JP2009238196A - Method and system for estimating moving state of portable terminal apparatus - Google Patents

Method and system for estimating moving state of portable terminal apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system for estimating the moving state of a user in a short period of time and with high accuracy by using a model group for estimating the moving state of the user. <P>SOLUTION: The method estimates the moving state of the portable terminal apparatus which includes at least a CPU, a memory and an environment information acquiring apparatus. The memory stores a group of first symbol strings composed by at least two or more symbols (ID) which represent a prescribed moving state. The CPU is provided with: a step which symbolizes the environment information value which is collected for a prescribed period by the environment information acquiring apparatus; a step which repeats the symbolizing step by shifting the prescribed period by a constant period for at least two or more times and generating a second symbol string which is composed of a plurality of symbolized environment information values which are repeatedly generated; and a step deriving the likelihood of the second symbol string against the first symboll string. By specifying the first symbol string in which the likelifood is maximum, the moving state can be estimated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

発明の属する技術分野TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、ユーザの移動状態を推定する方法及びシステムに関し、特には、ユビキタス環境下におけるユーザの移動状態を携帯端末装置を用いて自動的に推定する方法及びシステムに関する。   The present invention relates to a method and system for estimating a user's movement state, and more particularly, to a method and system for automatically estimating a user's movement state in a ubiquitous environment using a mobile terminal device.

近年、ユーザの移動状態を検出し、あるいはユーザの移動状態を正確に自動認識・識別する必要性が生じており、ユーザの移動状態の推定に関する技術が種々提案されている。しかしながら、従来、ユーザの一定の状態、例えば停止している状態、自動車、バス、電車に乗っている状態等を識別することは、ユーザからの情報を長時間にわたって測定しても移動状態の推定精度は低かった。特に、自動車、バス、電車に乗っている状態を推定することは困難であった。従来、ユーザの移動状態を推定する際には、ユーザが有する加速度センサから得られるデータを用いて一定時間毎に1つのパワースペクトルを選定し、当該選定されたパワースペクトルと、代表パワースペクトルとを比較して移動状態を推定していた。従って、選定された1つのパワースペクトルは時系列変化を含まず、突発的に加速度センサの変化が起こると、正しくユーザの状態を推定することができない場合があった。このため、従来のパワースペクトルのパターンマッチングでは突発的なノイズや振動パターンのぶれに対応することは困難であり、移動状態の推定精度の低下を招き、または長時間の時間窓の測定が必要であった。   In recent years, there has been a need to detect a user's movement state, or to automatically recognize and identify a user's movement state accurately, and various techniques relating to estimation of the user's movement state have been proposed. However, conventionally, identifying a certain state of the user, for example, a state where the user is stopped, a state where he / she is on a car, a bus, a train, etc. is an estimation of a moving state even if information from the user is measured over a long period of time. The accuracy was low. In particular, it was difficult to estimate the state of being on a car, a bus, or a train. Conventionally, when estimating a user's movement state, one power spectrum is selected at regular intervals using data obtained from an acceleration sensor possessed by the user, and the selected power spectrum and representative power spectrum are obtained. The movement state was estimated by comparison. Accordingly, one selected power spectrum does not include a time-series change, and if the acceleration sensor suddenly changes, the user state may not be estimated correctly. For this reason, it is difficult for conventional power spectrum pattern matching to cope with sudden noise and vibration pattern fluctuations, which leads to a decrease in the estimation accuracy of the moving state, or measurement of a long time window. there were.

また、従来のシステムでは、加速度センサから得られるデータ群から代表パワースペクトル群を選定する際、加速度データ群から手作業で、または単純にしきい値判定のみにより選定されていた。従って、手作業で、または単純なしきい値判定のみによる代表パワースペクトルの選定は、1つの代表パワースペクトルのみを選定することと同義であり、学習状況に応じた代表パワースペクトルの動的な設定はなされない。   Further, in the conventional system, when selecting the representative power spectrum group from the data group obtained from the acceleration sensor, the representative power spectrum group is selected manually from the acceleration data group or simply by threshold judgment. Therefore, selection of the representative power spectrum by hand or only by simple threshold judgment is synonymous with selecting only one representative power spectrum, and the dynamic setting of the representative power spectrum according to the learning situation is Not done.

また、従来のシステムでは、時系列変化を含まない1つの推定用パワースペクトルと、代表パワースペクトルとを比較してユーザの状態を推定していた。しかし、ユーザの移動状態を推定するために用いるパワースペクトルの形態はユーザ個々によって異なるし、また同じユーザであっても時系列で変化する。従って、ユーザの推定用パワースペクトルが突発的な変化を含む場合は、ユーザの移動状態を正しく推定することはできなかった。   Further, in the conventional system, the state of the user is estimated by comparing one estimation power spectrum that does not include a time series change and the representative power spectrum. However, the form of the power spectrum used to estimate the user's movement state differs depending on the individual user, and changes in time series even for the same user. Therefore, when the user's estimation power spectrum includes a sudden change, the user's movement state cannot be estimated correctly.

さらに、非特許文献1においては、身体の複数箇所に加速度センサを装着し、「座る」「立つ」「歩く」「階段を上る」「階段を下る」「握手」「黒板への書き込み」「キーボードのタイピング」などの動作推定を行っている。非特許文献2においては両手首、両足首、腿の5箇所に加速度センサを装着し20種類の動作推定を行っている。非特許文献3においては、携帯端末装置に複数のセンサ情報を加えることで、「取込中」「活動中」「暇」「ノーマル」の4つの状態に分類して、着信音量をサイレントモードにするアプリケーションなどを実装している。非特許文献4においては、携帯端末装置に複数のセンサを搭載したスマートフォンの研究を行っており、加速度センサとジャイロセンサを用いて、「歩く」「走る」「座る」の状態を推定している。しかしながら、これらは様々なセンサを用いて人間の様々な動作状態を推定可能であるが、センサ装着箇所が複数必要であったり、装着方法が固定化されていたりし、様々な所持状態の存する携帯端末装置においては現実的ではない。非特許文献5においては、1つの加速度センサを用いセンサの装着状態を識別し、「歩く」「立つ」「座る」「走る」の状態を推定する手法を提案しているが、人間の活動状態だけでなく、自転車、自動車、バス等の乗車状態まで含めた移動状態推定を行うことはできなかった。
Nicky Kern, "A Model for Human Interruptability: Experimental Evaluation and Automatic Estimation fromWearable Sensors" ISWC'04, pp.158-165(2004). Stephen S.Intille, " Acquiring In Situ Training Data for Context-Aware Ubiquitous Computing Applications" CHI 2004, ACM Press, pp.1-9(2004). Daniel Siewiorek, "SenSay: A Context-Aware Mobile Phone" ISWC'03(2003). Toshiki Iso, "Personal Context Extractor with Multiple Sensor on a Cell Phone" D. 2 C200525(2005). Y. Kawahara, "A Context-Aware Content Delivery Service Using Off-the-shelf Sensors" Mobisys2004(2004). 北 研二他著、「確率的言語モデル」、1999年 L.E. Baum他著、「A maximization technique occurring in the statistical analysis of probabilistic function of markov chains」、1970年 、赤池著、「統計的検定の新しい考え方」、1979年
Further, in Non-Patent Document 1, acceleration sensors are attached to a plurality of locations on the body, and “sit”, “stand”, “walk”, “up stairs”, “down stairs”, “shake hands”, “write on blackboard”, “keyboard” Motion estimation such as “typing”. In Non-Patent Document 2, 20 types of motion estimation are performed by attaching acceleration sensors to five locations of both wrists, both ankles and thighs. In Non-Patent Document 3, by adding a plurality of sensor information to the mobile terminal device, it is classified into four states of “capturing”, “active”, “free”, and “normal”, and the incoming volume is set to silent mode. An application to be implemented is implemented. In Non-Patent Document 4, research on a smartphone equipped with a plurality of sensors in a mobile terminal device is performed, and the states of “walking”, “running”, and “sitting” are estimated using an acceleration sensor and a gyro sensor. . However, these can estimate various human operating states using various sensors, but a plurality of sensor mounting locations are required, or the mounting method is fixed, and mobile phones with various possessing states exist. In a terminal device, it is not realistic. Non-Patent Document 5 proposes a method of identifying the sensor wearing state using one acceleration sensor and estimating the states of “walking”, “standing”, “sitting”, and “running”. In addition, it was not possible to estimate the movement state including the riding state of bicycles, cars, buses, and the like.
Nicky Kern, "A Model for Human Interruptability: Experimental Evaluation and Automatic Estimation from Wearable Sensors"ISWC'04, pp.158-165 (2004). Stephen S. Intille, "Acquiring In Situ Training Data for Context-Aware Ubiquitous Computing Applications" CHI 2004, ACM Press, pp. 1-9 (2004). Daniel Siewiorek, "SenSay: A Context-Aware Mobile Phone"ISWC'03 (2003). Toshiki Iso, "Personal Context Extractor with Multiple Sensor on a Cell Phone" D. 2 C200525 (2005). Y. Kawahara, "A Context-Aware Content Delivery Service Using Off-the-shelf Sensors" Mobisys2004 (2004). Kenji Kita et al., “Probabilistic Language Model”, 1999 LE Baum et al., “A maximization technique occurring in the statistical analysis of probabilistic function of markov chains”, 1970 , Akaike, “New Approach to Statistical Testing”, 1979

本発明は、上記の問題点の解決を目的とするものであり、人の手のひらサイズに収まる携帯端末装置に搭載された加速度センサ等の外部環境情報取得装置を用いて、ユーザの移動状態を短時間で精度高く自動的に推定する方法及びシステムを提供するものである。ここで、ユーザの移動状態とは例えば、ユーザの停止、歩行、走行している状態や、ユーザが自転車、自動車、バス及び電車に乗っている状態等を指す。以下、上述した状態をそれぞれ、停止状態、歩行状態、走行状態、自転車状態、自動車状態、バス状態、電車状態と記す。なお、携帯端末装置は人の手のひらサイズに収まる大きさであっても、それよりも小さい大きさであっても良い。   The present invention aims to solve the above-described problems, and shortens the movement state of a user by using an external environment information acquisition device such as an acceleration sensor mounted on a portable terminal device that fits in the palm of a person. The present invention provides a method and system for automatically estimating with high accuracy in time. Here, the moving state of the user refers to, for example, a state where the user is stopped, walking, running, a state where the user is riding a bicycle, a car, a bus, and a train. Hereinafter, the above-described states are referred to as a stopped state, a walking state, a running state, a bicycle state, an automobile state, a bus state, and a train state, respectively. Note that the mobile terminal device may be a size that fits in the palm of a person or a size smaller than that.

本発明は、ユーザの移動状態を推定するためのモデル群を生成し、ユーザの移動状態の時系列データを用いて各モデルに対する評価値を計算し、最も評価値の高いモデルに該当する移動状態を選定することで、ユーザの移動状態を推定することを目的とする。   The present invention generates a model group for estimating a user's moving state, calculates an evaluation value for each model using time series data of the user's moving state, and moves corresponding to the model having the highest evaluation value The purpose is to estimate the movement state of the user.

また、加速度センサを用いる場合、単に加速度センサより得られたユーザの加速度データ値をFF変換することにより求められたパワースペクトルは、加速度データの時系列変化に関する情報を有さない。本発明はパワースペクトルの時系列データを用いてユーザの移動状態を推定する。これにより、本発明における推定モデル群においては、ユーザの移動状態を示す時系列のデータを用いてユーザの移動状態推定するため、ユーザ移動状態に突発的な変化を含む場合であっても、ユーザの移動状態を正しく推定することが可能となる。   Further, when using an acceleration sensor, the power spectrum obtained by simply FF-converting the user's acceleration data value obtained from the acceleration sensor does not have information on the time series change of the acceleration data. The present invention estimates a user's movement state using time series data of a power spectrum. Thereby, in the estimation model group in the present invention, since the user's movement state is estimated using time-series data indicating the user's movement state, even if the user movement state includes a sudden change, It is possible to correctly estimate the movement state of the.

さらに本発明は、学習用パワースペクトル群からランダムに選定されたパワースペクトルを用いて、好ましくは遺伝的アルゴリズム(以下、GA)によりパラメータを設定し、GAを用いて評価値の高い代表パワースペクトルを発見するシステムに関する。すなわち、学習用パワースペクトル群から自動的に評価値の高い代表パワースペクトルを選定する学習システム装置及び方法を提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention uses a power spectrum randomly selected from a group of power spectra for learning, preferably sets a parameter by a genetic algorithm (hereinafter referred to as GA), and uses a GA to obtain a representative power spectrum having a high evaluation value. It relates to the system to discover. That is, an object of the present invention is to provide a learning system apparatus and method for automatically selecting a representative power spectrum having a high evaluation value from a learning power spectrum group.

さらに、本発明ではユーザの移動状態を推定するために要する時間長を、所定の期間に得られる情報に従って、多段階で変更することでより短時間にユーザの移動状態を推定することでユーザの移動状態の推定に要する平均時間を短縮することを目的とする。   Furthermore, in the present invention, it is possible to estimate the user's movement state in a shorter time by changing the length of time required to estimate the user's movement state in multiple stages according to information obtained in a predetermined period. The purpose is to reduce the average time required to estimate the movement state.

さらに、本発明では、移動状態グループを有する移動状態スキーマを生成し、移動状態スキーマを用いてまずユーザの移動状態グループを識別し、次に移動状態グループに含まれるユーザの移動状態を特定することにより、より短時間でユーザの移動状態を推定することを目的とする。   Furthermore, in the present invention, a movement state schema having a movement state group is generated, the movement state schema is used to first identify the movement state group of the user, and then specify the movement state of the user included in the movement state group. Thus, it is an object to estimate the movement state of the user in a shorter time.

さらに、本発明では、携帯端末装置に加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機を搭載し、これらのセンサを複合的に用いてユーザの移動状態を推定する。これにより、携帯端末装置の所持状態に依存せずにユーザの移動状態を推定可能なことを特徴とする。また、各移動状態の推定に適した方式を段階的に適用し、推定候補を絞り込むことによって計算量を低減させ短時間でユーザの移動状態を推定することを目的とする。また、各センサは一つの携帯端末装置にそれぞれ搭載可能なことを特徴とし、これにより各センサの搭載コストやユーザの装着負担を軽減することができる。   Furthermore, in the present invention, an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver are mounted on the mobile terminal device, and the movement state of the user is estimated using these sensors in combination. Thus, the moving state of the user can be estimated without depending on the possessing state of the mobile terminal device. It is another object of the present invention to apply a method suitable for estimation of each movement state step by step, narrow down the estimation candidates, reduce the amount of calculation, and estimate the movement state of the user in a short time. In addition, each sensor can be mounted on a single mobile terminal device, thereby reducing the mounting cost of each sensor and the burden on the user.

以上より、本発明は携帯端末装置の所持状態に依存せず、ユーザの置かれている環境に依存せず、ユーザによる操作を必要としないで自動で移動状態を推定することを特徴とする。また、比較的短期間に得られたセンサのデータを用いることで一回の推定処理にかかる負荷を低減すると共に、ユーザの移動状態の変化を短時間で検知することを特徴とする。   As described above, the present invention is characterized in that the movement state is automatically estimated without depending on the possession state of the mobile terminal device, without depending on the environment where the user is placed, and without requiring any operation by the user. In addition, the sensor data obtained in a relatively short period of time is used to reduce the load required for one estimation process and to detect a change in the movement state of the user in a short time.

本発明は、概略的には特定の参照移動状態毎にモデルを生成し、該モデルの集合であるモデル群を用いてユーザの移動状態を推定するものである。当該モデル群は、好ましくは隠れマルコフモデル(Hidden Markov Model、以下、HMM)群である。ここで、HMM群は、各参照状態における学習用のパワースペクトル・リストと、そこから選定される代表パワースペクトル群とを用いて生成される。   In general, the present invention generates a model for each specific reference movement state, and estimates a user's movement state using a model group which is a set of the models. The model group is preferably a Hidden Markov Model (hereinafter, HMM) group. Here, the HMM group is generated using a power spectrum list for learning in each reference state and a representative power spectrum group selected from the list.

本発明において、学習用パワースペクトル・リストは、携帯端末装置に搭載されたCPUがヒープメモリにアクセスして加速度センサから学習用の加速度データ・リストを取得し、取得された学習用加速度データ・リストをFF(高速フーリエ)変換することにより求められる。また、代表パワースペクトル・リストは、携帯端末装置に搭載されたCPUが、上記求められた学習用のパワースペクトル・リストからGAを用いて自動的に選定することにより求められる。   In the present invention, the learning power spectrum list is obtained by the CPU mounted on the mobile terminal device accessing the heap memory to acquire the learning acceleration data list from the acceleration sensor, and the acquired learning acceleration data list. Is obtained by FF (fast Fourier) transformation. The representative power spectrum list is obtained by the CPU mounted on the mobile terminal device automatically selecting from the obtained power spectrum list for learning using the GA.

そして、得られた学習用パワースペクトル・リストのそれぞれ1つの学習用パワースペクトルと、選定された代表パワースペクトルとをパターンマッチングし、最近傍の代表パワースペクトルのIDをシンボル列へ格納する。ここで、最近傍の代表パワースペクトルとは学習用パワースペクトルとの誤差が最も小さい代表パワースペクトルをいう。当該格納処理を、それぞれの学習用パワースペクトルについて行い、複数の代表パワースペクトルのIDが格納されたシンボル列を生成する。シンボル列に格納された代表パワースペクトルのIDを用いてHMM学習を行い、HMMを作成する。CPUにより移動状態毎に上記HMMの作成が行われ、HMM群が作成される。   Then, each learning power spectrum in the obtained learning power spectrum list is pattern-matched with the selected representative power spectrum, and the ID of the nearest representative power spectrum is stored in the symbol string. Here, the nearest representative power spectrum is a representative power spectrum having the smallest error from the learning power spectrum. The storage process is performed for each learning power spectrum, and a symbol string in which IDs of a plurality of representative power spectra are stored is generated. HMM learning is performed using the ID of the representative power spectrum stored in the symbol string to create an HMM. The HMM is created for each movement state by the CPU, and an HMM group is created.

次に、ユーザの移動状態の推定は、ユーザの有する加速度センサから推定用の加速度データ・リストを取得し、取得された推定用加速度データ・リストを高速フーリエ変換(以下、FF変換)して推定用パワースペクトル・リストを取得し、得られた推定用パワースペクトル・リストのそれぞれ1つの推定用パワースペクトルと、代表パワースペクトルとをパターンマッチングし、最近傍の代表パワースペクトルのIDをシンボル列へ格納する。シンボル列に格納された代表パワースペクトルのIDを用いてHMMによりユーザの移動状態が推定される。   Next, the user's movement state is estimated by acquiring an acceleration data list for estimation from an acceleration sensor possessed by the user, and performing the fast Fourier transform (hereinafter referred to as FF conversion) on the acquired acceleration data list for estimation. Power spectrum list is obtained, and each estimated power spectrum in the obtained estimation power spectrum list is pattern-matched with the representative power spectrum, and the ID of the nearest representative power spectrum is stored in the symbol string To do. The movement state of the user is estimated by the HMM using the ID of the representative power spectrum stored in the symbol string.

本発明は少なくとも中央演算処理装置(CPU)と、メモリと、環境情報取得装置とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のシンボル(ID)から構成される第1のシンボル列の群を格納し、前記CPUが、前記環境情報取得装置により所定期間収集された環境情報値をシンボル化させるステップと、時間窓を一定期間ずらして前記シンボル化させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数のシンボル化された環境情報値からなる第2のシンボル列を生成するステップと、前記第1のシンボル列の群に対する前記第2のシンボル列の尤度を求めるステップと、を有し前記尤度が最大となる前記第1のシンボル列を特定することにより移動状態を推定する方法を提供する。   The present invention is a method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit (CPU), a memory, and an environment information acquisition device, wherein the memory represents at least a predetermined movement state. Storing a group of first symbol sequences composed of two or more symbols (IDs), and causing the CPU to symbolize environmental information values collected by the environmental information acquisition apparatus for a predetermined period; and a time window. Repeating the step of shifting to a symbol for a certain period at least twice to generate a second symbol string comprising a plurality of symbolized environment information values generated repeatedly; and Determining the likelihood of the second symbol sequence for a group, and identifying the first symbol sequence with the maximum likelihood It provides a method for estimating a more mobile state.

また、環境情報取得装置は、加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機のうち少なくとも1つを備える環境情報取得装置であることを特徴とする。
また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群(代表パワースペクトル・リスト群)を格納し、前記CPUが、前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リスト(推定用パワースペクトル・リスト)を生成させるステップと、前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価するステップと、を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法を特徴とする。
The environment information acquisition device is an environment information acquisition device including at least one of an acceleration sensor, a microphone sensor, and a position measurement system receiver.
The present invention is also a method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory has a predetermined movement Storing a first spectrum list group (representative power spectrum list group) composed of at least two or more spectra representing a state, and causing the CPU to continuously collect acceleration values by the acceleration sensor A time window data generating step of generating a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period as time window data in the collected continuous acceleration values, and shifting the time window by a predetermined period to the time The step of generating window data is repeated at least twice, and a plurality of time windows generated repeatedly Generating an estimation data list from the data, fast Fourier transforming the generated estimation data list to generate a second spectrum list (estimation power spectrum list), and Evaluating the likelihood of the second spectrum list for a group of first spectrum lists, and moving by identifying the first spectrum list with the maximum likelihood It features a method for estimating the state.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えたマイクセンサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のベクトルから構成される第1のベクトル・リストの群(代表ベクトル・リスト群)を格納し、前記CPUが、前記マイクセンサにより所定期間毎に一定期間連続的に音データを収集させ、該収集された連続の音データから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、時間窓を前記所定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リスト(推定用ベクトル・リスト)を生成させるステップと、前記生成された第2のスペクトル・リストから一定の周波数毎に第2のスペクトルの振幅の平均値を算出し、第2のベクトル・リストを生成させるステップと、前記第1のベクトル・リストの群に対する、前記第2のベクトル・リストの尤度を求めるステップと、を有し、前記尤度が最大となる前記第1のベクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法を特徴とする。   The present invention is also a method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a microphone sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory has a predetermined movement A first vector list group (representative vector list group) composed of at least two or more vectors representing a state is stored, and the CPU continuously generates a sound for a predetermined period every predetermined period by the microphone sensor. A time window data generating step of collecting data and generating a spectrum composed of the collected continuous sound data as time window data; and a step of generating the time window data by shifting the time window by the predetermined period A step of generating an estimation data list from a plurality of time window data repeatedly generated two or more times. Performing a fast Fourier transform on the generated estimation data list to generate a second spectrum list (estimation vector list); a constant frequency from the generated second spectrum list; Calculating an average value of the amplitude of the second spectrum every time, generating a second vector list, and obtaining a likelihood of the second vector list for the group of the first vector lists And a method of estimating the movement state by specifying the first vector list having the maximum likelihood.

