JP2006236132A - Autonomous mobile robot - Google Patents

Autonomous mobile robot Download PDF

Info

Publication number
JP2006236132A
JP2006236132A JP2005051758A JP2005051758A JP2006236132A JP 2006236132 A JP2006236132 A JP 2006236132A JP 2005051758 A JP2005051758 A JP 2005051758A JP 2005051758 A JP2005051758 A JP 2005051758A JP 2006236132 A JP2006236132 A JP 2006236132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
arrival
radio wave
processing unit
estimation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005051758A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Komiyama
優 小宮山
Hitoshi Kitano
斉 北野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2005051758A priority Critical patent/JP2006236132A/en
Publication of JP2006236132A publication Critical patent/JP2006236132A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous mobile robot capable of detecting an arrival direction of an electric wave with high accuracy to have improved position measurement accuracy. <P>SOLUTION: An electric wave transmitter 1 has a position known in an absolute coordinate system and transmits the electric wave. An antenna 21 receives the electric waves from three or more electric wave transmitters 1, and detects the arrival direction of the electric wave from each the electric wave transmitter 1 in an arrival direction estimation part 23. An estimation processing part 24 finds a self-position by use of the positions of the electric wave transmitters 1 and the estimated arrival directions of the electric waves. An operation control part 33 controls movement by a traveling device 3 by use of map information in the absolute coordinate system stored in a map storage part 34 and the self-position found by the position measurement processing part 24. The position measurement processing part 24 estimates the arrival direction of the electric wave by a super decomposition method evaluating a correlation matrix generated by use of a reception vector having reception output reflecting reception directivity of the antenna 21 as a component. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、位置が既知である電波発信器から送信される電波の到来方向を推定することにより自己位置を求めて自律的に移動する自律移動ロボットに関するものである。   The present invention relates to an autonomous mobile robot that autonomously moves by obtaining its own position by estimating the arrival direction of a radio wave transmitted from a radio wave transmitter having a known position.

従来から、介護カート、工場内の無人搬送車などにおいて、複数個の電波標識を定位置に設置しておき、電波標識からのシグナルをアンテナで受信するとともに、アンテナで受信する各電波標識からのシグナルの到来方向を用いて現在位置を探知し、探知した現在位
(たとえば、特許文献1参照)。
特開2002−48855号公報(第0020段落、第0025−0026段落)
Conventionally, a plurality of radio signs are installed at fixed positions in nursing carts, automated guided vehicles in factories, etc., and signals from the radio signs are received by the antenna, and each radio sign received by the antenna is The current position is detected using the arrival direction of the signal, and the detected current position (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-48855 A (paragraphs 0020 and 0025-0026)

特許文献1にはシグナルの到来方向を検出する技術について特段の説明はなく、たとえば到来方向を検出するために、一般的な指向性アンテナを用い最大感度が得られるアンテナの向きを到来方向に対応付けるとすれば角度分解能は低く、現在位置を探知する精度が低くなるという問題が生じる。到来方向を検出するこの種の技術は、海上のように電波標識との距離が十分に遠いときには目的の精度を得ることができるが、室内や工場内のように電波標識との距離が比較的近いときには目的の精度を得ることができない。   Patent Document 1 does not specifically describe a technique for detecting the direction of arrival of a signal. For example, in order to detect the direction of arrival, a general directional antenna is used to associate the direction of the antenna that can obtain the maximum sensitivity with the direction of arrival If so, there is a problem that the angular resolution is low and the accuracy of detecting the current position is low. This type of technology that detects the direction of arrival can achieve the desired accuracy when the distance from the radio wave sign is sufficiently far, such as at sea, but the distance from the radio wave sign is relatively small such as indoors or in a factory. When close, the target accuracy cannot be obtained.

したがって、工場内などで用いる自律移動ロボットでは電波標識で大まかな位置を探知し、レーザや超音波を送受波するレーダを補助に用いて測位精度を高めているのが現状である。   Therefore, in the present situation, autonomous mobile robots used in factories and the like detect a rough position with a radio wave marker, and raise the positioning accuracy by using a radar that transmits and receives lasers and ultrasonic waves as assistance.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電波の到来方向を精度よく検出することを可能として測位精度を高めた自律移動ロボットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide an autonomous mobile robot that can accurately detect the direction of arrival of radio waves and has improved positioning accuracy.

請求項1の発明は、絶対座標系における位置が既知であって電波を送信する3個以上の電波発信器からの電波を各別に受信するとともに受信指向性を電子的に制御可能なアンテナと、アンテナを原点として設定されるアンテナ座標系における電波の到来方向をアンテナの出力から規定した期間毎に推定する到来方向推定部と、電波発信器の位置とアンテナにより受信した電波の到来方向とを用いて絶対座標系におけるアンテナの位置を求める測位処理部と、絶対座標系における地図情報を格納した地図記憶部と、少なくともアンテナを搭載し絶対座標系における任意の位置・方向に移動可能な走行装置と、測位処理部で求めたアンテナの位置が地図記憶部に格納した地図情報に含まれる既定の走行領域を移動するように走行装置を制御する運転制御部とを有し、測位処理部はアンテナの受信指向性を反映する受信出力を成分に持つ受信ベクトルを用いて生成した相関行列を評価する超分解法により電波の到来方向を推定することを特徴とする。   The invention according to claim 1 is an antenna capable of receiving radio waves from three or more radio wave transmitters whose positions in the absolute coordinate system are known and transmitting radio waves, respectively, and electronically controlling reception directivity; Using the arrival direction estimation unit that estimates the arrival direction of radio waves in the antenna coordinate system set with the antenna as the origin from the output of the antenna for each specified period, and the position of the radio wave transmitter and the arrival direction of radio waves received by the antenna A positioning processing unit that determines the position of the antenna in the absolute coordinate system, a map storage unit that stores map information in the absolute coordinate system, and a traveling device that is equipped with at least an antenna and is movable in any position / direction in the absolute coordinate system The operation of controlling the traveling device so that the position of the antenna obtained by the positioning processing unit moves in a predetermined traveling region included in the map information stored in the map storage unit. A positioning unit that estimates a direction of arrival of radio waves by a super-decomposition method that evaluates a correlation matrix generated using a reception vector whose component is a reception output that reflects the reception directivity of the antenna. Features.

この構成によれば、受信指向性を電子的に制御可能なアンテナを用いるとともに、アンテナの受信指向性を反映する受信出力を成分に持った受信ベクトルから相関行列を生成し、この相関行列を評価する超分解法を用いて電波の到来方向を推定するから、電波の到来方向を、たとえば数度以下の精度で検出することが可能になり、測位精度を高めることができる。その結果、室内や工場内であっても他に位置を検出するための補助的な装置を用いることなく目的とする位置精度を確保することが可能になる。   According to this configuration, an antenna capable of electronically controlling the reception directivity is used, a correlation matrix is generated from a reception vector having a reception output that reflects the reception directivity of the antenna as a component, and the correlation matrix is evaluated. Since the direction of arrival of radio waves is estimated using the super-decomposition method, the direction of arrival of radio waves can be detected with an accuracy of, for example, several degrees or less, and positioning accuracy can be improved. As a result, it is possible to ensure the target position accuracy without using any other auxiliary device for detecting the position even in a room or factory.

請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記走行装置は移動距離および移動方向を前記地図記憶部に格納した地図情報と照合することにより現在位置を検出する位置センサを搭載し、前記測位処理部は、求めた前記アンテナの位置の周囲に第1の誤差領域を設定するとともに、前記位置センサにより求めた現在位置の周囲に第2の誤差領域を設定し、第1の誤差領域と第2の誤差領域とが重複する領域内の代表点を自己位置として求めることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the traveling device includes a position sensor that detects a current position by comparing a moving distance and a moving direction with map information stored in the map storage unit. The positioning processing unit sets a first error area around the obtained antenna position, and sets a second error area around the current position obtained by the position sensor. A representative point in an area where the second error area overlaps is obtained as a self-position.

この構成によれば、電波発信器からの電波の到来方向から現在位置を求めるだけではなく、移動距離および移動方向からも現在位置を求め、2種類の方法で求めた現在位置について設定した誤差領域が重なる部分から現在位置を抽出するから、単独の方法で求めた現在位置を用いる場合よりも求めた現在位置の信頼性を高めることができる。   According to this configuration, not only the current position is obtained from the arrival direction of the radio wave from the radio wave transmitter, but also the current position is obtained from the movement distance and the movement direction, and the error region set for the current position obtained by two types of methods. Since the current position is extracted from the overlapping portion, the reliability of the obtained current position can be improved as compared with the case where the current position obtained by a single method is used.

請求項3の発明では、請求項2の発明において、前記地図記憶部の地図情報は前記電波発信器の設置場所ごとに既定した設置位置の誤差範囲の情報を含み、前記測位処理部は前記アンテナの位置を求める際に用いた電波発信器の位置を地図記憶部に照合し、電波発信器の設置位置の誤差範囲を加味してアンテナの位置の周囲に前記第1の誤差領域を設定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the map information in the map storage unit includes information on an error range of a predetermined installation position for each installation location of the radio wave transmitter, and the positioning processing unit includes the antenna. The position of the radio wave transmitter used when obtaining the position of the radio wave is collated with the map storage unit, and the first error region is set around the antenna position taking into account the error range of the radio wave transmitter installation position. It is characterized by.

この構成によれば、第1の誤差領域を電波発信器の設置位置の誤差範囲を加味して設定するから、電波発信器の設置位置の誤差を考慮した測位が可能になる。   According to this configuration, since the first error region is set in consideration of the error range of the installation position of the radio wave transmitter, positioning can be performed in consideration of the error of the installation position of the radio wave transmitter.

