WO2012070595A1 - 位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム及び記録媒体 Download PDF

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WO2012070595A1
WO2012070595A1 PCT/JP2011/076969 JP2011076969W WO2012070595A1 WO 2012070595 A1 WO2012070595 A1 WO 2012070595A1 JP 2011076969 W JP2011076969 W JP 2011076969W WO 2012070595 A1 WO2012070595 A1 WO 2012070595A1
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WO
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reliability
sensor data
information providing
position information
feature amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/076969
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English (en)
French (fr)
Inventor
宮崎 陽司
雄樹 千葉
Original Assignee
日本電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
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Priority to US13/988,460 priority patent/US9298739B2/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29Geographical information databases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations

Definitions

  • the present invention relates to a position information providing device, a position information providing system, a position information providing method, a program, and a recording medium.
  • Location information services such as navigation and information search services are, for example, AR (Augmented Reality, Augmented Reality) on mobile terminals equipped with cameras, GPS (Global Positioning System), acceleration sensors, electronic compass, etc. ).
  • AR Augmented Reality
  • GPS Global Positioning System
  • acceleration sensors electronic compass, etc.
  • Autonomous navigation is a technique for estimating a user's movement by combining a plurality of sensors such as an acceleration sensor, a gyro sensor, and a magnetic sensor, and calculating a position and a moving direction (azimuth) from a reference position.
  • the reference position for example, the entrance of a store, etc.
  • Relative position and orientation can be calculated, and AR service becomes possible.
  • the current position and direction are calculated by adding the measured values of the change in the position and moving direction from the reference position (when measurement is started), so the measurement error is added (accumulated) together with the measured value. Measurement errors may become large. As a result, when related information is presented based on the calculated current position and orientation, information that does not match the actual current position and orientation is presented, which may confuse the user.
  • the position and orientation are calculated by several measurement methods, and the measurement result is selected according to the reliability of the calculation result.
  • the reliability of the GPS positioning result is compared with the reliability of the autonomous navigation positioning result, and a highly reliable positioning result is adopted.
  • an index representing the reliability of the GPS positioning result an average value of HDOP information and SN information included in the GPS data is used.
  • the index representing the reliability of the autonomous navigation positioning result is calculated from the cumulative travel distance and the cumulative direction change amount.
  • the reliability is calculated using the positioning results such as the accumulated moving distance and the accumulated direction change amount.
  • a large cumulative moving distance or cumulative direction change amount does not necessarily indicate that the reliability of the positioning result is low.
  • the position and the direction can be calculated with high accuracy if there is little noise and it is close to the input of sensor data assumed in advance in the design stage. That is, there is a problem that the reliability cannot be calculated correctly only by using the positioning results such as the accumulated moving distance and the accumulated direction change amount as they are.
  • an object of the present invention is to provide a position information providing apparatus, a position information providing system, a position information providing method, a program, and a recording medium that can accurately calculate the reliability of measurement results.
  • the position information providing apparatus of the present invention provides: Sensor data acquisition means for acquiring sensor data; A feature amount calculating means for calculating a feature amount from the sensor data; Reliability calculation means for calculating reliability using the feature amount; With The sensor data is plural, The feature amount includes a statistic amount of the plurality of sensor data and an amount indicating a shape of the sensor data.
  • the first location information providing system of the present invention includes: The position information providing device of the present invention, and a server,
  • the server records the sensor data
  • the sensor data acquisition means acquires the sensor data from the server.
  • the second location information providing system of the present invention is: The position information providing device of the present invention, and a server, The server records guidance information generation data,
  • the position information providing device further includes a position measuring unit that measures the position and orientation of the position information providing device by autonomous navigation using the sensor data;
  • Guidance information to be presented to the user by setting a search range in the space around the position information providing device using the position and orientation and the reliability, and searching for geographic information included in the search range
  • Guidance information generating means for generating Information presenting means for presenting the guidance information to the user;
  • Guidance information generation data acquisition means for acquiring the guide information generation data from the server,
  • the guide information generation means further generates the guide information using the guide information generation data.
  • the location information providing method of the present invention includes: Using the position information providing apparatus of the present invention, A sensor data acquisition step of acquiring sensor data by the sensor data acquisition means; A feature amount calculating step of calculating a feature amount from the sensor data by the feature amount calculating means; A reliability calculation step of calculating reliability using the feature amount by the reliability calculation means; Including The sensor data is plural, The feature amount includes a statistic amount of the plurality of sensor data and an amount indicating a shape of the sensor data.
  • the present invention provides a program characterized in that the position information presentation method of the present invention can be executed on a computer.
  • the present invention provides a recording medium that records the program of the present invention and is readable by a computer.
  • the reliability of the measurement result can be calculated with high accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the position information providing apparatus of the present embodiment.
  • the position information providing apparatus includes a sensor 101, a sensor data acquisition unit 110, a feature amount calculation unit 120, a reliability calculation unit 130, a position measurement unit 160, a guidance information generation unit 140, an information Presentation means 150.
  • the position information providing apparatus of the present invention is not particularly limited, but is a terminal that can be worn by a user and can walk outdoors (for example, in the city) or indoors, or is an apparatus incorporated in such a terminal. It is preferable.
  • the terminal include a portable terminal such as a game machine, a mobile phone, and a smartphone, a portable personal computer such as a notebook personal computer, and a small terminal incorporated with a microcomputer in accessories such as a key holder, a wrist watch, and a pendant.
  • the position information providing apparatus of the present invention is particularly useful in places where it is difficult to obtain the position and direction by a method such as GPS or an electronic compass (for example, indoors or valleys of high-rise buildings).
  • the position information providing apparatus of the present invention is not limited to this, and may be used in any place, and can be used indoors or outdoors.
  • the terminal may be a terminal that can acquire information by connecting to a LAN, the Internet, or the like through a mobile phone network, a wireless LAN, or the like.
  • the terminal may include, for example, an information display device such as a display, and an intention presentation device such as a keyboard and buttons, and may be implemented with software for operating them.
  • the sensor 101 may be attached inside the terminal, or may be provided outside.
  • the sensor 101 may be connected to the sensor data acquisition unit 110 by wire or may be connected wirelessly.
  • the position information providing device of the present invention may be a device including a sensor, or may be a device that does not include a sensor and is used with another sensor.
  • each means other than the sensor 101 is preferably incorporated in the same terminal or computer, but may be individually on a different portable terminal or computer and connected via a network.
  • each means constituting the apparatus of FIG. 1 is not particularly limited, and any configuration may be used.
  • sensor data is continuously acquired while the apparatus is activated, and measurement of position, calculation of reliability, generation of guidance information, and information presentation are performed using the acquired sensor data.
  • the sensor data may be acquired every second and the process may be performed.
  • description will be mainly given of one-time position measurement, reliability calculation, guidance information generation, and information presentation.
  • the number and timing of these processes are not limited by the following description.
  • the sensor 101 is attached to the inside or outside of the portable terminal possessed by the user, and generates sensor data based on the position and orientation of the position information providing apparatus in FIG.
  • the portable terminal is preferably the device itself of FIG. 1 or a terminal incorporating the device of FIG.
  • the sensor data acquisition unit 110 sequentially acquires sensor data from the sensor 101 and stores it in a buffer (not shown) using a storage medium such as a memory or a hard disk.
  • the position measurement unit 160 measures the position and orientation of the terminal by autonomous navigation using the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110.
  • the autonomous navigation may be a known autonomous navigation, for example, an autonomous navigation described in Patent Document 1 or the like. Thereby, for example, a relative position and posture from a specific point such as an entrance of a building can be measured.
  • the sensor 101 is not particularly limited, and may be, for example, an acceleration sensor, a gyro sensor, an electronic compass, or the like.
  • the feature amount calculation unit 120 performs statistical processing on the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110 and generates (calculates) a feature amount for calculating the reliability.
  • the sensor 101 connected to the sensor data acquisition unit 110 is a gyro sensor, an acceleration sensor, an electronic compass, or the like, as shown in FIG.
  • Calculates statistics such as variance, average, maximum, minimum, and median of data (angular velocity, acceleration, direction, etc.), and expresses waveform characteristics such as the number of peaks in the time window and average peak interval
  • the feature amount may be calculated.
  • the horizontal axis represents the elapsed time from the reference time
  • the vertical axis represents the value of sensor data (for example, angular velocity, acceleration, direction, etc.).
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability of the position and orientation measured by the position measurement unit 160 using the feature amount generated (calculated) by the feature amount calculation unit 120. For example, when a feature amount exceeding a preset range is generated, the reliability of the position and orientation measured by the position measurement unit 160 using the sensor data of the same period is lowered. More specifically, for example, when the maximum or minimum of the sensor data exceeds the set range or the variance exceeds a certain value, the reliability is reduced.
  • the guidance information generation unit 140 generates guidance information to be presented to the user based on the position and orientation measured by the position measurement unit 160 and the reliability calculated by the reliability calculation unit 130. For example, in the case of indoor store information guidance or sightseeing information guidance, information (store name, genre, etc.) of stores existing around the measured position (position where the position information providing device is estimated) is searched from the database, You may get it. At that time, for example, as shown in FIG. 2A, when the reliability is high, the search range is set to a range 202 close to the measured position (estimated position / posture 203), and the store information is searched. If the reliability is low, the information may be searched by setting the wide range 201.
  • the database may be stored, for example, in the position information providing apparatus in FIG.
  • the second location information providing system of the present invention includes the server that records the guide information generation data and the location information providing apparatus of the present invention, and the guide information generating means includes The guide information is generated using the guide information generation data.
  • the information presenting means 150 presents the guide information generated by the guide information generating means 140 on the terminal using the reliability calculated by the reliability calculating means 130. For example, when the guidance information is presented using the AR technology, the guidance information may be presented on the video of each store when the reliability is high as shown in FIG. On the other hand, when the reliability is low, as shown in FIG. 3 (B), a list of stores may be displayed, and it may be limited only to indicate what stores are in the vicinity.
  • the flowchart of the position information providing method shown in FIG. 5 includes (1) a process for acquiring sensor data, (2) a position and orientation measurement process, and a reliability calculation process as main processes.
  • the position information providing method is performed only once, the process of (2) is performed after the process of (1).
  • the position information providing method is continuously performed a plurality of times, the above (1) (2 ) Is preferably performed in parallel from the viewpoint of processing efficiency. That is, it is preferable to perform the process (1) at the same time that the process (2) is performed in order to implement the next location information providing method.
  • the present invention is not limited to this.
  • step S001 sensor data generation step
  • step S002 sensor data acquisition step
  • step S003 the sensor data acquisition unit 110 stores the sensor data acquired in step S002 in a buffer created on a storage medium such as a memory or a hard disk on the apparatus. Steps S001 to S003 correspond to the process (1) for acquiring sensor data.
  • step S001 is performed as a process different from the position information providing method of the present invention, and the position information providing method of the present invention is started from step S002. Also good.
  • Step S003 is not necessary, but step S003 is preferably performed from the viewpoint of data processing efficiency.
  • step S004 it is determined whether or not sufficient sensor data for feature quantity calculation has been obtained.
  • the means for making this determination is not particularly limited, and may be, for example, a general CPU.
  • the process proceeds to the next step (step 005). If sensor data sufficient for calculating the feature amount is not obtained, steps S001 to S003 are repeated. Further, even when sensor data sufficient for feature amount calculation is obtained, steps S001 to S003 may be performed again in order to provide the next position information. As described above, it is preferable to repeat the steps S001 to S003 in order and continuously perform the process (1) for acquiring sensor data.
