(57)【要約】  位置推定部（１０）により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部（２２）を設け、航跡決定部（２３）が、信頼度算出部（２２）により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部（２１）により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定するように、航跡推定装置を構成した。
2019239524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部と
を備えた航跡推定装置。
【請求項２】
前記航跡決定部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えており、
前記航跡更新部により更新されたそれぞれの航跡の予測処理を実施し、予測処理後のそれぞれの航跡を有している仮説を前記相関仮説生成部に出力する航跡予測部を備えたことを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項３】
前記航跡決定部は、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説の評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出されたそれぞれの相関仮説の評価値に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定処理部と
を備えていることを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項４】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索し、前記観測位置として、前記強度マップから、前記探索した信号強度に対応する受信位置を取得することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項５】
前記位置推定部は、前記１つ以上の仮説に含まれている航跡が示す観測対象の位置の平均位置を算出し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記平均位置からの距離が閾値以内の受信位置での信号強度を抽出し、前記抽出した信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索することを特徴とする請求項４記載の航跡推定装置。
【請求項６】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記１つ以上の仮説に含まれている航跡が示す観測対象の位置を探索の初期値に設定して、前記強度マップから、前記観測位置を探索することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項７】
前記信号観測部により複数の信号が受信されており、
前記位置推定部は、前記信号観測部により受信された複数の信号をグループ分けし、グループ毎に、当該グループに含まれている信号の強度から、前記観測位置をそれぞれ推定することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項８】
前記信頼度算出部は、前記位置推定部により推定された観測位置の信頼度を算出するほかに、前記確率密度分布を用いて、前記観測位置の雑音である観測雑音を推定し、
前記航跡更新部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡が示す観測対象の位置及び前記観測雑音のそれぞれを用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項９】
前記観測対象の運動諸元を観測する運動諸元観測部を備え、
前記航跡予測部は、前記運動諸元観測部により観測された運動諸元を用いて、前記航跡更新部により更新された航跡の予測処理を実施することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１０】
前記航跡更新部は、地図情報を用いて、前記航跡予測部により予測処理が実施される航跡を制限することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１１】
観測対象の航跡を決定する航跡推定装置を備える携帯情報端末であり、
前記航跡推定装置は、
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部と
を備えていることを特徴とする携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観測対象の航跡を決定する航跡推定装置と、航跡推定装置を備えている携帯情報端末とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測位方式の１つであるフィンガープリント法では、所定の領域内に存在している観測対象の位置を測位する前に、当該領域内の複数の位置において、或る信号源から送信された信号を受信し、受信した信号の強度を記録する。
そして、フィンガープリント法では、領域内の複数の位置と、受信信号の強度との関係を表す強度マップを作成する。
フィンガープリント法では、観測対象の位置を測位する際、信号源から送信された信号を受信すると、強度マップに含まれている信号強度の中から、受信した信号の強度に近い信号強度を探索する。
そして、フィンガープリント法では、強度マップから、探索した信号強度に対応する位置を取得し、取得した位置を観測対象の位置に決定する。
しかし、マルチパス等の影響によって、領域内の局所的な位置の信号強度が、大きな外れ値となることがある。大きな外れ値となっている信号強度からは、観測対象の位置の測位精度が劣化する。【０００３】
以下の特許文献１には、領域内の局所的な位置の信号強度が、大きな外れ値となっている場合でも、位置の測位精度の劣化を抑えている位置推定装置が開示されている。
特許文献１に開示されている位置推定装置は、観測対象である携帯端末の状態を予測するためのパーティクルフィルタを用いて、複数の弱位置推定器により推定された電磁波信号の受信位置の重みを計算し、複数の受信位置を重み付け平均している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９７４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている位置推定装置は、複数の受信位置を重み付け平均しているため、大きな外れ値の影響が低減されている。
