CN107407719B - 移动体的位置检测方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于高精度地检测在平面上移动的移动体的位置的移动体的位置检测方法。在平面上设定X轴方向参考线和Y轴方向参考线(S1)，使虚拟移动体位于这些参考线的交点上(S2)，利用位置检测用传感器检测虚拟移动体的位置(S3)，根据其与真实位置数据的差，求出在交点处的位置偏差量，以作为X轴方向误差和Y轴方向误差(S4)，基于这些误差，求出作为参考线上各个位置的误差的计算公式的X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式(S5)，在实际检测在平面上移动的移动体的位置时，由位置检测用传感器检测移动体的位置(S6)，通过使用X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式，由线性插值法对得到的XY坐标检测数据进行校正(S7)，得到近似于移动体的真实位置的位置数据(S8)。

Description

移动体的位置检测方法

技术领域

本发明涉及移动体的位置检测方法，详细而言，涉及用于检测移动体在平面上的位置的移动体的位置检测方法。

背景技术

为了控制在平面上移动的移动体的移动，需要高精度地掌握移动体的当前位置。于是，作为检测移动体的位置的方法，例如，有一种将传感器配置在移动体上，并使用安装有可与移动体具有的传感器协同检测移动体的位置的位置检测用传感器的装置，检测移动体的位置的方法。

而且，在专利文献1中公开了用于以这种方法检测移动体的位置的装置及方法。

在该专利文献1所公开的装置中，如图12所示，接收超声波的接收器114被用作移动体113所具有的传感器，发送超声波的2个发信器112a、112b被用作位置检测用传感器。发信器112a、112b被设置为相隔已知间隔d1。

而且，该装置构成为根据超声波信号从2个发信器112a、112b到接收器114的传播时间，分别求出2个发信器112a、112b和接收器114的距离d2、d3，并基于勾股定理求出移动体113的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平7-140241号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1中公开的位置检测方法中，存在易于增大移动体113的位置检测误差，难以高精度地检测移动体113的位置的问题。

本发明解决上述技术问题，其目的在于提供用于高精度地检测在平面上移动的移动体的位置的移动体的位置检测方法。

解决技术问题的技术方案

为解决上述技术问题，根据本发明的移动体的位置检测方法，

是用于利用和在平面上移动的移动体所具有的传感器协同检测所述移动体的位置的位置检测用传感器，检测所述移动体在所述平面上的位置的移动体的位置检测方法，其特征在于；

在所述平面上假设XY坐标，

使在预定位置上具有所述传感器的所述移动体或在和所述移动体相同的位置上具有所述传感器的虚拟移动体位于在由所述平面上的所述XY坐标所指定的、在X方向及Y方向上均不相同的多个位置上，

由所述位置检测用传感器检测在各所述多个位置上的、所述移动体或所述虚拟移动体的位置，取得校准用XY坐标数据，

根据取得的所述校准用XY坐标数据和所述移动体或所述虚拟移动体所处的所述多个位置的真实位置数据的差，求出关于所述多个位置的校正数据，

在实际检测在所述平面上移动的所述移动体的位置时，

由所述位置检测用传感器检测在所述平面上移动的所述移动体的位置，并通过使用所述校正数据的插值方法对得到的XY坐标检测数据进行校正，以得到近似于所述移动体的真实位置的位置数据。

此外，为解决上述技术问题，根据本发明的移动体的位置检测方法，

是用于利用和在平面上移动的移动体具有的传感器协同检测所述移动体的位置的位置检测用传感器，检测所述移动体在所述平面上的位置的移动体的位置检测方法，其特征在于，

在所述平面上假设XY坐标、和X轴方向上的平行的多条X轴方向参考线和Y轴方向上的平行的多条Y轴方向参考线，

使在预定位置上具有所述传感器的所述移动体或在和所述移动体相同的位置上具有所述传感器的虚拟移动体位于所述X轴方向参考线和Y轴方向参考线相交的多个交点上，

由所述位置检测用传感器检测在各所述多个交点上的、所述移动体或所述虚拟移动体的位置，取得校准用XY坐标数据，

根据取得的所述校准用XY坐标数据和所述移动体或所述虚拟移动体所处的所述多个交点的真实位置数据的差，求出在所述多个交点上的X轴方向及Y轴方向的位置偏差量，以作为X轴方向误差及Y轴方向误差，并且

