位置検出システム
【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く、高い精度と信頼性をもって移動体の位置を検出することが可能な位置検出システムを提供する。
【解決手段】 光学ビーコン♯２〜♯６が、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコンから発せられる光および自身より１つ前の光学ビーコンから発せられる光のいずれかを受けることにより、発光する。
【解決手段】 光学ビーコン♯２〜♯６が、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコンから発せられる光および自身より１つ前の光学ビーコンから発せられる光のいずれかを受けることにより、発光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開２００３−３０２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
これに対し、移動体の移動空間に複数の発光手段を設け、これら発光手段から発せられる光の方向を検出し、この検出結果に基づいて移動体の位置を検出するシステムが考えられる。このシステムによれば、上記のような可動式の走査器を設けることなく、移動体の位置を検出することが可能である。また、上記システムにおいて、各発光手段を所定の順序で発光させるようにすれば、全ての発光手段を常に発光させておく必要がないので、消費電力を低減することが可能である。そして、各発光手段を所定の順序で発光させる手段として、各発光手段から発せられる光を発光手段の相互間で順に受け継いでいくようにすれば、各発光手段同士をネットワーク接続する必要がなく、システム全体として構成を簡略化することができる。
【０００５】
ただし、上記構成においては、光が遮られる等何らかの原因で発光手段間の光の受け継ぎがうまくいかなかった場合には、そこで発光が途切れてしまい、高い精度での位置検出ができなくなるおそれがあり、その改善が望まれている。
【０００６】
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く、高い精度と信頼性をもって移動体の位置を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。
【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、移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の発光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、いずれかの光学ビーコンは、所定の光学ビーコンの発光パターンを認識してから第一の所定時間経過後、または上記所定の光学ビーコンより前に発光する光学ビーコンの発光パターンを認識してから第二の所定時間経過後のどちらかの時点で、発光する。
【０００８】
請求項２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、いずれかの光学ビーコンは、発光順序が自身より前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光する。
【発明の効果】
【０００９】
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。また、高い精度と信頼性をもって移動体の位置を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［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。
【００１１】
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。
【００１２】
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度の範囲で横方向および下方向に拡がる。
【００１３】
とくに、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。そして、光学ビーコン♯０〜♯６のうち、発光順位が１番目の光学ビーコン♯０の除く残りの光学ビーコン♯１〜♯６は、自己以外の複数の光学ビーコンたとえば発光順位が２つ前と１つ前の２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。
【００１４】
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、予め定められた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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２つ前および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コードからそれぞれ判別し、その判別した光を受けることにより動作して発光する。
【００１７】
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２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード）およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンの第２のＩＤコード）とをそれぞれ比較する比較部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の各比較結果のいずれかが一致の場合に、発光動作開始までの所定時間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。
【００１８】
発光パターン生成部２４は、比較部２２の各比較結果のいずれかが一致の場合にタイマ２５を動作させ、そのタイマ２５による所定時間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。
【００１９】
上記信号判別部２１、比較部２２、ＩＤメモリ２３ａ，２３ｂ、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。
【００２０】
なお、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のそれぞれのＩＤコード、ＩＤメモリ２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード）、およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より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。
【００２１】
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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯１のＩＤコードを認識した場合に、それから第一の所定時間ｔ２後に発光して開始信号およびＩＤコードを発するとともに、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、それから第二の所定時間（ｔ２＋ｔａ＋ｔ２）後に発光して開始信号およびＩＤコードを発する。
【００２２】
光学ビーコン♯３は、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯２のＩＤコードを認識した場合に、それから第一の所定時間ｔ２後に発光して開始信号およびＩＤコードを発するとともに、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコン♯１のＩＤコードを認識した場合に、それから第二の所定時間（ｔ２＋ｔａ＋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♯４〜♯６も光学ビーコン♯２，♯３と同様に動作する。
【００２３】
全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光が終了するタイミング（各光学ビーコン間で光が遮られることなく、光学ビーコン♯０〜♯６で光の受け継ぎが行われた場合）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。
【００２４】
一方、移動体２は、光学ビーコン♯０〜♯６からの入射光に含まれている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。
【００２５】
受光部３０は、光学ビーコン♯０〜♯６から発せられて入射部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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
しかも、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。
【００３３】
光学ビーコン♯０は定期的に発光し、かつ光学ビーコン♯１〜♯６は自己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。