また、本発明は少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、位置測位システム受信機とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上の速度データから構成される第1の速度データ・リストの群(代表速度データ・リスト群)を格納し、前記CPUが、前記位置測位システム受信機により所定期間毎に位置データを収集させメモリへ蓄積するステップと、前記メモリへ蓄積された位置データのうちn番目の位置データを第nの位置データとし、第Nの位置データまで順次特定するステップであって、nは1からNまでの整数であるステップと、第n番目の位置データと第n+1番目の位置データとを用いて、2地点間の平均速度を生成させる平均速度データ生成ステップと、前記平均速度データを生成するステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから第2の速度データ・リスト(推定用速度データ・リスト)を生成させるステップと、前記第1の速度データ・リストの群に対する、前記第2の速度データ・リストの尤度を求めるステップと、を有し、前記尤度が最大となる前記第1の速度データ・リストを特定することにより移動状態を推定する方法を特徴とする。   The present invention is also a method for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a position positioning system receiver, wherein the memory represents at least a predetermined moving state. A first speed data list group (representative speed data list group) composed of two or more speed data is stored, and the CPU causes the position positioning system receiver to collect position data every predetermined period. A step of accumulating in the memory, and a step of sequentially specifying the nth position data from the nth position data among the position data accumulated in the memory, wherein n is from 1 to N And an average speed data generation step for generating an average speed between two points using the nth position data and the (n + 1) th position data. And the step of generating the average speed data is repeated at least twice in the specific order, and a second speed data list (estimation speed data list) is generated from the plurality of average speed data generated repeatedly. And determining the likelihood of the second speed data list for the group of the first speed data list, wherein the first speed data with the maximum likelihood is It is characterized by a method of estimating a movement state by specifying a list.

また、本発明において、請求項5に記載の第2の速度データ・リストを生成させるステップは、前記平均速度データを生成するステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから平均速度データ・リストを生成させるステップと、前記生成された平均速度データ・リストから第n番目から第n+m番目の第2の平均速度データを用いて、m個の平均速度データの平均値を算出するステップであって、mは1からMまでの整数であってMはNより小さい値であるステップと、前記平均値を算出するステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均値から第2の速度データ・リストを生成させるステップと、からなる請求項5に記載の方法を特徴とする。   Further, in the present invention, the step of generating the second speed data list according to claim 5 includes repeating the step of generating the average speed data at least twice in the specific order, Generating an average speed data list from the average speed data, and using the n-th to n + m-th second average speed data from the generated average speed data list, m average speed data A step of calculating an average value of the steps, wherein m is an integer from 1 to M and M is a value smaller than N, and the step of calculating the average value is repeated at least twice in the specific order. And generating a second velocity data list from the plurality of average values generated repeatedly. 6. The method according to claim 5, further comprising: To.

また、本発明は請求項3に記載の方法により推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する第1のステップと、請求項3に記載の方法により推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項4に記載の方法により移動状態を推定し、推定された移動状態が第3の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する第2のステップと、請求項4に記載の方法により推定された移動状態が第3の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項5に記載の方法により移動状態を推定し、該推定された移動状態を移動状態として特定する方法を特徴とする。   In the present invention, when the movement state estimated by the method according to claim 3 is the first or second predetermined movement state, the first step of specifying the estimated movement state as the movement state When the movement state estimated by the method according to claim 3 is not the first or second predetermined movement state, the movement state is further estimated by the method according to claim 4, and the estimated movement state 5 is a third predetermined movement state, the second step of identifying the estimated movement state as the movement state, and the movement state estimated by the method of claim 4 is a third predetermined movement state. In the case of not being in a moving state, the method further comprises a method of estimating a moving state by the method according to claim 5 and specifying the estimated moving state as a moving state.

また、本発明は少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群(代表パワースペクトル・リスト群)を格納し、前記CPUが、前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させるステップと、前記第1のスペクトル・リストの群のうちそれぞれ1のスペクトルと、前記第2のスペクトル・リストのうちそれぞれ1の第2のスペクトルとを比較することにより前記所定期間における前記第2のスペクトルと最近傍の第1のスペクトルを選定するステップと、を有し、前記第1のスペクトルを選定するステップを所定回数繰り返して、最高頻度の第1のスペクトル・リストを特定することにより、移動状態を推定する方法(最小誤差推定方式)を特徴とする。   The present invention also relates to a method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory includes a predetermined movement state. Storing a first spectrum list group (representative power spectrum list group) composed of at least two or more spectra representing the above, and causing the CPU to continuously collect acceleration values by the acceleration sensor; A time window data generating step for generating, as time window data, a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period in the collected continuous acceleration values; and shifting the time window by a predetermined period to the time window The step of generating data is repeated at least twice, and a plurality of time window data generated repeatedly are generated. Generating an estimation data list from the data, a fast Fourier transform of the generated estimation data list to generate a second spectrum list, and a group of the first spectrum list Selecting the first spectrum nearest to the second spectrum in the predetermined period by comparing each one spectrum with each second spectrum in the second spectrum list. And a step of selecting the first spectrum by repeating a predetermined number of times to identify a first spectrum list having the highest frequency, and a method of estimating a moving state (minimum error estimation method) And

また、本発明は請求項7に記載の第1のステップにおいて、請求項8に記載の方法により推定された移動状態が第1の所定の移動状態である場合に、推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項8に記載の方法により推定された移動状態が第1の移動状態でない場合に、請求項3に記載の方法により移動状態を推定し、推定された移動状態が第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する、方法を特徴とする。   According to the present invention, in the first step according to claim 7, when the movement state estimated by the method according to claim 8 is the first predetermined movement state, the estimated movement state is moved. When the movement state specified by the method according to claim 8 is not the first movement state, the movement state is estimated by the method according to claim 3, and the estimated movement state is the second state. The method is characterized in that the estimated movement state is specified as the movement state in the case of the predetermined movement state.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、環境情報取得装置とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のシンボルから構成される第1のシンボル列の群を格納し、前記CPUが、前記環境情報取得装置により所定期間収集された環境情報値をシンボル化させ、時間窓を一定期間ずらして前記シンボル化させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数のシンボル化された環境情報値からなる第2のシンボル列を生成させ、前記第1のシンボル列の群に対する前記第2のシンボル列の尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1のシンボル列を特定することにより移動状態を推定するシステムに関する。   The present invention is also a system for estimating a movement state of a portable terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an environment information acquisition device, wherein the memory represents at least a predetermined movement state. Storing a group of first symbol sequences composed of two or more symbols, wherein the CPU symbolizes environmental information values collected by the environmental information acquisition apparatus for a predetermined period, and shifts a time window for a predetermined period to The step of symbolizing is repeated at least twice, a second symbol sequence including a plurality of symbolized environment information values generated repeatedly is generated, and the second symbol for the group of the first symbol sequences is generated. The present invention relates to a system that obtains a likelihood of a sequence and estimates a moving state by specifying the first symbol sequence that maximizes the likelihood.

また、環境情報取得装置は、加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機のうち少なくとも1つを備える環境情報取得装置を特徴とする。
また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、前記CPUが、前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、前記収集された連続の加速度値において、所定の期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価する、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステムに関する。
The environment information acquisition device is characterized by an environment information acquisition device including at least one of an acceleration sensor, a microphone sensor, and a position positioning system receiver.
The present invention is also a system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory includes a predetermined movement Storing a first spectrum list group composed of at least two or more spectra representing a state, and causing the CPU to continuously collect acceleration values by the acceleration sensor, and the collected consecutive acceleration values , A spectrum composed of the data of the continuous acceleration values for a predetermined period is generated as time window data, the time window is shifted by a certain period, and the generation of the time window data is repeated at least twice, and is repeatedly generated. The estimation data list is generated from a plurality of time window data, and the generated estimation data list is generated at high speed. The second spectrum list is generated, and the likelihood of the second spectrum list is evaluated with respect to the group of the first spectrum list. The first likelihood is maximized. The present invention relates to a system for estimating a movement state by specifying a spectrum list.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えたマイクセンサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のベクトルから構成される第1のベクトル・リストの群を格納し、前記CPUが、前記マイクセンサにより所定期間毎に一定期間連続的に音データを収集させ、該収集された連続の音データから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、時間窓を前記所定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、前記生成された第2のスペクトル・リストから一定の周波数毎に第2のスペクトルの振幅の平均値を算出し、第2のベクトル・リストを生成させ、前記第1のベクトル・リストの群に対する、前記第2のベクトル・リストの尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1のベクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステムに関する。   Further, the present invention is a system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a microphone sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory includes a predetermined movement A group of a first vector list composed of at least two vectors representing a state is stored, and the CPU continuously collects sound data for a predetermined period every predetermined period by the microphone sensor. A spectrum composed of the continuous sound data is generated as time window data, the time window is shifted by the predetermined period, and the generation of the time window data is repeated at least twice, and the plurality of time window data repeatedly generated is generated. From which the estimation data list is generated, the generated estimation data list is fast Fourier transformed, and the second spectrum is obtained. A second spectrum list, calculating an average value of the amplitude of the second spectrum for each fixed frequency from the generated second spectrum list, generating a second vector list, The present invention relates to a system for obtaining a likelihood of the second vector list with respect to a group of vector lists and estimating a movement state by specifying the first vector list having the maximum likelihood.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、位置測位システム受信機とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上の速度データから構成される第1の速度データ・リストの群を格納し、前記CPUが、前記位置測位システム受信機により所定期間毎に位置データを収集させメモリへ蓄積し、前記メモリへ蓄積した位置データのうちn番目の位置データを第nの位置データとし、第Nの位置データまで順次特定させ、ここでnは1からNまでの整数であり、第n番目の位置データと第n+1番目の位置データとを用いて、2地点間の平均速度を生成させ、前記平均速度データの生成を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから第2の速度データ・リストを生成させ、前記第1の速度データ・リストの群に対する、前記第2の速度データ・リストの尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1の速度データ・リストを特定することにより移動状態を推定するシステムに関する。   The present invention is also a system for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a positioning system receiver, wherein the memory represents a predetermined moving state. Storing a first speed data list group composed of at least two or more speed data, wherein the CPU collects the position data at a predetermined period by the position measurement system receiver and stores the position data in the memory; The n-th position data among the position data stored in step S is used as the n-th position data, and the N-th position data is sequentially specified, where n is an integer from 1 to N, and the n-th position data Using the (n + 1) th position data, an average speed between two points is generated, and the generation of the average speed data is repeated at least twice in the specific order. Generating a second speed data list from the plurality of generated average speed data, and determining the likelihood of the second speed data list for the group of the first speed data list, The present invention relates to a system for estimating a moving state by specifying the maximum first speed data list.

また、本発明において、請求項14に記載の第2の速度データ・リストの生成は、前記平均速度データの生成を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから平均速度データ・リストを生成させ、前記生成された平均速度データ・リストから第n番目から第n+m番目の平均速度データを用いて、m個の平均速度データの平均値を算出させ、ここでmは1からMまでの整数であってMはNより小さい値であり、前記平均値の算出を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均値から第2の速度データ・リストを生成させる、請求項14に記載のシステムを特徴とする。   Further, in the present invention, the generation of the second speed data list according to claim 14 is performed by repeating the generation of the average speed data at least twice in the specific order, and the plurality of average speed data generated repeatedly. An average speed data list is generated from the average speed data, and an average value of m average speed data is calculated using the nth to n + mth average speed data from the generated average speed data list, where m is an integer from 1 to M, and M is a value smaller than N. The calculation of the average value is repeated at least twice in the specific order, and the second speed is calculated from the plurality of average values generated repeatedly. 15. A system according to claim 14 for generating a data list.

また、本発明は、請求項12に記載のシステムにより推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項12に記載のシステムにより推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項13に記載のシステムにより移動状態を推定し、推定された移動状態が第3の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項13に記載のシステムにより推定された移動状態が第3の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項14に記載のシステムにより移動状態を推定し、該推定された移動状態を移動状態として特定するシステムを特徴とする。   Furthermore, the present invention specifies the estimated movement state as the movement state when the movement state estimated by the system according to claim 12 is the first or second predetermined movement state, and When the movement state estimated by the system according to claim 12 is not the first or second predetermined movement state, the movement state is further estimated by the system according to claim 13, and the estimated movement state is the third movement state. If the movement state estimated by the system according to claim 13 is not the third predetermined movement state, the estimated movement state is specified as the movement state when the movement state is a predetermined movement state, and further claimed. 14. A system that estimates a movement state by the system described in 14, and identifies the estimated movement state as a movement state.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、前記CPUが、前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、前記収集された連続の加速度値において、所定の期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、前記第1のスペクトル・リストの群のうちそれぞれ1のスペクトルと、前記第2のスペクトル・リストのうちそれぞれ1の第2のスペクトルとを比較することにより前記所定期間における前記第2のスペクトルと最近傍の第1のスペクトルを選定する、前記第1のスペクトルの選定を所定回数繰り返して、最高頻度の第1のスペクトル・リストを特定することにより、移動状態を推定するシステムに関する。   The present invention is also a system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory includes a predetermined movement Storing a first spectrum list group composed of at least two or more spectra representing a state, and causing the CPU to continuously collect acceleration values by the acceleration sensor, and the collected consecutive acceleration values , A spectrum composed of the data of the continuous acceleration values for a predetermined period is generated as time window data, the time window is shifted by a certain period, and the generation of the time window data is repeated at least twice, and is repeatedly generated. The estimation data list is generated from a plurality of time window data, and the generated estimation data list is generated at high speed. A second spectrum list is generated, and one spectrum in the first spectrum list group is compared with each second spectrum in the second spectrum list. The first spectrum nearest to the second spectrum in the predetermined period is selected, and the selection of the first spectrum is repeated a predetermined number of times to identify the first spectrum list with the highest frequency. Thus, the present invention relates to a system for estimating a moving state.

また、本発明において、請求項16に記載の推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、前記移動状態の特定は、請求項17に記載のシステムにより推定された移動状態が第1の所定の移動状態である場合に、推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項17に記載のシステムにより推定された移動状態が第1の移動状態でない場合に、請求項12に記載のシステムにより移動状態を推定し、推定された移動状態が第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定することにより行われるシステムを特徴とする。   In the present invention, when the estimated movement state according to claim 16 is the first or second predetermined movement state, the identification of the movement state is estimated by the system according to claim 17. When the movement state estimated is the first predetermined movement state, the estimated movement state is specified as the movement state, and the movement state estimated by the system according to claim 17 is not the first movement state. A system which is performed by estimating a movement state by the system according to claim 12, and specifying the estimated movement state as a movement state when the estimated movement state is a second predetermined movement state. It is characterized by.

また、本発明は、少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法に関し、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群(代表パワースペクトル・リスト群)を格納し、CPUが、加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、時間窓を一定期間ずらして時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リスト(推定用パワースペクトル・リスト)を生成させるステップと、第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価するステップと、を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法を特徴とする。   The present invention also relates to a method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory has a predetermined movement state. Storing a first spectrum list group (representative power spectrum list group) composed of at least two representative spectra, and causing the CPU to continuously collect acceleration values by the acceleration sensor; A time window data generating step for generating a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period as time window data, and a step of generating time window data by shifting the time window for a certain period. Is repeated at least twice, and the estimation data is generated from the plurality of time window data generated repeatedly. Generating a data list; performing a fast Fourier transform on the generated estimation data list to generate a second spectrum list (estimation power spectrum list); and Evaluating a likelihood of the second spectrum list for a group, wherein the moving state is estimated by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood And

また、前記方法において尤度を評価するステップは、CPUにより、第1のスペクトル・リストの群に対して、前記第2のスペクトル・リストを比較適合して、前記第1のスペクトル・リストを構成するスペクトルのうち、前記第2のスペクトル・リストを構成するスペクトルに対して最近傍のスペクトルを各々選択させ、各々選択された第1のスペクトルの集合(シンボル列)をHMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価する方法を特徴とする。   In the method, the likelihood evaluation step comprises comparing and adapting the second spectrum list to a group of the first spectrum list by the CPU to form the first spectrum list. Among the spectra to be selected, each of the spectra nearest to the spectrum constituting the second spectrum list is selected, and a set (symbol sequence) of each selected first spectrum is passed through a function consisting of HMM. The method of evaluating the likelihood of the HMM for each movement state.

また、前記方法において、第1のスペクトル・リストは、CPUが、加速度センサによって連続的に学習用の加速度値を収集させるステップと、収集された連続の学習用の加速度値において、所定期間の前記連続の学習用の加速度値のデータから構成される学習用のスペクトルを学習用の時間窓データとして生成させる学習用時間窓データ生成ステップと、時間窓を一定期間ずらして学習用時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の学習用時間窓データから学習用データ・リストを生成させるステップと、生成された学習用データ・リストを高速フーリエ変換させ、学習用パワースペクトル・リストを生成させるステップと、学習用パワースペクトル・リストに対して遺伝的アルゴリズムを適用し、評価値を計算するステップとを有し、計算された評価値が最も高いリストを第1のスペクトル・リストとすることにより決定されることを特徴とする、請求項19または20に記載の方法を特徴とする。   Further, in the above method, the first spectrum list includes a step in which the CPU continuously collects learning acceleration values by an acceleration sensor, and the collected continuous acceleration values for learning include a predetermined period of time. A learning time window data generation step for generating a learning spectrum consisting of continuous learning acceleration value data as learning time window data, and generating a learning time window data by shifting the time window by a certain period. Repeating the step of generating at least two times, generating a learning data list from the plurality of learning time window data repeatedly generated, and subjecting the generated learning data list to a fast Fourier transform, and learning power Generate a spectral list and a genetic algorithm for the training power spectrum list And calculating an evaluation value, wherein the list having the highest calculated evaluation value is determined as the first spectrum list. Characterized by the method described in.

また、請求項20に記載のHMMの尤度を評価するステップにおいて、前記CPUがさらに、前記各々選択された第1のスペクトルの集合を、所定の時間幅で前記HMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを含む、方法が提供される。   Further, in the step of evaluating the likelihood of the HMM according to claim 20, the CPU further performs the selection of the selected first spectrum set through a function comprising the HMM with a predetermined time width. A method is provided that includes evaluating the likelihood of the HMM for each movement state.

また、本発明において、請求項19に記載した各ステップに加えて、前記CPUがさらに、請求項22に記載の前記HMMの尤度を移動状態毎に評価する第1のステップと、前記尤度が最大である移動状態を特定する第2のステップと、を有し、前記所定の時間幅において得られた最大の尤度に対応するHMMが所定の移動状態でない場合に、前記所定の時間幅より長い所定の時間幅で、前記第1のステップと前記第2のステップとを繰り返して移動状態を順次特定することにより移動状態を推定することを特徴とする請求項20に記載の方法(多段推定方式)を提供する。   According to the present invention, in addition to the steps recited in claim 19, the CPU further evaluates the likelihood of the HMM according to claim 22 for each movement state, and the likelihood. A second step of identifying a moving state in which the maximum is obtained, and when the HMM corresponding to the maximum likelihood obtained in the predetermined time width is not the predetermined moving state, the predetermined time width The method according to claim 20, wherein the moving state is estimated by sequentially specifying the moving state by repeating the first step and the second step with a longer predetermined time width. Estimation method).

また、請求項19に記載の加速度値を収集させるステップは、前記CPUがさらに
前記加速度センサにより連続的に単位時間あたりの加速度値を収集させるステップと、を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより推定された移動状態を単位時間あたりの推定データとしてメモリへ蓄積することを特徴とする、請求項19に記載の移動状態を推定する方法であることを特徴とする。
The step of collecting acceleration values according to claim 19 further comprises the step of causing the CPU to further collect acceleration values per unit time continuously by the acceleration sensor, wherein the likelihood is maximized. The method of estimating a movement state according to claim 19, wherein the movement state estimated by specifying the first spectrum list is stored in a memory as estimation data per unit time. It is characterized by.

また、別の態様において請求項24に記載の方法であって、推定された移動状態と該推定された移動状態と間違える頻度の高い移動状態とを同一グループとしたデータ構造(移動状態スキーマ)は、それぞれ1または複数の移動状態を含む1または複数の移動状態グループを含み、該移動状態グループは1の基本の移動状態を含むデータ構造を用いて移動状態を推定する方法であって、前記CPUが、前記単位時間あたりの推定データを前記メモリから読み出すステップと、前記単位時間あたりの推定データを用いて前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するステップと、前記単位時間あたりの推定データを所定期間取得し推定データ・ログを生成するステップと、前記推定データ・ログを用いて、多数決推定方式により前記移動状態グループに包含される1の移動状態を推定するステップと、を有する、移動状態を推定する方法を提供する。   In another aspect, the method according to claim 24, wherein a data structure (movement state schema) in which an estimated movement state and a movement state having a high frequency of being mistaken for the estimated movement state are grouped together is the same group. Each of which includes one or more movement state groups each including one or more movement states, and the movement state group is a method for estimating a movement state using a data structure including one basic movement state, the CPU Reading the estimated data per unit time from the memory, identifying the type of movement state group of the data structure using the estimated data per unit time, and the estimated data per unit time Obtaining a predetermined period and generating an estimated data log, and using the estimated data log, the movement by a majority estimator It has a step of estimating the movement of a 1 encompassed by state group, and a method for estimating the movement.

また、前記単位時間は前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するために要する所定数の推定データの取得に要する時間である、請求項25に記載の方法を特徴とする
また、別の態様において、請求項25に記載の推定データ・ログを用いて多数決推定方式で移動状態を推定するステップは、前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属する場合は、該最高頻度の移動状態を推定される移動状態として特定し、前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属さない場合は、前記識別された移動状態グループの基本の移動状態を推定される移動状態として特定することにより、移動状態を推定することを特徴とする請求項25または26に記載の方法を提供する。
26. The method according to claim 25, wherein the unit time is a time required to acquire a predetermined number of estimated data required to identify the type of movement state group of the data structure. 26. The step of estimating the movement state by a majority voting method using the estimation data log according to claim 25, wherein the most frequent movement state included in the estimation data log is the type of the identified movement state group The highest-frequency movement state is identified as the estimated movement state, and the highest-frequency movement state included in the estimated data log does not belong to the type of the identified movement state group, 26. The movement state is estimated by specifying a basic movement state of the identified movement state group as an estimated movement state. Or a method according to 26.

また、本発明は少なくともCPUと、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、CPUが、前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価する、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステムを特徴とする。   The present invention is a system for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a CPU, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents the predetermined moving state. A group of a first spectrum list composed of at least two or more spectra is stored, and the CPU continuously collects acceleration values by the acceleration sensor, and the collected continuous acceleration values have a predetermined period. The step of generating a spectrum composed of the continuous acceleration value data as time window data, shifting the time window for a certain period and generating the time window data is repeated at least twice, and the plurality of times generated repeatedly An estimation data list is generated from the window data, and the generated estimation data list is Transforming to generate a second spectrum list and evaluating the likelihood of the second spectrum list for the group of the first spectrum list, wherein the first likelihood is maximized. It features a system that estimates movement states by specifying a spectrum list.

また、前記システムにおいて、前記尤度の評価は、CPUにより、前記第1のスペクトル・リストの群に対して、前記第2のスペクトル・リストを比較適合して、前記第1のスペクトル・リストを構成するスペクトルのうち、前記第2のスペクトル・リストを構成するスペクトルに対して最近傍のスペクトルを各々選択させ、前記各々選択された第1のスペクトルの集合をHMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを特徴とする請求項28に記載のシステムを特徴とする。   In the system, the likelihood is evaluated by comparing and matching the second spectrum list with the first spectrum list by the CPU by using the first spectrum list. Among the constituting spectra, each of the nearest spectra is selected with respect to the spectra constituting the second spectrum list, and the selected first set of spectra is passed through the function consisting of HMM, The system according to claim 28, wherein the likelihood of the HMM is evaluated for each movement state.

また、前記システムにおいて、前記第1のスペクトル・リストは、前記CPUが、前記加速度センサによって連続的に学習用の加速度値を収集させ、前記収集された連続の学習用の加速度値において、所定期間の前記連続の学習用の加速度値のデータから構成される学習用のスペクトルを学習用の時間窓データとして生成させ、時間窓を一定期間ずらして前記学習用時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の学習用時間窓データから学習用データ・リストを生成させ、前記生成された学習用データ・リストを高速フーリエ変換させ、学習用パワースペクトル・リストを生成させ、前記学習用パワースペクトル・リストに対して遺伝的アルゴリズムを適用し、評価値を計算し、前記計算された評価値が最も高いリストを第1のスペクトル・リストとすることにより決定することを特徴とする請求項28または29に記載のシステムを特徴とする。   Further, in the system, the first spectrum list is obtained by causing the CPU to continuously collect learning acceleration values by the acceleration sensor, and in the collected continuous learning acceleration values, for a predetermined period of time. At least two steps of generating a learning spectrum composed of the continuous learning acceleration value data as learning time window data, and generating the learning time window data by shifting a time window by a predetermined period. It repeats more than once, a learning data list is generated from the plurality of learning time window data generated repeatedly, the generated learning data list is subjected to fast Fourier transform, and a learning power spectrum list is generated. , Applying a genetic algorithm to the learning power spectrum list, calculating an evaluation value, Wherein the system of claim 28 or 29, characterized in that the evaluation value is determined by the highest list to the first spectrum list.

