位置特定装置、コンピュータプログラム及び位置特定方法
【課題】歩行者の位置を精度良く特定することができる位置特定装置、コンピュータプログラム及び位置特定方法を提供する。
【解決手段】歩行挙動判定部１７３は、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などで得られたデータに基づいて、歩行者の歩行挙動を判定する。乗降判定部１７４は、歩行者の歩行挙動と移動時間又は振動特性とに基づいて、歩行者が地下鉄などの交通手段に乗車したか否かを判定する。位置特定部１７５は、乗降判定部１７４で歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の駅間の所要時間に基づいて、交通機関の路線に沿って歩行者の位置を特定する。
【解決手段】歩行挙動判定部１７３は、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などで得られたデータに基づいて、歩行者の歩行挙動を判定する。乗降判定部１７４は、歩行者の歩行挙動と移動時間又は振動特性とに基づいて、歩行者が地下鉄などの交通手段に乗車したか否かを判定する。位置特定部１７５は、乗降判定部１７４で歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の駅間の所要時間に基づいて、交通機関の路線に沿って歩行者の位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置特定の技術に関し、特に歩行者が携帯することによって歩行者の位置を精度良く特定することができる位置特定装置、該位置特定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び位置特定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の移動体の位置を検出するためにナビゲーションで広く利用されている位置検出方法には、例えば、自立航法、衛星航法、地図マッチング法、ハイブリッド航法などがある。自立航法は、距離センサ、方位センサ又は角速度センサなど用い、例えば、経緯度座標系を基にした直交座標系に対する車両の走行の方位角と単位時間当たりの走行距離に基づいて、逐次車両位置を算出するものであるが、道路との整合性は考慮されておらず、走行距離の増加に応じて車両位置の誤差が累積するという問題がある。
【０００３】
また、衛星航法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いるものであり、検出される位置には、１０〜２０ｍ程度の誤差を含む。ＧＰＳを用いるため、距離センサ、方位センサ又は角速度センサ等の車載のセンサは不要である。しかし、高架下の道路、建物に挟まれた道路、山道、街路樹等で覆われた道路では、所定数のＧＰＳ衛星から電波を受信することができず、検出精度が大きく劣化するという問題がある。また、道路間隔の狭い細街路では、走行道路を間違うという問題もある。
【０００４】
また、地図マッチング法は、自立航法による走行軌跡と道路地図との整合性（マッチング）を考慮して車両の位置を検出するものである（特許文献１参照）。すなわち、自立航法による軌跡と、道路地図データとを比較して相関をとりながら、走行していると考えられる複数の道路候補の中から、最も確からしい道路を選定してゆく。そして、候補となる道路が１本に限定された時点で、自立航法により得られた車両の走行軌跡を道路に合致させる。しかし、限定した道路が間違っている場合、それ以降の位置検出が不能になるという問題がある。
【０００５】
また、ハイブリッド航法は、衛星航法と地図マッチング法とを組み合わせたものであり、自立航法と衛星航法の誤差を勘案しながら、合理的に車両の位置を推定し、走行している道路を特定するものである（特許文献２参照）。ハイブリッド航法では、例えば、通常時には、地図マッチング法を用いて車両の位置を検出する。地図マッチング法で車両の位置が検出不能に陥った場合、衛星航法により車両の位置、方位を検出して車両の位置を推定し、道路地図データとの整合性を考慮して車両の位置を検出するものである。ハイブリッド航法を用いれば、特殊な場合を除けば、車両が走行している道路を間違う可能性は殆どなく、道路方向の位置精度も、平均的には１０ｍ程度の誤差範囲内であり、道路案内目的のナビゲーションでは、実用上殆ど問題ない精度レベルである。
【０００６】
一方、歩行者の位置検出方法では、歩行者が携帯する携帯電話又は簡易型ナビゲーション装置等の携帯機器を用いて位置検出を行っている。このような携帯機器では、例えば、ＧＰＳ衛星からの電波又は基地局との通信により歩行者の現在位置を検出する方法が実用化されている。
【特許文献１】特開昭６３−１４８１１５号公報
【特許文献２】特開平２−２７５３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＰＳ衛星から電波を受信して位置を検出する場合、ＧＰＳ衛星の受信状態が良いときには、位置誤差が１０〜２０ｍ程度であるが、都心のビル等の建造物の谷間又は高架下の道路などでは、位置を検出することが不能となる場合、あるいは、マルチパス等の影響により位置誤差が数百ｍ程度になり正確な位置が求められない場合がある。特に、歩行者の場合、車両等の移動体と異なり、建造物の近くを建造物に沿って歩く傾向があるため、ＧＰＳ衛星からの電波の受信レベルが低下する。
【０００８】
また、車両の場合と異なり歩行者の場合には屋外のみならず屋内に入る頻度が高く、建物などの内部に歩行者が入った場合には、ＧＰＳ衛星からの電波をほとんど受信することができず、このような場合に、基地局との通信が不可能であると位置検出を行うことが全くできないという事態に陥る。仮に基地局との通信が可能だとしても、位置検出の精度は格段に低下してしまう。
【０００９】
特に、歩行者が屋内領域に入っただけでなく、地下鉄等の交通手段（例えば、電車など）に乗車して遠方に移動するような場合、基地局との通信が断続されるだけでなく、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができず、また、通常の自立航法による測位だけでは位置を検出することができない。このため、交通手段に乗車して移動している間では、位置検出を行うことができず、例えば、目的地への経路誘導を行うことができないという問題があった。さらに、一旦位置検出が不能に陥った場合に、歩行者がＧＰＳ衛星からの電波を受信できる地上に出たときには、その時点から受信可能なＧＰＳ衛星を再度探索する必要があるため、位置検出ができるまでに長い時間を要し、歩行者にとっては不便であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、歩行者が交通手段に乗車して移動するような場合でも、継続して歩行者の位置を精度良く特定（検出）することができる位置特定装置、該位置特定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び位置特定方法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】
【００１１】
第１発明に係る位置特定装置は、自身の位置を測位する測位手段を備え、歩行者による携帯可能な位置特定装置において、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶する所要時間記憶手段と、計時手段と、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、該乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記測位手段で測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係る位置特定装置は、第１発明において、前記乗降判定手段で歩行者が降車したと判定した場合、前記測位手段で測位を継続するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係る位置特定装置は、第１発明又は第２発明において、歩行者の歩行挙動を判定する歩行挙動判定手段と、歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、歩行挙動と前記特徴地点とを関連付けて記憶する記憶手段と、前記測位手段で測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定する推定手段と、該推定手段で推定した推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する誤差範囲算出手段とを備え、前記位置特定手段は、前記誤差範囲算出手段で算出した誤差範囲内に、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に関連する特徴地点がある場合、該特徴地点を自身の位置として特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第４発明に係る位置特定装置は、第３発明において、自身の移動速度を計測する速度計測手段を備え、前記乗降判定手段は、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び速度計測手段で計測した移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
第５発明に係る位置特定装置は、第３発明又は第４発明において、自身の振動特性を検出する振動検出手段を備え、前記乗降判定手段は、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び振動検出手段で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第６発明に係る位置特定装置は、第５発明において、前記乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記速度計測手段で計測した移動速度、又は前記振動検出手段で検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定する停止判定手段と、該停止判定手段で交通手段が停止したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する照合手段と、該照合手段で照合した結果、前記経過時間と所要時間とが一致しない場合、該経過時間から前記交通手段の停止時間を減算する減算手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第７発明に係る位置特定装置は、第３発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する乗換判定手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る位置特定装置は、第３発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記地図情報記憶手段は、エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
第９発明に係る位置特定装置は、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記所要時間記憶手段は、所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶するようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
第１０発明に係る位置特定装置は、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、交通機関の路線図を含む路線情報を記憶する記憶手段と、前記位置特定手段で特定した位置を路線図上で表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１１発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、測位をさせて自身の位置を特定させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の路線にある複数の停止地点間の所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段として機能させることを特徴とする。
【００２２】
第１２発明に係る位置特定方法は、測位して自身の位置を特定する位置特定方法において、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶してあり、歩行者の交通手段への乗降を判定し、歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定することを特徴とする。
【００２３】
第１発明、第１１発明及び第１２発明にあっては、位置特定装置は、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び停止地点間の所要時間などの交通機関情報を記憶してある。交通機関は、例えば、地下鉄、電車、列車、汽車、市電、路線バス、モノレール、ケーブルカー、ロープウェイ、フェリー、航空機などの交通手段である。停止地点は、例えば、交通機関の運行計画に基づいた停止駅、乗降地点などである。なお、交通機関情報は、予め記憶してもよく、あるいは、歩行者の位置に応じて、その付近の停止地点から乗車（又は搭乗）可能な交通機関の情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。位置特定装置は、歩行者が交通手段に乗車したか否かを判定し、乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置（例えば、直近に測位した位置など）、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する。歩行者が交通手段に乗車したか否かは、例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。歩行停止、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。
【００２４】
自身の位置を測位するには、例えば、ＧＰＳ、基地局通信、距離センサ、方位センサなどの測位データを用いることができる。また、光ビーコン、電波ビーコン等との通信により測位することもできる。経過時間と所要時間とによる位置の特定は、例えば、乗車駅から次の停車駅までの所要時間に対する経過時間の比に応じて乗車駅からの走行距離を求めることにより行うことができる。これにより、歩行者が屋外から地下鉄等の交通手段に乗車するために屋内又は地下に入った場合でも、交通機関の路線上で歩行者の位置を特定することができ、歩行者の位置を継続して追跡することができる。また、歩行者が乗車駅から遠距離にある目的の駅で降車した場合であっても、歩行者の位置を追跡することができるため、歩行者の降車地点を特定することができ、例えば、降車地点から衛星航法及び／又は自立航法により測位することにより継続（連続）して位置を特定することができる。さらに、歩行者が地上に出てＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、予め歩行者の位置が特定されているため、短時間に衛星航法による測位を再開することができる。
【００２５】
第２発明にあっては、位置特定装置は、歩行者が降車したと判定した場合、測位を継続する。歩行者が交通手段から降車したか否かは、例えば、歩行開始と所定の速度以上の移動速度（歩行速度）とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。これにより、歩行者が目的の駅で降車した場合でも、その後の歩行者の位置を特定することができる。
【００２６】
第３発明にあっては、位置特定装置は、歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶してある。特徴地点は、例えば、横断歩道、歩道橋、地下横断通路、踏切、階段、エレベータ、エスカレータ、券売機、改札口、駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなどである。位置特定装置は、歩行者の歩行挙動と特徴地点とを関連付けた関連情報を記憶してある。歩行挙動は、例えば、歩行者の歩行特性を示すものであり、自転車に乗った場合の走行特性も含む。例えば、歩行の開始、歩行速度（歩行ピッチを含む）、歩行速度の変動、歩行の強さ（例えば、歩数センサで加速が大きさで示されるレベル強度）、歩行の強さの変動、単位時間当たりの歩数（自転車の場合には、ペダルをこぐ回数）、歩数の変動、歩行方位、歩行停止などである。歩行挙動は、加速度センサ又は歩数センサなどの距離センサ、及び角速度センサ、角加速度センサ又は地磁気センサなどの方位センサ等により取得することができる。歩行挙動と特徴地点との関連付けは、例えば、歩行者が階段を歩く場合には、歩行速度又は歩行の強さが変動するため、このような歩行挙動と階段とを関連付けることができる。なお、地図情報、関連情報などは、予め記憶してもよく、あるいは、歩行者の位置に応じて、その付近の地図情報、関連情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。
【００２７】
位置特定装置は、測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定し、推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する。誤差範囲は、測位データの精度により変化し、例えば、測位位置の誤差の標準偏差を基準として用いることができる（例えば、標準偏差の整数倍など）。位置特定装置は、歩行者の歩行挙動を判定するとともに、算出した誤差範囲内に判定した歩行挙動に関連する特徴地点があるか否かを判定し、特徴地点がある場合、その特徴地点を自身の位置として特定する。例えば、歩行者の歩行速度又は歩行の強さの変動があった場合に、歩行者の推定位置の誤差範囲内に階段があるときには、推定位置を階段の位置に更新することにより歩行者の位置を特定することができる。これにより、屋外又は屋内を問わず、歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【００２８】
第４発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動及び自身の移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の速度以上の移動速度（歩行速度）とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行停止、歩行速度、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。
【００２９】
第５発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動及び自身の振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。振動特性は、例えば、加速度センサ、角速度センサ又は角加速度センサなどの振動を検出することができるセンサにより自身の振動を検出し、振動の強さの周波数成分として求めることができる。例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きいのに対し、歩行者が交通手段に乗車した場合は、振動の周波数特性は、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。例えば、歩行停止と広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい振動特性を検出した場合、交通手段に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の周波数で比較的強さのレベルが大きい振動特性を検出した場合、降車したと判定することができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。
【００３０】
第６発明にあっては、位置特定装置は、歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、計測した移動速度、又は検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定し、交通手段が停止したと判定したときは、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する。照合の結果、経過時間と所要時間とが一致しない場合、交通手段が所定の停止地点（例えば、駅）で停止したのではなく、信号待ち又は緊急警報等により停止したものとして、経過時間から停止時間を減算する。これにより、交通手段が停止地点（駅）以外の地点で停止した場合であっても、経過時間を正確に計測することができ、自身の位置を一層精度良く特定することができる。
【００３１】
第７発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する。例えば、交通手段から降車したと判定した後、所定時間の歩行停止、あるいは、歩行速度の変化などを検出し、その後交通手段に乗車したと判定した場合には、交通手段の乗り換えであると判定することができる。これにより、交通機関の路線が複雑に分岐する場合であっても、自身の位置を特定し続けることができる。
【００３２】
第８発明にあっては、位置特定装置は、エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶する。これにより、これらの特徴地点において自身の位置を精度良く特定することができる。
【００３３】
第９発明にあっては、位置特定装置は、所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶する。区分は、例えば、交通手段が電車などの場合、特急、急行、準急、普通などを表わす。これにより、歩行者がいずれの区分の電車を利用した場合でも、位置を精度良く特定することができる。
【００３４】
第１０発明にあっては、位置特定装置は、交通機関の路線図を含む路線情報を記憶してあり、特定した位置を路線図上で表示する。これにより、例えば、目的地まで歩行者を誘導する場合に、歩行者の位置が路線図上に表示されるので、歩行者は目的地までの経路を容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明にあっては、歩行者が交通手段に乗車して移動するような場合でも、継続して歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る位置特定装置としての位置検出装置１０の構成の一例を示すブロック図である。位置検出装置１０は、自身（歩行者）の位置を衛星航法及び／又は自立航法により測位し、測位して得られた測位データに基づいて自身の位置を検出（特定）する。この場合、自身の位置を検出（特定）するとは、測位した測位位置よりもさらに高精度に自身の位置を検出（特定）することを意味する。また、位置検出装置１０は、歩行者の交通手段（例えば、地下鉄、電車、列車、汽車、市電、路線バス、モノレール、ケーブルカー、ロープウェイ、航空機など）への乗降を判定し、歩行者が交通手段に乗車（又は搭乗）している間は、交通機関の路線（移動進路）に沿って自身の位置を継続（連続）して特定する。
【００３７】
位置検出装置１０は、歩行者（自転車で走行する歩行者も含む）が携帯可能であって、装置全体を制御する制御部１１、通信部１２、測位部１３、地図データベース１４、記憶部１５、操作部１６、位置検出処理部１７、表示部１８、音声出力部１９などを備える。また、測位部１３は、ＧＰＳ１３１、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４、方位補正部１３５、センサ較正部１３６などを備える。また、位置検出処理部１７は、位置推定部１７１、誤差算出部１７２、歩行挙動判定部１７３、乗降判定部１７４、位置特定部１７５、信頼度算出部１７６、評価部１７７、振動検出部１７８などを備える。
【００３８】
通信部１２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＲＦＩＤ若しくはＤＳＲＣ等の路上装置との間で通信を行う狭域通信機能、ＵＨＦ帯若しくはＶＨＦ帯などの無線ＬＡＮ等の中域通信機能、又は携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送若しくはインターネット通信などの広域通信機能を備える。通信部１２は、例えば、地下鉄などの交通機関へのアクセスのための地下入口の周辺を範囲とした無線ＬＡＮ等の中域通信を利用し、路上装置間の路路間通信、路上装置と車両との路車間通信、又は車々間通信で通信された地図情報及び交通機関の路線情報（例えば、鉄道の路線図、駅間の所要時間などを含む）、交差点の信号機の信号情報などを取得する。なお、地図情報及び路線情報の詳細は後述する。
【００３９】
また、路上装置の他の例としては、例えば、超音波感知器、画像感知器等の交通情報収集装置、交通情報を文字又は図形で提供する情報板装置、信号制御装置等がある。また、通信部１２は、携帯電話等の広域通信を利用することにより、情報処理センタ又は交通管制センタ等のセンタ装置から歩行者の周辺の地図情報及び路線情報を取得することもできる。
【００４０】
通信部１２は、基地局との間で通信を行う通信機能を備え、複数の基地局からの電波を受信し、受信結果を測位部１３へ出力する。また、通信部１２は、路上装置との狭域通信により得られた通信地点の位置情報を測位部１３へ出力する。
【００４１】
測位部１３は、歩行者の位置を時々刻々（例えば、０．５秒、１秒等の経過の都度、１ｍ、２ｍ等の移動の都度など）測位し（測位位置を求め）、歩行者の移動距離及び移動方位（測位方位）を時刻とともに測位軌跡として記憶部１５に記憶する。
【００４２】
ＧＰＳ１３１は、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信し、歩行者の位置を測位する。なお、ＧＰＳ１３１に加えて、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳ１３１で求めた測位位置のずれを補正することができ、歩行者の位置の精度を向上させることができる。なお、携帯電話の複数の基地局からの電波により位置を概略的に測位する方式とＧＰＳとを複合した形で測位することも可能である。これにより、屋内でＧＰＳ衛星からの電波を受信しにくい場合でも、位置精度が悪いものの一応位置を得ることができる確率が高くなる。
【００４３】
距離センサ１３２は、非常に短い時間での速度、移動距離を検出することができる加速度センサ、比較的長い移動距離を検出することができる歩数センサなどを備えている。ここで歩数センサとして、例えば加速度センサを用いれば、歩行のピッチに合わせて生ずる急峻なデータが得られ、この数を計数することにより歩数や歩行速度を求めることができる。また、この場合、自転車に乗ってペダルをこいでいる場合、あるいは、歩道橋又は地下横断通路の階段を上下する場合には、急峻なデータの特性、例えば、ピーク値（歩行の強さ）が異なるため、これにより、ある程度歩行場所を特定することも可能である。これにより、自立航法において歩行者の位置を短時間かつ短距離の歩行毎に検出することができる。なお、都市圏以外で周囲にビル等がなくＧＰＳ衛星の測位精度が非常に良好な場合には、歩数センサを使用せず、ＧＰＳの位置測位の差により、歩行した距離を算出するようにしてもよい。なお本願では、歩行速度は、歩行ピッチ（単位時間当たりの歩数）を含む概念で用いる。
【００４４】
方位センサ１３３は、角速度センサ又は角加速度センサ（相対方位センサ）、２次元又は３次元の地磁気センサ（絶対方位センサ）などを備えている。これにより、自立航法において歩行者の移動方位を短時間かつ短距離の歩行毎に検出することができる。また、地磁気センサにより、歩行者が鉄筋物で囲まれた建物内に存在すること、あるいは、歩行者が強い電場又は磁場がある踏切付近に存在することを検出することが可能である。
【００４５】
高度センサ１３４は、気圧計又は加速度センサ等により歩行者の位置での高度を検出する。なお、ＧＰＳ１３１、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４は、すべて備える構成でなくてもよい。
【００４６】
方位補正部１３５は、地図マッチング法により、歩行者が歩行する道路が特定され、歩行者の推定位置が確定し、かつ測位方位（移動方位）が所定の移動距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合に、測位方位を地図上の道路の方位に補正する。なお、方位補正の詳細は後述する。
【００４７】
