JP2002048589A

JP2002048589A - 移動体の移動経路推定装置

Info

Publication number: JP2002048589A
Application number: JP2000235827A
Authority: JP
Inventors: Takashi Uchida; 敬内田; Akihiro Suzuki; 明宏鈴木; Sohei Kawabata; 荘平川端; Takehiko Ofuji; 武彦大藤; Riyuukan Ri; 竜煥李
Original assignee: TOSHI KOTSU KEIKAKU KENKYUSHO; TOSHI KOTSU KEIKAKU KENKYUSHO KK; Tohoku Electronic Industrial Co Ltd
Current assignee: TOSHI KOTSU KEIKAKU KENKYUSHO; TOSHI KOTSU KEIKAKU KENKYUSHO KK; Tohoku Electronic Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】３次元的な移動経路、移動状態、移動手段を
推定することが可能な移動体の移動経路推定装置を提供
する。【解決手段】加速度センサ２、角速度センサ３、大気
圧センサ４の情報から移動体の動作状態が計測され、Ｐ
ＨＳ６、ＧＰＳ５から移動体の位置が計測される。これ
ら各種の計測情報をＰＣ１３内で融合することにより、
移動経路、移動手段の特定や移動状態を推定する。この
際、ＰＣ１３に備えられた加速度センサ２により計測さ
れたデータの波形振幅の特徴や、パワースペクトルの波
形特徴が参照される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体に取り付け
た各種センサ情報を融合することにより移動経路、移動
状態、移動手段などを推定する移動体の移動経路推定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＰＨＳ（Personal Handy Pho
ne System）やＧＰＳ（Global Positioning System）を
利用して移動体の移動経路を計測する装置や、歩数計・
カロリーメーターのような身体の揺れを検出して移動体
の行動を把握する装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、移動体の２次元的な移動経路しか得るこ
とができず、移動手段の特定が不可能であった。また、
歩数計・カロリーメーターは、閾値以上の身体加速度を
検出して動作を把握するものであり、厳密な行動調査は
不可能であった。したがって、移動体の厳密な行動調査
や３次元的な移動経路、移動状態、移動手段を推定する
ことが困難であった。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、３次元的な移
動経路、移動状態、移動手段を推定することが可能な移
動体の移動経路推定装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。

【０００６】本発明の移動体の移動経路推定装置は、移
動体の動作状態を計測する第１の計測装置と、前記移動
体の２次元的な位置情報を計測する第２の計測装置と、
前記第１および第２の計測装置により取得されたデータ
を記憶する記憶装置とを有する携帯型装置と、前記携帯
型装置の前記記憶装置に記憶されたデータから前記移動
体の３次元的な移動経路、移動状態、移動手段を解析す
る解析装置とを具備している。

【０００７】前記解析装置は、前記移動状態および前記
移動手段の違いによる特徴を表した特徴データを有して
いる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、移動体の動作状
態を時系列的に把握することで、３次元的な移動経路、
移動状態、移動手段を推定することにある。ここで、３
次元的な移動経路の推定とは、ビル内で階段やエレベー
ター昇降により、何階にいるのかまでも推定することを
いう。移動状態の推定とは、静止しているのか移動中な
のかを判断し、移動中の場合はどのような交通機関を利
用した移動なのか、あるいは徒歩、走行、階段昇降、エ
レベーター、転倒なのかを推定することをいう。移動手
段の推定とは、電車、地下鉄、モノレール、バス、乗用
車、バイク、自転車などを推定することをいう。以下、
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

【０００９】図１は、本発明の実施の形態に係る移動体
の移動経路推定装置のシステムブロック図を示してい
る。

【００１０】図１において、１は本発明の携帯型装置、
１３は本発明の解析装置となるＰＣ（Personal Compute
r）である。携帯型装置１において、２は加速度セン
サ、３は角速度センサ、４は大気圧センサ、５はＧＰＳ
（Global Positioning System）、６はＰＨＳ（Persona
l Handy Phone System）である。７はセンサ情報を処理
するためのＣＰＵ、８はＣＰＵ７の処理結果を記憶する
メモリ、９はＣＰＵ７の処理結果を表示する表示器であ
る。１０は携帯型装置１からＰＣ（Personal Compute
r）１３にデータを転送するためのデータ転送用インタ
ーフェース、１１は携帯型装置１から受信機（図示せ
ず）にデータを発信するための送信機、１２は携帯型装
置１の電源となるバッテリーである。

