JPH0727852A

JPH0727852A - 移動体位置検出装置

Info

Publication number: JPH0727852A
Application number: JP5175440A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Katsuno; 歳康勝野; Shigeru Uenishi; 茂上西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1995-01-31
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JP3018837B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は移動体上の受信機と地上側の送信機
との距離を測定し、その値に基づいて移動体の位置を検
出する移動体位置検出装置に関し、受信機と送信機との
間に障害物が介在する場合には位置検出を停止すること
を目的とする。【構成】車両１１に２台の超音波発振器１３Ｒ，１３
Ｌと電磁波受信機１５とを配設する。車庫１２側に２台
のマーカ１６ｒ，１６ｌと電磁波送信機１８を設置す
る。超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間距離をｗ、マーカ１
６ｒ，１６ｌ間距離をＷとする。マーカ１６ｒ，１６ｌ
が発する超音波信号が超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌに到
達スルまでの時間を計測することにより距離Ｒｒ，Ｌ
ｒ，Ｒｌ，Ｌｌを測定する。Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌと
ｗとから車両１１の位置データを求めると共にＷを算出
する。Ｗが不適切な値である場合は位置データを更新し
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体位置検出装置に係
り、特に移動体上の２点に設置した受信機と地上側の２
点に設置した送信機との距離を検出し、その距離データ
を基に予め設定した座標内における移動体位置を検出す
る移動体位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地上の２点に送信機を設置
し、また移動体上の２点に受信機を設置し、それぞれの
送・受信機間距離を検出して移動体の位置検出を行う装
置が知られている。例えば特開平１−２３１８０８号公
報は、これら送・受信機として超音波発振器及び超音波
受信機を用いた装置を開示している。

【０００３】上記公報記載の装置は、地上側に設置され
た送信機から発せられた超音波が移動体側の受信機に到
達するまでの時間を計測することにより各受信機につ
き、２台の送信機に対する距離を検出する。このため、
２台の送信機の設置位置を基準として予め地上に座標を
設定しておけば、各受信機について座標上の位置が決定
される。そして、移動体上の２点に設置された受信機の
それぞれについて座標が決定すれば、その座標に対する
移動体の角度も決定することになる。

【０００４】このように、上記公報記載に開示される移
動体位置検出装置によれば、地上に設定された座標に対
する移動体の位置、及び進行方向が検出可能であり、例
えば移動体の誘導装置、または自動操縦装置等へ広く応
用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、送信機
を発した超音波が受信機に到達するまでの時間を基に送
・受信機間距離を検出する場合、両者間に何らかの障害
物が存在するとその距離を正確に測定することができな
くなる事態が生ずる。送信機と受信機との間に障害物が
存在する場合、受信機には何らかの物体で反射した間接
波、すなわち迂遠な経路を伝播してきた超音波が到達す
ることとなり、現実の送・受信機間距離に対して不当に
長い伝播時間が検出されるからである。

【０００６】上記従来の装置は、かかる事態に対処する
手段を何ら備えていないものであり、地上の送信機と移
動体上の受信機との間に障害物が存在すると、直接その
影響を被るという問題を有していた。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、検出した送・受信機間の距離データに基づい
て、予め距離が判っている送信機間距離または受信機間
距離を演算し、その値が適正である場合にのみ距離デー
タを採用することにより上記の課題を解決し得る移動体
位置検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成する移動体位置検出装置の原理構成図を示す。すなわ
ち、上記の目的は、図１に示すように互いに離間配置さ
れた２台の送信機１ｒ，１ｌと、互いに離間配置された
２台の受信機２Ｒ，２Ｌと、前記２台の送信機１ｒ，１
ｌ若しくは前記２台の受信機２Ｒ，２Ｌの一方を搭載し
た移動体と、他方を設置した基準物と、各送信機１ｒ，
１ｌと各受信機間２Ｒ，２Ｌの距離を検出する距離検出
手段３と、前記距離検出手段３で検出した距離データに
基づいて、基準物と移動体との相対位置を演算する位置
演算手段４とを備える移動体位置検出装置において、前
記距離検出手段３で検出した距離データに基づいて、間
隔が既知である前記２台の受信機１ｒ，１ｌ間距離及び
前記２台の送信機２Ｒ，２Ｌ間距離の少なくとも一方を
演算する既知距離演算手段５と、該既知距離演算手段５
の演算結果と既知の距離データとを比較することによ
り、前記距離検出手段３の検出データの正誤を判定する
正誤判定手段６とを備えてなる移動体位置検出装置によ
り達成される。

