DE19946212A1

DE19946212A1 - Tragbarer Positionsdektektor und Positionsmanagementsystem

Info

Publication number: DE19946212A1
Application number: DE19946212A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Matsuoka; Akito Yamamoto
Original assignee: JATCO Corp
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 1998-09-26
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2000-04-20
Also published as: JP3532773B2; JP2000097722A; US6546336B1

Abstract

Ein tragbarer Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) ist mit einem Schrittzähler, einem Erdmagnetfeldsensor (13) und einem Beschleunigungssensor (23) ausgestattet. Mittels des Schrittzählers (12) wird eine zurückgelegte Strecke eines Fußgängers durch eine Berechnung von "Anzahl von Schritten x Länge eines Schrittes" erfaßt. Mit der Gehzeit pro Schritt, erfaßt mittels des Beschleunigungssensors (23), wird die Länge eines Schrittes derart korrigiert, daß sie dem Gehzustand entspricht. Die Bewegungsrichtung des Fußgängers wird mittels des Erdmagnetfeldsensors (13) erfaßt. Damit wird die Bewegungsposition eines Fußgängers durch eine unabhängige Navigation genau erfaßt. Insbesondere kann der Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) mit einem tragbaren Gewicht und einer tragbaren Größe, welcher auf einen Fußgänger anwendbar ist, selbst in dem Fall, daß sich der Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) in einem Wald oder zwischen Gebäuden befindet, wo ein Signal von einem satellitengeschützten Positionsbestimmungssystem (GPS) infolge von hohen Gebäuden, Banken und Wäldern nicht empfangen werden kann, die Position einer diesen tragbaren Detektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) tragenden Person durch eine unabhängige Navigation mit einem praktisch ausreichenden Genauigkeitsgrad ermitteln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell einen tragbaren Positionsdetektor und ein Positionsverwaltungssystem. Insbesondere einen tragbaren Positionsdetektor, welcher in der Lage ist, die Bewegungsposition eines gehenden Körpers (zum Beispiel einer Person) durch eine unabhängige Navigation (Anzahl von Schritten × Länge eines Schrittes) zu schätzen, und ein Positionsmanagementsystem, welches in der Lage ist, die Positionen einer Vielzahl von tragbaren Positionsdetektoren zu verwalten.

Es wurde eine Vielzahl von Fahrzeugnavigationssystemen entwickelt. Zu Beginn wurde eine unabhängige Navigation dazu verwendet, Informationen über den Ort eines Fahrzeugs zu liefern. Später wurden eine unabhängige Navigation und ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem (GPS) zu einem Hybridsystem kombiniert. Die unabhängige Navigation verwendet ein Integrationssystem. Das heißt, die Ausgangssignale von einem Geschwindigkeitssensor werden integriert, um die gefahrene Strecke eines Fahrzeugs zu erfassen, und die Richtung des Fahrzeugs wird von einem Richtungssensor, wie einem Gyroskop, erfaßt. Die für jede vorbestimmte Strecke bzw. Zeit erfaßte Richtung und die während dieser Zeitspanne gefahrene Strecke werden kumulativ zu dem Startpunkt addiert, um die aktuelle Position zu erfassen.

Ferner wurden tragbare Positionsdetektoren, welche das GPS verwenden, in der jüngerer Vergangenheit entwickelt, um die Messung der Position eines Fußgängers zu ermöglichen. Jedoch kann bei dem GPS die Position eines Fußgängers nicht berechnet werden, wenn nicht Informationen von 4 Satelliten (bzw. 3 Satelliten, wenngleich eine Meßgenauigkeit verringert ist), empfangen werden. Da Fußgänger in Bergen und Tälern gehen uns selbst in einer Stadt auf einem Bürgersteig gehen, welcher leicht durch Gebäude beschattet wird, ist der tragbare Positionsdetektor hinsichtlich des oben erwähnten Empfangs in erheblichem Maße nachteilig, verglichen mit Fahrzeugnavigationssystemen, welche bei Fahrzeugen verwendet werden, die auf einer Straße in dem Mittenabschnitt zwischen Gebäuden fahren. Außerdem kann ein Geschwindigkeitssensor nicht einfach, wie bei Fahrzeugnavigationssystemen, auf einen Fußgänger angewandt werden.

Die Ideen einer unabhängigen Navigation für Fußgänger, welche einen Schrittzähler verwenden, wurden bis jetzt in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nrn. HEI 2-216011, HEI 5-172579, HEI 8-68643 und HEI 9-89584 vorgeschlagen.

Jedoch weisen die oben erwähnten herkömmlichen Verfahren die folgenden Nachteile beim Messen der Position eines Fußgängers auf. Das heißt, die Richtung eines Fußgängers kann an einem beliebigen Punkt immer erfaßt werden, während ein Schrittzähler lediglich erfassen kann, ob ein einzelner Schritt eines Fußgangs erfolgte oder nicht. Beispielsweise kann der Schrittmesser nicht kontinuierlich die zurückgelegte Strecke des Schwerpunktes eines Fußgängerkörpers erfassen, welcher sich während eines einzelnen Schritts eines Fußgangs kontinuierlich bewegt. An welchem Punkt eine zurückgelegte Strecke und eine Bewegungsrichtung erfaßt und als Grundlage der Berechnung der Position eines Fußgängers verwendet werden, ist daher, anders als bei Fahrzeugnavigationssystemen, in erheblichem Maße wichtig für die Positionserfassung eines Fußgängers auf der Grundlage einer unabhängigen Navigation, da insbesondere dann, wenn ein Fußgang eine Kurve beinhaltet, sich die Richtung des Körpers selbst während einer Bewegung eines einzelnen Schrittes eines Fußganges leicht ändert.

Bei den oben erwähnten 4 Veröffentlichungen weist die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. HEI 9-89584 keine Beschreibung darüber auf, wie eine zurückgelegte Strecke und eine Bewegungsrichtung bestimmt werden.

Ferner offenbart die oben erwähnte japanische Patent- Offenlegungsschrift Nr. HEI 8-68643, daß dann, wenn ein Cantilever-Schwingungsmesser (Schrittzähler) mit einem Gewicht ein Impulssignal ausgibt, die Richtung zu diesem Zeitpunkt verwendet wird, um eine zurückgelegte Strecke zu berechnen. Jedoch wird bei diesem Schwingungsmesser (Schrittzähler) ein Impulssignal durch die Vertikalbewegung des Schwerpunktes eines Fußgängers erzeugt, wenn der Schwingungsmesser das Gewicht schlägt, welches versucht, dessen Position durch Trägheit beizubehalten. Es sei darauf hingewiesen, daß sämtliche Schrittzähler einheitlich derart festgelegt sind, daß ein Impulssignal erzeugt wird, wenn sich der oben erwähnte Schwerpunkt um eine vorbestimmte Distanz (etwa 15 mm) hebt. Ferner ruft das Ausgangssignal des Schwingungsmessers aufgrund der Tatsache, daß dann, wenn ein Fußgänger auf einer Oberfläche, wie einer Straße, aufsetzt, eine starke Erschütterung vorliegt, ein Überschwingen hervor. Aus diesem Grund ist dieser Schwingungsmesser derart aufgebaut, daß eine elektrische Schaltung das Überschwingen abschneidet (das heißt, ein Signal zum Zeitpunkt eines Aufsetzens wird nicht verwendet). Daher wird, wenn eine Bewegungsrichtung zum Zeitpunkt der Erzeugung dieses Ausgangsimpulses erfaßt wird, die Bewegungsrichtung häufig dann erfaßt, wenn ein Fußgänger beginnt, eine Richtung zu ändern. Folglich kann eine Auswahl einer optimalen Bewegungsrichtung nicht erwartet werden, und eine gemessene Position weicht häufig von der Bewegungsposition ab.

Die japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nrn. HEI 2-216011 und HEI 5-172579 offenbaren, daß die Richtung eines Fußgängers konstant erfaßt wird, und daß beurteilt wird, ob die Richtung geändert wurde oder nicht. Wird beurteilt, daß die Richtung geändert wurde, so werden die Richtung und die Strecke bis zu diesem Zeitpunkt ihm Reihenfolge gespeichert. Je nach Bedarf werden eine Position und ein gegangener ?Weg? anhand der gespeicherten Daten berechnet. Dieses Verfahren beurteilt eine Änderung einer Bewegungsrichtung anhand dessen, ob eine gemessene Richtung einen Bezugsrichtungsbereich überschreitet, welcher eine vorbestimmte Richtungsänderung wird. Jedoch liegt bei Überschreiten einer gemessenen Richtung des Bezugsrichtungsbereiches keine Beschreibung darüber vor, welche Richtung der Bewegungsrichtungen, welche bis zu diesem Zeitpunkt innerhalb des Bezugsrichtungsbereiches geändert werden, bei der Messung einer Bewegungsposition verwendet wird.

In dem oben erwähnten Fall wird sich dann, wenn der Bereich eines Bezugswertes schmal ist, die Richtung eines Fußgängers konstant ändern und kompliziert werden. Gleichzeitig werden die Informationen für die Speicherkapazität zu zahlreich werden, so daß der Bezugswert im einem gewissen Maße weit festgelegt werden muß. Wenn der Bezugswert weit festgelegt wird, so wird die Streuung zunehmend groß, abhängig von der vor einer Richtungsänderung verwendeten Richtung. Insbesondere bei einer langen und weiten Kurve oder bei einer geneigten Straße wird ein Fehler kumuliert.

Ferner sind in vielen Fällen Schrittzähler derart aufgebaut, daß sie die Anzahl von Schritten zählen und einen durch Multiplizieren der Anzahl von Schritten mit der Länge eines Schrittes erhaltenen Wert kumulieren, wodurch eine gegangene Strecke angezeigt wird. Jedoch ist in der Praxis die Schrittlänge eines Fußgängers nicht konstant. Aus diesem Grund weist dieses Verfahren den Nachteil auf, daß die Berechnungsgenauigkeit einer gegangenen Strecke nicht ausreichend ist. Es ist beispielsweise wichtig, daß die Länge eines Schrittes zwischen dem Fall, in welchem der Fußgänger in Eile ist, und dem Fall, in welchem der Fußgänger langsam geht, variiert. Jedoch ist bei dem herkömmlichen Verfahren aufgrund der Tatsache, daß eine gegangene Strecke berechnet wird, ohne Änderungen der Länge eines Schrittes infolge eines Unterschieds hinsichtlich eines Gehzustandes zu berücksichtigen, die Genauigkeit der gegangenen Strecke nicht ausreichend.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen tragbaren Positionsdetektor und ein Positionsmanagementsystem zu schaffen, welche in der Lage sind, die Genauigkeit der Position eines gehenden Körpers, erfaßt durch ein unabhängiges Navigationssystem, durch ein genaues Erfassen der Richtung des gehenden Körpers selbst dann, wenn GPS-Signale nicht empfangen werden können, bzw. selbst dann, wenn keine GPS-Signale empfangen werden, und ferner unter Änderung der Länge eines Schrittes in Übereinstimmung mit dem Gehzustand zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruches 1, 2 bzw. 13 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Um diese Aufgabe zu lösen und in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist ein tragbarer Positionsdetektor zum Erfassen einer Bewegungsposition eines gehenden Körpers vorgesehen. Der tragbare Positionsdetektor umfaßt: (1) eine Gehbewegungs- Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht; (2) eine Beschleunigungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht; (3) eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, erfaßt von einem Ausgangssignal der Gehbewegungs- Erfassungseinrichtung, als auch einer Schrittlänge, geändert gemäß einer Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. der Größe einer Änderung der Horizontalbeschleunigung, welche durch eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird; (4) eine Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers; (5) eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt; und (6) eine Bewegungspositions-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs- Bestimmungseinrichtung bestimmt wird.

So kann die Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung leicht den Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder einen Aufsetzpunkt eines Fußgängers durch das Ausgabemuster des Erdmagnetfeldsensors des Beschleunigungssensors erfassen. Für die Bewegungsrichtung eines Fußgängers ist die Richtung des Fußgängers an einem Punkt in einem Bereich, in welchem der Fußgänger von dem Höchstpositions-Ankunftspunkt aufsetzt und anschließend den nächsten Fuß zu der höchsten Position hebt, näher an der Bewegungsrichtung als die Richtung des Fußgängers an einem Punkt, an welchem der Fußgänger beginnt, seinen Fuß zu heben. Daher kann, wenn einer der oben erwähnten beiden Punkte erfaßt wird, ein optimaler spezifischer Punkt in dem oben erwähnten Bereich an dem einen Punkt oder einem ausgehend von dem einen Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt (das heißt, einem mit dem oben erwähnten Punkt in Zusammenhang stehenden Punkt) ausgewählt werden. Folglich kann eine bessere Bewegungsrichtung ausgewählt werden.

Die Änderung einer Schrittlänge erfolgt generell unter Berücksichtigung der Tatsache, daß im Falle eines eiligen Fußganges die Schrittlänge groß ist, im Falle eines normalen Fußganges die Schrittlänge kleiner ist als bei dem eiligen Fußgang und im Falle eines langsamen Fußganges die Schrittlänge kleiner ist als bei dem normalen Fußgang, und ferner unter Berücksichtigung der Tatsache, daß diese Schrittlängen in beträchtlichem Maße stabil sind, wenn eine individuelle Betrachtung angestellt wird, obwohl sie hauptsächlich von der Größe (Fußlänge), der Stärke eines Tritts und von dem Alter abhängen. Die oben erwähnten drei Arten von Fußgängen sind für die Schrittlänge ausreichend. Obwohl nicht behauptet werden kann, daß die Möglichkeit nicht besteht, daß sich die Länge eines Schrittes stufenlos zwischen den drei Arten ändert, kann die Schrittlänge nicht über lange Zeit fortfahren, sich stufenlos zu ändern. Anders ausgedrückt ändert ein Fußgänger die für einen Schritt erforderliche Zeit in Abhängigkeit von den drei Eiligkeitsgraden. Wenn diese Änderung größer wird, ändert der Fußgänger die Schrittlänge auf eine Schrittlänge, welche einer Person eigen ist, die nicht müde ist. Diese geänderte Schrittlänge wird kontinuierlich über eine verhältnismäßig lange Zeit in etwa drei oben erwähnten Arten wiederholt. Daher können diese Schrittlängen vorher individuell gemessen und registriert werden. Oder es können während eines Fußgangs die Gehzeit, die Anzahl von Schritten, die zurückgelegte Strecke, erhalten mittels eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems (GPS) gemessen und registriert werden.

Als ein Verfahren bestimmt die vorliegende Erfindung eine gemäß der Horizontalbeschleunigung eines gehenden Körpers oder gemäß der Größe einer Änderung der Beschleunigung geänderte Schrittlänge. In diesem Fall stehen die Vertikalbeschleunigung eines gehenden Körpers und eine Änderung dieser Beschleunigung ebenfalls in Zusammenhang mit der Horizontalbeschleunigung und einer Änderung der Horizontalbeschleunigung.

Bei einem anderen Verfahren wird die für einen Schritt erforderliche Zeit erfaßt, und gemäß der Länge der erfaßten Zeit wird die Länge eines Schrittes unter Berücksichtigung der Geschäftigkeit der Fußbewegung geändert. In ersterem Fall, bei welchem lediglich eine Beschleunigung verwendet wird, besteht die Notwendigkeit, die Zunahme und eine komplizierte Bewegung der Beschleunigung zu betrachten, und die Kosten sind hoch. Hingegen weist letzterer Fall den Vorteil auf, daß Messungen leicht durchgeführt werden können.

Die oben erwähnte Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke führt den Vorgang eines Schätzens der zurückgelegten Distanz eines gehenden Körpers mittels der Anzahl von Schritten, welche von dem Ausgangssignal der Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, als Parameter durch. Die Anzahl von Schritten in diesem Fall bedeutet, daß ein Schritt eines Fußganges ausgeführt wurde, und dies ist höchst erwünscht. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Schritt eines Fußganges beschränkt. Selbst im Falle einer größeren Anzahl von Schritten ist die Schätzung der zurückgelegten Strecke eines gehenden Körpers möglich. Normalerweise ist der Gehrhythmus im wesentlichen konstant, so daß die Länge eines Schrittes geändert werden kann, wenn sie sich kontinuierlich in beträchtlichem Maße als Ganzes ändert.

