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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025110430
(43)【公開日】2025-07-29
(54)【発明の名称】最適化デバイス、測位システム、および測位方法
(51)【国際特許分類】
G01S 19/38 20100101AFI20250722BHJP
G01C 21/28 20060101ALI20250722BHJP
【ＦＩ】
G01S19/38
G01C21/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024004229
(22)【出願日】2024-01-16
(71)【出願人】
【識別番号】502129933
【氏名又は名称】株式会社日立産機システム
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】王 卓毅
(72)【発明者】
【氏名】板東 幹雄
(72)【発明者】
【氏名】谷川原 誠
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 裕明
【テーマコード（参考）】
2F129
5J062
【Ｆターム（参考）】
2F129AA03
2F129AA20
2F129BB03
2F129BB33
2F129BB41
2F129BB45
2F129CC02
2F129CC03
2F129HH02
2F129HH04
2F129HH12
2F129HH22
5J062CC07
5J062EE00
(57)【要約】
【課題】測位精度を維持したまま演算負荷を低減できる技術を提供する。
【解決手段】実施の形態の最適化デバイスは、入力されるセンサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、観測値および拘束条件に基づいて、観測値と拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、観測値の選定および拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、を備え、拘束条件追加部は、評価指標に基づいて、観測値の選定および拘束条件の選定を行い、拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する。
【選択図】図１
【解決手段】実施の形態の最適化デバイスは、入力されるセンサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、観測値および拘束条件に基づいて、観測値と拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、観測値の選定および拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、を備え、拘束条件追加部は、評価指標に基づいて、観測値の選定および拘束条件の選定を行い、拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測位に関する最適化計算を行う最適化デバイスであって、
入力されるセンサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、
を備え、
前記拘束条件追加部は、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行い、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
最適化デバイス。
入力されるセンサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、
を備え、
前記拘束条件追加部は、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行い、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
最適化デバイス。
【請求項2】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記測位として衛星測位に関する最適化計算を行い、
前記拘束条件追加部は、前記衛星測位の解析結果の前記観測値について、前記観測値間の相対測位を実施し、前記相対測位の結果に基づいて前記拘束条件を設定する、
最適化デバイス。
前記測位として衛星測位に関する最適化計算を行い、
前記拘束条件追加部は、前記衛星測位の解析結果の前記観測値について、前記観測値間の相対測位を実施し、前記相対測位の結果に基づいて前記拘束条件を設定する、
最適化デバイス。
【請求項3】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記最適化デバイスによる前記最適化計算を含む演算処理に要する演算時間を測定し、前記演算時間と演算時間閾値との比較に応じて、前記評価指標を変更する、演算時間測定部を備える、
最適化デバイス。
前記最適化デバイスによる前記最適化計算を含む演算処理に要する演算時間を測定し、前記演算時間と演算時間閾値との比較に応じて、前記評価指標を変更する、演算時間測定部を備える、
最適化デバイス。
【請求項4】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値において、測位時刻が最も離れた最新の観測値と最古の観測値との間に、第１優先で前記相対拘束を作成する、
最適化デバイス。
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値において、測位時刻が最も離れた最新の観測値と最古の観測値との間に、第１優先で前記相対拘束を作成する、
最適化デバイス。
【請求項5】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記評価指標は、前記観測値の選定のための上限数を規定する観測値上限数を含み、
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値から、前記観測値上限数までの個数で、複数の観測値を選定する、
最適化デバイス。
前記評価指標は、前記観測値の選定のための上限数を規定する観測値上限数を含み、
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値から、前記観測値上限数までの個数で、複数の観測値を選定する、
最適化デバイス。
【請求項6】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記評価指標は、前記拘束条件の選定のための上限数を規定する拘束条件上限数を含み、
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記拘束条件上限数までの個数で、作成される複数の拘束条件を選定する、
最適化デバイス。
前記評価指標は、前記拘束条件の選定のための上限数を規定する拘束条件上限数を含み、
前記拘束条件追加部は、前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記拘束条件上限数までの個数で、作成される複数の拘束条件を選定する、
最適化デバイス。
【請求項7】
請求項５記載の最適化デバイスにおいて、
前記拘束条件追加部は、前記複数の観測値を選定する際に、推定分散値に基づいて選定する、
最適化デバイス。
前記拘束条件追加部は、前記複数の観測値を選定する際に、推定分散値に基づいて選定する、
最適化デバイス。
【請求項8】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記拘束条件追加部は、
前記観測値に対し前記拘束条件を作成した場合には、当該拘束条件の情報を拘束条件データベース内に保存し、
前記観測値に対し新たに前記拘束条件を作成する際に、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件の情報が前記拘束条件データベース内に保存されているか否かを確認し、保存されている場合には、当該作成予定の拘束条件の作成を省略し、保存されている当該拘束条件の情報を読み出して使用する、
最適化デバイス。
前記拘束条件追加部は、
前記観測値に対し前記拘束条件を作成した場合には、当該拘束条件の情報を拘束条件データベース内に保存し、
前記観測値に対し新たに前記拘束条件を作成する際に、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件の情報が前記拘束条件データベース内に保存されているか否かを確認し、保存されている場合には、当該作成予定の拘束条件の作成を省略し、保存されている当該拘束条件の情報を読み出して使用する、
最適化デバイス。
【請求項9】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記拘束条件追加部は、
前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記相対拘束との接続数が最小である観測値Ｎminを検索し、
前記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間のうち最も長い区間Ｓｃｍを検索し、
前記区間Ｓｃｍの観測値のうち中央値となる第１観測値Ｎ１を選択し、前記第１観測値Ｎ１を前記観測値Ｎminから排除し、
つぎに、同様に、前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記相対拘束との接続数が最小である観測値Ｎminを検索し、
前記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間のうち最も長い区間Ｓｃｍを検索し、
前記区間Ｓｃｍの観測値のうち中央値となる第２観測値Ｎ２を選択し、前記第２観測値Ｎ２を前記観測値Ｎminから排除し、
前記第１観測値Ｎ１と前記第２観測値Ｎ２とをつなぐように前記相対拘束を作成する、
最適化デバイス。
前記拘束条件追加部は、
前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記相対拘束との接続数が最小である観測値Ｎminを検索し、
前記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間のうち最も長い区間Ｓｃｍを検索し、
前記区間Ｓｃｍの観測値のうち中央値となる第１観測値Ｎ１を選択し、前記第１観測値Ｎ１を前記観測値Ｎminから排除し、
つぎに、同様に、前記観測値として、時系列順の複数の観測値に対し、前記相対拘束との接続数が最小である観測値Ｎminを検索し、
前記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間のうち最も長い区間Ｓｃｍを検索し、
前記区間Ｓｃｍの観測値のうち中央値となる第２観測値Ｎ２を選択し、前記第２観測値Ｎ２を前記観測値Ｎminから排除し、
前記第１観測値Ｎ１と前記第２観測値Ｎ２とをつなぐように前記相対拘束を作成する、
最適化デバイス。
【請求項10】
請求項１記載の最適化デバイスにおいて、
前記評価指標を設定および確認するための画面を表示させる、
最適化デバイス。
前記評価指標を設定および確認するための画面を表示させる、
最適化デバイス。
【請求項11】
請求項３記載の最適化デバイスにおいて、
前記評価指標は、前記観測値の選定のための上限数を規定する観測値上限数と、前記拘束条件の選定のための上限数を規定する拘束条件上限数と、の少なくとも一方を含み、
前記演算時間測定部は、前記演算時間が前記演算時間閾値よりも大きい場合に、前記評価指標における、前記観測値上限数と前記拘束条件上限数との少なくとも一方を減少させるように変更する、
最適化デバイス。
前記評価指標は、前記観測値の選定のための上限数を規定する観測値上限数と、前記拘束条件の選定のための上限数を規定する拘束条件上限数と、の少なくとも一方を含み、
前記演算時間測定部は、前記演算時間が前記演算時間閾値よりも大きい場合に、前記評価指標における、前記観測値上限数と前記拘束条件上限数との少なくとも一方を減少させるように変更する、
最適化デバイス。
【請求項12】
請求項１１記載の最適化デバイスにおいて、
前記演算時間測定部は、
前記観測値上限数を一定の幅で減少させるための観測値数減少幅と、前記拘束条件上限数を一定の幅で減少させるための拘束条件数減少幅との設定値を有し、
前記演算時間が前記演算時間閾値よりも大きい場合に、前記評価指標における、前記観測値上限数を前記観測値数減少幅で減少させる、および／または、前記拘束条件上限数を前記拘束条件数減少幅で減少させる、
最適化デバイス。
前記演算時間測定部は、
前記観測値上限数を一定の幅で減少させるための観測値数減少幅と、前記拘束条件上限数を一定の幅で減少させるための拘束条件数減少幅との設定値を有し、
前記演算時間が前記演算時間閾値よりも大きい場合に、前記評価指標における、前記観測値上限数を前記観測値数減少幅で減少させる、および／または、前記拘束条件上限数を前記拘束条件数減少幅で減少させる、
最適化デバイス。
【請求項13】
測位に関するセンサと、
前記センサのセンサ情報に基づいて、測位に関する最適化計算を行う最適化デバイスと、
を備える、測位システムであって、
前記最適化デバイスは、前記センサから入力される前記センサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、
を備え、
前記拘束条件追加部は、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行い、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
測位システム。
前記センサのセンサ情報に基づいて、測位に関する最適化計算を行う最適化デバイスと、
を備える、測位システムであって、
前記最適化デバイスは、前記センサから入力される前記センサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、
を備え、
前記拘束条件追加部は、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行い、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
測位システム。
【請求項14】
測位に関するセンサと、前記センサのセンサ情報に基づいて、測位に関する最適化計算を行う最適化デバイスとを備える測位システムによって行われる測位方法であって、
前記最適化デバイスによって行われるステップとして、
前記センサから入力される前記センサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別ステップと、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加ステップと、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算ステップと、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得ステップと、
を有し、
前記拘束条件追加ステップは、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うステップであり、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
測位方法。
前記最適化デバイスによって行われるステップとして、
前記センサから入力される前記センサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別ステップと、
前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加ステップと、
前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算ステップと、
前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得ステップと、
を有し、
前記拘束条件追加ステップは、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うステップであり、
前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する、
測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測位技術に関し、移動体の位置を推定する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
移動体として自動車や建設機械といった有人操作車両の自動化や、自動点検ロボットによる工場点検作業の無人化といった、人の作業を代替する自律作業機械の開発が進められている。最適化された機械動作による作業効率化、自動運転の実現による省人化といった生産性向上が期待されている。
【0003】
このような自律作業機械を実現するための要素技術の一つとして、自己位置推定技術がある。なかでも、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて地球座標系上での自己位置を推定する衛星測位技術がある。この衛星測位技術は、低コストの自己位置推定技術であるため、安価な自律作業機械の実現にとって有効な手法と考えられている。
【0004】
衛星測位技術に関する先行技術例としては、国際公開第２０１７／０４６９１４号（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、「測位衛星選択装置」等として、「測位データの品質を評価した品質評価値を求める品質評価部」、「測位で使用する前記測位衛星の時刻ごとの選択組合せを計画する計画立案部」、「選択組合せに含まれる前記測位衛星の測位データを用いて位置の計測演算を行う測位演算部」等の記載がある（例えば請求項３）。
【0005】
また、近年では、衛星測位技術を高精度化する手法として、因子グラフを適用した測位手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１７／０４６９１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
