JP2005114663A - 追跡システム及び移動体追跡装置及びプログラム及び受信センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体に取り付けた発信機からの電波を受信し、電波の到来角度に基づいて発信機の位置を特定し、移動体を追跡する追跡システムに係り、電波を受信する受信センサから、追跡の処理を行う移動体追跡装置へのデータ転送量を削減し、システムの負荷を軽減することを課題とする。
【解決手段】 移動体追跡装置は、発信機の位置に基づいて測定する受信センサを決め、受信センサに測定する発信機を指示する。受信センサ側では、測定する発信機の指示を受け、測定対象発信機選択部３５は、アンテナ３１で受信した電波の受信データのうち、指示された発信機が発信した電波の受信データを選択し、測角処理部３６は、選択された受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、移動体に取り付けた発信機からの電波を受信し、電波の到来角度に基づいて発信機の位置を特定し、移動体を追跡する追跡システムに係り、電波を受信する受信センサから、追跡の処理を行う移動体追跡装置へのデータ転送量を削減し、システムの情報処理及び通信負荷を軽減する技術に関する。

競走馬トレーニングセンター等で、競走馬（移動体の例）に電波発信機を取り付け、その電波を複数の受信センサで受信し、受信した電波により電波発信機の位置情報を算出し、競走馬の位置や速度を提供するサービスを行うシステムが提案されている。

例えば、特開平１１−２４８８３０号公報には、競走体（競走馬に相当）の進路妨害や技術の向上を目的とするコース取り（速度解析を含む）等を解析するための走行経路計測装置が開示されている。

この装置では、受信機により受信された電波から競走体の識別情報を抽出し、その識別情報に係る競走体を特定する一方、受信機により受信された電波の到来方位からその競走体の方位角を計測し（測角処理）、その計測結果に基づいて競走体の位置及び速度を追尾している（測位追尾処理）。

上述の測角処理と測位追尾処理は処理負荷が高く、更に、受信センサから移動体追跡装置へのデータの転送量が大きく、システム構築に係るコストを高める要因となっている。従って、処理を効率化し、データ転送量を削減することによる全体の処理負担を軽減することが求められている。
特開平１１−２４８８３０号公報

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、測角の対象を予め選別することにより測角処理の負担を軽減するとともに、データ転送量を削減することである。

本発明に係る追跡システムは、
移動体追跡装置と当該移動体追跡装置に接続する複数の受信センサを有し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する追跡システムであって、
前記複数の受信センサは、（１）から（３）の要素を有し、
（１）発信機から発信された電波を受信するアンテナ
（２）前記アンテナで受信した電波の受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する測角処理部
（３）前記発信した発信機を特定する情報と当該発信機の電波の到来角度を対応付けて含める受信センサ計測情報を送信する計測情報送信部
前記移動体追跡装置は、（４）から（７）の要素を有し、
（４）前記複数の受信センサから、それぞれに前記受信センサ計測情報を受信する計測情報受信部
（５）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる発信機を特定する情報により共通と判定される発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する測位追尾処理部
（６）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する発信機別測定受信センサ判定部
（７）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する測定対象発信機指示送信部
前記複数の受信センサは、更に（８）と（９）の要素を有することを特徴とする追跡システム
（８）前記測定対象発信機指示を受信する測定対象発信機指示受信部
（９）前記アンテナで受信した電波の受信データのうち、前記測定対象発信機指示で特定される発信機が発信した電波の受信データを選択し、当該選択した受信データを電波の到来角度を検出する対象とする測定対象発信機選択部。

本発明においては、測角の対象である発信機をその予測位置に基づいて選別することにより測角処理の負担を軽減するとともに、データ転送量を削減することができる。

実施の形態１．
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は、追跡システムの全体構成を示す図である。複数の受信センサ３が、伝送路２を介して移動体追跡装置１に接続されている。受信センサ３は、発信機４から受信した電波をデータに変換し、移動体追跡装置１に送信するように構成されている。移動体追跡装置１は、各受信センサ３から受信したデータに基づいて、発信機４の位置を算出し、速度や移動方向を解析するように構成されている。

図２は、受信センサの配置を示す図である。この例では、内側と外側にコース（走路）が設けられている。そして、複数の受信センサ３が、コースの境界領域に設置さている。受信センサ３は、コースに沿って所定間隔（例えば、６０ｍ程度）で設置されている。各受信センサ３は、コース内を移動する発信機４から電波を受信する。尚、通常受信センサ３の設置間隔は、発信機４と受信センサ３の伝送距離の性能に適した距離が選択される。また、計測の精度を高める必要があるエリアについて、受信センサ３を密に配置することも有効である。

