JPH07151532A - Sensor bias error estimation device - Google Patents
Sensor bias error estimation deviceInfo
- Publication number
- JPH07151532A JPH07151532A JP29842893A JP29842893A JPH07151532A JP H07151532 A JPH07151532 A JP H07151532A JP 29842893 A JP29842893 A JP 29842893A JP 29842893 A JP29842893 A JP 29842893A JP H07151532 A JPH07151532 A JP H07151532A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- bias error
- estimated value
- observation
- bias
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサをn個用いてk個の目標位置を観測す
るとき、各々のセンサのバイアス誤差を推定できるよう
にすることを目的とする。
【構成】 目標の観測位置とセンサの位置とセンサのバ
イアス誤差初期値とから観測行列を生成する観測行列生
成器12を設け、さらに、バイアス誤差推定値の共分散
行列を求める推定値評価器13と推定値を算出する推定
値算出器14を設けてセンサのバイアス誤差を推定す
る。
【効果】 センサのバイアス誤差を状態変数とした方程
式の解を求めるようにしてバイアス誤差を推定している
ので、各々のセンサの誤差が得られる。
(57) [Summary] [Objective] When n sensors are used to observe k target positions, the object is to be able to estimate the bias error of each sensor. [Arrangement] An observation matrix generator 12 for generating an observation matrix from a target observation position, a sensor position, and a sensor bias error initial value is provided, and an estimated value evaluator 13 for obtaining a covariance matrix of bias error estimated values. An estimated value calculator 14 for calculating an estimated value is provided to estimate the bias error of the sensor. [Effect] Since the bias error is estimated by finding the solution of the equation in which the bias error of the sensor is the state variable, the error of each sensor can be obtained.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、複数のセンサを持つ
目標位置観測装置において各々のセンサのバイアス誤差
を推定する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for estimating a bias error of each sensor in a target position observation apparatus having a plurality of sensors.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は従来のセンサのバイアス誤差の算
出装置の一実施例を示す図である。図4において、1は
基準センサ、2は第1のセンサ、3は2以上の任意の数
をnとして第nのセンサ、4は基準観測器、5は第1の
観測器、6は第nの観測器、7は基準センサ1に対する
第1のセンサ2から第nのセンサ3までの位置を入力す
るセンサ位置入力器、8は第1の観測器5からの目標位
置とセンサ位置入力器7からの基準センサ位置を加算し
て目標の観測位置を算出する第1の加算器、9は第nの
観測器6からの目標位置とセンサ位置入力器7からの第
nのセンサ位置を加算して目標の観測位置を算出する第
nの加算器、22は基準観測器4からの目標観測位置と
第1の加算器9からの目標観測位置との差を演算する第
1の減算器、23は基準観測器4からの目標観測位置と
第nの加算器10からの目標観測位置との差を演算する
第nの減算器で、24は基準センサ1と第1のセンサ2
との間のバイアス誤差、25は基準センサ1と第nのセ
ンサ6との間のバイアス誤差である。また、図5は複数
のセンサを持つ位置観測装置の一構成例であり、図中1
〜6は図4と同一である。26は基準センサの座標面、
27は慣性面、28は観測目標、29は基準センサの座
標面26と慣性面27との間のバイアス誤差である。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a conventional bias error calculating device for a sensor. In FIG. 4, 1 is a reference sensor, 2 is a first sensor, 3 is an n-th sensor with an arbitrary number of 2 or more as n, 4 is a reference observer, 5 is a first observer, and 6 is an n-th sensor. Observer, 7 is a sensor position input device for inputting the positions from the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to the reference sensor 1, and 8 is a target position and sensor position input device 7 from the first observer 5. A first adder for adding the reference sensor positions from the above to calculate the target observation position, and 9 adds the target position from the nth observer 6 and the nth sensor position from the sensor position input unit 7. The n-th adder for calculating the target observation position by the reference numeral 22 is a first subtractor for calculating the difference between the target observation position from the reference observer 4 and the target observation position from the first adder 9, and 23. Is the difference between the target observation position from the reference observer 4 and the target observation position from the nth adder 10. The subtractor of the n, 24 is a reference sensor 1 and first sensor 2
And 25 is a bias error between the reference sensor 1 and the nth sensor 6. Further, FIG. 5 shows an example of the configuration of a position observation device having a plurality of sensors.
6 are the same as in FIG. 26 is the coordinate plane of the reference sensor,
Reference numeral 27 is an inertial surface, 28 is an observation target, and 29 is a bias error between the coordinate surface 26 of the reference sensor and the inertial surface 27.
