JP2017111004A - 移動局、測位システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、及び当該移動局を備えた測位システムを提供する。【解決手段】測位システムは、電波を送信する複数の固定局１、２、３と、固定局１、２、３から送信された電波を受信し、各電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局６とを備える。移動局６は、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の固定局から送信された電波を受信し、その伝搬時間に基づいて自身の位置を演算する移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムに関する。

複数の固定局から送信される電波を受信して移動局の位置を演算する測位システムがある。移動局は、電波の送信時及び受信時の時間差、即ち固定局及び移動局間の電波の伝搬時間を算出する。当該伝搬時間は、各固定局と、移動局との距離に相当し、公知の双曲線航法にて移動局の位置を演算することができる。ところで、移動局の位置を正確に演算するためには、固定局の基準時計と、移動局の時計とが正確に同期している必要がある。このため、移動局は各電波の伝搬時間、位置等の各種演算結果が整合するように時間補正を行っている。

特開昭６２−１１９４７６号公報

しかしながら、移動局が移動しているときに時間補正が実行されると、各固定局から送信された電波の伝搬時間が移動局の位置に応じて時々刻々と変化するため、時間補正を正確に行うことができず、移動局の位置演算精度が落ちるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムを提供することにある。

本発明に係る移動局は、複数の固定局から送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局であって、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える。

本発明にあっては、移動局は、複数の固定局からそれぞれ送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する。位置を正確に演算するためには、固定局の基準時計及び移動局の時計が同期している必要があるが、各時計は必ずしも正確に同期していない。移動局は、同期ずれの影響を解消するために、前記時間差を補正するための補正量を演算する。補正量の演算を正確に行うためには固定局に対して移動局が停止又は低速移動していることが望ましい。そこで、移動局の判定部は、移動局が停止した停止状態にあるか否か、又は移動局の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する。そして、移動局の演算部は、移動局が停止状態又は低速状態にある場合、前記補正量の演算を行う。
以上の通り、移動局は自身が停止状態又は低速状態にあるときに前記補正量を演算するため、前記補正量の演算を正確に行うことができ、その結果、正確な位置演算が可能になる。

本発明に係る移動局は、自身が搭載される移動体の移動状態を示す状態信号が入力される入力部を備え、前記判定部は、前記入力部に入力された前記状態信号に基づいて、停止状態又は低速状態であるか否かを判定する。

本発明にあっては、移動局が搭載される移動体の移動状態を示す状態信号が入力部に入力される。状態信号は、例えば移動体から出力される信号である。移動局の判定部は、入力部に入力された状態信号に基づいて、移動体に搭載された移動局が停止状態又は低速状態にあるか否かを判定する。つまり、移動局は、固定局から送信される電波を利用して移動局の移動状態を判定するのでは無く、外部入力された状態信号に基づいて移動局の移動状態を判定する構成である。
従って、移動局は、自身の移動状態を誤り無く判定し、前記補正量をより正確に演算することが可能になる。

本発明に係る移動局は、自身の位置を逐次演算しており、前記演算部は、前記状態信号に基づいて前記判定部が停止状態又は低速状態であると判定し、かつ電波の送信時及び受信時の前記時間差に基づいて逐次演算された位置が連続的に変化している場合、前記補正量を演算する。

本発明にあっては、状態信号に基づいて移動局が停止状態又は低速状態にあると判定され、かつ受信した電波を利用して逐次演算された位置が連続的に変化している場合、演算部は補正量を演算する。
移動体に搭載された移動局が停止状態又は低速状態にあっても、固定局から送信された電波が、遮蔽物によって遮蔽され、移動局に直接的に届いていない場合、前記補正量を正確に演算できないことがある。移動局が、固定局から送信された電波を直接受信できている状態にある場合、電波を利用して演算される位置は連続的に変化し、又は停止したままの状態にあるが、電波を直接受信できない状態に変化した場合、演算される位置が不連続的に変化する。そこで、移動局は、停止状態又は低速状態にあり、かつ演算部にて演算された位置が不連続的に変化していない場合に、時間の補正量を演算する。
従って、移動局は、自身の移動状態に加えて、電波の受信環境を考慮し、前記補正量をより正確に演算することが可能になる。

本発明に係る移動局は、前記電波はスペクトラム拡散されたミリ波である。

本発明にあっては、移動局は、スペクトラム拡散されたミリ波の電波を受信する。ミリ波は周波数が３０〜３００ＧＨｚの電波である。従って、移動局は、自身の位置をセンチメートルオーダで演算することが可能である。