次に、受信センサ３の構成について説明する。図３は、受信センサの構成（その１）を示す図である。受信センサ３は、電波の到来方向を特定するために、例えば円形アレー形のアンテナを用いる。図中、受信アンテナ３１は、円形アレー形のアンテナを構成する素子である。受信アンテナ３１は、電波を受信し、アナログ信号を出力する。アナログ−デジタル変換部３２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、出力する。フィルタ処理部３３は、デジタル信号をフィルタリングする。測定対象発信機指示受信部３４は、移動体追跡装置１から測定対象発信機指示を受信するように構成されている。測定対象発信機指示は、当該受信センサ３で測定する発信機を指示する情報である。
測定対象発信機選択部３５は、各フィルタ処理部３３から入力される発信機からの受信データのうち、測定対象発信機指示で特定される発信機からの受信データを抽出し、それ以外の受信機からの受信データを測角処理の対象から除外するように構成されている。測角処理部３６は、発信機毎に各フィルタ処理部３３から得られたデジタルデータ群に基づいて、発信機からの電波の到来角度を算出し、角度候補群を出力するように構成されている。計測情報送信部３７は、発信機毎に算出した候補角度群を、受信センサ計測情報として移動体追跡装置１に送信するように構成されている。

次に、受信センサによる処理について説明する。
図４は、受信センサの処理フロー（その１）を示す図である。まず、測定対象発信機指示受信部３４により測定対象発信機指示受信処理（Ｓ４０１）を行う。測定対象発信機指示受信部３４は、移動体追跡装置１から測定対象発信機指示を受信する。

図５は、測定対象発信機指示の例を示す図である。測定対象発信機毎にレコードを設け、測定対象発信機固有の周波数５０１とスロット番号５０２の項目を有し、それぞれ対応付けられている。周波数５０１とスロット番号５０２は、発信機を特定する発信機特定情報の例である。この例に拠らず、周波数のみで発信機を識別し、スロット分割しない場合には、周波数のみを発信機特定情報としてもよい。また、単一の周波数を用い、スロットのみで発信機を識別する場合には、
、あるいは、スロット番号のみを発信機特定情報としてもよい。また、周波数あるいはスロット番号以外に発信機識別コードを設け、このコードで発信機を識別する場合には、このコードを発信機特定情報とする。つまり、発信機特定情報は、発信機を特定できる情報であれば足りる。

また、この例では、終止コードとしてＮＵＬＬを用い、発信機を識別する情報を直接列挙したデータを伝達する構成としているが、他の方法によって発信機を特定できるようにしてもよい。例えば、移動体追跡装置１と受信センサ３で、予め発信機のリスト（共通のもの）を記憶し、そのリスト上の発信機について、測定対象とするか否かのＯＮあるいはＯＦＦの情報のみをそのリストの順に従って列挙したマップデータを伝達してもよい。このような場合には、受信センサ３は、それぞれの発信機が測定対象であるか否かを、リストの順に従ってマップデータのＯＮあるいはＯＦＦの情報により判断する。
次に、図４に示すように、測定対象発信機選択部３５により選択対象発信機選択処理（Ｓ４０２）を行う。測定対象発信機選択部３５は、各フィルタ処理部３３から入力される発信機からの受信データ（周波数、スロット番号、デジタルデータ群）のうち、測定対象発信機指示で特定される発信機からの受信データ（同上）を選択し、選択した受信データ（同上）のみからなる出力データを生成する。

上述の処理の為に、測定対象発信機選択部３５は、各フィルタ処理部からデータを入力する。まず、各フィルタ処理部の出力データについて説明する。図６は、フィルタ処理部の出力データの例を示す図である。

ヘッダとして、タイムスタンプ６０１と受信アンテナＩＤ６０２を備え、周波数６０３とスロット番号６０４の組み合せ毎にレコードを設け、それぞれ対応するデジタルデータ群６０５を有している。デジタルデータは、電波の到来角度を特定するためのデータ（例えば、相関行列）である。周波数６０３とスロット番号６０４の組み合せは、発信機４を特定する発信機特定情報の例である。この例では、複数の発信機４をそれぞれ識別するために、各周波数をスロット分割し、発信機４毎に固有の周波数とスロット番号の組み合せを割り当て、発信機４は、当該周波数とスロット番号に従って電波を送出するように構成されている。

尚、前述の通り、発信機４毎に異なる周波数を割り当て、スロット分割を行わず、周波数のみによって発信機４を特定してもよい。その場合には、当該周波数うに従って電波を送出する。また、各発信機４で共通の周波数を用い、スロット分割を行ない、スロット番号のみによって発信機４を特定してもよい。その場合は、当該スロット番号で特定されるスロットに電波を送出する。

そして、測定対象発信機選択部３５は、各フィルタ処理部の出力データをまとめたデータを、入力データとして用いる。
図７は、測定対象発信機選択部の入力データの例を示す図である。同じタイムスタンプにかかるデータを収集すると、図示した構成となる。

測定対象発信機選択部３５は、測定対象発信機指示（図５）に従って、受信データの選択を行う。選択の結果として、出力データを生成する。図８は、測定対象発信機選択部の出力データの例を示す図である。タイムスタンプ８０１と受信アンテナＩＤ８０２のヘッダ以外、選択された測定対象の発信機を特定する周波数８０３及びスロット番号８０４と、それらに対応するデジタルデータ群８０５のみから構成されている。

測定対象発信機選択部３５は、入力データ（図７）について、受信アンテナＩＤ（素子ＩＤ）毎に、各レコードの周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）が、測定対象発信機指示に含まれる周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）のいずれかと一致するか判定する。そして、一致する組み合せのレコードのみを出力データ（図８）に含める。すべての受信アンテナＩＤ（素子ＩＤ）について、上述の処理を行う。尚、タイムスタンプと受信アンテナＩＤ（素子ＩＤ）のヘッダ部分も、同様にコピーする。

