JP2014157051A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定空間内における移動体の位置を低コストで精度高く検出可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の位置検出装置は、第１〜４情報部材１〜４と、光検出装置５と、ホストコンピュータ７とを備えている。第１〜４情報部材１〜４は、それぞれ映写面１３ａを有する色彩体１３と、ＬＥＤ電球１５とを有している。また、映写面１３ａには特定グラデーション画像１７が形成されている。第１〜４情報部材１〜４は、倉庫９内に特定グラデーション画像１７に基づく情報光を提供する。光検出装置５は現実位置において各映写面１３ａを撮影する。ホストコンピュータ７は、撮影された画像データから検出光を検出する。ホストコンピュータ７は、各検出光における各ＲＧＢ値から相対角度θ１〜θ４を導き、さらに相対角度θ１〜θ４の組み合わせから観測点座標Ｅを導く。そして、観測点座標Ｅに対応する現実座標Ｆを抽出する。
【選択図】図１

Description

本発明は位置検出装置に関する。

特許文献１に従来の位置検出装置が開示されている。この位置検出装置は、四方が壁面によって周囲と区画されることにより形成された特定空間内において、移動体の位置を検出するためのものである。各壁面には、特許文献１の図２０に示すように、長手方向の一端側の端部の彩度が最も低く、他端側の端部の彩度が最も高くなるように規定されたグラデーション画像が塗装されている。

移動体であるロボットは制御部を有しており、自律制御を行いつつ特定空間内を移動可能に構成されている。また、ロボットにはカメラが取り付けられており、各壁面上のグラデーション画像の彩度を検出することが可能となっている。制御部には、記憶手段としての第１〜３のメモリが設けられている。第１のメモリには各壁面の色情報及びロボットのＩＤが記憶されている。第２のメモリには、各壁面の長さと、各壁面の一端及び他端における彩度とが記憶されている。そして、第３のメモリには、特定空間の地図情報が記憶されている。

この位置検出装置では、制御部がカメラによって検出された各彩度と、第１〜３のメモリに記憶された各情報とを基に演算を行う。これにより、特定空間におけるロボットの位置を検出することが可能である。

特開平１０−１５１５９１号公報

しかし、特定空間内における移動体の位置について、より低コストで精度高く検出可能な位置検出装置が求められる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、特定空間内における移動体の位置を低コストで精度高く検出可能な位置検出装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の位置検出装置は、特定空間内における移動体の位置を検出するための位置検出装置であって、
前記特定空間には、前記移動体が移動する移動面と、複数の情報部材が各々異なる位置に設けられる設置面とが規定され、
各前記情報部材は、前記設置面と直交する軸心周りで円筒状をなす映写面を有し、前記特定空間内に特定グラデーション画像を映出することにより、観測位置毎に前記特定グラデーション画像に基づいてＲＧＢ値が異なる情報光を提供可能であり、
前記移動体に設けられ、前記移動面上で前記移動体が位置している現実位置において各前記情報光を観測し、各前記情報光のうちの少なくとも二つを検出光として検出する情報光検出手段と、
前記移動面を座標化した移動面座標と、前記設置面を座標化した設置面座標と、前記移動面座標と前記設置面座標とを対応させた対応マップとを記憶する記憶手段と、
各前記検出光における各ＲＧＢ値の組み合わせに基づき、前記現実位置に対応する前記設置面座標上の座標である観測点座標を導くとともに、前記観測点座標と前記対応マップとにより、前記観測点座標に対応する前記移動面座標上の座標である現実座標を抽出する抽出手段と、
前記現実座標を出力する出力手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。

本発明の位置検出装置では、設置面に対し複数の情報部材が設けられており、各情報部材はそれぞれ情報光を提供する。ここで、各情報部材は、設置面の異なる位置に各々配置されているとともに、特定グラデーション画像を映出可能な円筒状の映写面を有している。このため、この位置検出装置では、観測位置、すなわち、移動面上で移動体が位置している現実位置が異なれば、情報部材から提供される情報光のＲＧＢ値が異なることになる。そして、情報光検出手段は、現実位置において観測可能な情報光のうち、少なくとも二つを検出光として検出する。

また、本発明の位置検出装置では、記憶手段が移動座標面と設置面座標と対応マップとを記憶している。そして、抽出手段は、各検出光の各ＲＧＢ値の組み合わせに基づき観測点座標を導くとともに、観測点座標と対応マップとにより、現実座標を抽出する。抽出された現実座標は、出力手段によって出力される。

このように、この位置検出装置では、設置面に各情報部材を配置すれば良く、グラデーション画像を塗装する場合と比較して、設置作業が容易である。そして、この位置検出装置では、複数の検出光の各ＲＧＢ値に基づき、抽出手段が観測点座標、ひいては現実座標を抽出する。このため、この位置検出装置では現実座標の抽出を精度高く行うことが可能となる。