しかし、特許文献１に開示されている位置推定装置は、携帯端末の位置を測位する際、大きな外れ値を用いていることには変わりがないため、外れ値の影響の低減効果は限定的であり、位置の測位精度が劣化してしまうことがあるという課題があった。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、マルチパス等の影響を受けて、大きな外れ値となっている信号強度を用いることなく、観測対象の航跡を推定することができる航跡推定装置及び携帯情報端末を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る航跡推定装置は、信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、信号観測部により受信された信号の強度から、信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部を設け、航跡決定部が、信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定するように、航跡推定装置を構成した。したがって、この発明に係る航跡推定装置は、マルチパス等の影響を受けて、大きな外れ値となっている信号強度を用いることなく、観測対象の航跡を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による航跡推定装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１による航跡推定装置における位置推定部１０及び追尾処理部２０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
【図３】位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
【図４】位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】信号源ｓから出力された信号を受信している位置ｐｓ（ｍ）を示す説明図である。
【図６】信頼度算出部２２による信頼度ｃｏｆｓｋの算出処理の概要を示す説明図である。
【図７】実施の形態３による航跡推定装置を示す構成図である。
【図８】実施の形態４による航跡推定装置を示す構成図である。
【図９】実施の形態４による航跡推定装置における位置推定部１０及び追尾処理部２０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による航跡推定装置を示す構成図である。
図２は、実施の形態１による航跡推定装置における位置推定部１０及び追尾処理部２０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図１において、信号観測部１は、観測対象に実装される。観測対象としては、スマートフォン又はタブレッド端末などの携帯情報端末が考えられる。
信号観測部１は、センサ２及び信号受信部３を備えている。
信号観測部１は、信号源から出力された信号を受信し、受信した信号を位置推定部１０に出力する。
信号源としては、所定の領域内に設置されている無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ルータなどのネットワーク機器が該当する。所定の領域は、ショッピングモール又は公共施設などの室内の空間等が考えられ、所定の領域内には、１つ以上の信号源が設置されているものとする。
センサ２は、信号源から出力された信号を受信する。
信号受信部３は、例えば、マッチドフィルタを用いて、センサ２により受信された信号を検知し、検知した信号を信号強度検出部１１に出力する。
【００１２】
位置推定部１０は、信号強度検出部１１、強度マップ保存部１２及び位置推定処理部１３を備えている。
位置推定部１０は、信号観測部１により受信された信号の強度から、観測対象の位置である観測位置を推定する。
信号強度検出部１１は、例えば、図２に示す信号強度検出回路４１によって実現される。
信号強度検出部１１は、信号受信部３から出力された信号の強度を検出し、検出した信号強度を位置推定処理部１３に出力する。
【００１３】
強度マップ保存部１２は、例えば、図２に示す強度マップ記録回路４２によって実現される。
強度マップ保存部１２は、信号源から出力された信号を領域内の複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを保存している。
観測対象である携帯情報端末の航跡を推定する前に、領域内の複数の位置のそれぞれに受信機が一時的に設置される。強度マップは、複数の受信機によって、信号源から出力された信号が受信され、受信されたそれぞれの信号の強度が、受信機の設置位置毎に記録されることで生成される。
【００１４】
位置推定処理部１３は、例えば、図２に示す位置推定処理回路４３によって実現される。
位置推定処理部１３は、強度マップ保存部１２により保存されている強度マップを取得する。
位置推定処理部１３は、強度マップが示す複数の受信位置での信号強度の中から、信号強度検出部１１から出力された信号強度に対応する信号強度を探索する。
位置推定処理部１３は、信号強度検出部１１から出力された信号強度に対応する信号強度として、強度マップが示す複数の受信位置での信号強度の中で、例えば、信号強度検出部１１から出力された信号強度と最も近い信号強度を探索する。
位置推定処理部１３は、強度マップにおいて、探索した信号強度と対応付けられている受信位置を、観測対象の観測位置であると推定し、観測位置を相関仮説生成部２１に出力する。
【００１５】
位置推定処理部１３は、強度マップが示す複数の受信位置での信号強度の中から、信号強度検出部１１から出力された信号強度に対応する信号強度を探索する際、航跡予測部２８から出力された１つ以上の仮説を用いるようにしてもよい。
即ち、位置推定処理部１３は、航跡予測部２８から出力された１つ以上の仮説に含まれている航跡が示す観測対象の位置の平均位置を算出し、強度マップが示す複数の受信位置での信号強度の中から、平均位置からの距離が閾値以内の位置での信号強度を抽出する。
位置推定処理部１３は、抽出した信号強度の中から、信号強度検出部１１から出力された信号強度に対応する信号強度を探索する。
位置推定処理部１３は、強度マップにおいて、探索した信号強度と対応付けられている受信位置を、観測対象の観測位置であると推定し、観測位置を相関仮説生成部２１及び信頼度算出部２２のそれぞれに出力する。
【００１６】
追尾処理部２０は、相関仮説生成部２１、信頼度算出部２２、航跡決定部２３及び航跡予測部２８を備えている。
相関仮説生成部２１は、例えば、図２に示す相関仮説生成回路４４によって実現される。
相関仮説生成部２１は、航跡予測部２８から出力された１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と、位置推定処理部１３から出力された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する。
相関仮説生成部２１は、１つ以上の相関仮説を信頼度算出部２２及び評価値算出部２４のそれぞれに出力する。
【００１７】
信頼度算出部２２は、例えば、図２に示す信頼度算出回路４５によって実現される。
信頼度算出部２２は、位置推定処理部１３から出力された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出し、観測位置の信頼度を評価値算出部２４及び航跡更新部２５のそれぞれに出力する。
