JP3784788B2 - 追跡システム及びプログラム及び移動体追跡装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体に取り付けた発信機からの電波を受信し、電波の到来角度に基づいて発信機の位置を特定し、移動体を追跡する追跡システムに係り、計測の精度を向上させ、処理負荷の軽減を図る技術に関する。

競走馬トレーニングセンター等で、競走馬（移動体の例）に電波発信機を取り付け、その電波を複数の受信センサで受信し、受信した電波により電波発信機の位置情報を算出し、競走馬の位置や速度を提供するサービスを行うシステムが提案されている。

例えば、特開平１１−２４８８３０号公報には、競走体（競走馬に相当）の進路妨害や技術の向上を目的とするコース取り（速度解析を含む）等を解析するための走行経路計測装置が開示されている。

この装置では、受信機により受信された電波から競走体の識別情報を抽出し、その識別情報に係る競走体を特定する一方、受信機により受信された電波の到来方位からその競走体の方位角を計測し（測角処理）、その計測結果に基づいて競走体の位置及び速度を追尾している（追尾処理）。

上述の測角処理と追尾処理は、処理負荷が高く、システム構築に係るコストを高める要因となっている。従って、測角処理と追尾処理の回数を削減することにより、全体の処理負担を軽減することが求められている。

また、測角処理の対象となるデータの中には、正常な結果を得られないものが含まれている。例えば、反射による間接的な電波を受信する場合や、遮蔽により直接の電波を受信できない場合には、正確な測角結果が得られない。

直接の電波を受信すると同時に、反射による間接的な電波を受信する状態を、マルチパスと呼ぶ。図３３は、マルチパスの概念を示す図である。受信センサ３は、コースに沿って設置され、発信機４は、コース内を移動しながら電波を送信している。図中、左側の受信センサ３については、発信機４から直接の電波のみを受信している為、正確な測角結果を得られる。一方、右側の受信センサ３については、直接の電波のほかに、反射体５で反射した間接的な電波を受信している。この間接的な電波は、発信機の虚像を作り出し、正常な測角処理を阻害する。

また、遮蔽が生じる場合も、測角処理を阻害する。図３４は、遮蔽の概念を示す図である。図中、右側の受信センサ３は、反射体５により直接の電波が遮蔽され、受信できない。従って、測角処理を行えない。

特に、直接の電波が遮蔽されると同時に、反射による間接的な電波を受信していまう場合には、虚像に対する角度を測角処理結果として出力することになり、位置把握を不可能にする。このように、受信センサ３における電波の受信状態に支障がある場合に、従来の装置では、測角処理及び追尾処理の品質を劣化させるとともに、計測情報を選択し直して再処理するなど、不要な処理を生じさせている。

特開平１１−２４８８３０号公報 特開平８−２６２１２１号公報

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、電波の受信状態に支障ない受信センサによる受信結果を選択し、測角処理及び追尾処理を行うことにより、計測の精度を向上させるとともに、処理効率を改善することを課題とする。

本発明に係る追跡システムは、
発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する追跡システムであって、以下の要素を有することを特徴とする
（１）発信機から発信された電波を受信するアンテナを有する複数の受信センサ
（２）受信センサのアンテナで受信した電波の到来角度を検出する測角処理部
（３）軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定部
（４）特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置を算出する測位処理部。

本発明の移動体追跡装置１は、競走馬トレーニングセンター等に設置された受信センサ３群から情報を収集し、それぞれ独自に移動する発信機４群の軌跡を管理することができる。本発明では、発信機４の位置に対して電波障害の生じない受信センサ３からの情報を選択して処理するので、計測の失敗が減少するとともに、測位処理や追尾処理の軽減を図ることができる。

実施の形態１．
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は、追跡システムの全体構成を示す図である。複数の受信センサ３が、伝送路２を介して移動体追跡装置１に接続されている。受信センサ３は、発信機４から受信した電波をデータに変換し、移動体追跡装置１に送信するように構成されている。移動体追跡装置１は、各受信センサ３から受信したデータに基づいて、発信機４の位置を算出し、速度や移動方向を解析するように構成されている。

図２は、受信センサの配置を示す図である。この例では、内側と外側にコース（走路）が設けられている。そして、複数の受信センサ３が、コースの境界領域に設置さている。受信センサ３は、コースに沿って所定間隔（例えば、６０ｍ程度）で設置されている。各受信センサ３は、コース内を移動する発信機４から電波を受信する。尚、通常受信センサ３の設置間隔は、発信機４と受信センサ３の伝送距離の性能に適した距離が選択される。また、計測の精度を高める必要があるエリアについて、受信センサ３を密に配置することも有効である。

