JPH09288160A - Estimating system of bias error of sensor - Google Patents

Estimating system of bias error of sensor

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JPH09288160A
JPH09288160A JP10143396A JP10143396A JPH09288160A JP H09288160 A JPH09288160 A JP H09288160A JP 10143396 A JP10143396 A JP 10143396A JP 10143396 A JP10143396 A JP 10143396A JP H09288160 A JPH09288160 A JP H09288160A
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bias error
error
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Takamitsu Okada
隆光 岡田
Yoshio Kosuge
義夫 小菅
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of the accuracy in estimation of a bias error due to the position of observation of a target and to attain accurate estimation of the bias error by providing a calculator for calculating a proper value of virtual values of an error dispersion matrix of an observation matrix, and others. SOLUTION: Position measuring devices 25a, 25b and 25c borne on movable targets 1-k respectively measure a position of a fixed object in order to specify their own positions and first communication devices 26a, 26b and 26c transmit data on positions in relation to the fixed object to a second communication device 27. The communication device 27 outputs these data on the positions in relation to the fixed object to a relative position storage unit 16. The storage unit 16 stores the minimal proper value of virtual values of an error dispersion matrix of an observation matrix calculated by a proper value calculator 10 and the data on the positions in relation to the fixed object. After the targets 1-k are disposed so that a regular system of the error dispersion matrix be maintained so that accumulation of a computer rounding error due to geometric positional relations between the target and sensors 1 and 2 may not occur, computation for estimation of a bias error is executed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のセンサを
持つ目標位置計測装置において各々のセンサのバイアス
誤差を推定する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for estimating a bias error of each sensor in a target position measuring apparatus having a plurality of sensors.

【0002】[0002]

【従来の技術】図25は、例えば特開平6−94823
号公報に示された従来のセンサのバイアス誤差推定装置
を示す図である。図において、1は第1のセンサ、2は
第2のセンサ、3は第1の観測器、4は第2の観測器、
5は第1のセンサ1と第2のセンサ2の位置を入力する
センサ位置設定器、6は第1の観測器3からの目標位置
とセンサ位置設定器5からの第1のセンサ位置を加算し
て目標の観測位置を算出する第1の加算器、7は第2の
観測器4からの目標位置とセンサ位置設定器5からの第
2のセンサ位置を加算して目標の観測位置を算出する第
2の加算器、8は第1のセンサ1のバイアス誤差の初期
値を定める初期バイアス設定器、9は第1の加算器6と
第2の加算器7からの目標観測位置と初期バイアス設定
器8からのバイアス誤差初期値とからk個の目標の観測
行列を算出する観測行列生成器、11は観測行列からバ
イアス誤差の推定値の共分散行列を算出する推定値評価
器、12は観測行列と推定値評価器11からのバイアス
誤差の推定値の共分散行列とからサンプリング時刻tに
おけるセンサのバイアス誤差推定値の仮の値を算出する
推定値算出器、13は初期バイアス設定器8からのセン
サのバイアス誤差の初期値より推定値算出器12からの
サンプリング時刻tにおけるセンサのバイアス誤差推定
値の仮の値を差し引く減算器、14は減算器13からの
第1のセンサと第2のセンサの時刻t におけるバイアス
誤差推定値14を記憶しておく推定値記憶器である。
2. Description of the Related Art FIG. 25 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-94823.
It is a figure which shows the bias error estimation apparatus of the conventional sensor shown by the publication. In the figure, 1 is a first sensor, 2 is a second sensor, 3 is a first observer, 4 is a second observer,
5 is a sensor position setter for inputting the positions of the first sensor 1 and the second sensor 2, and 6 is the sum of the target position from the first observer 3 and the first sensor position from the sensor position setter 5. And a first adder for calculating the target observation position, and 7 for calculating the target observation position by adding the target position from the second observer 4 and the second sensor position from the sensor position setter 5. 2 is a second adder, 8 is an initial bias setting device that determines the initial value of the bias error of the first sensor 1, and 9 is a target observation position and an initial bias from the first adder 6 and the second adder 7. An observation matrix generator that calculates k target observation matrices from the bias error initial values from the setter 8, 11 is an estimated value evaluator that calculates a covariance matrix of bias error estimated values from the observation matrix, and 12 is Both the observation matrix and the estimated value of the bias error from the estimated value evaluator 11 An estimated value calculator that calculates a temporary value of the sensor bias error estimated value at the sampling time t from the matrix and 13 is calculated from the estimated value calculator 12 from the initial value of the sensor bias error from the initial bias setter 8. A subtractor for subtracting a temporary value of the estimated bias error value of the sensor at the sampling time t, and 14 is an estimate for storing the estimated bias error value 14 of the first sensor and the second sensor from the subtracter 13 at the time t It is a value memory.

【0003】次に原理について説明する。第1のセンサ
1、及び、第2のセンサ2からk個の目標を見たときの
k番目の目標の正しい位置ベクトルは以下の式(1)の
ように極座標で表わされる。また、実際に各々のセンサ
から得られる観測位置ベクトルは以下の式(2)ように
極座標で表わされる。また、第1のセンサ1と第2のセ
ンサ2のバイアス誤差を式(3)として、第1のセンサ
1の設置位置を原点、第2のセンサ2の位置ベクトルを
以下の式(4)のように直交座標で表わす。
Next, the principle will be described. The correct position vector of the k-th target when viewing the k targets from the first sensor 1 and the second sensor 2 is expressed in polar coordinates as in the following expression (1). The observation position vector actually obtained from each sensor is expressed in polar coordinates as in the following equation (2). Further, the bias error between the first sensor 1 and the second sensor 2 is represented by the formula (3), the installation position of the first sensor 1 is the origin, and the position vector of the second sensor 2 is represented by the formula (4) below. As shown in Cartesian coordinates.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】極座標で表わされた目標の正しい位置ベク
トルと、実際に各々のセンサから得られる観測位置ベク
トルを直交座標で表わすと各々次式(5)、(6)とな
る。また、明らかに式(7)が成り立つ。
When the correct position vector of the target expressed in polar coordinates and the observed position vector actually obtained from each sensor are expressed in Cartesian coordinates, the following equations (5) and (6) are respectively obtained. Further, the formula (7) is clearly established.

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】ここで関数Gとして式(8)を定義して、
第1のセンサ1と第2のセンサ2のバイアス誤差の1サ
ンプリング前の推定値として式(9)を関数G の平衡点
の近傍に選んで、関数Gを(P1ko アンダーバー
(t),P2ko アンダーバー(t),θ1■,θ2■)の
まわりでテイラー展開し、2次以上の項を無視すると、
式(10)が得られる。ただし、式(11)とする。
Equation (8) is defined as the function G, and
Equation (9) is selected near the equilibrium point of the function G as an estimated value of the bias error of the first sensor 1 and the second sensor 2 before one sampling, and the function G is set to (P 1ko underbar (t), P Taylor expansion around 2ko underbar (t), θ 1 ■, θ 2 ■) and ignoring terms of second and higher order,
Equation (10) is obtained. However, equation (11) is used.

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】関数Gは第1のセンサ1と第2のセンサ2
の観測ベクトルP1ko アンダーバー(t)、P2ko アン
ダーバー(t)に誤差がなければ恒等的に零になる。従
って、式(10)の右辺を零とおいて、式(12)が得
られる。
The function G is the first sensor 1 and the second sensor 2
If there is no error in the observation vectors P 1ko underbar (t) and P 2ko underbar (t) of, the values become equal to zero. Therefore, equation (12) is obtained by setting the right side of equation (10) to zero.

【0010】[0010]

【数4】 (Equation 4)

【0011】式(12)の左辺は、バイアス誤差の初期
値と観測位置により定まる観測値と考えられる。式(1
2)の右辺第1項、第2項は求めるべきバイアス誤差を
状態変数として、観測行列との積と考えられる、第3
項、第4項は観測位置誤差と観測行列の積、すなわち、
雑音と考えられる。従って、式(12)は観測系に雑音
が含まれる線形状態方程式と考えることができる。すな
わち、観測値をZt アンダーバー、観測行列をHt 、求
める状態変数をXアンダーバー、観測雑音ベクトルをν
t アンダーバーとおけば、次式(13)が得られる。こ
こで各項は式(14)ないし(18)で表される。
The left side of equation (12) is considered to be an observed value determined by the initial value of the bias error and the observation position. Equation (1
The first term and the second term on the right side of 2) are considered to be the product with the observation matrix, with the bias error to be obtained as the state variable.
The term and the fourth term are the product of the observation position error and the observation matrix, that is,
Considered as noise. Therefore, the equation (12) can be considered as a linear equation of state in which the observation system includes noise. That is, the observation value is Z t underbar, the observation matrix is H t , the state variable to be obtained is X underbar, and the observation noise vector is ν.
By using t underbar, the following equation (13) is obtained. Here, each term is represented by equations (14) to (18).

【0012】[0012]

【数5】 (Equation 5)

【0013】式(13)の状態ベクトルXアンダーバー
はサンプリング時刻によらない定数ベクトルなので、カ
ルマンフィルタの理論において推移行列を単位行列、駆
動雑音を零ベクトルとして、バイアス誤差を推定するこ
とができる。サンプリング時刻tにおける状態ベクトル
Xアンダーバーの推定結果を式(19)と書けば、式
(20)ないし(22)となる。ここで、式(23)な
いし(28)が成立する。ここで、
Since the state vector X underbar in equation (13) is a constant vector that does not depend on the sampling time, the bias error can be estimated by using the transition matrix as the unit matrix and the driving noise as the zero vector in the theory of Kalman filter. If the estimation result of the state vector X underbar at the sampling time t is written as equation (19), equations (20) to (22) are obtained. Here, the expressions (23) to (28) are established. here,

【0014】[0014]

【数6】 (Equation 6)

【0015】なお、(σ2 ikR(t),σ2 ikE(t),σ
2 ikAz (t))は観測誤差の分散である。
Note that (σ 2 ikR (t), σ 2 ikE (t), σ
2 ikAz (t) is the variance of the observation error.

【0016】次に動作について説明する。図25におい
て、第1のセンサ1、及び、第2のセンサ2は目標の位
置を観測するためのセンサで、同時に目標位置をサンプ
ルする。第1の観測器3、及び、第2の観測器4により
式(2)で表される目標の位置を出力する。また、セン
サ位置設定器5はある基準位置(以下基準位置と称す)
に対する第1のセンサ1と第2のセンサ2の位置を設定
する。ここで、第1のセンサ1と第2のセンサ2の位置
関係は式(7)で表される。第1の加算器6、及び、第
2の加算器7では、第1の観測器3、及び、第2の観測
器4からの目標の位置に第1のセンサ1と第2のセンサ
2の位置を加算し、基準位置に対する目標の観測位置を
算出する。また、初期バイアス設定器8は動作開始時
(t=1)では第1のセンサ1、及び、第2のセンサ2
のバイアス誤差初期値を設定し、それ以後(t>1)は
推定値記憶器15からの前回算出のセンサのバイアス誤
差推定値14を出力する(即ち式(20)の右辺第1項
を出力する)。
Next, the operation will be described. In FIG. 25, a first sensor 1 and a second sensor 2 are sensors for observing the target position, and simultaneously sample the target position. The first observer 3 and the second observer 4 output the target position represented by the equation (2). Further, the sensor position setter 5 has a certain reference position (hereinafter referred to as a reference position)
Set the position of the first sensor 1 and the second sensor 2 with respect to. Here, the positional relationship between the first sensor 1 and the second sensor 2 is represented by Expression (7). In the first adder 6 and the second adder 7, the first sensor 1 and the second sensor 2 are located at the target positions from the first observer 3 and the second observer 4. The positions are added to calculate the target observation position with respect to the reference position. Further, the initial bias setter 8 has the first sensor 1 and the second sensor 2 at the start of operation (t = 1).
The bias error initial value is set, and thereafter (t> 1), the bias error estimated value 14 of the sensor calculated previously from the estimated value storage unit 15 is output (that is, the first term on the right side of Expression (20) is output). To).

【0017】観測行列生成器9では、上記第1の加算器
6、及び、第2の加算器7からの目標の観測位置と、初
期バイアス設定器8からのバイアス誤差初期値または前
回算出のセンサのバイアス誤差推定値14を受けて式
(15)で表わされる観測行列Ht を演算して求める。
これは、式(16)のFk (t)に相当する。推定値評
価器11では式(22)における共分散行列Pt を演算
する。さらに、推定値算出器12では推定値評価器11
からの推定値の共分散行列を用いて、サンプリング時刻
tにおけるバイアス誤差推定値の仮の値、すなわち式
(20)の右辺第2項を算出する。さらに減算器13で
推定値算出器12からのバイアス誤差推定値を初期バイ
アス設定器8からのバイアス誤差初期値またはサンプリ
ング時刻(t−1)のセンサのバイアス誤差推定値1
4、すなわち式(20)の右辺第1項から差し引いて、
式(20)のバイアス誤差推定値14を演算し出力する
とともに、推定値記憶器15に送出する。推定値記憶器
15は、算出したサンプリング時刻tにおけるセンサの
バイアス誤差の推定値を記憶するとともに、前回算出の
センサのバイアス誤差推定値として初期バイアス誤差推
定器8に送出する。以後、この一連の処理をバイアス誤
差の推定値が収束するまで繰り返す。なお、このとき初
期バイアス誤差推定器8からはその都度前回(サンプリ
ング時刻(t−1))算出のセンサのバイアス誤差推定
値が出力される。
In the observation matrix generator 9, the target observation positions from the first adder 6 and the second adder 7 and the bias error initial value from the initial bias setting device 8 or the previously calculated sensor. The bias error estimated value 14 of is received and the observation matrix H t represented by the equation (15) is calculated.
This corresponds to F k (t) in equation (16). The estimated value evaluator 11 calculates the covariance matrix P t in equation (22). Furthermore, in the estimated value calculator 12, the estimated value evaluator 11
Using the covariance matrix of the estimated values from, the temporary value of the bias error estimated value at the sampling time t, that is, the second term on the right side of Expression (20) is calculated. Further, the subtractor 13 converts the bias error estimated value from the estimated value calculator 12 into the bias error initial value from the initial bias setter 8 or the sensor bias error estimated value 1 at the sampling time (t-1).
4, that is, by subtracting from the first term on the right side of Expression (20),
The bias error estimated value 14 of the equation (20) is calculated and output, and is also sent to the estimated value storage 15. The estimated value storage unit 15 stores the calculated estimated value of the sensor bias error at the sampling time t and sends it to the initial bias error estimator 8 as the previously calculated estimated sensor bias error value. Thereafter, this series of processing is repeated until the estimated value of the bias error converges. At this time, each time the initial bias error estimator 8 outputs the estimated sensor bias error value (sampling time (t-1)).

