JP6611376B2 - 位置検出システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の物品の位置を検出するための位置検出システムに関する。

従来から、ＧＰＳ（Global Positioning System）を使用した移動体の位置検出システムが知られている。ＧＰＳを用いることによって正確に移動体の位置を検出することが可能となる。このような位置検出システムである移動体監視システム９００が特許文献１に開示されている。図８に、第１従来例としての移動体監視システム９００の構成を示す。

移動体監視システム９００は、テストコース９０２を走行する移動体車両（テスト車両）について、その走行状態を監視する車両監視システムである。図８において、複数台のテスト車両９０１（９０１−１、９０１−２、…）は、各種走行テストを行うことによって、性能試験や耐久試験を行うための自動二輪車である。コース外９１０には基地局無線装置９０３が設置される。基地局無線装置９０３は、コース外周に沿って所定の間隔で数箇所配置され（図では４つ）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）によって、テスト車両９０１との間で無線通信を行う。

基地局無線装置９０３は、複数の電子基準局９０８（９０８−１、９０８−２、…）にネットワーク接続されており、電子基準局９０８にはＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機が設置されている。各電子基準局９０８の受信データはコンピュータで計算処理されて、電子基準局９０８の正確な設置位置が特定されている。電子基準局９０８の有するＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星９１１からＧＰＳ観測データを取得する。

このように構成された移動体監視システム９００は、テストコース内を走行する自動二輪車の転倒や、テストコースからの車両逸脱等の異常を検出するとともに、自動二輪車の正確な走行位置を特定することができる。即ち、屋外のテストコースを走行する移動体の位置を、ＧＰＳを用いることによって正確に検出することが可能である。

しかしながら、このような位置検出システムを、移動体が倉庫内を移動するような位置検出システムに採用しようとした場合、倉庫の構造体によりＧＰＳからの電波が遮られるためＧＰＳを用いることができなかった。そのため、移動体監視システム９００のような位置検出システムを採用することができなかった。

そこで、移動体が倉庫内を移動するような位置検出システムの場合には、ＧＰＳを使用せず、慣性センサと測距センサ（ＲＦ（Radio Frequency）センサ）とを使用して位置を検出するシステムが考えられる。このような位置検出システムである第２従来例としての位置検出システム８００の構成を図９に示す。

位置検出システム８００には、複数の固定局８２０（８２０−１、８２０−２、８２０−３、８２０−４）が倉庫８６０の４隅に設けられている。位置検出システム８００では、慣性センサと測距センサとを有したセンサユニット８１０を移動体８５１である位置検出作業者が持った状態で、位置検出の対象物８５５に向かって倉庫内を移動する。

位置検出システム８００においては、慣性センサを使用した測位結果Ｐ８１、及び複数の固定局８２０と測距センサとを使用した測位結果Ｐ８２が得られる。

しかし、慣性センサによる測位結果には少なからず誤差が生じる。また、測距センサによる測位結果は、マルチパスの影響を受ける可能性がある。従って、慣性センサによる測位結果Ｐ８１及び測距センサによる測位結果Ｐ８２が、どちらも実際の位置とは異なってしまう場合がある。そこで、移動体８５１の位置の検出方法として、慣性センサを用いて測位した位置Ｐ８１と測距センサを用いて測位した位置Ｐ８２とを比較することによって、実際の位置により近いと考えられる方を採用するという方法が用いられる。

位置検出システム８００では、まず、慣性センサを用いて測位した位置Ｐ８１を中心として半径ｒ１の円を設定し、半径ｒ１の円内に測距センサを用いて測位した位置Ｐ８２があるかどうかを判定する。上記半径ｒ１は、慣性センサによる測位結果に生じる誤差を考慮して決定される。そして、半径ｒ１の円内に測距センサを用いて測位した位置Ｐ８２がある場合は、移動体８５１の位置として測距センサを用いて測位した位置Ｐ８２を採用し、半径ｒ１の円内に測距センサを用いて測位した位置Ｐ８２がない場合は、移動体８５１の位置として慣性センサを用いて測位した位置Ｐ８１を採用する。

このように構成された位置検出システム８００では、慣性センサと測距センサとを組み合わせて位置を確定させることによって、慣性センサによる測位結果、又は、測距センサによる測位結果のうちの、より正確な測位結果を検出することが可能となる。

