JP2000056006A - 移動体の位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部の固定局との間で通信を行なうことによ
り自己の位置を認識するロボットにおいて装置の構成を
簡略化する。 【解決手段】 清掃作業ロボット１は指向性を有する超
音波を送信する超音波送信部２１ａ，２１ｂと受光角度
を制限された受光部２２ａ，２２ｂと、超音波送信部２
１ａ，２１ｂと受光部２２ａ，２２ｂとを回転制御する
回転部２３ａ，２３ｂとを備える。超音波送信部２１ａ
は固定局１０２ａに、超音波送信部２１ｂは固定局１０
２ｂにそれぞれ超音波を送信する。固定局１０２ａ，１
０２ｂは超音波を受信すると光信号を送信する。固定局
１０２ａからの光信号を受光部２２ａで、固定局１０２
ｂからの光信号を受光部２２ｂでそれぞれ受光する。清
掃作業ロボット１は超音波を送信してから受光するまで
の時間から固定局１０２ａ，１０２ｂまでの距離を認識
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は移動体の位置認識
装置に関し、特に移動体に搭載され移動体の外部に設け
られた少なくとも２つの固定局からの信号を受信するこ
とにより移動体の位置を認識することができる移動体の
位置認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より床面に対するワックス掛けなど
を自動で行なうためにジグザグ走行を行なう走行ロボッ
ト（移動体の一種）が知られる。ここにジグザグ走行と
は、直進とＵターン動作とを繰返すことにより作業領域
を隈無く走行する動作である。周辺に走行の目標となる
壁などのない広い領域（たとえば体育館など）でジグザ
グ走行を行なう際、走行ロボットは正確な自己位置の認
識機能を有することが必要となる。位置認識方法の一例
としてデッドレコニングに加えて、外界の２点と走行ロ
ボットの位置との間で三角測量を行なうことにより、走
行ロボットの外界の２点に対する相対位置を認識する方
法が知られている。このような位置認識方法として以下
に述べられる従来技術が存在する。

【０００３】（１） 第１の従来技術 特開平６−３５５３５号公報は移動体の位置検出装置を
開示する。これは移動体と２つの固定局の各々との間
で、個別の信号を用いて通信を行ない、通信にかかる時
間から移動体と固定局との間の距離を測定し、三角測量
の技術を用いて移動体の自己位置認識を行なう装置であ
る。具体的には、移動体が電波により固定局側にタイミ
ングパルスを送信する。これを受けた２つの固定局はそ
れぞれ異なる周波数で超音波を送信する。移動体は２つ
の超音波受信機を有し、それぞれの超音波受信機により
それぞれ異なる周波数の超音波を受信する。移動体がタ
イミングパルスを送信してから超音波の返信が到達する
までの時間が測定され、その時間から移動体と固定局と
の間の距離が計算される。これにより移動体は自己の位
置を認識することができる。

【０００４】（２） 第２の従来技術 特開昭５９−２００３１８号公報は移動体の位置検出装
置を開示する。これは移動体と２つの固定局の各々との
間で、個別の信号を用いて通信を行ない、通信にかかる
時間から移動体と固定局との間の距離を測定し、三角測
量の技術を用いて移動体の自己位置認識を行なう装置で
ある。具体的には、固定局が電波により移動体に対して
超音波を送信するよう求める信号（超音波送信指令信
号）を送信する。この信号を受けた移動体は超音波を送
信する。２つの固定局の各々は超音波を受信する。固定
局が超音波送信指令信号を送信してから超音波の返信が
到達するまでの時間が測定される。その時間から固定局
と移動体との間の距離が計算される。計算された距離は
位置データとして移動体に送信される。

【０００５】（３） 第３の従来技術 特開平８−５４９２６号公報は移動体の位置検出装置を
開示する。これは移動体と複数の超音波送信機との間で
１対１で通信を行ない、通信にかかる時間から超音波送
信機と移動体との間の距離を測定し、三角測量の技術を
用いて移動体の自己位置認識を行なう装置である。具体
的には、移動体側が識別信号を送信する。超音波送信機
は、特定の識別信号を受信したときだけ超音波を返信す
る。移動体側で識別信号を送信してから超音波を受信す
るまでの時間が測定される。この測定された時間から、
移動体と超音波送信機との間の距離が算出される。複数
の超音波送信機との間で通信を行なうことにより得られ
た複数の距離から、移動体の位置が計測される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第１〜第３の従来技術においては以下のような問題点が
あった。

【０００７】第１の従来技術においては、移動体に周波
数の異なる超音波で送受信を行なうことができる機能が
必要となり、装置の構成が複雑となる。第２の従来技術
ではデータ通信機能が必要であり、装置の構成がやはり
複雑になるという問題点がある。また、第３の従来技術
では、超音波送信機の数だけ特定の識別信号が必要とな
り、移動体および超音波送信機に識別信号の識別機能が
必要となる。また、１対１の通信を行なうため、処理に
時間がかかるという問題がある。

【０００８】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、簡単な構成で移動体の位置を認識
することができる移動体の位置認識装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のある局面による移動体の位置認識装置は、第
１の通信装置および第１の通信装置とは異なる位置にあ
る第２の通信装置に送信信号を送信する送信部と、第１
の通信装置と第２の通信装置からの送信信号の受信に応
答した返信信号を受信するための指向性を有する受信部
と、受信部の指向性を変更する変更部とを備え、受信部
に第１の受信部と第２の受信部とを含み、変更部に第１
の受信部が第１の通信装置を指向するように指向方向を
変更する第１の変更部と、第２の受信部が第２の通信装
置を指向するように指向方向を変更する第２の変更部と
を含む。

【００１０】この発明の他の局面による移動体の位置認
識装置は、第１の通信装置および第１の通信装置とは異
なる位置にある第２の通信装置に送信信号を送信する送
信部と、第１の通信装置と第２の通信装置からの送信信
号の受信に応答した返信信号を受信するための指向性を
有する受信部と、受信部の指向方向を変更する変更部と
を備え、変更部は、受信部が第１の通信装置を指向する
ように指向方向を変更した後、第２の通信装置を指向す
るように指向方向を変更することを特徴とする。

【００１１】好ましくは移動体の位置認識装置は、移動
体の移動方向と移動距離とを検知する検知部をさらに含
み、変更部は検知部の出力に基づいて受信部の指向方向
の変更量を決定することを特徴とする。

【００１２】この発明の他の局面に従うと、移動体の位
置認識装置は第１の通信装置または第１の通信装置とは
異なる位置にある第２の通信装置に送信信号を送信する
ための指向性を有する送信部と、送信部の指向方向を変
更する変更部と、第１の通信装置と第２の通信装置から
の送信信号の受信に応答した返信信号を受信する受信部
とを備える。

