JPS60216283A

JPS60216283A - 自己位置検知処理装置

Info

Publication number: JPS60216283A
Application number: JP7342184A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sasaki; 恵一佐々木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1985-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、超音波、電磁波、光等の波動、特に超音波の
反射波を利用して移動体周囲の情報より自己位置を検知
する自己位置検知処理装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、移動車が走行し、走行中における移動車の位置決
め方法は、走行する走行路及び走行路近傍にセンサ等を
設置し、センサからの信号を検出して走行路上における
自己位置をめる方式のものと、走行路を予め記憶させて
自己位置を検出する方式のものとがある。

以下に、これらの方式について簡単に説明する。

まず、前者の方式では、第１図（ａ）（ｂ）に示す如く
移動車１にセンサ２が取付けられている。

ここで、第１図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図で
ある。また、移動車１が走行する走行路３にはセンサ４
　（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）がある間隔を持って設置
されている。移動１！１が走行路３を走行し自己位置を
検知する場合、走行路３に設置されているセンサ４の上
に移動車１が移動し、移動車１に搭載されているセンサ
２と信号の交換をすることによって移動車１の位置を検
出している。この方法では、走行路３上に多数のセンサ
４が設置されているため、システムの信頼性及び設置さ
れたセンサ４間における位置決め精度があまり良くなか
った。また、走行路３上に多数のセンサ４が配置されて
いるため、メインテナンスも重要な問題となっている。

一方、後者の方式においては、移動車が走行路を走行す
る場合、予め走行路全体を細かく分割し、これを移動車
上に搭載された記憶装置にマツプとして記憶させる。そ
して、移動車が移動する時、その移動量をセンサ等によ
って検出し上記マツプの座標と移動車の移動量とからマ
ツプ上における移動車の座標をめ、自己位置検知を行っ
ている。

この方法では、移動車の移動量を検出する場合に、移動
車と走行路との漬り等から正確な移動量の検知が困難で
、マツプ座標との対応に誤差が生じ正確な位置検知が難
しかった。

（発明の目的）本発明の目的は、移動体が走行路を走行する上で正確な
自己位置を検知することができ、且つ走行路上に一多数
のセンサ等を配置する必要もなく、システム信頼性の向
上をはかり得る自己位置検知処理装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、超音波、電磁波、光等の波動を用いて
自己位置の検知を行うと共に、波動反射体を周囲の障害
物に関係なく容易に抽出し、自己位置検知の容易化及び
検知位置精度の向上をはかることにある。

即ち本発明は、波動信号を利用して移動体の自己位置を
検知する自己位置検知処理装置において、移動体に取付
けられ波動信号を送受信する波動電気変換素子と、所定
の位置にそれぞれ配設され上記波動電気変換素子から送
信された波動信号を反射する複数の波動反射体と、この
波動反射体からの反射波の受信ＦＲ１１１１から上記波
動電気変換素子と波動反射体との距離をめる距離計測回
路と、前記波動電気変換素子を回転駆動する駆動機構と
、前記波動電気変換素子の回転角度を検出する角度検出
回路と、前記距離計測回路及び角度検出回路からの各情
報を入力し角度に対応した距離をテーブル化する信号処
理回路と、この信号処理回路の出力信号から前記波動電
気変換素子の位置をめる演算回路と、この演算回路の演
算結果を表示する表示回路とを具備してなり、前記信号
処理回路に前記波動反射体を外界の中から容易に抽出す
るための波動反射体のテーブルを予め記憶させておき、
このテーブルと前記距離計測回路及び角度検出回路の出
力から得られる距離・角度データテーブルとのマツチン
グをとるようにしたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の■〜■のような効果が得られる。

