专利名称：定位装置及定位方法
技术领域：
本发明涉及获得移动体的移动路径数据的定位装置及定位方法。
背景技术：
在过去，具有兼用下述两种功能的定位装置，所述两种功能为利用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等卫星定位系统的、直接测定自身的当前位置的功能，和利用具有例如加速度传感器和方位传感器的运动传感器基于自主导航而间接地计算自身的当前位置的功能。该定位装置通过运动传感器，测量步行者、车等移动体的移动方向和移动量。另外，该定位装置以采用卫星定位系统而求出的定位位置为基准点，累计相对于该基准点的移动方向和移动量的信息，由此能够获得移动体移动过的路径的轨迹数据。在采用卫星定位系统的定位中，定位出的位置精度根据通过定位装置而接收到电波的定位卫星的配置和建筑物等周围环境而变化。于是，存在的问题是，根据定位时的条件，有时会求出定位误差大的位置。因此，在专利文献1(日本特开2004-233186号文献)中，开发了一种定位装置，该定位装置对表示卫星定位位置的精度的参数值、与预定的阈值进行比较，在卫星定位位置的精度低于通过该阈值设定的等级(level)的情况下，采用借助运动传感器而测量的移动方向和移动量的信息，计算当前位置。但是，若连续进行自主导航，则自主导航的移动方向和移动量的信息的测量误差每次都向移动方向和移动量的信息进行累积从而变大。因此，具有下述课题，即由于采用自主导航而计算的移动方向和移动量的信息中包括的误差的累积的影响，从而无法获得高精度的位置数据和轨迹数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够获得定位精度高的位置数据和轨迹数据的定位装置和定位方法。为了实现上述目的，本发明的一个实施方式涉及一种定位装置，其特征在于，具备位置定位单元，直接定位自身的当前位置，获得定位位置数据；移动测量单元，测量移动方向和移动量；位置计算单元，将通过上述移动测量单元测量出的移动方向和移动量的信息与该移动的基准点的位置数据进行累计，从而间接计算自身的当前位置，获得算出位置数据；位置选择单元，对表示通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度的精度指标、与通过上述位置计算单元求出的算出位置数据的精度指标进行比较，从定位位置数据与算出位置数据中选择更高精度的位置数据；以及基准点设定单元，在通过上述位置选择单元选择了通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的情况下，将该选择出的定位位置数据设定为上述基准点；通过上述位置计算单元求出的算出位置数据的上述精度指标，以精度从上述基准点起累积地降低的方式而被设定。为了实现上述目的，本发明的一个实施方式涉及一种定位方法，根据来自位置定位单元和移动测量单元的信息，获得移动路径中的位置数据，上述位置定位单元直接定位自身的当前位置，获得定位位置数据，上述移动测量单元测量移动方向和移动量；该定位方法的特征在于，包括以下步骤位置计算步骤，将通过上述移动测量单元测量出的移动方向和移动量的信息与该移动的基准点的位置数据进行累计，从而间接计算自身的当前位置，获得算出位置数据；位置选择步骤，对表示通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度的精度指标、与在上述位置计算步骤中求出的算出位置数据的精度指标进行比较，从定位位置数据和算出位置数据中选择更高精度的位置数据；以及基准点设定步骤，在上述位置选择步骤中选择了通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的情况下，将该选择出的定位位置数据设定为基准点；在上述位置计算步骤中求出的算出位置数据的上述精度指标，以精度从上述基准点起累积地降低的方式而被设定。
图1为表示本发明的实施方式的定位装置的结构的框图；图2为表示路径数据的获得方法的图；图3为表示路径数据获得处理的流程图；图4为表示路径数据的获得例的图。