【０００９】

【作用】本発明に係る移動体位置検出装置において、前
記送信機１ｒ，１ｌを発した信号が、それぞれ前記受信
機２Ｒ，２Ｌに到達すると、前記距離検出手段３は、前
記送信機１ｒを発した信号が前記受信機２Ｒ，２Ｌに到
達するまでの伝播時間、及び前記送信機１ｌを発した信
号が前記受信機２Ｒ，２Ｌに到達するまでの伝播時間を
それぞれ計測する。

【００１０】そして、前記距離検出手段３は、このよう
にして計測した伝播時間と、前記送信機１ｒ，１ｌの発
する信号の伝播速度とに基づいて、前記送信機１ｒと前
記受信機２Ｒ，２Ｌとの距離、及び前記送信機１ｌと前
記受信機２Ｒ，２Ｌとの距離を演算する。

【００１１】前記位置演算手段４は、演算された４つの
距離データに基づいて、前記２台の送信機１ｒ，１ｌと
前記２台の受信機２Ｒ，２Ｌの一方を基準として予め設
定しておいた座標上における他方を位置、及び座標軸に
対する傾きを演算する。これにより、当該移動体の前記
基準物に対する相対位置が検出される。

【００１２】一方、前記既知距離演算手段５は、前記距
離検出手段３の検出した４つの距離データに基づいて、
前記送信機１ｒ，１ｌ間距離ｗ及び前記受信機２Ｒ，２
Ｌ間距離Ｗの少なくとも一方を逆算する。この場合、前
記送信機１ｒ，１ｌ間に何らの障害物もなく適切な距離
測定が実行されていれば、逆算値は既知の距離データと
ほぼ等しく、また、障害物等の影響で距離データが大き
く誤検出された場合は、逆算値が既知の距離データとは
大幅に異なる値として演算される。

【００１３】従って、前記正誤判定手段６において前記
既知距離演算手段５の演算結果と既知の距離データとの
比較を行うことにより、前記距離検出手段３で検出した
距離データが適正値であるか否かを判断することがで
き、障害物等の影響を排除することが可能となる。

【００１４】

【実施例】図２は、本発明の一実施例である移動体位置
検出装置１０の構成を表す全体図を示す。尚、本実施例
の移動体位置検出装置１０は、車両１１を車庫１２へ誘
導する装置として設けられたものである。

【００１５】ここで図２は、車両１１がフロントを左、
リアを右方向に向けた状態を表している。車両１１のリ
ア左右コーナ部には、前記した受信機２Ｒ，２Ｌに相当
する超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌが配設されている。こ
の超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌは、例えば振動板にＰＺ
Ｔ（チタン酸ジルコン酸鉛）素子等を接合してなり、空
気中を伝播する超音波振動を検出して、その振動と同周
期の電圧信号を発生し得るものである。ここで、これら
の超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌは、互いの間隔を所定距
離ｗとして配設している。

【００１６】これら超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌは、共
に制御装置１４に電気的に接続されている。この制御装
置１４は、前記した距離検出手段３、位置演算手段４、
既知距離演算手段５、及び正誤判定手段６を実現する本
実施例装置の要部である。ここで、本実施例の制御装置
１４には、上記した超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌの他、
特定周波数の電磁波を検出する電磁波受信機１５が接続
されている。従って、空気中に検出すべき電磁波が伝播
された場合、適切にその発生時期を検出することができ
る。

【００１７】また、車庫１２の入口両側には、前記した
送信機１ｒ，１ｌに相当するマーカ１６ｒ，１６ｌが、
車庫１２の幅と等しい距離Ｗ離れて設置されている。こ
れらのマーカ１６ｒ，１６ｌは、信号発生装置１７に接
続され、それぞれ信号発生装置１７から供給される電圧
信号を超音波に変換し、その超音波信号を車庫１２の前
方に向けて発する。

【００１８】ここで、本実施例の信号発生装置１７に
は、これらマーカ１６ｒ，１６ｌに加え、所定周波数の
電磁波を発生する電磁波送信機１８が接続されている。
そして、この電磁波送信機１８も、マーカ１６ｒ，１６
ｌと同様に信号発生装置１７の指示に従って、適当な時
期に電磁波を発生する。

【００１９】以下、上記した超音波及び電磁波信号を用
いて、図２に示すマーカ１６ｒ，１６ｌと超音波受発振
器１３Ｒ，１３Ｌとの距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌを検
出する原理について説明する。

【００２０】図３は、上記図２に示す距離Ｒｒ，Ｌｒ，
Ｒｌ，Ｌｌを検出すべくマーカ１６ｒ，１６ｌ、電磁波
送信機１８と、超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ、電磁波受
信機１５との間で授受される超音波信号及び電磁波信号
の状態を表すタイムチャートを示す。

