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【発明の名称】 位置検出システムおよび位置検出装置
【発明者】 【氏名】沼田 亜紀子

【氏名】佐野 雅仁

【氏名】高野瀬 剛

【要約】 【課題】位置検出に最適な3つの光を適切に選ぶことができ、これにより移動体の位置を精度よく検出することが可能な信頼性にすぐれた位置検出システムおよび位置検出装置を提供する。

【構成】2次元光学センサ32の受光面における中心点Oからなるべく離れたところの3つの集光点Dの位置を自己位置検出用として選択する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体の上方に設けられた複数の発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光が集光する受光面と、
前記受光面における各集光点の位置を検出するとともに、その各集光点の位置と前記受光面の中心点との間の距離を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段で検出される各集光点の位置のうち、同第1検出手段で検出される距離がもっとも大きい集光点を含む3つの集光点の位置を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択される3つの集光点の位置から、その3つの集光点の光源方向を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段で検出される3つの光源方向に基づいて前記移動体の位置を検出する第3検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項2】
移動体の上方に設けられた複数の発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光が集光する受光面と、
前記受光面における各集光点の位置および受光強度を検出するとともに、その各集光点の位置と前記受光面の中心点との間の距離を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段で検出される各集光点の位置のうち、同第1検出手段で検出される距離および受光強度に応じて3つの集光点の位置を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択される3つの集光点の位置から、その3つの集光点の光源方向を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段で検出される3つの光源方向に基づいて前記移動体の位置を検出する第3検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項3】
前記選択手段は、前記第1検出手段で検出される各集光点の位置に対し、同第1検出手段で検出される距離が大きい順に重み付けし、かつ同第1検出手段で検出される受光強度が大きい順に重み付けし、これら重み付けの和がもっとも大きい3つの集光点の位置を選択することを特徴とする請求項2に記載の位置検出システム。
【請求項4】
前記選択手段は、前記第1検出手段で検出される距離に応じた光源方向の検出誤差を第1指標として求めるとともに、前記第1検出手段で検出される受光強度に応じた光源方向の検出誤差を第2指標として求め、これら第1指標および第2指標の和がもっとも小さい3つの集光点の位置を選択することを特徴とする請求項2に記載の位置検出システム。
【請求項5】
移動体の上方に設けられ、複数の発光手段からの光を受けて前記移動体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記各発光手段から発せられる光が集光する受光面と、
前記受光面における各集光点の位置を検出するとともに、その各集光点の位置と前記受光面の中心点との間の距離を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段で検出される各集光点の位置のうち、同第1検出手段で検出される距離がもっとも大きい集光点を含む3つの集光点の位置を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択される3つの集光点の位置から、その3つの集光点の光源方向を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段で検出される3つの光源方向に基づいて前記移動体の位置を検出する第3検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出装置
【請求項6】
移動体の上方に設けられ、複数の発光手段からの光を受けて前記移動体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記各発光手段から発せられる光が集光する受光面と、