【００１３】好ましくは移動体の位置認識装置は、送信
部に第１の送信部と第２の送信部とを含み、変更部は第
１の送信部が第１の通信装置を指向するように指向方向
を変更する第１の変更部と、第２の送信部が第２の通信
装置を指向するように指向方向を変更する第２の変更部
とを含む。

【００１４】さらに好ましくは移動体の位置認識装置
は、移動体の移動方向と移動距離とを検知する検知部を
さらに含み、変更部は検知部の出力に基づいて送信部の
指向方向の変更量を決定することを特徴とする。

【００１５】さらに好ましくは移動体の位置認識装置
は、送信信号の送信から受信信号の受信までの時間を計
測するカウント部と、カウント部で計測された時間に基
づき、移動体と第１の通信装置との間の距離と、移動体
と第２の通信装置との間の距離とを測定する測定部とを
さらに備える。

【００１６】この発明に従うと、指向性を有する送信部
または受信部を用いて、異なる位置にある少なくとも２
つの通信装置との間で信号を別々に送受信できるため、
簡単な構成で移動体の位置を認識することができる移動
体の位置認識装置を提供することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の１つに
おける位置認識システムについて図面を参照しながら説
明する。なお本実施の形態における位置認識システム
は、清掃作業ロボットの行なう清掃作業に用いられてい
る。清掃作業ロボットは、床面を清掃する清掃作業ロボ
ットであるが、この他の作業を行なう移動体に対しても
本発明を同様に適用することができる。

【００１８】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態における位置認識システム１００の構成
を示す概略図である。図１を参照して位置認識システム
１００は、清掃作業ロボット１と、固定局（通信装置）
１０２ａと、固定局１０２ｂとから構成されている。

【００１９】清掃作業ロボット１は大きくはケーシング
２０と清掃作業部８とから構成される。ケーシング２０
には固定局１０２ａに指向性を有する超音波を送信する
ことができる超音波送信部２１ａと、固定局１０２ｂに
指向性を有する超音波を送信することができる超音波送
信部２１ｂと、固定局１０２ａが発する光を受光する受
光部２２ａと、固定局１０２ｂが発する光を受光する受
光部２２ｂとが設けられている。

【００２０】清掃作業ロボット１の超音波送信部２１
ａ，２１ｂが超音波を送信すると、その超音波は固定局
１０２ａまたは固定局１０２ｂにより受信される。超音
波の受信が行なわれるとすぐに固定局１０２ａ，１０２
ｂは光を発光する。図面においては固定局１０２ａから
の光は受光部２１ａのみにより受光され、固定局１０２
ｂからの光は受光部２１ｂのみによって受光される。超
音波の送信から受光が行なわれるまでの時間に基づい
て、清掃作業ロボット１はそれぞれの固定局１０２ａ，
１０２ｂまでの距離を測定し、これにより清掃作業ロボ
ット１は自己の位置を認識することができる。

【００２１】図２は図１の清掃作業ロボットを“Ａ”方
向から見た一部を示す図である。図を参照して、超音波
送信部２１ａ，２１ｂはケーシング２０から突出するよ
うに設けられている。超音波送信部２１ａ，２１ｂの上
部に受光部２２ａ，２２ｂが設けられている。受光部２
２ａ，２２ｂは、受光角度が限定されており、所定の角
度で入射する光のみを受光することができる。また、受
光部２２ａ，２２ｂは、受光素子を水平方向に複数配列
した構成とし、受光量が最大となる受光素子の位置によ
り受光した光の入射角を検知できる構成にしてもよい。

【００２２】回転部２３ａは、超音波送信部２１ａと受
光部２２ａとが固定局１０２ａを常に指向するように回
転制御する。これに対して回転部２３ｂは、超音波送信
部２１ｂと受光部２２ｂとが固定局１０２ｂを常に指向
するように回転制御する。

【００２３】図３は、清掃作業ロボット１の内部の構成
を示す概略図である。図３を参照して、清掃作業ロボッ
ト１は、ケーシング２０と、走行部２と、前方障害物セ
ンサ３と、側方倣いセンサ４と、左側駆動車輪５ａと、
右側駆動車輪５ｂと、左側駆動モータ６ａと、右側駆動
モータ６ｂと、前側自在キャスタ車輪７ａと、後ろ側自
在キャスタ車輪７ｂと、清掃作業部８と、左側測距セン
サ１１ａと、右側測距センサ１１ｂとを含んでいる。走
行部２は、清掃作業ロボット１を移動させるための走行
部である。

【００２４】前方障害物センサ３は、ケーシング２０の
前方に取付けられ、前方の障害物に接触したことを検知
し、障害物検知信号を走行制御部１２（図４参照）へ出
力する。側方倣いセンサ４は、側方の壁に沿って直進す
る場合に、壁までの距離を検出する。ケーシング２０の
左右側面にポテンショメータが取付けられており、ポテ
ンショメータの軸は、垂直軸まわりに回転するように取
付けられている。ポテンショメータの軸には、横方向に
張り出した棒が取付けられている。棒の先端には、壁を
傷つけないように球体が取付けられている。上記のよう
に構成された側方倣いセンサ４が、清掃作業ロボット１
の左右側面にそれぞれ前後２箇所取付けられている。

【００２５】左側駆動車輪５ａおよび右側駆動車輪５ｂ
は、左側駆動モータ６ａおよび右側駆動モータ６ｂの駆
動軸に直結され、左右独立に回転可能である。このとき
の回転数は、左側回転数検出エンコーダ１３ａおよび右
側回転数検出エンコーダ１３ｂ（図４参照）によって計
測される。

【００２６】左側駆動モータ６ａおよび右側駆動モータ
６ｂは、走行部２の車体台板に固定され、走行制御部１
２によって左右独立に駆動制御され、左側駆動車輪５ａ
および右側駆動車輪５ｂを独立に回転駆動することによ
り、前進、後進、回転、またはカーブ走行が行なわれ
る。

【００２７】前側自在キャスタ車輪７ａおよび後側自在
キャスタ車輪７ｂは、左側駆動車輪５ａおよび右側駆動
車輪５ｂとともに車体を支え、左側駆動車輪５ａおよび
右側駆動車輪５ｂの回転に応じて車輪の向きが回転し、
スムーズな回転走行およびカーブ走行が実現される。清
掃作業部８は、ケーシング２０に連結され、床面の清掃
作業を行なう。

【００２８】左側測距センサ１１ａおよび右側測距セン
サ１１ｂは、それぞれ左側方向、右側方向の障害物まで
の距離を測定する測距センサであり、超音波測距センサ
または光学的測距センサが用いられる。

