(57)【要約】【課題】車道を挟む歩行経路を精度良く判定する。【解決手段】環境値算出部１８が、対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出し、経路判定部２０が、環境値算出部１８により算出された左半面の環境値と右半面の環境値とを比較して、歩行者の歩行経路を判定する。【選択図】図３
2020091198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、前記歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、前記衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出する環境値算出部と、
前記環境値算出部により算出された前記左半面の環境値と前記右半面の環境値とを比較して、前記歩行者の歩行経路を判定する経路判定部と、
を含む歩行経路判定装置。
【請求項２】
前記環境値算出部は、前記衛星信号の到達量を示す値を用いて、前記環境値を算出する請求項１に記載の歩行経路判定装置。
【請求項３】
前記環境値算出部は、前記歩行者から見た前記衛星の見通しの良し悪しを示す値を用いて、前記環境値を算出する請求項１又は請求項２に記載の歩行経路判定装置。
【請求項４】
前記複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて受信時刻毎に測位した前記歩行者の位置を、歩行経路ネットワークを構成するリンクのいずれかにマップマッチングすることにより、歩行者の進行方向に沿った車道に関して対向に位置する歩行経路の第１候補及び第２候補を算出する候補算出部をさらに含み、
前記経路判定部は、前記左半面の環境値と前記右半面の環境値との比較により選択した前記第１候補又は前記第２候補のいずれかに、前記受信時刻毎に測位した前記歩行者の位置をマップマッチングすることにより、前記歩行経路を判定する
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の歩行経路判定装置。
【請求項５】
連続する受信時刻における前記歩行者の測位結果から求まる前記測位装置の方向と、前記第１候補又は前記第２候補として算出されたリンクの方向との内積に基づく演算値の符号に基づいて、前記歩行者の進行方向を決定する進行方向決定部をさらに含む請求項４に記載の歩行経路判定装置。
【請求項６】
前記候補算出部により算出される前記第１候補及び前記第２候補としてのリンクが同時に変化する時点を境目として区間を決定する区間決定部をさらに含み、
前記環境値算出部は、前記区間決定部により決定された区間毎に前記左半面の環境値及び前記右半面の環境値を算出し、
前記経路判定部は、前記区間決定部により決定された区間毎に前記歩行経路を判定する請求項４又は請求項５に記載の歩行経路判定装置。
【請求項７】
環境値算出部が、対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、前記歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、前記衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出し、
経路判定部が、前記環境値算出部により算出された前記左半面の環境値と前記右半面の環境値とを比較して、前記歩行者の歩行経路を判定する
歩行経路判定方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の歩行経路判定装置を構成する各部として機能させるための歩行経路判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行経路判定装置、方法、及びプログラムに係り、特に、車道を挟んだ歩行経路の判定を行う歩行経路判定装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、経路判定の技術として、衛星から受信した衛星信号に基づく測位結果を、車道を表す経路ネットワークにマッチングするマップマッチングの技術が存在する。これは、例えば、図２３に示すように、測位結果（図２３中の×印）を、距離が最短となる経路ネットワーク（図２３中の黒丸及び破線）のリンクにマッチングする手法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Mohammed A. Quddus, Washington Y. Ochieng, Robert B. Noland:“Current map-matching algorithms for transport applications: State-of-the art and future research directions”, Transportation Research Part C, Vol.15, pp.312-328, 2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２３の例では、車道を表す経路ネットワークから経路を選択する場合であり、測位結果の平均誤差（１０ｍ）に対して、建物同士の間隔が１０ｍ以上あれば、それほど大きな問題を発生することなく、測位結果を経路ネットワークにマッチングすることができる。