衛星測位技術、特に因子グラフを適用した測位では、過去のセンサの観測値同士を相対位置関係による拘束条件で繋ぐことで因子グラフを構築し、因子グラフ上の観測値および拘束条件の誤差が小さくなるような測位位置を求める。これにより、測位誤差を抑制することができる。
【0008】
一方で、因子グラフによる測位では、観測値および拘束条件の数に比例して測位精度が向上する。しかし、他方で、観測値および拘束条件を増加させると、因子グラフ最適化に要する演算負荷が増加し、自律作業機械などの移動体の測位をリアルタイムに行うことが困難となる場合が想定される。言い換えると、因子グラフによる測位では、測位精度と、リアルタイム性／演算時間／演算負荷とが、基本的にトレードオフの関係にある。
【0009】
そのため、移動体の自己位置推定に因子グラフを用いるには、演算時間などを考慮し、観測値および拘束条件を削減する必要がある。その際、高精度な測位と演算負荷の低減とを両立させたい場合には、因子グラフの測位結果が高精度となるような観測値と拘束条件の繋げ方を選定しなければならない。
【0010】
特許文献１には、観測値を選定する手段として、衛星信号の精度劣化を評価することで測位に使用する適切な測位衛星群を選択する旨の技術が記載されている。特許文献１のように、観測値毎に精度／評価値をみることで、精度の良い観測値のみを選定することができる。しかし、観測値のみの選定では、拘束条件の繋げ方を選ぶ基準が無いため、適切な拘束条件の設定ができず、測位精度が維持できない、というおそれがある。
【0011】
本開示の目的は、上記衛星測位技術／移動体位置推定技術に関して、測位精度を維持したまま演算負荷を低減できる技術、言い換えると、高精度な測位と演算負荷の低減とを両立できる技術、を提供することである。本開示の目的は、特に、因子グラフを適用した測位手法に関して、観測値と拘束条件との両方を適切に選定することで、測位精度を維持したまま演算負荷を低減できる技術、を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。一実施の形態は、測位に関する最適化計算を行う最適化デバイスであって、入力されるセンサ情報に基づいて観測値を抽出するセンサ判別部と、前記観測値に対し拘束条件を追加する拘束条件追加部と、前記観測値および前記拘束条件に基づいて、前記観測値と前記拘束条件との誤差が最小となるような位置情報を求める最適化計算を行い、求めた位置情報を出力する、最適化計算部と、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行うための評価指標を取得する評価指標取得部と、を備え、前記拘束条件追加部は、前記評価指標に基づいて、前記観測値の選定および前記拘束条件の選定を行い、前記拘束条件は、選定されたある観測値とある観測値との間を接続する相対拘束を有する。
【発明の効果】
【0013】
本開示のうち代表的な実施の形態によれば、上記衛星測位技術／移動体位置推定技術に関して、測位精度を維持したまま演算負荷を低減できる、言い換えると、高精度な測位と演算負荷の低減とを両立できる。特に、因子グラフを適用した測位手法に関して、観測値と拘束条件との両方を適切に選定することで、測位精度を維持したまま演算負荷を低減できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施の形態１における、測位システムの構成例を示す図。
【図2】実施の形態１における、観測値に含まれている衛星情報の構成例を示す図。
【図3】実施の形態１における、観測値に含まれている測位情報の構成例を示す図。
【図4】実施の形態１における、評価指標の構成例を示す図。
【図5A】実施の形態１における、時系列の複数の観測値の例を示す図。
【図5B】実施の形態１における、時系列の複数の観測値からの選定後の観測値の例を示す図。
【図5C】実施の形態１における、選定後の観測値に対する、因子グラフと拘束条件の例を示す図。
【図5D】実施の形態１における、次の時点の観測値と拘束条件の例を示す図。
【図6】実施の形態１における、単独拘束の構成例を示す図。
【図7】実施の形態１における、移動拘束の構成例を示す図。
【図8】実施の形態１における、相対拘束の構成例を示す図。
【図9】実施の形態１における、最適化デバイスのコンピュータシステムとしての構成例を示す図。
【図10】実施の形態１における、観測値情報ＤＢ、拘束条件ＤＢ、および評価指標ＤＢの構成例を示す図。
【図11A】実施の形態１における、全体処理フローの第１部分を示す図。
【図11B】実施の形態１における、全体処理フローの第２部分を示す図。
【図12A】実施の形態１における、拘束条件追加部の詳細処理フローの第１部分を示す図。
【図12B】実施の形態１における、拘束条件追加部の詳細処理フローの第２部分を示す図。
【図12C】実施の形態１における、拘束条件追加部の詳細処理フローの第３部分を示す図。
【図13A】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第１状態を示す図。
【図13B】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第２状態を示す図。
【図13C】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第３状態を示す図。
【図13D】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第４状態を示す図。
【図13E】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第５状態を示す図。
【図13F】実施の形態１における、拘束条件追加部による相対拘束の選定に関する説明図として因子グラフの第６状態を示す図。
【図14】実施の形態１における、最適化計算に関する数式などの説明図。
【図15】実施の形態１における、評価関数の重みを決定する情報行列を示す図。
【図16】比較例における、因子グラフと相対拘束の例を示す図。
【図17】実施の形態１における、ＧＵＩ画面の表示例を示す図。
【図18】実施の形態２における、測位システムの構成例を示す図。
【図19】実施の形態２における、演算負荷測定情報のデータテーブルを示す図。
【図20】実施の形態２における、全体処理フローを示す図。
【図21】変形例における、測位システムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。本開示の実施形態には限定されず、本開示の概念の中での種々の変形例や応用例も範囲に含まれる。
【0016】
説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。
【0017】
プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、ＩｏＴシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。
【0018】
［課題の解決手段等］
本開示の実施の形態の測位システムは、センサ情報から観測値を抽出するセンサ判別部と、観測値と拘束条件の誤差が最小になるような出力位置を求める最適化計算部とを備える測位システムにおいて、最適化計算に用いる観測値および拘束条件を選定するための評価指標を定める評価指標取得部と、評価指標に基づいて観測値を選定し適切な観測値同士の相対位置を作成し拘束条件として追加する拘束条件追加部とを有し、出力位置を移動体の制御に用いることができる測位システムである。
本開示の実施の形態の測位システムは、センサ情報から観測値を抽出するセンサ判別部と、観測値と拘束条件の誤差が最小になるような出力位置を求める最適化計算部とを備える測位システムにおいて、最適化計算に用いる観測値および拘束条件を選定するための評価指標を定める評価指標取得部と、評価指標に基づいて観測値を選定し適切な観測値同士の相対位置を作成し拘束条件として追加する拘束条件追加部とを有し、出力位置を移動体の制御に用いることができる測位システムである。
【0019】
本実施の形態の測位システムでは、因子グラフを適用した測位手法に関して、センサであるＧＮＳＳ受信機の受信信号に基づいた解析結果の観測値５００に対し、拘束条件追加部が、評価指標に基づいて、観測値と拘束条件との両方を適切に選定する。選定された観測値および拘束条件を用いて、最適化計算部が最適化計算を行い、移動体の位置情報を出力する。これにより、測位精度を維持したまま、演算負荷を低減できる。
【0020】
また、本実施の形態では、評価指標に基づいた所定のロジック／アルゴリズムで、観測値および拘束条件を選定する。例えば、評価指標に対応した優先順位で、優先順位が高い観測値および拘束条件を選定する。言い換えると、評価指標に対応した優先順位で、優先順位が低い観測値および拘束条件を除外する。
【0021】
【0022】
［測位システム］
図１は、実施の形態１における測位システム１の構成例を示す。図１では、実施の形態１の測位システム１を含んで構成されるシステムを図示しており、関連する要素としてＧＮＳＳ衛星９１や移動体２なども図示している。ＧＮＳＳ衛星９１は、測位衛星に相当する。測位システム１は、センサ値として衛星測位を入力とした場合の観測値および拘束条件を選定し、移動体２の位置情報を出力する最適化デバイス１０を備える。最適化デバイス１０は、言い換えると、衛星測位最適化計算装置である。
図１は、実施の形態１における測位システム１の構成例を示す。図１では、実施の形態１の測位システム１を含んで構成されるシステムを図示しており、関連する要素としてＧＮＳＳ衛星９１や移動体２なども図示している。ＧＮＳＳ衛星９１は、測位衛星に相当する。測位システム１は、センサ値として衛星測位を入力とした場合の観測値および拘束条件を選定し、移動体２の位置情報を出力する最適化デバイス１０を備える。最適化デバイス１０は、言い換えると、衛星測位最適化計算装置である。
【0023】
最適化デバイス１０は、因子グラフを適用した測位において、過去の観測値同士を相対位置関係による拘束条件で繋ぐことで因子グラフを構築し、因子グラフ上の観測値および拘束条件の誤差が小さくなるような測位位置を求める。このような計算／演算を、最適化計算／演算と記載する場合がある。この最適化計算／演算は、図１での最適化計算部１０６で行われる。
【0024】
さらに、本実施例では、最適化デバイス１０は、衛星測位技術として、因子グラフを適用した測位手法に基づいて、観測値および拘束条件の選定に関する最適化を行う機能を有する。最適化デバイス１０は、好適な観測値および拘束条件を選定することにより、測位精度の維持と演算負荷の低減とを両立する。なお、この観測値および拘束条件の選定に関する最適化は、最適化計算／演算での最適化とは別の意味である。この観測値および拘束条件の選定に関する最適化は、図１での拘束条件追加部１０５で行われる。
【0025】
最適化デバイス１０は、上記最適化計算／演算と、観測値および拘束条件の選定に関する最適化の計算処理とを実現する実装を有する。例えば、最適化デバイス１０は、プログラム処理を行うコンピュータや専用回路などによって実装可能である。
【0026】
最適化デバイス１０には、ＧＮＳＳ受信機１００、入出力インタフェース１０４、コントローラ２０などが接続されている。コントローラ２０は、移動体２を制御する制御装置である。移動体２は、位置を推定する対象となる、自律作業機械であり、具体例としてはロボットや車両が挙げられる。コントローラ２０は、最適化デバイス１０から受け取った移動体２の位置情報の信号Ｓ９に基づいて、移動体２の位置を推定し、推定した位置に応じて、移動体２に対する所定の制御を実行する。所定の制御は、限定されないが、一例としては、移動体２の自律航行の制御である。
【0027】
なお、図１の測位システム１では、ＧＮＳＳ受信機１００の位置と移動体２の位置とが所定の対応関係を有している。例えば、ＧＮＳＳ受信機１００と移動体２とが近くに配置されている。そのため、ＧＮＳＳ受信機１００の位置から、所定の対応関係に基づいて、移動体２の位置を計算可能である。
【0028】
［ＧＮＳＳ受信機］
図１のＧＮＳＳ衛星９１は、ＧＮＳＳ衛星信号９２を発信する。図１では模式図としてＧＮＳＳ衛星９１を１つしか図示していない。受信アンテナである測位アンテナ１０１は、そのＧＮＳＳ衛星信号９２を受信する。測位アンテナ１０１は、受信したＧＮＳＳ衛星信号９２に対応する受信信号（言い換えると衛星信号）Ｓ１を、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する。ＧＮＳＳ受信機１００には測位アンテナ１０１が接続されている。ＧＮＳＳ受信機１００は、測位アンテナ１０１から送信された受信信号Ｓ１を受信・取得する。
図１のＧＮＳＳ衛星９１は、ＧＮＳＳ衛星信号９２を発信する。図１では模式図としてＧＮＳＳ衛星９１を１つしか図示していない。受信アンテナである測位アンテナ１０１は、そのＧＮＳＳ衛星信号９２を受信する。測位アンテナ１０１は、受信したＧＮＳＳ衛星信号９２に対応する受信信号（言い換えると衛星信号）Ｓ１を、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する。ＧＮＳＳ受信機１００には測位アンテナ１０１が接続されている。ＧＮＳＳ受信機１００は、測位アンテナ１０１から送信された受信信号Ｓ１を受信・取得する。
【0029】
ＧＮＳＳ受信機１００は、測位アンテナ１０１からの受信信号である衛星信号Ｓ１を解析し、解析結果の信号Ｓ２を、最適化デバイス１０、特にセンサ判別部１０２へ送信する。この解析結果の信号Ｓ２には、後述の観測値５００が含まれている。
【0030】
ＧＮＳＳ受信機１００と測位アンテナ１０１は、一体的に実装されたデバイスであってもよい。また、最適化デバイス１０は、ＧＮＳＳ受信機１００および測位アンテナ１０１と一体的に実装されたデバイスであってもよい。言い換えると、ＧＮＳＳ受信機１００等にこの最適化デバイス１０による機能が実装されていてもよい。
【0031】
［最適化デバイス］
図１の最適化デバイス１０は、構成例として、センサ判別部１０２、評価指標取得部１０３、入出力インタフェース１０４、拘束条件追加部１０５、最適化計算部１０６、観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、評価指標ＤＢ１１１、および電源部１１０といった機能ブロックを有するデバイスである。
図１の最適化デバイス１０は、構成例として、センサ判別部１０２、評価指標取得部１０３、入出力インタフェース１０４、拘束条件追加部１０５、最適化計算部１０６、観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、評価指標ＤＢ１１１、および電源部１１０といった機能ブロックを有するデバイスである。
【0032】
電源部１１０は、バッテリー等の電力に基づいて、最適化デバイス１０の各部に必要な電力を供給する。なお、これに限らず、最適化デバイス１０がコントローラ２０等から電力供給を受けてもよい。
【0033】
図１では、最適化デバイス１０は、移動体２のコントローラ２０とは独立したデバイスとしているが、これに限らず、最適化デバイス１０が移動体２のコントローラ２０に組み込まれたデバイスであってもよい。言い換えると、移動体２のコントローラ２０に、最適化デバイス１０の衛星測位最適化計算の機能が実装されていてもよい。
【0034】
［コンピュータシステム］
図９は、図１の最適化デバイス１０のコンピュータシステム１０としての構成例を示す。最適化デバイス１０は、例えばパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）や組み込みマイコンなどによる実装が可能である。このコンピュータシステム１０は、主にコンピュータ９００によって構成され、コンピュータ９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、不揮発性記憶装置９０３、通信インタフェース９０４、入出力インタフェース９０５、電源９０６などを有し、これらの構成要素は、バス等のアーキテクチャで相互に接続されている。
図９は、図１の最適化デバイス１０のコンピュータシステム１０としての構成例を示す。最適化デバイス１０は、例えばパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）や組み込みマイコンなどによる実装が可能である。このコンピュータシステム１０は、主にコンピュータ９００によって構成され、コンピュータ９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、不揮発性記憶装置９０３、通信インタフェース９０４、入出力インタフェース９０５、電源９０６などを有し、これらの構成要素は、バス等のアーキテクチャで相互に接続されている。
【0035】
例えば、プロセッサ９０１は、不揮発性記憶装置９０３からメモリ９０２に読み出したプログラムに従った処理を実行する。これにより、図１の拘束条件追加部１０５などの各機能ブロックが実行モジュールとして実現される。不揮発性記憶装置９０３には、最適化デバイス１０の電源ＯＦＦ状態においても所定のデータ／情報が消えずに保持される。通信インタフェース９０４には、ＧＮＳＳ受信機１００やコントローラ２０、あるいは外部装置などが接続される。入出力インタフェース９０５は、図１での入出力インタフェース１０４に相当する。入出力インタフェース９０５には、入力デバイス９０７および出力デバイス９０８が外部接続されている。入出力インタフェース９０５に入力デバイス９０７や出力デバイス９０８が内蔵されてもよい。入力デバイス９０７の例は、操作ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル、マイク等である。出力デバイス９０８の例は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカー等である。
【0036】
メモリ９０２、不揮発性記憶装置９０３、または外部記憶装置（例えばディスクやカード）には、設定情報、入力情報、出力情報、処理情報などの、各種のデータが記憶される。例えば、メモリ９０２内に測位結果として移動体２の位置情報の信号Ｓ９に対応するデータが記憶されてもよい。
【0037】
