JP2014215138A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化を実現しつつ、特定空間における移動体の位置を精度高く検出可能な位置検出装置を提供する。【解決手段】第１、２色彩情報体１、３と、カメラ装置と、ホストコンピュータ７とを備えている。第１、２色彩情報体１、３は、それぞれメイングラデーション画像１３と、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊを有している。サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊは、メイングラデーション画像１３に対してＲＧＢ値の変化率が１０倍となっている。カメラ装置は、第１、２色彩情報体１、３の画像データを取得する。ホストコンピュータ７は、第１色彩情報体１の画像データから第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とを抽出することで、第１位置情報ＲＧＢ値を抽出する。また、ホストコンピュータ７は、第２色彩情報体３の画像データから第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とを抽出することで、第２位置情報ＲＧＢ値を抽出する。【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、移動体としてのロボットの位置を検出するためのものである。各壁面には色彩情報体が設けられている。色彩情報体には、特許文献１の図２０に示すように、色彩情報体が設けられる壁面と平行な単位長さに対し、一定の変化率でＲＧＢ値が変化するグラデーション画像が表示されている。

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、ロボットには画像取得手段としてのカメラが取り付けられている。ロボットは、そのカメラによって各壁面上のグラデーション画像の位置情報ＲＧＢ値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のメモリと、抽出手段としての色抽出部及び色パターン検出部と、演算手段としての比較・演算部等とが設けられている。第１〜３のメモリには、それぞれグラデーション画像や各壁面の長さの他、特定空間の地図情報等が記憶されている。

この位置検出装置では、四つの壁面のうち、ロボットが特定空間内において自身に最も近い壁面を第１壁面として選択し、カメラによってその第１壁面のグラデーション画像を撮影する。そして、抽出手段はこの撮影されたグラデーション画像から位置情報ＲＧＢ値を検出する。次に、ロボットは、残りの三つの壁面のうち、第１壁面と直交する壁面を第２壁面として選択し、カメラによってその第２壁面のグラデーション画像を撮影する。そして、抽出手段はこの撮影されたグラデーション画像からも位置情報ＲＧＢ値を検出する。演算手段では、両位置情報ＲＧＢ値と、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。この際、演算手段は、第１壁面のグラデーション画像の位置情報ＲＧＢ値を基に、第１壁面と平行な方向におけるロボットの現実位置を検出する。また、第２壁面のグラデーション画像の位置情報ＲＧＢ値を基に、第２壁面と平行な方向におけるロボットの現実位置を検出する。そして、演算手段は、両現在位置によって現実座標を算出する。こうして、特定空間内におけるロボットの位置が検出される。

特開平１０−１５１５９１号公報

しかし、上記従来の位置検出装置では、一つの壁面に設けられる色彩情報体が一つのグラデーション画像しか表示していない。このため、そのグラデーション画像からでも詳細な位置情報ＲＧＢ値を検出可能な抽出手段を採用しない限り、移動体の位置を精度高く検出することができない。このため、この位置検出装置では、製造コストが高騰化することとなる。

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、低コスト化を実現しつつ、特定空間における移動体の位置を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。

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、前記移動面と対応する設置面とが規定され、
前記設置面に設けられ、前記設置面と平行な方向にＲＧＢ値が変化するグラデーション画像が表示された色彩情報体と、
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、前記色彩情報体から画像を取得する画像取得手段と、
前記画像から前記移動体の現実位置における位置情報ＲＧＢ値を抽出する抽出手段と、
前記移動面を座標化した移動面座標を記憶する記憶手段と、
前記位置情報ＲＧＢ値と前記移動面座標とに基づき、前記現実位置の座標である現実座標を算出する演算手段と、
前記現実座標を出力する出力手段とを備え、
前記色彩情報体には、前記設置面と平行に延びる複数の前記グラデーション画像が表示され、
前記各グラデーション画像は、前記設置面と平行な単位長さに対する前記ＲＧＢ値の変化率が各々異なり、
前記抽出手段は、前記画像から、一つの前記グラデーション画像の第１ＲＧＢ値と、他の一つの前記グラデーション画像の第２ＲＧＢ値とにより、前記位置情報ＲＧＢ値を抽出す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、設置面に設けられた色彩情報体に設置面と平行に延びる複数のグラデーション画像が表示されている。このため、現実位置において画像取得手段が取得した色彩情報体の画像には、複数のグラデーション画像が含まれる。これにより、抽出手段は、一つのグラデーション画像から第１ＲＧＢ値を抽出でき、他の一つのグラデーション画像から第２ＲＧＢ値を抽出することができる。

