JP2006258717A - 距離計測システム - Google Patents

Abstract

【構成】距離計測システム１０は発信装置１２と検出装置１４との距離を計測する。発信装置１２は無線タグ１６と光学タグ１８を含む。検出装置１４は無線タグ検出装置２４と光学タグ検出装置２０を含む。検出装置１４は同一発信装置１２の無線ＩＤと光学ＩＤを検出した場合、遮蔽物の影響のない受信電波強度に基づいて発信装置１２との距離を算出する。また、検出装置１４が電波受信感度特性を予め記憶する場合、光学タグ１８の方向に対応する受信特性値と受信電波強度に基づいて距離を算出する。また、検出装置１４に光学タグ４０を設け、発信装置１２に光学タグ検出装置４２を設けるとともに、無線タグ１６の送信特性を検出装置１４または発信装置１２に予め記憶する場合、光学タグ１８の方向に対応する受信特性値と光学タグ４０の方向に対応する送信特性値と受信電波強度に基づいて距離を算出する。
【効果】より正確な距離を計測できる。
【選択図】図１０

Description

この発明は、距離計測システムに関し、特にたとえば、無線タグシステムと光学タグシステムとを組み合わせて発信装置と検出装置との距離を計測する距離計測システムに関する。

光学タグシステムの一例が本件出願人による特許文献１に開示されている。この光学タグシステムでは、赤外線タグがＩＤ番号を赤外線の点滅により送信する。検出装置は赤外線フィルタおよびＣＭＯＳイメージセンサ等を含み、撮影した赤外線画像から、赤外線タグのＩＤ番号および画像上のＸＹ座標を検出する。したがって、赤外線タグの存在する方向を認識することができる。

一方、無線タグシステムでは、無線タグが無線タグ検出装置の近く（交信可能距離範囲内）に存在するか否かを認識することができる。また、無線タグシステムでは、受信電波強度から無線タグとのおよその距離を推測することができる。たとえば特許文献２には、無線タグとの距離の変化を検出することによって警報を発するシステムが開示される。
特開２００４−２０８２２９号公報 特表２００２−５２５６４０号公報

光学タグシステムでは、方向の認識は容易であるが、タグがどの程度離れた位置に存在しているのかを単独の検出装置で認識するのは困難である。一方、無線タグシステムでは、およその距離を推測可能であるが、隠蔽（たとえば人体による隠蔽）によって受信電波強度が変化するので、計測される距離の誤差が大きくなってしまうという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、少ない誤差で距離を計測できる、距離計測システムを提供することである。

この発明の他の目的は、より精度良く距離を計測できる、距離計測システムを提供することである。

請求項１の発明は、発信装置と検出装置とを含み、発信装置と検出装置との距離を計測する距離計測システムである。発信装置は、無線で無線識別情報を送信する無線タグ、および光で第１光学識別情報を送信する第１光学タグを含み、検出装置は、無線タグの送信する無線識別情報および受信電波強度を検出する無線タグ検出手段、および第１光学タグの送信する第１光学識別情報を検出する第１光学タグ検出手段を含む。当該距離計測システムはさらに、受信電波強度に基づいて距離を算出する距離算出手段、無線タグ検出手段で検出された無線識別情報と第１光学タグ検出手段で検出された第１光学識別情報とが同一発信装置からの識別情報であるか否かを判定する判定手段、および判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたときに距離算出手段によって算出された距離を計測距離とした結果データを生成する生成手段を含む。

請求項１の発明では、距離計測システムは、発信装置と検出装置との距離を計測するためのシステムである。発信装置には無線タグおよび第１光学タグが設けられる。無線タグはたとえばＲＦＩＤであり、無線で無線識別情報（無線ＩＤ）を送信する。第１光学タグはたとえば赤外線タグであり、赤外線の点滅によって第１光学識別情報（光学ＩＤ）を送信する。検出装置の無線タグ検出手段は、無線タグの送信する無線識別情報を検出するとともに、受信電波強度を検出する。検出装置の光学タグ検出手段は、第１光学タグの送信する第１光学識別情報を検出する。距離算出手段、判定手段および生成手段はたとえば検出装置に設けられてもよいし、検出装置から検出データを取得する外部の処理コンピュータ等に設けられてもよい。距離算出手段は、受信電波強度に基づいて距離を算出する。たとえば、電波強度と距離の換算情報を予め記憶しておいて、この換算情報に基づいて、受信電波強度に対応する距離を算出してもよいし、あるいは、所定の距離算出式を予め記憶しておいて、当該算出式に従って受信電波強度に対応する距離を算出してもよい。判定手段は、検出された無線識別情報と第１光学識別情報とが同一発信装置からの識別情報であるいか否かを判定する。たとえば、同一発信装置の無線タグの無線識別情報と第１光学タグの第１光学識別情報とは、同じ識別情報に設定されたり、または識別情報の種類を識別するビットのみが異なる識別情報に設定されたりしてよい。あるいは、発信装置の識別情報に関連付けること等によって、同一発信装置の無線識別情報と第１光学識別情報とを関連付けた情報を記憶しておいてもよい。同一発信装置からの無線識別情報と第１光学識別情報とを検出した場合には、検出装置と発信装置の間に遮蔽物が存在していないことが分かる。つまり、この場合には、受信電波強度は、遮蔽物による影響を受けていないと判断できるので、この受信電波強度から得られる距離は、誤差が少なく精度が高い。生成手段は、判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたときに距離算出手段によって算出された距離を計測距離とした結果データを生成する。したがって、第１光学タグの検出によって無線タグからの電波の受信強度が隠蔽による影響を受けていない時点を特定できるので、より少ない誤差で発信装置と検出装置との距離を計測することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明に従属し、無線タグ検出手段による電波の受信感度特性を示す受信感度特性データを記憶する受信特性記憶手段をさらに含む。第１光学タグ検出手段は第１光学タグの存在する第１方向をさらに検出する。距離算出手段は、判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、第１光学タグ検出手段によって検出された第１方向に対応する受信感度特性データと受信電波強度とに基づいて距離を算出する。

請求項２の発明では、受信特性記憶手段は、無線タグ検出手段による電波の受信感度特性を記憶している。受信特性記憶手段は、たとえば検出装置または上述の外部の処理コンピュータ等に設けられてよい。第１光学タグ検出手段は、第１光学タグの存在する第１方向を検出する。たとえば、第１光学タグ検出手段は、第１光学タグの発する赤外線を撮影可能なイメージセンサを含み、撮影した赤外線画像上の第１光学タグの位置を検出して、その存在方向を検出する。検出装置から見てこの検出方向に発信装置すなわち無線タグが存在していることがわかるので、検出装置の無線タグ検出手段による電波の検出方向に対応する受信感度特性を考慮に入れて、距離を算出できる。つまり、距離算出手段は、同一発信装置からの識別情報が検出されたとき、受信方向に対応する受信感度特性と受信電波強度とに基づいて距離を算出する。したがって、電波の受信方向に依存した差を考慮して距離を算出できるので、距離計測の精度をより向上できる。

請求項３の発明は、請求項２の発明に従属し、発信装置は、検出装置に設けられる第２光学タグの送信する第２光学識別情報および当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する第２光学タグ検出手段、および第２光学タグ検出手段によって検出された第２方向を送信する第１送信手段をさらに含む。検出装置は、光で第２光学識別情報を送信する第２光学タグをさらに含む。当該距離計測システムはさらに、第１送信手段によって送信された第２光学タグの第２方向を受信する第１受信手段、および発信装置の無線タグの電波の送信特性を示す送信特性データを記憶する送信特性記憶手段を含む。距離算出手段は、判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、第１光学タグ検出手段によって検出された第１方向に対応する受信感度特性データと、第１受信手段によって受信された発信装置の無線タグの電波の第２方向に対応する送信特性データと、受信電波強度とに基づいて距離を算出する。

