JP3955314B2 - 追尾システムおよび自走体 - Google Patents

追尾システムおよび自走体 Download PDF

Info

Publication number
JP3955314B2
JP3955314B2 JP2007500422A JP2007500422A JP3955314B2 JP 3955314 B2 JP3955314 B2 JP 3955314B2 JP 2007500422 A JP2007500422 A JP 2007500422A JP 2007500422 A JP2007500422 A JP 2007500422A JP 3955314 B2 JP3955314 B2 JP 3955314B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
wave
transponder
received
ultrasonic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007500422A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006080120A1 (ja
Inventor
雅彦 橋本
剛彦 杉ノ内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP3955314B2 publication Critical patent/JP3955314B2/ja
Publication of JPWO2006080120A1 publication Critical patent/JPWO2006080120A1/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/74Systems using reradiation of acoustic waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/66Sonar tracking systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、追尾システムおよびそれに用いられる自走体に関する。
搬送ロボットなどの自律移動体(以後、「自走体」という場合がある)の動きを制御して、人などの移動体(以後、「マスタ」という場合がある)を追尾させる追尾システムが、工場などで使用されている。このような追尾システムの一例として、超音波を用いてマスタの位置を推定する追尾装置が知られている。
一般に、これらの装置では、エコー方式とトランスポンダ方式とが用いられている。エコー方式では、自走体側のみが超音波送受信器を備え、自走体側から超音波をマスタに向かって送信し、マスタによって反射された超音波を自走体側で受信することによって、マスタの相対位置が計測される。一方、トランスポンダ方式では、マスタおよび自走体のそれぞれが超音波送受信器を備え、相互に超音波の送受信を行うことによって、マスタの相対位置が計測される(たとえば特公平7−31244号公報)。トランスポンダ方式において、マスタ側の超音波送受信器は、トランスポンダと呼ばれる。
しかし、従来の追尾装置では、超音波を遮るような障害物がマスタと自走体とを結ぶ直接経路上に存在すると、マスタの位置を推定することが困難であった。
対象物の位置を測定するための装置と、被測定物(対象物)との間に障害物が存在する場合に被測定物の位置を推定する方法としては、レーダ追尾装置を用いた方法が開示されている(特開平8−248125号公報)。この方法について、図16を用いて説明する。
図16において、海岸線201の内陸の陸地にレーダ装置202が設置されており、レーダ装置202は海上の船舶を監視している。レーダ装置202の監視区域内には、島などの障害物203が存在し、障害物203によって死角領域204が形成されている。死角領域204の周辺に、レーダ電波の1次反射体205が設定される。1次反射体205には、停泊中の大型船舶などが利用される。追尾体である航行船舶は、位置206から方向207に向かって移動する。
追尾体が死角領域204の位置208に移動した場合、レーダ電波は伝搬経路210により1次反射体205に到達し反射され、伝搬経路211により位置208に存在する追尾体に到達する。そのレーダ電波は、追尾体によって反射され、伝搬経路211、1次反射体205、伝搬経路210を介してレーダ装置202に到達して受信される。この場合、レーダ画像では、位置208の追尾体の虚像が、1次反射体205の後方の位置209に表示される。これらの情報から、反射経路を利用することによって、死角領域に存在する追尾体の位置が推定される。
しかしながら、特開平8−248125号公報の方法は、レーダ装置や計測の死角領域がほぼ固定されているような、計測パラメータが限定されている状況で用いられる方法である。そのため、環境条件が時間によって大きく変化する追尾システムへの適用が困難である。
このような状況において、本発明は、移動体と自走体とを結ぶ直接経路が障害物によって遮断された場合においても、移動体の相対位置を推定することが可能な追尾システム、およびそれに用いられる自走体を提供することを目的の1つとする。
上記目的を達成するために、本発明の追尾システムは、移動体に配置されたトランスポンダと、前記トランスポンダを追尾する自走体とを含む追尾システムであって、前記自走体は、前記自走体および前記トランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備え、前記トランスポンダは、第2の超音波送受信装置を備え、
(i)前記自走体は、前記第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信し、
(ii)前記トランスポンダは、前記第1の超音波を前記第2の超音波送受信装置で受信したのち、その受信を契機として前記第2の超音波送受信装置から第2の超音波を送信し、
(iii)前記自走体は、前記第1の超音波送受信装置で前記第2の超音波を受信することによって、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に前記壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手し、
(iv)前記自走体は、前記受信情報と前記反射環境情報とを用いて、受信された前記第2の超音波が前記直接波であるか前記反射波であるかの判断を行い、前記判断に基づいて前記受信情報を処理して前記トランスポンダの位置を推定し、前記トランスポンダを追尾する。
なお、この明細書において、「超音波」とは、周波数が20kHz以上の音波を意味する。また、この明細書において、「壁面」とは、床面に対して一定の角度(たとえば80°〜100°の範囲で典型的には90°)をなしている面であって、超音波を反射する面を意味する。この壁面には、一般的な壁の他に、ガラス窓なども該当する。壁面は、平面であってもよいし曲面であってもよい。
また、本発明の自走体は、移動体に配置されたトランスポンダと前記トランスポンダを追尾する自走体とを含む追尾システムに用いられる自走体であって、前記自走体および前記トランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備え、
(I)前記第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信し、
