(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を帯びたテープの幅方向に対向する複数の磁気センサを備える磁気センサアレイと、
前記磁気センサアレイから前記複数の磁気センサが出力する信号の値を記憶する測定値メモリと、
前記測定値メモリに格納されている複数の前記信号の値に含まれるピーク値の大小に応じた検出閾値を設定するものであり、前記複数の磁気センサのうち、前記検出閾値によって有効であると判定された前記磁気センサの右端と左端との距離が、前記テープの幅以下且つ前記磁気センサアレイと前記テープとの距離にかかわらず一定になるように前記検出閾値を設定する閾値算出部と、
前記測定値メモリに格納されている複数の前記信号の値と前記閾値とを比較して、前記テープの中心座標を算出する中心座標算出部と
を具備する、位置検出装置。
【請求項２】
前記中心座標算出部は、外部から直進、右折又は左折の何れかを示す命令を受けて、直進の場合は前記検出閾値によって有効であると判定された磁気センサの右端と左端よりなる線分の中間地点を中心座標として出力し、右折の場合は前記検出閾値によって有効であると判定された磁気センサの右端から前記線分の半分だけオフセットした地点を中心座標として出力し、左折の場合は前記検出閾値によって有効であると判定された磁気センサの左端から前記線分の半分だけオフセットした地点を中心座標として出力する、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記中心座標算出部は、前記複数の磁気センサのうち、前記検出閾値に最も近い値を示す磁気センサと、前記検出閾値とを用いて、前記検出閾値上の座標情報を直線補間演算によって算出する、請求項２に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置に関する。
より詳細には、例えば多分岐路を走行する自立走行式無人車等に使用して好適な位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、工場等の施設において、所定の荷物の搬送を自動化するため等の目的で、自立走行式無人車（以下「無人車」と略す）が導入されている。この無人車は、所定のセンサを通じて、床に貼付されたガイドテープの存在を検出して、ガイドテープに沿って走行する。
ガイドテープの検出方法は様々であるが、出願人は、ゴム磁石をガイドテープとして利用し、このゴム磁石テープの磁束を検出することで、ノイズ等に強く、安定したガイドテープ検出性能を実現する、無人車向けの位置検出装置を開発し、製造販売している。
【０００３】
無人車は、ガイドテープの中心線を検出し、その検出位置が無人車の中心に向かうように、操舵制御を行う。そこで、出願人の位置検出装置は、ゴム磁石テープの幅方向の中心の位置情報を、アナログ電圧で出力する。
【０００４】
特許文献１は、出願人による位置検出装置の先行技術文献である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２５８０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術による位置検出装置は、ノイズに対して良好な耐性を持っているが、凹凸の多い床で運用すると、磁気センサの出力信号が大きく変動するために、出力信号に大きな誤差が含まれる場合があった。
【０００７】
本発明はかかる課題を解決し、磁気センサの検出信号が大きく変動しても、安定した位置検出性能を実現する位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、磁気を帯びたテープの幅方向に対向する複数の磁気センサを備える磁気センサアレイと、磁気センサアレイから複数の磁気センサが出力する信号の値を記憶する測定値メモリとを具備する。更に、測定値メモリに格納されている複数の信号の値に含まれるピーク値の大小に応じた検出閾値を設定するものであり、複数の磁気センサのうち、検出閾値によって有効であると判定された磁気センサの右端と左端との距離が、テープの幅以下且つ磁気センサアレイとテープとの距離にかかわらず一定になるように検出閾値を設定する閾値算出部と、測定値メモリに格納されている複数の信号の値と閾値とを比較して、テープの中心座標を算出する中心座標算出部とを具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、磁気センサの検出信号が大きく変動しても、安定した位置検出性能を実現する位置検出装置を提供できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る位置検出装置を搭載する、無人車の外観斜視図と、無人車を正面から見た断面をイメージしたブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置検出装置の、ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】マイコンの機能ブロック図である。