Gemäß dem oben erwähnten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann selbst in dem Fall, bei welchem sich der Positionsdetektor in einem Wald oder zwischen Gebäuden befindet, wo ein Signal von einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem (GPS) infolge von hohen Gebäuden, Banken und Wäldern nicht empfangen werden kann, der Positionsdetektor mit einer tragbaren Größe und einem tragbaren Gewicht, welcher auf einen Fußgänger anwendbar ist, die Position einer Person, welche diesen tragbaren Detektor trägt, durch eine unabhängige Navigation wissen. In diesem Fall wird, wenn die für eine Messung erforderliche Bewegungsrichtung eines Fußgängers bestimmt wird, eine einfache Erfassung möglich, indem der Höchstpositions- Ankunftspunkt oder der Aufsetzpunkt eines Körpers, wie eines Fußes oder einer Taille, mittels eines Erdmagnetfeldsensors oder eines Beschleunigungssensors erfaßt wird. Wenn die Bewegungsrichtung an einem Punkt, welcher in einem Bereich zwischen einem Punkt, welcher mit dem oben erwähnten Punkt in Zusammenhang steht (das heißt, dem oben erwähnten Punkt oder einem ausgehend von dem oben erwähnten Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt), und der höchsten Position, welche ein Fußgänger durch die nächste Gehbewegung erreicht, liegt, als spezifische Bewegungsrichtung für eine Messung verwendet wird, so kann die Bewegungsrichtung eines Fußgängers an einem Punkt bestimmt werden, an welchem die Richtung eines Körpers eines Fußgängers sich an die Bewegungsrichtung annähert. Damit kann eine Meßgenauigkeit einfach verbessert werden.

Ferner kann durch Erfassen einer sich ändernden Umgebung die Länge eines Schrittes gemäß einer Straße mit Neigung etc. geändert werden. Folglich kann eine Positionsgenauigkeit weiter verbessert werden. Außerdem kann der erfindungsgemäße Positionsdetektor zu niedrigen Kosten hergestellt werden.

Ferner kann die Genauigkeit einer Schrittlänge durch Korrigieren der Schrittlänge in Übereinstimmung mit der Beschleunigung (das heißt, der Horizontalbeschleunigung eines Fußgängers bzw. einer Änderung der Horizontalbeschleunigung) eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des Fußgängers (gehenden Körpers) hervorgerufenen Bewegung in Zusammenhang steht, verbessert werden. Ferner kann die Berechnungsgenauigkeit der zurückgelegten Strecke verbessert werden. Überdies existiert, wenn eine Beschleunigung während eines Gehens als Parameter verwendet wird, beispielsweise der Vorteil, daß die Korrektur einer Schrittlänge einfach beurteilt werden kann.

Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der tragbare Positionsdetektor: (1) eine Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht; (2) eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht; (3) eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, welche von einem Ausgangssignal der Gehbewegungs- Erfassungseinrichtung erfaßt wird, als auch einer Schrittlänge, welche in einer Richtung geändert wird, in welcher die Schrittlänge eine größere Schrittlänge wird, da die Zeit, welche für einen Schritt eines Fußganges erforderlich ist, erfaßt von einem Ausgangssignal der Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung, kürzer wird; (4) eine Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers; (5) eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegungs- Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt; und (6) eine Bewegungspositions-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs- Bestimmungseinrichtung bestimmt wird.

Gemäß dem oben erwähnten zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Länge eines Schrittes gemäß der für einen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit korrigiert. Daher ist zusätzlich zu den Vorteilen des oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiels dieser Fall gegenüber dem Fall eines ausschließlichen Anwendens einer Beschleunigung dahingehend vorteilhaft, daß keine Notwendigkeit besteht, die Zunahme und eine komplizierte Beschleunigungsbewegung zu betrachten, die Kosten verringert werden können und Messungen einfacher durchgeführt werden können.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird selbst dann, wenn die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit kürzer ist als eine normale Zeit, welche für einen Schritt eines Fußganges erforderlich ist, die Schrittlänge korrigiert, so daß die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit kürzer wird, wenn die Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. eine Änderung der Beschleunigung, erfaßt durch die Beschleunigungs- Erfassungseinrichtung während dieses Gehens, kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert. Ferner wird selbst dann, wenn die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit länger ist als eine normale Zeit, welche für einen Schritt eines Fußganges erforderlich ist, die Schrittlänge korrigiert, so daß die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit länger wird, wenn die Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. eine Änderung der Beschleunigung, welche durch die Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung während dieses Gehens erfaßt werden, größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.

Gemäß dem oben erwähnten dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Länge eines Schrittes mit der für einen einzelnen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit und der Horizontalbeschleunigung zu diesem Zeitpunkt (bzw. der Größe einer Änderung der Beschleunigung) korrigiert. Damit ist die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach, die Genauigkeit der Schrittlänge kann erheblich verbessert werden und die Berechnungsgenauigkeit der Bewegungsposition eines Fußgängers kann verbessert werden. Außerdem besteht, wenn die Gehzeit pro Schritt und die Beschleunigung eines Fußgängers als Parameter verwendet werden, der Vorteil, daß die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach ist.

Bei einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zählt die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Distanz die Anzahl von Schritten auf der Grundlage einer Vertikal-Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch ein Gehen des gehenden Körpers, erfaßt durch die Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung, und schätzt ferner die zurückgelegte Strecke anhand einer Beziehung der gezählten Anzahl von Schritten und der Länge eines Schrittes. Ferner wird die Schrittlänge auf der Grundlage des Ausgangssignals der Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung korrigiert, wenn die Schätzung durchgeführt wird.

Gemäß dem oben erwähnten vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zählt die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke die Anzahl von Schritten auf der Grundlage einer Vertikal- Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch die Gehbewegung eines gehenden Körpers, erfaßt durch die Gehbewegungs- Erfassungseinheit. Ferner wird die zurückgelegte Strecke des gehenden Körpers durch Multiplizieren der gezählten Anzahl von Schritten und der Länge eines Schrittes entsprechend dieser Anzahl von Schritten geschätzt. Bei dieser Schätzung wird die Schrittlänge auf der Grundlage des Ausgangssignals der Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung korrigiert. Daher ermöglicht der tragbare und kleine Positionsdetektor der vorliegenden Erfindung eine unabhängige Navigation, während die Genauigkeit einer Schrittlänge verbessert wird.

Bei einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beurteilt und erfaßt die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung den Höchstpositions- Ankunftspunkt und/oder den Aufsetzpunkt anhand einer Vertikalbeschleunigungsänderung, welche durch ein Gehen des gehenden Körpers hervorgerufen wird, und bestimmt ferner eine Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mindestens einer der beiden Punkte ist oder ein ausgehend von dem einen Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt ist.

Gemäß dem oben erwähnten fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können der Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder der Aufsetzpunkt eines gehenden Körpers anhand einer Vertikalbeschleunigungsänderung erfaßt werden, welche durch die Gehbewegung des gehenden Körpers hervorgerufen wird. Ein spezifischer Punkt wird als der erfaßte Punkt bzw. als ein ausgehend von einem der beiden Punkte um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt bestimmt. Der spezifische Punkt kann auf einen Punkt festgelegt werden, an welchem sich die Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an die tatsächliche Richtung nach einer beträchtlichen Änderung der Bewegungsrichtung angenähert hat. Wie oben beschrieben, liegt der Punkt in einem Bereich zwischen dem oben erwähnten Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position, an welcher der Fußgänger durch die nächste Gehbewegung ankommt. Folglich kann eine Meßgenauigkeit mit einer einfachen Erfassung verbessert werden.

Bei einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beurteilt und erfaßt die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung den Höchstpositions- Ankunftspunkt und/oder den Aufsetzpunkt anhand der Vertikal- Erdmagnetfeldänderung, welche durch ein Gehen des gehenden Körpers hervorgerufen wird, und bestimmt ferner eine Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an einem spezifischen Punkt als eine spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mindestens einer der beiden Punkte ist bzw. ein ausgehend von dem einen Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt ist.

Gemäß dem oben erwähnten sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können der Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder der Aufsetzpunkt eines gehenden Körpers anhand einer Erdmagnetfeldänderung erfaßt werden, welche durch die Gehbewegung des gehenden Körpers hervorgerufen wird. Ein spezifischer Punkt wird bestimmt als der erfaßte Punkt bzw. als ein ausgehend von einem der beiden Punkte um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt. Dieser spezifische Punkt kann auf einen Punkt festgelegt werden, an welchem sich die Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an die tatsächliche Richtung nach einer erheblichen Änderung der Bewegungsrichtung angenähert hat. Wie oben beschrieben, liegt der Punkt in einem Bereich zwischen dem oben erwähnten Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position, an welcher der Fußgänger durch die nächste Gehbewegung ankommt. Folglich kann eine Meßgenauigkeit mit einer einfachen Erfassung verbessert werden.

Bei einem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die vorbestimmte Zeit, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung verzögert wird, als proportionaler Anteil einer Gehschrittperiode von einem Gehzyklus bestimmt.

Gemäß dem oben erwähnten siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der vorhergehende Gehzyklus erfaßt. Auf der Grundlage dieses Gehzyklus wird die oben erwähnte Verzögerungszeit zum Bestimmen eines spezifischen Punkts als proportionaler Anteil der Gehschrittperiode berechnet, welche eine spezifische Zeit wird, zu welcher eine optimale Richtung erhalten wird. Daher kann selbst dann, wenn sich der Gehzustand geändert hat, ein optimaler spezifischer Punkt beibehalten werden.

Bei einem achten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die vorbestimmte Zeit, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung verzögert wird, auf eine seit festgelegt, zu welcher der spezifische Punkt zu einem Zustand gelangt, in welchem ein aufgesetzter Fuß und der nächste Fuß nebeneinander angeordnet werden.

Gemäß dem oben erwähnten achten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Verzögerungszeit auf eine Zeit bzw. nahe dieser Zeit festgelegt, zu welcher ein spezifischer Punkt zu einem Zustand gelangt, in welchem ein aufgesetzter Fuß und der nächste Fuß nebeneinander angeordnet werden. Daher ist in vielen Fällen die Richtung eines Fußgängers, welche für eine Berechnung einer gemessenen Position bestimmt ist, am dichtesten an einer Bewegungsrichtung. Folglich kann eine Meßgenauigkeit verbessert werden.

Bei einem neunten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfaßt die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke eine sich ändernde Umgebung anhand einer Beschleunigungsänderung oder einer Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch eine Bewegung eines gehenden Körpers, ändert ferner die Länge eines Schrittes auf der Grundlage der erfaßten sich ändernden Umgebung und berechnet die geschätzte Strecke, wobei die Schrittlänge auf der Grundlage des Ausgangssignals der Beschleunigungs- Erfassungseinrichtung korrigiert wird, wenn die Berechnung durchgeführt wird.

Gemäß dem oben erwähnten neunten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke derart aufgebaut, daß sie eine sich ändernde Umgebung, wie eine Steigung oder ein Gefälle, anhand einer Beschleunigungsänderung oder einer Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch eine Bewegung eines Fußgängers, erfassen kann. Ferner wird, wenn eine geschätzte Strecke berechnet wird, die Länge eines Schrittes auf der Grundlage des Ausgangssignals der Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung korrigiert. Daher kann die Schrittlänge für eine Berechnung einer zurückgelegten Strecke auf eine optimale Schrittlänge in Übereinstimmung mit einer sich ändernden Umgebung geändert werden, während die Genauigkeit der Schrittlänge verbessert wird. So wird eine Meßgenauigkeit verbessert.

Bei einem zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Korrektur der Schrittlänge durchgeführt, indem die Schrittlänge kürzer gemacht wird als eine Schrittlänge während eines Fußganges auf einem ebenen Pfad, wenn durch die Erfassung einer sich ändernden Umgebung beurteilt wird, daß ein Fußweg eine Neigung aufweist, welche größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Gemäß dem oben erwähnten zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn beurteilt wird, daß ein Fußweg eine Neigung aufweist, welche größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Schrittlänge kürzer gemacht als eine Schrittlänge während eines Fußganges auf einem ebenen Pfad. Daher kann die oben erwähnte Korrektur der Schrittlänge gemäß einer sich ändernden Umgebung genauer gemacht werden als eine Position auf einer Karte (eine Position auf einer X-Y-Ebene, betrachtet von einer Vertikalrichtung (Z-Richtung) aus).

Bei einem elften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt der tragbare Positionsdetektor ferner: eine Einheit zum Empfangen von Radiowellen von Satelliten eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems (GPS) und zum Messen der aktuellen Position des gehenden Körpers; und eine Positions- Korrektureinrichtung zum Korrigieren der aktuellen Position, welche durch die positions-Schätzeinrichtung geschätzt wird, wenn die aktuelle Position mittels der Einheit gemessen wird.

Gemäß dem oben erwähnten elften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat die Meßeinheit, welche eine unabhängige Navigation verwendet, die Funktion der Meßeinheit, welche Satelliten eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems (GPS) verwendet. Daher wird, wo GPS-Signale empfangen werden können, die Position auf der Grundlage von GPS-Signalen verwendet. Hingegen wird, wo GPS-Signale nicht empfangen werden können, die Position auf der Grundlage einer unabhängigen Navigation verwendet. Damit kann die Position eines gehenden Körpers zu jedem Zeitpunkt gemessen werden. Ferner kann der durch eine unabhängige Navigation kumulierte Fehler durch die gemessene Position auf der Grundlage der GPS-Signale aufgehoben werden. So kann eine Meßgenauigkeit ebenfalls gewährleistet werden.

Bei einem zwölften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn die durch die Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung erfaßte Bewegungsrichtung oder die durch die Bewegungsrichtungs- Bestimmungseinrichtung bestimmte spezifische Bewegungsrichtung innerhalb einer vorbestimmten Richtungsbreite liegt, und ferner wenn durch die Erfassung der sich ändernden Umgebung beurteilt wird, daß die kumulierte Anzahl von Schritten oder die kumulierte zurückgelegte Strecke, wobei eine Vertikalgröße einer Bewegung innerhalb einer vorbestimmten Breite liegt, ein geradlinig verlaufender Fußgang auf einem ebenen Pfad ist, welcher über eine vorbestimmte Zeit oder länger anhält, die Korrektur der Schrittlänge in der Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke um einen Wert durchgeführt, welcher durch Teilen einer berechneten Strecke durch die kumulierte Anzahl von Schritten erhalten wird, wobei die berechnete Strecke anhand von Positionen berechnet wird, welche an einem Startpunkt und einem Endpunkt des geradlinig verlaufenden Fußganges auf einem ebenen Pfad durch die Einheit gemessen werden.

Gemäß dem oben erwähnten zwölften bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nur dann, wenn ein Gehen im wesentlichen ein geradliniger Fußgang auf einem ebenen Pfad ist und eine vorbestimmte Länge oder mehr gegangen wird, die mittels der GPS-Signale berechnete Strecke durch die kumulierte Anzahl von Schritten während des Fußganges geteilt. Auf diese Weise wird die Schrittlänge korrigiert. Daher kann die Schrittlänge auf eine optimale Schrittlänge festgelegt werden. Da die mittels der GPS-Signale berechnete Strecke eine geradlinige Strecke wird, wird eine Berechnung unter der Bedingung durchgeführt, daß ein Gehen im wesentlichen ein geradlinig verlaufender Fußgang auf einem ebenen Pfad ist, und unter der Bedingung, daß ein Gehen über eine vorbestimmte Strecke oder weiter unter Berücksichtigung eines Fehlers bei der Messung und einer Änderung der Schrittlänge anhält. Daher kann eine Verbesserung der Meßgenauigkeit erwartet werden.

Ein erfindungsgemäßes Positionsmanagementsystem ist mit einem tragbaren Positionsdetektor zum Erfassen einer Bewegungsposition eines gehenden Körpers und einer Basisstation ausgestattet. Der tragbare Positionsdetektor umfaßt: (1) eine Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht, (2) eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht, (3) eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, erfaßt von einem Ausgangssignal dem Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung, als auch einer Schrittlänge, geändert entweder gemäß der für einen Schritt eines Fußgangs erforderlichen Zeit, welche während der Gehbewegung erfaßt wird, oder gemäß einer Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers, welche durch eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, oder gemäß der Größe einer Änderung der Horizontalbeschleunigung, (4) eine Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, (5) eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt, (6) eine Bewegungspositions- Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt wird, und (7) eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen mindestens einer Informationseinheit einer Ausgabeinformation von der Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung, von der Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke, von der Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung und von der Bewegungspositions-Schätzeinrichtung. Die Basisstation umfaßt: (1) eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der Ausgabeinformation, welche durch die Übertragungseinrichtung des tragbaren Positionsdetektors übertragen wird, und (2) eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Bewegungsposition des tragbaren Positionsdetektors auf der Grundlage der Information von der Empfangseinrichtung.

