JP5892784B2 - 情報処理装置、及び情報処理方法 - Google Patents
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Description
<情報処理装置の構成>
図1は、本発明の第1の実施形態による情報処理装置(歩行軌跡推定装置ともいう)100の概略構成例を示す図である。情報処理装置100は、歩行者の移動に伴って変化する加速度をリアルタイムに測定する加速度センサ101と、歩行者の移動に伴って変化する角速度をリアルタイムに測定するジャイロセンサ102と、歩行者の移動中の方位をリアルタイムで測定する方位センサ(コンパス)103と、順次測定された歩行者の加速度データ(重力g及び移動時の加速度m/s2、速度に変化がないときは重力gのみとなる)を格納する加速度センサデータ格納部(メモリ或いは記憶装置)104と、順次測定された歩行者の角速度データ(rad/s)を格納するジャイロセンサデータ格納部(メモリ或いは記憶装置)105と、順次測定された方位データ(絶対方位)を格納する方位センサデータ格納部(メモリ或いは記憶装置)106と、加速度センサのデータ(加速度データ)に基づいて歩行速度を算出する歩行速度解析部107と、加速度センサのデータに基づいて歩行者が静止していること(時間帯)を検知する静止状態検知部108と、静止状態の情報に基づいてジャイロセンサデータに含まれるノイズ(ドリフト成分)を推定するドリフト成分推定部109と、推定されたドリフト成分を考慮し、角速度データを用いて前回測定データからの相対的な方位角を計算する相対方位角計算部110と、静止状態の時間帯に対応する方位センサのデータを用いて歩行者の方位を推定する方位推定部111と、推定した方位の情報と得られた相対方位角を用いて移動時の歩行者の方位を計算する歩行方向計算部112と、得られた歩行速度の情報と歩行方向の情報に基づいて建物内の歩行軌跡の情報を生成(推定)する歩行軌跡生成部113と、を有している。なお、図1では、加速度センサデータ格納部104、ジャイロセンサデータ格納部105、及び方位センサデータ格納部106はそれぞれ別々の格納部として設けられているが、1つの格納部(メモリ或いは記憶装置)にそれぞれのデータを格納するようにしても良い。また、それぞれのセンサデータは測定時刻の情報と対応付けられた時刻印付きデータである。
図2は、情報処理装置100における、歩行軌跡生成までの処理の流れを説明するためのフローチャートである。
図3は、第2の実施形態による情報処理装置(歩行軌跡推定装置ともいう)300の概略構成例を示す図である。情報処理装置300は、情報処理装置100と同様に、加速度センサ301と、ジャイロセンサ302と、方位センサ(コンパス)303と、加速度センサデータ格納部(メモリ)304と、ジャイロセンサデータ格納部(メモリ)305と、方位センサデータ格納部306と、歩行速度解析部307と、静止状態検知部308と、ドリフト成分推定部309と、相対方位角計算部310と、方位推定部311と、歩行方向計算部312と、歩行軌跡生成部313と、を有している。方位推定部311以外の各構成部は、第1の実施形態と同様の処理及び動作を実行する。
<情報処理装置の構成>
図4は、第3の実施形態による情報処理装置(歩行軌跡推定装置)400の概略構成例を示す図である。情報処理装置400は、図3の情報処理装置300(図1の情報処理装置100であっても良い)の構成に加えて、建物データ格納部401と、建物補正部402と、を有している。
図5は、歩行軌跡の補正処理の具体例を説明するための図である。図5Aは、歩行軌跡の大きさが適正ではなく建物からはみ出した場合の補正(建物内への補正)を示し、図5Bは、歩行軌跡の大きさには問題はないが建物内での軌跡の位置がずれている場合の補正(廊下(直線運動)による補正)を示している。
図5Aに示されるように、歩行軌跡生成部313で求めた歩行軌跡が屋内地図上に点線501のようにマッピングされたとする。この場合、点線501の歩行軌跡の形状は適正に推定されたがその大きさが適正に推定されなかったものである。このように大きさが適正に推定されないのは、歩行速度解析部307において解析された歩行速度に誤差があったため、歩行者の移動距離が一様に長くなってしまったことに起因する(他の例では移動距離が短くなる場合もある)。
図5Bに示されるように、歩行軌跡生成部313で求めた歩行軌跡が屋内地図上に点線504のようにマッピングされたとする。この場合、点線504の歩行軌跡の形状は適正に推定されたが、軌跡の基準位置に誤りがあったものである。
第1乃至第3の実施形態では、各センサデータが同一のフロア内のデータであることが予め分かっていることを前提としている。しかし、本来であれば、各情報処理装置は、処理開始(軌跡推定開始)から処理終了(軌跡推定終了)まで連続的に動作し、その間歩行者はフロア間を移動することが考えられ、センサデータもフロアを区別せずに連続的に取得される。従って、どこからどこまでが同一のフロアに関するデータであるのか分からない。そこで、第4の実施形態では、どこからどこまでのデータが1つのフロアのデータであるか判別し、フロアごとにセンサデータを分割してフロアごとの歩行者の軌跡を求めるようにしている。
第5の実施形態では、第4の実施形態で説明したフロア分割部603において、さらに気圧センサデータを加味してフロア分割処理を行うようにしている。
第6の実施形態では、第4の実施形態で説明したフロア分割部603において、さらにGPSデータを加味してフロア分割処理を行うようにしている。
