JP2017116301A - 測位システム - Google Patents

Abstract

【課題】測位システムにおいて、個人のユーザパラメータ値を用いた測位を行う場合に、歩行環境を考慮することで測位精度を維持して測位できるようにする。【解決手段】 ユーザパラメータ値を用いてユーザが携帯する情報処理端末１００の測位を行う測位システムであって、ユーザパラメータ値の測定を実行するタイミング信号を発信する信号発信部２０４と、自装置の周囲の歩行環境情報を取得する歩行環境情報取得部２０１とを備えたゲート装置２００と、ビーコン信号を送信するビーコン信号送信装置３００と、ゲート装置２００からビーコン信号送信装置３００までのユーザパラメータ値を算出するユーザパラメータ算出部１０５と、歩行環境情報に基づいて、ユーザパラメータ値の精度を判定する精度判定部１０４と、を備え、前記精度判定部１０４の判定結果に問題がないと判定した場合に測位を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、測位システムに関する。

近年、カーナビゲーションシステムや、スマートフォンなどを中心にＧＰＳ(Global Positioning System）を利用した位置情報サービスが普及している。
ただ、ＧＰＳは、衛星電波を利用した測位技術であり衛星電波を利用するため、屋内や地下といった電波の届かない場所では使用することは出来ない。そのため、屋内で位置情報サービスを実現しようとすれば、ＧＰＳ以外の測位技術が必要になる（以下、屋内測位技術と称する）。
屋内測位技術としては、屋内や地下のように、ＧＰＳを用いた測位が行えない環境において、加速度センサや地磁気センサ等が統合された慣性装置の演算により、歩行者の位置を推定する、歩行者自律航法（ＰＤＲ；Pedestrian Dead Reckoning）が知られている。

従来のＰＤＲの位置推定方法では、歩行者の位置を推定するにあたり、個人歩行（歩様）データの判定を画一的に行っており、混雑度や階段と言った環境も含めた個人歩行データとしての判定は行っていない。そのため、当然のことながら個々人で測位誤差を生じる。しかし、これらのパラメータ（例えば、歩幅や移動速度などの個人歩行データ）を不特定多数の個人毎に測定（調整）して、その上でＰＤＲの位置推定を行うのは、実使用上困難である。

また、同じ人でも歩行環境、例えば混雑している、歩行路が交差しているなどの理由で、上記パラメータに差がでることも知られている。
例えば、個々人の歩幅のバラツキよりも、渋滞での影響の方が大きいので、測定環境の判定が必要である。また、混雑度とは異なるが、階段歩行においては、測定環境（階段の１段当りの段差）によっては、２段毎に登る場合もあり、歩幅が大きくなる場合もある。

この点は、論文などにおいても指摘されている。例えば、非特許文献１（土木学会論文報告書（第２６８号・１９７７年１２月）「歩行路における歩行者挙動に関する研究」、Ｐ１０１）に、歩行速度，歩行者密度，歩行者交通量の関係が開示されている。
非特許文献２（マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム（平成２５年７月）「スマートフォンを活用した屋内環境における混雑センシング」のＰ．１３１４）にも同様なデータが開示されていて、「一般に混雑時には群集の歩行速度に合わせて移動するため加速度に変化が生じる。」と記載されている。
非特許文献３（電子情報通信学会技報「スマートフォンを利用した参加型屋内混雑センシングの提案」）には、「一般に混雑した通路では、周囲の群衆の流れに合わせて移動を行う必要があるため、歩行時の一歩ごとの時間間隔（ステップ間隔）が増大する傾向がある。また、通路の交差点など複数の人の流れが交わる地点では、人との衝突を避けるため、ステップ間隔のばらつきが大きくなる。」と記載されている。
これらの記載からも明らかなように、自動的にユーザパラメータ測定（調整）を行う場合、環境も考慮して行う必要がある。

この問題について、特許文献をみると、例えば特許文献１（特開２０１３−０５０３０７号公報）には、ユーザの絶対位置を取得する絶対位置取得部と、歩行する上記ユーザの歩行テンポを示す第１の値を取得する取得部と、上記絶対位置に基づいて所定距離移動したことをトリガとして、上記ユーザの歩幅又は移動速度を示す第２の値を算出する算出部と、上記第１の値及び上記第２の値の対応関係を学習する学習部と、を有する情報処理装置による位置推定方法が記載されている。

