(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージの平面上を移動する移動体が備えるセンサと協働して、前記移動体の位置を検出する位置検出用センサにより、前記移動体の前記ステージの平面上における位置を検出するための移動体の位置検出方法であって、
前記ステージの平面上にＸＹ座標と、Ｘ軸方向に平行で等間隔の複数のＸ軸方向基準線と、Ｙ軸方向に平行で等間隔の複数のＹ軸方向基準線とを想定し、
前記Ｘ軸方向基準線とＹ軸方向基準線が交わる複数の交点上に、前記センサを所定の位置に備えた前記移動体もしくは前記移動体と同じ位置に前記センサを備えたダミー移動体を位置させ、
前記複数の交点のそれぞれにおける、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の位置を前記位置検出用センサにより検出して校正用ＸＹ座標データを取得し、
取得した前記校正用ＸＹ座標データと、前記移動体もしくは前記ダミー移動体を位置させた前記複数の交点についての真の位置データとの差から、前記複数の交点におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量を、Ｘ軸方向誤差およびＹ軸方向誤差として求めるとともに、
前記Ｘ軸方向誤差および前記Ｙ軸方向誤差を基に、複数の前記Ｘ軸方向基準線および前記Ｙ軸方向基準線上の各位置の誤差の算出式であるＸ軸方向誤差近似式およびＹ軸方向誤差近似式を求めておき、
実際に前記ステージの平面上を移動する前記移動体の位置を検出するにあたっては、
前記ステージの平面上を移動する前記移動体の位置を、前記位置検出用センサにより検出し、得られた検出ＸＹ座標データを、前記Ｘ軸方向誤差近似式および前記Ｙ軸方向誤差近似式を用いて線形補間法により補正することで、前記移動体の真の位置に近似した位置データを得るようにしたこと
を特徴とする移動体の位置検出方法。
【請求項２】
前記移動体が複数のセンサを所定の位置に備え、前記位置検出用センサにより検出される前記複数のセンサの位置関係から、前記移動体の、前記ステージの平面に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向位置を検出することができるように構成されている場合において、
前記複数の交点上に、前記センサを所定の位置に備えた前記移動体もしくは前記移動体と同じ位置に前記センサを備えたダミー移動体を位置させる際に、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の回転方向位置が所定の方向に向くように位置させ、前記複数の交点のそれぞれにおける、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の前記回転方向位置を、前記位置検出用センサにより検出して回転方向位置校正用データを取得し、
取得した前記回転方向位置校正用データと、前記複数の交点についての真の回転方向位置データとの差から、前記複数の交点における回転方向位置誤差を求めるとともに、
前記回転方向位置誤差に基づいて、各位置の誤差の算出式である回転方向誤差近似式を求めておき、
実際に前記ステージの平面上を移動する前記移動体の回転方向位置を検出するにあたっては、
前記ステージの平面上を移動する前記移動体の回転方向位置を、前記位置検出用センサにより検出し、得られた検出回転方向位置データを、前記回転方向誤差近似式を用いて線形補間法により補正することで、前記移動体の真の回転方向位置に近似した回転方向位置データを得るようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の移動体の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置検出方法に関し、詳しくは、移動体の平面上における位置を検出するための移動体の位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面上を移動する移動体の動きを制御するには、移動体の現在位置を精度よく把握することが必要である。そして、移動体の位置を検出する方法として、例えば、移動体にセンサを配設するとともに、移動体が備えるセンサと協働して、移動体の位置を検出する位置検出用センサを備えた装置を用いて、移動体の位置を検出する方法がある。
【０００３】
そして、そのような方法で移動体の位置を検出するための装置および方法が特許文献１に開示されている。
この特許文献１に開示されている装置では、図１２に示すように、移動体１１３が備えるセンサとして、超音波を受信する受信機１１４が用いられ、位置検出用センサとして超音波を発信する２つの発信機１１２ａ，１１２ｂが用いられている。発信機１１２ａ，１１２ｂは、既知の間隔ｄ１で設置されている。
