JP2008232932A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008232932A
JP2008232932A JP2007075107A JP2007075107A JP2008232932A JP 2008232932 A JP2008232932 A JP 2008232932A JP 2007075107 A JP2007075107 A JP 2007075107A JP 2007075107 A JP2007075107 A JP 2007075107A JP 2008232932 A JP2008232932 A JP 2008232932A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current position
movement
block
sensor
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007075107A
Other languages
English (en)
Inventor
Junshiro Kanda
準史郎 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2007075107A priority Critical patent/JP2008232932A/ja
Publication of JP2008232932A publication Critical patent/JP2008232932A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】センサによる誤差を補正して正確な現在位置を得ること。
【解決手段】外部からのセンサ情報を受信して出力する受信手段と、測位対象範囲である屋内地図を、複数のブロックに分割し、各ブロックに固有番号、および該ブロックの位置情報を付与した地図データを記憶した記憶手段と、前記受信手段から出力された情報に基づき、測位対象の移動前の現在位置から移動後の現在位置を算出する現在位置算出手段と、予め測定された前記センサの誤差範囲を記憶し、前記記憶手段に記憶された地図データを参照して、前記誤差範囲に基づき前記現在位置算出手段により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きいブロックの中心を測位対象の移動後の現在位置として補正する現在位置補正手段とを備えた。
【選択図】図1

Description

この発明は、センサの誤差を補正して、正確な現在位置を算出する位置検出装置に関する。
従来からジャイロセンサを使用したINS(Inertial Navigation System)を用いて、歩行者等の屋内での位置を検出するシステムの開発が行われている。しかしながら、INSを利用する場合、ジャイロセンサがドリフト(時間が経つにつれて、0値がずれること)するため、時間の経過と共に、正確な方角とジャイロセンサの示す方角とにずれが生じ、屋内における歩行者等の現在位置を高精度に求めることが困難であるという課題があった。このため、相対的な方角を検出するジャイロセンサと、絶対的な方位を検出する地磁気センサを備え、前記ジャイロセンサで検出された相対方位を、前記地磁気センサで検出された絶対方位に基づき補正することで、ドリフト問題を解消したものがある(例えば特許文献1参照)。
特開2004−138513号公報(段落0014、0015、図4)
従来の位置検出装置は、上記のように構成されており、地磁気センサにより方角の修正を行うものでは、ジャイロセンサのドリフト問題は解消できるが、加速度センサによる移動距離のドリフト問題を解消できず、正確な移動距離を算出することができない。このため、正確な現在位置を得ることが出来ないという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、センサによる誤差を補正して正確な現在位置を得ることを目的とする。
この発明に係る位置検出装置は、外部からのセンサ情報を受信して出力する受信手段と、測位対象範囲である屋内地図を、複数のブロックに分割し、各ブロックに固有番号、および該ブロックの位置情報を付与した地図データを記憶した記憶手段と、前記受信手段から出力された情報に基づき、測位対象の移動前の現在位置から移動後の現在位置を算出する現在位置算出手段と、予め測定された前記センサの誤差範囲を記憶し、前記記憶手段に記憶された地図データを参照して、前記誤差範囲に基づき前記現在位置算出手段により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きいブロックの中心を測位対象の移動後の現在位置として補正する現在位置補正手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、外部から送信されたセンサ情報に基づき、測位対象の移動前の現在位置から移動後の現在位置を算出し、予め測定されたセンサの誤差範囲に基づき、前記移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きいブロックの中心を移動後の現在位置として補正するようにしたので、センサによる誤差を補正して、正確な現在位置を得ることができるという効果がある。