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技術 移動局、測位システム及びコンピュータプログラム

出願人 株式会社ダイヘン
発明者 深江唯正久保正樹巳波敏生
出願日 2015年12月16日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2015-245439
公開日 2017年6月22日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2017-111004
状態 特許登録済
技術分野 無線による位置決定
主要キーワード 遮蔽領域内 位置演算結果 電波送信方向 搬送シャトル 時間反転 計時信号 ドップラシフト量 溶接部品
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、及び当該移動局を備えた測位ステムを提供する。

解決手段

測位システムは、電波を送信する複数の固定局1、2、3と、固定局1、2、3から送信された電波を受信し、各電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局6とを備える。移動局6は、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える。

概要

背景

複数の固定局から送信される電波を受信して移動局の位置を演算する測位ステムがある。移動局は、電波の送信時及び受信時の時間差、即ち固定局及び移動局間の電波の伝搬時間を算出する。当該伝搬時間は、各固定局と、移動局との距離に相当し、公知の双曲線航法にて移動局の位置を演算することができる。ところで、移動局の位置を正確に演算するためには、固定局の基準時計と、移動局の時計とが正確に同期している必要がある。このため、移動局は各電波の伝搬時間、位置等の各種演算結果が整合するように時間補正を行っている。

概要

移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、及び当該移動局を備えた測位システムを提供する。測位システムは、電波を送信する複数の固定局1、2、3と、固定局1、2、3から送信された電波を受信し、各電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局6とを備える。移動局6は、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える。

目的

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

複数の固定局から送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局であって、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える移動局。

請求項2

自身が搭載される移動体移動状態を示す状態信号が入力される入力部を備え、前記判定部は、前記入力部に入力された前記状態信号に基づいて、停止状態又は低速状態であるか否かを判定する請求項1に記載の移動局。

請求項3

自身の位置を逐次演算しており、前記演算部は、前記状態信号に基づいて前記判定部が停止状態又は低速状態であると判定し、かつ電波の送信時及び受信時の前記時間差に基づいて逐次演算された位置が連続的に変化している場合、前記補正量を演算する請求項2に記載の移動局。

請求項4

前記電波はスペクトラム拡散されたミリ波である請求項1〜請求項3までのいずれか一項に記載の移動局。

請求項5

電波を送信する複数の固定局と、請求項1〜請求項4までのいずれか一項に記載の移動局とを備え、前記移動局の位置を演算する測位ステム

請求項6

前記固定局は、指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信するようにしてある請求項5に記載の測位システム。

請求項7

前記移動局は、前記複数の固定局に対して移動し、被搬送体を搬送する搬送装置に搭載されている請求項5又は請求項6に記載の測位システム。

請求項8

コンピュータに、複数の固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて、自身の位置を演算させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部として機能させるコンピュータプログラム。

技術分野

0001

本発明は、複数の固定局から送信された電波を受信し、その伝搬時間に基づいて自身の位置を演算する移動局、当該移動局を備えた測位ステム及びコンピュータプログラムに関する。

背景技術

0002

複数の固定局から送信される電波を受信して移動局の位置を演算する測位システムがある。移動局は、電波の送信時及び受信時の時間差、即ち固定局及び移動局間の電波の伝搬時間を算出する。当該伝搬時間は、各固定局と、移動局との距離に相当し、公知の双曲線航法にて移動局の位置を演算することができる。ところで、移動局の位置を正確に演算するためには、固定局の基準時計と、移動局の時計とが正確に同期している必要がある。このため、移動局は各電波の伝搬時間、位置等の各種演算結果が整合するように時間補正を行っている。

先行技術

0003

特開昭62−119476号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、移動局が移動しているときに時間補正が実行されると、各固定局から送信された電波の伝搬時間が移動局の位置に応じて時々刻々と変化するため、時間補正を正確に行うことができず、移動局の位置演算精度が落ちるという問題があった。

0005

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係る移動局は、複数の固定局から送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する移動局であって、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部とを備える。

