JP2017067735A - 測位システム - Google Patents

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和宏 戸田
Kazuhiro Toda
和宏 戸田
菜摘 川本
Natsumi Kawamoto
菜摘 川本
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Abstract

【課題】歩行者の絶対位置を精度良く求める技術を提供する。【解決手段】測定装置が、少なくとも移動体の加速度を検出し、加速度に基づいて移動体の動作を検出し、加速度に基づいて、移動体の相対位置を時系列に算出して移動経路を求め、移動体の動作に基づき移動体が特定の動作を行ったか否かを判定し、移動体が特定の動作を行ったと判定された場合に当該動作を示す動作情報を測位装置に送信し、測位装置が、測定装置から送信された動作情報を第一動作情報として取得し、所定の絶対位置における移動体の動作を検出するセンサから、当該移動体の動作を示す第二動作情報を取得し、第一動作情報と第二動作情報とを照合し、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を第一動作情報の示す動作を行った移動体の絶対位置として特定する。【選択図】図1

Description

本件は、測位システムを提供する技術に関する。
移動体の移動経路を確認する手法としては、種々のものが用いられているが、屋内を移動することも多い歩行者(移動体)の移動経路を確認する手法としては、近年、PDR(Pedestrian Dead Reckoning)が知られている。PDRは、歩行者に装着したPDR用セン
サにより、歩行者の移動に伴う加速度や角速度を検出し、この検出結果に基づいて歩行者の移動経路を算出する。なお、PDR用センサは、例えば、加速度・地磁気・角速度といったセンサを含むため、歩行者が歩いていることや、立ち止まったこと、階段を昇降していること等、人の動作も検出できる。
特許文献1には、位置の補正のために歩行者の動作を認識することが記載されている。
特許第5750742号公報
PDRは、起点とする位置からの相対位置を求める方式であるため、絶対位置を求める場合、絶対位置と紐付けた電波ビーコンの発信機を設置し、発信器から受信した電波ビーコンに基づいて絶対位置を推定することが行われている。例えば、電波ビーコンの電波強度が強ければ、発信器が設けられた位置(絶対位置)の近傍であることが類推でき、電波強度が弱ければ、発信器が設けられた位置(絶対位置)から遠いことが類推できる。
しかしながら、電波ビーコンの電波強度は、周囲の影響によって変化するため、正確な絶対位置を特定しにくいという問題があった。
そこで、本発明は、移動体が移動した際の絶対位置を精度良く求める技術の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の測位システムは、
移動体に装着され移動体の動作を検出する測定装置と、前記測定装置から前記移動体の動作を示す動作情報を受信する測位装置とを有する測位システムであって、
前記測定装置が、
少なくとも前記移動体の加速度を検出し、前記加速度に基づいて前記移動体の動作を検出する動作検出部と、
前記加速度に基づいて、前記移動体の相対位置を時系列に算出して移動経路を求める移動経路算出部と、
前記移動体の動作に基づき前記移動体が特定の動作を行ったか否かを判定する動作判定部と、
前記移動体が特定の動作を行ったと判定された場合に当該動作を示す動作情報を前記測位装置に送信する動作情報送信部と、を備え、
前記測位装置が、
前記測定装置から送信された動作情報を第一動作情報として取得する第一動作情報取得
部と、
所定の絶対位置における前記移動体の動作を検出するセンサから、当該移動体の動作を示す第二動作情報を取得する第二動作情報取得部と、
前記第一動作情報と前記第二動作情報とを照合し、前記第一動作情報の示す動作と前記第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を前記第一動作情報の示す動作を行った前記移動体の絶対位置として特定する測位部と、を備える。
前記測位システムは、前記測定装置が、前記移動経路を前記測位装置に送信する経路情報送信部を備え、
前記測位部が、前記移動経路において、前記第一動作情報の示す動作を検出した位置を前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置として特定しても良い。
前記測位システムは、前記センサが複数の絶対位置に設けられ、各センサから受信した第二動作情報に基づいて、前記測位部が、前記移動経路において、複数の絶対位置を特定した場合に、各絶対位置の間の移動経路を前記絶対位置に基づいて補正しても良い。
前記測位システムは、前記測位部が、前記各センサの信頼度に基づいて前記移動経路の補正を行ってもよい。
上記課題を解決するため、本発明の測位方法は、
移動体に装着され移動体の動作を検出する測定装置と、前記測定装置から前記移動体の動作を示す動作情報を受信する測位装置とを有する測位システムが実行する測位方法であって、
前記測定装置が、
少なくとも前記移動体の加速度を検出し、前記加速度に基づいて前記移動体の動作を検出するステップと、
前記加速度に基づいて、前記移動体の相対位置を時系列に算出して移動経路を求めるステップと、
前記移動体の動作に基づき前記移動体が特定の動作を行ったか否かを判定するステップと、
前記移動体が特定の動作を行ったと判定された場合に当該動作を示す動作情報を前記測位装置に送信するステップとを実行し、
前記測位装置が、
前記測定装置から送信された動作情報を第一動作情報として取得するステップと、
所定の絶対位置における前記移動体の動作を検出するセンサから、当該移動体の動作を示す第二動作情報を取得するステップと、
前記第一動作情報と前記第二動作情報とを照合し、前記第一動作情報の示す動作と前記第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を前記第一動作情報の示す動作を行った前記移動体の絶対位置として特定するステップと、を実行する。
また、本発明は、上記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良い。更に、前記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていても良い。
ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体の内コンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W
、DVD、DAT、8mmテープ、メモリカード等がある。
また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやROM(リードオンリーメモリ)等がある。
本発明は、移動体が移動した際の絶対位置を精度良く求める技術を提供できる。
