JP2019070640A - パーティクルフィルタを使用した位置特定のために、事前分布としてグラフベースのマップ情報を利用するシステム及び方法、コンピュータ実施方法、プログラム、及びシステム - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
本願は、「SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATION−LESSLY COMPENSATING BIAS OF SENSORS FOR LOCALIZATION AND TRACKING」と題し、2017年5月15日に出願された米国特許出願番号15/595,931(係属中)の利益の優先性を主張しており、その一部継続出願であり、参照によりその開示全部が本明細書に援用される。
「Magnetic field−based SLAM method for solving the localization problem in mobile robot floor−cleaning task,」in 2011 15th International Conference on Advanced Robotics(ICAR),2011,pp.198−203に記載されている、磁力計などさまざまなセンサを使用して、さまざまな位置特定技術が開発及び実験されてきており、慣性測定ユニット(IMU)が、例えばF.Li,C.Zhao,G.Ding,J.Gong,C.Liu,and F.Zhao,「A Reliable and Accurate Indoor Localization Method Using Phone Inertial Sensors,」in Proceedings of the 2012 ACM Conference on Ubiquitous Computing, New York,NY,USA,2012,pp.421−430に記載されており、無線周波数センサ(WiFi又はBluetooth(登録商標) low energy(BLE))が、「Robotics Institute:Wifi localization and navigation for autonomous indoor mobile robots」に記載されている。[Online]次の内容がオンラインで利用可能である。www.ri.cmu.edu/publication_view.html?pub_id=6819,N.Ravi,P.Shankar,A.Frankel,A.Elgammal,and L.Iftode,「Indoor Localization Using Camera Phones,」in Seventh IEEE Workshop on Mobile Computing Systems Applications(WMCSA ’06 Supplement),2006,pp.49−49に記載のイメージセンサ、及びP.Mirowski,T.K.Ho,S.Yi,and M.MacDonald,「SignalSLAM:Simultaneous localization and mapping with mixed WiFi,Bluetooth(登録商標),LTE and magnetic signals,」in International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation,2013,pp.1−10に記載のような、これらのセンサの融合。
コンピューティングプラットフォーム(Computing Platforms)
Claims (22)
- 中央処理ユニット、位置特定信号レシーバ、位置特定信号レシーバから離れていてそれとは異なる複数のセンサ、及びメモリを備えるコンピュータ化されたシステムにおいて実行されるコンピュータ実施方法であって、前記コンピュータ実施方法は、
a.マップグラフ上の情報に基づいて複数のパーティクルを初期化するために前記中央処理ユニットを使用すること、
b.パーティクルフィルタループを繰り返し実行するために前記中央処理ユニットを使用することであって、前記パーティクルフィルタループは、
i.前記複数のパーティクルの動き更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、
ii.前記複数のパーティクルの測定更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、及び
iii.パーティクル重要度重み及びマップグラフ情報に基づいて前記複数のパーティクルのリサンプリングを実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、を含む、前記中央処理ユニットを使用すること、及び
c.前記複数のパーティクルに基づいて前記コンピュータ化されたシステムの位置を決定するために前記中央処理ユニットを使用すること、
を含む、コンピュータ実施方法。 - 前記位置特定信号レシーバは、Bluetooth(登録商標)レシーバであり、位置特定信号源は、Bluetooth(登録商標) low energy(BLE)ビーコンである、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記位置特定信号レシーバは、無線周波数レシーバであり、位置特定信号源は、無線周波数源である、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のセンサ読取り値は磁力計データを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のセンサ読取り値は加速度データを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のセンサ読取り値は3次元空間的方位データを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のセンサ読取り値の少なくともいくつかについて実施された姿勢・機首基準システム(AHRS)アルゴリズムを使用して、前記コンピュータ化されたシステムの方位を計算することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のセンサが、慣性測定ユニット(IMU)に組み込まれている、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記測定更新を実施することは、複数のパーティクルのそれぞれと、少なくとも1つの位置特定信号源との間の距離を、受信した位置特定信号に基づいて計算することを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記測定更新を実施することは、識別器の信頼度を使用して複数のパーティクルを更新することを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のパーティクルをリサンプリングすることは、複数のパーティクルのそれぞれについて重みを計算すること、及び重みのより大きな、前記複数のパーティクルのパーティクルを複製することを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記複数のパーティクルのリサンプリングを実施することは、パーティクル重要度重みに基づいて前記複数のパーティクル内で新たなパーティクルを生成すること、及び前記新たに生成されたパーティクルを前記マップグラフ情報に条件付けすることを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 新たに生成されたパーティクルを前記マップグラフ情報に条件付けすることは、前記新たに生成されたパーティクルのそれぞれを、前記マップグラフの、対応する最も近いエッジに投影することを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフは、複数のエッジによって相互に接続された複数のノードを含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフの前記ノードは、等間隔に配置される、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフの前記ノードは、正方格子状に配列される、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフの前記ノードは、三角格子状に配列される、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフの前記ノードは、建物の部屋の内部で等間隔に配置される、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフは、建物の少なくとも2つの部屋の内部に対応する第1の複数のノード、及び前記少なくとも2つの部屋の間のナビゲーションを表す第2の複数のノードを含む、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記マップグラフの前記ノードは、部屋内の前記マップグラフの単一の初期ノードの位置、及び前記部屋の角の座標に基づいて自動的に生成される、請求項14に記載のコンピュータ実施方法。
- 中央処理ユニット、Bluetooth(登録商標)位置特定信号レシーバ、Bluetooth(登録商標)位置特定信号レシーバから離れていてそれとは異なる複数のセンサ、及びメモリを備えるコンピュータ化されたシステムに連動して実行されたとき、前記コンピュータ化されたシステムに、
a.マップグラフ上の情報に基づいて複数のパーティクルを初期化するために前記中央処理ユニットを使用すること、
b.パーティクルフィルタループを繰り返し実行するために前記中央処理ユニットを使用することであって、前記パーティクルフィルタループは、
i.前記複数のパーティクルの動き更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、
ii.前記複数のパーティクルの測定更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、及び
iii.パーティクル重要度重み及びマップグラフ情報に基づいて前記複数のパーティクルのリサンプリングを実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、を含む、前記中央処理ユニットを使用すること、及び
c.前記複数のパーティクルに基づいて前記コンピュータ化されたシステムの位置を決定するために前記中央処理ユニットを使用すること、
を含む、方法を実行させる、プログラム。 - 中央処理ユニット、Bluetooth(登録商標)位置特定信号レシーバ、Bluetooth(登録商標)位置特定信号レシーバから離れていてそれとは異なる複数のセンサ、及びメモリを備えるコンピュータ化されたシステムであって、前記メモリは、前記コンピュータ化されたシステムに、
a.マップグラフ上の情報に基づいて複数のパーティクルを初期化するために前記中央処理ユニットを使用すること、
b.パーティクルフィルタループを繰り返し実行するために前記中央処理ユニットを使用することであって、前記パーティクルフィルタループは、
i.前記複数のパーティクルの動き更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、
ii.前記複数のパーティクルの測定更新を実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、及び
iii.パーティクル重要度重み及びマップグラフ情報に基づいて前記複数のパーティクルのリサンプリングを実施するために前記中央処理ユニットを使用すること、を含む、前記中央処理ユニットを使用すること、及び
c.前記複数のパーティクルに基づいて前記コンピュータ化されたシステムの位置を決定するために前記中央処理ユニットを使用すること、
を含む、方法を実行させる一式のコンピュータ可読命令を記憶している、コンピュータ化されたシステム。
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