JPH0755934A

JPH0755934A - 移動体の位置計測装置

Info

Publication number: JPH0755934A
Application number: JP5196282A
Authority: JP
Inventors: Sadajiro Kajiwara; 貞次郎梶原; Youichi Shimosasa; 洋一下笹
Original assignee: Sohgo Security Services Co Ltd
Current assignee: Sohgo Security Services Co Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-03-03
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JP3296896B2

Abstract

(57)【要約】【目的】装置構成の単純化及び設置工事の施工性の向
上を図ることができると共に、実用性の向上を図ること
ができる移動体の位置計測装置を提供することを目的と
する。【構成】移動体２に設けられる超音波標識コード指定
手段３，超音波受波手段４，距離方位測定手段５及び位
置情報測定手段６と、超音波標識７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、
超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫々に設けられる超音
波標識コード識別手段８と超音波送波手段９と、を備え
て移動体２の位置計測装置１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の超音波標識を利用
して所定エリア内を移動する移動体の位置情報を得るた
めの移動体の位置計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体環境に固定した目印となるものを
設けて移動体の位置情報を得るための移動体の位置計測
方式には、ランドマーク等を使用した画像処理による方
式、コーナーキューブとレーザを使用した方式、超音波
を使用した方式が従来より知られている。

【０００３】しかしながら、上記ランドマーク等を使用
した画像処理による方式には、太陽等の外乱光の影響を
受け易いと共に、処理時間がかかる等の欠点があった。
また、上記コーナーキューブとレーザを使用した方式に
は、太陽等の外乱光の影響を受け易いと共に、装置全体
が複雑になりがちである等の欠点があった。

【０００４】ところで、超音波を使用した従来の方式
は、概略以下に述べるように成っていた。即ち、移動体
から送波される超音波及び移動体から送信される電波を
夫々受波及び受信する超音波標識を、所定エリア例えば
移動体による警備対象区域の任意の場所に配設し、この
超音波標識に移動体の位置を計算する外部処理装置が接
続されていた。そして、移動体からは超音波標識に向け
て電波が送信されると同時に超音波が送波され、この際
外部処理装置によって、該外部処理装置が超音波標識を
介して移動体からの電波を受信してから超音波を受波す
るまでの時間が測定されると共に、この測定された時間
情報から移動体の位置が特定され、その位置情報が移動
体に送信されるように成っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記超
音波を使用した従来の方式では、超音波標識と外部処理
装置との間、及び外部処理装置と移動体との間を有線又
は無線によって接続しなければならないため、各装置の
構造が複雑となると共に、上記接続のための配線を埋設
する等、装置の設置工事が容易でなく、このため比較的
狭い範囲でしか使用できないので、特に屋外では実用に
堪えないといった問題点があった。

【０００６】また、上記超音波を使用した従来の方式で
は距離情報のみしか得られないため、移動体の方向を求
めるためには例えばジャイロ等の方向計測装置を設ける
か、あるいは移動体を数点に移動して移動体の方向を計
算する等の処理をしなければならないので、装置全体が
複雑となってしまったり、あるいは処理時間が長くなっ
てしまうといった問題点があった。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みなされたものであ
り、装置構成の単純化及び設置工事の施工性の向上を図
ることができると共に、実用性の向上を図ることができ
る移動体の位置計測装置を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、移動体の位置
を迅速に計測でき、従って計測処理時間を短縮させるこ
とができる移動体の位置計測装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定エリア内を移動する移動体の位置情報を得るための
移動体の位置計測装置において、前記所定エリアの周辺
に配設される複数の超音波標識と、前記移動体に設けら
れ、前記複数の超音波標識のうち少なくとも１以上の超
音波標識を指定し、該超音波標識に対応した超音波標識
コードを送信する超音波標識コード指定手段と、前記複
数の超音波標識の夫々に設けられ、前記超音波標識コー
ド指定手段から送信される超音波標識コードを受信し、
該超音波標識コードが自己のコードであるかを識別する
超音波標識コード識別手段と、前記複数の超音波標識の
夫々に設けられ、前記超音波標識コード識別手段によっ
て該超音波標識のコードであると識別された超音波を送
波する超音波送波手段と、前記移動体に設けられ、前記
超音波送波手段から送波される超音波を受波する超音波
受波手段と、前記移動体に設けられ、前記超音波標識コ
ード指定手段による超音波標識コード送信時から、該超
音波標識コードに対応した超音波標識の前記超音波送波
手段よりの超音波の前記超音波受波手段による受波時ま
での経過時間と、前記超音波受波手段によって受波され
る超音波の方位とに基づいて、前記超音波標識コード指
定手段によって指定された超音波標識と前記移動体との
距離及び方位のうち少なくとも一方を測定する距離方位
測定手段と、前記移動体に設けられ、前記距離方位測定
手段によって測定される前記超音波標識と前記移動体と
の距離及び方位のうち少なくとも一方、並びに予め記憶
されている該超音波標識の位置から、前記移動体の位置
及び方向のうち少なくとも一方を計算する位置情報処理
手段と、を備えていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、所定エリア内を移
動する移動体の位置情報を得るための移動体の位置計測
装置において、前記所定エリアの周辺に配設される複数
の超音波標識と、前記移動体に設けられ、前記複数の超
音波標識の夫々に所定の電波を送信する電波送信手段
と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記電波
送信手段から送信される電波を受信する電波受信手段
と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記電波
受信手段が前記電波送信手段から送信される電波を受信
した際に、互いに異なる周波数の超音波を送波する超音
波送波手段と、前記移動体に設けられ、前記超音波送波
手段から送波される異なる周波数の超音波を受波する超
音波受波手段と、前記移動体に設けられ、前記電波送信
手段による電波送信時から各周波数毎の前記超音波送波
手段よりの超音波の前記超音波受波手段による受波時ま
での経過時間と、前記超音波受波手段によって受波され
る超音波の方位とに基づいて、前記複数の超音波標識の
夫々と前記移動体との距離及び方位のうち少なくとも一
方を測定する距離方位測定手段と、前記移動体に設けら
れ、前記距離方位測定手段によって測定される前記複数
の超音波標識の夫々と前記移動体との距離及び方位のう
ち少なくとも一方、並びに予め記憶されている前記複数
の超音波標識の位置から、前記移動体の位置予備方向の
うち少なくとも一方を計算する位置情報処理手段と、を
備えていることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、移動体に設けられた
超音波標識コード指定手段によって、所定エリアの周辺
に配設された複数の超音波標識のうち少なくとも１以上
の超音波標識が指定され、この指定された超音波標識に
対応した超音波標識コードが送信される。また超音波標
識コード指定手段によって送信された超音波標識コード
は、複数の超音波標識の夫々に設けられた超音波標識コ
ード識別手段によって受信され、該超音波標識コードが
自己のコードであるかが識別される。そして、超音波標
識コード識別手段によって該超音波標識のコードである
と識別された際には、該超音波標識に設けられた超音波
送波手段により超音波が送波される。更に、超音波送波
手段により送波された超音波は、移動体に設けられた超
音波受波手段によって受波される。

