(57)【要約】【課題】超音波タグとマイクとの間に物体が存在しても、超音波タグとマイクとの間の正確な位置関係を計測し音源位置を特定することのできる位置測定システムを提供する。【解決手段】電波発信部１０１が超音波発信の命令を含む電波を発信すると、これを受けて超音波タグ２００の超音波発信部２０１が超音波を発信する。すると、超音波受信アレイ部１０２の複数のマイクが超音波を受信する。伝播時間算出部１０３が、電波発信部１０１から電波を発信してから超音波マイクアレイ部１０２の各マイクに超音波が到達するまでに要した時間を算出する。さらに、物体検出部１０４が超音波マイクアレイ部１０２の周囲の物体を検出し、位置推定部１０５が、伝播時間算出部１０３で算出されたマイクごとの到達時間と物体検出結果から、超音波の反射を考慮して超音波タグ２００の位置（音源）を算出する。【選択図】図１
2008026463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から複数のマイクへ伝搬する音波の伝播時間を用いて前記音源の位置を同定する位置測定システムであって、
前記複数のマイクの周辺に存在する周辺物体の位置および形状等を検知する物体検出部と、前記伝播時間に基づいて音源の位置を推定する音源位置推定部とを備え、
前記音源位置推定部が、前記物体検出部からの情報によって特定される周辺物体からの反射波経路およびその距離を推定する反射波経路推定機能を備えると共に、これに基づいて前記音源の位置を推定することを特徴とした位置測定システム。
【請求項２】
超音波発信の動作指令を含む電波を発信する電波発信部と、
前記超音波発信指令に付勢されて発信される前記音源からの超音波を受信する複数個のマイクからなる超音波受信アレイ部と、
前記電波発信部から前記電波が発信されてから前記超音波受信アレイ部の各マイクに超音波が到達するまでに要した時間を算出する伝播時間算出部と、
前記超音波受信アレイ部の周辺に存在する周辺物体を検出する物体検出部と、
を備えた請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項３】
前記請求項２に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体検出部が、前記超音波受信アレイ部に含まれるマイクアレイと前記音源が置かれた周囲環境とに基づいて、超音波を反射する物体の形状，位置及び前記マイクアレイとの相対位置を検出する相対位置検出機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項４】
前記請求項２又は３に記載の位置測定システムにおいて、
前記音源位置推定部が、
前記超音波受信アレイ部に含まれるマイクアレイを構成するマイクごとに前記物体の情報を用いて反射経路を推定すると共に超音波の最短経路長が前記伝播時間算出部で算出された時間となるような領域を前記超音波発信部の候補領域として求める最短反射経路算出部と、前記各マイクについて得られた候補領域同士の関係から前記音源の位置を算出する音源位置算出部とを備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項５】
前記請求項１，２，３又は４に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体検出部は、
レーザ光を用いたレンジセンサによって形状測定を行う方法、２次元平面上の距離測定が可能なレンジセンサを機能させて物体の位置と観測結果から３次元形状を推定する方法、複数のカメラを用いてステレオ視による形状復元を行う方法、カメラの動きを利用して因子分解法で形状復元する方法、或いはカメラで撮像された画像を用いて物体表面の濃淡から形状復元を行う方法の内の、少なくとも何れか１つの方法を利用して物体の位置と形状を測定し検出するように構成されていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項６】
前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の位置測定システムにおいて、
前記物体検出部は、周辺物体検出用のセンサと当該センサを移動させるセンサ移動機構とを備えると共に、このセンサ移動機構の動作に基づいて複数の場所で周辺物体の検出を行って周辺物体地図を作成する周辺地図作成機能と、この作成された周辺物体地図を利用して物体の位置を特定する物体位置特定機能とを備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項７】
前記請求項１乃至５の何れか一つに記載の位置測定システムにおいて、
前記物体検出部に、前記周辺物体が何であるかを予め検出し格納した周辺物体にかかる形状情報を要求に応じて出力する物体照合部を併設すると共に、
前記物体検出部が、前記物体照合部からの形状情報を用いて前記物体検出部が備えているセンサの測定範囲外の領域における前記周辺物体にかかる物体地図を作成する測定範囲外地図作成機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項８】
前記請求項７に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体照合部は、物体に貼付されたＲＦＩＤタグ，超音波タグ，又は画像マーカなどのタグを検出すると共に、この検出されたタグ情報に基づいて当該タグが付された周辺物体を特定するための情報を取得し前記物体検出部へ送り込む機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項９】
前記請求項７に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体照合部は、画像照合を行うことによって周辺物体を特定すると共に、当該周辺物体にかかる画像情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項１０】
前記請求項７に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体照合部は、前記ＲＦＩＤタグ、前記超音波タグ、又は前記画像マーカなどのタグを検出すると共に、当該タグから得られる情報に基づいて当該周辺物体の位置と向きを特定すると共に、当該特定された周辺物体にかかる情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項１１】
前記請求項７に記載の位置測定システムにおいて、
前記物体照合部は、前記タグとしてＲＦＩＤタグ，超音波タグ，又は画像マーカの少なくとも１つを定めてその複数個が前記周辺物体に貼付された場合に、その貼付されたタグ位置を検出することによって当該周辺物体の位置と向きを特定し、当該特定された周辺物体にかかる情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えていることを特徴とした位置測定システム。
【請求項１２】
前記請求項７乃至１１の何れか一つに記載の位置測定システムにおいて、
前記物体照合部は、前記物体検出部で観測された物体の形状とのマッチングを行うことによって物体の位置と向きを検出することを特徴とした位置測定システム。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の位置測定システムを装備したことを特徴とする物体探索用ロボット。
【請求項１４】
音源からマイクアレイを構成する複数のマイクへ伝搬する超音波の伝播時間を測定し、これに基づいて前記音源の位置を同定する位置測定方法であって、
前記音源が備えている超音波タグに対し超音波発信指令を含む電波を発信する電波発信工程と、この超音波発信指令に応答して当該超音波タグから発信される超音波を前記複数の各マイクが受信する超音波受信工程と、前記電波が発信されてから前記超音波が前記複数のマイクに到達するまでに要した伝搬時間を算出する伝播時間算出工程とを備え、
前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体について予め検出され特定された当該周辺物体の位置情報等と前記伝播時間算出工程で算出されたマイクごとの伝搬時間とに基づいて前記超音波の反射伝搬経路を推定して前記超音波タグの位置を算出し音源の位置を推定する音源位置推定工程を設けたことを特徴とする位置測定方法。
【請求項１５】
前記請求項１４に記載の位置測定方法において、
前記電波発信工程の実行に先立って、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体を検出し物体マップを生成する周辺物体検出工程を設けたことを特徴とする位置測定方法。
【請求項１６】
前記請求項１５に記載の位置測定方法において、
前記周辺物体検出工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し周辺地図情報として格納する物体情報格納工程と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置特定用の物体マップを生成する物体マップ生成工程とを備えていることを特徴とした位置測定方法。
【請求項１７】
前記請求項１６に記載の位置測定方法において、
前記物体情報格納工程では、予め別に設けた物体検出部が備えている移動可能なセンサによって前記マイクアレイの周辺に広範囲に存在する周辺物体の位置情報および形状情報を検出し周辺地図情報として格納するようにしたことを特徴とする位置測定方法。