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、この実施の形態1による位置検出装置を使用した測位システムの概略図であり、符号101は3軸(上下、左右、前後)方向の加速度を検知して出力する加速度センサ、符号102は進行方向を取得して出力する方位センサ、符合203は測位対象範囲となる屋内の地図を複数の矩形領域(以下、ブロックと記載)に分割し、各ブロックに固有番号、該ブロックの位置情報、および隣接ブロックへ移動可能か否かを判定するための移動可否属性を付与した地図データ、符合103は測位対象の範囲である屋内への入り口に設置された初期位置情報送信手段(図示せず)から、RFID(Radio Frequency Identification)などにより初期位置情報を取得して出力する初期位置取得センサ、符号201は加速度センサ101、方位センサ102、初期位置取得センサ103から出力されたセンサ情報に基づき、地図データ203を用いて測位対象である人間等の移動後の現在位置を算出する処理用コンピュータ、符号202は処理用コンピュータ201での算出結果を表示する表示装置である。
図2は、この測位システムの機能を示した機能ブロック図であり、この測位システムの対象である人間が携帯する携帯端末1は、加速度センサ101、方位センサ102、および初期位置取得センサ103と、加速度センサ101、方位センサ102、初期位置取得センサ103から出力されたセンサ情報を所定時間(例えば1秒)毎に送信する送信手段104を備えている。また、位置検出装置2は、携帯端末1から送信されたセンサ情報を受信して出力する受信手段204と、地図データ203を記憶した記憶手段207と、前記センサ情報に含まれた加速度情報、進行方向情報、および初期位置情報に基づき、人間の移動前の現在位置から移動後の現在位置を算出する現在位置算出手段205と、予め測定された前記センサの誤差範囲を記憶し、記憶手段207に記憶された地図データ203を参照して、前記誤差範囲に基づき現在位置算出手段205で算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きく、かつ地図データ203に付与された移動可否属性に基づき判定された移動可能なブロックの中心を測位対象の移動後の現在位置として補正する現在位置補正手段206と、現在位置補正手段206で補正された移動後の現在位置を表示する表示手段208を備える。なお、現在位置算出手段205と現在位置補正手段206から処理用コンピュータ201が、表示手段208により表示装置202が構成される。
図3は、この測位システムの測位対象範囲となる屋内の地図データ203の一例である。また、図4は、地図データ203を複数のブロックに分割したものであり、各ブロックには、固有番号、移動可否属性、座標情報が付与される。ここで、移動可否属性とは、隣接するブロックへ移動可能かどうかを判定するための情報であり、例えば、図4のブロック95からブロック94、81、96、111へは移動可能であるが、79、80、109、110へは展示台が存在するため移動不可である。このため、移動可能であるブロック94、81、96、111が、ブロック95の移動可否属性として付与される。また、座標情報とは、ブロック95の座標情報を例に説明すると、図4の左上A点を原点(0、0)とした座標系におけるブロック95の左上B点の座標と、ブロック95の幅Cおよび高さDの情報である。なお、表示手段208の画素数と実際の屋内寸法とは対応したものとする。上記情報を各ブロックに付与することで、各ブロックから移動可能な隣接ブロックの固有番号を得ることができ、さらに得られた固有番号の座標情報を取得することが可能となる。
次に、移動後の現在位置の算出について説明する。
この測位システムでは、携帯端末1を測位対象である人間に携帯させ、加速度センサ101、方位センサ102、初期位置取得センサ103で取得した情報に基づき、屋内における人間の位置を算出するものであるが、加速度センサ101および方位センサ102からは、どの方向へどれだけ進んだかという相対的な位置情報しか得られない。このため、この測位システムでは、人間が屋内への入り口を必ず通過することを想定しており、該入り口に初期位置情報送信手段としてRFIDリーダ/ライタを設け、該入り口を通過する際に、携帯端末1の初期位置取得センサ103へ、該入り口の座標情報を書き込む。また、加速度センサ101からは、水平方向の加速度を積分する事により人間の移動距離を得ることができ、方位センサ102からは、人間の進行方向を得ることができ、位置検出装置2の現在位置算出手段205にて、初期位置からの移動距離および進行方向を算出することにより、測位対象である人間の移動後の現在位置を算出することができる。なお、RFIDは、接触型の物でも非接触型の物でもよく、アクティブ型、パッシブ型等の種別も問わない。
次に、算出された移動後の現在位置の補正について説明する。
携帯端末1から送信される加速度センサ101、方位センサ102からそれぞれ出力された加速情報、進行方向情報にはノイズが混入する可能性があり、さらに加速度センサ101、方位センサ102には、ドリフトと呼ばれる時間経過による0点のずれが生じる問題がある。このため、位置検出装置2の現在位置算出手段205で算出された移動後の現在位置が、実際の移動後の現在位置とずれてしまうという問題が発生する。このような問題を防ぐため、この測位システムでは、予め加速度センサ101、方位センサ102からの情報に基づき算出された移動後の現在位置と、実際の移動後の現在位置との違いであるセンサの誤差(以下、誤差範囲と記載)を予め測定して記憶しておき、該誤差範囲を利用して、算出された移動後の現在位置の補正を行う構成としている。
