JP6541026B2 - Apparatus and method for updating state data - Google Patents

Apparatus and method for updating state data Download PDF

Info

Publication number
JP6541026B2
JP6541026B2 JP2015098092A JP2015098092A JP6541026B2 JP 6541026 B2 JP6541026 B2 JP 6541026B2 JP 2015098092 A JP2015098092 A JP 2015098092A JP 2015098092 A JP2015098092 A JP 2015098092A JP 6541026 B2 JP6541026 B2 JP 6541026B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
state
data
unit
communication device
target object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015098092A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016212039A (en
Inventor
将旭 渡辺
将旭 渡辺
周平 江本
周平 江本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2015098092A priority Critical patent/JP6541026B2/en
Publication of JP2016212039A publication Critical patent/JP2016212039A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6541026B2 publication Critical patent/JP6541026B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

本発明は、複数の対象物体(例えば、移動ロボット)を含むシステムの状態を求める状態データ更新装置と方法に関する。   The present invention relates to a state data updating apparatus and method for determining the state of a system including a plurality of target objects (for example, a mobile robot).

従来において、対象物体の位置や姿勢や速度などの状態データを取得するために、対象物体に設けたセンサ、または、既知の位置に設けたセンサにより、対象物体を観測し、得られた観測値に基づいて、対象物体の状態を表わす状態データを推定している。対象物体は、例えば、移動ロボットまたは物品などである。このような技術は、下記の特許文献1、非特許文献1、非特許文献2などに記載されている。   In the related art, in order to obtain state data such as position, attitude, and velocity of a target object, observation values obtained by observing the target object with a sensor provided on the target object or a sensor provided at a known position State data representing the state of the target object is estimated. The target object is, for example, a mobile robot or an article. Such techniques are described in the following Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2 and the like.

特許文献1では、移動する複数の物品を対象として、次のように、複数の物品に関する状態データ(位置)を取得している。複数の物品を撮影できるように配置されたカメラにより、複数の物品の位置を観測し、得られた観測値に基づいて、複数の物品の位置を示す状態データを推定して更新している。   In patent document 1, the state data (position) regarding several articles | goods is acquired as follows as object of several articles to move. The cameras arranged so as to be able to photograph a plurality of articles observe the positions of the plurality of articles, and estimate and update state data indicating the positions of the plurality of articles based on the obtained observation values.

非特許文献1では、単体の移動ロボットを対象として、次のように、移動ロボットに関する状態データ(位置や姿勢)を取得している。移動ロボットから、周囲の環境中のランドマーク(例えば目印となる人工物)の位置を観測し、得られた観測値に基づいて、移動ロボットの位置や姿勢を示す状態データを推定して更新している。この時、移動ロボットの位置推定と、移動ロボット近傍の地図の作成とが同時に行われている。位置推定と地図作成を同時に行うことを、SLAM(simultaneous localization and mapping)という。なお、得られた状態データと地図のデータは、単体の移動ロボットの動作の制御に用いられる。   In Non-Patent Document 1, state data (position and posture) related to a mobile robot is acquired for a single mobile robot as follows. From the mobile robot, observe the position of a landmark (for example, an artificial object as a mark) in the surrounding environment, and estimate and update state data indicating the position and attitude of the mobile robot based on the obtained observation values. ing. At this time, position estimation of the mobile robot and creation of a map near the mobile robot are simultaneously performed. Simultaneous localization and mapping is called SLAM (simultaneous localization and mapping). The obtained state data and map data are used to control the operation of a single mobile robot.

非特許文献2では、複数の移動ロボットを対象として、次のように、複数の移動ロボットに関する状態データ(位置や姿勢)を取得している。各移動ロボットから、周囲の環境中のランドマーク(例えば目印となる人工物)の位置と、他の移動ロボットの位置を観測し、これらの観測値は、1つの中央演算装置に集約される。集約された観測値に基づいて、1つの中央演算装置が、各移動ロボットの位置や姿勢を示す状態データを推定して更新している。この時、上述したSLAMが行われている。   In Non-Patent Document 2, state data (position and posture) regarding a plurality of mobile robots are acquired as described below for a plurality of mobile robots. The positions of landmarks (for example, landmarks as landmarks) in the surrounding environment and the positions of other mobile robots are observed from each mobile robot, and these observation values are collected into one central processing unit. One central processing unit estimates and updates state data indicating the position and orientation of each mobile robot based on the collected observation values. At this time, the above-described SLAM is performed.

なお、下記の非特許文献3には、後述する本発明の実施形態に関連する先行技術(情報ベクトルと情報行列)が記載されている。   The following Non-Patent Document 3 describes prior art (information vector and information matrix) related to an embodiment of the present invention described later.

特許第4875228号公報Patent No. 4875228

A. Costa, G. Kantor, H. Choset, “Bearing−only Landmark Initialization with Unknown Data Association”, in 2004 IEEE Intl. Conf. on Robotics and Automation,2004年4月、pp.1764−1770A. Costa, G. Kantor, H., et al. Choset, "Bearing-only Landmark Initialization with Unknown Data Association", in 2004 IEEE Intl. Conf. on Robotics and Automation, April 2004, pp. 1764-1770 大谷、滑川、“マルチロボットの協調自己位置推定と環境認識問題とその収束性解析”、第54回自動制御連合講演会、2011年11月19日、20日Otani and Shukawa, “Multi-Robot Coordinated Self-Positioning and Environment Recognition Problem and Its Convergence Analysis”, 54th Joint Conference on Automatic Control, November 19 and 20, 2011 スランら著、「確率ロボティクス」、毎日コミュニケーションズ、2007Slan et al., "Probability Robotics", Daily Communications, 2007

しかし、特許文献1や非特許文献1では、単体のカメラや移動ロボットから周囲の環境を観測しているので、算出される状態データの精度には限界がある。   However, in Patent Document 1 and Non-patent Document 1, since the surrounding environment is observed from a single camera or a mobile robot, there is a limit to the accuracy of the calculated state data.

また、非特許文献2では、1つの中央演算装置が集約された観測値を処理するので、対象物体(移動ロボット)の数が多いと、中央演算装置の計算負荷が過大になる。   Further, in Non-Patent Document 2, since one central processing unit processes the collected observation values, if the number of target objects (mobile robots) is large, the computational load on the central processing unit becomes excessive.

そこで、本発明の目的は、複数の対象物体を含むシステムの状態データを求める場合に、状態データの推定精度を向上させることができるとともに、計算負荷が1箇所に集中することを避けることができる装置と方法を提供することにある。   Therefore, it is an object of the present invention to improve the estimation accuracy of state data when obtaining state data of a system including a plurality of target objects, and to avoid concentration of calculation load on one place. It provides an apparatus and method.

上述の目的を達成するため、本発明によると、複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新装置であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ設けられる複数の演算通信装置を備え、
各演算通信装置は、
該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測することにより、該一方または両方の観測値を取得する観測部と、
過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定する状態推定部と、
該状態推定部により推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新する状態更新部と、
該状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを受ける通信部と、
前記状態更新部により更新した最新の状態データと、前記通信部が受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める状態統合部と、を備える、ことを特徴とする状態データ更新装置が提供される。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a state data updating apparatus for determining the state of a system including a plurality of target objects,
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
A plurality of arithmetic communication devices respectively provided to the plurality of target objects;
Each arithmetic communication device is
An observation unit that acquires one or both of the observed values by observing one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state relative to the target object;
According to an estimation formula for transitioning state data of the system at a past time point to state data at a new time point, state data of the system at the observation time when the observed value is acquired and error data representing an error of this state data are estimated State estimation unit,
A state update unit that updates state data of the system and updates error data based on the state data estimated by the state estimation unit and the observation value;
The update data related to the update by the state update unit is transmitted to a target object different from the target object provided with the arithmetic communication device, and updated data from the target object different from the target object provided with the arithmetic communication device The communication unit to receive
A state integration unit for obtaining new latest state data by integrating the latest state data updated by the state update unit and the update data received by the communication unit. A data updating device is provided.

本発明の状態データ更新装置は、例えば、以下のように構成される。   The status data update device of the present invention is configured, for example, as follows.

カルマンフィルタを用いる場合には、前記状態データは、前記システムの状態を直接的に表す状態ベクトルであり、前記誤差データは、前記状態ベクトルの誤差共分散行列であり、各演算通信装置は、カルマンフィルタを用いて状態ベクトルと誤差共分散行列を更新するように構成されており、
各演算通信装置の状態推定部は、前記推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における状態ベクトルとその誤差共分散行列を推定し、
各演算通信装置の前記状態更新部は、カルマンフィルタを用いて、前記システムの状態ベクトルとその誤差共分散行列を更新し、
各演算通信装置の前記通信部は、前記状態更新部により更新された状態ベクトルを、前記更新データとして、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
各演算通信装置の前記状態統合部は、該演算通信装置により更新した状態ベクトルと、前記通信部が受けた状態ベクトルとにそれぞれ、予め定めた重み係数を乗じて得たベクトル同士を足し合わせることにより、統合した新たな最新の状態ベクトルを求める。
In the case of using a Kalman filter, the state data is a state vector directly representing the state of the system, the error data is an error covariance matrix of the state vector, and each operation communication device is a Kalman filter. Configured to use it to update the state vector and the error covariance matrix,
The state estimation unit of each arithmetic communication device estimates a state vector at the observation time when the observation value is acquired and its error covariance matrix according to the estimation formula,
The state update unit of each arithmetic communication device updates a state vector of the system and its error covariance matrix using a Kalman filter,
The communication unit of each arithmetic communication device transmits, as the update data, the state vector updated by the state update unit to a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device.
The state integration unit of each arithmetic communication device adds together vectors obtained by multiplying a state vector updated by the arithmetic communication device and a state vector received by the communication unit by a predetermined weighting factor. Thus, the new latest state vector integrated is obtained.

カルマンフィルタを用いる場合には、重み係数を予め定め、これらの重み係数を、それぞれ、更新した状態ベクトルと、通信部が受けた状態ベクトルに乗算し、これにより得たベクトル同士を足し合わせることにより、更新した状態ベクトルと通信部が受けた状態ベクトルとを統合できる。   When a Kalman filter is used, weighting factors are determined in advance, and these weighting factors are respectively multiplied by the updated state vector and the state vector received by the communication unit, and the vectors obtained thereby are added together, The updated state vector and the state vector received by the communication unit can be integrated.

情報フィルタを用いる場合には、前記状態データは、前記システムの状態を直接的に表す状態ベクトルから変換された情報ベクトルであり、前記誤差データは、前記状態ベクトルの誤差共分散行列から変換された情報行列であり、
各演算通信装置の状態推定部は、前記推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における情報ベクトルと情報行列を推定し、
各演算通信装置の状態更新部は、状態推定部により推定された情報ベクトルと情報行列とに基づいて、情報フィルタを用いて、情報ベクトルと情報行列を更新するとともに、更新された情報ベクトルと推定された情報ベクトルとの差に関する情報ベクトル差分量を求め、更新された情報行列と推定された情報行列との差に関する情報行列差分量を求め、
各演算通信装置の通信部は、該演算通信装置の状態更新部が求めた情報ベクトル差分量と情報行列差分量を、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
各演算通信装置の前記状態統合部は、
該演算通信装置により更新した情報ベクトルと、前記通信部が受けた情報ベクトル差分量とを足し合わせることにより、統合した新たな最新の情報ベクトルを求めるとともに、
該演算通信装置により更新した情報行列と、前記通信部が受けた情報行列差分量とを足し合わせることにより、統合した新たな最新の情報行列を求める。
When using an information filter, the state data is an information vector transformed from a state vector directly representing the state of the system, and the error data is transformed from an error covariance matrix of the state vector Is an information matrix,
The state estimation unit of each arithmetic communication device estimates an information vector and an information matrix at an observation time point at which the observation value is acquired, according to the estimation formula.
The state update unit of each arithmetic communication device updates the information vector and the information matrix using the information filter based on the information vector estimated by the state estimation unit and the information matrix, and estimates the updated information vector and the information vector. Obtain an information vector difference amount regarding the difference between the information vector and the information vector, and obtain an information matrix difference amount regarding the difference between the updated information matrix and the estimated information matrix,
The communication unit of each computing communication device transmits the information vector difference amount and the information matrix difference amount obtained by the state updating unit of the computing communication device to a target object different from the target object provided with the computing communication device. ,
The state integration unit of each arithmetic communication device
An integrated new latest information vector is obtained by adding up the information vector updated by the arithmetic communication device and the information vector difference amount received by the communication unit,
The integrated new latest information matrix is obtained by adding up the information matrix updated by the arithmetic communication device and the information matrix difference amount received by the communication unit.

情報フィルタを用いる場合には、他の対象物体において更新時に求められた情報行列差分量を受け、この情報行列差分量を、自身の対象物体において更新された情報行列に加算するという簡単な処理により、他の対象物体からの情報行列差分量と、自身の対象物体において更新された情報行列とを統合できる。情報ベクトルについても同様である。   In the case of using an information filter, the simple process of receiving the information matrix difference amount obtained at the time of updating in another target object, and adding the information matrix difference amount to the information matrix updated in its own target object The information matrix difference amount from another target object can be integrated with the information matrix updated in its own target object. The same applies to the information vector.

各演算通信装置は、
(A)前記観測部により前記観測値を取得し、
(B)前記状態推定部により、該観測値が取得された観測時点における情報ベクトルと情報行列を推定し、
(C)前記状態更新部により、情報ベクトルと情報行列を更新するとともに、情報ベクトル差分量と情報行列差分量を求め、
前記(A)〜(C)を繰り返し行い、
前記(C)を行った時に、該(C)を今回の更新処理とし、該今回に対する前回の前記(C)を前回の更新処理として、前回の更新処理が行われた時点から今回の更新処理が行われた時点までの期間において、該演算通信装置の通信部が別の演算通信装置から受けたすべての複数の情報ベクトル差分量と今回の更新処理で更新された情報ベクトルとを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報ベクトルを求めるとともに、該期間において、該演算通信装置の通信部が別の演算通信装置から受けたすべての複数の情報行列差分量と今回の更新処理で更新された情報行列とを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報行列を求める。
Each arithmetic communication device is
(A) acquiring the observation value by the observation unit;
(B) The state estimation unit estimates an information vector and an information matrix at an observation time point when the observation value is acquired;
(C) The state updating unit updates the information vector and the information matrix, and obtains the information vector difference amount and the information matrix difference amount,
Repeat steps (A) to (C),
When (C) is performed, the (C) is the current update process, and the previous (C) for the current is the previous update process, from the time when the previous update process is performed to the current update process The communication unit of the computing communication device adds up all of the plurality of information vector difference amounts received from another computing communication device and the information vector updated in the current update process in the period up to the time at which To obtain the updated new latest information vector, and in the period, the communication unit of the arithmetic communication device updates the plurality of information matrix difference amounts received from another arithmetic communication device and the current update processing The updated new latest information matrix is obtained by adding up the selected information matrix.