【００３４】
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。
【００３５】
光学ビーコン♯２〜♯６については、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコンから発せられる光および自身より１つ前の光学ビーコンから発せられる光のいずれかを受けることにより発光する構成であるから、光学ビーコン♯１から発せられた光が何かに遮られて後続の光学ビーコン♯２に届かない場合でも、光学ビーコン♯２は光学ビーコン♯０の光を受けて自己の発光タイミングで途切れることなく確実に発光する。光学ビーコン♯２から発せられた光が何かに遮られて後続の光学ビーコン♯３に届かない場合には、光学ビーコン♯３は、光学ビーコン♯１の光を受けて自己の発光タイミングで途切れることなく確実に発光する。こうして、各光学ビーコンの発光が途切れることなく継続することにより、高い精度と信頼性をもって移動体２の位置を検出することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
［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。
【００３９】
受光素子３９の採用に伴い、コード検知部３６は、光学ビーコン♯０〜♯６から届く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。
【００４０】
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。
【００４１】
［３］第３の実施形態について説明する。
光学ビーコン♯１〜♯６は、発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンの光の到達領域に存するとともに、発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンから発せられる光の到達領域にも存している。
【００４２】
また、光学ビーコン♯１〜♯６は、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より１つ後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光する。
【００４３】
光学ビーコン♯１〜♯６におけるＩＤメモリ２３ａは、第１の特定ＩＤコードとして、発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンのＩＤコードを記憶している。ＩＤメモリ２３ｂは、第２の特定ＩＤコードとして、発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンのＩＤコードを記憶している。比較部２２は、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ａ，２３ｂ内の各ＩＤコードとをそれぞれ比較する。
【００４４】
タイマ２５は、発光パターン生成部２４による発光動作開始までの所定時間ｔ２をカウントするとともに、その発光動作終了から再発光動作までの所定時間（ｔ２＋ｔａ）をカウントする。
【００４５】
発光パターン生成部２４は、比較部２２の比較において、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ａ内のＩＤコードとが一致した場合にタイマ２５を動作させ、タイマ２５による所定時間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。また、発光パターン生成部２４は、この発光に続き、タイマ２５を動作させて所定時間（ｔ２＋ｔａ）をカウントし、その所定時間（ｔ２＋ｔａ）内の比較部２２の比較において、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ｂ内のＩＤコードとが一致しない場合に、再び、同じ開始信号およびＩＤコードを生成し、その開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子２７を発光させる。
【００４６】
光学ビーコン♯０〜♯６のそれぞれのＩＤコード、ＩＤメモリ２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）、およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンのＩＤコード）の関係を、図９に示している。
【００４７】
光学ビーコン♯０〜♯６の発光動作を図１０のタイムチャートに示す。
光学ビーコン♯０は、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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、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。また、光学ビーコン♯１は、この発光の直後、所定時間（（ｔ２＋ｔａ））において他の光学ビーコンから受ける光のＩＤコードを監視し、発光順序が自身より１つ後の光学ビーコン♯２のＩＤコードを認識できなかった場合に、それから一定時間ｔ２後に再び発光して同じ開始信号および同じＩＤコードを発する。光学ビーコン♯２〜♯６も、同様の動作を行う。
【００４８】
全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光および再発光が終了するタイミング（各光学ビーコン間で光が遮られることなく、光学ビーコン♯０〜♯６で光の受け継ぎが行われた場合）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。
【００４９】
このように、後続の光学ビーコンが発光しない場合に１つ前の光学ビーコンを再発光させることにより、後続の各光学ビーコンの発光を途切れることなく継続することができる。これにより、高い精度と信頼性をもって移動体２の位置を検出することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
［４］なお、上記各実施形態では、各光学ビーコンにおいて、発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード、１つ前の光学ビーコンのＩＤコード、あるいは１つ後の光学ビーコンのＩＤコードをＩＤメモリ２３ａ，２３ｂに記憶しておく構成としたが、それらのＩＤコードはＩＤ設定部２６で設定される自身のＩＤコードに基づいて計算により求めることが可能であり、その計算の採用により、ＩＤメモリ２３ａ，２３ｂを不要にすることができる。これは、コストの低減および光学ビーコンの小型化につながる。
【００５２】
その他、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、１つの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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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位が第１位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図３】各実施形態の残りの各光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図４】第１および第２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。
【図５】第１および第２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。
【図６】第１および第２の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図７】各実施形態における受光部の構成を示す図。
【図８】第３の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図９】第４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。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００５４】
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、２０…受光素子、２１…信号判定部、２２…比較部、２３ａ…ＩＤメモリ、２３ｂ…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、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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開２００３−３０２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