そして、この装置は、２つの発信機１１２ａ，１１２ｂから受信機１１４への超音波信号の伝播時間により、２つの発信機１１２ａ，１１２ｂと受信機１１４の距離ｄ２，ｄ３をそれぞれ求め、三平方の定理に基づき移動体１１３の位置を求めるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された位置検出方法では、移動体１１３の位置検出誤差が大きくなりやすく、移動体１１３の位置を精度よく検出することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、ステージの平面上を移動する移動体の位置を精度よく検出するための、移動体の位置検出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】
また、上記課題を解決するため、本発明の移動体の位置検出方法は、
ステージの平面上を移動する移動体が備えるセンサと協働して、前記移動体の位置を検出する位置検出用センサにより、前記移動体の前記ステージの平面上における位置を検出するための移動体の位置検出方法であって、
前記ステージの平面上にＸＹ座標と、Ｘ軸方向に平行で等間隔の複数のＸ軸方向基準線と、Ｙ軸方向に平行で等間隔の複数のＹ軸方向基準線とを想定し、
前記Ｘ軸方向基準線とＹ軸方向基準線が交わる複数の交点上に、前記センサを所定の位置に備えた前記移動体もしくは前記移動体と同じ位置に前記センサを備えたダミー移動体を位置させ、
前記複数の交点のそれぞれにおける、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の位置を前記位置検出用センサにより検出して校正用ＸＹ座標データを取得し、
取得した前記校正用ＸＹ座標データと、前記移動体もしくは前記ダミー移動体を位置させた前記複数の交点についての真の位置データとの差から、前記複数の交点におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量を、Ｘ軸方向誤差およびＹ軸方向誤差として求めるとともに、
前記Ｘ軸方向誤差および前記Ｙ軸方向誤差を基に、複数の前記Ｘ軸方向基準線および前記Ｙ軸方向基準線上の各位置の誤差の算出式であるＸ軸方向誤差近似式およびＹ軸方向誤差近似式を求めておき、
実際に前記ステージの平面上を移動する前記移動体の位置を検出するにあたっては、
前記ステージの平面上を移動する前記移動体の位置を、前記位置検出用センサにより検出し、得られた検出ＸＹ座標データを、前記Ｘ軸方向誤差近似式および前記Ｙ軸方向誤差近似式を用いて線形補間法により補正することで、前記移動体の真の位置に近似した位置データを得るようにしたこと
を特徴としている。
【０００８】
なお、本発明において、平面上に、ＸＹ座標、Ｘ軸およびＹ軸方向に平行な複数の基準線（Ｘ軸方向基準線およびＹ軸方向基準線）を想定するとは、実際にＸＹ座標、Ｘ軸方向基準線、Ｙ軸方向基準線などを平面上に引いたり、実際には線は引かずに、光学的方法で示したりする場合などを含む概念である。
【０００９】
また、上述した移動体の位置検出方法が、前記移動体が複数のセンサを所定の位置に備え、前記位置検出用センサにより検出される前記複数のセンサの位置関係から、前記移動体の、前記平面に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向位置を検出することができるように構成されている場合において、
前記複数の交点上に、前記センサを所定の位置に備えた前記移動体もしくは前記移動体と同じ位置に前記センサを備えたダミー移動体を位置させる際に、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の回転方向位置が所定の方向に向くように位置させ、前記複数の交点のそれぞれにおける、前記移動体もしくは前記ダミー移動体の前記回転方向位置を、前記位置検出用センサにより検出して回転方向位置校正用データを取得し、
取得した前記回転方向位置校正用データと、前記複数の交点についての真の回転方向位置データとの差から、前記複数の交点における回転方向位置誤差を求めるとともに、
前記回転方向位置誤差に基づいて、各位置の誤差の算出式である回転方向誤差近似式を求めておき、
実際に前記ステージの平面上を移動する前記移動体の回転方向位置を検出するにあたっては、
前記ステージの平面上を移動する前記移動体の回転方向位置を、前記位置検出用センサにより検出し、得られた検出回転方向位置データを、前記回転方向誤差近似式を用いて線形補間法により補正することで、前記移動体の真の回転方向位置に近似した回転方向位置データを得るようにすることが好ましい。
【００１０】
