JP7660975B2 - 歩行者自律航法システム - Google Patents

Description

本発明は、歩行者自律航法システムに関し、特に、歩行者自律航法システムに用いる歩行者自律航法センサからの誤差を補正することが可能な歩行者自律航法システムに関する。

屋内、屋外での対象者、対象物の位置情報の取得、確認のニーズが増大している。例えば、センサ装置の位置情報を取得し、センサ装置を所持している歩行者の位置を地図上に表示することにより、対象者の位置、経路、活動状況等を把握することができる。

屋外では、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System（全球測位衛星システム）)からの電波を受信し、受信した電波による測位で対象者の位置情報を取得することが可能である。表示装置に表示された地図上に取得した位置情報をプロットすることにより、対象者の位置を確認することが可能となる。

また、屋内では、ＵＷＢ(Ultra Wide Band（超広帯域無線通信）)、無線ＬＡＮ等を使用したシステムにより携帯端末で位置を測位することが可能である。表示装置に表示された建物内のフロア図面上に測位した位置情報をプロットすることにより、建物内での対象者の位置を確認することができる。

一方、対象物の位置情報の取得に際して、衛星、送受信機等の電波を用いることなしに、ＰＤＲ（Pedestrian Dead Reckoning（歩行者推測航法））センサによる測位が知られている。

ＰＤＲセンサは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による３軸方向の動きを計算して、基準点からの航跡をもって位置情報を入手するＩＭＵ(Inertial Measurement Unit（慣性計測装置）)が用いられている。

歩行者推測航法は、対象者が装着するセンサによる独自測位のため、屋内等での衛星、送受信機の電波が受信しづらい環境においても使用することができるため、電波環境に左右されることがない等の特徴を有している。

特許文献１には、ユーザの携帯する移動体端末を用いたＰＤＲ（歩行者推測航法）による現在位置の測位において、近接した近距離通信機器の現在位置を利用して自端末の現在位置の誤差がより小さくなるよう補正する移動体端末及び現在位置補正システムが開示されている。

また、移動体端末を携帯するユーザのスケジュール情報から受信されたユーザの位置情報によって、現在位置の誤差をより少なくするように補正する点が開示されている。

特許第６７７５７０７号公報

特許文献１は、各種センサによる計測値に基づいてＰＤＲ（歩行者推測航法）に従って測位を行い、移動距離及び進行方向を算出して現在位置を推定している。しかしながら、屋内、屋外でのＰＤＲ（歩行者推測航法）による対象者の位置情報の取得では、対象者が測位センサを所持又は装着し、加速度センサ、磁気センサ等により移動距離、方向を独自で測位するため、測位センサの精度で測位精度が左右される。

また、長時間、長距離歩行の場合には、測位センサに測位誤差が累積されて測位精度が低下する恐れがあるため、歩行経路上に基準点となる箇所を設けて、新たな基準点から測位を開始するようにして、歩行軌跡の表示装置等の定期的なリセットが必要となる。

さらに、リセット操作を対象者本人が行う場合には、面倒なこともありリセット操作を忘れることがある。

また、リセット操作を対象者本人に代えて測位センサにリセット信号を発するリセット装置を用いることも可能である。リセット装置を用いる場合には、測位センサをリセットする場所の位置が明確となるように規定しておく必要がある。測位センサをリセットする場所の位置情報を確実に取得できないと、地図やフロア図面上に正確な歩行軌跡が表示できなかつたり、歩行軌跡が地図やフロア図面上の誤った位置に表示されてしまう恐れがある。

また、屋内では、柱、壁、設置物の影響により地磁気を用いた方位、方向の検出が安定しないことがあり、方位検出の信頼性が低下する恐れがある。

このように、ＰＤＲ（歩行者推測航法）による位置情報の取得では、測位センサの測位誤差が累積されることによる測位精度の低下、方位検出の信頼性が低いという課題があった。

そこで、本発明は、対象者が必ず通過する経路上に、測位センサを管理するシステムに測位センサの位置情報をリセットさせる箇所を設けて測位センサの累積誤差を減らして測位精度を保ち、また、対象者が通過する経路の方位を一定して方位の補正を行うことにより、高精度の歩行者の位置データを取得することが可能な歩行者自律航法システムを提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る歩行者自律航法システムは、加速度センサ及び角速度センサの測定値から少なくともＸＹ方向への移動距離を算出し、かつ、地磁気センサの測定値から進行方向を算出して、相対的な移動位置を算出する歩行者自律航法センサを用いた歩行者自律航法システムであって、前記加速度センサ、前記角速度センサ及び前記地磁気センサを有する当該歩行者自律航法センサと、当該歩行者自律航法センサを所持する歩行者が、位置情報が予め特定された特定地点を通過したことを検出可能な外部センサと、前記特定地点において前記歩行者の通過方向を規制する歩行方向規制手段と、前記歩行者の前記特定地点の通過時に前記地磁気センサが検出した進行方向と、前記歩行方向規制手段によって規制された通過方向である規制通過方向との差分を前記地磁気センサの誤差として算出する地磁気誤差算出手段と、前記歩行者の前記特定地点の通過判定を受けて、前記外部センサからの当該特定地点の前記位置情報、前記地磁気誤差算出手段によって算出された前記誤差、前記歩行者自律航法センサからの前記相対的な移動位置に係る情報から前記歩行者の位置を算出する位置算出手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の前記外部センサは、前記歩行者の前記特定地点の通過時における当該歩行者の実際の進行方向及び／又は実際の通過位置を検出可能であり、前記歩行者自律航法システムはさらに、前記歩行者の実際の進行方向及び／又は前記実際の通過位置に係る情報と、前記規制通過方向及び／又は前記特定地点の前記位置情報との差分を通過誤差情報として算出する通過誤差算出手段をさらに備え、前記位置算出手段は、前記通過誤差情報をも利用して前記歩行者の位置を算出することを特徴とする。

また、本発明の前記歩行方向規制手段は、前記歩行者が通過可能なゲート、扉、歩行方向を指示する表示及び／又は前記歩行者の靴の移動を規制する轍であることを特徴とする。

また、本発明の前記外部センサは、前記特定地点に配されたセンサ、特定地点の周囲に配されたセンサ、フラッパーゲートの開閉を検出するセンサ及び／又は扉の開閉を検出するセンサであり、当該センサにより前記歩行者の通過を検出し、前記特定地点の前記位置情報を前記位置算出手段に送信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の歩行者自律航法システム。

また、本発明の前記外部センサは、前記特定地点、前記特定地点の周囲に配され、かつ、マトリックス状に分割された複数のセンサからなり、当該センサにより、前記歩行者の実際の進行方向及び／又は前記実際の通過位置に係る情報を前記通過誤差算出手段に送信することを特徴とする。

