(57)【要約】【課題】ターゲットの位置決め方法及びシステムを提供する。【解決手段】ターゲットの位置決め方法は、ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するステップと、複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって、位置を決めるターゲットが複数のサンプリング点にある条件付き確率密度を得るステップと、条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するステップと、更新されたサンプリング点の座標値によって、位置を決めるターゲットの位置を得るステップとを、含む。本発明は、室内位置決めが測定しようとする環境の影響を受けて、正確に位置を定められない問題を解決できるので、室内のターゲットに対する位置決め又は追跡がより正確になる。【選択図】図１
2016539333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するステップと、
複数の前記サンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るステップと、
前記条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するステップと、
更新された前記サンプリング点の座標値によって位置を決めるターゲットの位置を得るステップとを、
含むことを特徴とする前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項２】
前記位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るステップは、
モンテカルロ法動作モデルによって複数の前記サンプリングの点の初期座標に更新をするサブステップと、
更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によってモンテカルロ法測定モデルを利用して位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るサブステップとを、
含むことを特徴とする、請求項１に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項３】
ターゲットが運動する範囲の地図に、ランダム関数によって複数のサンプリング点を生成することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項４】
前記ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するステップは、
ターゲットが運動する範囲の地図に、履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成することを特徴とする、請求項１に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項５】
前記履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成するステップは、
設定閾値θによって、初期のクラスタｍ＝１、Ｃｍ＝｛ｘｍ｝を確立するサブステップと、
前記履歴のサンプリング点と前記初期クラスタとの間のオイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000036
が前記設定閾値θより小さいかどうかを判断して、該オイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000037
が前記設定閾値θより小さければ、前記初期クラスタに添加して、該オイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000038
が前記設定閾値θより小さくなければ、新しいクラスタｍ＝ｍ＋１、Ｃｍ＝｛ｘ（ｉ）｝を作成するサブステップと、
前記クラスタのサンプリング点の数量がクラスタの設定された粒子の数量より大きければ、前記クラスタの設定された粒子の数量によって、前記クラスタのサンプリング点に抽出をするサブステップと、
前記クラスタのサンプリング点を複数のサンプリング点と確定するサブステップとを、含むことを特徴とする、請求項４に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項６】
前記モンテカルロ法動作モデルによって、複数の前記サンプリング点の初期座標に更新をするサブステップは、
モンテカルロ法動作モデル
【数３】
2016539333.tif 000039
によって、複数の前記サンプリング点の初期の二次元座標に更新をすることを特徴とする、請求項２に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項７】