次に、受信センサ３の構成について説明する。図３は、受信センサの構成を示す図である。受信センサ３は、電波の到来方向を特定するために、例えば円形アレー形のアンテナを用いる。図中、受信アンテナ３１は、円形アレー形のアンテナを構成する素子である。受信アンテナ３１は、電波を受信し、アナログ信号を出力する。アナログ−デジタル変換部３２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、出力する。フィルタ処理部３３は、デジタル信号をフィルタリングする。

図４は、フィルタ処理部の出力データの構成を示す図である。ヘッダとして、タイムスタンプと受信アンテナＩＤを備え、周波数とスロット番号の組み合せ毎にレコードを設け、それぞれ対応するデジタルデータ群を有している。デジタルデータは、電波の到来角度を特定するためのデータ（例えば、相関行列）である。周波数とスロット番号の組み合せは、発信機４を特定する発信機特定情報の例である。この例では、複数の発信機４をそれぞれ識別するために、各周波数をスロット分割し、発信機４毎に固有の周波数とスロット番号の組み合せを割り当て、発信機４は、当該周波数とスロット番号に従って電波を送出するように構成されている。

尚、この例によらず、発信機４毎に異なる周波数を割り当て、スロット分割を行わず、周波数のみによって発信機４を特定してもよい。また、各発信機４で共通の周波数を用い、スロット分割を行ない、スロット番号のみによって発信機４を特定してもよい。

図３に示すように、測角処理部３４は、各フィルタ処理部３３から上述のデータを入力し、測角処理を行う。図５は、測角処理部への入力データの構成を示す図である。同じタイムスタンプにかかるデータを収集すると図示した構成となる。

測角処理部３４は、各受信アンテナ３１で受信したデータの位相差に基づいて、電波の到来方向を算出する。但し、計測精度を上げるためには、素子間隔を広げなければならないが、アレーアンテナの素子間隔が広い場合には偶像が生じる。従って、通常その直径と位相差の関係から一つの角度を特定できるわけではなく、複数の角度候補が出力される。つまり、発信元からの真の角度以外に、偶像を想定させる偽の角度も出力される。

測角処理部３４は、各タイムスタンプ毎に受信センサＩＤに対応付けて、発信機角度情報を出力する。図６は、発信機角度情報の例を示す図である。発信機角度情報は、周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）毎にレコードを設け、各レコードは、複数の角度候補の項目を有している。通常、入力レベルの高い角度候補から順に並べられる。入力レベルの高い角度候補は、真の角度である確立が高いことを考慮し、優先的に処理させるためである。

図３に示すように、計測情報送信部３５は、受信センサＩＤとタイムスタンプと発信機角度情報を対応付けて、受信センサ計測情報として、伝送路２を介して移動体追跡装置１へ送出する。送出のタイミングは、移動体追跡装置１からの要求に応じて送出する形態や、自発的に送出する形態が考えられる。

受信センサ３は、上述の処理を、タイムスタンプ毎に繰り返すように構成されている。

続いて、移動体追跡装置１の構成について説明する。図７は、移動体追跡装置の構成を示す図である。移動体追跡装置１は、計測情報受信部７１、発信機別角度情報抽出部７２、受信センサ組み合せ判定部７３、測位処理部７４、及び追尾処理部７５の各要素を有している。計測情報受信部７１は、各受信センサ３から前述の受信センサ計測情報を受信するように構成されている。発信機別角度情報抽出部７２は、異なる受信センサから受信した受信センサ計測情報群から、特定の発信機に係る角度情報群を抽出するように構成されている。受信センサ組み合せ判定部７３は、抽出された角度情報群の中から、測位処理に適する角度情報のペアを選択するように構成されている。測位処理部７４は、角度情報のペアから発信機の位置の候補を算出するように構成されている。追尾処理部７５は、移動後の発信機の位置を予測し、発信機の位置の候補の中から真の位置を特定することによって、移動に伴う発信機の位置を追尾するように構成されている。

移動体追跡装置１の処理について説明する。図８は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その１）を示す図である。移動体追跡装置１は、タイムスタンプ毎に以下の処理（Ｓ８０２〜Ｓ８１０）を繰り返す（Ｓ８０１）。