【００１２】そして、移動体に設けられた距離方位測定
手段によって、超音波標識コード指定手段による超音波
標識コード送信時から、該超音波標識コードに対応した
超音波標識の超音波送波手段よりの超音波の超音波受波
手段による受波時までの経過時間と、超音波受波手段に
よって受波される超音波の方位とに基づいて、超音波標
識コード指定手段によって指定された超音波標識と移動
体との距離及び方位のうち少なくとも一方が測定され
る。

【００１３】また、移動体に設けられた位置情報処理手
段によって、距離方位測定手段によって測定された超音
波標識と移動体との距離及び方位のうち少なくとも一
方、並びに予め記憶されている超音波標識の位置から、
移動体の位置及び方向のうち少なくとも一方が計算され
る。

【００１４】従って、移動体の位置を計算する外部処理
装置と各超音波標識との間、及び外部処理装置と移動体
との間の通信手段が不要となるので、装置構成の単純化
及び設置工事の施工性の向上を図ることができると共
に、超音波標識の設置範囲の拡大を図ることができ、従
って屋内外を問わず広範囲な区域でも利用できるので、
実用性の向上を図ることができる。

【００１５】請求項２記載の発明では、移動体に設けら
れた電波送信手段によって、所定エリアの周辺に配設さ
れた複数の超音波標識の夫々に所定の電波が送信され
る。また電波送信手段によって送信された電波は、複数
の超音波標識の夫々に設けられた電波受信手段によって
受信される。そして、複数の超音波標識の夫々に設けら
れた電波受信手段が電波送信手段から送信される電波を
受信した際には、複数の超音波標識の夫々に設けられた
各超音波送波手段より互いに周波数の異なる超音波が送
波される。更に、各超音波送波手段により送波された超
音波は、移動体に設けられた各周波数毎の超音波受波手
段によって受波される。

【００１６】そして、移動体に設けられた距離方位測定
手段によって、電波送信手段による電波送信時から、各
超音波送波手段よりの超音波の超音波受波手段による受
波時までの経過時間と、超音波受波手段によって受波さ
れる超音波の方位とに基づいて、複数の超音波標識の夫
々と移動体との距離及び方位のうち少なくとも一方が測
定される。

【００１７】また、移動体に設けられた位置情報処理手
段によって、距離方位測定手段によって測定された超音
波標識と移動体との距離及び方位のうち少なくとも一
方、並びに予め記憶されている複数の超音波標識の夫々
の位置から、移動体の位置及び方向のうち少なくとも一
方が計算される。

【００１８】従って、複数の超音波標識の夫々に設けら
れた超音波送波手段は、互いに異なる周波数の超音波を
送波するため、移動体に設けられた超音波受波手段は同
時に複数の超音波標識からの超音波を受波することがで
きるので、移動体の位置及び方向を迅速に計測すること
ができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を警備用の移動体の位置計測装
置に適用した一実施例について説明する。尚、図１は本
実施例に係る警備用の移動体の位置計測装置の構成を示
すブロック図である。

