JP6285316B2 - 屋内測位システム - Google Patents

屋内測位システム Download PDF

Info

Publication number
JP6285316B2
JP6285316B2 JP2014159158A JP2014159158A JP6285316B2 JP 6285316 B2 JP6285316 B2 JP 6285316B2 JP 2014159158 A JP2014159158 A JP 2014159158A JP 2014159158 A JP2014159158 A JP 2014159158A JP 6285316 B2 JP6285316 B2 JP 6285316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
axes
magnetic field
axis
along
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014159158A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015031698A5 (ja
JP2015031698A (ja
Inventor
アヴィック ゴース
アヴィック ゴース
アルパン パル
アルパン パル
チョーダリー アニルバン ダッタ
チョーダリー アニルバン ダッタ
ビベック チャンデール
ビベック チャンデール
チラブレイト バウミック
チラブレイト バウミック
タヌシャム チョトパッダーエ
タヌシャム チョトパッダーエ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tata Consultancy Services Ltd
Original Assignee
Tata Consultancy Services Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tata Consultancy Services Ltd filed Critical Tata Consultancy Services Ltd
Publication of JP2015031698A publication Critical patent/JP2015031698A/ja
Publication of JP2015031698A5 publication Critical patent/JP2015031698A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6285316B2 publication Critical patent/JP6285316B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/206Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/038Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/021Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/33Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for indoor environments, e.g. buildings
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本開示は人または物の追跡および位置検知に関連する。
屋内空間または閉鎖された空間における人または物の位置検知、追跡は、一般的には屋内測位、屋内位置検知、局地測位などとして知られている。屋内測位は展示会での訪問者に対する位置検知や案内、病院での医師、看護師、医療機器の位置検知、大規模な倉庫での人員、貨物、商品の位置検知などの多様な応用が考えられる。
当技術分野ですでに知られている屋内測位のために使用されるシステムで典型的なものは慣性航法の技術に基づくもので、一般的にはグローバルポジショニングシステム(GPS)などの技術に基づく追跡、高周波(RF)通信を利用した無線・WiFiトラッキングやジャイロスコープ、加速度センサーや電磁界センサーなどのセンサーにより位置検知を行うものがある。一般的に、人が持ち歩く、または物に取り付けられた無線通信デバイスから無線信号を送出し、屋内環境の異なる位置に設置した複数のセンサーにより信号を受信し、人、物の位置検知や追跡を行う。一部のシステムは、無線通信デバイスに内臓されたビーコンが送出する信号を応用している。屋内環境の異なる位置にWiFi受信機を設置し、屋内環境のマッピングを行って人、物の位置検知を行う。または、GPSを利用しての位置検知を行っている。他のシステムでは、屋内での移動の際、RFIDタグを物に取り付け、ないしは人が持ち運び、屋内環境の異なる位置にセンサーを設置して、センサー近くを通過するRFIDを検出することで人、物の位置検知を行っている。
この分野では、人、物の位置検知のために多くの努力と工夫が行われてきた。US6393360は屋外での位置検知について開示している。WO/2013/065042は地磁気の検出と電磁気信号による屋内、屋外両用の位置検知方法を開示している。
JP2011033609 および JP2011059091 は3つの電磁界源を屋内に設置し、周波数の異なる交流磁界を発生させて行う屋内位置検知について開示している。さらに、 US20120130632 は 電磁石を対象となる人や物に配布し、位置を検知し、追跡と状態のモニタリングを行うシステムおよび方法を開示している。
加えて、DE10127156 は人間、動物、車両を含む移動体向けの局地測位システムを開示している。対象物が危険な状態にあるかを検出し、自動的に電話を発信する。このシステムによる位置検知は、対象物に取り付けられた送信機と受信機の間の距離を計算し、そこから位置を求める方法によるものである。計算は複雑になることがあり、とりわけ移動体の経路が直線でないことがあると誤差の原因となる。
