JP6294542B1 - 推定装置、推定方法及び推定プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を用いて、推定装置の一例である端末装置10が判定する移動態様の概念について説明する。図1は、実施形態に係る端末装置が発揮する作用効果の一例を説明するための図である。例えば、端末装置10は、スマートフォン、タブレット端末やPDA(Personal Digital Assistant)等の移動端末、ノート型PC(Personal Computer)等の端末装置であり、移動通信網や無線LAN(Local Area Network)等のネットワークNを介して、任意のサーバと通信可能な端末装置である。
ここで、車両C10の移動速度を推定する速度推定技術の一例について説明する。なお、ここで示す技術は、本発明の前段階となる技術の一例であるが、本来の従来技術に属するものではない。すなわち、ここで示す技術は、本出願人が開発、試験、研究等のために秘密裡に実施している技術であり、いわゆる公知、公用または文献公知など秘密を脱した技術ではない。
そこで、端末装置10は、以下の処理を実行する。例えば、端末装置10は、車両C10等、端末装置10が設置された移動体における加速度を検出する。また、端末装置10は、加速度に基づいた特徴量を取得し、速度帯と特徴量とを紐付ける。このとき、端末装置10は、測位信号に基づく位置情報により判別される速度に基づき、特徴量に紐付ける速度帯を判別してもよい。そして、端末装置10は、特徴量の限界値に基づいて速度を推定する。例えば、端末装置10は、トンネル内等、測位信号に基づく位置情報が取得できないときには、特徴量の限界値(上限値或いは下限値)に基づいて所定の特徴量における速度を推定する。限界値は速度帯毎の値であってもよい。ここで、所定の特徴量は、例えば、測位信号に基づく位置情報が取得できないときに取得された加速度に基づき算出された特徴量である。
図2は、実施形態に係る端末装置が有する機能構成の一例を説明する図である。図2に示すように、端末装置10は、通信部11、記憶部12、複数の加速度センサ13a〜13c(以下、総称して「加速度センサ13」と記載する場合がある。)、アンテナ14、出力部15、制御部16を有する。通信部11は、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。そして、通信部11は、ネットワークNと有線または無線で接続され、端末装置10と、端末装置10から目的地を受信すると、目的地までの経路を示す経路情報を配信する配信サーバとの間で情報の送受信を行う。
以下、図6に示すフローチャートを用いて、各処理部(案内実行部17〜移動状態推定部20)が実行・実現する案内処理の内容について説明する。図6は、実施形態に係る端末装置が実行する案内処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
次に、図7に示すフローチャートを用いて、検出部21、設定部22、変換部23、取得部24、および判別部25が実行・実現する限界値更新処理の内容について説明する。図7は、実施形態に係る端末装置が実行する限界値更新処理の流れの一例を説明するフローチャートである。なお、検出部21、設定部22、変換部23、取得部24、および判別部25は、図7に示す限界値更新処理を所定の期間(例えば、1秒)ごとに実行する。限界値更新処理は、例えば、測位信号に基づく位置情報が取得可能なときに実行される。図7に示す各処理は、例えば、図1のステップS1〜ステップS4に示す処理に対応する。
(平均ベクトルGの方向に対して垂直な方向の加速度ベクトル)の大きさである。平均ベクトルGの方向は、推定座標系におけるx軸方向であり、平均ベクトルGの方向に対して垂直な方向は、平均ベクトルGの方向に対して垂直な面(以下、水平面と記載する。)に沿った方向である。取得部24は、所定の期間(例えば、1秒間)の間に加速度センサ13が測定した所定回数分(例えば、50回分)の加速度それぞれについて加速度ベクトルを算出してもよい。
限界値抽出処理の説明の前に限界値について説明する。図8は、基準方向に対して垂直な方向の加速度に基づく特徴量(Average_hor)をプロットした散布図である。より具体的には、図8は、基準方向に垂直な方向の加速度の大きさ「a_hor」の1秒間の平均値を特徴量としてプロットした散布図である。1秒間の加速度の取得回数は50回程度である。横軸が速度であり、縦軸が特徴量の大きさである。また、図9は、図8に示す散布図の拡大図である。
そこで、判別部25は、速度帯毎に特徴量の限界値を抽出する限界値抽出処理を実行する。以下、図12に示すフローチャートを用いて、判別部25が実行・実現する限界値抽出処理の内容について説明する。図12は、実施形態に係る端末装置10が実行する限界値抽出処理の流れの一例を説明するフローチャートである。なお、以下の説明では、限界値は下限値であるものとして説明するが、限界値は上限値であってもよい。限界値を上限値とする場合、以下の説明の「下限値」は「上限値」と、「最小」は「最大」と、「小さな」は「大きな」と、「小さい」は「大きい」と、適宜読み替える。
次に、図13に示すフローチャートを用いて、推定部26が実行・実現する推定処理の内容について説明する。図13は、実施形態に係る端末装置10が実行する推定処理の流れの一例を説明するフローチャートである。推定処理は、例えば、測位信号に基づく位置情報が取得できないときに実行される。例えば、推定部26は、図6のステップS13にて、GPSが使えないと判定された場合に、図13に示す推定処理を実行する。図13に示す処理は、例えば、図1のステップS5に示す処理に対応する。
