(57)【要約】  ジャイロを搭載するロボットにおいて較正を行うとき、目標壁面に対してロボットよりレーザービームを照射し、目標壁面上に占めるレーザーポイントの位置を測定する。その測定された位置を初期値として取得し（Ｓ１０，Ｓ１２）、較正が開始することを表示する（Ｓ１４，Ｓ１６）。そして較正期間をリセット（Ｓ１８）して較正期間の計時処理を開始する。所定の較正期間の間はジャイロの検出値をサンプリングにより継続して取得する（Ｓ２０）。取得中に外乱があると警報を出力し、較正をやり直す。較正期間中に外乱がなく満了すれば、較正期間内の検出値に基づき較正値が設定される（Ｓ２６，Ｓ２８）。
2009503532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射手段と、
放射された光ビームの被照射位置を検出するビーム位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段によって検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置検出手段は、移動体から前記被照射位置までの距離を測定する手段を有し、
前記算出手段は、光ビームの被照射位置に加えて、移動体から被照射位置までの距離を用いて前記移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置検出手段は、移動体の旋回時の移動距離を測定する手段を有し、
前記算出手段は、光ビームの被照射位置に加えて、移動体の移動距離を用いて、前記移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項４】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記光ビーム放射手段は、複数の方位に光ビームを放射することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項５】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置測定手段は、移動体に搭載された位置測定器であることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項６】
請求項１に記載のジャイロ較正装置において、前記ビーム位置検出手段は、移動体とは別に設けられる外部位置測定器であることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項７】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射手段と、
前記移動体から前記光ビームによって照射される被照射位置までの距離を測定する手段と、
前記移動体から前記被照射位置までの距離に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項８】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射手段と、
前記移動体の旋回時の移動距離を測定する手段と、
前記移動体の移動距離に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項９】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
初期位置に設定された移動体の位置である位置初期値を取得する初期値取得手段と、
移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得手段と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
前記検出値取得手段により取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のジャイロの較正装置において、
較正値設定手段は、前記検出値取得手段が取得する複数の検出値の平均値を計算し、この平均値を較正値として設定することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のジャイロの較正装置において、
較正中であることを示す信号を出力する状態出力手段を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のジャイロの較正装置において、
外乱が発生したことを警報信号として出力する警報出力手段を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１３】
ロボットであって、
位置情報検出用のジャイロと、
ジャイロの較正を行う較正部と、
を備え、
較正部は、
初期位置に設定されたロボットの位置である位置初期値を取得する初期値取得手段と、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得手段と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
前記検出値取得手段によって取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定手段と、
を含むことを特徴とするロボット。
【請求項１４】
ロボットに搭載される位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置において実行される較正プログラムであって、
初期位置状態に設定されたロボットの位置を位置初期値として取得し、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得し、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示し、
取得した複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定することを特徴とするジャイロの較正プログラム。
【請求項１５】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う方法であって、
光ビームを放射し、
放射された光ビームの被照射位置を検出し、
検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出し、
算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行うことを特徴とする方法。
【請求項１６】
ロボットに搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う方法であって、
初期位置に設定されたロボットの位置である位置初期値を取得し、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得し、
外乱が発生した場合に、複数の検出値取得のやり直しを指示し、
取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定することを特徴とする方法。
【請求項１７】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射器と、
放射された光ビームの被照射位置を検出するビーム位置検出器と、
前記ビーム位置検出器によって検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出部と、
前記算出部により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正器と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１８】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
初期位置に設定された移動体の位置である位置初期値を取得する初期値取得部と、
移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得部と、
前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示部と、
前記検出値取得手段により取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定部と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１９】
ロボットであって、
位置情報検出用のジャイロと、
ジャイロの較正を行う較正器と、
を備え、
較正器は、
初期位置に設定されたロボットの位置である位置初期値を取得する初期値取得部と、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得部と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得部に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
前記検出値所得部によって取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定部と、
