JP2011075505A - Position calculation device, position calculation method, and position calculation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置算出装置、位置算出方法及び位置算出プログラムに関する。 The present invention relates to a position calculation device, a position calculation method, and a position calculation program.
従来、屋内におけるユーザトラッキングシステム(ユーザ位置算出システム)において、環境中に設置されたセンサを用いて空間におけるユーザの位置を算出する方法や、ユーザや対象物にセンサを取りつけてそれぞれの相対位置を組み合わせ、ユーザや対象物の空間内での位置を算出する方法が用いられている。 Conventionally, in an indoor user tracking system (user position calculation system), a method of calculating the position of a user in a space using a sensor installed in the environment, or attaching a sensor to a user or an object to determine the relative position of each user. A combination and a method of calculating the position of a user or an object in a space is used.
非特許文献1には、室内にセンサを張り巡らせて人物の位置を取得できるセンシングルームが記載されている。この技術によれば、センシングルーム内での人間の位置を精度良く計測できる。
Non-Patent
また、特許文献1には、位置が未知である複数の固定装置と位置が未知である移動装置の相対位置を、固定装置と移動装置の相対距離を用いて算出する技術が記載されている。この技術により、システムの導入コストの低減が期待できる。
しかしながら、非特許文献1に記載のセンシングルームでは、1部屋に500以上のセンサを設置しており、設置コストだけでなくキャリブレーションにかける労力も高くなり、汎用的なシステムとは言えない。
However, in the sensing room described in Non-Patent
また、特許文献1に記載の技術では、一つの座標系上で全固定装置と移動装置の位置を算出するためには、全固定装置と移動装置間の距離計測を同時に行う必要があり、現実的には困難がある。そのため、距離計測を行った固定装置の組み合わせごとに設定される座標系上における位置算出しか実現することができない。
Moreover, in the technique described in
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、固定装置の相対的な位置関係をもとに生成する相対座標系(以降、相対座標系に識別番号を付与したものを局所領域IDと呼ぶ)ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合できる位置算出装置、位置算出方法、及び位置算出プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. A relative coordinate system generated based on the relative positional relationship of the fixing device (hereinafter, an identification number assigned to the relative coordinate system is referred to as a local region ID). An object of the present invention is to provide a position calculation device, a position calculation method, and a position calculation program capable of accurately integrating position coordinates calculated every time) into one coordinate system.
本発明に係る位置算出装置は以下のような態様の構成とする。
(1) 複数のセンサを備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出装置であって、それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出する第1の座標算出手段と、前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出する統合領域抽出手段と、統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する第2の座標算出手段とを具備する態様とする。
この態様によれば、局所領域ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合することができる。
The position calculation apparatus according to the present invention has the following configuration.
(1) In an environment including a plurality of sensors, a position calculation device that receives distance information between a terminal that can move in the environment and each of the plurality of sensors, and calculates the position coordinates of the terminal. , Detecting a plurality of local regions each composed of a plurality of sensors, and based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors, in each of the local regions, a plurality of sensors constituting the local region First coordinate calculation means for calculating position coordinates; and integrated area extraction means for extracting two or more local areas sharing a predetermined number of sensors among the plurality of local areas as areas that can be integrated with each other; In each of the two or more local regions extracted as regions that can be integrated, the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance are calculated, and the two or more local regions are respectively calculated. A coordinate system in which the two or more local regions are integrated on the basis of the corrected inter-sensor distance based on the corrected inter-sensor distance. And a second coordinate calculating means for calculating the position coordinates of each sensor.
According to this aspect, the position coordinates calculated for each local region can be accurately integrated into one coordinate system.
本発明に係る位置算出方法は以下のような態様の構成とする。
(2) 第1の座標算出手段、統合領域抽出手段、及び第2の座標算出手段を備える位置算出装置であって、複数のセンサを備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出装置に用いられる位置算出方法であって、前記第1の座標算出手段は、それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出する検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出し、前記統合領域抽出手段は、前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出し、前記第2の座標算出手段は、統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって、重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する態様とする。
この態様によれば、局所領域ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合することができる。
The position calculation method according to the present invention is configured as follows.
(2) A position calculation apparatus including a first coordinate calculation unit, an integrated region extraction unit, and a second coordinate calculation unit, and an environment including a plurality of sensors, the terminal that can move in the environment, and the plurality A position calculation method used in a position calculation device that receives distance information between each of the sensors and calculates the position coordinates of the terminal, wherein each of the first coordinate calculation means includes a plurality of sensors. Detecting a plurality of local regions, and calculating the position coordinates of the plurality of sensors constituting the local region in each of the local regions based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors. The integrated region extraction means extracts two or more local regions sharing a predetermined number of sensors from the plurality of local regions as regions that can be integrated with each other, and calculates the second coordinates. The means calculates the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance in each of the two or more local areas extracted as areas that can be integrated, and the inter-sensor distance calculated in each of the two or more local areas And calculating the inter-sensor distance after the weight correction, and calculating the position coordinates of each sensor in the coordinate system integrating the two or more local regions based on the corrected inter-sensor distance. The calculation mode is used.
According to this aspect, the position coordinates calculated for each local region can be accurately integrated into one coordinate system.
本発明に係る位置算出プログラムは以下のような態様の構成とする。
(3) 複数のセンサを備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出装置に用いられるコンピュータを、それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出する第1の座標算出手段、前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出する統合領域抽出手段、統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記重み付け補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する第2の座標算出手段として機能させる態様とする。
The position calculation program according to the present invention has the following configuration.
(3) In an environment including a plurality of sensors, it is used for a position calculation device that receives distance information between a terminal that can move in the environment and each of the plurality of sensors and calculates the position coordinates of the terminal. The computer detects a plurality of local regions each composed of a plurality of sensors, and based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors, a plurality of components constituting the local region in each of the local regions First coordinate calculation means for calculating the position coordinates of the sensor, integrated area extraction means for extracting two or more local areas sharing a predetermined number of sensors among the plurality of local areas as areas that can be integrated with each other; In each of the two or more local regions extracted as regions that can be integrated, the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance are calculated, and the two or more local regions are calculated. Weighting is performed according to the reliability of the distance between sensors calculated in each region to calculate the distance between sensors after weight correction, and the two or more local regions are integrated based on the distance between sensors after the weight correction. A mode is made to function as second coordinate calculation means for calculating the position coordinates of each sensor in the coordinate system.