上記構成を備えることで、移動体に対して検出した回転方向の位置データの誤差を修正して、移動体の平面上の位置（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置）に加えて、移動体の回転方向の位置を精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の移動体の位置検出方法においては、上述のように、ステージの平面上を移動する移動体の位置を、位置検出用センサにより検出し、得られた検出ＸＹ座標データを、補正データを用いた補間法により補正することで、移動体の真の位置に近似した位置データを得るようにしているので、移動体に対して検出したＸＹ座標の位置の誤差を修正して、平面上を移動する移動体の位置を精度よく検出することができる。
【００１２】
また、本発明の他の移動体の位置検出方法においては、複数の交点のそれぞれにおける、移動体（もしくはダミー移動体）の位置を位置検出用センサにより検出して校正用ＸＹ座標データを取得し、取得した校正用ＸＹ座標データと、移動体（もしくはダミー移動体）を位置させた上述の複数の交点についての真の位置データとの差から、複数の交点におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量を、Ｘ軸方向誤差およびＹ軸方向誤差として求めるとともに、Ｘ軸方向誤差およびＹ軸方向誤差を基に、複数のＸ軸方向基準線およびＹ軸方向基準線上の各位置の誤差の算出式であるＸ軸方向誤差近似式およびＹ軸方向誤差近似式を求め、ステージの平面上を移動する前記移動体の位置を実際に検出するにあたっては、平面上を移動する移動体の位置を、位置検出用センサにより検出し、得られた検出ＸＹ座標データを、Ｘ軸方向誤差近似式およびＹ軸方向誤差近似式を用いて線形補間法により補正して、移動体の真の位置に近似した位置データを得るようにしているので、移動体の真の位置に近似した位置データを容易に、精度よく求めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる移動体の位置検出方法のフローを示す図である。図１における（Ａ）は準備段階のフロー、（Ｂ）は移動体を実際に動かして移動体の位置を検出する実検出段階のフローである。
【図２】図１に示した準備段階Ａで用いられる、ダミー移動体の位置を検出するための装置の斜視図である。
【図３】図２に示した装置の平面上のＸＹ座標、Ｘ軸方向基準線およびＹ軸方向基準線を示す図である。
【図４】図３に示したＸ軸方向基準線およびＹ軸方向基準線の交点に配設するダミー移動体を示す図である。
【図５】ダミー移動体を使って検出したＸＹ座標データおよび回転方向位置データと、真のＸＹ位置データおよび回転方向位置データとのずれ量（Ｘ軸方向誤差、Ｙ軸方向誤差、回転方向位置誤差）の一例を示す図である。
【図６】基準線上の各位置の誤差を近似曲線で表した場合の誤差近似式を示す図であり、（ａ）はＸ軸方向誤差近似式、（ｂ）はＹ軸方向誤差近似式、（ｃ）は回転方向位置誤差近似式を示す図である。
【図７】図１に示した実検出段階Ｂで用いられる、移動体の位置を検出するための装置の斜視図である。
【図８】実検出段階Ｂにおいて、位置検出用センサにより検出した移動体の座標データおよび回転方向位置データを示す図である。
【図９】実検出段階Ｂで検出したＸ座標データに対する補正の行い方を説明するための図であり、（ａ）は、図６（ａ）に示した誤差近似式を用いてＸ軸方向誤差を求める方法を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で求めたＸ軸方向誤差を用いて線形補間を行い、検出したＸ座標データに対する補正量を求める方法を示す図である。
【図１０】移動体が最外のＸ軸方向基準線の外側にある場合において、移動体の位置を求める方法を説明するための図である。
【図１１】移動体が最外のＹ軸方向基準線の外側にある場合において、移動体の位置を求める方法を説明するための図である。
【図１２】従来における移動体の位置を検出する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態を示して本発明をさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、ロボット本体が球体上に乗った状態で球体を転動させ、ステージの平面上を球体とともに移動したり、ロボット本体が球体上で回転したりすることができるように構成された球乗りロボットが移動体である場合における、移動体の位置検出方法について説明する。
また、この実施形態では、図２に示すように、センサ保持治具１１ａ，１１ｂに保持させた２つの位置検出用センサ（超音波発信機）１２ａ，１２ｂを用い、ダミー移動体２３が備えるセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）、および、移動体１３（図７）が備えるセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）を利用して、移動体１３の位置を検出する方法を例にとって説明する。
【００１５】
まず、本発明の移動体の位置検出方法を実施するために用いる装置について説明する。