また、本発明の前記歩行者自律航法センサは、前記歩行者の足に装着され、前記歩行者が静止しているときに検出される速度は誤差であるとして速度誤差を補正することを特徴とすることを特徴とする。

また、本発明の前記位置算出手段は、前記外部センサから前記歩行者の新たな前記特定地点の通過判定を受けて、前回通過判定を受けた前記特定地点の前記位置情報をリセットして、新たに通過した前記特定地点の前記位置情報、新たに通過した前記特定地点に係る前記誤差、前記歩行者自律航法センサからの新たに通過した前記特定地点からの前記相対的な移動位置に係る情報から前記歩行者の位置を新たに算出することを特徴とする。

本発明によれば、歩行者の特定地点の通過判定を受けて、外部センサからの当該特定地点の位置情報、地磁気誤差算出手段によって算出された誤差、歩行者自律航法センサからの相対的な移動位置に係る情報から歩行者の位置を算出するため、歩行者自律航法センサの累積誤差をなくして、高精度の歩行者の位置データを取得することができる。

また、地磁気誤差算出手段によって対象者が特定地点を通過する方向を規制するようにして、規制した方向と測位した地磁気センサの方向との差分により補正を行うことにより、歩行者の方位を高精度で検出することが可能となる。

また、歩行者自律航法センサのリセットを行う場所はあらかじめ特定されているため、歩行者自律航法センサをリセットする場所の位置が明確となり、フロアマップ等へのプロットが容易であり、歩行者自律航法センサのリセット動作が確実に行われるため、測位を正確に行うことができる

また、本発明によれば、歩行経路上に基準点となる特定地点を設けることにより、特定地点の位置情報をリセットして新たな特定地点の位置情報を用いて新たな位置を算出するため、歩行軌跡の表示装置等の手動によるリセットが不要となり、自動でリセットされるため長時間、長距離歩行の場合の歩行者自律航法センサにおける測位誤差の累積による測位精度の低下を防止することができる。

また、本発明によれば、動線エリアの変更でも、フロアマットのような複数のセンサからなる外部センサ方式であれば、容易にセンサの追加や位置変更が可能となる。このため、室内でのレイアウトの変更が頻繁に行われる展示会、仮設の売場等にも用いることができる。さらに、大勢が分散して作業するトンネル内や地下、地上等の工事現場における作業員の位置管理に対しても有効である。

また、本発明によれば、会場内等での立入禁止区域に外部センサを設けて、立入禁止区域への進入検知等のセキュリティ対策に有効である。

また、本発明によれば、訓練中における警察や消防等の職員の位置を算出して、警察や消防等の職員による訓練効果を分析するためのデータ収集にも用いることができる。

また、本発明によれば、外部センサは、歩行者の特定地点の通過時における歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置に係る情報と、規制通過方向、特定地点の位置情報との差分を通過誤差情報として算出し、通過誤差情報を利用して高精度の歩行者の位置データを取得することが可能となり、より高精度な移動位置の測位が可能となる。

本発明に係る歩行者自律航法システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）は、歩行者自律航法センサの斜視図及び歩行者自律航法センサの座標系を示す図、（ｂ）は、歩行者自律航法センサを歩行者が足に履いている靴に装着した状態を示す斜視図、（ｃ）は、携帯端末に表示された歩行者自律航法センサの移動位置を示す図である。 特定地点において歩行者の通過方向を規制する歩行方向規制手段を説明する図であり、（ａ）は、歩行方向規制手段として、歩行者が通行可能なゲートを用いたものであり、（ｂ）は、歩行方向規制手段として、床にペイントマークにより歩行方向を表示した歩行方法案内表示部を示す。 歩行者自律航法センサにおける地磁気誤差の補正を説明する図であり、（ａ）は、ゲートにおける基本ベクトルを示す図、（ｂ）は、基本ベクトルと歩行者自律航法センサで測位した歩行ベクトルとの関係を示す図、（ｃ）は、歩行者自律航法センサで測位した歩行ベクトルを地磁気誤差で補正した補正後の歩行ベクトルを示す図である。 特定地点に配され、かつ、マトリックス状に分割された複数の圧力センサからなる外部センサの検出センサを説明する図である。 （ａ）は、図５に示す検出センサにおける、歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置に係る情報と、規制通過方向、特定地点の位置情報との差分である通過誤差情報を説明する図，（ｂ）は、外部センサにおける歩行者の通過誤差の補正を説明する図である。 外部センサに設けられた検出センサによる歩行者の通過時の歩行者自律航法システムにおける歩行者自律航法センサ、外部センサ、監視用ＰＣの処理を示すフローチャートである。 歩行者自律航法システムにおける監視用ＰＣの表示部に表示される歩行ルート上に特定地点としての外部センサを設けた場合の歩行者自律航法センサによる歩行軌跡、歩行ルート上に外部センサを設けない場合の歩行軌跡を示す図である。

以下図面を参照して、本発明による歩行者自律航法システムを実施するための形態について説明する。尚、本発明に係る歩行者自律航法システムは、少なくともＸＹ方向への移動距離を算出する加速度センサ、角速度センサと、進行方向を検出する地磁気センサとを有する歩行者自律航法センサからの相対的な移動位置に係る情報と、特定地点を通過したことを検出し、歩行者の特定地点の通過判定を受けて、外部センサからの特定地点の位置情報と、地磁気誤差算出手段によって算出された誤差とから歩行者の位置を算出することにより、歩行者の位置を高精度で算出し、歩行者の歩行の軌跡の累積誤差をなくすようにしたものである。

［歩行者自律航法システムの構成］
最初に、本発明に係る歩行者自律航法システムの構成について図１を参照して詳述する。図１は、本発明に係る歩行者自律航法システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、歩行者自律航法システム１は、歩行者自律航法センサ５、携帯端末２０、外部センサ５０、ＷｉＦｉルータ４０、監視用ＰＣ３０を有している。

歩行者自律航法システム１における歩行者自律航法センサ５は、相対的な移動位置に係る情報から歩行者の移動位置を算出する測位センサであり、センサ部６と、演算部１３と、無線部１４と、制御部１２とを有している。

歩行者自律航法センサ５のセンサ部６は、加速度を検出する加速度センサ７と、角速度を検出する角速度センサ８と、地磁気の方位を検出する地磁気センサ９とを備えている。演算部１３は、センサ部６からの加速度データ、角速度データから移動距離を算出し、地磁気センサ９からの信号により方位を演算する。無線部１４は、外部の携帯端末２０とBluetooth等でアンテナ１５を介して通信する。制御部１２は、無線部１４と、演算部１３とを制御する。また、歩行者自律航法センサ５は、内蔵されたバッテリー１６により電源が供給される。尚、演算部１３は、制御部１２に設けるようにしてもよい。

