特開 2024-127666 累積高度算出装置、累積高度算出方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127666

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】累積高度算出装置、累積高度算出方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 5/06 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

G01C5/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037008

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】▲桑▼田 正博

(57)【要約】      （修正有）

【課題】強風や身体の動きといった外的要因による気圧変動の影響を抑制することにより、精度良く現在地の高度を算出する累積高度算出装置、累積高度算出方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】累積高度算出装置１００は、気圧センサから気圧データを取得する気圧データ取得部１１０と、取得した気圧データから第１の累積高度を計算する第１の計算部１２０と、取得した気圧データから第２の累積高度を計算する第２の計算部１３０と、取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する状態判定部１４０と、判定したいずれかの状態に応じて、第１の累積高度及び第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する統合部１５０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気圧センサから気圧データを取得する気圧データ取得部と、
前記取得した気圧データから第１の累積高度を計算する第１の計算部と、
前記取得した気圧データから第２の累積高度を計算する第２の計算部と、
前記取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する状態判定部と、
前記判定したいずれかの状態に応じて、前記第１の累積高度及び前記第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する統合部と、
を備えることを特徴とする累積高度算出装置。

【請求項2】

前記第１の計算部は、前記取得した気圧データを第１の強度で平滑化する第１の平滑化フィルタを備え、
前記第２の計算部は、前記取得した気圧データを前記第１の強度よりも大きい第２の強度で平滑化する第２の平滑化フィルタを備え、
前記状態判定部は、前記取得した気圧データに含まれるノイズが所定基準よりも少ない場合には、現在の状態が第１の状態であると判定し、所定基準よりも多い場合には、第２の状態であると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の累積高度算出装置。

【請求項3】

前記第１の計算部は、
前記第１の平滑化フィルタで平滑化された気圧データから、所定の周期ごとに第１の期間における昇降の方向を判定する第１の昇降判定部と、
前記所定の周期における昇降の差分値を算出し、前記判定した昇降の方向と前記算出した昇降の差分値とに基づいて、前記第１の累積高度を計算する第１の累積高度計算部と、をさらに備え、
前記第２の計算部は、
前記第２の平滑化フィルタで平滑化された気圧データから、所定の周期ごとに前記第１の期間よりも大きい第２の期間における昇降の方向を判定する第２の昇降判定部と、
前記所定の周期における昇降の差分値を算出し、前記判定した昇降の方向と前記算出した昇降の差分値とに基づいて、前記第２の累積高度を計算する第２の累積高度計算部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の累積高度算出装置。

【請求項4】

前記第１の累積高度計算部は、前記所定の周期における昇降の差分値が第１の閾値より大きければ、当該所定の周期における昇降の差分値を使用して前記第１の累積高度を計算し、
前記第２の累積高度計算部は、前記所定の周期における昇降の差分値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値より大きければ、当該所定の周期における昇降の差分値を使用して前記第２の累積高度を計算する、
ことを特徴とする請求項３に記載の累積高度算出装置。

【請求項5】

前記状態判定部が前記第１の状態であると判定した場合、前記統合部は、前記第１の累積高度と前記第２の累積高度のうち大きい方を採用し、
前記状態判定部が前記第２の状態であると判定した場合、前記統合部は、前記第２の累積高度を採用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の累積高度算出装置。

【請求項6】

前記状態判定部が前記第１の状態から前記第２の状態に遷移したと判定した場合、前記統合部は、前記第１の状態から前記第２の状態に切り替わってから前記第２の期間が経過するまでは、前記第１の累積高度を採用する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の累積高度算出装置。

【請求項7】

前記第１の昇降判定部が前記昇降の方向が連続して上昇方向又は下降方向であると判定した場合には、前記第１の累積高度計算部は、前記連続して上昇方向又は下降方向であると判定された区間の前記昇降の差分値を足し合わせて連続的な高度変化として保持し、
前記第１の昇降判定部が前記昇降の方向が上昇方向から下降方向、又は下降方向から上昇方向に変化したと判定した場合には、前記第１の累積高度計算部は、前記連続的な高度変化をリセットし、
前記状態判定部が前記第２の状態であると判定した場合、前記統合部は、前記連続的な高度変化が所定の閾値を超えた場合には、前記第１の累積高度を採用する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の累積高度算出装置。

【請求項8】

前記第１の昇降判定部が前記昇降の方向が連続して平地方向であると判定した区間が所定の閾値を超えた場合には、前記第１の累積高度計算部は、前記連続的な高度変化をリセットする、
ことを特徴とする請求項７に記載の累積高度算出装置。

【請求項9】

前記状態判定部が前記第２の状態であると判定した場合、前記統合部は、前記第１の計算部による計算を中断させ、前記第２の計算部による第２の累積高度が前記第１の計算部による第１の累積高度に追いついた場合に、前記第１の計算部による計算を再開させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の累積高度算出装置。

【請求項10】

累積高度算出装置によって実行される方法であって、
気圧センサから気圧データを取得し、
前記取得した気圧データから第１の累積高度を計算し、
前記取得した気圧データから第２の累積高度を計算し、
前記取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定し、
前記判定したいずれかの状態に応じて、前記第１の累積高度及び前記第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する、
ことを特徴とする累積高度算出方法。