したがって、本発明の位置検出装置によれば、特定空間内における移動体の位置の検出を低コストで精度高く行うことができる。

特に、本発明の位置検出装置では、特定空間内において、設置面は少なくとも一つ規定されていれば足りるため、特定空間に対する形状等の制限も生じ難い。この設置面は、特定空間における天井面の他、壁面や床面等とすることができる。また、設置面となる専用の部材を用いることもできる。

移動面は、特定空間における床面等を規定することができるが、これに限らず、移動面は特定空間に仮想されたものであっても良い。また、設置面と移動面とを共に床面とすることもできる。この場合、床面を移動する移動体によって情報光が観測不能となることを防止するため、床面での各情報部材の高さ調整等、床面における各情報部材の設置位置の調整を行うことが好ましい。

特定空間としては、例えば、倉庫や工場等の施設を挙げることができる。ここで、特定空間は屋内に限定されることはない。広場等の屋外であっても設置面によってその一部を区画することが可能であれば、その一部の空間を特定空間とすることが可能である。

移動体には、有人操作によって移動可能な有人機の他、無人操作により移動可能な無人機等が含まれる。なお、有人機としては、例えばフォークリフト等の産業車両が挙げられる。また、無人機としては、例えば自律制御が可能な各種の産業ロボット等が挙げられる。

本発明の位置検出装置では、抽出手段が抽出した現実座標を出力手段が出力する。この出力手段によって出力された現実座標は、種々の利用が可能である。例えば、移動体が有人機である場合、移動体等に設けられたモニタやスピーカ等によって、移動体の現実位置を作業者に告知することが可能である。また、移動体が自律制御可能な無人機である場合、出力手段によって出力された現実座標を基に自律制御プログラムを構築して無人機に所定の動作を行わせることが可能である。

本発明の位置検出装置において、情報光検出手段は、現実位置において検出可能な全ての情報光を検出光として検出することが好ましい（請求項２）。この場合、より多くの検出光のＲＧＢ値による組み合わせが可能となるため、抽出手段が観測点座標を好適に導くことが可能となる。このため、この位置検出装置では、現実座標の抽出をより精度高く行うことが可能となり、特定空間内における移動体の位置の検出をより精度高く行うことが可能となる。

各情報部材は、各映写面に対して特定グラデーション画像を塗装、印刷、貼付等を行うことにより、特定グラデーション画像を映出することが可能である。また、映出される特定グラデーション画像は、各情報部材で同一であっても良く、異なっていても良い。

情報部材は、例えば移動体や情報光検出手段から映写面に向けて特定の光線が照射され、その光線を反射することにより、特定グラデーション画像を映出することができる。また、例えば、映写面にＲＧＢ値が異なる複数の発光体を設け、これらの発光体を発光させることにより特定グラデーション画像を映出することも可能である。

特に、情報部材は、特定グラデーション画像を映出可能な映写面が自己の周囲に形成された色彩体と、色彩体の内側に設けられる光源とを有していることが好ましい（請求項３）。この場合、色彩体の内側で光源が発光することにより、特定グラデーション画像が映出されることとなる。このように、簡素な構成によって情報部材が特定グラデーション画像を映出可能となるため、情報部材の低コスト化が可能となる。このため、この位置検出装置では、特定空間内における移動体の位置の検出をより低コストで行うことが可能となる。

また、色彩体は、特定グラデーション画像における色彩の境界に応じて配置される複数の遮光部材を有していることが好ましい（請求項４）。これにより、現実位置において各前記検出光を検出する際、当該現実位置において検出光とされるべきでない情報光を予め区別することが可能となる。このため、情報光検出手段が容易に検出光を検出することが可能となる。なお、遮光部材は、特定グラデーション画像における色彩の境界毎、すなわち、色彩の変化毎に設けられても良く、色彩の変化が一定量となる間隔毎に設けられても良い。

本発明の位置検出装置において、記憶手段は、特定空間内における基準位置である基準座標を更に記憶し得る。そして、抽出手段は、観測点座標と対応マップと基準座標とにより、現実座標を抽出することが好ましい（請求項５）。

例えば、特定グラデーション画像の内容如何によっては、現実位置が異なるにもかかわらず、観測される情報光のＲＧＢ値が同一となる場合や、互いに判別不可能な程に近似する場合が生じ得る。このため、位置検出装置による特定空間内における移動体の位置の検出に誤差が生じる可能性がある。

この点、基準座標を別途記憶し、各検出光における各ＲＧＢ値の組み合わせと、基準座標とに基づくことで、抽出手段はより正確に現実座標を導くことが可能となる。このため、この位置検出装置では、特定空間内における移動体の位置の検出を精度高く行うことが可能となる。

基準座標としては、例えば、特定空間における出入口等、位置変動が生じ難い物体が設けられている箇所の座標の他、移動体の移動経路上における特定の箇所の座標等を採用することができる。

本発明の位置検出装置は、特定空間内における移動体の目的位置を入力可能な入力手段と、現実座標と目的位置とに基づき、現実位置から目的位置までの案内経路を算出する案内経路算出手段と、案内経路を出力する案内経路出力手段とを更に備えることが好ましい（請求項６）。

