JP3977303B2 - 位置検出システム、位置検出システムにおける発信装置および受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出システム、位置検出システムにおける発信装置および受信装置に関し、特に、空間を伝播する波動を反射する反射体を備えた移動体の位置を検出する位置検出システム、位置検出システムにおける発信装置および受信装置に関する。

従来より、移動体の位置を計測する位置計測装置や、移動体との距離を測定する距離測定装置が知られている。これらの装置は、レーザ等の光を移動体に対して照射し、移動体に設けられた反射体で反射した反射光の入射角度を用いて移動体の位置や距離を測定している。

特開平６−５９０１６号公報（特許文献１）は、予め反射器の位置を測定して回路に登録する手続きが不要であり、高精度の測定結果を得ることが出来る移動体の位置計測装置を開示する。特許文献１に開示された位置計測装置は、移動体上から光ビームを回転走査して出射し、移動体とは離隔して別体に配置した少なくとも３つの光反射器からの反射光を移動体上にて検知し、各光反射器の位置と光反射器間の開き角度に基づいて、移動体の現在位置を計測する装置である。この装置は、移動体が第１の基準位置に設置された状態で、各光反射器からの反射光の移動体に対する入射角度θ（１）を検知すると共に、移動体が第１基準位置から離れた第２の基準位置に設置された状態で、各光反射器からの反射光の移動体に対する入射角度θ（２）を検知する光検知部と、第１基準位置と第２基準位置の間隔ａ、及び両基準位置における各光反射器についての入射角度θ（１）、θ（２）に基づいて、各光反射器の位置を算出する演算部とを含む。

この公報に開示された発明によると、移動体の位置計測に際しては、先ず、少なくとも３個の光反射器が移動体の移動平面上の任意位置に設置される。そして、移動体が第１の基準位置に設置され、この状態で、光ビームを回転走査して出射し、各光反射器からの反射光を受光する。この結果、各光反射器について、第１基準位置の移動体に対する反射光の入射角度θ（１）が検知される。次に、移動体が第２の基準位置に設置され、この状態で、光ビームを回転走査して出射し、各光反射器からの反射光を受光する。この結果、各光反射器について、第２基準位置の移動体に対する反射光の入射角度θ（２）が検知される。ここで、第１基準位置と第２基準位置の間隔ａは、光反射器間の距離に比べて充分に小さく設定でき、周知の測長手段、例えば移動体に設けたロータリエンコーダ等によって高精度に測定することが出来る。次に、上記の入射角度θ（１）、θ（２）の測定結果に基づいて、各光反射器の位置が算出される。この際、任意の一つの光反射器の位置は、両基準位置の間隔ａと、光反射器についての２つの入射角度θ（１）及びθ（２）によって規定されるから、これらのデータに基づいて光反射器のＸ−Ｙ座標が算出される。その後、移動体の位置計測に移行し、光ビームの回転走査に伴って各反射器からの反射光が検知され、各光反射器の位置（Ｘ−Ｙ座標）と光反射器間の開き角度に基づいて、移動体の現在位置が算出される。その結果、移動体の位置計測に先立って、各光反射器の位置が光計測によって高精度に測定され、測定データに基づいて移動体の位置が算出されるから、高精度の測定結果を得ることが出来る。しかも、光反射器の位置測定及び登録手続きは不要である。

特開平６−３１７６７０号公報（特許文献２）は、目測等の人的手段を全く用いず、また車間距離算出の演算時間が短く、構成が簡単な車間距離測定装置を開示する。特許文献２に記載の車間距離測定装置は、車両の略前方に向けてレーザ光を発射するレーザ光送信部と、レーザ光を掃引する掃引部と、レーザ光送信部により発射されたレーザ光のうち、先行車両の後部に取り付けられた反射器に反射して返ってきたレーザ光を受信するレーザ光受信部と、レーザ光受信手段により受信された信号の到達方向から反射器の存在する角度を検出する角度検出部とをそれぞれ２つずつ備え、２つの角度検出手段がそれぞれ検出した角度とあらかじめメモリ内に記憶した２つのレーザ光送信手段の間隔から先行車両との車間距離を算出する車間距離算出部を備えている。

この公報に開示された発明によると、先行車両の後部の反射器にレーザ光線等のビームを照射し、反射器の存在する方向を検知して、この角度と反射器の間隔から、車間距離を測定するので、従来のように目測で車間距離を割り出すよりもはるかに精度よく、正確に車間距離を求めることができる。また、車両にレーザ光照射部を２つ設け、それぞれ独立して先行車両の反射器の存在する角度を求めることで、単車のような１つしか反射器が存在しないような先行車両についても、正確に車間距離を求めることができる。
特開平６−５９０１６号公報 特開平６−３１７６７０号公報

しかしながら、特開平６−５９０１６号公報に記載の位置計測装置においては、光反射器から反射光を移動体上にて検知しているため、予め光反射器を設置しておく必要があり、限られた範囲内でのみ移動する移動体の位置しか計測することができず、任意の場所を移動する移動体の位置を計測できないという問題点があった。

また、特開平６−３１７６７０号公報に記載の位置計測装置においては、２つのレーザ光受信部部がそれぞれ反射光を受信し、反射器の存在する角度を検出している。そのため、反射光を用いた角度の検出を合計２回実行することとなる。通常、レーザを含む光は、空間を進む際にぶれが生じてしまうため、反射光を用いて反射器の存在する角度を検出する場合、ぶれの分だけ誤差が含まれることになる。その結果、特開平６−３１７６７０号公報に記載の位置計測装置においては、ぶれによる誤差を２回分含むことになり、誤差が大きくなるという問題点があった。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、任意の場所を移動する移動体の位置を小さい誤差で検出することができる位置検出システムを提供することにある。

第１の発明に係る位置検出システムは、発信装置と、受信装置と、それらの装置を用いて位置が検出される移動体とを含む位置検出システムである。移動体は、空間を伝播する波動を反射する反射体を備えている。発信装置は、波動を発信するための発信手段と、波動を発信する方向を検出するための手段とを含む。受信装置は、反射体により反射された波動の反射波を受信するための受信手段と、反射波を受信する方向を検出するための方向検出手段を含む。発信装置と受信装置とは離隔して設けられている。発信装置と受信装置と移動体のうちの少なくともいずれか１つは、波動を発信する方向と、波動の反射波を受信する方向と、発信装置と受信装置との距離とに基づいて、移動体の位置を検出する。

第１の発明によると、発信装置は、波動を発信するとともに、波動を発信する方向を検出する。受信装置は、反射体により反射された波動の反射波を受信するとともに、反射波を受信する方向を検出する。発信装置と受信装置とは離隔して設けられており、発信装置と受信装置と移動体のうちの少なくともいずれか１つは、波動を発信する方向と、波動の反射波を受信する方向と、発信装置と受信装置との距離とに基づいて、移動体の位置を検出する。これにより、波動を発信する方向、すなわち発信装置に対する移動体の方向が、波動を受信することなく検出される。また、波動の反射波を受信する方向、すなわち、受信装置に対する移動体の方向が、波動を受信して検出される。そのため、波動を受信して移動体の方向を検出するのは１回でよく、移動体の位置を検出する際に、波動により生じる誤差は、１回分でよいことになる。このとき、移動体に備えられた反射体で波動を反射させるため、反射体は移動体とともに移動する。その結果、任意の場所を移動する移動体の位置を小さい誤差で検出することができる位置検出システムを提供することができる。