航跡決定部２３は、評価値算出部２４、航跡更新部２５、航跡決定処理部２６及び仮説保存部２７を備えている。
航跡決定部２３は、例えば、図２に示す航跡決定回路４６によって実現される。
航跡決定部２３は、信頼度算出部２２により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部２１により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定する。
【００１８】
評価値算出部２４は、信頼度算出部２２から出力された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部２１から出力されたそれぞれの相関仮説の評価値を算出する。
航跡更新部２５は、評価値算出部２４により算出されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する。
航跡更新部２５は、航跡更新後の仮説を含むそれぞれの相関仮説を航跡決定処理部２６及び仮説保存部２７のそれぞれに出力する。
【００１９】
航跡決定処理部２６は、航跡更新部２５から出力されたそれぞれの相関仮説の評価値に基づいて、１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定する。
仮説保存部２７は、航跡更新部２５から出力されたそれぞれの相関仮説に含まれている仮説を保存する。
航跡予測部２８は、例えば、図２に示す航跡予測回路４７によって実現される。
航跡予測部２８は、仮説保存部２７により保存されているそれぞれの仮説が有している航跡の予測処理を実施し、予測処理後のそれぞれの航跡を含む仮説を位置推定処理部１３及び相関仮説生成部２１のそれぞれに出力する。
【００２０】
図１では、位置推定部１０及び追尾処理部２０の構成要素である信号強度検出部１１、強度マップ保存部１２、位置推定処理部１３、相関仮説生成部２１、信頼度算出部２２、航跡決定部２３及び航跡予測部２８のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、位置推定部１０が信号強度検出回路４１、強度マップ記録回路４２及び位置推定処理回路４３によって実現され、追尾処理部２０が相関仮説生成回路４４、信頼度算出回路４５、航跡決定回路４６及び航跡予測回路４７によって実現されるものを想定している。
【００２１】
ここで、強度マップ記録回路４２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒy）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）が該当する。
また、信号強度検出回路４１、位置推定処理回路４３、相関仮説生成回路４４、信頼度算出回路４５、航跡決定回路４６及び航跡予測回路４７のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
【００２２】
位置推定部１０及び追尾処理部２０の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
【００２３】
図３は、位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、強度マップ保存部１２がコンピュータのメモリ５２に構成される。信号強度検出部１１、位置推定処理部１３、相関仮説生成部２１、信頼度算出部２２、航跡決定部２３及び航跡予測部２８の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ５２に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ５１がメモリ５２に格納されているプログラムを実行する。
図４は、位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００２４】
また、図２では、位置推定部１０及び追尾処理部２０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図３では、位置推定部１０及び追尾処理部２０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される例を示している。しかし、これに限るものではなく、位置推定部１０及び追尾処理部２０における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
【００２５】
次に、図１に示す航跡推定装置の動作について説明する。
図１に示す航跡推定装置では、Ｕ個の信号源ｓ（ｓ＝１，２，・・・，Ｕ）があり、センサ２が、Ｕ個の信号源ｓからのＵ個の信号を受信するものとする。
航跡推定装置が、観測対象の航跡を推定する前に、信号源ｓ毎の強度マップｈｓが強度マップ保存部１２に保存される。
強度マップｈｓは、図５に示すように、信号源ｓから出力された信号を領域内の位置ｐｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）でそれぞれ受信した場合の信号強度ｈｓ（ｍ）を示すものである。
図５は、信号源ｓから出力された信号を受信している位置ｐｓ（ｍ）を示す説明図である。
図５において、○は、信号源ｓから出力された信号を受信している位置ｐｓ（ｍ）を示している。図５では、○が、２次元配置されている。
【００２６】
観測対象である携帯情報端末を保持しているユーザが所定の領域内に進入すると、センサ２は、Ｕ個の信号源ｓから出力された信号をそれぞれ受信し、Ｕ個の受信信号を信号受信部３に出力する。
信号源ｓから出力された信号には、信号源ｓを特定するための識別符号が付加されているものとする。
信号受信部３は、センサ２から時刻ｋにおけるＵ個の受信信号を受けると、例えば、マッチドフィルタを用いて、Ｕ個の受信信号をそれぞれ検知し、検知したＵ個の受信信号を信号強度検出部１１に出力する。
時刻は、位置推定部１０及び追尾処理部２０におけるそれぞれのサンプリング時刻である。例えば、時刻ｋは、今回のサンプリング時刻であり、時刻ｋ−１は、前回のサンプリング時刻である。
【００２７】
信号強度検出部１１は、信号受信部３から時刻ｋにおけるＵ個の受信信号を受けると、時刻ｋにおけるＵ個の受信信号の強度ｓｔｒｓｋをそれぞれ検出し、検出したＵ個の信号強度ｓｔｒｓｋを位置推定処理部１３に出力する（図４のステップＳＴ１）。
位置推定処理部１３は、航跡予測部２８から出力された１つ以上の仮説Ｈｉｋ−１（ｉは、１，２，・・・，Ｉ）が有している航跡ｘｉｋ｜ｋ−１が示す観測対象の位置ｐｉの平均位置ｐｉａｖｅを算出する。
ｉ番目の仮説Ｈｉｋ−１には、時刻ｋ−１における相関仮説の評価値ｃｉｋ−１と、時刻ｋ−１における観測対象の航跡ｘｉｋ｜ｋ−１とが含まれている。
ｉ番目の仮説Ｈｉｋ−１は、以下の式（１）のように表される。
2019239524.tif 000003
【００２８】
位置推定処理部１３は、信号強度検出部１１から時刻ｋにおけるそれぞれの信号強度ｓｔｒｓｋを取得する。