【請求項11】

コンピュータを、
気圧センサから気圧データを取得する気圧データ取得部、
前記取得した気圧データから第１の累積高度を計算する第１の計算部、
前記取得した気圧データから第２の累積高度を計算する第２の計算部、
前記取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する状態判定部、
前記判定したいずれかの状態に応じて、前記第１の累積高度及び前記第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する統合部、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、累積高度算出装置、累積高度算出方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

気圧を計測する圧力センサから気圧データを取得し、気圧を高度に変換することで現在地の高度を算出する携帯型高度計が知られている。現実には、気候により大気圧が変動する等の影響があるため、気圧データをそのまま高度に変換しても正確な値は得られにくい。そこで、基準地点における標高に、時々刻々と変化する気圧データから得られる微小な高度の差分値を順次足し合わせていくことにより、得られた累積高度を現在地の高度として推定する手法が知られている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１に開示された携帯型高度計は、高度変化量が大きければ移動状態、小さければ静止状態にあると判定し、移動状態にある場合に、高度の差分値を加算して累積高度を更新することにより、現在値の高度を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－２８９６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された携帯型高度計は、強風や、腕に装着された場合の腕振りといった外的要因を受けることにより、実際以上に高度を加算してしまう恐れがあるし、反対に、高度変化が緩やかだと高度が加算されない恐れもある。

【0006】

本発明は、精度良く現在地の高度を算出する累積高度算出装置、累積高度算出方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る累積高度算出装置は、気圧センサから気圧データを取得する気圧データ取得部と、取得した気圧データから第１の累積高度を計算する第１の計算部と、取得した気圧データから第２の累積高度を計算する第２の計算部と、取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する状態判定部と、判定したいずれかの状態に応じて、第１の累積高度及び第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する統合部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の第２の観点に係る累積高度算出方法は、気圧センサから気圧データを取得し、取得した気圧データから第１の累積高度を計算し、取得した気圧データから第２の累積高度を計算し、取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定し、判定したいずれかの状態に応じて、第１の累積高度及び第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する、ことを特徴とする。

【0009】

また、本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータを、
気圧センサから気圧データを取得する気圧データ取得部、取得した気圧データから第１の累積高度を計算する第１の計算部、取得した気圧データから第２の累積高度を計算する第２の計算部、取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する状態判定部、判定したいずれかの状態に応じて、第１の累積高度及び第２の累積高度に基づき、累積高度を導出する統合部、として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、強風や身体の動きといった外的要因による気圧変動の影響を抑制しつつ、精度良く現在値の高度を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る腕時計のハードウェア構成を示す図である。

【図2】（ａ）第１の状態における気圧値の時間的変化の例を示す図である。（ｂ）第２の状態における気圧値の時間的変化の例を示す図である。

【図3】実施形態に係る累積高度算出装置の機能構成を示す図である。

【図4】実施形態に係る累積高度算出処理を示すフローチャートである。

【図5】第１の高度変化テーブルを示す図である。

【図6】第２の高度変化テーブルを示す図である。

【図7】実施形態に係る第１の計算処理を示すフローチャートである。

【図8】実施形態に係る連続的な高度変化の算出処理を示すフローチャートである。

【図9】実施形態に係る第２の計算処理を示すフローチャートである。

【図10】実施形態に係る状態判定処理を示すフローチャートである。

【図11】実施形態１に係る統合処理を示すフローチャートである。

【図12】実施形態２に係る統合処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態に係る腕時計１及び累積高度算出装置１００について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

【0013】

（実施形態１）
実施形態１に係る腕時計１は、気圧センサを備え、取得した気圧データから現在地の標高を推定し、表示部に表示することによりユーザに提供する腕時計である。腕時計１は、図１に示すように、ＣＰＵ１０と、ＲＡＭ２０と、ＲＯＭ３０と、気圧センサ４０と、Ａ／Ｄ変換回路５０と、発振回路６０と、分周回路７０と、入力装置８０と、表示装置９０と、を備え、これらが不図示のバスを介して互いに接続されている。また、腕時計１は、不図示のリストバンド等を備える。

【0014】

累積高度算出装置１００は、腕時計１のＣＰＵ１０等により実現される装置であり、取得した気圧データを高度データに変換し、現在地の高度を算出する。

【0015】

ＣＰＵ１０は、腕時計１の全体的な制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ３０に記憶されるプログラムを実行することにより、累積高度算出装置１００の種々の機能を実現する。

【0016】

ＲＡＭ２０は、ＲＯＭ３０からプログラムがロードされ、ＣＰＵ１０の作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。また、ＲＡＭ２０には、気圧データから変換した高度データが格納される高度変化テーブル２１が保持される。ＲＯＭ３０は、ＣＰＵ１０が動作するためのプログラムと、処理に用いられる種々のデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）である。

【0017】

気圧センサ４０は、ピエゾ抵抗式気圧計等の気圧センサであり、ＣＰＵ１０からの指令により気圧値を測定する。Ａ／Ｄ変換回路５０は、ＣＰＵ１０の指令により、気圧センサ４０が測定した気圧値をデジタルデータに変換し、ＣＰＵ１０に送る。