第２の発明に係る位置検出システムにおいては、第１の発明の構成に加え、発信装置と、受信装置とは予め定められた距離で離隔するように設けられている。

第２の発明によると、発信装置と受信装置とが予め定められた距離で離隔しているので、発信装置と受信装置との距離が変化することがない。これにより、たとえば別途センサ等を用いて発信装置と受信装置との距離を計測する必要がなく、移動体の位置検出の際に、発信装置と受信装置との距離の誤差が含まれることを防止することができる。

第３の発明に係る位置検出システムにおいては、第１の発明の構成に加え、発信装置および受信装置の少なくともいずれか一方は、位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための移動手段をさらに含む。

第３の発明によると、発信装置および受信装置の少なくともいずれか一方は、位置および向きの少なくともいずれか一方を変更することができる。これにより、たとえば、移動体の移動量が大きい場合や、移動体、発信装置、受信装置が直線上に並んでしまうような場合で、受信装置が反射波を受信できなくなっても、発信装置や受信装置の位置や向きを変えて、受信装置が反射波を受信できるようにすることができる。その結果、常に移動体の位置を検出することができる。

第４の発明に係る位置検出システムにおいては、第３の発明の構成に加え、移動手段は、空間を三次元的に移動可能な三次元移動手段である。

第４の発明によると、発信装置および受信装置の少なくともいずれか一方は三次元的に移動することができる。これにより、移動体が空間内をどのように移動しても、三次元的に追跡し、移動体の位置を検出することができる。

第５の発明に係る位置検出システムにおいては、第３または第４の発明の構成に加え、移動手段には、発信装置の位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための第１移動手段と、受信装置の位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための第２移動手段とが存在する。発信装置および受信装置のそれぞれは、検出結果に関する情報を互いに送受信するための手段をさらに含む。

第５の発明によると、発信装置および受信装置のそれぞれが移動可能であるとともに、検出結果に関する情報を互いに送受信することができる。これにより、たとえば、他方の検出結果に基づいて移動することができ、移動体がどのように移動しても確実に追跡し、移動体の位置を検出することができる。

第６の発明に係る位置検出システムにおいては、第３ないし第５のいずれかの発明の構成に加え、発信装置および受信装置のそれぞれは、自己の位置を検出するための手段と、位置に関する情報を互いに送受信するための手段とをさらに含む。

第６の発明によると、発信装置および受信装置は、自己の位置を検出するとともに、位置に関する情報を互いに送受信することができる。これにより、たとえば、発信装置および受信装置の位置から、発信装置と受信装置との距離が算出でき、発信装置および受信装置が任意に移動した場合であっても、確実に移動体の位置を検出することができる。また、互いの位置が重ならないように移動することもできる。

第７の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第６のいずれかの発明の構成に加え、発信手段は、指向性の波動を発信するための指向性波動発信手段を含む。受信手段は、指向性の波動の反射波を受信するための指向性波動受信手段を含む。方向検出手段は、指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための指向性波動方向検出手段を含む。

第７の発明によると、波動が指向性を持ち、直線的に進む。これにより、移動体の発信装置に対する方向、および移動体の受信装置に対する方向を正確に検出することができる。

第８の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第６のいずれかの発明の構成に加え、発信手段は、波動を予め定められた範囲に対して発信するための手段を含む。

第８の発明によると、予め定められた範囲に対して波動が発信される。これにより、たとえば、移動体の位置が検出されておらず、波動を移動体に対して的確に発信できない場合に、予め定められた範囲に対して波動を発信し、移動体を探索することができる。

第９の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第８のいずれかの発明に加え、受信装置は、発信装置から発信された波動を直接受信することを防止するための手段をさらに含む。

第９の発明によると、発信装置から発信された波動が直接受信されることが防止され、反射波のみが受信されるようにすることができる。これにより、波動を直接受信することにより移動体の受信装置に対する方向を誤って検出することが防止され、正確に移動体の位置を検出することができる。

第１０の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第８のいずれかの発明の構成に加え、受信装置は、波動が、反射波であるか否かを識別するための手段をさらに含む。

第１０の発明によると、受信された波動が直接波であるか反射波であるかが判別できる。これにより、波動を直接受信することにより移動体の受信装置に対する方向を誤って検出することが防止され、正確に移動体の位置を検出することができる。

第１１の発明に係る位置検出システムにおいては、第７の発明の構成に加え、受信装置は、無指向性の波動を発信するための無指向性波動発信手段をさらに含む。発信装置は、反射体で反射した無指向性の波動の反射波を受信するための無指向性波動受信手段と、無指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための無指向性波動方向検出手段とをさらに含む。

第１１の発明によると、受信装置は、無指向性の波動を発信するとともに、発信装置は、反射体で反射した無指向性の波動の反射波を受信し、その方向を検出する。これにより、たとえば、移動体の位置が検出されていない場合に、無指向性の波動を発信し、その反射波を受信した方向を検出することで、発信装置に対する移動体の方向を検出することができる。これにより、無指向性の波動を用いて、速やかに移動体の位置の探索を行なうことができる。この後、無指向性の波動の反射波を受信した方向と同一の方向に、指向性の波動を発信し、正確な移動体の位置を検出することができる。その結果、正確かつ迅速に移動体の位置を検出することができる。

第１２の発明に係る位置検出システムにおいては、第１１の発明の構成に加え、指向性波動発信手段は、指向性の波動を発信する指向性波動発信部を含む。指向性波動受信手段は、指向性の波動の反射波を受信する複数の指向性波動受信部を含む。指向性波動方向検出手段は、各指向性波動受信部が指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための手段と、各指向性波動受信部が指向性の波動の反射波を受信する方向を平均した第１の平均方向を検出するための手段とを含む。無指向性波動発信手段は、無指向性の波動を発信する無指向性波動発信部を含む。無指向性波動受信手段は、無指向性の波動の反射波を受信する複数の無指向性波動受信部を含む。無指向性波動方向検出手段は、各無指向性波動受信部が無指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための手段と、各無指向性波動受信部が無指向性の波動の反射波を受信する方向を平均した第２の平均方向を検出するための手段とを含む。各無指向性波動受信部は、第２の平均方向が、指向性波動発信部に対する反射体の方向と一致するように配置されている。各指向性波動受信部は、第１の平均方向が、無指向性波動発信部に対する反射体の方向と一致するように配置されている。

第１２の発明によると、指向性波動方向検出手段は、各指向性波動受信部が指向性の波動の反射波を受信する方向と、それらの方向を平均した第１の平均方向を検出する。無指向性波動方向検出手段は、各無指向性波動受信部が無指向性の波動の反射波を受信する方向と、それらの方向を平均した第２の平均方向を検出する。各無指向性波動受信部は、第２の平均方向が、指向性波動発信部に対する反射体の方向と一致するように配置されている。各指向性波動受信部は、第１の平均方向が、指向性波動発信部に対する反射体の方向と一致するように配置されている。これにより、指向性波動発信部に対する反射体の方向を、第２の平均方向として検出することができる。そのため、無指向性の波動の反射波を受信する方向を検出する際は、指向性波動発信手段と無指向性波動受信手段とが同一の位置に配置されているとみなすことができる。また、指向性波動発信部に対する反射体の方向を、第１の平均方向として検出することができる。そのため、指向性の波動の反射波を受信する方向を検出する際は、指向性波動受信手段と無指向性波動発信手段とが同一の位置に配置されているとみなすことができる。