0007

本発明にあっては、移動局は、複数の固定局からそれぞれ送信された電波を受信し、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて自身の位置を演算する。位置を正確に演算するためには、固定局の基準時計及び移動局の時計が同期している必要があるが、各時計は必ずしも正確に同期していない。移動局は、同期ずれの影響を解消するために、前記時間差を補正するための補正量を演算する。補正量の演算を正確に行うためには固定局に対して移動局が停止又は低速移動していることが望ましい。そこで、移動局の判定部は、移動局が停止した停止状態にあるか否か、又は移動局の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する。そして、移動局の演算部は、移動局が停止状態又は低速状態にある場合、前記補正量の演算を行う。
以上の通り、移動局は自身が停止状態又は低速状態にあるときに前記補正量を演算するため、前記補正量の演算を正確に行うことができ、その結果、正確な位置演算が可能になる。

0008

本発明に係る移動局は、自身が搭載される移動体移動状態を示す状態信号が入力される入力部を備え、前記判定部は、前記入力部に入力された前記状態信号に基づいて、停止状態又は低速状態であるか否かを判定する。

0009

本発明にあっては、移動局が搭載される移動体の移動状態を示す状態信号が入力部に入力される。状態信号は、例えば移動体から出力される信号である。移動局の判定部は、入力部に入力された状態信号に基づいて、移動体に搭載された移動局が停止状態又は低速状態にあるか否かを判定する。つまり、移動局は、固定局から送信される電波を利用して移動局の移動状態を判定するのでは無く、外部入力された状態信号に基づいて移動局の移動状態を判定する構成である。
従って、移動局は、自身の移動状態を誤り無く判定し、前記補正量をより正確に演算することが可能になる。

0010

本発明に係る移動局は、自身の位置を逐次演算しており、前記演算部は、前記状態信号に基づいて前記判定部が停止状態又は低速状態であると判定し、かつ電波の送信時及び受信時の前記時間差に基づいて逐次演算された位置が連続的に変化している場合、前記補正量を演算する。

0011

本発明にあっては、状態信号に基づいて移動局が停止状態又は低速状態にあると判定され、かつ受信した電波を利用して逐次演算された位置が連続的に変化している場合、演算部は補正量を演算する。
移動体に搭載された移動局が停止状態又は低速状態にあっても、固定局から送信された電波が、遮蔽物によって遮蔽され、移動局に直接的に届いていない場合、前記補正量を正確に演算できないことがある。移動局が、固定局から送信された電波を直接受信できている状態にある場合、電波を利用して演算される位置は連続的に変化し、又は停止したままの状態にあるが、電波を直接受信できない状態に変化した場合、演算される位置が不連続的に変化する。そこで、移動局は、停止状態又は低速状態にあり、かつ演算部にて演算された位置が不連続的に変化していない場合に、時間の補正量を演算する。
従って、移動局は、自身の移動状態に加えて、電波の受信環境を考慮し、前記補正量をより正確に演算することが可能になる。

0012

本発明に係る移動局は、前記電波はスペクトラム拡散されたミリ波である。

0013

本発明にあっては、移動局は、スペクトラム拡散されたミリ波の電波を受信する。ミリ波は周波数が30〜300GHzの電波である。従って、移動局は、自身の位置をセンチメートルオーダで演算することが可能である。

0014

本発明に係る測位システムは、電波を送信する複数の固定局と、上述のいずれか一つの移動局とを備え、前記移動局の位置を演算する。

0015

本発明にあっては、測位システムは、複数の固定局と、移動局とを備える。移動局は、各固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差を補正するための補正量を、自身が停止状態又は低速状態にあるときに演算するため、前記補正量の演算を正確に行うことができ、その結果、正確な位置演算が可能になる。

0016

本発明に係る測位システムは、前記固定局は、指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信するようにしてある。

0017

本発明にあっては、固定局は、指向性を有する電波を異なる複数の方向へ時分割送信する。移動局は、固定局から異なる複数の方向へ送信された電波の内、少なくとも一つの電波を用いて、位置を演算する。固定局から電波が送信される一の方向において、固定局と、移動局との間に電波を遮る遮蔽物があったとしても、他の方向において遮蔽物が無ければ、移動局は固定局から他の方向へ送信される電波を直接受信することができる。
従って、移動局は、周りに電波を一部遮蔽する遮蔽物が存在していても、前記補正量を正確に演算することが可能になる。