請求項３の発明では、検出装置にはさらに第２光学タグが設けられ、発信装置には、第２光学タグを検出する第２光学タグ検出手段がさらに設けられる。この第２光学タグ検出手段は、第２光学タグの第２光学識別情報とともに当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する。発信装置の第１送信手段は、検出された第２光学タグの第２方向を送信する。送信特性記憶手段は、たとえば発信装置の無線タグに関連付けられた当該電波の送信特性を記憶している。第１受信手段は第１送信手段によって送信された第２光学タグの第２方向を受信する。第１受信手段および送信特性記憶手段は、たとえば検出装置または上述の外部の処理コンピュータ等に設けられてよい。発信装置から見て第２光学タグすなわち検出装置が存在している方向がわかるので、発信装置の無線タグの電波の送信方向に対応する送信特性をさらに考慮に入れて、距離を算出できる。つまり、距離算出手段は、同一発信装置からの識別情報を検出したとき、受信方向に対応する受信感度特性と、送信方向に対応する送信特性と、受信電波強度とに基づいて、距離を算出する。したがって、電波の送信方向に依存した差や無線タグの個体差などをさらに考慮して距離を算出できるので、距離計測の精度をより向上できる。

請求項４の発明は、請求項２の発明に従属し、発信装置は、検出装置に設けられる第２光学タグの送信する第２光学識別情報および当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する第２光学タグ検出手段、無線タグの電波の送信特性を示す送信特性データを記憶する送信特性記憶手段、および第２光学タグ検出手段によって検出された第２方向に対応する送信特性データを送信する第２送信手段をさらに含む。検出装置は、光で第２光学識別情報を送信する第２光学タグをさらに含む。当該距離計測システムはさらに、第２送信手段によって送信された第２方向に対応する送信特性データを受信する第２受信手段を含む。距離算出手段は、判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、第１光学タグ検出手段によって検出された第１方向に対応する受信感度特性データと、第２受信手段によって受信された第２方向に対応する送信特性データと、受信電波強度とに基づいて距離を算出する。

請求項４の発明では、検出装置に第２光学タグがさらに設けられ、発信装置には第２光学タグを検出する第２光学タグ検出手段がさらに設けられる。発信装置の送信特性記憶手段は、所有する無線タグの電波の送信特性を記憶している。第２光学タグ検出手段は、第２光学タグの第２光学識別情報とともに当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する。発信装置から見て第２光学タグすなわち検出装置が存在している方向がわかるので、発信装置の無線タグの電波の送信方向に対応する送信特性を特定できる。発信装置の第２送信手段は、第２光学タグの存在する第２方向に対応する電波の送信特性データを送信する。第２受信手段は、第２送信手段によって送信された第２方向に対応する送信特性データを受信する。この第２受信手段は、たとえば検出装置または上述の外部の処理コンピュータ等に設けられてよい。発信装置の無線タグの電波の送信方向に対応する送信特性を取得できるので、当該送信特性をさらに考慮に入れて距離を算出できる。つまり、距離算出手段は、同一発信装置からの識別情報を検出したとき、受信方向に対応する受信感度特性データと、送信方向に対応する送信特性データと、受信電波強度とに基づいて距離を算出する。したがって、電波の送信方向に依存した差や無線タグの個体差などをさらに考慮して距離を算出できるので、距離計測の精度をより向上できる。

この発明によれば、光学タグと無線タグを併用するようにしたので、光学タグの検出によって無線タグの受信電波強度が隠蔽による影響を受けていないことを確認することができる。したがって、受信電波強度が遮蔽物等による影響を受けていない時点を特定できるので、少ない誤差で発信装置と検出装置との距離を計測することができる。

また、光学タグの検出によって相手の存在する方向を認識することができるので、電波の受信感度特性や送信特性の情報を記憶または取得することによって、相手の実際の存在方向に対応する電波の受信感度特性や送信特性に基づいて距離を算出することができる。したがって、より精度の高い距離計測を行うことができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例（第１実施例）の距離計測システム１０は、発信装置１２および検出装置１４を含み、発信装置１２と検出装置１４との間の距離を計測するためのものである。

発信装置１２は無線タグ１６および光学タグ１８を含む。無線タグ１６は、たとえばＲＦＩＤタグである。ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）は、電磁波を利用した非接触ＩＣタグによる自動認識技術のことである。ＲＦＩＤタグ１６は、識別情報用のメモリや通信用の制御回路等を備えるＩＣチップおよびアンテナ等を含む。そのメモリには、タグ固有識別情報等が予め記憶され、その識別情報等が所定周波数の電磁波・電波等によってアンテナから所定の時間間隔等で出力される。なお、複数の無線タグ１６が存在する場合に送信のタイミングが常に同期してしまわないように、時間間隔はランダムに変えるようにしてもよい。無線タグ１６の発信する識別情報を無線ＩＤ（無線識別情報）というものとする。

光学タグ１８は、たとえば赤外線タグであり、タグ固有識別情報を赤外線の点滅により送信する。具体的には、赤外線タグ１８は、赤外線ＬＥＤおよび駆動回路（マイクロコンピュータ）等を備え、この駆動回路が赤外線ＬＥＤの点滅を制御し、たとえばマンチェスタ符号化された識別情報を２００Ｈｚの赤外線信号に変調し発信する。光学タグ１８の発信する識別情報を光学ＩＤ（光学識別情報）というものとする。なお、この光学タグ１８および後述する検出装置１４に含まれる光学タグ検出装置２０の構成および動作の一例が、本件出願人による特開２００４−２０８２２９号公報に詳細に開示されるので参照されたい。

発信装置１２の発信する無線ＩＤと光学ＩＤとは互いに関連付けられている。たとえば、同じ識別情報、または無線式と光学式とを識別するビットのみが異なる識別情報が送信される。あるいは、検出装置１４のコンピュータ２２のメモリに無線ＩＤと光学ＩＤとを関連付けたテーブルデータを記憶しておいてもよい。両者をたとえば発信装置ＩＤによって関連付けてもよい。このように、発信装置１２の無線ＩＤと光学ＩＤとが関連付けられるので、複数の発信装置１２が検出装置１４の検知範囲内に存在していても、混乱することなく複数の発信装置１２のＩＤ、計測距離および方向を含む情報を生成し出力することが可能である。

発信装置１２の無線タグ１６と光学タグ１８とは、望ましくはたとえばラベル形、スティック形等の種々の形状をした同一筐体のタグに一体的に設けられる。無線タグ１６と光学タグ１８とは別個のタグとして形成されてもよいが、その場合には両者を同じ方向に向けて並べたり隣接させたりするなどして近い位置に取り付けることが望ましい。

検出装置１４は、コンピュータ２２、無線タグ検出装置２４および光学タグ検出装置２０等を含む。これらは望ましくはたとえば同一の筐体に一体的に設けられる。ただし、これらは別個の筐体内にそれぞれ形成されて接続されてもよい。

コンピュータ２２はこの検出装置１４を全体的に制御する。コンピュータ２２はＣＰＵおよびメモリ等を含み、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムおよびデータに基づいて処理を実行する。コンピュータ２２は、たとえば内部タイマに基づく計測タイミング（検出時刻）で、無線タグ検出装置２４および光学タグ検出装置２０からそれぞれの出力データを取得して、距離の計測を行う。コンピュータ２２は、計測結果データを生成して、そのメモリに記憶し、または、図示しないインタフェースや通信装置等を介して外部のコンピュータ（ＰＣ、データ記録サーバ、ロボット制御ＰＣ等）に出力する。