【0018】

発振回路６０及び分周回路７０は、ＣＰＵ１０に一定のクロック周波数を持つクロック信号を供給するためのものである。このクロック信号は、ＣＰＵ１０が実行するソフトウェア処理によりクロックパスルの立ち上がり回数をカウントすることで時刻を計時するために利用される。

【0019】

入力装置８０は、ユーザからの指示を受け付けるスイッチ等である。表示装置９０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等であり、タッチパッドである入力装置８０が一体となった静電容量方式のタッチパネル等であってもよい。

【0020】

腕時計１のＣＰＵ１０等により実現される累積高度算出装置１００は、気圧センサ４０により計測された気圧値を取得し、気圧値の時間的変化に含まれるノイズの量に応じた強度で平滑化する。例えば、図２（ａ）に示すように、なだらかに変化する気圧データが得られた場合には、累積高度算出装置１００は、小さい強度で気圧データを平滑化する。反対に、図２（ｂ）に示すようにノイズの多い気圧データが得られた場合には、累積高度算出装置１００は、大きい強度で気圧データを平滑化する。そして、累積高度算出装置１００は、平滑化された気圧データに基づいて現在地の高度を推定する。

【0021】

ここで、平滑化の強度が小さいとは、ローパスフィルタにおけるカットオフ周波数が高いことをいい、平滑化の強度が大きいとは、カットオフ周波数が低いことをいう。

【0022】

累積高度算出装置１００は、図３に示すように、気圧センサ４０から気圧データを取得する気圧データ取得部１１０と、小さい強度で平滑化した気圧データから累積高度を計算する第１の計算部１２０と、大きい強度で平滑化した気圧データから累積高度を計算する第２の計算部１３０と、現在のノイズの状態を判定する状態判定部１４０と、ノイズの状態に応じた累積高度を採用する統合部１５０と、を備える。

【0023】

気圧データ取得部１１０は、ＣＰＵ１０、Ａ／Ｄ変換回路５０等から構成され、気圧センサ４０から気圧データを取得する。

【0024】

第１の計算部１２０は、気圧センサ４０から取得した気圧データから第１の累積高度を計算する。累積高度とは、基準地の標高に、所定期間ごとに計算された高度の差分値を順次足し合わせていくことにより得られる高度である。

【0025】

第１の計算部１２０は、気圧データを第１の強度で平滑化する第１の平滑化フィルタ１２１と、所定の周期ごとに第１の期間における昇降の方向を判定する第１の昇降判定部１２２と、所定の周期における昇降の差分値を算出し、昇降の方向と差分値とに基づいて第１の累積高度を計算する第１の累積高度計算部１２３と、を備える。第１の平滑化フィルタ１２１は、任意のローパスフィルタ等である。第１の期間とは、第１の計算部１２０が気圧データから第１の累積高度を算出するために、例えば１クロックといった所定の周期ごとに昇降の方向を算出するための期間である。

【0026】

第２の計算部１３０は、気圧センサ４０から取得した気圧データから第２の累積高度を計算する。第２の計算部１３０は、気圧データを第２の強度で平滑化する第２の平滑化フィルタ１３１と、所定の周期ごとに第２の期間における昇降の方向を判定する第２の昇降判定部１３２と、所定の周期における昇降の差分値を算出し、昇降の方向と差分値とに基づいて第２の累積高度を計算する第２の累積高度計算部１３３と、を備える。第２の平滑化フィルタ１３１は、任意のローパスフィルタ等である。第２の期間とは、第２の計算部１３０が気圧データから第２の累積高度を算出するために、所定の周期ごとに昇降の方向を算出するための期間である。ここで、第２の強度は、第１の強度よりも大きく、第２の期間は、第１の期間よりも大きい。

【0027】

状態判定部１４０は、気圧センサ４０から取得した気圧データから現在の状態が第１の状態か第２の状態かを判定する。ここで、第１の状態とは、気圧値の時間的変化に含まれるノイズが少ない状態であり、第２の状態とは、ノイズが多い状態のことである。状態判定部１４０は、気圧データに含まれるノイズが所定基準よりも少ない場合には、現在の状態が第１の状態であると判定し、所定基準よりも多い場合には、第２の状態であると判定する。

【0028】

統合部１５０は、状態判定部１４０が判定したいずれかの状態に応じて、第１の累積高度及び第２累積高度に基づき、累積高度を導出する。

【0029】

図４は、累積高度算出装置１００によって実行される累積高度算出処理を説明するフローチャートである。累積高度算出処理は、気圧センサ４０から取得した気圧データから、現時点までの累積高度を算出することにより現在地の高度を推定するための処理である。

