(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力される超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波標識から出力される超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超音波標識の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正を行なうことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
【請求項２】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出し、
前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置。
【請求項３】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出し、
前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正し、
次回に誤差を修正する場合に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、
次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走行範囲を求め、
順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正することを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
【請求項４】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と少なくとも１つの超音波標識の距離を検出し自律移動体の走行位置の修正を行なうことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
【請求項５】
前記走行・誤差修正制御手段が、
自律移動体の走行を制御する走行部と、
自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を図る誤差修正部とを備えてなる請求項４に記載の自律移動体の走行位置修正装置。
【請求項６】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と、
自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出する測距手段を具備し、
前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正部を備え、
該誤差修正部が、次の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に示す第１乃至第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
▲１▼構造物との距離を把握して自律走行している場合に、１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出された距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第１の誤差修正手順。
▲２▼２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第２の誤差修正手順。
▲３▼３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する第３の誤差修正手順。
▲４▼前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正手順。
【請求項７】
自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と、
自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出する測距手段を具備し、
前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正部を備え、
該誤差修正部が、次の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に示す第１乃至第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置。
▲１▼構造物との距離を把握して自律走行している場合に、１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出された距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第１の誤差修正手順。
▲２▼２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第２の誤差修正手順。
▲３▼３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する第３の誤差修正手順。
▲４▼前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正する場合に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正手順。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律移動体に設けた走行距離検出手段および走行方向検出手段の検出結果をもとに走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動する自律移動体の走行位置を修正する装置に関するものであり、特に、自律移動体と任意の場所に設置した超音波標識の距離を検出し、検出された距離をもとに推定走行位置と実際の走行位置（本明細書中で「実際の走行位置」とは、「自律移動体の真の走行位置」の他に、「最も確からしい自律移動体の走行位置」あるいは「自律移動体の現在の走行位置」を含む概念をいう。以下同じ。）の誤差を修正する、自律移動体の走行位置修正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）
自律移動体は、通例、走行距離検出手段および走行方向検出手段を具備し、この走行距離検出手段、走行方向検出手段により検出された走行距離および走行方向をもとに走行位置を推定しながら、予め走行経路記憶手段に記憶された走行経路に基づいて所定の区域を自律走行する（例えば、自律移動体が本体の左右に設けた駆動輪により走行する場合は、駆動輪の回転数をもとに走行距離を検出し、ジャイロコンパスを用いることにより走行方向を検出している）。
【０００３】
しかしながら、検出された走行距離および走行方向には、それぞれの検出手段において発生する測定誤差や駆動輪のスリップ等に起因して多少なりとも誤差が含まれ、検出された走行距離および走行方向をもとに推定される走行位置と実際の走行位置との間に誤差が生じ得るため、誤差を速やかに修正する必要があった。
【０００４】
（従来技術）
従来、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するため、画像処理方式、反射板とレーザ光を利用した方式等が提案されている。
【０００５】
このうち、画像処理方式は、目標物として利用する木や、人工的な標識の位置および画像データを予め自律移動体に記憶させておき、自律移動体に設けたカメラにより撮影された画像と予め記憶された画像データとを比較照合し、目標物の位置の誤差を検出し、誤差がある場合にはその誤差を計算して推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するものである。
【０００６】
一方、反射板とレーザ光を利用した方式は、自律移動体からレーザ光を出力し、所定の位置に予め設置してある反射板によってレーザ光が反射されて戻ってきた時、レーザ光の戻ってきた角度などの情報をもとに走行位置を確認し、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するものである。
【０００７】
しかしながら、画像処理方式にあっては、
▲１▼太陽など外乱光による影響を受けやすい；
▲２▼画像処理を行なうことから処理が複雑となり、リアルタイム処理が困難である；
という問題点があった。
【０００８】
また、反射板とレーザ光を利用した方式にあっては、
▲１▼太陽光など外乱光の影響を受けやすいため、レーザ光が反射されて戻ってきた時に誤反射か否かの検出を行なわなければならず処理が複雑になる；
▲２▼走行位置を確認できるのは、自律移動体が反射板の前を通過した時のみであり、反射板と自律移動体との距離に関する情報を得られないことから、廊下などにおいて走行距離の誤差を修正する手段としてしか使えないため汎用性がない；
という問題点があった。
【０００９】
更に、最近では、警備用の自律移動体として、所定の区域を警備員の代わりに巡回し、火災や侵入者などの異常の有無を確認する自律移動体が提案されている。
【００１０】