【００１１】上記本発明の移動体の移動経路推定装置に
おいて、加速度センサ２、角速度センサ３、大気圧セン
サ４を用いて移動体の動作状態が計測され、図４に示す
ようなアナログデータが取得される。また、ＧＰＳ５、
ＰＨＳ６を用いて移動体の２次元的な位置が計測され、
アナログデータが取得される。これらのアナログデータ
はＣＰＵ７に伝達され、デジタルデータに変換される。
この変換されたデジタルデータは、メモリ８に記憶さ
れ、さらに表示器９で表示される。また、ＣＰＵ７によ
り携帯型装置１内の種々の装置が制御されている。

【００１２】また、携帯型装置１のメモリ８に記憶され
たデータはＰＣ１３に転送される。ＰＣ１３へのデータ
転送方法としては、メモリ８が抜き差し可能なデバイス
（メモリカードなど）の場合、メモリ８を携帯型装置１
から取り外し、ＰＣ１３に取り付けることによってＰＣ
１３内にデータが転送される。また、データ転送用イン
ターフェース１０を使用することでＰＣ１３にデータが
転送されてもよい。ここで、データ転送用インターフェ
ース１０としては、たとえば、ＲＳ２３２Ｃ、ＩｒＤ
Ａ、ＵＳＢデバイスなどが用いられる。このようにデー
タが転送されるＰＣ１３には、移動体の移動状態および
移動手段の違いによるパワースペクトルの特徴データ
と、地図情報とが備えられている。そして、転送された
データを用いてＰＣ１３内で詳細なデータ処理、データ
蓄積、グラフィック表示などが行われる。

【００１３】尚、本発明の最小構成は、加速度センサ２
（または角速度センサ３）、ＧＰＳ５（またはＰＨＳ
６）、ＣＰＵ７、メモリ８、バッテリー１２、ＰＣ１３
である。センサ情報は多いほど移動体の動作状態などの
推定結果は正確になるが、この最小構成でも本発明は実
現可能である。

【００１４】図２は、携帯型装置の使用例を示してい
る。図２に示すように、ＧＰＳ用衛星１４やＰＨＳアン
テナ１５から、携帯型装置１を携帯した移動体の２次元
的な位置情報が取得され、この取得された位置情報が携
帯型装置１から受信機１６に発信される。この受信機１
６としては、たとえば、ＰＨＳ、携帯電話、専用受信機
などが用いられる。一方、携帯型装置１で蓄積されたデ
ータは、メモリカード（メモリ）８を介してＰＣ１３に
転送され、このＰＣ１３内のパワースペクトルの特徴デ
ータと地図情報とを用いて、移動体の移動経路や移動手
段の表示、記録、詳細解析が行われる。

【００１５】図３は、データ処理の流れを示している。
図３に示すように、ＰＨＳ６やＧＰＳ５により移動体の
位置が特定され、加速度センサ２、角速度センサ３、大
気圧センサ４により移動体の動作状態が推定される。こ
れらの結果を融合してデータの処理が行われ、移動体の
移動経路、移動状態、移動手段が推定される。

【００１６】この際、ＧＰＳ５は、建物内、地下街など
の衛星からの電波が到達しないところ以外はどこでも位
置特定が可能である。ＰＨＳ６は、ＰＨＳアンテナが設
置されている領域であれば位置特定が可能である。つま
り、ＰＨＳ６を用いれば建物内、地下街などでも位置特
定が可能となる。したがって、ＧＰＳ５とＰＨＳ６は、
併用若しくは使用場所に応じて使い分けるとよい。

【００１７】また、加速度センサ２、角速度センサ３
は、波形振幅の大きさによって動作状態かどうかを判断
することができる。大気圧センサ４は、レベル変化率か
ら上下移動を推定することができ、エレベーター、階段
昇降の動作を推定することが可能である。

【００１８】図４は、歩行と電車による加速度センサ波
形の違いを示している。図４に示すように、移動体の移
動状態を加速度センサ２により計測した結果、移動体が
電車に乗車している場合と歩行している場合とでは加速
度センサ２の波形に違いが生じている。つまり、移動体
が電車に乗車している場合は加速度センサ２の波形振幅
の変化量は小さく、移動体が歩行している場合は加速度
センサ２の波形振幅の変化量は大きくなっている。