ここで、これらの各グラデーション画像は、設置面と平行な単位長さに対するＲＧＢ値の変化率が各々異なっている。このため、各グラデーション画像のうち、一方はＲＧＢ値の変化が粗くなり、他方はＲＧＢ値の変化が密となる。そして、抽出手段は、これら互いに異なる第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とによって、位置情報ＲＧＢ値を抽出する。そして、この位置検出装置では、演算手段がこの位置情報ＲＧＢ値と、移動面座標とに基づいて現実座標を算出し、出力手段がその現実座標を出力する。

このように、この位置検出装置では、抽出手段は、互いに異なる複数のＲＧＢ値によって位置情報ＲＧＢ値を抽出する。これにより、抽出手段は、第１ＲＧＢ値のみによって位置情報ＲＧＢ値を抽出する場合と比較して、複雑な処理を経ることなく、詳細な位置情報ＲＧＢ値を抽出することが可能となる。このため、この位置検出装置では、必要以上に高性能な抽出手段を採用することなく、色彩情報体の画像から詳細な位置情報ＲＧＢ値を抽出することができる。これにより、この位置検出装置では、演算手段が現実座標を精度高く算出することが可能となる。

したがって、本発明の位置検出装置によれば、低コスト化を実現しつつ、特定空間における移動体の位置を精度高く検出可能である。

本発明の位置検出装置において、色彩情報体は、グラデーション画像を三つ以上表示していても良い。

また、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。このため、この位置検出装置では、特定空間に対する形状等の制限を小さくすることができる。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。

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において、例えば、移動面座標における全ての座標と、色彩情報体の各位置情報ＲＧＢ値とを対応させた対応マップ用意し、演算手段は、検出された位置情報ＲＧＢ値をこの対応マップに参照することによって、現実座標を算出することができる。

また、本発明の位置検出装置において、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。

色彩情報体は、一つのグラデーション画像の色彩と、他の一つのグラデーション画像の色彩とが同一であることが好ましい（請求項２）。この場合、抽出手段は、一つのグラデーション画像と他の一つのグラデーション画像とから、同一のアルゴリズムによって第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とを抽出することが可能となる。このため、この位置検出装置では、検出手段がより容易に位置情報ＲＧＢ値を抽出することが可能となる。このため、この位置検出装置では、より一層の低コスト化を実現可能となる。

他方、色彩情報体は、一つのグラデーション画像の色彩と、他の一つのグラデーション画像の色彩とが異なることも好ましい（請求項３）。この場合、一つのグラデーション画像における第１ＲＧＢ値と、他の一つのグラデーション画像における第２ＲＧＢ値との相違を明確にできる可能性がある。このため、抽出手段が上記のデータを補正し易く、位置情報ＲＧＢ値を抽出し易くなる。

本発明の位置検出装置において、色彩情報体は、一つのグラデーション画像の変化率と、他の一つのグラデーション画像の変化率との差が抽出手段の抽出精度に基づいて決定されていることが好ましい（請求項４）。この場合、抽出手段の性能を過不足なく発揮させることが可能となる。

また、本発明の位置検出装置において、色彩情報体は、一つのグラデーション画像の長さと、他の一つのグラデーション画像の長さとが整数倍の関係にあることが好ましい（請求項５）。この場合、移動体が移動面上のいずれの位置においても、画像取得手段が取得した色彩情報体の画像には、少なくとも二つのグラデーション画像が含まれることとなる。このため、移動体が移動面上のいずれの位置においても、抽出手段は位置情報ＲＧＢ値を好適に抽出することが可能となる。

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よれば、低コスト化を実現しつつ、特定空間における移動体の位置を精度高く検出可能である。

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、メイングラデーション画像及びサブ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、サブグラデーション画像を示す部分拡大模式図である。 実施例の位置検出装置に係り、移動座標面等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、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、２色彩情報体１、３と、カメラ装置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。そして、この位置検出装置は、フォークリフト１１の操縦者に対し、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との間に立設し、倉庫９の四方を囲う第１〜４壁面９ｃ〜９ｅとを有している。なお、同図では、第１〜３壁面のみ符号９ｃ〜９ｅをそれぞれ付して説明している。床面９ｂと各第１〜４壁面９ｃ〜９ｅとは直交している。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。