0018

本発明に係る測位システムは、前記移動局は、前記複数の固定局に対して移動し、被搬送体を搬送する搬送装置に搭載されている。

0019

本発明にあっては、移動局は搬送装置に搭載されている。従って、移動局は、被搬送体を搬送する搬送装置の位置を正確に演算することが可能になる。

0020

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の固定局から送信された電波の送信時及び受信時の時間差に基づいて、自身の位置を演算させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、自身が停止状態又は自身の移動速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定する判定部と、該判定部が停止状態又は低速状態であると判定した場合、異なる複数組の前記時間差に基づいてそれぞれ演算される位置が整合するように、前記時間差を補正するための補正量を演算する演算部として機能させる。

0021

本発明にあっては、コンピュータを上述の移動局として機能させることができ、コンピュータは移動局の正確な位置演算を行うことが可能である。

発明の効果

0022

本発明によれば、移動局における時間補正を正確に行い、自身の位置を精度良く演算することができる移動局、当該移動局を備えた測位システム及びコンピュータプログラムを提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0023

実施形態1に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。
実施形態1に係る固定局の一構成例を示すブロック図である。
実施形態1に係る移動局の一構成例を示すブロック図である。
実施形態1に係る演算部の処理手順示すフローチャートである。
複数方向へ送信された電波の送受信タイミング及び相関値を示すタイミングチャートである。
実施形態2に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。
実施形態2に係る移動局の一構成例を示すブロック図である。
実施形態2に係る演算部の処理手順を示すフローチャートである。

実施例

0024

以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。本実施形態1に係る測位システムは、電波を送信する複数の固定局1、2、3と、各固定局1、2、3による電波の送信を制御する制御装置4と、搬送装置5に搭載された移動局6とを備える。

0025

搬送装置5は、被搬送体を搬送する装置であり、室内Rを移動する。被搬送体は、室内Rに設置された図示しない処理装置で処理される溶接部品電子部品基板ウエハ等の各種ワークである。搬送装置5は、例えば、所定のルートを移動する無人搬送車天井又は床上に設置された軌道を移動する搬送シャトル等の移動体である。搬送装置5の動作は生産管理システムES(Manufacturing Execute System)によって集中管理されている。なお、室内Rには固定局1、2、3から送信された電波を一部遮蔽する遮蔽物O1、O2、O3が存在しており、搬送装置5は遮蔽物O1、O2、O3を回避しながら室内Rを移動する。

0026

固定局1、2、3は、搬送装置5の移動経路干渉しないよう、室内Rの適宜箇所に離隔配置されている。例えば複数の固定局1、2、3は、室内Rの各隅に設置されている。固定局1、2、3には制御装置4が有線接続されており、各固定局1、2、3は制御装置4の制御に従って同期して動作する。具体的には、固定局1、2、3は、移動局6の位置演算に必要な電波を異なるタイミングで順次送信している。

0027

図2は、実施形態1に係る固定局1の一構成例を示すブロック図である。複数の固定局1、2、3は同一構成であるため、一の固定局1の構成を説明する。固定局1は、送信アンテナ1a、基準時計11、拡散符号発生器12、搬送波発生器13、乗算器14及び増幅器15を備える。

0028

基準時計11は、現在の時間に相当する計時信号発振し、拡散符号発生器12へ出力する。固定局1、2、3の基準時計11は、制御装置4の制御によって同期している。

0029

拡散符号発生器12は、基準時計11が発振する計時信号に同期して、信号をスペクトラム拡散させるための拡散符号を発生させ、発生させた拡散符号の信号を乗算器14へ出力する。拡散符号は例えば疑似雑音符号であり、拡散符号発生器12は、基準時計11が発振する計時信号を参照し、所定時点を起点にして拡散符号の発生を開始し、拡散符号の信号を出力する。拡散符号は、複数の固定局1、2、3で共通であり、各固定局1、2、3は電波を時分割で送信する。

