JP2007139461A - 位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない位置検出システムを提供する。
【解決手段】 ＩＤコードを含む発光パターンで発光する光学ビーコン♯０〜♯６を移動体２の移動空間に分散して設ける。移動体２では、各光学ビーコンにより発せられる光のＩＤコードから少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、この識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて移動体２の位置を検出する。各光学ビーコンは、所定の周期で発光する光学ビーコン♯０と他の光学ビーコンから発せられる発光パターンを受光することによって発光する光学ビーコン♯１〜♯６とからなる。このうち、光学ビーコン♯０は、光学ビーコン♯１〜♯６の発光パターンに要する時間の総和よりも長い周期で発光を繰返す。
【選択図】 図１

Description

この発明は、建物内の移動体の位置を検出する位置検出システムに関する。

従来、移動体の位置を知るための手段として、移動体に回転式のレーザレーダを設けるとともに、移動体の周りの空間に少なくとも３つの反射器を固定し、レーザレーダから発せられるレーザ光により移動体の周囲を走査するシステムが知られている。このシステムでは、レーザ光の走査に伴う各反射器からの反射光の有無、およびレーザ光の走査角度情報に基づいて、移動体から見た各反射器の方向を検知することができる。また、各反射器で反射した光が戻ってくるまでの時間を計ることにより、移動体と各反射器との間の距離を検知することができる。そして、検知した方向および距離に基づいて、移動体の位置を特定することができる（例えば、特許文献１）。
特開２００３−３０２４６９号公報

上記のシステムでは、初期設定として、敷設後に移動体を定点に置いて校正登録作業を行う必要があることから、多数の移動体を用いるような場合には各移動体ごとに上記校正登録作業を行わねばならず、面倒であるため、このような用途には向いていなかった。また、それ以降も移動体の移動データを継続的に取得しながら各反射器の位置を監視し続け、場合によっては移動体の自律移動の制御データ（デッドレコニング）との比較をしなければならず、この点からも、多数の移動体が出入りしたり自由な移動を行うような用途には向いていなかった。また、回転式のレーザレーダのような可動式の走査器を設けねばならないために、移動体が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるという問題がある。

この発明は、上記事情を考慮したもので、移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない位置検出システムを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の位置検出システムは、移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の順序で且つそれぞれ自己の識別情報を含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコンと、上記移動体に設けられ、上記各光学ビーコンにより発せられる光の識別情報から少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、この識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、を備えている。そして、上記複数の光学ビーコンは、所定の周期で発光する基準光学ビーコンと他の光学ビーコンから発せられる発光パターンを受光することによって発光する従動光学ビーコンとからなる。このうち、基準光学ビーコンは、各従動光学ビーコンの発光パターンに要する時間の総和よりも長い周期で発光を繰返す。

この発明の位置検出システムによれば、移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない。これにより、多数の移動体を用いるようなものにも適用可能とすることができ、しかも、移動体が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるといった不都合を生じることがない。

［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、１は大型商店などの建物で、床、壁、天井で覆われている。この建物１の床面に移動体２が移動自在に存している。

建物１の内壁上部あるいは天井に、少なくとも３つ以上の発光手段たとえば６個の光学ビーコン♯０〜♯６が分散して取付けられている。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用いており、取付け位置（平面座標）については施設時に移動体２に設けられた後述する検出ユニットの位置データメモリに記憶されている。

光学ビーコン♯０〜♯６から発せられる赤外線光は、壁面に取付けられている場合に平面図上で最大１８０度（角部に取付けのものは９０度または２７０度）の範囲で上下左右方向に拡がり、天井に取付けられている場合に平面図上で最大３６０度の範囲で下方向に拡がる。