(II)前記第1の超音波に対する応答信号として前記トランスポンダの第2の超音波送受信装置から送信された第2の超音波を前記第1の超音波送受信装置で受信することによって、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に前記壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手し、
(III)前記受信情報と前記反射環境情報とを用いて、受信された前記第2の超音波が前記直接波であるか前記反射波であるかの判断を行い、前記判断に基づいて前記受信情報を処理して前記トランスポンダの位置を推定し、前記トランスポンダを追尾する。
本発明の自走体および追尾システムは、移動体とその移動体を追尾する自走体との間の直接経路による直接波と、周囲環境に存在する物体によって発生する反射経路による反射波とを用いて移動体の相対位置を推定する。そのため、本発明の自走体および追尾システムによれば、トランスポンダとトランスポンダを追尾する自走体との間の直接経路が遮断された場合においても、トランスポンダの位置を推定してトランスポンダを追尾することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の追尾システムは、移動体に配置されたトランスポンダと、トランスポンダを追尾する自走体とを含む追尾システムである。自走体は、自走体およびトランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備える。トランスポンダは、第2の超音波送受信装置を備える。この追尾システムでは、以下の追尾サイクルが繰り返される。
(i)自走体は、第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信する。
(ii)トランスポンダは、第1の超音波を第2の超音波送受信装置で受信したのち、その受信を契機として第2の超音波送受信装置から第2の超音波を送信する。第2の超音波の周波数は、第1の超音波の周波数と同じでもよいし異なってもよい。第1および第2の超音波の周波数に特に限定はなく、たとえば20kHz〜100kHz程度の周波数を用いてもよい。
(iii)自走体は、第1の超音波送受信装置で第2の超音波を受信することによって、第2の超音波送受信装置から第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、第2の超音波送受信装置から第1の超音波送受信装置に壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手する。その受信情報は、第2の超音波の受信時刻に関する情報と、第2の超音波の伝搬方向に関する情報とを含む。第2の超音波の受信時刻を用いて、第1の超音波を送信してから第2の超音波を受信するまでに要する時間が算出される。
(iv)自走体は、受信情報と反射環境情報とを用いて、受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの判断を行い、その判断に基づいて受信情報を処理してトランスポンダの位置を推定する。そして、自走体は、推定された位置に基づいてトランスポンダを追尾する。受信情報からは、第2の超音波の伝搬方向と、トランスポンダまでの距離に関する情報が得られる。受信された第2の超音波が直接波であると判断された場合には、受信情報から得られた情報をそのまま用いてトランスポンダの位置が推定される。一方、受信された第2の超音波が反射波であると判断された場合には、受信情報から得られた情報を、反射環境情報を用いて反射波に対応するように処理し、トランスポンダの位置が推定される。
受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの判断は、たとえば、受信した第2の超音波の信号のうち、所定の時間域の信号を直接波または反射波であると判断してその部分の信号を分離することによって行うことができる。
上記の(i)〜(iv)の処理サイクルを行うのに要する時間が短いほど、トランスポンダの位置の推定の精度を高めることができる。1回の処理サイクルを行うのに要する時間は追尾の条件によって異なるが、典型的な一例では、30ミリ秒〜500ミリ秒程度である。
上記超音波送受信装置は、超音波を送受信するための装置であり、超音波送信装置と超音波受信装置とを含む。超音波送信装置は超音波送信器を含み、それを駆動するための送信回路をさらに含んでもよい。超音波受信装置は超音波受信器を含み、それを駆動するための受信回路をさらに含んでもよい。なお、第1の超音波送受信装置は、通常、一定の距離を置いて配置された2個以上の超音波受信器を含む。2個以上の超音波受信器を用いることによって、到達した超音波の方向を特定できる。通常は、2個の超音波受信器が用いられる。その2個の超音波受信器は、お互いを結ぶ直線が床面とほぼ平行になるように、一定の間隔(たとえば、10cm〜1m程度)をおいて配置される。
上記反射環境情報は、超音波を反射する壁面の配置に関する情報を含む。この反射環境情報は、上記(iv)のステップの前に、環境検知手段を用いて入手される。
本発明の追尾システムでは、上記(iv)のステップの前に、自走体は、トランスポンダの予測位置に関する予測位置情報と反射環境情報とを用いて、第1の超音波送受信装置と第2の超音波送受信装置とを直接結ぶ直接経路と、壁面を介して第1の超音波送受信装置と第2の超音波送受信装置とを結ぶ反射経路とを含む超音波の伝搬経路を推定してもよい。そして、(iv)のステップにおいて、自走体は、上記伝搬経路と上記受信情報とを用いて上記判断、すなわち受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの判断、を行ってもよい。
上記予測位置情報は、トランスポンダの予測される相対位置に関する情報であり、直前の追尾サイクルで推定されたトランスポンダの相対位置を考慮して決定される。なお、追尾開始時には、予測位置に関する情報が得られない場合がある。その場合、追尾開始後の1サイクルのみは反射波を用いないで通常の追尾方法による追尾を行えばよい。
上記本発明の追尾システムでは、(iv)のステップにおいて、受信された第2の超音波が直接波であると判断された場合には、受信情報から算出される第2の超音波の送信位置(仮想の送信位置)をトランスポンダの位置と推定し、受信された第2の超音波が反射波であると判断された場合には、反射波を反射した壁面を示す障害物データに対して上記仮想の送信位置と対称な位置をトランスポンダの位置と推定してもよい。受信情報によって、第2の超音波の伝搬方向と第2の超音波の伝搬距離とを算出でき、それらから、第2の超音波の仮想の送信位置を算出できる。
受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの上記判断を行う場合の第1の例では、上記(iv)のステップにおいて、自走体は、第1および第2の超音波が直接経路を通って伝搬される場合に第2の超音波が受信されると予想される第1の受信時間帯と、第1および第2の超音波が反射経路を通って伝搬される場合に第2の超音波が受信されると予想される第2の受信時間帯とを算出してもよい。そして、第1の受信時間帯に受信された第2の超音波を直接波であると判断し、第2の受信帯に受信された第2の超音波を反射波であると判断してもよい。第2の超音波の受信情報は第2の超音波の受信時刻に関する情報を含むため、その受信時刻と、算出された受信時間帯とを比較することによって、超音波の伝搬経路が推定される。なお、第1の超音波が直接経路を通って伝搬され、第2の超音波が反射経路を通って伝搬される場合に第2の超音波が受信されると予想される受信時間帯を算出し、これを利用して伝搬経路の推定を行ってもよい。