【００２１】図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、本実施例の電磁波送信機１８及びマーカ１６ｒ，１
６ｌからは、電磁波信号と一方の超音波信号とが同時に
送信される。この場合、電磁波送信機１８は、周波数や
継続時間等によりｒ信号とｌ信号とを区別して発信する
ことができ、マーカ１６ｒと同期して電磁波を発する際
にはｒ信号を、またマーカ１６ｌと同期して電磁波を発
する際にはｌ信号を発生する。

【００２２】ところで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、時刻ｔ₀において電磁波送信機１８のｒ信号と、マ
ーカ１６ｒの超音波信号とが同時に発せられた場合、両
信号の伝播速度の差に起因して、車両１１にこれらの信
号が到達する時刻には差が生ずる。

【００２３】つまり、光速と同等の伝播速度を有するｒ
信号は、電磁波送信機１８から発せられるとほぼ同時に
電磁波受信機１５に到達し、その時刻は図３（Ｄ）に示
すようにｔ₀と見なすことができる。一方、マーカ１６
ｒを発した超音波信号は、空気中を音速で伝播し、マー
カ１６ｒとの距離に応じた伝播時間の後に超音波発振器
１３Ｒ，１３Ｌのそれぞれに到達する。

【００２４】従って、図２に示すようにＲｒがＬｒに比
べて長い場合には、図３（Ｆ），（Ｈ）に示すように超
音波発振器１３Ｌが超音波信号を受信する時刻ｔ₁に遅
れて、超音波発振器１３Ｒは時刻ｔ₂にその信号を受信
することになる。

【００２５】そして、電磁波受信機１５が電磁波を受信
してから超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌが超音波信号を受
信するまでに要する時間、すなわち超音波信号の伝播時
間“ｔ₂−ｔ₀”及び“ｔ₁−ｔ₀”は、それぞれマー
カ１６ｒと超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌとの距離を表す
特性値としての意味を持つ。

【００２６】本実施例装置においては、この伝播時間を
計量するカウンタＣ_R，Ｃ_Lを制御装置１４内に設けて
伝播時間を検出している。そして、上記したようにｒ信
号を受信した直後におけるカウンタＣ_Rの値を図３
（Ｅ）に示すように距離Ｒｒに対するカウント値Ｃ_Rrと
して、またカウンタＣ_Lの値を図３（Ｇ）に示すように
距離Ｌｒに対するカウント値Ｃ_Lrとして認識する。

【００２７】同様に、図３（Ａ），（Ｃ）に示す如く時
刻ｔ₃において電磁波送信機１８とマーカ１６ｌとから
それぞれｌ信号と超音波信号が発せられた際に、電磁波
受信機１５がｌ信号を検知してから各超音波発振器１３
Ｒ，１３Ｌに超音波信号が到達するまでの時間“ｔ₄−
ｔ₃”及び“ｔ₅−ｔ₃”を計量すれば、その計量値が
１６ｌと超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌとの距離Ｒｌ，Ｌ
ｌを表すことになる。

【００２８】そこで、本実施例においては、上記したカ
ウンタＣ_R，Ｃ_Lが、それぞれｌ信号受信直後にカウン
トした値を、距離Ｒｌに対応したカウント値Ｃ_Rl，Ｃ_Ll
として認識することとしている。この結果、カウンタＣ
_R，Ｃ_Lの値を監視することにより容易にマーカ１６
ｒ，１６ｌと超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌとの距離Ｒ
ｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌを検出することが可能となる。

【００２９】ところで、マーカ１６ｒ，１６ｌの位置を
基準として予め地上に座標が設定されているとすれば、
距離Ｒｒ，Ｒｌが決まれば超音波発振器１３Ｒの座標は
決定する。同様に距離Ｌｒ，Ｌｌが決定すれば、超音波
発振器１３Ｌの位置が決定する。つまり、上記したよう
に距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌの検出が可能である場
合、車両１１上の２点につき座標が特定できることにな
る。

【００３０】そして、車両１１上の２点について座標が
特定できれば、車両１１の位置と共に車両１１の座標軸
に対する姿勢角を特定することができる。具体的には、
例えば図４に示すように車庫１２の幅方向にｘ軸、奥行
き方向にｙ軸を設定すると、車両１１の後輪軸中心の座
標（Ｘ，Ｙ）、及び車両１１の長手方向の軸とｘ軸との
成す角である姿勢角θは、上記したマーカ１６ｒ，１６
ｌと超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌとの距離Ｒｒ，Ｌｒ，
Ｒｌ，Ｌｌ、及び超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間距離ｗ
により、以下のように特定することができる。

