(57)【要約】      （修正有）【課題】使用者のセンサー設置に伴う負担感を解消し、センサー設置によって室内美観が壊されるのも防止する。【解決手段】室内に設置された電源供給用コンセントに結合して電源の供給を受ける為のプラグ１１０と;プラグを通じて供給される電源を所定のレベルを持つ電源に変換する電源変換装置１２０と;電源変換装置から供給される電源でセンサーを駆動させる駆動回路１３０と;駆動回路と接続されて位置信号を発生させるセンサー１４０で、位置把握用センサー装置を具現する。【選択図】図5
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
3次元空間のロボット位置把握システムに適用される位置把握用センサー装置において、室内に設置された電源供給用コンセントに結合されて電源の供給を受ける為のプラグと;上記プラグを通じて供給される電源を所定のレベルを持つ電源に変換する電源変換装置と;上記電源変換装置から供給される電源でセンサーを駆動させる駆動回路と;上記駆動回路と接続されて位置信号を発生させるセンサーを含むことを特徴とする位置把握用センサー装置。
【請求項２】
上記電源変換装置と駆動回路及びセンサーは一つのボデイに内蔵されるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の位置把握用センサー装置。
【請求項３】
上記位置信号は超音波信号、赤外線信号、高周波信号の中でいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の位置把握用センサー装置。
【請求項４】
上記電源変換装置は上記プラグを通じて供給される電源を選択的に超音波受信及び送信動作に必要な電源または高周波送信動作に必要な電源または赤外線を利用したタグ(tag)の動作に必要な電源に変換することを特徴とする請求項１に記載の位置把握用センサー装置。
【請求項５】
上記センサーは超音波を受信及び送信する超音波送受信機と高周波信号を送信する高周波送信機及び赤外線信号を送出する赤外線LEDの中で少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の位置把握用センサー装置。
【請求項６】
上記センサーは超音波、赤外線、レーザー(laser)等のように方向性信号を発信するために角度調節が可能なようにセンサーの角度を調節する角度調節手段をさらに含むことを特徴とする請求項１又は５に記載の位置把握用センサー装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は位置把握用センサー（sensor）に関するもので、より詳しくは室内で移動する物体の位置追跡及び制御、情報伝達のために設置されるセンサー(又は、ビーコン;  beacon)をプラグタイプ(plug type)の小型に製作することによってセンサー設置に対する使用者の負担感を解消し、センサー設置によって美観を害するのを防止するようにした位置把握用センサー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、どんな環境内で移動物体がどこに位置するか監視する場合やどんなロボット(robot)に指令をする場合、現在の自分の位置を知らなければならない。
【０００３】
位置測定はその範囲によって室内と室外に区分され、測定方法によって相対位置測定方法と絶対位置測定方法に区分される。
【０００４】
室外での相対位置測定方法はオドメーターセンサー(Odometer sensor)を利用した方法、慣性航法があり、室外での絶対位置測定方法はGPS(Global Positioning Systems)、里程標航法、モデル(model)整合法がある。
【０００５】
室内での相対位置測定方法はオドメーターセンサーを利用する方法、光学エンコーダ（encoder）を利用する方法があり、絶対位置測定方法はビーコンを利用する方法、高周波IDを利用する方法以外にバーコード(bar code) を利用する方法も提案されている。
【０００６】
現在、一番実用性があり一番たくさん使用されている方法がアクティブビーコン(active beacon)を利用する方法であり、国内外的にモバイルロボット(mobile robot)の位置認識に対する技術開発が活発に成されており、その中、代表的なものを例に挙げれば次のようである。
【０００７】