図1は、測位システムの概略図である。 図2は、センサユニットによって検出した歩行者の動作が、特定の動作に該当するか否かを判定するための動作条件の一例を示す図である。 図3は、第二動作情報が示す動作と対応する第一動作情報が示す動作を記憶した対応テーブルの一例を示す図である。 図4Aは、歩行者の測位を行う対象の施設を示す平面図である。 図4Bは、歩行者の測位を行う対象の施設を示す縦断面図である。 図5Aは、無線信号として送信するアドバタイジングパケットの構成を示す図である。 図5Bは、測定装置又は施設側センサから無線信号を送信するフローを示す図である。 図6は、測定装置が測定プログラムに従って実行する測定方法の説明図である。 図7は、測位装置が、測位プログラムに従って実行する測位方法の説明図である。 図8は、動作検出地点の絶対位置を基準に移動経路を補正する例を示す図である。 図9は、測定装置のセンサユニットによる検出データを示す図である。 図10は、加速度データの一例を示す図である。 図11は、エリアテーブルの一例を示す図である。 図12は、実施形態2に係る測位方法の説明図である。 図13は、信頼度テーブルの一例を示す図である。 図14は、施設側センサの信頼度に基づいて動作検出地点の絶対位置を基準に移動経路を補正する例を示す図である。 図15は、実施形態4に係る測位システムの概略図である。 図16は、測定システムがプログラムに従って実行する測位方法の説明図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
〈実施形態1〉
《システム構成》
図1は、本発明に係る測位システムの概略図である。本例の測位システムは、移動体に装備され移動体の動作を示す第一動作情報を検出する測定装置10と、測定装置10から移動体の動作を示す第一動作情報を受信する測位装置20とを有する。本例の測位システムは、移動体、例えば人が、歩く、階段を上る等の動作によって施設内を移動し、移動した際の位置の測定を行う。本実施形態では、移動体が人であり、主な移動手段が歩行であるため、以下、移動体を歩行者とも称すが、歩行による移動に限定するものではなく、歩行者(移動体)がエレベータやエスカレータに乗り、歩行せずに移動した場合も歩行者(
移動体)の移動とする。本例において、移動とは、歩行者の動作のうち、位置の変更を伴う動作の総称である。また、座る、屈む、寝る、向きを変える等、体勢を変える動作を移動に含めても良い。なお、移動体は、歩行者に限定されるものではなく、人以外の動物や、台車、カート、フォークリフト、運搬車、自転車、遊具など、移動を行うものであればよい。
測定装置10は、プロセッサ11や、メインメモリ(主記憶装置)12、不揮発性メモリ(補助記憶装置)13、センサユニット14、通信モジュール15、計時部16を有する。
センサユニット14は、加速度センサ141を具備し、少なくとも歩行者の加速度を歩行者の動作を示す第一動作情報として検出する動作検出部の一形態である。また、センサユニット14は、角速度センサ142、地磁気センサ143、気圧センサ144を具備する。角速度センサ142は、直交する3軸の角速度を検出する。即ち、角速度センサ142は、歩行者の回転動作を検出する。地磁気センサ143は、地磁気を検出することにより、方位を検出する。気圧センサ144は、気圧を検出することにより、歩行者の存在する高さを求める。センサユニット14は、これに限らず、温度センサや音響センサ(マイク)、照度センサなど他のセンサを具備する構成や、角速度センサ142、地磁気センサ143、気圧センサ144の何れかを省略する構成であっても良い。
不揮発性メモリ(補助記憶装置)13は、測定プログラムや移動経路等の情報を記憶する。通信モジュール15は、無線ネットワークを介して測位装置20等の他の装置との通信を行う。
計時部16は、タイマICや水晶振動子、クロックモジュール等により時間を計測する手段である。また、計時部16は、設定した日時から経過した時間をカウントすることによって、日時や時刻を求める。
プロセッサ11は、不揮発性メモリ13に記憶された測定プログラムを読み出してメモリ102に展開し、実行する。これにより、プロセッサ11は、移動経路算出部111、動作判定部112、動作情報送信部113、経路情報送信部114としても機能する。本実施形態では、プロセッサ11が測定プログラム(ソフトウェア)に従って移動経路算出部111、動作判定部112、動作情報送信部113、経路情報送信部114の機能を実現したが、移動経路算出部111、動作判定部112、動作情報送信部113、経路情報送信部114の一部又は全てを論理回路等のハードウェアで構成したものであっても良い。
移動経路算出部111は、センサユニット14によって検出した歩行者の加速度に基づいて、歩行者の相対位置を時系列に算出して移動経路を求める。
動作判定部112は、センサユニット14によって検出した歩行者の動作を示す第一動作情報に基づき前記歩行者が特定の動作を行ったか否かを判定する。
動作情報送信部113は、特定の動作を検出した場合に当該動作を示す第一動作情報を通信モジュール15を介して測位装置20へ送信する。本実施形態において、通信は、情報を相互に送受信する構成に限らず、一方的に情報を送信するものでもよい。本実施形態において、動作情報送信部113は、送信相手とのコネクションを確立することなく、一方的に第一動作情報を送信する。例えば、IEEE802.15.1に従い2.4GHz帯を用いたアドバタイズパケット、即ちBluetooth(登録商標)のアドバタイジングパケットに第一動作情報を挿入して送信する。
移動経路送信部114は、移動経路算出部111で算出した移動経路を通信モジュール15を介して測位装置20へ送信する。
なお、測定装置10は、歩行者の動作や移動経路を検出する専用の装置、所謂PDR(Pedestrian Dead Reckoning)センサモジュールであっても良いし、携帯電話やスマートフ
ォン、腕時計(スマートウォッチ)、眼鏡型端末(スマートグラス)等の情報処理装置であってもよい。
図2は、センサユニット14によって検出した歩行者の動作が、特定の動作に該当するか否かを判定するための動作条件の一例を示す図である。図2の例では、動作条件と、特定の動作とを対応つけて記憶している。特定の動作とは、施設側センサで取得した歩行者の動作と照合するために予め定めた動作であり、例えば、座った、エレベータで移動した、自動ドアを通過した等である。動作条件は、センサユニット14による検出結果がどのような場合に、どの特定の動作に該当するかを定めた条件であり、詳細については、後述する。
測位装置20(図1)は、CPU21、メモリ22、通信制御部23、記憶装置24、入出力インタフェース25を有する所謂コンピュータである。
メモリ22は、主記憶装置ということもできる。メモリ22は、例えば、CPU21が実行するプログラムや、通信制御部23を介して受信したデータ、記憶装置24から読み出したデータ、その他のデータ等を記憶する。
通信制御部23は、ネットワークを介して他の装置と接続し、当該装置との通信を制御する。入出力インタフェース25は、表示装置やプリンタ等の出力手段や、キーボードやポインティングデバイス等の入力手段、ドライブ装置等の入出力手段が適宜接続される。ドライブ装置は、着脱可能な記憶媒体の読み書き装置であり、例えば、フラッシュメモリカードの入出力装置、USBメモリを接続するUSBのアダプタ等である。また、着脱可能な記憶媒体は、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)等のディスク媒体であってもよい。ドライブ装置は、着脱可能な記憶媒体からプログラムを読み出し、記憶装置24に格納する。
記憶装置24は、補助記憶装置ということもできる。記憶装置24としては、SSD(Solid State Drive)やHDD等であってもよい。記憶装置24は、ドライブ装置との間
で、データを授受する。例えば、記憶装置24は、ドライブ装置からインストールされる情報処理プログラム等を記憶する。また、記憶装置24は、プログラムを読み出し、メモリ22に引き渡す。
CPU21は、メモリ22に記憶された測位プログラムを読み出してメモリ22に展開し、実行する。これにより、CPU21は、第一動作情報取得部211、第二動作情報取得部212、測位部213、としても機能する。