■　障害物の周囲にある基準反射体を容易に識別するこ
とができ、位置決めが可能である。

■　位置検知にセンサ等による累積値を用いた従来方式
と比較すると、個々に位置検知を行っているので、位置
検知誤差が少ない。

■　障害物の周囲にある基準反射体を識別できることに
より信頼性が向上する。

■　移動体の位置検知が容易になることにより、移動体
の走行性が向上する。

〔発明の実施例〕

第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施例を説
明するためのもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
、（Ｃ）は回路構成図である。なお、第１図（ａ）（ｂ
）と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。走行路３の周囲には、複数の超音波反射体（
波動反射体）５　（５ａ、５ｂ、５ｃ）が予め設定した
適当な位置にそれぞれ配設されている。走行路３を走行
する移動Ｉ（移動体）１には超音波振動子（波動電気変
換素子）６が搭載されており、この超音波振動子６は移
動車１に取付けられた駆動機構７により回転駆動される
ものとなっている。駆動機構７はＩＩＩ　ｍ回路８によ
り超音波振動子６の回転情報を与えられており、これに
より駆動機構７による超音波振動子６の回転量が制御さ
れる。また、駆動機構７からは回転指令信号が角度検出
回路９にも供給されており、角度検出回路９では超音波
振動子６の回転角度が検出されるものとなっている。

一方、前記超音波振動子６は前記制御回路８の制御下に
ある発振器１０からの信号を入力し、超音波を送信する
。この超音波は、前記超音波反射体５により反射され再
び超音波振動子６で受信される。超音波振動子６で受信
された超音波信号は、増幅回路１１で増幅されたのち、
距離計測回路１２に供給される。距離計測回路１２では
上記入力した信号に基づき、前記超音波振動子６からの
超音波の送信時刻と受信時刻との時間差を検出し、これ
から前記超音波振動子６と超音波反射体５との距離がめ
られる。そして、距離翳１測回路１２の出力信号は前記
角度検出回路９の出力信号と共に信号処理回路１３に供
給される。信号処理回路１３では、上記入力した各信号
から角度に対する距離のテーブルを作成し、後述する如
く予め設定されたテーブルとのマツチングがとられる。

信号処理回路１３の出力信号は演算回路１４に供給され
る。この演算回路１４では、上記入力した信号に基づい
て前記超音波振動子６の位置、即ち移動車１の位置がめ
られる。そして、この位置は表示回路１５に表示される
ものとなっている。

次に、上記構成された本装置における超音波反射体の抽
出法及び位置決め等について説明する。

まず、移動車１を任意に走行させたい！ａ域に超音波反
射体５ａ、〜、５ｃを設置する。この時、移動車１に搭
載されている超音波ＳＴｏ子６は相対座標を有している
。超音波振動子６から送信された超音波は、音響媒体を
伝搬し、超音波反射体５ａ、〜、５ｃに到達する。到達
した超音波は超音波反射体５ａ、〜、５ｃによって反射
され、再び音響媒体を介して超音波振動子６にて受信さ
れる。

この超音波振動子６は、前記した如く超音波振動子駆動
機構７により旋回できる構成となっており、またそのと
きの回転角度は角度検出回路９にて検出され、角度信号
として信号処理回路１３に伝送される。

前記超音波振動子６にて受信された超音波信号は、増幅
回路１１を介して距離計測回路１２に伝送され、この距
離計測回路１２にて超音波振動子６と超音波反射体５と
の距離がめられる。そして、この距離信号は信号処理回
路１３に伝送される。信号処理回路１３では、上記の角
度信号及び距離信号が入力され、個々に角度に応じて距
離がテーブル化される（このテーブルを収集データと称
する）。また、信号処理回路１３は、超音波反射体５ａ
、〜、５ｃのテンプレート（角度に対する距離テーブル
）を有している。ここで、第３図（ａ）に収集データを
示し、同図（ｂ）に超音波反射体５のテンプレートの一
例を示す。

信号処理回路１３による超音波反射体５の抽出は収集デ
ータとテンプレートとの相関関数をめることによって行
う。その手法は、収集データを第３図（ａ）に示すよう
に角度θＯ・・・θ１・・・θＮに対応した距離ｄｏ・
・・ｄｌ・・・ｄＮが超音波センサ６を走査することに
よって得られる。また、テンプレートを第３図（ｂ）に
示すように角度φ０・・・φＮに対応した距Ｉｌｌ　Ｉ
　ｏ・・・ＩＮがテンプレートとして予め容易されてい
る。

収集データ６口〜θ０＋φＮの範囲で収集データとテン
プレートの相関関数をめる。次に、収愈ギー々／？　＋
　〜／？　＋　４　Ａ　ａ＋　（１１１１１５皿４−−
−４　、１φＮの範囲と順次テンプレートをずらし相関
関数をめる。このめられた相関関数の値が大きいもの程
物理的に超音波反射体と似ていることを意味する。この
ことから、ある値にスレッショルドレベルを設定するこ
とにより、移動車１上における相対座標において、超音
波反射体５の角度及び距離がめられる。