0030

搬送波発生器13は、ミリ波の搬送波に係る信号を発生させ、発生させた搬送波の信号を乗算器14へ出力する。ミリ波は周波数が30〜300GHzの電波である。実施形態1に係る搬送波発生器13は、例えば60GHzの搬送波に係る信号を出力する。

0031

乗算器14は、拡散符号発生器12から出力された拡散符号の信号と、搬送波発生器13から出力された搬送波の信号とを乗算することによって、スペクトラム拡散変調された信号を生成し、スペクトラム拡散変調された信号を増幅器15へ出力する。
スペクトラム拡散変調された信号は、基準時計11に同期して発生した拡散符号を用いて変調された信号であるため、固定局1から当該信号が送信される送信時の情報を含むことになる。なお、移動局6の位置を正確に演算するために必要な補助的な情報があれば、当該情報を含む信号をスペクトラム拡散変調して出力するように構成しても良い。

0032

増幅器15は、乗算器14から出力された信号を増幅させ、増幅させた信号を送信アンテナ1aへ出力することによって、スペクトラム拡散変調されたミリ波の電波を移動局6へ送信させる。

0033

送信アンテナ1aは、指向性を有しており、送信アンテナ1aの電波送信方向周期的に切り替えることによって、異なる複数方向へ電波を送信する。例えば、固定局1は、図1に示すように第1方向へ電波A1を送信し、次いで、第2方向へ電波A2を送信し、次いで第3方向へ電波A3を送信する。
なお、電波の送信方向の切り替えは、固定局1が基準時計11の計時信号を参照し、所定周期自立的に切り替えるように構成しても良いし、制御装置4の制御に従って切り替える構成でも良い。

0034

図3は、実施形態1に係る移動局6の一構成例を示すブロック図である。移動局6は、例えば、図1及び図3に示すように室内Rを移動する搬送装置5に搭載されており、移動局6は搬送装置5と共に移動する。移動局6は、受信アンテナ6a、増幅器61、発振器62、混合器63、時計64、逆拡散符号発生器65、相関器66、入力部67及び演算部68を備える。

0035

受信アンテナ6aは増幅器61に接続されており、各固定局1、2、3から送信された電波を受信し、受信して得た信号を増幅器61へ出力する。

0036

増幅器61は、受信アンテナ6aが電波を受信して得た信号を増幅させ、増幅された信号を混合器63へ出力する。

0037

発振器62は、受信アンテナ6aが受信した信号の周波数を変換するための信号を混合器63へ発振する素子である。

0038

混合器63は、増幅器61から出力された信号と、発振器62から出力された信号とを混合することによって、周波数変換を行う。混合器63にて周波数変換された信号は、増幅され、図示しないフィルタを通じて相関器66へ出力される。

0039

時計64は、固定局1、2、3の基準時計11と同期して、現在の時間に相当する計時信号を発振し、逆拡散符号発生器65へ出力する。ただし、移動局6の時計64は、固定局1、2、3の基準時計11と必ずしも正確に同期していないため、時間の補正を要する。

0040

逆拡散符号発生器65は、スペクトラム拡散変調された信号を逆拡散するための逆拡散符号を、時計64が発振する計時信号に同期して発生させ、発生した逆拡散符号の信号を相関器66へ出力する。逆拡散符号発生器65は、複数の各固定局1、2、3でスペクトラム拡散変調された信号を逆拡散するための逆拡散符号をそれぞれ発生させることができ、逆拡散符号の信号を相関器66へ出力する。逆拡散符号は、例えば各固定局1、2、3で用いられる拡散符号を時間反転させた信号であり、逆拡散符号発生器65は、時計64が発振する計時信号を参照し、所定時点を起点にして逆拡散符号の発生を開始し、逆拡散符号の信号を出力する。