【図４】マイコンが実行する中心座標検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】マイコンが実行する中心座標検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】ゴム磁石テープの幅方向における磁束密度分布を示すグラフである。
【図７】直進モードにおける、中心座標の検出方法を説明する概略図と、右折モード及び左折モードにおける、中心座標の検出方法を説明する概略図である。
【図８】磁気センサの信号レベルと閾値との関係を示すグラフと、中間値と閾値との関係を示す概略図と、磁気センサアレイの概略図と、閾値と比較した磁気センサアレイの概略図である。
【図９】直進モードにおける中心座標の算出方法を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、本発明の実施形態に係る位置検出装置を搭載する、無人車１０１の外観斜視図である。
図１Ｂは、無人車１０１を正面から見た断面をイメージしたブロック図である。
無人車１０１は、四輪或は三輪等の、安定して自走が可能な複数の車輪１０２を備えている。そして、車輪１０２の一部は駆動輪として、モータ１０３によって回転駆動される。
無人車１０１の筐体１０４の底には、磁気センサアレイ１０５が取り付けられている。この磁気センサアレイ１０５は、床１０６に貼付されたゴム磁石テープ１０７の存在を検出できる程度に、ゴム磁石テープ１０７の幅よりも長く構成されている。
磁気センサアレイ１０５は中心座標検出部１０８に接続されている。この、中心座標検出部１０８と磁気センサアレイ１０５の組み合わせが、本実施形態に係る位置検出装置である。
【００１２】
無人車制御部１１１は、主にマイコンよりなる制御機器であり、工場等の施設に敷設されるゴム磁石テープ１０７にて形成される走行ルートの情報を記憶している。そして、外部から目的地の指令を受けて、所定の目的地へ到達するべく、無人車１０１を制御する。
通常、ゴム磁石テープ１０７にて形成される走行ルートの、分岐点の手前には、その位置を示す番地磁石等が路面に設けられている。無人車制御部１１１は、図示しない番地センサ等で、この番地磁石を検出して、無人車１０１の現在位置を把握し、次に無人車１０１をどの方向に操舵するのかを決定する。そして、決定した操舵方向に基いて、中心座標検出部１０８に分岐指令信号を出力する。分岐指令は、直進、右折、左折である。中心座標検出部１０８は、分岐指令に応じた中心座標信号を出力し、無人車制御部１１１は、受け取った中心座標信号が、無人車１０１の中心になるように、操舵制御を行う。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に係る位置検出装置２０１の、ハードウェア構成を示すブロック図である。
磁気センサアレイ１０５は、複数の磁気センサ２０２が一列に並べられて構成される。本実施形態において、磁気センサ２０２は可飽和コイルであるが、ホール素子等であってもよい。磁気センサ２０２はサンプルホールド回路を内蔵しており、後述するマイコン２０５から出力されるパルス信号により駆動され、磁気強度に比例した電圧を出力する。磁気センサ２０２の出力信号は、マイコン２０５のそれぞれのアナログ入力端子に接続される。
【００１４】
マイコン２０５は、ＣＰＵ２０６、フラッシュメモリであるＲＯＭ２０７、ＲＡＭ２０８、Ａ／Ｄ変換器２０９、Ｄ／Ａ変換器２１０、インターフェース２１１がバス２１２に接続されている。更にＡ／Ｄ変換器２０９にはマルチプレクサ２１３を通じて複数のアナログ入力端子が接続される。
図１と図２を参照するとわかるが、中心座標検出部１０８はマイコン２０５で構成されている。
【００１５】
磁気センサ２０２の出力信号はマイコン２０５に入力される。マイコン２０５は、ＲＯＭ２０７に記憶されたプログラムに従って磁気センサ２０２及びマルチプレクサ２１３を制御して、各々の磁気センサ２０２の出力信号の電圧をＡ／Ｄ変換器２０９でＡ／Ｄ変換して、ＲＡＭ２０８に記憶する。そして、マイコン２０５は後述する演算処理を実行して、中心座標信号をＤ／Ａ変換器２１０から出力する。