【請求項１８】
前記請求項１６又は１７に記載の位置測定方法において、
前記周辺物体検出工程における物体マップ生成工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し記憶して成る物体照合部から前記周辺物体に対応する物体の形状情報を取り出して前記特定された物体マップ上に配置するようにしたことを特徴とする位置測定方法。
【請求項１９】
音源から複数のマイクへ伝搬してくる超音波の伝播時間を算定すると共に、当該複数のマイクで検出される異なった複数の超音波の各伝播時間に基づいて前記音源の位置を算定する音源位置算定プログラムであって、
前記超音波タグに対する超音波発信指令を含む電波を発信する電波発信部に対してその電波発信動作を制御する発信動作制御機能、
前記超音波タグから発信され前記複数のマイクで受信された超音波に対しその電波が発信されてから前記超音波が前記各マイクに到達するまでの伝搬時間を算出する伝播時間算出機能、
前記マイクアレイの周辺に存在する反射物体の位置が予め検知されている場合に、その反射物体の検出結果から超音波の反射伝搬経路を推定すると共に、当該推定された超音波の反射伝搬経路と前記伝播時間算出機能で算出される前記マイクごとの伝搬時間とに基づいてと前記超音波タグの位置を算出する位置推定演算機能、
をコンピュータに実行させるようにしたことを特徴とする音源位置算定プログラム。
【請求項２０】
前記請求項１９に記載の音源位置算定プログラムにおいて、
前記位置推定演算機能の実行に際しては、事前に、予め別に設けた物体検出部で検出される前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の位置情報および形状情報を記憶処理すると共に当該検出結果に基づいて物体マップを生成する周辺物体特定機能を設け、これを前記コンピュータに実行させるようにしたことを特徴とする音源位置算定プログラム。
【請求項２１】
前記請求項２０に記載の音源位置算定プログラムにおいて、
前記周辺物体特定機能を実行する際に、
前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさ等にかかる情報が予め別に装備された物体検出部で検出された場合にこれを周辺地図情報の形態をもって格納する物体情報格納機能と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置を特定するための物体マップを生成する物体マップ生成機能とを前記コンピュータに実行させることを特徴とする音源位置算定プログラム。
【請求項２２】
前記請求項２０に記載の音源位置算定プログラムにおいて、
前記物体マップ生成機能を、
前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し記憶して成る物体照合部から前記周辺物体に対応する物体の形状情報を取り出して前記物体マップ上に配置して、前記コンピュータに実行させることを特徴とする音源位置算定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波を発生する物体の位置を測定するための位置測定システム等にかかり、特に、当該物体の近傍に音波反射物体が存在する場合における前記物体の位置を測定するための位置測定システム、この位置測定システムを用いたロボット、位置測定方法、及びその音源位置算定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体や人体の位置（１次元位置、２次元位置、及び３次元位置）を知ることは、ヒューマンインタフェースやロボットにおいて重要な技術である。例えば、人と音声対話をするロボットでは、対話する相手となるユーザにマイクの指向性を向けることで音声認識の性能が向上することが期待されるし、対話するときにユーザの方にロボットの顔を向けることで人とロボットの対話を円滑に進める効果をもたらすことも期待できる。又、人とロボットの共有空間に存在する物体をロボットと人が共同で利用する場合、ロボットがその物体の位置を正確に知る必要がある。例えば、ユーザが、ロボットに対してある物体を取ってくるように命令した場合、ロボットは、指示された物体の位置を検出しなければアクチュエータを動作させてその物体を掴むことができない。【０００３】
物体や人体の３次元位置を知る方法として、従来、カメラで撮像した画像を処理することで物体や人物を検出する方法や、ＲＦＩＤタグや赤外線タグなどといった電磁波や赤外線などを自ら発信又は反射するタグを物体や人物に貼付し、そのタグの位置をセンサで検出する方法などがある。そのような位置検出方法の中で、タグが超音波を発信し、その超音波をマイクアレイなどで受信することにより、タグの位置を算出する位置検出方法を実現するために超音波タグがある。【０００４】
この超音波タグは、他の手法に比べて位置の検出精度が数ｃｍ程度と高いことが特徴である。このような超音波タグを用いた３次元位置測定装置に関する技術は種々開示されている。例えば、超音波タグを電波で呼び出して超音波を発信させ、その超音波を超音波マイクアレイなどによって受信する。そして、超音波タグの発信源から、超音波マイクアレイを構成するそれぞれのマイクへ音波が到達する時間と、各マイク同士の相対的な位置関係とから、三角測量の原理で超音波タグの位置を特定する超音波式三次元位置測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５６２５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例にあっては、屋内などのように様々な物体が設置されている場所で超音波タグを用いた位置測定システムを使用しようとすると、超音波が壁や物体などを反射することによって位置測定を正確に行うことができない場合がある。
即ち、超音波タグを用いたシステムで三次元位置測定を行う場合、超音波を検知するマイクアレイの各マイクに到達した超音波が、超音波タグの超音波発信部から放射されて他の物体に反射することなく直接各マイクに到達したものとして３次元位置を推定しているので、物体による反射が生じた場合には、正確な位置測定を行うことができなくなる。
換言すると、マイクアレイと超音波タグが置かれた環境において、どのような反射が起きて超音波が各マイクに到達したかについては、それぞれのマイクの情報のみからでは判断することはできない。このため、上記従来例にあっては、正確な位置測定を行うことができないという不都合があった。【０００６】
この周囲物体の影響によって超音波タグの位置測定を正確に行うことができない場合の具体的な一例を図１３に示す。
この図１３に示すように、マイクＭ１，Ｍ２，Ｍ３によって構成されるマイクアレイＭＡの中のマイクＭ１と超音波タグＴを結ぶ直線上に物体Ｓが存在し、さらに、近くに別の物体として壁Ｋが近傍に存在する場合には、超音波タグＴから放射された超音波は、物体Ｓに遮られているために壁Ｋの点Ａを反射してからマイクＭ１に到達する。【０００７】
つまり、マイクＭ１と超音波タグＴを直線で結ぶ経路には物体Ｓが存在するためにダイレクトな超音波はマイクＭ１に到達できないので、超音波タグＴから放射された超音波が壁Ｋを反射してマイクＭ１に到達した反射距離がマイクＭ１と超音波タグＴとの直線距離と判断されてしまう。このような現象は、マイクアレイを床面に近いところに位置するロボットに搭載した場合などにおいて頻繁に発生する。【０００８】
〔発明の目的〕
本発明は、上記したような事情に鑑みて成されたものであり、超音波タグ等の音源とマイクとの間やその周囲に他の物体が存在していて超音波の反射が発生するような環境下においても、受信側のマイクを中心とした音源の位置を正しく計測することが可能な位置測定システム、この位置測定システムを用いたロボット、位置測定方法、及びその音源位置算定プログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる位置測定システムは、音源から複数のマイクへ伝搬する音波の伝播時間を用いて前記音源の位置を同定する位置測定システムであって、前記複数のマイクの周辺に存在する周辺物体の位置および形状等を検知する物体検出部と、前記伝播時間に基づいて音源の位置を推定する音源位置推定部とを備えている。
そして、前述した音源位置推定部が、前記物体検出部からの情報によって特定される周辺物体からの反射波経路およびその距離を推定する反射波経路推定機能を備えると共に、これに基づいて前記音源の位置を推定する音源位置推定機能を備えているという構成を採っている。【００１０】
このため、これによると、物体検出部の機能によってマイク周辺の反射物体や遮蔽物体の位置や形状が把握されるので、音波（超音波）の伝搬経路の最短経路の推定が可能となり、同時に、推定された音の最短伝搬経路とこれに対応した音波の伝播時間とに基づいて各マイクからみた音源の位置を算定することができ、それぞれのマイクから算出される超音波タグの存在する候補領域が重なり合った領域を超音波タグの存在位置とすることにより、周囲物体による反射を考慮しない場合に比べて、例えば精度よく超音波タグ等の音源の３次元位置を求めることができる。これにより、前述した音源（例えば超音波タグ）の位置を正しく計測することが可能となる。【００１１】