とくに、光学ビーコン♯０〜♯６は、自己以外の少なくとも１つの光学ビーコンから発せられる光の到達領域に存している。

これら光学ビーコン♯０〜♯６には、符号順にそのまま対応する発光順位が予め定められている。発光順位が１番目の光学ビーコン♯０は、基準光学ビーコンとして、一定周期で発光を繰返すもので、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の発光の繰返しの基準となる一定周期（一定時間ｔ１）をカウントする。この一定周期は、残りの従属光学ビーコンである光学ビーコン♯１〜♯６の発光パターンに要する時間の総和よりも長く設定されている。ＩＤ設定部１２は、光学ビーコン♯０に固有の識別情報いわゆるＩＤを人為的な操作により可変設定するためのものである。

発光パターン生成部１０は、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、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部１２の設定に応じたＩＤコードを生成し、これら開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子（発光ダイオード）１３を発光させる。開始信号の立上がりから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“０”が２進数値で設定されている。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。

残りの光学ビーコン♯１〜♯６は、自己以外の光学ビーコンから発せられる光のうち、予め定められている発光順位が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。

光学ビーコン♯１〜♯６の制御回路は互いに同じもので、そのうちの光学ビーコン♯１の制御回路を代表して図３に示している。すなわち、自己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信号およびＩＤコードを判別する信号判別部２１、この信号判別部２１で開始信号および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（発光順位が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をカウントするために用意されている。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を人為的な操作により可変設定するためのものである。

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、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で変調し、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信号を生成し、続いてＩＤ設定部２６の設定に応じたＩＤコードを生成し、これら開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子２７を発光させる。開始信号の立上がりから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“１”が２進数値で設定されている。一定時間ｔａ，ｔｂについては、発光パターン生成部２４内のクロック信号のカウントにより設定される。

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。

なお、他の光学ビーコン♯２〜♯６のＩＤコードとして、“２”“３”“４”“５”“６”がそれぞれ２進数値で設定されている。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（発光順位が１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）の関係を、図４に示している。

光学ビーコン♯０〜♯６の発光動作を図５のタイムチャートに示す。
すなわち、光学ビーコン♯０が一定時間ｔ１ごとに発光して開始信号および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後に発光して開始信号および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後に発光して開始信号およびＩＤコードを発する。以後、同様に、光学ビーコン♯３〜♯６が発光する。全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光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の順繰りの発光が繰返される。

一方、移動体２は、光学ビーコン♯０〜♯６から入射する光に含まれているＩＤコードから少なくとも３つの光学ビーコンを識別し、識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づく演算により自己の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、検出手段として、受光部３０、光点位置計測部３３、入射角度計算部３４、自己位置演算部３５、コード検知部３６、位置データメモリ３７を有している。

受光部３０は、光学ビーコン♯０〜♯６から到達して入射部３１に入射する光を、二次元光学センサ３２に集光する。入射部３１は、図７に示すように、絞り板３１ａを有し、その絞り板３１ａの開口（絞り）に入射する光をレンズ３１ｂにより二次元光学センサ３２に集光して、二次元光学センサ３２の上面に集光点を形成する。光点位置計測部３３は、二次元光学センサ３２における各集光点を計測する。入射角度計算部３４は、光点位置計測部３３で計測される各集光点と二次元光学センサ３２の上面の中心位置に立つ中心軸との間の距離に基づいて、上記入射部３１への各入射光の入射角度（各入射光の光源方向）を計算する。

二次元光学センサ３２としては、例えばＰＳＤ（Position Sensitive Detector）と称される位置センサが採用される。この位置センサは、フォトダイオードの表面抵抗を利用して集光点の受光強度の重心位置を検知するもので、その重心位置に応じた電圧レベルの信号を出力する。すなわち、集光点の受光強度の重心位置のＸ，Ｙ座標がＸｃ，Ｙｃであれば、電圧レベルＶＸｃ，ＶＹｃの信号が位置センサから出力される。そして、この重心位置Ｘｃ，Ｙｃを用いた下式で得られる角度の方向に、発光元の光学ビーコンが存在することが分かる。
tan^−１(Yc/Xc)±π
コード検知部３６は、上記入射部３１への各入射光に含まれている開始信号およびＩＤコードを上記二次元光学センサ３２の出力により検知する。位置データメモリ３７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。