計測情報受信部７１は、各受信センサについて、計測情報受信処理（Ｓ８０３）を繰り返す（Ｓ８０２）。すべての受信センサについて処理した時点でループ処理を終了する（Ｓ８０４）。計測情報受信処理（Ｓ８０３）は、受信センサＩＤを指定して、各受信センサ３に対して受信センサ計測情報を要求し、応答として受信センサ計測情報を受信する。この例によらず、受信センサ３側から自発的に送信された受信センサ計測情報を、受動的に受信するようにしてもよい。

いずれの場合であっても、移動体追跡装置１は、予めすべての受信センサＩＤを記憶しており、その受信センサＩＤにより受信センサ計測情報の不足を判定することができるように構成され、すべての受信センサＩＤから漏れなく受信センサ計測情報を収集する。

上述のように、特定のタイムスタンプに関する受信センサ計測情報をすべて受信した時点で、各発信機について以下の処理を繰り返す（Ｓ８０５）。移動体追跡装置１は、予め発信機に割り当てられた周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）を記憶しており、その周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）により、すべての発信機について漏れなく処理を行うように構成されている。

Ｓ８０６からＳ８０９の処理により、発信機の位置を特定するが、その概念について説明する。図９は、２つの受信センサの候補角度と位置候補座標の関係を示す図である。

発信機４から発信された電波は、この例では３つないし５つ程度の受信センサ３で受信される。この図は、そのうちの２つの受信センサ３に着目している。各受信センサの位置は、予め特定されているので、受信センサ３に対する発信機４の方向をそれぞれに得られれば、三角測量の方法に従って処理することにより、発信機４の位置を算出することができる。しかし、前述のように、測角処理では真の角度を特定できず、複数の角度候補を得るに止まる。従って、それぞれの角度候補の組み合せ分だけ測位処理を行い、それぞれに位置の候補を得ることになる。図中、受信センサ３を中心とする放射状の線は、受信センサ３のそれぞれの角度候補方向における点の集合である。そして、この線の交点が、位置の候補となる。測位処理では、これらの位置の候補を算出することになるので、その処理負荷が非常に高い。追尾処理では、これらの位置候補の中から、真の位置を判定する。追尾処理では、たとえば、移動体の運動モデルに基づいて当該タイムスタンプにおける発信機の位置を予測し、その近隣の位置候補を真の位置と判定する。

図８の発信機別角度情報抽出処理（Ｓ８０６）について詳述する。図１０は、発信機別角度情報抽出処理フローを示す図である。

周波数とスロット番号のすべての組み合せ（すべての発信機特定情報）について以下の処理を繰り返す（Ｓ１００１）。当該周波数とスロット番号の組み合せ、及び受信センサ計測情報群で共通の当該タイムスタンプを発信別角度情報テーブルに記憶する（Ｓ１００２）。これらは、発信別角度情報テーブルのヘッダに格納される。

ここで、本処理により生成される発信機別角度情報テーブルの構成について説明する。図１１は、発信機別角度情報テーブルの例を示す図である。ヘッダとして、周波数１１０１とスロット番号１１０２の組み合せ（発信機特定情報）、タイムスタンプ１１０３を備え、続いて当該発信機からの電波を受信した受信センサ毎にレコードを設け、それぞれ受信センサＩＤ１１０４と角度候補群１１０５〜１１１４の項目を有する。周波数とスロット番号のすべての組み合せ（発信機特定情報）について、このようなテーブルが生成される。

図１０に示すように、ヘッダを生成したのち（Ｓ１００２）、すべての受信センタの受信センサ計測情報（タイムスタンプ共通）について以下の処理を繰り返し（Ｓ１００３）、当該発信機に係る角度候補群を受信センサＩＤともに抽出する。

まず、当該タイムスタンプが一致する発信機角度情報を選択し（例えば、図６）そこから、当該周波数とスロット番号の組み合せが一致するレコードを検索する（Ｓ１００４）。当該レコードが存在する場合は（Ｓ１００５）、発信機角度情報の送信元を示す受信センサＩＤ（受信センサ計測情報として、当該発信機角度情報とともに受信した受信センサＩＤ）と、当該レコードから読み出した角度候補群を発信別角度情報テーブルに記憶する（Ｓ１００６）。検索の結果、該当するレコードが存在しない場合には（Ｓ１００５）、次の処理に移行する。このように、すべての受信センサの受信センサ計測情報について処理した時点で（Ｓ１００７）、当該周波数とスロット番号の組み合せに対する処理を終了する。

