JP7241732B2 - 磁気センサにより測定される磁場からの方位の決定 - Google Patents
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Description
-磁力計によって供給される測定値とシステムの方位に関する情報とを関連させるモデリング
-行われる測定のためのこの関係の関連の特徴付け
-W.T.Faulkner、R.Alwood、W.T.DavidおよびJ.Bohlin、「Gps-denied pedestrian tracking in indoor environments using an imu and magnetic compass(IMUおよび磁気コンパスを用いた、屋内環境においてGPSが拒否された歩行者の追跡)」、The Institute of Navigationの2010年国際技術会議の議事録、(サンディエゴ、CA)、p.198-204、2010年1月
-M.H.Afzal、V.RenaudinおよびG.Lachapelle、「Magnetic field based heading estimation for pedestrian navigation environments(歩行者のナビゲーション環境のための磁場に基づく方位推定)」、Indoor Positioning and Indoor Navigationの2011年国際会議、(ギマランイス、ポルトガル)、2011年9月
-以前のサンプリング時間に決定される方位の関数である方位予測を推定し、
-磁力計測定値から決定される磁方位の関数として推定され、予測された方位を再調整する。
-2つのサンプリング時間の間の磁気擾乱における変更のモデルの関数として推定し、かつ、
-擾乱の大きさの演繹的な推定の関数として推定する。
-kは、以前のサンプリング時間であり、
-a[k]は、磁気擾乱の演繹的な大きさを表すパラメータであり、
-u^およびσuは、擾乱における変化の期待値および分散の推定として計算手段によって計算される2つのパラメータである。なお、
-プログラムがコンピュータにおいて実行されるとき、上述したタイプの方法の実行のためのコード命令を含むコンピュータプログラム製品
-コンピュータプログラム製品がこの種の方法の実行のためのコード命令を含む、コンピュータ装置によって読み込み可能な記憶手段
に関するものである。
図1に関して、提案された測定装置は、例えば、
計算手段は、一方では(ステップ101)予測によって方位値の推定を計算するフィルタリング100を実施し、他方では(ステップ102)誤差推定の関数として再調整を実施する(図3)。
-前の時間kに関して計算または調整されるゲインKkの関数であり、
-予測された方位ψ(k+1)と測定値zψとの間の誤差Err(ψ(k+1),zψ)の推定の関数である。
以下、磁方位zψの測定値が環境に関連する磁場の擾乱の推定によって修正される再調整のありうる計算の一例が詳述される。
-
-ψ(d)は、環境に関連する磁方位擾乱に対応する(「d」は擾乱を意味する)(典型的には、擾乱は金属基盤に関連し、都市環境または建物内の電気ケーブルに関連する)。
-磁方位擾乱における変化のモデルを考慮することを可能にし(時間的、空間的相関またはより複雑な相関)、
-方位が観察可能であるフィルタリングモデルを構築することを可能にする(さもなければ、方位の推定を構築するいかなる希望も失われる)。
-u^およびσuは、2つのサンプリング時間の間の磁方位擾乱の変化のモデル(ガウス確率変数の形)である確率変数の期待値および分散であり、
-
パラメータa[k]は、磁方位擾乱の演繹的な大きさを表す。それは、方位を特徴付け、例えば磁場勾配のノルムの線形関数として計算される。
「Assessment of Indoor Magnetic Field Anomalies using Multiple Magnetometers Assessment of Indoor(屋内の複数の磁力計評価を用いた屋内の磁場異常の評価)」-M.H.Afzal、V.Renaudin、G.Lachapelle-The Satellite Division of the Institute of Navigationの第23回国際会議の議事録(IONGNSS2010)2010年9月21日-24日において提案されるような技術を実施することによって決定されてもよい。
パラメータu^[k]は、擾乱における変化のための最確値を表す。
パラメータσuは、ステップkの擾乱とステップk+1の擾乱との間の相関のイメージを表す。
Claims (14)
- 磁気センサにより方位を決定するための方法であって、磁場は、磁力計により測定され、計算手段は、所定のサンプリング時間の間、再帰的な処理計算を実施し、
-以前のサンプリング時間に決定される方位の関数として予測された方位を推定し、
-磁力計測定値から決定される磁方位の関数として推定された、前記予測された方位を補正し、
前記補正する間、前記計算手段は、前記補正の大きさを、
-磁気擾乱の変化の空間的相関を考慮するためにあらかじめ決定された2つのサンプリング時間の間の磁気擾乱の変化のモデルの関数として、かつ、
-前記磁気擾乱の前記大きさについての演繹的推定の関数として、
推定する、
ことを特徴とする方法。 - 前記補正の大きさは、測定された磁場勾配の関数である、
請求項1または2に記載の方法。 - 前記計算手段は、前記パラメータa[k]を前記磁場勾配のノルムの線形関数として推定する、
請求項2を引用する請求項3に記載の方法。 - 前記パラメータu^[k]は、時間k+1およびkのための磁力計出力から直接決定される前記磁方位の間の差として前記計算手段によって計算され、前記差から、方位における予測される変化(ω[k]dt)が減算される、
請求項2に記載の方法。 - 決定される前記磁方位は、前記磁力計を備えた移動物体の方位であり、
前記パラメータσuは、前記移動物体の変位の速度または前記移動物体の2つの連続するサンプリング時間の間の変位の関数として推定される、
請求項2に記載の方法。 - 前記方法は、状態が少なくともパラメータとして実際の方位および前記方位擾乱(ψ,ψ(d))を有するカルマンフィルタリングを実施する、
請求項2に記載の方法。 - 前記予測された方位は、慣性ユニットの1つまたは複数のセンサの測定値の関数として決定される、
請求項1から7のいずれかに記載の方法。 - 前記変化のモデルは、妨害における前記変化の時間的相関を考慮するために、あらかじめ決定される、
請求項1に記載の方法。 - 磁気センサにより方位を決定するためのデバイスであって、前記デバイスは、磁力計および前記磁力計により測定される磁場から方位を計算するための計算手段を備え、
前記計算手段は、異なる連続したサンプリング時間のために、請求項1から9のいずれかに記載の方法の処理を実施する、
デバイス。 - 請求項10に記載の方位を決定するためのデバイスを少なくとも1つ備える磁気慣性航法システム。
- 都市環境または建物内部に適用される請求項11に記載のシステムの使用。
- コンピュータプログラムであって、
前記プログラムがコンピュータにおいてに実行されるとき、請求項1から9のいずれかに記載の方法の実行のためのコード命令を含む、
コンピュータプログラム。 - コンピュータ装置によって読み込み可能な記憶手段であって、
コンピュータプログラムが請求項1から9のいずれかに記載の方法の実行のためのコード命令を含む、
記憶手段。
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