歩行者自律航法システム１における携帯端末２０は、歩行者自律航法センサ５で測位したデータから表示部２５に歩行者の移動軌跡を表示し、また、外部センサ５０、監視用ＰＣ３０との通信を行う。

携帯端末２０は、歩行者自律航法センサ５の無線部１４とBluetooth等によりアンテナ２７を介して無線通信を行う無線部２６と、ＷｉＦｉルータ４０とアンテナ２９を介して無線通信を行う無線部２８と、各種の演算を行う演算部２２と、各種制御を行う制御部２１と、制御部２１のＣＰＵのプログラム及びデータを記憶するメモリ部２３と、液晶パネルを制御して表示を行う表示部２５と、各種データの設定、操作、指示を行う操作部２４とを備えている。また、携帯端末２０は、歩行者自律航法センサ５を所有する歩行者を識別する歩行者(監視対象者）ＩＤ情報等をメモリ部２３に記憶している。

歩行者自律航法システム１は、歩行者自律航法センサ５を所持する歩行者が、位置情報が予め特定された特定地点を通過したことを外部センサ５０によって検出可能に構成されている。即ち、歩行者自律航法システム１における外部センサ５０は、特定地点、特定地点の周囲に配されて、歩行者の通過を検出して信号により通知する。

図１に示すように、外部センサ５０は、位置情報が予め特定された特定地点に設けられ、一例として歩行者が歩行する通路上の床に設けられたフロアマット形状を成し、フロアマットには検出センサ５１が内蔵されている。検出センサ５１は、例えば、歩行者がフロアマットを踏むことにより、検出センサ５１がＯＮして、制御部５４にＯＮ状態を出力する。これにより歩行者がフロアマット上を通過したことが確認される。

外部センサ５０は、携帯端末２０とアンテナ５８を介して無線でデータ通信を行う無線部５７を有している。外部センサ５０の無線部５７は、携帯端末２０との間で監視対象者（歩行者）ＩＤ、フロアマットＩＤ、リセット制御信号の通知、補正値等のデータ通信を行う。外部センサ５０は、検出センサ５１の動作状態に応じた補正値を算出する演算部５５と、制御部５４のＣＰＵのプログラム及びデータを記憶するメモリ部５６とを備えている。また、外部センサ５０は、ＷｉＦｉルータ４０を介して監視用ＰＣ３０と無線通信するアンテナ６０を有する無線部５９を備えており、監視用ＰＣ３０との間で監視対象者（歩行者）ＩＤ、フロアマットＩＤ、リセット制御信号の通知、補正値等のデータ通信を行う。尚、外部センサ５０と監視用ＰＣ３０との無線通信は、無線部５７から携帯端末２０を経由し、ＷｉＦｉルータ４０を介して行うことも可能である。これにより外部センサ５０の無線部５９を無線部５７で代用することも可能である。

歩行者自律航法システム１におけるＷｉＦｉルータ４０は、携帯端末２０または外部センサ５０とアンテナ４４を介してＷｉＦｉ無線通信を行う無線部４１と、監視用ＰＣ３０とイーサネットで接続する通信部４３と、無線部４１と通信部４３との制御を行う制御部４２とを有している。

歩行者自律航法システム１における監視用ＰＣ３０は、携帯端末２０から送信される歩行者自律航法センサの移動位置、監視対象者（歩行者）ＩＤ、フロアマットＩＤ、リセット制御信号の通知、補正値等のデータにより歩行者の移動軌跡の処理等を行い、地図上に歩行者の移動位置、移動軌跡を表示部３３に表示する。監視用ＰＣ３０は、コンピュータからなりＣＰＵを有し、制御を行う制御部３１と、演算を行う演算部３２と、制御部３１のＣＰＵのプログラム及びデータを記憶するメモリ部３４と、液晶モニタ等からなり、地図、建物のフロアのレイアウト等を表示する表示部３３と、ＷｉＦｉルータ４０とのイーサネットによる通信を行う通信部３５を有している。また、メモリ部３４には、特定地点の位置情報、外部センサ５０の方位等の情報、フロアレイアウトのデータ、地図データ等が記憶されている。

［歩行者自律航法センサの装着］
最初に、歩行者自律航法センサについて、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、歩行者自律航法センサの斜視図及び歩行者自律航法センサの座標系を示す図、図２（ｂ）は、歩行者自律航法センサを歩行者が足に履いている靴に装着した状態を示す斜視図である。図２（ｃ）は、携帯端末に表示された歩行者自律航法センサの移動位置を示す図である。

図２（ａ）に示すように、歩行者自律航法センサ５は、直方体の形状を成し、靴の上面に装着可能な大きさを有している。また、歩行者自律航法センサ５の座標軸は、ＸＹＺ軸の３軸から成り、それぞれの軸が直交するように形成されている。歩行者自律航法センサ５が水平面上に置かれたとき、水平面上にＸＹ軸、水平面と垂直を成す軸がＺ軸となるように水平面と対向する歩行者自律航法センサ５の表面が規定されており、測位時に歩行者自律航法センサ５の軸が規定された位置となるように歩行者に装着するようにする。

図２（ｂ）に示すように、歩行者自律航法センサ５は、歩行者の片足に履いた靴のつま先側の上面にバンド等で固定されている。尚、足とは足首よりも下を意味する。靴のつま先に装着された歩行者自律航法センサ５は、歩行者の移動位置をＸＹＺ軸の３軸の座標値で検出している。図２（ｂ）に示すように、靴に装着された歩行者自律航法センサ５は、靴のつま先側にＹ軸の＋側になるように装着され、靴の長さ方向がＹ軸を成す。また、Ｙ軸と直交を成すＸ軸は、歩行者の進行方向における左側の方向が＋側となる。また、Ｚ軸は地面に対して垂直方向に設定される。

歩行者自律航法センサ５は、足の停止時に相対位置を記録するＺＵＰＴ（Zero Velocity Potential Update（歩行者推測航法方式））が用いられている。即ち、歩行者自律航法センサ５は、加速度センサ７、角速度センサ８によって現在の足の停止位置とその前の足の停止位置との差分である１歩分のデータをＸＹＺ座標の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）で検出する。