Gemäß dem oben erwähnten Positionsmanagementsystem der vorliegenden Erfindung ist der oben erwähnte Positionsdetektor (Tochterstation) mit einer Übertragungseinrichtung ausgestattet, um Positionsinformationen an die Basisstation (Mutterstation) zu senden. Daher kann dieses Managementsystem die Positionen jeweiliger Tochterstationen an der Basisstation erfassen und verwalten, während die Genauigkeit einer Schrittlänge auf der Seite einer Tochterstation verbessert wird.

Bei dem Positionsmanagementsystem wird mindestens ein Informationsabschnitt, welcher für einen Vorgang einer Berechnung einer Position des tragbaren Positionsdetektors auf der Grundlage eines von dem tragbaren Positionsdetektor empfangenen GPS-Signals erforderlich ist, von dem tragbaren Positionsdetektor an die Basisstation gesendet. Ferner empfängt die Basisstation den Informationsabschnitt und führt den Positionsberechnungsvorgang aus. Bei dem tragbaren Positionsdetektor wird ein Berechnungsvorgang mit dem tragbaren Positionsdetektor und der Basisstation gemeinsam genutzt, so daß die Basisstation andere Vorgänge als den Positionsberechnungsvorgang ausführt.

Gemäß dem oben erwähnten Positionsmanagementsystem wird ein Abschnitt der durch die Tochterstation erhaltenen Information durch die Übertragungseinrichtung an die Basisstation gesendet, und ein Berechnungsvorgang wird an der Basisstation ausgeführt. Die Tochterstation führt andere Vorgänge als den Berechnungsvorgang aus. Daher kann diese Managementsystem den Aufbau der Tochterstation vereinfachen, während die Genauigkeit einer Schrittlänge auf der Seite einer Tochterstation verbessert wird. Selbstverständlich kann das Berechnungsergebnis in der Basisstation an die Tochterstation gesendet werden, so daß es die Tochterstation verwenden kann.

Die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlich hervor. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines tragbaren Positionsdetektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des tragbaren Positionsdetektors;

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors;

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors.

Fig. 5A und Fig. 5B Flußdiagramme des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors;

Fig. 6 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors;

Fig. 7A und Fig. 7B Diagramme, welche zur Erläuterung des Beispiels eines Bewegungsweges verwendet werden;

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines tragbaren Positionsdetektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Diagramm, welches zur Erläuterung von Bergwegen verwendet wird;

Fig. 14 ein Blockdiagramm eines tragbaren Positionsdetektors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ein Blockdiagramm einer Basisstation;

Fig. 16 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 19 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms der Basisstation.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, angewandt auf einen tragbaren Positionsdetektor, welcher von Einzelpersonen verwendet wird, unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen tragbaren Positionsdetektor, welcher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist auf einen gehenden Körper, wie eine Person, angewandt.

In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen tragbaren Positionsdetektor. Der tragbare Positionsdetektor 1 ist im wesentlichen aufgebaut aus einem Steuerabschnitt 11, einem Schrittzähler 12, einem Beschleunigungssensor 23, einem Erdmagnetfeldsensor 13, einem Schaltereingangsabschnitt 14, einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 15, einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 16, einer Anzeige 17, einer Sprachausgabeeinheit (zum Beispiel einem Lautsprecher) 18 und einer Leistungsversorgungsschaltung 19. Die Leistungsquellenschaltung 19 wird, je nach Erfordernis, hinzugefügt. Dies gilt ebenfalls für andere Ausführungsbeispiele, welche unten beschrieben sind. Der tragbare Positionsdetektor 1 ist ferner aus einer integrierten Batterie 20 und einem Externe-Einheit-Treiber 21 aufgebaut.

Der Schrittmesser 12 (Gehbewegungs-Erfassungseinrichtung) erfaßt die Anzahl von Schritten, welche eine Person geht. Der Schrittzähler 12 verwendet zum Beispiel einen Schrittzähler, welcher eine mechanische Bewegung durch Verwenden eines Gewichts elektrisch erfaßt. Es kann ferner ein elektronischer Schrittzähler verwendet werden, welcher eine Spule bzw. einen Magnetfeldsensor enthält. Der elektronische Schrittzähler weist eine Impulsverstärkungsschaltung und einen Zähler auf. Impulse, welche durch die elektromagnetische Induktion der Spule (bzw. des Magnetfeldsensors) und ein Erdmagnetfeld, bedingt durch ein Gehen bzw. Fahren, erzeugt werden, werden als Anzahl von Schritten kumuliert. Der Schrittzähler 12 weist eine geringe Größe und ein geringes Gewicht auf und ist im Innern des Hauptkörpers 31 des tragbaren Detektors 1 untergebracht und angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt.

Ferner kann der Schrittzähler 12 ein Sensorelement des Festzustand-Typs verwenden, bei welchem ein Spannungselement auf einem Dünnfilmausleger vorgesehen ist, welcher auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist. Eine Änderung des elektrischen Kennwertes des Spannungselements wird mit einem Bezugspegel verglichen, um ein Impulssignal zu erzeugen. In diesem Fall ist der Schrittzähler 12 dahingehend vorteilhaft, daß eine Teilminiaturisierung erreicht und ein digitales Ausgangssignal einfach erhalten werden kann. Außerdem kann der Schrittmesser 12 ein Typ sein, bei welchem ein Beschleunigungssensor die Bewegung eines Fußgängers elektrisch erfaßt. Das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors wird in elektrische Impulse entsprechend einer spezifischen Bewegung des Fußgängers umgewandelt, und diese umgewandelten Impulse werden gezählt. Ferner kann der Schrittzähler 12 andere kleine und leichtgewichtige Typen verwenden, bei welchen ein digitales Ausgangssignal erhalten wird. Der Schrittzähler 12 kann zum Beispiel ein Bauteil verwendet, welches Beschleunigungssensor oder Erdmagnetfeldsensor genannt wird.

Zusammenfassend kann ein beliebiges Prinzip verwendet werden, wenn es elektrisch erfassen kann, daß ein einzelner Schritt einer Gehbewegung ausgeführt wurde.

Ferner kann ein Schrittzähler 12 zum Beispiel einen handelsüblichen Schrittzähler getrennt verwenden, und er kann derart aufgebaut sein, daß dessen Ausgangssignal über ein Kabel und einen Verbinder dem Steuerabschnitt 11 eingegeben wird.

Der Beschleunigungssensor (bzw. die Beschleunigungs- Erfassungseinrichtung) 23, wird zum Erfassen des Gehzustands einer Person (eines Fußgängers) mit einer Beschleunigung als Parameter verwendet. Beispielsweise wird ein Beschleunigungssensor zum elektrischen Erfassen der Beschleunigung einer Gehbewegung verwendet. Das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors wird in elektrische Impulse entsprechend einer spezifischen Bewegung des Fußgängers umgewandelt und ausgegeben.

Hierbei werden bei dem Gehzustand eines Fußgängers die Gehzeit pro Schritt (Zeit, welcher ein Fußgänger benötigt, um einen einzelnen Schritt auszuführen), und die Horizontalbeschleunigung des Fußgängers (bzw. eine Änderung dieser Beschleunigung) erfaßt. Der Beschleunigungssensor 23 mißt mindestens die Anzahl von Schritten und die Gehzeit pro Schritt in der Vertikalrichtung. Er führt ferner Längsmessungen (Vertikalmessungen, obwohl diese unter bestimmten Umständen schwierig sind) durch, welche für eine schnelle Beurteilung und Korrektur verwendet werden.

Kurz gesagt, kann der Beschleunigungssensor 23 ein beliebiges Prinzip verwenden, wenn es die Gehzeit pro Schritt und die Horizontalbeschleunigung eines Fußgängers (bzw. eine Änderung dieser Beschleunigung) elektrisch erfassen kann, wenn der Fußgänger einen einzelnen Schritt einer Gehbewegung ausführt. Ferner kann der Beschleunigungssensor 23 beispielsweise einen handelsüblichen Beschleunigungssensor getrennt verwenden, und er kann derart aufgebaut sein, daß dessen Ausgangssignal über ein Kabel und einen Verbinder in den Steuerabschnitt 11 eingegeben wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß als Schrittzähler 12 und Beschleunigungssensor 23 ein einziger Beschleunigungssensor verwendet werden kann und die Ausgangssignal-Wellenform davon derart verarbeitet werden kann, daß die Funktionen des Schrittzählers 12 und des Beschleunigungssensors 23 realisiert werden.

Der Steuerabschnitt 11 mißt einen Wert (hier die Anzahl von Schritten), welcher mit einer Bewegung in Zusammenhang steht, die durch eine Bewegung einer Person hervorgerufen wird, auf der Grundlage eines Signals von dem Schrittzähler 12 in Übereinstimmung mit einem in dem ROM 15 gespeicherten Programm und schätzt eine zurückgelegte Strecke. Die Schätzung der zurückgelegten Strecke wird durch eine Berechnung von (Anzahl von Schritten) × (Länge eines Schrittes) durchgeführt. Wenn diese Schätzung durchgeführt wird, wird die Länge eines Schrittes auf der Grundlage eines Signals von dem Beschleunigungssensor 23 korrigiert. Es gibt die drei folgenden Vorgänge bei der Korrektur der Länge eines Schrittes:

(a) Mit der Horizontalbeschleunigung während eines Schrittes eines Fußganges als Mitte wird die Länge eines Schrittes korrigiert. Oder es kann die Größe einer Änderung der Beschleunigung hinzugefügt werden. Das heißt, dies ist der Vorgang eines Korrigierens der Länge eines Schrittes mit einer Beschleunigung als Mitte. In Übereinstimmung mit der Größe einer Beschleunigung wird die Länge eines Schrittes korrigiert.
(b) In Übereinstimmung mit der für einen einzelnen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit wird die Länge eines Schrittes korrigiert.
(c) Mit der für einen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit und der Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit als Mitte wird die Länge eines Schrittes korrigiert. Oder es kann die Größe einer Änderung der Beschleunigung hinzugefügt werden. Das heißt, dies ist der Vorgang eines Durchführens einer Beurteilung und Korrektur mit einer Beschleunigung mit einer Gehzeit pro Schritt als Mitte. Beispielsweise wird die Gehzeit pro Schritt (Gehrhythmus) aus der Beschleunigung eines Fußgängers berechnet. Anschließend wird beurteilt, ob die Gehzeit pro Schritt schnell, normal oder langsam ist. Auf der Grundlage dieser Beurteilung wird die Länge eines Schrittes korrigiert, und gemäß der Beschleunigung wird sie weiter korrigiert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel können, obwohl der oben erwähnte Vorgang von (c) ausgeführt wird, die oben erwähnten Vorgänge von (a) und (b) ausgeführt werden, oder es kann ein kombinierter Vorgang von beiden ausgeführt werden.

Daher bilden der Schrittzähler 12, der Steuerabschnitt 11, der ROM 16 und der RAM 16 eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke, eine Bewegungsrichtungs- Bestimmungseinrichtung und eine Bewegungspositions- Schätzeinrichtung.

Der Erdmagnetfeldsensor 13 erfaßt die Bewegungsrichtung einer Person (durch eine Person bewegte Richtung). Der Erdmagnetfeldsensor 13 verwendet einen kleinen und leichtgewichtigen Magnetfeldsensor, welcher das Magnetfeld der Erde erfaßt, um zu erfassen, in welche Richtung der Sensor selbst bezüglich der Richtungen Ost-West und Nord-Süd zeigt. Als einen Sensor wie diesen verwendet der Erdmagnetfeldsensor 13 beispielsweise einen digitalen 3-Achsen-Magnetfeldsensor HMR2300 (Handelsname), welcher von Honeywell hergestellt wird. Der Erdmagnetfeldsensor 13 bildet eine Bewegungsrichtungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung einer durch eine Bewegung einer Person hervorgerufenen Bewegung. Die Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung ist nicht auf einen Erdmagnetfeldsensor beschränkt. Beispielsweise können ein Kreiselkompaß und andere Sensoren verwendet werden, wenn sie eine geringe Größe und ein geringes Gewicht aufweisen.

Ferner kann aufgrund der Tatsache, daß der Erdmagnetfeldsensor 13 eine Vertikaländerung des Erdmagnetfeldes, hervorgerufen durch das Gehen einer Person, erfassen kann, diese Erdmagnetfeldänderung eine Unebenheit, den Höchstpositions- Ankunftspunkt der Person von einem niedrigsten Wert, welcher über eine vorbestimmte Zeit andauert, und den Aufsetzpunkt der Person beurteilen. An diesem Punkt bzw. an einem ausgehend von einem dieser Punkte um eine festgelegte Zeit verzögerten Punkt bestimmt die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung die Bewegungsrichtung an diesem Punkt als spezifische Bewegungsrichtung. Daher bildet der Erdmagnetfeldsensor 13 einen Teil der Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung.

Der Schaltereingabeabschnitt 14 umfaßt eine Bedientaste zum Durchführen der Bedienung des tragbaren Positionsdetektors 1 und eine Steuertaste zum Durchführen der Einstellung eines Ziels, einer Einstellung eines Weges und einer Änderung eines Bereiches an der Karteninformation, angezeigt auf dem Bildschirm der Anzeige 17. Der Schaltereingabeabschnitt 14 umfaßt ferner eine Bereichsänderungstaste, welche aus Seite- Nach-Oben- und einer Seite-Nach-Unten-Taste zum Bewegen eines Kartenbereiches auf dem Bildschirm der Anzeige 17 in der Vertikalrichtung besteht. Der Schaltereingabeabschnitt 14 umfaßt ferner verschiedene für eine Bedienung erforderliche Schalter (zum Beispiel ein Zehntastenfeld, welches in der Lage ist, Ziffern einzugeben, einen Ein/Aus-Schalter und eine Speichertaste). In Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Fleck (zum Beispiel einem Zielfleck), zu welchem sich zu bewegen eine Person versucht, wird der Schaltereingabeabschnitt 14 zum Angeben der Koordinatenposition dieses Flecks auf einer Karte als Punkt und ferner zum Angeben irgendeiner der umgebenden Richtungen, dargestellt in Ost-West und Süd-Nord während einer Bewegung, und ferner zum Durchführen des Rücksetzens eines Startpunkts (einschließlich einer Rücksetzbetätigung) verwendet.