【００１６】
図３は、中心座標検出部１０８の機能ブロック図である。マイコン２０５の機能ブロック図でもある。
Ａ／Ｄ変換器２０９を介して入力される、各磁気センサ２０２の信号データは、制御部３０１の制御に基づき、一旦測定値メモリ３０２に格納される。なお、制御部３０１は後述する測定値検証部３０３、検出閾値算出部３０４、中心座標算出部３０５、モードフラグメモリ３０６、中心座標メモリ３０７及びスイッチ３０８等の動作制御も実行する。
測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データは、先ず測定値検証部３０３によってデータの正当性が確認される。
【００１７】
測定値検証部３０３は、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データのうち、ピーク値と、二番目に大きな値を抽出し、その差分を所定のエラー判定閾値と比較する。そして、差分がそのエラー判定閾値以下であれば、各磁気センサ２０２の信号データは正当であると判断する。逆に、差分がそのエラー判定閾値を超えていれば、各磁気センサ２０２の信号データにはノイズが無視できない程混入しており、中心座標を算出するに適切でないと判断する。こうして、測定値検証部３０３は各磁気センサ２０２の信号データの検証結果としてＯＫ又はＮＧを示す論理信号である検証信号と、ＯＫの場合には各磁気センサ２０２の信号データの中からピーク値を示す磁気センサからの信号データ（以下、「ピーク値」という）を出力する。
【００１８】
測定値検証部３０３が出力する検証信号とピーク値は、検出閾値算出部３０４に入力される。検出閾値算出部３０４は、検証信号がＯＫを示す論理値である時に、ピーク値に基づいて、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データに対する閾値を算出する。この検出閾値は、どの磁気センサ２０２の信号データが、ゴム磁石テープ１０７に対向しているデータであるか否かを判定するための閾値である。
【００１９】
検出閾値算出部３０４が算出した閾値は、中心座標算出部３０５に入力される。
中心座標算出部３０５は、先ず、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データを参照して、検出閾値を跨いだ検出閾値以上の磁気センサ２０２の値と、検出閾値未満の磁気センサ２０２の値を見つける。そして、これら検出閾値を跨る二つの値の中間値を算出する。この中間値は、そこにあたかも磁気センサ２０２があるものとみなす「仮想磁気センサ」の値として扱う。次に、それら中間値を閾値と比較して、閾値以上の最低値を示す、仮想磁気センサを含む磁気センサ２０２の座標を左右に二つ、確定する。
次に、中心座標算出部３０５はモードフラグメモリ３０６を参照して、中心座標を算出する。モードフラグメモリ３０６は、無人車制御部１１１から出力される分岐指令信号に応じて、「直進モード」、「右折モード」又は「左折モード」の、何れか一つを示す情報が格納される。
【００２０】
中心座標算出部３０５は、モードフラグメモリ３０６の値が「直進モード」の時は、左右の磁気センサ２０２の座標の中間地点を、中心座標として出力する。
モードフラグメモリ３０６の値が「右折モード」の時は、閾値以上の最低値を示す右端の磁気センサ２０２の座標から、ゴム磁石テープ１０７の中心との距離をオフセットとして与えた地点を、中心座標として出力する。
モードフラグメモリ３０６の値が「左折モード」の時は、閾値以上の最低値を示す左端の磁気センサ２０２の座標から、ゴム磁石テープ１０７の中心との距離をオフセットとして与えた地点を、中心座標として出力する。
こうして算出された中心座標情報は、中心座標メモリ３０７に格納されると共に、スイッチ３０８を介して外部に出力される。なお、このスイッチ３０８は測定値検証部３０３の検証信号によって制御され、検証信号がＮＧである場合は、中心座標メモリ３０７に記憶された直前の中心座標情報をＤ／Ａ変換器２１０へ出力する。
【００２１】
図４及び図５は、中心座標検出部１０８（マイコン２０５）が実行する中心座標検出処理の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（Ｓ４０１）、先ず、制御部３０１はＡ／Ｄ変換器２０９を介して入力される、各磁気センサ２０２の信号データを、測定値メモリ３０２に格納する（Ｓ４０２）。
測定値メモリ３０２に全ての磁気センサ２０２の信号データが格納されたら、制御部３０１は測定値検証部３０３を動作させる。
