专利名称：位置计算方法及位置计算装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种位置计算方法及位置计算装置。
背景技术：
作为利用定位信号的定位系统，公知有GPS (Global Positioning System 全球定位系统)，其被用于在便携式电话机或汽车导航装置等中内置的位置计算装置中。在GPS 中，进行如下的位置算出计算基于多个GPS卫星的位置和从各GPS卫星到位置计算装置的伪距等的信息，求出位置计算装置的位置坐标和时钟误差。位置计算装置除内置在便携式电话机和汽车导航装置等的电子设备中以外，还被内置在各种电子设备中加以利用。例如，设计有在装载了位置计算装置的数码相机中，将拍摄图像的数据和位置信息的数据对应地加以记录的技术(例如，日本专利文献1)。[现有技术文献][专利文献]专利文献1 日本特开平7-307913号公报为了利用GPS进行位置算出计算，需要GPS卫星的卫星轨道数据。但是，在未保存卫星轨道数据的状态下开始定位的所谓的冷态启动(cold start)等的状态下，为了从GPS 卫星获取卫星轨道数据需要有一定时间。另一方面，以列举上述数码相机为例，以短时间结束拍摄。因此，在拍摄时刻完成位置计算在时间上存在问题。如果同样考虑其他的电子设备，则可以说在赋予的期望时刻完成位置计算在时间上也存在问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种在以后时刻可进行以前的期望时刻的位置计算的技术。为了解决上述问题，本发明第一方面涉及的位置计算方法包括执行以下的第一处理通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中；执行以下的第二处理使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算包括移动方向及移动距离的移动信息，并将计算出的移动信息与计算时刻相对应地存储在存储部中；以及至少使用所述获取时刻满足规定的接近时刻条件的测量信息、和所述计算时刻处于所述测量信息的获取时刻和所给的期望时刻之间的所述移动信息，计算在所述期望时刻的位置。此外，作为本发明另一方面，也可以构成位置计算装置，其包括第一处理执行部， 执行以下的第一处理通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中；第二处理执行部，执行以下的第二处理使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算包括移动方向及移动距离的移动信息， 并将计算出的移动信息与计算时刻相对应地存储在存储部中；以及位置计算部，至少使用所述获取时刻满足规定的接近时刻条件的测量信息、和所述计算时刻处于所述测量信息的获取时刻和所给的期望时刻之间的所述移动信息，计算在所述期望时刻的位置。根据本发明的第一方面，通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中。测量信息是用于进行位置计算所需的信息。其另一方面，使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算移动信息，并将计算出的移动信息与计算时刻相对应地存储在存储部中。这样，通过用预先存储的测量信息和移动信息，能够在以后时刻实现以前的任意期望时刻的位置计算。此外，根据本发明第一方面的位置计算方法，在本发明的第二方面中也可以构成如下的位置计算方法，计算所述位置包括通过使用所述获取时刻满足所述接近时刻条件的测量信息求得基点位置，并使用所述移动信息计算相对于所述基点位置的相对位置，从而计算在所述期望时刻的位置。根据本发明的第二方面，通过使用获取时刻满足接近时刻条件的测量信息求得基点位置。而且，使用存储在存储部中的移动信息计算相对于该基点位置的相对位置，从而计算在期望时刻的位置。此外，根据本发明第一方面或第二方面的位置计算方法，在本发明的第三方面中也可以构成如下的位置计算方法，计算所述位置包括将临所述期望时刻之前或紧跟所述期望时刻之后的获取时刻作为所述接近时刻条件，从所述存储部读出测量信息。根据本发明的第三方面，通过将临期望时刻之前或紧跟期望时刻之后的获取时刻作为接近时刻条件从存储部读出测量信息，从而能够利用在更接近期望时刻的获取时刻获取到的测量信息来求出期望时刻的位置。此外，根据本发明第一方面或第二方面的位置计算方法，在本发明的第四方面中也可以构成如下的位置计算方法，计算所述位置包括从所述存储部读出满足规定的高可靠性条件且所述获取时刻满足所述接近时刻条件的测量信息。根据本发明的第四方面，从存储部读出满足规定的高可靠性条件且获取时刻满足接近时刻条件的测量信息。通过从存储部读出可靠性高的测量信息并用于位置算出计算， 从而能够提高位置计算的准确性。此外，根据本发明第一方面至第四方面中任一方面的位置计算方法，在本发明的第五方面中也可以构成如下的位置计算方法，所述期望时刻是执行了规定的摄像处理的时刻。根据本发明的第五方面，在诸如具有摄像功能的电子设备中，能够确切地求出在执行摄像处理时的该电子设备的位置。此外，根据本发明第一方面至第五方面中任一方面的位置计算方法，在本发明的第六方面中也可以构成如下的位置计算方法，所述定位卫星是GPS卫星，所述位置计算方法还包括获取所述GPS卫星的精密星历，计算所述位置是进一步使用所述精密星历计算位置。GPS卫星的精密星历是关于GPS卫星的过去的卫星轨道的精确数据。根据本发明的第六方面，通过获取该精密星历并用于位置算出计算，从而可更准确地求出期望时刻的位置。