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】従来のセンサのバイア
ス誤差推定装置では、Pt を求める式(20)の[]内
の第2項が正則であれば、センサのバイアス誤差推定
値、すなわち状態方程式の式(20)は算出可能であ
る。そのための必要十分条件は、観測行列の階数が6で
あればいい。いいかえれば、2つ以上の目標を観測すれ
ばいいことになる。この条件は制御理論の可観測が対応
しているが、可観測の議論では観測行列が定数行列であ
ることを前提としている。ところが、従来のセンサのバ
イアス誤差推定装置では、観測行列の階数は、目標の観
測位置および1サンプリング前のセンサのバイアス誤差
推定値の不連続関数である。従って、観測行列の階数が
5以下の状況下でも、目標の観測位置等の若干の違いに
より観測行列の階数が6となり、バイアス誤差は推定で
きるものの、真値とかけ離れてしまう現象が発生すると
いう課題があった。一方、これ以外に、目標とセンサの
距離が2つの目標の距離に比べて大きい場合や2つのセ
ンサの間隔に比べて大きい場合、もしくは、仰角一定
等、センサと目標観測位置の関係に規則性がある場合
に、推定値評価器11の式(22)の共分散行列Pt
演算で0割に近い現象が発生して、センサのバイアス誤
差推定値が真値とかけ離れてしまう現象が発生するとい
う課題があった。また、そうでなくても目標観測位置に
よりバイアス誤差の推定精度が劣化するという課題があ
った。
In the conventional bias error estimation device for a sensor, if the second term in [] of the equation (20) for obtaining P t is regular, the estimated bias error value of the sensor, that is, the state. Equation (20) of the equation can be calculated. The necessary and sufficient condition for this is that the rank of the observation matrix is 6. In other words, it is only necessary to observe two or more goals. This condition corresponds to the observability of control theory, but the observable argument assumes that the observation matrix is a constant matrix. However, in the conventional sensor bias error estimation device, the rank of the observation matrix is a discontinuous function of the target observation position and the sensor bias error estimation value one sampling before. Therefore, even when the rank of the observation matrix is 5 or less, the rank of the observation matrix becomes 6 due to a slight difference in the target observation position, etc., and although the bias error can be estimated, there is a phenomenon that it deviates from the true value. There were challenges. On the other hand, in addition to this, if the distance between the target and the sensor is larger than the distance between the two targets, or if it is larger than the distance between the two sensors, or if the elevation angle is constant, the relationship between the sensor and the target observation position is regular. If there is, a phenomenon close to 0% occurs in the calculation of the covariance matrix P t of the equation (22) of the estimated value evaluator 11, and the phenomenon that the bias error estimated value of the sensor deviates from the true value occurs. There was a problem to do. Moreover, even if this is not the case, there is a problem that the accuracy of bias error estimation deteriorates depending on the target observation position.

【0019】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、最初に位置情報が既知の複数の仮
の可動目標を用いて第1のセンサ及び第2のセンサの各
々の推定演算を発散させずに、精度よくバイアス誤差を
求めることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and first estimates each of the first sensor and the second sensor by using a plurality of temporary movable targets whose position information is known. The purpose is to accurately obtain the bias error without diverging the calculation.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】この発明に係るセンサの
バイアス誤差推定装置は、第1のセンサによる目標から
のデータ入力により観測する第1の観測器と、この第1
のセンサとは離れた位置にある第2のセンサからのデー
タ入力により観測する第2の観測器とからの各時間毎の
出力で観測行列を得る観測行列生成器と、この観測行列
の誤差分散行列の仮の値の固有値を算出する誤差分散行
列の固有値算出器と、観測行列の誤差分散行列の仮の値
の最小固有値と、k個の可動目標に搭載された位置計測
手段からの固定目標との相対位置データとを対応させて
時系列で記憶する目標物の相対位置記憶器と、この目標
物の相対位置記憶器で記憶された時系列の仮の値の最小
固有値の中で所定の値を取る固有値に対応する相対目標
位置データを出力する目標物の位置評価器と、目標物の
位置評価器で得られた相対目標位置データを上記k個の
可動目標に送信して可動目標の位置を指示する目標位置
指示器と、観測行列生成器出力の観測行列出力と観測雑
音の共分散とからバイアス誤差推定値の共分散行列を算
出する推定値評価器と、この推定値評価器出力と観測行
列出力とから仮のバイアス誤差値を算出する推定値算出
器とを備えて、累積演算結果からセンサのバイアス誤差
を推定するようにした。
A bias error estimating apparatus for a sensor according to the present invention includes a first observer for observing data input from a target by a first sensor, and
Observation matrix generator that obtains the observation matrix at the output for each time from the second observer that observes with the data input from the second sensor located at a position apart from the sensor, and the error variance of this observation matrix Eigenvalue calculator of error distribution matrix for calculating eigenvalue of temporary value of matrix, minimum eigenvalue of temporary value of error distribution matrix of observation matrix, and fixed target from position measuring means mounted on k movable targets Relative position data of the target is stored in time series in correspondence with the relative position data of the target, and a predetermined value among the minimum eigenvalues of the temporary values of the time series stored in the relative position memory of the target. The target object position evaluator that outputs relative target position data corresponding to the eigenvalue that takes a value, and the relative target position data obtained by the target object position evaluator are transmitted to the above k movable targets, and Target position indicator that indicates the position and observation line An estimated value evaluator that calculates the covariance matrix of the bias error estimation value from the observation matrix output of the generator output and the covariance of the observation noise, and a temporary bias error value from the estimated value evaluator output and the observation matrix output. An estimated value calculator for calculating the bias error of the sensor is estimated from the cumulative calculation result.

【0021】また、誤差分散行列の固有値算出器に替え
て、観測行列生成器出力から観測行列の各要素に連続な
関数である観測行列とその転置行列との積からなる行列
の最小固有値を算出する階数評価値算出器を備えて、演
算結果からセンサのバイアス誤差を推定するようにし
た。
Further, instead of the eigenvalue calculator of the error variance matrix, the minimum eigenvalue of the matrix formed by the product of the observation matrix and its transposed matrix, which is a function continuous to each element of the observation matrix, is calculated from the output of the observation matrix generator. A rank evaluation value calculator is provided to estimate the bias error of the sensor from the calculation result.

【0022】また、観測行列生成器出力から観測行列の
各要素に連続な関数である観測行列とその転置行列との
積からなる行列の最小固有値を算出する階数評価値算出
器を備え、誤差分散行列の固有値算出器と併用した。
Further, a rank evaluation value calculator for calculating the minimum eigenvalue of the matrix consisting of the product of the observation matrix and its transposed matrix, which is a function continuous to each element of the observation matrix from the output of the observation matrix generator, is provided, and the error variance It was used together with the matrix eigenvalue calculator.

【0023】また、推定値評価器と推定値算出器とに替
えて、観測行列生成器出力の観測行列から観測行列の階
数減少によるバイアス誤差の推定値の発散を抑えるペナ
ルティ関数を用いてバイアス誤差を推定するペナルティ
関数による推定値算出器を備えて、演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定するようにした。
Further, instead of the estimated value evaluator and the estimated value calculator, a bias function is used from the observation matrix of the observation matrix generator output by using a penalty function for suppressing the divergence of the estimated value of the bias error due to the reduction of the rank of the observation matrix. A bias value of the sensor is estimated from the calculation result by providing an estimated value calculator using a penalty function for estimating.

【0024】また、推定値評価器と推定値算出器とに替
えて、観測行列生成器出力の観測行列と観測雑音の共分
散とからバイアス誤差の推定値の発散を抑えるペナルテ
ィ関数を用いてバイアス誤差の推定値の共分散行列を算
出するペナルティ関数型推定値評価器と、観測行列とペ
ナルティ関数型推定値評価器出力とからバイアス誤差推
定値の発散を抑えるペナルティ関数を用いて再帰的にセ
ンサのバイアス誤差を算出するペナルティ関数型再帰的
推定値算出器を備えて、累積演算結果からセンサのバイ
アス誤差を推定するようにした。
Further, instead of the estimated value evaluator and the estimated value calculator, a bias function is used to suppress the divergence of the estimated value of the bias error from the observation matrix of the observation matrix generator output and the covariance of the observation noise. A penalty function estimator that calculates the covariance matrix of the error estimate, and a penalty function that suppresses the divergence of the bias error estimate from the observation matrix and the output of the penalty function estimator are used to recursively perform the sensor The bias error of the sensor is estimated from the cumulative calculation result by providing a penalty function type recursive estimation value calculator for calculating the bias error of.

【0025】また、目標物の位置記憶器に替えて、k個
の可動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置
データを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応
させて時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備え
て、観測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定するようにした。
Further, in place of the position memory of the target object, the self-position data from the self-position measuring device mounted on the k movable targets is made to correspond to the minimum eigenvalue of the temporary value with the error variance matrix. The sensor is equipped with a position memory for the movable target that is stored in time series, and the bias error of the sensor is estimated from the calculation result using the output of the observation matrix generator.

【0026】また、目標物の位置記憶器に替えて、k個
の可動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置
データを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応
させて時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備え
て、観測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定するようにした。
Further, in place of the position memory of the target object, the self-position data from the self-position measuring device mounted on the k movable targets is made to correspond to the minimum eigenvalue of the temporary value with the error variance matrix. The sensor is equipped with a position memory for the movable target that is stored in time series, and the bias error of the sensor is estimated from the calculation result using the output of the observation matrix generator.

【0027】また、目標物の位置記憶器に替えて、k個
の可動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置
データを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応
させて時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備え
て、観測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定するようにした。
Further, in place of the position memory of the target object, the self-position data from the self-position measuring device mounted on the k movable targets is made to correspond to the minimum eigenvalue of the temporary value with the error variance matrix. The sensor is equipped with a position memory for the movable target that is stored in time series, and the bias error of the sensor is estimated from the calculation result using the output of the observation matrix generator.

【0028】また更に、自己位置データは、k個の可動
目標に搭載された自己位置測定器のGPS(Globl Posit
ioning System)装置により得られる構成とした。
Furthermore, the self-position data is the GPS (Globl Posit) of the self-position measuring device mounted on the k movable targets.
ioning system) device.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1のセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。図中1〜9及
び11〜15は従来の装置と同一である。10はサンプ
リングt における観測行列の誤差分散行列の仮の値の最
小固有値を算出する誤差分散行列の固有値算出器、25
a、25b、25cは静止した鉄塔、建物等の他の目標
との相対位置を計測する各可動目標1、可動目標2ない
し可動目標Kに搭載された位置計測装置、26a、26
b、26cは位置観測装置25a、25b、25cで計
測した固定目標物との相対位置データを第2の通信装置
27に送信する、もしくは第2の通信装置27から固定
目標物の位置データを受信する第1の通信装置、27は
第1の通信装置26a、26b、26cから送られてく
る固定目標物との相対位置データを受信する、もしくは
固定目標物との相対位置データを第1の通信装置に送信
する第2の通信装置、16は誤差分散行列の固有値算出
器10で算出した観測行列の誤差分散行列の仮の値の最
小固有値と、第2の通信装置27で受信した固定目標物
との相対位置データとをペアにして時系列で記憶する目
標物の相対位置記憶器、17は目標物の相対位置記憶器
16で記憶した各サンプリング時刻における誤差分散行
列の仮の値の最小固有値と固定目標物との相対位置デー
タのなかで、最小固有値がある値以上となる固定目標物
との相対位置データを出力する目標物の位置評価器、1
8は目標物の位置評価器17が出力した固定目標物との
相対位置データを第2の通信装置を介してk個の可動目
標それぞれに送信する目標位置指示器である。また、図
2は誤差分散行列の固有値算出器10の処理の流れを示
すフローチャートである。
Embodiment 1. 1 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 11-15 are the same as the conventional device. 10 is an eigenvalue calculator of the error variance matrix for calculating the minimum eigenvalue of the temporary value of the error variance matrix of the observation matrix at the sampling t, 25
a, 25b, 25c are position measuring devices mounted on each movable target 1, movable target 2 or movable target K for measuring the relative position with respect to another target such as a stationary tower or a building, and 26a, 26.
b and 26c transmit relative position data with respect to the fixed target measured by the position observation devices 25a, 25b and 25c to the second communication device 27, or receive position data of the fixed target from the second communication device 27. The first communication device 27, which receives the relative position data with respect to the fixed target object sent from the first communication device 26a, 26b, 26c, or the first communication with the relative position data with the fixed target object. A second communication device for transmitting to the device, 16 is the minimum eigenvalue of the temporary value of the error dispersion matrix of the observation matrix calculated by the eigenvalue calculator 10 of the error dispersion matrix, and the fixed target object received by the second communication device 27. And the relative position data of the target object that is stored in time series as a pair, and 17 is the minimum of the temporary value of the error variance matrix at each sampling time stored in the relative position memory 16 of the target object. Yes value among the relative position data of the fixed target, the position estimator of the target to output the relative position data between the fixed target composed to have the minimum eigenvalue value or more, 1
Reference numeral 8 is a target position indicator for transmitting relative position data with respect to the fixed target output from the position evaluator 17 of the target to each of the k movable targets via the second communication device. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing of the eigenvalue calculator 10 of the error variance matrix.