この警備用の自律移動体は、自律移動体に搭載した異常検知センサが火災や侵入者などの異常を検知すると、異常を検知した方向へ向きを変えたり、異常を検知した方向へ接近するなどして詳しい状況を確認するものであり、予め定められた走行経路のみを走行する自律移動体と比べると、推定走行位置と実際の走行位置との間に誤差が生じ易く、その分発生した誤差を修正する頻度乃至必要性が高い。このため、予め設定された走行経路を離れて走行した場合に、設定された走行経路に復帰できるよう推定走行位置と実際の走行位置の誤差を速やかに修正する必要があった。また、この警備用の自律移動体にあっては、予め設定する走行経路を、警備先のあらゆる要望に応じて設定できるようにすることが通例求められるが、その場合、走行経路には通路だけではなく、例えば、屋外や、体育館あるいは倉庫などの広いスペースが含まれることがあり、その際、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するため上記の画像処理方式や、反射板とレーザ光を利用した方式を適用しても、予め設定された走行経路を離れた場所において、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正するには、予め設定された走行経路を離れた場所にも目標物あるいは反射板を多数設けなければならなかった。さらに、屋外、体育館あるいは倉庫においては、構造物例えば壁面と自律移動体との距離を検出することが必ずしも容易ではなく、壁面との距離を検出できない場合には、前記の画像処理方式や反射板とレーザ光を利用した方式では、自律移動体の正確な走行位置を検出することは困難であった。
【００１１】
かかる状況下において、警備用の自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する手段として、超音波標識を利用して誤差を修正する方式が提案されている。この方式は、
（１）超音波標識に、予め識別番号（ＩＤ番号）を設定し、
（２）自律移動体が、超音波標識に対し識別番号を指定する情報を含む電波を出力すると、超音波標識は、受信した電波に含まれる識別番号と、予め設定された識別番号が一致した場合に超音波を返送し、
（３）自律移動体が、超音波標識から返送された超音波を検出すると、電波を出力してから超音波を受信するまでの時間をもとに自律移動体と超音波標識との距離を検出し、
（４）その後、予め記憶してある超音波標識の位置と検出された距離をもとに、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する、
ものであり、自律移動体と超音波標識の間で電波と超音波による送受信が可能な場所であれば、自律移動体と超音波標識との距離の検出が可能なため、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正することができるが、次の▲１▼乃至▲５▼の問題点を有していた。すなわち、
▲１▼超音波標識に電波を受信するためのシステム、および受信した電波に含まれる識別番号を認識するためのシステムを組込まなければならず、超音波標識の構造が複雑になり、小型化することが容易ではなく、さらには消費電力も大きい；
▲２▼受信した電波に含まれる識別番号を認識する処理時間が厳密に一定ではなく、処理時間の違いから距離の測定結果に誤差が生ずる（例えば、超音波は約３４０ｍ／秒で伝達するので、０．００１秒の違いでも±３４ｃｍの測定誤差が生じる）；
▲３▼自律移動体と超音波標識との間に障害物が存在する場合、自律移動体から出力された電波が超音波標識に到達し超音波標識から超音波を返送する際、超音波標識から返送された超音波は障害物により遮られて自律移動体へ直接到達せず、周囲で反射した反射波が自律移動体に到達するため、反射波が迂回した分だけ距離の測定結果に誤差が生ずる；
▲４▼自律移動体の走行経路中に廊下や屋外が混在する場合、それぞれの場所において、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を最も効率的かつ効果的に修正する手順が異なる；
▲５▼誤差の修正を複数の超音波標識からの距離を検出して行なおうとする場合に、障害物などの影響により１つの超音波標識からの距離しか検出できなかった場合、従来の方法では誤差の修正を行なえない；
という▲１▼乃至▲５▼の問題点があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、所定の区域を移動する自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正するために利用する超音波標識の構成を単純化し、処理時間の一定化が図れる自律移動体の走行位置修正装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、誤った距離情報を取得することなく走行位置の修正が図れ、信頼性の高い自律移動体の走行位置修正装置を提供することにある。
【００１４】
本発明のもう一つ他の目的は、自律移動体が走行する場所に応じて最適な誤差修正手順を自動的に選択して切換え、走行位置の誤差の修正が図れる自律移動体の走行位置修正装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更にもう一つ他の目的は、複数の超音波標識からの距離を検出して自律移動体の走行位置の誤差を修正しようとする時に、障害物などの影響により１つの超音波標識からの距離しか検出できない場合でも、走行位置の誤差の修正を的確に図れる自律移動体の走行位置修正装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力される超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波標識から出力される超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超音波標識の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正を行なうことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置である。
【００１７】
本願の請求項２に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出し、
前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体との走行位置修正装置である。
【００１８】
本願の請求項３に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し、
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と超音波標識の距離を検出し、
前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正し、
次回に誤差を修正する場合に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、
次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走行範囲を求め、
順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正することを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置である。
【００１９】
本願の請求項４に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを具備し
自律移動体から出力された赤外線に応答して超音波標識から出力された超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間をもとに自律移動体と少なくとも１つの超音波標識の距離を検出し自律移動体の走行位置の修正を行なうことを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置である。
【００２０】
本願の請求項５に係る発明は、上記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体の走行を制御する走行部と、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を図る誤差修正部を備えてなる自律移動体の走行位置修正装置である。
【００２１】
本願の請求項６に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と
自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出する測距手段を具備し、
前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正部を備え、
該誤差修正部が、次の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に示す第１乃至第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置である。
▲１▼構造物との距離を把握して自律走行している場合に、１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出された距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第１の誤差修正手順。
▲２▼２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第２の誤差修正手順。
▲３▼３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する第３の誤差修正手順。
▲４▼前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とし、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正手順。
【００２２】
本願の請求項７に係る発明は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する自律移動体の走行位置修正装置であって、
自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、