請求項4の発明では、請求項2または請求項3の発明において、 前記到来方向推定部でアンテナの出力を取得した時刻から前記測位処理部で測位結果がが得られた時刻までの間の走行装置による位置変位を前記位置センサにより検出し、測位処理部で求めた位置を位置センサで検出した位置変位で補正した結果をアンテナの現在位置とすることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, the vehicle travels from the time when the output of the antenna is acquired by the arrival direction estimating unit to the time when the positioning result is obtained by the positioning processing unit. The position displacement by the device is detected by the position sensor, and the result obtained by correcting the position obtained by the positioning processing unit with the position displacement detected by the position sensor is defined as the current position of the antenna.

この構成によれば、到来方向推定部や測位処理部での処理時間が比較的長い場合であって電波を受信してから測位結果が得られるまでにアンテナの位置が変位していたとしても、アンテナの位置変位を考慮した補正を行うことで、処理時間に関わりなく現在位置を精度よく求めることが可能になる。   According to this configuration, even if the processing time in the direction of arrival estimation unit and the positioning processing unit is relatively long and the position of the antenna is displaced from when the radio wave is received until the positioning result is obtained, By performing correction in consideration of the position displacement of the antenna, the current position can be obtained accurately regardless of the processing time.

請求項5の発明では、請求項1ないし請求項4の発明において、前記到来方向推定部は異なる複数種類の推定方法で前記アンテナの出力から電波の到来方向を推定可能であって、前記地図記憶部は到来方向推定部での推定方法を地図情報に対応付けてあり、前記測位処理部で求めたアンテナの位置を到来方向の推定毎に地図情報に照合して得られる推定方法を次の推定に用いるように到来方向推定部に指示する選択処理部を備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the arrival direction estimation unit can estimate the arrival direction of radio waves from the output of the antenna by using different types of estimation methods, and the map storage The unit associates the estimation method in the direction-of-arrival estimation unit with map information, and the following estimation method is obtained by checking the position of the antenna obtained in the positioning processing unit against the map information for each estimation of the direction of arrival. And a selection processing unit that instructs the arrival direction estimation unit to be used.

この構成によれば、アンテナでの電波の受信環境に応じて当該受信環境に適した推定方法を用いて電波の到来方向を推定するから、当該受信環境に応じて誤差の少ない推定方法を選択することで、現在位置を精度よく求めることが可能になる。   According to this configuration, since the direction of arrival of radio waves is estimated using an estimation method suitable for the reception environment according to the reception environment of radio waves at the antenna, an estimation method with less error is selected according to the reception environment. Thus, the current position can be obtained with high accuracy.

請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5の発明において、前記測位処理部は、前記到来方向推定部での到来方向の推定毎に求めた前記アンテナの位置の位置変位が、前記走行装置の性能から得られる位置変位を越えるときには得られた位置を異常値として破棄することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the present invention, the positioning processing unit is configured such that the position displacement of the antenna position obtained for each estimation of the arrival direction by the arrival direction estimation unit is the travel distance. When the position displacement obtained from the performance of the apparatus is exceeded, the obtained position is discarded as an abnormal value.

この構成によれば、既定の時間毎に求めた現在位置の位置変位が異常値であるときには現在位置として採用しないから、電波を受信する上での特異点である場合やマルチパスの影響で現在位置を求めることができないような場所で発生する異常値が測位結果に混入するのを防止でき、測位結果の信頼性が高くなる。   According to this configuration, when the position displacement of the current position obtained every predetermined time is an abnormal value, it is not adopted as the current position, so if it is a singular point in receiving radio waves or due to the influence of multipath, It is possible to prevent an abnormal value generated in a place where the position cannot be obtained from being mixed into the positioning result, and the reliability of the positioning result is increased.

本発明の構成によれば、受信指向性を電子的に制御可能なアンテナを用いるとともに、アンテナの受信指向性を反映する受信出力を成分に持った受信ベクトルから相関行列を生成し、この相関行列を評価する超分解法を用いて電波の到来方向を推定するから、電波の到来方向を、たとえば数度以下の精度で検出することが可能になり、測位精度を高めることができるという利点がある。すなわち、室内や工場内であっても他に位置を検出するための補助的な装置を用いることなく目的とする位置精度を確保することが可能になるという利点がある。   According to the configuration of the present invention, an antenna capable of electronically controlling the reception directivity is used, and a correlation matrix is generated from a reception vector having a reception output reflecting the reception directivity of the antenna as a component. Since the direction of arrival of radio waves is estimated using a super-decomposition method for evaluating the radio wave, it is possible to detect the direction of arrival of radio waves with accuracy of, for example, several degrees or less, and there is an advantage that positioning accuracy can be improved. . That is, there is an advantage that the target position accuracy can be ensured without using any other auxiliary device for detecting the position even in the room or factory.

以下に説明する自律移動ロボットは、無人搬送車、無人清掃車、ショッピングカートなどを想定しているが、本発明の技術思想の範囲内において他の装置に用いることを妨げるものではない。   The autonomous mobile robot described below is assumed to be an automatic guided vehicle, an automatic guided vehicle, a shopping cart, etc., but does not preclude use in other devices within the scope of the technical idea of the present invention.

本実施形態は、図1に示すように、モータやエンジンのような駆動源31の駆動力で走行する走行装置3を備え、この走行装置3に現在の自己位置(以下、「現在位置」という)を検出するための構成を搭載したものである。現在位置は2種類の技術を用いて検出する。すなわち、定位置に配置した電波標識となる電波発信器1からの電波を受信し、電波発信器1の既知の位置と電波の到来方向とから現在位置を求める技術と、走行装置3で走行したときの移動距離および移動方向を検出して現在位置を求める技術とを併用している。   As shown in FIG. 1, the present embodiment includes a traveling device 3 that travels with a driving force of a driving source 31 such as a motor or an engine, and the traveling device 3 includes a current self-position (hereinafter referred to as “current position”). ) Is installed. The current position is detected using two types of techniques. That is, a radio wave from the radio wave transmitter 1 serving as a radio wave sign placed at a fixed position is received, and the traveling device 3 travels with a technique for obtaining the current position from the known position of the radio wave transmitter 1 and the arrival direction of the radio wave. This technology is also used in combination with a technique for detecting the current moving position and moving direction and obtaining the current position.

電波発信器1からの電波は走行装置3に搭載されたアンテナ21により受信され、アンテナ21の出力は受信信号処理部22において不要成分が除去されるとともにデジタル信号に変換される。受信信号処理部22の出力はDSP(デジタルシグナルプロセッサ)を含む到来方向推定部23に入力され電波の到来方向が推定される。また、電波発信器1の位置は位置記憶部25にあらかじめ格納されており、位置記憶部25に格納された位置と到来方向推定部23で推定された電波の到来方向とにより測位処理部24で現在位置が求められる。測位処理部24で求めた現在位置は運転制御部33に入力され、運転制御部33は、地図記憶部34に格納された地図情報を参照し、測位処理部24で求めた現在位置が、地図記憶部34に記憶した地図情報に含まれる既定の走行領域内を移動するように駆動源31を制御する。たとえば、走行領域を走行経路として設定すれば、走行装置3は走行経路に沿って移動する。あるいはまた、走行領域を移動が許容された範囲として設定し、当該範囲の境界における振る舞いをルール(たとえば、「境界に達すると境界に沿って移動する」、「境界にX度で侵入するとX+α度で方向転換する」など)として設定しておけば、走行領域内を縦横に動き回らせることが可能になる。なお、位置記憶部25および地図記憶部34には書換可能な不揮発性の半導体メモリを用いるのが望ましい。   Radio waves from the radio wave transmitter 1 are received by the antenna 21 mounted on the traveling device 3, and the output of the antenna 21 is converted into a digital signal while unnecessary components are removed by the reception signal processing unit 22. The output of the reception signal processing unit 22 is input to an arrival direction estimation unit 23 including a DSP (digital signal processor) to estimate the arrival direction of radio waves. The position of the radio wave transmitter 1 is stored in the position storage unit 25 in advance, and the positioning processing unit 24 uses the position stored in the position storage unit 25 and the arrival direction of the radio wave estimated by the arrival direction estimation unit 23. The current position is required. The current position obtained by the positioning processing unit 24 is input to the operation control unit 33, and the operation control unit 33 refers to the map information stored in the map storage unit 34, and the current position obtained by the positioning processing unit 24 is the map. The drive source 31 is controlled to move within a predetermined travel area included in the map information stored in the storage unit 34. For example, if the travel region is set as the travel route, the travel device 3 moves along the travel route. Alternatively, the travel area is set as a range in which movement is permitted, and the behavior at the boundary of the range is determined by a rule (for example, “When the boundary is reached, move along the boundary”, “When entering the boundary at X degrees, X + α degrees If it is set as “change direction”, etc., it becomes possible to move around in the running area vertically and horizontally. Note that it is desirable to use a rewritable nonvolatile semiconductor memory for the position storage unit 25 and the map storage unit 34.

