JP6188077B2 - 携帯端末の位置するフロアレベルを推定する管理装置、プログラム、システム及び方法 - Google Patents
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Description
「複数基地局測位方式」:複数の周辺基地局からの通信電波によって測位する
「ハイブリッド測位方式」:GPS測位方式+複数基地局測位方式
「セルベース測位方式」:接続先基地局の位置を、当該携帯端末の現在位置とする
屋内で測位可能なこれら測位方式によれば、緯度及び経度は推定できるものの、高度までは推定できない。
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、所定地域範囲の地上レベル(グランドレベル)の基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
当該端末から受信した気圧値から、基準気圧値をベースとした当該端末が存在するフロアレベル(階数)を推定する滞在階数推定手段と
を有することを特徴とする。
気候データベースから又は携帯端末から、当該所定地域範囲における気温を予め取得しており、
滞在階数推定手段は、基準気圧値及び気温をベースとした当該端末が存在する階数を推定することも好ましい。
クラスタリング手段は、全体の気圧値の数に対して所定割合以上の気圧値の数を含むクラスタが複数存在する場合、クラスタリングの対象となる所定地域範囲を縮小し、所定割合以上の気圧値の数を含むクラスタが1個となるまで、クラスタリングを繰り返すことも好ましい。
携帯端末は、更にGPS(Global Positioning System)センサを内蔵しており、
管理装置が収集するログには、GPSセンサの測位可否情報が更に含まれており、
クラスタリング手段は、「測位可」のログに含まれる気圧値のみをクラスタリングすることも好ましい。
管理装置が収集するログには、GPSセンサによる衛星補足数及び/又はSNRが更に含まれており、
クラスタリング手段は、衛星補足数及び/又はSNRが所定閾値以上となる気圧値のみをクラスタリングすることも好ましい。
管理装置は、気圧値に観測日時を対応付けており、
クラスタリング手段及び基準気圧値決定手段は、所定地域範囲及び所定日時範囲の組毎に機能することも好ましい。
クラスタリング手段は、k-meansを用いてクラスタリングすると共に、クラスタ毎に、多数の気圧値の平均値又は中央値を代表気圧値とすることも好ましい。
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
当該端末から受信した気圧値から、基準気圧値をベースとした当該端末が存在するフロアレベルを推定する滞在階数推定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
管理装置は、
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
基準気圧値を、当該携帯端末へ送信する基準気圧値送信手段と
を有し、
携帯端末は、
当該気圧センサによって観測した気圧値を含むログを、管理装置へ送信するログ送信手段と、
管理装置から、基準気圧値を受信する基準気圧値受信手段と、
基準気圧値をベースとして、自ら観測した気圧値から、当該端末が位置するフロアレベルを推定する滞在階数推定手段と
を有することを特徴とする。
携帯端末が、当該気圧センサによって観測した気圧値を含むログを、管理装置へ送信する第1のステップと、
管理装置が、携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出する第2のステップと、
管理装置が、気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする第3のステップと、
管理装置が、基準気圧値を、当該携帯端末へ送信する第4のステップと、
携帯端末が、管理装置から、基準気圧値を受信する第5のステップと、
携帯端末が、基準気圧値をベースとして、自ら観測した気圧値から、当該端末が位置するフロアレベルを推定する第6のステップと
を有することを特徴とする。
管理装置1は、気圧センサを搭載した多数の携帯端末から、気圧値を含むログ(log)を収集する。図2によれば、管理装置1は、通信インタフェース10と、クラスタリング部11と、基準気圧値決定部12と、滞在階数推定部13と、基準気圧値送信部14とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
通信インタフェース10は、ネットワークを介して、多数の携帯端末2から「ログ」を収集する。ログには、少なくとも「気圧値」を含むと共に、例えば以下のような情報を更に含むものであってもよい。
・気圧値の観測日時
・GPSセンサの測位可否情報
=捕捉衛星数、測位電波品質(例えばSNR(Signal-Noise Ratio))
・気圧値の観測位置情報