このように、周波数とスロット番号のすべての組み合せについて処理した時点で（Ｓ１００８）、全体の処理を終了する。

次に、図８の受信センサ組み合せ判定処理（Ｓ８０７）について詳述する。この処理では、上述のように抽出された角度情報群の中から、測位処理に適する角度情報のペアを選択するが、その際にセルの概念を用いる。

図１２は、セルの構成例を示す図である。図に示すように、発信機が存在しうる全体領域（例えば、コース）を複数の小領域に分割している。この例では、座標軸に平行の線で分断された矩形を小領域としているので、この領域をセル１２００と呼んでいる。そして、各セルは、セル番号で識別でき、矩形対角座標１２０１、１２０２により、それぞれのセルの範囲を特定できる。

尚、この例では、小領域として同じ大きさと形状のセル群を用いたが、セルの大きさや形状がそれぞれに異なってもかまわない。また、小領域は、矩形以外の形状（三角形、扇形、円形等）でもかまわない。あるいは、フレームやドーナツ状のように、切り抜かれた形状でもかまわない。複数の形状を重ね合わせた形状でもかまわない。つまり、全体領域中の各座標が、いずれの小領域に属するか判定可能な形態であればかまわない。他の形状を用いる場合には、矩形対角座標に代えて、頂点、線分の端点や長さ、中心、半径、直径、曲率、あるいは角度等の図形上の特徴となるデータを用いる。また、形状が混在する場合には、あわせて形状種別を用いることが有効である。

図１３は、受信センサ組み合せ判定部の構成を示す図である。受信センサ組み合せ判定部７３は、予測位置セル判定部１３１、セル情報記憶部１３２、受信センサ選択部１３３、セル別適合受信センサ記憶部１３４、及び角度情報選択部１３５により構成されている。

続いて、受信センサ組み合せ判定部７３による図８の受信センサ組み合せ判定処理（Ｓ８０７）について説明する。図１４は、受信センサ組み合せ判定フローを示す図である。図１５は、セル情報記憶部の例を示す図である。セル毎にレコードを設け、セル番号と矩形対角座標の項目を対応付けている。

まず、予測位置セル判定部１３１により、予測位置セル判定処理（Ｓ１４０１）を行う。この処理より、発信機が属すると予測されるセルを判定する。この例では、当該タイムスタンプにおける発信機の予測位置として、前回のタイムスタンプにおける発信機の位置を用いる。タイムスタンプの間隔中に移動する距離が、セルの大きさに対して微小であるため、このように前回の計測位置を予測位置の近似値として用いることができる。具体的には、追尾処理部７５に含まれる発信機位置情報（詳しくは、図２１を用いて後述する。）のうち、当該周波数とスロット番号で特定される発信機位置情報から前回（最新タイムスタンプ）の位置座標を読み込み、更にセル情報記憶部１３２から矩形対角座標を順次読み込み、そのセルの範囲に当該位置座標が含まれるかの判定を繰り返す。当該位置座標が含まれるセルを判定した場合には、セル情報記憶部１３２で当該矩形対角座標と対応付けられているセル番号を読み込み、予測位置セルのセル番号とする。

この例によらず、予測位置を算出し、その位置に基づいてセルを判定してもよい。その場合には、後述する図１９の予測位置座標算出部１９１による処理を行い、その結果を予測位置として用いることが有効である。

続いて、受信センサ選択部１３３により図１４に示す受信センサ選択処理（Ｓ１４０２）を行う。この処理では、予測位置セルのセル番号に対応付けられている受信センサＩＤの組み合せをセル別適合受信センサ記憶部１３４から読み込む。

図１６は、セル別適合受信センサ記憶部の構成例を示す図である。セル毎にレコードを設け、セル番号と受信センサＩＤ組み合せの項目を対応付けている。このように、セル別適合受信センサ記憶部１３４は予めセル毎に適合する受信センサＩＤの組み合せを記憶している。これらの受信センサは、そのセル中の発信機４から発信された電波を受信する際に、遮蔽やマルチパスなどの電波伝送の支障が生じないものが選択される。また、測位処理の精度が高くなる受信センサ３が優先的に選択される。通常は、セルに近い受信センサ３を優先し、更に、組み合せとしてセルに向かう線同士が交わる角度がある程度大きくなる受信センサ同士を選択する。