0041

相関器66は、混合器63から出力された信号と、逆拡散符号発生器65から出力された逆拡散符号の信号とを比較することによって、受信した信号に重畳している拡散符号と、逆拡散符号発生器65から出力された逆拡散符号との相関を取る。そして、相関器66は、各符号の相関が最大になる時点を求めることによって、受信した電波の送信時及び受信時の時間差、即ち固定局1、2、3及び移動局6間の電波の伝搬時間を特定し、特定された伝搬時間を演算部68へ出力する。また、相関器66は、各符号の相関が最大になった時の相関の大きさを示す相関値を演算部68へ出力する。更に、相関器66は、電波の送信元の固定局1、2、3を示す情報を演算部68へ出力する。固定局1、2、3は所定のタイミングで電波を順次送信しており、移動局6は、固定局1、2、3から送信された電波の受信タイミングから、相関値最大に係る電波の送信元である固定局1、2、3を特定することができる。なお、各固定局1、2、3がそれぞれ固有の拡散符号でスペクトラム拡散変調させた電波を送信している場合、相関器66は相関値が最大になる逆拡散符号を判別することによって、電波の送信元である固定局1、2、3を特定しても良い。また、電波に固定局1、2、3の識別子を含ませ、相関器66が電波に含まれる識別子に基づいて、電波の送信元である固定局1、2、3を特定するように構成しても良い。

0042

入力部67は、搬送装置5の移動状態を示す状態信号が入力されるインタフェースであり、入力部67は入力された状態信号を演算部68へ出力する。状態信号は、例えば、搬送装置5から出力される信号であり、搬送装置5が停止状態にあること、搬送装置5の移動速度、搬送作業の開始及び終了を示す情報等を示す信号である。

0043

演算部68は、例えばCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、記憶部、入出力ポート等を有するコンピュータである。記憶部は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)等の不揮発性メモリであり、移動局6の位置演算及び時間補正に係る処理をCPUに実行するためのコンピュータプログラム7aを記憶している。演算部68は、コンピュータプログラム7aを実行することにより、伝搬時間、相関値等の情報に基づいて、移動局6の位置を演算する。また、演算部68は、コンピュータプログラム7aを実行することにより、搬送装置5の移動状態に応じた時計64の時間補正を行う。
なお、本実施形態1に係るコンピュータプログラム7aは、記録媒体7にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部は、図示しない読出装置によって記録媒体7から読み出されたコンピュータプログラム7aを記憶する。記録媒体7はフラッシュメモリ等の半導体メモリである。また、記録媒体7はCD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM、BD(Blu-ray(登録商標)Disc)等の光ディスクでも良い。更に、記録媒体7は、フレキシブルディスクハードディスク等の磁気ディスク磁気光ディスク等であっても良い。更にまた、図示しない通信網に接続されている図示しない外部サーバから本実施形態1に係るコンピュータプログラム7aをダウンロードし、記憶部に記憶させても良い。

0044

図4は、実施形態1に係る演算部68の処理手順示すフローチャートである。移動局6の演算部68は、コンピュータプログラム7aを実行することにより、以下の処理を行う。演算部68は、相関器66から出力される各電波の伝搬時間及び相関値等を取得する(ステップS11)。そして、相関値が最大の電波に対応する伝搬時間を選択する(ステップS12)。

0045

図5は、複数方向へ送信された電波の送受信タイミング及び相関値を示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、上図は、固定局1から第1方向へ送信された電波A1の送受信タイミング及び相関値を示している。同様にして、中図及び下図は、固定局1から第2方向及び第3方向へ送信された電波A2,A3の送受信タイミング及び相関値を示している。図5に示すように固定局1は、異なる第1方向〜第3方向へ電波A1、電波A2及び電波A3を順次、時分割送信している。移動局6は、固定局1から各方向へ送信された電波A1、A2、A3を受信しており、演算部68は、ステップS11で各電波A1、A2、A3の伝搬時間及び相関値を取得する。相関値が高い程、固定局1から送信された電波の受信状態が良好であるため、演算部68は、ステップS12で相関値が最大の伝搬時間を選択する。図5に示す例では、第3方向へ送信された電波A3の伝搬時間を選択する。
他の固定局2から第1方向〜第3方向へ送信される電波B1、B2、B3についても同様であり、演算部68は、ステップS12で各電波B1、B2、B3の中から、相関値が最大の伝搬時間を選択する。また、演算部68は、固定局3から送信された電波C1、C2、C3の中から、相関値が最大の伝搬時間を選択する。