尚、通信インタフェース10が、携帯端末2から逐次にログを受信することなく、多数のログを予め収集した別のサーバから、多数のログを受信するものであってもよい。
クラスタリング部11は、携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出する。所定地域範囲毎に区分する理由は、地上の等高線の違いによって、場所毎に気圧値が異なるためである。例えば、標準地域メッシュにおける第3次地域メッシュ区画(3次メッシュ;約1km四方の矩形)毎に区分するものであってもよい。他の実施形態としては、携帯電話網の基地局毎に区分するものであってもよい。この場合、携帯端末2から受信したログには、接続先基地局及び/又は周辺基地局情報が含まれる。つまり、接続先基地局が同一のログに含まれる多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出する。
衛星補足数>x個 & 最大SNR>ydB
x、y:所定閾値
ここでは、屋外にいるであろう携帯端末における気圧値から、グラウンドレベルの気圧値を検出する。
基準気圧値決定部12は、以下のいずれか一方の代表値を、所定地域範囲の地上レベル(グランドレベル)の「基準気圧値」とする。
・気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値
・各代表気圧値の中で最も高い代表気圧値
滞在階数推定部13は、当該端末から受信した気圧値から、基準気圧値をベースとした当該端末が存在するフロアレベル(階数)を推定する。フロアレベルを、地上からの高度h(m:メートル)として算出する場合、例えば以下の式を用いる。
h=(((Pb/P)(1/5.275)−1)×(Temp+273.15))/0.0065
Pb:基準気圧値
Temp:気温
フロアレベル=h/階高
階高:例えば4m
気温は、気候データベースからリアルタイムに予め、その所定地域範囲の気温を取得しておくものであってもよい。また、携帯端末が気温センサを搭載している場合、その携帯端末から受信するログに含まれる気温を用いてもよい。気温を取得できない場合、季節に応じて予め設定した所定気温(例えば5月であれば15度)を用いてもよい。
携帯端末2側で、当該携帯端末の滞在階数を推定する場合、管理装置1は、基準気圧値送信部14を更に有する。基準気圧値送信部14は、当該携帯端末の位置する所定地域範囲における基準気圧値を、当該携帯端末2へ送信する。
図2によれば、携帯端末2は、通信インタフェース200と、気圧センサ201と、GPSセンサ202と、気温センサ203とを有する。また、携帯端末2は、ログ送信部21と、基準気圧値受信部22と、滞在階数推定部23とを有する。これら機能構成部は、携帯端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
基準気圧値受信部22は、当該携帯端末の位置における地上レベルの基準気圧値を受信する。受信した基準気圧値は、滞在階数推定部23へ出力される。
滞在階数推定部23は、自らの観測した気圧値から、基準気圧値をベースとしたフロアレベルを推定する(管理装置1の滞在階数推定部13と同様)。推定されたフロアレベルは、アプリケーションへ出力される。アプリケーションは、当該携帯端末が位置するフロアレベルに応じたサービスを提供することができる。
(S1)携帯端末2が、当該気圧センサによって観測した気圧値を含むログを、管理装置1へ送信する。
(S2)管理装置1が、携帯端末2の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出する。
(S3)管理装置1が、気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値、又は、各代表気圧値の中で最も高い代表気圧値を、所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする。
(S4)管理装置1が、基準気圧値を、当該携帯端末2へ送信する。
(S5)携帯端末2が、管理装置1から、基準気圧値を受信する。
(S6)携帯端末2が、基準気圧値をベースとして、自ら観測した気圧値から、当該端末が位置するフロアレベルを推定する。
10 通信インタフェース
11 クラスタリング部
12 基準気圧値決定部
13 滞在階数推定部
14 基準気圧値送信部
2 携帯端末
200 通信インタフェース
201 気圧センサ
202 GPSセンサ
203 気温センサ
21 ログ送信部
22 基準気圧値受信部
23 滞在階数推定部
3 気候データベース
Claims (10)
- 気圧センサを搭載した多数の携帯端末から、気圧値を含むログを収集する管理装置であって、
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、前記所定地域範囲の地上レベル(グランドレベル)の基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