この態様によれば、局所領域ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合することができる。 According to this aspect, the position coordinates calculated for each local region can be accurately integrated into one coordinate system.
本発明の構成によれば、局所領域ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合することができる。 According to the configuration of the present invention, the position coordinates calculated for each local region can be accurately integrated into one coordinate system.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る位置算出システムの一例を示すシステム構成図である。図1に示すように、ユーザUは、送受信端末10を携帯してシステム内を持ち運ぶ。n+1個の送信機#0〜#nは、システム環境(例えば1つの部屋)内の任意の箇所に設置される。ただし、nは3以上で任意の正の整数とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a position calculation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the user U carries the transmitting / receiving
この位置算出システムにおいては、少なくとも2つの局所領域の統合が行なわれ、1つの局所領域は少なくとも3個の送信機から構成される。したがって、4個以上の送信機が備えられる。i番目の送信機#iにはID:iが割り当てられ、その位置座標は、例えば送信機#0、#1及び#2による局所領域ID0の座標系においては、X0_i=(X0i,Y0i)で表される。
In this position calculation system, at least two local regions are integrated, and one local region is composed of at least three transmitters. Therefore, four or more transmitters are provided. ID: i is assigned to the i-th transmitter #i, and its position coordinate is, for example, X0_i = (X0i, Y0i) in the coordinate system of the local area ID0 by the
送信機#0〜#nは一例として、電波や音波等の波を発生させる送信端末であり、送受信端末10では、送信機#0〜#nからの電波や音波を受信して、当該送信機からの距離di(t)を測定する。ただし、送信機#1〜#nと送受信端末10との通信を媒介するのは、電波や音波に限定されず、距離への変換が可能であればどのような媒介であってもよい。送信機#0〜#nは、所定の時間間隔で、現時刻(送信時刻)と当該送信機に固有の送信機IDの情報を電波又は音波によって発信するものとする。
The
図1に示す例では、送信機#0〜#nから発信される電波又は音波を、ユーザUが携帯する送受信端末10が受信するセンサシステムが図示されているが、これに限らず、ユーザUが送信機を携帯し、受信機が環境中に設置されてもよい。
In the example illustrated in FIG. 1, a sensor system is illustrated in which a transmission /
以下では、図1の例に基づいて、送信機(センサ)が環境中に固定され、受信機(送受信端末10)をユーザが環境中で持ち運ぶ例について説明する。時刻tにおける送受信端末10の位置座標は、局所領域IDが0である座標系では、X0_h(t)=(X0h(t),Y0h(t))で表される。
In the following, an example in which a transmitter (sensor) is fixed in the environment and the user carries the receiver (transmission / reception terminal 10) in the environment will be described based on the example of FIG. The position coordinate of the transmission /
位置算出装置20は、ユーザUが携帯する送受信端末10からの情報を基に、基準座標系における各送信機及び送受信端末10の位置座標の算出、及び算出された位置座標の校正等、各種の処理を実行するコンピュータシステムである。位置算出装置20は、図示しないプロセッサ、プログラムメモリ、及びワークメモリを有し、プロセッサがプログラムメモリに記憶された所定のプログラムを実行することで、本実施形態に係る各種の処理を制御する。
The
図2は、この位置算出システムにおける送受信端末10及び位置算出装置20の機能的な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating functional configurations of the transmission /
送信機#0〜#nは、それぞれ所定の時間間隔で、現時刻(送信時刻)と送信機IDの情報を電波又は音波によって発信している。
送受信端末10は、受信部101、距離計測部102及び送信部103を備えている。受信部101は、送信機(#0〜#n)が発信する電波又は音波を受信する。距離計測部102は、現時刻(受信時刻又は計測時刻)と送信機からの送信時刻に基づいて電波又は音波の伝搬時間を算出し、その伝搬時間に基づいて送受信端末10と送信機との間の計測時刻tにおける距離di(t)を算出する。送信部103は、算出された距離(計測距離)を送信機IDと計測時刻に対応づけて、位置算出装置20に送信する。
The transmission /
送信機と送受信端末10との間の距離算出は、電波と超音波を組み合わせて行われてもよい。この場合、超音波の発信を指示する呼び出し命令が、送受信端末10から送信機#iに電波によって送信され、電波を受信した送信機#iが超音波を発する。そして、送受信端末10が超音波を受信した時刻と送信機#iが電波を発した時刻との時刻差に音速を乗じることで送信機#iと送受信端末10との間の距離di(t)が算出される。
The distance calculation between the transmitter and the transmission /
位置算出装置20は、受信部210、データ記憶部220、局所座標算出部230、及び局所座標統合部240を備える。
The
受信部210は、送受信端末10から送られた各送信機との間の計測距離、送信機ID及び計測時刻のデータを受信する。
The receiving
データ記憶部220は、ハードディスク装置やフラッシュメモリ等を備える記憶装置である。データ記憶部220は、図3に示す計測距離テーブル221、図4に示す局所座標テーブル222、及び基準領域情報格納部223を備える。送受信端末10から送られたデータは、計測距離テーブル221に保持される。
The
図3は、データ記憶部220に備えられる計測距離テーブル221に格納されるデータ構成の一例を示す図である。図3に示すように、計測距離テーブル221には、各送信機の送信機IDに対応して、計測時刻t、及び計測時刻tにおける計測距離di(t)が記憶される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data configuration stored in the measurement distance table 221 provided in the
図4は、データ記憶部220に備えられる局所座標テーブル222に格納されるデータ構成の一例を示す図である。図4に示すように、局所座標テーブル222には、局所領域毎に、局所領域ID、当該領域に含まれるセンサ(送信機)、各センサの座標、各センサと送受信端末10との間の計測距離、後述する信頼度、統合可能な局所領域のID、平均の計測距離、及び送受信端末10の位置座標が格納される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data configuration stored in the local coordinate table 222 provided in the
基準領域情報格納部223は、基準座標系を与える規準局所領域の情報を格納する。基準局所領域は、ユーザによる設定操作などに応じて予め定められていてもよい。
The reference area
局所座標算出部230は、受信部210が受信したデータに基づいて、局所座標テーブル222の記憶内容を生成し、更新する。
The local coordinate
局所座標統合部240は、統合領域抽出部241、統合処理部242及び入出力部243を有する。統合領域抽出部241は、所定数以上の送信機を共有する2つの局所領域を統合可能な局所領域として抽出し、設定する。統合処理部242は、統合可能であるとして抽出された局所領域の統合処理を行う。入出力部243は、統合結果を出力するための表示装置等を有する。あるいは入出力部243は、図示しない記憶装置に接続され、統合結果が当該記憶装置に出力され記憶されてもよい。
The local coordinate
次に、以上のように構成された位置算出装置20の動作について説明する。
Next, the operation of the
図5は、位置算出装置20において実行される処理全体を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the entire processing executed in the
受信部210は、送受信端末10から少なくとも1つの送信機(#i)の送信機ID、計測時刻及び計測距離を含むデータを受信する(ステップS501)。受信部210は、受信したデータをデータ記憶部220の計測距離テーブル221、及び局所座標算出部230にも出力する。計測距離テーブル221では、当該少なくとも1つの送信機(#i)の送信機ID:iに対応して、計測時刻及び計測距離のデータが更新される。
The receiving
局所座標算出部230は、送られた送信機ID、計測時刻及び計測距離データに基づいて、新規に局所領域が作成されるか否かを判定する(ステップS502)。
The local coordinate
受信したデータに含まれる局所領域が、局所座標テーブル222に記憶されていない場合には、新規の局所領域を作成する必要がある(ステップS502でYes)。この場合、局所座標算出部230は、局所座標テーブル222に無いIDを、新規の局所領域IDとして生成する(ステップS503)。
If the local area included in the received data is not stored in the local coordinate table 222, it is necessary to create a new local area (Yes in step S502). In this case, the local coordinate