なお、コンピュータ９００に、他の装置として外部装置が接続されてもよい。外部装置の例としては、ユーザのＰＣやスマートフォン等のクライアント端末装置が挙げられる。コンピュータシステム１０は、外部装置と通信して必要なデータ・情報を入出力してもよい。例えば、コンピュータ９００をサーバとし、ユーザのクライアント端末装置との間で、クライアント・サーバシステムが構成されてもよい。その場合、サーバであるコンピュータ９００は主要な処理を担い、ユーザのクライアント端末装置は、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を伴う入出力を担う。サーバは、例えばＧＵＩ画面または当該画面内に表示するためのＧＵＩ情報を例えばＷｅｂページの態様で生成し、ユーザのクライアント端末装置に送信してもよい。ユーザは、クライアント端末装置に表示されたＧＵＩ画面およびＧＵＩ情報を確認でき、必要に応じて指示や設定を入力することができる。クライアント端末装置は、その指示などをサーバであるコンピュータ９００に送信する。コンピュータ９００は、その指示などに従って処理を行い、処理結果を含むＧＵＩ画面／ＧＵＩ情報などをクライアント端末装置に送信する。
【0038】
図９のような構成例に限らず、最適化デバイス１０は、例えば１つ以上のプロセッサおよび１つ以上のメモリ等を備え、それらによって所定の機能に関する処理を実現するデバイスであってもよい。
【0039】
［観測値］
本実施例における観測値５００は、一例として、図２に示すような、衛星情報２０００と、図３に示すような、同時刻における、測位情報３０００と、を有して構成されている。この衛星情報２０００と測位情報３０００は、時刻ごとに対応付けられた情報として有する。
本実施例における観測値５００は、一例として、図２に示すような、衛星情報２０００と、図３に示すような、同時刻における、測位情報３０００と、を有して構成されている。この衛星情報２０００と測位情報３０００は、時刻ごとに対応付けられた情報として有する。
【0040】
図２の衛星情報２０００は、測位衛星であるＧＮＳＳ衛星９１毎の衛星識別番号２００、受信時刻２０１、衛星位置２０２、擬似距離２０３、および搬送波位相２０４を内包している。衛星位置２０２は、ＧＮＳＳ衛星９１の地球座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）での位置座標情報である。
【0041】
図３の測位情報３０００は、観測値ＩＤ３００、測位時刻３０１、移動体２のエポック秒毎の測位座標３０２、移動速度３０３、および推定分散値３０４を内包している。観測値ＩＤ３００は、ＧＮＳＳ受信機１００で受信した時系列順に、観測値５００ごとに紐づけられる通し番号である。図示のＩＤ＝０の行が最新、ＩＤ＝ｎの行が最古であり、ｎ＋１個の測位情報を有する。エポック秒は、ＵＴＣからの経過秒数である。測位時刻３０１をｔ０，ｔ１，……，ｔｎで記載している。なお、測位時刻３０１間の差を、測位間隔ｄｔとする。
【0042】
測位座標３０２は、ＧＮＳＳ受信機１００での測位結果の位置座標である。移動速度３０３は、例えば受信信号である衛星信号Ｓ１（図１）のドップラーシフトによって算出される値である。測位座標３０２および移動速度３０３を算出する座標系は、地球座標系として、例えばEarth Centered Earth Fixed（ＥＣＥＦ）が定める（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交座標系とする。以降、本実施例で記載する位置情報などについては、全て、ＥＣＥＦが定める（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の直交座標系での表現とする。
【0043】
推定分散値３０４は、測位座標３０２の散らばりの大きさ、ばらつきの度合い、を表す情報である。本実施例では、推定分散値３０４を計算する１つの手法としては、例えば衛星測位に使用したＧＮＳＳ衛星９１の幾何学配置から算出される（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の軸毎の予想標準偏差のうちの最大の値を使用する。本実施例では、この予想標準偏差は、ＧＮＳＳ受信機１００によるＧＮＳＳ測位、または最適化デバイス１０の計算によって、得られるとする。予想標準偏差の最大値は、平均値から最も離れる測定値の分布を有するということである。
【0044】
例えば、ＩＤ＝０の行において、推定分散値３０４の列における（Ｘσ，Ｙσ，Ｚσ）の各列は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各軸の推定分散値を示す。これらの（Ｘσ，Ｙσ，Ｚσ）は、算出された各軸の予想標準偏差を有する。そして、それらの（Ｘσ，Ｙσ，Ｚσ）の予想標準偏差のうち、最大値が、推定分散値３０４として使用される。すなわち、後述の観測値５００の選定の際に、この推定分散値３０４が使用される。観測値ＩＤ３００の行ごとに同様である。なお、観測値情報ＤＢ１０８では、推定分散値３０４の列には、少なくとも、予想標準偏差の最大値が保存されればよい。
【0045】
［センサ判別部］
図１のセンサ判別部１０２は、センサであるＧＮＳＳ受信機１００からの衛星信号の解析結果の信号Ｓ２を入力・取得する。センサ判別部１０２は、その信号Ｓ２から、観測値５００を判別し、すなわち図２の衛星情報２０００および図３の測位情報３０００を判別して、その観測値５００のデータ・情報に対応する信号Ｓ３を、観測値情報ＤＢ１０８へ送信・格納する。
図１のセンサ判別部１０２は、センサであるＧＮＳＳ受信機１００からの衛星信号の解析結果の信号Ｓ２を入力・取得する。センサ判別部１０２は、その信号Ｓ２から、観測値５００を判別し、すなわち図２の衛星情報２０００および図３の測位情報３０００を判別して、その観測値５００のデータ・情報に対応する信号Ｓ３を、観測値情報ＤＢ１０８へ送信・格納する。
【0046】
［観測値ＤＢ、拘束条件ＤＢ、および評価指標ＤＢ］
図１０は、データベース（ＤＢ）として図１の観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、および評価指標ＤＢ１１１の構成例を示している。最適化デバイス１０に備える、図９のプロセッサ９０１がアクセスできるメモリ９０２に、観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、および評価指標ＤＢ１１１が保持されている。
図１０は、データベース（ＤＢ）として図１の観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、および評価指標ＤＢ１１１の構成例を示している。最適化デバイス１０に備える、図９のプロセッサ９０１がアクセスできるメモリ９０２に、観測値情報ＤＢ１０８、拘束条件ＤＢ１０９、および評価指標ＤＢ１１１が保持されている。
【0047】
センサ判別部１０２からの信号Ｓ３に含まれる観測値５００は、観測値情報ＤＢ１０８に格納される。本例では、図１０の観測値情報ＤＢ１０８には、観測値５００の観測値情報のデータテーブルＴ５００が格納されている。さらに、観測値情報のデータテーブルＴ５００は、図２のような衛星情報２０００を含むデータテーブルＴ２０００と、図３のような測位情報３０００を含むデータテーブルＴ３０００とを含んでいる、もしくは、リンクなどで関係付けられる。
【0048】
また、図１０の拘束条件ＤＢ１０９の構成例では、拘束条件５０００の拘束条件情報のデータテーブルＴ５０００が格納されている。詳しくは、拘束条件５０００を構成する３種類の拘束条件として、単独拘束５０１の単独拘束情報のデータテーブルＴ５０１と、移動拘束５０２の移動拘束情報のデータテーブルＴ５０２と、相対拘束５０３の相対拘束情報のデータテーブルＴ５０３とが、関連付けて格納されている。
【0049】
また、図１０の評価指標ＤＢ１１１の構成例では、図４のような評価指標４０００の評価指標情報のデータテーブルＴ４０００が格納されている。図１では、評価指標取得部１０３は、外部に評価指標ＤＢ１１１を有し、評価指標ＤＢ１１１内に評価指標４０００の情報を読み書きする。これに限らず、評価指標取得部１０３内に評価指標ＤＢ１１１が統合されていてもよい。
【0050】
なお、最適化デバイス１０に対して外部装置の外部メモリなどに、同様のＤＢなどの情報が保持されてもよい。その他、ＤＢには、システム設定情報またはユーザ設定情報などが設定・格納されてもよい。また、最適化デバイス１０の実装例としてＤＢやデータテーブルを用いる場合を示したが、これに限らず、計算の高速化を図るために他の実装を採用してもよい。
【0051】
［評価指標取得部］
図１の評価指標取得部１０３は、図４に示すような評価指標４０００を取得しメモリに格納する機能を有する。言い換えると、評価指標取得部１０３は、評価指標４０００を設定する機能を有する。評価指標４０００は、拘束条件追加部１０５により観測値５００および拘束条件の選定・最適化を行う際の基準となる情報である。
図１の評価指標取得部１０３は、図４に示すような評価指標４０００を取得しメモリに格納する機能を有する。言い換えると、評価指標取得部１０３は、評価指標４０００を設定する機能を有する。評価指標４０００は、拘束条件追加部１０５により観測値５００および拘束条件の選定・最適化を行う際の基準となる情報である。
【0052】
図４の評価指標４０００は、取得時間窓４００、観測値数４０１、拘束条件数４０２、および最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３を含むデータ・情報である。評価指標４０００は、言い換えると、評価指標設定情報である。なお、演算時間閾値４０５（Ｔth）は、実施の形態１では用いず、後述の実施の形態２で用いる。
【0053】
図１の評価指標取得部１０３は、ユーザまたは外部装置から、入出力インタフェース１０４を通じて入力等された、評価指標情報に対応する信号Ｓ１０を取得する。この評価指標情報の信号Ｓ１０は、図４の評価指標４０００の各列の情報（４００～４０３）のうち少なくとも１つの情報を有する。評価指標取得部１０３は、その評価指標情報の信号Ｓ１０に基づいて、図４のような評価指標４０００を作成し、メモリの評価指標ＤＢ１１１内に保存する。ユーザまたは外部装置は、入出力インタフェース１０４および評価指標取得部１０３を通じて、図４の評価指標４０００の数値の初期設定や変更などを行うことができる。
【0054】
評価指標取得部１０３から拘束条件追加部１０５に供給される信号Ｓ５は、評価指標ＤＢ１１１から読み出された図４の評価指標４０００の情報に対応する。
【0055】
図４で、本実施例では、評価指標４０００の決め方に関する１つの方法としては、予め、ユーザが、対象の移動体２の測位の要件などを鑑みて、入出力インタフェース１０４を介して、評価指標取得部１０３に対し、評価指標４０００を入力・設定する。ユーザによる設定で、図４の評価指標４０００を構成するための情報として、取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、拘束条件数Ｎedge、および最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報などが信号Ｓ１０として入力される。要件は、例えば１回ごとの測位の周期（例えば上限値）、測位精度（例えば下限値）などが挙げられる。このようなユーザ手動設定による方法に限らず、変形例としては、自動設定とすることも可能である。なお、後述のＧＵＩ画面で、上記移動体２の測位の要件も設定および確認できるようにしてもよい。
【0056】
変形例では、図１で、最適化デバイス１０に、入出力インタフェース１０４や図９の通信インタフェース９０４等を通じて、外部装置が接続される。その外部装置から、評価指標情報、もしくは、評価指標を決定できる別の情報（例えば移動体２の測位の要件の情報）を入力し、入力情報に基づいて、評価指標取得部１０３が評価指標４０００を設定する。外部装置に限らず、コントローラ２０から、評価指標情報などを入力するようにしてもよい。
【0057】
本実施例では、最適化デバイス１０に、評価指標取得部１０３による評価指標４０００を設定する機能を備えているが、これに限らず可能である。変形例では、この設定機能を、コントローラ２０や移動体２や外部装置などに備えてもよい。その場合、最適化デバイス１０は、コントローラ２０、移動体２、または外部装置に備える設定機能に対し、アクセスして、評価指標情報を参照するようにしてもよい。
【0058】
［入出力インタフェース］
入出力インタフェース１０４は、最適化デバイス１０に対する入力および出力を行うインタフェースであり、例えば信号Ｓ１０を入力するための入力デバイスや、評価指標４０００等の情報を出力するための出力デバイスが接続される。本実施例では、入出力インタフェース１０４は、特に、評価指標取得部１０３と接続されており、評価指標取得部１０３に対する評価指標４０００などの情報の設定のための入力、および、設定されている評価指標４０００などの情報の確認のための出力、に用いることができる。なお、最適化デバイス１０に入力デバイスや出力デバイスを内蔵してもよい。入出力インタフェース１０４や図９の通信インタフェース９０４を、最適化デバイス１０とは別の装置で実装してもよい。入出力インタフェース１０４は、人であるユーザによる入力、および当該ユーザに対する出力（例えば画面表示や音声出力など）を行うためのインタフェースとしてもよい。これに限らず、入出力インタフェース１０４は、所定の外部装置による自動的な入力や出力を行うためのインタフェースとしてもよい。移動体２のコントローラ２０が入出力インタフェース１０４を有していて、その入出力インタフェース１０４を代わりに使用してもよい。
入出力インタフェース１０４は、最適化デバイス１０に対する入力および出力を行うインタフェースであり、例えば信号Ｓ１０を入力するための入力デバイスや、評価指標４０００等の情報を出力するための出力デバイスが接続される。本実施例では、入出力インタフェース１０４は、特に、評価指標取得部１０３と接続されており、評価指標取得部１０３に対する評価指標４０００などの情報の設定のための入力、および、設定されている評価指標４０００などの情報の確認のための出力、に用いることができる。なお、最適化デバイス１０に入力デバイスや出力デバイスを内蔵してもよい。入出力インタフェース１０４や図９の通信インタフェース９０４を、最適化デバイス１０とは別の装置で実装してもよい。入出力インタフェース１０４は、人であるユーザによる入力、および当該ユーザに対する出力（例えば画面表示や音声出力など）を行うためのインタフェースとしてもよい。これに限らず、入出力インタフェース１０４は、所定の外部装置による自動的な入力や出力を行うためのインタフェースとしてもよい。移動体２のコントローラ２０が入出力インタフェース１０４を有していて、その入出力インタフェース１０４を代わりに使用してもよい。
【0059】
また、ユーザまたは外部装置あるいはコントローラ２０等は、入出力インタフェース１０４および評価指標取得部１０３を通じて、最適化デバイス１０の機能、すなわち衛星測位の最適化計算の機能のＯＮ／ＯＦＦの情報を入力することができる。この情報は、図４の最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３に、ＯＮまたはＯＦＦの値として設定される。ＯＮは機能が有効、ＯＦＦは機能が無効であることを表している。
【0060】
入出力インタフェース１０４を通じて、評価指標取得部１０３に対し、最適化デバイスＯＮ情報が入力／設定された場合には、そのＯＮ情報に従って、最適化デバイス１０の機能が有効の状態にされる。図９のプロセッサ９０１は、最適化デバイス１０の機能を、有効の状態にする。すなわち、有効の状態では、図１でのセンサ判別部１０２から最適化計算部１０６までを含む流れの処理が実行される。入出力インタフェース１０４を通じて、評価指標取得部１０３に対し、最適化デバイスＯＦＦ情報が入力／設定された場合には、そのＯＦＦ情報に従って、最適化デバイス１０の機能が無効の状態にされる。プロセッサ９０１は、当該機能を無効の状態にする。
【0061】
また、上記最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報は、ユーザや外部装置やコントローラ２０からＯＮ／ＯＦＦの指示や設定ができる形態に限らずに、例えば最適化デバイス１０の電源のＯＮ／ＯＦＦと直接的に紐づいて入力される形態としてもよい。すなわち、図１の電源部１１０を通じて、最適化デバイス１０の電源がＯＮの状態にされた場合には、自動的に、最適化デバイス１０の上記機能が有効の状態にされる。最適化デバイス１０の電源がＯＦＦの状態にされた場合には、自動的に、最適化デバイス１０の上記機能が無効の状態にされる。また、例えば、デフォルト設定では最適化デバイス１０の機能をＯＮ状態にしておき、例外的にユーザまたは外部装置等から指示が入力された場合に、一時的に当該機能をＯＦＦ状態にすること、も可能である。あるいは、デフォルト設定では最適化デバイス１０の機能をＯＦＦ状態にしておき、例外的にユーザまたは外部装置等から指示が入力された場合に、一時的に当該機能をＯＮ状態にすること、も可能である。
【0062】
［拘束条件追加部］
図１の拘束条件追加部１０５は、観測値情報ＤＢ１０８から、時系列での観測値５００の信号Ｓ４を受信・取得する。また、拘束条件追加部１０５は、評価指標取得部１０３から、評価指標４０００の信号Ｓ５を受信・取得する。拘束条件追加部１０５は、取得した観測値５００と評価指標４０００とに基づいて、観測値５００の選定と拘束条件の作成・選定の処理を行う。拘束条件追加部１０５は、言い換えると、拘束条件作成部、拘束条件選定部である。なお、観測値５００の選定と、拘束条件の選定とで、２つの機能ブロックに分けて構成してもよい。
図１の拘束条件追加部１０５は、観測値情報ＤＢ１０８から、時系列での観測値５００の信号Ｓ４を受信・取得する。また、拘束条件追加部１０５は、評価指標取得部１０３から、評価指標４０００の信号Ｓ５を受信・取得する。拘束条件追加部１０５は、取得した観測値５００と評価指標４０００とに基づいて、観測値５００の選定と拘束条件の作成・選定の処理を行う。拘束条件追加部１０５は、言い換えると、拘束条件作成部、拘束条件選定部である。なお、観測値５００の選定と、拘束条件の選定とで、２つの機能ブロックに分けて構成してもよい。
【0063】
拘束条件追加部１０５は、図４の取得時間窓Ｔwinの範囲内にある複数の観測値５００から、観測値数Ｎnodeを上限とするように、複数の観測値５００、つまり観測値数Ｎnodeに対応する個数の観測値５００を選定する。拘束条件追加部１０５は、選定した複数の観測値５００に対し、拘束条件数Ｎedgeを上限とするように、複数の拘束条件、つまり拘束条件数Ｎedgeに対応する個数の拘束条件を、追加によって作成する。本実施例で用いる拘束条件の情報および繋ぎ方については後述する。
【0064】
