(57)【要約】【課題】移動体が発光手段の略真下方向の領域に移動した場合でも、移動体の位置を精度よく検出することが可能な信頼性にすぐれた位置検出システムを提供する。【解決手段】移動体２が光学ビーコン♯２の略真下方向の領域に移動した場合、移動体２における２次元光学センサ３２の受光面には、光学ビーコン♯２から発せられた光ではなく、光学ビーコン♯２以外の光学ビーコンから発せられた光が集光する。このときの２次元光学センサ３２の受光面における集光点Ｄは、受光面の中心点Ｏに近い位置でなく、受光面の中心点Ｏからある程度離れた位置に生じる。【選択図】図１
2007192668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動空間の上方に存し、光を発するとともに、その発した光が自身以外の発光手段の略真下方向の領域に届くように設けられた複数の発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光を２次元光学センサの受光面に集光する受光手段と、
前記移動体に設けられ、前記２次元光学センサの受光面における各集光点とその受光面の中心点との位置関係に応じて前記受光手段で受ける光の方向を検出し、検出した方向に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
を具備したことを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
移動体の移動空間の上方に設けられた複数の発光手段と、
前記各発光手段の略真下方向の領域にそれぞれ光を照射する複数の補助発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段および前記各補助発光手段から発せられる光を２次元光学センサの受光面に集光する受光手段と、
前記移動体に設けられ、前記２次元光学センサの受光面における各集光点とその受光面の中心点との位置関係に応じて前記受光手段で受ける光の方向を検出し、検出した方向に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
を具備したことを特徴とする位置検出システム。
【請求項３】
移動体の移動空間の上方に設けられた複数の発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光を２次元光学センサの受光面に集光する受光手段と、
前記移動体に設けられ、前記２次元光学センサの受光面における各集光点のうちその受光面の中心点付近を除く領域の集光点と前記受光面の中心点との位置関係に応じて前記受光手段で受ける光の方向を検出し、検出した方向に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項４】
移動体の移動空間の上方に設けられた複数の発光手段と、
前記移動体に設けられ、前記各発光手段から発せられる光を２次元光学センサの受光面に集光する受光手段と、
前記２次元光学センサの受光面における各集光点のうち、その受光面の中心点に近い集光点については位置検出の精度が低いと判定し、その位置検出の精度の低い集光点を除く残りの集光点のうち、位置検出の精度がより高い集光点と前記受光面の中心点との位置関係に応じて前記受光手段で受ける光の方向を検出し、検出した方向に基づいて前記移動体の位置を検出する検出手段と、
を備えていることを特徴とする位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体の位置を検出する位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の位置を検出する方法として、三角測量が知られている。  
この三角測量により移動体の位置を検出するシステムの例として、発光手段から発せられる光を移動体の受光手段で受け、その受光手段で受けた光の方向を検出し、検出した方向に基づいて移動体の位置を検出する移動作業ロボットがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
受光手段としては例えば２次元光学センサが用いられ、その２次元光学センサの受光面に発光手段から発せられた光が集光される。そして、２次元光学センサの受光面における集光点と同受光面の中心点との位置関係から受光手段で受ける光の方向（角度）が検出され、検出された方向に基づいて移動体の位置が検出される。