この情報処理装置によるユーザの位置推定方法では、ユーザの歩幅又は移動速度は学習する。しかし、地下通路でのナビゲーションなどのように、不特定多数の人が測位端末を利用する環境では、歩行者自律航法を内蔵した測位端末の種類が多く、種類ごとに測位端末の受信特性にばらつきがある。その場合、ビーコンモジュール（ここではビーコンと略称する）通過で（つまり、距離が正確に判るタイミングで）自動的に歩幅や移動速度などのパラメータを測定し、しかも混雑度（測定環境）を判定してその測定が有効であるか否かの判定を行うためには、多くの種類の測位端末ごとに行う必要があるが、実際にはそのようなことは実現不能である。

また、一定時間毎の移動距離を用いて歩幅を算出する場合、まず、移動距離の測定誤差は、移動距離が短いほど相対的に大きくなるが、一定時間の間にユーザが十分な測位精度を得られるだけの距離を移動するとは限らない。この方法では、一定時間における移動距離が短い場合には、歩幅の誤差が大きくなる。
そこで、歩幅を正確に測定するために、一定時間毎にＧＰＳ測位を行い、この間の移動距離を歩数で除算する場合は、算出された平均の歩幅とこの間の平均の歩行テンポを対応付けた精度の高い対応テーブルを作成しなければならないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、測位システムにおいて、個人のユーザパラメータ値（歩幅、移動速度など）を用いて測位を行う場合に、歩行環境を考慮することで測位精度を維持して測位できるようにすることである。

本発明は、ユーザが携帯する情報処理端末の測位を行う測位システムであって、前記情報処理端末の測位に用いるユーザパラメータ値の測定を実行するタイミング信号を発信する信号発信部と、自装置の周囲の歩行環境情報を取得する歩行環境情報取得部とを備えたゲート装置と、ビーコン信号を送信するビーコン信号送信装置と、前記ゲート装置から前記ビーコン信号送信装置までの前記ユーザパラメータ値を算出するユーザパラメータ算出部と、前記歩行環境情報に基づいて、前記ユーザパラメータ値の精度を判定する精度判定部と、を備えた情報処理端末と、を有し、前記情報処理端末は、前記精度判定部の判定結果に問題がないと判定した場合、前記算出したユーザパラメータ値を用いて前記測位を行うことを特徴とする測位システムである。

本発明によれば、測位システムにおいて、個人のユーザパラメータ値を用いた測位を行う場合に、歩行環境を考慮することで測位精度を維持して測位することができる。

本発明の実施形態に係る測位システム１の一例を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理端末１００のハードウエアブロックの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る測位システム１の機能ブロックの一例を示す図である。 歩行者Ｐが情報処理端末１００とカード４００を持って、ゲート装置２００に近づいている状態を示す図である。 歩行者がゲート装置２００に到達した状態を示す図である。 歩行者がゲート装置２００を通り抜けてビーコン信号送信装置３００（０）の位置に到達した状態を示す図である。 歩行者がビーコン信号送信装置３００（０）とビーコン信号送信装置３００（１）の間の通路上に到達した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る測位システム１による測位のための処理手順の一例を示すフローチャートである。 測定環境と、混雑度（歩行者密度；人／ｍ^２）と、歩幅測定の問題の有無との関係を示すテーブルを示す図である。 本発明の変形例１に係る測位システム１の機能ブロックの一例を示す図である。 サーバ５０のマップＤＢ５２のマップの段差（階段）のデータの一例を示す図である。

