(57)【要約】  本発明は移動体通信ソースを位置決定するための方法および移動体通信ソースを位置決定するための装置に関する。本発明は少なくとも１つのこのような装置を使用する移動体通信システムに適切である。装置はオン／オフモードで動作する複数の赤外線波検出器1-4を含んでいるタイプであり、各検出器は予め定められた幾何学形状のセクタ中の可能な通信ソースから発生する赤外線放射による横断が可能な赤外線波吸収媒体へ挿入される。装置は前記複数の検出器が予め定められた通信ソースにより発生された予め定められたパワーを有するパルスの繰返しによって照射されるとき少なくとも１つの検出器により受信される最低のパワーを決定するため11Cで検出器からフォーマットされた信号を与えられる入力を有する手段10を含んでいる。【選択図】図２
2010531431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線受信機のような受信機がオン／オフモードで使用される種類の光放射源の位置を決定する方法において、
位置確認が探索されている地点に光放射の少なくとも１つの受信機を配置し、その受信機は光放射源の少なくとも１つの決定された送信機が存在するスペース中の分離されたゾーンまたはセクタを弁別するように構成されており、
決定された放射パワーを有する繰返しパルスを生成するために前記送信機からの送信放射を駆動し、
定められた放射パワーを有する前記繰返しパルスに応答して１または複数の受信機の状態を検出することによって受信機に関連される地点の位置を決定することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信機からの送信放射は予め定められた減少するパワーの法則にしたがって変調され、位置確認は最低の受信されたパワーに対して反応する受信機の状態に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
決定されたパワーの前記繰返しパルスは決定されたパワーのフレームの形態で発生されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
決定されたパワーの前記繰返しパルスはマルチフレーム通信プロトコルにおいてマルチワードフレーム（Ｉｄ，Ｄｅｓｔ，Ａｃｔ）中の二進位置ワード（Ｌｏｃ）の形態で発生されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
オン／オフモードで赤外線波の複数（１−４）の検出器を有するタイプの通信ソースの位置決定する装置において、
各検出器は赤外線波を吸収する支持体中に挿入され、決定された幾何学形状セクタまたはゾーンにおいて可能な通信ソースから来る赤外線を出力し、入力において他の検出器からの成形された信号が与えられ、与えられたパワーを有する繰返しパルスを生成する少なくとも通信ソースの視線に位置されている１または複数の受信機のチャンネルを決定するための手段を具備していることを特徴とする装置。
【請求項６】
装置はスペースの幾何学的セクタにおいて送信通信ソースの位置を決定するために壁により分割されているゾーン中の複数の受信機の分布を有し、送信通信ソースのパワーの決定されたバリエーションはコントラストファクタを与えることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
装置は送信通信ソースと受信機との間の距離／近接性を評価する手段と協動する、復号に関連される較正を行う手段を具備していることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項８】
装置は質問波を提供する手段及び質問波または障害物によるその反射の位置を決定する手段と協同する障害物を検出する手段を具備していることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項９】
送信通信ソースと受信機は放射の反射の検出を可能にし、この反射のパワーを評価するためにパーティションにより分割されている同じ移動体通信ロボット上に設けられていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
装置は入力端子がそれぞれ異なるセンサ（１−４）に電気的に接続されている検出回路（10）と、少なくとも通信ソースの視野に置かれているセンサのチャンネルを検出する手段に接続されている各センサから受信された電気信号を成形する手段とを具備しており、検出されたチャンネルの識別子はその後検出回路（10）の出力において、通信ソースが検出されたチャンネルにより検出されているスペースのセクタの識別子を記憶するための回路（11）へ送信されることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
通信ソースの視線に位置されているセンサのチャンネルは最低の検出されたパワーと、所定の減衰法則を有する減少するパワーにしたがって繰返しパルスを生成する少なくとも１つの通信ソースおよび／または放射パワーのフレームとに基づいて検出されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記所定の減衰法則は指数関数型であり、各パルス（ｐｉ）および／またはフレーム（ｔｉ）は決定された期間（ＤＴ）中に決定された振幅（ａｉ）を有し、所定の間隔（ＤＲ）で次のフレーム（ｔｉ＋１）から分離されている請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
通信ソースは位置決定装置に適合され、アクチブスイッチ（22）の動作を制御するためマイクロ制御装置（16）の第１の出力ポート（26）と、抵抗のネットワーク（17-20）に接続され指数関数的減衰の法則にしたがってパルスの振幅および／またはフレームを発生するように設計されている出力ポート（25）の第２のグループとを付勢することができる命令のシーケンスを発生するようにプログラムを作動する手段を含むマイクロ制御装置（16）を具備しており、ネットワーク（17-20）の共通の点は赤外線波（21）を送信するダイオードの陽極に接続されており、その陰極はスイッチ（22）のドレイン電極に接続され、そのソース電極は電気的接地（23）に接続され、ゲート（24）電極はマイクロ制御装置（16）の出力ポート（26）に接続されており、抵抗（18-20）はそれぞれ１つがマイクロ制御装置（16）の出力ポートのグループ（25）の決定された出力ポートに接続されており、抵抗（17）は他の抵抗と比較するとき付加的な電流量を与えるように出力ポートのグループ（25）の幾つかの出力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