第１３の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第１２のいずれかの発明の構成に加え、受信装置は、反射波の移動量を検出するための手段をさらに含む。発信装置と受信装置と移動体のうちの少なくともいずれか１つは、反射波の移動量から移動体の移動量を算出するための手段をさらに含む。

第１３の発明によると、反射波の移動量から移動体の移動量を算出することができる。

第１４の発明に係る位置検出システムにおいては、第１３の発明の構成に加え、発信装置は、移動体の移動に応じて、波動を発信する方向を変更するための手段をさらに含む。

第１４の発明によると、移動体の移動に応じて、波動を発信する方向を変更することができる。これにより、移動体の位置が変化しても、波動を発信する方向を変更して、移動体の位置を検出することができる。

第１５の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第１４のいずれかの発明の構成に加え、移動体は複数の反射体を備える。発信手段は、各反射体のそれぞれに対して個別に波動を発信するための手段を含む。受信手段は、各反射体で反射した反射波をそれぞれ個別に受信するための手段を含む。

第１５の発明によると、移動体は複数の反射体を備え、各反射体のそれぞれに対して個別に波動が発信されるとともに、各反射体で反射した反射波がそれぞれ個別に受信される。これにより、たとえば、移動体の位置は変化せず、移動体が回転移動した場合であっても、少なくとも１つの反射体の位置は変化するので、移動体の回転移動を、反射体の位置の変化として検出することができる。

第１６の発明に係る位置検出システムにおいては、第１ないし第１５の発明の構成に加え、反射体は、曲率を有している。

第１６の発明によると、反射体は曲率を有しているため、移動体の移動に伴う反射波の移動量は、移動体の移動量よりも拡大される。そのため、たとえば、移動体の移動量が微細であって、その移動量を直接検出できない場合であっても、反射波の移動量を検出することで、移動体の移動を検出することができる。その結果、精度よく移動体の移動量を検出することができる。また、移動体が反射体の反射面に対して平行に移動する場合であっても、反射波の方向が変化し、移動体の移動を確実に検出することができる。

第１７の発明に係る位置検出システムにおいては、第１６の発明の構成に加え、反射体は、球状である。

第１７の発明のよると、反射体は球状であるため、どのような方向から波動は発信されても、波動を反射することができる。

第１８の発明に係る位置検出システムにおいては、第１６の発明の構成に加え、反射体は、円筒状である。

第１８の発明によると、反射体は円筒状であるため、平面上のどのような方向から波動が発信されても、波動を反射することができる。

第１９の発明に係る位置検出システムにおいては、第１６の発明の構成に加え、反射体は、球面の一部である。

第１９の発明によると、反射体は球面の一部であるため、反射体の直径を変えることなく、反射体の曲率半径を任意ものとすることができる。これにより、移動体の移動量に対する反射波の移動量の拡大率を任意のものに設定することができる。

第２０の発明に係る位置検出システムにおいては、第１６の発明の構成に加え、反射体は、円筒面の一部である。

第２０の発明によると、反射体は円筒面の一部であるため、反射体の直径を変えることなく、反射体の曲率半径を任意ものとすることができる。これにより、移動体の移動量に対する反射波の移動量の拡大率を任意のものに設定することができる。

第２１の発明に係る位置検出システムにおいては、第１６の発明の構成に加え、反射体の曲率は、部位により変化する。

第２１の発明によると、反射体の曲率は部位によって変化するため、たとえば、移動体の移動量が一定である場合は、受信装置で検出される反射波の移動量の変化から、その反射体のどの場所で波動が反射しているかを検出できる。その結果、移動体の中心位置など、反射体との相対位置が既知の場所の位置を正確に検出することができる。

第２２の発明に係る位置検出システムにおいては、第２１の発明の構成に加え、反射体の表面は、放物線状である。

第２２の発明によると、反射体の表面は放物線状であるため、反射体の曲率は部位によって変化する。これにより、たとえば、移動体の移動量が一定である場合は、受信装置で検出される反射波の移動量の変化から、その反射体のどの場所で波動が反射しているかを検出できる。その結果、移動体の中心位置など、反射体との相対位置が既知の場所の位置を正確に検出することができる。

第２３の発明に係る位置検出システムにおいては、第２１の発明の構成に加え、反射体は楕円状である。

第２３の発明によると、反射体の表面は楕円状であるため、反射体の曲率は部位によって変化する。これにより、たとえば、移動体の移動量が一定である場合は、受信装置で検出される反射波の移動量の変化から、その反射体のどの場所で波動が反射しているかを検出できる。その結果、移動体の中心位置など、反射体との相対位置が既知の場所の位置を正確に検出することができる。

第２４の発明に係る発信装置は、第１ないし第２３のいずれかの発明に係る位置検出システムにおける発信装置である。

第２４の発明によると、任意の場所を移動する移動体の位置を小さい誤差で検出することができる位置検出システムにおける発信装置を提供することができる。

第２５の発明に係る受信装置は、第１ないし第２３のいずれかの発明に係る位置検出システムにおける受信装置である。

第２５の発明によると、任意の場所を移動する移動体の位置を小さい誤差で検出することができる位置検出システムにおける受信装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムは、レーザを発信する発信装置２０と、発信装置２０とは離隔して設けられた受信装置３０とを含み、これらの発信装置２０および受信装置３０を用いて、反射体４２を備えた移動体４０の位置を検出する。具体的には、発信装置２０と移動体４０（反射体４２）との方位角αと、受信装置３０と移動体４０（反射体４２）との方位角βを検出し、これらの方位角と、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから、発信装置２０と移動体４０（反射体４２）との距離Ｌ（１）と、受信装置３０と移動体４０（反射体４２）との距離Ｌ（２）を算出する。

ここで、発信装置２０と移動体４０（反射体４２）との距離Ｌ（１）は、三角測量を用いて、Ｌ（１）＝Ｄ・ｓｉｎβ／ｓｉｎ（α＋β）となる。また、受信装置３０と移動体４０（反射体４２）との距離Ｌ（２）は、Ｌ（２）＝Ｄ・ｓｉｎα／ｓｉｎ（α＋β）となる。

発信装置２０は、遮蔽板２２とレーザ発信機５０と、ハロゲン光受信機６０とを含む。レーザ発信機５０は、指向性の波動であるレーザを移動体４０の反射体４２に対して発信する。ハロゲン光受信機６０は、無指向性の波動であるハロゲン光の反射光を受信する。遮蔽版２２は、ハロゲン光受信機６０が、ハロゲン光の反射光のみを受信するように、ハロゲン光の直接光を遮蔽する。

