JP2007132744A - 位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない位置検出システムを提供する。
【解決手段】 ＩＤコードを含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコン♯０〜♯２６を移動体３の移動空間に分散して設ける。移動体３には、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光のＩＤコードから少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて移動体３の位置を検出する検出ユニット４０を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、移動体の移動空間たとえば屋内等における移動体の位置を検出する位置検出システムに関する。

従来、移動体の位置を知るための手段として、移動体に回転式のレーザレーダを設けるとともに、移動体の周りの空間に少なくとも３つの反射器を固定し、レーザレーダから発せられるレーザ光により移動体の周囲を走査するシステムが知られている。このシステムでは、レーザ光の走査に伴う各反射器からの反射光の有無、およびレーザ光の走査角度情報に基づいて、移動体から見た各反射器の方向を検知することができる。また、各反射器で反射した光が戻ってくるまでの時間を計ることにより、移動体と各反射器との間の距離を検知することができる。そして、検知した方向および距離に基づいて、移動体の位置を特定することができる（例えば、特許文献１）。
特開２００３−３０２４６９号公報

上記のシステムでは、初期設定として、敷設後に移動体を定点に置いて校正登録作業を行う必要があることから、多数の移動体を用いるような場合には各移動体ごとに上記校正登録作業を行わねばならず、面倒であるため、このような用途には向いていなかった。また、それ以降も移動体の移動データを継続的に取得しながら各反射器の位置を監視し続け、場合によっては移動体の自律移動の制御データ（デッドレコニング）との比較をしなければならず、この点からも、多数の移動体が出入りしたり自由な移動を行うような用途には向いていなかった。また、回転式のレーザレーダのような可動式の走査器を設けねばならないために、移動体が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるという問題がある。

この発明は、上記事情を考慮したもので、移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない位置検出システムを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の位置検出システムは、移動体の移動空間に分散して設けられ、それぞれの識別情報を含む発光パターンで発光する複数の発光手段と、上記移動体に設けられ、上記各発光手段により発せられる光の識別情報から少なくとも３つの発光手段を識別するとともに、識別した各発光手段からの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて上記移動体の位置を検出する検出手段と、を備えている。

この発明の位置検出システムによれば、移動体ごとに面倒な校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない。これにより、多数の移動体を用いるようなものにも適用可能とすることができ、しかも、移動体が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるといった不都合を生じることがない。

［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、１は大型商店などの建物で、床、壁、天井で覆われ、内部に棚２を有している。この建物１の床面に移動体３が移動自在に存している。

建物１の内壁上部、棚２の上部、あるいは天井に、少なくとも３つ以上の発光手段たとえば２７個の光学ビーコン♯０〜♯２６が分散して取付けられている。これら光学ビーコン♯０〜♯２６は、発光素子として赤外線光を発する発光ダイオードを用いており、取付け位置（平面座標）については敷設時に移動体３に設けられた後述する検出ユニットの位置データメモリに記憶されている。

光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる赤外線光は、壁面や棚２に取付けられている場合に平面図上で最大１８０度（角部に取付けのものは９０度または２７０度）の範囲で下左右方向に拡がり、天井に取付けられている場合に平面図上で最大３６０度の範囲で下方向に拡がる。

とくに、光学ビーコン♯０〜♯２６は、自身以外の少なくとも１つの光学ビーコンから発せられる光の到達領域に存している。

これら光学ビーコン♯０〜♯２６のうち、発光順位が１番目の光学ビーコン♯０は、定期的に発光動作するもので、図２に示す制御回路を備えている。すなわち、制御部１０にタイマ１１，１２、ＩＤ設定部１４、変調駆動回路１５が接続されている。
タイマ１１は、当該光学ビーコン♯０の定期的な発光動作を設定するための一定時間Ｔ１をカウントする。タイマ１２は、当該光学ビーコン♯０の方向検出用の発光動作をする一定時間Ｔ２をカウントする。ＩＤ設定部１４は、当該光学ビーコン♯０に固有の識別情報いわゆるＩＤを人為的な操作により可変設定するためのものである。変調駆動回路１５は、所定周波数のキャリア信号を制御部１０の制御に応じて変調し、その変調信号（パルス信号）によって発光素子（発光ダイオード）１６を発光させる。