【0030】

ユーザが腕時計１の入力装置８０を操作して、現在地の標高（又はそれまでの昇降高度）Ｈ_０を入力すると、累積高度算出処理はスタートする。累積高度算出処理がスタートすると、累積高度算出装置１００は、まず、ＲＡＭ２０に保持される高度変化テーブル２１に、初期状態を格納する。具体的には、累積高度算出装置１００は、図５に示す第１の高度変化テーブル２１ｊの１行目に示すように、クロック周期の番号ｉ＝０、標高Ｈ_０が入力された時の気圧値ｐ_０、標高Ｈ_０等をセットする。また、累積高度算出装置１００は、図６に示す第２の高度変化テーブル２１ｋの１行目に示すように、クロック周期の番号ｉ＝０、標高Ｈ_０が入力された時の気圧値ｐ_０、標高Ｈ_０等をセットする。また、気圧値ｐ_０は、ｉ＝０番目の第１の平滑化フィルタ１２１で平滑化された後の気圧値とｐ_１，０と、第２の平滑化フィルタ１３１で平滑化された後の気圧値ｐ_２，０に代入される。

【0031】

図４に戻り、そして、第１の計算処理（ステップＳ１００）、第２の計算処理（ステップＳ２００）、状態判定処理（ステップＳ３００）、統合処理（ステップＳ４００）がそれぞれスタートする。これらの処理は、ユーザが入力装置８０を操作して、累積高度算出装置１００に対して累積高度算出処理を停止する指示がなされたとき等に終了する。

【0032】

図７は、図４に示す累積高度算出処理をスタートするとスタートする第１の計算処理を説明するフローチャートである。第１の計算処理は第１の計算部１２０によって実行される処理であり、気圧データから第１の累積高度が計算される。気圧データは、発振回路６０及び分周回路７０から供給されるクロック信号のクロック周期ごとに、気圧センサ４０から取得される。また、第１の計算部１２０は、クロック周期ごと等の所定の周期ごとに第１の期間における第１の累積高度を算出する。第１の期間は、クロック周期の整数倍の周期であり、ここでは、クロック周期が１秒（１Ｈｚ）、第１の期間が１０秒であるとする。

【0033】

第１の計算処理がスタートすると、第１の計算処理は、後述するいずれかの条件が満たされるまで待機状態となる（ステップＳ１０１）。第１の計算部１２０は、気圧データ取得部１１０から気圧データを取得すると、クロック周期の番号ｉをインクリメントする（ステップＳ１０２）。そして、第１の計算部１２０は、ｉ番目の気圧データである気圧値ｐ_ｉを第１の高度変化テーブル２１ｊに格納する（ステップＳ１０３）。

【0034】

次に、第１の計算部１２０は、取得した気圧データを第１の平滑化フィルタ１２１で平滑化する（ステップＳ１０４）。その後、第１の計算部１２０は、ＲＡＭ２０に保持される第１の高度変化テーブル２１ｊに、平滑化した気圧データｐ_１，ｉを格納する（ステップＳ１０５）。そして、処理は、ステップＳ１０１に戻る。

【0035】

続いて、第１の計算部１２０は、第１の高度変化テーブル２１ｊに第１の平滑化フィルタ１２１でフィルタ後の気圧データｐ_１，ｉが格納されると、フィルタ後の気圧データｐ_１，ｉのクロック周期の番号ｉが第１の期間である１０（秒）以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１の計算部１２０が、クロック周期の番号ｉが１０以上であると判定すると（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、第１の累積高度計算部１２３は、ｉ番目のフィルタ後の気圧値ｐ_１，ｉと（ｉ－１）番目のフィルタ後の気圧値ｐ_{１，ｉ－１}との差分値である気圧差ｐ_１，ｉ－ｐ_{１，ｉ－１}を計算する（ステップＳ１０７）。一方で、第１の計算部１２０が、ｉが１０未満であると判定すると（ステップＳ１０６でＮｏ）、処理は、ステップＳ１０１に戻る。

【0036】

ステップＳ１０７に戻り、第１の累積高度計算部１２３は、公知の関数により、気圧ｐ_１，ｉ、ｐ_{１，ｉ－１}にそれぞれ対応する高度に変換してから、高度の差分値として、昇降の差分値ｈ_１，ｉを算出する（ステップＳ１０８）。

【0037】

続いて、第１の累積高度計算部１２３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_１，ｉの絶対値が第１の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０９）。第１の累積高度計算部１２３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_１，ｉの絶対値が第１の閾値より大きければ（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_１，ｉを使用して、ｉ番目の第１の累積高度Ｈ_１，ｉ＝Ｈ_{１，ｉ－１}＋ｈ_１，ｉを計算する（ステップＳ１１０）。

【0038】

一方で、第１の累積高度計算部１２３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_１，ｉの絶対値が第１の閾値より小さければ（ステップＳ１０９でＮｏ）、ステップＳ１１０をスキップして、昇降の差分値ｈ_１，ｉを加算しない。

【0039】

続いて、第１の昇降判定部１２２は、ｉ番目の昇降の方向を判定する（ステップＳ１１１）。第１の昇降判定部１２２は、昇降の差分値ｈ_１，ｉの値が０であれば平地方向、正であれば上昇方向、負であれば下降方向というように昇降の方向を判定する。図５における第１の高度変化テーブル２１ｊにおいては、上昇方向であれば「↑」、下降方向であれば「↓」、平地方向であれば「→」が格納されることになる。

【0040】

ここで、第１の昇降判定部１２２は、ステップＳ１０９において、昇降の差分値の絶対値が第１の閾値よりも小さいと判定した場合は、昇降の方向が平地方向であると判定してもよい。また、クロック周期の番号ｉが最初の第１の期間未満であるｉ＝９未満の期間については、平地方向である「→」が初期値として格納されるようにしてもよい。

