説明

位置検出装置、方法及びプログラム

【課題】必要な計算量が少なく、信頼性の高い測定結果を得ることができる位置検出装置を提供する。
【解決手段】装置は、各ランドマーク装置との距離の履歴に基づき、新たに測定した各ランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する距離異常判定手段と、各ランドマーク装置の位置情報と、各ランドマーク装置との距離に基づき、カルマン・フィルタにより現在位置を求めて出力する位置判定手段とを備えており、位置判定手段は、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常である場合、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離から、カルマン・フィルタによる、その予測値を引いた値が大きい程、小さくなる重み係数を算出し、算出した重み係数によりカルマン・ゲインを調整し、調整後のカルマン・ゲインにより現在位置を求める。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屋内において現在の位置を検出する位置検出技術に関する。
【背景技術】
【0002】
GPS(Global Positioning System)信号が受信できない屋内等において、現在位置を測定する方法としてTDOA(Time Difference Of Arrival)システム等が知られている。
【0003】
TDOAシステムにおいては、適当な間隔にて設置された複数のランドマーク装置が、周期的に距離測定のための信号、例えば、音波信号と無線信号を含むTDOA信号を送信する。なお、各ランドマーク装置は、ほぼ同時にTDOA信号を送信する様に制御されており、TDOA信号に含まれる無線信号には、当該無線信号を送信したランドマーク装置の設置位置についての情報が含まれている。
【0004】
位置検出装置が、あるランドマーク装置からの無線信号を時刻t1に、このランドマーク装置から音波信号を時刻t2に受信したものとすると、位置検出装置と当該ランドマーク装置との距離は、音速×(t2−t1)で計算することができる。ランドマーク装置からの無線信号には、当該ランドマークの位置情報が含まれているため、位置検出装置は3つ以上のランドマーク装置との距離を測定することで、自身の現在位置を計算することができる。
【0005】
ただし、位置検出装置を携帯して移動しながら位置を測定する場合には、測定値をそのまま使用するのではなく、通常、カルマン・フィルタ等を用いて現在位置の推定を行い、推定値により補正した測定値を出力することが行われている(例えば、非特許文献1〜6、参照。)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】A.H.Mohamed, et al., “Adaptive Kalman Filtering for INS/GPS,” Journal of Geodesy, 1999年
【非特許文献2】A.Smith, et al., “Tracking Moving Devices with the Cricket Location System,” Mobisys, 2004年
【非特許文献3】S.C. Chan, et al., “A New Robust Kalman Filter Algorithm Under Outliers and System Uncertainties,” IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2005年
【非特許文献4】T.Perala, et al, “Robust Extended Kalman Filtering in Hybrid Positioning Applications,” 4th Workshop on positioning, Navigation and Communication, 2007年
【非特許文献5】J.Ting, et al., “A Kalman Filter for Robust Outlier Detection,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2007年
【非特許文献6】M.Shuai, et al., “A Kalman Filter Based Approach for Outlier Detection in Sensor Networks,” International Conference on Computer Science and Software Engineering, 2008年
【非特許文献7】R.Mehra, “On the identification of variances and adaptive Kalman filtering,” Automatic Control, IEEE Transactions on, Vol.15, No.2.(1970), pp.175−184
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、移動中には障害物やマルチパス等の影響により、ランドマーク装置からのTDOA信号が不安定となり、測定精度の劣化の原因となっている。