このように、演算通信装置は、前回の更新処理が行われた時点から今回の更新処理が行われた時点までの期間において、別の演算通信装置から受けたすべての情報ベクトル差分量と今回の更新処理で求めた情報ベクトルとを足し合わる1回の処理で、別の演算通信装置から受けた複数の情報ベクトル差分量を自身で更新した情報ベクトルに統合させることができる。
情報行列についても同様に、1回の処理で、別の演算通信装置から受けた複数の情報行列差分量を自身で更新した情報行列に統合させることができる。
As described above, in the period from the time when the previous update process was performed to the time when the current update process was performed, the arithmetic communication device calculates the difference between all the information vector differences received from another arithmetic communication device and the current time. In one process of adding up the information vector obtained in the update process, it is possible to integrate a plurality of information vector difference amounts received from another arithmetic communication device into the information vector updated by itself.
Similarly, with regard to the information matrix, a plurality of information matrix difference amounts received from another arithmetic communication device can be integrated into the information matrix updated by itself in one process.

前記演算通信装置は、自身の前記状態更新部による更新に関する前記更新データを送信する送信タイミングを指定し、または、該更新データの送信先とする別の対象物体を選択する。   The arithmetic communication device designates a transmission timing for transmitting the update data related to the update by the state update unit of its own, or selects another target object as a transmission destination of the update data.

複数の演算通信装置は、少なくとも、第1、第2、および第3の演算通信装置を含み、
第1の演算通信装置の通信部と第2の演算通信装置の通信部とが、互いに直接通信できない場合に、
第1の演算通信装置の通信部は、第1の演算通信装置の状態更新部による更新に関する更新データを、第3の演算通信装置の通信部を介して、第2の演算通信装置の通信部へ送信可能である。
The plurality of arithmetic communication devices include at least first, second, and third arithmetic communication devices,
When the communication unit of the first arithmetic communication device and the communication unit of the second arithmetic communication device can not directly communicate with each other:
The communication unit of the first arithmetic communication device communicates updated data concerning the update by the state update unit of the first arithmetic communication device with the communication unit of the second arithmetic communication device via the communication unit of the third arithmetic communication device. It can be sent to.

このように、第1の演算通信装置の通信部と第2の演算通信装置の通信部とは、互いに直接通信できなくても、第3の演算通信装置の通信部を介して、第1の演算通信装置から第2の演算通信装置へ更新データを伝えることができる。
よって、複数の演算通信装置の各々が、全ての他の演算通信装置と通信できなくても、各演算通信装置が求めた更新データを、他の全ての演算通信装置における状態データの統合に用いることが可能となる。
As described above, even if the communication unit of the first arithmetic communication device and the communication unit of the second arithmetic communication device can not directly communicate with each other, the first communication unit of the first arithmetic communication device may not communicate with the communication unit of the third arithmetic communication device. The update data can be transmitted from the arithmetic communication device to the second arithmetic communication device.
Therefore, even if each of the plurality of arithmetic communication devices can not communicate with all the other arithmetic communication devices, the update data obtained by each arithmetic communication device is used to integrate state data in all the other arithmetic communication devices. It becomes possible.

また、上述の目的を達成するため、本発明によると、複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新方法であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ複数の演算通信装置を設け、
各演算通信装置において、
(A)観測部により、該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測して、該一方または両方の観測値を取得し、
(B)状態推定部により、過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定し、
(C)状態更新部により、前記(B)で推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新し、
(D)通信部により、前記状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
(E)該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを前記通信部により受けた場合に、状態統合部により、前記(D)で更新された最新の状態データと、前記通信部により受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める、ことを特徴とする状態データ更新方法が提供される。
Further, to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a state data updating method for obtaining a state of a system including a plurality of target objects,
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
Providing a plurality of arithmetic communication devices for each of the plurality of target objects;
In each arithmetic communication device,
(A) The observation unit observes one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state with respect to the target object, and acquires one or both observed values;
(B) State data of the system at the observation time when the observed value is acquired, and the state data according to an estimation formula that causes the state estimation unit to transition state data of the system at a past time to state data at a new time Estimate error data representing the error of
(C) The state updating unit updates the state data of the system and the error data, based on the state data estimated in (B) and the observed value.
(D) The communication unit transmits update data regarding update by the state update unit to a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device,
(E) When update data is received by the communication unit from a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device, the latest state data updated in (D) by the state integration unit A state data updating method is provided, characterized by obtaining new latest state data by integrating the update data received by the communication unit.

上述した本発明によると、複数の演算通信装置が、互いに別々の静止体または移動体にそれぞれ設けられ、各演算通信装置が、内部状態と外部状態の一方または両方を観測して観測値を取得し、この観測値に基づいて、複数の対象物体を含むシステムの状態を表わす状態データを更新する場合において、各演算通信装置は、更新に関する更新データを他の演算通信装置へ送信し、自身が更新した状態データと、他の演算通信装置から受けた更新データとを統合して新たな状態データを求める。
このように、各演算通信装置は、自身で更新した状態データと、他の演算通信装置から受けた更新データとを統合して新たな状態データを求める。この新たな状態データには、複数の対象物体の視点で得た観測値が反映されているので、統合された新たな状態データの精度が向上している。よって、複数の対象物体を含むシステムの状態を、より高精度に求めることができる。
According to the present invention described above, a plurality of arithmetic communication devices are respectively provided on separate stationary bodies or mobile bodies, and each arithmetic communication device observes one or both of the internal state and the external state to obtain observation values. In the case where state data representing the state of the system including a plurality of target objects is updated based on the observed value, each arithmetic communication device transmits update data regarding the update to the other arithmetic communication devices, and itself The updated state data and update data received from another arithmetic communication device are integrated to obtain new state data.
As described above, each arithmetic communication device integrates new state data updated by itself with update data received from other arithmetic communication devices to obtain new state data. Since the new state data reflect the observation values obtained from the viewpoints of the plurality of target objects, the accuracy of the integrated new state data is improved. Therefore, the state of the system including a plurality of target objects can be determined with higher accuracy.

統合された新たな状態データを求めるデータ処理を、各演算通信装置が行うので、データ処理が、1箇所の装置に集中することが回避される。すなわち、複数の対象物体を含むシステムの状態データを高精度に算出するための計算負荷を、複数の演算通信装置の間で分散できる。   Since each arithmetic communication device performs data processing for obtaining integrated new state data, concentration of data processing in one device is avoided. That is, the calculation load for calculating the state data of the system including a plurality of target objects with high accuracy can be distributed among the plurality of arithmetic communication devices.

本発明の対象となるシステムを示す。1 shows a system that is the subject of the present invention. 複数の演算通信装置から構成される、本発明の実施形態による状態データ更新装置を示す。Fig. 3 shows a status data update device according to an embodiment of the invention, which comprises a plurality of arithmetic communication devices. カルマンフィルタを用いた場合の状態データ更新方法のフローチャートである。It is a flowchart of the state data update method at the time of using a Kalman filter. 情報フィルタを用いた場合の状態データ更新方法のフローチャートである。It is a flowchart of the state data update method at the time of using an information filter. 観測値統合部を設けた場合の状態データ更新装置を示す。The state data update apparatus at the time of providing an observed value integration part is shown.

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   A preferred embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in each figure, and the duplicate description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明の対象となるシステム20を示す。システム20は、複数の対象物体3を含む。なお、図1は、鉛直方向に上方から複数の対象物体3を見た図である。また、図1の例では、3つの対象物体3が存在する場合を示しているが、本発明によると、システム20を構成する対象物体3の数は、2つであっても、4つ以上であってもよい。   FIG. 1 shows a system 20 that is the subject of the present invention. The system 20 includes a plurality of target objects 3. FIG. 1 is a view of a plurality of target objects 3 viewed from above in the vertical direction. Further, although the example of FIG. 1 shows the case where three target objects 3 exist, according to the present invention, the number of target objects 3 constituting the system 20 is four or more even if the number is two. It may be

各対象物体3は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体である。複数の対象物体3に、静止体と移動体の両方が含まれていてもよい。この例では、各対象物体3は、地上面に対して移動する移動ロボットである。各移動ロボット3は、車輪を有し、この車輪が地面に接触しながら回転駆動されることにより地上面を走行してよい。代わりに、各移動ロボット3は、歩行脚を有し、この歩行脚の動作により地上面に対して移動してもよい。   Each target object 3 is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground. The plurality of target objects 3 may include both a stationary body and a moving body. In this example, each target object 3 is a mobile robot that moves relative to the ground surface. Each mobile robot 3 may have wheels and travel on the ground surface by being rotationally driven while contacting the ground. Alternatively, each mobile robot 3 may have a walking leg and move relative to the ground surface by the action of the walking leg.

図2は、複数の演算通信装置5から構成される、本発明の実施形態による状態データ更新装置10を示す。   FIG. 2 shows a state data updating device 10 according to an embodiment of the present invention, which comprises a plurality of arithmetic communication devices 5.

状態データ更新装置10は、複数の対象物体3を含むシステム20の状態を求める装置群である。装置群は、複数の対象物体3にそれぞれ設けられる複数の演算通信装置5である。すなわち、状態データ更新装置10は、装置群として、複数の演算通信装置5を備える。この装置群により、システム20の状態を求める。   The state data update device 10 is a group of devices for determining the state of the system 20 including a plurality of target objects 3. The device group is a plurality of arithmetic communication devices 5 provided to the plurality of target objects 3 respectively. That is, the state data update device 10 includes a plurality of arithmetic communication devices 5 as a device group. The status of the system 20 is determined by this group of devices.

図2に基づいて、1つの対象物体3に設けられた演算通信装置5について説明するが、他の各対象物体3に設けられた演算通信装置5についても、以下で説明する構成と同じ構成を有し、以下で説明する処理と同じ処理を行う。なお、以下において、自身の対象物体3とは、以下で説明している演算通信装置5が設けられた対象物体3を意味し、別の対象物体3とは、以下で説明している演算通信装置5が設けられた対象物体3とは別の対象物体3を意味する。   Although the arithmetic communication device 5 provided for one target object 3 will be described based on FIG. 2, the same configuration as that described below is also applied to the arithmetic communication device 5 provided for each of the other target objects 3. And perform the same processing as the processing described below. In the following, the target object 3 of its own means the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5 described below, and another target object 3 is the arithmetic communication described below A target object 3 different from the target object 3 provided with the device 5 is meant.

演算通信装置5は、観測部7、状態推定部9、記憶部11、状態更新部13、通信部15、および状態統合部17を備える。   The arithmetic communication device 5 includes an observation unit 7, a state estimation unit 9, a storage unit 11, a state update unit 13, a communication unit 15, and a state integration unit 17.

観測部7は、自身の対象物体3の内部状態と、自身の対象物体3に対する外部状態との一方または両方を観測する。これにより、観測部7は、自身の対象物体3の内部状態と自身の対象物体3に対する外部状態との一方または両方の観測値を取得する。観測部7は、このような観測値を、一定のサイクル時間毎に取得する。
観測部7が、後述の外界センサ7bとしてカメラを含む場合には、上述のサイクル時間は、一例では、1ms(ミリ秒)以上であって300ms以下の値、別の例では、10ms以上であって200ms以下の値であり、さらに別の例では、50ms以上であって200ms以下の値(例えば、100ms)である。
観測部7が、後述の外界センサ7bとしてレーザセンサを含む場合には、上述のサイクル時間は、一例では、1ms以上であって100ms以下の値、別の例では、5ms以上であって100ms以下の値であり、さらに別の例では、10ms以上であって50ms以下の値(例えば、20ms)である。
The observation unit 7 observes one or both of the internal state of the target object 3 of its own and the external state of the target object 3 of its own. Thereby, the observation unit 7 acquires observation values of one or both of the internal state of the target object 3 of its own and the external state of the target object 3 of its own. The observation unit 7 acquires such observation values at constant cycle times.
When the observation unit 7 includes a camera as an external sensor 7b described later, the cycle time described above is, in one example, a value of 1 ms (milliseconds) or more and a value of 300 ms or less, and in another example, 10 ms or more The value is 200 ms or less, and in yet another example, it is 50 ms or more and 200 ms or less (e.g., 100 ms).
When the observation unit 7 includes a laser sensor as an external sensor 7b described later, the cycle time described above is, in one example, a value of 1 ms or more and 100 ms or less, and in another example, 5 ms or more and 100 ms or less In another example, the value is 10 ms or more and 50 ms or less (e.g., 20 ms).

内部状態は、自身の対象物体3に直接関係する状態を示す値である。本実施形態では、内部状態は、地上に対する自身の対象物体3(例えば移動ロボット)の位置、速度、加速度、および姿勢を含む。ただし、内部状態は、これらの位置、速度、加速度、および姿勢のいずれか(例えば、位置)であってもよいし、これらの位置、速度、加速度、および姿勢から選択された任意の組み合わせ(例えば、位置と速度と姿勢)であってもよい。また、本発明によると、内部状態は、他の値であってもよい。   The internal state is a value indicating a state directly related to the target object 3 of its own. In the present embodiment, the internal state includes the position, velocity, acceleration, and attitude of the target object 3 (for example, a mobile robot) relative to the ground. However, the internal state may be any one of these position, velocity, acceleration, and posture (for example, position), or any combination selected from these position, velocity, acceleration, and posture (for example, , Position, velocity and attitude). Also, according to the present invention, the internal state may be another value.

演算通信装置5が、自身の対象物体3の観測部7により外部状態(例えば、別の対象物体3の状態)を観測する場合に、この外部状態は、別の対象物体3の外部からの観測により計測される、当該別の対象物体3の状態を示す値になる。この外部状態は、例えば、この観測部7が設けられた自身の対象物体3または地上に対する別の対象物体3(例えば移動ロボット)の位置と速度の一方(例えば位置)または両方を含む。ただし、本発明によると、演算通信装置5が自身の対象物体3の観測部7により観測する外部状態は、自身の対象物体3の外部の状態を示す他の値であってもよい。   When the arithmetic communication device 5 observes an external state (for example, the state of another target object 3) by the observation unit 7 of the target object 3 of its own, this external state is observed from the outside of the other target object 3. It becomes the value which shows the state of the said another target object 3 measured by. This external state includes, for example, one (for example, position) or both of the position and velocity of another target object 3 (for example, a mobile robot) with respect to its own target object 3 or the ground on which the observation unit 7 is provided. However, according to the present invention, the external state that the arithmetic communication device 5 observes by the observation unit 7 of the target object 3 of its own may be another value indicating the state of the external of the target object 3 of its own.