制御部１０の制御による光学ビーコン♯０の発光動作を図３のタイムチャートに示している。
すなわち、タイマ１１のカウントに基づく一定時間Ｔ１ごとに、開始コードを含む発光パターン（オン，オフパターン）で先ず発光し、次にＩＤコードを含む発光パターンで発光し、続いてタイマ１２のカウントに基づく一定時間Ｔ２だけ方向検出用として連続的に発光し、最後に終了コードを含む発光パターンで発光する。方向検出用の発光は、当該光学ビーコン♯０の方向を移動体３に確実に検出させるためのものである。

残りの光学ビーコン♯１〜♯２６は、自身以外の光学ビーコンから発せられる光を受けることにより順次に動作して発光するもので、図４に示す制御回路を備えている。すなわち、制御部２０にタイマ２２，２３、ＩＤ設定部２４、変調駆動回路２５、受信復調回路２７が接続されている。

タイマ２２は、当該光学ビーコンの方向検出用の発光動作を設定するための一定時間Ｔ２をカウントする。タイマ２３は、当該光学ビーコンの直前に発光する光学ビーコンが方向検出用の発光を開始してから、当該光学ビーコンが発光を開始するまでの規制時間Ｔ３、をカウントする。ＩＤ設定部２４は、当該光学ビーコンに固有のＩＤを人為的な操作により可変設定するためのものである。変調駆動回路２５は、所定周波数のキャリア信号を制御部１０の制御に応じて変調し、その変調信号（パルス信号）によって発光素子（発光ダイオード）２６を発光させる。受信復調回路２７は、他の光学ビーコンから発せられる光を受光素子（例えばフォトダイオード）２８で受け、受けた光に含まれている開始コード、ＩＤコード、終了コードを復調により抽出して制御部２０に供給する。

制御部２０の制御による光学ビーコン♯１〜♯２６の一部の発光動作を図５のタイムチャートに示している。
すなわち、光学ビーコン♯１は、他の光学ビーコンから受けた光がどの光学ビーコンから発せられたものであるかを光から抽出されるＩＤコードに基づいて常に監視しており、予め定められている発光順序が１つ前の光学ビーコン♯０の発光を受けて、かつ光学ビーコン♯０の方向検出用の発光が開始されてからタイマ２３のカウントに基づく規制時間Ｔ３が経過した後に、動作を開始する。まず、開始コードを含む発光パターンで発光し、次にＩＤコードを含む発光パターンで発光し、続いてタイマ２２のカウントに基づく一定時間Ｔ２だけ方向検出用として連続的に発光し、最後に終了コードを含む発光パターンで発光する。方向検出用の発光は、光学ビーコン♯１の方向を移動体３に確実に検出させるためのものである。

光学ビーコン♯２は、他の光学ビーコンから受けた光がどの光学ビーコンから発せられたものであるかを光から抽出されるＩＤコードに基づいて常に監視しており、予め定められている発光順序が１つ前の光学ビーコン♯１の発光を受けて、かつ光学ビーコン♯１の方向検出用の発光が開始されてからタイマ２３のカウントに基づく規制時間Ｔ３が経過した後に、動作を開始する。まず、開始コードを含む発光パターンで発光し、次にＩＤコードを含む発光パターンで発光し、続いてタイマ２２のカウントに基づく一定時間Ｔ２だけ方向検出用として連続的に発光し、最後に終了コードを含む発光パターンで発光する。方向検出用の発光は、光学ビーコン♯２の方向を移動体３に確実に検出させるためのものである。

同様に、光学ビーコン♯３〜♯２６が順次に動作して発光する。

一方、移動体３は、図６および図７に示す検出ユニット（検出手段）３０を備えている。検出ユニット３０は、受光部４０、演算部５０、および位置データメモリ５１を有している。そして、検出ユニット３０は、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光のうち受光した各光に含まれているＩＤコードを参照することにより少なくとも３つの光学ビーコンを識別するとともに、識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、この検出結果及びＩＤコードによる位置データメモリ内の位置データに基づいて移動体３の位置を検出するものである。