前記受光面における各集光点の位置および受光強度を検出するとともに、その各集光点の位置と前記受光面の中心点との間の距離を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段で検出される各集光点の位置のうち、同第1検出手段で検出される距離および受光強度に応じて3つの集光点の位置を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択される3つの集光点の位置から、その3つの集光点の光源方向を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段で検出される3つの光源方向に基づいて前記移動体の位置を検出する第3検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、移動体の位置を検出する位置検出システムおよび位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
移動体の位置を検出する方法として、三角測量が知られている。この三角測量により移動体の位置を検出するシステムの例として、発光手段から発せられる光を移動体の受光手段で受け、その受光手段で受けた光の光源方向を検出し、検出した光源方向に基づいて移動体の位置を検出する移動作業ロボットのシステムがある(例えば特許文献1)。
【0003】
受光手段として例えば2次元光学センサが用いられ、その2次元光学センサの受光面に発光手段から発せられた光が集光される。そして、2次元光学センサの受光面における集光点と同受光面の中心点との位置関係から受光手段で受ける光の光源方向(角度)が検出され、検出された光源方向に基づいて移動体の位置が検出される。
【0004】
また、複数の位置検出結果を得て、その平均値を求めるシステムもある(例えば特許文献2)。
【特許文献1】特開2002−73170号公報
【特許文献2】特開2001−33244号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のようなシステムでは、移動体の位置を検出するために3つの光の光源方向が必要であり、その3つの光の光源方向をどのように選ぶかによって位置検出の結果に差が生じてしまう。
【0006】
この発明は、上記事情を考慮したもので、位置検出に最適な3つの光を適切に選ぶことができ、これにより移動体の位置を精度よく検出することが可能な信頼性にすぐれた位置検出システムおよび位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に係る発明の位置検出システムは、移動体の上方に設けられた複数の発光手段と、上記移動体に設けられ、上記各発光手段から発せられる光が集光する受光面と、この受光面における各集光点の位置を検出するとともに、その各集光点の位置と上記受光面の中心点との間の距離を検出する第1検出手段と、この第1検出手段で検出される各集光点の位置のうち、同第1検出手段で検出される距離が大きい方の3つの集光点の位置を選択する選択手段と、この選択手段で選択される3つの集光点の位置から、その3つの集光点の光源方向を検出する第2検出手段と、この第2検出手段で検出される3つの光源方向に基づいて上記移動体の位置を検出する第3検出手段と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
この発明の位置検出システムおよび位置検出装置によれば、位置検出に最適な3つの光を適切に選ぶことができる。これにより、移動体の位置を精度よく検出することが可能となり、信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、商店などの建物1の床面に移動体2が走行自在に存している。そして、移動体2の移動空間の上方たとえば建物1の内壁上部および天井に、3つ以上の光学指標として7個の発光手段たとえば光学ビーコン♯0〜♯6が分散配置されている。これら光学ビーコン♯0〜♯6は、発光素子として赤外線光を発する発光ダイオードを有しており、取付け位置(平面上のx,y座標)については施設時に既知となっている。
【0010】
とくに、光学ビーコン♯1〜♯6は、自身以外の少なくとも1つの光学ビーコンから発せられる光を受けて動作する。
【0011】
光学ビーコン♯0〜♯6には、符号順にそのまま対応する発光順序が予め定められている。発光順序が1番目の光学ビーコン♯0は、基準光学ビーコンとして、定期的に発光動作する。この光学ビーコン♯0の制御回路は、図2に示すように、発光パターン生成部10、タイマ11、ID設定部12、および発光素子(発光ダイオード)13により構成されている。このうち、発光パターン生成部10およびタイマ11により、発光制御部が構成されている。
タイマ11は、光学ビーコン♯0の周期的な発光動作を設定するための一定時間t1をカウントする。ID設定部12は、光学ビーコン♯0に固有の識別情報であるIDを人為的な操作に応じて可変設定する。
【0012】
発光パターン生成部10は、図3のタイムチャートに示すように、タイマ11が一定時間t1をカウントするごとに、所定周波数のキャリア信号を変調し、その変調信号(パルス信号)により、特定の発光パターンを有する開始コードを生成し、続いてID設定部12の設定に応じたIDコードを生成し、生成した開始コードおよびIDコードに応じて発光素子13を発光させる。開始コードの立上がりからIDコードの終了までに、一定時間taが確保される。IDコードは、一定時間tbに収まる3ビットの2進数値であり、光学ビーコン♯0用として2進数値“0”が定めらされている。一定時間ta,tbについては、発光パターン生成部10内のクロック信号のカウントにより設定される。
【0013】
残りの光学ビーコン♯1〜♯6は、従動光学ビーコンとして、自身以外の光学ビーコンから発せられる光のうち、発光順序がそれぞれ1つ前の光学ビーコンから発せられる光をその光に含まれているIDコードから判別し、その判別した光を受けることにより順次に動作して発光する。
