JP2015190915A - 物体の移動方位及び速度推定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各送信装置が無線信号を送信し、物体により反射され又は反射されない無線信号を複数の受信装置が受信し、到達時間を無線信号の速度から距離に換算し、送信装置と受信装置とを焦点とした楕円上に物体が存在し、これを複数の他の受信装置において同様に楕円を取得することで複数の楕円が重なり合う位置を解析的に演算して物体の位置を決定する。送信装置の既知位置と、受信装置の既知位置と、決定された物体の位置とに基づいて、物体の姿勢と移動方位が一致している状態で、物体の移動方位を全周囲に離散的に仮定して、移動する物体によりドップラー現象による無線信号の周波数偏移量であるドップラーシフト量を演算することにより当該物体の速度推定値を、偽候補値を含むすべての探知候補値から算出した速度推定値を統合して推定する最尤速度ベクトル演算部を備える。
【選択図】図1
Description
(1)受信装置に到達するエネルギーがしきい値に満たず、算出に必要なドップラーシフト量の速度ベクトル成分が一部しか得られない場合がある。
(2)白色雑音により生じる偽候補点より得られる多数の無関係な速度ベクトル成分(偽候補値)が真の成分と区別できない形で混ざり込む。
送信装置の既知位置と、受信装置の既知位置と、上記決定された対象物体の位置とに基づいて、上記対象物体の姿勢と移動方位が一致している状態で、対象物体の移動方位を全周囲に離散的に仮定して、移動する対象物体によりドップラー現象による無線信号の周波数偏移量であるドップラーシフト量を演算することにより当該対象物体の速度推定値を、偽候補値を含むすべての探知候補値から算出した速度推定値を統合して推定する最尤速度ベクトル演算部を備えることを特徴とする。
最尤速度ベクトル演算部が、送信装置の既知位置と、受信装置の既知位置と、上記決定された対象物体の位置とに基づいて、上記対象物体の姿勢と移動方位が一致している状態で、対象物体の移動方位を全周囲に離散的に仮定して、移動する対象物体によりドップラー現象による無線信号の周波数偏移量であるドップラーシフト量を演算することにより当該対象物体の速度推定値を、偽候補値を含むすべての探知候補値から算出した速度推定値を統合して推定するステップを含むことを特徴とする。
(1)偽候補が含まれる多数の探知候補点から、対象物体の速度ベクトルを推定できる。
(2)同一位置で重なりあう異なる移動方位を持った二つ以上の対象物体を識別できる。
(3)全方位に対する速度仮定を常に保持しているため、上位プロセスにおける対象物体追跡や対象物体判別における修正や見直しへの要求に柔軟に対応ができる。
(4)時系列間の対象物体移動の検証や評価に有用な特徴量を算出できる。
(1)例えばキーボード及びマウスなどを含み、複数の送信装置11の位置座標と、複数の受信装置21の位置座標と、上述のように各受信装置21により測定された到達時間とを入力する入力部110と、
(2)入力部110により入力データに基づいて、後述する最尤速度ベクトル演算処理を実行することにより最尤速度ベクトルを演算する最尤速度ベクトル演算部101を含む演算処理部100と、
(3)例えばディスプレイなどの表示部及びプリンタなどを含み、演算処理部100により演算された最尤速度ベクトルの演算結果を出力する出力部120とを備えて構成される。
場合、受信装置21で感知できる反射波は非常に微弱となるため、複数の受信装置21で同時に探知を得るのは難しい。それ故にしきい値を下げて受信装置21の感度を向上させる必要があるが、その結果多くのノイズを拾い多量の「偽」候補点が生じることになる。「偽」候補点には、対象物体の真の移動とは全く無関係な白色雑音を起因とする情報が含まれており、対象物体31を捉えた真の探知候補点との区別が全くつかず、解析的に速度を導出するための妨げとなっている。
(1)偽候補が含まれる多数の探知候補点から、対象物体の速度ベクトルを推定できる。
(2)同一位置で重なりあう異なる移動方位を持った二つ以上の対象物体を識別できる。
(3)全方位に対する速度仮定を常に保持しているため、上位プロセスにおける対象物体追跡や対象物体判別における修正や見直しへの要求に柔軟に対応ができる。
(4)時系列間の対象物体移動の検証や評価に有用な特徴量を算出できる。
21,22,23…受信装置、
31,32…対象物体、
100…演算処理部、
101…最尤速度ベクトル演算部、
110…入力部、
120…出力部。
Claims (12)
- 複数の送信装置と、複数の受信装置とを備え、複数の送信装置が1個ずつ所定の無線信号を送信し、対象物体により反射され又は反射されない無線信号を複数の受信装置が受信し、送信装置から受信装置までの到達時間を無線信号の速度から距離に換算し、送信装置と受信装置とを焦点とした楕円上に対象物体が存在し、これを複数の他の受信装置において同様に楕円を取得することで複数の楕円が重なり合う位置を解析的に演算して対象物体の位置を決定するマルチスタティック方式の物体検知システムのための物体の移動方位及び速度推定装置であって、
送信装置の既知位置と、受信装置の既知位置と、上記決定された対象物体の位置とに基づいて、上記対象物体の姿勢と移動方位が一致している状態で、対象物体の移動方位を全周囲に離散的に仮定して、移動する対象物体によりドップラー現象による無線信号の周波数偏移量であるドップラーシフト量を演算することにより当該対象物体の速度推定値を、偽候補値を含むすべての探知候補値から算出した速度推定値を統合して推定する最尤速度ベクトル演算部を備えることを特徴とする物体の移動方位及び速度推定装置。 - 上記最尤速度ベクトル演算部は、各方向における速度推定値を、極座標形状の投票空間に対し点又は領域にて投票し、最終的な票数の得票分布に基づいて上記対象物体の移動方位及び速度を推定することを特徴とする請求項1記載の物体の移動方位及び速度推定装置。
