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JP2011174759A - Position computing device, method, and program - Google Patents

Position computing device, method, and program Download PDF

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JP2011174759A
JP2011174759A JP2010037744A JP2010037744A JP2011174759A JP 2011174759 A JP2011174759 A JP 2011174759A JP 2010037744 A JP2010037744 A JP 2010037744A JP 2010037744 A JP2010037744 A JP 2010037744A JP 2011174759 A JP2011174759 A JP 2011174759A
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transmitters
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幸博 中村
Nobuhiro Muto
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Masanobu Abe
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Abstract

【課題】局所座標系ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合する。
【解決手段】複数の局所座標系を検出し、端末と複数の送信機それぞれとの間の距離に基づいて、局所座標系それぞれにおいて、複数の送信機の位置座標を算出する手段1920と、複数の局所座標系のうち、閾値以上の数の送信機を共有する2つ以上の局所座標系を、互いに統合可能な座標系として抽出する手段1931と、抽出された2つ以上の局所座標系それぞれにおいて、送信機間距離及び送信機間距離の信頼度を算出し、2つ以上の局所座標系それぞれにおいて算出された送信機間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後の送信機間距離を算出し、信頼度がある値よりも高い送信機の補正後の送信機間距離のみを用いて、2つ以上の局所座標系を統合した座標系における各送信機の位置座標を信頼度が高い順に算出する手段1932と、を具備する。
【選択図】図19
Position coordinates calculated for each local coordinate system are accurately integrated into one coordinate system.
Means for detecting a plurality of local coordinate systems and calculating position coordinates of the plurality of transmitters in each of the local coordinate systems based on distances between the terminal and each of the plurality of transmitters; Among the two local coordinate systems, means for extracting two or more local coordinate systems sharing a number of transmitters equal to or greater than a threshold as coordinate systems that can be integrated with each other, and each of the two or more extracted local coordinate systems , The inter-transmitter distance and the reliability of the inter-transmitter distance are calculated, weighted by the reliability of the inter-transmitter distance calculated in each of two or more local coordinate systems, and the inter-transmitter distance after weighting correction The reliability of the position coordinates of each transmitter in a coordinate system integrating two or more local coordinate systems is calculated using only the corrected inter-transmitter distance of the transmitter that is higher than a certain value. Calculate in descending order A means 1932 for, including a.
[Selection] Figure 19

Description

本発明は、位置算出装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a position calculation apparatus, method, and program.

従来、屋内におけるユーザトラッキングシステム(ユーザ位置算出システム)において、環境中に設置されたセンサを用いて空間におけるユーザの位置を算出する方法や、ユーザや対象物にセンサを取りつけてそれぞれの相対位置を組み合わせ、ユーザや対象物の空間内での位置を算出する方法が用いられている。   Conventionally, in an indoor user tracking system (user position calculation system), a method of calculating the position of a user in a space using a sensor installed in the environment, or attaching a sensor to a user or an object to determine the relative position of each user. A combination and a method of calculating the position of a user or an object in a space is used.

非特許文献1には、室内にセンサを張り巡らせて人物の位置を取得できるセンシングルームが記載されている。この技術によれば、センシングルーム内での人間の位置を精度良く計測できる。
また、特許文献1には、位置が未知である複数の固定装置と位置が未知である移動装置の相対位置を、固定装置と移動装置の相対距離を用いて算出する技術が記載されている。この技術により、システムの導入コストの低減が期待できる。
Non-Patent Document 1 describes a sensing room that can acquire the position of a person by placing sensors around the room. According to this technology, it is possible to accurately measure the position of a human in the sensing room.
Patent Document 1 describes a technique for calculating a relative position between a plurality of fixing devices whose positions are unknown and a moving device whose position is unknown using a relative distance between the fixing device and the moving device. This technology can be expected to reduce system installation costs.

特許第4057023号明細書Japanese Patent No. 4057023

森,「生活パターンを覚えて助ける知能住宅」,ネットワークロボット研究会,pp20-24,2005Mori, “Intelligent House to Help Learn Life Patterns”, Network Robot Society, pp20-24, 2005

しかしながら、非特許文献1に記載のセンシングルームでは、1部屋に500以上のセンサを設置しており、設置コストだけでなくキャリブレーションにかける労力も高くなり、汎用的なシステムとは言えない。
また、特許文献1に記載の技術では、一つの座標系上で全固定装置と移動装置の位置を算出するためには、全固定装置と移動装置間の距離計測を同時に行う必要があり、現実的には困難がある。そのため、距離計測を行った固定装置の組み合わせごとに設定される座標系上における位置算出しか実現することができない。
However, in the sensing room described in Non-Patent Document 1, 500 or more sensors are installed in one room, and not only the installation cost but also labor required for calibration is increased, and it cannot be said that it is a general-purpose system.
Moreover, in the technique described in Patent Document 1, in order to calculate the positions of all the fixed devices and the moving device on one coordinate system, it is necessary to simultaneously measure the distance between the all fixed devices and the moving device. Is difficult. Therefore, only position calculation on the coordinate system set for each combination of the fixed devices that have performed distance measurement can be realized.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、固定装置の相対的な位置関係をもとに生成する相対座標系(以降、相対座標系に識別番号を付与したものを局所座標系IDと呼ぶ)ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合できる位置算出装置、位置算出方法、及び位置算出プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. A relative coordinate system generated based on the relative positional relationship of the fixing device (hereinafter referred to as a local coordinate system ID obtained by assigning an identification number to the relative coordinate system). It is an object of the present invention to provide a position calculation device, a position calculation method, and a position calculation program that can accurately integrate position coordinates calculated for each of them into one coordinate system.

上述の課題を解決するため、本発明の位置算出装置は、複数の送信機を備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出装置であって、それぞれ複数の送信機から構成される複数の局所座標系を検出し、前記端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離に基づいて、前記局所座標系それぞれにおいて、当該局所座標系を構成する複数の送信機の位置座標を算出する第1の座標算出手段と、前記複数の局所座標系のうち、閾値以上の数の送信機を共有する2つ以上の局所座標系を、互いに統合可能な座標系として抽出する統合座標系抽出手段と、統合可能な座標系として抽出された前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて、送信機間距離及び該送信機間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて算出された送信機間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後の送信機間距離を算出し、信頼度がある値よりも高い送信機の前記補正後の送信機間距離のみを用いて、前記2つ以上の局所座標系を統合した座標系における各送信機の位置座標を信頼度が高い順に算出する第2の座標算出手段と、を具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the position calculation apparatus of the present invention receives distance information between a terminal that can move in the environment and each of the plurality of transmitters in an environment including a plurality of transmitters. A position calculation device for calculating the position coordinates of the terminal, detecting a plurality of local coordinate systems each composed of a plurality of transmitters, and based on the distance between the terminal and each of the plurality of transmitters In each of the local coordinate systems, first coordinate calculation means for calculating position coordinates of a plurality of transmitters constituting the local coordinate system, and a number of transmitters equal to or greater than a threshold value among the plurality of local coordinate systems. In each of the two or more local coordinate systems extracted as the coordinate system that can be integrated, and an integrated coordinate system extraction unit that extracts two or more local coordinate systems sharing the same as a coordinate system that can be integrated with each other, Distance And calculating the reliability of the distance between the transmitters, calculating the distance between the transmitters after weight correction by performing weighting according to the reliability of the distance between the transmitters calculated in each of the two or more local coordinate systems, Using only the corrected inter-transmitter distance of the transmitter whose reliability is higher than a certain value, the position coordinates of each transmitter in the coordinate system in which the two or more local coordinate systems are integrated in descending order of reliability. And a second coordinate calculation means for calculating.

本発明の構成によれば、局所座標系ごとに算出された位置座標を精度よく1つの座標系に統合することができる。   According to the configuration of the present invention, the position coordinates calculated for each local coordinate system can be accurately integrated into one coordinate system.

本発明の一実施形態に係る位置算出システムの一例を示すシステム構成図。The system configuration figure showing an example of the position calculation system concerning one embodiment of the present invention. 第1の実施の形態に係る送受信端末及び位置算出装置の機能的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the functional structure of the transmission / reception terminal and position calculation apparatus which concern on 1st Embodiment. データ記憶部に備えられる計測距離テーブルに格納されるデータ構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the data structure stored in the measurement distance table with which a data storage part is equipped. データ記憶部に備えられる局所座標テーブルに格納されるデータ構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the data structure stored in the local coordinate table with which a data storage part is equipped. 位置算出装置において実行される処理全体を示すフローチャート。The flowchart which shows the whole process performed in a position calculation apparatus. 局所座標算出部が実行する処理のフローチャート。The flowchart of the process which a local coordinate calculation part performs. 新たな局所座標系における位置座標の定め方を説明するための図。The figure for demonstrating how to determine the position coordinate in a new local coordinate system. 統合座標系抽出部が実行する処理のフローチャート。The flowchart of the process which an integrated coordinate system extraction part performs. 統合処理部が実行する計測センサリストの生成処理のフローチャート。The flowchart of the production | generation process of the measurement sensor list which an integrated process part performs. 統合処理部が実行するセンサ対応付け処理のフローチャート。The flowchart of the sensor matching process which an integrated process part performs. 統合処理部が実行する位置座標補正処理のフローチャート。The flowchart of the position coordinate correction process which an integrated process part performs. 統合処理部が実行する送信機間距離の算出処理のフローチャート。The flowchart of the calculation process of the distance between transmitters which an integrated process part performs. 局所座標系の一例を示す図。The figure which shows an example of a local coordinate system. 局所座標系において算出される送信機間距離と信頼度を説明するための図。The figure for demonstrating the distance between transmitters calculated in a local coordinate system, and reliability. 2つの局所座標系においてそれぞれ算出される送信機間距離の相違を示す図。The figure which shows the difference in the distance between transmitters each calculated in two local coordinate systems. 統合処理部による無向グラフの生成を説明するための図。The figure for demonstrating the production | generation of the undirected graph by an integrated process part. 上述の無向グラフにおいて、送信機間距離を加重平均距離によって表した図。The figure which represented the distance between transmitters by the weighted average distance in the above-mentioned undirected graph. 送信機の位置座標の修正の様子を示す図。The figure which shows the mode of correction of the position coordinate of a transmitter. 第2の実施の形態に係る位置算出装置のブロック図。The block diagram of the position calculation apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図19の計測距離テーブルのデータ構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a data structure of the measurement distance table of FIG. 図19の局所座標テーブルのデータ構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the data structure of the local coordinate table of FIG. 図19の位置算出装置の動作の一例を示すフローチャート。FIG. 20 is a flowchart showing an example of the operation of the position calculation device of FIG. 19. FIG. 図19の局所座標算出部の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the local coordinate calculation part of FIG. 図19の局所座標算出部の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the local coordinate calculation part of FIG. 図19の統合可能局所座標系抽出部の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the integrable local coordinate system extraction part of FIG. 図19の統合可能局所座標系抽出部の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the integrable local coordinate system extraction part of FIG. 図19の統合部の動作の一例を示すフローチャート。20 is a flowchart showing an example of the operation of the integration unit in FIG. 19. 図19の統合部の動作の一例を示すフローチャート。20 is a flowchart showing an example of the operation of the integration unit in FIG. 19. 図19の統合部の動作の一例を示すフローチャート。20 is a flowchart showing an example of the operation of the integration unit in FIG. 19.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る位置検出装置、位置算出方法及び位置算出プログラムについて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
まず、実施の形態について概略を説明する。
移動物体(例えばユーザが所持する送受信端末)の位置に応じて移動物体との距離を計測できるセンサ(例えば送信機)の組み合わせは時々刻々と異なる。その度に逐一設定される局所的な相対座標系上においてそれらセンサと移動物体の位置を算出する。最終的に、そのように独立に形成された局所的な相対座標系間で共通に存在するセンサの数が一定以上ある場合、それら相対座標系を任意の一つの相対座標系(基準座標系)上に射影することで、距離計測を行ったセンサと移動物体の位置を基準座標系上で算出することができる。しかし、一般的にセンサの移動やセンサ計測精度の低下等により、一部のセンサ推定位置やセンサ計測値の誤差が大きくなった場合、それらの影響が全体に波及する。実施形態では、基準座標系からの距離とセンサ推定位置の信頼度に着目して、一部の推定誤差の影響が全体に波及せずに、センサと移動物体の位置算出を行う。
Hereinafter, a position detection device, a position calculation method, and a position calculation program according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in the following embodiments, the same numbered portions are assumed to perform the same operation, and repeated description is omitted.
First, an outline of the embodiment will be described.
The combination of sensors (for example, transmitters) that can measure the distance to the moving object according to the position of the moving object (for example, a transmission / reception terminal possessed by the user) varies from moment to moment. The positions of these sensors and the moving object are calculated on the local relative coordinate system set one by one. Eventually, if there are more than a certain number of sensors that exist in common among the local relative coordinate systems that are formed independently of each other, the relative coordinate system can be changed to any one relative coordinate system (reference coordinate system). By projecting upward, it is possible to calculate the distance-measured sensor and the position of the moving object on the reference coordinate system. However, in general, when errors in some sensor estimation positions and sensor measurement values become large due to movement of the sensor, a decrease in sensor measurement accuracy, and the like, those influences spread throughout. In the embodiment, paying attention to the distance from the reference coordinate system and the reliability of the estimated position of the sensor, the position of the sensor and the moving object is calculated without the influence of a part of the estimation error affecting the whole.

ただし、局所的な相対座標系上におけるセンサ位置を算出する技術は既知のものを利用し、局所座的な相対標系で算出されるセンサ位置には信頼度が付与されていることを想定する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る位置算出システムの一例を示すシステム構成図である。図1に示すように、ユーザUは、送受信端末10を携帯してシステム内を持ち運ぶ。n+1個の送信機#0〜#nは、システム環境(例えば1つの部屋)内の任意の箇所に設置される。ただし、nは3以上で任意の正の整数とする。
However, it is assumed that the technology for calculating the sensor position on the local relative coordinate system uses a known technique, and the sensor position calculated by the local relative reference system is given reliability. .
(First embodiment)
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a position calculation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the user U carries the transmitting / receiving terminal 10 and carries it in the system. The (n + 1) transmitters # 0 to #n are installed at arbitrary locations in the system environment (for example, one room). However, n is 3 or more and an arbitrary positive integer.

この位置算出システムにおいては、少なくとも2つの局所座標系の統合が行なわれ、1つの局所座標系は少なくとも3個の送信機から構成される。したがって、4個以上の送信機が備えられる。i番目の送信機#iにはID:iが割り当てられ、その位置座標は、例えば送信機#0、#1及び#2による局所座標系ID0の座標系においては、X0_i=(X0i,Y0i)で表される。   In this position calculation system, at least two local coordinate systems are integrated, and one local coordinate system includes at least three transmitters. Therefore, four or more transmitters are provided. ID: i is assigned to the i-th transmitter #i, and its position coordinate is, for example, X0_i = (X0i, Y0i) in the coordinate system of the local coordinate system ID0 by the transmitters # 0, # 1, and # 2. It is represented by

送信機#0〜#nは一例として、電波や音波等の波を発生させる送信端末であり、送受信端末10では、送信機#0〜#nからの電波や音波を受信して、当該送信機からの距離di(t)を測定する。ただし、送信機#1〜#nと送受信端末10との通信を媒介するのは、電波や音波に限定されず、距離への変換が可能であればどのような媒介であってもよい。送信機#0〜#nは、所定の時間間隔で、現時刻(送信時刻)と当該送信機に固有の送信機IDの情報を電波又は音波によって発信するものとする。   The transmitters # 0 to #n are, for example, transmission terminals that generate waves such as radio waves and sound waves. The transmission / reception terminal 10 receives the radio waves and sound waves from the transmitters # 0 to #n, and transmits the transmitters. The distance di (t) from is measured. However, mediation of communication between the transmitters # 1 to #n and the transmission / reception terminal 10 is not limited to radio waves or sound waves, and any media may be used as long as conversion to distance is possible. The transmitters # 0 to #n transmit the current time (transmission time) and information on the transmitter ID unique to the transmitter by radio waves or sound waves at predetermined time intervals.