本発明に係る測位システムは、電波を送信する複数の固定局と、上述のいずれか一つの移動局とを備え、前記移動局の位置を演算する。

本発明にあっては、測位システムは、複数の固定局と、移動局とを備える。移動局は、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差を補正するための補正量を、自身が停止状態又は低速状態にあるときに演算するため、前記補正量の演算を正確に行うことができ、その結果、正確な位置演算が可能になる。

本発明に係る測位システムは、前記固定局は、指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信するようにしてある。

本発明にあっては、固定局は、指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信する。移動局は、固定局から異なる複数の方向へ送信された電波の内、少なくとも一つの電波を用いて、位置を演算する。固定局から電波が送信される一の方向において、固定局と、移動局との間に電波を遮る遮蔽物があったとしても、他の方向において遮蔽物が無ければ、移動局は固定局から他の方向へ送信される電波を直接受信することができる。
従って、移動局は、周りに電波を一部遮蔽する遮蔽物が存在していても、前記補正量を正確に演算することが可能になる。

本発明に係る測位システムは、前記移動局は、前記複数の固定局に対して移動し、被搬送体を搬送する搬送装置に搭載されている。

本発明にあっては、移動局は搬送装置に搭載されている。従って、移動局は、被搬送体を搬送する搬送装置の位置を正確に演算することが可能になる。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて、自身の位置を演算させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部として機能させる。

本発明にあっては、コンピュータを上述の移動局として機能させることができ、コンピュータは移動局の正確な位置演算を行うことが可能である。

本発明によれば、移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムを提供することが可能となる。

実施形態１に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。 実施形態１に係る固定局の一構成例を示すブロック図である。 実施形態１に係る移動局の一構成例を示すブロック図である。 実施形態１に係る演算部の処理手順示すフローチャートである。 複数方向へ送信された電波の送受信タイミング及び相関値を示すタイミングチャートである。 実施形態２に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。 実施形態２に係る移動局の一構成例を示すブロック図である。 実施形態２に係る演算部の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。本実施形態１に係る測位システムは、電波を送信する複数の固定局１、２、３と、各固定局１、２、３による電波の送信を制御する制御装置４と、搬送装置５に搭載された移動局６とを備える。

搬送装置５は、被搬送体を搬送する装置であり、室内Ｒを移動する。被搬送体は、室内Ｒに設置された図示しない処理装置で処理される溶接部品、電子部品、基板、ウエハ等の各種ワークである。搬送装置５は、例えば、所定のルートを移動する無人搬送車、天井又は床上に設置された軌道を移動する搬送シャトル等の移動体である。搬送装置５の動作は生産管理システムＭＥＳ（Manufacturing Execute System）によって集中管理されている。なお、室内Ｒには固定局１、２、３から送信された電波を一部遮蔽する遮蔽物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が存在しており、搬送装置５は遮蔽物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を回避しながら室内Ｒを移動する。

固定局１、２、３は、搬送装置５の移動経路に干渉しないよう、室内Ｒの適宜箇所に離隔配置されている。例えば複数の固定局１、２、３は、室内Ｒの各隅に設置されている。固定局１、２、３には制御装置４が有線接続されており、各固定局１、２、３は制御装置４の制御に従って同期して動作する。具体的には、固定局１、２、３は、移動局６の位置演算に必要な電波を異なるタイミングで順次送信している。

図２は、実施形態１に係る固定局１の一構成例を示すブロック図である。複数の固定局１、２、３は同一構成であるため、一の固定局１の構成を説明する。固定局１は、送信アンテナ１ａ、基準時計１１、拡散符号発生器１２、搬送波発生器１３、乗算器１４及び増幅器１５を備える。

基準時計１１は、現在の時間に相当する計時信号を発振し、拡散符号発生器１２へ出力する。固定局１、２、３の基準時計１１は、制御装置４の制御によって同期している。

拡散符号発生器１２は、基準時計１１が発振する計時信号に同期して、信号をスペクトラム拡散させるための拡散符号を発生させ、発生させた拡散符号の信号を乗算器１４へ出力する。拡散符号は例えば疑似雑音符号であり、拡散符号発生器１２は、基準時計１１が発振する計時信号を参照し、所定時点を起点にして拡散符号の発生を開始し、拡散符号の信号を出力する。拡散符号は、複数の固定局１、２、３で共通であり、各固定局１、２、３は電波を時分割で送信する。