第１壁面９ｃに対して第１色彩情報体１が平行な状態で貼付されている。一方、第２壁面９ｄに対して第２色彩情報体３が平行な状態で貼付されている。これらの第１色彩情報体１及び第２色彩情報体３は、第１壁面９ｃや第２壁面９ｄにおける貼付位置が調整されており、床面９ｂ上のいずれの場所にフォークリフト１１が位置していてもカメラ装置５は第１色彩情報体１及び第２色彩情報体３を撮影可能となっている。さらに、第２壁面９ｄには、倉庫９の出入口９ｆも設けられている。この倉庫９が本発明における特定空間に相当している。また、床面９ｂが本発明における移動面に相当している。そして、第１壁面９及び第２壁面９ｄが本発明における設置面に相当している。

第１色彩情報体１と、第２色彩情報体３とは、それぞれ図３に示すように、一つのメイングラデーション画像１３と、１０個のサブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとを有している。これらのメイングラデーション画像１３及び各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊが本発明におけるグラデーション画像に相当する。

これらのメイングラデーション画像１３及び各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊは、共に帯状のシートに対し、一端側から他端側に向かって、青純色から赤純色へ徐々に色彩が変化する画像が印刷されることで形成されている。この青純色とは、ＲＧＢ値が（Ｒ：０、Ｇ：０、Ｂ：２５５）となる色であり、赤純色とは、ＲＧＢ値が（Ｒ：２５５、Ｇ：０、Ｂ：０）となる色を指す。これらのメイングラデーション画像１３及び各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊでは、一端側から他端側に向かって、ＲＧＢ値におけるＢの値が減少し、Ｒの値が増加することとなる。

メイングラデーション画像１３と、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとは、図１に示す第１、２壁面９ｃ、９ｄと平行な状態で、第１、２壁面９ｃ、９ｄにそれぞれ貼付されている。この際、メイングラデーション画像１３及び各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊにおいて、青純色が基準角部９０に近い側となるように調整されつつ、第１、２壁面９ｃ、９ｄに貼付されている。また、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊがメイングラデーション画像１３の下方側に配置されている。そして、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊ同士は、第１、２壁面９ｃ、９ｄと平行な方向で互いに隣接して配置されており、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊは、全体として、メイングラデーション画像１３と同じ長さとなっている。こうして、第１色彩情報体１は、第１壁面９ｃにおいて、メイングラデーション画像１３とサブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとを表示している。同様に、第２色彩情報体３は、第２壁面９ｄにおいて、メイングラデーション画像１３とサブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとを表示している。なお、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊ同士における配置についての詳細は後述する。

さらに、これらのメイングラデーション画像１３と、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとは、同じ色数で青純色から赤純色まで色彩を変化させている。このため、メイングラデーション画像１３に含まれる各ＲＧＢ値と、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとで、含まれる色の種類は同一となっている。

一方、メイングラデーション画像１３と、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとでは、第１、２壁面９ｃ、９ｄと平行な単位長さに対するＲＧＢ値の変化率が各々異なっている。各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊ同士のＲＧＢ値の変化率は同一である。具体的には、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのＲＧＢ値の変化率は、メイングラデーション画像１３のＲＧＢ値の変化率の１０倍に設定されている。このＲＧＢ値の変化率の差は、後述するホストコンピュータ７によるＲＧＢ値の抽出精度に基づいて決定されている。

これにより、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊでは、個々のＲＧＢ値がメイングラデーション画像１３の１０分の１で変化している。このため、図３に示すように、個々のサブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊは、第１、２壁面９ｃ、９ｄと平行な方向における長さがメイングラデーション画像１３の１０分の１の長さとなっている。そして、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのうち、サブグラデーション画像１５ａは、メイングラデーション画像１３の下方であって、メイングラデーション画像１３における０．００〜０．１０の範囲となる位置に配置されている。また、サブグラデーション画像１５ｂは、メイングラデーション画像１３の下方であって、メイングラデーション画像１３における０．１０〜０．２０の範囲となる位置に配置されている。サブグラデーション画像１５ｃ〜ｊについても同様であり、最終となるサブグラデーション画像１５ｊは、メイングラデーション画像１３の下方であって、メイングラデーション画像１３における０．９０〜１．００の範囲となる位置に配置されている。こうして、第１色彩情報体１及び第２色彩情報体３では、メイングラデーション画像１３の全ての範囲に対し、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのいずれかが対応する関係となっている。