受光部４０は、軸方向が垂直となるように移動体３に設けられた円筒状の筐体４１を有し、その筐体４１の上部開口を遮光板４２で閉塞し、上方からの光を遮光板４２の略中央部に形成されている開口（絞り）４２ａを通して筐体４１内に導入する。導入された光は、レンズ４３により、二次元受光素子であるＣＭＯＳイメージセンサ４４に集光する。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサ４４の上面に集光点Ｐが形成される。

位置データメモリ５１は、光学ビーコン♯０〜♯２６の位置データを同光学ビーコン♯０〜♯２６のＩＤコードに対応付けて記憶している。

演算部５０は、受光部４０のＣＭＯＳイメージセンサ４４で受けた光に含まれているＩＤコードを解読する解読手段と、この解読手段で解読された各ＩＤコードに基づいて位置データメモリ５１を参照することにより少なくとも３つの光学ビーコンを識別する識別手段と、この識別手段で識別された各光学ビーコンからの光（方向検出用の発光）の方向を上記ＣＭＯＳイメージセンサ４４の出力から検出する検出手段と、この検出手段で検出された光の方向により移動体３の位置を演算する演算手段と、を有している。

各光学ビーコンからの光の方向については、ＣＭＯＳイメージセンサ４４の中心軸Ａと集光点Ｐとの間の距離から算出することができる。

ＣＭＯＳイメージセンサ４４における集光点Ｐの一例を図８に示している。
ＣＭＯＳイメージセンサ４４ｂにおける各画素のうち、受光強度が最も大きい画素のＸ，Ｙ座標であるＸｐ，Ｙｐが、ＣＭＯＳイメージセンサ４４における集光点のＸ，Ｙ座標として検出される。このＸｐ，Ｙｐを用いた下式で得られる角度の方向に、発光元の光学ビーコンが存在する。
tan^−１(Yp/Xp)±π
以上のように、ＩＤコードを含む発光パターンで発光する複数の光学ビーコン♯０〜♯２６を移動体３の移動空間に分散して設けるとともに、移動体３には、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光に含まれているＩＤコードから少なくとも３つの光学ビーコンを識別し、識別した各光学ビーコンからの光の方向を検出し、検出した光の方向に基づいて移動体３の位置を検出する検出ユニット３０を設けることにより、従来のような敷設後に各移動体を所定の位置に置いて行う校正登録作業などの初期設定を要することなく、可動式の走査器を要することもない。したがって、移動体３が大型化したり、故障の可能性およびコストが高くなるといった不都合を生じることなく、移動体３の位置検出に関して高い信頼性を確保することができる。

光学ビーコン♯０〜♯２６の発光については、常に発光させることなく、所定の順序で発光させるので、光学ビーコン♯０〜♯２６の発光に要する電力が少なくてすみ、省エネルギー効果が得られる。しかも、光学ビーコン♯０〜♯２６が同時に発光しないので、移動体３側の受光システムの複雑化や高コスト化を招くことなく、光学ビーコン♯０〜♯２６の光を移動体３側でそれぞれ確実に捕らえることができる。

光学ビーコン♯０は定期的に発光し、かつ♯１〜♯２６は自身以外の光学ビーコン（発光順序が１つ前の光学ビーコン）から発せられる光を受けて順に発光するので、光学ビーコン♯０〜♯２６の相互を配線接続する必要がない。よって、構成の簡略化およびコストの低減が図れる。

光学ビーコン♯０が定期的に発光し、それに続いて残りの光学ビーコン♯１〜♯２６が順に発光するので、光学ビーコン♯１〜♯２６の一連の発光が何らかの原因で一時的に途切れた場合でも、それにかかわらず、光学ビーコン♯０〜♯２６の発光を確実に継続することができる。この点でも、移動体３の位置検出に関して高い信頼性を確保することができる。

ＩＤ設定部１４，２４によって光学ビーコン♯０〜♯２６のＩＤコードを可変設定できるので、光学ビーコン♯０〜♯２６の構成を共通化することができる。すなわち、光学ビーコン♯０は図２の構成を有し、光学ビーコン♯１〜♯２６は図４の構成を有しているが、両者は部品数、制御機能、符号が異なるだけで、基本的なハードウェアは同じである。このうち、光学ビーコン♯０が有する２つのタイマ１１，１２、および光学ビーコン♯１〜♯２６がそれぞれ有する２つのタイマ２２，２３に関しては、ＩＤ設定部１４，２４で設定されるＩＤコードに応じて各タイマの機能（カウント時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を設定することにより、ハードウェアとしての共通化が可能である。このように、光学ビーコン♯０〜♯２６の構成を共通化できることにより、コストの低減が図れる。