【0041】

図７に戻り、続いて、第１の計算部１２０は、連続的な高度変化の算出処理を実行する（ステップＳ１３０）。連続的な高度変化の算出処理においては、第１の昇降判定部１２２が昇降の方向が連続して上昇方向又は下降方向であると判定した場合には、第１の累積高度計算部１２３は、連続して上昇方向又は下降方向であると判定された区間の昇降の差分値ｈ_１，ｊを足し合わせて連続的な高度変化として保持する。また、第１の昇降判定部１２２が昇降の方向が上昇方向から下降方向、又は下降方向から上昇方向に変化したと判定した場合には、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化をリセットする。そして、状態判定部１４０が第２の状態であると判定した場合、統合部１５０は、連続的な高度変化が所定の閾値を超えた場合には、第１の累積高度Ｈ_１，ｊを採用する。

【0042】

さらに、連続的な高度変化の算出処理においては、第１の昇降判定部１２２が昇降の方向が連続して平地方向であると判定した区間が所定の閾値を超えた場合には、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化をリセットする。

【0043】

図８は、第１の計算処理において、第１の計算部１２０が第１の累積高度Ｈ_１，ｉを計算すると実行される連続的な高度変化の算出処理を説明するフローチャートである。

【0044】

連続的な高度変化の算出処理がスタートすると、第１の昇降判定部１２２は、ｉ番目のクロック周期において昇降の方向変化があったか否かを判定する（ステップＳ１３１）。第１の昇降判定部１２２が、例えば（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が平地方向（→）であったのに、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）又は下降方向（↓）であったと判定した場合に、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化のカウントを開始するために、連続的な高度変化をセットする（ステップＳ１３２）。このとき、連続的な高度変化には、初期値として昇降の差分値ｈ_１，ｉがセットされる。

【0045】

また、第１の昇降判定部１２２が、例えば、（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）であり、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）であったと判定した場合、又は（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が下降方向（↓）であり、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が下降方向（↓）であったと判定した場合に、第１の累積高度計算部１２３は、昇降の差分値ｈ_１，ｉを加算することにより連続的な高度変化を更新する（ステップＳ１３３）。

【0046】

また、第１の昇降判定部１２２が、例えば、（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）であったのに、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が下降方向（↓）であったと判定した場合、又は（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が下降方向（↓）であったのに、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）であったと判定した場合に、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化をリセットする（ステップＳ１３４）。

【0047】

また、第１の昇降判定部１２２は、例えば、（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が平地方向（→）であり、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が平地方向（→）であったと判定した場合、（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が上昇方向（↑）であり、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が平地方向（→）であったと判定した場合、又は（ｉ－１）番目のクロック周期における昇降の方向が下降方向（↓）であり、ｉ番目のクロック周期における昇降の方向が平地方向（→）であったと判定した場合には、平地方向である期間Ｔ_ｆは所定期間γ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。

【0048】

第１の昇降判定部１２２が、平地方向である期間Ｔ_ｆが所定期間γ以上であると判定すると（ステップＳ１３５でＹｅｓ）、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化をリセットする（ステップＳ１３６）。一方で、第１の昇降判定部１２２が、平地方向である期間Ｔ_ｆが所定期間γ以上ではないと判定すると（ステップＳ１３５でＮｏ）、第１の累積高度計算部１２３は、連続的な高度変化を維持する（ステップＳ１３７）。

【0049】

その後、処理は図８の「Ａ」に進み、図７に示すステップ１０１に戻る。なお、セット、更新、又は維持された連続的な高度変化は、ＲＡＭ２０に保持される。

【0050】

続いて、ステップＳ１０１において、第１の計算部１２０は、その他の条件が満たされたと判定した場合には、その条件に対応する他の処理を実行する（ステップＳ１１２）。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0051】

このように処理を進めていくと、図５に示すように、第１の高度変化テーブル２１ｊには順次値が格納されていく。

【0052】

図９は、図４に示す累積高度算出処理をスタートするとスタートする第２の計算処理を説明するフローチャートである。第２の計算処理は第２の計算部１３０によって実行される処理であり、気圧データから第２の累積高度が計算される。第２の計算部１３０は、クロック周期ごと等の所定の周期ごとに第２の期間における第２の累積高度を算出する。第２の期間は、クロック周期の整数倍の期間であり、第１の期間よりも大きい。ここでは、クロック周期が１秒（１Ｈｚ）、第２の期間が５０秒であるとする。

【0053】

第２の計算処理がスタートすると、第２の計算処理は、後述するいずれかの条件が満たされるまで待機状態となる（ステップＳ２０１）。第２の計算部１３０は、気圧データ取得部１１０から気圧データを取得すると、クロック周期の番号ｉをインクリメントする（ステップＳ２０２）。そして、第２の計算部１３０は、ｉ番目の気圧データである気圧値ｐｉを第２の高度変化テーブル２１ｋに格納する（ステップＳ２０３）。