そして、角度情報選択部１３５により図１４に示す角度情報選択処理（Ｓ１４０３）を行う。発信機別角度情報テーブル（図１１）から、周波数とスロット番号の組み合せ、及びタイムスタンプを読み込み、発信機別選択角度情報テーブル（図１７）にコピーする。これらは、図に示すようにヘッダとして記憶される。

図１７は、発信機別選択角度情報テーブルの構成例を示す図である。ヘッダの他には、選択された受信センサ毎にレコードを設け、受信センサＩＤと角度候補群を対応付けている。

角度情報選択部１３５は、選択された受信センサＩＤに対応するレコードを発信機別角度情報テーブル（図１１）から検索し、その受信センサＩＤとそのレコード中の角度候補群を読み込み、発信機別選択角度情報テーブル（図１７）にコピーする。受信センサ選択処理（Ｓ１４０２）で選択された組み合せに係る両受信センサＩＤに関して、これらの処理を行う。

そして、この発信機別選択角度情報テーブルに基づいて、測位処理部７４により図８に示した測位処理（Ｓ８０８）を行う。この処理では、発信機位置候補情報を生成する。

図１８は、発信機位置候補情報の構成例を示す図である。ヘッダとして、周波数とスロット番号の組み合せ、及びタイムスタンプを有し、位置候補座標群を含んでいる。

測位処理として、具体的には、まず周波数とスロット番号の組み合せ、及びタイムスタンプを発信機別選択角度情報テーブル（図１７）から読み込み、発信機位置候補情報（図１８）にコピーする。その後、発信機別選択角度情報テーブルに含まれる２つの受信センサに係る角度候補群に含まれる角度候補同士を順次組み合せ、それぞれの角度候補の組み合せについて、三角測量の方法に従って処理し、位置候補座標を算出する。算出した位置候補座標を順次発信機位置候補情報に格納する。

最後に、追尾処理部７５による図８に示した追尾処理（Ｓ８０９）について詳述する。図１９は、追尾処理部の構成例を示す図である。追尾処理部７５は、予測位置座標算出部１９１、相関判定部１９２、位置座標登録部１９３、及び発信機軌跡情報記憶部１９４により構成されている。

図２０は、追尾処理フローを示す図である。まず、予測位置座標算出部１９１により予測位置座標算出処理（Ｓ２００１）を行う。この処理では、発信機の軌跡に基づいて、当該タイムスタンプにおける発信機の位置を予測する。発信機の軌跡は、発信機軌跡情報記憶部１９４で管理されている。例えば、前回の位置に至る移動ベクトルを算出し、その移動ベクトルを前回の位置座標に加えることにより、予測位置を算出する。その他、移動体の運動モデルを想定し、そのモデルに従って予測位置を算出する方法などもある。

図２１は、発信機軌跡情報の例を示す図である。ヘッダとして、周波数とスロット番号の組み合せ（発信機特定情報）を有し、タイムスタンプ毎にレコードを設け、当該タイムスタンプと位置座標を対応付けている。このようなテーブルが、周波数とスロット番号のすべての組み合せ（すべての発信機特定情報）について設けられている。

続いて、相関判定部１９２により相関判定処理（Ｓ２００２）を行う。予測位置座標と、位置候補座標群の近似度合いを順次算出し、所定の基準以上に近似する位置候補座標を相関有りと判定する。例えば、予測位置座標と位置候補座標の距離を算出し、両者の距離が所定の予測誤差の範囲で許容されるかを判定する。

位置座標登録部１９３は、相関有りと判定された位置候補座標がある場合に（Ｓ２００３）、当該位置候補座標を、タイムスタンプとともに発信機軌跡情報記憶部１９４に追加する。尚、複数の位置候補座標が相関有りと判定された場合には、最も相関の高い位置候補座標、例えば両者の距離が最も近い位置候補座標を軌跡に加える（Ｓ２００４）。

相関有りと判定された位置候補座標がない場合には（Ｓ２００３）、位置座標登録部１９３は、予測位置座標をタイムスタンプとともに発信機軌跡情報記憶部１９４に追加する（Ｓ２００５）。位置の計測に失敗していると想定されるので、予測位置座標を用いて軌跡の欠落を補うためである。

上述のように、移動体追跡装置１は、競走馬トレーニングセンター等に設置された受信センサ３群から情報を収集し、それぞれ独自に移動する発信機４群の軌跡を管理することができる。本発明では、発信機４の位置に対して電波障害の生じない受信センサ３からの情報を選択して処理するので、計測の失敗が減少するとともに、測位処理や追尾処理の軽減を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、図１６に示したセル別適合受信センサ記憶部１３４のように、セルに対して適合する受信センサの組み合せを１組のみ用意する例について説明したが、本実施の形態では、受信センサの組み合せを複数組用意する例について説明する。