【0003】次に動作について説明する。従来の実施例
では、目標の位置を基準センサ1と基準観測器4で観測
し第1の減算器22から第nの減算器23に送り、ま
た、目標の位置を第1のセンサ2と第1の観測器5から
第nのセンサ6と第nの観測器10までで観測して、第
1の加算器9から第nの加算器10に送る。センサ位置
入力器7では基準センサ1に対する第1のセンサ2から
第nのセンサ6までの相対位置を入力する。第1の観測
器5から第nの観測器6までの目標の位置にセンサ位置
入力器7からの基準センサに対する第1のセンサ2から
第nのセンサ3の相対位置を第1の加算器9から第nの
加算器10で加算して目標の観測位置を算出する。第1
の加算器9から第nの加算器10の出力を第1の減算器
22から第nの減算器23に入力して基準観測器4から
の観測位置との差24から25を算出する。第1のセン
サのバイアス誤差を零とすれば上記第2の減算器22か
ら第nの減算器23の演算結果24から25が第1のセ
ンサ2から第nのセンサ3のバイアス誤差になり、これ
を出力する。すなわち、図5において基準センサの座標
面26に対する第1から第nのセンサのアライメント誤
差をバイアス誤差として出力する。Next, the operation will be described. In the conventional example, the target position is observed by the reference sensor 1 and the reference observer 4 and sent from the first subtractor 22 to the nth subtractor 23, and the target position is detected by the first sensor 2 and the first sensor 2. The observation is performed by the first observer 5 to the nth sensor 6 and the nth observer 10, and is sent from the first adder 9 to the nth adder 10. The sensor position input device 7 inputs the relative position from the first sensor 2 to the nth sensor 6 with respect to the reference sensor 1. At the target position from the first observer 5 to the nth observer 6, the relative position of the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to the reference sensor from the sensor position input device 7 is calculated by the first adder 9 To the nth adder 10 to calculate the target observation position. First
The output from the adder 9 to the nth adder 10 is input to the first subtractor 22 to the nth subtractor 23 to calculate differences 24 to 25 from the observation position from the reference observer 4. If the bias error of the first sensor is set to zero, the calculation results 24 to 25 of the second subtractor 22 to the nth subtractor 23 become the bias error of the first sensor 2 to the nth sensor 3, Output this. That is, in FIG. 5, the alignment error of the first to nth sensors with respect to the coordinate plane 26 of the reference sensor is output as a bias error.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のセンサのバイア
ス誤差算出装置は以上のように構成されているので、基
準センサに対する第1から第nのセンサまでのバイアス
誤差、すなわち、基準センサに対する第1から第nのセ
ンサまでのアライメント誤差しか得られないので、各々
のセンサが持つバイアス誤差を算出できず、また、観測
値に含まれる観測雑音による影響で算出されるバイアス
誤差の信頼性が低いという問題点があった。Since the conventional sensor bias error calculating device is configured as described above, the bias error from the first sensor to the nth sensor with respect to the reference sensor, that is, the first bias error with respect to the reference sensor. Since only the alignment error from the sensor to the n-th sensor can be obtained, the bias error of each sensor cannot be calculated, and the reliability of the bias error calculated by the influence of the observation noise included in the observed value is low. There was a problem.
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、基準センサ、第1から第nのセン
サまでの各々のバイアス誤差を推算することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to estimate the bias error of each of the reference sensor and the first to nth sensors.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる位置観
測装置のバイアス誤差推定装置は、基準観測器と第1の
観測器から第nの観測器までの観測位置と基準センサに
対する第1から第nのセンサまでのアライメント誤差と
基準センサのバイアス誤差の初期値とから観測行列を作
り、さらに観測行列と観測雑音の共分散行列とから推定
値の共分散行列を演算し、バイアス誤差の初期値と推定
値の共分散行列とから基準センサのバイアス誤差を推定
し、基準センサに対する第1のセンサから第nのセンサ
までのアライメント誤差を算出するものである。A bias error estimating apparatus for a position observing device according to the present invention comprises a reference observing device and observation positions from a first observing device to a n-th observing device and first to first observing devices with respect to a reference sensor. The initial value of the bias error is calculated by creating an observation matrix from the alignment error up to n sensors and the initial value of the bias error of the reference sensor, and further calculating the covariance matrix of the estimated value from the observation matrix and the covariance matrix of the observation noise. And the covariance matrix of the estimated values, the bias error of the reference sensor is estimated, and the alignment error from the first sensor to the nth sensor with respect to the reference sensor is calculated.