図1に示す例では、送信機#0〜#nから発信される電波又は音波を、ユーザUが携帯する送受信端末10が受信するセンサシステムが図示されているが、これに限らず、ユーザUが送信機を携帯し、受信機が環境中に設置されてもよい。
以下では、図1の例に基づいて、送信機(センサ)が環境中に固定され、受信機(送受信端末10)をユーザが環境中で持ち運ぶ例について説明する。時刻tにおける送受信端末10の位置座標は、局所座標系IDが0である座標系では、X0_h(t)=(X0h(t),Y0h(t))で表される。
In the example illustrated in FIG. 1, a sensor system is illustrated in which a transmission / reception terminal 10 carried by the user U receives radio waves or sound waves transmitted from the transmitters # 0 to #n. May carry a transmitter and a receiver installed in the environment.
In the following, an example in which a transmitter (sensor) is fixed in the environment and the user carries the receiver (transmission / reception terminal 10) in the environment will be described based on the example of FIG. The position coordinate of the transmission / reception terminal 10 at time t is represented by X0_h (t) = (X0h (t), Y0h (t)) in the coordinate system whose local coordinate system ID is 0.

位置算出装置20は、ユーザUが携帯する送受信端末10からの情報を基に、基準座標系における各送信機及び送受信端末10の位置座標の算出、及び算出された位置座標の校正等、各種の処理を実行するコンピュータシステムである。位置算出装置20は、図示しないプロセッサ、プログラムメモリ、及びワークメモリを有し、プロセッサがプログラムメモリに記憶された所定のプログラムを実行することで、本実施形態に係る各種の処理を制御する。   The position calculation device 20 calculates various position coordinates such as calculation of position coordinates of each transmitter and transmission / reception terminal 10 in the reference coordinate system and calibration of the calculated position coordinates based on information from the transmission / reception terminal 10 carried by the user U. A computer system that executes processing. The position calculation device 20 includes a processor, a program memory, and a work memory (not shown), and controls various processes according to the present embodiment when the processor executes a predetermined program stored in the program memory.

図2は、この位置算出システムにおける送受信端末10及び位置算出装置20の機能的な構成を示すブロック図である。
送信機#0〜#nは、それぞれ所定の時間間隔で、現時刻(送信時刻)と送信機IDの情報を電波又は音波によって発信している。
送受信端末10は、受信部101、距離計測部102及び送信部103を備えている。受信部101は、送信機(#0〜#n)が発信する電波又は音波を受信する。距離計測部102は、現時刻(受信時刻又は計測時刻)と送信機からの送信時刻に基づいて電波又は音波の伝搬時間を算出し、その伝搬時間に基づいて送受信端末10と送信機との間の計測時刻tにおける距離di(t)を算出する。送信部103は、算出された距離(計測距離)を送信機IDと計測時刻に対応づけて、位置算出装置20に送信する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating functional configurations of the transmission / reception terminal 10 and the position calculation device 20 in the position calculation system.
Transmitters # 0 to #n transmit the current time (transmission time) and transmitter ID information by radio waves or sound waves at predetermined time intervals.
The transmission / reception terminal 10 includes a reception unit 101, a distance measurement unit 102, and a transmission unit 103. The receiving unit 101 receives radio waves or sound waves transmitted from transmitters (# 0 to #n). The distance measuring unit 102 calculates the propagation time of radio waves or sound waves based on the current time (reception time or measurement time) and the transmission time from the transmitter, and between the transmission / reception terminal 10 and the transmitter based on the propagation time. The distance di (t) at the measurement time t is calculated. The transmission unit 103 transmits the calculated distance (measurement distance) to the position calculation device 20 in association with the transmitter ID and the measurement time.

送信機と送受信端末10との間の距離算出は、電波と超音波を組み合わせて行われてもよい。この場合、超音波の発信を指示する呼び出し命令が、送受信端末10から送信機#iに電波によって送信され、電波を受信した送信機#iが超音波を発する。そして、送受信端末10が超音波を受信した時刻と送信機#iが超音波を発した時刻との時刻差に音速を乗じることで送信機#iと送受信端末10との間の距離di(t)が算出される。   The distance calculation between the transmitter and the transmission / reception terminal 10 may be performed by combining radio waves and ultrasonic waves. In this case, a calling instruction for instructing transmission of ultrasonic waves is transmitted from the transmission / reception terminal 10 to the transmitter #i by radio waves, and the transmitter #i that has received the radio waves emits ultrasonic waves. Then, the distance di (t) between the transmitter #i and the transmission / reception terminal 10 is obtained by multiplying the time difference between the time when the transmission / reception terminal 10 receives the ultrasonic wave and the time when the transmitter #i emits the ultrasonic wave by the speed of sound. ) Is calculated.

位置算出装置20は、受信部210、データ記憶部220、局所座標算出部230、及び局所座標統合部240を備える。
受信部210は、送受信端末10から送られた各送信機との間の計測距離、送信機ID及び計測時刻のデータを受信する。
データ記憶部220は、ハードディスク装置やフラッシュメモリ等を備える記憶装置である。データ記憶部220は、図3に示す計測距離テーブル221、図4に示す局所座標テーブル222、及び基準座標系情報格納部223を備える。送受信端末10から送られたデータは、計測距離テーブル221に保持される。
The position calculation device 20 includes a reception unit 210, a data storage unit 220, a local coordinate calculation unit 230, and a local coordinate integration unit 240.
The receiving unit 210 receives measurement distance, transmitter ID, and measurement time data transmitted from the transmitter / receiver terminal 10 to each transmitter.
The data storage unit 220 is a storage device including a hard disk device, a flash memory, and the like. The data storage unit 220 includes a measurement distance table 221 illustrated in FIG. 3, a local coordinate table 222 illustrated in FIG. 4, and a reference coordinate system information storage unit 223. Data sent from the transmission / reception terminal 10 is held in the measurement distance table 221.

図3は、データ記憶部220に備えられる計測距離テーブル221に格納されるデータ構成の一例を示す図である。図3に示すように、計測距離テーブル221には、各送信機の送信機IDに対応して、計測時刻t、及び計測時刻tにおける計測距離di(t)が記憶される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data configuration stored in the measurement distance table 221 provided in the data storage unit 220. As illustrated in FIG. 3, the measurement distance table 221 stores the measurement time t and the measurement distance di (t) at the measurement time t, corresponding to the transmitter ID of each transmitter.

図4は、データ記憶部220に備えられる局所座標テーブル222に格納されるデータ構成の一例を示す図である。図4に示すように、局所座標テーブル222には、局所座標系毎に、局所座標系ID、当該座標系に含まれるセンサ(送信機)、各センサの座標、各センサと送受信端末10との間の計測距離、後述する信頼度、統合可能な局所座標系のID、平均の計測距離、及び送受信端末10の位置座標が格納される。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data configuration stored in the local coordinate table 222 provided in the data storage unit 220. As shown in FIG. 4, the local coordinate table 222 includes, for each local coordinate system, a local coordinate system ID, a sensor (transmitter) included in the coordinate system, coordinates of each sensor, each sensor and the transmission / reception terminal 10. Measurement distance, reliability described later, ID of local coordinate system that can be integrated, average measurement distance, and position coordinates of the transmission / reception terminal 10 are stored.

基準座標系情報格納部223は、基準座標系を与える基準局所座標系の情報を格納する。基準局所座標系は、ユーザによる設定操作などに応じて予め定められていてもよい。
局所座標算出部230は、受信部210が受信したデータに基づいて、局所座標テーブル222の記憶内容を生成し、更新する。
The reference coordinate system information storage unit 223 stores information on a reference local coordinate system that provides a reference coordinate system. The reference local coordinate system may be determined in advance according to a setting operation by the user.
The local coordinate calculation unit 230 generates and updates the storage contents of the local coordinate table 222 based on the data received by the reception unit 210.

局所座標統合部240は、統合座標系抽出部241、統合処理部242及び入出力部243を有する。統合座標系抽出部241は、所定数以上の送信機を共有する2つの局所座標系を統合可能な局所座標系として抽出し、設定する。統合処理部242は、統合可能であるとして抽出された局所座標系の統合処理を行う。入出力部243は、統合結果を出力するための表示装置等を有する。あるいは入出力部243は、図示しない記憶装置に接続され、統合結果が当該記憶装置に出力され記憶されてもよい。   The local coordinate integration unit 240 includes an integrated coordinate system extraction unit 241, an integration processing unit 242, and an input / output unit 243. The integrated coordinate system extraction unit 241 extracts and sets two local coordinate systems that share a predetermined number or more of transmitters as local coordinate systems that can be integrated. The integration processing unit 242 performs integration processing of the local coordinate system extracted as being able to be integrated. The input / output unit 243 includes a display device for outputting the integration result. Alternatively, the input / output unit 243 may be connected to a storage device (not shown), and the integration result may be output and stored in the storage device.

次に、以上のように構成された位置算出装置20の動作について説明する。
図5は、位置算出装置20において実行される処理全体を示すフローチャートである。
受信部210は、送受信端末10から少なくとも1つの送信機(#i)の送信機ID、計測時刻及び計測距離を含むデータを受信する(ステップS501)。受信部210は、受信したデータをデータ記憶部220の計測距離テーブル221、及び局所座標算出部230にも出力する。計測距離テーブル221では、当該少なくとも1つの送信機(#i)の送信機ID:iに対応して、計測時刻及び計測距離のデータが更新される。
Next, the operation of the position calculation device 20 configured as described above will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the entire processing executed in the position calculation device 20.
The receiving unit 210 receives data including the transmitter ID, measurement time, and measurement distance of at least one transmitter (#i) from the transmission / reception terminal 10 (step S501). The reception unit 210 also outputs the received data to the measurement distance table 221 and the local coordinate calculation unit 230 of the data storage unit 220. In the measurement distance table 221, the data of the measurement time and the measurement distance are updated corresponding to the transmitter ID: i of the at least one transmitter (#i).

局所座標算出部230は、送られた送信機ID、計測時刻及び計測距離データに基づいて、新規に局所座標系が作成されるか否かを判定する(ステップS502)。
受信したデータに含まれる局所座標系が、局所座標テーブル222に記憶されていない場合には、新規の局所座標系を作成する必要がある(ステップS502でYes)。この場合、局所座標算出部230は、局所座標テーブル222に無いIDを、新規の局所座標系IDとして生成する(ステップS503)。
The local coordinate calculation unit 230 determines whether or not a new local coordinate system is created based on the transmitted transmitter ID, measurement time, and measurement distance data (step S502).
If the local coordinate system included in the received data is not stored in the local coordinate table 222, it is necessary to create a new local coordinate system (Yes in step S502). In this case, the local coordinate calculation unit 230 generates an ID that is not in the local coordinate table 222 as a new local coordinate system ID (step S503).

受信したデータに含まれる局所座標系が、既に局所座標テーブル222に記憶されている場合には、新規の局所座標系は作成されない(ステップS502でNo)。この場合、局所座標算出部230は、局所座標テーブル222から、受信データに含まれ更新対象となる局所座標系IDを選択する(ステップS504)。   If the local coordinate system included in the received data is already stored in the local coordinate table 222, a new local coordinate system is not created (No in step S502). In this case, the local coordinate calculation unit 230 selects, from the local coordinate table 222, a local coordinate system ID that is included in the received data and is to be updated (step S504).

局所座標算部505は、ステップS503で新規に作成された局所座標系ID、又はステップS504で選択された局所座標系IDに対応する局所座標系を構成する送信機(センサ)と送受信端末10までの各最新計測距離を局所座標テーブル222の記憶内容に追加し、当該局所座標系IDに対応する局所座標系を構成する送信機(センサ)の位置座標、最新の位置算出時刻、信頼度、および平均計測距離の値を算出し、局所座標テーブル222の記憶内容を更新する(ステップS505)。新規に局所座標系が検出された場合には、新たに作成された局所座標系IDと対応づけて、各センサと送受信端末10までの最新計測距離を局所座標テーブル222の記憶内容に追加し、算出されたセンサの位置座標、最新の位置算出時刻、信頼度、及び平均計測距離の値を局所座標テーブル222に記憶し、記憶内容を更新する。また、局所座標算出部230は、当該新規の局所座標系に含まれる各センサのIDも局所座標テーブル222に記憶する。   The local coordinate calculation unit 505 includes the local coordinate system ID newly created in step S503 or the transmitter (sensor) and the transmission / reception terminal 10 constituting the local coordinate system corresponding to the local coordinate system ID selected in step S504. Are added to the stored contents of the local coordinate table 222, the position coordinates of the transmitter (sensor) constituting the local coordinate system corresponding to the local coordinate system ID, the latest position calculation time, the reliability, and The value of the average measurement distance is calculated, and the content stored in the local coordinate table 222 is updated (step S505). When a new local coordinate system is detected, the latest measurement distance from each sensor to the transmission / reception terminal 10 is added to the stored content of the local coordinate table 222 in association with the newly created local coordinate system ID. The calculated position coordinates of the sensor, latest position calculation time, reliability, and average measurement distance are stored in the local coordinate table 222, and the stored contents are updated. The local coordinate calculation unit 230 also stores the ID of each sensor included in the new local coordinate system in the local coordinate table 222.

一方、ステップS504で更新対象となる局所座標系IDが選択された場合には、局所座標テーブル222において、選択された局所座標系IDに対応するセンサの位置座標、最新位置算出時刻、信頼度、平均計測距離の値を、算出した値に更新する。また、局所座標算出部230は、選択された局所座標系に含まれる各センサの計測距離も算出し、局所座標テーブル222において、当該選択された局所座標系の局所座標系IDに対応して、各センサの位置座標値を追加する。   On the other hand, when the local coordinate system ID to be updated is selected in step S504, the position coordinate of the sensor corresponding to the selected local coordinate system ID, the latest position calculation time, the reliability, The value of the average measurement distance is updated to the calculated value. The local coordinate calculation unit 230 also calculates a measurement distance of each sensor included in the selected local coordinate system, and corresponds to the local coordinate system ID of the selected local coordinate system in the local coordinate table 222. Add the position coordinate value of each sensor.

次に、局所座標統合部240では、統合座標系抽出部241が、局所座標テーブル222に記憶されている局所座標系のうち統合できる座標系があるか否かを判定する(ステップS506)。判定結果は、統合処理部242に送られる。
統合処理部242は、判定結果に基づいて局所座標系を統合する(ステップS507)。統合結果は、入出力部243を介して出力されてもよい。
Next, in the local coordinate integration unit 240, the integrated coordinate system extraction unit 241 determines whether there is a coordinate system that can be integrated among the local coordinate systems stored in the local coordinate table 222 (step S506). The determination result is sent to the integration processing unit 242.
The integration processing unit 242 integrates the local coordinate system based on the determination result (step S507). The integration result may be output via the input / output unit 243.

なお、図5では局所座標算出部230の処理の後に続けて局所座標統合部240の処理を実施する例を記載したが、局所座標算出部230の処理と局所座標統合部240の処理を分離し、局所座標算出部230はデータ記憶部220の局所座標テーブル222の記憶内容を更新して処理を終了することとし、局所座標統合部240は予め定めたタイミングで(例えば予め定めた時間間隔で、あるいは、入出力部からの起動指示により)図5のステップS506の処理を開始することとしても良い。   In addition, although the example which implements the process of the local coordinate integration part 240 after the process of the local coordinate calculation part 230 was described in FIG. 5, the process of the local coordinate calculation part 230 and the process of the local coordinate integration part 240 were isolate | separated. The local coordinate calculation unit 230 updates the stored contents of the local coordinate table 222 of the data storage unit 220 and terminates the process, and the local coordinate integration unit 240 performs a predetermined timing (for example, at a predetermined time interval). Alternatively, the process of step S506 in FIG. 5 may be started (by an activation instruction from the input / output unit).

次に、局所座標算出部230及び局所座標統合部240が実行する処理について、更に詳細に説明する。
図6は、局所座標算出部230が実行する処理の詳細を示すフローチャートである。図6に示す処理は、図5ではステップS502〜S505の処理に相当する。
受信部210が受信データをデータ記憶部220に格納したら、局所座標算出部230は、データ記憶部220の局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS601)。局所座標算出部230は、受信データに含まれる送信機IDから、3つ以上のIDからなる組合せを全て生成する(ステップS602)。局所座標算出部230は、生成した組合せから、1つの組合せを選択する(ステップS603)。ここで、受信部210が受信した送信機IDの数をMとする。
Next, the processing executed by the local coordinate calculation unit 230 and the local coordinate integration unit 240 will be described in more detail.
FIG. 6 is a flowchart showing details of processing executed by the local coordinate calculation unit 230. The process shown in FIG. 6 corresponds to the process of steps S502 to S505 in FIG.
When the reception unit 210 stores the received data in the data storage unit 220, the local coordinate calculation unit 230 acquires information in the local coordinate table 222 of the data storage unit 220 (step S601). The local coordinate calculation unit 230 generates all combinations of three or more IDs from the transmitter ID included in the received data (step S602). The local coordinate calculation unit 230 selects one combination from the generated combinations (step S603). Here, M is the number of transmitter IDs received by the receiving unit 210.