更に、本発明にかかる音源位置演算プログラムは、音源から複数のマイクへ伝搬してくる超音波の伝播時間を算定すると共に、当該複数のマイクで検出される異なった複数の超音波の各伝播時間に基づいて前記音源の位置を算定する音源位置演算プログラムであって、前述した超音波タグに対する超音波発信指令を含む電波を発信する電波発信部に対してその電波発信動作を制御する発信動作制御機能、前記超音波タグから発信され前記複数のマイクで受信された超音波に対しその電波が発信されてから前記超音波が前記各マイクに到達するまでの伝搬時間を算出する伝播時間算出機能、及び前述したマイクアレイの周辺に存在する反射物体の位置が予め検知されている場合にその反射物体の検出結果から超音波の反射伝搬経路を推定すると共に当該推定された超音波の反射伝搬経路と前記伝播時間算出機能で算出される前記マイクごとの伝搬時間とに基づいてと前記超音波タグの位置を算出する位置推定演算機能、をコンピュータに実行させるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成され機能するので、これによると、物体検出部が有効に機能して、複数のマイク周辺に存在する周辺物体の配置情況を把握し、それらの物体の配置状況によって発生する超音波の反射を考慮して、マイクアレイ中のそれぞれのマイクの位置から超音波タグが存在する候補領域を算出するように構成すると共に、それぞれのマイクから算出される超音波タグの存在する候補領域が重なり合った領域を超音波タグの存在位置としたので、周囲物体による反射を考慮しない場合に比べて、例えば精度よく超音波タグ等の音源の３次元位置を求めることができ、物体による超音波の反射が頻繁に発生するような屋内においても、音源の位置の測定、例えば超音波タグとマイクとの間の位置関係を精度よく計測することができるという従来にない優れた位置測定システム、この位置測定システムを用いたロボット、位置測定方法、及びその音源位置算定プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
〔第１の実施形態〕
図１乃至図８に基づいてこれを説明する。
最初に、本発明の実施形態の概要，本発明の実施形態の原理的内容を説明し、続いて本発明の具体的な実施形態を説明する。【００１４】
《概要》
まず、最初に、本発明の実施形態の位置測定システムは、物体検出部によってマイクアレイと超音波タグの周囲に存在する物体の位置と形状を取得する。これによって、それらの物体への音波の反射を考慮に入れて、超音波タグに設置された超音波発信部からマイクアレイを構成する各マイクまでの最短経路を算出することができる。このようにすることにより、超音波タグの超音波発信部からそれぞれのマイクに音波が到達するまでの経過時間が観測されれば、観測した経過時間で音波が到達することのできる位置に存在する超音波タグの候補領域を正確に算出することが可能となる。【００１５】
これを具体的に説明すると、超音波タグが存在し得る候補領域は、障害物が無ければ、マイクを中心として前記経過時間に音速を掛けた長さを半径とする球面となる。しかしながら、障害物（つまり、物体）が存在する場合には、一般的に、超音波タグが存在し得る候補領域は、その球面の内側に存在する複数の面の組合せとなる。この場合、物体検出部によって物体の位置と形状を検出することにより、超音波タグが存在し得る候補領域を推定することができる。
このようにして、位置推定部によって、マイクアレイを構成する各マイクについて超音波タグが存在し得る候補領域を推定し、それぞれの候補領域の共通部分に超音波タグが存在することから、超音波タグの３次元位置の算出を行うことができる。【００１６】
《原理的内容》
次に、音源でもある超音波タグを用いた位置測定システムの原理について、図面を参照しながら説明する。図３（Ａ）は、本発明の実施形態の位置測定システムの原理を説明するための配置図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の配置図に基づいて超音波が放射される状態を示す模式図であり、図４は、図３（Ｂ）のように超音波が放射されたときの超音波タグが存在し得る候補領域を示す模式図である。この図３〜図４を用いて、超音波タグを用いた位置測定システムの原理を説明する。【００１７】
今、例えば図３（Ａ）に示すように、三つのマイクＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３から成るマイクアレイＭＡ１１と、超音波タグＴ１１と、物体Ｓ１１と、壁Ｋ１１が平面上にそれぞれ配置されている場を設定する。ここでは、三つのマイクＭ１１〜Ｍ１３と超音波タグＴ１１と物体Ｓ１１とが一つの平面上に存在する場合を例示する。しかしながら、実際には、これらは必ずしも一つの平面上に存在するわけではないが、一つの平面上に存在しない場合は三次元空間上で同様の論理を展開することができる。【００１８】
この図３（Ａ）に示すような配置でマイクＭ１１〜Ｍ１３と超音波タグＴ１１と物体Ｓ１１とが置かれていると、超音波タグＴ１１から放射されてマイクＭ１１〜Ｍ１３に到達する超音波Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３は、それぞれ図３（Ｂ）に示すような経路となる。即ち、超音波タグＴ１１からマイクＭ１２及びマイクＭ１３へは超音波Ｕ１２，Ｕ１３が最短経路で到達するが、超音波タグＴ１１からマイクＭ１１に対しては、物体Ｓ１１が障害物となっているため、超音波タグＴ１１から壁Ｋ１１へ反射した超音波Ｕ１１が最初に到達する。【００１９】
このとき、一般的な超音波タグによる位置測定方法（測位）では、それぞれのマイクＭ１１〜Ｍ１３の相対位置関係と、超音波タグＴ１１から各マイクＭ１１〜Ｍ１３迄の経路長とが与えられたときに、超音波タグＴ１１の３次元位置を求めていた。つまり、壁Ｋ１１による反射を考慮しない従来の超音波タグＴ１１による測位では、図３（Ｂ）に示すように壁Ｋ１１で反射するような状況下においては、反射経路も含めた各経路の経路長を半径とする球面が重なった部分を超音波タグＴ１１の存在領域と判定していた。【００２０】
言い換えると、実際には超音波タグＴ１１からマイクＭ１１までの直線経路は短いにも関わらず、超音波タグＴ１１から壁Ｋ１１で反射してマイクＭ１１へ入射される超音波Ｕ１１の経路が最短経路と見なされてしまう。そのため、壁Ｋ１１で反射してマイクＭ１１へ入射する超音波Ｕ１１の経路の長さを半径とした球面と、超音波Ｕ１２、Ｕ１３がマイクＭ１２マイクＭ１３へ入射する直線経路の半径で形成された各球面とが重なった領域を超音波タグＴ１１の存在領域と判定してしまう。したがって、実際に超音波タグＴ１１が存在する領域とは異なった領域を超音波タグＴ１１の存在領域と判定してしまう。【００２１】
しかしながら、本発明の実施形態による超音波タグＴ１１の測位では、図４に示すように、物体Ｓ１１の位置及び形状を別のセンシング手段で検出した結果の情報を用いて、物体Ｓ１１の陰になって超音波タグＴ１１からの超音波が各マイクＭ１１〜Ｍ１３へ伝搬しない領域を特定する。これによって、それぞれのマイクＭ１１〜Ｍ１３から超音波タグＴ１１までの直線の経路長で超音波が伝播するときに音源（超音波タグＴ１１）が存在する領域を正確に推定することができる。【００２２】
例えば、Ｄ１１を超音波が発信してからマイクＭ１１で受信される迄の時間、Ｄ１２を超音波が発信してからマイクＭ１２で受信される迄の時間、及びＤ１３を超音波が発振してからマイクＭ１３で受信される迄の時間とし、且つ、ｖを音速とすると、図４に示すように、マイクＭ１１に経路長（Ｄ１１×ｖ）で超音波が伝搬する音源（超音波タグＴ１１）があり得る領域はＡ１１の円の範囲である。
また、マイクＭ１２に経路長（Ｄ１２×ｖ）で超音波が伝搬する音源（超音波タグＴ１１）があり得る領域はＡ１２の円の範囲である。さらに、マイクＭ１３に経路長（Ｄ１３×ｖ）で超音波が伝搬する音源（超音波タグＴ１１）があり得る領域はＡ１３の円の範囲である。【００２３】
つまり、マイクＭ１１についての経路長（Ｄ１×ｖ）で超音波が伝播するためには、物体Ｓ１１の反射を考慮すると、図４のＡ１１で示した点線部分の領域に音源（超音波タグＴ１１）が無ければならない。実際には、この領域Ａ１１は３次元空間上に存在する球の一部とその断片の和領域となるが、この説明ではマイクＭ１１と物体Ｓ１１と超音波タグＴ１１が存在する２次元平面上のみを示している。同様にして、マイクＭ１２，Ｍ１３についても、音源位置の候補領域Ａ１２，Ａ１３が点線のように求められ、これらの候補領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の共通部分であるＡ１４部分に超音波タグＴ１１が存在することが推定できる。【００２４】
言い換えると、障害物となる壁Ｋ１１や物体Ｓ１１の位置がＬＲＦ（レーザ距離センサ）によって検出されると、マイクＭ１１からの超音波伝搬距離が（Ｄ１１×ｖ）である領域は、物体Ｓ１１による反射を考慮することでＡ１１の線上にあることが分かる。また、マイクＭ１２からの超音波伝搬距離が（Ｄ１２×ｖ）である領域は、物体Ｓ１１による反射を考慮することでＡ１２の線上にあることが分かる。さらに、マイクＭ１３からの超音波伝搬距離が（Ｄ１３×ｖ）である領域は、物体Ｓ１１による反射を考慮することでＡ１１の線上にあることが分かる。
そして、これらの３つの円Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３が重なった領域Ａ１４が超音波タグＴ１１の存在する領域であると判定することができる。【００２５】