【0030】次に原理について説明する。第1、及び、
第2のセンサから目標の位置を観測してそのデータから
観測行列生成器9で目標の観測行列を生成する処理まで
は従来の装置と同一である。ここで、バイアス誤差推定
値Xt アンダーバーハットの収束性について考える。ま
ず、Xt アンダーバーハットが算出可能となるために
は、Rt ik が正値対称行列、Fik(t)が正則行列、P
-1(_) が半正値対称行列となるので、次式(29)が
正則ならば式(20)〜式(22)は一意的に解ける。
なお、at アンダーバーとして式(30)とおくと、式
(31)が得られる。
Next, the principle will be described. First and
The process up to the process of observing the target position from the second sensor and generating the target observation matrix from the data by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. Now, let us consider the convergence of the bias error estimated value X t underbar hat. First, in order to be able to calculate the X t underbar hat, R t ik is a positive symmetric matrix, F ik (t) is a regular matrix, and P t is a regular matrix.
Since -1 (_) is a semi-positive symmetric matrix, if the following expression (29) is regular, expressions (20) to (22) can be uniquely solved.
In addition, when the equation (30) is set as the at t underbar, the equation (31) is obtained.

【0031】[0031]

【数7】 (Equation 7)

【0032】従って、式(20)〜式(22)は、次式
(32)、(33)となる。
Therefore, the equations (20) to (22) become the following equations (32) and (33).

【0033】[0033]

【数8】 (Equation 8)

【0034】これは、式(22)の演算で零割りに近い
事象が発生した場合、サンプリング時刻tにおける状態
ベクトルXt アンダーバーの推定結果Xt アンダーバー
ハットが発散する可能性を示している。すなわち、理論
的にAt が正則であっても、第1のセンサ1と第2のセ
ンサ2の距離が小さい場合や目標とセンサの距離が大き
い場合等のように、同じ目標に対する第1のセンサ1と
第2のセンサ2の観測値の差異がとても小さいときに、
計算機丸め誤差の蓄積により式(22)の演算で零割り
に近い事象が発生してバイアス誤差の推定値が真値とか
け離れることがある。さて、行列At のが小固有値をλ
t とした時、P-1(_) が半正値対称行列となるので、
式(34)の関係が得られる。
This indicates that when an event close to zero division occurs in the calculation of the equation (22), the estimation result X t underbar hat of the state vector X t underbar at the sampling time t may diverge. That is, even if A t is theoretically regular, the first target 1 with respect to the same target, such as the case where the distance between the first sensor 1 and the second sensor 2 is small or the distance between the target and the sensor is large, etc. When the difference between the observed values of sensor 1 and second sensor 2 is very small,
Accumulation of computer rounding error may cause an event close to zero division in the calculation of Expression (22), and the estimated value of the bias error may be far from the true value. Now, the matrix A t has a small eigenvalue λ
When t is set, P −1 (_) becomes a positive symmetric matrix, so
The relationship of Expression (34) is obtained.

【0035】[0035]

【数9】 [Equation 9]

【0036】ここで、||a||アンダーバーはベクトルa
アンダーバーのユークリッドノルムを表わす。従って、
行列At の最小固有値λt がある正の定数aより大きい
時、式(20)より、サンプリング時刻tにおける状態
ベクトルxアンダーバーの推定結果、すなわち、バイア
ス誤差の推定値xt アンダーバーハットが発散せずに算
出できるので、行列At の最小固有値λt が次の式(3
5)を満たすようにk個の目標を運動もしくは静止さ
せ、(20)ないし式(22)を用いて状態ベクトルx
アンダーバーの推定結果を反復計算する。
Where || a || underbar is the vector a
Represents the Euclidean norm of the underbar. Therefore,
When positive constant greater than a with the minimum eigenvalue lambda t of the matrix A t, the equation (20), the estimation result of the state vector x underscore at the sampling time t, i.e., causes divergence estimated value x t underscores hat bias error Therefore, the minimum eigenvalue λ t of the matrix A t can be calculated by the following equation (3
5) The k targets are moved or stopped so as to satisfy 5), and the state vector x is calculated using (20) to (22).
The underbar estimation result is iteratively calculated.

【0037】次に、上記に説明した原理を適用した実施
の形態1の装置の動作を図1、および、図2にしたがっ
て説明する。図1において、第1のセンサ1、及び、第
2のセンサ2から目標の位置を観測し観測行列生成器9
で目標の観測行列を生成する処理までは従来の装置と同
一である。誤差分散行列の固有値算出器10では、観測
行列の誤差分散行列の仮の値の最小固有値を算出する。
次に図2にしたがって、誤差分散行列の固有値算出器1
0の処理の流れを説明する。ステップ100ではサンプ
ル時刻tにおける観測行列生成器9からの観測行列を取
り込む。ステップ101では、ステップ100で取り込
んだ観測行列と、あらかじめ設定された第1のセンサ1
と第2のセンサ2の観測誤差の分散から、式(29)を
用いて観測行列の誤差分散行列の仮の値である行列At
を算出する。ステップ102では、ステップ101で算
出した行列At の最小固有値を算出する。
Next, the operation of the apparatus of the first embodiment to which the above-described principle is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, a target position is observed from the first sensor 1 and the second sensor 2, and the observation matrix generator 9 is used.
The process up to the generation of the target observation matrix is the same as the conventional device. The error variance matrix eigenvalue calculator 10 calculates the minimum eigenvalue of the provisional values of the error variance matrix of the observation matrix.
Next, according to FIG. 2, the eigenvalue calculator 1 of the error variance matrix
The processing flow of 0 will be described. In step 100, the observation matrix from the observation matrix generator 9 at the sample time t is fetched. In step 101, the observation matrix acquired in step 100 and the preset first sensor 1
And the variance of the observation error of the second sensor 2, the matrix A t, which is a temporary value of the error variance matrix of the observation matrix, is calculated using Equation (29).
Is calculated. In step 102, the minimum eigenvalue of the matrix A t calculated in step 101 is calculated.

【0038】図1において、k個の可動目標それぞれに
搭載している位置計測装置25a、25b、25cで
は、目標自らの位置を特定するために静止物体(他の固
定目標物)の位置を計測する。第1の通信装置26a、
26b、26cでは位置計測装置25a、25b、25
cで計測した上記固定目標物との相対位置データを第2
の通信装置27に送信する。第2の通信装置27では第
1の通信装置26a、26b、26cで送信した固定目
標物との相対位置データを受信して、目標物の相対位置
記憶器16に出力する。目標物の相対位置記憶器16で
は誤差分散行列の固有値算出器10で算出した観測行列
の誤差分散行列の仮の値の最小固有値と、第2の通信装
置27で受信した固定目標物との相対位置データとをサ
ンプル時刻毎に記憶する。目標物の相対位置評価器17
では目標物の相対位置記憶器16に記憶された最小固有
値が式(35)を満たすときの固定目標物との相対位置
データを検索して出力する。ここで、ある定数aの値は
計算機の精度やセンサの精度により決まる値である。目
標位置指示器18では目標物の位置評価器17で検索し
た固定目標物との相対位置データを第2の通信装置27
を介して送出する。k個の可動目標は、この通信装置2
7で送信された固定目標物との相対位置データを第1の
通信装置26a、26b、26cで受信し、各目標の操
縦者は位置計測装置25a、25b、25cで固定目標
物との相対位置を観測しながら、それが通信装置26
a、26b、26cで受信した固定目標物との相対位置
データと等しくなる位置もしくは航跡に各可動目標を移
動もしくは運動させる。その後は、この移動後には、複
数の可動目標からのある時刻、第1と第2のセンサへの
一斉の位置データにより本来の観測行列生成器は必要な
行列を生成し、従来の装置と同様に推定値評価器11以
降の処理を行い、第1のセンサ1および第2のセンサ2
のバイアス誤差の推定値を算出する。
In FIG. 1, the position measuring devices 25a, 25b and 25c mounted on each of the k movable targets measure the position of a stationary object (other fixed target) in order to identify the position of the target itself. To do. The first communication device 26a,
In 26b and 26c, position measuring devices 25a, 25b and 25
The relative position data with the fixed target measured in c
To the communication device 27. The second communication device 27 receives the relative position data with respect to the fixed target transmitted by the first communication devices 26a, 26b, 26c, and outputs it to the relative position memory 16 of the target. In the relative position memory 16 of the target, the relative minimum eigenvalue of the temporary value of the error variance matrix of the observation matrix calculated by the eigenvalue calculator 10 of the error variance matrix and the fixed target received by the second communication device 27 The position data is stored at each sample time. Target relative position evaluator 17
Then, the relative position data with respect to the fixed target when the minimum eigenvalue stored in the relative position memory 16 of the target satisfies the equation (35) is retrieved and output. Here, the value of a certain constant a is a value determined by the accuracy of the computer and the accuracy of the sensor. The target position indicator 18 uses the relative position data with the fixed target object retrieved by the target position evaluator 17 as the second communication device 27.
Out via. The k movable targets are the communication devices 2
The first communication device 26a, 26b, 26c receives the relative position data with respect to the fixed target transmitted in step 7, and the operator of each target uses the position measuring devices 25a, 25b, 25c to detect the relative position with the fixed target. While observing
Each movable target is moved or moved to a position or wake equal to the relative position data with the fixed target received at a, 26b, and 26c. After that, after this movement, the original observation matrix generator generates the necessary matrix at a certain time from a plurality of movable targets and the simultaneous position data to the first and second sensors, similar to the conventional device. To the first sensor 1 and the second sensor 2
Calculate the estimated bias error of.

【0039】このように、目標とセンサの幾何学的な位
置関係により発生する計算機丸め誤差の蓄積が起こらな
いように、誤差分散行列の正則が保たれるようにk個の
目標を配置した上でバイアス誤差の推定演算をしている
ので、可動目標1ないしKの目標位置がフィードバック
されて定まると、その定まった各位置からの相対位置デ
ータにより、時間的には一時点のデータであっても第1
と第2のセンサの向きを定めるための観測行列が得られ
て、即ち、測定値評価器と推定値算出器により精度の良
いセンサのバイアス誤差推定値を得ることができる。
As described above, the k targets are arranged so that the regularity of the error distribution matrix is maintained so that the accumulation of the computer rounding error caused by the geometrical positional relationship between the target and the sensor does not occur. Since the bias error is estimated and calculated, when the target positions of the movable targets 1 to K are fed back and determined, the relative position data from each of the determined positions allows even temporally temporary data. First
Then, an observation matrix for determining the orientation of the second sensor is obtained, that is, an accurate bias error estimation value of the sensor can be obtained by the measurement value evaluator and the estimation value calculator.

【0040】実施の形態2.誤差分散行列の固有値算出
器に換えて、観測行列の階数を評価してk個の可動目標
を配置させる装置を説明する。図3はこの発明の実施の
形態2を示すセンサのバイアス誤差推定装置の構成図で
ある。図中1〜9及び11〜15は従来の装置と同一で
ある。19はサンプリングtにおける観測行列の階数に
よる解析から得た判定式を算出する階数評価値算出器で
ある。また、16〜18、25〜27は実施の形態1と
同一である。また、図2は階数評価値算出器19の処理
の流れを示すフローチャートである。
Embodiment 2 An apparatus for evaluating the rank of the observation matrix and arranging k movable targets instead of the eigenvalue calculator of the error variance matrix will be described. Second Embodiment FIG. 3 is a block diagram of a sensor bias error estimating apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 11-15 are the same as the conventional device. Reference numeral 19 denotes a rank evaluation value calculator that calculates a judgment formula obtained from analysis of the rank of the observation matrix at the sampling t. Further, 16 to 18, 25 to 27 are the same as those in the first embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing of the floor evaluation value calculator 19.

【0041】次に原理について説明する。第1、及び、
第2のセンサから目標の位置を観測し観測行列生成器9
で目標の観測行列を生成する処理までは従来の装置と同
一である。次に、実施の形態1とは別の観点で、xt
ンダーバーハットの収束性について考える。実施の形態
1で式(29)が正則ならば式(20)〜式(22)が
一意的に解けることを示した。行列At が正則であるた
めの必要十分条件は観測行列Ht の階数が6である。こ
れは、3次元センサの場合、少なくとも2つの目標の観
測値が必要であることを意味する。ところで、観測行列
t の階数が6の条件は、制御理論での可観測が対応し
ているが、可観測の議論では観測行列が定数行列である
ことを前提にしているのに対し、従来の装置の観測行列
は目標観測位置の関数となっている。したがって、観測
行列Ht の階数が5以下の状況下でも、目標の観測位置
等の若干の違いにより観測行列Ht の階数が6となり、
センサのバイアス誤差は推定できるものの、真値とかけ
離れてしまう現象が発生する。
Next, the principle will be described. First and
Observation matrix generator 9 for observing the target position from the second sensor
The process up to the generation of the target observation matrix is the same as the conventional device. Next, the convergence of the x t underbar hat will be considered from a viewpoint different from that of the first embodiment. It has been shown in the first embodiment that if the equation (29) is regular, the equations (20) to (22) can be uniquely solved. The necessary and sufficient condition for the matrix A t to be regular is that the rank of the observation matrix H t is 6. This means that for a three-dimensional sensor, at least two target observations are needed. By the way, the condition that the rank of the observation matrix H t is 6 corresponds to observability in the control theory, but in the discussion of observability, it is assumed that the observation matrix is a constant matrix. The observation matrix of the device is a function of the target observation position. Therefore, even when the rank of the observation matrix H t is 5 or less, the rank of the observation matrix H t becomes 6 due to a slight difference in the target observation position and the like.
Although the bias error of the sensor can be estimated, a phenomenon occurs that it is far from the true value.