受信したデータに含まれる局所領域が、既に局所座標テーブル222に記憶されている場合には、新規の局所領域は作成されない(ステップS502でNo)。この場合、局所座標算出部230は、局所座標テーブル222から、受信データに含まれ更新対象となる局所領域IDを選択する(ステップS504)。
If the local area included in the received data is already stored in the local coordinate table 222, a new local area is not created (No in step S502). In this case, the local coordinate
局所座標算部505は、ステップS503で新規に作成された局所領域ID、又はステップS504で選択された局所領域IDに対応する局所領域を構成する送信機(センサ)と送受信端末10までの各最新計測距離を局所座標テーブル222の記憶内容に追加し、当該局所領域IDに対応する局所領域を構成する送信機(センサ)の位置座標、最新の位置算出時刻、信頼度、および平均計測距離の値を算出し、局所座標テーブル222の記憶内容を更新する(ステップS505)。新規に局所領域が検出された場合には、新たに作成された局所領域IDと対応づけて、各センサと送受信端末10までの最新計測距離を局所座標テーブル222の記憶内容に追加し、算出されたセンサの位置座標、最新の位置算出時刻、信頼度、及び平均計測距離の値を局所座標テーブル222に記憶し、記憶内容を更新する。また、局所座標算出部230は、当該新規の局所領域に含まれる各センサのIDも局所座標テーブル222に記憶する。
The local coordinate
一方、ステップS504で更新対象となる局所領域IDが選択された場合には、局所座標テーブル222において、選択された局所領域IDに対応するセンサの位置座標、最新位置算出時刻、信頼度、平均計測距離の値を、算出した値に更新する。また、局所座標算出部203は、選択された局所領域に含まれる各センサの計測距離も算出し、局所座標テーブル222において、当該選択された局所領域の局所領域IDに対応して、各センサの位置座標値を追加する。 On the other hand, when the local region ID to be updated is selected in step S504, the position coordinates of the sensor corresponding to the selected local region ID, the latest position calculation time, the reliability, and the average measurement in the local coordinate table 222. The distance value is updated to the calculated value. The local coordinate calculation unit 203 also calculates the measurement distance of each sensor included in the selected local region, and corresponds to the local region ID of the selected local region in the local coordinate table 222. Add position coordinate value.
次に、局所座標統合部240では、統合領域抽出部241が、局所座標テーブル222に記憶されている局所領域のうち統合できる領域があるか否かを判定する(ステップS506)。判定結果は、統合処理部242に送られる。
Next, in the local coordinate
統合処理部242は、判定結果に基づいて局所領域を統合する(ステップS507)。統合結果は、入出力部243を介して出力されてもよい。
The
なお、図2では局所座標算出部230の処理の後に続けて局所座標統合部240の処理を実施する例を記載したが、局所座標算出部230の処理と局所座標統合部240の処理を分離し、局所座標算出部230はデータ記憶部220の局所座標テーブル222の記憶内容を更新して処理を終了することとし、局所座標統合部240は予め定めたタイミングで(例えば予め定めた時間間隔で、あるいは、入出力部からの起動指示により)図5のステップS506の処理を開始することとしても良い。
In addition, although the example which implements the process of the local coordinate
次に、局所座標算出部230及び局所座標統合部240が実行する処理について、更に詳細に説明する。
Next, the processing executed by the local coordinate
図6は、局所座標算出部230が実行する処理の詳細を示すフローチャートである。図6に示す処理は、図5ではステップS502〜S505の処理に相当する。
受信部210が受信データをデータ記憶部220に格納したら、局所座標算出部230は、データ記憶部220の局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS601)。局所座標算出部230は、受信データに含まれる送信機IDから、3つ以上のIDからなる組合せを全て生成する(ステップS602)。局所座標算出部230は、生成した組合せから、1つの組合せを選択する(ステップS603)。ここで、受信部210が受信した送信機IDの数をMとする。
FIG. 6 is a flowchart showing details of processing executed by the local coordinate
When the
局所座標算出部230は、選択したIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所領域に含まれている代表センサの組合せであるか否かを判定する(ステップS604)。
The local coordinate
選択されたIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所領域に含まれている代表センサの組合せである場合(ステップS604でYes)、局所座標算出部230は、当該選択されたIDの組み合わせに対応する局所領域の局所領域IDを処理対象として選択する(ステップS607)。
If the selected ID combination is a combination of representative sensors included in any of the local areas stored in the local coordinate table 222 (Yes in step S604), the local coordinate
選択されたIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所領域に含まれている代表センサの組合せでない場合(ステップS604でNo)、ステップS602で生成した全ての組合せについて、ステップS604の処理が行われたか否かを判定する(ステップS614)。まだステップS604の処理が行われていない組合せがある場合(ステップS614でNo)、ステップS603の処理に戻って他の組合せを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての組合せについて処理が終了していれば(ステップS614でYes)、当該選択されたIDの組み合わせによって指定される送信機によって新たな局所領域が構成されるものとして、局所座標算出部230は、当該新たな局所領域の情報を局所座標テーブル222に設定する(ステップS606)。設定される新たな局所領域の情報には、この新たな局所領域の局所領域ID、当該局所領域の代表送信機の情報、その位置座標等が含まれる。局所領域IDは、例えば0から連番で付与されてもよい。
If the selected combination of IDs is not a combination of representative sensors included in any of the local areas stored in the local coordinate table 222 (No in step S604), the steps for all combinations generated in step S602 are performed. It is determined whether or not the process of S604 has been performed (step S614). If there is a combination that has not yet been processed in step S604 (No in step S614), the process returns to step S603 to select another combination, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all the combinations (Yes in step S614), the local coordinate
図7は、新たな局所領域における位置座標の定め方を説明するための図である。選択されたIDの組合せから、代表送信機が任意に3つ選択され、図7に示すように、3つの送信機のうち1つが原点とされ、他の1つがx軸上に設定される。残りの1つの代表送信機が、y軸の+方向に存在すると定めて、新たな局所領域における座標系が設定される。局所座標テーブル222には、この新たな局所領域に付与された局所領域IDと、座標系を規定する代表送信機IDが記憶される。 FIG. 7 is a diagram for explaining how to determine position coordinates in a new local region. Three representative transmitters are arbitrarily selected from the selected combination of IDs, and as shown in FIG. 7, one of the three transmitters is set as the origin, and the other is set on the x-axis. The remaining one representative transmitter is determined to exist in the + direction of the y-axis, and a coordinate system in a new local region is set. The local coordinate table 222 stores a local area ID assigned to the new local area and a representative transmitter ID that defines the coordinate system.
