回到本人住宅时，在定位装置I中，在没有进行规定时间的操作的情况下、或在规定时间内没有来自三轴加速度传感器16的输入的情况下，CPU 10进入作为节省电能状态的休眠模式。之后，当第二天出门时，CPU 10通过操作或来自三轴加速度传感器16的输入来解除休眠模式，重新开始定位控制处理。在这种情况下，CPU 10也会从将登记地点的位置数据登记为起点的状态起，执行自主定位的处理。因此，当定位装置I的休眠模式被解除时，即使在间歇性进行的GPS的信号接收未成功的情况下，也会通过登记地点的位置数据来设定更正确的起点。由此，CPU 10能够从开始时进行正确的轨迹数据的制作以及记录。如上所述，利用本实施方式的定位装置1，用户能够将本人住宅地点作为登记地点而事先登记。
并且，在定位装置I判断的状态为通过自主定位所推定的位置在从登记地点起规定的范围内，并且有到达本人住宅的可能性的情况下，作为该时刻的定位结果，能够将登记地点的位置数据确定为当前的绝对位置数据。因此，定位装置I能够避免虽然到达了登记地点、但是定位结果相差很大的这一情况。另外，在本实施方式的定位装置I中，CPU 10为了判断用户是否已到达登记地点而通过以下两个阶段的判断处理进行，第一个判断是是否接近了步骤S15的登记地点；第二个判断是步骤16的是否有已到达本人住宅的可能性的状态判断。由此，CPU 10能够正确地判断用户到达登记地点。而且，由于CPU 10不会无用地执行步骤S16的状态判断的处理，因此，能够减轻CPU 10的处理负荷。另外，本实施方式的定位装置I中，CPU 10在判断为已到达登记地点并且在该时刻的定位结果中确定了登记地点的位置数据的情况下，根据该位置数据进行直至紧接之前为止的轨迹数据的修正处理。由此，CPU 10在登记地点能够记录没有偏差的正确的轨迹数据。另外，当在到达登记地点之后，从登记地点开始移动时，CPU 10在将登记地点的位置数据进行了起点登记的状态下开始自主定位。由此，在从登记地点开始移动时，CPU 10即使不能立刻进行GPS的信号接收，也能够将正确的位置数据为已知的登记地点作为起点而开始正确的自主定位。并且，在上述第一实施方式中，CPU 10将成为判断是否已接近步骤S14的登记地点时的阈值的规定范围的大小规定为一定的范围内。但是，由于自主定位具有误差会逐渐累积的性质，因此，可以根据从起点开始的直线距离或从起点开始的移动轨迹的累积距离，使成为判断的阈值的规定范围的大小进行变化(距离越长越增大规定范围)。(第二实施方式)图4表示的是CPU 10执行的第二实施方式的定位控制处理的流程图。第二实施方式只有定位控制处理的一部分不同，其他与第一实施方式相同。因此，只对不同之处进行说明。在第二实施方式的定位控制处理中，如图4所示，只有判断有无用户已到达本人住宅的可能性的步骤S15A的条件不同，其他的步骤与图3的定位控制处理相同。在第二实施方式中，在步骤S14如果判断为当前的推定位置处于从登记地点起规定的范围内，则接下来CPU 10确认从规定时间之前(例如3分钟前)到当前为止利用自主定位控制处理部20进行的行走动作的解析结果。然后，CPU 10判断为在规定时间没有行走动作，并且确认在步骤S5执行的紧接之前的GPS卫星的信号接收是否失败了规定的次数(例如一次或两次等)(步骤S15A :到达状态判断单元)。 另外，在该步骤S15A中，在判断为规定时间没有行走动作的情况下，也可以进行GPS的信号接收，确认是否失败。并且，若在规定时间内没有行走动作的状态下，并且也不能进行GPS的信号接收，则CPU 10判断其状态为有用户已到达本人住宅的可能性，转移到步骤S16。另一方面，如果任何条件都不满足，则CPU 10判断用户尚未到达登记地点的可能性很大，使处理返回到步骤S2。无论是哪一种情况，之后都进行与第一实施方式的定位控制处理相同的处理。根据该第二实施方式的定位装置1，当在规定时间内没有检测出行走动作，并且不能接收GP S信号时，CPU 10会判断为处于用户已到达本人住宅的可能性大的状态。因此，在不能进行GPS的信号接收的屋内等被设定为登记地点的情况下，定位装置I能够准确地判断已到达登记地点的状态。另外，即使在例如商业街的一个店铺或与地下购物中心连接的宾馆的一个房间等本人住宅以外的情况下，定位装置I也能够在到达之前很早的阶段就将不能接收GPS信号的地点设定为登记地点，并且毫无差错地判断已到达登记地点。另外，作为第二实施方式的变形例，也能够只通过当前的推定位置处于从登记地点起的规定范围内，并且不能够接收GPS信号这一条件，来判断用户已到达登记地点。此时，在将本人住宅作为登记地点的情况等这样的、到达登记地点之前能够接收GPS信号、而到达并进入屋内之后变得不能接收GPS信号的情况下，定位装置I也能够正确地判断已到达目的地。