  • the position measurement unit 160 uses the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110 in step S002 (stored in the buffer in step S003) and uses autonomous navigation generally known in Patent Document 1 or the like. Then, the current position and orientation of the position information providing apparatus are measured (step S005: position measurement step). Next, the feature amount calculation unit 120 generates (calculates) the feature amount using the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110 in step S002 (stored in the buffer in step S003) (step S006: feature amount calculation). Step).
  • the feature amount calculated in step 006 is, for example, a feature amount that is a statistic such as a variance value, an average value, a maximum value, a minimum value, or a median value of the sensor data, and a waveform such as a peak number or an average peak interval. At least one of the feature quantities related to the shape may be included.
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability using the feature amount generated (calculated) in step S006 (step S007: reliability calculation step). Steps S005 to S007 correspond to the position and orientation measurement process and the reliability calculation process (2).
  • the guidance information generation unit 140 uses the search range in the space around the position information providing device. Is set, the geographical information in the search range is searched, and guide information to be presented to the user is generated (step S008: guide information generation step).
  • the geographical information may be, for example, store information or sightseeing information. Moreover, you may use the said shop information, sightseeing information, etc. which were acquired by search as guidance information for showing to a user as it is.
  • the information presenting means 150 presents the guidance information acquired in step S008 based on the reliability calculated in step S007 (step S009: information presenting step). In this way, the position information providing method of the present embodiment can be implemented. If the same location information providing method is performed again and the guidance information needs to be presented to the user, the process returns to step S001 after step S009 and the same steps are repeated.
  • position information providing apparatus FIG. 1
  • operation thereof position information providing method of FIG. 5
  • this embodiment is not limited to this specific example.
  • implementation of a single process location information providing method
  • similar processes sensor data acquisition process, guidance information generation process, etc.
  • the position information providing device is, for example, a terminal (such as a mobile phone) provided with an acceleration sensor and a gyro sensor as the sensor 101.
  • the location information providing method is, for example, an indoor store guidance service, and store information (store name, catch phrase, etc.) is presented to the user as guide information.
  • the user browses the information by holding the terminal over the periphery in the same manner as a generally known AR application. That is, on the terminal, the video in the direction in which the user is currently facing and the guidance information generated by the position information providing device are displayed.
  • step S001 sensor data generation step in FIG. 5
  • the acceleration and angular velocity of the terminal (position information providing device) are generated (measured) as sensor data.
  • step S002 sensor data acquisition step
  • the sensor data acquisition means 110 acquires the acceleration and angular velocity, and stores them in a buffer in step S003.
  • the processing of steps S001 to S003 is repeated at all times, and acceleration and angular velocity are stored in the buffer.
  • step S005 position measurement step in FIG. 5
  • the position measurement means 160 measures the position and orientation of the relative position information providing device from the store entrance using autonomous navigation known in Patent Document 1 or the like.
  • the movement distance is calculated by taking the vertical movement from the change in acceleration of the user's body (that is, the position information providing device) and multiplying the number of vertical movements by the stride.
  • the posture in which the user is facing that is, the position information providing device
  • the relative position and orientation from the store entrance can be measured from the travel distance and orientation determined as described above.
  • step S006 feature amount calculation step
  • the feature amount calculation means 120 calculates the feature amount based on the statistics of acceleration and angular velocity stored in the buffer in step S003.
  • the feature amount may be calculated by setting a time window for a certain past period as shown in FIG. 4 for the acceleration and angular velocity stored in the buffer.
  • a dispersion value of acceleration within a time window, a peak number, and an average peak interval may be used as feature amounts.
  • the angular velocity one or both of the average value and the maximum value in the time window may be used as the feature amount.
  • the feature quantity 600 shown in the uppermost table of FIG. 6 is calculated.
  • step S007 reliability calculation step
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability using the feature amount calculated in step S006.
  • the reliability 610 regarding acceleration is calculated based on the feature amount related to acceleration
  • the reliability 620 regarding angular velocity is calculated based on the feature amount regarding angular velocity, and the average value thereof is calculated. May be calculated as the reliability in the time window (reliability 630).
  • the mathematical expression in the frame represented by “reliability 610” is an expression for calculating the reliability 610 related to acceleration using the feature quantity related to acceleration.
  • the reliability is calculated using the variance (dispersion value) or peak number of acceleration as the feature amount, the variance or the peak number has a certain threshold (in FIG. 6, variance: 9000, peak number: 10) In the above case, the reliability is lowered. Further, when the reliability is calculated using the average peak interval of acceleration as the feature amount, the reliability is highest when the average peak interval is a certain value (average peak interval 90 in FIG. 6). The reliability decreases with increasing distance from the value.
  • the numerical formula in the frame represented by “reliability 620” is an expression for calculating the reliability 620 related to the angular velocity using the feature quantity related to the angular velocity.
  • the reliability 620 is calculated using the average value of the angular velocity as the feature amount, the reliability is highest when the average value is a certain value (average value 90 in FIG. 6). The reliability decreases with increasing distance from the value.
  • the reliability 620 is calculated using the number of angular velocity peaks as the feature amount, the reliability decreases when the number of peaks is equal to or greater than a certain threshold (the number of peaks is 500 in FIG. 6). It has become.
  • the mathematical expression in the frame represented by “reliability 630” is an expression for calculating the reliability 630 in the current time window from the reliability 610 and 620 calculated based on each feature amount. is there.
  • the reliability 610 regarding acceleration and the reliability 620 regarding angular velocity calculated for each feature amount in FIG. 6 are collectively shown as “reliability 700” in the table of FIG. Further, when the average value of these reliability levels is calculated as the reliability level 630, the reliability level 630 is 0.96 as shown in FIG.
  • step S008 guidance information generation step
  • the guidance information generation means 140 generates guidance information based on the position and orientation measured in step S005 and the reliability calculated in step S007.
  • a fan-shaped search range extending from the current direction to the left and right is set around the current position, and surrounding geographical information (for example, store information) is set.
  • the geographical information (for example, store information) is assumed to be stored in a generally known database (for example, as described above), and the geographical information included in the set search range is searched.
  • the sector radius and center angle of FIG. 2A are set based on the reliability (reliability 630) calculated in FIGS. More specifically, for example, the search range is set by an expression shown as “search range 210” in FIG. The “reliability” shown in the frame of “search range 210” is the reliability (reliability 630) calculated in FIGS. If the search range is calculated using the reliability 700 in FIG. 7 (reliability 630 in FIG. 6) based on this equation, the reliability 700 (reliability 630) is 0.96 as described above. A search range 220 of 2 (B) is calculated.
  • the information presentation unit 150 displays the guidance information generated in step S008 on the terminal (presents to the user) based on the reliability 630 calculated in step S007.
  • the display method of the screen on the terminal is selected according to the reliability 630. Specifically, when the reliability 630 is high, for example, the display method of the screen 300 shown in FIG. 3A is selected, and the guidance information is displayed in accordance with the store in the landscape video on the screen. On the other hand, when the reliability 630 is low, for example, the display method of the screen 310 shown in FIG. 3B is selected, and the guidance information is displayed as a list.
  • the screen 300 may be selected if the reliability 630 is 0.5 or more, and the screen 310 may be selected if the reliability is less than 0.5. Since the reliability calculated in step 005 is 0.96 (that is, 0.5 or more), the screen 300 is selected and displayed on the terminal.
  • the position information providing apparatus in FIG. 1 and the position information providing method in FIG. 5 have been described with specific examples. However, these are examples, and various modifications are possible.
  • the calculation formula of the reliability shown in this example, the search range setting method using the reliability, etc. are examples, and if an appropriate one is set according to the sensor, the terminal, the guidance information to be presented, etc. Good.
  • the reliability calculation step step S007 in FIG. 5 in which the reliability is calculated using the feature value
  • a threshold value is provided for the feature value, and the reliability is either 0 or 1 above or below the threshold value. May be set.
  • the center angle may be fixed at 360 degrees, and only the radius may be adjusted using the reliability.
  • the screen example shown in this example is merely an example, and other presentation methods may be used.
  • guidance information may be displayed on a map instead of AR.
  • a button or the like may be prepared, and when the button is pressed, a dialog or a browser for displaying surrounding store information may be started.
  • the information to be presented may be a video or the like as well as a character string or an image.
  • the video stored in the database in the terminal in advance may be used, or the video may be acquired from a video site or streaming site on the Internet such as youtube or ustream (both are trademarks).
  • the senor 101 has been described assuming an acceleration sensor and a gyro sensor.
  • an electronic compass, a microphone, an illuminance sensor, or the like may be used.
  • the reliability calculation may be performed by further increasing the reliability calculation formula as described in this example.
  • a threshold value for example, a small value such as 0.1
  • the user is notified that the measurement result cannot be used. May be. Specifically, for example, “the measurement accuracy has been remarkably lowered” or “cannot be used” may be presented.
  • the position information providing apparatus described in the present embodiment includes a reliability calculation unit that can calculate the reliability of the measurement result based on the position and orientation measurement method or the characteristics of the sensor data. In addition, the reliability of the position and orientation measurement results can be calculated. Furthermore, accurate guidance information can be retrieved and presented without a sense of incongruity based on the measured position and orientation.
  • the constituent elements other than the sensor data acquisition unit, the feature amount calculation unit, and the reliability calculation unit are arbitrary.
  • the information presenting means may simply be a means for presenting guidance information to the user, but controls the guidance information presented to the user according to the level of reliability as described in the present embodiment. (Switching) is preferable.
  • switching is preferable.
  • the statistic is not particularly limited.
  • a variance value, an average value, a maximum value, a minimum value, a median value, and the like of the plurality of sensor data. Can be given.
  • the amount indicating the shape of the sensor data is not particularly limited.
  • it may be a feature amount related to a waveform (for example, the number of peaks, an average peak interval, etc.).
  • there are a plurality of types of the feature amounts and the reliability based on each feature amount is calculated, and each of the reliability levels is calculated. It is preferable to calculate the overall reliability (current reliability) based on the above.
  • the sensor data may be once recorded (saved) in a file, a database, or the like, and acquired from the file, the database, or the like by the sensor data acquisition unit.
  • the files, databases, etc. may be stored, for example, in the position information providing apparatus itself of the present invention, or may be stored in a server or the like different from the position information providing apparatus of the present invention.
  • the first location information providing system of the present invention includes the position information providing device of the present invention and a server, and the server records the sensor data, and the sensor data acquisition
  • the means acquires the sensor data from the server.
  • the server may store a file, a database, or the like in which the sensor data is stored.
  • the server may be a server connected to the Internet, and the sensor data may be uploaded to the server through the sensor and recorded (stored) in the server.
  • the server in the first location information providing system of the present invention and the server in the second location information providing system of the present invention may be the same server. That is, the server in the first location information providing system of the present invention may also serve as the server in the second location information providing system of the present invention. Alternatively, the server in the first location information providing system of the present invention and the server in the second location information providing system of the present invention may be different servers.
  • the server is not limited to the sensor data and the guidance information generation data, and any data may be recorded (saved).
  • FIG. 8 is a block diagram schematically showing an example of the position information providing apparatus of this embodiment.
  • the position information providing apparatus of the present embodiment (second embodiment) has a similarity calculation unit 170 instead of the feature amount calculation unit 120, and further includes a reference data storage unit 180.
  • similarity is a kind of the feature amount. That is, in the apparatus of FIG. 8, the similarity calculation unit 170 is a feature amount calculation unit, but in the present embodiment, it is simply referred to as “similarity calculation unit” for convenience.
  • the feature amount is in addition to or instead of the statistical amount of the plurality of sensor data and the amount indicating the shape of the sensor data, for example, as in the present embodiment, the sensor data acquisition step
  • the degree of similarity between the sensor data acquired in step 1 and the reference data may be included.
