(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で補正情報を与える光ビーコン送信機の配置位置を設計する装置であって、
前記移動体の移動パターンに対する前記位置検知機の検知精度と、前記光ビーコン送信機に係わる検知精度とを記録する検知精度記録手段と、
前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度を設定する検知精度設定手段と、
前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つ選択するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて選択して前記移動体の移動経路を移動パターンごとに分割する移動パターン選択手段と、
前記移動経路の任意位置に仮配置した前記光ビーコン送信機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記光ビーコン送信機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返す配置位置算出手段と、
前記算出された配置位置を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする光ビーコン送信機の配置位置設計装置。
【請求項２】
前記配置位置算出手段は、前記位置検知機により前記移動体の検知が開始される位置に仮配置した前記光ビーコン送信機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記光ビーコン送信機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の配置位置設計装置。
【請求項３】
位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で補正情報を与える位置補正機の配置位置を決めることをコンピュータに行なわせるためのプログラムであって、前記移動体の移動パターンに対する前記位置検知機の検知精度と、前記位置補正機に係わる検知精度とを記録する機能と、前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度を設定する機能と、前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つ選択するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて選択する機能と、前記移動経路の任意位置に仮配置した前記位置補正機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返す機能と、前記算出された配置位置を出力する機能と、をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項４】
位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で補正情報を与える位置補正機の配置位置を配置位置設計装置上で設計する方法であって、
前記移動体の移動パターンに対する前記位置検知機の検知精度情報と、前記位置補正機に係わる検知精度情報とを記録部に記録し、
前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度情報を算出部に設定し、前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つを算出部へ選択的に設定するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて設定し、
前記移動経路の任意位置に仮配置した前記位置補正機の検知精度情報と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度情報との集計が前記設定した検知精度情報の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出部で算出し、
前記算出された配置位置を前記仮配置した位置として前記算出部で前記算出を繰り返し、
前記算出で得た配置位置の情報を出力部で出力する、