海外にはアクティブ ビエイテイ（ActiveBAT）、クリッケット（Cricket）、スポット オン（SpotON）、ノーススター（Northstar）等があり、国内には(株)ナインティシステムのアイジエス（IGS）、電子通信研究所（ETRI）のスターライト（StarLite）、 浦項産業科学研究院（RIST）のスターガザー(StarGazer）等がある。
【０００８】
これをもっと具体的に調べれば次のようである。
【０００９】
アクティブ ビエイテイはエイティアンドティケンブリッジ（AT&T Cambridge）(1998〜1999)で開発した方式で、1000ｍ2 (3階)の空間に720個の受信機を天井に設置して超音波を利用した位置認識システムであり、アクティブ(active)方式で、DC電源を使用する。
【００１０】
クリッケットはエムアイティ（MIT）大学のオクシジェン プロジェクト（oxygen projector）の一環で開発された方式で、天井にビーコンを碁盤模様でいくつか配置して高周波と超音波を同時に発射して位置認識をし、アクティブ方式でバッテリー(battery)電源を使用する。
【００１１】
スポット オンはポートラノ リサーチ プロジェクト（Portolano research project）(Dept．of CSE、U.Washington)の一環で開発されたシステムであり、高周波信号の強度を利用してエイディーホク ロケイション センシン（Ad-hoc Location Sensing）する方式であり、多数のビーコンを天井に付着させなければならなく、アクティブ方式でバッテリー電源を使用する。
【００１２】
ノーススターはアメリカのエボルション ロボチックス（Evolution Robotics）社で開発した製品で、IRプロジェクタとビジョン(Vision)で構成され、天井にIRプロジェクトでマーク(Mark)を2つを映写してロボットに付いているビジョンカメラで位置を認識するシステムで、天井にビーコンがなくても良いのが長所であるが動作領域が狭く、正確度が落ちて日差しや照明等に脆弱であり、アクティブ方式で交流電源を使用する。
【００１３】
次に、スターライトは国内電子通信研究所で開発したもので、先に述べたノーススターは赤外線の反射を利用するがこの方式は天井に赤外線ビーコンを2つ付着させるアクティブビーコン方式である。
【００１４】
つまり、IRエミッタ(emitter)とビジョンで構成されており、ノーススターの短所を補完したものと見られるし、アクティブ方式で直流電源を使用する。
【００１５】
スターガザーは国内の浦項産業科学研究院で開発した製品でロボットでロボットに装着されているIRエミッターから赤外線を送信して天井に付着されているパッシブマーク(Passive Mark)から反射されるのをまたロボットに装着されているカメラが感知して位置認識をする。
【００１６】
この方式はパッシブマークを利用するという長所があるが動作領域が狭くてノーススターと同じく反射波を利用するので同じ問題点があり、パッシブ方式を使用し電源供給が必要でない。
【００１７】
アイジエス(IGS)は出願人で開発したシステムであり、高周波と超音波センサーでなっているアクティブビーコン方式であり、天井にビーコンを4つくらい付着してロボットには受信機を付着させる。
【００１８】
比較的広い地域で動作して精密度が高いのが長所であり、アクティブ方式で直流電源を使用する。
【００１９】
以上、国内外技術を調べて見たように、高周波IDとバーコード及びスターガザーのみがパッシブ方式であるがこれらはまだ実用化には問題点が多い状態で、実用性がある方式はほとんどアクティブビーコン方式で全部天井にPCB形態のビーコンを設置して電源を供給してやらなければならない。
【００２０】
電源供給方式には図1に図示したように、電源ケーブル(11)を利用して直流(又は、交流)電源をセンサー(12)に供給する方式があり、図2に図示したように、バッテリー(21)を利用してセンサー(12)に駆動用電源を供給する方式がある。
【００２１】
この中、バッテリー方式は周期的なバッテリーの交替の不便さを多少でも無くすためには6ヶ月以上1年くらい使用することを要求するので低電力消耗設計をしなければならない負担感が伴う。
【００２２】
ここで6ヶ月以上1年くらい使用する為の低電力消耗設計はやさしくない技術である。
【００２３】
併せて電源を供給する方式の場合は設置に多くの費用と難しさが発生していた。
【００２４】
