JP2018048967A - 測位用地磁気マップの作成方法、位置測定方法、外的要因ノイズ測定方法及び測位用地磁気マップの作成システム - Google Patents
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Abstract
【課題】地磁気を用いた測位の精度向上。
【解決手段】測位エリアの地磁気を計測し、測位パスと、地磁気パターンとを対応付けた測位地磁気マップを作成する。前記測位地磁気マップの地磁気パターンに所定の外的要因ノイズを付加して、学習用の地磁気マップを生成する。前記外的要因ノイズが付加された前記学習用の地磁気マップを用いて、機械学習を行って分類器を作成する。
【選択図】図1
Description
続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施形態の測位用地磁気マップの作成システムの構成を示す図である。図2を参照すると、地磁気マップ生成用装置200と、被測位装置300と、任意の装置400と、測位装置500と、機械学習装置600と、が接続された構成が示されている。なお、図2中のIF(インタフェース)203、303、402、501、601は、装置間でのデータのやりとりを可能とする有線通信IF、無線通信IF、ストレージIF、またはユーザIFを表し、装置間の物理的な接続構成や、各装置が準拠する規格などに応じて種々のものを採用することができる。図3は、上記測位用地磁気マップの作成システムを準備フェーズ実施要素と、計測フェーズ実施要素とに切り分けた図であり、基本的には図2と等価である。
(ア:分割)測位パスが計測パスより短い場合、地磁気パス編集部503は、図5に示すように、その計測パスを分割する。
(イ:結合)測位パスが複数の計測パスにまたがる場合、その計測パスを含むパスを結合する。
(ウ:反転)測位パスの向きと計測パスの向きが逆の場合、その計測パスを反転する。
なお、上記した計測パスの分割・結合・反転処理において、計測パスに対応する地磁気パターンの分割・結合・反転も一緒に行われることになる(図5の右側のチャート参照)。
(ア)装置の姿勢シミュレートでは、地磁気の三次元ベクトルの、任意の三次元回転を行う。
(イ)装置の移動速度シミュレートでは、地磁気パターンのサンプリングレート変更を行う。即ち、移動速度が速いパスでは地磁気パターンのサンプリング間隔を広げ、遅いパスでは間隔を狭める。移動速度としては、当該測位パスを移動する被計測装置(端末ユーザ等)の移動パターンなどを用いることができる。移動速度が常に固定となるパスでは、移動速度シミュレートノイズを付与しない。移動速度が様々になり得る測位パスでは、様々な移動速度をシミュレートしたノイズを付与することもできる。
(ウ)装置の移動方向シミュレートでは、地磁気の三次元ベクトルの水平回転を行う。
(エ)装置のセンサ特性シミュレートでは、地磁気のオフセットとスケール補正を行う。
1.本実施形態で説明した方法によれば、複数の外的要因ノイズを含んだ地磁気と位置による機械学習の訓練も行えるため、正しい位置を算出できる。その理由は、地磁気に複雑な外的要因ノイズ(例えば複数種類の外的要因ノイズ)が加わる場合、ノイズ除去が困難であるところ、外的要因ノイズを事前に学習前のデータに付加し、外的要因ノイズを加味した分類器を作成する構成を採用したことにある。
2.上述のとおり、地磁気パターンから外的要因ノイズを除去する工程が不要となるため、測位に要する時間の短縮を図ることができる。なお、本実施形態では、準備フェーズにおけるノイズ付与と機械学習の訓練が必要となっているが、これらは測位毎に行う必要はなく、準備フェーズの一度で済む。
3.上記外的要因ノイズを除去する工程の削減は、開発工数の削減にも貢献する。本実施形態では、ノイズを付与する工程が必要となっているが、ノイズ除去よりノイズ付与の方が容易である。
4.さらに、本実施形態では、予め測位するパスの特性(測位エリアの特性)に応じて付与するノイズの種類や重み付けを決定できるという利点がある。測位時に一定のノイズ除去を行うことにより、測位精度を向上できる。
5.さらに、本実施形態では、独立して定義可能な計測パスと測位パスから地磁気マップを生成するため、計測パスの数を最小限として地磁気計測工程を削減しつつ、測位パスを可変とするといった柔軟な測位精度設計が可能となる。
[第1の形態]
(上記第1の視点による測位用地磁気マップの作成方法参照)
[第2の形態]
前記学習用の地磁気マップには、前記外的要因ノイズの種別に応じたラベルが付加されており、前記外的要因ノイズの種別に応じて測位パスを推定する分類器を作成する方法を採ることができる。