0046

次いで、演算部68は、各固定局1、2、3から送信された各電波の伝搬時間に基づいて、移動局6及び搬送装置5の位置を演算する(ステップS13)。例えば、演算部68は、双曲線航法によって、移動局6の位置を演算する。具体的には、演算部68は、位置が既知の2つの固定局1、2から送信された電波の伝搬時間から、固定局1、2を焦点とする双曲線を求め、また他の2つの固定局2、3から送信された電波の伝搬時間から、固定局2、3を焦点とする双曲線を求める。そして、演算部68は、各双曲線が交わる点を、現在の移動局6の位置として特定する。また、固定局1、2、3の基準時計11と、移動局6の時計64とは必ずしも正確に同期していないため、後述する補正量を用いて各電波の伝搬時間を補正して、移動局6の位置を演算している。

0047

次いで、演算部68は、状態信号に基づいて、搬送装置5が停止状態にあるか否かを判定する(ステップS14)。搬送装置5が停止状態にあると判定した場合(ステップS14:YES)、演算部68は、各電波の伝搬時間に基づいて、同期ずれした時計64の時間補正を行うための補正量を演算する(ステップS15)。具体的には、演算部68は、時間の補正量を未知数とし、任意の複数組の伝搬時間に基づいて演算される位置が互いに整合するように、補正量を演算する。当該補正量を用いて伝搬時間を補正することによって、任意の複数組の伝搬時間を用いて演算される位置の差分を最小にすることができる。演算部68は、搬送装置5が停止状態にあるときに演算した補正量を記憶する。そして、上述したように、演算部68は、ステップS13において搬送装置5が移動している際は、当該記憶した補正量を用いて、伝搬時間の補正を行い、移動局6の位置を演算する。

0048

次いで、ステップS15の処理を終えた場合、又はステップS14において停止状態に無いと判定した場合(ステップS14:NO)、演算部68は、測位処理終了条件を満たすか否かを判定する(ステップS16)。例えば、終了条件としては、搬送装置5が搬送作業を終えた場合、搬送装置5が停止したまま所定時間が経過した場合等が挙げられるが、特に限定されるものでは無い。

0049

測位処理の終了条件を満たさないと判定した場合(ステップS16:NO)、演算部68は処理をステップS11へ戻す。測位処理の終了条件を満たすと判定した場合(ステップS16:YES)、演算部68は処理を終える。

0050

このように構成された測位システム、移動局6及びコンピュータプログラム7aによれば、搬送装置5が停止状態にあるときに、固定局1、2、3の基準時計11及び移動局6の時計64を同期させる構成であるため、移動局6は、正確にかつ速やかに時間の補正量を演算することができる。そして、移動局6は、搬送装置5が移動している際は、停止状態時に演算した補正量を利用して、電波の伝搬時間を補正し、移動局6及び搬送装置5の位置を正確に演算することができる。

0051

また、移動局6は、移動中に前記補正量を演算する必要は無く、移動中であっても、停止時に演算した補正量を用いて速やかに移動局6及び搬送装置5の位置を演算することができる。

0052

更に、移動局6は、搬送装置5から出力される状態信号に基づいて、搬送装置5が停止状態にあるか否かを判定する構成であるため、移動局6の移動状態を誤り無く判定することができ、正確に補正量を演算することができる。

0053

更にまた、本実施形態1の測位システムは、スペクトラム拡散されたミリ波の電波を用いて、移動局6の位置を演算する構成であるため、センチメートルオーダで移動局6の位置を演算することができる。

0054

更にまた、固定局1、2、3は、指向性を有する電波を、異なる複数方向へ送信するように構成しているため、移動局6は、受信状態が良好な電波を選択して自身の位置を演算することができる。従って、搬送装置5が移動する室内Rに、固定局1、2、3から送信された電波を一部遮蔽する遮蔽物O1、O2、O3が存在していても、移動局6は、受信状態が良好な電波を用いて、移動局6の位置を正確に特定することができる。