【００３１】

【数１】

【００３２】尚、上記（１）式中Ｓは、超音波発振器１
３Ｒ，１３Ｌの配設される車両１１後端部から、車両１
１の後輪軸１１ａまでの距離であり、Ｋ₁，Ｋ₂，
Ｙ₁，Ｙ ₂，α，Ｊ₁，Ｊ₂は、それぞれ以下の式で表
される変数である。

【００３３】

【数２】

【００３４】このように、本実施例の移動体位置検出装
置１０の如く車両１１上の２点と地上の２点との距離を
検出する装置によれば、移動体の位置及び姿勢を検知す
ることができ、例えばステアリング制御及びスロットル
制御等と組み合わせることにより、車庫１２内に車両１
１を自動誘導することも可能である。

【００３５】ところが、かかる移動体位置検出装置１０
を車両１１に搭載して用いる場合は、歩行者や街路樹等
がマーカ１６ｒ，１６ｌと超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ
との間で行われる信号の授受に与える影響を考慮する必
要がある。車両１１が幅広い環境下で使用されることに
鑑みれば、常時良好な状態で信号の授受が実行できると
は限らないからである。

【００３６】図５は、マーカ１６ｌと超音波発振器１３
Ｒとの間に歩行者２０が介在し、車庫１２の脇に存在す
る壁２１で反射した間接波が超音波発振器１３Ｒに入射
している状態を例示したものである。同図に示すよう
に、かかる状況下にあってはマーカ１６ｌを発した超音
波は、マーカ１６ｌと超音波発振器１３Ｒとの直線距離
Ｒｌより長い距離Ｒｌ′を伝播して超音波発振器１３Ｒ
に到達する。

【００３７】従って、マーカ１６ｌを発した超音波が超
音波発振器１３Ｒへ到達するまでに要する時間が本来の
時間に比べて長くなり、制御装置１４では、マーカ１６
ｌと超音波発振器１３Ｒとの直線距離がＲｌ′であると
して検出されることになる。そして、このような誤検出
が行われると、当然に上記（１）式に従って実行される
座標（Ｘ，Ｙ）等の演算結果も誤った値となり、これに
対して何らの対処もされないとすれば、車両１１が誤っ
た位置へ誘導される等の不具合が発生する。

【００３８】ところで、本実施例の移動体位置検出装置
１０は、上記したように距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌ及
び超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間距離ｗによって座標
（Ｘ，Ｙ）と姿勢角θとを演算するものである。この場
合において上記（４）式に示すαは、マーカ１６ｒ，１
６ｌ間距離Ｗに等しい値である。従ってＷは、上記
（２），（３）式により表されるＫ₁，Ｋ₂，Ｙ₁，Ｙ
₂を用いて、以下のように表すことができる。

【００３９】

【数３】

【００４０】ここで、超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間距
離ｗは既知であるから、結局距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌ
ｌが確定すれば、これらの値に基づいてマーカ１６ｒ，
１６ｌ間距離Ｗが演算できることになる。そして、その
演算結果は、距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌが適切に検出
できていれば既知の距離Ｗと等しく、何らかの理由で距
離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌが誤検出されていれば、既知
の距離Ｗと異なる値として演算されることになる。

【００４１】そこで、本実施例の移動体位置検出装置１
０は、距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌを検出したら、それ
らの値に基づいて車両１１の座標（Ｘ，Ｙ）及び姿勢角
θを演算すると共に、マーカ１６ｒ，１６ｌ間距離Ｗを
演算し、その結果が適正な値である場合に限り座標
（Ｘ，Ｙ）及び姿勢角θを適正値として認識することと
した。

【００４２】尚、上記（１）〜（７）式は、検出した距
離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌと既知のｗとから座標（Ｘ，
Ｙ）、姿勢角θ、マーカ１６ｒ，１６ｌ間距離Ｗを求め
る関係式であるが、同様に、距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌ
ｌと既知のマーカ１６ｒ，１６ｌ間距離Ｗとから座標
（Ｘ，Ｙ）、姿勢角θ、超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間
距離ｗを求めることも可能であり、既知の距離としては
ｗ及びＷの何れを用いても検証は可能である。

【００４３】図６は、かかる処理を実現すべく制御装置
１４が実行するルーチンのフローチャートを示す。以
下、同図を参照して、移動体位置検出装置１０の動作説
明を行う。尚、本ルーチンは、制御装置１４を構成する
マイクロコンピュータ等によって実行されるものであ
り、例えば１sec 毎に起動する定期割り込みルーチンで
ある。

【００４４】本ルーチンが起動すると、先ずステップ１
００において上記した手法によりマーカ１６ｒ，１６ｌ
と超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌとの距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒ
ｌ，Ｌｌの測定を行う。本実施例においては、このステ
ップ１００を実行することにより、前記した距離検出手
段３が実現される。