图1是表示位置计算系统的系统构成的一例图。图2是表示数码相机的构能构成的一例框图。图3是表示存储部的数据构成的一例图。图4的(A)是时刻和移动矢量的概念图。图4的(B)是位置计算的说明图。图5的㈧是时刻和移动矢量的概念图。图5的⑶是位置计算的说明图。图6是表示传感器数据的数据构成的一例图。图7是移动矢量数据的数据构成的一例图。图8是表示不同卫星测量数据的数据构成的一例图。图9是表示拍摄图像DB的数据构成的一例图。图10是表示主处理流程的流程图。图11是表示主处理流程的流程图。图12是表示移动矢量计算处理的流程的流程图。图13是表示位置计算处理的流程的流程图。图14的(A)是时刻和移动矢量的概念图。图14的(B)是位置计算的说明图。
具体实施例方式下面，参照附图，对进行作为电子设备的一种的数码相机的位置计算的系统即位置计算系统的实施例进行说明。其中，可适用本发明的实施例并不仅限于以下说明的实施例，这点是不言而喻的。1.系统构成图1是表示本实施例中的位置计算系统1的系统构成的一例图。位置计算系统1 构成为包括服务器2及数码相机3，服务器2和数码相机3通过网络N通信连接。服务器2是数码相机3可分别通过网络N通信的服务器，其用于保存GPS卫星的精密星历94。所谓精密星历94是指包括GPS卫星的实际的位置即实际位置、及安装在GPS 卫星中的原子时钟的实际误差即时钟实际误差的精密卫星轨道数据，其是美国测量土地局或国际GPS(Global Positioning System 全球定位系统)服务商等实际观测GPS卫星而编制、提供的数据。服务器2是提供精密星历的私营或国营的计算机系统或从其计算机系统随时或定期地获取精密星历的计算机系统。数码相机3是构成为按照用户操作，将通过摄像元件拍摄到的图像记录作为数字数据，并可执行拍摄图像的显示、印刷等的电子设备。在本实施例中，数码相机3具有GPS 功能，通过接收从GPS卫星发送的GPS卫星信号，进行获取作为用于位置算出计算的各个量的测量信息的处理。GPS卫星信号是通过作为扩散码的一种的CA(Coarse and Acquisition 粗捕获码)码，以作为扩频方式(spread spectrum method)被公知的CDMA (Code Division Multiple Access:码分多址)方式调制成的1. 57M2 [GHz]的通信信号。CA码是将码长 1023码元(chip)视为IPN帧的重复周期Ims的伪随机噪音码，且每个GPS卫星各不相同。在本实施例中，测量信息包括已接收到的GPS卫星信号的CA码(以下称为“接收 CA码”)的相位即码相位、及已接收到的GPS卫星信号的频率即接收频率这两种信息。数码相机3断续地进行通过使内置的GPS接收机间歇动作，从而获取测量信息，并将其存储到存储部的处理(第一处理)。此外，在本实施例中，数码相机3包括具有加速度传感器或陀螺传感器等的惯性传感器的传感器部。而且，继续地执行使用传感器部的检测结果计算数码相机3的由移动方向及移动距离构成的移动矢量，并将计算出的移动矢量与计算时刻对应地存储到存储部中的处理(第二处理)。而且，在拍摄后的任意的定时(timing)，采用断续地获取并存储的测量信息和继续地计算并存储的移动矢量，计算过去的拍摄时刻(期望时刻)的数码相机 3的位置。2.功能构成图2是表示数码相机3的功能构成的一例框图。数码相机3包括处理部10、GPS 接收部20、传感器部30、操作部40、显示部50、通信部60、摄像部70、时钟部80、存储部90 及拍摄图像DB (Data Base 数据库)100。处理部10是按照存储部90中存储的系统程序等的各种程序整体控制数码相机3 的各部的控制装置，其由CPU (Central Processing Unit:中央处理器)等处理器构成。处理部10为了实现数码相机3的本质功能，根据通过操作部40输入的指示操作，执行使摄像部70拍摄数码相机3的正面方向的图像的拍摄处理、或进行使显示部50显示拍摄到的图像的处理。此外，处理部10为了使数码相机3实现位置计算功能而进行以下的处理。也就是说，断续地执行使通过GPS接收部20获取到的测量信息与获取时刻对应地存储到存储部90 中的处理(第一处理)。此外，继续地执行处理(第二处理)使用传感器部30的检测结果， 计算数码相机3的表示移动方向及移动距离的移动矢量，并使计算出的移动矢量与计算时刻对应地存储到存储部90中。而且，使存储部90所存储的测量信息和移动矢量，在以后时刻，进行计算在执行了拍摄处理的时刻(期望时刻)的数码相机3的位置的处理。