JP6592952B2 - 情報処理装置、歩幅算出方法及びプログラム - Google Patents
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Description
一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得手段と、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得手段と、
リンクとノードを含む地図情報を取得する第3の取得手段と、
前記第3の取得手段によって取得された前記地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアを探索する探索手段と、
前記探索手段によって、前記一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを前記歩幅取得エリアとして特定する特定手段と、
前記第1の取得手段によって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得手段によって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする。
本実施形態の歩幅学習システムSは、図1に示すように、情報処理装置1と、携帯端末2と、を備える。
情報処理装置1は、ユーザが歩く予定のルートの設定や設定したルートにおけるログの取得位置(本実施形態においては、所定範囲のエリア)を探索し、取得したログの保存や算出された歩幅を機械学習して保存する。
携帯端末2は、GPS(Global Positioning System)による測位や加速度の計測を可能に構成され、所持したユーザのログ取得位置での歩行時の位置情報、加速度情報等のログを取得し、取得したログから自律航法の測位等に用いる歩幅を算出する。
このような歩幅学習システムSにおいては、歩幅を算出するために用いる情報を、一定の歩行で移動した際に適切な歩幅となるエリア(以下、「歩幅学習エリア」という。)から取得する。
歩幅学習エリアは、適切な歩幅となる条件(以下、「歩幅学習エリア設定条件」という。)を満たしたエリアであり、例えば、リンクとノードを含む地図情報においてリンクの方向の分散が少ないエリアであり、坂道や階段等の一定の傾向があるエリアであり、一定以上の距離があるエリアであり、路面が舗装されているエリアである等の条件を満たしたエリアである。
図2は、歩幅学習エリアの設定を説明するための模式図である。
歩幅学習エリアは、情報処理装置1において、図2の例に示すように、リンクLとノードNからなる地図情報において、ユーザが所定のエリアA1において開始ノード(START)と終了ノード(GOAL)を指定してルートR1を設定した場合に、当該設定したルートR1において、歩幅学習エリア設定条件を満たすエリアを探索して、歩幅学習エリアA2を特定する。
本実施形態においては、(1)リンクの方向の分散が少ないエリア、(2)傾斜度(平坦を含む)が一定のエリア、(3)一定以上の距離があるエリア、(4)信号がなく立ち止まらないエリア、(5)路面が舗装されているエリアの各歩幅学習エリア設定条件を全て満たすエリアを歩幅学習エリアとしている。
そして、その後、ユーザが携帯端末2を所持して該当する歩幅学習エリアを歩行することで、位置情報と加速度情報を含むロギング情報が取得され、取得したロギング情報から移動距離・歩数が割り出されて歩幅(移動距離/歩数)が算出される。
算出された歩幅情報は、情報処理装置1や携帯端末2に保存され、携帯端末2での自律航法での測位等に利用される。
移動距離は、歩幅学習エリア内のGPSからの位置情報のうち、開始の位置情報と終了の位置情報から割り出す。
また、歩数は、歩幅学習エリア内の開始と終了に対応する区間の加速度変化から割り出す。
なお、本実施形態の歩幅学習システムSにおいては、ルートの設定と、歩幅学習エリアの特定を情報処理装置1で行って、歩幅を算出するために用いる情報の取得と歩幅の算出をユーザに装着した携帯端末2で行う。そして、ユーザが歩幅学習エリアを移動する度に歩幅を算出して、歩幅を更新して、学習させてユーザの歩幅の情報を管理する。
まず、携帯端末2について説明し、次いで、情報処理装置1について説明する。
携帯端末2は、例えば、スマートフォンとして構成される。
なお、ハードウェアの構成については、携帯端末2とCPU11乃至入出力インターフェース15、入力部18乃至リムーバブルメディア31の点で同様であるため説明を省略する。以下、情報処理装置1と携帯端末2におけるハードウェアを説明として用いる場合には、情報処理装置1には、符号の末尾に「−1」を付すものとし、携帯端末2には符号の末尾に「−2」を付すものとする。即ち、情報処理装置1は、CPU11−1乃至リムーバブルメディア31−1と表記するものとし、携帯端末2は、CPU11−2乃至リムーバブルメディア31−2と表記するものとする。
ルート設定処理とは、情報処理装置1で実行される処理であり、ユーザによって地図情報上にルートを設定し、設定したルートにおける歩幅学習エリアを特定して登録する一連の処理をいう。
ロギング処理とは、携帯端末2で実行される処理であり、歩幅学習エリアにおける位置情報及び当該エリアの加速度を取得すると共に、取得したから位置情報及び加速度から移動距離と歩数を割り出して歩幅を算出する一連の処理をいう。
データ保存処理とは、情報処理装置1で実行される処理であり、携帯端末2から取得した歩幅の情報を学習するように保存する一連の処理をいう。
また、記憶部20−1の一領域には、地図情報記憶部71が設定される。
地図情報記憶部71には、リンクとノードからなるデジタル地図の情報や地図に対応した信号や路面等の地図に付帯する情報等の地図に関する情報(以下、「地図情報」という。)のデータが記憶される。
本実施形態において歩幅学習エリアは、設定されたルートのうち、以下の5つの歩幅学習エリア設定条件を全て満たすエリアである。
1:リンクの方向の分散が少ないエリア
2:傾斜度(平坦を含む)が一定のエリア
なお、傾斜度が一定のエリアとは、傾斜の度合いが一定となるエリアであり、傾斜の度合いのない平坦なエリアも含む。
3:一定以上の距離があるエリア
4:信号がなく立ち止まらないエリア
5:路面が舗装されているエリア
なお、本実施形態においては、5つの歩幅学習エリア設定条件を満たすエリアを歩幅学習エリアとするが、一定の歩幅の傾向が取得できるエリアであればよく、さらに多くの条件を加えたり変更したり、また、少なくとも1つの条件を含むように構成してもよい。
また、記憶部20−2の一領域には、ルート情報記憶部111が設定される。
ルート情報記憶部111には、情報処理装置1から取得したルートと歩幅学習エリアを含むルート情報が記憶される。