また、本発明の実施形態による超音波タグを用いた位置測定システムでは、後述するようにセンサ移動機構と移動を考慮した物体検出部とを備えることにより、より広い範囲の領域で物体検出を行うことが可能となる。例えば、物体を検出するのに一般的に利用されるレンジファインダは、レンジファインダの計測部分（例えば、レーザレンジファインダであればレーザ光の発信部と受光部）に対して、前方にある物体までが観測できる範囲であり、その物体のさらに向こう側に存在する物体の状況を観測することはできないという問題（いわゆるオクルージョンの問題）がある。したがって、センサを固定して物体検出を行った場合は、その環境に存在する物体を十分に観測することができない。そこで、本発明の位置測定システムでは、センサを移動しながら前方の物体に隠された領域の物体まで観測することにより、さらに広い範囲に存在する物体を観測することができ、かつ音波の反射状況の推定をより高精度に行うことが可能とした。【００２６】
更に、本発明の実施形態による超音波タグを用いた位置測定システムでは、マイクと超音波タグの周囲に存在する物体を物体照合部によって検出し、物体照合部が予め保存している物体の形状情報を利用して物体マップの精度をさらに高めることができる。【００２７】
例えば、物体照合部で保存している物体の形状を物体マップに配置することで、オクルージョンが発生するなどしてセンサが観測できない部分の物体の形状も推定することが可能となる。一般的に、物体センサでその環境に存在する全ての物体を観測するのはオクルージョンの問題や観測範囲の問題や精度の問題などがあって観測が困難な場合がある。そこで、予め物体の形状を保存しておくことにより、物体の形状を全てその場その場で観測しなくても、その環境に存在する物体形状を効率よく取得することが可能となる。【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態における超音波タグを用いた位置測定システムについて、具体的に詳述する。【００２９】
《具体的構成》
図１は、本発明の第１実施形態における位置測定システムの構成を示すブロック図である。この図１に示す位置測定システムは、音源である超音波を発信する超音波タグ２００と、超音波タグ２００へ電波を発信する電波発信部１０１と、超音波タグ２００からの超音波を受信する複数個のマイクからなる超音波受信アレイ部１０２と、電波発信部１０１から電波を発信してから超音波受信アレイ部１０２の各マイクに超音波が到達するまでに要した時間を算出する伝播時間算出部１０３とを備えている。【００３０】
この位置測定システムは、更に、マイクアレイの周囲の物体を検出する物体検出部１０４と、前記伝播時間算出部１０３で算出されたマイクごとの到達時間と物体検出結果から超音波の反射を考慮して超音波タグ２００の位置を算出する位置推定部１０５とを備えている。この位置推定部１０５は、後述するように、  前記音源位置推定部が、前記物体検出部からの情報によって特定される周辺物体からの反射波経路およびその距離を推定する反射波経路推定機能を備えると共に、これに基づいて前記音源の位置を推定する音源位置推定機能を備えている。更に、上記超音波タグ２００は、電波発信部１０１から発信された電波を受信し、その電波が超音波を発信する命令であれば超音波を発信する超音波発信部２０１を備えている。【００３１】
超音波受信アレイ部１０２は３つ以上のマイクからなるマイクアレイによって構成されている。また、物体検出部１０４は、前述した超音波受信アレイ部に含まれるマイクアレイと前記音源が置かれた周囲環境とに基づいて、超音波を反射する物体の形状，位置及び前記マイクアレイとの相対位置を検出する相対位置検出機能を備えている。即ち、物体検出部１０４は、マイクアレイと超音波タグ２００が置かれた環境で超音波を反射する物体の面の構造とマイクアレイとの相対位置を検出する。物体としては、例えば、壁や家具やその他の物体などが考えられる。【００３２】
この物体検出部１０４は、例えば、レーザ光などを用いたレンジセンサによって形状測定を行う方法や、２次元平面上の距離が測定できるレンジセンサ（例えば、レーザ光などを用いたものなど）を動かしてその位置と観測結果から３次元形状を推定する方法や、複数カメラを用いてステレオ視による形状復元を行う方法や、カメラの動きを利用して因子分解法などで形状復元する方法や、カメラに画像からの「Shape from Shading」のような物体表面の濃淡から形状復元を行う方法、などを利用して実現することができる。その他、様々なセンサを利用して物体の面の構造とマイクアレイとの相対位置を算出することができる。【００３３】
図２（Ａ）は、図１に示す物体検出部１０４によって検出された物体やマイクアレイの相対位置を示す図である。即ち、図２（Ａ）に示すように、物体検出部１０４のセンサによって、物体Ｓ１１や壁Ｋ１１の面の構造や、マイクアレイＭＡ１１の中の各マイクＭ１１〜Ｍ１３の相対位置が検出される。【００３４】
図２（Ｂ）は、図１に示す位置推定部１０５の内部構成図である。この位置推定部１０５は、物体検出部１０４によって検出された物体情報と伝播時間算出部１０３によって算出されたマイクごとの到達時間から、超音波の反射を考慮して超音波タグ２００の位置を算出する。また、位置推定部１０５は、図２（Ｂ）に示すように、マイクアレイを構成する各マイクごとに物体情報を用いて反射を考慮し、超音波の最短経路長が伝播時間算出部１０３で算出された時間差となるような領域を超音波タグ２００の候補領域として求める音源位置候補算出部（最短反射経路算出部）１０５Ａと、各マイクについて得られた候補領域同士の関係から超音波タグ２００の位置を算出する音源位置算出部１０５Ｂとによって構成されている。【００３５】
〔動作〕
次に、図１に示す位置測定システムの動作を、図５のフローチャートに基づいて説明する。【００３６】
まず、電波発信部１０１より呼び出し対象の超音波タグ２００が反応する信号を発信する（電波発信工程）。このとき、発信した時刻をＴ０として保存しておく（ステップＳ１１）。次に、超音波タグ２００側に存在する超音波発信部２０１が、電波発信部１０１から発信された電波を解析し、自己の超音波タグ２００が反応すべき信号であれば超音波を発信する（ステップＳ１２）。ここで、超音波発信部２０１が電波を受信してから超音波を発信するまでの時間は、常にほとんど一定である必要があり、電波の受信から超音波の発信までの時間間隔は微小であることが望ましい。
ここで、前述した電波発信部１０１に対しては、その電波発信動作の手順を発信動作制御機能としてプログラム化しコンピュータに実行させるように構成してもよい。【００３７】
次に、超音波受信アレイ部１０２の各マイク（Ｍ１１〜Ｍ１ｎのｎ本のマイクからなるものとする）が超音波タグ２００からの超音波を受信したら、マイクごとに受信した時刻ＴＲ１〜ＴＲｋを記録する（ステップＳ１３：超音波受信工程）。【００３８】
更に、物体検出部１０４は、前述したマイクＭ１１〜Ｍ１ｎの周囲に存在する物体の位置情報および形状，大きさ等にかかる情報を検出して物体マップを生成する（ステップＳ１４：周辺物体検出工程）。つまり、超音波タグ２００から超音波が発信されてからその超音波が各マイクに到達する間の物体とマイクアレイの位置関係と物体の形状が必要であるので、例えば、マイクアレイや物体が静止している環境であれば、事前にこの物体マップを生成する処理を行っておくこともできるし、そうでない場合は、超音波の送受信と同時に物体マップを生成する処理を行う等の手順で実現してもよい。
上記ステップＳ１４における周辺物体検出工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し周辺地図情報として格納する物体情報格納工程と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置特定用の物体マップを生成する物体マップ生成工程とを備え、これを実行することにより物体マップが生成される。
ここで、上記周辺物体検出工程にあっては、その実行内容をプログラム化しこれを周辺物体特定機能としてコンピュータに実行させるように構成しても良い。【００３９】
次に、伝播時間算出部１０３が、電波発信部１０１が電波を発信してから各マイクアレイが超音波を受信するまでの時刻の差をそれぞれのマイクについて算出する。例えば、マイクＭｉの発信と受信の時刻差を「Ｄｉ＝ＴＲｉ−Ｔ０」とする（ステップＳ１５）。ここで算出したい時刻差Ｄｉは、超音波発信部２０１から超音波が発信されて超音波受信アレイ部１０２を構成する各マイクに到達するまでに時間である。したがって、もし超音波タグ２００側で電波を受信してから超音波を送出するまでの時間ｇがある程度長い場合には、その時間ｇを差し引いて、「Ｄｉ＝ＴＲｉ−Ｔ０−ｇ」とする必要がある（伝搬時間算出工程）。【００４０】
ここで、上記電波発信部１０１が電波を発信してから各マイクアレイが超音波を受信するまでの時刻を算出する上記伝搬時間算出工程にあっては、これをプログラム化し伝搬時間算出機能としてコンピュータに実行させるように構成しても良い。【００４１】
次に、位置推定部１０５が、物体検出部１０４で算出された物体マップと伝播時間算出部１０３で算出されたそれぞれのマイクにおける超音波到達時間（Ｄ１〜Ｄｎ）を用いて、下記に示すように、超音波タグ（音源）２００の位置を算出する（ステップＳ１６：音源位置推定工程）。【００４２】
（音源位置算出処理）
ここで、位置推定部１０５が行う超音波タグ２００の位置算出処理について、フローチャートを参照しながら一例を挙げて説明する。
図６に、前述した図２（Ｂ）に示す位置推定部１０５が行う超音波タグ２００の位置算出処理のフローチャートを示す。