この実施形態において、移動体の位置検出方法を実施するために用いられる装置は、図７に示すように、ステージ１５の上面である平面Ｐを移動させるべき移動体１３が備えるセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）と協働して、移動体１３の位置を検出する２つの位置検出用センサ（超音波発信機）１２ａ，１２ｂを備えている。
【００１６】
２つの位置検出用センサ（超音波発信機）１２ａ，１２ｂはそれぞれ別々に、２つのセンサ保持治具１１ａ，１１ｂに保持されており、ステージ１５の上面である平面Ｐからの高さ位置Ｈ１と、位置検出用センサ１２間の水平方向距離ｄ１は所定の値に設定することができるように構成されている。
【００１７】
次に、この実施形態における移動体の位置検出方法について説明する。
なお、本発明の移動体の位置検出方法は、実際に移動体１３の位置を検出する前の段階で、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂにより検出される位置データを補正するための補正データを求める段階（準備段階）Ａと、この準備段階Ａで求めた補正データを用いて、実際に移動体１３を移動させる場合の移動体１３の位置（上記補正データを用いて補正した真の位置に近い位置を）をリアルタイムで検出する段階（実検出段階）Ｂを備えている（図１参照）。
【００１８】
この実施形態の移動体１３は、球乗りロボットであるため、姿勢検知センサや制御機器などを作動させてしかるべき制御を行わないと自立しない。作業性を高めるために、準備段階Ａの校正用データを採取する段階では、ステージ１５に配置した際の、平面Ｐ上のセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）の位置が、移動体（球乗りロボット）１３と同じになっているダミー移動体２３（図２参照）を用いる。なお、移動体（球乗りロボット）１３のセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）と、同じ特性を有するセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）を備えたダミー移動体２３を用いることが好ましい。
ただし、転倒防止用の治具を利用することにより、実際にその位置を検出すべき移動体（球乗りロボット）１３を用いて、校正用データを採取するようにすることも可能である。
【００１９】
また、この実施形態では、校正用データを採取し、補正データを求める準備段階Ａで、ダミー移動体２３を移動させるステージとして、準備段階用のステージ２５（図２参照）を別途用意して用いる。なお、この実施形態における平面Ｐ（ステージ２５の上面）は、４ｍ四方の正方形である。
ただし、上述の校正用データを採取する際のステージとして、実際に移動体（球乗りロボット）１３を動作させる場合に用いるステージ１５（図７）と同じものを用いることも可能である。
【００２０】
準備段階Ａでは、まず、図３に示すように、平面Ｐ（ステージ２５の上面）上にＸＹ座標を設定し、ＸＹ座標のＸ軸方向に平行な複数のＸ軸方向基準線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７と、Ｙ軸方向に平行な複数のＹ軸方向基準線Ｙ１、Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６，Ｙ７を設定する（図１：Ｓ１）。
これらＸ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７とＹ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７は、それぞれ等間隔となるようにステージ２５の平面Ｐに形成されている。
【００２１】
次に、図２に示すように、Ｘ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７とＹ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７が交わる交点Ｉｎ上に、順次、ダミー移動体２３を位置させる（図１：Ｓ２）。
【００２２】
ダミー移動体２３を、上述のＸ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７とＹ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７が交わる各交点Ｉｎ上に位置させるにあたって、この実施形態では、ダミー移動体２３を手動により各交点Ｉｎ上に位置させるようにする。
【００２３】
この実施形態では、図４に示すように、ダミー移動体２３に形成された三角状マークを、Ｘ軸方向基準線Ｘ５とＹ軸方向基準線Ｙ７に合うように位置させることで、ダミー移動体２３が備えるセンサ２４ａの平面位置が、交点Ｉｎに正確に一致するようなダミー移動体２３を用いる。
【００２４】
ただし、必ずしも、ダミー移動体２３の形態上の中心軸と、ダミー移動体２３が備える２つのセンサ２４ａ，２４ｂのいずれか一方の平面位置とを一致させる必要はない。ダミー移動体２３と、センサ２４ａ，２４ｂの位置関係が、所定の正しい位置関係に保たれていれば、本発明の方法により、ダミー移動体２３の真の位置（実際にダミー移動体２３をおいた交点Ｉｎ上の位置）と、検出値との間の誤差を正確に求めることができる。
【００２５】
また、ダミー移動体２３を、上述のＸ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７とＹ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７が交わる各交点Ｉｎ上に位置させるにあたっては、ダミー移動体２３が備える２つのセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）を結ぶ線Ｌと、Ｘ軸あるいはＹ軸とが、所定の角度を確実に保持するように（例えば、平行になるように、あるいは直交するように）位置させる。すなわち、２つのセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）を結ぶ線Ｌと、Ｘ軸あるいはＹ軸とが、所定の角度を確実に保持するようにダミー移動体２３を位置させることにより、２つのセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）を結ぶ線Ｌと、Ｘ軸あるいはＹ軸との角度の関係から、ダミー移動体２３の回転方向位置（平面Ｐに対して垂直な軸を回転軸とする回転方向の位置）を得ることが可能になる。
【００２６】
次に、複数の交点Ｉｎ上（この実施形態では４９個）におけるダミー移動体２３の位置を、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂを用いて検出する。ダミー移動体の位置（ＸＹ座標位置）は、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂからダミー移動体２３が備えるセンサ２４への超音波信号の伝播時間から求める。具体的には、超音波信号の伝播時間を基に、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂとセンサ２４（２４ａ）の距離ｄ２、ｄ３をそれぞれ求め、三平方の定理に基づきダミー移動体２３の位置を求める。これにより、複数の交点Ｉｎのそれぞれにおける、ダミー移動体２３の位置を校正用のＸＹ座標データ（以下、校正用ＸＹ座標データ）として取得する（図１：Ｓ３）。
また、ダミー移動体２３に備えた２つのセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）により、複数の交点Ｉｎのそれぞれにおける、ダミー移動体２３の回転方向位置の校正用データ（以下、回転方向位置校正用データ）も取得する。具体的には、少なくともいずれか一方のセンサ保持治具１１ａ，１１ｂに備えられた位置検出用センサ１２ａ，１２ｂから同一の時点に発信した超音波が、ダミー移動体２３の２つのセンサ２４ａ，２４ｂへ到達する時間差を求める。そして、ダミー移動体２３のＸＹ座標の検出値それぞれに対して、この時間差と、２つのセンサ２４ａ，２４ｂの隣接距離を基に、回転方向位置を求めることができる。
【００２７】
次に、取得した校正用ＸＹ座標データと、ダミー移動体２３を位置させた複数の交点Ｉｎについての真の位置データとの差から、複数の交点ＩｎにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量を、Ｘ軸方向誤差ＥｘおよびＹ軸方向誤差Ｅｙとしてそれぞれ求める（図１：Ｓ４）。
同様に、取得した回転方向位置校正用データと、複数の交点Ｉｎについての真の回転方向位置データとの差から、複数の交点Ｉｎにおける回転方向位置のずれ量を、回転方向位置誤差Ｅθとして求める。
【００２８】
図５は、それぞれの交点ＩｎにおけるＸ軸方向誤差Ｅｘ、Ｙ軸方向誤差Ｅｙおよび回転方向位置誤差Ｅθを示した一例である。
例えば、図５において、Ｘ軸方向基準線Ｘ１とＹ軸方向基準線Ｙ１の交点ＩｎにおけるＸ軸方向誤差Ｅｘ、Ｙ軸方向誤差Ｅｙおよび回転方向位置誤差Ｅθは、（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅθ）＝（６．１ｃｍ，６ｃｍ，６°）であることを示している。
【００２９】
次に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの上記誤差Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅθを基に、Ｘ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７上の各位置の誤差の算出式である誤差近似式Ｘｙ１，Ｘｙ２，Ｘｙ３，Ｘｙ４，Ｘｙ５，Ｘｙ６，Ｘｙ７、および、Ｙ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７上の各位置の誤差の算出式である誤差近似式Ｙｘ１，Ｙｘ２，Ｙｘ３，Ｙｘ４，Ｙｘ５，Ｙｘ６，Ｙｘ７を求める（図１：Ｓ５）。
また、Ｙ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７に沿ってみた場合のそれぞれの回転方向位置の誤差近似式θｙ１，θｙ２，θｙ３，θｙ４，θｙ５，θｙ６，θｙ７を求める。
【００３０】
Ｘ軸方向の誤差近似式Ｘｙ１を求める場合は、Ｙ軸方向基準線Ｙ１に沿ってみた場合のＸ軸方向誤差Ｅｘ（図５では、左から順に６．１，５，４，３，２，１，０）に着目し、図６（ａ）に示すように、各Ｘ座標に対応させてＸ軸方向誤差Ｅｘをプロットし、プロットした点にフィッティングする近似式を求める。なお、誤差近似式Ｘｙ１は、必要とされる精度に応じて、ｎ次の近似式で表現される（ｎは、Ｘ軸方向の交点の数よりも小さい０以上の整数）。例えば、図６（ａ）の誤差近似式Ｘｙ１は、１次の近似式である。
同様に、それぞれのＹ軸方向基準線Ｙ２〜Ｙ７に沿ってみた場合のそれぞれのＸ軸方向誤差Ｅｘに着目し、図６（ａ）に示すＸ軸方向の誤差近似式Ｘｙ２〜Ｘｙ７を求める。
【００３１】
Ｙ軸方向の誤差近似式Ｙｘ１を求める場合は、Ｘ軸方向基準線Ｘ１に沿ってみた場合のＹ軸方向誤差Ｅｙ（図５では、上から順に６，５．１，４，３，２，１，０）に着目し、図６（ｂ）に示すように、各Ｙ座標に対応させてＹ軸方向誤差Ｅｙをプロットし、プロットした点にフィッティングする近似式を求める。なお、誤差近似式Ｙｘ１も、ｎ次の近似式で表現される（ｎは、Ｙ軸方向の交点の数よりも小さい０以上の整数）。
同様に、それぞれのＸ軸方向基準線Ｘ２〜Ｘ７に沿ってみた場合のそれぞれのＹ軸方向誤差Ｅｙに着目し、図６（ｂ）に示すＹ軸方向の誤差近似式Ｙｘ２〜Ｙｘ７を求める。
【００３２】
回転方向位置の誤差近似式θｙ１を求める場合は、Ｙ軸方向基準線Ｙ１に沿ってみた場合の回転方向位置誤差Ｅθ（図５では、左から順に６，４．９，４，３，２，１，０）に着目し、図６（ｃ）に示すように、各Ｘ座標に対応させて回転方向位置誤差Ｅθをプロットし、プロットした点にフィッティングする近似式を求める。なお、誤差近似式θｙ１も、ｎ次の近似式で表現される（ｎは、Ｘ軸方向の交点の数よりも小さい０以上の整数）。
同様に、それぞれのＹ軸方向基準線Ｙ２〜Ｙ７に沿ってみた場合のそれぞれの回転方向位置誤差Ｅθに着目し、図６（ｃ）に示す回転方向位置の誤差近似式θｙ２〜θｙ７を求める。
なお、上記実施形態では、Ｙ軸方向基準線Ｙ１〜Ｙ７に沿ってみた場合の回転方向位置誤差Ｅθに着目したが、Ｘ軸方向基準線Ｘ１〜Ｘ７に沿ってみた場合の回転方向位置誤差Ｅθに着目して、回転方向位置の誤差近似式θｘ１〜θｘ７を導出することも可能である。
【００３３】
上記に示す準備段階Ａで必要な校正用のデータを採取し、補正データを求めた後、ダミー移動体２３に代えて、ロボット本体が球体上に乗った状態で球体を転動させ、平面上を球体とともに移動したり、ロボット本体が球体上で回転したりすることができるように構成された球乗りロボットを移動体１３として用い、この移動体１３を、ステージ１５上で実際に移動させて、その位置を検出する段階（実検出段階）Ｂに移行する。
【００３４】
実検出段階Ｂでは、図７に示すように、移動体１３が備えるセンサ（超音波受信機）１４（１４ａ，１４ｂ）と協働して、移動体１３の位置を検出する２つの位置検出用センサ（超音波発信機）１２ａ，１２ｂにより、移動体１３の平面Ｐ上における位置を検出する（図１：Ｓ６）。なお、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂは、準備段階Ａと同じセンサ保持治具１１ａ，１１ｂに固定されている。また、移動体１３が備えるセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）は、準備段階Ａで用いたダミー移動体２３が備えるセンサ２４（２４ａ，２４ｂ）と同じ位置関係にある。
【００３５】
移動体１３は、図示しないコンピュータなどの制御装置により、ステージ１５上において、所定の方向に移動させることができるように遠隔操作されている。移動体１３には、ステージ１５の平面Ｐから高さＨ２の位置に２つのセンサ１４（１４ａ，１４ｂ）が設けられている。
【００３６】
そして、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂから移動体１３が備えるセンサ１４への信号の伝播時間により、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂとセンサ１４の距離ｄ２，ｄ３がそれぞれ求められる。実検出段階Ｂでは、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂの高さ位置Ｈ１と、間隔ｄ１が準備段階Ａと同様の値となるように設定されており、３角形の３辺の長さの関係から、移動体１３の平面Ｐ上の位置が検出される。
【００３７】
このとき、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂにより検出したＸＹ座標データ（以下、検出ＸＹ座標データ）を、線形補間などの補間法により補正することで、移動体１３の真の位置に近似した位置データが得られる。
また、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂにより検出した移動体１３の、検出した回転方向位置データ（以下、検出回転方向位置データ）を、補間法により補正することで、移動体１３の真の回転方向位置に近似した回転方向位置データが得られる。
【００３８】
具体的には、図８に示すように、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂにより検出した移動体１３の検出Ｘ座標データＤｘ、検出Ｙ座標データＤｙおよび検出回転方向位置データＤθが、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄθ）＝（ａ、ｂ、ｃ）であった場合に、以下に示す方法を用いて、移動体１３の真の位置に近似した位置データを得るようにしている。
【００３９】
検出Ｘ座標データＤｘを補正する場合は、まず、図６（ａ）に示した誤差近似式Ｘｙ１〜Ｘｙ７のうち、検出Ｙ座標データＤｙ＝ｂを挟んで近傍に位置する基準線Ｙ５，Ｙ６に沿ってみた場合の誤差近似式Ｘｙ５，Ｘｙ６を選択する。そして、図９（ａ）に示すように、横軸をＸ座標、縦軸をＸ軸方向誤差とした座標系において、Ｘ座標がＤｘ＝ａであるときの誤差近似式Ｘｙ５，Ｘｙ６に対応するＸ軸方向誤差α，βをそれぞれ求める。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、横軸をＹ座標、縦軸をＸ軸方向誤差とした座標系において、Ｘ軸方向誤差がαであってＹ座標がＹ５である点ｐ１と、Ｘ軸方向誤差がβであってＹ座標がＹ６である点ｐ２とを直線でつなぐ。そして、直線ｐ１−ｐ２上において、検出Ｙ座標データＤｙ＝ｂのときのＸ軸方向誤差γを求めることで線形補間を行う（図１：Ｓ７）。
【００４１】
求めたＸ軸方向誤差γが、真の値からのずれ量（補正すべき位置ずれ量）に相当し、検出Ｘ座標データＤｘ＝ａに対して、Ｘ軸方向誤差γを補正することで、移動体１３の真の位置に近似したＸ軸方向の位置データが得られる（図１：Ｓ８）。
なお、上記では直線ｐ１−ｐ２からなる一次関数を用いて線形補間を行ったが、線形補間の方法としては一次線形補間に限られず、データ数に応じた次元関数を用いて補間を行うことが可能である。
【００４２】
検出Ｙ座標データＤｙを補正する場合は、上述した検出Ｘ座標データＤｘを補正する場合に準じて補正を行う。
例えば、図６（ｂ）に示した誤差近似式Ｙｘ１〜Ｙｘ７のうち、検出Ｘ座標データＤｘ＝ａを挟んで近傍に位置する基準線Ｘ３，Ｘ４に沿ってみた場合の誤差近似式Ｙｘ３，Ｙｘ４を選択し、横軸をＹ座標、縦軸をＹ軸方向誤差とした座標系において、２つの誤差近似式Ｙｘ３，Ｙｘ４から２つのＹ軸方向誤差を求める。そして、横軸をＸ座標、縦軸をＹ軸方向誤差とした座標系において、検出Ｘ座標データＤｘ＝ａのときのＹ軸方向誤差を求める。
このＹ軸方向誤差が、真の値からのずれ量（補正すべき位置ずれ量）に相当し、検出Ｙ座標データＤｙ＝ｂに対して、Ｙ軸方向誤差を補正することで、移動体１３の真の位置に近似したＹ軸方向の位置データを得る。
【００４３】
検出回転方向位置データＤθを補正する場合も、上述した検出Ｘ座標データＤｘを補正する場合に準じて補正を行う。
例えば、図６（ｃ）に示した誤差近似式θｙ１〜θｙ７のうち、検出Ｙ座標データＤｙ＝ｂを挟んで近傍に位置する基準線Ｙ５，Ｙ６に沿ってみた場合の誤差近似式θｙ５，θｙ６を選択し、横軸をＸ座標、縦軸を回転方向位置誤差とした座標系において、２つの誤差近似式θｙ５，θｙ６から２つの回転方向位置誤差を求める。そして、横軸をＹ座標、縦軸を回転方向位置誤差とした座標系において、検出Ｙ座標データＤｙ＝ｂのときの回転方向位置誤差を求める。
この回転方向位置誤差が、真の値からのずれ量（補正すべき回転方向位置ずれ量）に相当し、検出回転方向位置データＤθ＝ｃに対して、回転方向位置誤差を補正することで、移動体１３の真の位置に近似した回転方向位置データを得る。
【００４４】
そして、図１に示すように、移動体１３の位置データ（ＸＹ座標データ，回転方向位置データ）の補正が終了すれば、再び、Ｓ６に示す移動体１３の位置の検出に戻り、Ｓ６〜Ｓ８に示すステップを繰り返し実行する。なお、ＸＹ座標データ、回転方向位置データに関する演算は、コンピュータ（図示せず）にて並行処理されている。