一方、走行装置3で走行したときの移動距離を求めるための速度センサ32aと、走行装置3で走行したときの移動方向を求めるためのジャイロセンサ32bとを備える位置センサ32も走行装置3に搭載されている。速度センサ32aの出力は積分されることにより距離に換算され、ジャイロセンサ32bで検出された移動方向の変化に対応付けられる。位置センサ32には地図記憶部34に格納した地図情報と照合する機能もあり、移動距離および移動方向を地図情報に照合することによって位置センサ32の出力から現在位置を求めることが可能になっている。ただし、位置センサ32は始点位置に対する相対位置しか検出することができないから、地図記憶部34に記憶した地図情報に始点位置を設定しておくことが必要である。また、走行距離が長くなれば測定した位置の誤差が大きくなるから、適宜位置で始点位置を再設定することが必要である。たとえば既知位置に設けたマークを通過したときに、始点位置の再設定が行われるようにしておけばよい。なお、走行装置3が左右の車輪を持つ構成であるときには、位置センサ32にジャイロセンサ32bを設ける代わりに左右の車輪の回転数差を用いて移動方向を検出してもよい。   On the other hand, a position sensor 32 including a speed sensor 32a for obtaining a moving distance when traveling by the traveling device 3 and a gyro sensor 32b for obtaining a moving direction when traveling by the traveling device 3 is also mounted on the traveling device 3. Has been. The output of the speed sensor 32a is converted into a distance by integration, and is associated with the change in the moving direction detected by the gyro sensor 32b. The position sensor 32 also has a function of collating with the map information stored in the map storage unit 34, and the current position can be obtained from the output of the position sensor 32 by collating the movement distance and the movement direction with the map information. Yes. However, since the position sensor 32 can only detect a relative position with respect to the start point position, it is necessary to set the start point position in the map information stored in the map storage unit 34. Further, since the error in the measured position increases as the travel distance becomes longer, it is necessary to reset the starting point position at an appropriate position. For example, the start position may be reset when passing a mark provided at a known position. When the traveling device 3 has left and right wheels, instead of providing the position sensor 32 with the gyro sensor 32b, the moving direction may be detected by using the difference in rotational speed between the left and right wheels.

以下では、電波発信器1からの電波を受信して現在位置を検出する技術について説明する。現在位置を検出するためにアンテナ21では3個以上の電波発信器1からの電波を受信し、各電波発信器1からの電波の到来方向を検出することが必要になる。つまり、図2に示すように、適宜に設定した絶対座標系O−XYZにおける既知位置に電波発信器1を固定し、各電波発信器1からの電波の到来方向をそれぞれアンテナ21で検出することにより、絶対座標系O−XYZにおけるアンテナ21の位置を求めるのである。電波発信器1の位置は三次元で表してもよいが、高さ(Z)については考慮せず電波発信器1の位置を地面に沿った二次元平面(XY平面)内の位置で表すものとする。したがって、アンテナ21の位置も高さは考慮せず地面に沿った二次元平面内の位置で表す。また、アンテナ21にはアンテナ座標系o−xyzを設定する。上述のように、高さ(Z)(z)は無視しているから、絶対座標系O−XYZに対するアンテナ座標系o−xyzの自由度は、XY平面内での位置とz軸回りの回転との3自由度になる。   Below, the technique which receives the electromagnetic wave from the electromagnetic wave transmitter 1 and detects a present position is demonstrated. In order to detect the current position, the antenna 21 needs to receive radio waves from three or more radio wave transmitters 1 and detect the arrival directions of the radio waves from the radio wave transmitters 1. That is, as shown in FIG. 2, the radio wave transmitter 1 is fixed at a known position in an appropriately set absolute coordinate system O-XYZ, and the arrival direction of the radio wave from each radio wave transmitter 1 is detected by the antenna 21 respectively. Thus, the position of the antenna 21 in the absolute coordinate system O-XYZ is obtained. The position of the radio wave transmitter 1 may be represented in three dimensions, but the height (Z) is not considered and the position of the radio wave transmitter 1 is represented by a position in a two-dimensional plane (XY plane) along the ground. And Therefore, the position of the antenna 21 is also represented by a position in a two-dimensional plane along the ground without considering the height. Further, the antenna coordinate system o-xyz is set for the antenna 21. As described above, since the height (Z) (z) is ignored, the degree of freedom of the antenna coordinate system o-xyz relative to the absolute coordinate system O-XYZ depends on the position in the XY plane and the rotation around the z axis. And 3 degrees of freedom.

アンテナ21としては、電波の到来方向を高分解能で検出するために、受信指向性を電子的に制御可能な電子制御式のアレイアンテナ(電子走査アンテナ)を用いる。この種のアレイアンテナとしては、モノポールであるアンテナ素子21aを複数個(図示例では4個)配列したアクティブアレイアンテナのほか、モノポールである励振素子(アンテナ素子)の周囲に複数本の非励振素子(パラサイト素子)を等角度間隔で配置したパラサイト負荷切替型アンテナ(いわゆるESPERアンテナ)も知られている。ただし、本実施形態ではパラサイト負荷切替型アンテナは用いない。これは、パラサイト負荷切替型アンテナを用いて電波の到来方向を求めるには、各パラサイト素子のインピーダンスを切り換えて受信条件を変化させる必要があるのに対して、アンテナ21の位置が走行装置3により時々刻々移動しており、パラサイト負荷切替型アンテナを用いると現在位置の測定誤差が大きくなるからである。   As the antenna 21, an electronically controlled array antenna (electronic scanning antenna) capable of electronically controlling the reception directivity is used in order to detect the arrival direction of radio waves with high resolution. As this type of array antenna, in addition to an active array antenna in which a plurality (four in the illustrated example) of monopole antenna elements 21a are arranged, a plurality of non-pole antenna elements 21a are arranged around a monopole excitation element (antenna element). A parasite load switching antenna (so-called ESPER antenna) in which excitation elements (parasite elements) are arranged at equal angular intervals is also known. However, the parasite load switching type antenna is not used in this embodiment. In order to obtain the direction of arrival of radio waves using a parasite load switching antenna, it is necessary to change the reception conditions by switching the impedance of each parasite element, whereas the position of the antenna 21 is determined by the traveling device 3. This is because it is moving every moment, and using a parasite load switching antenna increases the measurement error at the current position.

アクティブアレイアンテナは、図2に示すように、アンテナ素子21aを円周上に配列した構成を有し、各アンテナ素子21aで受信した電波の周波数および受信相関とを用いて電波の到来方向を推測する。この構成のアンテナ21を用いると、受信条件を変化させることなく電波の到来方向を推測することができるから、電波の到来方向を短時間で求めることができる。つまり、電波発信器1とアンテナ21との相対位置が比較的短時間で変動する場合でも電波の到来方向を正確に求めることができる。   As shown in FIG. 2, the active array antenna has a configuration in which antenna elements 21a are arranged on the circumference, and the arrival direction of radio waves is estimated using the frequency and reception correlation of the radio waves received by each antenna element 21a. To do. When the antenna 21 having this configuration is used, the arrival direction of the radio wave can be estimated without changing the reception condition, and thus the arrival direction of the radio wave can be obtained in a short time. That is, even when the relative position between the radio wave transmitter 1 and the antenna 21 fluctuates in a relatively short time, the arrival direction of the radio wave can be accurately obtained.

各電波発信器1からの電波は識別可能な情報を含み、受信信号処理部22において、どの電波発信器1からの電波であるかを識別できるようになっている。このような識別の技術は種々知られているが、本実施形態では、電波発信器1ごとに出力周波数を異ならせる方法を採用する。ただし、多数台の電波発信器1で出力周波数を互いに異ならせると、占有する周波数帯域が広くなって不都合であるから、時分割多重化方式(TDD)を用いて各電波発信器1ごとに識別符号を含む信号列を間欠的に送信する方式を採用してもよい。また、周波数と時間とを併用した多重化方式(FDD/TDD)を採用してもよい。いずれにせよ、受信信号処理部22において各電波発信器1からの信号を識別し、電波発信器1ごとに信号を分離して到来方向推定部23に引き渡す。到来方向推定部23では、後述する方法により各電波発信器1ごとに電波の到来方向を推定する。   The radio wave from each radio wave transmitter 1 includes identifiable information, and the received signal processing unit 22 can identify which radio wave transmitter 1 is the radio wave. Various techniques for such identification are known, but in the present embodiment, a method of varying the output frequency for each radio wave transmitter 1 is adopted. However, since it is inconvenient if the output frequencies of the plurality of radio wave transmitters 1 are different from each other because the occupied frequency band becomes wide, it is difficult to identify each radio wave transmitter 1 by using time division multiplexing (TDD). A method of intermittently transmitting a signal sequence including a code may be employed. Moreover, you may employ | adopt the multiplexing system (FDD / TDD) which used frequency and time together. In any case, the reception signal processing unit 22 identifies the signal from each radio wave transmitter 1, separates the signal for each radio wave transmitter 1, and delivers it to the arrival direction estimation unit 23. The arrival direction estimation unit 23 estimates the arrival direction of radio waves for each radio wave transmitter 1 by a method described later.

ところで、測位処理部24では以下の方法によりアンテナ21の位置を求める。図2に示すように、アンテナ座標系o−xyzはアンテナ21に原点(o)を設定してあり、測位処理部24では絶対座標系O−XYZのXY平面内での原点(o)の位置の座標(X,Y)を求める。原点(o)の座標(X,Y)を求めるために用いることができる情報は、3個以上の電波発信器1の絶対座標系O−XYZでの位置と電波発信器1からの電波の到来方向である。ただし、アンテナ座標系o−xyzのz軸回りでの回転、つまりX軸とx軸とがなす角度は不明であるから、電波到来方向について絶対座標系O−XYZにおける方位は求めることができない。絶対座標系O−XYZに関して求めることができる角度の情報は、2個の電波発信器1からの電波の到来方向の角度差になる。一方、絶対座標系O−XYZでの電波発信器1の位置は位置記憶部25に格納されているから、2個の電波発信器1からの電波の到来方向の角度差がわかると、2個の電波発信器1を結ぶ線分を弦とし、2個の電波発信器1からの電波の到来方向の角度差を前記弦に張る円周角とする1個の円周を設定することができる。この円周は、2個の電波発信器1とアンテナ21の原点(o)とを通る円周になる。   By the way, the positioning processing unit 24 obtains the position of the antenna 21 by the following method. As shown in FIG. 2, the antenna coordinate system o-xyz has an origin (o) set on the antenna 21, and the positioning processing unit 24 positions the origin (o) in the XY plane of the absolute coordinate system O-XYZ. The coordinates (X, Y) are obtained. Information that can be used to determine the coordinates (X, Y) of the origin (o) is the position of the three or more radio wave transmitters 1 in the absolute coordinate system O-XYZ and the arrival of radio waves from the radio wave transmitters 1. Direction. However, since the rotation of the antenna coordinate system o-xyz around the z-axis, that is, the angle formed by the X-axis and the x-axis is unknown, the azimuth in the absolute coordinate system O-XYZ cannot be obtained for the radio wave arrival direction. The angle information that can be obtained with respect to the absolute coordinate system O-XYZ is an angle difference between the arrival directions of the radio waves from the two radio wave transmitters 1. On the other hand, since the position of the radio wave transmitter 1 in the absolute coordinate system O-XYZ is stored in the position storage unit 25, if the angle difference between the arrival directions of the radio waves from the two radio wave transmitters 1 is known, It is possible to set one circumference with a line segment connecting the radio wave transmitters 1 as a string and an angle difference in the direction of arrival of radio waves from the two radio wave transmitters 1 as a circumferential angle extending over the string. . This circumference is a circumference that passes through the two radio wave transmitters 1 and the origin (o) of the antenna 21.