ここで、上記のように、これらのメイングラデーション画像１３と各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとで含まれる色の種類が同一であることから、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊでは、メイングラデーション画像１３の１０分の１の範囲で個々のＲＧＢ値が変化することとなる。換言すれば、図４に示すように、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのうち、例えば、サブグラデーション画像１５ｇを１０倍に拡大すれば、サブグラデーション画像１５ｇとメイングラデーション画像１３とで、ＲＧＢ値の変化が同一となる。他のサブグラデーション画像１５ａ等についても同様である。

図２に示すように、カメラ装置５は、フォークリフト１１に設けられている。このカメラ装置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。カメラ装置５の先端には、レンズ５ａが取り付けられている。また、カメラ装置５の内部には図示しないＣＣＤイメージセンサが設けられている。このカメラ装置５では、レンズ５ａを介して第１壁面９ｃに貼付された第１色彩情報体１と、第２壁面９ｄに貼付された第２色彩情報体３とをそれぞれ撮影することで、これら第１、２色彩情報体１、３の画像データをそれぞれ取得することが可能となっている。このカメラ装置５が本発明における画像取得手段に相当する。

カメラ装置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。カメラ装置５は、取得した第１、２色彩情報体１、３の各画像データをホストコンピュータ７に送信する。

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には、所定のアルゴリズムが含まれたＲＧＢ値抽出用のプログラムが記憶されている。これにより、ホストコンピュータ７は、抽出手段として機能し、カメラ装置５から送信された取得した第１色彩情報体１の画像データから、第１位置情報ＲＧＢ値を抽出するとともに、第２色彩情報体３の画像データから第２位置情報ＲＧＢ値を抽出することが可能となっている。

また、このホストコンピュータ７は記憶手段として機能し、図５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Ｏ（Ｘ：０、Ｙ：０）としており、原点Ｏから床面９ｂの幅方向をＸ軸として規定し、原点Ｏから床面９ｂの奥行き方向をＹ軸として規定している。

さらに、ホストコンピュータ７は、倉庫９内における出入口９ｄの位置や荷物置場（図示略）の位置等について、移動面座標１００の座標としてそれぞれ記憶している。

また、ホストコンピュータ７は、第１、２色彩情報体１、３における第１、２位置情報ＲＧＢ値の組み合わせと、移動面座標１００各座標とを対応させた色対応マップを記憶している。ホストコンピュータ７は、演算手段として機能し、第１、２位置情報ＲＧＢ値と、移動面座標１００と、色対応マップとに基づいて倉庫９内におけるフォークリフト１１の現在位置に対応する現実座標Ｐ１を算出する。また、ホストコンピュータ７は、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６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、カメラ装置５によって、第１、２色彩情報体１、３をそれぞれ撮影し、第１、２色彩情報体１、３の各画像データを取得する（ステップＳ１０１）。そして、カメラ装置５は、各画像データをホストコンピュータ７に送信する（ステップＳ１０２）。ここで、上記のように、カメラ装置５はフォークリフト１１に設けられていることから、床面９ｂ上におけるフォークリフト１１の位置が異なれば、第１、２色彩情報体１、３の画像データは相違することとなる。

次に、ホストコンピュータ７は、受信した各画像データから第１、２位置情報ＲＧＢ値をそれぞれ抽出する。この際、ホストコンピュータ７は、最初に第１位置情報ＲＧＢ値を抽出し、引き続き第２位置情報ＲＧＢ値を抽出する。

図３に示すように、第１色彩体１、３は、一つのメイングラデーション画像１３と、１０個のサブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊによって構成されている。このため、図１に示すようなフォークリフト１１の位置から第１色彩体１を撮影すれば、メイングラデーション画像１３及び各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのうち、図３において一点鎖線の枠によって囲われた部分の画像データが得られることとなる。そして、ホストコンピュータ７は、この一点鎖線の枠における幅方向の中央部分、すなわち、画像データにおける幅方向の中央部分（同図の白色矢印参照。）のＲＧＢ値を第１位置情報ＲＧＢ値として抽出する。この第１位置情報ＲＧＢ値を抽出するため、ホストコンピュータ７は、まず、画像データ内のメイングラデーション画像１３から第１ＲＧＢ値を抽出する（ステップＳ１０３）。