この図６において、まず、音源位置候補算出部１０５Ａが、マイクＭｉがマイクＭ１である場合について（ステップＳ２１）、マイクＭｉと超音波タグ２００の最短経路距離が（Ｄｉ×ｖ）である点を全て求め、その集合をＺｉとする（ステップＳ２２）。ここで、記号ｖは音速とする。【００４３】
次に、「ｉ＝ｉ+ １」として、マイクＭｉがマイクＭ２である場合、マイクＭｉがマイクＭ３である場合というように、順次、マイクＭｉと超音波タグ２００の最短経路距離が（Ｄｉ×ｖ）である点を全て求め、その集合をＺｉとし（ステップＳ２３）、全てのマイクＭ１，…，ＭｎについてマイクＭｉと超音波タグ２００の最短経路距離が（Ｄｉ×ｖ）である点を全て求め、その集合をＺｉとする（ステップＳ２４）。【００４４】
次に、全ての集合｛Ｚｉ｝ (ｉ＝１,・・・,ｎ) の共通要素をみつけ、その要素を超音波タグ２００の位置とする。このとき共通の要素が複数ある場合は、その要素から超音波タグ２００の位置を推定する。推定の方法は共通要素の重心位置を超音波タグ２００の位置とする方法や、共通要素を位置でクラスタリングして最も構成要素が多いクラスタの重心位置を超音波タグ２００の位置とする方法などとすることもできる。
また、全ての集合｛Ｚｉ｝ (ｉ＝１,・・・,ｎ)に共通な部分が無ければ, 最も多くの集合に含まれる要素を超音波タグ２００の位置とする方法が取れる（ステップＳ２５）。またこの場合は、一定以上の多くの集合に含まれる要素の重心位置を超音波タグ２００の位置とする方法をとってもよい。【００４５】
（位置推定部の動作例）
次に、この位置推定部１０５の動作の例で最短経路距離を求める部分の実施形態の一例について説明する。
図７は、図２（Ｂ）に示す位置推定部１０５が最短経路距離を求める動作の流れを示すフローチャートである。この図７のステップＳ３１〜Ｓ４８において、図６で示した音源位置候補算出部１０５Ａの処理であるステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を行う。また、図７のステップＳ４９において、図６で示した位置を推定する部分の処理（つまり、ステップＳ２５の処理）を行う。【００４６】
図７のフロ−チャ−トにおいて、まず、マイクNo.をｉ＝１として、最初のマイクＭ１についてマイクとの距離が（Ｄ１×ｖ）以下である物体面上の領域Ｒ１を求め（ステップＳ３１）、以下、各マイクＭｉについて順番にマイクとの距離が（Ｄｉ×ｖ）以下である物体面上の領域Ｒｉを求める（ステップＳ３２）。ここで、記号ｖは音速とする。【００４７】
次に、領域Ｒｉが存在するか否かの判定を行い（ステップＳ３３）、領域Ｒｉが存在しない場合は（ステップＳ３３でＮｏ）、「ＭｉＹｉ＝Ｄｉ×ｖ」となる点の集合｛Ｙｉ｝を求め（ステップＳ４８）、ステップＳ４５の処理へ進む。即ち、「｛Ｘｉｊ｝ｊ＝１，…，Ｌｉ」の内、「Ｘｉｊ∈Ｓｉｍ（ｍ≠ｊ）」となるｍが存在せず、かつ、ＭｉＸｉｊ上に物体が存在するものの集合と、｛Ｙｉ｝の集合の和集合をＺｉとする処理を行う（ステップＳ４５）。【００４８】
一方、ステップＳ３３で領域Ｒｉが存在する場合は（ステップＳ３３でＹｅｓ）、領域ＲｉのうちマイクＭｉから間に物体が存在していなくて直線で結ぶことができる領域Ｃｉを求める（ステップＳ３４）。次に、その領域Ｃｉを小領域に分割して各領域中に点を配置する。
そして、その点を「｛Ｐｉｊ（１）｝ｊ＝１，…，Ｌｉ」とする。各点｛Ｐｉｊ（１）｝について、領域Ｃｉとの接平面の垂線に対して線分ＭｉＰｉｊ（１）に線対称な線分と平行でかつＰｉｊから開始する半直線Ｋｉｊ（１）を求める（ステップＳ３５）。【００４９】
次に、ｊ＝１からはじめて（ステップＳ３６）、各点「｛Ｐｉｊ（１）｝ｊ＝１，…，Ｌｉ」について、半直線Ｋｉｊ（１）が、Ｐｉｊ（１）からの距離が「Ｄｉ×ｖ−ＭｉＰｉｊ（１）」以内で物体面と交わるか否かを判定する（ステップＳ３７）。
ここで、半直線Ｋｉｊ（１）が物体面と交わらない場合は、半直線ＫｉｊにありＰｉｊ（１）からの距離が「（Ｄｉ×ｖ）−ＭｉＰｉｊ（１）−Ｐｉｊ（１）Ｘｉｊ」である点Ｘｉｊを求める。なお、経路ＭｉＰｉｊ（１），Ｐｉｊ（１）Ｘｉｊを、Ｓｉｊとする（ステップＳ３８）。【００５０】
一方、ステップＳ３７で、半直線Ｋｉｊ（１）が物体面と交わる場合は（ステップＳ３７でＹｅｓ）、ｋ＝１からはじめて（ステップＳ３９）、半直線Ｋｉｊ（１）が物体面と交わった点の内、Ｐｉｊ（１）から最も近い点をＰｉｊ（２）とし、そのＰｉｊ（２）を含む物体面の接平面の垂線に対してＫｉｊ（１）と線対称でＰｉｊ（２）から開始する半直線Ｋｉｊ（２）を求める（ステップＳ４０）。【００５１】
次に、半直線Ｋｉｊ（２）が、Ｐｉｊ（２）からの距離が次の式（１）以内に物体面と交わるか否かの判定を行い（ステップＳ４１）、物体面と交われば（ステップＳ４１でＹｅｓ）、ｋ＝ｋ＋１として（ステップＳ４１ａ）、ステップＳ４０に戻り、以下、順次、半直線Ｋｉｊ（ｋ）が物体面と交わった点のうち、Ｐｉｊ（ｋ）から最も近い点をＰｉｊ（ｋ＋１）とし、そのＰｉｊ（ｋ＋１）を含む物体面の接平面の垂線に対してＫｉｊ（ｋ）と線対称でＰｉｊ（ｋ＋１）から開始する半直線Ｋｉｊ（ｋ＋１）を求める（ステップＳ４０）。
【数１】
2008026463.tif 000003
一方、ステップＳ４１の判定で、半直線Ｋｉｊ（２）が、Ｐｉｊ（２）からの距離が式（１）以内に物体面と交わらなければ（ステップＳ４１でＮｏ）、半直線Ｋｉｊ（ｋ）にありＰｉｊ（ｋ）からの距離が次の式（２）である点Ｘｉｊを求める。なお、経路ＭｉＰｉｊ（１），｛Ｐｉｊ（ｎ）Ｐｉｊ（ｎ＋１）｝（ｎ＝１，…ｋ−１），Ｐｉｊ（ｋ）ＸｉｊをＳｉｊとする（ステップＳ４２）。
【数２】
2008026463.tif 000004
このようにして、ｊ＝ｊ＋１として順次加算して行き（ステップＳ４３）、ｊがＬｉに達して全ての「｛Ｐｉｊ（１）｝ｊ＝１，…，Ｌｉ」について、ステップＳ３７〜Ｓ４３の処理が終了したら（ステップＳ４４）、「｛Ｘｉｊ｝ｊ＝１，…，Ｌｉ」の内、「Ｘｉｊ∈Ｓｉｍ（ｍ≠ｊ）」となるｍが存在せず、かつ、ＭｉＸｉｊ上に物体が存在するものの集合と、｛Ｙｉ｝の集合の和集合をＺｉとする（ステップＳ４５）。【００５２】
次に、ｉ＝ｉ＋１として順次加算して行き（ステップＳ４６）、全てのマイクＭ１…Ｍｎについての処理を行った後（ステップＳ４７）、｛Ｚｉ｝（ｉ＝１，…，ｎ）の共通部分を見つけて、その部分を超音波タグの存在位置と決定する。このとき、全てのＺｉに共通な部分が無ければ、もっとも多くのＺｉに含まれる要素を超音波タグの存在位置とする（ステップＳ４９）。【００５３】
図８は、図７で開示した位置推定部１０５による最短経路距離を求める動作のフローチャ−トにおけるアルゴリズムの進行状況を示す模式図である。
この図８（ａ）に示すように、平面上にマイクＭｉと物体Ｓ１１が存在するとき、同図（ｂ）に示すように、マイクＭｉとの距離が（Ｄ１×ｖ）以下である物体面上の領域Ｒｉを求める。次に、同図（ｃ）に示すように、領域ＲｉのうちマイクＭｉから間に物体Ｓ１１が存在していなくて直線で結ぶことができる領域Ｃｉを求める。【００５４】
次に、同図（ｄ）に示すように、その領域Ｃｉを小領域に分割して領域中に点を配置する。そして、その点をＰｉ１（１）として、領域Ｃｉとの接平面の垂線に対して線対称な線分でＰｉ１（１）から開始する半直線Ｋｉ（１）を求め、半直線Ｋｉ（１）の先端を点Ｘｉ１として求める。
同様にして、同図（ｅ）に示すように、領域Ｃｉを小領域に分割して領域中に他の点を配置する。そして、他の点をＰｉ２（１）として、領域Ｃｉとの接平面の垂線に対して線対称な線分でＰｉ２（１）から開始する半直線Ｋｉ（２）を求め、半直線Ｋｉ（２）の先端を点Ｘｉ２として求める。【００５５】
このようにして求めた点「Ｘｉ１，Ｘｉ２，…，Ｘｉｎ」に基づいて、「Ｘｉｊ∈Ｓｉｍ（ｍ≠ｊ）」となるｍが存在せず、かつ、ＭｉＸｉｊ上に物体が存在するものの集合と、｛Ｙｉ｝の集合の和集合をＺｉとし、｛Ｚｉ｝（ｉ＝１，…，ｎ）の共通部分を見つけて、その部分を超音波タグ（音源）の存在位置と決定する。【００５６】
ここで、上述した音源位置の推定工程、即ち、マイクアレイＭＡ１１の周辺に存在する周辺物体について予め検出され特定された当該周辺物体の位置情報等と前述した伝播時間算出工程で算出されたマイクごとの伝搬時間とに基づいて前記超音波の反射伝搬経路を推定して前記超音波タグの位置（音源の位置）を推定する工程については、その実行内容をプログラム化しコンピュータに実行させるように構成してもよい。【００５７】
このように、上記第１の実施形態にあっては、ＬＲＦ（レーザ距離センサ）などの距離計測手段を用いてマイクアレイの周囲に存在する物体の配置情況を把握し、それらの物体の配置状況によって発生する超音波の反射を考慮して、マイクアレイ中のそれぞれのマイクの位置から超音波タグが存在する候補領域を算出すると共に、それぞれのマイクから算出される超音波タグ（音源）の存在する候補領域が重なり合った領域を超音波タグの存在位置としたので、これにより、物体による反射を考慮しない場合に比べて、精度よく超音波タグの３次元位置を求めることができる。【００５８】
このため、物体による超音波の反射が頻繁に発生するような屋内においても、超音波タグによる位置の測定、即ち超音波タグとマイクとの間の位置関係を精度よく計測することができる位置測定システム、この位置測定システムを用いたロボット、位置測定方法、及びその音源位置算定プログラムを提供することができる。【００５９】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施形態を図９に基づいて説明する。