第一動作情報取得部211は、測定装置10から送信された第一動作情報を取得する。
第二動作情報取得部212は、所定の絶対位置において歩行者の動作を検出するセンサ(後述の施設側センサ)30から、当該歩行者の動作を示す第二動作情報を取得する。
測位部213は、第一動作情報と第二動作情報とを照合して、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、第二動作情報の示す動作を検出した絶対
位置を第一動作情報の示す動作を行った歩行者の絶対位置として特定する。
図3は、第二動作情報が示す動作と対応する第一動作情報が示す動作を記憶した対応テーブルの一例を示す図である。図3の対応テーブルは、施設側センサの識別情報と、位置情報と、測定装置10により検出した歩行者の動作とを対応付けて記憶している。ここで施設側センサの識別情報は、後述の椅子や自動ドア等の設備に設けられたセンサを一意に識別する情報であり、各センサで歩行者の動作を検出した場合に第二動作情報として取得される。例えば、椅子に設けられたセンサは、歩行者が椅子に座ったこと(座る動作)を検出するものであり、この椅子に設けられたセンサの識別情報が第二動作情報として取得された場合には、歩行者がこの椅子に座ったこと、即ち椅子に座る動作を行ったことが示される。また、自動ドアに設けられたセンサは、歩行者が自動ドアを通ったこと(自動ドアを通る動作)を検出するものであり、この自動ドアに設けられたセンサの識別情報が第二動作情報として取得された場合には、歩行者がこの自動ドアを通ったこと、即ち自動ドアを通る動作を行ったことが示される。
図3の対応テーブルにおいて、位置情報は、同じ行に対応付けられた施設側センサの識別情報が示す動作が行われた位置の情報である。例えば、椅子に設けられたセンサの識別情報と対応付けられた位置情報であれば、椅子の位置を示す情報である。なお、位置を示す情報とは、歩行者が移動する空間に定められた座標系における座標であり、例えば、緯度・経度・高度の組み合わせで表される地理座標である。なお、歩行者が移動する空間に高低差が無いか、無視できる程度に少ない場合や、高さ(高度)の情報が必要ない場合には、位置の情報を2次元直交座標系における座標、例えば、緯度・経度の組み合わせで表される地理座標としても良い。
また、図3の対応テーブルにおいて、測定装置10により検出した歩行者の動作は、座る、自動ドアを通る、エスカレータで移動するといった特定の動作を示す情報である。図2、図3において、動作は、例えば「階段を上った」のように、人の理解できる言語(文や句)で記述されている。しかし、動作の記述は、図2,図3のような文や句に限定されるものではない。例えば、コンピュータによる処理にて動作を特定するユニークな符号或は記号であっても良い。また、動作条件は、加速度や角速度等の第一動作条件の値や閾値等をコンピュータが処理可能な条件式や関数で記述されたものであってもよい。
図4A,図4Bは、歩行者の測位を行う対象の施設を示す平面図と縦断面図である。図4A,図4Bの施設は、設備41〜49と、当該施設を利用する歩行者を検出する施設側センサ30と、無線アクセスポイント51〜53を備えている。図4A,図4Bでは、施設が建物である例を示すが、これに限らず、施設は、歩行者(移動体)が移動可能で、移動時に利用する設備と、この設備を利用する歩行者を検出する施設側センサを備えた場所であれば良い。例えば、公園や、屋外のショッピングモール、山林、列車、航空機、船舶等であってもよい。具体的には、登山道にベンチやトイレ等の設備を備え、この設備を利用する歩行者を検出する施設側センサを備えた山を施設としても良い。
次に、図4A,図4Bの施設に設けられた設備について説明する。図4A,図4Bの施設には、設備として自動ドア41、エスカレータ42、階段43、椅子45、エレベータ46、トイレ48、自動販売機49が備えられている。
自動ドア41は、施設の出入り口に設けられ、歩行者を検知して当該自動ドア41を開くためのセンサ411,412が当該自動ドア41の外側と内側に設けられている。センサ411,412は、例えば、自動ドア41近傍に赤外線や超音波等による信号を送信して、この信号の状態を検出する構成とし、歩行者が自動ドア41の前に立つことによって当該信号が反射又は散乱して変化した場合に、この変化を検出することにより歩行者の存
在を検出する人感センサである。
エスカレータ42は、施設の中央付近に上下階にわたって設けられ、上りエスカレータ42Aの出入り口に歩行者の通過を検知するセンサ421,422が設けられ、下りエスカレータ42Bの出入り口に歩行者の通過を検知するセンサ423,424が設けられている。
階段43(図4Aの右上部)は、上下階にわたって設けられ、各階から階段43に出入りするための出入り口に歩行者の通過を検知するセンサ431が設けられている。エレベータ46(図4Aの左端部)は、上下に移動可能であり、例えばエレベータ46の乗り場側(カゴの外側)の呼びボタンが押されると、当該呼びボタンが押された階に移動し、ドアを開けて歩行者を載せ、カゴ内の行先ボタンによって指定された階へ移動し、ドアを開けて歩行者を降ろす。エレベータ46には、当該エレベータ46の停止階を検出するセンサー461が設けられている。センサー461は、停止階だけでなく、停止階に到着したこと(タイミング)や、停止階から次の行先へ移動を開始したこと(タイミング)を検出してもよい。
椅子45は、施設内の人(歩行者)が休憩等のために座る腰かけであり、人(歩行者)が座ったことを検出するセンサ451を具備している。センサ451は、例えば、人(歩行者)が座ったことによる圧力を検出する圧力センサである。また、センサ451は、椅子45の座面近傍に赤外線や超音波等による信号を送信して、この信号の状態を検出する構成とし、人(歩行者)が椅子45に座ったことにより、当該信号が反射又は散乱して変化した場合に、この変化を検出して、人(歩行者)が座ったことを検出する人感センサであっても良い。椅子45は、複数人が座れる場合、複数の位置にセンサ451を備え、それぞれの位置で人(歩行者)が座ったことを検出するようにしても良い。即ち、どの位置に設けられたセンサ451で、人(歩行者)が座ったことを検出したかによって、人(歩行者)の座った位置が特定されるようにしても良い。
椅子45の近傍には、自動販売機49が設けられ、自動販売機49の前面上部であって、概ね歩行者の目線の高さには歩行者が商品を選択するボタン(スイッチ)が設けられ、その下方には商品の取り出し口が設けられている。本実施形態では、このボタン(スイッチ)が、歩行者による商品選択を検出するセンサ491として用いられる。
トイレ48(図4Aの左上部)は、複数の便器が設けられ、各便器にはセンサ481が設けられている。センサ481は、例えば、人(歩行者)が便器に座った際の圧力を検出する圧力センサである。また、センサ481は、便器の座面近傍に赤外線や超音波等による信号を送信し、人(歩行者)が便器に座ったことにより、当該信号が反射又は散乱して変化したことを検出し、人(歩行者)が座ったことを検出する人感センサであっても良い。
これらのセンサ411〜412,421〜424,431,451,461,481,491は、所定の絶対位置における歩行者の動作を検出する施設側センサ30の一形態であり、検出した歩行者の動作を示す情報や検出時刻を第二動作情報として測位装置20へ送信する。なお、各施設側センサ30の通信手段は、例えばLANや無線アクセスポイント51〜53を介する無線回線、専用の通信線等である。