さらに加えて、IN21220 は保管倉庫や積み替え倉庫における貨物コンテナー用の貨物追跡システムを開示している。3次元加速度計を移動体に取り付け、位置検知は移動の方向と加速度の情報に基づいて求められる。
当技術分野で知られている屋内測位システムは人、物の位置検知を行うことはできるものの、とりわけ火事、浸水など、屋内から人々が避難しなければならないような緊急事態において。より簡単、正確で頑丈な移動体の位置検知や測位のシステムおよび方法を発案する特別な重要性が感じられるのである。上に示したように、当技術分野で知られている各システムは、屋内での測位に地球磁場のひずみを利用しているが、屋内の磁場のひずみは屋内環境の変化や天候の変化による悪影響を受けやすい。代わって、電磁気センサーを使用する場合には必要となるインフラの変更やそれに伴うコストが無視できない規模で発生する。
このように、周囲の状況の変動や地球磁場の乱れによる慣性航法の誤差による悪影響を受けずに、屋内環境において人、物の位置と方向の検知を行うことのできるシステムの必要が感じられるのである。
既存技術の問題を一つでも解決し、また少なくとも有用な代替物や代替案を提供することを目指した本発明の課題のうちいくつかを以下に示す。
本開示の一つの課題は、屋内環境において人、物の位置検を可能とする屋内測位システムを提供することである。
本開示のもう一つの課題は、人、物が置かれている向きや移動の方向の検出を可能とする屋内測位システムを提供することである。
さらに本開示のもう一つの課題は、周囲環境の変動による悪影響を受けない屋内測位システムを提供することである。
さらに本開示のもう一つの課題は、慣性航法に起因する誤差がない屋内測位システムを提供することである。
加えて本開示のもう一つの課題は、インフラ設備の変更を必要とせず、対費用効果の高い屋内測位システムを提供することである。
本発明の他の課題や利点は、添付されている図表とともに以下の説明により明確にされるが 、これらの図表や説明は本発明の範囲を限定するものではない。
定義
以下本明細書で使用する「移動体」という表現は閉鎖された空間内で移動している人/物を指すが、これらに限定するものではない。
以下本明細書で使用する「開口」とは、通路へつながる口、入口、出口をもつ壁、や仕切りなどに類する、多数の機能別空間に分割された環境へのアクセスを提供するためのものを指すが、これらに限定するものではない。
本明細書ではこれらの定義を当技術分野における定義に加えて使用する。
本開示によれば、閉鎖され、その上機能を持った空間に分割され、その空間へのアクセスを可能とする、少なくとも一つの開口をもつ環境にある、移動する対象の位置を検知するための、以下を備えた屋内測位システムが提供される:
開口に、固有の磁界を発生させるためにあらかじめ設定された方向で設置された、少なくとも2つの永久磁石;
移動する対象に結び付けられた、以下を備えた無線通信ユニット:
少なくとも一つの磁気計測センサーであって、開口を対象が通過する際に固有の磁界の摂動を検出するよう適合させ、加えて以下の群より少なくとも一つを選択したパラメーターに対応する信号を送出するするもの:
移動体の移動方向,
無線通信ユニットが置かれている方向,
磁界の方向, および
移動体の移動速度; および
信号を受信し、パラメーターに該当するデーターを抽出するように適合させた処理器; および
無線通信ユニットと無線通信を行うバックエンドサーバーであって、無線通信ユニットより受信したデーターを、開口と無線通信ユニットを識別し位置検知ができるよう予め設定された処理方法により処理するように適合させたもの。
永久磁石は、レアアース磁石であってもよい。
2つの永久磁石は、相互の位置関係として直交配置、平行配置、ねじれ配置、ねじれ凹凸配置、ランダム配置からなる群から選択した方向に取り付けることが出来る。
無線通信ユニットは、スマートフォン、携帯電話機のうち少なくとも一つとすることができる。磁気計測センサーは3軸磁気計測センサーとすることができる。
さらに、本開示によれば、アクセスのために少なくとも一つの開口をもつ、機能によって区分けされた、閉鎖された環境の中で移動する対象の位置を検知する、以下の段階を含んだ方法が提供される:
磁界を発生させるため、各開口に少なくとも2つの磁石をあらかじめ設定された方向に設置する;
X, Y, Z 軸方向の磁界の摂動を検出し、それらに沿った信号を発生する;
信号を受信し、結び付けられたデーターを抽出する;
データを処理器へ通信する;
通信されたデーターをあらかじめ設定された処理方法により処理し、開口を識別し、移動体の位置検知を行う。
通信されたデーターをあらかじめ設定された処理方法で処理する段階には以下が含まれる:
X軸に沿ったデーターのあらかじめ決められたサンプルの絶対値を計算する;
X軸に沿ったデーターサンプルのピーク、トラフを測定する;
X軸に沿ったデーターサンプルのピークとベースデーターのピークを比較し、対象の動きの方向が磁界に沿った方向、磁界に向かった方向の2つの方向のうちどちらなのかを決定する;
X軸に沿ったデーターサンプルのピーク・トラフ間の幅を測定する;
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルのデーターマイニングをクラスター分析法により行い、関心領域(ROI)を決定する;
ROI上のY、Z軸に沿ったデーターサンプルに時間領域正規化(TDN)を行い、 Y、Z軸の正規化されたデーターを得る;
Y、Z軸の正規化されたデーターについて離散ウェーブレット変換(DWT)を行う;さらに
Y、Z軸のDWT係数をあらかじめ決められた分類方法により分類し、移動体の位置検知を行う。
加えて、データーマイニングを行う段階には以下が含まれる:
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルを2クラスター-K平均法で処理する; 加えて
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルそれぞれの最大値、最小値を利用する。

