海拔估計設備、海拔估計方法和程序的製作方法

2023-05-27 00:58:01

專利名稱：海拔估計設備、海拔估計方法和程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種海拔估計設備、海拔估計方法和程序。
背景技術：
近來，由汽車導航系統代表的導航系統已經得到蔓延。當汽車行駛時，汽車導航系統執行當前位置或到目的地的路線指引的顯示。通常，在導航終端的屏幕上顯示的地圖上執行當前位置或到目的地的路線指引的顯示。另外，可通過聲音執行路線指引。作為導航系統的例子，近些年來還已經知道用於自行車或步行的導航終端。除了地圖數據以外，用於自行車或步行的導航終端還可通過參考海拔數據對平緩坡度的道路給出一定優先級而執行路線指引。這裡，例如可通過立體圖像處理根據由飛機、人造衛星等等從上空拍攝的多個圖像獲取海拔數據，或者還可以使用通過使用雷射測繪儀從飛機或衛星發射雷射測量每個點的位置和海拔的方法獲取海拔數據。引用列表專利文獻專利文獻1:日本專利申請公布No. 2004-9363
發明內容
技術問題然而，使用以上方法獲取的海拔數據可能與實際海拔不同。根據第一示例性實施例，本發明提供了一種信息處理設備，包括處理器，基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來獲取與所述位置對應的估計的海拔數據；以及基於估計的海拔數據校正與所述位置關聯的海拔數據。根據另一個示例性實施例，本發明提供了一種信息處理設備，包括處理器，基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來估計與所述位置對應的海拔數據；以及基於估計的海拔數據計算與所述位置關聯的海拔校正信息。根據另一個示例性實施例，本發明提供了一種信息處理設備，包括處理器，確定信息處理設備的位置；傳感器，檢測與信息處理設備對應的檢測信息；接口，向基於檢測信息估計與所述位置對應的海拔數據並且基於估計的海拔數據校正存儲的與所述位置關聯的海拔數據的另一個信息處理設備發送所述位置和檢測信息。根據另一個示例性實施例，本發明提供了一種信息處理設備，包括處理器，確定信息處理設備的位置；接口，向另一個信息處理設備發送所述位置並且從另一個設備接收與所述位置對應的海拔數據，所述海拔數據已經基於與所述位置對應的海拔數據進行校正，基於由在所述位置處或接近所述位置的傳感器檢測的檢測信息來估計所述海拔數據。發明的有益效果根據如上該的本發明，可以提高海拔數據的準確度。


圖1是示出根據本發明的第一實施例的導航系統的整體圖。圖2示出了根據本發明的第一實施例的導航終端的外觀。圖3示出了在導航終端上顯示的信息提供屏幕的另一個例子。圖4解釋在海拔數據與實際海拔之間存在差別的情況。圖5是示出根據本發明的第一實施例的導航終端的結構的框圖。圖6解釋根據本發明的第一實施例的導航終端附近的坐標系統。圖7是示出根據本發明的第一實施例的海拔估計伺服器的結構的框圖。圖8示出了根據本發明的第一實施例的海拔估計伺服器從傳感器信息確定上/下的方法。圖9是在其中指示加速度變化的曲線圖與指示基於該曲線圖確定的上/下的海拔曲線圖相關聯的圖。圖10是示出根據本發明的第一實施例的海拔估計伺服器的操作處理的流程圖。圖11是示出根據本發明的第二實施例的導航終端的結構的框圖。圖12示出了根據本發明的第三實施例的導航終端的外觀。圖13是示出根據本發明的第三實施例的導航終端的結構的框圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。注意在這個說明書和附圖中，功能和結構基本相同的組成部件由相同標號進行指示，並且對這些組成部件的重複解釋被省去。另外，將按照下面順序描述本發明。1.第一實施例2.第二實施例3.第三實施例4.總結可通過多種形式(例如，以上條目的「1.第一實施例」到「3.第三實施例」)實現本文所述的根據本發明的技術。另外，根據每個實施例的導航終端10-2或10-3或者海拔估計伺服器60包括(I)估計單元(海拔估計單元620和海拔估計單元151)，使用由移動路線上的傳感器檢測的檢測信息估計移動路線上的位置的海拔數據；以及(2)校正單元(海拔校正單元630和海拔校正單元152)，基於由估計單元估計的海拔數據校正被設置為與移動路線上的位置關聯的海拔數據。〈1.第一實施例>在第一實施例中，根據本發明的海拔估計設備應用於海拔估計伺服器60。另外，導航終端10-1用作移動終端。在下文中，將描述根據第一實施例的包括海拔估計伺服器60和導航終端10-1的導航系統。1-1.導航系統的略述(整體結構)
圖1示出了根據第一實施例的導航系統的整體結構。如圖1所示，根據第一實施例的導航系統包括附連到自行車50的導航終端10-1和海拔估計伺服器60，其中，導航終端10-1和海拔估計伺服器60經由網絡40彼此連接。如圖1所示，例如通過個人導航裝置(PND)實現導航終端10-1。另外，如圖1所示，導航終端10-1通過用於自行車的支架13附連到自行車50的車把51。優選的是，附連位置是當在用戶騎自行車50的同時觀看導航終端10-1的顯示單元12時用戶的眼睛在小範圍內轉動的位置。導航終端10-1具有指引到目的地的路線的導航功能。例如，當用戶騎自行車50時，導航終端10-1可以通過選擇良好條件的道路指引路線。另外，導航終端10-1可以通過沿其例如汽車的車輛不可以通行的道路的指引搜索路線作為路線候選。另外，導航終端10-1可以顯示關於自行車的行駛速度、行駛距離、卡路裡消耗等等的信息。此外，導航終端10-1可具有多個操作模式(除了執行用於自行車行駛的路線指引的自行車模式以外，還包括車載模式和步行模式)。另外，根據本實施例的導航終端10-1向海拔估計伺服器60輸出在自行車的行駛期間檢測的傳感器信息，並且獲取在海拔估計伺服器60中校正的海拔數據。