図5は、移動前の現在位置aと、算出された移動後の現在位置b、および予め測定しておいた加速度センサ101および方位センサ102のそれぞれの誤差範囲に基づき設定された移動可能範囲を示した図である。図6は、ブロック5から移動可能な隣接ブロックを示した図であり、ここでは、斜線の入ったブロック1、4、6、7へは、ブロック5から移動できないものとする。まず現在位置補正手段206は、記憶手段207に記憶された地図データ203を参照して、現在位置算出手段205が携帯端末1から送信されたセンサ情報に基づき算出した移動後の現在地bを中心として設定した移動可能範囲の面積を算出する。次に、現在位置補正手段206は、前記移動可能範囲を進行方向および角度方向にそれぞれ1000分割して、100万個の微小区画を作成する。次に、現在位置補正手段206は、分割後の微小区画がそれぞれどのブロックに属するかを判定して、前記微小区画が最も多く存在するブロック、すなわち前記移動可能領域との重複面積が最も大きいブロックであるブロック6を移動後の現在位置の属するブロックとして選択する。次に、現在位置補正手段206は、ブロック5に付与された移動可否属性からブロック6へは移動不可能であることを認識する。次に、現在位置補正手段206は、次に前記移動可能領域との重複面積の大きいブロック9を選択して、ブロック5の移動可否属性からブロック9へは移動可能であることを認識し、ブロック9の中心を移動後の現在位置として補正する。
次に動作について説明する。
図7は、この測位システムの動作を示したフローチャートである。初めに測位対象である人間が屋内の入り口を通過すると、初期位置取得センサ103が該入り口に設置された初期位置情報送信手段から初期位置情報を取得して送信手段104へ出力し、送信手段104が、前記初期位置情報を送信する。次に、位置検出装置2の受信手段204が、送信手段104から送信された初期位置情報を受信して、現在位置算出手段205へ出力する。現在位置算出手段205は、初期位置情報から初期位置を認識すると共に、人間の移動後の現在位置の算出を開始する。次に、携帯端末1の加速度センサ101、方位センサ102でそれぞれ取得した加速度情報、進行方向情報が送信手段104から送信されると(ステップST1)、位置検出手段2の受信手段204は、送信手段104から送信された加速度情報、進行方向情報を受信して該情報を現在位置算出手段205へ出力する。次に、現在位置算出手段205は、出力された加速度情報、進行方向情報に基づき、初期位置からの移動距離および進行方向を計算(ステップST2)して移動後の現在位置を算出し、現在位置補正手段206へ出力する。
次に、現在位置補正手段206は、記憶手段207に記憶された地図データ203を参照して現在位置算出手段205から出力された移動後の現在位置を中心として、予め測定しておいた加速度センサ101および方位センサ102のそれぞれの誤差範囲に基づき移動可能範囲を設定する(ステップST3)。次に、現在位置補正手段206は、前記移動可能範囲の面積を算出し(ステップST4)、移動前の現在位置が属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複した面積が最も大きいブロックを選択する(ステップST5)。次に、現在位置補正手段206は、移動前のブロックに付与された移動可否属性に基づき、ステップST5で選択したブロックへ移動可能か否かを判定する(ステップST6)。ステップST5で選択したブロックへ移動不可能である場合、現在位置補正手段206は、ステップST5に戻り、前記移動可能範囲との重なりが次に大きいブロックを選択して、ステップST6の判定を行う。現在位置補正手段206は、移動可能なブロックを選択するまで、ステップST5、およびステップST6の動作を繰り返す。ステップST5で選択したブロックへ移動可能である場合、現在位置補正手段206は、該ブロックを移動後の現在位置の属するブロックとして認定し、該ブロックの中心を移動後の現在位置であると補正して、該認識結果を表示手段208に表示する(ステップST7)。
以上のように、実施の形態1による測位システムは、初期位置取得センサ103、加速度センサ101、および方位センサ102からの情報に基づき移動後の現在位置を算出し、記憶手段207に記憶された地図データ203を参照して、予め測定しておいた加速度センサ101と方位センサ102の誤差範囲に基づき、現在位置算出手段205により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動可能範囲との重複面積が最も大きく、かつ地図データ203に付与された移動可否属性に基づき判定された移動可能なブロックの中心を移動後の現在位置と認識するようにしたので、算出された移動後の現在位置を補正して、該現在位置の算出精度を向上させることができるという効果がある。また、移動不可能なブロックへ移動後の現在位置が位置付けられることがないという効果がある。
また、図8に示すように、初めの移動後の現在位置の補正には、予め測定されたセンサの誤差範囲を使用し、次回以降における移動後の現在位置の補正時に、移動後の現在位置と認識されたブロック6に対する誤差、すなわち図8の斜線部分に基づき、現在位置算出手段205により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定するようにしても良い。また、移動後の現在位置を補正する毎に、該補正によって得られた誤差範囲を逐次記憶しておき、記憶された誤差範囲を平均することにより、統計的な処理を行って加速度センサ101および方位センサ102の誤差の出力特性を把握した上で平均した誤差範囲を用いても良い。このように構成すれば、加速度センサ101および方位センサ102の補正の信頼性を増していくことが可能となり、補正の精度をより向上させることが出来る効果がある。
実施の形態2.