観測部7は、内部状態を観測する内界センサ7aと、外部状態を観測する外界センサ7bとを含む。本実施形態では、内界センサ7aは、地上に対する自身の対象物体3(移動ロボット)の位置、速度、加速度、および姿勢をそれぞれ観測値として計測する位置計測部、加速度計測部、および姿勢計測部を含む。本実施形態では、外界センサ7bは、他の移動ロボット3の位置と速度を観測値として計測する。一例では、外界センサ7bは、周囲の形状を計測するレーザセンサ(例えば、LRF)と、レーザセンサにより得た計測データを処理して別の対象物体3の位置と速度の一方(例えば位置)または両方を求めるデータ処理部とを含む。別の例では、外界センサ7bは、周囲の画像を取得するカメラと、カメラにより得た画像データを処理して別の対象物体3の位置と速度の一方(例えば位置)または両方を求めるデータ処理部とを含む。   The observation unit 7 includes an internal sensor 7a that observes an internal state, and an external sensor 7b that observes an external state. In the present embodiment, the internal sensor 7a measures the position, velocity, acceleration, and posture of the target object 3 (mobile robot) relative to the ground as observed values, an acceleration measuring unit, and a posture measuring unit. including. In the present embodiment, the external sensor 7b measures the position and velocity of another mobile robot 3 as an observation value. In one example, the external sensor 7b processes the measurement data obtained by the laser sensor (for example, LRF) that measures the shape of the surroundings and the laser sensor, and one of the position and velocity of another target object 3 (for example, position) or And a data processing unit for obtaining both. In another example, the outside sensor 7b is a camera that acquires an image of the surroundings, and data processing that processes image data obtained by the camera to obtain one or both (for example, position) or both of another target object 3 Including the department.

観測部7は、時間間隔をおいて繰り返し観測を行い、観測を行う度に、上述した内部状態の観測値と上述した外部状態の観測値を取得する。   The observation unit 7 repeatedly performs observation at time intervals, and acquires observation values of the internal state described above and observation values of the external state described above each time observation is performed.

状態推定部9は、観測部7が観測を行う度に、当該観測時点におけるシステム20の状態を表わす状態データと、状態データの誤差を表わす誤差データとを推定する。この推定は、推定式に従って行われる。推定式は、過去の観測時点におけるシステム20の状態データを新たな観測時点の状態データへ遷移させるための計算式である。推定式については、後で詳しく述べる。観測部7が観測を行う度に、状態推定部9は、推定式と、記憶部11に記憶された最新の状態データと最新の誤差データとに従って、当該観測時点における状態データとその誤差データを推定する。   The state estimation unit 9 estimates state data representing the state of the system 20 at the observation time and error data representing an error of the state data each time the observation unit 7 performs observation. This estimation is performed according to the estimation formula. The estimation equation is a calculation equation for transitioning the state data of the system 20 at a past observation time point to the state data at a new observation time point. The estimation formula will be described in detail later. Every time the observation unit 7 performs observation, the state estimation unit 9 calculates the state data and its error data at the observation time point according to the estimation formula, the latest state data and the latest error data stored in the storage unit 11. presume.

記憶部11は、状態推定部9により推定された状態データを記憶する。本実施形態では、記憶部11は、推定された状態データとは別に、後述するように状態更新部13により更新された最新の状態データを記憶する。初期時点においては、記憶部11には、予め分かっている最新の状態データが記憶されていてよい。また、本実施形態では、記憶部11は、状態データの誤差を表わす誤差データも記憶している。初期時点においては、記憶部11には、予め分かっている最新の状態データの誤差データが最新の誤差データとして記憶されていてよい。   The storage unit 11 stores the state data estimated by the state estimation unit 9. In the present embodiment, the storage unit 11 stores the latest state data updated by the state update unit 13 as described later, separately from the estimated state data. At the initial time, the storage unit 11 may store the latest state data known in advance. Further, in the present embodiment, the storage unit 11 also stores error data representing an error of the state data. At an initial time, error data of the latest state data known in advance may be stored in the storage unit 11 as the latest error data.

状態更新部13は、観測部7が観測を行う度に、状態推定部9により推定された状態データと観測部7が得た観測値とに基づいて、システム20の状態データを更新するとともに、この状態データの誤差データを更新する。これにより、更新された状態データと誤差データは、最新の状態データと誤差データとして記憶部11に記憶される。すなわち、記憶部11において、これらの最新の状態データと誤差データが、新たな最新の状態データと誤差データとなる。この時、以前に記憶された最新の状態データと誤差データは、記憶部11から削除されてよい。   The state update unit 13 updates the state data of the system 20 based on the state data estimated by the state estimation unit 9 and the observation value obtained by the observation unit 7 each time the observation unit 7 performs observation. The error data of this state data is updated. As a result, the updated state data and error data are stored in the storage unit 11 as the latest state data and error data. That is, in the storage unit 11, these latest state data and error data become new latest state data and error data. At this time, the latest state data and error data stored previously may be deleted from the storage unit 11.

通信部15は、状態更新部13による更新に関する更新データ(後で詳しく述べる)を、別の対象物体3の演算通信装置5が有する通信部15に送信し、別の対象物体3の演算通信装置5が有する通信部15から更新データを受ける。   The communication unit 15 transmits update data (to be described in detail later) regarding the update by the state update unit 13 to the communication unit 15 of the arithmetic communication device 5 of another target object 3, and the arithmetic communication device of the other target object 3 The update data is received from the communication unit 15 that the communication 5 has.

状態統合部17は、自身の対象物体3における状態更新部13により更新された最新の状態データと、別の対象物体3の通信部15からの更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める。この新たな最新の状態データは、記憶部11に記憶される。すなわち、記憶部11において、この最新の状態データが、新たな最新の状態データとなる。この時、以前に記憶された最新の状態データは、記憶部11から削除されてよい。状態統合部17による統合方法については、後で詳しく説明する。   The state integration unit 17 integrates the latest state data updated by the state update unit 13 in the target object 3 of itself and the update data from the communication unit 15 of another target object 3 to obtain a new latest state. Determine state data. The new latest state data is stored in the storage unit 11. That is, in the storage unit 11, this latest state data becomes the new latest state data. At this time, the latest state data previously stored may be deleted from the storage unit 11. The integration method by the state integration unit 17 will be described in detail later.

本実施形態によると、次のように、更新データを転送することもできる。状態データ更新装置10を構成する複数の演算通信装置5は、この例では、少なくとも、第1、第2および第3の演算通信装置5を含む。第1の演算通信装置5の通信部15と第2の演算通信装置5の通信部15とが、障害物や他の要因により、互いに直接通信できない場合に、第1の演算通信装置5の通信部15は、第1の演算通信装置5の状態更新部13による更新に関する更新データを、第3の演算通信装置5の通信部15を介して、第2の演算通信装置5の通信部15へ送信可能である、この場合、第2の演算通信装置5の状態統合部17は、第1の演算通信装置5からの更新データと、自身の対象物体3における状態更新部13により更新された最新の状態データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める。   According to this embodiment, update data can also be transferred as follows. In this example, the plurality of arithmetic communication devices 5 constituting the state data updating device 10 include at least the first, second and third arithmetic communication devices 5. When the communication unit 15 of the first arithmetic communication device 5 and the communication unit 15 of the second arithmetic communication device 5 can not directly communicate with each other due to an obstacle or another factor, the communication of the first arithmetic communication device 5 The unit 15 transmits update data regarding update by the state update unit 13 of the first arithmetic communication device 5 to the communication unit 15 of the second arithmetic communication device 5 via the communication unit 15 of the third arithmetic communication device 5. In this case, the state integration unit 17 of the second arithmetic communication device 5 can transmit data, and the latest data updated by the state update unit 13 in the target object 3 of its own and the update data from the first arithmetic communication device 5 By integrating with the state data, new latest state data is obtained.

また、本実施形態によると、次のように、更新データを送信することもできる。状態データ更新装置10を構成する複数の演算通信装置5は、この例では、少なくとも、第1、第2および第3の演算通信装置5を含む。第1の演算通信装置5の観測部7(外界センサ7b)が、第2の演算通信装置5が設けられた対象物体3を観測して、この対象物体3の観測値を得た場合を想定する。この場合、この観測値(および観測部7が得た他の観測値)に基づいて、第1の演算通信装置5の状態更新部13が上述のように状態データと誤差データを更新する。次いで、この更新に関する更新データを、第1の演算通信装置5の通信部15が、第1および第2の演算通信装置5とは別の第3の演算通信装置5の通信部15へ送信する。この場合、第3の演算通信装置5の状態統合部17は、第1の演算通信装置5からの更新データと、自身の対象物体3における状態更新部13により更新された最新の状態データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める。   Further, according to the present embodiment, update data can be transmitted as follows. In this example, the plurality of arithmetic communication devices 5 constituting the state data updating device 10 include at least the first, second and third arithmetic communication devices 5. It is assumed that the observation unit 7 (external sensor 7b) of the first arithmetic communication device 5 observes the target object 3 provided with the second arithmetic communication device 5 and obtains the observation value of the target object 3 Do. In this case, the state update unit 13 of the first arithmetic communication device 5 updates the state data and the error data as described above based on this observation value (and other observation values obtained by the observation unit 7). Then, the communication unit 15 of the first arithmetic communication device 5 transmits the update data regarding this update to the communication unit 15 of the third arithmetic communication device 5 different from the first and second arithmetic communication devices 5. . In this case, the state integration unit 17 of the third arithmetic communication device 5 updates the update data from the first arithmetic communication device 5 and the latest state data updated by the state update unit 13 in the target object 3 of its own. By integrating, new new state data is obtained.

上述した演算通信装置5は、カルマンフィルタを用いるように構成されてもよいし、情報フィルタを用いるように構成されてもよい。上述の各内容は、カルマンフィルタを用いる場合にも、情報フィルタを用いる場合にも適用される。   Arithmetic communication device 5 described above may be configured to use a Kalman filter, or may be configured to use an information filter. The contents described above are applied to both the case where a Kalman filter is used and the case where an information filter is used.

(カルマンフィルタを用いる演算通信装置)
演算通信装置5がカルマンフィルタを用いる場合について説明する。
(Operational communication device using Kalman filter)
A case where the arithmetic communication device 5 uses a Kalman filter will be described.

この場合、上述の状態データは、システム20の状態を直接的に表す状態ベクトルである。状態ベクトルは、システム20を構成する複数の対象物体3のそれぞれの状態を示す複数の要素からなる。状態ベクトルuは、次の式(1)で表される。   In this case, the above-mentioned state data is a state vector that directly represents the state of the system 20. The state vector is composed of a plurality of elements indicating the respective states of the plurality of target objects 3 constituting the system 20. The state vector u is expressed by the following equation (1).

Figure 0006541026
Figure 0006541026

式(1)において、記号Tは、uが列ベクトルであることを示し(以下、ベクトルに付された他のTも同様)、状態ベクトルuの添え字1,2,・・・Nは、対象物体3を互いに識別するための連続する識別番号(正の整数)である。Nは、システム20に存在する対象物体の数に等しい(以下、同様)。   In equation (1), the symbol T indicates that u is a column vector (hereinafter, the same applies to other T attached to the vector), and the indices 1, 2,. It is a continuous identification number (positive integer) for identifying the target objects 3 from one another. N is equal to the number of target objects present in the system 20 (and so forth).

また、本実施形態では、各対象物体3の状態ベクトルu(iは、1〜Nまでの整数)は、次の式(2)で表わされる。なお、以下において、各記号や符号の添え字iは、対象物体3を識別するための上述の識別番号を意味する。例えば、対象物体3iは、iにより識別される対象物体を示す。 Further, in the present embodiment, the state vector u i (i is an integer from 1 to N) of each target object 3 is expressed by the following equation (2). In the following, the suffix i of each symbol or code means the above-described identification number for identifying the target object 3. For example, the target object 3i indicates a target object identified by i.

Figure 0006541026
Figure 0006541026

式(2)において、各記号は、次の通りである。
,y,zは、それぞれ、対象物体3iの位置を示す。すなわち、x,y,zは、それぞれ、対象物体3iのx座標、y座標、z座標である。なお、x座標、y座標、z座標は、それぞれ、地上に固定された静止座標系の互いに直交するx座標軸、y座標軸、z座標軸における座標である。
θ,φ,αは、それぞれ、上述の静止座標系に対する対象物体3iの姿勢を表わす角度である。
,y,z,θ,φ,αの上部に付された1つの黒丸(ドット・)は、時間の1回微分(すなわち、それぞれ速度と角速度)を意味し、x,y,zの上部に付された2つの黒丸(ドットドット・・)は、時間の2回微分(すなわち、加速度)を意味する。
In Formula (2), each symbol is as follows.
Each of x i , y i and z i indicates the position of the target object 3i. That is, x i , y i and z i are the x coordinate, y coordinate and z coordinate of the target object 3i, respectively. The x coordinate, the y coordinate, and the z coordinate are coordinates on the x coordinate axis, the y coordinate axis, and the z coordinate axis of the stationary coordinate system fixed on the ground, respectively.
θ i , φ i and α i are angles representing the attitude of the target object 3i with respect to the above-mentioned stationary coordinate system.
One black circle (dot) on the top of x i , y i , z i , θ i , φ i , α i means a one-time derivative of time (ie velocity and angular velocity, respectively), x i, y i, 2 two black circles attached to the top of the z i (dot dot ..) means second derivative of time (i.e., acceleration).

また、上述の誤差データは、上述の状態ベクトルuの誤差共分散行列Pである。この誤差共分散行列Pは、次の式(3)で表わされる。   Further, the above-mentioned error data is the error covariance matrix P of the above-mentioned state vector u. This error covariance matrix P is expressed by the following equation (3).

Figure 0006541026
Figure 0006541026

式(3)において、P(iは、1〜Nまでの整数)は、対象物体3iの状態ベクトルuの誤差共分散行列である。また、Pi,jは、対象物体3iと対象物体3j(jは、1〜Nまでの整数のうちiを除くもの)の間における部分共分散行列である。 In equation (3), P i (i is an integer from 1 to N) is an error covariance matrix of the state vector u i of the target object 3i. Also, P i, j is a partial covariance matrix between the target object 3i and the target object 3j (j is an integer from 1 to N excluding i).

以下、カルマンフィルタを用いる場合において、1つの対象物体3に設けられた演算通信装置5について説明するが、他の各対象物体3に設けられた演算通信装置5についても、以下で説明する構成と同じ構成を有し、以下で説明する処理と同じ処理を行う。   Hereinafter, in the case where a Kalman filter is used, the arithmetic communication device 5 provided for one target object 3 will be described, but the arithmetic communication device 5 provided for each of the other target objects 3 has the same configuration as that described below. It has a configuration and performs the same processing as the processing described below.

