JP2021522584A - 位置決定装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
複数のアンカーと、互いに異なる複数の位置にある1つ以上の移動源との間の距離に関するデータを受信するように構成されたメモリであって、前記複数のアンカーの数と、前記複数のアンカーのうちの1つの位置の数が、一方が4よりも多くなければならず、かつ一次番号として指定され、他方が10よりも多くなければならず、かつ二次番号として指定されるという基準を満たすものである、メモリと、
距離データにアクセスし、および前記距離データを2つ正方行列乗から導出されたユークリッド距離行列による積の特異値分解を計算するように構成された分解部であって、前記正方行列のうちの1つは、一次番号の二乗に等しい次元を有し、さらにヌル要素で構成される第1行と、ヌル要素である第1の要素を除いてマイナス1に等しい要素で構成される第1の列と、を有し、前記正方行列の他方は、二次番号の二乗に等しい次元を有する行列の転置であり、ヌル要素で構成される第1行(row)と、ヌル要素である第1の要素を除いてマイナス1に等しい要素で構成される第1の列(column)と、を有し、他の要素が、二次番号マイナス1に等しい次元を有する単位行列を形成する、分解部と、
最小二乗法に従って、単純化行列の積と、前記距離データとヌル要素である第1の要素を除いて1要素で構成されるベクトルと、1要素である第1の要素を除いてヌル要素で構成されるベクトルとの積から導出されたユークリッド距離行列に乗算されたベクトルの積から形成される行列との間の差を最小化する分解能ベクトルを計算するように構成されたレデューサであって、前記単純化行列は,分解部によって実行された特異値分解の最初の行列と,分解部によって実行された特異値分解の最初の行列の2倍の反対の行列を連結した3次元の複製行列の行分割によるカトリ‐ラオ積(Khatri-Rao積)との間の乗算から得られる、レデューサと、
前記分解能ベクトルの最後の3つの要素から反転ベクトルを導出し、前記解能ベクトルの他の要素から形成された反転行列を導出するように構成されたソルバであって、前記反転行列は前記変換行列にその転置量を乗算した積に等しいような変換行列を決定し、前記変換行列から,前記分解部によって実行された特異値分解の第1の行列、前記分解部によって実行された特異値分解の第2の行列と第3の行列の積からアンカーの座標の行列と位置の座標の行列を返す、ソルバと、を含む。
前記ソルバは、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルである、第2の3次元ベクトルは、前記分解部によって実行される特異値分解の第1の行列の2行(line)目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから導出され、第3の3次元ベクトルは、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の2行(line)目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから算出され、
前記ソルバは、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の2行目と、前記反転ベクトルと前記反転行列から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記分解部によって実行される特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから導出され、
前記ソルバは、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の2行(row)目から算出され、第2の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の2行(line)目と、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の3行(line)目から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の2行目の転置と前記分解部により実行される特異値分解の第1の行列の3行目の転置のクロス積算から構成され、
前記ソルバは、前記絶対基準フレーム内の3つのアンカーの座標と、前記ソルバによって決定された前記アンカーの座標行列における前記3つのアンカーの座標との間の基準フレーム変更行列を計算し、前記基準フレーム変更行列と前記ソルバによって決定された前記アンカーの座標行列から、前記位置の絶対座標行列に返すようにさらに構成されている。
a)複数のアンカーと複数の異なる位置における1つ以上の移動源との間の距離に関するデータを受信し、前記アンカーの数と前記位置の数は、一方が4よりも多くなければならず、かつ一次番号として指定され、他方が10よりも多くなければならず、かつ二次番号として指定されるという基準を満たし、
b)距離データに2つの正方行列の乗算から導出したユークリッド(Euclidean)距離行列の積により形成される行列の特異値分解を計算し、前記正方行列のうちの1つは、一次番号が二乗されるに等しい次元を有し、ヌル要素で構成される第1の行、ヌル要素である第1の要素を除く他の要素がマイナス1に等しい第1の列を有し、他の要素は一次番号マイナス1に等しい同一性行列を構成し、前記正方行列の他方は、二次番号が二乗されるに等しい次元を有する転置行列であり、ヌル要素で構成される第1の行、ヌル要素である第1の要素を除く他の要素がマイナス1に等しい第1の列を有し、他の要素は二次番号マイナス1に等しい同一性行列を構成し、
c) 最小二乗法に従って、単純化行列の積と、前記距離データとヌル要素である第1の要素を除いて1要素で構成されるベクトルと、1要素である第1の要素を除いてヌル要素で構成されるベクトルとの積から導出されたユークリッド距離行列に乗算されたベクトルの積から形成される行列との間の差を最小化する分解能ベクトルを計算し、単純化行列は,演算b)によって得られた特異値分解の最初の行列と,演算b)によって得られた特異値分解の最初の行列の2倍の反対の行列を連結した3次元の複製行列の行分割によるKhatri-Rao積との間の乗算から得られ、
分解能ベクトルの最後の3つの要素と分解能のベクトルの他の要素から構成した反転行列から、反転ベクトルを導出し、
e)反転行列が変換行列に転置を乗算し、得られた積に等しくなるように変換行列を決定し、
f)前記変換行列、反転ベクトル、第1の行列を演算b)での特異値分解および第2行列および演算b)で第2の行列の特異値分解と第3行列の特異値分解の積から、アンカーの座標行列および位置の座標行列へ戻す。