この場合には、出力手段によって出力された現実座標に基づいて、案内経路算出手段が目的位置までの案内経路を算出し、算出された案内経路を案内経路出力手段が出力する。案内経路は、例えば、移動体が有人機である場合、移動体等に設けられたモニタやスピーカ等によって、作業者に告知することが可能である。また、移動体が自律制御可能な無人機である場合、案内経路により、目的位置まで自律制御を行いつつ移動させることが可能となる。このため、位置検出装置の利便性が向上する。

本発明の位置検出装置において、照射光検出手段は、情報光を採取可能な採光部材を有し得る。そして、採光部材は魚眼レンズであることが好ましい（請求項７）。本発明の位置検出装置では、複数の情報部材がそれぞれ情報光を照射する。このため、照射光検出手段がこれらの情報光を検出光として検出するに当たり、例えば、個々の情報光にそれぞれ対応する複数の採光部材を設けることが考えられる。この点、採光部材として魚眼レンズを採用すれば、画角の広さにより、一つの魚眼レンズで複数の情報光を採光することが可能となる。このため、照射光検出手段が効率良く検出光を検出することが可能となる。また、画角が広くなることで、現実位置において検出可能な検出光が多くなり、位置検出装置は、特定間内における移動体の位置の検出を精度高く行うことが可能となる。さらに、画角が広くなることで、移動体に照射光検出手段を設ける位置の自由度を高くすることも可能となる。

本発明の位置検出装置によれば、特定空間内における移動体の位置の検出を低コストで精度高く行うことができる。

実施例の位置検出装置を示すシステム図である。 実施例の位置検出装置に係り、フォークリフト及び光検出装置を示す側面図である。 実施例の位置検出装置に係り、第１〜４情報部材を示す斜め前方からの斜視図である。 実施例の位置検出装置に係り、第１〜４情報部材を示す下面図である。 実施例の位置検出装置に係り、特定グラデーション画像を示す模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、天井面に対する第１〜４情報部材の設置角度を示す模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、移動座標面及び設置座標面を示す模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、現実座標を出力するための制御フローである。 実施例の位置検出装置に係り、検出光のＲＧＢ値に基づく、第１〜４情報部材と撮影位置との相対角度の関係を示す模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、設置座標面上における各設置座標、各相対角度及び観測点座標を示す模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、案内経路を出力するための制御フローである。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２に示すように、実施例の位置検出装置は、第１〜４情報部材１〜４と、光検出装置５と、ホストコンピュータ７とを備えている。この位置検出装置は、倉庫９内を移動可能なフォークリフト１１における倉庫９内での位置を検出する。また、この位置検出装置は、フォークリフト１１に対し、倉庫９内における現実位置を告知するとともに、現実位置から目的位置までの案内を行う。なお、図１では、フォークリフト１１の操縦者の図示を省略している。また、フォークリフト１１は複数であっても良い。

倉庫９内は直方体に形成されており、天井面９ａと、床面９ｂと、天井面９ａと床面９ｂとの間に位置し、倉庫９の四方を囲う四つの壁面９ｃとを有している。天井面９ａは平滑に形成されている。また、天井面９ａと床面９ｂとは、対面し、かつ平行となるように形成されている。また、床面９ｂの四隅のうちの一つは基準角部９０とされている。

この倉庫９は、これらの天井面９ａ、床面９ｂ及び壁面９ｃによって外部から区画されている。また、一つの壁面９ｃには、外部と倉庫９内とを連通する出入口９ｄが形成されている。この倉庫９内が本発明における特定空間に相当しており、天井面９ａが本発明における設置面に相当している。

第１〜４情報部材１〜４は、天井面９ａに各々固定されている。より具体的には、天井面９ａにおいて、第１情報部材１と第４情報部材４とが対角となる位置に固定されており、第２情報部材２と第３情報部材３とが対角となる位置に固定されている。また、第１情報部材１と第２情報部材２とは平行に配置されており、第３情報部材３と第４情報部材４とは平行に配置されている。これらのように配置されることで、床面９ｂ上でフォークリフト１１がいずれの位置にあっても、第１〜４情報部材１〜４のうち、少なくとも二つはフォークリフト１１から観測可能となっている。この観測可能とは、後述するように、光検出装置５によって、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａを撮影し得ることを意味する。なお、床面９ｂ上でフォークリフト１１がいずれの位置にあっても、少なくとも二つの情報部材が観測可能であれば、第１〜４情報部材１〜４の配置を任意に変更することが可能である。

第１〜４情報部材１〜４は、図３に示す色彩体１３と、図４に示すＬＥＤ電球１５とを有している。このＬＥＤ電球１５が本発明における光源に相当する。なお、第１〜４情報部材１〜４はいずれも同一の構成である。

図３に示すように、色彩体１３は、円筒状に形成されている。この色彩体１３は透光性を有する樹脂によって形成されている。また、色彩体の周面は映写面１３ａとされている。図１に示すように、第１〜４情報部材１〜４が天井面９ａに設置されることで、映写面１３ａは天井面９ａと直交した状態となる。