ことを特徴とする位置補正機の配置位置を配置位置設計装置上で設計する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の位置検知に使用される位置補正機の配置位置設計装置、配置位置設計プログラム、配置位置設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、移動体の位置を検知するための装置としてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。これは、ＧＰＳ衛星から送られてくる信号を受信できる範囲に移動体が位置していると、このＧＰＳ衛星の信号から移動体の緯度や経度を検知して移動体の位置を割り出すという装置である。またそれとは別に、ＧＰＳ衛星から送られてくる信号を受信できない範囲内に移動体が位置するような場合には、その移動体に取り付けられた例えば車速センサ、ヨーレートセンサ、タイヤ角センサなどの各種センサから取得される情報を基に移動体の移動距離や移動方向を計測して移動体の位置を推定する自律航法というものが知られている。前者のＧＰＳにおいては、電離層などの大気の変化に応じたＧＰＳデータの誤差情報も取得できるので、各所における移動体の検知位置の精度は比較的安定している。ところが、後者の自律航法においては、路面状況の悪化や移動距離が増えるに従って移動体の推定位置の精度が悪くなる。そこで、自律走行などのような位置検知機に加えて、移動体の位置を要所々々で検知する第２の位置検知機を導入して移動体の位置を検知するようにすることで、移動体の位置がより正確な位置に検知されるようになる。この第２の位置検知機においては移動体の移動経路の要所々々に光ビーコン送信機やバーコード情報を記録したテープなどの位置補正機を設置するため、これらの設置間隔が短いほど移動体の移動経路における任意の位置で正確に移動体を検知でき、移動体の正確な位置情報が取得されるようになる。しかし、これらの設置間隔を短くすればするほど、位置補正機の設置数が増加し、その分コストも増し、さらに、設置位置スペースの確保も必要となり、あまり実用的ではない。実際は、設置する環境に応じて必要な精度が確保できればよく、この精度を確保しうる設置位置はこれまでの経験で培ったノウハウなどを基に決められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この決め方では、場所によっては必要以上の精度が得られるため位置補正機の数を後から減らしたり、反対に必要以上の精度が得られないため位置補正機の数を後から増やしたりするという手間が生じ、そのため各所における移動体の位置検知精度はばらばらで、この方法でも位置補正機を過不足なく設置することは困難であった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためのもので、各場所において移動体の位置検知精度が確保される間隔で位置補正機が配置され、経験者でなくとも過不足なく位置決定できる位置補正機の配置位置設計装置及び配置位置設計プログラム及び配置位置設計方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
すなわち本発明は、自律航法などにより位置を推定する位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で位置補正のための情報を与える位置補正機の配置位置を設計する装置であって、前記移動体が移動する例えば直線や旋回などの移動パターンに対する前記位置検知機による誤差情報を含んだ検知精度と、前記位置補正機に係わる誤差情報を含んだ検知精度とを記録する検知精度記録手段と、前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度を設定する検知精度設定手段と、前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つ選択するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて選択する移動パターン選択手段と、前記移動経路の任意位置に仮配置した前記位置補正機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返す配置位置算出手段と、前記算出された配置位置を出力する出力手段と、を有するように構成する。
【０００６】
なお、前記配置位置算出手段は、前記位置検知機により前記移動体の検知が開始される位置、例えば倉庫の入口や移動体の駐車場などに仮配置した前記位置補正機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返すように構成してもよい。
【０００７】
また、前記位置補正機は、光ビーコン送信機としてもよい。
このように構成すれば、一つ目の位置補正機から次に配置する位置補正機までに推定される移動体の推定位置と実際の位置との差を該当する移動パターンの検知精度と位置補正機の検知精度とから算出でき、各位置の検知精度を指定できるので、移動経路の各位置における検知誤差が指定した値を超えないように位置補正機の配置位置を設計することが可能となる。また、各種検知精度に基づいたこの設計は、経験を必要としない。
【０００８】