【００４５】そして、超音波信号の伝播時間に基づい
て、これらの距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌを測定した
ら、ステップ１０２へ進み、これらの値及び予め記憶し
てある超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ間距離ｗを上記した
（１）式に代入し、車両１１の後輪軸中心の座標（Ｘ，
Ｙ）と、車両１１の姿勢角θとを演算する。このよう
に、本ステップ１０２は、前記した位置演算手段４に相
当する。

【００４６】以下、ステップ１０４及び１０６は、この
ようにして求めた座標（Ｘ，Ｙ）及び姿勢角θが適正値
であるか否かを判別するステップであり、それぞれ前記
した既知距離演算手段５及び正誤反転手段６に相当する
本実施例の要部ある。

【００４７】すなわち、ステップ１０４では、上記
（７）式に従って、検出したＲｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌ、
及び既知のｗを基にマーカ１６ｒ，１６ｌ間距離Ｗの演
算を行う。そして、ステップ１０６では、Ｗが予め設定
された誤差範囲内の値として演算されているか、つま
り、既知の値Ｗ₀，許容範囲ΔＷに対してＷ₀−ΔＷ＜
Ｗ＜Ｗ＋ΔＷを満たしているか否かの判別を行う。

【００４８】ここで、マーカ１６ｒ，１６ｌ間距離Ｗが
上記した条件を満たしている場合は、上記ステップ１０
０において測定した距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌが、適
切な値であることが担保されることになる。従って、か
かる場合には、演算した座標（Ｘ，Ｙ）、姿勢角θの値
は適正値であると判断して以後の処理を続行する。

【００４９】すなわち、ステップ１０８において後述の
カウンタＮを“０”にクリアした後ステップ１１０へ進
み、車両１１の操舵角制御を行う。次いでステップ１１
２において、現在の車両１１の位置が駐車終了位置であ
るか否かを判別し、駐車終了位置に達していれば、その
まま処理を終了する。また、未だ駐車終了位置に到達し
ていないと判別された場合は、上記ステップ１００へ戻
り、以後車両１１が駐車終了位置に到達したと判別され
るまで繰り返し上記ステップ１００〜１１２の処理を実
行する。

【００５０】ところで、上記ステップ１０６において、
Ｗ₀−ΔＷ＜Ｗ＜Ｗ＋ΔＷが成立しないと判別されるの
は、明らかにＷとして異常な値が演算された場合であ
る。従って、Ｗの基礎となった距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，
Ｌｌの値が適切でない、ひいては距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒ
ｌ，Ｌｌを基に演算した座標（Ｘ，Ｙ），姿勢角θの値
が適切でないと判断することができる。このため、かか
る場合は今回のルーチン処理において演算したＸ，Ｙ，
θの値を更新値として取り込むことなくステップ１１４
へ進む。

【００５１】ステップ１１４は、上記ステップ１０６に
おいて条件不成立とされた回数をカウントするために、
カウンタＮをインクリメントするステップである。この
カウンタＮは、上記したようにステップ１０６の条件が
成立する場合にはステップ１０８においてクリアされる
カウンタである。従って、Ｎの値は、異常値検出の継続
回数を表すことになる。

【００５２】そして、ステップ１１６において、カウン
タＮの値が所定の判定値Ｎ₀を越えているかを判別し、
未だ越えていないと判別された場合には、何らかの軽微
な異常が発生しているものと判断し、ステップ１１８に
おいて「異常データ検出中」の表示を行った後ステップ
１００以降の処理を繰り返し実行する。

【００５３】従って、上記図５に示すように超音波発振
器１３Ｒ，１３Ｌとマーカ１６ｒ，１６ｌとの間に歩行
者２０等の障害物が継続的に介在する場合は、本ルチー
ンが起動される毎にステップ１０６の条件が不成立とな
り、何れステップ１１６の条件Ｎ＞Ｎ₀が成立すること
になる。

【００５４】このため、本実施例においては、ステップ
１１６においてＮ＞Ｎ₀が成立するまで異常状態が継続
した場合には、ステップ１２０へ進んでＮを“０”にク
リアした後ステップ１２２へ進み、例えば「駐車位置の
検出不可。センサ間の障害物を移動下さい。」等のコー
ルまたは表示を行って処理を終了することとした。

【００５５】この結果、本実施例の移動体位置検出装置
１０においては、適正値であることの担保された距離Ｒ
ｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌデータに基づいて演算された座標
（Ｘ，Ｙ）及び姿勢角θだけが適正データとして採用さ
れることとなり、車両１１位置の検出精度を常時高い水
準に維持することができる。