【０００５】
しかしながら、図２４に示すように、歩行経路として、車道を挟む歩道を判定する場合、最小（１車線）で３ｍ間隔、２車線で６ｍ間隔に配置された歩道のどちら側を歩行したかを判定する必要がある。これは、測位結果の平均誤差を考慮すると困難となる。また、ビルの多い都市部（アーバンキャニオン）では、ビル群が不連続な空間形状を形作り、衛星電波が乱反射する為、測位誤差が増大することが知られており、さらに判定が困難になる。
【０００６】
上記非特許文献１の技術を、車道を挟む歩道を含む歩行経路判定にそのまま適用した場合には、マッチングの正誤率が８割程度から５割程度に低下することが想定される。これは、測位結果と経路ネットワークとの関係だけで測位結果を補正しており、衛星電波の受信環境が悪くなると、測位精度が大きく低下するという点が考慮されていないためである。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、車道を挟む歩行経路を精度良く判定することができる歩行経路判定装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る歩行経路判定装置は、対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、前記歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、前記衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出する環境値算出部と、前記環境値算出部により算出された前記左半面の環境値と前記右半面の環境値とを比較して、前記歩行者の歩行経路を判定する経路判定部と、を含んで構成されている。
【０００９】
本発明に係る歩行経路判定装置によれば、環境値算出部が、対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出する。そして、経路判定部が、環境値算出部により算出された左半面の環境値と右半面の環境値とを比較して、歩行者の歩行経路を判定する。
【００１０】
このように、歩行者の進行方向を基準に、車道を挟んで右側の歩道を進行している場合には左半面の受信環境が良く、左側の歩道を進行している場合には右半面の受信環境が良いことを利用し、歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面における衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を用いて歩行経路を判定するため、車道を挟む歩行経路を精度良く判定することができる。
【００１１】
また、前記環境値算出部は、前記衛星信号の到達量を示す値を用いて、前記環境値を算出することができる。また、前記環境値算出部は、前記歩行者から見た前記衛星の見通しの良し悪しを示す値を用いて、前記環境値を算出することができる。ビルに囲まれているアーバンキャニオンなどでは、ビルに面している側の衛星信号の到達量が低下したり、衛星の見通しが悪くなったりするため、上記の値を本発明の環境値として利用することができる。
【００１２】
また、本発明に係る歩行経路判定装置は、前記複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて受信時刻毎に測位した前記歩行者の位置を、歩行経路ネットワークを構成するリンクのいずれかにマップマッチングすることにより、歩行者の進行方向に沿った車道に関して対向に位置する歩行経路の第１候補及び第２候補を算出する候補算出部をさらに含んで構成することができ、前記経路判定部は、前記左半面の環境値と前記右半面の環境値との比較により選択した前記第１候補又は前記第２候補のいずれかに、前記受信時刻毎に測位した前記歩行者の位置をマップマッチングすることにより、前記歩行経路を判定することができる。これにより、車道を挟む歩行経路をより精度良く判定することができる。
【００１３】
また、本発明に係る歩行経路判定装置は、連続する受信時刻における前記歩行者の測位結果から求まる前記測位装置の方向と、前記第１候補又は前記第２候補として算出されたリンクの方向との内積に基づく演算値の符号に基づいて、前記歩行者の進行方向を決定する進行方向決定部をさらに含んで構成することができる。これにより、歩行者の進行方向の精度が安定する。
【００１４】
また、本発明に係る歩行経路判定装置は、前記候補算出部により算出される前記第１候補及び前記第２候補としてのリンクが同時に変化する時点を境目として区間を決定する区間決定部をさらに含んで構成することができ、前記環境値算出部は、前記区間決定部により決定された区間毎に前記左半面の環境値及び前記右半面の環境値を算出し、前記経路判定部は、前記区間決定部により決定された区間毎に前記歩行経路を判定することができる。これにより精度良く区間を決定することができ、精度良く決定された区間毎に経路を判定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る歩行経路判定方法は、環境値算出部が、対象の歩行者が保持する測位装置により、複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、前記歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面毎に、前記衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を算出し、経路判定部が、前記環境値算出部により算出された前記左半面の環境値と前記右半面の環境値とを比較して、前記歩行者の歩行経路を判定する方法である。