前記更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によって、モンテカルロ法測定モデルを利用して、位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るサブステップは、
それぞれのサンプリング点に対して、現在の磁界強度値Ｚｔをモンテカルロ法測定モデル
【数４】
2016539333.tif 000040
に代入して、それぞれのサンプリング点の条件付確率値
【数５】
2016539333.tif 000041
を得ることを特徴とする、請求項２に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項８】
前記条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するステップは、
設定されたサンプリングの回数及び前記サンプリング点の条件付き確率密度によって、ランダムサンプリング関数を利用して、前記サンプリング点にサンプリングを新たにして、更新をして、現在のサンプリング点を得ることを特徴とする、請求項１に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項９】
更新された前記サンプリング点の座標値によって、位置を決めるターゲットの位置を得るステップは、
更新されたサンプリング点の二次元座標によって、位置を決めるターゲットの位置を得て、或いは、
更新されたサンプリング点の二次元座標及び対応された条件付き確率密度ｍによって、
【数６】
2016539333.tif 000042
を利用して、位置を決めるターゲットの位置を得ることを特徴とする、請求項１に記載の前記ターゲットの位置決め方法。
【請求項１０】
ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するサンプリング点の生成モジュールと、
複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって、位置を決めるターゲットが複数のサンプリング点にある条件付き確率密度を得る条件付き確率密度を得るモジュールと、
前記条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するモジュールと、
更新された前記サンプリング点の座標値によって、位置を決めるターゲットの位置を得る位置決めモジュールとを、
含むことを特徴とする前記ターゲットの位置決めシステム。
【請求項１１】
前記条件付き確率密度を得るモジュールは、
モンテカルロ法動作モデルによって、複数の前記サンプリング点の初期座標に更新をするモンテカルロ法動作モデルユニットと、
更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によって、モンテカルロ法測定モデルを利用して、位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るものに設定されるモンテカルロ法測定モデルユニットとを、
含むことを特徴とする、請求項１０に記載の前記ターゲットの位置決めシステム。
【請求項１２】
前記サンプリング点の生成モジュールは、
ターゲットが運動する範囲の地図に、ランダム関数によって複数のサンプリング点を生成するランダムに生成されたサンプリング点をランダムに生成するユニットと、
ターゲットが運動する範囲の地図に、履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成する履歴のサンプリング点の更新ユニットとを、
含むことを特徴とする、請求項１０に記載の前記ターゲットの位置決めシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内位置決め及びエミュレーションの分野に関し、特にターゲットの位置決め方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内位置決め技術は、室内の人物及び物体の位置情報を得る技術である。位置情報を基礎として、ユーザーに多種のサービスを提供することができ、軍事用と民間用との分野において広い応用の先行きがある。従来技術の室内位置決め方法は、赤外線の室内位置決め技術、超音波位置決め技術、ブルートゥース技術、ＲＦＩＤ技術及び無線センサネットワーク技術などが用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の位置決め技術の実現は、各種の無線情報を収集することに依存するので、測定しようとする環境の無線情報が受ける電波障害が大きく、情況が比較的に複雑である時、従来技術の室内位置決め方法が正常に作動できない。このため、位置を決めるターゲットに対する位置決めに影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従来技術の欠陥に対処して、本発明は、一方でターゲットの位置決め方法を提供する。この位置決め方法は、現在の電磁界を測定することによって、位置を決めるターゲットがサンプリング点の位置にある確率を確定して、位置を決めるターゲットの現在の位置を得る。