具体实施例方式下面根据附图，对本发明的实施方式进行说明。图1为表示本发明的实施方式的定位装置的结构的框图。本实施方式的定位装置1是作为步行者的用户携带而使用的装置，具备进行装置整体的动作的总体控制和运算处理的CPU (Central Processing Unit) 10(基准点设定单元)；为CPUlO提供工作用存储空间的RAM (Random Access Memory) 11 ；存储执行程序、设定数据的ROM (Read Only Memory) 12 ；非易失性存储器13 ；GPS接收天线14 ；作为位置测定单元的GPS接收处理部15 ；3轴地磁传感器16 ；3轴加速度传感器17 ；显示部18 (显示单元)；对CPU10和3轴加速度传感器17进行供电的电源19 ；操作键20 ；自主导航控制处理部21 (位置计算单元)；自主导航修正处理部22 (路径数据修正单元)；位置精度判别处理部23 (位置选择单元、精度判定单元)等。RAMll还包括自主导航数据存储部Ila (算出位置数据存储单元)，暂时存储通过自主导航控制处理部21计算出的算出位置数据。该自主导航数据存储部Ila能够按顺序存储依次发送来的多个算出位置数据。在R0M12中，存储用于使本实施方式的定位装置1进行定位处理的执行程序12a。CPU10在电源接通时，或根据来自操作键20的输入指令，读入该执行程序1 而加以执行。该程序12a也可存储于非易失性存储器13中。或者，对于该程序12a，也可将执行程序12a记录于⑶ROM、闪存等移动型记录介质中，经由读取装置而由CPUlO执行。此外，程序1 也可采用以载波(carrier wave)为介质、经由通信线路而下载到定位装置1中的形式。非易失性存储器 13 例如为 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)。在该非易失性存储器13中，具有移动履历数据存储部13a，依次存储通过CPUlO 的控制处理而确定的移动位置数据；以及，卫星轨道数据存储部13b，存储作为GPS卫星的轨道数据的星历数据。此外，非易失性存储器13能够存储地图数据，通过CPUlO读取的地图数据显示于显示部18中。GPS接收处理部15根据从CPUlO输入的控制信号，对GPS接收天线14接收到的来自多个GPS卫星的电波信号进行解调。此外，该GPS接收处理部15根据这些解调信号来进行运算处理，按照已设定的格式，将运算后的数据输出给CPU10。在可从该GPS接收处理部15输出的格式中，例如包括符合NMEA-0183 (National Marine Electronics Association，国家海洋电子协会)的规格的格式。在GPS接收处理部15中运算的GPS定位位置数据含有误差。该GPS定位位置数据的误差范围的大小根据运算处理所采用的GPS卫星的数量、 GPS卫星的配置而变化。在从GPS接收处理部15输出的数据中，作为表示这样的GPS定位位置的误差范围的指标，包含有GST消息输出(GNSS(Global Navigation Satellite System)Pseudo Error Statistics，全球导航卫星系统伪错统计)。具体来说，在该GST消息输出中包含有表示GPS定位位置的误差范围的椭圆的长轴半径和短轴半径的标准偏差、以及椭圆的倾斜角度、纬度误差、经度误差及高度误差的各个标准偏差的值等统计性错误项目。3轴地磁传感器16例如为采用磁阻元件的传感器，以三维方式测量地磁的方位并输出给CPU10。另外，3轴加速度传感器17测量3轴方向的加速度并输出给CPU10。通过该3轴地磁传感器16和3轴加速度传感器17，构成移动测量单元。自主导航控制处理部21根据从3轴地磁传感器16和3轴加速度传感器17送入 CPU10的各个测量数据，计算定位装置1的移动方向和移动距离。例如，自主导航控制处理部21根据重力方向的加速度变化，对携带有定位装置1 的用户的步数进行测量，将预先设定的步幅与该测量出的步数相乘，由此计算移动距离。并且，自主导航控制处理部21根据该计算出的移动距离及移动方向、与原来的位置数据，来计算算出位置数据，将该算出位置数据发送给CPUio。该算出位置数据存储于自主导航数据存储部Ila中。