状態推定部9は、観測部7が観測を行う度に、当該観測時点kにおけるシステム20の状態を表わす状態ベクトルuと、当該観測時点kにおける状態ベクトルuの誤差共分散行列Pを推定する。状態ベクトルuの推定は、次の式(4)で表わされる推定式に従って行われる。誤差共分散行列Pの推定は、次の式(5)で表わされる推定式に従って行われる。

’=f(uk−1,β) ・・・(4)

’=F +Q ・・・(5)
The state estimation unit 9 estimates a state vector u representing a state of the system 20 at the observation time k and an error covariance matrix P of the state vector u at the observation time k each time the observation unit 7 performs observation. The estimation of the state vector u is performed according to the estimation equation represented by the following equation (4). The estimation of the error covariance matrix P is performed according to the estimation equation represented by the following equation (5).

u k ′ = f (u k−1 , β k ) (4)

P k '= F k P k F k T + Q k (5)

この式(4)において、各記号の添え字k、(k−1)は、自然数であり時点を示す(以下、同様)。
k−1は、記憶部11に記憶されている最新の状態ベクトルuであり、uの添え字(k−1)は、過去の時点(k−1)において取得された観測値に基づいて、更新された状態ベクトルuであることを示す。
また、βは、時点kで得られた入力値であり、上述の内部状態である。例えば、βは、対象物体3の速度と加速度であり、この対象物体3の加速度計測部と速度計測部により計測される。ただし、βは、他の値であってもよい。
In this formula (4), subscript k of each symbol and (k-1) are natural numbers and indicate time points (the same applies hereinafter).
u k-1 is the latest state vector u stored in the storage unit 11, and the subscript (k-1) of u is based on the observed value obtained at the past time point (k-1) , Indicates that it is an updated state vector u.
Further, β k is an input value obtained at time k, which is the above-mentioned internal state. For example, β k is the velocity and acceleration of the target object 3 and is measured by the acceleration measurement unit and the velocity measurement unit of the target object 3. However, β k may be another value.

式(5)において、Qは、プロセスノイズの誤差共分散行列であり、Fは、次の式(6)で表わされる係数行列である。 In equation (5), Q k is an error covariance matrix of process noise, and F k is a coefficient matrix represented by the following equation (6).

Figure 0006541026
Figure 0006541026

さらに、状態推定部9は、上述のように推定した状態ベクトルu’と、観測部7が取得した観測値zとのマッチングを行う。例えば、観測部7が取得した観測値zに、別の対象物体3iの位置x,y,zが含まれている場合に、これらの位置x,y,zが、状態ベクトルu’におけるどの値に対応するのかを特定する。このようなマッチングは、カイ二乗検定や他の方法により行うことができる。 Furthermore, the state estimation unit 9 performs matching between the state vector u k ′ estimated as described above and the observation value z acquired by the observation unit 7. For example, when the observation value z acquired by the observation unit 7 includes the positions x i , y i and z i of another target object 3 i , these positions x i , y i and z i are states Identify which value in the vector u k 'corresponds to. Such matching can be performed by chi-square test or other methods.

その後、状態更新部13は、状態推定部9により推定された状態ベクトルu’および誤差共分散行列P’と、観測値(上述のマッチングによりu’に含まれる値に対応づけられた観測値を含む)とに基づいて、状態ベクトルuと誤差共分散行列Pを更新する。この更新は、次の式(7)(8)により行われる。

=u’+K(z−H’) ・・・(7)

=(I−K)P’ ・・・(8)
After that, the state update unit 13 associates the state vector u k ′ and the error covariance matrix P k ′ estimated by the state estimation unit 9 with the observed values (the values included in u k ′ by the above-described matching). The state vector u and the error covariance matrix P are updated based on the observation values. This update is performed by the following equations (7) and (8).

u k = u k '+ K k (z k -H k u k ') (7)

P k = (I−K k H k ) P k ′ (8)

この式(7)において、uは、更新された、時点k(観測時点k)の状態ベクトルuである。式(8)において、Pは、更新された、時点kの誤差共分散行列Pである。
また、式(7)(8)において、Hは、次の式(9)で表わされる係数行列である。
In equation (7), u k is the updated state vector u at time k (observation time k). In equation (8), P k is the updated error covariance matrix P of time k.
Further, in Equations (7) and (8), H k is a coefficient matrix represented by the following Equation (9).

Figure 0006541026
Figure 0006541026

式(9)において、hは、次の式(10)で表わされる観測方程式である。

=h(u) ・・・(10)

この式(10)において、hは、システム20の状態ベクトルuの関数であり、zは、観測時点kにおいて観測部7が得た観測値であり、自身の対象物体3に設けた観測部7が観測した上述の外部状態である。
In equation (9), h is an observation equation represented by the following equation (10).

z k = h (u k ) (10)

In this equation (10), h is a function of the state vector u k of the system 20, z k is an observation value obtained by the observation unit 7 at the observation time point k, and the observation provided in its own target object 3 It is the above-mentioned external state which the part 7 observed.

式(7)(8)において、Kは、カルマンゲインであり、次の式(11)で表わされる。

=P’H −1 ・・・(11)
In Equations (7) and (8), K k is a Kalman gain and is expressed by the following Equation (11).

K k = P k ′ H k T S k −1 (11)

また、式(11)において、Sは、次の式(12)で表わされる。

=H−1 ・・・(12)
Further, in the equation (11), S k is expressed by the following equation (12).

S k = H k P k−1 H k T (12)

上述のように更新された観測時点kの状態ベクトルuと誤差共分散行列Pは、それぞれ、新たな最新の状態ベクトルuと誤差共分散行列Pとして記憶部11に記憶される。 The state vector u k and the error covariance matrix P k of the observation time point k updated as described above are stored in the storage unit 11 as a new latest state vector u k and an error covariance matrix P k , respectively.

また、演算通信装置5は、自身の状態更新部13により更新した観測時点kの状態ベクトルuを、または、この状態ベクトルuおよびその誤差共分散行列Pを、上述の更新データとして、自身の通信部15により、別の対象物体3の通信部15へ送信する。 In addition, the arithmetic communication device 5 sets the state vector u k at the observation time point k updated by the state update unit 13 of itself or the state vector u k and the error covariance matrix P k thereof as the update data described above. The communication unit 15 of its own transmits to the communication unit 15 of another target object 3.

一方、演算通信装置5が、別の対象物体3の通信部15から、更新された状態ベクトルuを、自身の通信部15により受信した場合には、次のように、この状態ベクトルuと、自身の記憶部11に記憶されている最新の状態ベクトルuとを統合する。   On the other hand, when the arithmetic communication device 5 receives the updated state vector u from the communication unit 15 of another target object 3 by the communication unit 15 of its own, this state vector u is as follows: The latest state vector u stored in its own storage unit 11 is integrated.

これについて、本実施形態によると、演算通信装置5iの状態統合部17i(ここで、iは、演算通信装置5が設けられた対象物体3の識別番号である。以下、同様)は、この演算通信装置5iが求めた最新の状態ベクトルu(すなわち、記憶部11iに記憶されている最新の状態ベクトルu)と、別の対象物体3j(ここで、i≠j)の通信部15jから受信した状態ベクトルuとにそれぞれ、予め定めた重み係数を乗じたベクトル同士を足し合わせることにより、統合した新たな最新の状態ベクトルuを求める。すなわち、状態統合部17iは、次の式(13a)に従って、統合した新たな最新の状態ベクトルuを求める。

= w×u+w×u ・・・(13a)

この式(13a)において、uは、統合された新たな最新の状態ベクトルuであり、uは、演算通信装置5iにより求められ記憶部11iに記憶されている最新の状態ベクトルuであり、uは、演算通信装置5iが別の対象物体3jの通信部15から受けた状態ベクトルuである。また、wとwは、重み係数であり、w+w=1である。wとwは、予め設定されていてよく、例えば、それぞれ、1/2である。または、wは、wよりも大きく、かつ、1よりも小さくてもよい。
Regarding this, according to the present embodiment, the state integration unit 17i of the arithmetic communication device 5i (here, i is the identification number of the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5. The same applies to the following). Received from the communication unit 15j of another target object 3j (where i ≠ j), and the latest state vector u (ie, the latest state vector u stored in the storage unit 11i) obtained by the communication device 5i A new integrated state vector u is determined by adding together vectors obtained by multiplying the state vector u by a predetermined weighting factor. That is, the state integration unit 17i obtains the integrated new latest state vector u C according to the following equation (13a).

u C = w i × u S + w j × u D (13a)

In this equation (13a), u C is the integrated new latest state vector u, and u S is the latest state vector u obtained by the arithmetic communication device 5i and stored in the storage unit 11i. , U D are state vectors u received by the arithmetic communication device 5 i from the communication unit 15 of another target object 3 j. Also, w i and w j are weighting factors, and w i + w j = 1. w i and w j may be preset, and are, for example, 1/2, respectively. Alternatively, w i may be larger than w j and smaller than one.

上述のように統合された最新の状態ベクトルuは、記憶部11iに、新たな最新の状態ベクトルuとして記憶される。 The latest state vector u C integrated as described above is stored in the storage unit 11 i as a new latest state vector u.

演算通信装置5の状態統合部17は、状態ベクトルの統合に加えて、誤差共分散行列の統合をさらに行ってもよい。すなわち、演算通信装置5iの状態統合部17iは、この演算通信装置5iが求めた最新の誤差共分散行列P(すなわち、記憶部11iに記憶されている最新の誤差共分散行列P)と、別の対象物体3j(ここで、i≠j)の通信部15jから受信した誤差共分散行列Pとにそれぞれ、予め定めた重み係数を乗じた誤差共分散行列同士を足し合わせることにより、統合した新たな最新の誤差共分散行列Pを求める。すなわち、状態統合部17iは、次の式(13b)に従って、統合した新たな最新の誤差共分散行列Pを求める。

= W×P+W×P ・・・(13b)

この式(13b)において、Pは、統合された新たな誤差共分散行列Pであり、Pは、演算通信装置5iにより求められ記憶部11iに記憶されている最新の誤差共分散行列Pであり、Pは、演算通信装置5iが別の対象物体3jの通信部15から受けた誤差共分散行列Pである。また、WとWは、重み係数であり、W+W=1である。WとWは、予め設定されていてよく、例えば、それぞれ、1/2である。または、Wは、Wよりも大きく、かつ、1よりも小さくてもよい。
The state integration unit 17 of the arithmetic communication device 5 may further perform integration of the error covariance matrix in addition to the integration of the state vector. That is, the state integration unit 17i of the arithmetic communication device 5i is different from the latest error covariance matrix P (that is, the latest error covariance matrix P stored in the storage unit 11i) obtained by the arithmetic communication device 5i. New error covariance matrix obtained by multiplying each of the error covariance matrices P received from the communication unit 15j of the target object 3j (where i.noteq.j) with a predetermined weighting factor, thereby adding a new integrated Find the most recent error covariance matrix P. That is, the state integration unit 17i obtains a new integrated latest error covariance matrix P C according to the following equation (13b).

P C = W i × P S + W j × P D (13 b)

In this equation (13b), P C is a new integrated error covariance matrix P, and P S is the latest error covariance matrix P obtained by the arithmetic communication device 5i and stored in the storage unit 11i. P D is the error covariance matrix P that the arithmetic communication device 5 i receives from the communication unit 15 of another target object 3 j. W i and W j are weighting coefficients, and W i + W j = 1. W i and W j may be preset, and are, for example, 1/2. Alternatively, W i may be larger than W j and smaller than one.

上述のように統合された最新の誤差共分散行列Pは、記憶部11iに、新たな最新の誤差共分散行列Pとして記憶される。 The latest error covariance matrix P C integrated as described above is stored in the storage unit 11 i as a new latest error covariance matrix P.

図3は、本発明の実施形態による状態データ更新方法のフローチャートである。図3は、カルマンフィルタを用いた場合を示す。この状態データ更新方法は、上述した演算通信装置5により行われる。   FIG. 3 is a flowchart of a state data update method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the case where a Kalman filter is used. This state data update method is performed by the above-described arithmetic communication device 5.

ステップS1において、観測部7により上述の観測値を取得する。   In step S1, the observation unit 7 acquires the above-described observed value.

ステップS2において、状態推定部9により、ステップS1で観測値を取得した観測時点kにおけるシステム20の状態を表わす状態ベクトルuと、当該観測時点kにおける状態ベクトルuの誤差共分散行列Pを推定する。これにより、推定された状態ベクトルu’と、推定された誤差共分散行列P’を得る。 In step S2, the state estimation unit 9 estimates a state vector u representing the state of the system 20 at the observation time point k at which the observation value is obtained in step S1 and an error covariance matrix P of the state vector u at the observation time point k. . Thereby, the estimated state vector u k 'and the estimated error covariance matrix P k ' are obtained.

ステップS3において、ステップS2で得た状態ベクトルu’と、ステップS1で得た観測値zとの上記マッチングを行う。これにより、観測値zが、状態ベクトルu’におけるどの値に対応するのかを特定する。 In step S3, the matching between the state vector u k ′ obtained in step S2 and the observed value z k obtained in step S1 is performed. This specifies which value in the state vector u k ′ corresponds to the observation value z k .

ステップS4において、状態更新部13により、ステップS2で推定された状態ベクトルu’および誤差共分散行列P’と、ステップS1で得た観測値zとに基づいて、上述のように、状態ベクトルuと誤差共分散行列Pを更新する。更新された状態ベクトルuと誤差共分散行列Pは、最新の状態ベクトルuと誤差共分散行列Pとして記憶部11に記憶される。 In step S4, as described above, the state updating unit 13 calculates the state vector u k ′ and the error covariance matrix P k ′ estimated in step S2, and the observed value z k obtained in step S1. Update the state vector u and the error covariance matrix P. The updated state vector u and error covariance matrix P are stored in the storage unit 11 as the latest state vector u and error covariance matrix P.

ステップS5において、演算通信装置5は、自身の状態更新部13により更新した観測時点kの状態ベクトルuを、自身の通信部15により、別の対象物体3の通信部15へ送信する。 In step S5, the arithmetic communication device 5 transmits the state vector u k at the observation time k updated by the state update unit 13 of itself to the communication unit 15 of another target object 3 by the communication unit 15 of itself.

