JP6253022B2 - 適応的測位間隔設定システム、適応的測位間隔設定方法、行動モデル計算装置、及び行動モデル計算プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態における適応的測位間隔設定システムの構成例を示す図である。
適応的測位間隔設定システムは、モバイル端末装置10および行動モデル計算装置20を有する。
行動モデル計算装置20は1つ以上のモバイル端末装置10と通信ネットワークを介して接続される。
行動モデル計算装置20は、モバイル端末装置10から送られてくる、当該モバイル端末装置10の位置情報に基づいてモバイル端末装置10の移動経路や所要時間を推定して、モバイル端末装置10に測位間隔の情報を通知する。本発明はこの測位間隔の設定について扱う。
測位間隔受信部11は、行動モデル計算装置20から測位間隔の情報を受信する。
測位部12は、測位間隔受信部11が受信した情報で示される測位間隔で、GPS測位や、Wi-Fi測位や、基地局測位といった測位手段を使ってモバイル端末装置10の現在位置を測定する。
位置送信部13は、測位部12で測定した位置を示す位置情報を行動モデル計算装置20に送信する。
位置受信部21は、モバイル端末装置10から位置情報を受信する。
移動経路推定部22は、移動に関するパラメータで構築した行動モデルに沿って移動経路の候補を推定して、測位間隔を決定する。
測位間隔送信部23は、移動経路推定部22で決定した測位間隔を示す情報をモバイル端末装置10に送信する。
移動パラメータ生成部25は、第一メモリ24に蓄積した移動経路履歴をもとに、移動手段や移動速度のばらつきのパラメータを推定する。移動手段は、例えば歩行、自動車など移動のモードとして扱われる。
行動モデルを計算するにあたって必要な定義を以下に記す。
移動体は道路網等から得られる有向グラフ上を移動するものと仮定する。以下、有向グラフをG=(V, A)と表すことができる。ここで、Vは有向グラフ上の頂点の集合を表し、Aは有向グラフ上の辺の集合を表す。以下では、辺a∈Aを、その始点と終点との組(u, v)で表す。
図2において、丸は有向グラフ上の頂点を表し、矢印は有向グラフ上の辺を表す。
x := (x0, x1, …, xc)
s.t. xi ∈ V, (xi, xi+1) ∈ A …式(1)
で表す。
有向グラフ上の辺を移動中にモードが変わることも考えられるが、ここでは、移動体が有向グラフ上の辺上を同一のモードで移動すると仮定する。
移動体からは、その軌跡xと、軌跡x上の各辺の移動に要した時間t:=(t1, t2, …, tc-1)とが得られるものとする。tiは、移動体が辺(xi-1, xi)を移動するために要する時間を表す。
また、潜在データとして、各辺の移動のモードz=(z0, z1, z2, …, zc)が対応するものとする。
ziは、辺(xi-1, xi)の移動モードを表す。z0は、移動の初期モードを表す。
まず、辺の移動モード確率について説明する。移動体が、辺a∈Aをモードmで移動する確率をθamで表す。例えば、道路に対応する辺では歩行や自動車による移動が中心となり、また、線路に対応する辺では鉄道による移動が中心となる。確率θamは、辺の移動の特性を表す。各辺aの移動モード確率は以下の式(2)で示される条件を満たす(多項分布)。
モバイル端末装置10の測位部12は、モバイル端末装置10の現在位置を測定する。測位部12は、この測定した位置を示す位置情報を位置送信部13に通知する(ステップS1)。本実施形態では、このときの位置は、上記で定義したxi ∈ Vである。先に述べたように、本実施形態で説明する位置は有向グラフ上の頂点を表すものでなくてもよく、緯度・経度や地名や番地でもよい
モバイル端末装置10の位置送信部13は、測位部12から通知された位置情報を行動モデル計算装置20に送信する(ステップS2)
行動モデル計算装置20の位置受信部21は、モバイル端末装置10から送信された位置情報を受信する(ステップS3)。
以下のステップS4からS6にて、行動モデル計算装置20は、モデルのパラメータを推定する。行動モデル計算装置20は、位置情報を受信するたびにパラメータの推定を実行する必要はなく、一定期間(例えば、1ヶ月)おき、もしくは一定回数(例えば、1万回)の経路推定ごとに実行してもよい。
以下では、行動モデルのパラメータである、初期モード確率、辺の移動時間のパラメータ、および辺の選択確率をまとめてΛで表し、尤度と周辺尤度(所定条件下でのすべての尤度の総和)をそれぞれ、P(x,t,z; Λ)、P(x,t; Λ)と表す。
多項分布のパラメータの制約を考慮する必要があるため、Lagrangeの未定乗数を使って以下の式(9)を考える。
なお、本実施形態で説明したパラメータ推定は上記の手順に限るものでなく、具体的に一例を挙げると、ベイズ推定や最大事後確率(MAP)推定であってもよい。
s.t. a1の始点=v, acの終点=u, aiの終点= ai+1の始点 …式(13)
移動体が経路pを移動するための所要時間tと移動可能性については、以下のように計算できる。移動体が経路pの移動に要する所要時間tは、経路p上の各辺の移動に要する時間t1,t2,…,tcの和となる。
