JP7310269B2 - POSITIONING SYSTEM, POSITIONING PROCESSING DEVICE, POSITIONING METHOD AND COMPUTER PROGRAM - Google Patents
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Description
本開示は、測位システム、測位処理装置、測位方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present disclosure relates to a positioning system, a positioning processing device, a positioning method, and a computer program.
特許文献1は、測位用衛星から送信される信号を用いて測位対象の位置を測位する装置を開示している。
測位対象の位置は、測位のためのセンサによって測定されたセンサデータから計算される。したがって、あるタイミングにおける測位対象の位置を求めるには、そのタイミングにおけるセンサデータが必要となる。しかし、測位対象の位置を求めるべきタイミングにおけるセンサデータが存在しないことがある。例えば、センサが、測位用のビーコンから出力された信号を受信するビーコン受信器である場合、ビーコンの送信周期が長いために、センサデータであるビーコン受信データが間欠的にしか得られないことがある。必要なタイミングにおけるセンサデータが存在しなければ、そのタイミングにおける測位対象の位置を求めることができない。仮に、センサデータが十分に存在しない状態で位置を求めようとすると、位置の精度が低下する The position of the positioning object is calculated from sensor data measured by sensors for positioning. Therefore, in order to obtain the position of the positioning target at a certain timing, sensor data at that timing is required. However, there are times when there is no sensor data at the timing at which the position of the positioning target should be obtained. For example, if the sensor is a beacon receiver that receives a signal output from a positioning beacon, beacon reception data, which is sensor data, may only be obtained intermittently because the beacon transmission cycle is long. be. If there is no sensor data at the required timing, the position of the positioning target at that timing cannot be obtained. If you try to find the position without sufficient sensor data, the position accuracy will decrease.
センサデータが存在しないという問題は、例えば、所定周期毎に測位対象の位置を求めるよう構成された測位システムにおいて利用されるビーコンが、所定周期よりも大きい周期でしか信号を送信できない場合等に生じる。具体的には、1秒周期で測位対象の位置を求めるよう構成されている測位システムにおいて利用されるビーコンが、例えば3秒周期でしか信号を送信できない場合に問題が生じる。このように、ビーコンが、低頻度で信号を送信するタイプである場合、消費電力を節約でき有利であるものの、必要なタイミングでの位置の計算を困難にする。 The problem that sensor data does not exist occurs, for example, when a beacon used in a positioning system configured to obtain the position of a positioning target at predetermined intervals can only transmit signals at intervals longer than the predetermined interval. . Specifically, a problem arises when a beacon used in a positioning system configured to obtain the position of a positioning target in a period of 1 second can only transmit a signal in a period of 3 seconds, for example. Thus, if the beacon is of a type that transmits signals infrequently, it is advantageous in terms of saving power consumption, but it makes it difficult to calculate the position at the required timing.
しかも、測位対象の位置を求めるべきタイミングにおいて、ビーコンからの信号がない場合、ビーコンから離れているために信号を受信できないのか、それとも、ビーコンの送信タイミングでないために信号を受信できないのかを区別できないという問題も生じる。この区別ができないと、測位対象がビーコンの近傍に存在するもののビーコンの送信タイミングでないためにビーコン受信器が信号を受信できない場合に、誤って、測位対象がビーコンから離れているとみなされるおそれがある。 Moreover, if there is no signal from the beacon at the timing when the position of the positioning target should be determined, it cannot be distinguished whether the signal cannot be received because the beacon is too far away from the beacon, or whether the signal cannot be received because the beacon is not at the transmission timing. problem also arises. If this distinction cannot be made, there is a risk that the beacon receiver may mistakenly assume that the target is far away from the beacon when the beacon receiver is unable to receive the signal because the target is located near the beacon but the beacon is not being transmitted. be.
したがって、測位対象の位置を求めるべき基準タイミングにおけるセンサデータの不存在に対処することが望まれる。 Therefore, it is desirable to deal with the absence of sensor data at the reference timing for determining the position of the positioning target.
本開示のある側面は、測位システムである。開示の測位システムは、測位のためのセンサデータを出力する1以上のセンサと、1以上の前記センサから出力された前記センサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理を実行するプロセッサと、を備え、前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む。 One aspect of the present disclosure is a positioning system. The disclosed positioning system includes one or more sensors that output sensor data for positioning, and a processor that performs positioning processing to calculate the position of a positioning target based on the sensor data output from the one or more sensors. wherein the positioning process obtains estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a timing different from the reference timing, and uses the estimated sensor data to calculate the position of the positioning target at the reference timing. to, including action.