【００２０】図１に示すように本実施例に係る警備用の
移動体２の位置計測装置１は、環境を認識しながら任意
平面上の所定エリアを自律走行する移動体２に設けられ
た超音波標識コード指定手段３，超音波受波手段４，距
離方位測定手段５及び位置情報測定手段６と、超音波標
識７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃ
の夫々に設けられた超音波標識コード識別手段８と超音
波送波手段９と、を備えている。

【００２１】前記超音波標識コード指定手段３は超音波
標識コード指定部３１，超音波標識コード送信部３２及
び超音波標識コード送信アンテナ３３より成っている。

【００２２】前記超音波標識コード指定部３１は、該超
音波標識コード指定部３１の入力側が前記位置情報処理
手段６の後述する位置情報処理部の出力側と電気的に接
続されていると共に、該超音波標識コード指定部３１の
出力側が前記超音波標識コード送信部３２の入力側と電
気的に接続されている。そして、この超音波標識コード
指定部３１は、前記移動体２が予め定められた地点に到
達した際に前記位置情報処理手段６の後述する位置情報
処理部より出力されるトリガ信号が該超音波標識コード
指定部に入力されたときに、前記超音波標識７Ａ，７Ｂ
及び７Ｃのうち少なくとも１以上の超音波標識に対応し
た超音波標識コードを指定し、該超音波標識コードに対
応した信号を前記超音波標識コード送信部３２に出力し
て、該超音波標識コード送信部３２を起動させるように
成っている。

【００２３】前記超音波標識コード送信部３２は、該超
音波標識コード送信部３２の出力側が、前記超音波標識
コード送信アンテナ３３の入力側と電気的に接続されて
いると共に、前記距離方位測定手段５の後述する測距部
の入力側と接続されている。そして、超音波標識コード
送信部３２は、前記超音波標識コード指定部３１より出
力される既述した信号が該超音波標識コード送信部３２
に入力されることによって起動し、該信号に基づいて、
前記超音波標識コード指定部３１によって指定された超
音波標識コードに対応した信号を超音波標識コード送信
アンテナ３３を介して送信するように成っている。ま
た、超音波標識コード送信部３２は、前記超音波標識コ
ード指定部３１よりの信号が入力されると、前記距離方
位測定手段５の後述する測距部に所定の計時信号を出力
するように成っている。

【００２４】前記超音波受波手段４は、二つの超音波受
波器４１Ａ，４１Ｂ及び超音波受波部４２より成ってい
る。

【００２５】前記超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂは、該
超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々の出力側が前記超
音波受波部４２の入力側に電気的に接続されている。そ
して、これら超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々は、
前記超音波送波手段９の後述する超音波送波器より送波
される超音波を受波する機能を有し、この受波結果に基
づいた信号を前記超音波受波部４２に出力するように成
っている。

【００２６】前記超音波受波部４２は、該超音波受波部
４２の出力側が、前記距離方位測定手段５の後述する測
距部及び方位測定部の各入力側と電気的に接続されてい
る。そして、この超音波受波部４２は、前記超音波受波
器４１Ａ及び４１Ｂの夫々より出力される信号が該超音
波受波部４２に入力されたときに、該信号に基づいた信
号を前記距離方位測定手段５の後述する測距部及び方位
測定部の夫々に出力するように成っている。

【００２７】前記距離方位測定手段５は、測距部５１及
び方位測定部５２より成っている。

【００２８】前記測距部５１は、該測距部５１の出力側
が前記位置情報処理手段６の後述する位置情報処理部の
入力側と電気的に接続されている。そして、この測距部
５１は、前記超音波受波部４２及び既述した前記超音波
標識コード送信部３２の夫々より該測距部５１に出力さ
れる信号に基づいて、前記超音波標識コード送信部３２
による超音波標識コード送信時から前記超音波受波部４
２による受波時までの経過時間を計測し、この計測結果
と前記超音波送波手段９の後述する超音波送波部より送
波される超音波の周波数より、前記超音波標識コード指
定部３１によって指定された超音波標識と前記移動体２
との距離を測定し、この距離測定結果に基づいた信号を
前記位置情報処理手段６の後述する位置情報処理部に出
力するように成っている。

【００２９】尚、本実施例では、測距部５１によって前
記超音波標識コード指定部３１により指定された超音波
標識と前記移動体２との距離測定に際しては、前記超音
波標識コード送信部３２による送信時から前記超音波送
波手段９の前記超音波送波手段９の後述する超音波送波
器による送波時までに要する時間を概略０として該超音
波標識と該移動体２との距離を測定するようにしてい
る。

【００３０】前記方位測定部５２は、該方位測定部の出
力側が前記位置情報処理手段６の後述する位置情報処理
部の入力側と電気的に接続されている。そして、この方
位測定部５２は、前記超音波処理部４２より該方位測定
部５２に出力される信号に基づいて、前記超音波標識コ
ード指定部３１によって指定された超音波標識と前記移
動体２との方位を測定し、この方位測定結果に基づいた
信号を前記位置情報処理手段６の後述する位置情報処理
部に出力するように成っている。