(導航終端的外觀)接下來，將參照圖2描述導航終端10-1的外觀。圖2示出了顯示信息提供屏幕的導航終端10-1的外觀。如圖2所示，導航終端10-1的外殼通過可附連到自行車的車把的支架13由自行車進行固定。導航終端10-1易於附連到支架13或從支架13拆卸。另外，導航終端10-1設置有顯示單元12，顯示單元12顯示包括用於通過其前表面提供多種類型的信息的信息提供屏幕的圖像。導航終端10-1具有獲取它自身的當前位置信息的功能，並且存儲從海拔估計伺服器60獲取的地圖數據和海拔數據。因此，如圖2所示，導航終端10-1可以在顯示單元12上顯示地圖屏幕121和海拔屏幕122，其中，地圖屏幕121顯示在地圖上疊加的當前位置信息，海拔屏幕122通過曲線圖顯示路線的海拔的變化。(針對信息提供屏幕)接下來，將參照圖3描述在根據本實施例的導航終端10-1上顯示的信息提供屏幕。圖3示出了在導航終端10-1上顯示的信息提供屏幕的另一個例子。如圖3所示，信息提供屏幕包括地圖屏幕121和海拔屏幕122。地圖屏幕121是在其上路線指引信息顯示210和自行車圖標211疊加在地圖上的屏幕。導航終端10-1使用地圖屏幕121執行路線指引。另外，在包圍圖3所示的自行車圖標211的圓圈上顯示的箭頭212指示目的地的方向。另外，海拔屏幕122包括當前位置圖標213、指示海拔的變化的海拔曲線圖215和坡度信息顯示217。通過海拔曲線圖215，導航終端10-1可以向用戶提供要經過的道路是否平坦或者上坡或下坡的坡度是否嚴重的信息。另外，圖3所示的坡度信息顯示217指示坡度為1%的上坡路從當前位置開始持續408米。基於海拔數據產生海拔屏幕122。這裡，由於預先通過雷射測量或圖像測量獲取海拔數據，所以可能沒有正確地計算諸如橋或高架結構的建築物的高度。例如，如圖4所示，作為跨河建設的橋的海拔數據，水面的高度可被錯誤地計算。在這種情況下，由於實際具有拱形的傾斜的橋在海拔屏幕或3D地圖屏幕上被顯示為導航終端10-1中的平坦道路，所以用戶可感覺不便。另外，當實際海拔與海拔數據不同時，導航終端10-1難於根據坡度準確執行路線搜索。關於此，在根據本實施例的導航系統中，海拔估計伺服器60基於在行駛期間由導航終端10-1實際獲取的傳感器信息校正海拔數據，從而提高海拔數據的準確度。至此，已經描述了根據本實施例的導航系統的略述。接下來，將分別描述組成導航系統的導航終端10-1和海拔估計伺服器60。1-2.導航終端的結構圖5是示出根據本實施例的導航終端10-1的結構的框圖。如圖5所示，導航終端10-1主要包括顯示單元12、存儲單元102、操作單元104、聲音輸出單元106、連接接口單元108、通信單元109和導航功能單元110。導航功能單元110包括GPS天線112、Z軸陀螺儀傳感器114、Y軸陀螺儀傳感器115、三軸加速度傳感器116、地磁傳感器117、大氣壓力傳感器118、GPS處理部分132、角度計算部分134、位置計算部分136、速度計算部分138、姿態角度檢測部分140、方位計算部分142、高度計算部分144和控制部分150。如圖5所示，導航終端10_1包括多種傳感器(GPS天線112、Z軸陀螺儀傳感器114、Y軸陀螺儀傳感器115、三軸加速度傳感器116、地磁傳感器117和大氣壓力傳感器118)。然而，根據本發明的導航終端不限於圖5所示的結構。例如，導航終端可具有這些傳感器中的至少一個。例如，顯示單元12是用於輸出在其中指示當前位置的信息疊加在地圖數據上的屏幕的顯示裝置。例如，顯示單元12還可以是顯示裝置(例如，液晶顯示器(IXD)或有機電致發光(EL)顯示器)。存儲單元102是用於存儲用於操作導航終端10-1的程序、地圖數據、海拔數據等等的存儲介質。根據本實施例的存儲單元102存儲從海拔估計伺服器60獲取的地圖數據和海拔數據。此外，例如，顯示單元102還可以是存儲介質，例如包括快閃記憶體ROM(或快閃記憶體存儲器)、可電擦除可編程ROM (EEPR0M)、可擦除可編程ROM (EPROM)等等的非易失性存儲器，包括硬碟、盤形磁碟等的磁碟，包括緊湊盤(⑶)、可記錄數字多功能盤(DVD-R)、藍光碟(BD，註冊商標)等等的光碟或磁光(MO)盤。操作單元104接收用戶的操作指令並且嚮導航功能單元110輸出它的操作內容。例如，用戶的操作指令可包括目的地的設置、地圖的放大和縮小、聲音指引設置、屏幕顯示設置等等。操作單元104還可以是與顯示單元12設置成一體的觸控螢幕。另外，操作單元104還可以是與顯示單元12分開設置的物理結構(例如，按鈕、開關或控制杆)。另外，操作單元104還可以是用於檢測指示從遙控器發送的用戶的操作指令的信號的信號接收單元。聲音輸出單兀106是用於輸出聲音數據的輸出裝置，並且例如可以是揚聲器、耳機、頭戴耳機等等。聲音輸出單元106例如輸出關於導航的聲音指引。用戶不用觀看顯示單元12而通過聆聽聲音指引就可以識別要進行行駛的路線。另外，根據本實施例的聲音輸出單元106可以通過聲音輸出關於由自行車50從當前位置進行旅行的路線的坡度信息。連接接口單元108是用於連接速度傳感器72和節奏傳感器70的接口。連接接口單元108接收從速度傳感器72輸出的速度脈衝信號，並且將接收的信息輸入控制部分150。另外，連接接口單元108接收從節奏傳感器70輸出的節奏脈衝信號，並且將接收的信息輸入到控制部分150。