局所座標算出部230は、選択したIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所座標系に含まれている代表センサの組合せであるか否かを判定する(ステップS604)。
選択されたIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所座標系に含まれている代表センサの組合せである場合(ステップS604でYes)、局所座標算出部230は、当該選択されたIDの組み合わせに対応する局所座標系の局所座標系IDを処理対象として選択する(ステップS605)。
The local coordinate calculation unit 230 determines whether or not the selected combination of IDs is a combination of representative sensors included in any of the local coordinate systems stored in the local coordinate table 222 (step S604).
If the selected ID combination is a combination of representative sensors included in any of the local coordinate systems stored in the local coordinate table 222 (Yes in step S604), the local coordinate calculation unit 230 performs the selection. The local coordinate system ID of the local coordinate system corresponding to the combination of IDs thus selected is selected as a processing target (step S605).

選択されたIDの組合せが、局所座標テーブル222に記憶されたいずれかの局所座標系に含まれている代表センサの組合せでない場合(ステップS604でNo)、ステップS602で生成した全ての組合せについて、ステップS604の処理が行われたか否かを判定する(ステップS614)。まだステップS604の処理が行われていない組合せがある場合(ステップS614でNo)、ステップS603の処理に戻って他の組合せを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての組合せについて処理が終了していれば(ステップS614でYes)、当該選択されたIDの組み合わせによって指定される送信機によって新たな局所座標系が構成されるものとして、局所座標算出部230は、当該新たな局所座標系の情報を局所座標テーブル222に設定する(ステップS606)。設定される新たな局所座標系の情報には、この新たな局所座標系の局所座標系ID、当該局所座標系の代表送信機の情報、その位置座標等が含まれる。局所座標系IDは、例えば0から連番で付与されてもよい。   If the selected combination of IDs is not a combination of representative sensors included in any of the local coordinate systems stored in the local coordinate table 222 (No in step S604), for all combinations generated in step S602, It is determined whether or not the process of step S604 has been performed (step S614). If there is a combination that has not yet been processed in step S604 (No in step S614), the process returns to step S603 to select another combination, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all the combinations (Yes in step S614), a local coordinate calculation unit is assumed that a new local coordinate system is configured by the transmitter specified by the selected ID combination. 230 sets the information of the new local coordinate system in the local coordinate table 222 (step S606). The information on the new local coordinate system to be set includes the local coordinate system ID of the new local coordinate system, information on the representative transmitter of the local coordinate system, its position coordinates, and the like. The local coordinate system ID may be assigned sequentially from 0, for example.

図7は、新たな局所座標系における位置座標の定め方を説明するための図である。選択されたIDの組合せから、代表送信機が任意に3つ選択され、図7に示すように、3つの代表送信機のうち1つが原点とされ、他の1つがx軸上に設定される。残りの1つの代表送信機が、y軸の+方向に存在すると定めて、新たな局所座標系における座標系が設定される。局所座標テーブル222には、この新たな局所座標系に付与された局所座標系IDと、座標系を規定する代表送信機IDが記憶される。   FIG. 7 is a diagram for explaining how to determine position coordinates in a new local coordinate system. Three representative transmitters are arbitrarily selected from the selected ID combination, and as shown in FIG. 7, one of the three representative transmitters is set as the origin, and the other is set on the x-axis. . It is determined that the remaining one representative transmitter exists in the + direction of the y axis, and a coordinate system in a new local coordinate system is set. The local coordinate table 222 stores a local coordinate system ID assigned to the new local coordinate system and a representative transmitter ID that defines the coordinate system.

局所座標算出部230は、ステップS605で選択された局所座標系ID、又はステップS606で新たに付与された局所座標系IDを処理対象座標系のIDとし、当該処理対象座標系に含まれる送信機の計測時刻及び計測距離データを計測距離テーブル221から取得する(ステップS607)。局所座標算出部230は、処理対象座標系に含まれるM個の送信機全てについて計測距離が記憶されている計測時刻の数Nを、計測距離テーブル221から検出する(ステップS608)。   The local coordinate calculation unit 230 sets the local coordinate system ID selected in step S605 or the newly assigned local coordinate system ID in step S606 as the ID of the processing target coordinate system, and the transmitter included in the processing target coordinate system. Measurement time and measurement distance data are acquired from the measurement distance table 221 (step S607). The local coordinate calculation unit 230 detects from the measurement distance table 221 the number N of measurement times at which the measurement distances are stored for all M transmitters included in the processing target coordinate system (step S608).

局所座標算出部230は、各送信機の相対距離が算出可能であるかを表す条件式MN≧2M+2Nが満たされるか否かを判断する(ステップS609)。条件式MN≧2M+2Nが満足されない場合は(ステップS609でNo)、各送信機の相対距離が算出できないので、処理を終了する。   The local coordinate calculation unit 230 determines whether or not a conditional expression MN ≧ 2M + 2N indicating whether the relative distance of each transmitter can be calculated is satisfied (step S609). If the conditional expression MN ≧ 2M + 2N is not satisfied (No in step S609), the relative distance between the transmitters cannot be calculated, and the process ends.

一方、条件式MN≧2M+2Nが満足される場合は(ステップS609でYes)、各送信機の相対距離が算出可能となる。
例えば局所座標系IDが0である局所座標系において、送信機#iと送受信端末10との間の計測距離di(t)は、以下の式(1)から、求めることができる。
On the other hand, when the conditional expression MN ≧ 2M + 2N is satisfied (Yes in step S609), the relative distance of each transmitter can be calculated.
For example, in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0, the measurement distance di (t) between the transmitter #i and the transmission / reception terminal 10 can be obtained from the following equation (1).

Figure 2011174759
ここで、(X0i,Y0i)(=X_0)は、局所座標系IDが0である局所座標系における送信機#iの位置座標を表す。また、時刻tにおける当該局所座標系での送受信端末10の位置座標は、X0_h(t)=(X0h(t),Y0h(t))で表される。
Figure 2011174759
Here, (X0i, Y0i) (= X_0) represents the position coordinate of the transmitter #i in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0. Further, the position coordinates of the transmission / reception terminal 10 in the local coordinate system at time t are represented by X0_h (t) = (X0h (t), Y0h (t)).

従って、ステップS608で選択されたN個の計測時刻について、計測距離と、各送信機及び送受信端末10の位置座標の関係式(2)が、局所座標算出部230によって生成される(ステップS610)。   Accordingly, for the N measurement times selected in step S608, the relational expression (2) between the measurement distance and the position coordinates of each transmitter and the transmission / reception terminal 10 is generated by the local coordinate calculation unit 230 (step S610). .

Figure 2011174759
局所座標算出部230は、この連立方程式(2)を解いて、各計測時刻における送信機及び送受信端末10との相対位置座標を算出する(ステップS611)。
図7に示すように、1つの代表送信機が原点にあり、他の1つの代表送信機がx軸上にある場合、M個の送信機の2次元位置座標値として2M−3個(3次元位置座標の場合は3M−6個)、送受信端末10の2次元位置座標として2N個(3次元位置座標の場合は3N個)の未知変数があることになる。また、連立方程式(2)に含まれる式の数はMN個である。したがって、ステップS609で条件式MN≧2M+2N−3(3次元座標の場合はMN≧3M+3N−6)が満足されれば、各時刻における送信機及び送受信端末10の位置座標を算出(推定)することができる。例えば、選択された局所座標系に含まれる送信機の数が3個の場合、N≧3の場合に条件式が満足される。従って、3つの時刻以上距離情報が取得された場合に、位置座標の算出が可能となる。
Figure 2011174759
The local coordinate calculation unit 230 solves the simultaneous equation (2) and calculates the relative position coordinates between the transmitter and the transmission / reception terminal 10 at each measurement time (step S611).
As shown in FIG. 7, when one representative transmitter is at the origin and the other representative transmitter is on the x-axis, 2M−3 (3 In the case of the three-dimensional position coordinates, there are 3M-6), and there are 2N (3N in the case of the three-dimensional position coordinates) unknown variables as the two-dimensional position coordinates of the transmission / reception terminal 10. The number of equations included in the simultaneous equations (2) is MN. Therefore, if the conditional expression MN ≧ 2M + 2N−3 (MN ≧ 3M + 3N−6 in the case of three-dimensional coordinates) is satisfied in step S609, the position coordinates of the transmitter and the transmission / reception terminal 10 at each time are calculated (estimated). Can do. For example, when the number of transmitters included in the selected local coordinate system is 3, the conditional expression is satisfied when N ≧ 3. Therefore, the position coordinates can be calculated when distance information is acquired for three or more times.

続いて、局所座標算出部230は、算出された各送信機の位置座標の信頼度を算出する(ステップS612)。信頼度としては、算出された送信機位置の微分変動量fや、送信機と送受信端末10との間の距離の算出結果と計測結果の差のノルムgを含む関数等が用いられる。局所座標系IDが0である局所座標系において、送信機#iの微分変動量fは以下の式(3)で、また送信機#iと送受信端末10との間の距離の算出結果と計測結果の差のノルムgは以下の式(4)で表される。   Subsequently, the local coordinate calculation unit 230 calculates the reliability of the calculated position coordinates of each transmitter (step S612). As the reliability, a function including the calculated differential fluctuation amount f of the transmitter position, the norm g of the difference between the calculation result of the distance between the transmitter and the transmission / reception terminal 10 and the measurement result, and the like are used. In the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0, the differential fluctuation amount f of the transmitter #i is expressed by the following equation (3), and the calculation result and measurement of the distance between the transmitter #i and the transmission / reception terminal 10 are measured. The norm g of the difference between the results is expressed by the following formula (4).

Figure 2011174759
Figure 2011174759

Figure 2011174759
また、局所座標系IDが0である局所座標系において、送信機iの尤度w0_iは、微分変動量f及びノルムgを用いて以下式(5)によって表される。
Figure 2011174759
Further, in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0, the likelihood w0_i of the transmitter i is expressed by the following equation (5) using the differential fluctuation amount f and the norm g.

Figure 2011174759
式(5)においてα、及びβは所定の重み係数であり、0以上の値を取るものとする。また、このとき局所座標系IDが0である局所座標系において、算出された位置座標全体の精度指標を示す信頼度W0を算出する。信頼度W0としては、例えば局所座標系IDが0である局所座標系において座標系を設定するための3つの代表送信機の算出された位置座標の尤度の積が、以下の式(6)によって求められてもよい。
Figure 2011174759
In Expression (5), α and β are predetermined weighting factors, and assume values of 0 or more. At this time, in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0, the reliability W0 indicating the accuracy index of the entire calculated position coordinates is calculated. As the reliability W0, for example, the product of the likelihoods of the calculated position coordinates of the three representative transmitters for setting the coordinate system in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0 is the following equation (6). May be required.

Figure 2011174759
算出された局所座標系の信頼度及び送信機位置座標の信頼度は、当該局所座標系の局所座標系IDに対応付けられ、局所座標テーブル222に追加記憶され(ステップS613)、フローを終了する。
図13に示す例では、局所座標系IDが0である局所座標系上に、3つの送信機#0〜#2が図示されている。送信機IDが0である送信機#0の位置座標(X00,Y00)は、式(2)の連立方程式から算出される。また、この送信機#0の位置座標の信頼度w0_0は式(5)より算出される。同様に、送信機IDが1である送信機#1の位置座標(X01,Y01)は、式(2)の連立方程式から算出され、この送信機#1の位置座標の信頼度w0_1は式(5)より算出される。送信機IDが2である送信機#2の位置座標(X02,Y02)も式(2)の連立方程式から算出され、この送信機#2の位置座標の信頼度w0_1は式(5)より算出される。
Figure 2011174759
The calculated reliability of the local coordinate system and the reliability of the transmitter position coordinates are associated with the local coordinate system ID of the local coordinate system, and are additionally stored in the local coordinate table 222 (step S613), and the flow ends. .
In the example illustrated in FIG. 13, three transmitters # 0 to # 2 are illustrated on the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0. The position coordinates (X00, Y00) of the transmitter # 0 whose transmitter ID is 0 is calculated from the simultaneous equations of the equation (2). Further, the reliability w0_0 of the position coordinate of the transmitter # 0 is calculated from the equation (5). Similarly, the position coordinate (X01, Y01) of the transmitter # 1 whose transmitter ID is 1 is calculated from the simultaneous equations of the equation (2), and the reliability w0_1 of the position coordinate of the transmitter # 1 is expressed by the equation (2). 5) is calculated. The position coordinate (X02, Y02) of the transmitter # 2 whose transmitter ID is 2 is also calculated from the simultaneous equations of the equation (2), and the reliability w0_1 of the position coordinate of the transmitter # 2 is calculated from the equation (5). Is done.

なお、上述の式では、送信機の位置座標について微分変動量fと算出結果と計測結果の差のノルムgが求められ、これに基づいて送信機の位置座標の信頼度が求められた。しかしながら、後述する送信機間距離について、微分変動量f及び算出結果と計測結果の差のノルムgが算出されてもよい。   In the above equation, the differential fluctuation amount f and the norm g of the difference between the calculation result and the measurement result are obtained for the position coordinates of the transmitter, and the reliability of the position coordinates of the transmitter is obtained based on this. However, the differential fluctuation amount f and the norm g of the difference between the calculation result and the measurement result may be calculated for the inter-transmitter distance described later.

なお、ステップS615では、より新しい計測時刻について予め定めた数のデータは残して、他のデータは削除する。あるいは、各データに所定の方法で評価値を付与し、評価値の低いものから順に削除するなどしてもよい。また、データを削除せずに局所座標算出部230の処理を終了しても良い。   In step S615, a predetermined number of data for newer measurement times are left and other data is deleted. Alternatively, an evaluation value may be assigned to each data by a predetermined method, and the data may be deleted in order from the lowest evaluation value. Moreover, you may complete | finish the process of the local coordinate calculation part 230, without deleting data.

次に、局所座標統合部240において実行される処理について説明する。
図8は、統合座標系抽出部241が実行する処理の詳細を示すフローチャートである。図8に示す処理は、図5ではステップS506の処理に相当する。
まず統合座標系抽出部241は、局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS801)。統合座標系抽出部241は、局所座標テーブル222に記憶された局所座標系から、2つの局所座標系を選ぶ全ての組合せを生成する(ステップS802)。統合座標系抽出部241は、生成した組合せから1つの組合せ(第1のIDと第2のID)を選択する(ステップS803)。
Next, the process performed in the local coordinate integration unit 240 will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing details of processing executed by the integrated coordinate system extraction unit 241. The process shown in FIG. 8 corresponds to the process of step S506 in FIG.
First, the integrated coordinate system extraction unit 241 acquires information of the local coordinate table 222 (step S801). The integrated coordinate system extraction unit 241 generates all combinations for selecting two local coordinate systems from the local coordinate systems stored in the local coordinate table 222 (step S802). The integrated coordinate system extraction unit 241 selects one combination (first ID and second ID) from the generated combinations (step S803).

統合座標系抽出部241は、選択された2つの局所座標系の両方に含まれる送信機の数を算出する(ステップS804)。そして、統合座標系抽出部241は、2つの局所座標系に共有される送信機(センサ)の数が所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS805)。所定の閾値以上の送信機が2つの局所座標系に共有されている場合(ステップS805でYes)、これら2つの座標系は統合可能であると判定され、互いに統合可能な座標系として局所座標テーブル222に設定される。すなわち、局所座標テーブル222において、第1のIDに対応する「統合可能な座標系ID」として第2のIDが記憶され、逆に、第2のIDに対応する「統合可能な座標系ID」として第1のIDが記憶される。   The integrated coordinate system extraction unit 241 calculates the number of transmitters included in both of the two selected local coordinate systems (step S804). Then, the integrated coordinate system extraction unit 241 determines whether or not the number of transmitters (sensors) shared by the two local coordinate systems is equal to or greater than a predetermined threshold (step S805). When a transmitter having a predetermined threshold value or more is shared by two local coordinate systems (Yes in step S805), it is determined that these two coordinate systems can be integrated, and the local coordinate table is a coordinate system that can be integrated with each other. 222 is set. That is, in the local coordinate table 222, the second ID is stored as the “integrable coordinate system ID” corresponding to the first ID, and conversely, the “integrable coordinate system ID” corresponding to the second ID. As the first ID is stored.

