JP6494552B2 - Position estimating apparatus, program and method capable of correcting position based on transition between floors - Google Patents
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Description
本発明は、移動端末の位置・移動状況を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating a position / movement state of a mobile terminal.
近年、歩行者の位置や移動状況を推定するための歩行者自律航法(PDR,Pedestrian Dead Reckoning)の開発が盛んに行われている。このPDRによれば、例えば、GPS(Global Positioning System)を利用できない屋内環境においても、歩行者位置の測位が可能となる。 In recent years, pedestrian autonomous navigation (PDR, Pedestrian Dead Reckoning) for estimating the position and movement of a pedestrian has been actively developed. According to this PDR, for example, the position of a pedestrian can be measured even in an indoor environment where GPS (Global Positioning System) cannot be used.
PDRについての従来技術として、例えば、特許文献1には、人間の歩行状態の情報と、この歩行状態が発生する位置を表す第1位置とを対応付けた対応情報を記憶し、その後の自律航法の結果に応じてこの第1位置を人間の現在位置として決定する技術が開示されている。 As a conventional technique for PDR, for example, Patent Document 1 stores correspondence information in which information on a human walking state is associated with a first position representing a position where the walking state occurs, and then autonomous navigation is performed. A technique is disclosed in which the first position is determined as the current position of the person according to the result of the above.
この技術では、具体的に、歩行に応じて測定される測定情報に基づき歩行状態が推定された場合に、この測定情報に基づき自律航法によって算出された位置である第2位置の近傍に、上記の第1位置が存在すると判定されれば、この第1位置を現在位置として決定している。また、上記の人間の歩行状態として、例えば、「跨ぎ」、「躓き」、「横歩き」、「屈み歩き」等が例として挙げられている。さらに、上記の対応情報は、フロア図等から生成されるとしている。 Specifically, in this technique, when a walking state is estimated based on measurement information measured according to walking, the above-described position is calculated near the second position, which is a position calculated by autonomous navigation based on the measurement information. If the first position is determined to exist, the first position is determined as the current position. Further, as the above-mentioned walking state of the human, for example, “straddling”, “swinging”, “sidewalking”, “bending walking” and the like are cited as examples. Further, the correspondence information is generated from a floor plan or the like.
また、他の従来技術として、歩行者の所持する移動端末に採用可能なナビゲーション技術であって、目的地までの案内経路を算出し、歩行中は案内経路上にいると見なして端末位置を補正する技術も存在する。この技術では、端末位置を補正するために、地図情報が必要となるのに加え、目的地を設定する必要が生じる。 In addition, as another conventional technology, a navigation technology that can be adopted for a mobile terminal possessed by a pedestrian, calculates a guide route to the destination, and corrects the terminal position by assuming that it is on the guide route while walking. There are also techniques to do this. In this technique, in order to correct the terminal position, map information is required, and in addition, a destination needs to be set.
このように、上述したような従来技術では、事前に地図情報を準備しなければ、歩行者位置の測位を行うことができない。 As described above, in the conventional technology as described above, the position of the pedestrian cannot be measured unless map information is prepared in advance.
一般に、PDRでは、自律的な測位を繰り返し実施して位置を追っていくので、測位誤差が時間経過とともに蓄積してしまうことが問題となっている。特許文献1に記載されたような従来技術は、このような測位誤差の蓄積を抑制するために、地図情報を予め準備し、さらに場合によっては目的地を設定する、といった負担の過大な構成を採用せざるを得ないのである。 In general, in PDR, autonomous positioning is repeatedly performed and the position is tracked. Therefore, there is a problem that positioning errors accumulate with time. In order to suppress the accumulation of such positioning errors, the conventional technology as described in Patent Document 1 has a configuration with an excessive burden such as preparing map information in advance and setting a destination in some cases. It must be adopted.
しかしながら、現実にPDRを実施する状況では、マップマッチング(Map Matching)が困難な場合も少なくない。例えば、歩行者が歩行し得る全てのビル屋内や地下街等の地図情報を作成・整備することは、地図データの所有者やフォーマットが個別に異なることもあり、実際に採用することが難しい。これに対し、例えば、携帯装置内蔵のセンサからの出力結果に基づいて、歩行者の位置を推定し、さらに、地図情報を用いずに当該位置を補正することができれば、このような課題を解決し得る。 However, in situations where PDR is actually performed, map matching is often difficult. For example, the creation and maintenance of map information for all indoor buildings and underground malls where pedestrians can walk is difficult to actually adopt because map data owners and formats may differ from one another. On the other hand, for example, if the position of the pedestrian is estimated based on the output result from the sensor built in the portable device and the position can be corrected without using the map information, such a problem is solved. Can do.
そこで、本発明は、地図情報に頼ることなく、測位誤差の蓄積を抑制することができる装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus, a program, and a method that can suppress accumulation of positioning errors without relying on map information.
本発明によれば、複数のフロア区域の間を所定の遷移用手段で移動可能なエリアにおける携帯主体の位置を推定し、当該位置を時系列で保持する位置推定装置であって、
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するフロア遷移検出手段と、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定する同一場所判定手段と、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正する位置補正手段と
を有する位置推定装置が提供される。
According to the present invention, a position estimation device that estimates the position of a mobile subject in an area that can be moved between a plurality of floor areas by means of a predetermined transition , and holds the position in time series,
Floor transition detection means for detecting a transition of a floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
Identifies whether or not the position when a regression transition, which is a movement from another floor area to a floor area located in the past, is detected is the same location as the retained past position in the floor area. A place determination means;
A position having position correction means for calculating a correction amount based on information on the position determined to be the same place and information on the past position, and correcting the estimated position using the correction amount An estimation device is provided.
この本発明による位置推定装置の一実施形態として、同一場所判定手段は、少なくとも、当該回帰遷移が検出された場合の位置と、当該過去の位置との距離が所定閾値以下又は未満である場合に同じ場所であると判定することも好ましい。 As one embodiment of the position estimation apparatus according to the present invention, the same location determination means is configured to at least when the distance between the position where the regression transition is detected and the past position is equal to or less than a predetermined threshold. It is also preferable to determine that they are the same place.
また、同一場所判定の他の実施形態として、同一場所判定手段は、少なくとも、検出された当該回帰遷移の遷移用手段と、当該過去の位置の直後に検出された遷移の遷移用手段とが同一であった場合に同じ場所であると判定することも好ましい。 Further, as another embodiment of the same location determination, the same place judging means includes at least a detected transition for means of the regression transition, the same transition for means of the detected transition immediately following the past position It is also preferable to determine that it is the same place.
さらに、本位置推定装置は、フロア区域での移動におけるコーナーを検出するコーナー検出手段を更に有し、同一場所判定手段は、当該回帰遷移が検出された場合の位置を、当該回帰遷移が検出された後に検出されたコーナーとすることも好ましい。 Further, the position estimation device further includes a corner detection unit that detects a corner in movement in the floor area, and the same location determination unit detects a position when the regression transition is detected. It is also preferable that the corner is detected later.