【特許文献１】特開２００２−７３１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のシステムでは、移動体が発光手段の略真下方向の領域に移動すると、２次元光学センサの受光面に形成される集光点の位置が同受光面の中心点に近くなる。この場合、集光点の位置検出誤差が、同受光面の中心点と集光点との角度算出に与える影響が大きくなり、結果として受光手段が受ける光の方向（角度）を適正に検出することが困難となって、移動体の位置を精度よく検出できなくなる。
【０００５】
この発明は、上記事情を考慮したもので、移動体が発光手段の略真下方向の領域に移動した場合でも、移動体の位置を精度よく検出することが可能な信頼性にすぐれた位置検出システム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】
【０００６】
請求項１に係る発明の位置検出システムは、移動体の移動空間の上方に存し、光を発するとともに、その発した光が自身以外の発光手段の略真下方向の領域に届くように設けられた複数の発光手段と、上記移動体に設けられ、上記各発光手段から発せられる光を２次元光学センサの受光面に集光する受光手段と、上記移動体に設けられ、上記２次元光学センサの受光面における各集光点とその受光面の中心点との位置関係に応じて上記受光手段で受ける光の方向を検出し、検出した方向に基づいて上記移動体の位置を検出する検出手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の位置検出システムによれば、移動体が発光手段の略真下方向の領域に移動した場合でも、受光手段が受ける光の方向（角度）を適正に検出することができて、移動体の位置を精度よく検出することが可能となる。これにより、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、１は大型商店などの建物で、床、壁、天井で覆われている。この建物１の床面に移動体２が移動自在に載置されている。そして、移動体２の移動空間の上方たとえば建物１の内壁上部および天井に、少なくとも３つ以上の指標として７個の発光手段である光学ビーコン♯０〜♯６が分散して取付けられている。これら光学ビーコン♯０〜♯６は、発光素子として赤外線光を発する発光ダイオードを用いており、取付け位置（平面上のｘ，ｙ座標）については施設時に既知となっている。
【０００９】
とくに、光学ビーコン♯１〜♯６は、自身以外の少なくとも１つの光学ビーコンから発せられる光を受けることができる。
【００１０】
光学ビーコン♯０〜♯６には、符号順にそのまま対応する発光順序が予め定められている。発光順序が１番目の光学ビーコン♯０は、基準光学ビーコンとして、定期的に発光動作する。この光学ビーコン♯０の制御回路は、図２に示すように、発光パターン生成部１０、タイマ１１、ＩＤ設定部１２、および発光素子（発光ダイオード）１３により構成されている。このうち、発光パターン生成部１０およびタイマ１１により、発光制御部が構成されている。  
タイマ１１は、光学ビーコン♯０の周期的な発光動作を設定するための一定時間ｔ１をカウントする。ＩＤ設定部１２は、光学ビーコン♯０に固有の識別情報いわゆるＩＤを人為的な操作により可変設定するためのものである。
【００１１】
発光パターン生成部１０は、図３のタイムチャートに示すように、タイマ１１が一定時間ｔ１をカウントするごとに、所定周波数のキャリア信号を変調し、その変調信号（パルス信号）により、特定の発光パターンを有する開始コードを生成し、続いてＩＤ設定部１２の設定に応じたＩＤコードを生成し、生成した開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子１３を発光させる。開始信号の立上がりからＩＤコードの終了までに一定時間ｔａが確保される。ＩＤコードは、一定時間ｔｂに収まる３ビットの２進数値であり、光学ビーコン♯０用として２進数値“０”が設定されている。一定時間ｔａ，ｔｂについては、発光パターン生成部１０内のクロック信号のカウントにより設定される。
【００１２】
残りの光学ビーコン♯１〜♯６は、従動光学ビーコンとして、自身以外の光学ビーコンから発せられる光のうち、予め定められている発光順序が１つ前の光学ビーコンから発せられる光をその光に含まれているＩＤコードから判別し、その判別した光を受けることにより順次に動作して発光する。
【００１３】