無線タグ検出装置２４はたとえば無線タグ読取機であり、この実施例ではＲＦＩＤタグ１６からの出力情報を検出する。具体的には、無線タグ検出装置２４はアンテナおよびコントローラ等を含み、ＲＦＩＤタグ１６から送信される識別情報（無線ＩＤ）の重畳された電波をアンテナを介して受信する。そして、受信した電波信号を増幅し、当該電波信号から識別情報を分離し、当該情報を復調（デコード）する。また、この無線タグ検出装置２４は、無線タグ１６の電波の受信強度に関する情報を検出する機能を備えている。無線タグ読取機２４は、受信電波強度情報として、たとえば、受信電波強度自体を検出するものであってよいし、無線タグ１６の検出の有無を分ける受信感度を、感度切替えによって検出するものであってもよい。無線タグ検出装置２４は、検出した無線ＩＤと電波受信強度情報を含む検出データをコンピュータ２２に与える。コンピュータ２２は、後述するように、この無線タグ検出装置２４からの受信電波強度情報に基づいて、発信装置１２（無線タグ１６）と検出装置１４（無線タグ検出装置２４）との距離を検出する。

光学タグ検出装置２０はたとえば赤外線カメラを含み、赤外線タグ１８の発信する赤外線を検出するためのものである。赤外線カメラは、たとえば赤外線フィルタ、レンズ、ＣＭＯＳイメージセンサ等を含む。ＣＭＯＳイメージセンサは、赤外線タグ１８のたとえば２倍のフレームレート（４００Ｈｚ）で赤外線画像を撮影して、その画像データをコンピュータ２２に出力する。レンズの画角はたとえば９０度であり、イメージセンサの解像度はたとえば１２８×１２８ｐｉｘｅｌである。コンピュータ２２は、後述するように、取得した赤外線画像から赤外線タグ１８を検出し、検出した赤外線タグ１８の点滅状態から光学ＩＤを検出するとともに、赤外線画像上の赤外線タグ１８のＸＹ座標を検出する。コンピュータ２２は、たとえば画像サイズと画角から決まる１画素あたりの角度情報を予めメモリに記憶しておくことによって、画像上のＸＹ座標から発信装置１２（光学タグ１８）の２次元的な相対的な方向を検出できる。

なお、この実施例では、光学タグ１８には赤外線ＬＥＤが用いられ、光学タグ検出装置２０には赤外線画像を撮影可能なカメラが用いられるが、光学タグ１８には可視光ＬＥＤを用い、光学タグ検出装置２０には可視光画像を撮影可能なカメラを用いてもよい。

図２には、検出装置１４のコンピュータ２２のメモリのメモリマップの一例が示される。ただし、図２にはメモリのデータ記憶領域３０の一部のみが示されている。

電波強度と距離の換算テーブルデータ領域には、電波強度を距離に換算するためのテーブルデータが予め記憶されている。このデータでは受信電波強度と当該強度が検出されるときの距離とが対応付けて記憶されている。このデータを参照して、検出された受信電波強度に対応する距離を検出する。テーブルデータにその強度が登録されていない場合には内挿によって距離を算出する。このテーブルデータは、無線タグ１６と無線タグ検出装置２４とを用いた実測によって予め作成される。なお、距離は、受信電波強度に基づいて所定の関係式（距離算出式）に従って算出するようにしてもよい。

検出無線ＩＤ領域には、無線タグ検出装置２４から取得した検出された無線ＩＤが記憶される。検出電波強度領域には、無線タグ検出装置２４から取得した無線タグ１６の受信電波強度情報が、当該無線ＩＤに関連付けられて記憶される。

検出イメージデータ領域には、光学タグ検出装置２０から取得したイメージデータすなわち所定フレーム分の赤外線画像データが記憶される。検出光学ＩＤ領域には、赤外線画像データの画像処理によって検出された赤外線タグ１８の光学ＩＤが記憶される。検出方向領域には、検出された画像上の赤外線タグ１８のＸＹ座標が当該光学ＩＤに関連付けられて記憶される。また、ＸＹ座標と１画素当たりの角度情報から算出された、光学タグ１８の２次元的な相対的な方向、たとえば画像中心（イメージセンサ軸方向）からのずれの角度が、当該光学ＩＤに関連付けて記憶される。

結果データ領域には、検出時刻において検出されたＩＤ（無線ＩＤまたは光学ＩＤ）、計測距離や参考情報などの距離情報、および方向情報などを含む検出結果を示すデータが記憶される。

図３には、この距離計測システムにおける距離計測の概念が示される。検出装置１４と発信装置１２の間に遮蔽物が存在していない場合、図３（Ａ）に示すように、光学タグ１８からの光学ＩＤは光学タグ検出装置２０で検出される。このように、検出装置１４で光学ＩＤを検出した場合には、無線タグ検出装置２４で検出される無線タグ１６の受信電波強度は、遮蔽物による影響を受けておらず、距離に応じて予測値に近い減衰をしていると判断できる。したがって、同一発信装置１２の光学ＩＤと無線ＩＤを検出した場合には、無線タグ検出装置２４で検出された無線タグ１６の受信電波強度から得られる距離は、高精度であり、誤差が少ないことが分かる。このように、精度良く距離を計測できた時点を特定することができる。したがって、この場合に算出された距離を計測距離とした結果データを生成して、記憶または出力する。

一方、検出装置１４と発信装置１２との間に遮蔽物が存在する場合には、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、光学タグ検出装置２０は光学ＩＤを検出できない。この場合には、遮蔽物に応じて電波の減衰の仕方が異なるので、受信電波強度から得られる距離は、誤差が大きくなる。遮蔽物が何であるのか、たとえば紙一枚なのか、電波の吸収の大きい人体なのかは分からないので、電波の減衰の程度を把握することも不可能である。したがって、検出装置１４で光学ＩＤを検出できない場合には、無線タグ検出装置２４で検出される無線タグ１４の受信電波強度からは正確な距離を知ることができない。なお、この場合には、受信電波強度から得た距離を、正式な計測距離ではなく、確度の低い参考情報として記憶または出力してよい。

また、検出装置１４で光学ＩＤのみが検出され、無線ＩＤが検出されない場合には、発信装置１２が無線タグ検出装置２４の検知可能距離範囲外に存在するので、距離を計測できない。この場合には、検出された方向とともに、距離が単に遠いことを示す情報（遠距離情報）を参考情報として記憶または出力する。たとえば、予め記憶しておいた当該無線タグ検出装置２４の最大検知可能距離の値より大きいという情報を参考情報としてよい。

図４には、検出装置１４のコンピュータ２２の計測処理の動作の一例が示される。コンピュータ２２のＣＰＵは、たとえば一定時間経過ごとまたは所望の計測タイミングでこの計測処理を実行する。処理を開始すると、まず、ステップＳ１で、無線タグ検出装置２４からその出力データ（検出データ）をメモリに取得する。次に、ステップＳ３で、無線タグ１６の存在を検出したか否かを判断する。具体的には、無線タグ検出装置２４の検出データに無線ＩＤが含まれていたか否かを判断する。ステップＳ３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ５で、検出データから無線ＩＤを取得して、メモリの検出無線ＩＤ領域に記憶する。続いて、ステップＳ７で、検出データから受信電波強度情報を検出して、メモリの検出電波強度領域に当該無線タグ１６の無線ＩＤに関連付けて記憶する。そして、ステップＳ９で、電波強度と距離の換算テーブルデータと検出した受信電波強度情報とに基づいて、検出無線ＩＤごとに、その受信電波強度から距離を算出し、メモリの所定領域に記憶する。