以下、本発明の測位システムの実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る測位システム１の一例を概略的に示す図である。本測位システム１は、概略的には情報処理端末１００とビーコン信号送信装置３００と、ゲート装置２００と、情報処理端末１００のユーザＰが携帯するカード４００とを備える。
情報処理端末１００は、ユーザＰにより持ち運ばれ、現在位置をユーザに提示する測位装置の一例である。情報処理端末１００は、一例として、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータ、携帯電話機または位置測定用の専用の小型端末等であってもよい。情報処理端末１００は、無線通信機能、情報入力機能及び情報出力機能を有し、位置測定用のプログラムを実行することにより位置測定装置として機能する。
ビーコン信号送信装置３００は、既知の位置に配置されており、無線通信によりビーコン信号を定期的に送信する。ビーコン信号送信装置３００は、たとえば１０ｍから１００ｍ程度の範囲にビーコン信号を送信する。ビーコン信号送信装置３００から送信されたビーコン信号は、情報処理端末１００により受信される。
情報処理端末１００は、ナビゲーション（経路案内）するアプリケーション(以下、アプリと略称する）を備えており、ユーザのユーザパラメータ値（歩幅や速度など）の測定を実行するタイミングを発生させるタイミング発生装置であるゲート装置２００と通信可能である。情報処理端末１００とゲート装置２００間は例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）で接続される。
ゲート装置２００は、予め定められた測定点に配置されており、情報処理端末１００が測定位置に位置していることを検出する。そして、ゲート装置２００は、情報処置端末１００が測定位置に位置している場合に、ユーザのユーザパラメータ値の測定を実行するタイミングを示す信号（以下、タイミング信号という）を情報処理端末１００に送信する。本実施形態においては、ゲート装置２００は、タイミング信号を無線通信により情報処理端末１００に直接送信する。これに代えて、ゲート装置２００は、ネットワーク上のサーバ等を介してタイミング信号を情報処理端末１００に送信してもよい。
本実施形態のゲート装置２００は、一例として改札機２（１〜３）であり、歩行者Ｐが通過する改札機２（１〜３）に続く通路（ここでは駅のホーム）上には複数のビーコン信号送信装置３００、ここではビーコン信号送信装置３００（０）とビーコン信号送信装置３００（１）が設置されている。

次に、図２を用いて本発明の一実施形態に係る測位システム１で用いられる情報処理端末１００のハードウエア構成を説明する。図２は、情報処理端末１００が、スマートフォンのようなスマートデバイスである場合のハードウエア構成例である。

情報処理端末１００は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、加速度センサ１４、角速度センサ１５、地磁気センサ１６、マイク１７、スピーカ１８、通信モジュール１９、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール２０、ＧＰＳ受信モジュール２１、ディスプレイ２２、タッチパネル２３、電池２４、気圧センサ２５及びバス２６を有する。

ＣＰＵ１１は、情報処理端末１００の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１のワークエリア等を構成する。ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。加速度センサ１４は、情報処理端末１００のデバイス座標系におけるＸ'、Ｙ'、Ｚ'軸方向の加速度を検出する。角速度センサ１５（又はジャイロセンサ）は、情報処理端末１００の、デバイス座標系におけるＸ'、Ｙ'、Ｚ'軸方向の角速度を検出する。地磁気センサ１６は、磁北を表す三次元のベクトルを出力し、情報処理端末１００の向きを検出する。気圧センサ２５は、気圧を測定し、当該情報処理端末１００の高度を検出する。

マイク１７は、ユーザの声等の音声を電気信号に変換する。スピーカ１８は、電気信号を音声として出力する。通信モジュール１９は、３Ｇネットワーク及び／又は無線ＬＡＮに接続された他の装置と通信するための装置である。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いて通信するための装置である。ＧＰＳ受信モジュール２１は、ＧＰＳ衛星やＩＭＥＳ（Indoor Messaging Service）によって送信される測位信号を受信するための装置である。

ディスプレイ２２は、ユーザに対して画面を提示するための装置である。タッチパネル２３は、ユーザからの入力を受け付ける装置である。電池２４は、情報処理端末１００を駆動するための電力を供給する装置である。バス２６は、電池２４を除く各装置を相互に接続する。

なお、マイク１７、スピーカ１８、通信モジュール１９、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール２０、ＧＰＳ受信モジュール２１、ディスプレイ２２及びタッチパネル２３は、任意の構成要素である。例えば、情報処理端末１００が、表示画面を有しない活動量計のようなデバイスである場合には、これらの装置を備えていなくてもよい。

また、情報処理端末１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール２０の代わりに、他の規格に従って無線通信する装置（例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）通信モジュール）を備えていてもよい。

図３は、本発明の実施形態に係る測位システム１の機能ブロックの一例を示す図である。
本測位システム１は、図示のように、情報処理端末１００と、ゲート装置２００とビーコン信号送信装置３００と、情報処理端末１００を所有する歩行者Ｐが所持するゲート装置２００と通信可能なカード（非接触型ＩＣカード）、ここでは乗車券（定期券などでも良い）４００とを備えている。
情報処理端末１００は、必要に応じて例えば商用ネットワーク５５などを介してマップＤＢ（データベース）５２を備えたサーバ５０に接続されている。