基于所述X轴方向误差及所述Y轴方向误差，获得作为多条所述X轴方向参考线及所述Y轴方向参考线上的各位置的误差的计算公式的X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式，

在实际检测在所述平面上移动的所述移动体的位置时，

由所述位置检测用传感器检测在所述平面上移动的所述移动体的位置，并通过使用所述X轴方向误差近似公式及所述Y轴方向误差近似公式由线性插值法对取得的XY坐标检测数据进行校正，以得到近似于所述移动体的真实位置的位置数据。

另外，在本发明中，所谓在平面上假设XY坐标、X轴及Y轴方向上的平行的多条参考线(X轴方向参考线及Y轴方向参考线)，其概念包括了实际在平面上绘制XY坐标、X轴方向参考线、Y轴方向参考线等的情况、或实际不绘制线而是通过光学方法表示的情况等。

此外，上述移动体的位置检测方法优选为，在所述移动体在预定位置具有多个传感器，构成为能够根据由所述位置检测用传感器检测出的所述多个传感器的位置关系，检测所述移动体的以垂直于所述平面的轴为旋转轴的旋转方向位置的情况下，

使在预定位置上具有所述传感器的所述移动体或在和所述移动体相同的位置上具有所述传感器的虚拟移动体位于所述多个交点上时，使所述移动体或所述虚拟移动体的旋转方向位置位于朝向预定方向的位置，由所述位置检测用传感器检测在各所述多个交点上的、所述移动体或所述虚拟移动体的所述旋转方向位置，取得旋转方向位置校准用数据，

根据取得的所述旋转方向位置校准用数据和在所述多个交点的真实旋转方向位置数据的差，求出在所述多个交点上的旋转方向位置误差，并且

基于所述旋转方向位置误差，求出作为各位置的误差的计算公式的旋转方向误差近似公式，

在实际检测在所述平面上移动的所述移动体的旋转方向位置时，

由所述位置检测用传感器检测在所述平面上移动的所述移动体的旋转方向位置，并通过使用所述旋转方向误差近似公式由线性插值法对所获得的旋转方向位置检测数据进行校正，以得到近似于所述移动体的真实旋转方向位置的旋转方向位置数据。

通过具备上述结构，能够校正对于移动体检测出的旋转方向的位置数据的误差，加上移动体在平面上的位置(X轴方向及Y轴方向的位置)，能够高精度地检测移动体的旋转方向的位置。

发明效果

在根据本发明的移动体的位置检测方法中，如上所述，由位置检测用传感器检测在平面上移动的移动体的位置，并通过使用校正数据的插值法对取得的XY坐标检测数据进行校正，得到近似于移动体的真实位置的位置数据，因此，能够校正对于移动体检测出的XY坐标的位置的误差，高精度地检测在平面上移动的移动体的位置。

此外，在根据本发明的另一种移动体的位置检测方法中，由位置检测用传感器检测在各多个交点上的、移动体(或虚拟移动体)的位置，取得校准用XY坐标数据，根据取得的校正用XY坐标数据和移动体(或虚拟移动体)所处的上述多个交点的真实位置数据的差，求出在多个交点上的X轴方向及Y轴方向的位置偏差量，以作为X轴方向误差及Y轴方向误差，并且，基于X轴方向误差及Y轴方向误差，求出作为多条X轴方向参考线及Y轴方向参考线上的各位置的误差的计算公式的X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式，在实际检测在平面上移动的所述移动体的位置时，由位置检测用传感器检测在平面上移动的移动体的位置，并通过使用X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式由线性插值法对所获得的XY坐标检测数据进行校正，以得到近似于移动体的真实位置的位置数据，因此，可以容易地、高精度地获得近似于移动体的真实位置的位置数据。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的位置检测方法的流程的图。在图1中(A)是准备阶段的流程，(B)是实际移动移动体以检测移动体的位置的实际检测阶段的流程。