ステップＳ９を終了しまたはステップＳ３で“ＮＯ”であれば、ステップＳ１１で、光学タグ検出装置２０からイメージデータ（赤外線画像データ）を取得し、メモリの検出イメージデータ領域に記憶する。そして、ステップＳ１３で、光学タグ１８の存在を検出したか否かを判断する。たとえば、赤外線画像の中から赤外線タグ１８を示す所定サイズ（たとえば１ｐｉｘｅｌ）の光点が検出されたか否かを判断する。ステップＳ１３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ１５で、赤外線タグ１８の点滅状態を検出することによって、光学ＩＤを検出してメモリの検出光学ＩＤ領域に記憶する。また、ステップＳ１７で、赤外線画像上の赤外線タグ１８のＸＹ座標（方向）を検出して、メモリの検出方向領域に当該光学タグ１８の光学ＩＤに関連付けて記憶する。なお、ＸＹ座標から１画素当たり角度情報に基づいてたとえば画像中心からのずれの角度を算出し、当該角度を光学タグ１８の方向データとしてメモリに記憶してもよい。

ステップＳ１７を終了しまたはステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、ステップＳ１９で、検出無線ＩＤデータと検出光学ＩＤデータとに基づいて、同一発信装置１２からのＩＤが存在するか否かを判断する。たとえば、関連付けられた無線ＩＤおよび光学ＩＤを検出しているか否かを判断する。ステップＳ１９で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ９で算出された距離は、高精度であるので、ステップＳ２１で、当該距離を計測距離とした結果データを生成する。つまり、ステップＳ２１で、該当するＩＤ（無線ＩＤ、光学ＩＤまたは発信装置ＩＤ等）、方向、およびステップＳ９で算出された距離を含む検出結果データを生成して、メモリの結果データ領域に記憶するとともに、たとえば外部のコンピュータ等に当該検出結果データを出力（送信）する。

ステップＳ２１を終了しまたはステップＳ１９で“ＮＯ”であれば、ステップＳ２３で、検出無線ＩＤデータと検出光学ＩＤデータとに基づいて、無線タグ１６のみが検出された発信装置１２が存在するか否かを判断する。ステップＳ２３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ９で算出された距離は、正確ではないので、ステップＳ２５で、当該距離を参考情報とした結果データを生成する。つまり、ステップＳ２５で、該当するＩＤ（無線ＩＤまたは発信装置ＩＤ等）、および低確度を示す情報の付与された距離を含む検出結果データを生成して、メモリの結果データ領域に記憶するとともに、たとえば外部のコンピュータ等に当該検出結果データを出力（送信）する。

ステップＳ２５を終了しまたはステップＳ２３で“ＮＯ”であれば、ステップＳ２７で、検出無線ＩＤデータと検出光学ＩＤデータとに基づいて、光学タグ１８のみが検出された発信装置１２が存在するか否かを判断する。ステップＳ２７で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ２９で、該当するＩＤ（光学ＩＤまたは発信装置ＩＤ等）、方向、および遠距離情報を含む検出結果データを生成して、メモリの結果データ領域に記憶するとともに、たとえば外部のコンピュータ等に当該検出結果データを出力（送信）する。ステップＳ２９を終了し、またはステップＳ２７で“ＮＯ”であれば、この計測処理を終了する。

この実施例によれば、光学タグ１８と無線タグ１６とを併用するようにしたので、同一発信装置１２の光学ＩＤと無線ＩＤとを同時に検出している場合には、無線タグ１６の受信電波強度が遮蔽物等の隠蔽による影響を受けていないことを認識することができる。したがって、少ない誤差で発信装置１２と検出装置１４との間の距離を計測できる。また、方向も検出できるので、検出装置１４から見た発信装置１２の正確な位置を測定できる。

なお、上述の実施例では、無線タグ検出装置２４の電波の受信特性は、方向による差が無視できるものとして扱った。しかし、次に説明する他の実施例（第２実施例）のように電波の受信特性を考慮するようにしてもよい。この場合、より精度の高い距離計測および相対位置測定を行うことができる。

第２実施例の距離計測システム１０の構成は第１実施例と同様であり、重複する説明は省略する。検出装置１４のコンピュータ２２のメモリのデータ記憶領域３０には、図５に示すように、さらに、無線タグ検出装置２４のアンテナの電波の受信感度特性データが予め記憶される。受信感度特性は、図６に示すように、アンテナ中心（破線表示）からの向き（角度のずれ）による受信感度の違いを示す。この受信感度特性データでは、たとえばアンテナ中心からの向きに対応付けられた受信感度特性値が記憶されている。たとえばコイル型の平面アンテナの場合、コイル面（アンテナ面）の鉛直方向の受信感度が一番よく、水平方向に近付くに従って受信感度が悪くなる。したがって、同じ強さで電波を受けていても、その発信元の存在する方向すなわち受信方向が異なれば実際の距離は異なるものとなる。受信強度が同じでも、検出方向がコイル面の鉛直方向に近いほど発信装置１２は遠くに存在し、水平方向に近いほど近くに存在する。

メモリに記憶される電波強度と距離との換算テーブルデータでは、たとえばアンテナ中心方向から電波が受信される場合に計測されたデータが記憶される。したがって、電波受信方向に対応する受信感度特性値に基づいて、検出した受信電波強度を、受信方向を考慮した強度に補正することによって、計測される距離の精度を向上することができる。

検出装置１４では発信装置１２の光学タグ１８の方向を検出することができるので、この光学タグ１８の検出方向を、電波の受信方向として利用する。このため、検出装置１４では、図７に示すように、たとえば、無線タグ検出装置２４のアンテナ２４ａの中心方向（アンテナ面鉛直方向）軸（破線矢印表示）と、光学タグ検出装置２０のイメージセンサ（レンズ）の中心方向軸（破線矢印表示）とが同一またはほぼ同一に設定される。この場合には、図８に示すように、検出装置１４で検出される発信装置１２の光学タグ１８の方向ないしＸＹ座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を、発信装置１２の無線タグ１６からの電波の受信方向として使用できる。なお、図８で検出装置１４から延びる破線は、無線タグ検出装置２４のアンテナ２４ａの中心方向および光学タグ検出装置２０のイメージセンサの中心方向を示す。

図９には第２実施例の検出装置１４のコンピュータ２２の動作の一部が示される。第１実施例とは同一発信装置１２のＩＤが検出された場合の距離計測の処理のみが異なるので、この部分のみを図９に示す。その他の部分は図４と同様である。

ステップＳ１９で“ＹＥＳ”であれば、図９のステップＳ４１で、該当する光学ＩＤの検出方向データと受信感度特性データとに基づいて、検出方向の受信特性値を取得する。続いて、ステップＳ４３で、受信特性値と受信電波強度とに基づいて距離を算出する。具体的には、受信特性値によって補正した受信電波強度に対応する距離を、電波強度と距離の換算テーブルデータに基づいて算出する。この算出された距離は高精度であるので、当該距離を計測距離とした結果データを生成する。つまり、ステップＳ２１で、該当するＩＤ（無線ＩＤ、光学ＩＤまたは発信装置ＩＤ等）、ステップＳ１７で検出された方向、およびステップＳ４３で算出した距離を含む検出結果データを生成して、メモリに記憶するとともに出力する。このようにして、より正確な距離を計測することができる。

また、上述の各実施例では、無線タグ１６の電波の送信特性は、個体ごとの差や方向による差が無視できるものとして扱った。しかし、次に示す他の実施例（第３実施例および第４実施例）のように、電波の送信特性を考慮するようにしてもよい。

