JP2016014528A - 電子機器、位置推定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
このような携帯型の電子機器は加速度センサ、地磁気センサ、GPS等を備えており、各種センサやGPS等に基づいて取得した位置情報、地図データ及び設定されたルート情報に基づいて、マップマッチングを行い、現在位置を表示することができる。
例えば、特許文献1には、位置情報取得機能を備えた腕時計型コンピュータに関する技術が記載されている。
しかしながら、従来の携帯型の電子機器においては、現在位置を表示する場合、平地を前提として位置を推定しているため、平地以外の場所においては、位置の推定精度が低くなり、正確な現在位置を表示することが困難である。
電子機器において、
高度を取得する高度取得手段と、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定手段と、
を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の電子機器の一実施形態としてのリスト端末1の構成を示す図であり、図1(a)は外観構成図、図1(b)は、ハードウェア構成を示すブロック図である。
リスト端末1は、腕時計型に構成され、スマートフォンに類する機能を備えた電子機器である。
図1に示すように、リスト端末1は、制御部11と、センサユニット12と、入力部13と、LCD(Liquid Crystal Display)14と、時計回路15と、ROM(Read Only Memory)16と、RAM(Read Access Memory)17と、GPS(Global Positioning System)アンテナ18と、GPSモジュール19と、無線通信用アンテナ20と、無線通信モジュール21と、ドライブ22とを備えている。
センサユニット12は、3軸加速度センサ、磁気センサ、気圧センサあるいは高度センサ等の各種センサを備えている。
LCD14は、制御部11の指示に従って画像を出力する。例えば、LCD14は、各種画像やユーザインターフェースの画面を表示する。本実施形態においては、LCD14に入力部13の位置入力センサが重畳して配置され、タッチパネルが構成されている。
時計回路15は、システムクロックあるいは発振器により生成される信号から時刻信号を生成し、現在時刻を出力する。
RAM17は、制御部11が各種処理を実行する際のワークエリアを提供する。
GPSアンテナ18は、GPSにおける衛星から発信される電波を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号(以下、「GPS信号」と称する。)をGPSモジュール19に出力する。
GPSモジュール19は、GPSアンテナ18から入力されたGPS信号に基づいて、リスト端末1の位置(緯度、経度、高度)及びGPSによって示される現在時刻を検出する。また、GPSモジュール19は、検出した位置及び現在時刻を示す情報を制御部11に出力する。
無線通信モジュール21は、制御部11の指示に従って、無線通信用アンテナ20を介して他の装置に信号を送信する。また、無線通信モジュール21は、他の装置から送信された信号を受信し、受信した信号が示す情報を制御部11に出力する。
ドライブ22には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア31が適宜装着される。リムーバブルメディア31は、画像のデータ等の各種データを記憶することができる。
次に、リスト端末1の機能的構成について説明する。
図2は、リスト端末1の機能的構成のうち、位置推定処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
位置推定処理とは、平地における位置の推定結果と、高度に基づく位置の推定結果とをそれぞれ取得し、地図情報から算出される傾斜に応じた混合率でこれらの推定結果を混合することにより、傾斜地における位置を推定する一連の処理である。
具体的には、平地用位置推定部51は、所定の時間(例えば30秒)が経過する毎に、GPSモジュール19から取得した緯度・経度の情報に基づいて、リスト端末1の位置を位置推定の基準位置として推定する。また、平地用位置推定部51は、所定の時間(例えば1秒)が経過する毎に、センサユニット12によって取得した加速度あるいは方位等を示すセンサ値に基づいて、リスト端末1の移動距離を算出する。平地用位置推定部51は、推定したリスト端末1の基準位置に移動距離を加算することにより、リスト端末1の現在の位置Pdを推定する。
具体的には、傾斜地用位置推定部53は、地図情報記憶部71からルートにおける各地点の地図情報を読み出す。傾斜地用位置推定部53は、読み出したルートにおける各地点の高度と、高度取得部52が算出した高度とを比較して、算出した高度が地図情報における高度と一致するルート上の地点をリスト端末1の位置Paとして推定する。
具体的には、現在位置推定部55は、傾斜度算出部54が算出した傾斜度に基づいて、混合率αを決定する。現在位置推定部55は、決定した混合率αに基づいて、平地用位置推定部51が推定した位置Pdと傾斜地用位置推定部53が推定した位置Paとを按分して、現在位置Pfを特定する。
図3は、現在位置推定部55が特定する現在位置Pfの算出方法の概念を示す模式図である。図3に示すルートは、等高線L1〜L6で示される勾配を有する地形となっており、ルートR上において、現在位置Pftから次の現在位置Pft+1に移動した際の現在位置の算出方法を示している。
現在位置推定部55は、平地用位置推定部51が推定した位置Pdと傾斜地用位置推定部53が推定した位置Paとの値を、式(1)に従って、混合率αに基づいて按分することにより、現在位置Pft+1を特定する。
Pft+1=α×Pd+(1−α)×Pa (1)
図4は、混合率αの算出方法を示す概念図である。
図4において、縦軸は混合率αの値を示し、横軸は現在位置Pftでの傾斜度を示している。
図4に示すように、混合率αは、現在位置Pftにおける傾斜度が大きいほど、平地用位置推定部51が推定した位置Pdの信頼性が低くなる特性に設定されている。具体的には、現在位置Pftにおける傾斜度が大きい場合、傾斜地用位置推定部53によって推定された位置Paの信頼性が高く、混合率αは小さい値となる。一方、現在位置Pftにおける傾斜度が小さい場合、平地用位置推定部51によって推定された位置Pdの信頼性が高く、混合率αは大きい値となる。なお、図4に示す特性は一例であり、線形な特性の他、2次あるいは三角関数で表される非線形な特性とすることもできる。また、図4に示す特性をテーブル形式のデータとして保持しておき、傾斜度に応じた混合率αのデータを読み出すことにより、混合率αを決定することとしてもよい。
次に、動作を説明する。
図5は、リスト端末1が実行する位置推定処理の流れを説明するフローチャートである。
位置推定処理は、リスト端末1の入力部13において、ユーザの開始操作を受け付けることにより開始され、ユーザの終了操作を受け付けるまで繰り返し実行される。
ステップS7において、表示制御部56は、現在位置推定部55が決定した現在位置Pfを、地図上に重畳してLCD14に表示させる。