すなわち、3個の電波発信器1からの電波についてアンテナ座標系o−xyzでの到来方向を検出すれば、通常は2個の円周を設定することができ、両円周の交点にアンテナ21の原点が位置すると推定することができる。ただし、2個の円周の交点は2個存在するが、一方の交点はアンテナ21の位置ではなく、2個の円周の設定に共用した電波発信器1の位置になる。言い換えると、2個の円周の2個の交点のうち電波発信器1の位置ではないほうがアンテナ21の位置になる。測位演算部24は、上述の原理によって絶対座標系O−XYZにおけるアンテナ21の原点(o)の位置の座標(X,Y)を求める演算を行う。この演算は、カッシーニの解法として知られている。カッシーニの解法については既知であるから、演算式のみを示す。   That is, if the arrival directions in the antenna coordinate system o-xyz are detected for the radio waves from the three radio wave transmitters 1, normally two circumferences can be set, and the antenna 21 is set at the intersection of both circumferences. It can be estimated that the origin of is located. However, although there are two intersections of two circumferences, one intersection is not the position of the antenna 21 but the position of the radio wave transmitter 1 shared for setting the two circumferences. In other words, the position of the antenna 21 is not the position of the radio wave transmitter 1 among the two intersections of the two circumferences. The positioning calculation unit 24 performs a calculation for obtaining the coordinates (X, Y) of the position of the origin (o) of the antenna 21 in the absolute coordinate system O-XYZ based on the principle described above. This operation is known as Cassini's solution. Since the Cassini solution is known, only the arithmetic expression is shown.

いま、3個の電波発信器1の設置位置の座標が既知であるとする。また、アンテナ座標系o−xyzにおける各電波発信器1からの電波の到来方向も既知であるとする。図3に従って3個の電波発信器1の位置をそれぞれ点P1〜P3で表し、XY平面における点P1〜P3の座標を、それぞれ(X1,Y1)(X2,Y2)(X3,Y3)とする。また、点P1,P2の位置の電波発信器1から受信した電波の到来方向の角度差(円周角)をA、点P2,P3の位置の電波発信器1から受信した電波の到来方向の角度差(円周角)をBとする。   Assume that the coordinates of the installation positions of the three radio wave transmitters 1 are already known. Further, it is assumed that the arrival directions of radio waves from each radio wave transmitter 1 in the antenna coordinate system o-xyz are also known. According to FIG. 3, the positions of the three radio wave transmitters 1 are represented by points P1 to P3, respectively, and the coordinates of the points P1 to P3 on the XY plane are (X1, Y1) (X2, Y2) (X3, Y3), respectively. . Further, the angle difference (circumferential angle) of the direction of arrival of the radio wave received from the radio wave transmitter 1 at the points P1 and P2 is A, and the direction of arrival of the radio wave received from the radio wave transmitter 1 at the points P2 and P3 is indicated. The angle difference (circumferential angle) is B.

線分P1P2を弦としこの弦に張る円周角Aの円周と、線分P2P3を弦としこの弦に張る円周角Bの円周とを設定すると、両円周の交点P,P2のうち点P2ではないほうがアンテナ21の位置になる。つまり、座標(X1,Y1)(X2,Y2)(X3,Y3)と角度差A,Bとから、座標(X,Y)を求める。交点Pの座標(X,Y)を求めるには、線分P2Pに直交し点Pを通る補助線を設定する。この補助線と各円周との交点をPc,Pdとするとき、線分P2Pc,P2Pdはそれぞれ各円の直径になる。ここで、点Pc,Pdの座標をそれぞれ(Xc,Yc)(Xd,Yd)とする。以上の関係を用いることによって、座標(X,Y)は数1のように表すことができる。   When the circumference of the circumference angle A that stretches around this string with the line segment P1P2 as the string and the circumference of the circumference angle B that stretches around this string with the line segment P2P3 as the string are set, the intersections P and P2 of both circumferences Of these, the position of the antenna 21 is not the point P2. That is, the coordinates (X, Y) are obtained from the coordinates (X1, Y1) (X2, Y2) (X3, Y3) and the angle differences A, B. In order to obtain the coordinates (X, Y) of the intersection point P, an auxiliary line orthogonal to the line segment P2P and passing through the point P is set. When the intersections between the auxiliary line and each circumference are Pc and Pd, the line segments P2Pc and P2Pd are the diameters of the respective circles. Here, the coordinates of the points Pc and Pd are respectively (Xc, Yc) (Xd, Yd). By using the above relationship, the coordinates (X, Y) can be expressed as in Equation 1.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

また、求めた座標(X,Y)を用いることにより、1つの電波発信器1に関して、アンテナ座標系o−xyzにおける電波の到来方向φ1と、絶対座標系O−XYZにおける電波発信器1の位置の座標(X1,Y1)とから、次式によりアンテナ座標系o−xyzの絶対座標系O−XYZに対するZ軸回りの回転角度θ(図2参照)、言い換えるとアンテナ21の絶対座標系O−XYZにおける方位を求めることができる。
θ=tan−1{(Y1−Y)/(X1−X)}−φ1
以上のように、3個の電波発信器1からの電波の到来方向と各電波発信器1の座標(X1,Y1)(X2,Y2)(X3,Y3)とを用いることにより、アンテナ21の位置の座標(X,Y)とアンテナ21の方位とを知ることができる。
Further, by using the obtained coordinates (X, Y), with respect to one radio wave transmitter 1, the arrival direction φ1 of the radio wave in the antenna coordinate system o-xyz and the position of the radio wave transmitter 1 in the absolute coordinate system O-XYZ. From the coordinates (X1, Y1) of the antenna 21, the rotation angle θ around the Z axis with respect to the absolute coordinate system O-XYZ of the antenna coordinate system o-xyz (see FIG. 2), in other words, the absolute coordinate system O- The orientation in XYZ can be obtained.
θ = tan −1 {(Y1−Y) / (X1−X)} − φ1
As described above, by using the arrival directions of the radio waves from the three radio wave transmitters 1 and the coordinates (X1, Y1) (X2, Y2) (X3, Y3) of each radio wave transmitter 1, the antenna 21 The position coordinates (X, Y) and the orientation of the antenna 21 can be known.

ところで、測位処理部24においてアンテナ21の位置を算出するには、アンテナ21の出力を用い到来方向推定部23において各電波発信器1からの電波の到来方向を推定する必要がある。以下では、アンテナ21の出力から到来方向推定部23において電波発信器1からの電波の到来方向を推定するまでの動作について説明する。   Incidentally, in order to calculate the position of the antenna 21 in the positioning processing unit 24, it is necessary to estimate the arrival direction of the radio wave from each radio wave transmitter 1 in the arrival direction estimation unit 23 using the output of the antenna 21. In the following, the operation from the output of the antenna 21 until the arrival direction estimation unit 23 estimates the arrival direction of the radio wave from the radio wave transmitter 1 will be described.

本実施形態で用いるアンテナ21は、アクティブアレイアンテナであるから、各アンテナ素子21aでの受信時刻の差を求める必要がある。受信時刻の差はアンテナ座標系o−xyzにおける電波の到来方向に対応するから、アクティブアレイアンテナにおいてアンテナ素子21aでの受信時刻の差を求めることは受信指向性を制御することと等価になる。受信信号処理部22は、アンテナ素子21aごとに増幅器22a、周波数変換器22b、A/D変換器22cを備える。たとえば、アンテナ素子21aが4個あれば、増幅器22a、周波数変換器22b、A/D変換器22cも4系統が必要になる。周波数変換器22bは、局発周波数が可変であり、局発周波数を変化させることにより受信周波数を変化させる。A/D変換の際には、各アンテナ素子21aでの受信時刻の差を検出できる程度のサンプリング期間を設定する。また、サンプリング期間は、各電波発信器1の周波数ごとに設ける。   Since the antenna 21 used in this embodiment is an active array antenna, it is necessary to obtain a difference in reception time between the antenna elements 21a. Since the difference in reception time corresponds to the arrival direction of radio waves in the antenna coordinate system o-xyz, obtaining the difference in reception time at the antenna element 21a in the active array antenna is equivalent to controlling reception directivity. The reception signal processing unit 22 includes an amplifier 22a, a frequency converter 22b, and an A / D converter 22c for each antenna element 21a. For example, if there are four antenna elements 21a, four systems of amplifiers 22a, frequency converters 22b, and A / D converters 22c are required. The frequency converter 22b has a variable local frequency and changes the reception frequency by changing the local frequency. At the time of A / D conversion, a sampling period is set such that a difference in reception time at each antenna element 21a can be detected. A sampling period is provided for each frequency of each radio wave transmitter 1.