自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、
自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、
前記走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、
赤外線を出力する赤外線出力手段と、
超音波標識が出力する超音波を検出する超音波検出手段と、
前記赤外線出力手段が赤外線を出力してから前記超音波検出手段が超音波標識から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する計時手段と、
該計時手段により計時された応答時間をもとに、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段と、
自律移動体の走行方向に存在する構造物との距離を検出する測距手段を具備し、
前記走行・誤差修正制御手段が、自律移動体と超音波標識との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正部を備え、
該誤差修正部が、次の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に示す第１乃至第４の誤差修正手順を記憶していることを特徴とする自律移動体の走行位置修正装置である。
▲１▼構造物との距離を把握して自律走行している場合に、１つの超音波標識との距離を検出し、構造物から検出された距離離隔した直線と、超音波標識を中心として、検出された距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第１の誤差修正手順。
▲２▼２つの超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求め、更に、求められた交点と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正する第２の誤差修正手順。
▲３▼３つ以上の超音波標識と自律移動体との距離をそれぞれ検出し、それぞれの超音波標識を中心とし、検出されたそれぞれの距離を半径とする円弧との交点を求めて実際の走行位置を求め、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する第３の誤差修正手順。
▲４▼前記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、前記走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正する場合に備え、前記走行経路記憶手段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、次回に誤差を修正する場合には、前記走行位置推定手段により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、前記走行距離検出手段および前記走行方向検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正する第４の誤差修正手順。
【００２３】
【発明の実施の形態】
自律移動体の走行位置修正装置は、自律移動体が走行距離および走行方向を検出して走行位置を推定しながら予め設定された走行経路に基づいて所定の区域を自律移動するに際し、任意の位置に設置され自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波を出力する超音波標識を利用して、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正を図り、その際、検出された超音波標識との距離数に応じてを誤差修正手順が選択され自動的に切換わる。
【００２４】
そして、自律移動体から出力される赤外線に応答して超音波標識から出力される超音波を自律移動体が受信するまでの応答時間を計測し、自律移動体と超音波標識の距離を検出して自律移動体の走行位置の修正を行なう。
【００２５】
走行位置修正装置は、自律移動体を走行制御するとともに、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう走行・誤差修正制御手段と、自律移動体の走行経路および超音波標識の位置を記憶している走行経路記憶手段と、自律移動体の走行距離を検出する走行距離検出手段と、自律移動体の走行方向を検出する走行方向検出手段と、走行距離検出手段および走行方向検出手段により求められた走行距離および走行方向から自律移動体の走行位置を推定する走行位置推定手段と、自律移動体と超音波標識との距離を検出する距離検出手段とを含んで構成されている。
【００２６】
走行・誤差修正制御手段は、誤差修正部を含んで構成され、誤差修正部は、記走行位置推定手段により推定された推定走行位置をもとに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、走行距離検出手段および走行検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、距離検出手段により自律移動体との距離が検出された超音波標識について、走行経路記憶手段に記憶された当該超音波標識の位置を中心として、検出された自律移動体と当該超音波標識との距離を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲と推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧の重心を求めて自律移動体の実際の走行位置とすることにより推定走行位置と実際の走行位置との誤差を修正し、次回に誤差を修正する場合に備え、走行経路記憶手段に記憶された超音波標識の位置データと超音波標識の実際の位置データとの誤差により生じる自律移動体と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差を考慮し、求められた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を予め求めておき、次回に誤差を修正する場合には、走行位置推定手段により推定された走行位置に求めた推定予想位置円の円弧の重心が有する誤差の範囲を重ね合わせ、さらに自律移動体の走行にともない発生が予想される誤差範囲である、走行距離検出手段および走行方向検出手段の検出誤差により発生する誤差範囲を重ね合わせて新たな推定走行範囲を求め、順次、自律移動体の推定走行範囲を更新することにより推定走行範囲と実際の走行位置との誤差を修正する誤差修正手順を少なくとも記憶している。
【００２７】
超音波標識は、任意の位置に設置され、自律移動体から出力された赤外線を検出する赤外線検出手段と、赤外線検出手段が自律移動体から出力された赤外線を検出すると超音波を出力する超音波出力手段を具備している。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明に係る自律移動体の走行位置修正装置について、図１、図２に基づき具体的に説明する。
【００２９】
図１は走行位置修正装置及び超音波標識の構成を示すブロック図、図２は走行位置修正装置を構成する走行・誤差修正制御手段の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１および図２において、自律移動体の走行位置修正装置１は、自律移動体１０に搭載される。
【００３１】
この走行位置修正装置１は、走行・誤差修正制御手段１１、走行経路記憶手段１２、走行距離検出手段１３、走行方向検出手段１４、走行位置推定手段１５、赤外線出力手段１６、超音波検出手段１７、計時手段１８、距離検出手段１９、測距手段２０、信号入出力手段２１を具備している。前記赤外線出力手段１６、超音波検出手段１７、計時手段１８、距離検出手段１９は超音波標識５０との距離を検出することに寄与する
【００３２】
自律移動体１０は、予め前記走行経路記憶手段１２に記憶された走行経路に基づき、前記走行距離検出手段１３および走行方向検出手段１４により検出された走行距離および走行方向をもとに、前記走行位置推定手段１５により走行位置を推定しながら走行する。
【００３３】
前記走行・誤差修正制御手段１１は、自律移動体１０を走行制御するとともに、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置との誤差の修正を行なう。
【００３４】
このため、前記走行・誤差修正制御手段１１は、自律移動体１０の走行を制御する走行部１１Ａと、自律移動体１０と超音波標識５０との距離が検出された検出距離数に基づいて、記憶された誤差修正手順のうちから最適の誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正を図る誤差修正部１１Ｂを備えている。
【００３５】
更に、前記誤差修正部１１Ｂは、後述の内容の第１乃至第４の各誤差修正手順（アルゴリズム）を記憶している第１乃至第４の各誤差修正手順記憶部１１Ｂ１，１１Ｂ２，１１Ｂ３，１１Ｂ４と、これらの第１乃至第４の誤差修正手順記憶部１１Ｂ１，１１Ｂ２，１１Ｂ３，１１Ｂ４に記憶された誤差修正手順のうちから最適な誤差修正手順を選択する誤差修正手順選択方法記憶部１１Ｂ５を備えている。
【００３６】
前記走行経路記憶手段１２は、予め設定された自律移動体１０の走行経路を記憶するとともに超音波標識の位置を記憶する。
【００３７】
前記走行距離検出手段１３は、自律移動体１０の左右に設けた駆動輪の回転数を求めて走行距離を検出する。
【００３８】
前記走行方向検出手段１４は、ジャイロコンパスにより走行方向を検出する。自律移動体１０が本体の左右に設けた駆動輪によって走行する場合には、左右の駆動輪の回転数の差などをもとに走行方向を検出する。
【００３９】
