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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

研究課題

研究課題/領域番号 20K12075
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分62020:ウェブ情報学およびサービス情報学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

大澤 範高  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251721)

研究分担者 梅澤 猛  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (50450698)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード屋内測位 / 位置指紋法 / 自律航法 / 電波 / 逆位置指紋 / 環境超音波 / MEMSセンサー / Madgwickフィルター / 屋内位置測位 / 統合方式
研究開始時の研究の概要

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・評価する。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や環境超音波、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を組み合わせた合成位置指紋から絶対位置を求める位置推定手法を研究する。位置指紋情報収集システムおよび統合位置推定システムを開発し、それらを用いて提案手法の評価を行う。

研究成果の概要

複数の位置指紋と自律航法を統合し、携帯型端末で利用可能な屋内位置推定システムの適切な構築法と特徴を明らかにし、その有効性を検証した。スマートフォンのMEMS加速度センサーと角速度センサーを利用した移動変位を推定するシステムを構築し、それを利用した歩行時の測定データを基に、推定移動変位の累積誤差の分布モデルを構築した。それらを基に提案手法を評価し、逆位置指紋法よりも高い精度が得られることを実験的に示し、また、より高い精度を得るための移動変位推定の条件を明らかにし、一般的なスマートフォンの利用条件において高精度屋内位置測位が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の位置指紋と自律航法を統合する手法は、位置指紋によって基準点を見つけ、その後は自律航法によって変位を推定するという考え方に基づいており、時間経過に伴う自律航法の誤差の蓄積という問題がある。本研究は、従来とは異なり、複数の位置指紋と自律航法による変位(距離)を統合し、自律航法を短時間利用することで誤差の拡大を避け、複数の位置指紋と変位から高精度の屋内位置測位が可能であることを実験データに基づいて初めて示したものである。また、より多くの位置指紋の利用による高精度化の可能性を示しており、屋内測位の今後の発展に寄与するものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] デッドレコニングによる距離推定の誤差モデルに基づく協調位置指紋法の評価2023

    • 著者名/発表者名
      大植悠斗, 梅澤猛, 大澤範高
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B 通信

      巻: J106-B 号: 3 ページ: 217-226

    • DOI

      10.14923/transcomj.2022GWP0001

    • ISSN
      1881-0209
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 色偏移変調を利用したマーカの検出および識別手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中野春樹,梅澤 猛,大澤範高
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 天井設置カメラによる俯瞰動画を用いた人物検出と再同定2023

    • 著者名/発表者名
      河 竜星,梅澤 猛,大澤範高
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Indoor Location Estimation Based on Inverse Fingerprints at Multiple Points in Time and Moving Distance2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Oue, Takeshi Umezawa, Noritaka Osawa
    • 学会等名
      AICCC 2020: 2020 3rd Artificial Intelligence and Cloud Computing Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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