【００１６】
また、本発明に係る歩行経路判定プログラムは、コンピュータを、上記の歩行経路判定装置を構成する各部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る歩行経路判定装置、方法、及びプログラムによれば、歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面における衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を用いて歩行経路を判定するため、車道を挟む歩行経路を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】歩行者が車道を挟んで右側及び左側の歩道を歩行している場合における衛星からの衛星信号の信号強度について説明するための図である。
【図２】歩行者が車道を挟んで右側及び左側の歩道を歩行している場合における衛星の見通しの良し悪しを説明するための図である。
【図３】本実施形態に係る歩行経路判定装置の機能ブロック図である。
【図４】第１候補及び第２候補のリンクへのマップマッチングを説明するための図である。
【図５】比較例の進行方向の決定結果の一例を示す図である。
【図６】本実施形態における進行方向の決定結果の一例を示す図である。
【図７】Ｃ／Ｎｏ値の信号評価値への変換を説明するための図である。
【図８】歩行者の進行方向に対する左半面及び右半面を説明するための図である。
【図９】ＮＬＯＳ値を説明するための図である。
【図１０】信号評価値の算出結果の一例を示す図である。
【図１１】ＮＬＯＳ値の算出結果の一例を示す図である。
【図１２】環境値の算出結果の一例を示す図である。
【図１３】左右の環境値及び衛星測位値の正誤値の一例を示す図である。
【図１４】歩行経路の判定を説明するための図である。
【図１５】本実施形態に係る歩行経路判定プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】候補算出、区間決定、及び進行方向決定を説明するための図である。
【図１７】環境値の算出を説明するための図である。
【図１８】信号評価値の算出を説明するための図である。
【図１９】ＮＬＯＳ値の算出を説明するための図である。
【図２０】歩行経路の判定を説明するための図である。
【図２１】マップマッチングのみを適用した場合の歩行経路の判定結果の一例を示す図である。
【図２２】本実施形態を適用した場合の歩行経路の判定結果の一例を示す図である。
【図２３】車道を示す経路ネットワークへのマップマッチングを説明するための図である。
【図２４】車道を示す経路ネットワークへのマップマッチングの問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。
【００２０】
上述したように、従来技術では、衛星信号の受信環境の悪化が測位精度の低下を招くという点が考慮されていないことに鑑み、本実施形態では、受信環境の良し悪しを考慮する。
【００２１】
例えば、受信される衛星信号の強度は、ビル等で反射があると約１０ｄＢ減衰することから、環境の悪さを反映している。また、衛星軌道から、本来受信できるはずの衛星信号が受信できないことは、環境の悪さのため、衛星が遮られていることを表している。
【００２２】
そこで、本実施形態では、減衰した信号強度を考慮し、受信した全信号強度を利用して、環境の良し悪しを数値化する。また、受信できない衛星信号も環境の悪さとして数値化する。
【００２３】
ここで、本実施形態の原理について説明する。
【００２４】
本実施形態では、例えば、ビルに囲まれているアーバンキャニオンでは、衛星信号の到達量が、ビルの影響を受けて変化することを利用し、歩行者の位置（左右）を判定する。
【００２５】
具体的には、図１（Ａ）に示すように、歩行者が車道を挟んで右側の歩道を歩行している場合、歩行者の左側に位置する衛星からの衛星信号の受信強度の平均が、歩行者の右側に位置する衛星からの衛星信号の信号強度の平均に比べて大きくなる。一方、図１（Ｂ）に示すように、歩行者が車道を挟んで左側の歩道を歩行している場合、歩行者の右側に位置する衛星からの衛星信号の信号強度の平均が、歩行者の左側に位置する衛星からの衛星信号の受信強度の平均に比べて大きくなる。そこで、歩行者の進行方向を基準として、左（右）側に位置する衛星からの衛星信号の信号強度の平均が大きければ、車道を挟んで右（左）側の歩道を歩行していると判定することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、歩行者から見た衛星の見通しの悪さを、衛星信号を受信できたか否かの情報を利用して判断し、判断結果に基づいて、歩行者の位置（左右）を判定する。
【００２７】