図１０に示すように、送信側の電波特性を考慮するために、検出装置１４に光学タグ４０が設けられ、発信装置１２に光学タグ検出装置４２が設けられる。検出装置１２にはさらに通信装置４４が設けられ、コンピュータ２２は通信装置４４を用いて発信装置１２と通信する。

一方、発信装置１２にもコンピュータ４６および通信装置４８がさらに設けられる。コンピュータ４６は、検出装置１４のコンピュータ２２と同様に、ＣＰＵおよびメモリ等を含み、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムおよびデータに基づいて処理を実行する。コンピュータ４６は、光学タグ検出装置４２からの検出データを、検出装置１４のコンピュータ２２と同様にして処理し、光学タグ４０の光学ＩＤおよび方向を検出する。また、コンピュータ４６は、通信装置４８を用いて検出装置１４とデータを通信する。通信装置４４および通信装置４８は、無線や光等で互いに通信する。

図１１に示すように、検出装置１４では、光学タグ４０の赤外線ＬＥＤ４０ａは、光学タグ検出装置２０のイメージセンサの中心方向軸（破線矢印表示）および無線タグ検出装置２４のアンテナ２４ａの中心方向軸（破線矢印表示）と同じ方向に発光するようにして設けられている。なお、図示は省略するが、発信装置１２でも、検出装置１４と同様にして、無線タグ１６のアンテナの中心方向軸と、光学タグ検出装置４２のイメージセンサの中心方向軸とが同一またはほぼ同一に設定されるとともに、光学タグ１８もそれらと同じ方向に発光するように設けられる。

図１２に示すように、上述の第２実施例と同様に、検出装置１４で検出される発信装置１２の光学タグ１８の方向ないしＸＹ座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を、発信装置１２の無線タグ１６からの電波の受信方向として使用できる。さらに、発信装置１２で検出される検出装置１４の光学タグ４０の方向ないしＸＹ座標（Ｘｓ，Ｙｓ）を、発信装置１２の無線タグ１６の電波の送信方向として使用できる。なお、図１２で検出装置１４から延びる破線は、無線タグ検出装置２４のアンテナ２４ａの中心方向および光学タグ検出装置２０のイメージセンサの中心方向を示す。また、発信装置１２から延びる破線は、無線タグ１６のアンテナの中心方向および光学タグ検出装置４２のイメージセンサの中心方向を示す。

このように、発信装置１２の光学タグ検出装置４２で検出装置１４の光学タグ４０を検出することによって、発信装置１２から見た検出装置１４の２次元的な相対的な方向を検出することができるので、発信装置１２の無線タグ１６の電波の送信特性の方向による差を考慮に入れた距離計測を行うことができる。したがって、計測距離の精度をさらに向上できる。また、選択できるアンテナの種類を広げることが可能になり、つまり、方向によって異なる特性を持ったアンテナを用いても、より正確な距離を計測することができる。

送信特性を考慮するために、第３実施例では、検出装置１４が、発信装置１２の無線タグ１６の電波の送信特性情報を保有する。図１３には、検出装置１４のコンピュータ２２のメモリのメモリマップの一部が示される。この図１３に示すように、コンピュータ２２のメモリのデータ記憶領域３０には、無線タグ検出装置２４の電波の受信感度特性データが予め記憶されるとともに、発信装置１２の無線タグ１６の電波の送信特性データが、たとえば当該無線タグ１６を所有する発信装置ＩＤに関連付けられて、予め記憶されている。送信特性は、図１４に示すように、アンテナ中心（破線表示）からの向き（角度のずれ）による送信強度の違いを示す。この送信特性データでは、たとえばアンテナ中心からの向きに対応付けられた送信特性値が記憶されている。また、発信装置１２（無線タグ１６）ごとの電波の送信特性データを記憶する場合には、無線タグ１６の個体差も考慮に入れることができるので、計測距離の精度をより向上できる。

また、データ記憶領域３０には、当該検出装置１４の所有している光学タグ４０から発信される光学ＩＤが予め記憶される。さらに、データ記憶領域３０には、通信装置４４を介して発信装置１２から受信したデータを記憶するための受信データ領域も設けられる。

図１５には、発信装置１２のコンピュータ４６のメモリのメモリマップの一例が示される。ただし、図１５にはメモリのデータ記憶領域５０の一部のみが示されている。検出イメージデータ領域には、光学タグ検出装置４２から取得したイメージデータが記憶される。検出光学ＩＤ領域には、赤外線画像から検出された赤外線タグ４０の光学ＩＤが記憶される。検出方向領域には、検出された画像上の赤外線タグ４０のＸＹ座標が当該光学ＩＤに関連付けられて記憶される。また、メモリに予め記憶される１画素当たりの角度情報と検出したＸＹ座標から算出された、光学タグ４０の２次元的な相対的な方向、たとえば画像中心（イメージセンサ軸方向）からのずれの角度が、当該光学ＩＤに関連付けて記憶される。また、データ記憶領域５０には、自分の発信装置１２の識別情報を示す発信装置ＩＤが予め記憶されている。発信装置ＩＤは、たとえば、所有するタグの無線ＩＤおよび光学ＩＤと同じＩＤ、または識別情報の種類を識別するビットのみが異なるＩＤであってよい。あるいは、発信装置ＩＤと無線ＩＤと光学ＩＤとを関連付けるテーブルデータが検出装置１４のメモリに予め記憶される場合には、タグＩＤ（無線ＩＤ、光学ＩＤ）と異なるＩＤが設定されてよい。

発信装置１２のコンピュータ４６は、光学タグ検出装置４２の検出データに基づいて検出装置１４の光学タグ４０を検出したとき、検出した光学ＩＤ、検出方向および自分の発信装置ＩＤを含むデータを、たとえば通信装置４８を用いて送信する。

検出装置１４のコンピュータ２２は、たとえば通信装置４４を介して、発信装置１２からのデータを受信する。受信データには、発信装置１２が検出した検出装置１４の光学タグ４０の光学ＩＤが含まれるので、検出装置１４のコンピュータ２２は、当該受信データが自己宛のデータであるか否かを、予め記憶しておいた所有する光学タグ４０の光学ＩＤに基づいて判定することができる。さらに、受信データには検出方向と発信装置ＩＤとが含まれるので、検出装置１４のコンピュータ２２は、発信装置ＩＤに対応する発信装置１２の無線タグ１６の送信特性データから、検出方向に対応する送信特性値を取得することができる。したがって、この送信特性値によって、無線タグ１６の電波の送信特性の方向差、さらに無線タグ１６の個体差を考慮に入れて、距離を算出することができるので、距離計測の精度をより向上できる。また、検出装置１４から見た発信装置１２のより正確な相対位置を測定できる。

図１６には、発信装置１２のコンピュータ４６の動作の一例が示される。コンピュータ４６は、内部タイマに基づいてたとえば一定時間経過ごとまたは所望の検出タイミングでこの図１６の処理を実行する。処理を開始すると、まず、ステップＳ６１で、光学タグ検出装置４２からイメージデータ（所定フレーム分の赤外線画像データ）を取得して、メモリの検出イメージデータ領域に記憶する。次に、ステップＳ６３で、赤外線画像の中から光学タグ４０の存在を検出したか否かを判断する。ステップＳ６３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ６５で光学ＩＤを検出してメモリの検出光学ＩＤ領域に記憶する。また、ステップＳ６７で、赤外線タグ４０のＸＹ座標（方向）を検出して、メモリの検出方向領域に当該光学ＩＤに関連付けて記憶する。あるいは、ＸＹ座標から１画素当たり角度情報に基づいてたとえば画像中心からのずれの角度を算出し、この角度を光学タグ４０の方向データとしてメモリに記憶してもよい。そして、ステップＳ６９で、検出した光学ＩＤと検出方向と自分の発信装置ＩＤを含むデータを生成して、このデータをたとえば通信装置４８を用いて送信する。ステップＳ６９を終了し、またはステップＳ６３で“ＮＯ”であれば、この処理を終了する。