センサ較正部１３６は、相対方位センサの場合、地図マッチング法により、歩行者が歩行する道路又は屋内の通路が特定され、歩行者の推定位置が確定した場合、相対方位センサのスケールファクタを道路又は通路の方位との差に基づいて較正する。また、歩数センサの場合には、地図マッチング法により２地点間の通過が確実であると判定した場合、その間の道路又は通路の距離とその間に計測された歩数とから歩数センサを較正する。なお、２地点間の測位軌跡により歩行距離を補正しても良い。
【００４８】
測位部１３は、測位した測位データ、通信部１２を経由して得られた基地局からの電波の受信結果、又は路上装置との狭域通信により得られた通信地点の位置情報などに基づいて、測位位置及び測位位置の誤差範囲を算出する。以下、測位位置及びその誤差範囲の算出方法について説明する。
【００４９】
図２は測位位置の誤差範囲の例を示す説明図である。直交座標系（ｘ方向及びｙ方向）において、ＧＰＳ、基地局又は路上装置との狭域通信により検出された位置の誤差範囲を、一例として、矩形領域（ｘ方向の長さが４ａ、ｙ方向の長さが４ｂ）として設定する。すなわち、測位位置は、矩形領域の中心位置であり、誤差範囲は、中心位置からｘ方向に±２ａの範囲だけ広がり、ｙ方向に±２ｂの範囲だけ広がる。例えば、２ａを２シグマと設定した場合、ｘ方向の分散はａ2 となり、標準偏差はａと設定することができる。また、２ｂを２シグマと設定した場合、ｙ方向の分散はｂ2 となり、標準偏差はｂと設定することができる。
【００５０】
路上装置との狭域通信による誤差は、ＧＰＳ又は基地局通信の場合に比べて小さい（例えば、誤差範囲が数ｍ）ため、誤差範囲は、路上装置との狭域通信を利用するか、ＧＰＳ又は基地局通信を利用するかに応じて異なる。また、例えば、ＧＰＳを利用する場合、誤差範囲は、環境条件、より具体的には、ＧＰＳの受信レベル、捕捉衛星数、２次元又は３次元測位の別、ＣＥＰ（Circular Error Probability）により時間的に変化する。また基地局通信の場合には、誤差範囲は、基地局との通信レベル、基地局の通信範囲等で時間的に変化する。誤差範囲を予め大きめに設定した所定の定数、場所又は時間に応じて予め決定した定数等を用いてもよい。また、誤差範囲の形状は、矩形形状に限らず、円形、楕円形等任意の形状でもよい。例えば、ＧＰＳのみで測位する場合、環境条件が良好なときには、誤差範囲として１０〜２０ｍ程度を設定することができる。
【００５１】
以下、歩行者の測位位置の算出方法について説明する。なお、測位位置は、直交座標系における二次元ベクトルで表現するが、３次元では、高度情報を加えるだけであり、容易に拡張可能である。また、以下の説明では、時刻で定式化しているが、実際の処理においては、単位時間の経過の都度の処理の代わりに単位走行距離の都度処理を行ってもよい。また、以下、大文字のアルファベットはベクトル又は行列とする。
【００５２】
時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）を式（１）とすると、時刻ｔ＋１（時刻ｔ、ｔ＋１の間隔は、所定時間であり、例えば、１秒、０．５秒などである）における歩行者の位置Ｐ（ｔ＋１）は、式（２）で表すことができる。あるいは、時刻ｔから歩行者が所定の歩行距離（例えば、１ｍ、２ｍなど）を歩行した時刻を時刻ｔ＋１とすることもできる。なお、ベクトルに付した「Ｔ」は転置を意味する。また、式（２）は、歩行者の動特性を示すものである。なお、時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）は、歩行者の真の位置（実際の位置）であり、未知の誤差の存在のため観測不可能な位置である。すなわち、歩行者の測位位置は、真の位置Ｐ（ｔ）に対する最適な推定位置を求めるものである。
【００５３】
【数１】
【００５４】
ここで、Ｄ（ｔ）は、式（３）で表され、ｄ（ｔ）は、時刻ｔから時刻ｔ＋１までに歩行者が移動（歩行）した距離、θ（ｔ）は、直交座標系に対する歩行者の移動（歩行）の方位角である。また、Ｅ（ｔ）は、式（４）で表され、ｅ（ｔ）は、移動距離ｄ（ｔ）の誤差である。また、誤差Ｅ（ｔ）の分散Ｑ（ｔ）は、式（５）で表され、ｑは、単位距離移動での誤差分散であり、一定値とすることができる。
【００５５】
また、時刻ｔにおいて、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信により検出された位置Ｓ（ｔ）は、式（６）で表すことができる。ここで、Ｇ（ｔ）は、位置Ｓ（ｔ）の誤差であり、誤差Ｇ（ｔ）の共分散行列Ｒ（ｔ）は、式（７）で表すことができる。式（７）において、ａ、ｂそれぞれは、図２で示した誤差範囲である矩形領域のｘ方向及びｙ方向の長さの４分の１である。すなわち、共分散行列Ｒ（ｔ）は、２ａ、２ｂを２シグマとした場合のｘ方向及びｙ方向の分散で構成されている。なお、Ｅ（ｔ）、Ｇ（ｔ）の平均値は０としても一般性は失わない。
【００５６】
時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）の最適な推定位置Ｈ（ｔ）は、カルマンフィルタにより式（８）のような漸化式で表される。
【００５７】
【数２】
【００５８】
ここで、Γ（ｔ）は、推定位置Ｈ（ｔ）の推定誤差の分散であり、式（９）のような漸化式で表すことができる。また、行列に付した「−１」は、その行列の逆行列を意味する。また、初期時刻０における推定位置Ｈ（０）、その推定誤差の分散Γ（０）は、それぞれ式（１０）、式（１１）で表すことができる。ここで、Ｍは、歩行者の最初の位置の先験情報であり、Σは、その誤差分散である。仮に先験情報がない場合、Ｍ＝０、Σ-1＝０となり、初期時刻０における推定位置Ｈ（０）、その推定誤差の分散Γ（０）は、それぞれ式（１２）、式（１３）で表される。
【００５９】
なお、式（６）は、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信により位置が検出された場合に得られるので、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信が行われない間は、式（７）における誤差ａ、ｂが十分大きな値と考えることにより、式（８）において、Ｒ-1（ｔ）＝０とすれば、式（８）をそのまま用いて推定位置を繰り返し算出することができる。すなわち、この場合は、自立航法のみで位置を測位することと等価になる。
【００６０】
移動距離ｄ（ｔ）の誤差ｅ（ｔ）は、距離センサの種類により異なる。例えば、複数の種類の距離センサを同時に利用する場合には、各センサの誤差を結合した結合誤差を設定すれば良い。例えば、２種類のセンサで得られた距離をそれぞれｄ１、ｄ２、誤差の分散をそれぞれｑ１、ｑ２とすると、その結合距離を、式（１４）で設定し、その結合誤差として分散は、式（１５）で設定することができる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
上述の定式化では、記述を簡単にするために、方位（方位角）θの誤差がないと仮定したが、方位（方位角）θの誤差ｆ（ｔ）を考慮して、線形近似することにより上述の定式化を容易に拡張することができる。この場合、誤差ｅ（ｔ）、Ｇ（ｔ）と同様に、誤差ｆ（ｔ）の誤差分散を定義する。あるいは、方位誤差を考慮して、位置の誤差分散を大きくすることもできる。
【００６３】
例えば、時刻ｔの方位θの計測値に誤差Ｆ（ｔ）が累加した場合、高次の誤差を無視すれば、式（２）は式（１６）及び式（１７）のように拡張することができる。
【００６４】
【数４】
【００６５】
この場合、式（５）は、式（１８）に置き換えればよい。ここで、ｕは方位θの誤差の分散である。なお、式（１６）〜式（１８）に代えて、式（５）のＱ（ｔ）を大きめに設定するだけとしてもよい。なお、以上の数式では、２次元の位置検出として定式化したが、高さの次元を加えて３次元で定式化してもよい。
【００６６】
地図データベース１４は、広範囲の地図情報及び交通機関の路線情報を記憶してある。なお、歩行者の位置に応じて、その付近の地図情報及び路線情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。
【００６７】
図３は地上の地図情報の一例を示す模式図である。歩行者の位置を検出する場合には、車両の位置を検出する場合に比較して複雑かつ困難になる。すなわち、車両の場合には、推定した位置と地図上の車道との地図マッチングにより、車両の位置を検出することができるのに対し、歩行者の場合には、歩行者用の歩道以外に歩行者が歩行可能な領域は種々存在する。また、屋外のみならず屋内であっても歩行者の位置検出を行う必要性が高い。
【００６８】
また、歩行者の位置を検出する場合、歩道と車道との分離等、きめ細かな地図マッチングが必要となるため、地図情報としても詳細のデータが必要になる。ただし、広範囲な地図情報を位置検出装置１０の記憶部１５に記憶しておく必要はなく、歩行者の位置に合わせて適宜、情報センタ装置又は路上装置等の外部から通信で取得しても良い。
【００６９】
図３に示すように、地図上には、歩行者専用道路（歩道）、車道、横断歩道、ビル、小売店、公園、池など、種々の領域が存在する。そこで、まず、地図上の領域を歩行可能領域と禁止領域とに区分する。禁止領域は、例えば、立入禁止区域、川、池、海、湖、沼、池、崖、鉄道敷地、皇居など、一般には歩行者の進入が禁止されている領域、あるいは進入が不可能な領域である。
【００７０】
次に、歩行可能領域を、例えば、屋内領域、道路領域及びその他領域に区分する。屋内領域は、例えば、ビル、地下道、駅舎、店舗、小売店、家屋、工場、地下街、建造物内部などである。道路領域は、例えば、歩行者専用道路、歩道・車道分離の幹線道路の場合の歩道、横断歩道、歩行者用陸橋（歩道橋）、地下横断道路、踏切、その他私有地の道路等（今後、何れも道路と呼ぶ）である。また、その他領域は、例えば、車道、公園、運動場、その他自由に歩行可能な全ての屋外の領域である。また、屋内領域又はその他領域において、歩行者が通常歩行する領域を通路として設定する。
【００７１】
図３に示すように、道路領域は、歩行者専用道路、幹線道路の歩道、横断歩道、歩行者用陸橋、地下横断通路（地下鉄の駅などへのアクセス通路）であり、屋内領域は、ビル、小売店、家屋であり、小売店には歩行通路が設定されている。また、禁止領域は池であり、その他領域は幹線道路の車道、公園である。図３の情報に基づいて、地図上の道路（道路領域、地図マッチングのための線分）を設定することができる。
【００７２】
図４は地図上の道路又は通路の設定例を示す説明図である。図４に示すように、道路領域、屋内領域、その他領域の道路又は通路に対して、地図マッチングのための１又は複数の線分（標準歩行線、地図上の道路）を定義し、各線分の接続関係の情報を設定する。地図上の道路又は通路は、リンク及びノードにより構成することもでき、あるいは、線分に対する道路幅又は通路幅に相当する幅を設定することもできる。ノードは、地図上の道路又は通路の一部であり、リンクはノードの接続点、すなわち、地図上の道路又は通路の接続性を定義する。
【００７３】
例えば、図３の例に対して、地図上の道路又は通路は、図４のように設定される。地図上の道路又は通路には、道路幅又は通路幅の情報、接続関係の情報を含めることもできる。また、屋内領域、禁止領域には、それぞれの領域の範囲の情報を含めることもできる。その他領域に、領域の範囲の情報を含めてもよく、あるいは、道路領域、屋内領域、禁止領域の何れでもなければその他領域であると判断する場合、その他領域に領域の範囲の情報を含めなくてもよい。なお、図３及び図４には記していないが、領域と領域とを接続する地点又は道路（通路）を地図上に設定してもよい。例えば、道路上に屋内領域の地下街又は地下鉄駅舎に通じるための連絡口（階段、エレベータ、エスカレータ等）がある場合等であり、これにより、道路から屋内領域に移る場合に、歩行者の位置を修正することができる。
【００７４】
図５は駅付近の地下の地図情報の一例を示す模式図である。図５の例は、地下鉄などの駅付近の地図を示し、図５（ａ）は地上から地下鉄のプラットホームに通じる地下１階の地図であり、図５（ｂ）は地下２階のプラットホームの地図である。図５に示すように、駅が地下等の屋内領域にある場合、地上の道路領域から屋内領域及びプラットホームに移るための階段、エスカレータ、エレベータ等のアクセス部分を両領域の接続地点又はアクセスのための通路として設定することができる。
【００７５】
より具体的には、地上の道路から駅のプラットホームまでは、道路、階段、地下のアクセス通路、曲がり角、改札口、階段（又はエスカレータ、エレベータ）、プラットホームの順で通路を設定することができる。この場合、設定した通路に対して、図５に示すように、地図マッチング用のベクトル線分を設定することができる。また、地図には、券売機なども含まれる。上述の横断歩道、歩道橋、地下横断通路、階段、エレベータ、エスカレータ、券売機、改札口、駅のプラットホームなどは、後述するように、歩行者の歩行挙動と関連付けて歩行者の位置を特定するための特徴地点である。なお、特徴地点は、これに限定されるものではなく、踏切、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなど他の地点なども含めることが可能である。また、交通手段は、地下鉄に限定されるものではなく、電車、列車、汽車、市電若しくはモノレールなどの鉄道、又は路線バス、ケーブルカー、ロープウェイ、フェリー、航空機などであってもよい。
【００７６】
図６は鉄道の路線図の一例を示す説明図であり、図７は鉄道の駅間の所要時間の例を示す説明図である。図７の所要時間（例えば、上り列車）は、図６の路線図に対応するものである。路線図と所要時間は、路線情報を構成するものである。図６に示すように、鉄道の路線に本線と、これから分岐する支線１、支線２とがあるとする。本線には駅Ｊ１〜Ｊ１２があり、支線１は駅Ｊ３から分岐して駅Ｋ１〜Ｋ６がある。また、支線２は駅Ｊ７で分岐し、駅Ｌ１〜Ｌ３があるとする。交通機関の区分として、例えば、鉄道では、特急、急行、準急、普通に区分けされ、特急が停車する駅はＪ１、Ｊ７、Ｊ１２であり、急行が停車する駅はＪ１、Ｊ３、Ｊ７、Ｊ１０、Ｊ１２である。また、準急が停車する駅はＪ１、Ｊ３、Ｊ７、Ｊ１０、Ｊ１２、Ｋ３、Ｋ６であり、普通はすべての駅で停車する。
【００７７】
また、図７に示すように、路線情報には、本線、支線１、支線２ごとに各駅の位置、駅間の距離、各列車の区分に応じた駅間の所要時間を含む。なお、上述の区分は一例であって、これに限定されるものではなく、快速、通勤快速、新快速など他の区分を用いてもよく、あるいは、地下鉄のように車両がすべての駅に停車するような場合には、区分を設ける必要はない。また、鉄道間の相互乗り入れがあってもよい。また、図７では、例えば、上り列車の所要時間を例示しているが、下り列車も同様である。
【００７８】
また、図５に示したように、地図マッチングを行うことができるように、各駅の屋内領域又は道路領域とのアクセス通路を二次元空間又は線データの地図情報として地図データベース１４に記憶してもよく、あるいは、駅舎全体を駅領域として、その範囲（境界）のみを記憶することもできる。
【００７９】
列車の区分は、予め区分毎の列車の速度、振動特性などを記憶しておき、歩行者が列車に乗車したときの移動速度、振動特性を検出することにより、歩行者が乗車した列車の区分を判定することができる。例えば、移動速度の速い順に特急、急行、準急、普通のように判定することができる。また、振動の強い順に特急、急行、準急、普通のように判定することができる。
【００８０】
また、歩行者が列車に乗車した時点から列車が停車するまでの経過時間と、駅間の所要時間とにより、その列車が停車した駅を求め、その駅に停車する列車の区分から歩行者が乗車した列車の区分を判定することもできる。あるいは、歩行者が列車に乗車した時点からの経過時間と駅間の所要時間により、その列車が停車せずに通過した駅を求め、その駅を通過する列車の区分から歩行者が乗車した列車の区分を判定することもできる。
【００８１】
歩行者が列車に乗車している場合の歩行者の位置は、路線図に沿って特定することができる。例えば、乗車駅から次の停車駅までの所要時間に対する乗車後の経過時間の比で、乗車駅と次の停車駅との距離を比例配分して、乗車駅からの距離を求めることで特定することができる。例えば、図６及び図７の例で、歩行者が特急列車に乗車したと判定した場合、駅Ｊ１から乗車して経過時間が５分であるとすると、駅Ｊ１及びＪ７（特急列車が次に停車する駅）間の距離に５／９（９分は駅Ｊ１、Ｊ７間の所要時間）を乗算した距離だけ駅Ｊ１から離れた位置が歩行者の位置である。
【００８２】
なお、歩行者の位置を路線図上で特定する場合において、経過時間は、歩行者が交通手段に乗車した乗車地点からの経過時間だけでなく、いずれかの駅で停車又は通過した場合には、その停車又は通過した駅からの経過時間も含むものとする。これにより、乗車駅を起点とした経過時間と各駅までの所要時間とに基づいて歩行者の位置を特定してもよく、あるいは乗車駅にかかわらず、ある駅を起点とした経過時間とその起点とした駅からの所要時間とに基づいて歩行者の位置を特定することもできる。
【００８３】
上述の例では、地下鉄等の屋内駅舎の場合を説明したが、屋外の電車、列車、汽車、モノレール、市電、路線バス、飛行機、ケーブルカー、ロープウェイ等のように、道路上又は道路に接続された駅のプラットホーム、停留所、搭乗エリアがある場合でも、上記と同様に、道路領域又は屋内領域に駅のプラットホーム、停留所、搭乗エリア、あるいは、アクセス通路、路線図及び駅間の所要時間を設定することにより、歩行者の位置を同様に特定することができる。なお、交通手段が地下鉄のように地下を走行しない場合には、少なくとも間欠的にＧＰＳ衛星からの電波を受信できる可能性があり、ＧＰＳによる測位を併用して歩行者の位置を特定することもできる。
【００８４】
記憶部１５は、歩行者の歩行挙動と地図上の特徴地点とを関連付けた情報、測位部１３で測位した測位データ、位置検出処理部１７で処理した処理結果などを記憶する。なお、制御部１１、位置検出処理部１７などをＣＰＵ、ＲＡＭなどで構成する場合、制御部１１、位置検出処理部１７の処理手順を定めたコンピュータプログラムを記憶することもできる。
【００８５】
操作部１６は、各種操作ボタンを備え、歩行者と位置検出装置１０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部１６は、歩行者の操作により位置検出装置１０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００８６】
位置検出処理部１７は、専用のハードウエア回路で構成してもよく、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成であってもよい。
【００８７】
位置推定部１７１は、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に算出された推定位置又は推定位置を更新した検出位置と、測位部１３で算出した測位位置の軌跡（測位軌跡）とに基づいて、地図上の推定位置（推定位置の軌跡）を算出する。より具体的には、前回に算出された推定位置又は検出位置から測位位置までの測位軌跡に沿った軌跡を求めることにより、推定位置の軌跡及び推定位置を算出する。
【００８８】
誤差算出部１７２は、位置推定部１７１で推定した推定位置の誤差範囲を算出する。より具体的には、誤差算出部１７２は、後述するように推定位置を初期登録する場合、あるいは、推定位置を更新する場合、推定位置の誤差範囲を所定値に設定する。例えば、推定位置を初期登録した場合、推定位置の誤差範囲を測位位置の誤差範囲（例えば、２０〜２００ｍ）とすることができる。また、道路上のカーブ、道路又は通路の特徴地点で推定位置を更新した場合、最小の誤差（例えば、道路幅程度の範囲）とすることができる。
【００８９】
誤差算出部１７２は、初期登録した推定位置又は更新した推定位置の誤差範囲を所定値に設定した後は、設定した所定値に、初期登録又は更新した推定位置からの歩行者の移動距離又は移動方向に応じた値（例えば、測位誤差の増加分）を加算して誤差範囲を算出する。これにより、一旦歩行者の位置が決定（確定）され、その位置での誤差範囲を所定値に設定した後は、測位軌跡の増加（移動距離又は移動方位）に伴って測位誤差が増加した場合でも、測位軌跡に応じて、推定位置の適切な誤差範囲を求めることができる。なお、誤差範囲を常に適当な所定の一定値（例えば、１００ｍ）とすることもできる。
【００９０】
歩行挙動判定部１７３は、測位部１３の距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などで得られたデータに基づいて、歩行者の歩行挙動を判定する。歩行挙動は、歩行者の歩行特性を示すものであり、自転車に乗った場合の走行特性も含む。歩行挙動は、例えば、歩行の開始、歩行速度、歩行速度の変動、歩行の強さ（例えば、歩数センサで加速が大きさで示されるレベル強度）、歩行の強さの変動、単位時間当たりの歩数（自転車の場合には、ペダルをこぐ回数）、歩数の変動、歩行方位、歩行停止などである。
【００９１】
歩行挙動判定部１７３は、歩行挙動に基づいて歩行の乱れの有無を判定する。歩行の乱れは、例えば、所定の歩行速度又は単位時間当たりの歩数を基準として歩行速度が遅い又は歩数が少ない場合、歩行速度が略一定でなく歩行速度の変動が頻繁にある場合、歩行方位の蛇行又は周回性がある場合、あるいは、歩行の強さが不安定である場合などである。
【００９２】
乗降判定部１７４は、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動、及び測位部１３の距離センサ１３２、方位センサ１３３などで得られたデータに基づいて、歩行者が地下鉄などの交通手段に乗車したか、あるいは、降車したかを判定する。例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の速度以上の歩行速度とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行停止、歩行速度、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。
【００９３】
また、乗降判定部１７４は、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動、及び振動検出部１７８で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。振動特性は、例えば、加速度センサ、角速度センサ又は角加速度センサなどの振動を検出することができるセンサにより自身の振動を検出し、振動の強さの周波数成分として求めることができる。例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きいのに対し、歩行者が交通手段に乗車した場合は、振動の周波数特性は、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。例えば、歩行停止と広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい振動特性を検出した場合、交通手段に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の周波数で比較的強さのレベルが大きい振動特性を検出した場合、降車したと判定することができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。なお、一旦歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合に、移動速度又は振動特性から歩行者が乗車しているものと判断できる場合に、仮に歩行者の一時的な歩行を検出したとしても、歩行者が乗車中であると判定すればよい。
【００９４】
位置特定部１７５は、測位位置に基づいて推定位置の初期登録を行う。また、位置特定部１７５は、地図マッチング法を利用して、位置推定部１７１で算出した推定位置に基づいて、誤差範囲内で歩行していると考えられる位置に推定位置を更新し、更新した位置を歩行者の位置として特定（検出）する。この場合、評価部１７７で算出される評価係数に基づいて、最も確からしい推定位置を歩行者の位置として特定することができる。評価係数の詳細は後述する。なお、評価係数の逆数を相関度と定義し、相関度を用いることもできる。
【００９５】
また、位置特定部１７５は、誤差算出部１７２で算出した誤差範囲内に、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動に関連する特徴地点があるか否かを判定し、特徴地点がある場合、その特徴地点を歩行者の位置として特定する。例えば、歩行者の歩行速度又は歩行の強さの変動があった場合に、歩行者の推定位置の誤差範囲内に階段があるときには、推定位置を階段の位置に更新することにより歩行者の位置を特定することができる。これにより、歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【００９６】
また、位置特定部１７５は、乗降判定部１７４で歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の駅間の所要時間に基づいて、交通機関の路線に沿って歩行者の位置を特定する。
【００９７】
信頼度算出部１７６は、測位部１３で測位した測位データの信頼度を算出する。より具体的には、信頼度算出部１７６は、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などのセンサ単体でのデータの自己矛盾、あるいは、センサ相互のデータの矛盾又は地図情報との不整合などの異常の有無の判定、ＧＰＳ１３１の測位データ及び基地局通信の信頼性を示す使用環境指標の算出などを行う。また、センサ等に異常があると判定した場合には、使用可能なセンサを選択するとともに、使用不可のセンサに対しては、そのセンサの誤差分散を無限大にする（又は大きくする）処理を行う。これにより、常にセンサの使用可否を監視する。以下、信頼度算出部１７６での処理の詳細について説明する。
【００９８】
ＧＰＳ１３１の異常の有無の判定は、例えば、ＧＰＳ１３１で得られた測位データに基づいて測位した測位位置、歩行者の歩行速度、移動方位などの時間的変化に自己矛盾があるか否かで判定することができる。異常がある場合には、ＧＰＳ１３１のデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、ＧＰＳ１３１の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、ＧＰＳ１３１のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間又は所定の距離の間継続すれば、ＧＰＳの信頼度を正常な値に復帰させる。
【００９９】
ＧＰＳ１３１の使用環境指標としては、例えば、ＧＰＳ１３１の受信レベル、捕捉衛星数、２次元又は３次元測位の別、ＣＥＰ（Circular Error Probability）が所定の標準値以下であれば、異常であるとしてＧＰＳ１３１のデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、ＧＰＳ１３１の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、ＧＰＳ１３１のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間又は所定の距離の間継続すれば、ＧＰＳ１３１の信頼度を正常な値に復帰させる。
【０１００】
基地局通信の使用環境指標としては、例えば、基地局との通信レベル、基地局の通信範囲等が所定の標準値より低下した場合、異常であるとして基地局通信によるデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、基地局通信の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、基地局通信のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間及び／又は所定の距離の間継続すれば、基地局通信の信頼度を正常な値に復帰させる。なお上記では、ＧＰＳと基地局通信とを区別したが、ＧＰＳと基地局通信とを結合した測位方式を利用してもよい。
【０１０１】
地磁気センサは、その検出原理から周辺の鉄板又は鉄筋等の存在、踏切等の電場又は磁場の存在により検出データにノイズが加わり、検出精度が低下することが多い。このような場合、仮に誤差がない場合でも、地磁気センサを使用しないようにしてもよい。また、建物内（屋内）又は踏切付近では、地磁気センサの検出データにノイズが加わるため、これを利用して歩行者が屋内又は踏切付近に存在する可能性が高いと判定することができる。
【０１０２】
センサ相互のデータの矛盾の有無の判定は、例えば、過去のある時刻で測位した測位方位（推定方位）に、その時刻から現在時刻までの相対方位センサのデータ増分を加えたものが、現在時刻での地磁気センサのデータと大きく乖離すれば、地磁気センサのデータが異常であるとみなして地磁気センサを利用しないようにすることができる。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、地磁気センサの信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、地磁気センサのデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間及び／又は所定の距離の間継続すれば、地磁気センサの信頼度を正常な値に復帰させる。