具体的には、図２（Ａ）に示すように、歩行者が車道を挟んで右側の歩道を歩行している場合、歩行者の右側に衛星信号が受信できない衛星が存在する。一方、図２（Ｂ）に示すように、歩行者が車道を挟んで左側の歩道を歩行している場合、歩行者の左側に衛星信号が受信できない衛星が存在する。そこで、歩行者の進行方向を基準として、左（右）側に位置する衛星からの衛星信号が受信できなければ、車道を挟んで左（右）側の歩道を歩行していると判定することができる。
【００２８】
なお、図１及び図２において、歩行者の進行方向は、紙面手前から奥に向かう方向である。
【００２９】
本実施形態に係る歩行経路判定装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を備えたコンピュータとして構成される。ＲＯＭには、本実施形態に係る歩行経路判定プログラムが記憶される。なお、歩行経路判定プログラムは、ＨＤＤに記憶されてもよい。
【００３０】
また、歩行経路判定プログラムは、例えば、歩行経路判定装置に予めインストールされていてもよい。この歩行経路判定プログラムは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又は、ネットワークを介して配布して、歩行経路判定装置に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、ＣＤ-ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、光磁気ディスク、ＤＶＤ-ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、フラッシュメモリ、メモリカード等が挙げられる。
【００３１】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された歩行経路判定プログラムを読み込んで実行することにより、後述する歩行経路判定装置の各機能部として機能する。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態に係る歩行経路判定装置１０には、測位対象の歩行者が保持するＧＮＳＳ（Global Navigation SatelliteSystem）による衛星測位装置で複数の衛星の各々から受信した衛星信号に基づいて、受信時刻毎に測位した歩行者の位置を示す衛星測位値が入力される。また、歩行経路判定装置１０には、各衛星から受信した衛星信号に含まれるＮＭＥＡデータが入力される。歩行経路判定装置１０に入力されるＮＭＥＡデータには、衛星信号の受信強度を示すＣ／Ｎｏ（キャリア／ノイズ比）、衛星番号、衛星仰角、衛星方位角、ＰＤＯＰ（Position Dilution of Precision）等の情報が含まれる。
【００３３】
歩行経路判定装置１０は、機能的には、候補算出部１２と、区間決定部１４と、進行方向決定部１６と、環境値算出部１８と、経路判定部２０とを含む。
【００３４】
候補算出部１２は、入力された受信時刻毎の衛星測位値を、歩行経路ネットワークを構成するリンクのいずれかにマップマッチングすることにより、歩行者の進行方向に沿った車道に関して対向に位置する歩行経路の第１候補及び第２候補を算出する。
【００３５】
具体的には、本実施形態では、図２４に示すように、車道を挟んだ歩道を含む歩行経路ネットワークを用いる。候補算出部１２は、衛星測位値と歩行経路ネットワーク上の全てのリンクとの距離を計算し、衛星測位値を最も距離の小さいリンクにマッチングする。この際、候補算出部１２は、図４に示すように、衛星測位値がマッチングされたリンクを第１候補、第１候補のリンクに対応する歩道と車道を挟んだ反対側の歩道を示すリンクを第２候補とする。候補算出部１２は、受信時刻毎の衛星測位値に対して、第１候補及び第２候補であるリンクの識別情報（以下、「リンクＩＤ」という）を割り当てる。
【００３６】
また、候補算出部１２は、図４に示すように、後述する区間決定部１４により決定された区間毎に、第１候補として割り当てられているリンクＩＤの中で最も多いリンクＩＤで、その区間内の全時刻における第１候補のリンクＩＤを平滑化する。第２候補についても同様に、リンクＩＤを平滑化する。
【００３７】
区間決定部１４は、候補算出部１２により算出される第１候補及び第２候補のリンクＩＤが同時に変化する時点を境目として区間を決定する。例えば、区間決定部１４は、受信時刻ｔまでの各時刻の衛星測位値に割り当てられたリンクＩＤが１又は２で、時刻ｔ＋１からの各時刻の衛星測位値に割り当てられたリンクＩＤが３又は４などの場合に、時刻ｔと時刻ｔ＋１との境目を区間の区切りとして決定する。
【００３８】
進行方向決定部１６は、連続する受信時刻における衛星測位値から求まる衛星測位装置の方向を示す単位ベクトルと、第１候補又は第２候補のリンクの方向を示す単位ベクトルとの内積に基づく演算値の符号に基づいて、歩行者の進行方向を決定する。内積に基づく演算値としては、測位地点毎の衛星測位装置の方向を示す単位ベクトルとリンクの方向を示す単位ベクトルとの内積値、又は、区間決定部１４により決定された区間内での２つの方向を示す単位ベクトルの内積値の平均値がある。区間内の内積値の平均値を用いる場合、進行方向決定部１６は、区間内の内積の平均値が正となるリンクの方向を、その区間で割り当てられている第１候補又は第２候補のリンクの方向とする。そして、進行方向決定部１６は、該当の区間内では、衛星測位値が連続的にマッチングされているリンクの方向に歩行者が進行していると判断し、リンクの方向を歩行者の進行方向として決定する。
