移動者向けアプリケーションのための状態・位置推定に関する研究

 近年，無線通信技術の高度化や，半導体，センサなどの小型化により，スマートフォンなどを活用したさまざまな移動者向けのアプリケーションが出現している．移動者向けのアプリケーションにおいては，デバイスに搭載するGPSなどのセンサを用いて移動者の位置や状態をセンシングし，位置や状態に応じて，ナビゲーションなどのさまざまなコンテンツを提供する．これらの移動者向けアプリケーションの普及に伴い，①位置が不正確なことに起因するアプリケーションの不具合や，②位置取得に用いるセンサ等がデバイスのバッテリを多く消費する問題，③移動中のアプリケーションの活用に伴う事故やトラブルなどが問題となっている．本研究においては，これらの課題解決のために，次の（1）〜（3）の機能を包含する位置・状態推定支援プラットフォームを提案する．

（1）マップマッチング機能
 本研究では，移動者の移動履歴を正しく道路にマッチングするためのマップマッチング手法について提案する．提案するマップマッチング手法は，経路の接続関係を考慮しつつリアルタイムに車両位置を道路上へ割り当てるマップマッチング手法であり，道路網をネットワークに見立て，GPSと道路との距離や進行方向を踏まえスコアリングすることで適切な経路を選択する．また，従来の最短経路法を活用したマップマッチング手法では回り道や折り返しを正しくマッチングできなかったが，提案手法では走行区間の動的分割により精度良くマッチングを行う．本手法を用いることで移動者向けアプリケーションは，より正しい位置の取得が可能となる．

（2）低消費電力な位置推定機能
 本研究では，歩行・停止情報を用いたユーザの移動経路推定手法を提案する．GPS利用は消費電力が大きい点が課題であることから，移動者の歩行・停止の2状態のみを出力する低消費電力な万歩計型デバイスを用いることで，GPSによる測位頻度を数分ごとなどに低下させた場合でも移動者の移動経路を推定する手法を提案する．提案手法では，ユーザが停止する地点は交差点であると仮定し，歩行時間から推定した歩行距離と，交差点間の距離が等しい経路を求める．移動者の歩行・停止の2状態のみを出力する低消費電力な万歩計型デバイスについて実装，評価実験により，本手法と既存の位置取得方法を組み合わせることである程度の精度で経路推定が行えることが明らかとなった．

（3）移動者の状態推定機能
 本研究では，被験者が身につけた加速度センサを活用し移動手段を推定，その結果を確認・訂正するためのHMI（地図上に移動軌跡を表示し，軌跡を推定した移動手段で色分けして提示するWebページ．推定結果に誤りがあれば被験者が修正できる）を組み合わせた手法を提案する．機械学習アルゴリズム（RandomForest）による移動手段推定機能と，推定結果の確認修正用のHMI機能を組み合わせたパーソントリップ調査システムを実装し，評価実験を行うとともに，本提案システムの利用意向をアンケート調査した．アンケート調査の結果，パーソントリップ調査の既存手法であるWebダイアリーよりも高い利用意向が得られた．本手法により，パーソントリップ調査の課題とされる，被験者による調査票への記入負荷の低減が期待される．