また、本発明による位置補正の一実施形態として、位置補正手段は、少なくとも、同じ場所であると判定された当該位置と、当該過去の位置との位置の差を用いて推定位置を補正することも好ましい。 As one embodiment of the position correction according to the present invention, the position correction means corrects the estimated position using at least the position difference between the position determined to be the same place and the past position. Is also preferable.
さらに、位置補正の他の実施形態として、位置補正手段は、少なくとも、同じ場所であると判定された当該位置の直前の遷移での進行方向と、当該過去の位置の直後の遷移での進行方向との角度差を用いて推定位置を補正することも好ましい。 Furthermore, as another embodiment of the position correction, the position correction means includes at least a traveling direction in the transition immediately before the position determined to be the same place and a traveling direction in the transition immediately after the past position. It is also preferable to correct the estimated position using the angle difference between
また、位置補正の更なる他の実施形態として、位置補正手段は、同じ場所であると判定された当該位置よりも過去となる保持された位置をも、補正対象とすることも好ましい。 As still another embodiment of the position correction, it is preferable that the position correction means also sets a held position that is past the position determined to be the same place as a correction target.
さらに、本発明によるフロア遷移検出の一実施形態として、フロア遷移検出手段は、測定された当該移動に係る情報として、加速度、角速度、地磁気及び/又は気圧の測定結果情報に基づいて、フロア区域の遷移を検出することも好ましい。 Further, as one embodiment of the floor transition detection according to the present invention, the floor transition detection means is configured to detect the floor area based on the measurement result information of acceleration, angular velocity, geomagnetism and / or atmospheric pressure as information relating to the measured movement. It is also preferred to detect transitions.
本発明によれば、また、複数のフロア区域の間を所定の遷移用手段で移動可能なエリアにおける携帯主体の位置を推定し、当該位置を時系列で保持する装置に搭載されたコンピュータを機能させる位置推定プログラムであって、
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するフロア遷移検出手段と、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定する同一場所判定手段と、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正する位置補正手段と
してコンピュータを機能させる位置推定プログラムが提供される。
According to the present invention, the computer mounted in the apparatus that estimates the position of the portable subject in the area that can be moved between the plurality of floor areas by the predetermined transition means , and holds the position in time series functions. A position estimation program for
Floor transition detection means for detecting a transition of a floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
Identifies whether or not the position when a regression transition, which is a movement from another floor area to a floor area located in the past, is detected is the same location as the retained past position in the floor area. A place determination means;
The computer functions as a position correction unit that calculates a correction amount based on the information related to the position determined to be the same place and the information related to the past position, and corrects the estimated position using the correction amount. A position estimation program is provided.
本発明によれば、さらに、複数のフロア区域の間を所定の遷移用手段で移動可能なエリアにおける携帯主体の位置を推定し、当該位置を時系列で保持する装置に搭載されたコンピュータにおける位置推定方法であって、
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するステップと、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定するステップと、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正するステップと
を有する位置推定方法が提供される。
According to the present invention, the position of a portable subject in an area that can be moved between a plurality of floor areas with a predetermined means for transition and that is installed in a device that holds the position in time series is further estimated. An estimation method,
Detecting a transition of the floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
A step of determining whether or not a position when a regression transition that is a movement from another floor area to a floor area located in the past is detected is the same place as the retained past position in the floor area. When,
A position estimation method comprising: calculating a correction amount based on information related to the position determined to be the same place and information related to the past position, and correcting the estimated position using the correction amount Is provided.
本発明の位置推定装置、プログラム及び方法によれば、地図情報に頼ることなく、測位誤差の蓄積を抑制することができる。 According to the position estimation device, program, and method of the present invention, accumulation of positioning errors can be suppressed without relying on map information.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、ユーザが本発明による位置推定装置を所持して歩行する状況を説明するための概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a situation where a user walks with the position estimation device according to the present invention.
図1(A)によれば、ユーザは、本発明による位置推定装置としての携帯端末1を所持しながら、携帯主体として建物内を歩行している。この建物は、フロア区域として高さの異なる3つのフロアFa、Fb及びFcを有するビルとなっている。また、これらのフロアの間は、所定の遷移種別(図1では階段及びエレベータ)をもって遷移(移動)可能となっている。なお、測位可能な端末を携帯しており位置推定の目標主体であるという意味での携帯主体は、本実施形態のように人に限定されるものではない。例えばペット等の動物や、歩行ロボット等の移動体も携帯主体となり得る。 According to FIG. 1 (A), the user is walking in a building as a portable subject while carrying the portable terminal 1 as the position estimating device according to the present invention. This building is a building having three floors F a , F b and F c having different heights as a floor area. Moreover, between these floors, transition (movement) is possible with a predetermined transition type (steps and elevators in FIG. 1). Note that the portable subject in the sense that the terminal is capable of positioning and is the target subject of position estimation is not limited to a person as in this embodiment. For example, an animal such as a pet or a moving body such as a walking robot can be a portable subject.
携帯端末1は、加速度をベクトル量として測定可能な加速度センサ101を備えている。携帯端末1は、この加速度センサ101から出力される加速度情報に基づき、位置推定部113において例えば公知のPDR(Pedestrian Dead Reckoning)技術を用いて自身の位置を推定し、さらに、推定した位置情報を時系列で保持する。
The mobile terminal 1 includes an
携帯端末1は、さらに、ジャイロセンサ102、地磁気センサ103及び/又は気圧センサ104を備えていてもよい。このようなセンサからの測定情報を用いることによって、より確度の高い位置の推定を行うことも可能となる。例えば、加速度センサ101からの出力を用いて、歩行における歩数及び進行距離(道のり)を決定し、加速度センサ101及び地磁気センサ103からの出力を用いてユーザの進行する方位を決定し、また、ジャイロセンサ102からの出力を用いてユーザの進行方向の転換量を決定することができる。さらに、取得された進行距離情報と進行方向の変化情報とを勘案することによって、確度の高い現在位置を推定することが可能となるのである。
The mobile terminal 1 may further include a
しかしながら、携帯端末1は、本実施形態において、この建物についての地図情報を保持していない。従って、公知の例えばマップマッチング(Map Matching)技術を用いて推定位置を修正し位置推定精度を向上させることは、本実施形態において想定されていない。 However, the portable terminal 1 does not hold the map information about this building in this embodiment. Therefore, it is not assumed in the present embodiment that the estimated position is corrected by using a known map matching technique to improve the position estimation accuracy.