图2是在图1所示的准备阶段A被用于检测虚拟移动体的位置的装置的立体图。

图3是示出在图2所示装置的平面上的XY坐标、X轴方向参考线及Y轴方向参考线的图。

图4是示出配置在图3所示X轴方向参考线及Y轴方向参考线的交点上的虚拟移动体的图。

图5是示出使用虚拟移动体检测出的XY坐标数据及旋转方向位置数据和真实的XY位置数据及旋转方向位置数据之间的偏差量(X轴方向误差、Y轴方向误差、旋转方向位置误差)的一个示例的图。

图6是示出由近似曲线表示参考线上各位置的误差时的误差近似公式的图，其中，(a)是示出X轴方向误差近似公式、(b)是示出Y轴方向误差近似公式、(c)是示出旋转方向位置误差近似公式的图。

图7是在图1所示的实际检测阶段B被用于检测移动体的位置的装置的立体图。

图8是示出在实际检测阶段B，由位置检测用传感器检测出的移动体的坐标数据及旋转方向位置数据的图。

图9是用于说明对在实际检测阶段B检测出的X坐标数据进行校正的方式的图，其中，(a)是示出使用图6(a)所示误差近似公式获取X轴方向误差的方法、(b)是示出使用在(a)中获得的X轴方向误差进行线性插值，获得对于检测出的X坐标数据的校正量的方法的图。

图10是用于说明在移动体位于最外侧X轴方向参考线的外侧的情况下，获得移动体的位置的方法的图。

图11是用于说明在移动体位于最外侧Y轴方向参考线的外侧的情况下，获得移动体的位置的方法的图。

图12是示出现有检测移动体的位置的方法的图。

具体实施方式

接着，示出本发明的实施方式以更详细地说明本发明。

另外，在该实施方式，乘球机器人构成为在使机器人本体乘坐在球体上的状态下转动球体，能和球体一起在平面上移动，或机器人本体能在球体上旋转，说明在该乘球机器人是移动体的情况下移动体的位置检测方法。

此外，在该实施方式，如图2所示，将使用保持在传感器保持夹具11a、11b中的2个位置检测用传感器(超声波发信器)12a、12b，并利用虚拟移动体23具有的传感器24(24a、24b)、以及移动体13(图7)具有的传感器14(14a，14b)，来检测移动体13的位置的方法作为例子进行说明。

首先，就为实施本发明所涉及的移动体的位置检测方法所使用的装置进行说明。

在该实施方式，为实施移动体的位置检测方法所使用的装置如图7所示，包括2个位置检测用传感器(超声波发信器)12a、12b，该位置检测用传感器12a、12b与在作为工作台15的上表面的平面P上移动的移动体13具有的传感器14(14a、14b)协同检测移动体13的位置。

2个位置检测用传感器(超声波发信器)12a、12b构成为被分别保持在2个传感器保持夹具11a、11b中，且距作为工作台15的上表面的平面P的高度位置H1和与位置检测用传感器12a、12b之间的水平方向距离d1被设为预定值。

接着，就该实施方式中的移动体的位置检测方法进行说明。

另外，本发明的移动体的位置检测方法在实际检测移动体13的位置之前的阶段，包括：获得用于校正由位置检测用传感器12a、12b检测出的位置数据的校正数据的阶段A；和使用在该准备阶段A获得的校正数据，实时检测在实际移动移动体13的情况下的移动体13的位置(使用上述校正数据校正的近似真实位置的位置)的阶段(实际检测阶段)B(参照图1)。

由于该实施方式的移动体13是乘球机器人，如果不启动姿势检测传感器、控制装置等进行适当的控制，其不能自己独立运行。为了提高作业性，在收集准备阶段A的校准用数据的阶段，配置在工作台15上时的平面P上的传感器14(14a、14b)的位置使用和移动体(乘球机器人)13一样的虚拟移动体23(参照图2)。另外，优选使用具有和移动体(乘球机器人)13的传感器14(14a、14b)有相同特性的传感器24(24a、24b)的虚拟移动体23。