ここで、同図に示すように、白色矢印は、メイングラデーション画像１３における０．６０のＲＧＢ値から０．７０のＲＧＢ値の間に存在する。このため、ホストコンピュータ７は、第１位置情報ＲＧＢ値に相当する第１ＲＧＢとして、メイングラデーション画像１３における０．６０〜０．７０の範囲内のＲＧＢ値を抽出する。

次に、ホストコンピュータ７は、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊから、メイングラデーション画像１３における０．６０のＲＧＢ値から０．７０のＲＧＢ値に相当しているサブグラデーション画像１５ｇを選択する（ステップＳ１０４）。

上記のように、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊは、メイングラデーション画像１３に対してＲＧＢ値の変化率が１０倍である。このため、サブグラデーション画像１５ｇにおけるＲＧＢ値の変化により、ホストコンピュータ７は、メイングラデーション画像１３における０．６０のＲＧＢ値から０．７０のＲＧＢ値を更に１０倍に分解してＲＧＢ値を抽出することが可能となる。これにより、図４に示すように、白色矢印は、メインサブグラデーション画像１５ｇにおける０．６５部分に存在していることが判明する。このため、ホストコンピュータ７は、サブグラデーション画像１５ｇから第２ＲＧＢとして０．６５部分のＲＧＢ値を抽出する（ステップＳ１０５）。そして、ホストコンピュータ７は、この第２ＲＧＢを第１位置情報ＲＧＢ値と置き換える。こうして、ホストコンピュータ７は、第１色彩情報体１の画像データからの第１位置情報ＲＧＢ値の抽出を完了する（ステップＳ１０６）。

ホストコンピュータ７は、第１色彩情報体１の画像データからの第１位置情報ＲＧＢ値抽出する処理と同様の処理によって、第２色彩情報体３の画像データからの第２位置情報ＲＧＢ値抽出する。つまり、ホストコンピュータ７は、第２色彩情報体３の画像データにおけるメイングラデーション画像１３から第１ＲＧＢ値を抽出する（ステップＳ１０７）。詳細な図示を省略するものの、本実施例では、第２位置情報ＲＧＢ値に相当する第１ＲＧＢは、メイングラデーション画像１３における０．１０のＲＧＢ値から０．２０のＲＧＢ値の間に存在していた。

次に、ホストコンピュータ７は、メイングラデーション画像１３における０．１０のＲＧＢ値から０．２のＲＧＢ値に相当しているサブグラデーション画像１５ｂを選択する（ステップＳ１０８）。ここで、本実施例では、第２位置情報ＲＧＢ値がメインサブグラデーション画像１５ｂにおける０．１８部分のＲＧＢ値であることが判明した。これにより、ホストコンピュータ７は、サブグラデーション画像１５ｂから第２ＲＧＢ値として０．１８部分のＲＧＢ値を抽出する（ステップＳ１０９）。さらに、ホストコンピュータ７は、抽出した第２ＲＧＢ値を第２位置情報ＲＧＢ値と置き換える。こうして、ホストコンピュータ７は、第２色彩情報体３の画像データからの第２位置情報ＲＧＢ値の抽出を完了する（ステップＳ１１０）。

これらのようにして抽出された第１、２位置情報ＲＧＢ値と、移動面座標１００と、色対応マップとにより、ホストコンピュータ７は現実座標Ｐ１を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、図５に示すように、第１、２位置情報ＲＧＢ値の組み合わせを色対応マップに参照することで、移動面座標１００上の現実座標Ｐ１のＸ座標及びＹ座標を抽出する。つまり、第１位置情報ＲＧＢ値によって、第１壁面９ｃからフォークリフト１１までの距離、すなわち、移動面座標１００における現実座標Ｐ１のＸ座標が判明する。同様に、第２位置情報ＲＧＢ値によって、第２壁面９ｄからフォークリフト１１までの距離、すなわち、移動面座標１００における現実座標Ｐ１のＹ座標が判明する。この現実座標Ｐ１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となる。そして、ホストコンピュータ７は、この現実座標Ｐ１を出力する（ステップＳ１１２）。