如果在通过自主导航控制处理部21计算出的算出位置数据中，在已设定的步幅和实际的步幅之间具有一定的偏差，则相对计算出的移动距离，按照一定比例而产生误差。S卩，由自主导航控制处理部21计算出的移动距离的误差随着用户在移动路径上的行进而连续地累积。此外，在3轴地磁传感器16中，产生定位装置1的磁化等造成的沿一定方向的偏移(offset)从而导致的方位误差，周边环境的影响造成的暂时的方位误差。于是，该误差的影响还出现在计算出的算出位置数据中。图2为表示通过GPS的定位以及自主导航而计算携带有定位装置1的用户的位置的方法的图。例如，用户直线地在路径w上在从符号“X”表示的地点aO到地点f0的各地点之间进行移动。将在该移动时通过GPS的定位、按照规定的时间间隔(例如，每1秒)而求出的定位位置用符号“〇”表示为地点al fl。另外，通过GPS的定位而求出的各地点的定位位置数据的误差范围(例如，通过 GST消息而表示的纬度误差的标准偏差和经度误差的标准偏差(均以米(meter)来表示) 中的较大的值，在下文中记作GST误差)分别表示于各地点al fl的左侧。另一方面，与通过GPS的定位而求出地点bl fl的定时几乎同时地通过自主导航而计算出的位置分别采用符号“□”而表示为地点Μ f2。如图2所示，通过GPS的定位而求出的地点al cl的GST误差为10m。该GST误差的大小与在通常的GPS的定位中来自地平线上的GPS卫星的电波能够全部清楚地接收的情况下所期待的值相对应。于是，求出的地点al cl在路径w上基本正确地被求出。相对于该情况，通过GPS的定位而求出的地点dl f 1的GST误差为30m。此外，地点dl fl被求取为，从路径w上的正确的地点d0 f0偏离(例如几米)。如图2所示，根据通过自主导航而计算出的移动距离和移动方向的数据，求取地点1^2 f2。此时，将通过上次的GPS的定位而求出的定位位置数据作为基准位置(例如，地点 al cl)，求取地点1^2 f2。在该求出的位置(地点1^2 d2)上，出现相对于路径w沿顺时针方向大致为固定角度的偏移，与实际的步幅相比较，出现约长出10%的移动距离的误差。此外，在根据通过自主导航而计算出的地点(业)和接下来通过自主导航而计算出的移动距离与移动方向、从而计算出的位置(地点U)上，累积地出现2次的移动方向和移动距离的误差。此外，在根据地点(^)和接下来通过自主导航而计算出的移动距离和移动方向、 从而计算出的位置(地点上，累积地出现3次的移动方向和移动距离的误差。自主导航修正处理部22，对于存储在自主导航数据存储部1 Ia中的自主导航的算出位置数据，基于在其前后获得的GPS的定位位置而进行修正。已修正的自主导航的算出位置数据作为确定值而存储于非易失性存储器13中。
位置精度判别处理部23，根据从GPS接收处理部15获得的GPS的定位位置数据、 以及从自主导航控制处理部21获得的自主导航位置的数据的各自的误差大小，进行选择数据处理的方法的处理。
另外，位置精度判别处理部23将GPS的定位位置的误差范围与预先设定的阈值进行比较，判别GPS定位位置的精度是否足够。
显示部18例如为进行液晶显示的画面。
或者，显示部18也可采用有机EL (Electro-Luminescent,电致发光)显示器等其它方式的显示单元。
该显示部18能够从非易失性存储器13中读取并显示地图数据，将表示所求出的位置的符号以及表示移动的轨迹的线重叠地显示。
另外，此时，成为如下结构，其中，对于表示在显示部18上显示的各位置的符号， 例如根据从GST消息输出而解读出的误差范围信息，能够同时地显示表示该误差范围的椭圆。
下面根据流程图，对定位处理的动作内容进行说明。
图3为表示CPUlO执行的定位控制处理的顺序的流程图。
本实施方式的定位控制处理通过操作键20的基于用户操作的输入信号而开始。
如果开始该定位控制处理，则首先，CPUlO将信号发送给GPS接收处理部15，开始接收处理。
此后，CPUlO根据从GPS接收处理部15输入的信号，判别是否接收到来自GPS卫星的电波(步骤Si)。
接着，在判别为接收到来自GPS卫星的电波的情况下，CPUlO接着判别最新的星历数据是否存储于卫星轨道数据存储部13b中(步骤S2)。
如果判别为最新的星历数据没有存储于卫星轨道数据存储部13b中，则CPUlO从 GPS接收处理部15获得已接收的星历数据，将其存储于卫星轨道数据存储部13b中(步骤 S3)。
此后，CPUlO的处理转到步骤S4。
在判别为已存储有最新的星历数据的情况下，CPUlO的处理直接转到步骤S4。
然后，CPUlO进行获得当前位置信息的GPS的定位处理(步骤S4)，该当前位置信息根据来自GPS接收处理部15的输入数据、通过GPS的定位而求出。