本開示の他の側面は、測位処理装置である。開示の測位処理装置は、1以上のセンサから出力されたセンサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理を実行するよう構成された測位処理装置であって、前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む。 Another aspect of the present disclosure is a positioning processing device. A positioning processing device disclosed is a positioning processing device configured to execute positioning processing for calculating a position of a positioning target based on sensor data output from one or more sensors, wherein the positioning processing includes: reference timing; obtaining estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a different timing, and calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated sensor data.
本開示の更に他の側面は、測位方法である。開示の測位方法は、1以上のセンサから出力された前記センサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位方法であって、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、ことを含む。 Yet another aspect of the present disclosure is a positioning method. The disclosed positioning method is a positioning method for calculating a position of a positioning target based on the sensor data output from one or more sensors, and estimating at the reference timing from the sensor data at a timing different from the reference timing. Determining sensor data and using the estimated sensor data to calculate the position of the object at the reference timing.
本開示の更に他の側面は、コンピュータプログラムである。開示のコンピュータプログラムは、1以上のセンサから出力されたセンサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む、 Yet another aspect of the present disclosure is a computer program product. A disclosed computer program is a computer program that causes a computer to execute positioning processing for calculating a position of a positioning target based on sensor data output from one or more sensors, wherein the positioning processing is performed at a timing different from a reference timing. obtaining estimated sensor data at the reference timing from the sensor data in and using the estimated sensor data to calculate the position of the positioning target at the reference timing;
本開示によれば、測位対象の位置を求めるべき基準タイミングにおけるセンサデータの不存在に対処できる。 According to the present disclosure, it is possible to cope with the absence of sensor data at the reference timing for obtaining the position of the positioning target.
[本開示の実施形態の説明] [Description of Embodiments of the Present Disclosure]
(1)実施形態に係る測位システムは、測位のためのセンサデータを出力する1以上のセンサと、1以上の前記センサから出力された前記センサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理を実行するプロセッサと、を備える。前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む。測位対象の位置を求めるべき基準タイミングにおけるセンサデータがなくても、推定センサデータから基準タイミングにおける測位対象の位置を計算することができる。なお、複数の基準タイミングがある場合、「基準タイミングとは異なるタイミング」は、ある基準タイミングとは異なる他の基準タイミングであってもよい。 (1) A positioning system according to an embodiment includes one or more sensors that output sensor data for positioning, and positioning processing that calculates the position of a positioning target based on the sensor data output from the one or more sensors. a processor that executes The positioning process obtains estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a timing different from the reference timing, and uses the estimated sensor data to calculate the position of the positioning target at the reference timing. include. Even if there is no sensor data at the reference timing for determining the position of the positioning target, the position of the positioning target at the reference timing can be calculated from the estimated sensor data. Note that when there are a plurality of reference timings, the "timing different from the reference timing" may be another reference timing different from a certain reference timing.
(2)1以上の前記センサは、複数のセンサであるのが好ましい。前記測位処理は、複数の前記センサそれぞれから出力された前記センサデータに基づいて、前記測位対象の位置を計算する処理であるのが好ましい。複数の前記センサそれぞれから出力された前記センサデータに基づくことで、位置を精度良く計算できる。 (2) Preferably, the one or more sensors are a plurality of sensors. Preferably, the positioning process is a process of calculating the position of the positioning target based on the sensor data output from each of the plurality of sensors. The position can be calculated with high accuracy based on the sensor data output from each of the plurality of sensors.
(3)複数の前記センサは、第1タイミングにおける第1センサデータを出力する第1センサと、前記第1タイミングとは異なるタイミングにおける第2センサデータを出力する第2センサと、を含むことができる。この場合、出力タイミングが異なるセンサを活用できる。なお、第2センサデータは、第1タイミングとは異なるタイミングのほか、第1タイミングにおいて出力されてもよい。 (3) The plurality of sensors may include a first sensor that outputs first sensor data at a first timing and a second sensor that outputs second sensor data at a timing different from the first timing. can. In this case, sensors with different output timings can be utilized. The second sensor data may be output at the first timing as well as at a timing different from the first timing.