【００２９】次に、清掃作業ロボット１の制御部の構成
について詳細に説明する。図４は、清掃作業ロボット１
の制御部の構成を示すブロック図である。

【００３０】図４を参照して、制御部は、走行制御部１
２と、演算制御部１６とを含む。

【００３１】走行制御部１２には、前方障害物センサ３
と、左側測距センサ１１ａと、右側測距センサ１１ｂと
が接続される。また、走行制御部１２には、左側駆動モ
ータ６ａと、右側駆動モータ６ｂと、左側回転数検出エ
ンコーダ１３ａと、右側回転数検出エンコーダ１３ｂと
が接続される。さらに、走行制御部１２は、演算制御部
１６が接続され、演算制御部１６は、ピッチ記憶部１４
および操作部１５と接続される。

【００３２】なお、走行制御部１２は後述する計算部５
３およびカウンタ５４（図６参照）を備えている。

【００３３】左側回転数検出エンコーダ１３ａは、左側
駆動モータ６ａの回転数を計測し、走行制御部１２へ出
力する。右側回転数検出エンコーダ１３ｂは、右側駆動
モータ６ｂの回転数を計測し、走行制御部１２へ出力す
る。

【００３４】走行制御部１２は、左側回転数検出エンコ
ーダ１３ａおよび右側回転数検出エンコーダ１３ｂから
の出力をモニタすることにより、前進、後進、カーブ走
行、その場回転などの走行制御を行なう。また、走行制
御部１２は、前方障害物センサ３および側方倣いセンサ
４の出力に応じて、走行制御を行なう。

【００３５】ピッチ記憶部１４は、横移動ピッチを記憶
し、演算制御部１６へ出力する。操作部１５は、各種設
定値を入力したり、命令を与えるためのキースイッチと
表示部とから構成される。キースイッチによりユーザは
固定局１０２ａ，１０２ｂ間の距離等を入力する。演算
制御部１６は、清掃作業ロボット１全体の演算および制
御を行なう。

【００３６】また、走行制御部１２には外部の固定局１
０２ａおよび１０２ｂへ超音波を送信するための超音波
送信部２１ａ，２１ｂと、受光部２２ａ，２２ｂと、回
転部２３ａ，２３ｂとが接続されている。

【００３７】図５は図１の固定局１０２ａまたは１０２
ｂの１つの側面図である。図を参照して固定局１０２ａ
または１０２ｂは清掃作業ロボット１からの超音波を受
信する超音波受信部１２１と、清掃作業ロボット１の受
光部２２ａまたは受光部２２ｂへ光を送信する固定局発
光部１２２と、固定局の制御を行なうための固定局制御
部１２３とから構成されている。

【００３８】図６は、位置認識システム１００の通信機
能のみを説明するために描かれた機能ブロック図であ
る。前述のように位置認識システム１００は清掃作業ロ
ボット１と固定局１０２ａと固定局１０２ｂとから構成
されている。

【００３９】清掃作業ロボット１の走行制御部１２は、
前回検出した自己の位置とデッドレコニングにより得ら
れる移動距離とから現在位置を予測し、回転部２３ａに
対して超音波送信部２１ａと受光部２２ａとが固定局１
０２ａを指向するように回転制御する旨の指示を行な
い、回転部２３ｂに対して超音波送信部２１ｂと受光部
２２ｂとが固定局１０２ｂを指向するように回転制御す
る旨を指示する。

【００４０】超音波送信部２１ａと２１ｂとは走行制御
部１２からの指示により超音波を送信する。回転部２３
ａ，２３ｂにより超音波送信部２１ａは固定局１０２ｂ
を指向し、超音波送信部２２ｂは固定局１０２ｂを指向
しているので、超音波送信部２１ａが発する超音波は固
定局１０２ａのみで受信され、超音波送信部２１ｂが発
する超音波は固定局１０２ｂのみで受信される。

【００４１】固定局１０２ａ，１０２ｂでは、超音波受
信部１２１ａ，１２１ｂが超音波を受信した旨を固定局
制御部１２３ａ，１２３ｂへ通知する。固定局制御部１
２３ａ，１２３ｂはそれを受けて固定局発光部１２２
ａ，１２２ｂへ発光を行なう旨を指示する。

【００４２】回転部２３ａ，２３ｂにより受光部２２ａ
は固定局１０２ａを指向し、受光部２２ｂは固定局１０
２ｂを指向しているので、固定局発光部１２２ａからの
光は受光部２２ａによってのみ受光され、固定局発光部
１２２ｂからの光は受光部２２ｂのみによって受光され
る。これら受光部の受光タイミングは走行制御部１２へ
送られる。走行制御部１２はカウンタ５４を用いること
により超音波を送信してから受光が行なわれるまでの時
間を計測する。そして計測された時間に基づき計算部５
３は清掃作業ロボット１と固定局１０２ａ，１０２ｂと
の間の距離を計算することにより自己の位置を認識す
る。

【００４３】図７は、清掃作業ロボット１の具体的な動
作について説明するための図である。図を参照して、ユ
ーザは清掃作業を行なうべき場所に対応して固定局１０
２ａ，１０２ｂおよび清掃作業ロボット１を設置する。
固定局１０２ａ，１０２ｂを通る直線５０ｃと、直線５
０ｃに対応する垂線であり固定局１０２ａおよび固定局
１０２ｂを通る直線５０ａ，５０ｂが想定される。直線
５０ｃから距離ｄだけ離れた直線と、その直線と平行で
Ｌだけ離れた直線と、直線５０ａから距離Ｐ１だけ離れ
た直線と、直線５０ｂから距離Ｐ２だけ離れた直線とに
囲まれる領域が作業領域６０となる。したがって、作業
領域６０は、固定局１０２ａと固定局１０２ｂとの位置
を基準にして、ｄ、Ｌ、Ｐ１およびＰ２とにより定めら
れる。清掃作業ロボット１には、ｄ、Ｌ、Ｐ１およびＰ
２の値が操作部１５から予め入力される。

【００４４】清掃作業ロボット１は作業領域６０の中を
直線６１で示されるコースから直線６２で示されるコー
スまで、直進とＵターンを繰返すことによりジグザグ走
行する。これにより、作業領域６０内が清掃作業ロボッ
ト１の清掃作業部８によって隈無く清掃される。

【００４５】図８は、清掃作業ロボット１の行なうジグ
ザグ走行の処理を示すフローチャートである。まず清掃
作業ロボット１は図７のｓｔａｒｔで示される位置に２
つの固定局１０２ａ，１０２ｂに対面するように設置さ
れる。