接着，CPUlO的处理转到步骤S5。
在步骤Sl的判别处理中判别为没有接收到来自GPS卫星的电波的情况下，CPUlO 的处理不进行步骤S2 S4的处理，而是转到步骤S5。
如果转到步骤S5，则CPUlO根据通过3轴加速度传感器17测量出的3轴加速度的数据，获得必要的期间(例如，从进行上次的GPS的定位处理的时刻开始到进行本次的GPS 的定位处理的时刻为止的期间)的数据。
接着，CPUlO根据通过3轴地磁传感器16测量出的3轴地磁数据，获得必要的期间的方位数据(步骤S6)。
然后，CPUlO判别在已获得的3轴加速度数据中是否包含重力加速度以外的加速度(步骤S7)。
在判别为不包含重力加速度以外的加速度的情况下，判断为作为步行者的用户相对于上次的测量位置没有移动，CPUlO的处理返回到步骤Si。
另一方面，在步骤S7的判别处理中，在判别为包含重力加速度以外的加速度的情况下，CPUlO判断是否设定了基准位置数据(步骤S8)。
在定位控制处理刚刚开始后，判别为不存在基准位置数据，CPUlO将通过最初的 GPS的定位处理(步骤S4)获得的定位位置数据和时刻数据作为基准位置/时刻的初始值， 设定并登记到RAMll中(步骤S9)。
该初始值不按照误差的大小而设定，与误差信息一起显示于显示部18。
此后，CPUlO的处理转到步骤SlO。
在一旦设定并登记了基准位置数据的初始值之后，在步骤S7的判别处理中，判别为具有基准位置数据，直接转到步骤S10。
如果转到步骤S10，则CPUlO进行自主导航处理。
在该自主导航处理中，CPUlO根据已获得的3轴加速度数据和3轴地磁数据，使自主导航控制处理部21计算行进方向，此外，将3轴加速度数据的坐标系变换为以重力方向和行进方向为坐标轴的坐标系。
此后，CPUlO根据该3轴加速度数据的重力方向成分的时间序列变化的模式 (pattern)，使自主导航控制处理部21计算用户的移动步数。
此外，CPUlO进行移动量测量处理(步骤Sll)。
在该移动量测量处理中，CPUlO根据计算出的移动步数而使自主导航控制处理部 21计算在设定的期间内的移动距离并获得该移动距离。
接着，CPUlO将从GPS接收处理部15获得的GST消息展开(步骤S12)。
CPUlO根据该已展开的GST消息，设定GST误差的值。
然后，CPUlO使位置精度判别处理部23评价该GST误差的大小(步骤S13)。
首先，在判别为GST误差在预先设定的阈值、例如IOm以下的情况下，CPUlO判断为求出的定位位置数据的可靠性高。
然后，CPUlO的处理转到步骤S17。
另一方面，在判别为GST误差在预先设定的其它阈值、例如IOOm以上的情况下， CPUlO判断为求出的定位位置数据的可靠性低。
然后，CPUlO的处理转到步骤S16。
在判别为GST误差在IOm IOOm之间的情况下，CPUlO的处理转到步骤S14。
如果转到步骤S14，则CPUlO进行将相对于基准位置的时间差变换为自主导航误差的处理。
在将该相对于基准位置的时间差变换为自主导航误差的处理中，CPUlO首先根据预先设定的移动速度，将从当前设定的基准位置的设定时刻开始到进行下一 GPS定位的定时为止的经过时间换算为可移动距离。
然后，CPUlO根据该可移动距离和自主导航的规定精度(％ )，计算距离误差，将该距离误差设定为自主导航误差的值。
由此，该自主导航误差随着从设定了基准位置的时刻起的经过时间的变长而单调地增加。
接着，CPUlO将求出的自主导航误差的值和GST误差的值送到位置精度判别处理部23，进行位置精度的判别处理(步骤S15)。
在判别为自主导航误差的值小于GST误差的值的情况下，CPUlO的处理转到步骤 S16。
另一方面，在判别为GST误差的值小于自主导航误差的值的情况下，CPUlO的处理转到步骤S17。
如果转移到步骤S16，则CPUlO执行自主导航的位置的采用处理。
在该自主导航位置的采用处理中，CPUlO采用通过下述方式求出的算出位置，该方式为将通过步骤Sll的移动量测量处理而计算出的移动方向和移动距离对上次求出的位置信息进行加法运算，从而求出算出位置。
接着，CPUlO将在该自主导航位置的采用处理中采用的算出位置数据，与时刻数据一起存储于自主导航数据存储部Ila中。
此外，CPUlO使显示部18显示该设定的算出位置和移动路径并且一并显示该算出位置的误差范围。