これに対し、移動体の移動空間に複数の発光手段を設け、これら発光手段から発せられる光の方向を検出し、この検出結果に基づいて移動体の位置を検出するシステムが考えられる。このシステムによれば、上記のような可動式の走査器を設けることなく、移動体の位置を検出することが可能である。また、上記システムにおいて、各発光手段を所定の順序で発光させるようにすれば、全ての発光手段を常に発光させておく必要がないので、消費電力を低減することが可能である。そして、各発光手段を所定の順序で発光させる手段として、各発光手段から発せられる光を発光手段の相互間で順に受け継いでいくようにすれば、各発光手段同士をネットワーク接続する必要がなく、システム全体として構成を簡略化することができる。
【０００５】
ただし、上記構成においては、光が遮られる等何らかの原因で発光手段間の光の受け継ぎがうまくいかなかった場合には、そこで発光が途切れてしまい、高い精度での位置検出ができなくなるおそれがあり、その改善が望まれている。
【０００６】
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く、高い精度と信頼性をもって移動体の位置を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。
【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、移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の発光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、いずれかの光学ビーコンは、所定の光学ビーコンの発光パターンを認識してから第一の所定時間経過後、または上記所定の光学ビーコンより前に発光する光学ビーコンの発光パターンを認識してから第二の所定時間経過後のどちらかの時点で、発光する。
【０００８】
請求項２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、いずれかの光学ビーコンは、発光順序が自身より前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光する。
【発明の効果】
【０００９】
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。また、高い精度と信頼性をもって移動体の位置を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［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。
【００１１】
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。
【００１２】
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度の範囲で横方向および下方向に拡がる。
【００１３】
とくに、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。そして、光学ビーコン♯０〜♯６のうち、発光順位が１番目の光学ビーコン♯０の除く残りの光学ビーコン♯１〜♯６は、自己以外の複数の光学ビーコンたとえば発光順位が２つ前と１つ前の２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。
【００１４】
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、予め定められた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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２つ前および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コードからそれぞれ判別し、その判別した光を受けることにより動作して発光する。
【００１７】
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２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード）およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンの第２のＩＤコード）とをそれぞれ比較する比較部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の各比較結果のいずれかが一致の場合に、発光動作開始までの所定時間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。
【００１８】
発光パターン生成部２４は、比較部２２の各比較結果のいずれかが一致の場合にタイマ２５を動作させ、そのタイマ２５による所定時間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。
【００１９】
上記信号判別部２１、比較部２２、ＩＤメモリ２３ａ，２３ｂ、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。
【００２０】
なお、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のそれぞれのＩＤコード、ＩＤメモリ２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード）、およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より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。
【００２１】
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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯１のＩＤコードを認識した場合に、それから第一の所定時間ｔ２後に発光して開始信号およびＩＤコードを発するとともに、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、それから第二の所定時間（ｔ２＋ｔａ＋ｔ２）後に発光して開始信号およびＩＤコードを発する。
【００２２】
光学ビーコン♯３は、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯２のＩＤコードを認識した場合に、それから第一の所定時間ｔ２後に発光して開始信号およびＩＤコードを発するとともに、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコン♯１のＩＤコードを認識した場合に、それから第二の所定時間（ｔ２＋ｔａ＋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♯４〜♯６も光学ビーコン♯２，♯３と同様に動作する。
【００２３】
全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光が終了するタイミング（各光学ビーコン間で光が遮られることなく、光学ビーコン♯０〜♯６で光の受け継ぎが行われた場合）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。
【００２４】
一方、移動体２は、光学ビーコン♯０〜♯６からの入射光に含まれている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。
【００２５】
受光部３０は、光学ビーコン♯０〜♯６から発せられて入射部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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
しかも、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。
【００３３】
光学ビーコン♯０は定期的に発光し、かつ光学ビーコン♯１〜♯６は自己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。
【００３４】
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。
【００３５】
光学ビーコン♯２〜♯６については、発光順序が自身より２つ前の光学ビーコンから発せられる光および自身より１つ前の光学ビーコンから発せられる光のいずれかを受けることにより発光する構成であるから、光学ビーコン♯１から発せられた光が何かに遮られて後続の光学ビーコン♯２に届かない場合でも、光学ビーコン♯２は光学ビーコン♯０の光を受けて自己の発光タイミングで途切れることなく確実に発光する。光学ビーコン♯２から発せられた光が何かに遮られて後続の光学ビーコン♯３に届かない場合には、光学ビーコン♯３は、光学ビーコン♯１の光を受けて自己の発光タイミングで途切れることなく確実に発光する。こうして、各光学ビーコンの発光が途切れることなく継続することにより、高い精度と信頼性をもって移動体２の位置を検出することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
［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。
【００３９】
受光素子３９の採用に伴い、コード検知部３６は、光学ビーコン♯０〜♯６から届く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。