【0008】
このため、例えば、非特許文献2ではLSQ(Least Squares Minimization)アルゴリズムの利用を開示しているが、引用文献2に記載の方法は、ある種の想定条件に基づくものあり、想定条件から大きく外れた場合には、精度も大きく劣化するという問題がある。
【0009】
また、非特許文献1及び3〜5は、特殊な統計的仮定に基づき、積分処理や反復計算処理を行うことを開示しているが、計算能力の低い携帯機器への実装には適するものではないという問題がある。
【0010】
したがって、本発明は、必要な計算量が少なく、信頼性の高い測定結果を得ることができる位置検出装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明における位置検出装置によれば、
ランドマーク装置から、該ランドマーク装置の位置情報を受信する受信手段と、ランドマーク装置との距離を測定する測位手段と、各ランドマーク装置との距離の履歴に基づき、新たに測定した各ランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する距離異常判定手段と、各ランドマーク装置の位置情報と、各ランドマーク装置との距離に基づき、カルマン・フィルタにより現在位置を求めて出力する位置判定手段とを備えており、位置判定手段は、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常である場合、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離から、カルマン・フィルタによる、その予測値を引いた値が大きい程、小さくなる重み係数を算出し、算出した重み係数によりカルマン・ゲインを調整し、調整後のカルマン・ゲインにより現在位置を求めることを特徴とする。
【0012】
本発明による位置検出装置の他の実施形態によれば、
加速度を測定する手段と、加速度の履歴に基づき、新たに測定した加速度が異常であるか否かを判定する手段とをさらに備えており、位置判定手段は、新たに測定した各ランドマーク装置との距離のいずれかが異常であり、かつ、新たに測定した加速度が異常である場合、現在位置が測定不可であると判定することも好ましい。
【0013】
また、本発明による位置検出装置の他の実施形態によれば、
距離異常判定手段は、異常ではないと判定したときの、測位手段が測定した各ランドマーク装置との距離と、カルマン・フィルタによる、その予測値との差の平均値である第1の値を保持しており、新たに測定した各ランドマーク装置との距離と、その予測値との差である第2の値に基づき、前記平均値を更新し、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離と、前記更新後の平均値との差である第3の値を求め、第3の値に基づく値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定することも好ましい。
【0014】
さらに、本発明による位置検出装置の他の実施形態によれば、
距離異常判定手段は、測位手段が測定した各ランドマーク装置との距離と、その予測値との差の標準偏差値である第4の値を、前記第1の値及び前記第2の値に基づき計算し、前記第3の値を、前記第4の値で除した値である第5の値を求め、第5の値に基づく値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定することも好ましい。
【0015】
さらに、本発明による位置検出装置の他の実施形態によれば、
距離異常判定手段は、平均及び標準偏差が、前記更新後の平均値及び第4の値である正規分布において、その平均値を中心とした積分値が前記第5の値の2倍から1を引いた値に等しくなる位置における確率密度を求め、求めた確率密度にランドマーク装置の数及び距離異常判定手段が異常ではないと判定した回数を乗じた第6の値を求め、第6の値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定することも好ましい。
【0016】
本発明におけるプログラムによれば、
上記位置検出装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【0017】
本発明における位置検出方法によれば、
複数のランドマーク装置からの信号を受信する位置検出装置における位置検出方法であって、各ランドマーク装置から、各ランドマーク装置の位置情報を受信し、各ランドマーク装置との距離を測定するステップと、各ランドマーク装置との距離の履歴に基づき、新たに測定した各ランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定するステップと、各ランドマーク装置の位置情報と、各ランドマーク装置との距離に基づき、カルマン・フィルタにより現在位置を求めて出力するステップとを備えており、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常である場合、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離から、カルマン・フィルタによる、その予測値を引いた値が大きい程、小さくなる重み係数を算出し、算出した重み係数によりカルマン・ゲインを調整し、調整後のカルマン・ゲインにより現在位置を求めることを特徴とする。