【００４６】ステップＳ１において、ジグザグ走行がス
タートする。このときジグザグ走行のスタート地点にお
いて清掃作業ロボット１は、固定局の探査動作と自己の
位置の認識を行なう。固定局の探査動作は、超音波送信
部２１ａ，２１ｂと受光部２２ａ，２２ｂとが清掃作業
ロボット１の進行方向を指向するように回転部２３ａ，
２３ｂを制御し、その後、回転部２３ａを時計と反対回
りに、回転部２３ｂを時計回りに一定角度、たとえばπ
／３６［ｒａｄ］ごとに間欠的に回転制御する。超音波
送信部２１ａ，２１ｂと受光部２２ａ，２２ｂとは、回
転部２３ａ，２３ｂの間欠的な回転制御に伴って回転さ
れる。超音波送信部２１ａ，２１ｂは回転部２３ａ，２
３ｂの回転移動が終了するたびに超音波を送信し、受光
部２２ａ，２２ｂで固定局１０２ａ，１０２ｂからの光
を受光できたか否かが判断される。受光部２２ａ，２２
ｂで固定局１０２ａ，１０２ｂからの光を受信できた場
合は、回転部２３ａ，２３ｂは間欠的な回転制御を終了
する。回転部２３ａ，２３ｂが間欠的な回転制御をそれ
ぞれ終了したときの回転角が求められる。求められた回
転角は、固定局１０２ａまたは固定局１０２ｂが清掃作
業ロボット１の進行方向からどれだけ回転した方向にあ
るかを示す。

【００４７】走行制御部１２は、カウンタ５４を用い
て、超音波送信部２１ａから超音波を送信してから受光
部２２ａで光を受光するまでの時間Ｔａと、超音波送信
部２１ｂから超音波を送信してから受光部２２ｂで光を
受光するまでの時間Ｔｂとを認識する。そして、時間Ｔ
ａ，Ｔｂから清掃作業ロボット１と２つの固定局１０２
ａ，１０２ｂとの距離をそれぞれ計算する。これによ
り、固定局１０２ａと固定局１０２ｂの清掃作業ロボッ
ト１に対する位置が、回転部２３ａ，２３ｂの回転角と
清掃作業ロボット１と固定局１０２ａまたは固定局１０
２ｂとの間の距離によって認識される。これにより、清
掃作業ロボット１は２つの固定局１０２ａ，１０２ｂに
対する位置を認識することができる。さらに、２つの固
定局１０２ａ，１０２ｂの間の距離もこの時点で認識す
る。

【００４８】ステップＳ２において清掃作業ロボット１
は直進するように制御される。そしてステップＳ３にお
いて、清掃作業ロボット１の位置認識処理が行なわれ
る。位置認識処理については後で説明する。

【００４９】ステップＳ４で作業領域６０の境界に近づ
いたかが判定され、ＹＥＳとなるまで直進移動（ステッ
プＳ２）と位置認識の処理（ステップＳ３）を実行す
る。ステップＳ４でＹＥＳであれば、ステップＳ５で直
進を停止する。

【００５０】ステップＳ６で最終レーン（図７における
直線６２）にいるかが判定される。ステップＳ６でＮＯ
であれば、ステップＳ７でＵターンが行なわれる。この
とき、清掃作業ロボット１内のジャイロの出力角度を検
知し、清掃作業ロボット１の回転角に応じて回転部２３
ａ，２３ｂを回転させる。すなわち、超音波送信部２１
ａ，２１ｂと受光部２２ａ，２２ｂとが固定局１０２
ａ，１０２ｂを指向したままで清掃作業ロボット１がＵ
ターンする。ステップＳ７のＵターンの後に、ステップ
Ｓ２の直進移動を再度行なう。

【００５１】一方、ステップＳ６でＹＥＳであれば、ス
テップＳ８でジグザグ走行を終了する。

【００５２】次に位置認識処理について説明する。図９
は、清掃作業ロボット１のジグザグ走行において行なわ
れる位置認識処理（図８のステップＳ３）の流れを示す
フロー図である。この処理は、清掃作業ロボット１が移
動中に行なわれる処理であり、清掃作業ロボット１が直
進移動している場合にのみ行なわれるものでなく、Ｕタ
ーン動作または回転移動している場合においても行なわ
れる。図を参照して、前回位置認識処理を行なった位置
からの移動方向と移動距離とが、左側回転数検出エンコ
ーダ１３ａおよび右側回転数検出エンコーダ１３ｂの出
力をもとにデッドレコニングにより求められる（ステッ
プＳ１０）。次に、前回の位置認識処理によって求めら
れた固定局１０２の方向および距離と、ステップＳ１０
により求められた清掃作業ロボット１の移動距離と方向
とから、現在の清掃作業ロボット１に対する固定局の方
向が算出される（ステップＳ１１）。これについて、具
体的に説明する。図１０は、ステップＳ１１において行
なわれる固定局の方向算出処理の原理を説明するための
図である。図を参照して、清掃作業ロボット１が、前回
位置認識処理を行なった時点から今回位置認識処理を行
なう時点までに移動した距離をＬ₂ とする。この移動距
離Ｌ₂ は、図９のステップＳ１０において行なわれるデ
ッドレコニングによる移動距離の検出によって求められ
るものである。前回位置認識処理を行なった時点での清
掃作業ロボット１と固定局１０２との距離をＬ₁ とし、
清掃作業ロボット１の進行方向と清掃作業ロボット１に
対する固定局の方向とのなす角をαとする。このＬ₁ と
αとは、前回の位置認識処理によって求められた値であ
る。これら既知の数値Ｌ₁ 、Ｌ₂ およびαをもとに、次
の計算式（１）および（２）に基づき現在の清掃作業ロ
ボット１′の進行方向と固定局１０２の方向とのなす角
βを求めることができる。

【００５３】 Ｌ₃ ² ＝Ｌ₁ ² ＋Ｌ₂ ² −２Ｌ₁ Ｌ₂ ｃｏｓα ……（１） Ｌ₃ ／ｓｉｎα＝Ｌ₁ ／ｓｉｎβ ……（２） 図９に戻って、ステップＳ１１で、清掃作業ロボット１
の進行方向に対する固定局１０２ａの方向β₁ と、固定
局１０２ｂの方向β₂ とがそれぞれ求められるので、回
転部２３ａを回転角がβ₁ となるまで回転させ、回転部
２３ｂを回転角がβ₂ となるまで回転するように制御す
る（ステップＳ１２）。これにより、超音波送信部２１
ａおよび受光部２２ａが固定局１０２ａを指向するよう
に回転移動され、超音波送信部２１ｂおよび受光部２２
ｂが固定局１０２ｂを指向するように回転移動される。