を含むことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロを搭載するロボット、ジャイロ較正装置、ジャイロ較正プログラム及びジャイロ較正方法に係り、特に、ジャイロを搭載し、ジャイロの検出値に基づいて自己の位置情報を算出するロボットにおいて、そのジャイロの較正を行うジャイロ較正装置及びジャイロ較正方法、ジャイロを搭載しそのジャイロの較正部を備えるロボット及びジャイロ較正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動ロボットとしては、いわゆる２足歩行ロボットや、エンタテイメント用の移動ロボット等が知られている。これらの移動ロボットにおいては、目標位置に移動するために、時々刻々におけるロボット自身の位置を検出あるいは算出する必要がある。このような技術は、一般的に移動物体の位置検出方法として知られ、その位置検出精度の向上についても様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平７−２８６８５８には、障害物検知装置等が開示され、そこでは、車両のナビゲーション装置における自車の位置決定精度を向上させるため、障害物検知装置によって道路脇に設けられる絶対位置を示す位置表示板のデータを読み取り、読み取ったデータを用いてナビゲーション装置は位置決定におけるキャリブレーションを行うことが述べられている。障害物検知装置としては、光軸と直交する方向に所定距離離れている２つのＣＣＤを用い、その視差の変化から障害物までの距離を検出するもの、あるいは、１つのＣＣＤと、発光部によってパターンが表示される位置データ表示部とを用い、位置データ表示部からは、位置情報信号を示すパターン表示とともに、発光部の物理的長さを示す基線長のデータが表示され、この基線長に基づき、位置データ表示部までの距離を求めるものが述べられている。これにより、ＧＰＳ方式によるナビゲーション装置の数十ｍの位置精度を、数ｍ以下の精度に向上させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平７−２８６８５８のＧＰＳ方式及びそのキャリブレーション方法は、移動距離が少ない移動ロボットに適用することが困難である。また、移動ロボットに位置検出カメラ等のいわゆる「目」に相当する機能を搭載して、当該カメラから得られた画像からロボットの現在位置等を検出あるいは算出することも考えられるが、一般に位置検出カメラ及び画像認識の技術は高価で、また十分な明るさを必要とする。
【０００５】
そこで、３次元光ジャイロ等のジャイロをロボットに搭載し、ロボットにおける３軸方向の角速度等の時々刻々における変化を検出し、これを演算によって位置情報に変換する。
【０００６】
この場合のジャイロの較正は、まず床に設置された位置決め治具によりロボットの位置及び方位を固定し、ついで、ロボットに搭載されたジャイロに回転を与えるための巨大なターンテーブルによってジャイロの感度を測定する。そのために、ロボットの活躍場所を移すたびに、その較正を行うため、大掛かりな治具の搬送、設置、方位および位置測定が必要となり、多大の労力を要し、利便性がよくない。
【０００７】
また、この目的に用いられるジャイロは精度が高い反面、機械的な外乱、あるいは地軸の歳差等によるノイズの影響を受けやすい。したがって、一般的なジャイロについてその３軸方向の角速度等の基準となる原点を較正する際にも、ノイズが大きく影響し、短時間での較正は偶発的なノイズの影響があり、また長時間の較正は必ずノイズ成分を含んでしまう。特開平７−２８６８５８のキャリブレーション方法は、外部の基準位置を検出し、それを用いているので、ジャイロのようにノイズの影響が大きい場合には用いることは適さない。
【０００８】
このように、従来技術において、ロボットに搭載されるジャイロの較正にあたっては、外部ノイズの影響が大きい上に、位置および方位の測定を含む設定が煩雑である。
【０００９】
本発明の目的は、ノイズの影響を抑制してジャイロの較正を行うことを可能にする、ジャイロを搭載するロボット、ジャイロ較正装置、ジャイロ較正プログラム及びジャイロ較正方法を提供することである。また、他の目的は、ジャイロの較正のためのロボットの位置及び方位の測定を容易に行うことができるジャイロ較正装置及びジャイロ較正方法を提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも１つに貢献するものである。  
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るジャイロの較正装置は、光ビームを放射するビーム放射手段と、放射された光ビームの被照射位置を検出するビーム位置検出手段と、前記ビーム位置検出手段によって特定された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位のうち少なくとも一方を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも一方に基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段とを備える。
【００１１】
本発明の態様によれば、例えばロボットのような移動体より目標壁面に光ビームを放射し、目標壁面上に占める光ビームの位置の測定に基づいて、移動体の位置又は方位の少なくとも１つを算出する。したがって、大掛かりな治具の搬送、設置等を要せず、移動体の方位等の測定を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係るジャイロの較正装置は、ロボットから被照射位置までの距離を測定する手段を有してもよい。前記算出手段は、光ビームの照射位置に加えて、あるいはこれに代えて、移動体から被照射位置までの距離データを用いて移動体の位置又は方位の少なくとも１つを算出してもよい。
【００１３】
この場合、ロボットから目標壁面までの距離を容易に測定できる場合、あるいはあらかじめその距離が分かっている場合等において、ロボットの方位等の測定を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係るジャイロの較正装置は、ロボットの旋回時の移動距離を測定する手段を有してもよい。移動距離とは、ロボットが旋回しながら移動する距離である。前記算出手段は、光ビームの照射位置に加えて、あるいはこれに代えて、移動体の移動距離を用いて、移動体の位置又は方位の少なくとも１つを算出してもよい。
【００１５】
旋回前後にロボットが移動した距離を用いるので、ロボットの移動距離の測定が容易な場合等において、ロボットの方位等の測定を容易に行うことができる。
【００１６】
また、光ビーム放射手段は、複数の方位に光ビームを放射してもよい。
【００１７】
また、互いに交差して設けられる複数の目標壁面に対し、複数の方位に光ビームを放射するので、複数の測定データを用いることができ、あるいは測定の容易な目標壁面を用いることができる。
【００１８】
また、光ビーム位置検出手段は、移動体に搭載された位置測定器、又は移動体とは別に設けられる外部位置測定器でもよい。
【００１９】
また、位置測定手段として、ロボットに搭載された位置測定器、又はロボットとは別に設けられる外部位置測定器を用いるので、測定に適した構成をとることができる。
【００２０】
本発明に係るジャイロの較正装置は、移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、較正のための初期位置に設定された移動体の位置の値を位置初期値として取得する初期値取得手段と、移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間取得する検出値取得手段と、外乱が発生した場合に検出値取得手段に対し、検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、検出値取得手段により取得された複数の検出値に基づいて較正位置値を決定し、これを位置初期値に対応する較正値として設定する較正値設定手段と、を含む。
【００２１】
本発明のこの態様によれば、ロボットを初期位置に設定し、その位置でジャイロの複数の検出値を継続して取得する。そして所定の較正期間継続して取得したときは、その複数の検出値に基づいて較正値を設定する。そして、外乱があるときは、較正期間を再度設定し直して検出値取得を繰り返す。したがって、外乱を排除し、所定の長さの期間に渡る検出値を用いてジャイロの測定の初期値とでき、信頼性の高い較正を行うことができる。
【００２２】
また、較正値設定手段は、較正期間における複数の検出値の平均値を計算し、その平均値を較正値として設定してもよい。
【００２３】
この場合、較正期間中に取得した複数の検出値の平均値を較正値として設定するので、偶発的なノイズを平均化して抑制できる。
【００２４】
また、本発明に係るジャイロの較正装置において、較正中であることを示す信号を出力する状態出力手段を備えてもよい。この場合、較正のための処理を開始して終了するまでの間、較正状態にあることを示すので、部外者に注意を促し、ノイズの発生を抑制できる。
【００２５】
また、本発明に係るジャイロの較正装置において、外乱が発生したことを警報信号として出力する警報出力手段を備えてもよい。この場合、外乱が発生したことを警報信号として出力するので、部外者に事後的に注意を促し、その後のノイズ抑制を容易にする。
【００２６】
また、本発明に係るロボットは、位置情報検出用のジャイロと、ジャイロの較正を行う較正部とを備えるロボットであって、較正部は、較正のための初期位置に設定されたロボットの位置を位置初期値として取得する初期値取得手段と、ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間取得する検出値取得手段と、外乱が発生した場合に検出値取得手段に対し、検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、前記検出値取得手段が取得した複数の検出値に基づいて較正位置値を決定し、これを位置初期値に対応する較正値として設定する較正値設定手段とを含む。
【００２７】
また、本発明に係るジャイロの較正プログラムは、ロボットに搭載される位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置において実行される較正プログラムであって、較正のための初期位置状態に設定されたロボットの位置を位置初期値として取得し、ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間取得し、外乱が発生した場合に、検出値取得のやり直しを指示し、取得した複数の検出値に基づいて較正位置値を決定し、その較正位置値を位置初期値に対応する較正値として設定する。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明に係るジャイロ較正装置、ジャイロを搭載するロボット及びジャイロ較正プログラムによれば、ノイズの影響を受けやすいジャイロに対し、ノイズの影響を抑制して較正を行うことが可能となる。また、本発明に係るジャイロ較正装置によれば、ジャイロの較正のための位置及び方位の測定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下の説明において、ロボットの位置制御のために用いられるジャイロは、光学的要素を含む光ジャイロとである。しかし、ロボットの位置制御に十分な精度を有するものであれば光ジャイロ以外のジャイロでもよい。また、以下の説明では、ロボットは、エンタテイメント用の移動ロボットである。しかし、ジャイロを搭載するロボットであれば、他の用途用のロボットでもよい。また、以下の説明において較正部は、ロボットに搭載されるロボット制御部の一部である。しかし、ロボットに搭載されずに有線または無線で接続される別個の装置であってもよい。表示部も以下の説明ではロボットに搭載されるが、ロボットに搭載されずに、有線または無線で接続され、あるいはＬＡＮ等のネットワークで接続される別個の表示装置であってもよい。以下の説明では、位置測定部は、ロボットに搭載されない外部カメラを有する装置であるが、外部カメラに代わりにロボットに搭載される位置検出手段としてもよい。また、以下の説明では、角度あるいは角速度が較正される。しかし、これらの角度あるいは角速度を座標位置に換算し、その座標位置を較正するものとしてもよい。したがって、以下の説明では、位置情報、位置データ等には角度、角速度等を含む。また、以下で述べられる数値は説明のための例示であって、本発明を限定するものではない。