分類方法としては、サポートベクターマシン(SVM)に基づく分類法を使用することができる。
本開示の屋内測位システムの説明を補助するため、以下の添付図表を用いる, ここで:
図1 は本開示の一つの実施例に沿った屋内測位システムの設置状態を図示したものである; 図2 は本開示の屋内測定システムの略図である; 図3a, 3b, 3c および3d は出入口に設置された磁石が様々な方向に向けられた場合の磁力線の状態をグラフにしたものである; 図3a, 3b, 3c および3d は出入口に設置された磁石が様々な方向に向けられた場合の磁力線の状態をグラフにしたものである; 図3a, 3b, 3c および3d は出入口に設置された磁石が様々な方向に向けられた場合の磁力線の状態をグラフにしたものである; 図3a, 3b, 3c および3d は出入口に設置された磁石が様々な方向に向けられた場合の磁力線の状態をグラフにしたものである; 図4 は出入口に設置された磁石が無作為な方向に向けられた場合の磁力線の状態をグラフにしたものである;さらに 図5aおよび5bは、本開示のある実施例において、閉鎖された環境にある移動体を検出し、位置を検知する方法についてその各段階をフローチャートにしたものである。 図5aおよび5bは、本開示のある実施例において、閉鎖された環境にある移動体を検出し、位置を検知する方法についてその各段階をフローチャートにしたものである。
屋内空間または閉鎖された空間における人または物の位置検知、追跡のために使用されるシステムで典型的なものは慣性航法の技術に基づくものである。一般的にはグローバルポジショニングシステム(GPS)などの技術に基づく追跡、高周波(RF)通信を利用した無線・WiFiトラッキングやジャイロスコープ、加速度センサーや電磁界センサーなどのセンサーにより位置検知を行うものがある。慣性航法は少ないエネルギー消費で稼働する安価な屋内測位方法であるが、センサーの誤差による検出値の変動やばらつきから逃れられない。屋内の平面図に基づく粒子フィルター法などによる誤差を低減する方策は空間の閉鎖された部分が少ない場合に問題となる。そのため、アンカーを使用することが必要となる。高周波電波(RF)によるアンカーはインフラ設備の変更を要し、コストが発生するだけでなく、家庭などでの応用は現実的に不可能といえる。このようにして、屋内での慣性航法による測位には依然未解決の課題が残されている。
さらに、これらのシステムは、位置検知のため、一般的には地磁気磁界モデリング技術を実装している。しかし、地磁気磁界のモデリングは気候や屋内の状態(家具の移動など)によって変更しなければならないことが考えられる。加えて、これらのシステムは人、物の位置検知をその置かれた方向と移動の方向を考慮せずに決定している。
以上のような制限を取り除くため、本開示は、対象の置かれた方向と移動の方向を検出して屋内の人、物の位置検知を正確に誤差なく行う屋内測位システムおよび測位方法を想定している。
システム、機能およびその特長の詳細を以下のいくつかの実施形態によって説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。実施例の説明を明確にするため、既知の構成部品や処理技術については省略する。ここで取り上げる各例はその実行と、当分野の技術者が各例を実施するための理解を容易にする目的でのみ示されるものである。よって、これらの例は形態の範囲を限定するものと理解するべきではない。
本開示による屋内測位システムを以下に示す実施形態によって説明する。形態には図表が添付されている。これらの実施形態は、本開示の範囲と領域を限定するものではない。説明は単に例や開示の好ましい実施形態および推奨する応用に対するものである。
本開示による屋内測位システムについて、以下では、機能別に分割された空間をもち、これらの空間へのアクセスのためのさまざまな開口をもつ屋内および閉鎖された空間における移動体の位置探知を説明する。説明を簡単にするのみの目的で、移動体は人であり、開口は出入口とする。