実施の形態1では、各ブロックの中心を測位対象である人間の移動前の現在位置として、センサの誤差範囲に基づき移動後の現在位置を算出する構成としていた。このため、図9に示すように、実際の移動前の現在位置cが、現在位置補正手段206により補正された移動前の現在位置dと違っている場合、人間の移動距離および方位を正確に得ることができたとしても、現在位置補正手段206は、現在位置算出手段205により算出された移動後の現在位置eを中心として移動可能範囲を設定し、該移動可能範囲と重複する面積が最も大きいブロック6の中心fを移動後の現在位置と認識するため、実際の移動後の現在位置gの属するブロック5とは異なるブロック6の中心fが移動後の現在位置となることが考えられる。
このため、この実施の形態2では、現在位置算出手段205により移動後の現在位置を算出する際の基点である移動前の現在位置を、前回の補正において移動後の現在位置が属すると判定されたブロックの中心ではなく、前記ブロックと移動可能範囲との重複範囲の重心位置としたことを特徴とする。図10は、この実施の形態2による補正について示した図である。重心位置hを基点として設定することにより、現在位置算出手段205により算出された移動後の現在位置iを中心として設定された移動可能範囲との重複範囲が最も大きいブロックを実際の移動後の現在位置kの属するブロックと同一ブロックとすることができる。このため、仮に、単位時間当たりの移動距離が少なく、移動後の現在位置が同一ブロック内である状態が続いたとしても、移動後の現在位置の属するブロックを、実際の移動後の現在位置の属するブロックに位置づけできるので、移動後の現在位置を精度が向上するという効果がある。また、図11に示すように、現在位置補正手段206により補正された移動後の現在位置を、移動可能範囲との重複範囲が最も大きいブロックの中心lではなく、前記ブロックと移動可能範囲との重複範囲の重心位置mとしても良い。
実施の形態1による位置検出装置を使用した測位システムの概略図である。 測位システムの機能を示した機能ブロック図である。 測位システムの測位対象範囲となる屋内地図データの一例である。 屋内地図データを複数のブロックに分割した図である。 移動可能範囲を示した図である。 ブロック5から移動可能なブロックを示した図である。 測位システムの動作を示したフローチャートである。 現在位置算出後の補正方法の一例を示した図である。 実施の形態2による補正について示した図である。 実施の形態2による補正について示した図である。 重心位置を現在位置について示した図である。
符号の説明
1 携帯端末、2 位置検出装置、101 加速度センサ、102 方位センサ、103 初期位置取得センサ、104 送信手段、201 処理用コンピュータ、202 表示装置、203 地図データ、204 受信手段、205 現在位置算出手段、206 現在位置補正手段、207 記憶手段、208 表示手段。

Claims (6)

  1. 外部から送信されるセンサ情報に基づき、屋内における測位対象の現在位置を算出する位置検出装置において、
    前記外部からのセンサ情報を受信して出力する受信手段と、
    測位対象範囲である屋内地図を、複数のブロックに分割し、各ブロックに固有番号、および該ブロックの位置情報を付与した地図データを記憶した記憶手段と、
    前記受信手段から出力された情報に基づき、測位対象の移動前の現在位置から移動後の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
    予め測定された前記センサの誤差範囲を記憶し、前記記憶手段に記憶された地図データを参照して、前記誤差範囲に基づき前記現在位置算出手段により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定し、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きいブロックの中心を測位対象の移動後の現在位置として補正する現在位置補正手段と
    を備えたことを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記記憶手段は、隣接するブロックへ移動可能であるか否かを示す移動可否属性を付与した地図データを記憶し、
    前記現在位置補正手段は、前記移動前の現在位置の属するブロックに隣接し、前記移動可能範囲と重複する面積が最も大きく、かつ前記地図データに付与された移動可否属性に基づき判定された移動可能なブロックの中心を測位対象の移動後の現在位置として補正することを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  3. 前記現在位置補正手段は、予め測定された前記センサの誤差範囲のかわりに、補正により認識された移動後の現在位置の属するブロックに対する誤差範囲に基づき、前記現在位置算出手段により算出された移動後の現在位置を中心として移動可能範囲を設定することを特徴とする請求項1または請求項2記載の位置検出装置。
  4. 前記現在位置補正手段は、移動後の現在位置を補正する毎に、該補正によって得られた誤差範囲を逐次記憶し、次の移動後の現在位置の補正時の誤差範囲として前記記憶した誤差範囲を平均して用いることを特徴とした請求項3記載の位置検出装置。