【0054】

次に、第２の計算部１３０は、取得した気圧データを第２の平滑化フィルタ１３１で平滑化する（ステップＳ２０４）。その後、第２の計算部１３０は、ＲＡＭ２０に保持される第２の高度変化テーブル２１ｋに、平滑化した気圧データｐ_２，ｉを格納する（ステップＳ２０５）。

【0055】

続いて、第２の計算部１３０は、第２の高度変化テーブル２１ｋに第２の平滑化フィルタ１３１でフィルタ後の気圧データｐ_２，ｉが格納されると、フィルタ後の気圧データｐ_２，ｉのクロック周期の番号ｉが第２の期間である５０（秒）以上か否かを判定する（ステップＳ２０６）。第２の計算部１３０が、クロック周期の番号ｉが５０以上であると判定すると（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、第２の累積高度計算部１３３は、ｉ番目のフィルタ後の気圧値ｐ_２，ｉと（ｉ－１）番目のフィルタ後の気圧値ｐ_{２，ｉ－１}との差分値である気圧差ｐ_２，ｉ－ｐ_{２，ｉ－１}を計算する（ステップＳ２０７）。一方で、第２の計算部１３０が、ｉが５０未満であると判定すると（ステップＳ２０６でＮｏ）、処理は、ステップＳ２０１に戻る。

【0056】

ステップＳ２０７に戻り、第２の累積高度計算部１３３は、公知の関数により、気圧差ｐ_２，ｉ－ｐ_{２，ｉ－１}を昇降の差分値ｈ_２，ｉに変換する（ステップＳ２０８）。

【0057】

続いて、第２の累積高度計算部１３３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_２，ｉの絶対値が第２の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０９）。第２の累積高度計算部１３３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_２，ｉの絶対値が第２の閾値より大きければ（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_２，ｉを使用して、ｉ番目の第２の累積高度Ｈ_２，ｉ＝Ｈ_{２，ｉ－１}＋ｈ_２，ｉを計算する（ステップＳ２１０）。

【0058】

一方で、第２の累積高度計算部１３３は、ｉ番目の昇降の差分値ｈ_２，ｉの絶対値が第２の閾値より小さければ（ステップＳ２０９でＮｏ）、ステップＳ２１０をスキップして、昇降の差分値ｈ_２，ｉを加算しない。

【0059】

続いて、第２の昇降判定部１３２は、ｉ番目の昇降の方向を判定する（ステップＳ２１１）。昇降判定の方法については、第１の昇降判定部１２２と同様である。その後、処理は、ステップＳ２０１に戻る。

【0060】

続いて、ステップＳ２０１において、第２の計算部１３０は、その他の条件が満たされたと判定した場合には、その条件に対応する他の処理を実行する（ステップＳ２１５）。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。

【0061】

このように処理を進めていくと、図６に示すように、第２の高度変化テーブル２１ｋには順次値が格納されていく。

【0062】

図１０は、図４に示す累積高度算出処理をスタートするとスタートする状態判定処理を説明するフローチャートである。状態判定処理は、状態判定部１４０によって実行される処理であり、気圧データから現在の状態が第１の状態であるか第２の状態であるかが判定される。状態判定部１４０は、クロック周期である１秒ごとに現在の状態を判定する。

【0063】

状態判定処理がスタートすると、状態判定部１４０は、クロック周期の番号ｉにｉ＝１をセットする（ステップＳ３０１）。そして、状態判定部１４０は、現在の状態が第１の状態か否かを判定する（ステップＳ３０２）。なお、最初のクロック周期においては第１の状態が設定されていてもよい。ここでは、最初のクロック周期であるので、状態判定部１４０は、現在の状態が第１の状態であると判定したとする（ステップＳ３０２でＹｅｓ）。

【0064】

続いて、状態判定部１４０は、昇降の切り替わり頻度Ｆ_１が所定値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。昇降の切り替わり頻度Ｆ_１とは、図５に示す第１の高度変化テーブル２１ｊにおける昇降の方向が、単位時間あたりに切り替わる回数のことである。状態判定部１４０は、クロック周期の番号ｉまでにおける所定期間において、昇降の切り替わりの頻度Ｆ_１を算出し、所定値α以上であるか否かを判定する。例えば、所定期間として第１の期間である過去１０秒の期間における昇降の切り替わりの頻度Ｆ_１でステップＳ３０３における判定をしてもよい。

【0065】

状態判定部１４０は、昇降の切り替わりの頻度Ｆ_１が所定値α以上であると判定すると（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、ｉ＝１番目のクロック周期における現在の状態が第２の状態に切り替わったと判定する（ステップＳ３０４）。一方、状態判定部１４０は、昇降の切り替わり頻度Ｆ_１が所定値α以下であると判定すると（ステップＳ３０３でＮｏ）、現在の状態が引き続き第１の状態であると判定する（ステップＳ３０５）。

【0066】

そして、状態判定部１４０は、判定した現在の状態をＲＡＭ２０に保持し（ステップＳ３０６）、クロック周期の番号ｉをインクリメントする（ステップＳ３０７）。その後、処理はステップＳ３０２に戻る。

