JP5870817B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
1.概要
2.構成例
3.動作例
4.効果の検証
5.信頼性評価の他の利用例
まず、図1〜図3を参照しながら、本開示の一実施形態にかかる信頼性評価の概要について説明する。この評価方法は、測位用信号発信器から受信する信号から算出される情報、例えば位置情報、速度情報、及び方位情報などの信頼性を評価する。図1は、本開示の一実施形態にかかる信頼性評価において用いる、歩行テンポと移動速度の関係を示すグラフである。図2は、同実施形態にかかる信頼性評価の、歩行テンポの変化が大きい場合の概要を示す説明図である。図3は、同実施形態にかかる信頼性評価の、歩行テンポの変化が小さい場合の概要を示す説明図である。
次に図4及び図5を参照しながら、同実施形態にかかる信頼性評価を行う携帯端末10の機能構成及びハードウェア構成の一例を説明する。図4は、同実施形態にかかる携帯端末の機能構成の一例を示すブロック図である。図5は、同実施形態にかかる携帯端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
GPS速度取得部101は、GPS衛星を用いて算出された携帯端末10の移動速度であるGPS速度を取得する機能を有する。GPS速度は、GPS衛星の搬送波のドップラー効果を利用して測定される。またGPS速度取得部101は、GPS衛星からの受信信号に基づいて算出された現在位置の差分から求められた速度をGPS速度として取得してもよい。GPS速度取得部101は、取得したGPS速度を信頼性評価部105に供給することができる。
歩行テンポ取得部103は、携帯端末10を有するユーザの歩行テンポを取得する機能を有する。歩行テンポ取得部103は、例えば加速度センサなどの揺れ検出センサを利用して取得する歩数の値を時間で除算することによって歩行テンポを算出することができる。歩行テンポ取得部103は、取得した歩行テンポの値を信頼性評価部105に供給することができる。
信頼性評価部105は、歩行テンポを用いてGPS衛星からの受信信号に基づいて算出される情報の信頼性を評価する評価部の一例である。信頼性評価部105は、歩行テンポを用いてGPS速度の信頼性を評価する。具体的には信頼性評価部105は、歩行テンポとGPS速度との相関関係に基づいてGPS速度の信頼性を評価することができる。信頼性評価部105は、GPS速度が歩行テンポと相関性を有するとき、このGPS速度の信頼性が高いと評価することができる。また信頼性評価部105は、GPS速度と歩行テンポとの相関性が低いとき、このGPS速度の信頼性が低いと評価することができる。
テーブル生成部107は、歩行テンポと移動速度の対応テーブルを生成する対応テーブル生成部の一例である。テーブル生成部107は、信頼性評価部105による評価結果に基づいて対応テーブルを生成することができる。テーブル生成部107は、信頼性が高いと評価されたGPS速度を用いてテーブルを生成する。例えばテーブル生成部107は、ある区間における歩行テンポとGPS速度の取得データにおいて、歩行テンポの分散が所定以上であり、さらに歩行テンポとGPS速度との相関係数が一定以上である場合にこの取得データを用いてテーブルを生成することができる。例えばテーブル生成部107は、この取得データの近似曲線を生成してこの近似曲線をテーブルとして記憶させることができる。またテーブル生成部107は、ある区間における歩行テンポの分散が所定以下であり、特定の歩行テンポにおけるGPS速度の分散が小さいとき、このGPS速度のピーク値と歩行テンポとをテーブル値として記録させることができる。
記憶部109は、歩行テンポと移動速度との対応テーブルを記憶するテーブル記憶部の一例である。記憶部109は、データ格納用の装置であり、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置、および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含むことができる。ここで記憶媒体としては、例えばフラッシュメモリ、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)、PRAM(Phase change Random Access Memory)、及びEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリや、HDD(Hard Disk Drive)などの磁気記録媒体などが用いられてよい。
位置情報取得部111は、携帯端末10の現在の位置情報を取得する機能を有する。位置情報取得部111は、GPS測位部113、自律測位部115、及びWiFi測位部117から供給される情報に基づいて位置情報を取得することができる。位置情報取得部111は、例えばGPS測位と自律測位とWiFi測位との利用優先度に基づいて優先度の高い方法が利用できないときには次に優先度の高い方法を利用してもよい。この優先度は位置情報の精度に基づいて決められてよい。位置情報取得部111は、位置情報を利用したサービスの機能の一部であってよい。位置情報を利用したサービスの一例としては、目的地までの経路を案内するナビゲーションや、移動履歴を記録するライフログ、現在の位置情報を付加した投稿を書き込むことのできるSNS(Sorcial Networking Service)などが挙げられる。