【0042】このように、従来の装置は制御の一般論と
異なるので、階数に代わる解析指標が必要である。観測
行列Ht の階数は、k個の目標の観測位置、及び、セン
サのバイアス誤差の1サンプリング前の推定値の不連続
関数である。そこで、行列の固有値は行列の要素の連続
関数であること、行列、観測Ht の階数は行列Ht Tt
の階数と一致すること、および、正方行列の階数は0で
ない固有値の個数と一致することから、観測行列Ht
各要素に連続な関数を解析指標とする。すなわち行列H
t Tとその転置行列であるHt との積からなる行列Ht T
t の最小固有値をαt 、cを正の定数とした時、式(3
6)を満たすサンプリング時に式(20)〜式(22)
を用いて状態ベクトルxアンダーバーの推定結果を反復
計算すればよいことが分かる。従って、可動目標1ない
しKからの相対位置データにより最小固有値αt を求め
る階数評価値算出器19による演算を時間的に繰り返せ
ばよい。
As described above, since the conventional device is different from the general theory of control, an analysis index in place of the rank is necessary. The rank of the observation matrix H t is a discontinuous function of k target observation positions and an estimated value of the bias error of the sensor one sampling before. Therefore, the eigenvalues of the matrix are continuous functions of the elements of the matrix, and the rank of the matrix and the observation H t is the matrix H t T H t
Since it matches the rank of, and the rank of the square matrix matches the number of non-zero eigenvalues, a function continuous to each element of the observation matrix H t is used as an analysis index. That is, the matrix H
made from the product of t T and its a transposed matrix H t matrix H t T H
When the minimum eigenvalue of t is α t and c is a positive constant, the equation (3
Equation (20) to Equation (22) at the time of sampling that satisfies 6)
It can be seen that it is sufficient to iteratively calculate the estimation result of the state vector x underbar using. Therefore, the calculation by the rank evaluation value calculator 19 for obtaining the minimum eigenvalue α t from the relative position data from the movable targets 1 to K may be repeated in time.

【0043】次に、上記で説明した原理を適用した実施
の形態2の装置の動作を図3、および、図4にしたがっ
て説明する。図3において、第1のセンサ1、及び、第
2のセンサ2から目標の位置を観測し観測行列生成器9
で目標の観測行列を生成する処理までは従来の装置と同
一である。次に図4にしたがって、階数評価値算出器1
9の処理の流れを説明する。階数評価器算出器では、目
標とセンサの幾何学的位置関係により、観測行列の階数
がバイアス誤差推定値算出可能となるための条件を満た
さない事象を排除するための評価値を算出する。具体的
には以下のようになる。ステップ100ではサンプル時
刻tにおける観測行列生成器9からの観測行列を取り込
む。ステップ103では、ステップ100で取り込んだ
観測行列から、行列の積である行列Ht Tt を算出す
る。ステップ104では、ステップ103で算出した行
列Ht Tt の最小固有値を算出する。これは、行列の固
有値はその行列の各要素の連続関数であること、及び、
正方行列の階数は0でない固有値の個数と一致するとい
うことから、観測行列Ht と階数が等しく、かつ、正方
行列であるHt Tt の固有値を用いて観測行列Ht の階
数を評価している。
Next, the operation of the apparatus according to the second embodiment to which the above-described principle is applied will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the target position is observed from the first sensor 1 and the second sensor 2, and the observation matrix generator 9
The process up to the generation of the target observation matrix is the same as the conventional device. Next, according to FIG. 4, the floor evaluation value calculator 1
The processing flow of No. 9 will be described. The rank evaluator calculator calculates an evaluation value for eliminating an event that does not satisfy the condition for the rank of the observation matrix to be able to calculate the bias error estimated value, depending on the geometrical positional relationship between the target and the sensor. Specifically, it is as follows. In step 100, the observation matrix from the observation matrix generator 9 at the sample time t is fetched. In step 103, a matrix H t T H t , which is a product of matrices, is calculated from the observation matrix captured in step 100. In step 104, the minimum eigenvalue of the matrix H t T H t calculated in step 103 is calculated. This means that the eigenvalues of a matrix are continuous functions of each element of that matrix, and
The fact that the rank of a square matrix is consistent with the number of eigenvalues not zero, the observation matrix H t and rank equal and evaluate the rank of the observation matrix H t using the eigenvalues of H t T H t is a square matrix are doing.

【0044】図3において、位置計測装置25a、25
b、25cで固定目標物との相対位置を計測する処理か
ら第2の通信装置27で第1の通信装置26a、26
b、26cで送信した固定目標物との相対位置データを
受信して、目標物の相対位置記憶器16に出力するまで
の処理は実施の形態1と同一である。目標物の相対位置
記憶器16では階数評価値算出器19で算出したHt T
t の最小固有値と、第2の通信装置27で受信した固定
目標物との相対位置データとをサンプル時刻毎に記憶す
る。目標物の位置評価器17では目標物の位置記憶器1
6に記憶された最小固有値が式(36)を満たすときの
固定目標物との相対位置データを検索して出力する。目
標位置指示器18では目標物の位置評価器17で検索し
た固定目標物との相対位置データを第2の通信装置27
を介して送出する。k個の可動目標は、この通信装置2
7で送信された固定目標物との相対位置データを第1の
通信装置26a、26b、26cで受信し、各可動目標
の操縦者は位置計測装置25a、25b、25cで固定
目標物との相対位置を観測しながら、それが通信装置2
6a、26b、26cで受信した固定目標物との相対位
置データと等しくなる位置もしくは航跡に各可動目標を
移動もしくは運動させる。可動目標1ないしKの位置が
フィードバックで定まると、その定まった位置に対する
ある時刻の第1と第2のセンサによる一斉計測により、
その後は、従来の装置と同様に推定値評価器11以降の
処理を行い、第1のセンサ1および第2のセンサ2のバ
イアス誤差の推定値を算出する。
In FIG. 3, position measuring devices 25a, 25
From the process of measuring the relative position with respect to the fixed target with b and 25c, the second communication device 27 uses the first communication devices 26a and 26a.
The process from receiving the relative position data with respect to the fixed target transmitted in steps b and 26c and outputting the relative position data to the target relative position storage 16 is the same as in the first embodiment. In the relative position memory 16 of the target object, H t T H calculated by the floor evaluation value calculator 19
The minimum eigenvalue of t and the relative position data with respect to the fixed target object received by the second communication device 27 are stored for each sample time. The target position evaluator 17 uses the target position memory 1
The relative position data with respect to the fixed target when the minimum eigenvalue stored in 6 satisfies Expression (36) is retrieved and output. The target position indicator 18 uses the relative position data with the fixed target object retrieved by the target position evaluator 17 as the second communication device 27.
Out via. The k movable targets are the communication devices 2
The relative position data with respect to the fixed target transmitted at 7 is received by the first communication devices 26a, 26b, 26c, and the operator of each movable target uses the position measuring devices 25a, 25b, 25c to compare the relative position with the fixed target. While observing the position, it is the communication device 2
Each movable target is moved or moved to a position or track that is equal to the relative position data with the fixed target received at 6a, 26b, and 26c. When the positions of the movable targets 1 to K are determined by feedback, the simultaneous measurement by the first and second sensors at a certain time with respect to the determined position,
After that, the estimated value evaluator 11 and the subsequent processes are performed in the same manner as in the conventional device, and the estimated values of the bias errors of the first sensor 1 and the second sensor 2 are calculated.

【0045】このように、観測行列の階数が5以下の状
況下でも、目標の観測位置等の若干の違いによりその階
数が6となってセンサのバイアス誤差推定値が真値とか
け離れてしまう現象を回避するように、観測行列の階数
を評価してk個の目標を配置した上でバイアス誤差の推
定演算をしているので、精度の良いセンサのバイアス誤
差推定値を得ることができる。
As described above, even when the rank of the observation matrix is 5 or less, the rank becomes 6 due to a slight difference in the target observation position and the like, and the bias error estimated value of the sensor deviates from the true value. Since the order of the observation matrix is evaluated and the k targets are arranged so as to avoid the above, the bias error estimation calculation is performed, so that the bias error estimated value of the sensor can be obtained with high accuracy.

【0046】実施の形態3.実施の形態1と2を組み合
わせた場合を説明する。図5はこの発明の実施の形態3
のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図である。図中
1〜9及び11〜15は従来の装置と、また、10、1
6〜18、25〜27は実施の形態1で、19は実施の
形態2で用いられた要素とそれぞれ同一である。
Embodiment 3 A case where the first and second embodiments are combined will be described. FIG. 5 shows Embodiment 3 of the present invention.
3 is a configuration diagram of a bias error estimation device for the sensor of FIG. In the figure, 1 to 9 and 11 to 15 are conventional devices, and 10, 10 and 1.
6 to 18, 25 to 27 are the same as the elements used in the first embodiment, and 19 is the same as the elements used in the second embodiment.

【0047】次に、本実施の形態の装置の動作を図5に
従って説明する。第1、及び、第2のセンサから可動目
標の位置を観測し誤差分散行列の固有値算出器10で行
列At の最小固有値を算出する処理までは実施の形態1
と同一である。階数評価値算出器19では、誤差分散行
列の固有値算出器10と同時に観測行列を入力し、Ht T
t の最小固有値を算出する。k個の可動目標からの固
定目標物との相対位置データの送信は、実施の形態1と
同様である。このデータに基づき、目標物の相対位置記
憶器16では誤差分散行列の固有値算出器10で算出し
た観測行列の誤差分散行列の仮の値の最小固有値と、階
数評価値算出器19で算出したHt Tt の最小固有値
と、第2の通信装置27で受信した固定目標物との相対
位置データとをペアにしてサンプル時刻毎に記憶する。
目標物の相対位置評価器17では目標物の位置記憶器1
6に記憶された誤差分散行列の仮の値の最小固有値及び
t Tt の最小固有値がそれぞれ式(35)及び式を
(36)を同時に満たすときの固定目標物との相対位置
データを検索して出力する。これ以降の目標位置指示器
18による相対位置データの送信も実施の形態1と同様
である。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. First, and, second from the sensor to the processing of calculating the minimum eigenvalue of the matrix A t eigenvalue calculator 10 observed error variance matrix the position of the movable targets embodiments 1
Is the same as The rank evaluation value calculator 19 inputs the observation matrix at the same time as the error variance matrix eigenvalue calculator 10 and H t T
Calculate the minimum eigenvalue of H t . The transmission of the relative position data from the k movable targets to the fixed target object is the same as in the first embodiment. Based on this data, in the relative position memory 16 of the target object, the minimum eigenvalue of the temporary value of the error variance matrix of the observation matrix calculated by the eigenvalue calculator 10 of the error variance matrix and the H calculated by the rank evaluation value calculator 19 The minimum eigenvalue of t T H t and the relative position data of the fixed target received by the second communication device 27 are paired and stored at each sample time.
The target relative position evaluator 17 uses the target position memory 1
The relative position data with respect to the fixed target when the minimum eigenvalue of the temporary value and the minimum eigenvalue of H t T H t of the error variance matrix stored in 6 simultaneously satisfy the equations (35) and (36), respectively. Search and output. The subsequent transmission of the relative position data by the target position indicator 18 is the same as in the first embodiment.

【0048】このように、目標とセンサの幾何学的な位
置関係により発生する計算機丸め誤差の蓄積が起こらな
いように、また、観測行列の階数が5以下の状況下で
も、目標の観測位置等の若干の違いによりその階数が6
となってセンサのバイアス誤差推定値が真値とかけ離れ
てしまう現象を回避するように、誤差分散行列の正則性
及び観測行列の階数を評価してk個の目標を配置した上
でバイアス誤差の推定演算をして、精度の良いセンサの
バイアス誤差推定をしている。
As described above, the accumulation of computer rounding error caused by the geometrical positional relationship between the target and the sensor does not occur, and even when the rank of the observation matrix is 5 or less, the observation position of the target is The number of floors is 6 due to slight differences
In order to avoid the phenomenon that the estimated bias error value of the sensor deviates from the true value, the regularity of the error distribution matrix and the rank of the observation matrix are evaluated and k targets are arranged, and then the bias error An estimation calculation is performed to accurately estimate the bias error of the sensor.

【0049】実施の形態4.誤差分散行列の固有値算出
器に加えて、観測行列の階数減少により誤差推定値が発
生するのを防ぐペナルティ関数を用いて一度にバイアス
誤差を算出する装置を説明する。図6はこの発明の実施
の形態4のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9は従来の装置と、10、16〜18、2
5〜27は実施の形態1で用いられた要素とそれぞれ同
一である。20は観測行列から、バイアス誤差推定値の
発散を抑えるペナルティ関数を用いてセンサのバイアス
誤差を算出するペナルティ関数型推定値算出器である。
Embodiment 4 In addition to the eigenvalue calculator of the error variance matrix, a device for calculating the bias error at once using a penalty function that prevents the error estimation value from being generated due to the reduction of the rank of the observation matrix will be described. 6 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 9 are the conventional device, 10, 16 to 18 and 2
5 to 27 are the same as the elements used in the first embodiment. Reference numeral 20 denotes a penalty function type estimated value calculator that calculates the sensor bias error from the observation matrix using a penalty function that suppresses the divergence of the bias error estimated value.

