JP5900267B2 - 位置計測システム及びそれを備えた物品保管設備 - Google Patents

Description

本発明は、移動対象空間を移動自在な移動体に設けられかつ当該移動体の位置を検出するための位置計測用信号を送信自在な送信部と、前記送信部から送信された位置計測用信号を受信自在な受信部と、前記送信部から送信された位置検出用の信号に基づいて、前記受信部に対する前記送信部の相対位置を計測する相対位置計測装置と、前記相対位置計測装置が計測した前記送信部と前記受信部との相対位置情報に基づいて、前記移動対象空間において鉛直方向に一軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系における前記送信部の位置座標を算出する位置算出部と、を備えた位置計測システム、及び、それを備えた物品保管設備に関する。

かかる位置計測システムは、例えば、移動対象空間としての物品保管設備の保管用空間に設定された移動用空間内を移動自在な移動体としてのフォークリフトの位置座標を算出するために用いられる。算出したフォークリフトの位置座標は、上位の管理装置によって、当該フォークリフトが搬送する物品の位置管理等を行う為に用いられる。
フォークリフトの位置座標を算出する方法として、例えば、送信部としての無線式の位置検出用タグをフォークリフトに取り付け、かつ、受信部としての無線式の測位基地局を保管用空間における所定の位置に固定して取り付けて、位置検出用タグが送信する位置検出用の信号としての電波を測位基地局にて受信し、その電波に基づいて測位基地局に対する位置検出用タグの相対位置を計測し、その相対位置情報に基づいて、保管用空間における位置検出用タグの平面視での位置座標を算出するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１における位置計測システムが設けられた物品保管設備は、搬送対象の物品を床面に直接載置して収納する、いわゆる平置き式の物品保管設備であるため、フォークリフトにて物品を搬送する場合において、当該フォークリフトが搬送する物品の鉛直方向に沿う方向（高さ方向）の位置を把握する必要はない。しかしながら、高さ方向に収納部を複数並べて設けた物品収納棚に搬送対象の物品を収納する形態の物品保管設備においては、物品を異なる高さに位置する収納部に収納する場合があるため、高さ方向でいずれの収納部に収納したかを知得するために高さ方向の位置座標を算出する必要がある。

特開２０１０−１８４０８号公報

位置計測用信号は、例えば上記特許文献１に記載されるような電波のほかに超音波等も考えられるが、電波や超音波等の位置計測用信号の伝播速度であると、移動体が移動する移動用空間の大きさによっては、位置計測用信号の伝播時間が十分確保できず、送信部の位置座標を精度よく算出できない虞がある。そして、移動用空間は、移動体が移動する平面的な広がりを有することから、高さ方向の寸法が水平面に沿う方向の寸法よりも小さい（高さ方向に薄い）扁平形状であることが多いため、送信部と受信部との距離が水平面に沿う方向よりも短くなり易い高さ方向については、送信部の位置座標を精度よく算出できない虞がある。

このため、高さ方向に沿う方向での位置座標を精度よく算出する方法として、例えば、フォークリフトの荷役の変位距離をロータリーエンコーダやレーザー式測距計等の計測装置を用いて計測し、その計測値に基づいて高さ方向の位置座標を算出することが考えられる。しかしながら、そのような構成では、平面視での位置を計測するための装置の他に高さ方向の位置の計測のためだけに別途機器を備える必要があり、コスト面で不利であるという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信部の平面視での位置座標に加えて送信部の高さ方向での位置座標をも精度よく算出でき、しかもコスト面で有利な位置計測システム、及び、それを備えた物品保管設備を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明にかかる位置計測システムの特徴構成は、移動対象空間を移動自在な移動体に設けられかつ当該移動体の位置を検出するための位置計測用信号を送信自在な送信部と、前記送信部から送信された位置計測用信号を受信自在な受信部と、前記送信部から送信された位置計測用信号に基づいて、前記受信部に対する前記送信部の相対位置を計測する相対位置計測装置と、前記相対位置計測装置が計測した前記送信部と前記受信部との相対位置情報に基づいて、前記移動対象空間において鉛直方向に一軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系における位置座標を算出する位置算出部と、を備えた位置計測システムであって、
前記相対位置計測装置は、前記送信部と前記受信部との相対位置として、前記受信部と前記送信部との相対距離を計測可能に構成され、
前記受信部は、前記移動対象空間において位置を固定して設けられ、前記送信部として、前記移動体における設定高さの固定部に取り付けられた固定送信部と、前記移動体における高さが変動する可動部に取付けられかつ前記移動体における前記固定送信部との平面視での相対位置が設定位置関係である変動送信部とが設けられ、
前記位置算出部が、
前記相対位置計測装置にて計測した前記受信部と前記固定送信部との相対位置情報と前記固定送信部の前記設定高さの情報とに基づいて、前記固定送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出し、
前記固定送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標と前記固定送信部と前記変動送信部との前記設定位置関係の情報とに基づいて、前記変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出し、かつ、
当該変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標と前記相対位置計測装置にて計測した前記受信部と前記変動送信部との相対距離情報とに基づいて、前記変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する可動部高さ算出処理を実行するように構成されている点にある。