【0018】
本発明による位置検出方法の他の実施形態によれば、
加速度を測定するステップと、加速度の履歴に基づき、新たに測定した加速度が異常であるか否かを判定するステップとをさらに備えており、新たに測定した各ランドマーク装置との距離のいずれかが異常であり、かつ、新たに測定した加速度が異常である場合には、現在位置を測定不可であると判定することも好ましい。
【発明の効果】
【0019】
移動により、各ランドマーク装置との距離の測定が不安定となったとしても、測定精度を劣化させることなく位置を推定することができる。本発明による位置検出に必要な計算処理は少なく、本発明は、携帯型機器への実装に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明による位置検出装置の構成図である。
【図2】本発明による位置検出システムの構成図である。
【図3】本発明による位置検出方法のフロー図である。
【図4】異常判定処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【0022】
図2に示す様に、本発明による位置検出システムは、複数のランドマーク装置20−1〜20−nと、位置検出装置10とを含んでおり、各ランドマーク装置20−1〜20−nは、周期的に、音波による信号と無線信号を同時に送信する。つまり、距離測定のためのTDOA信号を送信する。好ましくは、各ランドマーク装置20−1〜20−nからのTDOA信号の送信は、同期、つまりほぼ同時刻に生じる様に制御される。また、各TDOA信号に含まれる無線信号は、送信したランドマーク装置の設置位置についての情報を含んでいる。なお、位置検出装置10が静止している場合において、位置検出装置10の位置を確定させるためにはnは3以上でなければならないが、本発明においては、利用者が位置検出装置10を携帯して移動することを想定しており、現在位置の決定に過去の履歴を使用するため、nは2以上であれば良い。
【0023】
図1は、本発明による位置検出装置の構成図である。図1によると、位置検出装置10は、受信部1と、測距部2と、距離異常判定部3と、加速度異常判定部4と、加速度測定部5と、位置判定部6とを備えている。受信部1は、各ランドマーク装置からのTDOA信号を受信して、TDOA信号に含まれる無線信号から各ランドマーク装置の設置位置情報を取得し、取得した各ランドマーク装置の設置位置情報を距離異常判定部3及び位置判定部6に通知する(図示せず。)。
【0024】
測距部2は、各ランドマーク装置からTDOA信号を受信する度に、受信したTDOA信号に基づき各ランドマーク装置との距離を測定し、測定した距離を距離異常判定部3と、位置判定部6に出力する。また、加速度測定部5は、2軸又は3軸の加速度センサを有しており、周期的に測定した加速度を加速度異常判定部4に出力する。
【0025】
距離異常判定部3は、各ランドマーク装置との距離の履歴から、各周期において測距部2から入力された距離が異常であるか否かを判定し、判定結果を位置判定部6に出力する。同様に、加速度異常判定部4は、加速度の履歴から、各周期において加速度測定部5から入力された加速度が異常であるか否かを判定し、判定結果を位置判定部6に出力する。
【0026】
図3は、位置判定部6における処理フロー図である。なお、以下の説明において、ある時刻において、TDOA信号により測定した各ランドマーク装置との距離を満たす位置を“測定位置”と呼び、当該時点において、位置検出装置10が予測した位置を“予測位置”と呼び、当該時点における測定位置及び予測位置から求めた位置を“最適位置”と呼ぶものとする。なお、位置判定部6は、最適位置を、当該時点における位置として外部に出力する。以下に、図3の処理フローを説明する。
【0027】
位置判定部6は、周期的に、測距部2から各ランドマーク装置との距離を、距離異常判定部3及び加速度異常判定部4から判定結果を受信する(S31)。距離異常判定部3からの判定結果が正常である場合には(S32)、第1の位置判定処理により最適位置を求めて(S34)、求めた最適位置を出力する(S35)。一方、距離異常判定部3からの判定結果が異常である場合には(S32)、加速度異常判定部4からの判定結果が異常であるか否かを確認する(S33)。加速度異常判定部4からの判定結果が正常である場合には、第2の位置判定処理により最適位置を求めて(S36)、求めた最適位置を出力する(S37)。一方、加速度異常判定部4からの判定結果が異常である場合には、測定不可を出力する(S38)。位置判定部6は、S31からS35、S37又はS38までの処理を、位置検出処理の終了指示を外部から受け取るまで、周期的に繰り返し行う。
【0028】
第1の位置判定処理は、ある処理時点における各ランドマーク装置との距離が過去の履歴から異常ではないと判定された場合の処理である。つまり、受信しているTDOA信号が信頼できる場合の処理であり、カルマン・フィルタにより最適位置を算出するものである。第1の位置判定処理を説明する前に、本発明の説明に必要な各パラメータについて説明する。まず、時刻kにおける位置検出装置10の位置を(p(k),p(k))、位置検出装置10の速度を(v(k),v(k))とし、
【0029】
【数1】