次に、統合座標系抽出部241は、ステップS802で生成した全ての組合せについて、ステップS803〜S806の処理が行われたか否かを判定する(ステップS807)。まだステップS803〜S806の処理が行われていない組合せがある場合(ステップS807でNo)、ステップS803に戻って他の組合せを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての組合せについて処理が終了していれば(ステップS807でYes)、統合座標系の抽出結果を局所座標テーブル222に送信し、フローを終了する。また統合座標系抽出部241は、各局所座標系について、当該局所座標系と統合可能な局所座標系のリスト(統合対象リスト)を生成し、統合処理部242に送信する。   Next, the integrated coordinate system extraction unit 241 determines whether or not the processing in steps S803 to S806 has been performed for all the combinations generated in step S802 (step S807). If there is a combination that has not yet been processed in steps S803 to S806 (No in step S807), the process returns to step S803 to select another combination, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all combinations (Yes in step S807), the extraction result of the integrated coordinate system is transmitted to the local coordinate table 222, and the flow ends. Further, the integrated coordinate system extraction unit 241 generates a list of local coordinate systems (integration target list) that can be integrated with the local coordinate system for each local coordinate system, and transmits the list to the integration processing unit 242.

統合座標系抽出部241が、統合可能な局所座標系を抽出したら、統合処理部242によって統合処理が行われる。統合処理部242は、一つの局所座標系(対象座標系)に対して、統合可能な局所座標系毎に計測センサリストを生成し(図9)、当該対象座標系及び当該対象座標系と統合可能な他の統合座標系の双方に含まれる計測センサを検出して対応付け(図10)、計測センサリストに含まれる送信機の位置座標の修正値を算出する(図11)。   When the integrated coordinate system extraction unit 241 extracts a local coordinate system that can be integrated, the integration processing unit 242 performs integration processing. The integration processing unit 242 generates a measurement sensor list for each local coordinate system that can be integrated with respect to one local coordinate system (target coordinate system) (FIG. 9), and integrates the target coordinate system and the target coordinate system. Measurement sensors included in both possible other integrated coordinate systems are detected and associated (FIG. 10), and a correction value of the position coordinates of the transmitter included in the measurement sensor list is calculated (FIG. 11).

図9は、統合処理部242が実行する計測センサリストの生成処理の詳細を示すフローチャートである。
統合処理部242は、統合座標系抽出部241から統合座標系の抽出結果を受信したら(ステップS901)、1つの局所座標系(対象座標系)についての統合対象リストから、当該対象座標系と統合可能な統合座標系のうち1つの座標系の局所座標系IDを選択する(ステップS902)。
FIG. 9 is a flowchart illustrating details of the measurement sensor list generation process executed by the integration processing unit 242.
When the integration processing unit 242 receives the extraction result of the integrated coordinate system from the integrated coordinate system extraction unit 241 (step S901), the integration processing unit 242 integrates with the target coordinate system from the integration target list for one local coordinate system (target coordinate system). A local coordinate system ID of one coordinate system is selected from the possible integrated coordinate systems (step S902).

統合処理部242は、選択された統合座標系に含まれる計測センサ(送信機)から1つの計測センサを選択し(ステップS903)、当該選択された計測センサのIDが、選択された対象座標系の計測センサリストに含まれているか否かを判定する(ステップS904)。   The integration processing unit 242 selects one measurement sensor from the measurement sensors (transmitters) included in the selected integrated coordinate system (step S903), and the ID of the selected measurement sensor is the selected target coordinate system. It is determined whether it is included in the measurement sensor list (step S904).

選択された計測センサのIDが計測センサリストに含まれている場合は(ステップS904でYes)、ステップS906に処理を進める。一方、選択された計測センサのIDが計測センサリストに含まれていない場合は(ステップS904でNo)、統合処理部242は、当該計測センサのIDを計測センサリストに追加する(ステップS905)。   If the ID of the selected measurement sensor is included in the measurement sensor list (Yes in step S904), the process proceeds to step S906. On the other hand, when the ID of the selected measurement sensor is not included in the measurement sensor list (No in step S904), the integration processing unit 242 adds the ID of the measurement sensor to the measurement sensor list (step S905).

統合処理部242は、選択した局所座標系に含まれる計測センサ全てについてステップS903〜S905の処理が終了したか否かを判定する(ステップS906)。まだステップS903〜S905の処理が行われていない計測センサがある場合(ステップS906でNo)、ステップS903に戻って計測センサを選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての計測センサについて処理が終了していれば(ステップS906でYes)、統合処理部242は、対象座標系と統合可能な全ての統合座標系についてステップS902〜S906の処理が終了したか否かを判定する(ステップS907)。   The integration processing unit 242 determines whether or not the processing in steps S903 to S905 has been completed for all the measurement sensors included in the selected local coordinate system (step S906). If there is a measurement sensor that has not yet been subjected to the processes of steps S903 to S905 (No in step S906), the process returns to step S903 to select a measurement sensor, and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the process has been completed for all measurement sensors (Yes in step S906), the integration processing unit 242 has completed the processes in steps S902 to S906 for all the integrated coordinate systems that can be integrated with the target coordinate system. It is determined whether or not (step S907).

まだステップS903〜S906の処理が行われていない局所座標系がある場合(ステップS907でNo)、ステップS902に戻って他の局所座標系を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、対象座標系と統合可能な全ての統合座標系について処理が終了していれば(ステップS907でYes)、フローを終了する。   If there is a local coordinate system that has not been subjected to the processes of steps S903 to S906 yet (No in step S907), the process returns to step S902 to select another local coordinate system, and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all integrated coordinate systems that can be integrated with the target coordinate system (Yes in step S907), the flow ends.

以上のように、図9に示す処理によって、1つの局所座標系に対して統合可能な局所座標系に含まれる計測センサ(送信機)のリスト(計測センサリスト)が生成される。
次に、統合処理部242が行なう処理について、図10〜12を参照して説明する。
図10は、統合処理部242が実行するセンサ対応付け処理の詳細を示すフローチャートである。
統合処理部242は、対象座標系に対する計測センサリストが生成されたら、当該計測センサリストから1つの計測センサ(送信機)を選択する(ステップS1002)。
As described above, a list (measurement sensor list) of measurement sensors (transmitters) included in the local coordinate system that can be integrated with respect to one local coordinate system is generated by the process shown in FIG.
Next, processing performed by the integration processing unit 242 will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a flowchart illustrating details of the sensor association process executed by the integration processing unit 242.
When the measurement sensor list for the target coordinate system is generated, the integration processing unit 242 selects one measurement sensor (transmitter) from the measurement sensor list (step S1002).

次に統合処理部242は、局所座標系テーブル222に記憶されたX個の局所座標系から、1つの局所座標系を選択し(ステップS1003)、選択した局所座標系に含まれる計測センサが、ステップS1002で選択された計測センサに一致するか否かを判定する(ステップS1004)。   Next, the integration processing unit 242 selects one local coordinate system from the X local coordinate systems stored in the local coordinate system table 222 (step S1003), and the measurement sensors included in the selected local coordinate system are: It is determined whether or not it matches the measurement sensor selected in step S1002 (step S1004).

選択した局所座標系に含まれる計測センサと、選択された計測センサが一致しない場合は(ステップS1004でNo)、ステップS1005の処理に進む。一方、選択した局所座標系に含まれる計測センサと、選択された計測センサが一致する場合は(ステップS1004でYes)、計測センサの対応付けが行なわれる(ステップS1005)。計測センサの対応付けでは、選択された局所座標系に含まれる全ての計測センサを、選択された計測センサと同一座標系内にある他の計測センサであるとし、これら他の計測センサの送信機IDと当該選択された計測センサの送信機IDとが対応づけられて局所座標テーブル222に記憶される。   If the measurement sensor included in the selected local coordinate system does not match the selected measurement sensor (No in step S1004), the process proceeds to step S1005. On the other hand, when the measurement sensor included in the selected local coordinate system matches the selected measurement sensor (Yes in step S1004), the measurement sensors are associated (step S1005). In association with measurement sensors, all measurement sensors included in the selected local coordinate system are assumed to be other measurement sensors in the same coordinate system as the selected measurement sensor, and transmitters of these other measurement sensors are used. The ID and the transmitter ID of the selected measurement sensor are associated with each other and stored in the local coordinate table 222.

統合処理部242は、局所座標テーブル222に含まれるX個の局所座標系全てについてステップS1003〜S1005の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1006)。まだステップS1003〜S1005の処理が行われていない局所座標系がある場合(ステップS1006でNo)、ステップS1003に戻って局所座標系を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての局所座標系について処理が終了していれば(ステップS1006でYes)、統合処理部242は、計測センサリストに含まれる全ての送信機についてステップS1002〜S1006の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1007)。   The integration processing unit 242 determines whether or not the processing in steps S1003 to S1005 has been completed for all X local coordinate systems included in the local coordinate table 222 (step S1006). If there is a local coordinate system that has not been subjected to the processes of steps S1003 to S1005 (No in step S1006), the process returns to step S1003 to select the local coordinate system, and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all local coordinate systems (Yes in step S1006), the integration processing unit 242 determines whether the processing in steps S1002 to S1006 has been completed for all transmitters included in the measurement sensor list. Is determined (step S1007).

まだステップS1002〜S1006の処理が行われていない送信機がある場合(ステップS1007でNo)、ステップS1002に戻って他の送信機を選択し、以降の処理を繰り返す。一方、全ての送信機について処理が終了していれば(ステップS1007でYes)、フローを終了する。   If there is a transmitter that has not been subjected to the processes of steps S1002 to S1006 (No in step S1007), the process returns to step S1002, selects another transmitter, and the subsequent processes are repeated. On the other hand, if the processing has been completed for all transmitters (Yes in step S1007), the flow ends.

以上のように、図10に示す処理によって、複数の局所座標系間で送信機(計測センサ)が対応付けされる。
図11は、統合処理部242が実行する基準座標系上におけるセンサ位置座標補正処理の詳細を示すフローチャートである。各センサの初期位置は、基準座標系に設定された局所座標系上のセンサについては局所座標算出部230で算出された値とし、それ以外のセンサについては、乱数により与えるとする。
統合処理部242は、局所座標テーブル222に記憶された基準局所座標から、基準座標系を設定する(ステップS1100)。基準座標系はユーザによる設定操作などに応じて予め定められていてもよく、その設定情報はデータ記憶部220の基準座標系情報格納部223に記憶されている。以下では、説明のため局所座標系IDが0である座標系が基準座標系であるとする。統合処理部242は、基準座標系を構成する対象座標系に対して生成された計測センサリストから1つの計測センサ(送信機#i)を選択する(ステップS1101)。そして統合処理部242は、選択された送信機#iと同一の局所座標系内にある他の送信機(図10の処理において設定)の集合を送信機集合giとして、以下の式(7)によって、当該選択された送信機#iの算出位置の補正された座標値ΔXiを算出する。
As described above, a transmitter (measurement sensor) is associated between a plurality of local coordinate systems by the process illustrated in FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing details of the sensor position coordinate correction process on the reference coordinate system executed by the integration processing unit 242. The initial position of each sensor is assumed to be a value calculated by the local coordinate calculation unit 230 for the sensor on the local coordinate system set as the reference coordinate system, and given by a random number for the other sensors.
The integration processing unit 242 sets a reference coordinate system from the reference local coordinates stored in the local coordinate table 222 (step S1100). The reference coordinate system may be determined in advance according to a setting operation by the user, and the setting information is stored in the reference coordinate system information storage unit 223 of the data storage unit 220. In the following, for the sake of explanation, it is assumed that the coordinate system whose local coordinate system ID is 0 is the reference coordinate system. The integration processing unit 242 selects one measurement sensor (transmitter #i) from the measurement sensor list generated for the target coordinate system constituting the reference coordinate system (step S1101). Then, the integration processing unit 242 sets a set of other transmitters (set in the process of FIG. 10) in the same local coordinate system as the selected transmitter #i as a transmitter set gi, and the following equation (7) Thus, the corrected coordinate value ΔXi of the calculation position of the selected transmitter #i is calculated.

Figure 2011174759
式(7)においてL0_ijは送信機#iと送信機#jとの間の送信機間距離を表す。
統合処理部242は、計測センサリスト内の全ての送信機についてステップS1101〜S1102の処理が終了したか否かを判定する(ステップS1103)。まだステップS1101〜S1102の処理が行われていない送信機があれば(ステップS1103でNo)、ステップS1101に戻って他の送信機を選択し、以降の処理を繰り返す。
Figure 2011174759
L0_ ij in Equation (7) represents the transmitter distance between the transmitter #j transmitter #i.
The integration processing unit 242 determines whether or not the processing in steps S1101 to S1102 has been completed for all transmitters in the measurement sensor list (step S1103). If there is a transmitter that has not been subjected to the processes of steps S1101 to S1102 (No in step S1103), the process returns to step S1101 to select another transmitter, and the subsequent processes are repeated.

全ての送信機について処理が終了したら(ステップS1103でYes)、統合処理部242は、以下の式(8)より評価式Jの値を求め、その値が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS1104)。   When the processing is completed for all transmitters (Yes in step S1103), the integration processing unit 242 obtains the value of the evaluation formula J from the following formula (8), and determines whether the value is smaller than a predetermined threshold value. Determination is made (step S1104).

Figure 2011174759
式(8)において、Gは後述するように、送信機間距離が求められている2つの送信機の組合せの集合を表す。
評価式Jの値が閾値よりも小さい場合(ステップS1104でYes)、フローを終了する。一方、評価式Jの値が所定の閾値以上である場合(ステップS1104でNo)、計測センサリストに含まれる全ての送信機が未選択であるとして(ステップS1105)ステップS1101に戻り、再び計測センサリストから送信機を選択して以降の処理を繰り返す。
Figure 2011174759
In Expression (8), G represents a set of combinations of two transmitters for which the distance between transmitters is required, as will be described later.
If the value of the evaluation formula J is smaller than the threshold value (Yes in step S1104), the flow ends. On the other hand, if the value of the evaluation formula J is equal to or greater than the predetermined threshold (No in step S1104), it is determined that all transmitters included in the measurement sensor list are not selected (step S1105), and the process returns to step S1101 and the measurement sensor again. Select a transmitter from the list and repeat the subsequent processing.

以上のように、図11に示す処理によって、対象座標系に対して生成された計測センサリストに含まれる送信機の位置座標の補正値を求めることができる。
なお、図9〜図11に示す処理は、1つの対象座標系に対して、連続して実行されてもよいが、異なる局所座標系を対象として個別に実行されてもよい。
As described above, the correction value of the position coordinate of the transmitter included in the measurement sensor list generated for the target coordinate system can be obtained by the process shown in FIG.
9 to 11 may be executed continuously for one target coordinate system, but may be executed individually for different local coordinate systems.

また、他の局所座標系と統合可能であると判定された局所座標系内で、図12に示す送信機間距離算出が行なわれてもよい。
図12は、統合処理部242が実行する送信機間距離の算出処理の詳細を示すフローチャートである。
統合処理部242は、図8に示す統合座標系抽出部241による抽出結果と、局所座標テーブル222の情報を取得する(ステップS1201)。統合処理部242は、統合座標系抽出部241が他の局所座標系と統合可能である局所座標系を抽出したか否かを判定する(ステップS1202)。統合可能な局所座標系が存在しない場合は(ステップS1202でNo)、処理を終了する。
Further, the inter-transmitter distance calculation shown in FIG. 12 may be performed in a local coordinate system that is determined to be able to be integrated with another local coordinate system.
FIG. 12 is a flowchart showing details of the inter-transmitter distance calculation processing executed by the integration processing unit 242.
The integration processing unit 242 acquires the extraction result by the integrated coordinate system extraction unit 241 illustrated in FIG. 8 and the information of the local coordinate table 222 (step S1201). The integration processing unit 242 determines whether or not the integrated coordinate system extraction unit 241 has extracted a local coordinate system that can be integrated with another local coordinate system (step S1202). If there is no local coordinate system that can be integrated (No in step S1202), the process ends.

