JP7000679B2 - 位置推定装置、位置推定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
また、本発明に係る位置推定方法は、移動するユーザによって所持され、所定のコースにおけるスタート地点をスタートしたタイミングに基づいて前記所定のコース上における現在位置を推定するとともに、前記推定した現在位置をGPS測位によって取得した現在位置情報に基づいて補正可能な位置推定装置が実行する位置推定方法であって、前記所定のコースにおける前記スタート地点からゴール地点に向かう方向の勾配情報に基づいて、前記所定のコースを勾配レベルの変化点で区間が切り替わるように複数の区間に分割するとともに、前記複数の区間のそれぞれに対して当該区間を移動する際の推定移動速度を設定する第1設定ステップと、前記推定された現在位置を補正すべくGPS測位の実行により現在位置情報を取得するタイミングを、前記変化点を通過すると推定されるタイミングに限定的に設定する第2設定ステップと、前記第2設定ステップで設定されたタイミングで前記GPS測位を実行することにより現在位置情報を取得する測位ステップと、を有し、前記第1設定ステップは、前記測位ステップでの前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を示す情報と異なっている場合に、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて補正し、前記第2設定ステップは、前記第1設定手段により設定された推定移動速度と前記スタート地点をスタートしたタイミングとに基づいて前記変化点を通過するタイミングを推定する、ことを特徴とする。
また、本発明に係るプログラムは、移動するユーザによって所持され、所定のコースにおけるスタート地点をスタートしたタイミングに基づいて前記所定のコース上における現在位置を推定するとともに、前記推定した現在位置をGPS測位によって取得した現在位置情報に基づいて補正可能な位置推定装置のコンピュータを、前記所定のコースにおける前記スタート地点からゴール地点に向かう方向の勾配情報に基づいて、前記所定のコースを勾配レベルの変化点で区間が切り替わるように複数の区間に分割するとともに、前記複数の区間のそれぞれに対して当該区間を移動する際の推定移動速度を設定する第1設定手段、前記推定された現在位置を補正すべくGPS測位の実行により現在位置情報を取得するタイミングを、前記変化点を通過すると推定されるタイミングに限定的に設定する第2設定手段、前記第2設定手段で設定されたタイミングで前記GPS測位を実行することにより現在位置情報を取得する測位手段、として機能させ、前記第1設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を示す情報と異なっている場合に、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて補正し、前記第2設定手段は、前記第1設定手段により設定された推定移動速度と前記スタート地点をスタートしたタイミングとに基づいて前記変化点を通過するタイミングを推定する、ことを特徴とする。
携帯端末1は、例えば、スマートフォンとして構成される。
なお、以下において、GPS部16から出力されたGPS情報を用いた位置測位を「GPS測位」といい、加速度や地磁気等の各種センサにより構成されるセンサ部17から取得した自機のセンサ情報を用いた自律航法による位置測位を「自律航法測位」といい、これらの測位方法を組み合わせた位置測位を「ハイブリッド測位」という。
フォーカスレンズは、イメージセンサの受光面に被写体像を結像させるレンズである。ズームレンズは、焦点距離を一定の範囲で自在に変化させるレンズである。
光学レンズ部にはまた、必要に応じて、焦点、露出、ホワイトバランス等の設定パラメータを調整する周辺回路が設けられる。
光電変換素子は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の光電変換素子等から構成される。光電変換素子には、光学レンズ部から被写体像が入射される。そこで、光電変換素子は、被写体像を光電変換(撮像)して画像信号を一定時間蓄積し、蓄積した画像信号をアナログ信号としてAFEに順次供給する。
AFEは、このアナログの画像信号に対して、A/D(Analog/Digital)変換処理等の各種信号処理を実行する。各種信号処理によって、ディジタル信号が生成され、撮像部18の出力信号として出力される。
このような撮像部18の出力信号を撮像画像のデータとして出力して、CPU11や図示しない画像処理部等に適宜供給される。
出力部20は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
記憶部21は、ハードディスク或いはDRAM(Dynamic Random Access Memory)等で構成され、各種データを記憶する。
通信部22は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置(図示せず)との間で行う通信を制御する。