上記第1の例では、予測位置情報は、移動体の移動速度に関する情報を含んでもよい。移動体の移動速度(特に上限)を考慮することによって、超音波の伝搬経路の判断の精度を高めることができる。また、予測位置情報は、移動体の移動の軌跡に関する情報を含んでもよい。
受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの上記判断を行う場合の第2の例では、上記(iv)のステップにおいて、受信情報から第2の超音波の伝搬経路を算出し、伝搬経路が壁面を示す障害物データと交差していない場合に、受信された第2の超音波が直接波であると判断し、伝搬経路が壁面を示す障害物データと交差している場合に、受信された第2の超音波が反射波であると判断してもよい。
上記第1および第2の例では、(iv)のステップにおいて、受信された第2の超音波が直接波であると判断された場合には、受信情報から算出される第2の超音波の送信位置(仮想の送信位置)をトランスポンダの位置と推定し、受信された第2の超音波が反射波であると判断された場合には、反射波を反射した壁面を示す障害物データに対して上記仮想の送信位置と対称な位置をトランスポンダの位置と推定してもよい。
上記本発明の追尾システムでは、上記環境検知手段が光電センサおよび超音波センサから選ばれる少なくとも1種のセンサであってもよい。光電センサを用いる場合、通常、光電センサの光源から出射され、自走体の周囲に存在する物体によって反射された光を光電センサの受光素子で測定する。同様に、超音波センサを用いる場合、超音波送信器から送信され、自走体の周囲に存在する物体によって反射された超音波を超音波受信器で測定する。超音波センサの超音波の送受信器は、通常、第1の超音波送受信器とは別に装備される。センサの測定データから、自走体およびトランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報が得られる。測定データに対しては、スムージングやセグメンテイションといったデータ処理が行われる。これらの詳細については後述する。
上記本発明の追尾システムでは、移動体が人であり、自走体がカートであってもよい。このようなシステムは、工場、ショッピングセンター、空港、駅など、人とともに荷物を搬送する必要がある状況で使用できる。
また、本発明の自走体は、上記追尾システムの自走体である。この自走体は、自走体およびトランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備える。この自走体は、以下の追尾サイクルを繰り返す。
(I)第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信する。
(II)第1の超音波に対する応答信号としてトランスポンダの第2の超音波送受信装置から送信された第2の超音波を第1の超音波送受信装置で受信することによって、第2の超音波送受信装置から第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、第2の超音波送受信装置から第1の超音波送受信装置に壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手する。
(III)受信情報と反射環境情報とを用いて、受信された第2の超音波が直接波であるか反射波であるかの判断を行い、その判断に基づいて受信情報を処理してトランスポンダの位置を推定する。そして、推定された位置に基づいてトランスポンダを追尾する。
なお、処理(I)、(II)および(III)は、それぞれ、上述した処理(i)、(iii)および(iv)に対応する。また、本発明の自走体は、上述した本発明の追尾システムの自走体が備える特徴を備えてもよい。
[実施形態の一例]
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図において、同じ構成要素については同じ符号を用いて重複する説明を省略する場合がある。以下では、光電センサを用いて反射環境情報(障害物情報)を得る場合の一例について説明する。
図1に、本発明のシステムの概要を示す。自律的に移動する自走体1は、荷物搬送などを行うカートである。自走体1は、追尾装置10を備える。移動体2は、人であり、移動体2の背面には、超音波送受信機能を有するトランスポンダ20が配置されている。図1の例では、移動体2は、横道3が接続された通路4を矢印の方向に移動しており、自走体1は移動体2を追尾して移動体2の方向に移動している。自走体1および移動体2の周囲には、床面からほぼ垂直に立ち上がった壁面6a、6bおよび6cが存在している。
このシステムでは、追尾装置10とトランスポンダ20との間で超音波を送受信することによって、追尾装置10に対するトランスポンダ20の相対的な位置が推定される。そして、推定された相対位置に基づいて自走体1による追尾が行われる。
図1に示される環境の場合、自走体1の追尾装置10とトランスポンダ20との間の超音波の伝搬経路としては、直接経路8と、壁6aに起因する反射経路9aと、壁6bに起因する反射経路9bとが存在する。どちらの反射経路も、反射回数が1回の経路である。反射回数が2回以上の反射経路も存在するが、位置推定の誤差が大きくなることや、超音波の減衰特性等による感度低下を考慮すれば、反射回数が1回である反射経路の利用が適している。
トランスポンダ20の相対位置の決定方法について、図1および図2を用いて具体的に説明する。追尾装置10の一例の構成およびトランスポンダ20の一例の構成を図2に模式的に示す。追尾装置10は、第1の超音波送受信装置(第1の超音波送信装置11および第1の超音波受信装置12)と光電センサ13とを備える。超音波送信装置11は、超音波送信器11aとそれに接続された送信回路11bとを含む。超音波受信装置12は、2つの超音波受信器12aおよび12bと、それらに接続された受信回路12cおよび12dとを備える。それらの装置およびセンサは、演算処理装置(CPU)14に接続される。演算処理装置14は、トランスポンダ20の過去の軌跡データなどのデータを記憶するための記憶手段(メモリ)を内部に備えるか、あるいは外部の記憶装置に接続されている。演算処理装置14は、超音波の伝搬経路の推定や受信情報の処理を行い、それによってトランスポンダ20の相対位置を推定する。
トランスポンダ20は、第2の超音波送受信装置(第2の超音波送信装置21および第2の超音波受信装置22)を備える。超音波送信装置21は、超音波送信器21aと送信回路21bとを備える。超音波受信装置22は、超音波受信器22aと受信回路22bとを備える。これらの装置は、演算処理装置23に接続される。
移動体2が人である場合、通常の速度は時速4km程度であり、最高速度は時速6km程度(約1.6m/s)であると設定できる。その場合、自走体1の移動速度もほぼ人並みであればよく、追尾開始時の静止状態から自走体1が動き出す際の時間遅れ等を考慮すれば、最大相対距離(測定限界)は5m〜10m程度に設定できる。この測定限界と反射経路の長さ等のパラメータと、大気中における超音波の減衰特性とを考慮して、使用する超音波の周波数を決定できる。たとえば、測定限界を5mとしたときには、100kHz以下の超音波が適している。なお、移動体2の最高速度を時速6kmと仮定し、上記(i)〜(iv)の1回の処理サイクルに要する時間を80ミリ秒とすると、処理サイクル間における移動体2の最大移動距離は、13.3cmとなる。
超音波送信器および超音波受信器としては、圧電セラミックのたわみ振動子を用いた超音波送信器および超音波受信器、あるいはPVDF圧電高分子膜を振動子とした超音波送信器および受信器などが利用できる。