以上の定義によって、移動経路推定部22は任意の終点uと所要時間tに対して経路p∈Pvutの確率を計算できる。この確率は不確実性を表している。以降では、移動経路推定部22は終点uと所要時間tとを変化させながら、移動経路候補の不確実性が閾値を超える時間間隔を計算する。
以上の手順で、適応的測位間隔設定システムは、測位の間隔を設定することができる。以上説明した実施形態では、ロケーションサービスの求める分解能への要求を満たしながら、移動手段が混在したり移動手段を変更したり移動速度のばらつきが存在するような環境においても測位間隔を長くできるので、モバイル端末装置の消費電力を抑制することが可能となる。
Claims (8)
- 移動可能な1つ以上のモバイル端末装置と、前記モバイル端末装置と通信ネットワークを介して接続される行動モデル計算装置とを有し、前記行動モデル計算装置が前記モバイル端末装置に測位間隔を通知するシステムであって、
前記モバイル端末装置は、
前記行動モデル計算装置から測位間隔を受信する測位間隔受信部と、
前記測位間隔受信部で受信した測位間隔に従って前記モバイル端末装置の位置を測定する測位部と、
前記測位部で測定した位置を示す位置情報を前記行動モデル計算装置へ送信する位置送信部と
を具備し、
前記行動モデル計算装置は、
前記モバイル端末装置から前記位置情報を受信する位置受信部と、
前記モバイル端末装置が1つ以上の移動手段によって前記位置情報で示される位置から移動した場合の経路の候補群を前記受信した位置情報に応じて列挙し、それぞれの確率と所要時間を推定して測位間隔を決定する移動経路推定部と、
前記移動経路推定部で決定した測位間隔を前記モバイル端末装置に送信する測位間隔送信部と
を具備することを特徴とする適応的測位間隔設定システム。 - 前記行動モデル計算装置の前記移動経路推定部は、
移動手段ごとの移動速度の分布にもとづいて移動経路の候補群のそれぞれについての所要時間を推定する
ことをさらに特徴とする請求項1に記載の適応的測位間隔設定システム。 - 前記行動モデル計算装置の前記移動経路推定部は、
前記移動手段を前記経路の途中で切り替える可能性を含めて前記モバイル端末装置の移動経路の候補を推定する
ことをさらに特徴とする請求項1又は請求項2に記載の適応的測位間隔設定システム。 - 前記行動モデル計算装置は、
前記位置受信部で受信した前記位置情報を記録して過去の移動経路履歴を蓄積する第一メモリと、
前記第一メモリで蓄積された移動経路履歴にもとづいて前記移動手段や移動速度のばらつきのパラメータを推定する移動パラメータ生成部と
を具備することをさらに特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の適応的測位間隔設定システム。 - 移動可能な1つ以上のモバイル端末装置と、前記モバイル端末装置と通信ネットワークを介して接続される行動モデル計算装置とを有するシステムに適用され、前記行動モデル計算装置が前記モバイル端末装置に測位間隔を通知する方法であって、
前記モバイル端末装置は、
前記行動モデル計算装置から測位間隔を受信し、
前記受信した測位間隔に従って前記モバイル端末装置の位置を測定し、
前記測定した位置を示す位置情報を前記行動モデル計算装置へ送信し、
前記行動モデル計算装置は、
前記モバイル端末装置から前記位置情報を受信し、
前記モバイル端末装置が1つ以上の移動手段によって前記位置情報で示される位置から移動した場合の経路の候補群を前記受信した位置情報に応じて列挙し、それぞれの確率と所要時間を推定して測位間隔を決定し、
前記決定した測位間隔を前記モバイル端末装置に送信する
ことを特徴とする適応的測位間隔設定方法。 - 移動可能な1つ以上のモバイル端末装置と通信ネットワークを介して接続され、前記モバイル端末装置に測位間隔を通知する行動モデル計算装置であって、
測位間隔に従って測位された前記モバイル端末装置の位置情報を当該モバイル端末装置から受信する位置受信部と、
前記モバイル端末装置が1つ以上の移動手段によって前記位置情報で示される位置から移動した場合の経路の候補群を前記受信した位置情報に応じて列挙し、それぞれの確率と所要時間を推定して測位間隔を決定する移動経路推定部と、
前記移動経路推定部で決定した測位間隔を前記モバイル端末装置に送信する測位間隔送信部と
を具備することを特徴とする行動モデル計算装置。 - 前記移動経路推定部は、
移動手段ごとの移動速度の分布にもとづいて移動経路の候補群のそれぞれについての所要時間を推定する
ことをさらに特徴とする請求項6に記載の行動モデル計算装置。 - 請求項6または請求項7に記載の行動モデル計算装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記位置受信部、前記移動経路推定部および前記測位間隔送信部として機能させるための行動モデル計算プログラム。
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