次に、図４に示すように、測角処理部３６により測角処理（Ｓ４０３）を行う。この処理により、測角処理部３６は、図３に示すように測定対象発信機選択部の出力データ（図８）を入力し、このデータに含まれる発信機特定情報に係る各発信機について、電波の到来角度の候補群を算出し、それらの角度候補群を含む発信機角度情報を生成し、出力する。

測角処理部３６は、各受信アンテナ３１で受信したデータの位相差に基づいて、電波の到来方向を算出する。但し、計測精度を上げるためには、素子間隔を広げなければならないが、アレーアンテナの素子間隔が広い場合には偶像が生じる。従って、通常その直径と位相差の関係から一つの角度を特定できるわけではなく、複数の角度候補が出力される。つまり、発信元からの真の角度以外に、偶像を想定させる偽の角度も出力される。

測角処理部３６は、各タイムスタンプ毎に、タイムスタンプと受信センサＩＤを付して、発信機角度情報を出力する。図９は、発信機角度情報の例を示す図である。発信機角度情報は、周波数９０１とスロット番号９０２の組み合せ（発信機特定情報）毎にレコードを設け、各レコードは、複数の角度候補９０３〜９１２の項目を有している。通常、入力レベルの高い角度候補から順に並べられる。入力レベルの高い角度候補は、真の角度である確立が高いことを考慮し、優先的に処理させるためである。
このように、測角処理部３６は、指示された測定対象の発信機についてのみ測角の動作を行う。つまり、たとえ指示されていない発信機からの電波を受信した場合であっても、指示されていない発信機からの電波については測角の動作を行わないように制御されている。

図４に示すように、計測情報送信部３７により計測情報送信処理（Ｓ４０４）を行う。
図３に示すように、計測情報送信部３７は、受信センサＩＤとタイムスタンプと発信機角度情報を対応付けて、受信センサ計測情報として、伝送路２を介して移動体追跡装置１へ送出する。送出のタイミングは、移動体追跡装置１からの要求に応じて送出する形態や、自発的に送出する形態が考えられる。

受信センサ３は、上述の処理を、タイムスタンプ毎に繰り返すように構成されている。

続いて、移動体追跡装置１の構成について説明する。図１０は、移動体追跡装置１の構成を示す図である。移動体追跡装置１は、計測情報受信部１０１、発信機別角度情報抽出部１０２、測位処理部１０３、追尾処理部１０４、発信機別測定受信センサ判定部１０５、受信センサ別測定対象発信機抽出部１０６、及び測定対象発信機指示送信部１０７の各要素を有している。計測情報受信部１０１は、各受信センサ３から前述の受信センサ計測情報を受信するように構成されている。発信機別角度情報抽出部１０２は、異なる受信センサから受信した受信センサ計測情報群から、特定の発信機に係る角度情報群を抽出するように構成されている。測位処理部１０３は、角度情報群から発信機の位置の候補を算出するように構成されている。追尾処理部１０４は、移動後の発信機の位置を予測し、発信機の位置の候補の中から真の位置を特定することによって、移動に伴う発信機の位置を追尾するように構成されている。
発信機別測定受信センサ判定部１０５は、軌跡に基づいて発信機の予測位置（この例では、前回の位置座標を近似値として用いている。）を特定し、当該発信機からの電波を受信するのに適した受信センサ群を、発信機の予測位置に基づいて特定するように構成されている。受信センサ別測定対象発信機抽出部１０６は、受信センサ毎に測定対象とする発信機の特定情報を抽出するように構成されている。測定対象発信機指示送信部１０７は、各受信センサに対して測定対象とする発信機の特定情報を送信するように構成されている。測位処理部１０３と追尾処理部１０４は、一体として、発信機の位置を判定し、その位置を時間的に連続する軌跡を記憶する測位追尾処理部としてとらえることができる。

移動体追跡装置１の処理について説明する。図１１は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その１）を示す図である。移動体追跡装置１は、タイムスタンプ毎に以下の処理（Ｓ１１０２〜Ｓ１１１３）を繰り返す（Ｓ１１０１）。

計測情報受信部１０１は、各受信センサについて、計測情報受信処理（Ｓ１１０３）を繰り返す（Ｓ１１０２）。すべての受信センサについて処理した時点でループ処理を終了する（Ｓ１１０４）。計測情報受信処理（Ｓ１１０３）は、受信センサＩＤを指定して、各受信センサ３に対して受信センサ計測情報を要求し、応答として受信センサ計測情報を受信する。この例によらず、受信センサ３側から自発的に送信された受信センサ計測情報を、受動的に受信するようにしてもよい。

いずれの場合であっても、移動体追跡装置１は、予めすべての受信センサＩＤを記憶しており、その受信センサＩＤにより受信センサ計測情報の不足を判定することができるように構成され、すべての受信センサＩＤから漏れなく受信センサ計測情報を収集する。

