JP2013234919A - 測位システム、測位方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検知部11は、測位環境内に位置している対象物の移動量を検知する。獲得部12は、測位環境内における各絶対位置に対する対象物の存在確率分布を獲得する。推定部13は、測位環境内において対象物が位置している範囲の推定を、検知部11により検知される対象物の移動量と、獲得部12により獲得される存在確率分布とを用いて行う。特定部14は、対象物が位置している範囲についての推定部13による推定結果に基づいて、対象物が位置している測位環境内での位置を特定する。
【選択図】図1
Description
図1において、測位システム10は、測位の対象である対象物についての測位環境(例えば所定の街中や所定の屋内)内における位置を測位するシステムである。この測位システム10は、検知部11、獲得部12、推定部13、及び特定部14を備えている。
このように、測位システム10は、前記対象物が位置している範囲の推定を、獲得部12により獲得される存在確率分布を用いて行い、更に、その推定を検知部11により検知される対象物の移動量も用いて行う。測位システム10は、このようにして、測位のために取得した複数の観測結果を確率的に統合するので、測位の精度が向上する。
図2の測位システム10は、使用者によって携帯されるスマートフォンのような携帯端末であり、測位の対象は測位システム10自身の位置である。
メモリ32は、ROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)とを備えている。
加速度センサ33は、測位システム10に加わる加速度を計測するセンサである。なお、本実施例では、加速度センサ33として、互いに直交する3方向の加速度を計測するセンサを使用することとする。
図2の構成例では、加速度センサ33により得られる加速度の時間変化のデータとジャイロセンサ34により得られる角速度の時間変化のデータとを用いて、周知のPDR技術により、測位システム10の移動量(移動方向及び移動距離)を検知する。
WLAN通信部36は、測位システム10と他の機器との間で、無線LANの規格、例えばIEEE802.11規格に則った無線データ通信を行う通信部である。
図3は、受信強度情報のデータ例を表したテーブルである。
本実施の形態では、測位環境に対して2次元のメッシュを定義し、各メッシュの当該測位環境内の絶対位置を、X座標とY座標とにより特定するものとする。
図4のテーブルにおいて、各列はX座標を表しており、各行はY座標を表している。そして、行と列とが交わる欄には、このX座標とY座標とによって絶対位置が特定されるメッシュについて付与された重み係数を、『A』、『B』、及び『C』のアルファベットで表している。ここで、『A』は、前述した図3の受信強度情報を作成した際に使用した実測データの測定位置であるメッシュに付与され、実測データの測定位置以外のメッシュには、『B』若しくは『C』が付与される。なお、このうち、『C』は、測位環境において測位システム10が存在し得ないメッシュ(例えば、壁の中や立入禁止区域など)に付与される。そして、『B』は、その他のメッシュ、すなわち、測位環境において測位システム10が存在する可能性のあるメッシュに付与される。従って、この存在確率テーブルに示されている情報は、実測位置情報と存在可能性情報とを兼ね備えたテーブルである。
WLAN測位処理は、WLANの電波を使用して行う既存の測位処理である。すなわち、この処理では、MPU31は、まず、WLAN通信部36を制御して、測位環境内の各WLANアクセスポイントの送信装置から送信される信号を受信して、その信号の受信電界強度を取得する。次に、MPU31は、メモリ32のROMに予め記憶されている、WLANアクセスポイント毎の受信電界強度情報を参照して、取得した受信電界強度に基づき、測位環境内における各絶対位置に対する測位システム10の存在確率分布を獲得する処理を行う。MPU31は、このS103の処理を行うことで、図1における獲得部12として機能する。
以上までの処理が測位処理である。
まず図6について説明する。図6は測位システムの一実施例の外観を表している。
図6の測位システム10には、図解されているように、互いに直交している3つの軸、すなわちX軸、Y軸、及びZ軸が定義されている。なお、この3つの軸は、加速度センサ33によって加速度が測定される3つの方向に対応しているものとする。