GPS接收部20是基于通过未图示的GPS天线接收到的GPS卫星信号，计测数码相机3的位置的位置计算电路或位置计算装置，其是相当于所谓的GPS接收机的功能�？�。虽然省略图示，但是GPS接收部20由RF接收电路部及基带处理电路部构成。另外，RF接收电路部及基带处理电路部既可以作为各自不同的LSI(Large Scale htegration 大规模集成电路)进行制造，又可以作为一片进行制造。GPS接收部20包括作为功能部的测量获取部21，该测量获取部21从接收信号捕捉GPS卫星信号从而获取测量信息。测量获取部21进行接收到的GPS卫星信号的扩散码即接收CA码和在装置内部产生的模拟CA码即复制CA码之间的相关运算，从而捕捉GPS卫星信号。这时，为了指定GPS卫星信号的接收频率，在改变检索频率的同时，进行接收CA码和复制CA码之间的相关运算。此外，测量获取部21在使与接收CA码相乘的复制CA码的相位(码相位)变化的同时进行相关运算。测量获取部21检测通过相关运算计算的相关值变为最大的接收频率及码相位，并将这些作为测量信息输出给处理部10。在测量信息中，接收频率主要用于GPS 卫星信号的捕捉或数码相机3的速度算出计算。此外，码相位主要用于数码相机3的位置算出计算。传感器部30由用于检测数码相机3的移动状态的惯性传感器构成，例如，包括加速度传感器31、陀螺传感器33及方向传感器35。
加速度传感器31是检测数码相机3的加速度的传感器，其可以是应变测量式 (strain gauge type)或压电式的任一种,且也可以是 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems 微电机系统)传感器。此外，陀螺传感器33是检测数码相机3的角速度的传感器，其以轴向与加速度传感器31相同的方式配置设定。加速度传感器31及陀螺传感器33以检测并输出预先对应传感器制定的局部坐标系统的传感器坐标系统的正交三个轴各个轴方向的加速度及各轴的绕轴的角速度的方式来设计。另外，加速度传感器31及陀螺传感器33既可以是各自独立的传感器，也可以是一体式的传感器。方向传感器35是检测数码相机3的移动方向的传感器，其诸如由地磁传感器构成。地磁传感器是所谓的电子指南针，其是通过检测地磁从而可检测出北方位的传感器。操作部40诸如是由触摸面板或按钮开关等构成的输入装置，其将按下的键或按钮的信号输出给处理部10。通过该操作部40的操作，进行拍摄指示操作、拍摄图像阅览指示操作、或拍摄场所分析操作等的各种指示操作。显示部50由LCD (Liquid Crystal Display 液晶显示器)等构成，其是基于从处理部10输入的显示信号进行各种显示的显示装置。在显示部50上显示有取景器图像或拍摄图像等。通信部60是用于按照来自处理部10的指示信号在与服务器2或其他数码相机3 之间进行通信用的通信装置。该功能诸如通过IEEE802. 11的无线LAN或Bluetooth (注册商标)等无线通信模块等来实现。摄像部70是按照来自处理部10的指示信号，拍摄数码相机3的正面方向(镜头所朝向的方向)的图像的电路部，其构成为包括(XD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)图像传感器等摄像元件。时钟部80是数码相机3的内部时钟，向处理部10输出时钟时刻。因存在时钟误差，所以时钟部80的时钟时刻随着时间的经过而偏离正确的时刻。因此，调整时钟部80，以便使用通过位置算出计算计算出的时钟误差，校正时钟部80的时钟误差，并计时准确的时间。处理部10基于时钟部80的时钟时刻，判断测量信息的获取时刻、移动矢量的计算时刻或拍摄时刻等的时刻。存储部90 由 ROM (Read Only Memory 只读存储器)、闪存 ROM 和 RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)等存储装置构成，并存储数码相机3的系统程序、以及用于实现拍摄功能、拍摄图像显示功能、拍摄场所分析功能等的各种功能的各种程序、数据等。此外，具有暂时地存储各种处理的处理中数据、处理结果等的工作区。拍摄图像DB 100是积累地存储有通过处理部10执行拍摄处理而拍摄到的图像的数据库。3.数据构成图3是表示存储部90所存储的数据的一例图。在存储部90中作为程序存储有通过处理部10读出、并作为主处理(参照图10及图11)执行的主程序91。此外，在主程序 91中作为子程序包括作为移动矢量计算处理(参照图12)执行的移动矢量计算程序911和作为位置计算处理(参照图13)执行的位置计算程序913。主处理除包括处理部10用于发挥作为拍摄功能、拍摄图像显示功能等的数码相机3的本质功能的处理外，还包括基于通过位置计算处理计算出的位置，分析拍摄场所的处理。在进行拍摄场所分析后，处理部10使已分析的拍摄场所等的信息与拍摄图像对应地存储到拍摄图像DB 100中，在拍摄图像显示处理中使拍摄场所等的信息也一并显示在显示部50上。所谓移动矢量计算处理是指处理部10利用传感器部30的检测结果，继续地计算表示数码相机3的移动方向及移动距离的移动矢量，并使计算出的移动矢量与计算时刻对应地存储到存储部90中的处理。此外，所谓位置计算处理是指处理部10利用累积存储在存储部90中的测量信息和移动矢量，在以后时刻计算出在执行了拍摄处理的时刻(拍摄时刻)的数码相机3的位