然而，也可以通过利用用于防止跌倒的夹具，从而使用实际上应该检测其位置的移动体(乘球机器人)13，来收集校准用数据。

此外，在该实施方式，在收集校准用数据、获得校正数据的准备阶段A，作为移动虚拟移动体23的工作台，使用单独准备的准备阶段用的工作台25(参照图2)。另外，该实施方式的平面P(工作台25的上表面)是4m见方的正方形。

然而，作为收集上述校准用数据时的工作台，也可以使用与实际使移动体(乘球机器人)13动作的情况下使用的工作台15(图7)同样的工作台。

在准备阶段A，首先，如图3所示，在平面P(工作台25的上表面)上设定XY坐标，并设定XY坐标的X轴方向上的平行的多条X轴方向参考线X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和Y轴方向上的平行的多条Y轴方向参考线Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7(图1：S1)。

这些X轴方向参考线X1至X7和Y轴方向参考线Y1至Y7各自以相同间距形成于工作台25的平面P上。

接着，如图2所示，依次使虚拟移动体位于X轴方向参考线X1至X7和Y轴方向参考线Y1至Y7相交的交点In上(图1：S2)。

在使虚拟移动体23位于上述X轴方向参考线X1至X7和Y轴方向参考线Y1至Y7相交的各交点In上时，在该实施方式，通过手动方式使虚拟移动体23位于各交点In上。

在该实施方式，如图4所示，通过使形成在虚拟移动体23上的三角形标记位于与X轴方向参考线X5和Y轴方向参考线Y7相匹配的位置，从而使用虚拟移动体23具有的传感器24a的平面位置和交点In精确一致的虚拟移动体23。

然而，并不一定需要使虚拟移动体23的形态上的中心轴与虚拟移动体23具有的2个传感器24a、24b的任一个的平面位置相一致。只要虚拟移动体23和传感器24a、24b的位置关系保持预定的正确位置关系，根据本发明的方法，就能够正确地求出虚拟移动体23的真实位置(虚拟移动体23实际所处的交点In上的位置)和检测值之间的误差。

此外，在使虚拟移动体23位于上述X轴方向参考线X1至X7和Y轴方向参考线Y1至Y7相交的各交点In上时，位于使连接虚拟移动体23具有的2个传感器24(24a、24b)的线L和X轴或Y轴可靠地保持预定的角度(例如，平行或正交)的位置。即，通过使虚拟移动体23位于使连接2个传感器24(24a、24b)的线L和X轴或Y轴可靠地保持预定的角度的位置，可以从连接2个传感器24(24a、24b)的线L和X轴或Y轴的角度关系，得到虚拟移动体23的旋转方向位置(将垂直于平面P的轴作为旋转轴的旋转方向的位置)。

接着，使用2个位置检测用传感器12a、12b检测在多个交点In上(在该实施方式有49个)的虚拟移动体23的位置。通过超声波信号从2个位置检测用传感器12a、12b到虚拟移动体23具有的传感器24的传播时间求出虚拟移动体的位置(XY坐标位置)。具体而言，基于超声波信号的传播时间，分别获得两个位置检测用传感器12a、12b和传感器24(24a)的距离d2、d3，然后基于勾股定律求出虚拟移动体23的位置。由此，取得分别在多个交点In的虚拟移动体23的位置，作为校准用的XY坐标数据(以下统称校准用XY坐标数据)(图1：S3)。

此外，利用虚拟移动体23所具有的两个传感器24(24a、24b)，还取得分别在多个交点In上的虚拟移动体23的旋转方向位置的校准用数据(以下统称旋转方向位置校准用数据)。具体而言，获得从安装在至少一个传感器保持夹具11a、11b中的位置检测用传感器12a、12b在同一时刻发送的超声波到达虚拟移动体23的两个传感器24a、24b的时间差。于是，对于各个虚拟移动体23的XY坐标的检测值，能够基于该时间差和2个传感器24a、24b的相邻距离，获得旋转方向位置。

接着，从取得的校准用XY坐标数据与虚拟移动体23所处的多个交点In的真实位置数据的差，分别求出在多个交点In的X轴方向及Y轴方向的位置偏差量，以作为X轴方向误差Ex及Y轴方向误差Ey(图1：S4)。