測定値検証部３０３は、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データのうち、ピーク値と、二番目に大きな値を抽出する（Ｓ４０３）。そして、ピーク値と、二番目に大きな値との差分を所定のエラー判定閾値と比較して、ノイズの混入が無視できない状態であるか否かを確認する（Ｓ４０４）。差分がそのエラー判定閾値以下であれば（Ｓ４０４のＮＯ）、測定値検証部３０３は各磁気センサ２０２の信号データは正当であると判断し、測定値検証部３０３は各磁気センサ２０２の信号データの検証結果としてＯＫを示す検証信号と、各磁気センサ２０２の信号データのピーク値を検出閾値算出部３０４へ出力する。
次に、制御部３０１は検出閾値算出部３０４を動作させる。
検出閾値算出部３０４は、測定値検証部３０３が出力するピーク値に基づいて、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データに対する検出閾値を算出し、（Ｓ４０５）中心座標算出部３０５へ出力する。続いて、制御部３０１は中心座標算出部３０５を動作させる。
【００２２】
中心座標算出部３０５は、先ず、測定値メモリ３０２に格納された、各磁気センサ２０２の信号データを参照して、検出閾値を跨いだ検出閾値以上の磁気センサ２０２の値と、閾値未満の磁気センサ２０２の値を見つける。そして、これら検出閾値を跨る二つの値の中間値を算出するデータ補間を行う（Ｓ４０６）。この中間値は、そこにあたかも磁気センサ２０２があるものとみなした「仮想磁気センサ」からの信号データとして取り扱われる。次に、これらの仮想磁気センサからの信号データとして得られた中間値を含めて、各磁気センサからの信号データを閾値と比較し、閾値以上の最低値を示す、仮想磁気センサを含む磁気センサ２０２の検出座標を左右に二つ、確定する（Ｓ４０７）。
【００２３】
続いて、図５を参照して、フローチャートの説明を続ける。
次に、中心座標算出部３０５はモードフラグメモリ３０６を参照して、現在の動作モードが「直進モード」であるか否かを確認する（Ｓ５０８）。
中心座標算出部３０５は、モードフラグメモリ３０６の値が「直進モード」である時は（Ｓ５０８のＹＥＳ）、左右の磁気センサ２０２の座標の中間地点を、中心座標として算出する（Ｓ５０９）。そして、算出した中心座標情報をＤ／Ａ変換器２１０を通じて無人車制御部１１１に出力すると共に、中心座標メモリ３０７に記憶して（Ｓ５１０）、一連の処理を終了する（Ｓ５１１）。
【００２４】
ステップＳ５０８において、モードフラグメモリ３０６の値が「直進モード」でない時は（Ｓ５０８のＮＯ）、現在の動作モードが「右折モード」であるか否かを確認する（Ｓ５１２）。モードフラグメモリ３０６の値が「右折モード」である時は（Ｓ５１２のＹＥＳ）、中心座標算出部３０５は、閾値以上の最低値を示す右端の磁気センサ２０２の座標から、ゴム磁石テープ１０７の中心との距離をオフセットとして与えた地点を、中心座標として算出する（Ｓ５１３）。そして、算出した中心座標情報をＤ／Ａ変換器２１０を通じて無人車制御部１１１に出力すると共に、中心座標メモリ３０７に記憶して（Ｓ５１０）、一連の処理を終了する（Ｓ５１１）。
【００２５】
ステップＳ５１２において、モードフラグメモリ３０６の値が「右折モード」でない時は（Ｓ５１２のＮＯ）、現在の動作モードは「左折モード」である。そこで中心座標算出部３０５は、閾値以上の最低値を示す左端の磁気センサ２０２の座標から、ゴム磁石テープ１０７の中心との距離をオフセットとして与えた地点を、中心座標として算出する（Ｓ５１４）。そして、算出した中心座標情報をＤ／Ａ変換器２１０を通じて無人車制御部１１１に出力すると共に、中心座標メモリ３０７に記憶して（Ｓ５１０）、一連の処理を終了する（Ｓ５１１）。
【００２６】
再度図４を参照して、フローチャートの説明を続ける。
ステップＳ４０４において、差分がエラー判定閾値を超えている場合（Ｓ４０４のＹＥＳ）、測定値検証部３０３は各磁気センサ２０２の信号データにはノイズが無視できない程混入しており、中心座標を算出するに適切でないと判断して、各磁気センサ２０２の信号データの検証結果としてＮＧを示す検証信号を出力する。そして、制御部３０１はこれを受けて測定値メモリ３０２内の全データを破棄する（Ｓ４１５）。その後、スイッチ３０８を通じて中心座標メモリ３０７に記憶されている、直前の中心座標情報をＤ／Ａ変換器２１０を通じて無人車制御部１１１に出力し（Ｓ４１６）、一連の処理を終了する（図５のステップＳ５１１）。