本開示による屋内測位システムは無線通信ユニットに磁力計をもつ屋内環境における人の位置検知の手法を実装している。標準として、無線通信ユニットはスマートフォンまたは携帯電話機であり、外部空間に、好ましくは出入口に、三次元に配置された磁石と干渉することにより、位置の特有の磁気識別が提供される。本開示による屋内測位手法は慣性航法による誤差を修正する目的で屋内環境にアンカーポイントを設けるために使用することができる永久磁石に基づいたものである。本開示による屋内測位システムは特有の磁界を発生させるために必要な既知の方向での出入口への複数の磁石の設置を含んでいる。標準として、出入口には少なくとも2つの磁石を設置する。スマートフォンないしは携帯電話機をもった人が特定の方向へ向かって出入口を通過すると、磁力計の信号には三次元空間の磁界に基づいた摂動が生じる。この摂動のフィンガープリンティングにより出入口を一意に識別することができ、これにより、人の位置を検知する。
図1は、本開示のある形態による屋内測位システムの設置の略図である。この形態は磁気双極子が磁界を通過する時、磁界の向きに応じた力が発生する原理に基づいている。また、磁力線は直線とはならず、楕円状の曲線が見られる。実施例によれば、3つの永久/レアアース磁石(101)は出入口(103)と設置されている。人が3軸磁力計測センサー(3つの磁気双極子と同等とみなすことができる)を含むスマートフォン/携帯電話機(102)を持って出入口に設置された永久/レアアース磁石が発する磁界を通過すると、磁力計測センサーは動きの方向、電話機の方向、磁界の方向および動きの速度に沿った特有の摂動を感知し、対応する信号を発生する。
本開示の他の形態によれば、磁石(101)は出入口に接した壁に設置されている。さらに他の形態によれば、磁石(101)は出入口の枠内に埋め込まれている。
図2は、本開示による屋内測位システムの略図である。あるスマートフォンのアプリケーションソフトウエアを実行しているスマートフォンまたは携帯電話機内のプロセッサー(202)は磁力計(201)の信号を読み取り、その特徴や必要なデーターをバックエンドサーバー(203)へ無線送出する。バックエンドサーバーは抽出された信号の特徴やデーターを既知のデーターの集合と信号処理技術を使用して比較照合し、出入口(103)およびスマートフォンまたは携帯電話機(102)を識別して人の位置検知を行う。標準として、バックエンドサーバー(203)は出願者が開発したReal-Time Integrated Platform for Services & Analytics (RIPSAC)−サービス・分析向け実時間統合プラットホーム)というコンピュータープラットホーム上に設置される。
標準として、Android(アンドロイド)に基づくスマートフォンでは、電話機のもっと主要で大きな軸は常にY軸である。よって、スマートフォンを持ち歩く人がY軸を動きの方向に沿って持つ場合には、X軸は磁力線の方向に沿い、Z軸は磁力線と直交となる。しかし、磁力線は直線とはならないため、3軸いずれの磁力計にも信号が発生する。
図3aは3つの直交する配置にある永久/レアアース磁石によって発生する磁界の向きに基づいた磁力線の様子をグラフにしたものである。図3bは、3つの平行な配置にある永久/レアアース磁石によって発生する磁界の向きに基づいた磁力線の様子をグラフにしたものである。図3cは、互いにねじれの位置にある3つの凹凸永久/レアアース磁石によって発生する磁界の向きに基づいた磁力線の様子をグラフにしたものである。図3dは、互いにねじれの位置にある3つの凹凸永久/レアアース磁石によって発生する磁界の向きに基づいた磁力線の様子をグラフにしたものである。
以上の図で、3軸磁気測定センサーを含んだスマートフォンを持った人が磁界を通過する際、磁力線はその通過の速度により、低速度(SS)、中速度(MS)、高速度(HS)に示すように異なる様相を呈する。
図3a、 3b、 3c および 3dに見られるように、速度は信号のピークの幅を変動させるのみの効果がある。このようにして、人が移動する速度の高低を基に方向を検知することができる。したがって、波形の幅の増減を基にした位置検知は「ウエーブレット解析」を基礎としている。さらに注目すべきは、X軸の信号には期待されるように1つのピークが現れるのに対し、Y軸には各方向特有の「署名」ともいえる波形が現れており、識別に応用されている。すなわち、2つの磁石では22 = 4通りの異なった波形が得られる。同様にさらに多くの磁石を使用すれば、多くの識別可能な特有の波形が得られる。また、人の移動方向が変わると、磁界の方向も変わり、ピークがトラフとして検知される。この時も、「署名」たる波形の様相は変わらず、一意に識別することができる。このようにして、この手法で人が部屋から入場したのか出場したのかを検知することができる。