(4)1以上の前記センサは、第1センサデータを出力する第1センサと、第2センサデータを出力する第2センサと、を含むことができる。前記基準タイミングにおける前記推定センサデータを求める前記動作は、前記基準タイミングとは異なる前記タイミングにおける前記第1センサデータから、前記基準タイミングにおける推定第1センサデータを求めることを含むことができる。前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する前記動作は、前記推定第1センサデータと、前記基準タイミングにおける前記第2センサデータと、を用いて、前記測位対象の位置を計算することを含むことができる。この場合、基準タイミングにおける第1センサデータがなくても、推定第1センサデータと第2センサデータとを用いて、基準タイミングにおける測位対象の位置を精度よく計算できる。 (4) The one or more sensors may include a first sensor that outputs first sensor data and a second sensor that outputs second sensor data. The operation of obtaining the estimated sensor data at the reference timing may include obtaining estimated first sensor data at the reference timing from the first sensor data at the timing different from the reference timing. The operation of calculating the position of the positioning target at the reference timing includes calculating the position of the positioning target using the estimated first sensor data and the second sensor data at the reference timing. be able to. In this case, even if there is no first sensor data at the reference timing, it is possible to accurately calculate the position of the positioning target at the reference timing using the estimated first sensor data and the second sensor data.
(5)前記測位処理は、前記基準タイミングにおける、複数の基準位置それぞれでの前記測位対象の存在確率を求める動作を更に含むことができる。前記存在確率は、1以上の前記センサから出力された前記センサデータに基づいて計算されるのが好ましい。この場合、基準位置における測位対象の存在確率から、測位対象の位置を求めることができる。なお、基準位置は、広がりのない基準点であってもよいし、広がりのある基準エリアであってもよい。 (5) The positioning process may further include an operation of obtaining the existence probability of the positioning target at each of a plurality of reference positions at the reference timing. The existence probability is preferably calculated based on the sensor data output from one or more of the sensors. In this case, the position of the positioning target can be obtained from the existence probability of the positioning target at the reference position. Note that the reference position may be a reference point with no spread or a reference area with spread.
(6)前記基準タイミングにおける前記推定センサデータを求める前記動作は、前記基準タイミングよりも前及び後のタイミングにおける前記センサデータに基づいて、前記基準タイミングにおける前記推定センサデータを補間することを含むことができる。この場合、推定センサデータは、基準タイミング前後のセンサデータを補間することで得られる。なお、複数の基準タイミングがある場合、「前記基準タイミングよりも前及び後のタイミング」は、ある基準タイミングよりも前の基準タイミング及び後の基準タイミングであってもよい。 (6) The operation of obtaining the estimated sensor data at the reference timing includes interpolating the estimated sensor data at the reference timing based on the sensor data at timings before and after the reference timing. can be done. In this case, estimated sensor data is obtained by interpolating sensor data before and after the reference timing. Note that when there are a plurality of reference timings, the "timings before and after the reference timing" may be reference timings before and after a certain reference timing.
(7)1以上の前記センサは、測位用のビーコンから出力された信号を受信するビーコン受信器を含むのが好ましい。ビーコンの利用により、使用者を測位することができる。 (7) Preferably, the one or more sensors include a beacon receiver that receives signals output from positioning beacons. By using beacons, it is possible to locate the user.
(8)1以上の前記センサは、デッドレコニングのためのセンサを更に含むのが好ましい。この場合、デッドレコニングにより、ビーコン測位を補うことができる。 (8) Preferably, the one or more sensors further include a sensor for dead reckoning. In this case, dead reckoning can supplement beacon positioning.
(9)前記測位処理は、前記ビーコン受信器が受信した信号の強度の変化から、測位対象の移動方向を検出する動作を更に含むことができる。この場合、測位対象の移動方向が得られる。 (9) The positioning process may further include an operation of detecting the moving direction of the positioning target from changes in the strength of the signal received by the beacon receiver. In this case, the moving direction of the positioning target is obtained.
(10)前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する前記動作は、前記移動方向を更に用いるのが好ましい。この場合、移動方向を用いて測位対象の位置を計算できる。 (10) Preferably, the operation of calculating the position of the positioning target at the reference timing further uses the movement direction. In this case, the direction of movement can be used to calculate the position of the positioning target.
(11)実施形態に係る測位処理装置は、1以上のセンサから出力されたセンサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理を実行するよう構成されている。前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む。 (11) The positioning processing device according to the embodiment is configured to execute positioning processing for calculating the position of a positioning target based on sensor data output from one or more sensors. The positioning process obtains estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a timing different from the reference timing, and uses the estimated sensor data to calculate the position of the positioning target at the reference timing. include.
(12)実施形態に係る測位方法は、1以上のセンサから出力された前記センサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位方法である。測位方法は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、ことを含む。 (12) A positioning method according to an embodiment is a positioning method for calculating a position of a positioning target based on the sensor data output from one or more sensors. The positioning method includes obtaining estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a timing different from the reference timing, and calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated sensor data. .