另外，在第一和第二实施方式中，也能够将成为判断用户到达登记地点的条件之一的、在规定时间内没有检测出行走动作的这一条件变更为根据三轴加速度传感器16的输出，定位装置I静止了规定时间(定位装置I被置于某一处的状态)这一条件。或者,考虑到在用户到达登记地点之后会在登记地点内的小范围内移动这一点，也能够将在规定时间内没有检测出行走动作的这一条件变更为规定期间内的移动距离在一定距离以内(例如5m以内)这一条件。通过进行这种变更，在特定的使用状态中，定位装置I能够正确地判断已到达登记地点。(第三实施方式)图5表示的是CPU 10执行的第三实施方式的定位控制处理的流程图。第三实施方式只有定位控制处理的一部分不同，其他与第一实施方式相同。因此，只对不同之处进行说明。在第三实施方式的定位控制处理中，如图5所示，只有判断有无用户到达本人住宅的可能性的步骤S15B的条件不同，其他的步骤与图3的定位控制处理相同。在第三实施方式中，在步骤S14如果判断出当前的推定位置在从登记地点开始的规定范围内，则接下来CPU 10根据电池盖开闭传感器25的输出来判断电池盖是否被打开(步骤S15B :到达状态判断单元)。然后，如果CPU 10判断是已打开，则判断用户已到达本人住宅，且为了对电池进行充电而将电池盖打开，使处理进入步骤S16。另一方面，CPU 10如果没有检测出电池盖是打开的，则使处理返回到步骤S2。无论是哪一种情况，之后都进行与第一实施方式的定位控制处理相同的处理。根据该第三实施方式的定位装置1，将电池盖被打开的情况判断为用户已到达本人住宅的可能性很大的状态。 因此，在将本人住宅等的进行充电的地点设定为登记地点的情况下，定位装置I能够准确地判断已到达登记地点的状态。另外，作为第三实施方式的变形例，在采用将定位装置I载放在充电器上开始充电的构成的情况下，也可以将根据充电电路19a的动作检测而将开始充电的情况判断为用户已到达登记地点的可能性很大的状态。采用这种构成，在将本人住宅等进行充电的地点设定为登记地点的情况下，定位装置I也能够同样地准确地判断到达登记地点的状态。(第四实施方式)第四实施方式只有定位控制处理的一部分不同，其他与第一实施方式相同。因此，只对不同之处进行说明。第四实施方式的定位装置I不像第一 第三实施方式那样，在判断为已到达登记地点的情况下将登记地点的位置数据反映在定位结果中，而是在已到达登记地点(例如本人住宅)并且不能接收GPS信号之前，进行GPS的信号接收，改善登记地点附近的定位结果的准确度。因此，在第四实施方式的定位控制处理中，图6的步骤S21和S22的部分不同，从步骤SI到步骤S13的处理与图3的第一实施方式的处理相同。在第四实施方式中，在步骤S4如果判断为未经过进行GPS信号接收的间歇性接收间隔，则接下来CPU 10判断当前的推定位置是否在从登记地点起的规定范围内(步骤S22)。在此设定的规定范围的大小与第一实施方式的步骤S14(图3)的处理中的规定范围的大小不同，被设定为在到达登记地点之前能够获取GPS定位的结果的范围内。并且，如果CPU 10在步骤S22的判断处理中判断为在规定范围内，则判断为是快要到达登记地点的时刻，即使未经过间歇性接收间隔，也进入步骤S5，进行GPS的信号接收。然后，与第一实施方式相同地继续进行定位控制处理。另外，在第四实施方式的定位控制处理中，CPU 10为了能够在步骤S22的判断处理中恰当地判断快要到达登记地点的时刻，而在步骤S21中将成为判断的阈值的规定范围的大小变更设定为合适的值。步骤S21的处理是与连续反复执行的自主定位的处理(步骤S2和S3) —起进行的。如果在步骤S2和S3进行一组自主定位处理，则接下来，CPU 10根据连续的自主定位的结果而计算出行走速度，如果行走速度快，则根据速度将规定范围设定成变大；另外，如果行走速度慢，则根据速度将规定范围设定成变小(步骤S21)。在自主定位中，在将步数和一定的步幅相乘而计算出移动量的情况下，根据一步一步的行走动作的时间间隔来确定行走速度。另外,在根据一步一步的铅直方向的加速度的大小来使推定步幅变化而计算出移动量的情况下，还配合该步幅的变化来确定行走速度。如上所述，由用于计算行走速度的自主定位控制处理部20构成速度计算单元。如上所述，根据该第四实施方式的定位装置1，当利用自主定位所求出的推定位置在登记地点的规定范围内时，即使未经过间歇性GPS的接收间隔，定位装置I也进行GPS的 信号接收，计算出基于GPS的位置数据。因此，在到达本人住宅等的登记地点、并且变得不能接收GPS信号之前，定位装置I能够进行GPS的定位，避免在登记地点附近使定位结果出现大的偏差。另外，成为用于进行GPS的信号接收的判断的阈值的上述规定范围的大小，会根据行走速度而发生变化。