【０００５】
本発明から提供されたターゲットの位置決め方法は、ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するステップと、複数の前記サンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るステップと、前記条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するステップと、更新された前記サンプリング点の座標値によって位置を決めるターゲットの位置を得るステップとを、含む。
【０００６】
いくつかの実施形態において、前記位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るステップは、モンテカルロ法動作モデルによって複数の前記サンプリング点の初期座標に更新をするサブステップと、更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によってモンテカルロ法測定モデルを利用して位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るサブステップとを、含む。
【０００７】
いくつかの実施形態において、ターゲットが運動する範囲の地図に、ランダム関数によって複数のサンプリング点を生成する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、前記ターゲットが運動する範囲の地図にランダム関数によって複数のサンプリング点を生成するステップは、ターゲットが運動する範囲の地図に、履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリングを生成する。
【０００９】
いくつかの実施形態において、前記履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成するステップは、初期のクラスタｍ＝１、Ｃｍ＝｛ｘｍ｝を確立するサブステップと、何れかの二つの前記履歴のサンプリング点との間のオイラー距離
【数１】
2016539333.tif 000003
によって閾値θを設定するサブステップと、前記設定の閾値θ及びサンプリング点によって、前記複数の履歴のサンプリング点が前記初期クラスタ
【数２】
2016539333.tif 000004
に属するか否かを順序に判断するサブステップと、属すれば前記初期クラスタに添加して、属していないと新しいクラスタｍ＝ｍ＋１、Ｃｍ＝｛ｘ（ｉ）｝を作成するサブステップと、前記クラスタのサンプリング点の数量がクラスタの設定された粒子の数量より大きければ前記クラスタの設定された粒子の数量によって前記クラスタのサンプリング点に抽出をするサブステップと、前記クラスタのサンプリング点を複数のサンプリング点と確定するサブステップとを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、前記モンテカルロ法動作モデルによって複数の前記サンプリング点の初期座標に更新をするサブステップは、モンテカルロ法動作モデル
【数３】
2016539333.tif 000005
によって、複数の前記サンプリング点の初期の二次元座標に更新をする。
【００１１】
いくつかの実施形態において、前記更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によってモンテカルロ法測定モデルを利用して位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るサブステップは、それぞれのサンプリング点に対して、現在の磁界強度値Ｚｔをモンテカルロ法測定モデル
【数４】
2016539333.tif 000006
に代入して、それぞれのサンプリング点の条件付確率値
【数５】
2016539333.tif 000007
を得る。
【００１２】
いくつかの実施形態において、条件付き確率密度によってサンプリング点を再サンプリングしかつ更新するステップは、設定されたサンプリングの回数及び前記サンプリング点の条件付き確率密度によって、ランダムサンプリング関数を利用して、前記サンプリング点を更新して、現在のサンプリング点を得る。
【００１３】
いくつかの実施形態において、更新された前記サンプリング点の座標値によって位置を決めるターゲットの位置を得るステップは、更新されたサンプリング点の二次元座標によって、位置を決めるターゲットの位置を得て、或いは、更新されたサンプリング点の二次元座標及び対応された条件付き確率密度ｍによって、
【数６】
2016539333.tif 000008
を利用して、位置を決めるターゲットの位置を得る。
【００１４】
上記方法によって、従来技術における室内位置決め技術が測定する環境の影響を受けて、正確に位置を定められない問題を解決できる。
【００１５】