当該端末から受信した気圧値から、前記基準気圧値をベースとした当該端末が存在するフロアレベル(階数)を推定する滞在階数推定手段と
を有することを特徴とする管理装置。 - 気候データベースから又は前記携帯端末から、当該所定地域範囲における気温を予め取得しており、
前記滞在階数推定手段は、前記基準気圧値及び前記気温をベースとした当該端末が存在する階数を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の管理装置。 - 前記クラスタリング手段は、全体の気圧値の数に対して所定割合以上の気圧値の数を含むクラスタが複数存在する場合、クラスタリングの対象となる所定地域範囲を縮小し、前記所定割合以上の気圧値の数を含むクラスタが1個となるまで、クラスタリングを繰り返す
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の管理装置。 - 前記携帯端末は、更にGPS(Global Positioning System)センサを内蔵しており、
前記管理装置が収集するログには、GPSセンサの測位可否情報が更に含まれており、
前記クラスタリング手段は、「測位可」のログに含まれる気圧値のみをクラスタリングする
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記管理装置が収集するログには、GPSセンサによる衛星補足数及び/又はSNRが更に含まれており、
前記クラスタリング手段は、衛星補足数及び/又はSNRが所定閾値以上となる気圧値のみをクラスタリングする
ことを特徴とする請求項4に記載の管理装置。 - 前記管理装置は、気圧値に観測日時を対応付けており、
前記クラスタリング手段及び前記基準気圧値決定手段は、所定地域範囲及び所定日時範囲の組毎に機能する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記クラスタリング手段は、k-meansを用いてクラスタリングすると共に、クラスタ毎に、多数の気圧値の平均値又は中央値を代表気圧値とする
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の管理装置。 - 気圧センサを搭載した多数の携帯端末から気圧値を含むログを収集する管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、前記所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
当該端末から受信した気圧値から、前記基準気圧値をベースとした当該端末が存在するフロアレベルを推定する滞在階数推定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 気圧センサを搭載した多数の携帯端末と、気圧値を含むログを収集する管理装置とを有するシステムであって、
前記管理装置は、
携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出するクラスタリング手段と、
気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、前記所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする基準気圧値決定手段と、
前記基準気圧値を、当該携帯端末へ送信する基準気圧値送信手段と
を有し、
前記携帯端末は、
当該気圧センサによって観測した気圧値を含むログを、前記管理装置へ送信するログ送信手段と、
前記管理装置から、前記基準気圧値を受信する基準気圧値受信手段と、
前記基準気圧値をベースとして、自ら観測した気圧値から、当該端末が位置するフロアレベルを推定する滞在階数推定手段と
を有することを特徴とするシステム。 - 気圧センサを搭載した多数の携帯端末と、気圧値を含むログを収集する管理装置とを有するシステムにおける基準気圧値決定方法であって、
前記携帯端末が、当該気圧センサによって観測した気圧値を含むログを、前記管理装置へ送信する第1のステップと、
前記管理装置が、携帯端末の位置する所定地域範囲毎に、多数の気圧値をクラスタリングし、クラスタ毎に代表気圧値を算出する第2のステップと、
前記管理装置が、気圧値を最も多く含むクラスタにおける代表気圧値を、前記所定地域範囲の地上レベルの基準気圧値とする第3のステップと、
前記管理装置が、前記基準気圧値を、当該携帯端末へ送信する第4のステップと、
前記携帯端末が、前記管理装置から、前記基準気圧値を受信する第5のステップと、
前記携帯端末が、前記基準気圧値をベースとして、自ら観測した気圧値から、当該端末が位置するフロアレベルを推定する第6のステップと
を有することを特徴とする基準気圧値決定方法。
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