上述のように、特定のタイムスタンプに関する受信センサ計測情報をすべて受信した時点で、各発信機について以下の処理を繰り返す（Ｓ１１０５）。移動体追跡装置１は、予め発信機に割り当てられた周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）を記憶しており、その周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）により、すべての発信機について漏れなく処理を行うように構成されている。

Ｓ１１０６からＳ１１０８の処理により、発信機の位置を特定するが、その概念について説明する。図１２は、２つの受信センサの候補角度と位置候補座標の関係を示す図である。

発信機４から発信された電波は、この例では３つないし５つ程度の受信センサ３で受信される。この図は、そのうちの２つの受信センサ３に着目している。各受信センサの位置は、予め特定されているので、受信センサ３に対する発信機４の方向をそれぞれに得られれば、三角測量の方法に従って処理することにより、発信機４の位置を算出することができる。しかし、前述のように、測角処理では真の角度を特定できず、複数の角度候補を得るに止まる。従って、それぞれの角度候補の組み合せ分だけ測位処理を行い、それぞれに位置の候補を得ることになる。図中、受信センサ３を中心とする放射状の線は、受信センサ３のそれぞれの角度候補方向における点の集合である。そして、この線の交点が、位置の候補となる。測位処理では、これらの位置の候補を算出することになるので、その処理負荷が非常に高い。追尾処理では、これらの位置候補の中から、真の位置を判定する。追尾処理では、たとえば、移動体の運動モデルに基づいて当該タイムスタンプにおける発信機の位置を予測し、その近隣の位置候補を真の位置と判定する。

発信機の位置を特定するために、まず図１１に示すように発信機別角度情報抽出処理（Ｓ１１０６）を行う。図１３は、発信機別角度情報抽出処理フローを示す図である。

周波数とスロット番号のすべての組み合せ（すべての発信機特定情報）について以下の処理を繰り返す（Ｓ１３０１）。当該周波数とスロット番号の組み合せ、及び受信センサ計測情報群で共通の当該タイムスタンプを発信別角度情報テーブルに記憶する（Ｓ１３０２）。これらは、発信別角度情報テーブル（図１４）のヘッダに格納される。

ここで、本処理により生成される発信機別角度情報テーブルの構成について説明する。図１４は、発信機別角度情報テーブルの例を示す図である。ヘッダとして、周波数１４０１とスロット番号１４０２の組み合せ（発信機特定情報）、タイムスタンプ１４０３を備え、続いて当該発信機からの電波を受信した受信センサ毎にレコードを設け、それぞれ受信センサＩＤ１４０４と角度候補群１４０５〜１４１４の項目を有する。周波数とスロット番号のすべての組み合せ（発信機特定情報）について、このようなテーブルが生成される。

図１３に示すように、ヘッダを生成したのち（Ｓ１３０２）、すべての受信センタの受信センサ計測情報（タイムスタンプ共通）について以下の処理を繰り返し（Ｓ１３０３）、当該発信機に係る角度候補群を受信センサＩＤともに抽出する。

まず、当該タイムスタンプが一致する発信機角度情報を選択し（例えば、図９）、そこから当該周波数とスロット番号の組み合せが一致するレコードを検索する（Ｓ１３０４）。当該レコードが存在する場合は（Ｓ１３０５）、発信機角度情報の送信元を示す受信センサＩＤ（受信センサ計測情報として、当該発信機角度情報とともに受信した受信センサＩＤ）と、当該レコードから読み出した角度候補群を発信別角度情報テーブルに記憶する（Ｓ１３０６）。検索の結果、該当するレコードが存在しない場合には（Ｓ１３０５）、次の処理に移行する。このように、すべての受信センサの受信センサ計測情報について処理した時点で（Ｓ１３０７）、当該周波数とスロット番号の組み合せに対する処理を終了する。

このように、周波数とスロット番号のすべての組み合せについて処理した時点で（Ｓ１３０８）、全体の処理を終了する。

そして、この発信機別角度情報テーブルに基づいて、測位処理部１０３により図１１に示した測位処理（Ｓ１１０８）を行う。この処理では、発信機位置候補情報を生成する。

図１５は、発信機位置候補情報の例を示す図である。ヘッダとして、周波数とスロット番号の組み合せ及びタイムスタンプを有し、位置候補座標群を含んでいる。

測位処理として、具体的には、まず周波数とスロット番号の組み合せ及びタイムスタンプを発信機別角度情報テーブル（図１４）から読み込み、発信機位置候補情報（図１５）にコピーする。その後、発信機別角度情報テーブルに含まれる２つの受信センサに係る角度候補群に含まれる角度候補同士を順次組み合せ、それぞれの角度候補の組み合せについて、三角測量の方法に従って処理し、位置候補座標を算出する。算出した位置候補座標を順次発信機位置候補情報に格納する。

次に、追尾処理部１０４による図１１に示した追尾処理（Ｓ１１０８）について詳述する。図１６は、追尾処理部の構成例を示す図である。追尾処理部１０４は、予測位置座標算出部１６１、相関判定部１６２、位置座標登録部１６３、及び発信機軌跡情報記憶部１６４により構成されている。