ステップS6において、演算通信装置5は、別の対象物体3の通信部15から、更新された状態ベクトルuを、自身の対象物体3の通信部15により、現時点までに受信したかどうかを判断する。この判断の結果が肯定である場合には、ステップS7へ進み、そうでない場合には、一定時間後に再びステップS6を行うか、または、ステップS1へ戻る。 In step S6, the arithmetic communication device 5 determines whether the updated state vector u k has been received from the communication unit 15 of another target object 3 by the communication unit 15 of its own target object 3 by the present time Do. If the result of this determination is affirmative, the process proceeds to step S7, and if not, step S6 is performed again after a predetermined time, or the process returns to step S1.

ステップS7において、状態統合部17により、受信された状態ベクトルuと、自身の記憶部11に記憶されている最新の状態ベクトルuとを上述のように統合する。統合された状態ベクトルuは、記憶部11に、新たな最新の状態ベクトルuとして記憶される。ステップS7の後、ステップS1へ戻り、上述の処理を繰り返す。 In step S7, the state integration unit 17 integrates the received state vector u and the latest state vector u stored in its own storage unit 11 as described above. The integrated state vector u C is stored in the storage unit 11 as a new latest state vector u. After step S7, the process returns to step S1 to repeat the above-described processing.

なお、上述の処理を繰り返している時に、状態データ更新装置10の動作を停止させる場合には、図3のフローを終了する。   When the operation of the state data update device 10 is stopped while repeating the above-described process, the flow of FIG. 3 is ended.

(情報フィルタを用いる演算通信装置)
演算通信装置5が情報フィルタを用いる場合について説明する。なお、以下で述べない点は、上述のカルマンフィルタを用いた場合と同じである。特に、上述と同じ各記号は、上述と同じものを示す。
(Operational communication device using information filter)
A case where the arithmetic communication device 5 uses an information filter will be described. In addition, the point which is not described below is the same as the case where the above-mentioned Kalman filter is used. In particular, the same symbols as described above indicate the same as described above.

この場合、上述の状態データは、上述の式(1)で表わされる状態ベクトルuから変換された情報ベクトルζである。また、誤差データは、状態ベクトルuの誤差共分散行列Pから変換された情報行列Λである。   In this case, the above-mentioned state data is an information vector ζ converted from the state vector u represented by the above-mentioned equation (1). The error data is an information matrix Λ transformed from the error covariance matrix P of the state vector u.

具体的には、情報行列Λと情報ベクトルζは、それぞれ、次の式(14)(15)で表わされる。

Λ = P−1 ・・・(14)

ζ = Λu ・・・(15)

Specifically, the information matrix Λ and the information vector ζ are expressed by the following equations (14) and (15), respectively.

Λ = P -1 (14)

ζ = Λ u ... (15)

以下、情報フィルタを用いる場合において、1つの対象物体3に設けられた演算通信装置5について説明するが、他の各対象物体3に設けられた演算通信装置5についても、以下で説明する構成と同じ構成を有し、以下で説明する処理と同じ処理を行う。   Hereinafter, in the case where an information filter is used, the arithmetic communication device 5 provided for one target object 3 will be described, but the arithmetic communication device 5 provided for each of the other target objects 3 also has the configuration described below. It has the same configuration and performs the same processing as the processing described below.

状態推定部9は、推定式に従って、観測部7が観測値を取得した観測時点kにおける情報行列Λ’と情報ベクトルζ’を推定する。推定式は、次の式(16)(17)で表わされる。

Λ’=(FΛk−1 −1 +Q−1 ・・・(16)

ζ’=Λ’u’ ・・・(17)
The state estimation unit 9 estimates the information matrix Λ k ′ and the information vector ζ k ′ at the observation time point k at which the observation unit 7 acquires the observation value according to the estimation formula. The estimation formula is expressed by the following formulas (16) and (17).

Λ k ′ = (F k Λ k −1 −1 F k T + Q k ) −1 (16)

ζ k '= Λ k ' u k '(17)

この式(16)において、u’は、上述した式(4)により推定された状態ベクトルuである。また、Λk−1は、記憶部11に記憶されている最新の情報行列である。Λ’とζ’は、それぞれ、推定された観測時点kの情報行列と情報ベクトルである。他の記号は、カルマンフィルタの場合で説明した同じ記号と同じものを示す。 In this equation (16), u k ′ is the state vector u estimated by the equation (4) described above. Further, Λ k-1 is the latest information matrix stored in the storage unit 11. Λ k ′ and ζ k ′ are an information matrix and an information vector of the estimated observation time point k, respectively. Other symbols indicate the same as the same symbols described in the case of the Kalman filter.

さらに、状態推定部9は、上述のように推定した情報ベクトルζ’(状態ベクトルu’に対応)と、観測部7が取得した観測値とのマッチングを行う。例えば、観測部7が取得した観測値に、別の対象物体3iの位置x,y,zが含まれている場合に、これらの位置x,y,zが、情報ベクトルζ’(状態ベクトルu’に対応)におけるどの値に対応するのかを特定する。このようなマッチングは、カイ二乗検定や他の方法により行うことができる。 Furthermore, the state estimation unit 9 matches the information vector ζ k ′ (corresponding to the state vector u k ′) estimated as described above with the observation value acquired by the observation unit 7. For example, when the observation value acquired by the observation unit 7 includes the positions x i , y i and z i of another target object 3 i , these positions x i , y i and z i are information vectors Identify which value in ζ k '(corresponding to the state vector u k ') corresponds to. Such matching can be performed by chi-square test or other methods.

例えば、カイ二乗検定により、マッチングを以下のように行うことができる。   For example, with the chi-square test, matching can be performed as follows.

状態推定部9は、外界センサ7bの観測により得た、別の対象物体3の観測値z(例えば、対象物体3iの位置や速度)が、既知の別の対象物体3jに関する値に対応するかどうか(i=jであるか)を判断する。なお、既知の別の対象物体3jに関する値は、記憶部11に記憶されている最新の情報ベクトルζに対応する最新の状態ベクトルuに含まれている値(u)である。最新の状態ベクトルuも、記憶部11に記憶されている。 In the state estimation unit 9, the observed value z i of another target object 3 (for example, the position and velocity of the target object 3i) obtained by observation of the external sensor 7b corresponds to the value related to another known target object 3j. Determine whether or not (i = j). Note that the value related to another known target object 3 j is a value (u j ) included in the latest state vector u corresponding to the latest information vector ζ stored in the storage unit 11. The latest state vector u is also stored in the storage unit 11.

状態推定部9は、観測値zが既知の別の対象物体3jに関する値に対応するかどうか(i=jであるか)を判断するために、次の不等式(18)が満たされるかどうかを判断する。状態推定部9は、不等式(18)が満たされると判断した場合には、観測値zが既知の別の対象物体3jに関する値に対応すると判断する。すなわち、状態推定部9は、観測値zが既知の別の対象物体3jの値であると判断する。

≧μji −1μji ・・・(18)
State estimation unit 9, for observations z i to determine whether it corresponds to values for known another object 3j (i = either a j), whether the following inequality (18) is satisfied To judge. If the state estimation unit 9 determines that the inequality (18) is satisfied, it determines that the observation value z i corresponds to the value of another known target object 3 j . That is, the state estimation unit 9 determines that the observation value z i is the value of another known target object 3 j .

A 2 μ μ ji T S k -1 μ ji (18)

この式(18)において、Aは、予め設定された値(カイ値)である。μjiは、次の式(19)で表わされる。

μji=p−z ・・・(19)

ここで、pは、既知の別の対象物体3jの位置を示すベクトル(x,y,zであり、zは、今回の観測時点kで得られた観測値z(対象物体3iの位置)を示すベクトルである。
In this equation (18), A is a preset value (chi value). μ ji is expressed by the following equation (19).

μ ji = p j −z i (19)

Here, p j is a vector (x j , y j , z j ) T indicating the position of another known target object 3 j , and z i is an observation value z i obtained at the current observation time point k This is a vector indicating (the position of the target object 3i).

マッチングの後、状態更新部13は、状態推定部9により推定された情報行列Λ’および情報ベクトルζ’と、観測値(上述のマッチングによりu’に含まれる値に対応づけられた観測値を含む)とに基づいて、情報行列Λと情報ベクトルζを更新する。この更新は、次の式(20)(21)により行われる。

Λ=Λ’+gΛk,d ・・・(20)

ζ=ζ’+gζk,d ・・・(21)
After the matching, the state updating unit 13 associates the information matrix Λ k ′ and the information vector ζ k ′ estimated by the state estimating unit 9 with the observed values (the values included in u k ′ by the above-mentioned matching) The information matrix Λ and the information vector ζ are updated based on the observation values. This update is performed by the following equations (20) and (21).

Λ k = Λ k '+ gΛ k, d (20)

ζ k = ζ k '+ g ζ k , d (21)

この式(20)において、Λk,dは、更新された情報行列Λと推定された情報行列Λ’との差に関する情報行列差分量である。式(21)において、ζk,dは、更新された情報ベクトルζと推定された情報ベクトルζ’との差に関する情報ベクトル差分量である。Λk,dとζk,dは、それぞれ、次の式(22)(23)で表わされる。

Λk,d=H −1 ・・・(22)

ζk,d=H −1(z−h(u’)+H’)・・・(23)

式(22)(23)において、Rは、観測部7に関する観測ノイズの誤差共分散行列である。
In this equation (20), Λ k, d is an information matrix difference amount relating to the difference between the updated information matrix Λ k and the estimated information matrix Λ k ′. In equation (21), ζ k, d is an information vector difference amount relating to the difference between the updated information vector ζ k and the estimated information vector ζ k ′. Λ k, d and ζ k, d are expressed by the following equations (22) and (23), respectively.

Λ k, d = H k T R -1 H k (22)

ζ k, d = H k T R -1 (z k- h (u k ') + H k u k ') (23)

In Equations (22) and (23), R is an error covariance matrix of observation noise regarding the observation unit 7.

状態更新部13は、情報行列Λと情報ベクトルζを更新する時に、上述の情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,dも求める。 When updating the information matrix Λ and the information vector ζ, the state updating unit 13 also obtains the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d described above.

上述のように更新された観測時点kの情報行列Λと情報ベクトルζは、それぞれ、新たな最新の情報行列Λと情報ベクトルζとして記憶部11に記憶される。 The information matrix Λ k and information vector ζ k at the observation time point k updated as described above are stored in the storage unit 11 as new latest information matrix Λ and information vector ζ, respectively.

また、演算通信装置5は、自身の状態更新部13により求めた情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,dを、上述の更新データとして、自身の通信部15により、別の対象物体3の通信部15へ送信する。 In addition, the arithmetic communication device 5 separates the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d obtained by the state updating unit 13 of its own by the communication unit 15 of its own as the above-mentioned update data. To the communication unit 15 of the target object 3 of FIG.

一方、演算通信装置5が、別の対象物体3の通信部15から、情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,dを、自身の通信部15により受信した場合には、統合処理を行う。すなわち、演算通信装置5の状態統合部17は、受信した情報行列差分量Λk,dと、自身の記憶部11に記憶されている最新の情報行列Λとを足し合わせることにより、統合した最新の情報行列Λを求めるとともに、受信した情報ベクトル差分量ζk,dと、自身の記憶部11に記憶されている最新の情報ベクトルζとを足し合わせることにより、統合した最新の情報ベクトルζを求める。 On the other hand, when the arithmetic communication device 5 receives the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d from the communication unit 15 of another target object 3 by its own communication unit 15, Perform integration processing. That is, the state integration unit 17 of the arithmetic communication device 5 adds up the received information matrix difference amount Λ k, d and the latest information matrix 記憶 stored in its own storage unit 11 to integrate the latest By obtaining the information matrix Λ C and adding the received information vector difference amount ζ k, d to the latest information vector 記憶 stored in the storage unit 11 of itself, the integrated latest information vector ζ Ask for C.

すなわち、状態統合部17は、次の式(24)(25)に従って、統合した新たな最新の情報行列Λと情報ベクトルζを求める。

Λ=Λ+Λk,d ・・・(24)

ζ=ζ+ζk,d ・・・(25)

この式(24)において、Λは、統合された新たな最新の情報行列であり、Λは、演算通信装置5により求められ記憶部11に記憶されている最新の情報行列である。式(25)において、ζは、統合された新たな最新の情報ベクトルであり、ζは、演算通信装置5により求められ記憶部11に記憶されている最新の情報ベクトルである。
That is, the state integration unit 17 obtains a new integrated latest information matrix Λ C and an information vector ζ C according to the following equations (24) and (25).

Λ C = Λ S + Λ k, d (24)

ζ C = ζ S + ζ k, d (25)

In this equation (24), Λ C is a new integrated latest information matrix, and Λ S is the latest information matrix obtained by the arithmetic communication device 5 and stored in the storage unit 11. In Expression (25), ζ C is a new integrated latest information vector, and ζ S is the latest information vector calculated by the arithmetic communication device 5 and stored in the storage unit 11.

図4は、本発明の実施形態による状態データ更新方法のフローチャートである。図4は、情報フィルタを用いた場合を示す。この状態データ更新方法は、上述した演算通信装置5により行われる。   FIG. 4 is a flowchart of a state data update method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows the case where an information filter is used. This state data update method is performed by the above-described arithmetic communication device 5.

ステップS11において、観測部7により上述の観測値を取得する。   In step S11, the observation unit 7 acquires the above-described observed value.

ステップS12において、状態推定部9により、ステップS11で観測値を取得した観測時点kにおける情報行列Λと情報ベクトルζを推定する。これにより、推定された情報行列Λ’と、推定された情報ベクトルζ’を得る。 In step S12, the state estimation unit 9 estimates the information matrix Λ and the information vector ζ at the observation time point k at which the observation value is acquired in step S11. Thereby, an estimated information matrix Λ k ′ and an estimated information vector ζ k ′ are obtained.

ステップS13において、ステップS12で得た情報ベクトルζ’に対応する状態ベクトルu’と、ステップS1で得た観測値zとのマッチングを行う。これにより、観測値zが、状態ベクトルu’(すなわち、情報ベクトルζ’)におけるどの値に対応するのかを特定する。 In step S13, the state vector u k 'corresponding to the information vector ζ k ' obtained in step S12 is matched with the observation value z k obtained in step S1. This identifies which value in the state vector u k '(ie, information vector 情報k ') corresponds to the observed value z k .

ステップS14において、状態更新部13により、ステップS3で推定された情報行列Λ’および情報ベクトルζ’と、ステップS11で得た観測値zとに基づいて、上述のように、情報行列Λと情報ベクトルζを更新する。更新された情報行列Λと情報ベクトルζは、最新の情報行列Λと情報ベクトルζとして記憶部11に記憶される。 In step S14, as described above, the state updating unit 13 based on the information matrix Λ k 'and the information vector ζ k ' estimated in step S3 and the observed value z k obtained in step S11, as described above. Update firewood and information vector firewood. The updated information matrix Λ and information vector ζ are stored in the storage unit 11 as the latest information matrix Λ and information vector ζ.