前記走行位置推定手段１５は、前記走行距離検出手段１３および前記走行方向検出手段１４により求められた走行距離および走行方向から自律移動体１０が現在どの位置を走行しているかを求め、その検出結果をもとに、自律移動体１０の走行位置を推定する。そして、この推定走行位置と予め記憶された走行経路を照合することにより、自律移動体１０は予め定められた経路を走行する。
【００４０】
前記赤外線出力手段１６は、超音波標識５０（５０Ａ，５０Ｂ，‥‥，５０Ｎ）との距離を検出しようとする時に超音波標識５０に対して赤外線を出力する。このとき、赤外線をパルス出力することにより、超音波標識５０が外乱光によって誤作動（誤って超音波を返送）することを防止する。なお、このとき自律移動体１０と超音波標識５０の位置関係をもとに、距離を検出しようとする超音波標識が存在すると予想される方向にのみ赤外線を出力してもよい。
【００４１】
このことにより、例えば、自律移動体１０からほぼ同じ距離に複数の超音波標識５０が存在する場合でも、任意の超音波標識５０との距離を検出できる（全方向に赤外線を出力すると、この場合、ほぼ同じタイミングで超音波標識５０から返送された超音波を受信するため、どの超音波標識５０から返送された超音波かを識別できない恐れがある）。
【００４２】
前記超音波検出手段１７は、超音波標識５０から出力された超音波を検出する。
【００４３】
前記計時手段１８は、前記赤外線出力手段１６が赤外線を出力してから前記超音波検出手段１７が超音波標識５０から出力された超音波を検出するまでの応答時間を計時する。
【００４４】
前記距離検出手段１９は、前記計時手段１８により計時された応答時間をもとに自律移動体１０と超音波標識５０の距離を検出する。本発明においては、赤外線および超音波により送受信しており、自律移動体１０から出力された赤外線が超音波標識５０に到達するまでの時間を無視できるため、応答時間（秒）×音速（ｍ／秒）を自律移動体１０と超音波標識５０の距離とみなすことができる。
【００４５】
実際の距離検出においては、超音波標識５０において赤外線を受信してから超音波を出力するまでのタイムラグを考慮して、計時された応答時間に補正を加えたり、自律移動体周囲の温度を考慮して音速に補正を加えることで距離の検出精度を向上させることができる。ちなみに、大気中における音速Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）は、気温をｔ（℃）とすると、数１で表され、超音波標識から出力された超音波は、この式で表される速度で大気中を伝達するので気温による補正を行なう。
【数１】
0004355886.tif 000002
すなわち、例えば、
（１）自律移動体に温度検出手段を設けて自律移動体の周囲の気温を検出し、上式に検出された気温を代入して音速を補正する；
あるいは、
（２）季節や時間帯、場所（屋内か屋外か、あるいは空調の有無）に応じて、それぞれ予想される気温を上式に代入して予め音速を求めておき、それを季節や時間帯あるいは場所によって使い分ける。
【００４６】
前記測距手段２０はセンサにより構成され、自律移動体１０が通路を走行する際、構造物（例えば壁面）との距離を一定に保って走行することにより、走行経路から外れないようにする［自律移動体１０が壁面との距離を一定に保って走行するために、自律移動体１０の側面に構造物との距離を検出するセンサ（例えば、超音波センサ）を設置し、構造物との距離を検出して構造物との距離を一定に保つようにしながら走行する］。
【００４７】
前記走行経路記憶手段１２、走行距離検出手段１３、走行方向検出手段１４、走行位置推定手段１５、赤外線出力手段１６、超音波検出手段１７、計時手段１８、距離検出手段１９、測距手段２０の各手段は、自律移動体内部の信号入出力手段２１を介して前記走行・誤差修正制御手段１１に接続されている。
【００４８】
超音波標識５０は、赤外線検出手段５１および超音波出力手段５２を備えており、前記赤外線検出手段５１は、自律移動体１０から出力された赤外線を検出する。このとき、外乱光の影響により誤検出しないよう、パルス出力された赤外線を検出した時に、自律移動体１０から出力された赤外線であると判断する。
【００４９】
前記超音波出力手段５２は、前記赤外線検出手段５１が赤外線を検出すると、自律移動体１０に対する応答として超音波を出力する。
【００５０】
自律移動体１０は、所定時間毎、方向転換の後、前回誤差を修正してから所定時間あるいは所定距離を走行した時など、任意の条件を満たしたとき、あるいは、予め設定された走行経路の地図情報に含まれている誤差修正の命令に従って、超音波標識との距離を検出し、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００５１】
以下に、超音波標識５０を利用して自律移動体１０と超音波標識５０の間の距離を測定する場合を、図３、図４、図７、図１０に示すフローチャート、図５、図６、図８、図９、図１１、図１２に示すタイムチャートにより説明する。
【００５２】
１−１．自律移動体が１つの超音波標識との距離を検出する場合：
図３に自律移動体が１つの超音波標識との距離を検出する場合の自律移動体（走行位置修正装置）における処理を示すフローチャートを、図４に超音波標識が超音波を出力する場合の処理を示すフローチャートを、図５に自律移動体と超音波標識との距離が検出された場合のタイムチャートを、図６に自律移動体と超音波標識との距離が検出できない場合のタイムチャートを示す。
【００５３】
先ず、図３、図５、図６を参照しながら、自律移動体が１つの超音波標識との距離を検出する場合を説明する。
▲１▼予想応答時間の算出（Ｓ１）
予め設定された走行経路の地図情報を参照するとともに、自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出する対象となる超音波標識５０の位置をもとに、自律移動体１０と超音波標識５０の距離を求め、自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を検出するまでの予想時間である予想応答時間Ｔ１を算出する。なお、予想応答時間Ｔ１を算出するのは、自律移動体１０と超音波標識５０との距離を検出する動作が無用に長くなることを防止し、かつ、距離を検出する超音波標識５０を限定するためである。予想応答時間Ｔ１を算出しておくことにより、超音波標識５０から超音波が返送されなかった場合に、予想応答時間Ｔ１の経過（実際には測定誤差αを考慮したＴ１＋αの経過）をもって超音波標識５０との距離を検出する動作を停止させる。
また、自律移動体１０から出力された赤外線が到達する範囲に複数の超音波標識５０Ａ，５０Ｂ，‥‥，５０Ｎが存在する場合に、距離を検出しようとした超音波標識、例えば５０Ａとは別の超音波標識、例えば５０Ｂから返送された超音波を検出しても、予想応答時間Ｔ１と測定された応答時間Ｔが異なることから識別でき、誤った距離の検出を防ぐことができる。これを利用して誤差の修正を行うのに最も適する超音波標識を選択して距離を検出することも可能である。
▲２▼赤外線出力（Ｓ２）
自律移動体１０から超音波標識５０に対して赤外線を出力する。
このとき、赤外線をパルス出力とすることにより、超音波標識５０が外乱光により誤作動（誤って超音波を返送）することが回避される。
▲３▼計時開始（Ｓ３）
自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を検出するまでの時間を計時するため、赤外線を出力するのと同時に計時を開始する。
▲４▼超音波検出？（Ｓ４）
超音波検出手段１７により、超音波標識５０から出力された超音波を検出したか否かを判断する。超音波を検出した場合はステップ５へ、検出しなかった場合はステップ７へ進む。
▲５▼応答時間検出（Ｓ５）
超音波を検出すると同時に応答時間Ｔ（赤外線を出力してから超音波を検出するまでの時間）を検出する。
▲６▼距離算出（Ｓ６）
ステップ５で検出された応答時間Ｔをもとに、自律移動体１０と超音波標識５０の間の距離を算出する。
▲７▼予想応答時間経過？（Ｓ７）
距離を検出しようとする超音波標識５０から超音波が返送されてくると予想される時間が経過したか否かを判断する。
このとき、推定走行位置と実際の走行位置に誤差があることを考慮し、余裕を持たせるためにステップ１で算出した予想応答時間に所定時間を加えたものを判断基準とする。予想応答時間が経過した場合はステップ８へ、経過していない場合はステップ４へ進む。
▲８▼計時終了（Ｓ８）
予想応答時間が経過しても超音波が検出されない場合は計時を終了する。
この場合には自律移動体１０と超音波標識５０の間の距離を検出できない。
【００５４】
１−２．超音波標識が超音波を出力する場合：
図４を参照しながら、超音波標識が超音波を出力する場合を説明する。
▲１▼赤外線受信？（Ｓ１１）
赤外線検出手段５１が自律移動体１０から出力された赤外線を受信したか否かを判断する。なお、外乱光による誤検出を防止するため、受信した赤外線がパルス出力であった場合に、自律移動体１０から出力された赤外線を受信したと判断する。自律移動体１０から出力された赤外線を受信したと判断した場合はステップ１２へ進む。
▲２▼超音波出力（Ｓ１２）
赤外線を受信したため、応答出力である超音波を超音波出力手段５２から出力する。
【００５５】
２．自律移動体が所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出しようとする場
合；                                                                
図７に自律移動体が所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出しようとする場合の処理を示すフローチャートを、図８に自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥ｌｍが検出された場合のタイムチャートを、図９に自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥，ｌｍのうち距離ｌｍを検出できない場合（予想時間Ｔｍ＋αの経過により計時を終了する場合）のタイムチャートを示す。