光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光を移動体３の受光部４０に取込み、取込んだ光をレンズ４３を通して二次元受光素子であるＣＭＯＳイメージセンサ４４に集光し、その集光点から光の方向を検出し、検出した光の方向から移動体３の位置を検出する構成であるから、従来のように移動体に回転式のレーザレーダを設けて移動体の周囲をレーザ光により走査するようなシステムに比べ、移動体３の構成がコンパクトになる。移動体３の構成がコンパクトであることにより、スーパーマーケットのような狭い移動空間においても、移動体３のスムーズな移動が可能となる。

移動体３に設けられる検出ユニット３０の演算部５０は、各光学ビーコンからの光に含まれているＩＤコードをＣＭＯＳイメージセンサ４４の出力から解読し、解読した各ＩＤコードに基づいて位置データメモリ５１内の位置データを参照することにより少なくとも３つの光学ビーコンを識別し、識別した各光学ビーコンからの光の方向をＣＭＯＳイメージセンサ４４の出力から検出し、検出した光の方向に基づいて移動体３の位置を演算するので、ＣＭＯＳイメージセンサ４４への集光に基づく位置検出を精度よく確実に実現することができる。

［２］第２の実施形態について説明する。
移動体３における受光部４０の二次元受光素子としては、ＣＭＯＳイメージセンサ４４に限らず、ＣＣＤイメージセンサ４４ａを採用してもよい。ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける集光点Ｐ、およびＣＭＯＳイメージセンサ４４における各画素のＸ，Ｙ方向の出力分布を図９に示している。

ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける各画素のうち、受光強度が最も大きい画素のＸ，Ｙ座標であるＸｐ，Ｙｐが、ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける集光点のＸ，Ｙ座標として検出される。このＸｐ，Ｙｐを用いた下式で得られる角度の方向に、発光元の光学ビーコンが存在する。
tan^−１(Yp/Xp)±π
受光強度が最も大きい画素のＸ，Ｙ座標を集光点のＸ，Ｙ座標として検出することにより、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光の集光点のＸ，Ｙ座標を的確に検出することができ、ひいては各光学ビーコンからの光の方向を精度よく検出することができる。よって、移動体３の位置検出の精度が向上する。

受光強度が最も大きい画素のＸ，Ｙ座標を集光点のＸ，Ｙ座標として検出する方法は、第１の実施形態のように二次元受光素子としてＣＭＯＳイメージセンサ４４を採用している場合にも、適用が可能である。

なお、図１０に示すように、ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける集光点が正円とならない場合がある（楕円状）。このような場合には、ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける各画素のうち、同ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける集光点の画像の重心位置に対応する画素のＸ，Ｙ座標であるＸｃ，Ｙｃを、ＣＣＤイメージセンサ４４ａにおける集光点のＸ，Ｙ座標として検出する方が正確である。この場合、このＸｃ，Ｙｃを用いた下式で得られる角度の方向に、発光元の光学ビーコンが存在する。
tan^−１(Yc/Xc)±π
このように、集光点が正円とならない場合でも、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる光の集光点のＸ，Ｙ座標を正確に検出することができ、ひいては各光学ビーコンからの光の方向を精度よく検出することができる。よって、移動体３の位置検出の精度が向上する。

集光点の画像の重心位置に対応する画素のＸ，Ｙ座標を集光点のＸ，Ｙ座標として検出する方法は、第１の実施形態のように二次元受光素子としてＣＭＯＳイメージセンサ４４を採用している場合にも、適用が可能である。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［３］第３の実施形態について説明する。
また、移動体３における受光部４０の二次元受光素子としては、ＣＭＯＳイメージセンサ４４やＣＣＤイメージセンサ４４ａに限らず、図１１に示すようなＰＳＤ（Position Sensitive Detector）と称される位置センサ４４ａを採用してもよい。この位置センサ４４ａは、フォトダイオードの表面抵抗を利用して集光点Ｐの受光強度の重心位置を検知するもので、その重心位置に応じた信号を出力する。