図３に示すように、映写面１３ａには特定グラデーション画像１７が形成されている。この特定グラデーション画像１７の形成は、映写面１３ａに対して特定グラデーション画像１７が印刷された透明フィルムが貼着されることにより行われている。また、色彩体１３には、黒色に着色された八枚の遮光片２１ａ〜２１ｈが設けられている。これらの各遮光片２１ａ〜２１ｈは、薄片状に形成されており、映写面１３ａに対して放射状に配置されている。各遮光片２１ａ〜２１ｈ同士の間隔は均等である。これらの各遮光片２１ａ〜２１ｈが本発明における遮光部材に相当する。

図４に示すように、ＬＥＤ電球１５は色彩体１３の内部に設けられている。このＬＥＤ電球１５は、天井面９ａに設けられた電源（図示略）からの電力供給を受けることで白色に発光する。これにより、第１〜４情報部材１〜４は、倉庫９内に特定グラデーション１７に基づく情報光を提供する。なお、ＬＥＤ電球１５について、白色以外の色で発光させても良い。また、ＬＥＤ電球１５に換えて、蛍光灯や白熱電球等を光源として採用しても良い。

図５に示すように、特定グラデーション画像１７は、一端側から他端側に向かて、青原色から赤原色へ徐々に色彩が変化するように印刷されて形成されている。この青原色とは、上記のようにＬＥＤ電球１５を発光させることにより、特定グラデーション画像１７を透過した光のＲＧＢ値が（Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：２５５）となる色であり、赤原色とは、特定グラデーション画像１７を透過した光のＲＧＢ値が（Ｒ：２５５、Ｇ：０、Ｂ：０）となる色を指す。そして、この特定グラデーション画像１７では、一端側の青原色から他端側の赤原色に至るまで、青色と赤色との割合を３６０通りの組み合わせで変更させる。つまり、この特定グラデーション画像１７では、青原色から赤原色まで、３６０階調で色彩を変化させる。

また、この特定グラデーション画像１７には、等間隔で複数の空白部１７ａが設けられている。これらの各空白部１７ａは、特定グラデーション画像１７が映写面１３ａに貼着された際に、各遮光片２１ａ〜２１ｈが配置される位置と整合する。これにより、図４に示すように、例えば、遮光片２１ｄと遮光片２１ｅとの間には、映写面１３ａにおいて、図５に示す特定グラデーション画像１７でのＡ点からＢ点までの間の色彩が配置される。

このような特定グラデーション画像１７により、第１〜４情報部材１〜４では、映写面１３ａにおいて、遮光片２１ａと遮光片２１ｂとの間が最も青色の要素が強く、遮光片２１ｇと遮光片２１ｈとの間が最も赤色の要素が強くなる。また、例えば、遮光片２１ｄと遮光片２１ｅとの間において、映写面１３ａは、Ａ点に近づくほど青色の要素が強く、赤色の要素が弱い色彩となり、反対に、Ｂ点に近づくほど青色の要素が弱く、赤色の要素が強い色彩となる。

さらに、各遮光片２１ａ〜２１ｈにより、例えば、領域αから映写面１３ａを撮影した場合、遮光片２１ｄと遮光片２１ｅとの間以外の部分は影となり、特定グラデーション画像１７の色彩の明度が低下する。このため、領域αから映写面１３ａを撮影すると、遮光片２１ｄと遮光片２１ｅとの間の特定グラデーション画像１７、つまり、Ａ点からＢ点までの間の色彩が際立つ画像を得ることができる。

図６に示すように、これらの第１〜４情報部材１〜４は、天井面９ａの幅方向の水平線ＨＬに対して、映写面１３ａにおける青原色部分が平行、つまり、水平線ＨＬに対する角度が０°となるように調整されて天井面９ａに設置されている。なお、図６では、説明を容易にするため、天井面９ａに対する各第１〜４情報部材１〜４の大きさを拡大して図示している。

図２に示すように、光検出装置５は、フォークリフト１１に設けられている。光検出装置５は、フォークリフト１１のルーフ部１７において、天井面９ａに向かって突出するように配置されている。この光検出装置５は、内部に図示しないカメラが設けられており、天井面９ａを撮影することが可能となっている。また、光検出装置５の先端には、魚眼レンズ５ａが取り付けられている。

光検出装置５は、図１に示すホストコンピュータ７と無線接続されている。光検出装置５は、撮影した天井面９ａ画像を画像データとしてホストコンピュータ７に送信する。これにより、光検出装置及びホストコンピュータ７は、本発明における情報光検出手段として機能する。

図２に示すように、フォークリフト１１には、液晶モニタ装置１９が設けられている。この液晶モニタ装置１９は、図１に示すように、ホストコンピュータ７と無線接続されている。図２に示すように、液晶モニタ装置１９はタッチパネル式のディスプレイ１９ａを有している。このディスプレイ１９ａは本発明における入力手段として機能し、倉庫９内におけるフォークリフト１１の目的位置を入力可能となっている。また、液晶モニタ装置１９は、ホストコンピュータ７とともに本発明における出力手段及び案内経路出力手段として機能し、搭載されたフォークリフト１１の倉庫９内における位置と、目的位置までの案内経路とが表示される。フォークリフト１１における他の構成は公用品と同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。