【００４０】
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。
【００４１】
［３］第３の実施形態について説明する。
光学ビーコン♯１〜♯６は、発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンの光の到達領域に存するとともに、発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンから発せられる光の到達領域にも存している。
【００４２】
また、光学ビーコン♯１〜♯６は、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より１つ後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光する。
【００４３】
光学ビーコン♯１〜♯６におけるＩＤメモリ２３ａは、第１の特定ＩＤコードとして、発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンのＩＤコードを記憶している。ＩＤメモリ２３ｂは、第２の特定ＩＤコードとして、発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンのＩＤコードを記憶している。比較部２２は、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ａ，２３ｂ内の各ＩＤコードとをそれぞれ比較する。
【００４４】
タイマ２５は、発光パターン生成部２４による発光動作開始までの所定時間ｔ２をカウントするとともに、その発光動作終了から再発光動作までの所定時間（ｔ２＋ｔａ）をカウントする。
【００４５】
発光パターン生成部２４は、比較部２２の比較において、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ａ内のＩＤコードとが一致した場合にタイマ２５を動作させ、タイマ２５による所定時間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。また、発光パターン生成部２４は、この発光に続き、タイマ２５を動作させて所定時間（ｔ２＋ｔａ）をカウントし、その所定時間（ｔ２＋ｔａ）内の比較部２２の比較において、信号判別部２１で判別されるＩＤコードとＩＤメモリ２３ｂ内のＩＤコードとが一致しない場合に、再び、同じ開始信号およびＩＤコードを生成し、その開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子２７を発光させる。
【００４６】
光学ビーコン♯０〜♯６のそれぞれのＩＤコード、ＩＤメモリ２３ａ内の第１の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）、およびＩＤメモリ２３ｂ内の第２の特定ＩＤコード（発光順位が自身より１つ後の光学ビーコンのＩＤコード）の関係を、図９に示している。
【００４７】
光学ビーコン♯０〜♯６の発光動作を図１０のタイムチャートに示す。
光学ビーコン♯０は、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、発光順序が自身より１つ前の光学ビーコン♯０のＩＤコードを認識した場合に、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。また、光学ビーコン♯１は、この発光の直後、所定時間（（ｔ２＋ｔａ））において他の光学ビーコンから受ける光のＩＤコードを監視し、発光順序が自身より１つ後の光学ビーコン♯２のＩＤコードを認識できなかった場合に、それから一定時間ｔ２後に再び発光して同じ開始信号および同じＩＤコードを発する。光学ビーコン♯２〜♯６も、同様の動作を行う。
【００４８】
全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光および再発光が終了するタイミング（各光学ビーコン間で光が遮られることなく、光学ビーコン♯０〜♯６で光の受け継ぎが行われた場合）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。
【００４９】
このように、後続の光学ビーコンが発光しない場合に１つ前の光学ビーコンを再発光させることにより、後続の各光学ビーコンの発光を途切れることなく継続することができる。これにより、高い精度と信頼性をもって移動体２の位置を検出することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
［４］なお、上記各実施形態では、各光学ビーコンにおいて、発光順位が自身より２つ前の光学ビーコンのＩＤコード、１つ前の光学ビーコンのＩＤコード、あるいは１つ後の光学ビーコンのＩＤコードをＩＤメモリ２３ａ，２３ｂに記憶しておく構成としたが、それらのＩＤコードはＩＤ設定部２６で設定される自身のＩＤコードに基づいて計算により求めることが可能であり、その計算の採用により、ＩＤメモリ２３ａ，２３ｂを不要にすることができる。これは、コストの低減および光学ビーコンの小型化につながる。
【００５２】
その他、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、１つの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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【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位が第１位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図３】各実施形態の残りの各光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図４】第１および第２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。
【図５】第１および第２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。
【図６】第１および第２の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図７】各実施形態における受光部の構成を示す図。
【図８】第３の実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図９】第４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。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００５４】
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、２０…受光素子、２１…信号判定部、２２…比較部、２３ａ…ＩＤメモリ、２３ｂ…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、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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の発光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、
いずれかの前記光学ビーコンは、所定の光学ビーコンの発光パターンを認識してから第一の所定時間経過後、または前記所定の光学ビーコンより前に発光する光学ビーコンの発光パターンを認識してから第二の所定時間経過後のどちらかの時点で発光す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、
いずれかの前記光学ビーコンは、発光順序が自身より前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光することを特徴とする位置検出システム。
【請求項１】
移動体の移動空間に分散して設けられ、所定の発光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、
いずれかの前記光学ビーコンは、所定の光学ビーコンの発光パターンを認識してから第一の所定時間経過後、または前記所定の光学ビーコンより前に発光する光学ビーコンの発光パターンを認識してから第二の所定時間経過後のどちらかの時点で発光す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、
いずれかの前記光学ビーコンは、発光順序が自身より前の光学ビーコンの発光パターンを認識することにより発光し、その発光から所定時間経過しても、発光順序が自身より後の光学ビーコンの発光パターンを認識しない場合に再び発光することを特徴とする位置検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１７０８４８（Ｐ２００７−１７０８４８Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６５１４５（Ｐ２００５−３６５１４５）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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