集光点Ｐの受光強度の重心位置のＸ，Ｙ座標がＸｃ，Ｙｃであるとすると、下式が得られる。

この式からＸｃ，Ｙｃを求めることができる。そして、このＸｃ，Ｙｃを用いた下式で得られる角度の方向に、発光元の光学ビーコンが存在する。
tan^−１(Yc/Xc)±π
他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［４］第４の実施形態について説明する。
図１２に示すように、受光部４０のＣＭＯＳイメージセンサ４４が、レンズ４３の後面とそのレンズ４３の焦点位置（バックフォーカスｆＢ）との間に存している。

本発明における受光系の使用に際しては、近軸光線を基準に考える一般的な光学系とは異なり、むしろ周辺光の結ぶ点が重要になる。これは、受光部４０は移動体３に取付けられるものであり、近軸光線を受けるように常に発光部に対して一定の位置に取付けられるものではないからである。広角のレンズは周辺で歪が取りきれず、像面湾曲も大きくなる。これらの収差を光学系のみで取ろうとすると、とても大掛かりで高価な装置が必要になってしまう。

そこで、上記のように、ＣＭＯＳイメージセンサ４４がレンズ４３の後面とそのレンズ４３の焦点位置（バックフォーカスｆＢ）との間に存する構成とすることにより、レンズ４３のような単レンズであっても、また数枚のシンプルな光学系であっても、受光部４０に入る光の大部分である周辺光をＣＭＯＳイメージセンサ４４に効率よく集光して、その集光点Ｐの座標を的確に検出することができる。

また、受光部４０の光路中、たとえば遮光板４２とレンズ４３との間に、赤外線光を通して可視光を遮断するフィルタ４５が設けられている。
このフィルタ４５の採用により、光学ビーコン♯０〜♯２６から発せられる赤外線光のみを効率よく高感度で受光することができる。

なお、バンドパスフィルタを入れてノイズの低減を図ることも可能である。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［５］第５の実施形態について説明する。
図１３に示すように、受光部４０の二次元受光素子として、ＣＣＤイメージセンサ４４ａが採用されている。そして、受光部４０の筐体４１の外周面に、ＩＤコード検出用としてＣＣＤイメージセンサ４４ａよりも応答性のよい第２の受光素子として、たとえばフォトダイオード４６が設けられている。そして、フォトダイオード４６の出力が演算部５０に供給される。このフォトダイオード４６を設けることにより、ＩＤコードを含む光を応答性よく確実に認識できる。
なお、受光部４０の二次元受光素子としては、ＣＣＤイメージセンサ４４ａに限らず、ＣＭＯＳイメージセンサ４４や位置センサ４４ａを用いてもよい。

ただし、ＣＣＤイメージセンサの読み取りタイミングでＩＤコードの検出を行うことは必ずしも容易ではないことから、二次元受光素子としてＣＣＤイメージセンサを用いる場合に第２の受光素子を設けてＩＤコードを検出することが望ましい。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［６］第６の実施形態について説明する。
図１４に示すように、移動体３として移動ロボット等の自律走行可能な移動体３が採用されている。
この移動体３は、コントローラ６０を有している。このコントローラ６０に、検出ユニット３０、マップデータメモリ６１、移動ルートプログラムメモリ６２、自律移動駆動部６３が接続されている。

マップデータメモリ６１は、各光学ビーコンが取付けられる建物１内の移動空間のマップデータを記憶している。移動ルートプログラムメモリ６２は、当該移動体３の移動ルートを指定するための移動ルートプログラムを記憶している。自律移動駆動部６３は、コントローラ６０の指令に応じて自律走行ユニット６４を駆動する。