すなわち、固定送信部は移動体における設定高さの固定部に取り付けられているから、固定送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標は一定である。また、受信部は移動対象空間において位置を固定して設けられているから、受信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての位置座標は、平面視での位置座標及び高さ方向の位置座標ともに判明している。
このため、位置算出部が固定送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出する場合には、変数として現れるのは固定送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標のみとなり、固定送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標を精度よく算出することができる。

また、固定送信部と変動送信部との平面視での相対位置は設定位置関係として予め決まっているから、位置算出部は、固定送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標に基づいて、設定位置関係として予め決まった位置関係を有する変動送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標を、上記固定送信部の平面視での位置座標と同じ精度で精度よく算出することができる。

このように、位置算出部が変動送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての位置座標を算出する場合に、精度よく求めることができる平面視での位置座標を利用しているため、受信部と変動送信部との相対位置情報に基づいて変動送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視方向及び高さ方向の位置座標の全てを算出する場合に較べて、高さ方向の位置座標を精度よく算出することができる。

また、上述のように、従来平面視での位置座標を算出するために使用していた構成を用いて、別途高さ方向の位置座標を計測するための計測装置を設置することなく、高さ方向の位置座標を精度よく算出することができるものとなる。

すなわち、本発明にかかる位置計測システムの特徴構成によれば、送信部の平面視での位置座標に加えて送信部の高さ方向での位置座標をも精度よく算出でき、しかもコスト面で有利な位置計測システムを提供できる。

本発明にかかる位置計測システムを備えた物品保管設備の特徴構成は、前記移動対象空間が、物品を保管する保管用空間内に設定され、前記移動体が、前記保管用空間に設定された移動空間を移動自在で、かつ、物品を昇降搬送自在な荷役部を備えたフォークリフトであり、前記変動送信部が、前記荷役部と一体に昇降移動するように構成されている点にある。

すなわち、物品を保管する保管用空間内に設定された移動対象空間を移動して物品を搬送するフォークリフトを備える物品保管設備において、上記位置計測システムは、変動送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を精度よく算出することができるものであるから、変動送信部をフォークリフトにおける物品を昇降搬送自在な荷役部と一体に昇降移動するように取り付けておけば、フォークリフトの荷役部や当該荷役部に支持されている物品の昇降高さに係る情報を精度よく算出することができる。
なお、例えば在庫管理システム等で物品の収納位置を管理するに当たって、上記のように算出したフォークリフトの荷役部や当該荷役部に支持されている物品の昇降高さに係る情報を用いれば、収納部を上下方向に複数並べて備える物品収納棚に物品を収納する場合に、当該物品を上下方向に並ぶ収納部のいずれの段に収納したかを適切に管理することができるものとなる。

実施形態の位置計測システムを備えた物品保管設備の平面図 物品保管設備の一部斜視図 移動体の一例としてのフォークリフトの全体斜視図 移動体の一例としてのフォークリフトの平面図 位置計測システムの構成を示すブロック図 可動部高さ算出処理を示すフローチャート 受信部に対する固定送信部の相対位置の検出方法を示す図 固定送信部と可動送信部との相対位置関係を示す図 可動送信部の高さ方向の位置座標の算出方法を示す図