【0014】
光学ビーコン♯1〜♯6の制御回路は互いに同一のもので、そのうちの光学ビーコン♯1の制御回路を代表して図4に示している。すなわち、自身以外の光学ビーコンから発せられる光を受ける受光素子(フォトダイオード)20、この受光素子20の受光信号に含まれている開始コードおよびIDコードを判別する信号判別部21、この信号判別部21で開始コードおよびIDコードが判別された場合に同判別されたIDコードとIDメモリ23内の特定IDコード(発光順序が1つ前の光学ビーコンのIDコード)とを比較する比較部22が設けられている。この比較部22の比較結果が、発光パターン生成部24に供給される。そして、発光パターン生成部24に、タイマ25、ID設定部26、発光素子(発光ダイオード)27が接続されている。
タイマ25は、比較部22の比較結果が一致の場合に、発光動作開始までの一定時間t2をカウントする。ID設定部26は、光学ビーコン♯1に固有の識別情報であるIDを人為的な操作に応じて可変設定する。
【0015】
発光パターン生成部24は、比較部22の比較結果が一致となった場合にタイマ25を動作させ、図3に示しているように、そのタイマ25による一定時間t2のカウントが終了した後、所定周波数のキャリア信号を変調し、その変調信号(パルス信号)により、特定の発光パターンを有する開始コードを生成し、続いてID設定部26の設定に応じたIDコードを生成し、生成した開始コードおよびIDコードに応じて発光素子27を発光させる。開始コードの立上がりからIDコードの終了までに、一定時間taが確保される。IDコードは、一定時間tbに収まる3ビットの2進数値であり、光学ビーコン♯1用として2進数値“1”が定められている。一定時間ta,tbについては、発光パターン生成部24内のクロック信号のカウントにより設定される。
【0016】
上記信号判別部21、比較部22、IDメモリ23、発光パターン生成部24、およびタイマ25により、発光制御部が構成されている。
【0017】
なお、他の光学ビーコン♯2〜♯6のIDコードとして、2進数値“2”“3”“4”“5”“6”がそれぞれ定められている。光学ビーコン♯0〜♯6のIDコード、および光学ビーコン♯0〜♯6のIDメモリ23に記憶される特定IDコード(発光順序が1つ前の光学ビーコンのIDコード)の関係を、図5に示している。
【0018】
こうして、光学ビーコン♯0が一定時間t1ごとに発光動作して開始コードおよびIDコードを発する。光学ビーコン♯1は、他の光学ビーコンから受ける光のIDコードを監視し、発光順序が1つ前の光学ビーコン♯0の特定IDコードである場合に、それから一定時間t2後に発光動作して開始コードおよびIDコードを発する。光学ビーコン♯2は、他の光学ビーコンから受ける光のIDコードを監視し、発光順序が1つ前の光学ビーコン♯1の特定IDコードである場合に、それから一定時間t2後に発光動作して開始コードおよびIDコードを発する。以後、同様に、光学ビーコン♯3〜♯6が順次に発光動作する。全ての光学ビーコン♯0〜♯6の発光動作が終了するタイミングは、上記一定時間t1のカウントが終了するタイミングの前である。これにより、一定時間t1ごとに、光学ビーコン♯0〜♯6の順繰りの発光動作が繰返される。
【0019】
一方、移動体2は、光学ビーコン♯0〜♯6から入射する光の光源方向(入射角度)を検出するとともに、その各入射光に含まれているIDコードに対応する光学ビーコン♯0〜♯6の位置を判別し、これら検出結果および判別結果に応じて自己位置を検出する機能を有するもので、図6の制御回路に示すように、受光部30、検出部(第1検出手段)41、選択部(選択手段)42、光源方向検出部(第2検出手段)43、自己位置検出部(第3検出手段)40、コード検知部44、位置データメモリ45、および蓄積メモリ46を有している。これら受光部30、検出部41、選択部42、光源方向検出部43、自己位置検出部40、コード検知部44、位置データメモリ45、および蓄積メモリ46などにより、光学ビーコン♯0〜♯6からの光を受けて移動体2の位置を検出する位置検出装置が構成されている。
【0020】
上記受光部30は、光学ビーコン♯0〜♯6から届く光を入射部31で取込んで2次元光学センサ32の受光面に集光する。2次元光学センサ32として、例えばCMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ、あるいはPSD(Position Sensitive Detector)と称される位置センサなどが用いられる。入射部31は、図7および図8に示すように、軸方向が垂直となるように移動体2に設けられた円筒状の筐体33を有し、その筐体33の上部開口を遮光板34で閉塞し、上方から届く光を遮光板34の中央部の開口(絞り)34aを通して筐体33内に導入し、導入した光をレンズ35により2次元光学センサ32の受光面に集光する。
【0021】
図9は2次元光学センサ32の受光面における集光点(光像)Dの一例であり、点線矢印は光学ビーコンからの入射光の方向を示している。上記検出部41は、2次元光学センサ32の受光面における集光点Dの位置(重心位置のx,y座標“xd,yd”)を検出するとともに、その各集光点Dの位置と2次元光学センサ32の受光面の中心点O(x,y座標が“0,0”)との間の距離rをそれぞれ下式の演算により検出する。
【数1】