受信装置３０は、遮蔽板３２と、レーザ受信機７０と、ハロゲン光発信機８０とを含む。レーザ受信機７０は、移動体４０の反射体４２により反射されたレーザの反射光を受信する。ハロゲン光発信機８０は、無指向性のハロゲン光を発信する。遮蔽版３２は、レーザ受信機７０がレーザの反射光のみを受信するように、レーザの直接光を遮蔽する。

本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、まず、一次検出として、ハロゲン光発信機８０から無指向性のハロゲン光を発信し、その反射光をハロゲン光受信機６０で受信することで、ハロゲン光を受信する方位角α（Ｘ）を検出する。次に、二次検出として、方位角α（Ｘ）と同じ角度でレーザ発信機５０からレーザを発信して、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を検出する。また、レーザの反射光をレーザ受信機７０が受信し、レーザを受信する方位角βを検出する。このようにして、一次検出として、無指向性のハロゲン光を用いることで、移動体４０の位置がわからない場合でも、発信装置２０と移動体３０との方位角α（Ｘ）を検出することができる。しかしながら、検出される方位角α（Ｘ）は、反射光を受信して検出されているため、ハロゲン光が空間を進む際に生じる誤差を含んだものとなっている。そこで、二次検出として、レーザを発信し、レーザを発信する方位角α（Ｙ）と、レーザを受信する方位角βを検出する。このとき、方位角βは、反射光を受信して検出されているため、空間を進んできたレーザを受信する際に生じる誤差を含むが、方位角α（Ｙ）は、レーザを受信せずに検出されているため、空間を進んできたレーザを受信する際に生じる誤差を含まない。本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、移動体４０の位置を検出する際には、方位角α（Ｙ）を用いる。

なお、本実施の形態においては、指向性の波動としてレーザが用いられており、無指向性の波動としてハロゲン光が用いられているが、これらの代わりに、その他、音波、超音波、電磁波などであってもよい。また、無指向性の波動を発信するものは、一般的な蛍光灯や電球であってもかまわない。

図２を参照して、発信装置２０および受信装置３０についてさらに説明する。発信装置２０は、制御部２４と、メモリ２６と、電源部２８と、送受信部２９とを含む。制御部２４は、レーザ発信機５０およびハロゲン光受信機６０に接続され、これらの作動を制御する。メモリ２６には、発信装置２０が実行するプログラム、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄなどが記憶されている。送受信部２９は、移動体４０に関する検出結果および算出結果の情報を受信装置３０との間で送受信する。

受信装置３０は、制御部３４と、メモリ３６と、電源部３８と、送受信部３９とを含む。制御部３４は、レーザ受信機７０とハロゲン光発信機８０とに接続され、これらの作動を制御する。メモリ３６には、受信装置３０が実行するプログラム、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄなどが記憶されている。送受信部３９は、移動体４０に関する検出結果および算出結果の情報を発信装置２０との間で送受信する。

図３を参照して、レーザ発信機５０と、ハロゲン光受信機６０と、レーザ受信機７０と、ハロゲン光発信機８０とについてさらに説明する。図３（Ａ）に示すように、レーザ発信機５０は、レーザを発信するレーザ発信部５２を含む。ハロゲン光受信機６０は、ハロゲン光を受信する４つのハロゲン光受信部６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄを含む。各ハロゲン光受信部は、各ハロゲン光受信部がハロゲン光の反射光を受信する方位角を平均した方位角と、レーザ発信部５２（発信装置２０）と移動体４０との方位角αとが一致するように、レーザ発信部５２を囲んだアレイ状（格子状）に配置されている。なお、各ハロゲン光受信部の配置位置は、その他、レーザ発信部５２を中心とした点対称や線対称であってもよい。

図３（Ｂ）に示すように、レーザ受信機７０は、レーザ光の反射光を受信する４つのレーザ受信部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄを含む。ハロゲン光発信機８０は、ハロゲン光を発信するハロゲン光発信部８２を含む。各レーザ受信部は、各レーザ受信部がレーザ光の反射光を受信する方位角を平均した方位角と、ハロゲン光発信部８２（受信装置３０）と移動体４０との方位角βとが一致するように、ハロゲン光発信部８２を囲んだアレイ状（格子状）に配置されている。なお、各レーザ受信部の配置位置は、その他、ハロゲン光発信部８２を中心とした点対称や線対称であってもよい。

本実施の形態における位置検出システムにおいては、各ハロゲン光受信部がハロゲン光の反射光を受信する方位角を平均した方位角を、上述した一次検出にて検出される方位角α（Ｘ）として用いる。また、各レーザ受信部がレーザ光の反射光を受信する方位角を平均した方位角を、上述した二次検出にて検出される方位角βとして用いる。すなわち、一次検出でハロゲン光発信部８２から発信されたハロゲン光は、反射体４２で反射し、レーザ発信部５２および各ハロゲン受信部に入射する。このとき、ハロゲン光の反射光がレーザ発信部５２に入射する方位角α（Ｘ）は、各ハロゲン光受信部がハロゲン光の反射光を受信する方位角を平均した方位角として検出することできる。この方位角α（Ｘ）と同一の方位角でレーザを発信すれば、レーザは、ハロゲン光と同じ光路を逆に進み、反射体４２で反射して、反射光はハロゲン光発信部８２および各レーザ受信部に入射することになる。これらのうち、ハロゲン光発信部８２にレーザの反射光が入射する方位角βは、各レーザ受信部がレーザ光の反射光を受信する方位角を平均した方位角として検出することができる。このようにして方位角α（Ｘ）および方位角βを検出することにより、レーザ発信器５０とハロゲン光受信機６０とが同一の位置に配置されているとみなすことができ、レーザ受信機７０と、ハロゲン光発信機８０とが同一の位置に配置されているとみなすことができる。

図４を参照して、レーザ発信部５２およびレーザ受信部７２Ａについて詳細に説明する。なお、レーザ受信部７２Ａ以外の各レーザ受信部、および各ハロゲン光受信部の構造については、レーザ受信部７２Ａと同一であるため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

図４（Ａ）に示すように、レーザ発信部５２は、回動軸５３を中心に回動自在に枢支されており、所望の方向にレーザを発信するように、モータ５４により回動させられる。レーザ発信機５０の角度は、角度センサ５６により検出される。この角度センサ５６により検出された角度が、発信装置２０と移動体４０との方位角α（Ｙ）となる。

図４（Ｂ）に示すように、レーザ受信部７２Ａは、回動軸７３により回動自在であるように枢支されており、反射体４２で反射されたレーザを受信するように、モータ７４により、回動される。レーザ受信部７２の角度は、角度センサ７６により検出される。各レーザ受信部の角度センサにより検出された角度の平均角度が、受信装置３０と移動体４０との方位角βとなる。なお、各ハロゲン光受信部で検出された角度の平均角度が、発信装置２０と移動体４０との方位角α（Ｘ）となる。

図５を参照して、移動体４０について説明する。移動体４０を側方から見た側面図を図５（Ａ）に示す。また移動体４０を上方から見た平面図を図５（Ｂ）に示す。移動体４０は、レーザおよびハロゲン光を反射する５つの反射体を含む。各反射体はそれぞれ、移動体４０の前後面、両側面、および上面に設けられている。これらの各反射体は、球面の一部で構成されており、一定の曲率を有する。移動体４０の下面には車輪４４が設けられている。移動体４０はこの車輪４４により、任意の場所に移動することができる。