コントローラ６０は、移動ルートプログラムメモリ６２内の移動ルートプログラムに従い、かつ検出ユニット３０の検出結果（移動体３０の位置）とマップデータメモリ６１内のマップデータとの照合により、自律移動駆動部６３を介して自律走行ユニット６４を駆動制御する。これにより、移動体３は所望のルートで移動することができる。このように、本発明の位置検出システムは自律走行する移動体にも適用することができる。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［７］第７の実施形態について説明する。
図１５に示すように、手押式カート等の多数台の移動体３ａ，３ｂ，…３ｎが用意されている。これら移動体３ａ，３ｂ，…３ｎは、検出ユニット３０のほかに無線送信ユニット５５を有し、スーパーマーケット等の建物１の移動空間を自由に動き回ることができる。無線送信ユニット５５は、検出ユニット３０の検出結果（移動体の位置）を無線送信する。

一方、建物１から離れた場所の管理センタ７０に、サーバ７１が設置されている。そして、サーバ７１に、無線受信ユニット７２、操作器７３、マップデータメモリ７４、蓄積メモリ７５、出力手段である表示器７６、同じく出力手段であるプリンタ７７が接続されている。

無線受信ユニット７２は、上記無線送信ユニット５５から送信される検出結果を受信する。マップデータメモリ７４は、建物１内の移動空間のマップデータを記憶している。蓄積メモリ７５は、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置を蓄積して記憶するためのものである。

サーバ７１は、無線受信ユニット７２で受信した検出結果を蓄積メモリ７５に蓄積して記憶する制御手段と、蓄積メモリ７５の内容をマップデータメモリ７４内のマップデータに対応付けて表示器７６またはプリンタ７７から出力する制御手段と、を有している。

このような構成によれば、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置がそれぞれ検出され、その各検出位置が管理センタ７０の蓄積メモリ７５に蓄積される。

操作器７３の操作により、蓄積メモリ７５の内容をマップデータメモリ７４内のマップデータに対応付けて表示器７６またはプリンタ７７から出力することができる。これにより、建物１内の移動空間における移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの移動経路を個々に確認することができる。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［８］第８の実施形態について説明する。
図１６に示すように、手押式カート等の多数台の移動体３ａ，３ｂ，…３ｎが用意されている。ただし、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの検出ユニット３０は、受光部４０および演算部５０を有するのみで、上記各実施形態で採用している位置データメモリ５１を有していない。演算部５０は、受光部４０で受けた複数の光の方向を検出するとともに、その各光に含まれているＩＤコードを解読するだけで、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置を検出する機能は有していない。

移動体３ａ，３ｂ，…３ｎは、検出ユニット３０のほかに無線送信ユニット５５を有する。無線送信ユニット５５は、演算部５０の検出結果および解読結果を無線送信する。

一方、建物１から離れた場所の管理センタ７０に、サーバ７１が設置されている。そして、サーバ７１に、無線受信ユニット７２、操作器７３、マップデータメモリ７４、蓄積メモリ７５、出力手段である表示器７６、同じく出力手段であるプリンタ７７、位置データメモリ７８が接続されている。

無線受信ユニット７２は、上記無線送信ユニット５５から送信される検出結果および解読結果を受信する。マップデータメモリ７４は、建物１内の移動空間のマップデータを記憶している。蓄積メモリ７５は、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置を蓄積して記憶するためのものである。位置データメモリ７８は、光学ビーコン♯０〜♯２６の位置データを同光学ビーコン♯０〜♯２６のＩＤコードに対応付けて記憶している。

サーバ７１は、無線受信ユニット７２で受信した解読結果（各ＩＤコード）に基づいて位置データメモリ７８を参照することにより移動体３ａ，３ｂ，…３ｎで受けた光の発光元である各光学ビーコンの位置（座標値）を判別する判別手段と、この判別手段の判別結果および無線受信ユニット７２で受信した検出結果に基づいて演算により移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果を蓄積メモリ７５に蓄積して記憶する制御手段と、蓄積メモリ７５の内容をマップデータメモリ７４内のマップデータに対応付けて表示器７６またはプリンタ７７から出力する制御手段と、を有している。

このような構成によれば、移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの位置がサーバ７１でそれぞれ検出され、その各検出位置が管理センタ７０の蓄積メモリ７５に蓄積される。

操作器７３の操作により、蓄積メモリ７５の内容をマップデータメモリ７４内のマップデータに対応付けて表示器７６またはプリンタ７７から出力することができる。これにより、建物１内の移動空間における移動体３ａ，３ｂ，…３ｎの移動経路を個々に確認することができる。

他の構成、作用、効果は第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［９］なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