GPS測位部113は、測位用信号発信器からの受信信号に基づいて、携帯端末10の現在位置を測位する衛星測位部の一例である。GPS測位部113は、例えばGPSアンテナと、このGPSアンテナにより受信するGPS信号に基づいて現在位置を算出するGPS処理部とを含むことができる。GPS測位部113は、携帯端末10の位置情報を位置情報取得部111に供給することができる。
自律測位部115は、自律航法により現在位置を取得する測位部である。自律測位部115は、記憶部109に記憶された、歩行テンポと移動速度との対応テーブルを用いて、相対位置を算出することにより現在の位置情報を取得する。自律測位部115は、揺れを検出する加速度センサなどの検出装置を用いてユーザの歩数をカウントし、この歩数を時間で除算することにより歩行テンポを算出する。そして自律測位部115は、算出した歩行テンポに対応する移動速度を、対応テーブルから抽出する。自律測位部115は、抽出した移動速度を用いて現在位置を算出することができる。自律測位部115は、算出した位置情報を位置情報取得部111に供給することができる。
WiFi測位部117は、WiFi電波の受信強度に基づいて携帯端末10の現在の位置情報を取得する機能を有する。WiFi測位部117は、WiFiアンテナと、WiFiアンテナにより受信するWiFi電波を処理するWiFi処理部とを有してよい。WiFi測位部117は、取得した位置情報を位置情報取得部111に供給することができる。
表示制御部119は、ユーザに対して各種の情報を提供する表示画面の表示を制御する機能を有する。表示制御部119は、例えば位置情報取得部111が取得した位置情報に基づいて、地図上にユーザの現在地を重畳して表示させることができる。
電話網アンテナ817は、通話及び通信用の携帯電話網と無線で接続する機能を有するアンテナの一例である。電話網アンテナ817は、携帯電話網を介して受信される通話信号を電話処理部819に供給することができる。
電話処理部819は、電話網アンテナ817により送受信される信号に対する各種の信号処理を行う機能を有する。電話処理部819は、例えばマイク857を介して入力され、エンコーダ855によりエンコードされた音声信号に対して各種の信号処理を行い、電話網アンテナ817に供給することができる。また電話処理部819は、電話網アンテナ819から供給される音声信号に対して各種の信号処理を行い、デコーダ851に供給することができる。
GPSアンテナ821は、測位衛星からの信号を受信するアンテナの一例である。GPSアンテナ821は、複数のGPS衛星からのGPS信号を受信することができ、受信したGPS信号をGPS処理部823に入力する。
GPS処理部823は、測位衛星から受信された信号に基づいて位置情報を算出する算出部の一例である。GPS処理部823は、GPSアンテナ821から入力された複数のGPS信号に基づいて現在の位置情報を算出し、算出した位置情報を出力する。具体的には、GPS処理部823は、GPS衛星の軌道データからそれぞれのGPS衛星の位置を算出し、GPS信号の送信時刻と受信時刻との差分時間に基づいて、各GPS衛星から当該携帯端末10までの距離をそれぞれ算出する。そして、算出された各GPS衛星の位置と、各GPS衛星から当該携帯端末10までの距離とに基づいて、現在の3次元位置を算出することができる。なお、ここで用いられるGPS衛星の軌道データは、例えばGPS信号に含まれていてもよい。或いは、GPS衛星の軌道データは、通信アンテナ825を介して外部のサーバから取得されてもよい。
Wifiアンテナ825は、例えば無線LAN(Local Area Network)通信網との通信信号をWifiの仕様に従って送受信する機能を有するアンテナである。Wifiアンテナ825は、受信した信号を通信処理部827に供給することができる。
Wifi処理部827は、Wifiアンテナ825から供給された信号に各種の信号処理を行う機能を有する。Wifi処理部827は、供給されたアナログ信号から生成したデジタル信号をCPU839に供給することができる。
地磁気センサ829は、地磁気を電圧値として検出するセンサである。地磁気センサ829は、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の地磁気をそれぞれ検出する3軸地磁気センサであってよい。地磁気センサ829は、検出した地磁気データをCPU839に供給することができる。
加速度センサ831は、加速度を電圧値として検出するセンサである。加速度センサ831は、X軸方向に沿った加速度、Y軸方向に沿った加速度、及びZ軸方向に沿った加速度をそれぞれ検出する3軸加速度センサであってよい。加速度センサ831は、検出した加速度データをCPU839に供給することができる。
ジャイロセンサ833は、物体の角度や角速度を検出する計測器の一種である。このジャイロセンサ833は、X軸、Y軸、及びZ軸周りの回転角の変化する速度(角速度)を電圧値として検出する3軸ジャイロセンサであってよい。ジャイロセンサ833は、検出した角速度データをCPU839に供給することができる。
気圧センサ835は、周囲の気圧を電圧値として検出するセンサである。気圧センサ835は、気圧を所定のサンプリング周波数で検出し、検出した気圧データをCPU839に供給することができる。