【００４５】
なお、上記実施形態では、移動体１３が最外の基準線の内側に位置する場合の位置検出方法を示したが、移動体１３が最外の基準線の外側に位置する場合は、上述した誤差近似式を援用するか、または、新たな誤差近似式を導出して、移動体１３の位置を求めることが可能である。
【００４６】
例えば、検出したＸ座標データＤｘが最外のＸ軸方向基準線Ｘ１およびＸ７の外側にある場合において、移動体１３の位置を求める場合には、Ｘ座標Ｘ１およびＸ７の外側における誤差近似式の傾きを０とみなし、Ｘ座標Ｘ１およびＸ７のときのＸ軸方向誤差と同じ値を用いて移動体１３の位置を求めるようにすることができる（図１０（ａ）参照）。
また、Ｘ座標Ｘ１およびＸ７の外側に誤差近似式を延長し、延長した誤差近似式により、移動体１３の位置を求めるようにすることもできる（図１０（ｂ）参照）。
【００４７】
また、検出したＹ座標データＤｙがＹ軸方向基準線Ｙ１およびＹ７の外側にある場合において、移動体１３の位置を求める場合には、その内側の最も近い位置にある基準線に沿ってみた場合の誤差近似式Ｘｙ１およびＸｙ７を用いて、移動体１３の位置を求めるようにすることができる（図１１（ａ）および図６（ａ）参照）。
また、誤差近似式Ｘｙ１〜Ｘｙ７の変化する傾向に基づいて新たな誤差近似式Ｘｙ１’およびＸｙ７’を導出し、その新たな誤差近似式をもとに移動体１３の位置を求めるようにすることもできる（図１１（ｂ）参照）。
なお、Ｙ軸方向誤差や回転方向位置誤差についても同様にして対応することが可能である。
【００４８】
上記構成を備える移動体の位置検出方法は、準備段階Ａにて、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂにより検出される位置データを補正するため補正データを求めているので、この準備段階Ａと同一の条件に、２つの位置検出用センサ１２ａ，１２ｂの高さ位置Ｈ１と、間隔ｄ１等を設定すれば、別の環境（例えば異なる会場）で移動体１３の位置を検出する場合に、移動体１３の位置を正確に検出することが可能になる。
【００４９】
また、上記実施形態では、移動体１３およびダミー移動体２３に備えられるセンサ１４，２４として超音波受信機を用い、位置検出用センサとして超音波発信機を用いたが、超音波受信機と超音波発信機を入れ替えた態様とし、距離ｄ２，ｄ３を求めることも可能である。また、位置検出用センサ１２ａ，１２ｂとして、発信および受信の両方の機能を備えた超音波センサを用いることも可能である。
また、上記実施形態では、２つの位置検出用センサ（超音波発信機）１２ａ，１２ｂを、センサ保持治具１１ａ，１１ｂに保持させるように構成したが、移動体１３、あるいは、ダミー移動体２３が位置検出用センサを備えるように構成することも可能である。
【００５０】
本発明はさらにその他の点においても上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１１ａ，１１ｂ  センサ保持治具
１２ａ，１２ｂ  位置検出用センサ
１３            移動体（球乗りロボット）
１４（１４ａ，１４ｂ）  移動体が備えるセンサ
１５，２５      ステージ
２３            ダミー移動体
２４（２４ａ，２４ｂ）  ダミー移動体が備えるセンサ
Ｄｘ            検出した移動体のＸ座標データ（検出Ｘ座標データ）
Ｄｙ            検出した移動体のＹ座標データ（検出Ｙ座標データ）
Ｄθ            検出した移動体の回転方向位置データ（検出回転方向位置データ）
Ｅｘ            Ｘ軸方向誤差
Ｅｙ            Ｙ軸方向誤差
Ｅθ            回転方向位置誤差
Ｉｎ            Ｘ軸方向基準線とＹ軸方向基準線の交点
Ｐ              平面
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７  Ｘ軸方向基準線
Ｘｙ１，Ｘｙ２，Ｘｙ３，Ｘｙ４，Ｘｙ５，Ｘｙ６，Ｘｙ７  Ｘ軸方向誤差近似式
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６，Ｙ７  Ｙ軸方向基準線
Ｙｘ１，Ｙｘ２，Ｙｘ３，Ｙｘ４，Ｙｘ５，Ｙｘ６，Ｙｘ７  Ｙ軸方向誤差近似式
θｙ１，θｙ２，θｙ３，θｙ４，θｙ５，θｙ６，θｙ７  回転方向位置誤差近似式
α              誤差近似式Ｘｙ５上におけるＸ軸方向誤差
β              誤差近似式Ｘｙ６上におけるＸ軸方向誤差
γ              検出Ｘ座標データＤｘ＝ａにおけるＸ軸方向誤差（補正すべき位置ずれ量）
【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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