無線アクセスポイント51〜53は、無線により測定装置10から第一動作情報を受け、ネットワークを介して測位装置20へ送信する。また、無線により施設側センサ30から第二動作情報を受け、ネットワークを介して測位装置20へ送信しても良い。本例では、無線アクセスポイント51〜53が、測定装置10や施設側センサ30から一方向に情
報を受信する構成としたが、測定装置10や施設側センサ30と無線アクセスポイント51〜53とが相互に通信を行う構成であっても良い。本実施形態において、無線アクセスポイント51〜53は、IEEE802.15.1に従い2.4GHz帯を用いたアドバタイズパケットを受信する。
図5Aは、無線信号として送信するアドバタイジングパケットの構成を示す図である。アドバタイジングパケットは、図5Aに示すように、プリアンブル81、アクセスアドレス82、PDU83、検査符号84を有している。プリアンブル81は、アドバタイジングパケットを受信した際に読み込むタイミングを調整するための信号である。アクセスアドレス82は、通信時にその接続を区別する識別子であるが、アドバタイジングパケットについては、アドバタイジングパケットであることを示す特定の値(0x8E89BED6)である。PDU83は、送信するデータであり、本実施形態では第一動作情報を含むデータである。検査符号84は、データが誤って受信された場合に、これを検出するための符号である。
図5Bは、測定装置10又は施設側センサ30から無線信号を送信するフローを示す図である。測定装置10又は施設側センサ30は、図5Bの処理を定期的に実行し、先ず送信タイミングか否かを判定する(ステップS1)。例えば、測定装置10であれば特定の動作を検出した場合や所定の送信周期や送信時刻に達した場合であり、施設側センサ30であれば歩行者の動作を検出した場合や所定の送信周期や送信時刻に達した場合である。この送信タイミングでなければ(ステップS1,No)、図5Bの処理を終了し、送信タイミングであれば(ステップS1,Yes)、ステップS2へ移行する。
ステップS2において測定装置10又は施設側センサ30は、前回アドバタイジングパケットを送信してからの経過時間を求め、所定の送信間隔に達しているかを判定する。この経過時間が送信間隔に達していなければ(ステップS2,No)、図5Bの処理を終了し、この経過時間が送信間隔に達していれば(ステップS2,Yes)、ステップS3へ移行する。なお、送信間隔は、例えば、20ミリ秒から1時間等の任意の値を設定する。
ステップS3において測定装置10又は施設側センサ30は、現在時刻を取得し、この時刻に基づいて暗号鍵を生成する。例えば、この時刻を所定の関数に従って演算処理して暗号鍵を算出する。次に測定装置10又は施設側センサ30は、この暗号鍵を用いて第一動作情報又は第二動作情報を暗号化する(ステップS4)。
そして、無線タグ1は、この暗号化した動作情報を所定形式の送信情報、本実施形態1ではIEEE802.15.1に従うアドバタイジングパケットを生成し(ステップS5)、送信する(ステップS6)。なお、ステップS6で、アドバタイジングパケットを送信する際、アドバタイジングパケットを所定間隔で複数回送信しても良い。なお、送信回数は、例えば、2〜10回である。また、送信間隔は、例えば、20ミリ秒から10.24秒までの、0.625ミリ秒の整数倍の値である。また、この送信間隔に0ミリ秒から10ミリ秒のランダムな値を加えて、近接する他の無線タグ1と同じ周期で送信し続けることを防止しても良い。
《測位方法》
測定装置10は、歩行者に携帯されて歩行者と共に移動し、この移動を検出することによって、歩行者の移動経路と動作(第一動作情報)を求める。例えば、測定装置10は、ベルトにより歩行者の腰部又は腹部に固定される。また、測定装置10は、ネームプレートのようにホルダを具備し、このホルダにより胸ポケット等に固定されてもよいし、ネックストラップを具備し、このネックストラップにより首から下げてもよい。更に、測定装置10は、リストバンドやアンクルバンドを備え、歩行者の腕や足に装着しても良い。こ
の場合、歩行者の胸や腰等、測定装置10の装着位置と装着する向きを予め定めてもよいし、任意の位置に装着してもよい。例えば、歩行者が座った動作を精度良く検出するためには、測定装置10を歩行者の腰部、腹部を含む上半身に装着するのが望ましい。また、歩行者が立ち止った動作を精度良く検出するためには、測定装置10を足へ装着しても良い。また、測定装置10は、歩行者のポケットや鞄等に入れて携帯されても良い。このように測定装置10は、歩行者(移動体)と共に移動し、歩行者の第一動作情報を検出可能であれば、どのように備えられてもよい。
図6は、測定装置10が測定プログラムに従って実行する測定方法の説明図である。ユーザ(歩行者)の操作により測定装置10の電源が投入された場合や、所定のタイミングに達した場合、歩行者が移動を開始した場合等に、図6の測定処理が開始され、先ずセンサユニット14からセンサデータ(第一動作情報)を取得する(ステップS10)。
測定装置10は、取得したセンサデータに基づいて歩行者の動作を検出する(ステップS20)。即ち、測定装置10は、センサユニット14によって検出した加速度等のデータに基づいて、歩行者の姿勢や、移動方向、移動速度、移動量等を動作として検出する。また、本実施形態の測定装置10は、歩行による移動、階段の昇降、エスカレータによる移動など、動作の態様についても検出する。なお、検出手法の詳細については後述する。なお、センサデータに基づいて歩行者の動作を検出した場合には、センサデータに代えて当該動作を第一動作情報としても良い。即ち第一動作情報は、センサデータであっても良いし、センサデータに基づいて検出した動作を示す情報であってもよい。また、第一動作情報とするセンサデータは、センサユニット14で検出したデータそのものでもよいし、ノイズの除去や、不要データの削除、データの補完、圧縮、伸長、正規化、符号化、周波数解析等の処理を行ったデータであってもよい。
次に、測定装置10は、前回図6の処理を実行してステップS30で求めた位置(前回位置)から、今回ステップS20で求めた歩行者の移動方向及び移動量に基づいて歩行者の位置を算出し、前回位置までの移動経路に今回求めた歩行者の位置までの経路を加えて最新の移動経路として求め、記憶装置に記憶する(ステップS30)。
また、測定装置10は、検出した動作が、特定の動作か否かを判定し(ステップS40)、特定の動作に該当しない場合には(ステップS40,No)、図6の処理を終了し、特定の動作に該当する場合には(ステップS40,Yes)、この特定の動作を示す情報と、動作を行った時刻の情報(動作時刻)とを第一動作情報として生成し、移動経路を示す情報(以下、経路情報とも称す)と共に測位装置20へ送信する(ステップS50)。なお、本例では、測定装置10が、動作時刻を第一動作情報に含めて送信したが、第一動作情報として(動作時刻)は必須ではなく、省略しても良い。例えば、測定装置10からの操作時刻の送信を省略して、測位装置20が第一動作情報を受信した時刻を動作時刻とみなしても良い。また、第一動作情報を中継する無線アクセスポイント51〜53等が付加するタイムスタンプを動作時刻とみなしても良い。また、図6の例では、特定の動作を検出した場合に第一動作情報と移動経路とを測位装置20へ送信したが、これに限らず、例えば特定の動作を検出してから所定期間経過後までの移動経路と第一動作情報とを測位装置20へ送信してもよい。
一方、図7は、測位装置20が、測位プログラムに従って実行する測位方法の説明図である。測位装置20は、図7の処理を所定の周期で繰り返し実行し、先ず施設側センサ30が検出した歩行者の動作を示す情報、即ち第二動作情報を取得する(ステップS100)。
また、測位装置20は、測定装置10から第一動作情報及び経路情報を取得する(ステ
