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
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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）
歩行者ナビの可能性
• 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.
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
地図画像情報
・ 地図の管理者による管理
○×社
地図データ
・ 単一の空間モデル・経路情報
経路情報
経路付加情報
・ 一般的なモデル
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
<?xml version="1.0" encoding=“EUC-JP"?>
• ラベル
<umap>
<meta>
• 情報の属性
<label>Stairs</label>
<type>static</type>
• カバー範囲
<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
• 明るくて、地下道ではない道
→安全な道
0.1171
距離コスト
明るさ
混雑度
３０
0.8
0.1
0.6944
２０
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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