拘束条件追加部１０５は、選定した観測値５００に対し追加作成した拘束条件の情報を、最適化計算部１０６および拘束条件ＤＢ１０９に送信する。拘束条件追加部１０５は、当該観測値５００および拘束条件の情報に対応する信号Ｓ８を、最適化計算部１０６に送信し、同じである当該拘束条件の情報に対応する信号Ｓ６を、拘束条件ＤＢ１０９に送信する。
【0065】
拘束条件ＤＢ１０９は、当該拘束条件の情報に対応する信号Ｓ６を受信・取得し、図１０のように、当該情報を、拘束条件５０００として格納する。拘束条件５０００は、詳しくは、図６の単独拘束５０１、図７の移動拘束５０２、図８の相対拘束５０３を有する。
【0066】
また、本実施例では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件５０００について、作成前に、拘束条件ＤＢ１０９内に、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件の情報が有るか無いかを、確認・検索する。言い換えると、拘束条件追加部１０５は、同一の拘束条件が保存済みか否かを確認する。拘束条件追加部１０５は、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件情報が拘束条件ＤＢ１０９内に有る場合、言い換えると保存済みである場合には、拘束条件ＤＢ１０９内の当該同一の拘束条件を参照・取得してもよい。これにより、作成予定の拘束条件についての作成の計算を省略してもよい。本実施例では、後述のフローに示すように、この確認と省略が適時に行われる。
【0067】
拘束条件追加部１０５は、適時に拘束条件ＤＢ１０９から拘束条件情報を読み出して信号Ｓ７として取得することができる。例えば、拘束条件追加部１０５は、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件情報が拘束条件ＤＢ１０９内に無い場合には、当該拘束条件を作成し、信号Ｓ６として拘束条件ＤＢ１０９内に格納する。例えば、拘束条件追加部１０５は、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件情報が拘束条件ＤＢ１０９内に有る場合には、当該拘束条件を作成せず、拘束条件ＤＢ１０９内から当該同一の拘束条件情報を信号Ｓ７として読み出して取得する。
【0068】
なお、拘束条件追加部１０５から、作成した拘束条件の情報を、直接的に、最適化計算部１０６に送信しているが、これに限らなくてもよい。拘束条件追加部１０５から、作成した拘束条件の情報を、拘束条件ＤＢ１０９に格納し、その後、最適化計算部１０６が、拘束条件ＤＢ１０９から、当該拘束条件の情報を参照・取得するようにしてもよい。
【0069】
［最適化計算部］
図１の最適化計算部１０６は、拘束条件追加部１０５から受信した、観測値５００および拘束条件５０００を含む信号Ｓ８に基づいて、最適化計算処理を行う。最適化計算部１０６は、それらの観測値５００および拘束条件５０００を用いて、後述の目的関数を作成し、目的関数に含まれる誤差の総和が最小となるように、観測値５００の位置情報を調整する、最適化計算を行う。最適化計算部１０６は、調整後の観測値５００の位置情報、言い換えると、衛星測位の位置情報の補正結果を、移動体２の位置情報の信号Ｓ９として、コントローラ２０へ送信・出力する。この移動体２の位置情報の信号Ｓ９は、言い換えると、最適化デバイス１０の出力信号である。この信号Ｓ９における位置情報としては、以下のような位置情報が算出されるものとする。すなわち、観測値５００のうち少なくとも測位時刻３０１（図３）が最新の観測値５００、についての位置情報が算出される。なお、最適化計算部１０６は、観測値情報ＤＢ１０８から拘束条件追加部１０５を通じて、観測値５００の情報を信号Ｓ８の一部として取得する。これに限らず、最適化計算部１０６は、拘束条件追加部１０５からは拘束条件５０００の情報のみを取得し、別途、観測値情報ＤＢ１０８から観測値５００の情報を参照するようにしてもよい。
図１の最適化計算部１０６は、拘束条件追加部１０５から受信した、観測値５００および拘束条件５０００を含む信号Ｓ８に基づいて、最適化計算処理を行う。最適化計算部１０６は、それらの観測値５００および拘束条件５０００を用いて、後述の目的関数を作成し、目的関数に含まれる誤差の総和が最小となるように、観測値５００の位置情報を調整する、最適化計算を行う。最適化計算部１０６は、調整後の観測値５００の位置情報、言い換えると、衛星測位の位置情報の補正結果を、移動体２の位置情報の信号Ｓ９として、コントローラ２０へ送信・出力する。この移動体２の位置情報の信号Ｓ９は、言い換えると、最適化デバイス１０の出力信号である。この信号Ｓ９における位置情報としては、以下のような位置情報が算出されるものとする。すなわち、観測値５００のうち少なくとも測位時刻３０１（図３）が最新の観測値５００、についての位置情報が算出される。なお、最適化計算部１０６は、観測値情報ＤＢ１０８から拘束条件追加部１０５を通じて、観測値５００の情報を信号Ｓ８の一部として取得する。これに限らず、最適化計算部１０６は、拘束条件追加部１０５からは拘束条件５０００の情報のみを取得し、別途、観測値情報ＤＢ１０８から観測値５００の情報を参照するようにしてもよい。
【0070】
［コントローラ］
コントローラ２０は、最適化デバイス１０の最適化計算部１０６から移動体２の位置情報の信号Ｓ９を受信・入力する。コントローラ２０は、この信号Ｓ９の位置情報に基づいて、所定の制御として、移動体２の速度や進行方向等の制御を行う機能を有する。
コントローラ２０は、最適化デバイス１０の最適化計算部１０６から移動体２の位置情報の信号Ｓ９を受信・入力する。コントローラ２０は、この信号Ｓ９の位置情報に基づいて、所定の制御として、移動体２の速度や進行方向等の制御を行う機能を有する。
【0071】
［拘束条件の種類と因子グラフの定義］
つぎに、因子グラフを用いた測位の方法における拘束条件の種類などについて説明する。本実施例では、因子グラフを構成する拘束条件として、図６の単独拘束５０１、図７の移動拘束５０２、および図８の相対拘束５０３の３種類の拘束条件を使用する。ここでは、３種類の拘束条件の内容と繋ぎ方について述べる。図５Ａおよび図５Ｂには複数の観測値５００の例、図５Ｃには３種類の拘束条件における各拘束条件と観測値との繋ぎ方の例を示している。
つぎに、因子グラフを用いた測位の方法における拘束条件の種類などについて説明する。本実施例では、因子グラフを構成する拘束条件として、図６の単独拘束５０１、図７の移動拘束５０２、および図８の相対拘束５０３の３種類の拘束条件を使用する。ここでは、３種類の拘束条件の内容と繋ぎ方について述べる。図５Ａおよび図５Ｂには複数の観測値５００の例、図５Ｃには３種類の拘束条件における各拘束条件と観測値との繋ぎ方の例を示している。
【0072】
図５Ａは、例えば、観測値５００として複数の観測値５００が、時系列順に、１番目から６番目まで並ぶ場合を示している。本例では、６個の観測値５００として、観測値５００－１，……，５００－６がある。時系列、言い換えると時間軸は、図面での左から右への方向とする。例えば、１番目の観測値５００が時間的に先に到来した最古の値であり、６番目の観測値５００が時間的に後に到来した最新の値である。本図面では、各観測値５００を、識別のための数字を丸印で囲んだ、ノードの表現で図示している。丸印内の数字は順番／識別番号を表している。
【0073】
図５Ａの６個の観測値５００は、１回（言い換えるとエポック）の測位の処理の際に対象として扱う複数の観測値５００の例である。図４の取得時間窓Ｔwinの範囲内に入る観測値５００の数が例えば６個ということである。取得時間窓Ｔwinは、１回（エポック）の測位の処理対象とする複数個の観測値５００を取得するための時間範囲を規定する情報である。最適化デバイス１０は、観測値５００の時系列データにおいて、取得時間窓Ｔwinの範囲内での個数まで、最新の観測値５００から複数個の観測値５００を取得する。
【0074】
入力として例えば図５Ａの６個の観測値５００がある場合に、最適化デバイス１０（特に拘束条件追加部１０５）は、はじめに、使用する観測値５００の数を、評価指標４０００に基づいた上限数までに選定する。この際、最適化デバイス１０は、前述の図３の推定分散値３０４（つまり予想標準偏差の最大値）に基づいて、使用する観測値５００の数を、上限数である図４の観測値数Ｎnodeに対応する個数まで選定する。ここでは、観測値数Ｎnodeが５個であるとする。最適化デバイス１０は、図５Ａの６個の観測値５００から、推定分散値３０４が小さい順に、５個の観測値５００を選択する。言い換えると、最適化デバイス１０は、図５Ａの６個の観測値５００から、推定分散値３０４が大きい１つの観測値５００を除外する。本例では、選定の結果、３番目の観測値５００－３が取り除かれた場合を考える。上限数までの観測値５００の選定方法の詳細については後述する。
【0075】
図５Ｂは、図５Ａから選定後の複数（５個）の観測値５００を示す。最適化デバイス１０、特に拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００について、拘束条件５０００を作成する。作成する拘束条件５０００として、図６の単独拘束５０１、図７の移動拘束５０２、および図８の相対拘束５０３の３種類の拘束条件を使用する。
【0076】
図５Ｃは、図５Ｂの選定後の観測値５００に対し、単独拘束５０１、移動拘束５０２、および相対拘束５０３の３種類の拘束条件を作成した際の、因子グラフの構成例を示している。それぞれの拘束条件は、観測値５００のノードに接続されるリンクの線として表現されている。また、単独拘束５０１には小さい四角印を付与し、移動拘束５０２には小さい三角印を付与し、相対拘束５０３には小さい丸印を付与して図示している。図５Ｃのような、観測値５００のノードと拘束条件５０００のリンクで表現されたデータは、因子グラフに相当する。
【0077】
それぞれの観測値５００ごとに単独拘束５０１が作成される。本例では、５個の観測値５００｛１，２，４，５，６｝に対応して、図示の５個の単独拘束５０１｛５０１－１，……，５０１－５｝が作成されている。また、時系列上で隣接するそれぞれの観測値５００間に、移動拘束５０２が作成される。本例では、５個の観測値５００に対応して、図示の４個の移動拘束５０２｛５０２－１，……，５０２－４｝が作成されている。
【0078】
さらに、時系列上で選択された観測値５００同士を繋ぐように相対拘束５０３が作成される。本例では、図示の３個の相対拘束５０３｛５０３－１，……，５０３－３｝が作成されている。相対拘束５０３－１は、２番目の観測値５００－２と５番目の観測値５００－５とを接続している。相対拘束５０３－２は、４番目の観測値５００－２と６番目の観測値５００－６とを接続している。相対拘束５０３－３は、２番目の観測値５００－２と６番目の観測値５００－６とを接続している。
【0079】
［単独拘束］
図６は、単独拘束５０１を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０１に対応する。図６の単独拘束５０１は、観測値ＩＤ６０１、測位時刻６０２、単独位置６０３を有する。単独拘束５０１は、図６に示すように、衛星測位の位置情報を含んだデータテーブルとして表現できる。衛星測位の位置情報は、測位時刻６０２および単独位置６０３であり、単独位置６０３は、図３の測位座標３０２と同じ情報である。単独拘束５０１は、図５Ｃに示したように、観測値ＩＤ６０１で識別される観測値５００ごとに個別に作成される。なお、作成された単独拘束５０１については、拘束条件ＤＢ１０９への情報の保存を省略することも可能である。
図６は、単独拘束５０１を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０１に対応する。図６の単独拘束５０１は、観測値ＩＤ６０１、測位時刻６０２、単独位置６０３を有する。単独拘束５０１は、図６に示すように、衛星測位の位置情報を含んだデータテーブルとして表現できる。衛星測位の位置情報は、測位時刻６０２および単独位置６０３であり、単独位置６０３は、図３の測位座標３０２と同じ情報である。単独拘束５０１は、図５Ｃに示したように、観測値ＩＤ６０１で識別される観測値５００ごとに個別に作成される。なお、作成された単独拘束５０１については、拘束条件ＤＢ１０９への情報の保存を省略することも可能である。
【0080】
［移動拘束］
図７は、移動拘束５０２を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０２に対応する。図７の移動拘束５０２は、第１観測値ＩＤ７０１、第２観測値ＩＤ７０２、移動ベクトル７０３を有する。移動拘束５０２は、図７に示すように、時系列順で隣接する２つの観測値５００の第１観測値ＩＤ７０１と第２観測値ＩＤ７０２との間における、衛星測位間の移動ベクトル７０３を含んだテーブルとして表現できる。移動ベクトル７０３は、図３の移動速度３０３から作成できる。移動拘束５０２は、図５Ｃに示したように、時系列順に並べられた選定後の観測値５００間を結ぶように算出される。
図７は、移動拘束５０２を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０２に対応する。図７の移動拘束５０２は、第１観測値ＩＤ７０１、第２観測値ＩＤ７０２、移動ベクトル７０３を有する。移動拘束５０２は、図７に示すように、時系列順で隣接する２つの観測値５００の第１観測値ＩＤ７０１と第２観測値ＩＤ７０２との間における、衛星測位間の移動ベクトル７０３を含んだテーブルとして表現できる。移動ベクトル７０３は、図３の移動速度３０３から作成できる。移動拘束５０２は、図５Ｃに示したように、時系列順に並べられた選定後の観測値５００間を結ぶように算出される。
【0081】
図７の下部には移動拘束５０２の計算式である式１として、Ｖａｂ＝Σｖｉｄｔ（ｉ＝ａ～ｂ）を示している。２つの観測値５００をａ，ｂとし、移動ベクトルをＶａｂとした場合に、当該移動ベクトルＶａｂは、観測値５００に含まれる図３の移動速度３０３（ｖｉとする）と観測値５００の測位間隔ｄｔを用いて、式１によって算出される。
【0082】
例として、図５Ｂ、図５Ｃで、２番目の観測値５００－２と４番目の観測値５００－４との隣り合った２つの観測値５００について、これらの２つの観測値５００を結ぶ移動拘束５０２－２は、取り除かれた観測値５００－３を含め、２番目，３番目，４番目の観測値５００（５００－２，５００－３，５００－４）毎に、移動速度ｖｉと測位間隔ｄｔの積を算出し、これらの積を合成することで、算出される。
【0083】
［相対拘束］
図８は、相対拘束５０３を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０３に対応する。相対拘束５０３は、第１観測値ＩＤ８０１、第２観測値ＩＤ８０２、相対位置８０３を有する。相対拘束５０３は、図８に示すように、２つの観測値５００の第１観測値ＩＤ８０１と第２観測値ＩＤ８０２との間の相対位置８０３を含んだテーブルとして表現できる。相対位置８０３は、選択された２つの観測値５００に対し、当該観測値５００に内包した図２の衛星情報２０００を用いた相対測位を実施することで算出される。拘束条件追加部１０５は、この相対位置８０３を作成・格納する。なお、図８のテーブルでは、２つの観測値５００の組み合わせのすべてが行として用意されており、選択された観測値５００の組み合わせの行に情報が格納されればよい。これに限らず、選択された観測値５００の組み合わせのみが行として作成されてもよい。また、観測値５００の選択有無を１／０で設定するようにしてもよい。
図８は、相対拘束５０３を表すデータテーブルであり、図１０でのデータテーブルＴ５０３に対応する。相対拘束５０３は、第１観測値ＩＤ８０１、第２観測値ＩＤ８０２、相対位置８０３を有する。相対拘束５０３は、図８に示すように、２つの観測値５００の第１観測値ＩＤ８０１と第２観測値ＩＤ８０２との間の相対位置８０３を含んだテーブルとして表現できる。相対位置８０３は、選択された２つの観測値５００に対し、当該観測値５００に内包した図２の衛星情報２０００を用いた相対測位を実施することで算出される。拘束条件追加部１０５は、この相対位置８０３を作成・格納する。なお、図８のテーブルでは、２つの観測値５００の組み合わせのすべてが行として用意されており、選択された観測値５００の組み合わせの行に情報が格納されればよい。これに限らず、選択された観測値５００の組み合わせのみが行として作成されてもよい。また、観測値５００の選択有無を１／０で設定するようにしてもよい。
【0084】
【0085】
［相対測位］
図８の相対拘束５０３の作成の際には、最適化デバイス１０の拘束条件追加部１０５が、観測値５００のデータに基づいて、相対測位の処理を実行する。この相対測位は、公知技術を適用でき、詳細説明を省略する。この相対測位は、簡単に説明すると、図１のＧＮＳＳ衛星９１の位置を基準として、ＧＮＳＳ衛星９１からのＧＮＳＳ衛星信号９２がＧＮＳＳ受信機１００のそれぞれの受信位置（例えば２つの点）に到達する際の時間差を測定し、当該２つの点の間の相対的な位置関係を求める方法である。
図８の相対拘束５０３の作成の際には、最適化デバイス１０の拘束条件追加部１０５が、観測値５００のデータに基づいて、相対測位の処理を実行する。この相対測位は、公知技術を適用でき、詳細説明を省略する。この相対測位は、簡単に説明すると、図１のＧＮＳＳ衛星９１の位置を基準として、ＧＮＳＳ衛星９１からのＧＮＳＳ衛星信号９２がＧＮＳＳ受信機１００のそれぞれの受信位置（例えば２つの点）に到達する際の時間差を測定し、当該２つの点の間の相対的な位置関係を求める方法である。
【0086】
これに限らず、相対測位とは別の方法や別のセンサ値を用いて、観測値５００間の相対位置８０３を算出するようにしてもよい。
【0087】
［観測値および拘束条件の重複について］
なお、図５Ａは、ある時点（例えば第１の時点とする）で得られる６個の観測値５００を例示している。次の時点（例えば第２の時点とする）では、新たな観測値５００、例えば７番目の観測値５００が得られる。この次の時点（第２の時点）では、同様に６個の観測値５００を扱う場合に、１回の測位の処理の対象は、２番目から７番目までの６個の観測値５００となる。以降の各時点でも同様である。最適化デバイス１０は、各時点で同様に処理を行えばよい。
なお、図５Ａは、ある時点（例えば第１の時点とする）で得られる６個の観測値５００を例示している。次の時点（例えば第２の時点とする）では、新たな観測値５００、例えば７番目の観測値５００が得られる。この次の時点（第２の時点）では、同様に６個の観測値５００を扱う場合に、１回の測位の処理の対象は、２番目から７番目までの６個の観測値５００となる。以降の各時点でも同様である。最適化デバイス１０は、各時点で同様に処理を行えばよい。
【0088】