【００３０】
図１は、エンタテイメント用のロボット１０の構成を示す図である。ロボット１０は、２つの車輪１２と本体１４を有し、予め定められたプログラムにそって、所定の方向、所定の位置に移動し、適当なタイミングで本体１４を旋回させ、お辞儀させ、あるいは図示されていないアーム等を振って、エンタテイメント動作を行うものである。ロボット１０はまた、車輪１２及び本体１４を運動させる駆動部１６と、ロボット１０の運動を検出する光ジャイロ１８と、ロボット１０の動作に関連する情報を表示する表示部２０と、これらの要素と接続され、ロボット１０全体の動作を制御する制御部３０を備える。ロボット１０はまた、適当な対象物に光ビームを放射する光放射部２２を有する。そしてまた、ロボット１０は、リモート制御部８０と有線、または無線によって接続される。リモート制御部８０は、光放射部２２から放射される光ビームを用いてロボット１０の位置又は方位を求めるための位置算出部８２と、データの入力、出力のための入力部８４、出力部８６とを含む。
【００３１】
駆動部１６は、車輪１２を回転させ、また方向変換させ、本体１４を軸方向に旋回させ、揺動させる駆動機構である。駆動部１６は、複数の小型モータ等で構成することができる。
【００３２】
光ジャイロ１８は、互いに直交する３軸方向の角速度を検出する素子である。直交する３軸は、地軸を基準に定めることができ、あるいは地表を基準に定めることもできる。後者の場合では、３つの角速度、すなわち、地表に垂直なＺ軸周りの回転角度φ、及び地表に平行でＺ軸に垂直なＸ軸及びＹ軸のそれぞれの周りの回転角度ψ、θの３つの回転角度の時間変化を、光ジャイロ１８は検出する。検出された３つの角速度は、制御部３０に送られ、位置情報算出処理に提供されてロボット１０の現在位置算出等に用いられる。
【００３３】
表示部２０は、ロボット１０の動きに応じた表示を行う。例えば、表示部２０は、点滅するランプあるいは発光ダイオード、キャラクタ等を表示する液晶ディスプレイ、または音声、音楽等を発するスピーカーなどでもよい。また表示部２０は、光ジャイロ１８の較正の際にも、後述するように、較正開始、較正中、ノイズの発生警告等の表示をする。
【００３４】
制御部３０は、ロボット１０に搭載される電子回路である。光ジャイロ１８からの検出信号に基づいてロボット１０の現在位置等を算出し、それに従って駆動部１６及び表示部２０に指令を与え、ロボット１０を移動させあるいは様々なエンタテイメント動作を行わせる。制御部３０は、マイクロプロセッサ等で構成することができる。
【００３５】
制御部３０は、光ジャイロ１８の較正を行う較正部３２と、光ジャイロ１８の検出値を用いてロボットの位置情報を算出する位置情報算出部３４と、位置情報とエンタテイメントプログラムに基づき駆動部１６に指令を与える駆動制御部３６を含んで構成される。ここで較正部３２は、較正用の初期値を取得する初期値取得モジュール４０、較正用に光ジャイロ１８の検出値を取得する検出値取得モジュール４２、外乱の有無を判断し外乱のあるときは較正やり直しを指示する指示モジュール４４、所定の較正期間を通して光ジャイロ１８の検出値を取得できたときそれに基づき較正値を設定する較正値設定モジュール４６、較正中の状態等を示す信号を出力する較正状態出力モジュール４８、外乱があったことを警告出力する警報出力モジュール５０を含む。これらの機能はソフトウェアで実現でき、具体的には、対応する較正プログラム、位置情報算出プログラム、エンタテイメントプログラム等を実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウエアで実現してもよい。
【００３６】
光放射部２２は、ロボット１０の本体１４に取り付けられ、光ビームを放射するもので、具体的にはレーザービームを放射する電子部品で構成される。光放射部２２は、ロボット１０の位置を測定するために、適当な目標壁面に対しロボット１０から光ビームを放射する機能を有する。すなわち、放射された光ビームが目標壁面上に占める位置は、ロボット１０の本体１４の位置、方位に連動する。従って、この光ビームをロボット１０の本体１４の位置、方位に関連する光ポインタとして用いる。本実施例では、レーザービームを用い、目標壁面上のレーザービームの当たったところをレーザーポイントと呼ぶ。光放射部２２からの光ビームの光軸は、ロボット１０の本体１４における旋回中心から光ビームが放射しているように設定される。光放射部２２は、１つ、あるいは２つ設けられる。２つ設けられるときは、それぞれの光軸が所定の角度をなすように、例えば互いに直交するように設定されてもよい。
【００３７】
リモート制御部８０は、ロボット１０の制御部３０で処理するよりも、外部で処理するほうが便利な機能を実行する端末である。したがって、制御部３０が処理しても構わない。図１の例では、ロボット１０の方位又は位置の少なくとも１つ、特に、少なくともロボット１０の旋回角度を求める位置算出部８２を含む。このロボット１０の位置測定の機能は、特にロボット１０に搭載される光ジャイロ１８を較正する際のロボット１０の位置、すなわち較正時の方位である旋回角度を定めるのに用いられる。また、入力部８４は、位置算出部８２に対しデータ等を入力する。出力部８６は、位置算出部８２によって求められたロボット１０の旋回角度を較正部３２で用いられる較正のための初期値として制御部３０に出力する。リモート制御部８０の機能は、制御部３０と同様に、ソフトウェアで実現でき、具体的には、対応する位置測定プログラム等を実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウエアで実現してもよい。
【００３８】
ロボット１０に搭載される光ジャイロについての較正装置は、主として位置算出部８２により実行されるロボットの位置測定機能と、主として較正部３２により実行される狭義の光ジャイロの較正機能とを備える。すなわち、光ジャイロ１８の較正を行うには、まずロボット１０を初期位置に設定する。そして、その初期位置でロボット１０位置情報を決定する光ジャイロ１８を較正する。例えば、ロボット１０を基準の壁等に向かって位置決めし、そこから所定の初期位置まで移動、具体的には所定の角度の旋回を行わせる。そのときに旋回角度等のロボットの位置測定が行われる。そして、その測定された旋回角度を基準として、その初期位置における光ジャイロの較正が行われる。その較正が終わると、その較正値（位置）を基準として、光ジャイロによるロボットのリアルタイム位置検出が行われ、ロボットのそれ以後のエンタテイメント等の動作が行われることになる。
【００３９】
ロボットに搭載される光ジャイロの較正において、より具体的には、ロボット１０を床等に位置決め治具等で位置決めし、そこから較正用の初期位置まで所定の方位にロボット１０を旋回させる。たとえば、較正用の初期位置として、床に垂直なｚ軸周りの角度で＋３０度旋回される。旋回角度はもちろん任意に設定してよい。ここで、位置算出部８２は、旋回角度、例えば＋３０度を正確に測定し、較正部３２は、その初期位置において、光ジャイロ１８をその測定値となるように較正することである。ここでは、最初に、初期位置設定、初期位置測定を説明し、その後にその初期位置情報を用いた較正動作の全体について説明する。
【００４０】
図２は、ロボット１０の位置測定を行う位置測定部１００の構成を示す図である。当該ロボット１０の位置測定には、初期位置へのロボットの設定も含む。位置測定部１００の中心をなすのは、位置算出部８２である。位置測定部１００は、図1を参照して説明したように、ロボット１０を構成する位置算出部８２、放射部２２等に加え、外部カメラ６８を含む。外部カメラ６８は、ロボット１０の放射部２２からのレーザービーム２４が照射される目標壁面６２上のレーザーポイントの位置等を測定する。測定されたレーザーポイントの位置等のデータは、信号線を介し位置算出部８２に伝送される。上述したように、外部カメラ６８はロボット１０に搭載することもる。その場合には、位置測定部１００は、ロボット１０の構成要素となる。また、ロボット１０の位置決めに用いられる床上の位置決め治具６１も、目標壁面６２とともに、位置測定部１００の作用に貢献する。
【００４１】
ロボット１０の初期位置設定及び位置測定において、最初に、床の位置決め治具６１にロボット１０の２つの車輪１２が合わせられる。この位置が基準位置である。ロボット１０はこの基準位置から所定の角度、例えばφ＝＋３０度旋回させてそこで固定される。そのロボット１１の位置（状態）が較正のための初期位置（状態）とされる。基準位置のロボット１０から初期位置のロボット１１の間の位置の変化の測定、すなわち上記の旋回角度φの測定は、光ジャイロ１８を用いるのではなく、基準となる目標壁面６２に対するロボット１０，１１の位置から幾何学的に決定される。そのために、ロボット１０，１１の放射部２２から放射されたレーザービーム２４が目標壁面６２上で占める位置、すなわちレーザーポイントの位置が外部カメラ６８によって観察され測定される。
【００４２】