本発明は、更に一の側面において、ターゲットの位置決めシステムを提供する。該システムは、ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するサンプリング点の生成モジュールと、複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって位置を決めるターゲットが複数のサンプリング点にある条件付き確率密度を得る条件付き確率密度を得るモジュールと、前記条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するモジュールと、更新された前記サンプリング点の座標値によって位置を決めるターゲットの位置を得る位置決めモジュールとを、含む。
【００１６】
いくつかの実施形態において、前記条件付き確率密度を得るモジュールは、モンテカルロ法動作モデルによって複数の前記サンプリング点の初期座標に更新をするモンテカルロ法動作モデルユニットと、更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び現在の電磁界強度によってモンテカルロ法測定モデルを利用して、位置を決めるターゲットが複数の前記サンプリング点にある条件付き確率密度を得るモンテカルロ法測定モデルユニットとを含む。
【００１７】
前記サンプリング点の生成モジュールは、ターゲットが運動する範囲の地図に、ランダム関数によって複数のサンプリング点を生成するサンプリング点をランダムに生成するユニットと、ターゲットが運動する範囲の地図に、履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成する履歴のサンプリング点の更新ユニットとを含む。
【００１８】
従来技術と比較して、本発明は少なくとも以下の利点を有する。複雑なハードウェア及びソフトウェアへのニーズの制限を避け、平面の地図及び磁界の地図さえ得れば、更に一般の電磁センサを加えて、位置決めを実現できる。採用されたモンテカルロ法モデルが簡単であり、敏捷であり、実現しやすく、リアルタイム性がよく、性能が安定である。採用されたＢＳＡＳクラスタ方法は、モンテカルロ法における有効粒子が流失された問題を効果的に解決できる。コンピュータのハードウェアに対する要求が高くなくて、システムの投入を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態におけるターゲットの位置決め方法のステップを示す図である。
【図２】本発明の実施形態における初期状態の室内の磁界を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における初期状態の室内の平面図である。
【図４】本発明の実施形態における初期にサンプリング点が生成された平面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるサンプリング点の生成方法のステップを示す図である。
【図６】本発明の実施形態におけるサンプリング点が平面図に移動する過程を示す図である。
【図７】本発明の実施形態におけるサンプリング点がサンプリングを新たにしていなくて、更新していない時の平面図である。
【図８】本発明の実施形態におけるサンプリング点がサンプリングを新たにして、更新した時の平面図である。
【図９】本発明の実施形態における電磁界のターゲットの位置決めシステムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明のターゲットの位置決め方法及びシステムについて詳しく説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態における電磁界によるターゲットの位置決め方法のステップを示す図である。図１に示すように、該ターゲットの位置決め方法は、下記のステップを含む。
【００２２】
ステップＳ１０１：位置を決めるターゲットが位置する室内を実地で測定して、室内の平面図を得る。室内に位置を決めるターゲットがない時には、磁力計によって室内の初期磁界を検査して、室内の初期磁界の地図を得る。図２は、本発明の実施形態おける初期状態の室内の平面図を示している。その中で、“Ａ”が位置を決めるターゲットであり、“Ｂ”の境界範囲の内部がターゲット“Ａ”の室内での運動領域である。ターゲット“Ａ”が“Ｂ”の境界範囲の内部にない時には、磁力計によって“Ｂ”の境界範囲の内部の各々の点の磁界を測定して、図３に示すような“Ｂ”の境界の初期磁界の地図を得る。
【００２３】
ステップＳ１０２：ステップＳ１０１において得られた室内の平面図（図２に示すようなもの）に、均一に複数のサンプリング点を生成する。現在が異なったターゲットの位置決め段階（すなわち初期位置決め状態又は追跡位置決め状態）にあることによって、下記のような異なる方法を採用して、室内の平面図（すなわち図２）にサンプリング点の生成を行う。
【００２４】
現在の状態が初期位置決め状態であれば、すなわち参考になる履歴のサンプリング点がない時、ｒａｎｄ（）関数を利用して、ｘ、ｙ方向に均一分布又はその他の確率分布タイプに呈する乱数からなるサンプリング点マトリックスを、それぞれに生成する。例えば、室内の平面図（図３）にｎ個のサンプリング点をランダムに生成する。図４は、本発明の実施形態における初期にサンプリング点が生成された平面図である。