【００３１】ここで、前記方位測定部５２による方位測
定の原理について図２を参照しながら説明する。図示し
ない超音波標識に設けられている超音波受波器より送波
される超音波は、図２に示すように超音波受波器４１Ａ
及び４１Ｂの夫々によって受波され、これら超音波受波
器４１Ａ及び４１Ｂによる受波結果に基づいた信号が超
音波受波部４２を介して方位測定部５２に入力される。
そして方位測定部５２において、超音波の波長λ，図２
に示すように予め定められている超音波受波器４１Ａ及
び４１Ｂの相互離間距離λ／ａ及び超音波受波器４１Ａ
及び４１Ｂの夫々によって受波される超音波の位相差λ
／ｂから、該超音波を送波している超音波標識と移動体
２との方位θが測定される。即ち

【００３２】

【数１】

【００３３】が成り立ち、この関係より方位θが測定さ
れる。尚、図２中矢印Ａ及び矢印Ｂは、夫々前記移動体
２が正対している方向及び超音波を送波している超音波
標識の方向を示す。

【００３４】前記位置情報処理手段６は、位置情報処理
部６１より成っている。

【００３５】前記位置情報処理部６１は、既述したとお
り該位置情報処理部６１の出力側が前記超音波標識コー
ド指定部３１の入力側に接続されている。そして、この
位置情報処理部６１には、前記移動体２が走行する所定
エリアのマップが予め格納されていると共に、該移動体
２の走行データが予め格納されており、この走行データ
に基づいて移動体２がマップ上で予め定められた地点に
到達した際に、該位置情報処理部６１より前記超音波標
識コード指定部３１に既述したトリガ信号を出力するよ
うに成っている。

【００３６】また、前記位置情報処理部６１は、該位置
情報処理部６１に入力される前記測距部５１で測定され
る距離測定結果及び前記方位測定部５２で測定される方
位測定結果と、該位置情報処理部６１に予め記憶されて
いる超音波標識の位置とから、移動体２の位置及び方向
を計算するように成っている。

【００３７】尚、この位置情報処理部６１によって計算
される移動体２の方向は、例えば、東西南北を基準と
し、「北＋３０°」（角度は北から右回りを正とする）
のように表現されるように成っている。

【００３８】そして、この位置情報処理部６１によって
計算された移動体２の該地点における位置及び方向が、
予め該位置情報処理部６１に記憶されている該地点にお
ける移動体２の位置及び方向と異なっている場合には、
計算された移動体２の該地点における位置及び方向に従
って、該位置情報処理部６１に予め格納されている移動
体２の走行データが該位置情報処理部６１によって補正
され、この補正された走行データによって補正前の走行
データがオーバライト（上書き処理）されるように成っ
ている。

【００３９】前記超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃは、夫
々図３に示すように移動体２が走行する所定エリア例え
ば警備対象区域Ａの周辺に固定して配設されると共に、
これら超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫々には、図１
に示すように前記超音波標識コード識別手段８及び超音
波送波手段９が設けられている。尚、各超音波標識に設
けられている超音波標識コード識別手段８は夫々同一の
構造及び機能を有し、また各超音波標識に設けられてい
る超音波送波手段９は夫々同一の構造及び機能を有する
ので、図１中超音波標識７Ａに設けられている超音波標
識コード識別手段８及び超音波送波手段９についてのみ
説明し、超音波標識７Ｂ及び７Ｃの夫々に設けられてい
る超音波標識コード識別手段８及び超音波送波手段９に
ついての説明は省略する。

【００４０】前記超音波標識コード識別手段８は、超音
波標識コード受信アンテナ８１，超音波標識コード受信
部８２及び超音波標識コード識別部８３より成ってい
る。

【００４１】前記超音波標識コード受信アンテナ８１は
前記超音波標識コード受信部８２の入力側と接続されて
おり、既述した超音波標識コード送信アンテナ３３によ
って送信される前記超音波標識コード指定部３１によっ
て指定された超音波標識コードに対応した信号を受信
し、この受信結果に基づいた信号を超音波標識コード受
信部８２に出力するように成っている。前記超音波標
識コード受信部８２は、該超音波標識コード受信部８２
の出力側が前記超音波標識コード識別部８３の入力側と
電気的に接続されている。そして、この超音波標識コー
ド受信部８２は、前記超音波標識コード受信アンテナ８
１より出力される信号が該超音波標識コード受信部８２
に入力されたときに、該入力信号に基づいた信号を前記
超音波標識コード識別部８３に出力するように成ってい
る。

【００４２】前記超音波標識コード識別部８３は、該超
音波標識コード識別部８３の出力側が前記超音波送波手
段９の後述する超音波送波部と電気的に接続されてい
る。そして、この超音波標識コード識別部８３は、該超
音波標識コード識別部８３に前記超音波標識コード受信
部８２より出力された信号が入力された際に、該信号に
対応した超音波標識コードが予め決められている自己の
超音波標識コードであるか否かを識別し、該超音波標識
コードが自己の超音波標識コードであると識別したとき
には、前記超音波送波手段９の後述する超音波送波部に
該超音波送波部を起動させる所定の起動信号を出力する
ように成っている。尚、超音波標識コード識別部８３が
自己の超音波標識コードでないと識別したときには、該
超音波標識コード識別部８３からは上記起動信号は出力
されないように成っている。