  • the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110 is sensor data close to (similar to) the user's operation assumed in advance at the time of designing the device, and according to the degree (similarity).
  • the reliability That is, when the user performs an operation different from the assumption (low similarity), it is considered that the reliability of the measurement result with respect to the position and orientation of the user (that is, the position information providing device) is low.
  • the reference data storage unit 180 stores sensor data when a user's movement (that is, the position information providing apparatus) assumed in advance at the time of designing the apparatus is performed as reference sensor data. For example, when an operation of “walking” and “stop” is assumed at the time of designing the device, general sensor data when performing “walking” and “stop” is collected, as shown in FIG. The operation and sensor data are stored in the reference data storage unit 180 in association with each other.
  • the similarity calculation unit 170 calculates the similarity between the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit 110 and the reference data of each operation stored in the reference data storage unit 180.
  • the similarity may be calculated by a generally known method. For example, Euclidean distance or cos similarity may be calculated as similarity using data of the same time window, or dynamic programming or dynamic time warping may be performed. A method for calculating the degree of similarity may be used.
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability based on the similarity with the reference data of each operation calculated by the similarity calculation unit 170. For example, the highest similarity may be used as the reliability as it is.
  • the operation of the entire position information providing apparatus in FIG. 8 (this embodiment) (position information providing method of this embodiment) is performed by the similarity calculation means 170 using sensor data stored in the reference data storage means 180.
  • This is different from the first embodiment in that the degree of similarity is calculated and the reliability calculation means 130 calculates the reliability using the similarity.
  • the rest is the same as the first embodiment. That is, the operations in steps S001 to S005 and S008 to S010 in FIG. 9 can be performed in the same manner as in the first embodiment.
  • step S106 is performed instead of step S006 of FIG. 5 (first embodiment). Specifically, in step S106, the similarity calculation unit 170 calculates the similarity between the sensor data stored in the buffer in step S003 and the reference data of each operation stored in the reference data storage unit 180. . As described above, step S106 is a feature amount calculation step, but in the present embodiment, it is referred to as a “similarity calculation step” for convenience.
  • step S107 is performed instead of step S007 of FIG. 5 (first embodiment) as the reliability calculation step.
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability based on the similarity with the reference data of each operation calculated in step S106 (similarity calculation step).
  • the operation of the entire position information providing apparatus in FIG. 8 (this embodiment) (the position information providing method of this embodiment) is performed by the similarity calculation means 170 using the data stored in the reference data storage means 180.
  • the degree of similarity of sensor data is calculated using, and the reliability calculating unit 130 calculates the reliability using the similarity.
  • the reference data storage unit 180 stores acceleration data and angular velocity data for a certain period for “stop”, “walk”, and “run” as indicated by 1000 in FIG. 10B as reference data. Think if you are.
  • step S106 similarity calculation step in FIG. 9
  • sensor data having the same length as the reference data stored in the reference data storage unit 180 is acquired from the buffer retroactively from the current time, and “stops” “walks”.
  • the cos similarity with each reference data of “run” is calculated, and 1010 in FIG. 10C is obtained.
  • step S107 the reliability calculation means 130 selects the highest similarity from the similarities to the actions calculated in step S106 and sets it as the reliability.
  • the highest similarity is 0.9, so the reliability calculation means 130 selects this and sets the reliability to 0.9.
  • the explanation has been made assuming the cos similarity, but other similarity calculation methods may be used.
  • a method of calculating Euclidean distance or cos similarity as similarity using data of the same time window, or calculating similarity using dynamic programming or dynamic time warping may be used.
  • the reference data is not limited to 1 operation 1 data.
  • a plurality of data may be stored for one operation, a similarity with each data may be calculated, and an average value or a median value of all similarities may be similar to the operation.
  • the position information providing apparatus includes a reliability calculation means (similarity calculation means) that can calculate the reliability based on a deviation from an operation that was assumed in advance when the apparatus was designed.
  • the reliability of the posture measurement result can be calculated.
  • accurate guidance information can be searched and presented based on the measured position and orientation without a sense of incongruity.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically showing an example of the position information providing apparatus of the present embodiment.
  • the position information providing apparatus of FIG. 1 (first embodiment) is different from the first embodiment in that it further includes reliability storage means 190 and reliability integration calculation means 1100. Different from the providing device. Other than that, it is the same as the apparatus of FIG. 1 (first embodiment).
  • guide information generation and information presentation are performed based on the reliability calculated by the reliability calculation means 130.
  • the current reliability is newly calculated and used for generation of guidance information and information presentation.
  • the reliability calculation unit 130 calculates the reliability based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 120, as in the first embodiment.
  • the reliability storage unit 190 stores the reliability calculated by the reliability calculation unit 130 together with the calculated time. More specifically, for example, time and reliability are stored in association with each other as indicated by 1200 in FIG. In 1200 in the figure, the elapsed time after the apparatus is started is used as the time, and the reliability of the time is stored.
  • the reliability integration calculation unit 1100 calculates the current reliability using the reliability for a certain period stored in the reliability storage unit 190. Specifically, for example, an average value of reliability over a certain period in the past may be set as the current reliability, or the maximum reliability may be set as the current reliability.
  • the guidance information generation unit 140 generates guidance information based on the current reliability calculated by the reliability integration calculation unit 1100 and the position and orientation measured by the position measurement unit 160.
  • the information presentation unit 150 displays the guidance information generated by the guidance information generation unit 140 on the terminal (presents to the user) using the reliability calculated by the reliability integration calculation unit 1100.
  • position information providing apparatus of this embodiment position information providing method
  • the operation of the entire position information providing apparatus of this embodiment is guided using the current reliability calculated by the reliability integrated calculation unit 1100 instead of the reliability calculated by the reliability calculation unit 130.
  • the point which performs an information generation step and an information presentation step differs from a 1st embodiment. Other than that, it can carry out similarly to 1st Embodiment.
  • steps S001 to S007 and S010 in FIG. 9 are the same as those in the first embodiment.
  • steps S301, S302, S308, and S309 are performed instead of steps S008 to S009 in FIG. 5 (first embodiment). That is, first, the reliability storage unit 190 stores the reliability calculated in step S007 (step S301: reliability storage step). Next, the reliability integration calculation unit 1100 generates (calculates) the current reliability using the reliability stored in step S301 and the past reliability stored in advance (step S302: reliability integration). Calculation step). Furthermore, the guidance information generation means 140 generates guidance information based on the reliability calculated in step S302 and the position and orientation measured in step S005 (step S308: guidance information generation step). Then, the information presentation unit 150 presents the guide information generated in step S308 to the user based on the reliability calculated in step S302 (step S309: information presentation step).
  • the operation of the entire position information providing apparatus (position information providing method) of the present embodiment is the current reliability calculated by the reliability integrated calculation unit 1100 instead of the reliability calculated by the reliability calculation unit 130.
  • the point which performs a guidance information generation step and an information presentation step using is different from the first embodiment.
  • the reliability integrated calculation unit 1100 calculates the current reliability. The rest can be performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the reliability calculated by the reliability calculation unit 130 is set. Instead, the reliability calculated by the reliability integrated calculation unit 1100 is used. Other than that, it can carry out similarly to the guidance information generation step (step S008 of FIG. 5) and information presentation step (step S009 of FIG. 5) in the first embodiment.
  • step S301 in FIG. 13 the reliability calculated by the reliability calculation means 130 is stored in the reliability storage means 190.
  • the reliability storage means 190 it is assumed that past reliability is stored in advance in the reliability storage unit 190, as indicated by 1200 in FIG.
  • FIG. 12 shows a case where the reliability storage unit 190 stores time 140 [s] and reliability 0.8 as the latest reliability.
  • the reliability integrated calculation unit 1100 calculates the current reliability based on the past reliability stored in advance in the reliability storage unit 190 and the reliability calculated by the reliability calculation unit 130. To do.
  • the reliability integrated calculation unit 1100 may calculate the current reliability by multiplying all past reliability.
  • step S309 information presentation step
  • the reference point entrance and the position and orientation are preliminarily determined.
  • To a known marker or the like can be guided so that the position and orientation can be measured with high accuracy.
  • an information presentation method at this time for example, there is a method by display on AR as shown in FIG. 14A, a method by display using a map as shown in FIG.
  • the reference point that is, the position information providing apparatus
  • all the reliability stored in the reliability storage unit 190 is deleted or moved to another database or the like, A new degree of reliability may be stored.
  • the average value or product of past reliability levels is used as the reliability calculation method of the reliability integrated calculation unit 1100.
  • other methods may be used. For example, a median value, a maximum value, a minimum value, or the like may be used.
  • the reliability calculated by the reliability integrated calculation unit 1100 may be further stored in the reliability storage unit 190 and used for calculation of the reliability.
  • the current reliability is calculated in consideration of the past reliability, it is possible to avoid a situation where the reliability is accidentally increased or decreased, and the reliability can be calculated with high accuracy.
  • the reliability can be calculated with high accuracy.
  • grasping the decrease in reliability it is possible to guide the user to a reference point and continuously perform services such as information distribution and navigation based on highly accurate position and orientation measurement.
  • the reliability is calculated using the feature amount of the sensor data as described above, and in the second embodiment, the reliability is calculated using the similarity as the feature amount. May be calculated and integrated. For example, the average of both reliability may be used as the current reliability, or the higher reliability may be used as the current reliability.
  • the method of storing the reliability calculated in the first embodiment and calculating the current reliability has been described. However, the reliability calculated in the second embodiment is stored. The current reliability may be calculated, or the reliability calculated by combining both the reliability of the first embodiment and the second embodiment may be stored to calculate the current reliability. .
  • the present invention can be applied to, for example, information distribution within a store, particularly tourism information distribution, advertisement distribution, and navigation, but is not limited to this, and may be used for any purpose. Further, as described above, the present invention can be applied to both indoors and outdoors.
  • (Appendix 1) Sensor data acquisition means for acquiring sensor data; A feature amount calculating means for calculating a feature amount from the sensor data; Reliability calculation means for calculating reliability using the feature amount; With The sensor data is plural, The position information providing apparatus, wherein the feature amount includes a statistic amount of the plurality of sensor data and an amount indicating a shape of the sensor data.
  • the reliability calculation means calculates the reliability using at least one selected from the group consisting of the variance value, the average value, the maximum value, the minimum value, and the median value. Location information providing device.
  • the shape of the sensor data is a waveform
  • the position information providing apparatus according to any one of appendices 1 to 4, wherein the amount indicating the shape of the sensor data includes at least one of a peak of the waveform and a peak interval.
  • Appendix 7 Furthermore, it comprises a reference data storage means for storing sensor data when performing a specific action as reference data, In addition to or instead of the statistical amount of the plurality of sensor data and the amount indicating the shape of the sensor data, the feature amount is a similarity between the sensor data acquired by the sensor data acquisition unit and the reference data. Including The position information providing apparatus according to any one of appendices 1 to 6, wherein the reliability calculation means calculates the reliability using the similarity.
  • the position information providing apparatus according to any one of appendices 1 to 8, further comprising: an integrated reliability calculation unit that calculates a current reliability using the reliability stored in the reliability storage unit.
  • the reliability stored by the reliability storage means is plural, The position information providing apparatus according to appendix 9, wherein the reliability integration calculation unit calculates the current reliability using an average or product of the reliability stored in the reliability storage unit.
  • Appendix 11 In addition, including a sensor, 11.
  • the position information providing apparatus according to any one of appendices 1 to 10, wherein the sensor generates the sensor data based on a position and an attitude of the position information providing apparatus.