携帯端末1は、このような地図情報に頼ることなく位置の推定精度を向上させるため、具体的に、
(A)測定された「移動に係る情報」に基づいてフロアの遷移、すなわち携帯端末1の1つのフロアから別のフロアへの移動、を検出するフロア遷移検出部111と、
(B)過去に位置したフロアへの回帰遷移が検出された場合の位置が、このフロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定する同一場所判定部112と、
(C)同じ場所であると判定された位置に係る情報と、上記の過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、この補正量を用いて推定位置を補正する位置補正部113cと
を有している。
In order to improve the position estimation accuracy without relying on such map information, the mobile terminal 1 specifically,
(A) a floor
(B) The same
(C) A
ここで、上記(A)の「移動に係る情報」は、後に詳細に説明するが、携帯端末1に備えられたセンサ101等からの出力情報、すなわち加速度、角速度、地磁気及び/又は気圧の測定結果情報とすることができる。
Here, “information relating to movement” in (A) will be described in detail later, but output information from the
このように、携帯端末1は、その都度測定された情報に基づいてフロアの遷移を検出し、この検出されたフロア遷移に係る位置情報に基づいて推定位置についての補正量を算出する。また、この補正量を用いてより精度の高い推定位置を決定することができる。その結果、地図情報に頼ることなく、PDRで問題となっている測位誤差の蓄積を抑制することが可能となるのである。 As described above, the mobile terminal 1 detects the floor transition based on the information measured each time, and calculates the correction amount for the estimated position based on the position information related to the detected floor transition. Further, it is possible to determine a more accurate estimated position using this correction amount. As a result, it is possible to suppress accumulation of positioning errors, which is a problem in PDR, without relying on map information.
さらに、携帯端末1によれば、フロア遷移を伴う歩行時に補正量を算出することができるので、推定位置の補正を歩行中に適宜実施することもできる。その結果、より精度の高い推定位置を刻々に決定することが可能となる。 Furthermore, according to the mobile terminal 1, since the correction amount can be calculated during walking with floor transition, the estimated position can be corrected as appropriate during walking. As a result, an estimated position with higher accuracy can be determined every moment.
なお、本発明の位置推定装置は、本実施形態では携帯端末の形をとっているが、当然それに限定されるものではない。例えば、通信端末ではなく、PDR専用の携帯装置であってもよい。または、ユーザが携帯するセンサ内蔵のスマートフォン等の端末との間で通信することができる情報処理装置とすることもできる。この場合、この情報処理装置は、複数のユーザの所持する端末から必要情報を取得して、各ユーザの位置を精度良く推定するサーバであってもよい。 In addition, although the position estimation apparatus of this invention has taken the form of the portable terminal in this embodiment, of course, it is not limited to it. For example, instead of a communication terminal, a portable device dedicated to PDR may be used. Or it can also be set as the information processing apparatus which can communicate between terminals, such as a smart phone with a built-in sensor which a user carries. In this case, the information processing apparatus may be a server that acquires necessary information from terminals owned by a plurality of users and accurately estimates the position of each user.
いずれにしても、本発明によれば、フロア(区域)内での移動に伴う推定位置の誤差の蓄積を、フロア遷移に係る情報によって抑制又は解消することが可能となるのである。 In any case, according to the present invention, it is possible to suppress or eliminate the accumulation of the error of the estimated position accompanying the movement in the floor (area) by the information related to the floor transition.
図2は、本発明による位置推定装置の一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration in an embodiment of the position estimation apparatus according to the present invention.
図2によれば、本発明による位置推定装置としての携帯端末1は、加速度センサ101と、位置・フロア遷移情報記憶部105と、表示部106と、プロセッサ・メモリとを有する。また、ジャイロセンサ102、地磁気センサ103及び/又は気圧センサ104を有していてもよい。さらに、通信部107を有することも好ましい。ここで、プロセッサ・メモリは、携帯端末1のコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって、位置推定機能を実現させる。
According to FIG. 2, the portable terminal 1 as a position estimation apparatus according to the present invention includes an
また、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、フロア遷移検出部111と、同一場所判定部112と、位置補正部113aを含む位置推定部113とを有する。ここで、位置推定部113は、コーナー検出部113bを更に含むことも好ましい。また、位置補正部113aは、方位補正部113cを含むことも好ましい。なお、図2における携帯端末1の機能構成部間を矢印で接続して示した処理の流れは、本発明による位置推定方法の一実施形態としても理解される。
In addition, the processor memory includes a floor
同じく図2において、加速度センサ101は、加速度をベクトル量として測定する加速度測定計とすることができる。例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて形成された静電容量方式又はピエゾ抵抗方式による3軸タイプの計測計であってもよい。また、この加速度センサ101として、重力加速度を計測し、携帯端末1を所持したユーザの歩数をカウントすることを可能とする加速度計を用いることも可能である。
Similarly, in FIG. 2, the
ジャイロセンサ102は、角速度を検出するジャイロスコープであって、向きの転換を検知・測定する向き転換測定計とすることができる。例えば、振動したアームに作用するコリオリ力による構造体の変形から角速度を検出する3軸タイプの振動ジャイロセンサであってもよい。また、このジャイロセンサ102として、流体式ジャイロセンサや、光学式ジャイロセンサ等を採用することも可能である。
The
地磁気センサ103は、例えば、磁気抵抗(AMR、GMR又はTMR)効果、磁気インピーダンス(MI)効果、フラックスゲート(FG)方式又はホール効果を利用して地磁気を測定する3軸タイプの地磁気計測計とすることができる。なお、この地磁気センサ103と加速度センサ101とを組み合わせて、携帯端末1の方位を測定する方位測定部とすることも可能である。
The
気圧センサ104は、標高差数cm〜数十cmに相当する微小な気圧変化を検出可能な高感度気圧計とすることができる。例えば、MEMS技術を用いて形成されたダイヤフラム型又はカンチレバー型の圧力計であってもよい。このような気圧センサ104を用いることによって、エレベータや階段等による上下方向(鉛直方向)の移動量を計測することが可能となる。
The
同じく図2において、位置・フロア遷移情報記憶部105は、
(a)後に詳細に説明する位置推定部113で推定(測位)された端末1の位置に係る情報と、
(b)同じく後に詳細に説明するフロア遷移検出部111で決定されたフロア遷移に係る情報、例えば遷移の検出された事実及びその遷移の遷移種別と
を該当時刻に紐づけて記憶する。なお、後述するコーナー検出部113bが設定されている場合、上記(a)の位置に係る情報は、推定された位置のうち、コーナーと判定された地点の位置のみとすることもできる。
Similarly in FIG. 2, the position / floor transition
(A) Information related to the position of the terminal 1 estimated (positioned) by the
(B) Information related to the floor transition determined by the floor
図3は、位置・フロア遷移情報記憶部105に記録された位置推定結果の一実施例を示すテーブルである。
FIG. 3 is a table showing an example of the position estimation result recorded in the position / floor transition
図3によれば、位置・フロア遷移情報記憶部105は、位置推定部113において推定(測位)された端末1の位置に係る情報である位置推定結果(測位結果)を記憶している。記憶された位置推定結果は、位置推定の時刻毎に、
(a)当該時刻での携帯端末1の向き(例えば方位角)
(b)1つ前の時刻から当該時刻までの間に端末1が移動した距離(移動距離)、及び
(c)当該時刻での携帯端末1の所在位置の水平面直交座標系でのx座標値(位置座標x)及びy座標値(位置座標y)
を対応付けて記録した情報となっている。
According to FIG. 3, the position / floor transition
(A) Direction (for example, azimuth angle) of the mobile terminal 1 at the time
(B) The distance (movement distance) that the terminal 1 has moved from the previous time to the time, and (c) the x coordinate value in the horizontal plane coordinate system of the location of the mobile terminal 1 at the time (Position coordinate x) and y coordinate value (Position coordinate y)
Is recorded in association with each other.