搬送波発生器１３は、ミリ波の搬送波に係る信号を発生させ、発生させた搬送波の信号を乗算器１４へ出力する。ミリ波は周波数が３０〜３００ＧＨｚの電波である。実施形態１に係る搬送波発生器１３は、例えば６０ＧＨｚの搬送波に係る信号を出力する。

乗算器１４は、拡散符号発生器１２から出力された拡散符号の信号と、搬送波発生器１３から出力された搬送波の信号とを乗算することによって、スペクトラム拡散変調された信号を生成し、スペクトラム拡散変調された信号を増幅器１５へ出力する。
スペクトラム拡散変調された信号は、基準時計１１に同期して発生した拡散符号を用いて変調された信号であるため、固定局１から当該信号が送信される送信時の情報を含むことになる。なお、移動局６の位置を正確に演算するために必要な補助的な情報があれば、当該情報を含む信号をスペクトラム拡散変調して出力するように構成しても良い。

増幅器１５は、乗算器１４から出力された信号を増幅させ、増幅させた信号を送信アンテナ１ａへ出力することによって、スペクトラム拡散変調されたミリ波の電波を移動局６へ送信させる。

送信アンテナ１ａは、指向性を有しており、送信アンテナ１ａの電波送信方向を周期的に切り替えることによって、異なる複数方向へ電波を送信する。例えば、固定局１は、図１に示すように第１方向へ電波Ａ１を送信し、次いで、第２方向へ電波Ａ２を送信し、次いで第３方向へ電波Ａ３を送信する。
なお、電波の送信方向の切り替えは、固定局１が基準時計１１の計時信号を参照し、所定周期で自立的に切り替えるように構成しても良いし、制御装置４の制御に従って切り替える構成でも良い。

図３は、実施形態１に係る移動局６の一構成例を示すブロック図である。移動局６は、例えば、図１及び図３に示すように室内Ｒを移動する搬送装置５に搭載されており、移動局６は搬送装置５と共に移動する。移動局６は、受信アンテナ６ａ、増幅器６１、発振器６２、混合器６３、時計６４、逆拡散符号発生器６５、相関器６６、入力部６７及び演算部６８を備える。

受信アンテナ６ａは増幅器６１に接続されており、各固定局１、２、３から送信された電波を受信し、受信して得た信号を増幅器６１へ出力する。

増幅器６１は、受信アンテナ６ａが電波を受信して得た信号を増幅させ、増幅された信号を混合器６３へ出力する。

発振器６２は、受信アンテナ６ａが受信した信号の周波数を変換するための信号を混合器６３へ発振する素子である。

混合器６３は、増幅器６１から出力された信号と、発振器６２から出力された信号とを混合することによって、周波数変換を行う。混合器６３にて周波数変換された信号は、増幅され、図示しないフィルタを通じて相関器６６へ出力される。

時計６４は、固定局１、２、３の基準時計１１と同期して、現在の時間に相当する計時信号を発振し、逆拡散符号発生器６５へ出力する。ただし、移動局６の時計６４は、固定局１、２、３の基準時計１１と必ずしも正確に同期していないため、時間の補正を要する。

逆拡散符号発生器６５は、スペクトラム拡散変調された信号を逆拡散するための逆拡散符号を、時計６４が発振する計時信号に同期して発生させ、発生した逆拡散符号の信号を相関器６６へ出力する。逆拡散符号発生器６５は、複数の各固定局１、２、３でスペクトラム拡散変調された信号を逆拡散するための逆拡散符号をそれぞれ発生させることができ、逆拡散符号の信号を相関器６６へ出力する。逆拡散符号は、例えば各固定局１、２、３で用いられる拡散符号を時間反転させた信号であり、逆拡散符号発生器６５は、時計６４が発振する計時信号を参照し、所定時点を起点にして逆拡散符号の発生を開始し、逆拡散符号の信号を出力する。