一方、統合可能な局所座標系が存在する場合(ステップS1202でYes)、統合処理部242は、未選択の統合可能座標系から一つの局所座標系を選択する(ステップS1203)。統合処理部242は、選択された局所座標系において、送信機間距離が算出されていない送信機の組合せがあるか否かを判定する(ステップS1204)。   On the other hand, if there is a local coordinate system that can be integrated (Yes in step S1202), the integration processing unit 242 selects one local coordinate system from unselectable coordinate systems that can be integrated (step S1203). The integration processing unit 242 determines whether there is a combination of transmitters for which the distance between the transmitters is not calculated in the selected local coordinate system (step S1204).

送信機間距離が算出されていない送信機の組合せが無ければ(ステップS1204でNo)、ステップS1202に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、送信機間距離が算出されていない送信機の組合せがあれば(ステップS1204でYes)、統合処理部242は、未選択の送信機の組合せを選択する(ステップS1205)。そして、選択した送信機の組合せについて、送信機間距離とその信頼度を算出し(ステップS1206)、処理はステップS1204に戻る。算出された送信機間距離とその信頼度は、局所座標テーブル222に記憶される。   If there is no combination of transmitters for which the inter-transmitter distance is not calculated (No in step S1204), the process returns to step S1202, and the subsequent processing is repeated. On the other hand, if there is a combination of transmitters for which the distance between transmitters has not been calculated (Yes in step S1204), the integration processing unit 242 selects a combination of unselected transmitters (step S1205). Then, for the selected combination of transmitters, the inter-transmitter distance and its reliability are calculated (step S1206), and the process returns to step S1204. The calculated inter-transmitter distance and its reliability are stored in the local coordinate table 222.

送信機間距離は、各局所座標系において算出され、局所座標テーブル222に記憶されている送信機の位置座標を用いて算出される。例えば、図13に示す例では、局所座標系IDが0である局所座標系に含まれる3つの送信機#0〜#2の各位置座標及びその信頼度が算出されて局所座標テーブル222に記憶されている。この場合、算出位置座標が(X00,Y00)である送信機#0と、算出位置座標が(X01,Y01)である送信機#1のとの間の距離L0_01は、以下の式(9)から算出される。   The inter-transmitter distance is calculated in each local coordinate system, and is calculated using the position coordinates of the transmitter stored in the local coordinate table 222. For example, in the example shown in FIG. 13, the position coordinates and reliability of the three transmitters # 0 to # 2 included in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0 are calculated and stored in the local coordinate table 222. Has been. In this case, the distance L0_01 between the transmitter # 0 having the calculated position coordinates (X00, Y00) and the transmitter # 1 having the calculated position coordinates (X01, Y01) is expressed by the following equation (9). Is calculated from

Figure 2011174759
また、このように算出された送信機間距離の信頼度w0_01は、一例として、式(10)に示すように各送信機の位置座標の信頼度w0_0とw0_1の積で与えられる。
Figure 2011174759
In addition, the reliability w0_01 of the distance between transmitters calculated in this way is given by a product of the reliability w0_0 and w0_1 of the position coordinates of each transmitter, as shown in Expression (10), for example.

Figure 2011174759
図13に示す3つの送信機#0〜#2の例では、図14に示すように、送信機#1と送信機#2との間の距離L0_12、及び送信機#2と送信機#0との間の距離L0_20も式(9)と同様に算出される。また、送信機間距離L0_12の信頼度w0_12及び送信機間距離L0_20の信頼度w0_20も式(10)と同様に算出される。
Figure 2011174759
In the example of the three transmitters # 0 to # 2 shown in FIG. 13, as shown in FIG. 14, the distance L0_12 between the transmitter # 1 and the transmitter # 2, and the transmitter # 2 and the transmitter # 0 The distance L0_20 between is also calculated in the same manner as the equation (9). Further, the reliability w0_12 of the inter-transmitter distance L0_12 and the reliability w0_20 of the inter-transmitter distance L0_20 are also calculated in the same manner as in the equation (10).

以上のように、図12の処理によれば、局所座標系における送信機間距離及びその信頼度を算出することができる。
図9〜図12に示す処理によって、局所座標系における各送信機の位置座標とその信頼度、また送信機間距離とその信頼度を算出することができる。
As described above, according to the processing of FIG. 12, the distance between transmitters in the local coordinate system and the reliability thereof can be calculated.
9 to 12, the position coordinates of each transmitter in the local coordinate system and the reliability thereof, and the distance between the transmitters and the reliability thereof can be calculated.

局所座標系によって送信機関距離の算出結果が異なることに留意する必要がある。図15では、局所座標系IDが0である局所座標系と局所座標系IDが1である局所座標系を示されている。図15の例では、局所座標系IDが0である局所座標系において算出された送信機#1と送信機#2の送信機間距離L0_12と、局所座標系IDが1である局所座標系において算出された送信機#1と送信機#2の送信機間距離L1_12とでは、その大きさが異なっている。このように、送信機間距離及びその信頼度は、局所座標系によって異なると考えられる。   It should be noted that the calculation result of the transmission engine distance differs depending on the local coordinate system. FIG. 15 shows a local coordinate system whose local coordinate system ID is 0 and a local coordinate system whose local coordinate system ID is 1. In the example of FIG. 15, the inter-transmitter distance L0_12 between the transmitter # 1 and the transmitter # 2 calculated in the local coordinate system whose local coordinate system ID is 0, and the local coordinate system whose local coordinate system ID is 1 The calculated transmitter # 1 and transmitter-to-transmitter distance L1_12 have different sizes. Thus, it is considered that the distance between transmitters and the reliability thereof vary depending on the local coordinate system.

送信機間の距離は、信頼度が低い送信機間距離の影響を低減させるために、信頼度によって重み付けした送信機間距離の加重平均を用いて算出してもよい。図15に示す例において、信頼度を用いて算出される送信機#1と送信機#2の送信機間距離L12は、以下の式(11)によって与えられる。 The distance between the transmitters may be calculated using a weighted average of the distances between the transmitters weighted by the reliability in order to reduce the influence of the distance between the transmitters having low reliability. In the example shown in FIG. 15, the transmitter distance L 12 of the transmitter # 1 and transmitter # 2, which is calculated using the reliability is given by the following equation (11).

Figure 2011174759
これにより、信頼度の高いデータを優先的に使用して送信機間の距離を算出することができる。
次に、統合処理部242は、送信機間距離の加重平均を用いて無向グラフ上の全局所座標系の基準座標系への統合を行う。すなわち、各送信機の基準座標系における位置座標を算出する。
Figure 2011174759
Thereby, the distance between transmitters can be calculated using data with high reliability preferentially.
Next, the integration processing unit 242 integrates all the local coordinate systems on the undirected graph into the reference coordinate system using the weighted average of the distances between the transmitters. That is, the position coordinate in the reference coordinate system of each transmitter is calculated.

図17は、図16に示された各送信機間の距離を、送信機間の加重平均距離によって表した図である。基準座標系上の送信機#iの位置座標X0_iは、式(8)によって与えられる評価式の値Jが最小となるような最適計算を施すことにより算出される。式(8)において集合Gは、送信機間距離が算出されている送信機の組み合わせの集合を表す。評価式の値Jを最小化するアルゴリズムの一例が、式(7)から得られる修正値を用いて各送信機の位置座標を修正する方法である。統合処理部242は、評価式の値Jが閾値以下になるまで式(8)による再帰計算を行う。   FIG. 17 is a diagram showing the distance between the transmitters shown in FIG. 16 by the weighted average distance between the transmitters. The position coordinate X0_i of the transmitter #i on the reference coordinate system is calculated by performing an optimal calculation that minimizes the value J of the evaluation formula given by the formula (8). In equation (8), a set G represents a set of transmitter combinations for which the inter-transmitter distance is calculated. An example of an algorithm for minimizing the value J of the evaluation equation is a method of correcting the position coordinates of each transmitter using the correction value obtained from Equation (7). The integration processing unit 242 performs recursive calculation according to Expression (8) until the value J of the evaluation expression becomes equal to or less than the threshold value.

例えば図17に示す例では、送信機#2との間で送信機間距離が算出された送信機の集合g2は、g2={0,1,3,4,5}となる。統合処理部242は、送信機#2の位置座標を、当該送信機#2の算出位置座標と、集合g2に含まれる各送信機と送信機#2の加重平均距離との差に基づいて、送信機#2の位置座標を修正する。   For example, in the example shown in FIG. 17, the set g2 of transmitters for which the inter-transmitter distance is calculated with the transmitter # 2 is g2 = {0, 1, 3, 4, 5}. The integration processing unit 242 determines the position coordinates of the transmitter # 2 based on the difference between the calculated position coordinates of the transmitter # 2 and the weighted average distance between each transmitter included in the set g2 and the transmitter # 2. Correct the position coordinates of transmitter # 2.

図18は、送信機#2の位置座標の修正の様子を示す図である。例えば、送信機#0の推定算出位置を用いて送信機#2の位置修正を行う際、両送信機の推定位置より算出される送信機間距離を算出し、算出した送信機間距離の値と信頼度により重み付けした送信機間距離の差を算出する(以降、その差をnとする)。nの値が正である場合、両送信機の推定位置を結んだ直線上で送信機#0とは反対方向に送信機#2をnの量だけ移動した地点の位置座標を、送信機#2の修正された位置座標とする。nの値が負である場合、当該直線上で送信機#2を送信機#0に向かってnの量だけ移動した地点の位置座標を、送信機#2の修正された位置座標とする。同様に、送信機#2の位置座標と距離計測を行なった他の送信機(送信機#1、#3〜#5)の位置座標を用いて送信機#2の位置座標を修正する。   FIG. 18 is a diagram illustrating how the position coordinates of transmitter # 2 are corrected. For example, when the position of transmitter # 2 is corrected using the estimated calculation position of transmitter # 0, the distance between transmitters calculated from the estimated positions of both transmitters is calculated, and the value of the calculated distance between transmitters is calculated. And the difference in the distance between transmitters weighted by the reliability (hereinafter, the difference is assumed to be n). When the value of n is positive, the position coordinates of the point where the transmitter # 2 is moved by the amount of n in the opposite direction to the transmitter # 0 on the straight line connecting the estimated positions of the two transmitters are Let 2 be the corrected position coordinates. When the value of n is negative, the position coordinate of the point where the transmitter # 2 is moved by the amount n toward the transmitter # 0 on the straight line is set as the corrected position coordinate of the transmitter # 2. Similarly, the position coordinates of the transmitter # 2 are corrected using the position coordinates of the transmitter # 2 and the position coordinates of other transmitters (transmitters # 1, # 3 to # 5) that have measured the distance.

以上の処理により、基準座標系における各送信機の位置座標が算出される。
統合処理部242は、送受信端末10の位置座標も算出する。送受信端末10の位置座標は、算出された送信機#iの位置座標と送受信端末10との間の計測距離により生成される連立方程式を解くことで算出される。例えば送受信端末10が、送信機#0〜#2との間で距離計測を行った場合は、以下の連立方程式(12)から、送受信端末10の位置座標が算出される。
With the above processing, the position coordinates of each transmitter in the reference coordinate system are calculated.
The integration processing unit 242 also calculates the position coordinates of the transmission / reception terminal 10. The position coordinates of the transmission / reception terminal 10 are calculated by solving simultaneous equations generated by the measured distance between the calculated position coordinates of the transmitter #i and the transmission / reception terminal 10. For example, when the transmission / reception terminal 10 performs distance measurement with the transmitters # 0 to # 2, the position coordinates of the transmission / reception terminal 10 are calculated from the following simultaneous equations (12).

Figure 2011174759
以上の第1の実施の形態によれば、基準座標系における各送信機及び送受信端末10の位置座標を算出することが可能となる。また、センサの移動やセンサ計測精度の低下等により一部のセンサ推定位置やセンサ計測値の誤差が大きくなった場合でも、それらの影響を低減しながら各局所的な相対座標系を統合することが可能となる。さらに、障害物がある等の理由で、移動物体までの距離計測が困難であるセンサ位置も、局所的相対座標系の統合により、一つの相対座標系上で求めることが可能になる。
Figure 2011174759
According to the first embodiment described above, it is possible to calculate the position coordinates of each transmitter and the transmission / reception terminal 10 in the reference coordinate system. Also, even if errors in some estimated sensor positions or sensor measurement values become large due to sensor movement or sensor measurement accuracy degradation, etc., integration of each local relative coordinate system while reducing those effects Is possible. Furthermore, the sensor position where it is difficult to measure the distance to the moving object due to an obstacle or the like can be obtained on one relative coordinate system by integrating the local relative coordinate system.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、信頼度の高いセンサから順に算出位置を確定し、信頼度の高いセンサ位置のみを用いて移動物体の位置を算出する。これによって、基準座標系を常に移動物体が存在する局所座標系と設定することで、基準座標系から物理的に離れた距離に存在する局所座標系上のセンサ位置推定誤差は大きくなるが、移動物体が近づくにつれてセンサ位置推定誤差を小さくすることができる。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the calculation position is determined in order from the sensor with the highest reliability, and the position of the moving object is calculated using only the sensor position with the higher reliability. By setting the reference coordinate system as a local coordinate system in which a moving object always exists, the sensor position estimation error on the local coordinate system that is physically separated from the reference coordinate system increases, As the object approaches, the sensor position estimation error can be reduced.

本実施の形態の位置算出装置について図19を参照して説明する。
本実施の形態の位置算出装置1900は、受信部210、データ記録部1910、局所座標算出部1920、局所座標統合部1930を含む。データ記録部1910は、計測距離テーブル1911、局所座標テーブル1912、基準局所座標系ID1913を記録している。局所座標統合部1930は、統合可能局所座標系抽出部1931、統合部1932、入出力部243を含む。
A position calculation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The position calculation apparatus 1900 according to the present embodiment includes a reception unit 210, a data recording unit 1910, a local coordinate calculation unit 1920, and a local coordinate integration unit 1930. The data recording unit 1910 records a measurement distance table 1911, a local coordinate table 1912, and a reference local coordinate system ID 1913. The local coordinate integration unit 1930 includes an integrable local coordinate system extraction unit 1931, an integration unit 1932, and an input / output unit 243.

計測距離テーブル1911は、図20に示されるように、各送信機の送信機ID(#i)に対応して、計測時刻t、及び計測時刻tにおける計測距離di(t)を含んでいる。
局所座標テーブル1912は、図21に示されるように、局所座標系毎に、局所座標系ID、当該座標系に含まれる送信機ID、各送信機の座標、最新位置算出時刻、各送信機と送受信端末10との間の計測距離、後述する信頼度、統合可能な局所座標系のID、平均の計測距離、及び送受信端末10の位置座標に加え、基準局所座標系からの距離を含んでいる。各送受信機間の計測距離とは、各送信機と送受信端末との計測距離を示す。
As shown in FIG. 20, the measurement distance table 1911 includes a measurement time t and a measurement distance di (t) at the measurement time t corresponding to the transmitter ID (#i) of each transmitter.
As shown in FIG. 21, the local coordinate table 1912 includes, for each local coordinate system, a local coordinate system ID, a transmitter ID included in the coordinate system, coordinates of each transmitter, the latest position calculation time, each transmitter, It includes the distance from the reference local coordinate system in addition to the measurement distance from the transmission / reception terminal 10, the reliability described later, the ID of the local coordinate system that can be integrated, the average measurement distance, and the position coordinates of the transmission / reception terminal 10. . The measured distance between each transmitter / receiver indicates the measured distance between each transmitter and a transmitter / receiver terminal.