この現実座標Ｐ１は図２に示す液晶モニタ装置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って、フォークリフト１１の現実位置から目的位置までの案内を行う。以下では、出入口９ｆ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の目的位置である出入口９ｆ入力する。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（図７に示すステップ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６のステップＳ１１１で出力した現実座標Ｐ１と、この目的位置とに基づき、フォークリフト１１の現実位置から出入口９ｆ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Ｐ１と、ホストコンピュータ７が予め記憶している移動面座標１００上の出入口９ｆの座標Ｐ２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の現実位置から出入口９ｆ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、ホストコンピュータ７は、互いに異なる第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とによって、第１位置情報ＲＧＢ値や第２位置情報ＲＧＢ値を抽出する。これにより、ホストコンピュータ７は、例えば、第１ＲＧＢ値のみによって第１位置情報ＲＧＢ値や第２位置情報ＲＧＢ値を抽出する場合と比較して、複雑な処理を経ることなく、詳細な第１位置情報ＲＧＢ値や第２位置情報ＲＧＢ値を抽出することが可能となっている。

つまり、例えば、メイングラデーション画像１３の第１ＲＧＢ値のみによって第１位置情報ＲＧＢ値を抽出する場合、メイングラデーション画像１３のＲＧＢ変化率が小さいことから、ホストコンピュータ７は、比較的容易に第１位置情報ＲＧＢ値を抽出することが可能となる。しかし、この場合、メイングラデーション画像１３のＲＧＢ変化率が小さいことで、図３に示すように、第１位置情報ＲＧＢ値が一定の範囲を有した状態で抽出されることとなる。このため、第１位置情報ＲＧＢ値が正確性を欠くこととなる。

他方、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊの第２ＲＧＢ値のみによって第１位置情報ＲＧＢ値を抽出する場合、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのＲＧＢ変化率が大きいことから、第１位置情報ＲＧＢ値を精度高く抽出することが可能となる。しかし、この場合、上記のようなサブグラデーション画像１５ｇにおける０．６５部分のＲＧＢ値を導くに当たって、ホストコンピュータ７は、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊの全てのＲＧＢ値を参照する必要がある。このため、第１位置情報ＲＧＢ値を抽出するために、ホストコンピュータ７は複雑な処理を行う必要がある。このため、処理能力に優れる高性能なホストコンピュータ７が必要となる。

これらに対して、第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とによって、第１位置情報ＲＧＢ値を抽出する場合には、ＲＧＢ値の変化率が小さい側であるメイングラデーション画像１３の第１ＲＧＢ値によって、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊから、参照すべきサブグラデーション画像１５ｇを抜き出すことが可能となる。このため、ホストコンピュータ７は、第２ＲＧＢ値を抽出するに当たって、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｆやサブグラデーション画像１５ｈ〜１５ｊを参照する必要がない。このため、ホストコンピュータ７は容易に第２ＲＧＢ値、すなわち、第１位置情報ＲＧＢ値を容易に抽出することが可能となる。そして、この第１位置情報ＲＧＢ値は、上記のように、ＲＧＢ値の変化率が大きいサブグラデーション画像１５ｇから抽出することで、精度が高くなっている。

さらに、この位置検出装置において、メイングラデーション画像１３と各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊとでは、色彩の変化が同一であり、ＲＧＢの変化率のみが相違している。このため、ホストコンピュータ７は、メイングラデーション画像１３から第１ＲＧＢ値を抽出し得る処理能力を有していれば、メイングラデーション画像１３から第１ＲＧＢ値を抽出するためのアルゴリズムと同一のアルゴリズムによってサブグラデーション画像１５ｇから第２ＲＧＢ値を抽出することが可能となる。第２位置情報ＲＧＢ値の抽出についても同様である。

また、この位置検出装置では、メイングラデーション画像１３のＲＧＢ値の変化率と、各サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊのＲＧＢ値の変化率との差がホストコンピュータ７のＲＧＢ値の抽出精度に基づいて決定されている。このため、第１、２色彩情報体の各画像データから第１、２位置情報ＲＧＢ値を抽出するに当たり、ホストコンピュータ７は、自身の処理能力を過不足なく発揮することが可能となっている。

これらのため、この位置検出装置では、必要以上に高性能なホストコンピュータ７を採用することなく、第１、２色彩情報体１、３の画像からそれぞれ詳細な第１位置情報ＲＧＢ値及び第２位置情報ＲＧＢ値を抽出することができる。このため、この位置検出装置では、ホストコンピュータ７が現実座標Ｐ１を精度高く算出する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、低コスト化を実現しつつ、倉庫９内におけるフォークリフト１１の位置を精度高く検出可能である。

