JP2002244733A - 自律移動体の走行位置修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】所定の区域を移動する自律移動体の推定走行
位置と実際の走行位置との誤差を修正するために利用す
る超音波標識の構成を単純化し、処理時間の一定化が図
れる自律移動体の走行位置修正装置を提供する。 【解決手段】赤外線を出力する赤外線出力手段１６と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
１７と、赤外線出力手段１６が赤外線を出力してから超
音波検出手段１７が超音波標識から出力される超音波を
検出するまでの応答時間を計時する計時手段１８と、計
時手段１８により計時された応答時間をもとに、自律移
動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段１９
とを具備している。自律移動体から出力される赤外線に
応答して超音波標識から出力される超音波を自律移動体
が受信するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超音
波標識の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自律移動体に設け
た走行距離検出手段および走行方向検出手段の検出結果
をもとに走行位置を推定しながら予め設定された走行経
路に基づいて所定の区域を自律移動する自律移動体の走
行位置を修正する装置に関するものであり、特に、自律
移動体と任意の場所に設置した超音波標識の距離を検出
し、検出された距離をもとに推定走行位置と実際の走行
位置（本明細書中で「実際の走行位置」とは、「自律移
動体の真の走行位置」の他に、「最も確からしい自律移
動体の走行位置」あるいは「自律移動体の現在の走行位
置」を含む概念をいう。以下同じ。）の誤差を修正す
る、自律移動体の走行位置修正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）自律移動体は、通例、走
行距離検出手段および走行方向検出手段を具備し、この
走行距離検出手段、走行方向検出手段により検出された
走行距離および走行方向をもとに走行位置を推定しなが
ら、予め走行経路記憶手段に記憶された走行経路に基づ
いて所定の区域を自律走行する（例えば、自律移動体が
本体の左右に設けた駆動輪により走行する場合は、駆動
輪の回転数をもとに走行距離を検出し、ジャイロコンパ
スを用いることにより走行方向を検出している）。

【０００３】しかしながら、検出された走行距離および
走行方向には、それぞれの検出手段において発生する測
定誤差や駆動輪のスリップ等に起因して多少なりとも誤
差が含まれ、検出された走行距離および走行方向をもと
に推定される走行位置と実際の走行位置との間に誤差が
生じ得るため、誤差を速やかに修正する必要があった。

【０００４】（従来技術）従来、自律移動体の推定走行
位置と実際の走行位置の誤差を修正するため、画像処理
方式、反射板とレーザ光を利用した方式等が提案されて
いる。

【０００５】このうち、画像処理方式は、目標物として
利用する木や、人工的な標識の位置および画像データを
予め自律移動体に記憶させておき、自律移動体に設けた
カメラにより撮影された画像と予め記憶された画像デー
タとを比較照合し、目標物の位置の誤差を検出し、誤差
がある場合にはその誤差を計算して推定走行位置と実際
の走行位置の誤差を修正するものである。

【０００６】一方、反射板とレーザ光を利用した方式
は、自律移動体からレーザ光を出力し、所定の位置に予
め設置してある反射板によってレーザ光が反射されて戻
ってきた時、レーザ光の戻ってきた角度などの情報をも
とに走行位置を確認し、推定走行位置と実際の走行位置
の誤差を修正するものである。

【０００７】しかしながら、画像処理方式にあっては、 太陽など外乱光による影響を受けやすい； 画像処理を行なうことから処理が複雑となり、リアル
タイム処理が困難である； という問題点があった。

【０００８】また、反射板とレーザ光を利用した方式に
あっては、 太陽光など外乱光の影響を受けやすいため、レーザ光
が反射されて戻ってきた時に誤反射か否かの検出を行な
わなければならず処理が複雑になる； 走行位置を確認できるのは、自律移動体が反射板の前
を通過した時のみであり、反射板と自律移動体との距離
に関する情報を得られないことから、廊下などにおいて
走行距離の誤差を修正する手段としてしか使えないため
汎用性がない； という問題点があった。

【０００９】更に、最近では、警備用の自律移動体とし
て、所定の区域を警備員の代わりに巡回し、火災や侵入
者などの異常の有無を確認する自律移動体が提案されて
いる。

【００１０】この警備用の自律移動体は、自律移動体に
搭載した異常検知センサが火災や侵入者などの異常を検
知すると、異常を検知した方向へ向きを変えたり、異常
を検知した方向へ接近するなどして詳しい状況を確認す
るものであり、予め定められた走行経路のみを走行する
自律移動体と比べると、推定走行位置と実際の走行位置
との間に誤差が生じ易く、その分発生した誤差を修正す
る頻度乃至必要性が高い。このため、予め設定された走
行経路を離れて走行した場合に、設定された走行経路に
復帰できるよう推定走行位置と実際の走行位置の誤差を
速やかに修正する必要があった。また、この警備用の自
律移動体にあっては、予め設定する走行経路を、警備先
のあらゆる要望に応じて設定できるようにすることが通
例求められるが、その場合、走行経路には通路だけでは
なく、例えば、屋外や、体育館あるいは倉庫などの広い
スペースが含まれることがあり、その際、自律移動体の
推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するため上
記の画像処理方式や、反射板とレーザ光を利用した方式
を適用しても、予め設定された走行経路を離れた場所に
おいて、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正す
るには、予め設定された走行経路を離れた場所にも目標
物あるいは反射板を多数設けなければならなかった。さ
らに、屋外、体育館あるいは倉庫においては、構造物例
えば壁面と自律移動体との距離を検出することが必ずし
も容易ではなく、壁面との距離を検出できない場合に
は、前記の画像処理方式や反射板とレーザ光を利用した
方式では、自律移動体の正確な走行位置を検出すること
は困難であった。

【００１１】かかる状況下において、警備用の自律移動
体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する手
段として、超音波標識を利用して誤差を修正する方式が
提案されている。この方式は、（１）超音波標識に、予
め識別番号（ＩＤ番号）を設定し、（２）自律移動体
が、超音波標識に対し識別番号を指定する情報を含む電
波を出力すると、超音波標識は、受信した電波に含まれ
る識別番号と、予め設定された識別番号が一致した場合
に超音波を返送し、（３）自律移動体が、超音波標識か
ら返送された超音波を検出すると、電波を出力してから
超音波を受信するまでの時間をもとに自律移動体と超音
波標識との距離を検出し、（４）その後、予め記憶して
ある超音波標識の位置と検出された距離をもとに、推定
走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する、ものであ
り、自律移動体と超音波標識の間で電波と超音波による
送受信が可能な場所であれば、自律移動体と超音波標識
との距離の検出が可能なため、推定走行位置と実際の走
行位置の誤差を修正することができるが、次の乃至
の問題点を有していた。すなわち、 超音波標識に電波を受信するためのシステム、および
受信した電波に含まれる識別番号を認識するためのシス
テムを組込まなければならず、超音波標識の構造が複雑
になり、小型化することが容易ではなく、さらには消費
電力も大きい； 受信した電波に含まれる識別番号を認識する処理時間
が厳密に一定ではなく、処理時間の違いから距離の測定
結果に誤差が生ずる（例えば、超音波は約３４０ｍ／秒
で伝達するので、０．００１秒の違いでも±３４ｃｍの
測定誤差が生じる）； 自律移動体と超音波標識との間に障害物が存在する場
合、自律移動体から出力された電波が超音波標識に到達
し超音波標識から超音波を返送する際、超音波標識から
返送された超音波は障害物により遮られて自律移動体へ
直接到達せず、周囲で反射した反射波が自律移動体に到
達するため、反射波が迂回した分だけ距離の測定結果に
誤差が生ずる； 自律移動体の走行経路中に廊下や屋外が混在する場
合、それぞれの場所において、推定走行位置と実際の走
行位置の誤差を最も効率的かつ効果的に修正する手順が
異なる； 誤差の修正を複数の超音波標識からの距離を検出して
行なおうとする場合に、障害物などの影響により１つの
超音波標識からの距離しか検出できなかった場合、従来
の方法では誤差の修正を行なえない； という乃至の問題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するためになされたものであり、本発明の目的は、
所定の区域を移動する自律移動体の推定走行位置と実際
の走行位置との誤差を修正するために利用する超音波標
識の構成を単純化し、処理時間の一定化が図れる自律移
動体の走行位置修正装置を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、誤った距離情報を取
得することなく走行位置の修正が図れ、信頼性の高い自
律移動体の走行位置修正装置を提供することにある。

【００１４】本発明のもう一つ他の目的は、自律移動体
が走行する場所に応じて最適な誤差修正手順を自動的に
選択して切換え、走行位置の誤差の修正が図れる自律移
動体の走行位置修正装置を提供することにある。