携帯端末1では、出発時刻から属する区間に応じた単位移動速度から距離を算出して、現在位置を推定する。
図2の例に示すように、[START]から[GOAL]までの間の登山のコースにおいて、出発時刻からの所定の時刻における位置を推定することができる。
例えば、いわゆる登山地図のデータから該当する登山のコースの距離、各地点の標高、所要時間を取得することで位置の推定が可能となる。
図3(a)の例に示すように、各地点の標高からコースにおける高度変化を算出し、算出した高度変化のうち、一定の変化を示す部分を量子化して斜度とする。さらに、一定の斜度とした部分を区間として設定する。
本例では、距離3000mのコースにおける高度変化のうち、一定の斜度GAtとして区分できる区間として区間A1(斜度GAt:+5度,距離DAt:900m)~区間A8(斜度GAt:0度,距離DAt:150m)が設定される。
なお、設定した区間を図2の例の地図に展開すると、図3(b)のようになる。
本実施形態においては、平坦な部分を基準として、上り下りの勾配に応じた負荷を係数として、斜度のレベルに応じて、速度係数が予め決定されている。
図4に示すように、基準となる斜度が[0度]の速度係数を[0.1]として、上り下りの勾配に応じて、斜度が[-25度]の場合には、速度係数は[0.2]となり、斜度が[25度]の場合には、速度係数は[0.1]となるように斜度レベルに応じて速度係数が対応表として設定される。
単位移動速度は、斜度から設定された区間において、区間の距離DAt、斜度レベルに応じた速度係数SLAtから、区間毎の所要時間TAtを算出する。算出した区間毎の所要時間TAtと区間の距離DAtから、単位移動速度SAtを算出する。
図5の例では、距離3000mで所要時間130minのコースを斜度に応じて、区間A1~A8に設定し、当該区間毎に単位移動速度SAtが算出されている。
区間A1では、斜度GAtが[+5度]となり、距離DAtが[900m]であり、速度係数SLAtが[Speed0.8]となり、所要時間TAtが[37.5min]となり、単位移動速度SAtが[40cm/秒]となる。
一方、区間A8では、斜度GAtが[0度]となり、距離DAtが[150m]であり、速度係数SLAtが[Speed1]となり、所要時間TAtが[5min]となり、単位移動速度SAtが[50cm/秒]となる。
図6(a)の例に示すように、出発時刻から15分後には、単位移動速度SAt1が[40cm/秒]の区間A1では、区間A1内を[360m]進んだと推定することができる。また、出発時刻から38分後では、37.5分後に区間A1を通過しており、単位移動速度SAtが[30cm/秒]の区間A2に位置してから0.5分経過していることになるため、区間A2内を[9m]進んだと推定することができる。
例えば、区間A1が終了したと推測される時刻に、GPS測位を行って、ズレた距離(区間の終点に足りない距離・超えた距離)に応じて、単位移動速度を増減させる。
具体的には、区間A1の終了地点で行われる予定の時刻にGPS測位がされた場合に、図6(b)に示す地点(終了地点から100m手前)であったときには、図6(a)に示すように、予定の距離(900m)から足りない距離に比例して100m分の単位移動速度を減少させる。
位置推定情報作成処理とは、登山地図情報に基づいて、位置を推定可能な情報(以下、「位置推定情報」という。)を作成する一連の処理をいう。
また、位置推定処理とは、作成した位置推定情報に基づいて、位置を推定する一連の処理をいう。
位置推定情報作成処理は、ユーザによる入力部19への位置推定情報作成処理開始の操作により開始される。
高度変化率HAtMと、高度変化率HAtNが一致していない場合には、ステップS34において、NOと判定されて、処理はステップS36に進む。
高度変化率HAtMと、高度変化率HAtNが一致している場合には、ステップS34において、YESと判定されて、処理はステップS35に進む。
全ての距離に区間を設定した場合には、ステップS37において、YESと判定されて、単位移動速度算出処理は、終了する。
全ての距離に区間を設定していない場合には、ステップS37において、NOと判定されて、処理はステップS38に進む。
位置推定処理は、ユーザによる入力部19への位置推定処理開始の操作により開始される。
状況に変化がなかった場合には、ステップS54においてNOと判定されて、処理はステップS56に進む。
状況に変化があった場合には、ステップS54においてYESと判定されて、処理はステップS55に進む。
GPS測位を行う時期が到来していない場合には、ステップS56においてNOと判定されて、処理はステップS58に進む。
GPS測位を行う時期が到来した場合には、ステップS56においてYESと判定されて、処理はステップS57に進む。
位置が異なっていない場合には、ステップS58においてNOと判定されて、処理はステップS60に進む。
位置が異なっている場合には、ステップS58においてYESと判定されて、処理はステップS59に進む。