置的处理。参照图4及图5，对本实施例的位置计算处理进行说明。图4(A)是示意地示出各种时刻和移动矢量的图，横轴表示时间。时间轴的下面所示的虚线箭头表示移动矢量的计算时刻、实线箭头表示测量信息的获取时刻、白色箭头表示拍摄时刻。此外，时间轴上面所示的粗实线箭头表示根据其方向及长度而在该计算时刻计算出的移动矢量，其作为表示从该计算时刻到下次计算时刻的移动状态的矢量而图示。此外，在本实施例中，以移动矢量的计算时间间隔比测量信息的获取时间短的情况为例进行说明。在图4(A)中，示出时刻“hi” “hl2”这12个时刻，并在每个时刻进行移动矢量的计算，每五个时刻进行测量信息的获取的情况为例进行说明。在时刻“h8”执行拍摄处理。也就是说，拍摄时刻是“h8”。首先，判断与拍摄时刻 “h8”最接近的测量获取时刻。如图4㈧所示，在拍摄时刻“h8”的前后，作为测量获取时刻存在有“h6”及“hll”这两个时刻，但由于时间接近的是时刻“h6”，所以判断“h6”为最接近的测量获取时刻。这时，利用在测量获取时刻“h6”获取到的测量信息进行位置算出计算。位置算出计算能够通过利用数码相机3和GPS卫星间的伪距，进行诸如用最小二乘法(least squares)或卡尔曼滤波(Kalman filter)的公知的收敛运算来实现。伪距如下计算。也就是说，利用根据从服务器2获取的精密星历94计算的GPS卫星的精密卫星位置和数码相机3的最新计算位置，计算出伪距的整数部分。此外，利用测量信息所包括的码相位，计算出伪距的小数部分。通过合计这样求得的整数部分和小数部分，从而求得伪距。接着，将通过位置算出计算计算出的在测量获取时刻“h6”的数码相机3的位置作为基点位置，利用在从测量获取时刻“h6”到拍摄时刻“h8”之间计算出的移动矢量，计算出在拍摄时刻“h8”的数码相机3的位置。具体地说，如图4(B)所示，通过将在测量获取时刻 “h6”的计算位置作为基点位置，并基于以在计算时刻“h6”的移动矢量“V6”及在计算时刻 “h7”的移动矢量“V7”示出的移动方向及移动距离，使基点位置位移(shift)，从而计算出在拍摄时刻“h8”的位置。图5是用于说明位置计算处理的另一例图。图的表示方法与图4相同。在这里， 对拍摄时刻是“h9”的情况进行说明。首先，判断与拍摄时刻“h9”最接近的测量获取时刻。 如图5 (A)所示，在拍摄时刻“h9”的前后，作为测量获取时刻存在有“h6”及“hll，，这两个时刻，但时间接近的是时刻“hll”。这时，利用在测量获取时刻“hll”获取到的测量信息，进行位置算出计算。接着，将在测量获取时刻“hll”的数码相机3的位置作为基点位置，利用在从摄影时刻“h9”到测量获取时刻“hll”之间计算出的移动矢量，计算出在拍摄时刻“h9”的数码相机3的位置。具体地说，如图5(B)所示，通过将在测量获取时刻“hll”的计算位置作为基点位置，并基于以使在计算时刻“h9”的移动矢量“V9”反转的矢量“-V9”及使在计算时刻“hlO”的移动矢量“V10”反转的矢量“-V10”示出的移动方向及移动距离，使基点位置位移，从而计算出拍摄时刻“h9”的位置。返回到图3的数据构成的说明，在存储部90中作为数据存储有地图数据92、测量可靠度判断用表93、精密星历94、传感器数据95、移动矢量数据96、以及不同卫星测量数据 97。存储部90具有测量信息与获取时刻对应地存储的存储区域(第一存储部)及移动矢量与计算时刻对应地存储的存储区域(第二存储部)。地图数据92是与位置坐标对应注册有车站或公园、寺院和神社、购物中心等的各种设施的数据库。地图数据92用于处理部10进行拍摄场所的分析处理。测量可靠度判断用表93是为了判断表示通过测量获取部21获取到的测量信息的可靠性的指标值(以下称为“测量可靠度”)而使用的表。测量可靠度诸如以“0 1”的范围的值表示，“0”表示测量信息的可靠性最低、“ 1”表示测量信息的可靠性最高。测量可靠度可以根据各种观点来判断。例如，能够基于从GPS卫星接收到的GPS 卫星信号的信号强度来判断。接收信号的信号强度越大，通过相关运算获得所谓相关值的功率就越大，从而相关值的峰值检测(卫星信号捕捉)的正确性得以提高。因此，可以说接收信号的信号强度越大，获取的测量信息的可靠性越高。据此，确定规定接收信号的信号强度和测量可靠度具有正相关的条件即可。当然，也可以根据其他观点来判断。虽然将在变形例中进行后述，但是诸如也可以根据GPS卫星的仰角，判断仰角高的一个卫星的测量信息的可靠性高。精密星历94是关于各个GPS卫星的精密卫星轨道的数据，其是通过通信部60从服务器2获取的数据。精密星历94诸如时间序列地存储有各GPS卫星的对应规定期间的实际位置及时钟实际误差。传感器数据95是时间序列地存储有传感器部30的检测结果的数据，图6示出其数据构成例。