エンベデッドシステムスペシャリスト 2013年 午後1 問02

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 真上や真下を向いたときに、現在位置を取得できなくなると考えること。問題文では、検索に必要な方角が得られないことが理由です。
• 方角を目的地の方向と混同すること。ここでの方角は、カメラのレンズが向いている方角です。
• 地図データベースの検索に現在位置だけが必要だと考えること。本文では、目的地、現在位置及び方角を用いて検索するとしています。

FAQ

解答の導き方

1. DSP内のメモリには、カメラの画像データとナビゲーション情報の画像データを書き込みます。カメラの画像が背景、ナビゲーション情報がその上に重ねる表示です。
2. 書き込み方には違いがあります。本文には、共有メモリ2のデータは「メモリ全体を書き換え」、共有メモリ1のデータは「ナビゲーション情報の画像データがある箇所だけを書き換える」とあります。つまり、カメラの画像データを書き込むと画面全体が置き換わりますが、ナビゲーション情報を書き込むとその表示部分だけが更新されます。
3. そのため、まずカメラの画像データで画面全体を更新し、その後にナビゲーション情報を表示部分へ書き込む必要があります。逆にすると、先に書いたナビゲーション情報が、後から書き込まれるカメラの画像データによって画面全体ごと置き換えられます。
4. LCDへの転送時には、DSP内のメモリの画像データは更新されません。したがって、逆の順序では、LCDに転送される画像にナビゲーション情報が残らず、ナビゲーション情報の表示が行われないという現象が起きます。

誤りやすいポイント

• 書き込み順を、単なる処理の都合と考えないことが大切です。共有メモリ2のデータは画面全体を書き換えるため、書き込み後に共有メモリ1のデータを重ねる順序にする必要があります。
• 共有メモリ1のデータも画面全体を書き換えると思い込むと、逆順で表示が消える理由を見落とします。共有メモリ1はナビゲーション情報がある箇所だけを書き換えます。
• 「表示が乱れる」などと答えるのではなく、全画面の画像で上書きされる結果、ナビゲーション情報が表示されなくなる点を押さえます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 緯度の差を北南方向、経度の差を東西方向の距離に換算します。緯度と経度の換算値を取り違えないようにします。
• 交差点の緯度・経度はいずれも現在位置より小さいため、方向は北や東ではなく、南と西です。
• $75$mと$180$mを足すのではなく、直角三角形の斜辺を求めます。
• 16方位では、西から南へ$22.5°$ずれた方向は南西ではなく、西南西です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• aの位置情報タスクとcのGPSタスクを混同しないようにします。GPSタスクはGPSモジュールから取得した現在位置を管理し、位置情報タスクはその情報を取得して現在位置を扱います。
• dの加速度タスクとbの歩数計を混同しないようにします。加速度タスクは加速度情報を管理し、歩数計はその情報を使って歩数を計算します。
• 図3の矢印は、情報の受渡しだけでなく取得要求や通知も表しています。矢印が双方向だからといって、両方のタスクが同じ種類の情報を処理するとは限りません。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• センサから取得する生の情報と、各タスクが管理・計算した結果を混同しないようにします。例えば、経路管理タスクが使うのは加速度情報そのものではなく、歩数計タスクが計算した「移動歩数」です。
• 「方角」と「歩行者ナビの回転角度」は別の情報です。方角はカメラのレンズが向いている方角であり、回転角度はナビゲーション情報の画像データの表示角度を調整するために使います。
• 残距離や到着予測時刻は、経路管理タスクが計算するナビゲーション情報です。各タスクから受け取る情報と、経路管理タスクが計算して出す情報を取り違えないようにします。

FAQ

解答の導き方

1. 「加速度」タスクは、加速度情報を「１０ミリ秒」ごとに取得し、「過去１００回分」を管理します。したがって、保存している情報は、１００回分の取得間隔を合わせた１秒分です。
2. 次に、もう一つの用途を表2の「位置情報」タスクから確認します。ここでは、GPSタスクから現在位置を取得できない場合に、加速度タスクから加速度情報を取得して現在位置を更新します。
3. この位置更新には、直近の加速度情報だけでなく、時間の経過に伴う情報が必要です。そのため、過去１秒分の加速度情報を使って現在位置を推定します。つまり、移動歩数の計算以外の用途は、GPSタスクから現在位置を取得できない場合の位置推定です。

誤りやすいポイント

• 過去１００回分を、１００秒分と取り違えないようにします。取得間隔は１０ミリ秒なので、１００回分で１秒分です。
• 「位置情報」タスクが加速度タスクから取得するのは、現在位置そのものではなく加速度情報です。その情報を使って現在位置を更新します。
• もう一つの用途を方角や回転角度の計算と考えないようにします。表2では、加速度情報から現在位置を更新する処理が位置情報タスクに記載されています。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 省エネモード中に位置情報タスクを停止する理由を、「GPSを使わないから」だけで説明しないようにします。GPSから位置を取得できない場合には、加速度情報で現在位置を更新する処理もあります。停止する根本の理由は、モード中に現在位置の把握を行わないことです。
• 省エネモードでは多くの処理を停止しますが、姿勢情報タスクまで停止すると、動作範囲に戻ったことを検出できなくなります。
• 移動歩数の計測は継続するとされているため、加速度情報を使う処理がすべて停止するわけではありません。

FAQ

解答の導き方

1. 図5では、歩行者ナビの傾きが垂直面から±60度以内ならナビゲーションの動作範囲で、それを外れると省エネモードに移行する仕様です。加速度情報から回転角度を計算しているため、傾きが範囲外かどうかを判定できます。
2. ただし、歩行中は身体の揺れによって、傾きが一時的に動作範囲を外れることがあります。その瞬間だけで省エネモードへ移行すると、揺れるたびにモードが切り替わり、意図しない遷移が頻発します。
3. そこで、角度の境界は変えず、範囲外になった状態がどれだけ続いたかも判定に加えます。範囲外の状態が短時間で解消した場合は移行せず、一定時間以上続いた場合に省エネモードへ移行するようにすれば、歩行中の一時的な揺れによる過度な遷移を防げます。

誤りやすいポイント

• ±60度という角度の条件を変更するだけでは、歩行中の一時的な揺れを判定から除けません。
• 範囲外になったことを一度検出しただけで移行すると、瞬間的な揺れでも省エネモードに入ってしまいます。
• 角度の条件と、範囲外の状態が続く時間の条件は別です。問題で示されているのは角度の範囲であり、時間の長さは別途設定する条件です。

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