自己位置演算部３５は、コード検知部３６で開始信号が検知されるごとに、同コード検知部３６で検知されるＩＤコードに基づいて位置データメモリ３７を参照し、この参照により上記入射部３１へ入射する３つの光の発光元である３つの光学ビーコンを識別し、この識別結果および上記入射角度計算部３４の算出結果から上記入射部３１へ入射する３つの光の方向を検出し、この検出結果に基づく演算（三角測量の一種である後方交会法）により、当該移動体２の位置を検出する。

さらに、移動体２は、自己位置演算部３５で検出される位置を蓄積して記憶するための蓄積メモリ３８を有している。この蓄積メモリ３８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。

また、移動体２は、自律走行可能な例えば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４０、走行ユニット４１、マップデータメモリ４２、移動ルートプログラムメモリ４３を有している。マップデータメモリ４２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４３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４０は、移動ルートプログラムメモリ４３内の移動ルートプログラムに従い、かつ自己位置演算部３５の検出位置とマップデータメモリ４２内のマップデータとの照合により、自律走行ユニット４１を駆動制御する。

以上のように、ＩＤコードを含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコン♯０〜♯６を移動体２の移動空間に分散して設け、移動体２では、光学ビーコン♯０〜♯６から到達して入射する光のＩＤコードから少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、識別した各光学ビーコンから上記入射光の入射角度を算出し、これら識別結果および算出結果から上記入射光の方向を検出し、この検出結果に基づく演算によって移動体２の位置を検出することにより、従来のような敷設後に各移動体を所定の位置に置いて行う校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない。したがって、移動体２が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるといった不都合を生じることなく、移動体２の位置検出に関して高い信頼性を確保することができる。

光学ビーコン♯０〜♯６の発光については、常に発光させることなく、所定の順序で発光させるので、光学ビーコン♯０〜♯６の発光に要する電力が少なくてすみ、省エネルギー効果が得られる。

とくに、光学ビーコン♯０〜♯６が同時に発光しないので、移動体２側の受光システムの複雑化や高コスト化を招くことなく、光学ビーコン♯０〜♯６の光を移動体２側でそれぞれ確実に捕らえることができる。

光学ビーコン♯０は定期的に発光し、かつ♯１〜♯６は自身以外の光学ビーコン（発光順序が１つ前の光学ビーコン）から発せられる光を受けて順に発光するので、光学ビーコン♯０〜♯６の相互を配線接続する必要がない。よって、構成の簡略化およびコストの低減が図れる。

光学ビーコン♯０が周期的に発光し、それに続いて残りの光学ビーコン♯１〜♯６が順に発光するので、光学ビーコン♯１〜♯６の一連の発光が何らかの原因で一時的に途切れた場合でも、それにかかわらず、光学ビーコン♯０〜♯６の発光を確実に継続することができる。この点でも、移動体２の位置検出に関して高い信頼性を確保することができる。

さらに、光学ビーコン♯０が発光する周期を他の光学ビーコン♯１〜♯６の発光パターンの総和より長くしているので、複数の光学ビーコンが同時に発光することが抑制される。このため、移動体２および光学ビーコン♯１〜♯６の受光部での検出精度を向上させることができる。

ＩＤ設定部１２，２６によって光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤコードを可変設定できるので、光学ビーコン♯０〜♯６の構成を共通化することができる。すなわち、光学ビーコン♯０は図２の構成を有し、光学ビーコン♯１〜♯６は図３の構成を有しているが、両者は部品数、制御機能、符合が異なるだけで、基本的なハードウェアは同じである。このように、光学ビーコン♯０〜♯６の基本的なハードウェアを共通化できることにより、コストの低減が図れる。

光学ビーコン♯０〜♯６から発せられる光の最初に、起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号が含まれている。移動体２の自己位置演算部３５は、その開始信号に応じてＩＤコードの認識態勢に入り、ＩＤコードを的確に認識することができる。この点でも、位置検出の精度および信頼性が向上する。

［２］第２の実施形態について説明する。
図８に示すように、移動体２に、二次元光学センサ３２よりも応答性の良好な受光素子（例えばフォトダイオード）３９が設けられている。この受光素子３９は、光学ビーコン♯０〜♯６から発せられる光を受光する。