以下、本発明の位置計測システムを備えた物品保管設備の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の物品保管設備としての倉庫Ａの平面図であり、図２は、倉庫Ａの一部を示す斜視図である。
本実施形態の倉庫Ａは壁体Ａｗで包囲されて構成されており、その内部空間２に、物品を収納する収納部５Ｓを棚横幅方向及び棚上下方向に並べて備える複数の物品収納棚５と、物品の受け渡しのための荷受台６が設置されている。また、倉庫Ａの内部空間２における物品収納棚５又は荷受台６の設けられていない空間は、物品Ｂを搬送する移動体としてのフォークリフト１が走行する移動対象空間となる。

図１〜図４に示すように、フォークリフト１は、車体本体１ｈの前方に備えられたマスト１ｍに案内されて昇降移動自在な荷役部としてのフォーク１ｎを備えて構成されている。そして、作業者が車体本体１ｈに備えられる運転操作部に乗って、車体本体１ｈの走行操作を行うとともにフォーク１ｎの昇降を操作することによって、フォーク爪１ｎｆをパレットＢｐの孔部に挿通して物品Ｂを載置支持する形態で物品Ｂを搬送する。本実施形態では、物品Ｂを収納部５Ｓに入庫するに際しては、物品ＢがパレットＢｐ上に載置された状態で搬送元から搬送され、フォークリフト１が収納対象の収納部５Ｓに対応して設定された所定位置に到着すると、物品ＢはパレットＢｐごと荷降ろしされて、入庫される。一方、物品Ｂを収納部５Ｓから出庫するに際しては、物品ＢがパレットＢｐごと荷揚げされ、搬送先に搬送される。

フォークリフト１には、当該フォークリフト１の位置を検出するための位置計測用信号としての電波を送信自在な送信部としてのタグＳが設けられている。タグＳは、固定送信部としての第１固定タグＳ１ａ及び第２固定タグＳ１ｂの２つの固定タグＳ１と、変動送信部としての１つの変動タグＳ２とから構成されている。なお、本実施形態では、応答性を良くするためにタグＳをアクティブタグとすることが望ましい。

第１固定タグＳ１ａ及び第２固定タグＳ１ｂはフォークリフト１の運転操作部の屋根部１ｒに、フォークリフト１の横幅方向に離間して取り付けられている。また、変動タグＳ２は、フォークリフト１前方のフォーク１ｎに取り付けられた支柱１ｐの上端に取り付けられている。支柱は、フォーク１ｎが昇降下限位置に位置する場合において屋根部１ｒに近接する位置となるように構成されている。
本実施形態において、屋根部１ｒが、フォークリフト１における設定高さの固定部に相当し、支柱１ｐの上端が、フォークリフト１における高さが変動する可動部に相当する。
図４に示すように、変動タグＳ２は、第１固定タグＳ１ａ及び第２固定タグＳ１ｂとの平面視での相対位置が不変の設定位置関係となっている。
なお、本実施形態において、変動タグＳ２を支柱１ｐの上端に取り付けるのは、フォーク１ｎに物品Ｂを載置支持した場合において、変動タグＳ２が当該フォーク１ｎに載置支持した物品Ｂの陰になって後述するアクセスポイントＪとの通信を阻害されないようにするためである。

図１及び図２に示すように、倉庫Ａの内部空間２には、タグＳから送信された位置計測用信号を受信自在な複数のアクセスポイントＪが、内部空間２の内部空間に分散する形態で設けられている。複数のアクセスポイントＪの夫々は、当該内部空間２の鉛直方向に沿う方向（高さ方向。図２にてＺ軸で示す）において内部空間２の天井部に近接した箇所に、位置を固定して設けられている。

本実施形態では、位置計測用信号として超広帯域無線（ＵＷＢ）方式の７．２５ＧＨｚ〜１０．２５ＧＨｚの無線信号を用いており、タグＳが、数ナノ秒という短いパルス信号を出力したときの複数のアクセスポイントＪに到達する時間のずれを後述する相対位置計測装置が計測することで、平均誤差３０ｃｍ程度の高い精度でタグＳの３次元での位置計測ができるようになっている。