位置推定処理部１３は、強度マップｈｓ毎に、当該強度マップｈｓが示す位置ｐｓ（１）〜ｐｓ（Ｍ）での信号強度ｈｓ（１）〜ｈｓ（Ｍ）の中から、平均位置ｐｉａｖｅからの距離が閾値Ｌｔｈ以内の位置での信号強度を抽出する。平均位置ｐｉａｖｅは、確率変数であるｐｉの平均値（期待値）である。
閾値Ｌｔｈは、位置推定処理部１３の内部メモリに格納されているものとしてもよいし、外部から与えられるものとしてもよい。
ここでは、説明の便宜上、位置推定処理部１３が、Ｎ個の信号強度を抽出したものとする。Ｎ個の信号強度をｈｓ（１）〜ｈｓ（Ｎ）のように表記する。
位置推定処理部１３は、抽出したＮ個の信号強度ｈｓ（１）〜ｈｓ（Ｎ）の中から、時刻ｋの信号強度ｓｔｒｓｋと最も近い信号強度ｈｓ（ｎ）を探索する。
Ｕ個の信号源ｓに対応する強度マップｈｓがあるため、位置推定処理部１３によって、Ｕ個の信号強度ｈｓ（ｎ）が探索される。
位置推定処理部１３は、Ｕ個の強度マップｈｓのそれぞれから、探索した信号強度ｈｓ（ｎ）と対応付けられている位置ｐｓ（ｎ）を取得し、それぞれの位置ｐｓ（ｎ）を観測対象の観測位置ｚｓｋであると推定する（図４のステップＳＴ２）。
位置推定処理部１３は、観測対象の観測位置ｚｓｋを相関仮説生成部２１及び信頼度算出部２２のそれぞれに出力する。
Ｕ個の信号源ｓに対応する強度マップｈｓがあるため、位置推定処理部１３によって、Ｕ個の観測位置ｚｓｋが相関仮説生成部２１及び信頼度算出部２２に出力される。
【００２９】
相関仮説生成部２１は、航跡予測部２８から出力された１つ以上の仮説Ｈｉｋ−１の中のいずれか１つの仮説Ｈｉｋ−１が有している評価値ｃｉｋ−１及び航跡ｘｉｋ｜ｋ−１と、Ｕ個の観測位置ｚｓｋの中のいずれか１つの観測位置ｚｓｋとを含む相関仮説ＣＨｊ，ｓｋを生成する（図４のステップＳＴ３）。
ｊ番目の相関仮説ＣＨｊ，ｓｋは、以下の式（２）のように表される。
2019239524.tif 000004
式（２）において、ｊ＝１，２，・・・，Ｉ×Ｕである。
また、相関仮説生成部２１は、位置推定処理部１３から出力されたＵ個の観測位置ｚｓｋの全てが正しくないと仮定し、観測位置ｚｓｋを含まない相関仮説ＣＨｊ，ｓｋも生成する（図４のステップＳＴ３）。
2019239524.tif 000005
相関仮説生成部２１は、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，iｋのそれぞれを信頼度算出部２２及び評価値算出部２４のそれぞれに出力する。
【００３０】
信頼度算出部２２は、位置推定処理部１３からＵ個の観測位置ｚｓｋを受けると、信号強度の確率密度分布ｆｓを用いて、観測位置ｚｓｋの信頼度ｃｏｆｓｋを算出する（図４のステップＳＴ４）。
以下、信頼度算出部２２による信頼度ｃｏｆｓｋの算出処理を具体的に説明する。
図６は、信頼度算出部２２による信頼度ｃｏｆｓｋの算出処理の概要を示す説明図である。
観測位置ｚｓｋの信頼度ｃｏｆｓｋは、観測位置ｚｓｋが、真の位置ｚＴからγ以内に存在する確率である。
【００３１】
ある位置ａでの信号源ｓの強度の観測値は、次の確率密度分布に従う。
2019239524.tif 000006
式（４）において、ｖは、強度の観測値を表す変数であり、ｆｓ（ｖ）は、平均がｈｓ（ａ）であり、分散がσｓ２の正規分布である。
真の位置ｚＴからγ以内の範囲｛ｙ；｜ｙ−ｚＴ｜≦γ｝をＹとおくと、Ｙの強度の範囲Ｄは、以下の式（４’）ように表される。
2019239524.tif 000007
この強度の範囲Ｄで、強度の観測値の確率密度分布を積分することで、以下の式（５）に示すように、信頼度ｃｏｆｓｋを計算する。
2019239524.tif 000008
上記の説明では、信頼度ｃｏｆｓｋの計算において真の位置ｚＴを用いたが、真の位置は未知であるため、代わりに例えば相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれる航跡ｘｊｋ｜ｋ−１の平均位置ｐｊａｖｅを用いる。
信頼度算出部２２は、観測位置ｚｓｋの信頼度ｃｏｆｓｋを評価値算出部２４及び航跡更新部２５のそれぞれに出力する。
【００３２】
評価値算出部２４は、信頼度算出部２２から観測位置ｚｓｋの信頼度ｃｏｆｓｋを受けると、観測位置ｚｓｋの信頼度ｃｏｆｓｋに基づいて、相関仮説生成部２１から出力された相関仮説ＣＨｊ，ｓｋの評価値ｃｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋの評価値ｃ０，ｓｋを算出する（図４のステップＳＴ５）。
即ち、評価値算出部２４は、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋの評価値ｃｊ，ｓｋについては、以下の式（６）に示すように算出する。
2019239524.tif 000009
式（６）において、ｇは、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれている航跡ｘｉｋ｜ｋ−１の尤度である。
ｃｊ，ｓｋ−１は、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ−１の評価値であり、式（１）に示す評価値ｃｉｋ−１と対応している。
【００３３】
評価値算出部２４は、相関仮説ＣＨ０，ｓｋの評価値ｃ０，ｓｋについては、以下の式（７）に示すように算出する。
2019239524.tif 000010
式（７）において、βＦＴは、不要信号の発生率である。
不要信号の発生率βＦＴは、評価値算出部２４の内部メモリに格納されているものとしてもよいし、外部から与えられるものとしてもよい。
評価値算出部２４は、評価値ｃｊ，ｓｋを含む時刻ｋの相関仮説ＣＨｊ，ｓｋを航跡更新部２５に出力する。
2019239524.tif 000011
また、評価値算出部２４は、評価値ｃ０，ｓｋを含む時刻ｋの相関仮説ＣＨ０，ｓｋを航跡更新部２５に出力する。
2019239524.tif 000012
【００３４】
航跡更新部２５は、評価値算出部２４から時刻ｋにおける相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋを受けると、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれている観測位置ｚｓｋを用いて、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれている航跡ｘｉｋ｜ｋ−１を更新する（図４のステップＳＴ６）。
航跡ｘｉｋ｜ｋ−１の更新は、以下の式（１０）に示すように、カルマンフィルタを用いて行うことができる。相関仮説ＣＨ０，ｓｋについては、観測位置ｚｓｋを含んでいないため、更新を行わない。
2019239524.tif 000013
式（１０）において、ｘｉｋ|ｋは、時刻ｋにおける更新後の航跡、ｘｉｋ|ｋ−１は、更新される前の航跡である。
Ｋｉｋは、時刻ｋにおけるｉ番目の相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ，ＣＨ０，ｓｋに含まれている航跡のカルマンゲイン行列である。ｆ（）は、航跡ｘｉｋ|ｋ−１を観測位置に変換する関数である。
航跡更新部２５は、更新後の航跡ｘｉｋ|ｋを含む相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋを航跡決定処理部２６及び仮説保存部２７のそれぞれに出力する。