また、ステップS14では、状態更新部13により、上述の情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,dも求める。 In step S14, the state updating unit 13 also obtains the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d described above.

ステップS15において、演算通信装置5は、自身の状態更新部13により求めた情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,dを、自身の通信部15により、別の対象物体3の通信部15へ送信する。 In step S15, the arithmetic communication device 5 uses the communication unit 15 of its own to calculate another target object 3 using the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d obtained by the state updating unit 13 of its own. To the communication unit 15 of

ステップS16において、演算通信装置5は、別の対象物体3の通信部15から、情報行列差分量Λと情報ベクトル差分量ζを、自身の対象物体3の通信部15により、現時点までに受信したかどうかを判断する。この判断の結果が肯定である場合には、ステップS17へ進み、そうでない場合には、一定時間後に再びステップS16を行うか、または、ステップS11へ戻る。 In step S16, from the communication unit 15 of another target object 3, the arithmetic communication device 5 makes the information matrix difference amount Λ d and the information vector difference amount ζ d up to the present time by the communication unit 15 of its own target object 3 Determine if it has been received. If the result of the determination is affirmative, the process proceeds to step S17. If not, step S16 is performed again after a predetermined time, or the process returns to step S11.

ステップS17において、状態統合部17により、受信された情報行列差分量Λと、自身の記憶部11に記憶されている最新の情報行列Λとを上述のように統合する。また、ステップS17において、状態統合部17により、受信された情報ベクトル差分量ζと、自身の記憶部11に記憶されている最新の情報ベクトルζとを上述のように統合する。統合により得た情報行列Λと情報ベクトルζは、新たな最新の情報行列Λと情報ベクトルζとして記憶される。ステップS17の後、ステップS11へ戻り、上述の処理を繰り返す。 In step S17, the state integrating unit 17 integrates the received information matrix difference amount Λ d and the latest information matrix Λ stored in the storage unit 11 of the own unit as described above. Further, in step S17, the state integrating unit 17 integrates the received information vector difference amount とd with the latest information vector ζ stored in the storage unit 11 of the own unit as described above. The information matrix Λ C and information vector ζ C obtained by integration are stored as new latest information matrix Λ and information vector ζ. After step S17, the process returns to step S11, and the above-described process is repeated.

なお、上述の処理を繰り返している時に、状態データ更新装置10の動作を停止させる場合には、図4のフローを終了する。   When the operation of the state data update device 10 is stopped while repeating the above-described process, the flow of FIG. 4 is ended.

上述の統合をまとめて行う場合を説明する。ここで、ステップS14を行った時に、このステップS14を今回の更新処理とし、今回に対する前回のステップS14を前回の更新処理とする。今回のステップS14を行った時に、複数回、演算通信装置5の通信部15が他の演算通信装置5から情報行列差分量Λと情報ベクトル差分量ζを受けた場合には、今回のステップS14の直後のステップS17において、状態統合部17は、次のようにまとめて統合を行う。 A case where the above integration is performed collectively will be described. Here, when step S14 is performed, this step S14 is set as the update process of this time, and the previous step S14 of this time is set as the update process of the previous time. When subjected to this step S14, a plurality of times, when the communication unit 15 of the arithmetic communication device 5 receives the information matrix differential amount lambda d and information vector differential amount zeta d from another computing communication device 5, the current In step S17 immediately after step S14, the state integration unit 17 integrates together as follows.

状態統合部17は、前回の更新処理(ステップS14)が行われた時点から今回の更新処理(ステップS14)が行われた時点までの期間Dにおいて、演算通信装置5の通信部15が他の演算通信装置5から受けたすべての情報行列差分量Λと今回の更新処理で求めた新たな最新の情報行列Λとを、次式(26)に従って足し合わせることにより、統合された新たな最新の情報行列Λを求める。また、状態統合部17は、この期間Dにおいて、演算通信装置5の通信部15が他の演算通信装置5から受けたすべての情報ベクトル差分量ζと今回の更新処理で求めた新たな最新の情報ベクトルζとを、次式(27)に従って足し合わせることにより、統合された新たな最新の情報ベクトルζを求める。 In the state integration unit 17, the communication unit 15 of the arithmetic communication device 5 is another in the period D from the time when the previous update process (step S 14) was performed to the time when the current update process (step S 14) is performed. A new integrated latest by combining all the information matrix difference amounts Λ d received from the arithmetic communication device 5 with the new latest information matrix で obtained by the update processing according to the following equation (26) Find the information matrix Λ C of. In addition, the state integration unit 17 determines, during the period D, all the information vector difference amounts ζ d received from the other arithmetic communication devices 5 by the communication unit 15 of the arithmetic communication device 5 and the new latest obtained by the current update processing. Is added according to the following equation (27) to obtain the integrated new latest information vector ζ C.


Λ=Λ+Λd1+Λd2+・・・+Λdm ・・・(26)

ζ=ζ+ζd1+ζd2+・・・+ζdm ・・・(27)

Λ C = Λ + Λ d 1 + Λ d 2 + · · · + Λ dm (26)

ζ C = ζ + ζ d 1 + ζ d 2 + · · · + dm dm (27)

式(26)において、Λd1,Λd2,・・・Λdmは、それぞれ、前回のステップS14の後、1回目に受信した情報行列差分量Λ、2回目に受信した情報行列差分量Λ、・・・m回目(mは、2以上の整数である)に受信した情報行列差分量Λである。ただし、m=2の場合には、式(26)は、Λ=Λ+Λd1+Λd2となる。
同様に、式(27)において、ζd1,ζd2,・・・ζdmは、それぞれ、前回のステップS14の後、1回目に受信した情報ベクトル差分量ζ、2回目に受信した情報ベクトル差分量ζ、・・・m回目(mは、2以上の整数である)に受信した情報ベクトル差分量ζである。ただし、m=2の場合には、式(27)は、ζ=ζ+ζd1+ζd2となる。
In equation (26), Λ d 1 , Λ d 2 ,... Dm d m are the information matrix difference amount Λ d received for the first time after the previous step S 14, and the information matrix difference amount Λ received for the second time d 1 ,..., the information matrix difference amount Λ d received at the m th time (m is an integer of 2 or more). However, in the case of m = 2, the formula (26) becomes Λ C = Λ + Λ d1 + Λ d2.
Similarly, in equation (27), ζ d 1 , ζ d 2 ,... Ζ d m are the first received information vector difference amount ζ d after the previous step S 14, and the second received information vector The difference amount ζ d ... Is the information vector difference amount ζ d received at the m-th time (m is an integer of 2 or more). However, in the case of m = 2, the formula (27) becomes ζ C = ζ + ζ d1 + ζ d2.

上述した本発明の実施形態によると、複数の演算通信装置5が、互いに別々の静止体または移動体にそれぞれ設けられ、各演算通信装置5が、内部状態と外部状態の一方または両方を観測して観測値を取得し、この観測値に基づいて、複数の対象物体3を含むシステム20の状態を表わす状態データを更新する場合において、各演算通信装置5は、更新に関する更新データを他の演算通信装置5へ送信し、自身が更新した状態データと、他の演算通信装置5から受けた更新データとを統合して新たな状態データを求める。
このように、各演算通信装置5は、自身で更新した状態データと、他の演算通信装置5から受けた更新データとを統合して新たな状態データを求める。この新たな状態データには、複数の対象物体3の視点で得た観測値が反映されているので、統合された新たな状態データの精度が向上している。よって、複数の対象物体3を含むシステム20の状態を、より高精度に求めることができる。
According to the embodiment of the present invention described above, the plurality of arithmetic communication devices 5 are respectively provided on separate stationary bodies or mobile bodies, and each arithmetic communication device 5 observes one or both of the internal state and the external state. In the case where state data representing the state of the system 20 including the plurality of target objects 3 is updated based on the observation values, each operation communication device 5 performs another operation on the update data related to the update. It transmits to the communication device 5 and integrates the state data updated by itself and the update data received from other arithmetic communication devices 5 to obtain new state data.
As described above, each arithmetic communication device 5 integrates state data updated by itself and update data received from other arithmetic communication devices 5 to obtain new state data. Since the observation values obtained from the viewpoints of the plurality of target objects 3 are reflected in the new state data, the accuracy of the integrated new state data is improved. Therefore, the state of the system 20 including the plurality of target objects 3 can be determined with higher accuracy.

統合された新たな状態データを求めるデータ処理を、各演算通信装置5が行うので、データ処理が、1箇所の装置に集中することが回避される。すなわち、複数の対象物体3を含むシステム20の状態データを高精度に算出するための計算負荷を、複数の演算通信装置5の間で分散できる。したがって、各演算通信装置5において、最新の状態データ(および誤差データ)を短時間で算出できる。   Since each arithmetic communication device 5 performs data processing for obtaining integrated new state data, concentration of data processing in one device is avoided. That is, the calculation load for calculating the state data of the system 20 including the plurality of target objects 3 with high accuracy can be distributed among the plurality of arithmetic communication devices 5. Therefore, in each arithmetic communication device 5, the latest state data (and error data) can be calculated in a short time.

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の他の実施形態1〜3のいずれかを採用してもよいし、他の実施形態1〜3の複数を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で説明しない点は上述と同じである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, any of the following other embodiments 1 to 3 may be adopted, and a plurality of other embodiments 1 to 3 may be arbitrarily combined and adopted. In this case, points not described below are the same as described above.

(他の実施形態1)
上述では、各演算通信装置5は、自身の状態更新部13がシステム20の状態データを更新する度に、この更新データを、この演算通信装置5が設けられた対象物体3とは別の対象物体3へ送信していた。しかし、本発明によると、各演算通信装置5は、自身の状態更新部13による更新に関する更新データを送信する送信タイミングを指定してもよい。すなわち、各演算通信装置5は、自身の状態更新部13により更新した更新データを、この演算通信装置5が設けられた対象物体3とは別の対象物体3へ送信する送信タイミングを指定してもよい。この場合、各演算通信装置5は、指定した送信タイミングで、自身の状態更新部13により更新した更新データ(最新の更新データ)を、この演算通信装置5が設けられた対象物体3とは別の対象物体3へ送信する。
(Other embodiment 1)
In the above description, each time the arithmetic communication device 5 updates the state data of the system 20 by the state updating unit 13 of its own, the update data is a target different from the target object 3 on which the arithmetic communication device 5 is provided. It was sending to Object 3. However, according to the present invention, each arithmetic communication device 5 may designate a transmission timing for transmitting update data regarding the update by the state update unit 13 of itself. That is, each arithmetic communication device 5 designates a transmission timing for transmitting the update data updated by its own state update unit 13 to the target object 3 different from the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5 It is also good. In this case, each arithmetic communication device 5 is different from the update data (latest update data) updated by its own state update unit 13 from the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5 at the designated transmission timing. To the target object 3 of.

例えば、各演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた対象物体3の観測部7が観測した別の対象物体3の位置または速度(外部状態)に基づいて、この別の対象物体3が静止しているかどうかを判断する。ここで、この演算通信装置5は、別の対象物体3が静止していると判断したら、自身の状態更新部13がシステム20の状態データを更新するサイクルの時間(すなわち、観測部7が観測を行う上述のサイクル時間と同じ時間)よりも長い時間を送信サイクル(送信タイミング)として指定する。このように、別の対象物体3が静止している場合には、別の対象物体3の位置または速度を高精度に計測する必要性が低下するので、該別の対象物体3の位置または速度の観測値を、自身の対象物体3から該別の対象物体3または他の別の対象物体3へ送信する頻度を下げる。   For example, each arithmetic communication device 5 is based on the position or velocity (external state) of another object 3 observed by the observation unit 7 of the object 3 provided with the arithmetic communication device 5. Determine if 3 is stationary. Here, when the arithmetic communication device 5 determines that another target object 3 is stationary, the time of the cycle in which the state updating unit 13 of itself updates the state data of the system 20 (that is, the observation unit 7 observes Designate a time longer than the above-mentioned cycle time) to perform a transmission cycle (transmission timing). In this way, when another target object 3 is at rest, the need for measuring the position or velocity of another target object 3 with high accuracy is reduced, so the position or velocity of the other target object 3 is reduced. The frequency of transmitting the observation value of the target object 3 to the other target object 3 or another target object 3 is reduced.

(他の実施形態2)
各演算通信装置5は、自身の状態更新部13による更新に関する更新データの送信先とする別の対象物体3を選択してもよい。例えば、各演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた自身の対象物体3から設定距離以内に位置する別の対象物体3を送信先として選択してもよい。この場合、次いで、この演算通信装置5は、送信先として選択した1つ又は複数の別の対象物体3に更新データを送信する。
(Other embodiment 2)
Each arithmetic communication device 5 may select another target object 3 as a transmission destination of update data related to the update by the state update unit 13 of itself. For example, each computing communication device 5 may select another target object 3 located within a set distance from its own target object 3 provided with the computing communication device 5 as a transmission destination. In this case, next, the arithmetic communication device 5 transmits the update data to one or more other target objects 3 selected as the transmission destination.

各演算通信装置5がカルマンフィルタを用いる場合には、上述のステップS5において、演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた自身の対象物体3から設定距離以内に位置する別の対象物体3を送信先として選択する。次いで、上述のステップS5において、この演算通信装置5は、自身の状態更新部13により更新した観測時点kの状態ベクトルu(すなわち、更新データ)を、送信先として選択した別の対象物体3の通信部15へ自身の通信部15により送信する。 When each arithmetic communication device 5 uses a Kalman filter, in step S5 described above, the arithmetic communication device 5 is another target object located within a set distance from its own target object 3 on which the arithmetic communication device 5 is provided. Select 3 as the destination. Next, in step S5 described above, the arithmetic communication device 5 selects another state object u 3 that has selected the state vector u k (that is, updated data) at the observation time k updated by its state update unit 13 as the transmission destination. Is transmitted to the communication unit 15 by the communication unit 15 of its own.

なお、演算通信装置5は、自身の対象物体3の記憶部11に記憶された最新の状態データ(別の対象物体2の位置を含むデータ)に基づいて、自身の対象物体3から設定距離以内に位置する別の対象物体3を送信先として選択してよい。この点は、後述のように情報フィルタを用いる場合も同様である。   The arithmetic communication device 5 is within a set distance from the target object 3 of itself based on the latest state data (data including the position of another target object 2) stored in the storage unit 11 of the target object 3 of its own. Another target object 3 located at may be selected as the destination. This point is the same as in the case of using an information filter as described later.