同样，从获得的旋转方向位置校准用数据和多个交点In的真实的旋转方向位置数据的差，获得在多个交点In上的旋转方向位置的偏差量，以作为旋转方向位置误差Eθ。

图5是示出在各交点In上的X轴方向误差Ex、Y轴方向误差Ey及旋转方向位置误差Eθ的一个示例。

例如，在图5，示出在X轴方向参考线X1和Y轴方向参考线Y1的交点In上的X轴方向误差Ex、Y轴方向误差Ey及旋转方向位置误差Eθ为(Ex,Ey,Eθ)＝(6.1cm,6cm,6°)。

接着，如图6(a)至(c)所示，基于上述各个误差Ex、Ey、Eθ，求出作为X轴方向参考线X1～X7上的各位置的误差的计算公式的误差近似公式Xy1、Xy2、Xy3、Xy4、Xy5、Xy6、Xy7、和作为Y轴方向参考线Y1～Y7上的各位置的误差的计算公式的误差近似公式Yx1、Yx2、Yx3、Yx4、Yx5、Yx6、Yx7(图1：S5)。

此外，获得沿Y轴方向参考线Y1～Y7观察时的各个旋转方向位置的误差近似公式θy1、θy2、θy3、θy4、θy5、θy6、θy7。

在求出X轴方向的误差近似公式Xy1时，着眼于沿着Y轴方向参考线Y1观察时的X轴方向误差Ex(在图5中，左起依次为6.1、5、4、3、2、1、0)，如图6(a)所示，对应各个X坐标绘制X轴方向误差Ex，并求出拟合到绘制点的近似公式。另外，误差近似公式Xy1根据所需精度，表现为n次近似公式(n是小于X轴方向的交点数的0以上的整数)。例如，图6(a)中的误差近似公式Xy1是一阶近似公式。

同样，着眼于沿着各Y轴方向参考线Y2至Y7观察时的各X轴方向误差Ex，求出如图6(a)所示的X轴方向的误差近似公式Xy2至Xy7。

在求Y轴方向的误差近似公式Yx1的情况下，着眼于沿着X轴方向参考线X1观察时的Y轴方向误差Ey(在图5中，上起依次为6、5.1、4、3、2、1、0)，如图6(b)所示，对应各个Y坐标绘制Y轴方向误差Ey，并求出拟合到绘制点的近似公式。另外，误差近似公式Yx1也表现为n次近似公式(n是小于Y轴方向的交点数的0以上的整数)。

同样，着眼于沿着各X轴方向参考线X2至X7观察时的各Y轴方向误差Ey，求出如图6(b)所示的Y轴方向的误差近似公式Yx2至Yx7。

在求出旋转方向位置的误差近似公式θy1的情况下，着眼于沿着Y轴方向参考线Y1观察时的旋转方向位置误差Eθ(在图5中，左起依次为6、4.9、4、3、2、1、0)，如图6(c)所示，对应各个X坐标绘制旋转方向位置误差Eθ，并求出拟合到绘制点的近似公式。另外，误差近似公式θy 1也表现为n次近似公式(n是小于X轴方向的交点数的0以上的整数)。

同样，着眼于沿着各Y轴方向参考线Y2至Y7观察时的各旋转方向位置误差Eθ，求出如图6(c)所示的旋转方向位置的误差近似公式θy2至θy7。

另外，虽然在上述实施方式中着眼于沿着Y轴方向参考线Y1至Y7观察时的旋转方向位置误差Eθ，也可着眼于沿着X轴方向参考线X1至X7观察时的旋转方向位置误差Eθ，导出旋转方向位置的误差近似公式θx2至θx7。

在如上所示的准备阶段A收集必要的校准用数据，获得校正数据后，转移到取代虚拟移动体23，将乘球机器人用作为移动体13，使该移动体13在工作台15上实际移动，并检测其位置的阶段(实际检测阶段)B，该乘球机器人构成为在使机器人本体乘坐在球体上的状态下转动球体，能和球体一起在平面上移动，或机器人本体能在球体上旋转。