通信装置及び双方向赤外線手段（47、48）と協動し、通信装置はマイクロ制御装置（42）と、マイクロ制御装置（42）の出力路によりマイクロ制御装置のＴＸ非同期直列放射ポートへ、およびマイクロ制御装置（42）の入来路によりＲＸ非同期直列受信ポートへ接続されているインターフェース回路（44）を具備し、共通の受信ラインはオープンコレクタ外へ取付けられており、各受信機送信機モジュールの受信出力は「オープンコレクタタイプ」バッファの整合回路（34-37、45、46）によりこのラインへ送信されていることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
マイクロ制御装置は位置ワードＬｏｃの異なるビットの発生時間を評価するためにソフトウェア中断を実行するように通信プロトコルのフレーム中の第１のワードの受信時に付勢されるそのＵＡＲＴモジュール（87、図９）でＲＸＩＮＴ受信ワード信号を使用し、それによってこれらの各発生時間に対する受信機の状態に対応して捕捉を行うことを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
複数の移動体通信ロボットを具備し、その少なくとも１つに請求項５乃至１５のいずれか１項記載の位置決定装置が取付けられていることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体通信ソースの位置を決定する方法および移動体通信ソースの位置を決定する装置に関する。本発明は少なくとも１つのこのような装置を使用する移動体通信システムに適している。
【背景技術】
【０００２】
現在の技術では、赤外線源は例えば移動体通信システムで通信している２つの装置間でデジタル情報を通信するために常に使用されている。例えば赤外線放射の検出センサを携帯する移動中の人体の位置を検出するために赤外線光を使用することが知られている。第１の装置と第２の装置又はさらに多くの装置間でコマンド等を交換するために赤外線源を使用することも知られている。
【０００３】
通信ソースの位置を決定する問題は人工魚のような協力ロボット隊の場合、特に深刻であり、これは赤外線通信チャンネルを使用してデジタル情報を交換する。このような通信システムでは、異なるロボットはこのような情報を発生し受信することができるが、１以上のビーコンも例えば協力ロボット隊の中央検査装置と共に情報の中継装置を形成するために与えられる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明によれば、位置決定装置は１つの与えられた瞬間に関連している少なくとも１つの通信ソースの位置の決定を可能にするために少なくとも１つのロボットで使用される。
【０００５】
現在の技術では、ＩｒＤａ国際標準下で赤外線波を使用する通信コンポーネントおよび通信プロトコルが設計されている。したがって送信機が設けられ、それらが以下の特性により双方向通信を実行することを可能にする。
【０００６】
−送信は比較的方向性があり、即ち視線で行われ、
−送信機は廉価で提供され、
−これらは日光に良好な耐性を有し、
−これらは重要なデータ速度を与え、
−これらは低電力消費であり、
−これらの受信部分は所定の感度を有し、受信されたパワーがそれらの感度よりも大きいか大きくないかにしたがってブールタイプの検出の信号を発生する手段を設けられている。
【０００７】
しかしながら、このような送信機によるソース位置の即座の確認はそれらの方向性のためにこれらがデータを交換するソースでは可能にされておらず、これらの送信機は知られているか規定されている等、常にこれらが動作するソースが良好な受信の角度ゾーンにあることを想定している。さらにそれらの感度が高いために、これらは赤外線源により不明瞭になる可能性が大きく、そのパワーは非常に高く送信機が存在する角度セクタの正確な検出を妨げる。
【０００８】
本発明は現在の技術に対する改善策を与える。これは赤外線受信機のような受信機がオン／オフモードで使用される種類の光放射源の位置を決定する方法に関する。本発明は、
位置確認が探索されている地点に光放射の少なくとも１つの受信機を配置し、その受信機は光放射源の少なくとも１つの決定された送信機が存在するスペース中の別々のゾーンを弁別するために配置されており、
決定された放射パワーを有する繰返しパルスを生成する前記送信機からの送信放射を駆動し、
定められた放射パワーを有する前記繰返しパルスに応答して１または複数の受信機の状態を検出することによって受信機に関連される地点の位置を決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、前記送信機からの送信放射は予め定められた減少するパワーの法則にしたがって変調され、位置確認は最低の受信されたパワーに対して反応する受信機の状態に基づいて決定される。
【００１０】
本発明はまた通信ソースの位置を決定する装置に関し、その装置はオン／オフモードで赤外線波の複数の検出器を有するタイプであり、各検出器は赤外線波を吸収する支持体中に挿入され、その支持体は決定された幾何学的形状のセクタ中の可能な通信ソースから来る赤外線光を出力する。本発明は入力において他の検出器からの成形された信号が与えられ、与えられたパワーを有する繰返しパルスを生成する少なくとも１つの通信ソースに関して位置されている１または複数の受信機のチャンネルを決定するための手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の特徴によれば、装置はスペースの幾何学的セクタにおいて送信通信ソースの位置を決定するために壁により分割されているゾーン中の複数の受信機の分布を与え、送信通信ソースのパワーの決定されたバリエーションはコントラストのファクタを与える。
【００１２】