図１７は、追尾処理フローを示す図である。まず、予測位置座標算出部１６１により予測位置座標算出処理（Ｓ１７０１）を行う。この処理では、発信機の軌跡に基づいて、当該タイムスタンプにおける発信機の位置を予測する。発信機の軌跡は、発信機軌跡情報記憶部１６４で管理されている。例えば、前回の位置に至る移動ベクトルを算出し、その移動ベクトルを前回の位置座標に加えることにより、予測位置を算出する。その他、移動体の運動モデルを想定し、そのモデルに従って予測位置を算出する方法などもある。

図１８は、発信機軌跡情報の例を示す図である。ヘッダとして、周波数１８０１とスロット番号１８０２の組み合せ（発信機特定情報）を有し、タイムスタンプ毎にレコードを設け、当該タイムスタンプ１８０３と位置座標１８０４を対応付けている。このようなテーブルが、周波数とスロット番号のすべての組み合せ（すべての発信機特定情報）について設けられている。

続いて、相関判定部１６２により相関判定処理（Ｓ１７０２）を行う。予測位置座標と、位置候補座標群の近似度合いを順次算出し、所定の基準以上に近似する位置候補座標を相関有りと判定する。例えば、予測位置座標と位置候補座標の距離を算出し、両者の距離が所定の予測誤差の範囲で許容されるかを判定する。予測誤差の範囲で許容される場合に、相関有りと判定する。

位置座標登録部１６３は、相関有りと判定された位置候補座標がある場合に（Ｓ１７０３）、当該位置候補座標を、タイムスタンプとともに発信機軌跡情報記憶部１６４に追加する。尚、複数の位置候補座標が相関有りと判定された場合には、最も相関の高い位置候補座標、例えば両者の距離が最も近い位置候補座標を軌跡に加える（Ｓ１７０４）。

相関有りと判定された位置候補座標がない場合には（Ｓ１７０３）、位置座標登録部１６３は、予測位置座標をタイムスタンプとともに発信機軌跡情報記憶部１６４に追加する（Ｓ１７０５）。位置の計測に失敗していると想定されるので、予測位置座標を用いて軌跡の欠落を補うためである。

次に、図１１の発信機別測定受信センサ判定処理（Ｓ１１１１）について詳述する。この処理では、発信機毎に、測角処理及び測位処理するのに適した受信センサ群（当該発信機から発信された電波を受信し、受信データを用いる受信センサ群）を選択するが、その際にセルの概念を用いる。

図１９は、セルの構成例を示す図である。図に示すように、発信機が存在しうる全体領域（例えば、コース）を複数の小領域に分割している。この例では、座標軸に平行の線で分断された矩形を小領域としているので、この領域をセル１９００と呼んでいる。そして、各セルは、セル番号で識別でき、矩形対角座標１９０１、１９０２により、それぞれのセルの範囲を特定できる。

尚、この例では、小領域として同じ大きさと形状のセル群を用いたが、セルの大きさや形状がそれぞれに異なってもかまわない。また、小領域は、矩形以外の形状（三角形、扇形、円形等）でもかまわない。あるいは、フレームやドーナツ状のように、切り抜かれた形状でもかまわない。複数の形状を重ね合わせた形状でもかまわない。つまり、全体領域中の各座標が、いずれの小領域に属するか判定可能な形態であればかまわない。他の形状を用いる場合には、矩形対角座標に代えて、頂点、線分の端点や長さ、中心、半径、直径、曲率、あるいは角度等の図形上の特徴となるデータを用いる。また、形状が混在する場合には、あわせて形状種別を用いることが有効である。

図２０は、発信機別測定受信センサ判定部の構成例を示す図である。発信機別測定受信センサ判定部１０５は、予測位置セル判定部２０１、セル情報記憶部２０２、受信センサ選択部２０３、セル別適合受信センサ記憶部２０４、及び発信機別測定受信センサテーブル生成部２０５により構成されている。

続いて、発信機別測定受信センサ判定部１０５による図１１の発信機別測定受信センサ判定処理（Ｓ１１１１）について説明する。図２１は、発信機別測定受信センサ判定処理フローを示す図である。図２２は、セル情報記憶部の例を示す図である。セル毎にレコードを設け、セル番号と矩形対角座標の項目を対応付けている。

各発信機について以下の処理を繰り返す（Ｓ２１０１）。まず、予測位置セル判定部２０１により、予測位置セル判定処理（Ｓ２１０２）を行う。この処理より、次の測定時に発信機が属すると予測されるセルを判定する。この例では、当該タイムスタンプにおける発信機の予測位置として、前回のタイムスタンプにおける発信機の位置を用いる。タイムスタンプの間隔中に移動する距離が、セルの大きさに対して微小であるため、このように前回の計測位置を予測位置の近似値として用いることができる。具体的には、追尾処理部１０４に含まれる発信機位置情報（例えば、図１８）のうち、当該周波数とスロット番号で特定される発信機位置情報から前回（最新タイムスタンプ）の位置座標を読み込み、更にセル情報記憶部２０２から矩形対角座標を順次読み込み、そのセルの範囲に当該位置座標が含まれるかの判定を繰り返す。当該位置座標が含まれるセルを判定した場合には、セル情報記憶部２０２で当該矩形対角座標と対応付けられているセル番号を読み込み、予測位置セルのセル番号とする。