ここで、上記(a)の向きは、例えば加速度センサ101及び地磁気センサ103、又はジャイロセンサ102から出力される測定結果情報に基づき、位置推定部113において公知の方法によって算出されてもよい。また、上記(b)の移動距離は、例えば加速度センサ101から出力される加速度情報を用いて歩数を決定した上で、予め設定された歩幅から算出することができる。さらに、上記(c)の位置座標は、例えば、上記(a)及び(b)の算出結果を総合して公知の方法によって算出してもよい。
Here, the direction of (a) may be calculated by a known method in the
[フロア遷移検出処理]
図2に戻って、フロア遷移検出部111は、センサ測定結果情報に基づいてフロアの遷移、すなわち携帯端末1の1つのフロアから別のフロアへの移動、を検出する。ここで、センサ測定結果情報は「移動に係る情報」であり、センサ101〜104の少なくとも1つからの出力情報、すなわち加速度、角速度、地磁気及び/又は気圧の測定値に係る情報である。
[Floor transition detection processing]
Returning to FIG. 2, the floor
例えば、気圧センサ104から出力される気圧情報の時間変化から、鉛直高さ方向(上下方向)の位置(位置座標z)の変化分を決定し、当該変化分が、フロア間遷移(移動)相当の変化分についての所定閾値を越えれば、フロア遷移を検出したとすることができる。また、気圧の時間変化の速度やプロファイルから、フロア遷移の遷移種別、すなわち階段、らせん階段、エレベータ、エスカレータや、スロープといったフロア間移動手段の種別を特定することも可能となる。
For example, a change in the position (position coordinate z) in the vertical height direction (vertical direction) is determined from the time change in the atmospheric pressure information output from the
さらに、加速度センサ101から出力される加速度ベクトルの時間変化のプロファイルや、加速度情報における重力加速度方向(鉛直方向)での加速度変化に基づいて、フロア遷移を検出し、さらに、フロア遷移の遷移種別、すなわち上述したようなフロア間移動手段の種別を特定することもできる。また、ジャイロセンサ102や地磁気センサ103から出力される測定結果情報にも基づいて、例えば、遷移種別としてらせん階段が使用されたことを特定することも可能となる。
Furthermore, the floor transition is detected based on the profile of the time change of the acceleration vector output from the
このように、本実施形態において、フロア遷移検出部111は、フロア遷移の検出だけでなく、検出された遷移の遷移種別も決定する。また、検出されたフロア遷移及び決定された遷移種別の情報を、例えば当該遷移の発生時刻と紐づけて、位置・フロア遷移情報記憶部105に記録しておく。
Thus, in the present embodiment, the floor
[同一場所判定処理]
同じく図2において、同一場所判定部112は、過去に位置したフロアへの回帰遷移(以前に所在していたフロアへ別のフロアから戻る移動)が検出された場合の位置が、この過去に位置したフロアにおける保持された過去の位置と「同じ場所」であるか否かを判定する。
[Identical location judgment processing]
Similarly, in FIG. 2, the same
ここで、「同じ場所」との条件は、予め設定される判定基準として種々の形態をとることができる。以下、図を用いて当該条件を説明する。 Here, the condition “same place” can take various forms as a predetermined criterion. Hereinafter, the conditions will be described with reference to the drawings.
図4は、同一場所判定部112で行われる同一場所判定処理における種々の実施形態を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining various embodiments in the same place determination process performed by the same
図4(A)〜(C)には、携帯端末1(を所持したユーザ)が、フロアFaの位置pから階段という遷移種別を用いてフロアFbへフロア遷移し、その後、同じ階段(図4(A))、別の階段(図4(B))、又はエレベータ(図4(C))を用いてフロアFaへ回帰遷移して位置qに至る様子が示されている。 4A to 4C, the mobile terminal 1 (the user who owns it) makes a floor transition from the position p of the floor F a to the floor F b using a transition type of staircase, and then the same staircase ( FIG. 4 (a)), another staircase (FIG. 4 (B)), or elevator manner leading to a position q and return transition to the floor F a with (FIG. 4 (C)) are shown.
ここで、同一場所判定部112は、1つの判定形態として、
(ア)過去に位置したフロアと、回帰遷移後に位置するフロアとが同じであることが確認できれば、「同じ場所」であると判定してもよい。
Here, the same
(A) If it can be confirmed that the floor located in the past and the floor located after the regression transition are the same, it may be determined that they are “the same place”.
この場合、同一場所判定部112は、具体的に、位置・フロア遷移情報記憶部105から、フロアFbからフロアFaへのフロア遷移検出情報を取得した際に、その以前の遷移となるフロアFaからフロアFbへのフロア遷移検出情報を検索し取得することによって、上記(ア)の判定を行うことができる。過去のFaからFbへのフロア遷移検出情報が検索されたことを条件として「同じ場所」であると判定してもよい。このような判定(ア)は、図4(A)の場合のように、フロアFa及びFbの間の遷移手段が1つだけである場合や、フロアFaでは異なる遷移手段における出入り口が互いの近傍にある場合に有効となる。
In this case, the same
また、別の判定形態として、同一場所判定部112は、
(イ)少なくとも、回帰遷移が検出された場合の位置qと過去の位置pとの距離が、所定閾値以下又は未満である場合に「同じ場所」であると判定してもよい。
As another determination form, the same
(A) At least, when the distance between the position q when the regression transition is detected and the past position p is equal to or less than a predetermined threshold value, it may be determined as “the same place”.
この場合、同一場所判定部112は、具体的に、位置・フロア遷移情報記憶部105から、フロアFbからフロアFaへのフロア遷移検出情報と、フロア遷移完了後(現在)の位置qの情報とを取得した際に、その以前の遷移となるフロアFaからフロアFbへのフロア遷移検出情報と、このFaからFbへのフロア遷移の直前に記憶された位置pの情報とを検索し取得することによって、上記(イ)の判定を行うことができる。
In this case, the same
ここで、例えば、位置pと位置qとの距離を計算し、この距離が所定閾値以下又は未満である場合に「同じ場所」であると判定してもよい。この際、所定閾値として、
(a)固定値(例えば10m)を用いてもよく、
(b)現在までの総移動距離(所定期間における過去の時刻での移動距離の総和)の所定割合分(例えば20%)としてもよく、
(c)上記(a)及び(b)で求めた値のうち大きい方を採用してもよい。
Here, for example, the distance between the position p and the position q may be calculated, and if the distance is equal to or less than a predetermined threshold value, it may be determined that they are “the same place”. At this time, as a predetermined threshold,
(A) A fixed value (for example, 10 m) may be used,
(B) It may be a predetermined percentage (for example, 20%) of the total travel distance up to the present (total travel distance at a past time in a predetermined period),
(C) You may employ | adopt the larger one among the values calculated | required by said (a) and (b).