基準局所座標系ID1913は、基準局所座標系のIDである。
局所座標算出部1920は、データ記録部1910に記録されているテーブルを用いて局所座標系を算出する。詳細な動作については後に図23A及び図23Bを参照して説明する。
局所座標統合部1930は、局所座標テーブル1912に格納されている局所座標系を統合する。より詳しくは、データ記録部1910から局所座標テーブル1912と基準局所座標系IDを取得して局所座標テーブル1912に記録されている各局所座標系を統合できるか否かを判定し、統合可能な局所領域上に存在する各送信機間距離の算出を信頼度に基づいて行い、局所座標テーブル1912の情報と判定結果を用いて局所座標系の統合を行う。局所座標統合部1930に含まれる統合可能局所座標系抽出部1931の詳細な動作については後に図24A及び図24Bを参照して説明する。局所座標統合部1930に含まれる統合部1932の詳細な動作については後に図25A、図25B、及び図25Cを参照して説明する。
The reference local coordinate system ID 1913 is an ID of the reference local coordinate system.
The local coordinate calculation unit 1920 calculates a local coordinate system using a table recorded in the data recording unit 1910. Detailed operation will be described later with reference to FIGS. 23A and 23B.
The local coordinate integration unit 1930 integrates the local coordinate system stored in the local coordinate table 1912. More specifically, the local coordinate table 1912 and the reference local coordinate system ID are acquired from the data recording unit 1910, and it is determined whether each local coordinate system recorded in the local coordinate table 1912 can be integrated. The distance between the transmitters existing on the area is calculated based on the reliability, and the local coordinate system is integrated using the information in the local coordinate table 1912 and the determination result. Detailed operations of the integrable local coordinate system extraction unit 1931 included in the local coordinate integration unit 1930 will be described later with reference to FIGS. 24A and 24B. Detailed operation of the integration unit 1932 included in the local coordinate integration unit 1930 will be described later with reference to FIGS. 25A, 25B, and 25C.

次に、位置算出装置1900の動作の一例について図22を参照して説明する。
受信部210が、送受信端末10から送信機ID、計測時刻、及び距離計測結果(計測距離)を受信する(ステップS2201)。受信部210は、受信結果をデータ記録部1910の計測距離テーブル1911に追加するとともに、局所座標算出部1920に渡す。
Next, an example of the operation of the position calculation device 1900 will be described with reference to FIG.
The receiving unit 210 receives the transmitter ID, the measurement time, and the distance measurement result (measurement distance) from the transmission / reception terminal 10 (step S2201). The reception unit 210 adds the reception result to the measurement distance table 1911 of the data recording unit 1910 and passes it to the local coordinate calculation unit 1920.

局所座標算出部1920が受信部210から送信機ID、計測時刻、距離計測結果(計測距離)を受け取ると、局所座標算出部1920がデータ記録部1910から局所座標テーブル1912を取り出し、受け取った送信機IDにより送信機の組み合わせが新規組み合わせであるか否かを判定する(ステップS2202)。新規組み合わせである場合にはステップS2203に進み、新規組み合わせではない場合(つまり、受信したデータで作成される局所座標系は、局所座標テーブル1912に既に含まれている場合)にはステップS2204に進む。   When the local coordinate calculation unit 1920 receives the transmitter ID, measurement time, and distance measurement result (measurement distance) from the reception unit 210, the local coordinate calculation unit 1920 extracts the local coordinate table 1912 from the data recording unit 1910 and receives the transmitter. It is determined whether or not the combination of transmitters is a new combination based on the ID (step S2202). If it is a new combination, the process proceeds to step S2203. If it is not a new combination (that is, the local coordinate system created from the received data is already included in the local coordinate table 1912), the process proceeds to step S2204. .

局所座標算出部1920が、新規局所座標系IDを作成し、計測した送信機IDの中から3つの代表送信機を選定し、局所座標系を設定し、ステップS2205に進む(ステップS2203)。一方、局所座標算出部1920が局所座標テーブル1912に記録済みの局所座標系IDの中で更新対象となる局所座標系ID(すなわち、ステップS2201で受信した送信機IDに対応するID)を選択し、ステップS2205に進む(ステップS2204)。   The local coordinate calculation unit 1920 creates a new local coordinate system ID, selects three representative transmitters from the measured transmitter IDs, sets the local coordinate system, and proceeds to step S2205 (step S2203). On the other hand, the local coordinate calculation unit 1920 selects a local coordinate system ID to be updated from among the local coordinate system IDs recorded in the local coordinate table 1912 (that is, an ID corresponding to the transmitter ID received in step S2201). The process proceeds to step S2205 (step S2204).

局所座標算出部1920が、ステップS2203で作成された局所座標系ID、又はステップS2204で選択された局所座標系IDに対応する送信機座標値、最新位置算出時刻、各送受信機間の計測距離、信頼度、統合可能な局所座標系ID、基準局所座標系からの距離、平均計測距離、端末位置を算出し、データ記録部1910の情報を更新する(ステップS2205)。ステップS2203で新規局所座標系IDを作成する場合には、局所座標テーブル1912に新たに作成した局所座標系IDと対応づけて、算出した送信機座標値、最新位置算出時刻、信頼度、統合可能な局所座標系ID、基準局所座標系からの距離、平均計測距離、端末位置を算出し、データ記録部1910に記録する。   The local coordinate calculation unit 1920 uses the local coordinate system ID created in step S2203 or the transmitter coordinate value corresponding to the local coordinate system ID selected in step S2204, the latest position calculation time, the measured distance between each transceiver, The reliability, the local coordinate system ID that can be integrated, the distance from the reference local coordinate system, the average measurement distance, and the terminal position are calculated, and the information in the data recording unit 1910 is updated (step S2205). When a new local coordinate system ID is created in step S2203, the calculated transmitter coordinate value, latest position calculation time, reliability, and integration are possible in association with the newly created local coordinate system ID in the local coordinate table 1912. The local coordinate system ID, the distance from the reference local coordinate system, the average measurement distance, and the terminal position are calculated and recorded in the data recording unit 1910.

統合可能局所座標系抽出部1931がデータ記録部1910から局所座標テーブル1912と基準局所座標系IDを取得して局所座標テーブル1912に記録されている各局所座標系を統合できるか否かを判定し、局所座標テーブル1912の情報と判定結果を統合部1932に受け渡してステップS2207に進む(ステップS2206)。   The local coordinate system extraction unit 1931 that can be integrated acquires the local coordinate table 1912 and the reference local coordinate system ID from the data recording unit 1910 and determines whether each local coordinate system recorded in the local coordinate table 1912 can be integrated. Then, the information of the local coordinate table 1912 and the determination result are transferred to the integration unit 1932 and the process proceeds to step S2207 (step S2206).

統合部1932が統合可能な局所領域上に存在する各送信機間距離の算出を信頼度に基づいて行う(ステップS2207)。
統合部1932がステップS2206より受け取った局所座標テーブル1912の情報と各局所座標系を統合可能か否かの判定結果を用いて局所座標系の統合を行い、基準局所座標系上で算出された送信機位置を算出しステップS2209に進む(ステップS2208)。
Based on the reliability, the distance between the transmitters existing on the local area that can be integrated by the integration unit 1932 is calculated (step S2207).
The integration unit 1932 integrates the local coordinate system using the information of the local coordinate table 1912 received from step S2206 and the determination result of whether or not each local coordinate system can be integrated, and the transmission calculated on the reference local coordinate system The machine position is calculated and the process proceeds to step S2209 (step S2208).

統合された送信機位置と距離計測値を用いて基準座標系上における送受信端末位置を算出し、入出力部を介して統合結果を出力する(ステップS2209)。なお、統合結果を出力するのではなく、データ記録部1910に記録することとしてもよい。また、基準局所座標系は移動物体の存在する局所座標系に設定するといったように、動的に設定できるとしてもよい。   The transmission / reception terminal position on the reference coordinate system is calculated using the integrated transmitter position and distance measurement value, and the integration result is output via the input / output unit (step S2209). The integration result may be recorded in the data recording unit 1910 instead of being output. Further, the reference local coordinate system may be set dynamically such that it is set to a local coordinate system in which a moving object exists.

また、図22では局所座標算出部1920の処理の後に続けて局所座標統合部1930の処理を実施する例を記載したが、局所座標算出部1920の処理と局所座標統合部1930の処理を分離し、局所座標算出部1920はデータ記録部1910の局所座標テーブル1912を更新して処理を終了することとし、局所座標統合部1930は予め定めたタイミングで(例えば、予め定めた時間間隔で、あるいは、入出力部からの起動指示により)図22のステップS2206の処理を開始することとしてもよい。   In FIG. 22, an example in which the processing of the local coordinate integration unit 1930 is performed after the processing of the local coordinate calculation unit 1920 is described. However, the processing of the local coordinate calculation unit 1920 and the processing of the local coordinate integration unit 1930 are separated. The local coordinate calculation unit 1920 updates the local coordinate table 1912 of the data recording unit 1910 and terminates the process, and the local coordinate integration unit 1930 performs a predetermined timing (for example, at a predetermined time interval, or The process of step S2206 in FIG. 22 may be started (by an activation instruction from the input / output unit).

次に、局所座標算出部1920の動作の一例について図23A及び図23Bを参照して説明する。
局所座標算出部1920は、データ記録部1910から局所座標テーブル1912(図21)を取得する(ステップS601)。取得した局所座標テーブル1912において局所座標系IDごとに記録されている送信機IDを参照し、計測結果から取得した送信機IDの組み合わせが局所座標テーブル1912に記録されているかどうかの判定を行う(ステップS2301)。記録されている場合はステップS2302に進み、記録されていない場合はステップS2303に進む。
Next, an example of the operation of the local coordinate calculation unit 1920 will be described with reference to FIGS. 23A and 23B.
The local coordinate calculation unit 1920 acquires the local coordinate table 1912 (FIG. 21) from the data recording unit 1910 (step S601). With reference to the transmitter ID recorded for each local coordinate system ID in the acquired local coordinate table 1912, it is determined whether or not the combination of the transmitter ID acquired from the measurement result is recorded in the local coordinate table 1912 ( Step S2301). If it is recorded, the process proceeds to step S2302, and if it is not recorded, the process proceeds to step S2303.

以前にデータ記録部1910にて記録された送信機IDの組み合わせであることが判定された場合には、データ記録部1910から図21に示す局所座標テーブル1912を読み出し、それまでに計測された該当局所座標系上の各送受信機間の計測距離と、座標系を設定する代表送信機IDの取得を行い、S2304に進む(ステップS2302)。   When it is determined that the combination of transmitter IDs previously recorded by the data recording unit 1910 is obtained, the local coordinate table 1912 shown in FIG. 21 is read from the data recording unit 1910, and the corresponding measurements measured so far The measurement distance between each transmitter / receiver on the local coordinate system and the representative transmitter ID for setting the coordinate system are acquired, and the process proceeds to S2304 (step S2302).

一方、新たな送信機IDの組み合わせである場合には、それら組み合わせに対して局所座標テーブル1912を参照することで割り当てられていないユニークな局所座標系IDを新たに割り当てる(ステップS2303)。このとき、局所座標系IDは0から順に連番で付与していく。また、計測結果より取得された送信機の中から3つの代表送信機を任意に選択し、図7に示すように、任意2つの代表送信機をx軸上に設定し、片方を原点とする。さらに+y軸方向を残りの代表送信機の存在する方向とすることで、局所座標系における座標系を設定する。局所座標テーブル1912に新たに付与された局所座標系IDと座標系を設定する代表送信機IDをデータ記録部1910に記録し(図21を更新し)、S2304に進む(ステップS2303)。   On the other hand, if the combination is a new transmitter ID, a unique local coordinate system ID that is not assigned is newly assigned to the combination by referring to the local coordinate table 1912 (step S2303). At this time, the local coordinate system ID is assigned sequentially from 0. Further, three representative transmitters are arbitrarily selected from the transmitters obtained from the measurement results, and as shown in FIG. 7, two arbitrary representative transmitters are set on the x-axis, and one of them is the origin. . Furthermore, the coordinate system in the local coordinate system is set by setting the + y-axis direction as the direction in which the remaining representative transmitters exist. The local coordinate system ID newly assigned to the local coordinate table 1912 and the representative transmitter ID for setting the coordinate system are recorded in the data recording unit 1910 (updated in FIG. 21), and the process proceeds to S2304 (step S2303).

図21から、S2302で選択した、又はS2303で設定した局所座標系IDに対応する情報を取得する(ステップS2304)。データ記録部1910から計測距離テーブル1911の情報を取得し(ステップS2305)、計測結果より取得した送信機IDに対応する複数時刻の計測結果を用いて、計測結果より取得した送信機IDで構成される局所座標系における各送信機の相対座標を算出する(S2306〜S2309)。   From FIG. 21, information corresponding to the local coordinate system ID selected in S2302 or set in S2303 is acquired (step S2304). The information of the measurement distance table 1911 is acquired from the data recording unit 1910 (step S2305), and the transmitter ID acquired from the measurement result is configured using the measurement results at a plurality of times corresponding to the transmitter ID acquired from the measurement result. The relative coordinates of each transmitter in the local coordinate system are calculated (S2306 to S2309).

具体的には、最新の計測結果から取得された送信機数をM、これまでに記録された該当送信機と送受信端末間の距離情報(N時刻分の距離情報)数をNとしたとき、特許文献1に記載の方法を用いると、MN≧2M+2Nを満たす場合に予め定めた関係式を用いて各送信機の相対距離が算出可能となる。また、1つの送信機が原点にあり、他の1つの送信機がX軸上にあるとの前提条件を追加すると、推定すべき変数は送信機の二次元位置座標2M−3個(三次元位置座標の場合は3M−6個)、送受信端末の二次元位置座標2N個(三次元位置座標の場合は3N個)となる。一方、条件式の数はMN個となる。したがって、MN≧2M+2N−3(3次元座標の場合はMN≧3M+3N−6)の条件式を満たす場合、各時刻における送受信端末の位置推定の算出が可能となる。例えば、送信機の数が3個の場合、N≧3となるため、3時刻分以上の各送信機までの距離情報が取得できれば各送信機と送受信端末の位置推定が可能となる。   Specifically, when the number of transmitters acquired from the latest measurement results is M, and the number of distance information (distance information for N times) between the corresponding transmitter and the transmission / reception terminal recorded so far is N, When the method described in Patent Document 1 is used, the relative distance of each transmitter can be calculated using a predetermined relational expression when MN ≧ 2M + 2N is satisfied. In addition, if a precondition that one transmitter is at the origin and the other one is on the X axis is added, the variable to be estimated is 2M-3 coordinates (three-dimensional) of the transmitter. In the case of position coordinates, there are 3M-6 pieces), and 2N two-dimensional position coordinates of the transmission / reception terminal (3N pieces in case of three-dimensional position coordinates). On the other hand, the number of conditional expressions is MN. Therefore, when the conditional expression MN ≧ 2M + 2N−3 (MN ≧ 3M + 3N−6 in the case of three-dimensional coordinates) is satisfied, it is possible to calculate the position estimation of the transmission / reception terminal at each time. For example, when the number of transmitters is three, N ≧ 3. Therefore, if distance information to each transmitter for three or more times can be acquired, it is possible to estimate the positions of the transmitters and the transmission / reception terminals.

局所座標系ID#0における送信機と送受信端末の位置推定で用いる条件式は上式(2)を用いて算出する。ただし、添え字iは送信機IDとし、t、t1、t2は異なる時刻であるとする。また、(x0i,y0i)、(x0h(t),y0h(t))はそれぞれ局所座標系0における送信機ID0の位置と時刻tにおける送受信端末の位置である。   The conditional expression used for position estimation of the transmitter and the transmitting / receiving terminal in the local coordinate system ID # 0 is calculated using the above expression (2). However, the subscript i is a transmitter ID, and t, t1, and t2 are different times. Further, (x0i, y0i), (x0h (t), y0h (t)) are the position of the transmitter ID0 in the local coordinate system 0 and the position of the transmitting / receiving terminal at time t, respectively.

上記連立方程式を解くことにより、時刻tにおける送信機と送受信端末の位置を算出することができる。
算出した各送信機位置の信頼度を算出する(ステップS2310)。信頼度としては、例えば推定位置の微分変動量fや、送信機と送受信端末の推定位置から算出される距離と実際の距離計測値の差のノルムgを含む関数等がある。例えば、局所座標系ID0における送信機iの尤度w0_iは上式(3)、(4)及び(5)でXをxにYをyに変更したもので示される。ここでα、βは重み係数であり、0以上の値を持つ。
By solving the simultaneous equations, the positions of the transmitter and the transmitting / receiving terminal at time t can be calculated.
The reliability of each calculated transmitter position is calculated (step S2310). The reliability includes, for example, a function including a differential fluctuation amount f of the estimated position, a norm g of a difference between the distance calculated from the estimated positions of the transmitter and the transmission / reception terminal and the actual distance measurement value. For example, the likelihood w0_i of the transmitter i in the local coordinate system ID0 is indicated by changing X to x and Y to y in the above equations (3), (4), and (5). Here, α and β are weighting factors and have values of 0 or more.