撮像部837は、CPU839の制御に従い、レンズを介して静止画像又は動画像を撮影する機能を有する。撮像部837は、撮影した画像を記憶部859に記憶させてもよい。
CPU839は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従って携帯端末10内の動作全般を制御する。またCPU839は、マイクロプロセッサであってもよい。このCPU839は、各種プログラムに従って様々な機能を実現することができる。
ROM841は、CPU839が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶することができる。なおROM841は、地図データベースを記憶してもよい。RAM843は、CPU839の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶することができる。
操作部847は、ユーザが所望の操作をするための入力信号を生成する機能を有する。操作部847は、例えばタッチセンサ、マウス、キーボード、ボタン、マイク、スイッチ及びレバーなどユーザが情報を入力するための入力部と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、CPU839に出力する入力制御回路などから構成されてよい。
表示部849は、出力装置の一例であり、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)装置、有機EL(OLED:Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ装置などの表示装置であってよい。表示部849は、ユーザに対して画面を表示することにより情報を提供することができる。
デコーダ851は、CPU839の制御に従い、入力されたデータのデコード及びアナログ変換などを行う機能を有する。デコーダ851は、例えば電話網アンテナ817及び電話処理部819を介して入力された音声データのデコード及びアナログ変換などを行い、音声信号をスピーカ853に出力することができる。またデコーダ851は、例えばWifiアンテナ825及びWifi処理部827を介して入力された音声データのデコード及びアナログ変換などを行い、音声信号をスピーカ853に出力することができる。スピーカ853は、デコーダ851から供給される音声信号に基づいて音声を出力することができる。
エンコーダ855は、CPU839の制御に従い、入力されたデータのデジタル変換及びエンコードなどを行う機能を有する。エンコーダ855は、マイク857から入力される音声信号のデジタル変換及びエンコードなどを行い、音声データを出力することができる。マイク857は、音声を集音し、音声信号として出力することができる。
記憶部859は、データ格納用の装置であり、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置、および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含むことができる。ここで記憶媒体としては、例えばフラッシュメモリ、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)、PRAM(Phase change Random Access Memory)、及びEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリや、HDD(Hard Disk Drive)などの磁気記録媒体などが用いられてよい。
次に図6〜図10を参照しながら、本開示の一実施形態にかかる携帯端末10の動作例について説明する。図6は、同実施形態にかかる携帯端末のメインフローを示すフローチャートである。図7は、同実施形態にかかる携帯端末の信頼性評価処理の動作を示すフローチャートである。図8は、同実施形態にかかる携帯端末の相関係数を用いた評価処理の動作を示すフローチャートである。図9は、同実施形態にかかる携帯端末の度数分布を用いた評価処理の動作を示すフローチャートである。図10は、同実施形態にかかる携帯端末の自律位置算出処理の動作を示すフローチャートである。
まず図6を参照しながら、携帯端末10の動作について説明する。位置情報取得部111は、GPS測位が可能な状態であるか否かを判断する(S100)。ここでGPS測位が可能であると判断されたとき、GPS測位部113は、GPSにより位置情報を取得し、GPS速度取得部101は、GPS速度を取得する(S105)。なおステップS105においてはさらに方位などが取得されてもよい。
次に図7を参照しながら同実施形態にかかる携帯端末10の信頼性評価処理の動作について説明する。信頼性評価部105は、まず歩行を検出したか否かを判断する(S200)。そして歩行が検出されたとき、次に信頼性評価部105は、GPS速度取得部101から取得したGPS速度と歩行テンポ取得部103から取得された歩行テンポとをバッファする(S205)。
次に図8を参照しながら、同実施形態にかかる携帯端末10の信頼性評価処理のサブフローである相関係数を用いた評価処理について説明する。まず信頼性評価部105は、バッファ内の歩行テンポとGPS速度との相関係数を算出する(S300)。
次に図9を参照しながら、同実施形態にかかる携帯端末10の信頼性評価処理のサブフローである度数分布を用いた評価処理について説明する。まず信頼性評価部105は、バッファ内のGPS速度の度数に対する標準偏差を算出する(S400)。