传感器数据95对应传感器部30的检测时刻951存储有通过加速度传感器31 检测出的三轴加速度953、通过陀螺传感器33检测出的三轴的绕轴的角速度955、及通过方位传感器35检测出的方位957。移动矢量数据96是时间序列地存储有表示数码相机3的移动状态的移动矢量的数据，图7示出其数据构成例。移动矢量数据96对应移动矢量的计算时刻961，时间序列地存储有诸如在正交坐标系统中的移动矢量963的成分。传感器部30的检测时间间隔比移动矢量的计算时间间隔短。因此，通过传感器部30的相当于规定检测次数(例如相当于 10次)的数据，计算出一次移动矢量。不同卫星测量数据97是按GPS卫星存储通过测量获取部21获取到的测量信息的数据，图8示出其数据构成例。在不同卫星测量数据97中，与GPS卫星的编号971对应地存储有由测量信息的获取时刻972、测量信息973、接收信号的信号强度974及测量可靠度 975构成的测量数据。在本实施例中，对以比移动矢量的计算时间间隔长的时间间隔获取测量信息的方式设计、构成测量获取部21的情况为例进行说明。也就是说，测量信息的获取时刻972的时间间隔比移动矢量数据96的计算时刻961的时间间隔长。测量信息973包括从该GPS卫星接收到的CA码(接收CA码)的相位即码相位、 和在从该GPS卫星接收到GPS卫星信号时的频率即接收频率。信号强度974是从该GPS卫星接收到的GPS卫星信号的强度，其诸如以C/N比(Carrier to Noise ratio:载噪比)等的指标值表示。此外，测量可靠度975是表示关于该GPS卫星获取的测量信息973的可靠性的指标值。图9是表示拍摄图像DB 100存储的数据的一例图。在拍摄图像DB100中相对应地存储有拍摄图像的数据文件名101、该拍摄图像的拍摄日期时间103、该拍摄图像的拍摄方向105、作为在该拍摄图像的拍摄时刻的数码相机3的位置而被计算出的计算位置107、 以及作为包括该计算位置107的设施的名称的设施名109。另外，当只进行拍摄、不进行拍摄场所的分析处理时，该拍摄图像处于还未与计算位置107和设施名109对应的状态。4.处理的流程图10及图11是表示通过由处理部10读出并执行存储在存储部90中的主程序 91，从而在数码相机3中执行的主处理的流程的流程图。主处理是数码相机3在初始电源接通后执行的处理。最初，处理部10以运行(active)模式启动数码相机3 (步骤Al)。在本实施例中， 将数码相机3处于可执行拍摄功能、拍摄图像阅览功能、拍摄场所分析功能等的状态下动作的模式作为“运行模式”的情况为例进行说明。其另一方面，将处于不能执行上述功能的状态而休止的模式作为“休眠模式”的情况为例进行说明。所谓“休眠模式”是指处理部10 在省电状态下进行工作的模式，也可以说是电源未被切断的待机模式。启动后，处理部10通过读出并执行存储部90所存储的移动矢量计算程序911，从而开始移动矢量计算处理(步骤⑵。之后，常驻地执行移动矢量计算处理，从而继续地进行移动矢量的计算。图12是表示移动矢量计算处理的流程的流程图。首先，处理部10判断是否是移动矢量的计算定时(步骤Bi)。移动矢量的计算定时是对应比传感器部30的检测时间间隔长的每个时间间隔的定时。而且，当判断出是移动矢量的计算定时的情况下(步骤Bl的是)，处理部10基于对应规定时间的传感器部30的检测结果，计算出移动矢量(步骤B3)。通过积分加速度传感器31的检测结果来计算移动矢量的大小。此外，利用陀螺传感器33的检测结果的积分值和方向传感器35的检测结果计算移动矢量的方向。接着，处理部10将在步骤B3中计算出的移动矢量963与计算时刻961相对应地存储到存储部90的移动矢量数据96中(步骤B5)。而且，处理部10返回到步骤Bi，反复执行上述处理。返回到图10的主处理，在开始了移动矢量计算处理后，处理部10判断通过操作部 40实现的数码相机3的切换操作(步骤A3)。而且，在判断出切换操作是拍摄指示操作的情况下(步骤A3 拍摄指示操作)，处理部10开始拍摄处理(步骤A5)。具体地说，移至拍摄模式，使显示部50显示数码相机3的正面方向的取景器图像。 而且，在通过操作部40按下快门操作的情况下，使摄像部70执行拍摄，并使拍摄到的图像的数据101与拍摄日期时间103相对应地存储到拍摄图像DB 100中。此外，基于陀螺传感器33和方位传感器35的检测结果，计算出拍摄方向105，并使其一并存储到拍摄图像DB 100 中。另外，在拍摄处理中，只要进行手振校正处理即可。例如，只要使用陀螺传感器 33的检测结果，通过镜头位移(lens shifting)方式、图像传感器位移(image sensor shifting)方式或镜头单元摇动(lens unit swing)方式等的光学式的校正方式来执行手振小镇处理即可。接着，处理部10判断是否是测量信息的获取定时(步骤A7)。而且，在判断出是获取定时的情况下(步骤A7的是)，处理部10启动GPS接收部20 (步骤A9)。在本实施例中， 通过使GPS接收部20定期地启动并获取测量信息的所谓的全天候跟踪(always-tracking method)，从而实现断续的测量信息的获取、存储。之后，处理部10从GPS接收部20输入测量信息973 (步骤All)，并判断该测量信息973的可靠度(步骤Al； )。