また、歩行者自律航法センサ５は、前の足の停止位置でのＹ軸に対して、現在の足の停止位置のＹ軸が成す角度θ、即ち、１歩の前後での靴のつま先の角度の変位量を検出する。

これにより、歩行者自律航法センサ５で検出された座標値、角度から、図２（ｃ）に示すように、携帯端末２０の表示部２５に歩行者の歩行軌跡が表示される。尚、歩行者自律航法センサ５は、スタート点を基準点である座標値（０、０、０）、角度０度として、検出を開始する。検出した座標値、角度を無線部１４で携帯端末２０に出力する。図２（ｃ）に示す表示部２５の表示例は、歩行者自律航法センサ５からのＸＹ座標値と角度θのデータが用いられている。

尚、歩行者自律航法センサ５は、測位開始位置から現在の足の停止位置とその前の足の停止位置との差分から移動距離を測位するため、測位開始位置及び測位開始方位を確定する必要がある。

また、歩行者自律航法センサ５は、歩行者の足に装着されており、歩行者が静止しているときに検出される速度データは通常０（ゼロ）であるが、静止しているときに０以外の速度データが検出されたときには、その速度データは誤差と見なすことができる。このため、歩行中の速度データを静止中に得られた誤差で速度誤差の補正を行うことも可能である。

尚、歩行者自律航法センサ５を足に装着した実施形態について説明したが、歩行者自律航法センサ５は足に装着するセンサに限らず、歩行者の衣服のポケットに収納し、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ等を内蔵したスマートフォン、携帯端末装置等であってもよい。

［特定地点の歩行方向規制手段について］
次に、歩行者自律航法システム１の特定地点における歩行方向規制手段について図３を参照して説明する。図３は、特定地点において歩行者の通過方向を規制する歩行方向規制手段を説明する図であり、図３（ａ）は、歩行方向規制手段として、歩行者が通行可能なゲートを用いたものであり、図３（ｂ）は、歩行方向規制手段として、床にペイントマークにより歩行方向を表示した歩行方法案内表示部を示す。

図３（ａ）に示すように、位置情報が予め特定された特定地点に設けられた歩行方向規制手段としてのゲート７０は、歩行者が通行するに必要な幅を有し、歩行者が通行する方向に沿って両脇に側板７３が設けられている。歩行者はゲート７０の入口側からゲート７０に入り、ゲート７０を通って出口側から出るようにする。

また、図３（ａ）に示すように、ゲート７０の床には矢印で示す進行方向が表示されている。さらに、床には足跡で進行方向を表示してもよく、黒の足跡は歩行者自律航法センサを装着した足の位置を示す。

このように、ゲート７０の通過方向は前もって規定されており、ゲート７０の位置情報と共に通過方向が監視用ＰＣ３０に記憶されている。特定地点における歩行方向規制を行うゲート７０は、歩行者の位置測位を開始する建物、室内入口に位置するドア付近、建物エレベータの出口付近等、基準点に相当する位置に設けるようにする。

また、ゲート７０の側板７３の上部には、歩行者が誤って出口側から進入しないように、一方向のみ回転するバー７１が設けられている。尚、点線で示すバー７１は、ゲート７０が閉じた状態を示す。また。ゲート７０には、歩行者がゲート７０を通過したことを検出する外部センサ５０が設けられている。

外部センサ５０の検出センサ５１は、ゲート７０の側板７３の片側に発光素子を取り付け、他の側版に発光素子からの光を受ける受光素子からなる光学センサを配し、受光素子のＯＮ－ＯＦＦを検出して、歩行者がゲート７０を通過したことを検出する。

また、歩行者が通過中にバー７１が回転したときにスイッチがＯＮして、通過を確認してもよい。これにより、特定地点でのゲート７０での前もって設定された歩行方向を歩行者が通過したことが検出される。

図３（ｂ）は、歩行方向規制手段として、床に矢印で示す歩行方向や足跡をペイントマークで表示した歩行方向案内表示部７５であり、歩行者は、歩行方向や足跡の指示に沿って歩行するようにする。さらに、図３（ｂ）に示すように、床には足跡で進行方向を表示してもよく、黒の足跡は歩行者自律航法センサを装着した足の位置を示す。歩行者の通過をするために、通路の両端に光学センサ、床に圧力センサを内蔵したマットや枠状に形成され枠内の通過を検出する通過ゲートを設けるようにする。また、ペイントマークに代えて、轍を設けるようにしてもよい。また、図３（ｂ）に示すペイントマークで表示した歩行方向案内表示部７５を用いることにより、ゲート７０等の大がかりな設備を設ける必要がないため、室内でのレイアウトの変更が頻繁に行われる会場に使用することができる。

このように、特定地点における歩行方向規制手段であるゲート等は、その位置情報、通過方向が予め特定されており、歩行方向規制手段であるゲート等を歩行者が通過したときに、外部センサにより検出可能となっている。

［地磁気センサの地磁気誤差］
次に、歩行者自律航法センサ５における地磁気誤差について図４を参照して説明する。図４は、歩行者自律航法センサにおける地磁気誤差の補正を説明する図であり、図４（ａ）は、ゲート７０における基本ベクトルを示す図、図４（ｂ）は、基本ベクトルと歩行者自律航法センサで測位した歩行ベクトルとの関係を示す図、図４（ｃ）は、歩行者自律航法センサで測位した歩行ベクトルと地磁気誤差の補正後の歩行ベクトルとの関係を示す図である。

建物の屋内では、壁、柱、設置物により地磁気が乱れて安定しないことがある。このため、歩行者自律航法センサ５の地磁気センサ９で検出した方位データに誤差が発生し、歩行者の進行方向が実際の方向とずれてしまうことがある。このため、地磁気センサ９により検出された方位データの補正を行う必要がある。

地磁気センサ９の方位データの補正は、歩行者の位置測位を最初に開始する特定地点での方位を決めるためのものであり、最初の特定地点での方位（方向）が決まった後は、地磁気センサ９の方位データを使用しないで、加速度センサ７及び角速度センサ８のデータを使用して歩行者の位置を算出する。このため、地磁気センサ９は、通常、測位開始位置での方位を決定する最初のみ使用する。

地磁気センサ９の地磁気誤差は、歩行者のゲート７０等の特定地点での通過時に地磁気センサ９が検出した方位を示す進行方向と、歩行方向規制手段であるゲート等によって規制された通過方向である規制通過方向との差分である。地磁気センサの誤差は、以下に示すように算出されて、方位データが補正される。

図４（ａ）に示すように、歩行方向規制手段としてのゲート７０によって規制された通過方向である規制通過方向を基本ベクトルＶｂとして設定する。

例えば、表記する地図、建物のフロアの図面の北の方位を基準として、北の方位をＹ軸とし、これに直交する軸をＸ軸とし、Ｘ軸とＹ軸が交差する点を基準点とし、Ｘ軸の基準点から右側の方位を東とし、Ｙ軸の基準点より下側の方位を南と規定し、東の方位の基本ベクトルＶｂをＸＹ軸上で（１，０）とし、北の方位の基本ベクトルＶｂをＸＹ軸上で（０，１）とする。