【0007】[0007]
【作用】この発明による、位置観測装置のバイアス誤差
推定装置は、観測装置の観測行列を算出し、バイアス誤
差推定値の共分散行列を算出し、基準センサのバイアス
誤差を状態変数とした状態方程式の解としてバイアス誤
差を推定することができる。According to the present invention, a bias error estimating device for a position observing device calculates an observation matrix of the observing device, calculates a covariance matrix of estimated bias error values, and uses a bias error of a reference sensor as a state variable for a state equation. The bias error can be estimated as the solution of
【0008】[0008]
実施例1 図1はこの発明の一実施例を示すセンサのバイアス誤差
算出装置の構成図である。図中1〜6及び8〜10は従
来の装置と同一である。8は基準センサ1に対する第1
のセンサ2から2以上の任意の数をnとして第nのセン
サ6のアライメント誤差を入力するアライメント誤差入
力器、11は基準センサのバイアス誤差の初期値を定め
る初期バイアス設定器、12は基準観測器4と第1の加
算器9から第nの加算器10までからの目標観測位置と
初期バイアス設定器11からのバイアス誤差の初期値と
から2以上の任意の数をkとしてk個の目標の観測行列
を算出する観測行列生成器、13は観測行列からバイア
ス誤差の推定値の共分散行列を算出する推定値評価器、
14は観測行列生成器12からの観測行列と推定値評価
器13からのバイアス誤差の推定値の共分散行列とから
センサのバイアス誤差推定値の仮の値を算出する推定値
算出器、15は初期バイアス設定器11からのセンサの
バイアス誤差の初期値から推定値算出器14からのセン
サのバイアス誤差推定値の仮の値を差し引く減算器、1
6は減算器15の演算結果で基準センサ1のバイアス誤
差推定値、17は基準センサ1のバイアス誤差推定値1
6と基準センサに対する第1のセンサ2から第nのセン
サ3までの基準センサ1に対するアライメント誤差を加
算する加算器、18は加算器17の出力で第1のセンサ
2から第nのセンサ3までのセンサのバイアス誤差であ
る。Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of a bias error calculation device for a sensor showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 6 and 8 to 10 are the same as the conventional device. 8 is the first for the reference sensor 1
Alignment error input device for inputting the alignment error of the n-th sensor 6 where n is an arbitrary number from 2 to 2 of the sensor 2, 11 is an initial bias setting device that determines the initial value of the bias error of the reference sensor, and 12 is the reference observation. From the target observation positions from the instrument 4 and the first adder 9 to the n-th adder 10 and the initial value of the bias error from the initial bias setter 11, let k be an arbitrary number of 2 or more and k targets. , An observation matrix generator for calculating the observation matrix of, and an estimated value evaluator for calculating the covariance matrix of the estimated value of the bias error from the observation matrix,
14 is an estimated value calculator that calculates a temporary value of the sensor bias error estimated value from the observation matrix from the observation matrix generator 12 and the covariance matrix of the estimated bias error value from the estimated value evaluator 13. A subtractor that subtracts a temporary value of the estimated sensor bias error value from the estimated value calculator 14 from the initial value of the sensor bias error from the initial bias setter 11.
6 is the calculation result of the subtracter 15 and is the bias error estimated value of the reference sensor 1, and 17 is the bias error estimated value 1 of the reference sensor 1.
6 and an adder for adding an alignment error from the first sensor 2 to the nth sensor 3 to the reference sensor 1 with respect to the reference sensor, and 18 is an output of the adder 17 from the first sensor 2 to the nth sensor 3. Is the bias error of the sensor.
【0009】次に動作について説明する。基準センサ1
及び1からnまでの任意の数をiとして第i番目のセン
サから2以上の任意の数をkとしてk個の目標を見たと
きの目標の正しい位置を各々Pt,Pitとおき、各々
のセンサから得られる観測位置を各々PtO,PitO
とおく。また、基準センサのバイアス誤差をd(dR,
dB,dE)とし基準センサ1からみた第i番目のセン
サの位置ベクトルをPipとおき、基準センサ1と第i
番目のセンサのアライメント誤差をdi(dRi,dE
i,dBi)とする。Next, the operation will be described. Reference sensor 1
, And an arbitrary number of 1 to n is i, and an arbitrary number of 2 or more is k from an i-th sensor, and the correct positions of the targets are set as Pt and Pit, respectively. The observation positions obtained from the sensor are PtO and PitO, respectively.
far. In addition, the bias error of the reference sensor is d (dR,
dB, dE), the position vector of the i-th sensor viewed from the reference sensor 1 is set to Pip, and the reference sensor 1 and the i-th sensor
The alignment error of the th sensor is di (dRi, dE
i, dBi).
【0010】Pt,Pit,PtO,PitOは直交座
標系で表せば各々Pt, Pit, PtO, and PitO are each expressed in an orthogonal coordinate system.
【0011】[0011]
【数1】 [Equation 1]
【0012】[0012]
【数2】 [Equation 2]
【0013】[0013]
【数3】 [Equation 3]
【0014】[0014]
【数4】 [Equation 4]
【0015】となる。また、明らかに、[0015] Also, obviously,
【0016】[0016]
【数5】 [Equation 5]
【0017】が成り立つ。ここで関数FとしてIs satisfied. Here as the function F
【0018】[0018]
【数6】 [Equation 6]
【0019】を定義して、基準センサ1のバイアス誤差
の初期値としてd(0)(dR(0),dB(0),d
E(0))を関数Fの平衡点の近傍に選んで、関数Fを
(PtO,PitO,d(0))のまわりでテイラー展
開し、2次以上の項を無視すると、Is defined as d (0) (dR (0), dB (0), d) as the initial value of the bias error of the reference sensor 1.