また、請求項29に記載のHMMの尤度の評価において、前記CPUがさらに、前記各々選択された第1のスペクトルの集合を、所定の時間幅で前記HMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを含む、システムが提供される。   30. The likelihood evaluation of the HMM according to claim 29, wherein the CPU further converts the selected first spectrum set into the HMM through a function comprising the HMM over a predetermined time width. A system is provided that includes evaluating the likelihood of each movement state.

また、本発明において、請求項28に記載した前記CPUがさらに、請求項31に記載の前記HMMの尤度を移動状態毎に評価する第1のステップと、前記尤度が最大である移動状態を特定する第2のステップと、を有し、前記所定の時間幅において得られた最大の尤度に対応するHMMが所定の移動状態でない場合に、前記所定の時間幅より長い所定の時間幅で、前記第1のステップと前記第2のステップとを繰り返して移動状態を順次特定することにより移動状態を推定することを特徴とする請求項29に記載のシステムを提供する。   Furthermore, in the present invention, the CPU according to claim 28 further includes a first step of evaluating the likelihood of the HMM according to claim 31 for each movement state, and a movement state in which the likelihood is maximum. And a predetermined time width longer than the predetermined time width when the HMM corresponding to the maximum likelihood obtained in the predetermined time width is not in a predetermined moving state. 30. The system according to claim 29, wherein the moving state is estimated by repeating the first step and the second step to sequentially specify the moving state.

また、請求項28に記載の加速度値の収集は、前記CPUがさらに、前記加速度センサにより連続的に単位時間あたりの加速度値を収集させ、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより推定された移動状態を単位時間あたりの推定データとしてメモリへ蓄積することを特徴とする、請求項28に記載の移動状態を推定するシステムであることを特徴とする。   Further, in the acceleration value collection according to claim 28, the CPU further causes the acceleration sensor to continuously collect acceleration values per unit time by the acceleration sensor, and the first spectrum list that maximizes the likelihood. 29. The system for estimating a movement state according to claim 28, characterized in that the movement state estimated by specifying is stored in a memory as estimation data per unit time.

また、別の態様において、請求項33に記載のシステムは、推定された移動状態と該推定された移動状態と間違える頻度の高い移動状態とを同一グループとしたデータ構造は、それぞれ1または複数の移動状態を含む1または複数の移動状態グループを含み、該移動状態グループは1の基本の移動状態を含むデータ構造を用いた移動状態の推定であって、前記CPUが、前記単位時間あたりの推定データを前記メモリから読み出し、前記単位時間あたりの推定データを用いて前記データ構造の移動状態グループの種別を識別し、前記単位時間あたりの推定データを所定期間取得し推定データ・ログを生成させ、前記推定データ・ログを用いて、多数決推定方式により前記移動状態グループに包含される1の移動状態を推定すること、を含む、移動状態を推定するシステムを特徴とする。   In another aspect, the system according to claim 33 has one or more data structures in which the estimated movement state and a movement state that is frequently mistaken for the estimated movement state are in the same group. Including one or a plurality of movement state groups including a movement state, the movement state group being an estimation of a movement state using a data structure including one basic movement state, wherein the CPU estimates the unit time Reading data from the memory, identifying the type of movement state group of the data structure using the estimated data per unit time, obtaining the estimated data per unit time for a predetermined period, generating an estimated data log, Using the estimated data log to estimate one movement state included in the movement state group by a majority estimation method, The system for estimating the dynamic state characterized.

また、前記単位時間は前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するために要する所定数の推定データの取得に要する時間である、請求項34に記載のシステムを特徴とする。   35. The system according to claim 34, wherein the unit time is a time required to acquire a predetermined number of estimated data required to identify the type of movement state group of the data structure.

また、別の態様において、請求項33に記載の推定データ・ログを用いた多数決推定方式の移動状態の推定は、前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属する場合は、該最高頻度の移動状態を推定される移動状態として特定し、前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属さない場合は、前記識別された移動状態グループの基本の移動状態を推定される移動状態として特定することにより、移動状態を推定することを特徴とする請求項34または35に記載のシステムを提供する。   Moreover, in another aspect, the estimation of the movement state of the majority estimator using the estimation data log according to claim 33, wherein the movement state with the highest frequency included in the estimation data log is the identified movement state. If it belongs to a group type, the highest-frequency moving state is specified as an estimated moving state, and the highest-frequency moving state included in the estimated data log does not belong to the identified moving state group type 36. The system according to claim 34 or 35, wherein a movement state is estimated by specifying a basic movement state of the identified movement state group as an estimated movement state.

図1は本発明の一態様によるユーザ移動状態推定方式のシステム構成を示した図である。ユーザ移動状態推定方式は、例えば人の手のひらに収まる携帯端末装置に搭載され、携帯端末装置(A1)は少なくとも加速度センサ(A50)、メモリ、中央演算装置(CPU)(A10)、バッテリ(A60)を含む。メモリにはヒープメモリ(A20)、Flashメモリ(A30)があっても良い。各コンポーネントはバッテリにより駆動される。ここで、加速度センサは、加速度データを取得し、センサ内のメモリ空間へ加速度データを格納する。CPUは例えば、プログラムをFlashメモリからロードして、ヒープメモリへ格納するよう命令する。Flashメモリは例えば、データ取得関数等のプログラムを格納する。ヒープメモリは例えば、Flashメモリに格納されているプログラムを一時的に格納する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a user movement state estimation method according to an aspect of the present invention. The user movement state estimation method is mounted on, for example, a portable terminal device that fits in the palm of a person. The portable terminal device (A1) includes at least an acceleration sensor (A50), a memory, a central processing unit (CPU) (A10), and a battery (A60). including. The memory may include a heap memory (A20) and a flash memory (A30). Each component is driven by a battery. Here, the acceleration sensor acquires acceleration data and stores the acceleration data in a memory space in the sensor. For example, the CPU instructs to load the program from the flash memory and store it in the heap memory. For example, the flash memory stores a program such as a data acquisition function. For example, the heap memory temporarily stores a program stored in the flash memory.

本発明は、特定の参照状態にて取得された学習用加速度データ・リストから、HMMを作成し、移動状態毎に作成されたHMMを用いて、ユーザの移動状態を推定するものである。   The present invention creates an HMM from a learning acceleration data list acquired in a specific reference state, and estimates the user's movement state using the HMM created for each movement state.

図2は、学習用モデル作成処理のフロー図である。特定の参照状態における学習用加速度データを取得し、FF変換により学習用パワースペクトル・リストを生成する(B1)。より詳細には、CPUが、あらかじめ、学習用モデル作成関数(FF変換関数,代表パワースペクトル群選定関数、パターンマッチング関数、シンボル列生成関数、HMM学習処理関数で構成)をFlashメモリから読み込み、ヒープメモリ上にロードする。学習用モデル作成関数内の、FF変換関数により、CPUが学習用パワースペクトル・リストを計算し、算出結果をヒープメモリに蓄積する。   FIG. 2 is a flowchart of learning model creation processing. Learning acceleration data in a specific reference state is acquired, and a learning power spectrum list is generated by FF conversion (B1). More specifically, the CPU reads in advance a learning model creation function (consisting of an FF conversion function, a representative power spectrum group selection function, a pattern matching function, a symbol string generation function, and an HMM learning processing function) from the flash memory, and a heap. Load into memory. The CPU calculates the learning power spectrum list by the FF conversion function in the learning model creation function, and stores the calculation result in the heap memory.

次に、生成された学習用パワースペクトル・リストから代表パワースペクトル・リストを選定する(B2)。より詳細には、学習用モデル作成関数内の、代表パワースペクトル・リスト選定関数により、CPUが代表パワースペクトル・リストを選定し、選定結果をFlashメモリ内に書き込む。ステップB1とB2とを移動状態毎に繰り返して行い、代表パワースペクトル群を生成する(B3)。   Next, a representative power spectrum list is selected from the generated learning power spectrum list (B2). More specifically, the CPU selects the representative power spectrum list by the representative power spectrum list selection function in the learning model creation function, and writes the selection result in the flash memory. Steps B1 and B2 are repeated for each movement state to generate a representative power spectrum group (B3).

次に、学習用モデル作成関数内の、パターンマッチング関数により、生成された代表パワースペクトル群の内の各代表パワースペクトルと、学習用パワースペクトルとをそれぞれパターンマッチングする(B4)。   Next, each representative power spectrum in the generated representative power spectrum group is subjected to pattern matching with the learning power spectrum by the pattern matching function in the learning model creation function (B4).

そして、最近傍の代表パワースペクトルのIDをそれぞれ学習用シンボルとしてヒープメモリへ蓄積し、シンボル列生成関数により、CPUが学習用シンボル列を生成しヒープメモリへ格納する(B5)。   Then, the ID of the nearest representative power spectrum is accumulated as a learning symbol in the heap memory, and the CPU generates a learning symbol string by the symbol string generation function and stores it in the heap memory (B5).

HMM学習関数により、CPUがヒープメモリから学習用シンボル列へ読み込み、HMM学習を行い(B6)、HMM学習結果(確率表)を作成し、Flashメモリへ書き込み、HMMを作成する(B7)。以上のB1からB6のステップを学習対象の移動状態毎に行い、HMM群を生成する。
ユーザの移動状態の推定
図3は、ユーザの移動状態の推定処理のフロー図である。ユーザの有する加速度センサから加速度データを取得し、FF変換により推定用パワースペクトル・リストを生成する(C1)。より詳細には、CPUが、あらかじめ、移動状態推定関数(FF変換関数,パターンマッチング関数、シンボル列生成関数、HMM推定関数)をFlashメモリから読み込み、ヒープメモリ上にロードする。そして、FF変換関数により、CPUがヒープメモリから推定用加速度データを読み込み、推定用パワースペクトル・リストを計算し、算出結果をヒープメモリに蓄積する。
With the HMM learning function, the CPU reads from the heap memory into the learning symbol string, performs HMM learning (B6), creates an HMM learning result (probability table), writes it into the flash memory, and creates an HMM (B7). The above steps B1 to B6 are performed for each movement state of the learning target to generate an HMM group.
Estimation of User Movement State FIG. 3 is a flowchart of a user movement state estimation process. Acceleration data is acquired from an acceleration sensor possessed by the user, and an estimation power spectrum list is generated by FF conversion (C1). More specifically, the CPU reads in advance a movement state estimation function (FF conversion function, pattern matching function, symbol string generation function, HMM estimation function) from the flash memory and loads it onto the heap memory. Then, by the FF conversion function, the CPU reads the estimation acceleration data from the heap memory, calculates the estimation power spectrum list, and stores the calculation result in the heap memory.

そして、ステップB3より得られた代表パワースペクトル群のそれぞれ1つの代表パワースペクトルと、推定用パワースペクトルとをパターンマッチング関数によりそれぞれパターンマッチングする(C2)。   Then, each representative power spectrum of the representative power spectrum group obtained in step B3 and the estimation power spectrum are pattern-matched by the pattern matching function (C2).

次に、推定用パワースペクトルに対し最近傍の代表パワースペクトルIDを選定し(ステップC3)、ヒープメモリへ蓄積する。例えばCPUによる演算により、ずらし幅を0.5秒とすると、0.5秒に1つの代表パワースペクトルのIDが蓄積される。そして、CPUは上記蓄積処理を、推定用パワースペクトル・リストの各推定用パワースペクトルについて行う。ここで、加速度データのシンボル化とはステップC1からC3の一連の処理をいう。   Next, the nearest representative power spectrum ID with respect to the estimation power spectrum is selected (step C3) and stored in the heap memory. For example, if the shift width is set to 0.5 seconds by calculation by the CPU, one representative power spectrum ID is accumulated in 0.5 seconds. Then, the CPU performs the above accumulation process for each estimation power spectrum in the estimation power spectrum list. Here, the symbolization of acceleration data refers to a series of processes from steps C1 to C3.

次に、シンボル列生成関数により、CPUが選定された代表パワースペクトルIDをヒープメモリから読み込み、推定用シンボル列へ順次蓄積して推定用シンボル列を生成する(C4)。   Next, the representative power spectrum ID selected by the CPU is read from the heap memory by the symbol string generation function, and sequentially stored in the estimation symbol string to generate an estimation symbol string (C4).

次に、生成された推定用シンボル列を用いて、HMMからなる関数を介してHMM推定を行う。ユーザの移動状態の推定は、推定用シンボル列に格納された代表パワースペクトルIDを各移動状態のHMMへ入力し、それぞれのHMMに対する尤度を求める。求められた尤度の内、最高尤度を有するHMMに該当する移動状態種別を特定することにより、移動状態を推定する(HMM推定)。具体的には、HMM推定関数により、CPUが、ヒープメモリから推定用シンボル列にあるシンボル(代表パワースペクトルのID)を順次時系列に読み込みし、各HMMに対する評価値(尤度)計算を行い(C5)、その結果をヒープメモリへ書き込む。最も尤度の高いHMMに該当する移動状態を特定し、推定結果を得る(C6)。   Next, HMM estimation is performed using a function made up of HMMs using the generated estimation symbol string. To estimate the user's movement state, the representative power spectrum ID stored in the estimation symbol string is input to the HMM in each movement state, and the likelihood for each HMM is obtained. The movement state is estimated by identifying the movement state type corresponding to the HMM having the highest likelihood among the obtained likelihoods (HMM estimation). Specifically, using the HMM estimation function, the CPU sequentially reads the symbols (ID of the representative power spectrum) in the estimation symbol string from the heap memory in time series, and calculates the evaluation value (likelihood) for each HMM. (C5) The result is written into the heap memory. The movement state corresponding to the HMM having the highest likelihood is specified, and an estimation result is obtained (C6).

従来のパターンマッチングでは、時系列変化を含まない1つの推定用パワースペクトルと代表パワースペクトルとを比較し、最近傍の代表パワースペクトルを選定し、ユーザの移動状態を推定していた。そのため、突発的なユーザの状態変化が起きた場合、選定されたパワースペクトルにノイズが多く含まれていると、誤った移動状態を特定することとなる。従って、従来のパターンマッチングでは正確な移動状態の推定が困難であった。   In conventional pattern matching, one estimation power spectrum that does not include a time-series change is compared with a representative power spectrum, the nearest representative power spectrum is selected, and the user's movement state is estimated. Therefore, when a sudden change in the user's state occurs, if the selected power spectrum contains a lot of noise, an incorrect movement state is specified. Therefore, it is difficult to accurately estimate the movement state by the conventional pattern matching.

本発明では、代表パワースペクトルのID格納したシンボル列は、時系列のデータを含む。従って、時系列の複数のパワースペクトルの内、1つのパワースペクトルにノイズが含まれていたとしても、その前後のパワースペクトルの状況を考慮して移動状態が推定される。そのため、本発明は、突発的な外部環境に左右されることなく、ユーザの状態をより正確に推定することを可能とする。   In the present invention, the symbol string in which the ID of the representative power spectrum is stored includes time-series data. Therefore, even if noise is included in one power spectrum among a plurality of time-series power spectra, the moving state is estimated in consideration of the power spectrum conditions before and after the noise. Therefore, the present invention makes it possible to estimate a user's state more accurately without being influenced by a sudden external environment.

以上、パワースペクトルの時系列データを用いてユーザの移動状態を推定することにより、従来法に比較して、推定に要する時間に対する推定性能評価の性能が向上した。
以下に各ステップの詳細を個別に説明する。
学習用パワースペクトル・リストの生成
図4は学習用パワースペクトル・リストの生成処理のフロー図である。学習用パワースペクトル・リストは、HMMの学習をするために利用されるデータであり、ある特定の移動状態における参照状態のデータを一定期間取得することにより生成される。
As described above, by estimating the user's movement state using the time series data of the power spectrum, the performance of the estimation performance evaluation with respect to the time required for the estimation is improved as compared with the conventional method.
Details of each step will be described individually below.
Generation of Learning Power Spectrum List FIG. 4 is a flowchart of the learning power spectrum list generation process. The power spectrum list for learning is data used for learning the HMM, and is generated by acquiring reference state data in a specific movement state for a certain period.

まず、加速度センサから参照状態の学習用加速度データ(x,y,z)を取得する(D1)。なお、ここではx,y,zは3軸上の加速度であるが、1軸、または2軸上の加速度でも良い。より詳細には、CPUは、あらかじめ、学習用パワースペクトル・リスト生成関数(加速度値算出、時間間隔判定、加速度値の時間窓データ算出関数、FF変換関数)、及び加速度センサのデバイス・ドライバをFlashメモリから読み込み、ヒープメモリ上にロードする。そして、CPUがデバイス・ドライバにより、加速度センサを起動し、計測を開始する。デバイス・ドライバは、加速度センサの測定値(学習用加速度データ)を読み出し、ヒープメモリに蓄積する。   First, learning acceleration data (x, y, z) in a reference state is acquired from the acceleration sensor (D1). Here, x, y, and z are accelerations on three axes, but they may be accelerations on one or two axes. More specifically, the CPU pre-loads a learning power spectrum list generation function (acceleration value calculation, time interval determination, acceleration value time window data calculation function, FF conversion function), and a device driver of the acceleration sensor. Read from memory and load onto heap memory. Then, the CPU activates the acceleration sensor by the device driver and starts measurement. The device driver reads the acceleration sensor measurement values (learning acceleration data) and accumulates them in the heap memory.

次に、加速度値算出関数により、CPUがヒープメモリから学習用加速度データを読み込み、CPUによる演算により学習用加速度データから加速度値α=(x2+y2+z21/2を生成し(D2)、ヒープメモリへ蓄積する。 Next, the CPU reads the learning acceleration data from the heap memory by the acceleration value calculation function, and generates the acceleration value α = (x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2 from the learning acceleration data by calculation by the CPU. (D2), storing in the heap memory.

そして、加速度値の時間窓データ算出関数により、CPUは所定期間(例えば2秒間)にわたって加速度値αを生成し、加速度の学習用の時間窓データを生成し(D3)、その結果をヒープメモリへ蓄積する。ここで、例えばサンプリングレートを128Hzとすると、加速度の学習用の時間窓データは2秒間で256個の加速度値αからなる。また、サンプリングレートが256Hzの加速度センサであれば、所定期間は1秒間でも良い。   Then, the CPU generates the acceleration value α over a predetermined period (for example, 2 seconds) by using the acceleration value time window data calculation function, generates time window data for learning the acceleration (D3), and sends the result to the heap memory. accumulate. Here, for example, when the sampling rate is 128 Hz, the time window data for learning the acceleration consists of 256 acceleration values α in 2 seconds. If the acceleration sensor has a sampling rate of 256 Hz, the predetermined period may be 1 second.

次に、時間間隔判定関数により、CPUが前回の学習用パワースペクトル生成時刻をヒープメモリから読み出し、経過時間を計測し、閾値を超えているか判断し、閾値を超えていない場合は加速度の学習用の時間窓データを生成するステップを繰り返す(D4)。閾値を超えている場合はステップD5に移る。   Next, the CPU reads out the previous learning power spectrum generation time from the heap memory by the time interval determination function, measures the elapsed time, determines whether the threshold is exceeded, and if it does not exceed the threshold, it is for learning the acceleration. The step of generating the time window data is repeated (D4). If it exceeds the threshold, the process moves to step D5.

次に、CPUは、FF変換関数により、ヒープメモリから加速度の時間窓データの束(ここで、取得された時間窓データの束を時系列データ・リストという)を読み出し、それぞれの時間窓データをFF変換して学習用パワースペクトルを算出し(D5)、ヒープメモリへそれぞれ蓄積する。なお、時間窓データをFF変換して得られた学習用パワースペクトルのうち、所定の周波数帯域のスペクトル、例えば1〜10Hzのスペクトルを用いることができる。加速度の時間窓データを取得するステップを繰り返す間隔は、前記所定期間であっても良いし、それよりも長いまたは短い間隔でもよい。本実施態様においては、例えば2秒間の時間窓のずらし幅を0.5秒間に設定する。   Next, the CPU reads a bundle of acceleration time window data (here, the obtained bundle of time window data is referred to as a time-series data list) from the heap memory by the FF conversion function, and converts each time window data into the time window data. The power spectrum for learning is calculated by FF conversion (D5), and is stored in the heap memory. Of the learning power spectrum obtained by FF conversion of the time window data, a spectrum in a predetermined frequency band, for example, a spectrum of 1 to 10 Hz can be used. The interval at which the step of acquiring acceleration time window data is repeated may be the predetermined period, or may be longer or shorter. In this embodiment, for example, the shift width of the time window for 2 seconds is set to 0.5 seconds.

以上により、格納された学習用パワースペクトルのリストを学習用パワースペクトル・リストPa(例えばa=1200)とする。
代表パワースペクトル群の選定
学習用パワースペクトル・リストからの代表パワースペクトル・リストの選定は、好ましい実施態様では、GAを用いて行われる。代表パワースペクトル・リストの選定は、CPUにより学習用パワースペクトル・リストから個体群を生成し、生成された個体群のうち1の個体毎に評価値を計算し、評価値を基に各個体を評価し、世代交代を所定回数行い、評価値の高い個体を選択することにより行われる。すなわち、各個体の評価値を計算し、その評価値を基に評価値順に個体群をソートし、個体群の交叉・継承・突然変異等の操作を所定回数繰り返し、無進化状態が続く場合は、選定されている個体群の内最も高い評価値を有する個体を最適解として選定する。これら一連の処理を含むプロセスを図5に示す。尚、これら一連の処理を行うにあたって、CPUは、あらかじめFlashメモリに格納されている代表パワースペクトル選定プログラムをヒープメモリ上へロードする。そして、CPUは、代表パワースペクトル選定プログラムの命令をCPUレジスタへ登録し、プログラム処理し、得られた値をヒープメモリへ蓄積する。
Thus, the list of learning power spectrum stored as training power spectrum list P a (e.g. a = 1200).
Selection of Representative Power Spectrum Group Selection of the representative power spectrum list from the learning power spectrum list is performed using GA in the preferred embodiment. The representative power spectrum list is selected by generating a population from the learning power spectrum list by the CPU, calculating an evaluation value for each individual of the generated population, and selecting each individual based on the evaluation value. The evaluation is performed by performing generation change a predetermined number of times and selecting an individual having a high evaluation value. That is, calculate the evaluation value of each individual, sort the population in the order of evaluation value based on the evaluation value, repeat the operations such as crossover, inheritance, mutation etc. of the population a predetermined number of times, The individual having the highest evaluation value in the selected individual group is selected as the optimum solution. A process including a series of these processes is shown in FIG. In performing the series of processes, the CPU loads a representative power spectrum selection program stored in advance in the flash memory onto the heap memory. Then, the CPU registers instructions of the representative power spectrum selection program in the CPU register, performs program processing, and accumulates the obtained values in the heap memory.