【００１５】本発明の更にもう一つ他の目的は、複数の
超音波標識からの距離を検出して自律移動体の走行位置
の誤差を修正しようとする時に、障害物などの影響によ
り１つの超音波標識からの距離しか検出できない場合で
も、走行位置の誤差の修正を的確に図れる自律移動体の
走行位置修正装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る発
明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して
走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づ
いて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設
置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音
波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定
走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動
体の走行位置修正装置であって、赤外線を出力する赤外
線出力手段と、超音波標識が出力する超音波を検出する
超音波検出手段と、前記赤外線出力手段が赤外線を出力
してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力され
る超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段
と、該計時手段により計時された応答時間をもとに、自
律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段
とを具備し、自律移動体から出力される赤外線に応答し
て超音波標識から出力される超音波を自律移動体が受信
するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超音波標識
の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正を行なう
ことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置であ
る。

【００１７】本願の請求項２に係る発明は、自律移動体
が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定し
ながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を
自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体
から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音
波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正
装置であって、自律移動体の走行経路および超音波標識
の位置を記憶している走行経路記憶手段と、自律移動体
の走行距離を検出する走行距離検出手段と、自律移動体
の走行方向を検出する走行方向検出手段と、前記走行距
離検出手段および走行方向検出手段により求められた走
行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定
する走行位置推定手段と、赤外線を出力する赤外線出力
手段と、超音波標識が出力する超音波を検出する超音波
検出手段と、前記赤外線出力手段が赤外線を出力してか
ら前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音
波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、該
計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動
体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具
備し、自律移動体から出力された赤外線に応答して超音
波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するま
での応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を
検出し、前記走行位置推定手段により推定された推定走
行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想
される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めると
ともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が
検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段
に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出
された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とす
る推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定位
置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心
を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位
置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体との
走行位置修正装置である。

【００１８】本願の請求項３に係る発明は、自律移動体
が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定し
ながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を
自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体
から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音
波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正
装置であって、自律移動体の走行経路および超音波標識
の位置を記憶している走行経路記憶手段と、自律移動体
の走行距離を検出する走行距離検出手段と、自律移動体
の走行方向を検出する走行方向検出手段と、前記走行距
離検出手段および走行方向検出手段により求められた走
行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定
する走行位置推定手段と、赤外線を出力する赤外線出力
手段と、超音波標識が出力する超音波を検出する超音波
検出手段と、前記赤外線出力手段が赤外線を出力してか
ら前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音
波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、該
計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動
体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具
備し、自律移動体から出力された赤外線に応答して超音
波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するま
での応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を
検出し、前記走行位置推定手段により推定された推定走
行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想
される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前
記走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重
ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検
出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標
識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超
音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と
当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を
求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する
範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移
動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と
実際の走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正す
る場合に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音
波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データと
の誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の
測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求め
た際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置
円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、
次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段
により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円
弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律
移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲であ
る、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段
の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新た
な推定走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範
囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置
との誤差を修正することを特徴とする自律移動体の走行
位置修正装置である。

【００１９】本願の請求項４に係る発明は、自律移動体
が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定し
ながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を
自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体
から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音
波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正
装置であって、自律移動体を走行制御するとともに、自
律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修
正を行なう走行・誤差修正制御手段と、自律移動体の走
行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路
記憶手段と、自律移動体の走行距離を検出する走行距離
検出手段と、自律移動体の走行方向を検出する走行方向
検出手段と、前記走行距離検出手段および走行方向検出
手段により求められた走行距離および走行方向から自律
移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、赤外
線を出力する赤外線出力手段と、超音波標識が出力する
超音波を検出する超音波検出手段と、前記赤外線出力手
段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波
標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を
計時する計時手段と、該計時手段により計時された応答
時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出
する距離検出手段とを具備し自律移動体から出力された
赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自
律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体
と少なくとも１つの超音波標識の距離を検出し自律移動
体の走行位置の修正を行なうことを特徴とする自律移動
体の走行位置修正装置である。

【００２０】本願の請求項５に係る発明は、上記走行・
誤差修正制御手段が、自律移動体の走行を制御する走行
部と、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検
出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちか
ら最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の
走行位置との誤差の修正を図る誤差修正部を備えてなる
自律移動体の走行位置修正装置である。

【００２１】本願の請求項６に係る発明は、自律移動体
が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定し
ながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を
自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体
から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音
波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正
装置であって、自律移動体を走行制御するとともに、自
律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修
正を行なう走行・誤差修正制御手段と、自律移動体の走
行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路
記憶手段と、自律移動体の走行距離を検出する走行距離
検出手段と、自律移動体の走行方向を検出する走行方向
検出手段と、前記走行距離検出手段および走行方向検出
手段により求められた走行距離および走行方向から自律
移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、赤外
線を出力する赤外線出力手段と、超音波標識が出力する
超音波を検出する超音波検出手段と、前記赤外線出力手
段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波
標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を
計時する計時手段と、該計時手段により計時された応答
時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出
する距離検出手段と自律移動体の走行方向に存在する構
造物との距離を検出する測距手段を具備し、前記走行・
誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距離
が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修
正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走
行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正部
を備え、該誤差修正部が、次のに示す第１乃至
第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする自
律移動体の走行位置修正装置である。 構造物との距離を把握して自律走行している場合に、
１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出さ
れた距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検
出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
との誤差を修正する第１の誤差修正手順。 ２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検
出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそ
れぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
との誤差を修正する第２の誤差修正手順。 ３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞ
れ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出され
たそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実
際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の
誤差を修正する第３の誤差修正手順。 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置
をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される
誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるととも
に、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出
された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記
憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出され
た自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推
定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位
置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心
を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位
置と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正
手順。

【００２２】本願の請求項７に係る発明は、自律移動体
が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定し
ながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を
自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体
から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音
波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正
装置であって、自律移動体を走行制御するとともに、自
律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修
正を行なう走行・誤差修正制御手段と、自律移動体の走
行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路
記憶手段と、自律移動体の走行距離を検出する走行距離
検出手段と、自律移動体の走行方向を検出する走行方向
検出手段と、前記走行距離検出手段および走行方向検出
手段により求められた走行距離および走行方向から自律
移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、赤外
線を出力する赤外線出力手段と、超音波標識が出力する
超音波を検出する超音波検出手段と、前記赤外線出力手
段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波
標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を
計時する計時手段と、該計時手段により計時された応答
時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出
する距離検出手段と、自律移動体の走行方向に存在する
構造物との距離を検出する測距手段を具備し、前記走行
・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距
離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差
修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定
走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正
部を備え、該誤差修正部が、次のに示す第１乃
至第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする
自律移動体の走行位置修正装置である。 構造物との距離を把握して自律走行している場合に、
１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出さ
れた距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検
出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
との誤差を修正する第１の誤差修正手順。 ２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検
出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそ
れぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
との誤差を修正する第２の誤差修正手順。 ３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞ
れ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出され
たそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実
際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の
誤差を修正する第３の誤差修正手順。 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置
をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される
誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行
検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わ
せた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段
により自律移動体との距離が検出された超音波標識につ
いて、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標
識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超
音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、
更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲で
ある推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の
実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の
走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正する場合
に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識
の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差
により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤
差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に
発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円
弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、次回に
誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により
推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重
心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体
の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前
記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出
誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定
走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更
新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤
差を修正する第４の誤差修正手順。

【００２３】

【発明の実施の形態】自律移動体の走行位置修正装置
は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走
行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づい
て所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置
され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波
を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走
行位置と実際の走行位置の誤差の修正を図り、その際、
検出された超音波標識との距離数に応じてを誤差修正手
順が選択され自動的に切換わる。

【００２４】そして、自律移動体から出力される赤外線
に応答して超音波標識から出力される超音波を自律移動
体が受信するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超
音波標識の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正
を行なう。

【００２５】走行位置修正装置は、自律移動体を走行制
御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走
行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段
と、自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記
憶している走行経路記憶手段と、自律移動体の走行距離
を検出する走行距離検出手段と、自律移動体の走行方向
を検出する走行方向検出手段と、走行距離検出手段およ
び走行方向検出手段により求められた走行距離および走
行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推
定手段と、自律移動体と超音波標識との距離を検出する
距離検出手段とを含んで構成されている。

【００２６】走行・誤差修正制御手段は、誤差修正部を
含んで構成され、誤差修正部は、記走行位置推定手段に
より推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行
にともない発生が予想される誤差範囲である、走行距離
検出手段および走行検出手段の検出誤差により発生する
誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるととも
に、距離検出手段により自律移動体との距離が検出され
た超音波標識について、走行経路記憶手段に記憶された
当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移
動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位
置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重
複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて
自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行
位置と実際の走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を
修正する場合に備え、走行経路記憶手段に記憶された超
音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データ
との誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離
の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求
めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位
置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めてお
き、次回に誤差を修正する場合には、走行位置推定手段
により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円
弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律
移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲であ
る、走行距離検出手段および走行方向検出手段の検出誤
差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走
行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更新
することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差
を修正する誤差修正手順を少なくとも記憶している。