E (0)) is chosen in the vicinity of the equilibrium point of the function F, the function F is Taylor-expanded around (PtO, PitO, d (0)), and if terms of second or higher order are ignored,
【0020】[0020]
【数7】 [Equation 7]
【0021】が得られる。数7中のGk,Nk,Mkは
それぞれIs obtained. Gk, Nk, and Mk in Equation 7 are respectively
【0022】[0022]
【数8】 [Equation 8]
【0023】[0023]
【数9】 [Equation 9]
【0024】[0024]
【数10】 [Equation 10]
【0025】と表される。関数Fは基準センサ1と第i
番目のセンサの位置ベクトルPipに誤差がなければ恒
等的に零になる。従って、数7の右辺を零とおいてIt is expressed as The function F is the reference sensor 1 and the i-th
If there is no error in the position vector Pip of the th sensor, it will be equal to zero. Therefore, leave the right side of Equation 7 as zero.
【0026】[0026]
【数11】 [Equation 11]
【0027】を得る。数11の左辺は、バイアス誤差の
初期値と観測位置により定まる観測値と考えられる。数
11の右辺第1項は求めるべきバイアス誤差を状態変数
として観測行列Gとの積と考えられ、第2項及び第3項
は観測位置誤差と観測行列の積、即ち、雑音と考えられ
る。従って、数11は観測系に雑音が含まれる線形状態
方程式と考えることができる。To obtain The left side of Expression 11 is considered to be an observation value determined by the initial value of the bias error and the observation position. The first term on the right side of Expression 11 is considered to be the product of the observation matrix G and the bias error to be obtained as a state variable, and the second and third terms are considered to be the product of the observation position error and the observation matrix, that is, noise. Therefore, Equation 11 can be considered as a linear equation of state in which the observation system contains noise.
【0028】いま、観測値をZ、観測行列をH、求める
状態変数をxとおき、共分散をRとした雑音をvとおけ
ば、Now, letting Z be an observed value, H be an observation matrix, x be a state variable to be obtained, and v be noise with covariance being R:
【0029】[0029]
【数12】 [Equation 12]
【0030】と表される。最小自乗法を用いれば観測値
と状態変数xとの差の自乗を評価関数Jにすれば良い。
JはIt is expressed as If the least squares method is used, the square of the difference between the observed value and the state variable x may be used as the evaluation function J.
J is
【0031】[0031]
【数13】 [Equation 13]
【0032】となる。評価関数Jを最小にするxは、数
13の右辺を展開して、xについて微分した結果が零に
なるようなxである。従って求める状態変数xはIt becomes The x that minimizes the evaluation function J is such that the result obtained by expanding the right side of Expression 13 and differentiating x becomes zero. Therefore, the required state variable x is
【0033】[0033]
【数14】 [Equation 14]
【0034】と表される。ここで、P(+)は推定値の
共分散行列である。It is expressed as follows. Here, P (+) is the covariance matrix of the estimated value.
【0035】次に、この発明を図1に従って説明する。
基準センサ1及び第1のセンサ1から第nのセンサ3は
目標の位置を観測するためのセンサで、基準観測器4及
び第1の観測器5から第nの観測器6により目標の位置
を出力する。アライメント誤差入力器7は基準センサ1
に対する第1のセンサ2から第nのセンサ3のアライメ
ント誤差を入力するもので入力したアライメント誤差を
第1の観測器5から第nの観測器6に送り目標の位置を
補正する。センサ位置入力器8は基準センサ1に対する
第1のセンサ2から第nのセンサ3の相対位置を入力す
る。第1の加算器9から第nの加算器10では、第1の
観測器5から第nの観測器6の目標の位置に基準センサ
1に対する第1のセンサ2から第nのセンサ3の位置を
加算し、第1のセンサ2から第nのセンサ3による目標
の観測位置を算出する。また、初期バイアス設定器11
は基準センサ1のバイアス誤差初期値を設定するもので
ある。観測行列生成器12では、上記第1の加算器9か
ら第nの加算器10の目標の観測位置と、初期バイアス
設定器11からのバイアス誤差初期値をうけて数7、数
8で表される観測行列Gkを演算して求める。推定値評
価器13では観測行列生成器12からの観測行列Gkか
ら数14中のP(+)、即ち、推定値の共分散行列を演
算する。推定値算出器14では推定値評価器13からの
共分散行列と観測行列生成器12からの観測行列とから
数14中の右辺第2項をバイアス誤差推定値の仮の値と
して算出する。さらに減算器15で推定値算出器14か
らのバイアス誤差推定値の仮の値を初期バイアス設定器
11からのバイアス誤差初期値から差引いて数14で表
される基準センサ1のバイアス誤差推定値16を出力す
る。加算器17では減算器15からの基準センサ1のバ
イアス誤差推定値16とアライメント誤差設定器7から
の基準センサ1に対する第1のセンサ2から第nのセン
サ3のアライメント誤差とを加算して第1のセンサ2か
ら第nのセンサ3のバイアス誤差18を算出する。Next, the present invention will be described with reference to FIG.