図６を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムの発信装置２０および受信装置３０において実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、発信装置２０は、ハロゲン光の反射光を受信しているか否かを判別する。ハロゲン光の反射光を受信している場合は、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合は、Ｓ１００に戻り、ハロゲン光の反射光を受信するまでＳ１００を繰返す。

Ｓ１０２にて、発信装置２０は、ハロゲン光の反射光を受信する方位角α（Ｘ）を検出する。Ｓ１０４にて、発信装置２０は、ハロゲン光の反射光を受信した方位角α（Ｘ）と同じ角度で、レーザを発信する。Ｓ１０６にて、発信装置２０は、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を検出する。

Ｓ１０８にて、発信装置２０は、受信装置３０がレーザの反射光を受信する方位角βに関する情報を受信したか否かを判別する。方位角βに関する情報を受信した場合、処理はＳ１１０に移される。そうでない場合、Ｓ１０８に戻され、方位角βに関する情報を受信するまでＳ１０８を繰返す。

Ｓ１１０にて、発信装置２０は、レーザを発信する方位角α（Ｙ）に関する情報を受信装置３０に対して送信する。Ｓ１１２にて、発信装置２０は、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）を算出する。

Ｓ２００にて、受信装置３０は、レーザの反射光を受信しているか否かを判別する。レーザの反射光を受信している場合は、処理はＳ２０８に移される。そうでない場合、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、受信装置３０は、ハロゲン光を発信する。Ｓ２０４にて、受信装置３０は、レーザの反射光を受信したか否かを判別する。レーザの反射光を受信した場合は、処理はＳ２０６に移される。そうでない場合は、処理はＳ２０４に戻され、レーザの反射光を受信するまでＳ２０４を繰返す。

Ｓ２０６にて、受信装置３０は、ハロゲン光の発信を停止する。Ｓ２０８にて、受信装置３０は、レーザの反射光を受信する方位角βを検出する。Ｓ２１０にて、受信装置３０は、方位角βに関する情報を受信装置３０に対して送信する。

Ｓ２１２にて、受信装置３０は、発信装置２０からレーザを発信する方位角α（Ｙ）に関する情報を受信したか否かを判別する。方位角α（Ｙ）に関する情報を受信した場合は、処理はＳ２１４に移される。そうでない場合は、処理はＳ２１２に戻され、方位角α（Ｙ）に関する情報を受信するまでＳ２１２を繰返す。

Ｓ２１４にて、受信装置３０は、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置７０との距離Ｄとから、受信装置７０と移動体４０との距離Ｌ（２）を算出する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る位置検出システムの動作について説明する。

現在、受信装置３０はレーザの反射光を受信しておらず、移動体４０の位置が検出されていないと想定する。受信装置３０は、レーザの反射光を受信していないため（Ｓ２００にてＮＯ）、一次検出のため、ハロゲン光を発信する（Ｓ２０２）。

発信装置２０は、ハロゲン光を受信すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ハロゲン光の反射光を受信する方位角α（Ｘ）を検出し（Ｓ１０２）、方位角α（Ｘ）と同じ角度でレーザを発信するとともに（Ｓ１０４）、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を検出する（Ｓ１０６）。

受信装置３０は、レーザの反射光を受信すると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、ハロゲン光の発信を停止し（Ｓ２０６）、レーザの反射光を受信する方位角βを検出するとともに（Ｓ２０８）、方位角βに関する情報を受信装置３０に対して送信する（Ｓ２１０）。

発信装置２０は、方位角βに関する情報を受信すると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、方位角α（Ｙ）に関する情報を受信装置３０に対して送信する（Ｓ１１０）。また、発信装置２０は、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）を算出する（Ｓ１１２）。

受信装置３０は、発信装置２０から方位角α（Ｙ）に関する情報を受信すると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置７０との距離Ｄとから、受信装置７０と移動体４０との距離Ｌ（２）を算出する。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、まず、一次検出として、無指向性のハロゲン光を発信し、その反射光を受信することで、発信装置と移動体との方位角を検出する。次に、二次検出として、一次検出で検出した方位角と同じ角度でレーザを発信して、レーザを発信する角度から、発信装置と移動体との方位角を検出し、レーザを受信する角度から、受信装置と移動体との方位角を検出する。発信装置と移動体との距離、および受信装置と移動体との距離を算出する際は、二次検出で検出された各方位角を用いている。これにより、移動体の位置がわからない場合でも、一次検出により、発信装置と移動体との方位角を検出することができる。また、二次検出により、発信装置と移動体との方位角および受信装置と移動体との方位角を検出し、それぞれの距離を算出することができる。このとき、発信装置と移動体との方位角は、レーザを発信する角度から検出するため、二次検出で検出される発信装置と移動体との方位角は、空間を進んできたレーザを受信する際に生じる誤差を含まない。そのため、移動体の位置を精度よく検出することができる。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に係る位置検出システムは、前述の第１の実施の形態に係る位置検出システムの機能に加えて、移動体４０の移動に応じてレーザを発信する方向を変更し、移動体４０を追跡してその位置を検出する機能を備える。その他のハードウエア構成、処理フローについては、前述の第１の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図７および図８を参照して、移動体４０を追跡する方法について説明する。図７に示すように、移動体４０が移動し、反射体４２が、図中の矢印の方向にδ（Ｘ）だけ移動したとする。この移動に伴い、レーザの反射光がレーザ受信機７０に対して入射する位置は、Ｒ（１）からＲ（２）にδ（Ｙ）だけ移動する。このときのレーザの反射体４２に対する入射角の変化量をΔθとすると、レーザの反射光がレーザ受信機７０に向かう角度は、２Δθだけ変化する（方位角βの変化量が２Δθとなる）。なお、δ（Ｙ）を検出するには、図３に示すように、レーザ受信部をアレイ状（格子状）に複数配置し、それらのうちレーザの反射光が入射するレーザ受信部を検出し、移動前にレーザが入射していたレーザ受信部と、移動後にレーザが入射するレーザ受信部との距離から検出したり、複数の受光部の受光量変化を比較して移動量を割出したりすればよく、その他、一般的な技術を利用すればよい。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。

図８に、反射体４２の表面の拡大図を示す。移動前に、レーザ発信機５０から発信されたレーザは、Ｐの方向から反射体４２の表面Ｑ（１）に入射角θ（Ｘ）で入射し、レーザ受信機７０のある方向Ｒ（１）に向かって反射していたと想定する。ここで、反射体４２がδ（Ｘ）だけ移動すると、レーザ発信機５０から発信されたレーザは、Ｐの方向から反射体４２の表面Ｑ（２）に入射角θ（Ｙ）で入射し、Ｒ（２）の方向に向かって反射することになる。

反射体４２の曲率半径をｒとすると、δ（Ｘ）≪ｒであるため、Δθ＝θ（Ｙ）−θ（Ｘ）≒δ（Ｘ）／ｒとなる。その結果、レーザ受信機７０に到達するレーザの反射光の位置の変化量δ（Ｙ）は、移動体４０（反射体４２）とレーザ受信機７０との距離をＬとし、その変化量が無視できるほど微小（Ｌが一定）であるとすると、δ（Ｙ）≒Ｌ・２Δθ≒２δ（Ｘ）・Ｌ／ｒとなる。また、Δθ≒δ（Ｙ）／２Ｌである。