各演算通信装置5が情報フィルタを用いる場合には、上述のステップS15において、演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた自身の対象物体3から設定距離以内に位置する別の対象物を送信先として選択する。次いで、上述のステップS15において、この演算通信装置5は、自身の状態更新部13により求めた情報行列差分量Λk,dと情報ベクトル差分量ζk,d(すなわち、更新データ)を、送信先として選択した別の対象物体3の通信部15へ自身の通信部15により送信する。 When each arithmetic communication device 5 uses an information filter, in step S15 described above, the arithmetic communication device 5 is another object located within the set distance from its own target object 3 on which the arithmetic communication device 5 is provided. Select an object as the destination. Next, in step S15 described above, the arithmetic communication device 5 transmits the information matrix difference amount Λ k, d and the information vector difference amount ζ k, d (that is, the update data) obtained by the state updating unit 13 of itself. It transmits to the communication part 15 of another target object 3 selected as previous by the communication part 15 of self.

このように、各演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた対象物体3から設定距離以内に位置する別の対象物体3を送信先として選択する。一方、各演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた対象物体3から設定距離より離れて位置する別の対象物体3を送信先として選択しないようにすることができる。これにより、各演算通信装置5は、この演算通信装置5が設けられた対象物体3から直接観測できる別の対象物体3を送信先とし、この演算通信装置5が設けられた対象物体3から直接観測できない遠方の別の対象物体3へは更新データを送信先としない。これにより、更新データの送信先を減らして、更新データを、システム20の最新の状態データに効率よく反映させることができる。   Thus, each arithmetic communication device 5 selects another object 3 located within the set distance from the object 3 provided with the arithmetic communication device 5 as a transmission destination. On the other hand, each computing communication device 5 can be configured not to select another target object 3 located away from the target object 3 provided with the computing communication device 5 by more than the set distance as a transmission destination. Thus, each arithmetic communication device 5 sets another target object 3 that can be observed directly from the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5 as a transmission destination, and directly from the object object 3 provided with the arithmetic communication device 5 It does not use update data as a transmission destination to another target object 3 in a distant place that can not be observed. As a result, the transmission destination of the update data can be reduced, and the update data can be efficiently reflected on the latest state data of the system 20.

(他の実施形態3)
例えば、図5に示すように、各演算通信装置5が、さらに観測値統合部19を有していてもよい。
(Other embodiment 3)
For example, as shown in FIG. 5, each arithmetic communication device 5 may further include the observation value integration unit 19.

以下において、1つの対象物体3に設けられた演算通信装置5について説明するが、他の各対象物体3に設けられた演算通信装置5についても、以下で説明する構成と同じ構成を有し、以下で説明する処理と同じ処理を行う。なお、以下において、自身の対象物体3とは、以下で説明している演算通信装置5が設けられた対象物体3を意味し、別の対象物体3とは、以下で説明している演算通信装置5が設けられた対象物体3とは別の対象物体3を意味する。   Hereinafter, although the arithmetic communication device 5 provided to one target object 3 will be described, the arithmetic communication devices 5 provided to the other target objects 3 also have the same configuration as the configuration described below, The same processing as the processing described below is performed. In the following, the target object 3 of its own means the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5 described below, and another target object 3 is the arithmetic communication described below A target object 3 different from the target object 3 provided with the device 5 is meant.

通信部15は、観測部7が取得した外部状態(ここでは、自身の対象物体3または地上に対する別の対象物体3の位置と速度の一方または両方)の観測値を取得した時に、この観測値を、この別の対象物体3の演算通信装置5に設けられた通信部15に送信する。   When the communication unit 15 acquires observation values of the external state acquired by the observation unit 7 (here, one or both of the position and velocity of another target object 3 with respect to its own target object 3 or the ground), the observation values Are transmitted to the communication unit 15 provided in the arithmetic communication device 5 of this another target object 3.

さらに、自身の対象物体3の位置と速度の一方または両方の観測値が、別の対象物体3における観測部7により外部状態の観測値として取得された場合には、自身の対象物体3の通信部15は、この別の対象物体3における通信部15から、この外部状態の観測値を受け、この観測値が記憶部11に記憶される。その後、自身の対象物体3における観測部7が、内部状態(自身の対象物体3の位置と速度の一方または両方)の観測値を取得した時に、観測値統合部19は、この観測値と、別の対象物体3における通信部15から送信され記憶部11に記憶されている観測値(自身の対象物体3の位置と速度の一方または両方)とを統合する。この統合は、例えば、次のように行われてよい。   Furthermore, when one or both observed values of the position and velocity of the target object 3 of its own are acquired as observation values of the external state by the observation unit 7 in another target object 3, communication of the target object 3 of its own The unit 15 receives the observed value of the external state from the communication unit 15 in the other target object 3, and the observed value is stored in the storage unit 11. Thereafter, when the observation unit 7 in the target object 3 of its own acquires the observation value of the internal state (one or both of the position and the velocity of the target object 3 of its own), the observation value integration unit 19 The observation values (one or both of the position and velocity of the target object 3 of its own) transmitted from the communication unit 15 of another target object 3 and stored in the storage unit 11 are integrated. This integration may be performed, for example, as follows.

演算通信装置5iの観測値統合部19i(ここで、iは、演算通信装置5が設けられた対象物体3の識別番号である。以下、同様)は、この演算通信装置5iの観測部7iが取得した観測値zと、別の対象物体3j(ここで、i≠j)の通信部15jから受信し記憶部11iに記憶されている観測値zとに,それぞれ、予め定めた重み係数を乗じた値同士を足し合わせることにより、統合した新たな観測値zを求める。すなわち、観測値統合部19iは、次の式(28)に従って、統合した観測値zを求める。

= M×z+M×z ・・・(28)

この式(28)において、zは、統合された観測値zであり、zは、観測部7iが取得した観測値zであり、zは、別の対象物体3j(ここで、i≠j)の観測部7jにより取得され通信部15jから送信されて記憶部11iに記憶されている観測値zである。また、MとMは、重み係数であり、M+M=1である。MとMは、予め設定されていてよく、例えば、それぞれ、1/2である。または、Mは、Mよりも大きく、かつ、1よりも小さくてもよい。
The observation value integration unit 19i of the arithmetic communication device 5i (here, i is an identification number of the target object 3 provided with the arithmetic communication device 5. The same applies to the following) is the observation unit 7i of the arithmetic communication device 5i. The obtained observation value z and the observation value z received from the communication unit 15j of another target object 3j (where i ≠ j) and stored in the storage unit 11i are respectively multiplied by a predetermined weighting factor New integrated observation value z is obtained by adding together these values. That is, the observation value integration unit 19i obtains the integrated observation value z C according to the following equation (28).

z C = M i × z S + M j × z D (28)

In this equation (28), z C is the integrated observation value z, z S is the observation value z acquired by the observation unit 7 i, and z D is another target object 3 j (here, i These are observation values z acquired by the observation unit 7j of ≠ j), transmitted from the communication unit 15j, and stored in the storage unit 11i. Further, M i and M j are weighting coefficients, and M i + M j = 1. M i and M j may be preset, and are, for example, 1/2. Alternatively, M i may be larger than M j and smaller than one.

なお、上述の統合は、対象物体3iの位置同士と速度同士の一方または両方について行われる。また、この統合のために、zとzは、同じ座標系の座標値で表わされている。例えば、zは、地上に固定された静止座標系の座標値で表わされ、zも、この静止座標系の座標値で表わされた状態で、通信部15jから通信部15iへ送信される。 The above integration is performed for one or both of the positions of the target object 3i and the speeds. Also, for this integration, z S and z D are represented by coordinate values of the same coordinate system. For example, z S is represented by coordinate values of a stationary coordinate system fixed on the ground, and z D is also transmitted from the communication unit 15 j to the communication unit 15 i in a state represented by coordinate values of this stationary coordinate system. Be done.

このように観測値が統合された場合、状態更新部13は、状態推定部9により推定された状態データと統合された観測値とに基づいて、システム20の状態データを更新するとともに、この状態データの誤差データを更新する。すなわち、上述において、「観測部7が得た観測値」や他の同様の記載は、「統合された観測値」に読み替えられる。   When observation values are integrated in this way, the state update unit 13 updates the state data of the system 20 based on the state data estimated by the state estimation unit 9 and the integrated observation values, and this state is updated. Update data error data. That is, in the above, “observed values obtained by the observation unit 7” and other similar descriptions can be read as “integrated observed values”.

3 対象物体(移動ロボット)、5 演算通信装置、7 観測部、7a 内界センサ、7b 外界センサ、9 状態推定部、10 状態データ更新装置、11 記憶部、13 状態更新部、15 通信部、17 状態統合部、19 観測値統合部、20 システム Reference Signs List 3 target object (mobile robot), 5 arithmetic communication device, 7 observation unit, 7a internal sensor, 7b external sensor, 9 state estimation unit, 10 state data update device, 11 storage unit, 13 state update unit, 15 communication unit, 17 state integration unit, 19 observation value integration unit, 20 system

Claims (9)