受光素子３９の採用に伴い、二次元光学センサの構成にかかわらず、コード検知部３６は、受光素子３９で受ける各光に含まれている開始信号およびＩＤコードを応答性よく検知できる。

他の構成、作用、効果については、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［３］第３の実施形態について説明する。
図９に示すように、光学ビーコン♯０の発光パターン生成部１０に、クロック回路１４が接続されている。クロック回路１４は、現在時刻を計時し、その現在時刻を表わす時刻情報を発する。

発光パターン生成部１０は、図１１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、特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部１２の設定に応じたＩＤコードを生成し、さらにクロック回路１４からの時刻情報に対応する時コードおよび分コードを生成し、生成した開始信号、ＩＤコード、時コード、分コードに応じて発光素子１３を発光させる。

開始信号の立上がりから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“０”が２進数値で設定されている。時コードは、一定時間ｔｃに収まる５ビットの２進数値であり、２４時間表現が可能である。分コードは、一定時間ｔｄに収まる６ビットの２進数値であり、６０分表現が可能である。一定時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄ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。

また、図１０に示すように、光学ビーコン♯１（および光学ビーコン♯２〜♯６）の発光パターン生成部２４にも、クロック回路２９が接続されている。クロック回路２９は、現在時刻を計時し、その現在時刻を表わす時刻情報を発する。

発光パターン生成部２４は、図１１のタイムチャートに示すように、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、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、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部２６の設定に応じたＩＤコードを生成し、さらにクロック回路２９からの時刻情報に対応する時コードおよび分コードを生成し、生成した開始信号、ＩＤコード、時コード、分コードに応じて発光素子２７を発光させる。開始信号の立上がりから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“１”が２進数値で設定されている。時コードは、一定時間ｔｃに収まる５ビットの２進数値であり、２４時間表現が可能である。分コードは、一定時間ｔｄに収まる６ビットの２進数値であり、６０分表現が可能である。一定時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄ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。

光学ビーコン♯０〜♯６の発光の順番、光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤコード、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（発光順位が１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）、および時刻情報（時コード＋分コード）の関係を、図１２に示している。

一方、移動体２では、コード検知部３６が、入射部３１への各入射光に含まれている開始信号、ＩＤコード、時コード、分コードを、二次元光学センサ３２の出力により検知する。そして、自己位置演算部３５で検出される当該移動体２の位置が、コード検知部３６で検知される時刻情報（時コード＋分コード）に対応付けられた形で、蓄積メモリ３８に蓄積して記憶される。この蓄積メモリ３８の記憶内容に基づき、移動体２の移動経路を時刻の変化とともに解析することができる。移動体２が例えばスーパーマーケットのカートである場合、蓄積された時刻情報は、カートの移動追跡に際しての重要なデータとなるもので、スーパーマーケットの効率的な運営に活用することができる。

また、移動体２の検出手段は、各光学ビーコンからの光に含まれる識別情報（ＩＤコード）および時刻情報から少なくとも３つの光学ビーコンを識別している。詳細には、上記検出手段が受光する光の中から、同じ時刻情報を含む光を特定し、この特定した光に含まれるＩＤコードから位置検出に必要な少なくとも３つの光学ビーコンを識別している。このため、複数の光学ビーコンが同時に発光しても、同じ時刻情報を発した光学ビーコンを確実に識別できるので、移動体２の位置検出情報を向上させることができる。

他の構成、作用、効果については、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

なお、この第３の実施形態において、基準光学ビーコンである光学ビーコン♯０のクロック回路１４のみ残し、光学ビーコン♯１〜♯６のクロック回路２９は除去し、光学ビーコン♯０から発せられる時刻情報（時コード＋分コード）を光学ビーコン♯１〜♯６で順次に受け継ぎながらその光学ビーコン♯１〜♯６を発光動作させる構成としてもよい。