一般的には、外部カメラ６８によって取得される各種位置データに基づき、位置算出部８２は、幾何学的にロボット１０の旋回角度φを求めることができる。その際、ロボット１０と目標壁面６２との相対的な位置を決めるために若干の工夫により、旋回角度φを求めるために必要な測定回数が減る。以下に、旋回角度の求め方のいくつかの例を説明する。説明の順序は、最初に、旋回角度算出のための座標系等の記号の一般的定義を説明する。次に、詳細な位置測定及び旋回角度算出方法の例を説明する。詳細な測定及び算出方法の説明は、ロボットの相対位置を工夫して簡単な測定で済むものから始め、その後に一般的な旋回角度の測定及び算出方法を説明する。
【００４３】
図３は、ロボット１０，１１の旋回角度算出処理において用いられる座標系等の記号を一般的に説明するための図である。図３は平面図で、目標壁面６２と、旋回前のロボット１０、旋回後のロボット１１が基準座標系x-yとともに示されている。ここで、旋回前のロボット１０の位置がR1(R1x, R1y)で示され、旋回後のロボット１１の位置が R2(R2x, R2y)で示される。ロボット１０，１１の位置は、ロボットの本体１４における旋回中心の位置である。また、旋回前のロボット１０からの光ビームが目標壁面６２上に占める位置、すなわち旋回前のレーザーポイントの位置がL1(L1x, L1y)で示され、旋回後のレーザーポイントの位置が L2(L2x, L2y)で示される。
【００４４】
φ１、φ２は、それぞれロボット１０，１１から目標壁面６２に対する垂線を基準に測定される。旋回前のロボット１０からのレーザービームが目標壁面６２に入射する角度はφ１、目標壁面６２に対する旋回後のロボット１１からのレーザービームが目標壁面に入射する角度はφ２で示される。したがって、旋回前のロボット１０から旋回後のロボット１１との間の旋回角度φ３は、φ３＝φ２−φ１で示すことができる。
【００４５】
また、旋回前後のロボット１０，１１から目標壁面６２までの垂直距離が、それぞれDH1，DH2で示される。さらに、旋回前後のロボット１０，１１からレーザーポイントL1，L2までの距離が、それぞれDRL1，DRL2で示される。また、旋回前後のロボット１０，１１から目標壁面６２におろした垂線と目標壁面６２の交わった点からレーザーポイントまでの距離が、それぞれDHL1，DHL2で示される。そして、旋回前後におけるレーザーポイントL1, L2の目標壁面６２上の移動距離についてのｘ軸、ｙ軸成分が、それぞれDLx, DLyで示される。また、旋回前後におけるロボット１０，１１の移動距離についてのｘ軸、ｙ軸成分が、それぞれDRx, DRyで示される。
【００４６】
目標壁面６２とロボット１０にと独立に予め基準座標系x-yが設定されてもよい。一般的には目標壁面６２と基準座標系のx軸とは平行ではない。しかし、以下では簡単のために、目標壁面をx軸に平行として説明する。
【００４７】
図４は、旋回角度φ３を求める第１の例を示す図である。ここでは目標壁面６２を基準座標ｘ軸と平行に取り、旋回前に垂直にビームを目標壁面６２に当てる場合である。このような配置をとるためには、目標壁面６２に対する位置決め治具６１の相対位置を、予め設定する。そして図４においては、さらにロボット１０は旋回前後でその位置を変更することなくその場で旋回する。すなわち、R1(R1x, R1y)＝R2(R2x, R2y)である。このような場合には、旋回角度φ３は以下のように少ない測定によって求めることができる。
【００４８】
ここで、旋回前のロボット１０からビームを目標壁面６２に垂直に当ててそのレーザーポイントをL1とし、位置を変更せずにその場で旋回後のレーザーポイントの位置をL2とする。ロボット１０から目標壁面６２までの垂直距離DH1は、
DH1=L1y−R1y
また、レーザーポイントL1, L2の壁面移動距離のｘ軸成分DLxは、
DLx=L1x−L2x
であるので、旋回角度φ3は、
φ3=tan-1(DLx/DH1)=tan-1((L1x−L2x)/(L1y−R1y))
で得られる。さらに一般的には、
φ3=atan2(DLx, DH1)=atan2((L1x−L2x), (L1y−R1y)) 
と表記することもできる。したがって、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、レーザーポイントの位置L2(L2x, L2y) の２つの位置の測定からφ3が得られる。あるいは、ロボットから目標壁面までの垂直距離DH1と、レーザーポイントの壁面移動距離DLxとの２つからφ3が得られる。
【００４９】
また、旋回後のロボット１１の位置R2とレーザーポイントの位置L2との距離DRL2を用いることで、
φ3=cos-1(DH1/DRL2)=cos-1((L1y−R1y)/DRL2)
から、旋回角度φ３が得られる。すなわち、ロボットと旋回前後のレーザーポイントL1，L2との距離DH1, DRL2からφ3が得られる。同様に、ロボットとレーザーポイントとの距離DRL2と、旋回前後のレーザーポイントの壁面移動距離DLxを用いることで、
φ3=sin-1(DLx/DRL2)=sin-1((L1x−L2x)/DRL2)
から、旋回角度φ３が得られる。
【００５０】
旋回角度φ３を求める第２の例は、図４において、ロボットの旋回前のビームが目標壁面６２に垂直でなく、斜めに当たる場合である。ここでも、目標壁面６２を基準座標ｘ軸と平行に取り、さらにロボット１０は旋回前後でその位置を変更することなくその場で旋回する。すなわち、R1(R1x, R1y)＝R2(R2x, R2y)である。このような場合には、旋回角度φ３を以下のようにして得ることができる。
【００５１】
ここでは、旋回前のロボット１０からビームを目標壁面６２に当てそのレーザーポイントをL1とし、その場旋回後のレーザーポイントの位置をL2とする。旋回前後のそれぞれについて、ロボット１０，１１からのレーザービームがそれぞれ、目標壁面62のレーザーポイントL1、L2へ入射するの角度φ１, φ２を以下の式によって求める。ここで、φ１, φ２は目標壁面６２の垂線からの角度である。
φ1=tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2=tan-1((L2x−R1x)/( L2y−R1y))
ここで、旋回角度φ３は、
φ3=φ2 − φ1
で求められる。その結果、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y) の３つから旋回角度φ3が得られる。
【００５２】
また、レーザーポイントL1, L2の壁面移動距離のｘ軸、ｙ軸成分をDLx, DLyとして、これらを測定すれば、
DLx=L1x−L2x
DLy=L1y−L2y
であるので、
φ1= tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2 =tan-1((L2x−R1x)/( L2y−R1y))=tan-1((L1x−DLx−R1x)/(L1y−DLy−R1y))
φ3=φ2 − φ1
を用いて旋回角度φ３が得られる。このように、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y)，壁面移動距離DLx, DLyからφ3が得られる。
【００５３】
また、旋回前後のロボットと目標壁面との垂直距離DH1（旋回前）, DH2（旋回後）が計測される場合には、次式を用いて旋回角度φ３が得られる。
φ1= tan-1((L1x−R1x)/(DH1))
φ2=tan-1((L2x−R1x)/(DH2))
φ3=φ2 − φ1
なお、ここでL1x,L2xも、ロボットの位置R1(R1x,R1y)と、垂直距離DH1, DH2より幾何学的に求めることができる。よって、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、ロボットと目標壁面との垂直距離DH1, DH2からφ3が得られる。
【００５４】
また、ロボットからレーザーポイントまでの距離DRL1（旋回前）, DRL2（旋回後）が計測される場合には、
φ1= sin-1((L1x−R1x)/(DRL1))
φ2= sin-1((L2x−R1x)/(DRL2))
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。あるいは
φ1= cos-1((L1y−R1y)/(DRL1))
φ2= cos-1((L2y−R1y)/(DRL2))
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度が得られる。なお、ここでR1yはレーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)とロボットとレーザーポイントL1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)との距離DRL1, DRL2から幾何学的に求めることができる。よって、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)、ロボットからレーザーポイントまでの距離DRL1（旋回前）, DRL2（旋回後）からφ3が得られる。
【００５５】
図５は、旋回角度φ３を求める第３の例を示す図である。ここでは、目標壁面６２を基準座標ｘ軸に平行に取り、ロボットの旋回前のビームが目標壁面６２に垂直でなく、斜めに当たる場合である。さらにロボットは旋回前後でその位置を変更する。すなわち、ここでは旋回前のロボット１０の位置R1(R1x, R1y)と旋回後のロボット１１の位置R2(R2x, R2y)は異なる。したがって、図５の例は、かなり一般的な場合に相当する。このような場合には、旋回角度φ３を以下のようにして得ることができる。
【００５６】
移動前と移動後のそれぞれについて、ロボット１０，１１から目標壁面６２までの垂直距離（基準座標系のy軸に平行な距離）DH1，DH2を以下の式で求める。
DH1=L1y−R1y
DH2=L2y−R2y
また、移動前と移動後のそれぞれについて、ロボット１０，１１から目標壁面に下ろした垂線が目標壁面６２と交わる点からレーザーポイントL1，L2までの距離、すなわち基準座標系のｘ軸に平行な距離であるDHL1（移動前）、DHL2（移動後）を次式から求める。
DHL1=L1x−R1x
DHL2=L2x−R2x
これらを用いて、移動前と移動後のそれぞれの角度φ1, φ2が次式から求まる。
φ1=tan-1(DHL1/DH1)=tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2=tan-1(DHL2/DH2)=tan-1((L2x−R2x)/( L2y−R2y))