また、このとき(局所座標系ID#i上で)算出された推定位置全体の精度指標を示す信頼度Wiは上式(6)を使用して算出する。信頼度Wiとしては、例えば局所座標系iの座標系を設定する3つの代表送信機推定位置の尤度の積があげられる(上式(6)、S:代表送信機ID)。   Further, the reliability Wi indicating the accuracy index of the entire estimated position calculated at this time (on the local coordinate system ID # i) is calculated using the above equation (6). As the reliability Wi, for example, the product of the likelihoods of the three representative transmitter estimated positions that set the coordinate system of the local coordinate system i is given (formula (6), S: representative transmitter ID).

S2310で推定された送信機位置から該当局所座標系上の各送信機間距離とその信頼度を算出する(ステップS2311)。例えば、局所座標系#0上で推定された送信機#0の推定位置(x00、y00)と送信機#1の推定位置(x01、y01)間の推定距離L0_01は上式(9)のように算出する。   The distance between each transmitter on the corresponding local coordinate system and its reliability are calculated from the transmitter position estimated in S2310 (step S2311). For example, the estimated distance L0_01 between the estimated position (x00, y00) of the transmitter # 0 estimated on the local coordinate system # 0 and the estimated position (x01, y01) of the transmitter # 1 is expressed by the above equation (9). To calculate.

推定した送信機間距離の信頼度としては、例えばS2310により算出された送信機推定位置の信頼度の積が挙げられる(例えば局所座標系#0上のセンサID#0−#1間の距離信頼度(上式(10)))。局所座標系における送信機及び送受信端末の推定位置と推定位置の信頼度、そして送信機間距離と送信機間距離の信頼度を局所座標系IDに対応付けて、データ記録部1910へ渡す(すなわち、図21を更新する)(ステップS2312)。   As the reliability of the estimated distance between the transmitters, for example, the product of the reliability of the estimated transmitter position calculated in S2310 can be cited (for example, the distance reliability between the sensor IDs # 0 and # 1 on the local coordinate system # 0). Degree (formula (10)). The estimated position of the transmitter and the transmission / reception terminal in the local coordinate system, the reliability of the estimated position, and the distance between the transmitters and the reliability of the distance between the transmitters are associated with the local coordinate system ID and passed to the data recording unit 1910 (that is, 21 is updated) (step S2312).

そして、計測距離テーブル1911の一部のデータを削除する(ステップS2313)。なお、削除対象となるデータは、例えば、予め定めた数の新しい時刻のデータ以外は削除、予め定めた個数のデータのみ削除、何らかの方法で各データに評価値を付与し、評価値の低いものから順に削除、などの方法がある。また、データを削除せずに局所座標算出部1920の処理を終了してもよい。   Then, a part of the data in the measurement distance table 1911 is deleted (step S2313). Note that the data to be deleted is, for example, data other than a predetermined number of new times, deleted only a predetermined number of data, an evaluation value is assigned to each data by some method, and the evaluation value is low There are methods such as deleting in order. Moreover, you may complete | finish the process of the local coordinate calculation part 1920, without deleting data.

次に、統合可能局所座標系抽出部1931の動作の一例について図24A及び図24Bを参照して説明する。統合可能局所座標系抽出部1931は、予め定めた数以上の個数の送信機を共有している局所座標系が統合可能であると判定した場合に(ステップS2402)、統合可能な局所座標系ID同士の対応関係を記録した統合局所座標系IDリストを作成する(ステップS2408)。   Next, an example of the operation of the integrable local coordinate system extraction unit 1931 will be described with reference to FIGS. 24A and 24B. If the local coordinate system extraction unit 1931 determines that local coordinate systems sharing a predetermined number or more of transmitters can be integrated (step S2402), the local coordinate system ID that can be integrated An integrated local coordinate system ID list in which the correspondence between each other is recorded is created (step S2408).

まずデータ記録部1910からデータ記録部1910に記録されている全ての局所座標テーブル1912を取得する(ステップS801)。取得した局所座標テーブル1912に記録されている局所座標系の数Xを算出し、X個の局所座標系IDから2つの局所座標系IDを選び出す全組合せを生成する(ステップS802)。Xは最新に記録された局所座標系IDに1を加えた数となる。   First, all local coordinate tables 1912 recorded in the data recording unit 1910 are acquired from the data recording unit 1910 (step S801). The number X of local coordinate systems recorded in the acquired local coordinate table 1912 is calculated, and all combinations for selecting two local coordinate system IDs from the X local coordinate system IDs are generated (step S802). X is a number obtained by adding 1 to the latest recorded local coordinate system ID.

X個の局所座標系の中から2つを選び出す組み合わせの中で、未選択の組み合わせがあるかどうかを判定する(ステップS2401)。未選択の組み合わせがある場合、ステップS803に進む。未選択の組み合わせが無い場合、ステップS2404に進む。なお、X個の局所座標系の中から2つを選び出す組み合わせが未選択か選択済みかを判定するための方法の一例としては、バッファを設けて、選択済みの局所座標系IDの組み合わせを順次バッファに追記し、バッファを参照する方法がある。   It is determined whether there is an unselected combination among the combinations of selecting two from the X local coordinate systems (step S2401). If there is an unselected combination, the process proceeds to step S803. If there is no unselected combination, the process advances to step S2404. In addition, as an example of a method for determining whether a combination for selecting two of X local coordinate systems is unselected or selected, a buffer is provided, and combinations of selected local coordinate system IDs are sequentially selected. There is a method of adding to the buffer and referring to the buffer.

X個の局所座標系の中から2つを選び出す組み合わせの中で未選択の組み合わせを1つ選択し、ステップS804に進む(ステップS803)。
局所座標テーブル1912の中から選択された2つの局所座標系IDそれぞれに含まれる送信機IDのリストを取得する(ステップS804)。説明のため、選択された局所座標系IDをそれぞれID1、ID2とする。局所座標系ID1に含まれる送信機IDのリストと、局所座標系ID2に含まれる送信機IDのリスト双方に含まれる送信機IDの数を算出し、ステップS2402に進む(ステップS804)。
One unselected combination is selected from among the two combinations selected from the X local coordinate systems, and the process proceeds to step S804 (step S803).
A list of transmitter IDs included in each of the two local coordinate system IDs selected from the local coordinate table 1912 is acquired (step S804). For the sake of explanation, the selected local coordinate system IDs are assumed to be ID1 and ID2, respectively. The number of transmitter IDs included in both the list of transmitter IDs included in the local coordinate system ID1 and the list of transmitter IDs included in the local coordinate system ID2 is calculated, and the process proceeds to step S2402 (step S804).

算出された双方の送信機IDリストに含まれる送信機の数が予め定めた局所座標系統合可否判断閾値(例えば3)以上であるか否かを判定する(ステップS2402)。算出された双方の送信機IDリストに含まれる送信機の数が予め定めた局所座標系統合可否判断閾値以上の場合には、ステップS803で選択された2つの局所座標系(局所座標系ID1、局所座標系ID2で特定される2つの局所座標系)は統合可能と判断し、ステップS2403に進む。算出された双方の送信機IDリストに含まれる送信機の数が予め定めた局所座標系統合可否判断閾値よりも小さな値の場合には、ステップS803で選択された2つの局所座標系(局所座標系ID1、局所座標系ID2で特定される2つの局所座標系)は統合不可能と判定し、ステップS2401に戻る。   It is determined whether or not the calculated number of transmitters included in both transmitter ID lists is equal to or greater than a predetermined local coordinate system integration determination threshold (for example, 3) (step S2402). If the calculated number of transmitters included in both transmitter ID lists is equal to or greater than a predetermined local coordinate system integration availability determination threshold, the two local coordinate systems selected in step S803 (local coordinate system ID1, It is determined that two local coordinate systems specified by the local coordinate system ID2) can be integrated, and the process proceeds to step S2403. When the calculated number of transmitters included in both transmitter ID lists is smaller than a predetermined local coordinate system integration possibility determination threshold, the two local coordinate systems (local coordinates selected in step S803) It is determined that the two local coordinate systems specified by the system ID1 and the local coordinate system ID2) cannot be integrated, and the process returns to step S2401.

データ記録部1910の図21の局所座標系ID1に対する「統合可能な領域ID」に局所座標系ID2を追記し、データ記録部1910の図21の局所座標系ID2に対する「統合可能な領域ID」に局所座標系域ID1を追記する(ステップS2403)。   The local coordinate system ID2 is added to the “integrable area ID” for the local coordinate system ID1 of FIG. 21 of the data recording unit 1910, and the “integrable area ID” for the local coordinate system ID2 of FIG. The local coordinate system area ID1 is additionally written (step S2403).

データ記録部1910より、局所座標テーブル1912と基準局所座標系IDを取得する(ステップS2404)。次に、基準局所座標系から統合可能な各局所座標系の抽出を行い、統合局所座標系リストを作成する(ステップS2405〜S2411)。また、統合可能な各局所座標系の基準局所座標系からの距離の算出を行う。   A local coordinate table 1912 and a reference local coordinate system ID are acquired from the data recording unit 1910 (step S2404). Next, each local coordinate system that can be integrated is extracted from the reference local coordinate system, and an integrated local coordinate system list is created (steps S2405 to S2411). Further, the distance from the reference local coordinate system of each local coordinate system that can be integrated is calculated.

基準局所座標系IDを統合局所座標系IDリストに追加し、基準局所座標系IDを統合局所座標系IDの初期値とする(ステップS2405)。また、図21中の基準局所座標系IDに対応する「基準局所座標系からの距離」を0と設定し、基準局所座標系からの距離Dの初期値を1とする。
統合局所座標系IDの「統合可能な局所座標系ID」の中で未選択の局所座標系IDがあるかどうかの判定を行う(ステップS2406)。未選択の局所座標系IDがある場合はS2407へ進み未選択の局所座標系IDのうちの1つを選択し(ステップS2407)、全て選択済みである場合はS2409に進む。
The reference local coordinate system ID is added to the integrated local coordinate system ID list, and the reference local coordinate system ID is set as the initial value of the integrated local coordinate system ID (step S2405). Further, “distance from the reference local coordinate system” corresponding to the reference local coordinate system ID in FIG. 21 is set to 0, and the initial value of the distance D from the reference local coordinate system is set to 1.
It is determined whether or not there is an unselected local coordinate system ID in the “integratable local coordinate system ID” of the integrated local coordinate system ID (step S2406). If there is an unselected local coordinate system ID, the process proceeds to S2407, and one of the unselected local coordinate system IDs is selected (step S2407). If all have been selected, the process proceeds to S2409.

ステップS2407で選択された局所座標系IDを統合局所座標系IDリストに追加し、図21中の選択された局所座標系IDに対応付けられた「基準局所座標系IDからの距離」にDの値を記録し、選択された局所座標系を選択済みとする(ステップS2408)。   The local coordinate system ID selected in step S2407 is added to the integrated local coordinate system ID list, and the “distance from the reference local coordinate system ID” associated with the selected local coordinate system ID in FIG. The value is recorded, and the selected local coordinate system is selected (step S2408).

基準座標系からの距離がDである局所座標系のうち、統合局所座標系IDに格納されたことのない局所座標系があるかどうかの判定を行う(ステップS2409)。ある場合はステップS2410に進み、ない場合はステップS2411に進む。
基準座標系からの距離がDである局所座標系の中から統合局所座標系IDに格納されたことのない局所座標系IDを1つ選択し、選択された局所座標系IDを新たな統合局所座標系IDとする(ステップS2410)。距離Dである全ての局所領域IDが統合局所座標系IDに格納された場合、Dの値を1つ加算させる。
図21の局所座標テーブル1912と統合局所座標系IDリストを統合部1932に渡すとともに、図21の局所座標テーブル1912と統合局所座標系IDリストを更新する(ステップS2411)。
In the local coordinate system whose distance from the reference coordinate system is D, it is determined whether there is a local coordinate system that has not been stored in the integrated local coordinate system ID (step S2409). If there is, the process proceeds to step S2410, and if not, the process proceeds to step S2411.
One local coordinate system ID that has not been stored in the integrated local coordinate system ID is selected from the local coordinate systems whose distance from the reference coordinate system is D, and the selected local coordinate system ID is selected as a new integrated local coordinate system ID. The coordinate system ID is set (step S2410). When all the local region IDs having the distance D are stored in the integrated local coordinate system ID, one value of D is added.
The local coordinate table 1912 and the integrated local coordinate system ID list in FIG. 21 are passed to the integrating unit 1932, and the local coordinate table 1912 and the integrated local coordinate system ID list in FIG. 21 are updated (step S2411).

次に、統合部1932の動作の一例について図25A、図25B、及び図25Cを参照して説明する。基準座標系から統合可能な全局所座標系の組み合わせに対して、以下の処理を行うことで基準座標系における全送信機と送受信端末の位置を算出する。
統合可能局所座標系抽出部1931より図21の局所座標テーブル1912と統合局所座標系IDリストを受け取る(ステップS2501)。
Next, an example of the operation of the integration unit 1932 will be described with reference to FIGS. 25A, 25B, and 25C. For the combination of all local coordinate systems that can be integrated from the reference coordinate system, the following processing is performed to calculate the positions of all transmitters and transmission / reception terminals in the reference coordinate system.
The local coordinate table 1912 and the integrated local coordinate system ID list of FIG. 21 are received from the integrable local coordinate system extraction unit 1931 (step S2501).

統合局所座標系IDリストの中で未選択の局所座標系があるかどうかの判定を行う(ステップS2502)。未選択の局所座標系がある場合はステップS2503へ、ない場合はステップS2508へ進む。
未選択の局所座標系IDを1つ選択し、選択された局所座標系IDを選択済と設定する(ステップS2503)。
ステップS2503で選択された局所座標系IDに対応付けられた図21内の「送信機間距離」を構成する送信機IDの組合せの内、未選択の送信機の組合せがあるかどうかの判定を行う(ステップS2504)。ある場合はステップS2505に進み、ない場合はステップS2502に戻る。
It is determined whether there is an unselected local coordinate system in the integrated local coordinate system ID list (step S2502). If there is an unselected local coordinate system, the process proceeds to step S2503, and if not, the process proceeds to step S2508.
One unselected local coordinate system ID is selected, and the selected local coordinate system ID is set as selected (step S2503).
It is determined whether there is a combination of unselected transmitters among the combinations of transmitter IDs constituting the “distance between transmitters” in FIG. 21 associated with the local coordinate system ID selected in step S2503. This is performed (step S2504). If there is, the process proceeds to step S2505, and if not, the process returns to step S2502.

未選択の送信機IDの組み合わせを選択し(ステップS2505)、統合局所領域IDリスト内に格納された局所座標系IDの中で、ステップS2503で選択されなかった各局所座標系IDに対応付けられた「送信機間距離」の中で、ステップS2505で選択された送信機IDの組合せがあるかどうかの判定を行う(ステップS2506)。ある場合はステップS2507に進み、ない場合はステップS2504に戻る。   A combination of unselected transmitter IDs is selected (step S2505), and the local coordinate system ID stored in the integrated local region ID list is associated with each local coordinate system ID not selected in step S2503. It is determined whether there is a combination of transmitter IDs selected in step S2505 in the “inter-transmitter distance” (step S2506). If there is, the process proceeds to step S2507, and if not, the process returns to step S2504.

ステップS2505で選択された送信機IDの組合せと同じ組合せを持つ、ステップS2503で選択された局所座標系以外の局所座標系で算出された送信機間距離を信頼度により統合し、統合された送信機間距離の算出結果を記録する(ステップS2507)。距離を統合した送信機の組合せは処理済と設定し、S2504に戻る。図15の例における、信頼度を用いたセンサ間距離L12の算出法を上式(11)に示す。これにより、信頼度の高いものを優先した送信機間距離推定が可能となる。 The transmitter-to-transmitter distance calculated in the local coordinate system other than the local coordinate system selected in step S2503 having the same combination as the transmitter ID combination selected in step S2505 is integrated by reliability, and integrated transmission is performed. The calculation result of the inter-machine distance is recorded (step S2507). The combination of transmitters integrating the distance is set as processed, and the process returns to S2504. In the example of FIG. 15 shows the method of calculating the reliability distance between the sensors L 12 using the above equation (11). As a result, it is possible to estimate the distance between transmitters with priority given to those having high reliability.