【００５６】
図７乃至図９を参照しながら自律移動体が所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出しようとする場合を説明する。
なお、ここでは、距離を検出しようとする超音波標識５０の数をｍ個とし、自律移動体に近い順に１，２，・・，ｎ番目の超音波標識と表現する。
また、ｎ番目の超音波標識から超音波が返送されるまでの予想応答時間をＴｎ、自律移動体とｎ番目の超音波標識の距離をｌｎとする。
▲１▼予想応答時間算出（Ｓ２１）
自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出しようとするそれぞれの超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎの位置をもとに、自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信するまでの予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）をそれぞれ算出する。
▲２▼赤外線出力（Ｓ２２）
自律移動体１０から超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎに対して赤外線を出力する。赤外線はパルス出力とすることにより、超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎが外乱光により誤作動することを防止する。なお、このとき自律移動体１０と超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎの位置関係をもとに、距離を計測しようとする超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎが存在すると予想される方向にのみ赤外線を出力するようにするとよい。
▲３▼計時開始（Ｓ２３）
自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信するまでの時間を計測するため、赤外線が出力されるのと同時に計時を開始する。
▲４▼超音波の検出？（Ｓ２４）
超音波検出手段１７が超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎから出力された超音波を受信したか否かを検出する。超音波を検出した場合はステップ２５へ、検出しなかった場合はステップ２９へ進む。
▲５▼応答時間の検出（Ｓ２５）
超音波を検出すると同時に応答時間Ｔを検出する。
▲６▼予想応答時間と照合（Ｓ２６）
ステップ２５で検出された応答時間Ｔとステップ２１で算出した予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）を照合し、どの超音波標識５０Ａ、５０Ｂ，‥‥，５０Ｎから返送された超音波であるのかを判断する。なお、このとき照合対象として用いるＴｎは、自律移動体１０の走行位置の誤差、各検出手段における測定誤差等を考慮してＴｎ±α（αは誤差をもとに設定）を用いる。
▲７▼距離算出（Ｓ２７）
ステップ２５で検出された応答時間Ｔ、およびステップ２６における照合結果をもとに、自律移動体１０とｎ番目の超音波標識５０Ｎの間の距離ｌｎを算出する。なお、より正確に距離を算出しようとするには、自律移動体１０の周囲の大気温度もとに補正を加える。
▲８▼距離ｌｍ算出？（Ｓ２８）
ステップ２７で算出された距離が、自律移動体１０とｍ番目の超音波標識５０Ｍとの距離ｌｍであるか否かを判断する。ｍ番目の標識との距離ｌｍが算出された場合は距離検出動作を終了し、異なる場合はステップ２９へ進む。
▲９▼Ｔｍ経過？（ステップ２９）
距離を測定しようとするｍ番目の超音波標識５０Ｍから超音波が返送されてくると予想される時間Ｔｍが経過したか否かを判断する。このとき、推定された走行位置と実際の走行位置に誤差があることを考慮し、余裕を持たせるためにステップ２１で算出した予想応答時間Ｔｍに所定時間を加えたものを比較対象とする。予想応答時間が経過した場合は距離の検出を終了し、経過していなければステップ２４へ進む。なお、超音波標識５０の配置によっては、自律移動体１０からの距離を有効に測定できる範囲内に、超音波標識５０がｍ個より少ない数しか存在しない場合も考えられる。この場合、Ｔｍをそのまま用いると距離の検出時間が長くなるので、有効に距離の測定を行える範囲から逆算して求めた最長の応答時間Ｔｍ’をＴｍの代わりに用いる。
【００５７】
３．自律移動体が所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の複数の数より
少ない数）の超音波標識との距離を検出する場合：                      
図１０に自律移動体が所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の複数の数より少ない数）の超音波標識との距離を検出する場合の処理を示すフローチャートを、図１１に自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１，ｌ２，‥‥，ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例えば、ｌ１，ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出される場合のタイムチャートを、図１２に自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１，ｌ２，‥‥，ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例えば、ｌ１，ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出できない場合のタイムチャートを示す。
【００５８】
図１０乃至図１２を参照しながら、自律移動体が所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の複数の数より少ない数）の超音波標識との距離を検出する場合を説明する。
なお、図７の場合と同様に、距離を検出しようとする超音波標識５０の数をｍ個とし、自律移動体に近い順に１，２，・・，ｎ番目の超音波標識とし、また、ｎ番目の超音波標識から超音波が返送されるまでの予想応答時間をＴｎ、自律移動体とｎ番目の超音波標識の距離をｌｎとする。
図１０のフローチャートでは、ｍ個の超音波標識のうち、ａ個の超音波標識との距離が検出された時に距離の検出を終了する。これは、確実に所定数の超音波標識との距離を検出することと、距離の検出にかかる時間を必要最小限にすることを両立するものである。
▲１▼Ｋ＝０（Ｓ３１）
Ｋの値（自律移動体１０との距離が検出された超音波標識の数を表わす）を初期設定する。
▲２▼予想応答時間算出（Ｓ３２）
自律移動体１０の推定走行位置と、距離を検出しようとするそれぞれの超音波標識５０の位置をもとに、自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信するまでの予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）をそれぞれ算出する。
▲３▼赤外線出力（Ｓ３３）、計時開始（Ｓ３４）
自律移動体１０から超音波標識５０に対して赤外線を出力する。赤外線はパルス出力とし、超音波標識５０が外乱光により誤作動することを防止する。なお、このとき自律移動体１０と超音波標識５０の位置関係をもとに、距離を計測しようとする超音波標識５０が存在すると予想される方向にのみ赤外線を出力するとよい。
その後、自律移動体１０が赤外線を出力してから超音波を受信するまでの時間を計測するために赤外線を出力するのと同時に計時を開始する（Ｓ３４）。
▲４▼超音波検出？（Ｓ３５）
超音波検出手段１７が超音波標識５０から出力された超音波を受信したか否かを検出する。超音波を検出した場合はステップ３６へ、検出しなかった場合はステップ４１へ進む。
▲５▼応答時間検出（Ｓ３６）、予想応答時間と照合（Ｓ３７）
超音波を検出すると同時に応答経過時間Ｔを検出する（Ｓ３６）。
その後、ステップ３６で検出された応答時間Ｔとステップ３２で算出した予想応答時間（Ｔ１，Ｔ２，・・，Ｔｍ）を照合し、どの超音波標識５０から超音波が返送されたのかを判断する。
▲６▼距離算出（Ｓ３８）
ステップ３６で検出された応答経過時間Ｔおよびステップ３７における照合結果をもとに、自律移動体１０とｎ番目の超音波標識５０Ｎの間の距離ｌｎを算出する。
▲７▼Ｋ＝Ｋ＋１（Ｓ３９）、Ｋ＝ａ？（Ｓ４０）
超音波標識５０との距離が検出されたので、Ｋの値に１加える。
Ｋとａを比較し、距離が検出された超音波標識５０の数がａ個となったか否かを判断する（Ｓ４０）。ａ個になれば距離の検出を終了し、ａ個に達しなければステップ４１へ進む。
▲８▼Ｔｍ経過？（Ｓ４１）
距離を測定しようとするｍ番目の超音波標識５０Ｍから超音波が返送されてくると予想される時間Ｔｍが経過したか否かを判断する。このとき、推定走行位置と実際の走行位置に誤差があることを考慮し、余裕を持たせるためにステップ３２で算出した予想応答時間Ｔｍに所定時間を加えたものを比較対象とする。予想応答時間が経過した場合は距離の検出を終了し、経過していなければステップ３５へ進む。
なお、超音波標識５０の配置によっては、自律移動体１０からの距離を有効に測定できる範囲内に、超音波標識がｍ個より少ない数しか存在しない場合も考えられる。この場合、Ｔｍをそのまま用いると、無用に距離の検出時間が長くなるので、有効に距離の測定を行える範囲から逆算して求めた最長の応答時間Ｔｍ’をＴｍの代わりに用いる。
【００５９】