Der Steuerabschnitt 11 empfängt ein Gehsignal von dem Schrittzähler 12, welcher das Gehen einer Person für jeden Schritt erfaßt. Der Steuerabschnitt 11 verwendet das empfangene Gehsignal bei der Berechnung einer zurückgelegten Strecke, so daß ein vorher festgelegter Schrittlängenwert jedem einen Schritt entspricht. Ferner führt der Steuerabschnitt 11 mit der für einen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit und der Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit (bzw. einer Größe einer Änderung der Beschleunigung) als Mitte den Vorgang eines Korrigierens der Länge eines Schritts aus. Überdies empfängt ferner der Steuerabschnitt 11 ein Richtungssignal, welches darstellt, in welche der Richtungen Ost-West und Süd-Nord ein Fußgänger zeigt, wobei eine Erfassung davon mittels des Erdmagnetfeldsensors 13 erfolgt. Ferner erfaßt der Steuerabschnitt 11 die Vertikaländerung des Fußgängers und dementsprechend den Zustand der Auf-Und-Ab- Bewegung des Fußes anhand der Vertikaländerung des mittels dieses Erdmagnetfeldsensors 13 erfaßten Erdmagnetfeldes. Anschließend bestimmt der Steuerabschnitt 11, wenn der Steuerabschnitt 11 erfaßt, daß der Gehzustand (das heißt, die Auf-Und-Ab-Bewegung des Körpers bzw. Fußes) zu einem vorbestimmten Zustand gelangt ist, die Richtung des oben erwähnten Fußgängerkörpers an diesem Punkt als Bewegungsrichtung. Der vorbestimmte Zustand bedeutet hier einen Punkt, an welchem der Fuß bzw. die Taille eines Fußgängers im wesentlichen an der höchsten Position ankommt. Er bedeutet ferner, daß der Fuß bzw. die Taille eines Fußgängers in einem Bereich zwischen einem ausgehend von dem Aufsetzpunkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt und dem nächsten Aufsetzpunkt liegt. Ferner bedeutet er, daß der Fuß bzw. die Taille eines Fußgängers in einem Bereich zwischen einem ausgehend von dem Höchstpositions-Ankunftspunkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt und der höchsten Position liegt, an welcher der Fußgänger durch die nächste Gehbewegung ankommt. Daher berechnet ein Steuerabschnitt 11 die Bewegung einer Position, hervorgerufen durch den aktuellen einen Schritt des Fußgangs, anhand der bestimmten Länge und Richtung des aktuellen einen Schritts des Fußganges und fügt die berechnete Bewegung der vorhergehenden Position hinzu, wodurch die aktuelle Position bestimmt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Zahlenwert, während die Länge eines Schrittes, verwendet bei der oben erwähnten Berechnung, den vorher eingegebenen Zahlenwert der Schrittlänge eines normalen Fußganges auf einem ebenen Pfad verwendet, gemäß einer Umgebung und gemäß Gehbedingungen, welche später beschrieben werden, geändert werden kann. Beispielsweise kann der Zahlenwert geändert werden, wenn ein Benutzer auf einer Straße mit Aufwärtssteigung geht. Ferner zeigt der steuerabschnitt 11 die so erhaltene Bewegungspositionsinformation an der Anzeige 17 an und führt den erforderlichen Berechnungsvorgang zum Ausgeben einer notwendigen Sprachinformation an die Sprachausgabeeinheit 18 aus. Ferner zeigt oder Steuerabschnitt 11 eine Karte auf dem Bildschirm der Anzeige 17 an und steuert diese auf der Grundlage einer Information (zum Beispiel einer Karteninformation über den Bewegungsweg etc.) von der Speicherkarte 22, welche über den Externe-Einheit-Treiber 21 eingegeben wird. Der Steuerabschnitt 11 ist aus einem Mikrocomputer mit einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU) aufgebaut und steuert die oben erwähnte Steuerung in Übereinstimmung mit einem in dem ROM 15 gespeicherten Steuerprogramm (siehe Flußdiagramme, welche später beschrieben werden).

Die Anzeige 17 zeigt eine Information bezüglich der Position einer Person an, welche durch den Steuerabschnitt 11 geschätzt wird, und bildet daher eine Anzeigeeinrichtung. Die Anzeige 17 verwendet beispielsweise eine kleine Flüssigkristallanzeige eines Typs mit geringer Leistungsaufnahme (welche entweder monochromatisch oder farbig sein kann). Die Sprachausgabeeinheit 18 liefert einen synthetisch erzeugten Sprachton auf der Grundlage eines durch den Steuerabschnitt 11 synthetisch erzeugten Sprachsignals, und besteht beispielsweise aus einem Lautsprecher. Dieser Lautsprecher ist derart aufgebaut, daß er einem Fußgänger selbst dann eine Information liefern kann, wenn ein Abdeckungsabschnitt 33 nicht geöffnet ist.

Der Externe-Einheit-Treiber 21 besteht beispielsweise aus einer PCMCIA-Steuerschaltung und führt den Vorgang zum Übertragen von Daten zwischen diesem und der Speicherkarte 22 aus. Die Speicherkarte 22 speichert eine Karteninformation betreffend den Bewegungsweg einer Person und bildet eine Karteninformations-Speichereinrichtung.

Der ROM 15 weist vorher gespeicherte verschiedene Programme und notwendige Daten für den Positionsberechnungsvorgang auf, welcher durch den Steuerabschnitt 11 ausgeführt wird. Der RAM 16 weist einen ersten Speicherbereich, in welchen die durch den Schaltereingabeabschnitt 14 eingegebene Information temporär gespeichert werden muß, einen zweiten Speicherbereich, in welchen Information über das Ziel, zu welchem sich zu bewegen eine Person versucht, bestimmt durch eine Bedienung des Schaltereingabeabschnitts 14, temporär gespeichert wird, einen Arbeitsbereich etc. auf.

Ein Bezugszeichen 20 bezeichnet eine integrierte Batterie, welche notwendige Leistung zu jeder der oben erwähnten Schaltungen liefert. Es sei darauf hingewiesen, daß eine Leistungsquellenschaltung 19 etc., falls erforderlich, hinzugefügt werden kann, um eine Spannung zu ändern.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des tragbaren Positionsdetektors 1. In der Figur weist der tragbare Positionsdetektor 1 einen Hauptkörper 31 auf. Der Hauptkörper 31 weist eine geringe Größe und ein geringes Gewicht auf und ist annähernd zu der Form einer Schachtel ausgebildet, so daß eine Person diesen leicht tragen kann. Die Anzeige 17 mit einem rechteckigen Bildschirm, der Schaltereingabeabschnitt 14 und die Sprachausgabeeinheit 18 sind auf der Vorderseite des Hauptkörpers 31 angeordnet. Im Innern des Hauptkörpers 31, sind der Schrittzähler 12, der Beschleunigungssensor 23, der Erdmagnetfeldsensor 13, der Externe-Einheit-Treiber 21 für eine Speicherkarte und der Steuerabschnitt 11 mit sowohl dem ROM 15 als auch dem RAM 16 untergebracht. Eine Spannung wird von der in dem unteren Abschnitt des Hauptkörpers 31 untergebrachten Batterie 20 geliefert.

Der linke Abschnitt des Hauptkörpers 31 ist mit einer schließbaren Abdeckung 34 ausgestattet, und eine Einsetzöffnung 32 für die Speicherkarte 22 und eine Einsetzöffnung für die Batterie 20 sind in der schließbaren Abdeckung 34 ausgebildet. Damit werden das Austauschen der integrierten Batterie 20, die Prüfung des Externe-Einheit- Treibers 21 und ähnliches einfach.

Es ist vorzuziehen, daß der tragbare Positionsdetektor 1 an einer Person (einem Fußgänger), beispielsweise an einem Taillengürtel, befestigt ist, so daß er bezüglich des Körpers nicht verschoben wird. Aus diesem Grund ist ein Gürtelbefestigungselement, welches an einem Taillengürtel angebracht werden kann, auf der Rückfläche des Hauptkörpers 31 vorgesehen, obwohl dieses nicht dargestellt ist. Damit kann der tragbare Positionsdetektor 1 einfach von einem Taillengürtel entfernt werden. Ebenso kann er einfach an dem Taillengürtel angebracht werden.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise beschrieben.

Die Fig. 3 und 4 jeweils Flußdiagramme des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors 1.

Dieses Steuerprogramm wird ausgeführt, wenn Leistung zu dem tragbaren Positionsdetektor 1 eingeschaltet wird. Wenn das Steuerprogramm startet, so erfolgt zuerst eine Initialisierung in Schritt S1. Bei der Initialisierung wird der tragbare Positionsdetektor 1 automatisch rückgesetzt, und es werden vorbestimmte Initialisierungsvorgänge, wie der Vorgang eines Löschens des Arbeitsbereiches des RAM 16 und ähnliches, ausgeführt.

In Schritt S2 wird ein Startpunkt etc. eingegeben. Das heißt, bei der Initialisierung gibt eine den tragbaren Positionsdetektor 1 tragende Person manuell einen Startpunkt einer Bewegung, eine Durchschnittslänge eines Schrittes während eines Fußganges auf einem ebenen Pfad etc. ein. Zu diesem Zeitpunkt wird, beispielsweise indem "Festlegen eines Startpunktes für einen Bewegungsstart" auf dem Bildschirm der Anzeige 17 angezeigt wird, eine Person aufgefordert, die Initialisierung durchzuführen. Es sei darauf hingewiesen, daß an diesem Punkt die Speicherkarte 22 (welche eine Karteninformation über einen Bereich, in welchem sich ein Fußgänger bewegt, etc. speichert) in den Hauptkörper 31 eingesetzt worden sein muß. In dem Fall, in welchem die Speicherkarte 22 nicht eingesetzt wurde, kann eine Nachricht "Einsetzen der Speicherkarte 22 für einen Bereich, in welchem sich der Fußgänger bewegt, falls erforderlich" auf dem Bildschirm der Anzeige 17 angezeigt werden.

Das Festlegen des Startpunktes einer Bewegung kann durch ein Bestimmen des Startpunktes auf einer Karte als Punkt oder durch Eingeben der Positionskoordinaten (geographische Breite und geographische Länge) erfolgen. Beispielsweise kann, wie durch ein Beispiel eines Bewegungsweges in Fig. 7A dargestellt, der Startpunkt als ein Punkt eingegeben werden. Ferner wird bei der Initialisierung die Länge des Schrittes einer Person eingegeben. Die Eingabe der Schrittlänge kann durch Eingeben von Zahlen mittels eines Zehntastenfeldes durchgeführt werden oder automatisch durch ein Auswählen der Größe einer Person, welche den Detektor 1 trägt, aus einem Bereich von gruppierten Größen, welche auf dem Bildschirm der Anzeige 17 angezeigt werden, automatisch festgelegt werden. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Länge eines Schrittes generell auf der Größe einer Person in Zusammenhang steht. Selbstverständlich kann die Eingabe der Schrittlänge durch andere Verfahren durchgeführt werden.

Ferner wird bei der Initialisierung auch die Messung einer Zeit gestartet.

Als nächstes werden in einem Schritt S3 ein Signal von dem Schrittzähler 12 und ein Signal von dem Beschleunigungssensor 23 eingegeben, und in einem Schritt S4 wird ein Signal von dem Erdmagnetfeldsensor 13 eingegeben. Als nächstes wird in einem Schritt S5 beurteilt, ob die Korrektur der Länge eines Schrittes gemäß einer sich ändernden Umgebung erforderlich ist oder nicht. Das heißt, in Abhängigkeit von einer sich verändernden Umgebung wird die Länge eines Schrittes beeinflußt, wenn eine Person beispielsweise eine geneigte Straße oder Stufen hinauf oder hinunter geht. Folglich tritt aufgrund der Tatsache, daß die Schrittlänge von einer durchschnittlichen Schrittlänge während eines normalen Fußganges auf einem ebenen Pfad abweicht, ein großer Fehler bei der zurückgelegten Länge auf, welche auf der Grundlage der durchschnittlichen Schrittlänge berechnet wird. Daher kann die Länge eines Schrittes gemäß der erfaßten sich ändernden Umgebung geändert werden. Die Erfassung eines sich ändernden Umgebung erfolgt durch ein Beurteilen einer Erdmagnetfeldänderung entsprechend einer geneigten Straße, einem Stufen-Hinaufsteigen, einem Stufen-Hinabsteigen und ähnlichem auf der Grundlage eines Signals (Z-Richtung: Höhenrichtung) von einem Erdmagnetfeldsensor 13. Wenn eine Neigung vorliegt, welche größer als ein vorbestimmter Wert ist, so fährt der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S6 fort und korrigiert die Länge eines Schrittes auf weniger als ein Zahlenwert, welcher während eines Fußganges auf einem ebenen Pfad verwendet wird.

Diese Korrektur kann Korrekturwerte verwenden, welche gemäß den Größen von Steigungen gruppiert sind. Es sei darauf hingewiesen, daß aufgrund der Tatsache, daß eine Karte auf der X-Y-Ebene, betrachtet von der Vertikalrichtung (Z-Richtung) aus, dargestellt ist, es generell häufig vorzuziehen ist, daß der Zahlenwert der Länge eines Schrittes zu einem kleineren Wert hin korrigiert wird, wenn eine Neigung vorliegt, welche größer ist als ein vorbestimmter Wert.

In einem Schritt S6 fährt der Steuerabschnitt 11, wenn er die Korrektur der Schrittlänge beendet, mit einem Schritt S7 fort.

Wenn hingegen eine Neigung kleiner ist als der oben erwähnte vorbestimmte Wert, so fährt der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S50 fort, ohne die Länge eines Schrittes in Übereinstimmung mit der oben erwähnten sich ändernden Umgebung zu korrigieren.

In einem Schritt S50 wird der Vorgang eines Korrigierens der Länge eines Schrittes in Übereinstimmung mit dem Gehzustand auf der Grundlage eines Signals von dem Beschleunigungssensor 23 durchgeführt. Die Einzelheiten von Schritt S50 sind in Fig. 4 dargestellt.

In Fig. 4 werden in einem Schritt S51 die Gehzeit t pro Schritt (Gehrhythmus) und die Horizontalbeschleunigung α eines Fußgängers zu dieser Zeit erfaßt. Anschließend wird in einem Schritt S52 die Gehzeit t pro Schritt beurteilt. Genauer beurteilt, wenn die Gehzeit t pro Schritt kürzer ist als eine erste vorbestimmte Zeit t1 (t < t1), der Steuerabschnitt 11 dieses Gehen als "eilig" und schreitet mit einem Schritt S53 fort. Wenn die Gehzeit t pro Schritt zwischen der ersten vorbestimmten Zeit t1 und einer zweiten vorbestimmten Zeit t2 (t1 ≦ t ≦ t2) liegt, so beurteilt der Steuerabschnitt 11 dieses Gehen als "normal" und fährt mit einem Schritt S57 fort. Wenn die Gehzeit t pro Schritt größer ist als die zweite vorbestimmte Zeit t2 (t < t2), so beurteilt der Steuerabschnitt 11 dieses Gehen als "langsam" und fährt mit einem Schritt S54 fort.

Als nächstes wird der Vorgang eines Beurteilens der Horizontalbeschleunigung α ausgeführt. In einem Schritt S53 wird beurteilt, ob die Horizontalbeschleunigung α (welche ebenfalls mit der Vertikalbeschleunigung korreliert) oder eine Änderung der Beschleunigung kleiner ist als eine erste vorbestimmte Beschleunigung α1 (α < α1) oder nicht. Wenn α < α1 gilt, so wird in einem Schritt S56 die Länge eines Schrittes zu einer kleineren Länge hin korrigiert, selbst wenn die Gehzeit pro Schritt eilig ist. Wenn für α nicht a < α1 gilt, so wird in einem Schritt S55 die Länge eines Schrittes zu einer größeren Länge hin korrigiert, selbst wenn die Gehzeit pro Schritt eilig ist.

Wenn hingegen die Gehzeit t pro Schritt normal ist, so wird in einem Schritt S57 die Länge eines Schrittes zu einer normalen Länge hin korrigiert.

Ferner wird in einem Schritt S54 beurteilt, ob die Horizontalbeschleunigung α (welche auch mit der Vertikalrichtung korreliert) oder eine Änderung der Beschleunigung größer als eine zweite vorbestimmte Beschleunigung α2 (2 < α1) ist oder nicht. Wenn für α α < α2 gilt, so wird in einem Schritt S58 die Länge eines Schrittes zu einer größeren Länge hin korrigiert, selbst wenn die Gehzeit t pro schritt langsam ist. Wenn für α nicht α < α2 gilt, so wird in einem Schritt S59 die Länge eines Schrittes zu einer kleineren Länge hin korrigiert, selbst wenn die Gehzeit t pro Schritt langsam ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine Möglichkeit besteht, daß in Abhängigkeit von der Festlegung von α1 und α2 die Inhalte der Schritte S56 und S58 sich an die Normal-Längenkorrektur annähern. Jedoch können aufgrund der Tatsache, daß es selten ist, daß die Horizontalbeschleunigung α bzw. eine Änderung der Beschleunigung über eine lange Zeit während eines Gehens andauern, α1 und α2 in Berücksichtigung dieser Tatsache geeignet festgelegt werden.