【0050】次に原理について説明する。第1、及び、
第2のセンサから目標の位置を観測し観測行列生成器9
で目標の観測行列を生成する処理までは従来の装置と同
一である。また続いて、目標物の位置記憶器16に記憶
された誤差分散行列の仮の値の最小固有値が式(35)
を満たすときの固定目標物との相対位置データに対応す
る位置もしくは航跡にk個の各可動目標を移動もしくは
運動させる処理までは実施の形態1と同一である。次
に、k個の可動目標の1つあるいは複数の配置位置の精
度が悪く、バイアス誤差推定結果を発散させる危険性の
ある観測行列が得られた場合にも、バイアス誤差の発散
を抑える評価関数を定義する。すなわち、従来の装置に
おける式(13)の線形状態方程式に最小自乗法を適用
し、観測値と状態変数xアンダーバーとの差の自乗にバ
イアス誤差の推定精度を向上させる項を加えた以下の式
で表されるペナルティ関数を用いる。
Next, the principle will be described. First and
Observation matrix generator 9 for observing the target position from the second sensor
The process up to the generation of the target observation matrix is the same as the conventional device. In addition, subsequently, the minimum eigenvalue of the temporary value of the error distribution matrix stored in the position memory 16 of the target object is given by the equation (35).
The process is the same as that of the first embodiment up to the process of moving or moving each of the k movable targets to the position or track corresponding to the relative position data with respect to the fixed target when satisfying the condition. Next, an evaluation function that suppresses the divergence of the bias error is obtained even when the accuracy of one or a plurality of placement positions of the k movable targets is poor and an observation matrix with a risk of diverging the bias error estimation result is obtained. Is defined. That is, the following equation is obtained by applying the method of least squares to the linear state equation of the equation (13) in the conventional apparatus, and adding a term for improving the estimation accuracy of the bias error to the square of the difference between the observed value and the state variable x underbar. The penalty function represented by is used.

【0051】[0051]

【数10】 (Equation 10)

【0052】この式(37)の右辺は行列Ht Tt の最
小固有値が0に近くなった場合にもxt アンダーバーハ
ットが大きくなり過ぎないようにするための項であり、
Lは対角行列で対角要素は小さな正の定数である。評価
関数Jt を最小にするxt アンダーバーハットは、式
(37)の右辺を展開して、xt アンダーバーハットに
ついて微分した結果が零になるようなxt アンダーバー
ハットである。すなわち、次式(38)を解き、バイア
ス誤差の推定結果である式(39)を得る。
The right side of the equation (37) is a term for preventing the x t underbar hat from becoming too large even when the minimum eigenvalue of the matrix H t T H t approaches 0,
L is a diagonal matrix and the diagonal elements are small positive constants. X t underscore hat to the evaluation function J t minimized, expand the right side of equation (37), a x t underbar hat as the result obtained by differentiating the x t underscore hat becomes zero. That is, the following equation (38) is solved to obtain the equation (39) which is the bias error estimation result.

【0053】[0053]

【数11】 [Equation 11]

【0054】次に、上記で説明した原理を適用した実施
の形態4の装置の動作を図6、および、図7にしたがっ
て説明する。図6において、第1のセンサ1、及び、第
2のセンサ2から目標の位置を観測し観測行列生成器9
で目標の観測行列を生成する処理までは従来の装置と同
一である。また続いて、目標物の相対位置記憶器16に
記憶された誤差分散行列の仮の値の最小固有値が式(3
5)を満たすときの固定目標物との相対位置データに対
応する位置もしくは航跡にk個の可動目標を移動もしく
は運動させる処理までは実施の形態1と同一である。次
に図7にしたがって、各可動目標が所定の位置に移動し
た後の、ペナルティ関数による推定値20の処理の流れ
を説明する。ペナルティ関数による推定値算出器20で
は、観測行列生成器9からの観測行列から式(39)で
表されるバイアス誤差推定値を算出する。具体的には以
下のようになる。ステップ100では観測行列生成器9
からの観測行列を取り込む。ステップ105では、初期
バイアス設定器8からのバイアス誤差の初期値を取り込
む。ステップ106では、ステップ105で取り込んだ
バイアス誤差の初期値と第1のセンサ1および第2のセ
ンサ2の位置ベクトルから、式(14)〜式(18)で
表される状態方程式の観測値を算出する。ステップ10
7では、ステップ106で算出した状態方程式の観測値
と、観測ベクトルHt と、あらかじめ設定された第1の
センサ1と第2のセンサ2の観測誤差の分散から、式
(39)を用いてバイアス誤差の推定値を算出し、ステ
ップ108でバイアス誤差推定値14を出力する。
Next, the operation of the apparatus of the fourth embodiment to which the above-described principle is applied will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6, the target position is observed from the first sensor 1 and the second sensor 2, and the observation matrix generator 9 is used.
The process up to the generation of the target observation matrix is the same as the conventional device. Further, subsequently, the minimum eigenvalue of the temporary value of the error distribution matrix stored in the relative position memory 16 of the target is calculated by the formula (3
The process up to the process of moving or moving the k movable targets to the position or track corresponding to the relative position data with respect to the fixed target when 5) is satisfied is the same as in the first embodiment. Next, with reference to FIG. 7, a flow of processing of the estimated value 20 by the penalty function after each movable target moves to a predetermined position will be described. The estimated value calculator 20 using the penalty function calculates the bias error estimated value represented by the equation (39) from the observation matrix from the observation matrix generator 9. Specifically, it is as follows. In step 100, the observation matrix generator 9
Take in the observation matrix from. In step 105, the initial value of the bias error from the initial bias setter 8 is fetched. In step 106, the observed values of the state equations represented by the equations (14) to (18) are calculated from the initial values of the bias error captured in step 105 and the position vectors of the first sensor 1 and the second sensor 2. calculate. Step 10
In step 7, the bias value is calculated using equation (39) from the observation value of the state equation calculated in step 106, the observation vector Ht, and the preset variance of the observation errors of the first sensor 1 and the second sensor 2. An estimated error value is calculated, and the bias error estimated value 14 is output in step 108.

【0055】このように、バイアス誤差の推定値が発散
する恐れのある観測行列に対しても、その発生を抑える
項を付加した評価関数を用いているので、信頼性が高く
精度の良いセンサのバイアス誤差推定値を得ることがで
きる。
As described above, even for the observation matrix in which the estimated value of the bias error is likely to diverge, the evaluation function added with the term for suppressing the occurrence thereof is used, so that the sensor with high reliability and high accuracy can be obtained. A bias error estimate can be obtained.

【0056】実施の形態5.実施の形態3と4を組み合
わせた場合を説明する。図8はこの発明の実施の形態5
のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図である。図中
1〜9は従来の装置と、また、10、16〜19、25
〜27は実施の形態3と、また、20は実施の形態4で
用いられた要素とそれぞれ同一である。
Embodiment 5 A case where the third and fourth embodiments are combined will be described. FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a bias error estimation device for the sensor of FIG. In the figure, 1 to 9 are conventional devices, and 10, 16 to 19 and 25.
27 are the same as those in the third embodiment, and 20 is the same as those in the fourth embodiment.

【0057】次に、本実施の形態の装置の動作を図8に
従って説明する。第1、及び、第2のセンサから固定目
標との相対位置を観測し目標物の相対位置記憶器16に
記憶された誤差分散行列の仮の値の最小固有値が式(3
5)を満たすときの固定目標物との相対位置データに対
応する位置もしくは航跡にk個の目標を移動もしくは運
動させる処理までは実施の形態3と同一である。その
後、実施の形態4と同様に、ペナルティ関数による推定
値算出器20で、観測行列生成器9からの観測行列から
式(39)で表されるバイアス誤差推定値を算出する。
このように、バイアス誤差の推定値が発散する恐れのあ
る観測行列に対しても、その発生を抑える項を付加した
評価関数を用いているので、信頼性が高く精度の良いセ
ンサのバイアス誤差推定値を得ることができる。実施の
形態2と実施の形態4を組合せてもよい。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. The minimum eigenvalue of the provisional value of the error variance matrix stored in the relative position memory 16 of the target obtained by observing the relative position with respect to the fixed target from the first and second sensors is expressed by the formula (3
The process up to the process of moving or moving the k targets to the positions or wakes corresponding to the relative position data with respect to the fixed target when 5) is satisfied is the same as in the third embodiment. After that, as in the fourth embodiment, the estimated value calculator 20 using the penalty function calculates the bias error estimated value represented by the equation (39) from the observation matrix from the observation matrix generator 9.
In this way, even for the observation matrix where the estimated bias error value may diverge, the evaluation function with a term to suppress the occurrence is used, so the bias error estimation of the sensor with high reliability and accuracy is possible. You can get the value. The second embodiment and the fourth embodiment may be combined.

【0058】実施の形態6.ペナルティ関数による推定
値算出器に換え、観測行列と観測雑音の共分散とから同
じくペナルティ関数を用いて推定値の共分散行列を得
て、更に再帰的に誤差を算出する装置を説明する。図9
はこの発明の実施の形態5のセンサのバイアス誤差推定
装置の構成を示す。図中1〜9及び13〜15は従来の
装置と、同一である。10、16〜18、25〜27は
実施の形態1で用いられた要素とそれぞれ同一である。
21は観測行列から、バイアス誤差推定値の発散を抑え
るペナルティ関数を用いてバイアス誤差の推定値の共分
散行列を算出するペナルティ関数型推定値評価器、22
はペナルティ関数型推定値評価器21からのバイアス誤
差の推定値の共分散行列と、観測行列とから、バイアス
誤差推定値の発散を抑えるペナルティ関数を用いて再帰
的にセンサのバイアス誤差を算出するペナルティ関数型
再帰的推定値算出器である。
Embodiment 6 FIG. A device for obtaining an estimated value covariance matrix from the observation matrix and the covariance of the observation noise using the penalty function instead of the estimated value calculator using the penalty function, and further recursively calculating the error will be described. FIG.
Shows a configuration of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 13-15 are the same as the conventional device. 10, 16 to 18, and 25 to 27 are the same as the elements used in the first embodiment, respectively.
Reference numeral 21 is a penalty function-type estimated value evaluator that calculates a covariance matrix of bias error estimated values from an observation matrix using a penalty function that suppresses divergence of bias error estimated values, 22
Is a recursive calculation of the sensor bias error from the covariance matrix of the bias error estimated value from the penalty function type estimated value evaluator 21 and the observation matrix using a penalty function that suppresses the divergence of the bias error estimated value. It is a penalty function type recursive estimation value calculator.

【0059】次に原理について説明する。第1のセンサ
1、および、第2のセンサ2から目標の位置を観測し観
測行列生成器9で目標の観測行列を生成する処理までは
従来の装置と同一である。また続いて、目標物の位置記
憶器16に記憶された誤差分散行列の仮の値の最小固有
値が式(35)を満たすときの固定目標物との相対位置
データに対応する位置もしくは航跡にk個の目標を移動
もしくは運動させる処理までは実施の形態1と同一であ
る。またそれ以後の、最初のサンプリング時の処理は実
施の形態4と同一である。このときの、推定値の共分散
行列は次式(40)で与えられる。
Next, the principle will be described. The process up to the process of observing the target position from the first sensor 1 and the second sensor 2 and generating the target observation matrix by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. Further, subsequently, the position or track corresponding to the relative position data with respect to the fixed target when the minimum eigenvalue of the temporary value of the error variance matrix stored in the position storage 16 of the target satisfies the equation (35) is k. The process up to the process of moving or exercising each target is the same as that in the first embodiment. Further, the subsequent processing at the time of the first sampling is the same as that of the fourth embodiment. The covariance matrix of the estimated value at this time is given by the following equation (40).

【0060】[0060]

【数12】 (Equation 12)

【0061】それ以後のサンプルでは、再帰的算出方法
を用いる。すなわち、従来の装置における式(13)の
線形状態方程式に最小自乗法を適用し、観測値と状態変
数xアンダーバーとの差の自乗にバイアス誤差の推定精
度を向上させる項を加えた以下の式(41)で表される
ペナルティ関数を用いる。ここで、式(42)、(4
3)としている。
For the subsequent samples, the recursive calculation method is used. That is, the following equation is obtained by applying the method of least squares to the linear state equation of the equation (13) in the conventional apparatus, and adding a term for improving the estimation accuracy of the bias error to the square of the difference between the observed value and the state variable x underbar. The penalty function represented by (41) is used. Here, equations (42) and (4
3).

【0062】[0062]

【数13】 (Equation 13)

【0063】式(40)の右辺は、行列Ht Tt の最小
固有値が0に近くなった場合にもxt アンダーバーハッ
トが大きくなり過ぎないようにするための項であり、L
は対角行列で対角要素は小さな正の定数である。評価関
数Jt を最小にするxt アンダーバーハットは、式(3
9)の右辺を展開して、xt アンダーバーハットについ
て微分した結果が零になるようなxt アンダーバーハッ
トである。すなわち、次式(44)を解き、バイアス誤
差の推定結果である式(45)ないし式(47)を得
る。
The right side of the equation (40) is a term for preventing the x t underbar hat from becoming too large even when the minimum eigenvalue of the matrix H t T H t becomes close to 0.
Is a diagonal matrix whose diagonal elements are small positive constants. The x t underbar hat that minimizes the evaluation function J t is given by the equation (3
Expand the right-hand side of 9), is x t underscore hat, as a result of the differentiated with respect to x t underscore hat becomes zero. That is, the following equation (44) is solved to obtain equations (45) to (47), which are the bias error estimation results.