演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記演算b)によって得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと前記変換行列から導出され、第3の3次元ベクトルは、前記演算b)によって得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと前記変換行列から算出され、
演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目と、前記反転ベクトルと前記反転行列から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから導出され、
演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行(row)目から算出され、第2の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行(row)目と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の3行(line)目から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行(line)目の転置と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の3(line)行目の転置とのベクトル積から構成され、さらに、
この方法には、以下の演算をさらに含む:
g)絶対基準フレーム内の3つのアンカーの座標と、前記ソルバによって決定された前記アンカーの座標行列における前記3つのアンカーの座標との間の基準フレーム変更行列を計算し、前記基準フレーム変更行列と前記ソルバによって決定された前記アンカーの座標行列から、前記位置の絶対座標行列に返す。
は、クロネッカー(Kronecker)積を表す)、式[45]の行列D3は、vechからvec(A)を得られる3次元の再生産行列であり、式[47]に網羅的に示され、関数vec()およびvech()はベクトル化演算子であることに留意されたい。
式[65]の場合、アンカーX1が基準フレームの原点であることを前提とし、アンカーX2が基準フレームの平面(x;z)にあり、移動源A1が座標(a1;0;0)を有し、1maxは式[70]の行列Lの固有ベクトルへの分解の最大特異値であり、E1maxはその対応する固有ベクトルであり、
式[75]の場合、アンカーX1が基準フレームの原点であることを前提とし、アンカーX2が座標(x2;0;0)を有し、移動源A1が座標(a1;0;0)を有し、1maxは式[80]の行列Lの固有ベクトルへの分解の最大特異値であり、E1maxはその対応する固有ベクトルであり、
式[85]の場合、アンカーX1が基準フレームの原点であることを前提とし、アンカーX2が座標(x2;0;0)を有し、アンカーX3が座標(x3;y3;0)を有し、移動源A1が座標(a1;0;0)を有し、式[90]の演算子"x"がベクトル積を指定する。
Claims (11)
- 複数のアンカーと、互いに異なる複数の位置にある1つ以上の移動源との間の距離に関する距離データを受信するように構成されたメモリ(10)であって、前記複数のアンカーの数と、前記複数の位置の数が、一方は4よりも多くなければならず、かつ一次番号として指定され、他方は10よりも多くなければならず、かつ二次番号として指定されるという基準を満たすものである、メモリ(10)と、
前記距離データにアクセスし、かつ前記距離データから導出されたユークリッド距離行列と2つ正方行列との乗算の積の特異値分解を計算するように構成された分解部(4)であって、前記正方行列のうちの1つは、二乗された一次番号に等しい次元を有し、かつヌル要素で構成される第1行と、ヌル要素である第1の要素を除いてマイナス1に等しい要素で構成される第1の列と、を有し、前記他方の要素は、その位数が一次番号マイナス1に等しい単位行列を形成し、前記正方行列の他方は、二次番号の二乗に等しい次元を有する行列の転置であり、ヌル要素で構成される第1行と、ヌル要素である第1の要素を除いてマイナス1に等しい要素で構成される第1の列と、を有し、前記他の要素は、その位数が二次番号マイナス1に等しい単位行列を形成する、分解部(4)と、
分解能ベクトルを計算するように構成されたレデューサ(6)であって、前記分解能ベクトルは、最小二乗法に従って、前記分解能ベクトルを乗算された単純化行列の積と、ヌル要素である第1の要素を除いて全ての要素が1に等しいベクトルと、1に等しい第1の要素を除いて全ての要素がヌル要素で構成されるベクトルとを乗算された前記距離データとの積から導出されたユークリッド距離行列の積から形成される行列との間の差を最小化するものであり、前記単純化行列は、前記分解部(4)によって実行された特異値分解の最初の行列と、分解部(4)によって実行された特異値分解の最初の行列の2倍の反対の行列を連結した3次元の複製行列の行分割によるカトリ‐ラオ(Khatri-Rao)積との間の乗算から得られる、レデューサ(6)と、
前記分解能ベクトルの最後の3つの要素からの反転ベクトル、および前記解能ベクトルの他の要素から形成された反転行列を導出するように構成されたソルバ(8)であって、前記反転行列は、前記変換行列にその転置量を乗算した積に等しいように変換行列を決定し、前記変換行列、前記反転ベクトル,前記分解部(4)によって実行された特異値分解の第1の行列、および前記分解部(4)によって実行された特異値分解の第2の行列と第3の行列の積から、前記アンカーの座標の行列と前記位置の座標の行列を返す、ソルバ(8)と、
を含む位置決定装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記ソルバ(8)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記分解部(4)によって実行される特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから導出され、第3の3次元ベクトルは、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の2行目と、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから算出される装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記ソルバ(8)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の2行目と、