光学ビーコン♯１〜♯６の制御回路は互いに同一のもので、そのうちの光学ビーコン♯１の制御回路を代表して図４に示している。すなわち、自身以外の光学ビーコンから発せられる光を受ける受光素子（フォトダイオード）２０、この受光素子２０の受光信号に含まれている開始信号およびＩＤコードを判別する信号判別部２１、この信号判別部２１で開始信号およびＩＤコードが判別された場合に同判別されたＩＤコードとＩＤメモリ２３内の特定ＩＤコード（発光順序が１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）とを比較する比較部２２が設けられている。この比較部２２の比較結果が、発光パターン生成部２４に供給される。そして、発光パターン生成部２４に、タイマ２５、ＩＤ設定部２６、発光素子（発光ダイオード）２７が接続されている。  
タイマ２５は、比較部２２の比較結果が一致の場合に、発光動作開始までの一定時間ｔ２をカウントするために用意されている。ＩＤ設定部２６は、光学ビーコン♯１に固有の識別情報であるＩＤを人為的な操作により可変設定するためのものである。
【００１４】
発光パターン生成部２４は、図２に示しているように、比較部２２の比較結果が一致となった場合にタイマ２５を動作させ、そのタイマ２５による一定時間ｔ２のカウントが終了した後、所定周波数のキャリア信号を変調し、その変調信号（パルス信号）により、特定の発光パターンを有する開始信号を生成し、続いてＩＤ設定部２６の設定に応じたＩＤコードを生成し、生成した開始信号およびＩＤコードに応じて発光素子２７を発光させる。開始信号の立上がりからＩＤコードの終了までに一定時間ｔａが確保される。ＩＤコードは、一定時間ｔｂに収まる３ビットの２進数値であり、光学ビーコン♯１用として２進数値“１”が設定されている。一定時間ｔａ，ｔｂについては、発光パターン生成部２４内のクロック信号のカウントにより設定される。
【００１５】
上記信号判別部２１、比較部２２、ＩＤメモリ２３、発光パターン生成部２４、およびタイマ２５により、発光制御部が構成されている。
【００１６】
なお、他の光学ビーコン♯２〜♯６のＩＤコードとして、２進数値“２”“３”“４”“５”“６”がそれぞれ設定されている。光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤコード、および光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤメモリ２３に記憶される特定ＩＤコード（発光順序が１つ前の光学ビーコンのＩＤコード）の関係を、図５に示している。
【００１７】
こうして、光学ビーコン♯０が一定時間ｔ１ごとに発光動作して開始信号およびＩＤコードを発する。光学ビーコン♯１は、他の光学ビーコンから受ける光のＩＤコードを監視し、発光順序が１つ前の光学ビーコン♯０の特定ＩＤコードである場合に、それから一定時間ｔ２後に発光動作して開始信号およびＩＤコードを発する。光学ビーコン♯２は、他の光学ビーコンから受ける光のＩＤコードを監視し、発光順序が１つ前の光学ビーコン♯１の特定ＩＤコードである場合に、それから一定時間ｔ２後に発光動作して開始信号およびＩＤコードを発する。以後、同様に、光学ビーコン♯３〜♯６が発光動作する。全ての光学ビーコン♯０〜♯６の発光動作が終了するタイミングは、上記一定時間ｔ１のカウントが終了するタイミングの前である。これにより、一定時間ｔ１ごとに、光学ビーコン♯０〜♯６の順繰りの発光動作が繰返される。
【００１８】
一方、移動体２は、光学ビーコン♯０〜♯６から入射する光の入射角度（方向）を算出するとともに、その各入射光に含まれているＩＤコードに対応する光学ビーコン♯０〜♯６の位置を判別し、これら算出結果および判別結果に応じて自身の位置を検出する機能を有するもので、図６の制御回路に示すように、検出手段として、受光部３０、光点位置計測部３３、入射角度計算部３４、自身位置演算部３５、コード検知部３６、位置データメモリ３７を有している。
【００１９】
受光部３０は、光学ビーコン♯０〜♯６から届く光を入射部３１で取込んで２次元光学センサ３２の受光面に集光する。２次元光学センサ３２としては、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）と称される位置センサなどが用いられる。入射部３１は、図７および図８に示すように、軸方向が垂直となるように移動体２に設けられた円筒状の筐体３３を有し、その筐体３３の上部開口を遮光板３４で閉塞し、上方から届く光を遮光板３４の中央部に形成されている開口（絞り）３４ａを通して筐体３３内に導入し、導入した光をレンズ３５により２次元光学センサ３２の受光面に集光する。