この例によらず、予測位置を算出し、その位置に基づいてセルを判定してもよい。その場合には、前述の図１６の予測位置座標算出部１６１による処理を行い、その結果を予測位置として用いることが有効である。

続いて、受信センサ選択部２０３により図２１に示す受信センサ選択処理（Ｓ２１０３）を行う。この処理では、予測位置セルのセル番号に対応付けられている受信センサＩＤ群をセル別適合受信センサ記憶部２０４から読み込む。

図２３は、セル別適合受信センサ記憶部の構成例を示す図である。セル毎にレコードを設け、セル番号２３０１と受信センサＩＤ群２３０２の項目を対応付けている。このように、セル別適合受信センサ記憶部２０４は予めセル毎に適合する受信センサＩＤ群を記憶している。受信センサ群は、当該セル中の発信機の測位処理の精度が高くなるものが選択されるている。通常は、セルに近い受信センサ３を優先し、更に、組み合せとしてセルに向かう線同士が交わる角度がある程度大きくなる受信センサ同士を選択する。受信センサＩＤ群は、２つ以上の受信センサＩＤの組み合せであれば有効である。予備の測定データも取得するために、３つ以上の受信センサＩＤを組み合せてもよい。

そして、発信機別測定受信センサテーブル生成部２０５により図２１に示す発信機別測定受信センサテーブル生成処理（Ｓ２１０４）を行う。この処理では、発信機毎に、発信機別測定受信センサテーブルを生成する。図２４は、発信機別測定受信センサテーブルの例を示す図である。まず、当該発信機を特定する周波数とスロット番号を、発信機別角度情報テーブルに書き込み、更に、受信センサ選択処理（Ｓ２１０３）で得た受信センサＩＤ群を同テーブルに書き込む。

そして、すべての発信機について発信機別測定受信センサテーブルを生成した時点で、処理を終了する（Ｓ２１０５）。

次に、図１１の受信センサ別測定対象発信機抽出処理（Ｓ１１１２）について詳述する。この処理では、前述の発信機別測定受信センサテーブル群に基づいて、受信センサ毎に、次の測定対象とする発信機を特定する周波数とスロット番号の組み合せ群を格納する受信センサ別測定対象発信機テーブルを生成する。

図２５は、受信センサ別測定対象発信機抽出処理フローを示す図である。また、図２６は、受信センサ別測定対象発信機テーブルの例を示す図である。受信センサＩＤ２６０１のヘッダの他、測定対象となる発信機を特定する周波数２６０２とスロット番号２６０３の組み合せのレコード２６５１〜２６５３が設けられている。この例では、ＮＵＬＬが終始コードであり、終始コードの前のレコードまで有効な組み合せが格納されている。

受信センサ別測定対象発信機抽出処理（Ｓ１１１２）では、図２５に示すように、各
受信センサについて以下の処理を繰り返す（Ｓ２５０１）。
まず、受信センサ別測定対象発信機テーブルの受信センサＩＤの項目に、当該受信センサのＩＤを設定し（Ｓ２５０２）、すべての発信機別測定受信センサテーブルから、受信センサＩＤ群の項目に当該受信センサＩＤが含まれるものを検索する（Ｓ２５０３）。そして、検索した発信機別測定受信センサテーブルの周波数とスロット番号を、受信センサ別測定対象発信機テーブルの周波数とスロット番号の項目に設定する（Ｓ２５０４）。これらの処理を、すべての受信センサについて処理した時点で終了する（Ｓ２５０５）。

そして、図１１の測定対象発信機指示送信処理（Ｓ１１１３）では、図１０の測定対象発信機指示送信部１０７で、すべての受信センサ別測定対象発信機テーブルについて、ヘッダの受信センサＩＤにより特定される受信センサを送信先として、周波数とスロット番号の組み合せ群を測定対象発信機指示として送信する。

上述のように、移動体追跡装置１は、競走馬トレーニングセンター等に設置された受信センサ３群から情報を収集し、それぞれ独自に移動する発信機４群の軌跡を管理する。

実施の形態２．
上述の実施の形態では、受信センサ３で測角処理を行う例を示したが、本実施の形態では、移動体追跡装置１側で測角処理を行う例について説明する。

図２７は、受信センサの構成（その２）を示す図である。計測情報送信部３７は、測定対象発信機選択部の出力データ（図８）に、受信センサＩＤを加えて、受信センサ計測情報を生成し、伝送路２を介してこれを移動体追跡装置１に送信するように構成されている。

図２８は、移動体追跡装置の構成を示す図である。図１０に示した移動体追跡装置１に対して、測角処理部１０８が追加されている。計測情報受信部１０１は、各受信センサ３から前述の受信センサ計測情報を受信するように構成されている。測角処理部１０１は、各受信センサ計測情報を入力し、それぞれに含まれる周波数とスロット番号の組み合せ毎に測角処理を行う。つまり、各受信アンテナ３１で受信した発信機４からのデータの位相差に基づいて、電波の到来方向（計測角度）を算出するように構成されている。