第7の実施形態では、第4の実施形態で説明したフロア分割部603において、さらに、RFIDシステムによる入退管理情報で座標情報を補完してフロア分割処理するようにしている。
<システム構成>
(i)図11は、第1乃至第7の実施形態による歩行軌跡推定装置によって得られる建物内の移動軌跡と当該建物内で測定された電波強度とを統合させて提供する、情報処理システム(電波強度情報提供システム)1100の概略構成を示す図である。
図13は、データ統合機能11022による、推定された歩行者の移動軌跡(歩行軌跡)と測定された電波強度データの紐付け(対応付け)処理を説明するための概念図である。
図14及び15は、軌跡データと電波強度データの紐付け情報の表示例を示す図である。図14は基本的な表示例を示し、図15は拡大及び詳細表示が可能な例を示している。このような表示処理を実行するのは、電波強度表示機能11023である。
(i)第1及び第2の実施形態では、加速度データのパターンが変化の情報から歩行者(各種センサを携帯させた移動対象(人や物体)と言うことが可能)の静止した状態を示す区間(時間帯)を抽出する。静止した状態では角速度データは「0」を示すが、その静止状態に対応する角速度データが何らかの値を示す場合にはその値がドリフト成分(ノイズ)とされる。そして、そのノイズ成分を除去した角速度データ(相対方位角データ)と方位センサによる絶対方位により、歩行者の歩行方向(移動物体の移動方向)が計算され、加速度データを解析して得られた歩行速度(移動速度)と歩行方向とを用いて歩行軌跡(移動軌跡)が生成される。このように、屋内の環境の変化や相違によって異なるジャイロセンサのノイズ成分を除去して歩行軌跡を推定するので、より正確に歩行軌跡を求めることができる。第1の実施形態では、静止状態の方位を絶対方位と推定し、第2の実施形態では、方位センサが出力する方位データが安定して一定方向を示している場合にそれを絶対方位と推定している。なお、第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせることも可能である。つまり、静止状態における方位データを仮の絶対方位とし、仮の絶対方位がその静止状態の時間帯に安定して一定方向を示している場合に、真の絶対方位とするようにしても良い。
(ii)本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどが用いられる。
101、301、6011・・・加速度センサ
102、302、6012・・・ジャイロセンサ
103、303、6013・・・方位センサ
104、304、6021、6041・・・加速度センサデータ格納部
105、305、6022、6042・・・ジャイロセンサデータ格納部
106、306、6023、6043・・・方位センサデータ格納部
107、307、6044・・・歩行速度解析部
108、308、6045・・・静止状態検知部
109、309、6046・・・ドリフト成分推定部
110、310、6047・・・相対方位角計算部
111、311、6048・・・方位推定部
112、312、6049・・・歩行方向計算部
113、313、6040・・・歩行軌跡生成部
401・・・建物データ格納部
402・・・建物補正部
601・・・センサ
602・・・センサデータ格納部
603・・・フロア分割部
604・・・歩行軌跡推定部
701・・・気圧センサ
702・・・気圧センサデータ格納部
801・・・GPS
802・・・GPSデータ格納部
901・・・RFIDタグ
902・・・RFIDデータ格納部
903・・・建物情報格納部
1101・・・処理装置
1102、12026・・・主記憶装置
1103、12024・・・入力装置
1104、12025・・・出力装置
1105、12027・・・外部記憶装置
1106・・・センサ
1200・・・情報処理システム
1201・・・サーバ装置
1202・・・携帯端末
1203・・・ネットワーク
12011、12022・・・通信装置
12021・・・処理装置
12023・・・電波強度測定装置
Claims (12)
- 加速度センサ、ジャイロセンサ、及び方位センサのデータを用いて、屋内を移動する対象の軌跡情報を生成する情報処理装置であって、
前記加速度センサによる加速度データを用いて移動速度を解析する移動速度解析部と、
前記加速度データに基づいて前記対象が静止している状態を検知する静止状態検知部と、
前記静止状態検知部が検知した静止状態の情報に基づいて、前記ジャイロセンサによる角速度データのドリフト成分を推定するドリフト成分推定部と、
前記角速度データから前記ドリフト成分を除去して相対方位角データを生成する相対方位角計算部と、
前記方位センサの方位データに基づいて、前記対象の絶対方位を推定する方位推定部と、
前記相対方位角計算部が生成した前記相対方位角データと、前記方位推定部が推定した前記絶対方位の情報とに基づいて、前記対象の移動方向を計算する移動方向計算部と、
前記移動速度解析部による前記移動速度の情報と、前記移動方向計算部による移動方向の情報を用いて、前記軌跡情報を生成する移動軌跡生成部と、
前記軌跡情報と、前記対象が移動する際に前記屋内の複数の地点における電波強度を測定して得られる電波強度データと、を保持する記憶装置と、
前記軌跡情報と前記電波強度データを対応付けて統合するデータ統合部と、
前記データ統合部によって生成された統合データを出力する出力部と、を有し、
前記軌跡情報と前記電波強度データはそれぞれ時刻情報を含み、
前記データ統合部は、前記軌跡情報と前記電波強度データを、前記時刻情報に基づいて