各実施形態の全体的な構成を示す図。 各実施形態の発光順位が第１位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。 各実施形態の発光順位が第１位の光学ビーコンの発光動作を示すタイムチャート。 各実施形態の残りの各光学ビーコンの制御回路のブロック図。 各実施形態の残りの各光学ビーコンの発光動作を示すタイムチャート。 第１の実施形態の検出ユニットの構成を断面して示す図。 第１の実施形態の検出ユニットの構成を上方から見た図。 第１の実施形態のＣＭＯＳイメージセンサにおける集光点を示す図。 第２の実施形態のＣＣＤイメージセンサにおける集光点を示す図。 第２の実施形態のＣＣＤイメージセンサにおける集光点の変形例を示す図。 第３の実施形態の位置センサにおける集光点を示す図。 第４の実施形態の検出ユニットにおける受光部の要部の構成を示す図。 第５の実施形態の検出ユニットにおける受光部の構成を示す図。 第６の実施形態の検出ユニットのブロック図。 第７の実施形態の全体的な制御回路のブロック図。 第８の実施形態の全体的な制御回路のブロック図。

符号の説明

１…建物、３…移動体、♯０〜♯２６…光学ビーコン、３０…検出ユニット、４０…受光部、４１…筐体、４２…遮光板、４２ａ…開口（絞り）、４３…レンズ、４４…ＣＭＯＳイメージセンサ（二次元受光素子）、４４ａ…ＣＣＤイメージセンサ（二次元受光素子）、４４ｂ…位置センサ（二次元受光素子）、４６…フォトダイオード（第２の受光素子）、５０…演算部、５１…位置データメモリ、３ａ，３ｂ，…３ｎ……移動体、５５…無線送信ユニット、７０…管理センタ、７１…サーバ、７２…無線受信ユニット、７４…マップデータメモリ、７５…蓄積メモリ、７６…表示器、７７…プリンタ

Claims (17)