本発明の別の特徴によれば、装置は送信通信ソースと受信機との間の距離／近接性を評価するための手段と協動する、復号に関連される較正を行う手段を具備している。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、装置は質問波を提供する手段及び質問波または障害物によるその反射の位置を決定する手段と協同する障害物を検出する手段を具備している。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、送信通信ソースと受信機は放射の反射の検出を許容しこの反射のパワーを評価するためにパーティションにより分割されている同じ移動体通信ロボット上に設けられている。
【００１５】
本発明の別の特徴によれば、装置は入力端子が異なるセンサに電気的に接続されている検出回路と、少なくとも通信ソースの視野に置かれているセンサのチャンネルを検出する手段に接続されている各センサから受信された電気信号を成形する手段とを具備しており、検出されたチャンネルの識別子はその後検出回路の出力において、通信ソースが検出されたチャンネルにより検出されているスペースのセクションの識別子を記憶する回路へ送信される。
【００１６】
本発明の別の特徴によれば、通信ソースの視線中に位置されているセンサのチャンネルは最低の検出されたパワーと、所定の減衰法則を有する減少するパワーにしたがって繰返しパルスを生成する少なくとも１つの通信ソースおよび／または放射パワーのフレームとに基づいて、検出される。
【００１７】
本発明の別の特徴によれば、前記所定の減衰法則は指数関数型であり、各パルス（ｐｉ）および／またはフレーム（ｔｉ）は決定された期間（ＤＴ）中に決定された振幅（ａｉ）を有し、所定の間隔（ＤＲ）で次のフレーム（ｔｉ＋１）から分離されている。
【００１８】
本発明の別の特徴によれば、通信ソースは位置決定装置に適合され、アクチブスイッチの動作を制御するためマイクロ制御装置の第１の出力ポートと、抵抗のネットワークに接続され指数関数的減衰の法則にしたがってパルスの振幅および／またはフレームを発生するように設計されている出力ポートの第２のグループとを付勢することができる命令のシーケンスを発生するようにプログラムを作動する手段を含むマイクロ制御装置を具備しており、ネットワークの共通の地点は赤外線波を送信するダイオードの陽極に接続されており、その陰極はスイッチのドレイン電極に接続され、そのソースの電極は電気的接地に接続され、ゲート電極がマイクロ制御装置の出力ポートに接続されており、抵抗はそれぞれ１つがマイクロ制御装置の出力ポートのグループの決定された出力ポートに接続されており、抵抗は他の抵抗と比較して付加的な電流量を与えるように出力ポートのグループの幾つかの出力ポートに接続されている。
【００１９】
本発明の別の特徴によれば、装置は通信装置及び双方向赤外線手段と協動し、通信装置はマイクロ制御装置と、マイクロ制御装置の出力路によりマイクロ制御装置のＴＸ非同期直列放射ポートへ、およびマイクロ制御装置の入来路によりＲＸ非同期直列受信ポートへ接続されているインターフェース回路を具備し、共通の受信ラインはオープンコレクタ外へ取付けられており、各受信機送信機モジュールの受信出力は「オープンコレクタバッファタイプ」の整合回路によりこのラインへ送信されている。
【００２０】
最後に、本発明は少なくとも１つに本発明による位置決定装置を備えている複数の移動体通信ロボットを具備することを特徴とする通信システムに関する。
【００２１】
本発明のその他の特徴及び利点は説明及び図面を使用して良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の装置の２つの特定の実施形態を表す図である。
【図２】図１の位置決定装置中の回路の一部を表す図である。
【図３】受信の２つの状態における本発明による位置決定装置に適合された通信ソースで構成されているクロノグラフを表す図である。
【図４】図３のクロノグラフを実行する通信ソースにおける電子回路の一部を表す図である。
【図５】本発明のよる位置決定装置の電子回路の一部を表す図である。
【図６】本発明の通信ソース及び位置決定装置により交換又は処理された信号のクロノグラフを表す図である。
【図７】本発明の位置決定装置中の電子回路の一部を表す図である。
【図８】本発明の方法の別の実施形態で実行されるクロノグラフを表す図である。
【図９】本発明の方法の１実施形態による位置決定装置の電子回路の一部を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明によれば、本発明により許容される位置は状況にしたがって以下の事項を決定することを可能にする。
【００２４】
直接または間接的な通信ソースを有する相対的な位置決定装置の相対位置と、
位置の決定および／または通信装置に対する障害物の存在と、
位置決定装置から直接または間接的な通信ソースまでの距離。
【００２５】
直接通信ソースは決定されたパワーで少なくとも通信信号を発生する手段を含んでいる少なくとも通信ソースを具備しており、間接通信ソースは前述の決定されたパワーにより発生される反射から恩恵を得る。
【００２６】
本発明による位置決定を本質的に説明する。
【００２７】
図１の（ａ）で、本発明による位置決定装置の１実施形態の図が示されている。可能な通信ソースが設定されている位置又は幾何学形状のセクタの位置を決定するために、位置決定装置は通信ソースにより使用される光波の幾つかのセンサを具備している。好ましくは、前述したようにIｒＤＡ送信機から来る赤外線波が使用される。各センサ1-4は使用される光波の吸収性支持体７上に配置され、その上にはパーティション５と６のようなパーティションも配置され、それによって各センサ1-4はセンサの中心から出る直線により実質的に限定されているスペースのセクタにあるソースにより放射されたパワーを受信し、それらはパーティション５または６のエッジによりインターセプトされる。関連される図１の（ｂ）内で表されているように、センサ１の受信の標準角度はセクタＺ１上で限定され、センサ２の受信の標準角度はＺ２セクタ上で限定される。したがって各センサは本発明の位置決定装置に配置される。
【００２８】
特に、通信ソースから生じる放射の特性と、各センサへの関連付けを所望する検出のセクタの幾何学的形状とにしたがって、支持体７とパーティション５および６の形状及び材料は決定の方法で設計される。特に、図１の（ａ）の平面図の平面には示されていない放射の最大の部分をマスクするために右図（ｂ）に示されている支持体７の相称面を付加することが可能である。
【００２９】
例えば３Ｄ位置決定装置を実行するために、図１の位置決定装置と、支持体が図１に表されている位置決定装置の支持体７に接合されているかまたは裏付けされている同一の位置決定装置とを結合することが可能である。