【００２０】
光点位置計測部３３は、２次元光学センサ３２の受光面における集光点Ｄを計測する。入射角度計算部３４は、光点位置計測部３３で計測される集光点Ｄと２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏとの間の距離に基づいて、受光部３０で受ける光の入射角度（方向）を算出する。すなわち、２次元光学センサ３２の受光面における集光点Ｄのｘ，ｙ座標が（ｘｄ，ｙｄ）であれば、このｘ，ｙ座標（ｘｄ，ｙｄ）を用いた下式で得られる角度θの方向に、発光元の光学ビーコンが存在することが分かる。  
θ＝tan−１(yd/xd)
コード検知部３６は、上記入射部３１への各入射光に含まれている開始コードおよびＩＤコードを上記２次元光学センサ３２の出力により検知する。位置データメモリ３７は、光学ビーコン♯０〜♯６の位置データをその光学ビーコン♯０〜♯６のＩＤコードに対応付けて記憶している。
【００２１】
自身位置演算部３５は、入射角度計算部３４の計算結果から、少なくとも３つの光学ビーコン（光学ビーコン♯０〜♯６のいずれか３つ）の方向を検出し、検出した方向に基づいて移動体２の位置を検出する。
【００２２】
また、移動体２は、自身位置演算部３５で検出される位置を蓄積して記憶するための蓄積メモリ３８を有している。この蓄積メモリ３８の記憶内容に基づき、移動体２の移動経路を解析することが可能である。
【００２３】
また、移動体２は、自律走行可能な例えば移動ロボットとしての使用を可能にするため、コントローラ４０、走行ユニット４１、マップデータメモリ４２、移動ルートプログラムメモリ４３を有している。マップデータメモリ４２は、建物１内の移動空間のマップデータを記憶している。移動ルートプログラムメモリ４３は、当該移動体２の移動ルートを指定するための移動ルートプログラムを記憶している。コントローラ４０は、移動ルートプログラムメモリ４３内の移動ルートプログラムに従い、かつ自身位置演算部３５で特定される移動体位置とマップデータメモリ４２内のマップデータとの照合により、自律走行ユニット４１を駆動制御する。
【００２４】
ここで、光学ビーコンから発せられる光と２次元光学センサ３２の受光との関係について説明する。  
２次元光学センサ３２が光学ビーコン♯２の略真下方向の領域に移動した場合の集光点（光像）Ｄの一例を図９に示している。集光点Ｄは、２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏに近い位置にあり、ｘ，ｙ座標（ｘｄ，ｙｄ）がそれぞれ零に近い値となる。この状態で光学ビーコン♯２の方向（角度θ）を検出しようとすると、ｘ，ｙ座標（ｘｄ，ｙｄ）に含まれる微小な誤差が、大きな検出誤差となって現われてしまう。この理由は、数学的に説明することができる。
【００２５】
すなわち、θ＝tan−１(yd/xd)の両辺をｘｄで偏微分すると、  
ｄθ／ｄｘｄ＝−ｙｄ／（ｘｄ２＋ｙｄ２）と計算でき、ｘｄ＝ｙｄと仮定した場合、ｄθ／ｄｘｄは図１０に示すようなグラフになる。すなわち、ｘｄの値が零に近づくほど、ｄθ／ｄｘｄの絶対値が増加傾向にあり、ｘに関する誤差が同じであれば、θに関する誤差は大きくなる。
【００２６】
例えばθ＝４５°,Δｘ＝０．１mmの場合に、集光点Ｄの位置に応じてどのような誤差Δθが生じるかの具体的なデータを図１１に示している。ｘｄ＝ｙｄ＝０．５mmのときには、−５．７degもの誤差Δθが生じるのに対し、ｘｄ＝ｙｄ＝４．０mmのときには−０．７deg程度の誤差Δθしか生じない。
【００２７】
このように、２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏに近い位置の集光点Ｄから角度θを算出しようとすると、算出結果である角度θの誤差が大きくなり、その大きな誤差を含んだ角度θを用いて２次元光学センサ３２の位置を検出しようとすると、その位置検出に大きな誤差が生じるという問題がある。この問題を解消するためには、２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏに近い位置に集光点Ｄが生じないような光学ビーコンを採用すればよい。
【００２８】