相関器６６は、混合器６３から出力された信号と、逆拡散符号発生器６５から出力された逆拡散符号の信号とを比較することによって、受信した信号に重畳している拡散符号と、逆拡散符号発生器６５から出力された逆拡散符号との相関を取る。そして、相関器６６は、各符号の相関が最大になる時点を求めることによって、受信した電波の送信時及び受信時の時間差、即ち固定局１、２、３及び移動局６間の電波の伝搬時間を特定し、特定された伝搬時間を演算部６８へ出力する。また、相関器６６は、各符号の相関が最大になった時の相関の大きさを示す相関値を演算部６８へ出力する。更に、相関器６６は、電波の送信元の固定局１、２、３を示す情報を演算部６８へ出力する。固定局１、２、３は所定のタイミングで電波を順次送信しており、移動局６は、固定局１、２、３から送信された電波の受信タイミングから、相関値最大に係る電波の送信元である固定局１、２、３を特定することができる。なお、各固定局１、２、３がそれぞれ固有の拡散符号でスペクトラム拡散変調させた電波を送信している場合、相関器６６は相関値が最大になる逆拡散符号を判別することによって、電波の送信元である固定局１、２、３を特定しても良い。また、電波に固定局１、２、３の識別子を含ませ、相関器６６が電波に含まれる識別子に基づいて、電波の送信元である固定局１、２、３を特定するように構成しても良い。

入力部６７は、搬送装置５の移動状態を示す状態信号が入力されるインタフェースであり、入力部６７は入力された状態信号を演算部６８へ出力する。状態信号は、例えば、搬送装置５から出力される信号であり、搬送装置５が停止状態にあること、搬送装置５の移動速度、搬送作業の開始及び終了を示す情報等を示す信号である。

演算部６８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶部、入出力ポート等を有するコンピュータである。記憶部は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性メモリであり、移動局６の位置演算及び時間補正に係る処理をＣＰＵに実行するためのコンピュータプログラム７ａを記憶している。演算部６８は、コンピュータプログラム７ａを実行することにより、伝搬時間、相関値等の情報に基づいて、移動局６の位置を演算する。また、演算部６８は、コンピュータプログラム７ａを実行することにより、搬送装置５の移動状態に応じた時計６４の時間補正を行う。
なお、本実施形態１に係るコンピュータプログラム７ａは、記録媒体７にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部は、図示しない読出装置によって記録媒体７から読み出されたコンピュータプログラム７ａを記憶する。記録媒体７はフラッシュメモリ等の半導体メモリである。また、記録媒体７はＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray（登録商標）Disc）等の光ディスクでも良い。更に、記録媒体７は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク等であっても良い。更にまた、図示しない通信網に接続されている図示しない外部サーバから本実施形態１に係るコンピュータプログラム７ａをダウンロードし、記憶部に記憶させても良い。

図４は、実施形態１に係る演算部６８の処理手順示すフローチャートである。移動局６の演算部６８は、コンピュータプログラム７ａを実行することにより、以下の処理を行う。演算部６８は、相関器６６から出力される各電波の伝搬時間及び相関値等を取得する（ステップＳ１１）。そして、相関値が最大の電波に対応する伝搬時間を選択する（ステップＳ１２）。

図５は、複数方向へ送信された電波の送受信タイミング及び相関値を示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、上図は、固定局１から第１方向へ送信された電波Ａ１の送受信タイミング及び相関値を示している。同様にして、中図及び下図は、固定局１から第２方向及び第３方向へ送信された電波Ａ２，Ａ３の送受信タイミング及び相関値を示している。図５に示すように固定局１は、異なる第１方向〜第３方向へ電波Ａ１、電波Ａ２及び電波Ａ３を順次、時分割送信している。移動局６は、固定局１から各方向へ送信された電波Ａ１、Ａ２、Ａ３を受信しており、演算部６８は、ステップＳ１１で各電波Ａ１、Ａ２、Ａ３の伝搬時間及び相関値を取得する。相関値が高い程、固定局１から送信された電波の受信状態が良好であるため、演算部６８は、ステップＳ１２で相関値が最大の伝搬時間を選択する。図５に示す例では、第３方向へ送信された電波Ａ３の伝搬時間を選択する。
他の固定局２から第１方向〜第３方向へ送信される電波Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３についても同様であり、演算部６８は、ステップＳ１２で各電波Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の中から、相関値が最大の伝搬時間を選択する。また、演算部６８は、固定局３から送信された電波Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の中から、相関値が最大の伝搬時間を選択する。