【００５６】そして、図６に示すルーチンに示すように
その検出位置に基づいて操舵角制御を行うシステムにお
いては、障害物の影響で車両１１が不適切な位置に誘導
されることがない。更に、上記したように異常検出後所
定の期間は「異常データ検出中」として処理を続行する
こととすれば、歩行者の通過による一時的な異常状態等
によっていちいち処理が中止される煩わしさがなく、実
情に沿った車両制御を実現することができる。

【００５７】尚、上記実施例においては、超音波発振器
１３Ｒ，１３Ｌとマーカ１６ｒ，１６ｌとの距離Ｒｒ，
Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌを測定するにあたり、超音波信号と共
に電磁波を発することにより超音波信号の伝播時間を測
定して距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌの代用値とする手法
を採用しているが、距離の測定は必ずしも上記手法に限
定するものではない。

【００５８】ここで、図７は、本発明に係る移動体位置
検出装置の他の実施例として、地上と移動体との間で電
磁波の授受を必要としない装置の全体構成を示してい
る。

【００５９】すなわち、車両３１には、前記した受信機
２Ｒ，２Ｌに相当する超音波発振器３２Ｒ，３２Ｌと、
これらの超音波発振器３２Ｒ，３２Ｌとの間で信号の授
受を行い、かつ前記した距離検出手段３、位置演算手段
４、既知距離演算手段５及び正誤判定手段６を実現する
制御装置３３が搭載されているだけであり、上記実施例
における電磁波受信機１５に相当する装置は存在しな
い。

【００６０】一方、地上すなわち車庫１２側には、前記
した送信機１ｒ，１ｌに相当するレピータ３４ｒ，３４
ｌ、及びこれらのレピータ３４ｒ，３４ｌとの間で信号
の授受を行う信号発生装置３４が設置されているだけで
あり、上記実施例における電磁波送信機１８に相当する
装置は存在しない。

【００６１】ここで、本実施例の超音波発振器３２Ｒ，
３２Ｌ及びレピータ３４ｒ，３４ｌは、構成上は上記超
音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ及びマーカ１６ｒ，１６ｌと
同一であるが、本実施例においては共に超音波信号の送
信機及び受信機として機能する。

【００６２】また、制御装置３３は、超音波発振器３２
Ｒ，３２Ｌとレピータ３４ｒ，３４ｌとの距離Ｒｒ，Ｌ
ｒ，Ｒｌ，Ｌｌを以下の原理に沿って検出し、その値に
基づいて車両３１の座標（Ｘ，Ｙ）及び姿勢角θを演算
すると共に、レピータ３４ｒ，３４ｌ間距離Ｗを用いて
演算値が適正であるか否かを検証するものである。

【００６３】以下、図８に示すタイムチャートを参照し
て、本実施例の移動体位置検出装置３０において、超音
波発振器３２Ｒ，３２Ｌとレピータ３４ｒ，３４ｌとの
距離を検出する原理について説明する。

【００６４】図８（Ａ）は、車両１１に搭載された超音
波発振器３２Ｌが時刻ｔ₀に超音波を送信した状態を示
す。このようにして発せられた超音波は、それぞれ距離
Ｌｒ，Ｌｌを経てレピータに到達することになる。従っ
て、レピータ３４ｒ，３４ｌがこの超音波信号を受信す
る時刻は距離Ｌｒ，Ｌｌの関数であり、例えば図７に示
す如くＬｒに比べてＬｌが長い場合には、レピータ３４
ｒの方がレピータ３４ｌより早く超音波信号を受信する
ことになる。

【００６５】従ってレピータ３４ｒ，３４ｌのそれぞれ
について、上記した超音波信号の受信時刻を表すと、図
８（Ｄ），（Ｆ）に示すようにレピータ３４ｒでは時刻
ｔ₁が、またレピータ３４ｌでは時刻ｔ₁より遅い時刻
ｔ₄が超音波信号の受信時刻となる。

【００６６】ところで、本実施例の移動体位置検出装置
３０におけるレピータ３４ｒ，３４ｌは、超音波信号を
受信したら、即座にそれぞれ超音波で構成したｒ信号，
ｌ信号を返信する。ここで、レピータ３４ｒ，３４ｌに
おける応答時間をΔｔとすれば、図８（Ｃ），（Ｅ）に
示すようにレピータ３４ｒからは時刻ｔ₄のΔｔ後に当
たる時刻ｔ₅に、また、レピータ３４ｌからは、時刻ｔ
₁のΔｔ後に相当する時刻ｔ₂にそれぞれｒ信号、ｌ信
号が返信されることになる。