【００３９】
ここで、図５に、比較例として、衛星データのｂｅａｒｉｎｇ値（図５中の点線）を５点ＦＩＲフィルター後、区間平均を算出し（図５中の破線）、進行方向（図５中の実線）を示す。この場合、進行方向は判然としていない。
【００４０】
一方、図６に、本実施形態における進行方向決定部１６により、リンクの方向（図６中の点線）から決定される進行方向（図６中の実線）を示す。この場合、実際の進行方向とほぼ合致していることが確認できた。
【００４１】
環境値算出部１８は、入力されたＮＭＥＡデータに基づいて、歩行者の進行方向を基準とした右半面及び左半面毎に、衛星データの受信環境の良し悪しを示す環境値を算出する。
【００４２】
具体的には、環境値算出部１８は、衛星信号の到達量を示す値（Ｃ／Ｎｏ値：Carrier to Noise density ratio）、及び歩行者から見た衛星の見通しの良し悪しを示す値を用いて、環境値を算出する。
【００４３】
より具体的には、環境値算出部１８は、衛星信号値（Ｃ／Ｎｏ値）をそのまま信号評価値として用いてもよいし、又は、図７に示すように、各衛星単位で、区間毎に、Ｃ／Ｎｏ値の平均（ｖ）及び分散（σ）を求め、ｖ＋σ、ｖ、ｖ−σを閾値として、以下のように４値の信号評価値に変換してもよい。
【００４４】
Ｃ／Ｎｏ≧（ｖ＋σ）      →  信号評価値：２
（ｖ＋σ）＞Ｃ／Ｎｏ≧ｖ  →  信号評価値：１
ｖ＞Ｃ／Ｎｏ≧（ｖ−σ）  →  信号評価値：−１
（ｖ−σ）＞Ｃ／Ｎｏ      →  信号評価値：−２
【００４５】
そして、環境値算出部１８は、歩行者の進行方向を基準にして、衛星の仰角が予め定めた閾値値以上の衛星に関して、各衛星の位置（方位角）が、左右半面のいずれに位置するかを判定し、左右半面毎に、信号評価値の和を求める。
【００４６】
ここで、図８を参照して、左右半面の判定について説明する。方位角の基準（０°）を真北とし、歩行者の進行方向をθ、衛星の方位角をαとすると、１８０°≦α−θ＜３６０°の場合は、その衛星は進行方向に対して左半面に位置すると判定できる。また、０°≦α−θ＜１８０°の場合は、その衛星は進行歩行に対して右半面に位置すると判定できる。但し、α−θ＜０°となる場合は、αに３６０°を加算して判定する。
【００４７】
環境値算出部１８は、衛星の仰角がある規定値以上の衛星に関して、左半面に位置する衛星からのＮＭＥＡデータにより算出した信号評価値の和と、右半面に位置する衛星からのＮＭＥＡデータにより算出した信号評価値の和とを算出する。
【００４８】
また、環境値算出部１８は、図９に示すように、衛星の仰角が予め定めた閾値未満となる衛星について、ＮＭＥＡデータにＣ／Ｎｏ値がない（空のデータ）時刻では、“歩行者から見て衛星が見えない”と考え、１つの衛星につき、ＮＬＯＳ（Non Line Of Site：見通しがない）値を「１」と設定する。環境値算出部１８は、歩行者の進行方向を基準にして、左半面に位置する衛星のＮＬＯＳ値の和と、右半面に位置する衛星のＮＬＯＳ値の和とを計算する。
【００４９】
そして、環境値算出部１８は、下記（１）式により、左半面及び右半面の各々についての環境値を算出する。
【００５０】
【数１】
2020091198.tif 000003
【００５１】
図１０に、信号評価値の算出結果の一例、図１１に、ＮＬＯＳ値の算出結果の一例、図１２に、環境値の算出結果の一例を示す。図１０〜図１２において、点線は左半面の値、破線は右半面の値、また、図１２において、実線は進行方向である。
【００５２】
経路判定部２０は、環境値算出部１８により算出された左半面の環境値と右半面の環境値とを比較して、歩行者の歩行経路を判定する。具体的には、経路判定部２０は、区間毎に左右の環境値を比較し、環境値が小さい方向（左右）に対応した第１候補又は第２候補を推定経路として選択する。
【００５３】
図１３に、左右の環境値及び衛星測位値の正誤値の一例を示す。破線Ａで示す部分では、左右共に環境値は低い値となり、誤値の範囲と類似している。実線Ｂで示す部分では、右の環境値が最大値をとり、正解値の範囲と類似している。また、右の環境値が大きな値で、左の環境値が小さな値となっており、その差も大きい。これは、左半面は環境が悪く、右半面は環境が良いことを示している。すなわち、歩行者の左側はビルなどの障害物が多く、右側は車道があり開けていることを示している。したがって、歩行者は、進行方向左側の歩道を歩いている可能性が大きいと判定することができる。
【００５４】
また、経路判定部２０は、区間毎にＰＤＯＰ値の平均値（区間平均：ｖｐ）を求め、全ての区間平均に対する平均値（ｖｐ＿ａｌｌ）及び標準偏差（σｐ＿ａｌｌ）から、閾値β（＝ｖｐ＿ａｌｌ＋σｐ＿ａｌｌ）を決定する。そして、経路判定部２０は、ＰＤＯＰの区間平均ｖｐが閾値βより大きい場合は、上記の環境値に基づいて推定経路として選択した第１候補又は第２候補とは反対の第１候補又は第２候補を最終推定経路として選択する。
【００５５】
また、経路判定部２０は、図１４に示すように、最終推定経路に対して、受信時刻毎の衛星測位値をマップマッチングすることにより、衛星測位値を歩行経路ネットワーク上の位置に補正して、歩行経路を判定する。
【００５６】