【００２７】超音波標識は、任意の位置に設置され、自
律移動体から出力された赤外線を検出する赤外線検出手
段と、赤外線検出手段が自律移動体から出力された赤外
線を検出すると超音波を出力する超音波出力手段を具備
している。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る自律移動体の走行位置修
正装置について、図１、図２に基づき具体的に説明す
る。

【００２９】図１は走行位置修正装置及び超音波標識の
構成を示すブロック図、図２は走行位置修正装置を構成
する走行・誤差修正制御手段の構成を示すブロック図で
ある。

【００３０】図１および図２において、自律移動体の走
行位置修正装置１は、自律移動体１０に搭載される。

【００３１】この走行位置修正装置１は、走行・誤差修
正制御手段１１、走行経路記憶手段１２、走行距離検出
手段１３、走行方向検出手段１４、走行位置推定手段１
５、赤外線出力手段１６、超音波検出手段１７、計時手
段１８、距離検出手段１９、測距手段２０、信号入出力
手段２１を具備している。前記赤外線出力手段１６、超
音波検出手段１７、計時手段１８、距離検出手段１９は
超音波標識５０との距離を検出することに寄与する

【００３２】自律移動体１０は、予め前記走行経路記憶
手段１２に記憶された走行経路に基づき、前記走行距離
検出手段１３および走行方向検出手段１４により検出さ
れた走行距離および走行方向をもとに、前記走行位置推
定手段１５により走行位置を推定しながら走行する。

【００３３】前記走行・誤差修正制御手段１１は、自律
移動体１０を走行制御するとともに、自律移動体１０の
推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行な
う。

【００３４】このため、前記走行・誤差修正制御手段１
１は、自律移動体１０の走行を制御する走行部１１Ａ
と、自律移動体１０と超音波標識５０との距離が検出さ
れた検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順の
うちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と
実際の走行位置の誤差を修正を図る誤差修正部１１Ｂを
備えている。

【００３５】更に、前記誤差修正部１１Ｂは、後述の内
容の第１乃至第４の各誤差修正手順（アルゴリズム）を
記憶している第１乃至第４の各誤差修正手順記憶部１１
Ｂ１，１１Ｂ２，１１Ｂ３，１１Ｂ４と、これらの第１
乃至第４の誤差修正手順記憶部１１Ｂ１，１１Ｂ２，１
１Ｂ３，１１Ｂ４に記憶された誤差修正手順のうちから
最適な誤差修正手順を選択する誤差修正手順選択方法記
憶部１１Ｂ５を備えている。

【００３６】前記走行経路記憶手段１２は、予め設定さ
れた自律移動体１０の走行経路を記憶するとともに超音
波標識の位置を記憶する。

【００３７】前記走行距離検出手段１３は、自律移動体
１０の左右に設けた駆動輪の回転数を求めて走行距離を
検出する。

【００３８】前記走行方向検出手段１４は、ジャイロコ
ンパスにより走行方向を検出する。自律移動体１０が本
体の左右に設けた駆動輪によって走行する場合には、左
右の駆動輪の回転数の差などをもとに走行方向を検出す
る。

【００３９】前記走行位置推定手段１５は、前記走行距
離検出手段１３および前記走行方向検出手段１４により
求められた走行距離および走行方向から自律移動体１０
が現在どの位置を走行しているかを求め、その検出結果
をもとに、自律移動体１０の走行位置を推定する。そし
て、この推定走行位置と予め記憶された走行経路を照合
することにより、自律移動体１０は予め定められた経路
を走行する。

【００４０】前記赤外線出力手段１６は、超音波標識５
０（５０Ａ，５０Ｂ，‥‥，５０Ｎ）との距離を検出し
ようとする時に超音波標識５０に対して赤外線を出力す
る。このとき、赤外線をパルス出力することにより、超
音波標識５０が外乱光によって誤作動（誤って超音波を
返送）することを防止する。なお、このとき自律移動体
１０と超音波標識５０の位置関係をもとに、距離を検出
しようとする超音波標識が存在すると予想される方向に
のみ赤外線を出力してもよい。

【００４１】このことにより、例えば、自律移動体１０
からほぼ同じ距離に複数の超音波標識５０が存在する場
合でも、任意の超音波標識５０との距離を検出できる
（全方向に赤外線を出力すると、この場合、ほぼ同じタ
イミングで超音波標識５０から返送された超音波を受信
するため、どの超音波標識５０から返送された超音波か
を識別できない恐れがある）。

【００４２】前記超音波検出手段１７は、超音波標識５
０から出力された超音波を検出する。

【００４３】前記計時手段１８は、前記赤外線出力手段
１６が赤外線を出力してから前記超音波検出手段１７が
超音波標識５０から出力された超音波を検出するまでの
応答時間を計時する。

【００４４】前記距離検出手段１９は、前記計時手段１
８により計時された応答時間をもとに自律移動体１０と
超音波標識５０の距離を検出する。本発明においては、
赤外線および超音波により送受信しており、自律移動体
１０から出力された赤外線が超音波標識５０に到達する
までの時間を無視できるため、応答時間（秒）×音速
（ｍ／秒）を自律移動体１０と超音波標識５０の距離と
みなすことができる。

【００４５】実際の距離検出においては、超音波標識５
０において赤外線を受信してから超音波を出力するまで
のタイムラグを考慮して、計時された応答時間に補正を
加えたり、自律移動体周囲の温度を考慮して音速に補正
を加えることで距離の検出精度を向上させることができ
る。ちなみに、大気中における音速Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）
は、気温をｔ（℃）とすると、数１で表され、超音波標
識から出力された超音波は、この式で表される速度で大
気中を伝達するので気温による補正を行なう。

【数１】 すなわち、例えば、（１）自律移動体に温度検出手段を
設けて自律移動体の周囲の気温を検出し、上式に検出さ
れた気温を代入して音速を補正する；あるいは、（２）
季節や時間帯、場所（屋内か屋外か、あるいは空調の有
無）に応じて、それぞれ予想される気温を上式に代入し
て予め音速を求めておき、それを季節や時間帯あるいは
場所によって使い分ける。

【００４６】前記測距手段２０はセンサにより構成さ
れ、自律移動体１０が通路を走行する際、構造物（例え
ば壁面）との距離を一定に保って走行することにより、
走行経路から外れないようにする［自律移動体１０が壁
面との距離を一定に保って走行するために、自律移動体
１０の側面に構造物との距離を検出するセンサ（例え
ば、超音波センサ）を設置し、構造物との距離を検出し
て構造物との距離を一定に保つようにしながら走行す
る］。

【００４７】前記走行経路記憶手段１２、走行距離検出
手段１３、走行方向検出手段１４、走行位置推定手段１
５、赤外線出力手段１６、超音波検出手段１７、計時手
段１８、距離検出手段１９、測距手段２０の各手段は、
自律移動体内部の信号入出力手段２１を介して前記走行
・誤差修正制御手段１１に接続されている。

【００４８】超音波標識５０は、赤外線検出手段５１お
よび超音波出力手段５２を備えており、前記赤外線検出
手段５１は、自律移動体１０から出力された赤外線を検
出する。このとき、外乱光の影響により誤検出しないよ
う、パルス出力された赤外線を検出した時に、自律移動
体１０から出力された赤外線であると判断する。

【００４９】前記超音波出力手段５２は、前記赤外線検
出手段５１が赤外線を検出すると、自律移動体１０に対
する応答として超音波を出力する。

【００５０】自律移動体１０は、所定時間毎、方向転換
の後、前回誤差を修正してから所定時間あるいは所定距
離を走行した時など、任意の条件を満たしたとき、ある
いは、予め設定された走行経路の地図情報に含まれてい
る誤差修正の命令に従って、超音波標識との距離を検出
し、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。

【００５１】以下に、超音波標識５０を利用して自律移
動体１０と超音波標識５０の間の距離を測定する場合
を、図３、図４、図７、図１０に示すフローチャート、
図５、図６、図８、図９、図１１、図１２に示すタイム
チャートにより説明する。

【００５２】１−１．自律移動体が１つの超音波標識と
の距離を検出する場合：図３に自律移動体が１つの超音
波標識との距離を検出する場合の自律移動体（走行位置
修正装置）における処理を示すフローチャートを、図４
に超音波標識が超音波を出力する場合の処理を示すフロ
ーチャートを、図５に自律移動体と超音波標識との距離
が検出された場合のタイムチャートを、図６に自律移動
体と超音波標識との距離が検出できない場合のタイムチ
ャートを示す。