【００３０】
センサ1-4の数は限定されず、本発明の位置決定装置で検出することを所望するセクタ数によってのみ決定される。
【００３１】
図１の（ｃ）で、本発明で使用される位置決定装置の別の実施形態の断面図が位置確認のセクタＺ１とＺ２を限定する室によって示されている。室は閉じた軸部５ａから図面では開口の穿孔された環状部５ｂからなる円筒形壁５からなり、その開口により決定された送信機による照射波の通過が可能になる。この設備は図１の（ｃ）を参照せずに表されたように図１の（ｂ）の設備と組み合わせられることができる。
【００３２】
図２には、図１の位置決定装置の基板７に取付けられた電子回路の一部分が示されている。本発明の位置決定装置の基板７の電子回路は、その入力端子が位置決定装置の異なるセンサ1-4に電気的に接続されている検出回路を具備している。検出回路は各センサの受信された電気信号の成形手段を具備している。このために、本発明による位置決定装置は、位置決定装置10を有する内部クロックによって決定される時間毎に、位置確認セクタＺ１、Ｚ２、…に関連される検出器、受信機またはセンサに接続されている各入力チャンネルの電位の電気状態を決定するための第１の手段11Aを具備している。放射の光学検出器がその感度のしきい値よりも大きいパワーを受信するとすぐに同じ信号はさらに組合せ回路11Bで組合せられ、アクチブ信号が設定される。
【００３３】
共通又はグローバル検出回路11Bにより発生されるアクチブ信号が存在するとき、位置決定回路11Cは回路11Aにより実行される各検出器の状態信号の状況を比較することによって位置各確認の信号Ｌをそれ自体発生する。最終的な位置決定回路11Cは通信ソースの視線の各受信機に関連されるチャンネルに関してアクチブ信号を発生する。
【００３４】
本発明の方法によれば、本発明による通信ソースの位置決定用装置を使用する通信のシステムで使用される通信ソースを変更することが提案されている。このような通信ソースはその後、少なくとも１つの通信装置を使用して所定のパワーにしたがって、また位置決定自体の場合には決定された方向又はゾーンにしたがって複数の信号を放射しなければならない。
【００３５】
図３の（ａ）では、本発明の位置決定装置を使用して通信ソースの位置決定を改良する目的で変更されている通信ソースにより発生されたパワーのＮフレームｔ１、ｔ２、…の繰返しＴ１のクロノグラフが示されている。各繰返しはＮフレームのシーケンスからなり、そのエネルギ又はパワーは決定された減衰法則にしたがって減少している。決定の実現モードでは、シーケンスは５フレームから構成され、減衰法則は指数関数型である。各フレームｔｉは１つの継続期間ＤＴ内で振幅ａｉを示し、期間ＤＲにより後続のフレームｔｉ＋１から分離される。本発明が実施される通信のシステムによれば、フレームの数ＮＲと、減衰法則と、各フレームの継続期間ＤＴと、アクチブではない期間Ｄｒを設定することができる。シーケンスは少なくとも１つの通信ソースの位置を決定しようとするとき各繰返しＴ２、Ｔ３…で反復される。
【００３６】
各フレームは前述のプロトコルにしたがって情報を送信するかパワーを発生するために少なくとも１つの通信ワードを伝播する。１実施形態では、通信ソースは開始のビット、８ビットの追加、１を与え、停止のビットで終了するコード化の下で、直列の通信回路を含んでいる。二進ワードはしたがって１０ビットで取付けられる。
【００３７】
（手段11Aと11B（図２）で）位置決定装置が処理された信号に肯定応答することを可能にするためにデッド時間ＤＲが特に予想される。
【００３８】
図３の（ｂ）には、位置決定装置の受信機又は検出器の前面における短距離での放射の受信例が示されている。手段11Aにより発生された状態信号はそれぞれＲｘ＿１乃至Ｒｘ＿４である。回路11Cはソースによる最低の放射されたパワーに応答する検出器に関連されるＲｘ＿ｉチャンネルの状態を検出することによりソースと同じ視線の少なくとも１つのチャンネル、即ちここではＲｘ＿２チャンネルを決定する。
【００３９】
図３の（ｃ）では、位置決定装置の受信機又は検出器の前面における長距離での放射の受信例が示されている。手段11Aにより発生される状態信号はそれぞれＲｘ＿１乃至Ｒｘ＿４である。回路11Cはソースと同じ視線でありしたがって最低の放射されたパワーに応答する１又は複数のチャンネル、即ちここではＲｘ＿４チャンネルを決定する。
【００４０】
図４の（ａ）で、電子回路の一部が示されており、これは本発明による位置決定装置方向へ光信号を放射することを意図されている通信ソースと統合される。位置決定装置に関連される制御回路16は好ましくはマイクロ制御装置を具備し、その第１の出力装置は放射ＳＥＬ＿Ｐのパワーを選択するための信号を発生し、第２のＴＸ出力装置はインターフェース回路16Aに接続されている。１実施形態では、インターフェース回路16AはＩｒＤａタイプであり、光放射の送信機はＩｒＤａ赤外線トランスデューサである。
【００４１】
インターフェース回路16Aは所定のパワーＳＥＬ＿Ｐの選択信号と変調信号ＭＯＤを受信する変調回路16Bの変調信号を発生する。少なくとも１つの赤外線放射ＬＥＤダイオードは放射変調回路16Bの出力ポートに接続されており、それによって前記ＬＥＤダイオードは図３の（ａ）を使用して前述の方法によるパワーにおけるフレームのシーケンスを放射できる。１実施形態では、通信ソースの放射パワーは本発明の方法により決定される各フレームのパワーにしたがって付勢される幾つかのダイオードによって発生される。
【００４２】
図４の（ｂ）では、電気的に制御された駆動回路15の供給電圧を受けるマイクロ制御装置16を具備する電子回路の１実施形態が示されている。マイクロ制御装置16は（既に図４の（ａ）で説明した）ＩＲＤＡ適合回路を介してＭＯＳトランジスタ22のようなアクチブスイッチの動作を制御するためにマイクロ制御装置16の第１の出力ポートと、抵抗17-20のネットワークに接続されている出力ポート25の第２のグループとを付勢できる命令のシーケンスを発生するようにプログラムを作動する手段を具備している。
【００４３】
抵抗17-20のネットワークは指数関数的減衰法則にしたがってフレームの振幅を生成するように設計されている。別の法則が所望されるならば、抵抗のネットワークはしたがって適合されることができる。ネットワーク17-20の共通のノードは赤外線放射ダイオード21の陽極に接続されており、その陰極はＭＯＳトランジスタ22のドレイン電極に接続されており、ＭＯＳトランジスタ22のソース電極は接地電位23に接続され、ゲート電極24はＩＲＤＡインターフェース回路16Aを介してマイクロ制御装置16の出力ポート26に接続されている。