倉庫Ａの内部空間２とは異なる箇所に、測位用コンピュータＨが設置されている。
測位用コンピュータＨは、演算部と記憶部とを備え、さらに、入出力装置として表示部、キーボード及びマウス等を備えている。

図５に示すように、測位用コンピュータＨは倉庫Ａに保管される物品Ｂの在庫を管理する上位管理装置としての管理コンピュータＨＵとの間で相互に通信可能に構成されている。また、測位用コンピュータＨは、ハブ等のネットワーク機器を介して上記複数のアクセスポイントＪと通信自在に構成されている。

図示はしないが、物品Ｂには物品識別情報が記録されたＲＦＩＤやバーコードが取り付けられ、各別に識別自在となっている。そして、管理コンピュータＨＵは、物品Ｂの識別情報と上記収納部５Ｓに対して各別に付与された収納部識別情報とを対応付けて管理することで、在庫管理を行うようになっている。

測位用コンピュータＨは、記憶部に記憶されているプログラムモジュールを演算部にロードして実行可能に構成されており、複数のプログラムモジュールを実行可能に構成されている。
プログラムモジュールとして、少なくとも、アクセスポイントＪから取得した情報に基づいて、アクセスポイントＪとタグＳとの相対距離及びアクセスポイントＪから見たタグＳの角度を算出する相対位置算出プログラムと、上記相対位置算出プログラムでの算出結果に基づいて、内部空間２において鉛直方向にＺ軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系（図２のＸ−Ｙ−Ｚの３軸で示す座標系）におけるタグＳの位置座標を算出する位置座標算出プログラムとが実装されている（位置座標の算出方法については後述する）。
図５において、測位用コンピュータＨは、上記相対位置算出プログラムを実装することで相対位置算出部Ｈ１を備えており、上記位置算出プログラムを実装することで位置算出部Ｈ２を備えている。

管理コンピュータＨＵは、物品収納棚５から物品Ｂを搬出する場合、又は、物品収納棚５に物品Ｂを収納する場合に、測位用コンピュータＨから送信されたタグＳの位置座標（平面視位置及び高さ方向の位置）に基づいて、物品Ｂが収納または搬出される収納部５Ｓを識別する。

測位用コンピュータＨで実行される可動部高さ算出処理を、図６のフローチャートに基づいて説明する。
測位用コンピュータＨは、タグＳ（固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ，及び、変動タグＳ２）の位置座標を取得すべく、複数のアクセスポイントＪの夫々に問合せ要求を指令する（ステップ＃１）。

アクセスポイントＪは、上記問合せ要求が指令されると、問合信号電波を倉庫Ａの内部空間２に向けて同時に放射する。固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ，及び、変動タグＳ２は、問合信号電波を受信すると、自己の識別番号を含んだ返信信号電波を送信する。
アクセスポイントＪは、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ，及び、変動タグＳ２から送信された電波を受信する。

図７に示すように、測位用コンピュータＨは上記のようにアクセスポイントＪが受信した固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ，及び、変動タグＳ２夫々からの電波の到達時間に基づいて、アクセスポイントＪと固定タグＳ１ａとの間の相対距離Ｄ１、アクセスポイントＪと固定タグＳ１ｂとの間の相対距離Ｄ２、及びアクセスポイントＪと変動タグＳ２との間の相対距離Ｄ３を算出する。

また、アクセスポイントＪには、当該アクセスポイントＪに対するタグＳの存在方向の角度を検出する機能が備えられている。
測位用コンピュータＨは、図７に示すように、アクセスポイントＪから固定タグＳ１ａの平面視での存在方向の角度θ１と、固定タグＳ１ｂの平面視での存在方向の角度θ２とを取得するように構成されている。

測位用コンピュータＨは、上記アクセスポイントＪと固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ，及び、変動タグＳ２夫々との間の相対距離、及び、アクセスポイントＪからみた固定タグＳ１ａ及びＳ１ｂ夫々の存在方向の角度に係る情報（すなわち、アクセスポイントＪに対する固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ、変動タグＳ２の相対位置）を算出する（ステップ＃２）。
つまり、測位用コンピュータＨがプログラム形式で備える相対位置算出部Ｈ１が本願発明における相対位置計測装置に相当する。