図１２は、複数の発光素子（例えば発光ダイオード）５１を適宜な角度で組合わせて１つの光学ビーコン♯２を構成した例であり、この光学ビーコン♯２は破線および点々で示すように略真下方向を除く方向に光を発する。光学ビーコン♯２の略真下方向の領域には、他の光学ビーコンから発せられる光が届く。
【００２９】
このような構成によれば、移動体２が光学ビーコン♯２の略真下方向の領域に移動した場合、２次元光学センサ３２の受光面には、光学ビーコン♯２から発せられた光ではなく、光学ビーコン♯２以外の光学ビーコンから発せられた光が集光する。このときの２次元光学センサ３２の受光面における集光点Ｄは、受光面の中心点Ｏに近い位置でなく、受光面の中心点Ｏからある程度離れた位置に生じる。
【００３０】
他の光学ビーコン♯０，♯１，♯３，♯４，♯５，♯６も、この光学ビーコン♯２と同じ構成である。
【００３１】
受光面の中心点Ｏからある程度離れた位置に生じる集光点Ｄを用いて位置検出を行うことにより、移動体２が各光学ビーコンの略真下方向の領域に移動した場合でも、移動体２で受ける光の方向を誤差なく検出することができる。これにより、移動体２の位置を精度よく検出することができ、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【００３２】
［２］第２の実施形態について説明する。  
図１３に示すように、光学ビーコン♯２の下方部に、所定の大きさの遮光板５２が設けられている。この遮光板５２の存在により、光学ビーコン♯２から発せられる光は、破線および点々で示すように略真下方向を除く方向に照射される。光学ビーコン♯２の略真下方向の領域には、他の光学ビーコンから発せられる光が届く。
【００３３】
残りの光学ビーコン♯０，♯１，♯３，♯４，♯５，♯６も、この光学ビーコン♯２と同じ構成である。
【００３４】
他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００３５】
［３］第３の実施形態について説明する。  
図１４に示すように、光学ビーコン♯２の近傍に、補助発光手段として、補助光学ビーコン♯２ａが設けられている。光学ビーコン♯２から発せられる光は破線および点々で示すようにあらゆる方向に照射される。補助光学ビーコン♯２ａから発せられる光は、補助光学ビーコン♯２ａに固有のＩＤコードを含んでおり、光学ビーコン♯２の略真下方向の領域に向け照射される。
【００３６】
残りの光学ビーコン♯０，♯１，♯３，♯４，♯５，♯６にも、同様に、補助光学ビーコン♯０ａ，♯１ａ，♯３ａ，♯４ａ，♯５ａ，♯６ａが設けられている。補助光学ビーコン♯０ａ，♯１ａ，♯３ａ，♯４ａ，♯５ａ，♯６ａから発せられる光は、それぞれに固有のＩＤコードを含んでおり、それぞれ光学ビーコン♯０，♯１，♯３，♯４，♯５，♯６の略真下方向の領域に向け照射される。
【００３７】
移動体２が光学ビーコン♯２の略真下方向の領域に移動した場合、光学ビーコン♯２から発せられた光による集光点Ｄが２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏに近い位置に生じるが、同時に、補助光学ビーコン♯２ａから発せられた光による集光点Ｄａが２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏからある程度離れた位置に生じる。移動体２では、中心点Ｏに近い位置の集光点Ｄを用いることなく、中心点Ｏからある程度離れた位置の集光点Ｄａを用いて位置検出を行う。
【００３８】
中心点Ｏからある程度離れた位置の集光点Ｄａを用いて位置検出を行うことにより、移動体２が各光学ビーコンの略真下方向の領域に移動した場合でも、移動体２で受ける光の方向を誤差なく検出することができる。これにより、移動体２の位置を精度よく検出することができ、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【００３９】
他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００４０】
［４］第４の実施形態について説明する。  
移動体２において、図１５のフローチャートに示す処理が実行される。  
位置検出を続ける情況では（ステップ１０１のＹＥＳ）、初期設定として、変数ｉ，ｍがそれぞれ零に設定される（ステップ１０２）。変数ｉは、２次元光学センサ３２の受光面に形成される集光点Ｄの識別番号であり、複数の集光点がＤｉで表わされる。変数ｍは、集光点Ｄｉから算出される角度θｉがメモリに記憶される回数である。初めに、集光点Ｄｉのｘ，ｙ座標（ｘｄｉ，ｙｄｉ）が計測される（ステップ１０３）。そして、受光面における集光点Ｄｉから中心点Ｏまでの距離ｒが、下式により算出される（ステップ１０４）。  