信号処理回路１３にて超音波反射体５０角度及び距離を
演算回路１４に入力する。この演算回路１４にて超音波
反射体５間の距離演算を行い、超音波反射体５を設置し
た座標（初期入力座標）に対して座標変換を行う。座標
変換を行うことによって、相対座標上の原点位置（移動
者中心）が超音波反射体５を設置した座標上でまる。

以上が、位置決めを行う手法であり、このような手法を
導入することにより移動車１が連続的に走行した奇跡が
得られる。

かくして本装置によれば、前記角度検出回路９からの角
度信号及び前記距離計測回路１２からの距離信号を基に
テーブルを作成し、このテーブルを予め記憶させた超音
波反射体５のテーブルと比較することにより、超音波反
射体５を容易に認識することができ、位置検知が容易と
なる。さらに、超音波反射体５を容易に識別できること
から、該反射体５の周囲にある障害物の影響で位置検知
に誤差が生じる等の不都合を解消することができ、信頼
性の向上をはかり得る。また、位置検知にセンサ等によ
る累積値を用いた従来方式と比較すると、個々に位置検
知を行っているので、位置検知誤差が極めて少ない。さ
らに、多数のセンサを走行路に配置する必要がなく、そ
のメインテナンスも少なくて済む。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記波動電気変換素子としては、超音波振
動子に限るものではなく、光或いは電磁波を送信及び受
信するものであってもよい。

また、移動体としての搬送車両の代りには、所定の走行
路を移動するものであれば適用可能である。

さらに、前記超音波反射体（波動反射体）の個数及び配
置位置等の条件は、仕様に応じて適宜変更可能である。

また、前記信号処理回路におけるテーブル間のマツチン
グのためのスレッショルドレベル等の条件は、仕様に応
じて適宜室めればよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は従来の自己位置検知処理方式を説
明するためのもので同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
側面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に係
わる自己位置検知処理装置を説明するためのもので同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図、同図（Ｃ）は回
路構成図、第３図（ａ）（ｂ）は上記実施例装置の作用
を説明するためのもので同図（ａ）は収集データの一例
を示す模式図、同図（ｂ）はテンプレートの一例を示す
模式図である。１・・・移動車（移動体）、３・・・走行路、５．５ａ
。〜、５ｃ・・・超音波反射体（波動反射体）、６・・・
超音波振動子（波動電気変換素子）、７・・・駆動機構
、８・・・制御回路、９・・・角度検出回路、１０・・
・発振器、１１・・・増幅器、１２・・・距離計測回路
、１３・・・信号処理回路、１４・・・演算回路、１５
・・・表示回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】（１）移動体に取付けられ波動信号を送受信する波動電
気変換素子と、所定の位置にそれぞれ配設され上記波動
電気変換素子から送信された波動信号を反射する複数の
波動反射体と、この波動反射体からの反！）′１波の受
信時間から上記波動電気変換素子と波動反射体との距離
をめる距離計測回路と、前記波動電気変換素子を回転駆
動する駆動機構と、前記波動電気変換素子の回転角度を
検出する角度検出回路と、前記距離計測回路及び角度検
出回路からの各情報を入力し角度に対応した距離をテー
ブル化する信号処理回路と、この信号処理回路の出力信
号から前記波動電気変換素子の位置をめる演算回路と、
この演算回路の演算結果を表示する表示回路とを具備し
、前記信号処理回路は前記波動反射体を外界の中から容
易に抽出するための波動反射体のテーブルを予め有して
おり、このテーブルと前記距離計測回路及び角度検出回
路の出力から得られる距離・角度データテーブルとのマ
ツチングをとるものであることを特徴とする自己位置検
知処理装置。（２前記波動電気変換素子は超音波振動子からなり、前
記波動反射体は超音波反射体からなるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自己位置検知処
理装置。（ａ　前記超音波振動子は、単一指向性を有するもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自己
位置検知処理装置。（４）　前記移動体は、搬送車両であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の自己位置検知処理装置。