更新後の航跡ｘｉｋ|ｋを含む相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋは、以下の式（１１）及び式（１２）のように表される。
2019239524.tif 000014
【００３５】
航跡決定処理部２６は、航跡更新部２５から相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋを受けると、相関仮説ＣＨｊ，ｓｋ及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋの中から、最も高い評価値を含んでいる相関仮説ＣＨＭＡＸを選択する（図４のステップＳＴ７）。
航跡決定処理部２６は、選択した相関仮説ＣＨＭＡＸに含まれている航跡ｘｉｋ｜ｋを観測対象である携帯情報端末の航跡に決定する（図４のステップＳＴ８）。
【００３６】
仮説保存部２７は、航跡更新部２５から出力された相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれている仮説｛ｃｊ，ｓｋ，ｘｉｋ|ｋ｝及び相関仮説ＣＨ０，ｓｋに含まれている仮説｛ｃ０，ｓｋ，ｘｉｋ|ｋ｝を保存する。
以下、説明の簡単化のため、仮説｛ｃｊ，ｓｋ，ｘｉｋ|ｋ｝と仮説｛ｃ０，ｓｋ，ｘｉｋ|ｋ｝がＨｉｋであるとして説明する。
航跡予測部２８は、サンプリング時刻ｋ＋１において、航跡の決定処理を行うことができるようにするため、仮説保存部２７により保存されているＨｉｋが有している航跡ｘｉｋ|ｋの予測処理を実施する。
航跡予測部２８は、予測処理後の航跡ｘｉｋ＋１|ｋを含む仮説Ｈｉｋ＋１を位置推定処理部１３及び相関仮説生成部２１のそれぞれに出力する。
以下、航跡予測部２８による航跡の予測処理を具体的に説明する。
【００３７】
航跡予測部２８は、観測対象の運動方程式を用いて、航跡の予測処理を実施するものとする。
運動方程式として、以下の式（１３）に示すように、等速直線運動の運動方程式を用いることができる。
2019239524.tif 000015
【００３８】
式（１３）において、ｘｉｋ＋１|ｋは、ｉ番目の仮説Ｈｉｋに含まれている航跡ｘｉｋ|ｋの予測結果を表している。
ｗは、運動の速度の曖昧さを示す平均０の２次元の駆動雑音ベクトルである。
Ｉ２は、２×２の単位行列である。
このとき、観測対象の位置を以下の式（１４）で表し、観測対象の速度を以下の式（１５）で表すると、航跡ｘｉｋ＋１|ｋは、以下の式（１６）のように表される。
2019239524.tif 000016
式（１６）において、Ｔは、転置を表す記号である。
【００３９】
以上の実施の形態１は、位置推定部１０により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部２２を設け、航跡決定部２３が、信頼度算出部２２により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部２１により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定するように、航跡推定装置を構成した。したがって、航跡推定装置は、マルチパス等の影響を受けて、大きな外れ値となっている信号強度を用いることなく、観測対象の航跡を推定することができる。
【００４０】
図１に示す航跡推定装置では，位置推定処理部１３が、強度マップｈｓが示す位置ｐｓ（１）〜ｐｓ（Ｍ）の中から、平均位置ｐｉａｖｅからの距離が閾値Ｌｔｈ以内の位置での信号強度を抽出している。位置推定処理部１３は、最も近い信号強度ｈｓ（ｎ）の探索処理を軽減するために、信号強度の抽出処理を実施している。
信号源毎の強度マップは、事前に受信した複数の位置での強度を表すものであるが、複数の位置の間の強度を、線形補間などを用いて補完し、より高密度な強度マップを作成して用いてもよい。補間関数としては、線形補間、スプライン補間又はガウス過程回帰などを行う関数が考えられる。
位置推定処理部１３は、強度マップｈｓ毎に、当該強度マップｈｓが示す位置ｐｓ（１） 〜ｐｓ（Ｍ）の中から、平均位置ｐｉａｖｅからの距離が閾値Ｌｔｈ以内の位置での信号強度を抽出している。さらに、位置推定処理部１３は、抽出した信号強度に対し、平均位置ｐｉａｖｅでの強度マップ上の強度の値ｈｓ（ｐｉａｖｅ）から閾値Ｌｔｈ２ 以内の信号強度のみを再度抽出する処理を行うようにしてもよい。また、上記の説明では、強度マップを「複数の位置の強度」という離散的なデータとしているが、強度マップを連続な強度の関数として表してもよい。具体的には、離散的な強度マップのデータを用いて、スプライン曲面又はガウス過程などのパラメータを推定することで、強度マップを連続で滑らかな関数として表現することができる。
以下、強度マップを連続な関数で表す場合の観測対象の位置の推定方法について述べる。
信号源ｓの強度マップをｈｓ、時刻ｋに観測した信号源ｓの強度をｓｔｒｓｋとするとき、推定位置は、例えば、（ｈｓ（ｐ）−ｓｔｒｓｋ）２が最小値となる位置ｐとする。
（ｈｓ（ｐ）−ｓｔｒｓｋ）２の最小値は、例えば、非線形最小二乗法を用いることで求 めることができる。
非線形最小二乗法を用いる場合、初期値を決める必要があり、例えば、平均位置ｐｉａｖｅを初期値とする。
また、仮説Ｈｉｋ−１が有している航跡ｘｉｋ｜ｋ−１が示す観測対象の位置ｐｉが従う分布からサンプリングした複数のサンプル点を初期値として、それぞれ非線形最小二乗法を行い、非線形最小二乗法後の値が最も小さくなった位置を推定位置としてもよい。複数のサンプル点を初期値とした非線形最小二乗法を行うことで、推定位置が局所解となる可能性を低減できるため、推定精度を改善することができる。
【００４１】
また、位置推定処理部１３は、信号観測部１により受信された信号源ｓ毎の複数の信号をグループ分けし、グループ毎に、当該グループに含まれている信号の強度ｓｔｒｓｋから、観測位置をそれぞれ推定するようにしてもよい。
以下、グループ毎の観測位置の推定について具体的に説明する。
あるグループｏにおいて選択された信号源のインデックスをｑ１，ｑ２，・・・，ｑＱとおく。このとき，選択された信号源は、ｓｑ１，ｓｑ２，・・・，ｓｑＱのように表される。
観測位置ｚｏｋは、以下の式（１７）のａｒｇｍｉｎの引数を最小化する位置として求められる。
2019239524.tif 000017
ここで、強度マップが離散的なデータである場合、観測位置ｚｏｋは、強度マップに含まれる位置の中で、式（１７）のａｒｇｍｉｎの引数を最小にする位置となる。強度マップが連続的な関数である場合、観測位置ｚoｋは、非線形最小二乗法等によって求められたａｒｇｍｉｎの引数の最小値の位置となる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２では、信頼度算出部２２における観測雑音の推定処理を具体的に説明する。
実施の形態２による航跡推定装置の構成図は、実施の形態１による航跡推定装置と同様に、図１である。
【００４３】
カルマンフィルタによって航跡を更新するためには、観測位置の分散共分散行列が必要である。そのため、観測位置の分散共分散行列を、観測した信号源毎の強度の分散と、強度マップから求める処理を具体的に説明する。ここでは、観測雑音が正規分布に従うと仮定する。