まず、図6の測位システム10の表示画面を見るために、使用者が測位システム10を手持ちして保持した場合を想定する。この場合の手持ちには、使用者の視点から見て測位システム10の表示画面の長辺を縦にし、且つ、Y軸の正側を下側にして保持する「縦持ち」と、使用者の視点から見て測位システム10の表示画面の長辺を横にして保持する「横持ち」とが考えられる。
図8において、まず、S201では重力方向検出処理をMPU31が行う。この処理は、測位システム10のディスプレイ37に加わる重力の方向が、X軸、Y軸、及びZ軸の3つの軸のそれぞれの正負の方向のいずれに最も近いかを検出する処理である。この処理の詳細は後述する。
まず、S205ではウェイクアップ動作処理をMPU31が行う。この処理は、後述するスリープ動作処理で動作を停止させるジャイロセンサ34及びディスプレイ37に電力を供給してその動作を開始させる処理である。
まず、S207ではスリーブ動作処理をMPU31が行う。この処理は、ジャイロセンサ34及びディスプレイ37への電力の供給を停止してその動作を停止させる処理である。
以上までの処理が測位モード切り替え処理である。
図9において、まず、S211では、加速度センサ33で検出された加速度を取得する処理をMPU31が行う。このときに加速度センサ33から取得される、X軸、Y軸、及びZ軸の各方向の加速度を、それぞれAccX、AccY、及びAccZとする。
以上までの処理が重力方向検出処理である。
次に、S232では、ジャイロセンサ34へ電力を供給して動作を開始させる処理をMPU31が行い、その後はこのウェイクアップ動作処理を終了して測位モード切り替え処理に処理を戻す。
図11の処理は、S241からS243にかけての処理と、S244からS245にかけての処理とが並行して実行される。なお、S241からS243にかけての処理とS244からS245にかけての処理とのうちの一方の処理を先に実行し、他方の処理を後に実行するようにしてもよい。
以上までの処理が高精度測位処理である。
図12において、まず、S251では、ディスプレイ37への電力の供給を止めて動作を停止させる処理をMPU31が行う。
図13において、まず、S261では、加速度センサ33での測定値に基づいて得られる速度情報の代わりに、予め用意されている速度情報の固定値を、この高精度測位処理の戻り値とする処理をMPU31が行う。なお、この固定値は予め設定しておいた範囲内の値とするが、予め設定しておいた特定の値としてもよい。
以上までの処理が低精度測位処理である。
この処理の開始時点では、各パーティクルが配置されている位置は、測位システム10が位置している範囲についての直近の過去の推定結果を、測位環境に対応付けられている仮想領域において表している。なお、測位システム10が位置していると推定される測位環境上の範囲は、仮想領域においては、パーティクルの局所的な配置密度が所定の閾値以上の高さとなっている範囲として表される。この処理では、この各パーティクルを、S301の処理で取得された移動速度情報及びジャイロ情報に基づいて移動させて位置を更新する処理である。
以上までの処理がパーティクルフィルタ処理である。
以上までの処理がパーティクル評価処理である。
以上までの処理がパーティクル再配置処理である。
11 検知部
12、12−1、12−2、12−3 獲得部
13 推定部
14 特定部
15 パーティクルフィルタ
16 存在可能性情報記憶部
16−1 存在可能性情報取得部
17、17−1、17−2、17−3 受信強度情報記憶部
18 実測位置情報記憶部
21 表示部
22 姿勢検出部
23 表示制御部
31 MPU
32 メモリ
33 加速度センサ
34 ジャイロセンサ
35 Bluetooth通信部
36 WLAN通信部
37 ディスプレイ
38 バスライン
40 ネックストラップ
Claims (10)
- 測位環境内に位置している対象物の移動量を検知する検知部と、
前記測位環境内における各絶対位置に対する前記対象物の存在確率分布を獲得する獲得部と、
前記測位環境内において前記対象物が位置している範囲の推定を、前記検知部により検知される前記対象物の移動量と、前記獲得部により獲得される存在確率分布とを用いて行う推定部と、
前記対象物が位置している範囲についての前記推定部による推定結果に基づいて、前記対象物が位置している測位環境内での位置を特定する特定部と、