以上の通り、図３、図４、図７、図１０に示すフローチャートにしたがって、自律移動体１０は超音波標識５０との距離を検出する。
【００６０】
（誤差修正手順）
自律移動体１０と超音波標識５０との間の距離が検出された後、それを利用して自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
誤差の修正は、前記第１乃至第４の誤差修正手順記憶部１１Ｂ１、１１Ｂ２，１１Ｂ３，１１Ｂ４に記憶された誤差修正手順を用いる。
【００６１】
（第１の誤差修正手順記憶部１１Ｂ１に記憶された誤差修正手順）
▲１▼第１の誤差修正手順（図１３参照）：
主に通路などで、１つの超音波標識との距離を利用して誤差修正を行なう場合で、自律移動体１０が、構造物（対象物）の例えば壁面８０に沿って走行する際に有効な誤差修正手順である。
自律移動体１０に設けた測距手段２０により、自律移動体１０と壁面８０との距離Ｌ、及び１つの超音波標識５０との距離ｌ１を検出する。壁面８０から距離Ｌ離隔した直線（図１３における自律移動体１０直進ライン）Ｒと、該超音波標識５０を中心として距離ｌ１を半径とする円弧との交点Ｆ１，Ｆ１’を求め、更に、求められた２つの交点Ｆ１，Ｆ１’と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置Ｆ１を求め、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置Ｆ１との誤差を修正する。かくして、自律移動体１０の実際の走行位置Ｆ１は特定される。
【００６２】
（第２の誤差修正手順記憶部１１Ｂ２に記憶された誤差修正手順）
▲２▼第２の誤差修正手順（図１４参照）：
主に屋外などで、２個の超音波標識５０との距離を利用して誤差修正を行なう場合で、複数の超音波標識５０Ａ，５０Ｂとの距離ｌ１，ｌ２を検出し、それぞれの超音波標識５０Ａ，５０Ｂを中心として、それぞれ検出された距離ｌ１，ｌ２を半径とする円弧との交点Ｆ１，Ｆ２を求め、さらに求められた交点Ｆ１，Ｆ２と推定走行位置とを照合することにより実際の走行位置Ｆ１を求め、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する（この場合、求められる交点Ｆ１，Ｆ２は２箇所であるが、推定走行位置との照合により、自律移動体１０の実際の走行位置Ｆ１は１箇所に特定する）。
【００６３】
（第３の誤差修正手順記憶部１１Ｂ３に記憶された誤差修正手順）
▲３▼第３の誤差修正手順（図１５参照）：
主に屋外などで、複数（３個以上）の超音波標識５０との距離を利用して誤差修正を行なう場合で、複数の超音波標識５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，‥‥との距離ｌ１，ｌ２，ｌ３，‥‥を検出し、それぞれの超音波標識５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，‥‥を中心として、それぞれ検出された距離ｌ１，ｌ２，ｌ３，‥‥を半径とする各円弧との交点Ｆ１を求め、さらに推定走行位置と照合することにより自律移動体１０の実際の走行位置を求め、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置Ｆ１の誤差を修正する。
【００６４】
（第４の誤差修正手順記憶部１１Ｂ４に記憶された誤差修正手順）
▲４▼第４の誤差修正手順（図１６乃至図１８参照）：
主に屋外などで、１つの超音波標識との距離を利用して誤差修正を行なう場合に有効な誤差修正手順である。
第４の誤差修正手順は次の通りである。
（１）まず、超音波が返送されてくる時間をもとに、自律移動体１０と超音波標識５０との距離ｌ１を求める（第１のステップ；図１６および図１７（Ａ）。
（２）次に、前記走行位置推定手段１５により推定された推定走行位置をもとに自律移動体１０の走行にともない発生が予想される誤差範囲（自律移動体１０が走行するにつれて発生する、前記走行距離検出手段１３および前記走行方向検出手段１４の検出誤差により発生する前後左右方向の誤差範囲）を求めて重ね合わせて推定走行範囲を求める（第２のステップ；推定走行範囲の求め方は段落番号【００６５】において詳述する。図１６及び図１７において符号Ｕで示される範囲である）。なお、２回目以降の誤差修正の場合は、自律移動体１０の現在位置に後記第８のステップで求めた推定される現在の走行範囲を重ね合わせ、更に、（前回誤差修正が行なわれてから走行した分によって発生した）誤差範囲を重ね合わせることにより新たな推定走行範囲を求める。
（３）前記距離検出手段１９により自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０について、前記走行経路記憶手段１２に記憶された当該超音波標識５０の位置（座標）を中心として、検出された自律移動体１０と当該超音波標識５０との距離ｌ１を半径とする推定予想位置円を求める（第３のステップ；図１６および図１７（Ａ）参照）。
（４）さらに、推定走行範囲Ｕと推定予想位置円とが重複する部位である推定予想位置円の線分（円弧）を求める。自律移動体１０は、一応この線分上のいずれかに居るとする（第４のステップ）。
（５）自律移動体１０は、上記（４）で求められた線分上に居るとして、推定走行範囲および推定予想位置円に対して最尤推量を適用することにより、最も確からしい自律移動体１０の走行位置であるＷ［（ｘ，ｙ）；自律移動体の座標］を求める（第５のステップ）。
（６）このＷを修正後の新たな走行位置（基準点）として定め、あらためて走行位置を設定し直す（第６のステップ；図１７（Ｂ）参照）。
（７）最尤推量によって求められた自律移動体１０の走行位置であるＷ（ｘ，ｙ）は最も確からしい位置であって自律移動体の真の走行位置と一致しているとは限らない。誤差を含んでいることを考慮せずに、このＷの座標をそのまま次の誤差修正に使ってしまうと、かえって誤差を大きくしてしまったり、走行位置を求めることができない等の事態を惹起するおそれがある。そこで、誤差分散行列を利用して、誤差を含んだ自律移動体の現在位置を求め次回以降の誤差において利用することとしている。ここでは、前記走行経路記憶手段１２に記憶された理想的に設置されたときの超音波標識の位置データと実際に設置された超音波標識の位置データとの誤差（ずれ）により生じる自律移動体１０と超音波標識との距離の測定誤差、並びに推定予想位置円の円弧から重心を求めた際に発生する誤差をもとに誤差分散行列によりその誤差の範囲を求める（第７のステップ）。
（８）上記（５）で求めた最も確からしい自律移動体１０の走行位置Ｗ（ｘ，ｙ）を基準として上記（７）で求めた誤差の範囲を重ね合わせて誤差範囲を含んだ新たな自律移動体１０の実際（現在）の走行位置を求め（第８のスプ）、次回以降の誤差修正において利用する（図１７（Ｃ）参照）。
この場合、上記（２）乃至（６）では、前記走行置推定手段１５により推定された推定走行位置をもとに自律移動体１０の走行にともない発生が予想される誤差範囲を重ね合わせた推定走行範囲を求めるとともに、前記距離検出手段１９により自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０について、前記走行経路記憶手段１２に記憶された当該超音波標識５０の位置を中心として、検出された自律移動体１０と当該超音波標識５０との距離ｌ１を半径とする推定予想位置円を求め、更に、推定走行範囲Ｕと推定予想位置円が重複する範囲である推定予想位置円の円弧ＰＱの重心Ｗ（ｘ，ｙ）を求めて自律移動体１０の実際（現在）の走行位置する。この場合、求められた重心Ｗ（ｘ，ｙ）は必ずしも自律移動体の真の走行位置とはならないが、発生する誤差を最小限に抑えることができる。
【００６５】
（第４の誤差修正手順における推定走行範囲の求め方）
図１８を参照しながら、第４の誤差修正手順における推定走行範囲Ｕの求め方を説明する。
図１８において、自律移動体１０の走行開始位置あるいは誤差の修正が行なわれた位置であり、推定走行位置と実際の走行位置が一致しているとみなされる位置（第４の誤差修正手順により誤差の修正を行なった場合、推定走行位置と実際の走行位置の誤差は少なくなるだけであるが、ここでは推定走行位置と実際の走行位置が一致しているとみなす）を基準点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）とし、また、自律移動体１０がこのＰ１（ｘ１，ｙ１）から距離ｌｐ走行した後の推定走行位置をＰ２（ｘ２，ｙ２）とし、自律移動体１０がＰ１（ｘ１，ｙ１）からＰ２（ｘ２，ｙ２）まで距離ｌｐを移動した後に誤差の修正を行うものとする。このとき、自律移動体１０の進行方向に対しては最大ｇ（ｇ：ｌ×β、βは任意に設定する誤差の割合）の誤差が発生するものとし、また自律移動体１０の進行方向と直交方向に対して最大ｈ（ｈ：ｌ×γ、γは任意に設定する誤差の割合）の誤差が発生するものとし、ｈ＞ｇであると仮定すると、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）を中心として長軸の長さ２ｈ、短軸の長さ２ｇとする楕円で囲まれた部分が、自律移動体１０が実際にいると推定される推定走行範囲Ｕとなる。
そして、自律移動体１０の最も確からしい走行位置（実際の走行位置とする位置）を求めるため、推定走行範囲Ｕと自律移動体１０と超音波標識５０との距離ｌ１を半径とする推定予想位置円とが重複する範囲である推定予想位置円の円弧ＰＱを求め、さらにその円弧ＰＱの重心Ｗを求める。
その後、求められた重心Ｗの位置を自律移動体１０の実際の走行位置として再設定することにより、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００６６】
ここで、第４の誤差修正手順について、計算例を以下に示す。
図１９において、時間ｔを関数とする自律移動体の走行位置ｐ（ｔ）をベクトル表示するとき、数２で表すことができるとする。
【数２】
0004355886.tif 000003