とすると、X(k)は、以下の式で表されることになる。なお、Δtは測定周期である。
X(k)=AX(k−1)+μ(k)
【0030】
なお、上式のμ(k)は時間遷移に関する雑音であり、共分散行列Qかつ正規分布に従う。共分散行列Qは、固定値であってもよいが、非特許文献7に記載されている方法に従い時間により変化させてもよい。
【0031】
時刻kにおいて、位置検出装置10がn個のランドマーク装置からTDOA信号を受信し、i番目のランドマーク装置の位置を(pxi,pyi)、TDOA信号から計算したi番目のランドマーク装置と位置検出装置10との距離をdとし、
【0032】
【数2】

とすると、Z(k)は、以下の式で表されることになる。
Z(k)=B(k)+v(k)
【0033】
なお、上式において、v(k)は観測雑音であり、共分散行列Rかつ零平均の多変数正規分布に従う。共分散行列Rは、固定値であってもよいが、非特許文献7に記載されている方法に従い時間により変化させてもよい。本発明においては、観測モデルH(k)は、B(k)の各要素を偏微分して得られる以下の行列として定義する。
【0034】
【数3】

【0035】
(第1の位置判定処理)続いて、第1の位置判定処理について説明する。位置判定部6は、時刻kにおける予測行列X(k)を、時刻k−1における最適行列X(k−1)から、以下の式により求める。
(k)=AX(k−1)
なお、予測行列X及び最適行列Xは、4行1列であり、1行目及び3行目の要素がそれぞれ予測位置及び最適位置のx座標及びy座標を示し、2行目及び4行目の要素がそれぞれx方向及びy方向の速度成分を示している。また、最適行列Xの初期値は、最終的には収束するため任意であり、例えば、総ての要素を0とする。
【0036】
続いて、時刻kにおける予測誤差行列P(k)と、カルマン・ゲインK(k)を以下の式により求める。
P(k)=AC(k−1)A+Q
K(k)=P(k)H(k)(H(k)P(k)H(k)+R)−1
ここで、C(k−1)は、以下の式で求められる。
C(k−1)=(1−K(k−1)H(k−1))P(k−1)
なお、C(k)の初期値は、最終的には収束するため任意であり、例えば、4行4列の単位行列とする。
【0037】
最後に、位置判定部6は、時刻kにおける最適行列X(k)を以下の式により求め、求めたX(k)の第1行及び第3行を取り出し、最適位置として出力する。
(k)=X(k)+K(k)(Z(k)−H(k)X(k))
また、時刻k+1での処理のため、
C(k)=(1−K(k)H(k))P(k)を求めておく。
【0038】
位置検出装置10が各ランドマーク装置からの信号を常に安定して受信できる場合、上述した第1の位置判定処理を繰り返すのみでよいが、現実的には、障害物の影響等により受信状態が不安定になる。この不安定な状態にて検出した異常値をそのまま第1の位置判定処理にて使用するとその精度が劣化するため、本発明においては、測定距離が異常である場合(図3のS32)には、第1の位置判定処理による最適位置の決定は行わず、加速度が異常であるか否かに応じて(図3のS33)、第2の位置判定処理による最適位置の決定又は測定不可の出力を行う。
【0039】
(距離異常判定処理)以下、距離異常判定部3による距離異常判定処理について説明する。なお、位置判定部6は、時刻k−1の処理終了後、時刻kにおける予測行列X(k)を算出して、その1行目及び3行目の要素で表される位置、つまり、時刻kにおける予測位置を、距離異常判定部3に出力しておく。
【0040】
距離異常判定部3は、時刻kにおける予測位置に基づき、i番目のランドマーク装置との距離dpi(k)を求め(iはn以下の自然数)、Z(k)の各要素d(k)との差γ(k)=d(k)−dpi(k)を求める。
【0041】
また、距離異常判定部3は、時刻k−1までの各時刻における距離異常判定処理にて、異常ではないと判断した回数を記録しており、異常では無い時の処理にて求めた各γの総ての平均値
【0042】
【数4】