【００２７】
［動作］
図６は、ゴム磁石テープ１０７の幅方向における磁束密度分布を示すグラフである。図６中、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離を、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍと変化させて、磁束密度分布をプロットしている。
図６を見て判るように、ゴム磁石テープ１０７の磁束密度分布は概ねガウス曲線に似た曲線を描く。そして、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離に応じて、磁束密度分布は変化する。ここで、磁束密度分布はそのまま磁気センサ２０２から得られる信号レベルに対応している。
【００２８】
従来技術では、このような磁気センサ２０２の信号に対し、固定の閾値を用いて、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出していた。しかしながら、固定の閾値を用いると、次に説明する不具合が生じる。
例えば、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離が４０ｍｍの場合のような、低い信号レベルでも検出できるようにするためには、閾値を低く設定する必要が生じる。すると、ノイズも拾いやすくなり、ノイズに対する耐性が低下し、誤動作の原因になる。
逆に、ノイズを拾わないようにするためには、閾値を高く設定する必要が生じる。すると、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離が４０ｍｍの場合のような、低い信号レベルの場合に、全てのセンサの信号が閾値未満になってしまい、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出できなくなり、誤動作の原因になる。
したがって、凹凸のある床１０６で無人車１０１を運用すると、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離が変化し、誤動作の原因となっていた。
【００２９】
図７Ａは、直進モードにおける、中心座標の検出方法を説明する概略図である。
直進モードの場合、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出した磁気センサ２０２の、右端と左端の座標を取得して、その中間地点Ｐ７０１を中心座標として出力する。
図７Ｂは、右折モード及び左折モードにおける、中心座標の検出方法を説明する概略図である。
右折モードの場合、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出した磁気センサ２０２の、右端の座標を取得して、右端の座標にゴム磁石テープ１０７の幅の半分の距離をオフセットとして与えることで、その地点Ｐ７０２を中心座標として出力する。この時、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出した磁気センサ２０２の、左端の座標は無視される。
左折モードの場合、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出した磁気センサ２０２の、左端の座標を取得して、左端の座標にゴム磁石テープ１０７の幅の半分の距離をオフセットとして与えることで、その地点Ｐ７０３を中心座標として出力する。この時、ゴム磁石テープ１０７の存在を検出した磁気センサ２０２の、右端の座標は無視される。
【００３０】
従来技術の場合、特に、右折モード及び左折モードにおいて、オフセット距離をゴム磁石テープ１０７の幅の半分の距離という固定値で与えると、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離が変動することによって、ゴム磁石テープ１０７の中心位置と、位置検出装置２０１が出力する中心座標が一致せず、誤差が生じる。結果的に、直進モードから右折モード及び左折モードに切り替わる時点、或は右折モード及び左折モードから直進モードに切り替わる時点で、無人車１０１の動作が急激に左右に振られてしまう、という不具合を生じる。
【００３１】
改めて図６を参照して、動作の説明を続ける。
本実施形態の位置検出装置２０１では、検出閾値算出部３０４において、磁気センサ２０２の信号レベルに応じて検出閾値を可変に設定している。この検出閾値は、磁気センサ２０２の信号レベルの曲線と検出閾値とが交わる、二つの交点同士の距離が、信号レベルの強弱にかかわらず常に一定の幅になるように設定される。