0055

なお、本実施形態1では、移動局6は、搬送装置5が停止状態にあるか否かを判定し、搬送装置5が停止状態にあるときに時間補正を行う例を説明したが、これに限定されるものでは無い。例えば、移動局6は、搬送装置5の速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定し、低速状態にあるときに時間補正を行っても良い。所定速度は、例えば時速4km未満の速度である。所定速度は、特に限定されるものでは無く、位置演算精度に応じて適宜設定すれば良い。

0056

(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る測位システムの一構成例を示す模式図である。実施形態2に係る測位システムは、実施形態1と同様の固定局1、2、3、制御装置4、搬送装置5及び移動局206を備え、移動局206の構成及び処理内容、並びにコンピュータプログラム7a及び記録媒体207が実施形態1と異なる。また、搬送装置5が移動する室内Rの環境が異なる。その他の構成及び作用効果は実施形態1と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

0057

特に実施形態2においては、電波を遮蔽し得る遮蔽物O4、O5が室内Rに並び配されている。遮蔽物O4と、遮蔽物O5との隙間は、搬送装置5及び移動局206が進入できる程度に広く、遮蔽物O4、O5は、その間に進入した移動局206が各固定局1、2、3から送信された電波を直接受信できなくなる形状及び寸法を有する。以下、固定局1、2、3から送信された電波を直接受信できなくなる領域を遮蔽領域と呼ぶ。また、室内Rの適宜箇所には、固定局2、3から送信された電波を、遮蔽領域へ反射するリフレクタ8が設置されている。

0058

図7は、実施形態2に係る移動局206の一構成例を示すブロック図である。移動局206は、実施形態1の移動局6と同様の構成であり、更に各固定局1、2、3から送信される電波のドップラシフト量計測し、計測して得られたドップラシフト量を演算部68へ出力するドップラシフト計測部69を備える。演算部68は、ドップラシフト計測部69から出力されたドップラシフト量に基づいて、移動局206の移動速度ないし位置を推定することができる。特に、演算部68は、遮蔽物O4、O5間の遮蔽領域に搬送装置5が進入した際、ドップラシフト量を用いて移動局206の位置を推定する。

0059

図8は、実施形態2に係る演算部68の処理手順を示すフローチャートである。移動局206の演算部68は、コンピュータプログラム207aを実行することにより、以下の処理を行う。演算部68は、相関器66から出力される各電波の伝搬時間、相関値及びドップラシフト量等を取得する(ステップS211)。そして、相関値が最大の電波に対応する伝搬時間を選択する(ステップS212)。次いで、演算部68は、各固定局1、2、3から送信された各電波の伝搬時間に基づいて、移動局206及び搬送装置5の位置を演算し、又は推定する(ステップS213)。なお、演算部68は、移動局6が遮蔽領域にあり、位置の演算が困難である場合、直近位置演算結果及びドップラシフト量に基づいて、移動局6及び搬送装置5の位置を推定する。

0060

次いで、演算部68は、ステップS213にて演算した移動局206の位置に基づいて、遮蔽領域に搬送装置5が進入したか否かを判定する(ステップS214)。搬送装置5が遮蔽領域に進入すると、各固定局1、2、3から送信される電波の伝搬時間が見かけ上、不連続的に長くなるため、伝搬時間に基づいて算出される移動局206の位置は不連続的に変化する。そこで、演算部68は、固定局1、2、3から離れる方向へ移動局206の位置が不連続的に変化した場合、搬送装置5が遮蔽領域に進入したと判定する。また、演算部68は、相関値の低下も考慮して、遮蔽領域への進入を判定しても良い。

0061

搬送装置5が遮蔽領域に進入したと判定した場合(ステップS214:YES)、演算部68は、搬送装置5が遮蔽領域に進入したことを記憶する(ステップS215)。

0062

搬送装置5が遮蔽領域に進入していないと判定した場合(ステップS214:NO)、又はステップS215の処理を終えた場合、演算部68は、ステップS213にて演算して移動局206の位置に基づいて、搬送装置5が遮蔽領域から退出したか否かを判定する(ステップS216)。例えば、演算部68は、固定局1、2、3に近づく方向へ移動局206の位置が不連続的に変化した場合、搬送装置5が遮蔽領域から退出したと判定する。また、演算部68は、相関値の増加も考慮して、遮蔽領域からの退出を判定しても良い。