局所座標算出部230は、ステップS605で選択された局所領域ID、又はステップS606で新たに付与された局所領域IDを処理対象領域のIDとし、当該処理対象領域に含まれる送信機の計測時刻及び計測距離データを計測距離テーブル221から取得する(ステップS607)。局所座標算出部230は、処理対象領域に含まれるM個の送信機全てについて計測距離が記憶されている計測時刻の数Nを、計測距離テーブル221から検出する(ステップS608)。
The local coordinate
局所座標算出部230は、各送信機の相対距離が算出可能であるかを表す条件式MN>2M+2Nが満たされるか否かを判断する(ステップS609)。条件式MN≧2M+2Nが満足されない場合は(ステップS609でNo)、各送信機の相対距離が算出できないので、処理を終了する。
The local coordinate
一方、条件式MN≧2M+2Nが満足される場合は(ステップS609でYes)、各送信機の相対距離が算出可能となる。 On the other hand, when the conditional expression MN ≧ 2M + 2N is satisfied (Yes in step S609), the relative distance of each transmitter can be calculated.
例えば局所領域IDが0である局所領域において、送信機#iと送受信端末10との間の計測距離di(t)は、以下の式(1)から、求めることができる。
ここで、(X0i,Y0i)(=X_0)は、局所領域IDが0である局所領域における送信機#iの位置座標を表す。また、時刻tにおける当該局所領域での送受信端末10の位置座標は、X0_h(t)=(X0h(t),Y0h(t))で表される。
Here, (X0i, Y0i) (= X_0) represents the position coordinates of the transmitter #i in the local area where the local area ID is 0. Further, the position coordinates of the transmission /
従って、ステップS608で選択されたN個の計測時刻について、計測距離と、各送信機及び送受信端末10の位置座標の関係式(2)が、局所座標算出部230によって生成される(ステップS610)。
局所座標算出部230は、この連立方程式(2)を解いて、各計測時刻における送信機及び送受信端末10との相対位置座標を算出する(ステップS611)。
The local coordinate
図7に示すように、1つの代表送信機が原点にあり、他の1つの代表送信機がx軸上にある場合、M個の送信機の2次元位置座標値として2M−3個(3次元位置座標の場合は3M−6個)、送受信端末10の2次元位置座標として2N個(3次元位置座標の場合は3N個)の未知変数があることになる。また、連立方程式(2)に含まれる式の数はMN個である。したがって、ステップS609で条件式MN≧2M+2N−3(3次元座標の場合はMN≧3M+3N−6)が満足されれば、各時刻における送信機及び送受信端末10の位置座標を算出(推定)することができる。例えば、選択された局所領域に含まれる送信機の数が3個の場合、N≧3の場合に条件式が満足される。従って、3つの時刻以上距離情報が取得された場合に、位置座標の算出が可能となる。
As shown in FIG. 7, when one representative transmitter is at the origin and the other representative transmitter is on the x-axis, 2M−3 (3 In the case of the three-dimensional position coordinates, there are 3M-6), and there are 2N (3N in the case of the three-dimensional position coordinates) unknown variables as the two-dimensional position coordinates of the transmission /
続いて、局所座標算出部230は、算出された各送信機の位置座標の信頼度を算出する(ステップS612)。信頼度としては、算出された送信機位置の微分変動量fや、送信機と送受信端末10との間の距離の算出結果と計測結果の差のノルムgを含む関数等が用いられる。局所領域IDが0である局所領域において、送信機#iの微分変動量fは以下の式(3)で、また送信機#iと送受信端末10との間の距離の算出結果と計測結果の差のノルムgは以下の式(4)で表される。
また、局所領域IDが0である局所領域において、送信機iの尤度w0_iは、微分変動量f及びノルムgを用いて以下式(5)によって表される。
式(5)においてα、及びβは所定の重み係数であり、0以上の値を取るものとする。また、このとき局所領域IDがjである局所領域において、算出された位置座標全体の精度指標を示す信頼度Wjを算出する。信頼度Wjとしては、例えば局所領域IDがjである局所領域において座標系を設定するための3つの代表送信機の算出された位置座標の尤度の積が、以下の式(6)によって求められてもよい。
算出された局所領域の信頼度及び送信機位置座標の信頼度は、当該局所領域の局所領域IDに対応付けられ、局所座標テーブル222に追加記憶され(ステップS613)、フローを終了する。 The calculated reliability of the local area and the reliability of the transmitter position coordinates are associated with the local area ID of the local area, and are additionally stored in the local coordinate table 222 (step S613), and the flow ends.
