JP2010127650A - 移動体位置推定システムと移動体位置推定方法及び移動体位置推定プログラム - 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の位置を推定するシステムにおいて、測定領域内に互いに分散して配置され、互い移動体Mまでの距離を3個以上の距離センサT1〜Tnで計測し、位置推定算出装置Pにて、距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積し、取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与し、取得蓄積されたセンサ計測値のうち信頼度の高い計測値を採用して距離センサ及び移動体それぞれの位置を推定するようにし、位置推定の処理は、移動体Mの移動前後の位置それぞれの2個以上の距離センサから得られるセンサ計測値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システムにおいて、前記測定領域内に互いに分散して配置され、前記移動体までの距離を計測する3個以上の距離センサと、前記3個以上の距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積する取得蓄積手段と、前記取得蓄積手段で取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与する信頼度付与手段と、前記取得蓄積手段で取得蓄積されたセンサ計測値のうち前記信頼度の高い計測値を採用して前記距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定する位置推定手段とを具備し、前記位置推定手段は、前記移動体の移動前後の位置それぞれにおける2時刻分以上の距離センサから得られるセンサ計測値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行うことを特徴とする。
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。
上記構成において、図3を参照して本発明に係る移動体位置推定システムの全体のアルゴリズムについて説明する。
最後にパーティクルフィルタを用いたSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)理論によって、ステップS15で算出したユーザ位置と、距離センサによる距離データを用いて、局所座標系におけるユーザと各センサの平均位置・分散を算出していく(ステップS16)。
したがって、上記構成による移動体位置推定システムによれば、複数のセンサ(送信機)の位置をキャリブレーションしながらユーザ(受信機)の移動を追尾することが可能となり、移動体の位置を容易にかつ高精度に推定することができる。
Claims (10)
- 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、
前記測定領域内に互いに分散して配置され、前記移動体までの距離を計測する3個以上の距離センサと、
前記3個以上の距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積する取得蓄積手段と、
前記取得蓄積手段で取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与する信頼度付与手段と、
前記取得蓄積手段で取得蓄積されたセンサ計測値のうち前記信頼度の高い計測値を採用して前記距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定する位置推定手段と
を具備し、
前記位置推定手段は、前記移動体の移動前後の位置それぞれにおける2時刻分以上の距離センサから得られるセンサ計測値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行うことを特徴とする移動体位置推定システム。 - 前記信頼度付与手段は、前記3個以上の距離センサそれぞれについて、予め与えられる距離誤差分布モデルから最新のセンサ計測値に前記距離信頼度を付与し、
前記位置推定手段は、前記3個以上の距離センサそれぞれの最新のセンサ計測値を前記距離信頼度が高い順に選択する第1の選択手段、並びに、この第1の選択手段で選択された最新のセンサ計測値に対して空間配置が最も良い計測値を前記取得蓄積手段で蓄積している計測値から選択する第2の選択手段を備えることを特徴とする請求項1記載の移動体位置推定システム。 - 前記位置推定手段は、前記第1の選択手段で選択された最新のセンサ計測値と前記第2の選択手段で選択された蓄積計測値を用いて前記距離センサ及び移動体間距離に起因する条件式で前記距離センサ及び移動体それぞれの位置を算出する第1の算出手段を備えることを特徴とする請求項2記載の移動体位置推定システム。
- 前記位置推定手段は、前記第1の算出手段で算出された移動体位置xh'(t)、過去に算出したセンサ位置xs(t-1)と分散Σs(t-1)を用いて距離計測予測値z'を算出し、これらの値(xh'(t),xs(t-1),z')とセンサ計測値zから移動体位置確率密度関数PDFを算出し、この移動体位置確率密度関数PDFから前記移動体の平均位置と分散を算出する第2の算出手段を備えることを特徴とする請求項3記載の移動体位置推定システム。
- 前記位置推定手段は、前記第2の算出手段で算出された移動体位置確率密度関数PDFから算出された移動体位置xh(t)、過去に算出したセンサ位置xs(t-1)と分散Σs(t-1)、センサ計測予測値z'、そしてセンサ計測値zの情報からセンサ位置PDFを算出し、このセンサ位置PDFから前記距離センサの平均位置と分散を算出する第3の算出手段を備えることを特徴とする請求項4記載の移動体位置推定システム。
- 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、
前記測定領域内に互いに分散して配置される3個以上の距離センサで前記移動体までの距離を計測し、
前記3個以上の距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積し、
前記取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与し、
前記取得蓄積されたセンサ計測値のうち前記信頼度の高い計測値を採用して前記距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定するようにし、
前記位置推定の処理は、前記移動体の移動前後の位置それぞれにおける2時刻分以上の距離センサから得られるセンサ計測値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行うことを特徴とする移動体位置推定方法。 - 前記信頼度付与の処理は、前記3個以上の距離センサそれぞれについて、予め与えられる距離誤差分布モデルから最新のセンサ計測値に前記距離信頼度を付与し、
前記位置推定の処理は、前記3個以上の距離センサそれぞれの最新のセンサ計測値を前記距離信頼度が高い順に選択し、選択された最新のセンサ計測値に対して空間配置が最も良い計測値を前記蓄積している計測値から選択することを特徴とする請求項6記載の移動体位置推定方法。 - 前記位置推定の処理は、前記距離信頼度が高い順に選択された最新のセンサ計測値と前記蓄積された計測値から選択された空間配置が最も良い蓄積計測値を用いて前記距離センサ及び移動体間距離に起因する条件式で距離センサ及び移動体それぞれの位置を算出することを特徴とする請求項7記載の移動体位置推定方法。
- 前記位置推定手段は、
前記条件式で算出された移動体位置xh'(t)、過去に算出したセンサ位置xs(t-1)と分散Σs(t-1)を用いて距離計測予測値z'を算出し、
これらの値(xh'(t),xs(t-1),z')とセンサ計測値zから移動体位置確率密度関数PDFを算出し、
前記移動体位置確率密度関数PDFから前記移動体の平均位置と分散を算出し、
前記移動体位置確率密度関数PDFから算出された移動体位置xh(t)、過去に算出したセンサ位置xs(t-1)と分散Σs(t-1)、センサ計測予測値z'、そしてセンサ計測値zの情報からセンサ位置PDFを算出し、
前記センサ位置PDFから前記距離センサの平均位置と分散を算出することを特徴とする請求項8記載の移動体位置推定方法。 - 測定領域内を移動する移動体の位置を推定する計算をコンピュータに実行させるための移動体位置推定プログラムにおいて、
前記測定領域内に互いに分散して配置され、前記移動体までの距離を計測する3個以上の距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積する処理と、
前記取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与する処理と、
前記取得蓄積されたセンサ計測値のうち前記信頼度の高い計測値を採用して前記距離センサ及び前記移動体それぞれの位置を推定する処理とを備え、
前記位置推定の処理は、前記移動体の移動前後の位置それぞれの2個以上の距離センサから得られるセンサ計測値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行うことを特徴とする移動体位置推定プログラム。
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JP2008300022A JP2010127650A (ja) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | 移動体位置推定システムと移動体位置推定方法及び移動体位置推定プログラム |
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