(12)実施形態に係るコンピュータプログラムは、1以上のセンサから出力されたセンサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記測位処理は、基準タイミングとは異なるタイミングにおける前記センサデータから、前記基準タイミングにおける推定センサデータを求め、前記推定センサデータを用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、動作を含む。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な、非一時的な記憶媒体に格納される。 (12) A computer program according to an embodiment is a computer program that causes a computer to execute positioning processing for calculating a position of a positioning target based on sensor data output from one or more sensors, wherein the positioning processing includes a reference An operation of obtaining estimated sensor data at the reference timing from the sensor data at a timing different from the timing and calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated sensor data. A computer program is stored in a computer-readable, non-transitory storage medium.
[本開示の実施形態の詳細] [Details of the embodiment of the present disclosure]
図1は、実施形態に係る測位システム10を示している。実施形態の測位システム10は、工場又は店舗内などの屋内における測位に適する。測位システム10は、人などの測位対象を測位し、測位対象の動線を生成する。
FIG. 1 shows a
図示の測位システム10は、測位処理装置100とセンサ装置200とを備える。センサ装置200は、測位対象に装着される。測位処理装置100は、センサ装置200から出力されたセンサデータを受信する。測位処理装置100は、センサデータに基づいて測位対象の位置を計算し、測位対象の動線を生成する処理111を実行する。以下では、センサデータから動線を生成する処理を、動線分析処理111という。実施形態の動線分析処理111では、動線は、測位対象が移動しているときにリアルタイムに求められるものではなく、所定期間、例えば1日間、における測位対象の移動が終わった後に、求められる。したがって、動線は、所定期間分のセンサデータ(時系列データ)全てを使って、事後的に算出される。
The illustrated
なお、実施形態の測位システム10における測位処理装置100とセンサ装置200との機能の分担の仕方は一例であり、特に限定されるものではない。例えば、センサ装置200は、測位処理装置100の代わりに、測位処理装置100で実行される処理111の全て又は一部を実行してもよい。また、測位処理装置100は、センサ装置200の代わりに、センサ装置200で実行される処理の一部又は全部を実行してもよい。
Note that the method of allocating functions between the
測位処理装置100とセンサ装置200とは、互いに無線通信する。具体的には、センサ装置200は、測位処理装置100に対して近距離無線通信の規格に従って接続され、測位処理装置100との間でデータを送受信する。近距離無線通信は、例えば、Bluetooth(登録商標)又は無線LAN(Local Area Network)である。
The
センサ装置200は、例えば、測位対象である使用者300の腰部に装着される。好ましくは、センサ装置200は、使用者300の体重心がある、正中線上の第3腰椎付近に装着される。センサ装置200の筐体にはクリップ(図示せず)が設けられている。センサ装置200は、使用者300が着用するベルトの腰背部中央付近に当該クリップを挟むことによって、装着される。
The
センサ装置200は、使用者300を測位するため、複数のセンサ201,202,203,204,205を備える。以下では、複数のセンサ201,203,204,205それぞれを、測位センサといい、各測位センサ201,203,204,205が出力するデータをセンサデータという。
The
実施形態のセンサ装置200は、メモリ210を備える。メモリ210は、複数の測位センサ201,202,203,204,205に接続されている。メモリ210は、複数の測位センサ201,202,203,204,205それぞれから出力されたセンサデータを保存する。なお、センサ装置200は、測位センサ201,202,203,204,205の制御及びセンサデータの処理をするプロセッサ(図示省略)を備えてもよい。
The
センサ装置200は、無線通信装置220を備える。無線通信装置220は、メモリ210に保存されたセンサデータを、測位処理装置100へ無線送信する。
The
複数の測位センサ201,202,203,204,205は、ビーコン受信器201を含む。ビーコン受信器201は、工場の作業エリアなどの動線分析対象エリアに設置されたビーコン401,402,403から送信された測位信号を受信する。実施形態のビーコンは、測位信号として電波を出力する電波ビーコンである。電波ビーコンには、例えば、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)による無線通信が利用される。ビーコン受信器201は、ビーコン401,402,403から送信された電波の受信強度を測定する。ビーコン受信器201は、受信信号強度をセンサデータとして出力する。以下では、ビーコン受信器201から出力されたセンサデータを、第1センサデータ211又はビーコン受信データ211という。第1センサデータ211は、メモリ210に保存される。
A plurality of
ビーコン401,402,402からビーコン受信器201までの距離が大きくなるほど、受信強度は小さくなる。したがって、受信強度を測定することで、ビーコン401,402,403から使用者300までの距離を測定できる。3以上のビーコン401,402,403からの信号の受信強度を用いると、3辺測量技術により、使用者300の位置を求めることができる。ただし、電波の受信強度は不安定であるため、高い位置精度が得られないことがある。
As the distance from the
そこで、実施形態においては、ビーコン401,402,403を利用した測位だけでなく、他の測位センサ202,203,204,205を利用した測位が行われる。実施形態において、他の測位センサ202,203,204,205は、いわゆる10軸センサである。10軸センサは、屋内測位に適している。