【００５４】次に、超音波送信部２１ａ，２１ｂから超
音波が送信され、固定局１０２ａ，１０２ｂから発せら
れた光が受光部２２ａ，２２ｂで受光される（ステップ
Ｓ１３）。

【００５５】ここで、超音波送信部２１ａ，２１ｂで超
音波を発信したにもかかわらず、受光部２２ａ，２２ｂ
で光を受光できない場合について説明する。エンコーダ
１３ａ，１３ｂの出力をもとに清掃作業ロボット１の移
動距離と方向を求める場合に、車輪と床面とのスリップ
などにより誤差が生じる場合がある。上述の位置認識処
理は、エンコーダ１３ａ，１３ｂの出力をもとに求めた
移動距離と方向に基づき固定局の方向を算出しているの
で、算出された固定局の方向に誤差が生じる場合があ
る。このような場合に、回転部２３ａ，２３ｂを微小角
だけ両回転方向に回転移動させ、受光部２２ａ，２２ｂ
で受光することができるまで、超音波送信部２１ａ，２
１ｂから超音波を発信する探査動作を行なう。これによ
り、誤差を調整することができる。

【００５６】このように、清掃作業ロボット１が移動中
に一定時間ごとに固定局１０２ａ，１０２ｂとの間で通
信を行なうことにより、清掃作業ロボット１の自己の位
置を正確に認識することができ、エンコーダ１３ａ，１
３ｂの出力をもとに計算される自己の位置の誤差を除去
することができる。

【００５７】以上のように本実施の形態においては、指
向性を有する超音波を送信する超音波送信部２１ａ，２
１ｂと受光角度が制限された受光部２２ａ，２２ｂとを
それぞれ回転制御して、固定局１０２ａ，１０２ｂとそ
れぞれ通信が行なわれることにより、清掃作業ロボット
１は自己の位置を正確に認識することができる。また、
固定局１０２ａ，１０２ｂと清掃作業ロボット１との間
でデータ通信を行なったり、固定局ごとに異なる周波数
を用いて送信を行なう必要がないため、装置の構成を簡
略化することができる。

【００５８】また、受光部に受光素子を複数水平方向に
配列したアレイセンサを用いた場合には、受光部の指向
角度を広くとれるので、アレイセンサの分解能を回転部
の走査角度の分解能より小さく設定して、アレイセンサ
の中心の受光量が最大となるように回転部を制御すれ
ば、固定局の方向を容易に認識することができ、固定局
を探査する時間を短縮することができる。

【００５９】これについて具体的に説明する。図１１
は、受光部に受光素子を複数水平方向に配列したアレイ
センサを用いた場合の、固定局の探査を説明するための
図である。図を参照して、アレイセンサ１５０には受光
レンズ１５１を介して光源からの光が結像する。受光レ
ンズ１５１とアレイセンサ１５０とは、アレイセンサ１
５０の中心の受光素子１５０ａが受光レンズ１５１の光
軸上に位置するように配置されている。したがって、受
光レンズ１５１の光軸上にある光源１５２ａから発せら
れる光は、アレイセンサ１５０の中心の受光素子１５０
ｂの受光量が最大となってアレイセンサ１５０で受光さ
れる。一方、受光レンズ１５１の光軸とは異なる位置に
ある光源、たとえば１５２ｂにある光源から発せられる
光はアレイセンサ１５０の１５０ｂの受光素子において
受光量が最大となって受光される。同様に、１５２ｃに
ある光源から発せられる光はアレイセンサ１５０の１５
０ｃの受光素子において受光量が最大となって受光され
る。したがって、アレイセンサ１５０の中心の受光素子
１５０ａにおける受光量が最大となるように受光部を回
転させることにより、光源を受光レンズ１５１の光軸上
にもってくることができる。

【００６０】このように受光部に受光素子を複数水平方
向に配列したアレイセンサ１５０を用いれば、受光部の
指向角度を広くとることができ、受光部の指向角度の範
囲内に光源が存在しさえすればその方向を容易に探査す
ることができ、探査時間を短縮することができる。この
場合に、受光素子として、例えばＣＣＤ（Charge Coupl
ed Device ）等の固体撮像素子を用いることができる。

【００６１】［第２の実施の形態］図１２は、第２の実
施の形態における位置認識システム１００の構成を示す
概略図である。図を参照して位置認識システム１００
は、清掃作業ロボット１と、固定局１０２ａと、固定局
１０２ｂとから構成されている。清掃作業ロボット１に
は、指向性を有しない超音波を送信する超音波送信部２
０１と、指向性を有する受光部２２ａ，２２ｂと、受光
部２２ａ，２２ｂを回転制御する回転部２０３ａ，２０
３ｂとを備える。受光部２２ａ，２２ｂは、受光する光
を送信部２０１に遮られないように送信部２０１よりも
上方に位置するように設置されている。

【００６２】図１３は、第２の実施の形態における位置
認識システム１００の通信機能のみを説明するために描
かれた機能ブロック図である。第２の実施の形態におけ
る清掃作業ロボット１は、第１の実施の形態における清
掃作業ロボット１の超音波送信部２１ａ，２１ｂを指向
性を有しない超音波を送信する超音波送信部２０１に置
換え、回転部２３ａ，２３ｂを受光部２２ａのみを回転
制御する回転部２０３ａと受光部２２ｂのみを回転制御
する回転部２０３ｂとに置換えた構成である。その他の
部分については第１の実施の形態と同様とすることがで
きるため、ここでの説明を繰返さない。

【００６３】本実施の形態における清掃作業ロボット１
は、１つの超音波送信部２０１を含み、超音波送信部２
０１は指向性を有しない超音波を送信する。したがっ
て、固定局１０２ａと固定局１０２ｂとにおいて、超音
波送信部２０１が発した同じ超音波が超音波受信部１２
１ａ，１２１ｂで受信される。

【００６４】回転部２０３ａは走行制御部１２の指示に
より、受光部２２ａが固定局１０２ａを指向するように
回転制御する。回転部２０３ｂは走行制御部１２の指示
により、受光部２２ｂが固定局１０２ｂを指向するよう
に回転制御する。したがって、受光部２２ａは固定局１
０２ａから発せられた光を受光し、受光部２２ｂは固定
局１０２ｂから発せられた光を受光する。

【００６５】次に第２の実施の形態における清掃作業ロ
ボット１の位置認識の具体的な動作について説明する。
走行制御部１２は、前回検出した清掃作業ロボット１の
位置とデッドレコニングにより得られた移動距離とから
現在の位置を予測し、回転部２０３ａに対して受光部２
２ａが固定局１０２ａを指向するように回転制御する旨
の指示を行ない、回転部２０３ｂに対し受光部２２ｂが
固定局１０２ｂを指向するように制御する旨の指示を行
なう。走行制御部１２は、所定の間隔で超音波送信部２
０１に超音波を送信する旨の指示を行なう。