図２２は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その２）を示す図である。Ｓ２２０１からＳ２２０６までの処理は、図８におけるＳ８０１からＳ８０６までの処理と同様である。

受信センサ組み合せ判定処理（Ｓ２２０７）では、優先順位を付けて受信センサの組み合せを選択する。これらの組み合せは、セル別適合受信センサ記憶部１３４で予め記憶しておく。

図２３は、実施の形態２に係るセル別適合受信センサ記憶部の構成例を示す図である。受信センサＩＤ組み合せ２３０２〜２３０４を複数記憶している。前の方から優先度が高い順に設定されている。このとき、計測の精度が高く、計測の失敗の可能性が低い受信センサの組み合せについて優先度を高く設定しておくことが有効である。

優先度に従って、受信センサＩＤ組み合せを特定し、測位処理（Ｓ２２０８）と追尾処理（Ｓ２２０９）を行う。この例では、追尾処理では、Ｓ２００３で相関有りと判定された位置候補座標が無い場合には、未処理の受信センサＩＤ組み合せが残っている限り、追尾失敗とする。そして追尾失敗の場合には（Ｓ２２１０）、次の優先度の受信センサ組み合せを選択し（Ｓ２２１１）、同様の処理を繰り返す。

Ｓ２２１２とＳ２２１３の処理は、図８におけるＳ８１０とＳ８１１の処理と同様である。

本実施の形態では、予備的な受信センサＩＤ組み合せを用意し、優先度の高い受信センサＩＤ組み合せによる計測に失敗した場合に、予備的な受信センサＩＤ組み合せを用いて計測するので、軌跡情報の欠落を防止し、追跡の性能を向上させることができる。

実施の形態３．
上述の実施の形態では、図８に示すように計測情報の解析処理（Ｓ８０５〜Ｓ８１０）に先立って、同一フロー内で計測情報を収集したが（Ｓ８０２〜Ｓ８０４）、本実施の形態では、計測情報収集を別のプロセスで行う形態について説明する。

図２４は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その３）を示す図である。このフローでは、計測情報収集の処理が省かれている。計測情報の収集は、移動体追跡装置１内の別なプロセスで並行処理される。収集された計測情報は、計測情報記憶部（図示せず）に記憶される。発信機別角度情報抽出処理Ｓ２４０３では、計測情報記憶部から計測情報を読み込み、処理に用いる。

本実施の形態では、計測情報の収集を別のプロセスとしたので、移動体追跡処理における計測情報の解析の処理速度が、計測情報の収集の処理速度に対して遅れる場合であっても、解析の失敗や計測情報の収集漏れを生じさせない。

実施の形態４．
上述の実施の形態では、１つのタイムスタンプに係る計測情報を伝送と解析の単位としたが、本実施の形態では、複数のタイムスタンプに係る計測情報群を伝送と解析の単位とする例について説明する。

図２５は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その４）を示す図である。計測情報受信処理Ｓ２５０３では、複数のタイムスタンプに係る計測情報群を受信する。

図２６は、実施の形態４に係る発信機角度情報の構成を示す図である。タイムスタンプ毎に、周波数とスロット番号の組み合せに対するレコードを設け、全体として連続する複数のタイムスタンプ分の角度情報が格納されている。

受信センサ３は、計測情報送信部３５で測角処理部３４の出力をこのようにまとめて送信する。

Ｓ２５０６では、前述の発信機角度情報を入力し、複数タイムスタンプについてそれぞれ発信機別角度情報抽出処理を行う。その結果、複数のタイムスタンプに係る発信機別角度情報テーブルが生成される。

図２７は、実施の形態４に係る発信機別角度情報テーブルの構成を示す図である。周波数とスロット番号の組み合せのヘッダに続いて、タイムスタンプ毎に、受信センサに対するレコードを設け、全体として連続する複数のタイムスタンプ分の発信機別角度情報が格納されている。

Ｓ２５０７では、前述の発信機別角度情報テーブルを入力し、複数タイムスタンプについてそれぞれ受信センサ組み合せ判定処理を行う。その結果、複数のタイムスタンプに係る発信機別選択角度情報テーブルが生成される。

