スマートフォンの普及によって歩行者向けに建物内の店舗の入り口までといった詳細度でのナビゲーションシステムが求められています。
屋内や地下ではGPS衛星の電波が届かないため屋内専用の測位技術が必要となります。また、雨に濡れないで目的地までに到達するルートや、段差のないルート、安全な夜道を選択する等、経路決定の要素が歩行者ナビゲーションでは多様になるため、それらを満たすマップ生成やユーザインタフェースのあり方についても考える必要があります。
屋内測位システム
GPS衛星電波が届かない屋内・地下空間ではWi-Fi APの観測マップをあらかじめ作成して、その観測状況に類似する位置を現在地と推定するWi-Fi測位や、測位したい箇所にiBeacon（Bluetooth Low Energyによるビーコン端末）を設置しておく手法等、電波を用いた手法や、赤外線・超音波・可視光通信を活用した手法など多岐にわたって提案がなされていますが、それぞれ一長一短あり決め手が出ていない状況です。
望ましいのは普及デバイスで高精度に測位ができて、メンテナンスコストが低いシステムです。
我々はこれまでに絶対測位（測位によって絶対位置が定まるもの）と相対測位（ある場所からどの方向にどれだけ移動したのかが分かるもの）についてそれぞれ研究を進めており、スマートフォンに搭載された加速度センサーやジャイロセンサー、地磁気センサーを活用する等、極力市販デバイスにセンサを追加しない状態で、測位精度をどこまで向上できるかを研究しています。
地理・センシングマップ生成
屋内ナビゲーションでは屋外よりも詳細なナビゲーションが求められます。
詳細な地図を作成するコストは大きいため、コンピュータによる作成支援システムが求められます。
また、従来の2次元地図以外の可能性も色々と探っていきます。
我々はこれまでに、大阪・梅田周辺地下街のバリアフリールート整備に関わったり、パノラマビュー（Googleストリートビューのようなもの）を作成したりしてきました。
誰でも使えるようにOpen Street Mapに展開したり、パノラマビューや3次元地図を無人で効率よく作成する手法を今後考えていきます。
次世代ユーザインタフェース
ナビゲーションシステムはカーナビやスマートフォンの地図アプリ等、2次元地図をベースとしたものが広く使われていますが、デバイスの多様化により、まだまだ便利なナビゲーションインタフェースの可能性があります。
我々はこれまでに撮影した地下街のパノラマ写真と、地上のGoogleストリートビューを組み合わせて地下と地上の関係を理解しやすくするアプリケーションを開発したり、透過型HMD（ヘッドマウントディスプレイ）を活用したAR型の安心・安全なナビゲーションシステムの実現を目指した研究を進めています。
特にAR型ナビでは実空間と画面上の情報との位置合わせが重要で、現在位置だけでなく端末の姿勢を正しく推定する、あるいは端末カメラを通して映っている物体を的確に認識する必要があるため、常に先端的な画像処理技術を調査し応用する取り組みをしています。
研究業績
- Takuya Matsunaga, Ismail Arai, Yutaro Atarashi, Masaki Sanada, Arata Endo, Kakiuchi Masatoshi, Kazutoshi Fujikawa, “Developing Dense Wireless Signal and Magnetic Field Mapping Tool,” 2024 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops and other Affiliated Events (PerCom Workshops), pp.370--372, March, 2024, doi: 10.1109/PerComWorkshops59983.2024.10503421. [IEEE Xplore],
- 松永 拓也, 新 佑太郎, 新井 イスマイル, 川端 馨, 遠藤 新, 垣内 正年, 藤川 和利, “清掃工場における気圧差・LPWA RSSIを用いたエリア推定,” 情報処理学会, マルチメディア, 分散協調とモバイル2022シンポジウム論文集, pp.822--833, 2022年7月. [IPSJ DL]
- Rei Okumura, Ismail Arai, Yutaro Atarashi, Kaoru Kawabata, Kazutoshi Fujikawa, “Feasibility Study of Magnetism-based Indoor Positioning Methods in an Incineration Plant,” 2022 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PerCom Workshops), pp.563--568, March, 2022, doi: 10.1109/PerComWorkshops53856.2022.9767331. [IEEE Xplore]
- 奥村 嶺, 新 佑太郎, 新井 イスマイル, 川端 馨, 藤川 和利, “清掃工場における磁気と気圧を用いた屋内測位可能性の現地調査,” 情報処理学会研究報告モバイルコンピューティングとパーベイシブシステム研究発表会（MBL）, Vol.2021-MBL-99, No.27, pp.1--8, 2021年5月. [IPSJ DL] (奨励発表)
- 寺井 元基, 新井イスマイル, 藤川 和利, “動的なフィンガープリンティングマップ構成に向けた地磁気の変化の定点観測,” 情報処理学会, マルチメディア, 分散, 協調とモバイル（DICOMO2018）シンポジウム論文集, pp.1035--1039, 2018年7月. [IPSJ DL]
- Genki Terai, Ismail Arai, Kazutoshi Fujikawa, “Fixed point observation of geomagnetism for dynamic fingerprinting map construction, ” Student Workshop, MobiCASE 2018, Japan, March, 2018. [PDF]
- 東 和樹, 新井 イスマイル, “相互補完型Wi-Fi・地磁気フィンガープリンティング手法の評価,” 情報処理学会論文誌, Vol.58, No.2, pp.384--395, 2017年2月. [IPSJ DL] （特選論文）
- 新井 イスマイル, 堀 磨伊也, 河合 紀彦, 安部 陽平, 市川 昌宏, 里中 裕輔, 新田 竜規, 新田 知之, 藤井 陽光, 向井 政貴, 堀見 宗一郎, 牧田 孝嗣, 神原 誠之, 西尾 信彦, 横矢 直和, “Gooraffiti Umechika: 人が消える地下街パノラマビューア,” 情報処理学会 論文誌, Vol.53, No.5, pp.1546--1557, 2012年5月. [IPSJ DL]
- 安部 陽平, 新井 イスマイル, 西尾 信彦, “地上と地下街を含むパノラマビューでの階層関係把握手法の評価,” 情報処理学会 論文誌, Vol.53, No.4, pp.1349--1359, 2012年4月. [IPSJ DL]
- Ismail Arai, Maiya Hori, Norihiko Kawai, Yohei Abe, Masahiro Ichikawa, Yusuke Satonaka, Tatsuki Nitta, Tomoyuki Nitta, Harumitsu Fujii, Masaki Mukai, Soichiro Horimi, Koji Makita, Masayuki Kanbara, Nobuhiko Nishio and Naokazu Yokoya, “Pano UMECHIKA: A crowded underground city panoramic view system,” The proceedings of the International Symposium on Distributed Computing and Artificial Intelligence 2010 (DCAI '10), pp.174--181, Valencia, Spain, September, 2010. [Springer Link]
- Ismail Arai, Soichiro Horimi and Nobuhiko Nishio, “Wi-Foto2: Heterogeneous device controller using Wi-Fi positioning and template matching,” Demo, Pervasive 2010, pp.70--73, Helsinki, Finland, May, 2010. [PDF]