図４（ｂ）に示すように、例えば、点線で示す基本ベクトルＶｂを（１，０）とし、歩行者が特定地点を通過したときに地磁気センサ９が検出した進行方向を歩行ベクトルＶｇとし、ＸＹ軸上で歩行ベクトルＶｇが（ｘａ，ｙａ）のとき、歩行ベクトルＶｇのＸ軸との角度θａが確定する。歩行ベクトルＶｇの角度θａと基本ベクトルＶｂのＸ軸との角度θｓとの差分θを算出する。算出された角度θが地磁気誤差となる。尚、図４（ｂ）に示す基本ベクトルＶｂでは、Ｘ軸との角度θｓは０度である。

また、図４（ｃ）に示すように、地磁気誤差θから、歩行ベクトルＶｇを基本ベクトルＶｂの方向と一致させるように、歩行ベクトルＶｇを、基準点を中心に－θの角度で回転させる。座標軸の回転により歩行ベクトルＶｇ（ｘａ，ｙａ）から補正座標データ（ｘｂ，ｙｂ）が算出され、（ｘｂ，ｙｂ）が地磁気補正された補正済歩行ベクトルＶｈとなる。

このように、歩行者の特定地点の通過時に地磁気センサが検出した進行方向と、歩行方向規制手段であるゲートによって規制された通過方向である規制通過方向との差分を地磁気センサの誤差として算出することにより、歩行者の位置をより正確に算出することができる。

尚、歩行者の移動の方位を測位する地磁気センサを使用せずに、特定地点における方向規制手段であるゲート７０の位置を基準点として、ゲート７０が設置された方位を基準点における歩行者の進行方向とすることも可能である。

［マトリックス状に分割した外部センサの動作］
次に、複数の圧力センサがマトリックス状に分割されて配した外部センサ５０について図５を参照して説明する。図５は、特定地点に配され、かつ、マトリックス状に分割された圧力センサからなる外部センサの検出センサを説明する図である。

図５に示すように、外部センサ５０の検出センサ５１は、フロアマットの形状を成し、平面視で四角形の形状をなし、マトリックス状に配置された圧力センサ５３で構成されている。例えば、縦横の外側の一辺を３等分して形成されるメッシュ状の分割した３×３（５３ａから５３ｉ）の領域を有している。各領域には、円形状の形状をなす圧力センサ５３ａから５３ｉが内蔵されている。圧力センサ５３は、その上面に圧力が印加されると導通状態となる。

検出センサ５１の複数の圧力センサ５３は、それぞれが制御部５４に接続されており、制御部５４は、どの圧力センサが導通状態であるかを検出することができる。また、制御部５４は、検出センサ５１における各圧力センサ５３の配置状態等に関する情報、例えば、基準方位として、図５に矢印示すＮ（北）方位に対する検出センサ５１の設置角度、検出センサ５１の圧力センサ５３の取り付けピッチＰｘ、Ｐｙ、検出センサ５１の中心に位置する圧力センサ５３ｅの絶対位置を前もって記憶している。

制御部５４は、歩行者がフロアマット上を通過したときの、導通状態となった圧力センサ５３の番号、圧力センサ５３の導通状態の順番から、基本歩行方向Ｗｄ（図６に示す）に対する歩行角度、２歩目で導通状態となった圧力センサ５３の相対位置を算出することができる。これにより、外部センサ５０の制御部５４は、フロアマット上の通過方向、歩行者の位置を把握することができる。

このように、特定地点に複数の圧力センサ５３からなるフロアマットが、床に２次元的に配置されているため、特定地点における歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置を算出することが可能である。

尚、図５に示す外部センサ５０におけるフロアマットは、一例であり、これに限定するものではない。例えば、外部センサ５０は、床に設置するフロアマット状の検出センサ５１に限らず、天井に設置する光センサ、ビデオカメラ等の非接触タイプのセンサであってもよい。また、外部センサ５０は、３×３の構成に限定するものではなく、各センサがｍ×ｎ（例えば、ｍ、ｎが１００以上）のマトリックス状に配置されているドットマトリックスをなす圧力式や静電式のセンサであってよく、歩行者の通過位置、通過方位を算出することができるものであればよい。

［通過誤差情報の算出（リセット時の方向ずれ補正）］
次に、図５に示す検出センサにおける、歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置に係る情報と、規制通過方向、特定地点の位置情報との差分である通過誤差情報について図６を参照して説明する。図６（ａ）は、図５に示す検出センサにおける、歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置に係る情報と、規制通過方向、特定地点の位置情報との差分である通過誤差情報を説明する図、図６（ｂ）は、外部センサにおける歩行者の通過誤差の補正を説明する図である。

図３に示す歩行方向規制手段では、歩行者が規制された規制方向通りに通行することを想定しており、携帯端末２０は、特定地点を通過後に規制通過方向で通過したものとしている。しかしながら、歩行者が特定地点を通過時には、規制した方向通りに通過しない可能性もあり、これにより、通過方向に誤差が生ずることもあり、補正が必要となる。

図６（ａ）に示すように、検出センサ５１のフロアマット上に歩行者の規制通過方向としての基本歩行を設定する。図６（ａ）に示す図では、基本歩行は、歩行者がフロアマットの左側に位置する圧力センサ５３ｄから右側に位置する圧力センサ５３ｆに移動するものとする。

基本歩行は、図４（ａ）に示す基本ベクトルＶｂに相当する基本歩行方向と基本軸線から成り、例えば、図６（ａ）に示すように、四角形からなるフロアマットの外周の一辺がＸ軸と平行を成し、ＸＹ座標軸の基準点を圧力センサ５３ｄの中心位置に設定し、圧力センサ５３ｄ、５３ｆの中心位置を通る軸をＸ軸とし、圧力センサ５３ａ、５３ｇの中心位置を通る軸をＹ軸とする。基本歩行方向Ｗｄは、圧力センサ５３ｄの中心位置と圧力センサ５３ｆの中心位置とを結んだ直線であり、Ｘ軸と平行を成し、Ｘ軸に対する角度は０度である。

また、図６（ａ）に示すように、基本軸線Ｗｅは、圧力センサ５３ｄの中心位置と圧力センサ５３ｆの中心位置とを結んだ直線である。これにより、圧力センサ５３ａの中心位置と圧力センサ５３ｃの中心位置とを結んだ直線、圧力センサ５３ｇの中心位置と圧力センサ５３ｉの中心位置とを結んだ直線は、Ｘ軸に対する角度が０度であるが、基本軸線Ｗｅに対して軸がずれており、所謂、軸ずれが発生している。