- 上記最尤速度ベクトル演算部は、投票時に異なる複数の受信装置からの投票同士を高く評価するよう重みを変えて投票し、上記対象物体の速度推定値を推定することを特徴とする請求項2記載の物体の移動方位及び速度推定装置。
- 上記最尤速度ベクトル演算部は、投票時に所定の物理的制約条件に基づき、票の重みを変えて投票し、上記対象物体の速度推定値を推定することを特徴とする請求項2又は3記載の物体の移動方位及び速度推定装置。
- 上記最尤速度ベクトル演算部は、投票時に受信装置の方位誤差又は周波数偏移量の計測誤差を元に投票範囲に幅を持たせた領域として投票し、上記対象物体の速度推定値を推定することを特徴とする請求項2〜4のうちのいずれか1つに記載の物体の移動方位及び速度推定装置。
- 上記最尤速度ベクトル演算部は、投票された極座標状投票空間の得票分布から対象物体が取り得る速度又は方位を限定し、上記対象物体の速度推定値を推定することを特徴とする請求項2〜5のうちのいずれか1つに記載の物体の移動方位及び速度推定装置。
- 複数の送信装置と、複数の受信装置とを備え、複数の送信装置が1個ずつ所定の無線信号を送信し、対象物体により反射され又は反射されない無線信号を複数の受信装置が受信し、送信装置から受信装置までの到達時間を無線信号の速度から距離に換算し、送信装置と受信装置とを焦点とした楕円上に対象物体が存在し、これを複数の他の受信装置において同様に楕円を取得することで複数の楕円が重なり合う位置を解析的に演算して対象物体の位置を決定するマルチスタティック方式の物体検知システムのための物体の移動方位及び速度推定方法であって、
最尤速度ベクトル演算部が、送信装置の既知位置と、受信装置の既知位置と、上記決定された対象物体の位置とに基づいて、上記対象物体の姿勢と移動方位が一致している状態で、対象物体の移動方位を全周囲に離散的に仮定して、移動する対象物体によりドップラー現象による無線信号の周波数偏移量であるドップラーシフト量を演算することにより当該対象物体の速度推定値を、偽候補値を含むすべての探知候補値から算出した速度推定値を統合して推定するステップを含むことを特徴とする物体の移動方位及び速度推定方法。 - 上記最尤速度ベクトル演算部が、各方向における速度推定値を、極座標形状の投票空間に対し点又は領域にて投票し、最終的な票数の得票分布に基づいて上記対象物体の移動方位及び速度を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項7記載の物体の移動方位及び速度推定方法。
- 上記最尤速度ベクトル演算部が、投票時に異なる複数の受信装置からの投票同士を高く評価するよう重みを変えて投票し、上記対象物体の速度推定値を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項8記載の物体の移動方位及び速度推定方法。
- 上記最尤速度ベクトル演算部が、投票時に所定の物理的制約条件に基づき、票の重みを変えて投票し、上記対象物体の速度推定値を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項8又は9記載の物体の移動方位及び速度推定方法。
- 上記最尤速度ベクトル演算部が、投票時に受信装置の方位誤差又は周波数偏移量の計測誤差を元に投票範囲に幅を持たせた領域として投票し、上記対象物体の速度推定値を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項8〜10のうちのいずれか1つに記載の物体の移動方位及び速度推定方法。
- 上記最尤速度ベクトル演算部が、投票された極座標状投票空間の得票分布から対象物体が取り得る速度又は方位を限定し、上記対象物体の速度推定値を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項8〜11のうちのいずれか1つに記載の物体の移動方位及び速度推定方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107390171A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-24 | 厦门大学 | 基于toa测距和多普勒效应的水下传感器节点定位方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006115953A2 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Bbn Technologies | Real-time multistatic radar signal processing system and method |
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KR102040178B1 (ko) * | 2017-08-18 | 2019-11-04 | 국방과학연구소 | 분산된 다중입출력 레이더 시스템을 이용한 대상체의 위치 결정 방법, 장치 및 시스템 |
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