図5は、代表パワースペクトル・リストの選出処理のフロー図である。図5において、まず、初期の代表パワースペクトル・リスト(群ではない)をR(R1, R2, …Rn)(例えばn=32)とする。ここで、R1…Rnはそれぞれ選定処理にて選定される代表パワースペクトルである。また、代表パワースペクトル・リストRには初期値としてNULL値が設定されている。CPUは、あらかじめ、代表パワースペクトル選出関数(GA関数)をFlashメモリから読み込み、ヒープメモリ上にロードする。そして、CPUは、GA関数により学習用パワースペクトル・リストPa(ここでは、a=1200)からランダムにn個のパワースペクトル(遺伝子)を抽出し、本抽出処理をm回繰り返すことにより、n個の遺伝子を有する初期個体を一定数(例えばm=30)生成し、個体群lmを生成し(E1)、ヒープメモリへ蓄積する。 FIG. 5 is a flowchart of representative power spectrum list selection processing. In FIG. 5, first, an initial representative power spectrum list (not a group) is R (R 1 , R 2 ,... R n ) (for example, n = 32). Here, R 1 ... R n are representative power spectra selected in the selection process. In the representative power spectrum list R, a NULL value is set as an initial value. The CPU reads the representative power spectrum selection function (GA function) from the flash memory in advance and loads it onto the heap memory. Then, the CPU randomly extracts n power spectra (genes) from the learning power spectrum list P a (here, a = 1200) by the GA function, and repeats this extraction process m times to obtain n A predetermined number (for example, m = 30) of initial individuals having one gene is generated, and an individual group l m is generated (E1), and stored in the heap memory.

次に、CPUはGA関数により、個体群lmから2つの個体をヒープメモリからランダムに読み出し、交叉させ、1つの子個体を生成する。本処理をm回繰り返し、子個体群Cmを生成し(E2)、ヒープメモリへ蓄積する。ここで、交叉とは、2つの個体から1つの個体を生成することを示し、親個体A(Ra1, Ra2, …Ran)と親個体B(Rb1, Rb2, …Rbn)から、ランダムに遺伝子を選択し、子個体C、例えば(Ra1,Rb2, …Rbn-1, Ran)を生成することをいう。 Next, the CPU reads two individuals from the individual group l m at random from the heap memory using the GA function, and crosses them to generate one child individual. This process is repeated m times to generate a child population C m (E2) and accumulate it in the heap memory. Here, crossing means that one individual is generated from two individuals, and a parent individual A (R a1 , R a2 , ... R an ) and a parent individual B (R b1 , R b2 , ... R bn ) The gene is selected at random, and a child individual C, for example, (R a1 , R b2 ,... R bn−1 , R an ) is generated.

次に、CPUはGA関数により、各親個体と各子個体の評価値を計算し(E3)、計算結果をヒープメモリへ格納する。CPUは、学習用パワースペクトル・リストPaのパワースペクトル(遺伝子)毎に、それと最近傍の代表パワースペクトル(遺伝子)を代表パワースペクトル・リストRから選定する。ここで、代表パワースペクトルは、Paを構成する学習用パワースペクトル毎に選定されるので、a個のパワースペクトルから成るパワースペクトル・リストが選定される。選定された最近傍のパワースペクトル・リストのそれぞれのパワースペクトルと、学習用パワースペクトル・リストPaのそれぞれのパワースペクトルとの間の誤差の総和の逆数を評価値として得る。ここで、例えば親個体、子個体それぞれ30個の計60個について評価値を計算する。最近傍のパワースペクトルとは、代表パワースペクトルとの間の距離(誤差)が最も小さいスペクトルをいい、距離とは周波数毎の振幅値の誤差の絶対値の総和である。 Next, the CPU calculates an evaluation value of each parent individual and each child individual using the GA function (E3), and stores the calculation result in the heap memory. CPU, for each power spectrum of learning for power spectrum list P a (gene), the same to select the representative power spectrum of the nearest neighbor (gene) from the representative power spectrum-list R. Here, the representative power spectrum, because it is selected for each learning power spectrum constituting the P a, the power spectrum list consisting of a number of power spectrum is selected. Each the power spectrum of the selected nearest neighbor of the power spectrum list, obtained as an evaluation value the reciprocal of the sum of the error between each of the power spectrum of the training power spectrum list P a. Here, for example, an evaluation value is calculated for 60 parent individuals and 30 child individuals in total. The nearest power spectrum refers to a spectrum having the smallest distance (error) from the representative power spectrum, and the distance is a sum of absolute values of amplitude value errors for each frequency.

次に、CPUはGA関数により、親個体、子個体の評価値群をヒープメモリから読み出し、最良評価値を検索し、次世代(子世代)の個体群の最良評価値が前世代(親世代)の最良評価値より進化しているか否か判定し(E4)、その結果をヒープメモリへ格納する。なお、本実施態様においては1つの最良評価値が前世代の最良評価値と比較して進化しているか否かを判定しているが、例えば、個体群全体が前世代より進化しているか否かを判定することもできる。計算された評価値が、前世代の評価値よりも大きい場合、次世代は前世代より進化していることを意味する。ここで、第一回目は、評価値に0が設定されている。   Next, the CPU reads the evaluation value group of the parent individual and the child individual from the heap memory by using the GA function, searches for the best evaluation value, and the best evaluation value of the next generation (child generation) individual group is the previous generation (parent generation). (E4), and the result is stored in the heap memory. In this embodiment, it is determined whether or not one best evaluation value has evolved compared to the best evaluation value of the previous generation. For example, whether or not the entire population has evolved from the previous generation. Can also be determined. If the calculated evaluation value is larger than the evaluation value of the previous generation, it means that the next generation has evolved from the previous generation. Here, in the first time, 0 is set as the evaluation value.

そして、次世代の個体群が前世代より進化している場合、各個体の評価値を元に、エリート個体・生き残り個体を所定の数選定し、エリート個体、通常個体、死滅個体に分類し、世代交代を行う。世代交代では、エリート個体は、次世代にそのまま継承され、全く同じ次世代個体が生成される。一方、死滅個体は次世代に継承されず、新たな突然変異の個体が死滅個体に代わって選定される。   And when the next generation population has evolved from the previous generation, based on the evaluation value of each individual, select a predetermined number of elite individuals and surviving individuals, and classify them as elite individuals, normal individuals, dead individuals, Change generations. In the generational change, the elite individual is inherited as it is by the next generation, and the same next generation individual is generated. On the other hand, dead individuals are not inherited by the next generation, and new mutant individuals are selected instead of dead individuals.

より詳細には、ステップE4において次世代個体群が進化していると判断された(評価値が大きい)場合、CPUは各個体(親個体、子個体)に対して算出された評価値をヒープメモリから読み出し、上位複数個(例えば9個)の個体をエリート個体として選定し(E5)、その結果をヒープメモリへ蓄積する。選定されたエリート個体は次世代に継承される。   More specifically, when it is determined in step E4 that the next generation population has evolved (the evaluation value is large), the CPU heaps the evaluation value calculated for each individual (parent individual, child individual). Read from the memory, select a plurality of upper (for example, 9) individuals as elite individuals (E5), and store the result in the heap memory. The selected elite individuals are inherited by the next generation.

そして、CPUは、評価値に比例配分したルーレットを生成し、そこからルーレット戦略により、残りの個体群の一定割合数(例えば、約8割)を選定し、そこから指定数の個体(ここでは18個)を選定し(E6)、ヒープメモリへ蓄積する。ここで選定された個体は次世代に継承される。   Then, the CPU generates a roulette that is proportionally distributed to the evaluation values, and selects a certain percentage (for example, about 80%) of the remaining individual group from the roulette strategy, from which a specified number of individuals (here, 18) are selected (E6) and stored in the heap memory. The individual selected here is inherited by the next generation.

次に、次世代の個体の残り(ここでは3個)は死滅個体として消滅し、代わりにCPUは突然変異個体をランダムに生成し(E7)、その結果をヒープメモリへ蓄積する。生成された突然変異個体は次世代に組み込まれる。ここで、突然変異は、CPUにより初期個体群生成(ステップE1,E2)と同様の手順で生成され、つまり学習用のパワースペクトル・リストPaよりランダムに選定される。 Next, the remaining next generation individuals (three in this case) disappear as dead individuals, and instead the CPU randomly generates mutant individuals (E7) and accumulates the results in the heap memory. The generated mutant individuals are incorporated into the next generation. Here, mutations are generated in the same procedure as the initial population generated (step E1, E2) by CPU, i.e. are chosen randomly from the power spectrum list P a for learning.

そして、CPUは、ヒープメモリから、ステップE5からE7により選定・生成された個体群を読み出し、次世代の個体群(ここでは、30個)として継承し(E8)、ヒープメモリへ格納する。   Then, the CPU reads the individual group selected / generated in steps E5 to E7 from the heap memory, inherits it as the next generation individual group (here, 30) (E8), and stores it in the heap memory.

一方、ステップE4にて判定された結果、次世代の評価値が前世代の評価値と同じかまたは小さい場合、ステップE9へ移行する。これは、次世代の個体群が無進化状態であることを意味する。CPUは、無進化状態数をヒープメモリから読み出し、所定回数以上無進化状態が続いているか判定する(E9)。所定回数以上続いていなければ、無進化状態数に1を足して、結果をヒープメモリへ上書き蓄積する。そして、ステップE5からE8を所定回数、例えば本実施態様では50回(50世代分)を繰り返す。   On the other hand, as a result of the determination in step E4, when the next generation evaluation value is the same as or smaller than the previous generation evaluation value, the process proceeds to step E9. This means that the next generation population is in an evolutionary state. The CPU reads the number of non-evolutionary states from the heap memory, and determines whether the non-evolutionary state continues for a predetermined number of times (E9). If it has not continued for a predetermined number of times, 1 is added to the number of non-evolution states, and the result is overwritten and accumulated in the heap memory. Then, steps E5 to E8 are repeated a predetermined number of times, for example, 50 times (for 50 generations) in this embodiment.

そして、無進化状態数が所定回数に達した場合、CPUは、最終個体群の内、最も評価値が高い個体をヒープメモリから読み出し、その遺伝子情報を代表パワースペクトル・リストRとして選定する(E10)。その結果をFlashメモリへ書き出す。   When the number of non-evolution states reaches the predetermined number, the CPU reads the individual with the highest evaluation value from the final individual group from the heap memory, and selects the gene information as the representative power spectrum list R (E10). ). The result is written to the flash memory.

以上、代表パワースペクトル・リストの選定処理を全ての移動状態に対して行い、代表パワースペクトル群を選定する。例えば7つの移動状態毎にそれぞれ代表パワースペクトル・リストRが選定されるとすると、各リストには32の代表パワースペクトルが選定され、計224個の代表パワースペクトルを含む代表パワースペクトル群が選定される。
学習用パワースペクトル・リストのパターンマッチング
選定された代表パワースペクトル群のうち、各々の代表パワースペクトル(ここでは、224個)に対し、個別にIDを付与する。次に、学習用パワースペクトル・リストPaに格納された時系列の学習用パワースペクトル毎に、代表パワースペクトル群の内の各代表パワースペクトルとパターンマッチングを行い、最近傍の代表パワースペクトルのIDを選定し、順次ヒープメモリへ格納し、学習用シンボル列を生成する。ここで、シンボル列とは、所定期間における代表パワースペクトルのIDを時系列に格納したデータ列である。
As described above, the representative power spectrum list selection process is performed for all the movement states, and the representative power spectrum group is selected. For example, if a representative power spectrum list R is selected for each of seven movement states, 32 representative power spectra are selected for each list, and a representative power spectrum group including a total of 224 representative power spectra is selected. The
In the representative power spectrum group selected for pattern matching in the learning power spectrum list , an ID is individually assigned to each representative power spectrum (224 in this case). Then, for each learning power spectrum of the time series stored in the learning power spectrum list P a, it performs each representative power spectrum and pattern matching of the representative power spectrum groups, ID of the representative power spectrum nearest Are sequentially stored in the heap memory, and a learning symbol string is generated. Here, the symbol string is a data string in which IDs of representative power spectra in a predetermined period are stored in time series.

以上、学習用シンボル列を生成する処理を全ての参照状態の移動状態に対して行う。
HMM学習
本発明は、HMMをユーザの移動状態の推定に用いることにより、ユーザの移動状態が大きく変動した場合でも正確にユーザの移動状態を認識できるようにするものである。HMMは、概略的には互いに遷移により接続されている状態の集合であり、いくつかの内部状態から構成され、各遷移のステップ毎に観測可能な出力を生成しながら、初期状態から最終状態まで状態を遷移するものである。HMMの詳細については、例えば北 研二著、1999年、「確率的言語モデル」に記載されている。バウムーウェルチアルゴリズムの詳細については、L.E. Baum他著、「A maximization technique occurring in the statistical analysis of probabilistic function of markov chains」に記載されている。また、AIC(赤池情報量基準)については、赤池著、「統計的検定の新しい考え方」に記載されている。
HMMの作成
図6はHMMの学習処理フローを示す。一実施態様において、HMMは、初期状態確率Xi、状態遷移確率Aij、信号出力確率Bi(k)により構成される。HMMでは、いくつかの状態iを用意し、それぞれの状態から始まる確率を初期状態確率Xi、ある状態iから各々の状態jへの遷移確率を状態遷移確率Aij、及び各々の状態iにおけるシンボルk(ここでは224個の代表スペクトルのID)の出現する確率を信号出力確率Bi(k)とする。HMMは、初期状態確率Xi、状態遷移確率Aij、記号出力確率Bi(k)の値に基づいて確率的に記号列を出力することができる。ユーザの移動状態の推定は、予め移動状態毎にHMMを用意し、各HMMが学習用シンボル列を最も高い確率で出力するようにHMMの確率表、Xi,Aij,bi(k)を学習することにより行われる。
As described above, the process of generating the learning symbol string is performed on the movement states of all reference states.
HMM Learning The present invention enables the user's movement state to be accurately recognized even when the user's movement state greatly fluctuates by using the HMM for estimating the user's movement state. An HMM is generally a set of states connected to each other by transitions. The HMM is composed of several internal states and generates an observable output for each step of each transition from the initial state to the final state. It is a state transition. Details of the HMM are described in, for example, Kenji Kita, 1999, “Probabilistic Language Model”. Details of the Baum-Welch algorithm are described in LE Baum et al., “A maximization technique occurring in the statistical analysis of probabilistic function of markov chains”. AIC (Akaike Information Criterion) is described in Akaike's book, “New Approach to Statistical Testing”.
Creation of HMM FIG. 6 shows an HMM learning process flow. In one embodiment, the HMM is composed of an initial state probability Xi, a state transition probability Aij, and a signal output probability Bi (k). In the HMM, several states i are prepared, the probability of starting from each state is the initial state probability Xi, the transition probability from a certain state i to each state j is the state transition probability Aij, and the symbol k in each state i A probability of appearance (here, IDs of 224 representative spectra) is defined as a signal output probability Bi (k). The HMM can output a symbol string probabilistically based on the values of the initial state probability Xi, the state transition probability Aij, and the symbol output probability Bi (k). To estimate the user's movement state, an HMM is prepared for each movement state in advance, and the HMM probability table, Xi, Aij, bi (k) is learned so that each HMM outputs the learning symbol string with the highest probability. Is done.

より詳細には、まず、HMMを構成する初期状態数と、初期状態確率Xi、状態遷移確率Aij、信号出力確率Bi(k)の初期値を適当に定める(F1)。ここで、例えば初期状態数を3とし、各確率Xi、Aij、Bi(k)の初期値はそれぞれ均等な値を設定する。   More specifically, first, the initial values of the number of initial states constituting the HMM, initial state probabilities Xi, state transition probabilities Aij, and signal output probabilities Bi (k) are appropriately determined (F1). Here, for example, the number of initial states is 3, and the initial values of the probabilities Xi, Aij, and Bi (k) are set to equal values.

次に、HMM学習用に生成された学習用シンボル列を用いて、CPUによる演算により初期状態確率Xi、状態遷移確率Aij、信号出力確率Bi(k)の計算を行う(F2)。
次に、ステップF2により得られた値Xi、Aij、Bi(k)を用いてHMMの尤度計算を好ましくは、前向きアルゴリズムにより行う(F3)。
Next, the initial state probability Xi, the state transition probability Aij, and the signal output probability Bi (k) are calculated by calculation by the CPU using the learning symbol string generated for HMM learning (F2).
Next, the likelihood calculation of the HMM is preferably performed by a forward algorithm using the values Xi, Aij, Bi (k) obtained in step F2 (F3).

次に、得られた尤度の値が前回の尤度の値と比較して一定以上の向上があるかを判定する(F4)。得られた尤度の値に一定以上の向上がある場合、ステップF2に戻る。
尤度に一定以上の向上がない場合、AICを算出する(F5)。ここで、AICとは統計モデルの良さを評価するための指標であり、モデルの複雑さと、データとの適合度とのバランスをとるために使用されるものである。
Next, it is determined whether the obtained likelihood value has an improvement of a certain level or more compared with the previous likelihood value (F4). When the obtained likelihood value has a certain improvement, the process returns to step F2.
If the likelihood does not increase beyond a certain level, an AIC is calculated (F5). Here, the AIC is an index for evaluating the goodness of the statistical model, and is used to balance the complexity of the model and the degree of fitness with the data.

次に、AICの値が前回計算された値よりも一定量以上小さくなっているかを判定する(E6)。前回計算された値よりも一定量以上小さくなっている場合、HMMを構成する状態数を1つ増やし(F7)、ステップE1へ戻る。   Next, it is determined whether the value of AIC is smaller than a previously calculated value by a certain amount or more (E6). When the value is smaller than the previously calculated value by a certain amount or more, the number of states constituting the HMM is increased by 1 (F7), and the process returns to Step E1.

AICの値が前回計算された値よりも一定量以上小さくなっていない場合、初期状態確率Xi、状態遷移確率Aij、信号出力確率Bi(k)をヒープメモリへ格納し(F8)、HMM学習関数によるHMMの学習処理を終了する。これにより、特定の移動状態における学習用のシンボル列を出力する可能性の最も高い、状態数や状態遷移確率等のHMMの構成が決定される。CPUは、上記ステップF1からF8を学習対象の移動状態毎に行い、個別にHMMを構成する。従って、本実施態様では、学習対象の移動状態である停止状態、歩行状態、走行状態、自転車状態、自動車状態、バス状態及び電車状態毎にHMMが生成され、HMM群が生成される。
推定用パワースペクトル・リストの生成
ある移動状態にいるユーザの移動状態を推定するために用いる推定用パワースペクトル・リストは、学習用パワースペクトル・リストの選定と同様のプロセスにより行われる。すなわち、ある移動状態にいるユーザが有する加速度センサから所定期間(ここでは2秒間)に亘って推定用の加速度データを取得し、得られた推定用加速度データから加速度の時間窓データを生成する。
When the value of AIC is not smaller than the previously calculated value by a certain amount or more, the initial state probability Xi, state transition probability Aij, and signal output probability Bi (k) are stored in the heap memory (F8), and the HMM learning function This completes the HMM learning process. As a result, the configuration of the HMM such as the number of states and the state transition probability that is most likely to output a learning symbol string in a specific movement state is determined. The CPU performs the above steps F1 to F8 for each learning target movement state, and individually configures the HMM. Therefore, in this embodiment, an HMM is generated for each stop state, walking state, running state, bicycle state, automobile state, bus state, and train state, which are the movement states of the learning target, and an HMM group is generated.
Generation of the estimation power spectrum list The estimation power spectrum list used for estimating the movement state of a user in a certain movement state is performed by the same process as the selection of the learning power spectrum list. That is, acceleration data for estimation is acquired from an acceleration sensor possessed by a user in a certain moving state over a predetermined period (here, 2 seconds), and time window data of acceleration is generated from the obtained acceleration data for estimation.

そして、推定用加速度の時間窓データの生成を所定回数繰り返し、推定用加速度の時系列データ・リスト(推定用データ・リスト)を取得する。尚、推定用加速度の時間窓データの生成は、ユーザの移動状態を推定するために必要なデータ数が得られるまで、所定回数繰り返す。そして、CPUによる演算により、複数の推定用加速度の時間窓データはそれぞれFF変換され、複数の推定用パワースペクトルからなる推定用パワースペクトル・リストが算出される。
可変長シンボルを用いた多段推定方式
本発明の更なる態様において、ユーザの移動状態の推定は、移動状態を推定するために要するシンボル長(時間長)を、所定の期間に得られる情報に従って、多段階で変更することでより短時間にユーザの移動状態を推定すること(多段推定方式)に関する。図7は可変長シンボル列を用いた多段推定方式による処理フロー図である。本方式を適用することにより上述した推定方法に要した平均推定時間を更に短縮してユーザの移動状態を推定することが可能となる。
Then, the generation of the estimation acceleration time window data is repeated a predetermined number of times to obtain a time series data list (estimation data list) of the estimation acceleration. Note that the generation of the estimation acceleration time window data is repeated a predetermined number of times until the number of data necessary for estimating the user's movement state is obtained. Then, the time window data of the plurality of estimation accelerations are each FF-converted by calculation by the CPU, and an estimation power spectrum list including a plurality of estimation power spectra is calculated.
Multi-stage estimation method using variable-length symbols In a further aspect of the present invention, the user's movement state is estimated according to information obtained in a predetermined period by calculating a symbol length (time length) required for estimating the movement state. The present invention relates to estimating a user's movement state in a shorter time by changing in multiple stages (multistage estimation method). FIG. 7 is a processing flow diagram according to a multistage estimation method using variable-length symbol sequences. By applying this method, it is possible to further reduce the average estimation time required for the above estimation method and estimate the user's movement state.

詳細には、図7の処理フローを参照して、多段推定方式を用いた移動状態の推定方法について説明する。まず、CPUは、あらかじめ多段推定方式で用いるHMM推定関数をFlashメモリから読み込み、ヒープメモリ上へロードする。そして、ある移動状態にいるユーザの有する加速度センサから、ユーザの移動状態を識別するために要する第1の時間幅(例えば、3秒間)に亘る直前の過去の推定用加速度データを取得し、推定用パワースペクトル・リストに基づいて推定用シンボル列を生成する(G1)。   Specifically, a moving state estimation method using a multistage estimation method will be described with reference to the processing flow of FIG. First, the CPU reads in advance an HMM estimation function used in the multistage estimation method from the flash memory and loads it onto the heap memory. Then, the previous estimation acceleration data for the first time width (for example, 3 seconds) required to identify the user's movement state is acquired from the acceleration sensor of the user in a certain movement state, and the estimation is performed. An estimation symbol string is generated based on the power spectrum list (G1).

次に、CPUは、HMM推定関数(図3、ステップC5)により、ヒープメモリから推定用シンボル列を読み込みし、移動状態を推定する(G2)。そして、推定結果が走行状態であるか否かを判定し(G3)、走行状態である場合、推定結果をヒープメモリに蓄積し(G4)、推定処理を終了する。ユーザの移動状態の推定に要する推定用シンボル列の長さは、ユーザの移動状態毎に異なる。従って、最短の時間(ここでは、3秒間)で推定可能なユーザの移動状態(例えば、走行状態)を最初に推定する。   Next, the CPU reads an estimation symbol string from the heap memory using the HMM estimation function (FIG. 3, step C5), and estimates the movement state (G2). Then, it is determined whether or not the estimation result is the running state (G3). If the estimation result is the running state, the estimation result is accumulated in the heap memory (G4), and the estimation process is terminated. The length of the estimation symbol string required for estimating the user's movement state differs for each user's movement state. Therefore, the user's movement state (for example, running state) that can be estimated in the shortest time (here, 3 seconds) is first estimated.