終了地点に到達していない場合には、ステップS60においてNOと判定されて、処理はステップS61に進む。
終了地点に到達した場合には、ステップS60においてYESと判定されて、位置推定処理は、終了する。
加速度がゼロでない場合には、ステップS82においてNOと判定されて、処理はステップS84に進む。
加速度がゼロの場合には、ステップS82においてYESと判定されて、処理はステップS83に進む。
反転していない場合には、ステップS85においてNOと判定されて、状況確認処理は、終了する。
反転している場合には、ステップS85においてYESと判定されて、処理はステップS86に進む。
推定位置と一致している場合には、ステップS103においてYESと判定されて、位置確認処理を終了する。
推定位置と一致していない場合には、ステップS103においてNOと判定されて、処理はステップS104に進む。
次の区間AtNを超えた場合には、ステップS104においてYESと判定されて、処理はステップS107に進む。
次の区間AtNを超えていない場合には、ステップS104においてNOと判定されて、処理はステップS105に進む。
位置推定処理部54は、一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報に基づいて、当該コースのスタート地点を出発した時刻からの経過時間から所定の時刻でのコース上の現在位置を推定する。
これにより、携帯端末1においては、測位情報を用いずに位置を推定する技術を提供することができる。
これにより、携帯端末1においては、測位情報を用いず地図情報に基づいて位置を推定する技術を提供することができる。
状況確認処理部55は、ユーザの状況を判定する。
また、状況確認処理部55は、予定する移動状態とは異なる状況であると判定された場合に、区間の各々における移動速度を修正する。
これにより、携帯端末1においては、予定する移動状態とは異なる状況を加味して移動速度を修正することで、より精度の高い位置の推定を行うことができる。
位置確認処理部56は、測位位置と、推定された位置の一致を判定する。
また、位置確認処理部56は、測位位置と、推定された位置とが一致していないと判定された場合に、区間の各々における移動速度を修正する。
これにより、携帯端末1においては、測位位置を加味して移動速度を修正することで、より精度の高い位置の推定を行うことができる。
位置推定情報作成部53は、一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報を作成する。
これにより、携帯端末1においては、測位情報を用いずに位置を推定可能な情報を作成することができる。
情報取得部51は、地図から一のコースの所要時間と当該コースの距離と当該コース内の高度変化を含む地図情報を取得する。
単位移動速度算出処理部52は、情報取得部51によって取得された地図情報に基づいて、当該コースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間を設定する。また、単位移動速度算出処理部52は、単位移動速度算出処理部52によって設定された区間の各々における移動速度を算出する。
位置推定情報作成部53は、単位移動速度算出処理部52によって算出された区間の各々における移動速度を含む、コースのスタート地点を出発した時間から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報を作成する。
これにより、携帯端末1においては、測位情報を用いずに、位置を推定する情報を作成することができる。
これにより、携帯端末1においては、出発時刻から(現在時刻を含む)所定の時刻での位置を推定することができる。
これにより、携帯端末1においては、一定の移動速度となる区間を設定することができる。
例えば、本発明は、位置推定情報作成処理及び位置推定処理機能を有する電子機器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、プリンタ、テレビジョン受像機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、スマートウォッチ、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
換言すると、図7の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が携帯端末1に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図7の例に限定されない。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
本実施形態における機能的構成は、演算処理を実行するプロセッサによって実現され、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field‐Programmable Gate Array)等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