また、記憶部20の一領域には、学習データ記憶部72が設定される。
学習データ記憶部72には、各種の機械学習に用いるデータ(以下、「学習データ」という。)が記憶される。
ルート設定処理は、ユーザによる入力部18−1へのルート設定処理開始の操作により開始される。
歩幅学習エリアがあった場合には、ステップS13においてYESと判定されて、処理はステップS14に進む。
これに対して、歩幅学習エリアがない場合には、ステップS13においてNOと判定されて、処理はステップS15に進む。
その後、ルート設定処理は終了する。
ロギング処理は、ユーザによる入力部18−2へのロギング処理開始の操作により開始される。
歩幅学習エリアに近づいた場合には、ステップS32においてYESと判定されて、処理はステップS33に進む。
これに対して、歩幅学習エリアに近づいてない場合には、ステップS32においてNOと判定されて、処理はステップS31に戻る。
歩幅学習エリアを出た場合には、ステップS35においてYESと判定されて、処理はステップS36に進む。
これに対して、歩幅学習エリアを出ない場合には、ステップS35においてNOと判定されて、処理はステップS33に戻る。
その後、ロギング処理は終了する。
データ保存処理は、ユーザによる入力部18−1へのデータ保存処理開始の操作により開始される。
その後、データ保存処理は終了する。
使用者がルートを作成した段階で、歩幅学習に適したエリアを検索する。ルート中の一部にリンクの方向の分散が少なく、一定以上の距離があり、傾斜度(平坦も含む)が一定などの条件が整った部分を検索する。さらに地図情報として信号がない、路面が舗装されているなどの情報を利用してもよい。そのようなエリアが見つかった場合に歩幅学習エリアとしてルート情報に加えロギング用のデバイスに登録する。
この情報を持ったデバイスをもってルート上を移動する場合、電池の消耗を抑えるためにGPSを間欠的に使用する。そして、歩幅学習エリアが近づいてきた場合にGPSを逐次的動作に切り替え正確な位置を把握する。使用者が歩幅学習エリアを移動している状態では歩数を計測し、歩幅学習エリアを通り抜けた際に歩幅学習エリアの距離と歩数から歩幅を計算する。そのときに同時に歩幅学習エリアの情報も保存する。なお、歩幅学習エリアの情報とは、例えば学習距離、傾斜、路面状態などである。
次にロギング情報をデバイスから情報を取り込む場合に歩幅情報と学習エリア情報をまとめて取り込む。
これらの情報を使用者の個人情報と紐付けてサーバにアップロードしてもよい。また、過去の学習データと統合してもよい。
以上のことを繰り返し行うことでより正確な歩幅を取得することができる。
歩幅算出処理部93は、一定の移動が可能となるエリアの条件である歩幅学習エリア設定条件に合致した歩幅取得エリアである歩幅学習エリアの位置情報を取得する。
また、歩幅算出処理部93は、歩幅取得エリアである歩幅学習エリアでの移動における歩数を取得する。
また、歩幅算出処理部93は、取得された位置情報に基づいた歩幅取得エリアである歩幅学習エリアにおける移動距離と、歩幅算出処理部93によって取得された歩数から、歩幅を算出する。
したがって、携帯端末2では、正確な歩幅を取得することができる。
エリア設定処理部52は、リンクとノードを含む地図情報を取得する。
また、エリア設定処理部52は、取得手段によって取得された地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件である歩幅学習エリア設定条件と合致するエリアを探索する。
また、エリア設定処理部52は、一定の移動が可能となるエリアの条件である歩幅学習エリア設定条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを適切な歩幅が取得可能な歩幅取得エリアである歩幅学習エリアとして特定する。
したがって、情報処理装置1では、正確な歩幅を取得することができるエリアを特定することができる。
エリア設定処理部52は、ルート設定処理部51によって設定された経路から、エリアの条件である歩幅学習エリア設定条件と合致するエリアを探索する。
したがって、ユーザの指定した移動経路から歩幅学習エリア設定条件と合致するエリアを探索するために、利用頻度が高いエリアで歩幅を取得することができる。
したがって、携帯端末2では、リアルタイムに歩幅を取得して、ナビゲーション等の自律航法に利用したり、事後的に歩幅の正確性を高めるための機械学習に供したりすることができる。
したがって、自律航法における測位の信頼性を高めることができる。
したがって、歩幅学習システムSにおいては、正確な歩幅を取得することができる。
例えば、本発明は、ルート設定処理機能、ロギング処理機能及びデータ保存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、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、デジタルカメラ、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
換言すると、図4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情報処理装置1又は携帯端末2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4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。
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。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
[付記1]
一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得手段と、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段によって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得手段によって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
[付記2]
リンクとノードを含む地図情報を取得する第3の取得手段と、
前記第3の取得手段によって取得された前記地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアを探索する探索手段と、
前記探索手段によって、前記一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを前記歩幅取得エリアとして特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。