次に図10を参照しながら、同実施形態にかかる携帯端末10の自律位置算出処理の詳細について説明する。まず位置情報取得部111は、歩行テンポと移動速度の対応テーブルが作成済であるか否かを判断する(S500)。ステップS500の判断において対応テーブルが作成済であると判断されたとき、歩行テンポ取得部103は、現時点における時刻情報を取得して経過時間の計測を開始する(S505)。そして歩行テンポ取得部103は、歩数をカウントする(S510)。そして歩行テンポ取得部103は、この歩数を移動する間の経過時間で歩数を除算することによって歩行テンポを算出する(S515)。
次に、図11〜図18を参照しながら、上記にて説明した理論の実証実験について説明する。図11は、同実施形態にかかる携帯端末のGPS信頼性評価の実証実験の第1の条件について示す説明図である。図12は、図11の条件において計測したGPS速度と歩行テンポの経時変化を示すグラフである。図13は、図12の取得データから生成した歩行テンポとGPS速度の対応関係を示すグラフである。図14は、同実施形態にかかる携帯端末のGPS信頼性評価の実証実験の第2及び第3の条件について示す説明図である。図15は、図14に示される第2の条件において計測したGPS速度と歩行テンポの経時変化を示すグラフである。図16は、図15の取得データから生成した歩行テンポとGPS速度の対応関係を示すグラフである。図17は、図14に示される第3の条件において計測したGPS速度と歩行テンポの経時変化を示すグラフである。図18は、図17の取得データから生成した歩行テンポとGPS速度の対応関係を示すグラフである。
まず図11〜図13を参照しながら、第1の条件によるビル街における実証実験の結果について説明する。図11には、GPSの受信感度が悪いと思われるビル街の地点P1と地点P2との間を片道ごとに速度を速めていき、計4通りの速度で2往復した場合に取得された位置情報が示される。実際に通った経路は矢印で示される地点P1と地点P2との間であるにも関わらず、位置情報の誤差が大きいことがわかる。
次に図14〜図16を参照しながら、第2の条件によるOpenSky地点における実証実験1の結果について説明する。OpenSky地点とは、上空が開けた地点であり、このような地点においてはGPSの受信状態が良好であり取得される情報の信頼性も高いと思われる。
また次に図14、図17、及び図18を参照しながら、第3の条件によるOpenSky地点における実証実験2の結果について説明する。
次に図19を参照しながら本開示の一実施形態にかかる信頼性評価の他の利用例について説明する。図19は、同実施形態にかかる信頼性評価の他の利用例を示す説明図である。
(1)
測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出する速度算出部と、
前記ユーザの歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価する評価部と、
を備える、情報処理装置。
(2)
前記評価部は、前記歩行テンポの分散が所定の閾値以上であるときには、前記歩行テンポと前記移動速度の間の相関係数に基づいて前記信頼性を評価し、前記歩行テンポの分散が前記所定の閾値未満であるときには、前記移動速度の度数分布に基づいて前記信頼性を評価する、
前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記評価部は、前記測位用信号発信器からの信号に基づいて算出された前記移動速度の前記信頼性を評価し、
評価の結果、前記信頼性が所定以上であると判断された前記移動速度を用いて、前記移動速度と前記歩行テンポの対応テーブルを作成するテーブル作成部、
をさらに備える、前記(1)または(2)のいずれかに記載の情報処理装置。
(4)
前記テーブル作成部により作成された前記対応テーブルを用いて前記ユーザの位置を算出する位置算出部、
をさらに備える、
前記(3)に記載の情報処理装置。
(5)
前記位置算出部により算出された位置を地図に重畳して表示させる表示制御部、
をさらに備える、
前記(4)に記載の情報処理装置。
(6)
前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される前記情報は、位置情報である、
前記(1)〜(5)のいずれかに記載の情報処理装置。
(7)
前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される前記情報は、方位情報である、
前記(1)〜(6)のいずれかに記載の情報処理装置。
(8)
ユーザの歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
測位用信号発信器からの信号に基づいて算出された移動速度と前記歩行テンポとの相関関係に基づいて信頼性が評価された前記移動速度を用いて生成された、前記移動速度と前記歩行テンポとの対応テーブルから、前記歩行テンポ取得部により取得された前記歩行テンポに基づいて抽出された前記移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度に基づいて前記ユーザの位置を算出する位置算出部と、
を備える、情報処理装置。
(9)
前記位置算出部により算出された前記位置を地図上に重畳して表示させる表示制御部、