図13に示す例では、局所領域IDが0である局所領域上に、3つの送信機#0〜#2が図示されている。送信機IDが0である送信機#0の位置座標(X00,Y00)は、式(2)の連立方程式から算出される。また、この送信機#0の位置座標の信頼度w0_0は式(5)より算出される。同様に、送信機IDが1である送信機#1の位置座標(X01,Y01)は、式(2)の連立方程式から算出され、この送信機#1の位置座標の信頼度w0_1は式(5)より算出される。送信機IDが2である送信機#2の位置座標(X02,Y02)も式(2)の連立方程式から算出され、この送信機#2の位置座標の信頼度w0_1は式(5)より算出される。
In the example illustrated in FIG. 13, three
なお、上述の式では、送信機の位置座標について微分変動量fと算出結果と計測結果の差のノルムgが求められ、これに基づいて送信機の位置座標の信頼度が求められた。しかしながら、後述する送信機間距離について、微分変動量f及び算出結果と計測結果の差のノルムgが算出されてもよい。 In the above equation, the differential fluctuation amount f and the norm g of the difference between the calculation result and the measurement result are obtained for the position coordinates of the transmitter, and the reliability of the position coordinates of the transmitter is obtained based on this. However, the differential fluctuation amount f and the norm g of the difference between the calculation result and the measurement result may be calculated for the inter-transmitter distance described later.
なお、ステップS615では、計測距離テーブルに記憶された全データを削除するのではなく、一部のデータのみを削除しても良い。 In step S615, not all data stored in the measurement distance table may be deleted, but only some data may be deleted.
例えば、より新しい計測時刻について予め定めた数のデータは残して、他のデータは削除してもよい。あるいは、各データに所定の方法で評価値を付与し、評価値の低いものから順に削除するなどしてもよい。また、データを削除せずに局所座標算出部230の処理を終了しても良い。
For example, a predetermined number of data for newer measurement times may be left and other data may be deleted. Alternatively, an evaluation value may be assigned to each data by a predetermined method, and the data may be deleted in order from the lowest evaluation value. Moreover, you may complete | finish the process of the local coordinate
次に、局所座標統合部240において実行される処理について説明する。
Next, the process performed in the local coordinate
図8は、統合領域抽出部241が実行する処理の詳細を示すフローチャートである。図8に示す処理は、図5ではステップS506の処理に相当する。
まず統合領域抽出部241は、局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS801)。統合領域抽出部241は、局所座標テーブル222に記憶された局所領域から、2つの局所領域を選ぶ全ての組合せを生成する(ステップS802)。統合領域抽出部241は、生成した組合せから1つの組合せ(第1のIDと第2のID)を選択する(ステップS803)。
FIG. 8 is a flowchart showing details of processing executed by the integrated
First, the integrated
統合領域抽出部241は、選択された2つの局所領域の両方に含まれる送信機の数を算出する(ステップS804)。そして、統合領域抽出部241は、2つの局所領域に共有される送信機(センサ)の数が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS805)。所定の閾値以上の送信機が2つの局所領域に共有されている場合(ステップS805でYes)、これら2つの領域は統合可能であると判定され、互いに統合可能な領域として局所座標テーブル222に設定される。すなわち、局所座標テーブル222において、第1のIDに対応する「統合可能な領域ID」として第2のIDが記憶され、逆に、第2のIDに対応する「統合可能な領域ID」として第1のIDが記憶される。
The integrated
次に、統合領域抽出部241は、ステップS802で生成した全ての組合せについて、ステップS803〜S806の処理が行われたか否かを判定する(ステップS807)。まだステップS803〜S806の処理が行われていない組合せがある場合(ステップS807でNo)、ステップS803に戻って他の組合せを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての組合せについて処理が終了していれば(ステップS807でYes)、統合領域の抽出結果を局所座標テーブル222に送信し、フローを終了する。また統合領域抽出部241は、各局所領域について、当該局所領域と統合可能な局所領域のリスト(統合対象リスト)を生成し、統合処理部242に送信する。
Next, the integrated
統合領域抽出部241が、統合可能な局所領域を抽出したら、統合処理部242によって統合処理が行われる。統合処理部242は、一つの局所領域(対象領域)に対して、統合可能な局所領域毎に計測センサリストを生成し(図9)、当該対象領域及び当該対象領域と統合可能な他の統合領域の双方に含まれる計測センサを検出して対応付け(図10)、計測センサリストに含まれる送信機の位置座標の修正値を算出する(図11)。
When the integrated
図9は、統合処理部242が実行する計測センサリストの生成処理の詳細を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating details of the measurement sensor list generation process executed by the
統合処理部242は、統合領域抽出部241から統合領域の抽出結果を受信したら(ステップS901)、1つの局所領域(対象領域)についての統合対象リストから、当該対象領域と統合可能な統合領域のうち1つの領域の局所領域IDを選択する(ステップS902)。
When the
統合処理部242は、選択された統合領域に含まれる計測センサ(送信機)から1つの計測センサを選択し(ステップS903)、当該選択された計測センサのIDが、選択された対象領域の計測センサリストに含まれているか否かを判定する(ステップS904)。
The
選択された計測センサのIDが計測センサリストに含まれている場合は(ステップS904でYes)、ステップS906に処理を進める。一方、選択された計測センサのIDが計測センサリストに含まれていない場合は(ステップS904でNo)、統合処理部242は、当該計測センサのIDを計測センサリストに追加する(ステップS905)。
If the ID of the selected measurement sensor is included in the measurement sensor list (Yes in step S904), the process proceeds to step S906. On the other hand, when the ID of the selected measurement sensor is not included in the measurement sensor list (No in step S904), the
統合制御部242は、選択した局所領域に含まれる計測センサ全てについてステップS903〜S905の処理が終了したか否かを判定する(ステップS906)。まだステップS903〜S905の処理が行われていない計測センサがある場合(ステップS906でNo)、ステップS903に戻って計測センサを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての計測センサについて処理が終了していれば(ステップS906でYes)、統合処理部242は、対象領域と統合可能な全ての統合領域についてステップS902〜S906の処理が終了したか否かを判定する(ステップS907)。
The
まだステップS903〜S906の処理が行われていない局所領域がある場合(ステップS907でNo)、ステップS902に戻って他の局所領域を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、対象領域と統合可能な全ての統合領域について処理が終了していれば(ステップS907でYes)、フローを終了する。 If there is a local region for which the processing of steps S903 to S906 has not yet been performed (No in step S907), the process returns to step S902 to select another local region, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all integrated regions that can be integrated with the target region (Yes in step S907), the flow ends.
