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STATE ESTIMATION DEVICE, STATE ESTIMATION METHOD, STATE ESTIMATION PROGRAM, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM

Foreign code F070001669
File No. F070001669
Posted date Sep 14, 2007
Country WIPO
International application number 2006JP310241
International publication number WO 2006/126535
Date of international filing May 23, 2006
Date of international publication Nov 30, 2006
Priority data
  • P2005-150221 (May 23, 2005) JP
Title STATE ESTIMATION DEVICE, STATE ESTIMATION METHOD, STATE ESTIMATION PROGRAM, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM
Abstract There are provided a state estimation device, a state estimation method, a stateestimation program, and a computer-readable recording medium which can be usedwithout requiring an error variance matrix even when the initial state is unknown.The state estimation device includes: an initial angle estimating unit (6) forestimating a posture angle (initial posture angle) of a moving body accordingto a relative posture angle obtained from a relative angle measuring unit (4)and an absolute posture angle obtained from an absolute angle measuring unit(5); a current angle estimating unit (7) for estimating a posture angle (currentposture angle) of the moving body according to the relative posture angle andthe initial posture angle; an initial position estimating unit (8) for estimatingthe position (initial position) of the moving body according to the initial postureangle, the relative position of the moving body obtained from the relative positionmeasuring unit (2), and the absolute position obtained from an absolute positionmeasuring unit (3); and a current position estimating unit (9) for estimatingthe current position of the moving body according to the relative position, theestimated initial posture angle, and the estimated initial position. Thus,it is possible to estimate the current position and the current posture angleof the moving body.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】移動体の移動に応じて座標軸が変化する局所座標系における移動体の位置を、相対位置として測定する相対位置測定手段と、移動体の移動とは無関係に座標軸が固定された大域座標系における移動体の位置を、絶対位置として測定する絶対位置測定手段と、上記局所座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、相対姿勢角として測定する相対角度測定手段と、上記相対位置および上記絶対位置から、上記大域座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、絶対姿勢角として算出し、さらに、上記相対姿勢角および上記絶対姿勢角を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す初期姿勢角に等しいものとして、初期姿勢角を推定する初期角度推定手段と、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す現在姿勢角を、上記相対姿勢角と、上記推定された初期姿勢角との和として推定する現在角度推定手段と、上記推定された初期姿勢角、上記相対位置、および上記絶対位置を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す初期位置に等しいものとして、初期位置を推定する初期位置推定手段と、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す現在位置を、上記相対位置と、上記推定された初期姿勢角と、上記推定された初期位置とに基づき推定する現在位置推定手段と、を備えていることを特徴とする状態推定装置。

【請求項2】移動体の移動に応じて座標軸が変化する局所座標系における移動体の位置を、相対位置として測定する相対位置測定手段と、移動体の移動とは無関係に座標軸が固定された大域座標系における移動体の位置を、絶対位置として測定する絶対位置測定手段と、上記局所座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、相対姿勢角として測定する相対角度測定手段と、上記大域座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、絶対姿勢角として測定する絶対角度測定手段と、上記相対姿勢角および上記絶対姿勢角を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す初期姿勢角に等しいものとして、初期姿勢角を推定する初期角度推定手段と、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す現在姿勢角を、上記相対姿勢角と、上記推定された初期姿勢角との和として推定する現在角度推定手段と、上記推定された初期姿勢角、上記相対位置、および上記絶対位置を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す初期位置に等しいものとして、初期位置を推定する初期位置推定手段と、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す現在位置を、上記相対位置と、上記推定された初期姿勢角と、上記推定された初期位置とに基づき推定する現在位置推定手段と、を備えていることを特徴とする状態推定装置。

【請求項3】上記相対角度測定手段は、上記絶対角度測定手段が絶対角度を測定するタイミングにおいて既に測定された相対姿勢角を補完し、その補完された相対姿勢角を、上記初期角度推定手段に出力することを特徴とする請求項2に記載の状態推定装置。

【請求項4】上記相対位置測定手段は、上記絶対位置測定手段が絶対位置を測定するタイミングにおいて既に測定された相対位置を補完し、その補完された相対位置を、上記初期位置推定手段に出力することを特徴とする請求項1または2に記載の状態推定装置。

【請求項5】移動体の移動に応じて座標軸が変化する局所座標系における移動体の位置を、相対位置として測定する第1ステップと、移動体の移動とは無関係に座標軸が固定された大域座標系における移動体の位置を、絶対位置として測定する第2ステップと、上記局所座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、相対姿勢角として測定する第3ステップと、上記相対位置および上記絶対位置から、上記大域座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、絶対姿勢角として算出し、さらに、上記相対姿勢角および上記絶対姿勢角を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す初期姿勢角に等しいものとして、初期姿勢角を推定する第4ステップと、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す現在姿勢角を、上記相対姿勢角と、上記推定された初期姿勢角との和として推定する第5ステップと、上記推定された初期姿勢角、上記相対位置、および上記絶対位置を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す初期位置に等しいものとして、初期位置を推定する第6ステップと、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す現在位置を、上記相対位置と、上記推定された初期姿勢角と、上記推定された初期位置とに基づき推定する第7ステップと、を備えていることを特徴とする状態推定方法。

【請求項6】移動体の移動に応じて座標軸が変化する局所座標系における移動体の位置を、相対位置として測定する第1ステップと、移動体の移動とは無関係に座標軸が固定された大域座標系における移動体の位置を、絶対位置として測定する第2ステップと、上記局所座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、相対姿勢角として測定する第3ステップと、上記大域座標系の座標軸に対して移動体がなす角を、絶対姿勢角として測定する第4ステップと、上記相対姿勢角および上記絶対姿勢角を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す初期姿勢角に等しいものとして、初期姿勢角を推定する第5ステップと、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での姿勢角を示す現在姿勢角を、上記相対姿勢角と、上記推定された初期姿勢角との和として推定する第6ステップと、上記推定された初期姿勢角、上記相対位置、および上記絶対位置を含む漸化式で表現される数列の収束値が、初期状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す初期位置に等しいものとして、初期位置を推定する第7ステップと、現在の状態における移動体の上記大域座標系内での位置を示す現在位置を、上記相対位置と、上記推定された初期姿勢角と、上記推定された初期位置とに基づき推定する第8ステップと、を備えていることを特徴とする状態推定方法。

【請求項7】請求項5に記載の状態推定方法における第4ステップから第7ステップまで、または請求項6に記載の状態推定方法における第5ステップから第8ステップまでを、コンピュータに実行させることを特徴とする状態推定プログラム。

【請求項8】請求項7に記載の状態推定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation Nara Institute Of Science And Technology
  • Inventor
  • Nakamura, Hisakazu
  • Higuchi, Muneaki
  • Nishitani, Hirokazu
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GW HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD MG MK ML MN MR MW MX MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW
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