【００４３】前記超音波送波手段９は、超音波送波部９
１及び超音波送波器９２より成っている。

【００４４】前記超音波送波部９１は、該超音波送波部
９１の出力側が前記超音波送波器９２の入力側と電気的
に接続されている。そして、この超音波送波部９１は、
前記超音波標識コード識別部８３より出力される起動信
号が超音波送波部９１に入力されることによって起動
し、前記超音波送波器９２を介して所定の周波数の超音
波を送波するように成っている。

【００４５】次に上述実施例の作用について説明する。

【００４６】図３に示すように、所定エリア例えば警備
対象区域Ａを走行する移動体２が、予め定められた地点
Ｐに到達すると移動体２はその移動を停止し、位置情報
処理部６１より超音波標識コード指定部３１にトリガ信
号が出力される。そして、このトリガ信号が超音波標識
コード指定部３１に入力されると、該超音波標識コード
指定部３１で例えば超音波標識７Ａに対応した超音波標
識コードが指定され、この超音波標識コードに対応した
信号が超音波標識コード送信部３２に出力される。ま
た、超音波標識コードに対応した信号が超音波標識コー
ド送信部３２に入力されると、該超音波標識コード送信
部３２が起動し、超音波標識コード指定部３１によって
指定された超音波標識コードに対応した信号が超音波標
識コード送信アンテナ３３を介して送信されると共に、
該超音波標識コード送信部３２より測距部５１に計時信
号が出力されて該測距部５１で計時が開始される。

【００４７】そして、超音波標識コード送信アンテナ３
３より送信された超音波標識コードに対応した信号は、
超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃに設けられている各超音
波標識コード受信アンテナ８１によって受信され、この
受信結果に基づいた信号が各超音波標識の超音波標識コ
ード受信部８２を介して各超音波標識の超音波標識コー
ド識別部８３に入力される。超音波標識７Ａの超音波標
識コード識別部８３は、該超音波標識コード識別部８３
に入力された信号に対応した超音波標識コードが自己の
超音波標識コードであると識別し、該超音波標識コード
識別部８３より該超音波標識７の超音波送波部９１に起
動信号が出力される。超音波標識７の超音波送波部９１
に起動信号が入力されると、超音波標識７の該超音波送
波部９１が起動し、超音波標識７の超音波送波器９２を
介して所定の周波数の超音波が該超音波送波部９１より
送波される。尚、超音波標識コード指定部３１で超音波
標識７Ａに対応した超音波標識コードが指定されている
ときには、超音波標識７Ｂ及び７Ｃに設けられている各
超音波標識コード識別部８３は、該各超音波標識コード
識別部８３に入力された信号に対応した超音波標識コー
ドが自己の超音波標識コードでないと識別するので、該
各超音波標識コード識別部８３からは、該各超音波標識
に設けられている超音波送波部９１を起動させるための
起動信号は出力されない。

【００４８】上記超音波標識７の超音波送波部９１より
送波された超音波は超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫
々によって受波され、この受波結果に基づいた信号がこ
れら超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々より超音波受
波部４２に出力される。そして、超音波受波部４２に超
音波受波器４１Ａ及び４１Ｂよりの信号が入力される
と、該超音波受波部４２より測距部５１及び方位測定部
５２の夫々に、超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々よ
り出力される信号に基づいた信号が入力される。

【００４９】そして、測距部５１に超音波受波部４２よ
りの信号が入力されると、該測距部５１によって、超音
波受波部４２及び前記超音波標識コード受信部３２の夫
々より該測距部５１に出力される信号に基づいて、超音
波標識コード送信部３２による超音波標識コード送信時
から超音波受波部４２による受波時までの経過時間が計
時され、この計時結果と超音波標識７Ａの超音波送波器
９２より送波される超音波の周波数より、図３に示すよ
うに超音波標識７Ａと移動体２との距離Ｒ₁が測定さ
れ、この距離測定結果に基づいた信号が位置情報処理部
６１に出力される。

【００５０】また、方位測定部５２に超音波受波部４２
よりの信号が入力されると、該方位測定部５２によっ
て、図３に示すように超音波標識７Ａと移動体２との方
位θ₁が測定され、この方位測定結果に基づいた信号が
位置情報処理部６１に出力される。

【００５１】そして、位置情報処理部６１に、測距部５
１で測定された超音波標識７Ａと移動体２との距離Ｒ₁
及び方位θ₁が入力されると、これら距離Ｒ₁及びθ₁
が該位置情報処理部６１に一時記憶される。

【００５２】その後、超音波標識７Ｂ及び超音波標識７
Ｃの夫々について順次上記と同様の処理を行なうことに
よって、図３に示すように超音波標識７Ｂと移動体２と
の距離Ｒ₂及び方位θ₂，超音波標識７Ｃと移動体２と
の距離Ｒ₃及び方位θ₃が、上記距離Ｒ₁及びθ₁と同
様に位置情報処理部６１に一時記憶される。