【0022】
上記選択部42は、検出部41で検出される各集光点Dの位置のうち、同検出部41で検出される距離rがもっとも大きい方の3つの集光点Dの位置を選択する。光源方向検出部43は、選択部42で選択される3つの集光点Dの位置から、その3つの集光点Dの光源(光学ビーコン)の方向(入射角度)を検出する。すなわち、2次元光学センサ32の受光面における集光点Dのx,y座標が“xd,yd”であれば、このx,y座標“xd,yd”を用いた下式で得られる角度θ(x軸方向を基準とする角度)の方向に、光源である光学ビーコンが存在する。
θ=tan−1(yd/xd
自己位置検出部40は、光源方向検出部43で検出される3つの光源方向に基づく周知の三角測量の演算により、移動体2の位置を検出する。
【0023】
コード検知部44は、上記入射部31への各入射光に含まれている開始コードおよびIDコードを上記2次元光学センサ32の出力から検知する。位置データメモリ45は、光学ビーコン♯0〜♯6の位置データをその光学ビーコン♯0〜♯6のIDコードに対応付けて記憶している。蓄積メモリ46は、自己位置検出部40で検出される位置を蓄積して記憶する。この蓄積メモリ46の記憶内容に基づき、移動体2の移動経路を解析することが可能である。
【0024】
また、移動体2は、自律走行可能な移動ロボットとしての使用を可能にするため、コントローラ50、走行ユニット51、マップデータメモリ52、移動ルートプログラムメモリ53を有している。マップデータメモリ52は、建物1内の移動空間のマップデータを記憶している。移動ルートプログラムメモリ53は、当該移動体2の移動ルートを指定するための移動ルートプログラムを記憶している。コントローラ50は、移動ルートプログラムメモリ53内の移動ルートプログラムに従い、かつ自己位置検出部40で特定される移動体位置とマップデータメモリ52内のマップデータとの照合により、自律走行ユニット51を駆動制御する。
【0025】
ここで、光学ビーコンから発せられる光と2次元光学センサ32の受光との関係について説明する。
図9に示す集光点Dが仮に受光面の中心点Oに近い位置にあるとすると、集光点Dのx,y座標“xd,yd”はそれぞれ零に近い値となる。この状態で光学ビーコンの方向(入射角度θ)を検出しようとすると、x,y座標“xd,yd”に含まれる微小な誤差が、大きな検出誤差となって現われてしまう。この理由は、数学的に説明することができる。
【0026】
すなわち、ある入射光によって形成される集光点Dのx,y座標にそれぞれ誤差Δx,Δyが含まれていたとすると、同入射光によって形成される理想的な集光点D´のx,y座標を“xd´,yd´”とした場合、集光点Dのx,y座標は“xd´+Δx,yd´+Δy”と表すことができる。集光点DとD´の差をΔD(=(Δx)2+(Δy)2)、理想的な集光点D´の位置と2次元光学センサ32の受光面の中心点Oとの間の距離を
r´(=(xd´)2+(Δyd´)2)とした場合、光源方向の検出誤差Δθが最大になるのは、理想的な集光点D´を2次元光学センサ32の受光面の中心点Oと結んだ線分OD´と、集光点D´とDを結んだ線分D´Dが垂直の関係を満たす場合であり、そのとき、光学ビーコンの入射角度θの誤差Δθは幾何学的関係から下式で表される。
Δθ=tan−1(D´D/OD´)=tan−1(ΔD/r´)
すなわち、集光点Dのx,y座標“xd,yd”に含まれる微少な誤差Δx,ΔyによってΔDが決定し、ΔDが等しい場合には、理想的な集光点D´と2次元光学センサ32の受光面の中心点Oの距離r´によって、光学ビーコンの入射角度の誤差Δθが決定する。r´は未知の値であるが、r=r+Δr,Δr≪0であるため、r´≒rと考えてよい。また、集光点DとD´の差ΔDを2次元光学センサ32に固有の位置検出誤差εとすると、光学ビーコンの入射角度θの誤差Δθは下式で表される。
Δθ=tan−1(ε/r)
ε=150μmの場合の距離rと誤差Δθとの関係を図10に示している。すなわち、rの値が零に近づくほど、Δθは増加傾向にあり、εが定数であれば、θに関する誤差は大きくなる。
【0027】
例えば、集光点Dの位置に応じてどのような誤差Δθが生じるかの具体的なデータを図11に示している。r=0.5mmのときにはm16,7degもの誤差Δθが生じるのに対し、r=4.5mmのときには1.91deg程度の誤差Δθしか生じない。
【0028】
別の見方をすると、ある入射光によって形成される集光点D1の位置と同入射光によって形成される理想的な集光点D1´の位置との差をΔD1とし、別の入射光によって形成される集光点D2の位置と同入射光によって形成される理想的な集光点D2´の位置との差をΔD2としたとき、ΔD1=ΔD2であれば、集光点Dの位置と2次元光学センサ32の受光面の終身点Oとの間の距離rが大きいほうほど、光源方向(角度θ)の検出誤差Δθが小さい。
【0029】