図２９は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その２）を示す図である。Ｓ２８０４で測角処理を行い、発信機角度情報を生成する。

本実施の形態では、移動体追跡装置１で測角処理を集中して処理するので、受信センサ３の構成を単純化し、システム全体のコスト削減を図ることができる。

上述の例では、発信機別測定受信センサ判定処理（Ｓ１１１１）で、２つの受信センサＩＤの組み合せを特定したが、上述の例によらず、測位処理で３つ以上の受信センサの角度候補群を用いる場合は、発信機別測定受信センサ判定処理（Ｓ１１１１）で、その数に応じた受信センサＩＤの組み合せを特定する。

計測された角度候補の信頼性に関してほぼ１つに絞れる場合、つまり先頭の角度候補を真の角度として扱える場合には、発信機別角度情報抽出処理（Ｓ１１０６）及び測位処理（Ｓ１１０７）では、測角処理で得られる１つの角度（先頭の角度候補に相当）についてのみ処理すれば足りる。その結果、位置座標は一つに特定されるので、追尾処理（Ｓ１１０８）における予測位置に基づく位置候補の絞込みは必要なくなり、追尾処理部１０４は、当該位置座標を登録する位置座標登録部１６３と、発信機の軌跡を記憶する発信機軌跡情報記憶部１６４のみで足りる。

移動体追跡装置１と受信センサ３は、コンピュータとして構成することが可能であり、各要素はプログラムにより処理を実行することができる。また、プログラムを記憶媒体に記憶させ、記憶媒体からコンピュータに読み取られるようにすることができる。

また、移動体追跡装置１と受信センサ３には、各情報やテーブルを記憶する記憶領域が用意されている。

追跡システムの全体構成を示す図である。 受信センサの配置を示す図である。 受信センサの構成（その１）を示す図である。 受信センサの処理フロー（その１）を示す図である。 測定対象発信機指示の例を示す図である。 フィルタ処理部の出力データの例を示す図である。 測定対象発信機選択部の入力データの例を示す図である。 測定対象発信機選択部の出力データの例を示す図である。 発信機角度情報の例を示す図である。 移動体追跡装置の構成を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その１）を示す図である。 ２つの受信センサの候補角度と位置候補座標の関係を示す図である。 発信機別角度情報抽出処理フローを示す図である。 発信機別角度情報テーブルの例を示す図である。 発信機位置候補情報の例を示す図である。 追尾処理部の構成例を示す図である。 追尾処理フローを示す図である。 発信機軌跡情報の例を示す図である。 セルの構成例を示す図である。 発信機別測定受信センサ判定部の構成例を示す図である。 発信機別測定受信センサ判定処理フローを示す図である。 セル情報記憶部の例を示す図である。 セル別適合受信センサ記憶部の例を示す図である。 発信機別測定受信センサテーブルの例を示す図である。 受信センサ別測定対象発信機抽出処理フローを示す図である。 受信センサ別測定対象発信機テーブルの例を示す図である。 受信センサの構成（その２）を示す図である。 移動体追跡装置の構成を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その２）を示す図である。 受信センサの処理フロー（その２）を示す図である。

符号の説明

１ 移動体追跡装置、２ 伝送路、３ 受信センサ、４ 発信機、３１ 受信アンテナ、３２ アナログ−デジタル変換部、３３ フィルタ処理部、３４ 測定対象発信機指示受信部、３５ 測定対象発信機選択部、３６ 測角処理部、３７ 計測情報送信部、１０１ 計測情報受信部、１０２ 発信機別角度情報抽出部、１０３ 測位処理部、１０４ 追尾処理部、１０５ 発信機別測定受信センサ判定部、１０６ 受信センサ別測定対象発信機抽出部、１０７ 測定対象発信機指示送信部、１０８ 測角処理部、１６１ 予測位置座標算出部、１６２ 相関判定部、１６３ 位置座標登録部、１６４ 発信機軌跡情報記憶部、２０１ 予測位置セル判定部、２０２ セル情報記憶部、２０３ 受信センサ選択部、２０４ セル別適合受信センサ記憶部、２０５ 発信機別測定受信センサテーブル生成部。

Claims (9)