統合可能局所座標系抽出部1931より図21の局所座標テーブル1912の情報と信頼度を用いた各送信機間距離の算出結果を受け取る(ステップS2508)。また、基準局所座標系からの距離Dの初期値を0とする。
図21の内「基準局所座標系からの距離」がDである未選択の局所座標系IDがあるかどうかの判定を行う(ステップS2509)。未選択の局所座標系IDが存在する場合はステップS2510へ進み、ない場合はステップS2516へ進む。
The calculation result of each inter-transmitter distance using the information and reliability of the local coordinate table 1912 of FIG. 21 is received from the integrable local coordinate system extraction unit 1931 (step S2508). The initial value of the distance D from the reference local coordinate system is set to 0.
In FIG. 21, it is determined whether there is an unselected local coordinate system ID whose “distance from the reference local coordinate system” is D (step S2509). If there is an unselected local coordinate system ID, the process proceeds to step S2510; otherwise, the process proceeds to step S2516.

未選択の局所座標系の中から一つの局所座標系を選択し、選択された局所座標系を選択済みと設定する(ステップS2510)。ただし、初回時では基準局所座標系IDを選択する。
選択された局所座標系において未選択の送信機IDがあるかどうかの判定を行う(ステップS2511)。ある場合はステップS2512へ進み、ない場合はS2509に戻る。
One local coordinate system is selected from the unselected local coordinate systems, and the selected local coordinate system is set as selected (step S2510). However, the reference local coordinate system ID is selected at the first time.
It is determined whether or not there is an unselected transmitter ID in the selected local coordinate system (step S2511). If there is, the process proceeds to step S2512; otherwise, the process returns to S2509.

S2510で選択された局所座標計上の送信機IDの中で信頼度の最も大きい送信機を選択する(ステップS2512)。ここで、説明のため、選択されたセンサIDをiとする。
送信機iと信頼度を用いた送信機間距離を行った送信機の内、信頼度が予め設定した閾値より信頼度の高い送信機があるかどうかの判定を行う(ステップS2513)。ある場合はS2514へ進み、ない場合はS2511へ戻る。
The transmitter having the highest reliability is selected from the transmitter IDs of the local coordinates selected in S2510 (step S2512). Here, for the sake of explanation, it is assumed that the selected sensor ID is i.
It is determined whether there is a transmitter whose reliability is higher than a preset threshold among the transmitters that have performed the transmitter-to-transmitter distance using the transmitter i (step S2513). If there is, the process proceeds to S2514, and if not, the process returns to S2511.

送信機iと信頼度を用いた送信機間距離を行った送信機の内、信頼度が予め設定した閾値より信頼度の高い送信機を全て選択し、信頼度の高い順に上式(7)の集合giに加える(ステップS2514)。
上式(7)を用いて送信機iの位置修正移動量であるΔxiを算出し、送信機iを選択済みと設定する(ステップS2515)。ただし、各送信機の初期値は以下のように設定する。基準座標系上の代表送信機の内、原点に設定された代表送信機位置を(0、0)とし、x軸上に設定された代表送信機のy座標を0とする。残り全ての送信機初期位置を乱数によりランダムに与える。
Among the transmitters that performed the transmitter-to-transmitter distance using the transmitter i, select all transmitters whose reliability is higher than a preset threshold, and the above formula (7) in descending order of reliability. To the set gi (step S2514).
Δxi that is the position correction movement amount of the transmitter i is calculated using the above equation (7), and the transmitter i is set as selected (step S2515). However, the initial value of each transmitter is set as follows. Of the representative transmitters on the reference coordinate system, the representative transmitter position set at the origin is (0, 0), and the y coordinate of the representative transmitter set on the x-axis is 0. All remaining transmitter initial positions are randomly given by random numbers.

Dの値に1加算した後(ステップS2516)、Dの値が図21中の「基準座標系からの距離」の最大値以下であるかどうかの判定を行う(ステップS2517)。最大値以下である場合は、ステップS2509に戻り、最大値よりも大きな値である場合はステップS2518に進む。   After adding 1 to the value of D (step S2516), it is determined whether the value of D is equal to or less than the maximum value of “distance from the reference coordinate system” in FIG. 21 (step S2517). If it is equal to or smaller than the maximum value, the process returns to step S2509, and if it is larger than the maximum value, the process proceeds to step S2518.

推定された送信機位置の評価を上式(8)により行う(ステップS2518)。上式(8)の評価値が予め設定した閾値よりも小さい場合にはステップS2520へ進み、閾値以上の場合にはステップS2519へ進む。
全ての局所座標系の選択判定結果と送信機の選択判定結果を未選択とし、基準局所座標系からの距離Dを0に設定し、ステップS2509に戻る(ステップS2519)。
The estimated transmitter position is evaluated by the above equation (8) (step S2518). If the evaluation value of the above equation (8) is smaller than a preset threshold value, the process proceeds to step S2520. If the evaluation value is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S2519.
The selection determination result of all the local coordinate systems and the selection determination result of the transmitter are not selected, the distance D from the reference local coordinate system is set to 0, and the process returns to step S2509 (step S2519).

ステップS2507で算出された基準座標系上における各送信機位置と信頼度を用いた送信機間距離の逆数をそれぞれノードとコストし、ダイクストラ法により、各ノード(送信機推定位置)のコスト計算を行う(ステップS2520)。ただし、ダイクストラ法において基準座標系上の原点に設定された送信機位置をスタートノードとする。   The reciprocal of the inter-transmitter distance using each transmitter position and reliability on the reference coordinate system calculated in step S2507 is cost to each node, and the cost calculation of each node (transmitter estimated position) is performed by the Dijkstra method. This is performed (step S2520). However, the transmitter position set at the origin on the reference coordinate system in the Dijkstra method is used as the start node.

ステップS2520で算出された各送信機位置のコストのうち、最も小さいものから予め設定された数(例えば3つ)の送信機IDの組み合わせを選択する(ステップS2521)。
基準座標系上における選択された3つの送信機の推定位置と、送受信端末までの距離計測値を用いた連立方程式を解くことにより送受信端末の位置を算出する(ステップS2522)。例えば、送信機ID0、1、2が選択された場合の連立方程式は上式(12)でXをxにYをyに変更したものである。ただし(xi、yi)、(xh(t)、yh(t))はそれぞれ基準局所座標系上における送信機IDiの位置と時刻tにおける送受信端末位置である。
A preset number (for example, three) of combinations of transmitter IDs is selected from the smallest cost among the costs of the transmitter positions calculated in step S2520 (step S2521).
The position of the transmission / reception terminal is calculated by solving simultaneous equations using the estimated positions of the three selected transmitters on the reference coordinate system and the distance measurement values to the transmission / reception terminal (step S2522). For example, the simultaneous equations when transmitter IDs 0, 1, and 2 are selected are obtained by changing X to x and Y to y in the above equation (12). However, (xi, yi), (xh (t), yh (t)) are the position of the transmitter IDi on the reference local coordinate system and the transmitting / receiving terminal position at time t, respectively.

基準座標系上における送信機と送受信端末の推定位置を入出力部に送信し(ステップS2523)、統合部1932の処理を終了する。
以上の第2の実施形態によれば、基準座標系を常に移動物体が存在する局所座標系と設定することで、基準座標系から物理的に離れた距離に存在する局所座標系上のセンサの位置推定誤差は比較的大きいが、移動物体が近づくにつれてセンサ位置推定誤差を小さくすることができる。例えば、移動物体のナビゲーションにおいて、目的のランドマークが遠い場合は大まかな説明で十分であり、近づくにつれて細かいナビゲーションが必要となる場合に有効である。
The estimated positions of the transmitter and the transmission / reception terminal on the reference coordinate system are transmitted to the input / output unit (step S2523), and the processing of the integration unit 1932 ends.
According to the second embodiment described above, by setting the reference coordinate system as the local coordinate system in which the moving object always exists, the sensor on the local coordinate system that is physically separated from the reference coordinate system is set. Although the position estimation error is relatively large, the sensor position estimation error can be reduced as the moving object approaches. For example, in navigation of a moving object, a rough explanation is sufficient when the target landmark is far away, and it is effective when detailed navigation is required as it approaches.

また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の位置算出装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フレキシブルディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD±R、DVD±RWなど)、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータ又は組み込みシステムが読み取り可能な記録媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をCPUで実行させれば、上述した実施形態の位置算出装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記録媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のMW(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記録媒体も含まれる。
また、記録媒体は1つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記録媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
The instructions shown in the processing procedure shown in the above embodiment can be executed based on a program that is software. A general-purpose computer system stores this program in advance and reads this program, so that it is possible to obtain the same effect as that obtained by the position calculation device of the above-described embodiment. The instructions described in the above-described embodiments are, as programs that can be executed by a computer, magnetic disks (flexible disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD). ± R, DVD ± RW, etc.), semiconductor memory, or a similar recording medium. As long as the recording medium is readable by the computer or the embedded system, the storage format may be any form. If the computer reads the program from the recording medium and causes the CPU to execute an instruction described in the program based on the program, the same operation as that of the position calculation apparatus of the above-described embodiment can be realized. Of course, when the computer acquires or reads the program, it may be acquired or read through a network.
In addition, the OS (operating system), database management software, MW (middleware) such as a network, etc. running on the computer based on the instructions of the program installed in the computer or embedded system from the recording medium implement this embodiment. A part of each process for performing may be executed.
Furthermore, the recording medium in the present invention is not limited to a medium independent of a computer or an embedded system, but also includes a recording medium in which a program transmitted via a LAN or the Internet is downloaded and stored or temporarily stored.
Further, the number of recording media is not limited to one, and when the processing in the present embodiment is executed from a plurality of media, it is included in the recording media in the present invention, and the configuration of the media may be any configuration.

なお、本願発明におけるコンピュータ又は組み込みシステムは、記録媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の1つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
The computer or the embedded system in the present invention is for executing each process in the present embodiment based on a program stored in a recording medium, and includes a single device such as a personal computer and a microcomputer, Any configuration such as a system in which apparatuses are connected to a network may be used.
Further, the computer in the embodiment of the present invention is not limited to a personal computer, but includes an arithmetic processing device, a microcomputer, and the like included in an information processing device, and a device capable of realizing the functions in the embodiment of the present invention by a program, The device is a general term.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

10…送受信端末、20…位置算出装置、101…受信部、102…距離計測部、103…送信部、210…受信部、220…データ記憶部、221…局所座標テーブル、223…基準座標系情報格納部、240…局所座標統合部、241…統合座標系抽出部、242…統合処理部、243…入出力部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission / reception terminal, 20 ... Position calculation apparatus, 101 ... Reception part, 102 ... Distance measurement part, 103 ... Transmission part, 210 ... Reception part, 220 ... Data storage part, 221 ... Local coordinate table, 223 ... Reference coordinate system information Storage unit 240 ... local coordinate integration unit 241 ... integrated coordinate system extraction unit 242 ... integration processing unit 243 ... input / output unit.

Claims (5)

複数の送信機を備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出装置であって、
それぞれ複数の送信機から構成される複数の局所座標系を検出し、前記端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離に基づいて、前記局所座標系それぞれにおいて、当該局所座標系を構成する複数の送信機の位置座標を算出する第1の座標算出手段と、
前記複数の局所座標系のうち、閾値以上の数の送信機を共有する2つ以上の局所座標系を、互いに統合可能な座標系として抽出する統合座標系抽出手段と、
統合可能な座標系として抽出された前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて、送信機間距離及び該送信機間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて算出された送信機間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後の送信機間距離を算出し、信頼度がある値よりも高い送信機の前記補正後の送信機間距離のみを用いて、前記2つ以上の局所座標系を統合した座標系における各送信機の位置座標を信頼度が高い順に算出する第2の座標算出手段と、
を具備することを特徴とする位置算出装置。
In an environment including a plurality of transmitters, a position calculation device that receives distance information between a terminal that can move within the environment and each of the plurality of transmitters, and calculates the position coordinates of the terminal,
A plurality of local coordinate systems each composed of a plurality of transmitters are detected, and the local coordinate system is configured in each of the local coordinate systems based on the distance between the terminal and each of the plurality of transmitters. First coordinate calculating means for calculating position coordinates of a plurality of transmitters;
An integrated coordinate system extracting means for extracting two or more local coordinate systems sharing a number of transmitters equal to or greater than a threshold among the plurality of local coordinate systems as coordinate systems that can be integrated with each other;
In each of the two or more local coordinate systems extracted as a coordinate system that can be integrated, the distance between transmitters and the reliability of the distance between the transmitters are calculated, and calculated in each of the two or more local coordinate systems. Weighting is performed according to the reliability of the inter-transmitter distance to calculate the inter-transmitter distance after the weight correction, and only the corrected inter-transmitter distance of the transmitter having a reliability higher than a certain value is used. Second coordinate calculation means for calculating the position coordinates of each transmitter in a coordinate system in which two or more local coordinate systems are integrated in descending order of reliability;
A position calculation device comprising:
前記統合座標系抽出手段は、複数の送信機から構成される局所座標系であって、該複数の送信機の位置を結んだ多角形の領域に前記端末の位置が含まれる局所座標系を前記複数の局所座標系から1つ選択し、該選択された局所座標系を構成するいずれか1つの送信機の位置を相対座標系の原点とすることを特徴とする請求項1に記載の位置算出装置。   The integrated coordinate system extraction means is a local coordinate system composed of a plurality of transmitters, and a local coordinate system in which the position of the terminal is included in a polygonal region connecting the positions of the plurality of transmitters is 2. The position calculation according to claim 1, wherein one of a plurality of local coordinate systems is selected, and the position of any one of the transmitters constituting the selected local coordinate system is set as the origin of the relative coordinate system. apparatus. 複数の送信機を備える環境において、当該環境内を移動可能な端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離情報を受信して、当該端末の位置座標を算出する位置算出方法であって、
それぞれ複数の送信機から構成される複数の局所座標系を検出し、前記端末と前記複数の送信機それぞれとの間の距離に基づいて、前記局所座標系それぞれにおいて、当該局所座標系を構成する複数の送信機の位置座標を算出し、
前記複数の局所座標系のうち、閾値以上の数の送信機を共有する2つ以上の局所座標系を、互いに統合可能な座標系として抽出し、
統合可能な座標系として抽出された前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて、送信機間距離及び該送信機間距離の信頼度を算出し、前記2つ以上の局所座標系それぞれにおいて算出された送信機間距離の信頼度によって重み付けを行なって重み付け補正後の送信機間距離を算出し、信頼度がある値よりも高い送信機の前記補正後の送信機間距離のみを用いて、前記2つ以上の局所座標系を統合した座標系における各送信機の位置座標を信頼度が高い順に算出することを特徴とする位置算出方法。
In an environment including a plurality of transmitters, a position calculation method for receiving distance information between each of the plurality of transmitters and a terminal movable in the environment, and calculating a position coordinate of the terminal,
A plurality of local coordinate systems each composed of a plurality of transmitters are detected, and the local coordinate system is configured in each of the local coordinate systems based on the distance between the terminal and each of the plurality of transmitters. Calculate the position coordinates of multiple transmitters,
Among the plurality of local coordinate systems, two or more local coordinate systems sharing a number of transmitters equal to or greater than a threshold are extracted as coordinate systems that can be integrated with each other,
In each of the two or more local coordinate systems extracted as a coordinate system that can be integrated, the distance between transmitters and the reliability of the distance between the transmitters are calculated, and calculated in each of the two or more local coordinate systems. Weighting is performed according to the reliability of the inter-transmitter distance to calculate the inter-transmitter distance after the weight correction, and only the corrected inter-transmitter distance of the transmitter having a reliability higher than a certain value is used. A position calculation method characterized by calculating position coordinates of each transmitter in a coordinate system obtained by integrating two or more local coordinate systems in descending order of reliability.
前記互いに統合可能な座標系として抽出することは、複数の送信機から構成される局所座標系であって、該複数の送信機の位置を結んだ多角形の領域に前記端末の位置が含まれる局所座標系を前記複数の局所座標系から1つ選択し、該選択された局所座標系を構成するいずれか1つの送信機の位置を相対座標系の原点とすることを特徴とする請求項3に記載の位置算出方法。   Extracting as a coordinate system that can be integrated with each other is a local coordinate system composed of a plurality of transmitters, and the position of the terminal is included in a polygonal region connecting the positions of the plurality of transmitters. 4. A local coordinate system is selected from the plurality of local coordinate systems, and the position of any one transmitter constituting the selected local coordinate system is set as the origin of the relative coordinate system. The position calculation method described in 1. コンピュータを、請求項1又は請求項2に記載の位置算出装置の各手段として実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to be executed as each unit of the position calculation device according to claim 1 or 2.
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