通信單元109是與海拔估計伺服器60的接口，並且具有用於向海拔估計伺服器60發送信息的發送單元和用於從海拔估計伺服器60接收信息的接收單元的功能。例如，通信單元109向海拔估計伺服器60發送在自行車的行駛期間由導航終端10-1的各個傳感器檢測的信息。另外，通信單元109從海拔估計伺服器60獲取地圖數據和海拔數據。GPS天線112可以從多個GPS衛星接收GPS信號，並且將接收的GPS信號輸入到GPS處理部分132。此外，接收的GPS信號包括指示GPS衛星的軌道的軌道數據、信號接收時間等等。GPS處理部分132基於從GPS天線112輸入的多個GPS信號計算指示導航終端10-1的當前位置的位置信息，並且將計算的位置信息提供給控制部分150。具體地講，GPS處理部分132從通過對多個GPS信號進行解調獲得的軌道數據計算每個GPS衛星的位置，並且從GPS信號的發送時間與接收時間之間的差計算從每個GPS衛星到導航終端10-1的距離。然後，GPS處理部分132基於計算的每個GPS衛星的位置和計算的從每個GPS衛星到導航終端10-1的距離計算當前三維位置。除了使用GPS天線112和GPS處理部分132的絕對位置獲取功能以外，導航功能單元110具有使用各種傳感器的相對位置獲取功能。關於相對位置的信息還可以用於不能獲得絕對位置的情形，即導航終端10-1位於不能接收GPS信號的位置的情形。另外，關於相對位置的信息還可與關於絕對位置的信息進行組合。Z軸陀螺儀傳感器114具有檢測偏航速度Oz作為電壓值的功能，偏航速度Oz是當導航終端10-1沿彎曲道路行進時繞Z軸的旋轉角變化的速度(角速度)。例如，Z軸陀螺儀傳感器114以50Hz的採樣頻率檢測偏航速度，並且將指示檢測的偏航速度的數據輸入到角度計算部分134。此外，如圖6所示，Z軸對應於豎直方向。X軸對應於導航終端10-1的行駛方向，Y軸對應於與X軸垂直的水平方向。角度計算部分134通過用採樣周期(例如，O. 02秒)乘以從Z軸陀螺儀傳感器114輸入的偏航速度Oz來計算當導航終端10-1沿彎曲道路行進時的角度T，並且將由角度T指示的角度數據輸入到位置計算部分136。Y軸陀螺儀傳感器115具有檢測俯仰速度Oy作為電壓值的功能，俯仰速度Oy是繞Y軸的角速度。例如，Y軸陀螺儀傳感器115以50Hz的頻率檢測俯仰速度，並且將指示檢測的俯仰速度的數據輸入到速度計算部分138。三軸加速度傳感器116具有分別檢測沿X軸的加速度Ax、沿Y軸的加速度Ay和沿Z軸的加速度Az作為電壓值的功能。例如，三軸加速度傳感器116以50Hz的採樣頻率檢測加速度Ax、加速度Ay和加速度Az，並且將指示檢測的加速度的數據輸入到速度計算部分138和姿態角度檢測部分140。例如，速度計算部分138通過將從三軸加速度傳感器116輸入的沿Z軸的加速度Az除以從Y軸陀螺儀傳感器115輸入的俯仰速度Oy而每秒50次地計算相對行駛方向的速度V，並且將計算的速度V輸入到位置計算部分136。位置計算部分136具有基於由速度計算部分138計算的速度V和由位置計算部分136計算的角度T來計算關於當前位置的位置信息的功能。具體地講，位置計算部分136基於速度V和角度T計算先前計算的位置與當前位置之間的變化。然後，位置計算部分136從該變化和先前計算的位置計算關於當前位置的位置信息，並且將關於當前位置的位置信息提供給控制部分150。姿態角度檢測部分140通過基於從三軸加速度傳感器116輸入的加速度數據K、A^PAz執行預定的姿態角度檢測處理產生指示導航終端10-1的姿態角度的姿態角度數據，並且將姿態角度數據輸入到方位計算部分142。地磁傳感器117分別檢測X、Y和Z軸方向上的地磁Mx、My和Mz作為電壓值。地磁傳感器117將檢測的地磁數據Mx、My和Mz輸入到方位計算部分142。方位計算部分142對從地磁傳感器117輸入的地磁數據Mx、My和Mz執行預定的校正處理，並且基於校正的地磁數據和從姿態角度檢測部分140輸入的姿態角度數據產生指示導航終端10-1的方位的方位數據。方位計算部分142將產生的方位數據提供給控制部分 150。S卩，地磁傳感器117、三軸加速度傳感器116、姿態角度檢測部分140和方位計算部分142用作所謂的電子羅盤並且產生方位數據。當主要在從支架13拆卸以後使用導航終端10-1時(例如，當導航終端10-1用於步行時)，控制部分150可以使用方位數據向用戶提供根據導航終端10-1的方向進行顯示的地圖數據。此外，當導航終端10-1應用於車載模式時，控制部分150可以將來自自己自行車位置的路線的地圖數據上的道路與自己自行車位置進行關聯，並且基於地圖的方位根據導航終端10-1的方向向用戶提供地圖數據。或者，控制部分150可以從獲取的GPS方位計算導航終端10-1的方向，並且根據導航終端10-1的方向向用戶提供地圖數據。大氣壓力傳感器118具有檢測周圍大氣壓力作為電壓值的功能。例如,大氣壓力傳感器118以50Hz的採樣頻率檢測大氣壓力，並且將檢測的大氣壓力數據提供給高度計算部分144。

高度計算部分144基於從大氣壓力傳感器118輸入的大氣壓力數據計算導航終端10-1的高度，並且將計算的高度數據提供給控制部分150。基於這種結構，控制部分150可以獲取來自GPS處理部分132或位置計算部分136的當前位置信息、來自方位計算部分142的導航終端10-1的方位和來自高度計算部分144的導航終端10-1的高度。這裡，控制部分150可以原樣使用關於獲取的位置的信息。然而，控制部分150還可執行各種校正處理。例如，校正處理的典型例子可包括地圖匹配處理。地圖匹配處理使用地圖信息以校正位置信息的誤差。通過地圖匹配處理，從位置信息的變化搜索地圖上的對應道路，估計正確位置信息，並且基於估計校正位置信息。在下文中，將描述控制部分150的詳細功能結構。控制部分150主要具有指引到設置為目的地的點的路線的導航功能。為了執行導航功能，控制部分150具有獲取當前位置信息的功能、校正獲取的位置信息的功能、基於由操作單元104執行的操作信息獲取指定點的位置信息的功能、基於地圖信息搜索路線的功能、等等。然後，控制部分150基於搜索的路線和獲取的位置信息指引用戶到達目的地。此外，根據本實施例的控制部分150可以基於海拔數據在考慮路線的坡度的情況下執行路線搜索。