【００４４】
信頼度算出部２２は、相関仮説生成部２１から出力された、ある相関仮説ＣＨｊ，ｓｋにおける観測位置の分散共分散行列の求め方を説明する。ＣＨｊ，ｓｋに含まれる観測位置は、インデックスｑ１，ｑ２，・・・，ｑＱで指定される信号源ｓｑ１，ｓｑ２，・・・，ｓｑＱから推定されたものとする。このとき、真の位置ｚＴにおけるヤコビ行列Ｊは、以下の式（１８）のように計算できる。
2019239524.tif 000018
【００４５】
観測した信号源毎の強度の分散がσｓｑ１２，σｓｑ２２，・・・，σｓｑＱ２であるとき、ヤコビ行列Ｊを用いることで、信頼度算出部２２は、観測雑音の分散共分散行列Ｂを以下の式（１９）のように求める。
2019239524.tif 000019
【００４６】
ここで、観測した信号源毎の強度の分散は、例えば、強度マップ作成時にあらかじめ計測しておけばよい。また、このとき、複数の位置毎に分散を計測しておき、上記の計算をする際に、位置ｚＴに応じた値をσｓｑ１２，σｓｑ２２，・・・，σｓｑＱ２に設定してもよい。 
上記の計算では、真の位置ｚＴを用いたが、真の位置は未知であるため、代わりに例えば相関仮説ＣＨｊ，ｓｋに含まれる航跡ｘｊｋ｜ｋ−１の平均位置ｐｊａｖｅを用いればよい。
【００４７】
以上の実施の形態２は、信頼度算出部２２が、位置推定部１０により推定された観測位置の信頼度を算出するほかに、確率密度分布を用いて、観測位置の雑音である観測雑音を推定し、航跡決定部２３が、相関仮説生成部２１により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置及び観測雑音のそれぞれを用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新するように、航跡推定装置を構成した。したがって、航跡推定装置は、実施の形態１よりも、航跡の推定精度を高めることができる。
【００４８】
実施の形態３．
実施の形態３では、航跡予測部６２が、運動諸元観測部６１により観測された観測対象の運動諸元を用いて、仮説保存部２７により保存されているそれぞれの仮説に含まれている航跡の予測処理を実施する航跡推定装置について説明する。
【００４９】
図７は、実施の形態３による航跡推定装置を示す構成図である。
図７において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
運動諸元観測部６１は、加速度センサ及び角速度センサを備えている。
運動諸元観測部６１は、観測対象の運動諸元として、加速度センサを用いて、観測対象の加速度を観測するとともに、角速度センサを用いて、観測対象の角速度を観測する。
運動諸元観測部６１は、観測対象の加速度及び角速度のそれぞれを航跡予測部６２に出力する。
航跡予測部６２は、例えば、図２に示す航跡予測回路４７によって実現される。
航跡予測部６２は、運動諸元観測部６１から出力された加速度及び角速度のそれぞれを用いて、仮説保存部２７により保存されているそれぞれの仮説に含まれている航跡の予測処理を実施する。
航跡予測部６２は、予測処理後のそれぞれの航跡を含む仮説を位置推定処理部１３及び相関仮説生成部２１のそれぞれに出力する。
【００５０】
次に、図７に示す航跡推定装置の動作について説明する。
ただし、運動諸元観測部６１及び航跡予測部６２以外は、図１に示す航跡推定装置と同様であるため、ここでは、運動諸元観測部６１及び航跡予測部６２の動作のみを説明する。
運動諸元観測部６１は、加速度センサを用いて、観測対象の加速度を観測するとともに、角速度センサを用いて、観測対象の角速度を観測する。
運動諸元観測部６１は、観測対象の加速度及び角速度のそれぞれを航跡予測部６２に出力する。
【００５１】
航跡予測部６２は、運動諸元観測部６１から出力された加速度を２回積分することで、時刻ｋ−１と時刻ｋとの間の観測対象の移動距離Δｒを算出する。
また、航跡予測部６２は、運動諸元観測部６１から出力された角速度を１回積分することで、観測対象における移動方向の変化分Δθを算出する。
航跡予測部６２は、以下の式（２０）に示すように、移動距離Δｒ及び移動方向の変化分Δθを用いて、時刻ｋ＋１のｉ番目の仮説に含まれている航跡の予測処理を実施する。
2019239524.tif 000020
【００５２】
式（２０）において、ｈ（ｘｉｋ｜ｋ）は、以下の式（２１）に示すように、航跡ｘｉｋ｜ｋから観測対象の位置のみを抽出する関数である。
2019239524.tif 000021
また、θｉｋ｜ｋは、以下の式（２２）に示すように、航跡ｘｉｋ｜ｋに含まれている速度を用いて表すことができる。
2019239524.tif 000022
航跡予測部６２は、予測処理後のそれぞれの航跡を含む仮説を位置推定処理部１３及び相関仮説生成部２１のそれぞれに出力する。
なお、運動諸元が観測できる場合には、航跡予測部６２が、式（２０）の予測処理と並行して、式（１３）の予測処理を行う。そして、航跡予測部６２が、式（１３）で予測処理したそれぞれの航跡を含む仮説も、位置推定部１０及び相関仮説生成部２１のそれぞれに出力するようにしてもよい。
上記の処理を行うことで、運動諸元の観測値に大きな誤差があるために、式（２０）の予測処理の誤差が大きくなる場合に、式（１３）の予測処理の結果を利用できるので、運動諸元の観測値の誤差に影響され難くなる。
【００５３】
以上の実施の形態３は、航跡予測部６２が、運動諸元観測部６１により観測された観測対象の運動諸元を用いて、仮説保存部２７により保存されているそれぞれの仮説が有している航跡の予測処理を実施するように、航跡推定装置を構成した。したがって、航跡推定装置は、観測対象の運動が変化しても、航跡の予測処理精度の低下を抑えることができる。
【００５４】
実施の形態４．
実施の形態４では、航跡決定部２３が、地図情報を用いて、航跡予測部６２により予測処理が実施される航跡を制限する航跡推定装置について説明する。
図８は、実施の形態４による航跡推定装置を示す構成図である。
図８は、実施の形態４による航跡推定装置における位置推定部１０及び追尾処理部２０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図８及び図９において、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
【００５５】
地図情報保存部７１は、例えば、図９に示す地図情報記録回路４８によって実現される。
地図情報保存部７１は、地図情報を保存している。
航跡更新部７２は、図１に示す航跡更新部２５と同様に、評価値算出部２４により算出されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている航跡を更新する。
航跡更新部７２は、更新後の航跡を含むそれぞれの相関仮説のうち、地図情報保存部７１により保存されている地図情報を用いて、仮説保存部２７に出力する相関仮説を制限する。
図８に示す航跡推定装置では、地図情報保存部７１及び航跡更新部７２が、図７に示す航跡推定装置に適用されている。しかし、これは一例に過ぎず、地図情報保存部７１及び航跡更新部７２が、図１に示す航跡推定装置に適用されるものであってもよい。