本発明の一様態によれば、位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で補正情報を与える位置補正機の配置位置を決めることをコンピュータに行なわせるためのプログラムであって、前記移動体の移動パターンに対する前記位置検知機の検知精度と、前記位置補正機に係わる検知精度とを記録する機能と、前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度を設定する機能と、前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つ選択するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて選択する機能と、前記移動経路の任意位置に仮配置した前記位置補正機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返す機能と、前記算出された配置位置を出力する機能と、をコンピュータに実行させるようにする。
【０００９】
このようなプログラムをコンピュータに実行させることにより、一つ目の位置補正機から次に配置する位置補正機までに推定される移動体の推定位置と実際の位置との差を該当する移動パターンの検知精度と位置補正機の検知精度とから算出でき、各位置の検知精度を指定できるので、移動経路の各位置における検知誤差が指定した値を超えないように位置補正機の配置位置を経験者でなくても本プログラムを使って容易に設計することが可能となる。
【００１０】
本発明の一様態によれば、位置検知機により検知される移動体の位置に対して所定の位置で補正情報を与える位置補正機の配置位置を設計する方法であって、前記移動体の移動パターンに対する前記位置検知機の検知精度と、前記位置補正機に係わる検知精度とを記録し、前記移動体の移動経路において前記位置検知機に許される該移動体の位置の検知精度を設定し、前記移動経路に対応する移動パターンを前記移動体の移動パターンの中から一つ選択するまたは複数を該移動経路順に組み合わせて選択し、前記移動経路の任意位置に仮配置した前記位置補正機の検知精度と該仮配置した位置から移動経路に沿った前記移動体の移動に対応する前記選択された移動パターンの該当範囲の検知精度との集計が前記設定した検知精度の範囲に収まるように前記位置補正機の配置位置を算出し、該配置位置を前記仮配置した位置として前記算出を繰り返し、前記算出された配置位置を出力する、ようにする。
【００１１】
このようにすれば、一つ目の位置補正機から次に配置する位置補正機までに推定される移動体の推定位置と実際の位置との差を該当する移動パターンの検知精度と位置補正機の検知精度とから算出でき、各位置の検知精度を指定できるので、移動経路の各位置における検知誤差が指定した値を超えないように位置補正機の配置位置を設計することが可能となる。また、各種検知精度に基づいたこの設計は、経験を必要としない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、車両用走行路のレイアウトの一例を示した図である。本実施の形態では説明を簡単にするため、車両は走行路を示す斜線部を左回りに周回するものとする。この走行路を走行する車両の位置は、例えばその車両に取り付けられた車速センサ、ヨーレートセンサ、タイヤ角センサから取得したデータを基に車両位置が算出される自律航法で推定される。本実施の形態では車両位置検知機として従来から知られているこの自律航法を使用するものとする。
【００１３】
図２は、図１のレイアウトで示される走行路を車両が実線で示される走行イメージで走行する時の走行パターンや車両位置の検知場所を図１に対応させて記したもので、範囲２のように車両が旋回走行する所を「旋回」とし、範囲３のように直線走行する所を「直線」とし、範囲４のように例えば切り返しやスイッチバックなどをする所を「その他定型」としてパターンを示し、また、範囲１のように例えば光ビーコン送信機が設置され、範囲１を車両が通過した時の車両の推定位置が定点で検知されるようになっている場所を「定点検知」で示している。このように、走行路を走行する車両の走行パターンは走行場所ごとに分割できる。
【００１４】
そこで、上記に示す各走行パターンで車両を走行させたときに、自律航法で検知される車両の推定位置と実際の車両位置とのズレ量をこれらの走行パターンごとに測定しておく。但し、本実施の形態では上述した直線走行、旋回走行、切り返し、スイッチバックの４種の走行パターンについてのみ記載するが、走行パターンは走行路の形に応じて異なるため、各種の走行路に対応したその他の走行パターンのズレ量も測定しておくとなおよい。
【００１５】
以下に上記４種の走行パターンにおける各ズレ量の計算方法を示す。
図３は直線走行パターンを示す図で、車両が地点Ａ（始点）から地点Ｂ（終点）に直線走行した場合の実際の車両の軌跡を実線で示し、自律航法により検知された車両の推定位置の軌跡を点線で示している。図に示される記号ΔＳは進行方向における各軌跡の終点のズレ量であり、ΔＴは進行方向に対して垂直方向における各軌跡の終点のズレ量である。また、ΔＤは車両の実際の進行方向と自律航法により推定される進行方向との角度のズレ量である。これらのズレ量ΔＳ、ΔＴ、ΔＤは、車両を実際に直線走行させた時に自律航法で検知される軌跡と実際の走行軌跡とを比較するなどの実測をして求めることができる。