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから算出され、第3の3次元ベクトルは、前記分解部4によって実行される特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから導出される装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記ソルバ(8)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定するように構成され、第1の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の2行目とから算出され、第2の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の2行目と、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の3行目と、から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の2行目の転置と前記分解部(4)により実行される特異値分解の第1の行列の3行目の転置とのベクトル積から形成される装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置において、前記ソルバ(8)は、絶対基準フレーム内の3つのアンカーの座標と、前記ソルバ(8)によって決定された前記アンカーの座標行列における前記3つのアンカーの座標との間の基準フレーム変更行列を計算し、前記基準フレーム変更行列と、前記ソルバ(8)によって決定された前記アンカーの座標行列から、前記位置の絶対座標行列を返すようにさらに構成されている装置。
- コンピュータで実行される位置決定方法であって、
a)複数のアンカーと互いに異なる複数の位置における1つ以上の移動源との間の距離に関するデータを受信し、前記アンカーの数と前記位置の数は、一方が4よりも多くて一次番号として指定され、他方が10よりも多くて二次番号として指定されるという基準を満たし、
b)距離データに2つの正方行列の乗算から導出したユークリッド距離行列の積により形成される行列の特異値分解を計算し、前記正方行列のうちの1つは、一次番号の二乗に等しい次元を有し、ヌル要素で構成される第1の行、ヌル要素である第1の要素を除く他の要素がマイナス1に等しい第1の列を有し、他の要素は、一次番号マイナス1に等しい同一性行列を構成し、前記正方行列の他方は、二次番号の二乗に等しい次元を有する転置行列であり、ヌル要素で構成される第1の行、ヌル要素である第1の要素を除く他の要素がマイナス1に等しい第1の列を有し、前記他の要素は、前記二次番号マイナス1に等しい同一性行列を構成し、
c)最小二乗法に従って、単純化行列の積と、前記距離データとヌル要素である第1の要素を除いて1要素で構成されるベクトルと、1要素である第1の要素を除いてヌル要素で構成されるベクトルとの積から導出されたユークリッド距離行列に乗算されたベクトルの積から形成される行列との間の差を最小化する分解能ベクトルを計算し、単純化行列は、演算b)によって得られた特異値分解の最初の行列と、演算b)によって得られた特異値分解の最初の行列の2倍の反対の行列を連結した3次元の複製行列の行分割によるカトリ‐ラオ(Khatri-Rao)積との間の乗算から得られ、
d)分解能ベクトルの最後の3つ要素からの反転ベクトルと、分解能のベクトルの他の要素から構成した反転行列から反転ベクトルを導出し、
e)前記反転行列が変換行列の転置の積に等しくなるように変換行列を決定し、
f)前記変換行列と、前記反転ベクトルと、前記演算b)での特異値分解の第1の行列と、第2行列および前記演算b)の特異値分解の第2行列と第3行列の積から、前記アンカーの座標行列および前記位置の座標行列へ戻す、
位置決定方法。 - 請求項6に記載の方法において、前記演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記演算b)によって得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから導出され、第3の3次元ベクトルは、前記演算b)によって得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記変換行列とから算出される方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは、前記第1のアンカーと前記第1の移動源との間の距離で除算された反転ベクトルであり、第2の3次元ベクトルは、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目と、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから算出され、第3の3次元ベクトルは、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目から計算された行列の特異値のベクトルと、前記反転ベクトルと、前記反転行列とから導出される方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記演算e)は、3つの3次元ベクトルの集合として前記変換行列を決定し、第1の3次元ベクトルは前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目から算出され、第2の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の3行目から算出され、第3の3次元ベクトルは、前記反転行列と、前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の2行目の転置と前記演算b)により得られた特異値分解の第1の行列の3行目の転置との間のベクトル積から構成される方法。
- 請求項6〜9のいずれか1項に記載の方法において、さらに以下の演算を含む方法:
g)前記絶対基準フレーム内の3つのアンカーの座標と、前記ソルバ(8)によって決定された前記アンカーの座標行列における前記3つのアンカーの座標との間の基準フレーム変更行列を計算し、前記基準フレーム変更行列と前記ソルバ(8)によって決定された前記移動源の座標行列から、前記位置の絶対座標行列を返す方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置または請求項6〜9のいずれか1項に記載の方法を実行するためのプログラムコード部を含むコンピュータプログラム製品。
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