要するに、2次元光学センサ32の受光面の中心点Oに近い位置の集光点Dから光源方向(角度θ)を検出しようとすると、その光源方向の検出誤差Δθが大きくなり、その大きな検出誤差Δθを含んだ状態の光源方向を用いて自己位置を検出しようとすると、その自己位置検出に大きな誤差が生じるという問題がある。この問題を解消するためには、上記選択部42のように、2次元光学センサ32の受光面における中心点Oからなるべく離れたところの集光点Dの位置を、自己位置検出用として選択するのがよい。
【0030】
4つの光学ビーコン♯1〜♯4を用いて自己位置を検出した場合の実験データを図12に示している。θは、2次元光学センサ32の受光面における集光点Dの位置(x,y座標)から検出される光源方向の角度。θrは、同集光点Dの位置に基づく理想的な光源方向の角度である。両角度の誤差“θ−θr”は、距離rが大きいほど小さいことが分かる。
【0031】
したがって、この場合、光学ビーコン♯1,♯2,♯4の発光に基づく3つの集光点Dの位置が選択され、選択された3つの集光点Dの位置から、その各集光点Dの光源方向(入射角度)が検出される。そして、検出された3つの光源方向に基づく周知の三角測量の演算により、移動体2の位置が検出される。
【0032】
以上のように、2次元光学センサ32の受光面における中心点Oからなるべく離れたところの3つの集光点Dの位置を自己位置検出用として選択することにより、移動体2の位置を精度よく検出することができる。これにより、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【0033】
[2]第2の実施形態について説明する。
移動体2の検出部41は、2次元光学センサ32の受光面における集光点Dの位置(重心位置のx,y座標“xd,yd”)および受光強度(重心位置の受光強度)pを検出するとともに、その各集光点Dの位置と2次元光学センサ32の受光面の中心点O(x,y座標が“0,0”)との間の距離rをそれぞれ下式の演算により検出する。距離rの検出方法は第1の実施形態と同じである。受光強度pは、2次元光学センサ32の出力電圧のレベルから検出することができる。
【0034】
また、移動体2の選択部42は、検出部41で検出される各集光点Dの位置に対し、同検出部41で検出される距離rが大きい順に重み付けし(大きい順に高い順位を付ける)、かつ同検出部41で検出される受光強度pが大きい順に重み付けし(大きい順に高い順位を付ける)、これら重み付け(順位)の和がもっとも大きい3つの集光点Dの位置を選択する。
【0035】
他の構成は、第1の実施形態と同じである。
【0036】
4つの光学ビーコン♯1〜♯4を用いて自己位置を検出した場合の実験データを図13に示している。θは、2次元光学センサ32の受光面における集光点Dの位置(x,y座標)から本システムによって検出される光源方向の角度。θrは、同集光点Dの位置に基づく理想的な光源方向の角度である。
【0037】
光源である光学ビーコン♯1〜♯4ごとに異なる距離rの重み付け(順位)、同じく光学ビーコン♯1〜♯4ごとに異なる受光強度pの重み付け(順位)、およびこれら重み付け(順位)の和(合計順位)を、図14にまとめて示している。合計順位がもっとも小さいのは光学ビーコン♯1,♯2、次に小さいのは光学ビーコン♯4である。
【0038】
したがって、この場合、光学ビーコン♯1,♯2,♯4の発光に基づく3つの集光点Dの位置が選択され、選択された3つの集光点Dの位置から、その各集光点Dの光源方向(入射角度)が検出される。そして、検出された3つの光源方向に基づく周知の三角測量の演算により、移動体2の位置が検出される。
【0039】
以上のように、3つの集光点Dの位置の選択要素として、距離rだけでなく、受光強度pを加味することにより、自己位置の検出精度がさらに向上する。
【0040】
[3]第3の実施形態について説明する。
選択部42は、検出部41で検出される距離に応じた光源方向の検出誤差Δθを第1指標S1として求めるとともに、検出部41で検出される受光強度pに応じた光源方向の検出誤差Δθを第2指標S2として求め、これら第1指標S1および第2指標S2の和(=S1+S2)がもっとも小さい3つの集光点の位置を選択する。他の構成は第2の実施形態と同じである。
【0041】
第1の実施形態で説明したように、ある入射光によって形成される集光点D1の位置と同入射光によって形成される理想的な集光点D1´の位置との差をΔD1とし、別の入射光によって形成される集光点D2の位置と同入射光によって形成される理想的な集光点D2´の位置との差をΔD2としたとき、ΔD1=ΔD2であれば、集光点Dの位置と2次元光学センサ32の受光面の中心点Oとの間の距離rが大きい方ほど、光源方向(角度θ)の検出誤差Δθが小さい。すなわち、距離rに応じた光源方向の検出誤差Δθは、幾何学的関係から下式で表わされる。εは2次元光学センサ32に固有の位置検出誤差である。
Δθ=tan−1(ε/r)
この距離rに応じた光源方向の検出誤差Δθを、誤差の生じ易さの第1指標S1として定める。
S1=tan−1(ε/r)