あるいは次の表記を用いてもよい。
φ1=atan2(DHL1,DH1)=atan2 ((L1x−R1x),( L1y−R1y))
φ2=atan2(DHL2,DH2)=atan2 ((L2x−R2x),( L2y−R2y))
求められたφ1, φ2から
φ3=φ2−φ1
により、ロボットの移動を伴う場合の旋回角度φ3を得る。したがって、移動を伴う旋回前後のロボットの位置R1(R1x, R1y), R2(R2x, R2y)、及びレーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)の４つからφ3が得られる。
【００５７】
レーザーポイントL1, L2の壁面移動距離のｘ軸、ｙ軸成分DLx, DLyが計測される場合には、次式
DLx=L1x−L2x
DLy=L1y−L2y
の関係により、
φ1= tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2 =tan-1((L2x−R2x)/( L2y−R2y))=tan-1((L1x−DLx−R2x)/(L1y−DLy−R2y))
φ3=φ2 −φ1
から、旋回角度φ３が得られる。したがって、ロボットの位置R1(R1x, R1y), R2(R2x, R2y)、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y)，壁面移動距離成分DLx, DLyからφ3が得られる。
【００５８】
なお、基準座標系のｘ軸と目標壁面６２が平行な場合には、
DLy=L1y−L2y=0
であるので、上記の式は以下のように簡単になる。すなわち、
φ1= tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2 =tan-1((L2x−R2x)/( L2y−R2y))=tan-1((L1x−DLx−R2x)/(L1y−R2y))
となり、
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。
【００５９】
この条件の下で、ロボットからレーザーポイントまでの距離DRL1（移動前）, DRL2（移動後）が計測される場合には、これを用いて、
φ1= sin-1((L1x−R1x)/(DRL1))
φ2= sin-1((L2x−R2x)/(DRL2))
となり、
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。あるいは
φ1= cos-1((L1y−R1y)/(DRL1))
φ2= cos-1((L2y−R2y)/(DRL2))
となり、
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。したがって、ロボットの位置R1(R1x, R1y), R2(R2x, R2y)、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2((L2x, Ly2), ロボットからレーザーポイントまでの距離DRL1, DRL2からφ3が得られる。
【００６０】
さらにロボットの移動距離成分DRx, DRyが計測される場合には、
DRx=R1x−R2x
DRy=R1y−R2y
を用いて、
φ1= sin-1((L1x−R1x)/(DRL1))
φ2= sin-1((L2x−R2x)/(DRL2)= sin-1((L2x+DRx−R1x)/(DRL2))
となり、
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。したがって、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、ロボットからレーザーポイントまでの距離DRL1, DRL2、ロボットの移動距離DRx, DRyからφ3が得られる。
【００６１】
この場合sin-1に代えて、tan-1の関係式を用いてもよい。すなわち、ロボットの移動距離成分DRx, DRyを計測し、
DRx=R1x−R2x
DRy=R1y−R2y
の関係を用いることで、
φ1=tan-1(DHL1/DH1)=tan-1((L1x−R1x)/( L1y−R1y))
φ2 =tan-1(DHL2/DH2)=tan-1((L2x−R2x)/( L2y−R2y))
=tan-1((L2x+DRx−R1x)/(L2y+DRy−R1y))
となり、
φ3=φ2 − φ1
から旋回角度φ３が得られる。したがって、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), L2(L2x, L2y)、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、ロボットの移動距離DRx, DRyからφ3が得られる。
【００６２】
旋回角度φ３を求める第４の例は、目標壁面６２が基準座標系のx軸に対して平行でない場合に当該目標壁面の傾きを補正するものである。その様子を図６に示す。図６は、図４において、目標壁面６２が基準座標系x-yのｘ軸に対して角度ξだけ傾いている。ここで、ロボット１０は旋回前後でその位置を変更することなくその場で旋回する場合を示している。すなわち、R1(R1x, R1y)＝R2(R2x, R2y)である。また、旋回前のレーザーポイントの位置L1は、目標壁面６２の傾きに関係なく同じ位置とし、旋回後のレーザーポイントの位置は、目標壁面６２の傾きにより、L2(L2x,L2y)がL21(L21x,L21y)になるものとする。ここで、L2はx軸に平行な仮想壁面６２ａ上に来るレーザーポイントの位置である。
【００６３】
目標壁面６２の基準座標系x-yに対する傾きξの補正は次のようにして行う。すなわち
、L1からL21までの距離DL1L21は、ピタゴラスの定理を用いて、
DL1L21=SQRT((L1x−L21x)^2+(L1y−L21y)^2)
で求められる。このDL1L21を用いて、レーザーポイントの位置L2(L2x,L2y)は、
L2x = L1x−DL1L21cosξ
L2y = L1y−DL1L21sinξ
で得られる。得られたL2座標は、目標壁面62上の実際のレーザーポイントL21の位置を、x軸に平行な仮想壁面６２ａ上にマップしたレーザーポイントの位置である。このマッピングによる補正を行うことで、x軸に平行な目標壁面の場合に説明した方法を用いて、旋回角度φ3を求めることができる。
【００６４】
旋回前のレーザービームの照射方向が傾いている場合も、目標壁面が傾いている場合に述べたものと同様に、傾いていない仮想目標壁面６２a上のレーザーポイントの位置L1を求める。そして、得られたL1,L2座標により、旋回角度φ3を求めることができる。
【００６５】
また、目標壁面が平らでない場合も、実際の壁面に照射されたレーザーポイントの位置（図面にありませんので削除しました）から、基準座標系x-yのx軸に平行な仮想の壁面上のレーザーポイントの位置L1, L2を、上記で述べたx軸に壁面が平行でない場合と同様にして求め、得られたL1,L2座標により旋回角度φ3を求める事ができる。この場合、基準座標系に対する実際の壁面の相対的な位置は予め測定しておく。
【００６６】
旋回角度φ３を求める第５の例は、目標壁面が２つあり、またロボットから２つのレーザービームを放射する場合である。目標壁面が２つあっても、旋回前後のレーザーポイントの位置が１つの目標壁面に留まっているときには、１つの目標壁面のときに旋回角度φ３を求める上記の処理方法をそのまま用いることができる。しかし、旋回角度φ３が大きいと、旋回前後のレーザーポイントの位置が２つの目標壁面にまたがるかもしれない。このときは上記の各方法をそのまま用いることができない。図７はその場合の様子を示す図である。
【００６７】
図７においては、第１の目標壁面６２と第２の目標壁面６３とは互いに直交し、またロボットからの２つのレーザービームもそれらの光軸が相互に直交するものとしている。そして、旋回前にロボットから各ビームを垂直に目標壁面６２，６３に当て、さらにロボット１０は旋回前後でその位置を変更することなくその場で旋回する場合を示している。すなわち、R1(R1x, R1y)＝R2(R2x, R2y)である。
【００６８】
ここで、旋回前のロボット１０からのレーザービームにより照射される第１の目標壁面６２上のレーザーポイントの位置をL1(L1x, L1y)、 第２の目標壁面６３上のレーザーポイントの位置をM1(M1x, M1y)として示す。そして、旋回後のレーザーポイントは、旋回角度φ3 が大きいため、当初第１の目標壁面６２のL1(L1x, L1y)に位置を占めていたビームが、第２の目標壁面６３上の位置M2(M2x, M2y)に移動する。なお、当初第２の目標壁面６３のM1(M1x, M1y)に位置を占めていたビームの旋回後は、第２の目標壁面６３から外れるので図７には示されていない。
【００６９】
このような場合には、目標壁面６２と目標壁面６３のなす角γや相対位置が予め設定されている。従って、旋回によってレーザーポイントが目標壁面６２から目標壁面６３に移動したときは、旋回角度φ31と、旋回角度φ32を足し合わせることで、ロボットの旋回角度φ３を得る。ここで、旋回角度φ31は、レーザーポイントがL1から第1の目標壁面６２の限度まで移動するときの旋回角度で、具体的にはその限度を、第1の目標壁面６２と第2の目標壁面６３の交点の位置L2(L2x, L2y) として、次式で求められる。簡単のために、図７において旋回前にロボットからのビームは壁１に垂直に照射されているとする。
φ31= tan-1((L1x−L2x)/(L1y−R1y))
また、φ32は、レーザーポイントが第2の目標壁面63上をL2からM2 まで移動するときの旋回角度で、次式で求められる。
φ32=tan-1((L2y−M1y)/(R1x−M1x))+tan-1((M1y−M2y)/(R1x−M1x))
求められたφ31とφ32を用いて、ロボットの旋回角度φ３は、
φ3=φ31+φ32
で与えられる。
あるいは
φ3=atan2(M2x−R2x, M2y−R2y) +π/2(rad)
で得ることができる。なお、上記の説明ではφ１＝０としている。この場合、ａｔａｎ２（ｘ、ｙ）はｘ軸からｚ軸を中心に反時計回りで角度を求める関数で±π（ｒａｄ）の関数である。φ１≠０の場合は同様にφ１を求め、φ２を求めてφ３＝φ２−φ１とする。したがって、ロボットの位置R1(R1x, R1y)、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y), M2(M2x, M2y)からφ3が得られる。