本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、受信装置３０がδ（Ｙ）を検出し、検出したδ（Ｙ）からΔθを算出する。算出されたΔθに関する情報は、発信装置２０に送信され、発信装置２０は、レーザを発信する角度をΔθだけ補正する。このような動作を連続して行なうことにより、移動体を追跡し、常にその位置を把握することができる。このとき、δ（Ｙ）はδ（Ｘ）をＬ／ｒ倍したものであり、通常Ｌ≫ｒであるため、移動体４０の移動量を直接測定するよりも、大きな移動量で、反射光の移動量δ（Ｙ）を捉えることができる。そのため、移動体４０の微少な移動も捉えることができ、より高精度で移動体の追跡を行なうことができる。このとき、δ（Ｙ）のδ（Ｘ）に対する拡大率（Ｌ／ｒ）は、反射体の曲率半径ｒを設定することで、任意のものとすることができる。このとき、反射体が球面や円筒面の一部で構成すれば、反射体の直径や全長などの寸法を変えることなく、曲率半径を任意なものに設定することができ、拡大率（Ｌ／ｒ）を任意に設定することができる。

図９を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおける発信装置２０および受信装置３０が、移動体４０を追跡してその位置を検出する際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、本実施の形態に係る位置検出システムおいては、前述の第１の実施の形態に係る位置検出システムにおいて実行されるプログラムに加えて、以下に説明するプログラムが実行される。したがって、その他のプログラムについての説明は、ここでは繰返さない。

Ｓ３００にて、発信装置２０は、発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）が算出されたか否かを判別する。距離Ｌ（１）が算出されている場合は、処理はＳ３０２に移される。そうでない場合は、この処理は終了する。

Ｓ３０２にて、発信装置２０は、受信装置３０より、Δθに関する情報を受信したか否かを判別する。Δθに関する情報を受信した場合は、処理はＳ３０４に移される。そうでない場合は、処理はＳ３０２に戻され、Δθに関する情報を受信するまでＳ３０２を繰返す。

Ｓ３０４にて、発信装置２０は、レーザを発信する方向をΔθだけ修正する。Ｓ３０６にて、発信装置２０は、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を検出する。Ｓ３０８にて、発信装置２０は、受信装置３０よりレーザの反射光を受信する方位角βに関する情報を受信したか否かを判別する。方位角βに関する情報を受信した場合は、処理はＳ３１０に移される。そうでいな場合は、処理はＳ３０８に戻され、方位角βに関する情報を受信するまでＳ３０８を繰返す。

Ｓ３１０にて、発信装置２０は、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を受信装置３０に対して送信する。Ｓ３１２にて、発信装置２０は、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）を算出する。

Ｓ４００にて、受信装置３０は、受信装置３０と移動体４０との距離Ｌ（２）が算出されているか否かを判別する。Ｌ（２）が算出されている場合は、処理はＳ４０２に移される。そうでない場合は、この処理は終了する。

Ｓ４０２にて、受信装置３０は、レーザの反射光の移動量δ（Ｙ）を検出したか否かを判別する。δ（Ｙ）が検出されている場合は、処理はＳ４０４に移される。そうでない場合は、処理はＳ４０２に戻され、δ（Ｙ）を検出するまでＳ４０２を繰返す。

Ｓ４０４にて、受信装置３０は、Δθを算出する。Ｓ４０６にて、受信装置３０は、Δθに関する情報を発信装置２０に対して送信する。Ｓ４０８にて、受信装置３０は、レーザの反射光を受信する方位角βを検出する。Ｓ４１０にて、受信装置３０は、レーザ反射光の方位角βを発信装置２０に対して送信する。

Ｓ４１２にて、受信装置３０は、発信装置２０からレーザを発信する方位角α（Ｙ）を受信したか否かを判別する。方位角α（Ｙ）を受信した場合は、処理はＳ４１４に移される。そうでない場合は、処理はＳ４１２に戻され、方位角α（Ｙ）を受信するまでＳ４１２を繰返す。

Ｓ４１４にて、受信装置３０は、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから受信装置３０と移動体４０との距離Ｌ（２）を算出する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る位置検出システムの動作について説明する。

受信装置３０は、受信装置３０と移動体４０との距離Ｌ（２）を算出すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、レーザの反射光の移動量δ（Ｙ）を検出したか否かを判別する（Ｓ４０２）。移動量δ（Ｙ）を検出すると（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、Δθを算出し（Ｓ４０４）、Δθに関する情報を発信装置２０に対して送信する（Ｓ４０６）。

発信装置２０は、発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）を算出し（Ｓ３００にてＹＥＳ）、Δθに関する情報を受信すると（Ｓ３０２）、Δθだけレーザを発信する方向を修正し（Ｓ３０４）、レーザを発信する方位角α（Ｙ）を検出する（Ｓ３０６）。

受信装置３０は、修正されたレーザの反射光を受信する方位角βを検出し（Ｓ４０８）、レーザの反射光の方位角βに関する情報を発信装置２０に対して送信する（Ｓ４１０）。

発信装置２０は、方位角βに関する情報を受信すると（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、レーザを発信する方位角α（Ｙ）に関する情報を受信装置３０に対して送信し（Ｓ３１０）、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから発信装置２０と移動体４０との距離Ｌ（１）を算出する（Ｓ３１２）。

受信装置３０は、レーザを発信する方位角α（Ｙ）に関する情報を受信すると（Ｓ４１２）、方位角α（Ｙ）と、方位角βと、発信装置２０と受信装置３０との距離Ｄとから受信装置３０と移動体４０との距離Ｌ（２）を算出する（Ｓ４１４）。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムは、移動体の移動に応じてレーザを発信する方向を変更する。これにより、移動体の位置が変化しても、波動を発信する方向を変更して、移動体を追跡し、その位置を検出することができる。

＜第３の実施の形態＞
図１０を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおける発信装置２０および受信装置３０は、遮蔽板の代わりに、それぞれ偏光フィルタ２４および偏光フィルタ３４を備えている。その他のハードウェア構成および処理フローについては前述の第１または第２の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがってここではその詳細な説明を繰返さない。

反射光では、反射面に垂直な偏光の割合が増えるため、レーザの直接光と反射光とでは、直線偏光の角度が変わる。また、ハロゲン光の直接光には通常偏光がないが、反射光は偏光を持って射出される。したがって、偏光フィルタ２４および偏光フィルタ３４を介してレーザまたはハロゲン光を受信することで、受信している光が直接光か反射光かを判別することができる。

＜第４の実施の形態＞
図１１を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおける発信装置２０は第１レーザ発信機５０Ａと第２レーザ発信機５０Ｂとを含む。受信装置３０は、第１レーザ受信機７０Ａと第２レーザ受信機７０Ｂとを含む。移動体４０には、第１反射体４２Ｆと第２反射体４２Ｇとが設けられている。第１レーザ発信機５０Ａは、第１反射体４２Ｆに対してレーザを発信し、その反射光を、第１レーザ受信機７０Ａが受信する。第２レーザ発信機５０Ｂは、第２反射体４２Ｇに対してレーザを発信し、その反射光を、第２レーザ受信機７０Ｂが受信する。発信装置２０および受信装置３０は、前述の第１または第２の実施の形態と同様にして、各反射体の位置を検出する。