ップS110)。なお、第一動作情報及び経路情報は、測定装置10から非同期に送信されてくるので、例えば測位装置20は、受信した第一動作情報をメモリ等に蓄積しておき、図7を実行した際にステップS11では、当該第一動作情報を当該メモリ等から取得しても良い。
次に、測位装置20は、取得した第二動作情報と第一動作情報を照合し、対応テーブルに基づいて、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する第一動作情報と第二動作情報の組み合わせを抽出する(ステップS120)。
そして、測位装置20は、抽出した第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を抽出した第一動作情報の示す動作を行った移動体の絶対位置として特定し、当該移動体の移動経路に反映させる(ステップS130)。例えば、第一動作情報の示す動作を行った地点(以下、動作検出地点とも称す)の絶対位置を基準に、ステップS110で受信した経路情報に連なる移動経路の絶対位置を定める。また、前回図7の処理を実行した際に、ステップS130で求めた動作検出地点が記憶されている場合には、前回の操作検出地点から今回の動作検出地点までの移動経路を今回の動作検出地点の絶対位置を基準に補正しても良い。
図8は、今回の動作検出地点の絶対位置を基準に移動経路を補正する例を示す図である。図8(A)において、実線89が、前回までの移動経路を示し、移動経路89の終端の点91が前回の動作検出地点91を示している。また、点線88が、今回の移動経路を示し、この移動経路88の終端の点82が今回、測定装置10が検出した動作検出地点82を示し、この動作検出地点82の近傍の点92が今回の動作検出地点を示している。なお、図8に示すX軸、Y軸は、歩行者が移動する空間における直交座標系であり、例えば図4A,図4Bに示す施設において各設備の位置を示す地理座標系である。
測定装置10による移動経路88の算出は、歩行者の移動方向や移動量に基づく相対的な位置を求めているため、算出を繰り返すうちに、誤差が蓄積する傾向にある。図8(A)の例では、ステップS110で取得した経路情報が示す移動経路88を前回の動作検出地点91につなげて示した場合、測定装置10による動作検出地点82の位置は、実際の動作検出地点92と異なっている。このため、動作検出地点82が実際の動作検出地点92と一致するように移動経路88を補正する。例えば、移動経路88上に複数の点を定め、動作検出地点82を動作検出地点92へ補正する距離L及び方向(例えばX軸に対する角度θ)に基づき、動作検出地点82との距離が近い点は距離Lと近い量の補正を行い、動作検出地点82から離れるに従って少ない量の補正を行うことで、動作検出地点91から動作検出地点92へつづく移動経路87を生成する。
《動作の検出》
図9は、測定装置10のセンサユニット14による検出データを示す図である。図9に示すように、加速度センサ141による加速度データと、角速度センサ142による角速度データとが、所定の周期Tで測定され記憶される。なお、加速度センサ141は、それぞれが直交する3軸上の加速度を検出するが、測定装置10の姿勢、即ち加速度センサ141の姿勢が変化すれば、加速度を検出する軸の方向も変化するため、加速度センサにより重力方向(鉛直方向)を求めると共に地磁気センサにより方位を求め、この重力方向及び方位に基づき特定の3軸上の加速度に変換して記憶する。例えば、重力方向をy軸、南北方向をx軸、東西方向をz軸とし、加速度センサ141で検出した加速度を、y,x,z軸上の加速度に変換して記録する。また、角速度センサ142についても同様に、角速度センサ142で検出した角速度を、y,x,z軸回りの角速度に変換して記録する。
そして、測定装置10は、これらの加速度データと角速度データから歩行者の動作や移
動経路を求める。図10は、加速度データの一例を示す図であり、縦軸にy,x,z軸上の加速度の値をとり、横軸に時間をとって示している。
動作判定部112は、図10の例では、y軸の加速度の値が交互に正と負で閾値s1を超える大きさで同等に振れ、所定の周期c1(例えば0.3秒〜2秒の範囲)で繰り返していることから、歩行していると判定する。このとき、y軸と同じ周期で、x軸の加速度の値が正に振れ、z軸の加速度の値が負に振れており、例えば、x軸の正の方向が北、z軸の負の方向が西の場合、これらを合成した北西の方向に歩行(移動)していることがわかる。移動経路算出部111は、これらを合成した加速度と移動に要した時間とから移動距離及び方向を求め、基準とする点(起点)から、前記方向へ前記移動距離移動した点をつなぎ、移動経路として記憶する。同様に、移動経路算出部111は、加速度と移動に要した時間とから、順次、移動距離及び方向を求め、前回求めた移動経路の端点から、次に移動した点をつなぎ、移動経路として順次記憶する。
また、動作判定部112は、前記加速度データと角速度データから歩行者が特定の動作を行ったか否か、即ち動作条件に該当する動作を行ったか否かを判定する。図2は、特定の動作とその動作条件の一例を示す図である。動作判定部112は、例えば、図2に示す動作条件1〜動作条件11に該当するか否かを判定する。
条件1:動作判定部112は、y軸の加速度の値が、図10と同様の周期c1で、正に閾値s2を超える大きさで振れ、負に閾値s2より小さい閾値s3を超える大きさで振れ、各軸の加速度を合成して求めた移動方向が斜め上である場合に、階段を上ったと判定する。なお、本実施形態では、y軸の正の方向を上、y軸の負の方向を下として定義し、水平面(x−z面)に対して所定の傾斜角度θ1(例えば25度〜60度の範囲)で上方へ移動した場合に、移動方向が斜め上と判定する。
条件2:動作判定部112は、y軸の加速度の値が、図10と同様の周期c1で、正に閾値s4を超える大きさで振れ、負に閾値s4より大きい閾値s5を超える大きさで振れ、各軸の加速度を合成して求めた移動方向が水平面(x−z面)に対して所定の傾斜角度θ1(例えば25度〜60度の範囲)で下方へ向かっている場合に、階段を下りたと判定する。
条件3:動作判定部112は、閾値s1〜s5を超える周期的な加速度が無く、移動方向が水平面(x−z面)に対して所定の傾斜角度θ2(例えば25度〜40度の範囲)で上方へ向かっている場合に、エスカレータによる上昇と判定する。
条件4:動作判定部112は、閾値s1〜s5を超える周期的な加速度が無く、移動方向が水平面(x−z面)に対して所定の傾斜角度θ2(例えば25度〜40度の範囲)で下方へ向かっている場合に、エスカレータによる下降と判定する。
条件5:歩行による移動を検出した後、この移動を相殺する減速が行われて停止し、各軸の加速度が閾値s6未満となった場合に、立ち止まったと判定する。なお、停止とは、加速度が完全にゼロの状態や完全に移動しない状態のみに限定されるものではなく、人が立っている時に生じる僅かな揺れや移動、振り返る等の回転動作を許容するように所定範囲内(本例では、閾値s6未満)の加速度や移動が生じている状態を停止と判定してもよい。また、単に停止していることを条件としても良いが、歩行状態から停止し、座った状態(条件6)や寝た状態(条件8)へ移行せずに停止していることを条件として、立った状態で止まっていることを検出してもよい。
条件6:歩行による移動を検出した後、この移動を相殺する減速が行われて停止し、ほ
ぼ垂直に閾値s7(例えば0.3m)を超えて下降し、各軸の加速度が閾値s6未満となった場合に、座ったと判定する。