一方、集光点Dの受光強度pに応じた光源方向の検出誤差Δθは、下式のようにpの関数で表わすことができる。
Δθ=f(p)
この受光強度pに応じた光源方向の検出誤差Δθを、誤差の生じ易さの第2指標S2として定める。たとえばpとΔθの関係が一次式で示される場合、下式のように表すことができる。
S2=A・p+B (A,Bは実験により決定する定数)
なお、第2指標S2については、実験によりあらかじめ計測してpとΔθの関係を調べ、例えば選択部42の内部メモリに記憶しておくことができる。
【0042】
光源ごとに異なる第1指標S1および第2指標S2の例を図15に示している。選択部42は、第1指標S1と第2指標S2との和(=S1+S2)を求め、その和が小さい3つの光学ビーコンの発光に基づく3つの集光点Dの位置を選択する。図15において、指標S1,S2の和がもっとも小さいのは光学ビーコン♯1、2番目に小さいのは光学ビーコン♯2、3番目に小さいのは光学ビーコン♯4である。
【0043】
したがって、この場合、光学ビーコン♯1,♯2,♯4の発光に基づく3つの集光点Dの位置が選択され、選択された3つの集光点Dの位置から、その各集光点Dの光源方向(入射角度)が検出される。そして、検出された3つの光源方向に基づく周知の三角測量の演算により、移動体2の位置が検出される。
【0044】
以上のように、3つの集光点Dの位置の選択要素として、距離rだけでなく、受光強度pを加味することにより、自己位置の検出精度がさらに向上する。
【0045】
なお、この発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】各実施形態の全体的な構成を示す図。
【図2】各実施形態の発光順序が第1位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図3】各実施形態における各光学ビーコンの発光動作を示すタイムチャート。
【図4】各実施形態の残りの各光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図5】各実施形態における各光学ビーコンのIDコードおよび各光学ビーコンに記憶される特定IDコードの関係を示す図。
【図6】各実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図7】各実施形態における受光部の構成を断面して示す図。
【図8】図7を上方から見た図。
【図9】各実施形態における2次元光学センサの受光面における集光点Dの一例を示す図。
【図10】各実施形態における距離rと誤差Δθとの関係を示す図。
【図11】各実施形態における集光点Dの位置に応じてどのような誤差Δθが生じるかの具体的なデータを示す図。
【図12】第1の実施形態における4つの光学ビーコンを用いて自己位置を検出した場合の実験データを示す図。
【図13】第2の実施形態における4つの光学ビーコンを用いて自己位置を検出した場合の実験データを示す図。
【図14】図14における距離rの順位、受光強度pの順位、および合計順位を示す図。
【図15】第3の実施形態における第1指標S1、第2指標S2、およびその和を示す図。
【符号の説明】
【0047】
1…建物、2…移動体、♯0〜♯6…光学ビーコン(発光手段)、13…発光素子、20…受光素子、27…発光素子、30…受光部、32…2次元光学センサ、40…自己位置検出部、41…検出部、42…選択部、43…光源方向検出部
【出願人】 【識別番号】000003562
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
【出願日】 平成18年7月5日(2006.7.5)
【代理人】 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦

【識別番号】100091351
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 哲

【識別番号】100088683
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 誠

【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊

【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司

【識別番号】100109830
【弁理士】
【氏名又は名称】福原 淑弘

【識別番号】100084618
【弁理士】
【氏名又は名称】村松 貞男

【識別番号】100092196
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 良郎


【公開番号】 特開2008−14776(P2008−14776A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−185855(P2006−185855)