【００５３】先ず、図３、図５、図６を参照しながら、
自律移動体が１つの超音波標識との距離を検出する場合
を説明する。 予想応答時間の算出（Ｓ１） 予め設定された走行経路の地図情報を参照するととも
に、自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出する
対象となる超音波標識５０の位置をもとに、自律移動体
１０と超音波標識５０の距離を求め、自律移動体１０が
赤外線を出力してから超音波を検出するまでの予想時間
である予想応答時間Ｔ１を算出する。なお、予想応答時
間Ｔ１を算出するのは、自律移動体１０と超音波標識５
０との距離を検出する動作が無用に長くなることを防止
し、かつ、距離を検出する超音波標識５０を限定するた
めである。予想応答時間Ｔ１を算出しておくことによ
り、超音波標識５０から超音波が返送されなかった場合
に、予想応答時間Ｔ１の経過（実際には測定誤差αを考
慮したＴ１＋αの経過）をもって超音波標識５０との距
離を検出する動作を停止させる。また、自律移動体１０
から出力された赤外線が到達する範囲に複数の超音波標
識５０Ａ，５０Ｂ，‥‥，５０Ｎが存在する場合に、距
離を検出しようとした超音波標識、例えば５０Ａとは別
の超音波標識、例えば５０Ｂから返送された超音波を検
出しても、予想応答時間Ｔ１と測定された応答時間Ｔが
異なることから識別でき、誤った距離の検出を防ぐこと
ができる。これを利用して誤差の修正を行うのに最も適
する超音波標識を選択して距離を検出することも可能で
ある。 赤外線出力（Ｓ２） 自律移動体１０から超音波標識５０に対して赤外線を出
力する。このとき、赤外線をパルス出力とすることによ
り、超音波標識５０が外乱光により誤作動（誤って超音
波を返送）することが回避される。 計時開始（Ｓ３） 自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を検出す
るまでの時間を計時するため、赤外線を出力するのと同
時に計時を開始する。 超音波検出？（Ｓ４） 超音波検出手段１７により、超音波標識５０から出力さ
れた超音波を検出したか否かを判断する。超音波を検出
した場合はステップ５へ、検出しなかった場合はステッ
プ７へ進む。 応答時間検出（Ｓ５） 超音波を検出すると同時に応答時間Ｔ（赤外線を出力し
てから超音波を検出するまでの時間）を検出する。 距離算出（Ｓ６） ステップ５で検出された応答時間Ｔをもとに、自律移動
体１０と超音波標識５０の間の距離を算出する。 予想応答時間経過？（Ｓ７） 距離を検出しようとする超音波標識５０から超音波が返
送されてくると予想される時間が経過したか否かを判断
する。このとき、推定走行位置と実際の走行位置に誤差
があることを考慮し、余裕を持たせるためにステップ１
で算出した予想応答時間に所定時間を加えたものを判断
基準とする。予想応答時間が経過した場合はステップ８
へ、経過していない場合はステップ４へ進む。 計時終了（Ｓ８） 予想応答時間が経過しても超音波が検出されない場合は
計時を終了する。この場合には自律移動体１０と超音波
標識５０の間の距離を検出できない。

【００５４】１−２．超音波標識が超音波を出力する場
合：図４を参照しながら、超音波標識が超音波を出力す
る場合を説明する。 赤外線受信？（Ｓ１１） 赤外線検出手段５１が自律移動体１０から出力された赤
外線を受信したか否かを判断する。なお、外乱光による
誤検出を防止するため、受信した赤外線がパルス出力で
あった場合に、自律移動体１０から出力された赤外線を
受信したと判断する。自律移動体１０から出力された赤
外線を受信したと判断した場合はステップ１２へ進む。 超音波出力（Ｓ１２） 赤外線を受信したため、応答出力である超音波を超音波
出力手段５２から出力する。

【００５５】２．自律移動体が所望の複数の超音波標識
すべてとの距離を検出しようとする場合；図７に自律移
動体が所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出し
ようとする場合の処理を示すフローチャートを、図８に
自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥
ｌｍが検出された場合のタイムチャートを、図９に自律
移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥，ｌ
ｍのうち距離ｌｍを検出できない場合（予想時間Ｔｍ＋
αの経過により計時を終了する場合）のタイムチャート
を示す。

【００５６】図７乃至図９を参照しながら自律移動体が
所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出しようと
する場合を説明する。なお、ここでは、距離を検出しよ
うとする超音波標識５０の数をｍ個とし、自律移動体に
近い順に１，２，・・，ｎ番目の超音波標識と表現す
る。また、ｎ番目の超音波標識から超音波が返送される
までの予想応答時間をＴｎ、自律移動体とｎ番目の超音
波標識の距離をｌｎとする。 予想応答時間算出（Ｓ２１） 自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出しようと
するそれぞれの超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０
Ｎの位置をもとに、自律移動体１０が赤外線を出力して
から超音波を受信するまでの予想応答時間（Ｔ１，Ｔ
２，・・，Ｔｍ）をそれぞれ算出する。 赤外線出力（Ｓ２２） 自律移動体１０から超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，
５０Ｎに対して赤外線を出力する。赤外線はパルス出力
とすることにより、超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，
５０Ｎが外乱光により誤作動することを防止する。な
お、このとき自律移動体１０と超音波標識５０Ａ、５０
Ｂ，‥‥，５０Ｎの位置関係をもとに、距離を計測しよ
うとする超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎが存
在すると予想される方向にのみ赤外線を出力するように
するとよい。 計時開始（Ｓ２３） 自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信す
るまでの時間を計測するため、赤外線が出力されるのと
同時に計時を開始する。 超音波の検出？（Ｓ２４） 超音波検出手段１７が超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥
‥，５０Ｎから出力された超音波を受信したか否かを検
出する。超音波を検出した場合はステップ２５へ、検出
しなかった場合はステップ２９へ進む。 応答時間の検出（Ｓ２５） 超音波を検出すると同時に応答時間Ｔを検出する。 予想応答時間と照合（Ｓ２６） ステップ２５で検出された応答時間Ｔとステップ２１で
算出した予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）を照
合し、どの超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎか
ら返送された超音波であるのかを判断する。なお、この
とき照合対象として用いるＴｎは、自律移動体１０の走
行位置の誤差、各検出手段における測定誤差等を考慮し
てＴｎ±α（αは誤差をもとに設定）を用いる。 距離算出（Ｓ２７） ステップ２５で検出された応答時間Ｔ、およびステップ
２６における照合結果をもとに、自律移動体１０とｎ番
目の超音波標識５０Ｎの間の距離ｌｎを算出する。な
お、より正確に距離を算出しようとするには、自律移動
体１０の周囲の大気温度もとに補正を加える。 距離ｌｍ算出？（Ｓ２８） ステップ２７で算出された距離が、自律移動体１０とｍ
番目の超音波標識５０Ｍとの距離ｌｍであるか否かを判
断する。ｍ番目の標識との距離ｌｍが算出された場合は
距離検出動作を終了し、異なる場合はステップ２９へ進
む。 Ｔｍ経過？（ステップ２９） 距離を測定しようとするｍ番目の超音波標識５０Ｍから
超音波が返送されてくると予想される時間Ｔｍが経過し
たか否かを判断する。このとき、推定された走行位置と
実際の走行位置に誤差があることを考慮し、余裕を持た
せるためにステップ２１で算出した予想応答時間Ｔｍに
所定時間を加えたものを比較対象とする。予想応答時間
が経過した場合は距離の検出を終了し、経過していなけ
ればステップ２４へ進む。なお、超音波標識５０の配置
によっては、自律移動体１０からの距離を有効に測定で
きる範囲内に、超音波標識５０がｍ個より少ない数しか
存在しない場合も考えられる。この場合、Ｔｍをそのま
ま用いると距離の検出時間が長くなるので、有効に距離
の測定を行える範囲から逆算して求めた最長の応答時間
Ｔｍ’をＴｍの代わりに用いる。

【００５７】３．自律移動体が所望の複数の超音波標識
のうち、所定数（所望の複数の数より少ない数）の超音
波標識との距離を検出する場合：図１０に自律移動体が
所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の複数の
数より少ない数）の超音波標識との距離を検出する場合
の処理を示すフローチャートを、図１１に自律移動体と
複数の超音波標識との距離ｌ１，ｌ２，‥‥，ｌｍのう
ち所定数の超音波標識との距離［例えば、ｌ１，ｌ２，
ｌ３（ｌｍ）］が検出される場合のタイムチャートを、
図１２に自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１，
ｌ２，‥‥，ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離
［例えば、ｌ１，ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出できない
場合のタイムチャートを示す。