例如，控制部分150可以執行排除傾斜道路的路線搜索、為訓練的目的通過向傾斜道路增加優先級執行的路線搜索、等等。另外，控制部分150具有切換導航終端10-1的操作模式的操作模式切換功能。例如，控制部分150獲取關於針對顯示操作模式項的操作模式選擇屏幕的用戶的操作的信息，並且基於操作信息切換導航終端10-1的操作模式。這裡，可選擇的操作模式包括當導航終端10-1安裝在汽車中時選擇的車載模式、當導航終端10-1安裝在自行車中時選擇的自行車模式、當用戶步行時選擇的步行模式、等等。另外，控制部分150具有顯示在顯示單元12上顯示的顯示屏幕的內容的顯示控制功能。例如，當導航終端10-1在自行車模式下操作時，控制部分150例如可以使得顯示圖2或圖3所示的海拔屏幕122。另外，根據本實施例的控制部分150將在行駛期間由各種傳感器(GPS天線112、Z軸陀螺儀傳感器114、Y軸陀螺儀傳感器115、三軸加速度傳感器116、地磁傳感器117和大氣壓力傳感器)檢測的信息從通信單元109發送到海拔估計伺服器60。如上所述，導航終端10-1向海拔估計伺服器60發送在行駛期間由各個傳感器檢測的信息。另外，導航終端10-1基於地圖數據和從海拔估計伺服器60獲取的海拔數據產生信息提供屏幕，並且在顯示單元12上顯示信息提供屏幕。使用包括在由導航終端10-1進行顯示的信息提供屏幕中的海拔屏幕執行路線指引，從而導航終端10-1可根據路線的海拔執行路線指引。接下來，將描述嚮導航終端10-1提供海拔數據的海拔估計伺服器60。1-3.海拔估計伺服器(結構)圖7是示出根據本實施例的海拔估計伺服器60的結構的框圖。如圖7所示，海拔估計伺服器60包括通信單元610、海拔估計單元620、海拔校正單元630和存儲單元640。通信單元610是與多個導航終端10-1的接口，並且具有作為用於向多個導航終端10-1發送信息的發送單元和用於從多個導航終端10-1接收信息的接收單元的功能。例如，通信單元610從導航終端10-1接收在自行車的行駛期間由各種傳感器檢測的信息。通信單元610向海拔估計單元620發送從導航終端10-1接收的各種傳感器的信息。另外，通信單元610嚮導航終端10-1發送存儲在存儲單元640中的地圖數據641和海拔數據642。海拔估計單元620基於從通信單元610輸出的各種傳感器的信息估計海拔數據。具體地講，海拔估計單元620基於各種傳感器的信息確定路線的海拔的變化(上/下)，並且計算上/下的點的海拔數據作為校正值。在下文中，將參照圖8描述每個傳感器中的詳細上/下確定方法。圖8示出了傳感器類型、可從傳感器獲取的信息和從信息確定上/下的方法。可從圖8中所示的傳感器類型「GPS」獲取的信息包括由設置在如上所述的導航終端10-1內的GPS處理部分132計算的三維位置信息。因此，海拔估計單元620基於包括在三維位置信息中的海拔數據確定上/下，並且計算上/下的點的校正值。然而，因為由於GPS天線112的接收情況會導致出現幾米的誤差，所以海拔估計單元620可基於三維位置信息確定大致上/下，並且計算校正值。另外，可從圖8中所示的傳感器類型「加速度傳感器」獲取的信息包括指示由設置在如上所述的導航終端10-1中的三軸加速度傳感器116檢測的加速度的數據。因此，海拔估計單元620每次從指示加速度的數據提取指示速度的變化和加速度的變化的曲線的坡度的變化，並且計算上/下的點的校正值。例如，海拔估計單元620可基於速度的變化確定上/下，即確定速度增加的點為下坡路，確定速度下降的點為上坡路。此外，海拔估計單元620還可基於指示加速度的變化的曲線的坡度確定上/下，即確定加速度曲線在正方向上變化的點為下坡路，確定加速度曲線在負方向上變化的點為上坡路。此外，海拔估計單元620可從加速度的大小估計坡度的大小。例如，當正方向上的加速度較大時，海拔估計單元620可估計道路是具有陡峭運動路線的下坡路，當負方向上的加速度較大時，海拔估計單元620可估計道路是具有陡峭運動路線的上坡路。在下文中，將參照圖9描述基於指示加速度的變化的曲線的坡度的上/下確定，在圖9中，指示Z方向上的加速度的變化的曲線已經與指示基於該曲線確定的上/下的海拔曲線進行關聯。因為確定由於加速度具有正值所以在圖9的上部所示的加速度曲線的從tl到t2的運動路線具有下降坡度，所以與在圖9的下部所示的海拔曲線對應的從點Pl到點P2的運動路線被確定為下坡路。另外，還基於如圖9的下部所示的加速度的大小的變化估計下坡路的坡度的變化。另外，因為確定由於加速度較小所以在圖9的上部所示的加速度曲線的從t2到t3的運動路線的坡度是0，所以與在圖9的下部所示的海拔曲線對應的從點P2到P3的運動路線被確定為平坦路線。另外，由於確定因為加速度具有負值所以在圖9的上部所示的加速度曲線的從t3到t4的運動路線具有上升坡度，所以與在圖9的下部所示的海拔曲線對應的從點P3到點P4的運動路線被確定為上坡路。另外，還基於在圖9的下部所示的加速度的大小的變化估計上坡路的坡度的變化。返回圖8，將描述基於可從傳感器類型「陀螺儀」獲取的信息的上/下確定方法。可從傳感器類型「陀螺儀」獲取的信息包括由設置在導航終端10-1中的Z軸陀螺儀傳感器114檢測的繞Z軸的角速度數據和由如上所述的Y軸陀螺儀傳感器115檢測的繞Y軸的角速度數據。因此，海拔估計單元620基於角速度數據的變化確定上/下，並且計算上/下的點的校正值。例如，當角速度的變化較大時，海拔估計單元620可確定上/下，即確定道路是上坡路，這是因為估計用戶腳踏自行車並且自行車的車身晃動。其間，當角速度的變化較小時，海拔估計單元620可確定上/下，即確定道路是下坡路，這是因為估計自行車的車身穩定。另外，可從在圖8中所示的傳感器類型「地磁傳感器」獲取的信息包括指示如上所述由方位計算部分142基於由設置在導航終端10-1中的地磁傳感器117檢測的地磁數據計算的導航終端10-1的方位的方位數據。