特に、この位置検出装置では、メイングラデーション画像１３の長さが個々のサブグラデーション１５ａ〜１５ｊの１０倍の長さとなっている。そして、各サブグラデーション１５ａ〜１５ｊは互いに整列することにより、全体としてメイングラデーション画像１３と同じ長さとなっている。このため、第１、２色彩情報体１、３の画像データには、必ずメイングラデーション画像１３と、各サブグラデーション１５ａ〜１５ｊのいずれかが含まれることとなる。これにより、ホストコンピュータ７は、画像データから第１ＲＧＢ値と第２ＲＧＢ値とを確実に抽出することができ、第１位置情報ＲＧＢ値や第２位置情報ＲＧＢ値を精度高く抽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、例えば、フォークリフト１１が第１壁面９ｃから遠隔することで、第１色彩情報体１の画像データにおいて、メイングラデーション画像１３における各ＲＧＢ値の変化が不明確となっていても、ホストコンピュータ７は、サブグラデーション画像１５ａ〜１５ｊを参照することで、第２ＲＧＢ値、ひいては、第１位置情報ＲＧＢ値を好適に抽出することが可能となっている。これにより、この位置検出装置では、必要以上に高性能なカメラ装置５を採用する必要もない。第２位置情報ＲＧＢ値の抽出についても同様である。

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、実施例では、メイングラデーション画像１３と各サブグラデーション１５ａ〜１５ｊとで色彩の変化を同一にしている。これに換えて、メイングラデーション画像１３と各サブグラデーション１５ａ〜１５ｊとで異なる色彩としても良い。また、各サブグラデーション１５ａ〜１５ｊのうちのいずれかのみをメイングラデーション画像１３と異なる色彩としても良い。

また、第１、２色彩情報体は、ＲＧＢ値の変化率が異なる三種類以上のグラデーション画像を表示していても良い。

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…第１色彩情報体（色彩情報体）
３…第２色彩情報体（色彩情報体）
５…カメラ装置（画像取得手段）
７…ホストコンピュータ（抽出手段、記憶手段、演算手段、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）
９ｂ…床面（移動面）
９ｃ…第１壁面（設置面）
９ｄ…第２壁面（設置面）
１１…フォークリフト（移動体）
１３…メイングラデーション画像（グラデーション画像）
１５ａ〜１５ｊ…サブグラデーション画像（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）
１００…移動面座標
Ｐ１…現実座標

Claims (6)

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、前記移動面と対応する設置面とが規定され、
   前記設置面に設けられ、前記設置面と平行な方向にＲＧＢ値が変化するグラデーション画像が表示された色彩情報体と、
   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、前記色彩情報体から画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像から前記移動体の現実位置における位置情報ＲＧＢ値を抽出する抽出手段と、
   前記移動面を座標化した移動面座標を記憶する記憶手段と、
   前記位置情報ＲＧＢ値と前記移動面座標とに基づき、前記現実位置の座標である現実座標を算出する演算手段と、
   前記現実座標を出力する出力手段とを備え、
   前記色彩情報体には、前記設置面と平行に延びる複数の前記グラデーション画像が表示され、
   前記各グラデーション画像は、前記設置面と平行な単位長さに対する前記ＲＧＢ値の変化率が各々異なり、
   前記抽出手段は、前記画像から、一つの前記グラデーション画像の第１ＲＧＢ値と、他の一つの前記グラデーション画像の第２ＲＧＢ値とにより、前記位置情報ＲＧＢ値を抽出することを特徴とする位置検出装置。
2. 前記色彩情報体は、一つの前記グラデーション画像の色彩と、他の一つの前記グラデーション画像の色彩とが同一である請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記色彩情報体は、一つの前記グラデーション画像の色彩と、他の一つの前記グラデーション画像の色彩とが異なる請求項１記載の位置検出装置。
4. 前記色彩情報体は、一つの前記グラデーション画像の前記変化率と、他の一つの前記グラデーション画像の前記変化率との差が前記抽出手段の抽出精度に基づいて決定されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の位置検出装置。
5. 前記色彩情報体は、一つの前記グラデーション画像の長さと、他の一つの前記グラデーション画像の長さとが整数倍の関係にある請求項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。

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