2022 Fiscal Year Annual Research Report

複数位置指紋と自律航法を統合した高精度屋内位置推定システム

Research Project

Project/Area Number	20K12075
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	大澤範高千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251721)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	梅澤猛千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (50450698)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	屋内測位 / 位置指紋法 / 自律航法 / 電波 / 逆位置指紋 / 環境超音波
Outline of Annual Research Achievements	移動する端末を対象とし、電磁波や環境超音波を基にした高精度位置推定を行う屋内測位手法を提案・評価している。位置指紋法(location fingerprinting)と自律航法(dead reckoning)を従来とは異なる方法で組み合わせ、複数時点で測定した電波強度、姿勢等から構成される特徴ベクトルである位置指紋と自律航法によって求めた移動変位の組合せから絶対位置を推定する協調位置指紋法を提案し、研究・評価した。令和4年度は、効率的な位置指紋情報収集のために、複数のIoTデバイスを用いて、異なる位置における同時刻のデータを収集したり、屋内でも利用可能な小型のドローンやマーカーを付けた人を利用して位置指紋を収集する際に必要な、正解ラベルである座標収集のための技術開発を行った。具体的には、色相変調に基づいた複数のマーカー(発光体)の識別技術の開発および屋内で天井設置カメラから人の識別と座標推定をするための技術開発を行った。本研究全体では、まず、屋内の電気・電子機器から発せられる超音波を集約したものである環境超音波によって、二乗平均平方根誤差(RMSE) 0.49m での推定が可能であることを示し、発信器の新たな設置を必要としない環境超音波による屋内位置推定が可能であることを示した。また、端末から発した電波を部屋に設置した複数の受信機で観測した信号強度から構成される逆位置指紋のデータを基に、観測地点間の距離と組みわせた協調位置指紋法を利用することで単独の逆位置指紋よりも推定精度を高められることを示した。さらに、携帯端末の加速度センサーを利用した自律航法によって移動距離を推定した観測データを基に、協調位置指紋法を評価し、移動距離の推定間隔を6秒以内にすることで、単独の逆位置指紋法よりも高い推定精度を得られることを明らかにした。