なお、本実施形態では、タグからの電波の受信強度が強い複数（例えば４つ）のアクセスポイントＪを選択して、複数のアクセスポイントＪの夫々とそのアクセスポイントＪに対するタグＳとの相対位置を算出するように構成されている。

さらに、測位用コンピュータＨは、上記アクセスポイントＪに対する固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂの夫々の相対位置情報と、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂの取付け高さの情報とに基づいて、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ夫々の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出する（ステップ＃３）。

固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂは、上述のように設定高さに位置する屋根部１ｒに取り付けられており、その取付け高さが変動しないため、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ夫々のＺ軸方向の位置座標ｚ１及びｚ２は既知である。このため、固定タグＳ１ａの三次元直交座標系についての位置座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）及び固定タグＳ１ｂの三次元直交座標系についての位置座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）のうち、Ｚ軸方向の位置座標ｚ１及びｚ２を固定して、固定タグＳ１ａの三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ１，ｙ１）、及び、固定タグＳ１ｂの三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ２、ｙ２）を、複数のアクセスポイントＪと当該固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂとの相対位置情報に基づいて求めることができる。

このとき、倉庫Ａの内部空間２は、平面視（Ｘ−Ｙ）方向の長さよりも高さ（Ｚ）方向の長さのほうが薄い扁平状に構成されているため、アクセスポイントＪと固定タグＳ１との距離は高さ（Ｚ）方向よりも平面視（Ｘ−Ｙ）方向の方が大きい可能性が高い。
一般に、アクセスポイントＪとタグＳとの距離が離れているほど位置座標の算出精度が向上するから、固定タグＳ１の三次元直交座標系についての位置座標のうち、平面視での位置座標の方が高さ方向の位置座標よりも精度よく求められる。
このため、固定タグＳ１の三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ２、ｙ２）は、精度よく求められることになる。

上述したように、アクセスポイントＪとタグＳとの相対位置を、複数のアクセスポイントＪ夫々について導出しているため、固定タグＳ１（固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ）の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標を複数のアクセスポイントＪ夫々について導出する。上記複数のアクセスポイントＪ夫々について導出した複数の位置座標は、夫々のアクセスポイントＪが有する検出誤差（検出タイミング誤差や検出角度誤差等）を含んでいるが、複数の位置座標の平均値を固定タグＳ１の位置座標として用いることによって、上記検出誤差の影響を低減させることができる。

次に、測位用コンピュータＨは、固定タグＳ１ａの三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ１，ｙ１）及び固定タグＳ１ｂの三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ２，ｙ２）に基づいて、変動タグＳ２の三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）を算出する（ステップ＃４）。

このとき、図８に示すように、変動タグＳ２が高さ方向に変位しても、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂと変動タグＳ２との平面視での相対位置関係は不変である（設定位置関係を維持している）ため、当該設定位置関係の情報に基づいて、変動タグＳ２の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）は、単純な幾何学的計算によって上記固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂと同オーダーの高い精度で算出することができる。

続いて、測位用コンピュータＨは、図９に示すように、変動タグＳ２の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）と、上記アクセスポイントＪと変動タグＳ２との相対位置情報としての相対距離Ｄ３とに基づいて、変動タグＳ２のＺ軸方向の位置座標（ｚ３）を算出する（ステップ＃５）。

すなわち、変動タグＳ２の移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）は上記ステップ＃４にて精度よく算出されているため、アクセスポイントＪの平面視での位置座標（ｘ０，ｙ０）と上記変動タグＳ２の平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）との間の距離とアクセスポイントＪと変動タグＳ２との相対位置情報としての相対距離Ｄ３とが分かれば、変動タグＳ２のＺ軸方向の位置座標（ｚ３）を計算により求めることができる。