因此，海拔估計單元620基於方位的變化確定上/下，並且計算具有上/下的點的校正值。例如，當方位的變化較大時，海拔估計單元620可確定上/下，即確定道路是上坡路，這是因為估計用戶腳踏自行車並且自行車的車身晃動。其間，當方位的變化較小時，海拔估計單元620可確定上/下，即確定道路是下坡路，這是因為估計自行車的車身穩定。此外，海拔估計單元620還可以從由加速度傳感器、陀螺儀傳感器、地磁傳感器等等獲取的信息的周期性變化估計坡度的大小。例如，用戶在上坡路上腳踏自行車的周期或者當用戶腳踏自行車時的自行車的車身的晃動的程度被認為依賴於上坡路的坡度。更具體地講，當上坡路的坡度陡峭時用戶腳踏自行車的周期增大，並且當上山路的坡度陡峭時用戶腳踏自行車時的自行車的車身的晃動的程度增大。因此，海拔估計單元620還可以基於由加速度傳感器、陀螺儀傳感器、地磁傳感器等等獲取的周期、振幅的大小等等信息估計坡度的大小。這裡，當在由加速度傳感器、陀螺儀傳感器、地磁傳感器等等獲取的信息的周期性變化與坡度的大小之間建立已知關係時，海拔估計單元620還可以通過周期性變化的模式匹配估計坡度的大小。另外，可從圖8中所示的傳感器類型「大氣壓力傳感器」獲取的信息包括指示如上所述由高度計算部分144基於由設置在導航終端10-1中的大氣壓力傳感器118檢測的大氣壓力數據計算的導航終端10-1的高度的高度數據。因此，海拔估計單元620基於高度數據確定上/下，並且計算具有上/下的點的校正值。如上所述，海拔估計單元620基於各個傳感器的信息確定上/下，並且計算具有上/下的點的校正值。這裡，海拔估計單元620可僅僅使用一個傳感器，或者還可以使用各個傳感器中的一些的組合。另外，海拔估計單元620可以通過學習在從其獲取正確海拔的點(例如，人工輸入正確海拔的點)獲取的傳感器信息來提高估計的準確度。例如，當新獲取的傳感器信息的變化與從其獲取正確海拔的點附近的傳感器信息的變化匹配並且這兩個變化彼此一致或者彼此相似時，海拔估計單元620還可估計從其新獲取傳感器信息的點附近的坡度與從其獲取正確海拔的點附近的坡度一致或相似。然後，海拔估計單元620將計算的點的校正值輸出到海拔估計單元630。海拔校正單元630從存儲單元640提取已經由海拔估計單元620確定為具有上/下的部分的海拔數據。然後，海拔校正單元630將提取的海拔數據與由海拔估計單元620計算的校正值進行比較，並且當在它們之間存在差別時基於校正值校正海拔數據。例如，海拔校正單元630可以用校正值替代海拔數據，或者還可以將海拔數據校正成海拔數據與校正值之間的值。存儲單元640是用於存儲用於操作海拔估計伺服器60的程序、地圖數據641、海拔數據642等等的存儲介質。此外，例如，存儲單元640還可以是諸如包括快閃記憶體ROM (或快閃記憶體存儲器)、EEPROM、EPROM等等的非易失性存儲器、包括硬碟、盤型磁碟等等的磁碟、包括⑶、DVD-R、BD (註冊商標)等等的光碟或MO盤的存儲介質。(操作處理)接下來，將參照圖10描述海拔估計伺服器60的操作處理。圖10是示出根據本實施例的海拔估計伺服器60的操作處理的流程圖。如圖10所示，在步驟S170中，海拔估計單元620從已經從導航終端10-1接收各個傳感器的信息的通信單元610獲取各個傳感器的信息。在步驟S172中，海拔估計單元620基於獲取的傳感器信息確定海拔的上/下，並且計算用於校正具有上/下的點的海拔的校正值。海拔估計單元620將上/下確定結果和校正值輸出到海拔校正單元630。在步驟S174中，海拔校正單元630根據從海拔估計單元620輸出的上/下確定結果從存儲單元640獲取上/下部分的海拔數據。在步驟S176中，海拔校正單元630將從存儲單元640獲取的海拔數據與從海拔估計單元620輸出的校正值進行比較。當在海拔數據與校正值之間存在差別時，處理過程進入步驟S178。其間，當在海拔數據與校正值之間沒有差別時，處理過程結束。在步驟S178中，海拔校正單元630基於校正值校正海拔數據。例如，將描述校正如圖4所示的跨河而建的橋的海拔的情況。首先，例如，海拔估計伺服器60的海拔估計單元620基於當自行車50沿橋運行時由附連到自行車50的導航終端10-1的傳感器檢測的信息計算橋的中心位置處的校正值，並且將計算的校正值輸出到海拔校正單元630。海拔校正單元630將從海拔估計單元620輸出的校正值與從存儲單元640獲取的橋的海拔數據進行比較。當如圖4所示存在海拔差時，海拔校正單元630例如用校正值替代橋的中心位置處的海拔數據，並且校正該海拔數據。這樣，由海拔估計伺服器60校正的海拔數據用於路線指引，從而導航終端10-1可以在3D地圖屏幕上顯示與實際橋相似的具有拱形的上/下的橋，或者在海拔屏幕上顯示具有拱形的上/下的海拔曲線。如上所述，依據根據第一實施例的導航系統，海拔估計伺服器60基於從導航終端10-1獲取的傳感器信息估計海拔值並且校正海拔數據，從而提高海拔數據的準確度。此外，海拔估計伺服器60可以從多個導航終端10-1獲取傳感器信息，並且校正海拔數據。在這種情況下，例如，海拔估計伺服器60可以將傳感器信息的各個校正值的均值與海拔數據進行比較，並且當在它們之間存在差別時用均值替代海拔數據。另外，多個導航終端10-1連接到海拔估計伺服器60，從而在多個導航終端10-1之間共享高準確度的海拔數據。接下來，將描述根據本發明的第二實施例的海拔估計設備。在本發明的第二實施例中，海拔估計設備應用於導航終端10-2。另外，導航終端10-2由個人導航裝置(PND)實現。在下文中，將參照圖11描述根據本實施例的導航終端10-2的結構。圖11是示出根據本實施例的導航終端10-2的結構的框圖。如圖11所示，導航終端10-2主要包括顯示單元12、存儲單元102、操作單元104、聲音輸出單元106、連接接口單元108和導航功能單元110。