図１に示すように、ホストコンピュータ７は倉庫９の外部に設置されている。このホストコンピュータ７は記憶手段として機能し、図７に示すように、床面９ｂを座標化した移動面座標１００を記憶している。この移動面座標１００は、床面９ｂの基準角部９０を原点Ｏ１としており、原点Ｏ１から床面９ｂの幅方向をＸ軸として規定し、原点０１から床面９ｂの奥行き方向をＹ軸として規定している。

また、ホストコンピュータ７は、天井面９ａを座標化した設置面座標２００を記憶している。ホストコンピュータ７は、天井面９ａに設置された各第１〜４情報部材１〜４における設置面座標２００上の各設置座標Ｐ１〜Ｐ４を記憶している。なお、各設置座標Ｐ１〜Ｐ４は、各第１〜４情報部材１〜４の各中心位置と整合する。

さらに、ホストコンピュータ７は、移動面座標１００における原点Ｏ１と設置面座標２００における原点Ｏ２との対応を始めとして、移動面座標１００各座標と設置面座標２００の各座標とをそれぞれ対応させた対応マップを記憶している。また、ホストコンピュータ７は、色−角度マップを記憶している。この色−角度マップについての詳細な説明は後述する。

さらに、ホストコンピュータ７は、基準座標記憶手段として機能し、倉庫９内における出入口９ｄの位置を移動面座標１００上の基準座標Ｄとして記憶している。ここで、移動面座標１００上には、基準座標Ｄの他に、倉庫９内における荷物置場（図示略）の位置等も記憶されている。さらに、ホストコンピュータ７は、天井面９ａや床面９ｂの幅方向の長さ及び奥行き方向の長さ等、倉庫９に関する情報についても記憶している。

また、ホストコンピュータ７は、光検出装置５から送信された天井面９ａの画像データを基に、第１〜４情報部材１〜４から提供された各情報光を検出光として検出する。さらに、このホストコンピュータ７は、抽出手段及び案内経路算出手段としても機能する。なお、ホストコンピュータ７による具体的な作用は後述する。

これらのように構成された位置検出装置では、フォークリフト１１の操縦者に対し、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置を告知するとともに、現実位置から目的位置までの案内を行う。まず、図８に示すフローを基に、倉庫９内におけるフォークリフト１１の現実位置の告知について説明する。

倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出は、床面９ｂ上でフォークリフト１１が位置している現実位置を検出することによって行う。そして、この現実位置を検出するにあたり、まず、光検出装置５によって、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａを撮影する（ステップＳ１０１）。これにより、第１〜４情報部材１〜４から提供される情報光が撮影される。これらの第１〜４情報部材１〜４を撮影する際、光検出装置５は、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａに焦点を合わせて撮影を行う。ただし、床面９ｂ上のフォークリフト１１の位置により、例えば、第１〜４情報部材１〜４のうち、第４情報部材４については、他の第１〜３情報部材１〜３の物陰となったり、第４情報部材４の直下にフォークリフト１１が位置していたりする等の理由で映写面１３ａに焦点を合わせることができない場合、光検出装置５は、第４情報部材４の撮影を行わない。本実施例では、第１〜４情報部材１〜４の全ての映写面１３ａを撮影することが可能であった。

光検出装置５は撮影した四つの画像を画像データとしてホストコンピュータ７に向けて送信する。これにより、ホストコンピュータ７に対して各画像データが入力される（ステップＳ１０２）。ホストコンピュータ７は、入力された四つの画像データについて、それぞれ平面画像に変換する（ステップＳ１０３）。これにより、各画像データにおける歪みが修正される。

ホストコンピュータ７は、画像の中心点を検出光として検出可能な平面画像が二以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。例えば、平面画像の中心点に遮光片２１ａ〜２１ｈのいずれかが重なっていた場合、検出光を検出することができない。このような平面画像について、ホストコンピュータ７は、検出光を検出する平面画像から除外する。ここで、検出光として検出可能な平面画像が一つしかない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、以降の処理を行うことが不可能となる。このため、ホストコンピュータ７は、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出が不可能であると判断し、その旨をディスプレイ１９ａに出力する（ステップＳ１１５）。その後、ホストコンピュータ７は位置検出処理を終了する。

一方、検出光として検出可能な平面画像が二以上である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ホストコンピュータ７は、各平面画像からそれぞれ検出光を検出する（ステップＳ１０５）。本実施例では、四つの平面画像の全てにおいて検出光を検出することが可能であった。これにより、ホストコンピュータ７は、４つの検出光、すなわち、第１情報部材１から提供された情報光に基づく第１検出光と、第２情報部材２から提供された情報光に基づく第２検出光と、第３情報部材３から提供された情報光に基づく第３検出光と、第４情報部材４から提供された情報光に基づく第４検出光とを検出する。なお、各平面画像の中心点のＲＧＢ値が各第１〜４検出光の各ＲＧＢ値となる。以下、第１検出光のＲＧＢ値を第１特定値とし、第２検出光のＲＧＢ値を第２特定値とする。また、第３検出光のＲＧＢ値を第３特定値とし、第４検出光のＲＧＢ値を第４特定値とする。