【００６６】固定局１０２ａと固定局１０２ｂとは、超
音波の受信に応答して固定局発信発光部１２２ａ，１２
２ｂで光を発光する。固定局１０２ａから発せられた光
は、受光部２２ａで受光され、走行制御部１２に受光タ
イミングが送信される。固定局１０２ｂで発せられた光
は受光部２２ｂで受光され、受光タイミングが走行制御
部１２に送られる。

【００６７】走行制御部１２は、カウンタ５４を用いる
ことにより、超音波を送信してから受光部２２ａで受光
が行なわれるまでの時間Ｔａと、超音波を送信してから
受光部２２ｂで受光が行なわれるまでの時間Ｔｂを計測
する。計測された時間に基づき計算部５３は清掃作業ロ
ボット１と固定局１０２ａ，１０２ｂとの距離を計算す
ることにより自己の位置を認識する。

【００６８】このように、本実施の形態における清掃作
業ロボットは、指向性を有しない超音波を送信する超音
波送信部２０１を用いて、すべての固定局１０２ａ，１
０２ｂに同時に超音波を送信し、受光角度が制限された
受光部２２ａ，２２ｂを２つ用いて、異なる固定局１０
２ａ，１０２ｂから発せられる光を受光部２２ａ，２２
ｂでそれぞれ受光するようにしたので、清掃作業ロボッ
ト１が作業領域６０内のいかなる位置にある場合におい
ても、清掃作業ロボット１の位置を認識しながら作業を
行なうことができる。

【００６９】［第３の実施の形態］図１４は、第３の実
施の形態における位置認識システムの構成を示す概略図
である。図１４（Ａ）を参照して位置認識システム１０
０は、清掃作業ロボット１と、固定局１０２ａと、固定
局１０２ｂとから構成されている。清掃作業ロボット１
には、指向性を有しない超音波を送信する超音波送信部
３０１と、指向性を有する受光部３０２と、受光部３０
２を回転制御する回転部３０３とが設置されている。受
光部３０２は、受光する光を送信部３０１に遮られない
ように送信部３０１よりも上方に位置するように設置さ
れている。

【００７０】図１５は、第３の実施の形態における位置
認識システム１００の通信機能のみを説明するために描
かれた機能ブロック図である。図を参照して、第３の実
施の形態における清掃作業ロボット１は、第１の実施の
形態における清掃作業ロボット１の２つの超音波送信部
２１ａ，２１ｂを１つの超音波送信部３０１に、２つの
受信部２２ａ，２２ｂを１つの受信部３０２に、２つの
回転部２３ａ，２３ｂを１つの回転部３０３に置換えた
構成となっている。その他の部分の構成については第１
の実施の形態と同じであるのでここでの説明を繰返さな
い。

【００７１】超音波送信部３０１は、指向性を有しない
超音波を送信する。すなわち、すべての方向に超音波を
送信する。受光部３０２は、受光角度が制限されてお
り、所定の入射角を有する光のみを受光することができ
るようになっている。

【００７２】走行制御部１２では、前回検出した自己の
位置と、デッドレコニングにより得られる移動距離とか
ら現在位置を予測しており、受光部３０２が固定局１０
２ａと固定局１０２ｂを指向するように回転部３０３を
制御する。

【００７３】次に第３の実施の形態における清掃作業ロ
ボット１の位置認識の具体的な動作について説明する。
まず、清掃作業ロボット１がジグザグ走行をスタートす
るスタート地点において行なわれる固定局の探査動作に
ついて説明する。回転部３０３は、受信部３０２が清掃
作業ロボット１の進行方向を指向するように回転制御す
る。そして、超音波送信部３０１から超音波を送信し、
受光部３０２で受光できたか否かの判断がなされる。受
光部３０２で受光できない場合には、回転部３０３は時
計回りに所定の角度、例えばπ／３６だけ受光部３０２
を回転させる。そして超音波送信部３０１より再び超音
波を送信し、受光部３０２で受光できたか否かの判断が
なされる。回転部３０３で所定の角度だけ受光部３０２
を回転させる制御と、超音波送信部３０１より超音波を
送信する処理と受光部３０２で受光できたか否かを検知
する処理が、受光部３０２で受光を検知できるまで繰返
される。受光部３０２で最初に受光が検知されたときの
回転部３０３の回転角と、次に受光部３０２で受光する
ことができたときの回転部３０３の回転角とが記憶さ
れ、最初に検知されたときの回転角より固定局１０２ｂ
の清掃作業ロボット１の進行方向に対する方向が求めら
れ、次に検知されたときの回転部３０３の回転角より、
固定局１０２ａの清掃作業ロボット１の進行方向に対す
る方向が求められる。このときの、清掃作業ロボット１
と固定局１０２ａ，１０２ｂとの間の距離は、上述の方
法によって求められる。走行制御部１２は、回転部３０
３に受光部３０２が固定局１０２ａを指向するように回
転制御する旨の指示を行なうとともに、超音波送信部３
０１に超音波を発信する旨の指示を行なう（図１４
（Ａ）参照）。これにより、受光部３０２は固定局１０
２ａが発する光を受光することができる。そして、受光
部３０２の受光タイミングが走行制御部１２へ送られ
る。走行制御部１２はカウンタ５４を用いることにより
超音波を送信してから固定局１０２ａが発する光の受光
が行なわれるまでの時間Ｔａを計測する。

【００７４】次に、走行制御部は回転部３０３に受光部
３０２が固定局１０２ｂを指向するように回転制御する
旨の指示を行なうとともに、超音波送信部３０１に超音
波を送信する旨の指示を行なう。これにより、受光部３
０２は固定局１０２ｂが発する光を受光することがで
き、その受光タイミングが走行制御部１２へ送られる。
走行制御部はカウンタ５４を用いることにより超音波を
送信してから固定局１０２ｂが発する光の受光が行なわ
れるまでの時間Ｔｂを計測する。

【００７５】計測された時間Ｔａ，Ｔｂに基づき計算部
５３は清掃作業ロボット１と固定局１０２ａ，１０２ｂ
との間の距離を計算することにより自己の位置を認識す
る。ただし、超音波送信部３０１で固定局１０２ａと固
定局１０２ｂとに超音波を送信する２つの時点で清掃作
業ロボット１が同じ位置にあることが条件となるが、清
掃作業ロボット１の移動する速度が遅い場合には、超音
波を送信する２つの時点における清掃作業ロボット１の
位置の違いを誤差として処理することができる。