【００５３】そして、上記距離Ｒ₁，Ｒ₂及びＲ₃と、
方位θ₁，θ₂及びθ₃と、位置情報処理部６１に予め
記憶されている超音波標識７Ａ〜７Ｃの位置とから、地
点Ｐにおける移動体２の位置及び方向が計算される。ま
た、この位置情報処理部６１によって計算された移動体
２の地点Ｐにおける位置及び方向が、予め該位置情報処
理部６１に記憶されている該地点Ｐにおける移動体２の
位置及び方向と異なっている場合には、計算された移動
体２の該地点Ｐにおける位置及び方向に従って、該位置
情報処理部６１に予め格納されている移動体２の走行デ
ータが該位置情報処理部６１によって補正され、この補
正された走行データによって補正前のデータがオーバラ
イトされる。そして、この補正された走行データに従っ
て、移動体２の走行が以後行なわれる。

【００５４】以上のような実施例によれば、超音波を使
用した従来の移動体の位置計測装置と比較して、移動体
２の位置を計算する外部処理装置と各超音波標識との
間、及び外部処理装置と移動体２との間の通信手段が不
要となるので、装置構成の単純化及び設置工事（特に超
音波標識の設置工事）の施工性の向上を図ることができ
ると共に、超音波標識の設置範囲の拡大を図ることがで
き、従って屋内外を問わず広範囲な区域でも利用できる
ので、装置の実用性の向上を図ることができる。

【００５５】また、以上のような実施例によれば、移動
体２の位置のみならず、移動体２の方向をも容易に計測
できるので、装置の機能性の向上を図ることができる。

【００５６】なお、上述実施例においては、移動体２が
移動する所定エリアの周辺に配設される超音波標識の数
は上述実施例の超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの３つに
限定されるものではなく、例えば４つ以上の複数であっ
ても良い。そして、超音波標識を４つ以上設置して、こ
れら超音波標識の夫々と移動体２との距離及び方位を測
定することによって、移動体２が移動するエリアが例え
ば起伏等がある三次元的なエリアであっても移動体２の
位置及び方向を計算することができる。更に、移動体２
に該移動体２の角度情報を得ることができるジャイロを
搭載させた場合には、移動体２が移動する所定エリアの
周辺に配設される超音波標識は１つであっても良く、こ
の場合には、１つの超音波標識のみによって移動体２の
位置情報を得ることができる。

【００５７】また、上述実施例では位置情報処理手段６
の位置情報処理部６１では、各超音波標識と移動体２と
の距離及び方位、並びに予め記憶されている各超音波標
識の位置から、移動体２の位置を計算するようにしてい
るが、位置情報処理手段６の位置情報処理部６１は、こ
れに限定されるものではなく、例えば各超音波標識と移
動体２との距離及び方位のうち少なくとも一方、並びに
予め記憶されている各超音波標識の位置から、移動体２
の位置を計算するようにしても良い。

【００５８】更に、上述実施例において、移動体２は各
超音波標識の位置と風その方位とを認識しているので、
移動体２に設けられる超音波受波手段４，具体的には超
音波受波手段４の超音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々
に強い指向性を持たせても良い。そして、このように超
音波受波器４１Ａ及び４１Ｂの夫々に強い指向性を持た
せることにより、１つの超音波標識の測定方向が一方向
に定まるため、移動体２の移動エリアの周辺に配設する
超音波標識の数を、二次元的な移動エリアで通常の３つ
から２つに減らすことができると共に、三次元的な移動
エリアで通常の４つから３つに減らすことができる。

【００５９】また、強い指向性を持たせることにより、
超音波受波手段を予め推定した超音波標識の方向へ向け
て測定することにより、超音波標識毎に個別のコードを
設けないこともできる。

【００６０】次に本発明を警備用の移動体の位置計測装
置に適用した他の実施例について説明する。尚、図４は
本実施例に係る警備用の移動体の位置計測装置の構成を
示すブロックであり、図４においては既述の実施例の図
１と同一の構成部分については同一の符号を付し、その
説明を省略する。

【００６１】本実施例は既述の実施例と比較して、以下
の点で異なる。即ち、超音波標識コード指定手段３に替
えて電波送信手段３Ａを設けている点、超音波標識コー
ド識別手段８に替えて電波受信手段８Ａを設けている
点、超音波送波手段９より送波される超音波の周波数が
各超音波標識ごとに異なっている点、及び距離方位測定
手段５を超音波標識７Ａ，７Ｂ，７Ｃの周波数毎に設け
ている点等で既述の実施例と異なる。

【００６２】前記電波送信手段３Ａは、電波送信部３２
Ａ及び電波送信アンテナ３２Ｂより成っている。

【００６３】前記電波送信部３Ａは、位置情報処理部６
１より出力されるトリガ信号が該電波送信部に入力され
ることによって起動し、該信号に基づいて電波送信アン
テナ３３Ａを介して超音波標識７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫
々に所定の電波を送信するように成っている。また、電
波送信部３Ａは、位置情報処理部６１よりの信号が入力
されると、距離方位測定手段５Ａの測距・方位測定部５
１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに所定の計時信号を出力するよう
に成っている。