次に、図９に示すように、ホストコンピュータ７は、第１〜４検出光のＲＧＢ値がそれぞれ第１〜４特定値となる場合の第１〜４情報部材１〜４の各設置座標Ｐ１〜Ｐ４に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θを導く。

上記のように、第１〜４情報部材１〜４は、それぞれ色彩体１３の映写面１３ａに特定グラデーション画像１７を映出して情報光を提供する。ここで、色彩体１３は円筒状であるため、第１〜４情報部材１〜４を観測する位置、つまり、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａを撮影した撮影位置が異なれば、各平面画像の中心点のＲＧＢ値、ひいては、各検出光のＲＧＢ値が相違することとなる。

そして、１〜４情報部材１〜４は、天井面９ａの幅方向の水平線ＨＬに対して、映写面１３ａの青原色部分が平行となるようにそれぞれ設置されている（図６参照）。これらのことから、例えば、設置面座標２００上において、第１情報部材１と平行な位置から第１情報部材１の映写面１３ａを撮影した場合、遮光片２１ａと遮光片２１ｂとの間の映写面１３ａが際立つ画像データが得られる。そして、この画像データから検出される検出光のＲＧＢ値、すなわち、第１特定値は（Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：２５５）となる。この第１特定値により、図７に示す設置面座標２００上において、第１情報部材１の設置座標Ｐ１に対して相対角度が０°となる直線上に撮影位置が存在することが導かれる。一方、第１情報部材１から相対的に３５９°ずれた位置（換言すれば、第１情報部材１から相対的にマイナス１°ずれた位置）から第１情報部材１の１３ａ映写面を撮影した場合、遮光片２１ｇと遮光片２１ｈとの間の映写面１３ａが際立つ画像データが得られ、第１特定値は（Ｒ：２５５、Ｇ：０、Ｂ：０）となる。この場合、設置面座標２００上において、第１情報部材１の設置座標Ｐ１に対して相対角度が３５９°となる直線上に撮影位置が存在することが導かれる。

また、この特定グラデーション画像１７では、青原色から赤原色まで３６０階調で色彩を変化させている。このため、第１情報部材１に対して撮影位置が相対的に１°ずれる毎に、ホストコンピュータ７が検出した検出光のＲＧＢ値が変化することとなる。

ホストコンピュータ７に記憶されている色−角度マップには、これらのような各検出光のＲＧＢ値と、第１〜４情報部材１〜４に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θとが関連付けられた情報が記録されている。なお、色−角度マップでは、第１〜４情報部材１〜４における各遮光片２１ａ〜２１ｈの位置情報を補正しており、３６０種類のＲＧＢ値によって、相対角度θを０°〜３５９°の範囲で導くことが可能となっている。

ホストコンピュータ７は、第１特定値を色−角度マップに参照することにより、第１情報部材１に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θ１を導く（図８に示すステップＳ１０６）。同様に、第２特定値を色−角度マップに参照することにより、第２情報部材２に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θ２を導く（ステップＳ１０７）。さらに、第３特定値を色−角度マップに参照することにより、第３情報部材３に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θ３を導く（ステップＳ１０８）。そして、第４特定値を色−角度マップに参照することにより、第４情報部材４に対する設置面座標２００上での撮影位置の相対角度θ４を導く（ステップＳ１０９）。なお、上記のステップＳ１０５において、例えば第２検出光を検出していない場合、ステップＳ１０７を省略して以降の各処理を行う。

次に、ホストコンピュータ７は、導き出された各相対角度θ１〜θ４により、フォークリフト１１の現実位置に対応する設置面座標２００上の座標である観測点座標Ｅを導く（ステップＳ１１０）。

第１検出光のＲＧＢ値が第１特定値であることから、図１０に示すように、設置面座標２００上において、撮影位置は、第１情報部材１の設置座標Ｐ１に対する相対角度θ１となる直線Ｌ１上に存在する。同様に、第２検出光のＲＧＢ値が第２特定値であることから、撮影位置は、第２情報部材２の設置座標Ｐ２に対する相対角度θ２となる直線Ｌ２上に存在する。また、撮影位置は、第３情報部材３の設置座標Ｐ３に対する相対角度θ３となる直線Ｌ３上に存在する。そして、撮影位置は、第４情報部材４の設置座標Ｐ４に対する相対角度θ４となる直線Ｌ４上に存在する。つまり、直線Ｌ１〜Ｌ４の交点を撮影位置として、第１〜４情報部材１〜４を撮影すれば、第１〜４検出光の各ＲＧＢ値が第１〜４特定値となる。このため、設置面座標２００上における直線Ｌ１〜Ｌ４の交点の座標が観測点座標Ｅとなる。こうして、ホストコンピュータ７は、各相対角度θ１〜θ４により、観測点座標Ｅを導く。なお、図１０では、説明を容易にするため、設置面座標２００に対する各第１〜４情報部材１〜４の大きさを拡大して図示している。