図２８は、実施の形態４に係る発信機別選択角度情報テーブルの構成を示す図である。周波数とスロット番号の組み合せのヘッダに続いて、タイムスタンプ毎に、受信センサに対するレコードを設け、全体として連続する複数のタイムスタンプ分の発信機別選択角度情報が格納されている。

Ｓ２５０８では、前述の発信機別選択角度情報テーブルを入力し、複数タイムスタンプについてそれぞれ測位処理を行う。その結果、複数のタイムスタンプに係る発信機位置候補情報が生成される。

図２９は、発信機位置候補情報の構成を示す図である。周波数とスロット番号の組み合せのヘッダに続いて、タイムスタンプ毎にレコードを設け、連続する複数のタイムスタンプ分の位置候補座標群が格納されている。

Ｓ２５０９では、前述の発信機位置候補情報を入力し、複数タイムスタンプについてそれぞれ追尾処理を行う。その結果、複数のタイムスタンプに係る位置座標が発信機軌跡情報記憶部１９４に追加される。

本実施の形態では、複数のタイムスタンプに係る計測情報群を伝送と解析の単位とするので、伝送路２での通信回数が削減される。

実施の形態５．
上述の実施の形態では、受信センサ３で測角処理を行う例を示したが、本実施の形態では、移動体追跡装置１側で測角処理を行う例について説明する。

図３０は、実施の形態５に係る受信センサの構成を示す図である。図３に示した受信センサの測角処理部３４に代えて、受信センサ計測情報生成部３６を有している。受信センサ計測情報生成部３６は、図５に相当するデータに、受信センサＩＤを加えて、受信センサ計測情報とする処理を行う。計測情報送信部３５は、この受信センサ計測情報を移動体追跡装置１に、伝送路２を介して送信する。

図３１は、移動体追跡装置の構成を示す図である。図７に示した移動体追跡装置に対して、測角処理部７６が追加されている。

図３２は、移動体追跡処理の全体処理フロー（その５）を示す図である。Ｓ３２０４で測角処理を行い、発信機角度情報を生成する。

本実施の形態では、移動体追跡装置１で測角処理を集中して処理するので、受信センサ３の構成を単純化し、システム全体のコスト削減を図ることができる。

各実施の形態の特徴を組み合せる形態も有効である。特に、実施の形態５に対して、実施の形態２から実施の形態４を組み合せることも有効である。

上述の例では、受信センサ組み合せ判定処理で、２つの受信センサの角度候補群を抽出したが、上述の例によらず、測位処理で３つ以上の受信センサの角度候補群を用いる場合は、受信センサ組み合せ判定処理で、その数に応じた組み合せを特定する。

計測された角度候補の信頼性に関してほぼ１つに絞れる場合、つまり先頭の角度候補を真の角度として扱える場合には、発信機別角度情報抽出処理、受信センサ組み合せ判定処理、及び測位処理では、測角処理で得られる１つの角度（先頭の角度候補に相当）についてのみ処理すれば足りる。その結果、位置座標は一つに特定されるので、追尾処理における予測位置に基づく位置候補の絞込みは必要なくなる。

移動体追跡装置１と受信センサ３は、コンピュータとして構成することが可能であり、各要素はプログラムにより処理を実行することができる。また、プログラムを記憶媒体に記憶させ、記憶媒体からコンピュータに読み取られるようにすることができる。

また、移動体追跡装置１と受信センサ３には、各情報やテーブルを記憶する記憶領域が用意されている。

追跡システムの全体構成を示す図である。 受信センサの配置を示す図である。 受信センサの構成を示す図である。 フィルタ処理部の出力データの構成を示す図である。 測角処理部への入力データの構成を示す図である。 発信機角度情報の例を示す図である。 移動体追跡装置の構成を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その１）を示す図である。 ２つの受信センサの候補角度と位置候補座標の関係を示す図である。 発信機別角度情報抽出処理フローを示す図である。 発信機別角度情報テーブルの例を示す図である。 セルの構成例を示す図である。 受信センサ組み合せ判定部の構成を示す図である。 受信センサ組み合せ判定フローを示す図である。 セル情報記憶部の例を示す図である。 セル別適合受信センサ記憶部の構成例を示す図である。 発信機別選択角度情報テーブルの構成例を示す図である。 発信機位置候補情報の構成例を示す図である。 追尾処理部の構成例を示す図である。 追尾処理フローを示す図である。 発信機軌跡情報の例を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その２）を示す図である。 実施の形態２に係るセル別適合受信センサ記憶部の構成例を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その３）を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その４）を示す図である。 発信機角度情報の構成を示す図である。 発信機別角度情報テーブルの構成を示す図である。 発信機別選択角度情報テーブルの構成を示す図である。 発信機位置候補情報の構成を示す図である。 受信センサの構成を示す図である。 移動体追跡装置の構成を示す図である。 移動体追跡処理の全体処理フロー（その５）を示す図である。 マルチパスの概念を示す図である。 遮蔽の概念を示す図である。