【０１０３】
また、方位の誤差を考慮して定式化する場合には、地磁気センサの誤差分散としては、例えば、異常の場合に無限大（又は十分に大きな値）、正常の場合に標準値（例えば、平均的な誤差）とする。相対方位センサの誤差分散は、例えば、較正されたとき最小に設定し、時間又は距離が経過するにつれて誤差分散を増加させる。複数のセンサによる誤差分散は、各々のセンサの分散を結合すれば良い。また、他の相互チェックとしては、過去のある時刻の推定位置に、歩数センサから推定された距離を加えたものが、現在時刻でＧＰＳ１３１により測位した測位位置と大きく乖離すれば、ＧＰＳ１３１の測位データが異常であるとみなすことができる。
【０１０４】
評価部１７７は、位置推定部１７１で算出した推定位置、及び位置特定部１７５で更新した推定位置（この場合、特定した位置）を評価するための評価係数を算出する。評価係数は、推定位置の確からしさを評価するための係数であり、例えば、評価係数が小さいほど推定位置の確からしさ（確率）が大きいとすることができる。評価係数は、例えば、推定位置と測位位置との位置ずれ、道路又は通路の特徴地点における推定位置と測位位置との位置ずれの差の平均、道路又は通路の特徴地点における推定位置と道路又は通路との位置ずれ（距離ずれ）の平均等である。なお、評価係数の詳細は後述する。
【０１０５】
振動検出部１７８は、距離センサ１３２、方位センサ１３３内の加速度センサ、角速度センサ、角加速度センサ等により振動特性を検出する。
【０１０６】
図８及び図９は振動特性の一例を示す説明図である。図８及び図９において、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は振動の強さを示す。図８（ａ）は歩行者が通常に歩行する場合の振動特性を示す。また、図８（ｂ）は歩行者が階段を上がる場合の振動特性を示し、図８（ｃ）は歩行者が階段を下りる場合の振動特性を示す。また、図９（ａ）は地下鉄、列車などの交通手段に歩行者が乗車した場合であって、交通手段が移動している場合の振動特性を示す。図９（ｂ）は地下鉄、列車などの交通手段に歩行者が乗車した場合であって、交通手段が停止している場合の振動特性を示す。
【０１０７】
図８に示すように、例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数（例えば、２Ｈｚ、４Ｈｚ、６Ｈｚなど）で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きい。また、階段を上がる場合と下がる場合とでは、通常の歩行に比べて、振動の強さのレベルが異なることがわかる。一方、図９に示すように、歩行者が交通手段に乗車した場合であって、交通手段が移動している場合は、振動の周波数特性は、特定の周波数での強さのピークはなく、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。また、交通手段が停止している場合は、振動の周波数特性は全体として非常に小さいレベルとなる。
【０１０８】
表示部１８は、例えば、液晶表示パネルであって、歩行者に自身の位置を地図上に表示する。
【０１０９】
音声出力部１９は、歩行者の位置を表示部１８で表示する際に、歩行者に所要の情報を通知するため、又は注意を促すため音声又は音響を出力する。
【０１１０】
次に位置検出装置１０の地図マッチング法による位置検出処理について説明する。図１０は推定位置の新規登録の一例を示す説明図である。推定位置の新規登録（初期登録）は、地図マッチング処理を開始した場合、あるいは、推定位置の候補が１つもなくなってしまった場合に行う処理である。
【０１１１】
推定位置の新規登録を行うか否かは、例えば、次の条件（１）、条件（２）により判定する。すなわち、条件（１）及び条件（２）の両方を充足する場合、推定位置の新規登録を実施せず、条件（１）又は条件（２）のいずれかが充足しない場合、推定位置の新規登録を行う。条件（１）は、センサ等の信頼度が所定の閾値以下（信頼性が悪い）の場合であり、例えば、ＧＰＳ１３１の信頼性が悪い場合、地磁気センサの信頼性が悪い場合などである。また、条件（２）は、所定の範囲（時間及び／又は距離）以上、歩行の乱れがある場合である。
【０１１２】
図１０に示すように、測位位置Ａの誤差範囲内に地図上の道路又は設定した通路があるか否かを判定し、道路（又は通路）がある場合には、測位位置Ａに最も近い当該道路上又は通路上の地点を測位位置Ａに対応する新規の推定位置として登録する。図１０では、誤差範囲内に２つの道路（又は通路）が存在するため、それぞれの道路（又は通路）において測位位置Ａから最も近い地点Ｍ、Ｎを推定位置として登録する。この場合、測位位置Ａまでの測位軌跡の方位又は測位位置Ａでの測位方位とほぼ方位が一致する道路（又は通路）を予め登録しておくこともできる。仮に、測位軌跡の方位又は測位方位と道路（又は通路）の方位とが略一致するような道路（又は通路）がない場合には、誤差範囲内に登録できる道路（又は通路）が存在するまで推定位置の新規登録を行わずに待機する。
【０１１３】
推定位置を新規に登録した場合、その推定位置に対応する測位位置の誤差範囲を、新規登録した推定位置の誤差範囲として設定（登録）する。図１０の例では、推定位置Ｍ、Ｎの誤差範囲は、推定位置Ａの誤差範囲を引き継ぐ。また、新規登録した推定位置Ｍ、Ｎとそれに対応する測位位置Ａとの位置ずれに基づいて、推定位置Ｍ、Ｎの評価係数を算出する。
【０１１４】
図１１は新規登録した推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。図１１の例は、測位位置Ａに対応させて推定位置Ｍを新規登録した場合を示す。測位位置Ａの座標を（Ｘ、Ｙ）、新規登録した推定位置Ｍの座標を（ｘ、ｙ）とすると、推定位置Ｍの評価係数Ｃは、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２とすることができる。ここで、Ｃ１＝｜ｘ−Ｘ｜、Ｃ２＝｜ｙ−Ｙ｜で表わすことができる。すなわち、推定位置Ｍの評価係数Ｃは、推定位置Ｍと測位位置Ａのｘ座標の差、推定位置Ｍと測位位置Ａのｙ座標の差とすることができる。この場合、評価係数が小さいほど、推定位置の確からしさ（確率）が高いということができる。評価係数Ｃは、ｘ座標毎、ｙ座標毎に算出するだけでなく、ｘ座標とｙ座標の絶対値の和、あるいは、自乗和の平方根等により１つの指標とすることもできる。これにより、推定位置Ｍが測位位置Ａに対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１１５】
次に、新規登録後の推定位置の軌跡の算出例について説明する。図１２は交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図であり、図１３は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。図１２及び図１３の例では、地図マッチングを利用するとともに、道路又は通路の特徴地点に推定位置を更新（補正）する。図１２に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である地下横断通路が存在する場合、推定位置を地下横断道路の地点に更新する。なお、特徴地点以外の地点では、推定位置を道路に更新しない。
【０１１６】
また、図１３に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である曲がり角、券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。なお、特徴地点以外の地点では、推定位置を通路に更新しない。
【０１１７】
図１４は交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図であり、図１５は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１４及び図１５の例では、地図マッチングを利用して、歩行者の歩行方位と道路又は通路の方位とが所定の閾値を超えない限り、推定位置を常時道路又は通路上にマッチングさせる。
【０１１８】
また、図１４に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である地下横断通路が存在する場合、推定位置を地下横断道路の地点に更新する。また、図１５に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である曲がり角、券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。
【０１１９】
図１６は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１６の例では、地図マッチングを利用して、推定位置が通路（通路領域）からはみ出した場合に、推定位置を通路に更新する。また、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。特徴地点以外の地点では、推定位置が通路からはみ出さない限り、推定位置を通路に更新しない。なお、地上の場合も同様である。
【０１２０】
図１７は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１７の例では、地図マッチングを利用せずに自立航法のみを利用する。図１７に示すように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない地下では、自立航法のみを利用して推定位置を求めるとともに、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。
【０１２１】
図１８は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１８の例では、地図マッチングを利用せずに自立航法のみを利用する。図１８に示すように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない地下では、自立航法のみを利用して推定位置を求めるとともに、特徴地点での推定位置の更新を行わない。駅舎などの構造により、歩行者が交通手段に乗車又は降車した地点を特定し易いなど推定位置の誤差範囲の大きさがある程度許容できる場合などには、図１８の例を用いることができる。
【０１２２】
なお、上述の例では、道路から地下に入り交通手段に乗車するまでの例を説明したが、交通手段から降車して道路に出るまでの推定位置も同様に特定し追跡することができる。従って、例えば、プラットホームから交通手段に乗車するまで、乗車後降車するまで、かつ降車してから道路に出るまでのすべての経路において継続（連続）して歩行者の位置を特定、追跡することが可能となる。
【０１２３】
推定位置の誤差範囲は、推定位置の新規登録（初期登録）では、測位誤差（例えば、２０〜２００ｍの範囲）とすることができる。また、推定位置の誤差範囲は、道路又は通路の特徴地点で推定位置を更新（補正）した場合には、最小の誤差範囲（例えば、道路幅又は通路幅程度）とすることができる。その後、歩行者が歩行するにつれて、測位誤差が累加されるため、推定位置の誤差範囲を増加させることができる。これにより、一旦歩行者の位置が決定（確定）され、その位置での誤差範囲を所定値に設定した後は、測位軌跡の増加（移動距離又は移動方位）に伴って測位誤差が増加した場合でも、測位軌跡に応じて、推定位置の適切な誤差範囲を求めることができる。なお、推定位置の誤差範囲を常に適当な所定の一定値（例えば、１００ｍ）とすることもできる。これにより、位置検出の処理労力を低減することができる。
【０１２４】
次に、推定位置の更新方法について説明する。推定位置の更新は、例えば、推定位置の誤差範囲内の道路又は通路の接続特性、道路又は通路と他の領域との接続特性、歩行者の歩行挙動、測位データの信頼度（信頼性）、推定位置の評価係数等に基づいて行う。また、推定位置が妥当でない場合には、推定位置の棄却を行う。
【０１２５】
図１９は推定位置の更新の一例を示す説明図である。図１９に示すように、測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して２つの推定位置Ｍ、Ｎが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを道路上又は通路上の位置に更新する。また、推定位置Ｍと更新した推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、更新した推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。また、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。この場合、更新する誤差範囲としては、例えば、最小値（道路幅又は通路幅程度の範囲）を設定することができる。なお、推定位置の方位と道路又は通路の方位との方位差が所定の閾値より小さいか否かを判定し、方位差が閾値より大きい場合、推定位置を道路上又は通路上に更新しないようにすることもできる。
【０１２６】
推定位置Ｎの誤差範囲内では、前回に更新した推定位置が存在していた道路又は通路が誤差範囲外となるため、誤差範囲内に別の道路又は通路があるか否かを判定する。仮に別の道路又は通路が存在する場合、推定位置をその道路又は通路の位置に更新するとともに、推定位置Ｎの誤差範囲、評価係数を更新した推定位置の誤差範囲、評価係数として引き継ぐ。仮に更新すべき道路又は通路がないと判定した場合、推定位置Ｎを棄却することができる。
【０１２７】
図２０は推定位置の更新の他の例を示す説明図である。図２０の例は、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置が存在する道路又は通路が２つの道路又は通路に分岐するような場合である。測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して１つの推定位置Ｍが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、分岐した一方の道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを道路上又は通路上の位置に更新する。また、推定位置Ｍと更新した推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、更新した推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。推定位置Ｍの誤差範囲外となった他方の道路上又は通路上の推定位置は棄却する。なお、この場合においても、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。
【０１２８】
図２１は推定位置の更新の他の例を示す説明図である。図２１の例も、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置が存在する道路又は通路が２つの道路又は通路に分岐するような場合である。測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して１つの推定位置Ｍが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、分岐した両方の道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを各道路上又は通路上の位置に更新する。更新した推定位置を第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置とする。また、推定位置Ｍと第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。なお、この場合においても、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。
【０１２９】
次に、曲がり角等の特徴地点での推定位置の評価係数の算出方法について説明する。図２２は特徴地点での推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。図２２の例では、曲がり角等の特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において、測位位置Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応して道路上又は通路上の位置に更新した推定位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３があるとする。測位位置Ａ１と推定位置Ｍ１との位置ずれを（ｘ１、ｙ１）とし、測位位置Ａ２と推定位置Ｍ２との位置ずれを（ｘ２、ｙ２）とし、測位位置Ａ３と推定位置Ｍ３との位置ずれを（ｘ３、ｙ３）とする。また、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置と対応する測位位置との位置ずれを（ｘ０、ｙ０）とする。推定位置（例えば、推定位置Ｍ３）の評価係数を、推定位置と測位位置との位置ずれの差の平均値として求めることができる。
【０１３０】
すなわち、ｘ方向の位置ずれの差の平均値は、{｜ｘ１−ｘ０｜＋｜ｘ２−ｘ１｜＋｜ｘ３−ｘ２｜}／３となり、ｙ方向の位置ずれの差の平均値は、{｜ｙ１−ｙ０｜＋｜ｙ２−ｙ１｜＋｜ｙ３−ｙ２｜}／３となる。各特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３での位置ずれが等しいほど評価係数は小さくなり、推定位置の確からしさ（確率）が大きいといえる。これにより、推定位置が測位位置に対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１３１】
なお、評価係数として、各特徴地点での位置ずれの差の２乗を合計して平均し、平均した値の平方根を求めることもできる。また、平均値に代えて、中央値、最大値と最小値の和の２分の１の数値など他の統計値を用いることもできる。
【０１３２】
図２３は特徴地点での推定位置の評価係数の算出の他の例を示す説明図である。図２３の例では、曲がり角等の特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において、測位位置Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応して推定位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３があるとする。地点Ｂ１の位置と推定位置Ｍ１との位置ずれ（距離）をｄ１とし、地点Ｂ２の位置と推定位置Ｍ２との位置ずれ（距離）をｄ２とし、地点Ｂ３の位置と推定位置Ｍ３との位置ずれ（距離）をｄ３とする。推定位置（例えば、推定位置Ｍ３）の評価係数を、道路上又は通路上の特徴地点と推定位置との位置ずれ（距離）の平均値（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／３として求めることができる。
【０１３３】
すなわち、推定位置と道路又は通路の位置との距離が短いほど、評価係数は小さく、推定位置の確からしさ（確率）が大きいといえる。これにより、推定位置が道路又は通路に対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１３４】
図２４は推定位置の評価係数の他の例を示す説明図である。推定位置の評価係数を求める場合に、図２２、図２３の例で示すような曲がり角等の特徴地点のように、明らかな方位変更がある地点で評価係数を算出する構成に限定されず、例えば、図２４に示すように、推定位置の軌跡又は測位軌跡と地図上の道路形状又は通路形状とのマッチングを評価することもできる。なお、上述したような複数の種類の評価係数のいずれか１つを用いて評価することもでき、あるいは、複数種類の評価係数に適宜重み付けを行って合算し、１つの評価係数として用いることもできる。
【０１３５】
次に、推定位置の評価係数を更新（補正）する方法について説明する。道路上の位置に更新した推定位置が横断歩道又はその付近にある場合に、歩行者の歩行速度の増加又は歩行停止を検出したときは、歩行者が横断歩道内又は横断歩道付近にいる確率が高いとして、推定位置の評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。なお、上記評価係数に所定の１以下の数値を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する場合、実際には、評価係数と数値（デフォルト値は１）とのデータを用意しておき、評価係数の記憶データはそのままにして、積算すべき数値を変更するという形態とし、他の推定位置と比較するとき等に、見かけ上の評価係数として上記積算値を利用することもできる。これにより、以後の評価係数の算出が矛盾なく実施可能となる。
【０１３６】
また、道路上の位置に更新した推定位置が横断歩道又はその付近にある場合に、青信号開始時点での歩行挙動又は赤信号開始時点での歩行挙動に応じて評価係数を更新する。例えば、青信号開始時点で歩行停止から歩行開始になった場合、歩行者が横断歩道を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ２＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。また、赤信号開始時点で歩行速度の増加があった場合、歩行者が横断歩道を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ３＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１３７】
また、道路上の位置に更新した推定位置が歩行者用陸橋にある場合に、階段歩行における歩行速度の変動又は歩行の強さの変動を検出したときは、歩行者が歩行者用陸橋を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ４＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。この場合、高度の増加又は減少があるか否かを判定し、高度の増加又は減少がある場合、評価係数を小さくなるように更新することもできる。
【０１３８】
また、道路上の位置に更新した推定位置が踏切の付近にある場合に、歩行者の歩行停止を検出したときは、あるいは、地磁気センサの検出レベルにノイズが加わったときは、歩行者が踏切手前で立ち止まっている確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ５＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１３９】
また、通路上の位置に更新した推定位置が道路から地下横断通路（駅へのアクセス通路）に移った場合に、階段歩行における歩行速度の変動又は歩行の強さの変動を検出したときは、歩行者が地下横断通路を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ６＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。この場合、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性が低い、地磁気センサの信頼性が低い、歩行速度の変動又は歩行の強さの変動等により所定の数値として、例えば、ｍ５＝１／５を用いることができる。また、高度の増加又は減少があるか否かを判定し、高度の増加又は減少がある場合、評価係数を小さくなるように更新することもできる。
【０１４０】
また、通路上の位置に更新した推定位置がエレベータの付近にある場合に、歩行者の歩行停止、高度又は気圧の変化、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者がエレベータにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ７＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４１】
また、通路上の位置に更新した推定位置がエスカレータの付近にある場合に、歩行者の歩行停止、歩行速度の変動又は歩行の強さの変動、高度又は気圧の変化、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者がエスカレータにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ８＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。なお、エスカレータとエレベータとを区別するための別の歩行挙動として、例えば、上下方向の加速度変化がある場合には、歩行者がエレベータにいると判定し、上下方向だけでなく水平方向にも加速度変化がある場合には、歩行者がエスカレータにいると判定してもよい。
【０１４２】
また、通路上の位置に更新した推定位置が駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなどの付近にある場合に、歩行者の所定時間以上の歩行停止、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者が駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ９＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４３】
また、通路上の位置に更新した推定位置が券売機の付近にある場合に、歩行者の一時的な歩行停止、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者が券売機付近にいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１０＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４４】
また、通路上の位置に更新した推定位置が改札口の付近にある場合に、歩行者の瞬間的な歩行停止又は歩行の乱れなどを検出したときは、歩行者が改札口付近にいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１１＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４５】
上述の道路又は通路の特徴地点と歩行者の歩行挙動との関連付け、あるいは、特徴地点とセンサの信頼性との関連付けは、予め記憶部１５に記憶しておけばよい。
【０１４６】
上述のように、評価係数を小さくなるように更新して、推定位置の確からしさを大きくすることができ、位置検出の精度を判定することができる。また、推定位置に基づいて自身の位置を検出する場合に、推定位置の候補が複数存在するようなときでも、最も確からしい推定位置に基づいて自身の位置を検出し続けることが可能となる。なお、評価係数の値を小さくする代わりに、他の推定位置を全て棄却してもよい。これは推定位置の初期位置を特定することに相当する。
【０１４７】
推定位置の候補が複数ある場合には、推定位置の候補の中で最も評価係数の小さい推定位置を歩行者の位置であるとし、評価係数が所定の閾値より大きい推定位置を候補対象から棄却することができる。また、閾値以上の歩行距離で、その他領域の推定位置と道路又は通路の推定位置とが存在する場合には、その他領域の推定位置は存在確率が低いとして棄却してもよい。さらに、測位位置の誤差範囲外となる推定位置は棄却することができる。また、推定位置が１つだけ存在し、その推定位置が道路上又は通路上にある状況が所定時間及び／又は所定距離の間続いた場合に、その推定位置を歩行者の位置として確定し、確定した推定位置の評価係数を０にする。また、推定位置が１つも存在しない場合、新規の推定位置が得られるまでの間、測位位置又は直近の推定位置からの測位軌跡を累計した位置を、仮の推定位置（暫定位置）とすることができる。
【０１４８】
次に測位方位の補正について説明する。地図マッチング法により、道路又は通路の特定とその推定位置が確定し、かつ測位方位が所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合に、測位方位を地図上の道路又は通路の方位に補正することができる。測位方位の補正のタイミングは、例えば、特定された推定位置が唯一である状況が所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）以上継続した場合、あるいは、特定された全ての推定位置に対応する地図上の道路又は通路方位が、所定閾値（例えば、２度）の範囲内である状況が所定の時間（例えば、１分）及び／又は所定の距離（例えば、５０ｍ）以上継続し、かつ測位方位に所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合である。
【０１４９】