次いで、演算部６８は、各固定局１、２、３から送信された各電波の伝搬時間に基づいて、移動局６及び搬送装置５の位置を演算する（ステップＳ１３）。例えば、演算部６８は、双曲線航法によって、移動局６の位置を演算する。具体的には、演算部６８は、位置が既知の２つの固定局１、２から送信された電波の伝搬時間から、固定局１、２を焦点とする双曲線を求め、また他の２つの固定局２、３から送信された電波の伝搬時間から、固定局２、３を焦点とする双曲線を求める。そして、演算部６８は、各双曲線が交わる点を、現在の移動局６の位置として特定する。また、固定局１、２、３の基準時計１１と、移動局６の時計６４とは必ずしも正確に同期していないため、後述する補正量を用いて各電波の伝搬時間を補正して、移動局６の位置を演算している。

次いで、演算部６８は、状態信号に基づいて、搬送装置５が停止状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。搬送装置５が停止状態にあると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、演算部６８は、各電波の伝搬時間に基づいて、同期ずれした時計６４の時間補正を行うための補正量を演算する（ステップＳ１５）。具体的には、演算部６８は、時間の補正量を未知数とし、任意の複数組の伝搬時間に基づいて演算される位置が互いに整合するように、補正量を演算する。当該補正量を用いて伝搬時間を補正することによって、任意の複数組の伝搬時間を用いて演算される位置の差分を最小にすることができる。演算部６８は、搬送装置５が停止状態にあるときに演算した補正量を記憶する。そして、上述したように、演算部６８は、ステップＳ１３において搬送装置５が移動している際は、当該記憶した補正量を用いて、伝搬時間の補正を行い、移動局６の位置を演算する。

次いで、ステップＳ１５の処理を終えた場合、又はステップＳ１４において停止状態に無いと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、演算部６８は、測位処理の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１６）。例えば、終了条件としては、搬送装置５が搬送作業を終えた場合、搬送装置５が停止したまま所定時間が経過した場合等が挙げられるが、特に限定されるものでは無い。

測位処理の終了条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、演算部６８は処理をステップＳ１１へ戻す。測位処理の終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、演算部６８は処理を終える。

このように構成された測位システム、移動局６及びコンピュータプログラム７ａによれば、搬送装置５が停止状態にあるときに、固定局１、２、３の基準時計１１及び移動局６の時計６４を同期させる構成であるため、移動局６は、正確にかつ速やかに時間の補正量を演算することができる。そして、移動局６は、搬送装置５が移動している際は、停止状態時に演算した補正量を利用して、電波の伝搬時間を補正し、移動局６及び搬送装置５の位置を正確に演算することができる。

また、移動局６は、移動中に前記補正量を演算する必要は無く、移動中であっても、停止時に演算した補正量を用いて速やかに移動局６及び搬送装置５の位置を演算することができる。

更に、移動局６は、搬送装置５から出力される状態信号に基づいて、搬送装置５が停止状態にあるか否かを判定する構成であるため、移動局６の移動状態を誤り無く判定することができ、正確に補正量を演算することができる。

更にまた、本実施形態１の測位システムは、スペクトラム拡散されたミリ波の電波を用いて、移動局６の位置を演算する構成であるため、センチメートルオーダで移動局６の位置を演算することができる。

更にまた、固定局１、２、３は、指向性を有する電波を、異なる複数方向へ送信するように構成しているため、移動局６は、受信状態が良好な電波を選択して自身の位置を演算することができる。従って、搬送装置５が移動する室内Ｒに、固定局１、２、３から送信された電波を一部遮蔽する遮蔽物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が存在していても、移動局６は、受信状態が良好な電波を用いて、移動局６の位置を正確に特定することができる。

なお、本実施形態１では、移動局６は、搬送装置５が停止状態にあるか否かを判定し、搬送装置５が停止状態にあるときに時間補正を行う例を説明したが、これに限定されるものでは無い。例えば、移動局６は、搬送装置５の速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定し、低速状態にあるときに時間補正を行っても良い。所定速度は、例えば時速４ｋｍ未満の速度である。所定速度は、特に限定されるものでは無く、位置演算精度に応じて適宜設定すれば良い。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。実施形態２に係る測位システムは、実施形態１と同様の固定局１、２、３、制御装置４、搬送装置５及び移動局２０６を備え、移動局２０６の構成及び処理内容、並びにコンピュータプログラム７ａ及び記録媒体２０７が実施形態１と異なる。また、搬送装置５が移動する室内Ｒの環境が異なる。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