条件7:歩行による移動を検出した後、この移動を相殺する減速が行われて停止し、ほぼ垂直に閾値s8(例えば0.2m)を超えて下降し、所定時間t1(例えば5秒)以内に前記下降と同等の距離だけ上昇した場合に、自動販売機で商品を購入したと判定する。即ち、歩行者が自動販売機の前に立ち、商品の選択ボタンを押した後、屈んで商品を取り出し、元に戻る動作を検出する。
条件8:歩行者の姿勢が、ほぼ水平となった場合に、寝た(横になった)と判定する。ここで、ほぼ水平とは、例えば、直立の状態を90°、水平の状態を0°とした場合に、0°から30°の状態である。
条件9:歩行者の姿勢が、条件6の座った状態や、条件10の寝た状態から、垂直に閾値s9を超えて上昇した場合に、立ちあがったと判定する。
条件10:動作判定部112は、垂直に閾値s9(例えば2m)以上、上方へ移動した場合に、エレベータによる上昇と判定する。
条件11:動作判定部112は、垂直に閾値s9(例えば2m)以上、下方へ移動した場合に、エレベータによる下降と判定する。
《動作の照合》
上記のように、測定装置10は、歩行者が条件1〜11に該当する動作を行った場合に、随時、第一動作情報を測位装置20へ送信し、測位装置20は、施設側センサ30から取得した第二動作情報と測定装置10から受信した第一動作情報とを照合する。
例えば、歩行者が椅子45に座った場合、センサ451がONとなり、センサ451の識別情報と検出時刻とを第二動作情報として測位装置20へ送信し、測定装置10は、条件6に該当すると判定して、座ったことを示す動作情報と検出時刻とを第一動作情報として測位装置20へ送信する。
測位装置20は、ステップS100で取得した第二動作情報の識別情報が451であった場合、対応テーブルを参照して、対応する動作が、座った動作であることを特定し、ステップS110で取得した第一動作情報のうち、座った動作を示すものであって、検出時刻が第二動作情報と同じ第一動作情報を抽出する。これにより椅子45に座った歩行者が特定でき、当該椅子45の絶対位置を歩行者の位置とすることで、歩行者の絶対位置を正確に特定できる。
同様に、自動ドア41のセンサ411,412の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻に立ち止まった動作を示す第一動作情報を抽出することで、自動ドア41の前で立ち止まり、自動ドア41を通過した歩行者を特定できるので、当該自動ドア41の絶対位置を歩行者の位置と特定する。
また、エスカレータ42のセンサ421〜424の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻にエスカレータで上昇又は下降した動作を示す第一動作情報を抽出することで、エスカレータ42で移動した歩行者を特定できるので、当該エスカレータ42の絶対位置を歩行者の位置と特定する。なお、エスカレータ42の絶対位置とは、例えば、センサ421,423を設けた出口側の位置であってもよいし、センサ422,424を設けた入口側の位置であってもよい。また、同時刻とは、例えば、測定装置10が第
一動作情報と共に送信した移動経路上でセンサ421〜424が設けられた出入口を通過した時刻とセンサ421〜424による検出時刻とが同じ場合、或は、センサユニット14の検出値からエスカレータ42で移動していると判定した時刻の所定時間前又は所定時間後の出入り口を通過したと見なす時刻(検出時刻)と、センサ421〜424による検出時刻とが同じ場合である。
階段43のセンサ431の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻に階段で上昇又は下降した動作を示す第一動作情報を抽出することで、階段43を利用した歩行者を特定できるので、当該階段43の絶対位置を歩行者の位置と特定する。なお、階段43の絶対位置とは、例えば、階段43で移動した階のセンサ431を設けた出入り口の位置であってもよいし、階段43で移動する前のセンサ431を設けた入口側の位置であってもよい。また、同時刻とは、例えば、測定装置10が第一動作情報と共に送信した移動経路上でセンサ431が設けられた出入口を通過した時刻とセンサ431による検出時刻とが同じ場合、或は、センサユニット14の検出値から階段を昇降していると判定した時刻の所定時間前又は所定時間後の出入り口を通過したと見なす時刻(検出時刻)と、センサ431による検出時刻とが同じ場合である。
エレベータ46のセンサ461の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻にエレベータ46で上昇又は下降した動作を示す第一動作情報を抽出することで、エレベータ46で移動した歩行者を特定できるので、当該エレベータ46の絶対位置を歩行者の位置と特定する。なお、エレベータ46の絶対位置とは、例えば、エレベータ46を降りた階(行先側の階)の位置であってもよいし、エレベータ46に乗る階の位置であってもよい。
トイレ48のセンサ481の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻に座った動作を示す第一動作情報を抽出することで、トイレ48の便器に座り、トイレ48を利用した歩行者を特定できるので、当該トイレ48の絶対位置を歩行者の位置と特定する。
自動販売機49のセンサ491の識別情報を第二動作情報として取得した場合には、同時刻に自動販売機を利用した動作を示す第一動作情報を抽出することで、自動販売機49の前で立ち止まって商品を選択し、屈んで商品の取り出し口から商品を取り、元に戻る動作を行った歩行者を特定できるので、当該自動販売機49の絶対位置を歩行者の位置と特定する。
なお、椅子45やトイレ48は、いずれも歩行者の座る動作と対応つけられており、動作のみでは歩行者を特定できないことがあるが、同時刻に座る動作を行う歩行者は限られるため、この時刻と動作を照合することで、歩行者を特定することができる。また、他の設備についても同様の設備が複数存在する場合、動作のみでは、いずれの設備を利用した歩行者かが特定できないことがあるが、同時刻に動作を行う歩行者は限られるため、この時刻と動作を照合することで、歩行者を特定することができる。また、同時刻とは、厳密に一致することに限らず、所定時間以内の差であれば同時刻としてよい。
更に、第一動作情報及び第二動作情報の検出時刻は、各動作の開始時刻と終了時刻を示すものであっても良い。例えば、測定装置10が、階段を利用するために出入り口から入った時刻と出入り口から出た時刻とを検出して第一動作情報の検出時刻とし、施設側センサ431が階段を利用するために出入り口から入った時刻と出入り口から出た時刻とを検出して第二動作情報の検出時刻として、第一動作情報の検出時刻と第二動作情報の検出時刻とを照合してもよい。同様に、座った時刻(座る動作の開始時刻)と立ち上がった時刻(座る動作の終了時刻)を椅子45に座った動作やトイレを利用した動作の検出時刻とし
ても良い。このように各動作の開始時刻と終了時刻を照合に用いることで、動作を行った歩行者を精度良く特定できる。
また、上記各センサの情報に加え、測定装置10から第一動作情報と共に受信した移動経路のうち、第一動作情報を検出した前後の移動経路に基づいて歩行者を特定してもよい。例えば、自動ドア41が施設の東側に位置し、自動ドア41から施設内に入る歩行者が自動ドア41から西へ移動する場合、センサ411で歩行者の動作を検出した際、同時刻に立ち止まった歩行者であって、その後、西へ移動した歩行者の動作をセンサ411で検出した動作と対応つけても良い。更に、トイレ48の便器に座る際、トイレ48の入り口を入って右に曲がり、左に曲がって数歩進んだ後に身体の向きを180度変えて便器に座ることになる場合、センサ481で歩行者の動作を検出した際、同時刻に座った歩行者であって、その前に、右に曲がり左に曲がり、数歩進んだ後に身体の向きを180度変えて座った歩行者の動作をセンサ481で検出した動作と対応付けても良い。また、センサ481で歩行者の着座を検出しなくなった際、同時刻に座った状態から立ち上がった歩行者であって、その後、数歩進んで右に曲がり左に曲がった歩行者の動作をセンサ481で検出した動作と対応付けても良い。
