JP2009281994A - 移動体位置推定方法及び移動体位置推定システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定領域内を移動する移動体Mの位置を推定する場合に、測定領域内のn箇所以上の地点の送信機T1〜Tnから移動体M(受信機R)までの距離を互いに時刻同期した状態で測定し、各測定地点から移動体Mまでの任意の測定時刻の距離データを受信機Rで取得し、位置推定装置Pにおいて、取得された任意の測定時刻の距離データから個々の測定地点及び移動体それぞれの位置を推定する。その際、移動体Mの移動前後の位置それぞれの3箇所以上の測定地点から得られる距離データを用いて、各測定地点の位置のキャリブレーション及び移動体Mの移動位置の推定を同時に行う。
【選択図】 図1
Description
(1)測定領域内を移動する移動体の位置を推定する移動体位置推定方法において、前記測定領域内の3箇所以上の測定地点から前記移動体までの距離を互いに時刻同期した状態で測定し、前記3箇所以上の測定地点から前記移動体までの任意の測定時刻の距離データを取得し、前記取得された任意の測定時刻の距離データから個々の測定地点及び前記移動体それぞれの位置を推定するものであり、前記移動体の移動前後の位置それぞれの前記3箇所以上の測定地点から得られる距離データを用いて各測定地点の位置のキャリブレーション及び前記移動体の移動位置の推定を同時に行うことを特徴とする。
(3)(1)において、前記測定地点が4箇所以上のとき、前記推定は、前記移動体との距離が近い順に3つの測定地点を特定してそれぞれの位置のキャリブレーションを行い、前記移動体の移動に伴って順次特定される3つの測定地点により順次形成される三角形を最終的に連結させていくことで、全距離センサと移動体との位置を絶対座標系に示すことを特徴とする。
(5)測定領域内を移動する移動体の位置を推定する移動体位置推定システムにおいて、前記測定領域内に配置され、互いに時刻同期した状態で前記移動体までの距離を測定する3個以上の距離センサと、前記3個以上の距離センサから前記移動体までの任意の測定時刻の距離データを取得する距離データ取得手段と、前記距離データ取得手段で取得された任意の測定時刻の距離データから個々の距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定する推定手段とを具備し、前記推定手段は、前記移動体の移動前後の位置それぞれの前記3個以上の距離センサから得られる距離データを用いて各距離センサの位置のキャリブレーション及び前記移動体の移動位置の推定を同時に行うことを特徴とする。
(7)(5)の構成において、前記距離センサが4個以上のとき、前記推定手段は、前記移動体との距離が近い順に3つの距離センサを特定してそれぞれの位置のキャリブレーションを行い、前記移動体の移動に伴って順次特定される3つの距離センサにより順次形成される三角形を最終的に連結させていくことで、全距離センサと移動体との位置を絶対座標系に示すことを特徴とする。
図1は本発明に係る移動体位置推定方法を利用したシステムの概要を説明するための概念図である。図1において、計測領域内には距離センサを搭載した送信機T0(ID:0),T1(ID:1),T2(ID:2),T3(ID:3),…,Tn(ID:n)が予め任意の地点(相対位置座標(xi,yi):iは0〜n)に分散設置される。上記計測領域内を移動する移動体Mには受信機Rが装着される。
上記計測領域内を移動する移動体Mには受信機Rが装着される。この受信機Rは各送信機T0〜Tnから送信される距離情報を選択的に取得して位置推定算出装置Pに送る。この位置推定算出装置Pは、例えば汎用コンピュータによって実現されるもので、図2に示すように、受信機Rで受信された各送信機T0〜Tnからの位置情報を取り込むインターフェース11と、予め解析された位置推定アルゴリズムに基づいて移動体Mの位置推定処理を実行するためのプログラムを格納するROM(Read Only Memory)12、ROM12に格納されるプログラムに従って受信機Rにて得られる距離情報から移動体Mの位置を推定するCPU(Central Processing Unit)13、CPU13の作業領域として機能し、推定結果を格納するRAM(Random Access Memory)14、CPU13に対するプログラムの実行指示やデータの入力を行う入力装置15、CPU13の推定処理状況をモニタするモニタ装置16を備える。