The reference sensor 1 and the first sensor 1 to the n-th sensor 3 are sensors for observing the target position. The reference observer 4 and the first observer 5 to the n-th observer 6 measure the target position. Output. The alignment error input device 7 is the reference sensor 1
For inputting the alignment error of the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to, the input alignment error is sent from the first observer 5 to the nth observer 6 to correct the target position. The sensor position input device 8 inputs the relative position of the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to the reference sensor 1. In the first adder 9 to the nth adder 10, the positions of the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to the reference sensor 1 are set at the target positions of the first observer 5 to the nth observer 6. Is added to calculate the target observation position by the first sensor 2 to the n-th sensor 3. Also, the initial bias setting device 11
Is for setting the bias error initial value of the reference sensor 1. The observation matrix generator 12 receives the target observation positions of the first adder 9 to the nth adder 10 and the bias error initial value from the initial bias setter 11 and is expressed by Equations 7 and 8. The observation matrix Gk is calculated and obtained. The estimated value evaluator 13 calculates P (+) in the equation 14, that is, the covariance matrix of the estimated value, from the observation matrix Gk from the observation matrix generator 12. The estimated value calculator 14 calculates the second term on the right side of Expression 14 from the covariance matrix from the estimated value evaluator 13 and the observation matrix from the observation matrix generator 12 as a temporary value of the bias error estimated value. Further, the subtracter 15 subtracts a temporary value of the bias error estimated value from the estimated value calculator 14 from the bias error initial value from the initial bias setter 11 to calculate the bias error estimated value 16 of the reference sensor 1 represented by the equation 14. Is output. The adder 17 adds the bias error estimated value 16 of the reference sensor 1 from the subtractor 15 and the alignment error of the first sensor 2 to the nth sensor 3 with respect to the reference sensor 1 from the alignment error setting unit 7 and adds The bias error 18 of the first sensor 2 to the nth sensor 3 is calculated.
【0036】このように目標の位置を観測したときに、
観測位置と設定したバイアス誤差初期値を用いて、基準
センサ1のバイアス誤差を状態変数とした状態方程式を
仮定してバイアス誤差を推定し、さらに設定したアライ
メント誤差から第1のセンサ2から第nのセンサ3のバ
イアス誤差を算出しているので、基準センサ1と第1の
センサ2から第nのセンサ3までのセンサのバイアス誤
差を推定できる。すなわち、図5において基準センサの
座標面26と慣性面27との間のバイアス誤差29を算
出し、そのバイアス誤差29に第1から第nのセンサの
基準センサに対するアライメント誤差を加算することで
各々のセンサのバイアス誤差が得られる。When the target position is observed in this way,
Using the observation position and the set bias error initial value, the bias error is estimated by assuming a state equation in which the bias error of the reference sensor 1 is a state variable, and the bias error is estimated from the set alignment error from the first sensor 2 to the nth sensor. Since the bias error of the sensor 3 is calculated, the bias errors of the reference sensor 1 and the sensors from the first sensor 2 to the nth sensor 3 can be estimated. That is, in FIG. 5, a bias error 29 between the coordinate plane 26 and the inertial surface 27 of the reference sensor is calculated, and the bias error 29 is added to the alignment error of the first to n-th sensors with respect to the reference sensor. Bias error of the sensor is obtained.
【0037】実施例2 図2はこの発明の別の実施例を示すセンサのバイアス誤
差算出装置の構成図である。図中1〜18は実施例1と
同一である。19は第1の減算器15からの基準センサ
1のバイアス誤差推定値16を記憶しておく推定値記憶
器である。Embodiment 2 FIG. 2 is a block diagram of a bias error calculating device for a sensor showing another embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 18 are the same as in the first embodiment. An estimated value storage unit 19 stores the bias error estimated value 16 of the reference sensor 1 from the first subtractor 15.