【００５８】図１０乃至図１２を参照しながら、自律移
動体が所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の
複数の数より少ない数）の超音波標識との距離を検出す
る場合を説明する。なお、図７の場合と同様に、距離を
検出しようとする超音波標識５０の数をｍ個とし、自律
移動体に近い順に１，２，・・，ｎ番目の超音波標識と
し、また、ｎ番目の超音波標識から超音波が返送される
までの予想応答時間をＴｎ、自律移動体とｎ番目の超音
波標識の距離をｌｎとする。図１０のフローチャートで
は、ｍ個の超音波標識のうち、ａ個の超音波標識との距
離が検出された時に距離の検出を終了する。これは、確
実に所定数の超音波標識との距離を検出することと、距
離の検出にかかる時間を必要最小限にすることを両立す
るものである。 Ｋ＝０（Ｓ３１） Ｋの値（自律移動体１０との距離が検出された超音波標
識の数を表わす）を初期設定する。 予想応答時間算出（Ｓ３２） 自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出しようと
するそれぞれの超音波標識５０の位置をもとに、自律移
動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信するまで
の予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）をそれぞれ
算出する。 赤外線出力（Ｓ３３）、計時開始（Ｓ３４） 自律移動体１０から超音波標識５０に対して赤外線を出
力する。赤外線はパルス出力とし、超音波標識５０が外
乱光により誤作動することを防止する。なお、このとき
自律移動体１０と超音波標識５０の位置関係をもとに、
距離を計測しようとする超音波標識５０が存在すると予
想される方向にのみ赤外線を出力するとよい。その後、
自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信す
るまでの時間を計測するために赤外線を出力するのと同
時に計時を開始する（Ｓ３４）。 超音波検出？（Ｓ３５） 超音波検出手段１７が超音波標識５０から出力された超
音波を受信したか否かを検出する。超音波を検出した場
合はステップ３６へ、検出しなかった場合はステップ４
１へ進む。 応答時間検出（Ｓ３６）、予想応答時間と照合（Ｓ３
７） 超音波を検出すると同時に応答経過時間Ｔを検出する
（Ｓ３６）。その後、ステップ３６で検出された応答時
間Ｔとステップ３２で算出した予想応答時間（Ｔ１，Ｔ
２，・・，Ｔｍ）を照合し、どの超音波標識５０から超
音波が返送されたのかを判断する。 距離算出（Ｓ３８） ステップ３６で検出された応答経過時間Ｔおよびステッ
プ３７における照合結果をもとに、自律移動体１０とｎ
番目の超音波標識５０Ｎの間の距離ｌｎを算出する。 Ｋ＝Ｋ＋１（Ｓ３９）、Ｋ＝ａ？（Ｓ４０） 超音波標識５０との距離が検出されたので、Ｋの値に１
加える。Ｋとａを比較し、距離が検出された超音波標識
５０の数がａ個となったか否かを判断する（Ｓ４０）。
ａ個になれば距離の検出を終了し、ａ個に達しなければ
ステップ４１へ進む。 Ｔｍ経過？（Ｓ４１） 距離を測定しようとするｍ番目の超音波標識５０Ｍから
超音波が返送されてくると予想される時間Ｔｍが経過し
たか否かを判断する。このとき、推定走行位置と実際の
走行位置に誤差があることを考慮し、余裕を持たせるた
めにステップ３２で算出した予想応答時間Ｔｍに所定時
間を加えたものを比較対象とする。予想応答時間が経過
した場合は距離の検出を終了し、経過していなければス
テップ３５へ進む。なお、超音波標識５０の配置によっ
ては、自律移動体１０からの距離を有効に測定できる範
囲内に、超音波標識がｍ個より少ない数しか存在しない
場合も考えられる。この場合、Ｔｍをそのまま用いる
と、無用に距離の検出時間が長くなるので、有効に距離
の測定を行える範囲から逆算して求めた最長の応答時間
Ｔｍ’をＴｍの代わりに用いる。

【００５９】以上の通り、図３、図４、図７、図１０に
示すフローチャートにしたがって、自律移動体１０は超
音波標識５０との距離を検出する。

【００６０】（誤差修正手順）自律移動体１０と超音波
標識５０との間の距離が検出された後、それを利用して
自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差
を修正する。誤差の修正は、前記第１乃至第４の誤差修
正手順記憶部１１Ｂ１、１１Ｂ２，１１Ｂ３，１１Ｂ４
に記憶された誤差修正手順を用いる。

【００６１】（第１の誤差修正手順記憶部１１Ｂ１に記
憶された誤差修正手順） 第１の誤差修正手順（図１３参照）：主に通路など
で、１つの超音波標識との距離を利用して誤差修正を行
なう場合で、自律移動体１０が、構造物（対象物）の例
えば壁面８０に沿って走行する際に有効な誤差修正手順
である。自律移動体１０に設けた測距手段２０により、
自律移動体１０と壁面８０との距離Ｌ、及び１つの超音
波標識５０との距離ｌ１を検出する。壁面８０から距離
Ｌ離隔した直線（図１３における自律移動体１０直進ラ
イン）Ｒと、該超音波標識５０を中心として距離ｌ１を
半径とする円弧との交点Ｆ１，Ｆ１’を求め、更に、求
められた２つの交点Ｆ１，Ｆ１’と推定走行位置とを照
合することにより実際の走行位置Ｆ１を求め、自律移動
体１０の推定走行位置と実際の走行位置Ｆ１との誤差を
修正する。かくして、自律移動体１０の実際の走行位置
Ｆ１は特定される。

【００６２】（第２の誤差修正手順記憶部１１Ｂ２に記
憶された誤差修正手順） 第２の誤差修正手順（図１４参照）：主に屋外など
で、２個の超音波標識５０との距離を利用して誤差修正
を行なう場合で、複数の超音波標識５０Ａ，５０Ｂとの
距離ｌ１，ｌ２を検出し、それぞれの超音波標識５０
Ａ，５０Ｂを中心として、それぞれ検出された距離ｌ
１，ｌ２を半径とする円弧との交点Ｆ１，Ｆ２を求め、
さらに求められた交点Ｆ１，Ｆ２と推定走行位置とを照
合することにより実際の走行位置Ｆ１を求め、自律移動
体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する
（この場合、求められる交点Ｆ１，Ｆ２は２箇所である
が、推定走行位置との照合により、自律移動体１０の実
際の走行位置Ｆ１は１箇所に特定する）。

【００６３】（第３の誤差修正手順記憶部１１Ｂ３に記
憶された誤差修正手順） 第３の誤差修正手順（図１５参照）：主に屋外など
で、複数（３個以上）の超音波標識５０との距離を利用
して誤差修正を行なう場合で、複数の超音波標識５０
Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，‥‥との距離ｌ１，ｌ２，ｌ３，
‥‥を検出し、それぞれの超音波標識５０Ａ，５０Ｂ，
５０Ｃ，‥‥を中心として、それぞれ検出された距離ｌ
１，ｌ２，ｌ３，‥‥を半径とする各円弧との交点Ｆ１
を求め、さらに推定走行位置と照合することにより自律
移動体１０の実際の走行位置を求め、自律移動体１０の
推定走行位置と実際の走行位置Ｆ１の誤差を修正する。

【００６４】（第４の誤差修正手順記憶部１１Ｂ４に記
憶された誤差修正手順） 第４の誤差修正手順（図１６乃至図１８参照）：主に
屋外などで、１つの超音波標識との距離を利用して誤差
修正を行なう場合に有効な誤差修正手順である。第４の
誤差修正手順は次の通りである。 （１）まず、超音波が返送されてくる時間をもとに、自
律移動体１０と超音波標識５０との距離ｌ１を求める
（第１のステップ；図１６および図１７（Ａ）。 （２）次に、前記走行位置推定手段１５により推定され
た推定走行位置をもとに自律移動体１０の走行にともな
い発生が予想される誤差範囲（自律移動体１０が走行す
るにつれて発生する、前記走行距離検出手段１３および
前記走行方向検出手段１４の検出誤差により発生する前
後左右方向の誤差範囲）を求めて重ね合わせて推定走行
範囲を求める（第２のステップ；推定走行範囲の求め方
は段落番号