【００１９】図５は、移動状態・手段の違いによるパワ
ースペクトルの波形特徴を示している。図４に示す加速
度センサ２により計測されたデータを用いてパワースペ
クトルによる分析を行った結果、図５に示すように、移
動体の移動状態・手段（自転車、地下鉄、モノレール、
静止）の違いによってパワースペクトルの波形に違いが
生じている。つまり、移動手段が自転車の場合は、全体
的にパワースペクトルの強度が高く、パワースペクトル
の波形の変化量が大きい。移動手段が地下鉄およびモノ
レールの場合と移動体が静止状態の場合とは、パワース
ペクトルの波形の変化量が小さい。なお、モノレールと
静止とのパワースペクトルの波形は非常に似ているが、
ＧＰＳ５（またはＰＨＳ６）による位置情報を用いるこ
とにより、モノレールと静止との区別は可能である。

【００２０】上記図４、図５に示すように、加速度セン
サにより計測されたデータの波形振幅の特徴や、パワー
スペクトルの波形特徴は、移動体の移動状態や移動手段
によって異なったものとなる。これらの特徴データはＰ
Ｃ１３内に備えられており、これらの特徴データとＰＣ
１３内で携帯型装置１により計測したデータとを比較し
て、データを解析している。

【００２１】図６は、データ解析のアルゴリズムを示し
ている。以下、図６を参照して、ＰＣ内で移動体の移動
状態、移動手段を解析する方法について説明する。

【００２２】まず、加速度センサ２（または角速度セン
サ３）の変化量が小さいがどうかが判断され（ＳＴ
１）、加速度センサ２の変化量が小さい場合は、移動体
の移動状態・手段は静止状態またはエレベーターである
と推定される（ＳＴ２）。一方、加速度センサ２の変化
量が大きい場合は、ＧＰＳ５（またはＰＨＳ６）を用い
て移動体の位置変化があるかどうかが判断される（ＳＴ
３）。その結果、位置変化がない場合は、上記と同様
に、移動体の移動状態・手段は静止状態またはエレベー
ターであると推定される（ＳＴ２）。さらに、大気圧セ
ンサ４の情報などを用いることにより、移動体が静止状
態であるか、エレベーター昇降中であるかの区別が行わ
れる。

【００２３】また、移動体の位置変化がある場合は、加
速度センサ２（または角速度センサ３）の変化量が規定
値以下であるかどうかが判断される（ＳＴ４）。その結
果、規定値以上の場合は、移動体の移動状態・手段は歩
行、走行、自転車、階段のいずれかであると推定され、
ＧＰＳ５（またはＰＨＳ６）による位置情報や加速度セ
ンサ２（または角速度センサ３）によるセンサ波形か
ら、歩行、走行、自転車、階段のいずれかに特定される
（ＳＴ５）。

【００２４】また、加速度センサ２の変化量が規定値以
下である場合は、加速度センサ２（または角速度センサ
３）によるパワースペクトルが高周波領域に分布してい
るかどうかが判断される（ＳＴ６）。その結果、パワー
スペクトルが高周波領域（例えば１６Ｈｚ）に分布して
いる場合は、移動体の移動手段は乗用車であると推定さ
れる（ＳＴ７）。

【００２５】また、パワースペクトルが高周波領域に分
布していない場合は、加速度センサ２（または角速度セ
ンサ３）によるパワースペクトルが低周波領域に分布し
ているかどうかが判断される（ＳＴ８）。その結果、パ
ワースペクトルが低周波領域（例えば２乃至４Ｈｚ）に
分布している場合は、移動体の移動手段はバスであると
推定される（ＳＴ９）。一方、パワースペクトルが低周
波領域に分布していない場合は、移動体の移動手段は電
車、地下鉄、モノレールのいずれかであると推定され、
ＧＰＳ５（またはＰＨＳ６）による位置情報や加速度セ
ンサ２（または角速度センサ３）によるセンサ波形か
ら、電車、地下鉄、モノレールのいずれかに特定される
（ＳＴ１０）。