本実施形態の場合、ゴム磁石テープ１０７の幅は５０ｍｍである。そこで、一例として図６に示すグラフに対し、中心座標から±２０ｍｍに当たる座標に相当する値を、検出閾値として設定する。
検出閾値は、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離が変動しても中心座標から±２０ｍｍの検出幅を維持するように設定される。このため、右折モード及び左折モードにおいて、オフセット距離を２０ｍｍという固定値で与えても、磁気センサ２０２の検出閾値を可変にすることによって、大きな誤差が生じない。すなわち、直進モードから右折モード及び左折モードに切り替わる時点、或は右折モード及び左折モードから直進モードに切り替わる時点で、無人車１０１の動作が急激に左右に振られてしまう、という不具合が生じ難くなり、無人車１０１に安定した走行性能を実現する。
【００３２】
図８Ａは、磁気センサ２０２の信号レベルと検出閾値との関係を示すグラフである。図８Ａは、図３のステップＳ４０５における検出閾値算出部３０４の動作を説明するための図である。
図６のグラフでは、磁気センサ２０２とゴム磁石テープ１０７との距離のバリエーションが五つだけである。一方、磁気センサ２０２から検出される信号レベルは多岐に渡る。そこで、検出閾値算出部３０４は内部に近似関数を備えている。例えば、ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃといった二次関数である。定数ａ，ｂ及びｃを予めＲＯＭ２０７に記憶しておき、磁気センサ２０２の最大値Ｐ８０１をｘとして与えて、閾値ｙ（図８Ａ中の閾値Ｌ８０２）を算出する。
【００３３】
このように、磁気センサ２０２の信号レベルの曲線と検出閾値とが交わる、二つの交点同士の距離が、信号レベルの強弱にかかわらず常に一定の幅になるように設定することで、磁気センサ２０２の信号レベルに応じた、適切な検出処理が実現できる。特に、従来技術と比べてゴム磁石テープ１０７が発生する磁束密度から、ゴム磁石テープ１０７を検出する幅を常に一定の幅として検出できるので、右折モード或は左折モードにおいて、正確な中心座標を出力することができる。したがって、従来技術にあった、直進モードから右折モード及び左折モードに切り替わる時点、或は右折モード及び左折モードから直進モードに切り替わる時点で、無人車１０１の動作が急激に左右に振られてしまう、という不具合を解消することができる。
【００３４】
図８Ｂは、中間値と閾値との関係を示す概略図である。図８Ｂは、図４のステップＳ４０６における中心座標算出部３０５の動作を説明するための図である。
磁気センサ２０２の数はコストと精度に影響する。そこで、コストを低く抑えつつ、磁気センサ２０２の分解能を高めることで位置検出装置２０１の精度を高めるため、隣り合う二つの磁気センサ２０２の信号レベルに基づき、中間値を算出する。
この中間値Ｐ８０３を算出する作業は、閾値Ｌ８０２を挟んで隣り合う磁気センサＰ８０４及びＰ８０５の値についてのみ行えばよい。
【００３５】
図８Ｃは、磁気センサアレイ１０５の概略図である。図８Ｄは、閾値と比較した磁気センサアレイ１０５の概略図である。図８Ｃと図８Ｄは、図３のステップＳ４０７における中心座標算出部３０５の動作を説明するための図である。
図８Ｃにおいて、実線で示す丸が実際の磁気センサ２０２であり、点線で示す丸が、中間値の算出によって作られる、仮想磁気センサ８０６である。
図８Ｄにおいて、黒く塗りつぶされたセンサＰ８０３が、閾値以上の値を示す仮想磁気センサ８０６である。同様に、黒く塗りつぶされたセンサＰ８０５及びＰ８０７が、閾値以上の値を示す磁気センサ２０２である。図８Ｄに示す、左右の端にある黒く塗りつぶされたセンサＰ８０３とセンサＰ８０７同士の距離が、ゴム磁石テープ１０７の幅と概ね等しい。
【００３６】
上述の実施形態の他、以下のような応用例が考えられる。
（１）直進モードの場合において、以下の様な演算処理を行うことで、仮想磁気センサの演算処理を行わずに、ゴム磁石テープ１０７の中心座標を算出することができる。
図９は、直進モードにおける中心座標の算出方法を説明する概略図である。
最左端の検出閾値を越えた磁気センサの出力をＬon、その左側の検出閾値未満の磁気センサの出力をＬoffとし、Ｌoff（m）はその磁気センサの位置座標とする。最右端の検出閾値を越えた磁気センサの出力をＲon、その左側の検出閾値未満の磁気センサの出力を、Ｒoffとし、Ｒoff（n）はその磁気センサの位置座標とする。磁気センサ間距離はｄとする。