【００７６】超音波を送信する２つの時点における清掃
作業ロボット１の位置の違いを誤差として処理すること
ができない場合は、固定局１０２ａが発する光を受光す
るために超音波を送信したときから、固定局１０２ｂが
発する光を受光するために超音波を送信したときまでに
清掃作業ロボット１が移動した距離と方向をデッドレコ
ニングにより求め、求められた移動距離と方向をさらに
考慮することにより自己の位置を認識することができ
る。

【００７７】このように本実施の形態においては、指向
性を有しない超音波を送信する超音波送信部３０１と、
受光角度を制限された受光部３０２と、受光部３０２の
指向する方向を制御する回転部３０３を設けたので、固
定局１０２ａ，１０２ｂからの信号を異なる時刻に受光
することができるようになる。これにより、回転部３０
３の簡単な制御で固定局１０２ａ，１０２ｂに対する清
掃作業ロボット１の位置を認識することが可能となる。
また、回転部３０３が１つなので、走行制御部１２にお
ける回転部３０３の制御が容易となる。

【００７８】なお、本実施の形態における超音波送信部
３０１を、指向性を有しない超音波を送信する超音波送
信部としたが、指向性を有する超音波送信部として、受
光部３０２と同じ方向を指向するように回転部３０３で
指向方向を変更するように制御してもよい。

【００７９】［第４の実施の形態］図１６は、第４の実
施の形態における位置認識システム１００の構成を示す
概略図である。図を参照して、位置認識システム１００
は、清掃作業ロボット１と、固定局１０２ａと、固定局
１０２ｂとから構成されている。清掃作業ロボット１に
は、指向性を有する超音波を送信する超音波送信部２１
ａ，２１ｂと、超音波送信部２１ａを回転制御する回転
部４０３ａと、超音波送信部２１ｂを回転制御する回転
部４０３ｂと、指向性を有しない受光部４０２とが設け
られている。受光部４０２は、受光する光を超音波送信
部２１ａ，２１ｂに遮られないように超音波送信部２１
ａ，２１ｂよりも上方に設けられている。

【００８０】図１７は、第４の実施の形態における位置
認識システム１００の通信機能のみを説明するために描
かれた機能ブロック図である。第４の実施の形態におけ
る清掃作業ロボット１は、第１の実施の形態における清
掃作業ロボット１の受光部２２ａ，２２ｂを指向性を有
しない１つの受光部に、回転部２３ａを超音波送信部２
１ａのみを回転制御する回転部４０３ａに、回転部２３
ｂを超音波送信部２１ｂのみを回転制御する回転部４０
３ｂに置換えた構成となっている。その他の部分につい
ては第１の実施の形態における清掃作業ロボット１と同
様とすることができるため、ここでの説明を繰返さな
い。

【００８１】第４の実施の形態における清掃作業ロボッ
ト１において行なわれる固定局の探査動作は、まず回転
部４０３ａにより超音波送信部２１ａが清掃作業ロボッ
ト１の進行方向を指向するように回転させる。そして、
超音波送信部２１ａから超音波を送信し、受光部４０２
で光を受光できたか否かの検知がなされる。受光部４０
２で光を受光できない場合には、回転部４０３ａは、超
音波送信部を時計と反対回りに所定の角度、例えばπ／
３６だけ回転移動させる。そして、再度超音波送信部２
１ａから超音波を送信し、受光部４０２で光を受光でき
たか否かの検知がなされる。回転部４０３ａにおける送
信部２１ａの回転制御と、超音波送信部２１ａからの超
音波の送信と、受光部４０２における光を受光できたか
否かの検知の処理が、受光部４０２で光を検知すること
ができるまで繰返される。受光部４０２で光を検知する
ことができたときの回転部４０３ａの回転角より、固定
局１０２ａの清掃作業ロボット１の進行方向に対する方
向が求められる。同様にして、このとき、回転部４０３
ｂにより、超音波送信部２１ｂが清掃作業ロボット１の
進行方向を指向するように回転移動させた後、時計回り
に所定の角度、例えばπ／３６だけ間欠的に回転移動さ
せる回転制御を行なう。そして、最初に受光部４０２で
受光が検知されたときの回転部４０３の回転角から固定
局１０２ｂの清掃作業ロボット１の進行方向に対する方
向が求められる。

【００８２】回転部４０３ａは、走行制御部１２の指示
により、超音波送信部２１ａが固定局１０２ａを指向す
るように回転制御する。回転部４０３ｂは走行制御部１
２の指示により、超音波送信部２１ｂが固定局１０２ｂ
を指向するように回転制御する。したがって、超音波送
信部２１ａが送信する超音波は固定局１０２ａでのみ受
信され、超音波送信部２１ｂが送信する超音波は、固定
局１０２ｂでのみ受信される。

【００８３】次に第４の実施の形態における清掃作業ロ
ボット１の位置認識の具体的な動作について説明する。
走行制御部１２は、前回検出した清掃作業ロボット１の
位置とデッドレコニングにより得られた移動距離とから
現在位置を予測し、回転部４０３ａに対して超音波送信
部２１ａが固定局１０２ａを指向するように回転制御す
る旨の指示を行ない、回転部４０３ｂに対して超音波送
信部２１ｂが固定局１０２ｂを指向するように回転制御
する旨の指示を行なう。図１６（Ａ）を参照して、走行
制御部１２は、超音波送信部２１ａに対して超音波を送
信する旨の指示を行なう。固定局１０２ａは、超音波送
信部２１ａから送信された超音波を受信し、光を発光す
る。固定局１０２ａから発せられた光は、受光部４０２
で受光され、受光タイミングが走行制御部１２に送信さ
れる。

【００８４】次に、図１６（Ｂ）を参照して、走行制御
部１２は、超音波送信部２１ｂに対して超音波を送信す
る旨の指示を行なう。これにより、固定局１０２ｂは、
超音波送信部２１ｂから送信された超音波を受信し、光
を発光する。固定局１０２ｂで発せられた光は、受光部
４０２で受光され、受光タイミングが走行制御部１２に
送信される。

【００８５】走行制御部１２では、カウンタ５４によ
り、超音波送信部２１ａから超音波を送信してから受光
部４０２で固定局１０２ａが発する光を受光するまでの
時間Ｔａが計測され、超音波送信部２１ｂから超音波を
送信してから固定局１０２ｂが発する光を受光するまで
の時間Ｔｂが計測される。計測された時間Ｔａ，Ｔｂに
基づき計算部５３で清掃作業ロボット１と固定局１０２
ａ，１０２ｂとの間の距離を計算することにより自己の
位置を認識する。