また、例えば第１の時点での６個の観測値５００に対し、拘束条件５０００（例えば図５Ｃ）が作成され、作成された拘束条件５０００の情報が、拘束条件ＤＢ１０９内に保存されたとする。次の第２の時点での６個の観測値５００に対し、同様に、拘束条件が作成される。その際に、第１の時点と第２の時点では、一部の観測値５００、つまり２番目から６番目までの観測値５００が同一として重複している。よって、第２の時点で作成される拘束条件５０００も、一部は、第１の時点で作成された拘束条件５０００と同一のものとなる場合がある。そのため、その同一の拘束条件５０００については、再度作成処理を行う必要は無く、前述のように、拘束条件ＤＢ１０９内の同一の拘束条件情報を参照・使用すれば済む。
【0089】
図５Ｄの例は、図５Ｃに対し、次の時点である第２の時点で、新たな観測値５００、例えば７番目の観測値５００（５００－７）が得られた状態を示している。第２の時点に対応する回では、図示のように拘束条件５０００が作成されたとする。破線・白色は前回作成済みの拘束条件５０００に対して重複している部分であり、実線・黒色が今回新たに作成された拘束条件５０００の部分であり、前回とは重複していない部分である。新たに作成された部分は、単独拘束５０１－６、移動拘束５０２－５、相対拘束５０３－４である。この場合、重複している部分については、拘束条件ＤＢ１０９内の同一の拘束条件情報を参照・使用すれば済む。
【0090】
［拘束条件の選定］
つぎに、拘束条件追加部１０５における拘束条件の選定のアルゴリズム、言い換えると処理ロジック等について説明する。
つぎに、拘束条件追加部１０５における拘束条件の選定のアルゴリズム、言い換えると処理ロジック等について説明する。
【0091】
図５Ｃのような因子グラフでは、繋がっている拘束条件５０００（特に相対拘束５０３）が少ない観測値５００が連続する部分がある場合に、測位精度が低下する。説明上、繋がっている拘束条件５０００が少ない観測値５００を、特に相対拘束５０３との接続数が最小の観測値５００を、観測値Ｎminとも記載する。よって、過去情報量や拘束条件５０００の数が同じ場合でも、繋がる拘束条件５０００が少ない観測値５００が連続で隣り合わないように因子グラフを構成することで、つまりそうなるように拘束条件５０００を選定することで、測位精度を維持または向上させることができる。
【0092】
本実施例での拘束条件選定アルゴリズムでは、図５Ｂのように観測値５００を選定し、単独拘束５０１と移動拘束５０２を作成した後に、拘束条件追加部１０５は、相対拘束５０３の選定を行う。拘束条件追加部１０５は、その選定として、因子グラフにおいて、繋がる拘束条件５０００（特に相対拘束５０３）が少ない観測値５００が時系列で連続している箇所が、最も少なくなるように、作成予定の相対拘束５０３を選択・設定していく。詳しくは後述の図１３Ａ～図１３Ｆに示される。このようなアルゴリズムによって、観測値５００や拘束条件５０００の数に上限を設ける場合でも、適切にこれらを選定し、演算負荷を低減しつつ、測位精度を維持または向上させることができる。
【0093】
［全体フロー］
図１１Ａおよび図１１Ｂは、実施の形態１の測位システム１における動作や処理の全体フローを示す。図１の最適化デバイス１０は、本フローに従って動作や処理を実行する。本フローは、後述の図１２Ａ～図１２Ｃのようなフローの処理（観測値５００および拘束条件５０００の選定等）を用いて、測位精度を維持したまま演算負荷の低減を実現するような測位を行う全体フローを示している。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、実施の形態１の測位システム１における動作や処理の全体フローを示す。図１の最適化デバイス１０は、本フローに従って動作や処理を実行する。本フローは、後述の図１２Ａ～図１２Ｃのようなフローの処理（観測値５００および拘束条件５０００の選定等）を用いて、測位精度を維持したまま演算負荷の低減を実現するような測位を行う全体フローを示している。
【0094】
図１１Ａのフローは、図１の最適化デバイス１０において例えば電源ＯＮの場合に起動される。例えば、ユーザが、入出力インタフェース１０４を介して、操作入力を行うことで、最適化デバイスＯＮ情報を信号Ｓ１０として入力する。評価指標取得部１０３は、信号Ｓ１０に基づいて、評価指標ＤＢ１１１の図４の評価指標４０００の最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３をＯＮにする。最適化デバイスＯＮ情報をトリガーとして、最適化デバイス１０は、図１１Ａおよび図１１Ｂのフローの処理を実行する。このフローの処理は、最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３がＯＦＦになるまで、継続的に繰り返し実行される。例えば、ユーザが、入出力インタフェース１０４を介して、操作入力を行い、最適化デバイスＯＦＦ情報を信号Ｓ１０として入力する。評価指標取得部１０３は、図４の評価指標４０００の最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３をＯＦＦにする。この最適化デバイスＯＦＦ情報をトリガーとして、最適化デバイス１０は、本フローの処理を停止する。
【0095】
本フローの処理は、上記ユーザによる最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３の操作に限らずに、最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３の設定に基づいて自動的に実行を切り替えることも可能である。例えば、外部装置が、入出力インタフェース１０４を介して、最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３にＯＮまたはＯＦＦを設定してもよい。
【0096】
［Ｓ１００］
図１１Ａで、ステップＳ１００では、最適化デバイス１０は、評価指標取得部１０３において最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３を確認し、ＯＮの場合には、ループのステップＳ１０１～Ｓ１１１の処理を繰り返し実行する。
図１１Ａで、ステップＳ１００では、最適化デバイス１０は、評価指標取得部１０３において最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３を確認し、ＯＮの場合には、ループのステップＳ１０１～Ｓ１１１の処理を繰り返し実行する。
【0097】
［Ｓ１０１］
ステップＳ１０１では、評価指標取得部１０３は、入出力インタフェース１０４を通じて例えばユーザが入力／設定した図４の評価指標４０００における取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeを取得する。ユーザからの入力が無い場合には、評価指標取得部１０３の評価指標ＤＢ１１１にすでに保存されている評価指標４０００の数値、例えば初期設定値、をそのまま用いる。
ステップＳ１０１では、評価指標取得部１０３は、入出力インタフェース１０４を通じて例えばユーザが入力／設定した図４の評価指標４０００における取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeを取得する。ユーザからの入力が無い場合には、評価指標取得部１０３の評価指標ＤＢ１１１にすでに保存されている評価指標４０００の数値、例えば初期設定値、をそのまま用いる。
【0098】
［Ｓ１０２］
ステップＳ１０２では、測位アンテナ１０１においてＧＮＳＳ衛星９１からのＧＮＳＳ衛星信号９２を受信し、この受信信号である衛星信号に対応する信号Ｓ１を、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する。このとき、測位アンテナ１０１において、受信する衛星信号の他に、測位結果を補正する補正情報を持つ補正信号も受信して、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信してもよい。また、測位アンテナ１０１の他に、補正情報を持つ補正信号を受信する受信装置を用意し、この受信装置で受信した補正情報を持つ補正信号を、測位アンテナ１０１で受信した衛星信号と併せて、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する、といった形態としてもよい。
ステップＳ１０２では、測位アンテナ１０１においてＧＮＳＳ衛星９１からのＧＮＳＳ衛星信号９２を受信し、この受信信号である衛星信号に対応する信号Ｓ１を、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する。このとき、測位アンテナ１０１において、受信する衛星信号の他に、測位結果を補正する補正情報を持つ補正信号も受信して、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信してもよい。また、測位アンテナ１０１の他に、補正情報を持つ補正信号を受信する受信装置を用意し、この受信装置で受信した補正情報を持つ補正信号を、測位アンテナ１０１で受信した衛星信号と併せて、ＧＮＳＳ受信機１００へ送信する、といった形態としてもよい。
【0099】
［Ｓ１０３］
ステップＳ１０３では、ＧＮＳＳ受信機１００において、受信した衛星信号に対応する信号Ｓ１を解析し、解析結果の信号Ｓ２を、センサ判別部１０２へ送信する。この解析結果の信号Ｓ２には、前述の観測値５００、具体的には図２の衛星情報２０００および図３の測位情報３０００が含まれる。また、ＧＮＳＳ受信機１００が上記補正情報を持つ補正信号を受信している場合には、ＧＮＳＳ受信機１００において、この補正情報を用いて、観測値５００を補正したうえで、解析結果の信号Ｓ２を作成してもよい。
ステップＳ１０３では、ＧＮＳＳ受信機１００において、受信した衛星信号に対応する信号Ｓ１を解析し、解析結果の信号Ｓ２を、センサ判別部１０２へ送信する。この解析結果の信号Ｓ２には、前述の観測値５００、具体的には図２の衛星情報２０００および図３の測位情報３０００が含まれる。また、ＧＮＳＳ受信機１００が上記補正情報を持つ補正信号を受信している場合には、ＧＮＳＳ受信機１００において、この補正情報を用いて、観測値５００を補正したうえで、解析結果の信号Ｓ２を作成してもよい。
【0100】
［Ｓ１０４］
ステップＳ１０４では、センサ判別部１０２において、ＧＮＳＳ受信機１００から受信した解析結果の信号Ｓ２から、観測値５００を抽出・作成し、観測値５００の信号Ｓ３を観測値情報ＤＢ１０８に送信・格納する。
ステップＳ１０４では、センサ判別部１０２において、ＧＮＳＳ受信機１００から受信した解析結果の信号Ｓ２から、観測値５００を抽出・作成し、観測値５００の信号Ｓ３を観測値情報ＤＢ１０８に送信・格納する。
【0101】
［Ｓ１０５］
ステップＳ１０５では、拘束条件追加部１０５において、評価指標取得部１０３の評価指標ＤＢ１１１から、信号Ｓ５として、評価指標４０００における取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeを取得する。
ステップＳ１０５では、拘束条件追加部１０５において、評価指標取得部１０３の評価指標ＤＢ１１１から、信号Ｓ５として、評価指標４０００における取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeを取得する。
【0102】
［Ｓ１０６］
ステップＳ１０６では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８に保存されている観測値５００を参照し、観測値５００の観測値ＩＤ３００（図３）に基づいて、観測値５００の更新（言い換えると追加）の有無を確認する。観測値５００に更新が無い場合、例えば新たな観測値ＩＤ３００を持つ観測値５００の追加が無い場合（Ｓ１０６－Ｎ）には、このエポックでの全体フローを完了し、ループの最後のステップＳ１１１に遷移する。エポックは、衛星から同時に受信する信号の単位や、データの周期や取得数である。また、最適化デバイス１０は、ステップＳ１０６で確認した観測値情報ＤＢ１０８内の観測値ＩＤ３００の一覧を、拘束条件追加部１０５のメモリ等に保存し、次回のエポックでのステップＳ１０６の更新確認の際に当該一覧を読み出して使用する。観測値５００に更新が有る場合（Ｓ１０６－Ｙ）には、図１１ＢのステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０６では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８に保存されている観測値５００を参照し、観測値５００の観測値ＩＤ３００（図３）に基づいて、観測値５００の更新（言い換えると追加）の有無を確認する。観測値５００に更新が無い場合、例えば新たな観測値ＩＤ３００を持つ観測値５００の追加が無い場合（Ｓ１０６－Ｎ）には、このエポックでの全体フローを完了し、ループの最後のステップＳ１１１に遷移する。エポックは、衛星から同時に受信する信号の単位や、データの周期や取得数である。また、最適化デバイス１０は、ステップＳ１０６で確認した観測値情報ＤＢ１０８内の観測値ＩＤ３００の一覧を、拘束条件追加部１０５のメモリ等に保存し、次回のエポックでのステップＳ１０６の更新確認の際に当該一覧を読み出して使用する。観測値５００に更新が有る場合（Ｓ１０６－Ｙ）には、図１１ＢのステップＳ１０７に進む。
【0103】
［Ｓ１０７］
図１１ＢのステップＳ１０７では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８に保存されている観測値５００の受信時間範囲（図２の受信時刻２０１の範囲）を、取得時間窓Ｔwinの時間長さと比較する。受信時間範囲が取得時間窓Ｔwinより短い場合（Ｓ１０７－Ｙ）には、ステップＳ１０７－２へ進む。ステップＳ１０７－２では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８内の全ての観測値５００を取得する。受信時間範囲が取得時間窓Ｔwin以上に長い場合（Ｓ１０７－Ｎ）には、ステップＳ１０７－１へ進む。ステップＳ１０７－１では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８内の最新の観測値５００から取得時間範囲（取得時間窓Ｔwinに対応する範囲）までの受信時刻２０１を持つ観測値５００を取得する。
図１１ＢのステップＳ１０７では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８に保存されている観測値５００の受信時間範囲（図２の受信時刻２０１の範囲）を、取得時間窓Ｔwinの時間長さと比較する。受信時間範囲が取得時間窓Ｔwinより短い場合（Ｓ１０７－Ｙ）には、ステップＳ１０７－２へ進む。ステップＳ１０７－２では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８内の全ての観測値５００を取得する。受信時間範囲が取得時間窓Ｔwin以上に長い場合（Ｓ１０７－Ｎ）には、ステップＳ１０７－１へ進む。ステップＳ１０７－１では、拘束条件追加部１０５において、観測値情報ＤＢ１０８内の最新の観測値５００から取得時間範囲（取得時間窓Ｔwinに対応する範囲）までの受信時刻２０１を持つ観測値５００を取得する。
【0104】
［Ｓ１０８］
ステップＳ１０８では、拘束条件追加部１０５は、取得した観測値５００に含まれている図３の推定分散値３０４を確認し、推定分散値３０４が小さい順に、当該観測値５００を優先して、図４の評価指標４０００の観測値数Ｎnodeに対応する個数まで、観測値５００を選定する。言い換えると、推定分散値３０４に基づいた優先順位で、観測値数Ｎnodeに対応する個数の観測値５００が選定される。
ステップＳ１０８では、拘束条件追加部１０５は、取得した観測値５００に含まれている図３の推定分散値３０４を確認し、推定分散値３０４が小さい順に、当該観測値５００を優先して、図４の評価指標４０００の観測値数Ｎnodeに対応する個数まで、観測値５００を選定する。言い換えると、推定分散値３０４に基づいた優先順位で、観測値数Ｎnodeに対応する個数の観測値５００が選定される。
【0105】
［Ｓ１０９］
ステップＳ１０９では、拘束条件追加部１０５において、選定された観測値５００に基づいて、当該観測値５００に応じた各拘束条件として、単独拘束５０１、移動拘束５０２、および相対拘束５０３を作成する。詳細は図１２Ａ等のフローで示される。拘束条件追加部１０５は、作成した拘束条件５０００と対応する観測値５００の信号Ｓ８を、最適化計算部１０６へ送信し、また、当該拘束条件の信号Ｓ６を拘束条件ＤＢ１０９に送信・格納する。
ステップＳ１０９では、拘束条件追加部１０５において、選定された観測値５００に基づいて、当該観測値５００に応じた各拘束条件として、単独拘束５０１、移動拘束５０２、および相対拘束５０３を作成する。詳細は図１２Ａ等のフローで示される。拘束条件追加部１０５は、作成した拘束条件５０００と対応する観測値５００の信号Ｓ８を、最適化計算部１０６へ送信し、また、当該拘束条件の信号Ｓ６を拘束条件ＤＢ１０９に送信・格納する。
【0106】
［Ｓ１１０］
ステップＳ１１０では、最適化計算部１０６において、拘束条件追加部１０５から受信した観測値５００および拘束条件５０００の信号Ｓ８に基づいて、目的関数の最小化計算を実行する。最適化計算部１０６は、拘束条件５０００によって、最適化計算の目的関数を立式し、最適化計算によって、移動体２の位置情報を作成し、作成した位置情報を信号Ｓ９としてコントローラ２０に出力・送信する。
ステップＳ１１０では、最適化計算部１０６において、拘束条件追加部１０５から受信した観測値５００および拘束条件５０００の信号Ｓ８に基づいて、目的関数の最小化計算を実行する。最適化計算部１０６は、拘束条件５０００によって、最適化計算の目的関数を立式し、最適化計算によって、移動体２の位置情報を作成し、作成した位置情報を信号Ｓ９としてコントローラ２０に出力・送信する。
【0107】
最適化計算における目的関数の最小化計算は以下である。図１４には、最適化計算に関する数式を示している。処理対象の観測値５００の観測値ＩＤ３００（図３）を、時系列順に、ｉとする。ＩＤ＝ｉにおける、単独拘束５０１の単独位置６０３（図６）を、位置ベクトルｒGNSS
ｉとし、ＩＤ＝ｉ，ｉ＋１での移動拘束５０２の移動ベクトル７０３（図７）を、速度ベクトルｖGNSS