と、時刻kにおけるγ(k)から、時刻kにおけるγの平均値
【0043】
【数5】

を、以下の式により求める。
【0044】
【数6】

なお、時刻k−1までの各時刻における距離異常判定処理にて、異常ではないと判断した回数をp−1とし、平均値の初期値は、以下の式で表される。
【数7】

さらに、距離異常判定部3は、時刻kにおけるγの分散σ(k)を以下の式により求める。
【0045】
【数8】

【0046】
距離異常判定部3は、各γ(k)について、以下の式によりΦの値を求め、続いて、2Φ−1の値を求める。
【0047】
【数9】

続いて、距離異常判定部3は、平均及び分散がそれぞれ
【0048】
【数10】

である正規分布において、その平均値を中心とした積分値が2Φ−1となる位置における確率密度を求める。例えば、Φの値が0.95であり、図4が求めた正規分布であり、符号61から62に示す範囲の積分値が0.9であるものとすると、2Φ−1の値は0.9であるから、図4に示すαに対応する値を求める。
【0049】
最後に、距離異常判定部3は、求めた確率密度の値をnp倍し、この値と所定の閾値、例えば、0.5とを比較し、np倍した値が所定の閾値より小さい場合、異常であると判定し、そうでない場合には正常であると判定する。つまり、図4において符号61及び62で示す位置が、平均から所定の距離より離れている場合に、異常であると判定する。
【0050】
(加速度異常判定処理)続いて、加速度異常判定部4における加速度異常判定処理について説明する。まず、加速度異常判定部4は、加速度測定部5から取得する時刻kにおける直交する2方向の加速度の値a(k)及びa(k)から、時刻kにおける加速度の値a(k)を以下の式により求める。
【0051】
【数11】

【0052】
なお、a(k)及びa(k)は、加速度測定部5が加速度センサから取得した時刻kにおける瞬時値であってもよいが、加速度測定部5は、時刻k−1から時刻kまでのある期間における加速度センサが出力する値を積分して、積分した値をa(k)及びa(k)として加速度異常判定部4に出力することが好ましい。
【0053】
続いて、加速度異常判定部4は、時刻kにおける加速度の値a(k−1)から、時刻kにおける加速度の予測値a(k)を以下の式により求める。
(k)=a(k−1)+Δτ
なお、Δτは、以下の式であらわされる値である。
Δτ=sgn(a(k−1)−a(k−2))*Δτ´
ここで、Δτ´は以下の式に示す様に、時刻k−Mから時刻k−1までの加速度の変化の平均値である。
【0054】
【数12】

また、sgn()は、引数の符号を戻り値とする関数であり、具体的には、引数が正の値のときは1、引数が負の値のときは−1、引数が零のときは零がそれぞれ戻り値となる。
【0055】
続いて、加速度異常判定部4は、時刻kにおける加速度の予測誤差diff(k)を以下の式により求める。
diff(k)=a(k)−a(k)
【0056】
加速度異常判定部4は、時刻k−1までの各時刻における加速度異常判定処理にて、異常ではないと判断された回数を記録しており、異常では無い時の処理にて求めた各予測誤差diffの総ての平均値
【0057】
【数13】