対応付けることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1において、
さらに、前記屋内の地図情報に基づいて、前記軌跡情報に対して拡大、縮小、回転、及び移動の少なくとも1つの処理を実行することにより前記軌跡情報を補正する軌跡情報補正部を有することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1において、
さらに、前記加速度データのパターン変化に基づいて、前記加速度データ、前記角速度データ、及び前記方位データのそれぞれを、フロア毎のデータに分割するフロア分割部を有し、
前記移動速度解析部、前記静止状態検知部、前記ドリフト成分推定部、前記相対方位角計算部、前記方位推定部、前記移動方向計算部、及び前記移動軌跡生成部は、前記フロア毎に分割されたデータに対して処理を実行し、前記フロア毎に前記軌跡情報を生成することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項3において、
前記フロア分割部は、さらに、気圧センサによる気圧データを用いて、フロア毎のデータに分割することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項3において、
前記フロア分割部は、さらに、GPSデータを用いて、フロア毎のデータに分割することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項3において、
前記フロア分割部は、さらに、RFIDデータを用いて、フロア毎のデータに分割することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1において、
前記方位推定部は、前記方位センサによる前記方位データが安定して一定の方向を示している時間帯の方位データを前記絶対方位とすることを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1において、
前記方位推定部は、前記静止状態における前記方位センサの方位データを、前記対象の絶対方位と推定することを特徴とする情報処理装置。 - 請求項1において、
前記データ統合部は、前記電波強度データの取得時間間隔が前記軌跡情報の生成時間間隔よりも長い場合、前記電波強度データを補間することにより、前記軌跡情報と前記電波強度データを対応付けることを特徴とする情報処理装置。 - プロセッサと、少なくとも1つのメモリを有するコンピュータにおいて、加速度センサ、ジャイロセンサ、及び方位センサのデータを用いて、屋内を移動する対象の軌跡情報を生成する情報処理方法であって、
前記少なくとも1つのメモリは、前記加速度センサによる加速度データと、前記ジャイロセンサによる角速度データと、前記方位センサの方位データと、を保持し、
前記コンピュータは、情報を出力する出力部と、前記少なくとも1つのメモリに、或いは当該メモリとは別の記憶装置に、前記軌跡情報と、前記対象が移動する際に前記屋内の複数の地点における電波強度を測定して得られる電波強度データと、を保持し、
前記方法は、
前記プロセッサが、前記メモリから前記加速度データを読み出し、当該加速度データを用いて前記対象の移動速度を解析するステップと、
前記プロセッサが、前記メモリから前記加速度データを読み出し、当該加速度データに基づいて前記対象が静止している状態を検知するステップと、
前記プロセッサが、前記メモリから前記角速度データを読み出し、前記静止している状態の情報に基づいて、前記角速度データのドリフト成分を推定するステップと、
前記プロセッサが、前記メモリから前記角速度データを読み出し、当該角速度データから前記ドリフト成分を除去して相対方位角データを生成するステップと、
前記プロセッサが、前記メモリから前記方位データを読み出し、当該方位データに基づいて、前記対象の絶対方位を推定するステップと、
前記プロセッサが、前記相対方位角データと前記絶対方位の情報とに基づいて、前記対象の移動方向を計算するステップと、
前記プロセッサが、前記移動速度の情報と前記移動方向の情報を用いて、前記軌跡情報を生成するステップと、
前記プロセッサが、前記軌跡情報と前記電波強度データを対応付けて統合して統合データを生成するステップと、
前記プロセッサが、前記統合データを出力する出力部に出力するステップと、を有し、
前記統合データを生成するステップにおいて、前記プロセッサは、前記軌跡情報と前記電波強度データを、前記時刻情報に基づいて対応付けることを特徴とする情報処理方法。 - 請求項10において、
さらに、前記プロセッサが、前記屋内の地図情報に基づいて、前記軌跡情報に対して拡大、縮小、回転、及び移動の少なくとも1つの処理を実行することにより前記軌跡情報を補正するステップを有することを特徴とする情報処理方法。 - 請求項10において、
さらに、前記プロセッサが、前記加速度データのパターン変化に基づいて、前記加速度データ、前記角速度データ、及び前記方位データのそれぞれを、フロア毎のデータに分割するステップを有し、
前記プロセッサは、前記対象の移動速度を解析するステップと、前記静止している状態を検知するステップと、前記ドリフト成分を推定するステップと、前記相対方位角データを生成するステップと、前記絶対方位を推定するステップと、前記移動方向を計算するステップと、前記軌跡情報を生成するステップとを、前記フロア毎に分割されたデータに対して実行し、前記フロア毎に前記軌跡情報を生成することを特徴とする情報処理方法。
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