【００５６】
次に、図８に示す航跡推定装置の動作について説明する。
ただし、地図情報保存部７１及び航跡更新部７２以外は、図１及び図７に示す航跡推定装置と同様であるため、ここでは、地図情報保存部７１及び航跡更新部７２の動作のみを説明する。
航跡更新部７２は、図１に示す航跡更新部２５と同様に、評価値算出部２４により算出されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている航跡ｘｉｋ｜ｋ−１を更新する。
【００５７】
航跡更新部７２は、地図情報保存部７１により保存されている地図情報を用いて、例えば、屋内の柱及び壁など、観測対象である携帯情報端末を所持しているユーザの通行を妨げる位置を確認する。
航跡更新部７２は、更新後のそれぞれの航跡ｘｉｋ｜ｋのうち、ユーザの通行を妨げる位置を通過する航跡については、誤った航跡である可能性が高いため、当該航跡を含んでいる相関仮説を仮説保存部２７に出力する相関仮説から除外する。
航跡更新部７２は、除外せずに残っている相関仮説だけを航跡決定処理部２６及び仮説保存部２７のそれぞれに出力する。これにより、航跡予測部６２によって予測処理が実施される航跡は、実施の形態１〜３よりも制限される。
【００５８】
以上の実施の形態４は、航跡決定部２３が、地図情報を用いて、航跡予測部６２により予測処理が実施される航跡を制限するように、航跡推定装置を構成した。したがって、航跡推定装置は、誤った航跡を除去することができるため、実施の形態１〜３の航跡推定装置よりも、位置推定部１０における観測位置の推定精度を高めることができるとともに、追尾処理部２０における航跡の決定精度を高めることができる。
また、実施の形態４の航跡推定装置は、実施の形態１〜３の航跡推定装置よりも、仮説及び相関仮説を保存するためのメモリ量を削減することができるとともに、位置推定部１０及び追尾処理部２０におけるそれぞれの処理負荷を軽減することができる。
【００５９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
この発明は、観測対象の航跡を決定する航跡推定装置に適している。
また、この発明は、航跡推定装置を備えている携帯情報端末に適している。
【符号の説明】
【００６１】
１  信号観測部、２  センサ、３  信号受信部、１０  位置推定部、１１  信号強度検出部、１２  強度マップ保存部、１３  位置推定処理部、２０  追尾処理部、２１  相関仮説生成部、２２  信頼度算出部、２３  航跡決定部、２４  評価値算出部、２５  航跡更新部、２６  航跡決定処理部、２７  仮説保存部、２８  航跡予測部、４１  信号強度検出回路、４２  強度マップ記録回路、４３  位置推定処理回路、４４  相関仮説生成回路、４５  信頼度算出回路、４６  航跡決定回路、４７  航跡予測回路、４８  地図情報記録回路、５１  プロセッサ、５２  メモリ、６１  運動諸元観測部、６２  航跡予測部、７１  地図情報保存部、７２  航跡更新部。
【図１】
2019239524.tif 000023
【図２】
2019239524.tif 000024
【図３】
2019239524.tif 000025
【図４】
2019239524.tif 000026
【図５】
2019239524.tif 000027
【図６】
2019239524.tif 000028
【図７】
2019239524.tif 000029
【図８】
2019239524.tif 000030
【図９】
2019239524.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月25日(2018.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部と
を備えた航跡推定装置。
【請求項２】
前記航跡決定部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えており、
前記航跡更新部により更新されたそれぞれの航跡の予測処理を実施し、予測処理後のそれぞれの航跡を有している仮説を前記相関仮説生成部に出力する航跡予測部を備えたことを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項３】
前記航跡決定部は、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説の評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出されたそれぞれの相関仮説の評価値に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定処理部と
を備えていることを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項４】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索し、前記観測位置として、前記強度マップから、前記探索した信号強度に対応する受信位置を取得することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項５】
前記位置推定部は、前記１つ以上の仮説に含まれている航跡が示す観測対象の位置の平均位置を算出し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記平均位置からの距離が閾値以内の受信位置での信号強度を抽出し、前記抽出した信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索することを特徴とする請求項４記載の航跡推定装置。
【請求項６】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記１つ以上の仮説に含まれている予測処理後の航跡が示す観測対象の位置を探索の初期値に設定して、前記強度マップから、前記観測位置を探索することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項７】
前記信号観測部により複数の信号が受信されており、
前記位置推定部は、前記信号観測部により受信された複数の信号をグループ分けし、グループ毎に、当該グループに含まれている信号の強度から、前記観測位置をそれぞれ推定することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項８】
前記信頼度算出部は、前記位置推定部により推定された観測位置の信頼度を算出するほかに、前記確率密度分布を用いて、前記観測位置の雑音である観測雑音を推定し、
前記航跡更新部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡が示す観測対象の位置及び前記観測雑音のそれぞれを用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項９】
前記観測対象の運動諸元を観測する運動諸元観測部を備え、