Therefore, in the embodiment, positioning using
他の測位センサ202,203,204,205は、加速度センサ202を含む。加速度センサ202は、MEMS(Micro Electro Mechancal Systems)センサ等の3軸加速度センサである。加速度センサ202は、使用者300の移動中における左右方向、上下方向および前後方向の加速度を測定する。以下では、加速度センサ202から出力されたセンサデータを、第2センサデータ212又は加速度データ212という。第2センサデータ212は、メモリ210に保存される。
他の測位センサ202,203,204,205は、ジャイロセンサ203を含む。ジャイロセンサ203は、使用者におけるヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の計3軸の角速度又は角加速度を測定する。以下では、ジャイロセンサ203から出力されたセンサデータを、第3センサデータ213又はジャイロデータ213という。第3センサデータ213は、メモリ210に保存される。
他の測位センサ202,203,204,205は、気圧センサ(高度センサ)204を含む。気圧センサ204は、使用者の高度を測定する。使用者の高度は、例えば、動線分析の際に、使用者の存在するフロアーの把握又はフロアー間の移動の把握に用いられる。以下では、気圧センサ204から出力されたセンサデータを、第4センサデータ214又は気圧データ214という。第4センサデータ214は、メモリ210に保存される。なお、気圧センサ204を省略して、他のセンサ202,203,205を9軸センサにしてもよい。
他の測位センサ202,203,204,205は、磁気センサ(電子コンパス)205を含む。磁気センサ205は、地磁気を測定することで、3軸の方位を測定する。以下では、磁気センサ205から出力されたセンサデータを、第5センサデータ215又は磁気データ215という。第5センサデータ215は、メモリ210に保存される。
なお、センサ202,203,204,205から出力されたセンサデータ212,213,214,215を総称して、デッドレコニング(Dead Reckoning)データという。
The
実施形態では、ビーコン401,402,403及び10軸センサ202,203,204,205に加えて、動線分析の対象エリアにおける設備の操作履歴データ123が、測位に用いられる。設備の操作は、例えば、工場設備に設けられた停止スイッチの操作、扉の開閉、バーコード又は2次元コードの読み取りなどである。設備の操作が行われた場合、使用者300は、操作された設備の位置に存在していることが確実であるため、操作履歴を測位に用いることで、測位精度を向上することができる。
In the embodiment, in addition to the
図2に示す測位処理装置100は、プロセッサ110及びメモリ120を有するコンピュータによって構成されている。測位処理装置100は、通信インターフェース140を有する。通信インターフェース140は、外部機器との通信を担う。通信インターフェース140は、例えば、センサ装置200との通信、及び、設備操作履歴データ123を受信するための通信を担う。
A
プロセッサ110は、メモリ120に接続されている。メモリ120には、コンピュータを測位処理装置100として機能させるコンピュータプログラム130が格納されている。プロセッサ110は、メモリ120に格納されたコンピュータプログラム130を読み出して実行する。コンピュータプログラム130は、プロセッサ110に、動線分析処理111を実行させるコードを有している。動線分析処理111は、データ補間113の動作、移動方向検出114の動作、及び統合測位115の動作を含む。データ補間113、移動方向検出114、及び統合測位115については後述する。なお、実施形態のメモリ120は、一次記憶装置及び二次記憶装置を含む。メモリ120は、三次記憶装置を含んでもよい。
Processor 110 is connected to memory 120 . The memory 120 stores a
メモリ120は、センサ装置200から受信したセンサデータ211,212,213,214,215を格納する。また、メモリ120は、第1センサデータ211から生成された補間第1センサデータ211A及び移動方向データ211Bを保存する。補間第1センサデータ211A及び移動方向データ211Bについては後述する。
Memory 120
メモリ120は、地図データ121を有する。地図データ121は、動線分析の対象エリアの地図である。動線分析対象エリアは、工場、又は店舗などのサービス現場である。メモリ120は、設備等から受信した設備操作履歴データ123を格納する。
The memory 120 has
実施形態において、ビーコン401,402,403は、太陽発電などの環境発電をする発電装置を備えている。ビーコン401,402,403自体が発電することにより、電力確保が困難な場所にも、容易にビーコンを設置することができる。また、ビーコン401,402,403は、電池駆動式であってもよい。電池駆動式のビーコン401,402,403も、電力確保が困難な場所への設置が容易である。
In embodiments, the
環境発電式のビーコン401,402,403の場合、大きな発電ができないため、高頻度に電波を送信することが困難である。特に、屋内にビーコン401,402,403が設置される場合、十分な光量の確保が困難な場合がある。したがって、ビーコン401,402,403は、低頻度で電波を送信せざるを得ない。電池駆動式のビーコン401,402,403の場合も、電池交換をできるだけ回避するため、低消費電力化が求められる。このため、電池駆動式のビーコン401,402,403についても、低頻度で電波を送信せざるを得ない。
Energy-
また、複数のビーコン401,402,403のうち、十分な光量が得られる場所に設置されたビーコンは、高頻度で電波を送信する一方、十分な光量が得られない場所に設置されたビーコンは、低頻度で電波を送信することがある。このように、複数のビーコン401,402,403において、送信頻度が異なることもある。
Among the plurality of
図3は、低頻度送信のビーコン401,402,403から電波を受信したときのビーコン受信データ等を示している。ここでは、ビーコン401,402,403は、3秒周期で信号を送信している。したがって、図3では、タイミングt及びt+3においてだけ、ビーコン受信データ211が発生している。つまり、ビーコン受信データは、3秒周期の時系列データになっている。一方、測位処理装置100は、1秒周期の基準タイミングTn毎に使用者の位置を求めるよう構成されている。
FIG. 3 shows beacon reception data and the like when radio waves are received from