［４］第４の実施形態について説明する。
図１３に示すように、光学ビーコン♯０の発光パターン生成部１０に、カウンタ１５が接続されている。カウンタ１５は、時刻情報の代わりとして、当該光学ビーコン♯０の発光によるＩＤコードの発信回数をカウントする。

発光パターン生成部１０は、図１５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、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部１２の設定に応じたＩＤコードを生成し、さらにカウンタ１５のカウント値である発信回数情報に対応する発信回数コードを生成し、生成した開始信号、ＩＤコード、発信回数コードに応じて発光素子１３を発光させる。

開始信号の立上がりから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“０”が２進数値で設定されている。発信回数コードは、一定時間ｔｃに収まる３ビットの２進数値である。一定時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ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。

また、図１４に示すように、光学ビーコン♯１（および光学ビーコン♯２〜♯６）の発光パターン生成部２４にも、カウンタ５０が接続されている。カウンタ５０は、時刻情報の代わりとして、当該光学ビーコン♯１（および光学ビーコン♯２〜♯６）の発光によるＩＤコードの発信回数をカウントする。

発光パターン生成部２４は、図１５のタイムチャートに示すように、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、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、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部２６の設定に応じたＩＤコードを生成し、さらにカウンタ１５のカウント値である発信回数情報に対応する発信回数コードを生成し、生成した開始信号、ＩＤコード、発信回数コードに応じて発光素子２７を発光させる。開始信号の立上がりから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“１”が２進数値で設定されている。発信回数コードは、一定時間ｔｃに収まる３ビットの２進数値である。一定時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄ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。

なお、図１５のタイムチャートは、位置検出の精度を上げるために、光学ビーコン♯０の発光周期である一定時間ｔ１が短く設定され、最後の光学ビーコン♯６がまだ発光している最中に、光学ビーコン♯０が次の発光を開始している状態を示している。

移動体２のコード検知部３６は、入射部３１への各入射光に含まれている開始信号、ＩＤコード、発信回数コードを、二次元光学センサ３２の出力により検知する。
移動体２の自己位置演算部３５は、コード検知部３６で開始信号が検知されるごとに、同コード検知部３６で検知されるＩＤコードおよび発信回数コードを認識し、この認識に際して複数のＩＤコードが同時に存在する場合はその複数のＩＤコードのうちの１つをそれぞれのＩＤコードに付属している発信回数コードの違いに基づいて選別し、選別したＩＤコードに基づいて位置データメモリ３７を参照することにより、上記入射部３１へ入射する光の発光元として１つの光学ビーコンを識別する。そして、自己位置演算部３５は、最終的に３つの光学ビーコンを識別し、この識別結果および入射角度計算部３４の算出結果から入射部３１へ入射する３つの光の方向を検出し、この検出結果に基づく演算（三角測量の一種である後方交会法）により、当該移動体２の位置を検出する。

図１５のタイムチャートのように、光学ビーコン♯６の発光タイミングと光学ビーコン♯０の発光タイミングが重なった場合、移動体２には光学ビーコン♯６の光と光学ビーコン♯０の光が同時に入射する可能性が高い。

光学ビーコン♯６の光と光学ビーコン♯０の光が移動体２に同時に入射した場合、移動体２の自己位置演算部３５では、光学ビーコン♯６の光に含まれているＩＤコードおよび発信回数コードが認識されるとともに、光学ビーコン♯０の光に含まれているＩＤコードおよび発信回数コードが認識される。この認識に際し、各発信回数コード“６回目”“７回目”の違いに基づいて、各ＩＤコードの１つが選別される。

このように、複数のＩＤコードが同時に存在する状況であっても、その複数のＩＤコードのうちの１つが各発信回数コードの違いに基づいて選別されることにより、たとえ位置検出の精度を上げるために光学ビーコン♯０の発光周期（一定時間ｔ１）が短く設定されて、複数の光学ビーコンの光が移動体２で同時に受光される状況であっても、光学ビーコンの的確な識別が可能であり、よって誤りのない確実な位置検出が可能となる。