【数１】
2007192668.tif 000003
【００４１】
算出された距離ｒと予め定められている設定値Ｋとが比較される（ステップ１０５）。この比較において、距離ｒが設定値Ｋ未満であれば（ステップ１０５のＮＯ）、このときの集光点Ｄｉでは誤差の大きい角度θｉが算出されてしまうとの判断の下に、角度θｉの算出が回避される。そして、変数ｉが“１”アップされ（ステップ１０７）、その変数ｉと設定値ｎとが比較される（ステップ１０８）。
【００４２】
距離ｒが設定値Ｋ以上であれば（ステップ１０５のＹＥＳ）、集光点Ｄiのｘ，ｙ座標（ｘｄｉ，ｙｄｉ）から角度θｉが算出され、算出された角度θｉが移動体２の自身位置演算部３５の内部メモリに記憶される（ステップ１０６）。この記憶に伴い、変数ｍが“１”アップされる。そして、変数ｉが“１”アップされ（ステップ１０７）、その変数ｉと設定値ｎとが比較される（ステップ１０８）。
【００４３】
変数ｉが設定値ｎ未満であれば（ステップ１０８のＮＯ）、上記ステップ１０３からの処理が繰り返される。
【００４４】
変数ｉが設定値ｎ以上であれば（ステップ１０８のＹＥＳ）、変数ｍと設定値“３”とが比較される（ステップ１０９）。変数ｍが設定値“３”未満であれば（ステップ１０９のＮＯ）、上記ステップ１０１からの処理が繰り返される。
【００４５】
変数ｍが設定値“３”以上であれば（ステップ１０９のＹＥＳ）、変数ｍが設定値“３”よりも大きいか否かが判定される（ステップ１１０）。
【００４６】
変数ｍが設定値“３”より大きければ（ステップ１１０のＹＥＳ）、評価関数Ｊにより、上記記憶されている各角度θｉの中から、移動体２の位置検出に最適な３つの角度θｉが選択される（ステップ１１１）。そして、選択された３つの角度θｉに基づいて、移動体２の位置が検出される（ステップ１１２）。変数ｍが設定値“３”以下であれば（ステップ１１０のＮＯ）、上記選択を要することなく、上記記憶されている各角度θｉに基づいて、移動体２の位置が検出される（ステップ１１２）。評価関数Ｊは、角度θｉの誤差が検出位置に与える影響を評価するためのものである。
【００４７】
ステップ１０５の設定値Ｋは、受光面の中心点Ｏに近い集光点Ｄを除外するための条件となる。集光点Ｄが中心点Ｏに近いかどうかの判断基準として、図１０のグラフにおけるｘ，ｙ座標（ｘｄ，ｙｄ）の例えば（1.5mm，1.5mm）が選定される。ｘ，ｙ座標（ｘｄ，ｙｄ）が（1.5mm，1.5mm）以上では、誤差Δθが極端に小さくなる。
【００４８】
このように、中心点Ｏ付近の集光点Ｄｉについては除外し、中心点Ｏ付近を除く領域の３つの集光点Ｄｉを用いて位置検出を行うことにより、移動体２が各光学ビーコンの略真下方向の領域に移動した場合でも、移動体２で受ける光の方向を誤差なく検出することができる。これにより、移動体２の位置を精度よく検出することができ、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【００４９】
他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００５０】
［５］第５の実施形態について説明する。  
移動体２において、図１６のフローチャートに示す処理が実行される。  
位置検出を続ける情況では（ステップ２０１のＹＥＳ）、初期設定として、変数ｉ，ｍがそれぞれ零に設定される（ステップ２０２）。変数ｉは、２次元光学センサ３２の受光面上に形成される集光点Ｄの識別番号であり、複数の集光点がＤｉで表わされる。変数ｍは、集光点Ｄｉから算出される角度θｉがメモリに記憶される回数である。初めに、集光点Ｄｉのｘ，ｙ座標（ｘｄｉ，ｙｄｉ）が計測される（ステップ２０３）。そして、受光面における集光点Ｄｉから中心点Ｏまでの距離ｒが、上記数１の式により算出される（ステップ２０４）。  
算出された距離ｒを変数とした関数ｆ（ｒ）を、信頼性を示す指標Ｓｉとして適宜定める。ステップ２０４で計算された距離ｒを用い、指標Ｓｉを求める（ステップ２０５）。指標Ｓｉは、距離ｒが小さいほど小さく、距離ｒが大きいほど大きくなるもので、大きいほど、位置検出の精度がより高い集光点であることを表わす。
【００５１】
