[发明专利]行进方位计算设备、行进方位计算方法、行进方位计算程序及导航设备

权利要求书

1.一种行进方位计算设备，包括：

检测单元，用于检测与用户的步行一起产生的加速度中的表示垂直方向中的加速度的垂直加速度和表示在水平面中的加速度的方位和大小的水平加速度；

步行周期设置单元，用于基于垂直加速度的过零点将对应于用户的两步的时段设置为步行周期；

加速/减速切换相位设置单元，用于基于在步行周期中水平加速度的大小为极小值的相位设置加速/减速切换相位，在该加速/减速切换相位处执行在用户的行进方向中的加速与减速之间的切换；

加速/减速区间估计单元，用于将在每个加速/减速切换相位处划分的每个区间交替估计为加速区间或减速区间；以及

行进方位确定单元，用于基于由减速区间中的水平加速度表示的方位和与由加速区间中的水平加速度表示的方位相反的方位确定用户的行进方位。

2.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，

其中所述加速/减速切换相位设置单元设置在步行周期中水平加速度的大小为极小值的频率较高的相位作为加速/减速切换相位。

3.根据权利要求2所述的行进方位计算设备，

其中所述加速/减速切换相位设置单元基于水平加速度计算通过极坐标表示加速度作用的方位的方位角和方位角的微分值，以及设置从水平加速度的大小最小的相位中以方位角的微分值的降序选择的预定数目的相位作为频率的累加对象。

4.根据权利要求2所述的行进方位计算设备，

其中所述加速/减速切换相位设置单元从在步行周期中水平加速度的大小为极小值的频率最高的相位顺序设置加速/减速切换相位，以及从新的加速/减速切换相位的设置对象排除与已经设置的加速/减速切换相位的间隔小于预定间隔的相位。

5.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，

其中所述加速/减速切换相位设置单元在步行周期中设置四个点作为加速/减速切换相位。

6.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，

其中所述步行周期设置单元基于直到与垂直加速度中的预定部分类似的波形再次出现的时段设置步行周期的长度。

7.根据权利要求6所述的行进方位计算设备，

其中所述步行周期设置单元在顺序增大垂直加速度上的相差时计算自相关度，以及将在自相关度增大的极值第二次出现时的相差设置为步行周期的长度。

8.根据权利要求7所述的行进方位计算设备，

其中所述步行周期设置单元基于随着自相关度增大而减小的自相关值计算自相关度，以及当自相关值的第一极小值是前面紧挨着出现的极大值的j倍以下（其中，0<j<1）、并且自相关值的第二极小值是前面紧挨着出现的极大值的k倍以下（其中，0<k<j）时，将出现第二极小值处的相差设置为步行周期的长度。

9.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，

其中所述步行周期设置单元设置步行周期，以及设置位于步行周期中的垂直加速度中彼此相邻的极大值和极小值之差最大处的下降过零点作为用作相位的参考的参考相位。

10.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，

其中所述检测单元还包括

加速度传感器，用于检测施加到所述行进方位计算设备的加速度，并获得通过固有三维检测坐标系表示的加速度检测值；

垂直方向计算单元，用于基于所述加速度检测值计算垂直方向；

以及

变换单元，用于使用加速度检测值中的垂直方向分量作为垂直加速度，并使用在加速度检测值中的与垂直方向正交的水平面中包括的二维分量作为水平加速度。

11.根据权利要求10所述的行进方位计算设备，

其中所述检测单元还包括：地磁传感器，用于检测行进方位计算设备中的磁北极的方向，以及

所述变换单元将由水平加速度表示的方位转换为基于磁北极的绝对方位。

12.根据权利要求11所述的行进方位计算设备，

其中所述变换单元将加速度检测值从检测坐标系变换为地球坐标系，所述地球坐标系以垂直方向和对应于磁北极的方向的每个作为轴方向。

13.根据权利要求1所述的行进方位计算设备，还包括，

行进方位平滑单元，用于通过将行进方位乘以根据水平加速度的大小的系数来计算累加平均值。