また、以下のような補正タイミングの条件を付加することもできる。条件（１）として、所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間で推定位置と測位位置との差が所定の閾値（例えば、５０ｍ）以内である場合、条件（２）として、所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間で地磁気センサが正常である確率が低い場合、例えば、所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上連続して地磁気センサが正常でない場合、条件（３）として、所定の時間（例えば、１分）及び／又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間でＧＰＳ１３１が正常である確率が低い場合、例えば、所定の歩行距離（例えば、５０ｍ）以上連続してＧＰＳ１３１が正常でない場合である。なお、この測位方位の補正は、地図上の道路方位又は通路方位が直進である場合に限定してもよい。
【０１５０】
次に、歩行者の位置を地図上で表示する表示例について説明する。歩行者の位置を表示部１８で表示する場合、推定位置がないときは、測位位置又は暫定位置を表示し、推定位置があるときは、その推定位置（更新した推定位置を含む）を表示する。
【０１５１】
図２５は歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。道路又は通路上に推定位置が１つの場合、その推定位置（又は更新した推定位置を含む）を地図上に表示した上で、表示した推定位置の誤差範囲も同時に表示する。なお、推定位置が複数ある場合には、評価係数の最も小さい推定位置を１つ表示することもできる。
【０１５２】
図２６は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。推定位置が複数存在する場合、複数の推定位置を包含する領域を推定位置として表示する。この場合、各推定位置の誤差範囲を含むような範囲を表示してもよい。また、推定位置の評価係数の大小に応じて、その推定位置の誤差範囲の大きさを拡大又は縮小した上で、推定位置とその誤差範囲とを同時に表示することもでき、また、推定位置が複数ある場合には、各推定位置の誤差範囲を含む範囲を表示してもよい。また、複数の推定位置の重心位置を表示してもよい。
【０１５３】
図２７は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。推定位置が複数存在する場合、各推定位置を表示した上で、各推定位置の誤差範囲又は確からしさの順位などを同時に表示する。図２７では、第１候補の推定位置が最も確率の高い歩行者の位置であり、第２候補の推定位置は、その次に確率が高い歩行者の位置を示す。また、推定位置が複数存在する場合に、所定の閾値より小さい評価係数の推定位置が複数あるときは、評価係数が閾値より小さい位置だけを表示することもできる。これにより、歩行者は、自身の位置を容易に判断することができるとともに、最も確からしい位置のみならず、可能性のある位置も知ることができる。
【０１５４】
図２８は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。図２８では、表示部１８の表示面が小さく、地図情報を詳細に表示することができないような場合（例えば、地図の縮尺を大きくできない場合）には、道路又は通路を線分で表示した上で、歩行者の位置を１つの点で表示することもできる。
【０１５５】
上述のとおり、推定位置を更新することにより特定（検出）した位置を歩行者の位置として表示する場合に、特定した位置が複数あるときには、算出又は補正した評価係数の大小に応じて、最も確からしい特定位置を表示することもでき、あるいは、複数の特定位置をすべて表示してもよく、あるいは、特定した位置の中からいくつかを選択して表示してもよい。また、歩行者の位置を検出している過程のある時点において、一時的に精度よく位置を検出することができず、仮に評価係数が大きくなり、検出した位置を表示した場合には、歩行者に誤った位置を表示する恐れがあるようなときでも、その後の測位の結果、特定位置の確からしさが十分確保できたような場合には、位置の確からしさを確保できた時点以降、その特定位置を表示させることもできる。
【０１５６】
次に、歩行者が交通手段に乗車して移動中である場合の歩行者の位置を表示する例について説明する。図２９は歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。図２９に示すように、歩行者が乗車した交通機関の路線図を表示部１８で表示し、歩行者の現在位置を路線図に沿って表示させることができる。
【０１５７】
この場合、出発地点から目的地まで最適な経路を誘導する場合には、誘導する経路にある乗車駅と降車駅との間の路線図を表示させることができる。また、交通手段に乗車して比較的長い距離を移動する場合には、現在位置付近の路線図を表示させることもできる。
【０１５８】
図３０は歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。図３０に示すように、現在位置付近の路線図に加えて、次の駅までの所要時間、乗り換え案内のための情報などを表示することができる。また、経路誘導を行う場合には、降車する駅までの所要時間を表示してもよい。
【０１５９】
次に位置検出処理の手順について説明する。図３１、図３２及び図３３は位置検出処理の手順を示すフローチャートである。制御部１１は、位置検出装置１０内の各部と協働して位置検出処理を行う。制御部１１は、初期位置の探索が必要であるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【０１６０】
歩行者の場合と異なり、車両の場合には、位置検出が不能になることは殆どなく、電源が切られた場合でも、検出した位置が保存されるため、初期位置を探索する必要性が殆ど皆無である。しかし、歩行者の場合には、歩行者が携帯装置の電源を切った後、あるいは、地下から道路に出てきた後等、位置検出が不能になる場合があり、初期位置を探索する必要がある。初期位置の探索は、例えば、歩行者が交通手段で移動した場合には、路線図に沿って歩行者の位置を追跡することが可能であり、歩行者が交通手段から降車した駅付近に限定することにより、ＧＰＳ１３１による測位、あるいは、通常基地局との通信により行うことができる。
【０１６１】
初期位置の探索が必要である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部１１は、初期位置の探索を行い（Ｓ１２）、探索位置を暫定的な測位位置とする（Ｓ１３）。初期位置の探索が必要でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、すなわち、１又は複数の推定位置をすでに保持している場合、制御部１１は、ステップＳ１２、ステップＳ１３の処理を行わずに後述のステップＳ１４の処理を行う。
【０１６２】
制御部１１は、路上装置との通信の有無を判定し（Ｓ１４）、路上装置との通信がある場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、測位位置を通信位置に補正し（Ｓ１５）、保持していた推定位置をすべて棄却する（Ｓ１６）。路上装置との狭域通信（局所通信）による誤差は、ＧＰＳ等に比べてかなり小さく、精度が高いため、局所通信により通信位置が得られた場合には、この通信位置を最も信頼性の高い推定位置とすることができる。
【０１６３】
制御部１１は、補正した測位位置を推定位置として登録し（Ｓ１７）、推定位置の誤差範囲、評価係数を登録する（Ｓ１８）。これにより、推定位置の新規登録（初期登録）が完了するとともに、推定位置の誤差範囲、評価係数が設定される。路上装置との通信がない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１７の処理を行い、暫定的な測位位置を推定位置として登録する。
【０１６４】
制御部１１は、測位データを取得し（Ｓ１９）、測位データの異常の有無を確認し（Ｓ２０）、確認結果に応じて、測位データの信頼度を算出する（Ｓ２１）。制御部１１は、測位データに基づいて測位位置を算出し（Ｓ２２）、測位位置の測位誤差を算出する（Ｓ２３）。測位位置の算出は、上述したように、距離センサ１３２、方位センサ１３３などによる自立航法と、ＧＰＳ１３１等による衛星航法との組み合わせにより行うことができる。ただし、周囲にビル等の高い障害物がなく、ＧＰＳ衛星の測位性能が非常によい場合には、自立航法を用いないで、ＧＰＳ衛星だけで測位することも可能である。
【０１６５】
制御部１１は、歩行者の歩行挙動を取得し（Ｓ２４）、外部装置からの地図情報、路線情報の更新の有無を判定する（Ｓ２５）。地図情報、路線情報の更新があった場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部１１は、地図情報、路線情報を取得する（Ｓ２６）。地図情報、路線情報の更新がない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２６の処理を行わずに後述のステップＳ２７の処理を行う。なお、外部装置から歩行者の周辺にある信号機の信号情報を取得するようにしてもよい。
【０１６６】
制御部１１は、歩行者が交通手段に乗車したか否かを判定する（Ｓ２７）。歩行者が交通手段に乗車した場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、制御部１１は、交通機関での位置特定を行う（Ｓ２８）。歩行者が交通手段に乗車していない場合（Ｓ２７でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２８の処理を行わずに後述のステップＳ２９の処理を行う。
【０１６７】
制御部１１は、推定位置を更新して歩行者の位置を特定し（Ｓ２９）、更新した推定位置の誤差範囲、評価係数を算出する（Ｓ３０）。制御部１１は、推定位置（更新した推定位置を含む）の有無を判定し（Ｓ３１）、推定位置がある場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、推定位置を表示部１８に表示し（Ｓ３２）、推定位置がない場合（Ｓ３１でＮＯ）、測位位置又は暫定位置を表示部１８に表示する（Ｓ３３）。
【０１６８】
制御部１１は、測位方位の補正条件を充足するか否かを判定し（Ｓ３４）、条件を充足する場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、測位方位を地図上の道路方位又は通路方位に補正する（Ｓ３５）。測位方位の補正条件を充足しない場合（Ｓ３４でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３５の処理を行わずに、後述のステップＳ３６の処理を行う。
【０１６９】
制御部１１は、センサの較正の要否を判定し（Ｓ３６）、較正が必要である場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、センサを較正する（Ｓ３７）。センサの較正が必要でない場合（Ｓ３６でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３７の処理を行わずに、後述のステップＳ３８の処理を行う。制御部１１は、処理終了の指示の有無を判定し（Ｓ３８）、指示がない場合（Ｓ３８でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続け、指示がある場合（Ｓ３８でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１７０】
次に、交通機関での歩行者の位置特定処理について説明する。図３４及び図３５は交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。なお、交通手段として、列車の例を挙げているが、これに限定されるものではない。制御部１１は、歩行者が交通手段に乗車してからの経過時間を計測し（Ｓ１０１）、移動速度を検出するとともに（Ｓ１０２）、振動特性を検出する（Ｓ１０３）。
【０１７１】
制御部１１は、交通機関の区分（例えば、特急、急行、準急、普通など）を特定できるか否かを判定する（Ｓ１０４）。なお、交通機関に区分があるか否かは、予め路線情報などから取得することができる。交通機関の区分を特定することができた場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、制御部１１は、計測した経過時間と特定した区分の交通機関の次の停車駅までの所要時間に基づいて歩行者の位置を特定する（Ｓ１０５）。位置の特定は、乗車駅と次の駅間の距離を経過時間と所要時間との比で比例配分すればよい。
【０１７２】
制御部１１は、特定した位置を路線図上に表示し（Ｓ１０６）、交通手段が停止したか否かを判定する（Ｓ１０７）。なお、交通手段の停止には、停車駅での停止と、緊急時又は信号待ちによる停止がある。交通手段が停止した場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）、制御部１１は、経過時間と停止予定の駅までの所要時間が一致するか否かを判定する（Ｓ１０８）。交通手段が停止していない場合（Ｓ１０７でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を続ける。
【０１７３】
経過時間と所要時間が一致する場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、交通手段が所定の停車駅で停止したものとして、停車駅を歩行者の位置として特定する（Ｓ１０９）。制御部１１は、特定した位置を路線図上に表示する（Ｓ１１０）。制御部１１は、歩行者が交通手段から降車したか否かを判定し（Ｓ１１１）、交通手段から降車した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、交通手段の乗り換えか否かを判定する（Ｓ１１２）。乗り換えの判定は、例えば、交通手段から降車したと判定した後、所定時間の歩行停止、あるいは、歩行速度の変化などを検出し、その後交通手段に乗車したと判定した場合には、交通手段の乗り換えであると判定することができる。これにより、交通機関の路線が複雑に分岐する場合であっても、歩行者の位置を特定し続けることができる。
【０１７４】
交通手段の乗り換えである場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、制御部１１は、乗り換え時間を経過時間から除外し（Ｓ１１３）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。交通手段の乗り換えでない場合（Ｓ１１２でＮＯ）、制御部１１は、処理を終了する。歩行者が交通手段から降車していない場合（Ｓ１１１でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。
【０１７５】
交通機関の区分を特定できない場合（Ｓ１０４でＮＯ）、制御部１１は、交通手段が停止したか否かを判定し（Ｓ１１４）、交通手段が停止した場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、経過時間といずれかの駅までの所要時間とに基づいて交通機関の区分を特定できるか否かを判定する（Ｓ１１５）。なお、この場合、仮に交通手段が駅間の途中で信号待ち、緊急事態等により停車したとき、あるいは、所定の駅で停車したときには、かかる停止時間を経過時間から除外するものとする。交通機関の区分を特定できた場合（Ｓ１１５でＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を続ける。交通機関の区分を特定できない場合（Ｓ１１５でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１１１以降の処理を続ける。
【０１７６】
交通手段が停止していない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、制御部１１は、経過時間がいずれかの駅までの所要時間より長いか否かを判定し（Ｓ１１６）、経過時間が所要時間よりも長い場合（Ｓ１１６でＹＥＳ）、次の駅は停車せずに通過したので、少なくとも区分「普通」は除外できるとして、ステップＳ１０４以降の処理を続ける。経過時間が所要時間よりも長くない場合（Ｓ１１６でＮＯ）、交通手段は、まだ次に駅を通過していないとして、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。
【０１７７】
経過時間と停止予定の駅までの所要時間が一致しない場合（Ｓ１０８でＮＯ）、制御部１１は、駅での停止ではないとして、停止時間を経過時間から除外（減算）し（Ｓ１１７）、交通手段が移動開始したか否かを判定する（Ｓ１１８）。交通手段が移動開始した場合（Ｓ１１８でＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を行い、交通手段が移動開始していない場合（Ｓ１１８でＮＯ）、ステップＳ１１７以降の処理を続ける。
【０１７８】
以上説明したように、本発明によれば、歩行者が屋外から地下鉄等の交通手段に乗車するために屋内又は地下に入った場合でも、交通機関の路線上で歩行者の位置を特定することができ、歩行者の位置を継続して追跡することができる。また、歩行者が乗車駅から遠距離にある目的の駅で降車した場合であっても、歩行者の位置を追跡することができるため、歩行者の降車地点を特定することができ、例えば、降車地点から衛星航法及び／又は自立航法により測位することにより継続（連続）して位置を特定することができる。さらに、歩行者が地上に出てＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、予め歩行者の位置が特定されているため、短時間に衛星航法による測位を再開することができる。このため、ＧＰＳによる測位に時間がかかる等の悪影響を歩行者に与えることを防止でき、歩行者の利便性が格段に向上する。
【０１７９】
上述の実施の形態において、例えば、１つの駅舎に複数の異なる路線が接続されている場合、プラットホームの位置に応じて、いずれの路線であるかを判定することができれば、測位結果により歩行者がどのプラットホームから交通手段に乗車したかを特定し、歩行者の路線に沿った位置を特定することができる。
【０１８０】
上記の例では、歩行者が、通常歩行時又は自転車走行時に携帯機器を身に付けている場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、歩行者が直接携帯機器を身につけず、かばん、携帯機器を車輪付き旅行ケース、荷車、乳母車、車椅子等に収納、仮設置又は仮置きし、歩行者が持ち歩いたり、車を押したり引いたり、あるいは、手で車輪を回転したりして、歩行者の通行できる領域を通行している場合であってもよい。この場合、歩数センサのデータにより、これらの状況を推定し、歩行者の歩数、又は手で回転させる周期を検知して距離を算出してもよい。
【０１８１】
また、上記では、位置検出に必要なデータを全て携帯機器に集約して位置検出する形態を示したが、これに限定されず、路上又はセンタに設置したサーバに携帯機器から必要データを送信し、位置検出処理をサーバで実行させ、その結果を携帯機器に送信する、という形態等にしてもよい。あるいは、処理の実行を分担してもよい。これにより、携帯機器の負担を減らすことが可能となる。
【０１８２】
上述の位置検出装置は、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ、ノート型パーソナルコンピュータ、音楽プレーヤ、携帯型ゲーム装置等の情報端末装置又は携帯端末装置などに適用することができる。
【０１８３】
上述の実施の形態において、位置検出装置に傾斜角センサを備えることもできる。これにより、歩行者の歩行、取り出し、操作等に伴う位置検出装置の振動又は姿勢変化で位置検出装置が傾いた場合、方位センサ又は距離センサの種類によっては機能が停止し、あるいは、性能が劣化することがある。従って、傾斜角センサにより傾斜角を検出し、方位センサ又は距離センサを補正することもできる。
【０１８４】
上述の実施の形態で示した歩行者の位置を推定するための数式は、一例であって、これらに限定されるものではなく、適宜変形した数式を用いることもできる。
【０１８５】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明に係る位置特定装置としての位置検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】測位位置の誤差範囲の例を示す説明図である。
【図３】地上の地図情報の一例を示す模式図である。
【図４】地図上の道路又は通路の設定例を示す説明図である。
【図５】駅付近の地下の地図情報の一例を示す模式図である。
【図６】鉄道の路線図の一例を示す説明図である。
【図７】鉄道の駅間の所要時間の例を示す説明図である。
【図８】振動特性の一例を示す説明図である。
【図９】振動特性の一例を示す説明図である。
【図１０】推定位置の新規登録の一例を示す説明図である。
【図１１】新規登録した推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。
【図１２】交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。
【図１３】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。
【図１４】交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１５】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１６】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１７】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１８】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１９】推定位置の更新の一例を示す説明図である。
【図２０】推定位置の更新の他の例を示す説明図である。
【図２１】推定位置の更新の他の例を示す説明図である。
【図２２】特徴地点での推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。
【図２３】特徴地点での推定位置の評価係数の算出の他の例を示す説明図である。
【図２４】推定位置の評価係数の他の例を示す説明図である。
【図２５】歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。
【図２６】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２７】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２８】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２９】歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。
【図３０】歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図３１】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３２】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３３】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３４】交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３５】交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８７】
１０ 位置検出装置
１１ 制御部
１２ 通信部
１３ 測位部
１３１ ＧＰＳ
１３２ 距離センサ
１３３ 方位センサ
１３４ 高度センサ
１３５ 方位補正部
１３６ センサ較正部
１４ 地図データベース
１５ 記憶部
１６ 操作部
１７ 位置検出処理部
１７１ 位置推定部
１７２ 誤差算出部
１７３ 歩行挙動判定部
１７４ 乗降判定部
１７５ 位置特定部
１７６ 信頼度算出部
１７７ 評価部
１７８ 振動検出部
１８ 表示部
１９ 音声出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置特定の技術に関し、特に歩行者が携帯することによって歩行者の位置を精度良く特定することができる位置特定装置、該位置特定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び位置特定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の移動体の位置を検出するためにナビゲーションで広く利用されている位置検出方法には、例えば、自立航法、衛星航法、地図マッチング法、ハイブリッド航法などがある。自立航法は、距離センサ、方位センサ又は角速度センサなど用い、例えば、経緯度座標系を基にした直交座標系に対する車両の走行の方位角と単位時間当たりの走行距離に基づいて、逐次車両位置を算出するものであるが、道路との整合性は考慮されておらず、走行距離の増加に応じて車両位置の誤差が累積するという問題がある。
【０００３】
また、衛星航法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いるものであり、検出される位置には、１０〜２０ｍ程度の誤差を含む。ＧＰＳを用いるため、距離センサ、方位センサ又は角速度センサ等の車載のセンサは不要である。しかし、高架下の道路、建物に挟まれた道路、山道、街路樹等で覆われた道路では、所定数のＧＰＳ衛星から電波を受信することができず、検出精度が大きく劣化するという問題がある。また、道路間隔の狭い細街路では、走行道路を間違うという問題もある。
【０００４】
また、地図マッチング法は、自立航法による走行軌跡と道路地図との整合性（マッチング）を考慮して車両の位置を検出するものである（特許文献１参照）。すなわち、自立航法による軌跡と、道路地図データとを比較して相関をとりながら、走行していると考えられる複数の道路候補の中から、最も確からしい道路を選定してゆく。そして、候補となる道路が１本に限定された時点で、自立航法により得られた車両の走行軌跡を道路に合致させる。しかし、限定した道路が間違っている場合、それ以降の位置検出が不能になるという問題がある。
【０００５】
また、ハイブリッド航法は、衛星航法と地図マッチング法とを組み合わせたものであり、自立航法と衛星航法の誤差を勘案しながら、合理的に車両の位置を推定し、走行している道路を特定するものである（特許文献２参照）。ハイブリッド航法では、例えば、通常時には、地図マッチング法を用いて車両の位置を検出する。地図マッチング法で車両の位置が検出不能に陥った場合、衛星航法により車両の位置、方位を検出して車両の位置を推定し、道路地図データとの整合性を考慮して車両の位置を検出するものである。ハイブリッド航法を用いれば、特殊な場合を除けば、車両が走行している道路を間違う可能性は殆どなく、道路方向の位置精度も、平均的には１０ｍ程度の誤差範囲内であり、道路案内目的のナビゲーションでは、実用上殆ど問題ない精度レベルである。
【０００６】
一方、歩行者の位置検出方法では、歩行者が携帯する携帯電話又は簡易型ナビゲーション装置等の携帯機器を用いて位置検出を行っている。このような携帯機器では、例えば、ＧＰＳ衛星からの電波又は基地局との通信により歩行者の現在位置を検出する方法が実用化されている。
【特許文献１】特開昭６３−１４８１１５号公報
【特許文献２】特開平２−２７５３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＰＳ衛星から電波を受信して位置を検出する場合、ＧＰＳ衛星の受信状態が良いときには、位置誤差が１０〜２０ｍ程度であるが、都心のビル等の建造物の谷間又は高架下の道路などでは、位置を検出することが不能となる場合、あるいは、マルチパス等の影響により位置誤差が数百ｍ程度になり正確な位置が求められない場合がある。特に、歩行者の場合、車両等の移動体と異なり、建造物の近くを建造物に沿って歩く傾向があるため、ＧＰＳ衛星からの電波の受信レベルが低下する。
【０００８】
また、車両の場合と異なり歩行者の場合には屋外のみならず屋内に入る頻度が高く、建物などの内部に歩行者が入った場合には、ＧＰＳ衛星からの電波をほとんど受信することができず、このような場合に、基地局との通信が不可能であると位置検出を行うことが全くできないという事態に陥る。仮に基地局との通信が可能だとしても、位置検出の精度は格段に低下してしまう。
【０００９】