図4は、3つのランダムな配置にある永久/レアアース磁石によって発生する磁界の向きに基づいた磁力線の様子をグラフにしたものである。磁石が対面したパネルに、異なった高さで設置されている場合、Z軸に有意な信号が得られる。
図5aおよび5bは、以上に示した、閉鎖された空間における移動体を検出し、位置を検知する、標準として以下を含む手法についてまとめたものである:
X軸に沿ったデーターのあらかじめ決められたサンプルの絶対値を計算する;
X軸に沿ったデーターサンプルのピーク、トラフを測定する;
X軸に沿ったデーターサンプルのピークとベース信号のピークを比較し、移動の方向を検知する。標準として、移動体/スマートフォンの動きの方向が磁界に沿った方向の場合はプラスのピーク、磁界に向かった方向の2つの方向の場合はマイナスのピークを得る;
X軸に沿ったデーターサンプルからピークまたはトラフの幅を取得する。標準として、サンプルのピーク/トラフの幅は開口を通過する移動体の速度に反比例する;
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルのクラスター解析によるデーターマイニングにより関心領域(ROI)を決定する, データーマイニングには以下の段階が含まれる:
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルを2クラスター-K平均法で処理する;
加えて
X、Y、Z軸に沿ったデーターサンプルそれぞれの最大値、最小値を利用し、以降の処理のためのROIを決定する;
ROI上のY、Z軸に沿ったデーターサンプルに時間領域正規化(TDN)を行い、 Y、Z軸の正規化されたデーターを得る;
Y、Z軸の正規化されたデーターについて離散ウェーブレット変換(DWT)を行う; さらに
Y、Z軸のDWT係数をあらかじめ決められた分類方法により、既定の出入口の識信号に沿って分類を行い、移動体の位置検知を行う, 標準として、分類方法としては、サポートベクターマシン(SVM)に基づく分類法を使用する。
さらに、本開示による手法は、スマートフォンの方向を検知するための、SVMに基づく分類方法として実装することができる。
このようにして、本開示による屋内測位システムは スマートフォンまたは携帯電話機における磁力計が感知する、永久磁石による摂動を分析し、出入口を識別する機序を提供する。このシステムおよび実装された手法は、永久磁石による磁界が地磁気の磁界変動より十分強いものであるため、環境の変化に影響されることはない。さらに、永久磁石/レアアース磁石の磁界特性は気象、気候に影響されることはなく、一定である。
本開示による屋内測位システムが提供する技術的進歩には以下の実施が含まれる:
屋内環境における人/物の位置検知;
人/物の置かれた方向と移動の方向の検知;
環境の変化による影響を受けないこと;
慣性航法による誤差を排除できること;加えて
インフラ設備の変更の必要がないことと対費用効果が高いこと。
本仕様書全体で使用されている"comprise"なる言葉もしくは"comprises"または"comprising"のようなその変形は、陳述された要素、整数またはステップの包含を暗示するが、その他の要素、整数またはステップの除外を暗示しないと理解される。
"at least"あるいは"at least one"なる表現の使用は、使用を1つまたはそれ以上の望ましい目的または結果を得るか達成するため、公開特許の具体化中に入れてもよいので、1つまたはそれ以上の要素または成分あるいは数量の使用を示唆する。
本明細書に含まれる文書、材料、デバイス、論文などに関するすべての考察は、本発明説明を整えるためのみの目的で行われている。これにより本発明の一部または全部が既存技術の一部を構成していることを認めている、ないしは本発明の日付以前から通常一般の知識として存在していたことを認めているとみなすべきものではない。