  • Appendix 12 A location information providing device according to any one of appendices 1 to 11, and a server;
  • the server records the sensor data,
  • the position information providing apparatus further includes guide information generation data acquisition means for acquiring the guide information generation data from the server, The position information providing system, wherein the guide information generating means further generates the guide information using the guide information generation data.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 2, Further, a position measuring step for measuring the position and orientation of the position information providing device by autonomous navigation using the sensor data by the position measuring means, The guidance information generation means sets the search range in the space around the position information providing device using the position and orientation and the reliability, and searches for geographic information included in the search range, thereby enabling the user to A guide information generation step for generating guide information to be presented to 15.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 3, The position according to claim 14 or 15, wherein the statistic includes at least one selected from the group consisting of a variance value, an average value, a maximum value, a minimum value, and a median value of the plurality of sensor data. Information provision method.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 4,
  • the reliability level is calculated using at least one selected from the group consisting of the variance value, the average value, the maximum value, the minimum value, and the median value in the reliability level calculation step. Location information provision method.
  • the position information providing device is the position information providing device according to appendix 5,
  • the shape of the sensor data is a waveform, 18.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 6, The position information providing method according to claim 18, wherein in the reliability calculation step, the reliability is calculated using at least one of a peak of the waveform and a peak interval.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 7, Further, the reference data storage means includes a reference data storage step for storing sensor data as a reference data when performing a specific action, In addition to or instead of the statistical amount of the plurality of sensor data and the amount indicating the shape of the sensor data, the feature amount is a similarity between the sensor data acquired in the sensor data acquisition step and the reference data. Including 20. The position information providing method according to any one of appendices 14 to 19, wherein, in the reliability calculation step, the reliability is calculated using the similarity.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 8, The location information providing method according to claim 20, wherein, in the reliability calculation step, the reliability is calculated using a maximum value of the similarity.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 9, And a reliability storage step of storing the reliability by the reliability storage means;
  • the reliability integrated calculation means includes a reliability integrated calculation step of calculating a current reliability using the reliability stored in the reliability storage means, according to any one of appendixes 14 to 21, Location information provision method.
  • the location information providing device is the location information providing device according to appendix 10,
  • the reliability stored in the reliability storage step is plural, 23.
  • the position information providing method according to appendix 22 wherein, in the integrated reliability calculation step, the current reliability is calculated using an average or product of the reliability stored in the reliability storage step.
  • the position information providing device is the position information providing device according to appendix 11, The position information providing method according to any one of appendices 14 to 23, further comprising a sensor data generation step in which the sensor generates the sensor data based on the position and orientation of the position information providing apparatus.
  • Appendix 25 Using the location information providing system described in appendix 12, 25.
  • the position information providing method according to any one of appendices 14 to 24, wherein, in the sensor data acquisition step, the sensor data acquisition unit acquires the sensor data from the server.
  • the guide information generation data acquisition means includes a guide information generation data acquisition step of acquiring the guide information generation data from the server, 26.
  • the location information providing method according to any one of appendices 14 to 25, wherein, in the guide information generating step, the guide information generating means further generates the guide information using the guide information generating data. .
  • Appendix 27 A program characterized in that the position information presentation method according to any one of appendices 14 to 26 can be executed on a computer.
  • Appendix 28 A recording medium that records the program according to appendix 27 and is readable by a computer.

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Abstract

 計測結果の信頼度を精度よく算出可能な位置情報提供装置を提供する。 センサデータを取得するセンサデータ取得手段110と、 前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出手段120と、 前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出手段130と、 を備え、 前記センサデータは、複数であり、 前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする位置情報提供装置。

Description

位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム及び記録媒体
 本発明は、位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム及び記録媒体に関する。
 ナビゲーションや情報検索サービス等の位置情報サービスは、例えば、カメラ、GPS(Global Positioning System、グローバル・ポジショニング・システム)、加速度センサ、電子コンパス等を搭載した携帯端末上で、AR(Augmented Reality、拡張現実)を活用して行われている。ARにより、カメラで撮影した実際の風景にさまざまな情報を重畳して表示することで、より分かりやすいナビゲーションや情報検索サービスを実現できる。例えば、街中で周囲の店の商品、メニュー等の情報を重畳して表示することで、周囲の店の状況を簡単に把握でき、好みの店をすぐに探すことができる。
 しかし、屋内、又は、屋外であっても高層ビルの谷間等においては、携帯端末でARを実現することは困難であった。その理由として、これら屋内等の場所では、GPSによる測位ができないか又はきわめて困難であること、および、電子コンパスの精度が大きく低下することが挙げられる。そこで、自律航法により位置及び方向を計測する技術が開発されている。自律航法とは、加速度センサやジャイロセンサ、磁気センサ等の複数のセンサを組み合わせてユーザの移動を推定し、基準位置からの位置及び移動方向(方位)を算出する技術である。この技術により、例えば、GPSや電子コンパス等の方法によっては位置や方位の取得が困難な場所(例えば、屋内又は高層ビルの谷間等)においても、基準位置(例えば、店舗等の入り口)からの相対的な位置及び方位を算出することができ、ARサービスが可能となる。