導航功能單元110包括GPS天線112、Z軸陀螺儀傳感器114、Y軸陀螺儀傳感器115、三軸加速度傳感器116、地磁傳感器117、大氣壓力傳感器118、GPS處理部分132、角度計算部分134、位置計算部分136、速度計算部分138、姿態角度檢測部分140、方位計算部分142、高度計算部分144和控制部分150。在下文中，將描述導航終端10-2的結構。存儲單元102是用於存儲用於操作導航終端10-2的程序、海拔數據、地圖數據等等的存儲介質。控制部分150包括海拔估計單元151和海拔校正單元152。海拔估計單元151基於各個傳感器的信息確定上/下，並且計算具有上/下的點的校正值，這與根據第一實施例的海拔估計單元620類似。另外，海拔校正單元152將由海拔估計單元151計算的校正值與從存儲單元102獲取的海拔數據進行比較，並且當存在海拔差時校正海拔數據，這與根據第一實施例的海拔校正單元630類似。由於其它結構與參照圖5描述的結構相同，所以省去了它們的詳細描述。如上所述，依據根據第二實施例的導航終端10-2，海拔估計單元151基於在行駛期間由導航終端10-2的傳感器檢測的信息估計海拔值，並且由海拔校正單元152校正海拔數據，從而提高了存儲在導航終端10-2中的海拔數據的準確度。〈3.第三實施例(對行動電話的應用例子)>接下來，將描述根據本發明的第三實施例的海拔估計設備。在本發明的第三實施例中，海拔估計設備應用到可作為蜂窩電話終端進行操作的導航終端10-3。圖12示出了顯示從海拔數據和地圖數據產生的路線指引屏幕的導航終端10-3的外觀。如圖12所示，導航終端10-3由蜂窩電話終端實現，並且主要包括顯示單元302、操作單元304和揚聲器324。另外，與導航終端10-1類似，導航終端10_3可通過支架附連到自行車50。
在下文中，將參照圖13描述導航終端10-3的結構。圖13是示出根據本實施例的導航終端10-3的結構的框圖。如圖13所示，導航終端10-3主要包括導航功能單元110、顯示單元302、操作單元304、存儲單元308、蜂窩電話功能單元310和整體控制單元334。蜂窩電話功能單元310連接到顯示單元302、操作單元304和存儲單元308。此外，圖13示意性示出了導航終端10-3。然而，顯示單元302、操作單元304和存儲單元308還連接到導航功能單元110。由於已經參照圖5詳細描述了導航功能單元110的詳細結構，所以它的描述將被省去。蜂窩電話功能單元310被設置為執行呼叫功能、電子郵件功能等等，並且包括通信天線312、麥克風314、編碼器316、發送/接收單元320、揚聲器324、解碼器326和蜂窩電話控制單元330。麥克風314收集聲音並且輸出聲音信號。在蜂窩電話控制單兀330的控制之下，編碼器316對從麥克風314輸入的聲音信號執行數字轉換、編碼等等，並且將聲音數據輸出到發送/接收單元320。發送/接收單元320根據預定方案對從編碼器316輸入的聲音數據進行調製，並且以無線方式通過通信天線312將調製的數據發送到蜂窩電話的基站。另外，發送/接收單元320對在通信天線312中接收的無線電信號進行解調以獲取聲音數據，並且將聲音數據輸出到解碼器326。在蜂窩電話控制單元330的控制之下，解碼器326對從發送/接收單元320輸入的聲音數據執行解碼、模擬轉換等等，並且將聲音信號輸出到揚聲器324。揚聲器324基於從解碼器326提供的聲音信號輸出聲音。另外，當接收到電子郵件時，蜂窩電話控制單元330將接收的數據從發送/接收單元320提供給解碼器326，並且使得解碼器326對接收的數據進行解碼。然後，蜂窩電話控制單元330將通過解碼獲取的電子郵件數據輸出到顯示單元302，從而使得電子郵件數據在顯示單元302上進行顯示，並且將電子郵件數據記錄在存儲單元308上。另外，當發送電子郵件時，蜂窩電話控制單元330使得通過操作單元304輸入的電子郵件數據由編碼器316進行編碼，並且以無線方式通過發送/接收單元320和通信天線312發送的編碼的數據。整體控制單元334控制上述的蜂窩電話功能單元310和導航功能單元110。例如，當在導航功能單元Iio正執行導航功能的過程中接收到來電呼叫時，整體控制單元334暫時將導航功能切換到要由蜂窩電話功能單元310執行的呼叫功能。在呼叫結束以後，整體控制單元334可以使得導航功能單元110恢復導航功能。<4.總結〉如上所述，依據根據本發明的海拔估計設備，基於在行駛期間由傳感器檢測的信息估計海拔值並且對海拔數據進行校正，從而提高海拔數據的準確度。因此，可以降低實際運動路線的坡度與在導航終端10上進行顯示的海拔信息之間的差別，並且提高根據運動路線的坡度的路線搜索的準確度。本領域技術人員應該明白，可根據設計要求和其它因素構思多種變型、組合、子組合和替代，只要它們位於權利要求及其等同的範圍內即可。例如，在本說明書中闡述的海拔估計伺服器60的處理中的每個步驟不一定必須按照如在圖10中所示的流程圖闡述的順序按時間序列進行執行。例如，海拔估計伺服器60的處理中的每個步驟可以按照與如流程圖闡述的順序不同的順序進行執行，或者可以並行方式進行執行。另外，諸如嵌入在導航終端10-1、海拔估計伺服器60、導航終端10-2和導航終端10-3中的中央處理單元(CPU)、ROM、隨機訪問存儲器(RAM)等等的硬體還可由用於表現出與導航終端10-1、海拔估計伺服器60、導航終端10-2和導航終端10-3的上述部件的功能等效的功能的電腦程式進行建立。另外，還提供了記錄有該電腦程式的記錄介質。該記錄介質例如包括磁碟、光碟、磁光碟、快閃記憶體等等。另外，例如，可通過網絡而不用記錄介質傳送電腦程式。另外，在圖5、圖7、圖11和圖13的功能框圖中所示的功能塊由硬體進行構造，從而可通過該硬體執行一系列處理。此外，本發明還可以被構造如下(I) 一種信息處理設備，包括處理器，該處理器基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來獲取與所述位置對應的估計的海拔數據；以及基於估計的海拔數據校正與所述位置關聯的海拔數據。(2)根據(I)的信息處理設備，還包括接口，從另一個信息處理設備接收檢測信