Claims (8)

  1. 閉鎖され、その上機能を持った空間に分割され、その空間へのアクセスを可能とする、少なくとも一つの開口をもつ環境にある、移動する対象の位置を検知するための屋内測位システムであって、前記移動する対象は、閉鎖された環境内で移動している人または物である、以下を備えた屋内測位システム:
    ・開口に、固有の磁界を発生させるためにあらかじめ設定された方向で設置された、少なくとも2つの永久磁石;
    ・移動する対象に結び付けられた、以下を備えた無線通信ユニット:
    −少なくとも一つの磁気計測センサーであって、開口を対象が通過する際に固有の磁界の摂動を検出するよう適合させ、加えて以下の群より少なくとも一つを選択したパラメーターに対応する信号を送出するするもの:
    * X、YおよびZ軸に沿った移動体の移動方向,
    *無線通信ユニットが置かれている方向,
    *磁界の方向, および
    *移動体の移動速度; および
    −信号を受信し、パラメーターに該当するデーターを抽出するように適合させた処理器; および
    ・無線通信ユニットと無線通信を行うバックエンドサーバーであって、無線通信ユニットより受信したデーターを、開口と無線通信ユニットを識別し移動体の位置検知ができるよう予め設定された処理方法により処理するように適合させたものであり、前記予め設定された処理方法には、以下が含まれる。
    ・X軸に沿った前記データーの絶対値を計算する;
    ・X軸に沿った前記データーのピーク、トラフを測定する;
    ・X軸に沿った前記データーのピークとベースデーターのピークを比較し、対象の動きの方向が磁界に沿った方向、磁界に向かった方向の2つの方向のうちどちらなのかを決定する;
    ・X軸に沿った前記データーのピーク・トラフ間の幅を測定する;
    ・X、Y、Z軸に沿った前記データーのデーターマイニングをクラスター分析法により行い、関心領域(ROI)を決定する;
    ・ROI上のY、Z軸に沿った前記データーに時間領域正規化(TDN)を行い、 Y、Z軸の正規化されたデーターを得る;
    ・Y、Z軸の正規化されたデーターについて離散ウェーブレット変換(DWT)を行う;さらに
    ・Y、Z軸のDWT係数をあらかじめ決められた分類方法により分類し、移動体の位置検知を行う。
  2. 請求項1の屋内測位システムであって、永久磁石がレアアース磁石であるもの。
  3. 請求項1の屋内測位システムであって、前記少なくとも2つの永久磁石は、開口に、相互の位置関係として直交配置、平行配置、ねじれ配置、ねじれ凹凸配置、ランダム配置からなる群から選択した方向に取り付けたもの。
  4. 請求項1の屋内測位システムであって、無線通信ユニットは、スマートフォン、携帯電話機のうち少なくとも一つであるもの。
  5. 請求項1の屋内測位システムであって、磁気計測センサーが3軸磁気計測センサーであるもの。
  6. アクセスのために少なくとも一つの開口をもつ、機能によって区分けされた、閉鎖された環境の中で移動する対象の位置を検知し、前記移動する対象は、閉鎖された環境内で移動している人または物であり、前記移動する対象は、磁気計測センサーである磁力計を備えた無線通信ユニットを有する、以下の段階を含んだ方法:
    ・磁界を発生させるため、各開口に少なくとも2つの磁石をあらかじめ設定された方向に設置する;
    ・磁気計測センサーを用いて、X, Y, Z 軸方向の磁界の摂動を検出し、それらに沿った信号を発生する;
    ・信号を受信し、結び付けられたデーターを抽出する;
    ・データを処理器へ通信する;および、
    ・通信されたデーターをあらかじめ設定された処理方法により処理し、開口を識別し、移動体の位置検知を行い、前記通信されたデーターをあらかじめ設定された処理方法で処理する段階に以下が含まれるもの:
    X軸に沿った前記通信されたデーターの絶対値を計算する;
    X軸に沿った前記通信されたデーターのピーク、トラフを測定する;
    X軸に沿った前記通信されたデーターのピークとベースデーターのピークを比較し、対象の動きの方向が磁界に沿った方向、磁界に向かった方向の2つの方向のうちどちらなのかを決定する;
    X軸に沿った前記通信されたデーターのピーク・トラフ間の幅を測定する;
    X、Y、Z軸に沿った前記通信されたデーターのデーターマイニングをクラスター分析法により行い、関心領域(ROI)を決定する;
    ROI上のY、Z軸に沿った前記通信されたデーターに時間領域正規化(TDN)を行い、 Y、Z軸の正規化されたデーターを得る;
    Y、Z軸の正規化されたデーターについて離散ウェーブレット変換(DWT)を行う;さらに
    Y、Z軸のDWT係数をあらかじめ決められた分類方法により分類し、移動体の位置検知を行う。
  7. 請求項6の方法であって、データーマイニングを行う段階に以下が含まれるもの:
    ・X、Y、Z軸に沿った前記通信されたデーターを2クラスター-K平均法で処理する;
    加えて
    ・X、Y、Z軸に沿った前記通信されたデーターそれぞれの最大値、最小値を利用する。
  8. 請求項6の方法であって、分類方法としてサポートベクターマシン(SVM)に基づく分類法を使用するもの。
JP2014159158A 2013-08-05 2014-08-05 屋内測位システム Active JP6285316B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN2571/MUM/2013 2013-08-05
IN2571MU2013 IN2013MU02571A (ja) 2013-08-05 2013-08-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015031698A JP2015031698A (ja) 2015-02-16
JP2015031698A5 JP2015031698A5 (ja) 2017-09-14
JP6285316B2 true JP6285316B2 (ja) 2018-02-28