So wird selbst dann, wenn die Gehzeit t pro Schritt schneller wird, die Länge eines Schrittes zu einer kleineren Länge hin korrigiert, ohne vergrößert zu werden, wenn die Beschleunigung eines Fußganges kleiner ist als die erste vorbestimmte Beschleunigung α1. Die Beschleunigung bedeutet hier die Beschleunigung eines Tritts während eines Gehens, und es ist erwünscht, daß diese Beschleunigung mit einer Horizontalschwerkraft erfaßt wird, jedoch kann sie mit einer Vertikalschwerkraft erfaßt werden. Ferner wird selbst dann, wenn die Gehzeit t pro Schritt langsam war, die Länge eines Schrittes zu einer größeren Länge hin korrigiert, wenn die Beschleunigung eines Fußgängers (Beschleunigung eines Tritts während eines Gehens, wie in dem obigen Fall) größer ist als die zweite vorbestimmte Beschleunigung α2 (welche größer ist als α1). So wird durch ein Beurteilen der Länge eines Schrittes mit der Gehzeit t pro Schritt als Mitte und ferner Korrigieren der Beurteilung der Länge eines Schrittes in Übereinstimmung mit der Beschleunigung α eines Fußgängers die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach, und die Genauigkeit der Schrittlänge kann erheblich verbessert werden. Wenn der Steuerabschnitt 11 den Vorgang in Fig. 4 beendet, fährt sie mit einem Schritt S7 in Fig. 3 fort.

Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die oben erwähnte Beschleunigung α in zu viele Fälle unterteilt wird, lediglich eine Beschleunigung ausreichend ist und die Bedeutung der Gehzeit pro Schritt verringert wird bzw. verlorengeht. In einem derartigen Fall einer alleinigen Beschleunigung α ist es technisch kompliziert. Ferner besteht die Notwendigkeit, den Bereich des Beschleunigungssensors zu verbreitern, und die Kosten neigen zwangsläufig zu einem Anstieg. Andererseits ist es einfach, die Gehzeit t pro Schritt zu erfassen, und wenn die Beschleunigung α größer als und kleiner als der oben erwähnte vorbestimmte Wert ist, kann der kostengünstige Sensor in einem schmalen Bereich verwendet werden.

Der Inhalt des Vorgangs in einem Schritt S550 ist nicht auf das in Fig. 4 dargestellte Beispiel beschränkt. Beispielsweise ist auch der in Fig. 5 dargestellte Vorgang möglich. Fig. 5A zeigt, daß die Horizontalbeschleunigung (welche auch mit der Vertikalrichtung korreliert) während eines Schrittes eines Fußganges bzw. eine Änderung der Beschleunigung beurteilt werden, um die Länge eines Schrittes zu korrigieren. Das heißt, in Fig. 5A wird in einem Schritt S61 die Horizontalbeschleunigung α während eines Schrittes eines Fußganges eingelesen. (Die Horizontalbeschleunigung α ist ferner mit der Vertikalrichtung korreliert und umfaßt eine Änderung der Beschleunigung. Gleiches gilt für die folgenden Ausführungsbeispiele). Anschließend wird in einem Schritt S62 die Beschleunigung α beurteilt. Wenn sie größer ist als ein erster vorbestimmter Wert α1, wird in einem Schritt S63 die Länge eines Schrittes zu einer größeren Länge hin korrigiert. Wenn die Beschleunigung α zwischen dem ersten vorbestimmten Wert αl und einem zweiten vorbestimmten Wert α2 (α1 ≦ α ≦ α2) liegt, so beurteilt der Steuerabschnitt 11 dieses Gehen als "normal" und fährt mit einem Schritt S64 fort. In einem Schritt S64 wird die Länge eines Schrittes zu einer normalen Länge hin korrigiert. Wenn die Beschleunigung α kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert α2 (α < α2), wo wird in einem Schritt S65 die Länge eines Schrittes auf eine kleinere Länge verringert.

So wird durch ein Beurteilen der Horizontalbeschleunigung α während eines Schrittes eines Fußganges und Korrigieren der Schrittlänge die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach, und die Genauigkeit der Schrittlänge kann erheblich verbessert werden.

Fig. 5B zeigt, daß die Gehzeit t pro Schritt beurteilt wird, um die Länge eines Schrittes zu korrigieren. Das heißt, in Fig. 5B wird in einem Schritt S71 die Gehzeit t pro Schritt erfaßt. Anschließend wird in einem Schritt S72 die Gehzeit t pro Schritt beurteilt. Wenn sie kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert t1, so wird in einem Schritt S73 die Länge eines Schrittes zu einer größeren Länge hin korrigiert. Wenn die Gehzeit t pro Schritt zwischen dem ersten vorbestimmten Wert t1 und einem zweiten vorbestimmten Wert t2 (t1 ≦ t ≦ t2) liegt, beurteilt der Steuerabschnitt 11 dieses Gehen als "normal" und fährt mit einem Schritt S74 fort. In einem Schritt S74 wird die Länge eines Schrittes zu einer normalen Länge hin korrigiert. Wenn die Gehzeit t pro Schritt größer ist als der zweite vorbestimmte Wert, so wird in einem Schritt S75 die Länge eines Schrittes auf eine kleinere Länge verringert.

So wird durch ein Beurteilen der Gehzeit t pro Schritt und Korrigieren der Schrittlänge die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach, und die Genauigkeit der Schrittlänge kann erheblich verbessert werden. Insbesondere ist dieser Fall, verglichen mit ersterem Fall (Fig. 5A), bei welchem lediglich eine Beschleunigung verwendet wird, dahingehend vorteilhaft, daß keine Notwendigkeit besteht, die Zunahme und komplizierte Bewegung der Beschleunigung zu betrachten, die Kosten verringert werden und Messungen vereinfacht werden können.

Wenn in einem Schritt S0 die Korrektur der Schrittlänge gemäß dem Gehzustand endet, fährt der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S7 fort.

In einem Schritt S7 wird eine zurückgelegte Strecke durch eine unabhängige Navigation berechnet. Das heißt, wenn ein Gehsignal von dem Schrittzähler 12 für jeden Schritt eingegeben wird, wird "die Länge eines Schrittes" als die zurückgelegte Strecke für jeden Schritt betrachtet. Wenn eine Korrektur gemäß einer sich ändernden Umgebung durchgeführt wird, wird die korrigierte Schrittlänge als die zurückgelegte Strecke betrachtet. Ferner wird, wenn eine Korrektur gemäß der Gehzeit t pro Schritt durchgeführt wird, die korrigierte Schrittlänge als die zurückgelegte Strecke betrachtet.

Als nächstes wird in einem Schritt S8, wenn die Vertikalkomponente (Z-Achsen-Komponente) eines Ausgangssignals von dem Erdmagnetfeldsensor 13 den Minimalwert erreicht, der Aufsetzpunkt erfaßt. Auf der Grundlage dieses erfaßten Punktes wird die Bewegungsrichtung zu dem Zeitpunkt des Fußganges aus den Richtungssignalen ausgewählt, welche konstant von dem Erdmagnetfeldsensor 13 ausgegeben werden, und als eine spezifische Bewegungsrichtung bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung, während die spezifische Bewegungsrichtung bestimmt wird, wenn ein Fußgänger auf dem Boden aufsetzt, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die spezifische Bewegungsrichtung bestimmt werden, wenn der Fuß eines Fußgängers an der im wesentlichen höchsten Position ankommt. Ferner kann sie bestimmt werden, wenn der Fuß eines Fußgängers in einem Bereich zwischen einem ausgehend von dem Aufsetzpunkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt und dem nächsten Aufsetzpunkt liegt. Ferner kann sie erfaßt werden, wenn der Fuß eines Fußgängers in einem Bereich zwischen einem ausgehend von dem Höchstpositions- Ankunftspunkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerten Punkt und der höchsten Position liegt, an welcher der. Fußgänger durch die nächste Gehbewegung ankommt. Durch Auswählen einer Bewegungsrichtung an einem Punkt in diesem Bereich kann die Bewegungsrichtung an die Bewegungsrichtung des Schwerpunktes einer Person angenähert werden. Die Größe der oben erwähnten vorbestimmten Zeit, welche verzögert wird, kann experimentell oder durch den proportionalen Anteil des Gehzyklus, berechnet durch den Schrittzähler 12 oder den Erdmagnetfeldsensor 13, festgelegt werden.

Als nächstes wird in einem Schritt S9 die "Bewegungsposition" durch einen einzelnen Schritt eines Fußganges aus der oben erwähnten Bewegungsrichtung und zurückgelegten Strecke, bestimmt in der oben erwähnten Weise für jeden Schritt, berechnet. Anschließend kann durch ein Hinzufügen der aktuellen Bewegungsposition zu der ausgehend von dem Startpunkt bewegten Position die ausgehend von dem Startpunkt bewegte Position, bewirkt durch das aktuelle Gehen, erhalten werden.

Als nächstes wird in einem Schritt S10 die bestimmte Bewegungsposition durch Punkte (O-Marken) auf der Anzeige 17 angezeigt, wie in der Vergrößerung eines Bewegungsortes in Fig. 7B dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt werden eine Karteninformation entsprechend der aktuellen Position einer Person, eine Straßenmerkmalsinformation an dieser Position (zum Beispiel eine Information über eine Nationalstraße, eine Präfektstraße etc.), und eine Umgebungsinformation an dieser Position (zum Beispiel wichtige Gebäude, Bahnhöfe etc.) von der Speicherkarte 22 gelesen und an der Anzeige 17 angezeigt, wie in Fig. 7A dargestellt. Dies ermöglicht einer sich bewegenden Person, sich leicht darüber in Kenntnis zu setzen, an welcher Position auf einer Karte sich die Person befindet. Dabei wird die geschätzte Position als ein Bereich angezeigt, wie in Fig. 7A dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß der geschätzte Positionsbereich nicht angezeigt werden muß.

Außerdem wurde bei dem oben Erwähnten, wenn eine neue Bewegungsposition angezeigt wird, eine begleitende Karteninformation, wie die Bezugsposition, die Bezugsrichtung und ein verkleinerter Maßstab (gemäß einer Bezugsstrecke) der Karte, gleichzeitig zusammen mit einer Karteninformation durch das Einsetzen der Speicherkarte 22 in einem Schritt 22 gelesen, so daß diese begleitende Information ebenfalls verwendet wird.

Ferner kann in der Stufe, in welcher diese Karteninformation angezeigt wurde, die aktuelle Position mit einem synthetisch erzeugten Sprachton (zum Beispiel "Biegen Sie an der OO-Kreuzung etwa 10 m vorne nach links ab"), welche von der Sprachausgabeeinheit 18 ausgegeben wird, geführt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem weiteren Voranschreiten einer Person der Bereich einer Karteninformation automatisch umgeschaltet wird (das heißt, der Bereich wird verschoben).

Als nächstes wird in einem Schritt S11 beurteilt, ob ein Schaltersignal (Signal von dem Schaltereingabeabschnitt 14) eingegeben wurde oder nicht. Wenn es nicht eingegeben wurde, so kehrt der Steuerabschnitt 11 zu einem Schritt S3 zurück und wartet auf das nächste Signal von dem Schrittzähler 112. Damit wird ein Bewegungsort auf der Anzeige 17 in Übereinstimmung mit dem Gehen einer Person angezeigt, wie in Fig. 7A dargestellt.

Wurde hingegen in einem Schritt S11 das Schaltersignal eingegeben, so fährt der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S13 fort und beurteilt, ob das Schaltersignal ein Neustartsignal ist oder nicht. Selbst wenn es ein bloßes Bildschirmanzeigenumschalten war, fährt der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S12 fort, wenn es nicht ein Neustartsignal ist. In einem Schritt S12 führt der Steuerabschnitt 11 einen Berechnungsvorgang (zum Beispiel einen Vorgang eines Berechnens einer ausgehend von dem Startpunkt kumulierten gegangenen Strecke etc.) durch und erzeugt eine Anzeige (zum Beispiel ein Umschalten einer Bildschirmanzeige etc.). Anschließend kehrt der Steuerabschnitt 11 zu einem Schritt S3 zurück und wiederholt die Verarbeitung.

Wenn ein Schaltereingabesignal 44985 00070 552 001000280000000200012000285914487400040 0002019946212 00004 44866 eines Eingangssignals zum Anfordern eines Verschiebens eines Kartenbereiches, in welchem sich ein Fußgänger bewegt, ist, empfängt der Steuerabschnitt 11 dieses Eingangssignal, und der Kartenbereich wird verschoben und an der Anzeige 17 angezeigt.

In einem Schritt S13 fährt, wenn das Schaltersignal ein Neustartsignal ist, der Steuerabschnitt 11 mit einem Schritt S14 fort und führt einen Neustartvorgang und eine Anzeige davon durch. Anschließend kehrt der Steuerabschnitt 11 zu einem Schritt S2 zurück und ermöglicht eine Neueingabe eines Startpunktes und ähnliches. Es sei darauf hingewiesen, daß der Neustart hier einen Fall bedeutet, bei welchem ein anderer Weg nach der Ankunft eines Ziels erneut festgelegt wird, oder einen Fall, bei welchem ein Weg bis jetzt gelöscht wird, obwohl er sich auf dem Weg hin zu einem Ziel befindet, und anschließend ein neuer Weg erneut festgelegt wird.

So kann, selbst in dem Fall, daß sich der Positionsdetektor 1 gemäß dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel in einem Wald oder zwischen Gebäuden befindet, wo ein Signal von dem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem (GPS) infolge von hohen Gebäuden, Banken und Wäldern nicht empfangen werden kann, der Positionsdetektor 1 durch eine unabhängige Navigation die Position einer Person wissen, welche diesen Positionsdetektor mit einer tragbaren Größe und einem tragbaren Gewicht, anwendbar auf einen Fußgänger, trägt. In diesem Fall wird an einem Punkt in dem Bereich, in welchem ein Fußgänger sich zwischen der höchsten Position, an welcher der Fußgänger durch eine Gehbewegung ankommt, und der höchsten Position, an welcher der Fußgänger durch die nächste Gehbewegung ankommt, befindet, die Bewegungsrichtung mittels eines Erdmagnetfeldsensors bestimmt, und auf der Grundlage der bestimmten Position wird eine Bewegungsposition berechnet. Folglich wird die Bewegungsrichtung genauer. Ferner kann die Erfassung des oben erwähnten Punktes leicht beurteilen, ob es sich um eine Höchstpositionsankunft oder um ein Aufsetzen handelt, wobei dies durch eine Erdmagnetfeldänderung (oder eine Beschleunigungsänderung, welche mittels eines dreidimensionalen Sensors anstelle eines Verwendens des Erdmagnetfeldsensors des oben erwähnten Ausführungsbeispiels erfaßt wird) erfolgt. Ein Punkt zwischen der höchsten Position und dem Aufsetzpunkt kann ferner durch ein Verzögern einer vorbestimmten Zeit erfaßt werden.

Außerdem kann durch ein Erfassen einer sich ändernden Umgebung die Länge eines Schrittes während eines Fußganges auf einer geneigten Straße geändert werden, so daß eine Positionsgenauigkeit weiter verbessert werden kann. Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Positionsdetektor bei niedrigen Kosten hergestellt werden.

Ferner wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Länge eines Schrittes mit der für einen einzelnen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit und der Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit (oder der Größe einer Änderung der Beschleunigung) korrigiert werden. Damit ist die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach, die Genauigkeit der Schrittlänge kann erheblich verbessert werden, und die Berechnungsgenauigkeit der Bewegungsposition kann verbessert werden. Ferner existiert, beispielsweise wenn die Gehzeit pro Schritt und die Beschleunigung eines Fußgängers als Parameter verwendet werden, der Vorteil, daß die Korrekturbeurteilung der Schrittlänge einfach ist.

Nachfolgend wird eine zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel korrigiert eine Bewegungsposition und in einigen Fällen die Länge eines Schrittes mittels der GPS- Satellitensignale.

Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm eines tragbaren Positionsdetektors 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des tragbaren Positionsdetektors 41. In diesen Figuren weicht der tragbare Positionsdetektor 41 von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend ab, daß eine GPS- Antenne 42 und eine GPS-Empfängereinheit 45 neu vorgesehen sind, und daß die Inhalte des Steuerabschnitts 44 und des ROM 45 abweichend sind.

Die GPS-Antenne 42 verwendet beispielsweise eine Mikrostreifen-Steckantenne, welche ein Teflonsubstrat verwendet und eine Halbkugel-Richteigenschaft aufweist, um ein rechtspolarisiertes Wellensignal von etwa 1,5 MHz zu empfangen, welches von GPS-Satelliten gesendet wird. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die GPS-Antenne 42 über einem Hauptkörper 31, beispielsweise an der Schulter einer den tragbaren Positionsdetektor 41 tragenden Person, angebracht und über einen Kabelstrang 44' mit der GPS-Empfängereinheit 43 verbunden.