【００１６】
なお、この測定は、図１の走行路内での車両速度や路面状況などの各種条件、例えば所定速度や坂道などの条件を加えて実測することにより、より正確な実測データが得られる。
さて、実測で得られたΔＳ、ΔＴの２つの値から全体のズレ量を算出する。実測により得られた１００ｍ当たりのズレ量を夫々ΔＳ１、ΔＴ１とすると、車両がＬｍの直線走行を行なった場合のズレ量ΔＳ、ΔＴは、夫々以下の式１、式２により求めることができる。これらの式は、Ｌｍを１００ｍ単位で表したものと１００ｍ当たりのズレ量との積をとった形式で表される。
【００１７】
ΔＳ＝ΔＳ１＊Ｌ／１００・・・式1
ΔＴ＝ΔＴ１＊Ｌ／１００・・・式２
なお、本実施の形態でズレ量の単位を１００ｍとしているが、この単位は適宜決めてもよい。
【００１８】
次に、図４に示される旋回走行について説明する。
図４は半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の互いに異なる３種類の旋回走行パターンを示した図で、どの旋回走行パターンも同様にズレ量を算出することができるので、ここでは半径Ｒ１についてのみ説明する。
【００１９】
図には、車両が地点Ａ（始点）から地点Ｂ（終点）に半径Ｒ１の弧を描いて旋回走行する場合の車両の実際の軌跡が実線で示され、推定位置の軌跡が点線で示されている。このパターンで走行する車両の実際の走行軌跡の終点と自律航法により検知された軌跡の終点とのズレ量は進行方向にΔＳＲ１、それの垂直方向にΔＴＲ１、車両の実際の進行方向と自律航法による推定位置の軌跡が進行する方向との角度のズレ量がΔＤＲ１で表される。これらのズレ量は、直線走行パターンと同様な要領で実測することができる。
【００２０】
今、実測により求めた１００ｍ当たりのズレ量を夫々ΔＳ２、ΔＴ２とする。車両が半径Ｒ１の旋回走行でＬｍ進行した場合、ズレ量ΔＳＲ１については式１のΔＳ１をΔＳ２に置き換えることで、ΔＴＲ１については式２のΔＴ１をΔＴ２に置き換えることで求めることができる。
【００２１】
その他のパターンとして、図５は、地点Ａ（始点）と地点Ｂ（終点）が同一の位置で示され、車両が地点Ａから右斜め上方に弧を描いて進行した後、右斜め下方に弧を描いて進行し、同一経路を辿らずに直線走行で地点Ｂ（地点Ａの位置）に戻る切り返しパターンを示した図である。このパターンで走行する車両の実際の軌跡と自律航法により検知された軌跡との地点Ｂにおけるズレ量は進行方向にΔＳＰ１、それの垂直方向にΔＴＰ１、地点Ｂへの直線走行における実際の進行方向と自律航法の軌跡が進行する方向との角度のズレ量がΔＤＰ１で表される。また、図６は、車両が地点Ａから右斜め上方に弧を描いて進行して、同一経路を辿るように折り返して地点Ａに戻り、直線走行で地点Ｂに進行するスイッチバックパターンを示した図である。このパターンで走行する車両の実際の軌跡と自律航法により検知された軌跡との地点Ｂにおけるズレ量は進行方向にΔＳＰ２、それの垂直方向にΔＴＰ２、地点Ｂへの直線走行における実際の進行方向と自律航法の軌跡の進行方向との角度のズレ量がΔＤＰ２で表される。これらのΔＳＰ１、ΔＴＰ１及びΔＳＰ２、ΔＴＰ２は、直線走行パターンや旋回走行パターンと同様な要領で求めることができ、ここでの説明は省略する。さらに、前記以外の走行パターンも同様な要領でズレ量を算出することができる。
【００２２】
なお、これらのズレ量は上述した方法に限らず、使用する位置検知機の精度を記した資料などを基に算出するなど、各種の方法で算出してよい。
次に定点検知精度について述べる。
本実施の形態では、この定点検知範囲に光ビーコン送信機を設け、車両に搭載した光ビーコン受信機を介して車両の位置を定点検知するものとして説明するが、これ以外に所定の位置にセンサーを設置し車両にセンサーの読み取り部を設けるなどして定点検知させてもよい。
【００２３】
車両を定点検知の範囲内で検知する際、この範囲は広がりをもつため実際の車両位置と光ビーコン送信機から送られる電波を受信して検知した定点位置とにズレが生じる。このズレ量は、図７に示すように、実際は実線で示された走行軌跡上の地点Ａ（実線の×印）で検知されるところを点線の×印の位置に検知されてしまうことによって生じる。このズレ量は、矢印で示される車両の進行方向にΔＳＳ、それの垂直方向にΔＴＳ、互いの矢印で示される進行方向の角度のズレ量がΔＤＳで表される。
【００２４】
以上のような各種ズレ量を基に行なう光ビーコン送信機の配置位置設計装置を以下に説明する。
図８は、本装置のブロック図を示したものである。この図に示される１は、上記走行パターンに対応させて単位長さ当たりのズレ量などを記録しておく記録部であり、２は、走行路に対応する走行パターンの指定などをする入力部であり、３は、光ビーコン送信機の設定位置の算出などをする算出部であり、４は、液晶やＣＲＴなどのモニタ、プリンターなどの出力部である。
【００２５】
この構成の下、設計装置は図９に一例として示されたフローチャートに従って動作を行なう。