自走体1の超音波送信装置11からは、第1の超音波W1が送信される。第1の超音波W1は、トランスポンダ20の超音波受信装置22で受信される。この受信をトリガ信号として、トランスポンダ20は、超音波送信装置21から第2の超音波W2を返信する。第2の超音波W2は、自走体1の超音波受信装置12(2つの超音波受信器12aおよび12b)で受信される。2つの超音波受信器12aおよび12bの受信信号のずれから、第2の超音波W2の飛来方向が推定される。また、第1の超音波W1を送信してから第2の超音波W2を受信するまでに要する時間から、追尾装置10とトランスポンダ20との間の距離が推定される。第2の超音波の受信情報を用いて、追尾装置10に対するトランスポンダ20の相対位置が決定される。
図1に示すように、超音波は、直接経路8を通って伝搬するとともに反射経路9aおよび9bを通って伝搬する。本発明の追尾システムでは、直接波と反射波とを利用してトランスポンダ20の相対位置の推定が行われる。
以下、トランスポンダ20の位置を推定する方法について説明する。まず、追尾装置10とトランスポンダ20との間の超音波の伝搬経路を推定する処理の流れを、図3のフローチャートを用いて説明する。
まず、光電センサ13を用いて、自走体1(追尾装置10)および移動体2(トランスポンダ20)の周囲に存在する障害物を検知し、障害物データを得る(S31)。光電センサは、自走体1の進行方向を中心として所定の角度(たとえば90°から150°程度)をスキャンする。光電センサ13の測定領域5を図1に示す。
図1の状況で得られる障害物データ40を、図4に太線で示す。追尾装置10から障害物データ40までの長さは、追尾装置10から障害物までの距離に対応している。なお、光電センサの測定領域5には、不感帯5a(図4でハッチングを付して示す)が存在する。得られた障害物データは、環境ノイズ等によるデータの乱れを除去するためにスムージングが行われる(図3のS32)。
次に、スムージングされた障害物データ40の連続性を考慮して障害物データを分割(セグメンテイション)する(S33)。具体的には、障害物データ40の連続性がとぎれている部分で障害物データ40を分割し、図4に示すように、障害物データ40a、40b、40cおよび40dを分離する。
図1と対比すると、障害物データ40aは壁6aに対応し、障害物データ40bは壁6cに対応し、障害物データ40dは壁6bに対応する。障害物データ40a〜40dの間に存在する、径方向に直線的に伸びる障害物データ40e〜40hは、障害物の不連続を示すものである。例えば、障害物データ40eは、壁6aの検知データと、壁6aから離れている壁6cの検知データとが隣接するために発生したものである。このような部分における障害物データは、径方向に不連続となる。それは、光電センサが、障害物検知のためのプローブ光を扇状に走査するためである。そのため、障害物データ40の中から、径方向に直線的に伸びる障害物データ40e〜40hの方向(図中の破線)に沿って、障害物データが分割(セグメンテイション)される。測定される障害物データ40には、環境ノイズ等の影響によってデータの凹凸が見られるので、平均処理等によってスムージングしたのち、セグメンテイションを実行する。なお、セグメンテイションを行ってからスムージングを行ってもよい。
スムージングおよびセグメンテイション後の障害物データ(以下、「障害物データ50」という場合がある)を図5に示す。障害物データ50a〜50dは、それぞれ、図4の障害物データ40a〜40dに対応している。
次に、障害物データ50a〜50dを分析する(S35)。まず、障害物データ50の中で、障害物と判断できるセグメントを選択する。次に、トランスポンダ20の予測位置情報S34と、障害物データ50とを用いることによって、いずれの障害物データが移動体2に該当するかを決定する。このとき、直前の追尾サイクルで推定されたトランスポンダ20の位置が、トランスポンダ20の予測位置51を示す予測位置情報S34として利用される。図5のデータでは、予測位置51と障害物データ50cとが近接していることから、データ50cは移動体2であると判断される。また、障害物データ50a、50bおよび50dは、超音波を反射する障害物(壁面)であると判断される。
以上のように障害物データを分析するステップ(S35)によって、自走体1および移動体2の周囲に存在する壁面の配置に関する反射環境情報が得られる。
次に、超音波の伝搬経路の推定が行われる(S36)。ここでは、トランスポンダ20から追尾装置10に超音波が直接到達する場合の直接経路の推定データと、壁面に反射して到達する場合の反射経路の推定データとを含む経路推定データが得られる。
直接経路は、追尾装置10に対するトランスポンダ20の予測位置51から推定できる。一方、反射経路の推定は、トランスポンダ20の予測位置51と、反射環境情報とを用いて行われる。
反射経路の推定の方法について、図5を用いて説明する。まず、壁面を示す障害物データ50a、50bおよび50dを対称面(対称軸)とする、予測位置51の鏡像(ミラーイメージ)の位置を算出する。ミラーイメージ51a、51bおよび51dは、それぞれ、障害物データ50a、50bおよび50dを対称軸とするミラーイメージである。たとえば、予測位置51とミラーイメージ51aとは、図1の壁6aに対応する障害物データ50aを対称軸として対称の位置に存在する。
トランスポンダ20から送信される第2の超音波は、直接経路52を通って追尾装置10(具体的には個々の超音波受信器)で受信される。また、第2の超音波は、壁6a(障害物データ50a)を介した反射経路53aを通って追尾装置10で受信される。ここで、反射経路53aを通る超音波は、見かけ上、ミラーイメージ51aと追尾装置10とを結ぶ仮想の経路54aを通る超音波であると測定される。したがって、ミラーイメージ51aの位置を算出し、ミラーイメージ51aと追尾装置10とを結ぶ仮想の経路54aを推定することによって、反射経路53aを推定したことと同様の結果が得られる。同様に、ミラーイメージ51dと追尾装置10とを結ぶ仮想の経路54dが推定される。同様に、ミラーイメージ51bと追尾装置10とを結ぶ仮想の経路54bが推定される。ただし、経路54bと障害物データ50b(線分)とは交わらないため、経路54bに対応する反射経路は形成されない。
このように、障害物(壁面)と判断された障害物データを対称面としてトランスポンダ20の予測位置に対するミラーイメージを生成し、ミラーイメージと追尾装置10とを結ぶ仮想の直線経路を想定することによって、反射経路が推定される。すなわち、追尾装置10は、トランスポンダの予測位置情報と、反射環境情報とを用いて直接経路および反射経路を推定する。
なお、以上の説明では、反射体(障害物)が平面的なものである場合を想定しているが、実際の使用状況では、曲面や凹凸を有する反射体も考えられる。曲率が大きく滑らかな曲面を有する反射体であれば、セグメントの中をさらにいくつかに分割して直線で近似し、各近似線分に対してミラーイメージを計算すればよい。曲率が小さい場合や凹凸が波長程度以上で連続している場合などには、超音波の反射体として安定性が悪くなるので反射体として選択しない。これらの設定は、追尾システムの使用環境や使用される超音波の周波数などを考慮して決定すればよい。
以上のようにして、光電センサを用いて反射環境情報を入手し、超音波の伝搬経路を推定する。その一方で、追尾装置10とトランスポンダ20との間で超音波の送受信を行い、トランスポンダ20から送信され追尾装置10で受信される第2の超音波の受信情報を入手する。反射環境情報の入手(および伝搬経路の推定)と超音波の送受信とは、同時に行ってもよいし、どちらか一方を先に行ってもよい。以上のようにして得られた反射環境情報(伝搬経路)および受信情報を用いて、トランスポンダ20の位置が推定される。トランスポンダ20の位置を推定する処理のフローを図6に示す。