 しかし、自律航法は、基準位置(計測開始時)からの位置及び移動方向の変化の計測値を加算して現在の位置及び方位を算出するため、計測値とともに計測誤差までも加算(蓄積)され、計測誤差が大きくなってしまうことがある。その結果、算出した現在の位置及び方位をもとに関連する情報を提示した場合、実際の現在の位置及び方位にマッチしない情報を提示し、ユーザを混乱させてしまうおそれがある。
 自律航法における上記の問題を解決するために、いくつかの計測方法で位置及び方位を算出し、その算出結果の信頼度に応じて計測結果を選択することが行われている。例えば、特許文献1では、GPS測位結果の信頼性と自律航法測位結果の信頼性とを比較し、信頼性の高い測位結果を採用する。GPS測位結果の信頼性を表わす指数としては、GPSデータに含まれるHDOP情報とSN情報の平均値を利用する。自律航法測位結果の信頼性を表わす指数は、累積移動距離や累積方向転換量から算出する。
特開2009-229295号公報
 特許文献1では、累積移動距離や累積方向転換量という測位結果を用いて信頼度を算出している。しかし、累積移動距離や累積方向転換量が大きいことが、測位結果の信頼性が低いことを表わしているとは限らない。移動距離や方向転換量が大きい場合でも、ノイズが少なく、予め設計段階で想定しているセンサデータの入力に近ければ、高精度に位置及び方向を算出することができる。すなわち、累積移動距離や累積方向転換量等の測位結果をそのまま用いるだけでは、正しく信頼度を算出できないという問題がある。
 そこで、本発明は、計測結果の信頼度を精度よく算出可能な位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
 前記目的を達成するために、本発明の位置情報提供装置は、
センサデータを取得するセンサデータ取得手段と、
前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備え、
前記センサデータは、複数であり、
前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする。
 本発明の第1の位置情報提供システムは、
前記本発明の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
前記サーバは、前記センサデータを記録しており、
前記センサデータ取得手段が、前記サーバから前記センサデータを取得することを特徴とする。
 本発明の第2の位置情報提供システムは、
前記本発明の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
前記サーバは、案内情報生成用データを記録しており、
前記位置情報提供装置は、さらに、前記センサデータを用いて、自律航法により前記位置情報提供装置の位置及び姿勢を計測する位置計測手段と、
前記位置及び姿勢と前記信頼度とを用いて前記位置情報提供装置周囲の空間中の検索範囲を設定し、前記検索範囲に含まれる地理情報を検索することにより、ユーザに提示するための案内情報を生成する案内情報生成手段と、
前記案内情報をユーザに提示する情報提示手段と、
前記サーバから前記案内情報生成用データを取得する案内情報生成用データ取得手段とを備え、
前記案内情報生成手段が、さらに、前記案内情報生成用データを用いて前記案内情報を生成することを特徴とする。
 また、本発明の位置情報提供方法は、
前記本発明の位置情報提供装置を用い、
前記センサデータ取得手段によりセンサデータを取得するセンサデータ取得ステップと、
前記特徴量算出手段により、前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
前記信頼度算出手段により、前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含み、
前記センサデータは、複数であり、
前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする。
 さらに、本発明は、前記本発明の位置情報提示方法を、コンピュータ上で実行可能なことを特徴とするプログラムを提供する。
 さらに、本発明は、前記本発明のプログラムを記録しており、コンピュータで読み取り可能であることを特徴とする記録媒体を提供する。
 本発明の位置情報提供装置、位置情報提供システム、位置情報提供方法、プログラム又は記録媒体によれば、計測結果の信頼度を精度よく算出可能である。
本発明の第1の実施形態における位置情報提供装置の構成を模式的に例示するブロック図である。 本発明における地理情報検索及び案内情報生成の一例を説明する図である。 本発明で用いる情報提示方法の一例を模式的に示す図である。 センサデータの一例を説明するグラフである。 第1の実施形態における位置情報提供方法の一例を模式的に示す流れ図(フローチャート)である。 第1の実施形態における、信頼度の計算方法の具体例を示す図である。 第1の実施形態における、信頼度の計算方法の具体例を示す別の図である。 本発明の第2の実施形態における位置情報提供装置の構成を模式的に例示するブロック図である。 第2の実施形態における位置情報提供方法の一例を模式的に示す流れ図(フローチャート)である。 第2の実施形態における、類似度の計算結果の具体例を示す図である。 本発明の第3の実施形態における位置情報提供装置の構成を模式的に例示するブロック図である。 第3の実施形態における、信頼度の記憶方法の具体例を示す図である。 第3の実施形態における位置情報提供方法の一例を模式的に示す流れ図(フローチャート)である。 第3の実施形態で用いる情報提示方法の一例を模式的に示す図である。
 以下、本発明についてさらに例をあげて説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されない。
[第1の実施形態]
 まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
 図1のブロック図に、本実施形態の位置情報提供装置の一例を模式的に示す。図示のとおり、この位置情報提供装置は、センサ101と、センサデータ取得手段110と、特徴量算出手段120と、信頼度算出手段130と、位置計測手段160と、案内情報生成手段140と、情報提示手段150とを含む。
 本発明の位置情報提供装置は、特に限定されないが、ユーザが身につけて屋外(例えば街中等)若しくは屋内を歩くことができる端末であるか、又は、そのような端末に組み込まれた装置であることが好ましい。前記端末としては、例えば、ゲーム機、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末、ノートパソコン等の持ち運び可能なパーソナルコンピュータ、及び、キーホルダー、腕時計、ペンダント等のアクセサリにマイコンとともに組み込んだ小型端末があげられる。なお、本発明の位置情報提供装置は、GPSや電子コンパス等の方法によっては位置や方位の取得が困難な場所(例えば、屋内又は高層ビルの谷間等)において特に有用である。しかし、本発明の位置情報提供装置は、これに限定されず、どのような場所で使用してもよく、屋内でも屋外でも使用可能である。
 前記端末は、例えば、携帯電話網、無線LAN等を通じて、LAN、インターネット等に接続し、情報を取得できる端末であってもよい。また、前記端末は、例えば、ディスプレイ等の情報表示装置や、キーボード、ボタン等の意思提示装置を備えていてもよく、それらを動作させるためのソフトウェアを実装していてもよい。
 センサ101は、前記端末内部に取り付けられていてもよいし、外部に備え付けられていてもよい。また、センサ101は、センサデータ取得手段110に、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。本発明の位置情報提供装置は、センサを含む装置であってもよいし、センサを含まず、別のセンサとともに用いる装置であってもよい。
 図1において、センサ101以外の各手段は、同一の端末やコンピュータに組み込まれていることが好ましいが、個々に別の携帯端末やコンピュータ上にあり、ネットワークで接続されていてもよい。
 本実施形態において、図1の装置を構成する各手段の物理的な構成は、特に限定されず、どのような構成でもよい。
 以下、図1の装置の各構成要素及びその作用・機能について、さらに具体的に説明する。
 図1の装置においては、例えば、装置起動中、継続してセンサデータを取得し、取得したセンサデータを用いて、位置の計測、信頼度の算出、案内情報の生成、及び情報提示を行うことができる。例えば、1秒おきにセンサデータを取得し、前記処理を行ってもよい。以下においては、主として、1回の位置計測、信頼度の算出、案内情報の生成、及び情報提示について述べる。ただし、これらの処理の回数やタイミング等は、以下の説明により限定されない。
 センサ101は、ユーザが所持する携帯端末内部又は外部等に取り付けられ、図1の位置情報提供装置の位置及び姿勢に基づき、センサデータを生成する。前記携帯端末は、図1の装置自体であるか、又は図1の装置を組み込んだ端末であることが好ましい。センサデータ取得手段110は、センサ101からセンサデータを逐次取得し、メモリやハードディスク等の記憶媒体を用いたバッファ(図示せず)に記憶させる。位置計測手段160は、センサデータ取得手段110が取得したセンサデータを用いて、自律航法により、端末の位置及び姿勢を計測する。自律航法は、公知の自律航法でよく、例えば、特許文献1等に記載されている自律航法でもよい。これにより、例えば建物の入口等の、特定の地点からの相対的な位置及び姿勢を計測することができる。なお、センサ101は特に限定されず、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ、電子コンパス等であってもよい。
 特徴量算出手段120は、センサデータ取得手段110が取得したセンサデータに対して、統計処理を行い、信頼度を算出するための特徴量を生成(算出)する。例えば、センサデータ取得手段110に接続されたセンサ101が、ジャイロセンサ、加速度センサ、電子コンパス等である場合、図4に示すように、過去一定期間に時間窓を設定し、時間窓内でセンサデータ(角速度、加速度、方位等)の分散値、平均値、最大値、最小値、中央値等の統計量を算出したり、時間窓内のピーク数や平均ピーク間隔等、波形の特徴を表わす特徴量を算出したりしてもよい。なお、図4のグラフにおいて、横軸は、基準とする時刻からの経過時間を表し、縦軸は、センサデータ(例えば、角速度、加速度、方位等)の値を表す。
 信頼度算出手段130は、特徴量算出手段120が生成(算出)した特徴量を用いて、位置計測手段160が計測する位置及び姿勢の信頼度を算出する。例えば、予め設定した範囲を超える特徴量が生成された場合、同じ期間のセンサデータを用いて位置計測手段160が計測した位置及び姿勢の信頼度を低くする。より具体的には、例えば、センサデータの最大又は最小が設定した範囲を超えていたり、分散が一定値を超えていたりする場合には、信頼度を小さくする。
 案内情報生成手段140は、位置計測手段160が計測した位置及び姿勢と、信頼度算出手段130が算出した信頼度とに基づき、ユーザに提示する案内情報を生成する。例えば、屋内での店舗情報案内や観光情報案内の場合、計測した位置(位置情報提供装置が存在すると推定される位置)周辺に存在する店の情報(店名やジャンル等)をデータベースから検索し、取得してもよい。その際、例えば図2(A)に示すように、信頼度が高い場合は、検索範囲を、計測した位置(推定位置・姿勢203)から近い範囲202に設定して、店の情報を検索し、信頼度が低い場合は、広い範囲201に設定して、店の情報を検索してもよい。なお、前記データベースは、例えば、図1の位置情報提供装置内部に格納されていてもよいし、インターネット上のサーバ内部等に格納されていてもよい。また、検索する情報は、店の情報に限定されず、他の地理情報(又は地理空間情報)であってもよい。なお、本発明の第2の位置情報提供システムは、前述のとおり、前記案内情報生成用データを記録したサーバと、前記本発明の位置情報提供装置とを備え、前記案内情報生成手段が、前記案内情報生成用データを用いて前記案内情報を生成する。
 情報提示手段150は、信頼度算出手段130が算出した信頼度を用いて、案内情報生成手段140が生成した案内情報を端末上に提示する。例えば、AR技術を用いて案内情報を提示する場合、図3(A)に示すように、信頼度が高い場合は、各店の映像の上に案内情報を提示してもよい。一方、信頼度が低い場合は、図3(B)に示すように、店の一覧を示し、周辺にどういう店があるかを示すだけにとどめてもよい。
 次に、図1の位置情報提供装置の動作(位置情報提供方法)の一例について、図5のフローチャートを、図1とともに参照しながら、工程(ステップ)に分けて説明する。
 図5に示す位置情報提供方法のフローチャートは、主要な処理として、(1)センサデータを取得する処理と、(2)位置及び姿勢計測処理並びに信頼度算出処理とを含む。位置情報提供方法を1回のみ実施する場合は、前記(1)の処理後に前記(2)の処理を行うが、位置情報提供方法を複数回継続して行う場合は、前記(1)(2)の処理を同時並行で行うことが、処理効率の観点から好ましい。すなわち、前記(2)の処理を行うと同時に、次回の位置情報提供方法実施のために、前記(1)の処理を行うことが好ましい。ただし、本発明は、これに限定されない。
 まず、前記(1)の、センサデータを取得する処理について述べる。すなわち、まず、端末(位置情報提供装置)内部又は端末外部のセンサ101が、位置情報提供装置の位置及び姿勢に基づき、前記センサデータを生成する(ステップS001:センサデータ生成ステップ)。次に、センサデータ取得手段110が、現在の時刻におけるセンサデータを、センサ101から取得する(ステップS002:センサデータ取得ステップ)。そして、センサデータ取得手段110が、装置上のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体上に作成したバッファに、ステップS002で取得したセンサデータを格納する(ステップS003)。このステップS001~S003が、前記(1)の、センサデータを取得する処理に該当する。なお、センサ101が、位置情報提供装置とは別である場合は、ステップS001を、本発明の位置情報提供方法とは別の工程として実施し、ステップS002から本発明の位置情報提供方法を始めてもよい。また、ステップS003はなくてもよいが、ステップS003を行うことが、データ処理効率の観点から好ましい。
 次に、特徴量算出に十分なセンサデータが得られたか否かを判断する(ステップS004)。この判断を行う手段は、特に限定されず、例えば、一般的なCPU等であってもよい。特徴量算出に十分なセンサデータが得られた場合は、つぎのステップ(ステップ005)に進む。特徴量算出に十分なセンサデータが得られていない場合は、ステップS001~S003を繰り返す。また、特徴量算出に十分なセンサデータが得られた場合でも、次回の位置情報提供のために、再度ステップS001~S003を行ってもよい。このように、ステップS001~S003を順に繰り返し、継続して、センサデータを取得する処理(1)を行うことが好ましい。