Die GPS-Empfängereinheit 43 empfängt Radiowellen zur Messung von einer Vielzahl von GPS-Satelliten über die GPS-Antenne 42 und moduliert diese. Auf der Grundlage der modulierten Signale berechnet die GPS-Empfängereinheit 43 die aktuelle Positionsinformation über den tragbaren ?Dämpfungsscheibenanordnung? 41 (zum Beispiel eine dreidimensionale Meßinformation mit einer geographischen Breite, einer geographischen Länge und einer geographischen Höhe) und gibt die berechnete aktuelle Positionsinformation an den Steuerabschnitt 44 aus.

Das GPS ist aus 24 Satelliten aufgebaut, die in Vierergruppen in 6 Umlaufbahnen angeordnet sind. Im Prinzip empfängt die GPS-Empfängereinheit 43 Radiowellen von den Satelliten, berechnet ferner eine Distanz zwischen einem Empfangspunkt und den Satelliten anhand einer Differenz zwischen den Ankunftszeiten und berechnet schließlich die dreidimensionalen Positionen (geographische Breite, geographische Längen und geographische Höhe) des Empfangspunktes. Die GPS-Antenne 42 und die GPS-Empfängereinheit 43 bilden eine GPS-Einheit.

Wenn die Positionsinformation, gemessen und berechnet mittels der GPS-Signale, zusätzlich zu der bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhaltenen Positionsinformation erhalten wird, so korrigiert der Steuerabschnitt 44 die durch die unabhängige Navigation geschätzte Position mit der mittels der GPS-Satellitensignale erhaltenen Positionsinformation, wobei dies Vorzug vor der durch eine unabhängige Navigation bei dem oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiel erhaltenen Positionsinformation hat. Ferner wird eine durchschnittliche Schrittlänge gemessen und berechnet in einem Intervall, während welchem beurteilt wird, daß ein geradlinig vorangegangener Fußgang auf mindestens einem ebenen Pfad der Bewegungswege des Fußgängers beibehalten wurde. Damit kann die vorher festgelegte Schrittlänge derart korrigiert werden, daß sie einer Schrittlänge entspricht, welche näher an der Bewegungsschrittlänge ist. Folglich kann die Genauigkeit der Bewegungsposition weiter verbessert werden. Der Steuerabschnitt 44, der ROM 45 und der RAM 16 erfüllen Funktionen als Positionskorrektureinrichtung und Schrittlängen-Korrektureinrichtung zusätzlich zu der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Fig. 10 bis 12 sind jeweils Flußdiagramme des Steuerprogramms des tragbaren Positionsdetektors 41. In diesen Flußdiagrammen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Schritte, und daher wird deren Beschreibung ausgelassen, um eine Redundanz zu vermeiden. Die Schritte eines Ausführens von Vorgängen, welche von dem ersten Ausführungsbeispiel abweichen, werden im weiteren beschrieben, wobei Schrittnummern von dem ersten Ausführungsbeispiel abweichen.

Bei dem Steuerprogramm des zweiten Ausführungsbeispiels wird ein Schritt S15 ausgeführt, um GPS-Signale nach einer Ausführung der Schritte S1 bis S4 zu lesen. Anschließend wird in einem Schritt S16 beurteilt, wie viele GPS-Signale der Steuerabschnitt 44 empfangen kann. Wenn die empfangenen GPS- Signale 4 oder mehr sind (selbst 3 Signale sind möglich, obwohl die Genauigkeit verringert ist), so beurteilt der Steuerabschnitt 44, daß die Berechnung einer Bewegungsposition durch GPS-Signale möglich ist, und fährt anschließend mit einem Schritt S17 fort. Wenn die empfangenen GPS-Signale weniger als das sind, so beurteilt der Steuerabschnitt 44, daß die Messung einer Bewegungsposition auf der Grundlage von GPS- Signalen nicht möglich ist, und fährt anschließend mit einem Schritt S5 fort.

In einem Schritt S16 berechnet und bestimmt, wenn der Steuerabschnitt 44 beurteilt, daß die Messung einer Bewegungsposition auf der Grundlage von GPS-Signalen möglich ist, in Schritt S17 der Steuerabschnitt 44 die aktuelle Bewegungsposition einer dieser tragbaren Positionsdetektor 41 tragenden Person anhand der oben erwähnten empfangenen Vielzahl von GPS-Signalen und fährt mit einem Schritt 18 und daran anschließenden Schritten fort.

Jedoch wird in einem Schritt S16, wenn die Berechnung einer Bewegungsposition durch GPS-Signale als nicht möglich beurteilt wird, in einem Schritt S5, einem Schritt S6 einem Schritt S50 und in Schritten S7 bis S9 die Bewegungsposition, berechnet und geschätzt, anhand von Signalen bestimmt, welche von dem Schrittzähler 12, dem Beschleunigungssensor 23 und dem Erdmagnetfeldsensor 13 ausgegeben werden, ebenso wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Bei dieser Bestimmung werden in den Schritten S3 und S4 die Ausgangssignale von dem Schrittzähler 12, dem Beschleunigungssensor 23 und dem Erdmagnetfeldsensor 13 eingelesen, und die aktuelle Position wird bestimmt, wobei dies auf der Grundlage der Bewegungsposition unmittelbar vor der Bestimmung der Unmöglichkeit einer Berechnung in einem Schritt S16 erfolgt, einschließlich der Größe einer Bewegung und Richtung, berechnet in einem Schritt S5, einem Schritt S6, einem Schritt S50 und in den Schritten S7 bis S9.

In einem Schritt S16 wird die Berechnung auf der Grundlage von GPS-Signalen als möglich beurteilt, und wenn in einem Schritt S17 eine Bewegungsposition auf der Grundlage von GPS-Signalen berechnet und bestimmt wird, so wird in einem Schritt S18 anhand des Ausgangssignals des Erdmagnetfeldsensors bestimmt, ob das Gehen im wesentlichen "ein geradliniges Vorangehen auf einem ebenen Pfad" ist oder nicht. Es sei darauf hingewiesen, daß GPS-Signale anstelle des Ausgangssignals des Erdmagnetfeldsensors 13 verwendet werden können. Der Erdmagnetfeldsensor 13 weist eine höhere Genauigkeit auf, jedoch besteht dessen Nachteil darin, daß er leicht durch umgebende Metallmaterialien beeinflußt wird. In dem Fall eines Fußganges auf einer Neigung oder eines Fußganges auf einer scharfen Kurve, das heißt, in dem Fall, in welchem beurteilt wird, daß der Fußgang nicht ein Fußgang auf einem ebenen Pfad ist, oder daß er nicht ein geradlinig vorangegangener Fußgang ist, werden in einem Schritt S19 eine kumulierte zurückgelegte Strecke für eine Schrittlängenkorrektur und eine kumulierte Anzahl von Schritten für eine Schrittlängenkorrektur auf Null gesetzt. In einem Schritt S10 wird die zurückgelegte Strecke, bestimmt auf der Grundlage der GPS-Signale in einem Schritt S17, angezeigt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die kumulierte zurückgelegte Strecke für eine Schrittlängenkorrektur nicht eine kumulierte gegangene Strecke von dem Startpunkt zu der aktuellen Position ist. Sie ist eine kumulierte Strecke zwischen dem Start und dem Ende eines geradlinigen Fußganges auf einem ebenen Pfad, vorgesehen für ein Korrigieren einer festgelegten Schrittlänge.

Wenn hingegen in einem Schritt S18 der Steuerabschnitt 44 beurteilt, daß der aktuelle Fußgang im wesentlichen ein "ebener Pfad" und ferner ein "geradlinig vorangegangener Fußgang" ist, so fährt der Steuerabschnitt 44 mit einem Schritt S20 fort. Der ebene Pfad und der geradlinig vorangegangene Fußgang bedeutet hier, daß die Vertikalkomponente (Z-Achsen-Richtung), erfaßt durch den Erdmagnetfeldsensor 13, innerhalb eines ersten vorbestimmten Wertes liegt, und daß ferner die Bewegungsrichtung, erfaßt durch den Erdmagnetfeldsensor 13, innerhalb eines zweiten vorbestimmten Wertes liegt. In dem Schritt S20 erfolgt die Berechnung einer "kumulierten zurückgelegten Strecke für eine Korrektur einer festgelegten Schrittlänge" mittels der GPS- Signale, solange ein geradlinig vorangegangener Fußgang auf einem ebenen Pfad fortdauert. Anschließend erfolgt in einem Schritt S21 ebenso die Berechnung einer "kumulierten Anzahl von Schritten für eine Korrektur einer festgelegten Schrittlänge", solange ein geradlinig vorangegangener Fußgang auf einem ebenen Pfad fortdauert. In dem nächsten Schritt S22 wird beurteilt, ob die oben erwähnte kumulierte Anzahl von Schritten größer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. Anstelle davon kann beurteilt werden, ob die oben erwähnte kumulierte zurückgelegte Strecke größer ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. In jedem Fall wird, wenn sie größer ist als der vorbestimmte Wert, in einem Schritt S23 die oben erwähnte kumulierte zurückgelegte Strecke durch die oben erwähnte kumulierte Anzahl von Schritten geteilt, um den Wert einer "korrigierten Schrittlänge" zu berechnen. Der Steuerabschnitt 44 tauscht den Wert der in einem Schritt S2 eingegebenen Schrittlänge gegen den berechneten Wert aus und kehrt zu einem Schritt S3 zurück. Durch Verwenden dieses Wertes bei der Berechnung einer zurückgelegten Strecke etc. wird eine festgelegte Schrittlänge bei dem anschließenden Fußgang verwendet, welche näher an der tatsächlichen Schrittlänge ist. Folglich wird die Genauigkeit einer Bewegungsposition verbessert. Wie oben beschrieben, ist der Grund, aus welchem die kumulierte Anzahl von Schritten bzw. die kumulierte zurückgelegte Strecke, welche größer sind als ein vorbestimmter Wert, verwendet werden, daß eine Genauigkeit durch eine Mittelwertbildung verbessert wird, und daß der Einfluß eines Fehlers einer GPS-Messung verringert wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß mit dem berechneten Wert der zurückgelegten Strecke auf der Grundlage von GPS-Signalen der Korrekturwert für eine Länge eines Schrittes gemäß der Gehzeit pro Schritt und der Beschleunigung eines Fußgängers korrigiert werden kann. Wenn dies in dieser Weise erfolgt, kann die Genauigkeit der Korrektur der Schrittlänge gemäß der Gehzeit pro Schritt und der Beschleunigung eines Fußgängers weiter verbessert werden.

Hier bilden die Schritte S18 bis S23 den Programmabschnitt von "Einrichtung zur Korrektur einer festgelegten Schrittlänge".

Bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung, während die Schritte S15 bis S23 zwischen die Schritte S4 und S5 bei dem in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eingefügt werden, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann in Fig. 10 der Steuerabschnitt 44 ausgehend von einem Schritt S4 mit einem Schritt S5 fortfahren, und die Schritte S15 bis S23 können zwischen die Schritte S9 und S10 von Fig. 4 eingefügt werden. In diesem Fall fährt der Steuerabschnitt 44 ausgehend von einem Schritt S9 mit einem Schritt S15 fort. Im Falle von "NEIN" in einem Schritt S16 von Fig. 10 kann der Steuerabschnitt 44 mit einem Schritt S10 fortfahren.

So wird in Übereinstimmung mit dem tragbaren Positionsdetektor des zweiten Ausführungsbeispiels die Positionsmeßeinrichtung auf der Grundlage von GPS-Signalen zusätzlich zu der Positionsmeßeinrichtung auf der Grundlage einer unabhängigen Navigation hinzugefügt, welche den Schrittzähler 12, den Beschleunigungssensor 23 und den Erdmagnetfeldsensor 13, beschrieben bei dem ersten Ausführungsbeispiel, verwendet. Wo die Messung einer Position durch GPS-Signale möglich ist, wird die durch GPS-Signale mit einer höheren Genauigkeit gemessene Position verwendet, wobei dies Vorzug vor der durch eine unabhängige Navigation gemessenen Position hat, und die Position auf der Grundlage der unabhängigen Navigation wird korrigiert. Wo die Messung einer Position durch GPS-Signale nicht möglich ist, werden Meßergebnisse einer Bewegungsposition durch eine unabhängige Navigation verwendet. Daher kann das zweite Ausführungsbeispiel die Bewegungsposition eines gehenden Körpers an jedem Ort wissen, obwohl es tragbar ist. Ferner kann, selbst in dem Fall, in welchem die unabhängige Navigation fortdauert und ein kumulierter Fehler etwas größer wird, dann, wenn die Messung einer Position durch GPS-Signale möglich geworden ist, die durch die unabhängige Navigation gemessene Position mit der durch GPS-Signale gemessenen Position korrigiert werden, um den kumulierten Fehler zu beseitigen. Folglich kann eine Positionsgenauigkeit verbessert werden. Selbst in diesem Fall kann, wenn die Länge eines Schrittes gemäß der für einen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit und der Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit (bzw. der Größe einer Änderung der Beschleunigung) in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel korrigiert wird, die Genauigkeit der Schrittlänge erheblich verbessert werden, und die Berechnungsgenauigkeit der zurückgelegten Strecke kann verbessert werden.

Außerdem wird durch Verwenden von GPS-Signalen eine durchschnittliche Schrittlänge anhand der gegangenen Strecke und der Anzahl von Schritten während eines geradlinigen Fußganges auf einem ebenen Pfad berechnet, und ein vorher festgelegter Schrittlängenwert wird derart korrigiert, daß er der tatsächlichen Schrittlänge entspricht. Folglich kann die Genauigkeit der oben erwähnten unabhängigen Navigation verbessert werden.

Nachfolgend wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Das dritte Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 13 dargestellt, ist auf ein System angewandt, bei welchem eine Basisstation 100 eine Vielzahl von tragbaren Positionsdetektoren 51a bis 51c verwaltet, welche als Tochterstationen bei Bergsteigerwegen verwendet werden. Die Basisstation 100 ist im wesentlichen aus einem Personalcomputer aufgebaut. Die Basisstation 100 verwendet die tragbaren Positionsdetektor 51a bis 51c (welche im weiteren durch 51 bezeichnet sind) als Tochterstationen und verwaltet die Bewegungspositionen, Bewegungswege und weitere erforderliche Information. Es ist möglich, eine Information zwischen der Basisstation 100 und der Tochterstation durch Funkverkehr zu übertragen. Es ist ferner möglich, eine Information zwischen den Tochterstationen zu übertragen.

Der tragbare Positionsdetektor 51 wird als Tochterstation von einer Person (Bergsteiger) getragen und erfaßt eine Bewegungsposition durch eine unabhängige Navigation. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, nutzt der tragbare Positionsdetektor 51 Signale von GPS-Satelliten, um die Länge eines Schrittes zu korrigieren. Ferner sendet der tragbare Positionsdetektor 51 eine erforderliche Information an die Basisstation 100 und empfängt eine Korrekturinformation von der Basisstation 100, wodurch eine Vorgang zur Erfassung einer Bewegungsposition durchgeführt wird.

Die Basisstation 100 hat die Einzelheiten von Bergsteigerwegen erfaßt. Die Basisstation 100 empfängt eine Information von einer Vielzahl von Tochterstationen und erfaßt ferner genau deren Positionen, indem sie Signale von GPS-Satelliten nutzt, wodurch eine Verwaltungsvorgang durchgeführt wird, welcher für eine Bewegung einer Tochterstation erforderlich ist, zusätzlich zu der Übertragung einer erforderlichen Korrekturinformation zu einer Tochterstation.