在实际检测阶段B，如图7所示，由与移动体13具有的传感器(超声波接收器)14(14a、14b)协同检测移动体13的位置的2个位置检测用传感器(超声波发信器)12a、12b，检测移动体13在平面P上的位置(图1：S6)。另外，两个位置检测用传感器12a、12b被固定在和准备阶段A同样的传感器保持夹具11a、11b中。此外，移动体13具有的传感器14(14a、14b)与在准备阶段A使用的虚拟移动体23具有的传感器24(24a、24b)处于相同的位置关系。

通过未在图中示出的计算机等控制装置进行远程操作能使移动体13在工作台15上向预定的方向移动。在移动体13，2个传感器14(14a、14b)被设置距工作台15的平面P的高度为H2的位置。

于是，根据信号从两个位置检测用传感器12a、12b到移动体13具有的传感器14的传播时间，分别求出两个位置检测用传感器12a、12b和传感器14的距离d2、d3。在实际检测阶段B，2个位置检测用传感器12a、12b的高度位置H1和间隔d1被设定为与准备阶段A相同的值，以便根据三角形的三边的边长关系检测移动体13在平面P上的位置。

此时，能通过线性插值等插值方法校正由位置检测用传感器12a、12b检测出的XY坐标数据(以下统称XY坐标检测数据)，获得近似于移动体13的真实位置的位置数据。

此外，能通过插值方法校正由位置检测用传感器12a、12b检测出的移动体13的旋转方向位置数据(以下统称旋转方向位置检测数据)，得到近似于移动体13的真实旋转方向位置的旋转方向位置数据。

具体而言，如图8所示，由位置检测用传感器12a、12b检测出的移动体13的X坐标检测数据Dx、Y坐标检测数据Dy及旋转方向位置检测数据Dθ在(Dx,Dy,Dθ)＝(a,b,c)的情况下，使用如下所示方法得到近似于移动体13的真实位置的位置数据。

在校正X坐标检测数据Dx时，首先在图6(a)所示的误差近似公式Xy1至Xy7中，选择在沿着夹着Y坐标检测数据Dy＝b而位于附近的参考线Y5、Y6观察时的误差近似公式Xy5、Xy6。然后，如图9(a)所示，在以横轴为X坐标、纵轴为X轴方向误差的坐标系中，分别求出对应于当X坐标为Dx＝a时的误差近似公式Xy5、Xy6的X轴方向误差α、β。

接着，如图9(b)所示，在横轴为Y坐标、纵轴为X轴方向误差的坐标系中，以直线连接X轴方向误差为α、Y坐标为Y5的点p1和X轴方向的误差为β、Y坐标为Y6的点p2。然后，在直线p1-p2上通过求出Y坐标检测数据为Dy＝b时的X轴方向误差γ，来实行线性插值(图1：S7)。

所求出的X轴方向误差γ相当于相对于真实值的偏差量(应校正的位置偏差量)，通过对于X坐标检测数据Dx＝a校正X轴方向误差γ，可得到近似于移动体13的真实位置的X轴方向的位置数据(图1：S 8)。

另外，虽然在上述说明中使用由直线p1-p2构成的线性函数进行线性插值，但作为线性插值的方法不限于一次线性插值，可以使用与数据数相对应的维度函数来进行插值。

在校正Y坐标检测数据Dy时，依照上述校正X坐标检测数据Dx的情况进行校正。

例如，在图6(b)所示的误差近似公式Yx1至Yx7中，选择在沿着夹着X坐标检测数据Dx＝a而位于附近的参考线X3和X4观察时的误差近似公式Yx3、Yx4，并在横轴为Y坐标，纵轴为Y轴方向误差的坐标系中，由2个误差近似公式Yx3、Yx4求出2个Y轴方向误差。然后，在横轴为X坐标，纵轴为Y轴方向误差的坐标系中，求出当X坐标检测数据Dx＝a时的Y轴方向误差。