特に、歩行者が屋内領域に入っただけでなく、地下鉄等の交通手段（例えば、電車など）に乗車して遠方に移動するような場合、基地局との通信が断続されるだけでなく、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができず、また、通常の自立航法による測位だけでは位置を検出することができない。このため、交通手段に乗車して移動している間では、位置検出を行うことができず、例えば、目的地への経路誘導を行うことができないという問題があった。さらに、一旦位置検出が不能に陥った場合に、歩行者がＧＰＳ衛星からの電波を受信できる地上に出たときには、その時点から受信可能なＧＰＳ衛星を再度探索する必要があるため、位置検出ができるまでに長い時間を要し、歩行者にとっては不便であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、歩行者が交通手段に乗車して移動するような場合でも、継続して歩行者の位置を精度良く特定（検出）することができる位置特定装置、該位置特定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び位置特定方法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】
【００１１】
第１発明に係る位置特定装置は、自身の位置を測位する測位手段を備え、歩行者による携帯可能な位置特定装置において、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶する所要時間記憶手段と、計時手段と、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、該乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記測位手段で測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係る位置特定装置は、第１発明において、前記乗降判定手段で歩行者が降車したと判定した場合、前記測位手段で測位を継続するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係る位置特定装置は、第１発明又は第２発明において、歩行者の歩行挙動を判定する歩行挙動判定手段と、歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、歩行挙動と前記特徴地点とを関連付けて記憶する記憶手段と、前記測位手段で測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定する推定手段と、該推定手段で推定した推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する誤差範囲算出手段とを備え、前記位置特定手段は、前記誤差範囲算出手段で算出した誤差範囲内に、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に関連する特徴地点がある場合、該特徴地点を自身の位置として特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第４発明に係る位置特定装置は、第３発明において、自身の移動速度を計測する速度計測手段を備え、前記乗降判定手段は、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び速度計測手段で計測した移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
第５発明に係る位置特定装置は、第３発明又は第４発明において、自身の振動特性を検出する振動検出手段を備え、前記乗降判定手段は、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び振動検出手段で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第６発明に係る位置特定装置は、第５発明において、前記乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記速度計測手段で計測した移動速度、又は前記振動検出手段で検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定する停止判定手段と、該停止判定手段で交通手段が停止したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する照合手段と、該照合手段で照合した結果、前記経過時間と所要時間とが一致しない場合、該経過時間から前記交通手段の停止時間を減算する減算手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第７発明に係る位置特定装置は、第３発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する乗換判定手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る位置特定装置は、第３発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記地図情報記憶手段は、エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
第９発明に係る位置特定装置は、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記所要時間記憶手段は、所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶するようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
第１０発明に係る位置特定装置は、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、交通機関の路線図を含む路線情報を記憶する記憶手段と、前記位置特定手段で特定した位置を路線図上で表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１１発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、測位をさせて自身の位置を特定させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の路線にある複数の停止地点間の所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段として機能させることを特徴とする。
【００２２】
第１２発明に係る位置特定方法は、測位して自身の位置を特定する位置特定方法において、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶してあり、歩行者の交通手段への乗降を判定し、歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定することを特徴とする。
【００２３】
第１発明、第１１発明及び第１２発明にあっては、位置特定装置は、交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び停止地点間の所要時間などの交通機関情報を記憶してある。交通機関は、例えば、地下鉄、電車、列車、汽車、市電、路線バス、モノレール、ケーブルカー、ロープウェイ、フェリー、航空機などの交通手段である。停止地点は、例えば、交通機関の運行計画に基づいた停止駅、乗降地点などである。なお、交通機関情報は、予め記憶してもよく、あるいは、歩行者の位置に応じて、その付近の停止地点から乗車（又は搭乗）可能な交通機関の情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。位置特定装置は、歩行者が交通手段に乗車したか否かを判定し、乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置（例えば、直近に測位した位置など）、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する。歩行者が交通手段に乗車したか否かは、例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。歩行停止、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。
【００２４】
自身の位置を測位するには、例えば、ＧＰＳ、基地局通信、距離センサ、方位センサなどの測位データを用いることができる。また、光ビーコン、電波ビーコン等との通信により測位することもできる。経過時間と所要時間とによる位置の特定は、例えば、乗車駅から次の停車駅までの所要時間に対する経過時間の比に応じて乗車駅からの走行距離を求めることにより行うことができる。これにより、歩行者が屋外から地下鉄等の交通手段に乗車するために屋内又は地下に入った場合でも、交通機関の路線上で歩行者の位置を特定することができ、歩行者の位置を継続して追跡することができる。また、歩行者が乗車駅から遠距離にある目的の駅で降車した場合であっても、歩行者の位置を追跡することができるため、歩行者の降車地点を特定することができ、例えば、降車地点から衛星航法及び／又は自立航法により測位することにより継続（連続）して位置を特定することができる。さらに、歩行者が地上に出てＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、予め歩行者の位置が特定されているため、短時間に衛星航法による測位を再開することができる。
【００２５】
第２発明にあっては、位置特定装置は、歩行者が降車したと判定した場合、測位を継続する。歩行者が交通手段から降車したか否かは、例えば、歩行開始と所定の速度以上の移動速度（歩行速度）とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。これにより、歩行者が目的の駅で降車した場合でも、その後の歩行者の位置を特定することができる。
【００２６】
第３発明にあっては、位置特定装置は、歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶してある。特徴地点は、例えば、横断歩道、歩道橋、地下横断通路、踏切、階段、エレベータ、エスカレータ、券売機、改札口、駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなどである。位置特定装置は、歩行者の歩行挙動と特徴地点とを関連付けた関連情報を記憶してある。歩行挙動は、例えば、歩行者の歩行特性を示すものであり、自転車に乗った場合の走行特性も含む。例えば、歩行の開始、歩行速度（歩行ピッチを含む）、歩行速度の変動、歩行の強さ（例えば、歩数センサで加速が大きさで示されるレベル強度）、歩行の強さの変動、単位時間当たりの歩数（自転車の場合には、ペダルをこぐ回数）、歩数の変動、歩行方位、歩行停止などである。歩行挙動は、加速度センサ又は歩数センサなどの距離センサ、及び角速度センサ、角加速度センサ又は地磁気センサなどの方位センサ等により取得することができる。歩行挙動と特徴地点との関連付けは、例えば、歩行者が階段を歩く場合には、歩行速度又は歩行の強さが変動するため、このような歩行挙動と階段とを関連付けることができる。なお、地図情報、関連情報などは、予め記憶してもよく、あるいは、歩行者の位置に応じて、その付近の地図情報、関連情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。
【００２７】
位置特定装置は、測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定し、推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する。誤差範囲は、測位データの精度により変化し、例えば、測位位置の誤差の標準偏差を基準として用いることができる（例えば、標準偏差の整数倍など）。位置特定装置は、歩行者の歩行挙動を判定するとともに、算出した誤差範囲内に判定した歩行挙動に関連する特徴地点があるか否かを判定し、特徴地点がある場合、その特徴地点を自身の位置として特定する。例えば、歩行者の歩行速度又は歩行の強さの変動があった場合に、歩行者の推定位置の誤差範囲内に階段があるときには、推定位置を階段の位置に更新することにより歩行者の位置を特定することができる。これにより、屋外又は屋内を問わず、歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【００２８】
第４発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動及び自身の移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の速度以上の移動速度（歩行速度）とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行停止、歩行速度、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。
【００２９】
第５発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動及び自身の振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。振動特性は、例えば、加速度センサ、角速度センサ又は角加速度センサなどの振動を検出することができるセンサにより自身の振動を検出し、振動の強さの周波数成分として求めることができる。例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きいのに対し、歩行者が交通手段に乗車した場合は、振動の周波数特性は、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。例えば、歩行停止と広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい振動特性を検出した場合、交通手段に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の周波数で比較的強さのレベルが大きい振動特性を検出した場合、降車したと判定することができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。
【００３０】
第６発明にあっては、位置特定装置は、歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、計測した移動速度、又は検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定し、交通手段が停止したと判定したときは、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する。照合の結果、経過時間と所要時間とが一致しない場合、交通手段が所定の停止地点（例えば、駅）で停止したのではなく、信号待ち又は緊急警報等により停止したものとして、経過時間から停止時間を減算する。これにより、交通手段が停止地点（駅）以外の地点で停止した場合であっても、経過時間を正確に計測することができ、自身の位置を一層精度良く特定することができる。
【００３１】
第７発明にあっては、位置特定装置は、歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する。例えば、交通手段から降車したと判定した後、所定時間の歩行停止、あるいは、歩行速度の変化などを検出し、その後交通手段に乗車したと判定した場合には、交通手段の乗り換えであると判定することができる。これにより、交通機関の路線が複雑に分岐する場合であっても、自身の位置を特定し続けることができる。
【００３２】
第８発明にあっては、位置特定装置は、エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶する。これにより、これらの特徴地点において自身の位置を精度良く特定することができる。
【００３３】
第９発明にあっては、位置特定装置は、所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶する。区分は、例えば、交通手段が電車などの場合、特急、急行、準急、普通などを表わす。これにより、歩行者がいずれの区分の電車を利用した場合でも、位置を精度良く特定することができる。
【００３４】
第１０発明にあっては、位置特定装置は、交通機関の路線図を含む路線情報を記憶してあり、特定した位置を路線図上で表示する。これにより、例えば、目的地まで歩行者を誘導する場合に、歩行者の位置が路線図上に表示されるので、歩行者は目的地までの経路を容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明にあっては、歩行者が交通手段に乗車して移動するような場合でも、継続して歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る位置特定装置としての位置検出装置１０の構成の一例を示すブロック図である。位置検出装置１０は、自身（歩行者）の位置を衛星航法及び／又は自立航法により測位し、測位して得られた測位データに基づいて自身の位置を検出（特定）する。この場合、自身の位置を検出（特定）するとは、測位した測位位置よりもさらに高精度に自身の位置を検出（特定）することを意味する。また、位置検出装置１０は、歩行者の交通手段（例えば、地下鉄、電車、列車、汽車、市電、路線バス、モノレール、ケーブルカー、ロープウェイ、航空機など）への乗降を判定し、歩行者が交通手段に乗車（又は搭乗）している間は、交通機関の路線（移動進路）に沿って自身の位置を継続（連続）して特定する。
【００３７】
位置検出装置１０は、歩行者（自転車で走行する歩行者も含む）が携帯可能であって、装置全体を制御する制御部１１、通信部１２、測位部１３、地図データベース１４、記憶部１５、操作部１６、位置検出処理部１７、表示部１８、音声出力部１９などを備える。また、測位部１３は、ＧＰＳ１３１、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４、方位補正部１３５、センサ較正部１３６などを備える。また、位置検出処理部１７は、位置推定部１７１、誤差算出部１７２、歩行挙動判定部１７３、乗降判定部１７４、位置特定部１７５、信頼度算出部１７６、評価部１７７、振動検出部１７８などを備える。
【００３８】
通信部１２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＲＦＩＤ若しくはＤＳＲＣ等の路上装置との間で通信を行う狭域通信機能、ＵＨＦ帯若しくはＶＨＦ帯などの無線ＬＡＮ等の中域通信機能、又は携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送若しくはインターネット通信などの広域通信機能を備える。通信部１２は、例えば、地下鉄などの交通機関へのアクセスのための地下入口の周辺を範囲とした無線ＬＡＮ等の中域通信を利用し、路上装置間の路路間通信、路上装置と車両との路車間通信、又は車々間通信で通信された地図情報及び交通機関の路線情報（例えば、鉄道の路線図、駅間の所要時間などを含む）、交差点の信号機の信号情報などを取得する。なお、地図情報及び路線情報の詳細は後述する。
【００３９】
また、路上装置の他の例としては、例えば、超音波感知器、画像感知器等の交通情報収集装置、交通情報を文字又は図形で提供する情報板装置、信号制御装置等がある。また、通信部１２は、携帯電話等の広域通信を利用することにより、情報処理センタ又は交通管制センタ等のセンタ装置から歩行者の周辺の地図情報及び路線情報を取得することもできる。
【００４０】
通信部１２は、基地局との間で通信を行う通信機能を備え、複数の基地局からの電波を受信し、受信結果を測位部１３へ出力する。また、通信部１２は、路上装置との狭域通信により得られた通信地点の位置情報を測位部１３へ出力する。
【００４１】
測位部１３は、歩行者の位置を時々刻々（例えば、０．５秒、１秒等の経過の都度、１ｍ、２ｍ等の移動の都度など）測位し（測位位置を求め）、歩行者の移動距離及び移動方位（測位方位）を時刻とともに測位軌跡として記憶部１５に記憶する。
【００４２】
ＧＰＳ１３１は、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信し、歩行者の位置を測位する。なお、ＧＰＳ１３１に加えて、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳ１３１で求めた測位位置のずれを補正することができ、歩行者の位置の精度を向上させることができる。なお、携帯電話の複数の基地局からの電波により位置を概略的に測位する方式とＧＰＳとを複合した形で測位することも可能である。これにより、屋内でＧＰＳ衛星からの電波を受信しにくい場合でも、位置精度が悪いものの一応位置を得ることができる確率が高くなる。
【００４３】
距離センサ１３２は、非常に短い時間での速度、移動距離を検出することができる加速度センサ、比較的長い移動距離を検出することができる歩数センサなどを備えている。ここで歩数センサとして、例えば加速度センサを用いれば、歩行のピッチに合わせて生ずる急峻なデータが得られ、この数を計数することにより歩数や歩行速度を求めることができる。また、この場合、自転車に乗ってペダルをこいでいる場合、あるいは、歩道橋又は地下横断通路の階段を上下する場合には、急峻なデータの特性、例えば、ピーク値（歩行の強さ）が異なるため、これにより、ある程度歩行場所を特定することも可能である。これにより、自立航法において歩行者の位置を短時間かつ短距離の歩行毎に検出することができる。なお、都市圏以外で周囲にビル等がなくＧＰＳ衛星の測位精度が非常に良好な場合には、歩数センサを使用せず、ＧＰＳの位置測位の差により、歩行した距離を算出するようにしてもよい。なお本願では、歩行速度は、歩行ピッチ（単位時間当たりの歩数）を含む概念で用いる。
【００４４】
方位センサ１３３は、角速度センサ又は角加速度センサ（相対方位センサ）、２次元又は３次元の地磁気センサ（絶対方位センサ）などを備えている。これにより、自立航法において歩行者の移動方位を短時間かつ短距離の歩行毎に検出することができる。また、地磁気センサにより、歩行者が鉄筋物で囲まれた建物内に存在すること、あるいは、歩行者が強い電場又は磁場がある踏切付近に存在することを検出することが可能である。
【００４５】
高度センサ１３４は、気圧計又は加速度センサ等により歩行者の位置での高度を検出する。なお、ＧＰＳ１３１、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４は、すべて備える構成でなくてもよい。
【００４６】
方位補正部１３５は、地図マッチング法により、歩行者が歩行する道路が特定され、歩行者の推定位置が確定し、かつ測位方位（移動方位）が所定の移動距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合に、測位方位を地図上の道路の方位に補正する。なお、方位補正の詳細は後述する。
【００４７】
センサ較正部１３６は、相対方位センサの場合、地図マッチング法により、歩行者が歩行する道路又は屋内の通路が特定され、歩行者の推定位置が確定した場合、相対方位センサのスケールファクタを道路又は通路の方位との差に基づいて較正する。また、歩数センサの場合には、地図マッチング法により２地点間の通過が確実であると判定した場合、その間の道路又は通路の距離とその間に計測された歩数とから歩数センサを較正する。なお、２地点間の測位軌跡により歩行距離を補正しても良い。
【００４８】
測位部１３は、測位した測位データ、通信部１２を経由して得られた基地局からの電波の受信結果、又は路上装置との狭域通信により得られた通信地点の位置情報などに基づいて、測位位置及び測位位置の誤差範囲を算出する。以下、測位位置及びその誤差範囲の算出方法について説明する。
【００４９】
図２は測位位置の誤差範囲の例を示す説明図である。直交座標系（ｘ方向及びｙ方向）において、ＧＰＳ、基地局又は路上装置との狭域通信により検出された位置の誤差範囲を、一例として、矩形領域（ｘ方向の長さが４ａ、ｙ方向の長さが４ｂ）として設定する。すなわち、測位位置は、矩形領域の中心位置であり、誤差範囲は、中心位置からｘ方向に±２ａの範囲だけ広がり、ｙ方向に±２ｂの範囲だけ広がる。例えば、２ａを２シグマと設定した場合、ｘ方向の分散はａ2 となり、標準偏差はａと設定することができる。また、２ｂを２シグマと設定した場合、ｙ方向の分散はｂ2 となり、標準偏差はｂと設定することができる。
【００５０】
路上装置との狭域通信による誤差は、ＧＰＳ又は基地局通信の場合に比べて小さい（例えば、誤差範囲が数ｍ）ため、誤差範囲は、路上装置との狭域通信を利用するか、ＧＰＳ又は基地局通信を利用するかに応じて異なる。また、例えば、ＧＰＳを利用する場合、誤差範囲は、環境条件、より具体的には、ＧＰＳの受信レベル、捕捉衛星数、２次元又は３次元測位の別、ＣＥＰ（Circular Error Probability）により時間的に変化する。また基地局通信の場合には、誤差範囲は、基地局との通信レベル、基地局の通信範囲等で時間的に変化する。誤差範囲を予め大きめに設定した所定の定数、場所又は時間に応じて予め決定した定数等を用いてもよい。また、誤差範囲の形状は、矩形形状に限らず、円形、楕円形等任意の形状でもよい。例えば、ＧＰＳのみで測位する場合、環境条件が良好なときには、誤差範囲として１０〜２０ｍ程度を設定することができる。
【００５１】
以下、歩行者の測位位置の算出方法について説明する。なお、測位位置は、直交座標系における二次元ベクトルで表現するが、３次元では、高度情報を加えるだけであり、容易に拡張可能である。また、以下の説明では、時刻で定式化しているが、実際の処理においては、単位時間の経過の都度の処理の代わりに単位走行距離の都度処理を行ってもよい。また、以下、大文字のアルファベットはベクトル又は行列とする。
【００５２】
時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）を式（１）とすると、時刻ｔ＋１（時刻ｔ、ｔ＋１の間隔は、所定時間であり、例えば、１秒、０．５秒などである）における歩行者の位置Ｐ（ｔ＋１）は、式（２）で表すことができる。あるいは、時刻ｔから歩行者が所定の歩行距離（例えば、１ｍ、２ｍなど）を歩行した時刻を時刻ｔ＋１とすることもできる。なお、ベクトルに付した「Ｔ」は転置を意味する。また、式（２）は、歩行者の動特性を示すものである。なお、時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）は、歩行者の真の位置（実際の位置）であり、未知の誤差の存在のため観測不可能な位置である。すなわち、歩行者の測位位置は、真の位置Ｐ（ｔ）に対する最適な推定位置を求めるものである。
【００５３】
【数１】
【００５４】
ここで、Ｄ（ｔ）は、式（３）で表され、ｄ（ｔ）は、時刻ｔから時刻ｔ＋１までに歩行者が移動（歩行）した距離、θ（ｔ）は、直交座標系に対する歩行者の移動（歩行）の方位角である。また、Ｅ（ｔ）は、式（４）で表され、ｅ（ｔ）は、移動距離ｄ（ｔ）の誤差である。また、誤差Ｅ（ｔ）の分散Ｑ（ｔ）は、式（５）で表され、ｑは、単位距離移動での誤差分散であり、一定値とすることができる。
【００５５】
また、時刻ｔにおいて、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信により検出された位置Ｓ（ｔ）は、式（６）で表すことができる。ここで、Ｇ（ｔ）は、位置Ｓ（ｔ）の誤差であり、誤差Ｇ（ｔ）の共分散行列Ｒ（ｔ）は、式（７）で表すことができる。式（７）において、ａ、ｂそれぞれは、図２で示した誤差範囲である矩形領域のｘ方向及びｙ方向の長さの４分の１である。すなわち、共分散行列Ｒ（ｔ）は、２ａ、２ｂを２シグマとした場合のｘ方向及びｙ方向の分散で構成されている。なお、Ｅ（ｔ）、Ｇ（ｔ）の平均値は０としても一般性は失わない。
【００５６】
時刻ｔにおける歩行者の位置Ｐ（ｔ）の最適な推定位置Ｈ（ｔ）は、カルマンフィルタにより式（８）のような漸化式で表される。
【００５７】
【数２】
【００５８】
ここで、Γ（ｔ）は、推定位置Ｈ（ｔ）の推定誤差の分散であり、式（９）のような漸化式で表すことができる。また、行列に付した「−１」は、その行列の逆行列を意味する。また、初期時刻０における推定位置Ｈ（０）、その推定誤差の分散Γ（０）は、それぞれ式（１０）、式（１１）で表すことができる。ここで、Ｍは、歩行者の最初の位置の先験情報であり、Σは、その誤差分散である。仮に先験情報がない場合、Ｍ＝０、Σ-1＝０となり、初期時刻０における推定位置Ｈ（０）、その推定誤差の分散Γ（０）は、それぞれ式（１２）、式（１３）で表される。
【００５９】
なお、式（６）は、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信により位置が検出された場合に得られるので、ＧＰＳ、基地局通信又は路上装置との通信が行われない間は、式（７）における誤差ａ、ｂが十分大きな値と考えることにより、式（８）において、Ｒ-1（ｔ）＝０とすれば、式（８）をそのまま用いて推定位置を繰り返し算出することができる。すなわち、この場合は、自立航法のみで位置を測位することと等価になる。
【００６０】