《実施形態の効果》
以上のように、本実施形態によれば、測位装置20は、施設側センサ30から取得した第二動作情報と測定装置10から取得した第一動作情報とを照合し、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を第一動作情報の示す動作を行った前記移動体の絶対位置として特定する。これにより、歩行者の絶対位置を精度良く求めることができる。特に、測定装置によって相対的に求めた歩行者の移動経路の絶対位置を定めることができる
〈実施形態2〉
前述の実施形態1では、施設毎に測位装置20が、第一動作情報と第二動作情報とを照合する構成としたが、本実施形態2では、施設内を複数のエリアに分割し、エリア毎に第一動作情報と第二動作情報とを照合する構成を示す。なお、その他の構成は、前述の実施形態1と同じであるため、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略する。
図11は、エリアテーブルの一例を示す図である。本実施形態2では、施設内を複数のエリアに分割し、各エリアのほぼ中央に無線アクセスポイントを設けている。図11のエリアテーブルは、エリア毎に無線アクセスポイントの識別情報と、各エリア内に設けられている設備とを対応付けて記憶している。
図12は、実施形態2に係る測位方法の説明図である。測位装置20は、図12の処理を所定の周期で繰り返し実行し、先ず施設側センサ30が検出した歩行者の動作を示す情報、即ち第二動作情報を取得する(ステップS100)。
次に測位装置20は、取得した第二動作情報に基づいて、第二動作情報が示す歩行者の動作を検出した設備の存在するエリアを特定する(ステップS105)。例えば、第二動作情報としての施設側センサ30の識別情報と対応するエリアをエリアテーブルから求める。
また、測位装置20は、ステップS105で特定したエリアの測定装置10から第一動作情報及び経路情報を取得する(ステップS115)。例えば、エリアテーブルを参照し、ステップS105で特定したエリアと対応する無線アクセスポイントで受信した第一動作情報及び経路情報を取得する。
次に、測位装置20は、取得した第二動作情報と第一動作情報を照合し、対応テーブル
に基づいて、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する第一動作情報と第二動作情報の組み合わせを抽出する(ステップS120)。
そして、測位装置20は、抽出した第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を抽出した第一動作情報の示す動作を行った移動体の絶対位置として特定し、当該移動体の移動経路に反映させる(ステップS130)。
このように、本実施形態2によれば、エリア毎に第一動作情報と第二動作情報とを照合するので、立ち止まった動作や座った動作のように、比較的発生し易い動作についても、エリア毎に絞り込んで照合することができるので、動作を行った歩行者を精度良く特定できる。
〈実施形態3〉
前述の実施形態1では、特定の動作を行った歩行者の移動経路に当該動作を検出した施設側センサ30(設備)の絶対位置を反映させる構成としたが、本実施形態3では、施設側センサ30毎に予め信頼度を定め、この信頼度に基づいて歩行者の移動経路の絶対位置を補正する構成を示す。なお、その他の構成は、前述の実施形態1又は2と同じであるため、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略する。
図13は、信頼度テーブルの一例を示す図である。図13の信頼度テーブルは、各施設側センサ30の識別情報と信頼度とを対応付けて記憶している。例えば、椅子45やトイレ48で歩行者が座ったことを検出する場合、歩行者がほぼ決まった位置に座ることになるため、歩行者の位置を精度良く特定できる。このような場合を信頼度100%とする。
一方、自動ドア41のように、歩行者が立ち止って通過する動作を検出する場合、歩行者が自動ドア41の近くに立ち止まるか、自動ドア41から少し離れて立ち止まるかが定かでなく、歩行者の位置を精度良く特定できない。このため、例えば信頼度70%のように特定される位置の精度に応じた信頼度を対応付けて記憶する。
また、エレベータ46のように歩行者がエレベータ内のカゴのどこに乗るかが定まらない場合、歩行者の位置を精度良く特定できない。このため、例えば信頼度50%のように特定される位置の精度に応じた信頼度を対応付けて記憶する。
前述の図8(A)のように、前回までの移動経路89や、前回の動作検出地点91、今回の移動経路88、今回の動作検出地点92を示している場合に、この前回の動作検出地点91と今回の動作検出地点92を検出した施設側センサ30の信頼度が同等の場合、図8(b)のように、動作検出地点91及び動作検出地点92を固定して移動経路87を生成する。
一方、前回の動作検出地点91を検出した施設側センサ30の信頼度よりも、今回の動作検出地点92を検出した施設側センサ30の信頼度が高い場合、図14に示すように、今回の動作検出地点92を固定し、前回の動作検出地点91を信頼度に応じて補正して補正後の点91Aを定め、今回の移動経路88が、今回の動作検出地点92及び補正後の操作検出地点91Aをとおるように移動経路86を生成する。
また、前回の動作検出地点91を検出した施設側センサ30の信頼度よりも、今回の動作検出地点92を検出した施設側センサ30の信頼度が低い場合、前回の動作検出地点91を固定し、今回の動作検出地点92を信頼度に応じて補正して補正後の動作検出地点92Aを定め、今回の移動経路88が、補正後の動作検出地点92A及び前回の操作検出地点91をとおるように移動経路85を生成する。
このように本実施形態3によれば、各施設側センサ30の信頼度に応じて、歩行者の移動経路を補正することにより、精度よく歩行者の移動経路を求めることができる。
〈実施形態4〉
本実施形態4では、一つの情報処理装置で測位システムを構成した例を示す。なお、前述の実施形態1から3と同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略する。
図15は、本実施形態4に係る測位システムの概略図である。本例の測位システム100は、移動体に装備され移動体の動作を示す第一動作情報を検出し、施設側センサから取得した第二動作情報と照合して、歩行者の絶対位置を特定する。
測定システム100は、プロセッサ11や、メインメモリ(主記憶装置)12、不揮発性メモリ(補助記憶装置)13、センサユニット14、通信モジュール15、計時部16を有する。
通信モジュール15は、無線により施設側センサ30から第二動作情報を取得する。本実施形態4において、通信モジュール15は、IEEE802.15.1に従い2.4GHz帯を用いたアドバタイズパケットを受信することにより、第二動作情報を取得する。
プロセッサ11は、不揮発性メモリ13に記憶されたプログラムを読み出してメモリ102に展開し、実行する。これにより、プロセッサ11は、移動経路算出部111、動作判定部112、測位部213としても機能する。本実施形態では、プロセッサ11が測定プログラム(ソフトウェア)に従って移動経路算出部111、動作判定部112、第二動作情報取得部212、測位部213の機能を実現したが、移動経路算出部111、動作判定部112、第二動作情報取得部212、測位部213の一部又は全てを論理回路等のハードウェアで構成したものであっても良い。