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】次に、上記で説明した原理を適用した実施
の形態5の装置の動作を図8にしたがって説明する。第
1のセンサ1、及び、第2のセンサ2から目標の位置を
観測し観測行列生成器9で目標の観測行列を生成する処
理までは従来の装置と同一である。また続いて、目標物
の相対位置記憶器16に記憶された誤差分散行列の仮の
値の最小固有値が式(35)を満たすときの固定目標物
との相対位置データに対応する位置もしくは航跡にk個
の目標を移動もしくは運動させる処理までは実施の形態
1と同一である。ペナルティ関数型推定値評価器21で
は、最初のサンプリング時には、観測行列生成器9から
の観測行列から式(40)の推定値の共分散行列を演算
し、ペナルティ関数による再帰的推定値算出器19に送
出する。それ以後のサンプルでは観測行列生成器9から
の観測行列から式(46)即ち、推定値の共分散行列を
演算し、ペナルティ関数型再帰的推定値算出器22に送
出する。
Next, the operation of the apparatus according to the fifth embodiment to which the above-described principle is applied will be described with reference to FIG. The process up to the process of observing the target position from the first sensor 1 and the second sensor 2 and generating the target observation matrix by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. Further, subsequently, the position or track corresponding to the relative position data with respect to the fixed target when the minimum eigenvalue of the temporary value of the error distribution matrix stored in the target relative position storage unit 16 satisfies Expression (35) is obtained. The process up to the process of moving or moving the k targets is the same as in the first embodiment. In the penalty function type estimated value evaluator 21, at the time of the first sampling, the covariance matrix of the estimated value of the equation (40) is calculated from the observation matrix from the observation matrix generator 9, and the recursive estimated value calculator 19 using the penalty function is calculated. Send to. In the subsequent samples, the equation (46), that is, the covariance matrix of the estimated value is calculated from the observed matrix from the observed matrix generator 9 and sent to the penalty function type recursive estimated value calculator 22.

【0066】ペナルティ関数型再帰的推定値算出器22
では、ペナルティ関数型推定値評価器21からの共分散
行列と観測行列生成器9からの観測行列とから式(4
5)の右辺第2項を算出する。さらに、減算器13でペ
ナルティ関数型再帰的推定値算出器22からのバイアス
誤差推定値を初期バイアス設定器8からのバイアス誤差
初期値または前回算出のセンサのバイアス誤差推定値1
4から差し引いて式(20)のサンプリング時刻tにお
けるバイアス誤差推定値14を演算し出力するととも
に、推定値記憶器15に送出する。推定値記憶器15
は、算出したサンプリング時刻tにおけるセンサのバイ
アス誤差の推定値14を記憶するとともに、前回算出の
センサのバイアス誤差推定値として初期バイアス誤差推
定器8に送出する。以後、この一連の処理をバイアス誤
差の推定値が収束するまで繰り返す。なお、このとき初
期バイアス誤差推定器8からはその都度前回(サンプリ
ング時刻(t−1))算出のセンサのバイアス誤差推定
値が出力される。このように、バイアス誤差の推定値が
発散する恐れのある観測行列に対しても、その発生を抑
える項を付加した評価関数を用いているので、信頼性が
高く精度の良いセンサのバイアス誤差推定値を得ること
ができる。さらに、前回算出した推定値を使ってバイア
ス誤差を収束計算するのでより精度がよい。
Penalty function type recursive estimation value calculator 22
Then, from the covariance matrix from the penalty function type estimated value evaluator 21 and the observation matrix from the observation matrix generator 9, the equation (4
The second term on the right side of 5) is calculated. Further, the subtractor 13 converts the bias error estimated value from the penalty function type recursive estimated value calculator 22 into the bias error initial value from the initial bias setter 8 or the previously calculated sensor bias error estimated value 1
4 is subtracted from 4 to calculate and output the bias error estimated value 14 at the sampling time t in the equation (20), and at the same time, it is sent to the estimated value storage unit 15. Estimated value storage 15
Stores the calculated sensor bias error estimated value 14 at the sampling time t and sends it to the initial bias error estimator 8 as the previously calculated sensor bias error estimated value. Thereafter, this series of processing is repeated until the estimated value of the bias error converges. At this time, each time the initial bias error estimator 8 outputs the estimated sensor bias error value (sampling time (t-1)). In this way, even for the observation matrix where the estimated bias error value may diverge, the evaluation function with a term to suppress the occurrence is used, so the bias error estimation of the sensor with high reliability and accuracy is possible. You can get the value. Further, since the bias error is converged and calculated using the estimated value calculated last time, the accuracy is higher.

【0067】実施の形態7.実施の形態3と6を組み合
わせた場合を説明する。上記の各実施の形態では、各可
動目標1ないしKは静止物体として地上の固定目標物を
用いる場合を説明した。静止物体としてはこの他に、無
線航法施設からの信号によってもよい。更に、この静止
物体自体を複数個用いて相対位置を詳しく定めるように
してもよい。図10はこの発明の実施の形態7のセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。図中1〜9及
び13〜15は従来の装置と、また、10、16〜1
9、25〜27は実施の形態3と、また、13〜15、
21〜22は実施の形態6で用いられた要素とそれぞれ
同一である。
Embodiment 7 A case where the third and sixth embodiments are combined will be described. In each of the above embodiments, the case where each movable target 1 to K uses a fixed target on the ground as a stationary object has been described. In addition to this, the stationary object may be a signal from a radio navigation facility. Further, the relative position may be determined in detail by using a plurality of the stationary objects themselves. FIG. 10 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 13-15 are the conventional device and 10, 16-1.
9, 25 to 27 are the same as those of the third embodiment, and 13 to 15,
21 to 22 are the same as the elements used in the sixth embodiment.

【0068】次に、本実施の形態の装置の動作を図10
に従って説明する。第1、及び、第2のセンサから可動
目標の位置を観測し目標物の相対位置記憶器16に記憶
された誤差分散行列の仮の値の最小固有値及びHt Tt
の最小固有値がそれぞれ式(35)及び式を(36)を
同時に満たすときの固定目標物との相対位置データに対
応する位置もしくは航跡にk個の目標を移動もしくは運
動させる処理までは実施の形態3と同一である。その
後、ペナルティ関数型推定値評価器21では、最初のサ
ンプリング時には、観測行列生成器9からの観測行列か
ら式(40)の推定値の共分散行列を演算し、ペナルテ
ィ関数による再帰的推定値算出器19に送出する。それ
以後のサンプルでは観測行列生成器9からの観測行列か
ら式(46)即ち、推定値の共分散行列を演算し、ペナ
ルティ関数型再帰的推定値算出器22に送出する。ペナ
ルティ関数型再帰的推定値算出器22以降の動作は実施
の形態6での動作と同じである。実施の形態2と実施の
形態6を組合わせてもよい。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment is shown in FIG.
It will be described according to. The minimum eigenvalue and H t T H t of the temporary value of the error variance matrix stored in the relative position memory 16 of the target observed by observing the position of the movable target from the first and second sensors
Embodiments up to the process of moving or moving the k targets to the position or wake corresponding to the relative position data with the fixed target when the minimum eigenvalues of Eq. (35) and Eq. (36) are simultaneously satisfied. Same as 3. After that, the penalty function type estimated value evaluator 21 calculates the covariance matrix of the estimated values of the expression (40) from the observation matrix from the observation matrix generator 9 at the time of the first sampling, and calculates the recursive estimated values by the penalty function. To the container 19. In the subsequent samples, the equation (46), that is, the covariance matrix of the estimated value is calculated from the observed matrix from the observed matrix generator 9 and sent to the penalty function type recursive estimated value calculator 22. The operation after the penalty function type recursive estimated value calculator 22 is the same as the operation in the sixth embodiment. The second embodiment and the sixth embodiment may be combined.

【0069】実施の形態8.図11はこの発明の実施の
形態8のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9及び11〜15は従来の装置と、また、
10、23、24、26a、26b、26c、27は実
施の形態1で用いられた要素とそれぞれ同一である。2
8a、28b、28cはk個の目標それぞれの位置を計
測するGPS(Global Positioning System)装置であ
る。
Embodiment 8. 11 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to an eighth embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 9 and 11 to 15 are conventional devices,
10, 23, 24, 26a, 26b, 26c and 27 are the same as the elements used in the first embodiment. Two
Reference numerals 8a, 28b and 28c are GPS (Global Positioning System) devices for measuring the positions of the respective k targets.

【0070】次に、本実施の形態の装置の動作を図11
に従って説明する。図11において、第1のセンサ1、
及び、第2のセンサ2から目標の位置を観測し観測行列
生成器9で目標の観測行列を生成する処理までは従来の
装置と同一である。誤差分散行列の固有値算出器10で
は、観測行列の誤差分散行列の仮の値の最小固有値を算
出する。k個の目標それぞれに搭載しているGPS装置
28では、衛星からの電波の伝搬時間より距離を測定
し、k個の目標各々の位置を決定する。このGPS装置
28により計測した各可動目標の絶対位置データを第2
の通信装置27で受けて、目標の絶対位置記憶器23に
出力する。目標の絶対位置記憶器23では誤差分散行列
の固有値算出器10で算出した観測行列の誤差分散行列
の仮の値の最小固有値と、上記の各可動目標の絶対位置
データとをサンプル時刻毎に記憶する。目標の絶対位置
評価器24では目標の絶対位置記憶器23に記憶された
最小固有値が式(35)を満たすときの目標の位置デー
タを検索して出力する。ここで、ある定数aの値は計算
機の精度やセンサの精度により決まる値である。目標位
置指示器18では目標の絶対位置評価器24で検索した
可動目標の絶対位置データを第2の通信装置27を介し
て送出する。k個の可動目標は、この送出された各可動
目標の絶対位置データを受信し、各目標の操縦者はGP
S装置28a、28b、28cで自機の位置を計算しな
がら、それが通信装置26a、26b、26cで受信し
た各可動目標の絶対位置データと等しくなる位置もしく
は航跡に各目標を移動もしくは運動させる。その後は、
従来の装置と同様に推定値評価器11以降の処理を行
い、第1のセンサ1および第2のセンサ2のバイアス誤
差の推定値を算出する。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
It will be described according to. In FIG. 11, the first sensor 1,
Also, the process up to observing the target position from the second sensor 2 and generating the target observation matrix by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. The error variance matrix eigenvalue calculator 10 calculates the minimum eigenvalue of the provisional values of the error variance matrix of the observation matrix. The GPS device 28 mounted on each of the k targets measures the distance from the propagation time of the radio wave from the satellite to determine the position of each of the k targets. The absolute position data of each movable target measured by this GPS device 28
It is received by the communication device 27 and output to the target absolute position memory 23. The target absolute position storage unit 23 stores the minimum eigenvalue of the temporary value of the error distribution matrix of the observation matrix calculated by the eigenvalue calculation unit 10 of the error distribution matrix and the absolute position data of each movable target described above at each sample time. To do. The target absolute position evaluator 24 retrieves and outputs target position data when the minimum eigenvalue stored in the target absolute position storage 23 satisfies the equation (35). Here, the value of a certain constant a is a value determined by the accuracy of the computer and the accuracy of the sensor. The target position indicator 18 sends the absolute position data of the movable target retrieved by the target absolute position evaluator 24 via the second communication device 27. The k movable targets receive the transmitted absolute position data of each movable target, and the operator of each target receives the GP.
While calculating the position of the own device by the S devices 28a, 28b, 28c, move or move each target to a position or wake where it becomes equal to the absolute position data of each movable target received by the communication devices 26a, 26b, 26c. . After that,
The estimated value evaluator 11 and the subsequent processes are performed in the same manner as the conventional device to calculate the estimated values of the bias errors of the first sensor 1 and the second sensor 2.

【0071】このように、目標とセンサの幾何学的な位
置関係により発生する計算機丸め誤差の蓄積が起こらな
いように、誤差分散行列の正則が保たれるようにk個の
目標を配置した上でバイアス誤差の推定演算をしている
ので、移動後の各可動目標による第1と第2のセンサに
よる高精度のセンサのバイアス誤差推定値を得ることが
できる。
As described above, the k targets are arranged so that the regularity of the error distribution matrix is maintained so that the accumulation of the computer rounding error caused by the geometrical positional relationship between the target and the sensor does not occur. Since the bias error estimation calculation is performed, it is possible to obtain a highly accurate sensor bias error estimated value by the first and second sensors according to each movable target after movement.

【0072】実施の形態9.誤差分散行列の固有値算出
器に換えて、観測行列の階数を評価してk個の目標を配
置させる装置を説明する。図12はこの発明の実施の形
態9を示すセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9及び11〜15は従来の装置と同一であ
る。また、18、23、24、26〜28は実施の形態
8と同一である。19はサンプリングtにおける観測行
列の階数による解析から得た判定式を算出する階数評価
値算出器である。
Embodiment 9 FIG. An apparatus for evaluating the rank of the observation matrix and arranging k targets instead of the eigenvalue calculator of the error variance matrix will be described. FIG. 12 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor showing a ninth embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 11-15 are the same as the conventional device. Further, 18, 23, 24, 26 to 28 are the same as those in the eighth embodiment. Reference numeral 19 denotes a rank evaluation value calculator that calculates a judgment formula obtained from analysis of the rank of the observation matrix at the sampling t.