Nachfolgend wird der Aufbau des tragbaren Positionsdetektors 51 als Tochterstation unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben. In der Figur weicht der tragbare Positionsdetektor 51 von dem zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend ab, daß die Inhalte eines Steuerabschnitts 52 und eines ROM 55 abweichend sind, und daß eine Sende/Empfangs- Schaltung 53 und eine Funkantenne 54 neu vorgesehen sind. Die Sende/Empfangs-Schaltung 53 (Übertragungseinrichtung und Funkeinrichtung) sendet eine Information über die Bewegung einer Tochterstation an die Basisstation 100, empfängt ferner eine von der Basisstation 100 gesendete Korrekturinformation und führt ferner eine Übermittlung von Information zwischen Tochterstationen durch. Es sei darauf hingewiesen, das bei der Kommunikation mit einer Tochterstation eine ID-Nummer zum Identifizieren dieser Tochterstation ebenfalls übertragen wird. Die Funkantenne 54 wird verwendet, wenn die Sende/Empfangs-Schaltung 53 eine Radiowelle sendet bzw. empfängt. Währen die Sende/Empfangs-Schaltung 53 einen kleinen Funksender mit einer geringen Leistung verwendet, kann sie beispielsweise aus einem Funk verwendenden tragbaren Telefon aufgebaut sein.

Der Steuerabschnitt 52 führt zusätzlich zu den Vorgängen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel einen Korrekturvorgang bei einem Berechnen der Bewegungsposition der Tochterstation auf der Grundlage von GPS-Signalen auf der Grundlage einer von der Basisstation 100 empfangenen Korrekturinformation aus. Ferner speichert der ROM 55 das Steuerprogramm des Steuerabschnitts 52 etc. Daher bilden der Steuerabschnitt 52, der ROM 55 und der RAM 16 den Hardwareabschnitt einer Einrichtung zur Bewegungsinformationskorrektur eines gehenden Körpers.

Nachfolgend wird der Aufbau der Basisstation 100 unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben. In der Figur umfaßt die Basisstation 100 eine GPS-Antenne 101, eine GPS- Empfangseinheit 102, eine Funkantenne 103, eine Sende/Empfangseinheit 104, einen Schaltereingabeabschnitt 105, einen Steuerabschnitt 106, einen ROM 107, einen RAM 108, eine Anzeige 109, eine Sprachausgabeeinheit 110 und einen CD-ROM- Treiber 111. Die Basisstation 100 ist im wesentlichen aus einem Personalcomputer aufgebaut.

Die GPS-Antenne 101 verwendet beispielsweise eine Mikrostreifen-Steckantenne, welche ein Teflonsubstrat verwendet und eine Halbkugel-Richteigenschaft aufweist, um ein rechtspolarisiertes Wellensignal von etwa 1,5 MHz zu empfangen, welchem von GPS-Satelliten gesendet wird. Die GPS- Antenne 101 ist an der Außenseite des Hauptkörpers der Basisstation 100. angebracht. Die GPS-Empfangseinheit 102 empfängt Radiowellen zur Messung von einer Vielzahl von GPS- Satelliten über die GPS-Antenne 101 und moduliert diese. Auf der Grundlage der modulierten Signale berechnet die GPS- Empfangseinheit 102 die aktuelle Positionsinformation (zum Beispiel eine dreidimensionale Meßinformation mit geographischer Breite, geographischer Länge und geographischer Höhe) der Basisstation 100 und gibt die berechnete aktuelle Positionsinformation an den Steuerabschnitt 106 aus.

Die Sende/Empfangs-Einheit 104 empfängt eine von einer Vielzahl von Tochterstationen über die Funkantenne 103 gesendete Tochterstations-Information. Die Sende/Empfangs- Einheit 104 gibt ferner die empfangene Tochterstations- Information an den Steuerabschnitt 106 aus und sendet die Information des Steuerabschnitts 106 an die Tochterstation. Die Sende/Empfangs-Einheit 104 bildet eine Empfangseinrichtung und eine Korrekturinformations-Sendeeinrichtung.

Bei der Basisstation 100, welche Positionen wie geographische Breite, geographische Länge und geographische Höhe genau ermittelt hat, erfaßt der Steuerabschnitt 106 eine Fehlerkomponente anhand der Pseudostrecke, Zeitinformation und Satellitenumlaufbahndaten, welche von GPS-Signalen gesendet werden, und sendet die erfaßte Fehlerkomponente an eine Tochterstation. Der Steuerabschnitt 106 zeigt ferner sowohl die Position der Basisstation 100 als auch die von einer Tochterstation über die Sende/Empfangs-Einheit 104 empfangene Positionsinformation an dem Bildschirm der Anzeige 109 an, so daß diese den aus dem CD-ROM 112 über den CD-ROM-Treiber 111 ausgelesenen Bergsteigerweg-Kartendaten entsprechen. Ferner führt der Steuerabschnitt 106 einen erforderlichen Vorgang (zum Beispiel Festlegen eines Bergsteiger-Wegbereiches, Festlegen der Beziehung zwischen der ID-Nummer einer Tochterstation und einer Positionsinformation etc.) auf der Grundlage einem Schalterbediensignals von dem Schaltereingabeabschnitt 105 durch. Ferner ändert der Steuerabschnitt 106 die Bildschirminformation der Anzeige 109 (zum Beispiel Bildschirmvergrößerung, Änderung eines angezeigten Bereiches etc.). Der Steuerabschnitt 106 führt einen notwendigen Vorgang zur synthetischen Erzeugung von Sprache (zum Beispiel ertönt ein synthetisch erzeugter Sprachton "die Tochterstation hat begonnen, sich zu bewegen", wenn sich die Tochterstation in Bewegung setzt) durch und gibt das Ergebnis an die Sprachausgabeeinheit 110 aus. Der Steuerabschnitt 106 ist aus einem Mikrocomputer mit einer CPU aufgebaut und führt die oben erwähnte Steuerung in Übereinstimmung mit dem in dem ROM 107 gespeicherten Steuerprogramm durch.

Der Schaltereingabeabschnitt 105 umfaßt eine Bedientaste zum Durchführen einer Einstellbedienung (zum Beispiel eines Festlegens eines Bergsteiger-Wegbereiches, eines Festlegens der Beziehung zwischen der ID-Nummer einer Tochterstation und der Positionsinformation etc.). Der Schaltereingabeabschnitt 14 umfaßt ferner eine Änderungstaste zum Ändern der Karteninformation über die Bewegung einer Tochterstation und der Tochterstation-Managementinformation, angezeigt auf dem Bildschirm der Anzeige 109, eine Ein/Aus-Taste und andere Tasten. Mittels des Schaltereingabeabschnitts 105 wird die jüngste Information, wie ein gefährlicher Bereich, das heißt, ein Bereich, in welchem ein Erdrutsch oder eine Lawine möglich ist bzw. aufgetreten ist, zu der Karteninformation von dem CD-ROM 112 hinzugefügt. Damit kann eine synthetische Erzeugung davon als Bereich, in welchem sich ein Fußgänger bewegen kann, erfolgen.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein bewegbarer Bereich, in welchem sich eine Tochterstation bewegen kann (das heißt, ein relativ breiterer Bereich mit einem Bergsteigerweg und Umgebungen) vorher in dem CD-ROM 112 gespeichert worden ist, welcher durch den CD-ROM-Treiber getrieben wird. Die Flecken auf den gespeicherten bewegbaren Bergsteiger-Wegbereichen können beispielsweise mittels Koordinaten genau angegeben werden.

Der ROM 107 hat zuvor ein Programm zur Tochterstations- Steuerung, welches durch den Steuerabschnitt 106 ausgeführt wird, und die erforderlichen Daten gespeichert. Der RAM 108 weist einen Arbeitsbereich, einen ersten Speicherbereich, welcher eine durch den Schaltereingabeabschnitt 105 eingegebene Information temporär speichert, und einen zweiten Speicherbereich, welcher eine Information temporär speichert, um einen durch eine Bedienung des Schaltereingabeabschnitt 14 bestimmten Wiederauffindbereich festzulegen.

Die Anzeige 109 ist aus einer Flüssigkristallanzeige (zum Beispiel einer Farb-LCD) aufgebaut. Die Anzeige 109 überlagert die Bergsteigerweg-Positionsinformation, welche durch den Steuerabschnitt 106 verarbeitet wird, und die Bergsteigerweg- Karteninformation, welche durch den CD-ROM 112 über den CD-ROM-Treiber 111 ausgelesen wird, und zeigt die überlagerte Information an dem Bildschirm davon an. Die Sprachausgabeeinheit 110 gibt einen Ton auf der Grundlage eines durch den Steuerabschnitt 106 synthetisch erzeugten Sprachsignals oder eines Toneffektes aus und besteht beispielsweise aus einem Lautsprecher. Es sei darauf hingewiesen, daß Leistung immer über eine Innen- Leistungsquelle der Basisstation 100 zugeführt wird, so daß die Basisstation im Prinzip 24 Std. arbeiten kann.

Der Steuerabschnitt 106, der ROM 107 und der RAM 108 bilden eine Verwaltungseinrichtung und eine Korrektureinrichtung. Die Anzeige 109 bildet eine Anzeigeeinrichtung.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Tochterstation beschrieben.

Die Fig. 16 bis 18 sind jeweils Flußdiagramme des Steuerprogramms der Tochterstation. Dieses Programm wird ausgeführt, wenn Leistung zu dem tragbaren Positionsdetektor 51 (Tochterstation) abgeschaltet wird. In diesen Flußdiagrammen werden die gleichen Bezugszeichen auf Schritte entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel angewandt, und daher wird eine Beschreibung davon ausgelassen, um Redundanz zu vermeiden. Die Schritte eines Durchführens von Vorgängen, welche sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden im weiteren durch Schrittnummern bezeichnet, welche sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden.

Bei dem Steuerprogramm des dritten Ausführungsbeispiels fährt der Steuerabschnitt 52, wie bei dem Programm des zweiten Ausführungsbeispiels, mit Schritten S15 und S16 über Schritte S1-S4 fort. In einem Schritt S16 fährt der Steuerabschnitt 52, wenn der Steuerabschnitt 52 anhand der empfangbaren Anzahl von Satelliten beurteilt, daß die Berechnung einer Bewegungsposition auf der Grundlage von GPS-Signalen möglich ist, dann mit einem bei dem dritten Ausführungsbeispiel hinzugefügten Schritt S24 fort. In einem Schritt S24 empfängt der Steuerabschnitt 52 die oben erwähnte Korrekturinformation der GPS-Signale von der Basisstation 100, und in einem Schritt S17 führt der Steuerabschnitt 52 die Berechnung und Bestimmung einer Bewegungsposition auf der Grundlage von GPS-Signalen durch, wobei dies angesichts der Korrekturinformation erfolgt.

Daher weist die bei dem dritten Ausführungsbeispiel erhaltene Positionsinformation einen geringeren Fehler und eine höhere Genauigkeit auf als die in einem Schritt S17 des zweiten Ausführungsbeispiels erhaltene Bewegungsposition.

Nach einem Schritt S17 fährt der Steuerabschnitt, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit Schritten S18-S23 oder einem Schritt 10 fort. Nachdem in einem Schritt S10 eine Bewegungsposition angezeigt wurde, sendet in einem Schritt S25 der Steuerabschnitt 52 die Bewegungsposition der Tochterstation (die oben erwähnte korrigierte Position oder, wenn Berechnungen auf der Grundlage von GPS-Signalen nicht möglich sind, eine durch die unabhängige Navigation berechnete Bewegungsposition) und die Information über die ID-Nummer der Tochterstation an die Basisstation 100. Der übrige Ablauf ist der gleiche wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 19 ist ein Flußdiagramm des Steuerprogramms der Basisstation 100. Dieses Programm wird ausgeführt, wenn Leistung zu der Basisstation 100 abgeschaltet wird. Wenn das Steuerprogramm startet, wird in einem Schritt S100 zuerst eine Initialisierung durchgeführt. Bei der Initialisierung werden vorbestimmte Initialisierungsvorgänge, wie der Anfangs- Rücksetzvorgang, der Vorgang eines Löschens des Arbeitsbereiches des RAM 108 und ähnliches, durchgeführt. Bei der Initialisierung wird ferner die Messung einer Zeit gestartet. Anschließend wird in einem Schritt S101 ein Bereich, in welchem sich die Tochterstation bewegt, festgelegt. Diese Festlegung kann an dem Bildschirm der Anzeige 109 durch Auslesen externer Daten (Kartendaten) und Anzeigen davon an der Anzeige 109, wie in einem später zu beschreibenden Schritt S104, durchgeführt werden. In dem Fall, daß eine Vielzahl von Bergsteigerwegen vorher festgelegt wurden, kann ein einzelner Bergsteigerweg daraus ausgewählt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die geplanten Wege der Tochterstationen vorher festgelegt und eingegeben wurden. Der "Bereich, in welchem sich die Tochterstation bewegt" wird zum Zwecke eines Verfolgens und Überwachens der tatsächlichen Bewegung der Tochterstation und des Erhaltens einer Information darüber, ob die Tochterstation von deren eigenen Weg abgekommen ist, festgelegt. Die jüngste Information, wie eine Verkehrs-Unmöglichkeit (oder Gefahr) infolge einer Lawine oder eines Erdrutsches, kann eingegeben werden. In diesem Fall wird der "Bereich, in welchem sich die Tochterstation bewegt" zum Zwecke eines Verhinderns, daß sich die Tochterstation auf einen gefährlichen Weg zubewegt, oder eines Verhinderns eines Zeitverlustes festgelegt.

Als nächstes werden in einem Schritt S102 GPS-Signale (GPS- Radiowellen) einschließlich einer von einer Vielzahl von GPS- Satelliten gesendeten Positionsinformation empfangen. Auf der Rundlage der empfangenen GPS-Signale werden dreidimensionale Meßdaten (das heißt, geographische Breite, geographische Länge und geographische Höhe) der Basisstation 100 berechnet, um die aktuelle Position zu erfassen. Anschließend werden in einem Schritt S103 Fehler in den GPS-Signalen erfaßt und anhand der vorher genau gemessenen Position der Basisstation 100 und der GPS-Signalinformation korrigiert. Nach dieser Erfassung sendet in einem Schritt S104 die Basisstation 100 eine Information über die oben erwähnten Fehler. Als nächstes empfängt in einem Schritt S105 der Steuerabschnitt 106 der Basisstation 100 die korrigierte Information von der Tochterstation über die Sende/Empfangs-Einheit 104. Gleichzeitig empfängt ferner der Steuerabschnitt 106 die ID-Nummer der Tochterstation und identifiziert diese Tochterstation.

Als nächstes wird in einem Schritt S106 ein Vorgang zur Wiederauffindung externer, gespeicherter Daten durchgeführt.

Bei diesem Vorgang zur Wiederauffindung externer, gespeicherter Daten wird die Karteninformation entsprechend einem Bergsteigerweg-Bereich wiederaufgefunden und durch die CD-ROM 112 über den CD-ROM-Treiber 111 ausgelesen. Anschließend wird in einem Schritt S107 die Karteninformation entsprechend dem Bergsteigerweg-Bereich an der Anzeige 109 angezeigt.

Als nächstes wird in einem Schritt S108 die Position der Basisstation 100 auf der Karte angezeigt, und in einem Schritt S109 wird die empfangene aktuelle Position der Tochterstation an der Anzeige 109 zusammen mit der ID-Nummer angezeigt. Damit kann der Bediener der Basisstation 100 die aktuelle Position auf der Karte bestätigen, während er die Tochterstation identifiziert. Bei dem Tochterstation-Anzeigevorgang kann die Sprachausgabeeinheit 110 einen synthetisch erzeugten Sprachton (zum Beispiel "Die Tochterstation mit der ID-Nr. OO passierte nun den Weiher auf dem OO Weg") ausgeben, so daß die aktuelle Position der Tochterstation, welche der ID-Nummer entspricht, geführt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Karteninformation automatisch mit der Bewegung einer Tochterstation umgeschaltet wird (das heißt, die Karteninformation wird verschoben).

Als nächstes wird in einem Schritt S110, wenn eine Information zu der entsprechenden Tochterstation vorliegt, die Information eingegeben. In einem Schritt S111 wird eine Information, wie Eine Tochterstation bewegt sich auf einen gefährlichen Bereich zu", "Eine Tochterstation weicht erheblich von einem geplanten Weg ab" und ähnliches, an die entsprechende Tochterstation gesendet, falls dies erforderlich ist.

Bei dem oben erwähnten dritten Ausführungsbeispiel kann die Basisstation 100 eine große Anzahl von Tochterstationen überwachen und diese Tochterstationen führen bzw. die Notsituation der Tochterstation bearbeiten. Die Basisstation 100 kann ferner die Position der Tochterstation genauer erfassen, da sie ein verschiedenes Verfahren eines Erfassens einer Fehlerinformation über ein GPS-Signal und eines Korrigierens der Positionsinformation der Tochterstation durch das GPS-Signal anwendet.