先ず、車両推定位置に必要な精度の情報Ｅｘ、Ｅｙが算出部３の中の図示されていない記憶部に記憶されているかの判断をし、記憶されていない場合には入力部２から精度情報を入力者に入力させる（Ｓ１０１）。続いて、走行レイアウトの経路順（図２における、旋回、直線と続く順）に走行パターンが前記記憶部に入力されているかの判断をし、記憶されていない場合には入力部２から走行パターンを入力者に入力させる（Ｓ１０２）。続いて、予め記録された例えば変数ｎ＝１、定点検知におけるズレ量ΔＳＳ、ΔＴＳや入口の光ビーコン送信機の配置情報などの初期設定情報を記録部１から読み出し、この定点検知におけるズレ量ΔＳＳ、ΔＴＳを記憶部に基本データとしてセットする。（Ｓ１０３）、さらに走行路のｎ（現段階ではｎ＝１）番目の走行パターン（図２の場合、直線パターン）の予め記録されたズレ量ΔＳ、ΔＴを記録部１から読み出す（Ｓ１０４）。ここで、前記記憶部にセットされた基本データΔＳＳ、ΔＴＳと読み出された走行パターンのズレ量ΔＳ、ΔＴの進行方向及びその垂直方向の夫々の和を算出部３で算出し、この算出結果ΔＳＳ´、ΔＴＳ´を記憶部の基本データとして再セットする（Ｓ１０５）。この夫々の算出結果は記憶部に記憶された精度情報Ｅｘ、Ｅｙと夫々比較され（Ｓ１０６）、どちらか一方でも算出結果が精度情報を上回っている場合、走行パターン（ｎ−１）の直後に光ビーコン送信機を配置する指示を記憶部にセットし、配置する光ビーコン送信機のズレ量ΔＳＳ、ΔＴＳを記憶部の基本データとして再度設定する（Ｓ１０７）。続いてステップＳ１０４からの処理を実行する。ステップＳ１０６で算出結果が精度情報を上回っていない場合、記憶部にｎ＋１番目の走行パターンのデータがあるかを判断し（Ｓ１０８）、データがある場合、ｎ＝ｎ＋１を設定して（Ｓ１０９）、ステップＳ１０４からの処理を実行する。ステップＳ１０８でデータがない場合、記憶部にセットされた光ビーコン送信機の配置指示を出力部４に出力し（Ｓ１１０）、本処理を終了する。
【００２６】
なお、本実施の形態では、車両が自律航法によって検知され始める走行路の入口に光ビーコン送信機を配置して定点検知させている場合について示したが、この配置は入口に限るものではない。
また、上記説明では、走行パターンと走行パターンの繋ぎ目に光ビーコン送信機を配置することについて説明したが、配置位置は走行パターンの途中であっても良く、この場合、各方向のズレ量ΔＳＳ´、ΔＴＳ´のどちらか一方がこれらに対応するＥｘ、Ｅｙの値を上回るようになる走行パターン上の位置（式１、２におけるＬの値）を算出して光ビーコン送信機の配置位置とし、この位置における定点検知のズレ量、該走行パターン上のこの位置から終点までのズレ量、さらに該走行パターンに続く他の走行パターンのズレ量の各方向に対する和のどちらか一方が対応するＥｘ、Ｅｙの値を上回るようになる位置を算出するようにすればよい。また、走行路を一つの走行パターンだけで示せる場合には、上述したような走行パターンの途中に光ビーコン送信機を配置させる方法を行なえばよい。
【００２７】
このように構成することにより、走行路レイアウト上の各位置の自律航法で検知される推定位置と実際の位置との誤差が指定した値を超えないように、最大の間隔で光ビーコン送信機の配置位置を設計することが可能となるので、光ビーコン送信機を後から追加したり減らしたりすることがなくなる。また、この設計は実測による走行パターンの検知精度や光ビーコン送信機の検知精度に基づいて行なえるので、経験のない人でも容易に設計できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、移動経路において検知される移動体の推定位置と実際の位置の差が指定した値を移動経路の各位置で超えないように位置補正機の配置位置を設計するため、各位置で検知精度が保たれ、過不足なく位置補正機を配置できる。
【００２９】
また、この設計は移動パターンにおける検知精度や位置補正機の検知精度に基づくため、経験の少ない人でも容易に設計できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用走行路のレイアウトの一例である。
【図２】図１のレイアウトで示される走行路を車両が走行するときの走行パターンを示した図である。
【図３】直線走行パターンにおけるズレ量を示す図である。
【図４】旋回走行パターンにおけるズレ量を示す図である。
【図５】切り返しパターンにおけるズレ量を示す図である。
【図６】スイッチバックパターンにおけるズレ量を示す図である。
【図７】定点検知におけるズレ量を示す図である。
【図８】本装置のブロック図である。
【図９】本装置の動作の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１  定点検知
２  旋回
３  直線
４  その他定型
【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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