本実施形態では、最大で4台の電波発信器1からの電波を用いてアンテナ21の位置を求めることを想定しており、受信信号処理部22でのサンプリング期間は4回設けてある。要するに、到来方向の1回の演算において受信周波数を4回切り換え、4個の電波発信器1からの電波を抽出する。ここに、電波発信器1が5台以上設けられている場合には、受信周波数を5段階以上切り換えることになるが、あらかじめ受信電界強度の範囲を定めておき、当該範囲内で電波を受信することができた電波発信器1を受信順で4台用いるようにすれば、4個の電波発信器1からの電波を抽出することができる。   In the present embodiment, it is assumed that the position of the antenna 21 is obtained using radio waves from up to four radio wave transmitters 1, and the sampling period in the reception signal processing unit 22 is provided four times. In short, the reception frequency is switched four times in one calculation of the arrival direction, and the radio waves from the four radio wave transmitters 1 are extracted. Here, when five or more radio wave transmitters 1 are provided, the reception frequency is switched in five steps or more. However, a range of the received electric field strength is determined in advance, and radio waves are received within the range. If four radio wave transmitters 1 that can be used are used in the order of reception, radio waves from the four radio wave transmitters 1 can be extracted.

1回のサンプリング期間には100点程度のサンプリングを行い量子化後に到来方向推定部23に引き渡す。到来方向推定部23では、各周波数ごとに時刻tにおける4種類の受信出力x(t)(i=1,2,3,4)が得られるから、受信出力x(t)を成分に持つ数2のような受信ベクトル[x(t)]を用いて数3に示す相関行列Rxxを生成する。ここに、各受信出力x(t)は実部と虚部とを有している。また、[x]はxがベクトルであることを示す。 In one sampling period, about 100 points are sampled and delivered to the arrival direction estimation unit 23 after quantization. Since the arrival direction estimation unit 23 can obtain four types of reception outputs x i (t) (i = 1, 2, 3, 4) at time t for each frequency, the reception output x i (t) is used as a component. A correlation matrix Rxx shown in Equation 3 is generated using the received vector [x (t)] as shown in Equation 2. Here, each reception output x i (t) has a real part and an imaginary part. [X] indicates that x is a vector.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

Figure 2006236132
Figure 2006236132

ただし、E[[x]]はアンサンブル平均を表す。 However, E [[x]] represents an ensemble average.

相関行列Rxxを評価してアンテナ座標系o−xyzにおける電波の到来方向を求める方法には、「超分解法」が知られており、「超分解法」を採用すれば、アンテナ21の指向性を変化させて電界強度のもっとも大きくなる方向を探し出す方法(誤差が数十度)に比較して電波の到来方向を検出する精度が大幅に高くなる(誤差が1〜2度)。「超分解法」には、インターフェロメータと称する評価関数を用いるインターフェロメータ法と、MUSIC法と、学習済みのニューラルネットワークを用いるニューラルネットワーク方法とが知られている。各方法にはそれぞれ長所と短所とがある。まず、各方法について簡単に説明する。   As a method for evaluating the correlation matrix Rxx to determine the direction of arrival of radio waves in the antenna coordinate system o-xyz, the “super decomposition method” is known. If the “super decomposition method” is adopted, the directivity of the antenna 21 is determined. The accuracy of detecting the direction of arrival of radio waves is greatly increased (error is 1 to 2 degrees) as compared with the method of searching for the direction in which the electric field strength is the largest by changing (error is several tens of degrees). As the “super-decomposition method”, an interferometer method using an evaluation function called an interferometer, a MUSIC method, and a neural network method using a learned neural network are known. Each method has its advantages and disadvantages. First, each method will be briefly described.

インターフェロメータ法は、インターフェロメータと称する評価関数を用いて到来方向を求める。インターフェロメータ法では、電波の到来方向にアンテナ21の出力から求めたステアリングベクトルと称するベクトル値を対応付けたテーブルを用いて評価関数を求める。ステアリングベクトルは、実測値または理論値に基づいて求められるものであり、受信アンテナ21に対して信号ベクトル[s(t)]が到来方向φから到来したときの受信出力x(t)を、次式で表したときに得られる[a(φ)]を意味する。
x(t)=[(U+YZ)−1[y]][a(φ)][s(t)]
ただし、Uは単位行列、Yは相互アドミタンス行列、Zはインピーダンス行列、[y]は相互アドミタンス行列Yの第1列ベクトルである。
In the interferometer method, an arrival direction is obtained using an evaluation function called an interferometer. In the interferometer method, an evaluation function is obtained using a table in which a vector value called a steering vector obtained from the output of the antenna 21 is associated with the arrival direction of radio waves. The steering vector is obtained based on an actual measurement value or a theoretical value, and the reception output x (t) when the signal vector [s (t)] arrives from the arrival direction φ with respect to the reception antenna 21 is expressed as follows. [A (φ)] obtained when expressed by the equation.
x (t) = [(U + YZ) −1 [y o ]] T [a (φ)] [s (t)]
Here, U is a unit matrix, Y is a mutual admittance matrix, Z is an impedance matrix, and [y 0 ] is a first column vector of the mutual admittance matrix Y.

しかして、受信ベクトル[x(t)]から求めた上述の相関行列Rxxを用い、既知の到来方向(φ)についてあらかじめ求めてテーブルに格納してある複数点のステアリングベクトル[a(φ)]を用いて数4に示す評価関数Pintr(φ)を求める。この評価関数Pintr(φ)の分母は、相関行列Rxxの各成分とテーブルに格納したステアリングベクトル[a(φ)]との距離に相当しており、評価関数Pintr(φ)は電波発信器1からの電波の到来方向φについて分布を持っている。この分布では、評価関数Pintr(φ)が最大になるステアリングベクトル[a(φ)]に対応する到来方向φを、電波発信器1からの電波の到来方向φとみなすことができる。 Thus, using the above-described correlation matrix Rxx obtained from the received vector [x (t)], a plurality of steering vectors [a (φ)] obtained in advance for the known arrival direction (φ) and stored in the table. Is used to obtain the evaluation function P intr (φ) shown in Equation 4. The denominator of the evaluation function P intr (φ) corresponds to the distance between each component of the correlation matrix Rxx and the steering vector [a (φ)] stored in the table, and the evaluation function P intr (φ) is a radio wave transmission. It has a distribution with respect to the direction of arrival φ of the radio wave from the vessel 1. In this distribution, the arrival direction φ corresponding to the steering vector [a (φ)] that maximizes the evaluation function P intr (φ) can be regarded as the arrival direction φ of the radio wave from the radio wave transmitter 1.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

MUSIC(Multiple Signal Classification)法は、相関行列Rxxの固有値および固有ベクトルを用いる方法であって、周知技術であるから詳述しないが、到来方向をパラメータとするMUSICスペクトラムという値を相関行列Rxxから求め、MUSICスペクトラムが極大になる到来方向について受信電界強度を評価することにより、電波発信器1からの電波の到来方向を求める方法である。 MUSIC (Mu ltiple Si gnal Classification) method is a method of using the eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix Rxx, not described in detail because it is well known technology, a value of MUSIC spectrum that the direction of arrival parameters from the correlation matrix Rxx This is a method for obtaining the direction of arrival of radio waves from the radio wave transmitter 1 by evaluating the received electric field strength with respect to the direction of arrival where the MUSIC spectrum is maximized.

また、ニューラルネットワーク法は、受信ベクトルx(t)から求めた相関行列Rxxの成分のうち、数5に示す成分を持つベクトル[b]を生成し、このベクトル[b]を規格化する。ベクトル[b]は、相関行列Rxxの主対角線に対する右側の成分について実部Re(rij)と虚部Im(rij)とを順に並べた成分を有している。 Further, the neural network method generates a vector [b] having a component shown in Expression 5 among the components of the correlation matrix Rxx obtained from the received vector x (t), and normalizes the vector [b]. The vector [b] has a component in which a real part Re (r ij ) and an imaginary part Im (r ij ) are arranged in order with respect to the component on the right side of the main diagonal of the correlation matrix Rxx.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

ニューラルネットワークは、入力層と中間層と出力層とを備えるRBFニューラルネットワークであって、ニューラルネットワークの中間層のニューロンは、数6のように設定してある。 The neural network is an RBF neural network having an input layer, an intermediate layer, and an output layer, and the neurons in the intermediate layer of the neural network are set as shown in Equation 6.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

ニューラルネットワークにより求めようとする値は、図2に示した電波の到来方向φであるから、たとえば、ニューラルネットワークを1種類の出力値f([x])が得られるように構成し、f([x])=φとして、到来方向φが既知である複数箇所の教示点にアンテナ21を位置させたときに得られる受信ベクトル[x(t)]でニューラルネットワークに教示付き学習を行わせる。教示付き学習により、数7におけるパラメータx、σ 、ω(σ は分散、ωは重み係数)の学習が行われ、教示点以外の箇所での到来方向φを求めることが可能になる。ニューラルネットワークに学習させる際には、アンテナ21において受信した電波が電波発信器1からの直接波か間接波かにかかわらず、学習したパラメータx、σ 、ωに電波の到来方向φが折り込まれるから、間接波が存在している環境下においても間接波が定常的であって無人搬送車の走行する領域内で時間変化を伴わなければ到来方向φを推定することができる。 Since the value to be obtained by the neural network is the arrival direction φ of the radio wave shown in FIG. 2, for example, the neural network is configured to obtain one type of output value f ([x]), and f ( With [x]) = φ, the neural network performs learning with teaching using the received vector [x (t)] obtained when the antenna 21 is positioned at a plurality of teaching points where the arrival direction φ is known. By learning with teaching, learning of parameters x j , σ j 2 , and ω j (where σ j 2 is variance and ω i is a weighting factor) in Equation 7 is performed, and an arrival direction φ at a location other than the teaching point is obtained. Is possible. When the neural network is trained, regardless of whether the radio wave received by the antenna 21 is a direct wave or an indirect wave from the radio wave transmitter 1, the learned parameter x j , σ j 2 , ω j has the arrival direction φ of the radio wave. Therefore, the direction of arrival φ can be estimated if the indirect wave is stationary even in an environment where the indirect wave exists and does not change with time in the region where the automatic guided vehicle travels.