  5. 前記現在位置算出手段は、測位対象の移動後の現在位置を算出する際に、前記現在位置補正手段による前回の補正において移動後の現在位置が属すると判定されたブロックの中心からではなく、前記ブロックと移動可能範囲との重複範囲の重心位置から移動後の現在位置を算出することを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の位置検出装置。
  6. 前記現在位置補正手段は、前記重心位置を測位対象の移動後の現在位置として補正することを特徴とする請求項5記載の位置検出装置。
JP2007075107A 2007-03-22 2007-03-22 位置検出装置 Pending JP2008232932A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075107A JP2008232932A (ja) 2007-03-22 2007-03-22 位置検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075107A JP2008232932A (ja) 2007-03-22 2007-03-22 位置検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008232932A true JP2008232932A (ja) 2008-10-02

Family

ID=39905890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007075107A Pending JP2008232932A (ja) 2007-03-22 2007-03-22 位置検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008232932A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506913A (ja) * 2007-07-12 2011-03-03 コミシリア ア レネルジ アトミック 人のナビゲーション用の支援装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506913A (ja) * 2007-07-12 2011-03-03 コミシリア ア レネルジ アトミック 人のナビゲーション用の支援装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728123B1 (ko) 지구 자기장을 이용한 동시 로컬리제이션 및 매핑
US8239131B2 (en) Navigation device, navigation method, and navigation program
KR101308555B1 (ko) 실내보행 위치산출방법
US8554504B2 (en) Positioning apparatus, positioning method and storage medium for positioning of pedestrian by autonomous navigation
US7822545B2 (en) Mobile terminal with navigation function
EP3168571B1 (en) Utilizing camera to assist with indoor pedestrian navigation
CN107300385A (zh) 基于uwb测距的惯导定位系统
US20080319664A1 (en) Navigation aid
CN104718561A (zh) 基于消失点确定的传感器校准和位置估计
CN103207383A (zh) 基于单个移动节点对一静止节点进行二维无线定位的方法
JP2012052898A (ja) 測位装置、測位方法、および、プログラム
EP3765820B1 (en) Positioning method and positioning apparatus
JP2008309530A (ja) 位置検出装置、それにおける位置の検出をコンピュータに実行させるためのプログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
KR102392998B1 (ko) 경로 안내 장치 및 그 제어 방법
JP2014196941A (ja) 携帯端末装置、プログラムおよび補正方法
CN104748754A (zh) 车辆定位方法及其系统
JP6554679B2 (ja) 測位システム
KR101523147B1 (ko) 실내 측위 장치 및 방법
CN102141407A (zh) 地图建立系统、建立方法及记录媒体
TWI439671B (zh) 圖資建立系統、建立方法及記錄媒體
Kuusniemi et al. Multi-sensor multi-network seamless positioning with visual aiding
US10298886B2 (en) Method of representing possible movements of a structure for an apparatus of smartphone type
JP6428214B2 (ja) 相対位置測定装置、プログラム
TW201621273A (zh) 行動定位裝置及其定位方法
JP2008232932A (ja) 位置検出装置