特開２００６−１０１２９０公報

位置検出システム８００では、上述した慣性センサによる測位結果に生じる誤差を考慮して決定される半径ｒ１の大きさが一定であった。しかしながら、慣性センサによる測位結果においては、移動体である作業者が倉庫内を移動した場合、移動する距離が長くなるに従って誤差が累積していくため、測位結果に生じる誤差が漸次増加してしまうという問題があった。

従って、位置検出システム８００のような位置検出システムでは、移動体の移動距離が長くなった時、測距センサによる測位結果の方が実際の位置に近い場合であっても、移動体の位置として慣性センサを用いて測位した位置を採用することになってしまっていた。その結果、その測位結果に大きな誤差が生じてしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、移動体が倉庫内を移動する場合であっても、移動体の位置を正確に検出することが可能な位置検出システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の位置検出システムは、複数の固定局と、移動体の移動履歴を検出する慣性センサ及び前記移動体と前記固定局との間の離間距離を検出する測距センサを有したセンサユニットと、を備え、前記移動履歴に基づいて得られる第１到達位置と、前記離間距離に基づいて得られる第２到達位置と、前記第１到達位置と前記第２到達位置との間の相対距離と、を検出し、前記移動履歴に基づいて得られる範囲値と前記相対距離とを比較することによって、前記移動体の位置を確定する位置検出システムであって、前記範囲値の大きさを、前記移動履歴に基づいて変化させる、という特徴を有する。

このように構成された位置検出システムは、慣性センサが検出した移動履歴に基づく第１到達位置と測距センサが検出した離間距離に基づく第２到達位置との間の相対距離と、移動履歴に基づいて得られる範囲値と、を比較し、当該範囲値の大きさを、慣性センサによる誤差の大きさに対応させて変化させるので、移動体の位置を正確に検出することが可能となる。

また、上記の構成において、前記相対距離が前記範囲値以内ならば、前記移動体の位置として前記第２到達位置を採用し、前記相対距離が前記範囲値を超えるならば、前記移動体の位置として前記第１到達位置を採用する、という特徴を有する。

このように構成された位置検出システムは、移動体の位置が範囲値の大きさを基準として決定されるので、移動体の位置をより正確に検出することが可能となる。

また、上記の構成において、前記移動履歴に伴って前記範囲値を大きくしていき、採用する前記移動体の位置が第１到達位置から第２到達位置に切り替わった時点で、前記範囲値の大きさを、前記範囲値の初期の大きさに戻す、という特徴を有する。

このように構成された位置検出システムは、採用された移動体の位置が第１到達位置から第２到達位置に切り替わった時点で、範囲値の大きさを初期の範囲値の大きさに戻すので、移動体の移動距離が大きくなっても、移動体の位置を精度良く確定することができる。

また、上記の構成において、前記慣性センサは、移動体の移動時の角速度を検知して進行角度を検出する角速度センサと、前記移動体の移動時の加速度を検知して移動距離を検出する加速度センサと、を有して構成されている、という特徴を有する。

このように構成された位置検出システムは、慣性センサが角速度センサと加速度センサとを有しているので、移動体の位置の検出を容易に行なうことができる。

本発明の位置検出システムは、慣性センサが検出した移動履歴に基づく第１到達位置と測距センサが検出した離間距離に基づく第２到達位置との間の相対距離と、移動履歴に基づいて得られる範囲値と、を比較し、当該範囲値の大きさを、慣性センサによる誤差の大きさに対応させて変化させるので、移動体の位置を正確に検出することが可能となる。

本発明の位置検出システムを示す模式図である。 センサユニットの構成を示すブロック図である。 固定局の構成を示すブロック図である。 慣性センサによる位置検出方法を示す模式図である。 測距センサによる位置検出方法を示す模式図である。 検出位置の確定方法に関する模式図である。 検出位置の確定方法に関するフローチャートである。 第１従来例に関わる位置検出システムを示す模式図である。 第２従来例に関わる位置検出システムを示す模式図である。

以下、本発明の位置検出システム１００の実施形態について図面を参照しながら説明する。位置検出システム１００は、例えば、倉庫内に搬入されている自動車等の物品の位置を検出するための位置検出システムであり、特に、移動体である位置検出作業者が対象物に向かって倉庫内を移動するような場合の位置検出システムに関する。尚、本発明の位置検出システム１００の用途については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。また、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のＸ１側を右側、Ｘ２側を左側、Ｙ１側を奥側、Ｙ２側を手前側として説明する。