前記航跡予測部は、前記運動諸元観測部により観測された運動諸元を用いて、前記航跡更新部により更新された航跡の予測処理を実施することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１０】
前記航跡更新部は、地図情報を用いて、前記航跡予測部により予測処理が実施される航跡を制限することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１１】
観測対象の航跡を決定する航跡推定装置を備える携帯情報端末であり、
前記航跡推定装置は、
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部と
を備えていることを特徴とする携帯情報端末。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月10日(2019.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る航跡推定装置は、信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、信号観測部により受信された信号の強度から、信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備え、航跡決定部は、記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備え、
前記航跡決定部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えたことを特徴とする、航跡推定装置。
【請求項２】
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備え、
前記航跡決定部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えており、
前記航跡更新部により更新されたそれぞれの航跡の予測処理を実施し、予測処理後のそれぞれの航跡を有している仮説を前記相関仮説生成部に出力する航跡予測部をさらに備えたことを特徴とする、航跡推定装置。
【請求項３】
前記航跡決定部は、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説の評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出されたそれぞれの相関仮説の評価値に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定処理部と
を備えていることを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項４】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索し、前記観測位置として、前記強度マップから、前記探索した信号強度に対応する受信位置を取得することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項５】
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備え、
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記１つ以上の仮説に含まれている航跡が示す観測対象の位置の平均位置を算出し、前記強度マップが示すそれぞれの受信位置での信号強度の中から、前記平均位置からの距離が閾値以内の受信位置での信号強度を抽出し、前記抽出した信号強度の中から、前記信号観測部により受信された信号の強度に対応する信号強度を探索し、前記観測位置として、前記強度マップから、前記探索した信号強度に対応する受信位置を取得することを特徴とする、航跡推定装置。
【請求項６】
前記位置推定部は、前記信号源から出力された信号を複数の位置でそれぞれ受信した場合の信号強度を示す強度マップを取得し、前記１つ以上の仮説に含まれている予測処理後の航跡が示す観測対象の位置を探索の初期値に設定して、前記強度マップから、前記観測位置を探索することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項７】
前記信号観測部により複数の信号が受信されており、
前記位置推定部は、前記信号観測部により受信された複数の信号をグループ分けし、グループ毎に、当該グループに含まれている信号の強度から、前記観測位置をそれぞれ推定することを特徴とする請求項１記載の航跡推定装置。
【請求項８】
前記信頼度算出部は、前記位置推定部により推定された観測位置の信頼度を算出するほかに、前記確率密度分布を用いて、前記観測位置の雑音である観測雑音を推定し、
前記航跡更新部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡が示す観測対象の位置及び前記観測雑音のそれぞれを用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項９】
前記観測対象の運動諸元を観測する運動諸元観測部を備え、
前記航跡予測部は、前記運動諸元観測部により観測された運動諸元を用いて、前記航跡更新部により更新された航跡の予測処理を実施することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１０】
前記航跡更新部は、地図情報を用いて、前記航跡予測部により予測処理が実施される航跡を制限することを特徴とする請求項２記載の航跡推定装置。
【請求項１１】
観測対象の航跡を決定する航跡推定装置を備える携帯情報端末であり、
前記航跡推定装置は、
信号源から出力された信号を受信する信号観測部と、
前記信号観測部により受信された信号の強度から、前記信号観測部を実装している観測対象の位置である観測位置を推定する位置推定部と、
前記観測対象の航跡を有している１つ以上の仮説のうち、いずれか１つの仮説と前記位置推定部により推定された観測位置とを含む１つ以上の相関仮説を生成する相関仮説生成部と、
前記位置推定部により推定された観測位置での信号強度の確率密度分布を用いて、前記観測位置の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部により算出された観測位置の信頼度に基づいて、前記相関仮説生成部により生成された１つ以上の相関仮説の中から、１つの相関仮説を選択し、前記選択した相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を前記観測対象の航跡に決定する航跡決定部とを備え、
前記航跡決定部は、前記相関仮説生成部により生成されたそれぞれの相関仮説に含まれている観測位置を用いて、それぞれの相関仮説に含まれている仮説が有している航跡を更新する航跡更新部を備えたことを特徴とする、携帯情報端末。
【国際調査報告】
2019239524.tif 000032
2019239524.tif 000033
2019239524.tif 000034
2019239524.tif 000035