この図９に示す第２の実施形態は、物体検出部１０４が物体検出用のセンサおよび当該センサを移動させるセンサ移動機構１０６を備えている点が、前述した第１実施形態と相違する。【００６０】
図９に示すように、この第２実施形態における位置測定システムでは、物体検出部１０４のセンサ移動機構１０６が、複数の場所において周囲物体にかかる各種情報を検出しこれを物体検出部１０４にて処理して物体地図を作成し、その作成した物体地図を利用して位置測定を行うという手法が採られている。この物体の移動を考慮することによって、一度に物体検出部１０４がセンシングできる範囲よりも広い範囲の物体地図を生成することができる。なお、センサ移動機構１０６の実施形態としては、物体検出部１０４におけるセンサ部分の全部または一部を移動させる形態が考えられる。
即ち、上記物体検出部１０４は、周辺物体検出用のセンサと当該センサを移動させるセンサ移動機構１０６とを備えると共に、このセンサ移動機構１０６の動作に基づいて複数の場所で周辺物体の検出を行って周辺物体地図を作成する周辺地図作成機能と、後述するようにこの作成された周辺物体地図を利用して物体の位置を特定する物体位置特定機能とを備えている。
その他の構成は、前述した第１の実施形態と同一となっている。【００６１】
（動作）
次に、この第２実施形態におけるシステムの動作を、図１０に基づいて説明する。
この図１０において、まず、センサ移動機構１０６によってセンサを搭載した部分を所望の位置に移動させる（ステップＳ５１）。この場合、物体検出部１０４が備えているセンサ移動機構１０６のセンサ部分のみを移動させるようにしてもよい。
このセンサを移動させることにより、マイクＭ１１〜Ｍ１ｎの周囲に存在する物体の位置情報および形状，大きさ等にかかる情報を検出して物体マップを生成する（ステップＳ５２：周辺物体検出工程）。【００６２】
この場合、上記ステップＳ５２における周辺物体検出工程では、前記マイクアレイの周辺に広範囲に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出しその検出結果とセンサの移動量とを周辺地図情報として格納する物体情報格納工程と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置特定用の物体マップを生成する物体マップ生成工程とを備え、これを実行することにより物体マップが生成される。
ここで、上述した物体情報格納工程および物体マップ生成工程についてはその実行内容をプログラム化しコンピュータに実行させるように構成してもよい。
上記周辺物体にかかる周辺地図の具体的な作成方法としては、センサ移動機構１０６の自己位置同定技術と物体検出技術を組み合わせたものやＳＬＡＭ（Ｓimultaneous Ｌocalization Ａnd  Ｍapping）などを用いて地図を作成する方法などがある。【００６３】
続いて、超音波タグを観測するか否かの判定を行う（ステップＳ５３）。このときの判定の条件としては、予め決められた時刻となったら超音波タグの観測を実行する方法や、地図の作成状況に応じて超音波タグの観測を実行するか否かを決定する方法（例えば、十分な面積の領域で地図が作成されたら超音波タグを観測するようにするなど）や、ユーザの求めに応じて超音波タグの観測を実行するか否かを決定する方法など、様々な方法がある。【００６４】
次に、上述のステップＳ５１〜Ｓ５３の処理の繰り返しで物体地図を生成した後は、前述した第１の実施の形態で開示した図５のフローチャートにおけるステップＳ１１〜Ｓ１６の処理とほぼ同様の処理を行う。即ち、電波発信部１０１より呼び出し対象の超音波タグ２００が反応する信号を発信する。このとき、発信した時刻をＴ０として保存しておく（ステップＳ５４）。続いて、超音波タグ２００側に存在する超音波発信部２０１が、電波発信部１０１から発信された電波を解析し、自己の超音波タグ２００が反応すべき信号であれば超音波を発信する（ステップＳ５５）。【００６５】
次に、超音波受信アレイ部１０２の各マイク（Ｍ１１〜Ｍ１ｎのｎ本のマイクからなるものとする）が超音波タグ２００からの超音波を受信したら、マイクごとに受信した時刻ＴＲ１〜ＴＲｋを記録する（ステップＳ５６）。さらに、物体検出部１０４は、センサ移動機構１０６で管理している現在の位置と物体検出部１０４で管理している物体地図から、超音波受信アレイ部１０２の周囲に存在する物体を検出して物体マップを特定する（ステップＳ５７）。即ち、物体検出部１０４は、前述した周辺地図作成機能と共に、この周辺地図作成機能をもって作成された周辺物体地図を利用して周辺物体の位置を特定する物体位置特定機能を備えている。【００６６】
そして、伝播時間算出部１０３が、電波発信部１０１が電波を発信してから各マイクアレイが超音波を受信するまでの時刻の差を、それぞれのマイクについて算出する。例えば、マイクＭｉの発信と受信の時刻差を「Ｄｉ＝ＴＲｉ−Ｔ０」とする（ステップＳ５８）。そして、更に、位置推定部１０５が、物体検出部１０４で算出された物体マップと伝播時間算出部１０３で算出されたそれぞれのマイクにおける超音波到達時間（Ｄ１〜Ｄｎ）を用いて、超音波タグ（音源）２００の位置が算出される（ステップＳ５９）。【００６７】
このようにすると、前述した第１実施形態の場合と同等の作用効果を奏するほか、更に上述したように、このようにして物体の移動を考慮することによって、一度に物体検出部１０４がセンシングできる範囲よりも広い範囲の物体地図を生成することができ、上述したように、音源である超音波タグ２００の位置が算出される。【００６８】
また、物体の検出に利用される多くのセンサ（例えば、レーザレンジファインダや画像など）のセンシング範囲は、センサから遠い領域に存在する物体は及ばないため、一ヶ所だけからのセンシングでは超音波タグの利用空間に存在する物体を十分に検出することができない。しかし、上記位置測定システムによれば、センサを移動することによって、物体の後ろ側に隠れていた領域に存在する他の物体の形状などを検出することができるため、超音波タグからマイクアレイに到達する超音波の経路をより正確に求めることが可能となる。つまり、より広い範囲の領域で物体の検出を行うことにより、超音波タグからの超音波が様々な物体で反射することをより正確に推定することが可能となるため、超音波タ
グ（音源）の位置測定をさらに精度よく行うことができる。【００６９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施形態を図１１に基づいて説明する。【００７０】
この図１１に開示した第３の実施形態における位置測定システムは、図１に示す第１の実施の形態の構成に加え、前述した周辺物体Ｋ１１，Ｓ１１が何であるかを予め検出する周辺物体特定機能を有し、その検出した結果をメモリに記憶し、且つ外部からの要求に応じてその記憶している周辺物体の形状を物体検出部１０４へ出力する物体照合部１０７を備えた点に特徴を有する。
そして、前述した物体検出部１０４は、上記物体照合部１０７から供給された物体の形状情報を用いてセンサの測定範囲外となる領域の物体を特定する物体マップを作成する機能を備えている。【００７１】
ここで、物体照合部１０７は、物体を特定する物体特定部１０７Ａと、物体形状を保持する物体形状保持部１０７Ａを備えている。物体特定部１０７Ａは、超音波マイクアレイと超音波タグの付近に置かれた物体が、物体形状保持部１０７Ｂで形状を保持しているどの物体であるかを特定するものである。具体的には、物体形状保持部１０７Ｂは、物体に貼付されたＲＦＩＤタグや超音波タグや画像マーカなどの各種タグを検出して特定したり、カメラを備えて画像照合によって物体を特定する。【００７２】
また、物体形状保持部１０７Ｂは、物体表面での超音波の反射を推定するのに必要な物体の外形図を保持し、物体の位置と方向が分かれば測定環境における物体マップに形状情報を反映するのに用いている。さらに、物体照合部１０７が物体の位置と向きを算出して物体検出部１０４へ送信するように構成することもできる。
ここで、物体の位置と向きを検出する方法には、ＲＦＩＤタグや超音波タグや画像マーカのタグで物体の位置と向きを検出する方法や、カメラからの画像を処理することで位置と向きを検出する方法などがある。具体的には、ＲＦＩＤタグを用いる方法であれば、複数のＲＦＩＤタグを物体に予め貼付しておくことにより位置と方向を検出する方法などが
ある。また、カメラからの画像を用いる場合には、予め登録されている物体形状とのマッチングを行う方法などがある。【００７３】
次に、図１１に示す第３の実施の形態の位置測定システムの動作についてフローチャートを参照しながら説明する。
図１２は、図１１に示す第３の実施の形態における位置測定システムの動作の流れを示すフローチャートである。第３の実施の形態の位置測定システムでは、まず、第１の実施の形態のフローチャートである図５のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の処理を行う。即ち、電波発信部１０１より呼び出し対象の超音波タグ２００が反応する信号を発信する。このとき、発信した時刻をＴ０として保存しておく（ステップＳ６１）。【００７４】
次に、超音波タグ２００側に存在する超音波発信部２０１が、電波発信部１０１から発信された電波を解析し、自己の超音波タグ２００が反応すべき信号であれば超音波を発信する（ステップＳ６２）。さらに、超音波受信アレイ部１０２の各マイク（Ｍ１１〜Ｍ１ｎのｎ本のマイクからなるものとする）が超音波タグ２００からの超音波を受信したら、マイクごとに受信した時刻ＴＲ１〜ＴＲｋを記録する（ステップＳ６３）。【００７５】