【００４４】
抵抗18-20はそれぞれ１つがマイクロ制御装置16の出力ポート25のグループの選択された出力ポートへ接続されており、抵抗17は他の抵抗と比較して付加的な電流の容量から恩恵を得るために出力ポート25の決定されたグループから幾つかの出力ポートへ接続されている。
【００４５】
マイクロ制御装置で作動するプログラムは出力ポート26によりトランジスタ22のオン/オフを切り換えることにより図３に示されている各繰返しＴ１、Ｔ２のシーケンスを与え、他方で適切な状態で出力ポート25のグループの各決定されたポートを配置する。
【００４６】
図５で、位置決定装置30-33と双方向赤外線通信47、48を確実にする手段とを具備する通信システムに関する装置が示されている。優先的に、受信機と送信機全体はＩｒＤａタイプのコンポーネントである。図５で示されている通信装置はマイクロ制御装置42の周辺に構築され、ＩｒｄＡインターフェース回路44はマイクロ制御装置44の出力路によりマイクロ制御装置のＴＸ非同期直列放射ポートに接続され、マイクロ制御装置44の入来路によりＲＸ非同期直列受信ポートに接続されている。この共通のＩｒｄＡ受信線はオープンコレクタとして駆動される。ＩｒｄＡタイプの各受信機送信機モジュールにおける受信出力ポートは「バッファ」タイプのオープンコレクタの適合回路34-37と45、46によりこのラインに接続されている。したがって、位置決定装置の受信チャンネルの組合せ手段は受信機により受信された信号全体の負の論理ＯＲを構成している。
【００４７】
さらに、各センサと、通信ソース30-33の位置決定装置を有するＩｒＤａ受信機の出力は積分装置38-41を介して接続され、その積分された出力はマイクロ制御装置42の適切な入力ポートへ接続されている。各積分装置は「オープンコレクタタイプ」バッファの適合回路を構成しており、その出力ポートは装置の直接駆動電位における負荷抵抗と積分コンデンサとの共通のノードに接続され、積分コンデンサの他方の端子は接地電位に位置されている。共通のノードは積分装置への積分出力ポートとして使用される。
【００４８】
図５の通信装置の受信ラインがオープンコレクタとして定着されていることにより、排出抵抗49は直接電流源と受信ライン自体との間に接続されている。
【００４９】
それ故、図５の通信装置は位置決定装置と通信ソースを具備し、それによって通信装置が適切なアクチュエイタにより駆動される人工魚のような通信ロボット隊に関するロボットに関連されることができる応用分野で本発明を実行することが可能になる。
【００５０】
１実施形態では、本発明による手段は移動体通信ロボットに関連される各通信装置に配置されている。幾つかの移動体通信ロボットはその後、中央制御局により、および必要ならば移動体通信ロボットと同じ位置確認及び通信が取付けられている固定された又は移動体ビーコンにより、共に補足されている移動体通信ロボット隊に関連される。同時に以下のことを確実にすることができる。
【００５１】
一方では通信を中継し他方では注文を中継することを可能にし、移動体通信ロボット隊の態様全体を得ることを可能にする、異なる移動体通信ロボット間と必要ならば幾つかの固定された局との間の双方向通信と、
前述の位置決定装置またはビーコンが取付けられた移動体通信ロボットまたは前述の位置決定装置が取付けられた固定局の付近を通過する各移動体通信ロボットの位置。
【００５２】
図６で、上から下にはそれぞれ以下が示されている。  
（ａ）図４の通信装置が取付けられている移動体通信ロボットの通信ソースにより発生される放射のクロノグラフと、
（ｂ）クロノグラフ（ａ）で示される放射のクロノグラフを発生する移動体通信ロボットの通信装置の視線を通過する移動体ロボットの双方向通信装置により受信するクロノグラフと、
（ｃ）放射のクロノグラフ（ａ）により作業する移動体通信ロボットとして通信ソースから波を受信するロボット上に取付けられている図５の回路の積分装置の１つのＸの出力における受信の信号の積分を表しているチャートと、
（ｄ）放射のクロノグラフ（ａ）の応答性通信ソースの近くおよび同じ視線を通過する移動体通信ロボットの図５の回路のマイクロ制御装置42により行われる捕捉のクロノグラフ。
【００５３】
放射のクロノグラフ（ａ）では、より強力な振幅の３つのフレームのシーケンスの第１の部分が第１の情報を受信ロボット方向に通過するための手段により発生され、それにおいては少なくとも以下の情報の１つが含まれている。
【００５４】
放射のクロノグラフ（ａ）を発生する通信ソースのデジタル識別子と、
放射のシーケンスを受信する受信装置のデジタル識別子と、
メッセージのタイプの指示と、
後続するシーケンスが本発明により露出されるように減衰の法則に依存するならば受信装置に指示することを可能にするフラグ。通信ソースはしたがってシーケンスが位置のシーケンスであるか所定の一定のパワーにおける伝統的なシーケンスであるかを決定することを可能にする手段を具備している。
【００５５】
特に位置のシーケンスは以下のものとの通信の関連される装置に対するクロノグラフ（ａ）で表されるフレームＴで予測される。
【００５６】
移動体の前の通信ロボット、
移動体通信ロボット隊の移動体通信ロボットについての障害物の指示を生成することを意図されている通信ソースをサポートする障害物と、
通信の基地局または前述のロボット隊の移動体通信ロボットの再ロード局として使用されている静止装置。
【００５７】
放射されたフレームＲはインジケータ、ここでは文字「Ｒ」を含んでいる。
【００５８】
その後、位置決定フレームのシーケンスは前述したように減少する振幅ａ1、ａ２、ａ３、ａ４を有するフレームｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４の連続で発生される。
【００５９】
同時に、およびクロノグラム（ａ）下の通信ソースにより発生される波の吸収により減少された振幅で、同じフレームは逐次的に、放射されたフレームＴではＴ’、放射されたＲではＲ’、放射されたフレームｌ１ではｌ１’、放射されたフレームｌ２ではｌ２’、放射されたフレームｌ３ではｌ３’が位置決定装置30-33によりおよび移動体通信ロボットのうちの１つの双方向通信47、48のシステムによってそれぞれ受信される。