このようにして、変動タグＳ２の内部空間２における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を、精度よく算出することができる。
具体的には、アクセスポイントＪが地上から高さｈ（すなわちｚ0の座標値）の位置に備えられている場合、アクセスポイントＪの平面視での位置座標（ｘ０，ｙ０）と上記変動タグＳ２の平面視での位置座標（ｘ３，ｙ３）との間の距離とアクセスポイントＪと変動タグＳ２との相対位置情報としての相対距離Ｄ３とから、Ｚ軸方向に見て変動タグＳ２の位置がアクセスポイントＪの設置高さｚ０から下方にどれだけ離れているか（図９のＺ’に相当）が算出できる。このＺ’は、Ｚ’＝ｈ−ｚ３の関係を有するので、ｚ３＝ｈ−Ｚ’となる。これより、ｚ３を算出することができる。

なお、この場合においても、複数（例えば４つ）のアクセスポイントＪと変動タグＳ２との相対位置情報としての複数の相対距離Ｄ３に基づいて複数の変動タグＳ２のＺ軸方向の位置座標（ｚ３）を算出し、それらの平均値を変動タグＳ２のＺ軸方向の位置座標（ｚ３）とするように算出することで、より精度よく変動タグＳ２のＺ軸方向の位置座標（ｚ３）を算出することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、位置計測用信号として、ＵＷＢ方式の無線信号を用いる形態を説明したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１にて規定された無線通信方式）の無線信号や超音波等を用いる構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、２つ以上のアクセスポイントＪとタグＳとの相対位置を計測し、その計測結果に基づいて、固定タグＳ１の位置座標、または変動タグＳ２の位置座標を算出する構成を説明したが、このような構成に限定されるものではなく、単一のアクセスポイントＪとタグＳとの相対位置を計測し、その計測結果に基づいて、固定タグＳ１の位置座標、または変動タグＳ２の位置座標を算出するものであってもよい。

（３）上記実施形態では、位置計測システムを壁体に包囲された室内空間としての物品保管設備に備える構成を説明したが、このような構成に限定されるものではなく、屋外の保管設備に本発明の位置計測システムを適用しても良い。
また、適用可能なアプリケーションは、物品保管設備に限定されるものではなく、移動体の高さ方向の位置座標を算出する必要がある設備であれば各種の設備に適用可能である。

（４）上記実施形態では、固定タグＳ１を、第１固定タグＳ１ａ及び第２固定タグＳ１ｂの２つで構成する例を説明したが、移動体が直線経路を走行するたとえばスタッカークレーンであるような場合には、固定タグＳ１を１つだけ設ける構成としてもよい。すなわち、上記スタッカークレーンにおいては、平面視における移動体の向きが不変であるため、固定タグＳ１を１個だけ設ける構成としても変動タグＳ２との位置関係を一定の設定位置関係に維持することができる。

（５）上記実施形態では、変動タグＳ２を１つだけ備える構成を説明したが、変動タグＳ２を２つ或いはそれ以上設ける構成としてもよい。

（６）上記実施形態では、測位用コンピュータＨに相対位置計測装置の機能を実装する例を説明したが、アクセスポイントＪに相対位置計測装置の機能を実装するようにしてもよい。この場合、検出したアクセスポイントＪに対するＵＷＢタグの相対位置の情報を、ＬＡＮ等のネットワークを介して測位用コンピュータＨに送信するように構成すればよい。

（７）上記実施形態では、固定タグＳ１と変動タグＳ２との設定位置関係が、平面視での相対位置が不変であるように構成したが、例えば、マスト１ｍが車体本体１ｈに対して前後方向に出退移動するように構成されたフォークリフトである場合、マスト１ｍの出退移動距離を検出可能な検出部を設け、マスト１ｍの出退基準位置からの出退移動距離を補正して固定タグＳ１と変動タグＳ２との位置関係を算出する構成としても良い。

（８）上記実施形態では、タグＳをアクティブタグとする構成を例示したが、タグＳをパッシブタグとしてもよい。

（９）上記実施形態では、変動タグＳ２をフォークリフト１前方のフォーク１ｎに取り付けられた支柱１ｐの上端に取り付ける構成を例示したが、変動タグＳ２の取付け位置は、フォーク１ｎによる物品Ｂの昇降移動に伴ってその高さが変化する位置であれば任意に変更することができる。なお、この場合においても、変動タグＳ２がフォーク１ｎに載置支持した物品ＢによってアクセスポイントＪとの通信を阻害されない位置とすることが望ましい。