まず、追尾装置10は第1の超音波を送信する(S61)。トランスポンダ20は、第1の超音波をトリガ信号として第2の超音波を送信する。この第2の超音波は、追尾装置10で受信される(S62)。
次に、受信信号の切り出し窓の決定と、受信信号の切り出しが行われる(S64)。このとき、超音波の送受信と平行または前後して上述した方法で推定された、超音波の伝搬経路に関する推定データが用いられる(S63)。ここで、受信信号の切り出し窓とは、追尾装置10で受信された第2の超音波の信号のうち、トランスポンダ20の位置の推定に利用する領域(受信時間帯)を意味する。
以下に、切り出し窓の決定方法について説明する。図1の状態(図5の状態)における第2の超音波の受信波形を図7に示す。第2の超音波は、波形71、72および73という形で受信される。波形71は、往路および復路がともに図1の直接経路8(直接経路52に対応)を通って到達した超音波に対応している。波形72は、往路が直接経路8で復路が反射経路9a(反射経路53aに対応)である場合に得られる波形である。波形73は、往路が直接経路8で復路が反射経路9b(反射経路53dに対応)である場合に得られる波形である。なお、図1では、反射経路9aが反射経路9bよりも短いと仮定している。
波形71は、時間軸上で[2T1+D]の経過時間付近で受信される。時間T1は直接経路52における超音波の片道伝搬時間であり、時間Dはトランスポンダにおける遅延時間と、回路系における処理時間とを含む時間である。波形72の到達時間は[T1+T2+D]となる。時間T2は反射経路53a(経路54aに対応)における超音波の片道伝搬時間である。これらの経路は事前に推定されているため、予め時間Dを決定しておくことによって、信号の受信時間を推定できる。
これらの波形71〜73を個別に切り出せるように、受信データを切り出すための切り出し窓(受信時間帯)74〜76が設定される。設定された切り出し窓で受信データを切り出すことによって、電磁的な環境ノイズの突然の混入などをできる限り排除して計測精度を確保できる。本発明では、切り出し窓74〜76に加えて、往路および復路がともに反射経路である場合の切り出し窓も設定される。この切り出し窓については、図11で説明する。
データ切り出し窓は、経路推定データから推定される超音波の到達時刻に対応するように決定される。このとき、前回の追尾サイクルから次回の追尾サイクルまでの間にトランスポンダ20が移動する距離を考慮してマージンが設定される。なお、前回までの測定で得られているトランスポンダ20の軌跡を考慮して予測位置を推定し、その予測位置に基づいて切り出し窓を決定してもよい。
このようにして決定された切り出し窓によって、受信された波形が切り出される(図6のS64)。そして、この切り出し窓区間において、トランスポンダ20からの返信超音波(第2の超音波)が観測されたか否かを判定する。そして、その結果に基づいて、受信された第2の超音波の波形が、トランスポンダ20から直接経路を通って届いた直接波か、反射経路を通って届いた反射波であるかを判断する(S65)。たとえば、切り出し窓74で受信された波形71は直接波であると判断され、切り出し窓75で受信された波形72は反射波であると判断される。
切り出し窓74〜76で第2の超音波が観測された場合、その受信時刻から、追尾装置10とトランスポンダ20との間の伝搬経路の長さが算出される。また、2つの超音波受信器の受信信号を比較することによって、伝搬経路の方向が算出される。それらの算出値から、第2の超音波の送信位置が推定される。
これらの結果と上記判断結果とを用いて、追尾装置10に対するトランスポンダ20の相対位置(距離および方位)が推定される(S66)。すなわち、第2の超音波が直接波であると判断された場合には、受信情報から算出された第2の超音波の送信位置を、トランスポンダ20の位置であると推定する。一方、第2の超音波が反射波であると判断された場合には、反射波を反射した障害物データに対して「算出された送信位置」と対称な位置をトランスポンダ20の位置と推定する。
次に、推定されたトランスポンダ20の相対位置と、過去の測定で蓄積されたトランスポンダ20の移動の軌跡データ(S67)とを比較することによって、推定された相対位置がトランスポンダ20の軌跡データと整合性を有するか否かを判断する(S68)。このとき、一般的には、トランスポンダ20(移動体2)の最大移動速度を考慮して整合性の有無を判断する。
両者が整合性を有さない場合には、エラーフラグを出力し(S69)、次の追尾サイクル(S72)に移動する。一方、両者が整合性を有する場合には、推定されたトランスポンダ20の相対位置を、トランスポンダ20の測定時の位置として出力する(S70)。出力された位置は、次回の追尾サイクルにおいて予測位置情報として利用される。
次に、トランスポンダ20の軌跡データを更新し(S71)、次の追尾サイクルに移動する(S72)。次の測定サイクルでは、光電センサを用いた反射環境情報の取得、超音波の伝搬経路の推定、および超音波の送受信によるトランスポンダ20の相対位置の推定が再度行われる。
自走体1は、出力されたトランスポンダ20の相対位置に基づき、自走装置を制御してトランスポンダ20(移動体2)を追尾する。なお、自走装置に特に限定はないが、たとえば、エンジンやモータなどの駆動装置と、それによって駆動される車輪とを備える。
このようにして、自走体1は移動体2を追尾する。次に、図1の状態から移動体2が移動した場合を考える。移動体2が、横道3の方向に移動した場合の状態を図8に示す。図8の状態では、追尾装置10とトランスポンダ20とを結ぶ直線経路8は、まだ壁に遮られていない。また、壁6bによる反射経路9bも存在している。
図8の状態における障害物データ、およびセグメンテイションの結果を図9に模式的に示す。障害物データは、反射体として認識される障害物データ90a、90b、90cおよび90dと、不連続部分として認識される障害物データ90eおよび90fとに分割される。なお、図9に示すように、障害物データが存在しない部分でもセグメンテイションが行われる。
図8の状態における、スムージングおよび選択後の障害物データ、ミラーイメージ、および超音波の伝搬経路を図10に示す。障害物データ100a〜100dは、それぞれ、障害物データ90a〜90dに対応する。また、障害物データ100a、100cおよび100dは、それぞれ、壁6a、6cおよび6bに対応する。また、障害物データ100bは、移動体2に対応する。予測位置101は、直前の追尾サイクルで決定されたトランスポンダ20の相対位置である。ミラーイメージ101aは、障害物データ100aおよび100c(壁6aおよび6c)に対する予測位置101のミラーイメージである。また、ミラーイメージ101dは、障害物データ100d(壁6b)に対する予測位置101のミラーイメージである。
そして、これらの情報を用いて、追尾装置10とトランスポンダ20とを結ぶ直接経路102と、追尾装置10とミラーイメージ101aおよび101dとを結ぶ経路104aおよび104dとを計算する。経路104dは、反射経路103dに対応する仮想の経路である。なお、追尾装置10とミラーイメージ101aとを結ぶ経路104aは、障害物データ100aおよび100cと交わらないため、これらの間に反射経路は存在せず、これらの経路に対応する切り出し窓は設定されない。
図8の状態における超音波の受信データを図11に示す。また、トランスポンダ20が図8の位置にいる場合に設定される切り出し窓を図11に示す。図11の波形111は、往路および復路がともに直接経路である場合の波形である。また、波形112は、往路が直接経路で復路が反射経路(経路104dに相当)である場合の波形である。