[第3の形態]
前記外的要因ノイズは、被測位装置のセンサ種別に基づいて決定することができる。
[第4の形態]
前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置の推定姿勢に基づいて、測位パス毎に決定することができる。
[第5の形態]
前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置に発生する外的要因に基づいて、測位パス毎に決定することができる。
[第6の形態]
前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置の推定移動速度に基づいて、測位パス毎に決定することができる。
[第7の形態]
前記測位用地磁気マップの作成方法を用いて作成された測位用地磁気マップを用いることで、前記外的要因ノイズの除去を行わずに位置を特定する位置測定方法が提供される。
[第8の形態]
前記測位用地磁気マップの作成方法を用いて作成された測位用地磁気マップを用いて被測位装置の外的要因ノイズを測定する外的要因ノイズ測定方法であって、前記機械学習により作成された分類器を用いて外的要因ノイズを特定する外的要因ノイズ測定方法が提供される。
[第9の形態]
(上記第3の視点による測位用地磁気マップの作成システム参照)
なお、上記第9の形態は、第1の形態と同様に、第2〜第6の形態に展開することが可能である。
201、301 地磁気センサ
202、302 地磁気計測部
203、303、402、501、601 IF(インタフェース)
300 被測位装置
400 任意の装置
401 位置情報利用部
500 測位装置
502 地磁気マップ作成部
503 地磁気パス編集部
504 ノイズ付与部
505 地磁気マップ記録部
506 地磁気受信部
507 座標決定部
508 最尤パス選択部
600 機械学習装置
602 機械学習訓練部
603 分類器記録部
604 機械学習予測部
700 パス設計装置
Claims (9)
- 測位エリアの地磁気を計測し、測位パスと、地磁気パターンとを対応付けた測位地磁気マップを作成するステップと、
前記測位地磁気マップの地磁気パターンに所定の外的要因ノイズを付加して、学習用の地磁気マップを生成するステップと、
前記外的要因ノイズが付加された前記学習用の地磁気マップを用いて、機械学習を行って分類器を作成するステップと、
を含む測位用地磁気マップの作成方法。 - 前記学習用の地磁気マップには、前記外的要因ノイズの種別に応じたラベルが付加されており、被測位装置の外的要因ノイズの種別を推定する分類器を作成する請求項1の測位用地磁気マップの作成方法。
- 前記外的要因ノイズは、被測位装置のセンサ種別に基づいて決定される請求項1又は2の測位用地磁気マップの作成方法。
- 前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置の推定姿勢に基づいて、測位パス毎に決定される請求項1又は2の測位用地磁気マップの作成方法。
- 前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置に発生する外的要因に基づいて、測位パス毎に決定される請求項1又は2の測位用地磁気マップの作成方法。
- 前記外的要因ノイズは、測位エリアにおける被測位装置の推定移動速度に基づいて、測位パス毎に決定される請求項1又は2の測位用地磁気マップの作成方法。
- 請求項1から6いずれか一の測位用地磁気マップの作成方法を用いて作成された測位用地磁気マップを用いて被測位装置の位置を測定する位置測定方法であって、
前記外的要因ノイズの除去を行わずに位置を特定する位置測定方法。 - 請求項2から6いずれか一の測位用地磁気マップの作成方法を用いて作成された測位用地磁気マップを用いて被測位装置の外的要因ノイズを測定する外的要因ノイズ測定方法であって、
前記機械学習により作成された分類器を用いて外的要因ノイズを特定する外的要因ノイズ測定方法。 - 測位エリアの地磁気を計測し、測位パスと、地磁気パターンとを対応付けた測位地磁気マップを作成する手段と、
前記測位地磁気マップの地磁気パターンに所定の外的要因ノイズを付加して、学習用の地磁気マップを生成する手段と、
前記外的要因ノイズが付加された前記学習用の地磁気マップを用いて、機械学習を行って分類器を作成する手段と、
を含む測位用地磁気マップの作成システム。
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