ホストコンピュータ７は、観測点座標Ｅを前記対応マップに参照することにより、観測点座標Ｅに対応する移動面座標１００上の座標を仮座標として抽出する（図８に示すステップＳ１１１）。

そして、ホストコンピュータ７は、基準座標Ｄを基に仮座標についての補正の要否を判断する（ステップＳ１１２）。ここで、仮座標について、出入口９ｄとの位置関係から不整合となる場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、各検出光の再検出が行われる。

仮座標の補正が不要の場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ホストコンピュータ７は、仮座標を現実座標Ｆとして抽出する（ステップＳ１１３）。この現実座標Ｆが床面９ｂ上においてフォークリフト１１が現実に位置している座標に相当する。そして、ホストコンピュータ７は、この現実座標Ｆを出力する（ステップＳ１１４）。

この現実座標Ｆは液晶モニタ装置１９に送信される。これにより、床面９ｂ上でのフォークリフト１１の現実位置がディスプレイ１９ａ上に表示され、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置が操縦者に告知される。

次に、この位置検出装置による目的位置までの案内について、図１１に示すフローを基に、荷物置場を目的位置とした場合を例に説明する。

操縦者はディスプレイ１９ａを通じて、フォークリフト１１の目的位置である荷物置場を選択する。これにより液晶モニタ装置１９に対して目的位置が入力される（ステップＳ２０１）。この目的位置は、液晶モニタ装置１９を通じて送信され、ホストコンピュータ７に入力される。

ホストコンピュータ７は、図８に示すステップＳ１１３で出力した現実座標Ｆと、この目的位置とに基づき、床面９ｂ上のフォークリフト１１の現実位置から荷物置場までの案内経路を算出する（ステップＳ２０２）。この案内経路の算出は、移動面座標１００上において、フォークリフト１１の現実座標Ｆと、荷物置場の座標とを参照することによって行われる。

ホストコンピュータ７は、算出された案内経路を出力する（ステップＳ２０３）。そして、ホストコンピュータ７は液晶モニタ装置１９に案内経路を送信する。これにより、ディスプレイ１９ａ上にフォークリフト１１の現実位置から荷物置場までの案内経路が表示され、操縦者に対する告知が行われる。

このように、この位置検出装置では、天井面９ａに第１〜４情報部材１〜４を配置すれば、倉庫９内におけるフォークリフト１１の現実位置を検出できるため、設置作業が容易となっている。そして、この位置検出装置では、第１〜４検出光の各ＲＧＢ値に基づき、ホストコンピュータ７が観測点座標Ｅ、ひいては現実座標Ｆを抽出する。このため、この位置検出装置では現実座標Ｆの抽出を精度高く行うことが可能となっている。

したがって、実施例の位置検出装置によれば、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出を低コストで精度高く行うことができる。

特に、この位置検出装置では、現実位置において検出可能な全ての情報光を検出光として検出するため、ホストコンピュータ７が観測点座標Ｅを好適に導くことが可能となっている。また、観測点座標Ｅを基に仮座標を抽出し、仮座標を基準座標Ｄによって補正する。これらのため、この位置検出装置では、現実座標Ｆの抽出を精度高く行うことが可能となり、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出を精度高く行うことが可能となっている。

また、第１〜４情報部材１〜４は、特定グラデーション画像１７を映出可能な映写面１３ａが自己の周囲に形成された色彩体１３と、色彩体１３の内側に設けられるＬＥＤ電球１５とを有している。このため、第１〜４情報部材１〜４は、簡素な構成によって特定グラデーション画像１７を映出することができる。これにより、第１〜４情報部材１〜４の低コスト化を実現している。さらに、色彩体１３には、遮光片２１ａ〜２１ｈが設けられているため、ホストコンピュータ７は、平面画像から検出光を容易に検出することが可能となっている。

また、この位置検出装置では、倉庫９内におけるフォークリフト１１の目的位置までの案内経路をディスプレイ１９ａ上に表示することも可能となっている。このため、この位置検出装置は、利便性が高くなっている。

さらに、この位置検出装置では、魚眼レンズ５ａを有することで光検出装置５の画角が広くなっている。このため、この位置検出装置における光検出装置５では、現実位置において撮影可能な映写面１３ａの数を多くすることができる。このため、ホストコンピュータ７は検出可能な検出光が多くなり、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出を精度高く行うことが可能となっている。さらに、光検出装置５の画角が広くなることで、フォークリフト１１における光検出装置５の設置位置の自由度も高くなっている。

また、この位置検出装置では、フォークリフト１１の走行を停止させずに第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａの撮影を行い、ひいては、ホストコンピュータ７による検出光の検出を行っている。このため、ディスプレイ１９ａ上には、現実座標Ｆが連続的に表示され、フォークリフト１１が走行してきた経路を基に、倉庫９内におけるフォークリフト１１の現実位置が操縦者に告知される。