【００６０】
マイクロ制御装置42がフレームＴ’を復号するとき、およびこれがクロノグラム（ａ）を生成している通信ソースの受取人であることを認識したとき、積分装置38-41に接続されている入力ポートの捕捉を実行し、それによってチャート（ｃ）に表されている検出器Ｘに関連される受信ライン上の状態を知り、信号が受信されない限り電圧において高レベルであり、受信の場合即座に低電圧になり、この電圧は関連される積分装置のコンデンサ及び抵抗によって時間決定された１の定数にしたがって高レベルに戻る。
【００６１】
移動体受取人通信ロボットのマイクロ制御装置42により構成される位置の復号手段はクロノグラム（Ｄ）で表される対応するラインの受信状態、即ち第１の３つのワードでは状態「０」、最後のワードでは「１」を発生することを可能にし、その後考慮される受信ラインのこの最後のフレームの受信がないことを示す。
【００６２】
フレームｌ１’、ｌ２’、ｌ３’、ｌ４’により付勢される検出器30-33の識別にしたがって、クロノグラム（Ａ）を発生した通信ソースの位置確認、即ち図１のＺ１セクタまたはＺ２セクタのような地理的セクタの指定を実行することが可能であり、ここでは通信ソースはクロノグラム（ａ）を発生している。
【００６３】
１実施形態では、図５で表されている通信装置はまた特に本発明で説明されているように移動体通信ロボットにより運搬されるとき通信装置間と可変パワーでの放射の通信システムとの距離を測定するための手段を具備している。移動体通信ロボットは復号に関連される較正を実行するための手段を具備する位置決定装置を備え、送信機と受信機間の距離／近接度を評価することを可能にする。この目的で、送信通信システムはクロノグラム（ａ）のシーケンスのような決定されたシーケンスにしたがって１つの赤外線波を発生し、それによって受信通信システムは測定に関係するセンサによって受信された最小パワーを決定できる。この目的で、マイクロ制御装置42には送信通信システムのコードを識別するための手段と、最後に受信したフレームの振幅に関連される距離の異なる値が記録されているテーブルが設けられる。特に、位置決定装置が送信機と受信機間の距離を測定する手段で動作するとき、位置決定装置はただ１つのライン又は受信機30、セットアップ共通ラインバッファ34、１つの積分装置38からマイクロ制御装置42への入力を具備するチャンネルを付勢する。受信機と送信機間の距離、又は障害物の反射は受信機上の低い受信されたパワーのフレームのレベルによって示される。別の視点によれば、本発明の位置決定装置は、進化の環境において各既知の障害物を有する最後に受信されたフレームの振幅に関連される距離の異なる値が記録されているテーブルを処理するための手段を具備している。この最後に受信されたフレームはセンサ又は受信機による最小の受信されたパワーに対応し、センサ又は受信機が属しているチャンネルに対する識別は同時に、通信ソース又は障害物を発見するゾーンの識別と、通信ソース又は障害物に対する距離の評価を可能にする。
【００６４】
特に、距離測定手段はこのような距離測定手段が取付けられている移動体通信ロボットの動作のある予め定められたステップにより較正を実行する手段も具備し、特にこのような較正手段が取付けられている移動体通信ロボット隊の進化環境の各可能な送信機に関連される較正の特性を有する可能な障害物のテーブルに記録されている可能な送信機全体にしたがっている。文脈及び環境にしたがって、位置決定装置は別の近傍ロボットとしてそれを運搬するロボットの環境中の決定された障害物についての距離の評価を生成する。
【００６５】
本発明の別の特徴によれば、位置決定装置、通信システム又は通信装置は別々に又は組み合わせて、異なる応用の分野で別々に使用されることができる１以上のモジュール中に組み立てられることができる。
【００６６】
本発明の別の特徴によれば、通信ソースにより発生される波は赤外線波であり、波が送信される媒体は水泳プール、川、湖又は任意の水のある領域等の液体媒体である。本発明は移動体通信ロボットの進化の媒体が空気または透明な混合された媒体、混合液体または気体であるか、赤外線波のように使用される光波を有する透明なセパレータを具備するときにも応用でき、このようなセパレータは例えば透明なパーティションにより作られている。
【００６７】
１実施形態では、このような位置決定装置は、このような通信ソース及びこのような位置決定装置と共に９６００ボーの送信速度および１秒の数分の１の間隔を隔てられた繰返しにより検査された。別の検査では、１０ビットのワードに対応するフレームで１１５．２００ボーのフローにより、２つのワードの８７０マイクロ秒のシーケンスの継続期間およびそれに後続する４つのパワーレベルと２５Ｈｚの繰返しで反復される放射により行われた。
【００６８】
別の実施形態では、幾つかの移動体通信ロボットが作業しているならば繰返し間の衝突の確率を減少するため、移動体通信ロボット隊の各移動体通信ロボットにおける通信ソースにより発生される種々の繰返し間に異なる間隔を割当てる手段を構成することが必要とされる。幾つかのロボットの安全な進化を行う方法の中で、以下のものが使用された。
【００６９】
ロボットが例えばミリ秒で表される｛38、39、40、41…｝で可能な衝突の数を減少し衝突を一時的に脇へ逸らす繰返しの全て異なるタイミングを提示するようにロボットをプログラミングし、
擬似ランダム期間により繰返しの間隔を隔て、
全てのロボットの繰返し間に１つの同一の期間を残すが、衝突の検出の場合には重畳されたフレームの検出のアルゴリズムを補充しサイクルをシフトする。
【００７０】
別の実施形態では、代わりに動作する送信機及び赤外線受信機を具備するＩｒＤａトランスデューサにより障害物を検出する手段を生成するために、本発明はしたがって図５の変形である図７の（ａ）で表されているように、付加的なマイクロ制御装置60が図５のマイクロ制御装置42の出力と、ＩｒｄＡインターフェース回路44の対応する入力との間のＴｘ非同期直列送信ラインに挿入されている。
【００７１】
通常、本発明の位置決定装置は放射の反射を検出し、この反射のパワーを評価することを可能にするためにパーティションにより分離される同じ移動体通信ロボット上での赤外線波送信機及び受信機の配置を含んでいる。
【００７２】
マイクロ制御装置60は入力ポート61と第１の出力ポート62を具備している。マイクロ制御装置42（図５）のＴｘ非同期直列出力ポートが付勢されるとき、マイクロ制御装置60は実行される通信装置の動作モードを決定する手段を具備している。