複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新装置であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ設けられる複数の演算通信装置を備え、
各演算通信装置は、
該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測することにより、該一方または両方の観測値を取得する観測部と、
過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定する状態推定部と、
該状態推定部により推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新する状態更新部と、
該状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを受ける通信部と、
前記状態更新部により更新した最新の状態データと、前記通信部が受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める状態統合部と、を備え、
各演算通信装置において、前記観測部による前記観測値の取得と、前記状態推定部による前記状態データ及び前記誤差データの推定と、前記状態更新部による前記状態データ及び前記誤差データの更新と、前記通信部による前記更新データの送信とが繰り返され、
前記状態データは、前記システムの状態を直接的に表す状態ベクトルから変換された情報ベクトルであり、前記更新データは、更新された情報ベクトルと推定された情報ベクトルとの差に関する情報ベクトル差分量を含み、
各演算通信装置は、今回の前記更新を行う時に、前回の前記更新の時から前記今回の更新の時までに、別の演算通信装置の通信部から複数の前記情報ベクトル差分量を受信した場合、当該複数の前記情報ベクトル差分量と、前記今回の更新で得た前記情報ベクトルとを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報ベクトルを求める、ことを特徴とする状態データ更新装置。
A state data updating apparatus for determining the state of a system including a plurality of target objects, comprising:
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
A plurality of arithmetic communication devices respectively provided to the plurality of target objects;
Each arithmetic communication device is
An observation unit that acquires one or both of the observed values by observing one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state relative to the target object;
According to an estimation formula for transitioning state data of the system at a past time point to state data at a new time point, state data of the system at the observation time when the observed value is acquired and error data representing an error of this state data are estimated State estimation unit,
A state update unit that updates state data of the system and updates error data based on the state data estimated by the state estimation unit and the observation value;
The update data related to the update by the state update unit is transmitted to a target object different from the target object provided with the arithmetic communication device, and updated data from the target object different from the target object provided with the arithmetic communication device The communication unit to receive
And the latest state data updated by the status update section, by integrating the update data by the communication unit receives, Bei example and a state integration unit for obtaining a new date data,
In each arithmetic communication device, acquisition of the observed value by the observation unit, estimation of the state data and the error data by the state estimation unit, update of the state data and the error data by the state update unit, and The transmission of the update data by the communication unit is repeated,
The state data is an information vector converted from a state vector directly representing the state of the system, and the update data is an information vector difference amount relating to a difference between the updated information vector and the estimated information vector. Including
When each arithmetic communication device performs the current update, a plurality of the information vector difference amounts are received from the communication unit of another arithmetic communication device from the time of the previous update to the time of the current update A state data updating apparatus , wherein a new updated information vector updated is obtained by adding together the plurality of information vector difference amounts and the information vector obtained by the current update.
複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新装置であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ設けられる複数の演算通信装置を備え、
各演算通信装置は、
該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測することにより、該一方または両方の観測値を取得する観測部と、
過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定する状態推定部と、
該状態推定部により推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新する状態更新部と、
該状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを受ける通信部と、
前記状態更新部により更新した最新の状態データと、前記通信部が受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求める状態統合部と、を備え、
各演算通信装置は、当該演算通信装置が設けられた対象物体の観測部が観測した別の対象物体の位置または速度に基づいて、当該別の対象物体が静止していると判断した場合に、当該別の対象物体の位置または速度の観測値を、当該別の対象物体または他の別の対象物体へ送信する頻度を下げる、ことを特徴とする状態データ更新装置。
A state data updating apparatus for determining the state of a system including a plurality of target objects, comprising:
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
A plurality of arithmetic communication devices respectively provided to the plurality of target objects;
Each arithmetic communication device is
An observation unit that acquires one or both of the observed values by observing one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state relative to the target object;
According to an estimation formula for transitioning state data of the system at a past time point to state data at a new time point, state data of the system at the observation time when the observed value is acquired and error data representing an error of this state data are estimated State estimation unit,
A state update unit that updates state data of the system and updates error data based on the state data estimated by the state estimation unit and the observation value;
The update data related to the update by the state update unit is transmitted to a target object different from the target object provided with the arithmetic communication device, and updated data from the target object different from the target object provided with the arithmetic communication device The communication unit to receive
And the latest state data updated by the status update section, by integrating the update data by the communication unit receives, Bei example and a state integration unit for obtaining a new date data,
When each arithmetic communication device determines that the other target object is stationary based on the position or velocity of another target object observed by the observation unit of the target object provided with the arithmetic communication device, An apparatus for updating state data , wherein the frequency of transmitting the observation value of the position or velocity of the other target object to the other target object or the other target object is reduced .
前記状態データは、前記システムの状態を直接的に表す状態ベクトルであり、前記誤差データは、前記状態ベクトルの誤差共分散行列であり、各演算通信装置は、カルマンフィルタを用いて状態ベクトルと誤差共分散行列を更新するように構成されており、
各演算通信装置の状態推定部は、前記推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における状態ベクトルとその誤差共分散行列を推定し、
各演算通信装置の前記状態更新部は、カルマンフィルタを用いて、前記システムの状態ベクトルとその誤差共分散行列を更新し、
各演算通信装置の前記通信部は、前記状態更新部により更新された状態ベクトルを、前記更新データとして、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
各演算通信装置の前記状態統合部は、該演算通信装置により更新した状態ベクトルと、前記通信部が受けた状態ベクトルとにそれぞれ、予め定めた重み係数を乗じて得たベクトル同士を足し合わせることにより、統合した新たな最新の状態ベクトルを求める、ことを特徴とする請求項に記載の状態データ更新装置。
The state data is a state vector directly representing the state of the system, the error data is an error covariance matrix of the state vector, and each arithmetic communication device uses a Kalman filter to calculate the state vector and the error covariance. Configured to update the variance matrix,
The state estimation unit of each arithmetic communication device estimates a state vector at the observation time when the observation value is acquired and its error covariance matrix according to the estimation formula,
The state update unit of each arithmetic communication device updates a state vector of the system and its error covariance matrix using a Kalman filter,
The communication unit of each arithmetic communication device transmits, as the update data, the state vector updated by the state update unit to a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device.
The state integration unit of each arithmetic communication device adds together vectors obtained by multiplying a state vector updated by the arithmetic communication device and a state vector received by the communication unit by a predetermined weighting factor. The state data updating device according to claim 2 , wherein the integrated new latest state vector is determined by
記誤差データは、前記状態ベクトルの誤差共分散行列から変換された情報行列であり、
各演算通信装置の状態推定部は、前記推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における情報ベクトルと情報行列を推定し、
各演算通信装置の状態更新部は、状態推定部により推定された情報ベクトルと情報行列とに基づいて、情報フィルタを用いて、情報ベクトルと情報行列を更新するとともに、更新された情報ベクトルと推定された情報ベクトルとの差に関する情報ベクトル差分量を求め、更新された情報行列と推定された情報行列との差に関する情報行列差分量を求め、
各演算通信装置の通信部は、該演算通信装置の状態更新部が求めた情報ベクトル差分量と情報行列差分量を、前記更新データとして、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
各演算通信装置の前記状態統合部は、
該演算通信装置により更新した情報ベクトルと、前記通信部が受けた情報ベクトル差分量とを足し合わせることにより、統合した新たな最新の情報ベクトルを求めるとともに、該演算通信装置により更新した情報行列と、前記通信部が受けた情報行列差分量とを足し合わせることにより、統合した新たな最新の情報行列を求める、ことを特徴とする請求項1に記載の状態データ更新装置。
Before Symbol error data is converted information matrix from the error covariance matrix of the state vector,
The state estimation unit of each arithmetic communication device estimates an information vector and an information matrix at an observation time point at which the observation value is acquired, according to the estimation formula.
The state update unit of each arithmetic communication device updates the information vector and the information matrix using the information filter based on the information vector estimated by the state estimation unit and the information matrix, and estimates the updated information vector and the information vector. Obtain an information vector difference amount regarding the difference between the information vector and the information vector, and obtain an information matrix difference amount regarding the difference between the updated information matrix and the estimated information matrix,
The communication unit of each arithmetic communication device is different from the target object on which the arithmetic communication device is provided, as the update data, the information vector differential amount and the information matrix differential amount obtained by the state updating unit of the arithmetic communication device. Send to target object,
The state integration unit of each arithmetic communication device
The integrated new latest information vector is determined by adding the information vector updated by the arithmetic communication device and the information vector difference amount received by the communication unit, and the information matrix updated by the arithmetic communication device The state data updating apparatus according to claim 1, wherein the integrated new latest information matrix is obtained by adding up the information matrix difference amount received by the communication unit.
各演算通信装置は、
(A)前記観測部により前記観測値を取得し、
(B)前記状態推定部により、該観測値が取得された観測時点における情報ベクトルと情報行列を推定し、
(C)前記状態更新部により、情報ベクトルと情報行列を更新するとともに、情報ベクトル差分量と情報行列差分量を求め、
前記(A)〜(C)を繰り返し行い、
前記(C)を行った時に、該(C)を今回の更新処理とし、該今回に対する前回の前記(C)を前回の更新処理として、前回の更新処理が行われた時点から今回の更新処理が行われた時点までの期間において、該演算通信装置の通信部が別の演算通信装置から受けたすべての複数の情報ベクトル差分量と今回の更新処理で更新された情報ベクトルとを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報ベクトルを求めるとともに、該期間において、該演算通信装置の通信部が別の演算通信装置から受けたすべての複数の情報行列差分量と今回の更新処理で更新された情報行列とを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報行列を求める、ことを特徴とする請求項に記載の状態データ更新装置。
Each arithmetic communication device is
(A) acquiring the observation value by the observation unit;
(B) The state estimation unit estimates an information vector and an information matrix at an observation time point when the observation value is acquired;
(C) The state updating unit updates the information vector and the information matrix, and obtains the information vector difference amount and the information matrix difference amount,
Repeat steps (A) to (C),
When (C) is performed, the (C) is the current update process, and the previous (C) for the current is the previous update process, from the time when the previous update process is performed to the current update process The communication unit of the computing communication device adds up all of the plurality of information vector difference amounts received from another computing communication device and the information vector updated in the current update process in the period up to the time at which To obtain the updated new latest information vector, and in the period, the communication unit of the arithmetic communication device updates the plurality of information matrix difference amounts received from another arithmetic communication device and the current update processing 5. The state data updating device according to claim 4 , wherein the updated new latest information matrix is obtained by adding up the selected information matrix.
前記演算通信装置は、自身の前記状態更新部による更新に関する前記更新データを送信する送信タイミングを指定し、または、該更新データの送信先とする別の対象物体を選択する、ことを特徴とする請求項1、4又は5に記載の状態データ更新装置。 The arithmetic communication device is characterized in that it designates a transmission timing for transmitting the update data related to the update by the state update unit of its own, or selects another target object as a transmission destination of the update data. The state data update device according to claim 1, 4 or 5 . 複数の演算通信装置は、少なくとも、第1、第2および第3の演算通信装置を含み、
第1の演算通信装置の通信部と第2の演算通信装置の通信部とが、互いに直接通信できない場合に、
第1の演算通信装置の通信部は、第1の演算通信装置の状態更新部による更新に関する更新データを、第3の演算通信装置の通信部を介して、第2の演算通信装置の通信部へ送信可能である、ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の状態データ更新装置。
The plurality of arithmetic communication devices include at least first, second and third arithmetic communication devices,
When the communication unit of the first arithmetic communication device and the communication unit of the second arithmetic communication device can not directly communicate with each other:
The communication unit of the first arithmetic communication device communicates updated data concerning the update by the state update unit of the first arithmetic communication device with the communication unit of the second arithmetic communication device via the communication unit of the third arithmetic communication device. The status data update device according to any one of claims 1 to 6 , which can be transmitted to.
複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新方法であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ複数の演算通信装置を設け、
各演算通信装置において、
(A)観測部により、該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測して、該一方または両方の観測値を取得し、
(B)状態推定部により、過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定し、
(C)状態更新部により、前記(B)で推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新し、
(D)通信部により、前記状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
(E)該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを前記通信部により受けた場合に、状態統合部により、前記()で更新された最新の状態データと、前記通信部により受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求め、
前記状態データは、前記システムの状態を直接的に表す状態ベクトルから変換された情報ベクトルであり、前記更新データは、更新された情報ベクトルと推定された情報ベクトルとの差に関する情報ベクトル差分量を含み、
各演算通信装置において、
前記(A)〜(C)を繰り返し行い、
前記(C)を行った時に、該(C)を今回の更新処理とし、該今回に対する前回の前記(C)を前回の更新処理として、前回の更新処理が行われた時点から今回の更新処理が行われた時点までの期間において、別の演算通信装置の通信部から複数の前記情報ベクトル差分量を受信した場合、当該複数の前記情報ベクトル差分量と、前記今回の更新で得た前記情報ベクトルとを足し合わせることにより、更新された新たな最新の情報ベクトルを求める、ことを特徴とする状態データ更新方法。
A state data updating method for determining the state of a system including a plurality of target objects, comprising:
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
Providing a plurality of arithmetic communication devices for each of the plurality of target objects;
In each arithmetic communication device,
(A) The observation unit observes one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state with respect to the target object, and acquires one or both observed values;
(B) State data of the system at the observation time when the observed value is acquired, and the state data according to an estimation formula that causes the state estimation unit to transition state data of the system at a past time to state data at a new time Estimate error data representing the error of
(C) The state updating unit updates the state data of the system and the error data, based on the state data estimated in (B) and the observed value.
(D) The communication unit transmits update data regarding update by the state update unit to a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device,
(E) When update data is received by the communication unit from a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device, the latest state data updated in ( C ) by the state integration unit Obtaining new latest status data by integrating the update data received by the communication unit,
The state data is an information vector converted from a state vector directly representing the state of the system, and the update data is an information vector difference amount relating to a difference between the updated information vector and the estimated information vector. Including
In each arithmetic communication device,
Repeat steps (A) to (C),
When (C) is performed, the (C) is the current update process, and the previous (C) for the current is the previous update process, from the time when the previous update process is performed to the current update process When a plurality of the information vector difference amounts are received from the communication unit of another arithmetic communication device in a period up to the time at which the second step is performed, the plurality of information vector difference amounts and the information obtained by the current update A state data updating method characterized in that an updated new latest information vector is obtained by adding up the vectors .
複数の対象物体を含むシステムの状態を求める状態データ更新方法であって、
前記対象物体は、地上に静止している静止体であるか、または、地上に対して移動する移動体であり、
前記複数の対象物体にそれぞれ複数の演算通信装置を設け、
各演算通信装置において、
(A)観測部により、該演算通信装置が設けられた対象物体の内部状態と該対象物体に対する外部状態の一方または両方を観測して、該一方または両方の観測値を取得し、
(B)状態推定部により、過去の時点における前記システムの状態データを新たな時点の状態データへ遷移させる推定式に従って、前記観測値を取得した観測時点における前記システムの状態データと、この状態データの誤差を表わす誤差データを推定し、
(C)状態更新部により、前記(B)で推定された前記状態データと前記観測値とに基づいて、前記システムの状態データを更新するとともに、誤差データを更新し、
(D)通信部により、前記状態更新部による更新に関する更新データを、該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体に送信し、
(E)該演算通信装置が設けられた対象物体とは別の対象物体から更新データを前記通信部により受けた場合に、状態統合部により、前記()で更新された最新の状態データと、前記通信部により受けた更新データとを統合することにより、新たな最新の状態データを求め、
当該演算通信装置が設けられた対象物体の観測部が観測した別の対象物体の位置または速度に基づいて、当該別の対象物体が静止していると判断した場合に、当該別の対象物体の位置または速度の観測値を、当該別の対象物体または他の別の対象物体へ送信する頻度を下げる、ことを特徴とする状態データ更新方法。
A state data updating method for determining the state of a system including a plurality of target objects, comprising:
The target object is a stationary body stationary on the ground, or a moving body moving relative to the ground,
Providing a plurality of arithmetic communication devices for each of the plurality of target objects;
In each arithmetic communication device,
(A) The observation unit observes one or both of an internal state of a target object provided with the arithmetic communication device and an external state with respect to the target object, and acquires one or both observed values;
(B) State data of the system at the observation time when the observed value is acquired, and the state data according to an estimation formula that causes the state estimation unit to transition state data of the system at a past time to state data at a new time Estimate error data representing the error of
(C) The state updating unit updates the state data of the system and the error data, based on the state data estimated in (B) and the observed value.
(D) The communication unit transmits update data regarding update by the state update unit to a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device,
(E) When update data is received by the communication unit from a target object other than the target object provided with the arithmetic communication device, the latest state data updated in ( C ) by the state integration unit Obtaining new latest status data by integrating the update data received by the communication unit,
When it is determined that the other target object is stationary based on the position or the velocity of the other target object observed by the observation unit of the target object provided with the arithmetic communication device, the other target object A method of updating state data, characterized in that the frequency of transmitting position or velocity observations to said another object or another object is reduced .
JP2015098092A 2015-05-13 2015-05-13 Apparatus and method for updating state data Active JP6541026B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015098092A JP6541026B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Apparatus and method for updating state data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015098092A JP6541026B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Apparatus and method for updating state data

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016212039A JP2016212039A (en) 2016-12-15
JP6541026B2 true JP6541026B2 (en) 2019-07-10

Family

ID=57552343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015098092A Active JP6541026B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Apparatus and method for updating state data

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6541026B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107065883A (en) * 2017-05-18 2017-08-18 广州视源电子科技股份有限公司 Control method for movement, device, robot and storage medium
US20230120092A1 (en) 2020-03-06 2023-04-20 Sony Group Corporation Information processing device and information processing method
JP7327220B2 (en) * 2020-03-10 2023-08-16 日本電気株式会社 Marker management system, marker management method, and computer program
CN112025706B (en) * 2020-08-26 2022-01-04 北京市商汤科技开发有限公司 Method and device for determining state of robot, robot and storage medium
CN117136314A (en) * 2021-03-01 2023-11-28 日本先锋公司 Information processing device, control method, program, and storage medium

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007064853A (en) * 2005-08-31 2007-03-15 Hitachi Ltd Controller, system and program for positioning mobile object by using complex positioning
JP5089281B2 (en) * 2007-07-26 2012-12-05 三菱電機株式会社 State estimation device and state estimation method
JP5679121B2 (en) * 2011-05-25 2015-03-04 株式会社Ihi Robot motion prediction control method and apparatus
KR101913332B1 (en) * 2011-12-23 2018-10-31 삼성전자주식회사 Mobile apparatus and localization method of mobile apparatus
JP6035671B2 (en) * 2012-09-27 2016-11-30 株式会社Ihi Device state identification method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016212039A (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6541026B2 (en) Apparatus and method for updating state data
JP6025830B2 (en) Sensor positioning for 3D scanning
US10247556B2 (en) Method for processing feature measurements in vision-aided inertial navigation
TWI827649B (en) Apparatuses, systems and methods for vslam scale estimation
JP6395362B2 (en) Distributed location identification
KR101913332B1 (en) Mobile apparatus and localization method of mobile apparatus
KR101663650B1 (en) Apparatus for reconizing location using range signal and method thereof
Schneider et al. Fast and effective online pose estimation and mapping for UAVs
Biswas et al. Multi-sensor mobile robot localization for diverse environments
JP5776324B2 (en) Map processing method and program, and robot system
CN110118556A (en) A kind of robot localization method and device based on covariance mixing together SLAM
JP2013534616A (en) Method and system for fusing data originating from image sensors and motion or position sensors
Westman et al. Underwater AprilTag SLAM and calibration for high precision robot localization
Giubilato et al. An experimental comparison of ros-compatible stereo visual slam methods for planetary rovers
Tamjidi et al. 6-DOF pose estimation of a portable navigation aid for the visually impaired
CN112823321A (en) Position positioning system and method for mixing position identification results based on multiple types of sensors
Oriolo et al. Vision-based odometric localization for humanoids using a kinematic EKF
JP2022183032A (en) Hand-eye calibration of camera-guided devices
Iqbal et al. A unified SLAM solution using partial 3D structure
KR101619365B1 (en) Apparatus and method for simultaneous localization and mapping of robot
JP2018036151A (en) Positioning method using landmark
JP2018041431A (en) Point group matching method with correspondence taken into account, point group matching device with correspondence taken into account, and program
WO2022014322A1 (en) Information processing system and information processing device
WO2020195892A1 (en) Information processing device, program, and information processing method
WO2021049227A1 (en) Information processing system, information processing device, and information processing program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190530

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6541026

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151