と、時刻kにおけるdiff(k)から、時刻kにおけるdiffの平均値
【0058】
【数14】

を、以下の式により求める。
【0059】
【数15】

なお、時刻k−1までの各時刻における加速度異常判定処理にて、異常ではないと判断された回数はq−1とする。さらに、加速度異常判定部4は、時刻kにおける予測誤差の分散δ(k)を以下の式により求める。
【0060】
【数16】

以下、距離異常判定処理と同じく、加速度異常判定部4は、以下の式によりΨの値を求め、続いて、2Ψ−1の値を求める。
【0061】
【数17】

加速度異常判定部4は、平均及び分散がそれぞれ
【0062】
【数18】

である正規分布において、その平均値を中心とした積分値が2Ψ−1となる位置における確率密度を求め、求めた確率密度の値をq倍し、この値と所定の閾値とを比較し、q倍した値が所定の閾値より小さい場合、異常であると判定する。
【0063】
以上、本発明においては、距離異常判定処理にて測定位置の異常を検出した場合、加速度異常判定処理にて、加速度の異常が発生しているか否かを判定し、加速度の異常が発生していなければ、位置検出装置を携帯している利用者の動作に大きな変化が発生していないものとして、以下に説明する第2の位置判定処理を行う。これに対して、加速度の異常が発生している場合には、位置の判定は不可であると判定して、測定不可を出力する。
【0064】
(第2の位置判定処理)続いて、第2の位置判定処理について説明する。第2の位置判定処理において、位置判定部6は、距離異常判定部3から、距離異常判定部3が判定に使用した各パラメータを取得し、時刻kにおける各γ(k)について、マハラビノス距離M(k)を、以下の式により求める。
【0065】
【数19】