以上のように、図9に示す処理によって、1つの局所領域に対して統合可能な局所領域に含まれる計測センサ(送信機)のリスト(計測センサリスト)が生成される。 As described above, a list (measurement sensor list) of measurement sensors (transmitters) included in a local region that can be integrated with respect to one local region is generated by the processing illustrated in FIG.
次に、統合処理部242が行なう処理について、図10〜12を参照して説明する。
図10は、統合処理部242が実行するセンサ対応付け処理の詳細を示すフローチャートである。
統合処理部242は、対象領域に対する計測センサリストが生成されたら、当該計測センサリストから1つの計測センサ(送信機)を選択する(ステップS1002)。
Next, processing performed by the
FIG. 10 is a flowchart illustrating details of the sensor association process executed by the
When the measurement sensor list for the target region is generated, the
次に統合処理部242は、局所領域テーブル222に記憶されたM個の局所領域から、1つの局所領域を選択し(ステップS1003)、選択した局所領域に含まれる計測センサが、ステップS1002で選択された計測センサに一致するか否かを判定する(ステップS1004)。
Next, the
選択した局所領域に含まれる計測センサと、選択された計測センサが一致しない場合は(ステップS1004でNo)、ステップS1005の処理に進む。一方、選択した局所領域に含まれる計測センサと、選択された計測センサが一致する場合は(ステップS1004でYes)、計測センサの対応付けが行なわれる(ステップS1005)。計測センサの対応付けでは、選択された局所領域に含まれる全ての計測センサを、選択された計測センサと同一領域内にある他の計測センサであるとし、これら他の計測センサの送信機IDと当該選択された計測センサの送信機IDとが対応づけられて局所座標テーブル222に記憶される。 When the measurement sensor included in the selected local region does not match the selected measurement sensor (No in step S1004), the process proceeds to step S1005. On the other hand, when the measurement sensor included in the selected local region matches the selected measurement sensor (Yes in step S1004), the measurement sensors are associated (step S1005). In the association of measurement sensors, all measurement sensors included in the selected local area are assumed to be other measurement sensors in the same area as the selected measurement sensor, and the transmitter IDs of these other measurement sensors The transmitter ID of the selected measurement sensor is associated and stored in the local coordinate table 222.
統合処理部242は、局所座標テーブル222に含まれるM個の局所領域全てについてステップS1003〜S1005の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1006)。まだステップS1003〜S1005の処理が行われていない局所領域がある場合(ステップS1006でNo)、ステップS1003に戻って局所領域を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての局所領域について処理が終了していれば(ステップS1006でYes)、統合処理部242は、計測センサリストに含まれる全ての送信機についてステップS1002〜S1006の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1007)。
The
まだステップS1002〜S1006の処理が行われていない送信機がある場合(ステップS1007でNo)、ステップS1002に戻って他の送信機を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての送信機について処理が終了していれば(ステップS1007でYes)、フローを終了する。 If there is a transmitter that has not been subjected to the processes of steps S1002 to S1006 (No in step S1007), the process returns to step S1002, selects another transmitter, and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all transmitters (Yes in step S1007), the flow ends.
以上のように、図10に示す処理によって、複数の局所領域間で送信機(計測センサ)が対応付けされる。 As described above, a transmitter (measurement sensor) is associated between a plurality of local regions by the process shown in FIG.
図11は、統合処理部242が実行する基準座標系上におけるセンサ位置座標補正処理の詳細を示すフローチャートである。各センサの初期位置は、基準座標系に設定された局所領域上のセンサについては局所座標算出部230で算出された値とし、それ以外のセンサについては、乱数により与えるとする。
統合処理部242は、局所座標テーブル222に記憶された基準局所座標から、基準座標系を設定する(ステップS1100)。基準座標系はユーザによる設定操作などに応じて予め定められていてもよく、その設定情報はデータ記憶部220の基準領域情報格納部223に記憶されている。以下では、説明のため局所領域IDが0である領域が基準座標系を与える規準領域であるとする。統合処理部242は、基準座標系を構成する対象領域に対して生成された計測センサリストから1つの計測センサ(送信機#i)を選択する(ステップS1101)。そして統合処理部242は、選択された送信機#iと同一の局所領域内にある他の送信機(図10の処理において設定)の集合を送信機集合giとして、以下の式(7)によって、当該選択された送信機#iの算出位置の補正された座標値ΔXiを算出する。
The
式(7)においてLijは送信機#iと送信機#jとの間の距離を表す。 In Expression (7), L ij represents the distance between the transmitter #i and the transmitter #j.
統合処理部242は、計測センサリスト内の全ての送信機についてステップS1101〜S1102の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1103)。まだステップS1101〜S1102の処理が行われていない送信機があれば(ステップS1103でNo)、ステップS1101に戻って他の送信機を選択し、以降の処理を繰り返す。
The
全ての送信機について処理が終了したら(ステップS1103でYes)、統合処理部242は、以下の式(8)より評価式Jの値を求め、その値が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS1104)。
式(8)において、Gは後述するように、送信機間距離が求められている2つの送信機の組合せの集合を表す。 In Expression (8), G represents a set of combinations of two transmitters for which the distance between transmitters is required, as will be described later.
評価式Jの値が閾値よりも小さい場合(ステップS1104でYes)、フローを終了する。一方、評価式Jの値が所定の閾値以上である場合(ステップS1104でNo)、計測センサリストに含まれる全ての送信機が未選択であるとして(ステップS1105)ステップS1101に戻り、再び計測センサリストから送信機を選択して以降の処理を繰り返す。 If the value of the evaluation formula J is smaller than the threshold value (Yes in step S1104), the flow ends. On the other hand, if the value of the evaluation formula J is equal to or greater than the predetermined threshold (No in step S1104), it is determined that all transmitters included in the measurement sensor list are not selected (step S1105), and the process returns to step S1101 and the measurement sensor again. Select a transmitter from the list and repeat the subsequent processing.
以上のように、図11に示す処理によって、対象領域に対して生成された計測センサリストに含まれる送信機の位置座標の補正値を求めることができる。 As described above, the correction value of the position coordinate of the transmitter included in the measurement sensor list generated for the target region can be obtained by the process shown in FIG.