情報処理端末１００は、ゲート装置２００から発信されたユーザパラメータを測定するためのタイミング信号を無線通信により受信するタイミング信号受信部１０１と、ビーコン信号送信装置３００から送信されたビーコン信号を検知するビーコン信号検知部１０２と、歩数計測部１０３、精度判定部１０４、ユーザパラメータ算出部１０５、ユーザパラメータ更新部１０６、位置特定部１０７、を備えている。これらの機能は、ＲＯＭ１３に記憶されているプログラムをＣＰＵ１１により実行することにより実現する。
ゲート装置２００は、歩行環境情報取得部２０１、乗車券４００の読取部２０２と、通信部２０３と、ユーザパラメータの測定を実行するタイミング信号を発信する信号発信部２０４を備えている。
ビーコン信号送信装置３００は、ビーコン送信部３０２を備えている。ビーコン送信部３０２は、ビーコン信号を定期的に送信する。

ここで、本実施形態で使用するビーコン信号は任意であるが、一例としてBluetooth（登録商標） Low Energyの仕組みを使ってユニークIDを配信するApple（登録商標）社のiBeacon（登録商標）を用いることができる。
なお、情報処理端末１００は、iBeacon（登録商標）に限らず、RSSI（Received Signal Strength Indicator；受信信号の強度）から発信モジュールと受信機器の間の距離を測位（推定）することができる。

なお、RSSIは、ビーコン信号送信装置３００から距離が遠くなればなるほど、小さい値を取る。電波の遮蔽がなく理想的な環境では、RSSIは次のような距離 rの関係式に従うといわれている。
RSSI（r）＝Ａ−10Ｂlog_１０（r）・・・・（式１）
ここでＡは、ビーコン信号送信装置３００から１ｍ付近で計測される RSSI（ここでは、基準RSSIという）で、Ｂ は電波の減衰の度合いを表す定数であって理論的には２となることが知られている。RSSIが分かれば、この式から逆に端末までの距離ｒが計算できる。距離ｒが既知であれば、距離ｒにおけるRSSI（r）から、式１のＡ（＝RSSI（r）＋10Ｂlog_１０（r））を求めることができる。

次に、以上で説明したiBeacon（登録商標）と式１等を用いて行う、本発明の実施形態に係る測位システム１による測位について説明する。
ここでは、ある鉄道を利用するある人の情報処理端末１００（スマートフォンなど）と乗車券４００（Ｓｕｉｃａ（登録商標）などの非接触型ＩＣカードシステム：Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）など）が予め紐付けされているものとする。紐付けとは、例えば、情報処理端末１００で動作するナビゲーションするアプリ（アプリケーション）に乗車券４００のユニークＩＤを登録することで実施する。

図４〜図７は、情報処理端末１００により測位を行う場合における情報処理端末１００を所持する歩行者（ユーザ）Ｐと測位信号を発信するビーコン信号送信装置３００との位置関係を示す図である。
即ち、図４は、ユーザである歩行者Ｐが情報処理端末１００と乗車券４００を持って、ゲート装置２００に近づいている状態を、図５は歩行者Ｐがゲート装置２００に到達した状態を、図６は、歩行者Ｐがゲート装置２００を通り抜けてビーコン信号送信装置３００（１）の位置に到達した状態を、図７は、歩行者Ｐがビーコン信号送信装置３００（０）とビーコン信号送信装置３００（１）の間の通路上に到達した状態を、それぞれ示している。

本測位システムでは、公知の歩行者自立航法により歩行判定を行い（例えば特開２０１４−３０６０９８号公報の図１３で説明されている方法で歩行判定を行い）、歩行と判定したときに、歩数を測定して移動距離から歩幅を算出する。
即ち、本測位システムでは、歩行者自立航法により、ゲート装置２００から基準ビーコンであるビーコン信号送信装置３００（０）まで（距離ｓ_０）の歩数ｎ１を測定して、
歩幅＝ｓ_０／ｎ１・・・（式２）
から歩幅を算出する。算出した歩幅を情報処理端末１００の記憶部に記憶し、この測位した歩幅を基に歩幅に歩数を掛け合わせることにより移動距離を算出する。