此后，CPUlO的处理返回到步骤Si。
另一方面，如果转到步骤S17，则CPUlO执行GPS的定位位置的采用处理。
在该GPS的定位位置的采用处理中，CPUlO首先采用已测定出的定位位置。
在上次的基准位置的设定登记之后存在存储于自主导航数据存储部lib中的算出位置数据的情况下，CPUlO将该算出位置数据、上次的基准位置数据以及已确定的GPS定位的定位位置数据送到自主导航修正处理部22。
接着，CPUlO使自主导航修正处理部22进行后述的自主导航的算出位置数据的修正处理。
然后，CPUlO按照时刻数据顺序，将从自主导航修正处理部22获得的这些修正后的算出位置数据以及定位位置数据存储于移动履历数据存储部13a中。
CPUlO根据存储于移动履历数据存储部13a中的修正后的位置数据，将这些位置及其误差范围、与移动路径显示于显示部18中。
此后，CPUlO将定位位置数据和该定位位置数据的获得时刻作为基准位置/时刻数据，更新登记于RAMll中。
之后，CPUlO的处理返回到步骤Si。
另外，在上述流程图中，CPUlO使位置精度判别处理部23只进行步骤S13、S15的判别处理，但是，也可以使位置精度判别处理部23进行步骤S13 S15的全部处理。
此外，在上述流程图中，CPUlO在开始移动之后进行初始位置的设定，但是，也可以在最初获得GPS的定位位置数据的阶段进行初始位置的设定。
另外，对于上述初始位置的设定，也可以是，在GST误差的值变小的情况下，即使没有用户的移动，仍进行更新登记。
下面对本实施方式的定位装置1的位置决定的具体例子进行说明。
图4为表示本实施方式的定位装置的定位例子的图。
在图4的定位例中，携带有定位装置1的用户经过高层建筑物h从地点m向地点 q移云力°
首先，如果开始定位控制处理，则定位装置1从GPS卫星接收电波(步骤Si)，如果最新的星历数据没有存储于卫星轨道数据存储部13b中，则获得最新的星历数据(步骤 S2, S3)。
此后，进行GPS的定位处理(步骤S4)。
此时测定出的位置(地点ml，符号“〇”)、以及时刻的数据作为基准位置/时刻的初始值，设定并登记于RAMll中(步骤S8，S9)。
另外，在第2次以后的GPS的定位处理中，例如按5秒的间隔而分别获得用户进行了移动的目的地的定位位置(地点nl ql，符号“〇”)。
另一方面，如果根据内置于定位装置1中的3轴加速度传感器17的测量数据以及 3轴地磁传感器16的测量数据，检测出由用户的移动引起的加速度变化(步骤S5 S7)， 则计算用户的步数，进而输出移动距离和移动方位(步骤S10，Sll)。
接着，定位装置1将与通过GPS的定位处理求出的这些定位位置(地点ml ql) 有关的各个GST消息输出进行展开，获得GST误差(步骤S12)。
地点ml和ql的GPS的定位精度为GST误差10m。
因此，进行GPS定位采用处理，这些定位位置作为基准位置而被设定(步骤S13， S17)。
相对于此，在高层建筑物h求出的GPS的定位位置nl pi的GST误差均为30m。
因此，将该GPS的定位位置nl pi的区间的各GST误差，与根据从基准位置ml 的设定时刻起的经过时间而计算出的自主导航误差(步骤S14)相比较(步骤S15)。
然后，如果该区间的自主导航误差小于GST误差，则自主导航的算出位置π2 ρ2(分别通过符号“□”表示)通过自主导航位置采用处理，从而算出位置被采用(步骤 S16)。
S卩，自主导航的算出位置ο2 q2分别作为相对于地点n2 ρ2的移动距离和移动方位而被算出，缓慢累积移动距离的误差，并且呈现出大致朝固定方向的角度误差。
GPS定位位置ql的GST误差恢复到10m。
在此时执行的GPS定位位置采用处理(步骤S17)中，进行通过自主导航而计算出的算出位置的各地点n2 p2的修正处理。
具体来说，首先，对于从在先的基准位置ml到自主导航位置q2的矢量V2，进行旋转伸缩操作，计算用于使得与从在先的基准位置ml到新的基准位置ql的矢量Vl —致的变换矩阵T。
S卩，通过该变换矩阵T，Vl = TV2成立。
接着，修正处理中，将对于从在先的基准位置ml到地点n2 ρ2的各矢量分别进行基于该变换矩阵T的旋转伸缩操作而求出的地点π3 ρ3(通过符号“Δ”表示)分别确定为算出位置数据。