【0067】

続いて、ステップＳ３０２において、状態判定部１４０が現在の状態が第２の状態であると判定した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）、状態判定部１４０は、昇降の切り替わり頻度Ｆ_１がαとは異なる所定値β以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。状態判定部１４０は、クロック周期の番号ｉまでにおける所定期間において、昇降の切り替わりの頻度Ｆ_１を算出し、所定値β以下であるか否かを判定する。なお、現在の状態が第２の状態であっても、第１の高度変化テーブル２１ｊにおける昇降の方向から算出した昇降の切り替わりの頻度Ｆ_１を利用するのは、平滑化の強度に係る第１の強度が第２の強度よりも小さく、より現実のノイズに近いノイズを拾えるからである。もちろん、第２の高度変化テーブル２１ｋにおける昇降の方向から算出した昇降の切り替わり頻度を利用しても構わない。また、αとβが同一の値であっても構わない。

【0068】

状態判定部１４０は、昇降の切り替わり頻度Ｆ_１が所定値β以下であると判定すると（ステップＳ３０８でＹｅｓ）、ｉ＝１番目のクロック周期における現在の状態が第１の状態に切り替わったと判定する（ステップ３０９）。一方、状態判定部１４０は、昇降の切り替わり頻度Ｆ_１が所定値β以上であると判定すると（ステップＳ３０８でＮｏ）、現在の状態が引き続き第２の状態であると判定する（ステップＳ３１０）。そして、処理は、ステップＳ３０６に移り、上述したように進んでいく。

【0069】

図１１は、図４に示す累積高度算出処理をスタートするとスタートする統合処理を説明するフローチャートである。統合処理は、統合部１５０によって実行される処理であり、現在の状態が第１の状態であるか第２の状態であるかに応じて、第１の累積高度と第２の累積高度に基づいて累積高度が導出される。

【0070】

統合処理がスタートすると、統合部１５０は、クロック周期の番号ｉにｉ＝１をセットする（ステップＳ４０１）。そして、統合部１５０は、現在の状態が第１の状態か否かを判定する（ステップＳ４０２）。なお、最初のクロック周期においては第１の状態が設定されていてもよい。ここでは、最初のクロック周期であるので、統合部１５０は、現在の状態が第１の状態であると判定したとする（ステップＳ４０２でＹｅｓ）。

【0071】

そして、統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。

【0072】

統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以上であると判定すると（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用する（ステップＳ４０４）。一方で、統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以下であると判定すると（ステップＳ４０３でＮｏ）、第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用する（ステップＳ４０５）。

【0073】

一方で、ステップＳ４０２において、統合部１５０は、現在の状態が第２の状態であると判定すると（ステップＳ４０２でＮｏ）、連続的な高度変化が所定値δ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４３１）。統合部１５０は、連続的な高度変化が所定値δ以上であると判定すると（ステップＳ４３１でＹｅｓ）、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用する（ステップＳ４３２）。一方で、統合部１５０は、連続的な高度変化が所定値δ以下であると判定すると（ステップＳ４３１でＮｏ）、第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用する（ステップＳ４３３）。その後、処理は、ステップＳ４０６へ移り、第１実施形態での処理と同様に進んでいく。

【0074】

即ち、状態判定部１４０が第１の状態であると判定した場合、統合部１５０は、第１の累積高度Ｈ_１，ｉと第２の累積高度Ｈ_２，ｉのうち大きい方を採用する。反対に、状態判定部１４０が第２の状態であると判定した場合、統合部１５０は、連続的な高度変化の大きさにより、第１の累積高度Ｈ_１，ｉ又は第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用する。その後、クロック周期の番号ｉがインクリメントされ（ステップＳ４０６）、処理はステップＳ４０２に戻る。

【0075】

上述したように、第１の状態においては、統合部１５０は、第１の累積高度Ｈ_１，ｉと第２の累積高度Ｈ_２，ｉとで大きい値の累積高度を採用する。このように構成することにより、例えば、実際には緩やかに坂を上っているが第１の計算部１２０による計算では第１の閾値を超えないユーザの腕振りの上下によって昇降の差分値が打ち消されてしまうようなケースを救済することができる。もちろん、第１の状態では、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用し、第２の状態では、第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用するように構成することも可能である。

【0076】

以上のように実施形態１によれば、累積高度算出装置１００は、気圧データを強度の異なる２種類の平滑化フィルタで平滑化し、気圧データに含まれるノイズの量に応じて２種類の平滑化データのいずれかを採用することにより、現在地の累積高度を推定する。これにより、強風や腕振りといった外的要因を多く受けている場合には、大きい強度で平滑化された気圧データを採用することができるので、精度良く現在地の高度を算出することができる。

【0077】

また、実施形態１によれば、連続的な高度変化を計算し、第２の状態である場合でも連続的な高度変化が所定値以上の場合には、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用するように構成した。これにより、例えば、階段を走って昇ったり降りたりするようなノイズの多い状況で、より正確な累積高度を推定することができる。即ち、ノイズが多く第２の状態に切り替わったと判定された場合であっても、ノイズによる気圧変化よりも、急激な上昇又は下降による実際の高度変化があった場合に、より現実に近い値であると考えられる第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用することにより、精度良く現在地の高度を推定することができる。