図3に示すように、センサ202,203,204,205から出力されたデッドレコニングデータは、1秒周期の基準タイミングTn毎に得られる。センサ202,203,204,205は、センサ装置200を駆動するバッテリから電力を得て動作できるため、ビーコン401,402,403のように、低消費電力化がさほど求められないからである。つまり、デッドレコニングデータは、1秒周期の時系列データになっている。したがって、測位処理装置100は、基準タイミングTn毎のデッドレコニングデータに基づいて、基準タイミングTn毎の使用者300の位置を演算することができる。
As shown in FIG. 3, the dead reckoning data output from the
ただし、測位処理装置100は、基準タイミングt及びt+3においては、ビーコン受信データ211を問題なく利用できるものの、他の基準タイミングt-2,t-1,t+1,t+2においては、ビーコン受信データ211を利用すると、求められる位置精度が低下する。すなわち、基準タイミングt-2,t-1,t+1,t+2において、ビーコン受信データ211が無いことは、受信強度がゼロ、すなわち、使用者300がビーコン401,402,403から遠く離れていることと等価である。したがって、例えば、基準タイミングt+2において、受信強度がゼロであるとして、使用者300の位置を求めると、位置の誤差が大きくなる。
However, although the
そこで、本実施形態においては、測位処理装置100は、ビーコン受信データ211の補間113(図2参照)を行う。補間113では、例えば、タイミングtにおけるビーコン受信データとタイミングt+3におけるビーコン受信データとから、両データの間に存在すべきビーコン受信データ、すなわち、タイミングt+1における補間データ及びタイミングt+2における補間データが推定される。このように、基準タイミングt+1における補間データは、基準タイミングt+1とは異なるタイミングt,t+3におけるビーコン受信データから求められた推定センサデータである。また、基準タイミングt+2における補間データは、基準タイミングt+2とは異なるタイミングt,t+3におけるビーコン受信データから求められた推定センサデータである。
Therefore, in the present embodiment, the
同様にして、タイミングt-2及びタイミングt-1における補間データも推定される。測位処理装置100は、補間データを含むビーコン受信データを、補間第1センサデータ211Aとして、メモリ120に保存する。補間第1センサデータ211Aは、1秒周期の基準タイミングTn毎の受信強度を示す時系列データになっている。
Similarly, the interpolated data at timing t-2 and timing t-1 are also estimated. The
ビーコン受信データ211は補間されるため、ビーコン401,402,403は、低頻度送信タイプでもよい。また、ビーコン401,402,403のうちの一部のビーコンだけが、低頻度送信タイプであってもよい。
また、実施形態の測位処理装置100は、位置推定精度を向上させるため、ビーコン401,402,403からの信号の受信強度の時間的変化に基づいて、基準タイミングTn毎の使用者300の移動方向検出114(図2参照)を行う。直前の基準タイミングの受信強度に比べて強くなる変化の場合、使用者300は、ビーコンへ接近する方向へ移動している。受信強度が弱くなる変化の場合、使用者300は、ビーコンから離れる方向へ移動している。受信強度に変化がない場合、使用者300は、ビーコンからの距離を保った定在状態にある。検出された移動方向は、移動方向データ211Bとして、メモリ120に保存される。
Further, in order to improve the position estimation accuracy, the
図4に示すように、実施形態の測位処理装置100は、補間第1センサデータ211A、移動方向データ211B、デッドレコニングデータ212,213,214,214、設備操作履歴データ123を用いて、統合測位115、すなわち、動線推定を行う。
As shown in FIG. 4 , the
測位処理装置100は、図4に示すステップS11において、地図データ121が示す対象エリア上に設定された基準位置Pにおける使用者300の存在確率を求める。基準位置Pは、対象エリアにおいて使用者300が移動可能な各所に多数設定されている。存在確率は、各基準位置Pそれぞれにおいて求められる。また、存在確率は、基準タイミングTn毎の時系列データとして求められる。
In step S11 shown in FIG. 4, the
図5に示すように、ある基準タイミングTnにおける使用者300の存在確率は、その基準タイミングTnにおける補間第1センサデータ211A、移動方向データ211B、デッドレコニングデータ212,213,214,214、設備操作履歴データ123を用いて算出される。存在確率は、基準点を状態変数とした事後確率として演算される。つまり、使用者300の位置は、確率的なマップマッチングにより演算される。本実施形態では、補間第1センサデータ211Aは、基準タイミングTn毎に存在するため、存在確率を精度よく求めることができる。
As shown in FIG. 5, the existence probability of the
測位処理装置100は、図4に示すステップS12において、最尤経路を動線として出力する。最尤経路は、存在確率の時系列データに基づいて、動的計画法により、演算される。
The
図6は、最尤経路(動線)の求め方の例を示している。ここでは、図6に示す地図データ121には、簡略化された基準位置A,B,C,D,Eが設定されているものとする。また、使用者300の実際の移動経路301は、基準位置C,B,A,Dを、この順番で通過する経路とする。地図データ121で示される対象エリアには、4つのビーコン401,402,403,404が設置されている。なお、基準位置Aの近傍には、工場設備の停止スイッチ407が設けられている。
FIG. 6 shows an example of how to find the maximum likelihood route (flow line). Here, it is assumed that simplified reference positions A, B, C, D, and E are set in the
図6に示すように、測位処理装置100は、各基準タイミングTn(時刻T0,T1,T2,T3)において、各基準位置A,B,C,Dにおける使用者300の存在確率を求める。図6に示すように、時刻T0においては、基準位置Cにおける存在確率が100%である。時刻T1においては、基準位置Bにおける存在確率が80%であり、基準位置Eにおける存在確率が20%である。時刻T2においては、基準位置Aにおける存在確率が80%であり、基準位置Bにおける存在確率が10%であり、基準位置Eにおける存在確率が10%である。時刻T3においては、基準位置Dにおける存在確率が70%であり、基準位置Aにおける存在確率が20%であり、基準位置Eにおける存在確率が10%である。
As shown in FIG. 6, the
最尤経路は、使用者300が通過する基準位置における存在確率を全て累積した値(累積確率値)が最大になる経路として決定される。つまり、図6に示す存在確率に基づくと、使用者300の動線となる最尤経路は、時刻T0において基準位置Cに位置し、時刻T1において基準位置Bに位置し、時刻T2において基準位置Aに位置し、時刻T3において基準位置Dに位置する経路として求められる。