【００６７】そして、このｒ信号及びｌ信号は、レピー
タ３４ｒ，３４ｌから超音波発振器３２Ｌへ向けてそれ
ぞれ距離Ｌｒ，Ｌｌを逆行し、図８（Ｂ）に示すように
超音波発振器３２Ｌに、時刻ｔ₃及び時刻ｔ₆に到達す
ることになる。

【００６８】この場合において、超音波発振器３２Ｌが
超音波信号を発してからｒ信号を受信するまでに要する
時間（ｔ₃−ｔ₀）は、伝播速度ｖの超音波が超音波発
振器３２Ｌとレピータ３４ｒとの間の距離Ｌｒを往復す
るのに要する時間（２×Ｌｒ／ｖ）とレピータ３４ｒの
応答速度Δｔとの和として把握することができる。

【００６９】また、超音波発振器３２Ｌが超音波信号を
発してからｌ信号を受信するまでに要する時間（ｔ₆−
ｔ₀）は、伝播速度ｖの超音波が超音波発振器３２Ｌと
レピータ３４ｌとの間の距離Ｌｌを往復するのに要する
時間（２×Ｌｌ／ｖ）とレピータ３４ｌの応答速度Δｔ
との和として把握することができる。

【００７０】この場合、レピータ３４ｒ，３４ｌの応答
速度は共にΔｔであり、両者に差異がないことから、距
離Ｌｒ，Ｌｌは、それぞれ以下のように表すことができ
る。

【００７１】Ｌｒ＝｛（ｔ₃−ｔ₀）−Δｔ｝×ｖ／２・・・（８）Ｌｌ＝｛（ｔ₆−ｔ₀）−Δｔ｝×ｖ／２・・・（９）つまり、制御装置３３において（ｔ₃−ｔ₀）及び（ｔ
₆−ｔ₀）を測定することとすれば、距離Ｌｒ，Ｌｌは
容易に求めることができる。そして、上記の原理は、超
音波発振器３２Ｒとレピータ３４ｒ，３４ｌとの距離Ｒ
ｒ，Ｒｌを求めるにあたっても全く同様であり、超音波
発振器３２Ｒと超音波発振器３２Ｌとが適当な間隔を空
けて超音波信号を発信し、交互にＬｒ，ＬｌとＲｒ，Ｒ
ｌとを検出することとすれば、座標（Ｘ，Ｙ）及び姿勢
角θの演算に必要な全ての距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌ
を容易に検出することができる。

【００７２】このように、本実施例の移動体位置検出装
置３０によれば、移動体と地上とで電磁波の授受を行う
ことなく距離Ｒｒ，Ｌｒ，Ｒｌ，Ｌｌの測定を行うこと
ができ、構成の簡略化を図ることができる。そして、制
御装置３３において上記図６に示すルーチンを実行する
こととすれば、上記した移動体位置検出装置１０と同様
に、超音波発振器３２Ｒ，３２Ｌとレピータ３４ｒ，３
４ｌとの間に何らかの障害物が介在した場合において、
その影響を排除することができる。

【００７３】図９は、上記移動体位置検出装置３０を、
壁２１に隣接した車庫１２内に適切に車両１１を誘導す
るための車両誘導システムに応用した例を示す。

【００７４】図９に示すように車庫１２が壁２１に隣接
した設けられている場合、壁２１の影響を受けずに広く
車両１１の誘導可能領域を確保するためには、車庫１２
の最前部にレピータ３４ｒ，３４ｌを配設することが好
ましい。ところが、レピータ３４ｒ，３４ｌと超音波発
振器３２Ｒ，３２Ｌとは、車両１１が車庫１２の前方に
位置する場合に信号の授受を行うものとして設定される
ものであり、レピータ３４ｒ，３４ｌと超音波発振器３
２Ｒ，３２Ｌとは、如何なる場合にも有効に信号の授受
を行い得るものではない。

【００７５】つまり、図９に示すように、レピータ３４
ｒ，３４ｌは、それぞれ超音波発振器３２Ｒ，３２Ｌと
有効に信号を授受し得る領域を有しており、同図中に破
線で示す有効作動限界を越える領域に超音波発振器３２
Ｒ，３２Ｌが位置すると、レピータ３４ｒ，３４ｌと超
音波発振器３２Ｒ，３２Ｌとは、適切な交信を続行する
ことができなくなる。

【００７６】そして、図９に示すように車庫１２に隣接
して壁２１が存在するような場合においては、有効作動
領域から外れた領域に位置する超音波発振器３２Ｒ，３
２Ｌが、壁２１を介して間接波でレピータ３４ｒ，３４
ｌと交信する場合があり、この状態が検出できないとす
れば、誤った距離データに基づいて誤った車両誘導が続
行されることになる。