移動経路算出部111は、センサユニット14によって検出した歩行者の加速度に基づいて、歩行者の相対位置を時系列に算出して移動経路を求める。
動作判定部112は、センサユニット14によって検出した歩行者の動作を示す第一動作情報に基づき前記歩行者が特定の動作を行ったか否かを判定する。
第二動作情報取得部212は、所定の絶対位置において歩行者の動作を検出する施設側センサ30から、当該歩行者の動作を示す第二動作情報を取得する。
測位部213は、第一動作情報と第二動作情報とを照合して、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を第一動作情報の示す動作を行った歩行者の絶対位置として特定する。
なお、測定システム100は、歩行者の動作や移動経路を検出する専用の装置、所謂PDR(Pedestrian Dead Reckoning)センサモジュールであっても良いし、携帯電話やスマ
ートフォン、腕時計(スマートウォッチ)、眼鏡型端末(スマートグラス)等の情報処理装置であってもよい。
また、本実施形態4の施設側センサ30は、歩行者の動作を検出した場合、当該センサの対応する動作を示す情報と、位置情報、即ち図3に示したデータを第二動作情報に付加して送信する。
図16は、測定システム100がプログラムに従って実行する測位方法の説明図である
。ユーザ(歩行者)の操作により測定システム100の電源が投入された場合や、所定のタイミングに達した場合、歩行者が移動を開始した場合等に、図16の測定処理が開始され、先ずセンサユニット14からセンサデータ(第一動作情報)を取得する(ステップS210)。
測定システム100は、取得したセンサデータに基づいて歩行者の動作を示す検出する(ステップS220)。即ち、測定装置10は、センサユニット14によって検出した加速度等のデータに基づいて、歩行者の姿勢や、移動方向、移動速度、移動量等を動作として検出する。また、本実施形態の測定装置10は、歩行による移動、階段の昇降、エスカレータによる移動など、動作の態様についても検出する。
次に、測定システム100は、前回図16の処理を実行してステップS230で求めた位置(前回位置)から、今回ステップS220で求めた歩行者の移動方向及び移動量に基づいて歩行者の位置を算出し、前回位置までの移動経路に今回求めた歩行者の位置までの経路を加えて最新の移動経路として求め、記憶装置に記憶する(ステップS230)。
また、測定システム100は、検出した動作が、特定の動作か否かを判定し(ステップ
S240)、特定の動作に該当しない場合には(ステップS240,No)、図16の処
理を終了し、特定の動作に該当する場合には(ステップS240,Yes)、施設側センサ30が送信した第二動作情報を取得する(ステップS250)。ここで測定システム100は、第二動作情報が取得できたか否かを判定し(ステップS260)、第二動作情報が取得できなければ(ステップS260,No)、図16の処理を終了する。
また、測定システム100は、第二動作情報が取得できた場合には(ステップS260,Yes)、取得した第二動作情報と第一動作情報を照合し、対応テーブルに基づいて、第一動作情報の示す動作と第二動作情報の示す動作とが対応する第一動作情報と第二動作情報の組み合わせを抽出する(ステップS270)。
そして、測位装置20は、抽出した第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を抽出した第一動作情報の示す動作を行った移動体の絶対位置として特定し、当該移動体の移動経路に反映させる(ステップS280)。例えば、第一動作情報の示す動作を行った地点(以下、動作検出地点とも称す)の絶対位置を基準に、ステップS230で求めた移動経路の絶対位置を定める。また、前回図16の処理を実行した際に、ステップS230で求めた動作検出地点が記憶されている場合には、前回の操作検出地点から今回の動作検出地点までの移動経路を今回の動作検出地点の絶対位置を基準に補正しても良い。
以上のように、本実施形態4によれば、測位システム100を一つの情報処理装置で構成でき、簡易な構成で精度良く歩行者の絶対位置を求めることができる。
特に、実施形態1と比べて測位装置20が不要となり、施設側の構成を簡素にすることができ、システムの導入が容易となる。
10 測定装置
11 プロセッサ
13 不揮発性メモリ
14 センサユニット
15 通信モジュール
16 計時部
20 測位装置
22 メモリ
23 通信制御部
24 記憶装置
25 入出力インタフェース
30 施設側センサ

Claims (6)

  1. 移動体と共に移動し、少なくとも移動体の加速度を前記移動体の動作を示す第一動作情報として検出する動作検出部と、
    所定の絶対位置において前記移動体の動作を検出するセンサから、当該移動体の動作を示す第二動作情報を取得する第二動作情報取得部と、
    前記第一動作情報と前記第二動作情報とを照合し、前記第一動作情報の示す動作と前記第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を前記第一動作情報の示す動作を行った前記移動体の絶対位置として特定する測位部と、
    を備える測位システム。
  2. 前記移動体に装備され前記移動体の動作を示す第一動作情報を検出する測定装置と、前記測定装置から前記第一動作情報を受信する測位装置とを有し、
    前記測定装置が、
    前記動作検出部と、
    前記第一動作情報に基づき前記移動体が特定の動作を行ったか否かを判定する動作判定部と、
    前記移動体が特定の動作を行ったと判定された場合に当該第一動作情報を前記測位装置に送信する動作情報送信部と、を備え、
    前記測位装置が、
    前記測定装置から前記第一動作情報を取得する第一動作情報取得部と、
    前記第二動作情報取得部と、
    前記測位部と、を備える
    請求項1に記載の測位システム。
  3. 前記測定装置が、前記加速度に基づいて、前記移動体の相対位置を時系列に算出して移動経路を求める移動経路算出部と、前記移動経路を前記測位装置に送信する経路情報送信部を備え、
    前記測位部が、前記移動経路において、前記第一動作情報の示す動作を検出した位置を前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置として特定する請求項2に記載の測位システム。
  4. 前記センサが複数の絶対位置に設けられ、各センサから受信した第二動作情報に基づいて、前記測位部が、前記移動経路において、複数の絶対位置を特定した場合に、各絶対位置の間の移動経路を前記絶対位置に基づいて補正する請求項3に記載の測位システム。
  5. 前記測位部が、前記各センサの信頼度に基づいて前記移動経路の補正を行う請求項4に記載の測位システム。
  6. 移動体と共に移動する動作検出部によって、少なくとも移動体の加速度を前記移動体の動作を示す第一動作情報として検出するステップと、
    所定の絶対位置において前記移動体の動作を検出するセンサから、当該移動体の動作を示す第二動作情報を取得するステップと、
    前記第一動作情報と前記第二動作情報とを照合し、前記第一動作情報の示す動作と前記第二動作情報の示す動作とが対応する場合に、前記第二動作情報の示す動作を検出した絶対位置を前記第一動作情報の示す動作を行った前記移動体の絶対位置として特定するステップと、
    を測位システムが実行する測位方法。
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