をさらに備える、前記(8)に記載の情報処理装置。
(10)
測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出することと、
前記ユーザの歩行テンポを取得することと、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価することと、
を含む、情報処理方法。
(11)
コンピュータを、
測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出する速度算出部と、
前記ユーザの歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価する評価部と、
を備える、情報処理装置として機能させるためのプログラム。
101 GPS速度取得部
103 歩行テンポ取得部
105 信頼性評価部
107 テーブル生成部
109 記憶部
111 位置譲歩鵜取得部
113 GPS測位部
115 自律測位部
117 WiFi測位部
Claims (10)
- 測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出する速度算出部と、
前記ユーザの単位時間あたりの歩数を示す歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価する評価部と、
を備え、
前記評価部は、前記歩行テンポの分散が所定の閾値以上であるときには、前記歩行テンポと前記移動速度の間の相関係数に基づいて前記信頼性を評価し、前記歩行テンポの分散が前記所定の閾値未満であるときには、前記移動速度の度数分布に基づいて前記信頼性を評価する、
情報処理装置。 - 前記評価部は、前記測位用信号発信器からの信号に基づいて算出された前記移動速度の前記信頼性を評価し、
評価の結果、前記信頼性が所定以上であると判断された前記移動速度を用いて、前記移動速度と前記歩行テンポの対応テーブルを作成するテーブル作成部、
をさらに備える、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記テーブル作成部により作成された前記対応テーブルを用いて前記ユーザの位置を算出する位置算出部、
をさらに備える、
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記位置算出部により算出された位置を地図に重畳して表示させる表示制御部、
をさらに備える、
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される前記情報は、位置情報である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される前記情報は、方位情報である、
請求項1に記載の情報処理装置。 - ユーザの単位時間あたりの歩数を示す歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
前記歩行テンポの分散が所定の閾値以上であるときには、前記歩行テンポと測位用信号発信器からの信号に基づいて算出された移動速度との間の相関係数に基づいて信頼性を評価され、前記歩行テンポの分散が前記所定の閾値未満であるときには、前記移動速度の度数分布に基づいて前記信頼性を評価された前記移動速度を用いて生成された、前記移動速度と前記歩行テンポとの対応テーブルから、前記歩行テンポ取得部により取得された前記歩行テンポに基づいて抽出された前記移動速度を取得する移動速度取得部と、
前記移動速度に基づいて前記ユーザの位置を算出する位置算出部と、
を備る、情報処理装置。 - 前記位置算出部により算出された前記位置を地図上に重畳して表示させる表示制御部、
をさらに備える、請求項7に記載の情報処理装置。 - 測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出することと、
前記ユーザの単位時間あたりの歩数を示す歩行テンポを取得することと、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価することと、
を含み、
前記歩行テンポの分散が所定の閾値以上であるときには、前記歩行テンポと前記移動速度の間の相関係数に基づいて前記信頼性を評価し、前記歩行テンポの分散が前記所定の閾値未満であるときには、前記移動速度の度数分布に基づいて前記信頼性を評価する、
情報処理方法。 - コンピュータを、
測位用信号発信器からの信号に基づいてユーザの移動速度を算出する速度算出部と、
前記ユーザの単位時間あたりの歩数を示す歩行テンポを取得する歩行テンポ取得部と、
前記歩行テンポと前記移動速度とに基づいて、前記測位用信号発信器から受信する前記信号から算出される情報の信頼性を評価する評価部と、
を備え、
前記評価部は、前記歩行テンポの分散が所定の閾値以上であるときには、前記歩行テンポと前記移動速度の間の相関係数に基づいて前記信頼性を評価し、前記歩行テンポの分散が前記所定の閾値未満であるときには、前記移動速度の度数分布に基づいて前記信頼性を評価する、
情報処理装置として機能させるためのプログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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