その他のハードウエア構成および処理フローについては前述の第１または第２の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明を繰返さない。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムは、複数の反射体のそれぞれに対して個別にレーザを発信し、各反射体で反射した反射光をそれぞれ個別に受信する。これにより、移動体の位置は変化せず、回転移動した場合であっても、各反射体の位置は変化するため、移動体の回転移動を検出することができる。

＜第５の実施の形態＞
図１２を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムは、発信装置２０と受信装置３０とを連結するとともに回動可能に設けられた回動装置９０とを含む。その他のハードウエア構成および処理フローについては前述の第１または第２の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明を繰返さない。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムは、回動装置９０により、発信装置２０と受信装置３０の位置および向きを変えることができる。これにより、移動体の移動量が大きいような場合、あるいは、移動体、発信装置、受信装置が直線状に並んでしまうような場合でも、発信装置および受信装置の位置および向きを変えて、移動体の位置を検出することができる。

＜第６の実施の形態＞
図１３を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおいて、発信装置２０第１移動装置１００に搭載されている。受信装置３０は第２移動装置１１０に搭載されている。また、発信装置２０はＧＰＳ（Global Positioning System）装置２６を、受信装置３０はＧＰＳ装置３６を含む。発信装置２０はＧＰＳ装置２６により、発信装置２０の位置を検出し、その位置に関する情報を受信装置３０に送信する。同様に、受信装置３０は、ＧＰＳ装置３６により、自己の位置を検出し、その位置に関する情報を発信装置２０に送信する。また、発信装置２０は、発信装置２０の位置と受信装置３０の位置とから、発信装置２０と受信装置３０との距離を算出する。同様に受信装置３０は、受信装置３０の位置と発信装置２０の位置とから、受信装置３０と発信装置２０との距離を算出する。第１移動装置１００は車輪１０２により任意の位置に移動可能である。同様に、第２移動装置１１０は車輪１１２により任意の位置に移動可能である。

その他のハードウエア構成および処理フローについては前述の第１または第２の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明を繰返さない。また、ＧＰＳを用いた位置の検出方法、および発信装置２０と受信装置３０との距離の算出方法については、一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムにおいて、発信装置および受信装置のそれぞれは、第１移動装置と第２移動装置のそれぞれに搭載されている。これにより、移動体がどのように移動しても追跡し、その位置を検出することができる。

また、互いに自己の位置に関する情報を送受信するため、他方の位置を考慮して移動することができる。

＜第７の実施の形態＞
図１４を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、発信装置２０および受信装置３０のそれぞれは、第１羽ばたきロボット１２０および第２羽ばたきロボット１３０にそれぞれ搭載されている。第１羽ばたきロボット１２０は、羽部１２２とアクチュエータ１２４とを含み、羽部１２２をアクチュエータ１２４により上下に搖動することで、空間を３次元的に移動可能である。同様に、第２羽ばたきロボット１３０は、羽部１３２とアクチュエータ１３４とを含み、羽部１３２をアクチュエータ１３４により上下に搖動することで、空間を３次元的に移動可能である。

その他のハードウエア構成および処理フローについては前述の第６の実施の形態に係る位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明を繰返さない。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、発信装置２０および受信装置３０のそれぞれは、第１羽ばたきロボット１２０および第２羽ばたきロボット１３０にそれぞれ搭載されている。これにより、移動体がどのような位置に移動しても、３次元的に移動し、追跡することができる。

＜第８の実施の形態＞
図１５を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにおいては、発信装置２０はハロゲン光受信機を備えておらず、レーザ発信機５０により、レーザをＳ（１）の方向からＳ（２）の方向に掃引する。受信装置３０は、ハロゲン光発信機を備えていない。その他のハードウエア構成については、前述の第１または第２の実施の形態と同じである。また、処理フローについては、ハロゲン光の送受信に関するもの以外は、前述の第１または第２の実施の形態と同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明は繰返さない。

以上のように、本実施の形態に係る位置検出システムの発信装置は、レーザを予め定められた範囲で掃引する。これにより、位置が検出されていない移動体を探索することができる。

＜その他の実施の形態＞
図１６を参照して、その他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態においては、移動体４０に設けられた反射体の形状が、前述の第１ないし第７のいずれかの実施の形態における移動体４０に設けられた反射体の形状と異なる。その他のハードウエア構成および処理フローについては、前述の第１ないし第７の実施の形態にかかる位置検出システムと同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではその詳細な説明を繰返さない。

図１６（Ａ）を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにより位置が検出される移動体は、球状の反射体４５Ａ〜４５Ｅを含む。これにより、移動体の影にならない限り、どのような方向からでも同じように、レーザまたはハロゲン光を反射することができる。

図１６（Ｂ）を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにより位置が検出される移動体４０は、表面が円筒状である反射体４６Ａおよび円筒の凸面の一部である反射体４６Ｂ〜４６Ｅを含む。これにより、移動体が平面を移動するだけのような場合に、反射体の構成を簡素化することができる。なお、円筒の凹面の一部を用いて反射体を構成してもよい。

図１６（Ｃ）を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにより位置が検出される移動体４０は、表面が放物線状の凹面である反射体４７を含む。これにより、反射体の表面の曲率が、反射体の部位によって変化することになる。そのため、たとえば、移動体の移動量が一定であれば、受信装置で検出される移動量の変化から、その反射体のどの部位で反射しているか（反射点）を検出できる。その結果、移動体の中心位置など、反射体との相対位置既知の部位の位置を検出することができる。なお、放物線状の凹面や凸面の一部を用いて反射体を構成してもよい。

図１６（Ｄ）を参照して、本実施の形態に係る位置検出システムにより位置が検出される移動体４０は、表面が楕円状である反射体４８Ａおよび楕円の凸面の一部である反射体４８Ｂ〜４８Ｅを含む。これにより、これにより、反射体の表面の曲率が、反射体の部位によって変化することになる。そのため、たとえば、移動体の移動量が一定であれば、受信装置で検出される移動量の変化から、その反射体のどの部位で反射しているか（反射点）を検出できる。その結果、移動体の中心位置など、反射体との相対位置既知の部位の位置を検出することができる。なお、楕円の凹面の一部を用いて反射体を構成してもよい。

今回開示された実施の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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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およ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。

本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムと、移動体とを示した図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムの発信装置と、受信装置の制御ブロック図である。 発信装置に設けられたレーザ発信機とハロゲン光受信機との位置関係および、受信装置に設けられたハロゲン光発信機とレーザ受信機との位置関係を示した図である。 レーザ発信機のレーザ発信部、およびレーザ受信機のレーザ受信部の内部構造を示した図である。 移動体の側面図および平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムにおける発信装置および受信装置が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムが、移動体を追跡する方法を示した図（その１）である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムが、移動体を追跡する方法を示した図（その２）である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムにおける発信装置および受信装置が実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る位置検出システムと、移動体とを示した図である。 本発明の第４の実施の形態に係る位置検出システムと、移動体とを示した図である。 本発明の第５の実施の形態に係る位置検出システムを示した図である。 本発明の第６の実施の形態に係る位置検出システムを示した図である。 本発明の第７の実施の形態に係る位置検出システムを示した図である。 本発明の第８の実施の形態に係る位置検出システムを示した図である。 本発明のその他の実施の形態に係る位置検出システムにより位置が検出される移動体を示した図である。