【００７０】
旋回角度φ３を求める第６の例は、第５の例においてさらにロボットが旋回前後でその位置を変更する場合についてのものである。すなわち、ここでは旋回前のロボット１０の位置R1(R1x, R1y)と旋回後のロボット１１の位置R2(R2x, R2y)は異なる。その他の条件は第５の例と同じである。その様子を図８に示す。ここで、L3 とM3 は、ロボット１１が位置R2(R2x, R2y)に移動し、まだ旋回しないとしたときの２つレーザーポイントの目標壁面６２，６３上に占める位置である。あるいは、位置R2(R2x, R2y)におけるロボット１１から目標壁面６２，６３に下ろした垂線が目標壁面６２，６３上で交わる位置である。
【００７１】
この場合も、図７に関連して説明した第５の例と同様に、旋回前後のレーザーポイントの位置が１つの目標壁面に留まっているときには、１つの目標壁面のときに旋回角度φ３を求める上記の各方法をそのまま用いることができ、旋回角度φ３が大きくて、旋回前後のレーザーポイントの位置が２つの目標壁面にまたがるときは、目標壁面６２から求まる旋回角φ３１と目標壁面６３から求まる旋回角φ３２を足し合わせてロボットの旋回角φ３を次式から得る。
φ3=φ31+φ32
【００７２】
また、ロボットからレーザービームが目標壁面６２と目標壁面６３に照射できるときは、レーザーポイントの位置から、ロボット位置を求めることができる。すなわち、図７のように、目標壁面が２つ、レーザービームが２つで、ビームが目標壁面６２に垂直に照射し、２本のビームのなす角が直角のとき、ロボットの位置R1(R1x, R1y)は、レーザーポイントの位置L1(L1x, L1y)とM1(M1x, M1y)から次式より求まる。
R1x=L1x
R1y=M1y
【００７３】
さらに一般的な場合にロボットの位置を求める場合を図９に示す。ここでは、目標壁面が２つ、レーザービームが２つで、ビームが目標壁面６２に斜めに照射し、２本のビームのなす角が直角で、目標壁面６２に対する入射角βが分かっているとする。このとき、ロボットの位置R1(R1x, R1y)は、２つのレーザーポイントの位置と、照射角βから求めることができる。
【００７４】
いま、２つの壁のなす角γは直角として説明する。ロボット１０から照射されるレーザーポイントの位置を、目標壁面６２上でL1(L1x, L1y)、目標壁面６３上でM1(M1x, M1y)とすると、ロボットの位置R1(R1x, R1y)は、
y=M1y+sinβ・x
x=L1x+sinβ・y
からなる２本の直線の交点として求まる。
すなわち、
x=L1x+sinβ・(M2y+sinβ・x)
x(1−sin2β)=L1x+sinβ・M2y
x=(L1x+sinβ・M2y)/(1−sin2β)
および
y=M2y+sinβ・(L1x+sinβ・y)
y(1−sin2β)=M2y+sinβ・L1x
y=(M2y+sinβ・L1x)/(1−sin2β)
から、ロボットの位置R1(R1x, R1y)は、次式で求められる。
R1x=(L1x+M1y・sinβ)/(1−sin2β)
R1y=(M1y+L1x・sinβ)/(1−sin2β)
２つの壁のなす角γが直角でない場合は、図６を参照して説明した第４の例の場合と同様に、２つの壁の間の角度γがπ/2(rad)の２つの仮想壁面を定義する。ロボットの位置R1（R1x，R1y）は、上記のように２本の直線の交点として求めることができる。
【００７５】
このように、ロボットの旋回角度φ３は、目標壁面に対してロボットよりレーザービームを照射し、目標壁面上に占めるレーザーポイントの位置を測定し、ロボットの旋回前後におけるその位置の変化に基づいて求めることができる。また、レーザーポイントの位置の測定に加えて、あるいはレーザーポイントの位置の測定に代えて、ロボットから目標壁面までの距離の測定、あるいはロボットの移動距離の測定を用いることができる。
【００７６】
目標壁面におけるレーザーポイントの位置測定は、図２で説明した外部カメラ６８等の外部検出器による測定の他に、ロボットに搭載されたカメラ等の検出器によって測定されることでもよい。
【００７７】
また、レーザーポイントの位置測定は、目標壁面からの反射を検出または観察してもよく、目標壁面に光が当たると発光して照射ポイントの位置を明示する光り位置センサを用いてもよい。光り位置センサを用いると、その光りを検出して、レーザーポイントの位置を検出する。
【００７８】
ロボットから目標壁面までの距離を測定する方法としては、レーザー距離計等の測長装置を用いることができる。
【００７９】
ロボットの移動距離を測定する方法としては、ロボットにおける車輪の回転角度の測定を用いることができる。また、床あるいは車輪にマーカを設け、マーカの移動を測定してもよい。床のマーカとしては床の模様を利用することができる。また、ＧＰＳによるロボットの位置測定を用いてもよい。
【００８０】
上記の各測定手段及び旋回角度φ３の算出方法を適切に組み合わせることで、ロボットの旋回角度をさらに容易に求めることができる。例えば、床の位置決め治具と所定の位置関係となるように目標壁面に第１の光り位置センサを設け、ロボットの車輪の位置をおよそ位置決め治具に合わせ、そこでレーザービームを放射し、第１の光りセンサにレーザービームがちょうど当たることを検出して、そこで位置決めして基準位置を定めることができる。このときに、レーザービームが目標壁面に垂直に当たるように、床の位置決め治具と第１の光り位置センサの相対的な位置を予め設定する。
【００８１】
また、さらに目標壁面に第２の光り位置センサを、床の位置決め治具及び第１の光り位置センサと所定の位置関係となるように設け、ロボットを旋回させて、そのレーザービームが第２の光りセンサにちょうど当たることを検出して、これを較正のための初期位置と定めることができる。このときに、旋回角度が所定のφ３、例えば＋３０度となるように、床の位置決め治具及び第１の光り位置センサ及び第２の光り位置センサの相対位置を予め設定できる。
【００８２】
また、このように、床の位置決め治具及び第１の光り位置センサ及び第２の光り位置センサの位置関係を予め設定することで、ロボットと光り位置センサまでの距離、すなわちロボットとレーザーポイントまでの距離を測定することなく、予めわかっている値として用いることもできる。また、このように設定することによりロボットが旋回前後で位置を移動したかどうか、その移動量の大きさは、上記のように、車輪と床の模様等のマーカによって検出できる。あらかじめわかっている距離の値は、リモート制御部８０の入力部８４から入力し、位置算出部８２がこれを取得できる。
【００８３】
このようにして、ロボット１０の初期位置の測定及び設定が行われると、その後にその初期位置について光ジャイロ１８の較正が行われる。そこで、次にロボット１０の動作、特に制御部３０中の較正部３２の各機能につき、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０は、ロボット１０の光ジャイロ１８の較正のための手順を示すもので、各手順は、較正プログラムの各処理手順に対応する。なお、図１０には、位置測定部１００の機能によって行われる初期位置決定（Ｓ１０）の手順も含む全較正手順を示してある。この図１０に示す手順によって、ロボット１０の位置を測定する光ジャイロ１８の較正が行われる。較正は、ロボット１０をある所定の位置と方位に固定し、その位置状態で光ジャイロ１８の複数の測定値を継続してサンプリングにより取得する。ロボット１０の位置と方位は固定してあるので、光ジャイロ１８の測定データは、本来は一定値になる。しかしながら、光ジャイロ１８の高精度性のため、測定値は外乱に敏感で、僅かな衝撃等でも測定値は大きく揺らぐ。したがって、光ジャイロ１８のメーカーは、較正のためにかなりの測定時間をかけることを薦めることがある。その較正期間は数分間にわたることがあり、その間、外乱を受けないようにする必要がある。そのために、較正手順は以下のように行われる。
【００８４】
ロボット１０に搭載された光ジャイロ１８の較正を行うには、図１０に示すように、最初にロボット１０を初期位置に設定する（Ｓ１０）。ここで初期位置とは較正のために設定される所定の位置のことである。光ジャイロ１８はロボットの角速度を検出する。その較正中は、ロボットをある角度に固定し、その角度における光ジャイロ１８の出力値を観察する。そして、その角度における光ジャイロ１８の出力値を較正値とすることが望ましい。このように較正値を設定することにより、ロボットの駆動部などから引き起こされる微振動の影響が削減または除外される。光ジャイロ１８は、上記のように３軸周りの角速度を検出するので、ここで言う角度は３次元的角度であるが、以下では代表してＺ軸周りの角度φの較正に付いて述べる。
【００８５】
初期位置決定の工程（S10）は、位置測定部１００によって行われるロボット１０の基準位置設定と、その基準位置からロボット１０を旋回させ、その旋回角度φを求める工程であるので、その詳細は省略する。ロボット１０は、所定の旋回が行われると、例えばロボット１０の２つの車輪１２に対して車輪止めが配置されて、水平方向に移動しないよう床面等に固定される。制御部３０は駆動部１６へ、静止した状態を維持するように指示し、車輪１２は水平移動のための一切の機械的移動動作が止められる。
【００８６】
ロボット１０の初期位置が設定されると、次に初期値が取得される（Ｓ１２）。具体的には、旋回角度φ（φ3 、以後単にφとして示す）は位置測定部１００によって、上述したようにして得られ、設定された初期位置に対応する初期値であり、入力部８４より制御部３０に入力される。また、較正部３２は初期値取得モジュール４０により、その旋回角度φを取得する。入力部８４から当該初期値等のデータを受け取るために、制御部３０は有線または無線交信等を用いる。本実施例では、初期位置に設定されたロボット１０の位置（情報）の初期値として、φ＝＋３０度が（入力部８４により）入力され、（較正部３２により）取得される。
【００８７】