切り出し窓113は、波形111を切り出せるように、第1の超音波の発信時刻を基準として、[2T1+D±M]([2T1+D−M」〜[2T1+D+M])の時間幅に設定される。ここで、時間T1は直接経路102における超音波の片道伝搬時間である。時間Dは、トランスポンダにおける遅延時間と回路系における処理時間とを含む時間であり、時間遅れの総和を示している。時間Mは、トランスポンダ20の移動による時間のずれをカバーするためのマージンである。なお、マージンの時間は、時間[2T1+D]の前後で異なっていてもよい。切り出し窓114は、波形112に対応しており、[T1+T2+D±M]の時間幅に設定される。T2は、経路104dにおける超音波の片道伝搬時間である。
切り出し窓115は、往路および復路がともに反射経路である場合に対応しており、[2T2+D±M]の時間幅に設定される。移動体2が図8の位置から移動しない場合、切り出し窓115では第2の超音波が受信されない。
次に、移動体2が横道3を進み、追尾装置10とトランスポンダ20との間の直線経路8が壁6aに遮られたときの状態を図12に示す。この場合、直線経路8は遮られるが、反射経路9bおよび9cによって超音波が伝搬する。なお、反射経路9bは反射経路9cよりも短いと仮定する。
図8の状態で測定を行った後、次の測定時に図12の状態に移行した場合を考える。この場合、図8の状態で推定されたトランスポンダ20の位置に基づいて、図11の切り出し窓113〜115が設定される。図12の状態において追尾装置10で受信される第2の超音波の波形を図13に示す。なお、図13において、点線の波形111および112は、受信されなかった波形を意味する。
追尾装置10から送信された第1の超音波は、最も短い反射経路9bを通ってトランスポンダ20に到達する。トランスポンダ20は、この超音波の受信を契機として第2の超音波を送信する。第2の超音波は、短い反射経路9bまたは長い反射経路9cを通って追尾装置10に到達する。図13の波形131は反射経路9bによって伝搬される第2の超音波の信号であり、波形132は反射経路9cによって伝搬される第2の超音波の信号である。波形131は、第1の超音波の送信から[2T2’+D]の時間が経過したのちに観測される。ここで、T2’は、反射経路9bにおける超音波の片道伝搬時間である。
直接経路8が遮断されているため、切り出し窓113および114では信号が受信されない。このため、追尾装置10は、次の切り出し窓115で信号が観測されるか否かをモニタし、波形131を観測する。
切り出し窓115で観測された信号は、往路および復路とも反射経路9bを通って伝搬された信号であると判断する。一方、追尾装置10は、受信された第2の超音波の伝搬方向および受信時刻から、トランスポンダ20の相対位置を算出する。この相対位置は、実際のトランスポンダ20の壁6bに対するミラーイメージの位置に存在している。そのため、壁6bを示す障害物データ100dに対して「算出された相対位置」と対称な位置を、トランスポンダ20の実際の位置であるとして算出する。たとえば、算出された相対位置がミラーイメージ101dの位置にあった場合、トランスポンダ20の実際の位置は予測位置101にあると推定される。トランスポンダ20の実際の位置は、反射経路の推定と逆のミラーリングを行うことによって算出できる。このように、追尾装置10とトランスポンダ20とを結ぶ直接経路が遮断された場合でも、トランスポンダ20の位置を推定し、追尾を続行することが可能である。
トランスポンダ20が壁の死角に入った以降も、同様に、処理が行われる。図12の状況における障害物データ、およびセグメンテイションの結果を図14に模式的に示す。障害物データは、反射体として認識される障害物データ140a、140b、140cおよび140dと、不連続部分として認識される障害物データ140eとに分割される。
図14のデータを処理することによって得られるデータを図15に示す。障害物データ150a〜150dは、それぞれ、障害物データ140a〜140dに対応する。また、障害物データ150aは壁6aに対応し、障害物データ150bおよび150cは壁6cに対応し、障害物データ150dは壁6bに対応する。予測位置151は、直前の相対位置推定によって決定されたトランスポンダ20の相対位置である。ミラーイメージ151aは、障害物データ150a(壁6a)に対する予測位置151のミラーイメージである。また、ミラーイメージ151bは、障害物データ150b(壁6c)に対する予測位置151のミラーイメージである。また、ミラーイメージ151dは、障害物データ150d(壁6b)に対する予測位置151のミラーイメージである。
これらの情報を用いて、追尾装置10とトランスポンダ20とを結ぶ反射経路に対応する経路154a、154bおよび154dを計算する。経路154bおよび154dは、それぞれ、反射経路153bおよび153dに対応する仮想の経路である。なお、追尾装置10とミラーイメージ151aとを結ぶ経路154aは、障害物データ150aと交わらないため、これらの間に反射経路は存在しない。
次に、往路および復路が直接経路である信号に対応する切り出し窓と、往路が直接経路で復路が反射経路である信号に対応する切り出し窓と、往路および復路が反射経路である場合の信号に対応する切り出し窓が設定される。そして、第2の超音波の受信情報を、図13の処理と同様に処理することによってトランスポンダ20の位置が推定される。
なお、上記具体例の説明では、曲がり角などの死角に移動体が進入する場合について述べたが、本発明は他の状況でも効果を奏する。たとえば、移動を伴う障害物(他の人など)が移動体と自走体との間に進入して直接経路が遮断された場合などにも、本発明は効果的である。
また、上記具体例の説明においては、障害物検知手段として光電センサを用いる場合について説明したが、超音波を用いた障害物センサを用いてもよい。この場合、障害物センサの超音波の周波数は、トランスポンダと追尾装置との間で行われる相対位置推定のための超音波送受信プロセスに影響を与えない周波数が選択される。たとえば、相対位置推定で用いられる超音波よりも高周波の超音波を用いて障害物を検知する場合、障害物検知性能が高く、相対位置の推定への影響が少ない。
また、上記具体例の説明においては、推定された超音波の伝搬経路に基づいて切り出し窓を設定し、その切り出し窓を用いて、第2の超音波の信号を直接波による信号と反射波による信号とに分離する場合について説明した。しかし、第2の超音波の信号は、他の方法によって分離することも可能である。たとえば、受信された第2の超音波の信号から算出される伝搬経路が壁面を示す障害物データと交差している場合に、受信された信号が反射経路によって伝搬された信号であると判断することも可能である。
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用できる。
本発明は、移動体とそれを追尾する自走体とを含む追尾システム、およびそれに用いられる自走体に適用できる。本発明の追尾システムは、周囲環境の変化に対して柔軟に対応できるため、鉄道駅や空港などの屋内環境における搬送用ロボット等として有用である。