本測位システムでは、歩数を測定すると共に、測定時の測定環境から、その測定値の精度についても、測定値として採用可能か否かの判定を行う。
その測定の精度を判定する際の基準となるテーブル等については後述する。

図８は、本実施形態の測位システムによる測位のための処理手順を示すフロー図であり、図４〜図８を参照しつつ説明する。
即ち、測位を行う場合は、まず情報処理端末１００に内蔵されているナビゲーションアプリを起動する（Ｓ１０１）。情報処理端末１００を所持した歩行者Ｐがビーコン信号送信装置３００（０）に近づく、つまりビーコン信号送信装置３００（０）から所定の距離に到達すると（図４）、情報処理端末１００のビーコン信号検知部１０２は、ビーコン信号送信装置３００（０）から送信されたビーコン信号を検知し、当該信号のRSSIを測定する（Ｓ１０２）。また、情報処理端末１００は、図４に示すように、ゲート装置２００に近づいているので、そのナビゲーションアプリはゲート装置２００に接続されている無線ＬＡＮに接続する（Ｓ１０３）。

次に、図５に示すように、歩行者Ｐがゲート装置２００に到達して乗車券４００がゲート装置２００にタッチ又は近づけられると、ゲート装置２００の信号発信部２０４は、乗車券４００のＩＤ（識別情報）を読み取り、暗号化して無線ＬＡＮに接続されている情報処理端末１００（即ち自機）に配信する。ここで、情報処理端末１００において、自機の乗車券のＩＤの配信があれば（Ｓ１０４、Ｙｅｓ）、情報処理端末１００は、自機の乗車券ＩＤがゲート装置２００を通過した（図５）と判断する（Ｓ１０５）。なお、情報処理端末１００において、自機の乗車券のＩＤの配信がなければ（Ｓ１０４、Ｎｏ）、ＩＤの配信があるまで待つ（つまり、ステップＳ１０４の処理を繰り返す）。

次に、情報処理端末１００は、登録されているゲート装置２の位置からビーコン信号送信装置３００（０）（ここでは基準ビーコンという）までの距離Ｓ_０を、無線ＬＡＮ経由でゲート装置２００から読み取る（Ｓ１０６）。
次に、情報処理端末１００の歩数計測部１０３は、自体周知の歩行者自立航法（ＰＤＲ）を用いて、ビーコン信号送信装置３００（０）（基準ビーコン）まで移動したとき（つまり、RSSIが最大になったとき）の歩行者Ｐの歩数を測定する。またそれと共にゲート装置２００の歩行環境情報取得部２０１は、歩行環境情報（ここでは混雑度）を計算する（Ｓ１０７）。なお、混雑度の計算については後述する方法による。

次に、情報処理端末１００の精度判定部１０４は、ゲート装置２００から、歩行環境情報取得部２０１で取得（算出）した混雑度を取得して、取得した混雑度から上述の歩数が精度上問題なく測定できたか否かを判定する（Ｓ１０８）。精度上問題なく測定できた（例えば図９の場面（１）の場合）と判定したときは（Ｓ１０８、Ｙｅｓ）、ユーザパラメータ算出部１０５は、式２により歩幅を計算する（Ｓ１０９）。
次に、情報処理端末１００のユーザパラメータ更新部１０６は、歩行者（ユーザ）Ｐ毎に歩幅の平均化等の適宜の統計的処理を行い、処理後に唯一の歩幅（基準歩幅という）を取得し、既に記憶されている基準歩幅を更新する（Ｓ１１０）。更新した基準歩幅により、次のビーコン位置まで測位を行う（Ｓ１１１）。

ステップＳ１０８で、歩幅測定が精度上問題なく測定できなかった場合（例えば、図９の場面（２）又は（３）のように、混雑度があるレベルになると個人でなくなる（群集になる））は（Ｓ１０８、Ｎｏ）、ユーザパラメータ算出部１０５による歩幅の算出を行わない。つまり、ユーザパラメータ更新部１０６による基準歩幅を更新しないため、ユーザパラメータ測定を正確に行うことができる。なお、歩幅が初期値の場合は、図８の場面（２）であれば、式２により歩幅を計算し、基準歩幅を更新して（Ｓ１１０）、更新した基準歩幅により、測位を行う（Ｓ１１１）。