1. 移動体の移動空間に分散して設けられ、それぞれの識別情報を含む発光パターンで発光する複数の発光手段と、
   前記移動体に設けられ、前記各発光手段により発せられる光の識別情報から少なくとも３つの発光手段を識別するとともに、識別した各発光手段からの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
   を備えていることを特徴とする位置検出システム。
2. 前記複数の発光手段は、所定の順序で発光することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
3. 自身以外の発光手段から発せられる光を受けることにより発光する発光手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の位置検出システム。
4. 前記複数の発光手段は、少なくとも1つが定期的に発光し、残りが自身以外の発光手段から発せられる光を受けることにより発光することを特徴とする請求項３に記載の位置検出システム。
5. 前記各発光手段は、前記識別情報を可変設定するための設定手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の位置検出システム。
6. 前記検出手段は、上方からの光をレンズを通して二次元受光素子に集光する受光部と、前記各発光手段の位置データを同各発光手段の識別情報に対応付けて記憶した位置データメモリと、前記各発光手段から受光した光に含まれている識別情報を解読し、解読した各識別情報に基づいて前記位置データメモリを参照することにより少なくとも３つの発光手段を識別し、識別した前記各発光手段からの光の方向により前記移動体の位置を演算する演算部と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の位置検出システム。
7. 前記演算部は、各発光手段からの光に含まれている識別情報を前記二次元受光素子の出力から解読する解読手段と、この解読手段で解読された各識別情報を参照することにより少なくとも３つの発光手段を識別する識別手段と、この識別手段で識別された各発光手段からの光の方向を前記二次元受光素子の出力から検出する検出手段と、この検出手段で検出された光の方向に基づいて前記移動体の位置を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
8. 前記受光部は、前記二次元受光素子とは異なる第２の受光素子を備え、
   前記演算部は、各発光手段からの光に含まれている識別情報を前記第２の受光素子の出力から解読する解読手段と、この解読手段で解読された各識別情報に基づいて前記位置データを参照することにより少なくとも３つの発光手段を識別する識別手段と、この識別手段で識別された各発光手段からの光の方向を前記二次元受光素子の出力から検出する検出手段と、この検出手段で検出された光の方向により前記移動体の位置を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする請求項６に記載の位置検出システム。
9. 前記二次元受光素子は、ＣＭＯＳあるいはＣＣＤのイメージセンサであり、
   前記検出手段は、前記イメージセンサにおける集光点のＸ，Ｙ座標を検出するとともに、前記イメージセンサにおける各画素のうち、受光強度が最も大きい画素のＸ，Ｙ座標を、前記イメージセンサにおける集光点のＸ，Ｙ座標として検出する、ことを特徴とする請求項７または８に記載の位置検出システム。
10. 前記二次元受光素子は、ＣＭＯＳあるいはＣＣＤのイメージセンサであり、
    前記検出手段は、前記イメージセンサにおける集光点のＸ，Ｙ座標を検出するとともに、前記イメージセンサにおける各画素のうち、同イメージセンサにおける画像の重心位置に対応する画素のＸ，Ｙ座標を、前記イメージセンサにおける集光点のＸ，Ｙ座標として検出する、ことを特徴とする請求項７または８に記載の位置検出システム。
11. 前記二次元受光素子は、集光点の受光強度の重心位置を検知する位置センサであり、
    前記検出手段は、前記位置センサで検知される重心位置を、集光点のＸ，Ｙ座標として検出する、ことを特徴とする請求項７または８に記載の位置検出システム。
12. 前記受光部の前記二次元受光素子は、前記レンズの後面と同レンズの焦点位置との間に存することを特徴とする請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の位置検出システム。
13. 自律走行ユニットを有する移動体に設けられ、前記移動空間のマップデータを記憶しているマップデータメモリと、
    前記移動体に設けられ、移動ルートを指定するための移動ルートプログラムを記憶した移動ルートプログラムメモリと、
    前記移動体に設けられ、前記移動ルートプログラムメモリ内の移動ルートプログラムに従い、かつ前記検出手段の検出結果と前記マップデータメモリ内のマップデータとの照合により、前記自律走行ユニットを駆動制御するコントローラと、
    を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の位置検出システム。
14. 移動体の移動空間に分散して設けられ、それぞれの識別情報を含む発光パターンで発光する複数の発光手段と、
    前記移動体に設けられ、前記各発光手段により発せられる光の識別情報から少なくとも３つの発光手段を識別するとともに、識別した各発光手段からの光の方向を検出し、この検出結果に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
    前記移動体に設けられ、前記検出手段の検出結果を無線送信する無線送信手段と、
    管理センタに設けられ、前記無線送信手段から送信される検出結果を受信する無線受信手段と、
    前記管理センタに設けられ、前記移動体の位置を蓄積して記憶するための蓄積メモリと、
    前記管理センタに設けられ、前記無線受信手段で受信した検出結果を前記蓄積メモリに蓄積して記憶するサーバと、
    を備えていることを特徴とする位置検出システム。
15. 前記管理センタに設けられ、前記移動空間のマップデータを記憶しているマップデータメモリと、
    前記サーバに設けられ、前記蓄積メモリの内容を前記マップデータメモリ内のマップデータに対応付けて出力する制御手段と、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１４に記載の位置検出システム。
16. 移動体の移動空間に分散して設けられ、それぞれの識別情報を含む発光パターンで発光する複数の発光手段と、
    前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光を受ける受光部と、
    前記移動体に設けられ、前記受光部で受けた光の識別情報から少なくとも３つの発光手段を識別するとともに、識別した各発光手段からの光の方向を検出する検出手段と、
    前記移動体に設けられ、前記検出手段の識別結果および検出結果を無線送信する無線送信手段と、
    管理センタに設けられ、前記無線送信手段から送信される識別結果および検出結果を受信する無線受信手段と、
    前記管理センタに設けられ、前記移動体の位置を蓄積して記憶するための蓄積メモリと、
    前記管理センタに設けられ、前記無線受信手段で受信した識別結果および検出結果に基づいて前記移動体の位置を演算し、その演算結果を前記蓄積メモリに蓄積して記憶するサーバと、
    を備えていることを特徴とする位置検出システム。
17. 前記管理センタに設けられ、前記移動空間のマップデータを記憶しているマップデータメモリと、
    前記サーバに設けられ、前記蓄積メモリの内容を前記マップデータメモリ内のマップデータに対応付けて出力する制御手段と、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の位置検出システム。

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