一方、ステップG3において推定結果が走行状態でないと判定された場合、ユーザの有する加速度センサから、さらにユーザの移動状態の識別に要する、第1の時間幅より長い第2の時間幅(例えば、30秒間)に亘る過去の推定用加速度データを取得し、推定用パワースペクトル・リストを生成し、推定用シンボル列を生成する(G5)。次に、CPUは、HMM推定関数により、ヒープメモリから推定用シンボル列を読み込み、移動状態の推定を行う(G6)。このとき、ステップG1からG3の処理で既に推定された移動状態(ここでは走行状態)のHMMは推定対象から除かれる。このように、多段階推定方式は、移動状態の種別によって、移動状態の識別に要するシンボル列長が異なることを利用して、多段階でユーザの移動状態を推定する。また、多段推定方式は、既に推定された移動状態のHMMを推定対象から除くことで、推定処理にかかるCPUの負荷を軽減すると共に、推定処理速度を高速化することを特徴とする。   On the other hand, if it is determined in step G3 that the estimation result is not the running state, a second time width (for example, 30) longer than the first time width required for further identifying the user's moving state from the acceleration sensor of the user. Acceleration data for the past over a second) is acquired, an estimation power spectrum list is generated, and an estimation symbol sequence is generated (G5). Next, the CPU reads an estimation symbol string from the heap memory using the HMM estimation function, and estimates the movement state (G6). At this time, the HMM in the moving state (running state in this case) that has already been estimated in the processing of steps G1 to G3 is excluded from the estimation target. As described above, the multi-stage estimation method estimates the user's movement state in multiple stages by using the fact that the symbol string length required for identification of the movement state differs depending on the type of movement state. Further, the multistage estimation method is characterized by reducing the load on the CPU for the estimation process and increasing the estimation process speed by removing the already estimated HMM in the moving state from the estimation target.

次に、延長されたシンボル列を用いて、ステップG3と同様にHMM推定関数により推定された結果が第2の時間幅で推定可能な移動状態(例えば、歩行状態、自転車状態)であるか否かを判定する(G7)。推定結果が歩行状態または自転車状態の場合、推定結果をヒープメモリに蓄積し(G8)、推定処理を終了する。推定結果が歩行状態または自転車状態ではない場合、ユーザの有する加速度センサから、さらにユーザの移動状態の識別に要する第2の時間幅より長い第3の時間幅(例えば、180秒間)に亘る過去の推定用加速度データを取得し、推定用パワースペクトル・リストを生成し、推定用シンボル列を生成する(G9)。本実施態様では、第3の時間幅の推定用加速度データは、例えば、停止状態、自動車状態、電車状態、バス状態の識別に必要となる。第3の時間幅とは、ここでは全ての移動状態を推定するために要する時間幅をいう。   Next, whether or not the result estimated by the HMM estimation function using the extended symbol string is a movement state (for example, a walking state or a bicycle state) that can be estimated in the second time width as in step G3. Is determined (G7). When the estimation result is the walking state or the bicycle state, the estimation result is accumulated in the heap memory (G8), and the estimation process is terminated. When the estimation result is not the walking state or the bicycle state, the past sensor over the third time width (for example, 180 seconds) longer than the second time width required for identifying the user's moving state is further obtained from the acceleration sensor of the user. The estimation acceleration data is acquired, the estimation power spectrum list is generated, and the estimation symbol string is generated (G9). In the present embodiment, the acceleration data for estimation of the third time width is necessary for identifying, for example, a stop state, a car state, a train state, and a bus state. Here, the third time width refers to a time width required for estimating all moving states.

次に、CPUは、HMM推定関数によりヒープメモリから推定用シンボル列を読み込みし、HMM推定する(G10)。このとき、ステップG1からG6の処理で推定可能な状態(ここでは、走行状態、自転車状態、歩行状態)のHMMは推定対象から除かれる。移動状態(停止状態、自動車状態、バス状態、電車状態)が推定された場合、推定結果をヒープメモリに蓄積し(G11)、推定処理を終了する。   Next, the CPU reads the estimation symbol string from the heap memory by the HMM estimation function, and performs HMM estimation (G10). At this time, the HMM in a state that can be estimated by the processing in steps G1 to G6 (here, the running state, the bicycle state, and the walking state) is excluded from the estimation target. When the movement state (stop state, car state, bus state, train state) is estimated, the estimation result is stored in the heap memory (G11), and the estimation process is terminated.

このように多段推定方式では、全ての移動状態を推定することができる時間幅を最長として、推定用加速度データを用いてCPUによる演算により移動状態を推定するものである。従って、最長の時間幅より短い時間幅で推定可能な場合、そのような移動状態を先に推定(多段階推定)することにより、平均の移動状態推定に要する時間を短縮するものである。例えば、最短時間で推定可能な移動状態である走行状態の場合、僅か3秒間で推定され、他の移動状態であるかを推定することなく処理を終了するため、移動状態の推定処理に負荷を削減することができる。なお、多段推定方式では、過去の推定用加速度データを用いてユーザの移動状態を推定しており、CPUの処理能力に応じて移動状態の推定時間の短縮をさらに図ることができる。以上により、本実施態様において、本多段推定方式を用いた移動状態の推定に要する時間は、本方式を用いなかった場合と比べ約半分となった。
移動状態スキーマを用いた多数決推定方式
本発明の更なる態様は、前述した多段推定方式による推定精度を落とさずに、移動状態の推定に要する時間を更に短縮する多数決推定方式に関する。多数決推定方式においては、移動状態スキーマを用いることにより、移動状態の推定に要する処理時間を短縮し、一回の推定に必要な処理負荷を軽減することができる。
As described above, in the multistage estimation method, the movement state is estimated by calculation by the CPU using the estimation acceleration data with the longest time width in which all the movement states can be estimated. Therefore, when it is possible to estimate with a time width shorter than the longest time width, the time required for the average moving state estimation is shortened by estimating such a moving state first (multi-stage estimation). For example, in the case of a traveling state that is a moving state that can be estimated in the shortest time, it is estimated in only 3 seconds, and the process ends without estimating whether it is another moving state. Can be reduced. In the multistage estimation method, the user's movement state is estimated using past estimation acceleration data, and the movement state estimation time can be further shortened according to the processing capability of the CPU. As described above, in this embodiment, the time required for estimating the moving state using the present multistage estimation method is about half that in the case where the present method is not used.
Majority Estimation Method Using Moving State Schema A further aspect of the present invention relates to a majority estimation method that further reduces the time required to estimate the movement state without reducing the estimation accuracy of the multistage estimation method described above. In the majority decision estimation method, by using the movement state schema, it is possible to shorten the processing time required for the estimation of the movement state and reduce the processing load required for one estimation.

図8は本実施態様における移動状態スキーマを示す。ここで、移動状態スキーマは、HMM推定により推定される移動状態が、ユーザの現実の移動状態と異なる場合に、その異なり易さ(間違えやすさ)から求められる。より詳細には、所定期間における推定用シンボル列を用いて移動状態を推定した結果、推定されたユーザの移動状態と、ユーザの現実の移動状態とが異なる場合がある。移動状態グループ内の各移動状態は、そのような現実の状態と推定された状態との推定誤差に着目して求められる。つまり、HMMからなる関数を用いて移動状態を推定した結果、推定された移動状態と該推定された移動状態と間違える頻度の高い移動状態とを同一グループとして、グループ化する。移動状態スキーマは、このグループ化された1または複数の移動状態グループから構成されたものである。各移動状態グループには、1または複数の移動状態を含む。   FIG. 8 shows a movement state schema in this embodiment. Here, when the movement state estimated by the HMM estimation is different from the actual movement state of the user, the movement state schema is obtained from the ease of difference (easy to make a mistake). More specifically, as a result of estimating the moving state using the estimation symbol string in a predetermined period, the estimated moving state of the user may be different from the actual moving state of the user. Each movement state in the movement state group is obtained by paying attention to an estimation error between such an actual state and an estimated state. That is, as a result of estimating the movement state using a function composed of HMMs, the estimated movement state and the movement state that is frequently mistaken for the estimated movement state are grouped into the same group. The movement state schema is composed of the grouped one or more movement state groups. Each movement state group includes one or more movement states.

上述したように、移動状態は、例えば、停止状態、歩行状態、走行状態、自転車状態、自動車状態、バス状態及び電車状態に分けられる。そして、各移動状態グループは1つの基本状態を有し、1または複数の基本状態の集合を基本状態グループとする。一方、各移動状態グループは、1または複数の派生状態を有する場合もあるし、派生状態を有さない場合もある。ここで、派生状態とは、必ず基本状態を経てからそこへ遷移する状態をいう。特定された基本状態以外の移動状態グループ内の移動状態は、派生状態となる。移動状態グループ内に1の移動状態しか含まれない場合は、該移動状態が基本状態となり、派生状態は存在しない。   As described above, the moving state is divided into, for example, a stopped state, a walking state, a traveling state, a bicycle state, an automobile state, a bus state, and a train state. Each moving state group has one basic state, and a set of one or more basic states is a basic state group. On the other hand, each movement state group may have one or a plurality of derivation states, or may not have a derivation state. Here, the derived state is a state that always transits to the basic state and then transitions to it. Movement states within the movement state group other than the identified basic state are derived states. When only one movement state is included in the movement state group, the movement state becomes a basic state, and no derivative state exists.

本実施態様においては、例えば、基本状態を歩行状態、停止状態、走行状態とする。また、歩行状態に派生する派生状態を自転車状態としこれらの状態を歩行グループ、停止状態に派生する派生状態をバス状態、電車状態、自動車状態としこれらの状態を停止グループとする。走行状態は走行グループとし、走行状態は派生状態を有しない。また、基本状態である歩行状態、停止状態、走行状態は、基本状態グループに属することとする。   In this embodiment, for example, the basic state is a walking state, a stopped state, and a running state. In addition, a derived state derived from the walking state is a bicycle state, these states are a walking group, a derived state derived from the stopped state is a bus state, a train state, and an automobile state, and these states are a stop group. The traveling state is a traveling group, and the traveling state has no derivative state. In addition, the walking state, the stopped state, and the running state, which are basic states, belong to the basic state group.

以上により、移動状態の遷移を表現した移動状態スキーマが生成される。作成された移動状態スキーマを用いることにより、ユーザの移動状態は、グループ間の識別であれば短期間で識別が可能となる。   As described above, the movement state schema expressing the movement state transition is generated. By using the created movement state schema, the movement state of the user can be identified in a short period of time as long as it is identification between groups.

多数決推定方式は、推定データ・ログを用いた多数決推定処理(図9)、および推定データ・ログの取得処理(図10)により構成され、本方式による多段推定は該各処理を並列処理することにより行われる。なお、多数決推定方式において、本方式による処理に必要となるHMMを作成するため、事前にHMMからなる関数を介してHMM学習(図6)を行う。また、推定データとは、CPUによる演算により、HMMからなる関数を介してHMMの尤度を評価し、最大の尤度を有するHMMを特定し、該HMMに対応する移動状態を示すIDのことである。なお、移動状態のIDは、移動状態毎に1つずつ割り振られている。   The majority estimator is composed of a majority estimator using an estimated data log (FIG. 9) and an estimated data log acquisition process (FIG. 10). Is done. In the majority voting estimation method, HMM learning (FIG. 6) is performed in advance through a function composed of an HMM in order to create an HMM necessary for processing according to the present method. Further, the estimated data is an ID indicating the movement state corresponding to the HMM by evaluating the likelihood of the HMM through a function composed of the HMM by the calculation by the CPU, specifying the HMM having the maximum likelihood. It is. The movement state ID is assigned to each movement state.

以下、図9を参照して推定データ・ログを用いた多数決推定処理フローについて説明する。(まず、ヒープメモリに蓄積された推定データ・ログから直前の単位時間における推定データを取得する(H1)。ここで、単位時間は、例えば移動状態グループの種別を識別するために要する、所定数の推定データの取得に要する時間である。また、推定データ・ログは、推定データを所定期間に亘って取得することにより得られる推定データのログである。なお、本実施態様においては、単位時間を3秒間とし、3秒間毎に移動状態の推定結果を推定データ・ログとして蓄積する。従って、直前の推定データとは、直近の過去3秒間分の推定データである。本実施態様では、ずらし幅を0.5秒に設定しており3秒間で6の推定データからなる推定データ・ログが得られる。   Hereinafter, the majority estimation processing flow using the estimation data log will be described with reference to FIG. (First, the estimated data for the previous unit time is acquired from the estimated data log accumulated in the heap memory (H1). Here, the unit time is, for example, a predetermined number required to identify the type of the movement state group The estimated data log is a log of estimated data obtained by acquiring estimated data over a predetermined period.In this embodiment, the unit time The estimation result of the moving state is accumulated as an estimation data log every 3 seconds, and the immediately preceding estimation data is the estimation data for the last 3 seconds in the present embodiment. The width is set to 0.5 seconds, and an estimated data log consisting of 6 estimated data is obtained in 3 seconds.

次に、直前の推定データが、どの移動状態グループに属するかを判定する。ここでは、移動状態グループのうち最短の推定時間で移動状態を推定することができる移動状態グループ(ここでは走行グループ)であるか否かを最初に判定する(H2)。直前の推定データが走行グループに属する場合、移動状態の推定結果を走行状態とし(H3)、推定結果をヒープメモリ上へ蓄積する(H4)。なお、本実施態様においては、走行グループ内には走行状態のみが含まれることから、推定結果は走行状態として蓄積される。   Next, it is determined to which moving state group the immediately preceding estimated data belongs. Here, it is first determined whether or not it is a moving state group (in this case, a traveling group) that can estimate the moving state in the shortest estimation time among the moving state groups (H2). When the immediately preceding estimated data belongs to the traveling group, the traveling state estimation result is set as the traveling state (H3), and the estimation result is stored in the heap memory (H4). In the present embodiment, since only the traveling state is included in the traveling group, the estimation result is accumulated as the traveling state.

次に、直前の推定データが走行グループに属しない場合、走行状態の次に短い推定時間で移動状態を推定することが可能なグループ(ここでは歩行グループ)に直前の推定データが属するか否かを判定する(H5)。ここで、直前の推定データが歩行グループに属するか否かは、推定データが歩行グループ内の歩行状態または自転車状態であるかを判定することにより行う。歩行グループに属すると判定された場合は、過去の第1の所定期間分(例えば、過去30秒間分、10回分)の推定データを取得し、推定結果の多数決をとる(H6)。そして、多数決の結果、最高頻度の移動状態が歩行状態または自転車状態であるか否かを判定し(H7)、歩行状態または自転車状態のいずれかである場合は、当該結果(多数決結果)を推定結果とする(H8)。歩行状態または自転車状態のいずれでもない場合は、歩行状態を推定結果とする(H9)。そして、推定結果をヒープメモリ上へ蓄積する(H4)。   Next, if the immediately preceding estimated data does not belong to the traveling group, whether or not the immediately preceding estimated data belongs to a group (here, a walking group) capable of estimating the moving state in the next shortest estimated time after the traveling state Is determined (H5). Here, whether or not the immediately preceding estimated data belongs to the walking group is determined by determining whether the estimated data is a walking state or a bicycle state in the walking group. If it is determined to belong to the walking group, estimated data for the past first predetermined period (for example, for the past 30 seconds, 10 times) is acquired, and the majority of the estimation results is taken (H6). Then, as a result of the majority decision, it is determined whether or not the most frequently moved state is a walking state or a bicycle state (H7), and if it is either a walking state or a bicycle state, the result (majority result) is estimated. The result is (H8). When it is neither the walking state nor the bicycle state, the walking state is set as the estimation result (H9). Then, the estimation result is accumulated on the heap memory (H4).

ステップH5において直前の推定データが歩行グループであると判定されても、ステップH6においてさらに過去30秒間の推定データ・ログから多数決をとった結果、歩行グループとは異なるグループの移動状態(例えば、バス状態)が第1の所定期間における最高頻度の状態として得られる場合がある。この場合、異なるグループの移動状態が得られたとしても、第1の所定期間における移動状態は、歩行グループの基本状態である歩行状態であるとして推定結果を得る(H9)。移動状態スキーマ(図8)によると、バス状態は、歩行グループには属さないからである。従って、移動状態スキーマを用いることで、直前の推定データを用いて推定された移動状態と、第1の所定期間で推定された移動状態とが同一の移動状態グループに属しない場合に、第1の所定期間で推定された移動状態の推定結果を無視することで、より精度の高い推定結果を短時間で得ることができる。   Even if it is determined in step H5 that the immediately preceding estimated data is a walking group, as a result of taking a majority decision from the estimated data log for the past 30 seconds in step H6, the movement state of the group different from the walking group (for example, bus State) may be obtained as the most frequent state in the first predetermined period. In this case, even if movement states of different groups are obtained, an estimation result is obtained assuming that the movement state in the first predetermined period is the walking state that is the basic state of the walking group (H9). This is because the bus state does not belong to the walking group according to the movement state schema (FIG. 8). Therefore, by using the movement state schema, when the movement state estimated using the immediately preceding estimated data and the movement state estimated in the first predetermined period do not belong to the same movement state group, the first By ignoring the estimation result of the movement state estimated during the predetermined period, a more accurate estimation result can be obtained in a short time.

一方、ステップH4において歩行グループに属しないと判断された場合、第2の所定期間分(例えば、過去180秒間分、30回分)の推定データを取得し、推定結果の多数決をとる(H10)。そして、多数決の結果、最高頻度の移動状態が停止状態、自動車状態、またはバス状態であるか否かを判定し(H11)、停止状態、自動車状態、またはバス状態のいずれかである場合は、当該結果(多数決結果)を推定結果とする(H12)。停止状態、自動車状態、またはバス状態のいずれでもない場合は、停止状態を推定結果とする(H13)。そして、推定結果をヒープメモリ上へ蓄積する(H4)。   On the other hand, if it is determined in step H4 that it does not belong to the walking group, estimated data for a second predetermined period (for example, the past 180 seconds, 30 times) is acquired, and the majority of the estimation results is taken (H10). Then, as a result of the majority decision, it is determined whether or not the most frequent moving state is a stopped state, an automobile state, or a bus state (H11), and if it is any one of a stopped state, an automobile state, or a bus state, The result (majority decision result) is set as an estimation result (H12). When it is neither the stop state, the car state, nor the bus state, the stop state is set as the estimation result (H13). Then, the estimation result is accumulated on the heap memory (H4).

次に、プロセス終了命令があるか否かを判定し(H14)、プロセス終了命令が無い場合は、次の一定時間経過するまで処理待ち(H15)した後に、ステップH1へ戻る。プロセス終了命令がある場合、プロセスは終了する。以上が移動状態スキーマを用いた多数決推定方式による移動状態推定フローである。   Next, it is determined whether or not there is a process end instruction (H14). If there is no process end instruction, the process waits until the next fixed time elapses (H15), and then returns to step H1. If there is a process termination instruction, the process is terminated. The above is the movement state estimation flow by the majority decision method using the movement state schema.

次に、図10を参照して、推定データ・ログの取得処理フローについて説明する。まず、図3の処理に従って単位時間における、ある移動状態にいるユーザの移動状態をユーザの有する加速度センサから得られた推定用加速度データを用いて、HMMからなる関数を介してHMM推定する(I1)。HMM推定により尤度が最大となるHMMに該当する移動状態を特定する。該移動状態を示す移動状態のIDを推定データとし、ヒープメモリへ蓄積する(I2)。そして、次の単位時間分の加速度データを取得する(I3)。ここで、プロセス終了命令があるか否かを判断し、ない場合はステップI1へ戻り、ある場合は移動状態の推定処理を終了する。ステップI1からI3をプロセス終了命令がなされるまで繰り返し、CPUによる演算により、移動状態の推定データのログ(推定データ・ログ)が取得される。   Next, an estimated data log acquisition process flow will be described with reference to FIG. First, according to the process of FIG. 3, the user's movement state in a certain movement state per unit time is estimated using the estimation acceleration data obtained from the acceleration sensor possessed by the user through a function consisting of HMM (I1 ). The movement state corresponding to the HMM having the maximum likelihood is specified by the HMM estimation. The movement state ID indicating the movement state is used as estimated data and stored in the heap memory (I2). Then, acceleration data for the next unit time is acquired (I3). Here, it is determined whether or not there is a process end instruction. If there is no process end instruction, the process returns to step I1, and if there is, the movement state estimation process ends. Steps I1 to I3 are repeated until a process end command is issued, and a log of estimated movement state data (estimated data log) is obtained by calculation by the CPU.

以上により、本多数決推定方式を用いることで、移動状態の推定に要する時間は、多段推定方式を用いた場合と比べさらに短縮された。多数決推定方式は、まず移動状態グループを識別し、次に移動状態グループ内のどの移動状態に属するかを推定する。多数決推定方式では、移動状態スキーマを用いることにより、直前の推定データを用いて推定された移動状態と、第1の所定期間で推定された移動状態とが異なる場合に、第1の所定期間で推定された移動状態の推定結果を無視する。その結果、より精度の高い推定結果を得ることができる。また、計算量を大幅に削減することができ、推定に要する処理時間を短縮することができる。
複数種類の外部環境情報を用いた移動状態推定方式
更なる実施態様は、最小誤差推定方式、及び加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機の3種類のセンサを複合的に用いたHMM推定方式に関する。図11は本発明の一態様によるユーザ移動状態推定方式のシステム構成を示した図である。携帯端末装置(A1)は少なくとも加速度センサ(A50)、メモリ、中央演算装置(CPU)(A10)、バッテリ(A60)を含み、さらにマイクセンサ(A70)、位置測位システム受信機(A80)を含むことができる。これらの各コンポーネントは、好ましくは1つの携帯端末装置に搭載される。1つの携帯端末装置に搭載することにより、ユーザの携帯端末装置を所持する負担を軽減することができる。
As described above, by using this majority decision estimation method, the time required for estimating the movement state is further shortened compared to the case of using the multistage estimation method. The majority estimation method first identifies a moving state group and then estimates which moving state in the moving state group belongs. In the majority estimation method, by using the movement state schema, when the movement state estimated using the previous estimation data is different from the movement state estimated in the first predetermined period, the first predetermined period is used. Ignore the estimation result of the estimated movement state. As a result, a more accurate estimation result can be obtained. In addition, the amount of calculation can be greatly reduced, and the processing time required for estimation can be shortened.
A moving state estimation method using a plurality of types of external environment information Further embodiments include a minimum error estimation method, and an HMM estimation method using a combination of three types of sensors: an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver. About. FIG. 11 is a diagram illustrating a system configuration of a user movement state estimation method according to an aspect of the present invention. The mobile terminal device (A1) includes at least an acceleration sensor (A50), a memory, a central processing unit (CPU) (A10), and a battery (A60), and further includes a microphone sensor (A70) and a positioning system receiver (A80). be able to. Each of these components is preferably mounted on one mobile terminal device. By mounting on one mobile terminal device, it is possible to reduce the burden of the user holding the mobile terminal device.

本実施態様は、各移動状態の推定に適した方式を段階的に適用し、推定される移動状態の候補を絞り込むことにより、推定精度の向上を図ると同時に計算量を低減させるものである。より詳細には、HMM推定を行わなくとも推定可能な移動状態は、計算量の少ない最小誤差推定方式によりユーザの移動状態を推定する。これによりHMMからなる関数を介したHMM推定を行わなくとも、移動状態の種別を推定可能な移動状態、例えば、走行、歩行状態においては、より簡易で計算量の少ない最小誤差推定方式を用いることにより移動状態を推定することができる。そして、最小誤差推定方式では精度の高い推定が困難な移動状態については、携帯端末装置に搭載可能な加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機の3種類のセンサを複合的に用いてHMM推定によりユーザの移動状態を推定する。HMM推定により、センサ・データの時間的な変化を状態遷移モデルとして扱うことにより、他の移動状態と類似する時間帯が存在することによる推定精度の低下を回避することができる。また、これらのセンサを複合的に用いることにより、ある時間帯においてユーザの有する加速度センサから得られるパワースペクトルの形態が、他の移動状態のパワースペクトルの形態と類似する場合に、マイクセンサから得られる音データや位置測位システムから得られる位置データを用いてユーザの移動状態を推定し推定精度の向上を図ることができる。   In this embodiment, a method suitable for estimation of each movement state is applied step by step to narrow down the estimated movement state candidates, thereby improving estimation accuracy and reducing the amount of calculation. More specifically, for the movement state that can be estimated without performing the HMM estimation, the movement state of the user is estimated by a minimum error estimation method with a small amount of calculation. This makes it possible to use a minimum error estimation method that is simpler and requires less calculation in a moving state in which the type of moving state can be estimated, for example, in a running state or a walking state, without performing HMM estimation via a function composed of HMMs. Thus, the moving state can be estimated. For a moving state that is difficult to estimate with high accuracy by the minimum error estimation method, HMM estimation is performed by using a combination of three types of sensors: an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver that can be mounted on a portable terminal device. To estimate the user's movement state. By treating the temporal change of sensor data as a state transition model by HMM estimation, it is possible to avoid a decrease in estimation accuracy due to the existence of a time zone similar to other moving states. Also, by using these sensors in combination, if the form of the power spectrum obtained from the acceleration sensor that the user has in a certain time zone is similar to the form of the power spectrum in other moving states, it can be obtained from the microphone sensor. The movement state of the user can be estimated using the sound data obtained and the position data obtained from the position positioning system, and the estimation accuracy can be improved.