【００６５】において詳述する。図１６及び図１７にお
いて符号Ｕで示される範囲である）。なお、２回目以降
の誤差修正の場合は、自律移動体１０の現在位置に後記
第８のステップで求めた推定される現在の走行範囲を重
ね合わせ、更に、（前回誤差修正が行なわれてから走行
した分によって発生した）誤差範囲を重ね合わせること
により新たな推定走行範囲を求める。 （３）前記距離検出手段１９により自律移動体１０との
距離が検出された超音波標識５０について、前記走行経
路記憶手段１２に記憶された当該超音波標識５０の位置
（座標）を中心として、検出された自律移動体１０と当
該超音波標識５０との距離ｌ１を半径とする推定予想位
置円を求める（第３のステップ；図１６および図１７
（Ａ）参照）。 （４）さらに、推定走行範囲Ｕと推定予想位置円とが重
複する部位である推定予想位置円の線分（円弧）を求め
る。自律移動体１０は、一応この線分上のいずれかに居
るとする（第４のステップ）。 （５）自律移動体１０は、上記（４）で求められた線分
上に居るとして、推定走行範囲および推定予想位置円に
対して最尤推量を適用することにより、最も確からしい
自律移動体１０の走行位置であるＷ［（ｘ，ｙ）；自律
移動体の座標］を求める（第５のステップ）。 （６）このＷを修正後の新たな走行位置（基準点）とし
て定め、あらためて走行位置を設定し直す（第６のステ
ップ；図１７（Ｂ）参照）。 （７）最尤推量によって求められた自律移動体１０の走
行位置であるＷ（ｘ，ｙ）は最も確からしい位置であっ
て自律移動体の真の走行位置と一致しているとは限らな
い。誤差を含んでいることを考慮せずに、このＷの座標
をそのまま次の誤差修正に使ってしまうと、かえって誤
差を大きくしてしまったり、走行位置を求めることがで
きない等の事態を惹起するおそれがある。そこで、誤差
分散行列を利用して、誤差を含んだ自律移動体の現在位
置を求め次回以降の誤差において利用することとしてい
る。ここでは、前記走行経路記憶手段１２に記憶された
理想的に設置されたときの超音波標識の位置データと実
際に設置された超音波標識の位置データとの誤差（ず
れ）により生じる自律移動体１０と超音波標識との距離
の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求
めた際に発生する誤差をもとに誤差分散行列によりその
誤差の範囲を求める（第７のステップ）。 （８）上記（５）で求めた最も確からしい自律移動体１
０の走行位置Ｗ（ｘ，ｙ）を基準として上記（７）で求
めた誤差の範囲を重ね合わせて誤差範囲を含んだ新たな
自律移動体１０の実際（現在）の走行位置を求め（第８
のスプ）、次回以降の誤差修正において利用する（図１
７（Ｃ）参照）。 この場合、上記（２）乃至（６）では、前記走行置推定
手段１５により推定された推定走行位置をもとに自律移
動体１０の走行にともない発生が予想される誤差範囲を
重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離
検出手段１９により自律移動体１０との距離が検出され
た超音波標識５０について、前記走行経路記憶手段１２
に記憶された当該超音波標識５０の位置を中心として、
検出された自律移動体１０と当該超音波標識５０との距
離ｌ１を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定
走行範囲Ｕと推定予想位置円が重複する範囲である推定
予想位置円の円弧ＰＱの重心Ｗ（ｘ，ｙ）を求めて自律
移動体１０の実際（現在）の走行位置する。この場合、
求められた重心Ｗ（ｘ，ｙ）は必ずしも自律移動体の真
の走行位置とはならないが、発生する誤差を最小限に抑
えることができる。

【００６５】（第４の誤差修正手順における推定走行範
囲の求め方）図１８を参照しながら、第４の誤差修正手
順における推定走行範囲Ｕの求め方を説明する。図１８
において、自律移動体１０の走行開始位置あるいは誤差
の修正が行なわれた位置であり、推定走行位置と実際の
走行位置が一致しているとみなされる位置（第４の誤差
修正手順により誤差の修正を行なった場合、推定走行位
置と実際の走行位置の誤差は少なくなるだけであるが、
ここでは推定走行位置と実際の走行位置が一致している
とみなす）を基準点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）とし、また、自
律移動体１０がこのＰ１（ｘ１，ｙ１）から距離ｌｐ走
行した後の推定走行位置をＰ２（ｘ２，ｙ２）とし、自
律移動体１０がＰ１（ｘ１，ｙ１）からＰ２（ｘ２，ｙ
２）まで距離ｌｐを移動した後に誤差の修正を行うもの
とする。このとき、自律移動体１０の進行方向に対して
は最大ｇ（ｇ：ｌ×β、βは任意に設定する誤差の割
合）の誤差が発生するものとし、また自律移動体１０の
進行方向と直交方向に対して最大ｈ（ｈ：ｌ×γ、γは
任意に設定する誤差の割合）の誤差が発生するものと
し、ｈ＞ｇであると仮定すると、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）を
中心として長軸の長さ２ｈ、短軸の長さ２ｇとする楕円
で囲まれた部分が、自律移動体１０が実際にいると推定
される推定走行範囲Ｕとなる。そして、自律移動体１０
の最も確からしい走行位置（実際の走行位置とする位
置）を求めるため、推定走行範囲Ｕと自律移動体１０と
超音波標識５０との距離ｌ１を半径とする推定予想位置
円とが重複する範囲である推定予想位置円の円弧ＰＱを
求め、さらにその円弧ＰＱの重心Ｗを求める。その後、
求められた重心Ｗの位置を自律移動体１０の実際の走行
位置として再設定することにより、推定走行位置と実際
の走行位置の誤差を修正する。

【００６６】ここで、第４の誤差修正手順について、計
算例を以下に示す。図１９において、時間ｔを関数とす
る自律移動体の走行位置ｐ（ｔ）をベクトル表示すると
き、数２で表すことができるとする。

【数２】 また、推定される位置および向きＰ（ｔ）をベクトル表
示するとき、数３で表すことができるとする。

【数３】 ３×３の誤差分散行列をΣ_ｐ（ｔ）、超音波標識の位置
を（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ）、自律移動体と超音波標識との距離を
ｒとし、自律移動体１０の位置をベクトルＳにて表示す
ると数４で表わすことができる。

【数４】 図１９において、点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））は、
（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ）を中心とする半径ｒの円弧上に存在する
ので、一般式ｇ［ｐ（ｔ），Ｓ］は数５で表わされる。

【数５】 自律移動体１０が超音波標識５０を検出すると、最尤推
量により位置の推定値は修正される。いま、最尤推量に
よって推定される位置を（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），θ
（ｔ））、角速度をω，理想的に設置されたときの超音
波標識の位置と実際に設置された超音波標識の位置との
誤差（ずれ）をσ_Ｓ，角速度ωの誤差をσ_Ｓ ^２，走行距
離検出手段１３および走行方向検出手段１４による検出
結果に対する誤差をＧ，走行距離検出手段１３および走
行方向検出手段１４による検出結果に対する誤差のベク
トル表示をＧ^Ｔ、自律移動体１０と超音波標識５０との
距離検出結果に対する誤差をＫ、自律移動体１０と超音
波標識５０との距離検出結果に対する誤差のベクトル表
示をＫ^Ｔとすると、最尤推量によって推定される位置
（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），θ（ｔ））は数６で、角速度ω
は数７で、走行距離検出手段および走行方向検出手段に
よる検出結果に対する誤差Ｇは数８で、自律移動体と超
音波標識との距離検出結果に対する誤差Ｋは数９でそれ
ぞれ表わされる。

【数６】

【数７】

【数８】

【数９】 そして、数６を修正後の実際の走行位置として設定し直
す。

【数６】 また、超音波標識５０の座標データについて、ｘ座標の
誤差をσ_ｘＢ、ｙ座標の誤差をσ_ｙＢ、超音波標識５０
の大きさ（超音波標識５０の赤外線検出手段および超音
波出力手段は超音波標識５０の外周面に設けられている
ため超音波標識５０の大きさを考慮する）による誤差を
σ_ｒとし、超音波標識５０の位置の誤差分散行列Σ_Ｓを
数１０のように示すと、角速度の誤差σ_Ｓ ^２は数１１の
ようにして求められる。

【数１０】

【数１１】 更に、デッドレコニングにより推定された位置の誤差分
散行列をΣ_ｐ（ｔ）とするとき、最尤推定後の誤差分散
行列は数１２で与えられる。

【数１２】

【００６７】第１乃至第４の誤差修正手順は以上の通り
であるが、自律移動体１０の走行にともない発生する推
定走行位置と実際の走行位置との誤差範囲が、走行位置
の検知にともない如何に変化するかを図２０および図２
１を用いて説明する。

【００６８】第１乃至第３の誤差修正手順のいずれかを
利用して走行位置の検知を行なう場合に、図２０の
（イ）（ロ）（ハ）の各地点で走行位置の検知が行なわ
れると、その時点で自律移動体１０の実際の走行位置が
定まるとともに、推定走行位置も１点に定まる。その
後、自律移動体１０が走行すると、そこから新たに誤差
範囲が発生する。