【００７３】
動作モードが正常の動作タイプであるように復号されるならば、入力ポート61の内容はＩｒｄＡインターフェース回路44（図５）の入力に接続されている第１の出力ポート62でコピーされる。この場合、図７の障害物を検出する装置が取付けられている通信装置は図５で表されている通信装置のように機能する。
【００７４】
動作モードが障害物の検出の動作のタイプであるとして復号されるならば、プログラムによる予め定められたシーケンスに基づいて、マイクロ制御装置60は第１のＭＯＳトランジスタ65と第２のＭＯＳトランジスタ66のゲート電極にそれぞれ接続されているそれぞれの出力ポート63と64および第１のトランジスタ69と第２のトランジスタ70を通って同時にオーダーされていないスイッチ65と66とに接続されている出力ポート73、74を付勢する。
【００７５】
抵抗69と70の他方の端子は一方では通信装置の直列電流源の正の電位に接続されている排出抵抗71に接続され、他方では第１の方向にしたがって指向される第１の送信ダイオード67の陽極または第２の方向にしたがって指向される第２の赤外線送信ダイオード68の陽極に接続されている。障害物の存在の質問の方向数を増加することが可能である。好ましくは、赤外線送信ダイオードの陽極は供給パワーの共通点に接続され、これには本発明の方法によるパワー変調手段によって減少するパワーを送り込まれる。
【００７６】
動作モードが障害物検出モードであるとき、出力ポート62は消勢され、出力ポート63は第１のダイオード67へ接続され、それによって第１の方向で障害物の質問フレームのシーケンスが発生される。
【００７７】
別の実施形態では、マイクロ制御装置42は通信ソースを識別するための手段を具備する受信フレームを復号し、受取人識別子を検出し、受取ったとき識別子の認識に応答して位置決定信号検出入力ポートを付勢する手段を構成する。
【００７８】
位置決定システム30-33（図５）の受信ダイオードはその後解析され、41へ送信される積分装置の出力はマイクロ制御装置42と統合されている障害物検出手段により走査される。各検出された繰返しでは、第１の方向の質問ダイオード65に存在する通信ソースの送信識別子が発見されるならば、図１乃至４で特に説明されている通信ソースの位置決定方法にしたがって、前述の第１の方向で障害物の存在を検出することは可能である。
【００７９】
マイクロ制御装置60により検出される動作モードが出力ポート64を付勢するとき、同じ質問シーケンスが第２の方向でダイオード66により発生され、前述と同じ解析がマイクロ制御装置42により実行される。１実施形態では、第１のダイオード65が正方向に指向されるときダイオード66は移動体通信ロボットのうちの１つの後部の方向に指向される。関係するロボットでは、したがって関係する移動体通信ロボットに後続する少なくとも１つの移動体通信ロボットにより位置が決定されることが可能である。ロボット数の増加によって、駆動移動体通信ロボットの後ろに１以上のラインで配列されている幾つかの移動体通信ロボットについて実質的に単一の変位方向を有する変位が局部的に制御されることができる。
【００８０】
図８で、本発明の方法の別の実施形態のクロノグラフが示されている。この別の実施形態では、決定されたパワーのフレームの繰返しは図３の（ａ）乃至（ｃ）の実施形態に対して比較することにより所定のパワーのパルスの繰返しへ変形される。好ましくは、所定のパワーのパルスは以下の方法で通信の一般的なプロトコルの通信の多ワードフレームに挿入される位置ワードで集められる。
【００８１】
繰返しの少なくとも１つのフレームは赤外線波のような光波の送信装置の放射当りの所定のパワーのパルスの連続からなるワードを含んでいる。好ましくは各パルスのパワーの減衰の法則は前述したように指数関数状である。図３の（ａ）乃至（ｃ）を使用して説明されたモードと同じ質問又は位置確認波の発生原理を再度述べる。その後、検出の幾つかのセクタにより受信機で検出されたチャンネルの論理的な組合せによる同じ検出原理を再度述べ、質問または位置決定波の検出の各セクタは受信機で実行される受信チャンネルに関連されている。
【００８２】
この実施形態では、本発明の方法は通信プロトコル中の少なくとも１つの通信ワードを発生するために１つの質問又は位置決定波の放射ステップ時に、指数関数的に減少するパワーの幾つかのパルスを含むことからなる。位置決定のステップ時に、方法は低いパワーのパルスを受信する受信チャンネルの識別子を捜すことに存在する。
【００８３】
図８で、クロノグラフ（ａ）は通信の２つの連続的なフレームを表しており、それぞれは送信機の識別の通信の第１のワードＩｄと、受取人の識別のＤｅｓｔと、受取人により行われる行為の識別子Ａｃｔと、位置確認または位置決定ワードの最後のワードＬｏｃとを有している。通信の各フレームは赤外線波のような１つの光波を発生し、前述の通信ソースの位置決定を確実にすることができる複数の受信機により受信されることを意図された通信ソースによって発生される。幾つかの受信機は送信機と結合され、それによって識別子のロボットＩｄ＝ｘを識別子のロボットＩｄ＝ｙと接続するフレームは識別子のロボットＩｄ＝ｙと識別子の第３のロボットＩｄ＝ｚと接続するフレームに後続されることも可能である。このような場合、少なくとも識別子のロボットＩｄ＝ｙは装置送信フレームとフレームの受信装置を具備しなければならない。状況にしたがって、ロボット隊には送信及び受信装置が取り付けられることができ、単に送信装置を有するビーコンが想定され、単に受信装置を有する他のビーコンが想定される。
【００８４】
最後に、図８の方法の実施形態では、各受信装置はローカルクロックを用いてそれ自体が受信されたフレームと同期することを可能にする手段を具備し、それによって位置確認のワードのビットの設定を正確に予測することができることに注目すべきである。このために、通信のワードＩｄ、Ｄｅｓｔ、Ａｃｔを受信する受信機は以下さらに説明するように受信されたワードの処理装置により発生されるＲＸＩＮＴタイミングパルスで同期され、これはさらに説明するように通信の各受信されたワードの停止のビットの復号後に決定論的方法で反応する。
【００８５】
クロノグラム（ｂ）では、クロノグラム（ａ）の通信の第１のフレームにおけるワードＡｃｔと位置決定ワードＬｏｃとの拡大図が示されている。時間スケールだけが増加される。通信ワードまたは位置決定ワードである各二進ワードがこの実施形態において、使用される通信プロトコルにしたがって、逐次的に１０の二進位置から構成される。