ステップS7の後、位置推定処理が繰り返される。
そのため、平地以外の場所においても、より高い精度で位置を推定することが可能となる。
高度取得部52は、高度を取得する。
平地用位置推定部51は、自律航法による測位に基づいて、リスト端末1の位置Pdを推定する。
傾斜地用位置推定部53は、高度取得部52が取得した高度及び地図情報における高度情報に基づいて、リスト端末1の位置Paを推定する。
現在位置推定部55は、所定の距離間または所定の時間間隔で高度取得部52が取得した高度の変化に基づいて、位置Pdと位置Paとを按分してリスト端末1の現在位置を推定する。
これにより、高度の変化を考慮して位置を推定することができるため、平地以外の場所においても、より高い精度で位置を推定することが可能となる。
傾斜度算出部54は、所定の距離間または所定の時間間隔で高度取得部52が取得した高度に基づいて、高度情報を含む地図情報から傾斜度を算出する。
現在位置推定部55は、傾斜度算出部54が算出した傾斜度に基づいて、位置Pdと位置Paとを按分して位置を推定する。
これにより、傾斜度から判断される位置Pdと位置Paと信頼性に基づいて現在位置を決定することができ、平地以外の場所においても、ルート上の現在位置を高い精度で推定することができる。
これにより、ルートにおける傾斜の大きさに応じて、より適切な位置を現在位置として推定することが可能となる。
これにより、傾斜が小さい領域においては不要な処理を省略することができる。
例えば、本発明は、位置推定機能を有する電子機器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、タブレット型端末、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、スマートフォン、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
換言すると、図2の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能がリスト端末1に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図2の例に限定されない。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
[付記1]
電子機器において、
高度を取得する高度取得手段と、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
[付記2]
前記高度取得手段が取得した高度に基づいて、高度情報を含む地図情報から傾斜度を算出する傾斜度算出手段をさらに備え、
前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする付記1に記載の電子機器。
[付記3]
前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度が大きいほど、前記第2位置の重みが大きくなるように、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする付記2に記載の電子機器。
[付記4]
前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度が設定された閾値以上である場合に、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする付記2または3に記載の電子機器。
[付記5]
電子機器で実行される位置推定方法であって、
高度を取得する高度取得ステップと、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定ステップと、
前記高度取得ステップが取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定ステップと、
前記高度取得ステップが取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定ステップと、
を含む位置推定方法。
[付記6]
電子機器を制御するコンピュータに、
高度を取得する高度取得機能と、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定機能と、
前記高度取得機能が取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定機能と、
前記高度取得機能が取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
Claims (6)
- 電子機器において、
高度を取得する高度取得手段と、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定手段と、
前記高度取得手段が取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 前記高度取得手段が取得した高度に基づいて、高度情報を含む地図情報から傾斜度を算出する傾斜度算出手段をさらに備え、
前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度が大きいほど、前記第2位置の重みが大きくなるように、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
- 前記推定位置決定手段は、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度が設定された閾値以上である場合に、前記傾斜度算出手段が算出した傾斜度に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して位置を推定することを特徴とする請求項2または3に記載の電子機器。
- 電子機器で実行される位置推定方法であって、
高度を取得する高度取得ステップと、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定ステップと、
前記高度取得ステップが取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定ステップと、
前記高度取得ステップが取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定ステップと、
を含む位置推定方法。 - 電子機器を制御するコンピュータに、
高度を取得する高度取得機能と、
自律航法による測位に基づいて、当該電子機器の第1位置を推定する第1位置推定機能と、
前記高度取得機能が取得した高度及び高度情報を含む地図情報に基づいて、当該電子機器の第2位置を推定する第2位置推定機能と、
前記高度取得機能が取得した高度の変化に基づいて、前記第1位置と前記第2位置とを按分して当該電子機器の位置を推定する推定位置決定機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
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