【００２５】
ターゲットを追跡する連続性を考慮して、現在の状態が追跡位置決め状態（追跡位置決め状態が、位置を決めるターゲットに連続に位置定めをして、追跡する位置決め状態である）であれば、すなわち、以前の追跡するステップ（或いは、この前の追跡期間）において、履歴のサンプリング点を生成すれば、図５に示すように、基本的なアルゴリズムのＢＳＡＳアルゴリズムを採用して、履歴のサンプリング点に初期化をして、更新することができ、下記のステップを含む。
【００２６】
ステップＳ１０２１：設定閾値θによって、履歴のサンプリング点に引き抜き、初期クラスタｍ＝１、Ｃｍ＝｛Ｘｍ｝を確立する。例えば、設定閾値θが２ｍであり、従来の履歴のクラスタがＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の４個の履歴のサンプリング点を含み、その中に、Ａ１とＡ４との間の距離が２ｍであれば、Ａ１及びＡ４が初期クラスタ１を構成する。
【００２７】
ステップＳ１０２２：公式の
【数７】
2016539333.tif 000009
によって、ステップＳ１０２１で引き抜かれた後の複数の履歴のサンプリング点と初期クラスタとの間の現在のオイラー距離を順次に計算する。例えば、初期クラスタの中にＡ１、Ａ２及びＡ３の３個の履歴のサンプリング点を有していて、その中で初期クラスタ１とＡ２との間のオイラー距離が３ｍであり、初期クラスタ１とＡ３との間のオイラー距離が１ｍであるというように計算する。
【００２８】
ステップＳ１０２３：各々の履歴のサンプリング点と初期クラスタとの間のオイラー距離が設定閾値θより短いかどうかを判断して、該オイラー距離が設定閾値θより短ければ、初期クラスタに添加して、該オイラー距離が設定閾値θより短くなければ、新しいクラスタｍ＝ｍ＋１、Ｃｍ＝｛ｘ（ｉ）｝を作成する。例えば、ステップＳ１０２２の中の例として、閾値θが２ｍである時、Ａ１を参考になるサンプリング点に設定して、その中で初期クラスタ１とＡ３との間のオイラー距離が１ｍであれば、これは２ｍである閾値より短いので、履歴のサンプリング点Ａ３は初期クラスタ１の中に分類される。初期クラスタ１とＡ２との間のオイラー距離が３ｍであれば、２ｍである閾値より長いので、履歴のサンプリング点Ａ２は初期クラスタの中に分類されることはできず、且つ、クラスタ２を作成する。
【００２９】
ステップＳ１０２４：すべてのサンプリング点にクラスタの分類を行った後、その中のあるクラスタの中のサンプリング点の数量が、クラスタの設定された粒子の数量ｎより多ければ、このクラスタの中からｐ個の粒子を選択して、このクラスタを代表して、残されたｎ−ｐ個の粒子に初期化を新たに行う。この初期化を新たに行う過程は、初期位置決めの過程において、ｒａｎｄ関数によって、室内の平面図に均一に分布されたｎ−ｐ個のサンプリング点をランダムに生成することと同じである。
【００３０】
例えば、８０個の履歴のサンプリング点を有するクラスタを生成する。まず、初期クラスタ１をプリセットする。既知の履歴のサンプリング点のクラスタのオイラー距離を得る。設定閾値θが２〜３ｍであり、精度の要求によって設定することもできる。その後、２〜３ｍである閾値によって、このクラスタの中のそれぞれの履歴のサンプリング点に判断をする。例えば、履歴のサンプリング点と初期のサンプリング点との距離が１ｍであれば、閾値θの以内にあるので、初期クラスタ１の中に分類される。履歴のサンプリング点と初期のサンプリング点との距離が４ｍであれば、閾値θの以外にあるので、新しいクラスタ２を作成する。順次に判断をして、例えば、この履歴のサンプリング点のクラスタによって、クラスタ１（１０個のサンプリング点）、クラスタ２（４０個のサンプリング点）、クラスタ３（２０個のサンプリング点）、クラスタ４（１０個のサンプリング点）という４個のクラスタを作成する。その中のクラスタ２の中の４０個のサンプリング点が設定値の３０より多いので、このクラスタ２の中から３０個の粒子を選択して、このクラスタを代表して、残された１０個のサンプリング点にクラスタの分類を新たに行う。
【００３１】
ステップＳ１０２５：上記ステップＳ１０２４で確定されたすべてのクラスタの中のサンプリング点を、現在のサンプリング点（複数個）と確定する。
【００３２】
上記の実施形態において、まず、粒子収束度の情報を得て、その後、この領域を代表する粒子の数量を決定して、古い粒子から一定の割合の粒子を選択した後、初期化を新たに行う。これにより、上記の方法によって、有効粒子が流失された問題を解決して、位置決めの成功確率を高めることができる。
【００３３】
ステップＳ１０３：まず、モンテカルロ法動作モデルによって、ステップＳ１０２において生成された８０個のサンプリング点の初期座標に更新をする。モンテカルロ法動作モデル
【数３】
2016539333.tif 000010
を採用して、その中に、
【数８】
2016539333.tif 000011
は、それぞれの粒子
【数９】
2016539333.tif 000012
を任意の角度及び任意の速度で運動させ、粒子の状態を更新することによって得られた一組の新しいサンプル値