歩行者の実際の進行方向、実際の通過位置は、歩行者自律航法センサ５の装着した足により外部センサ５０のフロアマットの圧力センサ５３が反応した位置により算出される。

例えば、図６（ａ）に示すように、歩行者自律航法センサ５を装着した足の１歩目で圧力センサ５３ｄが反応して導通し、歩行者自律航法センサ５を装着した足の２歩目で圧力センサ５３ｉが反応したときには、歩行者の実際の進行方向はＳｄで示され、基本歩行方向Ｗｄに対する歩行者の実際の進行方向Ｓｄが成す通過方向ずれ角度θｃが算出される。算出された角度θｃが角度誤差として算出される。また、このとき、圧力センサ５３ｉの中心位置が実際の通過位置Ｓｅとして特定地点の新たな基準点として設定される。

これにより、外部センサ５０による歩行者の実際の進行方向Ｓｄ、実際の通過位置Ｓｅに係る情報と、規制通過方向、特定地点の位置情報との差分である通過誤差情報が算出される。

さらに、例えば、図６（ａ）に示すように、歩行者自律航法センサ５を装着した足の１歩目で圧力センサ５３ａが反応して導通し、歩行者自律航法センサ５を装着した足の２歩目で圧力センサ５３ｃが反応して導通したときには、歩行者の実際の進行方向はＳｆで示され、基本軸線Ｗｅに対して、軸ずれが発生しており、軸ずれ量は、Ｙ軸方向の圧力センサ５３ａの中心位置と圧力センサ５３ｄの中心位置との図５に示すピッチＰｙに相当する、また、このとき、圧力センサ５３ｃの中心位置が特定地点の新たな基準点として設定される。尚、このときの基本歩行方向Ｗｄに対する歩行者の実際の進行方向が成す通過方向ずれ角度は０（ゼロ）である。

図６（ｂ）に示すように、規制通過方向である基本歩行方向Ｗｄと歩行者の実際の歩行方向から算出された通過誤差（情報）である角度θｃは、規制通過方向に対する実際の進行方向Ｓｄである。これにより、通過誤差を算出して、算出した通過誤差で補正して歩行者の位置を算出するため、より高精度の位置検出が可能となる。

また、図６（ａ）に示す実際の進行方向Ｓｆは、軸ずれを起こしており、図６（ｂ）に示すように、通過誤差は基本軸線Ｗｅに対してＹ軸方向のマイナス側にピッチＰｙ分ずれており、基本歩行方向Ｗｄに対しては角度０（ゼロ）である。

このように、規制通過方向である基本歩行方向は、歩行者自律航法システム上で規定した方向であり、実際に歩行者がフロアマットを通過した進行方向を算出することにより、より高精度の位置検出が可能となる。

また、外部センサ５０のフロアマット内での歩行者自律航法センサ５の１歩目と２歩目で通過誤差の補正を行うが、監視用ＰＣ３０は、フロアマット上の２歩目で歩行者の通過確認後に特定地点の位置情報をリセットし、歩行者の新たな位置情報を算出する。

尚、サイズが大きいフロアマット等で、検出した歩数が２歩を超える場合には、フロアマット内で最後に検出した歩を最終歩として、最終歩から歩行者の新たな位置情報を算出する。

歩行者の進行方向に対する誤差補正は、最初に地磁気センサで検出した進行方向の地磁気誤差の補正を行い、次に、通過方向ずれ角度を算出して、地磁気誤差の補正で得られた補正済歩行ベクトルＶｈ（図４（ｃ）に示す）を通過方向ずれの補正を行い、通過方向ずれの補正を行った歩行ベクトルを得るようにする。

尚、歩行者の進行方向に対する誤差補正は、最初に通過方向ずれ角度を算出して、通過方向ずれの補正を行い、その後、地磁気センサで検出した進行方向の地磁気誤差の補正を行うようにしてもよい。

［歩行者自律航法システムの処理動作］
次に、歩行者自律航法システム１における特定地点の歩行者の通過時の処理について図７を用いて詳述する。図７は、外部センサに設けられた検出センサによる歩行者の通過時の歩行者自律航法システム１における歩行者自律航法センサ５及び携帯端末２０、外部センサ５０、監視用ＰＣ３０の処理を示すフローチャートである。尚、特定地点に設けられた外部センサ５０の検出センサ５１は、マトリックス状にセンサを分割した図５に示す複数の圧力センサ５３からなるものとする。

図７に示すように、歩行者自律航法センサ５は、歩行者が特定地点に設けられた外部センサ５０を通過する際に、外部センサ５０のフロアマットに１歩目を踏み出したかをチェックする（Ｓ１）。歩行者自律航法センサ５はフロアマットに着地後に（Ｓ１でＹｅｓ）、無線部１４を介して歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）を携帯端末２０に送信する（Ｓ２）。歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）は、外部センサ５０のフロアマットを踏んだ位置とフロアマットを踏む１歩手前における着地点との差分のデータである。

外部センサ５０は、圧力センサ５３がＯＮしたかをチェックし（Ｓ２０）、圧力センサ５３がＯＮした場合には（Ｓ２０でＹｅｓ）、外部センサ５０は足が着地した圧力センサ５３の位置を識別して、その位置を第１の位置として記憶する（Ｓ２１）。また、歩行者が有する携帯端末２０は、ＷｉＦｉルータ４０を介して監視用ＰＣ３０にフロアマットでの１歩目での歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）を送信する（Ｓ３）。

外部センサ５０は、足が着地して圧力センサ５３がＯＮした後、実線で示すように外部センサ５０の識別情報である外部センサ５０のＩＤ（以後、Ｆ－ＩＤと記す）とリセット制御信号を携帯端末２０に送信する（Ｓ２２）。

携帯端末２０は、外部センサ５０からのＦ－ＩＤとリセット制御信号とを受信し（Ｓ４）、受信後に携帯端末２０は、リセット制御信号を受信したことを示すフラグをメモリ部２３にセットする。また、歩行者を識別する歩行者ＩＤ（以後、Ｐ－ＩＤと記す）とリセット応答信号を外部センサ５０に送信する（Ｓ５）。

外部センサ５０は、携帯端末２０からＰ－ＩＤとリセット応答信号が出力されたかをチェックする（Ｓ２３）。外部センサ５０は、携帯端末２０からのＰ－ＩＤとリセット応答信号の入力を確認した場合には（Ｓ２３でＹｅｓ）、携帯端末２０からのＰ－ＩＤをメモリ部５６に記憶する（Ｓ２４）。