 次に、前記(2)の、位置及び姿勢計測処理並びに信頼度算出処理について述べる。すなわち、まず、位置計測手段160が、ステップS002でセンサデータ取得手段110が取得した(ステップS003でバッファが記憶した)センサデータを用い、特許文献1等で一般に知られている自律航法を用いて、位置情報提供装置の現在の位置及び姿勢を計測する(ステップS005:位置計測ステップ)。次に、特徴量算出手段120が、ステップS002でセンサデータ取得手段110が取得した(ステップS003でバッファが記憶した)センサデータを用いて特徴量を生成(算出)する(ステップS006:特徴量算出ステップ)。ステップ006で算出する特徴量は、例えば、前記センサデータの分散値、平均値、最大値、最小値、中央値等の統計量である特徴量、及び、ピーク数、平均ピーク間隔等の波形の形状に関する特徴量のうち、少なくとも一つを含んでいてもよい。そして、信頼度算出手段130が、ステップS006で生成(算出)した特徴量を用いて、信頼度を算出する(ステップS007:信頼度算出ステップ)。このステップS005~S007が、前記(2)の、位置及び姿勢計測処理並びに信頼度算出処理に相当する。
 さらに、案内情報生成手段140が、ステップS005で求めた(計測した)位置及び姿勢と、ステップS007で求めた(算出した)信頼度とを用いて、位置情報提供装置周囲の空間中の検索範囲を設定し、前記検索範囲の地理情報を検索し、ユーザに提示するための案内情報を生成する(ステップS008:案内情報生成ステップ)。前記地理情報は、例えば、店舗情報や観光情報等であってもよい。また、検索により取得した前記店舗情報や観光情報等を、そのまま、ユーザに提示するための案内情報として用いてもよい。そして、情報提示手段150が、ステップS008で取得した案内情報を、ステップS007で算出した信頼度に基づいて提示する(ステップS009:情報提示ステップ)。このようにして、本実施形態の位置情報提供方法を実施することができる。再度、同様の位置情報提供方法を実施してユーザに案内情報の提示が必要な場合は、ステップS009の後、ステップS001に戻り、同様のステップを繰り返す。
 以下、本実施形態の位置情報提供装置(図1)及びその動作(図5の位置情報提供方法)の具体例について、さらに詳細に説明する。ただし、本実施形態は、この具体例に限定されない。なお、以下においては、1回の処理(位置情報提供方法)の実施について説明するが、前述のように、同様の処理(センサデータ取得処理、案内情報生成処理等)を一定時間間隔で繰り返してもよい。
 すなわち、まず、位置情報提供装置は、例えば、センサ101として加速度センサとジャイロセンサを備えた端末(携帯電話等)であるものとする。また、位置情報提供方法は、例えば、屋内での店舗案内サービスであり、案内情報として店舗情報(店名、キャッチコピー等)をユーザに提示するものとする。その際、ユーザは、前記端末を、一般に知られているARアプリケーションと同様に、周囲にかざして情報を閲覧する。すなわち、端末上では、現在向いている方向の映像と、位置情報提供装置が生成した案内情報が表示される。
 図5のステップS001(センサデータ生成ステップ)においては、センサデータとして、端末(位置情報提供装置)の加速度と角速度を生成(計測)する。ステップS002(センサデータ取得ステップ)において、センサデータ取得手段110が、前記加速度と角速度を取得し、ステップS003において、バッファに記憶させておく。このステップS001~S003の処理を、常時繰り返して行い、加速度と角速度をバッファに記憶させていく。
 図5のステップS005(位置計測ステップ)では、位置計測手段160が、特許文献1等において公知の自律航法を用いて、店舗入り口からの相対的な位置情報提供装置の位置及び姿勢を計測する。例えば、ユーザの体の(すなわち、位置情報提供装置の)加速度の変化から、その上下運動をとらえ、上下運動の回数に歩幅を掛け合わせることで、移動距離を算出する。さらに単位時間毎の角速度を蓄積していくことで、ある時点でユーザが(すなわち、位置情報提供装置が)向いている姿勢を算出することができる。以上のように求めた移動距離及び姿勢により、店舗入口からの相対的な位置及び姿勢を計測できる。
 図5のステップS006(特徴量算出ステップ)では、特徴量算出手段120が、ステップS003でバッファに記憶した加速度、角速度の統計量をもとに特徴量を算出する。本実施形態では、前述のように、バッファに記憶してある加速度、角速度に対して、図4に示すように、過去一定期間の時間窓を設定し、特徴量を算出してもよい。具体的には、加速度については、時間窓内の加速度の分散値と、ピーク数及び平均ピーク間隔とを特徴量としてもよい。角速度については、時間窓内で平均値及び最大値の一方又は両方を特徴量としてもよい。これにより、図6最上段の表に示す特徴量600が算出されるものとする。図5のステップS007(信頼度算出ステップ)では、信頼度算出手段130が、ステップS006で算出した特徴量を用いて、信頼度を算出する。
 本例では、例えば、図6に示すように、加速度に関する特徴量に基づいて加速度に関する信頼度610を算出するとともに、角速度に関する特徴量に基づいて角速度に関する信頼度620を算出し、それらの平均値を、その時間窓での信頼度(信頼度630)として算出してもよい。
 図6において、「信頼度610」で表した枠線内の数式は、加速度に関する特徴量を用いて加速度に関する信頼度610を算出する式である。図示のとおり、特徴量として、加速度の分散(分散値)又はピーク数を用いて信頼度を算出した場合は、前記分散又はピーク数が、ある閾値(図6では、分散:9000、ピーク数:10)以上の場合に、信頼度が低下するようになっている。また、特徴量として、加速度の平均ピーク間隔を用いて信頼度を算出した場合は、前記平均ピーク間隔が、ある値(図6では、平均ピーク間隔90)のときに最も信頼度が高く、その値から離れるに従って信頼度が低下するようになっている。
 また、図6において、「信頼度620」で表した枠線内の数式は、角速度に関する特徴量を用いて角速度に関する信頼度620を算出する式である。図示のとおり、特徴量として、角速度の平均値を用いて信頼度620を算出した場合は、前記平均値が、ある値(図6では、平均値90)のときに最も信頼度が高く、その値から離れるに従って信頼度が低下するようになっている。また、特徴量として、角速度のピーク数を用いて信頼度620を算出した場合は、前記ピーク数が、ある閾値(図6では、ピーク数500)以上の場合に、信頼度が低下するようになっている。
 さらに、図6において、「信頼度630」で表した枠線内の数式は、前記各特徴量に基づいて算出した信頼度610及び620から、現在の時間窓における信頼度630を算出する式である。
 図6で各特徴量に対して算出した、加速度に関する信頼度610及び角速度に関する信頼度620を、図7の表に一括して「信頼度700」として示す。また、これら各信頼度の平均値を信頼度630として算出すると、信頼度630は、図7に示す通り0.96となる。
 次に、図5のステップS008(案内情報生成ステップ)では、案内情報生成手段140が、ステップS005で計測した位置及び姿勢と、ステップS007で算出した信頼度とに基づき、案内情報を生成する。本例では、図2(A)に示すように、現在位置を中心に、向いている方向(姿勢)から左右に広がる扇形の検索範囲を設定し、周囲の地理情報(例えば、店舗情報)を検索する。なお、前記地理情報(例えば、店舗情報)は、一般に知られているデータベース(例えば、前述のとおり)に格納されているものとし、設定した検索範囲に含まれる地理情報を検索する。
 本例では、図2(A)の扇形の半径及び中心角を、図6及び7で算出した信頼度(信頼度630)に基づき設定するものとする。より具体的には、例えば、図2(B)において「検索範囲210」として示す式により、検索範囲を設定する。「検索範囲210」の枠線中に示す「信頼度」は、図6及び7で算出した信頼度(信頼度630)である。この式に基づき、図7の信頼度700(図6の信頼度630)を用いて検索範囲を計算すると、信頼度700(信頼度630)は、前記のとおり、0.96であるので、図2(B)の検索範囲220が算出される。
 図5のステップS009では、情報提示手段150が、ステップS007で算出した信頼度630に基づき、ステップS008で生成した案内情報を端末上に表示(ユーザに提示)する。本例では、信頼度630の高さに応じて前記端末における画面の表示方法を選択するものとする。具体的には、信頼度630が高い場合は、例えば、図3(A)に示す画面300の表示方法を選択し、画面中の景観映像中の店に合わせて案内情報を表示する。一方、信頼度630が低い場合は、例えば、図3(B)に示す画面310の表示方法を選択し、案内情報をリスト表示する。例えば、信頼度630が0.5以上であれば画面300を選択し、信頼度が0.5未満であれば画面310を選択してもよい。ステップ005で算出した信頼度は0.96(すなわち0.5以上)であることから、画面300を選択し、端末上で表示するものとする。
 以上、図1の位置情報提供装置及び図5の位置情報提供方法について具体例を挙げて説明したが、これらは一例であり、種々の変更が可能である。例えば、本例で示した信頼度の計算式、信頼度を用いた検索範囲の設定方法等は、一例であり、センサ、端末、提示する案内情報等に応じて、適切なものを設定すればよい。例えば、特徴量を用いて信頼度を算出する前記信頼度算出ステップ(図5ではステップS007)においては、特徴量に閾値を設け、前記閾値以上又は以下で、信頼度を0又は1のいずれかに設定してもよい。また、前記案内情報生成ステップ(図5ではステップ008)において検索範囲を設定する際、例えば、中心角度は360度に固定し、半径のみ信頼度を用いて調整してもよい。
 本例で示した画面例はあくまで一例であり、他の提示方法を用いてもよい。例えば、信頼度が低い場合は、ARではなく地図上で案内情報を表示してもよい。また、映像上にリスト表示するのではなく、ボタン等を用意し、ボタンを押すと周囲の店舗情報を表示するダイアログ、ブラウザを起動するなどしてもよい。さらに、提示する情報は、文字列や画像だけでなく、映像等を表示してもよい。その際、予め端末内のデータベースに格納した映像を用いてもよいし、youtube又はustream(いずれも商標)等、インターネット上の動画サイト、ストリーミングサイト等から映像を取得してもよい。
 センサ101としては、本例では、加速度センサ及びジャイロセンサを想定して説明したが、電子コンパス、マイク、照度センサ等を用いてもよい。その場合は、本例で説明したような信頼度算出式をさらに増やして信頼度の算出を行ってもよい。
 前記情報提示ステップ(図5ではステップS009)においては、例えば、信頼度が閾値以下(例えば0.1のように小さい値)の場合、計測結果が利用不可能である旨をユーザに提示するなどしてもよい。具体的には、例えば、「計測精度が著しく低くなりました」「利用できません」などと提示してもよい。
 本実施形態で説明した位置情報提供装置は、位置及び姿勢の計測方法に基づいて、又はセンサデータの特性に基づいて計測結果の信頼度を算出できる信頼度算出手段を備えているため,高精度に位置及び姿勢の計測結果の信頼度を算出することができる。さらに、計測した位置及び姿勢に基づき、違和感なく的確な案内情報の検索及び提示を行うことができる。
 なお、本発明の位置情報提供装置において、前記センサデータ取得手段、前記特徴量算出手段、及び前記信頼度算出手段以外の構成要素は、任意である。しかしながら、ユーザに対する情報提示の観点から、本実施形態で説明したように、さらに、位置計測手段、案内情報生成手段及び情報提示手段を備えていることが好ましい。また、前記情報提示手段は、単に、ユーザに案内情報を提示する手段であってもよいが、本実施形態で説明したように、信頼度の高低に応じてユーザに提示する案内情報を制御する(切り替える)ことが好ましい。信頼度の高低に基づいてユーザの状況に応じた情報提示を行うことで、例えば、AR等において実際の視野と提示する情報とのずれを考慮した情報提示を行うことが可能であり、利用上の違和感を軽減できるためである。なお、特許文献1では、信頼度によるユーザ検索や、同じ場所にいる複数人の位置を信頼度に基づいて計測する手法は示されているが、信頼度を用いた情報提示及びナビゲーションに関しては、記載されていない。
 また、前記センサデータにおいて、前記統計量としては、特に限定されないが、例えば、本実施形態で説明したように、前記複数のセンサデータの分散値、平均値、最大値、最小値、中央値等があげられる。また、前記センサデータの形状を示す量としては、特に限定されないが、例えば、本実施形態で説明したように、波形に関する特徴量(例えば、ピーク数、平均ピーク間隔等)であってもよい。また、信頼度の算出精度をさらに高める観点から、例えば本実施形態で説明したように、前記特徴量が複数種類であり、各特徴量に基づく信頼度をそれぞれ算出し、それらの各信頼度に基づいて全体の信頼度(現在の信頼度)を算出することが好ましい。
 また、前記センサデータは、前記センサから直接取得する以外に、いったん、ファイル、データベース等に記録(保存)しておき、前記センサデータ取得手段により、前記ファイル、データベース等から取得してもよい。前記ファイル、データベース等は、例えば、本発明の位置情報提供装置自体に格納されていてもよいし、本発明の位置情報提供装置とは別のサーバ等に格納されていてもよい。なお、本発明の第1の位置情報提供システムは、前述のとおり、前記本発明の位置情報提供装置と、サーバとを備え、前記サーバは、前記センサデータを記録しており、前記センサデータ取得手段が、前記サーバから前記センサデータを取得することを特徴とする。前記サーバは、例えば、前記センサデータが保存されたファイル、データベース等を格納していてもよい。また、例えば、前記サーバは、インターネットに接続されたサーバであり、前記センサを通じて、前記センサデータを、前記サーバにアップロードし、前記サーバ内に記録(保存)しておいてもよい。
 本発明の第1の位置情報提供システムにおける前記サーバと、本発明の第2の位置情報提供システムにおける前記サーバとは、同一のサーバであってもよい。すなわち、本発明の第1の位置情報提供システムにおける前記サーバが、本発明の第2の位置情報提供システムにおける前記サーバを兼ねていてもよい。または、本発明の第1の位置情報提供システムにおける前記サーバと、本発明の第2の位置情報提供システムにおける前記サーバとは、異なるサーバであってもよい。なお、前記サーバ内には、前記センサデータ及び前記案内情報生成用データに限定されず、どのようなデータを記録(保存)してもよい。
[第2の実施形態]
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