The maximum likelihood route is determined as a route that maximizes the value (cumulative probability value) obtained by accumulating all existence probabilities at the reference positions that the
[付記] [Appendix]
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described meaning, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
10 :測位システム
100 :測位処理装置
110 :プロセッサ
111 :動線分析処理
113 :データ補間
114 :移動方向検出
115 :統合測位
120 :メモリ
121 :地図データ
123 :設備操作履歴データ
130 :コンピュータプログラム
140 :通信インターフェース
200 :センサ装置
201 :第1センサ(ビーコン受信器)
202 :第2センサ(加速度センサ)
203 :第3センサ(ジャイロセンサ)
204 :第4センサ(気圧センサ)
205 :第5センサ(磁気センサ)
210 :メモリ
211 :第1センサデータ
211A :補間第1センサデータ(推定センサデータ)
211B :移動方向データ
212 :第2センサデータ
213 :第3センサデータ
214 :第4センサデータ
215 :第5センサデータ
220 :無線通信装置
300 :使用者
301 :移動経路
401 :ビーコン
402 :ビーコン
403 :ビーコン
404 :ビーコン
407 :停止スイッチ
A :基準位置
B :基準位置
C :基準位置
D :基準位置
E :基準位置
P :基準位置
Tn :基準タイミング
10: Positioning system 100: Positioning processing device 110: Processor 111: Flow line analysis processing 113: Data interpolation 114: Movement direction detection 115: Integrated positioning 120: Memory 121: Map data 123: Equipment operation history data 130: Computer program 140: Communication interface 200: sensor device 201: first sensor (beacon receiver)
202: Second sensor (acceleration sensor)
203: Third sensor (gyro sensor)
204: Fourth sensor (air pressure sensor)
205: fifth sensor (magnetic sensor)
210: Memory 211:
211B: Moving direction data 212: Second sensor data 213: Third sensor data 214: Fourth sensor data 215: Fifth sensor data 220: Wireless communication device 300: User 301: Moving route 401: Beacon 402: Beacon 403: Beacon 404 : Beacon 407 : Stop switch A : Reference position B : Reference position C : Reference position D : Reference position E : Reference position P : Reference position T n : Reference timing
Claims (10)
測位のための第2センサデータを出力する第2センサと、
前記第1センサデータおよび前記第2センサデータに基づいて測位対象の位置を計算する測位処理を実行するプロセッサと、
を備え、
前記測位処理は、
基準タイミングとは異なるタイミングにおける第1センサデータから、前記基準タイミングにおける推定第1センサデータを求める第1動作と、
前記推定第1センサデータと、前記基準タイミングにおける第2センサデータと、を用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、第2動作と、を含む、
測位システム。 a first sensor that outputs first sensor data for positioning;
a second sensor that outputs second sensor data for positioning;
a processor that executes positioning processing for calculating a position of a positioning target based on the first sensor data and the second sensor data;
with
The positioning process includes
a first operation of obtaining estimated first sensor data at the reference timing from first sensor data at a timing different from the reference timing;
a second operation of calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated first sensor data and the second sensor data at the reference timing;
positioning system.
前記存在確率は、前記第1センサデータおよび前記第2センサデータに基づいて計算される
請求項1に記載の測位システム。 The positioning process further includes an operation of determining the existence probability of the positioning target at each of a plurality of reference positions at the reference timing,
The positioning system according to claim 1, wherein the existence probability is calculated based on the first sensor data and the second sensor data.