図12は、複数種類の外部環境情報を用いた移動状態の推定処理フローである。複数種類の外部環境情報とは、ユーザの置かれた環境を表す情報であり、例えば、ユーザの有する携帯端末装置を介して得られる速度変化情報、音情報、位置情報である。まず、定期的に加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機により計測を行う(ステップJ1)。次に、加速度センサから取得された加速度値を用いて算出されるパワースペクトルにより、最小誤差推定法を用いて移動状態を推定する(ステップJ2)。最高頻度の移動状態が第1の所定の移動状態(ここでは歩行状態、走行状態)である場合、該移動状態を推定結果として取得する(ステップJ3)。なお、最小誤差推定法は、HMM推定方式に比べ少ない計算量で第1の所定の移動状態を推定する方式であり、本方法を用いずに、ステップJ4およびJ5で述べる加速度センサによるHMM推定により第1の所定の移動状態を推定することも可能である。   FIG. 12 is a process flow estimation process flow using a plurality of types of external environment information. The plural types of external environment information are information representing the environment where the user is placed, and are, for example, speed change information, sound information, and position information obtained through the mobile terminal device possessed by the user. First, measurement is periodically performed by an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver (step J1). Next, the moving state is estimated using the minimum error estimation method based on the power spectrum calculated using the acceleration value acquired from the acceleration sensor (step J2). If the most frequent moving state is the first predetermined moving state (here, walking state, running state), the moving state is acquired as an estimation result (step J3). Note that the minimum error estimation method is a method for estimating the first predetermined movement state with a small amount of calculation compared to the HMM estimation method. Without using this method, the minimum error estimation method is performed by HMM estimation using an acceleration sensor described in steps J4 and J5. It is also possible to estimate the first predetermined movement state.

次に、推定された結果が、第1の所定の移動状態でない場合、加速度センサから取得された加速度値を用いて算出されるパワースペクトルを用いて、HMMからなる関数を介してHMMの尤度を評価する(ステップJ4)。このとき、すでにステップJ2において推定される第1の所定の移動状態は推定対象からは除かれている。このように段階的に推定される移動状態を絞り込みすることにより、推定精度の向上を図ると共に、推定に要する時間の短縮を図ることができる。そして、最大の尤度を有する移動状態が第2の所定の移動状態(ここでは自転車状態、停止状態)である場合、該移動状態を推定結果として取得する(ステップJ5)。   Next, if the estimated result is not the first predetermined movement state, the likelihood of the HMM via the function consisting of the HMM using the power spectrum calculated using the acceleration value acquired from the acceleration sensor. Is evaluated (step J4). At this time, the first predetermined movement state already estimated in step J2 is excluded from the estimation target. Thus, by narrowing down the movement state estimated stepwise, it is possible to improve estimation accuracy and shorten the time required for estimation. If the moving state having the maximum likelihood is the second predetermined moving state (here, the bicycle state or the stopped state), the moving state is acquired as an estimation result (step J5).

次に、推定された結果が第2の所定の移動状態でない場合、マイクセンサから取得された音データを用いて算出されるパワースペクトルを用いて、HMMからなる関数を介してHMMの尤度を評価する(ステップJ6)。このとき、すでにステップJ2、J4において推定可能な状態は推定対象からは除かれている。最大の尤度を有する移動状態が第3の所定の移動状態(ここでは、自動車状態)である場合、該移動状態を推定結果として取得する(ステップJ7)。   Next, when the estimated result is not the second predetermined movement state, the likelihood of the HMM is obtained through a function composed of the HMM using the power spectrum calculated using the sound data acquired from the microphone sensor. Evaluate (step J6). At this time, the states that can be estimated in steps J2 and J4 are already excluded from the estimation targets. When the movement state having the maximum likelihood is the third predetermined movement state (in this case, the automobile state), the movement state is acquired as an estimation result (step J7).

最後に、推定された結果が第3の所定の移動状態でない場合、位置測位システム受信機から取得された位置データを用いて算出される平均速度データを用いてHMMからなる関数を介してHMMの尤度を評価する(ステップJ8)。このとき、すでにステップJ2、J4、J6において推定可能な状態は推定対象からは除かれている。そして、最大の尤度を有する移動状態を推定結果として取得する(ステップJ9)。
最小誤差推定方式
本実施態様は、推定用パワースペクトルとの誤差が最小の代表パワースペクトルのIDを代表パワースペクトル・リスト群から所定数取得し、取得されたIDの多数決をとることにより最高頻度の移動状態を推定結果として取得してユーザの移動状態を推定するものである。HMMを用いた移動状態推定方式のように、推定用パワースペクトルにより生成される推定用シンボル列を用いて、移動状態毎に尤度の計算を行う必要はないため、計算量を低減することができる。
Finally, if the estimated result is not the third predetermined movement state, the HMM's through a function consisting of the HMM using the average velocity data calculated using the position data obtained from the positioning system receiver. The likelihood is evaluated (step J8). At this time, the states that can be estimated in steps J2, J4, and J6 are already excluded from the estimation targets. And the movement state which has the maximum likelihood is acquired as an estimation result (step J9).
Minimum error estimation method In this embodiment, a predetermined number of IDs of representative power spectra having the smallest error from the estimation power spectrum are acquired from the representative power spectrum list group, and the majority of the acquired IDs is taken to obtain the highest frequency. A movement state is acquired as an estimation result, and a user's movement state is estimated. Unlike the moving state estimation method using the HMM, it is not necessary to calculate the likelihood for each moving state using the estimation symbol sequence generated from the estimation power spectrum, so that the calculation amount can be reduced. it can.

以下、図13を参照して、最小誤差推定方式を用いたユーザの移動状態の推定処理フローについて説明する。まず、前述した加速度に対する学習用パワースペクトル・リストの選定方法(図4)と同様の方法で推定用パワースペクトル・リストを選定する。すなわち、ユーザの有する加速度センサから所定期間(ここでは、2秒間)にわたって推定用の加速度データを取得し、推定用加速度の時間窓データ生成する。生成された推定用加速度の時間窓データをFF変換して推定用パワースペクトルを生成する。該加速度値の生成を一定のずらし幅(例えば、0.5秒間)で繰り返し行い、推定用パワースペクトル・リストを生成する(ステップK1)。   Hereinafter, with reference to FIG. 13, a description will be given of an estimation processing flow of a user's movement state using the minimum error estimation method. First, the estimation power spectrum list is selected by the same method as the learning power spectrum list selection method for acceleration described above (FIG. 4). That is, acceleration data for estimation is acquired from an acceleration sensor of the user over a predetermined period (here, 2 seconds), and time window data of the acceleration for estimation is generated. The time window data of the generated acceleration for estimation is FF transformed to generate an estimation power spectrum. The generation of the acceleration value is repeated with a certain shift width (for example, 0.5 seconds) to generate a power spectrum list for estimation (step K1).

次に、ステップB3により得られた代表パワースペクトル群の内の各代表パワースペクトルと推定用パワースペクトルとのパターンマッチングを行う(ステップK2)。例えば、代表パワースペクトル群のそれぞれ1つの代表パワースペクトルと、推定用パワースペクトルとの周波数毎の誤差の総和を算出することによりパターンマッチングを行う。   Next, pattern matching is performed between each representative power spectrum in the representative power spectrum group obtained in step B3 and the estimation power spectrum (step K2). For example, pattern matching is performed by calculating the sum of errors for each frequency between one representative power spectrum of each representative power spectrum group and the estimation power spectrum.

次に、推定用パワースペクトルに対し最近傍の代表パワースペクトルのID(ここでは、周波数毎の誤差の総和が最も小さい代表パワースペクトルのID)を選定し(K3)、ヒープメモリへ蓄積する(ステップK4)。ステップK2〜K4を推定用パワースペクトル・リストのうち各々の推定用パワースペクトルに対し繰り返し行い、選定された代表パワースペクトルIDを所定数取得して、最小誤差推定データ・ログを生成する。ここで、最小誤差推定データとは、ステップK3にて得られた推定用パワースペクトルに対し最近傍の代表パワースペクトルのIDであり、これを所定数取得したものが最小誤差推定データ・ログである。代表パワースペクトルIDは、各移動状態を代表するパワースペクトルのIDであり、選定された代表パワースペクトルIDから、所定期間における移動状態を特定することができる。   Next, the ID of the representative power spectrum nearest to the estimation power spectrum (here, the ID of the representative power spectrum having the smallest sum of errors for each frequency) is selected (K3) and stored in the heap memory (step K4). Steps K2 to K4 are repeated for each estimation power spectrum in the estimation power spectrum list, a predetermined number of selected representative power spectrum IDs are acquired, and a minimum error estimation data log is generated. Here, the minimum error estimation data is the ID of the representative power spectrum nearest to the estimation power spectrum obtained in step K3, and the minimum error estimation data log obtained by obtaining a predetermined number thereof. . The representative power spectrum ID is an ID of a power spectrum representing each movement state, and the movement state in a predetermined period can be specified from the selected representative power spectrum ID.

ここで、1の推定用パワースペクトルのみを用いて移動状態を推定すると、加速度に突発的な変化が含まれる場合に推定精度が低下する。従って、過去一定数の最小誤差推定データ・ログから代表パワースペクトルのIDの多数決をとり、最高頻度の代表パワースペクトルのIDに対応する移動状態を推定結果として取得する(ステップK4)。ここで、過去一定数は、最小誤差推定方式を用いて推定可能な第1の所定の移動状態(ここでは、歩行状態、走行状態)の推定に要する時間に基づいて求められる。本実施態様においては、第1の所定の移動状態の推定に要する時間は30秒間であり、60の最小誤差推定データからなる最小誤差推定データ・ログを取得する。例えば、直近の推定用シンボルに対応する移動状態が自転車であっても、その多数決結果が「歩行状態」であると求められる場合は、推定される移動状態を「歩行状態」とする。   Here, if the movement state is estimated using only one estimation power spectrum, the estimation accuracy decreases when the acceleration includes a sudden change. Therefore, the majority of the ID of the representative power spectrum is obtained from a certain number of minimum error estimation data logs in the past, and the movement state corresponding to the ID of the representative power spectrum with the highest frequency is acquired as an estimation result (step K4). Here, the past fixed number is obtained based on the time required for estimating the first predetermined movement state (here, the walking state and the running state) that can be estimated using the minimum error estimation method. In this embodiment, the time required for estimating the first predetermined movement state is 30 seconds, and a minimum error estimation data log composed of 60 minimum error estimation data is acquired. For example, even if the movement state corresponding to the latest estimation symbol is a bicycle, if the majority result is determined to be “walking state”, the estimated movement state is set to “walking state”.

本方式は、HMM推定を用いた推定のように加速度値の時間的な変化を状態遷移として扱っていないが、過去一定期間分の推定結果を用いて多数決をとることにより、携帯端末装置が身体に接触する等して生じる突発的な加速度の変化による移動状態の推定精度の低下を防ぐことができる。従って、加速度に対する1のパワースペクトルにより高精度な推定が可能な移動状態の場合、最小誤差推定方式による移動状態の推定が可能である。ここで、1のパワースペクトルにより高精度な推定が可能な移動状態の場合とは、所定期間に得られる加速度のパワースペクトルの形態の特徴が顕著であり1のパワースペクトルで高精度な推定が可能な移動状態をいい、例えば、走行状態、歩行状態をいう。また、突発的な加速度の変化の場合、短時間で元のパワースペクトルの形態に戻るため、単純な最小誤差推定方式を用いて移動状態の高精度な推定が可能である。   Although this method does not treat temporal changes in acceleration values as state transitions as in the case of estimation using HMM estimation, the mobile terminal device can be made physically by taking a majority decision using estimation results for a certain period in the past. It is possible to prevent a decrease in the estimation accuracy of the moving state due to a sudden change in acceleration caused by contact with the head. Therefore, in the case of a moving state in which high-accuracy estimation can be performed with a power spectrum of 1 for acceleration, the moving state can be estimated by the minimum error estimation method. Here, in the case of a moving state in which high-precision estimation can be performed with one power spectrum, the feature of the form of the power spectrum of acceleration obtained during a predetermined period is remarkable, and high-precision estimation can be performed with one power spectrum. Such as a running state and a walking state. In addition, in the case of sudden change in acceleration, the original power spectrum is restored in a short time, so that it is possible to estimate the moving state with high accuracy using a simple minimum error estimation method.

しかしながら、推定用パワースペクトルの形態が、一定期間以上、他の移動状態を示すパワースペクトルの形態と類似する場合、1つの加速度に対するパワースペクトルで精度高く移動状態を推定することは困難である。この場合、以下の加速度センサを用いたHMM推定による移動状態推定を行うことで更に推定精度を高めることができる。
加速度センサを用いたHMM推定方式
最小誤差推定方式により推定された移動状態が第1の所定の移動状態ではない場合、加速度センサを用いたHMM推定を行う。加速度センサを用いたHMM推定方式は図3に示される処理フローに従って行われる。これにより、所定時間毎(ここでは、2秒間)に最も尤度の高いHMMに該当する移動状態を特定し、加速度に対する推定データを得る。ここで推定データとは、HMMからなる関数を介してHMMの尤度を評価し、最大の尤度を有するHMMを特定し、該HMMに対応する移動状態を示すIDのことであり、推定データ・ログとは、単位時間(例えば、3秒間)に取得された推定データのログのことである。本実施態様では、ずらし幅を0.5秒に設定しており3秒間で6の推定データからなる推定データ・ログが得られる。
However, when the form of the estimation power spectrum is similar to the form of the power spectrum indicating another movement state for a certain period or longer, it is difficult to accurately estimate the movement state using the power spectrum for one acceleration. In this case, the estimation accuracy can be further improved by estimating the moving state by HMM estimation using the following acceleration sensor.
HMM Estimation Method Using Acceleration Sensor When the movement state estimated by the minimum error estimation method is not the first predetermined movement state, HMM estimation using an acceleration sensor is performed. The HMM estimation method using the acceleration sensor is performed according to the processing flow shown in FIG. Thereby, the movement state corresponding to the HMM having the highest likelihood is specified every predetermined time (here, 2 seconds), and estimated data for acceleration is obtained. Here, the estimated data is an ID that evaluates the likelihood of the HMM through a function composed of the HMM, identifies the HMM having the maximum likelihood, and indicates the movement state corresponding to the HMM. A log is a log of estimated data acquired per unit time (for example, 3 seconds). In this embodiment, the shift width is set to 0.5 seconds, and an estimated data log consisting of 6 estimated data is obtained in 3 seconds.

加速度に突発的な変化が含まれる場合、1つ推定データから移動状態を推定すると突発的な状態の変化により推定精度が低下する。従って、過去一定数の加速度に対する推定データ・ログから推定データの多数決をとり、最高頻度の代表パワースペクトルのIDに対応する移動状態を特定する。特定された移動状態が第2の所定の移動状態(例えば、自転車状態、停止状態)である場合には、該特定結果を推定された移動状態とする。   When the acceleration includes a sudden change, if the movement state is estimated from one estimation data, the estimation accuracy decreases due to the sudden state change. Therefore, the majority of the estimated data is determined from the estimated data log for a certain number of accelerations in the past, and the movement state corresponding to the ID of the most representative power spectrum is specified. When the identified movement state is the second predetermined movement state (for example, a bicycle state, a stopped state), the identification result is set as the estimated movement state.

HMM推定方式は、HMMからなる関数を介して、移動状態の状態遷移からユーザの移動状態を推定するものであるため、加速度値による推定用パワースペクトルの形態と他の移動状態における代表パワースペクトルの形態とが類似する一定の期間が存在しても、移動状態の推定精度を高めることが可能である。
マイクセンサを用いたHMM推定方式
加速度センサを用いたHMM推定方式により推定された移動状態が第2の所定の移動状態ではない場合、マイクセンサを用いてHMM推定を行う。例えば、歩行状態、走行状態、停止状態、自転車状態においてはユーザの置かれた環境に応じて、音に対するパワースペクトルの形態に多様な時系列変化が表れる。音に対するパワースペクトルの形態が、環境に応じて多様な時系列変化を有する場合、移動状態毎に得られる音に対するパワースペクトルの時系列変化よりも、その環境に応じたパワースペクトルの時系列変化が顕著に表れると、ユーザの移動状態をHMMを介して推定することが困難な場合がある。例えば、歩行状態と、走行状態では、ユーザの置かれた環境に応じて音に対するパワースペクトルの形態に多様な変化が表れるが、いずれの移動状態も、そのパワースペクトルの形態の時系列変化が類似する場合、移動状態の推定は困難になる。従って、マイクセンサのみを用いて移動状態を推定することが困難な移動状態がある。一方、例えば、電車状態、バス状態、自動車状態においては、ユーザの置かれた環境に応じた音に対するパワースペクトルの形態の時系列変化が、移動状態毎に顕著に表れる。従って、電車状態、バス状態、自動車状態については、音データからパワースペクトルを算出し、その時系列変化に着目することにより移動状態を推定することが可能である。
Since the HMM estimation method estimates the user's movement state from the state transition of the movement state via a function composed of the HMM, the form of the estimation power spectrum based on the acceleration value and the representative power spectrum in the other movement state Even if there is a certain period similar to the form, it is possible to improve the estimation accuracy of the moving state.
HMM estimation method using microphone sensor When the movement state estimated by the HMM estimation method using the acceleration sensor is not the second predetermined movement state, HMM estimation is performed using the microphone sensor. For example, in a walking state, a running state, a stopped state, and a bicycle state, various time-series changes appear in the form of a power spectrum for sound according to the environment where the user is placed. When the form of the power spectrum for the sound has various time series changes depending on the environment, the time series change of the power spectrum corresponding to the environment is more than the time series change of the power spectrum for the sound obtained for each moving state. If it appears prominently, it may be difficult to estimate the movement state of the user via the HMM. For example, in the walking state and the running state, various changes appear in the form of the power spectrum with respect to the sound depending on the environment where the user is placed, but the time-series changes in the form of the power spectrum are similar in any moving state In this case, it is difficult to estimate the movement state. Therefore, there are movement states in which it is difficult to estimate the movement state using only the microphone sensor. On the other hand, for example, in a train state, a bus state, and an automobile state, a time-series change in the form of a power spectrum with respect to sound according to the environment in which the user is placed appears significantly for each movement state. Therefore, for the train state, bus state, and car state, it is possible to estimate the moving state by calculating the power spectrum from the sound data and paying attention to the time series change.

本実施態様では、加速度センサを用いたHMM推定によって十分高精度に移動状態を推定することができない第2の所定の移動状態(例えば、電車状態、バス状態、自動車状態)について、マイクセンサを用いたHMM推定を行う。マイクセンサを用いたHMM推定において、HMM推定処理(図3)及びHMM学習処理(図6)は前述した処理フローに従って行われるが、マイクセンサから得た音データをシンボル化する処理が異なる。以下、図14を参照して推定用音データをシンボル化する処理フローについて説明する。なお、学習用音データも同様の処理によりシンボル化される。   In this embodiment, the microphone sensor is used for a second predetermined movement state (for example, a train state, a bus state, and an automobile state) in which the movement state cannot be estimated with sufficiently high accuracy by HMM estimation using an acceleration sensor. HMM estimation was performed. In the HMM estimation using the microphone sensor, the HMM estimation processing (FIG. 3) and the HMM learning processing (FIG. 6) are performed according to the processing flow described above, but the processing for symbolizing sound data obtained from the microphone sensor is different. Hereinafter, a processing flow for symbolizing the estimation sound data will be described with reference to FIG. Note that the learning sound data is also symbolized by the same processing.

まず、ユーザの有するマイクセンサから音データを所定期間(例えば、9秒間)毎に一定期間(例えば、300msec)連続的に取得し、音データの時間窓データを生成し、その結果をヒープメモリへ蓄積する(ステップL1)。ここで、例えばマイクセンサのサンプリングレートを24KHzとすると、音データの時間窓データは、300ミリ秒で7200個の音データからなる。一定期間とは、音データをFF変換した場合に、FF変換されたパワースペクトルに各移動状態の特徴が表れる最短の期間である。当該期間は短い方がCPUの計算負荷を低減させ望ましいが、短すぎるとパワースペクトルに各移動状態の特徴が表れないため、一定の時間幅を有した期間が必要となる。また、所定期間とは取得される音データに一定の変化が表れる最短の期間である。所定期間は、短すぎると音データに一定の変化が表れず、長すぎると処理負荷が大きくなるだけでなく、音データの時間的な変化情報がFF変換によって消失する可能性があるため、一定の期間を要する。   First, sound data is continuously acquired from a microphone sensor of a user every predetermined period (for example, 9 seconds) for a certain period (for example, 300 msec), time window data of sound data is generated, and the result is stored in a heap memory. Accumulate (step L1). Here, for example, if the sampling rate of the microphone sensor is 24 KHz, the time window data of the sound data is composed of 7200 pieces of sound data in 300 milliseconds. The fixed period is the shortest period in which the characteristics of each moving state appear in the power spectrum that has been FF-converted when the sound data is FF-converted. A shorter period is desirable because it reduces the calculation load on the CPU, but if it is too short, the characteristics of each moving state do not appear in the power spectrum, so a period having a certain time width is required. The predetermined period is the shortest period in which a certain change appears in the acquired sound data. If the predetermined period is too short, there will be no constant change in the sound data. If it is too long, not only will the processing load increase, but the temporal change information of the sound data may be lost by FF conversion. It takes a period of

次に、時間窓を所定期間ずらして、取得された音データの時間窓データを生成するステップを繰り返し行い、音データの時間窓データの束を生成する。生成された時間窓データの束のそれぞれにつき音データの時間窓データをFF変換し、音データの推定用パワースペクトル・リストを生成する(ステップL2)。次に、移動状態に応じた特徴が音データのパワースペクトルに表れる帯域(ここでは、100から1500Hz)に着目して、一定の周波数(ここでは、100Hz)毎に推定用パワースペクトルの振幅の平均値を算出する(ステップL3)。なお、音データから得られたパワースペクトルの場合、狭小な周波数幅(例えば、1Hz)ではパワースペクトルに特徴が表れないため、一定の周波数毎にパワースペクトルの振幅の平均値を算出する。   Next, the time window is shifted by a predetermined period, and the step of generating time window data of the acquired sound data is repeated to generate a bundle of time window data of the sound data. The time window data of the sound data is FF-transformed for each of the generated time window data bundles to generate a power spectrum list for estimating sound data (step L2). Next, paying attention to the band (here, 100 to 1500 Hz) in which the characteristics according to the moving state appear in the power spectrum of the sound data, the average of the amplitude of the estimation power spectrum for every fixed frequency (here, 100 Hz) A value is calculated (step L3). Note that, in the case of a power spectrum obtained from sound data, a feature does not appear in the power spectrum with a narrow frequency width (for example, 1 Hz), so an average value of the amplitude of the power spectrum is calculated for each fixed frequency.