次に、数式を用いて、変換部23が端末座標系を推定座標系へと変換する回転行列を算出する処理の一例を説明する。なお、変換部23が実行する処理は、以下の数式が示す処理に限定されるものではない。例えば、変換部23は、一次変換を表現した数式を用いて、端末座標系から推定座標系への座標変換を行ってもよい。
上述した実施形態に係る端末装置10は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、上記の端末装置10の他の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、基準方向に対して垂直な方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の平均値(Average_hor)を特徴量として取得した。しかしながら、特徴量は必ずしもAverage_horでなくてもよい。例えば、端末装置10は、基準方向に対して垂直な方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の標準偏差(以下、Stdev_horともいう。)を特徴量としてもよい。図16は、基準方向に対して垂直な方向の加速度に基づく特徴量(Stdev_hor)をプロットした散布図である。より具体的には、図16は、基準方向に垂直な方向の加速度の大きさ「a_hor」の1秒間の標準偏差を特徴量としてプロットした散布図である。1秒間の加速度の取得回数は50回程度である。横軸が速度であり、縦軸が特徴量の大きさである。図16を見ればわかるように、ある一定のラインより下には特徴量が略存在していない。すなわち、特徴量(Stdev_hor)も、Average_horと同様に、特徴量の限界値(下限値)が存在していることが分かる。特徴量をStdev_horとしても、端末装置10は、上述のAverage_horに基づく処理(限界値更新処理、限界値抽出処理、及び推定処理)と同様の手法で速度を推定可能である。
上述の実施形態では、推定部26が推定する速度の範囲は限定がなかったが、推定部26が推定する速度の範囲は一部の範囲であってもよい。図9を参照して説明したように、特徴量(Average_hor)の限界値(下限地)は低速域(例えば、時速0km〜40kmの範囲)で線形性を示している。この特徴は、図16〜図20を見ればわかるように、他の特徴量(Stdev_hor、Max_hor、Stdev_ver、Max_ver、及びMin_ver)についても同様である。そこで、推定部26は、推定部26が推定する速度の範囲を所定の閾値速度以下に限定してもよい。
また、上述の実施形態では、端末装置10は、1秒間隔で、限界値更新処理や推定処理やを実行した。しかしながら、処理の実行間隔は、これに限定されるものではなく、任意のタイミングで限界値更新処理や推定処理を実行してもよい。
また、端末装置10は、端末装置10の姿勢を特定してもよい。例えば、一定期間内の加速度を平均した場合には、その平均ベクトルGの方向は、重力加速度の方向と一致する。そこで、端末装置10は、例えば、アプリケーションを起動してからそれまでに測定された全ての加速度の平均ベクトル方向と、直近1秒間の間に検出された加速度の平均ベクトルの方向とを比較し、角度で37度以上の開きがあった場合(すなわち、各平均ベクトルの間の角度のコサイン値が0.8より小さくなった場合)には、端末装置10の姿勢に変化があったと判定してもよい。
なお、上記実施形態は例示に過ぎず、本発明は、以下に例示するものやそれ以外の他の実施態様も含むものである。例えば、本出願における機能構成、データ構造、フローチャートに示す処理の順序や内容などは例示に過ぎず、各要素の有無、その配置や処理実行などの順序、具体的内容などは適宜変更可能である。例えば、上述した案内処理や推定処理は、上記実施形態で例示したように端末装置10が実現する以外にも、スマートフォンのアプリなどが実現する端末における装置、方法やプログラムとして実現することもできる。
実施形態及び変形例に係る端末装置10は、例えば図23に示すような構成のコンピュータ1000によっても実現可能である。図23は、端末装置10の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ1000は、CPU(Central Processing Unit)1100、RAM1200、ROM1300、HDD(Hard Disk Drive)1400、通信インタフェース(I/F)1500、入出力インタフェース(I/F)1600、及びメディアインタフェース(I/F)1700を有する。
上述したように、端末装置10は、加速度を検出し、加速度に基づいた特徴量を取得する。そして、端末装置10は、特徴量の限界値に基づいて速度を推定する。限界値によって速度を推定しているので、GPS等による位置情報を取得できないときも、端末装置10は、精度の高い速度情報を取得できる。
11 通信部
12 記憶部
12a 案内情報データベース
12b 特徴量データベース
12c 速度帯データベース
12d 限界値データベース
12e モデル
13、13a、13b、13c 加速度センサ
14 アンテナ
15 出力部
16 制御部
17 案内実行部
18 音声出力部
19 画像出力部
20 移動状態推定部
21 検出部
22 設定部
23 変換部
24 取得部
25 判別部
26 推定部
27 生成部
28 予測部
Claims (19)
- 加速度を検出する検出部と、
前記加速度に基づいた特徴量を取得する取得部と、
速度帯と紐付けられた特徴量の情報に基づいて測定した速度帯における前記特徴量の限界値を判別する判別部と、
速度帯毎の前記限界値の情報に基づいて、取得した特徴量における速度を推定する推定部と、を備える、