本実施形態では、情報処理端末１００がビーコン信号送信装置３００を通過する毎に、通過するビーコン信号送信装置３００と、最後に通過したビーコン信号送信装置３００間において計測された歩数から歩幅（基準歩幅）を算出するが、ここでは、通過するビーコン信号送信装置３００のことを基準ビーコンと云う。したがって、複数のビーコン信号送信装置３００が設置されている通路を各ビーコン信号送信装置３００に沿って歩行していく場合は、基準ビーコンはビーコン信号送信装置３００通過の度に移っていく。
本測位システムでは、ビーコン信号送信装置３００を通過する毎に、以上で説明したユーザパラメータ算出処理（歩幅算出処理）を行い、ユーザパラメータ（歩幅）が精度上問題なく測定できていれば、歩行者（ユーザ）のユーザパラメータ（基準歩幅）を更新する。

現在位置は、例えば、図７において、ビーコン信号送信装置３００（１）とビーコン信号送信装置３００（０）からの各々の受信RSSI（求めた基準RSSI）に基づき、式１により情報処理端末１００までの距離ｄ，ｅから求めることができる。他方、例えばビーコン信号送信装置３００（１）とビーコン信号送信装置（モジュール）３００（０）の位置から、歩行者Ｐの歩幅に基づき現在位置を算出して求めることもできる。
したがって、このようにして求めた現在位置と、ゲート装置２００の位置からの歩幅と歩数によって求めたユーザの移動距離に基づく現在位置とを突き合わせることにより、例えば基準歩幅の補正を行うことができる。

このように、本実施形態の測位システムによれば、測定環境を考慮して、ユーザ毎に歩幅などのユーザパラメータ値を統計的に処理して、ユーザごとの基準歩幅を更新する（Ｓ１１１）。その後、更新した基準歩幅により測位を行う。

図９は、測定環境と、混雑度（歩行者密度；人／ｍ^２）と、歩幅測定の問題の有無との関係を示すテーブルである。精度判定部１０４は、このテーブルを参照して歩幅測定が精度上問題あるかなどの判定を行う。
即ち、（１）混雑していない場合（混雑度；０．５人／ｍ^２）、歩幅測定は問題なしとする。
（２）少し混雑している場合（混雑度；０．５以上１人／ｍ^２未満）、歩幅測定は少し問題ありとする。
（３）混雑している場合（混雑度；１人／ｍ^２以上）、歩幅測定は問題ありとする。
なお、歩幅については、初期値（工場出荷時）は、デフォルトの歩幅（０．８ｍ）で「問題あり」が設定されている。

ここで、混雑度は、ゲート装置２００の歩行環境情報取得部２０１が、例えば、（１）ゲート装置２００の時間当たりの通過人数で算出する。この場合は、ビーコン信号を受信できない人（例えば、情報処理端末１００を有していない人）を含めて、ゲート通過人数を検出できるので、混雑度をより正確に算出できる効果がある。
また、（２）ナビゲーションするアプリを起動しているユーザが居る場合は、これにより各ビーコン信号送信装置３００付近の混雑度を把握することができる。

この場合、歩行者密度は、ゲート装置２００の歩行環境情報取得部２０１が、改札機通過人数に対してナビゲーションするアプリを起動している人（無線ＬＡＮ接続人数で同定する）の比率（ｋ１）と、各ビーコン信号を受信している人数と、各ビーコン信号を受信できるエリア面積から算出することができる。この場合は、ビーコン信号を受信している人数（ｘ１）、ビーコン信号を受信できるエリア面積（ａ１）とすれば、歩行者密度（人／ｍ^２）は、人／ｍ^２＝ｘ１／ｋ１／ａ１で表される。この場合は、ビーコン信号の受信可能者（ビーコン信号受信者）のみの算出となるが、ゲート通過人数と比較しての割合で把握でき、各ビーコン信号送信装置３００のエリアの混雑度が把握できる効果がある。