符号の説明

１ 移動体追跡装置、２ 伝送路、３ 受信センサ、４ 発信機、５ 反射体、３１ 受信アンテナ、３２ アナログ−デジタル変換部、３３ フィルタ処理部、３４ 測角処理部、３５ 計測情報送信部、３６ 受信センサ計測情報生成部、７１ 計測情報受信部、７２ 発信機別角度情報抽出部、７３ 受信センサ組み合せ判定部、７４ 測位処理部、７５ 追尾処理部、７６ 測角処理部、１３１ 予測位置セル判定部、１３２ セル情報記憶部、１３３ 受信センサ選択部、１３４ セル別適合受信センサ記憶部、１３５ 角度情報選択部、１９１ 予測位置座標算出部、１９２ 相関判定部、１９３ 位置座標登録部、１９４ 発信機軌跡情報記憶部。

Claims (7)

1. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する追跡システムであって、
   上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、
   発信機から発信された電波を受信するアンテナを有する複数の受信センサと、
   上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部と、
   受信センサのアンテナで受信した電波の到来角度を検出する測角処理部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定部と、
   特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置を算出する測位処理部と、
   を有し、
   上記受信センサ組み合せ判定部は、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する
   ことを特徴とする追跡システム。
2. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する追跡システムであって、
   上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、
   発信機から発信された電波を受信するアンテナを有する複数の受信センサと、
   上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部と、
   受信センサのアンテナで受信した電波の到来角度の候補群を検出する測角処理部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定部と、
   特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度の候補群と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置の候補群を算出する測位処理部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置との相関に基づいて、発信機の位置の候補群の中から発信機の位置を特定する追尾処理部と
   を有し、
   上記受信センサ組み合せ判定部は、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する
   ことを特徴とする追跡システム。
3. 受信センサ組み合せ判定部は、軌跡に含まれる最新の位置を発信機の予測位置とすることを特徴とすることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の追跡システム。
4. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する移動体追跡装置であって、上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部とを有する移動体追跡装置となるコンピュータに、以下の手順を実行させるためのプログラム
   （１）軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定の手順
   （２）特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置を算出する測位の手順。
5. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する移動体追跡装置であって、上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部とを有する移動体追跡装置となるコンピュータに、以下の手順を実行させるためのプログラム
   （１）軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定の手順
   （２）特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度の候補群と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置の候補群を算出する測位の手順
   （３）軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置との相関に基づいて、発信機の位置の候補群の中から発信機の位置を特定する追尾の手順。
6. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する移動体追跡装置であって、
   上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、
   上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定部と、
   特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置を算出する測位処理部と
   を有し、
   上記受信センサ組み合せ判定部は、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する
   ことを特徴とする移動体追跡装置。
7. 所定の領域内を移動する発信機の位置を時間的に連続する軌跡として記憶する移動体追跡装置であって、
   上記所定の領域を複数のセルに分割して、分割したセルの領域を示す座標情報をセルに対応させて記憶するセル情報記憶部と、
   上記複数のセル毎に少なくとも２つの受信センサを対応させて記憶するセル別適合受信センサ記憶部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置に対応して少なくとも２つの受信センサを特定する受信センサ組み合せ判定部と、
   特定した少なくとも２つの受信センサのアンテナに対する電波の到来角度の候補群と、当該少なくとも２つの受信センサの位置関係に基づいて、発信機の位置の候補群を算出する測位処理部と、
   軌跡に基づいて発信機の予測位置を特定し、発信機の予測位置との相関に基づいて、発信機の位置の候補群の中から発信機の位置を特定する追尾処理部と
   を有し、
   上記受信センサ組み合せ判定部は、上記特定した発信機の予測位置に基づいて上記セル情報記憶部を参照し、上記特定した発信機の予測位置が含まれるセルを取得し、取得したセルに基づいて上記セル別適合受信センサ記憶部より上記セルに対応する少なくとも２つの受信センサを特定する
   ことを特徴とする移動体追跡装置。

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