Bei dem oben erwähnten dritten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung, während die Berechnung und Korrektur einer zurückgelegten Strecke durch die Tochterstation erfolgt, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise führt die Tochterstation lediglich eine notwendige und minimale Verarbeitungsmenge aus und sendet die Information an die Basisstation 100, während die Basisstation 100 die oben erwähnten Vorgänge ausführt und die verarbeitete Information an die Tochterstation sendet. In diesem Fall kann die Last an der Tochterstation verringert werden.

In dem Fall, daß der Vorgang zum Erhalten einer erforderlichen Information von der Tochterstation so auf die Basisstation 100 (Mutterstation) und die Tochterstation aufgeteilt ist, führt die Tochterstation den Vorgang einer unabhängigen Navigation aus, während die Basisstation 100 einen Teil des GPS-Signal- Vorgangs verarbeitet. Wenn dies in dieser Weise erfolgt ist, kann die Tochterstation deren Position zu jedem Zeitpunkt kennen, während die Verarbeitungslast daran verringert wird, selbst wenn die Funkverbindung mit der Basisstation 100 unterbrochen ist, oder wenn eine Position nicht durch GPS- Signale gemessen werden kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß der berechnete Wert einer Bewegungsposition mit hoher Genauigkeit auf der Grundlage von GPS-Signalen in der Basisstation 100 verwendet werden kann, um die Korrekturwerte einer Schrittlängenkorrektur für viele Tochterstationen zu korrigieren (gleicher Vorgang wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel). Beispielsweise sendet die Basisstation 100 den Korrekturwert für eine Schrittlänge an die Tochterstation, während die Tochterstation diesen empfängt und die Schrittlänge korrigiert. Wenn dies in dieser Weise erfolgt ist, kann die Korrekturgenauigkeit einer Schrittlänge gemäß der für einen einzelnen Schritt eines Fußganges oder der Horizontalbeschleunigung (bzw. der Größe einer Änderung der Beschleunigung) auf der Seite der Tochterstation extrem hoch gemacht werden.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen tragbaren Positionsdetektor, welcher mit einem Schrittzähler, einem Erdmagnetfeldsensor und einem Beschleunigungssensor ausgestattet ist. Mittels des Schrittmessers wird eine zurückgelegte Strecke eines Fußgängers durch eine Berechnung von "Anzahl von Schritten × Länge eines Schrittes" erfaßt. Mit der Gehzeit pro Schritt, erfaßt mittels des Beschleunigungssensors, wird die Länge eines Schrittes derart korrigiert, daß sie dem Gehzustand entspricht. Die Bewegungsrichtung des Fußgängers wird mittels des Erdmagnetfeldsensors erfaßt. Damit wird die Bewegungsposition eines Fußgängers durch eine unabhängige Navigation genau erfaßt. Insbesondere kann der Positionsdetektor mit einem tragbaren Gewicht und einer tragbaren Größe, welcher auf einen Fußgänger anwendbar ist, selbst in dem Fall, daß sich der Positionsdetektor in einem Wald oder zwischen Gebäuden befindet, wo ein Signal von einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem (GPS) infolge von hohen Gebäuden, Banken und Wäldern nicht empfangen werden kann, die Position einer diesen tragbaren Detektor tragenden Person durch eine unabhängige Navigation mit einem praktisch ausreichenden Genauigkeitsgrad ermitteln.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele davon beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern kann in der folgenden Weise abgeändert werden:

(a) Ob die Schätzung einer Position durch den tragbaren Positionsdetektor auf der Grundlage von GPS-Signalen oder auf der Grundlage einer unabhängigen Navigation erfolgt, kann an der Anzeige angezeigt werden, so daß diese voneinander unterschieden werden können. Wenn dies in dieser Weise erfolgt ist, kann ein Fußgänger (Person) mit dem tragbaren Positionsdetektor sich bewegen, während er die Genauigkeit einer gemessenen Position persönlich beurteilt. Wenn eine geschätzte Position nicht auf GPS-Satellitensignalen beruht, kann sie in einem Hochwahrscheinlichkeitsbereich zusammen mit einer Nachricht, daß die geschätzte Position auf einer unabhängigen Navigation beruht, angezeigt werden.
(b) Der gehende Körper, welcher den tragbaren Positionsdetektor trägt, ist nicht auf eine Person beschränkt, sondern kann ein Tier, ein Vogel oder ähnliches sein. Daher ist dieser tragbare Positionsdetektor ebenfalls bei einem Analysieren des durch einen derartigen gehenden Körper zurückgelegten Weges wirksam. Der gehende Körper umfaßt ferner einen künstlichen gehenden Körper, wie einen gehenden Roboter.
(c) Die Komponenten der vorliegenden Erfindung können getrennt verteilt und angeordnet sein.
(d) Während die oben erwähnten Ausführungsbeispiel eine Speicherkarte als Speichereinrichtung in dem tragbaren Positionsdetektor verwenden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Speicherkarten beschränkt, sondern kann verschiedene Speichermedien verwenden. Beispielsweise kann sie CD-ROMs, optomagnetische Platten, DVD-Platten, ein Magnetband, Miniplatten, IC-Karten, optische Karten etc. verwenden.
(e) Bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen kann die vorliegende Erfindung, während der Schrittzähler und der Erdmagnetfeldsensor getrennt vorgesehen sind, beispielsweise nur einen dreidimensionalen Erdmagnetfeldsensor verwenden. In diesem Fall kann, da der dreidimensionale Erdmagnetfeldsensor durch eine Vertikal-Erdmagnetfeldänderung als Schrittzähler dienen kann, auf die Verwendung des separaten Schrittzählers verzichtet werden. So kann die Auswahl von Sensoren frei durchgeführt werden, wenn die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden können.
(f) Bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen kann, obwohl die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung den Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder den Aufsetzpunkt mittels allein des Erdmagnetfeldsensors erfassen kann, diese ferner die Punkte mittels eines Beschleunigungssensors erfassen.
(g) Die Korrektur einer Schrittlänge auf der Grundlage der für einen Schritt eines Fußganges erforderlichen Zeit oder der Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit (bzw. der Größe einer Änderung der Beschleunigung) ist nicht auf den bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen beschriebenen Korrekturvorgang beschränkt, sondern es können andere Vorgänge verwendet werden. Beispielsweise können die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit und die Horizontalbeschleunigung zu dieser Zeit (bzw. die Größe einer Änderung der Beschleunigung) in kleinere Werte in Übereinstimmung mit einem Mann, einer Frau, einem Kind, einem Erwachsenen, einem alten Man etc. unterteilt werden. Damit kann die Länge eines Schrittes genauer korrigiert werden.

Claims

1. Tragbarer Positionsdetektor zum Erfassen einer Bewegungsposition eines gehenden Körpers, umfassend:
eine Gehbewegung-Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht;
eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht;
eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, erfaßt von einem Ausgangssignal der Gehbewegung-Erfassungseinrichtung, als auch einer Schrittlänge, geändert gemäß einer Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. der Größe einer Änderung der Horizontalbeschleunigung, welche durch eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird;
eine Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers;
eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegung-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt;
und eine Bewegungspositions-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt wird.

2. Tragbarer Positionsdetektor zum Erfassen einer Bewegungsposition eines gehenden Körpers, umfassend:
eine Gehbewegung-Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht;
eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht;
eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, welche von einem Ausgangssignal der Gehbewegung-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, als auch einer Schrittlänge, welche in einer Richtung geändert wird, in welcher die Schrittlänge eine größere Schrittlänge wird, da die Zeit, welche für einen Schritt eines Fußganges erforderlich ist, erfaßt von einem Ausgangssignal der Gehbewegung-Erfassungseinrichtung, kürzer wird;
eine Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers;
eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegung-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt; und
eine Bewegungspositions-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt wird.

3. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 2, wobei
selbst dann, wenn die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit kürzer ist als eine für einen Schritt eines Fußganges erforderliche, normale Zeit, die Schrittlänge derart korrigiert wird, daß die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit kürzer wird, wenn die Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. eine Änderung der Beschleunigung, erfaßt durch die Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung, während dieses Gehens kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert; und
selbst dann, wenn die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit länger ist als eine für einen Schritt eines Fußganges erforderliche, normale Zeit, die Schrittlänge derart korrigiert wird, daß die für einen Schritt eines Fußganges erforderliche Zeit länger wird, wenn die Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers bzw. eine Änderung der Beschleunigung, erfaßt durch die Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung, während dieses Gehens größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.

4. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke die Anzahl von Schritten auf der Grundlage einer Vertikal- Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch ein Gehen des gehenden Körpers, erfaßt durch die Gehbewegung- Erfassungseinrichtung, zählt und ferner die zurückgelegte Strecke anhand einer Beziehung der gezählten Anzahl von Schritten und der Länge eines Schrittes schätzt, wobei die Schrittlänge auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung korrigiert wird, wenn die Schätzung durchgeführt wird.

5. Tragbarer Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung den Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder den Aufsetzpunkt anhand einer Vertikal-Beschleunigungsänderung, hervorgerufen durch ein Gehen des gehenden Körpers, beurteilt und erfaßt und ferner eine Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung bestimmt, wobei der spezifische Punkt mindestens einer der beiden Punkte ist oder ein von dem einen Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt ist.

6. Tragbarer Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung den Höchstpositions-Ankunftspunkt und/oder den Aufsetzpunkt anhand einer Vertikal-Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch ein Gehen des gehenden Körpers, beurteilt und erfaßt und ferner eine Bewegungsrichtung des gehenden Körpers an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung bestimmt, wobei der spezifische Punkt mindestens einer der beiden Punkte ist oder ein von dem einen Punkt um eine vorbestimmte Zeit verzögerter Punkt ist.

7. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 5 oder 6, wobei die vorbestimmte Zeit, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung verzögert wird, als proportionaler Anteil einer Gehschrittperiode von einem Gehzyklus bestimmt wird.

8. Tragbarer Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die vorbestimmte Zeit, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung verzögert wird, auf eine Zeit festgelegt ist, zu welcher der spezifische Punkt zu einem Zustand gelangt, in welchem ein aufgesetzter Fuß und der nächste Fuß nebeneinander angeordnet sind.

9. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke ein sich ändernde Umgebung anhand einer Beschleunigungsänderung oder einer Erdmagnetfeldänderung, hervorgerufen durch eine Bewegung eines gehenden Körpers, erfaßt und ferner die Länge eines Schrittes auf der Grundlage der erfaßten sich ändernden Umgebung ändert und die geschätzte Strecke berechnet, wobei die Schrittlänge auf der Grundlage des Ausgangssignals der Beschleunigungs- Erfassungseinrichtung korrigiert wird, wenn die Berechnung durchgeführt wird.

10. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 9, wobei die Korrektur der Schrittlänge durchgeführt wird, in dem die Schrittlänge kürzer als eine Schrittlänge während eines Fußganges auf einem ebenen Pfad gemacht wird, wenn durch die Erfassung der sich ändernden Umgebung beurteilt wird, daß ein Gehpfad eine Neigung aufweist, welche größer als ein vorbestimmter Wert ist.

11. Tragbarer Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend:
eine Einheit zum Empfangen von Radiowellen von Satelliten eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems (GPS-Satelliten) und Messen der aktuellen Position des gehenden Körpers; und
eine Positions-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der aktuellen Position, geschätzt durch die Positions- Schätzeinrichtung, wenn die aktuelle Position mittels der Einheit gemessen wird.

12. Tragbarer Positionsdetektor nach Anspruch 11, wobei dann,
wenn die Bewegungsrichtung, erfaßt durch die Bewegungsrichtungs-Erfassungseinrichtung, oder die spezifische Bewegungsrichtung, bestimmt durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung, innerhalb einer vorbestimmten Richtungsbreite liegt, und ferner wenn durch die Erfassung der sich ändernden Umgebung beurteilt wird, daß die kumulierte Anzahl von Schritten oder die kumulierte zurückgelegte Strecke, wobei eine Vertikalgröße einer Bewegung innerhalb einer vorbestimmten Breite liegt, ein geradlinig, vorangegangener Fußgang auf einem ebenen Pfad ist, welcher über eine vorbestimmte Zeit oder länger fortdauert, die Korrektur der Schrittlänge in der Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke um einen Wert durchgeführt, welcher durch Teilen einer berechneten Strecke durch die kumulierte Anzahl von Schritten erhalten wird, wobei die berechnete Strecke anhand von Positionen berechnet wird, welche an einem Startpunkt und einem Endpunkt des geradlinig vorangegangenen Fußganges auf einem ebenen Pfad durch die Einheit gemessen werden.

13. Positionsmanagementsystem, umfassend:
einen tragbaren Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) zum Erfassen einer Bewegungsposition von einem gehenden Körper, wobei der tragbare Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) eine Gehbewegung- Erfassungseinrichtung zum Messen eines Wertes, welcher mit einer durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht, (2) eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Wertes, welcher mit der durch eine Bewegung des gehenden Körpers hervorgerufenen Gehbewegung in Zusammenhang steht, (3) eine Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke zum Schätzen der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers auf der Grundlage sowohl einer Anzahl von Schritten, erfaßt von einem Ausgangssignal der Gehbewegung- Erfassungseinrichtung, als auch einer Schrittlänge, geändert entweder gemäß der für einen Schritt eines Fußgangs erforderlichen Zeit, welche während der Gehbewegung erfaßt wird, oder gemäß einer Horizontalbeschleunigung des gehenden Körpers, welche durch eine Beschleunigungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, oder gemäß der Größe einer Änderung der Horizontalbeschleunigung, (4) eine Bewegungsrichtungs- Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Richtung bzw. einer Bewegungsrichtung des gehenden Körpers, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, (5) eine Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung zum Erfassen zweier Punkte, an welchen der gehende Körper beim Gehen im wesentlichen eine höchste Position erreicht und aufsetzt, auf der Grundlage der Gehbewegung, hervorgerufen durch eine Bewegung des gehenden Körpers, welche durch die Gehbewegung-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, und ferner zum Bestimmen einer Bewegungsrichtung an einem spezifischen Punkt als spezifische Bewegungsrichtung, wobei der spezifische Punkt mit mindestens einem der beiden erfaßten Punkte in Zusammenhang steht und in einem Bereich zwischen dem Höchstpositions-Ankunftspunkt und der höchsten Position festgelegt ist, an welcher der gehende Körper im wesentlichen durch das nächste Gehen ankommt, und (6) eine Bewegungspositions-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Position des gehenden Körpers nach einer Bewegung auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke des gehenden Körpers, welche durch die Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke geschätzt wird, und der spezifischen Bewegungsrichtung, welche durch die Bewegungsrichtungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt wird, und (7) eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen mindestens einer Informationseinheit einer Ausgabeinformation von der Gehbewegung- Erfassungseinrichtung, von der Einrichtung zur Schätzung einer zurückgelegten Strecke, von der Bewegungsrichtungs- Bestimmungseinrichtung und von der Bewegungspositions- Schätzeinrichtung aufweist; und
eine Basisstation (100) mit (1) einer Empfangseinrichtung zum Empfangen der Ausgabeinformation, welche durch die Übertragungseinrichtung des tragbaren Positionsdetektors (1, 41, 51, 5 1a, 51b, 51c) übertragen wird, und (2) einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Bewegungsposition des tragbaren Positionsdetektors (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) auf der Grundlage der Information von der Empfangseinrichtung.

14. Positionsmanagementsystem nach Anspruch 13, wobei
mindestens ein Teil einer Information, welcher für einen Vorgang eines Berechnens einer Position des tragbaren Positionsdetektors (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) auf der Grundlage eines von dem tragbaren Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) empfangenen GPS-Signals benötigt wird, von dem tragbaren Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) an die Basisstation (100) gesendet wird;
die Basisstation (100) den Teil einer Information empfängt und den Positionsberechnungsvorgang ausführt; und
bei dem tragbaren Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) ein Berechnungsvorgang auf den tragbaren Positionsdetektor (1, 41, 51, 51a, 51b, 51c) und die Basisstation (100) aufgeteilt wird, so daß die Basisstation (100) andere Vorgänge als den Positionsberechnungsvorgang ausführt.