また、ビーコンを天井や壁に設置するには建物の美観を考慮せざるを得なく、家庭や室内装飾がなっている所ではとても大きい拒否反応を起こすので設置に難しさがある実情である。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００２５】
従って本考案は上記のような従来のアクティブビーコン使用時に発生する設置の難しさと美観による使用者の拒否感を解消するために提案されたもので、本考案の目的は、室内で移動する物体の位置追跡及び制御、情報伝達のために設置されるセンサー(又は、ビーコン)をプラグタイプの小型に製作することによってセンサー設置に対する使用者の負担感を解消しセンサー設置によって美観を害するのを防止するようにした位置把握用センサー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記のような目的を達成するための本考案による「位置把握用センサー装置」は、室内に設置された電源供給用コンセントに結合して電源の供給を受ける為のプラグと;上記プラグを通じて供給される電源を所定のレベルを持つ電源に変換する電源変換装置と;上記電源変換装置から供給される電源でセンサーを駆動させる駆動回路と;上記駆動回路と接続されて位置信号を発生させるセンサーを含む。
【００２７】
上記で、電源変換装置と駆動回路及びセンサーは一つのボデイに内蔵されるように形成されるのが望ましく、上記位置信号は超音波信号、赤外線信号、高周波信号の中でいずれか一つであることを特徴とする。
【００２８】
上記で電源変換装置は上記プラグを通じて供給される電源を選択的に超音波受信及び送信動作に必要な電源または高周波送信動作に必要な電源または赤外線を利用したタグ(tag)の動作に必要な電源に変換するのを特徴とする。
【００２９】
上記でセンサーは超音波を受信及び送信する超音波送受信機と高周波信号を送信する高周波送信機及び赤外線信号を送出する赤外線LEDの中で少なくともいずれか一つであることを特徴とする。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本考案の望ましい実施例を添付した図面により詳細に説明すれば次のようである。
【００３１】
図3は本考案による位置把握用センサー装置(100)の斜視図、図4aは平面図、図4bは正面図、図5は断面図をそれぞれ図示したものである。
【００３２】
図示したように、室内に電源を供給してくれるコンセントと結合させるためのプラグ(110)が具備され、そのプラグ(110)には供給電源を必要な電源に変換する電源変換装置(120)が連結され、上記電源変換装置(120)には位置信号を発信するセンサー(140)が結合される。
【００３３】
併せてセンサー(140)内部にはセンサー(140)を駆動させる駆動回路が内蔵されるのが望ましく電源変換装置(120)と駆動回路(130)及びセンサー(140)は一つのボデイ(150)に一緒に内装させるのが望ましい。
【００３４】
図6は本考案による「位置把握用センサー装置」の構成を見せたブロック図であり、参照符号（200）は室内の所定位置(特に、壁面)に付着されて電源を供給してくれるコンセントを示し、参照符号（100）はプラグタイプの位置把握用センサー装置を示す。
【００３５】
併せて参照符号（110）は上記室内に設置された電源供給用コンセント(200)に結合されて電源の供給を受ける為のプラグを示し、参照符号（120）は上記プラグ(110)を通じて供給される電源を所定のレベルを持つ電源に変換する電源変換装置を示す。
【００３６】
電源変換装置(120)は上記プラグ(110)を通じて供給される電源を選択的に超音波受信及び送信動作に必要な電源に変換したり高周波送信動作に必要な電源に変換したり赤外線を利用したタグの動作に必要な電源に変換するのが望ましい。
【００３７】
参照符号（130）は上記電源変換装置(120)から供給される電源でセンサー(140)を駆動させる駆動回路(駆動PCB)であり参照符号（140）は上記駆動回路(130)と接続されて位置信号を発生させるセンサーを示す。
【００３８】
上記センサー(140)は超音波を受信及び、送信する超音波送受信機と高周波信号を送信する高周波送信機及び赤外線信号を送出する赤外線LEDの中で少なくともいずれか一つである。
【００３９】
特に、センサー(140)は超音波、赤外線、レーザー(laser)等のように方向性信号を発信するために角度調節が可能なようにセンサーの角度を調節する角度調節手段をさらに含むのが望ましい。
【００４０】