次に、第３の実施の形態における位置測定システムに固有の処理を行う。即ち、物体照合部１０７が、周囲にある物体が予め登録されているどの物体であるかを照合し、更に、物体の位置を検出して、予め登録されている物体毎の形状情報と物体の位置及び方向を物体検出部１０４へ送信する（ステップＳ６４）。【００７６】
続いて、物体検出部１０４が、周囲の物体を検出して物体マップを生成する（ステップＳ６５）。さらに、物体検出部１０４が、物体照合部１０７より受け取った物体の形状を物体マップ上に配置することによって物体マップを生成する（ステップＳ６６：物体マップ生成工程）。このようにすることにより、物体自体のオクルージョンなどで物体検出部１０４のセンサで検出できない物体を検出することができる。【００７７】
そして、第１の実施の形態のフローチャートである図５のステップＳ１５〜Ｓ１６と同様の処理を行って超音波タグ２００の位置（音源位置）を算出する。
即ち、伝播時間算出部１０３が、電波発信部１０１が電波を発信してから各マイクアレイが超音波を受信するまでの時刻の差をそれぞれのマイクについて算出する。例えば、マイクＭｉの発信と受信の時刻差を「Ｄｉ＝ＴＲｉ−Ｔ０」とする（ステップＳ６７）。次に、位置推定部１０５が、物体検出部１０４で算出された物体マップと伝播時間算出部１０３で算出されたそれぞれのマイクにおける超音波到達時間（Ｄ１〜Ｄｎ）を用いて、超音波タグ２００の位置（音源位置）を算出する（ステップＳ６８）。【００７８】
このように、本実施形態によれば、それぞれの環境に存在する物体が何であるかを物体照合部で同定し、予め物体照合部１０７に記憶されている形状情報を利用して、直接センシングできない領域の物体形状も推定して物体マップを生成している。
このようにすることにより、物体検出部１０４で直接センシングする必要のある領域を減らすことができる。その結果、直接センシングする必要のある領域を減らすことによってセンシングに要する時間の短縮化を図ることができると共に、物体をセンシングする必要のある範囲を縮小することができるので、物体のセンシングをより効率的に行うことが可能となる。【００７９】
以上のように、上記各実施形態によると、物体検出部１０４が有効に機能して、複数のマイクＭ１１〜Ｍ１３周辺に存在する周辺物体Ｓ１１，Ｋ１１の配置情況を把握し、それらの配置状況によって発生する超音波の反射を考慮して、マイクアレイＭＡ１１中のそれぞれのマイクＭ１１〜Ｍ１３の位置から超音波タグが存在する候補領域を算出するように構成すると共に、それぞれのマイクから算出される超音波タグＴ１１の存在する候補領域が重なり合った領域Ａ１４を超音波タグ（音源）の存在位置としたので、周囲物体による反射を考慮しない場合に比べて、例えば精度よく超音波タグ等の音源の三次元位置を求めることができ、物体による超音波の反射が頻繁に発生するような屋内においても、音源の位置の測定、例えば超音波タグＴ１１とマイクＭ１１〜Ｍ１３との間の位置関係を精度よく計測することができるという従来にない優れた位置測定システム、この位置測定システムを用いたロボット、位置測定方法、及びその音源位置演算プログラムを提供することができる。【００８０】
本発明の実施形態は、次のように構成してもよいものである。【００８１】
これによると、物体検出部によってマイクアレイと超音波タグの周囲にある物体の形状を取得することで、それらの物体への音波の反射を考慮に入れて超音波タグに設置された超音波発信部からそれぞれのマイクまでの最短経路を算出することができる。そして、このようにすることで、超音波発信部からそれぞれのマイクに音波が到達するまでの経過時間を観測することにより、その時間で音波が到達するときに超音波タグが存在し得る候補領域をリアルタイムで算出することができる。【００８２】
具体的に説明すると、超音波タグが存在し得る候補領域は、障害物が無ければマイクを中心として経過時間に音速をかけた長さを半径とする球面となるが、障害物（つまり、物体）が存在する場合には、一般的に、その球面の内側に存在する複数の面の組合せとなる。この場合、物体検出部によって物体形状を検出することで、この候補領域を推定することができる。このようにして、前述した位置推定部によって、マイクアレイを構成する各マイクごとについて超音波タグが存在し得る候補領域を推定し、それぞれの候補領域の共通部分に超音波タグが存在することから、超音波タグの３次元位置を正確に算出することができる。【００８３】
更に、前述した物体検出部を、前記超音波受信アレイ部に含まれるマイクアレイと前記音源が置かれた周囲環境とに基づいて、超音波を反射する物体の形状，位置及び前記マイクアレイとの相対位置を検出する相対位置検出機能を備えた構成としてもよい。
このため、これによると、相対位置検出機能によって反射物体の形状や位置が、更にはマイクアレイとの相対位置が明確になると、超音波の伝搬経路を高精度に推定することが可能となり、かかる点において各マイクの位置との関係から、音源の位置の推定に際してはその精度を大幅に向上させることができる。【００８４】
又、前述した位置推定部を、前記超音波受信アレイ部に含まれるマイクアレイを構成するマイク毎に前記物体の情報を用いて反射経路を推定すると共に，超音波の最短経路長が前記伝播時間算出部で算出された時間となるような領域を前記超音波発信部の候補領域として求める最短反射経路算出部（音源位置候補算出部）と、前記各マイクについて得られた候補領域同士の関係から前記音源の位置を算出する音源位置算出部とを備えた構成としてもよい。
このようにすると、最短反射経路算出部と音源位置算出部とが協同して機能することから音源の位置の特定がより迅速化されるという利点がある。【００８５】
更に、前述した物体検出部は、レーザ光を用いたレンジセンサによって形状測定を行う方法、２次元平面上の距離測定が可能なレンジセンサを機能させて周囲物体の位置と観測結果から３次元形状を推定する方法、複数のカメラを用いてステレオ視による形状復元を行う方法、カメラの動きを利用して因子分解法で形状復元する方法、或いはカメラで撮像された画像を用いて物体表面の濃淡から形状復元を行う方法の内の、少なくとも何れか１つの方法を利用して物体の位置と形状を測定し検出するように構成してもよい。
このようにすると、周囲物体の数や、その形状，位置，大きさの全てが視覚的に把握することができ、これにより、最短反射経路の推定や確認が容易となり、かかる点において、音源の位置算出をより正確になし得るという利点がある。【００８６】
又、前述した物体検出部は、周辺物体検出用のセンサと当該センサを移動させるセンサ移動機構とを備えると共に、このセンサ移動機構の動作に基づいて複数の場所で周辺物体の検出を行って周辺物体地図を作成する周辺地図作成機能と、この作成された周辺物体地図を利用して物体の位置を特定する物体位置特定機能とを備えていることを特徴とする。
このため、これによると、より広い範囲にわたって周辺物体の存在を把握することができ、特に大きい物体の裏側に存在するような物体についても、これを確実に把握することができるという利点がある。【００８７】
この位置測定システムがセンサ移動機構と移動を考慮した物体検出部とを持つことにより、更に広い範囲の領域において物体の検出を行うことができる。例えば、物体の検出に一般的に利用されるレンジファインダは、レンジファインダの計測部分（レーザレンジファインダであればレーザ光の発信部と受光部）に対して前方にある物体までが観測できる範囲であるが、その物体の向こう側にある別の物体の状況を観測することはできないという、いわゆるオクルージョンの問題がある。従って、センサを固定して物体の検出を行った場合は、その環境に存在する物体を十分に観測することができない。そこで、本発明の位置測定システムのように、センサ移動機構によってセンサを移動させながら前方の物体に隠された領域の物体までも観測することにより、さらに広い範囲の物体の観測を行うことができるので、超音波の反射伝搬経路をより高精度に推定することが可能となる。【００８８】
更に、前述した物体検出部に前記周辺物体が何であるかを予め検出し格納した周辺物体にかかる形状情報を要求に応じて出力する物体照合部を併設すると共に、この物体検出部が、前記物体照合部からの形状情報を用いて前記物体検出部が備えているセンサの測定範囲外の領域における前記周辺物体にかかる物体地図を作成する測定範囲外地図作成機能を備えた構成としてもよい。
このため、これによると、周辺物体の存在が物体地図上で予め特定されるので、当該周辺物体を直接センシングする必要がなくなり、これがため、音源から各マイクまでの最短伝搬経路をより迅速に推定することができ、音源の位置特定を更に迅速に成し得るという利点がある。【００８９】
又、前述した物体照合部を、物体に貼付されたＲＦＩＤタグ，超音波タグ，又は画像マーカなどのタグを検出すると共に、この検出されたタグの情報に基づいて当該タグが付された周辺物体を特定するための情報を取得しこれを前記物体検出部へ送り込む機能を備えた構成としてもよい。
更に、前述した物体照合部を、画像照合を行うことによって周辺物体を特定し、当該周辺物体にかかる画像情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えた構成としてもよい。【００９０】
又、前述した物体照合部は、物体に貼付されたＲＦＩＤタグ、前記超音波タグ、又は前記画像マーカなどのタグを検出することによって当該タグから得られる情報に基づいて当該周辺物体の位置と向きを特定すると共に、当該特定された周辺物体にかかる情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えた構成としてもよい。【００９１】