Figure 2006236132
Figure 2006236132

ところで、電波の到来方向を検出する際に、アンテナ21が電波発信器1からの直接波のみを受信し雑音がない場合には、上述した3種類の方法のうちのどの方法を用いても到来方向を正確に求めることが可能である。しかしながら、屋内での使用時や屋外であっても周囲に多くの建物が存在する環境などでは、電波発信器1からアンテナ21への経路にマルチパスが生じやすくなる。マルチパスが生じるとインターフェロメータ法では到来方向の推定が難しくなる。MUSIC法では波数推定法を併用しMUSICスペクトラムの極大値から電波の到来方向を推定するから、マルチパスが生じていても移動平均により直接波を受信できる環境であれば、電波発信器1からの電波の到来方向を求めることができる。ただし、MUSIC法を用いても直接波を受信することができずマルチパスによる電波しか受信できなければ電波発信器1からの電波の到来方向を推定することはできない。これに対してニューラルネットワーク法では、電波の到来方向(電波発信器1とアンテナ21とを結ぶ直線の方向)と環境とを対応付けてをあらかじめ教示しているから、直接波を受信することができない場合でも電波の到来方向を特定することができる。   By the way, when detecting the direction of arrival of radio waves, if the antenna 21 receives only the direct wave from the radio wave transmitter 1 and there is no noise, it can be received by any of the three methods described above. It is possible to accurately determine the direction. However, in an environment where there are many buildings even when used indoors or outdoors, multipath is likely to occur in the route from the radio wave transmitter 1 to the antenna 21. When multipath occurs, it is difficult to estimate the direction of arrival by the interferometer method. In the MUSIC method, the arrival direction of the radio wave is estimated from the maximum value of the MUSIC spectrum using the wave number estimation method. Therefore, if the environment can receive a direct wave by moving average even if multipath occurs, the signal from the radio wave transmitter 1 is used. The arrival direction of radio waves can be obtained. However, even if the MUSIC method is used, direct waves cannot be received, and if only multipath radio waves can be received, the direction of arrival of radio waves from the radio wave transmitter 1 cannot be estimated. On the other hand, in the neural network method, since the arrival direction of the radio wave (the direction of the straight line connecting the radio wave transmitter 1 and the antenna 21) and the environment are taught in advance, it is possible to receive a direct wave. Even if it is not possible, the direction of arrival of radio waves can be specified.

もっともニューラルネットワーク法を用いると、教示点以外の箇所では求めた到来方向の誤差が大きくなるから、到来方向を求める精度を高めるには教示点の個数を増やさなければならない。つまり、ニューラルネットワーク法によって到来方向を検出しようとすれば、実際に稼働させるまでに時間がかかる。これに対してインターフェロメータ法やMUSIC法は演算のみであるから教示する必要がなく、実稼働までに要する時間は短い。また、計算時間については、ニューラルネットワーク法がもっとも短く、インターフェロメータ法、MUSIC法の順で計算時間が長くなる。   However, if the neural network method is used, the error in the direction of arrival obtained increases at locations other than the teaching point, so the number of teaching points must be increased in order to improve the accuracy of obtaining the direction of arrival. That is, if the direction of arrival is detected by the neural network method, it takes time to actually operate. On the other hand, since the interferometer method and the MUSIC method are only operations, there is no need to teach them and the time required for actual operation is short. Regarding the calculation time, the neural network method is the shortest, and the calculation time becomes longer in the order of the interferometer method and the MUSIC method.

到来方向推定部23では、到来方向を推定する推定方法としてこれらの3種類が用意されており、選択処理部26からの指示により推定方法が選択される。推定方法はアンテナ21の現在位置に応じて選択される。すなわち、地図記憶部34に格納されている場所ごとに、3個以上の電波発信器1からの直接波の受信可能性、障害物による電波の遮断や反射物によるマルチパスの発生、電波発信器1を停止させた状態でのノイズの存在などの周囲の環境条件から測位の誤差が最小になる推定方法を選択する。一般的には、ニューラルネットワーク法を採用すれば、測位の誤差は最小になるのであるが、上述のように教示が必要であるから、走行装置3の移動する領域が複雑な形状であったり広い範囲であったりすると、ニューラルネットワーク法を採用するのが難しい場合がある。そこで、電波発信器1に対して遠距離の場合はインターフェロメータ法を採用し、近距離の場合はMUSIC法を採用し、両者では誤差が大きくなるような領域ではニューラルネットワーク法を採用するというように場合分けを行う。   The arrival direction estimation unit 23 prepares these three types of estimation methods for estimating the arrival direction, and an estimation method is selected according to an instruction from the selection processing unit 26. The estimation method is selected according to the current position of the antenna 21. That is, for each location stored in the map storage unit 34, the possibility of receiving direct waves from three or more radio wave transmitters 1, the blocking of radio waves by obstacles, the occurrence of multipaths by reflections, the radio wave transmitters The estimation method that minimizes the positioning error is selected from the surrounding environmental conditions such as the presence of noise in a state where 1 is stopped. In general, if the neural network method is employed, the positioning error is minimized, but since the teaching is necessary as described above, the region in which the traveling device 3 moves has a complicated shape or is wide. If it is within a range, it may be difficult to adopt the neural network method. Therefore, the interferometer method is adopted for a long distance with respect to the radio wave transmitter 1, the MUSIC method is adopted for a short distance, and the neural network method is adopted in an area where the error is large in both cases. The case is divided as follows.

実際には、地図記憶部34には地図情報として各位置と推定方法とをあらかじめ対応付けてあり、選択処理部26では測位処理部24で求めた現在位置を地図記憶部34の地図情報に照合し、地図記憶部34から推定方法を抽出して到来方向推定部23に指示する。たとえば、地図記憶部34に図4のような地図情報が格納されている場合には、エリアA〜Cごとにそれぞれ推定方法を対応付けておき、測位処理部24で求めた現在位置がどのエリアA〜Cに属するかに応じて推定方法を選択する。また、測位結果により推定方法を選択するから、選択した推定方法は次の測位に用いられる。   Actually, the map storage unit 34 associates each position with an estimation method in advance as map information, and the selection processing unit 26 collates the current position obtained by the positioning processing unit 24 with the map information in the map storage unit 34. Then, the estimation method is extracted from the map storage unit 34 and the arrival direction estimation unit 23 is instructed. For example, in the case where map information as shown in FIG. 4 is stored in the map storage unit 34, an estimation method is associated with each of the areas A to C, and the current position obtained by the positioning processing unit 24 indicates which area An estimation method is selected according to whether it belongs to A to C. Further, since the estimation method is selected based on the positioning result, the selected estimation method is used for the next positioning.

ところで、上述したように、到来方向推定部23で推定した電波の到来方向には、測定限界による誤差のほか、周囲の環境条件の影響による誤差が含まれる。また、推定方法によって誤差が変動する。そこで、測位処理部24では、求めた現在位置の周囲に既定範囲の誤差領域(第1の誤差領域)を設定し、また位置センサ32で求めた現在位置の周囲にも既定範囲の誤差領域(第2の誤差領域)を設定する。ここに、誤差領域は測位した位置の座標(X,Y)に対して(X±ΔX、Y±ΔY)として設定するとともに、アンテナ座標系o−xyzの向きθについてもθ±Δθとして誤差領域を設定する。なお、上述の例ではXY平面上において矩形状の誤差領域が設定されるが、半径Δrの誤差領域を設定してもよい。誤差の程度は現在位置および推定方法によって変化するから、誤差領域の範囲は推定方法に応じて変化させてもよい。   By the way, as described above, the arrival direction of the radio wave estimated by the arrival direction estimation unit 23 includes an error due to the influence of surrounding environmental conditions in addition to an error due to a measurement limit. Further, the error varies depending on the estimation method. Therefore, the positioning processing unit 24 sets a predetermined range error region (first error region) around the obtained current position, and also sets a predetermined range error region (first error region) around the current position obtained by the position sensor 32. (Second error region) is set. Here, the error region is set as (X ± ΔX, Y ± ΔY) with respect to the coordinates (X, Y) of the measured position, and the direction θ of the antenna coordinate system o-xyz is also set as θ ± Δθ. Set. In the above example, a rectangular error region is set on the XY plane, but an error region having a radius Δr may be set. Since the degree of error changes depending on the current position and the estimation method, the range of the error region may be changed according to the estimation method.

このようにして異なる方法で求めた現在位置にそれぞれ誤差領域を設定すれば、誤差領域の重なる範囲が現在位置である可能性が高くなるから、両誤差領域の重複する領域内において、適宜の代表点を現在位置として選択すれば測位結果の信頼性が高くなる。代表点としては、たとえば重心を用いることができるが、各誤差領域に重み付けを行って両誤差領域のいずれかの中心寄りの代表点が得られるようにしてもよい。   If an error region is set at each of the current positions obtained by different methods in this way, the possibility that the range where the error regions overlap is the current position increases. Selecting a point as the current position increases the reliability of the positioning result. As the representative point, for example, the center of gravity can be used, but each error region may be weighted so that a representative point closer to the center of both error regions may be obtained.

測位処理部24で求める現在位置に含まれる誤差は、環境条件と推定方法とによるものだけではなく、電波発信器1を設置した位置の誤差も含まれる。そこで、地図記憶部5の地図情報には電波発信器1の設置場所ごとに誤差範囲の情報を含むようにするのが望まし。この場合、測位処理部24で求めた現在位置の周囲に設定する誤差領域に電波発信器1の設置位置の誤差を含めるようにすればよい。   The error included in the current position obtained by the positioning processing unit 24 is not only due to the environmental conditions and the estimation method, but also includes the error of the position where the radio wave transmitter 1 is installed. Therefore, it is desirable that the map information in the map storage unit 5 includes error range information for each installation location of the radio wave transmitter 1. In this case, an error in the installation position of the radio wave transmitter 1 may be included in the error area set around the current position obtained by the positioning processing unit 24.