【0038】次に動作について説明する。基準センサ1
と第1のセンサ2から第nのセンサ3により目標の位置
を観測し第1の加算器9から第nの加算器10で目標の
観測位置を生成する処理は実施例1と同一である。次
に、前回算出のバイアス誤差推定値をx(−)、前回推
定値の共分散行列をP(−)とおく。最小自乗法を用い
れば、求めるべきバイアス誤差の推定値をxとして、x
と前回算出のバイアス誤差推定値x(−)との差の自
乗、及び、観測値zとx(−)との差の自乗との和を評
価関数J1にすれば良いので、J1はNext, the operation will be described. Reference sensor 1
The process of observing the target position by the first sensor 2 to the nth sensor 3 and generating the target observation position by the first adder 9 to the nth adder 10 is the same as that in the first embodiment. Next, the previously calculated bias error estimated value is set to x (−), and the covariance matrix of the previous estimated value is set to P (−). If the least squares method is used, x is the estimated value of the bias error to be obtained, and x
Since the sum of the square of the difference between the estimated bias error value x (-) and the square of the difference between the observed value z and x (-) can be used as the evaluation function J1, J1 is
【0039】[0039]
【数15】 [Equation 15]
【0040】と表される。J1を最小にするxはJ1の
右辺を展開してxについて微分した結果が零になるよう
なxである。従って求める推定値xはIt is expressed as The x that minimizes J1 is such that the result obtained by expanding the right side of J1 and differentiating with respect to x becomes zero. Therefore, the estimated value x to be obtained is
【0041】[0041]
【数16】 [Equation 16]
【0042】この発明を図2に従って説明する。基準セ
ンサと第1のセンサ2から第nのセンサ3により目標の
位置を観測し第1の加算器9から第nの観測器10で目
標の観測位置を生成するまでの動作は実施例1と同一で
ある。第1の加算器9から第nの加算器10の目標の観
測位置と初期バイアス設定器11からのバイアス誤差初
期値とから観測行列生成器12で観測行列を生成する。
推定値評価器13では数16で表されるP(+)を演算
する。さらに、推定値算出器14では推定値評価器13
からの推定値の共分散行列P(+)を用いて数16の右
辺第2項を算出する。減算器15では、推定値算出器1
4の出力と初期バイアス設定器11からの前回バイアス
誤差推定値とから数16で表される基準センサのバイア
ス誤差推定値16を演算し出力するとともに、推定値記
憶器19に送出する。推定値記憶器19は、算出した基
準センサのバイアス誤差推定値16を記憶するととも
に、前回算出のセンサのバイアス誤差推定値を初期バイ
アス設定器11に送出する。The present invention will be described with reference to FIG. The operation from observing the target position by the reference sensor and the first sensor 2 to the nth sensor 3 and generating the target observation position by the first adder 9 to the nth observer 10 is the same as in the first embodiment. It is the same. The observation matrix generator 12 generates an observation matrix from the target observation positions of the first adder 9 to the n-th adder 10 and the bias error initial value from the initial bias setter 11.
The estimated value evaluator 13 calculates P (+) represented by Expression 16. Furthermore, in the estimated value calculator 14, the estimated value evaluator 13
The second term on the right side of Expression 16 is calculated using the covariance matrix P (+) of the estimated values from In the subtractor 15, the estimated value calculator 1
The bias error estimated value 16 of the reference sensor represented by the equation 16 is calculated from the output of No. 4 and the previous bias error estimated value from the initial bias setter 11, and is output to the estimated value storage unit 19 as well. The estimated value storage unit 19 stores the calculated bias error estimated value 16 of the reference sensor and sends the previously calculated sensor bias error estimated value 16 to the initial bias setting unit 11.
【0043】このように目標の位置を観測したときに、
観測位置と前回算出した推定値とからバイアス誤差を収
束計算するので精度がよい。When the target position is observed in this way,
Since the bias error is converged and calculated from the observation position and the previously calculated estimated value, the accuracy is high.
【0044】実施例3 図3はこの発明のさらに別の実施例を示すセンサのバイ
アス誤差装置の一実施例である。図中、1〜19は実施
例2と同一である。20は算出された基準センサのバイ
アス誤差推定値14を前回算出した推定値と比較して収
束判定を行う推定値収束判定器、21は推定値算出結果
である。Embodiment 3 FIG. 3 is an embodiment of a sensor bias error device showing still another embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 19 are the same as in the second embodiment. Reference numeral 20 is an estimated value convergence determiner that compares the calculated bias error estimated value 14 of the reference sensor with the estimated value calculated last time to perform convergence determination, and 21 is an estimated value calculation result.
【0045】次に動作について説明する。基準センサ1
と第1のセンサ2から第nのセンサ3により目標の位置
を観測して基準センサ1のバイアス誤差推定値16を算
出するまでの処理は実施例2と同一である。推定値収束
判定器20では前回算出したバイアス誤差の推定値と今
回算出したバイアス誤差の推定値とを比較して基準セン
サ1のバイアス誤差推定値16の収束具合を監視する。
バイアス誤差の推定値がある値以下に収束しているとき
は、推定値算出結果21として出力する。Next, the operation will be described. Reference sensor 1
The process from observing the target position by the first sensor 2 to the nth sensor 3 and calculating the bias error estimated value 16 of the reference sensor 1 is the same as in the second embodiment. The estimated value convergence determiner 20 compares the estimated value of the bias error calculated last time and the estimated value of the bias error calculated this time, and monitors the degree of convergence of the estimated bias error value 16 of the reference sensor 1.
When the estimated value of the bias error has converged to a certain value or less, the estimated value calculation result 21 is output.