具体地说，从GPS接收部20输入信号强度975，参照存储部 90所存储的测量可靠度判断用表93，判断该测量信息973的测量可靠度975。而且，与这些信息相对应地存储到存储部90的不同卫星测量数据97中。接着，处理部10使GPS接收部20停止(步骤A15)。而且，判断是否结束拍摄处理 (步骤A17)，在判断出还未结束的情况下(步骤A17的否)，返回到步骤A7。此外，在判断出结束拍摄处理的情况下(步骤A17的是)，结束拍摄处理，移至步骤A31的处理。另一方面，在判断出在步骤A3中切换操作是拍摄图像阅览指示操作的情况下(步骤A3 拍摄图像阅览指示操作)，处理部10开始拍摄图像显示处理(步骤A19)。也就是说， 移至拍摄图像阅览模式，按照通过操作部40的用户的选择操作，读出拍摄图像DB 100存储的数据文件名101的拍摄图像数据，并使其显示在显示部50上。这时，例如，一并显示与该拍摄图像对应的拍摄日期时间103、拍摄方向105及设施名109。另外，也可以一并显示表示计算位置107的位置坐标。接着，处理部10进行步骤A7 A15的处理。而且，判断是否结束拍摄图像显示处理(步骤A21)，在判断出还未结束的情况下(步骤A21的否)，返回到步骤A19后的步骤 A7。此外，在判断出结束拍摄图像显示处理的情况下(步骤A21的是)，结束拍摄图像显示处理，移至步骤A31的处理。另一方面，在步骤A3中判断出切换操作是拍摄场所分析指示操作的情况下(步骤 A3 拍摄场所分析指示操作)，处理部10判断通信部60的通信状态是否为“接通(ON) ”(步骤A23)。而且，在判断出通信状态是“断开(OFF)”的情况下(步骤A23的否)，移至步骤 A31的处理。此外，在判断出通信状态是“接通(ON)”的情况下(步骤A23的是)，处理部10访问服务器2获取精密星历94，并存储到存储部90中(步骤A2Q。而且，处理部10按照存储部90存储的位置计算程序913进行位置算出计算(步骤A27)。图13是表示位置算出处理的流程的流程图。首先，处理部10分别针对作为拍摄场所的分析对象的各拍摄图像执行循环A的处理(步骤Cl C15)。在循环A的处理中，处理部10参照不同卫星测量数据97，判断临该拍摄图像的拍摄时刻之前及紧跟着该拍摄图像的拍摄时刻之后的测量获取时刻972(步骤Ο)。而且， 在之前及之后的测量获取时刻中选择接近该拍摄图像的拍摄时刻的测量获取时刻(步骤C5)，并从存储部90的不同卫星测量数据97中读出在已选择的测量获取时刻972获取的测量信息973 (步骤C7)。之后，处理部10利用在步骤C7中读出的测量信息973和存储部90存储的精密星历94，执行用于计算基点位置的位置算出计算(步骤C9)。其另一方面，处理部10从存储部90的移动矢量数据96中读出在该拍摄图像的拍摄时刻和在步骤C5中已选择的测量获取时刻之间的计算时刻961计算出的移动矢量 963(步骤 Cll)。而且，处理部10利用在步骤C9中计算出的基点位置、和在步骤Cll中读出的移动矢量，计算在拍摄时刻的数码相机3的位置(步骤Ci;3)。而且，处理部10移至后续的拍摄图像的处理。在对作为拍摄场所的分析对象的全部的拍摄图像进行步骤C3 C13的处理后，处理部10结束循环A的处理(步骤C15)。而且，处理部10结束位置计算处理。返回到图10的主处理，在进行位置计算处理后，处理部10进行拍摄场所添加处理 (步骤A29)。具体地说，核对在位置计算处理中求得的计算位置和存储部90的地图数据 92，指定包括计算位置的位置坐标的设施名。而且，使已指定的设施名109与拍摄图像对应地存储拍摄图像DB 100中。在进行步骤A17、步骤A21或步骤似9的处理后，处理部10判断是否移至休眠模式 (步骤A31)。也就是说，判断是否用户通过操作部40实现使数码相机3变成休眠模式的指示操作。而且，当判断出移至休眠模式的情况下(步骤A31的是)，在从运行模式移至休眠模式后(步骤A3!3)，执行步骤A7 步骤A15的处理。接着，处理部10判断是否解除休眠模式(步骤A35)。也就是说，判断是否由用户通过操作部40实现转换成运行模式的指示操作。在判断出未解除休眠模式的情况下(步骤A35的否)，处理部10返回到步骤A33 的后续的步骤A7。此外，在判断出解除休眠模式的情况下(步骤A35的是)，处理部10移至运行模式(步骤A37)。而且，返回到步骤A3。5.作用效果在数码相机3中，测量获取部21断续地执行第一处理通过从GPS卫星接收GPS 卫星信号，从而获取测量信息，并使获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储到存储部 90中。其另一方面，处理部10继续地执行第二处理利用传感器部30的检测结果计算出移动矢量，并使计算出的移动矢量与计算时刻对应地存储到存储部90中。而且，利用在与拍摄时刻最接近的获取时刻所获取的测量信息和在从该获取时刻到拍摄时刻之间计算出的移动矢量，计算在拍摄时刻的位置。在断续地获取测量信息并存储到存储部90中的同时，继续计算移动矢量并存储到存储部90中。