【0078】

さらに、実施形態１によれば、平地方向である期間Ｔ_ｆが所定期間よりも短い場合には、連続的な高度変化をリセットせず維持するように構成した。これにより、例えば、階段の踊場等で一時的に平地であると判定された場合であっても、連続的な高度変化が維持されることにより、第２の状態であっても所定の条件を満たせば第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用するため、精度の良く現在地の高度を推定することができる。

【0079】

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２を説明する。実施形態１と同等の構成及び処理には同一の符号を付す。実施形態１では、現在の状態に応じて、その状態である期間は、常に一方の累積高度を採用するように構成した。ノイズの量が多い第２の状態においては、昇降の差分値を算出するための第２の期間は、大きい強度で平滑化した気圧データから昇降の差分値を算出するための期間であるから、比較的大きい期間である必要がある。このため、昇降の差分値を算出するまでにタイムラグができ、その間ユーザに現在の高度の推定値を提供できないという課題がある。実施形態２では、第１の状態から第２の状態に切り替わってから暫くの期間は第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用するように構成する。

【0080】

実施形態２においては、図４に示す累積高度算出処理がスタートするとスタートする４つの処理のうち、第１の計算処理（ステップＳ１００）、第２の計算処理（ステップＳ２００）、状態判定処理（ステップＳ３００）については、実施形態１と同等である。

【0081】

図１２は、実施形態２における統合処理を説明するフローチャートである。統合処理がスタートすると、統合部１５０は、クロック周期の番号ｉにｉ＝１をセットする（ステップＳ４０１）。そして、統合部１５０は、現在の状態が第１の状態か否かを判定する（ステップＳ４０２）。ここでは、統合部１５０は、現在の状態が第１の状態であると判定したとする（ステップＳ４０２でＹｅｓ）。

【0082】

そして、統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。

【0083】

統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以上であると判定すると（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用する（ステップＳ４０４）。一方で、統合部１５０は、ｉ番目のクロック周期における第１の累積高度Ｈ_１，ｉが第２の累積高度Ｈ_２，ｉ以下であると判定すると（ステップＳ４０３でＮｏ）、第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用する（ステップＳ４０５）。

【0084】

一方で、ステップＳ４０２において、統合部１５０は、現在の状態が第２の状態であると判定すると（ステップＳ４０２でＮｏ）、第１の状態から第２の状態になって最初の第２の期間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ４２１）。

【0085】

統合部１５０は、第１の状態から第２の状態になって最初の第２の期間が経過していないと判定すると（ステップＳ４２１でＮｏ）、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用する（ステップＳ４２２）。即ち、状態判定部１４０が第１の状態から第２の状態に遷移したと判定した場合、統合部１５０は、最初の第２の周期が経過するまでは第１の累積高度を採用する。

【0086】

一方で、統合部１５０は、第１の状態から第２の状態になって最初の第２の期間が経過したと判定すると（ステップＳ４２１でＹｅｓ）、第２の累積高度Ｈ_２，ｉを採用する（ステップＳ４２３）。

【0087】

その後、統合部１５０は、クロック周期の番号ｉをインクリメントし（ステップＳ４０６）、処理はステップＳ４０２に戻る。

【0088】

なお、統合部１５０は、ステップＳ４２１において、第１の状態から第２の状態に切り替わってから最初の第２の期間が経過したか否かを判定する代わりに、最初の第２の期間ではない所定の期間を経過したか否かを判定するようにしてもよい。

【0089】

以上のように実施形態２によれば、統合部１５０は、第１の状態から第２の状態に切り替わってから第２の期間が経過するまでは、第１の累積高度Ｈ_１，ｉを採用する。このように構成することにより、第１の状態から第２の状態に切り替わってから、最初の昇降の差分値が計算されるまでのタイムラグを埋めることができ、より正確な現在の高度の推定値をユーザに提供することができる。

【0090】

（変形例）
上述した実施形態では、第１の計算処理と第２の計算処理とが並行して実行されるが、例えば、ノイズが多い状況では第１の累積高度Ｈ_１，ｉの値が大きくなり、第２の累積高度Ｈ_２，ｉとの差が大きくなってしまう恐れもある。そこで、状態判定部１４０が第２の状態であると判定した場合、統合部１５０が第１の計算部１２０による計算を中断させるように構成してもよい。この場合、第２の計算部１３０による第２の累積高度Ｈ_２，ｉが第１の計算部１２０による第１の累積高度Ｈ_１，ｉに追いついた場合に、第１の計算部１２０による計算を再開させるように構成してもよい。

【0091】

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0092】

１ 腕時計
１０ ＣＰＵ
２０ ＲＡＭ
２１ 高度変化テーブル
３０ ＲＯＭ
４０ 気圧センサ
５０ Ａ／Ｄ変換回路
６０ 発振回路
７０ 分周回路
８０ 入力装置
９０ 表示装置
１００ 累積高度算出装置
１１０ 気圧データ取得部
１２０ 第１の計算部
１２１ 第１の平滑化フィルタ
１２２ 第１の昇降判定部
１２３ 第１の累積高度計算部
１３０ 第２の計算部
１３１ 第２の平滑化フィルタ
１３２ 第２の昇降判定部
１３３ 第２の累積高度計算部
１４０ 状態判定部
１５０ 統合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】