【００６９】一方、第４の誤差修正手順を利用して走行
位置の検知を行なう場合に、図２１の（ホ）（ヘ）
（ト）の各地点で走行位置の検知および新たな推定走行
範囲を求めるとすると、まず（ホ）の地点では、推定走
行範囲Ｕ１を利用して最も確からしい走行位置を求める
とともに、新たな推定走行範囲Ｕ２を求める。（ヘ）の
地点では、（ホ）の地点で求めた新たな推定走行範囲Ｕ
２と、（ホ）の地点から（ヘ）の地点まで走行する間に
発生する誤差範囲を加えて求めた推定走行範囲Ｕ３を利
用して最も確からしい走行位置を求めるとともに、新た
な推定走行範囲Ｕ４を求める。そして、（ト）の地点で
は、（ヘ）の地点と同様に、（ヘ）の地点で求めた新た
な推定走行範囲Ｕ４と、（ヘ）の地点から（ト）の地点
まで走行する間に発生する誤差範囲を加えて求めた推定
走行範囲Ｕ５を利用して最も確からしい走行位置を求め
るとともに、新たな推定走行範囲Ｕ６を求める。このよ
うにして、順次、推定走行範囲を更新する。

【００７０】したがって、第４の誤差修正手順を利用し
て走行位置の検知を行なった場合は、第１乃至第３の誤
差修正手順を利用して走行位置の検知を行なった場合に
比べ推定走行範囲は若干広くなるものの、推定走行範囲
は検知の都度新たに設定され誤差範囲は抑えられる。

【００７１】ところで、上記第１乃至４の各誤差修正手
順は、例示した箇所において最も効果を発揮するもので
あるが、屋外などにおいて２つの超音波標識からの距離
を検出して誤差を修正しようとする場合に、障害物など
の影響により１つの超音波標識との距離しか検出できな
い場合や、赤外線と超音波による送受信可能な範囲にも
ともと１つの超音波標識しか存在しない場合がある。そ
のような場合には、１つの誤差修正手順のみで自律移動
体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正−るの
では十分な効果を発揮できないおそれがある。

【００７２】また、複数の超音波標識からの距離が検出
された場合に、自律移動体の走行位置を修正する誤差修
正手順（上記第２及び第３の誤差修正手順）のみを用い
たのでは、障害物の影響などにより長時間にわたり走行
位置が修正されない可能性があり、自律移動体の推定走
行位置と実際の走行位置の間に大きな誤差が生ずるおそ
れがある。

【００７３】さらに、自律移動体の走行する位置によっ
て、誤差を修正するために最適な誤差修正手順は異な
る。

【００７４】そこで、自律移動体との距離が検出された
超音波標識の数に応じて上記第１乃至第４の誤差修正手
順を使い分け、自律移動体の推定位置と実際の走行位置
の誤差を修正することが望まれる。

【００７５】（第１乃至第４の誤差修正手順を用いて行
なう自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差
の修正）そこで、図２２、図２３を参照しながら、上記
第１乃至第４の誤差修正手順を用いて自律移動体の推定
走行位置と実際の走行位置の誤差の修正を良好に行なう
場合を説明する。

【００７６】図２２に自律移動体１０との距離が検出さ
れた超音波標識５０の数に応じて、前記走行・誤差修正
制御手段１１が前記第１乃至第４の誤差修正手順を選択
する場合のフローチャートを示す。 超音波標識との距離を検出？（Ｓ５１） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
なければステップ５２へ、１つでも検出されればステッ
プ５３へ進む。 誤差修正なし（Ｓ５２） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
ない場合、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行
位置の誤差の修正は行なわれない。 距離を１つ検出？（Ｓ５３） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
１つであればステップ５４へ、複数であればステップ５
５へ進む。 第４の誤差修正手順を利用（Ｓ５４） 自律移動体１０との距離を検出した超音波標識５０が１
つであるため、第４の誤差修正手順により、自律移動体
１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正す
る。 距離を２つ検出？（Ｓ５５） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
２つであればステップ５６へ、３つ以上であればステッ
プ５７へ進む。 第２の誤差修正手順を利用（Ｓ５６） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
２つであるため、第２の誤差修正手順により、自律移動
体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正す
る。 第３の誤差修正手順を利用（Ｓ５７） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
３つ以上であるため、第３の誤差修正手順により、自律
移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修
正する。

【００７７】以上のステップにより、自律移動体１０と
の距離が検出された超音波標識５０の数により、誤差修
正手順を自動的に使い分け（切換え）、自律移動体の推
定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。

【００７８】図２３に自律移動体１０が構造物の壁面８
０との距離を一定に保って走行している状態（以下「通
路走行モード」という）にあるか否か、および自律移動
体１０との距離が検出された超音波標識５０の数によっ
て、前記走行・誤差修正制御手段１１が前記第１乃至第
４の誤差修正手順を切換える場合のフローチャートを示
す。

【００７９】ここでは、通路走行モードにあるか否か
は、予め記憶する走行経路の情報として、走行経路のど
の区間が通路走行モードであるかを設定する情報を含め
ることによって切換えるか、あるいは予め記憶する走行
経路の情報中に、自律移動体１０と壁面８０との距離を
示す情報が与えられた時に、通路走行モードに切換え
る。 超音波標識との距離を検出？（Ｓ６１） 自律移動体１０との距離を検出できた超音波標識５０が
なければステップ６２へ、１つでもあればステップ６３
へ進む。 誤差修正なし（Ｓ６２） 超音波標識との距離が検出できない場合、自律移動体１
０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正は行な
われない。なお、自律移動体１０が通路走行モードにあ
る時は、壁面８０との距離を一定に保つように修正を行
う。 通路走行モードか？（Ｓ６３） 自律移動体１０が通路走行モードにある時はステップ６
４へ、通路走行モードにない時はステップ６５へ進む。 第１の誤差修正手順を利用（Ｓ６４） 自律移動体１０が通路走行モードにある場合、第１の誤
差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行位置と実
際の走行位置の誤差を修正する。 距離を１つ検出？（Ｓ６５） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
１つであればステップ６６へ、複数であればステップ６
７へ進む。 第４の誤差修正手順を利用（Ｓ６６） 自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１
０との距離が検出された超音波標識５０が１つであるた
め、第４の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定
走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。 距離を２つ検出？（Ｓ６７） 自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が
２つであればステップ６８へ、３つ以上であればステッ
プ６９へ進む。 第２の誤差修正手順を利用（Ｓ６８） 自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１
０との距離が検出された超音波標識が２つであるため、
第２の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行
位置と実際の走行位置の誤差を修正する。 第３の誤差修正手順を利用（Ｓ６９） 自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１
０との距離が検出された超音波標識５０が３つ以上であ
るため、第３の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の
推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。

【００８０】以上のステップにより、自律移動体１０が
通路走行モードにあるか否か、および自律移動体１０と
の距離を検出した超音波標識５０の数によって誤差修正
手順を自動的に使い分け（切換え）、自律移動体１０の
推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。

【００８１】前記誤差修正手順選択方法記憶部１１Ｂ５
は、自律移動体１０の走行方向に対して構造物の（側面
に存在する）壁面との距離を把握して自律走行している
場合は、第１の誤差修正手順を利用して推定走行位置と
実際の走行位置の誤差を修正し、自律移動体１０の走行
方向に対して構造物の壁面との距離を把握しないで自律
走行している場合は、第２乃至第４の走行誤差修正手順
の中から１つの走行誤差修正手順を選択し、推定走行位
置と実際の走行位置の誤差を修正する。

【００８２】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、本発明に
よれば次の効果を奏する。 超音波標識は赤外線パルスの受信により超音波を出力
するだけであり、従来のように識別番号を照合したり、
超音波とともに識別コードを送信する必要がないため、
応答時間が均一になるとともに、超音波標識に識別コー
ド発生手段を設ける必要がないことから全体の構成が簡
単になる（この場合、消費電力が少ないことから太陽電
池のみにより超音波標識を作動させることも可能であ
る）。 走行位置修正装置を構成する距離検出手段は自律移動
体と超音波標識の間に障害物が存在すると距離を検出し
ないため、誤った距離情報を得る余地が無く、安定した
距離情報を超音波標識から得ることが可能となる（従来
の距離検出に用いる超音波標識は、電波を受信すると超
音波を返送するものであり自律移動体と超音波標識の間
に障害物が存在する場合、超音波標識が超音波を返送し
た時に、超音波が障害物によって遮られるため直接自律
移動体には到達せず、周囲の壁面等で反射した反射波が
自律移動体に到達する余地が多分にあり、このため、自
律移動体と超音波標識の距離について、誤った検出結果
が得られるおそれがあった）。 超音波標識との距離が検出された数等に応じて、誤差
修正手順（アルゴリズム）を使い分けられ、自律移動体
が走行する場所の状況（廊下、屋外など）に応じて最適
なアルゴリズムが選択され、無用に超音波標識の数を増
やすことなく、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を
修正できる。 複数の超音波標識からの距離を検出して自律移動体の
推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正しようとす
る時に、１つの超音波標識からの距離しか検出できない
場合でも、検出された１つの超音波標識からの距離によ
り誤差を修正することができる。 走行位置修正装置が出力する赤外線をパルス状にする
ことにより、外乱光により超音波標識が誤作動しないよ
うにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】走行位置修正装置及び超音波標識の構成を示
すブロック図である。