このような判定(イ)によれば、図4(A)の場合、例えば、位置qは、位置pから見て所定距離範囲内にあるとして位置pと「同じ場所」であると判定されるが、図4(B)の場合、例えば、位置qは、位置pから見て所定距離範囲外にあるとして位置pと「同じ場所」ではないと判定されることになる。すなわち、判定(イ)によれば、特に、図4(B)に示されたようにフロアFa及びFbの間の遷移手段が複数ある場合でも、有効な判定を行うことができるのである。 According to such determination (A), in the case of FIG. 4A, for example, the position q is determined to be within the predetermined distance range as viewed from the position p and is determined to be “the same place” as the position p. However, in the case of FIG. 4B, for example, the position q is determined to be outside the predetermined distance range as viewed from the position p, and is determined not to be “the same place” as the position p. That is, according to the determination (a), it is possible to make an effective determination even when there are a plurality of transition means between the floors F a and F b as shown in FIG. 4B. .
さらに、同一場所判定処理の他の形態として、同一場所判定部112は、
(ウ)少なくとも、検出された(フロアFaへの)回帰遷移の遷移種別と、過去の位置pの直後に検出された遷移の遷移種別とが同一であった場合に「同じ場所」であると判定してもよい。
Furthermore, as another form of the same place determination process, the same
(C) at least, it is a "place" if the transition type of the detected (to the floor F a) Regression transition, a transition type of transition detected immediately after the last location p is the same May be determined.
この場合、同一場所判定部112は、具体的に、位置・フロア遷移情報記憶部105から、フロアFbからフロアFaへのフロア遷移検出情報と、同フロア遷移の遷移種別情報とを取得した際に、その以前の遷移となるフロアFaからフロアFbへのフロア遷移検出情報と、同フロア遷移の遷移種別情報とを検索し取得することによって、上記(ウ)の判定を行うことができる。
In this case, the same
すなわち、取得したフロアFbからフロアFaへのフロア遷移の遷移種別が、検索された過去のフロアFaからフロアFbへのフロア遷移の遷移種別と同一種であった場合(例えばともに階段であった場合)、「同じ場所」であると判定し、一方、遷移種別が同一種ではない場合(例えば図4(C)に示されたように一方が階段であって他方がエレベータである場合)、「同じ場所」ではないと判定することができる。 That is, when the acquired transition type of the floor transition from the floor F b to the floor F a is the same type as the searched transition type of the floor transition from the previous floor F a to the floor F b (for example, both stairs If the transition type is not the same type (for example, as shown in FIG. 4C, one is a staircase and the other is an elevator). ), It can be determined that they are not “the same place”.
さらに、同一場所判定部112は、更なる他の実施形態として、
(エ)上記(イ)の距離条件と、上記(ウ)の遷移種別条件との両方が満たされた場合に「同じ場所」であると判定してもよい。
Furthermore, the same
(D) When both the distance condition (B) and the transition type condition (C) are satisfied, it may be determined that the “same place” is set.
以上に説明した同一場所判定処理のいずれを採用するかは、実際に位置推定の場となる建物等に応じて決定することができる。または、位置推定の試行を繰り返して、実際に推定位置精度の高い同一場所判定処理を選択してもよい。 Which of the same location determination processes described above is adopted can be determined according to a building or the like that is actually a location estimation place. Alternatively, the same location determination process with high estimated position accuracy may be selected by repeating trials of position estimation.
なお、後述するコーナー検出部113bが設定されている場合、同一場所判定部112は、上記(イ)や(エ)における回帰遷移の検出位置q及び/又は過去の位置pとして、コーナーと判定された地点の位置のみを採用することもできる。また、そもそも、位置・フロア遷移情報記憶部105に記録される位置をコーナーと判定された地点の位置のみとしてもよい。さらに、同一場所判定部112は、回帰遷移の検出位置qを、当該回帰遷移が検出された直後に検出されたコーナー地点の位置とすることもできる。また、過去のフロア遷移の直前の位置pを、当該フロア遷移が検出された直前に検出されたコーナー地点の位置としてもよい。
When a
[位置推定・補正処理]
図2に戻って、位置推定部113は、加速度センサ101、ジャイロセンサ102、地磁気センサ103及び/又は気圧センサ104から出力される測定結果情報に基づき、例えば公知のPDR技術を用いて携帯端末1の位置を推定し、さらに、推定した位置情報を、時系列の端末1の位置データとして、位置・フロア遷移情報記憶部105に記録する。
[Position estimation / correction processing]
Returning to FIG. 2, the
例えば、位置推定部113は、加速度センサ101から出力される測定結果情報に基づいて歩行の候補となる加速度変動を検出し、この検出結果に基づいて歩数を算出してもよい。歩数がわかれば移動距離が決定される。ここで、歩行の候補となる加速度変動か否かは、例えば、検出された加速度変動の時間間隔や、その標準偏差に基づいて判定することができる。
For example, the
また、位置推定部113のコーナー検出部113bは、フロア内での移動におけるコーナーを検出する。ここで、コーナーは、フロア内での移動経路における進行方向の(曲がり角をなす)転換位置である。このコーナー(の位置)は、具体的に、例えばジャイロセンサ102から出力される角速度測定結果情報に基づき、曲がり角に相当するような角速度の変化が検出されるか否かによって決定されたり、加速度センサ101及び地磁気センサ103からの出力を用いて算出される進行方向の方位の転換点を検出して決定したりすることができる。また、水平方向(フロア面内方向)における測位結果(推定位置)の時系列データに基づき,移動経路が曲がったかどうかを検出して決定してもよい。
Further, the
このようなコーナー検出部113bを設けた実施形態において、位置・フロア遷移情報記憶部105に記録する推定位置を、コーナーであると決定された位置に限定することもできる。一般に、コーナーの位置は、そのフロア内で通過する際、当該位置で曲がらざるを得ない場合も多く、その近傍を移動する場合には概ね通過する位置として、補正量を算出する際の基準にし易い位置といえるのである。
In the embodiment provided with such a
さらに、位置推定部113の位置補正部113aは、同一場所判定部112が回帰遷移の検出位置qと過去の位置pとを同じ場所であると判定した際に、これらの位置q(又は位置qに係る情報)及び位置p(又は位置pに係る情報)に基づいて補正量を算出し、この補正量を用いて推定位置を補正する(位置を補正するための変数を更新する)。
Further, the
具体的に、位置補正部113aは、本実施形態において、位置qと位置pとの位置の差を用いて、補正量としての位置のオフセットOPを、次式
(1) OP=q−p
により算出・更新する。ここで、上式(1)のq及びpはそれぞれ、位置q及び位置pを表す位置ベクトルであり、それ故、オフセットOPはベクトルの補正量となる。
Specifically,
Calculate and update with Wherein each q and p of the equation (1) is a position vector representing a position q and a position p, and therefore, the offset O P is the amount of correction vectors.