なお、自己位置演算部３５で検出された移動体２の位置は、コード検知部３６で検知される発信回数コードに対応付けられた形で、蓄積メモリ３８に蓄積して記憶される。発信回数コードは時刻情報としても認識できるので、第３の実施形態と同様に、蓄積メモリ３８の記憶内容から、時刻変化に伴う移動体２の移動経路を解析することができる。

他の構成、作用、効果については、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［５］第５の実施形態について説明する。
図１６に示すように、Ｘ方向の長さ８ｍ、Ｙ方向の長さ１０ｍの建物１の床面に、移動体２が移動自在に存している。この建物１の内壁上部あるいは天井面に、６個の光学ビーコン♯０〜♯６が分散して取付けられている。これら光学ビーコン♯０〜♯６の取付け位置は、Ｘ方向の長さに対応するＸ座標およびＹ方向の長さに対応するＹ座標により、既知となっている。この取付け位置を表わす座標情報（Ｘ座標コードおよびＹ座標コード）が、光学ビーコン♯０〜♯６に固有のＩＤコードとして、ＩＤ設定部１２，２６によりそれぞれ設定されている。

光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤコード（Ｘ座標コードおよびＹ座標コード）、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（発光順位が１つ前の光学ビーコンのＸ座標コードおよびＹ座標コード）の関係を、図１７に示している。すなわち、光学ビーコン♯０の取付け位置は、Ｘ方向４ｍ、Ｙ方向０ｍの位置であり、Ｘ座標“４．０”、Ｙ座標“０”で表わされる。光学ビーコン♯１の取付け位置は、Ｘ方向０ｍ、Ｙ方向２．１ｍの位置であり、Ｘ座標“０”、Ｙ座標“２．１”で表わされる。光学ビーコン♯６の取付け位置は、Ｘ方向４．０ｍ、Ｙ方向１０ｍの位置であり、Ｘ座標“４．０”、Ｙ座標“１０．０”で表わされる。

光学ビーコン♯０の発光パターン生成部１０は、図１８に示すように、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、次に取付け位置を表わすＸ座標コードおよびＹ座標コードを生成し、生成した開始信号、Ｘ座標コード、Ｙ座標コードに応じて発光素子１３を発光させる。Ｘ座標コードは、一定時間ｔｂに収まる７ビットの２進数値であり、Ｘ方向４ｍを“４０”の２進数値で表わしている。Ｙ座標コードは、一定時間ｔｃに収まる７ビットの２進数値であり、Ｙ方向０ｍを“０”の２進数値で表わしている。

光学ビーコン♯１の発光パターン生成部２４は、図１９に示すように、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、次に取付け位置を表わすＸ座標コードおよびＹ座標コードを生成し、生成した開始信号、Ｘ座標コード、Ｙ座標コードに応じて発光素子２７を発行させる。Ｘ座標コードは、一定時間ｔｂに収まる７ビットの２進数値であり、Ｘ方向０ｍを“０”の２進数値で表わしている。Ｙ座標コードは、一定時間ｔｃに収まる７ビットの２進数値であり、Ｙ方向２．１ｍを“２１”の２進数値で表わしている。

光学ビーコン♯２の発光パターン生成部２４も、図２１に示すように、先頭の起動情報として特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、次に取付け位置を表わすＸ座標コードおよびＹ座標コードを生成し、生成した開始信号、Ｘ座標コード、Ｙ座標コードに応じて発光素子２７を発光させる。Ｘ座標コードは、一定時間ｔｂに収まる７ビットの２進数値であり、Ｘ方向８ｍを“８０”の２進数値で表わしている。Ｙ座標コードは、一定時間ｔｃに収まる７ビットの２進数値であり、Ｙ方向２．１ｍを“２１”の２進数値で表わしている。
残りの光学ビーコン♯３〜♯６の発光パターン生成部２４も、同様のＸ座標コードおよびＹ座標コードを生成する。

