u-map Architecture 歩行者ナビゲーションのためのシステムアーキテクチャ構築

u-map Architecture歩行者ナビゲーションのためのシステムアーキテクチャ構築 KMSF B4 toshi 親：niya　サブ親：sunsaku

目次 • 背景 • 問題意識 • 設計指針 • アプローチ • u-map Architectureの概要 • 実装方針 • 評価方針

背景 • 携帯端末における位置情報取得機能の普及 • 歩行者ナビゲーションシステムの登場 • EZナビウォーク（au） • 歩行者ナビのための経路モデル • 歩行者ネットワークデータ（昭文社）

利用者の多様性 高齢者車イス利用者ベビーカー男性・女性けが人子供 etc. 目的の多様性車イス利用者向けの移動経路人ごみを避けた経路夜間に明るい経路ぬかるみを避ける経路地下道を避ける経路 etc. 歩行者ナビの可能性それぞれの利用者の状態・目的に適した経路の提供

問題意識 • 現行のナビシステムでは、利用者・目的の多様性に対応することが困難 ○×社地図データ地図画像情報・地図の管理者による管理・単一の空間モデル・経路情報・一般的なモデル経路情報経路付加情報

設計指針 • 展開性（Deployability） • 携帯端末でのサービス提供のための処理分担 • 再利用性（Reusability） • 多様な組み合わせを実現するモジュール定義 • 応答性（Respondency） • 利用者への負担にならないレスポンス速度

アプローチ • 携帯端末の情報処理量軽減 • 最小粒度のモジュール定義 • 経路探索行程の単純化

u-map Architecture コンテキスト情報：　階段の分布、地下道の分布　明るさの分布、舗装の分布 etc. アルゴリズム：　マップ組み合わせアルゴ　重要度設定アルゴ etc.

シナリオ • 女性会社員Ａは、いつもより遅い時間に仕事が終わった、帰るときにはもう暗くなってしまっていたので、近くの駅まで安全な道を帰るために地下道を避けて、明るい道をなるべく通りたい。 • Aはナビゲーションシステムに地下道を避けて明るい道を通るというオプションをつけて経路探索をすることで、ナビに従って比較的安全な道を通って帰ることができた。 • ついでにＡは友人のBに使えるかもしれないよ、と、安全マップとして作ったコンテクスト情報をメールに添付して送信 • 次の日、同僚Ｂは偶然、残業。。Ａが作った安全マップをメールでファイルとしてもらっていたのでそれをナビゲーションシステムに組み込んで利用して簡単に安全な道というものを導き出させて帰ることができた。 • 明るい道（ＯＫ）＋地下道（避ける）→安全な道

データフロー

地図画像データ • 緯度経度情報とマッピングされたベクター画像 • Mapple 10000 （昭文社） • シンボル、ランドマークから緯度経度へのマッピングのための情報も含む

経路モデル • 歩行者が通れる経路を有向グラフを使ってモデル化 • 各エッジに重みの情報を与えることが可能 • 各エッジにはＩＤがついている。 • MAPPLE & 歩行者ネットワーク情報（昭文社） 0.1 0.8 0.2 0.0

経路探索アルゴリズム • 高速で最短経路を求められるアルゴリズム • Dijkstra • 複数のアルゴリズムを検討してみることで最適なアルゴリズムを探す • GA, α-β方, etc.

コンテクスト情報 • XML によるモジュール定義 • 経路モデルの各エッジと対応した形で数値化されたコスト（0.0～1.0）を保持 • ラベル • 情報の属性 • カバー範囲 <?xml version="1.0" encoding=“EUC-JP"?> <umap> <meta> <label>Stairs</label> <type>static</type> <area>133.23, 40.12, 133.25, 40.15</area> <tag> b21334 0.1, b21335 0.2, ・・・・・・・・・・・・・

アルゴリズム • コンテクスト情報ひとつ、もしくは複数の入力から情報を操作し、ひとつのコンテクスト情報を生成する。 • XMLによるモジュール定義（仮） • X倍アルゴリズム • コンテクスト情報の重要度変更 • 無限大アルゴリズム <?xml version="1.0" encoding=“EUC-JP"?> <umap> <algo> <label>xtimes</label> <input>any</input> <script>for(inputs){ for(all_edge){ if(edge-cost != null) edge-cost = edge-cost*x; ・・・・・・・・・

コンテクスト情報とアルゴリズムの組み合わせコンテクスト情報とアルゴリズムの組み合わせ • 明るくて、地下道ではない道　　　　　　　　　　　　　→安全な道 0.1171 0.6944 距離コスト　　３０　　　　　　　　　　　　２０明るさ　　　　0.8 0.1 混雑度　　　0.1 0.9 明るさの重要度80,地下道の重要度40 edge1-cost = 30 / 64 / 4 = 0.1171 edge2-cost = 20 / 8 / 36 = 0.6944

実装方針 • プロトタイプとしてＳＦＣを対象としたナビゲーションシステムを実装 • 地図画像以外を実装 • 実装言語：java • 位置情報取得：GPS + RFID(仮) • 地図、経路情報： • シンプルな経路モデルの作成

評価方針 • u-map architectureを使ったナビゲーションシステムの作成 • 設計指針に基づいた他のシステムとの定性的な比較

今後の課題 • 各モジュールのインタフェース設計 • コンテクスト情報の扱い • スケールの違う情報、ビットマップの情報 • 経路探索アルゴリズムに関する考察 • Dijkstra,α-β,GA, etc. • 位置情報取得方法 • 粒度の荒いモデルでＧＰＳを使う

スケジュール • ８月～９月　サーベイ・予備実験 • ９月～１０月　ＳＦＣモデルの設計・実装 • １０月～１１月　アプリケーションの実装 • １１月～１２月　評価・論文執筆

Thank You.

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