另外，在这里，即使GPS定位位置ql的GST误差保持为30m，在基于自主导航的各算出位置n2 q2中，例如在各叠加8m的自主导航误差的情况下，地点q2的累积的自主导航误差为32m。
因此，由于该自主导航误差大于GST误差的值，故仍将地点ql设定为基准位置，进行地点n2 p2的修正处理。
如上所述，本实施形式的定位装置1采用GST消息输出来规定基于GPS的定位的误差范围，由此，能够每次直接对GPS的定位的误差范围和自主导航的误差范围进行比较。
并且，定位装置1在无法通过GPS的定位来获得足够的精度的情况下，能够从自主导航的算出位置和GPS的定位位置中选择误差小的位置，所以，能够总是获得精度良好的位置数据。
此外，由于定位装置1仅将通过GPS的定位而确定的精度良好的定位位置数据设定为基准位置，所以，能够考虑基准位置设定后的自主导航的累积的误差范围来进行定位位置数据的获得。
因此，即使在同样的GST误差的情况下，定位装置1也能够考虑由于自主导航的误差累积增加所带来的影响，而进行精度高的位置数据的选择。
此外，定位装置1根据2个点的GPS的定位位置数据，对自主导航的算出位置数据进行修正，因此，能够追溯而去除自主导航的累积的移动距离误差及角度误差。
此外，定位装置1能够将累积的自主导航的算出位置数据的误差减少到大致一致的等级。
另外，由于定位装置1通过将矢量的旋转和伸缩操作组合起来的线性变换而进行自主导航的位置的修正处理，所以不必进行困难的处理即可简单地进行精度高的修正。
此外，当GPS的定位的误差范围在IOm以下或IOOm以上时，定位装置1不与自主导航的估计误差进行大小的比较，而分别进行GPS的定位位置、自主导航的算出位置的采用处理，所以，能够避免将精度足够的数据排除或采用精度明显不足的数据的状况。
此外，对于定位装置1，由于在位置和路径数据的显示画面中，不仅显示位置数据， 还显示误差数据，因此用户能够一边把握位置数据正确到何种程度一边利用显示信息。
(变形例1)
在上述实施方式的定位装置1中，CPUlO能够省略图3所示的流程图中的步骤S13 的GST误差在IOm以下的情况下的分支。
即使GST误差在IOm以内，在自主导航误差变得比GST误差大之前，CPUlO根据通过自主导航而求出的移动距离和移动方位来计算路径，当自主导航误差变得比GST误差大时，进行路径的修正处理。
由于通过该变形例1，即使是GPS定位的通常界限精度以下的移动路径，定位装置 1也能在自主导航的误差范围内获得位置数据，所以，能够总是获得精度高的路径数据。
另外，由于定位装置1能够不与道路信息等进行对照而获得精细的移动路径的数据，所以，能够高精度地进行屋内的经过、广场及山路等没有道路数据的场所下的路径数据的获得。
(变形例2)
在上述实施方式的定位装置1中，当在图3所示的流程图的步骤S15中判别为自主导航误差变得比GST误差大时，在进行通过步骤S17的GPS定位位置采用处理而进行的路径的修正、以及基准位置的设定处理时，在GST误差大于IOm的情况下，CPUlO将修正后的路径及已设定的基准位置的数据进而作为一定的期间暂定值，存储到例如自主导航数据存储部Ila中。
此外，在此后GST误差降低到IOm以下的情况下，CPUlO对于从当初的基准位置朝向该暂定基准位置的矢量、与朝向GST误差降低到IOm以下时的自主导航位置的矢量，分别计算用于进行旋转伸缩变换的变换矩阵Tl、T2，进行算出位置数据的修正。
另一方面，在一定的期间内GST误差没有降低到IOm以下的情况下，CPUlO将已修正的路径和暂定基准位置确定为位置数据。
在这样的变形例2的定位装置中，CPUlO尽可能地根据GST误差在IOm以下的GPS 定位数据来进行定位位置数据的修正处理，另外，即使在GST误差没有恢复到IOm以下的情况下，也按照基于自主定位的算出位置数据以上的精度，进行GPS的定位位置数据的修正处理。
因此，在最终记录的轨迹数据中包含精度低的位置数据的可能性低，并且定位装置能够从整体上进行精度良好的修正。
另外，本发明并不限于上述实施方式，可进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，定位装置采用GST消息输出的数据作为GPS的定位的误差，但也能采用其他指标。