移動距離ｄ（ｔ）の誤差ｅ（ｔ）は、距離センサの種類により異なる。例えば、複数の種類の距離センサを同時に利用する場合には、各センサの誤差を結合した結合誤差を設定すれば良い。例えば、２種類のセンサで得られた距離をそれぞれｄ１、ｄ２、誤差の分散をそれぞれｑ１、ｑ２とすると、その結合距離を、式（１４）で設定し、その結合誤差として分散は、式（１５）で設定することができる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
上述の定式化では、記述を簡単にするために、方位（方位角）θの誤差がないと仮定したが、方位（方位角）θの誤差ｆ（ｔ）を考慮して、線形近似することにより上述の定式化を容易に拡張することができる。この場合、誤差ｅ（ｔ）、Ｇ（ｔ）と同様に、誤差ｆ（ｔ）の誤差分散を定義する。あるいは、方位誤差を考慮して、位置の誤差分散を大きくすることもできる。
【００６３】
例えば、時刻ｔの方位θの計測値に誤差Ｆ（ｔ）が累加した場合、高次の誤差を無視すれば、式（２）は式（１６）及び式（１７）のように拡張することができる。
【００６４】
【数４】
【００６５】
この場合、式（５）は、式（１８）に置き換えればよい。ここで、ｕは方位θの誤差の分散である。なお、式（１６）〜式（１８）に代えて、式（５）のＱ（ｔ）を大きめに設定するだけとしてもよい。なお、以上の数式では、２次元の位置検出として定式化したが、高さの次元を加えて３次元で定式化してもよい。
【００６６】
地図データベース１４は、広範囲の地図情報及び交通機関の路線情報を記憶してある。なお、歩行者の位置に応じて、その付近の地図情報及び路線情報をセンタ装置又は路上装置などの外部から通信で取得して記憶しておくこともできる。
【００６７】
図３は地上の地図情報の一例を示す模式図である。歩行者の位置を検出する場合には、車両の位置を検出する場合に比較して複雑かつ困難になる。すなわち、車両の場合には、推定した位置と地図上の車道との地図マッチングにより、車両の位置を検出することができるのに対し、歩行者の場合には、歩行者用の歩道以外に歩行者が歩行可能な領域は種々存在する。また、屋外のみならず屋内であっても歩行者の位置検出を行う必要性が高い。
【００６８】
また、歩行者の位置を検出する場合、歩道と車道との分離等、きめ細かな地図マッチングが必要となるため、地図情報としても詳細のデータが必要になる。ただし、広範囲な地図情報を位置検出装置１０の記憶部１５に記憶しておく必要はなく、歩行者の位置に合わせて適宜、情報センタ装置又は路上装置等の外部から通信で取得しても良い。
【００６９】
図３に示すように、地図上には、歩行者専用道路（歩道）、車道、横断歩道、ビル、小売店、公園、池など、種々の領域が存在する。そこで、まず、地図上の領域を歩行可能領域と禁止領域とに区分する。禁止領域は、例えば、立入禁止区域、川、池、海、湖、沼、池、崖、鉄道敷地、皇居など、一般には歩行者の進入が禁止されている領域、あるいは進入が不可能な領域である。
【００７０】
次に、歩行可能領域を、例えば、屋内領域、道路領域及びその他領域に区分する。屋内領域は、例えば、ビル、地下道、駅舎、店舗、小売店、家屋、工場、地下街、建造物内部などである。道路領域は、例えば、歩行者専用道路、歩道・車道分離の幹線道路の場合の歩道、横断歩道、歩行者用陸橋（歩道橋）、地下横断道路、踏切、その他私有地の道路等（今後、何れも道路と呼ぶ）である。また、その他領域は、例えば、車道、公園、運動場、その他自由に歩行可能な全ての屋外の領域である。また、屋内領域又はその他領域において、歩行者が通常歩行する領域を通路として設定する。
【００７１】
図３に示すように、道路領域は、歩行者専用道路、幹線道路の歩道、横断歩道、歩行者用陸橋、地下横断通路（地下鉄の駅などへのアクセス通路）であり、屋内領域は、ビル、小売店、家屋であり、小売店には歩行通路が設定されている。また、禁止領域は池であり、その他領域は幹線道路の車道、公園である。図３の情報に基づいて、地図上の道路（道路領域、地図マッチングのための線分）を設定することができる。
【００７２】
図４は地図上の道路又は通路の設定例を示す説明図である。図４に示すように、道路領域、屋内領域、その他領域の道路又は通路に対して、地図マッチングのための１又は複数の線分（標準歩行線、地図上の道路）を定義し、各線分の接続関係の情報を設定する。地図上の道路又は通路は、リンク及びノードにより構成することもでき、あるいは、線分に対する道路幅又は通路幅に相当する幅を設定することもできる。ノードは、地図上の道路又は通路の一部であり、リンクはノードの接続点、すなわち、地図上の道路又は通路の接続性を定義する。
【００７３】
例えば、図３の例に対して、地図上の道路又は通路は、図４のように設定される。地図上の道路又は通路には、道路幅又は通路幅の情報、接続関係の情報を含めることもできる。また、屋内領域、禁止領域には、それぞれの領域の範囲の情報を含めることもできる。その他領域に、領域の範囲の情報を含めてもよく、あるいは、道路領域、屋内領域、禁止領域の何れでもなければその他領域であると判断する場合、その他領域に領域の範囲の情報を含めなくてもよい。なお、図３及び図４には記していないが、領域と領域とを接続する地点又は道路（通路）を地図上に設定してもよい。例えば、道路上に屋内領域の地下街又は地下鉄駅舎に通じるための連絡口（階段、エレベータ、エスカレータ等）がある場合等であり、これにより、道路から屋内領域に移る場合に、歩行者の位置を修正することができる。
【００７４】
図５は駅付近の地下の地図情報の一例を示す模式図である。図５の例は、地下鉄などの駅付近の地図を示し、図５（ａ）は地上から地下鉄のプラットホームに通じる地下１階の地図であり、図５（ｂ）は地下２階のプラットホームの地図である。図５に示すように、駅が地下等の屋内領域にある場合、地上の道路領域から屋内領域及びプラットホームに移るための階段、エスカレータ、エレベータ等のアクセス部分を両領域の接続地点又はアクセスのための通路として設定することができる。
【００７５】
より具体的には、地上の道路から駅のプラットホームまでは、道路、階段、地下のアクセス通路、曲がり角、改札口、階段（又はエスカレータ、エレベータ）、プラットホームの順で通路を設定することができる。この場合、設定した通路に対して、図５に示すように、地図マッチング用のベクトル線分を設定することができる。また、地図には、券売機なども含まれる。上述の横断歩道、歩道橋、地下横断通路、階段、エレベータ、エスカレータ、券売機、改札口、駅のプラットホームなどは、後述するように、歩行者の歩行挙動と関連付けて歩行者の位置を特定するための特徴地点である。なお、特徴地点は、これに限定されるものではなく、踏切、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなど他の地点なども含めることが可能である。また、交通手段は、地下鉄に限定されるものではなく、電車、列車、汽車、市電若しくはモノレールなどの鉄道、又は路線バス、ケーブルカー、ロープウェイ、フェリー、航空機などであってもよい。
【００７６】
図６は鉄道の路線図の一例を示す説明図であり、図７は鉄道の駅間の所要時間の例を示す説明図である。図７の所要時間（例えば、上り列車）は、図６の路線図に対応するものである。路線図と所要時間は、路線情報を構成するものである。図６に示すように、鉄道の路線に本線と、これから分岐する支線１、支線２とがあるとする。本線には駅Ｊ１〜Ｊ１２があり、支線１は駅Ｊ３から分岐して駅Ｋ１〜Ｋ６がある。また、支線２は駅Ｊ７で分岐し、駅Ｌ１〜Ｌ３があるとする。交通機関の区分として、例えば、鉄道では、特急、急行、準急、普通に区分けされ、特急が停車する駅はＪ１、Ｊ７、Ｊ１２であり、急行が停車する駅はＪ１、Ｊ３、Ｊ７、Ｊ１０、Ｊ１２である。また、準急が停車する駅はＪ１、Ｊ３、Ｊ７、Ｊ１０、Ｊ１２、Ｋ３、Ｋ６であり、普通はすべての駅で停車する。
【００７７】
また、図７に示すように、路線情報には、本線、支線１、支線２ごとに各駅の位置、駅間の距離、各列車の区分に応じた駅間の所要時間を含む。なお、上述の区分は一例であって、これに限定されるものではなく、快速、通勤快速、新快速など他の区分を用いてもよく、あるいは、地下鉄のように車両がすべての駅に停車するような場合には、区分を設ける必要はない。また、鉄道間の相互乗り入れがあってもよい。また、図７では、例えば、上り列車の所要時間を例示しているが、下り列車も同様である。
【００７８】
また、図５に示したように、地図マッチングを行うことができるように、各駅の屋内領域又は道路領域とのアクセス通路を二次元空間又は線データの地図情報として地図データベース１４に記憶してもよく、あるいは、駅舎全体を駅領域として、その範囲（境界）のみを記憶することもできる。
【００７９】
列車の区分は、予め区分毎の列車の速度、振動特性などを記憶しておき、歩行者が列車に乗車したときの移動速度、振動特性を検出することにより、歩行者が乗車した列車の区分を判定することができる。例えば、移動速度の速い順に特急、急行、準急、普通のように判定することができる。また、振動の強い順に特急、急行、準急、普通のように判定することができる。
【００８０】
また、歩行者が列車に乗車した時点から列車が停車するまでの経過時間と、駅間の所要時間とにより、その列車が停車した駅を求め、その駅に停車する列車の区分から歩行者が乗車した列車の区分を判定することもできる。あるいは、歩行者が列車に乗車した時点からの経過時間と駅間の所要時間により、その列車が停車せずに通過した駅を求め、その駅を通過する列車の区分から歩行者が乗車した列車の区分を判定することもできる。
【００８１】
歩行者が列車に乗車している場合の歩行者の位置は、路線図に沿って特定することができる。例えば、乗車駅から次の停車駅までの所要時間に対する乗車後の経過時間の比で、乗車駅と次の停車駅との距離を比例配分して、乗車駅からの距離を求めることで特定することができる。例えば、図６及び図７の例で、歩行者が特急列車に乗車したと判定した場合、駅Ｊ１から乗車して経過時間が５分であるとすると、駅Ｊ１及びＪ７（特急列車が次に停車する駅）間の距離に５／９（９分は駅Ｊ１、Ｊ７間の所要時間）を乗算した距離だけ駅Ｊ１から離れた位置が歩行者の位置である。
【００８２】
なお、歩行者の位置を路線図上で特定する場合において、経過時間は、歩行者が交通手段に乗車した乗車地点からの経過時間だけでなく、いずれかの駅で停車又は通過した場合には、その停車又は通過した駅からの経過時間も含むものとする。これにより、乗車駅を起点とした経過時間と各駅までの所要時間とに基づいて歩行者の位置を特定してもよく、あるいは乗車駅にかかわらず、ある駅を起点とした経過時間とその起点とした駅からの所要時間とに基づいて歩行者の位置を特定することもできる。
【００８３】
上述の例では、地下鉄等の屋内駅舎の場合を説明したが、屋外の電車、列車、汽車、モノレール、市電、路線バス、飛行機、ケーブルカー、ロープウェイ等のように、道路上又は道路に接続された駅のプラットホーム、停留所、搭乗エリアがある場合でも、上記と同様に、道路領域又は屋内領域に駅のプラットホーム、停留所、搭乗エリア、あるいは、アクセス通路、路線図及び駅間の所要時間を設定することにより、歩行者の位置を同様に特定することができる。なお、交通手段が地下鉄のように地下を走行しない場合には、少なくとも間欠的にＧＰＳ衛星からの電波を受信できる可能性があり、ＧＰＳによる測位を併用して歩行者の位置を特定することもできる。
【００８４】
記憶部１５は、歩行者の歩行挙動と地図上の特徴地点とを関連付けた情報、測位部１３で測位した測位データ、位置検出処理部１７で処理した処理結果などを記憶する。なお、制御部１１、位置検出処理部１７などをＣＰＵ、ＲＡＭなどで構成する場合、制御部１１、位置検出処理部１７の処理手順を定めたコンピュータプログラムを記憶することもできる。
【００８５】
操作部１６は、各種操作ボタンを備え、歩行者と位置検出装置１０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部１６は、歩行者の操作により位置検出装置１０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００８６】
位置検出処理部１７は、専用のハードウエア回路で構成してもよく、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成であってもよい。
【００８７】
位置推定部１７１は、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に算出された推定位置又は推定位置を更新した検出位置と、測位部１３で算出した測位位置の軌跡（測位軌跡）とに基づいて、地図上の推定位置（推定位置の軌跡）を算出する。より具体的には、前回に算出された推定位置又は検出位置から測位位置までの測位軌跡に沿った軌跡を求めることにより、推定位置の軌跡及び推定位置を算出する。
【００８８】
誤差算出部１７２は、位置推定部１７１で推定した推定位置の誤差範囲を算出する。より具体的には、誤差算出部１７２は、後述するように推定位置を初期登録する場合、あるいは、推定位置を更新する場合、推定位置の誤差範囲を所定値に設定する。例えば、推定位置を初期登録した場合、推定位置の誤差範囲を測位位置の誤差範囲（例えば、２０〜２００ｍ）とすることができる。また、道路上のカーブ、道路又は通路の特徴地点で推定位置を更新した場合、最小の誤差（例えば、道路幅程度の範囲）とすることができる。
【００８９】
誤差算出部１７２は、初期登録した推定位置又は更新した推定位置の誤差範囲を所定値に設定した後は、設定した所定値に、初期登録又は更新した推定位置からの歩行者の移動距離又は移動方向に応じた値（例えば、測位誤差の増加分）を加算して誤差範囲を算出する。これにより、一旦歩行者の位置が決定（確定）され、その位置での誤差範囲を所定値に設定した後は、測位軌跡の増加（移動距離又は移動方位）に伴って測位誤差が増加した場合でも、測位軌跡に応じて、推定位置の適切な誤差範囲を求めることができる。なお、誤差範囲を常に適当な所定の一定値（例えば、１００ｍ）とすることもできる。
【００９０】
歩行挙動判定部１７３は、測位部１３の距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などで得られたデータに基づいて、歩行者の歩行挙動を判定する。歩行挙動は、歩行者の歩行特性を示すものであり、自転車に乗った場合の走行特性も含む。歩行挙動は、例えば、歩行の開始、歩行速度、歩行速度の変動、歩行の強さ（例えば、歩数センサで加速が大きさで示されるレベル強度）、歩行の強さの変動、単位時間当たりの歩数（自転車の場合には、ペダルをこぐ回数）、歩数の変動、歩行方位、歩行停止などである。
【００９１】
歩行挙動判定部１７３は、歩行挙動に基づいて歩行の乱れの有無を判定する。歩行の乱れは、例えば、所定の歩行速度又は単位時間当たりの歩数を基準として歩行速度が遅い又は歩数が少ない場合、歩行速度が略一定でなく歩行速度の変動が頻繁にある場合、歩行方位の蛇行又は周回性がある場合、あるいは、歩行の強さが不安定である場合などである。
【００９２】
乗降判定部１７４は、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動、及び測位部１３の距離センサ１３２、方位センサ１３３などで得られたデータに基づいて、歩行者が地下鉄などの交通手段に乗車したか、あるいは、降車したかを判定する。例えば、歩行停止と所定の速度以上の移動速度とを検出した場合に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の速度以上の歩行速度とを検出した場合に降車したと判定することができる。歩行開始、歩行停止、歩行速度、移動速度などの検出は、加速度センサ又は歩数センサなどを用いることができる。
【００９３】
また、乗降判定部１７４は、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動、及び振動検出部１７８で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定する。振動特性は、例えば、加速度センサ、角速度センサ又は角加速度センサなどの振動を検出することができるセンサにより自身の振動を検出し、振動の強さの周波数成分として求めることができる。例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きいのに対し、歩行者が交通手段に乗車した場合は、振動の周波数特性は、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。例えば、歩行停止と広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい振動特性を検出した場合、交通手段に乗車したと判定することができる。また、歩行開始と所定の周波数で比較的強さのレベルが大きい振動特性を検出した場合、降車したと判定することができる。これにより、歩行者が交通手段に乗車したか、あるいは降車したかを精度良く判定することができる。なお、一旦歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合に、移動速度又は振動特性から歩行者が乗車しているものと判断できる場合に、仮に歩行者の一時的な歩行を検出したとしても、歩行者が乗車中であると判定すればよい。
【００９４】
位置特定部１７５は、測位位置に基づいて推定位置の初期登録を行う。また、位置特定部１７５は、地図マッチング法を利用して、位置推定部１７１で算出した推定位置に基づいて、誤差範囲内で歩行していると考えられる位置に推定位置を更新し、更新した位置を歩行者の位置として特定（検出）する。この場合、評価部１７７で算出される評価係数に基づいて、最も確からしい推定位置を歩行者の位置として特定することができる。評価係数の詳細は後述する。なお、評価係数の逆数を相関度と定義し、相関度を用いることもできる。
【００９５】
また、位置特定部１７５は、誤差算出部１７２で算出した誤差範囲内に、歩行挙動判定部１７３で判定した歩行挙動に関連する特徴地点があるか否かを判定し、特徴地点がある場合、その特徴地点を歩行者の位置として特定する。例えば、歩行者の歩行速度又は歩行の強さの変動があった場合に、歩行者の推定位置の誤差範囲内に階段があるときには、推定位置を階段の位置に更新することにより歩行者の位置を特定することができる。これにより、歩行者の位置を精度良く特定することができる。
【００９６】
また、位置特定部１７５は、乗降判定部１７４で歩行者が交通手段に乗車したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の駅間の所要時間に基づいて、交通機関の路線に沿って歩行者の位置を特定する。
【００９７】
信頼度算出部１７６は、測位部１３で測位した測位データの信頼度を算出する。より具体的には、信頼度算出部１７６は、距離センサ１３２、方位センサ１３３、高度センサ１３４などのセンサ単体でのデータの自己矛盾、あるいは、センサ相互のデータの矛盾又は地図情報との不整合などの異常の有無の判定、ＧＰＳ１３１の測位データ及び基地局通信の信頼性を示す使用環境指標の算出などを行う。また、センサ等に異常があると判定した場合には、使用可能なセンサを選択するとともに、使用不可のセンサに対しては、そのセンサの誤差分散を無限大にする（又は大きくする）処理を行う。これにより、常にセンサの使用可否を監視する。以下、信頼度算出部１７６での処理の詳細について説明する。
【００９８】
ＧＰＳ１３１の異常の有無の判定は、例えば、ＧＰＳ１３１で得られた測位データに基づいて測位した測位位置、歩行者の歩行速度、移動方位などの時間的変化に自己矛盾があるか否かで判定することができる。異常がある場合には、ＧＰＳ１３１のデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、ＧＰＳ１３１の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、ＧＰＳ１３１のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間又は所定の距離の間継続すれば、ＧＰＳの信頼度を正常な値に復帰させる。
【００９９】
ＧＰＳ１３１の使用環境指標としては、例えば、ＧＰＳ１３１の受信レベル、捕捉衛星数、２次元又は３次元測位の別、ＣＥＰ（Circular Error Probability）が所定の標準値以下であれば、異常であるとしてＧＰＳ１３１のデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、ＧＰＳ１３１の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、ＧＰＳ１３１のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間又は所定の距離の間継続すれば、ＧＰＳ１３１の信頼度を正常な値に復帰させる。
【０１００】
基地局通信の使用環境指標としては、例えば、基地局との通信レベル、基地局の通信範囲等が所定の標準値より低下した場合、異常であるとして基地局通信によるデータの誤差分散を無限大にして利用しないようにする。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、基地局通信の信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、基地局通信のデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間及び／又は所定の距離の間継続すれば、基地局通信の信頼度を正常な値に復帰させる。なお上記では、ＧＰＳと基地局通信とを区別したが、ＧＰＳと基地局通信とを結合した測位方式を利用してもよい。
【０１０１】
地磁気センサは、その検出原理から周辺の鉄板又は鉄筋等の存在、踏切等の電場又は磁場の存在により検出データにノイズが加わり、検出精度が低下することが多い。このような場合、仮に誤差がない場合でも、地磁気センサを使用しないようにしてもよい。また、建物内（屋内）又は踏切付近では、地磁気センサの検出データにノイズが加わるため、これを利用して歩行者が屋内又は踏切付近に存在する可能性が高いと判定することができる。
【０１０２】
センサ相互のデータの矛盾の有無の判定は、例えば、過去のある時刻で測位した測位方位（推定方位）に、その時刻から現在時刻までの相対方位センサのデータ増分を加えたものが、現在時刻での地磁気センサのデータと大きく乖離すれば、地磁気センサのデータが異常であるとみなして地磁気センサを利用しないようにすることができる。また、このような異常な状況が、所定の時間及び／又は所定の距離の間継続した場合、地磁気センサの信頼度は低いとする。また、このような異常な状況がなくなった場合、地磁気センサのデータを利用するとともに、さらに正常な状況が所定の時間及び／又は所定の距離の間継続すれば、地磁気センサの信頼度を正常な値に復帰させる。
【０１０３】
また、方位の誤差を考慮して定式化する場合には、地磁気センサの誤差分散としては、例えば、異常の場合に無限大（又は十分に大きな値）、正常の場合に標準値（例えば、平均的な誤差）とする。相対方位センサの誤差分散は、例えば、較正されたとき最小に設定し、時間又は距離が経過するにつれて誤差分散を増加させる。複数のセンサによる誤差分散は、各々のセンサの分散を結合すれば良い。また、他の相互チェックとしては、過去のある時刻の推定位置に、歩数センサから推定された距離を加えたものが、現在時刻でＧＰＳ１３１により測位した測位位置と大きく乖離すれば、ＧＰＳ１３１の測位データが異常であるとみなすことができる。
【０１０４】
評価部１７７は、位置推定部１７１で算出した推定位置、及び位置特定部１７５で更新した推定位置（この場合、特定した位置）を評価するための評価係数を算出する。評価係数は、推定位置の確からしさを評価するための係数であり、例えば、評価係数が小さいほど推定位置の確からしさ（確率）が大きいとすることができる。評価係数は、例えば、推定位置と測位位置との位置ずれ、道路又は通路の特徴地点における推定位置と測位位置との位置ずれの差の平均、道路又は通路の特徴地点における推定位置と道路又は通路との位置ずれ（距離ずれ）の平均等である。なお、評価係数の詳細は後述する。
【０１０５】
振動検出部１７８は、距離センサ１３２、方位センサ１３３内の加速度センサ、角速度センサ、角加速度センサ等により振動特性を検出する。
【０１０６】
図８及び図９は振動特性の一例を示す説明図である。図８及び図９において、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は振動の強さを示す。図８（ａ）は歩行者が通常に歩行する場合の振動特性を示す。また、図８（ｂ）は歩行者が階段を上がる場合の振動特性を示し、図８（ｃ）は歩行者が階段を下りる場合の振動特性を示す。また、図９（ａ）は地下鉄、列車などの交通手段に歩行者が乗車した場合であって、交通手段が移動している場合の振動特性を示す。図９（ｂ）は地下鉄、列車などの交通手段に歩行者が乗車した場合であって、交通手段が停止している場合の振動特性を示す。
【０１０７】
図８に示すように、例えば、歩行者が歩行している場合、振動の周波数特性は、所定の周波数（例えば、２Ｈｚ、４Ｈｚ、６Ｈｚなど）で強さのピークがあるとともに、比較的強さのレベルが大きい。また、階段を上がる場合と下がる場合とでは、通常の歩行に比べて、振動の強さのレベルが異なることがわかる。一方、図９に示すように、歩行者が交通手段に乗車した場合であって、交通手段が移動している場合は、振動の周波数特性は、特定の周波数での強さのピークはなく、広い範囲の周波数で比較的強さのレベルが小さい。また、交通手段が停止している場合は、振動の周波数特性は全体として非常に小さいレベルとなる。
【０１０８】
表示部１８は、例えば、液晶表示パネルであって、歩行者に自身の位置を地図上に表示する。
【０１０９】
音声出力部１９は、歩行者の位置を表示部１８で表示する際に、歩行者に所要の情報を通知するため、又は注意を促すため音声又は音響を出力する。
【０１１０】
次に位置検出装置１０の地図マッチング法による位置検出処理について説明する。図１０は推定位置の新規登録の一例を示す説明図である。推定位置の新規登録（初期登録）は、地図マッチング処理を開始した場合、あるいは、推定位置の候補が１つもなくなってしまった場合に行う処理である。
【０１１１】
推定位置の新規登録を行うか否かは、例えば、次の条件（１）、条件（２）により判定する。すなわち、条件（１）及び条件（２）の両方を充足する場合、推定位置の新規登録を実施せず、条件（１）又は条件（２）のいずれかが充足しない場合、推定位置の新規登録を行う。条件（１）は、センサ等の信頼度が所定の閾値以下（信頼性が悪い）の場合であり、例えば、ＧＰＳ１３１の信頼性が悪い場合、地磁気センサの信頼性が悪い場合などである。また、条件（２）は、所定の範囲（時間及び／又は距離）以上、歩行の乱れがある場合である。
【０１１２】
図１０に示すように、測位位置Ａの誤差範囲内に地図上の道路又は設定した通路があるか否かを判定し、道路（又は通路）がある場合には、測位位置Ａに最も近い当該道路上又は通路上の地点を測位位置Ａに対応する新規の推定位置として登録する。図１０では、誤差範囲内に２つの道路（又は通路）が存在するため、それぞれの道路（又は通路）において測位位置Ａから最も近い地点Ｍ、Ｎを推定位置として登録する。この場合、測位位置Ａまでの測位軌跡の方位又は測位位置Ａでの測位方位とほぼ方位が一致する道路（又は通路）を予め登録しておくこともできる。仮に、測位軌跡の方位又は測位方位と道路（又は通路）の方位とが略一致するような道路（又は通路）がない場合には、誤差範囲内に登録できる道路（又は通路）が存在するまで推定位置の新規登録を行わずに待機する。
【０１１３】
推定位置を新規に登録した場合、その推定位置に対応する測位位置の誤差範囲を、新規登録した推定位置の誤差範囲として設定（登録）する。図１０の例では、推定位置Ｍ、Ｎの誤差範囲は、推定位置Ａの誤差範囲を引き継ぐ。また、新規登録した推定位置Ｍ、Ｎとそれに対応する測位位置Ａとの位置ずれに基づいて、推定位置Ｍ、Ｎの評価係数を算出する。
【０１１４】
図１１は新規登録した推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。図１１の例は、測位位置Ａに対応させて推定位置Ｍを新規登録した場合を示す。測位位置Ａの座標を（Ｘ、Ｙ）、新規登録した推定位置Ｍの座標を（ｘ、ｙ）とすると、推定位置Ｍの評価係数Ｃは、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２とすることができる。ここで、Ｃ１＝｜ｘ−Ｘ｜、Ｃ２＝｜ｙ−Ｙ｜で表わすことができる。すなわち、推定位置Ｍの評価係数Ｃは、推定位置Ｍと測位位置Ａのｘ座標の差、推定位置Ｍと測位位置Ａのｙ座標の差とすることができる。この場合、評価係数が小さいほど、推定位置の確からしさ（確率）が高いということができる。評価係数Ｃは、ｘ座標毎、ｙ座標毎に算出するだけでなく、ｘ座標とｙ座標の絶対値の和、あるいは、自乗和の平方根等により１つの指標とすることもできる。これにより、推定位置Ｍが測位位置Ａに対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１１５】