0063

搬送装置5が遮蔽領域から退出したと判定した場合(ステップS216:YES)、演算部68は、搬送装置5が遮蔽領域から退出したことを記憶する(ステップS217)。

0064

搬送装置5が遮蔽領域から退出していないと判定した場合(ステップS216:NO)、又はステップS217の処理を終えた場合、演算部68は、状態信号に基づいて、搬送装置5が停止状態にあるか否かを判定する(ステップS218)。搬送装置5が停止状態にあると判定した場合(ステップS218:YES)、搬送装置5が遮蔽領域にあるか否かを判定する(ステップS219)。遮蔽領域外にあると判定した場合(ステップS219:YES)、演算部68は、各電波の伝搬時間に基づいて、同期ずれした時計64の時間補正を行うための補正量を演算する(ステップS220)。

0065

ステップS220の処理を終えた場合、ステップS218において停止状態に無いと判定した場合(ステップS218:NO)、ステップS219において遮蔽領域内であると判定した場合(ステップS219:NO)、演算部68は、測位処理の終了条件を満たすか否かを判定する(ステップS221)。測位処理の終了条件を満たさないと判定した場合(ステップS221:NO)、演算部68は処理をステップS211へ戻す。測位処理の終了条件を満たすと判定した場合(ステップS221:YES)、演算部68は処理を終える。

0066

このように構成された実施形態2の測位システム、移動局206及びコンピュータプログラム207aによれば、移動局206は、自身が停止状態にあり、かつ遮蔽領域に無い場合に、補正量を演算する。従って、移動局6は、自身の移動状態に加えて、電波の受信環境を考慮し、前記補正量を正確に演算することができる。

0067

なお、本実施形態2では、移動局206は、搬送装置5が停止状態にあるか否かを判定し、搬送装置5が停止状態にあるときに時間補正を行う例を説明したが、これに限定されるものでは無い。例えば、移動局206は、搬送装置5の速度が所定速度未満の低速状態であるか否かを判定し、低速状態にあり、かつ搬送装置5が遮蔽領域に無いときに補正量を演算すると良い。

0068

また、本実施形態1及び2においては、移動局6が自身の移動状態を、搬送装置5から出力される状態信号に基づいて判定する例を説明したが、位置の演算精度に問題が無ければ、受信する電波に基づいて演算される位置情報に基づいて、自身の移動状態を判定しても良い。また、状態信号は必ずしも搬送装置5から出力される信号では無く、搬送装置5が停止して待機する箇所に設けられており、搬送装置5の進入によってオンオフするスイッチから出力される信号であっても良い。更に、搬送装置5の移動状態を把握している生産管理システムMESが、搬送装置5の移動状態を示す状態信号を移動局6へ送信するように構成しても良い。

0069

更に、本実施形態1及び2では、拡散符号及び逆拡散符号の相関を取って電波の送信時及び受信時の時間差を演算する例を説明したが、電波の伝搬時間を特定することができれば、その方法は特に限定されるものでは無い。例えば、固定局1、2、3は、送信時刻情報を含む電波を移動局6へ送信し、移動局6は電波の受信時刻を計時し、電波に含まれる送信時刻情報が示す送信時刻と、計時した受信時刻とに基づいて、電波の伝搬時間を演算しても良い。

0070

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0071

1、2、3固定局
1a送信アンテナ
4制御装置
5搬送装置
6,206移動局
6a受信アンテナ
7,207記録媒体
7a,207aコンピュータプログラム
8リフレクタ
11基準時計
12拡散符号発生器
13搬送波発生器
14乗算器
15増幅器
61 増幅器
62発振器
63混合器
64時計
65逆拡散符号発生器
66相関器
67 入力部
68演算部
69ドップラシフト計測部
R 室内
O1、O2、O3、O4、O5 遮蔽物

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