[付記1]
一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、前記コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報に基づいて、当該コースのスタート地点を出発した時刻からの経過時間から所定の時刻でのコース上の現在位置を推定する推定手段、
を備えることを特徴とする位置推定装置。
[付記2]
前記所定の区間は、地図から取得した前記一のコースの所要時間と当該コースの距離と当該コース内の高度変化を含む地図情報に基づいて設定される、
ことを特徴とする付記1に記載の位置推定装置。
[付記3]
ユーザの状況を判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段によって、予定する移動状態とは異なる状況であると判定された場合に、前記区間の各々における移動速度を修正する第1の修正手段と、を備える、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の位置推定装置。
[付記4]
測位位置と、推定された位置の一致を判定する第2の判定手段と、
前記第2の判定手段によって、測位位置と、推定された位置とが一致していないと判定された場合に、前記区間の各々における移動速度を修正する第2の修正手段と、を備える、
ことを特徴とする付記1乃至3の何れか1つに記載の位置推定装置。
[付記5]
一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、前記コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報を作成する作成手段、
を備えることを特徴とする位置推定情報作成装置。
[付記6]
地図から一のコースの所要時間と当該コースの距離と当該コース内の高度変化を含む地図情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記地図情報に基づいて、前記所定の区間を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記所定の区間の各々における移動速度を算出する算出手段と、を備え、
前記作成手段は、前記算出手段によって算出された前記所定の区間の各々における移動速度を含む、前記コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報を作成する、
ことを特徴とする付記5に記載の位置推定情報作成装置。
[付記7]
前記設定手段は、コース内における高度変化の程度に基づいて、前記所定の区間を設定する、
ことを特徴とする付記6に記載の位置推定情報作成装置。
[付記8]
前記作成手段によって作成された前記推定情報に基づいて、当該コースのスタート地点を出発した時刻からの経過時間から所定の時刻でのコース上の現在位置を推定する推定手段を備える、
ことを特徴とする付記5乃至7の何れか1つに記載の位置推定情報作成装置。
[付記9]
位置推定装置で実行される位置推定方法であって、
一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、前記コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報に基づいて、当該コースのスタート地点を出発した時刻からの経過時間から所定の時刻でのコース上の現在位置を推定する推定ステップと、
を含むことを特徴とする位置推定方法。
[付記10]
位置推定装置を制御するコンピュータを、
一のコースのスタート地点からゴール地点の間の所定の区間の各々における移動速度を含む、前記コースのスタート地点を出発した時刻から所定の経過時間での位置を推定可能な推定情報に基づいて、当該コースのスタート地点を出発した時刻からの経過時間から所定の時刻でのコース上の現在位置を推定する推定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Claims (6)
- 移動するユーザによって所持され、所定のコースにおけるスタート地点をスタートしたタイミングに基づいて前記所定のコース上における現在位置を推定するとともに、前記推定した現在位置をGPS測位によって取得した現在位置情報に基づいて補正可能な位置推定装置であって、
前記所定のコースにおける前記スタート地点からゴール地点に向かう方向の勾配情報に基づいて、前記所定のコースを勾配レベルの変化点で区間が切り替わるように複数の区間に分割するとともに、前記複数の区間のそれぞれに対して当該区間を移動する際の推定移動速度を設定する第1設定手段と、
前記推定された現在位置を補正すべくGPS測位の実行により現在位置情報を取得するタイミングを、前記変化点を通過すると推定されるタイミングに限定的に設定する第2設定手段と、
前記第2設定手段で設定されたタイミングで前記GPS測位を実行することにより現在位置情報を取得する測位手段と、
を備え、