そして、算出された複数(ここでは、14個)の推定用パワースペクトルの振幅の平均値からなるベクトルを推定用ベクトルとし、該推定用ベクトルの生成を推定用パワースペクトル・リストの推定用パワースペクトル毎に行い、推定用ベクトル・リストを生成する(ステップL4)。   Then, a vector composed of an average value of the amplitudes of a plurality of calculated (14 in this case) estimation power spectra is used as an estimation vector, and the generation of the estimation vector is performed as an estimation power spectrum in the estimation power spectrum list. Every time, the estimation vector list is generated (step L4).

次に、ステップL2により生成された推定用ベクトルと、代表ベクトル・リスト群のそれぞれ1の代表ベクトルとを比較し、推定用ベクトルに対し最近傍の代表ベクトルのIDを選定し、ヒープメモリへ蓄積する(ステップL5)。そして、上記蓄積処理を推定用ベクトル・リストの各推定用ベクトルについて行い、選定された代表ベクトルのIDを推定用シンボル列へ順次蓄積して推定用シンボル列を生成する(ステップL6)。ここで、代表ベクトル・リスト群とは、ある特定の移動状態における参照状態の音データを一定期間取得することにより生成された学習用音データを用いて、図5の処理フローに従って移動状態毎に選定される代表ベクトル・リストからなる群である。また、推定用音データのシンボル化とは、上述したステップL1からL5までの一連の処理をいう。   Next, the estimation vector generated in step L2 is compared with one representative vector in the representative vector list group, and the ID of the nearest representative vector is selected for the estimation vector and stored in the heap memory. (Step L5). Then, the accumulation process is performed for each estimation vector in the estimation vector list, and the ID of the selected representative vector is sequentially accumulated in the estimation symbol string to generate an estimation symbol string (step L6). Here, the representative vector / list group is the learning sound data generated by acquiring the sound data in the reference state in a certain specific moving state for a certain period, and for each moving state according to the processing flow of FIG. A group of representative vector lists to be selected. The symbolization of the estimation sound data refers to a series of processes from steps L1 to L5 described above.

次に、シンボル化により得られた音データの推定用シンボル列を用いて、各HMMに対する評価値を計算し(ステップL7)、最高尤度を有するHMMに該当する移動状態を特定し、推定結果を得る(ステップL8)。推定された結果が、第3の移動状態である場合には、該結果を推定された移動状態とする。本方式により、加速度に対する推定用パワースペクトルの形態と、他の移動状態のパワースペクトルの形態とが類似する時間帯の長い移動状態(例えば、自動車状態、バス状態、電車状態)において、マイクセンサから得られる音データを用いることにより、第3の所定の移動状態(ここでは、自動車状態)の音に対するパワースペクトルの時系列変化に特徴的な差を得ることができ、推定精度の向上を図ることができる。
位置測位システムを用いたHMM推定方式
マイクセンサを用いたHMM推定を用いることにより、バス状態及び電車状態においても概ね推定精度の向上が期待できる。しかしながら、例えば、電車内が混雑している場合等、マイクセンサから得られる環境雑音の音量が全体的に小さくなる等すると、バス状態と電車状態における音のパワースペクトルの形態とが類似することがあり、マイクセンサを用いた高精度な移動状態の推定が困難となる。従って、位置測位システムを用いた位置データに対するHMM推定を行うことにより、推定精度の向上を図る。位置測位システムには、GPS(全地球位置測位システム)等のシステムがある。GPSは、地球低軌道にある衛星を用いて地球上のユーザの位置を決定するシステムである。DGPS(差分全地球位置測位システム)は、GPS受信機により受信された位置と真の位置からその誤差を用いて修正することにより、GPSを利用した測位精度を向上させるシステムである。AGPS(支援全地球位置測位システム)は、ネットワーク上のサーバが位置算出を行い、GPS受信機に組み込まれる処理能力を低減し、高速な処理を可能にするシステムである。
Next, an evaluation value for each HMM is calculated using the symbol string for estimation of sound data obtained by symbolization (step L7), the movement state corresponding to the HMM having the highest likelihood is specified, and the estimation result Is obtained (step L8). When the estimated result is the third movement state, the result is set as the estimated movement state. With this method, the microphone sensor can detect the power spectrum for estimation with respect to the acceleration and the power spectrum in the other moving state in a moving state with a long time zone (for example, an automobile state, a bus state, a train state). By using the obtained sound data, it is possible to obtain a characteristic difference in the time series change of the power spectrum with respect to the sound of the third predetermined movement state (in this case, the automobile state), and to improve the estimation accuracy Can do.
By using HMM estimation using an HMM estimation method microphone sensor using a positioning system, it is possible to expect an improvement in estimation accuracy even in a bus state and a train state. However, for example, when the volume of environmental noise obtained from the microphone sensor is reduced as a whole, such as when the train is congested, the form of the power spectrum of the sound in the bus state and the train state may be similar. In addition, it is difficult to estimate the movement state with high accuracy using the microphone sensor. Therefore, the estimation accuracy is improved by performing HMM estimation on the position data using the positioning system. The position positioning system includes a system such as GPS (Global Positioning System). GPS is a system that determines the position of a user on the earth using a satellite in low earth orbit. The DGPS (Differential Global Positioning System) is a system that improves positioning accuracy using GPS by correcting the error from the position received by the GPS receiver and the true position. AGPS (Assisted Global Positioning System) is a system in which a server on a network calculates a position, reduces processing capacity built into the GPS receiver, and enables high-speed processing.

本実施態様においては、GPSによる位置測位システム受信機により得られた位置データを用いてHMM推定を行う。ここで、GPSを用いた場合、屋内などGPSによる測位不可能な環境においては移動状態の推定が困難であり、また数mから100m前後の測位誤差が発生するため、例えば停止状態、歩行状態、走行状態等、所定の期間における移動距離が測位誤差の範囲内となる移動状態の推定は困難である。しかしながら、例えば、自動車状態、バス状態、電車状態等のように高速移動の場合測位誤差による影響が少なく、特徴的な加減速を行う移動状態については定期的な測位結果から平均速度を算出し、その時系列変化に着目することにより移動状態の推定が可能である。   In the present embodiment, HMM estimation is performed using position data obtained by a GPS positioning system receiver. Here, when GPS is used, it is difficult to estimate the moving state in an environment where GPS positioning is impossible, such as indoors, and a positioning error of several meters to around 100 m occurs. It is difficult to estimate a moving state in which the moving distance in a predetermined period, such as a traveling state, is within the range of positioning error. However, for example, in the case of high-speed movement such as the car state, bus state, train state, etc., there is little influence by positioning error, and for the moving state that performs characteristic acceleration / deceleration, the average speed is calculated from the periodic positioning result, The movement state can be estimated by paying attention to the time series change.

位置測位システムを用いたHMM推定において、HMM推定処理(図3)及びHMM学習処理(図6)は前述した処理フローに従って行われるが、位置測位システムの受信機から得た速度データをシンボル化する一連の処理が異なる。以下、図15を参照して推定用速度データをシンボル化する処理フローについて説明する。なお、学習用速度データも同様の処理によりシンボル化される。   In the HMM estimation using the positioning system, the HMM estimation processing (FIG. 3) and the HMM learning processing (FIG. 6) are performed according to the above-described processing flow, and the velocity data obtained from the receiver of the positioning system is symbolized. The series of processing is different. Hereinafter, a processing flow for symbolizing the estimation speed data will be described with reference to FIG. Note that the learning speed data is also symbolized by the same process.

まず、ユーザの有する位置測位システム受信機から経度、緯度からなる位置データを所定期間(例えば、20秒間)毎に取得し(ステップM1)、その結果をヒープメモリへ蓄積する。ここで、当該所定期間は、GPSの測位誤差が数mから100m程度生じるため、短すぎると平均速度の測定精度が上がらないため、一方、長すぎると速度の時系列変化の情報が消失してしまうため、一定の期間を要する。   First, position data including longitude and latitude is acquired from a position positioning system receiver of the user every predetermined period (for example, 20 seconds) (step M1), and the result is stored in a heap memory. Here, since the GPS positioning error is about several meters to 100 meters during the predetermined period, if it is too short, the accuracy of measuring the average speed will not be improved. Therefore, a certain period is required.

次に、メモリへ蓄積された位置データのうちn番目の位置データを第nの位置データとして順次特定する。ここで、nは1からNの整数である。そして、第n番目の位置データと第n+1番目の位置データとの距離、及び該2地点間の移動に要した時間から、2地点間の移動に要した平均速度データを生成する(ステップM2)。そして、該平均速度データの生成を、位置データを特定した順に少なくとも2回以上行い、平均速度データ・リストを生成する。   Next, the nth position data among the position data stored in the memory is sequentially specified as the nth position data. Here, n is an integer from 1 to N. Then, average speed data required for the movement between the two points is generated from the distance between the nth position data and the (n + 1) th position data and the time required for the movement between the two points (step M2). . Then, the average speed data is generated at least twice in the order in which the position data is specified, and an average speed data list is generated.

次に、ステップM2により算出された平均速度データを一定の単位毎(例えば、10km/h)に量子化し、推定用速度データを生成する(ステップM3)。ここで、平均速度データの量子化は、HMM推定による計算量を削減するために行う。該推定用速度データの生成を平均速度データ・リストの平均速度データ毎に行い、推定用速度データからなる推定用速度データ・リストを生成する(ステップM4)。なお、推定用速度データ・リストの生成は、ステップM2により得られた平均速度データを移動平均することにより求めても良い。移動平均とは、時系列データを平滑化する手法である。具体的には、まず、平均速度データから平均速度データ・リストを生成する。次に、生成された平均速度データ・リストのうち第n番目から第n+m番目の第2の平均速度データを用いて、m個の平均速度データの平均値を算出する。そして、当該平均値を算出するステップを、位置データを特定した特定順に少なくとも2回以上繰り返し、平均速度データ・リストが生成される。ここでmは1からMの整数であり、MはNより小さい値である。   Next, the average speed data calculated in step M2 is quantized for each fixed unit (for example, 10 km / h) to generate speed data for estimation (step M3). Here, the quantization of the average speed data is performed in order to reduce the calculation amount by the HMM estimation. The estimation speed data is generated for each average speed data in the average speed data list, and an estimation speed data list including the estimation speed data is generated (step M4). The generation of the estimation speed data list may be obtained by moving average the average speed data obtained in step M2. The moving average is a technique for smoothing time-series data. Specifically, first, an average speed data list is generated from the average speed data. Next, an average value of m pieces of average speed data is calculated using the n-th to n + m-th second average speed data in the generated average speed data list. Then, the step of calculating the average value is repeated at least twice in the specific order in which the position data is specified, and the average speed data list is generated. Here, m is an integer from 1 to M, and M is a value smaller than N.

次に、生成された推定用速度データと、代表速度データ・リスト群のそれぞれ1の代表速度データとを比較し、推定用速度データに対し最近傍の代表速度データのIDを選定し、ヒープメモリへ蓄積する(ステップM5)。そして上記蓄積処理を推定用速度データ・リストのうち各推定用速度データについて行い、選定された代表速度データのIDを推定用シンボル列へ順次蓄積して推定用シンボル列を生成する(ステップM6)。ここで、代表速度データ・リスト群とは、ある特定の移動状態における参照状態の位置データを一定期間取得することにより生成された学習用速度データを用いて、図5の処理フローに従って、移動状態毎に選定される代表速度データ・リストからなる群である。また、推定用速度データのシンボル化とは、上述したステップM1からM5までの一連の処理をいう。   Next, the generated estimation speed data is compared with each representative speed data in the representative speed data list group, the ID of the nearest representative speed data is selected for the estimation speed data, and the heap memory (Step M5). Then, the above accumulation process is performed for each estimation speed data in the estimation speed data list, and the ID of the selected representative speed data is sequentially stored in the estimation symbol string to generate an estimation symbol string (step M6). . Here, the representative speed data list group refers to the moving state according to the processing flow of FIG. 5 using the learning speed data generated by acquiring the position data of the reference state in a specific moving state for a certain period. A group consisting of a list of representative speed data selected for each. The symbolization of the estimation speed data refers to a series of processes from the above-described steps M1 to M5.

次に、シンボル化により得られた速度データの推定用シンボル列を用いて、各HMMに対する評価値を計算し(ステップM7)、最高尤度を有するHMMに該当する移動状態を特定し、推定結果を得て(ステップM8)、該結果を推定された移動状態とする。本方法により、音に対するパワースペクトルの形態と、他の移動状態の音に対するパワースペクトルの形態とが類似する時間帯の長い移動状態(ここでは、電車状態、及びバス状態)において、位置測位システム受信機から得られる平均速度データを用いることにより、それぞれ移動速度に対する速度データの時系列変化に特徴的な差を得ることができ、推定精度の向上を図ることができる。   Next, an evaluation value for each HMM is calculated using the symbol string for estimation of velocity data obtained by symbolization (step M7), the movement state corresponding to the HMM having the highest likelihood is specified, and the estimation result (Step M8), and the result is set as the estimated movement state. By this method, the position measurement system reception is performed in a long-time moving state (in this case, a train state and a bus state) in which the form of the power spectrum for sound is similar to the form of the power spectrum for sounds in other moving states. By using the average speed data obtained from the machine, it is possible to obtain a characteristic difference in the time series change of the speed data with respect to each moving speed, and to improve the estimation accuracy.

本発明の一実施態様におけるシステム構成図である。It is a system configuration figure in one embodiment of the present invention. 学習用モデル作成処理のフロー図である。It is a flowchart of the model creation process for learning. 移動状態の推定処理のフロー図である。It is a flowchart of the estimation process of a movement state. 学習用パワースペクトル・リストの生成処理のフロー図である。It is a flowchart of the production | generation process of the power spectrum list | wrist for learning. 代表パワースペクトル・リストの選出処理のフロー図である。It is a flowchart of the selection process of a representative power spectrum list. HMMの学習処理のフロー図である。It is a flowchart of the learning process of HMM. 可変長シンボル列を用いた多段推定方式による処理フロー図である。It is a processing flow figure by the multistage estimation system using a variable-length symbol sequence. 移動状態の移動状態スキーマ図である。It is a movement state schema diagram of a movement state. 推定データ・ログを用いた多数決推定処理のフロー図である。It is a flowchart of the majority vote estimation process using an estimation data log. 推定データ・ログの取得処理のフロー図である。It is a flowchart of an acquisition process of an estimation data log. 本発明の一実施態様におけるシステム構成図であるIt is a system configuration figure in one embodiment of the present invention. 複数種類の外部環境情報を用いた移動状態推定方式による処理フロー図である。It is a processing flowchart by the movement state estimation method using multiple types of external environment information. 最小誤差推定方式を用いたユーザの移動状態の推定処理フロー図であるIt is an estimation processing flowchart of a user's movement state using the minimum error estimation method マイクセンサを用いた移動状態の推定処理フロー図であるIt is an estimation processing flow diagram of the movement state using the microphone sensor 位置測位システムを用いた移動状態の推定処理フロー図である。It is an estimation process flow figure of a movement state using a position positioning system.

Claims (36)