このように、ゲート装置２００の歩行環境情報取得部２０１は、測定環境（ここでは混雑度）を算出して歩幅測定の問題の有無を判定し、その結果歩幅測定が「問題なし」であれば、情報処理端末１００は、その結果を受けて算出及び判定した歩幅で記憶部に記憶された歩幅（基準歩幅）を更新し、「問題あり」なら更新しない。「少し問題あり」（図９の場面（環境）（２））なら、前回の歩幅測定は「問題なし」（図９の場面（環境）（１））であれば、更新しないで、「問題あり」（図９の場面（環境）（３））であれば、更新する。

また、歩行環境情報取得部２０１が測定対象とする測定環境には、気象なども含めてもよい。例えば、雨が降っていれば、屋内でも通路が滑りやすいので、歩幅は狭くなる。暑ければ、疲労が蓄積し易くなる。とくに屋外では、積雪、風の影響もあり、歩幅に影響を与える。このような場合は、個々人のユーザパラメータの測定精度に問題が出るので、混雑度と同様に判定基準を定めておくことで、測定精度の低いユーザパラメータ値を無効にすることができる。その結果、ユーザパラメータ値の測定の精度を維持することができる。
本実施形態では、このような測定環境下においても、歩行者毎に基準歩幅を算出するため、測定環境に関わりなく、精度の高い測位が可能である。

（変形例１）
図１０は、本発明の変形例１に係る測位システム１の機能ブロックの一例を示す図である。情報処理端末１００において、新たに勾配判定部１０８を備えた点で特徴を有する。なお、情報処理端末１００、ゲート装置２００及びビーコン信号送信装置３００のハードウエア構成およびその他の機能は、図２及び図３で示した実施形態と同様である。

勾配判定部１０８は、例えば、気圧センサ２５により測定した気圧により、所定の気圧変化を検出した場合に勾配（階段）の有無を判定する。勾配があると判定した時は、内蔵するマップ（地図情報）またはネットワーク５５を介して接続された外部のサーバ５０のマップＤＢ５２から取得した勾配（階段）の傾斜角等を確認する。

勾配判定部１０８における判定結果は、図８のステップＳ１１０の処理におけるユーザパラメータ（基準歩幅）を更新する際に用いられる。

このように勾配判定部１０８が階段の判定を行った場合、例えば、図１０に示すサーバ５０のマップＤＢ５２から図１１に示すようなマップの段差データを取得して、ユーザが１段毎に昇降しているのか、２段毎に昇降しているのか例えば歩数から判定でき、ユーザパラメータ（歩幅）をより正確に算出できる。

以上で説明した実施形態では、情報処理端末１００がRSSI測定を実行するタイミング発生装置を設置したゲート装置２００を改札機とし、改札機で乗車券４００をタッチとした場合を例に採って説明したが別の方法であってもよい。
RSSI測定を実行するタイミング発生方法としては、例えば、無線や音波のような、指向性を狭く設定できる（位置を特定できる）機器を用いることもできる。乗車券４００の検出は、光でも３Ｄカメラでも可能である。

以上で説明した実施形態では、RSSI測定を実行するタイミングの発生場所としては、改札（一般的に場所・位置を制限しやすい＝測定精度と向上しやすい）としたが、屋内の所定の場所（例えば、分岐のない通路の途中や、Ｔ字路及び十字路、階段の踊り場、エレベータ内、エレベータ前の通路、部屋の中、カウンタ（受け付け台）近傍等）でもよい。

また、ビーコン信号送信装置３００は指向性が所定範囲よりも広いビーコンを送信するビーコン信号送信装置３００、指向性が所定範囲よりも狭いビーコンを送信するビーコン信号送信装置３００などを使用（測定タイミングに）することができる。その場合、指向性が所定範囲よりも広いビーコンを送信するビーコン信号送信装置３００には、例えば電波が、また、指向性が狭い（又は狭くできる）ビーコンを送信するビーコン信号送信装置３００としては、音波、光、ＲＦＩＤ（radio frequency identifier）、非接触型ＩＣカードシステムなどがある。
一般的にビーコン信号送信装置３００からの距離検出を用いて測位を行う場合、ビーコン信号送信装置３００の設置数を少なくしたいのであれば、ビーコン信号送信装置３００の指向性は広いものが望ましい。
一方、ビーコン信号送信装置３００からの信号と距離の関係を調整する場合、ビーコン信号送信装置３００に対しての測定位置範囲は、狭くできるほど、調整精度は向上する。そのため、ビーコン信号送信装置３００は目的に応じて使い分ければよい。
また、ゲート装置２００に、ビーコン信号送信装置３００を備える構成としてもよい。