ｉとし、ＩＤ＝ｉ，ｊでの相対拘束５０３の相対位置８０３（図８）を、Ｂi,jとする。ＩＤ＝ｉでの求める移動体２の位置座標をｒｉ、速度ベクトルをｖｉとする。このとき、最適化計算部１０６は、位置座標ｒｉと速度ベクトルｖｉを用いて、図１４の式２～式４を作成する。ただし、このとき、式５のような置き換えをしている。式５のｘは、位置座標と速度ベクトルとのセットの情報である。式５におけるｘｉ
GNSSは、ＧＮＳＳ受信機１００による実測値であり、ｘｉは、求めようとしている真値に近い値である。
【0108】
最適化計算部１０６は、上記３つの式である式２～式４のそれぞれにおいて、図１４の式６～式８に示すように、評価関数を作成する。式６，式７，式８における、それぞれのｅ｛ｅGNSS，ｉ，ｅMOT，ｉ，ｅTr，（ｉ，ｊ）｝は、３種類の誤差／エラーである。これらのｅについて、式６，式７，式８のように、それぞれ、評価関数が作成される。この評価関数は、拘束条件５０００を評価するための関数である。
【0109】
式６～式８中のΩgnss，Ωdop，Ωtrは、図１５に示すような、それぞれの評価関数の重みを決定する情報行列である。この情報行列は、例えば、事前に最適化計算部１０６に定数として設定・保存してもよい。
【0110】
最適化計算部１０６は、これらの評価関数を用いて、目的関数を作成する。最適化計算の目的関数をＦ（ｘ）とすると、目的関数Ｆ（ｘ）は、図１４の式９のようになる。例えば、式６，式７，式８における３つの評価関数を加算することで、式９に示すような目的関数Ｆ（ｘ）とする。
【0111】
最適化計算部１０６は、目的関数Ｆ（ｘ）の解として、目的関数Ｆ（ｘ）の値を最小とするようなｘ（ｘ１，……，ｘｎ）を求める。ｘは、言い換えると位置座標ｒｉおよび速度ベクトルｖｉである。その際、最適化計算部１０６は、位置情報に、観測値ＩＤ３００毎の単独位置を初期値として使用して、所定の最適化手法を用いて計算する。所定の最適化手法は、例えば、最小二乗法、模擬焼きなまし法、遺伝的アルゴリズムといった手法を適用できる。
【0112】
最適化計算部１０６は、このようにして導出されたｘ（ｘ１，……，ｘｎ）に含まれる、各観測値ＩＤ３００における移動体２の位置情報を、信号Ｓ９としてコントローラ２０に送信・出力する。
【0113】
［Ｓ１１１］
ステップＳ１１１では、評価指標取得部１０３において、入出力インタフェース１０４を通じて、最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３を取得し、取得した最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３がＯＮの場合には、ステップＳ１００に戻り、ＯＦＦの場合には、最適化デバイス１０の動作を終了する。
ステップＳ１１１では、評価指標取得部１０３において、入出力インタフェース１０４を通じて、最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３を取得し、取得した最適化デバイスＯＮ／ＯＦＦ情報４０３がＯＮの場合には、ステップＳ１００に戻り、ＯＦＦの場合には、最適化デバイス１０の動作を終了する。
【0114】
［最適化計算の演算負荷］
ステップＳ１１０の最適化計算は、因子グラフを適用した方法に基づいているが、この方法では、一般に、当該最適化計算に使用する拘束条件（特に相対拘束５０３）の数が多いほど、演算負荷が大きく、演算時間が長くなる傾向がある。特に、上記目的関数Ｆ（ｘ）の解を求める最小化計算は、相対的に演算負荷が大きい。
ステップＳ１１０の最適化計算は、因子グラフを適用した方法に基づいているが、この方法では、一般に、当該最適化計算に使用する拘束条件（特に相対拘束５０３）の数が多いほど、演算負荷が大きく、演算時間が長くなる傾向がある。特に、上記目的関数Ｆ（ｘ）の解を求める最小化計算は、相対的に演算負荷が大きい。
【0115】
そこで、本実施例では、ステップＳ１１０よりも前までに、ステップＳ１１０の最適化計算に用いる拘束条件５０００の数の低減を図るものである。すなわち、本実施例では、ステップＳ１０９で、拘束条件追加部１０５が、図４の評価指標４０００の拘束条件数Ｎedgeに応じて、作成する拘束条件５０００の数を調整・制御する。
【0116】
図１６には、比較例として、最適化計算に関連する因子グラフにおける拘束条件５０００の作成の数の例を示す。図１６は、後述の図１３Ａ～図１３Ｆの例に対する比較例である。図１６は、１回のエポックで、１１個の観測値５００（＃１～＃１１で示す）に対し、５個の相対拘束５０３を作成する例である。本例では、まず、１番の観測値＃１と４番の観測値＃４との間に第１の相対拘束５０３ａが作成されている。つぎに、７番の観測値＃７と１０番の観測値＃１０との間に第２の相対拘束５０３ｂが作成されている。つぎに、２番の観測値＃２と５番の観測値＃５との間に第３の相対拘束５０３ｃが作成されている。つぎに、８番の観測値＃８と１１番の観測値＃１１との間に第４の相対拘束５０３ｄが作成されている。つぎに、３番の観測値＃３と６番の観測値＃６との間に第５の相対拘束５０３ｅが作成されている。
【0117】
［拘束条件の選定の処理フロー］
図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１２Ｃは、実施の形態１における図１１ＢのステップＳ１０９の、図１の拘束条件追加部１０５による、拘束条件５０００の作成・選定の処理を含む、処理フローを示す。本フローは、拘束条件追加部１０５によって図５Ｂのように観測値５００を選定した後の、拘束条件５０００の作成・選定の詳細処理例を示している。また、対応して、図１３Ａ～図１３Ｆは、ステップＳ２０６からステップＳ２１４までの相対拘束５０３の選定の例を図示している。拘束条件追加部１０５は、図１１ＢのステップＳ１０９で観測値数Ｎnodeまで選定された複数の観測値５００に基づいて、単独拘束５０１、移動拘束５０２、および相対拘束５０３の３種類の拘束条件５０００を作成していく。
図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１２Ｃは、実施の形態１における図１１ＢのステップＳ１０９の、図１の拘束条件追加部１０５による、拘束条件５０００の作成・選定の処理を含む、処理フローを示す。本フローは、拘束条件追加部１０５によって図５Ｂのように観測値５００を選定した後の、拘束条件５０００の作成・選定の詳細処理例を示している。また、対応して、図１３Ａ～図１３Ｆは、ステップＳ２０６からステップＳ２１４までの相対拘束５０３の選定の例を図示している。拘束条件追加部１０５は、図１１ＢのステップＳ１０９で観測値数Ｎnodeまで選定された複数の観測値５００に基づいて、単独拘束５０１、移動拘束５０２、および相対拘束５０３の３種類の拘束条件５０００を作成していく。
【0118】
［Ｓ２０１］
ステップＳ２０１では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００毎に、単独拘束５０１を作成する。
ステップＳ２０１では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００毎に、単独拘束５０１を作成する。
【0119】
［Ｓ２０２］
ステップＳ２０２では、拘束条件追加部１０５は、移動拘束５０２の作成数を１からカウントし、ループ中のステップ（ステップＳ２０３，Ｓ２０３－１，Ｓ２０３－２）の処理を繰り返し実行する。拘束条件追加部１０５は、繰り返しのたびにそのカウントを１ずつ増加する。カウント値が観測値数Ｎnodeと同数になった場合には、ループから抜けて、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０２では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を時系列順に並べ、図３の測位時刻３０１の古い順に、隣り合う観測値５００間の移動拘束５０２を、カウント毎に作成予定にする。
ステップＳ２０２では、拘束条件追加部１０５は、移動拘束５０２の作成数を１からカウントし、ループ中のステップ（ステップＳ２０３，Ｓ２０３－１，Ｓ２０３－２）の処理を繰り返し実行する。拘束条件追加部１０５は、繰り返しのたびにそのカウントを１ずつ増加する。カウント値が観測値数Ｎnodeと同数になった場合には、ループから抜けて、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０２では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を時系列順に並べ、図３の測位時刻３０１の古い順に、隣り合う観測値５００間の移動拘束５０２を、カウント毎に作成予定にする。
【0120】
［Ｓ２０３］
ステップＳ２０３では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内に、作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束の情報が保存されているか否かを確認する。この保存が確認された場合（Ｓ２０３－Ｙ）には、ステップＳ２０３－１へ進む。ステップＳ２０３－１では、拘束条件追加部１０５は、作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束５０２の情報を、拘束条件ＤＢ１０９内から参照・取得する。当該作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束の情報が保存されていない場合（Ｓ２０３－Ｎ）には、ステップＳ２０３－２へ進む。ステップＳ２０３－２では、拘束条件追加部１０５は、作成予定の移動拘束５０２における拘束条件ＤＢ１０９内に保存されていない分の移動拘束５０２を作成する。
ステップＳ２０３では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内に、作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束の情報が保存されているか否かを確認する。この保存が確認された場合（Ｓ２０３－Ｙ）には、ステップＳ２０３－１へ進む。ステップＳ２０３－１では、拘束条件追加部１０５は、作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束５０２の情報を、拘束条件ＤＢ１０９内から参照・取得する。当該作成予定の移動拘束５０２と同一の移動拘束の情報が保存されていない場合（Ｓ２０３－Ｎ）には、ステップＳ２０３－２へ進む。ステップＳ２０３－２では、拘束条件追加部１０５は、作成予定の移動拘束５０２における拘束条件ＤＢ１０９内に保存されていない分の移動拘束５０２を作成する。
【0121】
［Ｓ２０４］
上記ループの後のステップＳ２０４では、拘束条件追加部１０５は、図３の観測値ＩＤ３００に基づいて、選定後の観測値５００のうち、最新の時刻の観測値５００と最古の時刻の観測値５００とを用いた作成予定の相対拘束５０３と同一の相対拘束５０３の情報が、すでに拘束条件ＤＢ１０９内に保存されているか否かを確認する。拘束条件ＤＢ１０９内に当該作成予定の相対拘束と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されている場合（Ｓ２０４－Ｙ）には、ステップＳ２０４－１へ進む。ステップＳ２０４－１では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内の当該拘束条件情報を参照・取得することで、作成予定の相対拘束５０３の計算を省略する。
上記ループの後のステップＳ２０４では、拘束条件追加部１０５は、図３の観測値ＩＤ３００に基づいて、選定後の観測値５００のうち、最新の時刻の観測値５００と最古の時刻の観測値５００とを用いた作成予定の相対拘束５０３と同一の相対拘束５０３の情報が、すでに拘束条件ＤＢ１０９内に保存されているか否かを確認する。拘束条件ＤＢ１０９内に当該作成予定の相対拘束と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されている場合（Ｓ２０４－Ｙ）には、ステップＳ２０４－１へ進む。ステップＳ２０４－１では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内の当該拘束条件情報を参照・取得することで、作成予定の相対拘束５０３の計算を省略する。
【0122】
拘束条件ＤＢ１０９内に当該作成予定の相対拘束と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されていない場合（Ｓ２０４－Ｎ）には、ステップＳ２０４－２へ進む。ステップＳ２０４－２では、拘束条件追加部１０５は、当該観測値５００間で対応する図２の衛星情報２０００を用いた相対測位の実施によって、最新の時刻の観測値５００と最古の時刻の観測値５００との間の当該相対拘束５０３を作成・設定する。ステップＳ２０４－１，Ｓ２０４－２の後は、図１２ＢのフローＦ２へ続く。
【0123】
ステップＳ２０４－２は、最優先の１つ目の相対拘束５０３として、最古の観測値５００と最新の観測値５００とを繋ぐ相対拘束５０３を作成することで閉ループを形成するような処理である。図１３Ａの例では、最古の観測値＃１と最新の観測値＃１１とを繋ぐ相対拘束５０３Ａが作成されている。
【0124】
［作成予定の拘束条件の情報の確認］
なお、ステップＳ２０３やステップＳ２０４では、作成予定の移動拘束５０２や相対拘束５０３に関して、同一の拘束情報の保存の有無を確認するが、この確認の処理では、当該拘束条件によって繋ぐための対象の２つの観測値５００が分かれば、当該拘束条件の特定が可能である。つまり、例えば図８のように、それぞれの相対拘束５０３は、第１観測値ＩＤ８０１と第２観測値ＩＤ８０２との２つのＩＤで規定される。また、相対位置８０３の列に格納されている値は、当該２つの観測値５００間の相対拘束５０３についての再度の作成、更新を行わない限りには、前回の時と同じ値を有する。よって、このような観測値ＩＤを調べれば、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件が保存済みか否かについて、容易に確認が可能である。
なお、ステップＳ２０３やステップＳ２０４では、作成予定の移動拘束５０２や相対拘束５０３に関して、同一の拘束情報の保存の有無を確認するが、この確認の処理では、当該拘束条件によって繋ぐための対象の２つの観測値５００が分かれば、当該拘束条件の特定が可能である。つまり、例えば図８のように、それぞれの相対拘束５０３は、第１観測値ＩＤ８０１と第２観測値ＩＤ８０２との２つのＩＤで規定される。また、相対位置８０３の列に格納されている値は、当該２つの観測値５００間の相対拘束５０３についての再度の作成、更新を行わない限りには、前回の時と同じ値を有する。よって、このような観測値ＩＤを調べれば、作成予定の拘束条件と同一の拘束条件が保存済みか否かについて、容易に確認が可能である。
【0125】
［Ｓ２０５］
図１２ＢのフローＦ２で、ステップＳ２０５では、拘束条件追加部１０５は、相対拘束５０３の作成数を１からカウントし、以降のループ内のステップ（ステップＳ２０６～Ｓ２１５，Ｓ２１５－１，Ｓ２１５－２）を繰り返し実行する。拘束条件追加部１０５は、繰り返しのたびに、そのカウントを１ずつ増加し、カウント値が図４の拘束条件数Ｎedgeを超えた場合には、図１２Ｃまでのループから抜けて、フローを終了する。これにより、相対拘束５０３の数を拘束条件数Ｎedgeまで抑え、演算負荷を低減させることができる。
図１２ＢのフローＦ２で、ステップＳ２０５では、拘束条件追加部１０５は、相対拘束５０３の作成数を１からカウントし、以降のループ内のステップ（ステップＳ２０６～Ｓ２１５，Ｓ２１５－１，Ｓ２１５－２）を繰り返し実行する。拘束条件追加部１０５は、繰り返しのたびに、そのカウントを１ずつ増加し、カウント値が図４の拘束条件数Ｎedgeを超えた場合には、図１２Ｃまでのループから抜けて、フローを終了する。これにより、相対拘束５０３の数を拘束条件数Ｎedgeまで抑え、演算負荷を低減させることができる。
【0126】
［Ｓ２０６］
ステップＳ２０６では、選定後の観測値５００のうち、相対拘束５０３の接続数が最小の観測値５００を、観測値Ｎminとして置く。
ステップＳ２０６では、選定後の観測値５００のうち、相対拘束５０３の接続数が最小の観測値５００を、観測値Ｎminとして置く。
【0127】
図１３Ａでは、例として、選定された１１個の観測値５００を有する。ここでは、１１個の観測値５００は、識別のため、測位時刻３０１の時系列の順で、観測値ＩＤ３００と対応する＃１～＃１２を付与して図示している。単独拘束５０１については図示を省略する。本例では、１１個の観測値５００が時系列順で隣り合う同士で移動拘束５０２によって繋がっている。移動拘束５０２については、破線のリンクとして図示している。また、これらの観測値５００のうち一部の観測値５００（＃１，＃４，＃８，＃１１）が相対拘束５０３によって繋がる場合を示している。相対拘束５０３については、実線のリンクとして図示している。相対拘束５０３で繋がる観測値５００（＃１，＃４，＃８，＃１１）については、白丸のノードで図示している。最古の観測値＃１と最新の観測値＃１１とには、ステップＳ２０４に基づいて、相対拘束５０３（５０３Ａ）が作成されている。観測値＃４と観測値＃８とには、相対拘束５０３（５０３Ｂ）が作成されている。これらの４個の観測値５００（＃１，＃４，＃８，＃１１）は、それぞれ、相対拘束５０３の接続数が１個である。
【0128】
この場合に、相対拘束５０３で繋がっていない７個の観測値５００（＃２，＃３，＃５，＃６，＃７，＃９，＃１０）を有する。これらの７個の観測値５００は、それぞれ、相対拘束５０３の接続数が０個である。よって、図１３Ａの状態では、これらの７個の観測値５００が、ステップＳ２０６での「相対拘束の接続数が最小の観測値」である観測値Ｎminとなる。観測値Ｎminを、グレーの丸のノードとして図示している。
【0129】
本実施例では、図１３Ａの例に示すように、相対拘束５０３の作成の仕方の１つとして、最古の時刻の観測値＃１と最新の時刻の観測値＃１１とを、必ず、相対拘束５０３で接続されるようにする。これにより、複数（１１個）の観測値５００において閉ループが構成され、測位精度を高めることができる。
【0130】
［Ｓ２０７］
ステップＳ２０７では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を時系列順に並べた際に、上記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間を検索する。ここでは、観測値Ｎminが連続で並んでいる区間を、区間Ｓｃとする。