由此，无论是当慢慢地行走时，还是快步行走时，定位装置I都能够恰当地判断快要到达登记地点的时刻，并且在该时刻进行GPS的定位。另外，不仅使规定范围的大小根据行走速度而进行变化，也可以通过将从在该时刻设定的起点开始的距离或从起点开始的移动距离包含在参数中、并使规定范围的大小变化，从而能够更准确地判断快要到达登记地点的时刻。另外，本发明不局限于上述第一 第四实施方式，而是能够进行各种变更。例如，虽然给出了将本人住宅作为登记地点登记的例子，但是也可以将要去的目的地的地点进行登记，或者将通过地点进行登记。另外，不仅只登记一个地点，即使将目的地地点和通过地点等多个地点进行登记，也能够获得在登记地点附近定位结果不会出现很大偏差的同样的效果。另外，在上述实施方式中，作为判断有用户已到达登记地点的可能性的规定状态的单元，虽然示出了能够自动判断到达状态的构成，但是，也可以采用以下构成，即，当到达登记地点时，使用户进行表示到达的按键操作，将该按键操作判断为有到达的可能性的规定状态。另外，在上述实施方式中，虽然按每规定时间执行间歇性GPS定位，但是也可以根据移动量等其他条件来确定执行间歇性GPS定位的时刻。另外，定位卫星不局限于GPS卫星。另外，自主定位也不局限于以行走为对象，也可以采用以汽车的行驶为对象的自主定位。另外，轨迹数据的修正方法也不局限于实施方式中所示的方法。另外，实施方式中所示的细节部分的构成以及细节部分的方法，在不脱离本发明的技术宗旨的范围内能够进行适当的变更。虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不局限于上述实施方式，包括技术方案中所记载的发明的技术范围和与其等同的范围。 ·
权利要求
1.一种定位装置，其特征在于，具有 第一定位单元，以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定； 第二定位单元，连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据； 位置计算单元，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置； 地点登记单元，登记任意的地点； 位置范围判断单元，判断通过上述位置计算单元所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记单元所登记的地点起的规定范围内； 到达状态判断单元，判断是否处于有已到达上述所登记的地点的可能性的规定状态；以及 当前位置确定单元，在上述位置范围判断单元判断为在上述规定范围内、并且上述到达状态判断单元判断为处于上述规定状态的情况下，将上述所登记的地点确定为当前的绝对位置。
2.根据权利要求I所述的定位装置，其特征为， 上述定位装置还具有对移动进行检测的移动检测单元， 上述到达状态判断单元， 当在规定期间内没有由上述移动检测单元进行的移动检测的情况下、并且/或者不能通过上述第一定位单元进行绝对位置的定位时，判断为处于有已到达上述所登记的地点的可能性的规定状态。
3.根据权利要求I所述的定位装置，其特征为， 上述到达状态判断单元， 在通过上述位置计算单元所依次计算出的当前的自身推定位置在一定范围内逗留了规定时间的情况下、并且/或者不能通过上述第一定位单元进行绝对位置的定位时，判断为处于有已到达上述所登记的地点的可能性的上述规定状态。
4.根据权利要求I所述的定位装置，其特征为， 上述定位装置还具有输入外部电源来进行充电的充电单元， 上述到达状态判断单元， 在通过上述充电单元已开始充电的情况下，判断为处于有已到达上述所登记的地点的可能性的上述规定状态。
5.根据权利要求I所述的定位装置，其特征为， 上述定位装置还具有用于取出或放入电池的电池盖以及检测该电池盖的打开或闭合的开闭检测单元， 上述到达状态判断单元， 在通过上述开闭检测单元检测出上述电池盖已被打开的情况下，判断为处于有已到达上述所登记的地点的可能性的上述规定状态。
6.根据权利要求I所述的定位装置，其特征为， 上述定位装置还具有 移动轨迹计算单元，其根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据来求出移动轨迹；和 移动轨迹修正单元，其根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置的数据，来修正通过上述移动轨迹计算单元所求出的移动轨迹， 上述移动轨迹修正单元， 在通过上述当前位置确定单元确定了绝对位置的情况下，还根据该绝对位置的数据来进行上述移动轨迹的修正。