請求項1または請求項2に記載の測位システム。 The positioning system according to claim 1 or 2, wherein the first operation includes interpolating the estimated first sensor data based on first sensor data at timings before and after the reference timing.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の測位システム。 The positioning system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first sensor includes a beacon receiver that receives a signal output from a positioning beacon.
請求項4に記載の測位システム。 The positioning system according to claim 4, wherein the second sensor includes a sensor for dead reckoning.
請求項4又は請求項5に記載の測位システム。 6. The positioning system according to claim 4, wherein the positioning processing further includes an operation of detecting a moving direction of the positioning target from changes in strength of signals received by the beacon receiver.
請求項6に記載の測位システム。 The positioning system according to claim 6, wherein the second action further uses the moving direction.
前記測位処理は、
基準タイミングとは異なるタイミングにおける第1センサデータから、前記基準タイミングにおける推定第1センサデータを求める第1動作と、
前記推定第1センサデータと、前記基準タイミングにおける第2センサデータと、を用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、第2動作と、を含む、
測位処理装置。 A positioning processing device configured to execute positioning processing for calculating a position of a positioning target based on first sensor data output by a first sensor and second sensor data output by a second sensor,
The positioning process includes
a first operation of obtaining estimated first sensor data at the reference timing from first sensor data at a timing different from the reference timing;
a second operation of calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated first sensor data and the second sensor data at the reference timing;
Positioning processor.
基準タイミングとは異なるタイミングにおける第1センサデータから、前記基準タイミングにおける推定第1センサデータを求め、
前記推定第1センサデータと、前記基準タイミングにおける第2センサデータと、を用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、
ことを含む測位方法。 A positioning method for calculating a position of a positioning target based on first sensor data output by a first sensor and second sensor data output by a second sensor,
obtaining estimated first sensor data at the reference timing from first sensor data at a timing different from the reference timing;
calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated first sensor data and the second sensor data at the reference timing;
positioning methods, including
前記測位処理は、
基準タイミングとは異なるタイミングにおける第1センサデータから、前記基準タイミングにおける推定第1センサデータを求める第1動作と、
前記推定第1センサデータと、前記基準タイミングにおける第2センサデータと、を用いて、前記基準タイミングにおける前記測位対象の位置を計算する、第2動作と、を含む、
コンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to execute positioning processing for calculating a position of a positioning target based on first sensor data output by a first sensor and second sensor data output by a second sensor,
The positioning process includes
a first operation of obtaining estimated first sensor data at the reference timing from first sensor data at a timing different from the reference timing;
a second operation of calculating the position of the positioning target at the reference timing using the estimated first sensor data and the second sensor data at the reference timing;
computer program.
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