次いで、位置補正部113aは、オフセットOPを算出した際、位置qを補正した位置q'を、例えば、次式
(2) q'=q−OP
によって算出・更新する。この場合、位置・フロア遷移情報記憶部105には、この補正された位置q'の情報が記録される。
Then, the
Calculate and update with In this case, the corrected position q ′ information is recorded in the position / floor transition
また、変更態様として、位置補正部113aは、同じ場所であると判定された回帰遷移後の位置qだけでなく、この位置qよりも過去となる(記憶部105に保持された)位置をも補正対象とすることも好ましい。以下、過去の位置に遡って補正を行う実施形態を、図を用いて説明する。
Further, as a change mode, the
図5は、位置補正部113aにおける推定位置の補正処理についての他の実施形態を説明するための模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the correction process of the estimated position in the
図5には、携帯端末1(を所持したユーザ)が、フロアFaの位置p1から階段1によって(階段という遷移種別を用いて)フロアFbへフロア遷移して位置p1pを通過し、次いで、フロアFbの位置p2から階段2によって(階段という遷移種別を用いて)フロアFcへフロア遷移し、その後、このフロアFcから階段3によって(階段という遷移種別を用いて)フロアFbへフロア遷移して位置q1を通過し、さらにその後、フロアFbの位置q1pから階段1によって(階段という遷移種別を用いて)フロアFaへフロア遷移して位置q2に至る様子が示されている。なお、これらの遷移情報及び位置の情報は、その該当時刻と紐づけられて位置・フロア遷移情報記憶部105に記録されている。
In FIG. 5, the mobile terminal 1 (the user who owns it) makes a floor transition from the position p1 of the floor F a to the floor F b by using the staircase 1 (using the transition type of staircase) and passes the position p1 p . Next, a floor transition is made from the position p2 of the floor F b to the floor F c by using the staircase 2 (using a transition type called staircase), and then the floor F is moved from the floor F c by the staircase 3 (using a transition type called staircase). and floor transitions to b passed the position q1, Thereafter, how to reach the floor F by stairs 1 from a position q1 p of b (with a transition type of stairs) positioned floor transitions to the floor F a q2 is shown Has been. These transition information and position information are recorded in the position / floor transition
ここで、同一場所判定部112は、フロアFaにおける位置p1と位置q2との距離が所定閾値以下であって両位置p1及びq2は同じ場所である、と判定したとする。この場合、位置補正部113aによって、例えば上式(1)によりオフセットOP=q2−p1が算出され、このオフセットOPを用いて、推定位置q2がq2'=q2−OPのように補正される。PDRにおいて、この位置q2'以後の推定位置qは、q2’からの変位(向きと移動距離)の累積によって計算される。従って、q2で位置補正を実施すれば、その補正効果は、次にOPが更新されるまでの将来の推定位置全てに波及するのである。このように、オフセットOP及び推定位置は、同一場所であるとの判定が行われる度に更新されることになる。これにより、PDRにおいて重要な問題となる誤差の蓄積が適宜抑制される。
Here, the same
また、本実施形態では、オフセットOPは、位置q2以後の将来にわたっての補正量として使用されるだけではなく、位置q2以前の過去の位置、例えば図5における位置q1pや位置q1に対しても適用可能である。例えば、フロアFbにおける位置q1は、フロアFbへの回帰遷移が検出された際に、過去の位置p2との間で同じ場所ではないとの判定を受けるので、この判定によって補正されることはない。しかしながら、本実施形態によれば、その直後のフロアFaへの回帰遷移に基づき、遡って補正の機会を得ることができるのである。これにより、誤差蓄積の抑制を遡及して進めることが可能となる。 Further, in the present embodiment, the offset O P may not only be used as a correction amount for the future position q2 after the position q2 previous historical position, relative to the position q1 p and position q1 in FIG. 5, for example Is also applicable. For example, the position q1 in the floor F b, when return transition to the floor F b is detected, the receive determines not at the same location between the past position p2, be corrected by the determination There is no. However, according to the present embodiment, based on the regression transition to the immediately following floor F a, it is possible to obtain the opportunity of correcting retroactively. Thereby, it is possible to retroactively suppress the error accumulation.
ここで、位置q1の補正は、例えば、次式
(3a) q1'=q1−O(OP, Δt)
によって行われることも好ましい。ここで、O(OP, Δt)は、位置q1に適用されるオフセットである。また、Δtは、位置q2の時刻と位置q1の時刻との時間差である。このオフセットO(OP, Δt)は、PDRにおいて誤差は時間とともに増大するとの前提の下、位置q2において算出されたオフセットOPよりも、過去へ遡った分だけ(Δtに依存して)小さい値をとる補正量となっている。オフセットについてのこのような配慮により、PDRの実情に適合した適切な補正を行うことが可能となる。また、変更態様として、時間ではなく距離に基づく次式
(3b) q1'=q1−O(OP, Δd)
によって補正が行われることも好ましい。ここで、Δdは、位置q1から位置q2までの総移動距離である。上式(3b)のオフセットO(OP, Δd)は、時間が経過しても移動しない限り誤差は蓄積しないという前提の下、位置q2において算出されたオフセットOPよりも、以前の位置へ遡った分だけ(Δdに依存して)小さい値をとる補正量となっている。
Here, the correction of the position q1 is, for example, the following equation (3a) q1 ′ = q1−O (O P , Δt)
It is also preferable that this is performed. Here, O (O P , Δt) is an offset applied to the position q1. Δt is a time difference between the time at the position q2 and the time at the position q1. The offset O (O P , Δt) is smaller than the offset O P calculated at the position q2 by the amount retroactive (depending on Δt), on the assumption that the error increases with time in the PDR. The amount of correction is a value. Such consideration regarding the offset makes it possible to perform an appropriate correction suitable for the actual situation of the PDR. Further, the following equation as a modification, based on the distance rather than time (3b) q1 '= q1- O (O P, Δd)
It is also preferable that correction is performed by the above. Here, Δd is a total moving distance from the position q1 to the position q2. The offset O (O P , Δd) in the above equation (3b) is moved to a position earlier than the offset O P calculated at the position q2 on the assumption that the error does not accumulate even if time does not move. The correction amount takes a smaller value (depending on Δd) by the amount of retroactiveness.
以上説明したように、位置の補正を現在以降(将来)に対して適用する代わりに、過去に遡って推定した位置を補正(再計算)することも可能となる。どちらの形態をとるのか又は両方の形態をとるのか否かは、位置推定処理に求められるリアルタイム性の程度や、過去の位置の重要性に応じ、適宜選択されてもよい。 As described above, instead of applying the position correction to the present and subsequent (future), it is possible to correct (recalculate) the position estimated retroactively. Which form or both forms is taken may be appropriately selected according to the degree of real-time property required for the position estimation process and the importance of the past position.