1. 移動体追跡装置と当該移動体追跡装置に接続する複数の受信センサを有し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する追跡システムであって、
   前記複数の受信センサは、（１）から（３）の要素を有し、
   （１）発信機から発信された電波を受信するアンテナ
   （２）前記アンテナで受信した電波の受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する測角処理部
   （３）前記発信した発信機を特定する情報と当該発信機の電波の到来角度を対応付けて含める受信センサ計測情報を送信する計測情報送信部
   前記移動体追跡装置は、（４）から（７）の要素を有し、
   （４）前記複数の受信センサから、それぞれに前記受信センサ計測情報を受信する計測情報受信部
   （５）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる発信機を特定する情報により共通と判定される発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する測位追尾処理部
   （６）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する発信機別測定受信センサ判定部
   （７）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する測定対象発信機指示送信部
   前記複数の受信センサは、更に（８）と（９）の要素を有することを特徴とする追跡システム
   （８）前記測定対象発信機指示を受信する測定対象発信機指示受信部
   （９）前記アンテナで受信した電波の受信データのうち、前記測定対象発信機指示で特定される発信機が発信した電波の受信データを選択し、当該選択した受信データの電波の到来角度を検出する対象とする測定対象発信機選択部。
2. 移動体追跡装置と当該移動体追跡装置に接続する複数の受信センサを有し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する追跡システムであって、
   前記複数の受信センサは、（１）と（２）の要素を有し、
   （１）発信機から発信された電波を受信するアンテナ
   （２）前記アンテナで受信した電波の受信データを含む受信センサ計測情報を送信する計測情報送信部
   前記移動体追跡装置は、（３）から（７）の要素を有し、
   （３）前記複数の受信センサから、それぞれ前記受信センサ計測情報を受信する計測情報受信部
   （４）それぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる前記受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する測角処理部
   （５）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報により特定された共通の発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する測位追尾処理部
   （６）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する発信機別測定受信センサ判定部
   （７）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する測定対象発信機指示送信部
   前記複数の受信センサは、更に（８）と（９）の要素を有することを特徴とする追跡システム
   （８）前記測定対象発信機指示を受信する測定対象発信機指示受信部
   （９）前記アンテナで受信した電波の受信データのうち、前記測定対象発信機指示で特定される発信機が発信した電波の受信データを選択し、当該選択した受信データを前記受信センサ計測情報に含める対象とする測定対象発信機選択部。
3. 発信機別測定受信センサ判定部は、軌跡に含まれる最新の位置を発信機の予測位置とすることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の追跡システム。
4. 複数の受信センサに接続し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置であって、以下の要素を有することを特徴とする移動体追跡装置
   （１）前記複数の受信センサから、それぞれに、電波を発信した発信機を特定する情報と当該発信機の電波の到来角度を対応付けて含める受信センサ計測情報を受信する計測情報受信部
   （２）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる発信機を特定する情報により共通と判定される発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する測位追尾処理部
   （３）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する発信機別測定受信センサ判定部
   （４）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する測定対象発信機指示送信部。
5. 複数の受信センサに接続し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置であって、以下の要素を有することを特徴とする移動体追跡装置
   （１）前記複数の受信センサから、それぞれに、当該受信センサのアンテナで受信した電波の受信データを含む受信センサ計測情報を受信する計測情報受信部
   （２）それぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる前記受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する測角処理部
   （３）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報により特定された共通の発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する測位追尾処理部
   （４）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する発信機別測定受信センサ判定部
   （５）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する測定対象発信機指示送信部。
6. 複数の受信センサに接続し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置となるコンピュータに、以下の手順を実行させるためのプログラム
   （１）前記複数の受信センサから、それぞれに、電波を発信した発信機を特定する情報と当該発信機の電波の到来角度を対応付けて含める受信センサ計測情報を受信する手順
   （２）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる発信機を特定する情報により共通と判定される発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する手順
   （３）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する手順
   （４）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する手順。
7. 複数の受信センサに接続し、発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置となるコンピュータに、以下の手順を実行させるためのプログラム
   （１）前記複数の受信センサから、それぞれに、当該受信センサのアンテナで受信した電波の受信データを含む受信センサ計測情報を受信する手順
   （２）それぞれの前記受信センサ計測情報に含まれる前記受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する手順
   （３）前記複数の受信センサのうち、少なくとも２つの受信センサから受信したそれぞれの前記受信センサ計測情報により特定された共通の発信機について、それぞれの電波の到来角度と、当該の受信センサの位置関係に基づいて、当該発信機の位置を算出し、当該発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する手順
   （４）前記軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して当該発信機の測定に適した受信センサを判定する手順
   （５）前記測定に適した受信センサに対して、当該測定に係る発信機を特定する測定対象発信機指示を送信する手順。
8. 発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置に接続する受信センサであって、以下の要素を有することを特徴とする受信センサ
   （１）発信機から発信された電波を受信するアンテナ
   （２）当該受信センサで測定する発信機を特定する測定対象発信機指示を受信する測定対象発信機指示受信部
   （３）前記アンテナで受信した電波の受信データのうち、前記測定対象発信機指示で特定される発信機が発信した電波の受信データを選択し、当該選択した受信データを電波の到来角度を検出する対象とする測定対象発信機選択部
   （４）電波の到来角度を検出する対象である受信データに基づいて、発信した発信機を特定し、当該電波の到来角度を検出する測角処理部
   （５）前記発信した発信機を特定する情報と当該発信機の電波の到来角度を対応付けて含める受信センサ計測情報を送信する計測情報送信部。
9. 発信機の位置を時間的に連続する軌跡として管理する移動体追跡装置に接続する受信センサであって、以下の要素を有することを特徴とする受信センサ
   （１）発信機から発信された電波を受信するアンテナ
   （２）当該受信センサで測定する発信機を特定する測定対象発信機指示を受信する測定対象発信機指示受信部
   （３）前記アンテナで受信した電波の受信データのうち、前記測定対象発信機指示で特定される発信機が発信した電波の受信データを選択し、当該選択した受信データを前記受信センサ計測情報に含める対象とする測定対象発信機選択部
   （４）前記対象とされた受信データを含む受信センサ計測情報を送信する計測情報送信部。

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