図1は、本発明の追尾システムにおける追尾状態の一例を示す。 図2は、本発明の追尾システムの一例における追尾装置およびトランスポンダの概略を模式的に示す。 図3は、本発明の追尾システムの一例における超音波伝搬経路の推定方法を示すフローチャートである。 図4は、図1の状態において得られる障害物データとセグメンテイションの状態について一例を示す。 図5は、図1の状態において生成されるミラーイメージおよび推定経路の一例を示す。 図6は、本発明の追尾システムの一例におけるトランスポンダの相対位置の推定方法を示すフローチャートである。 図7は、図1の状態において受信される第2の超音波の波形と切り出し窓との関係を示す。 図8は、本発明の追尾システムにおける追尾状態の他の例を示す。 図9は、図8の状態において得られる障害物データとセグメンテイションの状態について一例を示す。 図10は、図8の状態において生成されるミラーイメージおよび推定経路の一例を示す。 図11は、図8の状態において受信される第2の超音波の波形と切り出し窓との関係を示す。 図12は、本発明の追尾システムにおける追尾状態のその他の例を示す。 図13は、図12の状態において受信される第2の超音波の波形と切り出し窓との関係を示す。 図14は、図12の状態において得られる障害物データとセグメンテイションの状態について一例を示す。 図15は、図12の状態において生成されるミラーイメージおよび推定経路の一例を示す。 図16は、対象物の位置を特定するためにレーダの反射を用いる従来技術を模式的に示す。

Claims (11)

  1. 移動体に配置されたトランスポンダと、前記トランスポンダを追尾する自走体とを含む追尾システムであって、
    前記自走体は、前記自走体および前記トランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備え、
    前記トランスポンダは、第2の超音波送受信装置を備え、
    (i)前記自走体は、前記第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信し、
    (ii)前記トランスポンダは、前記第1の超音波を前記第2の超音波送受信装置で受信したのち、その受信を契機として前記第2の超音波送受信装置から第2の超音波を送信し、
    (iii)前記自走体は、前記第1の超音波送受信装置で前記第2の超音波を受信することによって、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に前記壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手し、
    (iv)前記自走体は、前記受信情報と前記反射環境情報とを用いて、受信された前記第2の超音波が前記直接波であるか前記反射波であるかの判断を行い、前記判断に基づいて前記受信情報を処理して前記トランスポンダの位置を推定し、前記トランスポンダを追尾する追尾システム。
  2. 前記(iv)のステップにおいて、受信された前記第2の超音波が直接波であると判断された場合には、前記受信情報から算出される前記第2の超音波の送信位置を前記トランスポンダの位置と推定し、
    受信された前記第2の超音波が反射波であると判断された場合には、前記反射波を反射した前記壁面を示す障害物データに対して前記送信位置と対称な位置を前記トランスポンダの位置と推定する請求項1に記載の追尾システム。
  3. 前記(iv)のステップの前に、前記自走体は、前記トランスポンダの予測位置に関する予測位置情報と前記反射環境情報とを用いて、前記第1の超音波送受信装置と前記第2の超音波送受信装置とを直接結ぶ直接経路と、前記壁面を介して前記第1の超音波送受信装置と前記第2の超音波送受信装置とを結ぶ反射経路とを含む超音波の伝搬経路を推定し、
    前記(iv)のステップにおいて、前記自走体は、前記伝搬経路と前記受信情報とを用いて、前記判断を行う請求項1に記載の追尾システム。
  4. 前記(iv)のステップにおいて、前記自走体は、前記第1および第2の超音波が前記直接経路を通って伝搬される場合に前記第2の超音波が受信されると予想される第1の受信時間帯と、前記第1および第2の超音波が前記反射経路を通って伝搬される場合に前記第2の超音波が受信されると予想される第2の受信時間帯とを算出し、
    前記第1の受信時間帯に受信された前記第2の超音波を前記直接波であると判断し、前記第2の受信帯に受信された前記第2の超音波を前記反射波であると判断する請求項3に記載の追尾システム。
  5. 前記(iv)のステップにおいて、受信された前記第2の超音波が直接波であると判断された場合には、前記受信情報から算出される前記第2の超音波の送信位置を前記トランスポンダの位置と推定し、
    受信された前記第2の超音波が反射波であると判断された場合には、前記反射波を反射した前記壁面を示す障害物データに対して前記送信位置と対称な位置を前記トランスポンダの位置と推定する請求項4に記載の追尾システム。
  6. 前記予測位置情報は、前記移動体の移動速度に関する情報を含む請求項3に記載の追尾システム。
  7. 前記(iv)のステップにおいて、前記受信情報から前記第2の超音波の伝搬経路を算出し、
    前記伝搬経路が前記壁面を示す障害物データと交差していない場合に、受信された第2の超音波が前記直接波であると判断し、
    前記伝搬経路が前記壁面を示す障害物データと交差している場合に、受信された第2の超音波が前記反射波であると判断する請求項1に記載の追尾システム。
  8. 前記(iv)のステップにおいて、受信された前記第2の超音波が直接波であると判断された場合には、前記受信情報から算出される前記第2の超音波の送信位置を前記トランスポンダの位置と推定し、
    受信された前記第2の超音波が反射波であると判断された場合には、前記反射波を反射した前記壁面を示す障害物データに対して前記送信位置と対称な位置を前記トランスポンダの位置と推定する請求項7に記載の追尾システム。
  9. 前記環境検知手段が光電センサおよび超音波センサから選ばれる少なくとも1種のセンサである請求項1に記載の追尾システム。
  10. 前記移動体が人であり、前記自走体がカートである請求項1に記載の追尾システム。
  11. 移動体に配置されたトランスポンダと前記トランスポンダを追尾する自走体とを含む追尾システムに用いられる自走体であって、
    前記自走体および前記トランスポンダの周囲に存在する壁面に関する反射環境情報を入手するための環境検知手段と、第1の超音波送受信装置とを備え、
    (I)前記第1の超音波送受信装置から第1の超音波を送信し、
    (II)前記第1の超音波に対する応答信号として前記トランスポンダの第2の超音波送受信装置から送信された第2の超音波を前記第1の超音波送受信装置で受信することによって、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に直接届く直接波と、前記第2の超音波送受信装置から前記第1の超音波送受信装置に前記壁面で反射されて届く反射波とに関する受信情報を入手し、
    (III)前記受信情報と前記反射環境情報とを用いて、受信された前記第2の超音波が前記直接波であるか前記反射波であるかの判断を行い、前記判断に基づいて前記受信情報を処理して前記トランスポンダの位置を推定し、前記トランスポンダを追尾する自走体。
JP2007500422A 2005-01-28 2005-11-01 追尾システムおよび自走体 Expired - Fee Related JP3955314B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005021668 2005-01-28
JP2005021668 2005-01-28
PCT/JP2005/020093 WO2006080120A1 (ja) 2005-01-28 2005-11-01 追尾システムおよび自走体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3955314B2 true JP3955314B2 (ja) 2007-08-08
JPWO2006080120A1 JPWO2006080120A1 (ja) 2008-06-19