まず、位置検出システム１００の概略構成について、図１を用いて説明する。また、センサユニット１０の構成、及び固定局２０の構成について、図２及び図３を用いて説明する。

図１は、位置検出システム１００の概略的な構成を示す模式図であり、位置検出の対象物５５が搬入されている倉庫６０を上方から見た時の模式図である。対象物５５は、自家用車やトラック等の車両であることを想定しているが、それ以外にも、二輪車や物流基地における物品であっても良い。

図１に示すように、車両等の対象物５５が搬入されている倉庫６０内において位置検出システム１００が構成される。倉庫６０の構造は鉄筋コンクリート造りであり、駐車スペース６３は周囲をコンクリートで取り囲まれている。そのため、外部からの電波が遮断される状態になっており、ＧＰＳを使用した位置検出方法を採用することができない。

倉庫６０の駐車スペース６３には、駐車位置の管理が必要な対象物５５が、１台又は複数台運び込まれているが、その駐車位置は、予め決められているわけではない。そのため、管理が必要な対象物５５及びその他の車両等はランダムに置かれていることになる。従って、管理すべき対象物５５が駐車スペース６３内のどの位置に駐車されているかを検出することが必要となる。

図１に示すように、倉庫６０内に搬入されている対象物５５の位置を検出するために、移動体５１である位置検出作業者が対象物５５に向かって倉庫６０内を移動する。移動体５１は、位置検出のためのセンサユニット１０を保持している。移動体５１が対象物５５の存在している位置に到達した時、移動体５１のその時の位置を、対象物５５の位置として判定する。

図１に示す倉庫６０の四隅の壁の上部には複数の固定局２０が設けられている。複数の固定局２０は、右側手前に設けられた第１固定局２０−１と、右側奥に設けられた第２固定局２０−２と、左側奥に設けられた第３固定局２０−３と、左側手前に設けられた第４固定局２０−４と、から成る。第１固定局２０−１と第２固定局２０−２と第３固定局２０−３と第４固定局２０−４それぞれの内部構成は、それぞれのＩＤを除いて全て同一である。尚、本発明の実施形態では、複数の固定局２０が４ヶ所に設けられているが、固定局２０は少なくとも３ヶ所に設けられておれば良い。また、倉庫６０の内側に柱が設けられている場合には、柱による通信障害を解消するために、追加の固定局２０が設けられていても良い。

図２は、センサユニット１０の構成を示すブロック図であり、図３は、固定局２０の構成を示すブロック図である。

センサユニット１０は、図２に示すように、センサユニットＲＦ回路部１１と、センサユニット制御部１３と、慣性センサ１５と、センサユニットメモリ１９と、を有して構成されている。慣性センサ１５は、角速度センサ１５ａと加速度センサ１５ｂと、を有している。センサユニットＲＦ回路部１１と角速度センサ１５ａと加速度センサ１５ｂとセンサユニットメモリ１９とは、それぞれセンサユニット制御部１３に接続されている。

センサユニットＲＦ回路部１１には、測距センサ１１ａと送受信アンテナ１１ｂとが設けられており、図１に示した複数の固定局２０との間で通信を行い、移動体５１と各固定局２０との間の離間距離を検出することができるように構成されている。

慣性センサ１５内の角速度センサ１５ａは、移動体５１の移動時の角速度を検知して進行角度を検出する。また、加速度センサ１５ｂは、Ｚ方向（Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向）の衝撃を検出して歩数をカウントし、「歩数×歩幅（所定値） = 移動距離」として移動距離を検出する。尚、移動距離の算出方法として、加速度センサ１５ｂが移動体５１の移動時の加速度を検知して移動体５１の移動時の速度を検出し、当該検出した速度によって移動距離を検出する方法もある。

慣性センサ１５は、このように検出された進行角度と移動距離とによって移動体５１の位置を検出することができるように構成されている。即ち、慣性センサ１５は、移動体５１の移動履歴に基づいて移動体５１の位置を検出する。センサユニット１０内のセンサユニットメモリ１９には、個々のセンサユニット１０に付与されたＩＤが記憶されている。

複数の固定局２０、即ち第１固定局２０−１、第２固定局２０−２、第３固定局２０−３、第４固定局２０−４はそれぞれ、図３に示すように、固定局ＲＦ回路部２１と、固定局制御部２３と、固定局メモリ２９と、を備えて構成されている。固定局ＲＦ回路部２１と固定局メモリ２９とは、それぞれ固定局制御部２３に接続されている。固定局ＲＦ回路部２１は、移動体５１とそれぞれの固定局２０との間の離間距離を検出するために設けられており、固定局ＲＦ回路部２１には送受信アンテナ２１ａが取り付けられている。固定局メモリ２９には、複数の固定局２０それぞれに付与された個別のＩＤが記憶されている。また、センサユニット１０に付与されたＩＤも固定局メモリ２９に記憶されている。

次に、移動体５１の位置を検出し確定する方法について、図２乃至図７を用いて説明する。本発明では、慣性センサ１５によって検出される、移動体５１の移動履歴に基づいて得られる第１到達位置Ｐ１（図４参照）と、測距センサ１１ａと複数の固定局２０との間の離間距離に基づいて得られる第２到達位置Ｐ２（図５参照）との、２つの到達位置を比較して位置を確定する方法を用いている。

最初に、第１到達位置Ｐ１を検出する方法について、図２及び図４を用いて説明する。図４は、第１到達位置Ｐ１の位置検出方法を示す模式図である。

図４に示すように、移動体５１の最初の位置、即ち、センサユニット１０のスタート位置を基準位置Ｐ０とする。センサユニット１０を有する移動体５１は、基準位置Ｐ０からスタートし、倉庫６０内を対象物５５に向けて移動して、第１到達位置Ｐ１に到達する。

図２に示したセンサユニット１０における慣性センサ１５内の角速度センサ１５ａは、所定時間毎に移動軌跡３１上における移動体５１の移動時の角速度を検知し、検知した角速度を積分することによって基準位置Ｐ０を出発点として移動したそれぞれの位置における移動体５１の進行角度を検出する。

また、前述したように、加速度センサ１５ｂは、Ｚ方向（Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向）の衝撃を検出して歩数をカウントし、「歩数 ×歩幅（所定値） = 移動距離」として移動距離を検出する。尚、歩幅は、移動体５１である位置検出作業者の身長に、所定の係数を予め掛けて算出しておく。

上記角速度の積分は、図２に示したセンサユニット１０内のセンサユニット制御部１３で行われる。また、検出された移動体５１の進行角度及び移動距離をセンサユニット制御部１３で演算して基準位置Ｐ０に対する第１到達位置Ｐ１を算出する。このようにして、最初の第１到達位置Ｐ１が検出される。この第１到達位置Ｐ１は、図２に示したセンサユニット１０内のセンサユニットメモリ１９に記憶される。このような検出方法を繰り返すことにより、移動体５１の最終の到達位置における第１到達位置Ｐ１を得ることができる。

次に、第２到達位置Ｐ２を検出する方法について、図２、図３及び図５を用いて説明する。図５は、センサユニット１０と複数の固定局２０との間の通信による位置検出方法を示す模式図である。尚、固定局２０は、図５に示す複数の固定局２０のうち、３つあれば良いため、本実施形態では、センサユニット１０に比較的近い第１固定局２０−１、第２固定局２０−２、及び第３固定局２０−３を使用する。

図２で示したセンサユニット１０のセンサユニットＲＦ回路部１１、及び図３で示した複数の固定局２０の固定局ＲＦ回路部２１は、通信信号（ＲＦ信号）を送受信可能な送受信部を、それぞれ備えている。

図５に示すように、センサユニット１０を有する移動体５１は、倉庫６０内を対象物５５に向けて移動して、第２到達位置Ｐ２に到達する。この時、図２に示したセンサユニットＲＦ回路部１１は、移動体５１と複数の固定局２０、即ち第１固定局２０−１、第２固定局２０−２、及び第３固定局２０−３それぞれとの間の離間距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を測定するための測定用信号を、送受信アンテナ１１ｂを介して、センサユニット制御部１３が指示したタイミングで送信する。

前述したように、移動体５１の保持するセンサユニット１０にはＩＤが与えられており、センサユニットメモリ１９には、このＩＤが予め記憶されている。上記測定用信号は、このＩＤが付加された状態で複数の固定局２０それぞれに送信される。複数の固定局２０それぞれでは、送信された測定用信号内のＩＤと、固定局２０内の固定局メモリ２９に記憶されている移動体５１の保持するセンサユニット１０に与えられたＩＤとを照合して、移動体５１を確定することができる。

図３に示した第１固定局２０−１の固定局ＲＦ回路部２１が、図２に示したセンサユニット１０のセンサユニットＲＦ回路部１１から送信された測定用信号を送受信アンテナ２１ａによって受信すると、固定局制御部２３は、受信した測定用信号の信号強度を測定し、その測定結果を応答信号として固定局ＲＦ回路部２１及び送受信アンテナ２１ａを介して送信させる。

この応答信号を図２に示すセンサユニット１０のセンサユニットＲＦ回路部１１が送受信アンテナ１１ｂ及び測距センサ１１ａを介して受信すると、センサユニット制御部１３は、第１固定局２０−１の固定局ＲＦ回路部２１で検出した信号強度に基づいてセンサユニット１０と第１固定局２０−１との間の離間距離Ｄ１を算出する。（図５参照）その後、この離間距離Ｄ１をセンサユニットメモリ１９に記憶させる。尚、離間距離Ｄ１の算出方法としては、信号強度から算出する方法以外にも、位相差、光学式、超音波式などから算出する算出方法もある。

第２固定局２０−２及び第３固定局２０−３についても、第１固定局２０−１の場合と同様に、センサユニット１０と第２固定局２０−２との間の離間距離Ｄ２、及びセンサユニット１０と第３固定局２０−３との間の離間距離Ｄ３を算出し、それぞれセンサユニットメモリ１９に記憶させる。

上記のセンサユニット１０と第１固定局２０−１との間の離間距離Ｄ１は、図５に示すように、第１固定局２０−１を中心点とした第１円弧２０−１ａで表すことができる。従って、センサユニット１０は、この第１円弧２０−１ａ上にある。また、センサユニット１０と第２固定局２０−２との間の離間距離Ｄ２は、第２固定局２０−２を中心点とした第２円弧２０−２ａで表すことができる。従って、センサユニット１０は、この第２円弧２０−２ａ上にある。更に、センサユニット１０と第３固定局２０−３との間の離間距離Ｄ３は、第３固定局２０−３を中心点とした第３円弧２０−３ａで表すことができる。従って、センサユニット１０は、この第３円弧２０−３ａ上にある。

その結果、センサユニット１０の倉庫６０内の位置は、これらの第１円弧２０−１ａ、第２円弧２０−２ａ、及び第３円弧２０−３ａが交差する点となり、センサユニット１０の第２到達位置Ｐ２を検出することができる。即ち、第２到達位置Ｐ２は、センサユニット１０と複数の固定局２０それぞれとの間の離間距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に基づいて得られる。

尚、例えば、第１固定局２０−１と第３固定局２０−３の２つの固定局２０による第１円弧２０−１ａ及び第３円弧２０−３ａとの交点として位置Ｐ２‘も存在するが、この場合の位置Ｐ２‘は、正しい位置ではない。第１固定局２０−１による第１円弧２０−１ａと第３固定局２０−３による第３円弧２０−３ａとの２つの円弧の交点を、第２固定局２０−２による第２円弧２０−２ａが交差する交点を求めることによって初めて、センサユニット１０の正しい位置である第２到達位置Ｐ２を得ることができる。

尚、前述した第１到達位置Ｐ１を検出する方法における、図４で示した、センサユニット１０のスタート位置、即ち基準位置Ｐ０は、測距センサ１１ａと複数の固定局２０とを使用した、上述した第２到達位置Ｐ２を検出する方法と同一の方法を用いて検出することができる。検出した基準位置Ｐ０は、センサユニットメモリ１９及び複数の固定局２０それぞれの固定局メモリ２９に記憶される。

ところで、前述したように、位置検出の対象物５５が格納される倉庫６０は、鉄筋コンクリートで構築されている。従って、前述したセンサユニットＲＦ回路部１１から送信される測定用信号及び固定局ＲＦ回路部２１から送信される応答信号においては、倉庫６０のコンクリートの天井、床、及び四方にある壁で反射するため、マルチパスが発生し易い。従って、上述した測距センサ１１ａで検出した第２到達位置Ｐ２は、マルチパスの影響を受けて、必ずしも正確な位置を示しているとは言えない。

また、前述したように、第１到達位置Ｐ１を検出するための移動履歴は、移動体５１の移動時の角速度及び加速度を検知し、検知した角速度を積分すること、及び検知した加速度から得られる歩数と所定値の歩幅によって得られる。一般的に、角速度又は加速度を積分すると、積分値には少なからず誤差が生じ、積分する度にその誤差が累積していく。従って、上述した慣性センサ１５で検出した第１到達位置Ｐ１も、必ずしも正確な位置を示しているとは言えない。

そこで、位置検出システム１００では、第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２との間の相対距離を検出し、移動履歴に基づいて得られる範囲値と当該相対距離とを比較することによって、移動体５１の位置を確定すると共に、当該範囲値の大きさを、移動体５１の移動履歴に基づいて変化させることによって、確定する移動体５１の位置がより正確になるようにした。

移動体５１の位置を確定するための具体的な方法について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、検出位置の確定方法に関する模式図である。図７は、検出位置の確定方法に関するフローチャートである。図６には、移動体５１の第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２と移動体５１の実際の位置（Ｐ０〜Ｐ０Ｎ）とを同時に示している。それと共に、第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２との間の相対距離Ｌ１と、第１到達位置Ｐ１を中心点とした、半径が範囲値Ｒ１の大きさを有する円３２とを、同時に示している。また、対象物５５及び倉庫６０の四隅にある複数の固定局２０も示している。尚、範囲値Ｒ１は、第１到達位置Ｐ１を中心点とした円３２の半径として表すことができる。また、円３２の半径である範囲値Ｒ１の大きさは、第１到達位置Ｐ１の位置によって異なる。

今後、上述した慣性センサ１５を使用して移動体５１の位置を検出する方法を第１検出方法、測距センサ１１ａと複数の固定局２０との間の通信によって移動体５１の位置を検出する方法を第２検出方法と称する。

第１検出方法による移動体５１の第１到達位置Ｐ１と、第２検出方法による移動体５１の第２到達位置Ｐ２とは、必ずしも同一の位置にはならない。その理由は、前述したように、第１到達位置Ｐ１が角速度を積分すること、及び加速度から得られる歩数と所定値の歩幅によって生じる誤差の影響を受けるためであり、第２到達位置Ｐ２がマルチパスの影響を受けるためである。従って、第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２との間には、上述の相対距離Ｌ１が発生する。

位置検出システム１００では、図７に示すように、以下の手順を踏んで処理を行なう。尚、ステップ０の後、各測定タイミングの度にステップ１〜ステップ４の処理を行なう。ステップ０：基準位置Ｐ０を測定し、基準位置Ｐ０の位置を確定させる。
ステップ１：第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２との間の相対距離Ｌ１を測定する。
ステップ２：相対距離Ｌ１が範囲値Ｒ１以内ならば、到達位置として第２到達位置Ｐ２を採用し、相対距離Ｌ１が範囲値Ｒ１を超えるならば、第１到達位置Ｐ１を採用する。
ステップ３：採用されたデータ位置が第１到達位置Ｐ１から第２到達位置Ｐ２に変更になったら、範囲値Ｒ１を初期の範囲値Ｒ０に戻してステップ１に戻り、それ以外はステップ４に進む。
ステップ４：範囲値Ｒ１の値を拡げて、ステップ１に戻る。

ステップ０における基準位置Ｐ０の測定は、前述した第２検出方法、即ち、測距センサ１１ａ及び複数の固定局２０を用いた方法で実施される。この測定により、移動体５１の初期における位置である基準位置Ｐ０が確定される。

センサユニット１０を保持した移動体５１は、基準位置Ｐ０からスタートし、倉庫６０内を対象物５５に向けて移動する。そして、図６に示すように、最初の移動位置Ｐ０１（実際の位置）に到達する。この時、第１検出方法によって最初の第１到達位置Ｐ１が得られ、第２検出方法によって最初の第２到達位置Ｐ２が得られる。この時のステップ１における相対距離Ｌ１は、第１到達位置Ｐ１と第２到達位置Ｐ２との差を求めることによって得られる。尚、最初の移動位置Ｐ０１では、まだ対象物５５に到達していないものとする。

この移動位置Ｐ０１における範囲値Ｒ１を初期の範囲値Ｒ０とする。初期の範囲値Ｒ０は、角速度の積分及び歩数と歩幅によって生じる誤差が累積していないため、変化する範囲値Ｒ１の中で最も小さく設定されている。

この移動位置Ｐ０１におけるステップ２において、相対距離Ｌ１が範囲値Ｒ１以内即ち初期の範囲値Ｒ０以内かどうかが判定される。相対距離Ｌ１が初期の範囲値Ｒ０以内ならば、位置データとして第２到達位置Ｐ２が採用され、相対距離Ｌ１が初期の範囲値Ｒ０を超えるならば、位置データとして第１到達位置Ｐ１が採用される。

図６に示す例では、相対距離Ｌ１が初期の範囲値Ｒ０以上であるため、位置データとして第１到達位置Ｐ１が採用される。尚、到達位置の検出が最初の検出であるため、採用データの変化はない。従って、ステップ３における判定において、“Ｐ１→Ｐ２“は生じていないため、ステップ４に進む。

ステップ４としては、範囲値Ｒ１の大きさが初期の範囲値Ｒ０から所定の大きさの範囲値Ｒ１に拡げられて、その大きさに設定される。そして、ステップ１に戻る。

次に、移動体５１は、移動位置Ｐ０１から移動して、図６に示すように、例えば、移動位置Ｐ０２に移る。この時も、第１検出方法によって第１到達位置Ｐ１が得られ、第２検出方法によって第２到達位置Ｐ２が得られ、更に、ステップ１における相対距離Ｌ１が求められる。そして、相対距離Ｌ１の大きさによって、第１到達位置Ｐ１又は第２到達位置Ｐ２が採用される。

例えば、図６に示すように、移動位置Ｐ０２の時の相対距離Ｌ１がその時の範囲値Ｒ１以上である場合、位置データとして第１到達位置Ｐ１が採用される。そして、ステップ３における判定では、“Ｐ１→Ｐ２“となっていないため、ステップ４に進み、範囲値Ｒ１の大きさが拡げられ、所定の大きさの範囲値Ｒ１に設定される。そして、またステップ１に戻る。

このようにして複数回処理を進めていくと、図６に示すように、例えば、移動体５１が移動位置Ｐ０Ｌに移り、第１到達位置Ｐ１及び第２到達位置Ｐ２が検出され、ステップ１における相対距離Ｌ１が求められる。そして、移動位置Ｐ０Ｌの時の相対距離Ｌ１がその時の範囲値Ｒ１を超える場合がある。この場合、位置データとして第１到達位置Ｐ１が採用されるが、ステップ３における判定では、“Ｐ１→Ｐ２“とはなっていない。そのため、この場合もステップ４に進み、範囲値Ｒ１の大きさが拡げられ、所定の大きさの範囲値Ｒ１に設定される。そして、またステップ１に戻る。

次に、図６に示すように、例えば、移動体５１が移動位置Ｐ０Ｍに移り、第１到達位置Ｐ１及び第２到達位置Ｐ２が検出され、相対距離Ｌ１が求められる。そして、移動位置Ｐ０Ｍの時の相対距離Ｌ１がその時の範囲値Ｒ１以内になる場合がある。この場合、位置データとして第２到達位置Ｐ２が採用される。従って、ステップ３における判定で、“Ｐ１→Ｐ２“となる。そのため、この場合はステップ４に進まず、範囲値Ｒ１の大きさを拡げずに、初期の範囲値Ｒ０に戻した後にステップ１に戻る。

そして、図６に示すように、例えば、移動位置Ｐ０Ｎに移り、第１到達位置Ｐ１及び第２到達位置が検出され、相対距離Ｌ１が求められて、位置の確定が行なわれる。この移動位置Ｐ０Ｎにおいては、範囲値Ｒ１の大きさが初期の範囲値Ｒ０となっている。それと共に、移動位置Ｐ０Ｎの前の位置、即ち移動位置Ｐ０Ｍにおける第２到達位置Ｐ２の位置が、新しい基準位置Ｐ０として採用される。その状態から、再び移動体５１の位置の検出及び確定がなされる。

このようにして、移動体５１が最終的に対象物５５に到達するまで、位置の検出及び確定が繰り返し行なわれる。その結果、位置検出の対象物５５の位置が確定される。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

位置検出システム１００は、慣性センサ１５が検出した移動履歴に基づく第１到達位置Ｐ１と測距センサ１１ａが検出した離間距離（Ｄ１〜Ｄ３）に基づく第２到達位置Ｐ２との間の相対距離Ｌ１と、移動履歴に基づいて得られる範囲値Ｒ１と、を比較し、当該範囲値Ｒ１の大きさを、慣性センサ１５による誤差の大きさに対応させて変化させるので、移動体５１の位置を正確に検出することが可能となる。

また、位置検出システム１００は、移動体５１の位置が範囲値Ｒ１の大きさを基準として決定されるので、移動体５１の位置をより正確に検出することが可能となる。

また、位置検出システム１００は、採用された移動体５１の位置が第１到達位置Ｐ１から第２到達位置Ｐ２に切り替わった時点で、範囲値Ｒ１の大きさを初期の範囲値Ｒ０の大きさに戻すので、移動体５１の移動距離が大きくなっても、移動体５１の位置を精度良く確定することができる。

また、位置検出システム１００は、慣性センサ１５が角速度センサ１５ａと加速度センサ１５ｂとを備えているので、移動体５１の位置の検出を容易に行なうことができる。

以上説明したように、本発明の位置検出システムは、慣性センサが検出した移動履歴に基づく第１到達位置と測距センサが検出した離間距離に基づく第２到達位置との間の相対距離と、移動履歴に基づいて得られる範囲値と、を比較し、当該範囲値の大きさを、慣性センサによる誤差の大きさに対応させて変化させるので、移動体の位置を正確に検出することが可能となる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

１０ センサユニット
１１ センサユニットＲＦ回路部
１１ａ 測距センサ
１１ｂ 送受信アンテナ
１３ センサユニット制御部
１５ 慣性センサ
１５ａ 角速度センサ
１５ｂ 加速度センサ
１９ センサユニットメモリ
２０ 固定局
２０−１ 第１固定局
２０−１ａ 第１円弧
２０−２ 第２固定局
２０−２ａ 第２円弧
２０−３ 第３固定局
２０−３ａ 第３円弧
２０−４ 第４固定局
２１ 固定局ＲＦ回路部
２１ａ 送受信アンテナ
２３ 固定局制御部
２９ 固定局メモリ
３１ 移動軌跡
３２ 円
５１ 移動体
５５ 対象物
６０ 倉庫
６３ 駐車スペース
１００ 位置検出システム
Ｐ０ 基準位置
Ｐ１ 第１到達位置
Ｐ２ 第２到達位置
Ｐ０１ 実際の位置
Ｐ０２ 実際の位置
Ｐ０Ｌ 実際の位置
Ｐ０Ｍ 実際の位置
Ｐ０Ｎ 実際の位置
Ｄ１ 離間距離
Ｄ２ 離間距離
Ｄ３ 離間距離
Ｌ１ 相対距離
Ｒ０ 範囲値
Ｒ１ 範囲値

Claims (3)

1. 複数の固定局と、移動体の移動履歴を検出する慣性センサ及び前記移動体と前記固定局との間の離間距離を検出する測距センサを有したセンサユニットと、を備え、
   前記移動履歴に基づいて得られる第１到達位置と、前記離間距離に基づいて得られる第２到達位置と、前記第１到達位置と前記第２到達位置との間の相対距離と、を検出し、
   前記移動履歴に基づいて得られる範囲値と前記相対距離とを比較することによって、前記移動体の位置を確定する位置検出システムであって、
   前記移動履歴に伴って前記範囲値を大きくしていき、採用する前記移動体の位置が第１到達位置から、移動とは無関係に変動する誤差要因を有する第２到達位置に切り替わった時点で、前記範囲値の大きさを、前記範囲値の初期の大きさに戻す、
   ことを特徴とする位置検出システム。
2. 前記相対距離が前記範囲値以内ならば、前記移動体の位置として前記第２到達位置を採用し、
   前記相対距離が前記範囲値を超えるならば、前記移動体の位置として前記第１到達位置を採用する、
   ことを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
3. 前記慣性センサは、移動体の移動時の角速度を検知して進行角度を検出する角速度センサと、前記移動体の移動時の加速度を検知して移動距離を検出する加速度センサと、を有して構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出システム。

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