さらに、算出された距離ｒから角度θｉが算出され、算出された角度θｉが移動体２の自身位置演算部３５の内部メモリに記憶される（ステップ２０６）。この記憶に伴い、変数ｍが“１”アップされる。そして、変数ｉが“１”アップされ（ステップ２０７）、その変数ｉと設定値ｎとが比較される（ステップ２０８）。
【００５２】
変数ｉが設定値ｎ未満であれば（ステップ２０８のＮＯ）、上記ステップ２０３からの処理が繰り返される。
【００５３】
変数ｉが設定値ｎ以上であれば（ステップ２０８のＹＥＳ）、変数ｍと設定値“３”とが比較される（ステップ２０９）。変数ｍが設定値“３”未満であれば（ステップ２０９のＮＯ）、上記ステップ２０１からの処理が繰り返される。
【００５４】
変数ｍが設定値“３”以上であれば（ステップ２０９のＹＥＳ）、変数ｍが設定値“３”よりも大きいか否かが判定される（ステップ２１０）。
【００５５】
変数ｍが設定値“３”より大きければ（ステップ２１０のＹＥＳ）、最終評価関数Φ（Ｓｉ，Ｊ）により、移動体２の位置検出に最適な３つの角度θｉが選択される（ステップ２１１）。そして、選択された３つの角度θｉに基づいて、移動体２の位置が検出される（ステップ２１２）。変数ｍが設定値“３”以下であれば（ステップ２１０のＮＯ）、上記選択を要することなく、上記記憶されている各角度θｉに基づいて、移動体２の位置が検出される（ステップ２１２）。最終評価関数Φ（Ｓｉ，Ｊ）は、上記指標Ｓｉ、および評価関数Ｊからなる。評価関数Ｊは、角度θｉの誤差が検出位置に与える影響を評価するためのものである。
【００５６】
すなわち、最終評価関数Φ（Ｓｉ，Ｊ）の信頼性を表わす指標Ｓｉにより、２次元光学センサ３２の受光面の中心点Ｏに近い集光点Ｄｉほど位置検出の精度が低い集光点であるとの判定がなされ、位置検出の精度が低い集光点の信頼性を低くすることができる。そして、最終評価関数Φ（Ｓｉ，Ｊ）の指数Φにより、集光点Ｄi［ｘ，ｙ座標が（ｘｄｉ，ｙｄｉ）］の誤差に起因する角度θｉの誤差を考慮しながら、位置検出の精度がより高い集光点を選出することができる。
【００５７】
位置検出の精度がより高い集光点Ｄｉを選出して位置検出を行うことにより、移動体２が各光学ビーコンの真下方向に存する場合でも、移動体２で受ける光の方向を誤差なく検出することができる。これにより、移動体２の位置を精度よく検出することができ、位置検出の信頼性が大幅に向上する。
【００５８】
他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
【００５９】
［６］なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】各実施形態の全体的な構成を示す図。
【図２】各実施形態の発光順序が第１位の光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図３】各実施形態における各光学ビーコンの発光動作を示すタイムチャート。
【図４】各実施形態の残りの各光学ビーコンの制御回路のブロック図。
【図５】各実施形態における各光学ビーコンのＩＤコードおよび各光学ビーコンに記憶される特定ＩＤコードの関係を示す図。
【図６】各実施形態における移動体の制御回路のブロック図。
【図７】各実施形態における受光部の構成を断面して示す図。
【図８】図７を上方から見た図。
【図９】各実施形態における２次元光学センサが光学ビーコンのほぼ真下に来た場合の集光点Ｄの一例を示す図。
【図１０】各実施形態におけるθの偏微分の結果を示すグラフ。
【図１１】各実施形態における集光点の位置と誤差Δθとの関係を示す図。
【図１２】第１の実施形態における各光学ビーコンの構成を示す図。
【図１３】第２の実施形態における各光学ビーコンの構成を示す図。
【図１４】第３の実施形態における各光学ビーコンおよび各補助光学ビーコンの構成を示す図。
【図１５】第４の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図１６】第５の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
１…建物、２…移動体、♯０〜♯６…光学ビーコン（発光手段）、１３…発光素子、２０…受光素子、２７…発光素子、３０…受光部、３２…２次元光学センサ、５１…発光素子、５２…遮光板、♯０ａ〜♯６ａ…補助光学ビーコン（補助発光手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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