Family

ID=36740154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007500422A Expired - Fee Related JP3955314B2 (ja) 2005-01-28 2005-11-01 追尾システムおよび自走体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7363125B2 (ja)
JP (1) JP3955314B2 (ja)
WO (1) WO2006080120A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008026463A1 (ja) * 2006-08-30 2010-01-21 日本電気株式会社 位置測定システム、ロボット、位置測定方法、及び音源位置算定プログラム
US8279063B2 (en) * 2008-11-12 2012-10-02 Xhale, Inc. Personnel location and monitoring system and method for enclosed facilities
JP4703788B2 (ja) 2009-07-02 2011-06-15 パナソニック株式会社 車両位置検出装置及び車両位置検出方法
US8416071B2 (en) * 2009-08-03 2013-04-09 Raytheon Company Relative location determination of mobile sensor nodes
JP5803054B2 (ja) * 2009-12-02 2015-11-04 村田機械株式会社 自律移動装置
US8510029B2 (en) * 2011-10-07 2013-08-13 Southwest Research Institute Waypoint splining for autonomous vehicle following
US8965641B2 (en) * 2012-09-19 2015-02-24 Caterpillar Inc. Positioning system using radio frequency signals
JP6557958B2 (ja) * 2014-10-22 2019-08-14 株式会社Soken 車両用障害物検出装置
JP6528382B2 (ja) * 2014-10-22 2019-06-12 株式会社Soken 車両用障害物検出装置
CN107728622A (zh) * 2017-10-20 2018-02-23 中国人民解放军陆军工程大学 一种基于超声波阵列的无人驾驶机械车辆位姿测量与追踪方法
TWI678547B (zh) * 2018-11-19 2019-12-01 廣達電腦股份有限公司 環境偵測裝置及應用其之環境偵測方法
US11565415B2 (en) 2019-07-02 2023-01-31 Lg Electronics Inc. Method of tracking user position using crowd robot, tag device, and robot implementing thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940278A (ja) * 1982-08-31 1984-03-05 Mitsubishi Electric Corp レ−ダ装置
JPH0731244B2 (ja) * 1985-03-25 1995-04-10 松下電工株式会社 超音波式追尾装置
JPH0731244A (ja) 1993-07-16 1995-02-03 Iseki & Co Ltd 作物引抜機の茎葉移送装置
JPH07146366A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 物体移動情報検出装置
JPH08248125A (ja) * 1995-03-14 1996-09-27 Oki Electric Ind Co Ltd 物標追尾装置
JP2780698B2 (ja) * 1996-03-27 1998-07-30 日本電気株式会社 水中航走体検出装置
JP2003015739A (ja) * 2001-07-02 2003-01-17 Yaskawa Electric Corp 外環境地図、並びに自己位置同定装置および誘導制御装置
JP4300060B2 (ja) * 2003-05-20 2009-07-22 株式会社日立製作所 監視システム及び監視端末
US20050259213A1 (en) * 2004-05-21 2005-11-24 Eastman Kodak Company Method of making an electronic display

Also Published As

Publication number Publication date
US20060259213A1 (en) 2006-11-16
JPWO2006080120A1 (ja) 2008-06-19
US7363125B2 (en) 2008-04-22
WO2006080120A1 (ja) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3955314B2 (ja) 追尾システムおよび自走体
CN107284454B (zh) 防碰撞装置及防碰撞方法
US9459347B2 (en) Environment monitoring system for a vehicle
JP6333412B2 (ja) 障害物検知装置
JP6474228B2 (ja) 物体検知装置
JPH06131596A (ja) 車両用障害物検出装置
US10451734B2 (en) Object detecting apparatus
SE502834C2 (sv) Förfarande och anordning för avkänning av hinder vid självgående anordning
JP2016223937A (ja) 物体検出装置
JP2003151094A (ja) 車外監視装置
JP2020101923A (ja) 検知装置、移動体システム、及び検知方法
JP2998125B2 (ja) レーザレーダによる物体大きさ判定方法、物体大きさ判定装置、距離検出方法、及び距離検出装置
JP2007101295A (ja) 追尾システムおよび自走体
JP2015132511A (ja) 路面監視装置および電動カート
JP2006317161A (ja) 追尾システム
JP6953166B2 (ja) 電動車両の自動走行制御装置および自動走行制御方法
JP4863679B2 (ja) 位置測定装置
JP2006214992A (ja) 追尾システムおよびそれに用いられる自走体
JPH08124100A (ja) 車間距離監視装置
KR20220166704A (ko) 비가시 경로 레이더 장치
JP3475745B2 (ja) 車間距離警報装置
JP4462220B2 (ja) 自律移動装置、並びに、自律移動システム
KR102667973B1 (ko) 초음파 센서 장치와 초음파 센서 제어 장치 및 방법
WO2021024433A1 (ja) 障害物検出装置
JPH1062532A (ja) 車両用レーダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3955314

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees