(57)【要約】【課題】自走装置を特定位置に安定的に配置可能な移動体システム、その自走装置及びその自走装置の位置決め方法を提供する。【解決手段】自走して特定位置Ｐに配置された状態となる自走装置１１を有する移動体システム１０において、自走装置１１は、特定位置Ｐ又は特定位置Ｐの近傍に設けられた磁石１２、１２ａの磁場を検出可能な高さに配置された地磁気センサＡと、磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離が地磁気センサＡから磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離より長く、磁石１２、１２ａの磁場を検出不可能な高さ位置に配された地磁気センサＢと、自走装置１１の進行方向を変える方向切替え機構２３と、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する位置を算出する制御手段２２とを具備する。【選択図】図４
2019133240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走して特定位置に配置された状態となる自走装置を有する移動体システムにおいて、
前記特定位置又は該特定位置の近傍に設けられた磁石を備え、
前記自走装置は、ベースユニットと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置された地磁気センサＡと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長い高さ位置に配された地磁気センサＢと、該自走装置の進行方向を変える方向切替え機構と、前記地磁気センサＡ、Ｂが計測する磁場を基に該自走装置の前記磁石に対する位置を検知して、前記方向切替え機構を制御する制御手段とを具備し、
前記地磁気センサＢは、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置され、前記制御手段は、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出することを特徴とする移動体システム。
【請求項２】
請求項１記載の移動体システムにおいて、前記地磁気センサＡは、複数あって、間隔を空けて配置されていることを特徴とする移動体システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の移動体システムにおいて、前記地磁気センサＡ、Ｂは、３軸式であることを特徴とする移動体システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体システムにおいて、前記自走装置は、前記制御手段によって駆動が制御させる駆動車輪と、ライン材を吐き出す吹出口とを有するライン引き用の自走車であることを特徴とする移動体システム。
【請求項５】
磁石が設けられた特定位置又は該磁石の近傍に設定された特定位置まで自走する自走装置であって、
ベースユニットと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置された地磁気センサＡと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長い高さ位置に配された地磁気センサＢと、該自走装置の進行方向を変える方向切替え機構と、前記地磁気センサＡ、Ｂが計測する磁場を基に該自走装置の前記磁石に対する位置を検知して、前記方向切替え機構を制御する制御手段とを具備し、
前記地磁気センサＢは、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置され、前記制御手段は、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出することを特徴とする自走装置。
【請求項６】
請求項５記載の自走装置において、前記地磁気センサＡは、複数あって、間隔を空けて配置されていることを特徴とする自走装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の自走装置において、前記地磁気センサＡ、Ｂは、３軸式であることを特徴とする自走装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の自走装置において、前記制御手段によって駆動が制御させる駆動車輪と、ライン材を吐き出す吹出口とを有するライン引き用の自走車であることを特徴とする自走装置。
【請求項９】
自走装置を特定位置に配置した状態とする自走装置の位置決め方法において、
前記特定位置又は該特定位置の近傍に設けられた磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置した地磁気センサＡと、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長く、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置された地磁気センサＢとを備えた前記自走装置が、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出し、前記特定位置に向かって自走し、該特定位置に配置された状態となる
ことを特徴とする自走装置の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走装置を有し、自走装置を特定位置に配置させる移動体システム及びその自走装置並びにその自走装置の位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポーツ施設の充実に加えて、各市区町村に少なくとも一つは総合型地域スポーツクラブを育成することを目標に掲げるスポーツ振興基本計画が文部科学省により策定された。スポーツの振興においては、施設の建設だけでなく、指導者の育成や運動環境などの整備を図る必要もあるが、運動施設の増加と社会の高齢化に伴い、施設を運営、管理する人員の不足が懸念される。また、高齢者がスタッフとして働く現場では、高齢者がハードワークを行う必要があった。
【０００３】
運動競技場におけるライン引きは重要な役割を担い、高い熟練度を要する。プロスポーツの試合前には、グランドキーパーにより、例えば、石灰粉を用いて、ライン引きが行われるが、近年の運動競技場の増加や、プロスポーツリーグ及びプロスポーツチームの増加に加え、グランドキーパーの高齢化が進んでいることから、グランドキーパーの熟練者が不足している。
【０００４】
この点、ラインを正確に引くライン引き装置として、特許文献１、２に具体例が開示されている。特許文献１に記載のライン引き装置は、ジャイロセンサにより粉体出口のずれを相殺することが可能であり、特許文献２に記載のライン引き装置は、手振れを抑制すべく、４つの車輪を備えた設計を採用し、直線を引く際の安定性を高めるものである。
また、近年、ＧＰＳを利用して、自走車を所定の位置まで移動させる技術が開発されていることから、ライン引き装置に自走機能を具備させることで、ライン引きの自動化が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４０２１３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０５０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ライン引きは正確になされることを要するため、ライン引き装置を特定位置（例えば、ライン引きの始点はライン引きの終点）に精度よく配置する必要があり、ＧＰＳを利用したシステムでは、要求される精度を満たすことができないという課題があった。
そして、自走装置を正確に精度よく所定位置に配置する技術は、ライン引き装置のみならず、自走装置全般に広く望まれている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、自走装置を有し自走装置を特定位置に安定的に配置可能な移動体システム及びその自走装置並びに自走装置の位置決め方法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】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る移動体システムは、自走して特定位置に配置された状態となる自走装置を有する移動体システムにおいて、前記特定位置又は該特定位置の近傍に設けられた磁石を備え、前記自走装置は、ベースユニットと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置された地磁気センサＡと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長い高さ位置に配された地磁気センサＢと、該自走装置の進行方向を変える方向切替え機構と、前記地磁気センサＡ、Ｂが計測する磁場を基に該自走装置の前記磁石に対する位置を検知して、前記方向切替え機構を制御する制御手段とを具備し、前記地磁気センサＢは、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置され、前記制御手段は、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出する。
【０００８】
また、第１の発明に係る移動体システムにおいて、前記地磁気センサＡは、複数あって、間隔を空けて配置されているのが好ましく、前記地磁気センサＡ、Ｂは、３軸式であるのが好ましい。そして、第１の発明に係る移動体システムにおいて、前記自走装置は、前記制御手段によって駆動が制御させる駆動車輪と、ライン材を吐き出す吹出口とを有するライン引き用の自走車とすることができる。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る自走装置は、磁石が設けられた特定位置又は該磁石の近傍に設定された特定位置まで自走する自走装置であって、ベースユニットと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置された地磁気センサＡと、前記ベースユニットに固定され、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長い高さ位置に配された地磁気センサＢと、該自走装置の進行方向を変える方向切替え機構と、前記地磁気センサＡ、Ｂが計測する磁場を基に該自走装置の前記磁石に対する位置を検知して、前記方向切替え機構を制御する制御手段とを具備し、前記地磁気センサＢは、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置され、前記制御手段は、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出する。
【００１０】
また、第２の発明に係る自走装置において、前記地磁気センサＡは、複数あって、間隔を空けて配置されているのが好ましく、前記地磁気センサＡ、Ｂは、３軸式であるのが好ましい。そして、第２の発明に係る自走装置において、前記制御手段によって駆動が制御させる駆動車輪と、ライン材を吐き出す吹出口とを有するライン引き用の自走車とすることができる。
【００１１】
第３の発明に係る自走装置の位置決め方法は、自走装置を特定位置に配置した状態とする自走装置の位置決め方法において、前記特定位置又は該特定位置の近傍に設けられた磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さに配置した地磁気センサＡと、前記磁石までの高さ方向の距離が前記地磁気センサＡから該磁石までの高さ方向の距離より長く、前記磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置された地磁気センサＢとを備えた前記自走装置が、前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した前記地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、該自走装置の前記磁石に対する位置を算出し、前記特定位置に向かって自走し、該特定位置に配置された状態となる。
【００１２】
第１の発明に係る移動体システム、第２の発明に係る自走装置及び第３の発明に係る自走装置の位置決め方法は、地磁気センサＡ、Ｂで計測した磁場を基に磁石に対する自走装置の相対位置を検出する。この点について説明する。
Ｓ極及びＮ極がｚ軸に沿って配置された磁石１００を原点とする３次元座標系（図１参照）においては、任意の座標の磁場ベクトルが、以下の式１で表わされる。
【００１３】
【数１】
2019133240.tif 000003
【００１４】
従って、任意の位置で磁石の磁場ベクトルが計測できれば、計測された磁場ベクトルを基に、３次元座標系において磁石に対する相対位置を求めることが可能となる。
【００１５】
ここで、磁石を設置した空間には、磁石の設置により発生する磁場とは別に地磁気（地球が発生させている磁場）が存在する。そのため、地磁気センサは常に地磁気を検出している状態にあり、地磁気を除外して磁場を検出することはできない。よって、磁石の設置により発生している磁場のみを検出するには、地磁気センサが計測した磁場から地磁気をキャンセルする必要がある。
【００１６】
そこで、第１の発明に係る移動体システム、第２の発明に係る自走装置及び第３の発明に係る自走装置の位置決め方法は、自走装置が、特定位置又は特定位置の近傍に配置された磁石が生じさせている磁場を検出可能な地磁気センサＡと、同磁石が生じさせている磁場を検出不可能（実質的に検出不可能を意味する）な高さ位置に配した地磁気センサＢとを具備し、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を求めて、地磁気をキャンセルし、磁石の設置により発生している磁場のみを検出するようにしている。
【００１７】
また、個々の地磁気センサには個体差があり、個々の地磁気センサは出力値に異なるオフセットを含む可能性があるため、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分は地磁気センサの個体差に影響を受けた値となっている。よって、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分のみを基にして求められた、自走装置の磁石に対する相対位置は、正確ではない可能性がある。
【００１８】
従って、第１の発明に係る移動体システム、第２の発明に係る自走装置及び第３の発明に係る自走装置の位置決め方法では、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基に自走装置の磁石に対する位置を算出するようにし、地磁気センサＡ、Ｂの個体差の影響を除くようにしている。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明に係る移動体システム、第２の発明に係る自走装置及び第３の発明に係る自走装置の位置決め方法は、地磁気センサＡが、磁石が生じさせている磁場を検出可能な高さ位置に配置され、地磁気センサＢが、磁石が生じさせている磁場を検出不可能な高さ位置に配置され、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが存在する空間で予め計測した地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基にして、自走装置の磁石に対する位置を算出するので、地磁気の影響及び地磁気センサＡ、Ｂの個体差の影響を除外した状態で自走装置の磁石に対する相対位置を検出でき、自走装置が特定位置に配置された状態に安定的になることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】磁石が設けられた３次元座標系の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施の形態に係る移動体システムの側面図及び平面図である。
【図３】制御手段の接続を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ自走装置が特定位置に配置されるまでの様子を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、シミュレーションによって地磁気センサＡ、Ｂの計測値を基に地磁気センサＡに対する永久磁石の相対位置を算出した結果を示す説明図である。
【図６】実機によって地磁気センサＡ、Ｂの計測値を基に地磁気センサＡに対する永久磁石の相対位置を算出した結果を示す説明図である。
【図７】実機によって地磁気センサＡ、Ｂの計測値を基に地磁気センサＡに対する永久磁石の相対位置を算出した結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図２（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る移動体システム１０は、自走して特定位置Ｐに配置された状態となる自走装置１１と、特定位置Ｐ又は特定位置Ｐの近傍に設けられた磁石１２、１２ａとを有するシステムである。以下、詳細に説明する。
【００２２】
自走装置１１は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ベースユニット１３と、ライン材（例えば、石灰粉）を収容する収容器１４と、従動車輪１５、１５ａと、駆動車輪１６、１６ａとを有するライン引き用の自走車である。ベースユニット１３は前後に長く、収容器１４はベースユニット１３の後側に取り付けられている。収容器１４は、上部が開放され、底部にライン材を吐き出す吹出口１７が形成されている（即ち、自走装置１１は吹出口１７を有している）。
【００２３】
従動車輪１５、１５ａは自走装置１１の後側に設けられ、駆動車輪１６、１６ａは自走装置１１の前側に設けられている。従動車輪１５、１５ａは回転軸１８の両端にそれぞれ回転自在に連結されている。車軸部材２０の回転部に回転自在に取り付けられた駆動車輪１６、１６ａは、図３に示すモータ１９、２１からそれぞれ駆動力が与えられている。自走装置１１は、駆動車輪１６、１６aの回転速度を差動させることによって走行速度と走行方向が制御される。
【００２４】
車軸部材２０は、図３に示すモータ１９、２１の差動によって、ベースユニット１３に対する角度が変えられる。車軸部材２０のベースユニット１３に対する角度が変わることに伴って、自走装置１１の進行方向が切り替えられる。モータ１９、２１には、図３に示すように、モータ１９、２１に対し指令信号を送信する制御手段２２が接続されている。本実施の形態では、制御手段２２が、ベースユニット１３に取り付けられ、マイクロコンピュータを有して構成されている。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）では、制御手段２２の記載が省略されている。
【００２５】
本実施の形態では、主としてモータ１９、２１、駆動車輪１６、１６ａ及び車軸部材２０によって、自走装置１１の進行方向を変える方向切替え機構２３が構成され、制御手段２２は方向切替え機構２３を制御して、自走装置１１の進行方向を変える。
制御手段２２には、収容器１４の吹出口１７の開閉を行うアクチュエータ２４が接続されており、制御手段２２はアクチュエータ２４の作動を制御する指令信号を発信可能である。収容器１４内のライン材は吹出口１７が開いた状態となって吹出口１７から出て、自走装置１１が走行する走行面Ｇ（図２（Ａ）参照）に付着する。
【００２６】
また、走行面Ｇには、図２（Ａ）に示すように、磁石１２、１２ａの一部が走行面Ｇから露出した状態で設置されている。本実施の形態では、磁石１２、１２ａが永久磁石であり、磁石１２ａは磁石１２より強い磁場を発生させる。
ベースユニット１３の前後には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、３軸式の地磁気センサ２５（地磁気センサＡ）及び３軸式の地磁気センサ２６（地磁気センサＡ）がそれぞれ固定されている（即ち、地磁気センサＡは複数あって、間隔を空けて配置されている）。本実施の形態では、地磁気センサ２５、２６の間隔と磁石１２、１２ａの間隔が等しい。
【００２７】
そして、ベースユニット１３には支柱材２７が取り付けられ、支柱材２７の上端部には３軸式の地磁気センサ２８（地磁気センサＢ）が設けられている（即ち、ベースユニット１３には支柱材２７によって地磁気センサ２８が固定されている）。更に、ベースユニット１３の上側には全方位カメラ２９が取り付けられている。
地磁気センサ２５、２６は、図２（Ａ）に示すように、同高さ位置（本実施の形態では、磁石１２、１２ａの設置位置より高い位置）に配置され、地磁気センサ２８は地磁気センサ２５、２６より高い位置に配置されている。よって、地磁気センサ２８は、地磁気センサ２８から磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離が、地磁気センサ２５、２６から磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離より長い高さ位置に配されている。
【００２８】
地磁気センサ２５、２６は、磁石１２、１２ａが生じさせている磁場を地磁気センサ２５、２６がそれぞれ検出可能な高さ（本実施の形態では走行面Ｇから１０〜３０ｃｍの高さ）に配置され、地磁気センサ２８は磁石１２、１２ａが生じさせている磁場を地磁気センサ２８が実質的に検出不可能な高さ（本実施の形態では走行面Ｇから５０〜１５０ｃｍの高さ）に配置されている。
【００２９】
地磁気センサ２５、２６、２８及び全方位カメラ２９は、図３に示すように、制御手段２２に接続されており、制御手段２２は地磁気センサ２５、２６、２８の各計測値及び全方位カメラ２９の撮像画像を取得することができる。
自走装置１１が走行面ＧにラインＬ（図４参照）を引こうとする現場には、複数のランドマークが設けられており、制御手段２２は、当該ランドマークを識別可能な画像認識機能を有している。本実施の形態では、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、磁石１２、１２ａを通る仮想直線に沿ってラインＬが引かれる。
【００３０】
本実施の形態では、制御手段２２が、全方位カメラ２９によって撮像されている画像を連続的に取得し、当該画像内におけるランドマークの位置からランドマークに対する自走装置１１の位置を検知して特定位置Ｐに対する自走装置１１の位置を検出し、モータ１９、２１に適宜、指令信号を送信して、特定位置Ｐに向かって走行する。これによって、自走装置１１は特定位置Ｐ近くまで自走する。なお、全方位カメラからの画像を得る代わりに（又は、全方位カメラからの画像を得るのに加えて）、制御手段がＧＰＳ信号を受信して自走台車の現在位置を検出し、特定位置Ｐ近くまで自走するようにしてもよい。
【００３１】
自走装置１１が、図４（Ａ）に示すように、自走によって、特定位置Ｐ近く（本実施の形態では、地磁気センサ２５、２６のいずれかが磁石１２、１２ａのいずれかの磁場を検出できる位置）に配置されるまで自走した状態となった後、制御手段２２は、地磁気センサ２５、２６、２８が計測する磁場を基に、自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する相対位置を検知する。なお、制御手段２２による自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する相対位置の検知は、地磁気センサ２５のみが磁石１２、１２ａの磁場を検出できる状態では実質的に地磁気センサ２５、２８が計測する磁場を基に行い、地磁気センサ２６のみが磁石１２、１２ａの磁場を検出できる状態では実質的に地磁気センサ２６、２８が計測する磁場を基に行うこととなる。
【００３２】
ここで、自走装置１１は、制御手段２２が地磁気センサ２５、２６、２８の計測値から自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する相対位置を検知できるようにするために、事前に以下の１）〜４）の処理を行っている。
１）磁石１２、１２ａを含む如何なる磁石も地磁気センサ２５、２６、２８の磁場検出範囲に存在しない空間（地磁気センサ２５、２６、２８が磁場として地磁気のみを検出できる空間）で、自走装置１１の地磁気センサ２５、２６、２８によってそれぞれ磁場を計測する。以下、地磁気センサ２５、２６、２８が事前に計測した磁場の値をそれぞれｍ２５、ｍ２６、ｍ２８とする。
【００３３】
２）そして、制御手段２２は、ｍ２５からｍ２８を差し引いた磁場の値（以下、「ｍ２５、ｍ２８の差分」とする）と、ｍ２６からｍ２８を差し引いた磁場の値（以下、「ｍ２６、ｍ２８の差分」とする）を記憶する。
３）次に、自走装置１１（地磁気センサ２５、２６、２８）の磁石１２、１２ａに対する相対位置を変えながら、各位置で、地磁気センサ２５、２６、２８それぞれによって磁場を計測する。以下、磁石１２の位置を基準とする３次元座標系での自走装置１１の座標をｘ、ｙ、ｚとし、地磁気センサ２５、２６、２８が計測した磁場の値をそれぞれ、Ｍ２５（ｘ、ｙ、ｚ）、Ｍ２６（ｘ、ｙ、ｚ）、Ｍ２８（ｘ、ｙ、ｚ）とする。
【００３４】
４）制御手段２２は、Ｍ２５（ｘ、ｙ、ｚ）からＭ２８（ｘ、ｙ、ｚ）を差し引いた磁場の値からｍ２５、ｍ２８の差分を差し引いた磁場の値と、Ｍ２６（ｘ、ｙ、ｚ）からＭ２８（ｘ、ｙ、ｚ）を差し引いた磁場の値からｍ２６、ｍ２８の差分を差し引いた磁場の値とを、当該３次元座標系における自走装置１１の座標（ｘ、ｙ、ｚ）と関連付けて記憶する。
これによって、制御手段２２は、地磁気センサ２５、２８の各計測値の差分からｍ２５、ｍ２８の差分を差し引いた値、及び、地磁気センサ２６、２８の各計測値の差分からｍ２６、ｍ２８の差分を差し引いた値を基にして、当該３次元座標系における自走装置１１の座標、即ち、自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する相対位置を算出可能となる。
【００３５】
本実施の形態では、自走装置１１が、図４（Ａ）に示すように、特定位置Ｐ近くに配置された後、制御手段２２は、地磁気センサ２５、２６、２８によって計測される磁場の値（具体的には、地磁気センサ２５、２８の各計測値の差分からｍ２５、ｍ２８の差分を差し引いた値、及び、地磁気センサ２６、２８の各計測値の差分からｍ２６、ｍ２８の差分を差し引いた値）を基に自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する相対位置を検知しながら、モータ１９、２１を制御する。これによって、自走装置１１は、図４（Ｂ）に示すように、地磁気センサ２６が磁石１２ａの真上に配される位置まで移動する。
【００３６】
次に、制御手段２２は、モータ１９、２１を差動させて車軸部材２０のベースユニット１３に対する角度を変え、自走装置１１が地磁気センサ２６の位置を固定して地磁気センサ２５を磁石１２に近づけられるようにした後、図４（Ｃ）に示すように、地磁気センサ２５、２６がそれぞれ磁石１２、１２ａの真上に配された状態になるまで、モータ１９、２１を差動させて駆動車輪１６、１６ａを回転駆動させる。これによって、自走装置１１はラインＬを引き始められる配置（所定の位置で所定の向きに配置された状態）となる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、磁石１２、１２ａが特定位置Ｐに設けられているが、磁石１２、１２ａの一方又は双方を特定位置Ｐの近傍（特定位置Ｐ外）に設けるようにしてもよい。但し、磁石１２、１２ａを特定位置Ｐの近傍に設ける場合、磁石１２、１２ａは、特定位置Ｐに自走装置１１が配置された状態で地磁気センサ２５、２６の少なくとも一方が磁石１２、１２の少なくとも一方の磁場を検出できる位置に配される必要がある。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った２つの実験について説明する。
１つ目の実験は、演算機によるシミュレーションによって、地磁気センサを固定した状態で磁石を縦、横に０．２ｍ移動させる度に地磁気センサが計測する磁場から地磁気センサに対する永久磁石の相対位置を算出し、算出した永久磁石の相対位置と、シミュレーション中での地磁気センサに対する永久磁石の相対位置とを２次元座標系にプロットしたものである。シミュレーション結果を図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【００３９】
図５（Ａ）、（Ｂ）では記載を省略しているが、図５（Ａ）、（Ｂ）のいずれのシミュレーションにおいても、地磁気キャンセル用であり地磁気センサの固体差キャンセル用でもある地磁気センサ（地磁気センサＢに該当、以下、「地磁気センサＢ」とも言う）を設けている。図５（Ａ）において、四角は地磁気センサ５０（地磁気センサＡに該当）を示し、丸は地磁気センサ５０の計測値及び地磁気センサＢの計測値（具体的には、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値、以下、同じ）から求めた永久磁石の位置を示し、プラスはシミュレーション中での永久磁石の位置を示す。図５（Ｂ）において、３つの四角は地磁気センサ５１、５２、５３（地磁気センサＡに該当）をそれぞれ示し、丸は地磁気センサ５１、５２、５３の計測値及び地磁気センサＢの計測値から求めた永久磁石の位置を示し、プラスはシミュレーション中での永久磁石の位置を示す。
【００４０】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す２次元座標系は、地磁気センサ５０、５１の位置をそれぞれ原点としている。いずれのシミュレーションでも、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、丸の位置とプラスの位置に大きな差はなく、地磁気センサＡ、Ｂによって計測された磁場を基に地磁気センサＡと磁石の相対位置を安定的に計測できること、並びに、磁石の数が多くなると、地磁気センサＡと磁石の相対位置を検出できる範囲が広くなることが確認できた。
【００４１】