【0073】次に、本実施の形態の装置の動作を図12
に従って説明する。図12において、第1のセンサ1、
及び、第2のセンサ2から目標の位置を観測し観測行列
生成器9で目標の観測行列を生成する処理までは従来の
装置と同一である。階数評価値算出器19では、Ht T
t の最小固有値を算出する。これは、実施の形態2と同
様であるので詳細説明は省略する。GPS装置28a、
28b、28cでk個の可動目標各々の位置を計算する
処理から、各可動目標の絶対位置データを、目標の絶対
位置記憶器23に記憶するまでの処理は実施の形態8と
同一である。目標の絶対位置記憶器23では階数評価値
算出器19で算出したHt Tt の最小固有値と、上記各
可動目標の絶対位置データとをサンプル時刻毎に記憶す
る。目標の絶対位置評価器24では、目標の絶対位置記
憶器23に記憶された最小固有値が式(36)を満たす
ときの各可動目標の絶対位置データを検索して出力す
る。目標位置指示器18が各可動目標の絶対位置データ
を送出し、各可動目標の操縦者が位置もしくは航跡に移
動もしくは運動させる動作も実施の形態8と同様であ
る。その後は、従来の装置と同様に推定値評価器11以
降の処理を行い、第1のセンサ1および第2のセンサ2
のバイアス誤差の推定値を算出する。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
It will be described according to. In FIG. 12, the first sensor 1,
Also, the process up to observing the target position from the second sensor 2 and generating the target observation matrix by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. In the rank evaluation value calculator 19, H t T H
Compute the smallest eigenvalue of t . Since this is the same as that of the second embodiment, detailed description thereof will be omitted. GPS device 28a,
The process from calculating the position of each of the k movable targets in 28b and 28c to storing the absolute position data of each movable target in the target absolute position memory 23 is the same as in the eighth embodiment. The target absolute position storage unit 23 stores the minimum eigenvalue of H t T H t calculated by the rank evaluation value calculator 19 and the absolute position data of each movable target at each sample time. The target absolute position evaluator 24 retrieves and outputs absolute position data of each movable target when the minimum eigenvalue stored in the target absolute position storage unit 23 satisfies the equation (36). The operation in which the target position indicator 18 sends the absolute position data of each movable target and the operator of each movable target moves or moves to the position or track is the same as in the eighth embodiment. After that, the processes after the estimated value evaluator 11 are performed similarly to the conventional device, and the first sensor 1 and the second sensor 2 are processed.
Calculate the estimated bias error of.

【0074】このように、観測行列の階数が5以下の状
況下でも、目標の観測位置等の若干の違いによりその階
数が6となってセンサのバイアス誤差推定値が真値とか
け離れてしまう現象を回避するように、観測行列の階数
を評価してk個の目標を配置した上でバイアス誤差の推
定演算をしているので、精度の良いセンサのバイアス誤
差推定値を得ることができる。
As described above, even when the rank of the observation matrix is 5 or less, the rank becomes 6 due to a slight difference in the target observation position and the like, and the estimated bias error value of the sensor deviates from the true value. Since the order of the observation matrix is evaluated and the k targets are arranged so as to avoid the above, the bias error estimation calculation is performed, so that the bias error estimated value of the sensor can be obtained with high accuracy.

【0075】実施の形態10.実施の形態8と9を組み
合わせた場合を説明する。図13はこの発明の実施の形
態10のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9及び11〜15は従来の装置と、また、
10、18、23、24、26〜28は実施の形態8
で、19は実施の形態9で用いられた要素とそれぞれ同
一である。
Tenth Embodiment A case where the eighth and ninth embodiments are combined will be described. 13 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a tenth embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 9 and 11 to 15 are conventional devices,
10, 18, 23, 24, 26 to 28 are the eighth embodiment.
19 are the same as the elements used in the ninth embodiment.

【0076】次に、本実施の形態の装置の動作を図13
に従って説明する。第1、及び、第2のセンサから目標
の位置を観測し誤差分散行列の固有値算出器10で行列
t の最小固有値を算出する処理までは実施の形態8と
同一である。階数評価値算出器19は、実施の形態9と
同様の動作をする。目標の絶対位置記憶器23では誤差
分散行列の固有値算出器10で算出した観測行列の誤差
分散行列の仮の値の最小固有値と、階数評価値算出器1
9で算出したHt Tt の最小固有値と、第2の通信装置
27で受信した各可動目標の絶対位置データとをサンプ
ル時刻毎に記憶する。目標の絶対位置評価器24では目
標の絶対位置記憶器23に記憶された誤差分散行列の仮
の値の最小固有値及びHt Tt の最小の最小固有値がそ
れぞれ式(35)及び式を(36)を同時に満たすとき
の各可動目標の絶対位置データを検索して出力する。目
標位置指示器18が各可動目標の絶対位置データを送出
し、対応して各可動目標の操縦者が送出された位置もし
くは航跡に各目標を移動もしくは運動させる動作も実施
の形態8と同様である。その後は、従来の装置と同様に
推定値評価器11以降の処理を行い、第1のセンサ1お
よび第2のセンサ2のバイアス誤差の推定値を算出す
る。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment is shown in FIG.
It will be described according to. First, and, until the process of calculating the minimum eigenvalue of the matrix A t eigenvalue calculator 10 observed error variance matrix the position of the target from the second sensor is identical to the eighth embodiment. The floor evaluation value calculator 19 operates similarly to the ninth embodiment. In the target absolute position memory 23, the minimum eigenvalue of the temporary value of the error distribution matrix of the observation matrix calculated by the eigenvalue calculator 10 of the error dispersion matrix and the rank evaluation value calculator 1
The minimum eigenvalue of H t T H t calculated in 9 and the absolute position data of each movable target received by the second communication device 27 are stored for each sample time. In the target absolute position evaluator 24, the minimum eigenvalue of the provisional value of the error distribution matrix stored in the target absolute position storage unit 23 and the minimum minimum eigenvalue of H t T H t are given by equation (35) and equation (35), respectively. 36) The absolute position data of each movable target when simultaneously satisfying 36) are retrieved and output. The operation of the target position indicator 18 sending the absolute position data of each movable target and correspondingly moving or exercising each target to the sent position or track by the operator of each movable target is the same as in the eighth embodiment. is there. After that, the estimated value evaluator 11 and the subsequent processes are performed in the same manner as in the conventional device, and the estimated values of the bias errors of the first sensor 1 and the second sensor 2 are calculated.

【0077】このように、目標とセンサの幾何学的な位
置関係により発生する計算機丸め誤差の蓄積が起こらな
いように、また、観測行列の階数が5以下の状況下で
も、目標の観測位置等の若干の違いによりその階数が6
となってセンサのバイアス誤差推定値が真値とかけ離れ
てしまう現象を回避するように、誤差分散行列の正則性
及び観測行列の階数を評価してk個の目標を配置した上
でバイアス誤差の推定演算をしているので、精度の良い
センサのバイアス誤差推定値を得ることができる。
As described above, the accumulation of computer rounding error caused by the geometrical positional relationship between the target and the sensor does not occur, and even when the rank of the observation matrix is 5 or less, the observation position of the target is The number of floors is 6 due to slight differences
In order to avoid the phenomenon that the estimated bias error value of the sensor deviates from the true value, the regularity of the error distribution matrix and the rank of the observation matrix are evaluated and k targets are arranged, and then the bias error Since the estimation calculation is performed, a highly accurate sensor bias error estimated value can be obtained.

【0078】実施の形態11.実施の形態8と4を組み
合わせた場合を説明する。図14はこの発明の実施の形
態11のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9は従来の装置と、10、18、23、2
4、26〜28は実施の形態8で、20は実施の形態4
で用いられた要素とそれぞれ同一である。
Embodiment 11 FIG. A case where the eighth and fourth embodiments are combined will be described. 14 is a block diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to Embodiment 11 of the present invention. In the figure, 1 to 9 are the conventional device, 10, 18, 23 and 2
4, 26 to 28 are the eighth embodiment, and 20 is the fourth embodiment.
Are the same as the elements used in.

【0079】次に、本実施の形態の装置の動作を図14
にしたがって説明する。図14において、第1のセンサ
1、及び、第2のセンサ2から目標の絶対位置を観測し
観測行列生成器9で目標の観測行列を生成する処理まで
は従来の装置と同一である。また続いて、目標の絶対位
置記憶器23に記憶された誤差分散行列の仮の値の最小
固有値が式(35)を満たすときの各可動目標の絶対位
置データに対応する位置もしくは航跡にk個の目標を移
動もしくは運動させる処理までは実施の形態8と同一で
ある。その後のペナルティ関数による推定値算出器20
で式(39)を用いてバイアス誤差の推定値を算出する
処理は実施の形態4と同一である。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
Follow the instructions below. In FIG. 14, the process up to observing the absolute position of the target from the first sensor 1 and the second sensor 2 and generating the target observation matrix by the observation matrix generator 9 is the same as the conventional device. Further, subsequently, there are k positions or tracks corresponding to the absolute position data of each movable target when the minimum eigenvalue of the temporary value of the error variance matrix stored in the target absolute position storage unit 23 satisfies Expression (35). The process up to moving or exercising the target is the same as in the eighth embodiment. Estimated value calculator 20 based on the subsequent penalty function
The process of calculating the estimated value of the bias error by using Expression (39) is the same as that of the fourth embodiment.

【0080】このように、バイアス誤差の推定値が発散
する恐れのある観測行列に対しても、その発生を抑える
項を付加した評価関数を用いているので、信頼性が高く
精度の良いセンサのバイアス誤差推定値を得ることがで
きる。
As described above, even for the observation matrix in which the estimated value of the bias error is likely to diverge, the evaluation function added with the term for suppressing the occurrence thereof is used, so that the sensor with high reliability and high accuracy can be obtained. A bias error estimate can be obtained.

【0081】実施の形態12.実施の形態10と4を組
み合わせた場合を説明する。図15はこの発明の実施の
形態12のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9は従来の装置と、また、10、18、1
9、23、24、26〜28は実施の形態10と、ま
た、20は実施の形態4で用いられた要素とそれぞれ同
一である。本実施の形態の装置の動作は、実施の形態1
0と実施の形態4で説明したので詳細記述を省略する。
Embodiment 12 FIG. A case where the tenth and fourth embodiments are combined will be described. 15 is a block diagram of a sensor bias error estimating device according to a twelfth embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 9 are conventional devices, and 10, 18, 1
9, 23, 24, 26 to 28 are the same as those in the tenth embodiment, and 20 is the same as those in the fourth embodiment. The operation of the apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
Since it has been described in Embodiment 0 and Embodiment 4, detailed description will be omitted.

【0082】実施の形態13.実施の形態8と6を組み
合わせた場合を説明する。図16はこの発明の実施の形
態13のセンサのバイアス誤差推定装置の構成を示す。
図中1〜9及び13〜15は従来の装置と同一である。
10、18、23、24、26〜28は実施の形態8で
用いられた要素と、21、22は実施の形態6で用いら
れた要素とそれぞれ同一である。本実施の形態の構成の
装置についても、動作は上記各実施の形態で説明されて
いるので、詳細を再び記述することは冗長になるので省
略する。
Thirteenth Embodiment A case where the eighth and sixth embodiments are combined will be described. FIG. 16 shows the configuration of a sensor bias error estimating device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
In the figure, 1-9 and 13-15 are the same as the conventional device.
10, 18, 23, 24, 26 to 28 are the same as the elements used in the eighth embodiment, and 21, 22 are the same as the elements used in the sixth embodiment. The operation of the apparatus having the configuration of the present embodiment has also been described in each of the above-described embodiments, and thus the detailed description thereof will be redundant and will be omitted.

【0083】実施の形態14.実施の形態10と6を組
み合わせた場合を説明する。図17はこの発明の実施の
形態14のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図であ
る。図中1〜9及び13〜15は従来の装置と、また、
10、18、19、23、24、26〜28は実施の形
態10と、また、21〜22は実施の形態6で用いられ
た要素とそれぞれ同一である。
Embodiment 14 FIG. A case where the tenth and sixth embodiments are combined will be described. FIG. 17 is a block diagram of a sensor bias error estimating apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention. In the figure, 1-9 and 13-15 are conventional devices,
10, 18, 19, 23, 24, 26 to 28 are the same as those of the tenth embodiment, and 21 to 22 are the same as those of the sixth embodiment.

【0084】本実施の形態の装置の動作は、実施の形態
10と実施の形態6で説明したので詳細記述を省略す
る。
The operation of the apparatus according to the present embodiment has been described in the tenth and sixth embodiments, and detailed description thereof will be omitted.

【0085】上記の実施の形態では、各可動目標1ない
しKはGPSにより自己位置のデータを得る場合を説明
した。絶対値として自己位置データを得るものとして、
他にも複数の静止衛星からの信号を識別してその組み合
わせから自己位置を得るようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where each movable target 1 to K obtains its own position data by GPS has been described. As self-position data is obtained as an absolute value,
Alternatively, signals from a plurality of geostationary satellites may be identified and the self position may be obtained from the combination thereof.

【0086】実施の形態15.実施の形態8以降のセン
サのバイアス誤差推定装置は、自己位置データをGPS
装置により計測する場合を示している。自己位置データ
として絶対位置データを得る装置としては、以下に示す
ような初期座標を記憶した搭載ジャイロにより計測する
こともできる。図18ないし図24は、本実施の形態に
おける各種のセンサのバイアス誤差推定装置の構成図で
ある。図において新規な要素は、29a、29b、29
cで示されるジャイロによる自己位置算出装置である。
これらは予め初期座標値を設定しておいて以後の座標値
をジャイロにより得ることができる。従って先の実施の
形態におけるGPS装置による自己位置データを得るこ
とと同様に、各可動目標に置いて自己位置を知ることが
でき、第2の通信装置27経由で絶対位置を送信し、か
つ目標位置指示器18からの指示により所定の位置に移
動する。図18ないし図24の構成は、それぞれGPS
装置搭載の図11ないし図17に対応しているので、動
作の詳細記述は省略する。
Fifteenth Embodiment The bias error estimation device for a sensor according to the eighth embodiment and later uses the self-position data as GPS.
The case where measurement is performed by the device is shown. As an apparatus for obtaining absolute position data as self-position data, it is possible to perform measurement using a mounted gyro that stores initial coordinates as shown below. 18 to 24 are configuration diagrams of a bias error estimation apparatus for various sensors according to the present embodiment. In the figure, new elements are 29a, 29b, 29.
It is a self-position calculating device by a gyro shown by c.
For these, initial coordinate values are set in advance, and subsequent coordinate values can be obtained by a gyro. Therefore, as in the case of obtaining the self-position data by the GPS device in the previous embodiment, the self-position can be known for each movable target, the absolute position can be transmitted via the second communication device 27, and the target can be obtained. It moves to a predetermined position according to an instruction from the position indicator 18. The configurations of FIGS. 18 to 24 are GPS
Since it corresponds to FIGS. 11 to 17 mounted on the apparatus, detailed description of the operation is omitted.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、k個の
目標を誤差分散行列の正則が保たれるように配置した上
でバイアス誤差の推定演算をしているので、目標とセン
サの幾何学的な位置関係に起因する計算機丸め誤差の蓄
積を抑え、精度良くセンサのバイアス誤差を推定できる
効果がある。
As described above, according to the present invention, the k targets are arranged so that the regularity of the error distribution matrix is maintained, and the bias error is estimated and calculated. This has the effect of suppressing the accumulation of computer rounding errors due to geometrical positional relationships and enabling accurate estimation of sensor bias errors.