次に、新規登録後の推定位置の軌跡の算出例について説明する。図１２は交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図であり、図１３は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。図１２及び図１３の例では、地図マッチングを利用するとともに、道路又は通路の特徴地点に推定位置を更新（補正）する。図１２に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である地下横断通路が存在する場合、推定位置を地下横断道路の地点に更新する。なお、特徴地点以外の地点では、推定位置を道路に更新しない。
【０１１６】
また、図１３に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である曲がり角、券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。なお、特徴地点以外の地点では、推定位置を通路に更新しない。
【０１１７】
図１４は交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図であり、図１５は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１４及び図１５の例では、地図マッチングを利用して、歩行者の歩行方位と道路又は通路の方位とが所定の閾値を超えない限り、推定位置を常時道路又は通路上にマッチングさせる。
【０１１８】
また、図１４に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である地下横断通路が存在する場合、推定位置を地下横断道路の地点に更新する。また、図１５に示すように、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である曲がり角、券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。
【０１１９】
図１６は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１６の例では、地図マッチングを利用して、推定位置が通路（通路領域）からはみ出した場合に、推定位置を通路に更新する。また、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。特徴地点以外の地点では、推定位置が通路からはみ出さない限り、推定位置を通路に更新しない。なお、地上の場合も同様である。
【０１２０】
図１７は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１７の例では、地図マッチングを利用せずに自立航法のみを利用する。図１７に示すように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない地下では、自立航法のみを利用して推定位置を求めるとともに、推定位置の誤差範囲内に特徴地点である券売機、改札口、階段、エスカレータ、エレベータ等が存在する場合、推定位置をこれらの特徴地点に更新する。
【０１２１】
図１８は交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。図１８の例では、地図マッチングを利用せずに自立航法のみを利用する。図１８に示すように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない地下では、自立航法のみを利用して推定位置を求めるとともに、特徴地点での推定位置の更新を行わない。駅舎などの構造により、歩行者が交通手段に乗車又は降車した地点を特定し易いなど推定位置の誤差範囲の大きさがある程度許容できる場合などには、図１８の例を用いることができる。
【０１２２】
なお、上述の例では、道路から地下に入り交通手段に乗車するまでの例を説明したが、交通手段から降車して道路に出るまでの推定位置も同様に特定し追跡することができる。従って、例えば、プラットホームから交通手段に乗車するまで、乗車後降車するまで、かつ降車してから道路に出るまでのすべての経路において継続（連続）して歩行者の位置を特定、追跡することが可能となる。
【０１２３】
推定位置の誤差範囲は、推定位置の新規登録（初期登録）では、測位誤差（例えば、２０〜２００ｍの範囲）とすることができる。また、推定位置の誤差範囲は、道路又は通路の特徴地点で推定位置を更新（補正）した場合には、最小の誤差範囲（例えば、道路幅又は通路幅程度）とすることができる。その後、歩行者が歩行するにつれて、測位誤差が累加されるため、推定位置の誤差範囲を増加させることができる。これにより、一旦歩行者の位置が決定（確定）され、その位置での誤差範囲を所定値に設定した後は、測位軌跡の増加（移動距離又は移動方位）に伴って測位誤差が増加した場合でも、測位軌跡に応じて、推定位置の適切な誤差範囲を求めることができる。なお、推定位置の誤差範囲を常に適当な所定の一定値（例えば、１００ｍ）とすることもできる。これにより、位置検出の処理労力を低減することができる。
【０１２４】
次に、推定位置の更新方法について説明する。推定位置の更新は、例えば、推定位置の誤差範囲内の道路又は通路の接続特性、道路又は通路と他の領域との接続特性、歩行者の歩行挙動、測位データの信頼度（信頼性）、推定位置の評価係数等に基づいて行う。また、推定位置が妥当でない場合には、推定位置の棄却を行う。
【０１２５】
図１９は推定位置の更新の一例を示す説明図である。図１９に示すように、測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して２つの推定位置Ｍ、Ｎが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを道路上又は通路上の位置に更新する。また、推定位置Ｍと更新した推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、更新した推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。また、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。この場合、更新する誤差範囲としては、例えば、最小値（道路幅又は通路幅程度の範囲）を設定することができる。なお、推定位置の方位と道路又は通路の方位との方位差が所定の閾値より小さいか否かを判定し、方位差が閾値より大きい場合、推定位置を道路上又は通路上に更新しないようにすることもできる。
【０１２６】
推定位置Ｎの誤差範囲内では、前回に更新した推定位置が存在していた道路又は通路が誤差範囲外となるため、誤差範囲内に別の道路又は通路があるか否かを判定する。仮に別の道路又は通路が存在する場合、推定位置をその道路又は通路の位置に更新するとともに、推定位置Ｎの誤差範囲、評価係数を更新した推定位置の誤差範囲、評価係数として引き継ぐ。仮に更新すべき道路又は通路がないと判定した場合、推定位置Ｎを棄却することができる。
【０１２７】
図２０は推定位置の更新の他の例を示す説明図である。図２０の例は、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置が存在する道路又は通路が２つの道路又は通路に分岐するような場合である。測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して１つの推定位置Ｍが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、分岐した一方の道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを道路上又は通路上の位置に更新する。また、推定位置Ｍと更新した推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、更新した推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。推定位置Ｍの誤差範囲外となった他方の道路上又は通路上の推定位置は棄却する。なお、この場合においても、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。
【０１２８】
図２１は推定位置の更新の他の例を示す説明図である。図２１の例も、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置が存在する道路又は通路が２つの道路又は通路に分岐するような場合である。測位位置Ａまでの測位軌跡に対応して、前回に更新した推定位置からの推定位置の軌跡により、測位位置Ａに対応して１つの推定位置Ｍが存在するとする。推定位置Ｍの誤差範囲内には、分岐した両方の道路又は通路が存在するので、推定位置Ｍを各道路上又は通路上の位置に更新する。更新した推定位置を第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置とする。また、推定位置Ｍと第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置との位置ずれに対応する値を推定位置Ｍの評価係数に加算して、第１候補の推定位置及び第２候補の推定位置の評価係数として引き継ぐようにしてもよい。なお、この場合においても、特徴地点において、推定位置Ｍの位置ずれを補正して推定位置を更新し、評価係数、誤差範囲を更新することもできる。
【０１２９】
次に、曲がり角等の特徴地点での推定位置の評価係数の算出方法について説明する。図２２は特徴地点での推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。図２２の例では、曲がり角等の特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において、測位位置Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応して道路上又は通路上の位置に更新した推定位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３があるとする。測位位置Ａ１と推定位置Ｍ１との位置ずれを（ｘ１、ｙ１）とし、測位位置Ａ２と推定位置Ｍ２との位置ずれを（ｘ２、ｙ２）とし、測位位置Ａ３と推定位置Ｍ３との位置ずれを（ｘ３、ｙ３）とする。また、前回（例えば、直近でもよく、２回又は３回などの複数回前でもよい）に更新した推定位置と対応する測位位置との位置ずれを（ｘ０、ｙ０）とする。推定位置（例えば、推定位置Ｍ３）の評価係数を、推定位置と測位位置との位置ずれの差の平均値として求めることができる。
【０１３０】
すなわち、ｘ方向の位置ずれの差の平均値は、{｜ｘ１−ｘ０｜＋｜ｘ２−ｘ１｜＋｜ｘ３−ｘ２｜}／３となり、ｙ方向の位置ずれの差の平均値は、{｜ｙ１−ｙ０｜＋｜ｙ２−ｙ１｜＋｜ｙ３−ｙ２｜}／３となる。各特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３での位置ずれが等しいほど評価係数は小さくなり、推定位置の確からしさ（確率）が大きいといえる。これにより、推定位置が測位位置に対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１３１】
なお、評価係数として、各特徴地点での位置ずれの差の２乗を合計して平均し、平均した値の平方根を求めることもできる。また、平均値に代えて、中央値、最大値と最小値の和の２分の１の数値など他の統計値を用いることもできる。
【０１３２】
図２３は特徴地点での推定位置の評価係数の算出の他の例を示す説明図である。図２３の例では、曲がり角等の特徴地点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において、測位位置Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応して推定位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３があるとする。地点Ｂ１の位置と推定位置Ｍ１との位置ずれ（距離）をｄ１とし、地点Ｂ２の位置と推定位置Ｍ２との位置ずれ（距離）をｄ２とし、地点Ｂ３の位置と推定位置Ｍ３との位置ずれ（距離）をｄ３とする。推定位置（例えば、推定位置Ｍ３）の評価係数を、道路上又は通路上の特徴地点と推定位置との位置ずれ（距離）の平均値（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／３として求めることができる。
【０１３３】
すなわち、推定位置と道路又は通路の位置との距離が短いほど、評価係数は小さく、推定位置の確からしさ（確率）が大きいといえる。これにより、推定位置が道路又は通路に対して、どの程度確かな位置であるかを把握することができる。
【０１３４】
図２４は推定位置の評価係数の他の例を示す説明図である。推定位置の評価係数を求める場合に、図２２、図２３の例で示すような曲がり角等の特徴地点のように、明らかな方位変更がある地点で評価係数を算出する構成に限定されず、例えば、図２４に示すように、推定位置の軌跡又は測位軌跡と地図上の道路形状又は通路形状とのマッチングを評価することもできる。なお、上述したような複数の種類の評価係数のいずれか１つを用いて評価することもでき、あるいは、複数種類の評価係数に適宜重み付けを行って合算し、１つの評価係数として用いることもできる。
【０１３５】
次に、推定位置の評価係数を更新（補正）する方法について説明する。道路上の位置に更新した推定位置が横断歩道又はその付近にある場合に、歩行者の歩行速度の増加又は歩行停止を検出したときは、歩行者が横断歩道内又は横断歩道付近にいる確率が高いとして、推定位置の評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。なお、上記評価係数に所定の１以下の数値を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する場合、実際には、評価係数と数値（デフォルト値は１）とのデータを用意しておき、評価係数の記憶データはそのままにして、積算すべき数値を変更するという形態とし、他の推定位置と比較するとき等に、見かけ上の評価係数として上記積算値を利用することもできる。これにより、以後の評価係数の算出が矛盾なく実施可能となる。
【０１３６】
また、道路上の位置に更新した推定位置が横断歩道又はその付近にある場合に、青信号開始時点での歩行挙動又は赤信号開始時点での歩行挙動に応じて評価係数を更新する。例えば、青信号開始時点で歩行停止から歩行開始になった場合、歩行者が横断歩道を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ２＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。また、赤信号開始時点で歩行速度の増加があった場合、歩行者が横断歩道を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ３＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１３７】
また、道路上の位置に更新した推定位置が歩行者用陸橋にある場合に、階段歩行における歩行速度の変動又は歩行の強さの変動を検出したときは、歩行者が歩行者用陸橋を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ４＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。この場合、高度の増加又は減少があるか否かを判定し、高度の増加又は減少がある場合、評価係数を小さくなるように更新することもできる。
【０１３８】
また、道路上の位置に更新した推定位置が踏切の付近にある場合に、歩行者の歩行停止を検出したときは、あるいは、地磁気センサの検出レベルにノイズが加わったときは、歩行者が踏切手前で立ち止まっている確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ５＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１３９】
また、通路上の位置に更新した推定位置が道路から地下横断通路（駅へのアクセス通路）に移った場合に、階段歩行における歩行速度の変動又は歩行の強さの変動を検出したときは、歩行者が地下横断通路を歩行している確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ６＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。この場合、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性が低い、地磁気センサの信頼性が低い、歩行速度の変動又は歩行の強さの変動等により所定の数値として、例えば、ｍ５＝１／５を用いることができる。また、高度の増加又は減少があるか否かを判定し、高度の増加又は減少がある場合、評価係数を小さくなるように更新することもできる。
【０１４０】
また、通路上の位置に更新した推定位置がエレベータの付近にある場合に、歩行者の歩行停止、高度又は気圧の変化、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者がエレベータにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ７＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４１】
また、通路上の位置に更新した推定位置がエスカレータの付近にある場合に、歩行者の歩行停止、歩行速度の変動又は歩行の強さの変動、高度又は気圧の変化、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者がエスカレータにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ８＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。なお、エスカレータとエレベータとを区別するための別の歩行挙動として、例えば、上下方向の加速度変化がある場合には、歩行者がエレベータにいると判定し、上下方向だけでなく水平方向にも加速度変化がある場合には、歩行者がエスカレータにいると判定してもよい。
【０１４２】
また、通路上の位置に更新した推定位置が駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアなどの付近にある場合に、歩行者の所定時間以上の歩行停止、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者が駅のプラットホーム、停留所、乗降エリア、搭乗エリアにいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ９＝１／５）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４３】
また、通路上の位置に更新した推定位置が券売機の付近にある場合に、歩行者の一時的な歩行停止、ＧＰＳ１３１などのセンサの信頼性低下などを検出したときは、歩行者が券売機付近にいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１０＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４４】
また、通路上の位置に更新した推定位置が改札口の付近にある場合に、歩行者の瞬間的な歩行停止又は歩行の乱れなどを検出したときは、歩行者が改札口付近にいる確率が高いとして、算出した評価係数に所定の１以下の数値（例えば、ｍ１１＝１／３）を積算することにより評価係数が小さくなるように更新する。
【０１４５】
上述の道路又は通路の特徴地点と歩行者の歩行挙動との関連付け、あるいは、特徴地点とセンサの信頼性との関連付けは、予め記憶部１５に記憶しておけばよい。
【０１４６】
上述のように、評価係数を小さくなるように更新して、推定位置の確からしさを大きくすることができ、位置検出の精度を判定することができる。また、推定位置に基づいて自身の位置を検出する場合に、推定位置の候補が複数存在するようなときでも、最も確からしい推定位置に基づいて自身の位置を検出し続けることが可能となる。なお、評価係数の値を小さくする代わりに、他の推定位置を全て棄却してもよい。これは推定位置の初期位置を特定することに相当する。
【０１４７】
推定位置の候補が複数ある場合には、推定位置の候補の中で最も評価係数の小さい推定位置を歩行者の位置であるとし、評価係数が所定の閾値より大きい推定位置を候補対象から棄却することができる。また、閾値以上の歩行距離で、その他領域の推定位置と道路又は通路の推定位置とが存在する場合には、その他領域の推定位置は存在確率が低いとして棄却してもよい。さらに、測位位置の誤差範囲外となる推定位置は棄却することができる。また、推定位置が１つだけ存在し、その推定位置が道路上又は通路上にある状況が所定時間及び／又は所定距離の間続いた場合に、その推定位置を歩行者の位置として確定し、確定した推定位置の評価係数を０にする。また、推定位置が１つも存在しない場合、新規の推定位置が得られるまでの間、測位位置又は直近の推定位置からの測位軌跡を累計した位置を、仮の推定位置（暫定位置）とすることができる。
【０１４８】
次に測位方位の補正について説明する。地図マッチング法により、道路又は通路の特定とその推定位置が確定し、かつ測位方位が所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合に、測位方位を地図上の道路又は通路の方位に補正することができる。測位方位の補正のタイミングは、例えば、特定された推定位置が唯一である状況が所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）以上継続した場合、あるいは、特定された全ての推定位置に対応する地図上の道路又は通路方位が、所定閾値（例えば、２度）の範囲内である状況が所定の時間（例えば、１分）及び／又は所定の距離（例えば、５０ｍ）以上継続し、かつ測位方位に所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上変化がない場合である。
【０１４９】
また、以下のような補正タイミングの条件を付加することもできる。条件（１）として、所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間で推定位置と測位位置との差が所定の閾値（例えば、５０ｍ）以内である場合、条件（２）として、所定の時間（例えば、１分）又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間で地磁気センサが正常である確率が低い場合、例えば、所定の歩行距離（例えば、２０ｍ）以上連続して地磁気センサが正常でない場合、条件（３）として、所定の時間（例えば、１分）及び／又は所定の距離（例えば、５０ｍ）の間でＧＰＳ１３１が正常である確率が低い場合、例えば、所定の歩行距離（例えば、５０ｍ）以上連続してＧＰＳ１３１が正常でない場合である。なお、この測位方位の補正は、地図上の道路方位又は通路方位が直進である場合に限定してもよい。
【０１５０】
次に、歩行者の位置を地図上で表示する表示例について説明する。歩行者の位置を表示部１８で表示する場合、推定位置がないときは、測位位置又は暫定位置を表示し、推定位置があるときは、その推定位置（更新した推定位置を含む）を表示する。
【０１５１】
図２５は歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。道路又は通路上に推定位置が１つの場合、その推定位置（又は更新した推定位置を含む）を地図上に表示した上で、表示した推定位置の誤差範囲も同時に表示する。なお、推定位置が複数ある場合には、評価係数の最も小さい推定位置を１つ表示することもできる。
【０１５２】
図２６は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。推定位置が複数存在する場合、複数の推定位置を包含する領域を推定位置として表示する。この場合、各推定位置の誤差範囲を含むような範囲を表示してもよい。また、推定位置の評価係数の大小に応じて、その推定位置の誤差範囲の大きさを拡大又は縮小した上で、推定位置とその誤差範囲とを同時に表示することもでき、また、推定位置が複数ある場合には、各推定位置の誤差範囲を含む範囲を表示してもよい。また、複数の推定位置の重心位置を表示してもよい。
【０１５３】
図２７は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。推定位置が複数存在する場合、各推定位置を表示した上で、各推定位置の誤差範囲又は確からしさの順位などを同時に表示する。図２７では、第１候補の推定位置が最も確率の高い歩行者の位置であり、第２候補の推定位置は、その次に確率が高い歩行者の位置を示す。また、推定位置が複数存在する場合に、所定の閾値より小さい評価係数の推定位置が複数あるときは、評価係数が閾値より小さい位置だけを表示することもできる。これにより、歩行者は、自身の位置を容易に判断することができるとともに、最も確からしい位置のみならず、可能性のある位置も知ることができる。
【０１５４】
図２８は歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。図２８では、表示部１８の表示面が小さく、地図情報を詳細に表示することができないような場合（例えば、地図の縮尺を大きくできない場合）には、道路又は通路を線分で表示した上で、歩行者の位置を１つの点で表示することもできる。
【０１５５】
上述のとおり、推定位置を更新することにより特定（検出）した位置を歩行者の位置として表示する場合に、特定した位置が複数あるときには、算出又は補正した評価係数の大小に応じて、最も確からしい特定位置を表示することもでき、あるいは、複数の特定位置をすべて表示してもよく、あるいは、特定した位置の中からいくつかを選択して表示してもよい。また、歩行者の位置を検出している過程のある時点において、一時的に精度よく位置を検出することができず、仮に評価係数が大きくなり、検出した位置を表示した場合には、歩行者に誤った位置を表示する恐れがあるようなときでも、その後の測位の結果、特定位置の確からしさが十分確保できたような場合には、位置の確からしさを確保できた時点以降、その特定位置を表示させることもできる。
【０１５６】
次に、歩行者が交通手段に乗車して移動中である場合の歩行者の位置を表示する例について説明する。図２９は歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。図２９に示すように、歩行者が乗車した交通機関の路線図を表示部１８で表示し、歩行者の現在位置を路線図に沿って表示させることができる。
【０１５７】
この場合、出発地点から目的地まで最適な経路を誘導する場合には、誘導する経路にある乗車駅と降車駅との間の路線図を表示させることができる。また、交通手段に乗車して比較的長い距離を移動する場合には、現在位置付近の路線図を表示させることもできる。
【０１５８】
図３０は歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。図３０に示すように、現在位置付近の路線図に加えて、次の駅までの所要時間、乗り換え案内のための情報などを表示することができる。また、経路誘導を行う場合には、降車する駅までの所要時間を表示してもよい。
【０１５９】
次に位置検出処理の手順について説明する。図３１、図３２及び図３３は位置検出処理の手順を示すフローチャートである。制御部１１は、位置検出装置１０内の各部と協働して位置検出処理を行う。制御部１１は、初期位置の探索が必要であるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【０１６０】
歩行者の場合と異なり、車両の場合には、位置検出が不能になることは殆どなく、電源が切られた場合でも、検出した位置が保存されるため、初期位置を探索する必要性が殆ど皆無である。しかし、歩行者の場合には、歩行者が携帯装置の電源を切った後、あるいは、地下から道路に出てきた後等、位置検出が不能になる場合があり、初期位置を探索する必要がある。初期位置の探索は、例えば、歩行者が交通手段で移動した場合には、路線図に沿って歩行者の位置を追跡することが可能であり、歩行者が交通手段から降車した駅付近に限定することにより、ＧＰＳ１３１による測位、あるいは、通常基地局との通信により行うことができる。
【０１６１】
初期位置の探索が必要である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部１１は、初期位置の探索を行い（Ｓ１２）、探索位置を暫定的な測位位置とする（Ｓ１３）。初期位置の探索が必要でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、すなわち、１又は複数の推定位置をすでに保持している場合、制御部１１は、ステップＳ１２、ステップＳ１３の処理を行わずに後述のステップＳ１４の処理を行う。
【０１６２】