を備えることを特徴とする測位システム。 - 前記推定部は、パーティクルフィルタを用い、前記対象物が位置している範囲についての直近の過去の推定結果を、前記測位環境に対応付けられている仮想領域において表している各パーティクルの位置を、前記検知部により検知される前記移動量に基づいて更新し、前記獲得部が獲得した存在確率分布から、該更新後の各パーティクルによって表されている範囲内の存在確率分布を切り出し、各パーティクルに対し、該切り出された存在確率分布に基づき、各パーティクルの位置における前記対象物の存在確率に応じた重みを付与し、該重みに応じた密度で各パーティクルを該仮想領域上で再配置することによって、前記対象物が位置している範囲の推定を行うことを特徴とする請求項1に記載の測位システム。
- 前記特定部は、各パーティクルに付与された前記重みの前記仮想領域上での重心位置に対応している前記測位環境の位置を、前記対象物の測位環境内での位置として特定することを特徴とする請求項2に記載の測位システム。
- 前記対象物が存在する可能性の有無が前記測位環境の位置毎に表されている存在可能性情報が予め記憶されている存在可能性情報記憶部を更に備え、
前記推定部による各パーティクルに対する前記重みの付与では、各パーティクルに対し、前記存在可能性情報に基づき、各パーティクルの位置に対応している前記測位環境の位置での前記対象物の存在可能性の有無に応じた重みを更に付与する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の測位システム。 - 送信装置から送信された信号の受信強度についての前記測位環境内での実測データをモデル化して得られる、前記測位環境内の絶対位置毎の、該信号の受信強度の情報及び該受信強度についての分散値の情報が受信強度情報として予め記憶されている受信強度情報記憶部を更に備え、
前記獲得部は、前記測位環境内における各絶対位置に対する前記対象物の存在確率分布を、前記対象物が位置している地点での前記信号の受信強度と、前記送信装置についての前記測位環境内における絶対位置と、前記受信強度情報記憶部に記憶されている前記受信強度情報とを用いて獲得し、
前記推定部は、前記各パーティクルの再配置では、前記受信強度情報のうちの前記特定部によって特定された位置における前記受信強度についての分散値の情報を前記受信強度情報記憶部から取得して、該分散値に応じた広さの範囲に、各パーティクルを再配置する、
ことを特徴とする請求項2から4のうちのいずれか一項に記載の測位システム。 - 前記測位環境内での前記実測データの測定位置の情報である実測位置情報が予め記憶されている実測位置情報記憶部を更に備え、
前記推定部による各パーティクルに対する重みの付与では、前記実測位置情報で表されている前記実測データの測定位置に対応している位置のパーティクルに対しては、他の位置のパーティクルよりも重い重みを更に付与する、
ことを特徴とする請求項5に記載の測位システム。 - 前記特定部による前記位置の特定結果を表示する表示部と、
前記表示部の姿勢を検出する姿勢検出部と、
前記表示部の姿勢が特定の姿勢となったことを前記姿勢検出部が検出した場合に、前記表示部を動作させ、前記表示部の姿勢が該特定の姿勢以外の姿勢となったことを前記姿勢検出部が検出した場合に、前記表示部の動作を停止させる表示制御部と、
を更に備えることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか一項に記載の測位システム。 - 前記表示部の姿勢が該特定の姿勢以外の姿勢となったことを前記姿勢検出部が検出した後は、前記推定部は、前記測位環境内において前記対象物が位置している範囲の推定を、予め用意しておいた前記対象物の移動量の固定値と、前記獲得部により獲得される存在確率分布とを用いて行うことを特徴とする請求項7に記載の測位システム。
- 測位環境内に位置している対象物の移動量を検知し、
前記測位環境内における各絶対位置に対する前記対象物の存在確率分布を獲得し、
前記測位環境内において前記対象物が位置している範囲の推定を、前記対象物についての前記検知された移動量と、前記獲得された存在確率分布とを用いて行い、
前記対象物が位置している範囲についての推定結果に基づいて、前記対象物が位置している測位環境内での位置を特定する、
ことを特徴とする測位方法。 - 測位環境内に位置している対象物の移動量を検知し、
前記測位環境内における各絶対位置に対する前記対象物の存在確率分布を獲得し、
前記測位環境内において前記対象物が位置している範囲の推定を、前記対象物についての前記検知された移動量と、前記獲得された存在確率分布とを用いて行い、
前記対象物が位置している範囲についての推定結果に基づいて、前記対象物が位置している測位環境内での位置を特定する、
処理を演算処理装置に実行させるプログラム。
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