Family

ID=54199318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014159158A Active JP6285316B2 (ja) 2013-08-05 2014-08-05 屋内測位システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9557178B2 (ja)
EP (1) EP2835615B1 (ja)
JP (1) JP6285316B2 (ja)
AU (1) AU2014208283B2 (ja)
IN (1) IN2013MU02571A (ja)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124153B (en) * 2012-01-11 2014-04-15 Indooratlas Oy Using magnetic field navigation
JP6675677B2 (ja) * 2015-07-06 2020-04-01 株式会社Nttドコモ 位置検出システム
US9924373B2 (en) 2015-09-21 2018-03-20 International Business Machines Corporation Adaptively position objects through mobile signal sources
US10129698B2 (en) 2016-07-14 2018-11-13 United Parcel Service Of America, Inc. Internal location address and automatic routing of intra-facility movement
US10015638B2 (en) 2016-07-28 2018-07-03 Carbyne Ltd. System and method for providing a descriptive location of a user device
RU2623829C1 (ru) * 2016-10-21 2017-06-29 Марина Владимировна Медведева Адаптивный способ измерения перемещений
US11003916B2 (en) 2017-11-03 2021-05-11 Toyota Research Institute, Inc. Systems and methods for object historical association
US10165407B1 (en) 2018-01-04 2018-12-25 Mapsted Corp. Magnetic landmark method and system for detecting in-building (local venue) threshold
WO2020020535A1 (en) 2018-07-25 2020-01-30 Robert Bosch Gmbh A method of configuring a plurality of position co-ordinates for indoor positioning
US11408966B2 (en) 2018-11-14 2022-08-09 International Business Machines Corporation Location detection using a single beacon
US10820149B2 (en) 2019-01-25 2020-10-27 Mapsted Corp. Method and system for mobile device dual stream localization in a magnetic distortion region
US10816343B2 (en) 2019-01-25 2020-10-27 Mapsted Corp. Method and system for deploying crowd-sourced magnetic distortion rejection map
US10634505B1 (en) 2019-02-07 2020-04-28 Mapsted Corp. Method and system for threshold-based detection of distortive magnetic fields in indoor locations
US11473915B2 (en) 2019-07-04 2022-10-18 Mapsted Corp. Magnetic fingerprint neural network training for mobile device indoor navigation
US11428533B2 (en) 2019-07-04 2022-08-30 Mapsted Corp. Generating magnetic fingerprint for mobile device indoor navigation
US11402233B2 (en) 2019-07-23 2022-08-02 Mapsted Corp. Maintaining a trained neural network in magnetic fingerprint based indoor navigation
US11512961B2 (en) 2019-07-26 2022-11-29 Mapsted Corp. Deployment of trained neural network in magnetic fingerprint based indoor navigation
US11435189B2 (en) 2019-09-04 2022-09-06 Mapsted Corp. Method and system of crowd- sourced magnetic fingerprinting with neural network re-training
US10823573B1 (en) 2019-09-04 2020-11-03 Mapsted Corp. Method and system for lightweight calibration of magnetic fingerprint dataset
CN110657807B (zh) * 2019-09-30 2022-09-23 西安电子科技大学 基于小波变换检测不连续性的室内定位位移测量方法
US11525686B2 (en) 2019-09-30 2022-12-13 Mapsted Corp. Crowd sourced multi-stage mobile device fingerprint based navigation
US10837784B1 (en) 2019-11-01 2020-11-17 Mapsted Corp. Magnetic parameter-based localization in mobile device navigation
US11175144B2 (en) 2019-11-01 2021-11-16 Mapsted Corp. Magnetic parameter-based localization in mobile device navigation
US10890450B1 (en) 2020-01-30 2021-01-12 Mapsted Corp. Infrastructure re-purposed magnetic signature in mobile device localization
US11218839B1 (en) 2020-10-05 2022-01-04 Mapsted Corp. Method and system for zone-based localization of mobile devices