前記第1設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を示す情報と異なっている場合に、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて補正し、
前記第2設定手段は、前記第1設定手段により設定された推定移動速度と前記スタート地点をスタートしたタイミングとに基づいて前記変化点を通過するタイミングを推定する、
ことを特徴とする位置推定装置。 - 前記第2設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置に未達であることを示す情報であった場合には、当該GPS測位の後に再度前記実行根拠となった前記変化点を通過すると推定されるタイミングになったときに前記GPS測位を再度実行するように設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記第1設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置に未達であることを示す情報であった場合には、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて遅い速度に補正する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の位置推定装置。 - 前記第1設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を過ぎていることを示す情報であった場合には、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて速い速度に補正する、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の位置推定装置。 - 移動するユーザによって所持され、所定のコースにおけるスタート地点をスタートしたタイミングに基づいて前記所定のコース上における現在位置を推定するとともに、前記推定した現在位置をGPS測位によって取得した現在位置情報に基づいて補正可能な位置推定装置が実行する位置推定方法であって、
前記所定のコースにおける前記スタート地点からゴール地点に向かう方向の勾配情報に基づいて、前記所定のコースを勾配レベルの変化点で区間が切り替わるように複数の区間に分割するとともに、前記複数の区間のそれぞれに対して当該区間を移動する際の推定移動速度を設定する第1設定ステップと、
前記推定された現在位置を補正すべくGPS測位の実行により現在位置情報を取得するタイミングを、前記変化点を通過すると推定されるタイミングに限定的に設定する第2設定ステップと、
前記第2設定ステップで設定されたタイミングで前記GPS測位を実行することにより現在位置情報を取得する測位ステップと、
を有し、
前記第1設定ステップは、前記測位ステップでの前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を示す情報と異なっている場合に、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて補正し、
前記第2設定ステップは、前記第1設定ステップにより設定された推定移動速度と前記スタート地点をスタートしたタイミングとに基づいて前記変化点を通過するタイミングを推定する、
ことを特徴とする位置推定方法。 - 移動するユーザによって所持され、所定のコースにおけるスタート地点をスタートしたタイミングに基づいて前記所定のコース上における現在位置を推定するとともに、前記推定した現在位置をGPS測位によって取得した現在位置情報に基づいて補正可能な位置推定装置のコンピュータを、
前記所定のコースにおける前記スタート地点からゴール地点に向かう方向の勾配情報に基づいて、前記所定のコースを勾配レベルの変化点で区間が切り替わるように複数の区間に分割するとともに、前記複数の区間のそれぞれに対して当該区間を移動する際の推定移動速度を設定する第1設定手段、
前記推定された現在位置を補正すべくGPS測位の実行により現在位置情報を取得するタイミングを、前記変化点を通過すると推定されるタイミングに限定的に設定する第2設定手段、
前記第2設定手段で設定されたタイミングで前記GPS測位を実行することにより現在位置情報を取得する測位手段、
として機能させ、
前記第1設定手段は、前記測位手段による前記GPS測位の実行で取得された現在位置情報が、当該GPS測位の実行根拠となった前記変化点の位置を示す情報と異なっている場合に、当該現在位置情報が示す位置に該当する区間における前記推定移動速度を当該現在位置情報が示す位置の前記変化点の位置からのズレ量に対応させて補正し、
前記第2設定手段は、前記第1設定手段により設定された推定移動速度と前記スタート地点をスタートしたタイミングとに基づいて前記変化点を通過するタイミングを推定する、
ことを特徴とするプログラム。
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