ステップＳ２０７では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を時系列順に並べた際に、上記観測値Ｎminが連続で並んでいる区間を検索する。ここでは、観測値Ｎminが連続で並んでいる区間を、区間Ｓｃとする。
【0131】
［Ｓ２０８］
ステップＳ２０８では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２０７で検索した区間Ｓｃのうち、連続で並んでいる観測値Ｎminが最も多い区間Ｓｃを検索し、検索された当該区間Ｓｃを、特に、区間Ｓｃｍとする。
ステップＳ２０８では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２０７で検索した区間Ｓｃのうち、連続で並んでいる観測値Ｎminが最も多い区間Ｓｃを検索し、検索された当該区間Ｓｃを、特に、区間Ｓｃｍとする。
【0132】
図１３Ｂに示した例では、観測値Ｎminが２個連続で並んでいる区間Ｓｃが２つあり、３個連続で並んでいる区間Ｓｃが１つある。観測値Ｎminが２個連続で並んでいる区間Ｓｃは、区間Ｓｃ１（観測値＃２，＃３）と区間Ｓｃ３（観測値＃９，＃１０）である。観測値Ｎminが３個連続で並んでいる区間Ｓｃは、区間Ｓｃ２（観測値＃５，＃６，＃７）である。このとき、観測値Ｎminが３個連続で並んでいる区間Ｓｃ２は、連続で並んでいる観測値Ｎminが最も多い区間Ｓｃである。そのため、この区間Ｓｃ２が、ステップＳ２０８での「最も長い区間」である区間Ｓｃｍとなる。
【0133】
［Ｓ２０９］
ステップＳ２０９では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２０８で検索された区間Ｓｃｍの候補（候補区間Ｓｃｘとする）が複数あるか確認し、複数ある場合（Ｓ２０９－Ｙ）には、ステップＳ２０９－１へ進み、複数無い場合（Ｓ２０９－Ｎ）にはステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０９－１では、拘束条件追加部１０５は、複数の候補から１つを区間Ｓｃｍとして選択する。拘束条件追加部１０５は、当該区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００を用いて、当該観測値５００内の図３の推定分散値３０４が小さい区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）を、区間Ｓｃｍとして選択する。なお、中央値が１つの観測値５００ではなく複数である場合には、それらのうち推定分散値３０４が最も小さい１つを選択すればよい。図１３Ｂの例では、区間Ｓｃｍの候補区間Ｓｃｘは、区間Ｓｃ２という１つである。そのため、ステップＳ２０９－１は実行されない。
ステップＳ２０９では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２０８で検索された区間Ｓｃｍの候補（候補区間Ｓｃｘとする）が複数あるか確認し、複数ある場合（Ｓ２０９－Ｙ）には、ステップＳ２０９－１へ進み、複数無い場合（Ｓ２０９－Ｎ）にはステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０９－１では、拘束条件追加部１０５は、複数の候補から１つを区間Ｓｃｍとして選択する。拘束条件追加部１０５は、当該区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００を用いて、当該観測値５００内の図３の推定分散値３０４が小さい区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）を、区間Ｓｃｍとして選択する。なお、中央値が１つの観測値５００ではなく複数である場合には、それらのうち推定分散値３０４が最も小さい１つを選択すればよい。図１３Ｂの例では、区間Ｓｃｍの候補区間Ｓｃｘは、区間Ｓｃ２という１つである。そのため、ステップＳ２０９－１は実行されない。
【0134】
［Ｓ２１０］
ステップＳ２１０では、拘束条件追加部１０５は、区間Ｓｃｍ内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値を、観測値Ｎ１として選択し、観測値Ｎminから排除する。このとき、区間Ｓｃｍ内の中央値が１つではなく複数である場合には、推定分散値３０４が最も小さい１つを、観測値Ｎ１として選択する。図１３Ｂの例では、区間Ｓｃｍである区間Ｓｃ２には、３つの観測値Ｎmin（＃５，＃６，＃７）が含まれている。このとき、時系列順で２番目の観測値Ｎmin（＃６）が中央値である。この場合に、この観測値Ｎmin（＃６）が観測値Ｎ１として選択される。観測値Ｎ１は、後述のように相対拘束５０３が作成されることで、観測値Ｎminではなくなる。
ステップＳ２１０では、拘束条件追加部１０５は、区間Ｓｃｍ内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値を、観測値Ｎ１として選択し、観測値Ｎminから排除する。このとき、区間Ｓｃｍ内の中央値が１つではなく複数である場合には、推定分散値３０４が最も小さい１つを、観測値Ｎ１として選択する。図１３Ｂの例では、区間Ｓｃｍである区間Ｓｃ２には、３つの観測値Ｎmin（＃５，＃６，＃７）が含まれている。このとき、時系列順で２番目の観測値Ｎmin（＃６）が中央値である。この場合に、この観測値Ｎmin（＃６）が観測値Ｎ１として選択される。観測値Ｎ１は、後述のように相対拘束５０３が作成されることで、観測値Ｎminではなくなる。
【0135】
［Ｓ２１１］
ステップＳ２１１では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を再度時系列中に並べたときに、観測値Ｎminが連続で並んでいる区間Ｓｃを検索する。この観測値Ｎminの中に観測値Ｎ１は含まれない。図１３Ｃの例では、図１３Ｂで選択された観測値Ｎ１（＃６）が観測値Ｎminから排除された状態を示している。この観測値Ｎ１（＃６）は、観測値Ｎminではない状態であり、区別のため、白の菱形のノードで図示している。
ステップＳ２１１では、拘束条件追加部１０５は、選定後の観測値５００を再度時系列中に並べたときに、観測値Ｎminが連続で並んでいる区間Ｓｃを検索する。この観測値Ｎminの中に観測値Ｎ１は含まれない。図１３Ｃの例では、図１３Ｂで選択された観測値Ｎ１（＃６）が観測値Ｎminから排除された状態を示している。この観測値Ｎ１（＃６）は、観測値Ｎminではない状態であり、区別のため、白の菱形のノードで図示している。
【0136】
［Ｓ２１２］
ステップＳ２１２では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２１１で検索された区間Ｓｃのうち、最も長い区間である区間Ｓｃｍを検索する。図１３Ｄの例では、観測値Ｎminが２個連続で並んでいる区間Ｓｃが２つあり、区間Ｓｃ１（＃２，＃３）と区間Ｓｃ３（＃９，＃１０）である。また、観測値Ｎminが１個のみで並んでいる区間Ｓｃが２つあり、区間Ｓｃ４（＃５）と区間Ｓｃ５（＃７）である。なお、ここでは、連続の数が１つのもの、つまり１個の観測値５００のみのものも、区間Ｓｃの概念に含むとする。
ステップＳ２１２では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２１１で検索された区間Ｓｃのうち、最も長い区間である区間Ｓｃｍを検索する。図１３Ｄの例では、観測値Ｎminが２個連続で並んでいる区間Ｓｃが２つあり、区間Ｓｃ１（＃２，＃３）と区間Ｓｃ３（＃９，＃１０）である。また、観測値Ｎminが１個のみで並んでいる区間Ｓｃが２つあり、区間Ｓｃ４（＃５）と区間Ｓｃ５（＃７）である。なお、ここでは、連続の数が１つのもの、つまり１個の観測値５００のみのものも、区間Ｓｃの概念に含むとする。
【0137】
このとき、図１３Ｄの例では、観測値Ｎminが２個連続で並んでいる２つの区間Ｓｃとして区間Ｓｃ１および区間Ｓｃ３が、区間Ｓｃｍの候補（候補区間Ｓｃｘ）となる。ステップＳ２１２の後、図１２ＣのフローＦ３に続く。
【0138】
［Ｓ２１３］
図１２Ｃで、ステップＳ２１３では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２１２で検索された区間Ｓｃｍの候補（候補区間Ｓｃｘ）が複数あるか確認し、複数ある場合（Ｓ２１３－Ｙ）には、ステップＳ２１３－１へ進み、複数無い場合（Ｓ２１３－Ｎ）には、ステップＳ２１４へ進む。ステップＳ２１３－１では、拘束条件追加部１０５は、当該区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００の推定分散値３０４が小さい区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）を、区間Ｓｃｍとして選択する。
図１２Ｃで、ステップＳ２１３では、拘束条件追加部１０５は、ステップＳ２１２で検索された区間Ｓｃｍの候補（候補区間Ｓｃｘ）が複数あるか確認し、複数ある場合（Ｓ２１３－Ｙ）には、ステップＳ２１３－１へ進み、複数無い場合（Ｓ２１３－Ｎ）には、ステップＳ２１４へ進む。ステップＳ２１３－１では、拘束条件追加部１０５は、当該区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００の推定分散値３０４が小さい区間Ｓｃｍ（候補区間Ｓｃｘ）を、区間Ｓｃｍとして選択する。
【0139】
図１３Ｄの例では、区間Ｓｃｍの候補区間Ｓｃｘが２つあり、区間Ｓｃ１と区間Ｓｃ３である。そのため、ステップＳ２１３－１へ進むこととなる。この例では、区間Ｓｃ１と区間Ｓｃ３のどちらの候補も、観測値Ｎminが２個であり、偶数であり、中央値となる観測値５００が２つある。そのため、これらの２つの候補区間（Ｓｃ１，Ｓｃ３）に含まれる４つの観測値Ｎmin（＃２，＃３，＃９，＃１０）におけるすべての推定分散値３０４が比較される。
【0140】
図１３Ｅの例では、図１３Ｄでの２つの候補区間（Ｓｃ１，Ｓｃ３）のうち、例えば、区間Ｓｃ１の観測値Ｎminにおける推定分散値３０４が最小であったとする。そのため、この区間Ｓｃ１が区間Ｓｃｍとして選択された場合を示している。
【0141】
［Ｓ２１４］
ステップＳ２１４では、拘束条件追加部１０５は、区間Ｓｃｍ内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００を、観測値Ｎ２として選択し、観測値Ｎminから排除する。このとき、区間Ｓｃｍ内の中央値が複数の場合には、推定分散値３０４が小さい方を観測値Ｎ２として選択する。図１３Ｅの例では、区間Ｓｃｍである区間Ｓｃ１の２つの観測値＃２，＃３において、観測値＃２が観測値Ｎ２として選択されている。この観測値Ｎ２を、観測値Ｎ１と同様に、区別のため、菱形のノードで図示している。
ステップＳ２１４では、拘束条件追加部１０５は、区間Ｓｃｍ内の観測値５００を時系列順に並べたときに、中央値となる観測値５００を、観測値Ｎ２として選択し、観測値Ｎminから排除する。このとき、区間Ｓｃｍ内の中央値が複数の場合には、推定分散値３０４が小さい方を観測値Ｎ２として選択する。図１３Ｅの例では、区間Ｓｃｍである区間Ｓｃ１の２つの観測値＃２，＃３において、観測値＃２が観測値Ｎ２として選択されている。この観測値Ｎ２を、観測値Ｎ１と同様に、区別のため、菱形のノードで図示している。
【0142】
［Ｓ２１５］
ステップＳ２１５では、拘束条件追加部１０５は、観測値ＩＤ３００に基づいて、上記観測値Ｎ１と観測値Ｎ２との２つを用いた相対拘束５０３を作成予定とし、この作成予定の相対拘束５０３と同一の相対拘束情報が拘束条件ＤＢ１０９内に保存されているか否かを確認する。当該作成予定の相対拘束５０３と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されている場合（Ｓ２１５－Ｙ）には、ステップＳ２１５－１へ進む。ステップＳ２１５－１では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内から当該相対拘束５０３の情報を参照・取得することで、作成予定の相対拘束５０３の計算を省略する。
ステップＳ２１５では、拘束条件追加部１０５は、観測値ＩＤ３００に基づいて、上記観測値Ｎ１と観測値Ｎ２との２つを用いた相対拘束５０３を作成予定とし、この作成予定の相対拘束５０３と同一の相対拘束情報が拘束条件ＤＢ１０９内に保存されているか否かを確認する。当該作成予定の相対拘束５０３と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されている場合（Ｓ２１５－Ｙ）には、ステップＳ２１５－１へ進む。ステップＳ２１５－１では、拘束条件追加部１０５は、拘束条件ＤＢ１０９内から当該相対拘束５０３の情報を参照・取得することで、作成予定の相対拘束５０３の計算を省略する。
【0143】
当該作成予定の相対拘束５０３と同一の観測値ＩＤ３００を持つ相対拘束５０３の情報が保存されていない場合（Ｓ２１５－Ｎ）には、ステップＳ２１５－２へ進む。ステップＳ２１５－２では、拘束条件追加部１０５は、上記観測値Ｎ１と観測値Ｎ２との間の相対拘束５０３を作成し、この新たに作成された分の相対拘束５０３の情報を、拘束条件ＤＢ１０９内に保存する。
【0144】
図１３Ｆの例では、上記観測値Ｎ１（＃６）と観測値Ｎ２（＃２）との間に相対拘束５０３（５０３Ｃ）が作成された状態を示している。これにより、上記１１個の観測値５００（＃１～＃１１）には、合計で３個の相対拘束５０３（５０３Ａ，５０３Ｂ，５０３Ｃ）が作成されている。図４の拘束条件数Ｎedge＝３であるため、この設定および条件に従った３個の相対拘束５０３（５０３Ａ，５０３Ｂ，５０３Ｃ）が作成されたこととなる。
【0145】
上記フローにより、拘束条件追加部１０５は、推定分散値３０４の小さい観測値５００および拘束条件５０００（特に相対拘束５０３）を選定し、これにより、測位の精度を維持したまま、演算負荷を低減させることができる。
【0146】
本実施例では、上記フローのように、相対拘束５０３の接続数が最小である観測値Ｎminと、連続で並んでいる観測値Ｎminが最も多い区間Ｓｃｍと、観測値Ｎ１，Ｎ２とを用いて、図４の拘束条件数Ｎedgeまでに抑えた数で相対拘束５０３を作成する。図１３Ａ～図１３Ｆの例のように、相対拘束５０３に接続されていない観測値Ｎminが連続する数が少なくなるように、相対拘束５０３（５０３Ａ，５０３Ｂ，５０３Ｃ）が選定されている。追加作成された相対拘束５０３Ｃを形成する２つの観測値５００である観測値Ｎ１（＃６）と観測値Ｎ２（＃２）は、因子グラフの全体として測位精度を高めることができる相対拘束５０３Ｃを作成するための好適な観測値５００として選択されている。
【0147】
なお、図１２Ａ～図１２Ｃのフローにおいて演算負荷が相対的に大きい処理は、特に、ステップＳ２０４－２の相対拘束５０３の作成と、ステップＳ２１５－２の相対拘束５０３の作成との２つである。これらの処理は、相対測位の処理を含む。相対拘束５０３の作成の数が多いほど、演算負荷が増えるが、上記のように作成する相対拘束５０３の数が制限され、その制限の中で、なるべく測位精度が高くなるように相対拘束５０３が選定される。よって、測位精度と演算負荷の低減とが両立できる。
【0148】
図１６の比較例に対し、図１３Ｆの例を比べる。１１個の観測値５００に対し、作成される相対拘束５０３の数は、図１６の比較例では５個であるが、図１３Ｆの例では３個に低減・抑制されている。この数の低減・抑制の分、演算負荷が低減され、結果として、処理時間も短くなり、移動体２の測位に関するリアルタイム性などを確保することができる。
【0149】
［グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）］
本実施例で説明した各図面に示す各種のデータ・情報、例えばテーブルや因子グラフ等について、例えば図２，図３，図４，図６，図７，図８，図１３Ａ～図１３Ｆ，図１５などの内容については、図１の入出力インタフェース１０４、またはコントローラ２０や外部装置を介して、表示デバイスの表示画面にＧＵＩとともに表示するようにしてもよい。表示に限らず、音声出力などを用いてもよい。これにより、ユーザは、画面で、各種のデータ・情報を見て、確認や設定などを行うことができる。
本実施例で説明した各図面に示す各種のデータ・情報、例えばテーブルや因子グラフ等について、例えば図２，図３，図４，図６，図７，図８，図１３Ａ～図１３Ｆ，図１５などの内容については、図１の入出力インタフェース１０４、またはコントローラ２０や外部装置を介して、表示デバイスの表示画面にＧＵＩとともに表示するようにしてもよい。表示に限らず、音声出力などを用いてもよい。これにより、ユーザは、画面で、各種のデータ・情報を見て、確認や設定などを行うことができる。
【0150】
図１７は、本実施例におけるＧＵＩ画面の表示例を示す。図１７の画面では、衛星測位に関して、評価指標４０００の情報が表示されており、ユーザによる設定が可能となっている。また、図１３Ｆと同様の因子グラフの形式で拘束条件（特に相対拘束５０３）の情報が表示されている。また、相対拘束５０３のデータテーブルが表示されている。
【0151】
［実施の形態１の効果等］
実施の形態１によれば、移動体２の測位に関する最適化デバイス１０による上述した処理、特に、因子グラフを用いた最適化計算に係わる、評価指標４０００に基づいた適切な観測値５００および拘束条件５０００を選択する処理を実行する。これによって、測位精度を維持したまま、またはなるべく低下させずに、演算負荷／演算時間を低減した測位を、実現することができる。
実施の形態１によれば、移動体２の測位に関する最適化デバイス１０による上述した処理、特に、因子グラフを用いた最適化計算に係わる、評価指標４０００に基づいた適切な観測値５００および拘束条件５０００を選択する処理を実行する。これによって、測位精度を維持したまま、またはなるべく低下させずに、演算負荷／演算時間を低減した測位を、実現することができる。
【0152】
＜実施の形態２＞
図１８以降を用いて、実施の形態２について説明する。実施の形態２等の基本的な構成は実施の形態１と同様・共通であり、以下では、実施の形態２等における実施の形態１とは異なる構成部分について主に説明する。
図１８以降を用いて、実施の形態２について説明する。実施の形態２等の基本的な構成は実施の形態１と同様・共通であり、以下では、実施の形態２等における実施の形態１とは異なる構成部分について主に説明する。
【0153】