 図8のブロック図に、本実施形態の位置情報提供装置の一例を模式的に示す。図示のとおり、本実施形態(第2の実施形態)の位置情報提供装置は、特徴量算出手段120に代えて類似度算出手段170を有する点、及び、さらに参照データ記憶手段180を備える点で、図1(第1の実施形態)の位置情報提供装置と異なる。それ以外は、図1(第1の実施形態)の位置情報提供装置と同様である。なお、本発明において、「類似度」は、前記特徴量の一種である。すなわち、図8の装置において、類似度算出手段170は、特徴量算出手段であるが、本実施形態では、便宜上、単に「類似度算出手段」という。本発明においては、前記特徴量が、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量に加え、又はこれらに代えて、例えば、本実施形態のように、前記センサデータ取得ステップにおいて取得されたセンサデータと前記参照データとの類似度を含んでいてもよい。
 本実施形態では,センサデータ取得手段110が取得したセンサデータが、装置設計時に予め想定したユーザの動作に近い(類似する)センサデータになっているかどうかを調べ、その度合い(類似度)に応じて信頼度を算出する。すなわち、ユーザが想定とは異なる(類似度が低い)動作を行っている場合、ユーザの(すなわち、位置情報提供装置の)位置及び姿勢に対する計測結果の信頼度が低いと考える。
 参照データ記憶手段180は、装置設計時に予め想定したユーザの(すなわち、位置情報提供装置の)動きを行った際のセンサデータを、参照用センサデータとして記憶する。例えば、装置設計時に「歩く」「止まる」という動作を想定していた場合、「歩く」「止まる」を行っている際の一般的なセンサデータを収集し、図10(A)に示すように、動作とセンサデータを関連付けて参照データ記憶手段180に格納しておく。
 類似度算出手段170は、センサデータ取得手段110が取得したセンサデータと、参照データ記憶手段180が記憶している各動作の参照データとの類似度を算出する。前記類似度は、一般に知られている方法で計算すればよく、例えば、同じ時間窓のデータを用いてユークリッド距離やcos類似度を類似度として算出したり、動的計画法やダイナミックタイムワーピングを用いて類似度を算出する方法を用いればよい。
 信頼度算出手段130は、類似度算出手段170が算出した各動作の参照データとの類似度に基づき、信頼度を算出する。例えば、最も高い類似度を、そのまま信頼度として用いてもよい。
 次に、図9のフローチャートを図8とともに参照しながら、図8の位置情報提供装置全体の動作(本実施形態の位置情報提供方法)の一例について説明する。
 図8(本実施形態)の位置情報提供装置全体の動作(本実施形態の位置情報提供方法)は、類似度算出手段170が、参照データ記憶手段180に記憶されているデータを用いてセンサデータの類似度を算出し、信頼度算出手段130が前記類似度を用いて信頼度を算出する点で,第1の実施形態と異なる。それ以外は、第1の実施形態と同様である。すなわち、図9のステップS001~S005、及びS008~S010の動作は、第1の実施形態と同様に行うことができる。
 図9のフローチャートでは、信頼度算出ステップとして、図5(第1の実施形態)のステップS006に代えて、ステップS106を行う。具体的には、ステップS106においては、類似度算出手段170が、ステップS003でバッファが記憶したセンサデータと、参照データ記憶手段180が記憶している各動作の参照データとの類似度を算出する。なお、ステップS106は、前記のとおり、特徴量算出ステップであるが、本実施形態では、便宜上、「類似度算出ステップ」という。
 また、図9のフローチャートでは、信頼度算出ステップとして、図5(第1の実施形態)のステップS007に代えて、ステップS107を行う。具体的には、ステップS107では、信頼度算出手段130が、ステップS106(類似度算出ステップ)で算出した各動作の参照データとの類似度をもとに、信頼度を算出する。
 以下、本実施形態の位置情報提供装置(図8)及びその動作(図9の位置情報提供方法)の具体例について、さらに詳細に説明する。ただし、本実施形態は、この具体例に限定されない。
 前述のように、図8(本実施形態)の位置情報提供装置全体の動作(本実施形態の位置情報提供方法)は、類似度算出手段170が、参照データ記憶手段180に記憶されているデータを用いてセンサデータの類似度を算出し、信頼度算出手段130が前記類似度を用いて信頼度を算出する点で,第1の実施形態と異なる。それ以外は、第1の実施形態と同様にして行うことができる。以下の具体例においては、参照データ記憶手段180が、図10(B)の1000に示すような「止まる」「歩く」「走る」に対するある一定期間の加速度データ及び角速度データを参照データとして記憶している場合を考える。
 図9のステップS106(類似度算出ステップ)では、参照データ記憶手段180が記憶している参照データと同じ長さのセンサデータを、現在時刻からさかのぼってバッファから取得し、「止まる」「歩く」「走る」の各参照データとのcos類似度を算出し、図10(C)の1010を得るものとする。
 図9のステップS107(信頼度算出手段)では、信頼度算出手段130が、ステップS106で算出した各動作との類似度の中から、最も大きい類似度を選択し、信頼度とする。図10(C)の1010の場合は、最も大きい類似度が0.9であるため、これを信頼度算出手段130が選択し、信頼度0.9とする。
 なお、本例では、cos類似度を想定して説明したが、他の類似度計算方法を用いてもよい。例えば、同じ時間窓のデータを用いてユークリッド距離やcos類似度を類似度として算出したり、動的計画法やダイナミックタイムワーピングを用いて類似度を算出する方法を用いてもよい。また、参照データは、1動作1データには限定されない。例えば、1動作に対し、複数データを記憶しておき、各データとの類似度を算出し、全類似度の平均値、又は中央値等をその動作に対する類似としてもよい。
 本実施の形態の位置情報提供装置は、予め装置設計時に想定した動作とのずれをもとに信頼度を算出できる信頼度算出手段(類似度算出手段)を備えているため,高精度に位置及び姿勢の計測結果の信頼度を算出することができる。さらに、計測した位置及び姿勢をもとに違和感なく的確な案内情報の検索、提示を行うことが可能である。
[第3の実施形態]
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
 図11のブロック図に、本実施形態の位置情報提供装置の一例を模式的に示す。図示のとおり、この位置情報提供装置は、第1の実施の形態に対し,信頼度記憶手段190及び信頼度統合算出手段1100をさらに含む点で、図1(第1の実施形態)の位置情報提供装置と異なる。それ以外は、図1(第1の実施形態)の装置と同様である。
 第1の実施形態では、信頼度算出手段130が算出した信頼度に基づき、案内情報生成及び情報提示を行った。本実施形態では、過去一定期間において算出した信頼度に基づき、新たに現在の信頼度を算出し、案内情報の生成や情報提示に利用する。
 信頼度算出手段130は、第1の実施形態と同様に、特徴量算出手段120が算出した特徴量に基づき、信頼度を算出する。信頼度記憶手段190は、信頼度算出手段130が算出した信頼度を、算出した時刻とともに記憶する。より具体的には、例えば、図12の1200のように、時刻と信頼度とを関連づけて記憶する。同図の1200では、時刻として、装置起動後の経過時間を用い、その時刻の信頼度を格納している。
 信頼度統合算出手段1100は、信頼度記憶手段190が記憶している一定期間の信頼度を用いて、現在の信頼度を算出する。具体的には、例えば、過去一定期間の信頼度の平均値を現在の信頼度としたり、最大の信頼度を現在の信頼度としたりしてもよい。
 案内情報生成手段140は、信頼度統合算出手段1100が算出した現在の信頼度と、位置計測手段160が計測した位置及び姿勢とに基づき、案内情報を生成する。
 情報提示手段150は、信頼度統合算出手段1100が算出した信頼度を用いて、案内情報生成手段140が生成した案内情報を端末に表示(ユーザに提示)する。
 次に、図11の位置情報提供装置全体の動作(位置情報提供方法)の一例について、図13のフローチャートを、図11とともに参照しながら説明する。
 本実施形態の位置情報提供装置全体の動作(位置情報提供方法)は、信頼度算出手段130が算出した信頼度に代えて、信頼度統合算出手段1100が算出した現在の信頼度を用いて案内情報生成ステップ及び情報提示ステップを行う点が第1の実施形態と異なる。それ以外は、第1の実施形態と同様にして行うことができる。
 図9のステップS001~S007、及びS010の動作は、第1の実施形態と同様である。
 なお、本例では、信頼度記憶手段190には、予め過去の信頼度が記憶されているものとする。
 本例では、図5(第1の実施形態)のステップS008~S009に代えて、ステップS301、S302、S308及びS309を行う。すなわち、まず、信頼度記憶手段190が、ステップS007で算出した信頼度を記憶する(ステップS301:信頼度記憶ステップ)。次に、信頼度統合算出手段1100が、ステップS301で記憶した信頼度、及び予め記憶していた過去の信頼度を用いて、現在の信頼度を生成(算出)する(ステップS302:信頼度統合算出ステップ)。さらに、案内情報生成手段140が、ステップS302で算出した信頼度と、ステップS005で計測した位置及び姿勢とに基づき、案内情報を生成する(ステップS308:案内情報生成ステップ)。そして、情報提示手段150が、ステップS302で算出した信頼度に基づき、ステップS308で生成した案内情報をユーザに提示する(ステップS309:情報提示ステップ)。
 以下、本実施形態の位置情報提供装置(図11)及びその動作(図13の位置情報提供方法)の具体例について、さらに詳細に説明する。ただし、本実施形態は、この具体例に限定されない。
 前述のとおり、本実施形態の位置情報提供装置全体の動作(位置情報提供方法)は、信頼度算出手段130が算出した信頼度に代えて、信頼度統合算出手段1100が算出した現在の信頼度を用いて案内情報生成ステップ及び情報提示ステップを行う点が第1の実施形態と異なる。また、本例では、信頼度記憶手段190が記憶している過去の信頼度及び信頼度算出手段130が算出した信頼度に基づき、信頼度統合算出手段1100が現在の信頼度を算出する。それら以外は、第1の実施形態と同様にして行うことができる。
 案内情報生成手段140が行う案内情報生成ステップ(図13のステップS308)、及び、情報提示手段150が行う情報提示ステップ(図13のステップS309)では、信頼度算出手段130が算出した信頼度に代えて、信頼度統合算出手段1100が算出した信頼度を用いる。それ以外は、第1の実施形態における案内情報生成ステップ(図5のステップS008)及び情報提示ステップ(図5のステップS009)と同様に行うことができる。
 図13のステップS301では、信頼度算出手段130が算出した信頼度を、信頼度記憶手段190により記憶する。また、本例では、図12の1200に示すように、信頼度記憶手段190には、予め過去の信頼度が記憶されているものとする。
 図12の1200では、信頼度記憶手段190が、最新の信頼度として、時刻140[s]、信頼度0.8を記憶する場合を示している。
 図13のステップS302では、信頼度記憶手段190が予め記憶していた過去の信頼度及び信頼度算出手段130が算出した信頼度に基づき、信頼度統合算出手段1100が、現在の信頼度を算出する。現在の信頼度の算出方法は、特に限定されないが、本例では、過去30秒間の信頼度の平均値を、現在の信頼度とするものとする。図12の1200の場合、過去30秒間の信頼度として(時刻, 信頼度)=(140, 0.8)(130, 0.6)(120, 0.7)(110, 0.8)が抽出される。そしてこれらの信頼度の平均値を算出すると、0.725となり、この値を現在の信頼度とする。
 また、現在の信頼度の別の算出方法として、例えば、図13のステップS302において、信頼度統合算出手段1100が過去すべての信頼度を掛け合わせて現在の信頼度を算出してもよい。図12の1200の場合、現在の信頼度は、0.6×0.8×0.7×0.6×0.8=0.16となる。本信頼度は、過去からの累積した信頼度を表わしており、時系列的な信頼度の低下を把握できる。
 現在の信頼度が低い場合は、精度よく位置及び姿勢計測を行うための調整(キャリブレーション)が必要になるため、ステップS309(情報提示ステップ)において、基準点(出入り口や、予め位置及び姿勢が分かっているマーカ等)へ移動するよう促し、精度よく位置及び姿勢を計測できるように誘導することができる。このときの情報提示方法としては、例えば、図14(A)に示すようなAR上での表示による方法、又は、同図(B)に示すような地図を用いた表示による方法等がある。また、このとき、ユーザが(すなわち、位置情報提供装置が)基準点に到達した場合は、信頼度記憶手段190が記憶している信頼度をすべて消去し、又は別のデータベース等に移動させ、新たに信頼度を記憶していってもよい。
 なお、本例では、信頼度統合算出手段1100の信頼度算出方法として、過去の信頼度の平均値や積を用いたが、他の方法を用いてもよい。例えば中央値や最大値、最小値等を用いてもよい。また、信頼度統合算出手段1100が算出した信頼度をさらに信頼度記憶手段190が記憶し、信頼度の算出に用いてもよい。
 本実施形態では,過去の信頼度も加味して現在の信頼度を算出することから、偶然信頼度が高くなったり低くなったりする状況を回避でき、高精度に信頼度を算出することができる。また、信頼度の低下を把握することで、ユーザを基準点へ誘導する等が可能となり、高精度な位置及び姿勢計測に基づく情報配信、ナビゲーション等のサービスを継続的に行える。
 以上、第1~第3の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、さらに種々の変更が可能である。例えば、第1の実施形態では、前述のようなセンサデータの特徴量を用いて信頼度を算出し、第2の実施形態では、類似度を特徴量として用いて信頼度を算出したが、それぞれの信頼度を算出し、統合してもよい。例えば、両信頼度の平均を現在の信頼度としたり、高いほうの信頼度を現在の信頼度として採用してもよい。さらには、第3の実施形態では、第1の実施形態で算出した信頼度を記憶し、現在の信頼度を算出する方法を述べたが、第2の実施形態で算出した信頼度を記憶し、現在の信頼度を算出してもよいし、第1の実施形態及び第2の実施形態の両方の信頼度を併せて算出した信頼度を記憶し、現在の信頼度を算出してもよい。
 本発明は、例えば、店舗内での情報配信、特に観光情報配信、広告配信、ナビゲーションといった用途に適用できるが、これに限定されず、どのような用途に用いてもよい。また、前述のとおり、本発明は、屋内及び屋外のどちらにも適用可能である。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
センサデータを取得するセンサデータ取得手段と、
前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備え、
前記センサデータは、複数であり、
前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする位置情報提供装置。
(付記2)
さらに、前記センサデータを用いて、自律航法により前記位置情報提供装置の位置及び姿勢を計測する位置計測手段と、