例如，定位装置也能够根据在基于NMEA-0183规格的GSA(GPS DOP (Dilution of !decision，精度因子)and active satellites，全球定位系统精度因子和有源卫星)消息输出中包含的PDOP(Position Dilution ofprecision，位置精度因子)的值和接收频率，规定移动距离的误差范围。
例如，定位装置能够利用 PDOP 的 2drms (twice distance root mean square, 2 距离均方根)。
另外，在上述实施方式中，通过从设定了基准位置的时刻起的经过时间而求出表示自主导航的算出位置数据的精度的估计误差，但是也可以采用其它方法。
例如，定位装置也可以采用通过自主导航处理(步骤S10)计数的步数数据和预先设定的步幅数据的乘法运算结果、进而采用将规定的系数α (0 < α < 1)与该乘法运算结果的值相乘而得到的值，用作表示自主导航的算出位置数据的精度的值。
此外，在本实施方式中，定位装置采用GPS卫星的数据来进行卫星定位，但是，也可以利用GL0NASS(GlcAal Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)等其它的卫星定位系统。
或者，定位装置也能够利用卫星以外的通信系统，该卫星以外的通信系统利用与多个便携电话的基站进行通信而得到的定位等。
此外，在上述实施方式中，定位装置通过借助GPS的定位而求出的2个点的位置数据，对借助自主导航而求出的位置数据进行修正，但是，也可以采用3个点以上的位置数据进行修正。
另外，在采用2个点的GPS定位数据的情况下，定位装置也可按照下述方式构成， 该方式为不仅按照在该2个点之间的期间获得的自主导航的算出位置数据、而且按照成为基准点的由GPS的2个点的定位位置数据得到的在此期间获得的自主导航的算出位置数据的修正，对前后的期间的自主导航的算出位置数据进行修正。
此外，在上述实施方式中，列举了步行者的移动轨迹的具体例而说明了定位装置， 但是，也可以应用于涉及汽车等其它移动机构的定位装置。
此外，在上述实施方式中，定位装置按照同一时间间隔、基本同时地进行卫星定位和自主导航，但是，也可以根据作为对象的移动体的移动速度，例如将卫星定位减少为自主导航的一半的执行次数。
此外，在上述实施方式中，对于定位装置，示出了 CPUlO根据存储于R0M12中的程序12a，使GPS接收处理部15、自主导航控制处理部21、自主导航修正处理部
22、位置精度判别处理部23等执行各处理的形态，但是，也可以将这些处理全部作为基于CPUlO的运算的软件处理而进行。
另外，在上述实施方式中，定位装置在显示画面中显示求出的路径信息和误差信息，但是，也可以采用作为数值数据而输出、能够通过连接的外部设备而使用的结构。
此外，本实施方式所示的具体的结构的细部及设定的数值等，可在不脱离本发明的实质的范围内适当进行变更。
权利要求
1.一种定位装置，其特征在于，具备位置定位单元，直接定位自身的当前位置，获得定位位置数据；移动测量单元，测量移动方向和移动量；位置计算单元，将通过上述移动测量单元测量出的移动方向和移动量的信息与该移动的基准点的位置数据进行累计，从而间接计算自身的当前位置，获得算出位置数据；位置选择单元，对表示通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度的精度指标、与通过上述位置计算单元求出的算出位置数据的精度指标进行比较，选择更高精度的位置数据；以及基准点设定单元，在通过上述位置选择单元选择了通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的情况下，将该选择出的定位位置数据设定为上述基准点；通过上述位置计算单元求出的算出位置数据的上述精度指标，以精度从上述基准点起累积地降低的方式而被设定。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，具备算出位置数据存储单元，依次存储通过上述位置计算单元计算出的移动路径中的算出位置数据；以及路径数据修正单元，根据上述基准点的位置数据以及该基准点的设定前的上述基准点即上次基准点的位置数据，对存储在上述算出位置数据存储单元中的上述移动路径中的算出位置数据进行修正。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，上述路径数据修正单元根据上述上次基准点，对存储在上述算出位置数据存储单元中的算出位置数据的矢量分别进行旋转伸缩操作，该旋转伸缩操作是如下操作使从上述上次基准点的位置朝向上述基准点的位置的矢量，与从上述上次基准点的位置朝向在上述基准点的位置数据的获得定时通过上述位置计算单元计算出的算出位置数据的矢量相一致。