実施の形態１では、例えばユーザが入力／設定した評価指標４０００（図４）に基づいて、観測値５００や拘束条件５０００の上限を定めることで、演算負荷を決定した。言い換えると、上限の設定に応じて、最適化デバイス１０の演算負荷を、大小の所望のバランスに制御することができた。この演算負荷の上限は、言い換えると、許容される演算負荷は、測位システム１を構成するハードウェアおよびソフトウェアの性能や、測位システム１を利用する移動体２などの対象によっても、変化し得る。
【0154】
実施の形態２では、測位システム１（特に最適化デバイス１０）の演算負荷に関する演算時間を実際に計測／計算し、この演算時間の実測値に応じて、前述の観測値５００および拘束条件５０００の数に関する上限（評価指標４０００）を定める。すなわち、実施の形態２では、最適化デバイス１０における最適化計算などを含む処理に要する演算時間が、要件を満たすような閾値以内となるように、観測値５００および拘束条件５０００の数に関する上限を修正／決定する。実施の形態２では、実施の形態１に、このような機能が追加される。これにより、ユーザが要望する演算時間以内に、最適化デバイス１０の処理が完了するように、演算負荷を自動的に調整可能とする。
【0155】
［測位システム］
図１８は、実施の形態２における測位システム１の構成例を示す。実施の形態２の測位システム１における最適化デバイス１０は、評価指標４０００の一部として、ユーザが演算処理時間に関する閾値を設定できる。この閾値は、図４での演算時間閾値４０５（Ｔth）に相当する。実施の形態２では、その演算時間閾値４０５に基づいて、観測値５００および拘束条件５０００を選定する機能を有する。
図１８は、実施の形態２における測位システム１の構成例を示す。実施の形態２の測位システム１における最適化デバイス１０は、評価指標４０００の一部として、ユーザが演算処理時間に関する閾値を設定できる。この閾値は、図４での演算時間閾値４０５（Ｔth）に相当する。実施の形態２では、その演算時間閾値４０５に基づいて、観測値５００および拘束条件５０００を選定する機能を有する。
【0156】
図１８の構成は、図１の構成に対する主な相違点としては、演算時間測定部１８００が追加されている。演算時間測定部１８００は、センサ判別部１０２、評価指標取得部１０３、入出力インタフェース１０４、および最適化計算部１０６と接続されている。図１８では電源部１１０などの一部の図示を省略している。
【0157】
［演算時間測定部］
演算時間測定部１８００は、言い換えると、演算負荷測定部である。演算時間測定部１８００は、最適化デバイス１０での最適化計算などの処理に要する時間を、演算時間（Ｔcalとする）として測定する。演算時間測定部１８００は、演算時間（Ｔcal）を測定するためのタイマー機能を備える。
演算時間測定部１８００は、言い換えると、演算負荷測定部である。演算時間測定部１８００は、最適化デバイス１０での最適化計算などの処理に要する時間を、演算時間（Ｔcalとする）として測定する。演算時間測定部１８００は、演算時間（Ｔcal）を測定するためのタイマー機能を備える。
【0158】
図１９は、演算時間測定部１８００が保持する演算時間測定情報１９００のデータテーブルを示す。演算時間測定部１８００は、図１９のような演算時間測定情報１９００のデータテーブルをメモリに保持する。演算時間測定情報１９００のデータテーブルは、列で示すデータ・情報として、演算時間１９０１、演算時間閾値１９０２、取得時間窓減少幅１９０３、観測値数減少幅１９０４、および拘束条件数減少幅１９０５を有する。
【0159】
演算時間１９０１列には、演算時間測定部１８００のタイマー機能によって測定された演算時間Ｔcalが格納される。演算時間閾値１９０２列は、図４の評価指標４０００の演算時間閾値４０５（Ｔth）と同じ閾値が、演算時間閾値Ｔcal_limitとして格納される。取得時間窓減少幅１９０３をＴwin_decとする。観測値数減少幅１９０４をＮnode_decとする。拘束条件数減少幅１９０５をＮedge_decとする。
【0160】
演算時間閾値Ｔcal_limit、取得時間窓減少幅Ｔwin_dec、観測値数減少幅Ｎnode_dec、および拘束条件数減少幅Ｎedge_decは、予め格納される設計値としてもよい。あるいは、これらの設定値は、ユーザまたは外部装置またはコントローラ２０等が、入出力インタフェース１０４等を通じて、演算時間測定部１８００の演算時間測定情報１９００に可変で設定するものとしてもよい。図１９の演算時間閾値Ｔcal_limitと図４の演算時間閾値Ｔthは、１つに統合してもよい。
【0161】
本実施例では、演算時間閾値Ｔcal_limitの設定値は、ＧＮＳＳ受信機１００の測位周期と同じ大きさに設定される。
【0162】
最適化デバイス１０は、センサ判別部１０２がＧＮＳＳ受信機１００から解析結果の信号Ｓ２を受信した際に、演算時間測定部１８００において、センサ判別部１０２からbool型のTRUE信号を受信し、当該TRUE信号をトリガーとして、タイマー機能をスタートする。言い換えると、演算時間測定部１８００は、当該トリガーで、タイマーによる演算時間Ｔcalのカウントをスタートする。センサ判別部１０２は、実施の形態１での機能に加え、解析結果の信号Ｓ２の受信時に、当該受信を表すbool型の信号を演算時間測定部１８００へ送信する機能を有する。
【0163】
また、最適化デバイス１０は、最適化計算部１０６が移動体２の位置情報の信号Ｓ９をコントローラ２０に送信する際に、演算時間測定部１８００において、最適化計算部１０６からbool型のFALSE信号を受信し、当該FALSE信号をトリガーとして、タイマー機能をストップする。言い換えると、演算時間測定部１８００は、当該トリガーで、タイマーによる演算時間Ｔcalのカウントをストップする。最適化計算部１０６は、実施の形態１での機能に加え、移動体２の位置情報の信号Ｓ９をコントローラ２０に送信する際に、当該送信を表すbool型の信号を演算時間測定部１８００へ送信する機能を有する。
【0164】
演算時間測定部１８００は、上記タイマー機能によって測定した実測値である演算時間Ｔcalを、図１９のデータテーブルの演算時間１９０１列に格納する。演算時間測定部１８００は、この演算時間Ｔcalを、演算時間閾値Ｔcal_limitと比較する。演算時間測定部１８００は、この演算時間Ｔcalが、演算時間閾値Ｔcal_limitより大きかった場合には、評価指標取得部１０３内の図４の評価指標４０００における、取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのうち少なくとも１つのパラメータの数値を、変更・調整する。この変更・調整は、取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのうち少なくとも１つのパラメータの数値を、変更前の数値よりも小さくすることである。つまり、演算時間が閾値よりも長くかかっているため、それらのパラメータ値を減少させることで、演算時間が短くなるように調整しようとするものである。
【0165】
本実施例では、例えば、取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのすべての数値が減少される。これにより、拘束条件追加部１０５で作成する拘束条件５０００の総数、特に相対拘束５０３の数を減らし、前述の最適化計算などに要する計算量、演算負荷を低下させる。この結果、その後における演算時間の減少が期待できる。
【0166】
本実施例では、例えば、図１９の演算時間測定情報１９００を有する場合に、演算時間測定部１８００は、図１９の下部に示す式１１～式１３を用いて、演算時間Ｔcalに応じた評価指標４０００の変更のための計算を行う。
【0167】
式１１は、取得時間窓Ｔwinを、取得時間窓減少幅Ｔwin_decの分、減算するものである。式１２は、観測値数Ｎnodeを、観測値数減少幅Ｎnode_decの分、減算するものである。式１３は、拘束条件数Ｎedgeを、拘束条件数減少幅Ｎedge_decの分、減算するものである。
【0168】
上記取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのすべてのパラメータ値を変更することに限らず、１つのパラメータ値の変更のみでも、演算時間Ｔcalの減少が期待できる。一旦あるパラメータ値を減少した後、演算時間Ｔcalがまだ閾値Ｔcal_limitを超える場合、再度、同じパラメータ値をさらに減少させてもよいし、他のパラメータ値を減少させてもよい。演算時間Ｔcalが閾値Ｔcal_limit以下となるまで、パラメータ値の変更を試行すればよい。
【0169】
また、上記取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのパラメータ値において、制御上の変更の優先度を設けてもよい。例えば、第１優先で取得時間窓Ｔwinを変更し、第２優先で観測値数Ｎnodeを変更し、第３優先で拘束条件数Ｎedgeを変更する、といった制御でもよい。
【0170】
演算時間測定部１８００において上記取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのパラメータ値を変更した場合、演算時間測定部１８００は、当該変更後のパラメータ値（信号Ｓ１１）を、評価指標取得部１０３に送信する。評価指標取得部１０３は、その変更後のパラメータ値を、図４の評価指標４０００内に保存する。
【0171】
［全体処理フロー］
図２０は、実施の形態２における、図１８の構成の場合の全体処理フローを示す。図２０のフローは、実施の形態１の図１１Ａおよび図１１Ｂのフローに対し、いくつかのステップが追加されている。追加されているステップは、ステップＳ１０３の次のステップＳ３００などであり、前述のステップＳ１０４等が置き換えられている。
図２０は、実施の形態２における、図１８の構成の場合の全体処理フローを示す。図２０のフローは、実施の形態１の図１１Ａおよび図１１Ｂのフローに対し、いくつかのステップが追加されている。追加されているステップは、ステップＳ１０３の次のステップＳ３００などであり、前述のステップＳ１０４等が置き換えられている。
【0172】
［Ｓ３００］
ステップＳ３００では、センサ判別部１０２が、解析結果の信号Ｓ２を受信すると、ほぼ同時に、当該受信を表すbool型のTRUE信号を、演算時間測定部１８００へ送信する。これにより、演算時間測定部１８００の演算時間Ｔcalのタイマーをスタートさせる。
ステップＳ３００では、センサ判別部１０２が、解析結果の信号Ｓ２を受信すると、ほぼ同時に、当該受信を表すbool型のTRUE信号を、演算時間測定部１８００へ送信する。これにより、演算時間測定部１８００の演算時間Ｔcalのタイマーをスタートさせる。
【0173】
［Ｓ３０１］
ステップＳ３０１は、実施の形態１でのステップＳ１０４からステップＳ１１１までと同様の処理である。
ステップＳ３０１は、実施の形態１でのステップＳ１０４からステップＳ１１１までと同様の処理である。
【0174】
［Ｓ３０２］
ステップＳ３０２では、最適化計算部１０６が、移動体２の位置情報の信号Ｓ９をコントローラ２０に送信すると、ほぼ同時に、当該送信を表すbool型のFALSE信号を、演算時間測定部１８００へ送信する。これにより、演算時間測定部１８００の演算時間Ｔcalのタイマーをストップさせる。そして、演算時間測定部１８００は、タイマーの測定値である演算時間Ｔcalを図１９のデータテーブルに保存する。
ステップＳ３０２では、最適化計算部１０６が、移動体２の位置情報の信号Ｓ９をコントローラ２０に送信すると、ほぼ同時に、当該送信を表すbool型のFALSE信号を、演算時間測定部１８００へ送信する。これにより、演算時間測定部１８００の演算時間Ｔcalのタイマーをストップさせる。そして、演算時間測定部１８００は、タイマーの測定値である演算時間Ｔcalを図１９のデータテーブルに保存する。
【0175】
［Ｓ３０３］
ステップＳ３０３では、演算時間測定部１８００は、測定された演算時間Ｔcalと演算時間閾値Ｔcal_limitとを比較して大小を判定する。演算時間Ｔcalが演算時間閾値Ｔcal_limitよりも大きい場合（Ｓ３０３－Ｙ）には、ステップＳ３０３－１に進む。ステップＳ３０３－１では、演算時間測定部１８００は、評価指標取得部１０３の図４の評価指標４０００の取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのうち少なくとも１つのパラメータ値を変更・調整する。すなわち、前述のように、図１９の演算時間測定情報１９００を用いて、それらのパラメータ値がそれぞれ減少される。演算時間測定部１８００は、変更後の評価指標４０００の数値を、評価指標取得部１０３（評価指標ＤＢ１１１）へ入力・保存する。言い換えると、評価指標４０００の情報が更新される。その後、ステップＳ１１１に進む。演算時間Ｔcalが演算時間閾値Ｔcal_limit以下である場合（Ｓ３０３－Ｎ）には、ステップＳ３０３を行わずにステップＳ１１１に進む。
ステップＳ３０３では、演算時間測定部１８００は、測定された演算時間Ｔcalと演算時間閾値Ｔcal_limitとを比較して大小を判定する。演算時間Ｔcalが演算時間閾値Ｔcal_limitよりも大きい場合（Ｓ３０３－Ｙ）には、ステップＳ３０３－１に進む。ステップＳ３０３－１では、演算時間測定部１８００は、評価指標取得部１０３の図４の評価指標４０００の取得時間窓Ｔwin、観測値数Ｎnode、および拘束条件数Ｎedgeのうち少なくとも１つのパラメータ値を変更・調整する。すなわち、前述のように、図１９の演算時間測定情報１９００を用いて、それらのパラメータ値がそれぞれ減少される。演算時間測定部１８００は、変更後の評価指標４０００の数値を、評価指標取得部１０３（評価指標ＤＢ１１１）へ入力・保存する。言い換えると、評価指標４０００の情報が更新される。その後、ステップＳ１１１に進む。演算時間Ｔcalが演算時間閾値Ｔcal_limit以下である場合（Ｓ３０３－Ｎ）には、ステップＳ３０３を行わずにステップＳ１１１に進む。
【0176】
［実施の形態２の効果等］
実施の形態２によれば、最適化デバイス１０による上述した処理の実行によって，演算負荷と対応している演算時間Ｔcalが、閾値よりも大きい場合に、評価指標４０００の数値が自動的に調整される。そして、この評価指標４０００の調整に応じて、因子グラフにおける使用する観測値５００の数や拘束条件５０００（特に相対拘束５０３）の数が調整されることとなる。これにより、前よりも演算負荷が低減され、要する演算時間Ｔcalが減少されることとなる。結果、演算時間Ｔcalが閾値以下となるようにすることができる。実施の形態２では、測位システム１を構成するハードウェアおよびソフトウェアの性能や、測位システム１を利用する移動体２などの対象に応じた、必要な要件に合わせて、演算時間閾値を設定しておくことで、演算時間が要件を満たすように調整が可能である。
実施の形態２によれば、最適化デバイス１０による上述した処理の実行によって，演算負荷と対応している演算時間Ｔcalが、閾値よりも大きい場合に、評価指標４０００の数値が自動的に調整される。そして、この評価指標４０００の調整に応じて、因子グラフにおける使用する観測値５００の数や拘束条件５０００（特に相対拘束５０３）の数が調整されることとなる。これにより、前よりも演算負荷が低減され、要する演算時間Ｔcalが減少されることとなる。結果、演算時間Ｔcalが閾値以下となるようにすることができる。実施の形態２では、測位システム１を構成するハードウェアおよびソフトウェアの性能や、測位システム１を利用する移動体２などの対象に応じた、必要な要件に合わせて、演算時間閾値を設定しておくことで、演算時間が要件を満たすように調整が可能である。
【0177】
＜変形例＞
図２１は、実施の形態１や実施の形態２に関する変形例の測位システムを示す。この変形例では、最適化デバイス１０は、測位に関する要件が異なる複数の移動体２（ここでは移動体Ａ，Ｂ，Ｃとする）についての衛星測位および最適化を行うとする。このために、評価指標取得部１０３の評価指標取得ＤＢ１１１には、それぞれの移動体２の要件に応じた異なる評価指標４０００が設定されている。移動体Ａのためには評価指標Ａが設定されており、移動体Ｂのためには評価指標Ｂが設定されており、移動体Ｃのためには評価指標Ｃが設定されている。それぞれの評価指標４０００は、図４のパラメータ値を異なる数値とすることができる。また、最適化デバイス１０は、どの移動体２のための測位を行うかに応じて、適用する評価指標４０００を適時に切り替えるように制御する。また、評価指標４０００の設定値に対応させて、それに対応するモードを規定し、モードを切り替えるように制御するようにしてもよい。
図２１は、実施の形態１や実施の形態２に関する変形例の測位システムを示す。この変形例では、最適化デバイス１０は、測位に関する要件が異なる複数の移動体２（ここでは移動体Ａ，Ｂ，Ｃとする）についての衛星測位および最適化を行うとする。このために、評価指標取得部１０３の評価指標取得ＤＢ１１１には、それぞれの移動体２の要件に応じた異なる評価指標４０００が設定されている。移動体Ａのためには評価指標Ａが設定されており、移動体Ｂのためには評価指標Ｂが設定されており、移動体Ｃのためには評価指標Ｃが設定されている。それぞれの評価指標４０００は、図４のパラメータ値を異なる数値とすることができる。また、最適化デバイス１０は、どの移動体２のための測位を行うかに応じて、適用する評価指標４０００を適時に切り替えるように制御する。また、評価指標４０００の設定値に対応させて、それに対応するモードを規定し、モードを切り替えるように制御するようにしてもよい。
【0178】
例えば、移動体Ａは、要求される測位精度が相対的に高く、その分、演算負荷・演算時間は相対的に大きくなってもよいという要件がある。逆に、移動体Ｃは、要求される演算負荷・演算時間が相対的に低く・短く、その分、測位精度は相対的に低くなってもよいという要件がある。最適化デバイス１０は、このような移動体２の要件に応じた評価指標４０００を参照して、測位および最適化を行うことができる。
【0179】
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態や変形例を組み合わせた形態も可能である。
【符号の説明】
【0180】
１…測位システム、２…移動体、２０…コントローラ、９１…ＧＮＳＳ衛星、９２…ＧＮＳＳ衛星信号、１００…ＧＮＳＳ受信機、１０１…測位アンテナ、１０２…センサ判別部、１０３…評価指標取得部、１０４…入出力インタフェース、１０５…拘束条件追加部、１０６…最適化計算部、１０８…観測値情報ＤＢ、１０９…拘束条件ＤＢ、１１０…電源部、１１１…評価指標ＤＢ、５００…観測値、４０００…評価指標、５０００…拘束条件。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】