该Y轴方向误差相当于相对于真实值的偏差量(应校正的位置偏差量)，通过对于Y坐标检测数据Dy＝b校正Y轴方向误差，得到近似于移动体13的真实位置的Y轴方向的位置数据。

在校正旋转方向位置检测数据Dθ时，也依照上述校正X坐标检测数据Dx的情况进行校正。

例如，在图6(c)所示的误差近似公式θy1至θy7中，选择在沿着夹着Y坐标检测数据Dy＝b而位于附近的参考线Y5、Y6观察时的误差近似公式θy5、θy6，并在横轴为X坐标，纵轴为旋转方向位置误差的坐标系中，由2个误差近似公式θy5、θy6获得2个旋转方向位置误差。然后，在横轴为Y坐标，纵轴为旋转方向位置误差的坐标系中，获得当Y坐标检测数据Dy＝b时的旋转方向位置误差。

该旋转方向位置误差相当于相对于真实值的偏差量(应校正的旋转方向位置偏差量)，通过对于旋转方向位置检测数据Dθ＝c校正旋转方向位置误差，得到近似于移动体13的真实位置的旋转方向位置数据。

然后，如图1所示，如果完成了移动体13的位置数据(XY坐标数据，旋转方向位置数据)的校正，则再次返回到S6所示的移动体13的位置检测，并重复实行S6至S8所示步骤。另外，涉及到XY坐标数据和旋转方向位置数据的计算由计算机(图中未示出)进行并行处理。

另外，虽然在上述实施方式中示出了当移动体13位于最外侧的参考线的内侧时的位置检测方法，但当移动体13位于最外侧的参考线的外侧时，可援用上述误差近似公式，或导出新的误差近似公式来求出移动体13的位置。

例如，在检测出的X坐标数据Dx位于最外侧的X轴方向参考线X1及X7的外侧的情况下，在求出移动体13的位置时，能将在X坐标X1及X7的外侧的误差近似公式的倾斜度视为0，并通过使用和X坐标X1及X7时的X轴方向误差相同的值来求出移动体13的位置(参照图10(a))。

此外，也能将误差近似公式延长至X坐标X1及X7的外侧，由延长的误差近似公式求出移动体13的位置(参照图10(b))。

此外，在检测出的Y坐标数据Dy位于Y轴方向参考线Y1及Y7的外侧的情况下，在求出移动体13的位置时，能通过使用沿位于其内侧最近位置的参考线观察时的误差近似公式Xy1及Xy7来求出移动体13的位置(参照图11(a)及图6(a))。

此外，也能基于误差近似公式Xy1至Xy7的变化趋势导出新的误差近似公式Xy1'及Xy7',并基于新的误差近似公式求出移动体13的位置(参照图11(b))。

另外，也可以同样的方式应对Y轴方向误差和旋转方向位置误差。

包括上述结构的移动体的位置检测方法中，由于是在准备阶段A求出校正数据用于校正由位置检测用传感器12a、12b检测出的位置数据，因此，如果在与该准备阶段A同样的条件下设定2个位置检测用传感器12a、12b的高度位置H1和间隔d1等，则在其它环境(例如不同的会场)中检测移动体13的位置的情况下，可以正确地检测移动体13的位置。

此外，虽然在上述实施方式中，使用超声波接收器作为配置于移动体13及虚拟移动体23的传感器14、24，使用超声波发信器作为位置检测用传感器，但也可能在互换超声波接收器和超声波发信器的状态下获得距离d2、d3。此外，也可使用兼具发送和接受两种功能的超声波传感器作为位置检测用传感器12a、12b。

此外，虽然在上述实施方式中，构成为使2个位置检测用传感器(超声波发信器)12a、12b保持在传感器保持夹具11a、11b中，但也可构成为移动体13或虚拟移动体23具有位置检测用传感器。

本发明进一步在其他方面也不限于上述实施方式，可以在本发明范围内添加各种应用和变形。

标号说明

11a、11b 传感器保持夹具

12a、12b 位置检测用传感器

13 移动体(乘球机器人)

14(14a、14b) 移动体具有的传感器

15、25 工作台

23 虚拟移动体

24(24a、24b) 虚拟移动体具有的传感器

Dx 检测出的移动体的X坐标数据(X坐标检测数据)