【００６４】前記電波受信手段８Ａは、電波受信アンテ
ナ８１Ａ及び電波受信部８２Ａより成っている。

【００６５】前記電波受信アンテナ８１Ａは、前記電波
送信アンテナ３３Ａによって送信される電波を受信し、
この受信結果に基づいた信号を電波受信部８２Ａに出力
するように成っている。

【００６６】前記電波受信部８２Ａは、電波受信アンテ
ナ８１Ａよりの信号が入力された際に、超音波送波手段
９の超音波送波部９１に該超音波送波部を起動させる所
定の起動信号を出力するように成っている。

【００６７】前記超音波送波部９１は、前記電波受信部
８２Ａより出力される起動信号が該超音波送波部９１に
よって入力されることによって起動し、超音波送波器９
２を介して超音波を送波するように成っている。また、
各超音波標識に設けられている超音波送波部９１は互い
に異なる周波数の超音波を送波するように成っている。

【００６８】前記距離方位測定手段５Ａは測距・方位測
定部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃにより成っている。そし
て、この測距・方位測定部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、
超音波受波部４２及び既述した電波送信部３２Ａの夫々
より該測距・方位測定部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに出力
される信号に基づいて、前記電波送信部３２Ａによる電
波送信時から超音波受波部４２による受波時までの経過
時間及び方位を計測し、この計測結果と前記超音波受波
部９１より送波される超音波の周波数より、超音波標識
７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫々と移動体２との距離及び方位
を測定し、この距離測定結果に基づいた信号を位置情報
処理部６１に出力するように成っている。

【００６９】前記位置情報処理部６１は、該位置情報処
理部６１に入力される前記測距・方位測定部５１Ａ，５
１Ｂ，５１Ｃで測定される距離測定結果と、該位置情報
処理部６１に予め記憶されている各超音波標識の位置と
から、移動体２の位置を計算するように成っている。

【００７０】次に上述実施例の作用について述べる。

【００７１】所定エリアを走行する移動体２が予め定め
られた地点に到達すると移動体２はその移動を停止し、
位置情報処理部６１より電波送信部３２Ａにトリガ信号
が出力される。そして、このトリガ信号が電波送信部３
２Ａに入力されると、該電波送信部３２Ａが起動し、所
定の電波が電波送信アンテナ３３Ａを介して超音波標識
７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫々に送信されると共に、該電波
送信部３２Ａより測距・方位測定部５１Ａ，５１Ｂ，５
１Ｃに計時信号が出力されて該測距・方位測定部５１
Ａ，５１Ｂ，５１Ｃで計時が開示される。

【００７２】そして、電波送信アンテナ３３Ａより各超
音波標識に送信された電波は、各超音波標識に設けられ
ている電波受信アンテナ８１Ａによって受信され、この
受信結果に基づいた信号が電波受信部８２Ａに入力され
る。

【００７３】電波受信部８２Ａに電波受信アンテナ８１
Ａよりの信号が入力されると、該電波受信部８２Ａより
超音波送波部９１に起動信号が出力され、この起動信号
に基づいて超音波送波部９１が起動し、各超音波送波部
９１より互いに異なる周波数の超音波が送波される。

【００７４】各超音波送波部９１より送波された超音波
は各周波数毎に設けられた超音波受波器４１Ａと４１
Ｂ，４１Ｃと４１Ｄ，４１Ｅと４１Ｆの夫々によって受
波され、この受波結果に基づいた信号がこれら超音波受
波器４１Ａと４１Ｂ，４１Ｃと４１Ｄ，４１Ｅと４１Ｆ
の夫々より超音波受波部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃに夫々
出力され、この信号に基づいた信号が超音波受波部４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃより測距・方位測定部５１Ａ，５１
Ｂ，５１Ｃに夫々入力される。

【００７５】前記測距・方位測定部５１Ａ，５１Ｂ，５
１Ｃに超音波受波部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃよりの信号
が入力されると、該測距・方位測定部５１Ａ，５１Ｂ，
５１Ｃによって超音波受波部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ及
び電波送信部３２Ａの夫々より該・方位測定部５１Ａ，
５１Ｂ，５１Ｃに出力される信号に基づいて、電波送信
部３２Ａによる電波送信時から超音波受波部４２Ａ，４
２Ｂ，４２Ｃによる受波時までの経過時間が計時され、
この計時結果と各超音波標識の超音波送波手段９２より
送波される超音波の方位より各超音波標識と移動体２と
の距離及び方位が測定され、この測定結果に基づいた信
号が位置情報処理部６１に出力される。

【００７６】そして、位置情報処理部６１で、上記各超
音波標識と移動体との距離及び方位と該位置情報処理部
６１に予め記憶されている超音波標識７Ａ〜７Ｃの位置
とから移動体の位置及び方向が計算される。