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369591A (en) * 1993-03-11 1994-11-29 Broxmeyer; Charles Vehicle longitudinal control and collision avoidance system for an automated highway system
US6393360B1 (en) * 1999-11-17 2002-05-21 Erjian Ma System for automatically locating and directing a vehicle
DE10127156A1 (de) 2001-06-02 2002-12-05 Peter Daublebsky Lokales Positionsierungssystem für bewegliche Objekte
KR100690669B1 (ko) * 2005-05-17 2007-03-09 엘지전자 주식회사 자율 주행 로봇의 위치인식 시스템
DE102005026788A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-21 Deutsche Telekom Ag Verfahren und System zur Lokalisierung eines mobilen WLAN-Clients
US20070139195A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Yucheng Jin Security system employing a hall effect sensor
US9448072B2 (en) * 2007-05-31 2016-09-20 Trx Systems, Inc. System and method for locating, tracking, and/or monitoring the status of personnel and/or assets both indoors and outdoors
JP2011033609A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Aichi Micro Intelligent Corp 室内位置検出装置
JP5386698B2 (ja) 2009-09-07 2014-01-15 アイチ・マイクロ・インテリジェント株式会社 室内位置検出装置
CN102741653B (zh) * 2009-11-24 2016-11-09 诺基亚技术有限公司 安装磁信号源以便定位
US20120143495A1 (en) * 2010-10-14 2012-06-07 The University Of North Texas Methods and systems for indoor navigation
US9609470B2 (en) * 2011-07-11 2017-03-28 Nokia Technologies Oy Data routing for positioning
DE102011079187A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Schritterkennung eines Fußgängers für ein tragbares Endgerät
KR102147625B1 (ko) 2011-11-02 2020-08-24 샤이 론넨 위치지문맵의 생성 및 이용
US9243918B2 (en) * 2011-12-22 2016-01-26 AppLabz, LLC Systems, methods, and apparatus for providing indoor navigation using magnetic sensors
US20130179112A1 (en) * 2012-01-09 2013-07-11 Honeywell International Inc. Robust method for signal segmentation for motion classification in personal navigation
US9170112B2 (en) * 2013-02-08 2015-10-27 Google Inc. Mobile device position and orientation from multiple unsurveyed magnetic sources

Also Published As

Publication number Publication date
AU2014208283B2 (en) 2017-11-30
IN2013MU02571A (ja) 2015-06-12
EP2835615A1 (en) 2015-02-11
AU2014208283A1 (en) 2015-02-19
EP2835615B1 (en) 2019-10-09
US9557178B2 (en) 2017-01-31
US20150039226A1 (en) 2015-02-05
JP2015031698A (ja) 2015-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6285316B2 (ja) 屋内測位システム
US11366184B2 (en) Position determination device and method
US20120143495A1 (en) Methods and systems for indoor navigation
US20140365119A1 (en) Detecting information about motion of mobile device
Ahmed et al. Smartevactrak: A people counting and coarse-level localization solution for efficient evacuation of large buildings
KR20180030830A (ko) 공간 내의 태그들을 로케이팅하기 위한 시스템들 및 방법들
De Cillis et al. Hybrid indoor positioning system for first responders
US10145934B2 (en) Terminal and method for measuring location thereof
JP2015031698A5 (ja)
KR101117218B1 (ko) 자기장 센서를 이용한 현재 위치 측정 장치 및 방법
CN107852569B (zh) 用于测量终端的位置的终端及其方法
Ashraf et al. GUIDE: Smartphone sensors‐based pedestrian indoor localization with heterogeneous devices
US11029161B2 (en) Position determination device and method
Huang et al. Wearable indoor localisation approach in Internet of Things
Hayward et al. A novel inertial positioning update method, using passive RFID tags, for indoor asset localisation
CA3093433A1 (en) Infrastructure characteristics based mobile device navigation
US20220101709A1 (en) INDOOR OCCUPANCY ESTIMATION, TRAJECTORY TRACKING and EVENT MONITORING AND TRACKING SYSTEM
Zhao et al. LMDD: Light-weight magnetic-based door detection with your smartphone
Kemppi et al. Use of artificial magnetic anomalies in indoor pedestrian navigation
Isokawa et al. An anchor-free localization scheme with Kalman filtering in ZigBee sensor network
Guo et al. Accurate indoor localization with crowd sensing
Hanley et al. Experimental evaluation of the planar assumption in magnetic positioning
Galván-Tejada et al. Magnetic-field feature extraction for indoor location estimation
Chehreghan et al. Infrastructure-free indoor navigation based on smartphone sensors in smart buildings
Soon et al. Investigation of wireless magnetometer in sensing magnetic field changes at different car direction and speed

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170803

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170803

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20170803

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20170818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180123

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6285316

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250