【0088】また、k個の目標を、観測行列の階数が減
少しないように観測行列の各要素に連続な関数を判断基
準として配置した上でバイアス誤差の推定演算をしてい
るので、目標とセンサの幾何学的な位置関係に起因する
階数のランク落ちを抑え、精度良くセンサのバイアス誤
差を推定できる効果がある。
Further, since k targets are arranged with a continuous function as a criterion in each element of the observation matrix so that the rank of the observation matrix does not decrease, the bias error is estimated and calculated. There is an effect that the rank drop of the rank due to the geometrical positional relationship of the sensor can be suppressed and the sensor bias error can be accurately estimated.

【0089】また、k個の目標の1つあるいは複数の配
置位置の精度が悪く、バイアス誤差推定結果を発散させ
る危険性のある観測行列が得られた場合にも、バイアス
誤差の発散を抑えるペナルティ関数を導入したので、目
標とセンサの幾何学的な影響に起因する計算機丸め誤差
の蓄積と、観測行列のランク落ちによるバイアス誤差の
推定値の発散を抑え、精度の良いセンサのバイアス誤差
推定値が得られる効果がある。さらに、再帰的推定値算
出器を用いてバイアス誤差推定値を収束演算する構成で
は、さらに精度が良くなる効果がある。
Further, even when the accuracy of one or a plurality of placement positions of the k targets is poor and an observation matrix that may cause the bias error estimation result to diverge is obtained, the penalty for suppressing the divergence of the bias error is obtained. Since the function is introduced, the accumulation of computer rounding error due to the geometrical influence of the target and the sensor and the divergence of the bias error estimation value due to the rank drop of the observation matrix are suppressed, and the accurate sensor bias error estimation value is obtained. There is an effect to be obtained. Further, the configuration in which the bias error estimated value is converged by using the recursive estimated value calculator has an effect of further improving the accuracy.

【0090】各特徴のある要素を組み合わせた構成によ
れば、上記単独の要素による特徴が組み合わされて、さ
らに精度の良い結果が得られる効果がある。
According to the configuration in which the elements having the respective characteristics are combined, the characteristics of the above-mentioned individual elements are combined, and there is an effect that a more accurate result can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1における誤差分散行
列の固有値算出器の動作フローチャート図である。
FIG. 2 is an operation flowchart diagram of an eigenvalue calculator of an error distribution matrix according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2における階数評価値
算出器のフローチャート図である。
FIG. 4 is a flowchart of a rank evaluation value calculator in Embodiment 2 of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態4におけるペナルティ
関数による推定値算出器の動作フローチャート図であ
る。
FIG. 7 is an operation flowchart diagram of an estimated value calculator using a penalty function in the fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態5におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態6におけるセンサのバ
イアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態7におけるセンサの
バイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態8におけるセンサの
バイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態9におけるセンサの
バイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a ninth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態10におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a tenth embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態11におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態12におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態13におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態14におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 18 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of a bias error estimating device for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図23】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 23 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態15におけるセンサ
のバイアス誤差推定装置の構成図である。
FIG. 24 is a configuration diagram of a bias error estimation device for a sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図25】 従来のセンサのバイアス誤差推定装置の構
成図である。
FIG. 25 is a block diagram of a conventional bias error estimation device for a sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のセンサ、2 第2のセンサ、3 第1の観測
器、4 第2の観測器、5 センサ位置設定器、6 第
1の加算器、7 第2の加算器、8 初期バイアス設定
器、9 観測行列生成器、10 誤差分散行列の固有値
算出器、11推定値評価器、12 推定値算出器、13
減算器、14 センサのバイアス誤差推定値、15
推定値記憶器、16 目標物の相対位置記憶器、17
目標物の位置評価器、18 目標位置指示器、19 階
数評価値算出器、20 ペナルティ関数による推定値算
出器、21 ペナルティ関数型推定値評価器、22 ペ
ナルティ関数型再帰的推定値算出器、23 目標の絶対
位置記憶器、24 目標の絶対位置評価器、25a,2
5b,25c 位置計測装置、26a,26b,26c
第1の通信装置、27 第2の通信装置、28a,2
8b,28c GPS装置、29a,29b,29c
ジャイロによる自己位置算出装置。
1 1st sensor, 2 2nd sensor, 3 1st observer, 4 2nd observer, 5 sensor position setter, 6 1st adder, 7 2nd adder, 8 initial bias setting Calculator, 9 observation matrix generator, 10 eigenvalue calculator of error variance matrix, 11 estimated value evaluator, 12 estimated value calculator, 13
Subtractor, 14 Sensor bias error estimate, 15
Estimated value memory, 16 Target relative position memory, 17
Target position evaluator, 18 Target position indicator, 19 Rank evaluation value calculator, 20 Penalty function estimated value calculator, 21 Penalty function type estimated value evaluator, 22 Penalty function type recursive estimated value calculator, 23 Absolute position memory for target, 24 Absolute position evaluator for target, 25a, 2
5b, 25c Position measuring device, 26a, 26b, 26c
First communication device, 27 Second communication device, 28a, 2
8b, 28c GPS device, 29a, 29b, 29c
Gyro self-position calculator.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のセンサによる目標からのデータ入
力により観測する第1の観測器と、上記第1のセンサと
は離れた位置にある第2のセンサからのデータ入力によ
り観測する第2の観測器とからの各時間毎の出力で観測
行列を得る観測行列生成器と、 上記観測行列の誤差分散行列の仮の値の固有値を算出す
る誤差分散行列の固有値算出器と、 上記観測行列の誤差分散行列の仮の値の最小固有値と、
k個の可動目標に搭載された位置計測手段からの固定目
標との相対位置データとを、対応させて時系列で記憶す
る目標物の相対位置記憶器と、 上記目標物の相対位置記憶器で記憶された時系列の仮の
値の最小固有値の中で所定の値を取る固有値に対応する
相対目標位置データを出力する目標物の位置評価器と、 上記目標物の位置評価器で得られた上記相対目標位置デ
ータを上記k個の可動目標に送信して可動目標の位置を
指示する目標位置指示器と、 上記観測行列生成器出力の観測行列出力と観測雑音の共
分散とからバイアス誤差推定値の共分散行列を算出する
推定値評価器と、上記推定値評価器出力と上記観測行列
出力とから仮のバイアス誤差値を算出する推定値算出器
とを備えて、累積演算結果からセンサのバイアス誤差を
推定するセンサのバイアス誤差推定装置。
1. A first observer for observing by data input from a target by a first sensor and a second observer for observing data by a second sensor located at a position distant from the first sensor. , An observation matrix generator that obtains an observation matrix at each time output from the observer of, an error variance matrix eigenvalue calculator that calculates the eigenvalue of a temporary value of the error variance matrix of the above observation matrix, and the above observation matrix The minimum eigenvalues of the temporary values of the error variance matrix of, and
A relative position memory for the target object that stores relative position data from the position measuring means mounted on the k movable targets in time series in association with each other, and a relative position memory device for the target object. The target position evaluator that outputs the relative target position data corresponding to the eigenvalue that takes a predetermined value among the stored minimum eigenvalues of the temporary values, and the target position evaluator Bias error estimation from the target position indicator that transmits the relative target position data to the k movable targets to indicate the position of the movable target, and the observation matrix output of the observation matrix generator output and the covariance of the observation noise. An estimated value evaluator that calculates a covariance matrix of values, and an estimated value calculator that calculates a provisional bias error value from the estimated value evaluator output and the observation matrix output are provided. The bias error estimation The difference between the bias error estimation apparatus.
【請求項2】 誤差分散行列の固有値算出器に替えて、
観測行列生成器出力から観測行列の各要素に連続な関数
である観測行列とその転置行列との積からなる行列の最
小固有値を算出する階数評価値算出器を備えたことを特
徴とする請求項1記載のセンサのバイアス誤差推定装
置。
2. An eigenvalue calculator of an error variance matrix,
A rank evaluation value calculator for calculating a minimum eigenvalue of a matrix consisting of a product of an observation matrix that is a continuous function for each element of the observation matrix and its transposed matrix from the output of the observation matrix generator is provided. 1. The sensor bias error estimation device according to 1.
【請求項3】 観測行列生成器出力から観測行列の各要
素に連続な関数である観測行列とその転置行列との積か
らなる行列の最小固有値を算出する階数評価値算出器を
備え、誤差分散行列の固有値算出器と併用したことを特
徴とする請求項1記載のセンサのバイアス誤差推定装
置。
3. A rank evaluation value calculator for calculating a minimum eigenvalue of a matrix consisting of a product of an observation matrix, which is a function continuous to each element of the observation matrix, and its transposed matrix from the output of the observation matrix generator, and the error variance is provided. The sensor bias error estimating apparatus according to claim 1, wherein the bias error estimating apparatus is used in combination with a matrix eigenvalue calculator.
【請求項4】 推定値評価器と推定値算出器とに替え
て、観測行列生成器出力の観測行列から観測行列の階数
減少によるバイアス誤差の推定値の発散を抑えるペナル
ティ関数を用いてバイアス誤差を推定するペナルティ関
数による推定値算出器を備えて、演算結果からセンサの
バイアス誤差を推定する請求項1ないし請求項3いずれ
か記載のセンサのバイアス誤差推定装置。
4. The bias error is replaced with an estimated value evaluator and an estimated value calculator by using a penalty function for suppressing the divergence of the estimated value of the bias error due to the reduction of the rank of the observation matrix from the observation matrix output from the observation matrix generator. 4. The sensor bias error estimation device according to claim 1, further comprising: an estimated value calculator that calculates a penalty function for estimating the sensor bias error from the calculation result.
【請求項5】 推定値評価器と推定値算出器とに替え
て、観測行列生成器出力の観測行列と観測雑音の共分散
とからバイアス誤差の推定値の発散を抑えるペナルティ
関数を用いてバイアス誤差の推定値の共分散行列を算出
するペナルティ関数型推定値評価器と、上記観測行列と
上記ペナルティ関数型推定値評価器出力とからバイアス
誤差推定値の発散を抑えるペナルティ関数を用いて再帰
的にセンサのバイアス誤差を算出するペナルティ関数型
再帰的推定値算出器を備えて、累積演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定する請求項1ないし請求項3いず
れか記載のセンサのバイアス誤差推定装置。
5. The bias is estimated by using a penalty function that suppresses the divergence of the estimated value of the bias error from the observation matrix of the observation matrix generator output and the covariance of the observation noise, instead of the estimated value evaluator and the estimated value calculator. Recursive using a penalty function-based estimate evaluator that calculates the covariance matrix of the error estimate, and a penalty function that suppresses the divergence of the bias error estimate from the observation matrix and the penalty function-based estimate evaluator output. 5. The sensor bias error estimation device according to claim 1, further comprising a penalty function type recursive estimation value calculator for calculating the sensor bias error, and estimating the sensor bias error from the cumulative calculation result.
【請求項6】 目標物の相対位置記憶器に替えて、k個
の可動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置
データを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応
させて時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備え
て、観測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサ
のバイアス誤差を推定する請求項1ないし請求項3いず
れか記載のセンサのバイアス誤差推定装置。
6. The self-position data from the self-position measuring devices mounted on the k movable targets is made to correspond to the minimum eigenvalue of a temporary value with the error variance matrix in place of the relative position memory of the target. A bias error of the sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a position memory for storing a movable target for time-sequentially storing, and estimating a bias error of the sensor from a calculation result using an output of an observation matrix generator. Estimator.
【請求項7】 目標物の位置記憶器に替えて、k個の可
動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置デー
タを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応させ
て時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備えて、観
測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサのバイ
アス誤差を推定する請求項4記載のセンサのバイアス誤
差推定装置。
7. The self-position data from the self-position measuring devices mounted on the k movable targets in place of the position memory of the target is made to correspond to the minimum eigenvalue of the temporary value with the error variance matrix. 5. The sensor bias error estimation device according to claim 4, further comprising a movable target position memory that stores the data in a time series, and estimates the sensor bias error from a calculation result using the observation matrix generator output.
【請求項8】 目標物の位置記憶器に替えて、k個の可
動目標に搭載された自己位置測定器からの自己位置デー
タを、誤差分散行列との仮の値の最小固有値と対応させ
て時系列で記憶する可動目標の位置記憶器を備えて、観
測行列生成器出力を用いての演算結果からセンサのバイ
アス誤差を推定する請求項5記載のセンサのバイアス誤
差推定装置。
8. The self-position data from the self-position measuring device mounted on the k movable targets is made to correspond to the minimum eigenvalue of the temporary value with the error variance matrix instead of the position memory of the target. The sensor bias error estimation device according to claim 5, further comprising a movable target position memory which stores the time-series data, and estimates the sensor bias error from a calculation result using the observation matrix generator output.
【請求項9】 k個の可動目標に搭載された自己位置測
定器は、GPS(Globl Positioning System)装置である
ことを特徴とする請求項6記載のセンサのバイアス誤差
推定装置。
9. The sensor bias error estimation device according to claim 6, wherein the self-position measuring device mounted on the k movable targets is a GPS (Globl Positioning System) device.
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JP2007322391A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Own vehicle position estimation device

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