（１０）上記実施形態において、アクセスポイントＪがタグＳの存在方向の角度を検出する機能とタグＳとの間の距離を計測する機能との双方を備えている場合について例示したが、これに代えて、アクセスポイントＪを、固定タグＳ１に関してはその存在方向の角度（すなわち、平面視での角度θ及び側面視での角度φ）を検出する機能のみを備えるものとしてもよく、又は、固定タグＳ１との間の距離Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）を計測する機能のみを備えるものとしてもよい。

アクセスポイントＪが固定タグＳ１の存在方向の角度を検出する機能のみを備えるものである場合、固定タグＳ１の位置を計測する方法として、アクセスポイントＪに4対する固定タグＳ１からの位置計測用信号の到達角度に基づいて固定タグＳ１の位置を計測する方式であるＡＯＡ（Angle Of Arrival）方式を用いる。また、アクセスポイントＪが固定タグＳ１との間の距離を計測する機能のみを備えるものである場合、固定タグＳ１の位置を計測する方法として、固定タグＳ１から発信された位置計測用信号が複数のアクセスポイントＪに到達するまでの時間差に基づいてタグＳの位置を計測する方式であるＴＤＯＡ（Time Difference Of Arrival）方式を用いる。

すなわち、アクセスポイントＪが、固定タグＳ１についてその存在方向の角度を検出する機能のみを備えるものである場合には、アクセスポイントＪに対する固定タグＳ１の存在方向の角度（図７に示す平面視での角度θ（θ１、θ２）、及び、図９に示す側面視での角度φ（φ１））を計測し、アクセスポイントＪから角度θ及び角度φで示される向きに向くベクトルを求める存在方向ベクトル演算処理を行う。この存在方向ベクトル演算処理を複数のアクセスポイントＪの夫々について行うことによって、固定タグＳ１に対して複数のベクトルが求められる。このベクトルが相互に最も近接する点の中点の座標を固定タグＳ１の位置座標とすることで、移動対象空間における三次元直交座標系についての固定タグＳ１の位置座標が求められる（複数のベクトルが交わる場合は、その交点の座標を固定タグＳ１の位置座標とする）。なお、測位用コンピュータＨは、上記固定タグＳ１の平面視での位置座標を固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂの夫々について算出する。固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ夫々のＺ軸方向の位置座標ｚ１及びｚ２は既知であるから、固定タグＳ１ａの平面視での位置座標（ｘ１，ｙ１）及び固定タグＳ１ｂの平面視での位置座標（ｘ２，ｙ２）を精度よく求めることができる。

また、アクセスポイントＪが、固定タグＳ１については当該固定タグＳ１との間の距離を計測する機能のみを備えるものである場合には、移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での固定タグＳ１の位置座標を、固定タグＳ１から発信された位置計測用信号が複数のアクセスポイントＪ夫々に到達する時間の差に基づいて導出した複数のアクセスポイントＪと固定タグＳ１との間の距離に基づいて算出する。つまり、複数のアクセスポイントＪを中心とし、計測した固定タグＳ１との間の距離を半径とする複数の球殻の交線の中点（複数の球殻の全てが交わる場合は、その交点）の座標を算出する。この中点又は交点の座標を移動対象空間における三次元直交座標系についての平面視での固定タグＳ１の位置座標とする。なお、測位用コンピュータＨは、上記固定タグＳ１の位置座標を固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂの夫々について算出する。

続いて、固定タグＳ１ａ、Ｓ１ｂ夫々の平面視での位置座標に基づいて、変動タグＳ２の平面視での位置座標（ｘ３、ｙ３）を算出する。そして、変動タグＳ２の平面視での位置座標（ｘ３、ｙ３）を表す直線（Ｘ−Ｙ平面と直交する鉛直線）と、アクセスポイントＪと変動タグＳ２との間の相対距離Ｄ３を半径とする球殻との交点の座標を算出する。アクセスポイントＪと変動タグＳ２との間の相対距離Ｄ３を半径とする球殻との交点の座標が、変動タグＳ２の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向を含む位置座標となる。このようにして、変動タグＳ２の高さ方向の位置座標ｚ３が算出できる。
なお、上記の場合、アクセスポイントＪと変動タグＳ２との間の相対距離Ｄ３を半径とする球殻との交点は２つ存在するため、移動対象空間内に存在する座標を選択する。