【0066】
続いて、位置判定部6は、重み行列W(k)を、以下の様に求める。
【0067】
【数20】

なお、重み係数w(k)は、以下の式で表される。
【0068】
【数21】

【0069】
位置判定部6は、以下の通り、重み行列により、Z(k)、B(k)、H(k)及びRを調整する。
Z´(k)=W(k)Z(k)
B´(k)=W(k)B(k)
H´(k)=W(k)H(k)
R´=cov[W(k)v(k)]
【0070】
さらに、位置判定部6は、重み行列で調整したカルマン・ゲインK´(k)を以下の式により求める。
K´(k)=P(k)H´(k)(H´(k)P(k)H´(k)+R´)−1
【0071】
最後に、位置判定部6は、時刻kにおける最適行列X(k)を以下の式により求め、求めたX(k)の第1行及び第3行を取り出し、最適位置として出力する。
(k)=X(k)+K´(k)(Z´(k)−B´(k))
また、時刻k+1での処理のため、
C(k)=(1−K´(k)H´(k))P(k)を求めておく。
【0072】
以上、位置検出装置10は、TDOA信号により求めた距離に異常を検出した場合、測定位置の予測位置との差と、その差の過去の平均との差による重み係数を求め、求めた重み係数でカルマン・ゲインを調整して最適位置を算出することで、異常値を検出した場合であっても測定精度を劣化させることなく位置を推定することができる。本発明による最適位置の算出に必要な計算処理負荷は少なく、本発明は、携帯型機器への実装に適したものである。
【0073】
なお、上述した実施形態においては、音波信号及び無線信号を含むTDOA信号により位置検出装置10は各ランドマーク装置との距離を測定していたが、位置検出装置10は、ランドマーク装置までの距離を測定する公知の種々の方法を使用することができる。
【0074】
また、本発明による位置検出装置10は、コンピュータを図1の各部として機能させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。さらに、本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの組合せによっても実現可能である。
【符号の説明】
【0075】
1 受信部
2 測距部
3 距離異常判定部
4 加速度異常判定部
5 加速度測定部
6 位置判定部
10 位置検出装置
20−1〜20−n ランドマーク装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ランドマーク装置から、該ランドマーク装置の位置情報を受信する受信手段と、
ランドマーク装置との距離を測定する測位手段と、
各ランドマーク装置との距離の履歴に基づき、新たに測定した各ランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する距離異常判定手段と、
各ランドマーク装置の位置情報と、各ランドマーク装置との距離に基づき、カルマン・フィルタにより現在位置を求めて出力する位置判定手段と、
を備えており、
位置判定手段は、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常である場合、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離から、カルマン・フィルタによる、その予測値を引いた値が大きい程、小さくなる重み係数を算出し、算出した重み係数によりカルマン・ゲインを調整し、調整後のカルマン・ゲインにより現在位置を求める、
位置検出装置。
【請求項2】
加速度を測定する手段と、
加速度の履歴に基づき、新たに測定した加速度が異常であるか否かを判定する手段と、
をさらに備えており、
位置判定手段は、新たに測定した各ランドマーク装置との距離のいずれかが異常であり、かつ、新たに測定した加速度が異常である場合、現在位置が測定不可であると判定する、
請求項1に記載の位置検出装置。
【請求項3】
距離異常判定手段は、異常ではないと判定したときの、測位手段が測定した各ランドマーク装置との距離と、カルマン・フィルタによる、その予測値との差の平均値である第1の値を保持しており、新たに測定した各ランドマーク装置との距離と、その予測値との差である第2の値に基づき、前記平均値を更新し、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離と、前記更新後の平均値との差である第3の値を求め、第3の値に基づく値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する、
請求項1又は2に記載の位置検出装置。
【請求項4】
距離異常判定手段は、測位手段が測定した各ランドマーク装置との距離と、その予測値との差の標準偏差値である第4の値を、前記第1の値及び前記第2の値に基づき計算し、前記第3の値を、前記第4の値で除した値である第5の値を求め、第5の値に基づく値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する、
請求項3に記載の位置検出装置。
【請求項5】
距離異常判定手段は、平均及び標準偏差が、前記更新後の平均値及び第4の値である正規分布において、その平均値を中心とした積分値が前記第5の値の2倍から1を引いた値に等しくなる位置における確率密度を求め、求めた確率密度にランドマーク装置の数及び距離異常判定手段が異常ではないと判定した回数を乗じた第6の値を求め、第6の値を閾値判定して、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定する、
請求項4記載の位置検出装置。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項に記載の位置検出装置としてコンピュータを機能させるプログラム。
【請求項7】
複数のランドマーク装置からの信号を受信する位置検出装置における位置検出方法であって、
各ランドマーク装置から、各ランドマーク装置の位置情報を受信し、各ランドマーク装置との距離を測定するステップと、
各ランドマーク装置との距離の履歴に基づき、新たに測定した各ランドマーク装置との距離が異常であるか否かを判定するステップと、
各ランドマーク装置の位置情報と、各ランドマーク装置との距離に基づき、カルマン・フィルタにより現在位置を求めて出力するステップと、
を備えており、
新たに測定した第1のランドマーク装置との距離が異常である場合、新たに測定した第1のランドマーク装置との距離から、カルマン・フィルタによる、その予測値を引いた値が大きい程、小さくなる重み係数を算出し、算出した重み係数によりカルマン・ゲインを調整し、調整後のカルマン・ゲインにより現在位置を求める、
位置検出方法。
【請求項8】
加速度を測定するステップと、
加速度の履歴に基づき、新たに測定した加速度が異常であるか否かを判定するステップと、
をさらに備えており、
新たに測定した各ランドマーク装置との距離のいずれかが異常であり、かつ、新たに測定した加速度が異常である場合には、現在位置を測定不可であると判定する、
請求項7に記載の位置検出方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−2734(P2012−2734A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−139237(P2010−139237)
【出願日】平成22年6月18日(2010.6.18)
【出願人】(000208891)KDDI株式会社 (2,700)
【Fターム(参考)】