このように、光学ビーコン♯３〜♯６の識別情報としてその各光学ビーコンの取付け位置を直接的に表わすＸ座標コードおよびＹ座標コードを用いることにより、光学ビーコン♯０〜♯６の位置データ（Ｘ座標、Ｙ座標）を記憶しておく必要がなくなり、その記憶用の位置データメモリ３７を移動体２から取除くことができる。これにより、コストの低減が図れる。

他の構成、作用、効果については、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［６］なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第１ないし第５の実施形態の全体的な構成を示す図。 各実施形態の発光順位が第１位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。 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。 第１の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。 第１の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。 第１の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。 各実施形態における受光部の構成を示す図。 第２の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。 第３の実施形態における基準光学ビーコンの制御回路のブロック図。 第３の実施形態における各従属光学ビーコンの制御回路のブロック図。 第３の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。 第３の実施形態における各光学ビーコンの発光の順番、ＩＤコード、特定ＩＤコード、時刻情報の関係を示す図。 第４の実施形態における基準光学ビーコンの制御回路のブロック図。 第４の実施形態における各従属光学ビーコンの制御回路のブロック図。 第４の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。 第５の実施形態の全体的な構成を示す図。 第５の実施形態における各光学ビーコンのＩＤコード、特定ＩＤコードの関係を示す図。 第５の実施形態における基準光学ビーコンの発光動作を示す図。 第５の実施形態における発光順位が２番目の従動光学ビーコンの発光動作を示す図。 第５の実施形態における発光順位が３番目の従動光学ビーコンの発光動作を示す図。

符号の説明

１…建物、２…移動体、♯０〜♯６…光学ビーコン、１０…発光パターン生成部、１１…タイマ、１２…ＩＤ設定部、１３…発光素子、１４…クロック回路、１５…カウンタ、２０…受光素子、２１…信号判定部、２２…比較部、２３…ＩＤメモリ、２４…発光パターン生成部、２５…タイマ、２６…ＩＤ設定部、２７…発光素子、２９…クロック回路、３０…受光部、３２…二次元光学センサ、３３…光点位置計測部、３４…入射角度計算部、３５…自己位置演算部、３６…コード検知部、３８…蓄積メモリ、３９…受光素子、４０…コントローラ、４１…走行ユニット、４２…マップデータメモリ、４３…移動ルートプログラムメモリ、５０…カウンタ

Claims (6)

1. 移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の順序で且つそれぞれ自己の識別情報を含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコンと、
   前記移動体に設けられ、前記各光学ビーコンにより発せられる光の識別情報から少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、この識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、を備え、
   前記複数の光学ビーコンは、所定の周期で発光する基準光学ビーコンと他の光学ビーコンから発せられる発光パターンを受光することによって発光する従動光学ビーコンとからなり、
   前記基準光学ビーコンは、各従動光学ビーコンの発光パターンに要する時間の総和よりも長い周期で発光を繰返すことを特徴とする位置検出システム。
2. 移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の順序で且つそれぞれ自己の識別情報および時刻情報を含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコンと、
   前記移動体に設けられ、前記各光学ビーコンにより発せられる光の識別情報および時刻情報から少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、この識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、を備え、
   前記複数の光学ビーコンは、所定の周期で発光する基準光学ビーコンと他の光学ビーコンから発せられる発光パターンを受光することによって発光する従動光学ビーコンとからなることを特徴とする位置検出システム。
3. 前記基準光学ビーコンは、各従動光学ビーコンの発光パターンに要する時間の総和よりも長い周期で発光を繰返すことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
4. 移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の順序で且つそれぞれ自己の識別情報および発信回数情報を含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコンと、
   前記移動体に設けられ、前記各光学ビーコンにより発せられる光の識別情報および発信回数情報から少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、この識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、を備え、
   前記複数の光学ビーコンは、所定の周期で発光する基準光学ビーコンと他の光学ビーコンから発せられる発光パターンを受光することによって発光する従動光学ビーコンとからなることを特徴とする位置検出システム。
5. 前記識別情報は、前記移動空間における各光学ビーコンの取付け位置を表わす座標情報であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の位置検出システム。
6. 前記各光学ビーコンの発光パターンは、その先頭に起動情報を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の位置検出システム。

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