次に、図１５を参照して、本実施形態に係る歩行経路判定装置１０の作用を説明する。なお、図１５は、本実施形態に係る歩行経路判定プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５７】
図１５のステップＳ１００で、候補算出部１２が、入力された受信時刻毎の衛星測位値を、歩行経路ネットワークを構成するリンクのいずれかにマップマッチングすることにより、車道を挟んだ歩行経路の第１候補及び第２候補を算出する。
【００５８】
次に、ステップＳ２００で、区間決定部１４が、時系列データである衛星測位値の区間を決定する。
【００５９】
次に、ステップＳ３００で、進行方向決定部１６が、区間毎に歩行者の進行方向を決定する。
【００６０】
ステップＳ１００〜Ｓ３００の処理を、図１６を参照してより詳細に説明する。
【００６１】
ステップＳ１０２で、衛星測位値が入力されると、ステップＳ１０４で、候補算出部１２が、衛星測位値と歩行経路ネットワーク上の全てのリンクとの距離を計算し、衛星測位値を最も距離の小さいリンクにマッチングする。この際、候補算出部１２は、衛星測位値がマッチングされたリンクを第１候補、第１候補のリンクに対応する歩道と車道を挟んだ側の歩道を示すリンクを第２候補とする。そして、候補算出部１２は、受信時刻毎の衛星測位値に対して、第１候補及び第２候補であるリンクのリンクＩＤを割り当てる。
【００６２】
次に、ステップＳ１０６で、区間決定部１４が、候補算出部１２により算出される第１候補及び第２候補のリンクＩＤが同時に変化する時点を境目として区間を決定する。
【００６３】
また、ステップＳ１０８では、進行方向決定部１６が、歩行経路ネットワークを構成する各リンクの始点及び終点の座標から、各リンクについて、順方向及び逆方向の２つの方向を求める。また、ステップＳ１１０で、進行方向決定部１６が、連続する受信時刻における衛星測位値から、衛星測位装置の方向を求める。
【００６４】
そして、ステップＳ１１２で、進行方向決定部１６が、ステップＳ１１０で求めた衛星測位装置の方向と、ステップＳ１０８で求めたリンクの方向との内積を、受信時刻毎に１点ずつ計算し、ステップＳ１０６で決定した区間毎に、内積の平均値を求める。
【００６５】
また、ステップＳ１１４では、候補算出部１２が、区間毎に、ステップＳ１０４で第１候補及び第２候補として割り当てたリンクＩＤの中で最も多いリンクＩＤで、その区間内の全時刻における第１候補及び第２候補のリンクＩＤを平滑化する。
【００６６】
また、ステップＳ１１６で、進行方向決定部１６が、ステップＳ１１２で求めた区間内の内積の平均値が正となるリンクの方向を、その区間で割り当てられている第１候補又は第２候補のリンクの方向として出力する。
【００６７】
次に、ステップＳ１１８で、進行方向決定部１６が、ステップＳ１１４で平滑化されたリンクＩＤに対応するリンクの方向を、ステップＳ１１６で出力されたリンクの方向から抽出する。
【００６８】
次に、ステップＳ１２０で、進行方向決定部１６が、ステップＳ１１８で抽出したリンクの方向を、その区間における歩行者の進行方向として決定する。
【００６９】
図１５に戻って、次のステップＳ４００で、環境値算出部１８が、歩行者の進行方向を基準とした左半面及び右半面の環境値を算出する。
【００７０】
ステップＳ４００の処理を、図１７を参照してより詳細に説明する。
【００７１】
ステップＳ４０２で、環境値算出部１８が、各衛星から受信したデータから求められるＮＭＥＡデータを取得する。また、ステップＳ４０４で、環境値算出部１８が、区間決定部１４により決定された区間の情報を取得する。また、ステップＳ４０６で、環境値算出部１８が、進行方向決定部１６により決定された歩行者の進行方向を取得する。
【００７２】
次に、ステップＳ４０８で、環境値算出部１８が、各衛星単位で、区間毎に、ＮＭＥＡデータに含まれるＣ／Ｎｏ値をそのまま信号評価値として取り扱うか、又は、４値（２，１，−１，−２）の信号評価値に変換する。
【００７３】
次に、ステップＳ４１０で、環境値算出部１８が、各区間について、歩行者の進行方向を基準にして、各衛星の位置（方位角）が、左右半面のいずれに位置するかを判定し、左半面及び右半面の各々についての信号評価値の和を求める。
【００７４】
また、ステップＳ４１２で、環境値算出部１８が、ＮＭＥＡデータに基づいて、各衛星単位で、区間毎に、左半面及び右半面の各々についてのＮＬＯＳ値の和を求める。
【００７５】
そして、ステップＳ４１４で、環境値算出部１８が、ステップＳ４１０で算出した左右の信号評価値の和と、ステップＳ４１２で算出した左右のＮＬＯＳ値の和とを用いて、例えば（１）式により、左半面及び右半面の各々についての環境値を算出する。
【００７６】
ここで、図１８を参照して、図１７のステップＳ４１０及びそれに関連するステップについて、より詳細に説明する。
【００７７】
ステップＳ４２０で、環境値算出部１８が、ステップＳ４０２で取得した各衛星のＮＭＥＡデータが示す電文を解析し、各衛星のＣ／Ｎｏ値を抽出する。
【００７８】
次に、ステップＳ４２２で、環境値算出部１８が、各衛星単位で、区間毎に、ＮＭＥＡデータに含まれるＣ／Ｎｏ値をそのまま信号評価値として取り扱うか、又は、その平均（ｖ）及び分散（σ）を求め、ｖ＋σ、ｖ、ｖ−σを閾値として、４値（２，１，−１，−２）の信号評価値に変換する。環境値算出部１８は、変換した信号評価値を、該当の衛星の衛星番号に対応付けて一旦記憶しておく。