7.根据权利要求6所述的定位装置，其特征为， 上述移动轨迹计算单元， 通过在绝对位置的数据中累计上述第二定位单元的相对位置数据来求出移动轨迹，并且 通过上述当前位置确定单元来确定绝对位置，然后，在重新开始上述第二定位单元的相对位置数据的测定的情况下，使用通过上述当前位置确定单元所确定的绝对位置的数据来计算上述移动轨迹。
8.—种定位装置，其特征在于，具有 第一定位单元，以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定； 第二定位单元，连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据； 定位控制单元，使上述第一定位单元进行绝对位置的测定，并使上述第二定位单元进行相对位置数据的获取； 位置计算单元，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置； 地点登记单元，登记任意的地点；以及 位置范围判断单元，判断通过上述位置计算单元所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记单元所登记的地点起的规定范围内， 上述定位控制单元， 在上述位置范围判断单元判断为在上述规定范围内的情况下，还使上述第一定位单元进行绝对位置的测定。
9.根据权利要求8所述的定位装置，其特征为， 还具有根据移动的检测来计算移动速度的速度计算单元， 上述规定范围的大小，根据通过上述速度计算单元所计算出的移动速度而变化。
10.一种定位方法，使用第一定位单元和第二定位单元进行定位，其中，上述第一定位单元以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定，上述第二定位单元连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据， 上述定位方法的特征为，包括 位置计算步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置； 地点登记步骤，登记任意的地点； 位置范围判断步骤，判断通过上述位置计算步骤所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记步骤所登记的地点起的规定范围内；到达状态判断步骤，判断是否处于有已到达上述所登记的地点的可能性的规定状态；以及 当前位置确定步骤，在上述位置范围判断步骤中判断为在上述规定范围内、并且在上述到达状态判断步骤中判断为处于上述规定状态的情况下，将上述所登记的地点确定为当前的绝对位置。
11.根据权利要求10所述的定位方法，其特征为， 上述定位方法还包括 移动轨迹计算步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据来求出移动轨迹；和 移动轨迹修正步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置的数据，来修正通过上述移动轨迹计算单元所求出的移动轨迹， 上述移动轨迹修正步骤， 在通过上述当前位置确定步骤确定了绝对位置的情况下，还根据该绝对位置的数据来进行上述移动轨迹的修正。
12.一种定位方法，使用第一定位单元和第二定位单元进行定位，其中，上述第一定位单元以规定的时间间隔接收定位卫星的信号来定位自身当前的位置，进行绝对位置的测定，上述第二定位单元连续地检测自身的移动和行进方位，且据此获取相对位置数据， 上述定位方法的特征为，包括 定位控制步骤，使上述第一定位单元进行绝对位置的测定，并使上述第二定位单元进行相对位置数据的获取； 位置计算步骤，根据通过上述第一定位单元所获取的绝对位置和通过上述第二定位单元所获取的相对位置数据，来计算当前的自身的推定位置； 地点登记步骤，登记任意的地点；以及 位置范围判断步骤，判断通过上述位置计算步骤所计算出的推定位置是否在从通过上述地点登记步骤所登记的地点起的规定范围内， 上述定位控制步骤， 在上述位置范围判断步骤判断为在上述规定范围内的情况下，还使上述第一定位单元进行绝对位置的测定。
全文摘要
一种定位装置以及定位方法，在其判断为处于规定状态，即，根据间歇性定位后的绝对位置与连续性获取到的相对位置数据而计算出的当前的自身推定位置在从事先登记的地点起的规定范围内，并且处于有已到达上述所登记的地点的可能性的情况下，将上述登记地点设定为当前的绝对位置。
文档编号G01S19/42GK102645662SQ201210030420
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月18日
发明者三本木正雄 申请人:卡西欧计算机株式会社