図2に戻って、位置補正部113aの方位補正部113cは、同じ場所であると判定された位置qの直前のフロア遷移での進行方向と、過去の位置pの直後のフロア遷移での進行方向との角度差を用いて推定位置を補正する。
Returning to FIG. 2, the
ここで、「位置qの直前のフロア遷移での進行方向」は、記憶部105から同様に読み出されたこのフロア遷移直前の位置と、位置qとを結ぶベクトルの方向とすることができる。また、「位置pの直後のフロア遷移での進行方向」も、位置pと、記憶部105から同様に読み出されたこのフロア遷移直後の位置とを結ぶベクトルの方向とすることができる。または、変更態様としてそれぞれを、位置q及び位置pでの端末1の向き(例えば方位角)とすることも可能である。さらに、位置qの1つ前の時刻での位置と位置qとを結ぶベクトルの方向、及び、位置pと位置pの1つ後の時刻での位置とを結ぶベクトルの方向をそれぞれ、位置q及び位置pのフロア遷移での進行方向としてもよい。
Here, the “advancing direction at the floor transition immediately before the position q” can be the direction of a vector that connects the position immediately before the floor transition read out from the
図6は、方位補正部113cにおける方位補正及び位置補正の一実施形態を説明するためのグラフである。
FIG. 6 is a graph for explaining an embodiment of azimuth correction and position correction in the
図6には、フロアFaにおける過去の位置pに対し、階段を使ってフロアFaへ回帰遷移した直後の位置qが、同じ場所であるとの判定を受けた状況が示されている。ここで、方位補正部113cは、本実施形態において、「位置qの直前のフロア遷移での進行方向」が、「位置pの直後のフロア遷移での進行方向」とは真逆、すなわち向き(方位角)の差分が180度となるように、方位角オフセットOωを、次式
(4) Oω=θq−(θp+π)
によって算出・更新する。ここで、上式(4)のθq及びθpはそれぞれ、図6に示されたように、「位置qの直前のフロア遷移での進行方向」の方位角、及び「位置pの直後のフロア遷移での進行方向」の方位角である。
6, compared past locations p in the floor F a, position q immediately after the return transition to the floor F a with the stairs, the situation that received a determination that the same location is shown. Here, in the present embodiment, the
Calculate and update with Here, θ q and θ p in the above equation (4) are respectively an azimuth angle of “traveling direction in floor transition immediately before position q” and “immediately after position p”, as shown in FIG. It is the azimuth of the “traveling direction at the floor transition”.
次いで、(位置補正部113a内の)方位補正部113cは、方位角オフセットOωを算出した際、方位角θqを補正した方位角θq'を、例えば、次式
(5) θq'=θq−Oω
によって算出・更新する。次いで、さらに、この補正した方位角θq'を用いて、位置qの次の位置q^(2次元ベクトル)を、例えば、次式
(6) q^=q+[l・sin(θq'), l・cos(θq')]
によって算出・更新する。ここで、上式(6)のlは、位置qでの時刻における移動距離である。この式は、PDRで方位角及び移動距離から次の位置を計算する式において、方位角θqをθq'に置き換えただけのものと捉えることもできる。すなわち、位置qそのものはこの式によって修正されることはない。なお、位置のオフセットOPとは異なり、方位角オフセットOωは累積的に求められるものではないので、上式(5)による方位角の補正は、方位角オフセットOωの算出以後の全ての位置に適用される必要がある。
Then, (the position correction unit in 113a) heading
Calculate and update with Next, using the corrected azimuth angle θ q ′, the position q ^ (two-dimensional vector) next to the position q is expressed by, for example, the following equation (6) q ^ = q + [l · sin (θ q ′) ), l ・ cos (θ q ')]
Calculate and update with Here, l in the above equation (6) is the movement distance at the time at the position q. This expression can also be regarded as an expression in which the next position is calculated from the azimuth angle and the movement distance by the PDR, in which the azimuth angle θq is simply replaced with θ q ′. That is, the position q itself is not corrected by this equation. Unlike the position offset O P , the azimuth offset O ω is not obtained cumulatively. Therefore, the correction of the azimuth according to the above equation (5) is performed after the calculation of the azimuth offset O ω . Need to be applied to the location.
さらに、本実施形態では、方位角オフセットOωは、将来にわたっての補正量として使用されるだけではなく、位置のオフセットOPと同様、過去に遡って適用されてもよい。例えば、図5に示された位置q2で算出された方位角オフセットOωを用い、過去に遡った位置q1において方位角の補正を行う場合、この方位角の補正は、例えば、次式
(7a) θq1'=θq1−O(Oω, Δt)
を用いて実施することができる。ここで、Δtは、位置q2の時刻と遡った位置q1の時刻との時間差である。上式(7a)の方位角オフセットO(Oω, Δt)も、方位角オフセットOωを算出した位置q2の時刻から過去へ遡った分だけ(Δtに依存して)Oωよりも小さい値をとる補正量となっている。また、変更態様として、方位角の補正を、次式
(7b) θq1'=θq1−O(Oω, Δd)
を用いて実施してもよい。ここで、Δdは、遡った位置q1から位置q2までの総移動距離である。上式(7b)の方位角オフセットO(Oω, Δd)も、位置q2から以前の位置へ遡った分だけ(Δdに依存して)Oωよりも小さい値をとる補正量となっている。
Furthermore, in the present embodiment, the azimuth offset O omega, not only used as a correction amount of the future, similarly to the offset O P position, may be applied retrospectively. For example, using the position q2 azimuthal offset O omega calculated in shown in FIG. 5, if the position q1 which retroactively correct the azimuth correction of the azimuth angle, for example, the following equation (7a ) Θ q1 '= θ q1 −O (O ω , Δt)
Can be implemented. Here, Δt is a time difference between the time at the position q2 and the time at the position q1 retroactive. The azimuth offset O (O ω , Δt) in the above equation (7a) is also smaller than O ω by the amount retroactive from the time at the position q2 where the azimuth offset O ω is calculated (depending on Δt). The amount of correction is Further, as a change mode, the azimuth angle is corrected by the following equation (7b) θ q1 ′ = θ q1 −O (O ω , Δd)
You may carry out using. Here, Δd is the total movement distance from the retroactive position q1 to the position q2. The azimuth offset O (O ω , Δd) in the above equation (7b) is also a correction amount that takes a value smaller than O ω by the amount traced back from the position q2 to the previous position (depending on Δd). .
一般に、PDRにおいて測位誤差が蓄積される大きな要因として、測位対象の向きの推定値に誤差が存在し、この測位対象の進行とともにその向きの誤差の大きさに応じて推定位置の誤差が増大する、という現象が挙げられる。これに対し、上述したように、端末1の方位角を補正し、補正された方位角を用いて端末1の推定位置を補正することによって、そのような進行に伴う位置誤差の増大を防止又は抑制することができるのである。 In general, as a major factor for accumulating positioning errors in the PDR, there is an error in the estimated value of the direction of the positioning object, and the error in the estimated position increases according to the magnitude of the error in the direction as the positioning object progresses. The phenomenon is mentioned. On the other hand, as described above, by correcting the azimuth angle of the terminal 1 and correcting the estimated position of the terminal 1 using the corrected azimuth angle, an increase in position error accompanying such progress is prevented or It can be suppressed.