ことを特徴とする推定装置。 - 前記推定部は、速度帯毎の前記限界値の情報に基づき判別される速度であって前記取得した特徴量の値を限界値とする速度を、前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の推定装置。 - 前記推定部は、前記取得した特徴量の値を限界値とする速度が複数存在する場合には、複数の速度のうち最も高い速度を前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の推定装置。 - 前記推定部は、前記取得した特徴量の値を限界値とする速度が複数存在する場合には、複数の速度のうち、所定の閾値速度より低い速度の中で最も高い速度を前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の推定装置。 - 前記推定部は、前記取得した特徴量における速度を上限速度として推定する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記推定部は、前記上限速度が所定の閾値速度より低い場合は、推定速度を前記上限速度で制限し、前記上限速度が所定の閾値速度より高い場合は、推定速度を前記上限速度で制限しない、
ことを特徴とする請求項5に記載の推定装置。 - 前記所定の閾値速度は、時速40km以下の速度から選択される速度である、
ことを特徴とする請求項4又は6に記載の推定装置。 - 測位信号により判別される位置情報に基づく速度帯と前記特徴量とを紐付ける紐付部、を備え、
前記推定部は、前記測位信号に基づく位置情報が取得できないときに前記取得部で取得された特徴量を前記取得した特徴量として速度を推定する、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の推定装置。 - 加速度の基準方向を設定する設定部、を備え、
前記取得部は、前記基準方向の加速度に基づく値、若しくは前記基準方向に対して垂直な方向の加速度に基づく値を前記特徴量として取得する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記取得部は、前記基準方向に対して垂直な方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の平均値、標準偏差、及び最大値の少なくとも1つを前記特徴量として取得する、
ことを特徴とする請求項9に記載の推定装置。 - 前記取得部は、前記基準方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の標準偏差、最大値、及び最小値の少なくとも1つを前記特徴量として取得する、
ことを特徴とする請求項9に記載の推定装置。 - 前記設定部は、前記検出部により検出された加速度に基づいて基準方向を設定する、
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記設定部は、前記検出部により検出された加速度の平均ベクトルの方向を前記基準方向として設定する、
ことを特徴とする請求項12に記載の推定装置。 - 前記取得部は、基準方向に対して垂直な方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の平均値、標準偏差、若しくは最大値を前記特徴量として取得し、
前記判別部は、速度帯と紐付けられた前記特徴量に基づいて所定の速度帯における特徴量の下限値を判別し、
前記推定部は、速度帯毎の前記下限値の情報に基づき判別される速度であって前記取得した特徴量の値を下限値とする速度を、前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記取得部は、基準方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の標準偏差、若しくは最大値を前記特徴量として取得し、
前記判別部は、速度帯と紐付けられた前記特徴量に基づいて所定の速度帯における特徴量の下限値を判別し、
前記推定部は、速度帯毎の前記下限値の情報に基づき判別される速度であって前記取得した特徴量の値を下限値とする速度を、前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記取得部は、基準方向の加速度の大きさの所定期間或いは所定回数の最小値を前記特徴量として取得し、
前記判別部は、速度帯と紐付けられた前記特徴量に基づいて所定の速度帯における特徴量の上限値を判別し、
前記推定部は、速度帯毎の前記上限値の情報に基づき判別される速度であって前記取得した特徴量の値を上限値とする速度を、前記取得した特徴量における速度として推定する、
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の推定装置。 - 前記基準方向は、重力方向、或いは、前記検出部により検出された加速度の平均ベクトルの方向である、
ことを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の推定装置。 - 推定装置が実行する推定方法であって、
加速度を検出する検出工程と、
前記加速度に基づいた特徴量を取得する取得工程と、
速度帯と紐付けられた特徴量の情報に基づいて測定した速度帯における前記特徴量の限界値を判別する判別工程と、
速度帯毎の前記限界値の情報に基づいて、取得した特徴量における速度を推定する推定工程と、を含む、
ことを特徴とする推定方法。 - 加速度を検出する検出手順と、
加速度を検出する検出手順と、
前記加速度に基づいた特徴量を取得する取得手順と、
速度帯と紐付けられた特徴量の情報に基づいて測定した速度帯における前記特徴量の限界値を判別する判別手順と、
速度帯毎の前記限界値の情報に基づいて、取得した特徴量における速度を推定する推定手順と、
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