以下の式（１）のｘを求めることにより２つの直線の交点が求まる。この交点を中央座標とする。
【００３７】
【数１】
0005525647.tif 000002
【００３８】
すなわち、検出閾値を跨ぐ四つの磁気センサの値を用いて、二つの直線を描き、その交点を中央座標とする。
このように演算することで、仮想磁気センサの演算処理を行わずに、ゴム磁石テープ１０７の中心座標を算出することができる。
【００３９】
（２）マイコン２０５に用いるワンチップマイコンの演算能力が高い場合、仮想磁気センサを算出する処理の代わりに、閾値と信号レベルの曲線との交点の座標を、直線補間を用いて算出してもよい。この場合、磁気センサ２０２と仮想磁気センサが提供するような離散的な座標情報より精度の高い座標情報を得ることが期待できる。
【００４０】
（３）上述の実施形態では、検出閾値を二次関数の近似式で算出していたが、精度もあまり要求されず、演算負荷を減らしたい場合は、一次関数の近似式でもよいし、ピーク値フィールドと検出閾値フィールドよりなるテーブルを設けて、ピーク値が最も近いレコードから検出閾値を導き出してもよい。
【００４１】
（４）上述の実施形態では、中心座標をアナログ電圧で出力していたが、パラレル或はシリアルのデジタルデータで出力してもよい。
【００４２】
（５）上述の実施形態では、出願人が製造している従来製品との互換性を考慮して、ゴム磁石テープ１０７が発生する磁束密度を磁気センサ２０２が検出する信号レベルの曲線と、検出閾値との交点が、ゴム磁石テープ１０７の幅より僅かに狭くなるように、検出閾値を設定していた。しかし、検出閾値は必ずしもこのように設定する必要はなく、むしろ検出閾値は高めに設定することが好ましい。
何故ならば、検出閾値を高めに設定すれば、それだけ外来ノイズに対して強くなることが期待できる。また、検出閾値が高くなることにより、信号レベルの曲線と、検出閾値との交点同士の距離が、ゴム磁石テープ１０７の幅より狭くなる。すると、磁気センサアレイ１０５とゴム磁石テープ１０７との相対的な検出位置の範囲が広くなる。
【００４３】
本実施形態では、位置検出装置２０１を開示した。
従来の位置検出装置では、ゴム磁石テープ１０７の存在と座標を検出するための磁気センサアレイ１０５から得られる信号に、ゴム磁石テープ１０７の中心座標を決定するために、固定の閾値を用いていた。
本実施形態の位置検出装置２０１は、この閾値を、磁気センサアレイ１０５から得られる信号の強度に応じて可変にした。閾値は、磁気センサアレイ１０５から得られる信号の座標位置が、ゴム磁石テープ１０７の幅に略一致するように設定されている。このように、信号の強度に応じて適切な閾値を設定することで、位置検出装置２０１は正確な中心座標を出力できる。特に、右折モード及び左折モードにおいて、信号の強度にかかわらず中心座標を正確に出力でき、無人車１０１の走行安定性を向上できる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１０１…無人車、１０２…車輪、１０３…モータ、１０４…筐体、１０５…磁気センサアレイ、１０６…床、１０７…ゴム磁石テープ、１０８…中心座標検出部、１０９…コマンド受信部、１１０…アンテナ、１１１…モータ駆動制御部、２０１…位置検出装置、２０２…磁気センサ、２０３…プリアンプ、２０４…サンプルホールド回路、２０５…マイコン、２０６…ＣＰＵ、２０７…ＲＯＭ、２０８…ＲＡＭ、２０９…Ａ／Ｄ変換器、２１０…Ｄ／Ａ変換器、２１１…インターフェース、２１２…バス、２１３…マルチプレクサ、３０１…制御部、３０２…測定値メモリ、３０３…測定値検証部、３０４…閾値算出部、３０５…中心座標算出部、３０６…モードフラグメモリ、３０７…中心座標メモリ、３０８…スイッチ、８０１…仮想磁気センサ
【要約】
【課題】磁気センサの検出信号が大きく変動しても、安定した位置検出性能を実現する位置検出装置を提供する。
【解決手段】本実施形態の位置検出装置２０１は、ゴム磁石テープ１０７の存在と座標を検出するための磁気センサアレイ１０５から得られる信号に、ゴム磁石テープ１０７の中心座標を決定するための閾値を、磁気センサアレイ１０５から得られる信号の強度に応じて可変にした。閾値は、磁気センサアレイ１０５から得られる信号の座標位置が、ゴム磁石テープ１０７の幅に略一致するように設定される。
【選択図】図３【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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