なお、図9〜図11に示す処理は、1つの対象領域に対して、連続して実行されてもよいが、異なる局所領域を対象として個別に実行されてもよい。 9 to 11 may be executed continuously for one target area, but may be executed individually for different local areas.
また、他の局所領域と統合可能であると判定された局所領域内で、図12に示す送信機間距離算出が行なわれてもよい。 In addition, the inter-transmitter distance calculation shown in FIG. 12 may be performed within a local area that is determined to be able to be integrated with another local area.
図12は、統合処理部242が実行する送信機間距離の算出処理の詳細を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing details of the inter-transmitter distance calculation processing executed by the
統合処理部242は、図8に示す統合領域抽出部214による抽出結果と、局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS1201)。統合処理部214は、統合領域抽出部241が他の局所領域と統合可能である局所領域を抽出したか否かを判定する(ステップS1202)。統合可能な局所領域が存在しない場合は(ステップS1202でNo)、処理を終了する。
The
一方、統合可能な局所領域が存在する場合(ステップS1202でYes)、統合処理部242は、未選択の統合可能領域から一つの局所領域を選択する(ステップS1203)。統合処理部242は、選択された局所領域において、送信機間距離が算出されていない送信機の組合せがあるか否かを判定する(ステップS1204)。
On the other hand, when there is a local region that can be integrated (Yes in step S1202), the
送信機間距離が算出されていない送信機の組合せが無ければ(ステップS1204でNo)、ステップS1202に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、送信機間距離が算出されていない送信機の組合せがあれば(ステップS1204でYes)、統合処理部242は、未選択の送信機の組合せを選択する(ステップS1205)。そして、選択した送信機の組合せについて、送信機間距離とその信頼度を算出し(ステップS1206)、処理はステップS1204に戻る。算出された送信機間距離とその信頼度は、局所座標テーブル222に記憶される。
If there is no combination of transmitters for which the inter-transmitter distance is not calculated (No in step S1204), the process returns to step S1202, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if there is a combination of transmitters for which the distance between transmitters has not been calculated (Yes in step S1204), the
送信機間距離は、各局所領域において算出され、局所座標テーブル222に記憶されている送信機の位置座標を用いて算出される。例えば、図13に示す例では、局所領域IDが0である局所領域に含まれる3つの送信機#0〜#2の各位置座標及びその信頼度が算出されて局所座標テーブル222に記憶されている。この場合、算出位置座標が(X00,Y00)である送信機#0と、算出位置座標が(X01,Y01)である送信機#1のとの間の距離L0_01は、以下の式(9)から算出される。
また、このように算出された送信機間距離の信頼度w0_01は、一例として、式(10)に示すように各送信機の位置座標の信頼度w0_0とw0_1の積で与えられる。
図13に示す3つの送信機#0〜#2の例では、図14に示すように、送信機#1と送信機#2との間の距離L0_12、及び送信機#2と送信機#0との間の距離L0_20も式(9)と同様に算出される。また、送信機間距離L0_12の信頼度w0_12及び送信機間距離L0_20の信頼度w0_20も式(10)と同様に算出される。
In the example of the three
以上のように、図12の処理によれば、局所領域における送信機間距離及びその信頼度を算出することができる。 As described above, according to the processing of FIG. 12, it is possible to calculate the distance between transmitters in the local region and the reliability thereof.
図9〜図12に示す処理によって、局所領域における各送信機の位置座標とその信頼度、また送信機間距離とその信頼度を算出することができる。 The processing shown in FIGS. 9 to 12 can calculate the position coordinates of each transmitter in the local region and the reliability thereof, and the distance between the transmitters and the reliability thereof.
局所領域によって送信機関距離の算出結果が異なることに留意する必要がある。図15では、局所領域IDが0である局所領域と局所領域IDが1である局所領域を示されている。図15の例では、局所領域IDが0である局所領域において算出された送信機#1と送信機#2の送信機間距離L0_12と、局所領域IDが1である局所領域において算出された送信機#1と送信機#2の送信機間距離L1_12とでは、その大きさが異なっている。このように、送信機間距離及びその信頼度は、局所領域によって異なると考えられる。
It should be noted that the transmission engine distance calculation result varies depending on the local region. In FIG. 15, a local region whose local region ID is 0 and a local region whose local region ID is 1 are shown. In the example of FIG. 15, the transmitter-to-transmitter distance L0_12 between the
送信機間の距離は、信頼度が低い送信機間距離の影響を低減させるために、信頼度によって重み付けした送信機間距離の加重平均を用いて算出してもよい。図15に示す例において、信頼度を用いて算出される送信機#1と送信機#2の送信機間距離L12は、以下の式(11)によって与えられる。
これにより、信頼度の高いデータを優先的に使用して送信機間の距離を算出することができる。 Thereby, the distance between transmitters can be calculated using data with high reliability preferentially.
次に、統合処理部242は、送信機間距離の加重平均を用いて無向グラフ上の全局所領域の基準座標系への統合を行う(ステップS2003)。すなわち、各送信機の基準座標系における位置座標を算出する。
Next, the
図17は、図16に示された各送信機間の距離を、送信機間の加重平均距離によって表した図である。基準座標系上の送信機#iの位置座標X0_iは、式(8)によって与えられる評価式の値Jが最小となるような最適計算を施すことにより算出される。式(8)において集合Gは、送信機間距離が算出されている送信機の組み合わせの集合を表す。評価式の値Jを最小化するアルゴリズムの一例が、式(7)から得られる修正値を用いて各送信機の位置座標を修正する方法である。統合処理部242は、評価式の値Jが閾値以下になるまで式(8)による再帰計算を行う。
FIG. 17 is a diagram showing the distance between the transmitters shown in FIG. 16 by the weighted average distance between the transmitters. The position coordinate X0_i of the transmitter #i on the reference coordinate system is calculated by performing an optimal calculation that minimizes the value J of the evaluation formula given by the formula (8). In equation (8), a set G represents a set of transmitter combinations for which the inter-transmitter distance is calculated. An example of an algorithm for minimizing the value J of the evaluation equation is a method of correcting the position coordinates of each transmitter using the correction value obtained from Equation (7). The
例えば図17に示す例では、送信機#2との間で送信機間距離が算出された送信機の集合g2は、g2={0,1,3,4,5}となる。統合処理部242は、送信機#2の位置座標を、当該送信機#2の算出位置座標と、集合g2に含まれる各送信機と送信機#2の加重平均距離との差に基づいて、送信機#2の位置座標を修正する。
For example, in the example shown in FIG. 17, the set g2 of transmitters for which the inter-transmitter distance is calculated with the
図18は、送信機#2の位置座標の修正の様子を示す図である。例えば、送信機#0の推定算出位置を用いて送信機#2の位置修正を行う際、両送信機の推定位置より算出される送信機間距離を算出し、算出した送信機間距離の値と信頼度により重み付けした送信機間距離の差を算出する(以降、その差をnとする)。nの値が正である場合、両送信機の推定位置を結んだ直線上で送信機#0とは反対方向に送信機#2をnの量だけ移動した地点の位置座標を、送信機#2の修正された位置座標とする。nの値が負である場合、当該直線上で送信機#2を送信機#0に向かってnの量だけ移動した地点の位置座標を、送信機#2の修正された位置座標とする。同様に、送信機#2の位置座標と距離計測を行なった他の送信機(送信機#1、#3〜#5)の位置座標を用いて送信機#2の位置座標を修正する。
FIG. 18 is a diagram illustrating how the position coordinates of
以上の処理により、基準座標系における各送信機の位置座標が算出される。 With the above processing, the position coordinates of each transmitter in the reference coordinate system are calculated.