また、推定される位置および向きＰ（ｔ）をベクトル表示するとき、数３で表すことができるとする。
【数３】
0004355886.tif 000004
３×３の誤差分散行列をΣｐ（ｔ）、超音波標識の位置を（ｘＢ，ｙＢ）、自律移動体と超音波標識との距離をｒとし、自律移動体１０の位置をベクトルＳにて表示すると数４で表わすことができる。
【数４】
0004355886.tif 000005
図１９において、点（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））は、（ｘＢ，ｙＢ）を中心とする半径ｒの円弧上に存在するので、一般式ｇ［ｐ（ｔ），Ｓ］は数５で表わされる。
【数５】
0004355886.tif 000006
自律移動体１０が超音波標識５０を検出すると、最尤推量により位置の推定値は修正される。
いま、最尤推量によって推定される位置を（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），θ（ｔ））、
角速度をω，
理想的に設置されたときの超音波標識の位置と実際に設置された超音波標識の位置との誤差（ずれ）をσＳ，
角速度ωの誤差をσＳ２，
走行距離検出手段１３および走行方向検出手段１４による検出結果に対する誤差をＧ，
走行距離検出手段１３および走行方向検出手段１４による検出結果に対する誤差のベクトル表示をＧＴ、
自律移動体１０と超音波標識５０との距離検出結果に対する誤差をＫ、
自律移動体１０と超音波標識５０との距離検出結果に対する誤差のベクトル表示をＫＴ
とすると、
最尤推量によって推定される位置（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），θ（ｔ））は数６で、角速度ωは数７で、走行距離検出手段および走行方向検出手段による検出結果に対する誤差Ｇは数８で、自律移動体と超音波標識との距離検出結果に対する誤差Ｋは数９でそれぞれ表わされる。
【数６】
0004355886.tif 000007
【数７】
0004355886.tif 000008
【数８】
0004355886.tif 000009
【数９】
0004355886.tif 000010
そして、数６を修正後の実際の走行位置として設定し直す。
【数６】
0004355886.tif 000011
また、超音波標識５０の座標データについて、
ｘ座標の誤差をσｘＢ、
ｙ座標の誤差をσｙＢ、
超音波標識５０の大きさ（超音波標識５０の赤外線検出手段および超音波出力手段は超音波標識５０の外周面に設けられているため超音波標識５０の大きさを考慮する）による誤差をσｒ
とし、
超音波標識５０の位置の誤差分散行列ΣＳを数１０のように示すと、角速度の誤差σＳ２は数１１のようにして求められる。
【数１０】
0004355886.tif 000012
【数１１】
0004355886.tif 000013
更に、デッドレコニングにより推定された位置の誤差分散行列をΣｐ（ｔ）とするとき、最尤推定後の誤差分散行列は数１２で与えられる。
【数１２】
0004355886.tif 000014
【００６７】
第１乃至第４の誤差修正手順は以上の通りであるが、自律移動体１０の走行にともない発生する推定走行位置と実際の走行位置との誤差範囲が、走行位置の検知にともない如何に変化するかを図２０および図２１を用いて説明する。
【００６８】
第１乃至第３の誤差修正手順のいずれかを利用して走行位置の検知を行なう場合に、図２０の（イ）（ロ）（ハ）の各地点で走行位置の検知が行なわれると、その時点で自律移動体１０の実際の走行位置が定まるとともに、推定走行位置も１点に定まる。その後、自律移動体１０が走行すると、そこから新たに誤差範囲が発生する。
【００６９】
一方、第４の誤差修正手順を利用して走行位置の検知を行なう場合に、図２１の（ホ）（ヘ）（ト）の各地点で走行位置の検知および新たな推定走行範囲を求めるとすると、まず（ホ）の地点では、推定走行範囲Ｕ１を利用して最も確からしい走行位置を求めるとともに、新たな推定走行範囲Ｕ２を求める。（ヘ）の地点では、（ホ）の地点で求めた新たな推定走行範囲Ｕ２と、（ホ）の地点から（ヘ）の地点まで走行する間に発生する誤差範囲を加えて求めた推定走行範囲Ｕ３を利用して最も確からしい走行位置を求めるとともに、新たな推定走行範囲Ｕ４を求める。そして、（ト）の地点では、（ヘ）の地点と同様に、（ヘ）の地点で求めた新たな推定走行範囲Ｕ４と、（ヘ）の地点から（ト）の地点まで走行する間に発生する誤差範囲を加えて求めた推定走行範囲Ｕ５を利用して最も確からしい走行位置を求めるとともに、新たな推定走行範囲Ｕ６を求める。このようにして、順次、推定走行範囲を更新する。
【００７０】
したがって、第４の誤差修正手順を利用して走行位置の検知を行なった場合は、第１乃至第３の誤差修正手順を利用して走行位置の検知を行なった場合に比べ推定走行範囲は若干広くなるものの、推定走行範囲は検知の都度新たに設定され誤差範囲は抑えられる。
【００７１】
ところで、上記第１乃至４の各誤差修正手順は、例示した箇所において最も効果を発揮するものであるが、屋外などにおいて２つの超音波標識からの距離を検出して誤差を修正しようとする場合に、障害物などの影響により１つの超音波標識との距離しか検出できない場合や、赤外線と超音波による送受信可能な範囲にもともと１つの超音波標識しか存在しない場合がある。そのような場合には、１つの誤差修正手順のみで自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正−るのでは十分な効果を発揮できないおそれがある。
【００７２】
また、複数の超音波標識からの距離が検出された場合に、自律移動体の走行位置を修正する誤差修正手順（上記第２及び第３の誤差修正手順）のみを用いたのでは、障害物の影響などにより長時間にわたり走行位置が修正されない可能性があり、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の間に大きな誤差が生ずるおそれがある。
【００７３】
さらに、自律移動体の走行する位置によって、誤差を修正するために最適な誤差修正手順は異なる。
【００７４】
そこで、自律移動体との距離が検出された超音波標識の数に応じて上記第１乃至第４の誤差修正手順を使い分け、自律移動体の推定位置と実際の走行位置の誤差を修正することが望まれる。
【００７５】
（第１乃至第４の誤差修正手順を用いて行なう自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正）
そこで、図２２、図２３を参照しながら、上記第１乃至第４の誤差修正手順を用いて自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正を良好に行なう場合を説明する。
【００７６】
図２２に自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０の数に応じて、前記走行・誤差修正制御手段１１が前記第１乃至第４の誤差修正手順を選択する場合のフローチャートを示す。
▲１▼超音波標識との距離を検出？（Ｓ５１）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０がなければステップ５２へ、１つでも検出されればステップ５３へ進む。
▲２▼誤差修正なし（Ｓ５２）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０がない場合、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正は行なわれない。
▲３▼距離を１つ検出？（Ｓ５３）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が１つであればステップ５４へ、複数であればステップ５５へ進む。
▲４▼第４の誤差修正手順を利用（Ｓ５４）
自律移動体１０との距離を検出した超音波標識５０が１つであるため、第４の誤差修正手順により、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
▲５▼距離を２つ検出？（Ｓ５５）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が２つであればステップ５６へ、３つ以上であればステップ５７へ進む。
▲６▼第２の誤差修正手順を利用（Ｓ５６）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が２つであるため、第２の誤差修正手順により、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
▲７▼第３の誤差修正手順を利用（Ｓ５７）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が３つ以上であるため、第３の誤差修正手順により、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００７７】
以上のステップにより、自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０の数により、誤差修正手順を自動的に使い分け（切換え）、自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００７８】
図２３に自律移動体１０が構造物の壁面８０との距離を一定に保って走行している状態（以下「通路走行モード」という）にあるか否か、および自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０の数によって、前記走行・誤差修正制御手段１１が前記第１乃至第４の誤差修正手順を切換える場合のフローチャートを示す。
【００７９】