【００８６】ただし、超音波送信部２１ａ，２１ｂが固
定局１０２ａ，１０２ｂに超音波を送信する２つの時点
で清掃作業ロボット１が同じ位置にあることが条件とな
るが、清掃作業ロボット１の移動速度が遅い場合には超
音波を送信する２つの時点での清掃作業ロボット１の位
置の違いを誤差として処理することができる。超音波を
送信する２つの時点での清掃作業ロボット１の位置の違
いを誤差として処理できない場合には、超音波送信部２
１ａで超音波を送信したときから超音波送信部２１ｂで
超音波を送信したときまでに清掃作業ロボット１が移動
した距離と方向をデッドレコニングにより求め、求めら
れた移動距離と方向をさらに考慮することにより自己の
位置を認識することができる。

【００８７】以上のように、本実施の形態における清掃
作業ロボットは、指向性を有する超音波送信部２１ａ，
２１ｂを２つ用いて、それぞれ固定局１０２ａ，１０２
ｂに超音波を送信するように回転部４０３ａ，４０３ｂ
で超音波送信部２１ａ，２１ｂを回転制御するように
し、受光角度が制限されない受光部４０２を１つ用いて
清掃作業ロボット１の固定局１０２ａ，１０２ｂに対す
る相対的な位置を認識することができる。

【００８８】なお、今回開示された実施の形態は全ての
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における位置認識シ
ステム１００の構成を示す概略図である。

【図２】図１の清掃作業ロボットを“Ａ”方向から見た
側面図である。

【図３】清掃作業ロボット１の内部構成を説明するため
の図である。

【図４】清掃作業ロボット１の制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】固定局１０２ａまたは１０２ｂの外観を示す側
面図である。

【図６】清掃作業ロボット１と固定局１０２ａ，１０２
ｂとの間で行なわれる通信を説明するためのブロック図
である。

【図７】清掃作業ロボット１の動作を説明するための平
面図である。

【図８】清掃作業ロボット１が行なうジグザグ走行のフ
ローチャートである。

【図９】清掃作業ロボットで行なわれる位置認識処理の
流れを示すフロー図である。

【図１０】デッドレコニングにより求めた移動距離と方
向をもとに固定局の方向を求める原理を説明するための
図である。

【図１１】受光部にアレイセンサを用いた場合の固定局
を探査する方法を説明するための図である。

【図１２】第２の実施の形態における位置認識システム
の構成を示す概略図である。

【図１３】第２の実施の形態における清掃作業ロボット
１と固定局との間で行なわれる通信を説明するためのブ
ロック図である。

【図１４】第３の実施の形態における位置認識システム
の構成を示す概略図である。

【図１５】第３の実施の形態における清掃作業ロボット
１と固定局との間で行なわれる通信を説明するためのブ
ロック図である。

【図１６】第４の実施の形態における位置認識システム
の構成を示す概略図である。

【図１７】第４の実施の形態における清掃作業ロボット
１と固定局との間で行なわれる通信を説明するためのブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 清掃作業ロボット（移動体の一種） ２１ａ，２１ｂ 超音波送信部 ２２ａ，２２ｂ 受光部 ２３ａ，２３ｂ 回転部 ５３ カウンタ ５４ 計算部 １００ 位置認識システム １０２ａ，１０２ｂ 固定局 １２１ 超音波受信部 １２２ 固定局発光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西角 雅史 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 浜口 敬行 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 中村 恭子 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 5H301 AA01 AA10 BB14 CC03 CC06 CC08 DD01 EE31 FF11 GG09 GG10 GG11 GG17 GG27 HH05 5J062 BB01 CC14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の通信装置および前記第１の通信装
   置とは異なる位置にある第２の通信装置に送信信号を送
   信する送信手段と、 前記第１の通信装置と前記第２の通信装置からの前記送
   信信号の受信に応答した返信信号を受信するための指向
   性を有する受信手段と、 前記受信手段の指向方向を変更する変更手段とを備え、 前記受信手段は第１の受信手段と第２の受信手段とを含
   み、 前記変更手段は前記第１の受信手段が前記第１の通信装
   置を指向するように指向方向を変更する第１の変更手段
   と、前記第２の受信手段が前記第２の通信装置を指向す
   るように指向方向を変更する第２の変更手段とを含む、
   移動体の位置認識装置。
2. 【請求項２】 第１の通信装置および前記第１の通信装
   置とは異なる位置にある第２の通信装置に送信信号を送
   信する送信手段と、 前記第１の通信装置と前記第２の通信装置からの前記送
   信信号の受信に応答した返信信号を受信するための指向
   性を有する受信手段と、 前記受信手段の指向方向を変更する変更手段とを備え、 前記変更手段は前記受信手段が前記第１の通信装置を指
   向するように指向方向を変更した後に、前記第２の通信
   装置を指向するように指向方向を変更することを特徴と
   する、移動体の位置認識装置。
3. 【請求項３】 前記移動体の移動方向と移動距離とを検
   知する検知手段をさらに含み、 前記変更手段は、前記検知手段の出力に基づいて、前記
   受信手段の指向方向の変更量を決定することを特徴とす
   る、請求項１または２に記載の移動体の位置認識装置。
4. 【請求項４】 第１の通信装置または前記第１の通信装
   置とは異なる位置にある第２の通信装置に送信信号を送
   信するための指向性を有する送信手段と、 前記送信手段の指向方向を変更する変更手段と、 前記第１の通信装置と前記第２の通信装置からの前記送
   信信号の受信に応答した返信信号を受信する受信手段と
   を備えた、移動体の位置認識装置。
5. 【請求項５】 前記送信手段は第１の送信手段と第２の
   送信手段とを含み、 前記変更手段は前記第１の送信手段が前記第１の通信装
   置を指向するように指向方向を変更する第１の変更手段
   と、前記第２の送信手段が前記第２の通信装置を指向す
   るように指向方向を変更する第２の変更手段とを含む、
   請求項４に記載の移動体の位置認識装置。
6. 【請求項６】 前記移動体の移動方向と移動距離とを検
   知する検知手段をさらに含み、 前記変更手段は、前記検知手段の出力に基づいて、前記
   送信手段の指向方向の変更量を決定することを特徴とす
   る、請求項４または５に記載の移動体の位置認識装置。
7. 【請求項７】 前記送信信号の送信から前記受信信号の
   受信までの時間を計測するカウント手段と、 前記カウント手段で計測された時間に基づき、前記移動
   体と前記第１の通信装置との間の距離と、前記移動体と
   前記第２の通信装置との間の距離とを測定する測定手段
   とをさらに備えた、請求項１から６のいずれかに記載の
   移動体の位置認識装置。