[付記3]
移動経路を設定する経路設定手段を更に備え、
前記探索手段は、前記経路設定手段によって設定された経路から、前記エリアの条件と合致するエリアを探索することを特徴とする付記2に記載の情報処理装置。
[付記4]
前記第1の取得手段及び前記第2の取得手段は、前記歩幅取得エリアに差しかかったときに前記位置情報及び歩数をリアルタイムに取得するか、又は、取得した位置情報及び歩数のうち該当する位置情報及び歩数を取得する、
ことを特徴とする付記1乃至3の何れか1つに記載の情報処理装置。
[付記5]
前記算出手段によって算出された前記歩幅を用いて自律航法における位置の測位を行う測位手段を備える、
ことを特徴とする付記1乃至4の何れか1つに記載の情報処理装置。
[付記6]
前記一定の移動が可能となるエリアの条件は、少なくとも、リンクの方向の分散が少ないエリア、傾斜度が一定のエリア、信号がなく立ち止まらないエリア、路面が舗装されているエリアの少なくとも1つを含むエリアである、
ことを特徴とする付記1乃至5の何れか1つに記載の情報処理装置。
[付記7]
一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得ステップと、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得ステップと、
前記第1の取得ステップによって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得ステップによって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出ステップと、
を含むことを特徴とする歩幅算出方法。
[付記8]
コンピュータを、
一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得手段、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得手段、
前記第1の取得手段によって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得手段によって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Claims (7)
- 一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得手段と、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得手段と、
リンクとノードを含む地図情報を取得する第3の取得手段と、
前記第3の取得手段によって取得された前記地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアを探索する探索手段と、
前記探索手段によって、前記一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを前記歩幅取得エリアとして特定する特定手段と、
前記第1の取得手段によって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得手段によって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 移動経路を設定する経路設定手段を更に備え、
前記探索手段は、前記経路設定手段によって設定された経路から、前記エリアの条件と合致するエリアを探索することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第1の取得手段及び前記第2の取得手段は、前記歩幅取得エリアに差しかかったときに前記位置情報及び歩数をリアルタイムに取得するか、又は、取得した位置情報及び歩数のうち該当する位置情報及び歩数を取得する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記算出手段によって算出された前記歩幅を用いて自律航法における位置の測位を行う測位手段を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 前記一定の移動が可能となるエリアの条件は、少なくとも、リンクの方向の分散が少ないエリア、傾斜度が一定のエリア、信号がなく立ち止まらないエリア、路面が舗装されているエリアの少なくとも1つを含むエリアである、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得ステップと、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得ステップと、
リンクとノードを含む地図情報を取得する第3の取得ステップと、
前記第3の取得ステップによって取得された前記地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアを探索する探索ステップと、
前記探索ステップによって、前記一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを前記歩幅取得エリアとして特定する特定ステップと、
前記第1の取得ステップによって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得ステップによって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出ステップと、
を含むことを特徴とする歩幅算出方法。 - コンピュータを、
一定の移動が可能となるエリアの条件に合致した歩幅取得エリアの位置情報を取得する第1の取得手段、
前記歩幅取得エリアでの移動における歩数を取得する第2の取得手段、
リンクとノードを含む地図情報を取得する第3の取得手段、
前記第3の取得手段によって取得された前記地図情報から、一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアを探索する探索手段、
前記探索手段によって、前記一定の移動が可能となるエリアの条件と合致するエリアが探索された場合に、当該エリアを前記歩幅取得エリアとして特定する特定手段、
前記第1の取得手段によって取得された前記位置情報に基づいた前記歩幅取得エリアにおける移動距離と、前記第2の取得手段によって取得された前記歩数から、歩幅を算出する算出手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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