２つ目の実験は、床から１．２ｍの高さに設けた磁気センサＢ及び床から０．１７ｍの高さに設けた地磁気センサＡを備える走行装置を配置した床上に、直径１０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのネオジム磁石（永久磁石の一例）を置き、地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサＡ、Ｂの各計測値の差分を差し引いた値を基に、地磁気センサＡに対するネオジム磁石の相対位置を求めたものである。
【００４２】
ネオジム磁石を０．０５ｍずつ移動させる毎に地磁気センサＡに対するネオジム磁石の相対位置（図６、図７では「推定位置」と記載）を求め、求めた相対位置を丸印でプロットし、実際のネオジム磁石の位置（＋印でプロットされたもの）と比較した。実験結果を図６、図７に示す。なお、図６、図７中で四角が地磁気センサＡの位置を意味し、図６、図７はそれぞれ地磁気センサＡから３００ｍｍの範囲及び３５０ｍｍの範囲を示したものである。実験結果より、地磁気センサＡから２００ｍｍ以内の範囲で、算出されたネオジム磁石の位置と実際のネオジム磁石の位置の差を約５０ｍｍ以下の誤差に抑制できることが確認できた。なお、３５０ｍｍの範囲では比較的誤差が大きいが、自走装置１１を特定位置に誘導する目的で利用するのには問題ないレベルの精度である。
【００４３】
また、移動体システム１０に採用される、本発明の一実施の形態に係る自走装置の位置決め方法は、自走装置１１を特定位置Ｐに配置した状態とする方法であって、特定位置Ｐ又は特定位置Ｐの近傍に設けられた磁石１２、１２ａが生じさせている磁場を検出可能な高さに配置した地磁気センサ２５、２６と、磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離が地磁気センサ２５、２６から磁石１２、１２ａまでの高さ方向の距離より長く、磁石１２、１２ａが生じさせている磁場を検出不可能な高さに配置された地磁気センサ２８とを備えた自走装置１１が、地磁気センサ２５、２８の各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサ２５、２８の各計測値の差分を差し引いた値、及び／又は、地磁気センサ２６、２８の各計測値の差分から、磁場として地磁気のみが検出される空間で予め計測した地磁気センサ２６、２８の各計測値の差分を差し引いた値を基にして、自走装置１１の磁石１２、１２ａに対する位置を算出し、特定位置Ｐに向かって自走し、特定位置Ｐに配置された状態となるものである。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、自走装置はライン引き用の自走車に限定されず、物を搬送する自走車であってもよい。そして、自走装置は車輪を有さなくてもよく、例えば、回転駆動する球体を有して移動する装置であってもよいし、無人航空機であってもよい。
また、複数の地磁気センサＡを設ける場合、各地磁気センサＡを異なる高さ位置に配置してもよい。地磁気センサＡは１つであってもよく、地磁気センサＡ、Ｂは２軸式であってもよい。なお、２軸式の地磁気センサＡ、Ｂを用いると、３軸式の地磁気センサＡ、Ｂを用いるのに比べ、自走装置の磁石に対する相対位置の検出精度が低下する。
【００４５】
そして、磁石は走行面Ｇより高い位置に設置することができる。更に、磁石、地磁気センサＡ、Ｂは、高さ位置が磁石、地磁気センサＡ及び地磁気センサＢの順に低くなるように配置されていてもよいし、地磁気センサＡ、磁石及び地磁気センサＢの順に低くなるように配置されていてもよい。
更に、磁石は永久磁石である必要はなく、電磁石であってもよく、自走装置を配置させる特定位置の近傍に設ける磁石は１つであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０：移動体システム、１１：自走装置、１２、１２ａ：磁石、１３：ベースユニット、１４：収容器、１５、１５ａ：従動車輪、１６、１６ａ：駆動車輪、１７：吹出口、１８：回転軸、１９：モータ、２０：車軸部材、２１：モータ、２２：制御手段、２３：方向切替え機構、２４：アクチュエータ、２５、２６：地磁気センサ、２７：支柱材、２８：地磁気センサ、２９：全方位カメラ、５０、５１、５２、５３：地磁気センサ、１００：磁石、Ｇ：走行面、Ｌ：ライン、Ｐ：特定位置
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月31日(2018.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
しかしながら、ライン引きは正確になされることを要するため、ライン引き装置を特定位置（例えば、ライン引きの始点又はライン引きの終点）に精度よく配置する必要があり、ＧＰＳを利用したシステムでは、要求される精度を満たすことができないという課題があった。
そして、自走装置を正確に精度よく所定位置に配置する技術は、ライン引き装置のみならず、自走装置全般に広く望まれている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、自走装置を有し自走装置を特定位置に安定的に配置可能な移動体システム及びその自走装置並びに自走装置の位置決め方法を提供することを目的とする。