そして、較正部３２の較正状態出力モジュール４８の機能により、較正開始表示（Ｓ１４）と較正状態表示（Ｓ１６）がなされる。これは、較正の段階、すなわち較正の開始、そして現在較正中であることを外部に表示する。この処理の目的は、外部の第三者にこれらの情報を与えて、ロボット１０に対し注意を促すためである。これによって、較正中におけるこれら第三者によって発生する外乱を抑制することができる。具体的には較正部３２は、表示部２０に、光や音で較正が開始したことを表示し、また、較正中であることを示すために、終了までの推定時間や、較正の状況（段階）を表示する。例えば、較正開始表示として緑ランプを点灯または点滅させ、較正の進行としては終了までの残り時間を秒表示する。
【００８８】
次に、較正期間をリセットする（Ｓ１８）。すなわち較正期間の計時処理を開始する。具体的には、所定の全較正期間を初期時間として設定し、較正が進むにつれて残時間が減少する較正期間タイマを用いる。較正を始めるごとに初期時間は所定の全較正期間の値に戻す。例えば、較正期間を５分＝３００秒とするときは、３００秒を始発点として較正が進むにつれ残時間が減少するタイマを用る。そして、較正を始めるごとに３００秒の初期時間にリセットする。したがって、このリセットは、較正期間の計時処理の開始を示す。較正期間の長さは、ロボット１０の用途及び要求される位置情報精度と、光ジャイロ１８の感度によって定めることができる。
【００８９】
そして、較正用のデータとして、光ジャイロ１８の検出値が取得される（Ｓ２０）。この手順は較正部３２の検出値取得モジュール４２により、光ジャイロ１８の検出値がサンプリング周期ごとに取得される。サンプリング周期としては、例えば１０ｍｓｅｃを用いることができる。本実施例では、較正期間全体に渡り、１００×３００＝３０，０００の検出値が取得されることになる。
【００９０】
光ジャイロ１８の検出値が取得される間、上記の較正期間タイマは残時間を時間経過ごとに減算する。また、その期間は、外乱があったか否かが判断される（Ｓ２２）。外乱の有無は、光ジャイロ１８の検出値が異常に大きくなるか否かで判断できる。その様子を図１１に示す。この図は横軸に時間をとり、縦軸には光ジャイロ１８の出力から求められるＺ軸回りの回転角度φをとって示したものである。ここで、時刻ｔ0は、Ｓ１０においてロボット１０が＋３０度の初期位置に設定されて固定されたときである。ｔ0以前におけるφの値の変動は、位置固定前のノイズを示している。ｔ0以後のφの値は基本的にほぼ一定値を示すが、時刻ｔ1、ｔ2において、異常な検出値を示し、これが外乱によるノイズと考えられる。外乱によるノイズは、図１１に示すように適当に決定された閾値幅７０を超えるか否かでその有無を判断することができる。閾値幅の設定は、ロボット１０の位置算出に対する要求精度、較正に対する要求精度等で定めることができる。例えば±２度等を閾値幅７０として設定できる。
【００９１】
外乱があったと判断されると、較正部３２の警報出力モジュール５０の機能により、警報信号が出力（Ｓ２４）され、制御部３０の機能により、表示部２０にその旨の表示がなされる。例えば、赤ランプを点灯又は点滅させ、あるいはブザー音、音声をだしてもよい。これにより、外部の第３者に外乱があったことを知らせ、以後、外乱を与えないように注意させることができる。
【００９２】
これと共に、外乱があったと判断されるときには、較正部３２の指示モジュール４４により、較正のやり直しが指示され、手順がＳ１８に戻され、較正期間がリセットされる。すなわち、それまで行っていた光ジャイロ１８の検出値は廃棄され、較正部３２は再び最初から検出値の取得を始める。そして、較正期間満了か否か（Ｓ２６）の判断がなされる。具体的には、較正期間タイマの残時間がゼロか否かが判断される。較正期間が満了でないときはＳ２０に戻り、較正期間満了になるまで光ジャイロ１８の検出値の取得が継続される。
【００９３】
その様子は図１１において示されている。すなわち、図１１において、較正期間をＴ0として、時刻ｔ0からＴ0経過しない時刻ｔ1に閾値幅７０を超えるノイズが検出されたため外乱があると判断される。時刻ｔ1において較正のやり直しが指示され、較正期間がリセットされている。そして時刻ｔ1からＴ0経過しない時刻ｔ2に再び閾値幅７０を超えるノイズが検出されたため時刻ｔ2において較正のやり直しが指示されている。そして時刻ｔ2からは、較正期間（Ｔ0）７２の満了の時刻ｔ3まで閾値幅７０を超えるノイズが検出されなかった。したがって、ここで初めて、較正期間（Ｔ0）７２の全区間に渡って外乱が含まれない光ジャイロ１８の検出値が得られたことになる。
【００９４】
較正期間が満了と判断されると、その期間にサンプリングされた検出値に基づいて較正値が設定される（Ｓ２８）。具体的には較正部３２の較正値設定モジュール４６の機能により、全検出値について統計処理が施され、例えば３０，０００の検出値の平均値が求められる。統計処理は、単純平均処理のほか、閾値幅７０よりも狭い第２の閾値幅を設定し、その範囲に入るものについての平均値を求める処理、適当な重み付け処理、標準偏差を加味した処理等を用いてもよい。例えば、図１１の例で、３０，０００の検出値の平均値が＋２９．５度であるとすれば、これを先ほどの初期値＋３０度に対する較正値とする。
【００９５】
このようにして設定された初期位置について較正値が得られると、較正の手順が終了する。上記ではφについての構成を説明したが、θ、ψについても同様の較正が同時、またはその後引き続いて行われる。光ジャイロ１８の３軸について較正が完了すると、表示部２０は較正完了を表示し、車輪止めが外される。そして以後は較正値を用いて光ジャイロ１８の検出値が較正され、それに基づいて位置情報算出部３４の機能により、ロボット１０の位置情報が算出される。そして、算出された位置情報と、エンタテイメントプログラムの内容を用いて、制御部３０は駆動制御部３６にエンタテイメント動作に必要な駆動指令を与える。このようにして、ロボット１０は、精度よく動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る実施の形態における光ジャイロ搭載ロボットの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、位置測定部の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度算出処理において用いられる座標系等の記号を一般的に説明するための図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度を求める第１の例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度を求める第３の例を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度を求める第４の例を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度を求める第５の例を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態において、ロボットの旋回角度を求める第６の例を示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態において、ロボットの位置を求める場合をに示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態において、ロボットに搭載された光ジャイロの較正のための手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る実施の形態において、光ジャイロの検出値の時間変化と外乱と較正期間の関係を示す図である。
【図１】
2009503532.tif 000003
【図２】
2009503532.tif 000004
【図３】
2009503532.tif 000005
【図４】
2009503532.tif 000006
【図５】
2009503532.tif 000007
【図６】
2009503532.tif 000008
【図７】
2009503532.tif 000009
【図８】
2009503532.tif 000010
【図９】
2009503532.tif 000011
【図１０】
2009503532.tif 000012
【図１１】
2009503532.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月24日(2007.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射手段と、
放射された光ビームの被照射位置を検出するビーム位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段によって検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置検出手段は、移動体から前記被照射位置までの距離を測定する手段を有し、
前記算出手段は、光ビームの被照射位置に加えて、移動体から被照射位置までの距離を用いて前記移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置検出手段は、移動体の旋回時の移動距離を測定する手段を有し、
前記算出手段は、光ビームの被照射位置に加えて、移動体の移動距離を用いて、前記移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項４】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記光ビーム放射手段は、複数の方位に光ビームを放射することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項５】
請求項１に記載のジャイロの較正装置において、
前記ビーム位置検出手段は、移動体に搭載された位置測定器であることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項６】
請求項１に記載のジャイロ較正装置において、前記ビーム位置検出手段は、移動体とは別に設けられる外部位置測定器であることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項７】
移動体に搭載され回転角度または角速度の少なくとも１つを検出するのに用いられるジャイロの較正を行う較正装置であって、
前記移動体に設けられ、固定目標に対し光ビームを放射するビーム放射手段と、