【図 ２】走行位置修正装置を構成している走行・誤差
修正制御手段の構成を示すブロック図である。

【図 ３】自律移動体が１つの超音波標識との距離を検
出する場合の処理を示すフローチャートである。

【図 ４】超音波標識が超音波を出力する場合の処理を
示すフローチャートである。

【図 ５】自律移動体と超音波標識との距離が検出され
た場合のタイムチャートである。

【図 ６】自律移動体と超音波標識との距離が検出でき
ない場合のタイムチャートである。

【図 ７】自律移動体が所望の複数の超音波標識すべて
との距離を検出しようとする場合の処理を示すフローチ
ャートである。

【図 ８】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１
ｌ２，‥‥ｌｍが検出された場合のタイムチャートであ
る。

【図 ９】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１
ｌ２，‥‥，ｌｍのうち距離ｌｍを検出できない場合
（予想時間Ｔｍ＋αの経過により計時を終了する場合）
のタイムチャートである。

【図１０】自律移動体が所望の複数の超音波標識のう
ち、所定数（所望の複数の数より少ない数）の超音波標
識との距離を検出する場合の処理を示すフローチャート
である。

【図１１】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１
ｌ２，‥‥ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例
えば、ｌ１ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出される場合のタ
イムチャートである。

【図１２】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１
ｌ２，‥‥ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例
えば、ｌ１ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出できない場合の
タイムチャートである。

【図１３】第１の誤差修正手順を説明するための図であ
る。

【図１４】第２の誤差修正手順を説明するための図であ
る。

【図１５】第３の誤差修正手順を説明するための図であ
る。

【図１６】第４の誤差修正手順を説明するための図であ
る。

【図１７】第４の誤差修正手順を説明するための図であ
る。

【図１８】第４の誤差修正手順にける推定走行範囲の求
め方を説明するための図である。

【図１９】第４の誤差修正手順の計算例に用いる図であ
る。

【図２０】第１乃至第３の誤差修正手順において走行位
置を検出する際に生ずる誤差範囲を説明するための図で
ある。

【図２１】第４の誤差修正手順において走行位置を検出
する際に生ずる誤差範囲と推定走行範囲を説明するため
の図である。

【図２２】誤算修正手順を選択するときのフローチャー
トである。

【図２３】誤算修正手順を選択するときの他のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 走行位置修正装置 １０ 自律移動体 １１ 走行・誤差修正制御手段 １１Ａ 走行部 １１Ｂ 誤差修正部 １１Ｂ１ 第１の誤差修正手順記憶部 １１Ｂ２ 第２の誤差修正手順記憶部 １１Ｂ３ 第３の誤差修正手順記憶部 １１Ｂ４ 第４の誤差修正手順記憶部 １１Ｂ５ 誤差修正手順選択方法記憶部 １２ 走行経路記憶手段 １３ 走行距離検出手段 １４ 走行方向検出手段 １５ 走行位置推定手段 １６ 赤外線出力手段 １７ 超音波検出手段 １８ 計時手段 １９ 距離検出手段 ２０ 測距手段 ２１ 信号入出力手段 ５０ 超音波標識 ５０Ａ 超音波標識 ５０Ｂ 超音波標識 ５０Ｎ 超音波標識 ５１ａ 赤外線検出手段 ５１ｂ 赤外線検出手段 ５１ｎ 赤外線検出手段 ５２ａ 超音波出力手段 ５２ｂ 超音波出力手段 ５２ｎ 超音波出力手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力される超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを
   具備し、 自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波標識
   から出力される超音波を自律移動体が受信するまでの応
   答時間を計測し、自律移動体と超音波標識の距離を検出
   して自律移動体の走行位置の修正を行なうことを特徴と
   する自律移動体の走行位置修正装置。
2. 【請求項２】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶し
   ている走行経路記憶手段と、 自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、 自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、 前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求
   められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行
   位置を推定する走行位置推定手段と、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを
   具備し、 自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識
   から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応
   答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出
   し、 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置を
   もとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤
   差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、
   前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出され
   た超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶さ
   れた当該超音波標識の位置を中心として、検出された自
   律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予
   想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円
   が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求
   めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位置と
   実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位
   置修正装置。
3. 【請求項３】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶し
   ている走行経路記憶手段と、 自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、 自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、 前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求
   められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行
   位置を推定する走行位置推定手段と、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを
   具備し、 自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識
   から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応
   答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出
   し、 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置を
   もとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤
   差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行検
   出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせ
   た推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段に
   より自律移動体との距離が検出された超音波標識につい
   て、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識
   の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音
   波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更
   に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲であ
   る推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実
   際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走
   行位置との誤差を修正し、 次回に誤差を修正する場合に備え、前記走行経路記憶手
   段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の
   実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超
   音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の
   円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求め
   られた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲
   を予め求めておき、 次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段
   により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円
   弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律
   移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲であ
   る、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段
   の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新た
   な推定走行範囲を求め、 順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより
   推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正すること
   を特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
4. 【請求項４】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定
   走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行
   ・誤差修正制御手段と、 自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶し
   ている走行経路記憶手段と、 自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、 自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、 前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求
   められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行
   位置を推定する走行位置推定手段と、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを
   具備し、 自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識
   から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応
   答時間をもとに自律移動体と少なくとも１つの超音波標
   識の距離を検出し自律移動体の走行位置の修正を行なう
   ことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
5. 【請求項５】前記走行・誤差修正制御手段が、 自律移動体の走行を制御する走行部と、 自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離
   数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適
   の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位
   置との誤差の修正を図る誤差修正部とを備えてなる請求
   項４に記載の自律移動体の走行位置修正装置。
6. 【請求項６】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定
   走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行
   ・誤差修正制御手段と、 自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶し
   ている走行経路記憶手段と、 自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、 自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、 前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求
   められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行
   位置を推定する走行位置推定手段と、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と、 自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出
   する測距手段を具備し、 前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標
   識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶さ
   れた誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択
   し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する
   誤差修正部を備え、 該誤差修正部が、次のに示す第１乃至第４の誤
   差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体
   の走行位置修正装置。 構造物との距離を把握して自律走行している場合に、
   １つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出さ
   れた距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検
   出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
   求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
   実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
   との誤差を修正する第１の誤差修正手順。 ２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検
   出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそ
   れぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
   求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
   実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
   との誤差を修正する第２の誤差修正手順。 ３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞ
   れ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出され
   たそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実
   際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の
   誤差を修正する第３の誤差修正手順。 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置
   をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される
   誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるととも
   に、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出
   された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記
   憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出され
   た自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推
   定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位
   置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心
   を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位
   置と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正
   手順。
7. 【請求項７】自律移動体が走行距離および走行方向を検
   出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路
   に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位
   置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答し
   て超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体
   の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自
   律移動体の走行位置修正装置であって、 自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定
   走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行
   ・誤差修正制御手段と、 自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶し
   ている走行経路記憶手段と、 自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、 自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、 前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求
   められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行
   位置を推定する走行位置推定手段と、 赤外線を出力する赤外線出力手段と、 超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段
   と、 前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波
   検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出する
   までの応答時間を計時する計時手段と、 該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移
   動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と、 自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出
   する測距手段を具備し、 前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標
   識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶さ
   れた誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択
   し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する
   誤差修正部を備え、 該誤差修正部が、次のに示す第１乃至第４の誤
   差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体
   の走行位置修正装置。 構造物との距離を把握して自律走行している場合に、
   １つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出さ
   れた距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検
   出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
   求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
   実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
   との誤差を修正する第１の誤差修正手順。 ２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検
   出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそ
   れぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、
   求められた交点と推定走行位置とを照合することにより
   実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置
   との誤差を修正する第２の誤差修正手順。 ３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞ
   れ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出され
   たそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実
   際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の
   誤差を修正する第３の誤差修正手順。 前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置
   をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される
   誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行
   検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わ
   せた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段
   により自律移動体との距離が検出された超音波標識につ
   いて、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標
   識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超
   音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、
   更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲で
   ある推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の
   実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の
   走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正する場合
   に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識
   の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差
   により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤
   差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に
   発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円
   弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、次回に
   誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により
   推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重
   心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体
   の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前
   記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出
   誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定
   走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更
   新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤
   差を修正する第４の誤差修正手順。