少なくとも中央演算処理装置(CPU)と、メモリと、環境情報取得装置とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のシンボルから構成される第1のシンボル列の群を格納し、
前記CPUが、
前記環境情報取得装置により所定期間収集された環境情報値をシンボル化させるステップと、
時間窓を一定期間ずらして前記シンボル化させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数のシンボル化された環境情報値からなる第2のシンボル列を生成するステップと、
前記第1のシンボル列の群に対する前記第2のシンボル列の尤度を求めるステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1のシンボル列を特定することにより移動状態を推定する方法。
A method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit (CPU), a memory, and an environment information acquisition device, wherein the memory includes at least two or more representing a predetermined movement state Storing a first group of symbol sequences composed of symbols;
The CPU is
Symbolizing environmental information values collected for a predetermined period by the environmental information acquisition device;
Repeating the step of shifting the time window by a predetermined period to make the symbol at least twice, and generating a second symbol string composed of the plurality of symbolized environment information values generated repeatedly;
Determining a likelihood of the second symbol sequence for the first group of symbol sequences;
And estimating the movement state by specifying the first symbol sequence having the maximum likelihood.
請求項1に記載の環境情報取得装置は、加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機のうち少なくとも1つを備える環境情報取得装置。   The environmental information acquisition apparatus according to claim 1, comprising at least one of an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver. 少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、
前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させるステップと、
前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価するステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法。
A method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representative of the predetermined movement state Storing a group of first spectrum lists composed of the above spectra;
The CPU is
Continuously collecting acceleration values by the acceleration sensor;
In the collected continuous acceleration values, a time window data generation step of generating a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period as time window data;
Repeating the step of generating the time window data by shifting the time window for a certain period at least twice, and generating a data list for estimation from the plurality of time window data repeatedly generated;
Fast Fourier transforming the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
Evaluating the likelihood of the second spectrum list for the group of first spectrum lists;
The movement state is estimated by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えたマイクセンサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のベクトルから構成される第1のベクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記マイクセンサにより所定期間毎に一定期間連続的に音データを収集させ、該収集された連続の音データから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、
時間窓を前記所定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させるステップと、
前記生成された第2のスペクトル・リストから一定の周波数毎に第2のスペクトルの振幅の平均値を算出し、第2のベクトル・リストを生成させるステップと、
前記第1のベクトル・リストの群に対する、前記第2のベクトル・リストの尤度を求めるステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1のベクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法。
A method for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a microphone sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representing a predetermined moving state Store a first vector list group consisting of the above vectors,
The CPU is
A time window data generating step of collecting sound data continuously for a predetermined period by the microphone sensor and generating a spectrum composed of the collected continuous sound data as time window data;
Repeating the step of generating the time window data by shifting the time window by the predetermined period at least twice, and generating a data list for estimation from the plurality of time window data repeatedly generated;
Fast Fourier transforming the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
Calculating an average value of the amplitude of the second spectrum for each predetermined frequency from the generated second spectrum list, and generating a second vector list;
Determining a likelihood of the second vector list for the group of first vector lists;
And estimating the movement state by specifying the first vector list having the maximum likelihood.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、位置測位システム受信機とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上の速度データから構成される第1の速度データ・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記位置測位システム受信機により所定期間毎に位置データを収集させメモリへ蓄積するステップと、
前記メモリへ蓄積した位置データのうちn番目の位置データを第nの位置データとし、第Nの位置データまで順次特定するステップであって、ここでnは1からNまでの整数であるステップと、
第n番目の位置データと第n+1番目の位置データとを用いて、2地点間の平均速度を生成させる平均速度データ生成ステップと、
前記平均速度データを生成するステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから第2の速度データ・リストを生成させるステップと、
前記第1の速度データ・リストの群に対する、前記第2の速度データ・リストの尤度を求めるステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1の速度データ・リストを特定することにより移動状態を推定する方法。
A method for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a positioning system receiver, wherein the memory is at least two or more speed data representing a predetermined moving state. Storing a group of first velocity data lists consisting of:
The CPU is
Collecting position data and storing it in a memory every predetermined period by the positioning system receiver;
The nth position data among the position data stored in the memory is used as the nth position data, and the Nth position data is sequentially specified, where n is an integer from 1 to N; ,
An average speed data generation step for generating an average speed between two points using the nth position data and the (n + 1) th position data;
Generating the average speed data at least twice or more in the specific order, and generating a second speed data list from the plurality of average speed data generated repeatedly;
Determining a likelihood of the second speed data list for the group of first speed data lists;
The moving state is estimated by specifying the first speed data list having the maximum likelihood.
請求項5に記載の第2の速度データ・リストを生成させるステップは、
前記平均速度データを生成するステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから平均速度データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された平均速度データ・リストから第n番目から第n+m番目の平均速度データを用いて、m個の平均速度データの平均値を算出させるステップであって、ここでmは1からMまでの整数でありMはNより小さい値であるステップと、
前記平均値を算出させるステップを、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均値から第2の速度データ・リストを生成させるステップと、
からなる請求項5に記載の方法。
The step of generating the second velocity data list according to claim 5 comprises:
The step of generating the average speed data is repeated at least twice or more in the specific order, and the average speed data list is generated from the plurality of average speed data generated repeatedly.
A step of calculating an average value of m average speed data using the nth to n + mth average speed data from the generated average speed data list, wherein m is 1 to M A step in which M is an integer less than N;
Repeating the step of calculating the average value at least twice or more in the specific order, and generating a second speed data list from the plurality of average values repeatedly generated;
The method of claim 5 comprising:
請求項3に記載の方法により推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する第1のステップと、
請求項3に記載の方法により推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項4に記載の方法により移動状態を推定し、推定された移動状態が第3の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する第2のステップと、
請求項4に記載の方法により推定された移動状態が第3の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項5に記載の方法により移動状態を推定し、該推定された移動状態を移動状態として特定する方法。
When the movement state estimated by the method according to claim 3 is the first or second predetermined movement state, the first step of specifying the estimated movement state as the movement state;
When the movement state estimated by the method according to claim 3 is not the first or second predetermined movement state, the movement state is further estimated by the method according to claim 4, and the estimated movement state is A second step of identifying the estimated movement state as the movement state when the predetermined movement state is 3,
When the movement state estimated by the method according to claim 4 is not the third predetermined movement state, the movement state is further estimated by the method according to claim 5, and the estimated movement state is set as the movement state. How to identify.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、
前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させるステップと、
前記第1のスペクトル・リストの群のうちそれぞれ1のスペクトルと、前記第2のスペクトル・リストのうちそれぞれ1の第2のスペクトルとを比較することにより前記所定期間における前記第2のスペクトルと最近傍の第1のスペクトルを選定するステップと、
を有し、前記第1のスペクトルを選定するステップを所定回数繰り返して、最高頻度の第1のスペクトル・リストを特定することにより、移動状態を推定する方法。
A method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representative of the predetermined movement state Storing a group of first spectrum lists composed of the above spectra;
The CPU is
Continuously collecting acceleration values by the acceleration sensor;
In the collected continuous acceleration values, a time window data generation step of generating a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period as time window data;
Repeating the step of generating the time window data by shifting the time window for a certain period at least twice, and generating a data list for estimation from the plurality of time window data repeatedly generated;
Fast Fourier transforming the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
By comparing one spectrum of each group of the first spectrum list with one second spectrum of each of the second spectrum list, the second spectrum in the predetermined period and the latest spectrum Selecting a first side spectrum;
And the step of selecting the first spectrum is repeated a predetermined number of times, and the first spectrum list having the highest frequency is specified, thereby estimating the movement state.
請求項7に記載の第1のステップにおいて、
請求項8に記載の方法により推定された移動状態が第1の所定の移動状態である場合に、推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項8に記載の方法により推定された移動状態が第1の移動状態でない場合に、請求項3に記載の方法により移動状態を推定し、推定された移動状態が第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定する、方法。
In the first step of claim 7,
The movement estimated by the method according to claim 8 is specified by identifying the estimated movement state as a movement state when the movement state estimated by the method according to claim 8 is a first predetermined movement state. When the state is not the first movement state, the movement state is estimated by the method according to claim 3, and when the estimated movement state is the second predetermined movement state, the estimated movement state is The method to identify as a moving state.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、環境情報取得装置とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のシンボルから構成される第1のシンボル列の群を格納し、
前記CPUが、
前記環境情報取得装置により所定期間収集された環境情報値をシンボル化させ、
時間窓を一定期間ずらして前記シンボル化させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数のシンボル化された環境情報値からなる第2のシンボル列を生成させ、
前記第1のシンボル列の群に対する前記第2のシンボル列の尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1のシンボル列を特定することにより移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an environment information acquisition device, wherein the memory is composed of at least two symbols representing a predetermined movement state A first group of symbol sequences to be stored,
The CPU is
Symbolize environmental information values collected for a predetermined period by the environmental information acquisition device,
Repeating the step of symbolizing the time window by shifting a certain period at least twice, to generate a second symbol string comprising a plurality of symbolized environment information values generated repeatedly,
A system for obtaining a likelihood of the second symbol sequence with respect to the group of the first symbol sequences, and estimating a movement state by specifying the first symbol sequence with the maximum likelihood.
請求項10に記載の環境情報取得装置は、加速度センサ、マイクセンサ、位置測位システム受信機のうち少なくとも1つを備える環境情報取得装置。   The environmental information acquisition apparatus according to claim 10, comprising at least one of an acceleration sensor, a microphone sensor, and a positioning system receiver. 少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、
前記収集された連続の加速度値において、所定の期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、
前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価する、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representative of the predetermined movement state Storing a group of first spectrum lists composed of the above spectra;
The CPU is
The acceleration sensor continuously collects acceleration values,
In the collected continuous acceleration value, a spectrum composed of data of the continuous acceleration value for a predetermined period is generated as time window data,
The generation of the time window data is repeated at least twice by shifting the time window for a certain period, and an estimation data list is generated from the plurality of time window data generated repeatedly.
Fast Fourier transform the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
A system for evaluating a likelihood of the second spectrum list with respect to the group of the first spectrum list, and estimating a movement state by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood .
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えたマイクセンサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のベクトルから構成される第1のベクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記マイクセンサにより所定期間毎に一定期間連続的に音データを収集させ、該収集された連続の音データから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、
時間窓を前記所定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、
前記生成された第2のスペクトル・リストから一定の周波数毎に第2のスペクトルの振幅の平均値を算出し、第2のベクトル・リストを生成させ、
前記第1のベクトル・リストの群に対する、前記第2のベクトル・リストの尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1のベクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a microphone sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory is at least two representative of the predetermined movement state Store a first vector list group consisting of the above vectors,
The CPU is
The microphone sensor continuously collects sound data for a predetermined period every predetermined period, generates a spectrum composed of the collected continuous sound data as time window data,
The time window is shifted by the predetermined time period and the generation of the time window data is repeated at least twice, and a data list for estimation is generated from the plurality of time window data repeatedly generated,
Fast Fourier transform the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
Calculating an average value of the amplitude of the second spectrum for each fixed frequency from the generated second spectrum list, and generating a second vector list;
A system for estimating a moving state by determining a likelihood of the second vector list with respect to the group of the first vector list and specifying the first vector list having the maximum likelihood.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、位置測位システム受信機とを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上の速度データから構成される第1の速度データ・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記位置測位システム受信機により所定期間毎に位置データを収集させメモリへ蓄積し、
前記メモリへ蓄積した位置データのうちn番目の位置データを第nの位置データとし、第Nの位置データまで順次特定させ、ここでnは1からNまでの整数であり、
第n番目の位置データと第n+1番目の位置データとを用いて、2地点間の平均速度を生成させ、
前記平均速度データの生成を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから第2の速度データ・リストを生成させ、
前記第1の速度データ・リストの群に対する、前記第2の速度データ・リストの尤度を求める、前記尤度が最大となる前記第1の速度データ・リストを特定することにより移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and a position positioning system receiver, wherein the memory has at least two or more speed data representing a predetermined moving state. Storing a group of first velocity data lists consisting of:
The CPU is
Collecting position data every predetermined period by the positioning system receiver and storing it in a memory;
Of the position data stored in the memory, the n-th position data is set as the n-th position data, and the N-th position data is sequentially specified, where n is an integer from 1 to N,
Using the nth position data and the (n + 1) th position data, an average speed between the two points is generated,
The generation of the average speed data is repeated at least twice or more in the specified order, and a second speed data list is generated from the plurality of average speed data generated repeatedly,
The likelihood of the second speed data list is obtained with respect to the group of the first speed data list, and the movement state is estimated by specifying the first speed data list having the maximum likelihood. System.
請求項14に記載の第2の速度データ・リストの生成は、
前記平均速度データの生成を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均速度データから平均速度データ・リストを生成させ、
前記生成された平均速度データ・リストから第n番目から第n+m番目の平均速度データを用いて、m個の平均速度データの平均値を算出させ、ここでmは1からMまでの整数であってMはNより小さい値であり、
前記平均値の算出を、前記特定順に少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の平均値から第2の速度データ・リストを生成させる、請求項14に記載のシステム。
The generation of the second speed data list according to claim 14 comprises:
The generation of the average speed data is repeated at least twice or more in the specific order, and an average speed data list is generated from the plurality of average speed data generated repeatedly.
The average value of m average speed data is calculated using the nth to n + mth average speed data from the generated average speed data list, where m is an integer from 1 to M. M is a value smaller than N,
The system according to claim 14, wherein the calculation of the average value is repeated at least twice or more in the specific order, and a second speed data list is generated from the plurality of average values repeatedly generated.
請求項12に記載のシステムにより推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定し、
請求項12に記載のシステムにより推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項13に記載のシステムにより移動状態を推定し、推定された移動状態が第3の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定し、
請求項13に記載のシステムにより推定された移動状態が第3の所定の移動状態でない場合に、さらに請求項14に記載のシステムにより移動状態を推定し、該推定された移動状態を移動状態として特定するシステム。
When the movement state estimated by the system according to claim 12 is the first or second predetermined movement state, the estimated movement state is specified as a movement state,
If the movement state estimated by the system according to claim 12 is not the first or second predetermined movement state, the movement state is further estimated by the system according to claim 13, and the estimated movement state is If the predetermined movement state is 3, the estimated movement state is specified as the movement state,
When the movement state estimated by the system according to claim 13 is not the third predetermined movement state, the movement state is further estimated by the system according to claim 14, and the estimated movement state is set as the movement state. The system to identify.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、
前記収集された連続の加速度値において、所定の期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データの生成を少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、
前記第1のスペクトル・リストの群のうちそれぞれ1のスペクトルと、前記第2のスペクトル・リストのうちそれぞれ1の第2のスペクトルとを比較することにより前記所定期間における前記第2のスペクトルと最近傍の第1のスペクトルを選定する、前記第1のスペクトルの選定を所定回数繰り返して、最高頻度の第1のスペクトル・リストを特定することにより、移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representative of the predetermined movement state Storing a group of first spectrum lists composed of the above spectra;
The CPU is
The acceleration sensor continuously collects acceleration values,
In the collected continuous acceleration value, a spectrum composed of data of the continuous acceleration value for a predetermined period is generated as time window data,
The generation of the time window data is repeated at least twice by shifting the time window for a certain period, and an estimation data list is generated from the plurality of time window data generated repeatedly.
Fast Fourier transform the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
By comparing one spectrum of each group of the first spectrum list with one second spectrum of each of the second spectrum list, the second spectrum in the predetermined period and the latest spectrum A system for estimating a moving state by selecting a first spectrum in the vicinity, repeating the selection of the first spectrum a predetermined number of times, and specifying a first spectrum list having the highest frequency.
請求項16に記載の推定された移動状態が第1または第2の所定の移動状態である場合に、前記移動状態の特定は、
請求項17に記載のシステムにより推定された移動状態が第1の所定の移動状態である場合に、推定された移動状態を移動状態として特定し、請求項17に記載のシステムにより推定された移動状態が第1の移動状態でない場合に、請求項12に記載のシステムにより移動状態を推定し、推定された移動状態が第2の所定の移動状態である場合に、該推定された移動状態を移動状態として特定することにより行われる、システム。
When the estimated movement state according to claim 16 is the first or second predetermined movement state, the identification of the movement state is:
The movement estimated by the system according to claim 17 is specified as the movement state when the movement state estimated by the system according to claim 17 is the first predetermined movement state. When the state is not the first movement state, the movement state is estimated by the system according to claim 12, and when the estimated movement state is the second predetermined movement state, the estimated movement state is A system that is performed by specifying a moving state.
少なくとも中央演算処理装置と、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定する方法であって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させるステップと、
前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させる時間窓データ生成ステップと、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させるステップと、
前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価するステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定する方法。
A method for estimating a movement state of a mobile terminal device including at least a central processing unit, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory represents at least two representative of the predetermined movement state Storing a group of first spectrum lists composed of the above spectra;
The CPU is
Continuously collecting acceleration values by the acceleration sensor;
In the collected continuous acceleration values, a time window data generation step of generating a spectrum composed of data of the continuous acceleration values for a predetermined period as time window data;
Repeating the step of generating the time window data by shifting the time window for a certain period at least twice, and generating a data list for estimation from the plurality of time window data repeatedly generated;
Fast Fourier transforming the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
Evaluating the likelihood of the second spectrum list for the group of first spectrum lists;
The movement state is estimated by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood.
前記尤度を評価するステップが、
前記CPUにより、
前記第1のスペクトル・リストの群に対して、前記第2のスペクトル・リストを比較適合して、前記第1のスペクトル・リストを構成するスペクトルのうち、前記第2のスペクトル・リストを構成するスペクトルに対して最近傍のスペクトルを各々選択させ、
前記各々選択された第1のスペクトルの集合をHMM(隠れマルコフモデル)からなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを特徴とする請求項19に記載の方法。
Evaluating the likelihood comprises:
By the CPU
The second spectrum list is configured by comparing and fitting the second spectrum list with respect to the first spectrum list group, among the spectra constituting the first spectrum list. Select the nearest spectrum for each spectrum,
The method according to claim 19, wherein the likelihood of the HMM is evaluated for each moving state through a function composed of the HMM (Hidden Markov Model) for each selected first spectrum set.
前記第1のスペクトル・リストは、
前記CPUが、
前記加速度センサによって連続的に学習用の加速度値を収集させるステップと、
前記収集された連続の学習用の加速度値において、所定期間の前記連続の学習用の加速度値のデータから構成される学習用のスペクトルを学習用の時間窓データとして生成させる学習用時間窓データ生成ステップと、
時間窓を一定期間ずらして前記学習用時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の学習用時間窓データから学習用データ・リストを生成させるステップと、
前記生成された学習用データ・リストを高速フーリエ変換させ、学習用パワースペクトル・リストを生成させるステップと、
前記学習用パワースペクトル・リストに対して遺伝的アルゴリズムを適用し、評価値を計算するステップとを有し、
前記計算された評価値が最も高いリストを第1のスペクトル・リストとすることにより決定されることを特徴とする請求項19または20に記載の方法。
The first spectrum list is:
The CPU is
Collecting the acceleration values for learning continuously by the acceleration sensor;
Generation of learning time window data for generating a learning spectrum composed of data of acceleration values for continuous learning for a predetermined period as the time window data for learning in the collected continuous learning acceleration values Steps,
Repeating the step of generating the learning time window data by shifting the time window for a fixed period at least twice, and generating a learning data list from the plurality of learning time window data repeatedly generated;
Fast Fourier transforming the generated learning data list to generate a learning power spectrum list; and
Applying a genetic algorithm to the learning power spectrum list and calculating an evaluation value;
21. Method according to claim 19 or 20, characterized in that it is determined by making the list with the highest calculated evaluation value the first spectrum list.
請求項20に記載のHMMの尤度を評価するステップは、前記CPUがさらに、
前記各々選択された第1のスペクトルの集合を、所定の時間幅で前記HMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを含む、方法。
The step of evaluating the likelihood of the HMM according to claim 20, wherein the CPU further comprises:
Evaluating the likelihood of each HMM for each selected first set of spectra via a function comprising the HMM over a predetermined time span.
請求項19に記載した各ステップに加えて、前記CPUがさらに、
請求項22に記載の前記HMMの尤度を移動状態毎に評価する第1のステップと、
前記尤度が最大である移動状態を特定する第2のステップと、
を有し、前記所定の時間幅において得られた最大の尤度に対応するHMMが所定の移動状態でない場合に、前記所定の時間幅より長い所定の時間幅で、前記第1のステップと前記第2のステップとを繰り返して移動状態を順次特定することにより移動状態を推定することを特徴とする請求項20に記載の方法。
In addition to the steps recited in claim 19, the CPU further comprises:
A first step of evaluating the likelihood of the HMM according to claim 22 for each movement state;
A second step of identifying a movement state in which the likelihood is maximum;
And when the HMM corresponding to the maximum likelihood obtained in the predetermined time width is not in a predetermined moving state, the first step and the first step with a predetermined time width longer than the predetermined time width 21. The method according to claim 20, wherein the moving state is estimated by repeatedly specifying the moving state by repeating the second step.
請求項19に記載の加速度値を収集させるステップは、前記CPUがさらに
前記加速度センサにより連続的に単位時間あたりの加速度値を収集させるステップと、
を有し、前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより推定された移動状態を単位時間あたりの推定データとしてメモリへ蓄積することを特徴とする、請求項19に記載の移動状態を推定する方法。
The step of collecting acceleration values according to claim 19, wherein the CPU further collects acceleration values per unit time continuously by the acceleration sensor;
The movement state estimated by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood is stored in a memory as estimated data per unit time. A method for estimating the movement state described.
請求項24に記載の方法であって、推定された移動状態と該推定された移動状態と間違える頻度の高い移動状態とを同一グループとしたデータ構造は、それぞれ1または複数の移動状態を含む1または複数の移動状態グループを含み、該移動状態グループは1の基本の移動状態を含むデータ構造を用いて移動状態を推定する方法であって、前記CPUが、
前記単位時間あたりの推定データを前記メモリから読み出すステップと、
前記単位時間あたりの推定データを用いて前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するステップと、
前記単位時間あたりの推定データを所定期間取得し推定データ・ログを生成するステップと、
前記推定データ・ログを用いて、多数決推定方式により前記移動状態グループに包含される1の移動状態を推定するステップと、
を有する、移動状態を推定する方法。
25. The method according to claim 24, wherein the data structure in which the estimated movement state and the movement state having a high frequency of being mistaken for the estimated movement state are grouped together includes one or a plurality of movement states, respectively. Or a plurality of movement state groups, wherein the movement state group is a method of estimating a movement state using a data structure including one basic movement state, wherein the CPU
Reading the estimated data per unit time from the memory;
Identifying the type of movement state group of the data structure using the estimated data per unit time;
Obtaining estimated data per unit time for a predetermined period and generating an estimated data log;
Estimating one movement state included in the movement state group by majority estimation using the estimation data log; and
A method for estimating a moving state.
前記単位時間は前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するために要する所定数の推定データの取得に要する時間である、請求項25に記載の方法。   26. The method according to claim 25, wherein the unit time is a time required to acquire a predetermined number of estimated data required to identify the type of movement state group of the data structure. 請求項25に記載の推定データ・ログを用いて多数決推定方式で移動状態を推定するステップは、
前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属する場合は、該最高頻度の移動状態を推定される移動状態として特定し、
前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属さない場合は、前記識別された移動状態グループの基本の移動状態を推定される移動状態として特定することにより、移動状態を推定することを特徴とする請求項25または26に記載の方法。
The step of estimating the movement state by the majority voting method using the estimation data log according to claim 25,
If the highest frequency movement state included in the estimated data log belongs to the identified movement state group type, identify the highest frequency movement state as the estimated movement state;
If the most frequent movement state included in the estimated data log does not belong to the type of the identified movement state group, the basic movement state of the identified movement state group is specified as the estimated movement state 27. The method according to claim 25 or 26, wherein the movement state is estimated.
少なくともCPUと、メモリと、所定のサンプリングレートを備えた加速度センサとを包含する携帯端末装置の移動状態を推定するシステムであって、前記メモリが、所定の移動状態を代表する少なくとも2以上のスペクトルから構成される第1のスペクトル・リストの群を格納し、
前記CPUが、
前記加速度センサにより連続的に加速度値を収集させ、
前記収集された連続の加速度値において、所定期間の前記連続の加速度値のデータから構成されるスペクトルを時間窓データとして生成させ、
時間窓を一定期間ずらして前記時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の時間窓データから推定用データ・リストを生成させ、
前記生成された推定用データ・リストを高速フーリエ変換させ、第2のスペクトル・リストを生成させ、
前記第1のスペクトル・リストの群に対する、前記第2のスペクトル・リストの尤度を評価する、
前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより移動状態を推定するシステム。
A system for estimating a moving state of a mobile terminal device including at least a CPU, a memory, and an acceleration sensor having a predetermined sampling rate, wherein the memory has at least two or more spectra representing the predetermined moving state. Store a first group of spectral lists consisting of:
The CPU is
The acceleration sensor continuously collects acceleration values,
In the collected continuous acceleration value, a spectrum composed of data of the continuous acceleration value for a predetermined period is generated as time window data,
The step of generating the time window data by shifting the time window for a certain period is repeated at least twice, and a data list for estimation is generated from the plurality of time window data repeatedly generated,
Fast Fourier transform the generated estimation data list to generate a second spectrum list;
Evaluating the likelihood of the second spectrum list for the first group of spectrum lists;
A system for estimating a moving state by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood.
前記尤度の評価は、
前記CPUにより、
前記第1のスペクトル・リストの群に対して、前記第2のスペクトル・リストを比較適合して、前記第1のスペクトル・リストを構成するスペクトルのうち、前記第2のスペクトル・リストを構成するスペクトルに対して最近傍のスペクトルを各々選択させ、
前記各々選択された第1のスペクトルの集合をHMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを特徴とする請求項28に記載のシステム。
The likelihood evaluation is:
By the CPU
The second spectrum list is configured by comparing and fitting the second spectrum list with respect to the first spectrum list group, among the spectra constituting the first spectrum list. Select the nearest spectrum for each spectrum,
29. The system according to claim 28, wherein the likelihood of the HMM is evaluated for each movement state through the function of the HMM for each set of the first spectra selected.
前記第1のスペクトル・リストは、
前記CPUが、
前記加速度センサによって連続的に学習用の加速度値を収集させ、
前記収集された連続の学習用の加速度値において、所定の期間の前記連続の学習用の加速度値のデータから構成される学習用のスペクトルを学習用の時間窓データとして生成させ、
時間窓を一定期間ずらして前記学習用時間窓データを生成させるステップを少なくとも2回以上繰り返し、当該繰り返し生成された複数の学習用時間窓データから学習用データ・リストを生成させ、
前記生成された学習用データ・リストを高速フーリエ変換させ、学習用パワースペクトル・リストを生成させ、
前記学習用パワースペクトル・リストに対して遺伝的アルゴリズムを適用し、評価値を計算し、
前記計算された評価値が最も高いリストを第1のスペクトル・リストとすることにより決定されることを特徴とする請求項28または29に記載のシステム。
The first spectrum list is:
The CPU is
The acceleration sensor continuously collects acceleration values for learning,
In the collected continuous learning acceleration values, a learning spectrum composed of data of the continuous learning acceleration values for a predetermined period is generated as time window data for learning,
The step of generating the learning time window data by shifting the time window for a certain period is repeated at least twice, and a learning data list is generated from the plurality of repeatedly generated learning time window data,
The generated learning data list is fast Fourier transformed to generate a learning power spectrum list,
Applying a genetic algorithm to the learning power spectrum list, calculating an evaluation value,
30. System according to claim 28 or 29, characterized in that it is determined by making the list with the highest calculated evaluation value the first spectrum list.
請求項29に記載のHMMの尤度の評価は、前記CPUがさらに、
前記各々選択された第1のスペクトルの集合を、所定の時間幅で前記HMMからなる関数を介して、前記HMMの尤度を移動状態毎に評価することを含む、システム。
The likelihood evaluation of the HMM according to claim 29, wherein the CPU further
Evaluating the likelihood of each HMM for each selected first set of spectra through a function comprising the HMM over a predetermined time span.
請求項28に記載した前記CPUがさらに、
請求項31に記載の前記HMMの尤度を移動状態毎に評価する第1のステップと、
前記尤度が最大である移動状態を特定する第2のステップと、
を有し、前記所定の時間幅において得られた最大の尤度に対応するHMMが所定の移動状態でない場合に、前記所定の時間幅より長い所定の時間幅で、前記第1のステップと前記第2のステップとを繰り返して移動状態を順次特定することにより移動状態を推定することを特徴とする請求項29に記載のシステム。
The CPU according to claim 28 further comprises:
A first step of evaluating the likelihood of the HMM according to claim 31 for each movement state;
A second step of identifying a movement state in which the likelihood is maximum;
And when the HMM corresponding to the maximum likelihood obtained in the predetermined time width is not in a predetermined moving state, the first step and the first step with a predetermined time width longer than the predetermined time width 30. The system according to claim 29, wherein the moving state is estimated by repeatedly specifying the moving state by repeating the second step.
請求項28に記載の加速度値の収集は、前記CPUがさらに
前記加速度センサにより連続的に単位時間あたりの加速度値を収集させ、
前記尤度が最大となる前記第1のスペクトル・リストを特定することにより推定された移動状態を単位時間あたりの推定データとしてメモリへ蓄積することを特徴とする、請求項28に記載の移動状態を推定するシステム。
The acceleration value collection according to claim 28, wherein the CPU further causes the acceleration sensor to continuously collect acceleration values per unit time,
29. The moving state according to claim 28, wherein the moving state estimated by specifying the first spectrum list having the maximum likelihood is stored in a memory as estimated data per unit time. Estimating system.
請求項33に記載のシステムであって、推定された移動状態と該推定された移動状態と間違える頻度の高い移動状態とを同一グループとしたデータ構造は、それぞれ1または複数の移動状態を含む1または複数の移動状態グループを含み、該移動状態グループは1の基本の移動状態を含むデータ構造を用いた移動状態を推定するシステムであって、前記CPUが、
前記単位時間あたりの推定データを前記メモリから読み出し、
前記単位時間あたりの推定データを用いて前記データ構造の移動状態グループの種別を識別し、
前記単位時間あたりの推定データを所定期間取得し推定データ・ログを生成させ、
前記推定データ・ログを用いて、多数決推定方式により前記移動状態グループに包含される1の移動状態を推定すること、
を含む、移動状態を推定するシステム。
34. The system according to claim 33, wherein the data structure in which the estimated movement state and a movement state having a high frequency of being mistaken for the estimated movement state are grouped together includes one or a plurality of movement states, respectively. Or a plurality of movement state groups, wherein the movement state group is a system for estimating a movement state using a data structure including one basic movement state, and the CPU includes:
Read the estimated data per unit time from the memory,
Identifying the type of movement state group of the data structure using the estimated data per unit time,
The estimated data per unit time is acquired for a predetermined period to generate an estimated data log,
Estimating one movement state included in the movement state group by a majority voting estimation method using the estimation data log;
A system for estimating a moving state including:
前記単位時間は前記データ構造の移動状態グループの種別を識別するために要する所定数の推定データの取得に要する時間である、請求項34に記載のシステム。   35. The system according to claim 34, wherein the unit time is a time required to acquire a predetermined number of estimated data required to identify the type of movement state group of the data structure. 請求項33に記載の推定データ・ログを用いた多数決推定方式の移動状態の推定は、
前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属する場合は、該最高頻度の移動状態を推定される移動状態として特定し、
前記推定データ・ログに含まれる最高頻度の移動状態が前記識別された移動状態グループの種別に属さない場合は、前記識別された移動状態グループの基本の移動状態を推定される移動状態として特定することにより、移動状態を推定することを特徴とする請求項34または35に記載のシステム。
The estimation of the movement state of the majority estimator using the estimation data log according to claim 33 is:
If the highest frequency movement state included in the estimated data log belongs to the identified movement state group type, identify the highest frequency movement state as the estimated movement state;
If the most frequent movement state included in the estimated data log does not belong to the type of the identified movement state group, the basic movement state of the identified movement state group is specified as the estimated movement state 36. The system according to claim 34 or 35, wherein the movement state is estimated.
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