特に実施形態２においては、電波を遮蔽し得る遮蔽物Ｏ４、Ｏ５が室内Ｒに並び配されている。遮蔽物Ｏ４と、遮蔽物Ｏ５との隙間は、搬送装置５及び移動局２０６が進入できる程度に広く、遮蔽物Ｏ４、Ｏ５は、その間に進入した移動局２０６が各固定局１、２、３から送信された電波を直接受信できなくなる形状及び寸法を有する。以下、固定局１、２、３から送信された電波を直接受信できなくなる領域を遮蔽領域と呼ぶ。また、室内Ｒの適宜箇所には、固定局２、３から送信された電波を、遮蔽領域へ反射するリフレクタ８が設置されている。

図７は、実施形態２に係る移動局２０６の一構成例を示すブロック図である。移動局２０６は、実施形態１の移動局６と同様の構成であり、更に各固定局１、２、３から送信される電波のドップラシフト量を計測し、計測して得られたドップラシフト量を演算部６８へ出力するドップラシフト計測部６９を備える。演算部６８は、ドップラシフト計測部６９から出力されたドップラシフト量に基づいて、移動局２０６の移動速度ないし位置を推定することができる。特に、演算部６８は、遮蔽物Ｏ４、Ｏ５間の遮蔽領域に搬送装置５が進入した際、ドップラシフト量を用いて移動局２０６の位置を推定する。

図８は、実施形態２に係る演算部６８の処理手順を示すフローチャートである。移動局２０６の演算部６８は、コンピュータプログラム２０７ａを実行することにより、以下の処理を行う。演算部６８は、相関器６６から出力される各電波の伝搬時間、相関値及びドップラシフト量等を取得する（ステップＳ２１１）。そして、相関値が最大の電波に対応する伝搬時間を選択する（ステップＳ２１２）。次いで、演算部６８は、各固定局１、２、３から送信された各電波の伝搬時間に基づいて、移動局２０６及び搬送装置５の位置を演算し、又は推定する（ステップＳ２１３）。なお、演算部６８は、移動局６が遮蔽領域にあり、位置の演算が困難である場合、直近の位置演算結果及びドップラシフト量に基づいて、移動局６及び搬送装置５の位置を推定する。

次いで、演算部６８は、ステップＳ２１３にて演算した移動局２０６の位置に基づいて、遮蔽領域に搬送装置５が進入したか否かを判定する（ステップＳ２１４）。搬送装置５が遮蔽領域に進入すると、各固定局１、２、３から送信される電波の伝搬時間が見かけ上、不連続的に長くなるため、伝搬時間に基づいて算出される移動局２０６の位置は不連続的に変化する。そこで、演算部６８は、固定局１、２、３から離れる方向へ移動局２０６の位置が不連続的に変化した場合、搬送装置５が遮蔽領域に進入したと判定する。また、演算部６８は、相関値の低下も考慮して、遮蔽領域への進入を判定しても良い。

搬送装置５が遮蔽領域に進入したと判定した場合（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、演算部６８は、搬送装置５が遮蔽領域に進入したことを記憶する（ステップＳ２１５）。

搬送装置５が遮蔽領域に進入していないと判定した場合（ステップＳ２１４：ＮＯ）、又はステップＳ２１５の処理を終えた場合、演算部６８は、ステップＳ２１３にて演算して移動局２０６の位置に基づいて、搬送装置５が遮蔽領域から退出したか否かを判定する（ステップＳ２１６）。例えば、演算部６８は、固定局１、２、３に近づく方向へ移動局２０６の位置が不連続的に変化した場合、搬送装置５が遮蔽領域から退出したと判定する。また、演算部６８は、相関値の増加も考慮して、遮蔽領域からの退出を判定しても良い。

搬送装置５が遮蔽領域から退出したと判定した場合（ステップＳ２１６：ＹＥＳ）、演算部６８は、搬送装置５が遮蔽領域から退出したことを記憶する（ステップＳ２１７）。

搬送装置５が遮蔽領域から退出していないと判定した場合（ステップＳ２１６：ＮＯ）、又はステップＳ２１７の処理を終えた場合、演算部６８は、状態信号に基づいて、搬送装置５が停止状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２１８）。搬送装置５が停止状態にあると判定した場合（ステップＳ２１８：ＹＥＳ）、搬送装置５が遮蔽領域にあるか否かを判定する（ステップＳ２１９）。遮蔽領域外にあると判定した場合（ステップＳ２１９：ＹＥＳ）、演算部６８は、各電波の伝搬時間に基づいて、同期ずれした時計６４の時間補正を行うための補正量を演算する（ステップＳ２２０）。