図１７には、検出装置１４のコンピュータ２２の動作の一例の一部が示される。図４に示す第１実施例とは、発信装置１２から送信特性関連情報を受信する処理と、同一発信装置１２のＩＤが検出された場合の距離計測の処理とが異なるので、異なる部分を図１７に示す。その他の部分は図４または図９と同様である。

たとえば、ステップＳ１７を終了し、またはステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、図１７のステップＳ８１で、通信装置４４から受信データを取得して、メモリの受信データ領域に記憶する。次に、ステップＳ８３で、当該受信データが自分宛のデータであるか否かを判断する。具体的には、受信データから光学ＩＤを抽出して、当該光学ＩＤがメモリに記憶されている所有光学タグ４０の光学ＩＤと同じであるか否かを判定する。ステップＳ８３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ８５で、受信データから発信装置ＩＤと検出方向とを取得して、メモリの所定領域に記憶する。

ステップＳ８５を終了し、またはステップＳ８３で“ＮＯ”であれば、ステップＳ１９で、検出無線ＩＤデータと検出光学ＩＤデータとに基づいて、同一発信装置１２からのＩＤが存在するか否かを判断する。ステップＳ１９で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ４１で、受信感度特性データと当該光学ＩＤの検出方向データとに基づいて、検出方向の受信特性値を取得する。

そして、ステップＳ８７で、ステップＳ１９で同一発信装置１２からのＩＤと判定されたＩＤは、ステップＳ８５で受信した発信装置ＩＤに対応するＩＤであるか否かを判断する。たとえば、同一発信装置１２からの光学ＩＤまたは無線ＩＤが、発信装置ＩＤと同一ＩＤか否か、または識別ビットのみが異なるＩＤか否かを判定する。あるいは、対応付けテーブルデータで当該発信装置ＩＤと関連付けられているか否かを判定する。ステップＳ８７で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ８９で、当該発信装置ＩＤに対応する送信特性データから、当該発信装置１２から受信した検出方向に対応する送信特性値を取得する。そして、ステップＳ９１で、受信特性値と送信特性値と受信電波強度とに基づいて距離を算出する。具体的には、受信特性値と送信特性値とに基づいて受信電波強度を補正し、電波強度と距離の換算テーブルデータに基づいて当該補正された受信電波強度に対応する距離を算出する。この算出距離はより高精度であるので、次のステップＳ２１で当該距離を計測距離とした結果データを生成する。

一方、ステップＳ８７で“ＮＯ”であれば、当該ＩＤについて送信特性関連情報（方向）を受信できていないので、ステップＳ４３で、受信特性値と受信電波強度とに基づいて距離を算出する。この算出距離も、上述のように、高精度であるので、次のステップＳ２１で当該距離を計測距離とした結果データを生成する。

ステップＳ９１を終了し、またはステップＳ４３を終了すると、ステップＳ２１で、該当するＩＤ（無線ＩＤ、光学ＩＤまたは発信装置ＩＤ等）、方向（ステップＳ１７で検出した方向およびステップＳ８５で検出した方向）、および距離（ステップＳ９１で算出した距離またはステップＳ４３で算出した距離）を含む検出結果データ生成して、メモリに記憶し、外部のコンピュータ等に出力する。ステップＳ２１を終了し、またはステップＳ１９で“ＮＯ”であれば処理はステップＳ２３へ進む。

なお、上述の第３実施例では、検出装置１４に発信装置１２の無線タグ１６の電波の送信特性データを保有させて、発信装置１２から送信方向に関する情報を送信するようにしていた。しかし、次に説明する第４実施例のように、発信装置１２に無線タグ１６の電波の送信特性データを保有させ、送信方向に対応する送信特性値を検出装置１４に送信するようにしてもよい。

すなわち、発信装置１２のコンピュータ４６のメモリのデータ記憶領域５０には、図１８に示すように、さらに、所有する無線タグ１６の電波の送信特性データが記憶されている。コンピュータ４６は、検出装置１４の光学タグ４０を検出したとき、当該検出方向に対応する送信特性値を送信特性データから取得する。そして、コンピュータ４６は、検出した光学ＩＤ、送信特性値、および自分の発信装置ＩＤを含むデータを、たとえば通信装置４８を介して検出装置１４に送信する。

検出装置１４のコンピュータ２２は、たとえば通信装置４４を介して発信装置１２からデータを受信すると、上述の第３実施例と同様に、受信データに含まれる光学タグ４０の光学ＩＤに基づいて、当該受信データが自己宛のデータであるか否かを判定する。さらに、受信データには送信特性値と発信装置ＩＤとが含まれるので、検出装置１４のコンピュータ２２は、この送信特性値によって、無線タグ１６の電波の送信特性の方向差や個体差などを考慮に入れた距離を算出できる。したがって、上述の第３実施例と同様に、距離計測の精度をより向上できる。

図１９には、発信装置１２のコンピュータ４６の動作の一例が示される。なお、図１６に示す第３実施例と同じ処理には、同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。ステップＳ６７を終了すると、ステップＳ１０１で、メモリに記憶されている無線タグ１６の電波の送信特性データから、ステップＳ６７で検出された検出装置１４の光学タグ４０の検出方向に対応する送信特性値を取得する。そして、ステップＳ１０３で、検出した光学ＩＤ、送信特性値および自分の発信装置ＩＤを含むデータを生成して、たとえば通信装置４８を介して送信する。ステップＳ１０３を終了し、またはステップＳ６３で“ＮＯ”であれば、この処理を終了する。

図２０には、検出装置１４のコンピュータ２２の動作の一例の一部が示される。なお、図１７に示す第３実施例と同じ処理には、同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。ステップＳ８３で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ１１１で、受信データから発信装置ＩＤと送信特性値を取得して、メモリの所定領域に記憶する。

また、ステップＳ８７で“ＹＥＳ”であれば、次のステップＳ９１で、ステップＳ４１で取得した受信特性値とステップＳ１１１で取得した送信特性値と受信電波強度と換算テーブルデータに基づいて、距離を算出する。この算出された距離はより高精度であるので、次のステップＳ２１で、上述と同様にして、当該距離を計測距離とした結果データを生成する。一方、ステップＳ８７で“ＮＯ”であれば、当該ＩＤについて送信特性関連情報（送信特性値）を受信していないので、ステップＳ４３で、上述と同様にして、受信特性値と受信電波強度に基づいて距離を算出する。

なお、上述の第３実施例および第４実施例では、発信装置１２に通信装置４８を設けるとともに、検出装置１４に通信装置４４を設けて、送信特性関連の情報（光学ＩＤ、検出方向または送信特性値、発信装置ＩＤ等）を送受信するようにしているが、別の実施例では、光学タグ１８または無線タグ１６の信号にこの送信特性関連情報を重畳させて送信し、光学タグ検出装置２０または無線タグ検出装置２４で受信した信号から送信特性関連情報を検出するようにしてもよい。

また、上述の各実施例では、検出装置１４内にコンピュータ２２を設けて、このコンピュータ２２が受信電波強度、受信特性値または送信特性値等に基づいて距離を算出して出力するようにしていた。しかしながら、他の実施例では、検出装置１４のコンピュータ２２とは別に、外部に処理コンピュータを設けて、処理コンピュータが検出装置１４または発信装置１２から必要なデータを取得して、コンピュータ２２の実行していた距離の算出、検出結果の出力等の処理を実行するようにしてもよい。この場合、処理コンピュータは、検出装置１４から無線ＩＤおよび受信電波強度を含む無線タグ検出装置２４の検出データ、光学タグ検出装置２０の検出データからコンピュータ２２によって検出された光学ＩＤおよび方向を含む検出データを取得して、距離を算出し、ＩＤ、方向および距離情報を含む結果データを生成し、当該結果データをメモリ等に記憶し、または外部のコンピュータ等に出力する。