前記位置及び姿勢と前記信頼度とを用いて前記位置情報提供装置周囲の空間中の検索範囲を設定し、前記検索範囲に含まれる地理情報を検索することにより、ユーザに提示するための案内情報を生成する案内情報生成手段と、
前記案内情報をユーザに提示する情報提示手段とを備えたことを特徴とする付記1記載の位置情報提供装置。
(付記3)
前記統計量が、前記複数のセンサデータの分散値、平均値、最大値、最小値、及び中央値からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする付記1又は2記載の位置情報提供装置。
(付記4)
前記信頼度算出手段が、前記分散値、平均値、最大値、最小値、及び中央値からなる群から選択される少なくとも一つを用いて信頼度を算出することを特徴とする付記3記載の位置情報提供装置。
(付記5)
前記センサデータの形状が、波形であり、
前記センサデータの形状を示す量が、前記波形のピーク及びピーク間隔の少なくとも一方を含むことを特徴とする付記1から4のいずれかに記載の位置情報提供装置。
(付記6)
前記信頼度算出手段が、前記波形のピーク及びピーク間隔の少なくとも一方を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記5記載の位置情報提供装置。
(付記7)
さらに、特定の行動をした際のセンサデータを参照データとして記憶する参照データ記憶手段を備え、
前記特徴量が、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量に加え、又はこれらに代えて、前記センサデータ取得手段により取得されたセンサデータと前記参照データとの類似度を含み、
前記信頼度算出手段が、前記類似度を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記1から6のいずれかに記載の位置情報提供装置。
(付記8)
前記信頼度算出手段が、前記類似度の最大値を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記7記載の位置情報提供装置。
(付記9)
さらに、前記信頼度を記憶する信頼度記憶手段と、
前記信頼度記憶手段が記憶する信頼度を用いて現在の信頼度を算出する信頼度統合算出手段とを備えることを特徴とする付記1から8のいずれかに記載の位置情報提供装置。
(付記10)
前記信頼度記憶手段が記憶する信頼度が、複数であり、
前記信頼度統合算出手段が、前記信頼度記憶手段が記憶する信頼度の平均又は積を用いて現在の信頼度を算出することを特徴とする付記9記載の位置情報提供装置。
(付記11)
さらに、センサを含み、
前記センサが、前記位置情報提供装置の位置及び姿勢に基づき、前記センサデータを生成することを特徴とする付記1から10のいずれかに記載の位置情報提供装置。
(付記12)
付記1から11のいずれかに記載の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
前記サーバは、前記センサデータを記録しており、
前記センサデータ取得手段が、前記サーバから前記センサデータを取得することを特徴とする位置情報提供システム。
(付記13)
付記2から11のいずれかに記載の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
前記サーバは、案内情報生成用データを記録しており、
前記位置情報提供装置は、さらに、前記サーバから前記案内情報生成用データを取得する案内情報生成用データ取得手段を備え、
前記案内情報生成手段が、さらに、前記案内情報生成用データを用いて前記案内情報を生成することを特徴とする位置情報提供システム。
(付記14)
付記1記載の位置情報提供装置を用い、
前記センサデータ取得手段によりセンサデータを取得するセンサデータ取得ステップと、
前記特徴量算出手段により、前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
前記信頼度算出手段により、前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
を含み、
前記センサデータは、複数であり、
前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする位置情報提供方法。
(付記15)
前記位置情報提供装置が、付記2記載の位置情報提供装置であり、
さらに、前記位置計測手段により、前記センサデータを用いて、自律航法により前記位置情報提供装置の位置及び姿勢を計測する位置計測ステップと、
前記案内情報生成手段により、前記位置及び姿勢と前記信頼度とを用いて前記位置情報提供装置周囲の空間中の検索範囲を設定し、前記検索範囲に含まれる地理情報を検索することにより、ユーザに提示するための案内情報を生成する案内情報生成ステップと、
前記情報提示手段により、前記案内情報をユーザに提示する情報提示ステップとを含むことを特徴とする付記14記載の位置情報提供方法。
(付記16)
前記位置情報提供装置が、付記3記載の位置情報提供装置であり、
前記統計量が、前記複数のセンサデータの分散値、平均値、最大値、最小値、及び中央値からなる群から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする付記14又は15記載の位置情報提供方法。
(付記17)
前記位置情報提供装置が、付記4記載の位置情報提供装置であり、
前記信頼度算出ステップにおいて、前記分散値、平均値、最大値、最小値、及び中央値からなる群から選択される少なくとも一つを用いて信頼度を算出することを特徴とする付記16記載の位置情報提供方法。
(付記18)
前記位置情報提供装置が、付記5記載の位置情報提供装置であり、
前記センサデータの形状が、波形であり、
前記センサデータの形状を示す量が、前記波形のピーク及びピーク間隔の少なくとも一方を含むことを特徴とする付記14から17のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記19)
前記位置情報提供装置が、付記6記載の位置情報提供装置であり、
前記信頼度算出ステップにおいて、前記波形のピーク及びピーク間隔の少なくとも一方を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記18記載の位置情報提供方法。
(付記20)
前記位置情報提供装置が、付記7記載の位置情報提供装置であり、
さらに、前記参照データ記憶手段により、特定の行動をした際のセンサデータを参照データとして記憶する参照データ記憶ステップを含み、
前記特徴量が、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量に加え、又はこれらに代えて、前記センサデータ取得ステップにおいて取得されたセンサデータと前記参照データとの類似度を含み、
前記信頼度算出ステップにおいて、前記類似度を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記14から19のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記21)
前記位置情報提供装置が、付記8記載の位置情報提供装置であり、
前記信頼度算出ステップにおいて、前記類似度の最大値を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする付記20記載の位置情報提供方法。
(付記22)
前記位置情報提供装置が、付記9記載の位置情報提供装置であり、
さらに、前記信頼度記憶手段により前記信頼度を記憶する信頼度記憶ステップと、
前記信頼度統合算出手段により、前記信頼度記憶手段が記憶する信頼度を用いて現在の信頼度を算出する信頼度統合算出ステップとを含むことを特徴とする付記14から21のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記23)
前記位置情報提供装置が、付記10記載の位置情報提供装置であり、
前記信頼度記憶ステップにおいて記憶する信頼度が、複数であり、
前記信頼度統合算出ステップにおいて、前記信頼度記憶ステップが記憶する信頼度の平均又は積を用いて現在の信頼度を算出することを特徴とする付記22記載の位置情報提供方法。
(付記24)
前記位置情報提供装置が、付記11記載の位置情報提供装置であり、
さらに、前記センサが、前記位置情報提供装置の位置及び姿勢に基づき、前記センサデータを生成するセンサデータ生成ステップを含むことを特徴とする付記14から23のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記25)
付記12記載の位置情報提供システムを用い、
前記センサデータ取得ステップにおいて、前記センサデータ取得手段が、前記サーバから前記センサデータを取得することを特徴とする付記14から24のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記26)
付記13記載の位置情報提供システムを用い、
さらに、前記案内情報生成用データ取得手段が前記サーバから前記案内情報生成用データを取得する案内情報生成用データ取得ステップを含み、
前記案内情報生成ステップにおいて、前記案内情報生成手段が、さらに、前記案内情報生成用データを用いて前記案内情報を生成することを特徴とする付記14から25のいずれかに記載の位置情報提供方法。
(付記27)
付記14から26のいずれかに記載の位置情報提示方法をコンピュータ上で実行可能なことを特徴とするプログラム。
(付記28)
 付記27記載のプログラムを記録しており、コンピュータで読み取り可能であることを特徴とする記録媒体。
 以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
 この出願は、2010年11月23日に出願された日本出願特願2010-260725を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 101 センサ
 110 センサデータ取得手段
 120 特徴量算出手段
 130 信頼度算出手段
 140 案内情報生成手段
 150 情報提示手段
 160 位置計測手段
 170 類似度算出手段
 180 参照データ記憶手段
 190 信頼度記憶手段
 201 信頼度が低いときの検索範囲
 202 信頼度が高いときの検索範囲
 203 推定位置・姿勢
 210 検索範囲
 220 検索範囲
 300 画面
 310 画面
 600 特徴量
 610 信頼度
 620 信頼度
 630 信頼度
 700 信頼度
 1000 参照データ
 1010 類似度
 1100 信頼度統合算出手段
 1200 信頼度記憶手段が記憶している信頼度

Claims (10)

  1. センサデータを取得するセンサデータ取得手段と、
    前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出手段と、
    前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出手段と、
    を備え、
    前記センサデータは、複数であり、
    前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする位置情報提供装置。
  2. さらに、前記センサデータを用いて、自律航法により前記位置情報提供装置の位置及び姿勢を計測する位置計測手段と、
    前記位置及び姿勢と前記信頼度とを用いて前記位置情報提供装置周囲の空間中の検索範囲を設定し、前記検索範囲に含まれる地理情報を検索することにより、ユーザに提示するための案内情報を生成する案内情報生成手段と、
    前記案内情報をユーザに提示する情報提示手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の位置情報提供装置。
  3. さらに、特定の行動をした際のセンサデータを参照データとして記憶する参照データ記憶手段を備え、
    前記特徴量が、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量に加え、又はこれらに代えて、前記センサデータ取得手段により取得されたセンサデータと前記参照データとの類似度を含み、
    前記信頼度算出手段が、前記類似度を用いて前記信頼度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の位置情報提供装置。
  4. さらに、前記信頼度を記憶する信頼度記憶手段と、
    前記信頼度記憶手段が記憶する信頼度を用いて現在の信頼度を算出する信頼度統合算出手段とを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の位置情報提供装置。
  5. さらに、センサを含み、
    前記センサが、前記位置情報提供装置の位置及び姿勢に基づき、前記センサデータを生成することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の位置情報提供装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
    前記サーバは、前記センサデータを記録しており、
    前記センサデータ取得手段が、前記サーバから前記センサデータを取得することを特徴とする位置情報提供システム。
  7. 請求項2から5のいずれか一項に記載の位置情報提供装置と、サーバとを備え、
    前記サーバは、案内情報生成用データを記録しており、
    前記位置情報提供装置は、さらに、前記サーバから前記案内情報生成用データを取得する案内情報生成用データ取得手段を備え、
    前記案内情報生成手段が、さらに、前記案内情報生成用データを用いて前記案内情報を生成することを特徴とする位置情報提供システム。
  8. 請求項1記載の位置情報提供装置を用い、
    前記センサデータ取得手段によりセンサデータを取得するセンサデータ取得ステップと、
    前記特徴量算出手段により、前記センサデータから特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
    前記信頼度算出手段により、前記特徴量を用いて信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
    を含み、
    前記センサデータは、複数であり、
    前記特徴量は、前記複数のセンサデータの統計量及び前記センサデータの形状を示す量を含むことを特徴とする位置情報提供方法。
  9. 請求項8記載の位置情報提示方法をコンピュータ上で実行可能なことを特徴とするプログラム。
  10.  請求項9記載のプログラムを記録しており、コンピュータで読み取り可能であることを特徴とする記録媒体。
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