ステップＳ２２０の処理を終えた場合、ステップＳ２１８において停止状態に無いと判定した場合（ステップＳ２１８：ＮＯ）、ステップＳ２１９において遮蔽領域内であると判定した場合（ステップＳ２１９：ＮＯ）、演算部６８は、測位処理の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２２１）。測位処理の終了条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ２２１：ＮＯ）、演算部６８は処理をステップＳ２１１へ戻す。測位処理の終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、演算部６８は処理を終える。

このように構成された実施形態２の測位システム、移動局２０６及びコンピュータプログラム２０７ａによれば、移動局２０６は、自身が停止状態にあり、かつ遮蔽領域に無い場合に、補正量を演算する。従って、移動局６は、自身の移動状態に加えて、電波の受信環境を考慮し、前記補正量を正確に演算することができる。

なお、本実施形態２では、移動局２０６は、搬送装置５が停止状態にあるか否かを判定し、搬送装置５が停止状態にあるときに時間補正を行う例を説明したが、これに限定されるものでは無い。例えば、移動局２０６は、搬送装置５の速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定し、低速状態にあり、かつ搬送装置５が遮蔽領域に無いときに補正量を演算すると良い。

また、本実施形態１及び２においては、移動局６が自身の移動状態を、搬送装置５から出力される状態信号に基づいて判定する例を説明したが、位置の演算精度に問題が無ければ、受信する電波に基づいて演算される位置情報に基づいて、自身の移動状態を判定しても良い。また、状態信号は必ずしも搬送装置５から出力される信号では無く、搬送装置５が停止して待機する箇所に設けられており、搬送装置５の進入によってオンオフするスイッチから出力される信号であっても良い。更に、搬送装置５の移動状態を把握している生産管理システムＭＥＳが、搬送装置５の移動状態を示す状態信号を移動局６へ送信するように構成しても良い。

更に、本実施形態１及び２では、拡散符号及び逆拡散符号の相関を取って電波の送信時及び受信時の時間差を演算する例を説明したが、電波の伝搬時間を特定することができれば、その方法は特に限定されるものでは無い。例えば、固定局１、２、３は、送信時刻情報を含む電波を移動局６へ送信し、移動局６は電波の受信時刻を計時し、電波に含まれる送信時刻情報が示す送信時刻と、計時した受信時刻とに基づいて、電波の伝搬時間を演算しても良い。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、２、３ 固定局
１ａ 送信アンテナ
４ 制御装置
５ 搬送装置
６，２０６ 移動局
６ａ 受信アンテナ
７，２０７ 記録媒体
７ａ，２０７ａ コンピュータプログラム
８ リフレクタ
１１ 基準時計
１２ 拡散符号発生器
１３ 搬送波発生器
１４ 乗算器
１５ 増幅器
６１ 増幅器
６２ 発振器
６３ 混合器
６４ 時計
６５ 逆拡散符号発生器
６６ 相関器
６７ 入力部
６８ 演算部
６９ ドップラシフト計測部
Ｒ 室内
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５ 遮蔽物

Claims (8)

1. 複数の固定局から送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局であって、
   自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、
   該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部と
   を備える移動局。
2. 自身が搭載される移動体の移動状態を示す状態信号が入力される入力部を備え、
   前記判定部は、
   前記入力部に入力された前記状態信号に基づいて、停止状態又は低速状態であるか否かを判定する
   請求項１に記載の移動局。
3. 自身の位置を逐次演算しており、
   前記演算部は、
   前記状態信号に基づいて前記判定部が停止状態又は低速状態であると判定し、かつ電波の送信時及び受信時の前記時間差に基づいて逐次演算された位置が連続的に変化している場合、前記補正量を演算する
   請求項２に記載の移動局。
4. 前記電波はスペクトラム拡散されたミリ波である
   請求項１〜請求項３までのいずれか一項に記載の移動局。
5. 電波を送信する複数の固定局と、
   請求項１〜請求項４までのいずれか一項に記載の移動局と
   を備え、前記移動局の位置を演算する測位システム。
6. 前記固定局は、
   指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信するようにしてある
   請求項５に記載の測位システム。
7. 前記移動局は、
   前記複数の固定局に対して移動し、被搬送体を搬送する搬送装置に搭載されている
   請求項５又は請求項６に記載の測位システム。
8. コンピュータに、複数の固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて、自身の位置を演算させるコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、
   該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部と
   して機能させるコンピュータプログラム。

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