また、処理コンピュータはそのメモリに受信特性データを記憶しておいて、検出装置１４から取得した光学タグ１８の検出方向に対応する受信特性値を考慮して距離を算出するようにしてもよい。また、処理コンピュータはそのメモリに送信特性データを記憶しておいて、発信装置１２から直接にまたは検出装置１４から光学タグ４０の検出方向を取得し、この取得した検出方向に対応する送信特性値を考慮して距離を算出するようにしてもよい。また、処理コンピュータは、発信装置１２から直接にまたは検出装置１４から光学タグ４０の検出方向に対応する送信特性値を取得し、この取得した送信特性値を考慮して距離を算出するようにしてもよい。

この距離計測システム１０は、たとえば図２１に示すようなコミュニケーションロボット１００において使用することができる。図２１の実施例では、コミュニケーションロボット１００に検出装置１４が搭載され、コミュニケーションの相手となる人間１０２に当該人間１０２の識別情報を発信する発信装置１２が装着される。

コミュニケーションロボット１００は、自律的に移動し、人間１０２などのコミュニケーションの相手と発話や身体動作を用いてコミュニケーションを図る機能を備えている。コミュニケーションロボット１００として、たとえば本件出願人の開発したロボビー（登録商標）を使用できる。

図２２には、コミュニケーションロボット１００の電気的構成の一例が示される。コミュニケーションロボット１００は、全体的な動作を制御するＣＰＵ１０４を含む。ＣＰＵ１０４は、マイクロコンピュータ或いはプロセサとも呼ばれ、バス１０６を介して、メモリ１０８、モータ制御ボード１１０、センサ入力／出力ボード１１２および音声入力／出力ボード１１４に接続される。

メモリ１０８は、ＲＯＭ、ＨＤＤおよびＲＡＭ等を含み、ＲＯＭおよびＨＤＤには制御プログラムおよびデータが予め記憶され、ＲＡＭはワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

モータ制御ボード１１０は、たとえばＤＳＰで構成され、右腕、左腕、頭部および眼球部等の各部位における関節の各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード１１０は、ＣＰＵ１０４からの制御データを受け、右眼球部の２軸の角度を制御する２つの右眼球モータ１１６の回転角度を制御する。同様に、左眼球部の２軸の角度を制御する２つの左眼球モータ１１８、右肩関節の３軸の角度と右肘関節の１軸の角度を制御する計４つの右腕モータ１２０、左肩関節３軸の角度と左肘関節の１軸の角度を制御する計４つの左腕モータ１２２、首関節の３軸の角度を制御する３つの頭部モータ１２４、背の高さを調節する腰モータ１２６の回転角度をそれぞれ制御する。さらに、モータ制御ボード１１０は、ＣＰＵ１０４からの制御データを受けて、移動および旋回のための２つの車輪をそれぞれ駆動する２つの車輪モータ１２８の回転角度を制御する。なお、車輪モータ１２８を除くモータは、制御を簡素化するために、ステッピングモータ或いはパルスモータを用いてよいし、車輪モータ１２８と同様に直流モータを用いてもよい。

センサ入力／出力ボード１１２もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでＣＰＵ１０４に与える。すなわち、全周囲を撮影する全方位カメラ１３０からの映像信号が必要に応じてこのセンサ入力／出力ボード１１２で所定の処理を施された後、ＣＰＵ１０４に入力される。両目に取り付けられる眼カメラ１３２からの映像信号も、同様にして、ＣＰＵ１０４に入力される。また、頭、肩、胸、腕、手先などの各部位に設けられる複数のタッチセンサ１３４からの信号や、台車の衝突を検知するための衝突センサ１３６からの信号も、同様にして、ＣＰＵ１０４に与えられる。

音声入力／出力ボード１１４もまた、同様にＤＳＰで構成され、ＣＰＵ１０４から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ１３８から出力される。また、マイク１４０からの音声入力が、音声入力／出力ボード１１４を介してＣＰＵ１０４に取り込まれる。

また、ＣＰＵ１０４には、検出装置１４も汎用インタフェース等を介して接続されている。ＣＰＵ１０４は、たとえば一定時間経過ごとまたは必要なタイミングで、検出装置１４からその検出結果データを取得する。

このコミュニケーションロボット１００では、検出装置１４から取得した検出結果データに含まれるＩＤ，距離および方向等に基づいて、たとえば、発信装置１２を所持する人間１０２を探して移動することができるし、人間１０２との相対的な位置や距離を適正な状態に保ちながらコミュニケーションを行うことができる。適正な距離や相対的位置を保つためには、たとえば、コミュニケーション実行中に、検出装置１４から検出結果データを随時取得する。検出装置１４で発信装置１２の光学ＩＤと無線ＩＤの両方が検出されるときの計測距離が高精度であるので、両ＩＤが検出された場合には、計測距離と予め記憶された適正距離との差分だけ移動するように車輪モータ１２８を制御し、また、検出方向と予め記憶された適正方向との差分だけ旋回するように車輪モータ１２８を制御する。このように、距離計測システム１０をコミュニケーションロボット１００に適用することによって、コミュニケーション中の人間１０２との相対位置および距離を適正に保つことが可能になるので、人間１０２に違和感や不快感を抱かせることなく円滑なコミュニケーション行動を実行することができる。

また、この距離計測システム１０は、たとえば図２３に示すようなコミュニケーションロボット制御システム１５０において使用することができる。図２３の実施例では、所定の空間ないし環境１５２内の所定位置に複数の検出装置１４がそれぞれ配置される。一方、コミュニケーションロボット１００および人間１０２のそれぞれに発信装置１２が設けられる。また、コミュニケーションロボット制御システム１５０は、コミュニケーションロボット１００の動作を制御するための指令データを送信するロボット制御用サーバ１５４を含む。ロボット制御用サーバ１５４とコミュニケーションロボット１００とは、たとえば無線ＬＡＮを介して通信する。また、ロボット制御用サーバ１５４は、複数の検出装置１４のそれぞれと通信して各検出結果データを取得する。ロボット制御用サーバ１５４と複数の検出装置１４もまた、たとえば無線ＬＡＮを介して通信する。このロボット制御用サーバ５４との通信のために各検出装置１４には通信装置１５６が設けられている。

ロボット制御用サーバ１５４はそのメモリに各検出装置１４の環境１５２における位置座標（Ｘ，Ｙ）を示す座標データを予め記憶している。ロボット制御用サーバ１５４は、たとえば一定時間経過ごとにまたは必要なタイミングで各検出装置１４から検出結果データを取得し、取得データに含まれるＩＤ、方向および高精度の距離と、検出装置１４の座標データとから、環境１５２におけるコミュニケーションロボット１００および人間１０２の位置座標を算出する。検出装置１４で発信装置１２の光学ＩＤと無線ＩＤの両方が検出される場合には、高精度な距離を計測できるので、高精度な位置座標を算出できる。そして、この算出位置座標からコミュニケーションロボット１００と人間１０２との相対的な位置や距離を精度良く算出することができる。ロボット制御用サーバ１５４は、算出された位置座標、相対的位置および距離に基づいて、コミュニケーションロボット１００に対する動作指示データを作成して送信する。コミュニケーションロボット１００は、動作指示データを受信して、当該動作指示データに従って動作する。