更に、前述した物体照合部は、前記タグとしてＲＦＩＤタグ，超音波タグ，又は画像マーカの少なくとも１つを定めてその複数個が前記周辺物体に貼付された場合に、その貼付されたタグ位置を検出することによって当該周辺物体の位置と向きを特定し、当該特定された周辺物体にかかる情報を前記物体検出部へ送り込む機能を備えた構成としてもよい。
又、前述した物体照合部は、前記物体検出部で観測された物体の形状とのマッチングを行うことによって物体の位置と向きを検出するように構成してもよい。【００９２】
このような構成によれば、マイク及び超音波タグの周囲にある物体を物体照合部によって検出し、その物体照合部にあらかじめ保存されている物体の形状情報を利用することによって物体マップの精度を高めることができる。例えば、物体照合部で保存されている物体の形状を物体マップに配置することにより、オクルージョンが発生するなどしてセンサが観測できない部分の形状までも推定することが可能となる。一般に、物体を検知するセンサでその環境に存在する全ての物体を観測するには、オクルージョンの問題や観測範囲の問題や精度の問題などがあって困難な場合がある。そこで、本発明の実施形態の位置測定システムのように、予め物体の形状を物体照合部に保存しておくことにより、その都度、物体の形状の全てを観測しなくても、その環境に存在する物体の形状を効率よく取得することが可能となる。【００９３】
更に、上述した位置測定システムについては、これを物体探索用ロボットに装備するように構成してもよい。【００９４】
そして、マイクアレイの周辺に存在する周辺物体について予め検出され特定された当該周辺物体の位置情報等と前記伝播時間算出工程で算出されたマイクごとの伝搬時間とに基づいて前記超音波の反射伝搬経路を推定して前記超音波タグの位置を算出し音源の位置を推定する音源位置推定工程を設けてもよいものである。
これによると、存在位置が特定されない音源（超音波タグが付された搬送品等）をリアルタイムで検出し把握することができ、しかも音源探索を連続して実行することができ、複数の音源に対しても当該音源の位置を特定することがけいるという利点がある。【００９５】
ここで、前述した電波発信工程の実行に先立って、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体を検出し物体マップを生成する周辺物体検出工程を設けた構成としてもよい。
又、前述した周辺物体検出工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し周辺地図情報として格納する物体情報格納工程と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置を特定するための物体マップを生成する物体マップ生成工程とを備えた構成としてもよい。【００９６】
更に、前述した周辺物体検出工程における物体マップ生成工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し記憶して成る物体照合部から前記周辺物体に対応する物体の形状情報を取り出して前記特定された物体マップ上に配置するように構成してもよい。
ここで、前述した周辺物体検出工程における物体マップ生成工程では、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し記憶して成る物体照合部から前記周辺物体に対応する物体の形状情報を取り出して前記特定された物体マップ上に配置するようにしてもよい。
このようにすると、何れの場合も周辺物体が特定されているので、物体マップの特定を迅速に且つ容易となり成し得るので、存在位置が不特定の音源に対しても音の伝搬経路の推定および位置の特定を迅速にかつ高精度に推定することができる。【００９７】
ここで、前記位置推定演算機能の実行に際しては、事前に、予め別に設けた物体検出部で得られる前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の位置情報および形状情報を記憶処理すると共に当該検出結果に基づいて物体マップを生成する周辺物体特定機能を設け、これを前記コンピュータに実行させるように構成してもよい。【００９８】
又、前述した周辺物体特定機能にあっては、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさ等にかかる情報が予め別に装備された物体検出部で検出された場合にこれを周辺地図情報の形態をもって格納する物体情報格納機能と、この格納された周辺地図情報に基づいて前記マイクアレイを構成する複数の各マイクからみた前記周辺物体との相対位置を特定するための物体マップを生成する物体マップ生成機能とを備え、  これらを前記コンピュータに実行させるように構成してもよい。【００９９】
更に、前述した物体マップ生成機能にあっては、前記マイクアレイの周辺に存在する周辺物体の存在位置，形状，大きさを予め検出し記憶して成る物体照合部から前記周辺物体に対応する物体の形状情報を取り出して前記物体マップ上に配置するようにし、これを前記コンピュータに実行させるようにしてもよい。【０１００】
以上の実施形態は例示したものであって、本発明は図示した実施形態の範囲に限定されるものではなく、請求の範囲内において種々変更できるものである。【０１０１】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【０１０２】
この出願は２００６年８月３０日に出願された日本出願特願２００６−２３３０１５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の位置測定システムは、展示場などの公共施設において、展示物の配置関係を測定して最適なレイアウトを構成する場合などに有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態における位置測定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に開示したシステムの超音波受信アレイ部（マイクアレイ）の周辺環境と当該環境下にあって音源（超音波タグ）の位置を推定する位置推定部とを示す図で、図２（Ａ）はマイクアレイとその周囲物体との相対位置を示す説明図、図２（Ｂ）は上記位置推定部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる位置測定システムの動作原理を示す図で、図３（Ａ）はマイクアレイと音源（超音波タグ）およびその周囲物体の位置関係の例を示す説明図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）で音源（超音波タグ）から超音波が放射された状態を示す模式図である。
【図４】図３（Ｂ）のように超音波が放射されたときの超音波タグが存在し得る候補領域を示す模式図である。
【図５】図１に開示した位置測定システムの全体的な動作を示すフローチャートである。
【図６】図３に開示した位置推定部が行う超音波タグの位置算出動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図３に示す位置推定部が最短経路距離を求める動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートにおけるアルゴリズムの進行状況（ａ）〜（ｅ）を示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態における位置測定システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す第２実施形態における位置測定システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態における位置測定システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す第３実施形態における位置測定システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】超音波タグからの音波の進路が物体によって影響を受ける具体例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０１  電波発信部
１０２  超音波受信アレイ
１０３  伝播時間算出部
１０４  物体検出部
１０５  位置推定部
１０５Ａ  音源位置候補算出部（最短反射経路算出部）
１０５Ｂ  音源位置算出部
１０６  センサ移動機構（移動部）
１０７  物体照合部
１０７Ａ  物体特定部
１０７Ｂ  物体形状保持部
２００  超音波タグ（音源）
２０１  超音波発信部
Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３  マイク
ＭＡ１１  マイクアレイ
Ｔ１１  超音波タグ
Ｓ１１  物体
Ｋ１１  壁
Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３  超音波の伝搬経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2008026463.tif 000020
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