制御部１１は、路上装置との通信の有無を判定し（Ｓ１４）、路上装置との通信がある場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、測位位置を通信位置に補正し（Ｓ１５）、保持していた推定位置をすべて棄却する（Ｓ１６）。路上装置との狭域通信（局所通信）による誤差は、ＧＰＳ等に比べてかなり小さく、精度が高いため、局所通信により通信位置が得られた場合には、この通信位置を最も信頼性の高い推定位置とすることができる。
【０１６３】
制御部１１は、補正した測位位置を推定位置として登録し（Ｓ１７）、推定位置の誤差範囲、評価係数を登録する（Ｓ１８）。これにより、推定位置の新規登録（初期登録）が完了するとともに、推定位置の誤差範囲、評価係数が設定される。路上装置との通信がない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１７の処理を行い、暫定的な測位位置を推定位置として登録する。
【０１６４】
制御部１１は、測位データを取得し（Ｓ１９）、測位データの異常の有無を確認し（Ｓ２０）、確認結果に応じて、測位データの信頼度を算出する（Ｓ２１）。制御部１１は、測位データに基づいて測位位置を算出し（Ｓ２２）、測位位置の測位誤差を算出する（Ｓ２３）。測位位置の算出は、上述したように、距離センサ１３２、方位センサ１３３などによる自立航法と、ＧＰＳ１３１等による衛星航法との組み合わせにより行うことができる。ただし、周囲にビル等の高い障害物がなく、ＧＰＳ衛星の測位性能が非常によい場合には、自立航法を用いないで、ＧＰＳ衛星だけで測位することも可能である。
【０１６５】
制御部１１は、歩行者の歩行挙動を取得し（Ｓ２４）、外部装置からの地図情報、路線情報の更新の有無を判定する（Ｓ２５）。地図情報、路線情報の更新があった場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部１１は、地図情報、路線情報を取得する（Ｓ２６）。地図情報、路線情報の更新がない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２６の処理を行わずに後述のステップＳ２７の処理を行う。なお、外部装置から歩行者の周辺にある信号機の信号情報を取得するようにしてもよい。
【０１６６】
制御部１１は、歩行者が交通手段に乗車したか否かを判定する（Ｓ２７）。歩行者が交通手段に乗車した場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、制御部１１は、交通機関での位置特定を行う（Ｓ２８）。歩行者が交通手段に乗車していない場合（Ｓ２７でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ２８の処理を行わずに後述のステップＳ２９の処理を行う。
【０１６７】
制御部１１は、推定位置を更新して歩行者の位置を特定し（Ｓ２９）、更新した推定位置の誤差範囲、評価係数を算出する（Ｓ３０）。制御部１１は、推定位置（更新した推定位置を含む）の有無を判定し（Ｓ３１）、推定位置がある場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、推定位置を表示部１８に表示し（Ｓ３２）、推定位置がない場合（Ｓ３１でＮＯ）、測位位置又は暫定位置を表示部１８に表示する（Ｓ３３）。
【０１６８】
制御部１１は、測位方位の補正条件を充足するか否かを判定し（Ｓ３４）、条件を充足する場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、測位方位を地図上の道路方位又は通路方位に補正する（Ｓ３５）。測位方位の補正条件を充足しない場合（Ｓ３４でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３５の処理を行わずに、後述のステップＳ３６の処理を行う。
【０１６９】
制御部１１は、センサの較正の要否を判定し（Ｓ３６）、較正が必要である場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、センサを較正する（Ｓ３７）。センサの較正が必要でない場合（Ｓ３６でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ３７の処理を行わずに、後述のステップＳ３８の処理を行う。制御部１１は、処理終了の指示の有無を判定し（Ｓ３８）、指示がない場合（Ｓ３８でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続け、指示がある場合（Ｓ３８でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１７０】
次に、交通機関での歩行者の位置特定処理について説明する。図３４及び図３５は交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。なお、交通手段として、列車の例を挙げているが、これに限定されるものではない。制御部１１は、歩行者が交通手段に乗車してからの経過時間を計測し（Ｓ１０１）、移動速度を検出するとともに（Ｓ１０２）、振動特性を検出する（Ｓ１０３）。
【０１７１】
制御部１１は、交通機関の区分（例えば、特急、急行、準急、普通など）を特定できるか否かを判定する（Ｓ１０４）。なお、交通機関に区分があるか否かは、予め路線情報などから取得することができる。交通機関の区分を特定することができた場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、制御部１１は、計測した経過時間と特定した区分の交通機関の次の停車駅までの所要時間に基づいて歩行者の位置を特定する（Ｓ１０５）。位置の特定は、乗車駅と次の駅間の距離を経過時間と所要時間との比で比例配分すればよい。
【０１７２】
制御部１１は、特定した位置を路線図上に表示し（Ｓ１０６）、交通手段が停止したか否かを判定する（Ｓ１０７）。なお、交通手段の停止には、停車駅での停止と、緊急時又は信号待ちによる停止がある。交通手段が停止した場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）、制御部１１は、経過時間と停止予定の駅までの所要時間が一致するか否かを判定する（Ｓ１０８）。交通手段が停止していない場合（Ｓ１０７でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を続ける。
【０１７３】
経過時間と所要時間が一致する場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、交通手段が所定の停車駅で停止したものとして、停車駅を歩行者の位置として特定する（Ｓ１０９）。制御部１１は、特定した位置を路線図上に表示する（Ｓ１１０）。制御部１１は、歩行者が交通手段から降車したか否かを判定し（Ｓ１１１）、交通手段から降車した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、交通手段の乗り換えか否かを判定する（Ｓ１１２）。乗り換えの判定は、例えば、交通手段から降車したと判定した後、所定時間の歩行停止、あるいは、歩行速度の変化などを検出し、その後交通手段に乗車したと判定した場合には、交通手段の乗り換えであると判定することができる。これにより、交通機関の路線が複雑に分岐する場合であっても、歩行者の位置を特定し続けることができる。
【０１７４】
交通手段の乗り換えである場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、制御部１１は、乗り換え時間を経過時間から除外し（Ｓ１１３）、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。交通手段の乗り換えでない場合（Ｓ１１２でＮＯ）、制御部１１は、処理を終了する。歩行者が交通手段から降車していない場合（Ｓ１１１でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。
【０１７５】
交通機関の区分を特定できない場合（Ｓ１０４でＮＯ）、制御部１１は、交通手段が停止したか否かを判定し（Ｓ１１４）、交通手段が停止した場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、経過時間といずれかの駅までの所要時間とに基づいて交通機関の区分を特定できるか否かを判定する（Ｓ１１５）。なお、この場合、仮に交通手段が駅間の途中で信号待ち、緊急事態等により停車したとき、あるいは、所定の駅で停車したときには、かかる停止時間を経過時間から除外するものとする。交通機関の区分を特定できた場合（Ｓ１１５でＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を続ける。交通機関の区分を特定できない場合（Ｓ１１５でＮＯ）、制御部１１は、ステップＳ１１１以降の処理を続ける。
【０１７６】
交通手段が停止していない場合（Ｓ１１４でＮＯ）、制御部１１は、経過時間がいずれかの駅までの所要時間より長いか否かを判定し（Ｓ１１６）、経過時間が所要時間よりも長い場合（Ｓ１１６でＹＥＳ）、次の駅は停車せずに通過したので、少なくとも区分「普通」は除外できるとして、ステップＳ１０４以降の処理を続ける。経過時間が所要時間よりも長くない場合（Ｓ１１６でＮＯ）、交通手段は、まだ次に駅を通過していないとして、ステップＳ１０１以降の処理を続ける。
【０１７７】
経過時間と停止予定の駅までの所要時間が一致しない場合（Ｓ１０８でＮＯ）、制御部１１は、駅での停止ではないとして、停止時間を経過時間から除外（減算）し（Ｓ１１７）、交通手段が移動開始したか否かを判定する（Ｓ１１８）。交通手段が移動開始した場合（Ｓ１１８でＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１０５以降の処理を行い、交通手段が移動開始していない場合（Ｓ１１８でＮＯ）、ステップＳ１１７以降の処理を続ける。
【０１７８】
以上説明したように、本発明によれば、歩行者が屋外から地下鉄等の交通手段に乗車するために屋内又は地下に入った場合でも、交通機関の路線上で歩行者の位置を特定することができ、歩行者の位置を継続して追跡することができる。また、歩行者が乗車駅から遠距離にある目的の駅で降車した場合であっても、歩行者の位置を追跡することができるため、歩行者の降車地点を特定することができ、例えば、降車地点から衛星航法及び／又は自立航法により測位することにより継続（連続）して位置を特定することができる。さらに、歩行者が地上に出てＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、予め歩行者の位置が特定されているため、短時間に衛星航法による測位を再開することができる。このため、ＧＰＳによる測位に時間がかかる等の悪影響を歩行者に与えることを防止でき、歩行者の利便性が格段に向上する。
【０１７９】
上述の実施の形態において、例えば、１つの駅舎に複数の異なる路線が接続されている場合、プラットホームの位置に応じて、いずれの路線であるかを判定することができれば、測位結果により歩行者がどのプラットホームから交通手段に乗車したかを特定し、歩行者の路線に沿った位置を特定することができる。
【０１８０】
上記の例では、歩行者が、通常歩行時又は自転車走行時に携帯機器を身に付けている場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、歩行者が直接携帯機器を身につけず、かばん、携帯機器を車輪付き旅行ケース、荷車、乳母車、車椅子等に収納、仮設置又は仮置きし、歩行者が持ち歩いたり、車を押したり引いたり、あるいは、手で車輪を回転したりして、歩行者の通行できる領域を通行している場合であってもよい。この場合、歩数センサのデータにより、これらの状況を推定し、歩行者の歩数、又は手で回転させる周期を検知して距離を算出してもよい。
【０１８１】
また、上記では、位置検出に必要なデータを全て携帯機器に集約して位置検出する形態を示したが、これに限定されず、路上又はセンタに設置したサーバに携帯機器から必要データを送信し、位置検出処理をサーバで実行させ、その結果を携帯機器に送信する、という形態等にしてもよい。あるいは、処理の実行を分担してもよい。これにより、携帯機器の負担を減らすことが可能となる。
【０１８２】
上述の位置検出装置は、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ、ノート型パーソナルコンピュータ、音楽プレーヤ、携帯型ゲーム装置等の情報端末装置又は携帯端末装置などに適用することができる。
【０１８３】
上述の実施の形態において、位置検出装置に傾斜角センサを備えることもできる。これにより、歩行者の歩行、取り出し、操作等に伴う位置検出装置の振動又は姿勢変化で位置検出装置が傾いた場合、方位センサ又は距離センサの種類によっては機能が停止し、あるいは、性能が劣化することがある。従って、傾斜角センサにより傾斜角を検出し、方位センサ又は距離センサを補正することもできる。
【０１８４】
上述の実施の形態で示した歩行者の位置を推定するための数式は、一例であって、これらに限定されるものではなく、適宜変形した数式を用いることもできる。
【０１８５】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明に係る位置特定装置としての位置検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】測位位置の誤差範囲の例を示す説明図である。
【図３】地上の地図情報の一例を示す模式図である。
【図４】地図上の道路又は通路の設定例を示す説明図である。
【図５】駅付近の地下の地図情報の一例を示す模式図である。
【図６】鉄道の路線図の一例を示す説明図である。
【図７】鉄道の駅間の所要時間の例を示す説明図である。
【図８】振動特性の一例を示す説明図である。
【図９】振動特性の一例を示す説明図である。
【図１０】推定位置の新規登録の一例を示す説明図である。
【図１１】新規登録した推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。
【図１２】交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。
【図１３】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡の算出例を示す説明図である。
【図１４】交通機関を利用するまでの地上での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１５】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１６】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１７】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１８】交通機関を利用するまでの地下での推定位置の軌跡算出の他の例を示す説明図である。
【図１９】推定位置の更新の一例を示す説明図である。
【図２０】推定位置の更新の他の例を示す説明図である。
【図２１】推定位置の更新の他の例を示す説明図である。
【図２２】特徴地点での推定位置の評価係数の算出の一例を示す説明図である。
【図２３】特徴地点での推定位置の評価係数の算出の他の例を示す説明図である。
【図２４】推定位置の評価係数の他の例を示す説明図である。
【図２５】歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。
【図２６】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２７】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２８】歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図２９】歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の一例を示す説明図である。
【図３０】歩行者が交通手段で移動中の歩行者の位置の表示の他の例を示す説明図である。
【図３１】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３２】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３３】位置検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図３４】交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３５】交通機関での歩行者の位置特定処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８７】
１０ 位置検出装置
１１ 制御部
１２ 通信部
１３ 測位部
１３１ ＧＰＳ
１３２ 距離センサ
１３３ 方位センサ
１３４ 高度センサ
１３５ 方位補正部
１３６ センサ較正部
１４ 地図データベース
１５ 記憶部
１６ 操作部
１７ 位置検出処理部
１７１ 位置推定部
１７２ 誤差算出部
１７３ 歩行挙動判定部
１７４ 乗降判定部
１７５ 位置特定部
１７６ 信頼度算出部
１７７ 評価部
１７８ 振動検出部
１８ 表示部
１９ 音声出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の位置を測位する測位手段を備え、歩行者による携帯可能な位置特定装置において、
交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶する所要時間記憶手段と、
計時手段と、
歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、
該乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記測位手段で測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段と
を備えることを特徴とする位置特定装置。
【請求項２】
前記乗降判定手段で歩行者が降車したと判定した場合、前記測位手段で測位を継続するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の位置特定装置。
【請求項３】
歩行者の歩行挙動を判定する歩行挙動判定手段と、
歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
歩行挙動と前記特徴地点とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記測位手段で測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定する推定手段と、
該推定手段で推定した推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する誤差範囲算出手段と
を備え、
前記位置特定手段は、
前記誤差範囲算出手段で算出した誤差範囲内に、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に関連する特徴地点がある場合、該特徴地点を自身の位置として特定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置特定装置。
【請求項４】
自身の移動速度を計測する速度計測手段を備え、
前記乗降判定手段は、
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び速度計測手段で計測した移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の位置特定装置。
【請求項５】
自身の振動特性を検出する振動検出手段を備え、
前記乗降判定手段は、
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び振動検出手段で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の位置特定装置。
【請求項６】
前記乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記速度計測手段で計測した移動速度、又は前記振動検出手段で検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定する停止判定手段と、
該停止判定手段で交通手段が停止したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する照合手段と、
該照合手段で照合した結果、前記経過時間と所要時間とが一致しない場合、該経過時間から前記交通手段の停止時間を減算する減算手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の位置特定装置。
【請求項７】
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する乗換判定手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項８】
前記地図情報記憶手段は、
エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶するようにしてあることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項９】
前記所要時間記憶手段は、
所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項１０】
交通機関の路線図を含む路線情報を記憶する記憶手段と、
前記位置特定手段で特定した位置を路線図上で表示する表示手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項１１】
コンピュータに、測位をさせて自身の位置を特定させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータを、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、
歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の路線にある複数の停止地点間の所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段と
して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
測位して自身の位置を特定する位置特定方法において、
交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶してあり、
歩行者の交通手段への乗降を判定し、
歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定することを特徴とする位置特定方法。
【請求項１】
自身の位置を測位する測位手段を備え、歩行者による携帯可能な位置特定装置において、
交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶する所要時間記憶手段と、
計時手段と、
歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、
該乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記測位手段で測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段と
を備えることを特徴とする位置特定装置。
【請求項２】
前記乗降判定手段で歩行者が降車したと判定した場合、前記測位手段で測位を継続するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の位置特定装置。
【請求項３】
歩行者の歩行挙動を判定する歩行挙動判定手段と、
歩行可能な領域にある特徴地点の位置情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
歩行挙動と前記特徴地点とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記測位手段で測位して得られた測位データに基づいて地図上の自身の位置を推定する推定手段と、
該推定手段で推定した推定位置の推定誤差の範囲を示す誤差範囲を算出する誤差範囲算出手段と
を備え、
前記位置特定手段は、
前記誤差範囲算出手段で算出した誤差範囲内に、前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に関連する特徴地点がある場合、該特徴地点を自身の位置として特定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置特定装置。
【請求項４】
自身の移動速度を計測する速度計測手段を備え、
前記乗降判定手段は、
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び速度計測手段で計測した移動速度に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の位置特定装置。
【請求項５】
自身の振動特性を検出する振動検出手段を備え、
前記乗降判定手段は、
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動及び振動検出手段で検出した振動特性に基づいて、歩行者の交通手段への乗降を判定するように構成してあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の位置特定装置。
【請求項６】
前記乗降判定手段で歩行者が乗車したと判定した場合、前記速度計測手段で計測した移動速度、又は前記振動検出手段で検出した振動特性により交通手段の停止の有無を判定する停止判定手段と、
該停止判定手段で交通手段が停止したと判定した場合、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間と記憶した所要時間とを照合する照合手段と、
該照合手段で照合した結果、前記経過時間と所要時間とが一致しない場合、該経過時間から前記交通手段の停止時間を減算する減算手段と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の位置特定装置。
【請求項７】
前記歩行挙動判定手段で判定した歩行挙動に基づいて交通手段の乗り換えを判定する乗換判定手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項８】
前記地図情報記憶手段は、
エスカレータ、エレベータ、券売機、改札口、階段及び乗降場所のうち少なくとも１つの特徴地点の位置情報を記憶するようにしてあることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項９】
前記所要時間記憶手段は、
所要時間を交通機関の区分に関連付けて記憶するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項１０】
交通機関の路線図を含む路線情報を記憶する記憶手段と、
前記位置特定手段で特定した位置を路線図上で表示する表示手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の位置特定装置。
【請求項１１】
コンピュータに、測位をさせて自身の位置を特定させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータを、歩行者の交通手段への乗降を判定する乗降判定手段と、
歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び交通機関の路線にある複数の停止地点間の所要時間に基づいて自身の位置を特定する位置特定手段と
して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
測位して自身の位置を特定する位置特定方法において、
交通機関の路線にある複数の停止地点の位置情報及び該停止地点間の所要時間を記憶してあり、
歩行者の交通手段への乗降を判定し、
歩行者が乗車したと判定した場合、測位して得られた自身の位置、歩行者が乗車したと判定した時点からの経過時間及び記憶した所要時間に基づいて自身の位置を特定することを特徴とする位置特定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２００９−２１０４７３（Ｐ２００９−２１０４７３Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５１１０（Ｐ２００８−５５１１０）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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