【0046】このように目標の観測位置と前回算出した
推定値とからバイアス誤差の推定値を収束計算し、さら
に、収束判定をしているので得られる推定値算出結果の
精度がよい。In this way, the estimated value of the bias error is converged and calculated from the target observed position and the estimated value calculated last time, and the convergence judgment is performed, so the accuracy of the estimated value calculation result obtained is good.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば基準セン
サのバイアス誤差を状態変数とした状態方程式の解を算
出し、さらに、基準センサに対する第1のセンサから第
nのセンサのアライメント誤差を用いてバイアス誤差を
算出しているので、各々のセンサのバイアス誤差を得る
ことができる。As described above, according to the present invention, the solution of the state equation with the bias error of the reference sensor as the state variable is calculated, and the alignment error of the first sensor to the nth sensor with respect to the reference sensor is calculated. Since the bias error is calculated using this, the bias error of each sensor can be obtained.
【0048】また、センサのバイアス誤差を収束計算に
て算出している場合は精度良くセンサのバイアス誤差が
推定できるという効果がある。Further, when the sensor bias error is calculated by the convergence calculation, there is an effect that the sensor bias error can be accurately estimated.
【図1】この発明の実施例1を示すセンサのバイアス誤
差推定装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施例2を示すセンサのバイアス誤
差推定装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a sensor bias error estimation device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】この発明の実施例3を示すセンサのバイアス誤
差推定装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a bias error estimating apparatus for a sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図4】従来のセンサのバイアス誤差算出装置の構成図
である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional bias error calculation device for a sensor.
【図5】複数のセンサを持つ位置観測装置の一構成例で
ある。FIG. 5 is a configuration example of a position observation device having a plurality of sensors.
1 基準センサ 2 第1のセンサ 3 第nのセンサ 4 基準観測器 5 第1の観測器 6 第nの観測器 7 アライメント誤差入力器 8 センサ位置入力器 9 第1の加算器 10 第nの加算器 11 初期バイアス設定器 12 観測行列生成器 13 推定値評価器 14 推定値算出器 15 減算器 16 基準センサのバイアス誤差推定値 17 加算器 18 センサのバイアス誤差 19 推定値記憶器 20 推定値収束判定器 21 推定値算出結果 22 第1の減算器 23 第nの減算器 24 第1のセンサのバイアス誤差 25 第2のセンサのバイアス誤差 26 基準センサの座標面 27 慣性面 28 観測目標 29 バイアス誤差 1 Reference sensor 2 1st sensor 3 nth sensor 4 Reference observer 5 1st observer 6 nth observer 7 Alignment error input device 8 Sensor position input device 9 1st adder 10 nth addition Device 11 Initial bias setting device 12 Observation matrix generator 13 Estimated value evaluator 14 Estimated value calculator 15 Subtractor 16 Estimated bias error of reference sensor 17 Adder 18 Bias error of sensor 19 Estimated value storage 20 Estimated value convergence judgment 21 Estimated value calculation result 22 First subtractor 23 Nth subtractor 24 Bias error of first sensor 25 Bias error of second sensor 26 Coordinate plane of reference sensor 27 Inertia plane 28 Observation target 29 Bias error
Claims (3)
位置を観測する基準センサと基準センサに対応する基準
観測器と、基準センサから離れた場所に設置されていて
基準センサに対しての相対的なアライメント誤差が既知
である第1から第nまでのn個(nは2個以上の任意の
数)のセンサと、第1から第nまでのセンサに対応する
n個の観測器とから構成される位置観測装置において、
基準センサに対する第1のセンサから第nのセンサまで
の各々のセンサのアライメント誤差を入力するアライメ
ント誤差入力器と、基準センサに対する第1のセンサか
ら第nのセンサまでの相対位置を入力するセンサ位置入
力器と、第1の観測器から第nの観測器までの観測器か
らの目標位置とセンサ位置入力器からの各々のセンサの
基準センサに対する相対位置を加算して目標の観測位置
を算出する第1の加算器から第nの加算器と、基準セン
サのバイアス誤差の初期値を設定する初期バイアス設定
器と、基準観測器からの目標観測位置と第1の加算器か
ら第nの加算器までの目標観測位置と初期バイアス設定
器から基準センサの初期バイアス値とから観測行列を演
算する観測行列生成器と、観測雑音の共分散と観測行列
とからバイアス誤差推定値の共分散行列を算出する推定
値評価器と、観測行列とバイアス誤差推定値の共分散行
列とから基準センサのバイアス誤差の仮の値を算出する
推定算出器と、基準センサのバイアス誤差の仮の値を基
準センサのバイアス誤差の初期値から差し引いて基準セ
ンサのバイアス誤差推定値を算出する第1の減算器とか
ら構成され、センサのバイアス誤差を推定することを特
徴とするセンサのバイアス誤差推定装置。1. A reference sensor for observing k (k is an arbitrary number of 2 or more) target positions, a reference observing device corresponding to the reference sensor, and a reference sensor installed at a place distant from the reference sensor. N sensors corresponding to the first to n-th (n is an arbitrary number of 2 or more) sensors whose relative alignment error is known, and n-sensors corresponding to the first to n-th sensors In the position observation device consisting of
Alignment error input device for inputting alignment error of each sensor from the first sensor to the nth sensor with respect to the reference sensor, and sensor position for inputting relative position from the first sensor to the nth sensor with respect to the reference sensor A target observation position is calculated by adding the target position from the input device and the observation devices from the first observation device to the nth observation device and the relative position of each sensor from the sensor position input device to the reference sensor. From the first adder to the nth adder, the initial bias setting device that sets the initial value of the bias error of the reference sensor, the target observation position from the reference observer, and the first adder to the nth adder To the observation matrix generator that calculates the observation matrix from the target observation position up to and the initial bias value of the reference sensor from the initial bias setter, and the bias error from the observation noise covariance and the observation matrix. An estimated value evaluator that calculates the covariance matrix of the estimated value, an estimation calculator that calculates a temporary value of the bias error of the reference sensor from the observation matrix and the covariance matrix of the bias error estimated value, and the bias error of the reference sensor And a first subtractor for calculating a bias error estimated value of the reference sensor by subtracting a temporary value of the bias error of the reference sensor from the initial value of the bias error of the reference sensor. Bias error estimation device.