前記移動体が基準位置にあるときに放射された光ビームの固定目標上における第１の被照射位置を検出し、前記移動体が前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームの固定目標上における第２の被照射位置を検出するビーム位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段によって検出された第１の被照射位置と第２の被照射位置とに基づいて、前記移動体の旋回角度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された移動体の旋回角度に基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項８】
請求項７に記載のジャイロの較正装置において、
前記較正手段は、
位置初期値としての旋回角度を取得する初期値取得手段と、
移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得手段と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
前記検出値取得手段により取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定手段と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項９】
請求項８に記載のジャイロの較正装置において、
較正値設定手段は、前記検出値取得手段が取得する複数の検出値の平均値を計算し、この平均値を較正値として設定することを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のジャイロの較正装置において、
較正中であることを示す信号を出力する状態出力手段を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のジャイロの較正装置において、
外乱が発生したことを警報信号として出力する警報出力手段を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１２】
ロボットであって、
ロボットの回転角度または角速度の少なくとも１つを検出するのに用いられるジャイロと、
ジャイロの較正を行う較正部と、
を備え、
較正部は、
ロボットに設けられ、固定目標に対し光ビームを放射するビーム放射手段と、
ロボットが基準位置にあるときに放射された光ビームの固定目標上における第１の被照射位置を検出し、ロボットが前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームの固定目標上における第２の被照射位置を検出するビーム位置検出手段と、
前記ビーム位置検出手段によって検出された第１の被照射位置と第２の被照射位置とに基づいて、ロボットの旋回角度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたロボットの旋回角度に基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を含み、
較正手段は、
位置初期値として旋回角度を取得する初期値取得手段と、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得手段と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
前記検出値取得手段によって取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定手段と、
を有することを特徴とするロボット。
【請求項１３】
ロボットに搭載される位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置において実行される較正プログラムであって、
前記ロボットが基準位置にあるときに放射された光ビームによって固定目標上において検出された第１の被照射位置と、前記ロボットが前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームによって固定目標上において検出された第２の被照射位置とに基づいて、前記ロボットの旋回角度を算出し、
前記ロボットの旋回角度に基づいて、前記ジャイロを較正し、  
位置初期値として旋回角度を取得し、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得し、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示し、
取得した複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定することを特徴とするジャイロの較正プログラム。
【請求項１４】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う方法であって、
光ビームを放射し、
放射された光ビームの被照射位置を検出し、
検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出し、
算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行うことを特徴とする方法。
【請求項１５】
移動体に搭載され、回転角度または角速度の少なくとも１つを検出するのに用いられるジャイロの較正を行う方法であって、
前記移動体から、固定目標に対し光ビームを放射し、
前記移動体が基準位置にあるときに放射された光ビームの固定目標上における第１の被照射位置を検出し、前記移動体が前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームの固定目標上における第２の被照射位置を検出し、
検出された第１の被照射位置と第２の被照射位置とに基づいて、前記移動体の旋回角度を算出し、
前記移動体の旋回角度に基づいて、前記ジャイロの較正を行うことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のジャイロの較正を行う方法であって、
位置初期値として旋回角度を取得し、
移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得し、
外乱が発生した場合に、複数の検出値取得のやり直しを指示し、
取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定することを特徴とする方法。
【請求項１７】
移動体に搭載された位置情報検出用ジャイロの較正を行う較正装置であって、
光ビームを放射するビーム放射器と、
放射された光ビームの被照射位置を検出するビーム位置検出器と、
前記ビーム位置検出器によって検出された前記被照射位置に基づいて、移動体の位置及び方位の少なくとも１つを算出する算出部と、
前記算出部により算出された移動体の位置及び方位の少なくとも１つに基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正器と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１８】
移動体に搭載され回転角度または角速度の少なくとも１つを検出するのに用いられるジャイロの較正を行う較正装置であって、
前記移動体に設けられ、固定目標に対し光ビームを放射するビーム放射器と、
前記移動体が基準位置にあるときに放射された光ビームの固定目標上における第１の被照射位置を検出し、前記移動体が前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームの固定目標上における第２の被照射位置を検出するビーム位置検出器と、
前記ビーム位置検出器によって検出された第１の被照射位置と第２の被照射位置とに基づいて、前記移動体の旋回角度を算出する算出部と、
前記算出器により算出された移動体の旋回角度に基づいて、前記ジャイロの較正を行う  較正器と、
を備え、
前記較正器は、
初期位置に設定された移動体の位置である位置初期値を取得する初期値取得部と、
移動体を初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得部と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得手段に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示部と、
前記検出値取得手段により取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定部と、
を備えることを特徴とするジャイロの較正装置。
【請求項１９】
ロボットであって、
位置情報検出用のジャイロと、
ジャイロの較正を行う較正器と、
を備え、
較正器は、
前記ロボットに設けられ、固定目標に対し光ビームを放射するビーム放射器と、
前記ロボットが基準位置にあるときに放射された光ビームの固定目標上における第１の被照射位置を検出し、前記ロボットが前記基準位置から初期位置に旋回した後に放射された光ビームの固定目標上における第２の被照射位置を検出するビーム位置検出器と、
前記ビーム位置検出器によって検出された第１の被照射位置と第２の被照射位置とに基づいて、前記ロボットの旋回角度を算出する算出部と、
前記算出器により算出されたロボットの旋回角度に基づいて、前記ジャイロの較正を行う較正手段と、
を含み、
前記較正手段は、
位置初期値として旋回角度を取得する初期値取得部と、
ロボットを初期位置に保持したままで、ジャイロの複数の検出値を所定の較正期間の間に取得する検出値取得部と、
外乱が発生した場合に、前記検出値取得部に対し、複数の検出値取得のやり直しを指示する指示手段と、
検出値取得部によって取得された複数の検出値に基づいて較正位置の値を決定し、これを位置初期値のための較正値として設定する較正値設定部と、
を含むことを特徴とするロボット。
【国際調査報告】
2009503532.tif 000014
2009503532.tif 000015
2009503532.tif 000016
2009503532.tif 000017
2009503532.tif 000018
2009503532.tif 000019