まず、移動体Mが所持する受信機Rと距離が近い3つの送信機Tを選定し(S1)、3つの送信機Tとの自動キャリブレーション処理を実行する(S2)。ここで、キャリブレーションによって得られた各送信機Tで求まる距離推定値の評価を行い、所定の条件を満足するか否かを判断して、全ての距離推定値が所定の条件を満足するまでステップS1,S2を繰り返し実行する(S3)。次に、任意の送信機の位置を基準として各送信機の位置座標を変換し(S4)、再度所定の条件に基づく推定値の評価を行い、全ての距離推定値が所定の条件を満足するまでステップS1〜S4を繰り返し実行する(S5)。続いて位置推定領域を導出することで(S6)、送信機キャリブレーション処理を完了する。
図4において、選定された3つの送信機から移動体側の受信機との間で行われた距離計測結果が得られると(S21)、各送信機及び受信機それぞれの位置推定処理を行う(S22)。この位置推定処理は所定の条件に基づく推定値の評価結果が規定値以上になるまで繰り返し処理される(S23)。各送受信機間の位置推定が完了した場合には、推定誤差を低減する処理を行い(S24)、最終的に位置推定領域を導出する(S25)。
Claims (8)
- 測定領域内を移動する移動体の位置を推定する移動体位置推定方法において、
前記測定領域内の3箇所以上の測定地点から前記移動体までの距離を互いに時刻同期した状態で測定し、
前記3箇所以上の測定地点から前記移動体までの任意の測定時刻の距離データを取得し、
前記取得された任意の測定時刻の距離データから個々の測定地点及び前記移動体それぞれの位置を推定するものであり、
前記移動体の移動前後の位置それぞれの前記3箇所以上の測定地点から得られる距離データを用いて各測定地点の位置のキャリブレーション及び前記移動体の移動位置の推定を同時に行うことを特徴とする移動体位置推定方法。 - 前記推定は、前記測定地点の位置が固定であることに起因する条件式、個々の計測距離に起因する拘束条件を踏まえて推定を行うことを特徴とする請求項1記載の移動体位置推定方法。
- 前記測定地点が4箇所以上のとき、
前記推定は、前記移動体との距離が近い順に3つの測定地点を特定してそれぞれの位置のキャリブレーションを行い、前記移動体の移動に伴って順次特定される3つの測定地点により順次形成される三角形を最終的に連結させていくことで、全距離センサと移動体との位置を絶対座標系に示すことを特徴とする請求項1記載の位置推定算出方法。 - 前記推定は、前記3個以上の測定地点のいずれかを基準位置とし、この基準位置を通る直線を座標軸として、各測定地点の位置を相対的に推定することを特徴とする請求項1記載の位置推定算出方法。
- 測定領域内を移動する移動体の位置を推定する移動体位置推定システムにおいて、
前記測定領域内に配置され、互いに時刻同期した状態で前記移動体までの距離を測定する3個以上の距離センサと、
前記3個以上の距離センサから前記移動体までの任意の測定時刻の距離データを取得する距離データ取得手段と、
前記距離データ取得手段で取得された任意の測定時刻の距離データから個々の距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定する推定手段とを具備し、
前記推定手段は、前記移動体の移動前後の位置それぞれの前記3個以上の距離センサから得られる距離データを用いて各距離センサの位置のキャリブレーション及び前記移動体の移動位置の推定を同時に行うことを特徴とする移動体位置推定システム。 - 前記推定手段は、前記距離センサの位置が固定であることに起因する条件式、個々の計測距離に起因する拘束条件を踏まえて推定を行うことを特徴とする請求項5記載の移動体位置推定システム。
- 前記距離センサが4個以上のとき、
前記推定手段は、前記移動体との距離が近い順に3つの距離センサを特定してそれぞれの位置のキャリブレーションを行い、前記移動体の移動に伴って順次特定される3つの距離センサにより順次形成される三角形を最終的に連結させていくことで、全距離センサと移動体との位置を絶対座標系に示すことを特徴とする請求項5記載の位置推定算出システム。 - 前記推定手段は、前記3個以上の距離センサのいずれかを基準位置とし、この基準位置を通る直線を座標軸として、各距離センサの位置を相対的に推定することを特徴とする請求項5記載の位置推定算出システム。
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