統合処理部424は、送受信端末10の位置座標も算出する(ステップS2004)。送受信端末10の位置座標は、算出された送信機#iの位置座標と送受信端末10との間の計測距離により生成される連立方程式を解くことで算出される。例えば送受信端末10が、送信機#0〜#2との間で距離計測を行った場合は、以下の連立方程式(12)から、送受信端末10の位置座標が算出される。
以上のようにして、基準座標系における各送信機及び送受信端末10の位置座標を算出することが可能となる。
As described above, the position coordinates of each transmitter and the transmission /
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、1つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention when it is practiced. Further, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in one embodiment or the constituent elements shown in some embodiments are combined, they are described in the column of the problem to be solved by the invention. In the case where the problems described above can be solved and the effects described in the “Effects of the Invention” can be obtained, a configuration in which these constituent requirements are deleted or combined can be extracted as an invention.
10…送受信端末、20…位置算出装置、101…受信部、102…距離計測部、103…送信部、210…受信部、220…データ記憶部、221…局所座標テーブル、2223…基準領域情報格納部、240…局所座標統合部、241…統合領域抽出部、242…統合処理部、243…入出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出する第1の座標算出手段と、
前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出する統合領域抽出手段と、
統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する第2の座標算出手段と、
を具備する位置算出装置。 In an environment including a plurality of sensors, a position calculation device that receives distance information between a terminal that can move in the environment and each of the plurality of sensors, and calculates the position coordinates of the terminal,
A plurality of local regions each composed of a plurality of sensors are detected, and the positions of the plurality of sensors constituting the local region in each of the local regions based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors. First coordinate calculation means for calculating coordinates;
An integrated region extraction means for extracting two or more local regions sharing a predetermined number of sensors among the plurality of local regions as regions that can be integrated with each other;
In each of the two or more local regions extracted as areas that can be integrated, the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance are calculated, and the reliability of the inter-sensor distance calculated in each of the two or more local regions To calculate the inter-sensor distance after weight correction, and to calculate the position coordinates of each sensor in a coordinate system in which the two or more local regions are integrated based on the corrected inter-sensor distance. Coordinate calculation means of
A position calculation device comprising:
前記第1の座標算出手段は、それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出する検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出し、
前記統合領域抽出手段は、前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出し、
前記第2の座標算出手段は、統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって、重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する位置算出方法。 A position calculation device including a first coordinate calculation unit, an integrated region extraction unit, and a second coordinate calculation unit, and in an environment including a plurality of sensors, a terminal that can move in the environment and the plurality of sensors, respectively A position calculation method used in a position calculation device that receives distance information between the terminal and calculates the position coordinates of the terminal,
The first coordinate calculation means detects a plurality of local regions each composed of a plurality of sensors, and based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors, in each of the local regions, Calculate the position coordinates of a plurality of sensors constituting the local region,
The integrated region extracting means extracts two or more local regions sharing a predetermined number of sensors from the plurality of local regions as regions that can be integrated with each other,
The second coordinate calculation means calculates the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance in each of the two or more local areas extracted as the areas that can be integrated, and in each of the two or more local areas In a coordinate system in which weighting is performed according to the calculated reliability of the distance between sensors, the distance between sensors after weight correction is calculated, and the two or more local regions are integrated based on the distance between sensors after the correction. A position calculation method for calculating the position coordinates of each sensor.
それぞれ複数のセンサから構成される複数の局所領域を検出し、前記端末と前記複数のセンサそれぞれとの間の距離に基づいて、前記局所領域それぞれにおいて、当該局所領域を構成する複数のセンサの位置座標を算出する第1の座標算出手段、
前記複数の局所領域のうち、所定数のセンサを共有する2つ以上の局所領域を、互いに統合可能な領域として抽出する統合領域抽出手段、
統合可能な領域として抽出された前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて、センサ間距離及びセンサ間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所領域それぞれにおいて算出されたセンサ間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後のセンサ間距離を算出し、前記重み付け補正後のセンサ間距離に基づいて、前記2つ以上の局所領域を統合した座標系における各センサの位置座標を算出する第2の座標算出手段として機能させるための位置算出プログラム。 In an environment including a plurality of sensors, a computer used for a position calculation device that receives distance information between each of the plurality of sensors and a terminal that can move within the environment, and calculates a position coordinate of the terminal,
A plurality of local regions each composed of a plurality of sensors are detected, and the positions of the plurality of sensors constituting the local region in each of the local regions based on the distance between the terminal and each of the plurality of sensors. First coordinate calculating means for calculating coordinates;
An integrated region extracting means for extracting two or more local regions sharing a predetermined number of sensors among the plurality of local regions as regions that can be integrated with each other;
In each of the two or more local regions extracted as areas that can be integrated, the inter-sensor distance and the reliability of the inter-sensor distance are calculated, and the reliability of the inter-sensor distance calculated in each of the two or more local regions To calculate the inter-sensor distance after the weight correction, and calculate the position coordinates of each sensor in the coordinate system in which the two or more local regions are integrated, based on the inter-sensor distance after the weight correction. The position calculation program for functioning as 2 coordinate calculation means.
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