肩、O(3)根據(I)的信息處理設備，還包括接口，由處理器進行控制以向遠離信息處理設備的信息處理設備發送校正的海拔數據。(4)根據(I)的信息處理設備，其中，檢測信息是由在所述位置處或接近該位置的加速度傳感器檢測的加速度數據。(5)根據(4)的信息處理設備，其中，處理器基於加速度數據隨時間的變化來估計海拔數據。(6)根據(5)的信息處理設備，其中，當加速度數據的變化指示加速度下降時，處理器估計海拔為更高；當加速度數據的變化指示加速度增大時，處理器估計海拔為更低。(7)根據(I)的信息處理設備，其中，檢測信息是角速度數據。(8)根據(7)的信息處理設備，其中，處理器基於角速度數據隨時間的變化來估計海拔數據。(9)根據(8)的信息處理設備，其中，當角速度的變化指示角速度增大時，處理器估計海拔為更高；當角速度的變化指示角速度減小時，處理器估計海拔為更低。( 10)根據(I)的信息處理設備，其中，檢測信息是由在所述位置處或接近該位置的地磁傳感器檢測的方位數據。(11)根據(10)的信息處理設備，其中，處理器基於方位數據隨時間的變化估計海拔數據。(12)根據(11)的信息處理設備，其中，當方位數據指示方位隨時間的較大變化時，處理器估計海拔為更高；當方位數據指示方位隨時間的較小變化時，處理器估計海拔為更低。( 13 )根據(I)的信息處理設備，其中，信息處理設備是個人導航裝置。(14)根據(13)的信息處理設備，還包括顯示器；以及揚聲器，其中處理器被構造為基於校正的海拔數據控制顯示器顯示導航信息並且控制揚聲器輸出能聽見的指令。(15)根據(I)的信息處理設備，其中，信息處理裝置是行動電話終端，並且處理器使行動電話終端在導航模式與呼叫模式之間切換。(16)—種信息處理設備，包括處理器，該處理器基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來估計與所述位置對應的海拔數據；以及基於估計的海拔數據計算與所述位置關聯的海拔校正信息。(17) 一種信息處理設備，包括處理器，確定信息處理設備的位置；傳感器，檢測與信息處理設備對應的檢測信息；接口，向基於檢測信息估計與所述位置對應的海拔數據並且基於估計的海拔數據校正存儲的與所述位置關聯的海拔數據的另一個信息處理設備發送所述位置和檢測信息。(18) —種信息處理設備,包括處理器，確定信息處理設備的位置；接口，向另一個信息處理設備發送所述位置並且從另一個設備接收與所述位置對應的海拔數據，所述海拔數據已經基於與所述位置對應的海拔數據進行校正，基於由在所述位置處或接近所述位置的傳感器檢測的檢測信息來估計所述海拔數據。(19) 一種信息處理系統,包括第一信息處理設備，包括處理器，確定信息處理設備的位置；傳感器，檢測與信息處理設備對應的檢測信息；以及接口，向第二信息處理設備發送所述位置和檢測信息；以及第二信息處理設備，包括處理器，基於從第一信息處理設備接收的檢測信息來估計所述位置的海拔數據，並且基於估計的海拔數據校正存儲的與所述位置關聯的海拔數據。(20) 一種信息處理系統,包括第一信息處理設備，包括處理器，確定信息處理設備的位置；以及第一接口，向第二信息處理設備發送所述位置；以及第二信息處理設備，包括處理器，基於由在所述位置處或接近所述位置的傳感器檢測的檢測信息來估計與所述位置對應的海拔數據，並且基於估計的海拔數據校正與所述位置關聯的海拔數據；以及第二接口，向第一信息處理設備發送校正的與所述位置關聯的海拔數據。另外，本發明還可以被構造如下(I) 一種海拔估計設備，包括估計單元，使用由傳感器在運動路線上檢測的檢測信息估計運動路線上的位置的海拔數據；以及校正單元，基於由估計單元估計的海拔數據校正已經設置為與運動路線上的位置關聯的海拔數據。(2)根據(I)的海拔估計設備，還包括接收單元，接收來自多個移動終端的檢測信息，所述檢測信息由多個移動終端的傳感器進行檢測，其中，估計單元基於從多個移動終端接收的、與運動路線相關的檢測信息估計運動路線上的位置的海拔數據。( 3 )根據(I)或(2 )的海拔估計設備，還包括存儲單元，存儲設置為與各個位置關聯的海拔數據，其中，當由估計單元估計的海拔數據與存儲在存儲單元中的運動路線上的位置的海拔數據不同時，校正單元校正存儲在存儲單元中的海拔數據。
(4)根據(I)到(3)中的任何一個的海拔估計設備，還包括發送單元，向移動終端發送存儲在存儲單元中的海拔數據。(5)根據(I )到(4)中的任何一個的海拔估計設備，其中，估計單元基於檢測信息的周期性變化估計運動路線的海拔的變化,並且基於海拔的變化的估計結果來估計海拔數據。(6)根據(5)的海拔估計設備，其中，估計單元基於檢測信息的振幅的大小或周期的長度估計運動路線的海拔的變化。(7)根據(I)的海拔估計設備，還包括傳感器；以及存儲單元，存儲設置為與各個位置關聯的海拔數據，其中，當由估計單元估計的海拔數據與存儲在存儲單元中的運動路線上的位置的海拔數據不同時，校正單元校正存儲在存儲單元中的運動路線的海拔數據。(8)根據(7)的海拔估計設備，其中，估計單元基於檢測信息的周期性變化估計海拔的變化，並且基於海拔的變化的估計結果來估計海拔數據。(9)根據(8)的海拔估計設備，其中，估計單元基於檢測信息的振幅的大小或周期的長度估計運動路線的海拔的變化。(10)根據(7)到(9)的任何一個的海拔估計設備，還包括顯示控制單元，基於存儲在存儲單元中的海拔數據控制運動路線的坡度的顯示。