たとえば、コミュニケーションロボット１００は、上述の図２１の実施例と同様に、コミュニケーションの対象の相手となる人間１０２の目の前に動いていくことができるし、人間１０２との相対的な位置や距離を適正に保ちながらコミュニケーションを行うことができる。また、コミュニケーションロボット１００は、相対的な位置や距離に応じて、コミュニケーションの取り方を変えることも可能である。たとえば、コミュニケーションロボット１００から見て人間１０２が右腕の届く範囲内に存在すると判定される場合には、ロボット制御用サーバ１５４は、右腕を動かさない動作指示データや、右腕が人間１０２に当たらない軌道を動くように修正した動作指示データを生成して、コミュニケーションロボット１００に送信することができる。このように、距離計測システム１０を適用することによって、高精度の計測距離に基づいた適切なコミュニケーション行動をコミュニケーションロボット１００に実行させるコミュニケーションロボット制御システム１５０を実現できる。

また、この距離計測システム１０は、たとえば、展示会や博物館などで、来場者の展示物の見方を記録するようなシステムに適用することも可能である。この場合には、発信装置１２は各来場者に装着される。検出装置１４は展示物の近傍に設置され、データ記録装置に接続される。そして、データ記録装置が、検出装置１４から検出結果データを取得して、検出時刻に関連付けてＩＤ、方向、距離などを記憶する。このように、距離計測システム１０を適用することによって、高精度の計測距離に基づいて、来場者が展示物をどのように見たかをより正確に記録することができ、たとえば、各人の当該展示物に対する接近方向、接近速度、滞在時間や滞在位置などの情報を取得できる。

この発明の第１実施例の距離計測システムを示すブロック図である。 図１実施例の検出装置のコンピュータのメモリのメモリマップの一例の一部を示す図解図である。 距離計測の概念を示す図解図であり、図３（Ａ）は遮蔽物が介在しない場合を示し、図３（Ｂ）は影響度の小さい遮蔽物が介在する場合を示し、図３（Ｃ）は影響度の大きい遮蔽物が介在する場合を示す。 図１実施例の検出装置のコンピュータの計測処理の動作の一例を示すフロー図である。 この発明の第２実施例の距離計測システムにおける検出装置のコンピュータのメモリマップの一部を示す図解図である。 第２実施例の無線タグ検出装置の受信感度特性を示す図解図である。 第２実施例の検出装置の外観を示す図解図であり、イメージセンサ軸方向と無線タグ検出装置のアンテナ中心方向の関係を示す。 第２実施例の距離計測手法を説明するための図解図である。 第２実施例の検出装置のコンピュータの動作の一部を示すフロー図である。 この発明の第３実施例の距離計測システムを示すブロック図である。 図１０実施例の検出装置の外観を示す図解図であり、イメージセンサ軸方向と無線タグ検出装置のアンテナ面鉛直方向の関係を示す図解図である。 図１０実施例の距離計測手法を説明するための図解図である。 図１０実施例の検出装置のコンピュータのメモリマップの一部を示す図解図である。 図１０実施例の発信装置の無線タグの送信特性を示す図解図である。 図１０実施例の発信装置のコンピュータのメモリマップの一部を示す図解図である。 図１０実施例の発信装置のコンピュータの動作の一例を示すフロー図である。 図１０実施例の検出装置のコンピュータの動作の一部を示すフロー図である。 この発明の第４実施例の距離計測システムにおける発信装置のコンピュータのメモリマップの一部を示す図解図である。 第４実施例の発信装置のコンピュータの動作の一例を示すフロー図である。 第４実施例の検出装置のコンピュータの動作の一部を示すフロー図である。 この発明の距離計測システムを適用したコミュニケーションロボットシステムの一例の概略を示す図解図である。 図２１のコミュニケーションロボットの一例を示すブロック図である。 この発明の距離計測システムを適用したコミュニケーションロボット制御システムの一例の概略を示す図解図である。

符号の説明

１０ …距離計測システム
１２ …発信装置
１４ …検出装置
１６ …無線タグ
１８，４０ …光学タグ
２０，４２ …光学タグ検出装置
２２，４６ …コンピュータ
２４ …無線タグ検出装置
４４，４８ …通信装置

Claims (4)

1. 発信装置と検出装置とを含み、前記発信装置と前記検出装置との距離を計測する距離計測システムであって、
   前記発信装置は、
   無線で無線識別情報を送信する無線タグ、および
   光で第１光学識別情報を送信する第１光学タグを含み、
   前記検出装置は、
   前記無線タグの送信する前記無線識別情報および受信電波強度を検出する無線タグ検出手段、および
   前記第１光学タグの送信する前記第１光学識別情報を検出する第１光学タグ検出手段を含み、
   当該距離計測システムはさらに、
   前記受信電波強度に基づいて前記距離を算出する距離算出手段、
   前記無線タグ検出手段で検出された前記無線識別情報と前記第１光学タグ検出手段で検出された前記第１光学識別情報とが同一発信装置からの識別情報であるか否かを判定する判定手段、および
   前記判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたときに前記距離算出手段によって算出された前記距離を計測距離とした結果データを生成する生成手段を含む、距離計測システム。
2. 前記無線タグ検出手段による電波の受信感度特性を示す受信感度特性データを記憶する受信特性記憶手段をさらに含み、
   前記第１光学タグ検出手段は前記第１光学タグの存在する第１方向をさらに検出し、
   前記距離算出手段は、前記判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、前記第１光学タグ検出手段によって検出された前記第１方向に対応する前記受信感度特性データと前記受信電波強度とに基づいて前記距離を算出する、請求項１記載の距離計測システム。
3. 前記発信装置は、
   前記検出装置に設けられる第２光学タグの送信する第２光学識別情報および当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する第２光学タグ検出手段、および
   前記第２光学タグ検出手段によって検出された前記第２方向を送信する第１送信手段をさらに含み、
   前記検出装置は、光で前記第２光学識別情報を送信する前記第２光学タグをさらに含み、
   当該距離計測システムはさらに、
   前記第１送信手段によって送信された前記第２光学タグの前記第２方向を受信する第１受信手段、および
   前記発信装置の前記無線タグの電波の送信特性を示す送信特性データを記憶する送信特性記憶手段を含み、
   前記距離算出手段は、前記判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、前記第１光学タグ検出手段によって検出された前記第１方向に対応する前記受信感度特性データと、前記第１受信手段によって受信された前記発信装置の前記無線タグの電波の前記第２方向に対応する前記送信特性データと、前記受信電波強度とに基づいて前記距離を算出する、請求項２記載の距離計測システム。
4. 前記発信装置は、
   前記検出装置に設けられる第２光学タグの送信する第２光学識別情報および当該第２光学タグの存在する第２方向を検出する第２光学タグ検出手段、
   前記無線タグの電波の送信特性を示す送信特性データを記憶する送信特性記憶手段、および
   前記第２光学タグ検出手段によって検出された前記第２方向に対応する前記送信特性データを送信する第２送信手段をさらに含み、
   前記検出装置は、光で前記第２光学識別情報を送信する前記第２光学タグをさらに含み、
   当該距離計測システムはさらに、前記第２送信手段によって送信された前記第２方向に対応する前記送信特性データを受信する第２受信手段を含み、
   前記距離算出手段は、前記判定手段によって同一発信装置からの識別情報であると判定されたとき、前記第１光学タグ検出手段によって検出された前記第１方向に対応する前記受信感度特性データと、前記第２受信手段によって受信された前記第２方向に対応する前記送信特性データと、前記受信電波強度とに基づいて前記距離を算出する、請求項２記載の距離計測システム。

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