4.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，具备精度判别单元，该精度判别单元将通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的上述精度指标、与规定的阈值进行比较，从而判别该定位位置数据的精度是否高于由上述阈值表示的精度；通过上述位置选择单元选择通过上述位置定位单元求出的定位位置数据、并且通过上述精度判别单元判别为该定位位置数据的精度低于由上述阈值表示的精度的情况下，上述基准点设定单元将该求出的直接的位置设定为暂定基准点；在设定了上述暂定基准点之后，通过上述精度判别单元判别为在规定的修正等待期间内通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度变得高于由上述阈值表示的精度的情况下，上述基准点设定单元将该新求出的直接的位置设定为上述基准点；在设定了上述暂定基准点之后，未通过上述精度判别单元判别为在上述修正等待期间内通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度高于由上述阈值表示的精度的情况下，上述基准点设定单元将上述暂定基准点设定为上述基准点。
5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，在通过上述精度判别单元判别为通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度高于由上述阈值表示的精度的情况下，上述位置选择单元选择通过上述位置定位单元求出的定位位置数据；上述基准点设定单元将该定位位置数据设定为上述基准点。
6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，具备显示单元，该显示单元显示上述位置选择单元选择的位置数据，与该位置数据的上述精度指标所表示的误差范围。
7.—种定位方法，根据来自位置定位单元和移动测量单元的信息，获得移动路径中的位置数据，上述位置定位单元直接定位自身的当前位置，获得定位位置数据，上述移动测量单元测量移动方向和移动量；该定位方法的特征在于，包括以下步骤位置计算步骤，将通过上述移动测量单元测量出的移动方向和移动量的信息与该移动的基准点的位置数据进行累计，从而间接计算自身的当前位置，获得算出位置数据；位置选择步骤，对表示通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的精度的精度指标、与在上述位置计算步骤中求出的算出位置数据的精度指标进行比较，选择更高精度的位置数据；以及基准点设定步骤，在上述位置选择步骤中选择了通过上述位置定位单元求出的定位位置数据的情况下，将该选择出的定位位置数据设定为基准点；在上述位置计算步骤中求出的算出位置数据的上述精度指标，以精度从上述基准点起累积地降低的方式而被设定。
全文摘要
一种定位装置，其特征在于，具备GPS接收处理部(15)，测定直接的位置，获得定位位置数据；3轴地磁传感器(16)和3轴加速度传感器(17)，测量移动方向和移动量；自主导航控制处理部(21)，计算间接的位置，获得算出位置数据；位置精度判别处理部(23)，从定位位置数据与算出位置数据中选择更高精度的位置数据；CPU(10)，在通过上述位置精度判别处理部(23)选择了通过上述GPS接收处理部(15)求出的定位位置数据的情况下，将该选择出的定位位置数据设定作上述基准点；通过上述自主导航控制处理部(21)求出的算出位置数据的上述精度指标，以精度从上述基准点起累积地降低的方式而被设定。
文档编号G01S19/48GK102540231SQ201110301199
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者三本木正雄 申请人:卡西欧计算机株式会社