ここに、電波発信器1を設置する位置の誤差は、電波発信器1を設置する場所によっては生じる方向が限られていることがある。たとえば、壁面に電波発信器1を設置している場合には、壁面に沿った面内では電波発信器1の位置誤差が生じるが、壁面に直交する方向には位置誤差は生じないから、壁面に沿った面内での位置誤差を考慮すればよいといえる。また、直線状の部材(たとえば、パイプやレール)に電波発信器1を設置している場合には、当該部材の長手方向における位置誤差のみを考慮すればよい。誤差を生じる方向が限られている場合には、これを考慮して測位処理部24で求めた現在位置の周囲に誤差領域を設定する。このように、種々の誤差を考慮して誤差領域を設定し、現在位置の推定に用いることで、求めた現在位置の信頼性を高めることができる。   Here, the direction in which the error of the position where the radio wave transmitter 1 is installed may be limited depending on the location where the radio wave transmitter 1 is installed. For example, when the radio wave transmitter 1 is installed on a wall surface, a position error of the radio wave transmitter 1 occurs in a plane along the wall surface, but no position error occurs in a direction orthogonal to the wall surface. It can be said that the position error in the plane along the line is considered. Further, when the radio wave transmitter 1 is installed on a linear member (for example, a pipe or a rail), only the positional error in the longitudinal direction of the member needs to be considered. When the direction in which an error is generated is limited, an error region is set around the current position obtained by the positioning processing unit 24 in consideration of this. In this way, the reliability of the obtained current position can be improved by setting the error region in consideration of various errors and using it for estimation of the current position.

ところで、電波発信器1からアンテナ21で受信した電波を用いて現在位置を求める技術は複雑な演算が必要であるから、電波を受信してから測位結果が得られるまでに時間遅れを生じる。したがって、電波を受信してから測位結果が得られるまでの時間遅れの間に位置変位を生じることがあり、電波を受信した時刻での自己位置と測位結果が得られた時刻での自己位置とにずれを生じることがある。   By the way, since the technique which calculates | requires a present position using the electromagnetic wave received with the antenna 21 from the electromagnetic wave transmitter 1 requires a complicated calculation, time delay arises after a radio wave is received until a positioning result is obtained. Therefore, position displacement may occur during the time delay from when the radio wave is received until the positioning result is obtained, and the self-position at the time when the radio wave is received and the self-position at the time when the positioning result is obtained. Deviation may occur.

そこで、到来方向推定部23でアンテナ21の出力を取得した時刻から測位処理部24で測位結果が得られた時刻までの時間の位置変位を位置センサ32により検出する。位置センサ32は、位置変位を実質的に実時間で検出しているから、測位処理部24において、位置センサ32で検出した位置変位を測位結果に加えて補正すれば、現在位置を正確に求めることができる。   Therefore, the position sensor 32 detects the positional displacement of the time from the time when the output of the antenna 21 is acquired by the arrival direction estimation unit 23 to the time when the positioning result is obtained by the positioning processing unit 24. Since the position sensor 32 detects the position displacement substantially in real time, if the position processing unit 24 corrects the position displacement detected by the position sensor 32 in addition to the positioning result, the current position is accurately obtained. be able to.

ところで、図1に示す構成例では、到来方向推定部23および測位処理部24を構成するプロセッサ(DSP)と、運転制御部33を構成するプロセッサとをとくに区別していないが、位置センサ32を含む走行装置3の制御系と、電波の受信による測位系とで個別のプロセッサを用いる場合には、制御系のプロセッサから測位系のプロセッサに対して適宜の期間ごとに測位要求を行い、測位処理部24で求めた測位結果を返送させる構成を採用することができる。この場合には、測位要求の際に識別子を渡し、測位結果とともに識別子を返させれば、識別子を渡してから返されるまでの時間を、到来方向推定部23でアンテナ21の出力を取得した時刻から測位処理部24で測位結果が得られた時刻までの時間と等価に扱うことができる。識別子には制御系が保有する時計機能で発生させたタイムスタンプを用いてもよい。この構成では、測位系から時刻を通知する必要がなく、制御系から受け取ったタイムスタンプを制御系に返すだけで、時間差を容易に計算することができ、測位系には時計機能を持たせる必要がなく、測位系の構成の簡略化につながる。   In the configuration example shown in FIG. 1, the processor (DSP) that configures the arrival direction estimation unit 23 and the positioning processing unit 24 and the processor that configures the operation control unit 33 are not particularly distinguished from each other. In the case where separate processors are used for the control system of the traveling device 3 and the positioning system based on reception of radio waves, a positioning request is sent from the control system processor to the positioning system processor at appropriate intervals, and positioning processing is performed. A configuration in which the positioning result obtained by the unit 24 is returned can be adopted. In this case, if the identifier is passed at the time of positioning request and the identifier is returned together with the positioning result, the time from when the identifier is passed to when it is returned is the time when the arrival direction estimation unit 23 obtains the output of the antenna 21 To the time from when the positioning processing unit 24 obtains the positioning result to the time. A time stamp generated by a clock function possessed by the control system may be used as the identifier. In this configuration, it is not necessary to notify the time from the positioning system, it is possible to easily calculate the time difference by simply returning the time stamp received from the control system to the control system, and the positioning system must have a clock function. This leads to simplification of the positioning system configuration.

また、上述の構成例では位置センサ32の出力を用いて測位処理部24の測位結果を補正しているが、測位処理部24で得た測位結果の時系列を用いて現在位置を線形予測することも可能である。もっとも簡単な方法としては、制御系からの測位要求の時点での測位処理部24の第1の測位結果と、制御系からの測位要求に対して求めた測位処理部24での第2の測位結果との差分を第2の測位結果に加算し、現在位置に代えて用いるようにしてもよい。   In the above configuration example, the positioning result of the positioning processing unit 24 is corrected using the output of the position sensor 32. However, the current position is linearly predicted using the time series of the positioning result obtained by the positioning processing unit 24. It is also possible. As the simplest method, the first positioning result of the positioning processing unit 24 at the time of the positioning request from the control system and the second positioning in the positioning processing unit 24 obtained in response to the positioning request from the control system. The difference from the result may be added to the second positioning result and used instead of the current position.

ところで、測位処理部24から得られる測位結果は、電波の受信状態によって瞬間的に大きく変動する可能性がある。つまり、周囲環境によっては、マルチパスの影響で電波の到来方向を誤認したり、特異点で電波の到来方向が不明になったりする場合があり、このような場所では測位処理部24で得られる現在位置が異常値を示すことがある。そこで、走行装置3の性能を考慮し、測位処理部24での測位結果が得られるたびに測位結果の差分を求め、求めた差分が、走行装置3の最大速度や最大回転速度から予測される範囲を逸脱する場合には、得られた測位結果を異常値と判断して破棄する。この場合には、位置センサ32で求めた現在位置を優先的に用いる。また、測位処理部24での測位結果の履歴を所定期間分だけ記憶し、移動平均値との差分が既定の閾値を越える測位結果については破棄し、位置センサ32で検出した現在位置を用いるようにしてもよい。このように、異常値を破棄することにより、求めた現在位置の信頼性を高めることができる。   By the way, the positioning result obtained from the positioning processing unit 24 may fluctuate greatly instantaneously depending on the radio wave reception state. That is, depending on the surrounding environment, the arrival direction of radio waves may be misidentified due to the influence of multipaths, or the arrival direction of radio waves may become unknown at singular points. The current position may indicate an abnormal value. Therefore, in consideration of the performance of the traveling device 3, every time a positioning result in the positioning processing unit 24 is obtained, a difference between the positioning results is obtained, and the obtained difference is predicted from the maximum speed and the maximum rotational speed of the traveling device 3. When it deviates from the range, the obtained positioning result is judged as an abnormal value and discarded. In this case, the current position obtained by the position sensor 32 is preferentially used. In addition, the history of the positioning result in the positioning processing unit 24 is stored for a predetermined period, the positioning result whose difference from the moving average value exceeds a predetermined threshold is discarded, and the current position detected by the position sensor 32 is used. It may be. Thus, by discarding the abnormal value, the reliability of the obtained current position can be improved.

なお、上述の構成例では位置センサ32を設けているが、位置センサ32は必ずしも必要ではなく、また速度センサ32aやジャイロセンサ32bからなる位置センサ32に代えて赤外線や超音波を利用して測位する構成を採用することも可能である。   In the above configuration example, the position sensor 32 is provided. However, the position sensor 32 is not always necessary, and positioning is performed using infrared rays or ultrasonic waves instead of the position sensor 32 including the speed sensor 32a and the gyro sensor 32b. It is also possible to adopt a configuration that does this.