【数１０】
2016539333.tif 000013
を表示する。すなわち、８０個のサンプリング点の新しい位置のサンプル値を表示する。図６のサンプリング点が室内の平面図に移動する過程を示すように、サンプリング点Ａがモンテカルロ法動作モデルによって、初期位置１１から１２（図は、初期位置１１が任意にランダムに移動する位置の中の一つを示す）にランダムに移動して、モンテカルロ法動作モデルによって、位置を決めるターゲットの模擬を行う優勢は、人間行動又はロボット動作に本当のシミュレーション及び模擬を行うことができることであり、これにより、ターゲットの位置決めがより正確になる。移動した後、サンプリング点に対応する確率密度は
【数１１】
2016539333.tif 000014
であり、その中で確率密度が
【数１１】
2016539333.tif 000015
であることが、前回の繰り返しで得られた事後確率
【数１１】
2016539333.tif 000016
によって、一つの運動モデル
【数１２】
2016539333.tif 000017
を運用して得ることができる。例えば、サンプリング点Ｓ１に対して、現在の方向角
2016539333.tif 000018
をランダムに生成して、式
【数３】
2016539333.tif 000019
によって、現在の位置ｘ、ｙにそれぞれに合算して、位置を更新する。その後、磁力計によって、室内の位置を決めるターゲットの現在の磁界強度値、すなわち、測定値
【数１３】
2016539333.tif 000020
を得る。測定モデル
【数１４】
2016539333.tif 000021
では、ターゲットが状態Ｘｔにあり、測定値が
【数１３】
2016539333.tif 000022
である条件付き確率密度を示す。それぞれのサンプリング点
【数１０】
2016539333.tif 000023
に対して、測定モデル
【数４】
2016539333.tif 000024
に測定データZtを代入した後、それぞれの粒子の重み
【数５】
2016539333.tif 000025
（すなわち、条件付き確率密度）を計算する。該条件付き確率密度は、該サンプリング点が該位置にある確率の大きさを表示する。その中に、具体的には、ガウス過程
【数１５】
2016539333.tif 000026
で演算を行うことができ、ｈｍａｐが初期磁界の地図値である。例えば、サンプリング点ｓ１に対して、磁界の地図にその位置の座標を検索することによって、磁界値ｈｍａｐ（ｘ、ｙ）を得る。現在の位置を決めるターゲットの測定値がｚであり、上記のようなガウス公式でｐ（ｚ｜ｘ、ｙ）を得ることができ、これがサンプリング点ｓ１の現在の重み値である。次の時刻に、運動モデルによって、サンプリング点ｓ１の位置座標が変化する。同理に磁界値ｈｍａｐ（ｘ、ｙ）も変化して、現在の位置を決めるターゲットの測定値ｚによって、ガウス公式を利用して、現在の重み値を求める。式
【数４】
2016539333.tif 000027
によって、現在の重み値とこの前の時刻の重み値とを乗算して、Ｓ１の重み値を得て、条件付き確率密度を得る。これによって、続けて繰り返しをする。
【００３４】
ステップＳ１０４：設定されたサンプリングの回数及びステップＳ１０３において得られた各サンプリング点の条件付き確率密度によって、ランダムサンプリング関数を利用して、各々のサンプリング点を新たにサンプリングする。その中で、ランダムサンプリング関数がｍａｔｌａｂのソフトウェアの中のｒａｎｄｓａｍｐｌｅ（）関数を使用することができる。選別した後、現在のサンプリング点を得る。図７に示すように、５００個のサンプリング点ｓ１−ｓ５００を設定して、それぞれのサンプリング点は、対応する正規化された重み値を有する。ｒａｎｄｓａｍｐｌｅ関数で５００個のサンプリング点を新たにサンプリングして、それぞれの点の重み値は、該点が抽出される確率を決める。５００回の抽出をして、重み値が大きい点は、抽出される確率が高い。新たにサンプリングをした後、５００個のサンプリング点の分布は変化する。新たにサンプリングをした結果は、図８に示される。
【００３５】
ステップＳ１０５：ステップＳ１０４で更新された現在のサンプリング点の二次元座標値によって、直接位置を決めるターゲットが室内の平面の地図にある位置を確定することができる。図８に示されたサンプリング点として、図面のサンプリング点が密集する位置の中心領域を、位置を決めるターゲットの位置と確定することができる。
【００３６】
また、各々のサンプリング点が対応された条件付き確率密度ｍ及び公式
【数６】
2016539333.tif 000028
を結合して、現在のターゲットの二次元座標を得ることもできる。これによって、ターゲットの位置決めをより正確にする。
【００３７】