而且，用在与拍摄时刻最接近的获取时刻所获取的测量信息求得基点位置，并利用在该获取时刻和拍摄时刻之间计算出的移动矢量，计算出相对于该基点位置的相对位置。这不是在拍摄时使位置计算完成的方法，而是存储拍摄时的位置计算用的信息， 从而事后计算拍摄位置的新方法。此外，在本实施例中，数码相机3与服务器2进行通信，获取GPS卫星的精密卫星轨道的数据、即精密星历，并在用测量信息的位置算出计算中进行使用。由于利用精密卫星轨道数据进行位置算出计算，所以能够正确地求得拍摄位置。6.变形例6-1.电子设备在上述的实施例中，虽然对将本发明适用于作为电子设备的一种的数码相机的情况为例进行了说明，但是可适用本发明的电子设备并不限定于此。也可以将本发明应用于作为具有同样拍摄功能的电子设备，诸如便携式电话机、PDA(Personal Digital Assistant 个人数字助理)，并进行在通过这些电子设备执行了拍摄处理的时刻的位置计算。此外，即使对于不具有拍摄功能的电子设备，也可同样适用本发明。6-2.期望时刻与上述关联，也可以不将在具有拍摄功能的电子设备中执行拍摄处理的时刻作为期望时刻来进行位置计算，而是将其他的处理时刻作为期望时刻进行位置计算。例如，也可以在具备位置计算装置的便携式电话机中，将执行了通话处理的时刻、执行了邮件的接收发送处理的时刻作为期望时刻来进行位置计算。此外，也可以在PDA、笔记本式电脑等具有通信功能的电子设备中，将执行了通信处理的时刻作为期望时刻进行位置计算。6-3.卫星定位系统此外，在上述实施方式中，虽然将GPS举例作为卫星定位系统的情况为例进行了说明，但也可以是 WAAS(Wide Area Augmentation System 广域增强系统)、QZSS (Quasi Zenith Satellite System 准天顶卫星系统)、GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System 全球导航卫星系统)、及GALILEO等其他卫星定位系统。6-4.测量信息的读出在上述实施方式中，已经对从存储部90读出在与拍摄时刻最接近的获取时刻获取的测量信息并计算基点位置的情况进行了说明。但是，也可以加进测量可靠度来读出测量信息，计算出基点位置。例如，也可以从存储部90读出在拍摄时刻的前后的测量获取时刻中的测量可靠度高的测量获取时刻的测量信息，计算出基点位置。6-5.位置计算图14是变形例中的位置计算的原理的说明图。图14的表示方法与图4及图5相同。在这里，将拍摄时刻作为“h8”进行说明。首先，判断拍摄时刻“h8”的前后的测量获取时刻。作为拍摄时刻“h8”的前后的测量获取时刻，符合有“h6”及“hll”这两个时刻。在这里，为了便于说明，将时刻“h6”作为第一测量获取时刻，将时刻“hll”作为第二测量获取时刻。接着，利用在第一测量获取时刻“h6”获取到的测量信息进行位置算出计算，计算在第一测量获取时刻“h6”的数码相机3的位置视为第一基点位置。而且，从存储部读出在计算时刻“h6”及计算时刻“h7”计算出的移动矢量“V6”及移动矢量“V7”，并利用第一基点位置和已读出的移动矢量“V6”及移动矢量“V7”，计算在拍摄时刻“h8”的数码相机3的位置。将这样求得的位置作为第一计算位置。其另一方面，利用在第二测量获取时刻“hll”获取的测量信息进行位置算出计算， 并计算在第二测量获取时刻“hll”的数码相机3的位置视为第二基点位置。而且，从存储部读出在计算时刻“h8” “hlO”计算出的移动矢量，并利用第二基点位置和使已读出的移动矢量“V8” “V10”反转的移动矢量“-V8” “-V10”，计算在拍摄时刻“h8”的数码相机3的位置。将这样求得的位置视为第二计算位置。接着，利用第一计算位置和第二计算位置，求得在拍摄时刻的最终位置。具体地说，进行第一计算位置和第二计算位置的平均处理，求得最终位置。作为平均处理，既可以适用单纯的算数平均，又可以适用加权平均。在使用加权平均时，例如，进行基于第一测量获取时刻和拍摄时刻之间的时刻差、及第二测量获取时刻和拍摄时刻之间的时刻差的加权，进行加权平均。例如，在图14中，第一测量获取时刻“h6”和拍摄时刻“h8”的时刻差是“两个时刻”，第二测量获取时刻“hll”和拍摄时刻“h8”的时刻差是“三个时刻”。考虑在与拍摄时刻的时间差小的获取时刻获取到的测量信息的计算的位置的正确性变高。因此，例如，将通过将连结例如第一计算位置和第二计算位置的线段内分为23而求得的位置作为在拍摄时刻“h8”的最终计算位置。此外，作为其他考虑方法，也可以进行基于测量可靠度的加权进行加权平均。考虑测量可靠度越大，测量信息的可靠性越高，从而计算出的位置的正确性越高。因此，越是通过利用测量可靠度大的测量信息而计算出的位置则越较高设定权重是恰当的。例如，在第一测量获取时刻的测量信息的可靠度是“0.8”，在第二测量获取时刻的测量信息的可靠度是“0.6”。但是，测量可靠度是“0” “1”范围的值，其表示数值越大， 测量信息的可靠性越高。这时，将通过将连结第一计算位置和第二计算位置的线段内分为 1 2(= (1-0.8) (1-0.6))求得的位置作为在拍摄时刻的最终计算位置。