なお、以上の説明では、ユーザパラメータとして歩幅を測定することで測位を行うものとして説明したが、歩幅に代えて、歩行者の速度（基準速度）をビーコン信号送信装置（基準ビーコン）３００通過毎に規定の距離と別途測定する移動時間から測定することもできる。

以上本発明の実施形態について説明したが、これによれば、どのような環境下でも、歩行者の移動距離が正確に判るタイミングで、個々人の歩幅や移動速度などのユーザパラメータを自動的に測定し、測定したユーザパラメータ値を用いて測位を行う。これにより、どのような歩行環境下にある情報処理端末であっても、測位精度を高めることができる。

１００・・・情報処理端末、１１・・・ＣＰＵ、１２・・・ＲＡＭ、１３・・・ＲＯＭ、１４・・・加速度センサ、１５・・・角速度センサ、１６・・・地磁気センサ、１７・・・マイク、１８・・・スピーカ、１９・・・通信モジュール、２０・・・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール、２１・・・ＧＰＳ受信モジュール、２２・・・ディスプレイ、２３・・・タッチパネル、２４・・・電池、２５・・・気圧センサ、２６・・・バス、１０１・・・タイミング信号受信部、１０２・・・ビーコン信号検知部、１０３・・・歩数計測部、１０４・・・精度判定部、１０５・・・ユーザパラメータ算出部、１０６・・・ユーザパラメータ更新部、１０７・・・位置特定部、１０８・・・勾配判定部、２００・・・ゲート装置、３００・・・ビーコン信号送信装置、４００・・・カード、５０・・・サーバ、５２・・・マップＤＢ、５５・・・ネットワーク。

特開２０１３−０５０３０７号公報

土木学会論文報告書（第２６８号・１９７７年１２月）「歩行路における歩行者挙動に関する研究」Ｐ１０１ マルチメディア，分散，協調とモバイルシンポジウム（平成２５年７月）「スマートフォンを活用した屋内環境における混雑センシング」のＰ．１３１４ 電子情報通信学会技報「スマートフォンを利用した参加型屋内混雑センシングの提案」

Claims (8)

1. ユーザが携帯する情報処理端末の測位を行う測位システムであって、
   前記情報処理端末の測位に用いるユーザパラメータ値の測定を実行するタイミング信号を発信する信号発信部と、自装置の周囲の歩行環境情報を取得する歩行環境情報取得部とを備えたゲート装置と、
   ビーコン信号を送信するビーコン信号送信装置と、
   前記ゲート装置から前記ビーコン信号送信装置までの前記ユーザパラメータ値を算出するユーザパラメータ算出部と、前記歩行環境情報に基づいて、前記ユーザパラメータ値の精度を判定する精度判定部と、を備えた情報処理端末と、を有し、
   前記情報処理端末は、前記精度判定部の判定結果に問題がないと判定した場合、前記算出したユーザパラメータ値を用いて前記測位を行うことを特徴とする測位システム。
2. 請求項１に記載された測位システムにおいて、
   前記精度判定部で精度に問題があると判定されたユーザパラメータ値を無効にすることを特徴とする測位システム。
3. 請求項１又は２に記載された測位システムにおいて、
   ユーザパラメータ値が歩幅又は移動速度であることを特徴とする測位システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載された測位システムにおいて、
   前記歩行環境情報は混雑度であり、
   前記歩行環境情報取得部はゲート通過人数により前記混雑度を算出することを特徴とする測位システム。
5. 請求項４に記載された測位システムにおいて、
   前記歩行環境情報取得部は、ビーコン信号受信者により前記混雑度を算出することを特徴とする測位システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載された測位システムにおいて、
   前記情報処理端末は、勾配判定部を更に有し、
   前記ユーザパラメータ算出部は、前記勾配判定部の判定結果に基づいて、ユーザパラメータ値を算出することを特徴とする測位システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載された測位システムにおいて、
   前記ゲート装置は、前記ユーザが携帯するカードの識別情報を読み取る読取部を有することを特徴とする測位システム。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載された測位システムにおいて、
   前記ゲート装置は、前記ビーコン信号送信装置を備えることを特徴とする測位システム。

Images