なお、固定タグＳ１の位置を計測する方法としては、上述のＡＯＡ方式又はＴＤＯＡ方式以外の方式を用いてもよい。また、上述の説明では、アクセスポイントＪが固定タグＳ１の存在方向の角度を検出する機能のみを備える場合にＡＯＡ方式を適用し、アクセスポイントＪが固定タグＳ１との間の距離を計測する機能のみを備えるものである場合にＴＤＯＡ方式を適用する例を説明したが、アクセスポイントＪが固定タグＳ１の存在方向の角度を検出する機能と固定タグＳ１との間の距離を計測する機能との双方を備える場合であっても、ＡＯＡ方式又はＴＤＯＡ方式のいずれか一方を用いる構成としてもよい。また、アクセスポイントＪが固定タグＳ１の存在方向の角度を検出する機能と固定タグＳ１との間の距離を計測する機能との双方を備える場合に、同一のアクセスポイントＪを用いてＡＯＡ方式とＴＤＯＡ方式との双方を用いて固定タグＳ１の位置を計測し、夫々の方式で求めた固定タグＳ１の位置座標の中間点を固定タグＳ１の位置座標とすることによって、計測精度の向上を図るようにしてもよい。

１ 移動体
１ｎ 荷役部
１ｐ 可動部
１ｒ 固定部
Ａ 物品保管設備
Ｂ 物品
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 相対位置情報
Ｈ１ 相対位置計測装置
Ｈ２ 位置算出部
Ｊ 受信部
Ｓ 送信部
Ｓ１ 固定送信部
Ｓ２ 変動送信部

Claims (2)

1. 移動対象空間を移動自在な移動体に設けられかつ当該移動体の位置を検出するための位置計測用信号を送信自在な送信部と、
   前記送信部から送信された位置計測用信号を受信自在な受信部と、
   前記送信部から送信された位置計測用信号に基づいて、前記受信部に対する前記送信部の相対位置を計測する相対位置計測装置と、
   前記相対位置計測装置が計測した前記送信部と前記受信部との相対位置情報に基づいて、前記移動対象空間において鉛直方向に一軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系における前記送信部の位置座標を算出する位置算出部と、を備えた位置計測システムであって、
   前記相対位置計測装置は、前記送信部と前記受信部との相対位置として、前記受信部と前記送信部との相対距離を計測可能に構成され、
   前記受信部は、前記移動対象空間において位置を固定して設けられ、
   前記送信部として、前記移動体における設定高さの固定部に取り付けられた固定送信部と、前記移動体における高さが変動する可動部に取付けられかつ前記移動体における前記固定送信部との平面視での相対位置が設定位置関係である変動送信部とが設けられ、
   前記位置算出部が、
   前記相対位置計測装置にて計測した前記受信部と前記固定送信部との相対位置情報と前記固定送信部の前記設定高さの情報とに基づいて、前記固定送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出し、
   前記固定送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標と前記固定送信部と前記変動送信部との前記設定位置関係の情報とに基づいて、前記変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標を算出し、かつ、
   当該変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての平面視での位置座標と前記相対位置計測装置にて計測した前記受信部と前記変動送信部との相対距離情報とに基づいて、前記変動送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する可動部高さ算出処理を実行するように構成された位置計測システム。
2. 請求項１の位置計測システムを備えた物品保管設備であって、
   前記移動対象空間が、物品を保管する保管用空間内に設定され、
   前記移動体が、前記保管用空間に設定された移動空間を移動自在で、かつ、物品を昇降搬送自在な荷役部を備えたフォークリフトであり、
   前記変動送信部が、前記荷役部と一体に昇降移動するように構成された物品保管設備。

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