符号の説明

２０ 発信装置、２２ 遮蔽版、２４ 偏光フィルタ、２６ ＧＰＳ装置、３０ 受信装置、３２ 遮蔽版、３４ 偏光フィルタ、３６ ＧＰＳ装置、４０ 移動体、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅ，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅ，４７，４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄ，４８Ｅ 反射体、５０ レーザ発信機、５２ レーザ発信部、５３ 回動軸、５４ モータ、５６ 角度センサ、６０ ハロゲン光受信機、６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ ハロゲン光受信部、７０ レーザ受信機、７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ レーザ受信部、７３ 回動軸、７４ モータ、７６ 角度センサ、８０ ハロゲン光発信機、８２ ハロゲン光発信部、９０ 回動装置、１００，１１０ 移動装置、１２０，１３０ 羽ばたきロボット。

Claims (22)

1. 発信装置と、受信装置と、それらの装置を用いて位置が検出される移動体とを含む位置検出システムであって、前記移動体は、空間を伝播する波動を反射する反射体を備え、
   前記発信装置は、
   前記波動を発信するための発信手段と、
   前記波動を発信する方向を検出するための手段とを含み、
   前記受信装置は、
   前記反射体により反射された前記波動の反射波を受信するための受信手段と、
   前記反射波を受信する方向を検出するための方向検出手段とを含み、
   前記発信装置と前記受信装置とは離隔して設けられ、
   前記反射体は、前記移動体の移動量よりも前記受信装置に到達する波動の反射波の位置の変化量が大きくなるように波動を反射し、
   前記発信装置と前記受信装置のうちの少なくともいずれか１つは、前記波動を発信する方向と、前記波動の反射波を受信する方向と、前記発信装置と前記受信装置との距離とに基づいて、前記移動体の位置を検出し、
   前記受信装置は、前記受信装置に到達する波動の反射波の位置の変化量を検出するための手段をさらに含み、
   前記発信装置と前記受信装置のうちの少なくともいずれか１つは前記受信装置に到達する波動の反射波の位置の変化量から前記移動体の移動量を算出するための手段をさらに含む、位置検出システム。
2. 前記発信装置と、前記受信装置とは予め定められた距離で離隔するように設けられている、請求項１に記載の位置検出システム。
3. 前記発信装置および前記受信装置の少なくともいずれか一方は、位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための移動手段をさらに含む、請求項１に記載の位置検出システム。
4. 前記移動手段は、空間を三次元的に移動可能な三次元移動手段である、請求項３に記載の位置検出システム。
5. 前記移動手段には、前記発信装置の位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための第１移動手段と、前記受信装置の位置および向きの少なくともいずれか一方を変更するための第２移動手段とが存在し、
   前記発信装置および前記受信装置のそれぞれは、検出結果に関する情報を互いに送受信するための手段をさらに含む、請求項３または４に記載の位置検出システム。
6. 前記発信装置および前記受信装置のそれぞれは、
   自己の位置を検出するための手段と、
   前記位置に関する情報を互いに送受信するための手段とをさらに含む、請求項３ないし５のいずれかに記載の位置検出システム。
7. 前記発信手段は、指向性の波動を発信するための指向性波動発信手段を含み、
   前記受信手段は、指向性の波動の反射波を受信するための指向性波動受信手段を含み、
   前記方向検出手段は、指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための指向性波動方向検出手段を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の位置検出システム。
8. 前記発信手段は、前記波動を予め定められた範囲に対して発信するための手段を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載の位置検出システム。
9. 前記受信装置は、前記発信装置から発信された波動を直接受信することを防止するための手段をさらに含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出システム。
10. 前記受信装置は、前記波動が、反射波であるか否かを識別するための手段をさらに含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出システム。
11. 前記受信装置は、無指向性の波動を発信するための無指向性波動発信手段をさらに含み、
    前記発信装置は、
    前記反射体で反射した前記無指向性の波動の反射波を受信するための無指向性波動受信手段と、
    前記無指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための無指向性波動方向検出手段とをさらに含む、請求項７に記載の位置検出システム。
12. 前記指向性波動発信手段は、指向性の波動を発信する指向性波動発信部を含み、
    前記指向性波動受信手段は、指向性の波動の反射波を受信する複数の指向性波動受信部を含み、
    前記指向性波動方向検出手段は、
    各前記指向性波動受信部が指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための手段と、
    各前記指向性波動受信部が指向性の波動の反射波を受信する方向を平均した第１の平均方向を検出するための手段とを含み、
    前記無指向性波動発信手段は、無指向性の波動を発信する無指向性波動発信部を含み、
    前記無指向性波動受信手段は、無指向性の波動の反射波を受信する複数の無指向性波動受信部を含み、
    前記無指向性波動方向検出手段は、
    各前記無指向性波動受信部が無指向性の波動の反射波を受信する方向を検出するための手段と、
    各前記無指向性波動受信部が無指向性の波動の反射波を受信する方向を平均した第２の平均方向を検出するための手段とを含み、
    各前記無指向性波動受信部は、前記第２の平均方向が、前記指向性波動発信部に対する前記反射体の方向と一致するように配置され、
    各前記指向性波動受信部は、前記第１の平均方向が、前記無指向性波動発信部に対する前記反射体の方向と一致するように配置されている、請求項１１に記載の位置検出システム。
13. 前記発信装置は、前記移動体の移動に応じて、前記波動を発信する方向を変更するための手段をさらに含む、請求項１に記載の位置検出システム。
14. 前記発信手段には、第１の発信手段および第２の発信手段があり、
    前記受信手段には、第１の受信手段および第２の受信手段があり、
    前記反射体には、第１の反射体および第２の反射体があり、
    前記第１の発信手段は、前記第１の反射体に対して前記波動を発信するための手段を含み、
    前記第２の発信手段は、前記第２の反射体に対して前記波動を発信するための手段を含み、
    前記第１の受信手段は、前記第１の反射体で反射した反射波を受信するための手段を含み、
    前記第２の受信手段は、前記第２の反射体で反射した反射波を受信するための手段を含む、請求項１ないし１３のいずれかに記載の位置検出システム。
15. 前記反射体は、曲率を有している、請求項１ないし１４のいずれかに記載の位置検出システム。
16. 前記反射体は、球状である、請求項１５に記載の位置検出システム。
17. 前記反射体は、円筒状である、請求項１５に記載の位置検出システム。
18. 前記反射体は、球面の一部である、請求項１５に記載の位置検出システム。
19. 前記反射体は、円筒面の一部である、請求項１５に記載の位置検出システム。
20. 前記反射体の曲率は、部位により変化する、請求項１５に記載の位置検出システム。
21. 前記反射体の表面は、放物線状である、請求項２０に記載の位置検出システム。
22. 前記反射体は楕円状である、請求項２０に記載の位置検出システム。

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