另外，如果并用基于上述测量获取时刻和拍摄时刻的时间差的加权、和基于测量可靠度的加权两者进行加权平均，则能够进一步提高位置计算的正确性。6-6.测量可靠度的判断方法在上述实施方式中，虽然对根据接收到GPS卫星信号的接收信号的信号强度来判断测量可靠度的情况进行了说明，但是也可以基于其他指标值来判断测量可靠度。例如，也可以基于GPS卫星信号的接收环境进行判断。在室内环境(屋内环境)等的接收环境下， 虽然测量可靠度变低，但在室外环境(屋外环境)等的接收环境下，测量可靠度变高。除此之外，也可以基于GPS卫星的仰角进行判断。由于GPS卫星的仰角越高，越可接收不易受多路径等的影响的高品质的信号，所以测量可靠度变高。此外，也可以基于作为 GPS卫星的天空配置的指标值的PDOP (Position Dilution Of !decision 位置精度稀释) 值进行判断。由于PDOP值越小GPS卫星的天空配置越良好，所以测量可靠度变高。只要将这些条件作为判断条件，制定存储部90的测量可靠度判断用表93即可。6-7.速度计算处理在上述实施方式中，虽然进行了着眼于位置计算处理的说明，但是也可以同样进行速度计算处理。由于GPS卫星的移动和数码相机3的移动而产生多普勒。GPS卫星的精密移动速度可以根据精密星历94进行计算。其另一方面，多普勒频率可以根据测量信息中包括的接收频率进行计算。因此，能够通过公知的计算方法，计算数码相机3的移动速度。
权利要求
1.一种位置计算方法，包括执行以下的第一处理通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中；执行以下的第二处理使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算包括移动方向及移动距离的移动信息，并将计算出的移动信息与计算时刻相对应地存储在存储部中；以及至少使用所述获取时刻满足规定的接近时刻条件的测量信息、和所述计算时刻处于所述测量信息的获取时刻和所给的期望时刻之间的所述移动信息，计算在所述期望时刻的位置。
2.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中，计算所述位置包括通过使用所述获取时刻满足所述接近时刻条件的测量信息求得基点位置，并使用所述移动信息计算相对于所述基点位置的相对位置，从而计算在所述期望时刻的位置。
3.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中，计算所述位置包括将临所述期望时刻之前或紧跟所述期望时刻之后的获取时刻作为所述接近时刻条件，从所述存储部读出测量信息。
4.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中，计算所述位置包括从所述存储部读出满足规定的高可靠性条件、且所述获取时刻满足所述接近时刻条件的测量信息。
5.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中，所述期望时刻是执行了规定的摄像处理的时刻。
6.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中，所述定位卫星是GPS卫星，所述位置计算方法还包括获取所述GPS卫星的精密星历，计算所述位置是进一步使用所述精密星历计算位置。
7.—种位置计算装置，包括第一处理执行部，执行以下的第一处理通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中；第二处理执行部，执行以下的第二处理使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算包括移动方向及移动距离的移动信息，并将计算出的移动信息与计算时刻相对应地存储在存储部中；以及位置计算部，至少使用所述获取时刻满足规定的接近时刻条件的测量信息、和所述计算时刻处于所述测量信息的获取时刻和所给的期望时刻之间的所述移动信息，计算在所述期望时刻的位置。
全文摘要
本发明公开了一种位置计算方法及位置计算装置，该位置计算方法包括执行以下的第一处理通过从定位卫星接收卫星信号来获取测量信息，并将获取到的测量信息与获取时刻相对应地存储在存储部中；执行以下的第二处理使用至少包括加速度传感器的传感器部的检测结果计算包括移动方向及移动距离的移动信息，并将计算出的移动信息与计算时刻相对应存储在存储部中；以及至少使用所述获取时刻满足规定的接近时刻条件的测量信息、和所述计算时刻处于所述测量信息的获取时刻和所给的期望时刻之间的所述移动信息，计算在所述期望时刻的位置。
文档编号G01C21/16GK102235863SQ20111008867
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者青木永亘 申请人:精工爱普生株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