なお、位置補正部113aは、
(a)位置のオフセットOPを用い、例えば上式(2)によって位置qを補正してもよく、
(b)方位角オフセットOωを用い、例えば上式(5)及び(6)によって位置qを補正してもよく、または、
(c)位置のオフセットOPと方位角オフセットOωとの両方を用いて位置qを補正することも可能である。
The
(A) using the offset O P position, for example, be corrected position q by the above equation (2),
(B) Using the azimuth offset Oω , the position q may be corrected by, for example, the above equations (5) and (6), or
It is also possible to correct the position q using both the offset O P and azimuth offset O omega of (c) position.
以上説明したように、位置補正部113aによれば、携帯端末1(を所持した歩行者)の移動中、フロア遷移が検出され且つ同一場所であるとの判定がなされた際に、フロア遷移に係る位置又は当該位置に係る情報(遷移時の進行方向)から、位置のオフセットOP及び/又は方位角オフセットOωを生成して推定位置の補正を実施することができる。これにより、地図情報に頼ることなく、PDRで問題となる測位誤差の蓄積を抑制することが可能となるのである。
As described above, according to the
図2に戻って、位置推定部113で推定され補正された携帯端末1のより精度の高い位置の情報、さらには過去の移動経路の情報(推定位置の時系列履歴情報)は、例えば、ディスプレイ等の表示部106に所定の形式で表示されてもよい。または、外部の情報処理装置でこれらの情報を処理すべく、通信部107を介して当該情報処理装置宛てに送信されることも好ましい。
Returning to FIG. 2, information on the position of the mobile terminal 1 with higher accuracy estimated and corrected by the
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、その都度測定された情報に基づいてフロアの遷移を検出し、この検出されたフロア遷移に係る位置情報に基づいて推定位置についての補正量を算出する。また、この補正量を用いてより精度の高い推定位置を刻々に決定することができる。その結果、地図情報に頼ることなく、PDRで問題となっている測位誤差の蓄積を抑制することが可能となるのである。また、フロア遷移を伴う移動中、例えば歩行中に適宜補正量を算出することができるので、移動時における動的な推定位置の補正を実施することも可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, the transition of the floor is detected based on the information measured each time, and the correction amount for the estimated position based on the position information related to the detected floor transition. Is calculated. Further, it is possible to determine an estimated position with higher accuracy every moment using this correction amount. As a result, it is possible to suppress accumulation of positioning errors, which is a problem in PDR, without relying on map information. In addition, since the correction amount can be calculated as appropriate during movement involving floor transition, for example, during walking, it is possible to perform dynamic correction of the estimated position during movement.
さらに、本発明は、例えばその一実施形態として、装置に内蔵されたセンサのみを用い、装置の推定位置を適宜補正することを可能にしている。従って、本発明による位置推定装置として、例えば、加速度センサや地磁気センサ等を常備しているスマートフォン、ウェアラブル型端末、タブレット型コンピュータ、電子書籍、PDA(Personal Digital Assistant)といった汎用のユーザインタフェース装置を採用することも可能となっている。 Furthermore, the present invention makes it possible to appropriately correct the estimated position of the apparatus using, for example, only a sensor built in the apparatus as one embodiment. Therefore, as a position estimation device according to the present invention, for example, a general-purpose user interface device such as a smartphone, a wearable terminal, a tablet computer, an electronic book, or a PDA (Personal Digital Assistant), which has an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, etc. It is also possible to do.
以上に述べた本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。以上に述べた説明はあくまで例であって、何ら本発明を制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 In the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications, and omissions in the technical idea and scope of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example and is not intended to limit the present invention. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 携帯端末(位置推定装置)
101 加速度センサ
102 ジャイロセンサ
103 地磁気センサ
104 気圧センサ
105 位置・フロア遷移情報記憶部
106 表示部
107 通信部
111 フロア遷移検出部
112 同一場所判定部
113 位置推定部
113a 位置補正部
113b コーナー検出部
113c 方位補正部
1 Mobile terminal (position estimation device)
Claims (10)
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するフロア遷移検出手段と、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定する同一場所判定手段と、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正する位置補正手段と
を有することを特徴とする位置推定装置。 A position estimation device that estimates a position of a mobile subject in an area movable between a plurality of floor areas with a predetermined means for transition , and holds the position in time series,
Floor transition detection means for detecting a transition of a floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
Identifies whether or not the position when a regression transition, which is a movement from another floor area to a floor area located in the past, is detected is the same location as the retained past position in the floor area. A place determination means;
A position correction unit that calculates a correction amount based on information on the position determined to be the same place and information on the past position, and corrects the estimated position using the correction amount; A position estimation device characterized by the above.
前記同一場所判定手段は、当該回帰遷移が検出された場合の位置を、当該回帰遷移が検出された後に検出されたコーナーとする
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の位置推定装置。 A corner detecting means for detecting a corner in movement in the floor area;
The said same place determination means makes the position when the said regression transition is detected the corner detected after the said regression transition is detected, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Position estimation device.
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するフロア遷移検出手段と、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定する同一場所判定手段と、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正する位置補正手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする位置推定プログラム。 A position estimation program for estimating a position of a mobile subject in an area movable between a plurality of floor areas with a predetermined means for transition , and causing a computer mounted on a device to hold the position in time series to function.
Floor transition detection means for detecting a transition of a floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
Identifies whether or not the position when a regression transition, which is a movement from another floor area to a floor area located in the past, is detected is the same location as the retained past position in the floor area. A place determination means;
The computer functions as a position correction unit that calculates a correction amount based on the information related to the position determined to be the same place and the information related to the past position, and corrects the estimated position using the correction amount. A position estimation program characterized in that
測定された当該移動に係る情報に基づいて、異なるフロア区域への移動であるフロア区域の遷移を検出するステップと、
過去に位置したフロア区域への他のフロア区域からの移動である回帰遷移が検出された場合の位置が、当該フロア区域における保持された過去の位置と同じ場所であるか否かを判定するステップと、
同じ場所であると判定された当該位置に係る情報と、当該過去の位置に係る情報とに基づいて補正量を算出し、当該補正量を用いて推定位置を補正するステップと
を有することを特徴とする位置推定方法。 A position estimation method in a computer mounted on a device that estimates a position of a mobile subject in an area movable between a plurality of floor areas with a predetermined means for transition , and holds the position in time series,
Detecting a transition of the floor area, which is a movement to a different floor area , based on the measured information relating to the movement ;
A step of determining whether or not a position when a regression transition that is a movement from another floor area to a floor area located in the past is detected is the same place as the retained past position in the floor area. When,
A step of calculating a correction amount based on the information related to the position determined to be the same place and the information related to the past position, and correcting the estimated position using the correction amount. A position estimation method.
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