【００７９】
また、ステップＳ４２４で、環境値算出部１８が、ＮＭＥＡデータを参照して、仰角が閾値γ以上の衛星に関して、方位角α及び衛星番号を抽出する。
【００８０】
次に、ステップＳ４２６で、環境値算出部１８が、真北を基準（０°）として、ステップＳ４０６で取得した歩行者の進行方向θと、ステップＳ４２４で抽出した衛星の方位角αとを用いて、θとαとの関係が、０°≦α−θ＜１８０°の場合と、１８０°≦α−θ＜３６０°の場合（但し、α−θ＜０°の場合は、αに３６０°を加算して判定）とのいずれの場合を満たすかを判定する。
【００８１】
前者に該当する衛星については、ステップＳ４２８で、環境値算出部１８が、歩行者の進行方向に対して左半面に位置する衛星として、その衛星番号を抽出する。後者に該当する衛星については、ステップＳ４３０で、環境値算出部１８が、歩行者の進行方向に対して右半面に位置する衛星として、その衛星番号を抽出する。
【００８２】
次に、ステップＳ４３２で、環境値算出部１８が、ステップＳ４２２で変換した各衛星についての信号評価値のうち、ステップＳ４２８で抽出された左半面に位置する衛星の衛星番号に対応付けて記憶されている信号評価値を抽出する。そして、ステップＳ４３４で、環境値算出部１８が、ステップＳ４３２で抽出した左半面に位置する衛星の信号評価値の和を計算する。
【００８３】
同様に、ステップＳ４３６で、環境値算出部１８が、ステップＳ４２２で変換した各衛星についての信号評価値のうち、ステップＳ４３０で抽出された右半面に位置する衛星の衛星番号に対応付けて記憶されている信号評価値を抽出する。そして、ステップＳ４３８で、環境値算出部１８が、ステップＳ４３６で抽出した右半面に位置する衛星の信号評価値の和を計算する。
【００８４】
次に、図１９を参照して、図１７のステップＳ４１２及びそれに関連するステップについて、より詳細に説明する。
【００８５】
ステップＳ４５０で、環境値算出部１８が、ステップＳ４０２で取得したＮＭＥＡデータを参照して、仰角がγ度未満の低緯度衛星の方位角α及び衛星番号を抽出する。次に、ステップＳ４５２で、環境値算出部１８が、ステップＳ４５０で抽出した衛星番号に対応するＮＭＥＡデータを抽出する。次に、ステップＳ４５４で、環境値算出部１８が、ステップＳ４５２で抽出された低緯度衛星についてのＮＭＥＡデータが示す電文を解析し、各低緯度衛星について、Ｃ／Ｎｏ値が無い（空のデータ）時刻を「１」、値がある時刻を「０」として２値化する。環境値算出部１８は、低緯度衛星毎に、区間内の各時刻の２値化した値の和を各低緯度衛星のＮＬＯＳ値として、その低緯度衛星の衛星番号に対応付けて一旦記憶しておく。
【００８６】
次に、ステップＳ４５６〜Ｓ４６０で、図１８のステップＳ４２６〜Ｓ４３０と同様に、歩行者の進行方向に対して左半面に位置する衛星の衛星番号、及び右半面に位置する衛星の衛星番号を抽出する。なお、ステップＳ４５６〜Ｓ４６０の代わりに、図１８のステップＳ４２６〜Ｓ４３０の判定結果を流用してもよい。
【００８７】
次に、ステップＳ４６２で、環境値算出部１８が、ステップＳ４５４で算出した各低緯度衛星についてのＮＬＯＳ値のうち、ステップＳ４５８で抽出された左半面に位置する衛星の衛星番号に対応付けて記憶されているＮＬＯＳ値を抽出する。そして、ステップＳ４６４で、環境値算出部１８が、ステップＳ４６２で抽出した左半面に位置する低緯度衛星のＮＬＯＳ値の和を計算する。
【００８８】
同様に、ステップＳ４６６で、環境値算出部１８が、ステップＳ４５４で算出した各低緯度衛星についてのＮＬＯＳ値のうち、ステップＳ４６０で抽出された右半面に位置する衛星の衛星番号に対応付けて記憶されているＮＬＯＳ値を抽出する。そして、ステップＳ４６８で、環境値算出部１８が、ステップＳ４６６で抽出した右半面に位置する低緯度衛星のＮＬＯＳ値の和を計算する。
【００８９】
図１５に戻って、次のステップＳ５００で、経路判定部２０が、ステップＳ４００で算出された左半面及び右半面の各々についての環境値を用いて、歩行経路を判定する。
【００９０】
ステップＳ５００の処理を、図２０を参照してより詳細に説明する。
【００９１】
ステップＳ５０２で、経路判定部２０が、ステップＳ４０４で取得した区間毎に、ステップＳ４１４で算出された左半面の環境値と右半面の環境値とを比較し、環境値が小さい方向（左右）に対応した第１候補又は第２候補を推定経路として選択する。例えば、第１候補が歩行者の進行方向に対して左側の歩道を示すリンク、第２候補が右側の歩道を示すリンクであり、左半面の環境値よりも右半面の環境値の方が大きい場合には、第１候補を推定経路として選択する。
【００９２】
また、ステップＳ５０４では、経路判定部２０が、区間毎に、ステップＳ４０２で取得したＮＭＥＡデータに含まれるＰＤＯＰ値の平均値（区間平均：ｖｐ）を求め、全ての区間平均に対する平均値（ｖｐ＿ａｌｌ）及び標準偏差（σｐ＿ａｌｌ）から、閾値β（＝ｖｐ＿ａｌｌ＋σｐ＿ａｌｌ）を決定する。
【００９３】
次に、ステップＳ５０６で、経路判定部２０が、ＰＤＯＰの区間平均ｖｐが閾値βより大きい場合は、ステップＳ５０２で推定経路として選択した第１候補又は第２候補とは反対の第１候補又は第２候補を最終推定経路として選択する。ＰＤＯＰの区間平均ｖｐが閾値β以下の場合には、ステップＳ５０２で選択した推定経路をそのまま最終推定経路とする。