【００７７】以上のような実施例によれば、超音波標識
７Ａ，７Ｂ及び７Ｃの夫々に設けられている超音波送波
部９１より送波される超音波の周波数を互いに異ならし
めているので、同時に複数の超音波標識からの超音波を
超音波受波手段４が受波することができるので、移動体
２の位置及び方向を迅速に計測することができ、従って
計測処理時間を短縮することができる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、超音波を
使用した従来の移動体の位置検出手段と比較して、移動
体の位置を検出する外部処理装置と各超音波標識との
間、及び外部処理装置と移動体との間の通信手段が不要
となるので、装置構造の単純化及び設置工事の施工性の
向上を図ることができると共に、超音波標識の設置範囲
の拡大を図ることができ、従って屋内外を問わず広範囲
な区域でも利用できるので、装置の実用性の向上を図る
ことができる。

【００７９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、複数の超音波標識の夫々に設
けられる超音波送波手段は、互いに異なる周波数の超音
波を送波するため、同時に複数の超音波標識からの超音
波を超音波受波手段が受波することができるので、計測
処理時間を短縮させることができ、従って移動体の位置
を迅速に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る警備用の移動体の位置計測装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】方位測定部による方位測定の原理を説明するた
めの図である。

【図３】本実施例の作用等を説明するための図である。

【図４】他の実施例に係る警備用の移動体の位置計測装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１位置計測装置２移動体３超音波標識コード指定手段３Ａ電波送信手段３１超音波標識コード指定部３２超音波標識コード送信部３２Ａ電波送信部３３超音波標識コード送信アンテナ３３Ａ電波送信アンテナ４超音波受波手段４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ超
音波受波器４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ超音波受波部５，５Ａ距離方位測定手段５１測距部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ測距・方位測定部５２方位測定部６位置情報処理手段６１位置情報処理部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ超音波標識８超音波標識コード識別手段８Ａ電波受信手段８１超音波標識コード受信アンテナ８１Ａ電波受信アンテナ８２超音波標識コード受信部８２Ａ電波受信部８３超音波標識コード識別器９超音波送波手段９１超音波送波部９２超音波送波器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定エリア内を移動する移動体の位置情
報を得るための移動体の位置計測装置において、前記所定エリアの周辺に配設される複数の超音波標識
と、前記移動体に設けられ、前記複数の超音波標識のうち少
なくとも１以上の超音波標識を指定し、該超音波標識に
対応した超音波標識コードを送信する超音波標識コード
指定手段と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記超音波標
識コード指定手段から送信される超音波標識コードを受
信し、該超音波標識コードが自己のコードであるかを識
別する超音波標識コード識別手段と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記超音波標
識コード識別手段によって該超音波標識のコードである
と識別された際に超音波を送波する超音波送波手段と、前記移動体に設けられ、前記超音波送波手段から送波さ
れる超音波を受波する超音波受波手段と、前記移動体に設けられ、前記超音波標識コード指定手段
による超音波標識コード送信時から該超音波標識コード
に対応した超音波標識の前記超音波送波手段よりの超音
波の前記超音波受波手段による受波時までの経過時間
と、前記超音波受波手段によって受波される超音波の方
位とに基づいて、前記超音波標識コード指定手段によっ
て指定された超音波標識と前記移動体との距離及び方位
のうち少なくとも一方を測定する距離方位測定手段と、前記移動体に設けられ、前記距離方位測定手段によって
測定される前記超音波標識と前記移動体との距離及び方
位のうち少なくとも一方、並びに予め記憶されている該
超音波標識の位置から、前記移動体の位置及び方向のう
ち少なくとも一方を計算する位置情報処理手段と、を備えていることを特徴とする移動体の位置情報計測装
置。
【請求項２】所定エリア内を移動する移動体の位置情
報を得るための移動体の位置計測装置において、前記所定エリアの周辺に配設される複数の超音波標識
と、前記移動体に設けられ、前記複数の超音波標識の夫々に
所定の電波を送信する電波送信手段と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記電波送信
手段から送信される電波を受信する電波受信手段と、前記複数の超音波標識の夫々に設けられ、前記電波受信
手段が前記電波送信手段から送信される電波を受信した
際に、互いに異なる周波数の超音波を送波する超音波送
波手段と、前記移動体に設けられ、前記超音波送波手段から送波さ
れる異なる周波数の超音波を受波する超音波受波手段
と、前記移動体に設けられ、前記電波送信手段による電波送
信時から各周波数毎の前記超音波送波手段よりの超音波
の前記超音波受波手段による受波時までの経過時間と、
前記超音波受波手段によって受波される超音波の方位と
に基づいて、前記複数の超音波標識の夫々と前記移動体
との距離及び方位のうち少なくとも一方を測定する距離
方位測定手段と、前記移動体に設けられ、前記距離方位測定手段によって
測定される前記複数の超音波標識の夫々と前記移動体と
の距離及び方位のうち少なくとも一方、並びに予め記憶
されている前記複数の超音波標識の夫々の位置から、前
記移動体の位置及び方位のうち少なくとも一方を計算す
る位置情報処理手段と、を備えていることを特徴とする移動体の位置情報計測装
置。