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公開番号2024092559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022208591
出願日2022-12-26
発明の名称位置算出方法および位置算出装置
出願人株式会社東陽テクニカ
代理人個人
主分類G01C 21/16 20060101AFI20240701BHJP(測定;試験)
要約【課題】加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを用いて、移動体の位置の時系列データをより精度良く算出できる位置算出方法および位置算出装置を提供する。
【解決手段】位置算出方法は、移動体に取り付けられかつ加速度および角速度を計測する計測器20によって計測される計測データであって、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを含む計測データを取得する取得ステップ(ステップS2)と、計測データを用いて算出される移動体の移動前の位置および計測データを用いて算出される移動体の移動後の位置に関する誤差を最小化する1つ以上のパラメータを探索する探索ステップ(ステップS3)と、計測データおよび1つ以上のパラメータを用いて、移動体の位置の時系列データを算出する算出ステップ(ステップS4)とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
移動体に取り付けられかつ加速度および角速度を計測する計測器によって計測される計測データであって、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを含む計測データを取得する取得ステップと、
前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置に関する誤差を最小化する１つ以上のパラメータを探索する探索ステップと、
前記計測データおよび前記１つ以上のパラメータを用いて、前記移動体の位置の時系列データを算出する算出ステップとを備える、
位置算出方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置に関する前記誤差は、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置の平均値に関する誤差、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置の変化の傾きに関する誤差、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置の平均値に関する誤差、および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置の変化の傾きに関する誤差を含む、
請求項１に記載の位置算出方法。
【請求項３】
前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置の平均値に関する前記誤差は、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置の平均値と、カメラ、床反力計、および方眼紙の少なくとも１つを用いて検出される前記移動体の移動後の位置との差を含む、
請求項２に記載の位置算出方法。
【請求項４】
前記１つ以上のパラメータは、前記計測器の加速度のオフセット誤差を補正するパラメータ、前記計測器の加速度のスケールファクタ誤差を補正するパラメータ、前記計測器の角速度のオフセット誤差を補正するパラメータ、前記計測器の角速度のスケールファクタ誤差を補正するパラメータ、重力加速度のスケールファクタ誤差を補正するパラメータ、前記計測器の初期チルト角のオフセット誤差を補正するパラメータ、および前記計測データを用いて算出される速度のオフセット誤差を補正するパラメータを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の位置算出方法。
【請求項５】
前記探索ステップでは、ベイズ最適化を用いて前記１つ以上のパラメータを探索する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の位置算出方法。
【請求項６】
移動体に取り付けられかつ加速度および角速度を計測する計測器によって計測される計測データであって、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを含む計測データを取得する取得部と、
前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置に関する誤差を最小化する１つ以上のパラメータを探索する探索部と、
前記計測データおよび前記１つ以上のパラメータを用いて、前記移動体の位置の時系列データを算出する算出部とを備える、
位置算出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置を算出する位置算出方法および位置算出装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術の一例として、特許文献１には、向き転換軌跡の誤差が最小または極小となる値または値の組を、少なくとも１つのパラメータの較正結果に決定する較正決定手段を有する角速度測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－９８６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の角速度測定装置は、位置の時系列データを算出するものではない。ところで、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを用いて、移動体の位置の時系列データをより精度良く算出することが望まれている。加速度および角速度の時系列データはたとえばＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）で計測データとして得られるが、加速度および角速度の時系列データに含まれる微小なオフセット値等により、加速度を時間積分することで得られる速度や、速度を時間積分して得られる位置に大きな誤差が生じるという問題がある。ＩＭＵを含む計測器の高性能化に伴いオフセット値は小さくなってきているものの積分誤差の影響は大きく、現状ではＩＭＵ等の計測器で得られた加速度、角速度データから高精度な位置算出は困難とされている。
【０００５】
そこで、本発明は、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを用いて、移動体の位置の時系列データをより精度良く算出できる位置算出方法および位置算出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る位置算出方法は、移動体に取り付けられかつ加速度および角速度を計測する計測器によって計測される計測データであって、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを含む計測データを取得する取得ステップと、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置に関する誤差を最小化する１つ以上のパラメータを探索する探索ステップと、前記計測データおよび前記１つ以上のパラメータを用いて、前記移動体の位置の時系列データを算出する算出ステップとを備える。
【０００７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る位置算出装置は、移動体に取り付けられかつ加速度および角速度を計測する計測器によって計測される計測データであって、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを含む計測データを取得する取得部と、前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動前の位置および前記計測データを用いて算出される前記移動体の移動後の位置に関する誤差を最小化する１つ以上のパラメータを探索する探索部と、前記計測データおよび前記１つ以上のパラメータを用いて、前記移動体の位置の時系列データを算出する算出部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る位置算出方法および位置算出装置によれば、加速度の時系列データおよび角速度の時系列データを用いて、移動体の位置の時系列データをより精度良く算出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施の形態に係る位置算出システムを示す模式図である。
図２は、加速度の時系列データ、速度の時系列データ、および位置の時系列データの一例を示すグラフである。
図３は、図１の位置算出システムの機能構成を示すブロック図である。
図４は、図１の位置算出システムによる位置算出方法の一例を示すフローチャートである。
図５は、計測データの一例を示す表である。
図６は、角速度の二乗和の時系列データ等の一例を示すグラフである。
図７は、実施例に係る速度の時系列データを示すグラフである。
図８は、実施例に係る位置の時系列データを示すグラフである。
図９は、実施例に係るＸ軸方向の位置とＹ軸方向の位置との関係を示すグラフである。
図１０は、比較例に係る速度の時系列データを示すグラフである。
図１１は、比較例に係る位置の時系列データを示すグラフである。
図１２は、比較例に係るＸ軸方向の位置とＹ軸方向の位置との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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