【００２６】上記本発明の実施の形態によれば、加速度
センサ２、角速度センサ３、大気圧センサ４などから移
動体の動作状態が計測され、ＰＨＳ６電界強度、ＧＰＳ
５などから移動体の位置が計測される。これら各種の計
測情報をＰＣ１３内で融合することにより、移動経路、
移動手段の特定（電車、地下鉄、モノレール、バス、乗
用車、バイク、自転車など）や移動状態（徒歩、走行、
階段昇降、エレベーター、転倒など）を推定できる。つ
まり、本発明の移動体の移動経路推定装置によれば、３
次元的な移動経路、移動状態、移動手段を推定すること
が可能となる。

【００２７】また、従来のように閾値以上の身体加速度
を検出する必要がなく、加速度センサ２により計測され
たデータの波形振幅の特徴や、パワースペクトルの波形
特徴を用いて、ＰＣ１３内において移動体の移動状態や
移動手段を解析している。したがって、移動体の厳密な
行動調査が可能となる。

【００２８】このように、本発明によって移動体の移動
状態を詳細に知ることができるため、移動方法の問題把
握・最適化を図ることができる。たとえば、本発明の移
動体の移動経路推定装置を用いて、大規模イベント時の
交通行動調査を行うことにより、イベント開催時の交通
計画が可能となる。また、駐車場のアクセス経路調査を
行うことにより、駐車場案内システムの提供が可能とな
る。また、高齢者・障害者の交通行動調査を行うことに
より、バリアフリーな交通施設計画が可能となる。ま
た、中心市街地におけるうろつき行動調査を行うことに
より、ショッピングモール改装計画を立てることが可能
となる。また、大規模小売店舗来場者の交通行動調査を
行うことにより、店舗配置計画、周辺の交通処理計画を
立てることが可能となる。このように、現実的な都市計
画、パーソントリップ調査が可能になる。

【００２９】なお、携帯型装置１のＰＨＳ６や送信機１
１から他の受信機にデータが発信されてもよい。これに
より、移動体の動作状態を他の受信機でモニタすること
ができるため、徘徊高齢者の探索に利用できる。また、
タクシー無線を利用したサービスの提供が可能となる。

【００３０】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、３
次元的な移動経路、移動状態、移動手段を推定すること
が可能な移動体の移動経路推定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる移動体の移動経路
推定装置を示すシステムブロック図。

【図２】本発明の移動体の移動経路推定装置の使用例を
示す図。

【図３】本発明のデータ処理の流れを示す図。

【図４】歩行と電車による加速度センサ波形の違いを示
す図。

【図５】移動状態・手段の違いによるパワースペクトル
の波形特徴を示す図。

【図６】本発明のＰＣ内でのデータ解析方法を示す図。

【符号の説明】

１…携帯型装置、２…加速度センサ、３…角速度センサ、４…大気圧センサ、５…ＧＰＳ、６…ＰＨＳ、７…ＣＰＵ、８…メモリ、９…表示器、１０…データ転送用インターフェース、１１…送信機、１２…バッテリー、１３…ＰＣ、１４…ＧＰＳ用衛星、１５…ＰＨＳアンテナ、１６…受信機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｑ 7/34 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０６Ａ (72)発明者川端荘平宮城県仙台市太白区向山２丁目36番４号東北電子産業株式会社内 (72)発明者大藤武彦大阪府大阪市中央区釣鐘町１丁目１番11号株式会社都市交通計画研究所内 (72)発明者李竜煥大阪府大阪市中央区釣鐘町１丁目１番11号株式会社都市交通計画研究所内Ｆターム(参考） 2F029 AA07 AB07 AC02 AC12 5H180 AA21 BB05 BB12 FF05 FF13 FF32 5J062 AA01 AA06 AA08 AA11 AA12 BB01 BB05 CC07 FF01 HH07 5K067 EE02 FF03 JJ52 JJ56 5K101 KK13 LL11 MM04 MM05 MM06 MM07 NN22 NN25 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の動作状態を計測する第１の計測
装置と、前記移動体の２次元的な位置情報を計測する第
２の計測装置と、前記第１および第２の計測装置により
取得されたデータを記憶する記憶装置とを有する携帯型
装置と、前記携帯型装置の前記記憶装置に記憶されたデータから
前記移動体の３次元的な移動経路、移動状態、移動手段
を解析する解析装置とを具備することを特徴とする移動
体の移動経路推定装置。
【請求項２】前記解析装置は、前記移動状態および前
記移動手段の違いによる特徴を表した特徴データを有す
ることを特徴とする請求項１記載の移動体の移動経路推
定装置。