さらに、この位置検出装置では、天井面９ａに第１〜４情報部材１〜４を設置している。このため、この位置検出装置では、床面９ｂを走行するフォークリフト１１によって、第１〜４情報部材１〜４から提供される各情報光が観測不能となることが生じ難くなっている。このため、この位置検出装置では、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置の検出を精度高く行うことが可能となっている。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、フォークリフト１１の走行を停止させた状態で、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａの撮影を行っても良い。

また、検出光の検出は平面画像の中心点に限らず、平面画像中に任意に設定することができる。

さらに、光検出装置５に対して一次元センサを設けることで、第１〜４情報部材１〜４の各映写面１３ａの撮影を介さず、現実位置において観測可能な情報光を検出光として検出しても良い。

また、ホストコンピュータ７は、出入口９ｄの位置に換えて、前回フォークリフト１１が現実位置の検出を行った地点を基準座標Ｄとして記憶しても良い。

さらに、ホストコンピュータ７に換えて、ホストコンピュータ７と同様に作用する記憶演算装置をフォークリフト１１に搭載しても良い。また、移動体が無人機である場合、これらの移動体を制御する制御装置等に対し、ホストコンピュータ７と同様の処理を行わせても良い。

また、特定グラデーション画像１７における色彩変化は３６０階調に限らず、例えば３６０の整数倍で色彩変化をさせても良い。さらに、これらに限らず、特定グラデーション画像１７における色彩変化は任意に設定した階調で行うことができる。

本発明はフォークリフト等の産業車両や産業ロボット等の産業機械における自動制御装置に利用可能である。

１〜４…第１〜４情報部材（情報部材）
５…光検出装置（情報光検出手段）
７…ホストコンピュータ（情報光検出手段、記憶手段、抽出手段、出力手段、案内経路算出手段、案内経路出力手段）
９…倉庫（特定空間）
９ａ…天井面（設置面）
９ｂ…床面（移動面）
１１…フォークリフト（移動体）
１３…色彩体
１３ａ…映写面
１５…ＬＥＤ電球（光源）
１７…特定グラデーション画像
１９…液晶モニタ装置（出力手段、案内経路出力手段）
１９ａ…ディスプレイ（入力手段）
２１ａ〜２１ｈ…遮光片（遮光部材）
１００…移動面座標
２００…設置面座標

Claims (7)

1. 特定空間内における移動体の位置を検出するための位置検出装置であって、
   前記特定空間には、前記移動体が移動する移動面と、複数の情報部材が各々異なる位置に設けられる設置面とが規定され、
   各前記情報部材は、前記設置面と直交する軸心周りで円筒状をなす映写面を有し、前記特定空間内に特定グラデーション画像を映出することにより、観測位置毎に前記特定グラデーション画像に基づいてＲＧＢ値が異なる情報光を提供可能であり、
   前記移動体に設けられ、前記移動面上で前記移動体が位置している現実位置において各前記情報光を観測し、各前記情報光のうちの少なくとも二つを検出光として検出する情報光検出手段と、
   前記移動面を座標化した移動面座標と、前記設置面を座標化した設置面座標と、前記移動面座標と前記設置面座標とを対応させた対応マップとを記憶する記憶手段と、
   各前記検出光における各ＲＧＢ値の組み合わせに基づき、前記現実位置に対応する前記設置面座標上の座標である観測点座標を導くとともに、前記観測点座標と前記対応マップとにより、前記観測点座標に対応する前記移動面座標上の座標である現実座標を抽出する抽出手段と、
   前記現実座標を出力する出力手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記情報光検出手段は、前記現実位置において検出可能な全ての前記情報光を前記検出光として検出する請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記情報部材は、前記特定グラデーション画像を映出可能な前記映写面が自己の周囲に形成された色彩体と、前記色彩体の内側に設けられる光源とを有している請求項１又は２記載の位置検出装置。
4. 前記色彩体は、前記特定グラデーション画像における色彩の境界に応じて配置される複数の遮光部材を有している請求項３記載の位置検出装置。
5. 前記記憶手段は、前記特定空間内における基準位置である基準座標を更に記憶し、
   前記抽出手段は、前記観測点座標と前記対応マップと前記基準座標とにより、前記現実座標を抽出する請求項１乃至４のいずれか１項記載の位置検出装置。
6. 前記特定空間内における前記移動体の目的位置を入力可能な入力手段と、
   前記現実座標と前記目的位置とに基づき、前記現実位置から前記目的位置までの案内経路を算出する案内経路算出手段と、
   前記案内経路を出力する案内経路出力手段とを更に備える請求項１乃至５のいずれか１項記載の位置検出装置。
7. 前記照射光検出手段は、前記情報光を採取可能な採光部材を有し、
   前記採光部材は魚眼レンズである請求項１乃至６のいずれか１項記載の位置検出装置。

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