このように構成される本考案による位置把握用センサー装置(100)は、図3乃至図5に図示したように室内の美観を害さないながらも使用が容易なようにプラグタイプで小さく製作されるので、実際使用時使用者は位置信号が必要な場所の壁面に設置されたコンセント(200)にプラグ(110)を差し込んで位置把握用センサー装置(100)を設置することになる。
【００４１】
プラグ(110)がコンセント(200)に連結されれば、プラグ(110)を通じてコンセント(200)から供給される商用交流電源(AC 110VまたはAC 220V)が電源変換装置(120)に供給される。
【００４２】
電源変換装置(120)は交流電源を整流して所定の直流電圧を作る整流回路部と上記センサー(140)動作に必要な電源に変換するための直流-直流変換器を利用してセンサー(140)の動作に必要な電源を作って駆動回路(130)に供給する。
【００４３】
ここでセンサー(140)は既存アクティブ ビエイテイやクリッケットで使用する超音波の受信及び送信のための超音波送受信機であったり既存スポット オンで使用する高周波信号を送信するための 高周波送信機であったり既存スターライトで使用する赤外線信号を送出するための赤外線LEDであるので、電源変換装置(120)もやはり上記3種類のタイプに合う電源変換を遂行するのが望ましい。
【００４４】
駆動回路(130)は上記電源変換装置(120)から供給される電源で接続されたセンサー(140)を駆動させて、3次元空間で位置把握のための位置信号を発生させるようにする。
【００４５】
これにセンサー(140)は駆動をして3次元空間で位置把握のための位置信号を発生させることになる。
【００４６】
ここでセンサー(140)が超音波受信及び送信機の場合、超音波を受信したり発生させることになり、高周波送信機の場合高周波信号を送信することになるし、赤外線LEDの場合赤外線信号を発生させることになる。
【００４７】
ここでセンサー(140)は超音波、赤外線、レーザー等のように方向性信号を発信するために角度調節が可能なようにセンサーの角度を調節する角度調節手段をもっと含むのが望ましく,このような角度調節手段は使用者が軽く操作することによって360°自由に回転可能な構造を持つのが望ましいが、このような角度調節手段は公知の角度調節手段をそのまま採択しても当業者であればこれを実施するのに別段難しさがないので、角度調節手段に対する詳しい説明は省略する。
【００４８】
一方、センサー(140)が既存ノーススターのようなIRプロジェクタ方式を使用する場合には超音波受信(送信)センサーの場所をIRを映写することができるように簡単な構造の変更によって具現が可能である。
【００４９】
本考案は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求の範囲で請求する本考案の要旨を逸脱すること無しに当該考案が属する技術分野で通常の知識を持った者であれば誰でも様々な変形実施が可能なのは勿論、そういう変更は請求の範囲記載の範囲内にあることになる。
【００５０】
以上で詳述した本考案によると、位置追跡用センサーをプラグタイプの小型に製作することができるので、使用者の設置による拒否感を取り除けることが出来ると同時にインテリア効果も提供することができる長所がある。
【００５１】
また、位置把握用センサー装置を既存に実用化された就寝灯などや芳香剤製品のような形態で製作することになれば、室内の美観をそのまま保存しながらもセンサーを設置することができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の電源ケーブルを利用して直流(又は、交流)電源をセンサーに供給する方式のセンサー設置状態図。
【図２】従来のバッテリーを利用して電源をセンサーに供給する方式のセンサー設置状態図。
【図３】本考案による位置把握用センサー装置の斜視図。
【図４ａ】位置把握用センサー装置の平面図。
【図４ｂ】位置把握用センサー装置の正面図。
【図５】位置把握用センサーの断面図。
【図６】本考案による位置把握用センサー装置の構成を見せるブロック図。
【符号の説明】
【００５３】
100…位置把握用センサー装置
110…プラグ
120…電源変換装置
130…駆動回路
140…センサー
150…ボデイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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