本発明の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of this invention. 同上の原理説明図である。It is principle explanatory drawing same as the above. 同上において位置の求め方を示す原理説明図である。It is principle explanatory drawing which shows how to obtain | require a position in the same as the above. 同上で用いる地図情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map information used in the same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 電波発信器
3 走行装置
21 アンテナ
23 到来方向推定部
24 測位処理部
26 選択処理部
33 運転制御部
34 地図記憶部
32 位置センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio wave transmitter 3 Traveling apparatus 21 Antenna 23 Arrival direction estimation part 24 Positioning process part 26 Selection process part 33 Operation control part 34 Map memory | storage part 32 Position sensor

Claims (6)

絶対座標系における位置が既知であって電波を送信する3個以上の電波発信器からの電波を各別に受信するとともに受信指向性を電子的に制御可能なアンテナと、アンテナを原点として設定されるアンテナ座標系における電波の到来方向をアンテナの出力から規定した期間毎に推定する到来方向推定部と、電波発信器の位置とアンテナにより受信した電波の到来方向とを用いて絶対座標系におけるアンテナの位置を求める測位処理部と、絶対座標系における地図情報を格納した地図記憶部と、少なくともアンテナを搭載し絶対座標系における任意の位置・方向に移動可能な走行装置と、測位処理部で求めたアンテナの位置が地図記憶部に格納した地図情報に含まれる既定の走行領域を移動するように走行装置を制御する運転制御部とを有し、測位処理部はアンテナの受信指向性を反映する受信出力を成分に持つ受信ベクトルを用いて生成した相関行列を評価する超分解法により電波の到来方向を推定することを特徴とする自律移動ロボット。   An antenna whose position in the absolute coordinate system is known and receives radio waves from three or more radio wave transmitters that transmit radio waves, and whose reception directivity can be electronically controlled, and the antenna is set as the origin The arrival direction estimation unit that estimates the direction of arrival of radio waves in the antenna coordinate system for each specified period from the output of the antenna, and the position of the antenna in the absolute coordinate system using the position of the radio wave transmitter and the direction of arrival of radio waves received by the antenna A positioning processing unit that obtains a position, a map storage unit that stores map information in an absolute coordinate system, a traveling device that is equipped with at least an antenna and is movable in any position / direction in the absolute coordinate system, and a positioning processing unit An operation control unit that controls the traveling device so that the position of the antenna moves in a predetermined traveling region included in the map information stored in the map storage unit; Position processing unit autonomous mobile robot and estimates the direction of arrival of radio waves by the ultrasonic decomposition method to evaluate the correlation matrix generated using the received vector with the received output that reflects the reception directivity of the antenna components. 前記走行装置は移動距離および移動方向を前記地図記憶部に格納した地図情報と照合することにより現在位置を検出する位置センサを搭載し、前記測位処理部は、求めた前記アンテナの位置の周囲に第1の誤差領域を設定するとともに、前記位置センサにより求めた現在位置の周囲に第2の誤差領域を設定し、第1の誤差領域と第2の誤差領域とが重複する領域内の代表点を自己位置として求めることを特徴とする請求項1記載の自律移動ロボット。   The traveling device is equipped with a position sensor that detects a current position by collating a moving distance and a moving direction with map information stored in the map storage unit, and the positioning processing unit is arranged around the obtained antenna position. A first error region is set, a second error region is set around the current position obtained by the position sensor, and a representative point in a region where the first error region and the second error region overlap The autonomous mobile robot according to claim 1, wherein the self-position is obtained. 前記地図記憶部の地図情報は前記電波発信器の設置場所ごとに既定した設置位置の誤差範囲の情報を含み、前記測位処理部は前記アンテナの位置を求める際に用いた電波発信器の位置を地図記憶部に照合し、電波発信器の設置位置の誤差範囲を加味してアンテナの位置の周囲に前記第1の誤差領域を設定することを特徴とする請求項2記載の自律移動ロボット。   The map information in the map storage unit includes information on an error range of a predetermined installation position for each installation location of the radio wave transmitter, and the positioning processing unit determines the position of the radio wave transmitter used when determining the position of the antenna. The autonomous mobile robot according to claim 2, wherein the first error area is set around the antenna position by comparing with a map storage unit and taking into account an error range of an installation position of the radio wave transmitter. 前記到来方向推定部でアンテナの出力を取得した時刻から前記測位処理部で測位結果がが得られた時刻までの間の走行装置による位置変位を前記位置センサにより検出し、測位処理部で求めた位置を位置センサで検出した位置変位で補正した結果をアンテナの現在位置とすることを特徴とする請求項2または請求項3記載の自律移動ロボット。   The position sensor detects a position displacement by the traveling device from the time when the output of the antenna is acquired by the arrival direction estimation unit to the time when the positioning result is obtained by the positioning processing unit, and is obtained by the positioning processing unit. 4. The autonomous mobile robot according to claim 2, wherein a result obtained by correcting the position by the position displacement detected by the position sensor is set as a current position of the antenna. 前記到来方向推定部は異なる複数種類の推定方法で前記アンテナの出力から電波の到来方向を推定可能であって、前記地図記憶部は到来方向推定部での推定方法を地図情報に対応付けてあり、前記測位処理部で求めたアンテナの位置を到来方向の推定毎に地図情報に照合して得られる推定方法を次の推定に用いるように到来方向推定部に指示する選択処理部を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の自律移動ロボット。   The arrival direction estimation unit can estimate the arrival direction of radio waves from the output of the antenna using different types of estimation methods, and the map storage unit associates the estimation method in the arrival direction estimation unit with map information. A selection processing unit that instructs the arrival direction estimation unit to use an estimation method obtained by collating the antenna position obtained by the positioning processing unit with map information for each estimation of the arrival direction for the next estimation. The autonomous mobile robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the autonomous mobile robot is characterized. 前記測位処理部は、前記到来方向推定部での到来方向の推定毎に求めた前記アンテナの位置の位置変位が、前記走行装置の性能から得られる位置変位を越えるときには得られた位置を異常値として破棄することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の自律移動ロボット。   The positioning processing unit determines the position obtained when the position displacement of the antenna position obtained for each direction of arrival estimation by the direction of arrival estimation unit exceeds the position displacement obtained from the performance of the traveling device as an abnormal value. The autonomous mobile robot according to any one of claims 1 to 5, wherein the autonomous mobile robot is discarded.
JP2005051758A 2005-02-25 2005-02-25 Autonomous mobile robot Pending JP2006236132A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005051758A JP2006236132A (en) 2005-02-25 2005-02-25 Autonomous mobile robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005051758A JP2006236132A (en) 2005-02-25 2005-02-25 Autonomous mobile robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006236132A true JP2006236132A (en) 2006-09-07

Family

ID=37043690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005051758A Pending JP2006236132A (en) 2005-02-25 2005-02-25 Autonomous mobile robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006236132A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157823A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Positioning method and positioning device
JP2008158905A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Autonomous moving device
WO2019031264A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 日本電産株式会社 Moving body positioning system and logistics management system
WO2019098068A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 日本電産株式会社 Beacon network, moving body positioning system, and logistics management system
WO2020032413A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
JP2021501380A (en) * 2017-10-04 2021-01-14 アルケー情報株式会社 Comprehensive multi-agent robot management system
JP2021021635A (en) * 2019-07-26 2021-02-18 京セラ株式会社 Electronic apparatus
CN114237242A (en) * 2021-12-14 2022-03-25 北京云迹科技股份有限公司 Method and device for controlling robot based on optical encoder
WO2022239055A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-17 三菱電機株式会社 Positioning device

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008158905A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Autonomous moving device
JP2008157823A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Positioning method and positioning device
JP7226319B2 (en) 2017-08-08 2023-02-21 日本電産株式会社 Mobile positioning system and logistics management system
WO2019031264A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 日本電産株式会社 Moving body positioning system and logistics management system
CN110998355A (en) * 2017-08-08 2020-04-10 日本电产株式会社 Mobile positioning system and logistics management system
JPWO2019031264A1 (en) * 2017-08-08 2020-07-09 日本電産株式会社 Mobile positioning system and logistics management system
JP2021501380A (en) * 2017-10-04 2021-01-14 アルケー情報株式会社 Comprehensive multi-agent robot management system
WO2019098068A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 日本電産株式会社 Beacon network, moving body positioning system, and logistics management system
JPWO2019098068A1 (en) * 2017-11-17 2020-11-26 日本電産株式会社 Beacon network, mobile positioning system and logistics management system
WO2020032413A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
US11960278B2 (en) 2018-08-05 2024-04-16 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
JP2021021635A (en) * 2019-07-26 2021-02-18 京セラ株式会社 Electronic apparatus
WO2022239055A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-17 三菱電機株式会社 Positioning device
JPWO2022239055A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-17
CN114237242A (en) * 2021-12-14 2022-03-25 北京云迹科技股份有限公司 Method and device for controlling robot based on optical encoder
CN114237242B (en) * 2021-12-14 2024-02-23 北京云迹科技股份有限公司 Method and device for controlling robot based on optical encoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006236132A (en) Autonomous mobile robot
US7970491B2 (en) Robot localization system
US9834212B2 (en) Apparatus and method for controlling vehicle using vehicle communication
US8744644B2 (en) Apparatus and method for detecting location of vehicle
JP2006234683A (en) Positioning system
US8949012B2 (en) Automated multi-vehicle position, orientation and identification system and method
JP6187592B2 (en) Sensor installation position specifying support system and sensor installation position specifying support method
US7693681B2 (en) System for determining three dimensional position of radio transmitter
US20140343757A1 (en) Method for positioning a mobile robot and a mobile robot implementing the same
Wang et al. Acoustic robot navigation using distributed microphone arrays
KR101908534B1 (en) Apparatus and method for determining position and attitude of a vehicle
EP3470947B1 (en) Method and system for guiding an autonomous vehicle
JP2016080460A (en) Moving body
JP5524364B1 (en) Autonomous moving body and control method thereof
KR102003339B1 (en) Apparatus and Method for Precise Recognition of Position
JP2019152575A (en) Object tracking device, object tracking method, and computer program for object tracking
JP2021049843A (en) Remote parking system
JP4825159B2 (en) Wireless positioning system, moving object, and program
US10819449B2 (en) Method and system for near-field localization
US20230026149A1 (en) Radar mount-angle calibration
JP2021049845A (en) Remote parking system
CN115840187A (en) Multi-stage angle-of-arrival estimation in a vehicle radar system
KR100948948B1 (en) Mobile Robot Location System
JP2005291916A (en) Positioning system
JP2022098635A (en) Device and method for operating reliability of position of owned vehicle, vehicle controller, and method for controlling vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081014

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090901