これによって、上記の方案が複雑なハードウェア及びソフトウェアへのニーズの制限が回避される。平面の地図及び磁界の地図さえ得れば、更に普通の電磁センサを加えて、位置決めを実現できる。本発明で採用されたモンテカルロ法モデルは簡単であり、敏捷であり、実現しやすく、リアルタイム性がよく、性能が安定である。採用されたＢＳＡＳクラスタ方法は、モンテカルロ法における有効粒子が流失された問題を効果的に解決できる。本発明の方法は、コンピュータのハードウェアに対する要求が高く、多いデータ量の地図であれば、動的地図方法で地図に動的パーティションをすることができ、運行時間が受け入れることができる範囲にあることを保証するようになる。
【００３８】
また、図９に示すように、本発明の一の実施形態は、ターゲットの位置決めシステムを提供する。該システムは、サンプリング点の生成モジュール２０１と、条件付き確率密度を得るモジュール２０２と、サンプリングを新たにするモジュール２０３と、位置決めモジュール２０４とを含む。
【００３９】
サンプリング点の生成モジュール２０１は、ターゲットが運動する範囲の地図に複数のサンプリング点を生成するように設定される。
【００４０】
条件付き確率密度を得るモジュール２０２は、複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって、位置を決めるターゲットが複数のサンプリング点にある条件付き確率密度を得るように設定される。
【００４１】
新たにサンプリングするモジュール２０３は、条件付き確率密度によって前記サンプリング点を再サンプリングしかつ更新するように設定される。そこで、新たにサンプリングをするために用いる関数がｒａｎｄｓａｍｐｌｅ関数である。
【００４２】
位置決めモジュール２０４は、更新されたサンプリング点の座標値によって、位置を決めるターゲットの位置を得るように設定される。具体的には、更新されたサンプリング点の二次元座標によって、位置を決めるターゲットの位置を得る。或いは、更新されたサンプリング点の二次元座標及び対応された条件付き確率密度ｍによって、
【数６】
2016539333.tif 000029
を利用して、位置を決めるターゲットの位置を得る。
【００４３】
その中で、条件付き確率密度を得るモジュール２０２は、モンテカルロ法動作モデルユニット２０２１と、モンテカルロ法測定モデルユニット２０２２とを含む。
【００４４】
モンテカルロ法動作モデルユニット２０２１は、モンテカルロ法動作モデルによって、複数のサンプリングの点の初期座標に更新をするように設定される。モンテカルロ法動作モデルは、
【数３】
2016539333.tif 000030
である。
【００４５】
モンテカルロ法測定モデルユニット２０２２は、更新された複数のサンプリング点の初期の電磁界強度及び位置を決めるターゲットの現在の電磁界強度によって、モンテカルロ法測定モデルを利用して、位置を決めるターゲットが複数のサンプリング点にある条件付き確率密度を得るものに設定される。具体的には、それぞれのサンプリング点に対して、現在の磁界強度値Ｚｔをモンテカルロ法測定モデルの
【数４】
2016539333.tif 000031
に代入して、それぞれのサンプリング点の条件付確率値
【数５】
2016539333.tif 000032
を得る。
【００４６】
その中に、サンプリング点の生成モジュール２０１は、ランダムに生成されたサンプリング点ユニット２０１１と、履歴のサンプリング点の更新ユニット２０１２とを含む。
【００４７】
ランダムに生成されたサンプリング点ユニット２０１１は、ターゲットが運動する範囲の地図に、ランダム関数によって複数のサンプリング点を生成するように設定される。
【００４８】
履歴のサンプリング点の更新ユニット２０１２は、ターゲットが運動する範囲の地図に、履歴のサンプリング点の情報及び基本的なアルゴリズムＢＳＡＳによって、複数のサンプリング点を生成するように設定される。具体的には、設定閾値θによって、初期のクラスタｍ＝１、Ｃｍ＝｛ｘｍ｝を確立する。履歴のサンプリング点と初期クラスタとの間のオイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000033
が設定閾値θより短いかどうかを判断して、該オイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000034
が設定閾値θより短かければ、初期クラスタに追加して、該オイラー距離
【数７】
2016539333.tif 000035
が設定閾値θより短くなければ、新しいクラスタｍ＝ｍ＋１、Ｃｍ＝｛ｘ（ｉ）｝を作成する。クラスタのサンプリング点の数量がクラスタの設定された粒子の数量より多ければ、クラスタの設定された粒子の数量によって、クラスタのサンプリング点に抽出をする。クラスタのサンプリング点を複数のサンプリング点と確定する。
【００４９】
上記システムの具体的な操作方式が上記段落に詳しく説明して、以下に詳しく説明しない。
【００５０】
上記は、本発明の幾つの具体的な実施形態についての説明である。当業者は、本発明の実質及び精神から遊離しない範囲において、様々な変形や変更を行なうことができ、これらは本発明の保護範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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