する第1の減算器の出力を記憶しておく推定値記憶器を
備え、推定値記憶器の内容を初期バイアス設定器に送出
することを特徴とする請求項1記載のセンサのバイアス
誤差推定装置。2. An estimated value storage unit for storing an output of a first subtractor for calculating a bias error estimated value of a reference sensor, the content of the estimated value storage unit being sent to an initial bias setting unit. The bias error estimating device for a sensor according to claim 1, wherein
する第1の減算器の出力から推定値の収束を判定する推
定値判定器を備え、バイアス誤差推定値が収束するまで
演算を繰り返すことを特徴とした請求項1記載のセンサ
のバイアス誤差推定装置。3. An estimation value determiner for determining the convergence of the estimated value from the output of a first subtractor for calculating the bias error estimated value of the reference sensor, and repeating the calculation until the bias error estimated value converges. The bias error estimation device for a sensor according to claim 1, which is characterized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29842893A JPH07151532A (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Sensor bias error estimation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29842893A JPH07151532A (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Sensor bias error estimation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151532A true JPH07151532A (en) | 1995-06-16 |
Family
ID=17859581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29842893A Pending JPH07151532A (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Sensor bias error estimation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07151532A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845339B2 (en) * | 2000-07-12 | 2005-01-18 | Siemens Ag | Vehicle occupant weight classification system |
| JP2008525799A (en) * | 2004-12-22 | 2008-07-17 | レイセオン・カンパニー | Systems and techniques for calibrating radar arrays |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29842893A patent/JPH07151532A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845339B2 (en) * | 2000-07-12 | 2005-01-18 | Siemens Ag | Vehicle occupant weight classification system |
| JP2008525799A (en) * | 2004-12-22 | 2008-07-17 | レイセオン・カンパニー | Systems and techniques for calibrating radar arrays |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2169422B1 (en) | System and method for acoustic tracking an underwater vehicle trajectory | |
| US20070291968A1 (en) | Method for Estimating the Position of a Sound Source for Online Calibration of Auditory Cue to Location Transformations | |
| US8213265B2 (en) | Method of object tracking in 3D space based on particle filter using acoustic sensors | |
| KR20170111582A (en) | Method and system for estimating position and velocity of underwater vehicle using doppler beacon | |
| JP3282516B2 (en) | 3D image measurement method | |
| JP3926602B2 (en) | Target tracking apparatus and method | |
| JPH07151532A (en) | Sensor bias error estimation device | |
| Azam et al. | Experimental validation of the dual Kalman filter for online and real-time state and input estimation | |
| JPH08271247A (en) | Sensor alignment error estimation device | |
| JP3439068B2 (en) | Apparatus for estimating bias error of sensor attitude and position | |
| KR101844131B1 (en) | Method and Apparatus for resolving the ambiguity of radar pulses in Time Difference Of Arrival geolocation system based on the Harmony Search Algorithm | |
| JPH06273173A (en) | Sensor bias error estimation device | |
| JP3512894B2 (en) | Relative moving amount calculating apparatus and relative moving amount calculating method | |
| JP3302870B2 (en) | Sensor bias error estimation device | |
| JPH0599649A (en) | Sensor bias error estimation device | |
| JPH0694823A (en) | Sensor bias error estimation device | |
| CN114459484A (en) | Track initialization method and device | |
| JPH05297952A (en) | Bias error estimation device for sensor position | |
| JP2001021297A (en) | Tracking device | |
| JPH0571708U (en) | Sensor bias error estimation device | |
| JP3218181B2 (en) | Sensor bias error estimation device | |
| JPH09281206A (en) | Target position observation device | |
| JP2000111634A (en) | Target position observation device | |
| JPH0553648A (en) | Bias error estimating device for position observing device | |
| JP6757227B2 (en) | Motion parameter estimation device, motion parameter estimation method and program |