一方、外部センサ５０におけるＳ２０でフロアマットを踏んだ足が、歩行者自律航法センサ５を装着していない場合には、Ｓ２２で携帯端末２０にＦ－ＩＤとリセット制御信号が点線で示すように携帯端末２０に送信されるが、携帯端末２０は、Ｓ１で示す外部センサ５０のフロアマットに１歩目を踏み出したかをチェックしている状態であり、外部センサ５０からの信号を受信することができない。

これにより、外部センサ５０は、Ｓ２３でＰ－ＩＤの信号の受信を所定時間内で確認できないため（Ｓ２３でＮｏ）、タイムオーバーとなりＳ２０へ移行してしまう。これにより、外部センサ５０は、フロアマットを踏んだ足が、歩行者自律航法センサ５を装着した足か、歩行者自律航法センサ５を非装着した足かを判断することが可能となる。

次に、歩行者自律航法センサ５は、歩行者が外部センサ５０のフロアマットを通過中に２歩目を踏み出したかをチェックする（Ｓ６）。歩行者自律航法センサ５はフロアマットに着地後に（Ｓ６でＹｅｓ）、無線部１４を介して歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）を携帯端末２０に送信する。歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）は、フロアマットを１歩目で踏んだ位置とフロアマットを２歩目における着地点との差分のデータである。また、歩行者が有する携帯端末２０は、監視用ＰＣ３０にフロアマットでの２歩目での歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）とリセット制御信号受付を送信する（Ｓ８）。

外部センサ５０は、圧力センサ５３がＯＮしたかをチェックし（Ｓ２５）、圧力センサ５３がＯＮした場合には（Ｓ２５でＹｅｓ）、外部センサ５０は足が着地した圧力センサ５３の位置を識別して、その位置を第２の位置として記憶する（Ｓ２６）。外部センサ５０は、外部センサ５０の識別情報であるＦ－ＩＤを携帯端末２０に送信する（Ｓ２７）。携帯端末２０は、実線で示すように外部センサ５０からのＦ－ＩＤを受信する（Ｓ９）。また、歩行者の識別情報であるＰ－ＩＤを外部センサ５０に送信する（Ｓ１０）。

外部センサ５０は、携帯端末２０からＰ－ＩＤが出力されたかをチェックする（Ｓ２８）。外部センサ５０は、携帯端末２０からのＰ－ＩＤデータの入力を確認した場合には（Ｓ２８でＹｅｓ）、携帯端末２０からのＰ－ＩＤを受信して、Ｐ－ＩＤをメモリ部５６に記憶する（Ｓ２９）。

一方、外部センサ５０におけるＳ２５でフロアマットを踏んだ足が、歩行者自律航法センサ５を装着していない場合には、Ｓ２７で携帯端末２０にＦ－ＩＤのデータが点線で示すように携帯端末２０に送信されるが、携帯端末２０は、Ｓ６で示すフロアマットに２歩目を踏み出したかをチェックしている状態であり、外部センサ５０からの信号を受信することができない。

これにより、外部センサ５０は、Ｓ２８でＰ－ＩＤの信号の受信を所定時間内で確認できないため（Ｓ２８でＮｏ）、タイムオーバーとなりＳ２５へ移行してしまう。これにより、外部センサ５０は、フロアマットを踏んだ足が、歩行者自律航法センサ５を装着した足か、歩行者自律航法センサ５を非装着した足かを判断することが可能となる。

携帯端末２０からのＰ－ＩＤを受信後に外部センサ５０は、圧力センサ５３の第１の位置と第２の位置とから歩行者（Ｐ－ＩＤ）の進行方向を決定して、基準方向とのずれ量（角度誤差）、通過位置を算出する補正値計算を行う（Ｓ３０）。外部センサ５０は、携帯端末２０及び監視用ＰＣ３０にＦ－ＩＤ、Ｐ－ＩＤ、補正値を出力する（Ｓ３１）。

携帯端末２０は、外部センサ５０からのＦ－ＩＤ、Ｐ－ＩＤ、補正値を受信後に、メモリ部２３にリセット制御信号を受信したことを示すフラグがＯＮしているかを確認する（Ｓ１１）。

携帯端末２０は、フロアマットからＦ－ＩＤ、Ｐ－ＩＤ、補正値を受信後に、携帯端末２０の表示部２５に表示されている歩行の軌跡をリセットする（Ｓ１２）。その後、携帯端末２０は表示用の補正計算を行い、軌跡表示を修正して新たな基準点から歩行の軌跡の表示を再開する（Ｓ１３）。

監視用ＰＣ３０は、図７に示すＳ３からの携帯端末２０からのフロアマットでの１歩目での歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）を受信し（Ｓ４０）、受信した歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）に基づき表示部２５に歩行者の軌跡を表示する（Ｓ４１）。

次に、監視用ＰＣ３０は、図７に示すＳ８からの携帯端末２０からのフロアマットでの２歩目での歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）及びリセット信号を受信する（Ｓ４２）。受信した歩行データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ、θ）受信後、表示部３３における歩行者軌跡の表示を一時停止する（Ｓ４３）。

監視用ＰＣ３０は、携帯端末２０からのリセット信号受信後に、２歩目によってフロアマット上の導通した圧力センサ５３の位置を特定地点の位置とする。尚、２歩目によってフロアマット上の導通した圧力センサ５３の位置は、携帯端末２０を介して、取得する。

次に、監視用ＰＣ３０は、図７に示すＳ３１における外部センサ５０からのＦ－ＩＤ、Ｐ－ＩＦ、補正値を受信し（Ｓ４４）、表示部３３に表示されている歩行の軌跡をリセットする。その後、表示用の補正処理を行う（Ｓ４５）。監視用ＰＣ３０は、補正処理により携帯端末２０からの歩行データを補正して、表示部３３に歩行者の軌跡を表示する（Ｓ４６）。

このように、歩行者自律航法システムは、外部センサから歩行者の新たな特定地点の通過判定を受けて、前回通過判定を受けた特定地点の位置情報をリセットして、新たに通過した特定地点の位置情報、新たに通過した特定地点に係る誤差、歩行者自律航法センサからの新たに通過した特定地点からの相対的な移動位置に係る情報から歩行者の位置を新たに算出する。

[歩行者自律航法センサによる歩行軌跡]
次に、歩行者自律航法システムにおける歩行ルート上に特定地点としての外部センサを設けた場合の歩行者自律航法センサによる歩行軌跡について図８を参照して説明する。図８は、歩行者自律航法システムにおける監視用ＰＣ３０の表示部３３に表示される歩行ルート上に特定地点としての外部センサ５０を設けた場合の歩行者自律航法センサ５による歩行軌跡、歩行ルート上に外部センサを設けない場合の歩行軌跡を示す図である。