【００９４】
次に、ステップＳ５０８で、経路判定部２０が、ステップＳ５０６で選択された最終推定経路のみに対して、ステップＳ１０２で入力された受信時刻毎の衛星測位値をマップマッチングする。
【００９５】
そして、ステップＳ５１０で、経路判定部２０が、マップマッチングにより、歩行経路ネットワーク上の位置に補正された衛星測位値が示す経路を、歩行経路の判定結果として出力する。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態に係る歩行経路判定装置によれば、マップマッチングにより、車道を挟んだ両側の歩道を示すリンクを候補とし、衛星信号の受信環境の良し悪しを示す環境値を、歩行者の進行方向に対して左半面及び右半面について算出し、左右の環境値の違いに基づいて候補から歩行経路を判定するため、車道を挟む歩行経路を精度良く判定することができる。
【００９７】
ここで、図２１に、マップマッチングのみを適用した場合の歩行経路の判定結果の一例を示す。この場合、経路判定の正答率は５３．９％であった。なお、図２１において、破線の楕円で示す部分は、マップマッチングのみでは経路の判定が困難な箇所であり、実線の楕円で示す部分は、マップマッチングのみでも経路の判定が正解の箇所である。
【００９８】
一方、図２２に、本実施形態を適用した場合の歩行経路の判定結果の一例を示す。この場合、経路判定の正答率は７１．１％であった。なお、図２２において、実線の楕円で示す部分は、衛星測位値が正しく補正された箇所であり、破線の楕円で示す部分は、従来のマップマッチングのみの手法でも経路の判定が正解の箇所であり、点線の楕円で示す部分は、本実施形態において経路の判定に誤りがある箇所である。
【００９９】
上記のように、マップマッチングのみを適用した場合に比べ、本実施形態では正答率が向上しており、車道を挟む歩行経路を精度良く判定できていることが分かる。
【０１００】
なお、上記実施形態で説明した歩行経路判定装置の各々の構成及び処理は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。
【０１０１】
例えば、環境値として算出される値は、上記実施形態の例に限定されず、例えば、Ｃ／Ｎｏ値に関する指標のみを用いた値、ＮＬＯＳ値に関する指標のみを用いた値、Ｃ／Ｎｏ値をＮＬＯＳ値で除算した値などとしてもよい。また、衛星信号の受信環境の良し悪しの指標となる値を用いればよく、Ｃ／Ｎｏ値及びＮＬＯＳ値以外の指標を用いて環境値を算出してもよい。
【０１０２】
また、区間及び進行方向の決定方法は上記実施形態の例に限定されない。
【０１０３】
ただし、本実施形態のように、衛星測位値、歩行経路ネットワーク、及びマップマッチングの結果の連続性に基づいて歩行者の進行方向を決定することで、進行方向の精度が安定する。また、本実施形態のように、マップマッチングの結果に基づいて区間を決定することで、精度良く区間を決定することができる。
【０１０４】
このように、上記技術を総合的に組み合わせて実現することで、処理の頑健性がより向上し、都市部の地理空間の不連続性や複雑さがある場所、衛星測位値がビルの影響（地理空間の不連続性）などを受けて誤差が増大する場合、複雑な歩行経路等に対しても適用することができる。
【０１０５】
また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０   歩行経路判定装置
１２   候補算出部
１４   区間決定部
１６   進行方向決定部
１８   環境値算出部
２０   経路判定部
【図１】
2020091198.tif 000004
【図２】
2020091198.tif 000005
【図３】
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【図４】
2020091198.tif 000007
【図５】
2020091198.tif 000008
【図６】
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【図７】
2020091198.tif 000010
【図８】
2020091198.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2020091198.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020091198.tif 000016
【図１４】
2020091198.tif 000017
【図１５】
2020091198.tif 000018
【図１６】
2020091198.tif 000019
【図１７】
2020091198.tif 000020
【図１８】
2020091198.tif 000021
【図１９】
2020091198.tif 000022
【図２０】
2020091198.tif 000023
【図２１】
2020091198.tif 000024
【図２２】
2020091198.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
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