ここでは、通路走行モードにあるか否かは、予め記憶する走行経路の情報として、走行経路のどの区間が通路走行モードであるかを設定する情報を含めることによって切換えるか、あるいは予め記憶する走行経路の情報中に、自律移動体１０と壁面８０との距離を示す情報が与えられた時に、通路走行モードに切換える。
▲１▼超音波標識との距離を検出？（Ｓ６１）
自律移動体１０との距離を検出できた超音波標識５０がなければステップ６２へ、１つでもあればステップ６３へ進む。
▲２▼誤差修正なし（Ｓ６２）
超音波標識との距離が検出できない場合、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差の修正は行なわれない。なお、自律移動体１０が通路走行モードにある時は、壁面８０との距離を一定に保つように修正を行う。
▲３▼通路走行モードか？（Ｓ６３）
自律移動体１０が通路走行モードにある時はステップ６４へ、通路走行モードにない時はステップ６５へ進む。
▲４▼第１の誤差修正手順を利用（Ｓ６４）
自律移動体１０が通路走行モードにある場合、第１の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
▲５▼距離を１つ検出？（Ｓ６５）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が１つであればステップ６６へ、複数であればステップ６７へ進む。
▲６▼第４の誤差修正手順を利用（Ｓ６６）
自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が１つであるため、第４の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
▲７▼距離を２つ検出？（Ｓ６７）
自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が２つであればステップ６８へ、３つ以上であればステップ６９へ進む。
▲８▼第２の誤差修正手順を利用（Ｓ６８）
自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１０との距離が検出された超音波標識が２つであるため、第２の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
▲９▼第３の誤差修正手順を利用（Ｓ６９）
自律移動体１０が通路走行モードになく、自律移動体１０との距離が検出された超音波標識５０が３つ以上であるため、第３の誤差修正手順を用い、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００８０】
以上のステップにより、自律移動体１０が通路走行モードにあるか否か、および自律移動体１０との距離を検出した超音波標識５０の数によって誤差修正手順を自動的に使い分け（切換え）、自律移動体１０の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００８１】
前記誤差修正手順選択方法記憶部１１Ｂ５は、自律移動体１０の走行方向に対して構造物の（側面に存在する）壁面との距離を把握して自律走行している場合は、第１の誤差修正手順を利用して推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正し、自律移動体１０の走行方向に対して構造物の壁面との距離を把握しないで自律走行している場合は、第２乃至第４の走行誤差修正手順の中から１つの走行誤差修正手順を選択し、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正する。
【００８２】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、本発明によれば次の効果を奏する。
▲１▼超音波標識は赤外線パルスの受信により超音波を出力するだけであり、従来のように識別番号を照合したり、超音波とともに識別コードを送信する必要がないため、応答時間が均一になるとともに、超音波標識に識別コード発生手段を設ける必要がないことから全体の構成が簡単になる（この場合、消費電力が少ないことから太陽電池のみにより超音波標識を作動させることも可能である）。
▲２▼走行位置修正装置を構成する距離検出手段は自律移動体と超音波標識の間に障害物が存在すると距離を検出しないため、誤った距離情報を得る余地が無く、安定した距離情報を超音波標識から得ることが可能となる（従来の距離検出に用いる超音波標識は、電波を受信すると超音波を返送するものであり自律移動体と超音波標識の間に障害物が存在する場合、超音波標識が超音波を返送した時に、超音波が障害物によって遮られるため直接自律移動体には到達せず、周囲の壁面等で反射した反射波が自律移動体に到達する余地が多分にあり、このため、自律移動体と超音波標識の距離について、誤った検出結果が得られるおそれがあった）。
▲３▼超音波標識との距離が検出された数等に応じて、誤差修正手順（アルゴリズム）を使い分けられ、自律移動体が走行する場所の状況（廊下、屋外など）に応じて最適なアルゴリズムが選択され、無用に超音波標識の数を増やすことなく、推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正できる。
▲４▼複数の超音波標識からの距離を検出して自律移動体の推定走行位置と実際の走行位置の誤差を修正しようとする時に、１つの超音波標識からの距離しか検出できない場合でも、検出された１つの超音波標識からの距離により誤差を修正することができる。
▲５▼走行位置修正装置が出力する赤外線をパルス状にすることにより、外乱光により超音波標識が誤作動しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図  １】走行位置修正装置及び超音波標識の構成を示すブロック図である。
【図  ２】走行位置修正装置を構成している走行・誤差修正制御手段の構成を示すブロック図である。
【図  ３】自律移動体が１つの超音波標識との距離を検出する場合の処理を示すフローチャートである。
【図  ４】超音波標識が超音波を出力する場合の処理を示すフローチャートである。
【図  ５】自律移動体と超音波標識との距離が検出された場合のタイムチャートである。
【図  ６】自律移動体と超音波標識との距離が検出できない場合のタイムチャートである。
【図  ７】自律移動体が所望の複数の超音波標識すべてとの距離を検出しようとする場合の処理を示すフローチャートである。
【図  ８】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥ｌｍが検出された場合のタイムチャートである。
【図  ９】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥，ｌｍのうち距離ｌｍを検出できない場合（予想時間Ｔｍ＋αの経過により計時を終了する場合）のタイムチャートである。
【図１０】自律移動体が所望の複数の超音波標識のうち、所定数（所望の複数の数より少ない数）の超音波標識との距離を検出する場合の処理を示すフローチャートである。
【図１１】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例えば、ｌ１ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出される場合のタイムチャートである。
【図１２】自律移動体と複数の超音波標識との距離ｌ１ｌ２，‥‥ｌｍのうち所定数の超音波標識との距離［例えば、ｌ１ｌ２，ｌ３（ｌｍ）］が検出できない場合のタイムチャートである。
【図１３】第１の誤差修正手順を説明するための図である。
【図１４】第２の誤差修正手順を説明するための図である。
【図１５】第３の誤差修正手順を説明するための図である。
【図１６】第４の誤差修正手順を説明するための図である。
【図１７】第４の誤差修正手順を説明するための図である。
【図１８】第４の誤差修正手順にける推定走行範囲の求め方を説明するための図である。
【図１９】第４の誤差修正手順の計算例に用いる図である。
【図２０】第１乃至第３の誤差修正手順において走行位置を検出する際に生ずる誤差範囲を説明するための図である。
【図２１】第４の誤差修正手順において走行位置を検出する際に生ずる誤差範囲と推定走行範囲を説明するための図である。
【図２２】誤算修正手順を選択するときのフローチャートである。
【図２３】誤算修正手順を選択するときの他のフローチャートである。
【符号の説明】
１          走行位置修正装置
１０          自律移動体
１１          走行・誤差修正制御手段
１１Ａ        走行部
１１Ｂ        誤差修正部
１１Ｂ１      第１の誤差修正手順記憶部
１１Ｂ２      第２の誤差修正手順記憶部
１１Ｂ３      第３の誤差修正手順記憶部
１１Ｂ４      第４の誤差修正手順記憶部
１１Ｂ５      誤差修正手順選択方法記憶部
１２          走行経路記憶手段
１３          走行距離検出手段
１４          走行方向検出手段
１５          走行位置推定手段
１６          赤外線出力手段
１７          超音波検出手段
１８          計時手段
１９          距離検出手段
２０          測距手段
２１          信号入出力手段
５０          超音波標識
５０Ａ        超音波標識
５０Ｂ        超音波標識
５０Ｎ        超音波標識
５１ａ        赤外線検出手段
５１ｂ        赤外線検出手段
５１ｎ        赤外線検出手段
５２ａ        超音波出力手段
５２ｂ        超音波出力手段
５２ｎ        超音波出力手段
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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