Dy 检测出的移动体的Y坐标数据(Y坐标检测数据)

Dθ 检测出的移动体的旋转方向位置数据(旋转方向位置检测数据)

Ex X轴方向误差

Ey Y轴方向误差

Eθ 旋转方向位置误差

In X轴方向参考线和Y轴方向参考线的交点

P 平面

X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7 X轴方向参考线

Xy1，Xy2，Xy3，Xy4，Xy5，Xy6，Xy7 X轴方向误差近似公式

Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7 Y轴方向参考线

Yx1，Yx2，Yx3，Yx4，Yx5，Yx6，Yx7 Y轴方向误差近似公式

θy1，θy2，θy3，θy4，θy5，θy6，θy7 旋转方向位置误差近似公式

α 在误差近似公式Xy5上的X轴方向误差

β 在误差近似公式Xy6上的X轴方向误差

γ 在X坐标检测数据Dx＝a上的X轴方向误差(应校正的位置偏差量)

Claims (2)

1.一种移动体的位置检测方法，该移动体的位置检测方法用于利用和在工作台的平面上移动的移动体所具有的传感器协同检测所述移动体的位置的位置检测用传感器，检测所述移动体在所述工作台的平面上的位置，其特征在于，

在所述工作台的平面上假设XY坐标、X轴方向上的平行且相等间隔的多条X轴方向参考线和Y轴方向上的平行且相等间隔的多条Y轴方向参考线，

使在预定位置上具有所述传感器的所述移动体或在和所述移动体相同的位置上具有所述传感器的虚拟移动体位于所述X轴方向参考线和Y轴方向参考线相交的多个交点上，

由所述位置检测用传感器检测在各所述多个交点上的、所述移动体或所述虚拟移动体的位置，取得校准用XY坐标数据，

根据取得的所述校准用XY坐标数据和所述移动体或所述虚拟移动体所处的所述多个交点的真实位置数据的差，求出在所述多个交点上的X轴方向及Y轴方向的位置偏差量，以作为X轴方向误差及Y轴方向误差，并且，

基于所述X轴方向误差及所述Y轴方向误差，求出作为多条所述X轴方向参考线及所述Y轴方向参考线上的各位置的误差的计算公式的X轴方向误差近似公式及Y轴方向误差近似公式，

在实际检测在所述工作台的平面上移动的所述移动体的位置时，

由所述位置检测用传感器检测在所述工作台的平面上移动的所述移动体的位置，并通过使用所述X轴方向误差近似公式及所述Y轴方向误差近似公式由线性插值法对得到的XY坐标检测数据进行校正，以得到近似于所述移动体的真实位置的位置数据。

2.如权利要求1所述的移动体的位置检测方法，其特征在于，

在所述移动体在预定位置具有多个传感器，构成为能够根据由所述位置检测用传感器检测出的所述多个传感器的位置关系，检测所述移动体的以垂直于所述工作台的平面的轴为旋转轴的旋转方向位置的情况下，

使在预定位置上具有所述传感器的所述移动体或在和所述移动体相同的位置上具有所述传感器的虚拟移动体位于所述多个交点上时，使所述移动体或所述虚拟移动体的旋转方向位置位于朝向预定方向的位置，由所述位置检测用传感器检测在各所述多个交点上的、所述移动体或所述虚拟移动体的所述旋转方向位置，取得旋转方向位置校准用数据，

根据取得的所述旋转方向位置校准用数据和所述多个交点的真实旋转方向位置数据的差，求出在所述多个交点上的旋转方向位置误差，并且

基于所述旋转方向位置误差，求出作为各位置的误差的计算公式的旋转方向误差近似公式，

在实际检测在所述工作台的平面上移动的所述移动体的旋转方向位置时，

由所述位置检测用传感器检测在所述工作台的平面上移动的所述移动体的旋转方向位置，并通过使用所述旋转方向误差近似公式由线性插值法对得到的旋转方向位置检测数据进行校正，以得到近似于所述移动体的真实旋转方向位置的旋转方向位置数据。

Images