尚、歩行者自律航法センサを装着した歩行者は、実線で示す歩行ルート上を実際に歩行し、破線は、歩行ルート上に外部センサを設けない場合の歩行者の歩行軌跡を示し、点線は、歩行ルート上に外部センサを設けた場合の歩行者の歩行軌跡を示す。実線で示す実際に歩いた歩行ルートは、出発点Ｓから終点Eまでである。

図８に示すように、歩行ルート上に外部センサ５０を設けない場合には、破線で示すように監視用ＰＣ３０の表示部３３には出発点Ｓから徐々に誤差が蓄積され、図８では直角に曲がる地点で誤差が大きくなっていることが表示される。

一方、歩行ルート上に外部センサ５０を設けた場合には、出発点Ｓから最初の特定地点である外部センサ５０ａまでは徐々に誤差が蓄積されるが、外部センサ５０ａを通過した際に、ｅ１で示すずれ量で修正されて新たな特定地点である外部センサ５０ａの位置に補正されて、実線で示す実際の歩行ルートに位置する。

さらに、次の特定地点である外部センサ５０ｂまでの間は徐々に誤差が蓄積されるが、外部センサ５０ｂを通過した際に、ｅ２で示すずれ量で修正されて新たな特定地点である外部センサ５０ｂの位置に補正されて、実線で示す実際の歩行ルートに位置する。同様に、外部センサ５０ｃ、５０ｄ、５０ｄ、５０ｅを通過する毎にずれ量ｅ３、ｅ４、ｅ５で修正されて実線で示す実際の歩行ルート上に位置するように表示される。

尚、図の理解を促進するため、模式的に歩行の軌跡を記載したが、実際には一歩ごとに細かくプロットして歩行軌跡を表示可能であることは当然である。

このように、歩行ルート上に特定地点としての外部センサ５０を設けることにより、誤差の蓄積がなくなり、実際の歩行ルート上に沿って、歩行者の歩行軌跡が監視用ＰＣ３０の表示部３３に表示される。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

また、図１に示した機能ブロック図は、本発明の歩行者自律航法システム１の機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態を制限しない。即ち、図中の機能ブロックに対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、さらには、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

１ 歩行者自律航法システム
５ 歩行者自律航法センサ
６ センサ部
７ 加速度センサ
８ 角速度センサ
９ 地磁気センサ
１２ 制御部
１３ 演算部
１４ 無線部
１５ アンテナ
１６ バッテリー
２０ 携帯端末（スマートフォン）
２１ 制御部
２２ 演算部
２３ メモリ部
２４ 操作部
２５ 表示部
２６ 無線部（Bluetooth）
２７ アンテナ
２８ 無線部（WiFi）
２９ アンテナ
３０ 監視用ＰＣ
３１ 制御部
３２ 演算部
３３ 表示部
３４ メモリ部
３５ 通信部（イーサネット）
４０ ＷｉＦｉルータ
４１ 無線部（WiFi）
４２ 制御部
４３ 通信部（イーサネット）
４４ アンテナ
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ，５０ｅ 外部センサ
５１ 検出センサ
５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｉ 圧力センサ
５４ 制御部
５５ 演算部
５６ メモリ部
５７ 無線部（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）
５８ アンテナ
５９ 無線部（ＷｉＦｉ）
６０ アンテナ
７０ ゲート
７１ バー
７３ 側板
７５ 歩行方向案内表示部
Ｖｂ 基本ベクトル
Ｖｇ 歩行ベクトル
Ｖｈ 補正済歩行ベクトル
Ｗｄ 基本歩行方向
Ｗｅ 基本軸線
Ｓｄ 実際の進行方向
Ｓｅ 実際の通過位置

Claims (4)

1. 加速度センサ及び角速度センサの測定値から少なくともＸＹ方向への移動距離を算出し、かつ、地磁気センサの測定値から進行方向を算出して、相対的な移動位置を算出する歩行者自律航法センサを用いた歩行者自律航法システムであって、
   前記加速度センサ、前記角速度センサ及び前記地磁気センサを有する当該歩行者自律航法センサと、
   当該歩行者自律航法センサを所持する歩行者が、位置情報が予め特定された特定地点を通過したこと、かつ、前記歩行者の当該特定地点の通過時における当該歩行者の実際の進行方向及び／又は実際の通過位置を検出可能な外部センサと、
   前記特定地点において前記歩行者の通過方向を規制する歩行方向規制手段と、
   前記歩行者の前記特定地点の通過時に前記地磁気センサが検出した進行方向と、前記歩行方向規制手段によって規制された通過方向である規制通過方向との差分を前記地磁気センサの誤差として算出する地磁気誤差算出手段と、
   前記歩行者の実際の進行方向及び／又は前記実際の通過位置に係る情報と、前記規制通過方向及び／又は前記特定地点の前記位置情報との差分を通過誤差情報として算出する通過誤差算出手段と、
   前記歩行者の前記特定地点の通過判定を受けて、前記外部センサからの当該特定地点の前記位置情報、前記地磁気誤差算出手段によって算出された前記誤差、前記通過誤差算出手段によって算出された前記通過誤差情報、前記歩行者自律航法センサからの前記相対的な移動位置に係る情報から前記歩行者の位置を算出する位置算出手段とを備え、
   前記外部センサは、前記特定地点、前記特定地点の周囲に配され、かつ、マトリックス状に分割された複数のセンサからなり、当該センサにより、前記歩行者の実際の進行方向及び／又は前記実際の通過位置に係る情報を前記通過誤差算出手段に送信することを特徴とする歩行者自律航法システム。
2. 前記歩行方向規制手段は、前記歩行者が通過可能なゲート、扉、歩行方向を指示する表示及び／又は前記歩行者の靴の移動を規制する轍であることを特徴とする請求項１に記載の歩行者自律航法システム。
3. 前記歩行者自律航法センサは、前記歩行者の足に装着され、前記歩行者が静止しているときに検出される速度は誤差であるとして速度誤差を補正することを特徴とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歩行者自律航法システム。
4. 前記位置算出手段は、前記外部センサから前記歩行者の新たな前記特定地点の通過判定を受けて、前回通過判定を受けた前記特定地点の前記位置情報をリセットして、
   新たに通過した前記特定地点の前記位置情報、新たに通過した前記特定地点に係る前記誤差、前記歩行者自律航法センサからの新たに通過した前記特定地点からの前記相対的な移動位置に係る情報から前記歩行者の位置を新たに算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の歩行者自律航法システム。

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