【００７７】この場合に、車両１１に搭載されている移
動体位置検出装置３０は、かかる状況を適切に検知し
て、誤った車両誘導を停止させ得ることは上記した通り
である。ここで、図９に示す車両誘導システムは、車庫
１２の後端両側にレピータ３６ｒ，３６ｌを設置し、移
動体位置検出装置３０がレピータ３４ｒ，３４ｌとの交
信続行不能を検出したら、その後レピータ３６ｒ，３６
ｌによる誘導を開始するものである。

【００７８】かかる構成によれば、図９に示す壁２１の
ように車庫１２に隣接して何らかの物体が存在しても、
適切に車両１１を車庫１２の後端まで誘導することが可
能であり、実用的な車両誘導システムを構築することが
できる。尚、図９に示す車両誘導システムは、移動体位
置検出装置３０を用いたものであるが、上記した移動体
位置検出装置１０によっても同様に構成することが可能
である。

【００７９】尚、上記各実施例においては、前記した受
信機２Ｒ，２Ｌに相当する超音波発振器１３Ｒ，１３
Ｌ、３２Ｒ，３２Ｌを車両１１に、また前記した送信機
１ｒ，１ｌに相当するマーカ１６ｒ，１６ｌ若しくはレ
ピータ３４ｒ，３４ｌを車庫１２側に設置する構成を採
用したが、超音波発振器１３Ｒ，１３Ｌ、３２Ｒ，３２
Ｌを車庫１２に、マーカ１６ｒ，１６ｌ若しくはレピー
タ３４ｒ，３４ｌを車両１１に搭載してもよい。

【００８０】この場合、例えば車庫１２側で車両１１の
位置検出を行い、検出結果を車両１１に送信することと
すれば、上記各実施例の移動体位置検出装置１０，３０
と同様に車両１１の誘導システムを実現することが可能
である。

【００８１】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、基準物に設
置された２台の送信機若しくは２台の受信機と、移動体
に搭載された２台の送信機若しくは２台の受信機との距
離を検出した後、これらの距離が既知の受信機間距離ま
たは送信機間距離離との関係で適正な距離であると検証
された場合にだけ車両の位置データが更新される。

【００８２】このため、送信機と受信機との間に何らか
の障害物が介在するような場合においては、その異常が
的確に検出されて車両の位置データの更新が停止され、
かかる障害物の影響を受けない、高精度な位置検出を行
うことができるという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動体位置検出装置の原理図であ
る。

【図２】本発明に係る移動体位置検出装置の一実施例の
全体構成図である。

【図３】本実施例の移動体位置検出装置において超音波
発振器とマーカとの距離を測定する原理を説明するため
のタイムチャートである。

【図４】本実施例の移動体位置検出装置における座標系
の設定例である。

【図５】本実施例の移動体位置検出装置において超音波
発振器とマーカとの間に障害物として歩行者が介在する
状況を表す全体図である。

【図６】本実施例の移動体位置検出装置が実行するルー
チンのフローチャートである。

【図７】本発明に係る移動体位置検出装置の他の実施例
の全体構成図である。

【図８】本発明に係る移動体位置検出装置の他の実施例
において超音波発振器とレピータとの距離を測定する原
理を説明するためのタイムチャートである。

【図９】本発明に係る移動体位置検出装置を用いて構成
した車両誘導システムの全体構成図である。

【符号の説明】

１ｒ，１ｌ送信機２ｒ，２ｌ受信機３距離検出手段４位置演算手段５既知距離演算手段６正誤判定手段１０，３０移動体位置検出装置１１，３１車両１２車庫１３Ｒ，１３Ｌ，３２Ｒ，３２Ｌ超音波発振器１４，３３制御装置１５電磁波受信機１６ｒ，１６ｌマーカ１７，３５信号発生装置１８電磁波送信機２０歩行者２１壁３４ｒ，３４ｌ，３６ｒ，３６ｌレピータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに離間配置された２台の送信機と、
互いに離間配置された２台の受信機と、前記２台の送信
機若しくは前記２台の受信機の一方を搭載した移動体
と、他方を設置した基準物と、各送信機と各受信機間の
距離を検出する距離検出手段と、前記距離検出手段で検
出した距離データに基づいて、基準物と移動体との相対
位置を演算する位置演算手段とを備える移動体位置検出
装置において、前記距離検出手段で検出した距離データに基づいて、間
隔が既知である前記２台の受信機間距離及び前記２台の
送信機間距離の少なくとも一方を演算する既知距離演算
手段と、該既知距離演算手段の演算結果と既知の距離データとを
比較することにより、前記距離検出手段の検出データの
正誤を判定する正誤判定手段とを備えてなることを特徴
とする移動体位置検出装置。