【００８６】
−開始のビット「スタート」、
−８個のメッセージビット、
−終了のビット「停止」。
【００８７】
各フレームの第１のＩｄ、Ｄｅｓｔ、Ａｃｔワードでは、「０」を有する各ビットは送信機のフルパワーに対応し、「１」を有する各ビットは送信機のパワーがないこと或いはレベル「０」を表す送信機のパワーに対応する。
【００８８】
位置決定ワードＬｏｃでは、１つの「０」に対応するので開始のビット「スタート」はフルパワーを有し、１つの「１」に対応するので終了ビット「停止」は送信機のパワーが存在しないことに対応する。実施形態では、ビットｐ０とｐ７は常に「０」のように検出されるようにフルパワーを有し、したがって受信機の同期を容易にする。通信プロトコルに対する例外により、それらの間に囲まれるｐ６を有するビットｐ１は指数関数的法則のような所定の法則にしたがって減少するパワーである。
【００８９】
特に図３の（ａ）乃至（ｃ）で説明されている実施形態に規定されているように、本発明の方法を実行する位置決定装置はセクタに配置されている送信された波の複数の受信機を具備し、それによって送信された波の送信ソース方向に最良に指向された受信機はセクタの受信機が受信しない低いパワーのパルスに感度がある。位置決定ワードのパワーの減衰のために、したがって以下を決定することが可能である。
【００９０】
−最低のパワーの送信されたパルスに感度がある受信機に接続された電子検出チャンネルの識別子を有する送信ソースおよび／または受信装置の指向方向と、
−決定された受信機が受信する最強のパワーのパルスのパルスオーダー数による距離。
【００９１】
図８のクロノグラム（ｄ）乃至（ｇ）では、装置の４つの検出セクタ上の４つの取付けられた赤外線受信機のうちの１つに関連する各電子検出チャンネルの検出状態が示されている。各赤外線受信機はこの例では９０［度］の平面セクタに構成されている。
【００９２】
各赤外線受信機に接続される電子検出チャンネルはまた負の論理的ＯＲ演算子の出力に接続され、その出力は受信されたビットのラインの４つのチャンネルの検出状態をク
ロノグラム（ｃ）に表されるグローバルへ組み合わせる。
【００９３】
図８の実施形態では、クロノグラム（ｈ）で、位置決定ワードＬｏｃの送信機との距離がどうであっても、赤外線受信機の数がどうであっても、受信システムは少なくとも開始のビットと、最大のパワーのビットｐ０を２つの「０」の形態で復号し、最大のパワーｐ７と最後の「停止」の２ビットを対「１」の形態で復号する。６個の他のビット（又は二進位置）は位置決定ワードの送信機と受信システムの方位とそれらからの相対的な距離にしたがった状態を有する。
【００９４】
受信機がＩｒＤａ標準赤外線受信機であるならば、１０ビットの各ワードの各ビットのアクチブ部は標準的なｉｒＤａにしたがって、ビットの時間の３／１６の１０ビットのワードのビットのうちの１つを送信するための利用できる期間の数分の１のみを含む。これは位置決定ワードの検出を開く前に多ワードフレーム中の先行する通信ワードのＲＸＩＮＴ受信信号に基づいて同期が実行されなければならないためである。
【００９５】
同じように、ＩＲＤＡタイプの受信機は質問または位置決定波のパワーに比例するタイプの出力検出信号を発生しないで、受信されたパワーが決定されたパワーのしきい値よりも大きい場合のみ出力検出信号は値「１」に置かれ、或いは大きくない場合値「０」を有することが知られている。
【００９６】
図９で、特に図８に示されている実施形態の方法に適合する受信されたワード処理装置が示されている。この通信装置は丁度図５に示されている装置のように赤外線受信機75-78、「オープンコレクタ」アダプタ回路79-82、排出抵抗83、ＩＲＤＡインターフェース回路84、マイクロ制御装置85を具備している。
【００９７】
位置ワード中のパルスの検出を確実にするために受信されたワード処理装置の同期を実行するため、本発明の装置はマイクロ制御装置と統合されたタイプの「万能非同期受信機送信機」ＵＡＲＴタイプの非同期受信装置87を使用する。この装置87は通信プロトコルのフレームの各ワードの受信の最後にＲＸＩＮＴ信号を発生し、マイクロ制御装置の処理モジュール88が決定論的方法でＡＣＱオーダーにより入力レジスタ86の肯定応答を制御することを可能にする。そのため論理装置はＲＸＩＮＴ信号により開始される中断のプログラムのように、通信プロトコルのフレームで位置決定されるように文脈に対して比較される最後の受信されたワードを解析し、位置決定ワードＬｏｃの「開始」ビットの想定される発生前の時間を計算する。この時間の満了で、レジスタ86の読取りが行われ、「開始」、ｐ０乃至ｐ７、「停止」ビットで受信機75-78の状態の完全な捕捉を行うためにビット間で間隔時間を隔てられたシーケンスで反復される。
【００９８】
最後に、前述したように、図８および９の使用による説明した方法は多数の種々の位置決定装置と移動体通信システムで実行されることができ、その移動体通信システムは、
−少なくとも１つの赤外線受信機等と、受信機に関連される少なくとも１つの電子検出チャンネルの検出信号を処理し、それらから特有の位置決定ワードへ減少される幾つかのフレームのような少なくとも位置決定パワーフレームからの繰返しを与えるソースの方位および／またはそのソースからの距離を演繹するための少なくとも１つのマイクロ制御装置とを含む電子回路板と、
−特有の位置決定ワードへ減少される幾つかのフレームのような少なくとも位置決定パワーフレームの繰返しを発生するマイクロ制御装置により付勢される少なくとも１つの赤外線ソース等を含む電子回路板と、
−本発明の位置決定方法で適合される送信部分及び受信部分を含む電子回路板と、
−通信ロボット、位置決定ビーコン、障害物検出システム等を含んでいる固定された又は移動体の通信システムとを含んでいる。
【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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【国際調査報告】
2010531431.tif 000012
2010531431.tif 000013
2010531431.tif 000014
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