(11)根據(7)到(10)的任何一個的海拔估計設備，還包括導航功能單元，使用存儲在存儲單元中的海拔數據執行導航。(12) 一種海拔估計方法，包括基於關於運動路線的海拔的檢測信息估計運動路線上的位置的海拔數據，所述檢測信息由傳感器在運動路線上進行檢測；以及基於估計的海拔數據校正已經設置為與運動路線上的位置關聯的海拔數據。(13) 一種使得計算機用作以下單元的程序，這些單元包括海拔估計單元，基於關於運動路線的海拔的檢測信息估計運動路線上的位置的海拔數據，所述檢測信息由傳感器在運動路線上進行檢測；以及校正單元，基於海拔估計單元估計的海拔數據校正已經設置為與運動路線上的位置關聯的海拔數據。[標號列表]10-1、10-2、10-3 導航終端102存儲單元12 顯示單元104操作單元106聲音輸出單兀108連接接口單元109通信單元110導航功能單元112 GPS 天線
114Z軸陀螺儀傳感器115Y軸陀螺儀傳感器116三軸加速度傳感器117地磁傳感器118大氣壓力傳感器132GPS處理部分134角度計算部分136位置計算部分138速度計算部分140姿態角度檢測部分142方位計算部分144高度計算部分150控制部分151海拔估計單元152海拔校正單元40網絡50自行車60海拔估計伺服器610通信單元620海拔估計單元630海拔校正單元640存儲單元641地圖數據642海拔數據
權利要求
1.一種信息處理設備,包括 處理器，該處理器 基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來獲取與所述位置對應的估計的海拔數據；以及 基於估計的海拔數據校正與所述位置關聯的海拔數據。
2.根據權利要求1所述的信息處理設備，還包括 接口，從另一個信息處理設備接收檢測信息。
3.根據權利要求1所述的信息處理設備，還包括 接口，由處理器進行控制以向遠離信息處理設備的信息處理設備發送校正的海拔數據。
4.根據權利要求1所述的信息處理設備，其中，檢測信息是由在所述位置處或接近該位置的加速度傳感器檢測的加速度數據。
5.根據權利要求4所述的信息處理設備，其中，處理器基於加速度數據隨時間的變化來估計海拔數據。
6.根據權利要求5所述的信息處理設備，其中，當加速度數據的變化指示加速度下降時，處理器估計海拔為更高；當加速度數據的變化指示加速度增大時，處理器估計海拔為更低。
7.根據權利要求1所述的信息處理設備，其中，檢測信息是角速度數據。
8.根據權利要求7所述的信息處理設備，其中，處理器基於角速度數據隨時間的變化來估計海拔數據。
9.根據權利要求8所述的信息處理設備，其中，當角速度的變化指示角速度增大時，處理器估計海拔為更高；當角速度的變化指示角速度減小時，處理器估計海拔為更低。
10.根據權利要求1所述的信息處理設備，其中，檢測信息是由在所述位置處或接近該位置的地磁傳感器檢測的方位數據。
11.根據權利要求10所述的信息處理設備，其中，處理器基於方位數據隨時間的變化估計海拔數據。
12.根據權利要求11所述的信息處理設備，其中，當方位數據指示方位隨時間的較大變化時，處理器估計海拔為更高；當方位數據指示方位隨時間的較小變化時，處理器估計海拔為更低。
13.根據權利要求1所述的信息處理設備，其中，信息處理設備是個人導航裝置。
14.根據權利要求13所述的信息處理設備，還包括 顯不器；以及 揚聲器，其中 處理器被構造為基於校正的海拔數據控制顯示器顯示導航信息並且控制揚聲器輸出能聽見的指令。
15.根據權利要求1所述的信息處理設備，其中，信息處理裝置是行動電話終端，並且處理器使行動電話終端在導航模式與呼叫模式之間切換。
16.—種信息處理設備,包括 處理器，該處理器基於由在一定位置處或接近該位置的傳感器檢測的檢測信息來估計與所述位置對應的海拔數據；以及 基於估計的海拔數據計算與所述位置關聯的海拔校正信息。
17.—種信息處理設備,包括 處理器，確定信息處理設備的位置； 傳感器，檢測與信息處理設備對應的檢測信息； 接口，向基於檢測信息估計與所述位置對應的海拔數據並且基於估計的海拔數據校正存儲的與所述位置關聯的海拔數據的另一個信息處理設備發送所述位置和檢測信息。
18.—種信息處理設備,包括 處理器，確定信息處理設備的位置； 接口，向另一個信息處理設備發送所述位置並且從另一個設備接收與所述位置對應的海拔數據，所述海拔數據已經基於與所述位置對應的海拔數據進行校正，基於由在所述位置處或接近所述位置的傳感器檢測的檢測信息來估計所述海拔數據。
19.一種信息處理系統,包括 第一信息處理設備，包括 處理器，確定信息處理設備的位置； 傳感器，檢測與信息處理設備對應的檢測信息；以及 接口，向第二信息處理設備發送所述位置和檢測信息；以及 第二信息處理設備，包括 處理器，基於從第一信息處理設備接收的檢測信息來估計所述位置的海拔數據，並且基於估計的海拔數據校正存儲的與所述位置關聯的海拔數據。
20.—種信息處理系統,包括 第一信息處理設備，包括 處理器，確定信息處理設備的位置；以及 第一接口，向第二信息處理設備發送所述位置；以及第二信息處理設備，包括 處理器，基於由在所述位置處或接近所述位置的傳感器檢測的檢測信息來估計與所述位置對應的海拔數據，並且基於估計的海拔數據校正與所述位置關聯的海拔數據；以及第二接口，向第一信息處理設備發送校正的與所述位置關聯的海拔數據。
全文摘要
一種信息處理設備，該信息處理設備基於由一定位置處或接近位置處的傳感器檢測的檢測信息獲取估計的與位置對應的海拔數據；以及基於估計的海拔數據校正與位置關聯的海拔數據。
文檔編號G09B29/10GK103069469SQ201280002378
公開日2013年4月24日 申請日期2012年5月31日 優先權日2011年6月24日
發明者鈴野聰志 申請人:索尼公司